JP2005208127A - 光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置の制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度ダイナミックレンジおよび階調数の拡大を実現し、演算処理を簡素化するとともにテーブルのサイズおよび生成時間を低減するのに好適な光伝搬特性制御装置を提供する。
【解決手段】 投射型表示装置１００は、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を仮決定し、仮決定した透過率Ｔ２およびＨＤＲ表示データに基づいて色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’を算出し、算出した透過率Ｔ１’に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出する。また、決定した透過率Ｔ１に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’を算出し、算出した透過率Ｔ１’’およびＨＤＲ表示データに基づいて色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を算出する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、複数の光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系の光伝搬特性を制御する装置およびプログラム、並びに方法に係り、特に、輝度ダイナミックレンジおよび階調数の拡大を実現し、演算処理を簡素化するとともにテーブルのサイズおよび生成時間を低減するのに好適な光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置の制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置の制御方法に関する。

近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プロジェクタ等の光学表示装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能が実現されつつある。しかしながら、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は、たかだか１〜１０²［nit］程度にとどまり、また、階調数は、８ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジが１０^-2〜１０⁴［nit］程度であり、また、輝度弁別能力は、０．２[nit]程度で、これを階調数に換算すると、１２ビット相当といわれている。このような視覚特性を通じて現在の光学表示装置の表示画像をみると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため表示画像のリアリティさや迫力に対して物足りなさを感じることになる。

また、映画やゲーム等で使用されるコンピュータグラフィックス（以下、ＣＧと略記する。）では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調数を表示データ（以下、ＨＤＲ（High Dynamic Range）表示データという。）に持たせて描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。しかしながら、それを表示する光学表示装置の性能が不足しているため、ＣＧコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮することができないという課題がある。

さらに、次期ＯＳ（Operating System）においては、１６ビット色空間の採用が予定されており、現在の８ビット色空間と比較して輝度ダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、１６ビット色空間を生かすことができる光学表示装置の実現が望まれる。

光学表示装置のなかでも、液晶プロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタといった投射型表示装置は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティさや迫力を再現する上で効果的な装置である。この分野では、上記の課題を解決するために、次のような提案がなされている。

高ダイナミックレンジの投射型表示装置としては、例えば、特許文献１に開示されている技術があり、光源と、光の全波長領域の輝度を変調する第１光変調素子と、光の波長領域のうちＲＧＢ３原色の各波長領域についてその波長領域の輝度を変調する第２光変調素子とを備え、光源からの光を第１光変調素子で変調して所望の輝度分布を形成し、その光学像を第２光変調素子の画素面に結像して色変調し、２次変調した光を投射するというものがある。第１光変調素子および第２光変調素子の各画素は、ＨＤＲ表示データから決定される第１制御値および第２制御値に基づいてそれぞれ別個に制御される。光変調素子としては、透過率が独立に制御可能な画素構造またはセグメント構造を有し、二次元的な透過率分布を制御し得る透過率変調素子が用いられる。その代表例としては、液晶ライトバルブが挙げられる。また、透過率変調素子の代わりに反射率変調素子を用いてもよく、その代表例としては、ＤＭＤが挙げられる。

いま、暗表示の透過率が０．２％、明表示の透過率が６０％の光変調素子を使用する場合を考える。光変調素子単体では、輝度ダイナミックレンジは、６０／０．２＝３００となる。上記従来の投射型表示装置は、輝度ダイナミックレンジが３００の光変調素子を光学的に直列に配置することに相当するので、３００×３００＝９００００の輝度ダイナミックレンジを実現することができる。また、階調数についてもこれと同等の考えが成り立ち、８ビット階調の光変調素子を光学的に直列に配置することにより、８ビットを超える階調数を得ることができる。

またその他に、高い輝度ダイナミックレンジを実現する投射型表示装置としては、例えば、非特許文献１に開示されている投射型表示装置、および特許文献２に開示されている表示装置が知られている。

非特許文献１および特許文献２記載の発明とも、第１光変調素子としてＬＣＤを、第２光変調素子としてＬＥＤまたは蛍光灯等の変調可能な照明を用いている。
Helge Seetzen, Lorne A. Whitehead, Greg Ward, "A High Dynamic Range Display Using Low and High Resolution Modulators", SID Symposium 2003, pp.1450-1453 (2003) 特開２００１−１００６８９号公報 特開２００２−９９２５０号公報

ＨＤＲ表示データは、従来のｓＲＧＢ等の画像フォーマットでは実現できない高い輝度ダイナミックレンジを実現することができる画像データであり、画素の輝度レベルを示す画素値を画像の全画素について格納している。ＨＤＲ表示データにおける画素ｐの輝度レベルをＲｐ、第１光変調素子の画素ｐに対応する画素の透過率をＴ１、第２光変調素子の画素ｐに対応する画素の透過率をＴ２とすると、下式（１），（２）が成立する。

Ｒｐ ＝ Ｔｐ×Ｒｓ …（１）
Ｔｐ ＝ Ｔ１×Ｔ２×Ｇ …（２）

ただし、上式（１），（２）において、Ｒｓは光源の輝度、Ｇはゲインであり、いずれも定数である。また、Ｔｐは、光変調率である。

このように、画素ｐについては、Ｔ１およびＴ２の一方を決定し、上式（１），（２）によりＴ１およびＴ２の他方を算出する必要がある。ここで、第１光変調素子および第２光変調素子が同一の解像度を有する場合は、第１光変調素子の画素と第２光変調素子の画素が１対１に対応するので、演算処理が比較的容易である。しかしながら、第１光変調素子および第２光変調素子がそれぞれ異なる解像度を有する場合は、第１光変調素子の１つの画素ｐ１について画素ｐ１が第２光変調素子の複数の画素と光路上で重なり合うこととなるので、画素ｐ１の透過率Ｔ１として正確な値を求めようとすると、第２光変調素子の重なり合う複数の画素の透過率Ｔ２の平均値等を算出し、算出した平均値等およびＨＤＲ表示データに基づいて上式（１），（２）により算出するなど、演算処理が複雑になるという問題があった。

非特許文献１記載の発明にあっては、２つの光変調素子を用いた場合に高い輝度ダイナミックレンジを実現できることを概念的に説明するにとどまり、ＨＤＲ表示データに基づいて第１光変調素子および第２光変調素子の各画素の制御値（すなわち、Ｔ１およびＴ２）をどのように決定するかについてまでは開示されていない。したがって、第１光変調素子および第２光変調素子がそれぞれ異なる解像度を有する場合は、同様に、演算処理が複雑になるという問題があった。

一方、特許文献２記載の発明にあっては、バックライトの階調数に相当する数の階調テーブルを保持しているため、バックライトの階調数を増加させようとすると、それに伴って階調テーブルのサイズおよび階調テーブルの生成に要する時間が増大するという問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、輝度ダイナミックレンジおよび階調数の拡大を実現し、演算処理を簡素化するとともにテーブルのサイズおよび生成時間を低減するのに好適な光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置の制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置の制御方法を提供することを目的としている。

〔発明１〕 上記目的を達成するために、発明１の光伝搬特性制御装置は、
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子、および光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する光伝搬特性決定手段と、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段とを備え、
前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
前記光伝搬特性決定手段は、前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、光伝搬特性決定手段により、第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて、画素値マトリクス変換手段による変換が少なくとも１回行われ、第１光変調素子の各画素の光伝搬特性が算出される。この変換では、画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが、各画素ｐ１ｋごとに、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けが行われ、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおける特定方向のすべての画素列について行われる。

これにより、第１光変調素子および第２光変調素子を介して光源からの光を変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができるという効果が得られる。また、画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された画素列についての変換処理を同様に他のすべての画素列について行い、また、画素値マトリクスの全体の変換処理を少なくとも１回行うだけでよいので、第１光変調素子および第２光変調素子がそれぞれ異なる解像度を有する場合に、従来に比して、第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出する演算処理が比較的簡素になるという効果も得られる。さらに、階調数に相当する数の階調テーブルを保持しなくてもすむので、階調数を増加させても、従来に比して、階調テーブルのサイズおよび生成時間がさほど増大することがないという効果も得られる。

ここで、光伝搬特性とは、光の伝搬に影響を与える特性をいい、例えば、光の透過率、反射率、屈折率その他の伝搬特性が含まれる。以下、発明２および４の光学表示装置、発明１０の光伝搬特性制御プログラム、発明１１および１３の光学表示装置の制御プログラム、発明１９の光伝搬特性制御方法、並びに発明２０および２２の光学表示装置の制御方法において同じである。

また、光源は、光を発生する媒体であればどのようなものを利用することもでき、例えば、ランプのような光学系に内蔵の光源であってもよいし、太陽や室内灯のような外界の光源であってもよい。以下、発明１０の光伝搬特性制御プログラム、および発明１９の光伝搬特性制御方法において同じである。

〔発明２〕 一方、上記目的を達成するために、発明２の光学表示装置は、
光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する装置であって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段と、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段と、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段と、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段とを備え、
前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、光伝搬特性仮決定手段により、第２光変調素子の各画素の光伝搬特性が仮決定される。次いで、第１光伝搬特性決定手段により、仮決定された光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の画素単位で第１光変調素子の光伝搬特性が算出され、算出された光伝搬特性に基づいて画素値マトリクス変換手段による変換が少なくとも１回行われ、第１光変調素子の各画素の光伝搬特性が算出される。この変換では、画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが、各画素ｐ１ｋごとに、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けが行われ、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおける特定方向のすべての画素列について行われる。

次いで、第１制御値決定手段により、決定された第１光変調素子の光伝搬特性に基づいて第１光変調素子の各画素の制御値が決定される。そして、第２光伝搬特性決定手段により、決定された第１光変調素子の光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性が決定され、第２制御値決定手段により、決定された第２光変調素子の光伝搬特性に基づいて第２光変調素子の各画素の制御値が決定される。

これにより、第１光変調素子および第２光変調素子を介して光源からの光を変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができるという効果が得られる。また、画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された画素列についての変換処理を同様に他のすべての画素列について行い、また、画素値マトリクスの全体の変換処理を少なくとも１回行うだけでよいので、第１光変調素子および第２光変調素子がそれぞれ異なる解像度を有する場合に、従来に比して、第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出する演算処理が比較的簡素になるという効果も得られる。さらに、階調数に相当する数の階調テーブルを保持しなくてもすむので、階調数を増加させても、従来に比して、階調テーブルのサイズおよび生成時間がさほど増大することがないという効果も得られる。

ここで、第２光伝搬特性決定手段は、第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定するようになっていればどのような構成であってもよく、第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性そのものに限らず、第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて演算または変換を行い、その演算結果または変換結果に基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定するようになっていてもよい。例えば、第１制御値決定手段で決定した制御値は、第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて決定されるので、第２光伝搬特性決定手段は、第１制御値決定手段で決定した制御値および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定することができる。以下、発明４の光学表示装置、並びに発明１１および１３の光学表示装置の制御プログラムにおいて同じである。

