JP2008083292A - 画像表示装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】第１光変調素子の出射光が、第２光変調素子の対応画素で、画素サイズより広がった状態でも、高周波光振幅画像のモアレの発生を抑制する画像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像表示装置は、第1光変調素子と第2光変調素子とを画素単位にて光学的に直列配置し、透過率を制御して画像表示するものであり、画像信号から第1制御値を求める第1光変調素子制御値決定部と、画像信号から第2制御値を求める第2光変調素子制御値決定部と、高周波高振幅領域にて、第2制御値から透過率が相対的に低い画素に対応する第1光変調素子の画素を補正対象画素とする高周波高振幅信号検出部と、補正対象画素の第1制御値を、領域における他の画素の透過率に対応させて補正する第1光変調素子制御値補正部と、補正された第1制御値により、第1光変調素子を駆動する第1光変調素子駆動部と、第2制御値により第2光変調素子を駆動する第2光変調素子駆動部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多階調の画像を表示する画像表示装置及びプロジェクタに係り、特に高階調表示に好適な画像表示装置及びプロジェクタに関する。

近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display），ＥＬ（Electroluminescence Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や投写型表示装置等の電子ディスプレイ装置における画質改善は目覚ましく、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を有する装置が実現されつつある。
しかし、輝度ダイナミックレンジに関しては、その再現範囲はたかだか１〜１０^２［nit］程度の範囲であり、また階調度を表現するビット数も８ビットが一般に用いられている。
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の範囲が１０^−２〜１０^４［nit］程度あり、また輝度弁別能力が０．２［nit］であり、この輝度弁別能力に対応させて、輝度ダイナミックレンジの範囲を階調数に換算すると、ほぼ１２ビット相当のデータ量が必要となると言われている。

上述したような視覚特性を経由し、現在の電子ディスプレイ装置の表示画像を見た場合、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卜部の階調の分解能が不足しているため、表示画像のリアリティーや迫力に対して物足りなさを感じることとなる。
また、映画やゲーム等で使用されるＣＧ（Computer Graphics）の画像においては、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性をデータに持たせて描写のリアリティーを追求する動きが主流になりつつある。
しかし、電子ディスプレイ装置の性能が、不足しているために、上記ＣＧコンテンツの画像を表示する際、ＣＧコンテンツが本来有する画像の表現力（階調を表現するビット数が多い）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Windows（登録商標）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、ＣＧコンテンツにおける１６ビット色空間を充分に生かすことが出来る高ダイナミックレンジ・高階調の電子ディスプレイ装置の実現への要求が高まると考えられる。
ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（Digital Light Processing、商標）プロジェクタといった投写型表示装置（プロジェクタ）は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティーや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。この分野では上記の課題を解決するために、以下に述べる提案がなされている。

高ダイナミックレンジのディスプレイ装置として、光源からの照明光を光路上に直列配置された２つの光変調素子（第１光変調素子及び第２光変調素子）によって二重変調することによって、コントラスト比を向上させる、２変調系投射型表示装置としてＨＤＲ（High Dynamic Range）ディスプレイが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
そして、このようなＨＤＲディスプレイでは、赤色照明光と、緑色照明光と、青色照明光との各々を第１光変調素子にて変調した後にクロスダイクロイックプリズム（合成手段）を用いて合成し、この合成光をさらに第２光変調素子によって変調している。

上述した２変調系投射型表示装置においては、第１光変調素子（前段に配置）及び第２光変調素子（後段に配置）それぞれが有している格子構造によってモアレが発生し易いが、リレー光学系の倍率精度やアライメント精度を高くすることにより、モアレの発生を抑えることが可能である。
また、２変調系投射型表示装置においては、入力信号に応じて、第１及び第２光変変調素子を適切に駆動するため、階調度に対応した制御値を求める２変調処理が必要となる。

上記２変調処理は、例えば、図７に示すように、入力信号が大きくなるに従い、第１及び第２光変調素子ともに透過率を増加させる制御である。図７は、８ビットの入力信号に対して行われる、２変調処理における第１及び第２光変調素子それぞれの透過率の一例を示したものであり、横軸が制御値レベルを示し、縦軸が透過率を示している。この２変調処理における分配制御により、第１及び第２光変調素子の対応する画素間のアライメントが僅かにずれたとしても、画質に対する影響を抑えることができる。
特開２００５−２５０４４０号公報

