(57)【要約】【課題】乗算器の個数を削減することでコンパクト化を実現すると共に、グレーバランスの安定化を図る。【解決手段】色変換回路１１０は、３Ｄ−ＬＵＴ１０、四面体選択部２０、下位ビット選択出力部３０および補間演算部４０を備える。補間演算部４０は、次式に基づく演算処理を実現する回路である。Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）／Ｅ    −（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）／Ｅ【選択図】図２
2007267084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色を表わす３つの入力信号が取り得る３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値を格納するとともに、前記入力信号の各々を上位ビット部と下位ビット部に分けて前記上位ビット部の組に基づいて前記出力色値を基準データとして出力する３次元ルックアップテーブルと、
補間対象となる前記立方体領域を前記基準データの格納された第１の点と該第１の点から最も遠い第２の点とを結ぶ対角線を稜線とする６個の四面体に分割し、前記下位ビット部の組に基づいて前記四面体の一つを選択して、該選択された四面体の各頂点についての前記出力色値の間で補間演算を行なうことにより、前記入力信号の各々に対応した出力信号の組を生成する補間手段と
を備える色変換装置において、
前記補間手段は、
次式に基づく演算処理を実現する複数の演算回路
を備える色変換装置。
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｈ／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｈ−ｎ）／Ｅ
−（Ｔ−Ｓ）・（ｈ−ｍ）／Ｅ
ただし、
Ｐは、前記出力信号の組を表わす値であり、
Ｋは、前記基準データの値、すなわち、前記四面体の各頂点のうちの前記第１の点についての出力色値であり、
Ｗは、前記四面体の各頂点のうちの前記第２の点についての出力色値であり、
Ｓは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１および第２の点を除いた残りの２点のうちの前記第１の点に近い方の点である第３の点についての出力色値であり、
Ｔは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１、第２および第３の点を除いた残りの第４の点についての出力色値であり、
Ｅは、前記立方体領域の一辺の長さであり、
ｈ，ｍ，ｎは、前記補間対象となる立方体領域における前記下位ビット部の組によって定まる座標位置を表わすｘf、ｙf、ｚfのうちのいずれかであって、前記下位ビット部の組に基づいていずれの四面体が選択されるかを表わすｘｆ、ｙf、ｚfの大小関係に基づいて次のように定まるものである。
ｘf≧ｚf≧ｙfのとき、ｈ＝ｘf、ｍ＝ｚf、ｎ＝ｙf
ｘf≧ｙf＞ｚfのとき、ｈ＝ｘf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｚf
ｙf＞ｘf≧ｚfのとき、ｈ＝ｙf、ｍ＝ｘf、ｎ＝ｚf
ｙf＞ｚf＞ｘfのとき、ｈ＝ｙf、ｍ＝ｚf、ｎ＝ｘf
ｚf≧ｙf＞ｘfのとき、ｈ＝ｚf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｘf
ｚf＞ｘf≧ｙfのとき、ｈ＝ｚf、ｍ＝ｘf、ｎ＝ｙf
【請求項２】
請求項１に記載の色変換装置であって、
前記補間手段は、
前記式を実現するための５個の減算器と３個の乗算器と１個の加算器とを備える
色変換装置。
【請求項３】
色を表わす３つの入力信号が取り得る３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値を格納するとともに、前記入力信号の各々を上位ビット部と下位ビット部に分けて前記上位ビット部の組に基づいて前記出力色値を基準データとして出力する３次元ルックアップテーブルと、
補間対象となる前記立方体領域を前記基準データの格納された第１の点と該第１の点から最も遠い第２の点とを結ぶ対角線を稜線とする６個の四面体に分割し、前記下位ビット部の組に基づいて前記四面体の一つを選択して、該選択された四面体の各頂点についての前記出力色値の間で補間演算を行なうことにより、前記入力信号の各々に対応した出力信号の組を生成する補間手段と
を備える色変換装置において、
前記前記下位ビット部の組に基づいて前記６個の四面体のうちの所定の四面体が選択されたときに、次式に基づく演算処理を実現する複数の演算回路
を備える色変換装置。
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）／Ｅ
−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）／Ｅ
ただし、
Ｐは、前記出力信号の組を表わす値であり、
Ｋは、前記基準データの値、すなわち、前記四面体の各頂点のうちの前記第１の点についての出力色値であり、
Ｗは、前記四面体の各頂点のうちの前記第２の点についての出力色値であり、
Ｓは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１および第２の点を除いた残りの２点のうちの前記第１の点に近い方の点である第３の点についての出力色値であり、
Ｔは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１、第２および第３の点を除いた残りの第４の点についての出力色値であり、
Ｅは、前記立方体領域の一辺の長さであり、
