(57)【要約】【課題】多ビットの映像信号に対し、簡易に高い精度で演算処理することができる画像表示制御装置を提供する。【解決手段】画像表示制御装置は、輝度変調素子と色変調素子とを具備する画像表示装置を制御する。ＭＡＸ選択回路１１は、入力された映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値の中から最大値を抽出し、最大信号値として出力する。浮動小数点化回路１２は、最大信号値を浮動小数点形式に変換し、浮動化最大信号値として出力する。縮退ＬＵＴ１３は、浮動化最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す縮退テーブルを有しており、浮動化最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を縮退テーブルから読み出し、輝度変調制御値Ｍｒとして出力する。補正回路１５は、輝度変調制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、色変調制御値Ｂｒとして出力する。【選択図】図１
2007241193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度変調素子と色変調素子とを具備する画像表示装置を制御する画像表示制御装置であって、
入力された映像信号における複数の色成分各々の信号値の中から最大値を抽出し、最大信号値として出力する最大値選択部と、
前記最大信号値を浮動小数点形式に変換し、浮動化最大信号値として出力する浮動小数点化部と、
前記浮動化最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す縮退テーブルを有しており、前記浮動小数点化部の出力した浮動化最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を前記縮退テーブルから読み出し、輝度変調制御値として出力する縮退部と、
前記輝度変調制御値に対応させて、前記複数の色成分各々の信号値を補正し、色変調制御値として出力する色補正部と
を有することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項２】
前記縮退テーブルは、前記浮動化最大信号値に対する輝度変調素子の制御値の特性が、γ１．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示制御装置。
【請求項３】
前記色補正部は、
前記輝度変調制御値と輝度変調制御値にて駆動した輝度変調素子の補正対象色光における光透過率の逆数値を浮動小数点形式で表した値との対応を示す補正係数テーブルを有しており、前記縮退部の出力した輝度変調制御値に対応した値を前記補正係数テーブルから読み出し、補正係数信号値として出力する補正係数部と、
前記補正係数部の出力した補正係数信号値と複数の色成分各々の信号値とを浮動小数点演算により乗算した結果を整数値にし、色変調制御値として出力する乗算部と
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示制御装置。
【請求項４】
前記色補正部において、乗算した結果を整数値にする際、乗算結果がオーバーフローしたときは、予め設定した上限値にてクリッピング処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像表示制御装置。
【請求項５】
前記輝度変調制御値に対する輝度変調素子の変調度特性がγ１．０以下となるように、前記縮退部が出力した輝度変調制御値を変換して、輝度変調素子の制御値とする輝度特性調整部を備えること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項に記載の画像表示制御装置。
【請求項６】
前記色変調制御値に対する色変調素子の変調度特性がγ２．２となるように、前記色補正部が出力した色変調制御値を変換して、色変調素子の制御値とする色特性調整部を備えること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかの項に記載の画像表示制御装置。
【請求項７】
前記請求項１から請求項６のいずれかの画像表示制御装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
輝度変調素子と色変調素子とを具備する画像表示装置を制御する制御方法であって、
入力された映像信号における複数の色成分各々の信号値の中から最大値を抽出し、最大信号値として出力する第１の過程と、
前記最大信号値を浮動小数点形式に変換し、浮動化最大信号値として出力する第２の過程と、
