JPH0451788A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、映像情報を拡大投影し表示する投射型表示装
置に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、光学像発生部に表示゛された第１のアスペク
ト比の像をアスペクト比変換レンズを介して映写スクリ
ーン上に投射することにより第２のアスペクト比の像と
して表示する投射型表示装置において、少なくとも複数
の画像メモリに対する書込／読出制御を行い、上記アス
ペクト比変換レンズの装着に応じて、第１のアスペクト
比の複数の入力映像信号を、第２のアスペクト比から第
１のアスペクト比に変換する割合で画像変換を行って、
これらの複数の画像を光学像発生部の表示面に分割表示
し、この光学像発生部の像を映写スクリーン上にアスペ
クト比変換レンズを介して投射することにより、第２の
アスペクト比のスクリーン画面中に複数の正常な第１の
アスペクト比の画像を分割表示させるものである。

Ｃ０従来の技術 最近、ＣＲＴ　（陰極線管）デイスプレィは、臨場感の
ある大画面が好まれる傾向がみられ、この表示面積の拡
大すなわち大画面化は、画像に奥行き感を生じさせたり
（立体感）、画像と一体化したような感覚（Ｐｉ場感）
を生じさせて心理効果を高める上で極めて重要な要因で
ある。投射型の表示装置もこの傾向を反映して映画のビ
デオソフトを映写スクリーンに大きく表示し、ビデオシ
アタ等に利用されている。

映画は上述したような心理的効果を十分に取り入れてお
り、一般に、画面の大型化が進むに従って映写画面の縦
方向に比べて横方向の比率が大きくなっている。すなわ
ち、画面の縦対横の寸法比率を表すアスペクト比には、
それぞれスタンダード（１：　１．３８）　、ワイドス
クリーン（１：　１．８５）、いわゆるシネマスコープ
（１：　２．３５）等の規格がある。ここで、臨場感、
立体感等の心理的効果の高い上記ワイドスクリーン等の
横長の映像を得るために、映画の分野においては、たと
えば上記の横にワイドなスクリーンのアスペクト比に応
じたいわゆる７０ｍｍフィルムのような特殊な横長のフ
ィルムを用い、この横長の特殊フィルムに撮影した画像
をそのまま拡大投影することによって横長のアスペクト
比の画面表示を行う方法が知られている。また、他の方
法として、通常使用されている標準的な第１のアスペク
ト比のたとえばいわゆる３５ｍｍフィルム等に、上記ワ
イドスクリーン等のような横長の第２のアスペクト比の
像をアスペクト比変換光学系（いわゆるワイドレンズ等
）を用いて横方向に圧縮して撮影し、投影時にアスペク
ト比変換光学系（いわゆるワイド対応レンズ等）を用い
て横方向拡大することによって、横に長い第２のアスペ
クト比の像を投射表示するような方法が知られている。

ところで、ビデオ信号による画像表示の分野においても
上述のような観点から横長の大画面表示が望まれており
、この横長の画面を実現するために、大別して映画の場
合と同様な２通りの方法が考えられている。すなわち、
上述した映画の場合の前者の方法に相当するものとして
、ビデオ信号の規格（フォーマット）自体を横長のアス
ペクト比とするものであり、もう一つは後者の方法に相
当するもので、ビデオ信号のフォーマット自体は変えず
に、表示の際にワイド対応レンズを用いる等のような何
らかのアスペクト比変換処理を施すことにより、最終的
な表示画面を横長のアスペクト比とするものである。

ここで後者の方法は、光学像発生部で発生された光学像
を投射レンズを介して映写スクリーンに投射して表示す
るような投射型表示装置に主として用いられる方法であ
る。具体的には、たとえば撮影の段階で、ビデオカメラ
にワイドレンズ等のアスペクト比変換光学系を取り付け
、被写体側の横長の第２のアスペクト比の撮像範囲を標
準的な第１のアスペクト比の像に光学的に変換（横軸圧
縮）して撮影し、これをビデオテープ等の記録媒体に記
録しておく、この記録の際には、光学系のミラ上記ワイ
ドレンズ等のアスペクト比変換光学系とすることにより
、通常の第１のアスペクト比のフォーマット、たとえば
ＮＴＳＣ標準テレビジョン方式のフォーマットの撮像部
を有するビデオカメラを用いることができ、また通常の
ＮＴＳＣ方式のＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）を用い
ることができる。記録された映像信号はＮＴＳＣ方式フ
ォーマットに準拠しているが、その光学的画像は第２の
アスペクト比から第１のアスペクト比に変換されて横軸
が圧縮された像となっている。

