JP4759956B2

JP4759956B2 - 光学表示装置

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Publication number: JP4759956B2
Application number: JP2004245029A
Authority: JP
Inventors: 隆志新田; 旬一中村; 正一内山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2024-08-25
Also published as: JP2006064823A

Description

本発明は、光学表示装置、光学表示方法、及び光学表示装置の制御用データ構造に関するものである。

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型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、透過型変調素子の代わりに反射型変調素子を用いてもよく、その代表例としては、ＤＭＤ素子が挙げられる。

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。なお、第１及び第２光変調素子は、映像信号から作られた第１と第２の変調信号で各々別個に駆動される。

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。

上式（１），（２）から、画素ｐについてＴ１およびＴ２の組み合わせが無数に存在することが分かる。しかしながら、Ｔ１およびＴ２を任意に決定してよいわけではない。決定の仕方によっては画質が劣化することがあるので、Ｔ１およびＴ２は、画質を考慮して適切に決定する必要がある。

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、各画素の制御値における決定の仕方によっては画質が劣化す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。

また、本発明者らは、上記文献における問題点を解決すべく、第１及び第２光変調素子の各々が４ビットの階調特性を有し、当該第１及び第２光変調素子を直列に配置することで、８ビットの階調特性が得られる表示装置を検討した。しかしながら、このような構成を有する表示装置においては、明表示における階調数が実質的に増加しないことが確認された。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、各々の変調素子の階調特性を最適に設定することで、輝度ダイナミックレンジおよび階調数の拡大し、画質の向上を実現できる光学表示装置、光学表示方法、及び光学表示装置の制御用データ構造を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記文献に記載された技術においては、暗表示における階調が集中してしまい、実質的に明表示における階調数が減少することに着目した。
具体的に図２２を参照して説明すると、図２２（ａ）に示すように第１及び第２光変調素子の各々の透過率が１以下であるため、その１以下の特性系列を掛け合わせた結果の特性系列、即ち、２変調系は、図２２（ｂ）に示すように元の特性系列よりも低い値が多く出現する系列となってしまう。従って、本発明者らは、２変調系による諧調数の増加が殆ど暗表示に集中してしまい、暗表示の階調数は多いが、明表示の階調数が減少することを見出した。
また、第１及び第２光変調素子の階調特性を増やすために、各々の階調数を８ビットに増やした場合では、２変調系としては１６ビットとなり、あまり狭い範囲の階調数が増えても人間の知覚能力を超えてしまい、更に意味のない階調増加となりかねない。
そこで、本発明者らは、上記に基づいて以下の手段を有する本発明を想到した。

即ち、本発明の光学装置は、光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、前記光源からの光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調ライトバルブと、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、前記輝度変調ライトバルブから入射した光のうち各色光毎の輝度を変調する色変調ライトバルブと、を備え、前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブ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であって、表示データに基づいて前記輝度変調ライトバルブ及び前記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前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブを駆動する表示制御処理を行う表示制御装置を備え、前記輝度変調ライトバルブの解像度と前記色変調ライトバルブの解像度とが異なり、前記色変調ライトバルブの解像度が表示解像度であり、前記表示制御処理が、前記表示データの各画素の輝度レベルと前記光源の輝度とに基づいて、表示画像の各画素の光変調率を算出する第１ステップと、前記色変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を仮決定する第２ステップと、前記第１ステップで算出した前記光変調率と前記第２ステップで仮決定した前記光伝搬率とに基づいて、前記色変調ライトバルブの画素単位で前記輝度変調ライトバルブの光伝搬率を算出する第３ステップと、前記第３ステップで算出した前記光伝搬率に基づいて、前記輝度変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する第４ステップと、前記第４ステップで算出した前記光伝搬率に基づいて、前記輝度変調ライトバルブの各画素の制御値を決定する第５ステップと、前記第４ステップで算出した前記光伝搬率と前記第１ステップで算出した前記光変調率とに基づいて、前記色変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する第６ステップと、前記第６ステップで算出した前記光伝搬率に基づいて、前記色変調ライトバルブの各画素の制御値を決定する第７ステップと、前記第５ステップで決定した前記制御値及び前記第７ステップで決定した前記制御値に基づいて、前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブを駆動する第８ステップと、を備え、前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブの少なくともいずれか一方のライトバルブの取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値以下になるように設定されていることを特徴としている。
また、前記第４ステップにおいて、前記輝度変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する際に、算出しようとする前記輝度変調ライトバルブの画素と重なり合う前記色変調ライトバルブの複数の画素に対応する前記第３ステップで算出した複数の前記光伝搬率の面積比による重み付け平均値を算出することが望ましい。
また、前記第６ステップにおいて、前記色変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する際に、算出しようとする前記色変調ライトバルブの画素と重なり合う前記輝度変調ライトバルブの複数の画素に対応する前記第４ステップで算出した複数の前記光伝搬率の面積比による重み付け平均値を算出することが望ましい。
ここで、光伝搬特性とは、輝度変調ライトバルブ又は色変調ライトバルブに光が入射した後に、透過又は反射する光学特性を意味している。また、光伝搬率とは入射光の光量に対する透過光の光量又は反射光の光量の割合を意味し、透過率又は反射率を意味している。

