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WO2008013201A1 - Dispositif de régulation de puissance consommée, dispositif de traitement d'image, dispositif d'affichage auto-émetteur, dispositif électronique, procédé de régulation de puissance consommée et programme d'ordinateur - Google Patents

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WO2008013201A1
WO2008013201A1 PCT/JP2007/064585 JP2007064585W WO2008013201A1 WO 2008013201 A1 WO2008013201 A1 WO 2008013201A1 JP 2007064585 W JP2007064585 W JP 2007064585W WO 2008013201 A1 WO2008013201 A1 WO 2008013201A1
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WO
WIPO (PCT)
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power consumption
value
self
comparison reference
display device
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/064585
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuru Tada
Atsushi Ozawa
Original Assignee
Sony Corporation
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Publication date
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Priority to US11/992,092 priority patent/US9330594B2/en
Priority to EP07791301A priority patent/EP1916647A4/en
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    • G09G3/3291—Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements

Definitions

  • Power consumption control device image processing device, self-luminous display device, electronic device, power consumption control method, and computer program
  • the invention described in this specification relates to a technique for controlling power consumed by a self-luminous display device so as to satisfy allowable power consumption.
  • the invention proposed by the inventors has aspects as a power consumption control device, an image processing device, a self-luminous display device, an electronic device, a power consumption control method, and a computer program.
  • a self-luminous display device has a characteristic that power consumption constantly fluctuates depending on the content of a display image. For this reason, there is a need to establish a technology to control the power consumption of self-luminous display devices within the allowable power range!
  • the inventors have (a) a power consumption calculation unit that sequentially calculates the power value consumed by the self-luminous display device based on the video signal input from the beginning of each frame to the time of calculation. (B) When the calculated power consumption value is constantly compared with the comparison reference value to determine whether the power consumption value exceeds the comparison reference value, and when the power consumption value exceeds the comparison reference value, Is a power consumption state determination unit that detects the timing, and (c) if the power consumption value exceeds the comparison reference value, the peak luminance that controls the peak luminance of the self-luminous display device based on the detection timing! A power consumption control device having a control unit is proposed.
  • the power consumed by the self-luminous display device is calculated in real time with a simple system configuration, and is consumed only when the allowable power consumption value is exceeded. Power control can be performed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of a power consumption control device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a functional block configuration example of a power consumption calculation unit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between a gradation value and a current value.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a determination operation executed by a power consumption state determination unit.
  • FIG. 5 is a diagram showing a processing procedure until power consumption is calculated.
  • FIG. 6 is a diagram showing a control procedure for peak luminance conditions based on a calculated power consumption value.
  • FIG. 7 is a diagram showing another functional configuration example of the power consumption control device.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a determination operation executed by a power consumption state determination unit.
  • FIG. 9 is a diagram showing a control procedure for a peak luminance condition based on a calculated power consumption value.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a display device that employs a method of controlling the duty pulse length by applying control technique 1;
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the structure of a display pixel.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a duty pulse.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an internal configuration example of a duty pulse generating unit.
  • FIG. 14 is a diagram showing the contents of control by a duty pulse generator.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the calculated power consumption value and the generated duty pulse length.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a display device that adopts a method of controlling a power supply voltage value by applying control technique 1;
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the structure of a display pixel.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a basic supply example of a power supply voltage supplied from a power supply voltage source.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the internal configuration of the power supply voltage control unit.
  • FIG. 20 is a diagram showing the control relationship between the excess timing signal and the power supply voltage.
  • FIG. 21 A diagram showing the relationship between the calculated power consumption value and the generated power supply voltage.
  • FIG. 22 A diagram showing an example of a display device that adopts a method of controlling the power supply voltage value by applying the control technique 2.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of an internal configuration of a power supply voltage control unit.
  • FIG. 24 is a diagram showing the control relationship between the excess timing signal and the power supply voltage.
  • FIG. 25 is a diagram showing the control relationship between the excess timing signal and the power supply voltage.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the calculated power consumption value and the generated power supply voltage.
  • FIG. 27 is a diagram showing a relationship between a calculated power consumption value and a generated power supply voltage.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of mounting on a self-luminous display device.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example of mounting on an image processing apparatus.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of mounting on an electronic device.
  • Sono 31 is a diagram showing an example of mounting on an electronic device.
  • Sono 32 is a diagram showing an example of mounting on an electronic device.
  • Sono 33 is a diagram showing an example of mounting on an electronic device.
  • FIG. 34 is a diagram showing an example of mounting on an electronic device.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining another relationship between the occurrence timing of the peak luminance condition and the execution timing of the peak luminance control.
  • FIG. 36 is a diagram for explaining another relationship between the generation timing of the peak luminance condition and the execution timing of the peak luminance control.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining another usage example of a duty pulse.
  • an organic EL display panel having a matrix pixel structure is used.
  • it is premised on the use of a self-luminous display panel in which an organic EL element is arranged at the intersection of the Y electrode (data line) and the X electrode (gate line) on the glass substrate.
  • the OLED panel here is for color display. Therefore, one pixel (pixel) on the display is composed of pixels (subpixels) corresponding to the three colors of RGB.
  • a line-sequential drive scanning method is adopted as the drive method of the organic EL display panel here.
  • a driving method that controls lighting of pixels in units of one horizontal line is adopted.
  • an organic EL panel in which a capacitor is mounted on the pixel circuit corresponding to each organic EL element is used.
  • the organic EL display panel lights up in the same manner as in the frame sequential drive scanning method. In other words, writing of gradation information (voltage value) is executed in units of horizontal lines, and lighting of each pixel based on the gradation information (voltage value) is continued for one frame from the writing time point.
  • FIG. 1 shows a basic configuration of the power consumption control device 1 proposed by the inventors.
  • the power consumption control device 1 includes three functional blocks: a power consumption calculation unit 3, a power consumption state determination unit 5, and a peak luminance control unit 7.
  • the power consumption calculation unit 3 is a processing device that sequentially calculates the power value consumed by the self-luminous display device based on the video signal input up to the start power calculation time of each frame. That is, the power consumption calculation unit 3 resets the calculated value at the time of detection of the vertical synchronization signal, and then calculates the power consumption according to the input video signal (image content) in pixel units or horizontal line cycles. Perform cumulative update processing.
  • the power consumption state determination unit 5 constantly compares the calculated power consumption value with the comparison reference value, This is a processing device that determines whether or not the power consumption value exceeds the allowable power consumption value (comparison reference value). Further, when it is determined that the power consumption value exceeds the allowable power consumption value (comparison reference value), the power consumption state determination unit 5 also executes a process of detecting the timing.
  • the determination timing of the excess time is determined for each pixel or horizontal line, although the update timing of the power consumption value is also affected.
  • the peak luminance control unit 7 is a processing device that controls the peak luminance of the organic EL panel module 9 based on the detection timing when the power consumption value exceeds the allowable power consumption value (comparison reference value). is there.
  • For peak brightness control there are a method of variably controlling the lighting time length (duty pulse length) within one frame and a method of controlling the supply voltage supply 'stopping required for driving the organic EL elements to light up! /, Use either one. The control method corresponding to each method will be described later.
  • FIG. 2 shows a functional block configuration of the power consumption calculation unit 3.
  • the power consumption calculation unit 3 in this embodiment includes three functional blocks: a current value conversion unit 11, a current value accumulation unit 13, and a power consumption calculation unit 15.
  • the current value converter 11 is a processing device that converts a video signal (gradation value) corresponding to each pixel into a current value i.
  • the current value conversion unit 11 uses the conversion table storing the correspondence relationship between the gradation value and the current value flowing through the organic EL element, and converts the gradation value corresponding to each pixel into the current value. Execute the conversion process.
  • FIG. 3 shows an example of the correspondence relationship between the gradation value and the current value. As shown in Fig. 3, there is generally a non-linear correspondence between gradation values and current values. This correspondence is determined by prior experiments. In the case of this example, this correspondence is stored in the conversion table.
  • the current value accumulating unit 13 is a processing device that calculates a total value of current values i corresponding to video signals input from the beginning of the frame to the time of calculation. Basically, pixel unit To update the total current value. However, it is also possible to accumulate current values for the horizontal resolution and calculate the total current value at a rate of once per horizontal line period.
  • the power supply voltage Vcc is fixed. However, if the power supply voltage value Vcc is variably controlled with peak brightness control, etc., the power supply voltage value Vcc at the time of calculation is used.
  • FIG. 4 shows the contents of the processing operation executed by the power consumption state determination unit 5.
  • Fig. 4 (A) shows the vertical sync pulse VS that gives the start position of one frame.
  • Fig. 4 (B) shows a video signal sequence that appears in one frame period. The video signal sequence appears for the number of vertical resolutions at the timing synchronized with the horizontal sync pulse.
  • FIGS. 4C and 4D show changes in power consumption due to the display of the video signal input in one frame period.
  • the video signal is in the case of moving image, the contents whether the method of controlling the peak brightness is this a force s an error occurs between the actual power consumption values and consumption value of the calculated.
  • FIG. 4 (C) shows an example in which the power consumption calculated based on the video signals constituting one frame does not exceed the allowable power consumption.
  • the power consumption state determination unit 5 does not output a signal indicating that the allowable power consumption value has been exceeded.
  • FIG. 4 (D) shows an example in which the power consumption calculated based on the video signal constituting one frame exceeds the allowable power consumption during the frame period.
  • the power consumption state determination unit 5 outputs an excess timing signal indicating the excess at the timing when the power consumption value exceeds the allowable power consumption value.
  • This output time point is a pixel unit or a horizontal line unit.
  • more accurate timing can be detected in pixel units.
  • an appropriate one is selected in consideration of the accuracy required for the calculation, the load required for the calculation, the effect of controlling the peak luminance, and the like.
  • Fig. 5 shows the processing procedure until the power consumption value is calculated.
  • Fig. 6 shows the processing procedure until the control content of the peak luminance is determined based on the calculated power consumption value.
  • the power consumption calculation unit 3 converts sequentially input video signals (gradation values) into current values i (Sl). Next, the power consumption calculation unit 3 cumulatively adds the current values i corresponding to the respective pixels obtained by the conversion process, and calculates the total value I of the current values (S2).
  • the power consumption calculation unit 3 multiplies the total value I by the power supply voltage Vcc to display the video signal input from the beginning of each frame to the time of calculation.
  • a power value W to be consumed is calculated (S3). Each time the power consumption value W is newly updated, it is output to the power consumption state determination unit 5. These processing operations are repeatedly executed.
  • the power consumption state determination unit 5 determines whether or not the power consumption value W exceeds the allowable power consumption value (S11).
  • the peak luminance control unit 7 maintains the set peak luminance condition (S12).
  • the preset peak luminance condition is output to the organic EL panel module 9. Thereafter, the peak luminance control unit 7 determines whether or not the frame period has ended, and returns to the determination process of the process S11 while the determination result is obtained (S13). Incidentally, when a positive result is obtained (when one frame is completed), the peak luminance control unit 7 resets the peak luminance condition in preparation for processing in the next frame period.
  • the peak luminance control unit 7 detects when the power consumption value excess is detected (excess detection timing). (S14).
  • U in one frame
  • the peak luminance condition is changed in a direction to shorten the lighting time of the organic EL element, and the result is output to the organic EL panel module 9.
  • the duty pulse length is changed in such a direction that the earlier the detection of the excess timing signal appears, the shorter the duty pulse length.
