JP4428298B2 - 画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像信号を入力し、当該映像信号に応じた画像を表示する画像表示装置及びその制御方法に関する。

ＣＲＴ（陰極線管）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等を表示素子として用い、蛍光体を発光させて画像を表示する画像表示装置には、一般に、高輝度で画像を表示することに起因する高圧変動による表示品位（画像歪み）の低下や、発熱による表示素子の劣化を抑制するために、自動輝度制限回路（以下、ＡＢＬ回路という）が備えられている（例えば、特許文献１〜７参照）。ＡＢＬ回路は、入力した映像信号のＡＰＬ（Average Picture Level：平均画像レベル）が所定値より高い場合に、映像信号に対して、表示素子の発光輝度を抑えるための補正を施す。

一方、液晶やＤＭＤ（登録商標）（Digital Micromirror Device）等を表示素子として用い、光源から射出された光を変調して画像を形成する画像表示装置においては、輝度に起因する表示品位の劣化（画像歪み）がないためＡＢＬ回路を必要とせず、実際に、ＡＢＬ回路を備えないものが一般的になっている。

特開昭５９−１１１４８９号公報 特開平２−９０７８８号公報 特開平５−７３５０号公報 特開平１１−２７６０２号公報 特開２０００−７５８３３号公報 特開２０００−２４２２１２号公報 特開２００２−３７２９４３号公報

しかしながら、ＡＢＬ回路を有しない画像表示装置は、ＡＰＬの高い映像信号に基づいた画像が表示されると、ＣＲＴ等の場合と比較して強い眩しさを感じさせ、不快感を与えてしまうという問題を有している。特に、テレビコマーシャル等は、ＡＢＬ回路を備えたＣＲＴ等でも視聴者の注目を集められるよう、刺激的で明るい映像で構成さることが多く、ＡＰＬが高い傾向にある。また、画面サイズが大きい場合や、視聴環境が暗い場合ほど視聴者に強い眩しさを感じさせてしまう。

一方、ＡＢＬ回路を備えた画像表示装置では、上述した眩しさはＡＢＬ回路によって抑制されるものの、映画のように視覚的演出効果に富んだ映像作品においてもＡＢＬ回路が機能してしまうため、映像表現を著作者の意図どおりに忠実に再現することができないという問題を有している。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、映像の種別によって輝度の調整を変更可能な画像表示装置及びその制御方法を提供することにある。

本発明の画像表示装置は、映像信号を入力し、当該映像信号に応じた画像を表示する画像表示装置であって、前記映像信号にコピーガードが施されているか否かを検知するコピーガード検知部と、前記コピーガード検知部による検知結果に応じて、前記画像の明るさを調整する輝度調整手段とを備えたことを特徴とする。

この画像表示装置によれば、コピーガードの有無に応じて画像の明るさを調整することが可能となるため、コピーガードが施された市販のＤＶＤやビデオテープ、或いは有料のテレビ放送等によって提供される映画等の映像と、コピーガードが施されていない一般のテレビ放送等によって提供される映像とで画像の明るさを変更することが可能となる。この結果、映像の種別に応じた明るさで映像を観賞することが可能となる。

この画像表示装置において、前記輝度調整手段は、前記映像信号が表す輝度情報に基づいて前記画像の輝度を制限する自動輝度制限手段を有し、前記コピーガード検知部による検知結果に応じて、前記自動輝度制限手段による輝度制限の有効と無効とを切り換えることが望ましい。

この画像表示装置によれば、コピーガードの有無に応じて自動輝度制限手段による輝度制限の有効と無効とを切り換えるため、映像の種別に応じた明るさで映像を観賞することが可能となる。

この画像表示装置において、前記輝度調整手段は、前記コピーガード検知部が前記映像信号にコピーガードが施されていることを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を無効とし、前記コピーガード検知部が前記映像信号にコピーガードが施されていないことを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を有効とすることが望ましい。

この画像表示装置によれば、コピーガードが施されている場合に、自動輝度制限手段による輝度制限を無効とするため、映画等を著作者の意図どおりに再現することが可能となるうえ、コピーガードが施されていない場合に、自動輝度制限手段による輝度制限を有効とするため、一般のテレビ放送等を視聴する際の眩しさを低減することが可能となる。