前記画像表示装置は、浮動化最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す縮退テーブルを有しており、前記第２の過程にて出力した浮動化最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を前記縮退テーブルから読み出し、輝度変調制御値として出力する第３の過程と、
前記輝度変調制御値に対応させて、前記複数の色成分各々の信号値を補正し、色変調制御値として出力する第４の過程と
を有することを特徴とする画像表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多ビットで高精度のデータを用い、実際に近い映像をディスプレイに表示するＨＤＲ（High Dynamic Range）表示技術に関し、ＨＤＲ形式に対応して高輝度／高コントラストな画像表示を行う画像表示制御装置、プロジェクタおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータグラフィックスの分野において、ＨＤＲレンダリングの技術が開発され、表示する色の演算を３原色Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各８ビット（１６７７万色）ではなく、さらに多ビット（１６ビットなど）を用いて高精度な色演算を行い、現実に見た状態に近い画像が生成されるようになってきている。
また、ＨＤＲ表示を行うディスプレイとしても、入射光の３原色を画像データに対応して輝度変調する色変調光学素子と、ＲＧＢそれぞれの色変調光学素子から入射した光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調光学素子とを光学的に直列に配置し、スクリーンに投射する２変調系投射型表示装置が開発されている。
【０００３】
色変調光学素子および輝度変調光学素子として用いられる液晶パネルの制御値を求める方法としては、入力された映像信号から、輝度液晶パネルの制御値を求める際、入力された映像信号を逆ガンマ補正し、そのＲＧＢ成分における最大値を輝度液晶パネルの制御値として設定し、色液晶パネルの制御値を、逆γ補正された上記ＲＧＢ成分各々の値を輝度液晶パネルの制御値で除算して得た値に比例するように、色液晶パネルの制御値を算出することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の液晶パネルの制御値を求める方法としては、まず、入力された映像信号におけるＲＧＢ各々を正規化し、正規化されたＲＧＢの信号値から輝度信号を演算する。そして、正規化したＲＧＢ成分各々を、上記輝度信号の平方根により除算し、除算結果における最大値を求めてこの値を輝度パネルの制御値とする。ここで、上記除算結果の最大値が予め設定された閾値より大きい場合、この最大値のクリッピング処理を行い、この閾値の値を輝度パネルの制御値として出力する。
【０００５】
次に、上記正規化されたＲＧＢの信号値を、求められた輝度パネルの制御値で除算して求められた結果を、ＲＧＢ各々に対応した色液晶パネルの制御値としている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０６−１６７６９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２４２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に示す制御値を求める方法にあっては、多ビット化に伴ない演算処理が煩雑となり、処理回路のコストが増大してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ＨＤＲ形式（２変調光学系）の画像表示を行う輝度変調光学素子および色変調光学素子の制御値を、多ビットの映像信号に対しても、簡易な回路構成で高い精度で演算処理することができる画像表示制御装置、プロジェクタおよびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の画像表示制御装置は、輝度変調素子と色変調素子とを具備する画像表示装置を制御する画像表示制御装置であって、入力された映像信号における複数の色成分各々の信号値の中から最大値を抽出し、最大信号値として出力する最大値選択部と、前記最大信号値を浮動小数点形式に変換し、浮動化最大信号値として出力する浮動小数点化部と、前記浮動化最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す縮退テーブルを有しており、前記浮動小数点化部の出力した浮動化最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を前記縮退テーブルから読み出し、輝度変調制御値として出力する縮退部と、前記輝度変調制御値に対応させて、前記複数の色成分各々の信号値を補正し、色変調制御値として出力する色補正部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像表