  • the duty pulse is transferred to the next stage line by line in synchronization with the horizontal synchronization noise of the first line of the display panel. For this reason, the duty pulse with a shortened lighting time propagates to the entire screen over one frame period. As a result, the lighting time of each horizontal line is shortened uniformly, and the power consumption during this period is suppressed.
  • the earlier the detection of the excess timing signal appears the earlier the power supply voltage Vcc is changed to 0V within one frame period.
  • the power supply voltage Vcc is commonly applied to all pixels (all organic EL elements). Therefore, when the power supply voltage Vcc is changed to 0V, the entire screen is controlled to be in a non-lighting state (black screen) from the change point to the end point of the frame. As a result, the screen appears dark to the user, but power consumption can be reliably suppressed.
  • the peak luminance control operation is executed only when the power consumption exceeds the allowable power consumption. Therefore, as long as the power consumption value does not exceed the allowable power consumption value, an image is displayed with an optimized image quality under a preset peak luminance condition.
  • this processing method does not use any frame memory. This makes it possible to reduce the size of the processing system. Therefore, even when it is mounted on an organic EL display device or other electronic devices, it can be mounted on a part of an existing semiconductor integrated circuit. This eliminates the need for a new layout space and external wiring during mounting.
  • the second control technique is the same as the first control technology except for the specific method of controlling peak luminance. Therefore, the basic configuration of the self-luminous display panel and power consumption control device used is the same as in Control Technology Example 1. [0040] (B— 1) Basic configuration of power consumption control device
  • FIG. 7 shows a basic configuration of the power consumption control device 21 proposed by the inventors.
  • the power consumption control device 21 includes three functional blocks: a power consumption calculation unit 3, a power consumption state determination unit 23, and a peak luminance control unit 25.
  • the power consumption state determination unit 23 and the peak luminance control unit 25 will be described.
  • the power consumption state determination unit 23 constantly compares the calculated power consumption value with two kinds of comparison reference values (allowable power consumption value and half of the power value), and the power consumption value is compared with each comparison reference value. It is a processing device that determines whether or not the value is exceeded.
  • the power consumption state determination unit 23 calculates a difference between the current power consumption value and the allowable power consumption value until the power consumption value exceeds the allowable power consumption value. Execute the process to be issued. Also in this case, the determination timing of the excess time is determined for each pixel or horizontal line.
  • the peak luminance control unit 25 executes an operation for controlling the peak luminance to 0 (zero). In this way, the peak luminance control unit 25 reduces the amount of change in peak luminance by taking into account the current power consumption, excess timing, etc., rather than forcibly switching the peak luminance to 0 (zero). It differs from control technology 1 in that it is controlled so as to be loose.
  • the peak luminance control method itself is the same as control technology 1, and the method of sequentially varying the lighting time length (duty pulse length) within one frame and the power supply voltage required for driving the lighting of the organic EL element. Use any of the methods of successively controlling the value.
  • FIG. 8 shows the contents of the processing operation executed by the power consumption state determination unit 23.
  • figure 8 (A) is a vertical sync pulse VS that gives the start position of one frame.
  • Fig. 8 (B) shows a video signal sequence that appears in one frame period. The video signal sequence appears for the number of vertical resolutions at the timing synchronized with the horizontal sync pulse.
  • FIGS. 8C and 8D show changes in power consumption due to the display of the video signal input in one frame period.
  • Fig. 8 (C) shows an example in which the power consumption calculated based on the video signal composing one frame does not exceed half of the allowable power consumption.
  • the power consumption state determination unit 23 does not output an excess timing signal indicating that one-half of the allowable power consumption value has been exceeded.
  • FIG. 8D shows a case where the power consumption calculated based on the video signal constituting one frame exceeds half the allowable power consumption value and exceeds the allowable power consumption value during the frame period.
  • the power consumption state determination unit 23 outputs an excess timing signal indicating the excess at the timing when the power consumption value exceeds each comparison reference value.
  • the power consumption control executed by the power consumption control device 21 having the above-described functional configuration will be described from the viewpoint of the processing procedure. Note that the processing procedure up to the calculation of the power consumption value is the same, and is omitted.
  • Figure 9 shows the processing procedure after the power consumption value is calculated.
  • the power consumption state determination unit 23 determines whether or not the power consumption value W exceeds half of the allowable power consumption value (S21).
  • the peak luminance control unit 23 maintains the set peak luminance condition (S22).
  • the preset peak luminance condition is output to the organic EL panel module 9. Thereafter, the peak luminance control unit 23 determines whether or not the frame period has ended, and returns to the determination process of the process S21 while the determination result is obtained (S23). Incidentally, when a positive result is obtained (when one frame is completed), the peak luminance control unit 25 resets the peak luminance condition to prepare for the processing of the 7-fire frame period.
  • the peak luminance control unit 25 further determines whether or not the power consumption value exceeds the allowable power consumption value (S24).
  • the peak luminance control unit 25 changes the peak luminance to 0 (zero) (S25).
  • the peak luminance control unit 25 determines the amount of power that can be consumed and the current position. Change to the peak luminance condition according to (S26).
  • the earlier the timing exceeds one half of the allowable power consumption the faster the peak luminance becomes smaller in order to suppress the subsequent increase in power consumption.
  • the peak luminance condition is determined by the combined action of these two kinds of control conditions. As a result, until the current power consumption value exceeds the allowable power consumption value, control is performed so that the peak luminance gradually decreases within the range between the set peak luminance and 0 (zero).
  • FIG. 10 illustrates an example of a display device described in this specific example.
  • the display device here includes an organic EL panel module 9 and a power consumption control device 51.
  • OLED panel module 9 consists of timing control unit 31, data line driver 33, gate It consists of line drivers 35 and 37 and an organic EL display panel 39.
  • the timing control unit 31 is a control device that generates a timing signal necessary for screen display based on a video signal.
  • the data line driver 33 is a circuit that drives the data lines of the organic EL display panel 39.
  • the data line driver 33 converts the gradation value specifying the light emission luminance of each pixel into an analog voltage value and executes an operation for supplying the analog voltage value to the data line.
  • the data line driver 33 is composed of a known drive circuit.
  • the gate line driver 35 is a circuit that selectively drives a gate line provided for selecting a horizontal line for writing a gradation value by a line sequential scanning method.
  • the gate line driver 35 is composed of a shift register having a number of stages corresponding to the vertical resolution.
  • the horizontal line selection signal is sequentially shifted at the timing synchronized with the horizontal synchronization pulse, and is applied to the gate line extending in the horizontal direction through each register stage.
  • the gate line driver 35 is also composed of a known drive circuit.
  • the gate line driver 37 is a circuit that drives a gate line provided for transferring a duty pulse by a line sequential scanning method.
  • the gate line driver 37 is also composed of a shift register having the number of stages corresponding to the number of vertical resolutions. In this application example, a new duty pulse is input to the first register stage and sequentially transferred at each horizontal synchronization timing.
  • the organic EL display panel 39 is a display device in which display pixels are arranged in a matrix.
  • FIG. 11 shows a circuit example of the display pixel 41.
  • the display pixel 41 is arranged at the intersection of the data line and the gate line.
  • the display pixel 41 includes a data switch element Tl, a capacitor, a current supply element 2 and a light emission period control element 3.
  • the data switch element T1 is a transistor that controls the taking-in of the voltage value applied through the data line.
  • the capture timing is controlled by the gate line driver 35.
  • the capacitor C1 is a storage element that holds the acquired voltage value for one frame. By using the capacitor C1, a light emission mode similar to that in the field sequential driving is realized.
  • the current supply element ⁇ 2 generates a drive current corresponding to the voltage value of the capacitor C1 as an organic EL element D1.
  • the light emission period control element T3 is a transistor that controls supply and stop of the drive current to the organic EL element D1.
  • the light emission period control element ⁇ 3 is arranged in series with respect to the drive current supply path. While the light emission period control element ⁇ 3 is on, the organic EL element D1 is lit. On the other hand, the organic EL element D1 is turned off while the light emission period control element ⁇ 3 is off.
  • FIG. 12 shows an example of duty pulses used in this specific example.
  • the L level length of the duty pulse corresponds to the lighting time length of the organic EL element.
  • the maximum lighting time is one frame period as shown in Fig. 12 (A).
  • the set duty pulse length is set to about 70% of the maximum lighting time.
  • the power consumption control device 51 is composed of three functional blocks: a power consumption calculation unit 3, a power consumption state determination unit 5, and a duty pulse generation unit 53.
  • a component unique to this example is a duty pulse generator 53.
  • the duty pulse generator 53 generates a set duty pulse or a duty pulse having an arbitrary length and outputs it to the organic EL panel module 9.
  • the duty pulse generated by the duty pulse generator 53 is given to the gate line driver 37 in the organic EL panel module 9 and used for controlling the lighting time of the organic EL display panel 39.
  • the duty pulse is generated at a timing synchronized with the vertical synchronization pulse.
  • FIG. 13 shows an internal configuration example of the duty pulse generator 53.
  • the duty pulse generator 53 is composed of two functional blocks, a set duty pulse generator 61 and an OR circuit 63.
  • the set duty pulse generator 61 is a processing device that generates a fixed-length duty pulse set in advance.
  • the OR circuit 63 is a processing device that generates a control duty pulse by calculating a logical sum of the excess timing signal and the set duty pulse.
  • the excess timing signal is given at the L level until the power consumption value exceeds the allowable power consumption value, and after that, the H level signal is maintained at the H level.
  • FIG. 14 shows the operation content of the duty pulse generator 53.
  • Figure 14 (A) shows the vertical synchronization noise VS that gives the start position of one frame.
  • Figure 14 (B) shows the set duty pulse.
  • FIG. 14C is an excess timing signal output from the power consumption state determination unit 5.
  • FIG. 14D shows the duty pulse output from the OR circuit 63.
  • FIG. 15 shows the relationship between the calculated power consumption value and the generated duty pulse length.
  • FIG. 15 (A) shows a vertical synchronization pulse VS that gives the start position of one frame.
  • FIG. 15B shows a video signal sequence that appears in one frame period. Video signal sequences appear in the number of vertical resolutions at the timing synchronized with the horizontal synchronization panel.
  • FIG. 15C shows the transition of the power consumption value calculated by the power consumption calculation unit 3 based on the input video signal in the frame.
  • the calculated power consumption value represents a case where the calculated power consumption value becomes larger than the allowable power consumption value at a point earlier than the set panel length.
  • FIG. 15D shows the duty pulse output from the duty pulse generator 53.
  • the duty pulse rises to the H level at the timing when the power consumption value exceeds the allowable power consumption value, and the lighting time within the frame time is greatly shortened. As the pulse length becomes shorter than the set pulse length in this way, an increase in the power consumption value that is actually consumed is suppressed.
  • FIG. 16 illustrates an example of a display device described in this specific example. Note that FIG. 16 also shows parts corresponding to FIG.
  • the display device here includes an organic EL panel module 9 and a power consumption control device 71.
  • OLED panel module 9 First, a configuration example of the organic EL panel module 9 will be described. OLED panel module
  • a timing control unit 31 includes a timing control unit 31, a data line driver 33, a gate line driver 35, an organic EL display panel 39, and a power supply voltage source 81.
  • Example 1 Except for the power supply voltage source 81, this example is the same as Example 1. However, in the case of Example 1, a power supply voltage source is actually installed. However, the specific example 1 is different from the present example in that it is a voltage source common to the capacitor C1 and the current supply element T2, and the power supply voltage to be supplied is also fixed.
  • FIG. 17 shows the connection relationship with the display pixels in this example.