この画像表示装置において、テレビ放送信号を受信し、前記テレビ放送信号から特定のチャンネルの映像信号を選局して出力するチューナと、外部の画像供給装置から映像信号が入力される外部信号入力部と、前記チューナ及び前記外部信号入力部から出力される映像信号を入力して、いずれか一方の映像信号を選択して出力するソース切換部と、前記ソース切換部から出力された映像信号に基づいた画像を表示する表示部とを備え、前記輝度調整手段は、前記コピーガード検知部が前記ソース切換部から出力された映像信号にコピーガードが施されていることを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を無効とし、前記コピーガード検知部が前記ソース切換部から出力された映像信号にコピーガードが施されていないことを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を有効とすることが望ましい。

この画像表示装置によれば、テレビ映像、及び外部から入力した映像の双方に対して、コピーガードの有無に応じた輝度制限を実施することが可能となる。

この画像表示装置において、前記自動輝度制限手段は、前記映像信号に対して、ブライトネス及びコントラストのうちの少なくとも一方を調整することにより、前記画像の輝度を制限することが望ましい。

この画像表示装置によれば、映像信号を調整することによって輝度の制限を行うため、画像の輝度調整を容易に行うことが可能となる。

この画像表示装置において、前記自動輝度制限手段は、前記映像信号を調整する際に、黒伸張補正及び白伸張補正のうちの少なくとも一方の補正を施すことが望ましい。

この画像表示装置によれば、輝度の調整とともに黒伸張や白伸張を行うため、輝度調整に伴うコントラストの低下を抑制することが可能となる。

この画像表示装置において、前記自動輝度制限手段による輝度制限量を調整する制限量調整手段を備えることが望ましい。

この画像表示装置によれば、制限量調整手段によって輝度制限量を変更することができるため、画面サイズや視聴環境、或いは、視聴者の好みに応じた輝度で画像を観賞することが可能となる。

この画像表示装置において、前記コピーガード検知部は、前記映像信号に重畳されたマクロビジョン（登録商標）方式、カラーストライプ、ＣＧＭＳ（Copy Generation Management System）のうちの少なくとも一つのコピーガード信号を検知することが望ましい。

この画像表示装置によれば、コピーガードとして広く採用されているマクロビジョン方式、カラーストライプ、ＣＧＭＳのうちの少なくとも一つのコピーガード信号を検知可能であるため、多くの映像ソースに対して、映像の種別を判断することが可能となる。

本発明の画像表示装置の制御方法は、映像信号を入力し、当該映像信号に応じた画像を表示するとともに、前記映像信号が表す輝度情報に基づいて前記画像の輝度を制限する自動輝度制限手段を有する画像表示装置の制御方法であって、入力した前記映像信号にコピーガードが施されているか否かを検知する第１の工程と、前記第１の工程における検知結果に応じて、前記自動輝度制限手段による輝度制限の有効と無効とを切り換える第２の工程とを備えたことを特徴とする。

この画像表示装置の制御方法によれば、コピーガードの有無に応じて自動輝度制限手段による輝度制限の有効と無効とを切り換えるため、映像の種別に応じた明るさで映像を観賞することが可能となる。

この画像表示装置の制御方法において、前記第２の工程は、前記第１の工程において、前記映像信号にコピーガードが施されていることを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を無効とし、前記映像信号にコピーガードが施されていないことを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を有効とすることが望ましい。

この画像表示装置の制御方法によれば、映像信号にコピーガードが施されている場合に、自動輝度制限手段による輝度制限を無効とするため、コピーガードが施された市販のＤＶＤやビデオテープ、或いは有料のテレビ放送等によって提供される映画等の映像を、著作者の意図どおりに再現することが可能となる。さらに、映像信号にコピーガードが施されていない場合に、自動輝度制限手段による輝度制限を有効とするため、コピーガードが施されていない一般のテレビ放送等によって提供される映像を視聴する際の眩しさを低減することが可能となる。

また、上述した画像表示装置及びその制御方法が、画像表示装置に備えられたコンピュータを用いて構築されている場合には、本発明は、その機能を実現するためのプログラム、或いは当該プログラムを前記コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体等の態様で構成することも可能である。記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコード等の符号が印刷された印刷物、プロジェクタの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ）、及び外部記憶装置等、前記コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の画像表示装置は、テレビ放送電波を受信して、テレビ放送に基づくテレビ映像を表示可能であるとともに、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）再生装置やビデオ再生装置等の外部の画像供給装置から映像信号を入力して、当該映像信号に基づく外部ビデオ映像を表示することが可能になっている。