示装置制御方法は、輝度変調素子と色変調素子とを具備する画像表示装置を制御する制御方法であって、入力された映像信号における複数の色成分各々の信号値の中から最大値を抽出し、最大信号値として出力する第１の過程と、前記最大信号値を浮動小数点形式に変換し、浮動化最大信号値として出力する第２の過程と、前記画像表示装置は、浮動化最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す縮退テーブルを有しており、前記第２の過程にて出力した浮動化最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を前記縮退テーブルから読み出し、輝度変調制御値として出力する第３の過程と、前記輝度変調制御値に対応させて、複数の色成分各々の信号値を補正し、色変調制御値として出力する第４の過程とを有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、本発明の画像表示制御装置（または方法）は、多ビットの映像信号をビット数の少ない輝度変調制御値に変換する際に、一旦浮動小数点形式にしてビット数を減らした後に、ルックアップテーブルにて変換するため、簡易な回路構成で高い精度で演算処理することができる。
【００１１】
本発明の画像表示制御装置は、前述の画像表示制御装置であって、前記縮退テーブルは、前記浮動化最大信号値に対する輝度変調素子の制御値の特性が、γ１．０以下であることを特徴とする。
これにより、本発明の画像表示制御装置は、縮退テーブルの特性がγ１．０以下であるため、複数の色成分のうち、信号値が最大の色についても、輝度変調素子のみによる制御ではなく、輝度変調素子に加えて色変調素子による調整幅に余裕ができ、色再現性も高くなり高画質な画像を表現できる。
【００１２】
本発明の画像表示制御装置は、前述の画像表示制御装置であって、前記色補正部は、前記輝度変調制御値と輝度変調制御値にて駆動した輝度変調素子の補正対象色光における光透過率の逆数値を浮動小数点形式で表した値との対応を示す補正係数テーブルを有しており、前記縮退部の出力した輝度変調制御値に対応した値を前記補正係数テーブルから読み出し、補正係数信号値として出力する補正係数部と、前記補正係数部の出力した補正係数信号値と複数の色成分各々の信号値とを浮動小数点演算により乗算した結果を整数値にし、色変調制御値として出力する乗算部とを備えることを特徴とする。
これにより、本発明の画像表示制御装置は、精度が要求される補正係数と映像信号との乗算部分を浮動小数点形式とすることで、回路規模を抑えつつ高い精度で色変調制御値を生成できる。
【００１３】
本発明の画像表示制御装置は、前述の画像表示制御装置であって、前記色補正部において、乗算した結果を整数値にする際、乗算結果がオーバーフローしたときは、予め設定した上限値にてクリッピング処理を行うことを特徴とする。
これにより、本発明の画像表示制御装置は、測定誤差や演算誤差に起因したオーバーフローなどの不正演算を防止し、現実性の高い色変調制御値を生成することができる。
【００１４】
本発明の画像表示制御装置は、前述のいずれかの画像表示制御装置であって、輝度変調制御値に対する輝度変調素子の変調度特性がγ１．０以下となるように、前記縮退部が出力した輝度変調制御値を変換して、輝度変調素子の制御値とする輝度特性調整部を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の画像表示制御装置は、ＲＧＢ成分のうち、信号値が最大の色についても、輝度変調素子のみによる制御ではなく、輝度変調素子に加えて色変調素子による調整幅に余裕ができ、色再現性も高くなり高画質な画像を表現できる。
【００１５】
本発明の画像表示制御装置は、前述のいずれかの画像表示制御装置であって、色変調制御値に対する色変調素子の変調度特性がγ２．２となるように、前記色補正部が出力した色変調制御値を変換して、色変調素子の制御値とする色特性調整部を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の画像表示制御装置は、従来の色変調素子の制御ノウハウを活用し、色変調制御値に対する各色変調素子の変調度特性を、均一にγ２．２に合わせることができ、色変調制御値の生成を個別の色変調素子の特性にあわせることなく、各画像表示装置の表示特性を高い精度で均一化することができる。
【００１６】
本発明のプロジェクタは、前述のいずれかの画像表示制御装置を備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態による画像表示制御装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態による画像表示制御装置の概念を示すブロック図である。ここで、入力される映像信号における色成分の信号値は、ＲＧＢ（赤緑青）成分の信号値Ｒi，Ｇi，Ｂｉ各々が１６ビットで入力され、また、輝度変調用及び色変調用の液晶ライトバルブを駆動する輝度制御値Ｍｒおよび色変調制御値Ｒｒ、Ｇｒ、Ｂｒは１０ビットとして説明する。
