画像表示制御装置及びその方法
【課題】ＨＤＲ形式（２変調光学系）の画像表示を行う輝度液晶パネル及びＲＧＢ毎の色液晶パネルの制御値を、入力される映像信号から簡易に高い精度で演算処理することのできる画像表示装置及びその方法を提供する。
【解決手段】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有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置であって、入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択部と、輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成部と、該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正部と、補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成部とを有している。
【解決手段】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有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置であって、入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択部と、輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成部と、該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正部と、補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成部とを有している。
【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システム及びその方法に関する。
【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、さらに多ビットを用いて高精度な色演算が行い、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】
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を行う制御値を求める際、入力された映像信号におけるＲＧＢ成分における最大値を輝度液晶パネルの最大値として設定し、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最大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、上述した特許文献１の方法は、各ＲＧＢに対応した液晶パネルの制御について明確に記載されておらず、求められた制御値と液晶パネルの制御との対応が不明であり、実現性の課題がある。
また、特許文献２の方法は、輝度液晶パネルの制御値を、入力される映像信号から求めているため、単色においての階調性能が低下する問題がある。
【０００７】
また、上述したように、いずれの特許文献の方法においても、ＲＧＢの信号から先に輝度液晶パネルの制御値を決定し、ＲＧＢをその制御値にて除算した結果を用いて、色液晶パネルの制御値を求めるという処理自体が同様である。
しかし、上記２つの方法ともに、演算処理が複雑となり、この演算処理を実現するための処理回路が大型化し、製造コストを増大させてしまう欠点がある。
さらに、輝度値に対応した、各ＲＧＢの表示特性が異なるため、ＲＧＢの制御値各々を同一の輝度値から求めた場合、入力される映像信号の再現を高い精度で行うことが出来ない欠点を有している。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＨＤＲ形式（２変調光学系）の画像表示を行う輝度液晶パネル及びＲＧＢ毎の色液晶パネルの制御値を、入力される映像信号から簡易に高い精度で演算処理することのできる画像表示装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置であって、入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択部と、輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成部と、該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正部と、該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像表示制御方法は、輝度変調素子と色変調素子とを有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置の制御方法であって、最大値選択部が入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択過程と、輝度制御値生成部が輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成過程と、色補正部が該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正過程と、色制御値生成部が該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成過程とを有することを特徴とする。
【００１１】
これにより、本発明の画像表示制御装置（または方法）は、簡単な構成であり回路化が容易であり、輝度制御値毎に、ＲＧＢ成分の各信号値の補正を行い、得られた補正信号値により、各ＲＧＢ毎の色変調素子の変調処理を行うための色制御値を生成するため、入力された映像信号を高精度で表示させることが可能となる。
【００１２】
本発明の画像表示制御装置は、前記色補正部が、ＲＧＢ成分各々の信号値を線形変換した結果と、前記輝度制御値から求めた補正値とを乗算し、該乗算結果を前記補正信号値として出力することを特徴とする。
本発明の画像表示制御装置は、前記色補正部が、前記乗算を浮動小数点演算にて行い、演算結果を整数値として出力す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、補正信号値をルックアップテーブルから抽出するのに比較し、補正信号値を算出する乗算を浮動小数点演算で行うことにより、演算結果の丸め込みを抑制し、色制御値を生成する際に用いる補正信号値の生成を、高い精度にて行うことができる。
【００１３】
本発明の画像表示制御装置は、前記輝度制御値生成部が、前記最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す輝度値テーブルを有しており、最大値選択部の出力する最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を読み出し、輝度制御値として出力し、前記色制御値生成部が、前記補正信号値と色変調素子の制御値との対応を示す色テーブルを有しており、色補正部の出力する補正信号値に対応した色変調素子の制御値を読み出し、色制御値として出力す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、補正信号値のみを高い精度で求めるため、浮動小数点の乗算を行って求めているが、輝度制御値及び色制御値の生成をルックアップテーブルにより構成しているため、全体を簡易な回路により構成することができる。
【００１４】
本発明の画像表示制御装置は、前記色テーブルにおいて、前記最大信号値に対し、透過率特性を、色変調素子毎の個別の特性からγ２．２乗に補正する制御値が設定されてい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、各液晶ライトバルブ（液晶素子）の制御値に対する透過率特性を、色テーブルの補正により、均一にγ２．２に合わせることができ、前段からの出力を個別に調整する必要が無く、前段までの演算処理を簡易にし、かつ装置間での表示特性を高い精度で均一化し、表示品質を合わせた変調処理を行うことができる。
【００１５】
本発明の画像表示制御装置は、前記輝度テーブルにおいて、前記最大信号値に対し、透過率特性を、輝度変調素子毎の個別の特性からγ１．０乗以下の特性として設定されてい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、線形に比較して初期段階における変調の変化が速くなり、かつ線形に近い変化とすることにより、変調素子における調整幅を広げることができ、結果的に色再現性が高く、入力される映像信号を高画質な状態で再生することが可能となり、また、装置間での制御値に対する透過率特性を容易に装置間で合わせることができ、装置間での表示特性を高い精度で均一化し、表示品質を合わせた変調処理を行うことができる。
【００１６】
本発明の画像表示制御装置は、前記色補正部が、前記乗算結果を整数値として出力する際、乗算結果がオーバーフローした場合、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による不正演算を防止し、現実性の高い補正信号値を生成することが可能となる。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、上述した画像表示制御装置のいずれかを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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ＲＧＢ成分の信号値Ｒi，Ｇi，Ｂi各々が１０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制御値も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１４）の制御値である輝度制御値と、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、色液晶パネルの色制御値とを求める構成例を示している。他のＲ及びＧ成分に対応する色液晶パネルの色制御値も、記載はされていないが、この信号Ｂrに対する処理と同様である。ここで、液晶ライトバルブにおいては、駆動信号ＶTに対し、透過率Ｌがγ２．２の特性を有している。
【００１９】
最大値選択回路（ＭＡＸ選択回路）１１は、ＲＧＢ各成分の信号値Ｒi，Ｇi及びＢiが入力されると最大信号値（すなわち、階調度）を選択し、制御値Ｍrとして出力する。
輝度ＬＵＴ回路１２は、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。上記輝度テーブルは、入力される制御値Ｍrに対する液晶ライトバルブ１４の透過率特性を、グラフ１０２に示すように、入力される制御値Ｍrの数値に対応して、液晶ライトバルブ１４の透過率Ｌsがγ１．０乗以下の特性となるよう補正された輝度制御値が記憶されている。
ドライバ回路１３は、Ｄ／Ａ変換器を内蔵しており、輝度ＬＵＴ回路１２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。
【００２０】
補正回路１５は、入力される映像信号におけるＢ成分の信号値Ｂiを、この映像信号により決定した制御値Ｍrに対応して補正し、補正信号値Ｂr（Ｒr，Ｇrも同様）として出力するものである。補正回路１５は、例えば、図２に示すように、補正ＬＵＴ（ルックアップテーブル１５１，２．２乗ＬＵＴ１５２，乗算部１５３及び０．４５乗ＬＵＴ１５４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ＬＵＴ回路１７、輝度ＬＵＴ１２に入力される補正信号値Ｂr 、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ＬＵＴ１２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ＬＵＴ回路１５１からの出力と２．２乗ＬＵＴ回路１５２からの出力とを同一タイミングにて、乗算回路１５３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、信号値Ｂiが入力されるタイミングに対して、制御値Ｍrの入力されるタイミングがＭＡＸ選択回路１１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１５３における乗算処理のため、信号値Ｂiと制御値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。
【００２１】
補正ＬＵＴ１５１は、制御値Ｍrと補正係数ＭＢとの対応を示す補正係数テーブルを有しており、例えば、図３に示すように、信号値Ｂiがそれぞれ１０ビット構成であり、制御値Ｍr［９：０］であるとすると、後述する乗算部１５３で用いる補正係数ＭＢを、１０ビットの仮数部ＭＢexp［９：０］と、４ビットの指数部ＭＢsig［３：０］とし、入力１０ビットを出力１４ビットとして出力する。この補正係数ＭＢは、液晶ライトバルブ１４の透過率特性ｇ（Ｍr）を正規化した数値の逆数である。また、この補正係数ＭＢは、色成分により補正の程度が異なるため、ＲＧＢの各成分の信号値Ｒi，Ｇi及びＢi各々に対応して設けられている。
【００２２】
ただし、上記補正係数ＭＢは、後に述べる乗算部１５３による乗算結果を、０．４５乗する必要があるため、データの丸め込みによる誤差を生じさせずに計算精度を保持するために、数値的に２bitの余裕を持たせて設定されている。この２bitの余裕を持たせることは、補正係数ＭＢを２２＝４倍することを意味している。したがって、正規化したｇ（Ｍr）の逆数の取りうる範囲は、液晶ライトバルブ１４のコントラスト比と、乗算結果の整数化ビット数で決定されることになる。
ここで、コントラスト比を１０００：１とした場合、補正係数ＭＢの最大値は１０００×４＝４０００となり、一方、最小値はｇ（Ｍr）＝１の場合に相当し、（１／１）×４＝４である。このため、浮動小数点で表現される補正係数は４〜４０００を正しく表現する必要がある。すなわち、仮数部の数値をｍ、指数部の数値をｎとした場合、ｍ／（２ｎ−４）として表現した。この表現であれば、０．５〜１６３８４まで表現できることになる。また、例えば、コントラスト比が２００：１と低い場合、補正係数は４〜８００なので、ｍ／２ｎという表現形式で問題はない。
【００２３】
２．２乗ＬＵＴ１５２は、例えば、図４に示すように、信号値Ｂiがそれぞれ１０ビット構成であり、信号値Ｂi（Ｒi，Ｇi）［９：０］であるとすると、後述する乗算部１５３で用いる変換信号値Ｂ（Ｒ，Ｇ）を、１０ビットの仮数部Ｂexp［９：０］と、４ビットの指数部Ｂsig［３：０］とし、入力１０ビットを出力１４ビットとして出力する。
ここで、例えば入力及び出力ともに整数であるＬＵＴを用いるとすると、入力１０bitに対し、暗部での変換精度を保つため、出力として２０bit以上のビット数が必要となってしまう。
【００２４】
また、補正係数の算出の元となるｇ（Ｍr）の特性がリニア特性であっても、最低でも１０bitが必要である。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）」がガンマ２．２の特性であるため、アルゴリズムからガンマ≦２．２である必要ある。液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍr）」もガンガンマ２．２の特性とすることも可能である。