図１に示すように、画像表示装置１は、制御部１０と、記憶部１１と、操作部１２と、チューナ２１と、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部２２と、ソース切換部２３と、映像復調部２４と、コピーガード検知部２５と、ＡＰＬ検出部２６と、表示部３０とを備えている。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、コンピュータとして機能する。制御部１０は、前記各部１１，１２，２１，２３〜２６に接続されており、記憶部１１に記憶されている制御プログラムに従って、画像表示装置１の動作を統括制御する。記憶部１１は、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリによって構成され、前記制御プログラムが記憶されるとともに、各種設定値等の一時記憶に用いられる。

操作部１２は、電源のオン・オフや、放送チャンネルの選局、音量の調整、画質の調整、映像ソース（テレビ映像又は外部ビデオ映像）の切り換え等を行うための複数のキーを備えている。ユーザが操作部１２を操作すると、操作部１２は、操作内容に応じた操作信号を制御部１０に出力する。

画像表示装置１には、外部にアンテナＡＮが接続されており、テレビ放送電波を受信可能になっている。受信したテレビ放送電波は、受信信号としてチューナ２１に入力する。チューナ２１は、受信信号から、操作部１２によって選局された放送チャンネルの映像信号を取り出して、ソース切換部２３に出力する。

Ｉ／Ｆ部２２は、本発明の外部信号入力部に相当し、外部の画像供給装置（図示せず）からの映像信号を入力するための接続端子を備えている。Ｉ／Ｆ部２２に入力された映像信号はソース切換部２３に出力される。

ソース切換部２３は、制御部１０の指示に基づいて、チューナ２１から入力した映像信号と、Ｉ／Ｆ部２２から入力した映像信号のいずれか１つを選択可能になっており、選択した映像信号を映像復調部２４に出力する。

コピーガード検知部２５は、ソース切換部２３から出力される映像信号にコピーガードが施されているか否かを検知する。コピーガードは、映画等の著作権の保護を目的に、映像を良好な画質でコピーすることができないよう映像信号或いはこれを記録する記録媒体に施されるものであり、市販の記録媒体に記録された映像信号や、一部（有料放送他）のテレビ放送信号にはコピーガードが施されている。コピーガードの方法としては、映像信号の垂直ブランキング期間に擬似パルスを重畳するマクロビジョン方式や、複数ライン毎にカラーバースト信号の一部を逆位相とするカラーストライプ、映像信号にコピー世代・コピー可否の管理情報をのせるＣＧＭＳにより、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）等の誤動作を引き起こす方法が広く普及している。このため、本実施形態のコピーガード検知部２５は、前記擬似パルスや逆位相とされたカラーバースト信号等のコピーガード信号を検出することにより、映像信号にコピーガードが施されているか否かを検知し、検知結果を制御部１０に出力する。

ＡＰＬ検出部２６は、図示しないローパスフィルタや積分回路等を備え、ソース切換部２３から出力される映像信号のＡＰＬ（Average Picture Level：平均画像レベル）を検出可能になっている。ＡＰＬ検出部２６は、例えば１フィールド毎にＡＰＬを検出し、検出結果を当該映像信号の輝度情報として制御部１０に出力する。

映像復調部２４は、入力した映像信号から映像情報を復調するとともに、画像調整部２４ａにおいて、復調した映像情報（復調信号）の明るさやコントラスト、色相、彩度等を、予め設定された基準に従って、或いは、操作部１２によってなされたユーザの指示に従って調整し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色毎の復調信号を生成して表示部３０に出力する。

ここで、画像調整部２４ａでは、入力する映像信号のＡＰＬに応じて、輝度の調整を行うことができるようになっている。具体的には、制御部１０は、内部に所定の閾値Ｖｔｈを保持しており、ＡＰＬ検出部２６から入力したＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈよりも高い（明るい）場合に、復調信号の信号レベル（輝度レベル）を低下させるような制御信号を画像調整部２４ａに出力することにより、画像調整部２４ａが画像の輝度を制限する。つまり、本実施形態では、制御部１０とＡＰＬ検出部２６と画像調整部２４ａとが、輝度情報であるＡＰＬに基づいて画像の輝度を制限する自動輝度制限手段に相当する。なお、これ以降、自動輝度制限手段がＡＰＬ信号に基づいて輝度の制限を行うことをＡＢＬ制御とも呼ぶ。

