WO2004021079A1

WO2004021079A1 - 投写型表示装置

Info

Publication number: WO2004021079A1
Application number: PCT/JP2003/010870
Authority: WO
Inventors: Hidenori Ishikawa; Yoshiaki Kumagai; Akihiko Tsurishima; Shunichi Hashimoto; Akira Masutani
Original assignee: Sony Corporation; Sony International (Europe) Gmbh.
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2004-03-11
Also published as: JPWO2004021079A1; US7336289B2; EP1439411A4; EP1439411A1; US20050036084A1

Abstract

映像をスクリーンに投写する投与型表示装置において、電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いた液晶パネルを、スクリーン1として装置本体2に取り付け、装置本体2から出力された映像をスクリーン1に前面から投写する。これにより、住宅内のような比較的狭いスペースで用いるのに適した、設置場所の自由度が大きいとともに不使用時の圧迫感が少ない投与型表示装置を提供する。

Description

明細書

投写型表示装置

技術分野

本発明は、投写型表示装置に関し、特に、住宅内のような比較的狭いスぺースで用いるのに適したものに関する。背景技術

液晶プロジェクタをはじめとする投写型表示装置が、大画面の映像表示装置として普及している。

従来の投写型表示装置は、投写型表示装置とは別体になった反射型スクリーンに前面力 ^¾ら映像を投写するフロント式 (前面投写式）のものと、投写型表示装置と一体になつた透過型スクリーンに背面から映像を投写するリァ式（背面投写式）のものとに大別される。

従来のフロント式投写型表示装置を住宅内に設置する場合には一般に、住宅內のリビングルームの壁等に反射型スクリーンが取り付けられ、この反射型スクリ ―ンに映像を投写できるような位置にフロント式投写型表示装置が設置され Ό o

また、従来のリァ式投写型表示装置は、投写レンズから透過型スクリーンまでの光路部分を全て筐体内に収納するので、サイズの大きい（例えば奥行きが数十 c m程度あり縦 · 横がそれぞれ 1 m程度ある）箱型形状をしている。そのため、従来のリア式投写型表示装置は、住宅内では一般にリビングルームの隅等に設置される。

しかし、こうした反射型スクリーンを取り付けることのできるような広さの壁は住宅内では限られているので、従来のフロント式投写型表示装置は住宅内での設置場所の自由度が小さい。

さらに、住宅内の壁等に反射型スクリーンを取り付けた場合には、映像を投写しないとき (フロント式投写型表示装置の不使用時）に、このスクリーンが巨立つので住環境に圧迫感を与えてしまう

また、従来のようなサイズの大きいリア式投写型表示装置も、やはり、住宅内での設置の自由度が小さいとともに、不使用時に住環境に圧迫感を与えてしま

本発明は、上述の点に鑑み、住宅内のような比較的狭いスぺースで用いるのに適した、設置場所の自由度が大きいとともに不使用時の圧迫感が少なぃ投写型表示装置を提供することを課題としてなされたものである発明の開示

この課題を解決するために、本出願人は、映像をスクリーンに投写する投写型表示装置において、電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されなレ、ときに光を透過させる高分子分散液晶を用レ、た液晶パネルを、スクリーンとして装置本体に取り付け、この装置本体から出力された映像をスクリーンに前面から投写するようにしたものを提案する。

この投写型表示装置は、装置本体に取り付けたスクリーンに前面から映像を投写する（すなわち装置本体とスクリーンとが一体となった）フロント式投写型表示装置である。したがって、従来のフロント式投写型表示装置のように住宅内の壁等にスクリーンを取り付ける必要がない。また、リア式投写型表示装置のように投写レンズからスクリーンまでの光路部分を筐体内に収納する必要はないので、サイズを小さくすることができる。これにより、住宅内のような比較的狭いスペースでも設置場所の自由度が大きくなる。

そして、この投写型表示装置では、高分子分散液晶を用いた液晶パネルでスクリーンが構成される。このスクリーンは、光を散乱する状態（不透明）にすることにより映像を投写することができるとともに、映像を投写しないとき（投写型表示装置の不使用時）には光を透過させる状態（透明）にすることにより目立たないようにすることができる。したがって、従来のフロント式投写型表示装置のように不使用時にスクリーンが目立つことはない。また、前述のように、この投写型表示装置はリア式投写型表示装置よりもサイズを小さくすることができる。これにより、住宅内のような比較的狭いスペースでも不使用時に圧迫感を与えることはない。

さらに、このスクリーンを構成する液晶パネルは、電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いたものである。したがって、映像を投写しないときには電圧を印加することなくスクリーンを透明にするとができるので、不使用時の待機消費電力を節減することもでさる o

なね、この投写型表示装置において、一例として、スクリーンに投写する映像のサイズを調整するための調整手段と、投写する映像のァスぺクト比に応じての調整手段を制御する制御手段とをさらに備えることが好適である。

所定の形状のスクリーンにおいて、映像が投写されない領域は、投写する映像のァスぺクト比によって変化する。そこで、スクリ一ンに投写する映像のサイズをこのァスぺクト比に応じて調整することにより、様々なァスぺクト比の映像を、それぞれ所定の形状のスクリ一ンに最大画角で投写できるようになる。

また、この投写型表示装置において、入力映像信号の投写する映像のァスぺクト比を判別する判別手段と、この判別手段で判別されたァスぺクト比に応じての調整手段を制御する制御手段とをさらに備えることが好適である。

さらに、この投写型表示装置において、スクリーンを楕円形状にすることが好適である。

この投写型表示装置では、不使用時にはスクリーンが透明になるのでスクリーンに対するユーザーの視認度が低下する。そこで、スクリーンを楕円形状にすることにより、不使用時の安全性を高める（ユーザーが気づかずにスクリーンに接触したとしても角（かど）がないので怪我をしないようにする）ことができるようになる。