図１は、輝度液晶パネル（後に述べる液晶ライトバルブ（Ｌ／Ｖ）１４）の制御値である輝度変調制御値と、ＲＧＢ成分のうち代表としてＢ成分の信号値Ｂｒから求められる色液晶パネル（後に述べる液晶ライトバルブ（Ｌ／Ｖ）１６）の色変調制御値とを求めて、それぞれの液晶ライトバルブ１４、１６を駆動する構成例を示している。図１では、Ｂ成分以外のＲ及びＧ成分に対応する色液晶パネルの色変調制御値については、記載されていないが、図１に示す色変調制御値Ｂｒに対する処理と同様である。
【００１８】
１１は、ある画素のＲＧＢ各成分の信号値Ｒi，Ｇi及びＢｉが入力されるとこれらの中から最大信号値（すなわち、階調度）を選択し、最大信号値として出力するＭＡＸ選択回路（最大値選択部）である。
１２は、最大信号値が入力されると指数部３ビット、仮数部９ビットの１２ビットからなる浮動小数点形式に変換して浮動化最大信号値を出力する浮動小数点化回路（浮動小数点化部）である。この浮動小数点化回路１２は、ビット比較器とバレルシフト回路で実現できるため、非常に小さな回路で構成することができる。
１３は、浮動化最大信号値（指数部３ビット、仮数部９ビット）と、液晶ライトバルブ１４を制御する１０ビット整数値の輝度変調制御値との対応を示す縮退テーブルを有しており、入力された浮動化最大信号値に対応した輝度変調制御値Ｍｒを縮退テーブルから読み出して出力する縮退ＬＵＴ（Look Up Table；ルックアップテーブル）（縮退部）である。この縮退テーブルには、入力される浮動最大信号値に対する輝度変調制御値Ｍｒの特性がγ１．０以下の特性となるように、輝度変調制御値Ｍｒが記憶されている。
【００１９】
ここで、浮動最大信号値に対する輝度変調制御値Ｍｒの特性をγ１．０より小さな値とすることで、ＭＡＸ選択回路１１にて最大値に選ばれた色に関しても、液晶ライトバルブ１６における透過率の調整幅に余裕ができ、色再現性も高くなり高画質な画像を表現できる。
また、このように、ＭＡＸ選択回路１１にて選択された１６ビットの最大信号値から１０ビットの輝度変調制御値を求める際に、一旦浮動小数点形式に変換してビット数を少なくした後に（ここでは１２ビット）、ルックアップテーブルを参照して求めることで、多ビット化によるルックアップテーブルの肥大化を抑えつつ、高い演算精度を保つことができる。
【００２０】
１９は、輝度変調制御値Ｍｒの数値と、液晶ライトバルブ１４の駆動を行う輝度制御値ＶＴとの対応を示す輝度テーブルを有しており、入力される輝度変調制御値Ｍｒに対応した輝度制御値ＶＴを輝度テーブルから読み出して出力することにより、輝度制御値ＶＴの生成を行う輝度ＬＵＴ（輝度特性調整部）である。上記輝度テーブルは、個々の液晶ライトバルブ１４の特性を測定した結果に基づき、入力される輝度変調制御値Ｍｒに対する液晶ライトバルブ１４の透過率Ｌｓの特性を、グラフ１０２に示すようにγ１．０乗以下の特性となるよう補正された輝度制御値ＶＴが記憶されている。
２０は、Ｄ／Ａ変換器を内蔵しており、輝度ＬＵＴ１９が出力する、デジタル値の輝度制御値ＶＴを、アナログの電圧値に変換し、液晶ライトバルブ１４へ出力させて、液晶ライトバルブ１４を駆動させ、液晶ライトバルブ１４に入射される光に対する輝度変調の処理を行わせるドライバ回路（Ｄｅｃ  Ｄｒｉｖｅｒ）である。
【００２１】
１５は、入力される映像信号におけるＢ成分の入力信号値Ｂｉを、この映像信号により決定した輝度変調制御値Ｍｒに対応して後述する（５）式にて補正し、色変調制御値Ｂｒ（Ｒr，Ｇrも同様）として出力する補正回路である。補正回路１５は、例えば、図２に示すように、補正ＬＵＴ（補正係数部）５１および乗算回路（乗算部）５２を有した構成となっている。図１、図２の回路にて行われる画素単位の信号処理において、色ＬＵＴ１７、輝度ＬＵＴ１９に入力される色変調制御値Ｂｒ 、輝度変調制御値Ｍｒは画素毎に同じタイミングで入力される必要がある。したがって、実際には輝度変調制御値Ｍｒの入力を補正回路１５での演算に要する時間分を、輝度ＬＵＴ１９に入力する直前において遅延させることが必要である。また、演算処理を正確に行うタイミング制御の点から、図２の補正回路１５において、補正ＬＵＴ５１からの出力と入力信号Ｂｉとを同一タイミングにて、乗算回路５２に対して入力させる必要もある。すなわち、補正回路１５において、入力信号値Ｂｉが入力されるタイミングに対して、輝度変調制御値Ｍｒの入力されるタイミングがＭＡＸ選択回路１１と不動小数点化回路１２と縮退ＬＵＴ１３との処理における時間だけ遅延している。このため、乗算回路５２における乗算処理のため、入力信号値Ｂｉと輝度変調制御値Ｍｒとの入力タイミングを、乗算タイミングに同期させる必要がある。上述したように、本実施形態において、各回路間における数クロック程度のタイミング調整に関しては処理の流れから判るように、画素単位での処理を同期して行うことが十分類推できる為、詳細なタイミング調整の説明を省いている。