図２は、画像調整部２４ａによる輝度制限を説明する図であり、画像調整部２４ａに入力される復調信号の信号レベル（入力レベル）と、画像調整部２４ａから出力する信号レベル（出力レベル）との関係を表すグラフである。本図において、破線は、画像調整部２４ａによる輝度制限を行わない場合、つまり、入力レベルと出力レベルとが一致する場合を表し、実線は、画像調整部２４ａによって輝度制限を行う場合の入出力関係を表している。

図２に示すように、本実施形態では、復調信号のブライトネスの調整、即ち、復調信号の各入力レベルに対応する出力レベルを一様に低下させることにより輝度を制限するようにしており、その低下量（輝度制限量ΔＶ）は、表示画面輝度が最適になるように定められる。

なお、低下量（輝度制限量ΔＶ）は、操作部１２によって変更可能になっており、ユーザの操作に応じて低下量（輝度制限量ΔＶ）を増減することにより、ユーザの好み等に応じた明るさで画像を観賞することができる。つまり、操作部１２及び制御部１０は、画像調整部２４ａによる輝度制限量を調整する制限量調整手段としても機能する。

図１に戻って、表示部３０は、ＲＧＢの各画素がマトリクス状に多数配列された液晶パネルとバックライト（いずれも図示せず）等によって構成されており、前記映像復調部２４から出力された復調信号に基づいて各画素の透過率を設定することにより、映像信号に応じた画像が表示される。

次に、本実施形態の画像表示装置１の動作について説明する。
図３は、本実施形態の画像表示装置１が映像の表示を行う際の制御部１０の動作を説明するフローチャートである。ソース切換部２３から映像復調部２４に映像信号が入力されると、制御部１０は、図３に示すフローに従って制御を行う。

ステップＳ１０１では、制御部１０は、コピーガード検知部２５から検知結果を入力し、コピーガード検知部２５がコピーガード信号を検知したか否かを判断する。コピーガード信号が検知された場合にはステップＳ１０２に移行し、コピーガード信号が検知されない場合にはステップＳ１０３に移行する。

コピーガード信号が検知され、ステップＳ１０２に移行した場合には、制御部１０は、画像調整部２４ａを制御して、ＡＢＬ制御を無効に設定して動作を終了する。これにより、映像復調部２４は、映像信号に対して画像調整部２４ａによる輝度制限を行わず表示部３０に出力する。

一方、コピーガード信号が検知されず、ステップＳ１０３に移行した場合には、制御部１０は、画像調整部２４ａを制御して、ＡＢＬ制御を有効としてステップＳ１０４に移行する。制御部１０がＡＢＬ制御を有効とすることにより、画像調整部２４ａでは、ＡＢＬ制御、即ち、ＡＰＬに応じた輝度制限が可能となる。

ステップＳ１０４では、制御部１０は、ＡＰＬ検出部２６が検出したＡＰＬ信号を入力し、入力したＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈを超えているか否かを判断する。超えている場合にのみステップＳ１０５に移行し、ＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈを超えていない場合には、輝度制限を行わず動作を終了する。

ステップＳ１０５では、制御部１０は、ＡＢＬ制御を実行する。即ち、画像調整部２４ａを制御して、輝度制限量ΔＶ分の輝度調整（輝度制限）を施す。

以上の動作を１フィールド毎に繰り返すことにより、画像表示装置１は、コピーガードの有無、及び映像信号のＡＰＬに応じた輝度制限を行うことが可能となっている。
なお、自動輝度制限手段である制御部１０と、画像調整部２４ａと、ＡＰＬ検出部２６とは、コピーガード検知部２５の検知結果に応じてＡＢＬ制御の有効・無効を切り換えることから、本実施形態の輝度調整手段にも相当する。

以上説明したように、本実施形態の画像表示装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態の画像表示装置１によれば、映像信号にコピーガードが施されている場合に、ＡＢＬ制御を無効とするため、コピーガードが施された市販のＤＶＤやビデオテープ、或いは有料のテレビ放送等によって提供される映画等の映像を、著作者の意図どおりに再現することが可能となる。さらに、映像信号にコピーガードが施されていない場合に、ＡＢＬ制御を有効とするため、コピーガードが施されていない一般のテレビ放送等によって提供される映像を視聴する際の眩しさを低減することが可能となる。

