(57)【要約】 【課題】    照明光量を調整した場合、あるいは、階調レンジ変更処理を実施した場合であっても、表示画像の色合いを良好に維持できる画像表示装置および画像表示方法を提供すること。【解決手段】画像表示装置１０は、光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから射出された光束を表示情報に応じて変調する光変調素子４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備え、表示情報に基づく表示画像を表示する。この画像表示装置１０は、表示情報に基づく表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部１３と、表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために表示情報に対して明るさ情報に応じた色変換処理を実施する色変換処理部と、色変換処理が施された表示情報に基づいて光変調素子４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを駆動し、表示画像を表示させる表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとを備える。【選択図】 図２
2006284981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を表示情報に応じて変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、
前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部と、
前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施する色変換処理部と、
前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示させる表示駆動部とを備えている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記明るさ情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部を備え、
前記表示駆動部は、前記階調レンジ変更処理および前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示させる
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
光源から射出された光束を表示情報に応じて変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、
前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部と、
前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施する色変換処理部と、
前記階調レンジ変更処理および前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示させる表示駆動部とを備えている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置において、
色毎の各入力画素値と、前記各入力画素値に対応し前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値とが関連付けられた変換テーブルを前記明るさ情報に応じて複数記憶する色変換情報記憶部を備え、
前記色変換処理部は、前記色変換処理を実施する際、前記複数の変換テーブルのうち前記明るさ情報に対応した変換テーブルに基づいて、前記表示情報における各画素に対応する色毎の各入力画素値を前記各出力画素値に変換する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記色変換処理部は、前記色変換処理を実施する際、色毎の各入力画素値および前記明るさ情報を変換パラメータとする色変換関数に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する色毎の各入力画素値および前記明るさ情報から前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値を算出する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記色変換処理部は、前記表示情報に対して前記色変換処理を実施することで、前記表示情報に対して前記光変調素子の階調特性に合わせた階調特性補正処理を実施する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記表示情報に対して前記光変調素子の階調特性に合わせた階調特性補正処理を実施する階調特性補正処理部を備え、
前記階調特性補正処理部は、前記明るさ情報に応じた前記階調特性補正処理を実施する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
光源から射出された光束を表示情報に応じて変調し前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整するステップと、
前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施するステップと、
前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示するステップとを含む
ことを特徴とする画像表示方法。
【請求項９】
光源から射出された光束を表示情報に応じて変調し前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施するステップと、
前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施するステップと、
前記階調レンジ変更処理および前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示するステップとを含む
ことを特徴とする画像表示方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の画像表示方法を画像表示装置内のコンピュータに実行させる
ことを特徴とする画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示方法、および画像表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を表示情報に応じて光変調素子にて変調し、表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置が知られている。特に、低消費電力および薄型等を実現するために、光変調素子として液晶ライトバルブを用いた液晶表示装置が盛んに開発されてきている。また、近年では、液晶表示装置の一形態として、光源から射出された光束を液晶ライトバルブにて表示情報に応じて変調し、投射レンズにてスクリーンに向けて拡大投射してスクリーン上に投影画像（表示画像）を生成する投射型表示装置（プロジェクタ）や背面投射型表示装置（プロジェクションテレビ）も広く利用されるようになっている。
このような投射型表示装置や背面投射型表示装置において、光変調素子として液晶ライトバルブを用いているが、光学系を構成する様々な光学要素で生じる光漏れや迷光のため、表示できる明るさの範囲（ダイナミックレンジ）が狭い、映像品質の向上を図り難いというようなことがある。そこで、ダイナミックレンジを拡大する方法として、以下の方法が提案されている。
例えば、第１の方法として、表示情報（映像信号）の平均映像レベル（ＡＰＬ）に応じて光源から液晶ライトバルブに照射する照明光量を制御（調光制御）する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば、第２の方法として、表示情報（映像信号）の明るさに関する明るさ情報（輝度値等）に応じて、表示情報における各画素に対応する各画素値（輝度値、ＲＧＢ値等）を伸張して表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理方法（所謂、白黒伸張処理方法）が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１７９８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カラーの投影画像を生成する構成としては、光源から射出される複数の色光を液晶ライトバルブにてそれぞれ表示情報に応じて変調して複数の色光に対応する各光学像を形成し、各光学像を合成する構成が一般的である。
ここで、液晶ライトバルブの特性として、光束の透過率または反射率には一定の限界がある。そして、この特性により、黒画像を実現するために液晶ライトバルブを駆動制御した場合であっても、若干光が漏れてしまう。このため、暗い画像の場合、例えば、Ｒ色光に対応する光学像のみを液晶ライトバルブにて形成させ、他のＧＢ色光に対応する各光学像の輝度値を０に設定した場合であっても、液晶ライトバルブからＧＢ色光が若干漏れてしまうため、Ｒ色光の光学像が他の色光の影響を受けて彩度が低くなる。一方、上記第１の方法において、調光制御を実施して照明光量を減少させた場合には、照明光量が減少した影響で液晶ライトバルブからのＧＢ色光の漏れ量が減少してＲ色光の光学像が他の色光の影響を受け難くなり彩度が上昇する。すなわち、照明光量を調整しない状態と調整した状態とで投影画像の色相が異なるものとなる。このため、照明光量を調整した場合には、投影画像の色合いが変更されてしまう、という問題がある。