【００２５】
しかしながら、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍr）」をガンマ２．２とすると、２変調系全体の透過率特性もガンマ２．２である上、後に述べるように、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。
【００２６】
したがって、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍr）」は、すでに述べたように、ガンマ≦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。
例えば、１／２．２のガンマを用いた場合、補正係数の必要な精度も２０bit以上必要となり、２．２乗変換した結果の変換信号値Ｂと、補正係数ＭＢとの乗算は、各２０bitの入力有する乗算部１５３が必要になることになる。これでは、演算結果としては１０数bitの精度があれば十分なことを考えると整数演算は無駄が多いことが判る。
したがって、乗算部１５３は、変換信号値Ｂと補正計数値ＭＢとの乗算を、浮動小数点形式での乗算処理により行っている。
【００２７】
ここで、乗算部１５３における浮動小数点形式としては、後述するように、１０bitの仮数部と４bitの指数部とからなる変換信号値Ｂ及び補正計数値ＭＢの乗算を行う演算形式とした（図５参照）。この浮動小数点形式であれば、１４bitにより、２５bit相当の整数値を表現、すなわち少ないビット数により、計算による丸め込みのない演算を行うことができ、演算精度を大幅に向上させることができる。
また、上述した２．２乗ＬＵＴ１５２は、入力データである１０ビットのＢ［９：０］を入力すると、出力データとして、仮数部の数値をｍ、指数部の数値をｎとした場合、ｍ／２ｎとして表現することになる。理由は、本実施形態においては、出力データの最大値を、一例として１０２３と定めたことによる。すなわち、本来の人力信号の最大値を、浮動小数点形式の最大値とした。例えば、「１０２３」の数値を表現する場合、ｍ＝１０２３，ｎ＝０となり、「７８」を表現する場合、ｍ＝６２４，ｎ＝３となり、また、「３」を表現する場合、ｍ＝７６８，ｎ＝８となる。
【００２８】
次に、乗算部１５３は、浮動小数点乗算回路であり、上述したように、入力される変換信号値Ｂ及び補正係数値ＭＢが共に仮数部１０bit，指数部４bitの１４ビットからなる浮動小数点形式の信号である。この乗算部１５３は、浮動小数点演算処理を実現するため、仮数部の１０bit入力各々を乗算して２０bitの結果を出力する乗算器と、指数部４bit入力を各々加算して５bitの結果を出力する加算器とが各１個にて実現できるため、少ない回路構成で高精度な演算処理を行うことが出来る構成となっている。
【００２９】
２．２乗ＬＵＴ１５２は、例えば、図４に示すように、信号値Ｂiがそれぞれ１０ビット構成であり、信号値Ｂi（Ｒi，Ｇi）［９：０］であるとすると、後述する乗算部１５３で用いる変換信号値Ｂ（Ｒ，Ｇ）を、１０ビットの仮数部Ｂexp［９：０］と、４ビットの指数部Ｂsig［３：０］とし、入力１０ビットを出力１４ビットとして出力する。
ここで、例えば入力及び出力ともに整数であるＬＵＴを用いるとすると、入力１０bitに対し、暗部での変換精度を保つため、出力として２０bit以上のビット数が必要となってしまう。
また、上記乗算部１５３のＢt［１１：０］を、図６に示す０．４５乗ＬＵＴ１５４により、０．４５乗変換して１０bitの制御値を、高い精度で求めるため、すでに述べたように２bitの変換の余裕をもたせているが、乗算部１５３の算出する浮動小数点の乗算結果Ｂtとしては１２bitの整数値が出力される。
この乗算部１５３において、得られる２０ビットの仮数部と５ビットの指数部とからなる浮動小数点乗算結果を、１２bit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。
【００３０】
すなわち、液晶ライトバルブ１６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１２bitを超えた整数値になってしまう場合がある。すなわち、乗算部１５３においては、浮動小数点乗算結果が変換時に１２bit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、１２bit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、乗算部１５３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。
【００３１】
０．４５乗ＬＵＴ１５４は、図６（ａ）に示す変換特性を有しており、例えば、図６（ｂ）に示すように、乗算結果Ｂtが１２ビット構成であり、乗算結果Ｂt（Ｒi，Ｇi）［１１：０］であるとすると、この入力１２ビットを出力１０ビットの色制御値Ｂrとして出力する。
【００３２】
色ＬＵＴ回路１７は、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。
ドライバ回路１８は、Ｄ／Ａ変換器を内蔵しており、色ＬＵＴ回路１７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。
【００３３】
次に、図１を参照して、輝度ＬＵＴ１２，補正ＬＵＴ１５１及び色ＬＵＴ１７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。一例として、ＲＧＢ成分におけるＢ成分、すなわち青（Blue）の場合を例に取った処理を説明する。
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）を変調制御するライトバルブである。
【００３４】
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）式により求められる。
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）式により求められる。
Ｌs＝ｇ（Ｍr） …（２）
【００３５】
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（補正計数値）が一意的に決まることを示している。
【００３６】
この理由として、画像表示制御装置に入力される映像信号は、表示装置（液晶モニター）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、表示装置側の総合的な透過率の特性であるｆ（Ｂi，Ｍr）は、各表示装置間にて精度良く、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。
【００３７】
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）｝２．２ …（５）
また、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）
【００３８】
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、γ値としては２．２以下であれば良いことが判り、輝度変調を行う液晶ライトバルブ１４の製品毎の個別の透過率特性を含めて、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。
【００３９】
上記（５）式からも判るように、信号値Ｂiを２．２乗することは、γ０．４５で入力される信号値Ｂiをγ１．０とし、線形化（直線化）、すなわち被写体輝度と再生画像輝度とが完全に一致した状態の信号値に戻すことを意味する。また、１／ｇ（Ｍr）は映像信号におけるＲＧＢ成分の信号値毎に異なる係数と考えることができる。補正回路１５においては、すでに述べたように、２．２乗ＬＵＴ１５２により信号値Ｂiをγ２．２乗とし、補正ＬＵＴ１５１の出力するこの時点におけるｇ（Ｍr）に対応する補正計数値を、乗算部１５３により乗算した後、０．４５乗ＬＵＴ１５４により、乗算結果をγ０．４５乗して、変換信号値Ｂrを出力している。この処理は、信号値Ｂrを、信号値Ｂiと同様な被写体輝度と再生画像輝度との対応関係のγ値に戻す処理である。
【００４０】
次に、本実施形態の画像表示制御装置における、対応する表示装置毎に測定を行い、入力されるデータに対し、出力されるデータを調整する必要がある色テーブル、輝度テーブル及び補正係数テーブルの生成方法を以下に説明する。ここで、色テーブルと補正係数テーブルとは、画像表示制御装置において、色変調を行う液晶ライトバルブ１６がＲＧＢ成分毎にあるため、それぞれの色成分に対応した液晶ライトバルブ１６毎に設けられており、輝度テーブルは、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４が１つのみなので１つある。また、表示装置（プロジェクタ）毎に、色テーブル，補正係数テーブル及び輝度テーブルの３種類（色テーブル及び補正係数テーブルが２個ずつ、輝度テーブルが１個で計７個）を、測定結果から生成する。
【００４１】
図７は、各輝度ＬＵＴ回路１２，色ＬＵＴ回路１７及び補正回路１５におけるテーブルを生成するための測定系を示した概念図である。この測定系を用いたテーブルにおける入力データに対する出力データを求めるための測定は、液晶ライトバルブ１４及び液晶ライトバルブ１６（ＲＧＢの各成分ごとにある）にそれぞれラスター画像を、外部から各ライトバルブに輝度制御値ＶTまたは色制御値ＶTCを入力させて表示させ、その各制御値に対応する相対透過率を測定することにより行う。
液晶ライトバルブ１６にラスター画像（液晶ライトバルブの各画素が面内にて均一な表示データ）を表示させる際、色ＬＵＴ回路１７の出力側にパターンジェネレータ回路１００（ｐｇ１００）を接続させて、色ＬＵＴ回路１７の出力側をオープン状態として、このパターンジェネレータ回路１００に色制御値ＶTC生成させて、この色制御値ＶTCを直接に液晶ライトバルブ１６に入力させ、ラスター画像の表示を行う。
【００４２】
同様に、液晶ライトバルブ１４にラスター画像（液晶ライトバルブの各画素が面内にて均一な表示データ）を表示させる際、輝度ＬＵＴ回路１２の出力側にパターンジェネレータ回路１０１（ｐｇ１０１）を接続させて、輝度ＬＵＴ回路１２の出力側をオープン状態として、このパターンジェネレータ回路１０１に輝度制御値ＶT生成させて、この輝度制御値ＶTを直接に液晶ライトバルブ１４に入力させ、ラスター画像の表示を行う。 ここで、パターンジェネレータ１００及び１０１は、液晶ライトバルブ１６，１４それぞれに表示させるラスター画像を表示するための画像信号発生器である。
テーブルの生成の説明を、以下に、色テーブル輝度テーブル補正係数テーブルの順番に行う。
【００４３】
＜色テーブルの生成＞
図７において、色ＬＵＴ回路１７における色テーブルを生成する透過率を求めるため、液晶ライトバルブ１６の輝度値の測定を行う場合、まず、液晶ライトバルブ１４の透過率を最大とする。このため、パターンジェネレータ１０１に対し、最大の輝度制御値ＶTを出力させる。例えば、本実施形態においては、１０ビットにて制御を行っているため、パターンジェネレータ１０１に対し、輝度制御値ＶTを１０２３にて出力させ、ドライバ回路１３はこの輝度制御値ＶTを入力すると、この輝度制御値ＶTに対応した輝度制御電圧を出力する。これにより、液晶ライトバルブ１４は最大の透過率に制御されることとなる。
【００４４】
次に、液晶ライトバルブ１６の測定を行うが、ＲＧＢの各成分に対応した液晶ライトバルブ毎に行うため、表示装置における３個の液晶ライトバルブ１６において、測定対象の色成分以外の色成分に対応した液晶ライトバルブ１５を、それぞれ対応するパターンジェネレータ１００に最小値(通常はゼロ)にし、光を透過させない状態とする。
そして、上述した状態において、測定対象の色成分の液晶ライトバルブ１６に対応するパターンジェネレータ１００の信号値（色制御値ＶTC：１０ビット）を０から１０２３まで順次変化させて、透過率を変化させる。そして、図１に示すように、２変調光学系であり、光源から出射された光が、順次、色変調用の液晶ライトバルブ１６及び輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に入射され、最終的に液晶ライトバルブ１４から出射される光の輝度値を測定することにより、最大の色制御値ＶTCを与えた場合の輝度値（出射される光量）を基準として、各色制御値ＶTCに対応した輝度値から相対的透過率を測定する。
【００４５】
そして、制御値Ｂrに対応した透過率Ｌp、すなわち液晶ライトバルブ１６の透過率特性であるｈ（Ｂr）が事前に決定された（設計上において決定された）特性（この例において、入力される制御値Ｂrに対して、制御される透過率がγ２．２の特性）となるよう、色テーブルにおける制御値Ｂrと輝度制御値ＶTCとを、上記パターンジェネレータ１００の出力に対して、測定される上記輝度値との対応関係から演算して求める。
制御値Ｂrの値の変化に対し、液晶ライトバルブ１６の透過率の変化割合がγ２．２となる色テーブルを求める具体的な処理を以下に説明する。
【００４６】
まず、制御値Ｂrを変数とするγ２．２の特性関数から、入力される範囲の制御値Ｂrに対して、液晶ライトバルブ１６の透過率を計算する。そして、実際に測定した輝度値に基づいて算出した透過率データの中から、この透過率に一番近い値の際のパターンジェネレータ１００の信号値を求める。これによって、色テーブルにおける各制御値Ｂrに対する色制御値ＶTCの値を求めることができる。
【００４７】
上述した制御値Ｂrに対応した色制御値ＶTCを求める処理を、制御範囲全ての制御値Ｂrに対して演算することで、色テーブル全ての対応関係を求めることができ、こうしてLUT-1（色テーブル）の内容を求めることが出来る。同様に、上述した手順により、他の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６についても、パターンジェネレータ１００から信号を出力させ、このとき与えた信号値と、測定された輝度値とから、液晶ライトバルブ１６の透過特性を測定し、制御値に対応した色制御値ＶTCを、上記γ２．２の特性関数に基づいて求め、色テーブルにおける制御値と色制御値ＶTCとを求めることができる。
【００４８】
＜輝度テーブルの生成＞
次に、図７において、輝度ＬＵＴ回路１２における輝度テーブルを生成する透過率を求めるため、液晶ライトバルブ１４の輝度値の測定を行う場合、まず、映像信号のＲＧＢ成分全てに対応した液晶ライトバルブ１６の透過率を最大とする。このため、パターンジェネレータ１００に対し、最大の輝度制御値ＶTCを出力させる。例えば、本実施形態においては、１０ビットにて制御を行っているため、パターンジェネレータ１００に対し、色制御値ＶTCを１０２３にて出力させ、ドライバ回路１８はこの色制御値ＶTCを入力すると、この色制御値ＶTCに対応した色制御電圧を出力する。これにより、ＲＧＢ各成分に対応した液晶ライトバルブ１６は最大の透過率に制御されることとなる。
【００４９】