上記２変調系投射型表示装置は、第１及び第２光変調素子ともに同一解像度及び同一サイズの画素を有する光変調素子を使用する。
しかしながら、この変調系投射型表示装置は、第１及び第２の光変調素子の間に配置される各種の光学素子の影響により、後段に配置される第２光変調素子上に結像する、前段に配置する第１光変調素子の結像画像が、充分に集光されずに、図８に示すように第１光変調素子の画素のサイズよりも広がって、大きくなってしまう欠点を有している。図８は、第１光変調素子の画素を透過した投射光の第２光変調素子での広がりを示す概念図である。図８（ａ）はＲ成分の光の広がりを示し、図８（ｂ）はＧ成分の光の広がりを示し、図８（ｃ）はＢ成分の光の広がりを示している。

このため、全面白表示でのモアレの発生が無いように、第１及び第２光変調素子に対して、光学的なアライメントを調整しても、図９（ａ）に示すような縦１ライン毎に白黒が交互に現れるような高周波高振幅の画像を表示すると新たなモアレが発生することになる。
すなわち、第１光変調素子の各画素から出射される投射光が、第２光変調素子の画素と完全に１対１対応になっていれば、理想的には図８において、中央の画素にだけ照射（結像）する状態が望ましい。
しかしながら、現実には図７に示すように、第１及び第２光変調素子の間にある各種の光学部品によって光が広がることが避けられない。

図９（ａ）に示す高周波光振幅の画像を表示した場合、図９（ｂ）に示すように、白表示をしている画素部分において、第１光変調素子から出射されるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光が広がった状態で照射されて結像することとなる。ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の厚さは、広がって照射されている領域における単位面積当たりの光量、すなわち光密度を示している。ここで、図９（ｂ）は、図９（ａ）において破線で示される３画素分を線分Ａ−Ａにおける線視断面にて示した概念図である。ここで、第１及び第２光変調素子の双方ともに、白表示の領域の画素は高い透過率となっており、黒表示の領域の画素は低い透過率になっている。
したがって、図９（ｃ）に示すように、第２光変調素子の白表示の画素から出射する投射光は、Ｒの光量に比較して、Ｇ及びＢの光量が減少してしまうことになる。

図９に示めした例においては、Ｒの光成分以外のＧ及びＢの光成分が、Ｒの光成分に比較して相対的に広がって照射されていることを示している。
上述したように、図９（ｃ）は第２光変調素子からの出射光景の状態を示しているが、Ｒの光成分の光量が、他のＧ及びＢの光成分の光量より多くなるため、白表示の画素部分がやや赤味を帯びた色として表示されることになる。
このように、Ｒ，Ｇ，Ｂ色成分それぞれの光の広がり方の違いにより、本来白表示である画像が色味を帯びることになる。

このＲ，Ｇ，Ｂ成分各々の光の広がり方の異なりは、画面全体で均一ではなく、中間に配置される光学部品の影響を受けるため、第２変調素子における画素位置によって、不均一に発生することになる。
結果として、従来の変調系投射型表示装置は、第１及び第２光変調素子間の対応する画素アライメントが高い精度にて調整され、全画素白表示のようなベタ画面表示において、モアレの発生が無い状態に制御されていたとしても、画素列（又は画素行）毎に白黒が交互に現れる市松模様のような高周波高振幅の画像を表示した場合、新たなモアレが発生してしまう問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成により、第１光変調素子の画素から出射される光が、第２光変調素子の対応する画素において、画素サイズより大きく広がった状態であっても、高周波光振幅画像を表示した際、モアレの発生を抑制することができる画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の画像表示装置は、第１光変調素子と、該第１変調素子の後段に配置される第２光変調素子とを画素単位にて光学的に直列に配置し、入力される画像信号に対応して、それぞれの透過率を制御して画像表示を行う２変調光学系の画像表示装置であり、前記画像信号により、第１光変調素子を駆動する第１光変調素子制御値を求める第１光変調素子制御値決定部と、前記画像信号により、第２光変調素子を駆動する第２光変調素子制御値を求める第２光変調素子制御値決定部と、該第２光変調素子制御値から、透過率が異なる画素が交互に出現する高周波高振幅状態にて変化している領域において、透過率が相対的に低い画素を検出し、この画素に対応する第１光変調素子の画素を補正対象画素とする高周波高振幅信号検出部と、前記補正対象画素の第１光変調素子制御値を、前記領域における他の画素の透過率に対応させて補正する第１光変調素子制御値補正部と、補正された第１光変調素子制御値により、第１光変調素子を駆動する第１光変調素子駆動部と、前記第２光変調素子制御値により、第２光変調素子を駆動する第２光変調素子駆動部とを有することを特徴とする。

