CN1629916A - 光传播特性控制装置和方法、光学显示装置及其控制方法 - Google Patents

光传播特性控制装置和方法、光学显示装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供可以适合于实现亮度动态范围和灰度级扩大、提高画质同时可以降低表的尺寸和生成时间的光传播特性控制装置。投射型显示装置(100)临时决定色调制光阀的各像素的透过率(T2)，根据临时决定的透过率(T2)和HDR显示数据决定亮度调制光阀的各像素的透过率(T1)，根据决定的透过率(T1)决定亮度调制光阀的各像素的控制值。并且，根据决定的透过率(T1)和HDR显示数据决定色调制光阀的各像素的透过率(T2)，根据决定的透过率(T2)决定色调制光阀的各像素的控制值。

Description

光传播特性控制装置和方法、光学显示装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及控制通过多个光调制元件调制来自光源的光的光学***的光传播特性的装置和程序以及方法，特别是适合于实现亮度(辉度)动态范围和灰度级的扩大、提高画质同时降低表的尺寸和生成时间的光传播特性控制装置、光学显示装置、光传播特性控制程序和光学显示装置控制程序以及光传播特性控制方法和光学显示装置控制方法。
背景技术
近年来，LCD(液晶显示器)、EL、等离子体显示器、CRT(阴极射线管)、投影机等光学显示装置的画质已明显地改善、分辨率(解像度)、色域正在实现与人的视觉特性相匹配的性能。但是，就亮度动态范围而言，其再现范围最多停留在约为1～102(nit)，另外，灰度级通常为8位(比特)。另一方面，人的视觉所能知觉的亮度动态范围约为10-2～104(nit)，另外，亮度辨别能力约为0.2(nit)，将其换算为灰度级时，与12位(比特)相当。通过这样的视觉特性看现在的光学显示装置的显示图像时，亮度动态范围明显地窄，此外，由于阴影部或高光(高亮)部的灰度不足，所以，显示图像的真实性或生动性差。
另外，在电影或游戏等中使用的电脑图形图像(以下，简略表示为CG)中，使显示数据(以下，称为HDR(High Dynamic Range，动态范围)显示数据)具有与人的视觉接近的亮度动态范围和灰度级、追求表现的真实性已成为主流。但是，由于显示它们的光学显示装置的性能不足，所以，不能充分发挥CG内容本来具有的表现力。
此外，在后续的OS(操作***)中，预定采用16位(比特)色空间，与现在的8位(比特)色空间相比，亮度动态范围和灰度级(灰度数)大大增加了。因此，有望实现可以有效发挥16位色空间的光学显示装置。
在光学显示装置中，液晶投影机、DLP投影机这样的投射型显示装置可以进行大画面显示，是可以再现显示图像的真实性或生动性的装置。在该领域，为了解决上述问题，已提出了以下提案。
作为高动态范围的投射型显示装置，有例如专利文献1所公开的技术，具有光源、调制光的全波长区域的亮度的第1光调制元件和对光的波长区域中的RGB三原色的各波长区域调制该波长区域的亮度的第2光调制元件，由第1光调制元件调制来自光源的光，形成所希望的亮度分布，将其光学像成像到第2光调制元件的像素面上进行色调制，并投射2次调制的光。第1光调制元件和第2光调制元件的各像素，根据由HDR显示数据决定的第1控制值和第2控制值分别个别地进行控制。作为光调制元件，可以使用具有透过率可以独立地控制的像素结构或分段结构的、可以控制二维的透过率分布的透过率调制元件。作为其代表例，有液晶光阀。另外，也可以使用反射率调制元件取代透过率调制元件，作为其代表例，有DMD元件。
现在，考虑使用暗显示的透过率为0.2％、明显示的透过率为60％的光调制元件的情况。在光调制元件单体中，亮度动态范围为60/0.2＝300。上述先有的投射型显示装置相当于将亮度动态范围为300的光调制元件光学串联地配置，所以，可以实现300×300＝90000的亮度动态范围。另外，对于灰度级，同样也是如此，通过将8位灰度的光调制元件光学串联地配置，可以得到超过8位的灰度级。
另外，作为实现高亮度动态范围的投射型显示装置，已知的有例如非专利文献1公开的投射型显示装置和专利文献2公开的显示装置。
非专利文献1和专利文献2所述的发明，作为第1光调制元件，都使用了LCD、作为第2光调制元件，都使用了LED或荧光灯等可调制的照明(装置)。
非专利文献1：Helge Seetzen，Lorne A.Whitehead，Greg Ward，“AHigh Dynamic Range Display Using Low and High ResolutionModulators”，发表于SID Symposium 2003，第1450-1453页(2003)
专利文献1：特开2001-100689号公报
专利文献2：特开2002-99250号公报
HDR显示数据是可以实现在先有的sRGB等的图像格式中不能实现的高的亮度动态范围的图像数据，对图像的全部像素存储表示像素的亮度水平(亮度级)的像素值。设HDR显示数据中的像素p的亮度水平为Rp、与第1光调制元件的像素p对应的像素的透过率为T1、与第2光调制元件的像素p对应的像素的透过率为T2时，则下式(1)、(2)成立。
Rp＝Tp×Rs         (1)
Tp＝T1×T2×G      (2)
但是，在上式(1)、(2)中，Rs是光源的亮度，G是增益，都是常数。另外，Tp是光调制率。
由上式(1)、(2)可知，对于像素p，T1和T2的组合存在无数个。但是，不可以任意决定T1和T2。有时画质随决定的方式而恶化，所以，必须考虑画质而适当地决定T1和T2。
在非专利文献1所述的发明中，仅限于从概念上说明了使用2个光调制元件时可以实现高的亮度动态范围，未公开根据HDR显示数据如何决定第1光调制元件和第2光调制元件的各像素的控制值(即，T1和T2)。因此，仍然存在画质随T1和T2的决定方式而恶化的问题。
另一方面，在专利文献2所述的发明中，由于保持了数量与后照灯的灰度级相当的灰度表，所以，要增加后照灯的灰度级时，相应地灰度表的尺寸和灰度表的生成所需要的时间增大。
因此，本发明就是着眼于这样的先有技术未解决的问题而提出的，目的在于提供适合于实现亮度动态范围和灰度级的扩大、提高画质同时降低表的尺寸和生成时间的光传播特性控制装置、光学显示装置、光传播特性控制程序和光学显示装置控制程序以及光传播特性控制方法和光学显示装置控制方法。
本发明者等人锐意研究的结果，发现画质随T1和T2的决定的方式而恶化是由以下的原因影响的。
第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，对于第1光调制元件的1个像素p1，有时像素p1在光路上与第2光调制元件的多个像素相互重叠，相反，对于第2光调制元件的1个像素p2，有时像素p2在光路上与第1光调制元件的多个像素相互重叠。这里，对第1光调制元件的像素p1计算透过率T1时，如果决定了第2光调制元件的相互重叠的多个像素的透过率T2，计算这些透过率T2的平均值等，可以把计算的平均值等当作第2光调制元件与像素p1对应的像素的透过率T2，从而可以根据上式(1)、(2)计算透过率T1。但是，毕竟是把平均值等当作第2光调制元件的透过率T2进行计算的，所以，总是要发生误差。不论是先决定第1光调制元件的透过率T1还是先决定第2光调制元件的透过率T2，都会发生误差，与决定顺序无关，但是在第1光调制元件和第2光调制元件中，决定显示分辨率本身对视觉的影响力大，所以，最好是尽可能减小误差。
因此，研究了决定顺序的不同时误差的大小如何变化。首先，考虑先决定第2光调制元件的透过率T2的情况。第1光调制元件的像素p1的透过率T1，可以通过先计算第2光调制元件的相互重叠的多个像素的透过率T2的平均值等，然后根据计算的平均值等和HDR显示数据由上式(1)、(2)进行计算。结果，从第1光调制元件的像素p1看，其透过率T1相对于第2光调制元件的相互重叠的多个像素的透过率T2，尽管发生误差，但误差的程度也就是通过平均值等的统计的运算而发生的误差。与此相反，如果从第2光调制元件的像素p2看，其透过率T2即使计算第1光调制元件的相互重叠的多个像素的透过率T1的平均值等，对于其平均值等，有时越不满足上式(1)、(2)，发生的误差越大。可以认为，这是由于即使以像素p1为基准规定了与第2光调制元件的相互重叠的多个像素的关系(满足上式(1)、(2)的关系)，其相反的关系也不一定成立。因此，第2光调制元件的透过率T2的误差大的可能性高。
相反的情况也一样，先决定第1光调制元件的透过率T1时，则第1光调制元件的透过率T1的误差大的可能性高。
根据上述研究，从提高画质的观点考虑，可以得到后决定第1光调制元件和第2光调制元件中用于决定显示分辨率的一方的透过率对误差的影响小的结论。
发明内容
(发明1)为了达到上述目的，发明1的光传播特性控制装置是适用于通过具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件调制来自光源的光的光学***的装置，其特征在于，具有：决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元和根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元。
按照这样的结构，由第1光传播特性决定单元决定第1光调制元件的各像素的光传播特性，由第2光传播特性决定单元根据决定的光传播特性和显示数据决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。
这样，通过第1光调制元件和第2光调制元件调制来自光源的光，所以，可以实现比较高的亮度动态范围和灰度级。另外，后决定用于决定显示分辨率的第2光调制元件的光传播特性，所以，可以抑制误差的影响，与以往相比，可以降低画质劣化的可能性。此外，即使不保持数量与灰度级相当的灰度表也可以，所以，即使增加灰度级，与以往相比，灰度表的尺寸和生成时间也不怎么增大。
这里，所谓光传播特性，就是指对光的传播的影响的特性，例如，包含光的透过率、反射率、折射率等其他传播特性。以下，在发明2的光学显示装置、发明13的光传播特性控制程序、发明14的光学显示装置控制程序、发明25的光传播特性控制方法和发明26的光学显示装置控制方法中也一样。
另外，光源只要是发生光的媒体就行，可以利用任何光源，例如，可以是灯那样的在光学***中内置的光源，也可以是太阳或室内灯那样的外界的光源。以下，在发明13的光传播特性控制程序和发明25的光传播特性控制方法中也一样。
(发明2)另一方面，为了达到上述目的，发明2的光学显示装置是包括光源、具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件并通过上述第1光调制元件和上述第2光调制元件调制来自上述光源的光而显示图像的装置，其特征在于，具有：临时决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的光传播特性临时决定单元、根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元、根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第1光调制元件的各像素的控制值的第1控制值决定单元、根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元以及根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第2光调制元件的各像素的控制值的第2控制值决定单元。
按照这样的结构，由光传播特性临时决定单元临时决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。其次，由第1光传播特性决定单元根据临时决定的第2光调制元件的光传播特性和显示数据决定第1光调制元件的各像素的光传播特性，由第1控制值决定单元根据决定的第1光调制元件的光传播特性决定第1光调制元件的各像素的控制值。并且，由第2光传播特性决定单元根据决定的第1光调制元件的光传播特性和显示数据决定第2光调制元件的各像素的光传播特性，由第2控制值决定单元根据决定的第2光调制元件的光传播特性决定第2光调制元件的各像素的控制值。
这样，通过第1光调制元件和第2光调制元件调制来自光源的光，所以，可以实现比较高的亮度动态范围和灰度级。另外，后决定用以决定显示分辨率的第2光调制元件的光传播特性，所以，可以抑制误差的影响，与以往相比，可以降低画质劣化的可能性。此外，即使不保持数量与灰度级相当的灰度表也可以，所以，即使增加灰度级，与以往相比，灰度表的尺寸和生成时间也不怎么增大。