ｘｆ、ｙf、ｚfは、前記補間対象となる立方体領域における前記下位ビット部の組によって定まる座標位置を表わす値である。
【請求項４】
請求項３に記載の色変換装置であって、
前記補間手段は、
前記式を実現するための５個の減算器と３個の乗算器と１個の加算器とを備える
色変換装置。
【請求項５】
色を表わす３つの入力信号が取り得る３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値を格納するとともに、前記入力信号の各々を上位ビット部と下位ビット部に分けて前記上位ビット部の組に基づいて前記出力色値を基準データとして出力する３次元ルックアップテーブルと、
補間対象となる前記立方体領域を前記基準データの格納された第１の点と該第１の点から最も遠い第２の点とを結ぶ対角線を稜線とする６個の四面体に分割し、前記下位ビット部の組に基づいて前記四面体の一つを選択して、該選択された四面体の各頂点についての前記出力色値の間で補間演算を行なうことにより、前記入力信号の各々に対応した出力信号の組を生成する補間手段と
を備える色変換装置において、
前記補間手段は、
前記補間演算を行なう補間演算部を備え、
前記補間演算部は、
３個の乗算器を少なくとも備え、前記３つの入力信号がグレー軸上にあるときに、前記３個の乗算器のうちの２個の乗算器で発生する量子化誤差が打ち消されるように構成した、
色変換装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の色変換装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色を表わす３つの入力信号を入力して、それら入力信号から定まる色を変換する色変換装置およびそれを備えた画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラープリンタ、カラー複写機、カラーテレビ、カラープロジェクタ等では、入力信号に応じた画像の正確な色再現を行なうために、３次元ルックアップテーブル（以下、「３Ｄ−ＬＵＴ」とも呼ぶ。）による色変換装置を備えたものがある。入力信号としてのＲ，Ｇ，Ｂ信号は、通常、８ビット以上の階調データ、すなわち、２５６階調以上の階調値で表現されることから、３Ｄ−ＬＵＴには、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調の全ての組合せに対応して、（２５６×２５６×２５６）以上の出力の値（出力色値）を記憶することが要求される。このために、３Ｄ−ＬＵＴは非常に大きなメモリ容量が必要となる。
【０００３】
そこで、３Ｄ−ＬＵＴを実際に構成する場合には、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ信号の階調の全ての組合せではなく、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号それぞれの階調を適当な間隔で分割した粗い階調の組合せ、例えば、上位３ビット〜４ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号の階調の組合せに対して、それぞれ対応する出力色値を記憶する構成とし、必要なメモリ容量を削減する構成としている。その上で、上記の上位３ビット〜４ビットを除いた下位ビット部に基づいて、上記３Ｄ−ＬＵＴから得られた出力色値に補間演算を施す構成としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特公昭５８−１６１８０号公報
【０００５】
上記特許文献１の中に示されている補間方法の例を、図４と次式（イ）に示す。
【０００６】
Ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｕ（ｘi，ｙi，ｚi）・（１−ｘf）
＋Ｕ（ｘi＋１，ｙi，ｚi）・（ｘf−ｙf）
＋Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi）・（ｙf−ｚf）
＋Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi＋１）・ｚf  ...（イ）
【０００７】
図４は、立方体領域の分割方法を示しており、補間対象となる立方体領域は、ｘ＝ｙ，ｙ＝ｚ，ｚ＝ｘの３面で分割されて、６つの四面体Ｔ１〜Ｔ６に分割される。式（イ）は、第２番目の四面体Ｔ２における補間方法を示しており、ｘi，ｙi，ｚiは入力の上位ビット部を、ｘf，ｙf，ｚfは入力の下位ビット部を、Ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）は入力（ｘ，ｙ，ｚ）における１つの出力色値を意味する。立方体領域の一辺の長さは値１である。この補間方法では、補間したい点を示す下位ビット部の大小関係を調べて、補間したい点がいずれの四面体に含まれるかを判定し、その四面体の４頂点に対応する出力色値を色補正メモリより呼出し、下位ビット部の減算から求まる４つの係数とを乗算したあと、それぞれを加算するという手順になる。
【０００８】
上記従来の技術では、式（イ）から判るように、４個の乗算器が必要となる。乗算器は回路規模が大きいことから、装置のコンパクト化のためには乗算器の数を減らすことが望まれる。そこで、式（イ）を次式（ロ）に変更して、乗算器の数を３個に減らすことが考えられる。
【０００９】
Ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｕ（ｘi，ｙi，ｚi）
＋［Ｕ（ｘi＋１，ｙi，ｚi）−Ｕ（ｘi，ｙi，ｚi）］・ｘf
＋［Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi）−Ｕ（ｘi＋１，ｙi，ｚi）］・ｙf