  • the power supply voltage generated by the power supply voltage source 81 is applied only to one electrode of the current supply element T2.
  • a fixed potential is supplied to one electrode of the capacitor C1 from a power source voltage source (not shown).
  • FIG. 18 shows a supply example of the power supply voltage supplied from the power supply voltage source 81.
  • a constant power supply voltage is basically supplied to the power supply line.
  • Figure 18 (A) shows a vertical sync pulse VS that gives the start position of one frame.
  • Figure 18 (B) shows a video signal sequence that appears in one frame period.
  • the functional block configuration of the power consumption control device 71 is shown.
  • the power consumption control device 71 includes three function blocks, that is, a power consumption calculation unit 3, a power consumption state determination unit 5, and a power supply voltage control unit 73.
  • a component unique to this specific example is a power supply voltage control unit 73.
  • the power supply voltage control unit 73 basically generates a constant voltage value, but forcibly resets the power supply voltage value to 0 (zero) after the timing when the power consumption exceeds the allowable power consumption value.
  • FIG. 19 shows an internal configuration example of the power supply voltage control unit 73.
  • the power supply voltage control unit 73 includes two functional blocks, a power supply voltage value memory 83 and a multiplication circuit 85.
  • the power supply voltage value memory 83 is a storage element that stores a power supply voltage value determined in advance in consideration of the gamma characteristics of the organic EL element.
  • the multiplication circuit 85 multiplies the set power supply voltage value by the excess timing signal, and the multiplication result Is a processing device that outputs as a power supply voltage value.
  • the excess timing signal is given at the H level until the power consumption value exceeds the allowable power consumption value, and after that, it is switched to the L level.
  • FIG. 20 shows the operation content of the power supply voltage control unit 73.
  • Figure 20 (A) shows a vertical synchronization noise VS that gives the start position of one frame.
  • Figure 20 (B) shows the excess timing signal.
  • FIG. 20C shows a power supply voltage value output from the power supply voltage control unit 73.
  • FIG. 21 shows the relationship between the calculated power consumption value and the generated power supply voltage value.
  • Figure 21 (A) shows a vertical sync pulse VS that gives the start position of one frame.
  • FIG. 21B shows a video signal sequence that appears in one frame period. The video signal sequence appears in the number of vertical resolutions at the timing synchronized with the horizontal synchronization noise.
  • FIG. 21C shows the transition of the power consumption value calculated by the power consumption calculation unit 3 based on the input video signal in the frame.
  • the calculated power consumption value represents a case where the calculated power consumption value becomes larger than the allowable power consumption value at a point earlier than the set panel length.
  • FIG. 21D shows the power supply voltage value output from the power supply voltage control unit 73.
  • the power supply voltage value is forcibly set to 0 (zero) when the power consumption value exceeds the allowable power consumption value. As a result, the flashing of the entire screen is stopped until the end of the corresponding frame.
  • FIG. 22 illustrates an example of a display device described in this specific example.
  • the display device here is an OLED panel module.
  • Module 9 and a power consumption controller 91.
  • the configuration of the organic EL panel module 9 is the same as that described in Example 2.
  • the power consumption control device 91 is composed of three functional blocks: a power consumption calculation unit 3, a power consumption state determination unit 23, and a power supply voltage control unit 93.
  • a component unique to this specific example is a power supply voltage control unit 93.
  • the power supply voltage controller 93 basically generates a constant voltage value, but after the timing when the power consumption exceeds one-half of the allowable power consumption value, the difference between the power consumption value at the time of calculation and the allowable power consumption value is the difference.
  • the power S operates to decrease the power supply voltage as the force S decreases.
  • FIG. 23 shows an internal configuration example of the power supply voltage control unit 93.
  • the power supply voltage control unit 93 is composed of two functional blocks, a power supply voltage value memory 95 and an arithmetic circuit 97.
  • the power supply voltage value memory 95 is a storage element that stores a power supply voltage value determined in advance in consideration of the gamma characteristic of the organic EL element.
  • the arithmetic circuit 97 determines an appropriate power supply voltage based on the magnitude relationship between the power consumption value Wnow at the time of processing and two comparison reference values (the allowable power consumption value and a half of the allowable power consumption value). A processing device that outputs a value. In this example, while the power consumption value Wnow is less than half of the allowable power consumption value, the setting value read from the power supply voltage value memory 95 is output as it is.
  • Power supply voltage value ((L Wnow) / U X (scan position / number of vertical resolutions) X set voltage value
  • the scan position is given as the position from the top of the horizontal line at the time of calculating the power consumption value Wnow.
  • the earlier the timing at which the power consumption value Wnow exceeds 1/2 of the allowable power consumption value L, the smaller the multiplier ( scan position / vertical resolution number) in the second term.
  • FIG. 24 and FIG. 25 show the operation contents of the power supply voltage control unit 93.
  • Fig. 24 shows the end of one frame even though the power consumption value Wnow exceeds half of the allowable power consumption value L. This corresponds to an operation example in the case where the allowable power consumption value is not exceeded.
  • Figure 25 corresponds to an operation example when the power consumption value Wnow exceeds the allowable power consumption value L by the end of one frame.
  • FIG. 24 (A) and Fig. 25 (A) are vertical synchronization pulses VS giving the start position of one frame.
  • FIG. 24 (B1) and FIG. 25 (B1) are the excess timing signals 1 that give the timing when the power consumption value Wnow exceeds one half of the allowable power consumption value L.
  • FIG. 24 (B2) and FIG. 25 (B 2) are the excess timing signal 2 that gives the timing when the power consumption value Wnow exceeds the allowable power consumption value L.
  • Figure 24 shows that only the excess timing signal 1 changes from L level to H level in the middle of one frame, while Figure 25 shows that both of the excess timing signals 1 and 2 are in the middle of one frame. Change from level to H level!
  • 24 (C) and 25 (C) are power supply voltage values output from the power supply voltage control unit 93.
  • the power supply voltage value does not change in a binary manner, but decreases so as to continuously approach 0 (zero).
  • the power consumption value Wnow does not exceed the allowable power consumption value L at the end of one frame
  • the power supply voltage value changes so as to approach the voltage value calculated according to the difference.
  • image quality degradation can be minimized compared to when the screen is controlled to be turned off in a binary manner.
  • Figures 26 and 27 show the relationship between the calculated power consumption value and the generated power supply voltage value.
  • Fig. 26 (A) and Fig. 27 (A) show the vertical synchronization pulse VS that gives the start position of one frame.
  • FIG. 26 (B) and FIG. 27 (B) are video signal sequences appearing in one frame period. The video signal sequence appears for the number of vertical resolutions at the timing synchronized with the horizontal synchronization noise.
  • FIGS. 26 (C) and 27 (C) show the transition of the power consumption value calculated by the power consumption calculation unit 3 in the frame based on the input video signal.
  • Figure 26 corresponds to the case where the power consumption value does not exceed the allowable power consumption value until the end of one frame. This corresponds to the case where the power consumption value exceeds the allowable power consumption value.
  • FIG. 26 (D) and FIG. 27 (D) show the power supply voltage value output from the power supply voltage control unit 73.
  • the control of the power supply voltage value is reflected until the duty pulse is at the H level.
  • the lighting of the organic EL element is also executed by the duty pulse, so the control of the power supply voltage is reflected when the duty pulse switches to the L level and when the power supply voltage is 0 (zero). It ’s up to the point of time!
  • the screen brightness within the frame time is continuously reduced, and the deterioration of the image quality due to the sudden decrease in the screen brightness can be avoided.
  • the entire screen is forcibly controlled to be turned off, so that the actual power consumption value can be reliably suppressed. I can do it.
  • these devices include self-luminous display devices (panel modules).
  • a self-luminous display device 101 shown in FIG. 28 includes a display panel 103 and a power consumption control device 105.
  • Image processing apparatus As shown in FIG. 29, these devices can also be mounted on an image processing device 121 as an external device that supplies a video signal to the self-luminous display device 11.
  • An image processing device 121 shown in FIG. 29 includes an image processing unit 123 and a power consumption control device 125.
  • These devices can be mounted on various electronic devices including a self-luminous display device.
  • the electronic device here may be portable or stationary. Further, the self-luminous display device is not necessarily provided in the electronic device.
  • the power consumption detection device and the peak luminance control device can be mounted on the broadcast wave receiving device.
  • FIG. 30 shows a functional configuration example of the broadcast wave receiving apparatus.
  • the broadcast wave receiving apparatus 201 includes a display panel 203, a system control unit 205, an operation unit 207, a storage medium 209, a power supply 211, and a tuner 213 as main constituent devices.
  • system control unit 205 is composed of, for example, a microprocessor.
  • a system control unit 205 controls the operation of the entire system.
  • the operation unit 207 includes a graphic user interface as well as a mechanical operator.
  • the storage medium 209 is used as a storage area for firmware and application programs in addition to data corresponding to images and videos displayed on the display panel 203.
  • the power source 21 1 uses a battery power source when the broadcast wave receiving apparatus 201 is portable. Of course, when the radio wave receiving apparatus 201 is a stationary type, a commercial power source is used.
  • the tuner 213 is a wireless device that selectively receives broadcast waves of a specific channel selected by the user from incoming broadcast waves.
  • This configuration of the broadcast wave receiving apparatus can be used when applied to, for example, a television program receiver and a radio program receiver.
  • FIG. 31 is a functional configuration example when applied to an audio apparatus as a playback device.
  • the audio device 301 as a playback device includes a display panel 303, a system control unit 305, and an operation unit.
  • the production unit 307, the storage medium 309, the power source 311, the audio processing unit 313, and the speaker 315 are the main constituent devices.
  • the system control unit 305 is constituted by, for example, a microprocessor.
  • a system control unit 305 controls the operation of the entire system.
  • the operation unit 307 includes a graphic user interface as well as a mechanical operator.
  • the storage medium 309 is a storage area for firmware and application programs in addition to audio data.
  • the power source 311 uses a battery power source when the audio device 301 is portable. Of course, when the audio device 301 is a stationary type, a commercial power source is used.
  • the audio processing unit 313 is a processing device that processes audio data.
  • the decompression process of the compression-encoded audio data is also executed.
  • the speaker 315 is a device that outputs the reproduced sound.
  • the audio processing unit 301 realizes a function of compressing and encoding audio data.
  • FIG. 32 is a functional configuration example when applied to a communication device.
  • the communication device 401 includes a display node 403, a system control unit 405, an operation unit 407, a storage medium 409, a power supply 411, and a wireless communication unit 413 as main constituent devices.
  • the system control unit 405 is constituted by, for example, a microprocessor.
  • a system control unit 405 controls the operation of the entire system.
  • the operation unit 407 is a mechanical operation element.
  • the storage medium 409 is used as a storage area for firmware and application programs in addition to data files corresponding to images and videos displayed on the display panel 403.
  • the power source 411 uses a battery power source when the communication device 401 is portable. Of course, when the communication device 401 is a stationary type, a commercial power source is used.
  • the wireless communication unit 413 is a wireless device that transmits and receives data to and from other devices. This configuration of the communication device is used when applied to, for example, a stationary phone or a mobile phone. That's the power S.
  • FIG. 33 is a functional configuration example when applied to an imaging apparatus.
  • the imaging apparatus 501 includes a display node 503, a system control unit 505, an operation unit 507, a storage medium 509, a power source 511, and an imaging unit 513 as main constituent devices.
  • system control unit 505 is composed of, for example, a microprocessor.
  • a system control unit 505 controls the operation of the entire system.