〔発明３〕 さらに、発明３の光学表示装置は、発明２の光学表示装置において、
前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第２光変調素子の画素単位で算出した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行い、
前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換手段で変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行うことにより、前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、第１光伝搬特性決定手段により、まず、仮決定された光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の画素単位で第１光変調素子の光伝搬特性が算出される。次いで、光変調素子の列方向に対応する方向を特定方向とし、第２光変調素子の画素単位で算出された光伝搬特性を画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、第１光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換手段による変換が行われる。そして、光変調素子の行方向に対応する方向を特定方向とし、画素値マトリクス変換手段で変換された画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、第１光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換手段による変換が行われ、第１光変調素子の各画素の光伝搬特性が算出される。

これにより、第２光変調素子の各画素単位で構成される画素値マトリクスに対して列方向の変換処理を行い、変換処理で得られた画素値マトリクスに対して行方向の変換処理を行うだけでよいので、第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を比較的容易に算出することができるという効果が得られる。

〔発明４〕 さらに、発明４の光学表示装置は、
光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する装置であって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段と、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段と、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段と、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段とを備え、
前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
前記第２光伝搬特性決定手段は、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、光伝搬特性仮決定手段により、第２光変調素子の各画素の光伝搬特性が仮決定される。次いで、第１光伝搬特性決定手段により、仮決定された光伝搬特性および表示データに基づいて第１光変調素子の各画素の光伝搬特性が決定され、第１制御値決定手段により、決定された第１光変調素子の光伝搬特性に基づいて第１光変調素子の各画素の制御値が決定される。

次いで、第２光伝搬特性決定手段により、決定された光伝搬特性に基づいて画素値マトリクス変換手段による変換が少なくとも１回行われ、第２光変調素子の画素単位で第１光変調素子の光伝搬特性が算出され、算出された光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性が算出される。この変換では、画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが、各画素ｐ１ｋごとに、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けが行われ、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおける特定方向のすべての画素列について行われる。

そして、第２制御値決定手段により、決定された第２光変調素子の光伝搬特性に基づいて第２光変調素子の各画素の制御値が決定される。

これにより、第１光変調素子および第２光変調素子を介して光源からの光を変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができるという効果が得られる。また、画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された画素列についての変換処理を同様に他のすべての画素列について行い、また、画素値マトリクスの全体の変換処理を少なくとも１回行うだけでよいので、第１光変調素子および第２光変調素子がそれぞれ異なる解像度を有する場合に、従来に比して、第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出する演算処理が比較的簡素になるという効果も得られる。さらに、階調数に相当する数の階調テーブルを保持しなくてもすむので、階調数を増加させても、従来に比して、階調テーブルのサイズおよび生成時間がさほど増大することがないという効果も得られる。

〔発明５〕 さらに、発明５の光学表示装置は、発明４の光学表示装置において、
前記第２光伝搬特性決定手段は、前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第１光変調素子の各画素について決定した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行い、
前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換手段で変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行うことにより、前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、第２光伝搬特性決定手段により、まず、光変調素子の列方向に対応する方向を特定方向とし、第１光変調素子の各画素について決定された光伝搬特性を画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、第２光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換手段による変換が行われる。次いで、光変調素子の行方向に対応する方向を特定方向とし、画素値マトリクス変換手段で変換された画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、第２光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換手段による変換が行われ、第２光変調素子の画素単位で第１光変調素子の光伝搬特性が算出される。そして、算出された光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性が算出される。

これにより、第１光変調素子の各画素単位で構成される画素値マトリクスに対して列方向の変換処理を行い、変換処理で得られた画素値マトリクスに対して行方向の変換処理を行うだけでよいので、第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を比較的容易に算出することができるという効果が得られる。

さて、本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、Ｔ１およびＴ２の決定の仕方によって画質が劣化するのは、さらに、次のような要因が影響していることを見出した。

第１光変調素子および第２光変調素子がそれぞれ異なる解像度を有する場合、第１光変調素子の１つの画素ｐ１について画素ｐ１が第２光変調素子の複数の画素と光路上で重なり合い、また逆に、第２光変調素子の１つの画素ｐ２について画素ｐ２が第１光変調素子の複数の画素と光路上で重なり合うことがある。ここで、第１光変調素子の画素ｐ１について透過率Ｔ１を算出する場合、第２光変調素子の重なり合う複数の画素の透過率Ｔ２が決定されていれば、それら透過率Ｔ２の平均値等を算出し、算出した平均値等を第２光変調素子の画素ｐ１に対応する画素の透過率Ｔ２と見立てて、上式（１），（２）により透過率Ｔ１を算出することが考えられる。しかしながら、あくまで平均値等を第２光変調素子の透過率Ｔ２と見立てているので、そこにはどうしても誤差が生じる。この誤差は、第１光変調素子の透過率Ｔ１の方を先に決定する場合でも、第２光変調素子の透過率Ｔ２の方を先に決定する場合でも、決定順序にかかわらず発生するが、第１光変調素子および第２光変調素子のうち表示解像度を決定するものについては、視覚的な影響力が大きいので誤差を極力小さくした方がよい。

そこで、決定順序の違いで誤差の大きさがどのように変化するかを検討してみる。まず、第２光変調素子の透過率Ｔ２の方を先に決定することを考える。第１光変調素子の画素ｐ１の透過率Ｔ１は、第２光変調素子の重なり合う複数の画素の透過率Ｔ２の平均値等を算出し、算出した平均値等およびＨＤＲ表示データに基づいて上式（１），（２）により算出することができる。その結果、第１光変調素子の画素ｐ１からみれば、その透過率Ｔ１は、第２光変調素子の重なり合う複数の画素の透過率Ｔ２に対して誤差が生じるものの、誤差の度合いは、平均値等の統計的演算により生じる誤差程度である。これに対し、第２光変調素子の画素ｐ２からみれば、その透過率Ｔ２は、第１光変調素子の重なり合う複数の画素の透過率Ｔ１の平均値等を算出しても、その平均値等に対して上式（１），（２）を満たさないほど大きな誤差が生じることがある。これは、画素ｐ１を基準として第２光変調素子の重なり合う複数の画素との関係（上式（１），（２）を満たす関係）を規定しても、その逆の関係が必ずしも成立しないことに起因するものと考えられる。したがって、第２光変調素子の透過率Ｔ２の誤差の方が大きくなる可能性が高い。

逆の場合も同様であり、第１光変調素子の透過率Ｔ１の方を先に決定する場合は、第１光変調素子の透過率Ｔ１の誤差の方が大きくなる可能性が高い。

以上のことから、画質を向上する観点からは、第１光変調素子および第２光変調素子のうち表示解像度を決定するものの透過率の方を後に決定する方が誤差の影響が少なくてよいという結論が得られる。

〔発明６〕 さらに、発明６の光学表示装置は、発明２ないし５のいずれかの光学表示装置において、
前記第２光変調素子は、表示解像度を決定する光変調素子であることを特徴とする。

このような構成であれば、表示解像度を決定する第２光変調素子の光伝搬特性の方を後に決定するので、誤差の影響を抑制することができ、画質が劣化する可能性をさらに低減することができるという効果も得られる。

〔発明７〕 さらに、発明７の光学表示装置は、発明２ないし６のいずれかの光学表示装置において、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の一方は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であり、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の他方は、光の全波長領域の輝度を変調する全波長領域輝度変調素子であることを特徴とする。

このような構成であれば、第１光変調素子および第２光変調素子の一方により、光の各特定波長領域の輝度が変調され、第１光変調素子および第２光変調素子の他方により、光の全波長領域の輝度が変調される。

これにより、従来の光学表示装置に光変調素子を１つだけ追加すればよいので、本発明に係る光学表示装置を比較的容易に構成することができるという効果が得られる。

ここで、特定波長領域輝度変調素子は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域についてその特定波長領域の輝度を変調するようになってればどのような構成であってもよく、単一の特定波長領域輝度変調素子で構成してもよいし、複数の特定波長領域輝度変調素子で構成してもよい。前者の場合、その代表例としては、液晶ライトバルブにＲＧＢ３原色のカラーフィルタを設けた構成が挙げられる。また、後者の場合は、各特定波長領域ごとに、その特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子を設ければよい。その代表例としては、ＲＧＢ３原色ごとの液晶ライトバルブからなる構成が挙げられる。以下、発明８の光学表示装置、発明１６および１７の光学表示装置の制御プログラム、並びに発明２５および２６の光学表示装置の制御方法において同じである。

また、特定波長領域は、ＲＧＢ３原色ごとに設定するに限らず、必要に応じて任意に設定することができる。ただし、ＲＧＢ３原色ごとに設定すれば、既存の液晶ライトバルブ等をそのまま利用することができ、コスト面で有利である。以下、発明８の光学表示装置、発明１６および１７の光学表示装置の制御プログラム、並びに発明２５および２６の光学表示装置の制御方法において同じである。

また、輝度は、人間の視覚特性を考慮しない物理的な放射輝度（Radiance＝Ｗ／（ｓｒ・ｍ²））を指標としてもよいし、人間の視覚特性を考慮した輝度（luminance＝ｃｄ／ｍ²）を指標としてもよい。以下、発明８の光学表示装置、発明１６および１７の光学表示装置の制御プログラム、並びに発明２５および２６の光学表示装置の制御方法において同じである。

〔発明８〕 さらに、発明８の光学表示装置は、発明２ないし６のいずれかの光学表示装置において、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であることを特徴とする。

このような構成であれば、第１光変調素子および第２光変調素子により、光の各特定波長領域の輝度が２段階で変調される。
これにより、光の各特定波長領域の輝度を独立に２段階で変調することができるので、画質が劣化する可能性をさらに低減することができるという効果が得られる。

〔発明９〕 さらに、発明９の光学表示装置は、発明２ないし８のいずれかの光学表示装置において、
前記第２光変調素子は、前記第１光変調素子よりも高い解像度を有することを特徴とする。

このような構成であれば、第２光変調素子の視覚的な影響力がより大きくなるので、誤差の影響をさらに抑制することができ、画質が劣化する可能性をさらに低減することができるという効果が得られる。

〔発明１０〕 一方、上記目的を達成するために、発明１０の光伝搬特性制御プログラムは、
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子、および光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する光伝搬特性決定手段、並びに前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
前記光伝搬特性決定手段は、前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明１の光伝搬特性制御装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１１〕 一方、上記目的を達成するために、発明１１の光学表示装置の制御プログラムは、
光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するプログラムであって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段、並びに前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明２の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１２〕 さらに、発明１２の光学表示装置の制御プログラムは、発明１１の光学表示装置の制御プログラムにおいて、
前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第２光変調素子の画素単位で算出した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行い、
前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換手段で変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行うことにより、前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明３の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１３〕 さらに、発明１３の光学表示装置の制御プログラムは、
光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するプログラムであって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段、並びに前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
前記第２光伝搬特性決定手段は、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明４の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１４〕 さらに、発明１４の光学表示装置の制御プログラムは、発明１３の光学表示装置の制御プログラムにおいて、
前記第２光伝搬特性決定手段は、前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第１光変調素子の各画素について決定した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行い、
前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換手段で変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行うことにより、前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明５の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１５〕 さらに、発明１５の光学表示装置の制御プログラムは、発明１１ないし１４のいずれかの光学表示装置の制御プログラムにおいて、
前記第２光変調素子は、表示解像度を決定する光変調素子であることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明６の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１６〕 さらに、発明１６の光学表示装置の制御プログラムは、発明１１ないし１５のいずれかの光学表示装置の制御プログラムにおいて、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の一方は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であり、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の他方は、光の全波長領域の輝度を変調する全波長領域輝度変調素子であることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明７の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１７〕 さらに、発明１７の光学表示装置の制御プログラムは、発明１１ないし１５のいずれかの光学表示装置の制御プログラムにおいて、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であることを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明８の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１８〕 さらに、発明１８の光学表示装置の制御プログラムは、発明１１ないし１７のいずれかの光学表示装置の制御プログラムにおいて、
前記第２光変調素子は、前記第１光変調素子よりも高い解像度を有することを特徴とする。

このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、発明９の光学表示装置と同等の作用および効果が得られる。

〔発明１９〕 一方、上記目的を達成するために、発明１９の光伝搬特性制御方法は、
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子、および光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する光伝搬特性決定ステップと、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換ステップとを含み、
前記画素値マトリクス変換ステップは、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行い、
前記光伝搬特性決定ステップは、前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記画素値マトリクス変換ステップを少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする。

これにより、発明１の光伝搬特性制御装置と同等の効果が得られる。

〔発明２０〕 一方、上記目的を達成するために、発明２０の光学表示装置の制御方法は、
光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御する方法であって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定ステップと、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定ステップと、前記第２光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定ステップと、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換ステップとを含み、
前記画素値マトリクス変換ステップは、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行い、
前記第１光伝搬特性決定ステップは、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換ステップを少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする。
これにより、発明２の光学表示装置と同等の効果が得られる。

ここで、第２光伝搬特性決定ステップは、第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定すればどのような方法であってもよく、第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性そのものに限らず、第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて演算または変換を行い、その演算結果または変換結果に基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定してもよい。例えば、第１制御値決定ステップで決定した制御値は、第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて決定されるので、第２光伝搬特性決定ステップは、第１制御値決定ステップで決定した制御値および表示データに基づいて第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定することができる。以下、発明２２の光学表示装置の制御方法において同じである。

〔発明２１〕 さらに、発明２１の光学表示装置の制御方法は、発明２０の光学表示装置の制御方法において、
前記第１光伝搬特性決定ステップは、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第２光変調素子の画素単位で算出した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換ステップを行い、
前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換ステップで変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換ステップを行うことにより、前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする。
これにより、発明３の光学表示装置と同等の効果が得られる。

〔発明２２〕 さらに、発明２２の光学表示装置の制御方法は、
光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御する方法であって、
前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定ステップと、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定ステップと、前記第２光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定ステップと、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換ステップとを含み、
前記画素値マトリクス変換ステップは、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行い、
前記第２光伝搬特性決定ステップは、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換ステップを少なくとも１回行うことにより前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする。
これにより、発明４の光学表示装置と同等の効果が得られる。

〔発明２３〕 さらに、発明２３の光学表示装置の制御方法は、発明２２の光学表示装置の制御方法において、
前記第２光伝搬特性決定ステップは、前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第１光変調素子の各画素について決定した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換ステップを行い、
前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換ステップで変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換ステップを行うことにより、前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする。
これにより、発明５の光学表示装置と同等の効果が得られる。

〔発明２４〕 さらに、発明２４の光学表示装置の制御方法は、発明２０ないし２３のいずれかの光学表示装置の制御方法において、
前記第２光変調素子は、表示解像度を決定する光変調素子であることを特徴とする。
これにより、発明６の光学表示装置と同等の効果が得られる。

〔発明２５〕 さらに、発明２５の光学表示装置の制御方法は、発明２０ないし２４のいずれかの光学表示装置の制御方法において、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の一方は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であり、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の他方は、光の全波長領域の輝度を変調する全波長領域輝度変調素子であることを特徴とする。
これにより、発明７の光学表示装置と同等の効果が得られる。

〔発明２６〕 さらに、発明２６の光学表示装置の制御方法は、発明２０ないし２４のいずれかの光学表示装置の制御方法において、
前記第１光変調素子および前記第２光変調素子は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であることを特徴とする。
これにより、発明８の光学表示装置と同等の効果が得られる。

〔発明２７〕 さらに、発明２７の光学表示装置の制御方法は、発明２０ないし２６のいずれかの光学表示装置の制御方法において、
前記第２光変調素子は、前記第１光変調素子よりも高い解像度を有することを特徴とする。
これにより、発明９の光学表示装置と同等の効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図１３は、本発明に係る光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置の制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置の制御方法の実施の形態を示す図である。

本実施の形態は、本発明に係る光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置の制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置の制御方法を、図１に示すように、投射型表示装置１００に適用したものである。

まず、投射型表示装置１００の構成を図１を参照しながら説明する。

図１は、投射型表示装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。

投射型表示装置１００は、図１に示すように、光源１０と、光源１０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部１２と、輝度変調部１２から入射した光の波長領域のうちＲＧＢ３原色の輝度をそれぞれ変調する色変調部１４と、色変調部１４から入射した光をスクリーン（不図示）に投射する投射部１６とで構成されている。

輝度変調部１２は、透過率を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した液晶ライトバルブ３０と、２枚のフライアイレンズ３２ａ，３２ｂとで構成されている。そして、光源１０からの光の全波長領域の輝度を液晶ライトバルブ３０により変調し、変調した光をフライアイレンズ３２ａ，３２ｂを介して色変調部１４に出射する。

色変調部１４は、透過率を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ液晶ライトバルブ３０よりも高い解像度を有する３枚の液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂと、５枚のフィールドレンズ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ₁〜４２Ｂ₃と、２枚のダイクロイックミラー４４ａ，４４ｂと、３枚のミラー４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、ダイクロイックプリズム４８とで構成されている。まず、輝度変調部１２からの光をダイクロイックミラー４４ａ，４４ｂにより赤色、緑色および青色のＲＧＢ３原色に分光するとともに、フィールドレンズ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ₁〜４２Ｂ₃およびミラー４６ａ〜４６ｃを介して液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂに入射する。そして、分光したＲＧＢ３原色の光の輝度を液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂによりそれぞれ変調し、変調したＲＧＢ３原色の光をダイクロイックプリズム４８により集光して投射部１６に出射する。

液晶ライトバルブ３０，４０Ｒ〜４０Ｂは、画素電極およびこれを駆動するための薄膜トランジスタ素子や薄膜ダイオード等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたガラス基板と、全面にわたって共通電極が形成されたガラス基板との間にＴＮ型液晶を挟み込むとともに、外面に偏光板を配置したアクティブマトリックス型の液晶表示素子である。液晶ライトバルブ３０，４０Ｒ〜４０Ｂは、ノーマリーホワイトモードで動作する。すなわち、電圧非印加状態で白／明（透過）状態、電圧印加状態で黒／暗（非透過）状態となり、与えられた制御値に応じてその間の階調がアナログ制御される。

また、投射型表示装置１００は、液晶ライトバルブ３０および液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂを制御する表示制御装置２００（不図示）を有している。以下、液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂを色変調ライトバルブと総称し、色変調ライトバルブと区別するため、液晶ライトバルブ３０を輝度変調ライトバルブという。また、本実施の形態では、色変調ライトバルブが表示解像度（投射型表示装置１００の表示画像を観測者が見たときに観測者が知覚する解像度をいう。）を決定する。

次に、表示制御装置２００の構成を図２ないし図６を参照しながら詳細に説明する。

図２は、表示制御装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。

表示制御装置２００は、図２に示すように、制御プログラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣＰＵ７０と、所定領域にあらかじめＣＰＵ７０の制御プログラム等を格納しているＲＯＭ７２と、ＲＯＭ７２等から読み出したデータやＣＰＵ７０の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ７４と、外部装置に対してデータの入出力を媒介するＩ／Ｆ７８とで構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス７９で相互にかつデータ授受可能に接続されている。

Ｉ／Ｆ７８には、外部装置として、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを駆動するライトバルブ駆動装置８０と、データやテーブル等をファイルとして格納する記憶装置８２と、外部のネットワーク１９９に接続するための信号線とが接続されている。

記憶装置８２は、ＨＤＲ表示データを記憶している。

ＨＤＲ表示データは、従来のｓＲＧＢ等の画像フォーマットでは実現できない高い輝度ダイナミックレンジを実現することができる画像データであり、画素の輝度レベルを示す画素値を画像の全画素について格納している。現在は、特にＣＧの世界において、ＣＧオブジェクトを実際の風景に合成するために用いられている。画像形式としては様々なものが存在するが、従来のｓＲＧＢ等の画像フォーマットよりも高い輝度ダイナミックレンジを実現するために浮動小数点形式で画素値を格納する形式が多い。また、格納する値としては、人間の視覚特性を考慮しない物理的な放射輝度（Radiance＝Ｗ／（ｓｒ・ｍ²））や、人間の視覚特性を考慮した輝度（luminance＝ｃｄ／ｍ²）に関する値であるという点も特徴である。本実施の形態では、ＨＤＲ表示データとして、１つの画素についてＲＧＢ３原色ごとに放射輝度レベルを示す画素値を浮動小数点値として格納した形式を用いる。例えば、１つの画素の画素値として（１．２，５．４，２．３）という値が格納されている。

ＨＤＲ表示データは、高い輝度ダイナミックレンジのＨＤＲ画像を撮影し、撮影したＨＤＲ画像に基づいて生成する。しかしながら、現在のフィルムカメラおよびデジタルスチルカメラでは、自然界における高い輝度ダイナミックレンジのＨＤＲ画像を一度に撮影することはできない。そこで、何らかの方法で露出を変化させた複数の撮影画像から１枚のＨＤＲ画像を生成する。なお、ＨＤＲ表示データの生成方法の詳細については、例えば、公知文献１「P.E.Debevec, J.Malik, "Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs", Proceedings of ACM SIGGRAPH97 , pp.367-378 (1997)」に掲載されている。

また、記憶装置８２は、輝度変調ライトバルブの制御値を登録した制御値登録テーブル４００を記憶している。

図３は、制御値登録テーブル４００のデータ構造を示す図である。

制御値登録テーブル４００には、図３に示すように、輝度変調ライトバルブの各制御値ごとに１つのレコードが登録されている。各レコードは、輝度変調ライトバルブの制御値を登録したフィールドと、輝度変調ライトバルブの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。

図３の例では、第１段目のレコードには、制御値として「０」が、透過率として「０．００３」がそれぞれ登録されている。これは、輝度変調ライトバルブに対して制御値「０」を出力すると、輝度変調ライトバルブの透過率が０．３％となることを示している。なお、図３は、輝度変調ライトバルブの階調数が４ビット（０〜１５値）である場合の例を示したが、実際には、輝度変調ライトバルブの階調数に相当するレコードが登録される。例えば、階調数が８ビットである場合は、２５６個のレコードが登録される。

また、記憶装置８２は、各色変調ライトバルブごとに、その色変調ライトバルブの制御値を登録した制御値登録テーブル４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを記憶している。