【００２２】
５１は、輝度変調制御値Ｍｒと補正係数値ＭＢとの対応を示す補正係数テーブルを有しており、後述する乗算回路５２で用いる補正係数値ＭＢを、浮動小数点形式にて出力する補正ＬＵＴである。この補正係数値ＭＢは、液晶ライトバルブ１４の透過率特性ｇ（Ｍｒ）の逆数を１／２．２乗した値である。
【００２３】
ここで、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍｒ）」は、液晶ライトバルブ１６の透過率特性「ｈ（Ｂｒ）」がγ２．２の特性であるとすると、後述のアルゴリズムからγ≦２．２である必要がある。液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍｒ）」もγ２．２の特性とすることも可能である。
【００２４】
しかしながら、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍｒ）」をγ２．２とすると、２変調系全体の透過率特性もγ２．２である上、輝度変調を行う液晶ライトバルブ１４の透過率を先に決定することは、特に最大値に選ばれた色に関して言えば、色別の透過率制御を行っている液晶ライトバルブ１４の最大透過率部分だけを使うことを意味することになる。これは、輝度変調側で透過光量を大幅に削ってしまうため、明部における色側での調整余裕が少なくなり、結果として色再現性能が下がることになる。
【００２５】
したがって、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍｒ）」を、すでに述べたように、γ＜１とすると、液晶ライトバルブ１６における透過率の調整幅に余裕ができ、色再現性も高くなり高画質な画像を表現できることになる。
【００２６】
乗算回路５２は、入力信号値Ｂｉと補正係数値ＭＢとの乗算を、浮動小数点演算での乗算処理により行っている。さらに、乗算回路５２は、浮動小数点演算結果を、１０ビットの整数に変換しているが、この変換における重要な処理として、クリッピング処理がある。
すなわち、輝度テーブルおよび補正テーブル作成のための液晶ライトバルブ１４の透過率特性の測定における誤差や、演算誤差のため、明部（階調度が高く、液晶ライトバルブの透過率が高く設定される場合）において浮動小数点乗算結果が１０ビットを超えた整数値になってしまう場合がある。すなわち、乗算回路５２においては、浮動小数点乗算結果が変換時に１０ビットを超える演算結果となった際、つまり、格納可能なデータ値を超えてしまった場合、見かけ上、小さな値となってしまう。このため、１０ビットで表される整数値の最大値、つまり１０２３を上限の閾値として、この閾値を超える浮動小数点乗算結果を１０２３とするクリッピングを行っている。ここで、乗算回路５２は、桁上がりのフラグを有しており、このフラグを検出して閾値を超えたか否かの検出を行う。
【００２７】
色ＬＵＴ１７は、色変調制御値Ｂｒの数値と、液晶ライトバルブ１６の駆動を行う色制御値ＶＴＣとの対応を示す色テーブルを有しており、入力される色変調制御値Ｂｒに対応した色制御値ＶＴＣを色テーブルから読み出して出力することにより、色制御値ＶＴＣの生成を行う。上記色テーブルは、入力される制御値Ｂｒに対する液晶ライトバルブ１６の透過率特性を、グラフ１０１に示すように、入力される制御値Ｂｒの数値に対応して、液晶ライトバルブ１６の透過率Ｌｐがγ２．２乗の透過率特性となるよう補正された色制御値ＶＴＣが記憶されている。
１８は、Ｄ／Ａ変換器を内蔵しており、色ＬＵＴ１７が出力する、デジタル値の色制御値ＶＴＣを、アナログの電圧値に変換し、液晶ライトバルブ１６へ出力させて、液晶ライトバルブ１６を駆動させ、液晶ライトバルブ１６に入射される光に対する色変調の処理を行わせるドライバ回路（Ｄｅｃ  Ｄｒｉｖｅｒ）である。
【００２８】
次に、図１を参照して、輝度ＬＵＴ１９、色ＬＵＴ１７、縮退ＬＵＴ１３、補正ＬＵＴ５２各々に記憶される、入力される制御値に対応して出力される制御値を決定する基本的なアルゴリズムを説明する。ここでは、一例として、映像信号のＲＧＢ成分におけるＢ成分、すなわち青（Blue）の場合を例に取って処理を説明する。
すでに述べたように、液晶ライトバルブ１６はＢ成分である色（Blue）の変調制御を行う液晶ライトバルブであり、液晶ライトバルブ１４は輝度(Ｒ, Ｇ, Ｂ全ての成分の光）を変調制御する液晶ライトバルブである。
【００２９】
ここで、液晶ライトバルブ１６の制御値Ｂｒと、液晶ライトバルブ１６透過率Ｌｐとの関係は、以下の（１）式により表される。
Ｌｐ＝ｈ（Ｂｒ）                                          …（１）
同様に、液晶ライトバルブ１４の制御値Ｍｒと、液晶ライトバルブ１４の透過率Ｌｓとの関係は、以下の（２）式により表される。