  • the operation unit 507 is equipped with mechanical controls.
  • the storage medium 509 is used as a storage area for firmware and application programs in addition to data files corresponding to images and videos displayed on the display panel 503.
  • the power source 51 1 uses a battery power source when the imaging device 501 is portable. Of course, when the imaging device 501 is a stationary type, a commercial power source is used.
  • the imaging unit 513 includes, for example, a CMOS sensor and a signal processing unit that processes an output signal thereof.
  • This configuration of the image pickup apparatus can be used when applied to, for example, a digital camera, a video camera, or the like.
  • FIG. 34 is a functional configuration example when applied to a portable information processing apparatus.
  • the information processing apparatus 601 includes a display panel 603, a system control unit 605, an operation unit 607, a storage medium 609, and a power source 611, as main constituent devices.
  • the system control unit 605 is constituted by, for example, a microprocessor.
  • a system control unit 605 controls the operation of the entire system.
  • the operation unit 607 is a mechanical operation element.
  • the storage medium 609 is used as a storage area for firmware and application programs in addition to data files corresponding to images and videos displayed on the display panel 603.
  • the power source 61 1 uses a battery power source when the information processing apparatus 601 is portable.
  • the information processing apparatus 601 is a stationary type, a commercial power source is used.
  • the organic EL display panel has been described as an example.
  • this display control technology can be widely applied to other self-luminous display devices.
  • it can be applied to inorganic EL display panels, FED display panels and others.
  • the power consumption detection device and the peak luminance control device described in the above-described embodiment can be realized by sharing the functions of hardware and software as well as realizing all processing functions by hardware or software.
  • the peak luminance may be controlled at the timing of the next frame.
  • the peak luminance control conditions are determined in units of pixels or horizontal lines.
  • FIG. 35 shows an example in which the duty pulse length is shortened below the set duty pulse length.
  • FIG. 35 (A) shows the input timing of the vertical synchronization node.
  • FIG. 35 (B) shows the waveform of the duty pulse output for control.
  • the present invention can also be applied to the case of controlling the power supply voltage value.
  • the peak luminance control may be executed at the timing of the horizontal line.
  • the peak luminance control conditions are determined in units of pixels or horizontal lines.
  • FIG. 36 also shows the case where the duty pulse length is shortened below the set duty pulse length.
  • the brightness difference does not appear on the screen by executing it at the timing of the next frame in this way.
  • FIG. 36A shows the input timing of the vertical synchronization pulse.
  • Fig. 36 (B) shows the input timing of horizontal synchronization noise.
  • Figure 36 (C) shows an example of the set duty pulse.
  • FIG. 36 (D) shows the duty pulse output for control.
  • the excess timing occurs at an intermediate position in the horizontal line period, but the timing for executing the duty pulse length shortening control appears most recently. This is the next horizontal line timing.
  • the method of controlling the peak luminance in units of horizontal line periods or in units of pixels is advantageous for flexibly suppressing power consumption when the video signal is a moving image.
  • the duty pulse is described as a signal for controlling the lighting period and the extinguishing period within one frame period.
  • the duty pulse (FIG. 37 (B)) may be defined as a signal for controlling the lighting period and the extinguishing period in the horizontal line period (FIG. 37 (A)). In this case, it means that the duty pulse length generated after one of the duty pulses for the number of vertical resolutions generated within one frame period is variably controlled.
  • Fig. 38 (B) the control described above is also applied when controlling the H level and L level of the duty pulse multiple times within one frame period (Fig. 38 (A)).
  • the method can be applied.

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Description

明 細 書
消費電力制御装置、画像処理装置、 自発光表示装置、電子機器、消費 電力制御方法及びコンピュータプログラム
技術分野
[0001] この明細書で説明する発明は、自発光表示装置で消費される電力が許容消費電 力を満たすように制御する技術に関する。
なお、発明者らが提案する発明は、消費電力制御装置、画像処理装置、自発光表 示装置、電子機器、消費電力制御方法及びコンピュータプログラムとしての側面を有 する。
背景技術
[0002] 自発光表示デバイスは、表示画像の内容に依存して消費電力が常時変動する特 性がある。このため、自発光表示デバイスの消費電力を許容電力範囲内に制御する 技術の確立が求められて!/、る。
消費電力の制御技術の一例として、特開 2004— 354762号公報に記載の技術が ある。
[0003] この特開 2004— 354762号公報には、フレームメモリに蓄積した 1フレーム分の映 像信号 (階調値）に基づいて画面全体で消費される電力を推定し、推定値に応じて フレームメモリに蓄積した映像信号（階調値)を変換する仕組みが開示されている。 発明の開示
[0004] ところ力 特開 2004— 354762号公報に記載の発明の場合には、推定された消費 電力値に基づいて常に何らかの変換処理が映像信号（階調値）に加えられる。すな わち、変換処理が本来不要な画像の場合（消費電力が許容消費電力を越えない場 合）にも、画質の低下を伴う変換処理が実行される問題がある。
[0005] そこで発明者らは、（a)各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号 に基づいて、自発光表示デバイスで消費される電力値を逐次算出する消費電力算 出部と、（b)算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較 基準値を越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合に はそのタイミングを検出する消費電力状態判定部と、 (c)消費電力値が比較基準値 を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光表示デバイスのピーク輝度 を制御するピーク輝度制御部とを有する消費電力制御装置を提案する。
[0006] 発明者らの提案する制御技術の採用により、簡易なシステム構成でありながら、自 発光表示デバイスで消費される電力を実時間に算出し、許容消費電力値を越える場 合にのみ消費電力制御を実行することができる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]消費電力制御装置の機能構成例を示す図である。
[図 2]消費電力算出部の機能ブロック構成例を示す図である。
[図 3]階調値と電流値の対応関係の一例を示す図である。
[図 4]消費電力状態判定部で実行される判定動作を説明する図である。
[図 5]消費電力を計算するまでの処理手順を示す図である。
[図 6]算出された消費電力値に基づくピーク輝度条件の制御手順を示す図である。
[図 7]消費電力制御装置の他の機能構成例を示す図である。
[図 8]消費電力状態判定部で実行される判定動作を説明する図である。
[図 9]算出された消費電力値に基づくピーク輝度条件の制御手順を示す図である。
[図 10]制御技術 1を適用してデューティパルス長を制御する方式を採用する表示装 置例を示す図である。
[図 11]表示画素の構造を説明する図である。
[図 12]デューティパルスを説明する図である。
[図 13]デューティパルス発生部の内部構成例を示す図である。
[図 14]デューティパルス発生部による制御内容を示す図である。
[図 15]算出される消費電力値と生成されるデューティパルス長との関係を示す図であ