また、このようにスクリーンを楕円形状にした場合には、映像が投写される矩形形状の領域の周囲に、映像が投写されない領域が生じる。そして、この映像が投写されない領域は、投写する映像のァスぺクト比によって変化する。そこで、投写する映像のァスぺクト比を判別し、スクリーンに投写する映像のサイズをこのァスぺクト比に応じて調整することにより、様々なァスぺクト比の映像を、それぞれ楕円形状のスクリーンに最大画角で投写できるようになる。

なお、一例として、このスクリーンは、短軸に対する長軸の比が略 1 . 3〜： 1 . 7 の範囲の楕円形状であることがー層好週である。それにより、現行の様なァスぺク卜比の映像（ァスぺク卜比 4 ： 3 の N T S C / P A L方式の映像，ァスぺク卜比 1 6 ： 9 のハイビジョン方式の映像シネマスコ一プの映像等 ) をゝそれぞれ楕円形状のスクリーンのうちそれらのいずれの映像も投写されない無駄な領域の割合が極力少なくなるようにして投写できるようになる。

また、この投写型表示装置において、一例として、スクジ一ンを構成する液晶パネルに、映像を投写する領域と映像を投写しない領域とを区別するようにして電極を設けるとともに、映像を投写するとき、この電極に供給する電圧を制御する電極電圧制御手段によって液晶パネルのうち映像を投写する領域のみで光を散乱させることが好適である。

それにより、映像を投写するときに、スクリーンのうち映像が投写されない領域は光を透過する状態（透明）になる。したがつて、映像を空中に浮かび上がるようにして（ユーザーにスクリーンの存在を意識させないようにして）表示できるようになる。次に、本出願人は、映像をスクリーンに投写する投写型表示装置において、高分子分散液晶を用いた液晶パネルをスクリーンとして装置本体に取り付け、このスクリーンに投写する映像のサイズを調整するための調整手段と、投写する映像のァスぺクト比に応じてこの調整手段を制御する制御手段とを備えたものを提案する。

そして、この投写型表示装置では、高分子分散液晶を用いた液晶パネルでスクリーンが構成される。このスクリーンは、光を散乱する状態（不透明）にすることにより映像を投写することができるとともに、映像を投写しないとき（投写型表示装置の不使用時）には光を透過させる状態（透明）にすることにより目立たないようにすることができる。したがって、従来のフロント式投写型表不装直のように不使用時にスクリーンが目立つことはない。また、述のように、この投写型表示装置はリァ式投写型表示装置よりもサイズを小さくすることができる。これにより、住宅内のような比較的狭いスペースでも不使用時に圧迫感を与えることはない

また、所定の形状のスクリ一ンにおいて、映像が投写されない領域は、投写する映像のァスぺクト比によつて変化するが、スクリーンに投写する映像のサイズをこのァスぺクト比に応じて調整することにより、様々なァスぺクト比の映像を、それぞれ所定の形状のスクリ一ンに最大画角で投写することができる。

なお、この投写型表示装置において、入力映像信号の投写する映像のァスぺクト比を判別する判別手段と、この判別手段で判別

>- されたァスぺクト比に応じての調整手段を制御する制御手段とをさらに備えることが好適である。

さらに、 - のようにスクリ ―ンを楕円形状にした場合には、映像が投写される矩形状の領域の周囲に映像が投写されない領域が生じ、この映像が投写されなぃ領域は投写する映像のァスぺクト比によつて変化するが、投写する映像のァスぺクト比を判別し、スクリ一ンに投写する映像のサイズをこのァスぺクト比に応じて

- 調整するとにより、様々なァスぺクト比の映像をそれぞれ楕円形状のスクジンに最大画角で投写することができるようになるなお、一例として、 —のスクリーンは、軸に対する長軸の比が略 1 . 3 1 . 7 の範囲の楕円形状であることが一層好適である。それによ •9 、現行の々なァスぺク卜比の映像（ァスぺク卜比 4 ： 3 の N T S C / P A L方式の映像ァスぺクト比 1 6 ： 9 のハイビン 3 ン方式の映像，シネマスコ一プの映像等 ) を、楕円形状のスク y一ンのうちそれらのいずれの映像も投写されない ^v Iハffi、、駄な領域の割合が極カ少なくなるようにして投写できるようになまた、この投写型表不装置において、一例としてヽスクリーンを構成する液晶パネルに、映像を投写する領域と映像を投写しない領域とを区別するようにして電極を設けるとともに、映像を投写するとき、この電極に供給する電圧を制御する電極電圧制御手段によつて液晶パネルのうち映像を投写する領域のみで光を散乱させることが好適である。

それにより、映像を投写するときに、スタリンのうち映像が投写されない領域は光を透過する状態 (透明）になる。したがつて、映像を空中に浮かび上がるようにして（ュ一ザ一にスクリーンの存在を意識させないようにして）表示できるよラになる。また、この投写型表示装置において、一例としてヽスクリーンを構成する液晶パネルは、電圧が印加されたとさに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いたものであることが好適である。

それにより、映像を投写しないときには電圧を印加することなくスクリーンを透明にすることができるので、不使用時の待機消費電力を節減することもできるようになる。図面の簡単な説明図 1 は、本発明に係る映像投写装置の外観構成を示す斜視図である。