＋［Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi＋１）−Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi）］・ｚf
...（ロ）
【００１０】
しかしながら、式（ロ）に従って設計した色変換装置では、コンパクト化を実現できるが、次の理由によりグレーバランスを損ね易いという問題があった。
【００１１】
立方体領域における対角線上の色は、Ｒ＝Ｇ＝Ｂであることから、色空間におけるグレー軸上の色に相当する。本来、このグレー軸上の色に変換しなければならないときに、このグレー軸から外れた値に色変換された場合に、人間の目に分かり易いものである。翻ってみて、式（ロ）に従って設計した色変換装置では、入力信号がＲ＝Ｇ＝Ｂ、すなわちｘf＝ｙf＝ｚfとなるグレー軸上の値であっても、各乗算器の量子化誤差が蓄積されると、簡単にグレー以外の色に変換されることになる。すなわち、グレーバランスを損ね易いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は、乗算器の個数を削減することでコンパクト化を実現すると共に、グレーバランスの安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した課題の少なくとも一部を解決するための手段として、以下に示す構成をとった。
【００１４】
本発明の第１の色変換装置は、
色を表わす３つの入力信号が取り得る３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値を格納するとともに、前記入力信号の各々を上位ビット部と下位ビット部に分けて前記上位ビット部の組に基づいて前記出力色値を基準データとして出力する３次元ルックアップテーブルと、
補間対象となる前記立方体領域を前記基準データの格納された第１の点と該第１の点から最も遠い第２の点とを結ぶ対角線を稜線とする６個の四面体に分割し、前記下位ビット部の組に基づいて前記四面体の一つを選択して、該選択された四面体の各頂点についての前記出力色値の間で補間演算を行なうことにより、前記入力信号の各々に対応した出力信号の組を生成する補間手段と
を備える色変換装置において、
前記補間手段は、
次式に基づく演算処理を実現する複数の演算回路
を備える色変換装置。
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｈ／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｈ−ｎ）／Ｅ
−（Ｔ−Ｓ）・（ｈ−ｍ）／Ｅ  ...（ハ）
ただし、
Ｐは、前記出力信号の組を表わす値であり、
Ｋは、前記基準データの値、すなわち、前記四面体の各頂点のうちの前記第１の点についての出力色値であり、
Ｗは、前記四面体の各頂点のうちの前記第２の点についての出力色値であり、
Ｓは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１および第２の点を除いた残りの２点のうちの前記第１の点に近い方の点である第３の点についての出力色値であり、
Ｔは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１、第２および第３の点を除いた残りの第４の点についての出力色値であり、
Ｅは、前記立方体領域の一辺の長さであり、
ｈ，ｍ，ｎは、前記補間対象となる立方体領域における前記下位ビット部の組によって定まる座標位置を表わすｘf、ｙf、ｚfのうちのいずれかであって、前記下位ビット部の組に基づいていずれの四面体が選択されるかを表わすｘｆ、ｙf、ｚfの大小関係に基づいて次のように定まるものである。
ｘf≧ｚf≧ｙfのとき、ｈ＝ｘf、ｍ＝ｚf、ｎ＝ｙf
ｘf≧ｙf＞ｚfのとき、ｈ＝ｘf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｚf
ｙf＞ｘf≧ｚfのとき、ｈ＝ｙf、ｍ＝ｘf、ｎ＝ｚf
ｙf＞ｚf＞ｘfのとき、ｈ＝ｙf、ｍ＝ｚf、ｎ＝ｘf
ｚf≧ｙf＞ｘfのとき、ｈ＝ｚf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｘf
ｚf＞ｘf≧ｙfのとき、ｈ＝ｚf、ｍ＝ｘf、ｎ＝ｙf
【００１５】
前記構成の色変換装置によれば、前記式（ハ）に基づく補間の演算処理が実行されることになるが、式（ハ）の意味は次の通りである。
【００１６】
［背景技術］の欄で説明した式（イ）を見てみると、Ｕ（ｘi，ｙi，ｚi）は前記Ｋに相当し、Ｕ（ｘi＋１，ｙi，ｚi）は前記Ｓに相当し、Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi）は前記Ｔに相当し、Ｕ（ｘi＋１，ｙi＋１，ｚi＋１）は前記Ｗに相当することから、式（イ）は次式（ニ）に置き換えることができる。
【００１７】
Ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｋ・（１−ｘf）＋Ｓ・（ｘf−ｙf）＋Ｔ・（ｙf−ｚf）
＋Ｗ・ｚf  ...（ニ）
【００１８】
式（ニ）は、変形することで次式（ホ）とすることができる。
【００１９】
Ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）
−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）  ...（ホ）
【００２０】