上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、第１光変調手段からの出射光が、第２光変調素子上において、充分に集光されずに対応する画素に隣接する画素へも広がるため、高周波高振幅の画像表示の場合、透過率の低い第２光変調素子の画素にて、広がった分の出射光が遮蔽されるが、遮蔽している透過率の低い画素に対応する第１光変調素子の画素（補正対象画素）の透過率を上げることにより、この画素の出射する光が第２光変調素子における隣接する透過率の高い画素に広がることにより、本来透過率の高い隣接する第２光変調素子の画素に、隣接する遮光した画素に対応する第１光変調素子の画素からの出射光が広がることとなり、透過率の高い画素自身における光の広がりによって減少した光量を補うことができる。
すなわち、本願発明の画像表示装置によれば、高周波高振幅の画像表示の場合、第１光変調素子の画素に対応する第２光変調素子の画素の透過率が、隣接する画素の透過率よりも十分に低い場合、この画素に対応する第１光変調素子の画素の透過率を高くすることにより、隣接する透過率の高い第２光変調素子の画素から出射される光の光量を補正することが可能となり、従来例に比較し、比較処理を行うだけの簡易な演算補正によりモアレの発生を抑制することができる。

本発明の画像表示装置は、前記高周波高振幅信号検出部が、検出対象の画素と、該画素に隣接する画素との間にて、透過率を比較することにより、前記補正対象画素の検出を行うことを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、最もモアレの発生に関与する隣接する画素間の透過率の比較を行うことにより、モアレの発生を抑制するために補正する必要のある補正対象画素の検出を効率的に高い精度にて行うことができる。

本発明の画像表示装置は、前記高周波高振幅信号検出部が、補正対象画像を検出する際、検出対象の画素の第２光変調制御値と、該画素に隣接する画素との透過率の比に対応して設定された閾値により行うことを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、隣接する画素の予め設定されている透過率の比によって閾値が設定されているため、画素間の透過率の値に応じた光量の比較が行え、モアレの発生を抑制するために補正する必要のある補正対象画素の検出を高い精度にて行うことができる。

本発明の画像表示装置は、前記高周波高振幅信号検出部が、隣接する画素のいずれかの制御値が検出対象の画素の制御値に対応する閾値を超えていることを検出すると、該検出対象の画素を補正対象画素とすることを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、隣接する透過率の高い第１光変調素子の画素に対して、この画素が光に広がりにより喪失した光量を補正する必要の可否を容易に検出することが可能となり、効果的な光量の補正処理を行うことができる。

本発明の画像表示装置は、前記第２光変調素子制御値と該第２光変調素子制御値に対する閾値との対応関係を示す閾値テーブルを有し、白表示と黒表示との画素を隣接させた高周波高振幅状態の画像を表示させ、隣接する黒表示の画素の透過率を一定幅にて上昇させ、モアレが視認できなくなる時点の透過率の比を求め、各第２光変調素子制御値に対応する透過率に対し、該比の逆数を乗じて基準透過率を求め、この基準透過率に対応する第２光変調素子制御値を、前記閾値として用いることを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、装置毎に閾値を設定することができ、装置毎に異なるアライメントや集光状態に対応させた精度の高い制御を行いことが可能となり、かつ補正対象画素の検出時に容易に閾値を読みだして用いることができるので、高速に補正対象画素の検出を行うことが可能となる。

本発明の画像表示装置は、前記第１光変調素子制御値補正部が、前記補正対象画素の第１光変調素子制御値を、検出対象の画素に隣接する画素における最も高い透過率を示す画素に対応する第１光変調素子の画素の第１光変調素子制御値に変更、もしくは、前記補正対象画素に隣接する画素における最も高い透過率を示す画素の第１光変調素子制御値に変更することを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、補正対象画素の制御値として、最も補正が必要な透過率の高い第２光変調素子の画素に対応する第１変調素子の画素の制御値を採用することとなり、効果的な補正を行うことができる。

本発明の画像表示装置は、前記高周波高振幅信号検出部が、画像の外周部にある画素において、隣接する画素が存在しない場合、仮想画素の制御値として「０」を用いて補正対象画素の検出処理を行うことを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、予め隣接する画素が無い画素が検出対象の場合、余分な例外処理を行う必要がないため、不要な演算処理を行う必要が無く、補正対象画素の検出処理を効率的に行うことができる。