このような特殊な方法で撮像された記録媒体の再生時に
は、光学像発生部に再生された上記第１のアスペクト比
の光学像（ただし横軸圧縮されている像）を、ワイド対
応レンズ等のアスペクト比変換（横軸拡大）光学系を介
して映写スクリーンに投射することによって、元の横に
長い第２のアスペクト比の像を表示するわけである。こ
の方法においては、第２のアスペクト比の像が横方向に
圧縮されて第１のアスペクト比の像として記録された専
用のソフトテープ等が必要とされる。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 ところで、一般のテレビジョン放送の映像信号等の場合
には、撮影時に上記ワイドレンズ等のアスペクト比変換
（横軸圧縮）光学系による変換がされておらず、このよ
うな通常の映像信号が上記ワイド対応レンズ等のアスペ
クト比変換光学系が取り付けられた投・射撃表示装置に
入力されると、横軸のみが拡大された像として表示され
てしまう。

たとえば第２図は、通常のＮＴＳＣ方式テレビジョン信
号における第１のアスペクト比（ａ：ｂ＝３＝４）で正
常に表示される画像１００を示しており、この第１のア
スペクト比の映像信号が投射型表示装置に入力された場
合に、ワイド対応レンズ等のアスペクト比変換レンズを
介して投射表示されることにより、第３図に示す第２の
アスペクト比（ｃ　：　ｄ＝９　：　１６）の投射像１
０１が表示され、横方向成分のみが（４／３）倍だけ横
に長い像になり、正常な投射像が得られない。

従って、現行の標準的な第１のアスペクト比のテレビジ
ョン放送信号をモニタする場合、標準的なレンズ（アス
ペクト比変換を行わない一般的な拡大投射レンズ）と交
換する作業が必要になる。

しかしながら、常時は上記ワイド撮影ソフト等をワイド
画面で映写しており、その映写の合間に短期的にテレビ
ジョン放送を表示させたり、ニュースのみをモニタした
りする使用形態においては、その度にレンズ交換するの
は煩雑である。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて、光学像発
生部に表示された第１のアスペクト比の像をアスペクト
比変換レンズを介して映写スクリーン上に投射すること
により第２のアスペクト比の像として表示する投射型表
示装置において、画面方式に対応したレンズに交換して
装着する煩雑な操作をなくし、それぞれ入力信号に対応
した画面方式のアスペクト比で投射表示する投射型表示
装置を提供することを目的とする。

は、上記アスペクト比変換レンズの装着が検出されたと
き、複数の入力映像信号をそれぞれ各画像メモリに対し
て書込／読出制御することにより、上記第２のアスペク
ト比から第１のアスペクト比に変換する割合で画像変換
を行って、光学像発生部の表示面にこれらの複数の画像
を同時に表示し、映写スクリーン上に上記第１のアスペ
クト比の複数の画像を表示することを特徴とするもので
ある。

Ｅ、　！Ｉ！題を解決するための手段 本発明に係る投射型カラー表示装置は、前述した問題点
を解決するために光学像発生部に表示された第１のアス
ペクト比の像をアスペクト比変換レンズを介して映写ス
クリーン上に投射することにより第２のアスペクト比の
像として表示する投射型表示装置において、上記アスペ
クト比変換レンズの装着を検出する手段と、少なくとも
複数の画像メモリに対する書込／読出制御を行い、この
制御動作が上記検出手段からの検出出力に応じて切り換
えられる制御手段とを有し、この制御手段Ｆ９作用 本発明によれば、複数の第１のアスペクト比の入力映像
信号を上記制御手段によりアスペクト比変換して光学像
発生部に分割表示し、アスペクト比変換レンズを介して
映写スクリーン上に投射することにより、第２のアスペ
クト比のスクリーン表示面内に、複数の上記第１のアス
ペクト比の正常な画像が分割表示される。また操作の面
でも、アスペクト比変換レンズの装着を自動検出して上
記表示を行うから、切換操作の手間が省ける。