（２）本実施形態の画像表示装置１によれば、コピーガード検知部２５が、コピーガードとして広く採用されているマクロビジョン方式のコピーガード信号を検知可能であるため、多くの映像ソースに対して、映像の種別を判断することが可能となる。

（３）本実施形態の画像表示装置１によれば、操作部１２によって輝度制限量を変更することができるため、画面サイズや視聴環境、或いは、視聴者の好みに応じた輝度で画像を観賞することが可能となる。

（４）本実施形態の画像表示装置１によれば、復調信号を調整することによって輝度の制御を行うため、画像の輝度調整を容易に行うことが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る画像表示装置について、図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係る画像表示装置のブロック図であり、光源から射出した光を映像信号に応じて変調し、この変調光を透過型のスクリーンの背面側に投写してスクリーンの前面側に画像を表示するリアプロジェクションテレビを示している。

図４に示すように、本実施形態の画像表示装置１の表示部４０は、光学装置４１と、透過型スクリーン４２と、光学装置４１が備える液晶ライトバルブ１４０を映像復調部２４から入力する復調信号に応じて駆動するライトバルブ駆動部４３と、光学装置４１が備える光量制御素子１１６を制御部１０からの制御信号に応じて制御する光量制御部４４とを備えている。

図５は、光学装置４１の詳細を説明する説明図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図５に示すように、光学装置４１は、照明光学系１１０と、色光分離光学系１２０と、リレー光学系１３０と、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１５０と、投写レンズ１６０とを備えている。

照明光学系１１０は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型光源ランプからなる光源１１１と、第１のレンズアレイ１１２と、第２のレンズアレイ１１３と、偏光変換素子１１４と、重畳レンズ１１５と、光量制御素子１１６とを備えており、光源１１１から射出された光線束は、微小なレンズ１１２ａがマトリクス状に配置された第１のレンズアレイ１１２によって多数の微小な光線束に分割される。第２のレンズアレイ１１３及び重畳レンズ１１５は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である３つの液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの全体を照射するように備えられている。このため、各光線束が液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂで重畳され、液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの全体がほぼ均一に照明される。

ここで、第１及び第２のレンズアレイ１１２，１１３間の光路には、光量制御素子１１６が備えられている。光量制御素子１１６は、ルーバー１１６ａの回動により第１のレンズアレイ１１２から射出される光を絞ることが可能となっており、その絞り量は、制御部１０からの制御信号に基づいて、光量制御部４４（図４参照）によって制御される。

偏光変換素子１１４は、光源１１１からの光を液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂで効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。照明光学系１１０を射出した偏光光は、色光分離光学系１２０に入射する。

色光分離光学系１２０は、第１のダイクロイックミラー１２１と、反射ミラー１２２と、第２のダイクロイックミラー１２３とを備えており、照明光学系１１０から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー１２１は、略赤色の光を透過させるとともに、透過する光よりも短波長の光を反射する。第１のダイクロイックミラー１２１を透過した赤色光Ｒは、反射ミラー１２２で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｒを照明する。

第１のダイクロイックミラー１２１で反射された光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー１２３によって反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｇを照明する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー１２３を透過し、リレー光学系１３０を通過して、青色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｂを照明する。

なお、青色光Ｂの経路は、他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光線束の発散によって液晶ライトバルブ１４０Ｂへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Ｂの経路には、リレー光学系１３０が設けられている。リレー光学系１３０は、入射側レンズ１３１と、第１の反射ミラー１３２と、リレーレンズ１３３と、第２の反射ミラー１３４と、射出側レンズ１３５とを備えている。色光分離光学系１２０から射出した青色光Ｂは、入射側レンズ１３１によってリレーレンズ１３３の近傍で収束し、射出側レンズ１３５に向けて発散する。

液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂのそれぞれは、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル１４１を備えており、液晶パネル１４１の内面には、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能な透明電極（画素電極）がマトリクス状に形成されている。液晶パネル１４１の入射側表面及び射出側表面には、それぞれ入射側偏光板１４２及び射出側偏光板１４３が貼り付けられている。入射側偏光板１４２及び射出側偏光板１４３は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板１４２は、偏光変換素子１１４によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能となっている。このため、各液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに入射する各色光の大部分は入射側偏光板１４２を透過して、液晶パネル１４１に入射する。