本発明の画像表示装置は、第１変調素子がＲ，Ｇ，Ｂ各色成分毎に設けられている場合、前記高周波高振幅信号検出部が、補正対象画素の検出をＲ，Ｇ，Ｂの色成分毎に行うことを特徴とする。
上記構成により、本発明の画像表示装置によれば、各色成分毎に補正対象画素の補正を行うことにより、それぞれ色成分毎に特性の異なる第１及び第２光変調素子のアライメントや集光に対応して高い精度の補正が行え、モアレの発生を高い精度にて抑制することができる。

本発明のプロジェクタは、上記いずれかの画像表示装置と、該画像表示装置から射出された変調光をスクリーンに投射する投射手段とを有することを特徴とする。
上記構成により、本発明のプロジェクタによれば、高周波高振幅の画像表示の場合、第１光変調素子の画素に対応する第２光変調素子の画素の透過率が、隣接する画素の透過率よりも十分に低い場合、この画素に対応する第１光変調素子の画素の透過率を高くすることにより、隣接する透過率の高い第２光変調素子の画素から出射される光の光量を補正することが可能となり、従来例に比較し、比較処理を行うだけの簡易な演算補正によりモアレの発生を抑制した画像表示が行える。

本発明は、第１光変調素子と第２光変調素子とにおいて光学的に直列に配置されている画素間において、第１光変調素子の画素からの出射光が第２光変調素子の画素にて十分集光されずに広がる現象において、隣接する画素間にて透過率が大きく異なる高周波高振幅の画像を表示する際に発生するモアレを抑制するため、第２光変調素子の透過率の高い画素に隣接する透過率の低い画素に対応する第１光変調素子の画素を補正対象画素として検出し、透過率を周辺の画素に対応して高くするように補正対象画素の第１光変調素子制御値を変更させ、この補正対象画素から出射される光の広がりにより、隣接する第２光変調素子における透過率の高い画素の出射する光量を補完させる画像表示装置に関するものである。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による画像表示装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成例を示すブロック図である。
本実施形態による画像表示装置は、図１に示すように、第１光変調素子制御値決定部１，第２光変調素子制御値決定部２，高周波高振幅信号検出部３，閾値テーブル４，第１光変調素子制御値補正部５，第１光変調素子駆動部６，第１光変調素子７，第２光変調素子駆動部８及び第２光変調素子９から構成されている。
第１光変調素子７，第２光変調素子９各々は、液晶表示素子であり、液晶素子が画素単位にマトリクス状に配列して構成されている。

第１光変調素子制御値決定部１は、時系列に入力される入力映像信号（画像信号）の階調度から、第１光変調素子７の対応する画素の透過率を制御する第１光変調素子制御値を求めて、第１光変調素子制御値補正部５へ出力する。
第２光変調素子制御値決定部２は、時系列に入力される入力映像信号の階調度から、第２光変調素子９の対応する画素の透過率を制御する第２光変調素子制御値を求めて、高周波高振幅信号検出部３及び第２光変調素子駆動部８へ出力する。
ここで、入力映像信号は、例えば、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色成分の階調度として入力される。
第１光変調素子制御値決定部１及び第２光変調素子制御値決定部２各々は、内部に設けた階調度と制御値（第１光変調素子制御値または第２光変調素子制御値）との対応を示す制御値テーブルを検索して、入力される各階調度に対応した制御値を読みだして出力することにより、画素毎の制御値を求めている。

図１の構成においては、画像表示装置において、最も第１光変調素子７と第２光変調素子９との直列に配列した対応する画素間においてアライメント及び集光状態が悪い色成分、例えば、Ｒ成分に対してのみ、上述した透過率の補正を行うものを示している。第１光変調素子７が各色成分の変調用であり、色成分毎に１つずつ設けられている。
他の色成分Ｇ，Ｂ成分において、第１光変調素子駆動部６は、第１光変調素子制御値決定部１が求めた第１光変調素子制御値のそのままの数値により、他の補正を行わない色成分Ｇ，Ｂに対応する第１光変調素子７を駆動する。
なお、各色の集光状態の悪さが同様な状態であれば、Ｒ成分だけでなく、Ｇ、Ｂ成分に関しても同様な透過率の補正を行っても良い。
また、上述した画像表示装置は、入力映像信号がＲ，Ｇ，Ｂの階調度ではなく、モノトーン（白黒）画像の単一の階調度が入力され、高輝度なモノトーン画像を表示させてもよい。この場合、第２光変調素子は１つとなる。