図 2 は、図 1 のスクリーンの断面構造を示す図である。

図 3 は、図 2 の液晶層の組成及び特性を示す図である。

図 4 は、図 2 のガラス基板上の I T O電極群における個々の I T O電極の配置及び形状を示す図である。

図 5 は、図 1 のスクリーン上で、図 2 の 2枚のガラス基板上の I T O電極群中の I T O電極が重なる範囲を示す図である。

図 6 は、図 1 の装置本体の光学系の基本的構成を示す図である。図 7 は、図 1 の装置本体の回路構成のうち本発明に関連する部分を示す図である。

図 8 は、図 7 の R OM内のテーブルを示す図である。

図 9 は、図 1 のスクリーンのうち図 8 のテーブルの内容によつて映像が投写される範囲を示す図である。

図 1 0 は、図 1 のスクリーンのうち映像が投写されない無駄な領域を示す図である。

図 1 1 は、式①， ②の a， b， p の値と、それに対応する式③ の S l ，スクリーン全体の面積の計算結果との関係を示す図である。

図 1 2 は、式①， ②の a， b， p の値と、それに対応する式③ の S 1 , スクリーン 1全体の面積の計算結果との関係を示す図である。

図 1 3 は、図 7 の R OM内のテーブルを示す図である。

図 1 4 は、図 7 の C P Uが実行するズーム比制御 · スクリーン駆動処理を示すフローチャートである。

図 1 5 は、図 1 3 のテーブルの変更例を示す図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。

図 1 は、本発明に係る映像投写装置の外観構成を示す。この映像投写装置では、装置本体 2に、スクリーン 1 と、装置本体 2からの投写光をスクリーン 1 に向けて反射するミラー 3 とが取り付けられている。

スクリーン 1 は楕円形状であり、その楕円の短軸の長さに対する長軸の長さの比は、後述するような理由から 1 . 3 〜 1 . 7の範囲内になっている。

このスクリーン 1 は、高分子分散液晶を用いた液晶パネルから成っている。図 2は、スクリーン 1 の断面構造を示す。ガラス基板 1 1上に P E T材料 1 2 を介して形成された複数の I T O電極から成る I T O電極群 1 3 と、ガラス基板 1 4上に P E T材料 1 5 を介して形成された複数の I T O電極から成る I T O電極群 1 6 との間に、厚さ数十ミクロン程の液晶層 1 7が挟まれている。 I T O電極群 1 3 と、液晶層 1 7 と、 I T O電極群 1 6 と力ゝら、スクリーン 1 に用いられる液晶パネルが構成されており、 I T O 電極群 1 3 と I T O電極群 1 6 とは、互いに交差（直交）する方向に形成されている。

図 3は、液晶層 1 7の組成及び特性を示す。液晶層 1 7は、ポリマー材 1 8 と分散型液晶分子 1 9 との混合物であり、図 3 Aに示すように、電圧が印加されないときには、分散型液晶分子 1 9 が整列することによって光透過率が高まり（透明になり）、他方、図 3 Bのように、電圧が印加されたときには、光を散乱する（不透明になる）。

このように、スクリーン 1 を構成する液晶パネルは、一般的な高分子分散液晶（電圧が印加されないときに光を散乱し電圧が印カ卩されたときに光を透過させるもの）とは逆に、電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いている。

なお、このように電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶は、例えば 1 9 9 2年 1 月 2 0 日発行の A p p l . P h y s . L e t t . 6 0 ( 3 ) の 3 9 2ページで紹介されている。

図 4 A，図 4 Bは、ガラス基板 1 1 上の I T O電極群 1 3，ガラス基板 1 4上の I T O電極群 1 6 における個々の I T O電極の配置及び形状を示す。図 4 Aのように、 I T O電極群 1 3 では、スクリ一ン 1 の楕円の長軸に対して対称になるようにして、この、土

長軸かり 3Sいほうから順に一対の I T O電極 1 3 ( 1 )， I T O電極 1 3 ( 2 )， I T O電極 1 3 ( 3 ) が順に配置されるとともに、残りの部分に I T O電極 1 3 ( 4 ) が配置されている。

図 4 Bのように、 I T O電極群 1 6 では、スクリーン 1 の楕円の短軸に対して対称になるようにして、この短軸から遠いほうから順に一対の I T O電極 1 6 ( 1 )， I T O電極 1 6 ( 2 ) ， I τ

〇電極 1 6 ( 3 ) が順に配置さるとともにれ、残りの部分に I T

O電極 1 6 ( 4 ) が配置されている 0

図 5 は、スクリーン 1 上で I T O電極 1 3群中の個々の I T O 電極と I T O電極群 1 6 中の個々の I T O電極とが重なる範囲を示す。図 5 Aのように、 I T O電極 1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と I

T O電極 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲は、横サイズ，縦サイズの比が 4 ： 3 であり四隅が楕円の円周上に位置する長方形になつてい図 5 Bのように、 I T O電極 1 3 ( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T

O電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲は、横サイズ，縦サイズの比が 1 6 ： 9 であり四隅が楕円の円周上に位置する長方形になつている o

図 5 Cのように、 I T o電極 1 3 (4 ) と I T O電極 1 6 ( 2) ~ 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲は、横サイズ，縦サイズの比が 2. 3 5 ： 1 であり四隅が楕円の円周上に位置する長方形になっている。

図 1 の装置本体 2 は、 3板式透過型液晶プロジェクタである。図 6 は、この装置本体 2 の光学系の基本的構成を示す。 U H P ランプ（高圧水銀ランプ） 2 1 の出射光が、リフレクタ 2 2 で平行光にされて、ダイクロイツクミラー 2 3 に入射する。

ダイクロイツクミラー 2 3への入射光のうちの赤色光は、ダイクロイツクミラー 2 3 で反射され、ミラー 2 4で反射されて液晶パネル 2 8 ( R ) に照射される。