Ｇ、実施例 以下、本発明の実施例について、図面に従い詳細に説明
する。

本実施例では、第１のアスペクト比として、標準ＮＴＳ
Ｃ方式の画面のアスペクト比 ３　：　４＝１　：　　（４／３）　！；１　：　１．
３３を用い、また第２のアスペクト比として、９　：　
ｌ　６＝１　：　　（１６／９）　＃１　：　１．７８
を用いている。この第２のアスペクト比は、上記標準方
式の画面のアスペクト比に比べて横長であり、近年の高
精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムにおけるアス
ペクト比の一種としても用いられているものである。

先ず第１図は、本発明に係る投射型表示装置の一実施例
の要部の概略構成を示しており、この投射型表示装置に
用いられるアスペクト比変換レンズは、光学像発生部（
図示せず）で発生された第１のアスペクト比（３：４）
の像を、第２のアスペクト比（９：１６）の像として映
写スクリーン上に投射するための拡大投射レンズである
。このアスペクト比変換レンズ１の装着を検出する手段
として、スイッチ２が設けられている。各入力端子７〜
ｌＯには、複数（４系統）の上記第１のアスペクト比の
映像信号がそれぞれ入力されており、これらの各入力映
像信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器１１〜１４でデジタル
信号に変換されて各画像メモリ１５〜１８にそれぞれ記
憶されるようになっている。これらの画像メモリ１５〜
１８についての映像信号の書込／読出処理は、制御手段
であるコントローラ６によって行われる。このコントロ
ーラ６は、スイッチ２からの出力（レンズ１の装着検出
出力）に応して、上記第２のアスペクト比から第１のア
スペクト比に変換する比率のアスペクト比変換処理を含
む画像処理を、各画像メモリ１５〜１８に対する書込／
読出制御や、セレクトスイッチ１９の切換制御や、フィ
ールドメモリ２０に対する書込／読出制御を行うことに
より実現し、Ｄ／Ａ変換器２１でアナログ信号に変換し
出力端子２２を介して図示されていない光学像発生部に
送ることにより、光学像発生部の第１のアスペクト比の
光学像発生領域内に、上記画像変換された複数の画像を
同時に分割表示する。これらの分割表示された各画像は
、上記各入力端子７〜ＩＯからの第１のアスペクト比の
映像信号が、それぞれ上記第２のアスペクト比から第１
のアスペクト比に変換する比率で変換され、また必要に
応じて全体の光学像発生領域内の各分割領域に収まるよ
うに縮小された像である。この光学像発生部で発生され
た光学像を、上記アスペクト比変換レンズ１を介して映
写スクリーン上に投射することにより、映写スクリーン
上の第２のアスペクト比の表示領域内に、複数の上記第
１のアスペクト比（通常のＮＴＳＣ方式の３：４のアス
ペクト比）の正常な画像が分割表示（いわゆるマルチ画
面表示）される。

ここで、第１図に示すようにアスペクト比変換レンズ（
ワイド対応レンズ）１の装着に応じて、スイッチ２が導
通状態に切り換えられ、自動的に各入力映像信号のアス
ペクト比変換処理が行われる。すなわち、反転バッファ
５の入力端子３に抵抗４を介してＶＯＯより供給されて
いた電圧がスイッチ２の導通によって■８．（ローレベ
ル）状態になり、反転バッファ５の入力もローレベル状
態になる。従って、反転バッファ５の出力はハイレベル
になる。コントローラ６は反転バッファ５の出力に対応
してＡ／Ｄ変換器１１〜１４、画像メモリ１５〜１８、
セレクトスイッチ１９、フィールドメモリ２０、および
Ｄ／Ａ変換器２１をそれぞれ制御する。入力端子７〜１
０にアスペクト比が３：４からなる通常のＮＴＳＣ方弐
の放送信号が、第１のアスペクト比として入力される。