【０００５】
また、液晶ライトバルブの特性として、階調特性が色度座標上で線形でない場合が多く、液晶ライトバルブのある輝度レベルにおける色特性が他の輝度レベルにおける色特性と異なることが多い。このため、上記第２の方法において、階調レンジ変更処理を実施すると、液晶ライトバルブの色特性が異なるものとなる。すなわち、階調レンジ変更処理を実施した場合には、液晶ライトバルブを介して投射される投影画像の色相が異なるものとなり、上記同様に、投影画像の色合いが変更されてしまう、という問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、照明光量を調整した場合、あるいは、階調レンジ変更処理を実施した場合であっても、表示画像の色合いを良好に維持できる画像表示装置、画像表示方法、および画像表示プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、光源から射出された光束を表示情報に応じて変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部と、前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施する色変換処理部と、前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示させる表示駆動部とを備えていることを特徴とする。
ここで、明るさ情報としては、表示情報に基づく表示画像の明るさに関する情報であればよく、表示情報（映像信号）の輝度値、ＲＧＢ値等に応じて設定した情報を採用できる。また、この明るさ情報としては、画像表示装置内部にて表示情報に基づいて明るさ情報を生成する構成としてもよく、外部から明るさ情報を取得する構成としてもよい。
本発明では、照明光量調整部は、明るさ情報に基づいて、光源から射出される光束の照明光量を調整する。また、色変換処理部は、表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために、表示情報に対して明るさ情報に応じた色変換処理、すなわち、照明光量調整部にて調整された照明光量に応じた色変換処理を実施する。そして、表示駆動部は、色変換処理が施された表示情報に基づいて光変調素子を駆動し、表示画像を表示させる。このことにより、照明光量調整部にて照明光量が調整された場合であっても、色変換処理部にて表示情報に対して調整された照明光量に応じた色変換処理が施されるので、照明光量を調整することによる表示画像に与える影響を相殺し、照明光量を調整しない状態および調整した状態の双方で、表示画像を所定の色空間（例えば、sRGBの標準色空間）内で色再現可能とすることができる。したがって、照明光量を調整した場合であっても、表示画像の色合いを良好に維持できる。
【０００８】
本発明の画像表示装置では、前記明るさ情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部を備え、前記表示駆動部は、前記階調レンジ変更処理および前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示させることが好ましい。
本発明によれば、階調レンジ変更処理部により、例えば、照明光量を小さくした場合には表示画像のピーク輝度は変えずに階調レンジを増加させる階調レンジ変更処理を実施することが可能となり、表示できる明るさの範囲（ダイナミックレンジ）を増加させることもできる。
また、本発明では、色変換処理部は、上述したように、表示情報に対して、調整された照明光量に応じた色変換処理を実施するので、すなわち、照明光量の調整および階調レンジ変更処理に応じた色変換処理を実施するので、階調レンジ変更処理部における階調レンジ変更処理により階調レンジを変更した場合であっても、階調レンジ変更処理を実施することにより異なるものとなる光変調素子（液晶ライトバルブ）の各色特性に応じた表示情報の色変換処理が実施でき、表示画像を所定の色空間（例えば、sRGBの標準色空間）内で色再現可能とすることができる。したがって、照明光量を調整しかつ、階調レンジを変更した場合であっても、表示画像の色合いを良好に維持できる。
【０００９】
本発明の画像表示装置は、光源から射出された光束を表示情報に応じて変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部と、前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施する色変換処理部と、前記階調レンジ変更処理および前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示させる表示駆動部とを備えていることを特徴とする。
ここで、明るさ情報としては、上記同様に、表示情報に基づく表示画像の明るさに関する情報であればよく、表示情報（映像信号）の輝度値、ＲＧＢ値等に応じて設定した情報を採用できる。また、この明るさ情報としては、画像表示装置内部にて表示情報に基づいて明るさ情報を生成する構成としてもよく、外部から明るさ情報を取得する構成としてもよい。
本発明では、階調レンジ変更処理部は、明るさ情報に基づいて、表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理（所謂、白黒伸張処理）を実施する。また、色変換処理部は、表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために、表示情報に対して明るさ情報に応じた色変換処理、すなわち、階調レンジ変更処理部における階調レンジ変更処理により階調レンジを変更した場合に異なるものとなる光変調素子（液晶ライトバルブ）の各色特性に応じた色変換処理を実施する。そして、表示駆動部は、階調レンジ変更処理および色変換処理が施された表示情報に基づいて光変調素子を駆動し、表示画像を表示させる。このことにより、階調レンジ変更処理部にて階調レンジ変更処理（所謂、白黒伸張処理）が実施される場合であっても、色変換処理部にて表示情報に対して階調レンジ変更処理により異なるものとなる光変調素子の各色特性に応じた色変換処理が施されるので、階調レンジを変更することによる表示画像に与える影響を相殺し、階調レンジを変更しない状態および階調レンジを変更した状態の双方で、表示画像を所定の色空間（例えば、sRGBの標準色空間）内で色再現可能とすることができる。したがって、階調レンジ変更処理を実施した場合であっても、表示画像の色合いを良好に維持できる。
【００１０】
本発明の画像表示装置では、色毎の各入力画素値と、前記各入力画素値に対応し前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値とが関連付けられた変換テーブルを前記明るさ情報に応じて複数記憶する色変換情報記憶部を備え、前記色変換処理部は、前記色変換処理を実施する際、前記複数の変換テーブルのうち前記明るさ情報に対応した変換テーブルに基づいて、前記表示情報における各画素に対応する色毎の各入力画素値を前記各出力画素値に変換することが好ましい。
ここで、変換テーブルの数としては、明るさ情報に応じて複数あればよく、例えば、明るさ情報に応じた照明光量の変更段階の数や階調レンジの変更段階の数と同数としてもよく、あるいは、照明光量の変更段階の数や階調レンジの変更段階の数よりも少ない数としてもよい。
本発明では、色変換情報記憶部には、色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値）と、各入力画素値に対応し表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値（各ＲＧＢ出力値）とが関連付けられ、表示情報における各画素に対応する色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値）を各出力画素値に変換するための変換テーブルが、明るさ情報に応じて照明光量調整部にて調整される照明光量の変更段階の数や階調レンジ変更処理部にて変更される階調レンジの変更段階の数に応じて複数記憶されている。そして、色変換処理部は、色変換処理を実施する際、複数の変換テーブルのうち照明光量調整部にて調整された照明光量や階調レンジ変更処理部にて変更された階調レンジに対応した変換テーブルを参照して、各入力画素値を各出力画素値に変換する。このことにより、例えば、色変換処理部が所定の色変換関数を用いて各出力画素値を演算して算出する色変換処理を実施する構成と比較して、色変換処理の処理負荷を低減でき、色変換処理を迅速に実施できる。
【００１１】
本発明の画像表示装置では、前記色変換処理部は、前記色変換処理を実施する際、色毎の各入力画素値および前記明るさ情報を変換パラメータとする色変換関数に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する色毎の各入力画素値および前記明るさ情報から前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値を算出することが好ましい。