这里，第2光传播特性决定单元只要可以根据由第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和显示数据决定第2光调制元件的各像素的光传播特性就行，可以是任何一种结构，不限于由第1光传播特性决定单元决定的光传播特性，也可以根据由第1光传播特性决定单元决定的光传播特性进行运算或变换并根据运算结果或变换结果决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。例如，由第1控制值决定单元决定的控制值根据由第1光传播特性决定单元决定的光传播特性进行决定，所以，第2光传播特性决定单元可以根据由第1控制值决定单元决定的控制值和显示数据决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。以下，在发明14的光学显示装置控制程序中也一样。
(发明3)此外，发明3的光学显示装置的特征在于：在发明2的光学显示装置中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率，上述第1光传播特性决定单元根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和上述显示数据按上述第2光调制元件的像素单位计算上述第1光调制元件的光传播特性，并根据计算的光传播特性计算上述第1光调制元件的各像素的光传播特性。
按照这样的结构，由第1光传播特性决定单元根据临时决定的第2光调制元件的光传播特性和显示数据按第2光调制元件的像素单位计算第1光调制元件的光传播特性，并根据计算的光传播特性计算第1光调制元件的各像素的光传播特性。
第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，与其根据临时决定的第2光调制元件的光传播特性直接计算第1光调制元件的各像素的光传播特性，不如根据临时决定的第2光调制元件的光传播特性按第2光调制元件的像素单位计算第1光调制元件的光传播特性之后再计算第1光调制元件的各像素的光传播特性的处理简单。因此，在第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，可以比较简单地计算第1光调制元件的各像素的光传播特性。
(发明4)此外，发明4的光学显示装置的特征在于：在发明3的光学显示装置中，上述第1光传播特性决定单元，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由第1光传播特性决定单元，对第1光调制元件的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的第2光调制元件的像素计算出的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
这样，第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，第1光调制元件的各像素的光传播特性相对在光路上与该像素相互重叠的第2光调制元件的像素的光传播特性是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以更简单地计算第1光调制元件的各像素的光传播特性。
(发明5)此外，发明5的光学显示装置的特征在于：在发明4的光学显示装置中，上述第1光传播特性决定单元，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，作为该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由第1光传播特性决定单元对第1光调制元件的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的第2光调制元件的像素计算出的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，作为该像素的光传播特性。
这样，第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，第1光调制元件的各像素的光传播特性相对在光路上与该像素相互重叠的第2光调制元件的像素的光传播特性是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以更简单地计算第1光调制元件的各像素的光传播特性。
(发明6)此外，发明6的光学显示装置的特征在于：在发明2～5的任一发明的光学显示装置中，上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件，对于上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应而记录有上述控制值的控制值记录表，上述光传播特性临时决定单元对上述各特定波长区域的每一个临时决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性，上述第1光传播特性决定单元根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据对上述各特定波长区域的每一个决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性，上述第1控制值决定单元，根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域的每一个对应的控制值记录表中读出该控制值，根据对上述第1光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
按照这样的结构，由光传播特性临时决定单元对上述各特定波长区域的每一个临时决定特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性，由第1光传播特性决定单元根据临时决定的光传播特性和显示数据对各特定波长区域的每一个决定第1光调制元件的各像素的光传播特性。并且，由第1控制值决定单元根据决定的第1光调制元件的的光传播特性对各特定波长区域的每一个从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，根据对第1光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
这样，第1光调制元件的各像素的控制值相对在光路上与该像素相互重叠的特定波长区域亮度调制元件的像素的各特定波长区域的每一个的光传播特性是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。
这里，特定波长区域亮度调制元件只要可以对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度就行，可以是任何结构，可以由单一的特定波长区域亮度调制元件构成，也可以由多个特定波长区域亮度调制元件构成。前者的代表例有对液晶光阀设置RGB3原色的滤色器的结构。另外，后者的情况有对各特定波长区域的每一个设置了调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件的结构。作为其代表例，有由各RGB3原色的液晶光阀构成的结构。以下，在发明9～11的光学显示装置、发明18、21～23的光学显示装置控制程序和发明30、33～35的光学显示装置控制方法中也一样。
另外，特定波长区域不限于设定为各RGB3原色，根据需要可以任意设定。但是，如果设定为RGB3原色，则现有的液晶光阀等仍然可以直接利用，对成本有利。以下，在发明9～11的光学显示装置、发明18、21～23的光学显示装置控制程序和发明30、33～35的光学显示装置控制方法中也一样。
另外，亮度可以将不考虑人的视觉特性的物理的发射亮度(Radiance＝W/(sr·m2))作为指标，也可以将考虑了人的视觉特性的亮度(Luminance＝cd/m2)作为指标。以下，在发明9～11的光学显示装置、发明18、21～23的光学显示装置控制程序和发明30、33～35的光学显示装置控制方法中也一样。
(发明7)此外，发明7的光学显示装置的特征在于：在发明2～6的任一发明的光学显示装置中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率；上述第2光传播特性决定单元，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，根据由上述第1光传播特性决定单元对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由第2光传播特性决定单元，对第2光调制元件的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的第1光调制元件的像素决定的光传播特性计算该像素的光传播特性。
这样，第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，第2光调制元件的各像素的光传播特性相对在光路上与该像素相互重叠的第1光调制元件的像素的光传播特性是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以更简单地计算第2光调制元件的各像素的光传播特性。
(发明8)此外，发明8的光学显示装置的特征在于：在发明7的光学显示装置中，上述第2光传播特性决定单元，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，计算由上述第1光传播特性决定单元对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，根据该计算值计算该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由第2光传播特性决定单元，对第2光调制元件的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的第1光调制元件的像素决定的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，根据该计算值计算该像素的光传播特性。
这样，第1光调制元件和第2光调制元件分别具有不同的分辨率时，第2光调制元件的各像素的光传播特性相对在光路上与该像素相互重叠的第1光调制元件的像素的光传播特性是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以更简单地计算第2光调制元件的各像素的光传播特性。
(发明9)此外，发明9的光学显示装置的特征在于：在发明2～8的任一发明的光学显示装置中，上述第1光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；此外，对上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；上述第2光传播特性决定单元，根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性；上述第2控制值决定单元，根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，并根据对上述第2光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
按照这样的结构，由第1光传播特性决定单元根据临时决定的光传播特性和显示数据对各特定波长区域决定特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性。并且，由第2光传播特性决定单元根据决定的特定波长区域亮度调制元件的光传播特性和显示数据对各特定波长区域的每一个决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。并且，由第2控制值决定单元根据决定的第2光调制元件的光传播特性对各特定波长区域的每一个从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，并根据对第2光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