ここで、液晶パネル１４１の各画素に、ライトバルブ駆動部４３によって復調信号に応じた駆動電圧が印加されると、液晶パネル１４１に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板１４３を透過可能な偏光成分のみが液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから射出される。つまり、液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂが、復調信号に応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する光学像が色光毎に形成される。液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから射出した各色光からなる光学像は、クロスダイクロイックプリズム１５０に入射する。

クロスダイクロイックプリズム１５０は、各液晶ライトバルブ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから射出された各色の光学像を、画素毎に合成してカラー画像を表す光学像を形成する。クロスダイクロイックプリズム１５０によって合成された光学像は、投写レンズ１６０によって透過型スクリーン４２の背面に拡大投写される。透過型スクリーン４２の背面側に入射結像された光学像は、透過型スクリーン４２を透過して、透過型スクリーン４２の前面に画像として表示される。

図４に戻って、本実施形態の画像表示装置１は、上記のような構成を有しており、制御部１０は、入力される映像信号にコピーガード信号が検知されない場合にのみ、光量制御部４４による光量の制御を有効とし、コピーガード信号が検知された場合には、光量制御部４４による制御を無効にして、光量制御素子１１６の絞りを全開（絞りなし）のまま固定とする。

コピーガード信号が検知されない場合、つまり光量制御が有効の場合、ＡＰＬ検出部２６が検出したＡＰＬ信号は、制御部１０に供給され、制御部１０は、このＡＰＬ信号を基に光量制御部４４に制御信号を出力して光量を制御する。具体的には、制御部１０は、内部に所定の閾値Ｖｔｈを保持しており、入力したＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈを超えている場合にのみ、光量制御部４４を介して光量制御素子１１６による絞りを行って超過量（輝度制限量ΔＶ相当）に応じた輝度調整（輝度制限）を実行し、ＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈを超えていない場合には、光量制御素子１１６の絞りを全開とする。

なお、光量制御素子１１６、光量制御部４４、ＡＰＬ検出部２６、制御部１０は、ＡＰＬに応じて輝度を制限する自動輝度制限手段に相当するとともに、コピーガード検知部２５の検知結果に応じて光量制御の有効・無効を切り換えることから、本発明の輝度調整手段にも相当する。

以上説明したように、本実施形態の画像表示装置１によれば、前記第１実施形態の効果（１）〜（３）に加えて、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の画像表示装置１によれば、光源光を絞ることによって輝度制限を行っている。つまり、輝度を制限するために、復調信号の調整（ブライトネスの調整等）を行う必要がないため、輝度制限に伴って使用可能な階調数が減少するのを抑制することが可能となる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る画像表示装置について、図面を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係る画像表示装置のブロック図であり、第２実施形態と同様、光源から射出した光を映像信号に応じて変調し、この変調光を透過型のスクリーンの背面側に投写してスクリーンの前面側に画像を表示するリアプロジェクションテレビを示している。ただし、本実施形態の表示部４０は、光量制御素子１１６及び光量制御部４４を備える代わりに、制御部１０の指示に基づいて光源１１１の発光光量を制御可能な光源制御部４５を備えている。

本実施形態の画像表示装置１は、上記のような構成を有しており、制御部１０は、入力される映像信号にコピーガード信号が検知されない場合にのみ、光源制御部４５による発光光量の制御を有効とし、コピーガード信号が検知された場合には、光源制御部４５による制御を無効にして、光源１１１の発光光量を初期設定値で一定とする。

コピーガード信号が検知されない場合、つまり発光光量の制御が有効の場合、ＡＰＬ検出部２６が検出したＡＰＬ信号は、制御部１０に供給され、制御部１０は、このＡＰＬ信号を基に光源制御部４５に制御信号を出力して発光光量を制御する。具体的には、制御部１０は、内部に所定の閾値Ｖｔｈを保持しており、入力したＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈを超えている場合にのみ、光源制御部４５を介して光源１１１の発光光量を調整して超過量（輝度制限量ΔＶ相当）に応じた輝度調整（輝度制限）を実行し、ＡＰＬ信号が閾値Ｖｔｈを超えていない場合には、光源１１１の発光光量を初期設定値にする。