図４は、制御値登録テーブル４２０Ｒのデータ構造を示す図である。

制御値登録テーブル４２０Ｒには、図４に示すように、液晶ライトバルブ４０Ｒの各制御値ごとに１つのレコードが登録されている。各レコードは、液晶ライトバルブ４０Ｒの制御値を登録したフィールドと、液晶ライトバルブ４０Ｒの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。

図４の例では、第１段目のレコードには、制御値として「０」が、透過率として「０．００４」がそれぞれ登録されている。これは、液晶ライトバルブ４０Ｒに対して制御値「０」を出力すると、液晶ライトバルブ４０Ｒの透過率が０．４％となることを示している。なお、図４は、色変調ライトバルブの階調数が４ビット（０〜１５値）である場合の例を示したが、実際には、色変調ライトバルブの階調数に相当するレコードが登録される。例えば、階調数が８ビットである場合は、２５６個のレコードが登録される。

また、制御値登録テーブル４２０Ｇ，４２０Ｂのデータ構造については特に図示しないが、制御値登録テーブル４２０Ｒと同様のデータ構造を有している。ただし、制御値登録テーブル４２０Ｒと異なるのは、同一の制御値に対応する透過率が異なる点である。

次に、ＣＰＵ７０の構成およびＣＰＵ７０で実行される処理を説明する。

ＣＰＵ７０は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）等からなり、ＲＯＭ７２の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従って、図５のフローチャートに示す表示制御処理を実行するようになっている。

図５は、表示制御処理を示すフローチャートである。

表示制御処理は、ＨＤＲ表示データに基づいて輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブの制御値をそれぞれ決定し、決定した制御値に基づいて輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを駆動する処理であって、ＣＰＵ７０において実行されると、図５に示すように、まず、ステップＳ１００に移行するようになっている。

ステップＳ１００では、ＨＤＲ表示データを記憶装置８２から読み出す。

次いで、ステップＳ１０２に移行して、読み出したＨＤＲ表示データを解析し、画素値のヒストグラムや、ホワイト点を考慮して各色成分の輝度レベルの最大値Ｒｍａｘ、最小値および平均値等を算出する。この解析結果は、暗めのシーンを明るくしたり、明るすぎるシーンを暗くしたり、中間部コントラストを協調するなどの自動画像補正に使用したり、トーンマッピングに使用したりするためである。

次いで、ステップＳ１０４に移行して、ステップＳ１０２の解析結果に基づいて、ＨＤＲ表示データの輝度レベルを投射型表示装置１００の輝度ダイナミックレンジにトーンマッピングする。

図６は、トーンマッピング処理を説明するための図である。

ＨＤＲ表示データを解析した結果、ＨＤＲ表示データに含まれる輝度レベルの最小値がＳｍｉｎで、最大値がＳｍａｘであるとする。また、投射型表示装置１００の輝度ダイナミックレンジの最小値がＤｍｉｎで、最大値がＤｍａｘであるとする。図６の例では、ＳｍｉｎがＤｍｉｎよりも小さく、ＳｍａｘがＤｍａｘよりも大きいので、このままでは、ＨＤＲ表示データを適切に表示することができない。そこで、Ｓｍｉｎ〜ＳｍａｘのヒストグラムがＤｍｉｎ〜Ｄｍａｘのレンジに収まるように正規化する。

なお、トーンマッピングの詳細については、例えば、公知文献２「F.Drago, K.Myszkowski, T.Annen, N.Chiba, "Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes", Eurographics 2003, (2003)」に掲載されている。

次いで、ステップＳ１０６に移行して、色変調ライトバルブの解像度に合わせてＨＤＲ画像をリサイズ（拡大または縮小）する。このとき、ＨＤＲ画像のアスペクト比を保持したままＨＤＲ画像をリサイズする。リサイズ方法としては、例えば、平均値法、中間値法、ニアレストネイバー法（最近傍法）が挙げられる。

次いで、ステップＳ１０８に移行して、リサイズ画像の各画素の輝度レベルＲｐおよび光源１０の輝度Ｒｓに基づいて、上式（１）により、リサイズ画像の各画素ごとに光変調率Ｔｐを算出する。

次いで、ステップＳ１１０に移行して、リサイズ画像の画素ｐの輝度レベルをＲｐ、最大輝度レベルＲｍａｘ、色変調ライトバルブの画素ｐの輝度レベルをｎ、色変調ライトバルブの階調数に応じた係数をｍ、ガンマ係数をγとして、下式（３），（４）により輝度レベルｎを算出する。これを色変調ライトバルブのすべての画素についてＲＧＢ３原色ごとに行う。

Ｒｐ ＝ Ｒｍａｘ×（ｎ／ｍ）^γ …（３）
ｎ ＝ exp((log(Ｒｐ)−log(Ｒｍａｘ))／γ＋log(ｍ)) …（４）

そして、算出した輝度レベルｎに基づいて色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を仮決定する。輝度レベルｎは、色変調ライトバルブの制御値に相当するので、輝度レベルｎに対応する透過率を制御値登録テーブル４２０Ｒ〜４２０Ｂから読み出せばよい。

次いで、ステップＳ１１２に移行して、算出した光変調率Ｔｐ、仮決定した透過率Ｔ２およびゲインＧに基づいて、上式（２）により、色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’を算出する。ここで、色変調ライトバルブが３枚の液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂから構成されていることから、同一の画素についてＲＧＢ３原色ごとに透過率Ｔ１’が算出される。これに対し、輝度変調ライトバルブが１枚の液晶ライトバルブ３０から構成されていることから、それらの平均値等をその画素のＴ１’として算出する。

次いで、ステップＳ１１４に移行して、ステップＳ１１２で算出した透過率Ｔ１’に基づいて画素値マトリクス変換処理（後述）を２回行うことにより輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出する。

次いで、ステップＳ１１６に移行して、輝度変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素について算出した透過率Ｔ１に対応する制御値を制御値登録テーブル４００から読み出し、読み出した制御値をその画素の制御値として決定する。制御値の読出では、算出した透過率Ｔ１に最も近似する透過率を制御値登録テーブル４００のなかから検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読み出す。この検索は、例えば、２分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。

次いで、ステップＳ１１８に移行して、ステップＳ１１４で算出した透過率Ｔ１に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’を算出し、算出した透過率Ｔ’’、ステップＳ１０８で算出した光変調率ＴｐおよびゲインＧに基づいて、上式（２）により、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を算出する。

次いで、ステップＳ１２０に移行して、色変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素について算出した透過率Ｔ２に対応する制御値を制御値登録テーブル４２０Ｒ〜４２０Ｂから読み出し、読み出した制御値をその画素の制御値として決定する。制御値の読出では、算出した透過率Ｔ２に最も近似する透過率を制御値登録テーブル４２０Ｒ〜４２０Ｂのなかから検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読み出す。この検索は、例えば、２分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。

次いで、ステップＳ１２２に移行して、ステップＳ１１６，Ｓ１２０で決定した制御値をライトバルブ駆動装置８０に出力し、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブをそれぞれ駆動して表示画像を投影し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。

次に、ステップＳ１１４の第１透過率決定処理を図７を参照しながら詳細に説明する。

図７は、第１透過率決定処理を示すフローチャートである。

第１透過率決定処理は、ステップＳ１１４において実行されると、図７に示すように、まず、ステップＳ２００に移行するようになっている。

ステップＳ２００では、色変調ライトバルブの縦方向および横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、変換元の画素値マトリクスの縦方向の画素数をＭ１ｖ、横方向の画素数をＭ１ｈとしたときに、Ｍ１ｖ×Ｍ１ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ１[Ｍ１ｖ][Ｍ１ｈ]を確保し、色変調ライトバルブの画素単位で算出した透過率Ｔ１’を画素値として変数Ｖ１[０〜Ｍ１ｖ−１][０〜Ｍ１ｈ−１]に格納する。

次いで、ステップＳ２０２に移行して、輝度変調ライトバルブの縦方向の大きさおよび色変調ライトバルブの横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとし、変換先の画素値マトリクスの縦方向の画素数をＭ２ｖとしたときに、Ｍ２ｖ×Ｍ１ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ２[Ｍ２ｖ][Ｍ１ｈ]を確保する。

次いで、ステップＳ２０４に移行して、変換元の画素値マトリクスにおいて変換処理の対象となる横方向の位置を示す変数Ｓｐ、および変換元の画素値マトリクスと変換先の画素値マトリクスのサイズ比を示す変数ｒをそれぞれ確保し、変数Ｓｐに「０」を、変数ｒにＭ２ｖ／Ｍ１ｖをそれぞれ設定する。

次いで、ステップＳ２０６に移行して、画素値マトリクス変換処理を実行し、ステップＳ２０８に移行して、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したか否かを判定し、すべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したと判定したとき(Yes)は、ステップＳ２１０に移行する。

ステップＳ２１０では、輝度変調ライトバルブの縦方向の大きさおよび色変調ライトバルブの横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、Ｍ２ｖ×Ｍ１ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ１[Ｍ１ｈ][Ｍ２ｖ]（ステップＳ２００とは転置行列の関係）を確保し、ステップＳ２０６の画素値マトリクス変換処理で得られたＶ２[０〜Ｍ２ｖ−１][０〜Ｍ１ｈ−１]の画素値を、縦方向および横方向を転置させて変数Ｖ１[０〜Ｍ１ｈ−１][０〜Ｍ２ｖ−１]に格納する。

次いで、ステップＳ２１２に移行して、輝度変調ライトバルブの縦方向および横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとし、変換先の画素値マトリクスの横方向の画素数をＭ２ｈとしたときに、Ｍ２ｖ×Ｍ２ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ２[Ｍ２ｈ][Ｍ２ｖ]（ステップＳ２０２とは転置行列の関係）を確保する。

次いで、ステップＳ２１４に移行して、変数Ｓｐに「０」を、変数ｒにＭ２ｈ／Ｍ１ｈをそれぞれ設定し、ステップＳ２１６に移行して、画素値マトリクス変換処理を実行し、ステップＳ２１８に移行して、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したか否かを判定し、すべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したと判定したとき(Yes)は、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。

ステップＳ２１６の画素値マトリクス変換処理で得られたＶ２[０〜Ｍ２ｈ−１][０〜Ｍ２ｖ−１]の画素値は、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１となる。このように、透過率Ｔ１’に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出することができる。

一方、ステップＳ２１８で、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了しないと判定したとき(No)は、ステップＳ２２０に移行して、変数Ｓｐの値に「１」を加算したものを変数Ｓｐに設定し、ステップＳ２１６に移行する。

一方、ステップＳ２０８で、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了しないと判定したとき(No)は、ステップＳ２２２に移行して、変数Ｓｐの値に「１」を加算したものを変数Ｓｐに設定し、ステップＳ２０６に移行する。

次に、ステップＳ１１８の第２透過率決定処理を図８を参照しながら詳細に説明する。

図８は、第２透過率決定処理を示すフローチャートである。

第２透過率決定処理は、ステップＳ１１８において実行されると、図８に示すように、まず、ステップＳ３００に移行するようになっている。

ステップＳ３００では、輝度変調ライトバルブの縦方向および横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、Ｍ２ｖ×Ｍ２ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ１[Ｍ２ｖ][Ｍ２ｈ]を確保し、ステップＳ１１４で算出した輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を画素値として変数Ｖ１[０〜Ｍ２ｖ−１][０〜Ｍ２ｈ−１]に格納する。