本発明では、色変換処理部は、色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値）および明るさ情報を変換パラメータとする色変換関数に基づいて、表示情報における各画素に対応する色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値）、および表示情報に対応する明るさ情報から、表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値（各ＲＧＢ出力値）を演算して算出する。このことにより、例えば、色変換処理部が変換テーブルを参照して各入力画素値を各出力画素値に変換する色変換処理を実施する構成と比較して、色変換処理をするために必要な情報量を低減することが可能となり、記憶部として記憶容量の小さいものを採用できるので、画像表示装置の低価格化が可能となる。
また、色変換関数としてマトリクス演算を実施する構成とすれば、画像表示装置内部の色変換処理部等の回路構成を簡素化でき、省電力化および低価格化を実現できる。
【００１２】
本発明の画像表示装置では、前記色変換処理部は、前記表示情報に対して前記色変換処理を実施することで、前記表示情報に対して前記光変調素子の階調特性に合わせた階調特性補正処理を実施することが好ましい。
本発明によれば、色変換処理部が色変換処理を実施することで階調特性補正処理（γ補正処理）をも実施するので、別途、階調特性補正処理を実施する処理部を設ける必要がなく、画像表示装置内部の回路構成を簡素化でき、省電力化および低価格化を実現できる。
【００１３】
本発明の画像表示装置では、前記表示情報に対して前記光変調素子の階調特性に合わせた階調特性補正処理を実施する階調特性補正処理部を備え、前記階調特性補正処理部は、前記明るさ情報に応じた前記階調特性補正処理を実施することが好ましい。
本発明によれば、階調特性補正処理部が表示情報に対して明るさ情報に応じた階調特性補正処理（γ補正処理）を実施するので、照明光量を調整した場合や階調レンジ変更処理を実施した場合であっても、調整された照明光量や変更された階調レンジに応じて階調特性補正処理を実施でき、表示画像の色合いを良好に維持できる。
また、色変換処理部とは別に階調特性補正処理部が設けられているので、例えば、色変換処理部にて色変換処理および階調特性補正処理を同時に実施する構成と比較して、種々の光変調素子の階調特性に応じた階調特性補正処理を実施する機能を階調特性補正処理部に持たせることができ、光変調素子の階調特性に応じて良好に階調特性補正処理を実施できる。
【００１４】
本発明の画像表示方法は、光源から射出された光束を表示情報に応じて変調し前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示方法であって、前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整するステップと、前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施するステップと、前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示するステップとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、前述した画像表示装置を用いて行う方法であるから、本発明の画像表示装置と同様な前述の作用効果を奏する。
【００１５】
本発明の画像表示方法は、光源から射出された光束を表示情報に応じて変調し前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示方法であって、前記表示情報に基づく前記表示画像の明るさに関する明るさ情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施するステップと、前記表示画像を所定の色空間内で色再現可能とするために前記表示情報に対して前記明るさ情報に応じた色変換処理を実施するステップと、前記階調レンジ変更処理および前記色変換処理が施された前記表示情報に基づいて前記光変調素子を駆動し、前記表示画像を表示するステップとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、前述した画像表示装置を用いて行う方法であるから、本発明の画像表示装置と同様な前述の作用効果を奏する。
【００１６】
本発明の画像表示プログラムは、上述した画像表示方法を画像表示装置内のコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明によれば、画像表示プログラムを前述した画像表示装置内のコンピュータに実行させることにより、本発明の画像表示装置と同様な前述の作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１から図３には、本実施形態の投射型の画像表示装置１０が示されている。図１は、光変調素子として液晶ライトバルブを用い、液晶ライトバルブへの照明光量を調整するために、光源をＲＧＢ各色の固体光源（ＬＥＤ(Light Emitting Diode)光源）を用いた場合の画像表示装置１０の光学系の平面図である。図２は、画像表示装置１０の構造を示すブロック図である。図３は、表示情報処理部１２の構造を示すブロック図である。
【００１８】
〔画像表示装置の光学系の構成〕
図１において、本実施形態における画像表示装置１０の光学系は、ダイクロイックプリズム１、赤色固体光源２Ｒ、緑色固体光源２Ｇ、青色固体光源２Ｂ、偏光板３、液晶パネル４Ｒ、液晶パネル４Ｇ、液晶パネル４Ｂ，投射レンズ５により構成される。なお、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに偏光板３が取り付けられることで液晶ライトバルブが構成される。
【００１９】
赤色固体光源２Ｒより射出された光は偏光板３および透過型の液晶パネル４Ｒを介してダイクロイックプリズム１へ、緑色固体光源２Ｇより射出された光は透過型の偏光板３および液晶パネル４Ｇを介してダイクロイックプリズム１へ、青色固体光源２Ｂより射出された光は偏光板３および透過型の液晶パネル４Ｂを介してダイクロイックプリズム１へ、それぞれ射出される。液晶パネル４Ｒ、液晶パネル４Ｇ、液晶パネル４Ｂは、映像信号に応じて偏光状態の変化として光学像を形成する。
【００２０】
ダイクロイックプリズム１は、４個の三角プリズムを接合したものであり、接合面を構成するダイクロイックプリズム１の斜面のＸ字状に交差するように赤反射ダイクロイック多層膜と青反射ダイクロイック多層膜を蒸着したものである。ダイクロイックプリズム１に入射した各原色は、ダイクロイックプリズム１により１つの光に合成された後、投射レンズ５に入射し、液晶パネル４Ｒ、液晶パネル４Ｇ、液晶パネル４Ｂに形成された光学像は、投射レンズ５によりスクリーン６に拡大投射されスクリーン６上に投影画像（表示画像）が生成される。
【００２１】
また、本実施形態における画像表示装置１０は、図２に示すように、前述の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂおよび液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの他、種々のハードウェアを表示情報入力部１１、表示情報処理部１２、照明光量調整部１３、および表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとして機能させるコンピュータプログラムを備えている。
【００２２】
表示情報入力部１１は、ＰＣ（Personal Computer），ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)プレーヤなどから表示情報を入力し、圧縮されたデジタルデータの場合はデコード等の処理を行い、アナログ信号の場合はＡ／Ｄ(Analog to Digital)変換等の処理を行い、ＲＧＢの画像信号に変換して、表示情報処理部１２に供給する。
【００２３】
表示情報処理部１２は、現在のフレームの表示情報に応じて液晶ライトバルブへ照射させる照明光量を決定するとともに照明光量に応じた調整信号を照明光量調整部１３に送る機能と、表示情報に所定の処理（色変換処理、階調特性補正処理等）を行い、各色の液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに前記所定の処理を施した画像データを送る機能とを有する。この表示情報処理部１２は、図３に示すように、階調レンジ変更処理部としての画像解析処理部１２１と、色変換処理部１２２と、色変換情報記憶部１２３とを備える。
画像解析処理部１２１は、表示情報に基づいて投影画像の明るさに関する明るさ情報を生成し、該明るさ情報に基づいて、液晶ライトバルブへ照射させる照明光量を決定する。そして、画像解析処理部１２１は、決定した照明光量に応じた調整信号を色変換処理部１２２および照明光量調整部１３に出力する。
また、画像解析処理部１２１は、決定した照明光量に応じて表示情報に対して階調レンジ変更処理を施し、液晶ライトバルブの使用階調（ダイナミックレンジ）を変更する。そして、画像解析処理部１２１は、前記階調レンジ変更処理を施した表示情報に応じた画像データを色変換処理部１２２に出力する。
【００２４】