Ｌｓ＝ｇ（Ｍｒ）                                          …（２）
【００３０】
また、２変調光学系（例えば、ＨＤＲディスプレイ）全体として、液晶ライトバルブ１６（色変調側）に、光源から入射される光の輝度値をＨiとし、液晶ライトバルブ１４（輝度変調側）から出射される出力光の輝度値をＨoとすると、液晶ライトバルブ１６及び液晶ライトバルブ１４を合わせた総合特性は、以下の（３）式により表せられる。
Ｈo／Ｈi＝Ｌｐ×Ｌｓ＝ｆ（Ｂｉ，Ｍｒ）                      …（３）
そして、（１）、（２）及び（３）式から、制御値Ｂｒについて求めると、
Ｌｐ×Ｌｓ＝ｈ（Ｂｒ）×ｇ（Ｍｒ）＝ｆ（Ｂｉ，Ｍｒ）となるため、
Ｂｒ＝ｈ−１×｛ｆ（Ｂｉ，Ｍｒ）×（１／ｇ（Ｍｒ）｝          …（４）
となる。
これは、２変調光学系における総合的な透過率特性、すなわち、液晶ライトバルブ１６及び１４各々の制御値に対応した透過率特性を決定することにより、補正回路１５で用いる補正特性（補正係数値）が一意的に決まることを示している。
【００３１】
ここで、画像表示制御装置に入力される映像信号は、画像表示装置が２．２のγ特性であることを想定した信号のため、γ特性が０．４５の信号として入力される。そのため、グラフ１０３に示すように、画像表示装置側の総合的な透過率の特性であるｆ（Ｂｉ，Ｍｒ）＝Ｌｐ×Ｌｓ＝Ｈｏ／Ｈｉは、γ＝２．２の特性とする必要がある。
そのため、本実施形態における信号処理のアルゴリズムにおいては、液晶ライトバルブ１４及び１６各々の透過率特性を測定し、これらの液晶ライトバルブの制御値に対する透過率特性を、各表示装置間にて合わせる必要がある。ここで、液晶ライトバルブ１６の透過率特性は、従来からの制御ノウハウ（１変調光学系における補正方法及び変調方法）をそのまま活用することができることから、γ＝２．２とすることが望ましい。
【００３２】
したがって、（１）式から、
Ｌｐ＝ｈ（Ｂｒ）＝Ｂｒ２．２
また、（３）式から、
ｆ（Ｂｉ，Ｍｒ）＝Ｂｉ２．２
であり、これらの式と（４）式とから、
Ｂｒ＝｛Ｂｉ２．２×（１／ｇ（Ｍｒ））｝１／２．２
＝Ｂｉ×（１／ｇ（Ｍｒ））１／２．２                  …（５）
この（５）式が補正回路１５における補正内容である。
また、輝度変調制御値Ｍｒは入力される映像信号のＲＧＢ成分における最大値であるため、ＲＧＢ成分における信号値Ｂｉ（他のＲi，Ｇiも同様）と、以下に示す（６）式の関係がある。
Ｂｉ≦Ｍｒ                                           …（６）
【００３３】
上述した各式において、演算結果Ａｎｓが０≦Ａｎｓ≦１の範囲に収まる必要があるため、（５）及び（６）式から、以下の（７）及び（８）式の関係が求まる。
Ｂｉ２．２×（１／ｇ（Ｍｒ））≦１                      …（７）
ｇ（Ｍｒ）≧Ｂｉ２．２                                      …（８）
この（７）及び（８）式により、ｇ（Ｍｒ）のγ値としては２．２以下であれば良いことが分かる。しかし、前述のように、色再現性を高めるために、ここでは、ｇ（Ｍｒ）のγ値として１以下となるように、輝度テーブルにおける、制御値Ｍｒと液晶ライトバルブ１４の透過率を変調する輝度制御値ＶＴとの対応を設定する。
【００３４】
次にこの画像表示制御装置の動作を説明する。例えば、ある画素の映像信号としてＲｉが「１００００」、Ｇｉが「２００００」、Ｂｉが「５００００」の信号がこの画像表示制御装置に入力されたとする。ＭＡＸ選択回路１１は、この中から最大値であるＢｉの「５００００」を抽出する。浮動小数点化回路１２は、「５００００」を受けると、これを仮数部９ビット、指数部３ビットの浮動小数点に変換して浮動化最大信号値として出力する。ここで、「５００００」は２進数では、「１１００００１１０１０１００００」なので、浮動化最大信号値の仮数部は「１１００００１１０」、指数部は「１１１」となる。縮退ＬＵＴ１３は、この浮動化最大信号値に対応する輝度変調制御値を縮退テーブルから読み出す。ここでは、対応する値として縮退テーブルに「１１０００１００００」が記憶されており、この値を読み出したとする。この輝度変調制御値は、そのまま輝度ＬＵＴ１９に入力され、輝度ＬＵＴ１９は、輝度テーブルを参照して、入力された値を輝度制御値ＶＴに変換してドライバ回路２０へ出力する。ドライバ回路２０は、入力された輝度制御値ＶＴに基づき、液晶ライトバルブ１４の該当画素の透過率を制御する。
【００３５】