[図 16]制御技術 1を適用して電源電圧値を制御する方式を採用する表示装置例を 示す図である。
[図 17]表示画素の構造を説明する図である。
[図 18]電源電圧源から供給される電源電圧の基本的な供給例を示す図である。 園 19]電源電圧制御部の内部構成例を示す図である。
園 20]超過タイミング信号と電源電圧の制御関係を示す図である。
園 21]算出される消費電力値と生成される電源電圧との関係を示す図である。
園 22]制御技術 2を適用して電源電圧値を制御する方式を採用する表示装置例を 示す図である。
園 23]電源電圧制御部の内部構成例を示す図である。
園 24]超過タイミング信号と電源電圧の制御関係を示す図である。
園 25]超過タイミング信号と電源電圧の制御関係を示す図である。
園 26]算出される消費電力値と生成される電源電圧との関係を示す図である。
園 27]算出される消費電力値と生成される電源電圧との関係を示す図である。
[図 28]自発光表示装置への実装例を示す図である。
[図 29]画像処理装置への実装例を示す図である。
[図 30]電子機器への実装例を示す図である。
園 31]電子機器への実装例を示す図である。
園 32]電子機器への実装例を示す図である。
園 33]電子機器への実装例を示す図である。
[図 34]電子機器への実装例を示す図である。
園 35]ピーク輝度条件の発生タイミングとピーク輝度制御の実行タイミングとの他の関 係を説明する図である。
園 36]ピーク輝度条件の発生タイミングとピーク輝度制御の実行タイミングとの他の関 係を説明する図である。
園 37]デューティパルスの他の使用例を説明する図である。
園 38]デューティパルスの他の使用例を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、発明に係る消費電力の制御技術を説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又 は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定される ものではない。
[0009] (A)制御技術 1
ここでは、発明者らの提案する 1つ目の制御技術について説明する。
[0010] (A— 1)自発光表示パネルの構成
ここでは、マトリクス画素構造の有機 EL表示パネルの使用を前提とする。すなわち 、ガラス基板上の Y電極（データ線）と X電極 (ゲート線）の交点位置に有機 EL素子が 配置された自発光型の表示パネルの使用を前提とする。なお、ここでの有機 ELパネ ルはカラー表示用である。従って、表示上の 1画素（ピクセル）は、 RGBの三色に対 応する画素（サブピクセル)で構成される。
[0011] また、ここでの有機 EL表示パネルの駆動方式には、線順次駆動走査方式を採用 する。すなわち、 1水平ライン単位で画素の点灯を制御する駆動方式を採用する。 もっとも、この形態例では、各有機 EL素子に対応する画素回路にキャパシタを搭載 した有機 ELパネルを使用する。
[0012] 従って、この有機 EL表示パネルでは、搭載されたキャパシタの記憶作用によって 書き込まれた階調情報 (電圧値)が次回の書き込みタイミングまで保持される。このた め、有機 EL表示パネルは、面順次駆動走査方式と同様の態様で点灯する。すなわ ち、階調情報 (電圧値)の書き込みは水平ライン単位で実行され、当該階調情報 (電 圧値）に基づく各画素の点灯は書き込み時点から 1フレームの間継続される。
[0013] (A— 2)消費電力制御装置の基本構成
図 1に、発明者らが提案する消費電力制御装置 1の基本構成を示す。消費電力制 御装置 1は、消費電力算出部 3、消費電力状態判定部 5及びピーク輝度制御部 7の 3 つの機能ブロックで構成される。
[0014] 消費電力算出部 3は、各フレームの先頭力 算出時点までに入力された映像信号 に基づいて、自発光表示デバイスで消費される電力値を逐次算出する処理デバイス である。すなわち、消費電力算出部 3は、垂直同期信号の検出時点で算出値をリセ ットし、その後、入力される映像信号 (画像の内容）に応じた消費電力を画素単位又 は水平ライン周期で累積的に更新する処理を実行する。
[0015] 消費電力状態判定部 5は、算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消 費電力値が許容消費電力値 (比較基準値)を越えるか否かを判定する処理デバイス である。また、この消費電力状態判定部 5は、消費電力値が許容消費電力値 (比較 基準値)を越えると判定された場合には、そのタイミングを検出する処理も実行する。
[0016] この判定動作は、表示画面の全体がほぼ均等に光る場合に最も精度が高くなる。
因みに、表示画面の全体がほぼ均等に光る場合、フレーム内で消費される電力が多 いほど各フレームに対応する映像信号の入力開始から早い段階で当該フレームの 消費電力値が許容消費電力値 (比較基準値)を超過する。なお、超過時点の判定タ イミングは、消費電力値の更新タイミングも影響するが画素又は水平ライン毎に判定 される。
[0017] ピーク輝度制御部 7は、消費電力値が許容消費電力値 (比較基準値)を越える場 合にはその検出タイミングに基づいて有機 ELパネルモジュール 9のピーク輝度を制 御する処理デバイスである。ピーク輝度の制御には、 1フレーム内の点灯時間長（デ ユーティパルス長）を可変制御する方法や有機 EL素子の点灯駆動に必要な電源電 圧の供給'停止を制御する方法の!/、ずれかを使用する。各方法に対応する制御手 法は後述する。
[0018] (a)消費電力算出部 3の内部構成
図 2に、消費電力算出部 3の機能ブロック構成を示す。この形態例における消費電 力算出部 3は、電流値変換部 11、電流値累算部 13及び消費電力演算部 15の 3つ の機能ブロックで構成される。
[0019] 電流値変換部 11は、各画素に対応する映像信号 (階調値)を電流値 iに変換する 処理デバイスである。この形態例の場合、電流値変換部 11は、階調値と有機 EL素 子に流れる電流値との対応関係を保存した変換テーブルを使用して各画素に対応 する階調値を電流値に変換する処理を実行する。
[0020] 図 3に、階調値と電流値の対応関係の一例を示す。図 3に示すように、階調値と電 流値との間には一般に非線形の対応関係が認められる。この対応関係は事前の実 験により求められる。この形態例の場合、この対応関係を変換テーブルに記憶する。
[0021] 電流値累算部 13は、フレームの先頭から算出時点までに入力のあった映像信号 に対応する電流値 iの合計値を算出する処理デバイスである。基本的に、画素単位 で電流値の合計値を更新する。もっとも、水平解像度分の電流値を蓄積し、水平ライ ン期間に 1回の割合で電流値の合計値を算出することもできる。
[0022] 消費電力演算部 15は、電流値の合計値 I (=∑i)に有機 EL素子に印加される電源 電圧ィ直 Vccを乗算し、各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号の 表示によって消費される電力 W ( = I XVcc)を算出する処理デバイスである。一般的 な表示システムの場合、電源電圧値 Vccは固定である。ただし、ピーク輝度制御等に 伴!/、電源電圧値 Vccを可変制御する場合には、算出時点における電源電圧値 Vcc を使用する。
[0023] (b)消費電力状態判定部の内部構成
図 4に、消費電力状態判定部 5で実行される処理動作の内容を示す。因みに、図 4 (A)は、 1フレームの先頭位置を与える垂直同期パルス VSである。図 4 (B)は、 1フレ ーム期間に出現する映像信号列である。映像信号列は、水平同期パルスに同期した タイミングで垂直解像度数だけ出現する。
[0024] 図 4 (C)及び (D)は、 1フレーム期間に入力される映像信号の表示による消費電力 の変化を示す。もっとも、映像信号が動画像の場合には、ピーク輝度の制御手法の 内容如何により、計算上の消費電力値と実際の消費電力値との間に誤差が生じるこ と力 sある。
[0025] これは、消費電力算出部 3で算出される消費電力 Wは、画素回路に映像信号（階 調値)を書き込み終わった分だけであり、前フレーム期間に書き込まれた映像信号（ 階調値）により有機 EL素子の発光が継続して!/、る画素の消費電力値が反映されな いためである。
[0026] このうち図 4 (C)は、 1フレームを構成する映像信号に基づいて算出される消費電 力が許容消費電力を越えない場合の例を示す。この場合、消費電力状態判定部 5 は、許容消費電力値の超過を示す信号を出力しない。
[0027] 一方、図 4 (D)は、 1フレームを構成する映像信号に基づいて算出される消費電力 力 フレーム期間の途中で許容消費電力を越える場合の例を示す。この場合、消費 電力状態判定部 5は、消費電力値が許容消費電力値を越えたタイミングで当該超過 を示す超過タイミング信号を出力する。 [0028] この出力時点は、画素単位又は水平ライン単位である。勿論、画素単位の方がより 正確なタイミングを検出できる。もっとも、演算に求められる精度、演算に要する負荷 、ピーク輝度の制御による効果等を考慮して適切な方を選択する。
[0029] (A— 3)制御動作及び効果
以下、前述した機能構成を有する消費電力制御装置 1で実行される消費電力の制 御を処理手順の観点から説明する。
図 5に、消費電力値が算出されるまでの処理手順を示す。また、図 6に、算出された 消費電力値に基づいてピーク輝度の制御内容が確定するまでの処理手順を示す。
[0030] まず、消費電力算出部 3は、順次入力される映像信号 (階調値)を電流値 iに変換 する（Sl)。次に、消費電力算出部 3は、変換処理により得られた各画素に対応する 電流値 iを累積的に加算し、電流値の合計値 Iを算出する（S2)。
[0031] 電流値の合計値 Iが算出されると、消費電力算出部 3は、合計値 Iに電源電圧 Vccを 乗算し、各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号の表示に伴い消 費される電力値 Wを算出する（S3)。なお、消費電力値 Wが新たに更新されるたび、 消費電力状態判定部 5に出力される。なお、これらの処理動作は、繰り返し実行され
[0032] 消費電力状態判定部 5は、消費電力値 Wの現在値が得られると、当該消費電力値 Wが許容消費電力値を越えるか否力、を判定する（S 11)。
消費電力値が許容消費電力値を越えない場合 (否定結果の場合）、ピーク輝度制 御部 7は、設定ピーク輝度条件を維持する（S12)。
[0033] すなわち、事前に設定されたピーク輝度条件を有機 ELパネルモジュール 9に出力 する。この後、ピーク輝度制御部 7は、フレーム期間が終了したか否かを判定し、否 定結果が得られている間は処理 S 11の判定処理に戻る（S 13)。因みに、肯定結果 が得られた場合（1フレームが終了した場合）、ピーク輝度制御部 7は、次のフレーム 期間の処理に備えるためピーク輝度条件をリセットする。
[0034] 一方、消費電力値が許容消費電力値を越えた場合 (処理 S 11で肯定結果の場合） 、ピーク輝度制御部 7は、消費電力値の超過が検出されたタイミング (超過検出タイミ ング）に対応したピーク輝度条件に変更する（S14)。この例の場合、 1フレーム内のう ち有機 EL素子の点灯時間を短縮する方向でピーク輝度条件を変更し、有機 ELパ ネルモジュール 9に出力する。
[0035] 例えば超過タイミング信号の検出が早く出現するほど、デューティパルス長は短くな る方向で変更される。なお、デューティパルスは、表示パネルの 1ライン目力も水平同 期ノ レスに同期して 1ラインずつ次段に転送される。このため、点灯時間の短縮され たデューティパルスは、 1フレーム期間を掛けて全画面に伝搬する。結果的に、各水 平ラインの点灯時間は一様に短縮され、この間の消費電力が抑制される。
[0036] また例えば、超過タイミング信号の検出が早く出現するほど、 1フレーム期間内の早 い段階で電源電圧 Vccが 0Vに変更される。なお、一般的な表示パネルの場合、電 源電圧 Vccは全画素（全有機 EL素子）に対して共通に与えられる。従って、電源電 圧 Vccを 0Vに変更する場合には、その変更時点から当該フレームの終了時点まで は画面全体が非点灯状態（黒画面）に制御される。結果的に、ユーザーには画面が 暗くなつたように見えるが、確実に消費電力を抑制できる。
[0037] 以上の処理動作が毎フレーム繰り返し実行されることにより、有機 ELパネルモジュ ール 9で消費される電力の抑制効果を実現できる。しかも、ピーク輝度の制御動作は 、消費電力が許容消費電力を越える場合にのみ実行される。従って、消費電力値が 許容消費電力値を越えない限り、事前に設定されたピーク輝度条件の下、最適化さ れた画質で映像が表示される。
[0038] 加えて、この処理方式は、フレームメモリを一切使用しない。このため、処理システ ムの小型化を実現できる。従って、有機 EL表示装置やその他の電子機器に実装す る際にも、既存の半導体集積回路の一部分に実装することが可能となる。このため、 実装時に新たな配置空間を設ける必要や外部配線を設ける必要を無くすことができ
[0039] (B)制御技術 2
ここでは、発明者らの提案する 2つ目の制御技術について説明する。 2つ目の制御 技術は、ピーク輝度の具体的な制御方法以外は、 1つ目の制御技術と同じものを適 用する。従って、使用する自発光表示パネルや消費電力制御装置の基本構成は、 制御技術例 1と同じである。 [0040] (B— 1)消費電力制御装置の基本構成
図 7に、発明者らが提案する消費電力制御装置 21の基本構成を示す。なお図 7に は、図 1との対応部分に同一符号を付して示す。消費電力制御装置 21は、消費電力 算出部 3、消費電力状態判定部 23及びピーク輝度制御部 25の 3つの機能ブロック で構成される。以下、消費電力状態判定部 23及びピーク輝度制御部 25について説 明する。