また、ダイクロイックミラー 2 3への入射光のうちの緑色光は、ダイクロイツクミラー 2 3 を透過し、ダイクロイツクミラー 2 5 で反射されて液晶パネル 2 8 ( G ) に照射される。

また、ダイクロイックミラー 2 3への入射光のうちの青色光は、ダイクロイツクミラー 2 3 , 2 5 をそれぞれ透過し、ミラー 2 6， 2 7でそれぞれで反射されて液晶パネル 2 8 ( B )に照射される。そして、液晶パネル 2 8 ( R ) , 2 8 ( G )， 2 8 ( B ) でそれぞれ R， G， Bの映像信号に応じて変調された赤色光，緑色光，青色光が、ダイクロイツクプリズム 2 9 で合成され、投写レンズ 3 0 から出射して、図 1 のミラー 3 を介してスクリーン 1 に投写される。

図 7は、装置本体 2 の回路のうち本発明に関連する部分の構成を示す（図 6 の液晶パネル 2 8 ( R ) , 2 8 ( G ) , 2 8 ( B ) を駆動する回路等は図示を省略している）。

C P U 3 1 , R OM 3 2 , R AM 3 3 , E P R OM 3 4 , 人出力ポート 3 5 が、互いにバス 3 6 を介して接続されている。入出力ポート 3 5 には、ァスぺクト比判別回路 3 7，スクリーン駆動回路 3 8 , 増幅回路 3 9，装置本体 2 の表面の操作パネル 4 0 (図 1 では図示略）上の操作キー群及びディスプレイが接続されている。

ァスぺクト比判別回路 3 7は、外部から装置本体 2 に入力した映像信号のァスぺクト比を判別し、その判別結果を示す信号を入出力ポート 3 5，バス 3 6経由で C P U 3 1 に送る。

スクリーン駆動回路 3 8は、じ？ 113 1 カらバス 3 6，入出力ポート 3 5経由で与えられる制御信号に基づき、スクリーン 1 (図 1 ) の I T O電極群 1 3及び I T O電極群 1 6 中の各 I T O電極 (図 2，図 4 ) に駆動電圧を供給する。

増幅回路 3 9 には、投写レンズ 3 0 (図 6 ) のズーム機構であるステッピングモータ 4 1 が接続されている。

C P U 3 1 は、 R OM 3 2に格納されているプログラムを実行することにより、この投写型表示装置の各部を制御する。 R OM 3 2内には、後出の図 1 4のようなズーム比制御 · スクリーン駆動処理のプログラムも含まれている。

また、 R OM 3 2 には、映像信号のアスペクト比と投写レンズ 3 0のズーム比のデータとを対応させたテーブル（ズーム比テーブル）と、映像信号のアスペクト比とスクリーン 1 の I T O電極群 1 3及び I T O電極群 1 6の各 I T O電極への駆動電圧のデータとを対応させたテーブル（駆動電圧テーブル）とが格納されている。

図 8は、 R OM 3 2内のズーム比テーブルの内容を示す。また、図 9は、スクリーン 1 のうちこのズーム比テーブルの内容によつて映像が投写される範囲を示す。

図 8のように、アスペクト比 4 ： 3 (N T S CZ P A L方式のアスペクト比）にズーム比 A (Aは定数）が対応し、アスペクト比 1 6 ： 9 (ハイビジョン方式のアスペクト比）にズーム量 1 . 1 7 Aが対応し、アスペクト比 2. 3 5 : 1 (シネマスコープのアスペクト比）にズーム量 1 . 3 1 Aが对応している。

ズーム比 Aは、図 9 Aのように、スクリーン 1 に投写されるァスぺクト比 4 ： 3 の映像の四隅がちょうどスクリーン 1 の楕円の円周上に位置する（すなわち、ちょうど図 5 Aの I T O電極 1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と 1 丁 0電極 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲に映像が投写される）ような値である。

ズーム比 Aがこのような値であるとき、ズーム比 1 . 1 7 Aでは、図 9 Bのように、スクリーン 1 に投写されるァスぺクト比 1 6 ： 9 の映像の四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置し（すなわち、ちょうど図 5 Bの I T O電極 1 3 ( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲に映像が投写され）、ズーム比 1 . 3 1 Aでは、図 9 Cのように、スクリーン 1 に投写されるアスペクト比 2 . 3 5 : 1 の映像の四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置する（すなわち、ちょうど図 5 C の I T O電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲に映像が投写される）ようになる。

このように、スクリーン 1 に投写される映像の四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するとき、その映像はスクリーン 1 に最大画角で投写されることになる。しかし、ァスぺクト比 4 ： 3 の映像の四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するためには、スクリーン 1 の楕円の長軸，短軸の長さをそれぞれ a ， b とし、投写される映像の縦サイズ，横サイズをそれぞれ 3 k， 4 k ( k は定数であるが、ここでは便宜上 k = 1 とする）として、次の式

①が成立しなければならない。

4 ²/ a ² + 3 ²/ b ² = 1 …①

また、ァスぺクト比 A r ( A r は 4 ： 3以外）の映像の四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するためには、スクリ一ン 1 に投写されるその映像の横サイズを p · k (ここでち k = 1 とする）として、次の式②が成立しなければならない。

p ²/ a ² + ( p XA r ) ² / b ² = 1 …②

そして、このようにアスペクト比 4 : 3 の映像，アスペクト比 A r の映像をそれぞれその四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するようにしてスクリーン 1 に投写する場合には、スクリーン 1 のうち、図 1 0 に斜線で特定した領域は、いずれの映像も投写されない無駄な領域になる。この映像の投写されない領域の面積 S 1 は、次の式③で表される。