一方、縮退ＬＵＴ１３が読み出した輝度変調制御値は、補正回路１５へも入力される。補正回路１５の補正ＬＵＴ５１は、輝度変調制御値「１１０００１００００」（Ｍｒ＝７８４）を受けると、対応する補正係数値ＭＢを補正テーブルから読み出す。上記の輝度変調制御値（Ｍｒ＝７８４）に対する輝度制御値ＶＴｂにて輝度側の液晶パネルを駆動した状態における、青色光に対する透過率ｇｂは「０．８９３２」である。従ってこのＭｒに対応する補正係数値ＭＢ＝１／ｇｂ＝１．１１９６が記憶されている。これは浮動小数点形式の２進数で表すと、仮数部「１．０００１１１１０」、指数部「０」と表すことができる。この補正係数値ＭＢは、乗算回路５２に入力される。乗算回路５２は、この補正係数値ＭＢとともに、映像信号のＢ成分の信号値Ｂｉ「１１００００１１０１０１００００」を受けると、この補正係数値ＭＢと信号値Ｂｉを乗算して「１１０１１０１０００１１００１１」、この上位１０ビットを抽出して「１１０１１０１０００」を得る。これを色変調制御値Ｂｒとして、色ＬＵＴ１７に出力する。色ＬＵＴ１７は、色テーブルを参照して、入力された値を色制御値ＶＴＣに変換してドライバ回路１８へ出力する。ドライバ回路１８は、入力された色制御値ＶＴＣに基づき、液晶ライトバルブ１６の該当画素の透過率を制御する。
【００３６】
なお、本実施形態において、液晶パネルの透過率を制御することで、光量を制御する液晶ライトバルブ１４、１６を、ライトバルブ（変調素子）に用いるとして説明したが、反射を制御することで光量を制御するＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などをライトバルブとして用いてもよい。
また、本実施形態において、１段目の液晶ライトバルブ１６にて色変調を行い、２段目の液晶ライトバルブ１４にて輝度変調を行うとして説明したが、１段目と２段目にて行う変調を逆にして、１段目の液晶ライトバルブにて輝度変調を行い、２段目の液晶ライトバルブにて色変調を行うとしてもよい。
【００３７】
図１においては、説明を簡易にするために映像信号のＢ成分のみとし、Ｒ成分およびＧ成分を省いたが、これらＲ成分およびＧ成分と遅延回路を含んだ概略構成を図３に示す。同図において図１および図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。１７ｒは、Ｒ成分の色ＬＵＴである赤色ＬＵＴである。１７ｇは、Ｇ成分の色ＬＵＴである緑色ＬＵＴである。１７ｂは、Ｂ成分の色ＬＵＴである青色ＬＵＴである。１８ｒ、１８ｇ、１８ｂは、それぞれＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の液晶ライトバルブ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂを駆動するドライバ回路である。
【００３８】
５１ｒ、５１ｇ、５１ｂは、それぞれＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の補正係数値を求める補正ＬＵＴである。５２ｒ、５２ｇ、５２ｂは、それぞれＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の信号値Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと補正係数値を乗算して色変調制御値Ｒｒ、Ｇｒ、Ｂｒを求める乗算回路である。補正ＬＵＴ５１ｂと乗算回路５２ｂが、図２における補正ＬＵＴ５１と乗算回路５２に相当する。
３０ｒ、３０ｇ、３０ｂは、乗算回路５２ｒ、５２ｇ、５２ｂにおいて、信号値Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと補正係数値の入力タイミングを同期させるための遅延回路である。３１は、輝度変調制御値Ｍｒの輝度ＬＵＴ１９への入力タイミングと、色変調制御値Ｒｒ、Ｇｒ、Ｂｒの各色ＬＵＴ１７ｒ、１７ｇ、１７ｂへの入力タイミングとを同期させるための遅延回路である。
【００３９】
画像表示制御装置が用いられる表示装置の一例として、投射型表示装置の構成を簡単に説明する。図４は、投射型表示装置、すなわちプロジェクタの構成例を示すものである。この投射型表示装置は、光源５１０と、光源５１０から入射した光の輝度分布を均一化する均一照明手段５２０と、均一照明手段５２０から入射される入射光のうちの３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の輝度をそれぞれ変調する色変調部５３０と、色変調部５３０から入射した光をリレーするリレーレンズ５４０と、リレーレンズ５４０から入射した光の全波長領域の輝度を変調する液晶輝度パネル５５０と、液晶輝度パネル５５０から入射した光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ５６０とで構成されている。
【００４０】
光源５１０は、高圧水銀ランプ等のランプ５１１と、ランプ５１１からの出射光を反射するリフレクタ５１２とで構成されている。光源５１０から出射した光束は第１フライアイレンズ５２１、第２フライアイレンズ５２２等が順次設置された均一照明手段５２０で均一化される。
【００４１】