高周波高振幅信号検出部３は、第２光変調素子制御値決定部２から入力される、検索対象の画素（以下、検出画素）の第２光変調素子制御値と、この検出対象の画素に隣接する画素（以下、比較画素）の第２光変調素子制御値とを比較し、検出画素の第２光変調素子制御値に対応して設定されている閾値を超える第２光変調素子制御値を有する比較画素の有無を検出し、閾値を超える第２光変調素子制御値を有する比較画素が検出された場合、この検出画素に対応する第１光変調素子の画素を補正対象画素として設定する。
また、高周波高振幅信号検出部３は、隣接する画素において、最も透過率の高い第２変調素子制御値を有するものを比較画素として用いる。

閾値テーブル記憶部４は、対象とする色成分に対応する第１光変調素子７の画素における各透過率に対応した第２光変調素子制御値と、この第２光変調素子制御値に対応した閾値とを対応させた図２に示す閾値テーブルが記憶されている。
この閾値は、画像表示装置それぞれの固体毎に、以下に説明するように、作業者がモアレの発生を実際に確認しつつ設定している。
すなわち、白表示と黒表示との画素を隣接させた高周波高振幅状態の画像を表示させ、第２表示素子の黒表示の画素の透過率を一定幅にて上昇させ、作業者がモアレの発生を視認できなくなる時点における隣接する画素間の白表示と黒表示の透過率の比を求める。

そして、モアレの発生を視認できなくなった際、隣接する画素間において黒表示の低い透過率を白表示の高い透過率で除算した比を求める。例えばこの比が０．４であるとすると、第２光変調素子制御値が１５０の場合、この１５０の第２光変調素子制御値に対応する透過率が２０％であるため、この透過率を比で除算する（あるいは比の逆数２．５を乗じて）と５０％となる。この透過率５０％が基準透過率であり、各第２光変調素子制御値に対する基準透過率は図２（ｂ）のようになる。
さらに、図２（ａ）の透過率特性を基準透過率で逆引き参照し、第２変調素子制御値を求める。基準透過率５０％に対応する第２光変調素子制御値は１９８であり、第２光変調制御値の制御ステップが「１」であるため、１９８から１を減算した１９７が、上記透過率２０％の第２光変調素子制御値に対する閾値として設定される。したがって、閾値テーブルは図２（ｃ）のようになる。

上述した理由により、この閾値テーブルにおいて、透過率１００％が上記比の０．４となる透過率４０％に対応する第２光変調素子制御値「１８８」を超える閾値が「２５５」となっており、この「２５５」に対応する第２光変調素子制御値を有する検索画素に対しては、補正対象画素の検索を行う必要が無いことを示している。
したがって、高周波高振幅信号検出部３は、検索画素の第２光変調素子制御値が閾値を読みだし、この閾値が第２光変調素子制御値の制御範囲（本実施形態においては「０」〜「２５５」）の最大値（本実施形態においては「２５５」）であることを検出した場合、それ以降の補正対象画素の検索を行わない。

第１光変調素子補正部５は、高周波高振幅信号検出部３が検出した補正対象画素の第１光変調素子制御値を、比較画素に対応する第１光変調素子７の画素の第１光変調素子制御値に変更して補正し、補正した結果を第１光変調素子制御値として、第１光変調素子駆動部６に対して出力する。すなわち、補正対象画素の第１光変調素子制御値は、検索画素に隣接する比較画素に対応する第１光変調素子の画素の第１光変調素子制御値となる。
第１光変調素子駆動部６は、第１光変調素子制御値補正部５から時系列に出力される、補正された第１光変調素子制御値（電圧値）により、第１光変調素子７の各画素を順次駆動し、制御値に対応した透過率とする。
第２光変調素子駆動部８は、第２光変調素子制御値決定部２から時系列に出力される第２光変調素子制御値（電圧値）により、上記第１光変調素子駆動部６の第１光変調素子７の駆動のタイミングに同期させて、第２光変調素子９の各画素を順次駆動し、制御値に対応した透過率とする。

次に、図１の画像表示装置における制御値の補正処理を、図３を用いて説明する。図３は、第２光変調素子９の検索画素及びその隣接する画素の第２光変調素子制御値と、この検索画素に対して直列に配置された第１光変調素子７の画素及びその隣接する画素の第１光変調素子制御値とを示す概念図である。図３（ａ）は補正前のそれぞれの制御値を示し、図３（ｂ）は補正後の制御値を示している。
ここで、画素Ｐ２が第２光変調素子における検索画素であり、画素Ｔ２１〜Ｔ２４がこの画素Ｐ２に対する隣接する画素である。画素Ｐ１が検索画素である画素Ｐ２に対応する第１光変調素子の画素であり、画素Ｔ１１〜Ｔ１４が画素Ｐ１に隣接する画素である。