一方、本発明における式（ハ）は、ｘf≧ｙf＞ｚfのとき、ｈ＝ｘf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｚfであることから、このｘf≧ｙf＞ｚfの条件を満たす四面体が下位ビット部の組に基づいて選択された場合に、次式（ヘ）になる。ここでは、立方体領域の一辺の長さＥは値１であるとして計算を行なっている。
【００２１】
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）
...（ヘ）
【００２２】
この式（ヘ）は式（ホ）と同一である。したがって、本発明の第１の色変換装置は、特公昭５８−１６１８０号公報に記載された従来技術の色変換回路と同様に補間処理によって色変換を行なうことができる。また、式（ハ）から見て、乗算器を３個で設計することができることから、装置のコンパクト化を図ることができる。さらに、３つの入力信号がグレー軸上にあるとき、すなわち、ｘf＝ｙf＝ｚfのとき（ｈ＝ｍ＝ｎのとき）、式（ハ）における第２項目と第３項目は、必ず０となる。第２項目、第３項目を司る乗算器に量子化誤差が発生したとしても必ず０となる。このために、第１項目を司る乗算器だけに量子化誤差の発生の可能性が残るだけであることから、従来技術に比べて、グレーバランスの安定化を図ることができる。すなわち、本発明の第１の色変換装置は、乗算器の個数を削減することでコンパクト化を実現すると共に、グレーバランスの安定化を図ることができるという効果を奏する。
【００２３】
本発明の第２の色変換装置は、
色を表わす３つの入力信号が取り得る３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値を格納するとともに、前記入力信号の各々を上位ビット部と下位ビット部に分けて前記上位ビット部の組に基づいて前記出力色値を基準データとして出力する３次元ルックアップテーブルと、
補間対象となる前記立方体領域を前記基準データの格納された第１の点と該第１の点から最も遠い第２の点とを結ぶ対角線を稜線とする６個の四面体に分割し、前記下位ビット部の組に基づいて前記四面体の一つを選択して、該選択された四面体の各頂点についての前記出力色値の間で補間演算を行なうことにより、前記入力信号の各々に対応した出力信号の組を生成する補間手段と
を備える色変換装置において、
前記前記下位ビット部の組に基づいて前記６個の四面体のうちの所定の四面体が選択されたときに、次式に基づく演算処理を実現する複数の演算回路
を備える色変換装置。
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）／Ｅ
−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）／Ｅ  ...（ト）
ただし、
Ｐは、前記出力信号の組を表わす値であり、
Ｋは、前記基準データの値、すなわち、前記四面体の各頂点のうちの前記第１の点についての出力色値であり、
Ｗは、前記四面体の各頂点のうちの前記第２の点についての出力色値であり、
Ｓは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１および第２の点を除いた残りの２点のうちの前記第１の点に近い方の点である第３の点についての出力色値であり、
Ｔは、前記四面体の各頂点のうちの前記第１、第２および第３の点を除いた残りの第４の点についての出力色値であり、
Ｅは、前記立方体領域の一辺の長さであり、
ｘｆ、ｙf、ｚfは、前記補間対象となる立方体領域における前記下位ビット部の組によって定まる座標位置を表わす値である。
【００２４】
本発明の第２の色変換装置は、本発明の第１の色変換装置と同様に、乗算器の個数を削減することでコンパクト化を実現すると共に、グレーバランスの安定化を図ることができるという効果を奏する。
【００２５】
前記第１の色変換装置または第２の色変換装置において、前記補間手段は、前記式（ハ）または式（ト）を実現するための５個の減算器と３個の乗算器と１個の加算器とを備える構成とすることができる。
【００２６】
本発明の第３の色変換装置は、
色を表わす３つの入力信号が取り得る３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値を格納するとともに、前記入力信号の各々を上位ビット部と下位ビット部に分けて前記上位ビット部の組に基づいて前記出力色値を基準データとして出力する３次元ルックアップテーブルと、
補間対象となる前記立方体領域を前記基準データの格納された第１の点と該第１の点から最も遠い第２の点とを結ぶ対角線を稜線とする６個の四面体に分割し、前記下位ビット部の組に基づいて前記四面体の一つを選択して、該選択された四面体の各頂点についての前記出力色値の間で補間演算を行なうことにより、前記入力信号の各々に対応した出力信号の組を生成する補間手段と
を備える色変換装置において、
前記補間手段は、
前記補間演算を行なう補間演算部を備え、
前記補間演算部は、
３個の乗算器を少なくとも備え、前記３つの入力信号がグレー軸上にあるときに、前記３個の乗算器のうちの２個の乗算器で発生する量子化誤差が打ち消されるように構成した、ことを特徴としている。
【００２７】
前記構成の色変換装置は、乗算器を３個で設計することができることから、装置のコンパクト化を図ることができる。さらに、３つの入力信号がグレー軸上にあるときに、前記３個の乗算器のうちの２個の乗算器で発生する量子化誤差が打ち消されるように構成されていることから、従来技術に比べて、グレーバランスの安定化を図ることができる。したがって、本発明の第３の色変換装置は、乗算器の個数を削減することでコンパクト化を実現すると共に、グレーバランスの安定化を図ることができるという効果を奏する。
【００２８】
なお、本発明は、上記した色変換装置としての態様に限るものではなく、それを備えた画像表示装置としての態様で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．液晶プロジェクタの概略構成：