なお、光源１１１、光源制御部４５、ＡＰＬ検出部２６、制御部１０は、ＡＰＬに応じて輝度を制限する自動輝度制限手段に相当するとともに、コピーガード検知部２５の検知結果に応じて発光光量の制御の有効・無効を切り換えることから、本発明の輝度調整手段にも相当する。

以上説明したように、本実施形態の画像表示装置１によれば、前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・前記第１〜第３実施形態では、コピーガードの有無、及びＡＰＬの双方に応じた輝度制限を実施しているが、ＡＰＬには依存せずに、コピーガードの有無のみに応じた輝度調整を行うようにしてもよい。

・前記第２及び第３実施形態では、透過型スクリーン４２を備えたリアプロジェクションテレビについて説明しているが、外部のスクリーンに画像を投写するフロントプロジェクタに適用することも可能である。

・前記第１実施形態では、表示部３０に液晶パネルを備えた画像表示装置１について説明しているが、第２及び第３実施形態と同様、表示部に光学装置を備えたリアプロジェクションテレビやフロントプロジェクタに適用することもできる。さらに、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）や、既にＡＢＬ回路を備えるＣＲＴやＰＤＰ等に適用し、コピーガードの有無に応じて異なる明るさで画像を観賞できるようにしてもよい。

・前記第１実施形態では、復調信号のブライトネスを調整することにより輝度の制限をしているが、図７に示すように、復調信号のコントラスト調整、即ち、復調信号の入力レベルに対する出力レベルの比を小さくする処理を行うようにしてもよいし、ブライトネスとコントラストとを複合的に調整するようにしてもよい。さらに、ブライトネスやコントラストが調整された復調信号に対し、図８（ａ）に示す白伸張処理、及び、図８（ｂ）に示す黒伸張処理の少なくとも一方を適用することで、コントラストの低下を補償するようにしてもよい。

・前記第２及び第３実施形態では、光源１１１として超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型光源ランプを用いているが、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなるＬＥＤ光源等、他の光源を用いてもよい。特に、第３実施形態においては、ＬＥＤ光源を用いることにより、発光光量を細かく制御することが容易になる。

・前記第３実施形態において、光源の発光光量を制御することにより画像の輝度を調整しているように、前記第１実施形態においても、画像調整部２４ａを用いる代わりに、バックライトの発光光量を制御するようにしてもよい。

・前記第２実施形態において、光量制御素子１１６としては、ルーバー１１６ａにより光量を絞るものに限らず、絞り羽根等、他の絞り機構を用いることもできる。また、印加する電圧に応じて光の透過率を変更可能な液晶素子やエレクトロクロミックガラス等を光量制御素子として用い、光源１１１から透過型スクリーン４２に至る光路の途中、或いは、透過型スクリーン４２の前面に備えるようにしてもよい。

・前記第１〜第３実施形態の画像表示装置１は、ＤＶＤ再生装置等、外部の画像供給装置からの映像信号を入力可能な構成になっているが、画像表示装置１が画像供給装置を備えるようにしてもよい。一般に、市販のＤＶＤの多くは、コピーガードを施すか否かを表すコピーガード情報を、主たる映像情報とは別の領域に記録しており、ＤＶＤ再生装置は、当該コピーガード情報を読み取り可能なコピーガード情報読取手段と、読み取ったコピーガード情報に応じて、映像信号にコピーガード信号を重畳するコピーガード信号重畳手段とを備え、コピーガード信号を重畳した映像信号を画像表示装置に出力可能になっている。そこで、ＤＶＤ再生装置等の画像供給装置を画像表示装置が備えることにより、ＤＶＤに記録された映像にコピーガードが施されているか否かを、コピーガード信号が重畳された映像信号を用いることなく、コピーガード情報読取手段によって知ることが可能であるため、コピーガード情報読取手段をコピーガード検知手段として機能させることができる。

・前記第２及び第３実施形態では、透過型の液晶ライトバルブ１４０（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）を用いて光源光の変調を行っているが、反射型の光変調装置であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から射出した光を変調するＤＭＤ等を用いることもできる。

第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図。 ブライトネスの調整による輝度制限を説明する説明図。 映像の表示を行う際の制御部の動作を説明するフローチャート。 第２実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図。 光学装置の詳細を説明する説明図。 第３実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図。 コントラストの調整による輝度制限を説明する説明図。 （ａ）は、白伸張処理を説明する図であり、（ｂ）は、黒伸張処理を説明する図。