这样，第2光调制元件的各像素的控制值相对在光路上与该像素相互重叠的特定波长区域亮度调制元件的像素的各特定波长区域的每一个的光传播特性就是比较适当的值，所以，可以降低画质劣化的可能性。
(发明10)此外，发明10的光学显示装置的特征在于：在发明2～9的任一发明的光学显示装置中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的一方，是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的另一方是调制光的全波长区域的亮度的全波长区域亮度调制元件。
按照这样的结构，由第1光调制元件和第2光调制元件的一方调制光的各特定波长区域的亮度，由第1光调制元件和第2光调制元件的另一方调制光的全波长区域的亮度。
这样，可以仅向先有的光学显示装置中增加1个光调制元件，所以，可以比较容易地构成本发明的光学显示装置。
(发明11)此外，发明11的光学显示装置的特征在于：在发明2～9的任一发明的光学显示装置中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件。
按照这样的结构，由第1光调制元件和第2光调制元件按2阶段调制光的各特定波长区域的亮度。
这样，可以独立地按2阶段调制光的各特定波长区域的亮度，所以，可以降低画质劣化的可能性。
(发明12)此外，发明12的光学显示装置的特征在于：在发明2～11的任一发明的光学显示装置中，上述第2光调制元件具有比上述第1光调制元件高的分辨率。
按照这样的结构，第2光调制元件的视觉影响力更大，所以，可以进一步抑制误差的影响，从而可以进一步降低画质劣化的可能性。
(发明13)另一方面，为了达到上述目的，发明13的光传播特性控制程序是适用于通过具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件调制来自光源的光的光学***的程序，其特征在于：是用于使计算机执行作为决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元以及根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元而实现的处理的程序。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明1的光传播特性控制装置同等的作用和效果。
(发明14)另一方面，为了达到上述目的，发明14的光学显示装置控制程序是控制具备光源、具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并决定显示分辨率的第2光调制元件并且通过上述第1光调制元件和上述第2光调制元件调制来自上述光源的光而显示图像的光学显示装置的程序，其特征在于：是用于使计算机执行作为以下装置而实现的处理的程序：临时决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的光传播特性临时决定单元；根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元；根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第1光调制元件的各像素的控制值的第1控制值决定单元；根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元；以及根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第2光调制元件的各像素的控制值的第2控制值决定单元。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明2的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明15)此外，发明15的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14的光学显示装置控制程序中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率；上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和上述显示数据按上述第2光调制元件的像素单位计算上述第1光调制元件的光传播特性，并根据计算的光传播特性计算上述第1光调制元件的各像素的光传播特性。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明3的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明16)此外，发明16的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明15的光学显示装置控制程序中，上述第1光传播特性决定单元，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明4的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明17)此外，发明17的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明16的光学显示装置控制程序中，上述第1光传播特性决定单元，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，作为该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明5的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明18)此外，发明18的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14～17的任一发明的光学显示装置控制程序中，上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；对于所述光学显示装置，上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；上述光传播特性临时决定单元，对上述各特定波长区域的每一个临时决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性；上述第1控制值决定单元，根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，根据对上述第1光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明6的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明19)此外，发明19的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14～18的任一发明的光学显示装置控制程序中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率；上述第2光传播特性决定单元，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，根据由上述第1光传播特性决定单元对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明7的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明20)此外，发明20的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明19的光学显示装置控制程序中，上述第2光传播特性决定单元，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，计算由上述第1光传播特性决定单元对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，根据该计算值计算该像素的光传播特性。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明8的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明21)此外，发明21的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14～20的任一发明的光学显示装置控制程序中，上述第1光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；此外，对于所述光学显示装置，上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；上述第2光传播特性决定单元，根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性；上述第2控制值决定单元，根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，并根据对上述第2光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明9的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明22)此外，发明22的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14～21的任一发明的光学显示装置控制程序中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的一方，是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的另一方，是调制光的全波长区域的亮度的全波长区域亮度调制元件。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明10的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明23)此外，发明23的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14～21的任一发明的光学显示装置控制程序中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明11的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明24)此外，发明24的光学显示装置控制程序的特征在于：在发明14～23的任一发明的光学显示装置控制程序中，上述第2光调制元件具有比上述第1光调制元件高的分辨率。
按照这样的结构，由计算机读取程序，计算机按照读取的程序执行处理时，可以获得与发明12的光学显示装置同等的作用和效果。
(发明25)另一方面，为了达到上述目的，发明25的光传播特性控制方法是适用于通过具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件调制来自光源的光的光学***的方法，其特征在于，包括：决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定步骤；以及根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性和显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定步骤。
这样，可以获得与发明1的光传播特性控制装置同等的效果。