次いで、ステップＳ３０２に移行して、色変調ライトバルブの縦方向の大きさおよび輝度変調ライトバルブの横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとし、Ｍ１ｖ×Ｍ２ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ２[Ｍ１ｖ][Ｍ２ｈ]を確保する。

次いで、ステップＳ３０４に移行して、変換元の画素値マトリクスにおいて変換処理の対象となる横方向の位置を示す変数Ｓｐ、および変換元の画素値マトリクスと変換先の画素値マトリクスのサイズ比を示す変数ｒをそれぞれ確保し、変数Ｓｐに「０」を、変数ｒにＭ１ｖ／Ｍ２ｖをそれぞれ設定する。

次いで、ステップＳ３０６に移行して、画素値マトリクス変換処理を実行し、ステップＳ３０８に移行して、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したか否かを判定し、すべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したと判定したとき(Yes)は、ステップＳ３１０に移行する。

ステップＳ３１０では、色変調ライトバルブの縦方向の大きさおよび輝度変調ライトバルブの横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、Ｍ１ｖ×Ｍ２ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ１[Ｍ２ｈ][Ｍ１ｖ]（ステップＳ３００とは転置行列の関係）を確保し、ステップＳ３０６の画素値マトリクス変換処理で得られたＶ２[０〜Ｍ１ｖ−１][０〜Ｍ２ｈ−１]の画素値を、縦方向および横方向を転置させて変数Ｖ１[０〜Ｍ２ｈ−１][０〜Ｍ１ｖ−１]に格納する。

次いで、ステップＳ３１２に移行して、色変調ライトバルブの縦方向および横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとし、Ｍ１ｖ×Ｍ１ｈ個の画素値を格納可能な配列型の変数Ｖ２[Ｍ１ｈ][Ｍ１ｖ]（ステップＳ３０２とは転置行列の関係）を確保する。

次いで、ステップＳ３１４に移行して、変数Ｓｐに「０」を、変数ｒにＭ１ｈ／Ｍ２ｈをそれぞれ設定し、ステップＳ３１６に移行して、画素値マトリクス変換処理を実行し、ステップＳ３１８に移行して、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したか否かを判定し、すべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了したと判定したとき(Yes)は、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。

ステップＳ３１６の画素値マトリクス変換処理で得られたＶ２[０〜Ｍ１ｈ−１][０〜Ｍ１ｖ−１]の画素値は、色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’となる。このように、透過率Ｔ１に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’を算出することができる。その後の処理は、特に図示しないが、算出した透過率Ｔ’’、ステップＳ１０８で算出した光変調率ＴｐおよびゲインＧに基づいて、上式（２）により、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を算出する。

一方、ステップＳ３１８で、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了しないと判定したとき(No)は、ステップＳ３２０に移行して、変数Ｓｐの値に「１」を加算したものを変数Ｓｐに設定し、ステップＳ３１６に移行する。

一方、ステップＳ３０８で、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について画素値マトリクス変換処理が終了しないと判定したとき(No)は、ステップＳ３２２に移行して、変数Ｓｐの値に「１」を加算したものを変数Ｓｐに設定し、ステップＳ３０６に移行する。

次に、ステップＳ２０６，Ｓ２１６，Ｓ３０６，Ｓ３１６の画素値マトリクス変換処理を図９を参照しながら詳細に説明する。

図９は、画素値マトリクス変換処理を示すフローチャートである。

画素値マトリクス変換処理は、ステップＳ２０６，Ｓ２１６，Ｓ３０６，Ｓ３１６において実行されると、図９に示すように、まず、ステップＳ４００に移行するようになっている。

ステップＳ４００では、変数Ｖ１[][]の第１要素の番号をカウントするための変数ｎ１、変数Ｖ２[][]の第１要素の番号をカウントするための変数ｎ２、変換元の画素値マトリクスの変換処理すべき位置を示す変数Ｌ１、変換先の画素値マトリクスの変換処理すべき位置を示す変数Ｌ２、変換処理が完了した位置を示す変数Ｌｂ、および加算係数を示す変数ｄＬをそれぞれ確保する。そして、変数ｎ１，ｎ２，Ｌｂに「０」を、変数Ｌ１に変数ｒの値を、変数Ｌ２に「１」をそれぞれ設定する。

次いで、ステップＳ４０２に移行して、変数Ｌ１の値と変数Ｌ２の値が等しいか否かを判定し、変数Ｌ１の値と変数Ｌ２の値が等しくないと判定したとき(Yes)は、ステップＳ４０４に移行して、変数Ｌ２の値が変数Ｌ１の値よりも大きいか否かを判定し、変数Ｌ２の値が変数Ｌ１の値よりも小さいと判定したとき(No)は、ステップＳ４０６に移行する。

ステップＳ４０６では、変数Ｌ２の値から変数Ｌｂの値を減算したものを変数ｄＬに設定し、ステップＳ４０８に移行して、変数Ｌ２の値を変数Ｌｂに設定し、ステップＳ４１０に移行する。

ステップＳ４１０では、変数ｄＬの値と変数Ｖ１[ｎ１][Ｓｐ]の値を乗算し、その乗算結果に変数Ｖ２[ｎ２][Ｓｐ]の値を加算したものを変数Ｖ２[ｎ２][Ｓｐ]に設定し、ステップＳ４１２に移行して、変数ｎ２の値に「１」を加算したものを変数ｎ２に、変数Ｌ２の値に「１」を加算したものを変数Ｌ２にそれぞれ設定し、ステップＳ４１４に移行する。

ステップＳ４１４では、変数Ｌｂの値が変換元の画素値マトリクスの縦方向の端点に達したか否かを判定し、変換元の画素値マトリクスの縦方向の端点に達したと判定したとき(Yes)は、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。

一方、ステップＳ４１４で、変数Ｌｂの値が変換元の画素値マトリクスの縦方向の端点に達していないと判定したとき(No)は、ステップＳ４０２に移行する。

一方、ステップＳ４０４で、変数Ｌ２の値が変数Ｌ１の値よりも大きいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ４１６に移行して、変数Ｌ１の値から変数Ｌｂの値を減算したものを変数ｄＬに設定し、ステップＳ４１８に移行して、変数Ｌ１の値を変数Ｌｂに設定し、ステップＳ４２０に移行する。

ステップＳ４２０では、変数ｄＬの値と変数Ｖ１[ｎ１][Ｓｐ]の値を乗算し、その乗算結果に変数Ｖ２[ｎ２][Ｓｐ]の値を加算したものを変数Ｖ２[ｎ２][Ｓｐ]に設定し、ステップＳ４２２に移行して、変数ｎ１の値に「１」を加算したものを変数ｎ１に、変数Ｌ１の値に変数ｒを加算したものを変数Ｌ１にそれぞれ設定し、ステップＳ４１４に移行する。

一方、ステップＳ４０２で、変数Ｌ１の値と変数Ｌ２の値が等しいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ４２４に移行して、変数Ｌ２の値から変数Ｌｂの値を減算したものを変数ｄＬに設定し、ステップＳ４２６に移行して、変数Ｌ２の値を変数Ｌｂに設定し、ステップＳ４２８に移行する。

ステップＳ４２８では、変数ｄＬの値と変数Ｖ１[ｎ１][Ｓｐ]の値を乗算し、その乗算結果に変数Ｖ２[ｎ２][Ｓｐ]の値を加算したものを変数Ｖ２[ｎ２][Ｓｐ]に設定し、ステップＳ４３０に移行して、変数ｎ１の値に「１」を加算したものを変数ｎ１に、変数Ｌ１の値に変数ｒを加算したものを変数Ｌ１に、変数ｎ２の値に「１」を加算したものを変数ｎ２に、変数Ｌ２の値に「１」を加算したものを変数Ｌ２にそれぞれ設定し、ステップＳ４１４に移行する。

次に、本実施の形態の動作を図１０ないし図１３を参照しながら説明する。

以下では、色変調ライトバルブはいずれも、横１８画素×縦１２画素の解像度および８ビットの階調数を有し、輝度変調ライトバルブは、横１５画素×縦１０画素の解像度および８ビットの階調数を有する場合を例にとって説明を行う。

表示制御装置２００では、ステップＳ１００〜Ｓ１０４を経て、ＨＤＲ表示データが読み出され、読み出されたＨＤＲ表示データが解析され、その解析結果に基づいて、ＨＤＲ表示データの輝度レベルが投射型表示装置１００の輝度ダイナミックレンジにトーンマッピングされる。次いで、ステップＳ１０６を経て、色変調ライトバルブの解像度に合わせてＨＤＲ画像がリサイズされる。

次いで、ステップＳ１０８を経て、リサイズ画像の各画素ごとに光変調率Ｔｐが算出される。例えば、リサイズ画像における画素ｐの光変調率Ｔｐは、画素ｐの輝度レベルＲｐ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が（１．２，５．４，２．３）、光源１０の輝度Ｒｓ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が（10000，10000，10000）であるとすると、（１．２，５．４，２．３）／（10000，10000，10000）＝（0.00012，0.00054，0.00023）となる。

図１０は、色変調ライトバルブの透過率Ｔ２を仮決定する場合を示す図である。

次いで、ステップＳ１１０を経て、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２が仮決定される。色変調ライトバルブの左上４区画の画素をｐ２１（左上）、ｐ２２（右上）、ｐ２３（左下）、ｐ２４（右下）とした場合、画素ｐ２１の輝度レベルｎは、リサイズ画像における画素ｐ２１に対応する画素の輝度レベルをＲｐとして、上式（３），（４）により算出される。そして、算出された輝度レベルｎに対応する透過率が制御値登録テーブル４２０Ｒ〜４２０Ｂから読み出され、画素ｐ２１の透過率Ｔ２１には、図１０に示すように、読み出された透過率が与えられる。画素ｐ２２〜ｐ２４の透過率Ｔ２２〜Ｔ２４についても、画素ｐ２１と同様に、上式（３），（４）により輝度レベルｎを算出することにより求めることができる。

図１１は、色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’を算出する場合を示す図である。

次いで、ステップＳ１１２を経て、色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’が算出される。画素ｐ２１〜ｐ２４に着目した場合、これに対応する輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１１〜Ｔ１４は、図１１に示すように、画素ｐ２１〜ｐ２４の光変調率をＴｐ１〜Ｔｐ４、ゲインＧを「１」とすると、下式（５）〜（８）により算出することができる。

実際に数値を用いて計算する。Ｔｐ１＝0.00012、Ｔｐ２＝0.05、Ｔｐ３＝0.03、Ｔｐ４＝0.01、Ｔ２１＝0.1、Ｔ２２＝0.2、Ｔ２３＝0.3、Ｔ２４＝0.4である場合は、下式（５）〜（８）によりＴ１１＝0.0012、Ｔ１２＝0.25、Ｔ１３＝0.1、Ｔ１４＝0.025となる。