[0041] 消費電力状態判定部 23は、算出された消費電力値と 2種類の比較基準値 (許容消 費電力値とその半分の電力値）とを常時比較し、消費電力値が各比較基準値を越え るか否かを判定する処理デバイスである。
[0042] この消費電力状態判定部 23は、消費電力値が許容消費電力値の半分を越えると 、許容消費電力値を越えるまでの間、現消費電力値と許容消費電力値との差分を算 出する処理を実行する。この場合も、超過時点の判定タイミングは、画素又は水平ラ イン毎に判定される。
[0043] ピーク輝度制御部 25は、消費電力値が許容消費電力値の半分を越えるものの許 容消費電力を越えていない間は、処理時点を表すパラメータ（スキャン位置/垂直 解像度数)と使用可能な消費電力量を表すパラメータ（= (許容消費電力値 現消 費電力値) /許容消費電力値）に基づ!/、て有機 ELパネルモジュール 9のピーク輝度 が徐々に低下するように制御する処理デバイスである。
[0044] ただし、消費電力値が許容消費電力値を越えたとの判定結果を入力した場合、ピ ーク輝度制御部 25は、ピーク輝度を 0 (ゼロ）に制御するための動作を実行する。 このように、ピーク輝度制御部 25は、強制的にピーク輝度を 0 (ゼロ）に切り替え制 御するのではなぐ現在の消費電力や超過タイミング等を加味してピーク輝度の変化 量を小さぐかつ、緩やかになるように制御する点で制御技術 1と異なる。
[0045] なお、ピーク輝度の制御方法自体は制御技術 1と同じであり、 1フレーム内の点灯 時間長（デューティパルス長）を逐次可変制御する方法や有機 EL素子の点灯駆動 に必要な電源電圧値を逐次可変制御する方法のいずれ力、を使用する。
[0046] (a)消費電力状態判定部の内部構成
図 8に、消費電力状態判定部 23で実行される処理動作の内容を示す。因みに、図 8 (A)は、 1フレームの先頭位置を与える垂直同期パルス VSである。図 8 (B)は、 1フ レーム期間に出現する映像信号列である。映像信号列は、水平同期パルスに同期し たタイミングで垂直解像度数だけ出現する。
[0047] 図 8 (C)及び (D)は、 1フレーム期間に入力される映像信号の表示による消費電力 の変化を示す。
このうち図 8 (C)は、 1フレームを構成する映像信号に基づいて算出される消費電 力が許容消費電力の 2分の 1を越えない場合の例を示す。この場合、消費電力状態 判定部 23は、許容消費電力値の 2分の 1を超過したことを示す超過タイミング信号を 出力しない。
[0048] 一方、図 8 (D)は、 1フレームを構成する映像信号に基づいて算出される消費電力 力 フレーム期間の途中で許容消費電力値の 2分の 1も許容消費電力値も越える場 合の例を示す。この場合、消費電力状態判定部 23は、消費電力値が各比較基準値 を越えたタイミングで当該超過を示す超過タイミング信号を出力する。
[0049] (B— 2)制御動作及び効果
以下、前述した機能構成を有する消費電力制御装置 21で実行される消費電力の 制御を処理手順の観点から説明する。なお、消費電力値の算出までの処理手順は 同じであるので省略する。
図 9に、消費電力値が算出された後の処理手順を示す。
消費電力状態判定部 23は、消費電力値 Wの現在値が得られると、当該消費電力 値 Wが許容消費電力値の 2分の 1を越えるか否かを判定する（S21)。
消費電力値が許容消費電力値を越えない場合 (否定結果の場合）、ピーク輝度制 御部 23は、設定ピーク輝度条件を維持する（S22)。
[0050] すなわち、事前に設定されたピーク輝度条件を有機 ELパネルモジュール 9に出力 する。この後、ピーク輝度制御部 23は、フレーム期間が終了したか否かを判定し、否 定結果が得られている間は処理 S21の判定処理に戻る（S23)。因みに、肯定結果 が得られた場合（1フレームが終了した場合）、ピーク輝度制御部 25は、 7火のフレー ム期間の処理に備えるためピーク輝度条件をリセットする。
[0051] 一方、消費電力値が許容消費電力値の 2分の 1を越えた場合（処理 S21で肯定結 果の場合）、更にピーク輝度制御部 25は、消費電力値が許容消費電力値を越える か否かを判定する（S 24)。
ここで、肯定結果が得られた場合 (消費電力値が許容消費電力値を越えてレ、た場 合）、ピーク輝度制御部 25は、ピーク輝度を 0 (ゼロ）に変更する（S25)。
[0052] 一方、否定結果が得られた場合 (許容消費電力値の 2分の 1 <消費電力 <許容消 費電力値の場合）、ピーク輝度制御部 25は、消費可能な電力量と現在位置に応じた ピーク輝度条件に変更する（S26)。
[0053] 基本的に、許容消費電力の 2分の 1を越えたタイミングが早いほど、その後の消費 電力の増加を抑えるためにピーク輝度がより小さい値になるように制御する。また、消 費可能な電力量（=許容消費電力値-現消費電力値)が小さいほど、その後の消費 電力の増加を抑えるためにピーク輝度がより小さい値になるように制御する。
[0054] 実際には、これら 2種類の制御条件の複合的に作用してピーク輝度条件が決定さ れる。この結果、現消費電力値が許容消費電力値を越えるまでは、設定ピーク輝度 と 0 (ゼロ）との範囲内でピーク輝度が徐々に小さくなるように制御される。
[0055] 以上の処理動作が毎フレーム繰り返し実行されることにより、制御技術 1と基本的に 同じ効果が期待できる。なお、この制御技術の場合には、ピーク輝度が設定ピーク輝 度から 0 (ゼロ）に急変されることがな!/、ので画質の低下を最小限に留めることが可能 になる。
[0056] (C)具体例
引き続き、前述した制御技術 1又は制御技術 2を使用した具体的な装置例を説明 する。
[0057] (C 1)具体例 1 (制御技術 1を適用してデューティパルス長を制御する方式の例） 図 10に、この具体例で説明する表示装置例を説明する。なお、図 10には図 1との 対応部分に同一符号を付して示す。ここでの表示装置は、有機 ELパネルモジユー ノレ 9と消費電力制御装置 51で構成される。
[0058] (a)有機 ELパネルモジュールの機能構成
まず、他の具体例にも共通する有機 ELパネルモジュール 9の構成例を説明する。 有機 ELパネルモジュール 9は、タイミング制御部 31、データ線ドライバ 33、ゲート 線ドライバ 35、 37及び有機 ELディスプレイパネル 39で構成される。
[0059] タイミング制御部 31は、映像信号に基づいて画面表示に必要なタイミング信号を発 生する制御デバイスである。
データ線ドライバ 33は、有機 ELディスプレイパネル 39のデータ線を駆動する回路 である。データ線ドライバ 33は、各画素の発光輝度を指定する階調値をアナログ電 圧値に変換し、データ線に供給する動作を実行する。データ線ドライバ 33は、周知 の駆動回路で構成する。
[0060] ゲート線ドライバ 35は、階調値を書き込む水平ラインの選択用に設けられたゲート 線を線順次走査方式により選択駆動する回路である。ゲート線ドライバ 35は、垂直解 像度数分の段数を有するシフトレジスタで構成される。水平ラインの選択信号は、水 平同期ノ ルスに同期したタイミングで順次シフトされ、各レジスタ段を通じて水平方向 に延びるゲート線に印加される。ゲート線ドライバ 35も、周知の駆動回路で構成する
〇
[0061] ゲート線ドライバ 37は、デューティパルスの転送用に設けられたゲート線を線順次 走査方式により駆動する回路である。ゲート線ドライバ 37も、垂直解像度数分の段数 を有するシフトレジスタで構成される。この応用例の場合、水平同期タイミングの度、 新たなデューティパルスが初段のレジスタ段に入力され順次転送される。
[0062] 有機 ELディスプレイパネル 39は、表示画素がマトリクス状に配置された表示デバィ スである。図 11に、表示画素 41の回路例を示す。表示画素 41は、データ線とゲート 線の交点位置に配置される。表示画素 41は、データスィッチ素子 Tl、キャパシター 、電流供給素子 Τ2、発光期間制御素子 Τ3で構成される。
[0063] ここで、データスィッチ素子 T1は、データ線を通じて与えられる電圧値の取り込み を制御するトランジスタである。取り込みタイミングは、ゲート線ドライバ 35によって制 御される。
キャパシタ C1は、取り込んだ電圧値を 1フレームの間保持する記憶素子である。キ ャパシタ C1を用いることで、面順次駆動と同様の発光態様が実現される。
[0064] 電流供給素子 Τ2は、キャパシタ C1の電圧値に応じた駆動電流を有機 EL素子 D1 発光期間制御素子 T3は、有機 EL素子 D1に対する駆動電流の供給と停止を制御 するトランジスタである。
[0065] 発光期間制御素子 Τ3は、駆動電流の供給経路に対して直列に配置される。発光 期間制御素子 Τ3がオン動作している間、有機 EL素子 D1が点灯する。一方、発光 期間制御素子 Τ3がオフ動作している間、有機 EL素子 D1が消灯する。
[0066] 図 12に、この具体例で使用するデューティパルス例を示す。図 12 (B)に示すように 、デューティパルスの Lレベル長が有機 EL素子の点灯時間長に対応する。なお、最 大点灯時間は、図 12 (A)に示すように 1フレーム期間である。この具体例の場合、設 定デューティパルス長は、最大点灯時間の 70%程度に設定される。
[0067] (b)消費電力制御装置の機能構成
次に、消費電力制御装置 51の機能ブロック構成について説明する。この消費電力 制御装置 51は、消費電力算出部 3、消費電力状態判定部 5及びデューティパルス発 生部 53の 3つの機能ブロックで構成される。この具体例に特有の構成部分はデュー ティパルス発生部 53である。デューティパルス発生部 53は、設定デューティパルス 又は任意長のデューティパルスを発生し、有機 ELパネルモジュール 9に出力する。
[0068] デューティパルス発生部 53が発生したデューティパルスは、有機 ELパネルモジュ ール 9内のゲート線ドライバ 37に与えられ、有機 ELディスプレイパネル 39の点灯時 間制御に使用される。勿論、デューティパルスは、垂直同期ノ ルスに同期したタイミ ングで発生される。
[0069] 図 13に、デューティパルス発生部 53の内部構成例を示す。デューティパルス発生 部 53は、設定デューティパルス発生器 61及び論理和回路 63の 2つの機能ブロック で構成される。
[0070] 設定デューティパルス発生器 61は、事前に設定された固定長のデューティパルス を発生する処理デバイスである。
論理和回路 63は、超過タイミング信号と設定デューティパルスとの論理和を求めて 制御用のデューティパルスを生成する処理デバイスである。因みに、超過タイミング 信号は、消費電力値が許容消費電力値を超過するまでは Lレベルで与えられ、超過 後は Hレベルを維持するものとする。 [0071] 図 14に、このデューティパルス発生部 53の動作内容を示す。図 14 (A)は、 1フレ ームの先頭位置を与える垂直同期ノ ルス VSである。図 14 (B)は、設定デューティパ ルスである。図 14 (C)は、消費電力状態判定部 5が出力する超過タイミング信号であ る。図 14 (D)は、論理和回路 63より出力されるデューティパルスである。
[0072] (c)制御動作及び効果
図 15に、算出される消費電力値と生成されるデューティパルス長との関係を示す。 なお、図 15 (A)は、 1フレームの先頭位置を与える垂直同期パルス VSである。図 15 (B)は、 1フレーム期間に出現する映像信号列である。映像信号列は、水平同期パ ノレスに同期したタイミングで垂直解像度数だけ出現する。
[0073] 図 15 (C)は、入力映像信号に基づいて消費電力算出部 3で算出される消費電力 値のフレーム内の推移を示す。図 15 (C)の場合、算出される消費電力値は、設定パ ノレス長よりも早い時点で許容消費電力値より大きくなる場合を表している。
図 15 (D)は、デューティパルス発生部 53から出力されるデューティパルスを示す。
[0074] 図 15 (D)に示すように、消費電力値が許容消費電力値を超過したタイミングでデュ 一ティパルスは Hレベルに立ち上がり、フレーム時間内の点灯時間が大幅に短縮さ れている。このようにパルス長が設定パルス長よりも短くなることにより、実際に消費さ れる消費電力値の増加は抑制される。
[0075] なお、この具体例の場合、設定パルス長よりも後の時点で消費電力値が許容消費 電力値を超過してもデューティパルス発生部 53から出力されるデューティパルス長 に変化はない。従って、このような場合も対処するには、他の制御手法が必要となる。
[0076] 例えば 1フレーム期間の間に超過が確認されたタイミングを 100分率で表して、そ の値を設定パルス長に乗算する方法が考えられる。ただし、この場合には制御力 フ レーム遅れることになるので映像信号の出力を 1フレーム遅延する等の処理が必要と なる。
[0077] (C- 2)具体例 2 (制御技術 1を適用して電源電圧値を制御する方式の例）
図 16に、この具体例で説明する表示装置例を説明する。なお、図 16も図 1との対 応部分に同一符号を付して示す。ここでの表示装置は、有機 ELパネルモジュール 9 と消費電力制御装置 71で構成される。 [0078] (a)有機 ELパネルモジュールの機能構成
まず、有機 ELパネルモジュール 9の構成例を説明する。有機 ELパネルモジュール
9は、タイミング制御部 31、データ線ドライバ 33、ゲート線ドライバ 35、有機 ELデイス プレイパネル 39及び電源電圧源 81で構成される。
[0079] 電源電圧源 81以外は具体例 1と同じである。もっとも、具体例 1の場合にも実際に は電源電圧源が搭載されている。ただし、具体例 1の場合には、キャパシタ C1と電流 供給素子 T2に共通した電圧源であり、供給する電源電圧も固定である点で本例とは 異なっている。