色変換処理部１２２は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量と色変換情報記憶部１２３に記憶された後述する色変換情報とに基づいて、画像解析処理部１２１から出力される表示情報に色変換処理を行い、入力した表示情報に基づく投影画像を所定の色空間（例えば、sRGBの標準色空間）内で色再現可能に処理する。そして、色変換処理部１２２は、色変換処理を施した表示情報に応じた画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。
色変換情報記憶部１２３は、色変換処理部１２２にて色変換処理を実施するための色変換情報を記憶する。具体的に、色変換情報は、色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値）と、各ＲＧＢ入力値に対応し表示画像を所定の色空間内で色再現可能とする各出力画素値（各ＲＧＢ出力値）が関連付けられ、画像解析処理部１２１から出力される画像データにおける各画素に対応する色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値）を各ＲＧＢ出力値に変換するための３次元ルックアップテーブル（以下、３ＤＬＵＴと記載する）で構成されている。また、色変換情報記憶部１２３は、明るさ情報に応じて決定される照明光量に対応した複数の３ＤＬＵＴを記憶している。例えば、画像解析処理部１２１が明るさ情報に応じて照明光量をＮ段階で決定する場合には、色変換情報記憶部１２３は、調整される照明光量に対応して、Ｎ個の３ＤＬＵＴを記憶している。
【００２５】
照明光量調整部１３は、表示情報処理部１２からの照明光量の調整信号に基づいて、各色の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを制御して、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)変調等にて照明光量を調整する。すなわち、固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ自身からの出射光量を制御するのである。
【００２６】
表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、表示情報処理部１２から出力された画像データに基づいて駆動信号を生成し、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを駆動する。
【００２７】
〔画像表示装置の動作〕
次に、上述した画像表示装置１０の動作について図面に基づいて説明する。
図４は、画像表示装置１０の動作を説明するフローチャートである。
先ず、表示情報処理部１２を構成する画像解析処理部１２１は、表示情報入力部１１を介して入力した表示情報を解析し、液晶ライトバルブへ照射させる照明光量を決定する（ステップＳ１）。
【００２８】
図５は、画像解析処理部１２１が明るさ情報に応じて照明光量を決定する処理の一例を示す図である。
例えば、画像解析処理部１２１は、入力した画像データ（表示情報）を解析することで、図５の例に示すように、画像データの輝度値に対する画素数を示すヒストグラムを作成する。そして、画像解析処理部１２１は、作成したヒストグラムに基づいて画面全体の総輝度値（明るさ情報）を算出し、例えば図示しないメモリ等から前記該総輝度値に対応する照明光量を認識し、該照明光量を液晶ライトバルブへ照射させる照明光量として決定する。そして、画像解析処理部１２１は、決定した照明光量に応じた調整信号を色変換処理部１２２および照明光量調整部１３に出力する。
なお、図５に示す例である総輝度値（明るさ情報）に基づいて照明光量を決定する方法の他、例えば、明るさ情報として、入力した画像データの輝度値（ＲＧＢ値）の最高値等を採用し、該明るさ情報に基づいて照明光量を決定する方法を採用してもよい。
【００２９】
ステップＳ１の後、照明光量調整部１３は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に応じて、各色の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを制御して照明光量を調整する（ステップＳ２）。
ステップＳ２の後、画像解析処理部１２１は、ステップＳ１において決定した照明光量に応じて、入力した画像データ（表示情報）に階調レンジ変更処理を施す（ステップＳ３）。そして、画像解析処理部１２１は、階調レンジ変更処理を施した画像データを色変換処理部１２２に出力する。
【００３０】
図６は、画像解析処理部１２１の階調レンジ変更処理の一例を示す図である。なお、図６は、図５に示すヒストグラムに応じて照明光量が決定された場合での階調レンジ変更処理を示している。
画像解析処理部１２１は、調整信号を照明光量調整部１３に出力し固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから出力される照明光量を減少させた場合には、図６の例に示すように、液晶ライトバルブの画素を通して出力される出力光量の最大値を変えない範囲で、入力した画像データに基づく輝度レンジｉ１〜ｉ２（図５）を実現させるための画素側の階調レンジ（ダイナミックレンジ）ｉ１Ａ〜ｉ２Ａを、階調レンジｉ１Ａ〜ｉ２Ｂに伸張し、より多くの階調で輝度レンジｉ１〜ｉ２を実現させる。このような階調レンジ変更処理により階調レンジを増加させることで、輝度値の低い暗部をより視認しやすくなる。
【００３１】
ステップＳ３の後、色変換処理部１２２は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量と色変換情報記憶部１２３に記憶された色変換情報とに基づいて、画像解析処理部１２１から出力される画像データに色変換処理を実施する（ステップＳ４）。
具体的に、色変換処理部１２２は、色変換情報記憶部１２３に記憶された複数の３ＤＬＵＴのうち、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量（ステップＳ２において調整された照明光量）に対応した３ＤＬＵＴを読み出す（ステップＳ４Ａ）。
ステップＳ４Ａの後、色変換処理部１２２は、読み出した３ＤＬＵＴを参照して、画像解析処理部１２１から入力した画像データにおける各画素に対応する各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ出力値に変換する（ステップＳ４Ｂ）。そして、色変換処理部１２２は、各画素毎に変換した各ＲＧＢ出力値を有する画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。
【００３２】
ステップＳ４の後、表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、色変換処理部１２２から出力された画像データに基づいてＲＧＢ毎の駆動信号を生成し、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを駆動して各液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに光学像を形成させる（ステップＳ５）。
そして、各液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにて形成された光学像は、ダイクロイックプリズム１にて合成されカラー画像となり、投射レンズ５によりスクリーン６に拡大投射されてスクリーン６上に投影画像が生成される（ステップＳ６）。
【００３３】
図７および図８は、液晶ライトバルブの特性の一例を説明するための図である。なお、図７および図８は、ｘｙ色度図を示している。
ところで、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂで構成される各液晶ライトバルブとしては、以下に示す特性がある。
例えば、液晶ライトバルブは、各ＲＧＢ出力値を０として黒画像を実現しようとした場合でも、若干光を透過してしまう特性を有する。このため、暗い画像の場合、例えば、Ｒ出力値が１０、各ＧＢ出力値をそれぞれ０とした場合には、ＧＢ色光に対応する各液晶ライトバルブから光が漏れるため、Ｒ色光に対応する液晶ライトバルブにて形成されたＲ色光の光学像が他の色光の影響を受けて彩度が低くなる。一方、上述したステップＳ２において照明光量を調整して照明光量を減少させた場合には、照明光量が減少した影響でＧＢ色光に対応する各液晶ライトバルブから漏れる光の量が減少してＲ色光の光学像が他の色光の影響を受け難くなり彩度が上昇する。具体的には、図７において、他の色光の影響を受けないＲＧＢの色度座標をＲ０，Ｇ０，Ｂ０とすると、照明光量を調整しない状態では、他の色光の影響を受けやすいため、Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０の色がそれぞれ中心側に変化して彩度が低くなる。また、上述したステップＳ２において照明光量を調整して照明光量を減少させると、他の色光の影響を受け難いため、中心側に引っ張られる影響がなくなり、色度座標がそれぞれ外側（すなわちＲ０，Ｇ０，Ｂ０側）に拡大されて彩度が上昇する。すなわち、照明光量を調整した場合には、Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０の色が矢印Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１方向に変化して投影画像の色相が異なるものとなる。
【００３４】