ところが、この入力映像信号は第１のアスペクト比がア
スペクト比変換光学系（たとえばワイドレンズ）によっ
て受ける横軸圧縮を受けていない信号である。

そこで、第２のアスペクト比から第１のアスペクト比に
変換する処理を含む画像信号処理が必要となり、これを
画像メモリ１５〜１８に対する書込／読出制御を含むデ
ジタル信号処理により実現するため、入力端子７〜１０
より入力された信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器１１〜１４
でデジタル信号に変換している。このとき各Ａ／Ｄ変換
器１１〜１４を制御する信号も、コントーラ６より供給
されている。

上述したようにアスペクト比変換光学系で受ける横軸圧
縮と同量の圧縮を投射型表示装置内の回路で行うことに
よって、光学像発生部の第１のアスペクト比の全表示面
内に、これらの画像変換された複数の画像を同時に表示
することができる。

ここで、上記第２のアスペクト比の９：１６から第１の
アスペクト比の３＝４に変換するときの圧縮率は、縦軸
を同し比率に合わせたときの第１のアスペクト比が９：
１２となることを考慮して、横軸のみを１２／ｌ　６＝
３／４に圧縮するような割合とすればよい。具体的には
、たとえば横方向の圧縮率を７５％とし、縦方向は１０
０％（圧縮なし）とする。このとき、第２図に示すよう
な第１のアスペクト比（ａ　：　ｂ＝３　：　４）の入
力画像１００は、横軸のみが３／４に圧縮されて、第４
図に示すアスペクト比が１（ａ：ｅ＝３：３）の画像１
０３となり、この画像１０３が光学像発生部の第１のア
スペクト比（ａ　：　ｂ＝３　：　４）の全表示面１０
２内に内接する形態で表示される。ここで第４図に示す
光学像発生部の全表示面１０２内には、上記縦横比ａｇ
ｅが３：３の画像１０３の他に、同しアスペクト比（＝
１）を有しさらに全体的に縮小された画像１０５〜１０
７が表示されている。これらの画像１０５〜１０７の各
寸法は、横が互いに等しくｇであり、縦の各寸法も互い
に等しくｒとなっており、これらの各寸法ｆ、ｇと、全
表示面１０２の縦、横の各寸法ａ、横すとの比率は、 ａ：ｂ：ｆ：ｇ＝３：４：１：１ となっている、すなわち、全表示面１０２内の上記画像
１０３を除いた領域を縦方向に３分割して複数の画像１
０５〜１０７が表示されることになる。なお、画像１０
５〜１０７については、３系統の各入力映像信号に対し
て、横軸のみが３／４に圧縮されるような上記アスペク
ト比変換処理が施されると同時に（あるいは前後して）
、全体画像の縦軸及び横軸をいずれも１／３に（面積比
では１／９に）圧縮するような画像変換処理が施される
。すなわち、最終的には、縦軸が１／３に、横軸が１／
４に圧縮されるわけである。

第１図の回路においては、上述した各Ａ／Ｄ変換器から
デジタル信号が各画像メモリ１５〜１８へそれぞれ送ら
れる。コントローラ６は、各画像メモリ１５〜１８に対
しての書込／読出を制御することにより、上述したよう
な圧縮処理が行われる。これらの中の３個の画像メモリ
１６〜１８には、上記画像１０５〜１０７を得るための
制御信号がコントローラ６から供給され、画像メモリ１
５とは別の処理が施される。具体的には、たとえばメモ
リからの画像データの読出時に、４サンプルにつき１サ
ンプルを間引くことで、あるいは４サンプルから３サン
プルを得るような補間処理を行うことで、横軸の３／４
圧縮処理が行える。これは、メモリへの書込時に行うよ
うにしてもよい。