(发明26)另一方面，为了达到上述目的，发明26的光学显示装置控制方法是控制具备光源、具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并决定显示分辨率的第2光调制元件并且通过上述第1光调制元件和上述第2光调制元件调制来自上述光源的光而显示图像的光学显示装置的方法，其特征在于，包括：临时决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的光传播特性临时决定步骤；根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定步骤；根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性决定上述第1光调制元件的各像素的控制值的第1控制值决定步骤；根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性和上述显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定步骤；以及根据由上述第2光传播特性决定步骤决定的光传播特性决定上述第2光调制元件的各像素的控制值的第2控制值决定步骤。
这样，可以获得与发明2的光学显示装置同等的效果。
这里，第2光传播特性决定步骤只要是根据由第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性和显示数据决定第2光调制元件的各像素的光传播特性就行，可以是任何方法，不限于由第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性本身，可以根据由第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性进行运算或变换并根据该运算结果或变换结果决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。例如，由第1控制值决定步骤决定的控制值根据由第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性进行决定，所以，第2光传播特性决定步骤可以根据由第1控制值决定步骤决定的控制值和显示数据决定第2光调制元件的各像素的光传播特性。
(发明27)此外，发明27的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26的光学显示装置控制方法中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率；上述第1光传播特性决定步骤，根据由上述光传播特性临时决定步骤临时决定的光传播特性和上述显示数据按上述第2光调制元件的像素单位计算上述第1光调制元件的光传播特性，并根据计算的光传播特性计算上述第1光调制元件的各像素的光传播特性。
这样，可以获得与发明3的光学显示装置同等的效果。
(发明28)此外，发明28的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明27的光学显示装置控制方法中，上述第1光传播特性决定步骤，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
这样，可以获得与发明4的光学显示装置同等的效果。
(发明29)此外，发明29的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明28的光学显示装置控制方法中，上述第1光传播特性决定步骤，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，作为该像素的光传播特性。
这样，可以获得与发明5的光学显示装置同等的效果。
(发明30)此外，发明30的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26～29的任一发明的光学显示装置控制方法中，上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；对于所述光学显示装置，上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；上述光传播特性临时决定步骤，对上述各特定波长区域的每一个临时决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；上述第1光传播特性决定步骤，根据由上述光传播特性临时决定步骤临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性；上述第1控制值决定步骤，根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，根据对上述第1光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
这样，可以获得与发明6的光学显示装置同等的效果。
(发明31)此外，发明31的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26～30的任一发明的光学显示装置控制方法中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率，上述第2光传播特性决定步骤，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，根据由上述第1光传播特性决定步骤对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
这样，可以获得与发明7的光学显示装置同等的效果。
(发明32)此外，发明32的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明31的光学显示装置控制方法中，上述第2光传播特性决定步骤，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，计算由上述第1光传播特性决定步骤对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，根据该计算值计算该像素的光传播特性。
这样，可以获得与发明8的光学显示装置同等的效果。
(发明33)此外，发明33的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26～32的任一发明的光学显示装置控制方法中，上述第1光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；此外，对所述光学显示装置，上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；上述第1光传播特性决定步骤，根据由上述光传播特性临时决定步骤临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；上述第2光传播特性决定步骤，根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性和上述显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性；上述第2控制值决定步骤，根据由上述第2光传播特性决定步骤决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，并根据对上述第2光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
这样，可以获得与发明9的光学显示装置同等的效果。
(发明34)此外，发明34的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26～33的任一发明的光学显示装置控制方法中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的一方，是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的另一方，是调制光的全波长区域的亮度的全波长区域亮度调制元件。
这样，可以获得与发明10的光学显示装置同等的效果。
(发明35)此外，发明35的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26～33的任一发明的光学显示装置控制方法中，上述第1光调制元件和上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件。
这样，可以获得与发明11的光学显示装置同等的效果。
(发明36)此外，发明36的光学显示装置控制方法的特征在于：在发明26～35的任一发明的光学显示装置控制方法中，上述第2光调制元件具有比上述第1光调制元件高的分辨率。
这样，可以获得与发明12的光学显示装置同等的效果。
附图说明
图1是表示投射型显示装置100的硬件结构的框图；
图2是表示显示控制装置200的硬件结构的框图；
图3是表示控制值记录表400的数据结构的图；
图4是表示控制值记录表420R的数据结构的图；
图5是表示显示控制处理的流程图；
图6是用于说明色调变换(映射)(ト-ンマッピング)处理的图；
图7是表示临时决定色调制光阀的透过率T2时的图；
图8是表示按色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透过率T1’时的图；
图9是表示决定亮度调制光阀的各像素的透过率T1时的图；
图10是表示决定色调制光阀的各像素的透过率T2时的图；
图11是表示对RGB各3原色的每一个设置亮度调制光阀和色调制光阀而构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图；
图12是表示在亮度调制部12和色调制部14之间设置中继透镜50而构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图；
图13是表示在色调制部14的出射侧设置亮度调制部12而构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图；
图14是表示作为单板式构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图；
图15是表示投射型显示***300的硬件结构的框图；
图16是表示投射型显示***300的硬件结构的框图；
图17是表示显示器400的硬件结构的框图；
图18是表示输入值记录表440的数据结构的图；
图19是表示输入值记录表460的数据结构的图。
符号说明：
100......投射型显示装置  10......光源  12......亮度调制部
30......液晶光阀  32a、32b......复眼透镜  14......色调制部
40、40R～40B......液晶光阀  42R、42G、42B1～42B3......场透镜
44a、44b......分色镜  46a～46c......反射镜  48......分色棱镜
16......投射部  70......CPU  72......ROM  74......RAM
78......I/F  79......总线  80......光阀驱动装置  82......存储装置
199......网络  400、400R～400G、420R～420G......控制值记录表
440、460......输入值记录表  30R～30B......液晶光阀  50......中继透镜
300......投射型显示***  310......单板式投射型显示装置
312...菲涅尔透镜  314......色调制面板  320...3板式投射型显示装置
324......亮度调制面板  400......显示器  410......后照灯
412......亮度调制面板  414......色调制面板
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。图1～图10是表示本发明的光传播特性控制装置、光学显示装置、光传播特性控制程序和光学显示装置控制程序以及光传播特性控制方法和光学显示装置控制方法的实施例的图。
如图1所示，本实施例是将本发明的光传播特性控制装置、光学显示装置、光传播特性控制程序和光学显示装置控制程序以及光传播特性控制方法和光学显示装置控制方法应用于投射型显示装置100的实施例。
首先，参照图1说明投射型显示装置100的结构。
图1是表示投射型显示装置100的硬件结构的框图。
如图1所示，投射型显示装置100由光源10、调制从光源10入射的光的全波长区域的亮度的亮度调制部12、分别调制从亮度调制部12入射的光的波长区域中的RGB3原色的亮度的色调制部14和将从色调制部14入射的光投射到屏幕(图中未示出)上的投射部16构成。