また、例えば、液晶ライトバルブの階調特性は、色度座標上で線形でない場合が多く、液晶ライトバルブのある輝度レベルにおける色特性が他の輝度レベルにおける色特性と異なることが多い。すなわち、図８に示すように、照明光量を調整しない状態で液晶ライトバルブのある輝度レベルにおける色特性を特性Ｃ１とした場合、上述したステップＳ３において階調レンジ変更処理を実施して階調レンジを変更させると、表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂへの画像データのＲＧＢ値が照明光量を調整しない場合と異なるため、色特性が特性Ｃ１と一致せず、例えば特性Ｃ２のように異なるものとなる。
【００３５】
従来では、スクリーン６に投射される投影画像を所定の色空間Ａ０（図８に示す例えば、sRGBの標準色空間）で色再現可能とするために、照明光量を調整しない状態での液晶ライトバルブのある輝度レベルにおける特性Ｃ１を所定の色空間Ａ０内に収める色変換処理、例えば、１つのみの３ＤＬＵＴを参照して各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ出力値に変換して特性Ｃ１を所定の色空間Ａ０内に収める色変換処理を実施している。このような従来の色変換処理では、照明光量を調整しない状態では、特性Ｃ１を所定の色空間Ａ０内に収めスクリーン６上に投射される投影画像を所定の色空間Ａ０で色再現可能とすることができる。しかしながら、従来の色変換処理では、上述したステップＳ２による照明光量の調整、および上述したステップＳ３による階調レンジ変更処理により、図７に示すようにＲ０，Ｇ０，Ｂ０の色が矢印Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１方向に変化して彩度が変更されたり、図８に示すように特性Ｃ１が特性Ｃ２に変更されたりした場合に、対応できない。すなわち、スクリーン６上に投射される投影画像を所定の色空間Ａ０で色再現可能とすることができず、投影画像の色合いが変化してしまう。
【００３６】
そして、色変換情報記憶部１２３に記憶された複数の３ＤＬＵＴは、上述したように、明るさ情報に応じて決定される照明光量に対応した３ＤＬＵＴであり、すなわち、照明光量に応じて、図７に示すようにＲ０，Ｇ０，Ｂ０の色が矢印Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１方向に変化して彩度が変更されたり、図８に示すように特性Ｃ１が特性Ｃ２に変更されたりした場合に対応した情報である。すなわち、上述したステップＳ４において、複数の３ＤＬＵＴのうち照明光量に対応した３ＤＬＵＴを参照して、入力した画像データの各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ出力値に変換することで、照明光量の変更により、図７に示すようにＲ０，Ｇ０，Ｂ０の色が矢印Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１方向に変化して彩度が変更されたり、図８に示すように特性Ｃ１が特性Ｃ２に変更されたりした場合であっても、スクリーン６上に投射される投影画像を所定の色空間Ａ０で色再現可能とする。
なお、上述した３ＤＬＵＴは、入力した画像データの各ＲＧＢ入力値、例えば、各８ビット（０〜２５５の値）を、液晶ライトバルブの階調特性に合わせた、例えば、各１０ビット（０〜１０２３の値）の各ＲＧＢ出力値に変換するものである。すなわち、本実施形態では、色変換処理部１２２が３ＤＬＵＴを参照して色変換処理を実施することで、液晶ライトバルブの階調特性補正（γ特性補正）をも実施するように構成されている。
【００３７】
上述した第１実施形態によれば、照明光量調整部１３にて赤色固体光源２Ｒ，緑色固体光源２Ｇ、および青色固体光源２Ｂから射出された光束の照明光量が調整された場合であっても、色変換処理部１２２にて画像データに対して調整された照明光量に応じた色変換処理（ステップＳ４）が施されるので、照明光量を調整することにより投影画像に与える影響を相殺し、照明光量を調整しない状態および調整した状態の双方で、投影画像を所定の色空間Ａ０内で色再現可能とすることができる。したがって、照明光量を調整した場合であっても、投影画像の色合いを良好に維持できる。
また、色変換処理部１２２にて画像データに対して調整された照明光量に応じた色変換処理が実施されるので、すなわち、照明光量の調整（ステップＳ２）および階調レンジ変更処理（ステップＳ３）に応じた色変換処理を実施するので、階調レンジ変更処理により階調レンジを変更した場合であっても、階調レンジ変更処理により異なるものとなる液晶ライトバルブの各色特性（例えば、Ｃ１，Ｃ２）に応じた画像データの色変換処理が実施でき、投影画像を所定の色空間Ａ０内で色再現可能とすることができる。したがって、照明光量を調整しかつ、階調レンジを変更した場合であっても、投影画像の色合いを良好に維持できる。
【００３８】
ここで、色変換情報記憶部１２３には、色毎の各画素値である各ＲＧＢ値と、各ＲＧＢ値に対応し投影画像を所定の色空間Ａ０内で色再現可能とする各ＲＧＢ出力値とが関連付けられ、画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ出力値に変換するための３ＤＬＵＴが、照明光量調整部１３にて調整される照明光量に応じて複数記憶されている。そして、色変換処理部１２２は、色変換処理（ステップＳ４）を実施する際、複数の３ＤＬＵＴのうち照明光量調整部１３にて調整された照明光量に対応した３ＤＬＵＴを読み出し（ステップＳ４Ａ）、該３ＤＬＵＴを参照して、各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ出力値に変換する。このことにより、例えば、色変換処理部が所定の色変換関数を用いて各ＲＧＢ出力値を演算して算出する色変換処理を実施する構成と比較して、色変換処理の処理負荷を低減でき、色変換処理を迅速に実施できる。
また、色変換処理部１２２が３ＤＬＵＴを参照して色変換処理を実施することで、液晶ライトバルブの階調特性補正（γ特性補正）をも実施するように構成されているので、別途、階調特性補正処理を実施する処理部を設ける必要がなく、表示情報処理部１２の回路構成を簡素化でき、省電力化および低価格化を実現できる。
【００３９】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図９は、第２実施形態における表示情報処理部１２´の構造を示すブロック図である。
前記第１実施形態では、色変換情報記憶部１２３には、明るさ情報に応じて決定される照明光量の変更段階の数に対応した複数の３ＤＬＵＴが記憶されている。そして、色変換処理部１２２は、複数の３ＤＬＵＴのうち画像解析処理部１２１にて決定された照明光量に応じた３ＤＬＵＴを参照して色変換処理を実施している。
これに対して第２実施形態では、色変換処理部１２２´は、入力した画像データの各ＲＧＢ入力値および照明光量に基づいて、所定の色変換関数を用いて画像データの各ＲＧＢ出力値を演算して算出する色変換処理を実施する。色変換処理部１２２´および色変換情報記憶部１２３´以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。
【００４０】
色変換処理部１２２´は、色毎の各入力画素値（各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin））および明るさ情報に応じて決定される照明光量αを変換パラメータとする下記数式１の色変換関数に基づいて、画像解析処理部１２１から出力される画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）および調整信号に基づく照明光量αの値から表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）を算出する。そして、色変換処理部１２２´は、各画素毎に各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）を有する画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。
【００４１】
〔数式１〕
2006284981.tif 000003
【００４２】
例えば、上記数式１は、以下の数式２に示す色変換関数で与えることができる。
【００４３】
〔数式２〕
2006284981.tif 000004
【００４４】
ここで、上記数式２において、a11,b11,c11,γ11,a21,b21,c21,γ21,a31,b31,c31,γ31は、画像解析処理部１２１から出力される画像データのＲ入力値(Rin)および照明光量αの値で決まる調整係数である。そして、色変換情報記憶部１２３´は、前記調整係数等を色変換情報として記憶する。例えば、前記色変換情報は、上述した各調整係数がＲ入力値(Rin)および照明光量αの値に関連付けられたテーブル構造を有している。
また、上記数式２において、a12,b12,c12,γ12,a22,b22,c22,γ22,a32,b32,c32,γ32は、画像解析処理部１２１から出力される画像データのＧ入力値(Gin)および照明光量αの値で決まる調整係数である。そして、色変換情報記憶部１２３´は、前記調整係数等を色変換情報として記憶する。例えば、前記色変換情報は、上述した各調整係数がＧ入力値(Gin)および照明光量αの値に関連付けられたテーブル構造を有している。
さらに、上記数式２において、a13,b13,c13,γ13,a23,b23,c23,γ23,a33,b33,c33,γ33は、画像解析処理部１２１から出力される画像データのＲ入力値(Rin)および照明光量αの値で決まる調整係数である。そして、色変換情報記憶部１２３´は、前記調整係数等を色変換情報として記憶する。例えば、前記色変換情報は、上述した各調整係数がＢ入力値(Bin)および照明光量αの値に関連付けられたテーブル構造を有している。