Ｔ１１ ＝ Ｔｐ１／Ｔ２１ …（５）
Ｔ１２ ＝ Ｔｐ２／Ｔ２２ …（６）
Ｔ１３ ＝ Ｔｐ３／Ｔ２３ …（７）
Ｔ１４ ＝ Ｔｐ４／Ｔ２４ …（８）

図１２は、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を決定する場合を示す図である。

次いで、ステップＳ１１４を経て、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１が決定される。

まず、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ステップＳ２００〜Ｓ２０８を経て、色変調ライトバルブの画素単位で算出された透過率Ｔ１’を画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、輝度変調ライトバルブの縦方向の大きさおよび色変調ライトバルブの横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換処理が行われる。画素値マトリクス変換処理では、変換元の画素値マトリクスのうち縦方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち縦方向に沿って配列された第２画素列を対象として、第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが次のように算出される。画素値Ｖ２ｎは、第１画素列および第２画素列の全長が同一であるとして第１画素列および第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに応じた重み付けが画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに対して行われ、その重み付け結果が画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、ステップＳ４００〜Ｓ４３０を繰り返し経て、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について行われる。図１２（ａ），（ｂ）の例では、画素マトリクスの縦方向が１２区分から１０区分に解像度変換されている。

次いで、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、ステップＳ２１０〜Ｓ２１８を経て、上記画素値マトリクス変換処理で得られた変換先の画素値マトリクスを今度は変換元の画素値マトリクスとし、輝度変調ライトバルブの縦方向および横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換処理が行われる。画素値マトリクス変換処理では、変換元の画素値マトリクスのうち横方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち横方向に沿って配列された第２画素列を対象として、第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが次のように算出される。画素値Ｖ２ｎは、第１画素列および第２画素列の全長が同一であるとして第１画素列および第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに応じた重み付けが画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに対して行われ、その重み付け結果が画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、ステップＳ４００〜Ｓ４３０を繰り返し経て、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について行われる。図１２（ｂ），（ｃ）の例では、画素マトリクスの横方向が１８区分から１５区分に解像度変換されている。

そして、２回目の画素値マトリクス変換処理で得られた変換先の画素値マトリクスは、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１となる。

次いで、ステップＳ１１６を経て、輝度変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素について算出された透過率Ｔ１に対応する制御値が制御値登録テーブル４００から読み出され、読み出された制御値がその画素の制御値として決定される。例えば、輝度変調ライトバルブの画素ｐ１１の透過率Ｔ１５が「0.1008」として算出された場合、制御値登録テーブル４００を参照すると、図３に示すように、「0.09」が最も近似した値となる。したがって、制御値登録テーブル４００からは、画素ｐ１１の制御値として「８」が読み出される。

図１３は、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を決定する場合を示す図である。

次いで、ステップＳ１１８を経て、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２が決定される。

まず、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ステップＳ３００〜Ｓ３０８を経て、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを変換元の画素値マトリクスとし、色変調ライトバルブの縦方向の大きさおよび輝度変調ライトバルブの横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換処理が行われる。画素値マトリクス変換処理では、変換元の画素値マトリクスのうち縦方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち縦方向に沿って配列された第２画素列を対象として、第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが次のように算出される。画素値Ｖ２ｎは、第１画素列および第２画素列の全長が同一であるとして第１画素列および第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに応じた重み付けが画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに対して行われ、その重み付け結果が画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、ステップＳ４００〜Ｓ４３０を繰り返し経て、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について行われる。図１３（ａ），（ｂ）の例では、画素マトリクスの縦方向が１０区分から１２区分に解像度変換されている。

次いで、図１３（ｂ），（ｃ）に示すように、ステップＳ３１０〜Ｓ３１８を経て、上記画素値マトリクス変換処理で得られた変換先の画素値マトリクスを今度は変換元の画素値マトリクスとし、色変調ライトバルブの縦方向および横方向の大きさに対応した画素値マトリクスを変換先の画素値マトリクスとして画素値マトリクス変換処理が行われる。画素値マトリクス変換処理では、変換元の画素値マトリクスのうち横方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち横方向に沿って配列された第２画素列を対象として、第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎが次のように算出される。画素値Ｖ２ｎは、第１画素列および第２画素列の全長が同一であるとして第１画素列および第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに応じた重み付けが画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに対して行われ、その重み付け結果が画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出される。そして、画素値Ｖ２ｎの算出は、ステップＳ４００〜Ｓ４３０を繰り返し経て、第２画素列のすべての画素について行われ、さらに、変換元の画素値マトリクスにおけるすべての画素について行われる。図１３（ｂ），（ｃ）の例では、画素マトリクスの横方向が１５区分から１８区分に解像度変換されている。

そして、２回目の画素値マトリクス変換処理で得られた変換先の画素値マトリクスは、色変調ライトバルブの画素単位で算出した輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’となる。その後は、算出された透過率Ｔ’’および光変調率Ｔｐ、並びにゲインＧに基づいて、上式（２）により、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２が算出される。

次いで、ステップＳ１２０を経て、色変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素について算出された透過率Ｔ２に対応する制御値が制御値登録テーブル４２０Ｒ〜４２０Ｂから読み出され、読み出された制御値がその画素の制御値として決定される。例えば、液晶ライトバルブ４０Ｒの画素ｐ２４について透過率Ｔ２８が「0.0842」として算出された場合、制御値登録テーブル４２０Ｒを参照すると、図４に示すように、「0.07」が最も近似した値となる。したがって、制御値登録テーブル４２０Ｒからは、画素ｐ２４の制御値として「７」が読み出される。

そして、ステップＳ１２２を経て、決定された制御値がライトバルブ駆動装置８０に出力される。これにより、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブがそれぞれ駆動して表示画像が投影される。

このようにして、本実施の形態では、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を仮決定し、仮決定した透過率Ｔ２およびＨＤＲ表示データに基づいて色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’を算出し、算出した透過率Ｔ１’に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出するようになっている。

これにより、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを介して光源１０からの光を変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができる。また、画素値マトリクスのうち１方向の画素列についての変換処理を同様に他のすべての画素列について行い、また、画素値マトリクスの全体の変換処理を２回行うだけでよいので、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブがそれぞれ異なる解像度を有する場合に、従来に比して、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出する演算処理が比較的簡素になる。さらに、階調数に相当する数の階調テーブルを保持しなくてもすむので、階調数を増加させても、従来に比して、階調テーブルのサイズおよび生成時間がさほど増大することがない。

さらに、本実施の形態では、決定した透過率Ｔ１に基づいて画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’を算出し、算出した透過率Ｔ１’’およびＨＤＲ表示データに基づいて色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を算出するようになっている。

これにより、画素値マトリクスのうち１方向の画素列についての変換処理を同様に他のすべての画素列について行い、また、画素値マトリクスの全体の変換処理を２回行うだけでよいので、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブがそれぞれ異なる解像度を有する場合に、従来に比して、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を算出する演算処理が比較的簡素になる。

さらに、本実施の形態では、色変調ライトバルブは、表示解像度を決定する光変調素子である。

これにより、表示解像度を決定する色変調ライトバルブの透過率Ｔ２の方を後に決定するので、誤差の影響を抑制することができ、画質が劣化する可能性をさらに低減することができる。

さらに、本実施の形態では、１段目の光変調素子として輝度変調ライトバルブを、２段目の光変調素子として色変調ライトバルブをそれぞれ利用するようになっている。

これにより、従来の投射型表示装置に光変調素子を１つだけ追加すればよいので、投射型表示装置１００を比較的容易に構成することができる。

上記実施の形態において、輝度変調ライトバルブは、発明１ないし５、７、９ないし１４、１６、１８ないし２３、２５若しくは２７の第１光変調素子、または発明７、１６若しくは２５の全波長領域輝度変調素子に対応し、色変調ライトバルブは、発明１ないし７、９ないし１６、１８ないし２５若しくは２７の第２光変調素子、または発明７、１６若しくは２５の特定波長領域輝度変調素子に対応している。また、ステップＳ１１０は、発明２ないし４、１１ないし１３の光伝搬特性仮決定手段、または発明２０ないし２２の光伝搬特性仮決定ステップに対応し、ステップＳ１１２，Ｓ１１４は、発明１若しくは１０の光伝搬特性決定手段、発明２ないし４、１１ないし１３の第１光伝搬特性決定手段、発明２０ないし２２の第１光伝搬特性決定ステップ、または発明１９の光伝搬特性決定ステップに対応している。

また、上記実施の形態において、ステップＳ１１６は、発明２、４、１１若しくは１３の第１制御値決定手段、または発明２０若しくは２２の第１制御値決定ステップに対応し、ステップＳ１１８は、発明２、４、５、１１、１３若しくは１４の第２光伝搬特性決定手段、発明２０、２２若しくは２３の第２光伝搬特性決定ステップ、またはに対応している。また、ステップＳ１２０は、発明２、４、１１若しくは１３の第２制御値決定手段、または発明２０若しくは２２の第２制御値決定ステップに対応し、ステップＳ４００〜Ｓ４３０は、発明１ないし５、１０ないし１４の画素値マトリクス変換手段、または発明１９ないし２３の画素値マトリクス変換ステップに対応している。

なお、上記実施の形態においては、画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出するように構成したが、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブの縦方向または横方向の画素数が同一である場合は、画素値マトリクス変換処理を１回行うことにより輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出することができる。

また、上記実施の形態においては、画素値マトリクス変換処理を２回行うことにより色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’を算出するように構成したが、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブの縦方向または横方向の画素数が同一である場合は、画素値マトリクス変換処理を１回行うことにより色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’’を算出することができる。

また、上記実施の形態においては、輝度変調ライトバルブが１枚の液晶ライトバルブ３０から構成されていることから、１つの制御値登録テーブル４００を用意し、制御値登録テーブル４００に基づいて輝度変調ライトバルブの各画素の制御値を決定するように構成したが、これに限らず、ＲＧＢ３原色ごとに制御値登録テーブル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用意し、制御値登録テーブル４００Ｒ〜４００Ｂに基づいて輝度変調ライトバルブの各画素の制御値を決定するように構成することもできる。輝度変調ライトバルブは、光の全波長領域の輝度を変調するため、制御値登録テーブル４００には、代表的な波長の光の透過率が登録されている。しかしながら、ＲＧＢ３原色のそれぞれの波長については、必ずしも登録されている透過率とはならない。

そこで、輝度変調ライトバルブについては、厳密に、ＲＧＢ３原色ごとに制御値に対応する透過率を測定し、制御値登録テーブル４００Ｒ〜４００Ｂを構成する。次いで、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１をＲＧＢ３原色ごとに決定し、Ｒについて算出した透過率Ｔ１に最も近似する透過率を制御値登録テーブル４００Ｒのなかから検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読み出す。同様に、Ｇについて算出した透過率Ｔ１およびＢについて算出した透過率Ｔ１に基づいて制御値登録テーブル４００Ｇ，４００Ｂから該当の制御値を読み出す。そして、輝度変調ライトバルブの同一の画素について読み出した制御値の平均値等をその画素の制御値として算出する。