そして、上述した状態において、測定対象の輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に対応するパターンジェネレータ１０１の信号値（輝度制御値ＶT：１０ビット）を０から１０２３まで順次変化させて、透過率を変化させる。そして、図１に示すように、２変調光学系であり、光源から出射された光が、順次、色変調用の液晶ライトバルブ１６及び輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に入射され、最終的に液晶ライトバルブ１４から出射される光の輝度値を測定することにより、最大の輝度制御値ＶTを与えた場合の輝度値（出射される光量）を基準として、各輝度制御値ＶTに対応した輝度値から相対的透過率を測定する。
【００５０】
そして、制御値Ｍrに対応した透過率Ｌs、すなわち液晶ライトバルブ１４の透過率特性であるｇ（Ｍr）が事前に決定された（設計上において決定された）特性（この例において、入力される制御値Ｍrに対して、制御される透過率がγ≦１、例えば、γ０．４５の特性）となるよう、輝度テーブルにおける制御値Ｍrと輝度制御値ＶTとを、上記パターンジェネレータ１０１の出力に対して、測定される上記輝度値との対応関係から演算して求める。
制御値Ｍrの値の変化に対し、液晶ライトバルブ１４の透過率の変化割合がγ０．４５となる輝度テーブルを求める具体的な処理を以下に説明する。
【００５１】
まず、制御値Ｍrを変数とするγ０．４５の特性関数から、入力される範囲の制御値Ｍrに対して、液晶ライトバルブ１４の透過率を計算する。そして、実際に測定した輝度値に基づいて算出した透過率データの中から、この透過率に一番近い値の際のパターンジェネレータ１０１の信号値を求める。これによって、輝度テーブルにおける各制御値Ｍrに対する輝度制御値ＶTの値を求めることができる。
上述した制御値Ｍrに対応した輝度制御値ＶTを求める処理を、制御範囲全ての制御値Ｍrに対して演算し、輝度テーブル全ての対応関係を求めることができる。
【００５２】
＜補正係数テーブルの生成＞
次に、図７において、補正回路１５の補正ＬＵＴ１５１における補正係数テーブルにおける補正係数を生成する透過率を求めるため、液晶ライトバルブ１４の輝度値の測定を行う。ここで、補正係数は、ＲＧＢ成分の各色成分毎に、制御値Ｍrに対応した透過率ｇ（Ｍr）毎に求めるため、まず、各対応するパターンジェネレータ１００の出力を制御し（色テーブル及び輝度テーブルの際の制御と同様）、映像信号のＲＧＢ成分における測定対象の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６以外の液晶ライトバルブ１６の透過率を最小とし、測定対象の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６の透過率を最大にする。このため、測定対象の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６に対してパターンジェネレータ１００から、最大の色制御値ＶTCを出力させ、測定対象外の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６に対してパターンジェネレータ１００から、最小の色制御値ＶTCを出力させる。
【００５３】
例えば、本実施形態においては、１０ビットにて制御を行っているため、パターンジェネレータ１００に対し、測定対象の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６に対し色制御値ＶTCとして１０２３を出力させ、一方、測定対象外の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６に対し色制御値ＶTCとして０を出力させ、各ドライバ回路１８はこの色制御値ＶTCを入力すると、各液晶ライトバルブ１６に対して、この色制御値ＶTCに対応した色制御電圧を出力する。これにより、ＲＧＢ各成分において、測定対象の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６は最大の透過率に制御され、測定対象外の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６は最小の透過率に制御されることとなる。
【００５４】
そして、上述した状態において、測定対象の輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に対応するパターンジェネレータ１０１の信号値（輝度制御値ＶT：１０ビット）を０から１０２３まで順次変化させて、透過率を変化させる。そして、図１に示すように、２変調光学系であり、光源から出射された光が、順次、色変調用の液晶ライトバルブ１６及び輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に入射され、最終的に液晶ライトバルブ１４から出射される光の輝度値を測定することにより、最大の輝度制御値ＶTを与えた場合の輝度値（出射される光量）を基準として、各輝度制御値ＶTに対応した輝度値から相対的透過率を測定する。
【００５５】
上述した状態において、液晶ライトバルブ１６に対するパターンジェネレータ１０１の出力する信号値を変えることにより、測定対象の色成分に対応した輝度変調後の輝度値を測定することができる。そして、この測定データと、すでに求めた輝度テーブルのデータとを用い、補正係数テーブルの生成を行う。
ＲＧＢ成分の色成分毎に設定される、制御値Ｍrと、この制御値Ｍrに対応した透過率の逆数との対応を示す補正計数値補正係数テーブルにおける補正計数値の求め方の手順を以下に示す。
【００５６】
まず、上述の測定により得られた輝度値のデータは、測定対象の色成分における液晶ライトバルブ１４の透過率特性（ｇ（ＶT：パターンジェネレータ１０１の出力する信号値））である。したがって、測定した輝度値の最大値により、各測定値を除算し、輝度値の最大値が１．０となるように正規化処理を行った透過率特性(g (ＶT：パターンジェネレータ１０１の出力する信号値))を求めておく。
次に、制御値Ｍrに対応した液晶ライトバルブ１４の輝度制御値ＶTは輝度テーブルを参照し、制御値Ｍrに対応する輝度制御値ＶTを読み出すことにより求める。この輝度制御値ＶTは今回の測定におけるパターンジェネレータ１０１の出力する信号値に相当する。
【００５７】
そして、上述した透過率特性（g (ＶT：パターンジェネレータ１０１の出力する信号値)）から、この輝度制御値ＶTに対応する液晶ライトバルブ１４の透過率特性を求め、その透過率ｇ（ＶT、すなわちＭr）により１を除算、すなわち透過率ｇ（Ｍr）の逆数、１／ｇ（Ｍr）が補正係数値となる。制御値Ｍrを０から１０２３まで順次変化させて、全ての制御値Ｍrに対して、上述と同様な処理を行うことにより、測定対象の色成分に対応する液晶ライトバルブ１４の透過率が最大の場合の、制御値Ｍrに対応する透過率の逆数を求めることができる。ここで、乗算部１５３において、補正係数値と、信号値Ｂiのγ２．２乗した結果との乗算処理の結果（浮動小数点演算の結果）を、１２ビットの整数値に変換して出力される。このため、浮動小数点演算の結果が大きく丸め込まれ、演算精度が低下しないように、２bit分、すなわち、２２＝４倍されるため、補正計数値を２２＝４倍しておくことが必要である。
【００５８】
＜応用例１＞
次に、実施形態の図１に示した画像表示制御回路の応用例１として、図８に示す２変調光学系の画像表示制御装置を、２つのＬＳＩ（大規模集積回路）２００及び２０１を用いて実現した構成を説明する。
ＬＳＩ２００には、色変調系の３つの液晶ライトバルブ１６各々に対し、入力される映像信号のＲＧＢ色成分各々の信号値に対応して色制御値ＶTCを出力する３つの制御部２１０，２２０及び２３０が設けられている。また、ＬＳＩ２０１には、輝度変調系の液晶ライトバルブ１４に対し、入力される映像信号のＲＧＢ色成分における信号値の最大値に対応して輝度制御値ＶTを出力する制御部２１１が設けられている。
【００５９】
上記制御部２１０，２２０，２３０及び２１１各々は、図９に示す基本処理ユニットを用いて構成されている。
基本処理ユニットは、選択回路１５０，補正ＬＵＴ回路１５１，２．２乗ＬＵＴ回路１５２，乗算回路１５３，０．４５ＬＵＴ回路１５４，ルックアップテーブル回路１５５，遅延回路１５６及びセレクタ１５７から構成されている。すなわち、同一の基本処理ユニットを用い、２変調光学系の色変調用の液晶ライトバルブ１６と、輝度変調用の液晶ライトバブル１４とに対する、図１に示した画像表示制御装置を構成している。
【００６０】
上記基本処理ユニットにおける各回路と図１の回路との対応として、同一符号については同様な回路として対応し、選択回路１５０が最大値選択回路１１に対応し、ルックアップテーブル回路１５５は輝度ＬＵＴ回路１２及び色ＬＵＴ回路１７に対応している。図９の基本処理ユニットにおけるセレクタ１５７が、色変調用の液晶ライトバルブ１６の制御と、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４との制御を切り替える処理を行っている。すなわち、液晶ライトバルブ１６に対する色制御値ＶTCを生成するため、図１における補正回路１５の構成とするため、補正ＬＵＴ回路１５１，２．２乗ＬＵＴ回路１５２，乗算回路１５３及び０．４５乗ＬＵＴ回路１５４によって得られた制御値Ｂr（及びＲr，Ｇr）が必要となり、セレクタ１５７により、０．４５乗ＬＵＴ回路１５４の出力を選択して、色ＬＵＴ回路として色テーブルが設けられたルックアップテーブル回路１５５（色ＬＵＴ回路１７に対応）に対して、選択された制御値Ｂr（及びＲr，Ｇr）を出力させる。図９では明確に示していないが乗算回路１５３での乗算を正しく行わせる為に、すでにのべたように、乗算回路１５３への、補正ＬＵＴ回路１５１及び２．２乗ＬＵＴ回路１５２からの２つの入力信号のタイミングを合わせる必要がある。ここで、２．２乗ＬＵＴ回路１５２の前段に遅延回路を配置してもよいし、また２．２乗ＬＵＴ回路１５２内部（または後段）で遅延しても良い。もしくは乗算回路１５３内部で、２．２乗ＬＵＴ回路１５２からの出力が入力される入力段に遅延回路を設けて遅延調整をしてもよい。
【００６１】
一方、液晶ライトバルブ１４に対する輝度制御値ＶTを生成するため、図１における補正回路１５の構成が必要とならないため、セレクタ１５７は、遅延回路１５６を介し、選択回路１５０の選択したＲＧＢ成分における最大の信号値を、制御値Ｍrとして、輝度ＬＵＴ回路として輝度テーブルが設けられたルックアップテーブル回路１５５（輝度ＬＵＴ回路１２に対応）に対して、選択された制御値Ｍr（Ｒi，Ｇi，Ｂiのいずれか）を出力させる。
【００６２】
また、図１に示す画像処理制御回路においては、液晶ライトバルブ１４の制御系における最大値選択回路１１が、映像信号のＲＧＢ成分における最大値の信号値を選択し、選択結果を制御値Ｍrとして、液晶ライトバルブ１６の制御系の補正回路１５に供給していたが、上記基本処理ユニットに選択回路１５０が付加されているため、映像信号の各色成分に対応した液晶ライトバルブ１６に対応した制御部２１０，２２０，２３０各々にて、入力される映像信号の色成分における最大値の信号値を選択し、選択された信号値を制御値Ｍrとして用いている。
【００６３】
制御部２１１において、遅延回路１５６は、制御部２１０，２２０及び２３０にて行われる補正回路１５に対応する補正処理の時間分を、制御値Ｍrを遅延させてセレクタ１６７へ出力する。すなわち、遅延回路１５７は、液晶ライトバルブ１４と液晶ライトバルブ１６との制御タイミングの同期を取るため、ルックアップテーブルの参照及び乗算処理の行われない輝度変調用の制御系における制御値Ｍrの信号の遅延を行っている。
【００６４】
ＬＳＩ２００及びＬＳＩ２０１各々において、上述したように、選択回路１５０は、映像信号におけるＲi，Ｇi及びＢi信号の中から最大の信号値を選択する最大値選択回路として動作するよう構成されている。
また、色変調用の液晶ライトバルブ１６を駆動する色制御値ＶTC（映像信号のＲＧＢ各色成分毎に対して供給）を、映像信号から生成する制御系であるＬＳＩ２００の制御部２１０，２２０及び２３０それぞれにおいて、各色成分の信号値が２．２乗ＬＵＴ回路１５２により、１４ビットの浮動小数点形式の変換信号値Ｒ（及びＧ，Ｂ）に変換される。また、制御部２１０，２２０及び２３０それぞれにおいて、補正ＬＵＴ回路１５１は、選択回路１５０にて選択された、映像信号のＲＧＢ成分における最大の信号値である制御値Ｍrを、補正係数テーブルを参照して、この制御値Ｍrに対応する１４ビットの浮動小数点形式の補正計数値ＭＲ（及びＭＧ，ＭＢ）を出力する。
【００６５】
そして、また、制御部２１０，２２０及び２３０それぞれにおいて、乗算回路１５３は、上記変換信号値Ｒ（及びＧ，Ｂ）と、補正計数値ＭＲ（及びＭＧ，ＭＢ）とを乗算し、オーバーフローした場合のクリッピング処理を含めて、１２ビットの整数値である演算結果を出力する。そして、０．４５乗ＬＵＴ回路１５４は、上記１２ビットの整数値の演算結果をγ０．４５乗に変換して、１０ビットの色制御値ＶTCとして出力する。ここで、制御部２１０（色成分Ｒ用）は色制御値ＶTCをＶＲ［９：０］として出力し、制御部２２０（色成分Ｇ用）は色制御値ＶTCをＶＧ［９：０］として出力し、制御部２３０（色成分Ｂ用）は色制御値ＶTCをＶＢ［９：０］として出力する。これにより制御部２１０，２２０及び２３０各々は、それぞれ対応するドライバ回路１８（図示しない）へ、色制御値ＶTCを出力させ、対応する液晶ライトバルブ１６の駆動制御を行う。
【００６６】
同様に、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４を駆動する輝度制御値ＶTを、映像信号から生成する制御系であるＬＳＩ２０１の制御部２１１において、遅延回路１５６は、選択回路１５０から入力される制御値Ｍrを、制御部２１０，２２０及び２３０にて補正回路１５に対応する処理時間に対応した時間を遅延させて、セレクタ１５７へ出力し、制御部２１０，２２０及び２３０各々が色制御値ＶTCを出力するタイミングに同期させて、液晶ライトバルブ１４を駆動する輝度制御値ＶTCを、ドライバ回路１３（図示しない）へ出力し、液晶ライトバルブ１４の駆動制御を行う。
【００６７】
上述した基本処理ユニットを用いた構成であれば、同一の構成のＬＳＩ（例えば、基本処理ユニットが３個形成されたＬＳＩ）を２個使用することにより、４つの液晶ライトバルブ（２変調光学系に対応）に対する画像処理制御を実現することが出来る。
この２個の同一のＬＳＩにより構成する利点としては、液晶ライトバルブ（液晶のパネル）を駆動するため、通常、映像信号を入力させる信号線以外にも、１つの液晶パネルにつき約２０本近くの制御線が必要となっている。また、この信号線及び制御線に対応してピン数の増加もコスト増の要因となっている。
【００６８】
しかしながら、上述したように、２個の専用ＬＳＩにて、本実施形態の画像処理制御装置を構成することにより、結果的に、信号線及び制御線が大幅に削減され、低コストとなる。また、従来の１変調光学系に対応させて、ＲＧＢ成分における３色の色成分に対応した３つの色変調を行う制御部を１つの画像処理ＬＳＩに収めることにより、１変調光学系用の３ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）向けの専用ＬＳＩとしても用いることができ、２変調光学系及び１変調光学系にて同一のＬＳＩを用いることができることとなり、量産効果が期待でき、大幅なコストの削減が可能となる。