【００４５】
次に、第２実施形態における画像表示装置１０の動作について図面に基づいて説明する。
図１０は、第２実施形態における画像表示装置１０の動作を説明するフローチャートである。
なお、本実施形態は、上述したように色変換処理部１２２´および色変換情報記憶部１２３´の構成が前記第１実施形態と異なるため、前記第１実施形態で説明した色変換処理（ステップＳ４）が異なるのみであり、以下では、色変換処理（ステップＳ４１）のみを説明する。その他のステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６は、前記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００４６】
ステップＳ４１において、色変換処理部１２２´は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号および画像データに基づいて、上述した数式１，２の色変換関数を用いて該画像データに色変換処理を実施する。
具体的に、色変換処理部１２２´は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量αの値、および画像データの各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）に対応する調整係数を色変換情報記憶部１２３´から読み出す（ステップＳ４１Ａ）。
ステップＳ４１Ａの後、色変換処理部１２２´は、ステップＳ４１Ａにおいて読み出した各調整係数、および画像解析処理部１２１から出力される画像データの各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）に基づいて、上述した数式２の色変換関数により各ＲＧＢ出力値(Rout,Gout,Bout)を算出する（ステップＳ４１Ｂ）。そして、色変換処理部１２２´は、各画素毎に算出した各ＲＧＢ出力値(Rout,Gout,Bout)を有する画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。
なお、上述した数式１，２の色変換関数は、入力した画像データの各ＲＧＢ入力値(Rin,Gin,Bin)、例えば、各８ビットを、液晶ライトバルブの階調特性に合わせた、例えば、各１０ビットの各ＲＧＢ出力値(Rout,Gout,Bout)に変換するものである。すなわち、本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、色変換処理部１２２´が上述した数式１，２に基づいて色変換処理を実施することで、液晶ライトバルブの階調特性補正（γ特性補正）をも実施するように構成されている。
【００４７】
上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と略同様の効果の他、以下の効果がある。
第２実施形態では、色変換処理部１２２´は、色毎の各画素値（各ＲＧＢ入力値）および照明光量αを変換パラメータとする色変換関数に基づいて、画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ入力値、および照明光量調整部１３にて調整された照明光量αの値から、投影画像を所定の色空間Ａ０内で色再現可能とする各ＲＧＢ出力値を演算して算出する。このことにより、前記第１実施形態で説明した色変換処理部１２２が３ＤＬＵＴを参照して各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ出力値に変換する構成と比較して、色変換処理（ステップＳ４１）を実施するために必要な情報量を低減することが可能となり、色変換情報記憶部１２３´として記憶容量の小さいものを採用できるので、画像表示装置１０の低価格化が可能となる。
【００４８】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図１１は、第３実施形態における表示情報処理部１２´´の構造を示すブロック図である。
前記第１実施形態では、色変換情報記憶部１２３には、明るさ情報に応じて決定される照明光量の変更段階の数に対応した複数の３ＤＬＵＴが記憶されている。そして、色変換処理部１２２は、複数の３ＤＬＵＴのうち画像解析処理部１２１にて決定された照明光量に応じた３ＤＬＵＴを参照して色変換処理を実施している。また、色変換処理部１２２による色変換処理により液晶ライトバルブの階調特性補正も同時に実施している。
これに対して第３実施形態では、色変換処理部１２２´´は、入力した画像データの各ＲＧＢ入力値および明るさ情報に応じて決定された照明光量に基づいて、所定の色変換関数を用いてマトリクス演算を実施して色変換処理を実施する。また、表示情報処理部１２´´は、階調特性補正処理部１２４および階調補正情報記憶部１２５を備え、色変換処理部１２２´´による色変換処理とは別に、液晶ライトバルブの階調特性補正処理を実施する。色変換処理部１２２´´、色変換情報記憶部１２３´´、階調特性補正処理部１２４、および階調補正情報記憶部１２５以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。
【００４９】
色変換処理部１２２´´は、画像解析処理部１２１から出力される画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）を、照明光量αの値に応じた下記数式３の色変換関数を用いたマトリクス演算（３×３のマトリクス演算）にて、各出力画素値（各ＲＧＢ中間出力値（R´out,G´out,B´out））を算出する。そして、色変換処理部１２２´´は、各画素毎に各ＲＧＢ中間出力値（R´out,G´out,B´out）を有する画像データを階調特性補正処理部１２４に出力する。
【００５０】
〔数式３〕
2006284981.tif 000005
【００５１】
ここで、上記数式３において、a11,a21,a31は、画像解析処理部１２１から出力される画像データのＲ入力値（Rin）および照明光量αの値で決まる調整係数である。そして、色変換情報記憶部１２３´´は、前記調整係数等を色変換情報として記憶する。例えば、前記色変換情報は、上述した各調整係数がＲ入力値(Rin)および照明光量αの値に関連付けられたテーブル構造を有している。
また、上記数式３において、a12,a22,a32は、画像解析処理部１２１から出力される画像データのＧ入力値（Gin）および照明光量αの値で決まる調整係数である。そして、色変換情報記憶部１２３´´は、前記調整係数等を色変換情報として記憶する。例えば、前記色変換情報は、上述した各調整係数がＧ入力値(Gin)および照明光量αの値に関連付けられたテーブル構造を有している。
さらに、上記数式３において、a13,a23,a33は、画像解析処理部１２１から出力される画像データのＢ入力値（Bin）および照明光量αの値で決まる調整係数である。そして、色変換情報記憶部１２３´´は、前記調整係数等を色変換情報として記憶する。例えば、前記色変換情報は、上述した各調整係数がＢ入力値(Bin)および照明光量αの値に関連付けられたテーブル構造を有している。
【００５２】
階調特性補正処理部１２４は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量と階調特性補正処理部１２４に記憶された後述する階調補正情報とに基づいて、色変換処理部１２２´´から出力される画像データに対して階調特性補正処理を実施する。
階調補正情報記憶部１２５は、階調特性補正処理部１２４にて階調特性補正処理を実施するための階調補正情報を記憶する。具体的に、階調補正情報は、色変換処理部１２２´´から出力される画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ中間値（R´out,G´out,B´out）を、液晶ライトバルブの階調特性に合わせた各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）に変換する１次元ルックアップテーブル（以下、１ＤＬＵＴと記載する）で構成されている。また、階調特性補正処理部１２４は、照明光量に対応した複数の１ＤＬＵＴを記憶している。例えば、画像解析処理部１２１が明るさ情報に応じて照明光量をＮ段階で決定する場合には、階調補正情報記憶部１２５は、調整される照明光量、およびＲＧＢのそれぞれの各液晶ライトバルブに対応して、３Ｎ個の１ＤＬＵＴを記憶している。
【００５３】
次に、第３実施形態における画像表示装置１０の動作について図面に基づいて説明する。
図１２は、第３実施形態における画像表示装置１０の動作を説明するフローチャートである。
なお、本実施形態は、上述したように色変換処理部１２２´´および色変換情報記憶部１２３´´の構成が前記第１実施形態と異なり、表示情報処理部１２´´に階調特性補正処理部１２４および階調補正情報記憶部１２５が設けられているため、前記第１実施形態で説明した色変換処理（ステップＳ４）に替えて色変換処理（ステップＳ４２）を実施し、色変換処理（ステップＳ４２）の後に階調特性補正処理（ステップＳ７）を実施する。その他のステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６は、前記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００５４】