S l = X a X b — ( 4 X 3 ) X 4 - ( p - 4 ) X A r X p X 4 …③

図 1 1 は、このアスペクト比 A r を 1 6 : 9 (ハイビジョン方式のァスぺクト比）とした場合に、上記式①， ②を満たす a ， b , P の値と、それに対応する面積 S l ，スクリーン 1 全体の面積の計算結果との関係を、 a / b (スクリーン 1 の楕円の短軸の長さに対する長軸の長さの比）が略 1 . 3 〜 1 . 7 の範囲内に亘つて示したものである。

a Zbが略 1 . 3〜 1 . 7 の範囲内では、 a Zbがこの範囲外である場合よりも、スクリーン 1 全体の面積に対する面積 S 1 (ァスぺクト比 4 ： 3 の映像，ァスぺクト比 1 6 ： 9 の映像のいずれも投写されない領域の面積）の割合が小さくなるという計算結果が得られた。

また、図 1 2 は、アスペクト比 A r を 2. 3 5 ： 1 (シネマスコープのァスぺクト比）とした場合に、上記式①， ②を満たす a , b ， p の値と、それに対応する面積 S I ，スクリーン 1 全体の面積の計算結果との関係を、 a / b (スクリーン 1 の楕円の短軸の長さに対する長軸の長さの比）が略 1 . 3 〜 1 . 7 の範囲内に亘つて示したものである。

a Zbが略 1 . 3 〜 1 . 7 の範囲内では、やはり、 & 1) カ；この範囲外である場合よりも、スクリーン 1全体の面積に対する面積 S 1 (ァスぺクト比 4 ： 3の映像，ァスぺクト比 2. 3 5 ： 1 の映像のいずれも投写されない領域の面積）の割合が小さくなるという計算結果が得られた。

このように、 a Z b (スクリーン 1 の楕円の短軸の長さに対する長軸の長さの比）を略 1 . 3〜 1 . 7の範囲内にすれば、スクリーン 1全体のうち、映像が全く投写されない無駄な領域の割合を小さくすることができる。こうした理由から、スクリーン 1 の楕円の短軸の長さに対する長軸の長さの比は、前述のように 1 . 3〜： I . 7の範囲内になっている。

図 1 3は、 R OM 3 2内の前述の駆動電圧テーブルの内容を示す。ァスぺクト比 4 ： 3 (N T S C Z P A L方式のァスぺクト比）に、 I T o電極群 1 3中の I T O 極 1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と

I T O電極群 1 6 中の I T o電極 1 6 ( 4 ) との間に電圧を印加するとともに I T o電極群 1 3 中の I T O電極 1 3 ( 1 ) と I T o電極群 1 6 中の I T O電極 1 6 ( 1 ) 〜 1 6 ( 3 ) との間に電圧を印加する ( I T O電極 1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と I T O電極

1 6 ( 1 ) 〜 1 6 ( 3 ) とは等電位とし、 I T O電極 1 3 ( 1 ) と I T◦電極 1 6 ( 4 ) とも等電位にする）駆動電圧が対応してレ、 -3 o

この駆動電圧は、スク y ―ン 1 のラち、 I T O電極 1 3 ( 2 )

1 3 ( 4 ) と I T o電極 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲（図 5 A) のみを不透明にし、残りの部分を明にするような駆動電圧であス 0

アスペクト比 1 6 ： 9 (ハイビジ 3 ン方式のアスペクト比）には、 I T o電極群 1 3中の I T O電極 1 3 ( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T o電極群 1 6 中の I T o電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) との間に電圧を印加するとともに I T o電極群 1 3中の I T O電極 1 3 ( 1 ) 及び 1 3 ( 2 ) と I T o電極群 1 6 中の I T O電極 1

6 ( 1 ) 及び 1 6 ( 2 ) との間に電圧を印加する（ I T O電極 1

3 ( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 1 ) 及び 1 6 ( 2 ) とは等電位とし、 I T O電極 1 3 ( 1 ) 及び 1 3 ( 2 ) と I T O 電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とも等電位にする）駆動電圧が対、している。

- の駆動電圧は、スクリ一ン 1 のうち、 I T O電極 1 3 ( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T o電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲 (図 5 B ) のみを不透明にし、残りの部分を透明にするような駆動電圧である o

ァスぺクト比 2 - 3 5 ： 1 (シネマスプのァスぺクト比）には、 I T O電極群 1 3 中の I T o電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極

'群 1 6 中の I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) との間に電圧を印加するとともに I T O電極群 1 3 中の I T O電極 1 3 ( 1 ) 〜 1

3 ( 3 ) と I T o電極群 1 6 中の I T O電極 1 6 ( 1 ) との間に電圧を印加する ( I T O電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 1 ) とは等電位とし、 I T o電極 1 3 ( 1 ) 〜 1 3 ( 3 ) と I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) とも等電位にする ) 駆動電圧が対応している ο

この駆動電圧は、スクリ一ン 1 のうち、 I T O電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲（図 5 C ) のみを不透明にし、残りの部分を透明にするような駆動電圧であ図 7 において、 R AM 3 3 には、 C P U 3 1 が R O M 3 2内のプログラムを実行する過程で生じた各種ァータが一時記憶される。

E P R O M 3 4 には、ステッピングモ一タ 4 1 の現在の位置を示すデータが記憶され Ό 0

図 1 4は、 C P U 3 1 が実行するズ一ム比制御 • スクリーン駆動処理を示すフローチャートである。この処理は、ァスぺクト比判別回路 3 7からァスぺクト比の判別結果を示す信号が送られるとスタートし、最初に、 R O M 3 2 内のズーム比テーブル（図 8 ) を参照して、ァスぺクト比判別回路 3 7 で判別されたァスぺク卜比に对応しているズーム比を、投写レンズ 3 0 のズーム比として決定する (ステップ S 1 )。