【００６９】
＜応用例２＞
次に、実施形態の図１に示した画像表示制御回路の応用例２として、２変調光学系の画像表示制御装置を、図１０に示すように３つのＬＳＩ（大規模集積回路）３００，３０２及び３０３を用い、高解像度画像の表示処理に対応する画像表示制御装置を実現した構成を説明する。
ここで、画像処理用のＬＳＩ内部のシステムクロックは、周波数に対応して、画像処理のスピードの目安となる。画像を表示する際に、表示対象となる画像が高解像度になればなるほど、つまりフレームの全画素数に比例して、ＬＳＩ内部のシステムクロックを高くする必要がある。
【００７０】
ただし、ＬＳＩにおいては、システムクロックを上げるため、新たなトランジスタの設計及び同期タイミングを合わせる精度の高い同期回路が必要となり、コスト増加の要因となる。また、低いシステムクロックで十分な用途に対し、不必要に高速なシステムクロックで動作するＬＳＩを作成して用いることは非常に無駄となる。
例えば、７２０Ｐと呼称されている１２８０×７２０画素の画像においては、システムクロックが７５ＭＨz程度であるが、フルＨＤの１０８０Ｐの場合、１９２０×１０８０画素となり、システムクロックが１５０ＭＨzの高速なクロックが用いられる。
【００７１】
このため、システムクロックを不必要に上げることなく、高解像度の画像処理へ対応させるため、画像処理の並列化が有効と考えられる。
図１０に示す構成とすることにより、図８に示す構成に使われているＬＳＩ２００が７２０Ｐに対応した７５ＭＨzまでのシステムクロックに対応する性能のＬＳＩであっても、図９に示す基本処理ユニットが３個形成されたＬＳＩを３個と、高速なデマルチプレクサ回路３０４及び高速なマルチプレクサ回路３０５，３０６を付加することにより、７５ＭＨzの２倍の１５０ＭＨzのシステムクロックに対応させた構成とすることができ、１０８０Ｐへの対応が可能となる。
ＬＳＩ３０１及び３０２のセレクタ１５７は０．４５乗ＬＵＴ回路の出力をセレクトし、
ＬＳＩ３０３のセレクタ１５７は遅延回路の出力が、セレクトされている。
また、ＬＳＩ３０１及び３０３においては、３個の制御部のいずれかの遅延回路から出力される制御値Ｍrが外部へ出力されている回路構成となっている。
【００７２】
ＬＳＩ３０１及び３０２各々において、それぞれ３個の制御部のいずれかの遅延回路から出力される制御値Ｍrを遅延させ、ＬＳＩ３０３に対して出力する。そして、ＬＳＩ３０３においては、ブロックＡがＬＳＩ３０１に対応した輝度変調の制御を行い、ブロックＢがＬＳＩ３０２に対応した輝度変調の制御をおこなっている。そのため、マルチプレクサ回路３０５からＬＳＩ３０１にて生成された色制御値が出力されているタイミングに同期して、マルチプレクサ回路３０６から、ＬＳＩ３０３におけるブロックＡの生成した輝度制御値が出力される必要がある。
【００７３】
同様に、マルチプレクサ回路３０５からＬＳＩ３０２にて生成された色制御値が出力されているタイミングに同期して、マルチプレクサ回路３０６から、ＬＳＩ３０３におけるブロックＢの生成した輝度制御値が出力される必要がある。
遅延回路４０１及び４０２の遅延時間は、それぞれの遅延時間の和に、さらに選択回路の選択に要する時間を加算した値と、図１の補正回路１５の補正処理にかかる時間とが同様となるよう設定する。ここで、ＬＳＩ３０１及び３０２の制御部各々における遅延回路は、遅延させた制御信号Ｍr1及びＭr2を、ブロックＡ及びブロックＢの選択回路双方に出力する。ブロックＡの選択回路は、入力される制御値Ｍr1及びＭr2から制御値Ｍr1を選択するよう設定されており、選択した制御値Ｍr1を次段の遅延回路へ出力する。また、ブロックＢの選択回路は、入力される制御値Ｍr1及びＭr2から制御値Ｍr2を選択するよう設定されており、選択した制御値Ｍr2を次段の遅延回路へ出力する。
【００７４】
上述した組合せに対応させるため、上記選択回路１５０は、図１１に説明する構成及び動作を有している。図１１（ａ）は、選択回路１５０を、入力される信号のいずれを選択して出力するか、または入力される信号の最大の信号値を選択して出力するかを切り替える際の、制御データModeを示したテーブルである。図１１（ａ）に示されるように、制御データModeは３ビットの信号であり、Mode［１：０］で表される。
制御データとしてMode［１：０］＝０が入力されると、選択回路１５０の動作モードは、図１１（ｂ）に示すように、最大値選択となり、入力されるＲＧＢ成分における、１０ビットの各色成分の信号値Ｒi［９：０］，信号値Ｇi［９：０］及び信号値Ｂi［９：０］の内、最大の信号値を制御信号Ｍrとして出力する。ここで、選択回路１５０は、２つのデータの大小の比較処理を２回行うだけで、３つのデータの最大値を出力する簡易な構成の回路で構成されている。映像信号の各色成分が１０ビット構成のため、１０ビットの信号値を用いている。
【００７５】
また、制御データがMode［１：０］＝０以外の場合、図１１（ｃ）に示すように、制御データの示す端子の信号を選択して出力する。ここで、選択回路１５０は、例えば、制御データがMode［１：０］＝１の場合、端子Ｔ１に入力されている信号値Ｒiを出力し、Mode［１：０］＝２の場合、端子Ｔ２に入力されている信号値Ｇiを出力し、Mode［１：０］＝３の場合、端子Ｔ３に入力されている信号値Ｂiを出力する。
上述した制御データMode［１：０］＝１，２，３の場合の動作モードは、基本処理ユニットが３個搭載されたＬＳＩを、３個以上用いて高解像度に対応した、本応用例２のような２変調光学系の画像表示処理を行う画像表示制御装置において、別のＬＳＩにて決定した輝度制御値を求めるための制御値Ｍrを選択する場合に用いる。
【００７６】
高速デマルチプレクサ回路３０４の入力部にデータ保持機能を設けることにより、この例においては、１０８０Ｐに相当する画素数のデータが、外部機器から１５０ＭＨzの転送クロックにより入力されても、ＬＳＩ３０１及び３０２にて平行に処理を行うことにより、上記転送クロックの半分の７５ＭＨzのシステムクロックにより、２画素分のデータを同じタイミングにて、画像表示制御装置としてのＬＳＩ３０１及び３０２に送ることができる。
図１０の構成の場合、ＬＳＩ３０１，３０２及び３０３全てが同一周波数で、かつ同じ位相のクロックを用いることが可能となり、タイミング制御も容易である。
【００７７】
上述した構成により、ＬＳＩ３０１及び３０２においては、ＲＧＢの各色成分に対応した色変調用の液晶ライトバルブ１６を駆動する色制御値ＶTC（ＶＲ，ＶＧ，ＶＢ）が生成され、ＬＳＩ３０３においては、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４を駆動する輝度制御値ＶTが生成される。各回路詳細な説明は、図１，図８及び図９のそれぞれに対応する回路の処理と同様のため省略する。そして、各ＬＳＩにおいて生成された色制御値及び輝度制御値は、高速なマルチプレクサ回路３０５及び３０６により選択され、各液晶ライトバルブを駆動するドライバ回路に送られる。
これにより、各液晶ライトバルブを制御する各種の制御線は、ＬＳＩ３０１、３０２及び３０３それぞれを用いることにより対応できる。
上述したように、図８の表示制御装置に対し、１個の同一の構成を有するＬＳＩを追加することにより、倍のシステムクロックに対応した、すなわち、２倍の解像度を有する画像の表示制御処理への対応も可能となる。
【００７８】
図１２は、図１１の画像表示制御装置を、さらに高解像度の画像へ対応させた例である。図１１は、図１１と同様に色変調素子用の液晶ライトバルブ１６の駆動制御を、ＬＳＩ３０１及び３０２で行い、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４の駆動制御をＬＳＩ３０３で行い、加えて色変調用の液晶ライトバルブ１６の駆動制御を行うＬＳＩ３０７を追加することにより、色変調用の液晶ライトバルブ１６の駆動制御を３倍速にすることができる。同一のシステムクロックにおいて実現できる。 上記各ＬＳＩは、図９の基本処理ユニットが３並列にて形成することにより、この３個全てを使うことにより、３倍速に対応させることができる。
【００７９】
例えば、上記ＬＳＩ各々が８０数ＭＨz程度のシステムクロックで動作可能であれば、その３倍、すなわち約２５０数ＭＨz相当のドットの転送クロックにて入力される映像信号に対応させることができる。約２５０数ＭＨz相当のクロックは、ＱＸＧＡ（２０４８×１５３６画素）の映像信号の画像を表示処理できることを意味している。
上述してきたように、同一の構成を有するＬＳＩを組み合わせて使うことにより、各ＬＳＩのシステムクロックに対し、より高速なクロックにより入力される映像信号に対して、すなわち高解像度の画像に対し、２変調光学系における画像表示制御の処理を低コストで実現することができる。
なお、本実施形態においては、液晶ライトバルブの透過率の制御を対象として説明したが、透過光を変調（輝度変調及び色変調ともに）するのではなく、反射光を変調するための反射率の制御に応用してもよい。
【００８０】
次に、本発明の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１３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。
【００８１】
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。
【００８２】
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１６）、５３２（色成分Ｇに対応する液晶ライトバルブ１６）、５３３（色成分Ｂに対応する液晶ライトバルブ１６）によって変調を受けて出射される。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
なお、図１における画像表示制御装置における最大値選択回路１１，補正回路１５，輝度ＬＵＴ回路１２，色ＬＵＴ回路１７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。
【００８６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態による画像表示制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１における補正回路１５の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す補正ＬＵＴ回路１５１に設けられた補正係数テーブルの動作を説明する概念図である。
【図４】図２に示す２．２乗ＬＵＴ回路１５２におけるデータ構成及び変換の動作を説明するための概念図である。
【図５】図２に示す乗算回路１５３の動作を説明する概念図である。
【図６】図２に示す４．５乗ＬＵＴ回路１５４におけるデータ構成及び変換の動作を説明するための概念図である。
【図７】図１及び図２における各ルックアップテーブルのデータを生成するための、輝度値の測定方法を説明する概念図である。
【図８】３個の基本処理ユニットから構成されたＬＳＩを２個用いて構成した、２変調光学系の画像表示制御装置を示すブロック図である。
【図９】図８の基本処理ユニットの構成例を説明するブロック図である。
【図１０】３個の基本処理ユニットから構成されたＬＳＩを３個用いて構成した、高解像度の映像信号の画像表示処理を行う、２変調光学系の画像表示制御装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０に用いた選択回路の動作を示す概念図である。
【図１２】３個の基本処理ユニットから構成されたＬＳＩを４個用いて構成した、高解像度の映像信号の画像表示処理を行う、２変調光学系の画像表示制御装置を示すブロック図である。
【図１３】本実施形態による画像表示制御装置の制御対象となる、２変調光学系のプロジェクタの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…画像処理装置 ２…画像表示装置 １１…最大値選択回路（ＭＡＸ回路） １２…輝度ＬＵＴ回路 １３，１８…ドライバ回路 １４，１６…液晶ライトバルブ １５…補正回路 １７…色ＬＵＴ回路 １５１…補正ＬＵＴ回路 １５２…２．２乗ＬＵＴ回路 １５３…乗算回路 １５４…０．４５乗ＬＵＴ回路 １５５…ルックアップテーブル回路 １５６…遅延回路 １５７…セレクタ ２００，２０１，３０１，３０２，３０３，３０７…ＬＳＩ ３０４…デマルチプレクサ回路 ３０５，３０６…マルチプレクサ回路
【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システム及びその方法に関する。
【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、さらに多ビットを用いて高精度な色演算が行い、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】
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を行う制御値を求める際、入力された映像信号におけるＲＧＢ成分における最大値を輝度液晶パネルの最大値として設定し、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最大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、上述した特許文献１の方法は、各ＲＧＢに対応した液晶パネルの制御について明確に記載されておらず、求められた制御値と液晶パネルの制御との対応が不明であり、実現性の課題がある。
また、特許文献２の方法は、輝度液晶パネルの制御値を、入力される映像信号から求めているため、単色においての階調性能が低下する問題がある。
【０００７】
また、上述したように、いずれの特許文献の方法においても、ＲＧＢの信号から先に輝度液晶パネルの制御値を決定し、ＲＧＢをその制御値にて除算した結果を用いて、色液晶パネルの制御値を求めるという処理自体が同様である。
しかし、上記２つの方法ともに、演算処理が複雑となり、この演算処理を実現するための処理回路が大型化し、製造コストを増大させてしまう欠点がある。
さらに、輝度値に対応した、各ＲＧＢの表示特性が異なるため、ＲＧＢの制御値各々を同一の輝度値から求めた場合、入力される映像信号の再現を高い精度で行うことが出来ない欠点を有している。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＨＤＲ形式（２変調光学系）の画像表示を行う輝度液晶パネル及びＲＧＢ毎の色液晶パネルの制御値を、入力される映像信号から簡易に高い精度で演算処理することのできる画像表示装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置であって、入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択部と、輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成部と、該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正部と、該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像表示制御方法は、輝度変調素子と色変調素子とを有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置の制御方法であって、最大値選択部が入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択過程と、輝度制御値生成部が輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成過程と、色補正部が該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正過程と、色制御値生成部が該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成過程とを有することを特徴とする。
