JPWO2004021079A1

JPWO2004021079A1 - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPWO2004021079A1
Application number: JP2004532734A
Authority: JP
Inventors: 英憲石川; 佳明熊谷; 明彦釣島; 橋本　俊一; 俊一橋本; 啓増谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-12-22
Also published as: EP1439411A1; US20050036084A1; US7336289B2; EP1439411A4; WO2004021079A1

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

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ペースで用いるのに適したものに関する。

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か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った透過型スクリーンに背面から映像を投写するリア式（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、住宅内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、この反射型スクリー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る。
また、従来のリア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ｃｍ程度あり縦・横がそれぞれ１ｍ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、このスクリーンが目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う。
本発明は、上述の点に鑑み、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。

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。
なお、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、投写する映像のアスペクト比に応じてこ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、投写する映像のアスペ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アスペクト比に応じて調整することにより、様々なアスペクト比の映像を、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、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アスペ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アスペクト比に応じてこ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、投写する映像のアスペクト比によって変化する。そこで、投写する映像のアスペクト比を判別し、スクリーンに投写する映像のサイズをこのアスペクト比に応じて調整することにより、様々なアスペクト比の映像を、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一層好適である。それにより、現行の様々なアスペクト比の映像（アスペクト比４：３のＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式の映像，アスペクト比１６：９のハイビジョン方式の映像，シネマスコープの映像等）を、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。したがって、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、投写する映像のアスペ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。
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。
また、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、投写する映像のアスペクト比によって変化するが、スクリーンに投写する映像のサイズをこのアスペクト比に応じて調整することにより、様々なアスペクト比の映像を、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アスペ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アスペクト比に応じてこ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。
さらに、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い領域は投写する映像のアスペクト比によって変化するが、投写する映像のアスペクト比を判別し、スクリーンに投写する映像のサイズをこのアスペクト比に応じて調整することにより、様々なアスペ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することができるようになる。
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一層好適である。それにより、現行の様々なアスペクト比の映像（アスペクト比４：３のＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式の映像，アスペクト比１６：９のハイビジョン方式の映像，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。したがって、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。
また、この投写型表示装置において、一例として、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ＩＴＯ電極群における個々のＩＴＯ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ＩＴＯ電極群中のＩＴＯ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ＲＯＭ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って映像が投写される範囲を示す図である。
図１０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１１は、式▲１▼，▲２▼のａ，ｂ，ｐの値と、それに対応する式▲３▼のＳ１，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１２は、式▲１▼，▲２▼のａ，ｂ，ｐの値と、それに対応する式▲３▼のＳ１，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１３は、図７のＲＯＭ内のテーブルを示す図である。
図１４は、図７のＣＰＵ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１５は、図１３のテーブルの変更例を示す図である。