続いて、 E P R O M 3 4 内のステッピングモータ 4 1 の現在位置のデータとステップ S 1 で決定したズーム比とに基づさ、投写レンズ 3 0 をこの決定し.たズーム比にするためのステツピングモータ 4 1 の相対移動量を計算する（ステップ S 2 )。

そして、ステッピングモータ 4 1 をステップ S 2で計算した相対移動量だけ移動させる制御信号を、バス 3 6，入出力ポ一卜 3

5，増幅回路 3 9経由でステッピングモータ 4 1 に与える (ステップ S 3 )。

続いて、 R O M 3 2 内の駆動電圧テーブル（図 1 3 ) を参照して、ァスぺクト比判別回路 3 7で判別されたァスぺクト比に対応している駆動電圧を、スクリーン 1 の駆動電圧として決定する（ステツプ S 4 )。

そして、決定した駆動電圧をスクリーン 1 (図 1 ) の I τ O電極群 1 3及び I T O電極群 1 6 中の各 I T O電極 (図 2 ，図 4 ) に供給させる制御信号を、バス 3 6，入出力ポー卜 3 5経由でスクリーン駆動回路 3 8 に与える（ステップ S 5 )。そして処理を終了する。

次に、この投写型表示装置を住宅内のような比較的狭レ、スぺ一スに設置する場合の効用について説明する。

この投写型表示装置は、装置本体 2 に取り付けたスク V一ン 1 ίこ ffi ら映像を投写する（すなわち装置本体 2 とスク y一ン 1 とが一体となった）フロント式投写型表示装置でめ。した力つて、従来のフロント式投写型表示装置のように住宅内の壁等にスクリーンを取り付ける必要がない。また、リア式投写型表示装置と異なり投写レンズからスクリーンまでの光路部分（図 6 の投写レンズ 3 0 から図 1 のミラー 3 ，スクリーン 1 までの光路部分）を筐体内に収納しないので、サイズが小さくなつている。これにより、例えば住宅内でも、テーブルの上に置いたり別の部屋に持ち運んだりというように、設置場所の自由度が大きくなる。

そして、この投写型表示装置では、高分子分散液晶を用いた液晶パネルでスクリーン 1 が構成されている。このスクリーン 1 は、光を散乱する状態（不透明）にすることにより映像を投写することができるとともに、映像を投写しないとき（投写型表示装置の不使用時）には光を透過させる状態（透明）にすることにより目立たないようにすることができる。したがって、従来のフロント式投写型表示装置のように不使用時にスクリーンが目立つことはない。また、前述のように、この投写型表示装置はリア式投写型表示装置よりもサイズが小さレ、。これにより、例えば住宅内でも不使用時に住澴境に圧迫感を与えることはない。

さらに、このスクリーン 1 を構成する液晶パネルは、電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いたものである。したがって、映像を投写しないときには電圧を印加することなくスクリーン 1 を透明にすることができるので、不使用時の待機消費電力を節減することもできる。

さらに、この投写型表示装置では不使用時にはスクリーン 1 が透明になるのでスクリーン 1 に対するユーザーの視認度が低下するが、スクリーン 1 が楕円形状なので不使用時の安全性が高くなつている（ユーザーが気づかずにスクリーン 1 に接触したとしても角（かど）がないので怪我をしないようになっている）。次に、映像を投写する際のこの投写型表示装置の動作及び効用について説明する。

ァスぺクト比 4 ： 3 ( N T S C / P A L方式）の映像信号がこの投写型表示装置の装置本体 2 に入力した場合には、ァスぺクト比判別回路 3 7 (図 7 ) でこのァスぺクト比 4 ： 3 が判別されるので、 C P U 3 1 (図 7 ) のズーム比制御 · スクリーン駆動処理

(図 1 4 ) により、図 9 Aのように、ァスぺクト比 4 ： 3 の映像の四隅がちょうどスクリーン 1 の円の円周上に位置するようにしてスクリーン 1 に映像が投写される（すなわち、ちょうど図 5

Aの I T O電極 1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲に映像が投写される ) とともに、この I T O電極

1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲のみを不透明にする駆動電圧がスクリーン 1 に供給される。

したがって、スクリーン 1 のうち映像が投写される部分（ I T

O電極 1 3 ( 2 ) 〜 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲）は不透明になるのでスク y ーン 1 の前面からこの映像を見ることができるとともに、スクジーン 1 のうち映像が投写されない部分は透明のままになる。

他方、ァスぺクト比 1 6 ： 9 (ノヽイビジョン方式）の映像信号がこの投写型表示装置の装置本体 2 に入力した場合には、ァスぺクト比判別回路 3 7 でこのァスぺクト比 1 6 ： 9 が判別されるので、 C P U 3 1 のズーム比制御 · スクリーン駆動処理により、図

9 Bのように、ァスぺクト比 1 6 9 の映像の四隅がちょうどスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するようにしてスクリーン 1 に映像が投写される (すなわち、ちようど図 5 Bの I T O電極 1 3

( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲に映像が投写される ) とともに、この I T O電極 1

3 ( 3 ) 及ぴ 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲のみを不透明にする駆動電圧がスクリーン 1 に供給される。

したがって、スクリーン 1 のうち映像が投写される部分（ I T O電極 1 3 ( 3 ) 及び 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 3 ) 及び 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲）は不透明になるのでスクリーン 1 の前面からこの映像を見ることができるとともに、スクリーン 1 のうち映像が投写されない部分は透明のままになる。