高周波高振幅信号検出部３は、第２光変調素子制御値決定部２から入力される第２光変調素子制御値を、第２光変調素子９の各画素の位置情報に対応させて内部記憶部に記憶する。
このとき、第１光変調素子制御値補正部５も、第１光変調素子制御値決定部１から入力される第１光変調素子制御値を、第１光変調素子７の各画素の位置情報に対応させて内部記憶部に記憶する。
そして、高周波高振幅信号検出部３は、内部記憶部に対して、１フレーム分の第１光変調素子制御値の記憶が終了すると、順次第１光変調素子制御値を読みだし、対応する画素に対して補正対象画素か否かの検出を行う。

図３（ａ）において、例えば、高周波高振幅信号検出部３は、内部記憶部から画素Ｐ２の第２光変調素子制御値を読みだし、この画素Ｐ２を検索画素とする。
そして、高周波高振幅信号検出部３は、隣接する上下左右の画素Ｔ２１〜Ｔ２２の第２光変調素子制御値を、上記内部記憶部からそれぞれ読みだし、最も大きな第２光変調素子制御値を検出し、その第２光変調素子制御値に対応する画素、図３（ａ）における画素Ｔ２４を比較画素として抽出する。

次に、高周波高振幅信号検出部３は、閾値テーブルから検索画素Ｐ２の第２光変調素子制御値［１５０］に対する閾値［１９７］を読みだし、比較画素Ｔ２４の第２光変調素子制御値［２１５］がこの閾値［１９７］を超えているか否かの検出を行う。
高周波高振幅信号検出部３は、比較画素Ｔ２４の第２光変調素子制御値［２１５］が、閾値［１９７］を超えていることを検出すると、検出画素Ｐ２及び比較画素Ｔ２４の位置情報を第１光変調素子制御値補正部５へ出力する。このとき、高周波高振幅信号検出部３は、比較画素の第２光変調素子制御値が、検索画素の第２光変調素子制御値を超えていないことを検出した場合、第１光変調素子制御値補正部５に対して、検索画素Ｐ２に対応する第１光変調素子７の画素Ｐ１が補正の必要がないことを示す制御情報を出力する。

これにより、第１光変調素子制御値補正部５は、検出画素Ｐ２の位置情報に対応する第１光変調素子７の画素Ｐ１を補正対象画素とし、図３（ｂ）に示すように、この画素Ｐ１の第１光変調素子制御値［１５０］を、比較画素Ｔ２４の位置情報に対応する第１光変調素子７の画素Ｔ１４の第１光変調素子制御値［１７６］に変更する。
一方、第１光変調素子制御値補正部５は、画素Ｐ１が補正の必要がないことを示す制御情報が入力されると、補正しない第１光変調素子制御値を第１光変調素子駆動部６へ出力する。

また、図４に示すように、高周波高振幅信号検出部３は、画像の左上部の画素Ｐ２のような場合、存在しない画素を仮想画素Ｔ２１及びＴ２４として、それぞれ第２光変調素子制御値が「０」として扱い、最大の第２光変調素子制御値の画素である検索画素の抽出を行う。
また、高周波高振幅信号検出部３、第１光変調素子制御値補正部５それぞれが内部記憶部を有し、１フレーム分の変調素子制御値を記憶させているが、検索画素と比較画素を含む３ライン分だけを内部記憶部に記憶するようにしても良い。この場合は、内部記憶部に変調素子制御値を記憶させると同時に、処理対象の画素の変調素子制御部を読み出し、補正対象画素か否かの検出と補正処理を行う。

上述した処理により、図８に示したように、第２光変調素子上での結像状態が色により異なるため、べた画像を表示した状態でモアレが発生しなくても、縦１ライン毎に白黒が交互に現れるような高周波高振幅の画像を表示すると新たなモアレが発生してしまう現象を抑制することができる。
すなわち、図９（ｃ）でも判るように、このモアレは第２光変調素子９の画素が高い透過率であり、隣接する画素の透過率が低い場合に発生しやすい。これは、第１光変調素子７の対応する画素から出射される出射光の一部が、隣接する第２光変調素子９の低い透過率の画素へ広がり遮蔽されるためである。このとき、第２光変調素子９の遮蔽をしている画素に対応する第１光変調素子７の画素の透過率も、図７から判るように、低い数値に設定されている。