このように、光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることにより、第１光変調素子及び第２光変調素子の両者を通じた２変調系の光伝搬率が、光伝搬率の低い側に集中することがない。これにより、光伝搬率が低い側の階調数を減少させて、光伝搬率が高い側の階調数を増加させることができる。即ち、暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。
また、第１光変調素子と第２光変調素子の各々において、光伝搬率が低い側の階調数が、光伝搬率が高い側の階調数よりも多い場合では、両者の光伝搬率を掛け合わせた２変調系の光伝搬率は、１変調系の場合よりも低い値が多く出現してしまう。これに対して、本発明によれば、明表示の階調数が増加するので、２変調系による諧調数が暗表示に集中するのを抑制できる。

また、上記の光学表示装置においては、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子の各々において、前記光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることを特徴としている。
このように、第１光変調素子及び第２光変調素子の各々において、光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることにより、第１光変調素子及び第２光変調素子の両者を通じた２変調系の光伝搬率が、光伝搬率の低い側に集中することがない。これにより、光伝搬率が低い側の階調数を減少させて、光伝搬率が高い側の階調数を増加させることができる。即ち、暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。

また、上記の光学表示装置においては、前記第１光変調素子又は前記第２光変調素子の光伝搬特性は、ガンマカーブによって規定され、当該ガンマカーブにおけるガンマ値が１以下になっていることを特徴としている。
このようなガンマカーブに基づいて、第１光変調素子又は第２光変調素子の光伝搬特性が規定されることにより、各光伝搬特性における光伝搬率を各々規定する必要がないので、容易に各光伝搬特性を規定して光伝搬率を設定することができる。また、ガンマ値が１以下では、暗表示の階調数が減少して明表示の階調を増加するので、換言すれば、光伝搬率の低い側の階調数が減少し、光伝搬率の高い側の階調数が増加するので、上記の光学表示装置と同様の効果が得られる。

また、上記の光学表示装置においては、前記第１光変調素子又は前記第２光変調素子のいずれか一方の光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きく、かつ、前記取り得る光伝搬率のうち一の光伝搬率が固定値として設定され、他方の光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値以下になるように設定されていることを特徴としている。
ここで、第１光変調素子及び第２光変調素子の両方において、光伝搬率の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されることで、画像の種類によっては明表示における明るさの度合いが大きくなってしまい、表示特性が低下してしまう場合がある。また、この場合では、暗表示をしても、明るさが残る暗表示となってしまい、鮮やかな黒色を実現するのが困難となる。
そこで、本発明のように、一方の光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きく、かつ、前記取り得る光伝搬率のうち一の光伝搬率が固定値として設定され、他方の光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値以下になるように設定されていることで、明表示と暗表示のバランスの取れた表示を実現することができる。

また、上記の光学表示装置においては、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している。
ここで、特定波長領域輝度変調素子とは、具体的には、赤色、緑色及び青色の各々における色波長の輝度を変調するものである。
このようにすれば、赤色、緑色及び青色の各々の色波長において、２変調系の光伝搬率が、光伝搬率の低い側に集中することがない。これにより、各色波長を２変調系で表示した際に、光伝搬率が低い側の階調数を減少させて、光伝搬率が高い側の階調数を増加させることができる。換言すれば、各色波長の光学特性において、暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。