[0080] 図 17に、本例における表示画素との接続関係を示す。図 17に示すように、電源電 圧源 81で発生された電源電圧は電流供給素子 T2の一方の電極にのみ印加される 。なお、キャパシタ C1の一方の電極には不図示の電源電圧源から固定電位が供給 される。
[0081] 図 18に、電源電圧源 81から供給される電源電圧の供給例を示す。図 18 (C)に示 すように、基本的に一定値の電源電圧が電源線に供給される。なお、図 18 (A)は、 1 フレームの先頭位置を与える垂直同期パルス VSである。図 18 (B)は、 1フレーム期 間に出現する映像信号列である。
[0082] (b)消費電力制御装置の機能構成
消費電力制御装置 71の機能ブロック構成を示す。この消費電力制御装置 71は、 消費電力算出部 3、消費電力状態判定部 5及び電源電圧制御部 73の 3つの機能ブ ロックで構成される。
[0083] この具体例に特有の構成部分は電源電圧制御部 73である。電源電圧制御部 73 は、基本的に一定の電圧値を発生するが消費電力が許容消費電力値を超過したタ イミング以降は強制的に電源電圧値を 0 (ゼロ）にリセットする。
[0084] 図 19に、電源電圧制御部 73の内部構成例を示す。電源電圧制御部 73は、電源 電圧値メモリ 83及び乗算回路 85の 2つの機能ブロックで構成される。
電源電圧値メモリ 83は、有機 EL素子のガンマ特性を考慮して事前に決定された電 源電圧値を保存する記憶素子である。
[0085] 乗算回路 85は、設定された電源電圧値に超過タイミング信号を乗算し、乗算結果 を電源電圧値として出力する処理デバイスである。因みに、超過タイミング信号は、 消費電力値が許容消費電力値を超過するまでは Hレベルで与えられ、超過後は Lレ ベルに切り替えられるものとする。
[0086] 図 20に、この電源電圧制御部 73の動作内容を示す。図 20 (A)は、 1フレームの先 頭位置を与える垂直同期ノ ルス VSである。図 20 (B)は、超過タイミング信号である。 図 20 (C)は、電源電圧制御部 73から出力される電源電圧値である。
[0087] (c)制御動作及び効果
図 21に、算出される消費電力値と生成される電源電圧値との関係を示す。なお、 図 21 (A)は、 1フレームの先頭位置を与える垂直同期パルス VSである。図 21 (B)は 、 1フレーム期間に出現する映像信号列である。映像信号列は、水平同期ノ ルスに 同期したタイミングで垂直解像度数だけ出現する。
[0088] 図 21 (C)は、入力映像信号に基づいて消費電力算出部 3で算出される消費電力 値のフレーム内の推移を示す。図 21 (C)の場合、算出される消費電力値は、設定パ ノレス長よりも早い時点で許容消費電力値より大きくなる場合を表している。
図 21 (D)は、電源電圧制御部 73から出力される電源電圧値を示す。
[0089] 図 21 (D)に示すように、消費電力値が許容消費電力値を超過したタイミングで電 源電圧値は強制的に 0 (ゼロ）となる。結果的に、画面全体の発光が該当フレームの 終了時点まで停止される。
[0090] このことは、フレーム時間内の点灯時間力 事前に設定されたデューティパルス長 よりも大幅に短縮されることを意味する。このようにフレーム画像の表示によって消費 される電力値が許容消費電力値を越える場合には、強制的に画面が消灯制御され るため、実際に消費される消費電力値を確実に抑制することができる。
[0091] この具体例の場合は、設定されたデューティパルス長よりも後の時点で消費電力値 が許容消費電力値を超過しても画面全体が消灯制御される。この点において、消費 電力の低減効果が具体例 1よりも早く実消費電力に反映される。
[0092] (C- 3)具体例 3 (制御技術 2を適用して電源電圧値を制御する方式の例）
図 22に、この具体例で説明する表示装置例を説明する。なお、図 22には図 7及び 16との対応部分に同一符号を付して示す。ここでの表示装置は、有機 ELパネルモ ジュール 9と消費電力制御装置 91で構成される。有機 ELパネルモジュール 9の構成 は、具体例 2で説明した構成と同じである。
[0093] (a)消費電力制御装置の機能構成
消費電力制御装置 91の機能ブロック構成を示す。この消費電力制御装置 91は、 消費電力算出部 3、消費電力状態判定部 23及び電源電圧制御部 93の 3つの機能 ブロックで構成される。
[0094] この具体例に特有の構成部分は電源電圧制御部 93である。電源電圧制御部 93 は、基本的に一定の電圧値を発生するが消費電力が許容消費電力値の 2分の 1を 超過したタイミング以降は、算出時点における消費電力値と許容消費電力値と差分 力 S小さくなるほど電源電圧値を低下させるように動作する。
[0095] 図 23に、電源電圧制御部 93の内部構成例を示す。電源電圧制御部 93は、電源 電圧値メモリ 95及び演算回路 97の 2つの機能ブロックで構成される。
電源電圧値メモリ 95は、有機 EL素子のガンマ特性を考慮して事前に決定された電 源電圧値を保存する記憶素子である。
[0096] 演算回路 97は、処理時点における消費電力値 Wnowと 2つの比較基準値 (許容消 費電力値及び許容消費電力値の 2分の 1)との大小関係に基づいて適当な電源電 圧値を出力する処理デバイスである。この例の場合、消費電力値 Wnowが許容消費 電力値の 2分の 1以下の間は、電源電圧値メモリ 95から読み出した設定値をそのまま 出力する。
[0097] また、消費電力値 Wnowが許容消費電力値 Lの 2分の 1を越えるものの未だ許容消 費電力値を越えない間は、次式の演算式により算出された値を出力する。
電源電圧値 = ( (L Wnow) /U X (スキャン位置/垂直解像度数） X設定電圧値
[0098] この例の場合、スキャン位置は、消費電力値 Wnowの算出時点における水平ライン の先頭からの位置として与えられる。消費電力値 Wnowが許容消費電力値 Lの 2分 の 1を越えるタイミングが早いほど、第 2項の乗数（=スキャン位置/垂直解像度数） は小さい値になる。
[0099] 図 24及び図 25に、この電源電圧制御部 93の動作内容を示す。因みに、図 24は、 消費電力値 Wnowが許容消費電力値 Lの 2分の 1を越えるものの 1フレームの終わり までに許容消費電力値を越えない場合の動作例に対応する。図 25は、 1フレームの 終わりまでに消費電力値 Wnowが許容消費電力値 Lを越える場合の動作例に対応す
[0100] 図 24 (A)及び図 25 (A)は、 1フレームの先頭位置を与える垂直同期パルス VSで ある。図 24 (B1)及び図 25 (B1)は、消費電力値 Wnowが許容消費電力値 Lの 2分 の 1を越えるタイミングを与える超過タイミング信号 1である。図 24 (B2)及び図 25 (B 2)は、消費電力値 Wnowが許容消費電力値 Lを越えるタイミングを与える超過タイミ ング信号 2である。
[0101] 図 24は、超過タイミング信号 1だけが 1フレームの途中で Lレベルから Hレベルに変 化するのに対し、図 25は、超過タイミング信号 1及び 2の両方が 1フレームの途中で L レベルから Hレベルに変化して!/、る。
図 24 (C)及び図 25 (C)は、電源電圧制御部 93から出力される電源電圧値である
[0102] 図 24及び図 25に示すように、電源電圧値は 2値的な変化ではなく連続的に 0 (ゼロ )に近づくように低下する。因みに、 1フレームの終了時点で消費電力値 Wnowが許 容消費電力値 Lを越えない場合には、その差分に応じて算出される電圧値に近づく ように電源電圧値が変化することになる。いずれにしても画面全体の輝度が一様に 低下することになるので 2値的に画面が消灯制御される場合に比して画質の低下を 最小化できる。
[0103] (c)制御動作及び効果
図 26及び図 27に、算出される消費電力値と生成される電源電圧値との関係を示 す。なお、図 26 (A)及び図 27 (A)は、 1フレームの先頭位置を与える垂直同期パル ス VSである。図 26 (B)及び図 27 (B)は、 1フレーム期間に出現する映像信号列であ る。映像信号列は、水平同期ノ ルスに同期したタイミングで垂直解像度数だけ出現 する。
[0104] 図 26 (C)及び図 27 (C)は、入力映像信号に基づいて消費電力算出部 3で算出さ れる消費電力値のフレーム内の推移を示す。図 26は、 1フレームの最後まで消費電 力値が許容消費電力値を越えない場合に対応し、図 27は、 1フレームの最後までに 消費電力値が許容消費電力値を越える場合に対応する。
[0105] 図 26 (D)及び図 27 (D)は、電源電圧制御部 73から出力される電源電圧値を示す 図 26 (D)の場合には、 1フレームの終了時点で消費電力値 Wnowが許容消費電 力値 Lを越えない場合であるので、最終的な差分に応じて算出される電圧値に近づ くように電源電圧値が変化する。なお、有機 EL素子の点灯はデューティパルスによ つても実行されるので、電源電圧値の制御が反映されるのはデューティパルスが Hレ ベルの期間までである。
[0106] 一方、図 27 (D)の場合には、 1フレームの終了時点で消費電力値 Wnowが許容消 費電力値 Lを越える場合であるので、 1フレームの終了までに電源電圧値は設定値 力、ら 0 (ゼロ）まで変化し、その後は 1フレームの終了まで電源電圧値は 0 (ゼロ）となる 。この場合も、有機 EL素子の点灯はデューティパルスによっても実行されるので、電 源電圧値の制御が反映されるのはデューティパルスが Lレベルに切り替わる時点と電 源電圧値が 0 (ゼロ）に達する時点の!/、ずれか早!/、時点までである。
[0107] いずれにしても、フレーム時間内の画面輝度は連続的に低減されることになり、画 面輝度の急減による画質の低下を回避することができる。勿論、フレーム画像の表示 によって消費される電力値が許容消費電力値を越える場合には、強制的に画面全 体が消灯制御されるので、実際に消費される消費電力値を確実に抑制することがで きる。
[0108] (D)他の形態例
(D— 1)実装例
ここでは、前述した消費電力制御装置の実装例を説明する。
[0109] (a)自発光表示装置
これらの装置は、図 28に示すように、自発光表示装置 (パネルモジュールを含む。
) 101に実装することあでさる。
図 28に示す自発光表示装置 101は、表示パネル 103と消費電力制御装置 105を 搭載する。
[0110] (b)画像処理装置 これらの装置は、図 29に示すように、自発光表示装置 1 1 1に映像信号を供給する 外部装置としての画像処理装置 121に実装することもできる。
図 29に示す画像処理装置 121は、画像処理部 123と消費電力制御装置 125を搭 載する。
[0111] (c)電子機器
これらの装置は、自発光表示装置を搭載する各種の電子機器に搭載することがで きる。なお、ここでの電子機器は、可搬型であるか据え置き型かを問わない。また、自 発光表示装置は必ずしも電子機器に搭載しなくても良い。
[0112] (c l )放送波受信装置
消費電力検出装置及びピーク輝度制御装置は、放送波受信装置に搭載すること ができる。
図 30に、放送波受信装置の機能構成例を示す。放送波受信装置 201は、表示パ ネノレ 203、システム制御部 205、操作部 207、記憶媒体 209、電源 21 1及びチュー ナー 213を主要な構成デバイスとする。
[0113] なお、システム制御部 205は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制 御部 205は、システム全体の動作を制御する。操作部 207は、機械式の操作子の他 、グラフィックユーザーインターフェースも含む。
[0114] 記憶媒体 209は、表示パネル 203に表示する画像や映像に対応するデータの他、 ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電源 21 1 は、放送波受信装置 201が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、放 送波受信装置 201が据え置き型の場合には商用電源を使用する。
[0115] チューナー 213は、到来する放送波の中からユーザーの選局した特定チャネルの 放送波を選択的に受信する無線装置である。
この放送波受信装置の構成は、例えばテレビジョン番組受信機、ラジオ番組受信 機に適用する場合に用いることができる。
[0116] (c2)オーディオ装置
図 31は、再生機としてのオーディオ装置に適用する場合の機能構成例である。 再生機としてのオーディオ装置 301は、表示パネル 303、システム制御部 305、操 作部 307、記憶媒体 309、電源 311、オーディオ処理部 313及びスピーカー 315を 主要な構成デバイスとする。
[0117] この場合も、システム制御部 305は、例えばマイクロプロセッサで構成される。シス テム制御部 305は、システム全体の動作を制御する。操作部 307は、機械式の操作 子の他、グラフィックユーザーインターフェースも含む。
[0118] 記憶媒体 309は、オーディオデータの他、ファームウェアやアプリケーションプログ ラムの格納領域である。電源 311は、オーディオ装置 301が可搬型の場合にはバッ テリー電源を使用する。勿論、オーディオ装置 301が据え置き型の場合には商用電 源を使用する。
[0119] オーディオ処理部 313は、オーディオデータを信号処理する処理デバイスである。
圧縮符号化されたオーディオデータの解凍処理も実行される。スピーカー 315は、再 生された音を出力するデバイスである。
[0120] なお、オーディオ装置 301を記録機として用いる場合、スピーカー 315に替えてマ イク口フォンを接続する。この場合、オーディオ処理部 301は、オーディオデータを圧 縮符号化する機能を実現する。
[0121] (c3)通信装置