したがって、本実施形態のように、広がった光を遮蔽している第２光変調素子９の画素に対応する第１光変調素子７の画素の透過率を上げることにより、隣接する透過率の高い画素を透過する光が増えることとなり、透過率の高い第２光変調素子９の画素に対応する第１光変調素子７の画素を透過する光の一部が隣接する透過率の低い第２光変調素子９の画素によって減少した光量を補うことができる。
したがって、第２光変調素子９の検索画素の透過率が隣接する画素の透過率よりも十分に低い場合、すなわち予め実測により測定した比より小さい場合、この検索画素に対応する第１光変調素子７の画素の透過率を、比較画素に対応する第１光変調素子７の画素の第１光変調素子７の画素の第１光変調素子制御値に変えて補正することにより、高周波高振幅に画像を表示する場合に発生するモアレを抑えることができる。

また、上記実施形態においては、補正対象画素Ｐ１の制御値として、第２光変調素子９における検出画素Ｐ２に隣接する画素のなかで、透過率が最も高い、すなわち制御値が最も高い比較画素Ｔ２４に対応する第１光変調素子７の画素Ｔ１４の制御値を採用している。
しかしながら、第１光変調素子７において、補正対象画素に隣接する画素のなかで、透過率（すなわち制御値）が最も高い画素の制御値を検出し、制御値を補正対象画素の制御値として採用するよう、第１光変調素子制御値補正部５を構成しても良い。このとき、検出画素Ｐ２と隣接する画素との透過率の比較から、補正対象画素を検出する過程においては、すでに説明した実施形態と同様である。

＜第２の実施形態＞
次に、図５を用いて第２の実施形態による画像表示装置の説明を行う。図５は、第２の実施形態による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。図５に示す第２の実施形態による画像処理装置において、図１の第１の実施形態と同様な構成については同一の符号を付している。
図１の第１の実施形態と異なる点は、高周波高振幅信号検出部３が入力映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各々の色成分毎に、第１光変調素子制御値の補正を行う補正対象画素を検出することである。ここで、補正対象画素の検出方法は、第１の実施形態と同様である。

また、第１光変調素子制御値補正部５は、高周波高振幅信号検出部３の検出した色成分ごとの第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂにおける補正対象画素の第１光変調素子制御値を補正することである。
ここで、高周波高振幅信号検出部３による補正対象画素の検索処理と、第１光変調素子制御値補正部５による補正対象画素の第１光変調素子制御値の補正処理とは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分毎に行う以外、すでに述べた第１の実施形態と同様である。
また、第１の実施形態における第１光変調素子７は、第２の実施形態において、色成分の光の変調を行うため、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対応して、第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの３つとなっている。

このため、高周波高振幅信号検出部３は、各第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂそれぞれにおける補正対象画素の検出を行う必要がある。
このため、検索画素に対応して補正する必要があるか否かの判定を行う各色成分に対応した閾値テーブル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが設けられており、高周波高振幅信号検出部３は、第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ各々に対応した補正対象画素の検出を、それぞれ閾値テーブル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを用いて、第２光変調素子９の検索画素に対応して行う。
そして、第１光変調素子駆動部６Ｇ，５Ｇ，６Ｂ各々は、第１光変調素子補正部５から入力される第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂそれぞれに対する第１光変調素子制御値に応じて、第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ各々の画素の透過率の制御を行う。
これにより、第２の実施形態の画像表示装置は、第１の実施形態の効果に加えて、第２光変調素子９に入射される光量を、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対して行うため、フルカラーのＨＤＲにおけるモアレの発生を高い精度にて抑制することができる。

次に図５の第２の実施形態による画像表示装置を用いたプロジェクタの構成を図６に示す。
図６において、照明光Ｌを射出する光源装置１０と、光源装置１０から射出された照明光Ｌの輝度分布を均一化する均一照明系２０と、照明光を赤色照明光と緑色照明光と青色照明光とに分光するとともに各照明光を導光する分光系３０（分光手段）と、各照明光に対して設置されるとともに各照明光を輝度変調する第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと、第１光変調素子７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ各々において輝度変調された照明光（変調光）を合成して合成光として射出するクロスダイクロイックプリズム５０と、合成光を導光するリレーレンズ６０（両側テレセントリックレンズ）と、リレーレンズから射出された合成光を輝度変調する第２光変調素子９と、第２光変調素子９において輝度変調された合成光をスクリーン２００に拡大投射する投射レンズ１００（投射手段）とを備えている。

なお、図１における第１光変調素子制御値決定部１，第２光変調素子制御値決定部２，高周波高振幅信号検出部３，第１光変調素子制御値補正部５における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、画像表示制御の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。