また、本発明の光学表示方法は、光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子及び第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子及び前記第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方法であって、前記第１光変調素子の光伝搬特性における光伝搬率の階調毎に対応付けられた複数の第１制御値と、前記第２光変調素子の光伝搬特性における光伝搬率の階調毎に対応付けられた複数の第２制御値と、を記憶する記憶ステップと、複数の前記第１制御値のうちいずれかを決定してこれに対応した光伝搬率で前記第１光変調素子を駆動させる第１制御値決定ステップと、複数の前記第２制御値のうちいずれかを決定してこれに対応した光伝搬率で前記第２光変調素子を駆動させる第２制御値決定ステップとを含み、前記第１光変調素子又は前記第２光変調素子の少なくともいずれか一方における前記光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることを特徴としている。

また、本発明の光学表示装置の制御用データ構造は、光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子及び第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子及び前記第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の制御用データ構造であって、前記第１光変調素子の光伝搬特性における光伝搬率の階調毎に対応付けられた複数の第１制御値が登録された第１制御値登録テーブルと、前記第２光変調素子の光伝搬特性における光伝搬率の階調毎に対応付けられた複数の第２制御値が登録された第２制御値登録テーブルとを具備し、前記第１光変調素子又は前記第２光変調素子の少なくともいずれか一方における前記光変調素子の取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることを特徴としている。

また、上記の光学表示装置の制御用データ構造においては、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り、前記第２制御値登録テーブルを前記特定波長領域毎に具備していることを特徴としている。
このようにすれば、赤色、緑色及び青色の色波長の光学特性において、光伝搬率の低い側の階調数が集中することがなく、光伝搬率の高い側の階調数を増加させることができる。換言すれば、赤色、緑色及び青色の色波長の光学特性における暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図１２は、本発明に係る光学表示装置、光学表示方法、及び光学表示装置の制御用データ構造の実施形態を示す図である。
本実施形態は、本発明に係る光学表示装置、光学表示方法、及び光学表示装置の制御用データ構造を、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。

（投射型表示装置）
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。ここで、液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂは、色変調ライトバルブ（第２光変調素子）として機能するものであり、液晶ライトバルブ３０は、輝度変調ライトバルブ（第１光変調素子）として機能するものである。また、液晶ライトバルブ４０Ｒ〜４０Ｂは、光の波長のうち異なる複数の特性波長領域、即ちＲＧＢの各々の波長について、その輝度を変調する特定波長領域輝度変調素子として機能するものである。
また、本実施形態では、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（記憶手段）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原色毎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（制御用データ構造、第１制御値登録テーブル）４００と、色変調ライトバルブ毎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（制御用データ構造、第２制御値登録テーブル）４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを記憶している（記憶ステップ）。

（制御値登録テーブル）
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り、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。
なお、本実施形態においては、説明を簡単にするために、輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブの各々が４階調（２ビット階調）である場合を例に取り上げて説明する。また、このような４階調の変調素子を直列に配置することにより、２変調系としては、４×４＝１６階調（４ビット階調）が得られる。
以下に、輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブの各々を４階調で駆動させるための制御値登録テーブルについて説明する。

図３に示すように、制御値登録テーブル４００には輝度変調ライトバルブの制御値毎に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（第１制御値）として「０」が、透過率として「０．１０」が登録されている。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１０％となることを示している。
また、同様に、制御値（第１制御値）「１」〜「３」の各々に応じて、透過率「０．３５」、「０．５５」、「０．７０」が登録されている。

また、図４に示すように、制御値登録テーブル４２０Ｒには液晶ライトバルブ４０Ｒの制御値毎に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（第２制御値）として「０」が、透過率として「０．１０」が各々登録されている。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１０％となることを示している。
また、同様に、制御値（第２制御値）「１」〜「３」の各々に応じて、透過率「０．３５」、「０．５５」、「０．７０」が登録されている。

ここで、このような制御値登録テーブル４００、４２０Ｒに設定された４つの透過率「０．１０」、「０．３５」、「０．５５」、「０．７０」は、その平均値が、最大値「０．７０」と最小値「０．１０」とによって決定される中間値より大きくなるように設定された値となっている。具体的に説明すると、４つの透過率の平均値は、
（０．１０＋０．３５＋０．５５＋０．７０）／４＝０．４２５ …（Ａ）
となる。また、最大値と最小値とによって決定される中間値は、
（０．７０−０．１０）／２＋０．１０＝０．４ …（Ｂ）
となる。従って、制御値登録テーブル４００、４２０Ｒに設定された透過率は、平均値（Ａ）＞中間値（Ｂ）の関係を満たすように設定された値となっている。