【００１１】
これにより、本発明の画像表示制御装置（または方法）は、簡単な構成であり回路化が容易であり、輝度制御値毎に、ＲＧＢ成分の各信号値の補正を行い、得られた補正信号値により、各ＲＧＢ毎の色変調素子の変調処理を行うための色制御値を生成するため、入力された映像信号を高精度で表示させることが可能となる。
【００１２】
本発明の画像表示制御装置は、前記色補正部が、ＲＧＢ成分各々の信号値を線形変換した結果と、前記輝度制御値から求めた補正値とを乗算し、該乗算結果を前記補正信号値として出力することを特徴とする。
本発明の画像表示制御装置は、前記色補正部が、前記乗算を浮動小数点演算にて行い、演算結果を整数値として出力す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、補正信号値をルックアップテーブルから抽出するのに比較し、補正信号値を算出する乗算を浮動小数点演算で行うことにより、演算結果の丸め込みを抑制し、色制御値を生成する際に用いる補正信号値の生成を、高い精度にて行うことができる。
【００１３】
本発明の画像表示制御装置は、前記輝度制御値生成部が、前記最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す輝度値テーブルを有しており、最大値選択部の出力する最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を読み出し、輝度制御値として出力し、前記色制御値生成部が、前記補正信号値と色変調素子の制御値との対応を示す色テーブルを有しており、色補正部の出力する補正信号値に対応した色変調素子の制御値を読み出し、色制御値として出力す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、補正信号値のみを高い精度で求めるため、浮動小数点の乗算を行って求めているが、輝度制御値及び色制御値の生成をルックアップテーブルにより構成しているため、全体を簡易な回路により構成することができる。
【００１４】
本発明の画像表示制御装置は、前記色テーブルにおいて、前記最大信号値に対し、透過率特性を、色変調素子毎の個別の特性からγ２．２乗に補正する制御値が設定されてい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、各液晶ライトバルブ（液晶素子）の制御値に対する透過率特性を、色テーブルの補正により、均一にγ２．２に合わせることができ、前段からの出力を個別に調整する必要が無く、前段までの演算処理を簡易にし、かつ装置間での表示特性を高い精度で均一化し、表示品質を合わせた変調処理を行うことができる。
【００１５】
本発明の画像表示制御装置は、前記輝度テーブルにおいて、前記最大信号値に対し、透過率特性を、輝度変調素子毎の個別の特性からγ１．０乗以下の特性として設定されてい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、線形に比較して初期段階における変調の変化が速くなり、かつ線形に近い変化とすることにより、変調素子における調整幅を広げることができ、結果的に色再現性が高く、入力される映像信号を高画質な状態で再生することが可能となり、また、装置間での制御値に対する透過率特性を容易に装置間で合わせることができ、装置間での表示特性を高い精度で均一化し、表示品質を合わせた変調処理を行うことができる。
【００１６】
本発明の画像表示制御装置は、前記色補正部が、前記乗算結果を整数値として出力する際、乗算結果がオーバーフローした場合、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による不正演算を防止し、現実性の高い補正信号値を生成することが可能となる。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、上述した画像表示制御装置のいずれかを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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ＲＧＢ成分の信号値Ｒi，Ｇi，Ｂi各々が１０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制御値も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１４）の制御値である輝度制御値と、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、色液晶パネルの色制御値とを求める構成例を示している。他のＲ及びＧ成分に対応する色液晶パネルの色制御値も、記載はされていないが、この信号Ｂrに対する処理と同様である。ここで、液晶ライトバルブにおいては、駆動信号ＶTに対し、透過率Ｌがγ２．２の特性を有している。
【００１９】
最大値選択回路（ＭＡＸ選択回路）１１は、ＲＧＢ各成分の信号値Ｒi，Ｇi及びＢiが入力されると最大信号値（すなわち、階調度）を選択し、制御値Ｍrとして出力する。
輝度ＬＵＴ回路１２は、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。上記輝度テーブルは、入力される制御値Ｍrに対する液晶ライトバルブ１４の透過率特性を、グラフ１０２に示すように、入力される制御値Ｍrの数値に対応して、液晶ライトバルブ１４の透過率Ｌsがγ１．０乗以下の特性となるよう補正された輝度制御値が記憶されている。
ドライバ回路１３は、Ｄ／Ａ変換器を内蔵しており、輝度ＬＵＴ回路１２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。
【００２０】
補正回路１５は、入力される映像信号におけるＢ成分の信号値Ｂiを、この映像信号により決定した制御値Ｍrに対応して補正し、補正信号値Ｂr（Ｒr，Ｇrも同様）として出力するものである。補正回路１５は、例えば、図２に示すように、補正ＬＵＴ（ルックアップテーブル１５１，２．２乗ＬＵＴ１５２，乗算部１５３及び０．４５乗ＬＵＴ１５４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ＬＵＴ回路１７、輝度ＬＵＴ１２に入力される補正信号値Ｂr 、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ＬＵＴ１２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ＬＵＴ回路１５１からの出力と２．２乗ＬＵＴ回路１５２からの出力とを同一タイミングにて、乗算回路１５３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、信号値Ｂiが入力されるタイミングに対して、制御値Ｍrの入力されるタイミングがＭＡＸ選択回路１１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１５３における乗算処理のため、信号値Ｂiと制御値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。
【００２１】
補正ＬＵＴ１５１は、制御値Ｍrと補正係数ＭＢとの対応を示す補正係数テーブルを有しており、例えば、図３に示すように、信号値Ｂiがそれぞれ１０ビット構成であり、制御値Ｍr［９：０］であるとすると、後述する乗算部１５３で用いる補正係数ＭＢを、１０ビットの仮数部ＭＢexp［９：０］と、４ビットの指数部ＭＢsig［３：０］とし、入力１０ビットを出力１４ビットとして出力する。この補正係数ＭＢは、液晶ライトバルブ１４の透過率特性ｇ（Ｍr）を正規化した数値の逆数である。また、この補正係数ＭＢは、色成分により補正の程度が異なるため、ＲＧＢの各成分の信号値Ｒi，Ｇi及びＢi各々に対応して設けられている。
【００２２】
ただし、上記補正係数ＭＢは、後に述べる乗算部１５３による乗算結果を、０．４５乗する必要があるため、データの丸め込みによる誤差を生じさせずに計算精度を保持するために、数値的に２bitの余裕を持たせて設定されている。この２bitの余裕を持たせることは、補正係数ＭＢを２２＝４倍することを意味している。したがって、正規化したｇ（Ｍr）の逆数の取りうる範囲は、液晶ライトバルブ１４のコントラスト比と、乗算結果の整数化ビット数で決定されることになる。
ここで、コントラスト比を１０００：１とした場合、補正係数ＭＢの最大値は１０００×４＝４０００となり、一方、最小値はｇ（Ｍr）＝１の場合に相当し、（１／１）×４＝４である。このため、浮動小数点で表現される補正係数は４〜４０００を正しく表現する必要がある。すなわち、仮数部の数値をｍ、指数部の数値をｎとした場合、ｍ／（２ｎ−４）として表現した。この表現であれば、０．５〜１６３８４まで表現できることになる。また、例えば、コントラスト比が２００：１と低い場合、補正係数は４〜８００なので、ｍ／２ｎという表現形式で問題はない。
【００２３】
２．２乗ＬＵＴ１５２は、例えば、図４に示すように、信号値Ｂiがそれぞれ１０ビット構成であり、信号値Ｂi（Ｒi，Ｇi）［９：０］であるとすると、後述する乗算部１５３で用いる変換信号値Ｂ（Ｒ，Ｇ）を、１０ビットの仮数部Ｂexp［９：０］と、４ビットの指数部Ｂsig［３：０］とし、入力１０ビットを出力１４ビットとして出力する。
ここで、例えば入力及び出力ともに整数であるＬＵＴを用いるとすると、入力１０bitに対し、暗部での変換精度を保つため、出力として２０bit以上のビット数が必要となってしまう。
【００２４】
また、補正係数の算出の元となるｇ（Ｍr）の特性がリニア特性であっても、最低でも１０bitが必要である。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）」がガンマ２．２の特性であるため、アルゴリズムからガンマ≦２．２である必要ある。液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍr）」もガンガンマ２．２の特性とすることも可能である。
【００２５】
しかしながら、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍr）」をガンマ２．２とすると、２変調系全体の透過率特性もガンマ２．２である上、後に述べるように、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。
【００２６】
したがって、液晶ライトバルブ１４の透過率特性「ｇ（Ｍr）」は、すでに述べたように、ガンマ≦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。
例えば、１／２．２のガンマを用いた場合、補正係数の必要な精度も２０bit以上必要となり、２．２乗変換した結果の変換信号値Ｂと、補正係数ＭＢとの乗算は、各２０bitの入力有する乗算部１５３が必要になることになる。これでは、演算結果としては１０数bitの精度があれば十分なことを考えると整数演算は無駄が多いことが判る。
したがって、乗算部１５３は、変換信号値Ｂと補正計数値ＭＢとの乗算を、浮動小数点形式での乗算処理により行っている。
【００２７】
ここで、乗算部１５３における浮動小数点形式としては、後述するように、１０bitの仮数部と４bitの指数部とからなる変換信号値Ｂ及び補正計数値ＭＢの乗算を行う演算形式とした（図５参照）。この浮動小数点形式であれば、１４bitにより、２５bit相当の整数値を表現、すなわち少ないビット数により、計算による丸め込みのない演算を行うことができ、演算精度を大幅に向上させることができる。
また、上述した２．２乗ＬＵＴ１５２は、入力データである１０ビットのＢ［９：０］を入力すると、出力データとして、仮数部の数値をｍ、指数部の数値をｎとした場合、ｍ／２ｎとして表現することになる。理由は、本実施形態においては、出力データの最大値を、一例として１０２３と定めたことによる。すなわち、本来の人力信号の最大値を、浮動小数点形式の最大値とした。例えば、「１０２３」の数値を表現する場合、ｍ＝１０２３，ｎ＝０となり、「７８」を表現する場合、ｍ＝６２４，ｎ＝３となり、また、「３」を表現する場合、ｍ＝７６８，ｎ＝８となる。
【００２８】
次に、乗算部１５３は、浮動小数点乗算回路であり、上述したように、入力される変換信号値Ｂ及び補正係数値ＭＢが共に仮数部１０bit，指数部４bitの１４ビットからなる浮動小数点形式の信号である。この乗算部１５３は、浮動小数点演算処理を実現するため、仮数部の１０bit入力各々を乗算して２０bitの結果を出力する乗算器と、指数部４bit入力を各々加算して５bitの結果を出力する加算器とが各１個にて実現できるため、少ない回路構成で高精度な演算処理を行うことが出来る構成となっている。
【００２９】
２．２乗ＬＵＴ１５２は、例えば、図４に示すように、信号値Ｂiがそれぞれ１０ビット構成であり、信号値Ｂi（Ｒi，Ｇi）［９：０］であるとすると、後述する乗算部１５３で用いる変換信号値Ｂ（Ｒ，Ｇ）を、１０ビットの仮数部Ｂexp［９：０］と、４ビットの指数部Ｂsig［３：０］とし、入力１０ビットを出力１４ビットとして出力する。
ここで、例えば入力及び出力ともに整数であるＬＵＴを用いるとすると、入力１０bitに対し、暗部での変換精度を保つため、出力として２０bit以上のビット数が必要となってしまう。
また、上記乗算部１５３のＢt［１１：０］を、図６に示す０．４５乗ＬＵＴ１５４により、０．４５乗変換して１０bitの制御値を、高い精度で求めるため、すでに述べたように２bitの変換の余裕をもたせているが、乗算部１５３の算出する浮動小数点の乗算結果Ｂtとしては１２bitの整数値が出力される。
この乗算部１５３において、得られる２０ビットの仮数部と５ビットの指数部とからなる浮動小数点乗算結果を、１２bit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。
【００３０】
すなわち、液晶ライトバルブ１６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１２bitを超えた整数値になってしまう場合がある。すなわち、乗算部１５３においては、浮動小数点乗算結果が変換時に１２bit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、１２bit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、乗算部１５３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。