亮度调制部12由将可以独立地控制透过率的多个像素排列成矩阵状的液晶光阀30和2个复眼透镜32a、32b构成。并且，由液晶光阀30调制来自光源10的光的全波长区域的亮度，通过复眼透镜32a、32b将调制的光向色调制部14射出。
色调制部14由将可以独立地控制透过率的多个像素排列成矩阵状并且具有比液晶光阀30高的分辨率的3个液晶光阀40R、40G及40B、5个场透镜42R、42G、42B1～42B3、2个分色镜44a及44b、3个反射镜46a、46b及46c，和分色棱镜48构成。首先，由分色镜44a、44b将来自亮度调制部12的光分离为红色、绿色和蓝色的RGB3原色，并通过场透镜42R、42G、42B1～42B3和反射镜46a～46c入射到液晶光阀40R～40B上。并且，由液晶光阀40R～40B分别调制分离的RGB3原色的光的亮度，由分色棱镜48将调制的RGB3原色的光会聚而向投射部16出射。
液晶光阀30、40R～40B是将TN型液晶封入像素电极和用于驱动该像素电极的薄膜晶体管元件或薄膜二极管等开关元件形成矩阵状的玻璃基板与整个面上形成共同电极的玻璃基板之间同时其外面配置了偏振片的有源矩阵型的液晶显示元件。液晶光阀30、40R～40B按正常白模式动作。即，在不加电压状态为白/明(透过)状态，在加电压状态为黑/暗(非透过)状态，根据给出的控制值模拟控制其间的灰度。
另外，投射型显示装置100具有控制液晶光阀30和液晶光阀40R～40B的显示控制装置200(图中未示出)。下面，将液晶光阀40R～40B统称为色调制光阀，为了与色调制光阀区别，将液晶光阀30称为亮度调制光阀。另外，在本实施例中，色调制光阀决定显示分辨率(观察者看投射型显示装置100的显示图像时观察者知觉的分辨率)。
下面，参照图2～图6详细说明显示控制装置200的结构。
图2是表示显示控制装置200的硬件结构的框图。
如图2所示，显示控制装置200由根据控制程序进行运算和***全体的控制的CPU70、在指定区域预先存储CPU70的控制程序等的ROM72、用于存储从ROM72等中读出的数据或在CPU70的运算过程中所需要的运算结果的RAM74和对外部装置进行数据的输入输出的I/F78构成，它们通过用于传输数据的信号线即总线79相互连接，并且可以相互授受数据。
作为外部装置，驱动亮度调制光阀和色调制光阀的光阀驱动装置80、作为文件存储数据或表等的存储装置82和用于与外部的网络199连接的信号线与I/F78连接。
存储装置82存储HDR显示数据。
HDR显示数据是可以实现在先有的sRGB等图像格式中不能实现的高的亮度动态范围的图像数据，对图像的全部像素存储表示像素的亮度水平的像素值。现在，特别是在CG的世界，用于将CG对象合成实际的风景。作为图像形式，存在各种各样的形式，但是，为了实现比先有的sRGB等图像格式高的亮度动态范围，多数是按浮动小数点形式存储像素值的形式。另外，作为存储的值，特征是关于不考虑人的视觉特性的物理的发射亮度(Radiance＝W/(sr·m2))或考虑了人的视觉特性的亮度(Luminance＝cd/m2)的值。在本实施例中，作为HDR显示数据，对1个像素，使用将对RGB3原色的每一个表示发射亮度水平的像素值作为浮动小数点值进行存储的形式。例如，作为1个像素的像素值，存储(1，2，5，4，2，3)的值。
HDR显示数据是拍摄高的亮度动态范围的HDR图像并根据拍摄的HDR图像而生成的。但是，现在的胶片相机和数码相机还不能一次拍摄自然界中的高的亮度动态范围的HDR图像。因此，用某种方法由使曝光变化的多个摄影图像生成1个HDR图像。关于HDR显示数据的生成方法的详细情况，已在例如众所周知的文献1(P.E.Debevec，J.Malik，“RecoveringHigh Dynamic Range Radiance Maps from Photographs”，发表于Proceedings of ACM SIGGRAPH97，第367-378页(1997))中进行了说明。
另外，存储装置82存储记录了亮度调制光阀的控制值的控制值记录表400。
图3是表示控制值记录表400的数据结构的图。
如图3所示，在控制值记录表400中对亮度调制光阀的各控制值记录了1个记录。各记录包含记录了亮度调制光阀的控制值的字段和记录了亮度调制光阀的透过率的字段。
在图3的例中，在第1列的记录中，作为控制值，记录了“0”、作为透过率，记录了“0.003”。这表示对亮度调制光阀输出控制值“0”时，亮度调制光阀的透过率为0.3％。图3表示了亮度调制光阀的灰度级为4位(0～15值)时的例子，实际上，记录了与亮度调制光阀的灰度级相当的记录。例如，灰度级为8位时，就记录了256个记录。
另外，存储装置82对各色调制光阀存储记录了该色调制光阀的控制值的控制值记录表420R、420G、420B。
图4是表示控制值记录表420R的数据结构的图。
如图4所示，控制值记录表420R中对液晶光阀40R的各控制值记录了1个记录。各记录包含记录液晶光阀40R的控制值的字段和记录液晶光阀40R的透过率的字段。
在图4的例中，在第1列的记录中，作为控制值记录了「0」，作为透过率，记录了「0.004」。这表示对液晶光阀40R输出控制值「0」时液晶光阀40R的透过率为0.4％。图4表示了液晶光阀的灰度级为4位(0～15值)时的例子，但是，实际上记录了与色调制光阀的灰度级相当的记录。例如，灰度级为8位时，就记录了256个记录。
另外，虽然对控制值记录表420G、420B的数据结构未特别表示出，但是，具有与控制值记录表420R相同的数据结构。与控制值记录表420R不同的是与同一控制值对应的透过率不同。
下面，说明CPU70的结构和由CPU70执行的处理。
CPU70由微处理单元(MPU)等构成，使ROM72的指定区域存储的指定的程序起动，按照该程序执行图5的流程图所示的显示控制处理。
图5是表示显示控制处理的流程图。
显示控制处理是根据HDR显示数据分别决定亮度调制光阀和色调制光阀的控制值并根据决定的控制值驱动亮度调制光阀和色调制光阀的处理，在CPU70中执行时，如图5所示，首先转移到步骤S100。
在步骤S100，从存储装置82中读出HDR显示数据。
然后，转移到步骤S102，分析读出的HDR显示数据，计算像素值的直方图或亮度水平的最大值、最小值和平均值等。分析结果用于使暗的场景变亮、使太亮的场景变暗、调整中间部对比度等的自动图像修正或用于色调变换(映射)。
其次，转移到步骤S104，根据步骤S102的分析结果，将HDR显示数据的亮度水平变换为投射型显示装置100的亮度动态范围。
图6是用于说明色调变换处理的图。
分析HDR显示数据的结果，设HDR显示数据包含的亮度水平的最小值为Smin、最大值为Smax。另外，设投射型显示装置100的亮度动态范围的最小值为Dmin、最大值为Dmax。在图6的例中，Smin小于Dmin、Smax大于Dmax，所以，这样就不能适当地显示HDR显示数据。因此，Smin～Smax的直方图正则化为收敛到Dmin～Dmax的范围内。
关于色调变换的详细情况，已在例如众所周知的文献2(F.Drago，K.Myszkowski，T.Annen，N.Chiba，“Adaptive Logarithmic Mapping ForDisplaying High Contrast Scenes”发表于Eurographics 2003，(2003))中说明了。
然后，转移到步骤S106，调整HDR图像的尺寸(放大或缩小)使之与色调制光阀的分辨率一致。这时，保持HDR图像的长宽比调整HDR图像。作为尺寸调整方法，有例如平均值法、中间值法和最近邻法(nearestneighbor)等。
其次，转移到步骤S108，根据调整(尺寸)的图像的各像素的亮度水平Rp和光源10的亮度Rs，利用上式(1)对调整图像的各像素计算光调制率Tp。
然后，转移到步骤S110，作为色调制光阀的各像素的透过率T2，赋予初始值(例如0.2)，临时决定色调制光阀的各像素的透过率T2。
然后，转移到步骤S112，根据计算的光调制率Tp、临时决定的透过率T2和增益G，利用上式(2)按色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透过率T1’。这里，色调制光阀由3个液晶光阀40R～40B构成，所以，对于同一像素，对各RGB3原色计算透过率T1’。与此相反，亮度调制光阀由1个液晶光阀30构成，所以，将它们的平均值等作为该像素的T1’而算出。
其次，转移到步骤S114，对亮度调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素计算的透过率T1’的加权平均值，作为该像素的透过率T1。加权利用相互重叠的像素的面积比进行。
然后，转移到步骤S116，对亮度调制光阀的各像素的每一个，从控制值记录表400中读出与对该像素计算的透过率T1对应的控制值，将读出的控制值决定为该像素的控制值。在控制值的读出中，从控制值记录表400中检索与计算的透过率T1最近似的透过率，通过检索，读出与检索的透过率对应的控制值。该检索通过使用例如二分检索法而实现更高速的检索。
然后，转移到步骤S118，对色调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的透过率T1的加权平均值，根据计算的平均值、在步骤S108计算的光调制率Tp和增益G，利用上式(2)计算该像素的透过率T2。加权利用相互重叠的像素的面积比进行。
其次，转移到步骤S120，对色调制光阀的各像素的每一个，从控制值记录表420R～420B中读出与对该像素计算的透过率T2对应的控制值，将读出的控制值决定为该像素的控制值。在控制值的读出中，从控制值记录表420R～420B中检索与计算的透过率T2最近似的透过率，通过检索读出与检索的透过率对应的控制值。该检索通过使用例如二分检索法而实现更高速的检索。
然后，转移到步骤S122，将在步骤A116、S120决定的控制值向光阀驱动装置80输出，分别驱动亮度调制光阀和色调制光阀，投影显示图像，在一连串的处理结束之后，返回到原来的处理。
下面，参照图7～图10说明本实施例的动作。
以下，以色调制光阀都具有横18像素×纵12像素的分辨率和4位的灰度级、亮度调制光阀具有横15像素×纵10像素的分辨率和4位的灰度级的情况为例进行说明。
在显示控制装置200中，经过步骤S100～S104读出HDR显示数据，分析读出的HDR显示数据，根据该分析结果将HDR显示数据的亮度水平变换为投射型显示装置100的亮度动态范围。其次，经过步骤S106调整HDR图像的大小，使之与色调制光阀的分辨率一致。
然后，经过步骤S108，对调整图像的各像素计算光调制率Tp。例如，设像素p的亮度水平Rp(R、G、B)为(1.2，5.4，2.3)、光源10的亮度Rs(R、G、B)为(10000，10000，10000)时，则调整图像的像素p的光调制率Tp为(1.2，5.4，2.3)/(10000，10000，10000)＝(0.00012，0.00054，0.00023)。
图7是表示临时决定色调制光阀的透过率T2时的图。
然后，经过步骤S110，临时决定色调制光阀的各像素的透过率T2。设色调制光阀的左上4分区的像素为p21(左上)、p22(右上)、p23(左下)、p24(右下)时，如图7所示，对像素p21～p24的透过率T2赋予初始值T20。
图8是表示按色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透过率T1’时的图。
然后，经过步骤S112，按色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透过率T1’。考虑像素p21～p24时，如图8所示，设像素p21～p24的光调制率为Tp1～Tp4、增益G为“1”时，利用下式(3)～(6)可以计算与其对应的亮度调制光阀的透过率T11～T14。
实际使用数值进行计算，Tp1＝0.00012、Tp2＝0.05、Tp3＝0.02、Tp4＝0.01、T20＝0.1时，利用下式(3)～(6)，则得出T11＝0.0012、T12＝0.5、T13＝0.2、T14＝0.1。
T11＝Tp1/T20    (3)
T12＝Tp2/T20    (4)
T13＝Tp3/T20    (5)
T14＝Tp4/T20    (6)
图9是表示决定亮度调制光阀的各像素的透过率T1时的图。