また、このような関係を満たす透過率を設定する際に、ガンマカーブを採用し、ガンマ値を１以下に設定してもよい。このようにガンマ値を１以下に設定した場合においても、上記のように平均値（Ａ）＞中間値（Ｂ）の関係を満たして、制御値登録テーブル４００、４２０Ｒの透過率を設定することが可能となる。

なお、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。
なお、本実施形態においては、図３及び図４に示すように、輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブの各々の階調数が２ビット（０〜３値）である場合の例を示したが、実際には各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４ビットである場合は１６個のレコードが登録され、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。

次に、制御値登録テーブル４００、４２０Ｒを利用した２変調系の透過率特性について説明する。
図５は、上記の制御値登録テーブル４００、４２０Ｒを利用した２変調系の透過率特性（光伝搬特性）を示す図である。また、図６は、図５に示した本実施形態の透過率特性と比較するための比較図である。

図５に示す透過率特性は、制御値登録テーブル４００における４階調の透過率と、制御値登録テーブル４２０Ｒにおける４階調の透過率とを掛け合わせることによって得られた階調数と透過率との関係を示している。ここで、制御値登録テーブル４００、４２０Ｒの各々は、上記のように平均値（Ａ）＞中間値（Ｂ）の関係を満たしている値、即ち、
透過率： 0.10 0.35 0.55 0.70 …（Ｃ）
であるので、この特性の２つの変調素子を直列に配置することにより、以下のような１６の透過率が得られる。
0.01 0.035 0.035 0.055 0.055 0.07 0.07 0.1225
0.1925 0.1925 0.245 0.245 0.3025 0.385 0.385 0.49
ここで、同じ系列の掛け算となるため、実質的には以下の１０の透過率値となる。
0.01 0.035 0.055 0.07 0.1225
0.1925 0.245 0.3025 0.385 0.49
従って、図５に示すような透過率特性が得られる。

一方、図６に示す透過率特性における、透過率は、
透過率： 0.10 0.30 0.50 0.70 …（Ｄ）
となっている。ここで、４つの透過率「０．１０」、「０．３０」、「０．５０」、「０．７０」において、平均値は、
（０．１０＋０．３０＋０．５０＋０．７０）／４＝０．４０ …（Ｅ）
となり、最大値と最小値とによって決定される中間値は、
（０．７０−０．１０）／２＋０．１０＝０．４ …（Ｆ）
となる。従って、（Ｄ）に示した透過率は、平均値（Ｅ）＝中間値（Ｆ）となっており、平均値（Ｅ）＞中間値（Ｆ）の関係を満たしていない。

そして、透過率（Ｄ）によって設定された輝度変調ライトバルブと色変調ライトバルブによる２変調系の透過率特性を求めると、以下のような１６の透過率が得られる。
0.01 0.03 0.03 0.05 0.05 0.07 0.07 0.09
0.15 0.15 0.21 0.21 0.25 0.35 0.35 0.49
ここで、同じ系列の掛け算となるため、実質的には以下の１０の透過率値となる。
0.01 0.03 0.05 0.07 0.09
0.15 0.21 0.25 0.35 0.49
従って、図６に示すような透過率特性が得られる。

以上の図５及び図６を比較すると、図６は従来例の問題点で挙げたように暗部の階調が多く、明部の階調が少なくなっていることが分かる。これに対して、図５に示す本実施形態の透過率特性は、図６に示す比較対象の透過率特性よりも明部の階調における透過率が多くなっていることがわかる。具体的には、図５及び図６における階調「５」〜「９」における透過率が多くなっていることが分かる。

次に、制御値登録テーブル４００、４２０Ｒにおいて、透過率（Ｃ）、（Ｄ）以外の透過率を有する場合について説明する。
また、例えば透過率が
透過率： 0.10 0.25 0.50 0.70 …（Ｇ）
となっている場合においては、４つの透過率「０．１０」、「０．２５」、「０．５０」、「０．７０」の平均値は、
（０．１０＋０．２５＋０．５０＋０．７０）／４＝０．３８７５ …（Ｈ）
となり、最大値と最小値とによって決定される中間値は、
（０．７０−０．１０）／２＋０．１０＝０．４ …（Ｉ）
となる。従って、（Ｇ）に示した透過率は、平均値（Ｈ）＜中間値（Ｉ）となっており、平均値（Ｈ）＞中間値（Ｉ）の関係を満たしていない。
このような透過率（Ｇ）に基づく２変調系の透過率特性は、図５と比較して暗部の階調が多く、明部の階調が少なってしまう。