【００３１】
０．４５乗ＬＵＴ１５４は、図６（ａ）に示す変換特性を有しており、例えば、図６（ｂ）に示すように、乗算結果Ｂtが１２ビット構成であり、乗算結果Ｂt（Ｒi，Ｇi）［１１：０］であるとすると、この入力１２ビットを出力１０ビットの色制御値Ｂrとして出力する。
【００３２】
色ＬＵＴ回路１７は、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。
ドライバ回路１８は、Ｄ／Ａ変換器を内蔵しており、色ＬＵＴ回路１７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。
【００３３】
次に、図１を参照して、輝度ＬＵＴ１２，補正ＬＵＴ１５１及び色ＬＵＴ１７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。一例として、ＲＧＢ成分におけるＢ成分、すなわち青（Blue）の場合を例に取った処理を説明する。
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）を変調制御するライトバルブである。
【００３４】
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）式により求められる。
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）式により求められる。
Ｌs＝ｇ（Ｍr） …（２）
【００３５】
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（補正計数値）が一意的に決まることを示している。
【００３６】
この理由として、画像表示制御装置に入力される映像信号は、表示装置（液晶モニター）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、表示装置側の総合的な透過率の特性であるｆ（Ｂi，Ｍr）は、各表示装置間にて精度良く、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。
【００３７】
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）｝２．２ …（５）
また、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）
【００３８】
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、γ値としては２．２以下であれば良いことが判り、輝度変調を行う液晶ライトバルブ１４の製品毎の個別の透過率特性を含めて、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。
【００３９】
上記（５）式からも判るように、信号値Ｂiを２．２乗することは、γ０．４５で入力される信号値Ｂiをγ１．０とし、線形化（直線化）、すなわち被写体輝度と再生画像輝度とが完全に一致した状態の信号値に戻すことを意味する。また、１／ｇ（Ｍr）は映像信号におけるＲＧＢ成分の信号値毎に異なる係数と考えることができる。補正回路１５においては、すでに述べたように、２．２乗ＬＵＴ１５２により信号値Ｂiをγ２．２乗とし、補正ＬＵＴ１５１の出力するこの時点におけるｇ（Ｍr）に対応する補正計数値を、乗算部１５３により乗算した後、０．４５乗ＬＵＴ１５４により、乗算結果をγ０．４５乗して、変換信号値Ｂrを出力している。この処理は、信号値Ｂrを、信号値Ｂiと同様な被写体輝度と再生画像輝度との対応関係のγ値に戻す処理である。
【００４０】
次に、本実施形態の画像表示制御装置における、対応する表示装置毎に測定を行い、入力されるデータに対し、出力されるデータを調整する必要がある色テーブル、輝度テーブル及び補正係数テーブルの生成方法を以下に説明する。ここで、色テーブルと補正係数テーブルとは、画像表示制御装置において、色変調を行う液晶ライトバルブ１６がＲＧＢ成分毎にあるため、それぞれの色成分に対応した液晶ライトバルブ１６毎に設けられており、輝度テーブルは、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４が１つのみなので１つある。また、表示装置（プロジェクタ）毎に、色テーブル，補正係数テーブル及び輝度テーブルの３種類（色テーブル及び補正係数テーブルが２個ずつ、輝度テーブルが１個で計７個）を、測定結果から生成する。
【００４１】
図７は、各輝度ＬＵＴ回路１２，色ＬＵＴ回路１７及び補正回路１５におけるテーブルを生成するための測定系を示した概念図である。この測定系を用いたテーブルにおける入力データに対する出力データを求めるための測定は、液晶ライトバルブ１４及び液晶ライトバルブ１６（ＲＧＢの各成分ごとにある）にそれぞれラスター画像を、外部から各ライトバルブに輝度制御値ＶTまたは色制御値ＶTCを入力させて表示させ、その各制御値に対応する相対透過率を測定することにより行う。
液晶ライトバルブ１６にラスター画像（液晶ライトバルブの各画素が面内にて均一な表示データ）を表示させる際、色ＬＵＴ回路１７の出力側にパターンジェネレータ回路１００（ｐｇ１００）を接続させて、色ＬＵＴ回路１７の出力側をオープン状態として、このパターンジェネレータ回路１００に色制御値ＶTC生成させて、この色制御値ＶTCを直接に液晶ライトバルブ１６に入力させ、ラスター画像の表示を行う。
【００４２】
同様に、液晶ライトバルブ１４にラスター画像（液晶ライトバルブの各画素が面内にて均一な表示データ）を表示させる際、輝度ＬＵＴ回路１２の出力側にパターンジェネレータ回路１０１（ｐｇ１０１）を接続させて、輝度ＬＵＴ回路１２の出力側をオープン状態として、このパターンジェネレータ回路１０１に輝度制御値ＶT生成させて、この輝度制御値ＶTを直接に液晶ライトバルブ１４に入力させ、ラスター画像の表示を行う。 ここで、パターンジェネレータ１００及び１０１は、液晶ライトバルブ１６，１４それぞれに表示させるラスター画像を表示するための画像信号発生器である。
テーブルの生成の説明を、以下に、色テーブル輝度テーブル補正係数テーブルの順番に行う。
【００４３】
＜色テーブルの生成＞
図７において、色ＬＵＴ回路１７における色テーブルを生成する透過率を求めるため、液晶ライトバルブ１６の輝度値の測定を行う場合、まず、液晶ライトバルブ１４の透過率を最大とする。このため、パターンジェネレータ１０１に対し、最大の輝度制御値ＶTを出力させる。例えば、本実施形態においては、１０ビットにて制御を行っているため、パターンジェネレータ１０１に対し、輝度制御値ＶTを１０２３にて出力させ、ドライバ回路１３はこの輝度制御値ＶTを入力すると、この輝度制御値ＶTに対応した輝度制御電圧を出力する。これにより、液晶ライトバルブ１４は最大の透過率に制御されることとなる。
【００４４】
次に、液晶ライトバルブ１６の測定を行うが、ＲＧＢの各成分に対応した液晶ライトバルブ毎に行うため、表示装置における３個の液晶ライトバルブ１６において、測定対象の色成分以外の色成分に対応した液晶ライトバルブ１５を、それぞれ対応するパターンジェネレータ１００に最小値(通常はゼロ)にし、光を透過させない状態とする。
そして、上述した状態において、測定対象の色成分の液晶ライトバルブ１６に対応するパターンジェネレータ１００の信号値（色制御値ＶTC：１０ビット）を０から１０２３まで順次変化させて、透過率を変化させる。そして、図１に示すように、２変調光学系であり、光源から出射された光が、順次、色変調用の液晶ライトバルブ１６及び輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に入射され、最終的に液晶ライトバルブ１４から出射される光の輝度値を測定することにより、最大の色制御値ＶTCを与えた場合の輝度値（出射される光量）を基準として、各色制御値ＶTCに対応した輝度値から相対的透過率を測定する。
【００４５】
そして、制御値Ｂrに対応した透過率Ｌp、すなわち液晶ライトバルブ１６の透過率特性であるｈ（Ｂr）が事前に決定された（設計上において決定された）特性（この例において、入力される制御値Ｂrに対して、制御される透過率がγ２．２の特性）となるよう、色テーブルにおける制御値Ｂrと輝度制御値ＶTCとを、上記パターンジェネレータ１００の出力に対して、測定される上記輝度値との対応関係から演算して求める。
制御値Ｂrの値の変化に対し、液晶ライトバルブ１６の透過率の変化割合がγ２．２となる色テーブルを求める具体的な処理を以下に説明する。
【００４６】
まず、制御値Ｂrを変数とするγ２．２の特性関数から、入力される範囲の制御値Ｂrに対して、液晶ライトバルブ１６の透過率を計算する。そして、実際に測定した輝度値に基づいて算出した透過率データの中から、この透過率に一番近い値の際のパターンジェネレータ１００の信号値を求める。これによって、色テーブルにおける各制御値Ｂrに対する色制御値ＶTCの値を求めることができる。
【００４７】
上述した制御値Ｂrに対応した色制御値ＶTCを求める処理を、制御範囲全ての制御値Ｂrに対して演算することで、色テーブル全ての対応関係を求めることができ、こうしてLUT-1（色テーブル）の内容を求めることが出来る。同様に、上述した手順により、他の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６についても、パターンジェネレータ１００から信号を出力させ、このとき与えた信号値と、測定された輝度値とから、液晶ライトバルブ１６の透過特性を測定し、制御値に対応した色制御値ＶTCを、上記γ２．２の特性関数に基づいて求め、色テーブルにおける制御値と色制御値ＶTCとを求めることができる。
【００４８】
＜輝度テーブルの生成＞
次に、図７において、輝度ＬＵＴ回路１２における輝度テーブルを生成する透過率を求めるため、液晶ライトバルブ１４の輝度値の測定を行う場合、まず、映像信号のＲＧＢ成分全てに対応した液晶ライトバルブ１６の透過率を最大とする。このため、パターンジェネレータ１００に対し、最大の輝度制御値ＶTCを出力させる。例えば、本実施形態においては、１０ビットにて制御を行っているため、パターンジェネレータ１００に対し、色制御値ＶTCを１０２３にて出力させ、ドライバ回路１８はこの色制御値ＶTCを入力すると、この色制御値ＶTCに対応した色制御電圧を出力する。これにより、ＲＧＢ各成分に対応した液晶ライトバルブ１６は最大の透過率に制御されることとなる。
【００４９】
そして、上述した状態において、測定対象の輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に対応するパターンジェネレータ１０１の信号値（輝度制御値ＶT：１０ビット）を０から１０２３まで順次変化させて、透過率を変化させる。そして、図１に示すように、２変調光学系であり、光源から出射された光が、順次、色変調用の液晶ライトバルブ１６及び輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に入射され、最終的に液晶ライトバルブ１４から出射される光の輝度値を測定することにより、最大の輝度制御値ＶTを与えた場合の輝度値（出射される光量）を基準として、各輝度制御値ＶTに対応した輝度値から相対的透過率を測定する。
【００５０】
そして、制御値Ｍrに対応した透過率Ｌs、すなわち液晶ライトバルブ１４の透過率特性であるｇ（Ｍr）が事前に決定された（設計上において決定された）特性（この例において、入力される制御値Ｍrに対して、制御される透過率がγ≦１、例えば、γ０．４５の特性）となるよう、輝度テーブルにおける制御値Ｍrと輝度制御値ＶTとを、上記パターンジェネレータ１０１の出力に対して、測定される上記輝度値との対応関係から演算して求める。
制御値Ｍrの値の変化に対し、液晶ライトバルブ１４の透過率の変化割合がγ０．４５となる輝度テーブルを求める具体的な処理を以下に説明する。
【００５１】
まず、制御値Ｍrを変数とするγ０．４５の特性関数から、入力される範囲の制御値Ｍrに対して、液晶ライトバルブ１４の透過率を計算する。そして、実際に測定した輝度値に基づいて算出した透過率データの中から、この透過率に一番近い値の際のパターンジェネレータ１０１の信号値を求める。これによって、輝度テーブルにおける各制御値Ｍrに対する輝度制御値ＶTの値を求めることができる。
上述した制御値Ｍrに対応した輝度制御値ＶTを求める処理を、制御範囲全ての制御値Ｍrに対して演算し、輝度テーブル全ての対応関係を求めることができる。
【００５２】
＜補正係数テーブルの生成＞
次に、図７において、補正回路１５の補正ＬＵＴ１５１における補正係数テーブルにおける補正係数を生成する透過率を求めるため、液晶ライトバルブ１４の輝度値の測定を行う。ここで、補正係数は、ＲＧＢ成分の各色成分毎に、制御値Ｍrに対応した透過率ｇ（Ｍr）毎に求めるため、まず、各対応するパターンジェネレータ１００の出力を制御し（色テーブル及び輝度テーブルの際の制御と同様）、映像信号のＲＧＢ成分における測定対象の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６以外の液晶ライトバルブ１６の透過率を最小とし、測定対象の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６の透過率を最大にする。このため、測定対象の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６に対してパターンジェネレータ１００から、最大の色制御値ＶTCを出力させ、測定対象外の色成分に対応する液晶ライトバルブ１６に対してパターンジェネレータ１００から、最小の色制御値ＶTCを出力させる。
【００５３】
例えば、本実施形態においては、１０ビットにて制御を行っているため、パターンジェネレータ１００に対し、測定対象の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６に対し色制御値ＶTCとして１０２３を出力させ、一方、測定対象外の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６に対し色制御値ＶTCとして０を出力させ、各ドライバ回路１８はこの色制御値ＶTCを入力すると、各液晶ライトバルブ１６に対して、この色制御値ＶTCに対応した色制御電圧を出力する。これにより、ＲＧＢ各成分において、測定対象の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６は最大の透過率に制御され、測定対象外の色成分に対応した液晶ライトバルブ１６は最小の透過率に制御されることとなる。
【００５４】
そして、上述した状態において、測定対象の輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に対応するパターンジェネレータ１０１の信号値（輝度制御値ＶT：１０ビット）を０から１０２３まで順次変化させて、透過率を変化させる。そして、図１に示すように、２変調光学系であり、光源から出射された光が、順次、色変調用の液晶ライトバルブ１６及び輝度変調用の液晶ライトバルブ１４に入射され、最終的に液晶ライトバルブ１４から出射される光の輝度値を測定することにより、最大の輝度制御値ＶTを与えた場合の輝度値（出射される光量）を基準として、各輝度制御値ＶTに対応した輝度値から相対的透過率を測定する。