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１１上にＰＥＴ材料１２を介して形成された複数のＩＴＯ電極から成るＩＴＯ電極群１３と、ガラス基板１４上にＰＥＴ材料１５を介して形成された複数のＩＴＯ電極から成るＩＴＯ電極群１６との間に、厚さ数十ミクロン程の液晶層１７が挟まれている。ＩＴＯ電極群１３と、液晶層１７と、ＩＴＯ電極群１６とから、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、ＩＴＯ電極群１３とＩＴＯ電極群１６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１７の組成及び特性を示す。液晶層１７は、ポリマー材１８と分散型液晶分子１９との混合物であり、図３Ａ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１９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３Ｂ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加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１９９２年１月２０日発行のＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６０（３）の３９２ページで紹介されている。
図４Ａ，図４Ｂは、ガラス基板１１上のＩＴＯ電極群１３，ガラス基板１４上のＩＴＯ電極群１６における個々のＩＴＯ電極の配置及び形状を示す。図４Ａのように、ＩＴＯ電極群１３では、スクリーン１の楕円の長軸に対して対称になるようにして、この長軸から遠いほうから順に一対のＩＴＯ電極１３（１），ＩＴＯ電極１３（２），ＩＴＯ電極１３（３）が順に配置されるとともに、残りの部分にＩＴＯ電極１３（４）が配置されている。
図４Ｂのように、ＩＴＯ電極群１６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ＩＴＯ電極１６（１），ＩＴＯ電極１６（２），ＩＴＯ電極１６（３）が順に配置さるとともにれ、残りの部分にＩＴＯ電極１６（４）が配置されている。
図５は、スクリーン１上でＩＴＯ電極１３群中の個々のＩＴＯ電極とＩＴＯ電極群１６中の個々のＩＴＯ電極とが重なる範囲を示す。図５Ａのように、ＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（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っている。
図５Ｂのように、ＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（４）とが重なる範囲は、横サイズ，縦サイズの比が１６：９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５Ｃのように、ＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（４）とが重なる範囲は、横サイズ，縦サイズの比が２．３５：１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。ＵＨＰランプ（高圧水銀ランプ）２１の出射光が、リフレクタ２２で平行光にされて、ダイクロイックミラー２３に入射する。
ダイクロイックミラー２３への入射光のうちの赤色光は、ダイクロイックミラー２３で反射され、ミラー２４で反射されて液晶パネル２８（Ｒ）に照射される。
また、ダイクロイックミラー２３への入射光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー２３を透過し、ダイクロイックミラー２５で反射されて液晶パネル２８（Ｇ）に照射される。
また、ダイクロイックミラー２３への入射光のうちの青色光は、ダイクロイックミラー２３，２５をそれぞれ透過し、ミラー２６，２７でそれぞれで反射されて液晶パネル２８（Ｂ）に照射される。
そして、液晶パネル２８（Ｒ），２８（Ｇ），２８（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、ダイクロイックプリズム２９で合成され、投写レンズ３０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２８（Ｒ），２８（Ｇ），２８（Ｂ）を駆動する回路等は図示を省略している）。
ＣＰＵ３１，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３，ＥＰＲＯＭ３４，入出力ポート３５が、互いにバス３６を介して接続されている。入出力ポート３５には、アスペクト比判別回路３７，スクリーン駆動回路３８，増幅回路３９，装置本体２の表面の操作パネル４０（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。
アスペクト比判別回路３７は、外部から装置本体２に入力した映像信号のアスペクト比を判別し、その判別結果を示す信号を入出力ポート３５，バス３６経由でＣＰＵ３１に送る。
スクリーン駆動回路３８は、ＣＰＵ３１からバス３６，入出力ポート３５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ＩＴＯ電極群１３及びＩＴＯ電極群１６中の各ＩＴＯ電極（図２，図４）に駆動電圧を供給する。
増幅回路３９には、投写レンズ３０（図６）のズーム機構であるステッピングモータ４１が接続されている。
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２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。ＲＯＭ３２内には、後出の図１４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、ＲＯＭ３２には、映像信号のアスペクト比と投写レンズ３０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ＩＴＯ電極群１３及びＩＴＯ電極群１６の各ＩＴＯ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、ＲＯＭ３２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っ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（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ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１６：９（ハイビジョン方式のアスペクト比）にズーム量１．１７Ａが対応し、アスペクト比２．３５：１（シネマスコープのアスペクト比）にズーム量１．３１Ａが対応している。
ズーム比Ａは、図９Ａのように、スクリーン１に投写されるアスペクト比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５ＡのＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（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１．１７Ａでは、図９Ｂのように、スクリーン１に投写されるアスペクト比１６：９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５ＢのＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（４）とが重なる範囲に映像が投写され）、ズーム比１．３１Ａでは、図９Ｃのように、スクリーン１に投写されるアスペクト比２．３５：１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５ＣのＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（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、アスペクト比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３ｋ，４ｋ（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、アスペクト比Ａｒ（Ａｒ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、スクリーン１に投写されるその映像の横サイズをｐ・ｋ（ここでも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×Ａｒ）^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Ａｒ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１０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Ｓ１は、次の式▲３▼で表される。
Ｓ１＝π×ａ×ｂ−（４×３）×４−（ｐ−４）×Ａｒ×ｐ×４ …▲３▼
図１１は、このアスペクト比Ａｒを１６：９（ハイビジョン方式のアスペクト比）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Ｓ１，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の範囲内に亘って示したものである。