また、例えば透過率が
透過率： 0.20 0.50 0.60 0.67 …（Ｊ）
となっている場合においては、４つの透過率「０．２０」、「０．５０」、「０．６０」、「０．６７」の平均値は、
（０．２０＋０．５０＋０．６０＋０．６７）／４＝０．４９２５ …（Ｋ）
となり、最大値と最小値とによって決定される中間値は、
（０．６７−０．２０）／２＋０．２０＝０．４３５ …（Ｌ）
となる。従って、（Ｊ）に示した透過率は、平均値（Ｋ）＞中間値（Ｌ）の関係を満たしている。
このような透過率（Ｊ）に基づく２変調系の透過率特性は、図６と比較して明部の階調を多くし、暗部の階調を少なくすることができる。

次に、図７を参照し、投射型表示装置１００における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７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。

（表示制御処理）
図７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７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、輝度レベルの最大値、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８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８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、リサイズ画像の画素毎に光変調率Ｔｐを算出する。
次いで、ステップＳ１１０に移行して、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２として初期値（例えば、０．２）を与え、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を仮決定する。

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原色毎に透過率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、輝度変調ライトバルブの画素毎に、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について算出した透過率Ｔ１’の重み付け平均値をその画素の透過率Ｔ１として算出する。重み付けは、重なり合う画素の面積比により行う。
次いで、ステップＳ１１６（第１制御値決定手段）に移行して、輝度変調ライトバルブの画素毎に、その画素について算出した透過率Ｔ１に対応する制御値（第１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、色変調ライトバルブの画素毎に、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、算出した平均値、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、その画素の透過率Ｔ２を算出する。重み付けは、重なり合う画素の面積比により行う。

次いで、ステップＳ１２０（第２制御値決定手段）に移行して、色変調ライトバルブの画素毎に、その画素について算出した透過率Ｔ２に対応する制御値（第２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、本実施形態の動作を図９ないし図１２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４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４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、リサイズ画像の画素毎に光変調率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９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〜ｐ２４の透過率Ｔ２には、図９に示すように、初期値Ｔ２０が与えられる。

図１０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１０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（３）〜（６）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＝0.02、Ｔｐ４＝0.01、Ｔ２０＝0.1である場合は、下式（３）〜（６）によりＴ１１＝0.0012、Ｔ１２＝0.5、Ｔ１３＝0.2、Ｔ１４＝0.1となる。
Ｔ１１＝Ｔｐ１／Ｔ２０ …（３）
Ｔ１２＝Ｔｐ２／Ｔ２０ …（４）
Ｔ１３＝Ｔｐ３／Ｔ２０ …（５）
Ｔ１４＝Ｔｐ４／Ｔ２０ …（６）
図１１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。輝度変調ライトバルブの左上４区画の画素をｐ１１（左上）、ｐ１２（右上）、ｐ１３（左下）、ｐ１４（右下）とした場合、画素ｐ１１は、図１１（ａ）に示すように、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブの解像度が異なることから、画素ｐ２１〜画素ｐ２４と光路上で重なり合う。色変調ライトバルブの解像度が１８×１２で、輝度変調ライトバルブの解像度が１５×１０であるので、画素ｐ１１は、その最小公倍数から６×６の矩形領域に区分することができる。そして、画素ｐ１１と画素ｐ２１〜ｐ２４との重なり合う面積比は、図１１（ｂ）に示すように、２５：５：５：１となる。したがって、画素ｐ１１の透過率Ｔ１５は、図１１（ｃ）に示すように、下式（７）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。Ｔ１１＝0.0012、Ｔ１２＝0.5、Ｔ１３＝0.2、Ｔ１４＝0.002である場合は、下式（７）によりＴ１５＝0.1008となる。
Ｔ１５＝（Ｔ１１×２５＋Ｔ１２×５＋Ｔ１３×５＋Ｔ１４×１）／３６ …（７）
画素ｐ１２〜ｐ１４の透過率Ｔ１６〜Ｔ１８についても、画素ｐ１１と同様に、面積比による重み付け平均値を算出することにより求めることができる。