これにより、輝度変調ライトバルブの各画素の制御値が、その画素と光路上で重なり合う色変調ライトバルブの画素のＲＧＢ３原色ごとの透過率に対して比較的適切な値となるので、画質が劣化する可能性をさらに低減することができる。

また、上記実施の形態においては、色変調ライトバルブを、表示解像度を決定する光変調素子として構成したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブを、表示解像度を決定する光変調素子として構成することもできる。この場合、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１（先に決定される光変調素子の透過率をＴ１とする。）を決定してから、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２（後に決定される光変調素子の透過率をＴ２とする。）を決定する。また、上記と同様に、ＲＧＢ３原色ごとに制御値登録テーブル４００Ｒ〜４００Ｂを用意し、制御値登録テーブル４００Ｒ〜４００Ｂに基づいて輝度変調ライトバルブの各画素の制御値を決定するように構成することもできる。

具体的には、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２をＲＧＢ３原色ごとに決定し、Ｒについて算出した透過率Ｔ２に最も近似する透過率を制御値登録テーブル４００Ｒのなかから検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読み出す。同様に、Ｇについて算出した透過率Ｔ２およびＢについて算出した透過率Ｔ２に基づいて制御値登録テーブル４００Ｇ，４００Ｂから該当の制御値を読み出す。そして、輝度変調ライトバルブの同一の画素について読み出した制御値の平均値等をその画素の制御値として算出する。

これにより、輝度変調ライトバルブの各画素の制御値が、その画素と光路上で重なり合う色変調ライトバルブの画素のＲＧＢ３原色ごとの透過率に対して比較的適切な値となるので、画質が劣化する可能性をさらに低減することができる。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、輝度変調ライトバルブを１枚の液晶ライトバルブ３０から構成したが、これに限らず、図１４に示すように、液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂの入射側にそれぞれ液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを設けて構成することもできる。この場合、表示解像度を決定する光変調部は、液晶ライトバルブ３０Ｒ〜３０Ｂおよび液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂのいずれであってもよい。

図１４は、ＲＧＢ各３原色ごとに輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを設けて投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。

これにより、ＲＧＢ３原色ごとの輝度を独立に２段階で変調することができるので、画質が劣化する可能性をさらに低減することができる。

この場合において、液晶ライトバルブ３０Ｒ〜３０Ｂ，４０Ｒ〜４０Ｂは、発明８、１７若しくは２６の第１光変調素子、発明８、１７若しくは２６の第２光変調素子、または発明８、１７若しくは２６の特定波長領域輝度変調素子に対応している。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、輝度変調部１２および色変調部１４を光学的に直接接続して構成したが、これに限らず、図１５に示すように、輝度変調部１２および色変調部１４の間にリレーレンズ５０を設けて構成することもできる。この場合、表示解像度を決定する光変調部は、輝度変調部１２および色変調部１４のいずれであってもよい。

図１５は、輝度変調部１２および色変調部１４の間にリレーレンズ５０を設けて投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。

これにより、輝度変調ライトバルブの画像を精度よく色変調ライトバルブに写像することができるので、結像精度を向上することができる。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、輝度変調部１２の出射側に色変調部１４を設けて構成したが、これに限らず、図１６に示すように、色変調部１４の出射側に輝度変調部１２を設けて構成することもできる。この場合、結像精度を向上させるため、色変調部１４および輝度変調部１２の間にリレーレンズ５０を設けるのが好ましい。また、表示解像度を決定する光変調部は、色変調部１４および輝度変調部１２のいずれであってもよい。

図１６は、色変調部１４の出射側に輝度変調部１２を設けて投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、色変調部１４を３板式（３つの液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂにより色変調を行う方式）として構成したが、これに限らず、図１７に示すように、色変調部１４を単板式（１つの液晶ライトバルブ４０により色変調を行う方式）として構成することもできる。単板式の色変調ライトバルブは、例えば、液晶ライトバルブにカラーフィルターを設けることにより構成することができる。この場合、結像精度を向上させるため、輝度変調部１２および色変調部１４の間にリレーレンズ５０を設けるのが好ましい。また、表示解像度を決定する光変調部は、輝度変調部１２および色変調部１４のいずれであってもよい。

図１７は、単板式として投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、輝度変調部１２および色変調部１４を内蔵して構成したが、これに限らず、図１８に示すように、光の全波長領域の輝度を変調する単板式投射型表示装置３１０と、単板式投射型表示装置３１０からの投影光を受ける投光性のフレネルレンズ３１２と、フレネルレンズ３１２の出射側に設けかつＲＧＢ３原色ごとに光の輝度を変調する色変調パネル３１４とからなる投射型表示システム３００として構成することもできる。この場合、表示解像度を決定する光変調部は、単板式投射型表示装置３１０および色変調パネル３１４のいずれであってもよい。

図１８は、投射型表示システム３００のハードウェア構成を示すブロック図である。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、輝度変調部１２および色変調部１４を内蔵して構成したが、これに限らず、図１９に示すように、ＲＧＢ３原色ごとに光の輝度を変調する３板式投射型表示装置３２０と、３板式投射型表示装置３２０からの投影光を受ける投光性のフレネルレンズ３１２と、フレネルレンズ３１２の出射側に設けかつ光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調パネル３２４とからなる投射型表示システム３００として構成することもできる。この場合、表示解像度を決定する光変調部は、３板式投射型表示装置３２０および輝度変調パネル３２４のいずれであってもよい。

図１９は、投射型表示システム３００のハードウェア構成を示すブロック図である。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、輝度変調部１２および色変調部１４を内蔵して構成したが、これに限らず、図２０に示すように、バックライト４１０と、バックライト４１０の出射側に設けかつ光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調パネル４１２と、輝度変調パネル４１２の出射側に設けかつＲＧＢ３原色ごとに光の輝度を変調する色変調パネル４１４とからなるディスプレイ４００として構成することもできる。この場合、表示解像度を決定する光変調部は、輝度変調パネル４１２および色変調パネル４１４のいずれであってもよい。

図２０は、ディスプレイ４００のハードウェア構成を示すブロック図である。

このように、第１光変調素子および第２光変調素子の構成としては様々なバリエーションが考えられる。図１、図１４ないし図２０の構成も含め、第１光変調素子および第２光変調素子の構成のバリエーションをまとめると次の通りである。なお、第２光変調素子が表示解像度を決定しかつ高解像度であるものとする。

（１）単板式の輝度変調ライトバルブを第２光変調素子とし、３板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。（図１、図１５、図１８および図２０の構成）これにより、（２）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

（２）単板式の輝度変調ライトバルブを第１光変調素子とし、３板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。（図１、図１５、図１８および図２０の構成）これにより、（１）の構成に比して、画質を向上することができる。

（３）３板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子とし、単板式の輝度変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。（図１６および図１９の構成）これにより、（４）の構成に比して、画質を向上することができる。

（４）３板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子とし、単板式の輝度変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。（図１６および図１９の構成）これにより、（３）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

（５）３板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子とし、３板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。（図１４の構成）これにより、（２）、（３）の構成に比して、画質を向上することができる。

（６）３板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子とし、３板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。（図１４の構成）これにより、（２）、（３）の構成に比して、画質を向上することができる。

（７）単板式の輝度変調ライトバルブを第２光変調素子とし、単板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。（図１７の構成）これにより、（８）の構成に比して、製造コストを低減することができる。
（８）単板式の輝度変調ライトバルブを第１光変調素子とし、単板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。（図１７の構成）これにより、（７）の構成に比して、画質を向上することができる。

（９）単板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子とし、単板式の輝度変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（10）の構成に比して、画質を向上することができる。

（10）単板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子とし、単板式の輝度変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（９）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

（11）単板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子とし、３板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（12）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

（12）単板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子とし、３板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（11）の構成に比して、画質を向上することができる。

（13）３板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子とし、単板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（14）の構成に比して、画質を向上することができる。

（14）３板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子とし、単板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（13）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

（15）単板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子とし、単板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（９）の構成に比して、画質を向上することができる。

（16）単板式の色変調ライトバルブを第１光変調素子とし、単板式の色変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（９）の構成に比して、画質を向上することができる。

（17）単板式の輝度変調ライトバルブを第２光変調素子とし、単板式の輝度変調ライトバルブを第１光変調素子として用い、第２光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（10）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

（18）単板式の輝度変調ライトバルブを第１光変調素子とし、単板式の輝度変調ライトバルブを第２光変調素子として用い、第１光変調素子を光源１０側に設ける。これにより、（10）の構成に比して、製造コストを低減することができる。

また、上記実施の形態においては、ＨＤＲ表示データに基づいて輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブの制御値を決定するように構成したが、通常の各色８ビットＲＧＢ画像データを利用する場合、通常のＲＧＢ画像データの０〜２５５という値は、輝度の物理量ではなくあくまで相対的な０〜２５５という値である。そのため、通常のＲＧＢ画像データに基づいて本発明の表示装置の表示を行うためには、通常のＲＧＢ画像から、表示すべき物理的な輝度Ｒｐまたは表示装置全体の透過率Ｔｐを決めなければいけない。

図２１は、入力値登録テーブル４４０のデータ構造を示す図である。

そのために、図２１の入力値登録テーブル４４０を用いれば、通常のＲＧＢ画像の０〜２５５という入力値から物理的な透過率Ｔｐへの変換を行うことができ、かつ、このテーブルの透過率Ｔｐの設定の仕方によって簡単に通常のＲＧＢ画像に対する表示の見た目（階調特性）を変更することが可能となる。このテーブルにおける透過率Ｔｐは、上式（２）におけるＴｐであるため、この値が決定されれば後は、上記実施の形態と同様の処理を行うことにより、複数の光変調素子の透過率Ｔ１，Ｔ２が決定され表示が行える。

図２２は、入力値登録テーブル４６０のデータ構造を示す図である。

図２２の入力値登録テーブル４６０は、透過率Ｔｐの代わりに輝度Ｒｐを用いたものである。このテーブルにおける輝度Ｒｐは、上式（１）におけるＲｐであるため、この値が決定されれば後は、上記実施の形態と同様の処理を行うことにより、複数の光変調素子の透過率Ｔ１，Ｔ２が決定され表示が行える。

また、上記実施の形態においては、色変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素と光路上で重なり合う輝度変調ライトバルブの画素について決定した透過率Ｔ１の重み付け平均値を算出し、その平均値に基づいてその画素の透過率Ｔ２を算出するように構成したが、これに限らず、色変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素と光路上で重なり合う輝度変調ライトバルブの画素について決定した制御値をもとに、その制御値に対応する透過率Ｔ１_tableを制御値登録テーブル４００から読み出し、読み出した透過率Ｔ１_tableの重み付け平均値を算出し、その平均値に基づいてその画素の透過率Ｔ２を算出するように構成することもできる。

また、上記実施の形態においては、同一の画素についてＲＧＢ３原色ごとに算出した透過率Ｔ１’の平均値等をその画素のＴ１’として算出するように構成したが、これに限らず、透過率Ｔ１’はそのままＲＧＢ３原色ごとに算出し、ステップＳ１１４において、同一の画素についてＲＧＢ３原色ごとに算出した透過率Ｔ１の平均値等をその画素のＴ１として算出するように構成することもできる。