ａ／ｂが略１．３〜１．７の範囲内では、ａ／ｂ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Ｓ１（アスペクト比４：３の映像，アスペクト比１６：９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１２は、アスペクト比Ａｒを２．３５：１（シネマスコープのアスペクト比）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Ｓ１，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の範囲内に亘って示したものである。
ａ／ｂが略１．３〜１．７の範囲内では、やはり、ａ／ｂ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Ｓ１（アスペクト比４：３の映像，アスペクト比２．３５：１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／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１．３〜１．７の範囲内になっている。
図１３は、ＲＯＭ３２内の前述の駆動電圧テーブルの内容を示す。アスペクト比４：３（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式のアスペクト比）に、ＩＴＯ電極群１３中のＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極群１６中のＩＴＯ電極１６（４）との間に電圧を印加するとともにＩＴＯ電極群１３中のＩＴＯ電極１３（１）とＩＴＯ電極群１６中のＩＴＯ電極１６（１）〜１６（３）との間に電圧を印加する（ＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（１）〜１６（３）とは等電位とし、ＩＴＯ電極１３（１）とＩＴＯ電極１６（４）とも等電位にする）駆動電圧が対応している。
この駆動電圧は、スクリーン１のうち、ＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（４）とが重なる範囲（図５Ａ）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。
アスペクト比１６：９（ハイビジョン方式のアスペクト比）には、ＩＴＯ電極群１３中のＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極群１６中のＩＴＯ電極１６（３）及び１６（４）との間に電圧を印加するとともにＩＴＯ電極群１３中のＩＴＯ電極１３（１）及び１３（２）とＩＴＯ電極群１６中のＩＴＯ電極１６（１）及び１６（２）との間に電圧を印加する（ＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（１）及び１６（２）とは等電位とし、ＩＴＯ電極１３（１）及び１３（２）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（４）とも等電位にする）駆動電圧が対応している。
この駆動電圧は、スクリーン１のうち、ＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（４）とが重なる範囲（図５Ｂ）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。
アスペクト比２．３５：１（シネマスコープのアスペクト比）には、ＩＴＯ電極群１３中のＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極群１６中のＩＴＯ電極１６（２）〜１６（４）との間に電圧を印加するとともにＩＴＯ電極群１３中のＩＴＯ電極１３（１）〜１３（３）とＩＴＯ電極群１６中のＩＴＯ電極１６（１）との間に電圧を印加する（ＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（１）とは等電位とし、ＩＴＯ電極１３（１）〜１３（３）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（４）とも等電位にする）駆動電圧が対応している。
この駆動電圧は、スクリーン１のうち、ＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（４）とが重なる範囲（図５Ｃ）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。
図７において、ＲＡＭ３３には、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２内のプログラムを実行する過程で生じた各種データが一時記憶される。ＥＰＲＯＭ３４には、ステッピングモータ４１の現在の位置を示すデータが記憶される。
図１４は、ＣＰＵ３１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。この処理は、アスペクト比判別回路３７からアスペ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、ＲＯＭ３２内のズーム比テーブル（図８）を参照して、アスペクト比判別回路３７で判別されたアスペクト比に対応しているズーム比を、投写レンズ３０のズーム比として決定する（ステップＳ１）。
続いて、ＥＰＲＯＭ３４内のステッピングモータ４１の現在位置のデータとステップＳ１で決定したズーム比とに基づき、投写レンズ３０をこの決定したズーム比にするためのステッピングモータ４１の相対移動量を計算する（ステップＳ２）。
そして、ステッピングモータ４１をステップＳ２で計算した相対移動量だけ移動させる制御信号を、バス３６，入出力ポート３５，増幅回路３９経由でステッピングモータ４１に与える（ステップＳ３）。
続いて、ＲＯＭ３２内の駆動電圧テーブル（図１３）を参照して、アスペクト比判別回路３７で判別されたアスペ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（ステップＳ４）。
そして、決定した駆動電圧をスクリーン１（図１）のＩＴＯ電極群１３及びＩＴＯ電極群１６中の各ＩＴＯ電極（図２，図４）に供給させる制御信号を、バス３６，入出力ポート３５経由でスクリーン駆動回路３８に与える（ステップＳ５）。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いスペー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に取り付けたスクリーン１に前面から映像を投写する（すなわち装置本体２とスクリーン１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３０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、サイズが小さくなっている。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い。これにより、例えば住宅内でも不使用時に住環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っている（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。
アスペクト比４：３（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ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、アスペクト比判別回路３７（図７）でこのアスペクト比４：３が判別されるので、ＣＰＵ３１（図７）のズーム比制御・スクリーン駆動処理（図１４）により、図９Ａのように、アスペクト比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５ＡのＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（４）とが重なる範囲に映像が投写される）とともに、このＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（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（ＩＴＯ電極１３（２）〜１３（４）とＩＴＯ電極１６（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１６：９（ハイビジョン方式）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、アスペクト比判別回路３７でこのアスペクト比１６：９が判別されるので、ＣＰＵ３１のズーム比制御・スクリーン駆動処理により、図９Ｂのように、アスペクト比１６：９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、ちょうど図５ＢのＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（４）とが重なる範囲に映像が投写される）とともに、このＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（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（ＩＴＯ電極１３（３）及び１３（４）とＩＴＯ電極１６（３）及び１６（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２．３５：１（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、アスペクト比判別回路３７でこのアスペクト比２．３５：１が判別されるので、ＣＰＵ３１のズーム比制御・スクリーン駆動処理により、図９Ｃのように、アスペクト比２．３５：１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５ＣのＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（４）とが重なる範囲に映像が投写される）とともに、このＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（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（ＩＴＯ電極１３（４）とＩＴＯ電極１６（２）〜１６（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。