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。

本発明の第１の実施形態による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。 図１における閾値テーブル記憶部４に記憶されている閾値テーブルの構成を示す概念図である。 補正対象画素の検出処理を説明する第１光変調素子７及び第２光変調素子９の画素の対応を示す概念図である。 補正対象画素の検出処理を説明する第１光変調素子７及び第２光変調素子９の画素の対応を示す概念図である。 本発明の第２の実施形態による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による画像表示装置を用いたプロジェクタの構成を示す概念図である。 第１光変調素子７及び第２光変調素子９における透過率の制御値を示すグラフである。 ２変調光学系による画像装置によりモアレが発生するメカニズムを説明する概念図である。 ２変調光学系による画像装置によりモアレが発生するメカニズムを説明する概念図である。

符号の説明

１…光変調素子制御値決定部 ２…第２変調素子制御値決定部 ３…高周波高振幅信号検出部 ４，４Ｒ、４Ｇ，４Ｂ…閾値テーブル記憶部 ５…第１光変調素子制御値補正部 ６…第１光変調素子駆動部 ７、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…第１光変調素子 ８…第２光変調素子駆動部 ９…第２光変調素子９

Claims (9)

1. 第１光変調素子と、該第１変調素子の後段に配置される第２光変調素子とを画素単位にて光学的に直列に配置し、入力される画像信号に対応して、それぞれの透過率を制御して画像表示を行う２変調光学系の画像表示装置であって、
   前記画像信号により、第１光変調素子を駆動する第１光変調素子制御値を求める第１光変調素子制御値決定部と、
   前記画像信号により、第２光変調素子を駆動する第２光変調素子制御値を求める第２光変調素子制御値決定部と、
   該第２光変調素子制御値から、透過率が異なる画素が交互に出現する高周波高振幅状態にて変化している領域において、透過率が相対的に低い画素を検出し、この画素に対応する第１光変調素子の画素を補正対象画素とする高周波高振幅信号検出部と、
   前記補正対象画素の第１光変調素子制御値を、前記領域における他の画素の透過率に対応させて補正する第１光変調素子制御値補正部と、
   補正された第１光変調素子制御値により、第１光変調素子を駆動する第１光変調素子駆動部と、
   前記第２光変調素子制御値により、第２光変調素子を駆動する第２光変調素子駆動部と
   を有することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記高周波高振幅信号検出部が、検出対象の画素と、該画素に隣接する画素との間にて、透過率を比較することにより、前記補正対象画素の検出を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記高周波高振幅信号検出部が、補正対象画像を検出する際、検出対象の画素の第２光変調制御値と、該画素に隣接する画素との透過率の比に対応して設定された閾値により行うことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記高周波高振幅信号検出部が、隣接する画素のいずれかの制御値が検出対象の画素の制御値に対応する閾値を超えていることを検出すると、該検出対象の画素を補正対象画素とすることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記第２光変調素子制御値と該第２光変調素子制御値に対する閾値との対応関係を示す閾値テーブルを有し、
   白表示と黒表示との画素を隣接させた高周波高振幅状態の画像を表示させ、隣接する黒表示の画素の透過率を一定幅にて上昇させ、モアレが視認できなくなる時点の透過率の比を求め、各第２光変調素子制御値に対応する透過率に対し、該比の逆数を乗じて基準透過率を求め、この基準透過率に対応する第２光変調素子制御値を、前記閾値として用いることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
6. 前記第１光変調素子制御値補正部が、前記補正対象画素の第１光変調素子制御値を、検出対象の画素に隣接する画素における最も高い透過率を示す画素に対応する第１光変調素子の画素の第１光変調素子制御値に変更、もしくは、前記補正対象画素に隣接する画素における最も高い透過率を示す画素の第１光変調素子制御値に変更することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像表示装置。
7. 前記高周波高振幅信号検出部が、画像の外周部にある画素において、隣接する画素が存在しない場合、仮想画素の制御値として「０」を用いて補正対象画素の検出処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像表示装置。
8. 第１変調素子がＲ，Ｇ，Ｂ各色成分毎に設けられている場合、
   前記高周波高振幅信号検出部が、補正対象画素の検出をＲ，Ｇ，Ｂの色成分毎に行うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像表示装置。
9. 請求項１から請求項８に記載のいずれかの画像表示装置と、
   該画像表示装置から射出された変調光をスクリーンに投射する投射手段と
   を有することを特徴とするプロジェクタ。

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