他方、アスペクト比 2. 3 5 ： 1 (シネマスコープ）の映像信号がこの投写型表示装置の装置本体 2に入力した場合には、ァスぺクト比判別回路 3 7でこのァスぺクト比 2. 3 5 ： 1が判別されるので、 C P U 3 1 のズーム比制御 · スクリーン駆動処理により、図 9 Cのように、アスペクト比 2. 3 5 ： 1 の映像の四隅がちょうどスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するようにしてスクリーン 1 に映像が投写される（すなわち、ちょうど図 5 Cの I T O電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲に映像が投写される）とともに、この I T O電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲のみを不透明にする駆動電圧がスクリーン 1 に供給される。

したがって、スクリーン 1 のうち映像が投写される部分（ I T O電極 1 3 ( 4 ) と I T O電極 1 6 ( 2 ) 〜 1 6 ( 4 ) とが重なる範囲）は不透明になるのでスクリーン 1 の前面からこの映像を見ことができるとともに、スクリーン 1 のうち映像が投写されない部分は透明のままになる。

このように、この投写型表示装置では、ァスぺクト比 4 ： 3 (N T S CZ P A L方式），ァスぺクト比 1 6 : 9 (ハイビジョン方式），アスペクト比 2. 3 5 ： 1 (シネマスコープ）のいずれの映像を投写する場合にも、スクリーン 1 に投写される映像の四隅がスクリーン 1 の楕円の円周上に位置するので、その映像がスクリーン 1 に最大画角で投写される。

そして、スクリーン 1 の楕円の短軸の長さに対する長軸の長さの比を 1 . 3〜 1 . 7 の範囲内にしていることから、図 1 1 ，図 1 2 に示したように、スクリーン 1全体の面積のうち、ァスぺクト比 4 ： 3 の映像，ァスぺクト比 1 6 ： 9 の映像，ァスぺクト比 2 . 3 5 ： 1 (シネマスコープ）の映像のいずれも投写されない無駄な領域の面積の割合が極力小さくなっている。

また、スクリーン 1 を構成する液晶パネルに、映像を投写する領域と映像を投写しない領域とを区別するようにして I T O電極

1 3 ( 1 ) 〜 1 3 ( 4 ) 及び I T O電極 1 6 ( 1 ) 〜 1 6 ( 4 ) が設けられており、アスペクト比 4 ： 3 の映像，ァスぺクト比 1

6 : 9 の映像，アスペクト比 2 . 3 5 : 1 (シネマスコープ）の映像のいずれを投写する際にも、スクリーン 1 のうち映像が投写されない部分は透明のままになっている。したがつて、映像を空中に浮かび上がるようにして（ユーザーにスクリ一ン 1 の存在を思識させないようにして）表示することができる。

なお、以上の例では、 R O M 3 2 内のテーブルや、スクリーン

1 を構成する液晶パネルの I T O電極群 1 3， 1 6や、 C P U 3

1 のズーム比制御 ' スクリーン駆動処理は、 4 ： 3 ， 1 6 ： 9 ,

2 . 3 5 ： 1 の 3通りのアスペクト比に対応したものになつてレヽるしかし、これに限らず、 4 : 3 ， 1 6 : 9， 2 . 3 5 ： 1 以外のアスペクト比（例えばアスペクト比 1 . 8 5 (ァメリ力ンビスタ））にもこれらのテーブルや I T O電極群 1 3 ， 1 6や処理を対応させるようにしてよい。

また、以上の例では、 C P U 3 1 のズーム比制御 • スクリーン駆動処理は、ァスぺクト比判別回路 3 7 の判別結果から一義的にズ一ム比を決定するようになっている。しかし、別の例として、ュ一ザ一が操作パネル 4 0 でズーム比を指定する操作を行つた場合には、その指定されたズーム比のほうを優先するようにしてもよい。

また、以上の例では、スクリーン 1 が楕円形状である場合について述べたが、スクリーン 1 の外形形状はこれに限定されず、本発明を広く適用できる。矩形、円形を問わず所定の形状のスクリーンにおいて、映像が投写されない領域は、投写する映像のァスぺクト比によって変化する。そこで、スクリーンに投写する映像のサイズをこのァスぺクト比に応じて調整することにより、様々なァスぺクト比の映像を、それぞれ所定の形状のスクリーンに最大画角で投写できるようになる。

また、以上の例では、スクリーン 1 を構成する液晶パネルは、電圧が印加されたときに光を散乱し電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いたものになっている。しかし、別の例として、この液晶パネルを、一般的な高分子分散液晶（電圧が印加されないときに光を散乱し電圧が印加されたときに光を透過させるもの）を用いたものにしてもよい。

その場合には、 R O M 3 2 内の駆動電圧テーブルの内容（図 1

3 ) を図 1 5 に示すようなものに変更すれば、やはり、ァスぺクト比 4 ： 3 の映像，アスペクト比 1 6 ： 9 の映像，アスペクト比 2 . 3 5 ： 1 の映像のいずれを投写する際にも、スクリーン 1 のうち映像が投写されない部分を透明にして、映像を空中に浮かび上がるようにして表示することができる。

また、以上の例では、装置本体 2 は 3板式透過型液晶プロジエクタになっている。しかし、別の例として、装置本体 2 は、単板式透過型液晶プロジェクタであってもよいし、液晶パネル以外の空間光変調素子（例えば D M D (デジタルミラーデバイス））を用いたプロジェクタであってもよいし、 C R Tを用いたプロジェクタであってもよい。また、以上の例では装置本体 2からの光をミラ一 3 で反射してスクジーン 1 に投写しているが、装置本体からの光を直接スクリンに投写するような構成にしてもよい。