Ｂ．色変換回路：
Ｃ．作用・効果：
Ｄ．他の実施形態：
【００３０】
Ａ．液晶プロジェクタの概略構成：
図１は、本発明の一実施例としての色変換装置が適用される液晶プロジェクタの全体の構成を示すブロック図である。この液晶プロジェクタ１００は、色変換回路１１０と、液晶ディスプレイ駆動回路１３０と、液晶ディスプレイパネル１４０と、光源部１５０と、投写レンズ１６０とを主に備え、色変換回路１１０に入力されてくる映像信号をスクリーン２００に表示させる。なお、映像信号は、図示しないカメラやスキャナやパーソナルコンピュータ等の入力装置によってリアルタイムに色変換回路１１０に入力されてくる場合と、図示しないコンピュータ読取可能な記憶媒体から色変換回路１１０に読み出されてくる場合のいずれでもよい。ここで、コンピュータ読取可能な記憶媒体には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＤ等のいずれでもよい。
【００３１】
色変換回路１１０は、デジタル信号としての映像信号に対して色変換を行なう回路であり、本発明の色変換装置を実現している。なお、映像信号がアナログ信号である場合には、図示はしないが、この色変換回路１１０の前にアナログ／デジタル変換回路を設けることで、アナログ信号としての映像信号をデジタル信号としての映像信号に変換した後に色変換を行なう構成としている。
【００３２】
液晶ディスプレイ駆動回路１３０は、液晶ディスプレイパネル１４０を駆動する回路である。液晶ディスプレイパネル１４０は、液晶ディスプレイ駆動回路１３０で生成された信号を映像化するパネルであり、光源部１５０から射出される光を変調して投写に必要な光をスクリーン２００側へ向けて射出する。
【００３３】
光源部１５０は、映像を投写するための光源であり、主に、光を発するランプ１５１と、このランプ１５１から発せられる光を集光するレンズ１５２とを有している。投写レンズ１６０は、光源部１５０から投写される光をスクリーンに拡大して表示させるレンズである。 
【００３４】
スクリーン２００は、液晶プロジェクタ１００の投写レンズ１６０から投写される投写像を表示する投写面を有している。このスクリーン２００は、液晶プロジェクタ１００として一体に組み立てたリア型であっても、また、別体としたフロント型であってもよい。
【００３５】
上記構成の液晶プロジェクタ１００は次のように動作する。色変換回路１１０は、入力されてくる映像信号に対して色変換を行ない、液晶ディスプレイ駆動回路１３０に映像信号を出力する。液晶ディスプレイ駆動回路１３０は、液晶ディスプレイパネル１４０に色変換された映像信号を反映させる。液晶ディスプレイパネル１４０は、液晶ディスプレイ駆動回路１３０からの制御によって、光源部１５０からの光を映像信号に基づいて変調して透過させる。変調された光は、投写レンズ１６０を通してスクリーン２００へ投写され、スクリーン２００に映像が表示される。 
【００３６】
Ｂ．色変換回路：
以下、色変換回路１１０の具体的構成および動作について説明する。図２は、図１に示した色変換回路１１０の詳細を示すブロック図である。この色変換回路１１０は、図示するように、３Ｄ−ＬＵＴ１０、四面体選択部２０、下位ビット選択出力部３０および補間演算部４０を備えている。
【００３７】
色変換回路１１０の入力信号である映像信号を構成するＲ，Ｇ，Ｂ信号は、それぞれ、上位ビット部と下位ビット部に分割されて、各上位ビット部は３Ｄ−ＬＵＴ１０に送られ、各下位ビット部は四面体選択部２０と下位ビット選択出力部３０にそれぞれ送られる。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のそれぞれのビット数をｋ（ｋは２以上の整数で、好ましくはｋ≧８である。ここでは、ｋ＝８である）とすると、上位ビット部は上位ｎビットであり、下位ビット部は上位ｎビットを除いた下位（ｋ−ｎ）ビットである。
【００３８】
３Ｄ−ＬＵＴ１０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の上位ビット部の組み合わせにそれぞれ対応する出力色値として、ｋビットのＲ信号データとｋビットのＧ信号データとｋビットのＢ信号データとを記憶するメモリ回路である。３Ｄ−ＬＵＴ１１０は、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ信号毎の上位ビット部の組合せに応じて、上記の（３×ｋ）ビットのデータを出力する。なお、このようなメモリ回路は、（ｎ＋ｎ＋ｎ）ビットのアドレスを有するＲＡＭを用いて、（ｎ＋ｎ＋ｎ）ビットのアドレスを、上位ビットから順に、Ｒ信号の上位ｎビット、Ｇ信号の上位ｎビット、Ｂ信号の上位ｎビットに割り当てるとともに、（３×ｋ）ビットの出力を、例えば、最上位ビットからｋビットごとに、Ｒ信号データ、Ｇ信号データおよびＢ信号データとの出力に割り当てることにより、実現できる。
【００３９】
上記構成の３Ｄ−ＬＵＴ１０によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの色に従う３次元の色空間を複数の立方体領域に分割し、各立方体領域の格子点についての出力色値（ｋビットのＲ信号データとｋビットのＧ信号データとｋビットのＢ信号データ）が表わされることになる。本実施例の３Ｄ−ＬＵＴ１０では、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の上位ビット部の組み合わせに対応する格子点についてのＲ信号データ、Ｇ信号データ，Ｂ信号データの組を基準データＫとして出力すると共に、さらに３種類のデータＷ、Ｓ、Ｔを出力する構成となっている。これら３種類のデータＷ、Ｓ、Ｔについては後ほど詳述する。なお、上記基準データＫが出力される格子点を、以下、Ｋ点と呼ぶことにする。前記立方体領域の一辺の長さはＥとする。