次いで、ステップＳ１１６を経て、輝度変調ライトバルブの画素毎に、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、Ｔ１５＝0.1008であるので、制御値登録テーブル４００を参照すると、図３に示すように、0.10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「０」が読み出される。

図１２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。画素ｐ２４は、図１２（ａ）に示すように、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブの解像度が異なることから、画素ｐ１１〜画素ｐ１４と光路上で重なり合う。色変調ライトバルブの解像度が１８×１２で、輝度変調ライトバルブの解像度が１５×１０であるので、画素ｐ２４は、その最小公倍数から５×５の矩形領域に区分することができる。そして、画素ｐ２４と画素ｐ１１〜ｐ１４との重なり合う面積比は、図１２（ｂ）に示すように、１：４：４：１６となる。したがって、画素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Ｔ１９は、下式（８）により算出することができる。そして、画素ｐ２４の透過率Ｔ２４は、ゲインＧを「１」とすると、図１２（ｃ）に示すように、下式（９）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。Ｔ１５＝0.09、Ｔ１６＝0.33、Ｔ１７＝0.15、Ｔ１８＝0.06、Ｔｐ４＝0.01である場合は、下式（８），（９）によりＴ１９＝0.1188、Ｔ２４＝0.0842となる。
Ｔ１９＝（Ｔ１５×１＋Ｔ１６×４＋Ｔ１７×４＋Ｔ１８×１６）／２５ …（８）
Ｔ２４＝Ｔｐ４／Ｔ１９ …（９）
画素ｐ２１〜ｐ２３の透過率Ｔ２１〜Ｔ２３についても、画素ｐ２４と同様に、面積比による重み付け平均値を算出することにより求めることができる。

次いで、ステップＳ１２０を経て、色変調ライトバルブの画素毎に、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Ｔ２４＝0.0842である場合、制御値登録テーブル４２０Ｒを参照すると、図４に示すように、0.10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「０」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輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を決定し、決定した透過率Ｔ１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し、決定した透過率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を決定し、決定した透過率Ｔ２に基づいて色変調ライトバルブの各画素の制御値を決定するようになっている。

上述したように、本実施形態の投射型表示装置１００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、制御値登録テーブルにおける透過率の平均値が、透過率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることにより、輝度変調素子及び色変調素子の両者を通じた２変調系の透過率が、透過率の低い側に集中することがない。これにより、透過率が低い側の階調数を減少させて、透過率が高い側の階調数を増加させることができる。即ち、暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。
また、輝度変調素子と色変調素子の各々において、透過率の平均値が、透過率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていない場合では、両者の透過率を掛け合わせた２変調系の透過率は、１変調系の場合よりも低い値が多く出現してしまう。これに対して、本実施形態においては、明表示の階調数が増加するので、２変調系による諧調数が暗表示に集中するのを抑制できる。

また、輝度変調素子及び色変調素子の両方の光変調素子において、制御値登録テーブルにおける透過率の平均値が、透過率の最大値と最小値とによって決定される中間値より大きくなるように設定されていることにより、２変調系の透過率が、透過率の低い側に集中することがない。これにより、透過率が低い側の階調数を減少させて、透過率が高い側の階調数を増加させることができる。即ち、暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。

また、ガンマカーブに基づいて、輝度変調素子又は色変調素子の透過率特性が規定されることにより、各透過率特性における透過率を各々規定する必要がないので、容易に各透過率特性を規定して透過率を設定することができる。また、ガンマ値が１以下では、暗表示の階調数が減少して明表示の階調を増加するので、換言すれば、透過率の低い側の階調数が減少し、透過率の高い側の階調数が増加するので、上記と同様の効果が得られる。

また、色変調素子は、赤色、緑色及び青色の各々の色波長において変調させるので、各色波長を２変調系で表示した際に、透過率が低い側の階調数を減少させて、透過率が高い側の階調数を増加させることができる。換言すれば、各色波長の光学特性において、暗表示の階調が集中することなく、明表示の階調数を増加させることができる。

また、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、従来に比して、画質が劣化する可能性を低減することができる。更に、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。