均一照明手段５２０を出射した偏光が揃った光は色変調部５３０に入射し、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分離され、それぞれの色成分を、図１に示す色変調制御系が生成する色制御値ＶＴＣを、ドライバ回路１８により電圧値に変換し、この制御信号により変調する液晶色パネル５３１（色成分Ｒに対応する液晶ライトバルブ１６ｒ）、５３２（色成分Ｇに対応する液晶ライトバルブ１６ｇ）、５３３（色成分Ｂに対応する液晶ライトバルブ１６ｂ）によって変調を受けて出射される。
【００４２】
変調された３原色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はクロスダイクロイックプリズム５３４によって合成されリレーレンズ５４０に出射する。ここで、液晶色パネル５３１はＲ成分用、液晶色パネル５３２はＧ成分用、液晶色パネル５３３はＢ成分用の光変調素子をそれぞれ形成し、ダイクロイックミラー５３５はＲ成分の光を透過させ、ダイクロイックミラー５３６はＢ成分の光を透過させる。また、液晶色パネル５３１に対しては反射ミラー５３７が設けられ、液晶色パネル５３３に対しては、リレーレンズ５３８と２個の反射ミラー５３９ａおよび５３９ｂが設けられている。
【００４３】
リレーレンズ５４０を出射された変調光はもう一方の液晶輝度パネル５５０（輝度変調用の液晶ライトバルブ１４）に入射し、第二の変調を受けて出射される。液晶輝度パネル５５０では、入射した光の全波長領域の輝度を輝度制御値ＶＴにより変調し、その変調光は投射レンズ５６０へ出射され、投射レンズ５６０によって図示しないスクリーンに投影される。
この様に投影画像は光学的に直列に配置されたそれぞれの光変調素子（液晶輝度パネル５５０および液晶色パネル５３１、５３２、５３３）が画素単位で変調を行うことで形成される。
【００４４】
なお、図１における画像表示制御装置におけるＭＡＸ選択回路１１、浮動小数点化回路１２、縮退ＬＵＴ１３、補正回路１５、輝度ＬＵＴ１９、色ＬＵＴ１７における色制御値及び輝度制御値の生成処理の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより映像信号から色制御値及び輝度制御値の生成処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００４５】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００４６】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、２変調系投射型表示装置の変調光学素子を制御する画像表示制御装置であって、１６ビットなどの多ビットの映像信号に基づき変調光学素子を制御する画像表示制御装置に用いて好適であるが、これに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の一実施形態による画像表示制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における補正回路１５の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態におけるＲＧＢ成分および遅延回路を含んだ画像表示制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における投射型表示装置の概略構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１…ＭＡＸ選択回路
１２…浮動小数点化回路
１３…縮退ＬＵＴ
１４…Ｌ／Ｖ（液晶ライトバルブ）
１５…補正回路
１６、１６ｒ、１６ｇ、１６ｂ…Ｌ／Ｖ（液晶ライトバルブ）
１７…色ＬＵＴ
１７ｒ…赤色ＬＵＴ
１７ｇ…緑色ＬＵＴ
１７ｂ…青色ＬＵＴ
１８、１８ｒ、１８ｇ、１８ｂ…Ｄｅｃ  Ｄｒｉｖｅｒ（ドライバ回路）
１９…輝度ＬＵＴ
２０…Ｄｅｃ  Ｄｒｉｖｅｒ（ドライバ回路）
３０ｒ、３０ｇ、３０ｂ…遅延回路
３１…遅延回路
５１、５１ｒ、５１ｇ、５１ｂ…補正ＬＵＴ
５２、５２ｒ、５２ｇ、５２ｂ…乗算回路
５１０…光源
５１１…ランプ
５１２…リフレクタ
５２０…均一照明手段
５２１…第１フライアイレンズ
５２２…第２フライアイレンズ
５３０…色変調部
５３１、５３２、５３３…液晶色パネル（液晶ライトバルブ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂ）
５３４…クロスダイクロイックプリズム
５３５、５３６…ダイクロイックミラー
５３７…反射ミラー
５３８…リレーレンズ
５３９ａ、５３９ｂ…反射ミラー
５４０…リレーレンズ
５５０…液晶輝度パネル（液晶ライトバルブ１４）
５６０…投射レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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