ステップＳ４２において、色変換処理部１２２´´は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号および画像データに基づいて、上述した数式３を用いて該画像データに色変換処理を実施する。
具体的に、色変換処理部１２２´´は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量αの値、および画像データの各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）に対応する各調整係数を色変換情報記憶部１２３´´から読み出す（ステップＳ４２Ａ）。
ステップＳ４２Ａの後、色変換処理部１２２´´は、画像解析処理部１２１から出力される画像データの各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）に対して、ステップＳ４２Ａにおいて読み出した各調整係数を用い上述した数式３によりマトリクス演算を実施し、各ＲＧＢ中間値（R´out,G´out,B´out）を算出する（ステップＳ４２Ｂ）。そして、色変換処理部１２２´´は、各画素毎に算出した各ＲＧＢ中間値（R´out,G´out,B´out）を有する画像データを階調特性補正処理部１２４に出力する。
【００５５】
ステップＳ４２の後、ステップＳ７において、階調特性補正処理部１２４は、画像解析処理部１２１から出力される調整信号、色変換処理部１２２´´から出力される画像データ、および階調補正情報記憶部１２５に記憶された１ＤＬＵＴに基づいて、画像データに階調特性補正処理を実施する。
具体的に、階調特性補正処理部１２４は、階調補正情報記憶部１２５に記憶された複数の１ＤＬＵＴのうち、画像解析処理部１２１から出力される調整信号に基づく照明光量に対応した１ＤＬＵＴをＲＧＢ毎にそれぞれ読み出す（ステップＳ７Ａ）。
ステップＳ７Ａの後、階調特性補正処理部１２４は、読み出した各１ＤＬＵＴを参照して、色変換処理部１２２´´から入力した画像データの各ＲＧＢ中間値（R´out,G´out,B´out）を各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）にそれぞれ変換する（ステップＳ７Ｂ）。そして、階調特性補正処理部１２４は、各画素毎に変換した各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）を有する画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。
なお、ステップＳ４２における上述した数式３のマトリクス演算では、入力した画像データの各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）、例えば、各８ビットをそのまま各８ビットの各ＲＧＢ中間値（R´out,G´out,B´out）に変換するものである。また、ステップＳ７における１ＤＬＵＴは、各８ビットの各ＲＧＢ中間値（R´out,G´out,B´out）を、液晶ライトバルブの階調特性に合わせた、例えば、各１０ビットの各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）に変換するものである。
【００５６】
上述した第３実施形態においては、前記第１実施形態および前記第２実施形態と略同様の効果の他、以下の効果がある。
すなわち、色変換処理部１２２´´が色変換関数としてマトリクス演算にて各ＲＧＢ入力値を各ＲＧＢ中間値に変換する色変換処理（ステップＳ４２）を実施するので、色変換処理部１２２´´の回路構成を簡素化でき、画像表示装置１０の省電力化および低価格化を実現できる。
また、階調特性補正処理部１２４が画像データに対して照明光量調整部１３にて調整された照明光量に応じた階調特性補正処理（ステップＳ７）を実施するので、照明光量を調整した場合であっても、投影画像の色合いを良好に維持できる。
さらに、色変換処理部１２２´´とは別に階調特性補正処理部１２４が設けられているので、前記第１実施形態および前記第２実施形態で説明した色変換処理部１２２，１２２´にて色変換処理および階調特性補正処理を同時に実施する構成と比較して、種々の液晶ライトバルブの階調特性に応じた階調特性補正処理を実施する機能を階調特性補正処理部１２４に持たせることができ、液晶ライトバルブの階調特性に応じて良好に階調特性補正処理を実施できる。
【００５７】
ここで、階調特性補正処理部１２４は、階調特性補正処理を実施する際、階調補正情報記憶部１２５に記憶された複数の１ＤＬＵＴのうち照明光量調整部１３にて調整された照明光量に対応した１ＤＬＵＴをＲＧＢ毎にそれぞれ読み出し（ステップＳ４２Ａ）、各１ＤＬＵＴを参照して、各ＲＧＢ中間値を各ＲＧＢ出力値にそれぞれ変換する。このことにより、例えば、階調特性補正処理部１２４が所定の関数を用いて各ＲＧＢ出力値を演算して算出する階調特性補正処理を実施する構成と比較して、階調特性補正処理の処理負荷を低減でき、階調特性補正処理を迅速に実施できる。
【００５８】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、照明光量調整部として、各色の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを制御して照明光量を調整する照明光量調整部１３を採用したが、これに限らず、以下に示すような構成を採用してもよい。
【００５９】
図１３および図１４は、前記各実施形態の変形例を示す図である。具体的に、図１３は、電気的に光透過率を変化させる照明光量調整装置１０３を用いて光量を調整する場合の光学系の平面図である。図１４は、照明光量調整装置１０３を用いた場合での画像表示装置１０Ａの構造を示すブロック図である。
図１３に示すように、照明光量調整装置１０３を用いた場合の光学系は、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、高圧水銀ランプ等の気体発光光源からなる光源１００、インテグレータレンズ１０１、偏光変換素子１０２、照明光量調整装置１０３、ダイクロイックミラー１０４，１０５、偏光板３、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、集光レンズ１０８，１０９、反射板１１０，１１１，１１２、ダイクロイックプリズム１、投射レンズ５により構成される。
【００６０】
光源１００を射出した光は、インテグレータレンズ１０１、偏光変換素子１０２、照明光量調整装置１０３で構成される照明光学系を透過した後、赤透過ダイクロイックミラー１０４、緑反射ダイクロイックミラー１０５、反射板１１２で構成される色分離光学系に入射し、赤、緑、青の原色光に分解される。青の原色光は、第１の集光レンズ１０８、第２の集光レンズ１０９、２枚の反射板１１０，１１１で構成されるリレー光学系に入射する。色分離光学系を射出した赤および緑の原色光と、リレー光学系を射出した青の原色光は、それぞれ偏光板３を透過した後、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに入射する。光源１００から各液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂまでの光路長は青の光路だけ他の光路より長いが、２枚の集光レンズ１０８，１０９が発散しようとする光を内側に収束させるので、光路長が長くても光が青の液晶パネル４Ｂまで効率良く伝達される。
【００６１】
また、画像表示装置１０Ａは、図１４に示すように、照明光量調整装置１０３を駆動するための照明光量調整駆動部１１３を備えている。
照明光量調整装置１０３は、例えば光絞り機構やエレクトロクロミックガラス等で構成され、光源１００の光射出側に配置されている。
照明光量調整駆動部１１３は、表示情報処理部１２（１２´，１２´´）から送られた照明光量の調整信号に基づいて、照明光量調整装置１０３を制御して、照明光量を調整する。
すなわち、照明光量調整装置１０３および照明光量調整駆動部１１３が照明光量調整部に相当する。
【００６２】
そして、上述した画像表示装置１０Ａでは、前記各実施形態で説明した照明光量の調整（ステップＳ４，Ｓ４１，Ｓ４２）において、表示情報処理部１２（１２´，１２´´）からの調整信号を基に、照明光量調整駆動部１１３が照明光量調整装置１０３を制御して光源１００からの光量を調整する。すなわち、光源１００自身が射出する照明光量は一定であり、これを照明光量調整装置１０３で遮光等することで液晶ライトバルブへの照明光量を調整する。
このような構成では、光源１００の光量は一定としたまま、照明光量調整装置１０３にて照明光量の調整を行うようにしたので、光量を高速に変化させることが難しい光源１００に対して、調整を有効に行える。
【００６３】
前記各実施形態では、画像解析処理部１２１が画像データを解析することで画像データの明るさ情報を生成し、生成した明るさ情報に応じた照明光量を決定していたが、これに限らない。例えば、表示情報入力部１１等を介して外部から、所定の表示画像に対応して予め決められた明るさ情報を入力し、該明るさ情報に応じて照明光量を決定する構成としてもよい。また、表示情報入力部１１等を介して外部から、所定の表示画像に対応して予め決められた照明光量に関する調光情報を入力し、該調光情報に応じた調整信号を照明光量調整部１３、色変換処理部１２２，１２２´，１２２´´、階調特性補正処理部１２４等に出力する構成としてもよい。
【００６４】