【００４０】
四面体選択部２０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の下位ビット部の大小関係を参照することで、前記立方体領域を分割して得られる６個の四面体の中から一つを選択して、その選択結果を出力する。すなわち、下位ビット部の組に基づいて定まる点が前記６個の四面体のいずれに位置するかを、各下位ビット部の大小関係を参照することで判定して、その判定された四面体を識別する識別信号Ｖを選択結果として出力する。
【００４１】
上記６個の四面体は、［背景技術］の欄で図４を用いて説明した従来技術と同様のものであり、ｘ＝ｙ，ｙ＝ｚ，ｚ＝ｘの３面で分割されたものである。したがって、６つの四面体Ｔ１〜Ｔ６（図３参照）は、次の６通りの条件式で表わされるものである。式（１）が第１の四面体Ｔ１を、式（２）が第２の四面体Ｔ２を、式（３）が第３の四面体Ｔ３を、式（４）が第４の四面体Ｔ４を、式（５）が第５の四面体Ｔ５を、式（６）が第６の四面体Ｔ６をそれぞれ表わす。
【００４２】
ｘ≧ｚ≧ｙ  ...（１）
ｘ≧ｙ＞ｚ  ...（２）
ｙ＞ｘ≧ｚ  ...（３）
ｙ＞ｚ＞ｘ  ...（４）
ｚ≧ｙ＞ｘ  ...（５）
ｚ＞ｘ≧ｙ  ...（６）
【００４３】
図３は、四面体選択部２０による四面体の選択処理の様子を概念的に示す説明図である。図示するように、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の下位ビット部の組によって定まる座標位置Ａを（ｘｆ、ｙf、ｚf）とすると、このｘｆ、ｙf、ｚfの大小関係を調べて上記式（１）〜（６）のいずれに該当するかを判定することで、Ａ（ｘf、ｙf、ｚf）がいずれの四面体Ｔ１〜Ｔ６に位置するかが判る。図示の例では、Ａ（ｘf、ｙf、ｚf）は式（２）の条件を満たすことになり、第２の四面体Ｔ２に位置することがわかる。この結果、図２に示すように、四面体選択部２０は、第２の四面体Ｔ２を識別する識別信号Ｖを選択結果として出力する。
【００４４】
四面体選択部２０から出力される四面体の識別信号Ｖは、３Ｄ−ＬＵＴ１０と下位ビット選択出力部３０とに送られる。３Ｄ−ＬＵＴ１０は、前述したように、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の上位ビット部の組み合わせから定まるＫ点についての出力色値としての基準データＫ以外にも、３種類のデータＷ、Ｓ、Ｔを出力するが、その内のデータＳ、Ｔについては、上記識別信号Ｖに応じて定まるものである。
【００４５】
上記３種類のデータＷ、Ｓ、Ｔについて次に詳述する。図３に示したｘｙｚ座標における原点が、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号毎の上位ビット部の組み合わせに対応するＫ点に相当する。立方体領域の８つの頂点の内のＫ点から最も遠い点をＷ点とする。このＷ点は、立方体領域のうちの最も白色側の点でもある。上記６つの四面体領域は、Ｋ点とＷ点とを結ぶ対角線を稜線とするように分割されている。こうしたＷ点についての出力色値を最白色側データＷとして、３Ｄ−ＬＵＴ１０は出力する。
【００４６】
四面体選択部２０から送られてくる識別信号Ｖに応じて一個の四面体、図３の例では第２の四面体Ｔ２が選択されるが、この選択された四面体Ｔ２の上記Ｋ点とＷ点以外の２点のうちのＫ点と近い側の点をＳ点とした。そして四面体Ｔ２の内の残りの１点をＴ点とした。３Ｄ−ＬＵＴ１０は、Ｓ点についての出力色値のデータＳと、Ｔ点についての出力色値のデータＴとを出力する。なお、四面体選択部２０から送られてくる識別信号Ｖがいずれの四面体であっても、この四面体の上記Ｋ点とＷ点以外の２点のうちのＫ点と近い側の点をＳ点とし、四面体Ｔ２の内の残りの１点をＴ点としている。
【００４７】
下位ビット選択出力部３０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をそれぞれ入力してＲ，Ｇ，Ｂ信号毎の下位ビット部を選択して出力するものである。下位ビット選択出力部３０は、３つの出力端子Ｈ，Ｍ，Ｎを持っており、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のいずれの下位ビットをどの出力端子Ｈ，Ｍ，Ｎから出力するかを、四面体選択部２０から送られてくる識別信号Ｖに応じて定めている。具体的には、次の（ａ）〜（ｆ）のように定めている。
【００４８】
（ａ）第１の四面体Ｔ１が選択されたとき、すなわち、ｘf≧ｚf≧ｙfのとき、出力端子Ｈから出力される信号ｈをＲ信号の下位ビット部の値ｘfとし、出力端子Ｍから出力される信号ｍをＢ信号の下位ビット部の値ｚfとし、出力端子Ｎから出力される信号ｎをＧ信号の下位ビット部の値ｙfとする。（すなわち、ｈ＝ｘf、ｍ＝ｚf、ｎ＝ｙf）
（ｂ）第２の四面体Ｔ２が選択されたとき、すなわち、ｘf≧ｙf＞ｚfのとき
ｈ＝ｘf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｚf
（ｃ）第３の四面体Ｔ３が選択されたとき、すなわち、ｙf＞ｘf≧ｚfのとき
ｈ＝ｙf、ｍ＝ｘf、ｎ＝ｚf
（ｄ）第４の四面体Ｔ４が選択されたとき、すなわち、ｙf＞ｚf＞ｘfのとき
ｈ＝ｙf、ｍ＝ｚf、ｎ＝ｘf
（ｅ）第５の四面体Ｔ５が選択されたとき、すなわち、ｚf≧ｙf＞ｘfのとき
ｈ＝ｚf、ｍ＝ｙf、ｎ＝ｘf
（ｆ）第６の四面体Ｔ６が選択されたとき、すなわち、ｚf＞ｘf≧ｙfのとき
ｈ＝ｚf、ｍ＝ｘf、ｎ＝ｙf
【００４９】