【００５５】
上述した状態において、液晶ライトバルブ１６に対するパターンジェネレータ１０１の出力する信号値を変えることにより、測定対象の色成分に対応した輝度変調後の輝度値を測定することができる。そして、この測定データと、すでに求めた輝度テーブルのデータとを用い、補正係数テーブルの生成を行う。
ＲＧＢ成分の色成分毎に設定される、制御値Ｍrと、この制御値Ｍrに対応した透過率の逆数との対応を示す補正計数値補正係数テーブルにおける補正計数値の求め方の手順を以下に示す。
【００５６】
まず、上述の測定により得られた輝度値のデータは、測定対象の色成分における液晶ライトバルブ１４の透過率特性（ｇ（ＶT：パターンジェネレータ１０１の出力する信号値））である。したがって、測定した輝度値の最大値により、各測定値を除算し、輝度値の最大値が１．０となるように正規化処理を行った透過率特性(g (ＶT：パターンジェネレータ１０１の出力する信号値))を求めておく。
次に、制御値Ｍrに対応した液晶ライトバルブ１４の輝度制御値ＶTは輝度テーブルを参照し、制御値Ｍrに対応する輝度制御値ＶTを読み出すことにより求める。この輝度制御値ＶTは今回の測定におけるパターンジェネレータ１０１の出力する信号値に相当する。
【００５７】
そして、上述した透過率特性（g (ＶT：パターンジェネレータ１０１の出力する信号値)）から、この輝度制御値ＶTに対応する液晶ライトバルブ１４の透過率特性を求め、その透過率ｇ（ＶT、すなわちＭr）により１を除算、すなわち透過率ｇ（Ｍr）の逆数、１／ｇ（Ｍr）が補正係数値となる。制御値Ｍrを０から１０２３まで順次変化させて、全ての制御値Ｍrに対して、上述と同様な処理を行うことにより、測定対象の色成分に対応する液晶ライトバルブ１４の透過率が最大の場合の、制御値Ｍrに対応する透過率の逆数を求めることができる。ここで、乗算部１５３において、補正係数値と、信号値Ｂiのγ２．２乗した結果との乗算処理の結果（浮動小数点演算の結果）を、１２ビットの整数値に変換して出力される。このため、浮動小数点演算の結果が大きく丸め込まれ、演算精度が低下しないように、２bit分、すなわち、２２＝４倍されるため、補正計数値を２２＝４倍しておくことが必要である。
【００５８】
＜応用例１＞
次に、実施形態の図１に示した画像表示制御回路の応用例１として、図８に示す２変調光学系の画像表示制御装置を、２つのＬＳＩ（大規模集積回路）２００及び２０１を用いて実現した構成を説明する。
ＬＳＩ２００には、色変調系の３つの液晶ライトバルブ１６各々に対し、入力される映像信号のＲＧＢ色成分各々の信号値に対応して色制御値ＶTCを出力する３つの制御部２１０，２２０及び２３０が設けられている。また、ＬＳＩ２０１には、輝度変調系の液晶ライトバルブ１４に対し、入力される映像信号のＲＧＢ色成分における信号値の最大値に対応して輝度制御値ＶTを出力する制御部２１１が設けられている。
【００５９】
上記制御部２１０，２２０，２３０及び２１１各々は、図９に示す基本処理ユニットを用いて構成されている。
基本処理ユニットは、選択回路１５０，補正ＬＵＴ回路１５１，２．２乗ＬＵＴ回路１５２，乗算回路１５３，０．４５ＬＵＴ回路１５４，ルックアップテーブル回路１５５，遅延回路１５６及びセレクタ１５７から構成されている。すなわち、同一の基本処理ユニットを用い、２変調光学系の色変調用の液晶ライトバルブ１６と、輝度変調用の液晶ライトバブル１４とに対する、図１に示した画像表示制御装置を構成している。
【００６０】
上記基本処理ユニットにおける各回路と図１の回路との対応として、同一符号については同様な回路として対応し、選択回路１５０が最大値選択回路１１に対応し、ルックアップテーブル回路１５５は輝度ＬＵＴ回路１２及び色ＬＵＴ回路１７に対応している。図９の基本処理ユニットにおけるセレクタ１５７が、色変調用の液晶ライトバルブ１６の制御と、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４との制御を切り替える処理を行っている。すなわち、液晶ライトバルブ１６に対する色制御値ＶTCを生成するため、図１における補正回路１５の構成とするため、補正ＬＵＴ回路１５１，２．２乗ＬＵＴ回路１５２，乗算回路１５３及び０．４５乗ＬＵＴ回路１５４によって得られた制御値Ｂr（及びＲr，Ｇr）が必要となり、セレクタ１５７により、０．４５乗ＬＵＴ回路１５４の出力を選択して、色ＬＵＴ回路として色テーブルが設けられたルックアップテーブル回路１５５（色ＬＵＴ回路１７に対応）に対して、選択された制御値Ｂr（及びＲr，Ｇr）を出力させる。図９では明確に示していないが乗算回路１５３での乗算を正しく行わせる為に、すでにのべたように、乗算回路１５３への、補正ＬＵＴ回路１５１及び２．２乗ＬＵＴ回路１５２からの２つの入力信号のタイミングを合わせる必要がある。ここで、２．２乗ＬＵＴ回路１５２の前段に遅延回路を配置してもよいし、また２．２乗ＬＵＴ回路１５２内部（または後段）で遅延しても良い。もしくは乗算回路１５３内部で、２．２乗ＬＵＴ回路１５２からの出力が入力される入力段に遅延回路を設けて遅延調整をしてもよい。
【００６１】
一方、液晶ライトバルブ１４に対する輝度制御値ＶTを生成するため、図１における補正回路１５の構成が必要とならないため、セレクタ１５７は、遅延回路１５６を介し、選択回路１５０の選択したＲＧＢ成分における最大の信号値を、制御値Ｍrとして、輝度ＬＵＴ回路として輝度テーブルが設けられたルックアップテーブル回路１５５（輝度ＬＵＴ回路１２に対応）に対して、選択された制御値Ｍr（Ｒi，Ｇi，Ｂiのいずれか）を出力させる。
【００６２】
また、図１に示す画像処理制御回路においては、液晶ライトバルブ１４の制御系における最大値選択回路１１が、映像信号のＲＧＢ成分における最大値の信号値を選択し、選択結果を制御値Ｍrとして、液晶ライトバルブ１６の制御系の補正回路１５に供給していたが、上記基本処理ユニットに選択回路１５０が付加されているため、映像信号の各色成分に対応した液晶ライトバルブ１６に対応した制御部２１０，２２０，２３０各々にて、入力される映像信号の色成分における最大値の信号値を選択し、選択された信号値を制御値Ｍrとして用いている。
【００６３】
制御部２１１において、遅延回路１５６は、制御部２１０，２２０及び２３０にて行われる補正回路１５に対応する補正処理の時間分を、制御値Ｍrを遅延させてセレクタ１６７へ出力する。すなわち、遅延回路１５７は、液晶ライトバルブ１４と液晶ライトバルブ１６との制御タイミングの同期を取るため、ルックアップテーブルの参照及び乗算処理の行われない輝度変調用の制御系における制御値Ｍrの信号の遅延を行っている。
【００６４】
ＬＳＩ２００及びＬＳＩ２０１各々において、上述したように、選択回路１５０は、映像信号におけるＲi，Ｇi及びＢi信号の中から最大の信号値を選択する最大値選択回路として動作するよう構成されている。
また、色変調用の液晶ライトバルブ１６を駆動する色制御値ＶTC（映像信号のＲＧＢ各色成分毎に対して供給）を、映像信号から生成する制御系であるＬＳＩ２００の制御部２１０，２２０及び２３０それぞれにおいて、各色成分の信号値が２．２乗ＬＵＴ回路１５２により、１４ビットの浮動小数点形式の変換信号値Ｒ（及びＧ，Ｂ）に変換される。また、制御部２１０，２２０及び２３０それぞれにおいて、補正ＬＵＴ回路１５１は、選択回路１５０にて選択された、映像信号のＲＧＢ成分における最大の信号値である制御値Ｍrを、補正係数テーブルを参照して、この制御値Ｍrに対応する１４ビットの浮動小数点形式の補正計数値ＭＲ（及びＭＧ，ＭＢ）を出力する。
【００６５】
そして、また、制御部２１０，２２０及び２３０それぞれにおいて、乗算回路１５３は、上記変換信号値Ｒ（及びＧ，Ｂ）と、補正計数値ＭＲ（及びＭＧ，ＭＢ）とを乗算し、オーバーフローした場合のクリッピング処理を含めて、１２ビットの整数値である演算結果を出力する。そして、０．４５乗ＬＵＴ回路１５４は、上記１２ビットの整数値の演算結果をγ０．４５乗に変換して、１０ビットの色制御値ＶTCとして出力する。ここで、制御部２１０（色成分Ｒ用）は色制御値ＶTCをＶＲ［９：０］として出力し、制御部２２０（色成分Ｇ用）は色制御値ＶTCをＶＧ［９：０］として出力し、制御部２３０（色成分Ｂ用）は色制御値ＶTCをＶＢ［９：０］として出力する。これにより制御部２１０，２２０及び２３０各々は、それぞれ対応するドライバ回路１８（図示しない）へ、色制御値ＶTCを出力させ、対応する液晶ライトバルブ１６の駆動制御を行う。
【００６６】
同様に、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４を駆動する輝度制御値ＶTを、映像信号から生成する制御系であるＬＳＩ２０１の制御部２１１において、遅延回路１５６は、選択回路１５０から入力される制御値Ｍrを、制御部２１０，２２０及び２３０にて補正回路１５に対応する処理時間に対応した時間を遅延させて、セレクタ１５７へ出力し、制御部２１０，２２０及び２３０各々が色制御値ＶTCを出力するタイミングに同期させて、液晶ライトバルブ１４を駆動する輝度制御値ＶTCを、ドライバ回路１３（図示しない）へ出力し、液晶ライトバルブ１４の駆動制御を行う。
【００６７】
上述した基本処理ユニットを用いた構成であれば、同一の構成のＬＳＩ（例えば、基本処理ユニットが３個形成されたＬＳＩ）を２個使用することにより、４つの液晶ライトバルブ（２変調光学系に対応）に対する画像処理制御を実現することが出来る。
この２個の同一のＬＳＩにより構成する利点としては、液晶ライトバルブ（液晶のパネル）を駆動するため、通常、映像信号を入力させる信号線以外にも、１つの液晶パネルにつき約２０本近くの制御線が必要となっている。また、この信号線及び制御線に対応してピン数の増加もコスト増の要因となっている。
【００６８】
しかしながら、上述したように、２個の専用ＬＳＩにて、本実施形態の画像処理制御装置を構成することにより、結果的に、信号線及び制御線が大幅に削減され、低コストとなる。また、従来の１変調光学系に対応させて、ＲＧＢ成分における３色の色成分に対応した３つの色変調を行う制御部を１つの画像処理ＬＳＩに収めることにより、１変調光学系用の３ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）向けの専用ＬＳＩとしても用いることができ、２変調光学系及び１変調光学系にて同一のＬＳＩを用いることができることとなり、量産効果が期待でき、大幅なコストの削減が可能となる。
【００６９】
＜応用例２＞
次に、実施形態の図１に示した画像表示制御回路の応用例２として、２変調光学系の画像表示制御装置を、図１０に示すように３つのＬＳＩ（大規模集積回路）３００，３０２及び３０３を用い、高解像度画像の表示処理に対応する画像表示制御装置を実現した構成を説明する。
ここで、画像処理用のＬＳＩ内部のシステムクロックは、周波数に対応して、画像処理のスピードの目安となる。画像を表示する際に、表示対象となる画像が高解像度になればなるほど、つまりフレームの全画素数に比例して、ＬＳＩ内部のシステムクロックを高くする必要がある。
【００７０】
ただし、ＬＳＩにおいては、システムクロックを上げるため、新たなトランジスタの設計及び同期タイミングを合わせる精度の高い同期回路が必要となり、コスト増加の要因となる。また、低いシステムクロックで十分な用途に対し、不必要に高速なシステムクロックで動作するＬＳＩを作成して用いることは非常に無駄となる。
例えば、７２０Ｐと呼称されている１２８０×７２０画素の画像においては、システムクロックが７５ＭＨz程度であるが、フルＨＤの１０８０Ｐの場合、１９２０×１０８０画素となり、システムクロックが１５０ＭＨzの高速なクロックが用いられる。
【００７１】
このため、システムクロックを不必要に上げることなく、高解像度の画像処理へ対応させるため、画像処理の並列化が有効と考えられる。
図１０に示す構成とすることにより、図８に示す構成に使われているＬＳＩ２００が７２０Ｐに対応した７５ＭＨzまでのシステムクロックに対応する性能のＬＳＩであっても、図９に示す基本処理ユニットが３個形成されたＬＳＩを３個と、高速なデマルチプレクサ回路３０４及び高速なマルチプレクサ回路３０５，３０６を付加することにより、７５ＭＨzの２倍の１５０ＭＨzのシステムクロックに対応させた構成とすることができ、１０８０Ｐへの対応が可能となる。
ＬＳＩ３０１及び３０２のセレクタ１５７は０．４５乗ＬＵＴ回路の出力をセレクトし、
ＬＳＩ３０３のセレクタ１５７は遅延回路の出力が、セレクトされている。
また、ＬＳＩ３０１及び３０３においては、３個の制御部のいずれかの遅延回路から出力される制御値Ｍrが外部へ出力されている回路構成となっている。
【００７２】
ＬＳＩ３０１及び３０２各々において、それぞれ３個の制御部のいずれかの遅延回路から出力される制御値Ｍrを遅延させ、ＬＳＩ３０３に対して出力する。そして、ＬＳＩ３０３においては、ブロックＡがＬＳＩ３０１に対応した輝度変調の制御を行い、ブロックＢがＬＳＩ３０２に対応した輝度変調の制御をおこなっている。そのため、マルチプレクサ回路３０５からＬＳＩ３０１にて生成された色制御値が出力されているタイミングに同期して、マルチプレクサ回路３０６から、ＬＳＩ３０３におけるブロックＡの生成した輝度制御値が出力される必要がある。
【００７３】
同様に、マルチプレクサ回路３０５からＬＳＩ３０２にて生成された色制御値が出力されているタイミングに同期して、マルチプレクサ回路３０６から、ＬＳＩ３０３におけるブロックＢの生成した輝度制御値が出力される必要がある。
遅延回路４０１及び４０２の遅延時間は、それぞれの遅延時間の和に、さらに選択回路の選択に要する時間を加算した値と、図１の補正回路１５の補正処理にかかる時間とが同様となるよう設定する。ここで、ＬＳＩ３０１及び３０２の制御部各々における遅延回路は、遅延させた制御信号Ｍr1及びＭr2を、ブロックＡ及びブロックＢの選択回路双方に出力する。ブロックＡの選択回路は、入力される制御値Ｍr1及びＭr2から制御値Ｍr1を選択するよう設定されており、選択した制御値Ｍr1を次段の遅延回路へ出力する。また、ブロックＢの選択回路は、入力される制御値Ｍr1及びＭr2から制御値Ｍr2を選択するよう設定されており、選択した制御値Ｍr2を次段の遅延回路へ出力する。
【００７４】
上述した組合せに対応させるため、上記選択回路１５０は、図１１に説明する構成及び動作を有している。図１１（ａ）は、選択回路１５０を、入力される信号のいずれを選択して出力するか、または入力される信号の最大の信号値を選択して出力するかを切り替える際の、制御データModeを示したテーブルである。図１１（ａ）に示されるように、制御データModeは３ビットの信号であり、Mode［１：０］で表される。
制御データとしてMode［１：０］＝０が入力されると、選択回路１５０の動作モードは、図１１（ｂ）に示すように、最大値選択となり、入力されるＲＧＢ成分における、１０ビットの各色成分の信号値Ｒi［９：０］，信号値Ｇi［９：０］及び信号値Ｂi［９：０］の内、最大の信号値を制御信号Ｍrとして出力する。ここで、選択回路１５０は、２つのデータの大小の比較処理を２回行うだけで、３つのデータの最大値を出力する簡易な構成の回路で構成されている。映像信号の各色成分が１０ビット構成のため、１０ビットの信号値を用いている。
【００７５】