また、本実施形態においては、制御値登録テーブル４００、４２０Ｒを利用して、輝度変調ライトバルブと色変調ライトバルブによる２変調制御について説明したが、２変調制御を行わずに、輝度変調ライトバルブの全面の透過率を固定し、色変調ライトバルブの取り得る透過率の平均値が、透過率の最大値と最小値とによって決定される中間値以下になるように設定されてもよい。また、色変調ライトバルブの透過率の平均値は中間値以下であること、即ち、上記の（Ｆ）や（Ｈ）のように平均値が中間値以下であることが好ましい。また、一つの変調素子だけの階調特性を使用するため、２変調制御の場合とは異なり、一般のディスプレイと同様の階調特性を使用することが好ましい。このようにすれば、明表示と暗表示のバランスの取れた表示を実現することができる。

また、このように輝度変調ライトバルブの透過率を固定することにより、コンピュータ画面における表示画像を良好に表示することができる。このようなコンピュータの画面を表示する場合において、２変調素子による表示を行うと、解像度の差異によって１ラインの線などがきれいに表示できず、明部の階調を多くした階調特性では不自然な表示となる可能性があるが、輝度変調ライトバルブの透過率を固定することにより、明表示と暗表示のバランスの取れた表示を実現することができる。
また、２変調制御においては、画像の種類によって明表示における明るさの度合いが大きくなることで表示特性が低下し、暗表示をしても明るさが残る暗表示となってしまい、鮮やかな黒色を実現するのが困難となる場合があるが、上記のように輝度変調ライトバルブの透過率を固定することにより、明表示と暗表示のバランスの取れた表示を実現することができる。

更に、本実施形態では、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。
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は、仮決定された透過率Ｔ２に基づいて輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を直接算出するよりも、一旦、仮決定された透過率Ｔ２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’を算出してから、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を算出した方が処理が簡単になる。したがって、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、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を比較的簡単に算出することができる。

更に、本実施形態では、輝度変調ライトバルブの画素毎に、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について算出した透過率Ｔ１’に基づいて、その画素の透過率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がそれぞれ異なる解像度を有する場合に、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１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透過率Ｔ２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更に低減することができる。また、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を更に簡単に算出することができる。

更に、本実施形態では、輝度変調ライトバルブの画素毎に、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について算出した透過率Ｔ１’の重み付け平均値を、その画素の透過率Ｔ１として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がそれぞれ異なる解像度を有する場合に、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１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透過率Ｔ２に対して更に適切な値となるので、画質が劣化する可能性を更に低減することができる。また、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ１を更に簡単に算出することができる。

更に、本実施形態では、色変調ライトバルブの画素毎に、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に基づいて、その画素の透過率Ｔ２を算出するようになっている。
これにより、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、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２が、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の透過率Ｔ１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更に低減することができる。また、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を比較的簡単に算出することができる。

更に、本実施形態では、色変調ライトバルブの画素毎に、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がそれぞれ異なる解像度を有する場合に、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２が、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の透過率Ｔ１に対して更に適切な値となるので、画質が劣化する可能性を更に低減することができる。また、色変調ライトバルブの各画素の透過率Ｔ２を更に簡単に算出することができる。

更に、本実施形態では、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。

なお、上記実施形態においては、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原色毎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原色毎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原色毎に決定し、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原色毎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更に低減することができる。

また、上記実施形態においては、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原色毎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原色毎に決定し、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。

また、上記実施形態において、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１３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１３は、ＲＧＢの３原色毎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原色毎の輝度を独立に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更に低減することができる。

また、上記実施形態において、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１４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１４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１５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１５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１６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１６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１７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原色毎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１７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、ＲＧＢ３原色毎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、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原色毎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１９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１３ないし図１９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。

また、上記実施形態においては、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２０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２０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２１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２１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、上記実施形態においては、色変調ライトバルブの画素毎に、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画素毎に、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、上記実施形態においては、同一の画素についてＲＧＢ３原色毎に算出した透過率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原色毎に算出し、ステップＳ１１４において、同一の画素についてＲＧＢ３原色毎に算出した透過率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、上記実施形態においては、色変調ライトバルブの画素毎に、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画素毎に、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（Dynamic Mirror Device）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形態と同様に処理することができる。