然后，经过步骤S114，决定亮度调制光阀的各像素的透过率T1。设亮度调制光阀的左上4分区的像素为p11(左上)、p12(右上)、p13(左下)、p14(右下)时，如图9(a)所示，由于色调制光阀与亮度调制光阀的分辨率不同，所以，像素p11与像素p21～像素p24在光路上相互重叠。色调制光阀的分辨率为18×12、亮度调制光阀的分辨率为15×10，所以，像素p11根据其最小公倍数可以区分为6×6的矩形区域。并且，如图9(b)所示，像素p11与像素p21～p24的相互重叠的面积比为25∶5∶5∶1。因此，如图9(c)所示，像素p11的透过率T15可以利用下式(7)进行计算。
实际使用数值进行计算。T11＝0.0012、T12＝0.5、T13＝0.2、T14＝0.002时，利用下式(7)计算可得出T15＝0.1008。
T15＝(T11×25+T12×5+T13×5+T14×1)/36     (7)
对于像素p12～p14的透过率T16～T18，和像素的每一个，p11一样，可以通过利用面积比计算加权平均值而求得。
然后，经过步骤S116，对亮度调制光阀的各像素从控制值记录表400中读出与对该像素计算的透过率T1对应的控制值，并将读出的控制值决定为该像素的控制值。例如，因为T15＝0.1008，所以，参照控制值记录表400，如图3所示，0.09是最近似的值。因此，从控制值记录表400中读出「8」，作为像素p11的控制值。
图10是表示决定色调制光阀的各像素的透过率T2时的图。
然后，经过步骤S118，决定色调制光阀的各像素的透过率T2。如图10(a)所示，由于色调制光阀与亮度调制光阀的分辨率不同，所以，像素p24与像素p11～像素p14在光路上相互重叠。因为色调制光阀的分辨率为18×12、亮度调制光阀的分辨率为15×10，所以，像素p24根据其最小公倍数可以区分为5×5的矩形区域。并且，如图10(b)所示，像素p24与像素p11～p14的相互重叠的面积比为1∶4∶4∶16。因此，考虑像素p24时，与其对应的亮度调制光阀的透过率T19可以利用下式(8)进行计算。并且，如图10(c)所示，设增益G为「1」时，则像素p24的透过率T24可以利用下式(9)进行计算。
实际使用数值进行计算，T15＝0.09、T16＝0.33、T17＝0.15、T18＝0.06、Tp4＝0.01时，利用下式(8)、(9)计算可得T19＝0.1188、T24＝0.0842。
T19＝(T15×1+T16×4+T17×4+T18×16)/25     (8)
T24＝Tp4/T19           (9)
对于像素p21～p23的透过率T21～T23，也和像素p24一样，可以通过利用面积比计算加权平均值而求得。
然后，经过步骤S120，对色调制光阀的各像素的每一个，从控制值记录表420R～420B中读出与对该像素计算的透过率T2对应的控制值，并将读出的控制值决定为该像素的控制值。例如，对于液晶光阀40R的像素p24，T24＝0.0842时，参照控制值记录表420R，如图4所示，0.07是最近似的值。因此，从控制值记录表420R中读出「7」，作为像素p24的控制值。
并且，经过步骤S122，将决定的控制值向光阀驱动装置80输出。这样，就分别驱动亮度调制光阀和色调制光阀，投影显示图像。
这样，在本实施例中，临时决定色调制光阀的各像素的透过率T2，根据临时决定的透过率T2和HDR显示数据决定亮度调制光阀的各像素的透过率T1，根据决定的透过率T1决定亮度调制光阀的各像素的控制值，根据决定的透过率T1和HDR显示数据决定色调制光阀的各像素的透过率T2，根据决定的透过率T2决定色调制光阀的各像素的控制值。
这样，就通过亮度调制光阀和色调制光阀调制来自光源10的光，所以，可以实现比较高的亮度动态范围和灰度级。另外，由于后决定用以决定显示分辨率的色调制光阀的透过率T2，所以，可以抑制误差的影响，与以往相比，可以降低画质劣化的可能性。此外，不保持数量与灰度级相当的灰度表也可以，所以，即使增加灰度级，与以往相比，灰度表的尺寸和生成时间也不太增大。
此外，在本实施例中，根据临时决定的透过率T2和HDR显示数据按色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透过率T1’，根据计算的透过率T1’计算亮度调制光阀的各像素的透过率T1。
亮度调制光阀和色调制光阀分别具有不同的分辨率时，与其根据临时决定的透过率T2直接计算亮度调制光阀的各像素的透过率T1，不如根据临时决定的透过率T2按色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透过率T1’之后再计算亮度调制光阀的各像素的透过率T1的处理简单。因此，亮度调制光阀和色调制光阀分别具有不同的分辨率时，可以比较简单地计算亮度调制光阀的各像素的透过率T1。
此外，在本实施例中，对亮度调制光阀的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素计算的透过率T1’计算该像素的透过率T1。
这样，亮度调制光阀和色调制光阀分别具有不同的分辨率时，亮度调制光阀的各像素的透过率T1相对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素的透过率T2是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以更简单地计算亮度调制光阀的各像素的透过率T1。
此外，在本实施例中，对亮度调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素计算的透过率T1’的加权平均值，作为该像素的透过率T1。
这样，亮度调制光阀和色调制光阀分别具有不同的分辨率时，亮度调制光阀的各像素的透过率T1相对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素的透过率T2是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以更简单地计算亮度调制光阀的各像素的透过率T1。
此外，在本实施例中，对色调制光阀的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的透过率T1计算该像素的透过率T2。
这样，亮度调制光阀和色调制光阀分别具有不同的分辨率时，色调制光阀的各像素的透过率T2相对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素的透过率T1是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以比较简单地计算色调制光阀的各像素的透过率T2。
此外，在本实施例中，对色调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的透过率T1的加权平均值，根据该平均值计算该像素的透过率T2。
这样，亮度调制光阀和色调制光阀分别具有不同的分辨率时，色调制光阀的各像素的透过率T2相对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素的透过率T1是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。另外，可以比较简单地计算色调制光阀的各像素的透过率T2。
此外，在本实施例中，作为第1段(级)的光调制元件，使用亮度调制光阀，作为第2段(级)的光调制元件，使用色调制光阀。
这样，在先有的投射型显示装置中仅增加1个光调制元件就行了，所以，可以比较简单地构成投射型显示装置100。
在上述实施例中，亮度调制光阀与发明1～5、7、8、10、12～17、19、20、22、24～29、31、32、34或36的第1光调制元件或发明10、22或34的全波长区域亮度调制元件对应。另外，色调制光阀与发明1～5、7、8、10、12～17、19、20、22、24～29、31、32、34或36的第2光调制元件或发明10、22或34的特定波长区域亮度调制元件对应。
另外在上述实施例中，步骤S110与发明2、3、14或15的光传播特性临时决定单元或发明26或27的光传播特性临时决定步骤对应，步骤S112、S114与发明1～5、7、8、13～17、19或20的第1光传播特性决定单元或发明25～29、31或32的第1光传播特性决定步骤对应。另外，步骤S116与发明2或14的第1控制值决定单元或发明26的第1控制值决定步骤对应，步骤S118与发明1、2、7、8、13、14、19或20的第2光传播特性决定单元或发明25、26、31或32的第2光传播特性决定步骤对应。
另外，在上述实施例中，步骤S120与发明2或14的第2控制值决定单元或发明26的第2控制值决定步骤对应。
在上述实施例中，亮度调制光阀由1个液晶光阀30构成，所以，准备1个控制值记录表400，根据控制值记录表400就决定了亮度调制光阀的各像素的控制值，但是，本发明不限于此，也可以对RGB3原色各准备控制值记录表400R、400G、400B，根据控制值记录表400R～400B决定亮度调制光阀的各像素的控制值。亮度调制光阀调制光的全波长区域的亮度，所以，在控制值记录表400中已记录了代表性的波长的光的透过率。但是，对于RGB3原色的各个波长，不一定是已记录的透过率。
因此，对于亮度调制光阀，对RGB3原色分别严格地测定与控制值对应的透过率，构成控制值记录表400R～400B。其次，对RGB3原色分别决定亮度调制光阀的各像素的透过率T1，从控制值记录表400R中检索与对R计算的透过率T1最近似的透过率，读出与检索的透过率对应的控制值。同样，根据对G计算的透过率T1和对B计算的透过率T1从控制值记录表400G、400B中读出相应的控制值。并且，将对亮度调制光阀的相同的像素读出的控制值的平均值等作为该像素的控制值。
这样，亮度调制光阀的各像素的控制值相对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素的RGB3原色的每一个的透过率就是比较适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。
这时，亮度调制光阀与发明6、18或30的第1光调制元件对应，色调制光阀与发明6、18或30的第2光调制元件或发明6、18或30的特定波长区域亮度调制元件对应。
另外，在上述实施例中，将色调制光阀作为决定显示分辨率的光调制元件而构成，但是，本发明不限于此，也可以将亮度调制元件作为决定显示分辨率的光调制元件而构成。这时，在决定色调制光阀的各像素的透过率T1(设先决定的光调制元件的透过率为T1)之后再决定亮度调制光阀的各像素的透过率T2(设后决定的光调制元件的透过率为T2)。另外，和上述一样，也可以对RGB3原色的每一种准备控制值记录表400R～400B，根据控制值记录表400R～400B决定亮度调制光阀的各像素的控制值。
具体而言，就是对RGB3原色的每一种决定亮度调制光阀的各像素的透过率T2，从控制值记录表400R中检索与对R计算的透过率T2最近似的透过率，读出与检索的透过率对应的控制值。同样，根据对G计算的透过率T2和对B计算的透过率T2从控制值记录表400G、400B中读出相应的控制值。并且，将对亮度调制光阀的相同的像素读出的控制值的平均值等作为该像素的控制值而算出。
这样，亮度调制光阀的各像素的控制值相对在光路上与该像素相互重叠的色调制光阀的像素的RGB3原色的每一种的透过率就是适当的值，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。
这时，色调制光阀与发明9、21或33的第1光调制元件或发明9、21或33的特定波长区域亮度调制元件对应，亮度调制光阀与发明9、21或33的第2光调制元件对应。
另外，在上述实施例，投射型显示装置100由1个液晶光阀30构成亮度调制光阀，但是，本发明不限于此，也可以如图11所示的那样，在液晶光阀40R～40B的入射侧分别设置液晶光阀30R、30G、30B而构成。这时，决定显示分辨率的光调制部可以是液晶光阀30R～30B和液晶光阀40R～40B中的任意一种。
图11是表示对RGB3原色的每一种设置亮度调制光阀和色调制光阀构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图。
这样，可以独立地按2阶段调制RGB3原色的每一种的亮度，所以，可以进一步降低画质劣化的可能性。