なお、図２においては、図３の例示と同様に、四面体選択部２０において第２の四面体Ｔ２が選択されたものとして、下位ビット選択出力部３０の出力端子Ｈからｘfが、出力端子Ｍからｙfが、出力端子Ｎからｚfがそれぞれ出力されたものと図示がなされている。以下、まずは、出力端子Ｈからｘfが、出力端子Ｍからｙfが、出力端子Ｎからｚfがそれぞれ出力されたものとして説明を続ける。
【００５０】
補間演算部４０は、５個の減算器４１，４２，４３，４４，４５と、３個の乗算器４６，４７，４８，４９と、１個の加算器５０と、１個の除算器５１とから構成されており、３Ｄ−ＬＵＴ１０から出力されてくる基準データＫ、最白色側データＷおよびＳ点、Ｔ点についての出力色値のデータＳ、Ｔと、下位ビット選択出力部３０から出力されてｘf，ｙf，ｚfとを用いた補間演算処理を行なう。
【００５１】
具体的には、３Ｄ−ＬＵＴ１０から出力される基準データＫは、乗算器４９を介して加算器５０に送られるとともに、第１の減算器４１の減算値入力端子に送られる。最白色側データＷは、第２の減算器４２の被減算値入力端子に送られるとともに、第２の減算器４２の被減算値入力端子に送られる。Ｔ点についての出力色値のデータＴは、第２の減算器４２の減算値入力端子に送られるとともに、第４の減算器４４の被減算値入力端子に送られる。Ｓ点についての出力色値のデータＳは、第４の減算器４４の減算値入力端子に送られる。上記の結果、第１の減算器４１からはＷ−Ｋの演算結果が出力され、第２の減算器４２からはＷ−Ｔの演算結果が出力され、第４の減算器４４からはＴ−Ｓの演算結果が出力される。
【００５２】
一方、下位ビット選択出力部３０の出力端子Ｈは第１の乗算器４６の一端子と第３の減算器４３の被減算値入力端子と第５の減算器４５の被減算値入力端子とに接続されており、出力端子Ｍは第５の減算器４５の減算値入力端子に接続されており、出力端子Ｎは第３の減算器４３の減算値入力端子に接続されている。この結果、四面体選択部２０で第２の四面体Ｔ２が選択されたときには、第３の減算器４３からはｘf−ｚfの演算結果が出力され、第５の減算器４５からはｘf−ｙfの演算結果が出力される。
【００５３】
第１の減算器４１の出力（Ｗ−Ｋ）は第１の乗算器４６に送られ、前述した下位ビット選択出力部３０の出力端子Ｈからの出力ｘfとともに第１の乗算器４６からは（Ｗ−Ｋ）・ｘfの演算結果が出力される。第２の減算器４２の出力（Ｗ−Ｔ）と第３の減算器４３の出力（ｘf−ｚf）とは第２の乗算器４７に送られ、第２の乗算器４７からは（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）の演算結果が出力される。第４の減算器４４の出力（Ｔ−Ｓ）と第５の減算器４５の出力（ｘf−ｙf）とは第３の乗算器４８に送られ、第３の乗算器４８からは（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）の演算結果が出力される。
【００５４】
第１の乗算器４６の出力（Ｗ−Ｋ）・ｘfと第２の乗算器４７の出力（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）と第３の乗算器４８の出力（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）は、加算器５０に入力される。さらに、前述したように、加算器５０には、３Ｄ−ＬＵＴ１０から出力される基準データＫが乗算器４９を介して入力されている。乗算器４９は、立方体領域の一辺の長さＥを掛けるもので、Ｅは通常１，２，４，８，１６，...などの２のべき乗であることから、ビットシフトを行なうだけのものである。これらの結果、加算器５０からは、次式（７）で示される出力値Ｑが出力されることになる。
【００５５】
Ｑ＝Ｋ・Ｅ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）
−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）  ...（７）
【００５６】
加算器５０の出力値Ｑは除算器５１に入力されることで、次式（８）で示される出力値Ｐが出力されることになる。除算器４９は、立方体領域の一辺の長さＥで割るもので、Ｅは通常１，２，４，８，１６，...などの２のべき乗であることから、ビットシフトを行なうだけのものである。
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）／Ｅ
−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）／Ｅ  ...（８）
【００５７】
以上のように構成された本実施例の色変換回路１１０によれば、前記式（８）で示される出力値Ｐが出力される。式（８）の意味について次に説明する。
【００５８】
［発明が解決しようとする課題］の欄で説明したように、［背景技術］の欄で説明した第２番目の四面体Ｔ２における補間方法は、前述した式（ホ）とすることができる。ここで、改めて以下に式（ホ）を記載してみる。
【００５９】
Ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｘf−（Ｗ−Ｔ）・（ｘf−ｚf）
−（Ｔ−Ｓ）・（ｘf−ｙf）  ...（ホ）
【００６０】
式（ホ）は、記立方体領域の一辺の長さＥを加味すると、色変換回路１１０の出力値Ｐを示す前述した式（８）と同一である。したがって、本実施例の色変換回路１１０は、特公昭５８−１６１８０号公報に記載された従来技術の色変換回路と同様に補間処理によって色変換を行なうことができる。
【００６１】