前記各実施形態および上述した変形例において、照明光量調整部１３および照明光量調整駆動部１１３は、表示情報処理部１２（１２´，１２´´）からの調整信号に応じて照明光量を調整する構成であったが、これに限らず、例えば、所定の時定数を持たせてなだらかに照明光量を調整する構成としてもよい。このような構成では、急激な照明光量変化により投影画像にちらつきが生じることを防止できる。
【００６５】
前記各実施形態および図１３、１４の変形例では、画像解析処理部１２１が画像データを解析することで明るさ情報を生成し、生成した明るさ情報に応じた照明光量を決定し、該照明光量に基づいて照明光量調整部１３や照明光量調整駆動部１１３が固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂや照明光量調整装置１０３を制御して照明光量を調整していたが、これに限らず、照明光量を調整しない構成であっても、本発明を適用することが可能である。
例えば、画像解析処理部１２１が画像データを解析することで明るさ情報を生成し、生成した明るさ情報に応じて階調レンジを決定する。そして、画像解析処理部１２１が決定した階調レンジに応じて画像データの各画素に対応する各画素値を伸張して階調レンジを変更する階調レンジ変更処理（所謂、白黒伸張処理）を実施する。また、色変換処理部１２２，１２２´，１２２´´は、画像解析処理部１２１にて決定した階調レンジに応じて、画像データの色変換処理を実施する。
照明光量を調整しない構成であっても、上述したように、階調レンジ変更処理（所謂、白黒伸張処理）を実施することにより液晶ライトバルブの各色特性が異なることになり、投影画像の色合いが変更されてしまう。上述したような構成であれば、色変換処理部１２２，１２２´，１２２´´にて画像データに対して階調レンジ変更処理により異なるものとなる液晶ライトバルブの各色特性（例えば、Ｃ１，Ｃ２（図８））に応じた色変換処理が施されるので、階調レンジを変更することによる投影画像に与える影響を相殺し、階調レンジを変更しない状態および階調レンジを変更した状態の双方で、投影画像を所定の色空間（例えば、sRGBの標準色空間）内で色再現可能とすることができる。
【００６６】
前記第１実施形態では、色変換情報記憶部１２３は、照明光量の変更段階の数であるＮに対応して、Ｎ個の３ＤＬＵＴを記憶していたが、これに限らない。例えば、Ｎ個よりも少ない数の３ＤＬＵＴを記憶させておき、足りない部分を補間処理により算出する構成を採用してもよい。
また、同様に、前記第３実施形態では、階調補正情報記憶部１２５は、照明光量を調整する全段階（Ｎ段階）に対応して、ＲＧＢ毎にそれぞれＮ個の１ＤＬＵＴを記憶していたが、これに限らない。例えば、ＲＧＢ毎にそれぞれＮ個よりも少ない数の１ＤＬＵＴを記憶させておき、足りない部分を補間処理により算出する構成を採用してもよい。
また、１ＤＬＵＴを参照して階調特性補正処理を実施する構成に限らず、照明光量調整部１３にて調整された照明光量に応じて係数を変化させて関数近似で演算して階調特性補正処理を実施する構成としてもよい。
【００６７】
前記各実施形態では、画像解析処理部１２１が画像データを解析することで明るさ情報に応じた照明光量を決定し、決定された照明光量に応じて照明光量調整部１３が各固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの照明光量を一律に調整していたが、これに限らない。例えば、画像解析処理部１２１が画像データを解析することで、ＲＧＢ毎の明るさ情報を生成する。また、画像解析処理部１２１が生成したＲＧＢ毎の明るさ情報に基づいて、各固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの照明光量を独立して調整するための各照明光量をそれぞれ決定する。そして、ステップＳ２，Ｓ３において、決定された各照明光量に応じてＲＧＢ毎に照明光量の調整処理および階調レンジ変更処理を実施する。
ここで、前記第１実施形態であれば、ＲＧＢの照明光量の変更段階の組み合わせの数がＮ３個である場合には、３ＤＬＵＴを、ＲＧＢの照明光量の変更段階の組み合わせの数であるＮ３個に応じてＮ３個以下の数を色変換情報記憶部１２３に記憶しておく。そして、ステップＳ４において、色変換処理部１２２がＲＧＢの照明光量の変更段階の組み合わせに対応した３ＤＬＵＴを読み出し、該３ＤＬＵＴに基づいて画像データの色変換処理を実施する。
また、前記第２実施形態であれば、ステップＳ４１において、色変換処理部１２２´は、色毎の各画素値（各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin））および前記各明るさ情報に応じて決定されるＲＧＢ毎の各照明光量αＲ，αＧ，αＢを変換パラメータとする下記数式４の色変換関数に基づいて、画像解析処理部１２１から出力される画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ入力値（Rin,Gin,Bin）および調整信号に基づくＲＧＢ毎の各照明光量αＲ，αＧ，αＢの値から表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する画像データにおける各画素に対応する色毎の各ＲＧＢ出力値（Rout,Gout,Bout）を算出する。
【００６８】
〔数式４〕
2006284981.tif 000006
【００６９】
前記第１実施形態および前記第２実施形態では、色変換処理部１２２，１２２´が色変換処理を実施することで階調特性補正処理をも同時に実施していたが、これに限らず、前記第３実施形態と同様に、別途、階調特性補正処理を実施する階調特性補正処理部を設けた構成を採用してもよい。
【００７０】
前記第２実施形態および前記第３実施形態では、色変換情報記憶部１２３´，１２３´´は、全ての調整係数を記憶していたが、これに限らない。例えば、所定の照明光量に対応した調整係数のみを記憶させておき、他の調整係数を演算して算出する構成を採用してもよい。
【００７１】
前記各実施形態では、画像表示装置として投射型を例に説明したが、これに限らず、バックライトを用いた直視型の液晶表示装置や背面投射型表示装置などに適用可能である。なお、直視型の液晶表示装置にて採用されるバックライトとしては、例えば、液晶ライトバルブの光路後段側に配設し、画面の横幅長の棒状の熱陰極管（ＨＣＦＬ：Hot Cathode Fluorescent Lamp）を画面の上から画面の縦方向に複数並べ、順次点灯させ、該点灯を縦方向に走査する構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、光変調素子として液晶ライトバルブを例に説明したが、これに限らず、ＤＭＤ(Digital Micro mirror Device)、反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）等を採用してもよい。
【００７２】
さらに、本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の画像表示装置は、照明光量を調整した場合、あるいは、階調レンジ変更処理を実施した場合であっても、表示画像の色合いを良好に維持できるため、プレゼンテーションやホームシアターに用いられる画像表示装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の光学系を示す平面図。
【図２】前記実施形態における画像表示装置の構造を示すブロック図。
【図３】前記実施形態における表示情報処理部の構造を示すブロック図。
【図４】前記実施形態における画像表示装置の動作を説明するフローチャート。
【図５】前記実施形態における画像解析処理部が明るさ情報に応じて照明光量を決定する処理の一例を示す図。
【図６】前記実施形態における画像解析処理部の階調レンジ変更処理の一例を示す図。
【図７】前記実施形態における液晶ライトバルブの特性の一例を説明するための図。
【図８】前記実施形態における液晶ライトバルブの特性の一例を説明するための図。
【図９】第２実施形態における表示情報処理部の構造を示すブロック図。
【図１０】前記実施形態における画像表示装置の動作を説明するフローチャート。
【図１１】第３実施形態における表示情報処理部の構造を示すブロック図。
【図１２】前記実施形態における画像表示装置の動作を説明するフローチャート。
【図１３】前記各実施形態の変形例を示す図。
【図１４】前記各実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００７５】
２Ｒ・・・赤色固体光源、２Ｇ・・・緑色固体光源、２Ｂ・・・青色固体光源、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ・・・液晶パネル、１０，１０Ａ・・・画像表示装置、１３・・・照明光量調整部、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ・・・表示駆動部、１２１・・・画像解析処理部（階調レンジ変更処理部）、１２２，１２２´，１２２´´・・・色変換処理部、１２３・・・色変換情報記憶部、１２４・・・階調特性補正処理部。
【図１】
2006284981.tif 000007
【図２】
2006284981.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006284981.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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