また、上記実施の形態においては、色変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素と光路上で重なり合う輝度変調ライトバルブの画素について決定した透過率Ｔ１の重み付け平均値を算出し、その平均値に基づいてその画素の透過率Ｔ２を算出するように構成したが、これに限らず、色変調ライトバルブの各画素ごとに、その画素と光路上で重なり合う輝度変調ライトバルブの画素について決定した透過率Ｔ１の最大値、最小値または平均値を算出し、その算出値に基づいてその画素の透過率Ｔ２を算出するように構成することもできる。

また、上記実施の形態においては、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを用いて光の輝度を２段階に変調するように構成したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブを２セット用いて光の輝度を２段階に変調するように構成することもできる。

また、上記実施の形態においては、液晶ライトバルブ３０，４０Ｒ〜４０Ｂとしてアクティブマトリックス型の液晶表示素子を用いて構成したが、これに限らず、液晶ライトバルブ３０，４０Ｒ〜４０Ｂとしてパッシブマトリックス型の液晶表示素子およびセグメント型の液晶表示素子を用いて構成することもできる。アクティブマトリックス型の液晶表示素子は、精密な階調表示ができるという利点があり、パッシブマトリックス型の液晶表示素子およびセグメント型の液晶表示素子は、安価に製造できるという利点を有する。

また、上記実施の形態において、投射型表示装置１００は、透過型の光変調素子を設けて構成したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブまたは色変調ライトバルブをＤＭＤ等の反射型の光変調素子で構成することもできる。この場合、ＨＤＲ表示データに基づいて反射率を決定する。

また、上記実施の形態においては、説明を簡単にするため、画素数および階調数が小さい光変調素子を用いているが、画素数および階調数が大きい光変調素子を用いる場合においても上記実施の形態と同様に処理することができる。

また、上記実施の形態においては、説明を簡単にするため、ゲインＧ＝１．０と設定したが、ハードウェア構成によっては、ゲインＧ＝１．０ではなくなる。また、実際の計算コストを考えたときには、ゲインＧの影響を含んだかたちで制御値および透過率を制御値登録テーブルに登録しておく方とよい。

また、上記実施の形態において、図５、図７、図８および図９のフローチャートに示す処理を実行するにあたってはいずれも、ＲＯＭ７２にあらかじめ格納されている制御プログラムを実行する場合について説明したが、これに限らず、これらの手順を示したプログラムが記憶された記憶媒体から、そのプログラムをＲＡＭ７４に読み込んで実行するようにしてもよい。

ここで、記憶媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、あらゆる記憶媒体を含むものである。

また、上記実施の形態においては、本発明に係る光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置の制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置の制御方法を、図１に示すように、投射型表示装置１００に適用したが、これに限らず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。

投射型表示装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。 表示制御装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。 制御値登録テーブル４００のデータ構造を示す図である。 制御値登録テーブル４２０Ｒのデータ構造を示す図である。 表示制御処理を示すフローチャートである。 トーンマッピング処理を説明するための図である。 第１透過率決定処理を示すフローチャートである。 第２透過率決定処理を示すフローチャートである。 画素値マトリクス変換処理を示すフローチャートである。 色変調ライトバルブの透過率Ｔ２を仮決定する場合を示す図である。 色変調ライトバルブの画素単位で輝度変調ライトバルブの透過率Ｔ１’を算出する場合を示す図である。 輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を決定する場合を示す図である。 色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を決定する場合を示す図である。 ＲＧＢ各３原色ごとに輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを設けて投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。 輝度変調部１２および色変調部１４の間にリレーレンズ５０を設けて投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。 色変調部１４の出射側に輝度変調部１２を設けて投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。 単板式として投射型表示装置１００を構成した場合のハードウェア構成を示すブロック図である。 投射型表示システム３００のハードウェア構成を示すブロック図である。 投射型表示システム３００のハードウェア構成を示すブロック図である。 ディスプレイ４００のハードウェア構成を示すブロック図である。 入力値登録テーブル４４０のデータ構造を示す図である。 入力値登録テーブル４６０のデータ構造を示す図である。

符号の説明

１００…投射型表示装置， １０…光源， １２…輝度変調部， ３０…液晶ライトバルブ， ３２ａ，３２ｂ…フライアイレンズ， １４…色変調部， ４０，４０Ｒ〜４０Ｂ…液晶ライトバルブ， ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ₁〜４２Ｂ₃…フィールドレンズ， ４４ａ，４４ｂ…ダイクロイックミラー， ４６ａ〜４６ｃ…ミラー， ４８…ダイクロイックプリズム， １６…投射部， ７０…ＣＰＵ， ７２…ＲＯＭ， ７４…ＲＡＭ， ７８…Ｉ／Ｆ， ７９…バス， ８０…ライトバルブ駆動装置， ８２…記憶装置， １９９…ネットワーク， ４００，４００Ｒ〜４００Ｇ，４２０Ｒ〜４２０Ｇ…制御値登録テーブル， ３０Ｒ〜３０Ｂ…液晶ライトバルブ， ５０…リレーレンズ， ３００…投射型表示システム， ３１０…単板式投射型表示装置， ３１２…フレネルレンズ， ３１４…色変調パネル， ３２０…３板式投射型表示装置， ３２４…輝度変調パネル， ４００…ディスプレイ， ４１０…バックライト， ４１２…輝度変調パネル， ４１４…色変調パネル， ４４０，４６０…入力値登録テーブル

Claims (15)

1. 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子、および光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
   前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する光伝搬特性決定手段と、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段とを備え、
   前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
   前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
   前記光伝搬特性決定手段は、前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光伝搬特性制御装置。
2. 光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する装置であって、
   前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段と、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段と、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段と、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段とを備え、
   前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
   前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
   前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光学表示装置。
3. 請求項２において、
   前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
   前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第２光変調素子の画素単位で算出した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行い、
   前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換手段で変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第１光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行うことにより、前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光学表示装置。
4. 光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する装置であって、
   前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段と、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段と、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段と、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段と、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段とを備え、
   前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
   前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
   前記第２光伝搬特性決定手段は、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光学表示装置。
5. 請求項４において、
   前記第２光伝搬特性決定手段は、前記光変調素子の列方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記第１光変調素子の各画素について決定した光伝搬特性を前記画素値としてマトリクス状に配列した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行い、
   前記光変調素子の行方向に対応する方向を前記特定方向とし、前記画素値マトリクス変換手段で変換した画素値マトリクスを前記変換元の画素値マトリクスとし、前記第２光変調素子の列方向および行方向の大きさに対応した画素値マトリクスを前記変換先の画素値マトリクスとして前記画素値マトリクス変換手段による変換を行うことにより、前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、
   算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光学表示装置。
6. 請求項２ないし５のいずれかにおいて、
   前記第２光変調素子は、表示解像度を決定する光変調素子であることを特徴とする光学表示装置。
7. 請求項２ないし６のいずれかにおいて、
   前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の一方は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であり、
   前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の他方は、光の全波長領域の輝度を変調する全波長領域輝度変調素子であることを特徴とする光学表示装置。
8. 請求項２ないし６のいずれかにおいて、
   前記第１光変調素子および前記第２光変調素子は、光の波長領域のうち異なる複数の特定波長領域について当該特定波長領域の輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子であることを特徴とする光学表示装置。
9. 請求項２ないし８のいずれかにおいて、
   前記第２光変調素子は、前記第１光変調素子よりも高い解像度を有することを特徴とする光学表示装置。
10. 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子、および光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
    前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する光伝搬特性決定手段、並びに前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
    前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
    前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
    前記光伝搬特性決定手段は、前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光伝搬特性制御プログラム。
11. 光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するプログラムであって、
    前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段、並びに前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
    前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
    前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
    前記第１光伝搬特性決定手段は、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光学表示装置の制御プログラム。
12. 光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するプログラムであって、
    前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定手段、前記光伝搬特性仮決定手段で仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定手段、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定手段、前記第２光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定手段、並びに前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
    前記画素値マトリクス変換手段は、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
    前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行うようになっており、
    前記第２光伝搬特性決定手段は、前記第１光伝搬特性決定手段で決定した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換手段による変換を少なくとも１回行うことにより前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出するようになっていることを特徴とする光学表示装置の制御プログラム。
13. 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子、および光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、
    前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する光伝搬特性決定ステップと、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換ステップとを含み、
    前記画素値マトリクス変換ステップは、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
    前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行い、
    前記光伝搬特性決定ステップは、前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記画素値マトリクス変換ステップを少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする光伝搬特性制御方法。
14. 光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御する方法であって、
    前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定ステップと、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定ステップと、前記第２光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定ステップと、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換ステップとを含み、
    前記画素値マトリクス変換ステップは、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
    前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行い、
    前記第１光伝搬特性決定ステップは、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換ステップを少なくとも１回行うことにより前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする光学表示装置の制御方法。
15. 光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列した第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素をマトリクス状に配列しかつ前記第１光変調素子とは異なる解像度を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御する方法であって、
    前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を仮決定する光伝搬特性仮決定ステップと、前記光伝搬特性仮決定ステップで仮決定した光伝搬特性および表示データに基づいて前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第１光伝搬特性決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第１光変調素子の各画素の制御値を決定する第１制御値決定ステップと、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を決定する第２光伝搬特性決定ステップと、前記第２光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記第２光変調素子の各画素の制御値を決定する第２制御値決定ステップと、前記光変調素子の画素配列に対応させて前記画素の画素値をマトリクス状に配列した画素値マトリクスを異なる大きさの画素値マトリクスに変換する画素値マトリクス変換ステップとを含み、
    前記画素値マトリクス変換ステップは、変換元の画素値マトリクスのうち特定方向に沿って配列された第１画素列、および変換先の画素値マトリクスのうち前記特定方向に沿って配列された第２画素列を対象として、前記第２画素列のｎ番目の画素ｐ２ｎの画素値Ｖ２ｎを、前記第１画素列および前記第２画素列の全長が同一であるとして前記第１画素列および前記第２画素列を重ね合わせたときに、画素ｐ２ｎと重なり合う前記第１画素列のｋ個の画素ｐ１ｋのそれぞれについて、画素ｐ２ｎと画素ｐ１ｋとが長さ方向に重なり合う度合いに基づいて画素ｐ１ｋの画素値Ｖ１ｋに重み付けを行い、その重み付け結果を画素ｐ１ｋのすべてについて総和した値として算出し、
    前記画素値Ｖ２ｎの算出を、前記第２画素列のすべての画素について行い、さらに、前記変換元の画素値マトリクスにおける前記特定方向のすべての画素列について行い、
    前記第２光伝搬特性決定ステップは、前記第１光伝搬特性決定ステップで決定した光伝搬特性に基づいて前記画素値マトリクス変換ステップを少なくとも１回行うことにより前記第２光変調素子の画素単位で前記第１光変調素子の光伝搬特性を算出し、算出した光伝搬特性および前記表示データに基づいて前記第２光変調素子の各画素の光伝搬特性を算出することを特徴とする光学表示装置の制御方法。
    

Images