また、以上の例では装置本体 2から投写されスクリーン 1 上で拡散光として得られる映像をユーザーが前面から見る構成としてレヽるが、拡散光として得られる映像をユーザーが背面力、ら見る構成とすることもできる。

また、本発明は、以上の例に限らず、本発明の ST 匕

要曰を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。以上のように、本発明に係る投写型表示装置によれば、住宅内のよな比較的狭いスペースで用いても、設置場所の自由度が大さ < 、不使用時に圧迫感を与えないという効果が得られる。

さらに、不使用時の待機消費電力を節減できるという効果も得られる 0

さらに、様々なァスぺクト比の映像をそれぞれ所定の形状のスク y 一ンに最大画角で投写できるという効果も得られ

さらに、不使用時の安全性を高めることができるとレ、う効果や、様なァスぺクト比の映像をそれぞれ楕円形状のスクリーンに最大画角で投写できるという効果も得られる。

さらに、現行の様々なァスぺクト比の映像（ァスぺタト比 4 ：

3 の N T S C Z P A L方式の映像，アスペクト比 1 6 ： 9 のノヽィビジ 3 ン方式の映像，シネマスコープの映像等）を、楕円形状のスク y ーンのうちそれらのいずれの映像も投写されない無駄な領域の割合が極力少なくなるようにして投写できるという効果も得られる o

さらに、映像を空中に浮かび上がるようにして (ュ一ザ一にスク y 一ンの存在を意識させないようにして）表示できるという効果も得られる。

Claims

請求の範囲

1 . 映像をスクリーンに投写する投写型表示装置において、電圧が印加されたときに光を散乱し、電圧が印加されないときに光を透過させる高分子分散液晶を用いた液晶パネルが、スクリーンとして装置本体に取り付けられており、

該装置本体から出力された映像が前記スクリーンに前面から投写されるようにしたことを特徴とする投写型表示装置。

2 . 前記スクリーンにミラーを介して映像が投写されるようにしたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の投写型表示装置。

3 . 前記スクリーンに投写する映像のサイズを調整するための調整手段と、

投写する映像のァスぺクト比に応じて前記調整手段を制御する制御手段と

をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の投写型表示装置。

4 . 前記液晶パネルに、映像を投写する領域と映像を投写しない領域とを区別するようにして電極が設けられており、

前記制御手段は、前記映像のァスぺクト比に応じて前記液晶パネルのうち映像を投写する領域のみで光を散乱させるように前記電極に供給する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第 3 項記載の投写型表示装置。

5 . 入力映像信号の投写する映像のァスぺクト比を判別する判別手段と、

前記判別手段で判別された前記ァスぺクト比に応じて前記調整手段を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の投写型表示装置。

6 . 前記スクリーンは楕円形状であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の投写型表示装置。

7 . 前記スクリーンは、短軸に対する長軸の比が略 1 . 3〜 1 . 7 の範囲の楕円形状であることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の投写型表示装置。

8 . 前記液晶パネルに、映像を投写する領域と映像を投写しない領域とを区別するようにして電極が設けられており、

映像を投写するとき、前記電極に供給する電圧を制御する電極電圧制御手段により、前記液晶パネルのうち映像を投写する領域のみで光を散乱させることを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の投写型表示装置。

9 . 前記液晶パネルは、液晶層と、該液晶層の前面側に設けられた所定方向の複数の領域から成る第 1 の電極と、該液晶層の後面側に設けられ前記所定方向と直交する方向の複数の領域から成る m

第 2 の電極と力ら構成され、

iu記電極電圧制御手段により、盲 U を供給された IJ記第 1 の電極と刖第 2 の電極とが重なる目リ目己領域におレヽて光を散乱させることを特徴とする求の囲第 8項記載の投写型表示装置。

1 0 . 映像をスクリーンに投写する投写型表示装置において、高分子分散液晶を用レ、た液晶パネルが、スクリ一ンとして装置本体に取り付けられてお <9、

、 ' - 記スクリ一ンに投写する映像のサイズを調整するための調整手段と、

投写する映像のァスぺク卜比に応じて前 Θ己 ^¾整手段を制御する制御手段と

を備えたことを特徴とする投写型表示装置 o

1 1 . 入力映像信号の投写する映像のァスぺクト比を判別する判別手段と、

記判別手段で判別された記ァスぺクト比に応じて肓 lj記調整手段を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の投写型表示装置。

1 2 . 前記スクリーンは楕円形状であることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の投写型表示装置。

1 3 . 前記液晶パネルは、短軸に対する長軸の比が略 1 . 3 〜 1 . 7の範囲の楕円形状であることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の投写型表示装置。

1 4 . 前記液晶パネルに、映像を投写する領域と映像を投写しない領域とを区別するようにして電極が設けられており、

映像を投写するとき、前記電極に供給する電圧を制御する電極電圧制御手段により、前記液晶パネルのうち映像を投写する領域のみで光を散乱させることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の投写型表示装置。

1 5 . 前記液晶パネルは、液晶層と、該液晶層の前面側に設けられた所定方向の複数の領域から成る第 1 の電極と、該液晶層の後面側に設けられ前記所定方向と直交する方向の複数の領域から成る第 2 の電極とから構成され、

前記電極電圧制御手段により、前記電圧を供給された前記第 1 の電極と前記第 2 の電極とが重なる前記領域において光を散乱させることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の投写型表示装置。

1 6 . 前記液晶パネルは、電圧が印加されたときに光を散乱し、電圧が印加されないときには光を透過させる高分子分散液晶を用いたものであることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の投写型表示装置。