符号の説明

１…画像表示装置、１０…制御部、１１…記憶部、１２…操作部、２１…チューナ、２２…Ｉ／Ｆ部、２３…ソース切換部、２４…映像復調部、２４ａ…画像調整部、２５…コピーガード検知部、２６…ＡＰＬ検出部、３０，４０…表示部、４１…光学装置、４２…透過型スクリーン、４３…ライトバルブ駆動部、４４…光量制御部、４５…光源制御部、１１０…照明光学系、１１１…光源、１１２…第１のレンズアレイ、１１３…第２のレンズアレイ、１１４…偏光変換素子、１１５…重畳レンズ、１１６…光量制御素子、１１６ａ…ルーバー、１２０…色光分離光学系、１２１，１２３…ダイクロイックミラー、１２２…反射ミラー、１３０…リレー光学系、１３１…入射側レンズ、１３２…反射ミラー、１３３…リレーレンズ、１３４…反射ミラー、１３５…射出側レンズ、１４０，１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ…液晶ライトバルブ、１４１…液晶パネル、１４２…入射側偏光板、１４３…射出側偏光板、１５０…クロスダイクロイックプリズム、１６０…投写レンズ。

Claims (7)

1. 映像信号を入力し、当該映像信号に応じた画像を表示するとともに、前記映像信号が表す輝度情報に基づいて前記画像の輝度を制限する自動輝度制限手段を有する画像表示装置であって、
   入力した前記映像信号にコピーガードが施されているか否かを検知するコピーガード検知部と、
   前記コピーガード検知部による検知結果に応じて、
   前記自動輝度制限手段による輝度制限の有効と無効とを切り換える輝度調整手段と、を備え、
   前記輝度調整手段は、前記コピーガード検知部が前記映像信号にコピーガードが施されていることを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を無効とし、前記コピーガード検知部が前記映像信号にコピーガードが施されていないことを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を有効とすることを特徴とする画像表示装置。
   
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   テレビ放送信号を受信し、前記テレビ放送信号から特定のチャンネルの映像信号を選局して出力するチューナと、
   外部の画像供給装置から映像信号が入力される外部信号入力部と、
   前記チューナ及び前記外部信号入力部から出力される映像信号を入力して、いずれか一方の映像信号を選択して出力するソース切換部と、
   前記ソース切換部から出力された映像信号に基づいた画像を表示する表示部と、
   を備え、前記輝度調整手段は、前記コピーガード検知部が前記ソース切換部から出力された映像信号にコピーガードが施されていることを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を無効とし、前記コピーガード検知部が前記ソース切換部から出力された映像信号にコピーガードが施されていないことを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を有効とすることを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置であって、前記自動輝度制限手段は、前記映像信号に対して、ブライトネス及びコントラストのうちの少なくとも一方を調整することにより、前記画像の輝度を制限することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項３に記載の画像表示装置であって、前記自動輝度制限手段は、前記映像信号を調整する際に、黒伸張補正及び白伸張補正のうちの少なくとも一方の補正を施すことを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、前記自動輝度制限手段による輝度制限量を調整する制限量調整手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載に画像表示装置であって、前記コピーガード検知部は、前記映像信号に重畳されたマクロビジョン（登録商標）方式、カラーストライプ、ＣＧＭＳ（Copy Generation Management System）のうちの少なくとも一つのコピーガード信号を検知することを特徴とする画像表示装置。
7. 映像信号を入力し、当該映像信号に応じた画像を表示するとともに、前記映像信号が表す輝度情報に基づいて前記画像の輝度を制限する自動輝度制限手段を有する画像表示装置の制御方法であって、
   入力した前記映像信号にコピーガードが施されているか否かを検知する第１の工程と、
   前記第１の工程における検知結果に応じて、前記自動輝度制限手段による輝度制限の有効と無効とを切り換える第２の工程と、を備え、
   前記第２の工程は、前記第１の工程において、前記映像信号にコピーガードが施されていることを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を無効とし、前記映像信号にコピーガードが施されていないことを検知した場合には、前記自動輝度制限手段による輝度制限を有効とすることを特徴とする画像表示装置の制御方法。

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