また、上記実施形態においては、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、上記実施形態において、図７のフローチャートに示す処理を実行するにあたっては、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。表示制御装置２００のハードウェア構成を示すブロック図。制御値登録テーブル４００のデータ構造を示す図。制御値登録テーブル４２０Ｒのデータ構造を示す図。本実施形態の透過率特性を示す図。比較対象の透過率特性を示す図。表示制御処理を示すフローチャート図。トーンマッピング処理を説明するための図。色変調ライトバルブの透過率を仮決定する場合を示す図。輝度変調ライトバルブの透過率を算出する場合を示す図。輝度変調ライトバルブの各画素の透過率を決定する場合を示す図。色変調ライトバルブの各画素の透過率を決定する場合を示す図。ＲＧＢの３原色毎に光変調素子を設けた構成を示すブロック図。輝度変調部と色変調部の間にリレーレンズを備えた構成を示すブロック図。色変調部の出射側に輝度変調部を設けた構成を示すブロック図。単板式の投射型表示装置のハードウェア構成を示すブロック図。投射型表示システムのハードウェア構成を示すブロック図。投射型表示システムのハードウェア構成を示すブロック図。ディスプレイのハードウェア構成を示すブロック図。入力値登録テーブルのデータ構造を示す図。入力値登録テーブルのデータ構造を示す図。従来技術を説明するための図。

符号の説明

１０光源、３０液晶ライトバルブ（輝度変調ライトバルブ、第１光変調素子）、４０Ｒ〜４０Ｂ液晶ライトバルブ（色変調ライトバルブ、第２光変調素子、特定波長領域輝度変調素子）、８２記憶装置（記憶手段）、１００投射型表示装置（光学表示装置）、４００制御値登録テーブル（制御用データ構造、第１制御値登録テーブル）、４２０Ｒ制御値登録テーブル（第制御用データ構造、２制御値登録テーブル）

Claims

光源と、
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、前記光源からの光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調ライトバルブと、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、前記輝度変調ライトバルブから入射した光のうち各色光毎の輝度を変調する色変調ライトバルブと、を備え、前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブ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であって、
表示データに基づいて前記輝度変調ライトバルブ及び前記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前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブを駆動する表示制御処理を行う表示制御装置を備え、
前記輝度変調ライトバルブの解像度と前記色変調ライトバルブの解像度とが異なり、前記色変調ライトバルブの解像度が表示解像度であり、
前記表示制御処理が、
前記表示データの各画素の輝度レベルと前記光源の輝度とに基づいて、表示画像の各画素の光変調率を算出する第１ステップと、
前記色変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を仮決定する第２ステップと、
前記第１ステップで算出した前記光変調率と前記第２ステップで仮決定した前記光伝搬率とに基づいて、前記色変調ライトバルブの画素単位で前記輝度変調ライトバルブの光伝搬率を算出する第３ステップと、
前記第３ステップで算出した前記光伝搬率に基づいて、前記輝度変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する第４ステップと、
前記第４ステップで算出した前記光伝搬率に基づいて、前記輝度変調ライトバルブの各画素の制御値を決定する第５ステップと、
前記第４ステップで算出した前記光伝搬率と前記第１ステップで算出した前記光変調率とに基づいて、前記色変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する第６ステップと、
前記第６ステップで算出した前記光伝搬率に基づいて、前記色変調ライトバルブの各画素の制御値を決定する第７ステップと、
前記第５ステップで決定した前記制御値と前記第７ステップで決定した前記制御値とに基づいて、前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブを駆動する第８ステップと、を備え、
前記輝度変調ライトバルブ及び前記色変調ライトバルブの少なくともいずれか一方のライトバルブの取り得る光伝搬率の平均値が、光伝搬率の最大値と最小値とによって決定される中間値以下になるように設定されていることを特徴とする光学表示装置。
前記第４ステップにおいて、前記輝度変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する際に、算出しようとする前記輝度変調ライトバルブの画素と重なり合う前記色変調ライトバルブの複数の画素に対応する前記第３ステップで算出した複数の前記光伝搬率の面積比による重み付け平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学表示装置。
前記第６ステップにおいて、前記色変調ライトバルブの各画素の光伝搬率を算出する際に、算出しようとする前記色変調ライトバルブの画素と重なり合う前記輝度変調ライトバルブの複数の画素に対応する前記第４ステップで算出した複数の前記光伝搬率の面積比による重み付け平均値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光学表示装置。