また、制御データがMode［１：０］＝０以外の場合、図１１（ｃ）に示すように、制御データの示す端子の信号を選択して出力する。ここで、選択回路１５０は、例えば、制御データがMode［１：０］＝１の場合、端子Ｔ１に入力されている信号値Ｒiを出力し、Mode［１：０］＝２の場合、端子Ｔ２に入力されている信号値Ｇiを出力し、Mode［１：０］＝３の場合、端子Ｔ３に入力されている信号値Ｂiを出力する。
上述した制御データMode［１：０］＝１，２，３の場合の動作モードは、基本処理ユニットが３個搭載されたＬＳＩを、３個以上用いて高解像度に対応した、本応用例２のような２変調光学系の画像表示処理を行う画像表示制御装置において、別のＬＳＩにて決定した輝度制御値を求めるための制御値Ｍrを選択する場合に用いる。
【００７６】
高速デマルチプレクサ回路３０４の入力部にデータ保持機能を設けることにより、この例においては、１０８０Ｐに相当する画素数のデータが、外部機器から１５０ＭＨzの転送クロックにより入力されても、ＬＳＩ３０１及び３０２にて平行に処理を行うことにより、上記転送クロックの半分の７５ＭＨzのシステムクロックにより、２画素分のデータを同じタイミングにて、画像表示制御装置としてのＬＳＩ３０１及び３０２に送ることができる。
図１０の構成の場合、ＬＳＩ３０１，３０２及び３０３全てが同一周波数で、かつ同じ位相のクロックを用いることが可能となり、タイミング制御も容易である。
【００７７】
上述した構成により、ＬＳＩ３０１及び３０２においては、ＲＧＢの各色成分に対応した色変調用の液晶ライトバルブ１６を駆動する色制御値ＶTC（ＶＲ，ＶＧ，ＶＢ）が生成され、ＬＳＩ３０３においては、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４を駆動する輝度制御値ＶTが生成される。各回路詳細な説明は、図１，図８及び図９のそれぞれに対応する回路の処理と同様のため省略する。そして、各ＬＳＩにおいて生成された色制御値及び輝度制御値は、高速なマルチプレクサ回路３０５及び３０６により選択され、各液晶ライトバルブを駆動するドライバ回路に送られる。
これにより、各液晶ライトバルブを制御する各種の制御線は、ＬＳＩ３０１、３０２及び３０３それぞれを用いることにより対応できる。
上述したように、図８の表示制御装置に対し、１個の同一の構成を有するＬＳＩを追加することにより、倍のシステムクロックに対応した、すなわち、２倍の解像度を有する画像の表示制御処理への対応も可能となる。
【００７８】
図１２は、図１１の画像表示制御装置を、さらに高解像度の画像へ対応させた例である。図１１は、図１１と同様に色変調素子用の液晶ライトバルブ１６の駆動制御を、ＬＳＩ３０１及び３０２で行い、輝度変調用の液晶ライトバルブ１４の駆動制御をＬＳＩ３０３で行い、加えて色変調用の液晶ライトバルブ１６の駆動制御を行うＬＳＩ３０７を追加することにより、色変調用の液晶ライトバルブ１６の駆動制御を３倍速にすることができる。同一のシステムクロックにおいて実現できる。 上記各ＬＳＩは、図９の基本処理ユニットが３並列にて形成することにより、この３個全てを使うことにより、３倍速に対応させることができる。
【００７９】
例えば、上記ＬＳＩ各々が８０数ＭＨz程度のシステムクロックで動作可能であれば、その３倍、すなわち約２５０数ＭＨz相当のドットの転送クロックにて入力される映像信号に対応させることができる。約２５０数ＭＨz相当のクロックは、ＱＸＧＡ（２０４８×１５３６画素）の映像信号の画像を表示処理できることを意味している。
上述してきたように、同一の構成を有するＬＳＩを組み合わせて使うことにより、各ＬＳＩのシステムクロックに対し、より高速なクロックにより入力される映像信号に対して、すなわち高解像度の画像に対し、２変調光学系における画像表示制御の処理を低コストで実現することができる。
なお、本実施形態においては、液晶ライトバルブの透過率の制御を対象として説明したが、透過光を変調（輝度変調及び色変調ともに）するのではなく、反射光を変調するための反射率の制御に応用してもよい。
【００８０】
次に、本発明の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１３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。
【００８１】
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。
【００８２】
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１６）、５３２（色成分Ｇに対応する液晶ライトバルブ１６）、５３３（色成分Ｂに対応する液晶ライトバルブ１６）によって変調を受けて出射される。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
なお、図１における画像表示制御装置における最大値選択回路１１，補正回路１５，輝度ＬＵＴ回路１２，色ＬＵＴ回路１７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。
【００８６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態による画像表示制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１における補正回路１５の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す補正ＬＵＴ回路１５１に設けられた補正係数テーブルの動作を説明する概念図である。
【図４】図２に示す２．２乗ＬＵＴ回路１５２におけるデータ構成及び変換の動作を説明するための概念図である。
【図５】図２に示す乗算回路１５３の動作を説明する概念図である。
【図６】図２に示す４．５乗ＬＵＴ回路１５４におけるデータ構成及び変換の動作を説明するための概念図である。
【図７】図１及び図２における各ルックアップテーブルのデータを生成するための、輝度値の測定方法を説明する概念図である。
【図８】３個の基本処理ユニットから構成されたＬＳＩを２個用いて構成した、２変調光学系の画像表示制御装置を示すブロック図である。
【図９】図８の基本処理ユニットの構成例を説明するブロック図である。
【図１０】３個の基本処理ユニットから構成されたＬＳＩを３個用いて構成した、高解像度の映像信号の画像表示処理を行う、２変調光学系の画像表示制御装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０に用いた選択回路の動作を示す概念図である。
【図１２】３個の基本処理ユニットから構成されたＬＳＩを４個用いて構成した、高解像度の映像信号の画像表示処理を行う、２変調光学系の画像表示制御装置を示すブロック図である。
【図１３】本実施形態による画像表示制御装置の制御対象となる、２変調光学系のプロジェクタの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…画像処理装置 ２…画像表示装置 １１…最大値選択回路（ＭＡＸ回路） １２…輝度ＬＵＴ回路 １３，１８…ドライバ回路 １４，１６…液晶ライトバルブ １５…補正回路 １７…色ＬＵＴ回路 １５１…補正ＬＵＴ回路 １５２…２．２乗ＬＵＴ回路 １５３…乗算回路 １５４…０．４５乗ＬＵＴ回路 １５５…ルックアップテーブル回路 １５６…遅延回路 １５７…セレクタ ２００，２０１，３０１，３０２，３０３，３０７…ＬＳＩ ３０４…デマルチプレクサ回路 ３０５，３０６…マルチプレクサ回路
【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有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置であって、
入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択部と、
輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成部と、
該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正部と、
該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成部と
を有することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項２】
前記色補正部が、ＲＧＢ成分各々の信号値を線形変換した結果と、前記輝度制御値から求めた補正値とを乗算し、該乗算結果を前記補正信号値として出力することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項３】
前記色補正部が、前記乗算を浮動小数点演算にて行い、演算結果を整数値として出力することを特徴とする請求項２記載の画像表示制御装置。
【請求項４】
前記輝度制御値生成部が、前記最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す輝度値テーブルを有しており、最大値選択部の出力する最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を読み出し、輝度制御値として出力し、
前記色制御値生成部が、前記補正信号値と色変調素子の制御値との対応を示す色テーブルを有しており、色補正部の出力する補正信号値に対応した色変調素子の制御値を読み出し、色制御値として出力することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項５】
前記色テーブルにおいて、前記最大信号値に対し、透過率特性を、色変調素子毎の個別の特性からγ２．２乗に補正する制御値が設定されていることを特徴とする請求項４記載の画像表示制御装置。
【請求項６】
前記輝度テーブルにおいて、前記補正信号値に対し、透過率特性を、輝度変調素子毎の個別の特性からγ１．０乗以下に補正する制御値が設定されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像表示制御装置。
【請求項７】
前記色補正部が、前記乗算結果を整数値として出力する際、乗算結果がオーバーフローした場合、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から請求項６のいずれかに記載の画像表示制御装置。
【請求項８】
前記請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像表示制御装置を有するプロジェクタ。
【請求項９】
輝度変調素子と色変調素子とを有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置の制御方法であって、
最大値選択部が入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択過程と、
輝度制御値生成部が輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成過程と、
色補正部が該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正過程と、
色制御値生成部が該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成過程と
を有することを特徴とする画像表示制御方法。
【請求項１】
輝度変調素子と色変調素子とを有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置であって、
入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択部と、
輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成部と、
該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正部と、
該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成部と
を有することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項２】
前記色補正部が、ＲＧＢ成分各々の信号値を線形変換した結果と、前記輝度制御値から求めた補正値とを乗算し、該乗算結果を前記補正信号値として出力することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項３】
前記色補正部が、前記乗算を浮動小数点演算にて行い、演算結果を整数値として出力することを特徴とする請求項２記載の画像表示制御装置。
【請求項４】
前記輝度制御値生成部が、前記最大信号値と輝度変調素子の制御値との対応を示す輝度値テーブルを有しており、最大値選択部の出力する最大信号値に対応した輝度変調素子の制御値を読み出し、輝度制御値として出力し、
前記色制御値生成部が、前記補正信号値と色変調素子の制御値との対応を示す色テーブルを有しており、色補正部の出力する補正信号値に対応した色変調素子の制御値を読み出し、色制御値として出力することを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項５】
前記色テーブルにおいて、前記最大信号値に対し、透過率特性を、色変調素子毎の個別の特性からγ２．２乗に補正する制御値が設定されていることを特徴とする請求項４記載の画像表示制御装置。
【請求項６】
前記輝度テーブルにおいて、前記補正信号値に対し、透過率特性を、輝度変調素子毎の個別の特性からγ１．０乗以下に補正する制御値が設定されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像表示制御装置。
【請求項７】
前記色補正部が、前記乗算結果を整数値として出力する際、乗算結果がオーバーフローした場合、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から請求項６のいずれかに記載の画像表示制御装置。
【請求項８】
前記請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像表示制御装置を有するプロジェクタ。
【請求項９】
輝度変調素子と色変調素子とを有する表示装置の制御を行う画像表示制御装置の制御方法であって、
最大値選択部が入力される映像信号におけるＲＧＢ成分各々の信号値からの最大値を抽出して、最大信号値として出力する最大値選択過程と、
輝度制御値生成部が輝度変調素子の制御を行う輝度制御値を該最大信号値から生成する輝度制御値生成過程と、
色補正部が該輝度制御値に対応させて、ＲＧＢ成分各々の信号値を補正し、補正信号値として出力する色補正過程と、
色制御値生成部が該補正信号値からＲＧＢ各々の色変調素子の色制御値を生成する色制御値生成過程と
を有することを特徴とする画像表示制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２１２６２８（Ｐ２００７−２１２６２８Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０８５４（Ｐ２００６−３０８５４）
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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