这时，液晶光阀30R～30B、40R～40B与发明11、23或35的第1光调制元件、发明11、23或35的第2光调制元件或发明11、23或35的特定波长区域亮度调制元件对应。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100是将亮度调制部12和色调制部14光学地直接连接而构成，但是，本发明不限于此，如图12所示，也可以在亮度调制部12和色调制部14之间设置中继透镜50。这时，决定显示分辨率的光调制部可以是亮度调制部12和色调制部14中任意一种。
图12是表示在亮度调制部12和色调制部14之间设置中继透镜50而构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图。
这样，就可以高精度地将亮度调制光阀的图像投影到色调制光阀上，所以，可以提高成像精度。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100是在亮度调制部12的出射侧设置色调制部14而构成的，但是，本发明不限于此，也可以如图13所示的那样，在色调制部14的出射侧设置亮度调制部12而构成。这时，为了提高成像精度，最好在色调制部14和亮度调制部12之间设置中继透镜50。另外，决定显示分辨率的光调制部可以是色调制部14和亮度调制部12中的任意一种。
图13是表示在色调制部14的出射侧设置亮度调制部12构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100将色调制部14作为3板式(利用3个液晶光阀40R～40B进行色调制的方式)而构成，但是，本发明不限于此，也可以如图14所示的那样将色调制部14作为单板式(利用1个液晶光阀40进行色调制的方式)而构成。单板式的色调制光阀可以例如通过在液晶光阀上设置滤色器/片而构成。这时，为了提高成像精度，最好在亮度调制部12和色调制部那4之间设置中继透镜50。另外，决定显示分辨率的光调制部可以是亮度调制部12和色调制部14中的任意一种。
图14是表示作为单板式构成投射型显示装置100时的硬件结构的框图。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100将亮度调制部12和色调制部14内置而构成，但是，本发明不限于此，也可以如图15所示的那样，作为由调制光的全波长区域的亮度的单板式投射型显示装置310、接收来自单板式投射型显示装置310的投影光的投光性的菲涅耳透镜312和设置在菲涅耳透镜312的出射侧并且对RGB3原色的每一种调制光的亮度的色调制面板314构成的投射型显示***300而构成。这时，决定显示分辨率的光调制部可以是单板式投射型显示装置310和色调制面板314中的任意一种。
图15是表示投射型显示***300的硬件结构的框图。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100将亮度调制部12和色调制部14内置而构成，但是，本发明不限于此，也可以如图16所示的那样，作为由对RGB3原色的每一种调制光的亮度的3板式投射型显示装置320、接收来自3板式投射型显示装置320的投影光的投光性的菲涅尔透镜312和设置在菲涅尔透镜312的出射侧并且调制光的全波长区域的亮度的亮度调制面板324构成的投射型显示***300而构成。这时，决定显示分辨率的光调制部可以是3板式投射型显示装置320和亮度调制面板324中的任意一种。
图16是表示投射型显示***300的硬件结构的框图。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100将亮度调制部12和色调制部14内置而构成，但是，本发明不限于此，也可以如图17所示的那样，作为由后照灯410、设置在后照灯410的出射侧并且调制光的全波长区域的亮度的亮度调制面板412和设置在亮度调制面板412的出射侧并且对RGB3原色的每一种调制光的亮度的色调制面板414构成的显示器400而构成。这时，决定显示分辨率的光调制部可以是亮度调制面板412和色调制面板414中的任意一种。
图17是表示显示器400的硬件结构的框图。
这样，作为第1光调制元件和第2光调制元件的结构就可考虑各种各样的变化。包括图1、图11～图17的结构，将第1光调制元件和第2光调制元件的结构的变化归纳如下。设第2光调制元件是决定显示分辨率的高分辨率的元件。
(1)将单板式的亮度调制光阀作为第2光调制元件使用，将3板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧(图1、图12、图15和图17的结构)。这样，与(2)的结构相比，可以降低制造成本。
(2)将单板式的亮度调制光阀作为第1光调制元件使用，将3板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧(图1、图12、图15和图17的结构)。这样，与(1)的结构相比，可以提高画质。
(3)将3板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将单板式的亮度调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧(图13和图16的结构)。这样，与(4)的结构相比，可以提高画质。
(4)将3板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将单板式的亮度调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧(图13和图16的结构)。这样，与(3)的结构相比，可以降低制造成本。
(5)将3板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将3板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧(图11的结构)。这样，与(2)、(3)的结构相比，可以提高画质。
(6)将3板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将3板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧(图11的结构)。这样，与(2)、(3)的结构相比，可以提高画质。
(7)将单板式的亮度调制光阀作为第2光调制元件使用，将单板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧(图14的结构)。这样，与(8)的结构相比，可以降低制造成本。
(8)将单板式的亮度调制光阀作为第1光调制元件使用，将单板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧(图14的结构)。这样，与(7)的结构相比，可以提高画质。
(9)将单板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将单板式的亮度调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧。这样，与(10)的结构相比，可以提高画质。
(10)将单板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将单板式的亮度调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧。这样，与(9)的结构相比，可以降低制造成本。
(11)将单板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将3板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧。这样，与(12)的结构相比，可以降低制造成本。
(12)将单板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将3板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧。这样，与(11)的结构相比，可以提高画质。
(13)将3板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将单板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧。这样，与(14)的结构相比，可以提高画质。
(14)将3板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将单板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧。这样，与(13)的结构相比，可以降低制造成本。
(15)将单板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将单板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧。这样，与(9)的结构相比，可以提高画质。
(16)将单板式的色调制光阀作为第1光调制元件使用，将单板式的色调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧。这样，与(9)的结构相比，可以提高画质。
(17)将单板式的亮度调制光阀作为第2光调制元件使用，将单板式的亮度调制光阀作为第1光调制元件使用，将第2光调制元件设置在光源10侧。这样，与(10)的结构相比，可以降低制造成本。
(18)将单板式的亮度调制光阀作为第1光调制元件使用，将单板式的亮度调制光阀作为第2光调制元件使用，将第1光调制元件设置在光源10侧。这样，与(10)的结构相比，可以降低制造成本。
另外，在上述实施例中，根据HDR显示数据决定亮度调制光阀和色调制光阀的控制值，但是，利用通常的各色8位RGB图像数据时，通常的RGB图像数据的0～255这样的值不是亮度的物理量，而是相对的0～255的值。因此，为了根据通常的RGB图像数据进行本发明的显示装置的显示，必须根据通常的RGB图像决定应显示的物理的亮度Rp或显示装置全体的透过率Tp。
图18是表示输入值记录表440的数据结构的图。
因此，如果使用图18的输入值记录表440，就可以进行从通常的RGB图像的0～255这样的输入值向物理的透过率Tp的变换，并且，可以根据该数据的透过率Tp的设定的方式而简单地变更对通常的RGB图像的显示的外观(灰度特性)。该表中的透过率Tp就是上式(2)中的Tp，所以，在决定该值之后，通过进行与上述实施例同样的处理，就可以决定多个光调制元件的透过率T1、T2，进行显示。
图19是表示输入值记录表460的数据结构的图。
图19的输入值记录表460使用亮度Rp取代透过率Tp。该表中的亮度Rp就是上式(1)中的Rp，所以，在决定该值之后，通过进行与上述实施例同样的处理，就可以决定多个光调制元件的透过率T1、T2，进行显示。
另外，在上述实施例中，对色调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的透过率T1的加权平均值，根据该平均值计算该像素的透过率T2。但是，本发明不限于此，也可以对色调制光阀的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的控制值从控制值记录表400中读出与该控制值对应的透过率T1table，计算读出的透过率T1table的加权平均值，根据该平均值计算该像素的透过率T2。
另外，在上述实施例中，对于相同的像素，将对RGB3原色的每一种计算的透过率T1’的平均值等作为该像素的T1’而算出。但是，本发明不限于此，也可以仍然对RGB3原色的每一种计算透过率T1’，而在步骤S114，对于相同的像素，将对RGB3原色的每一种计算的透过率T1的平均值等作为该像素的T1而算出。
另外，在上述实施例中，对色调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的透过率T1的加权平均值，根据该平均值计算该像素的透过率T2，但是，本发明不限于此，也可以对色调制光阀的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的亮度调制光阀的像素决定的透过率T1的最大值、最小值或平均值，根据该计算值计算该像素的透过率T2。
另外，在上述实施例中，使用亮度调制光阀和色调制光阀按2阶段调制光的亮度，但是，本发明不限于此，也可以使用2套亮度调制光阀按2阶段调制光的亮度。