前述した色変換回路１１０の出力値Ｐを示す式（８）は、前述してきたように、ｘf≧ｙf＞ｚfが成立して第２の四面体Ｔ２が選択されたときのものである。これに対して、ｘfを下位ビット選択出力部３０の出力端子Ｈから出力される信号ｈに置き換え、ｙfを下位ビット選択出力部３０の出力端子Ｍから出力される信号ｍに置き換え、ｚfを下位ビット選択出力部３０の出力端子Ｎから出力される信号ｎに置き換えることで、式（８）を６個の四面体Ｔ１〜Ｔ６のうちのいずれの四面体が選択された場合にも適用させることができる。上記のｈ、ｍ、ｎへの置き換えを行なった結果は次式（９）となる。
【００６２】
Ｐ＝Ｋ＋（Ｗ−Ｋ）・ｈ／Ｅ−（Ｗ−Ｔ）・（ｈ−ｎ）／Ｅ
−（Ｔ−Ｓ）・（ｈ−ｍ）／Ｅ  ...（９）
ただし、ｈ，ｍ，ｎは、上記（ａ）〜（ｆ）によって定まる信号である。
【００６３】
したがって、本実施例の色変換回路１１０は、立方体領域を分割して得られるいずれの四面体Ｔ１〜Ｔ６についての領域においても、特公昭５８−１６１８０号公報に記載された従来技術の色変換回路と同様に補間処理によって色変換を行なうことができる。
【００６４】
なお、本実施例における３Ｄ−ＬＵＴ１０が本発明の「３次元ルックアップテーブル」に相当し、３Ｄ−ＬＵＴ１０のＷ点、Ｔ点、Ｓ点を出力する機能と下位ビット選択出力部３０と補間演算部４０とが本発明の「補間手段」に相当する。
【００６５】
Ｃ．作用・効果：
以上のように構成された本実施例の色変換回路１１０によれば、式（８）または式（９）から見て、乗算器を３個（乗算器４９は単なるシフトレジスタ）で設計することができることから、装置のコンパクト化を図ることができる。さらに、３つの入力信号がグレー軸上にあるとき、すなわち、ｘf＝ｙf＝ｚfのとき（ｈ＝ｍ＝ｎのとき）、式（８）または式（９）における第２項目と第３項目は、必ず０となる。第２項目、第３項目を司る乗算器に量子化誤差が発生したとしても必ず０となる。このために、第１項目を司る乗算器だけに量子化誤差の発生の可能性が残るだけであることから、従来技術に比べて、グレーバランスの安定化を図ることができる。すなわち、本実施例の色変換回路１１０は、乗算器の個数を削減することでコンパクト化を実現すると共に、グレーバランスの安定化を図ることができるという効果を奏する。
【００６６】
Ｄ．他の実施形態：
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００６７】
（１）変形例１：
前記実施例において、色を表わす３つの入力信号は、Ｒ，Ｇ、Ｂ信号であったが、これに換えて、輝度（Ｙ）を表す輝度信号（Ｙ信号）と、Ｂ信号からＹ信号を差し引いた色差（Ｕ）を表す第１の色差信号（Ｕ信号）と、Ｒ信号からＹ信号を差し引いた色差（Ｖ）を表す第２の色差信号（Ｖ信号）とにすることができる。さらに、色を表わす３つの入力信号であれば、どのような信号に換えることもできる。
【００６８】
（２）変形例２：
前記実施例におけるＲ，Ｇ，Ｂ信号毎の上位ビット部および下位ビット部のそれぞれのビット数は前記実施例の例と違ったもの換えることができる。実施例で説明したビット幅に関する各条件を満たすものであれば、どのようなビット数に換えることもできる。
【００６９】
（３）変形例３：
前記実施例において、色変換回路１１０は、前述した式（８）または式（９）に基づく演算処理を実現する構成であったが、必ずしもこれらの式に従う必要はなく、３個の乗算器を少なくとも備え、前記３つの入力信号がグレー軸上にあるときに、前記３個の乗算器のうちの２個の乗算器で発生する量子化誤差が打ち消されるように構成したものであれば、どのような構成とすることもできる。
【００７０】
（４）変形例４：
前記実施例では、本発明の色変換装置が適用される液晶プロジェクタを例に説明しているが、これに限定されるものではなく、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたプロジェクタ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＥＬ（Electro Luminescence）、直視型液晶表示装置等の種々の画像表示装置においても適用することが可能である。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。さらには、カラープリンタ、カラー複写機等にも適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施例としての色変換装置が適用される液晶プロジェクタ１００の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した色変換回路１１０の詳細を示すブロック図である。
【図３】四面体選択部２０による四面体の選択処理の様子を概念的に示す説明図である。
【図４】本実施例と従来技術とに共通の立方体領域から６個の立方体を分割する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００...液晶プロジェクタ
１１０...色変換回路
１３０...液晶ディスプレイ駆動回路
１４０...液晶ディスプレイパネル
１５０...光源部
１５１...ランプ
１５２...レンズ
１６０...投写レンズ
２００...スクリーン
１０...３Ｄ−ＬＵＴ
２０...四面体選択部
３０...下位ビット選択出力部
４０...補間演算部
４１，４２，４３，４４，４５...減算器
４６，４７，４８，４９...乗算器
５０...加算器
５１...除算器
Ｋ...基準データ
Ｗ...最白色側データ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６...四面体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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