このように、この投写型表示装置では、アスペクト比４：３（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式），アスペクト比１６：９（ハイビジョン方式），アスペクト比２．３５：１（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１１，図１２に示したように、スクリーン１全体の面積のうち、アスペクト比４：３の映像，アスペクト比１６：９の映像，アスペクト比２．３５：１（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ＩＴＯ電極１３（１）〜１３（４）及びＩＴＯ電極１６（１）〜１６（４）が設けられており、アスペクト比４：３の映像，アスペクト比１６：９の映像，アスペクト比２．３５：１（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。したがって、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１の存在を意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、ＲＯＭ３２内のテーブルや、スクリーン１を構成する液晶パネルのＩＴＯ電極群１３，１６や、ＣＰＵ３１のズーム比制御・スクリーン駆動処理は、４：３，１６：９，２．３５：１の３通りのアスペクト比に対応したものになっている。しかし、これに限らず、４：３，１６：９，２．３５：１以外のアスペクト比（例えばアスペクト比１．８５（アメリカンビスタ））にもこれらのテーブルやＩＴＯ電極群１３，１６や処理を対応させるようにしてよい。
また、以上の例では、ＣＰＵ３１のズーム比制御・スクリーン駆動処理は、アスペクト比判別回路３７の判別結果から一義的にズーム比を決定するようになっている。しかし、別の例として、ユーザーが操作パネル４０でズーム比を指定する操作を行った場合には、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、投写する映像のアスペ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アスペクト比に応じて調整することにより、様々なアスペクト比の映像を、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、ＲＯＭ３２内の駆動電圧テーブルの内容（図１３）を図１５に示すようなものに変更すれば、やはり、アスペクト比４：３の映像，アスペクト比１６：９の映像，アスペクト比２．３５：１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ェクタになっている。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ＤＭＤ（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、ＣＲＴ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からの光をミラー３で反射してスクリーン１に投写しているが、装置本体からの光を直接スクリー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いるが、拡散光として得られる映像をユーザーが背面か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、本発明の要旨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、住宅内のよう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きく、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。
さらに、様々なアスペ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という効果も得られる。
さらに、不使用時の安全性を高めることができるという効果や、様々なアスペ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、現行の様々なアスペクト比の映像（アスペクト比４：３のＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式の映像，アスペクト比１６：９のハイビジョン方式の映像，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という効果も得られる。
さらに、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）表示できるという効果も得られる。
引用符号の説明
１…スクリーン
２…装置本体
３…ミラー
１１，１４…ガラス基板
１２，１５…ＰＥＴ材料
１３，１６…ＩＴＯ電極群
１３（１）〜１３（４），１６（１）〜１６（４）…ＩＴＯ電極
１７…液晶層
１８…ポリマー材
１９…分散型液晶分子
２１…ＵＨＰランプ
２２…リフレクタ
２３，２５…ダイクロイックミラー
２４，２６，２７…ミラー
２８（Ｒ），２８（Ｇ），２８（Ｂ）…液晶パネル
２９…ダイクロイックプリズム
３０…投写レンズ
３１…ＣＰＵ
３２…ＲＯＭ
３３…ＲＡＭ
３４…ＥＰＲＯＭ
３５…入出力ポート
３６…バス
３７…アスペクト比判別回路
３８…スクリーン駆動回路
３９…増幅回路
４０…操作パネル
４１…ステッピングモータ

Claims

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。
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。
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、
投写する映像のアスペ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。
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、前記映像のアスペ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。
入力映像信号の投写する映像のアスペ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アスペ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。
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。
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。
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。
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８項記載の投写型表示装置。
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が、スクリーンとして装置本体に取り付けられており、
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、
投写する映像のアスペクト比に応じて前記調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。
入力映像信号の投写する映像のアスペ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アスペ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１０項記載の投写型表示装置。
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１０項記載の投写型表示装置。
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１２項記載の投写型表示装置。
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１０項記載の投写型表示装置。
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１４項記載の投写型表示装置。
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１０項記載の投写型表示装置。