另外，在上述实施例中，作为液晶光阀30、40R～40B，使用有源矩阵型的液晶显示元件，但是，本发明不限于此，作为液晶光阀30、40R～40B，也可以使用无源矩阵型的液晶显示元件和分段型的液晶显示元件。有源矩阵型的液晶显示元件具有可以进行精密的灰度显示的优点，无源矩阵型的液晶显示元件和分段型的液晶显示元件具有可以廉价地制造的优点。
另外，在上述实施例中，投射型显示装置100设置了透射型的光调制元件，但是，本发明不限于此，也可以用DMD等反射型的光调制元件构成亮度调制光阀或色调制光阀。这时，根据HDR显示数据决定反射率。
另外，在上述实施例中，为了使说明简单化，使用了像素数和灰度级小的光调制元件，但是，使用像素数和灰度级大的光调制元件时也可以进行与上述实施例同样的处理。
另外，在上述实施例中，为了使说明简单化，将增益G设定为G＝1.0，但是，根据硬件结构，也可以不是G＝1.0。另外，考虑实际的计算成本时，可以以包含增益G的影响的形式将控制值和透过率记录到控制值记录表中。
另外，在上述实施例中，执行图5的流程图所示的处理时，说明了执行ROM72预先存储的控制程序的情况，但是，本发明不限于此，也可以从存储表示这些步骤的程序的存储介质中将该程序读入RAM74而执行。
这里，所谓存储介质，就是RAM、ROM等半导体存储介质、FD、HD等磁存储型存储介质、CD、CDV、LD、DVD等光学读取方式存储介质、MO等磁存储型/光学读取方式存储介质，不论是电子的、磁的、光学的读取方法中的哪种方法，只要是计算机可以读取的存储介质就可以，包含所有的存储介质。
另外，在上述实施例中，如图1所示，是将本发明的光传播特性控制装置、光学显示装置、光传播特性控制程序和光学显示装置控制程序以及光传播特性控制方法和光学显示装置控制方法应用于投射型显示装置100，但是，本发明不限于此，在不脱离本发明的主旨的范围内也可以应用于其他情况。

Claims (16)

1.一种光传播特性控制装置，是适用于通过具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件调制来自光源的光的光学***的装置，其特征在于，具有：
决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元；以及
根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元。
2.一种光学显示装置，是具备光源、具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并决定显示分辨率的第2光调制元件并且通过上述第1光调制元件和上述第2光调制元件调制来自上述光源的光而显示图像的装置，其特征在于，具有：
临时决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的光传播特性临时决定单元；
根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元；
根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第1光调制元件的各像素的控制值的第1控制值决定单元；
根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元；以及
根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第2光调制元件的各像素的控制值的第2控制值决定单元。
3.权利要求2所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率；
上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和上述显示数据按上述第2光调制元件的像素单位计算上述第1光调制元件的光传播特性，并根据计算的光传播特性计算上述第1光调制元件的各像素的光传播特性。
4.权利要求3所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光传播特性决定单元，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，根据对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
5.权利要求4所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光传播特性决定单元，对上述第1光调制元件的各像素的每一个，计算对在光路上与该像素相互重叠的上述第2光调制元件的像素计算出的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，作为该像素的光传播特性。
6.权利要求2～5的任意一项所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；
对于上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；
上述光传播特性临时决定单元，对上述各特定波长区域的每一个临时决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；
上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性；
上述第1控制值决定单元，根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，根据对上述第1光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
7.按权利要求2～6的任意一项所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光调制元件和上述第2光调制元件分别具有不同的分辨率；
上述第2光传播特性决定单元，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，根据由上述第1光传播特性决定单元对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性，计算该像素的光传播特性。
8.权利要求7所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第2光传播特性决定单元，对上述第2光调制元件的各像素的每一个，计算由上述第1光传播特性决定单元对在光路上与该像素相互重叠的上述第1光调制元件的像素决定的光传播特性的最大值、最小值、平均值或相互重叠的面积比的加权平均值，根据该计算值计算该像素的光传播特性。
9.权利要求2～8的任意一项所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；
此外，对上述各特定波长区域的每一个具有与光传播特性对应地记录有上述控制值的控制值记录表；
上述第1光传播特性决定单元，根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述特定波长区域亮度调制元件的各像素的光传播特性；
上述第2光传播特性决定单元，根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据，对上述各特定波长区域的每一个决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性；
上述第2控制值决定单元，根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性，对上述各特定波长区域的每一个，从与该特定波长区域对应的控制值记录表中读出该控制值，并根据对上述第2光调制元件的相同的像素读出的控制值计算该像素的控制值。
10.按权利要求2～9的任意一项所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的一方，是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件；
上述第1光调制元件和上述第2光调制元件的另一方，是调制光的全波长区域的亮度的全波长区域亮度调制元件。
11.按权利要求2～9的任意一项所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第1光调制元件和上述第2光调制元件是对光的波长区域中不同的多个特定波长区域调制该特定波长区域的亮度的特定波长区域亮度调制元件。
12.按权利要求2～11的任意一项所述的光学显示装置，其特征在于：
上述第2光调制元件具有比上述第1光调制元件高的分辨率。
13.一种光传播特性控制程序，是适用于通过具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件调制来自光源的光的光学***的程序，其特征在于：
是用于使计算机执行作为决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元以及根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元而实现的处理的程序。
14.一种光学显示装置控制程序，是控制具备光源、具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并决定显示分辨率的第2光调制元件并且通过上述第1光调制元件和上述第2光调制元件调制来自上述光源的光而显示图像的光学显示装置的程序，其特征在于：
是用于使计算机执行作为以下装置而实现的处理的程序：临时决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的光传播特性临时决定单元；根据由上述光传播特性临时决定单元临时决定的光传播特性和显示数据决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定单元；根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第1光调制元件的各像素的控制值的第1控制值决定单元；根据由上述第1光传播特性决定单元决定的光传播特性和上述显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定单元；以及根据由上述第2光传播特性决定单元决定的光传播特性决定上述第2光调制元件的各像素的控制值的第2控制值决定单元。
15.一种光传播特性控制方法，是适用于通过具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并且决定显示分辨率的第2光调制元件调制来自光源的光的光学***的方法，其特征在于，包括：
决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定步骤；以及
根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性和显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定步骤。
16.一种光学显示装置控制方法，是控制具备光源、具有能够独立地控制光传播特性的多个像素的第1光调制元件和具有能够独立地控制光传播特性的多个像素并决定显示分辨率的第2光调制元件并且通过上述第1光调制元件和上述第2光调制元件调制来自上述光源的光而显示图像的光学显示装置的方法，其特征在于，包括：
临时决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的光传播特性临时决定步骤；
根据由上述光传播特性临时决定步骤临时决定的光传播特性和显示数据决定上述第1光调制元件的各像素的光传播特性的第1光传播特性决定步骤；
根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性决定上述第1光调制元件的各像素的控制值的第1控制值决定步骤；
根据由上述第1光传播特性决定步骤决定的光传播特性和上述显示数据决定上述第2光调制元件的各像素的光传播特性的第2光传播特性决定步骤；以及
根据由上述第2光传播特性决定步骤决定的光传播特性决定上述第2光调制元件的各像素的控制值的第2控制值决定步骤。
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