図 32は、通信装置に適用する場合の機能構成例である。通信装置 401は、表示 ノ ネル 403、システム制御部 405、操作部 407、記憶媒体 409、電源 411及び無線 通信部 413を主要な構成デバイスとする。
[0122] なお、システム制御部 405は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制 御部 405は、システム全体の動作を制御する。操作部 407は、機械式の操作子の他
、グラフィックユーザーインターフェースも含む。
[0123] 記憶媒体 409は、表示パネル 403に表示する画像や映像に対応するデータフアイ ルの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電 源 411は、通信装置 401が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、通 信装置 401が据え置き型の場合には商用電源を使用する。
[0124] 無線通信部 413は、他機との間でデータを送受信する無線装置である。この通信 装置の構成は、例えば据え置き型の電話機や携帯電話機に適用する場合に用いる こと力 Sでさる。
[0125] (c4)撮像装置
図 33は、撮像装置に適用する場合の機能構成例である。撮像装置 501は、表示 ノ ネル 503、システム制御部 505、操作部 507、記憶媒体 509、電源 511及び撮像 部 513を主要な構成デバイスとする。
[0126] なお、システム制御部 505は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制 御部 505は、システム全体の動作を制御する。操作部 507は、機械式の操作子の他
、グラフィックユーザーインターフェースも含む。
[0127] 記憶媒体 509は、表示パネル 503に表示する画像や映像に対応するデータフアイ ルの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電 源 51 1は、撮像装置 501が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、撮 像装置 501が据え置き型の場合には商用電源を使用する。
[0128] 撮像部 513は、例えば CMOSセンサーとその出力信号を処理する信号処理部で 構成する。この撮像装置の構成は、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ等に適用す る場合に用いることカでさる。
[0129] (c 5)情報処理装置
図 34は、携帯型の情報処理装置に適用する場合の機能構成例である。情報処理 装置 601は、表示パネル 603、システム制御部 605、操作部 607、記憶媒体 609及 び電源 61 1を主要な構成デバイスとする。
[0130] なお、システム制御部 605は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制 御部 605は、システム全体の動作を制御する。操作部 607は、機械式の操作子の他
、グラフィックユーザーインターフェースも含む。
[0131] 記憶媒体 609は、表示パネル 603に表示する画像や映像に対応するデータフアイ ルの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電 源 61 1は、情報処理装置 601が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論
、情報処理装置 601が据え置き型の場合には商用電源を使用する。
[0132] この情報処理装置の構成は、例えばゲーム機、電子ブック、電子辞書、コンビユー タ等に適用する場合に用いることができる。 [0133] (D— 2)表示装置
前述の形態例の場合、有機 ELディスプレイパネルを例に説明した。しかし、この表 示制御技術は、その他の自発光表示装置に広く適用できる。例えば無機 ELディスプ レイパネル、 FEDディスプレイパネルその他にも適用できる。
[0134] (D— 3)コンピュータプログラム
前述の形態例で説明した消費電力検出装置及びピーク輝度制御装置は、処理機 能の全てをハードウェア又はソフトウェアで実現するだけでなぐハードウェアとソフト ウェアの機能分担により実現することもできる。
[0135] (D— 4)ピーク輝度の制御タイミング
前述の説明は、消費電力値が許容消費電力値の 2分の 1又は消費電力値が許容 消費電力値を越えるタイミングを画素単位で検出すると同時に、この検出タイミングで ピーク輝度を制御する場合について説明した。
[0136] し力、し、図 35に示すように、ピーク輝度の制御は次フレームのタイミングに実行して も良い。なお、ピーク輝度の制御条件は、画素単位又は水平ライン単位に確定され る。因みに、図 35は、デューティパルス長を設定デューティパルス長より短縮する場 合の例である。なお、図 35 (A)は、垂直同期ノ^レスの入力タイミングである。また、図 35 (B)は、制御用に出力されるデューティパルスの波形を示す。勿論、電源電圧値 を制御する場合にも適用できる。
[0137] また、図 36に示すように、ピーク輝度の制御は水平ラインのタイミングで実行しても 良い。この場合も、ピーク輝度の制御条件は、画素単位又は水平ライン単位に確定 される。因みに図 36も、デューティパルス長を設定デューティパルス長より短縮する 場合について表している。因みに、映像信号が静止画像の場合には、このように次フ レームのタイミングに実行することで画面内に輝度差が現れずに済む。
[0138] なお、図 36 (A)は、垂直同期パルスの入力タイミングである。また、図 36 (B)は、水 平同期ノ ルスの入力タイミングである。図 36 (C)は、設定デューティパルスの例を示 す。図 36 (D)は、制御用に出力されるデューティパルスを示す。
[0139] 図 36 (B)及び (D)に示すように、超過タイミングは水平ライン期間の中間位置で発 生しているが、デューティパルス長の短縮制御を実行するタイミングは、直近に出現 する次の水平ラインタイミングである。このように、水平ライン期間単位や画素単位で ピーク輝度を制御する方法は、映像信号が動画像の場合などに消費電力を機動的 に抑制するのに有利である。
[0140] (D— 5)デューティパルス
前述の説明では、デューティパルスを 1フレーム期間内の点灯期間と消灯期間を制 御する信号として説明した。し力、し、図 37に示すように、デューティパルス（図 37 (B) )を水平ライン期間（図 37 (A) )内の点灯期間と消灯期間を制御する信号として定義 しても良い。この場合には、 1フレーム期間内に発生される垂直解像度数分のデュー ティパルスのうちいずれかのタイミング以降に発生されるデューティパルス長を可変 制御することを意味する。
[0141] また、前述の説明では、デューティパルスは 1フレーム期間内に Hレベルの期間と L レベルの期間がそれぞれ 1回づっ現れる場合について説明した。
し力、し、図 38 (B)に示すように、 1フレーム期間（図 38 (A) )内にデューティパルス の Hレベルと Lレベルがそれぞれ複数回現れるように制御する場合にも前述した制御 手法を適用できる。
[0142] (D— 6)その他
前述の説明では、制御技術 2とデューティパルスの連続制御を組み合わせた具体 例の説明を省略した。しかし、デューティパルスの振幅値に応じて発光期間制御素 子 T3に流れる電流値を可変制御することができる場合には、その連続制御によって 輝度変化が連続的に低下させることができる。
[0143] この他、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記 載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えら れる。

Claims

請求の範囲
[1] 各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号に基づいて、自発光表 示デバイスで消費される電力値を逐次算出する消費電力算出部と、
算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較基準値を 越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合にはそのタイ ミングを検出する消費電力状態判定部と、
消費電力値が比較基準値を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光 表示デバイスのピーク輝度を制御するピーク輝度制御部と
を有することを特徴とする消費電力制御装置。
[2] 請求項 1に記載の消費電力制御装置にお!/、て、
前記ピーク輝度制御部は、 自発光表示デバイスのピーク輝度を画素単位で制御す る
ことを特徴とする消費電力制御装置。
[3] 請求項 1に記載の消費電力制御装置にお!/、て、
前記ピーク輝度制御部は、 自発光表示デバイスのピーク輝度条件を水平ライン単 位で制御する
ことを特徴とする消費電力制御装置。
[4] 請求項 1に記載の消費電力制御装置にお!/、て、
前記ピーク輝度制御部は、 自発光表示デバイスのピーク輝度条件を 1フレーム単 位で制御する
ことを特徴とする消費電力制御装置。
[5] 請求項 1に記載の消費電力制御装置にお!/、て、
前記ピーク輝度制御部は、 自発光表示デバイスのピーク輝度条件として 1フレーム 期間内における実点灯時間長を与えるデューティパルス長を可変制御する
ことを特徴とする消費電力制御装置。
[6] 請求項 1に記載の消費電力制御装置にお!/、て、
前記ピーク輝度制御部は、 自発光表示デバイスのピーク輝度条件として自発光素 子に印加される電源電圧値を可変制御する ことを特徴とする消費電力制御装置。
[7] 自発光素子とその画素回路をマトリクス状に配置する自発光表示デバイスに出力さ れる映像信号であって、各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号 に基づいて、自発光表示デバイスで消費される電力値を逐次算出する消費電力算 出部と、
算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較基準値を 越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合にはそのタイ ミングを検出する消費電力状態判定部と、
消費電力値が比較基準値を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光 表示デバイスのピーク輝度を制御するピーク輝度制御部と
を有することを特徴とする画像処理装置。
[8] 自発光素子とその画素回路をマトリクス状に配置する自発光表示デバイスと、 各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号に基づいて、自発光表 示デバイスで消費される電力値を逐次算出する消費電力算出部と、
算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較基準値を 越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合にはそのタイ ミングを検出する消費電力状態判定部と、
消費電力値が比較基準値を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光 表示デバイスのピーク輝度を制御するピーク輝度制御部と
を有することを特徴とする自発光表示装置。
[9] 自発光素子とその画素回路をマトリクス状に配置する自発光表示デバイスと、 各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号に基づいて、自発光表 示デバイスで消費される電力値を逐次算出する消費電力算出部と、
算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較基準値を 越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合にはそのタイ ミングを検出する消費電力状態判定部と、
消費電力値が比較基準値を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光 表示デバイスのピーク輝度を制御するピーク輝度制御部と を有することを特徴とする電子機器。
[10] 各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号に基づいて、自発光表 示デバイスで消費される電力値を逐次算出する処理と、
算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較基準値を 越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合にはそのタイ ミングを検出する処理と、
消費電力値が比較基準値を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光 表示デバイスのピーク輝度を制御する処理と
を有することを特徴とする消費電力制御方法。
[11] コンピュータに、
各フレームの先頭から算出時点までに入力された映像信号に基づいて、 自発光表 示デバイスで消費される電力値を逐次算出する処理と、
算出された消費電力値と比較基準値を常時比較し、消費電力値が比較基準値を 越えるか否力、を判定すると共に消費電力値が比較基準値を越える場合にはそのタイ ミングを検出する処理と、
消費電力値が比較基準値を越える場合にはその検出タイミングに基づ!/、て自発光 表示デバイスのピーク輝度を制御する処理と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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