また縦軸の１／３圧縮や横軸の１／４等の同様に行える
。このようにしてメモ＋７１５〜１Ｂから読み出された
圧縮変換処理済みの画像データは、セレクトスイッチ１
９に送られる。セレクトスイッチ１９は画像１０２を表
示するようにコントローラ６からの制御信号で画像メモ
リを選択して画像データを切り換える。この切り換えに
よって画像１０３と垂直方向に３つの複数の画像１０５
〜１０７の順にラインメモリのデータを切り換える制御
を行って、コントロール６がらの書込／読出制御信号で
１フイ一ルド分の画面１０２がフィールドメモリ２０に
入力されｌフィールドごとに読み出してＤ／Ａ変換器２
１に送られ、Ｄ／Ａ変換器２１はこの入力されたデジタ
ル信号をアナログ信号に変換する。上記のフィールドメ
モリ２ｏとＤ／Ａ変換器２１は、コントローラ６がらの
書込／読出クロックそしてＤ／Ａ変換クロック信号で制
御される。なお、上記セレクトスイッチ１９の切換制御
やフィールドメモリ２ｏに対する書込／読出制御によっ
て、上記画像変換処理を実現するようにしてもよい、こ
の場合には、上記画像メモリ１５〜１Ｂはラインメモリ
等でよくなる０次に、Ｄ／Ａ変換器２１からの出力アナ
ログ信号は、出刃端子２２から光学像発生部となる表示
語！たとえば液晶パネル等（図示せず）に供給され、そ
の光学像表示面には、第４図に示すような４つの画像１
０３．１０５〜１０７が分割表示された第１のアスペク
ト比の画像１０２が得られる。

次に、この光学像発生部の表示面に表示された像１０２
は、アスペクト比変換レンズ（ワイド対応レンズ）１に
よって横軸のみ４／３に拡大されるようなアスペクト比
変換が施されると同時に全体的に縦横が同じ比率で拡大
されて投射される。

従って、スクリーン面上には、たとえば第５図に示すよ
うな第２のアスペクト比（９：１６）の画像１１２が表
示されることになり、この画像１１２は、１つの大きな
画像１１３と３つの小さな画像１１５〜１１７とが分割
表示（いわゆるマルチ画面表示）されたものとなってい
る。これらの投射表示された各画像１１３及び１１５〜
１１７は、上記光学像発生部での画像１０３及び１０５
〜１０７にそれぞれ対応するものである。投射の際のア
スペクト比変換は、横軸のみ４／３とする比率で行われ
るから、スクリーン表示面全体の縦横の寸法比ｃ：ｄ＝
９：１６（第２のアスペクト比）に対比させて、画像１
１３の縦横比Ｃ：ｈ、各画像１１５〜１１７の各縦横比
ｉ；」は、ｃ：ｄ：ｈ：ｉ：ｊ＝９：１６：１２：３：
４となる。すなわち、画像１１３の縦横比Ｃ：ｈは９：
１２より３：４で上記第１のアスペクト比となっており
、また各画像１１５〜１１７の各縦横比ｉ：Ｊも３：４
で上記第１のアスペクト比となっている。すなわち、こ
れらの４つの画像１１３．１１５〜１１７は、アスペク
ト比がいずれも上記第１のアスペクト比３：４であり、
ＮＴＳＣ標準テレビジョン方式の圧縮を受けていない（
＠１横比関係が正常な）画像となっている。

このように第１のアスペクト比の標準テレビジョン映像
信号を、第２のアスペクト比から第１のアスペクト比に
変換する比率のアスペクト比変換処理を含む画像変換を
行って、複数の、たとえば４つの画像を第１のアスペク
ト比の表示領域内に同時に分割表示し、これをワイド対
応レンズ等のアスペクト比変換光学系を介して、第１の
アスペクト比から第２のアスペクト比に変換するような
アスペクト比変換を行ってスクリーンに投射表示するこ
とにより、第１のアスペクト比で圧縮を受けていない状
態の複数の画像を、第２のアスペクト比のスクリーン表
示面内に分割表示するようないわゆるマルチ画像表示す
ることができる。

なお、投射表示装置に入力される信号が、専用ソフトテ
ープ等からの上記横軸圧縮された信号の場合には、その
まま光学像発生部に送って、ワイド対応レンズ等のアス
ペクト比変換光学系を介してスクリーンに投射されるこ
とで、第２のアスペクト比の正常な縦横関係の像が得ら
れるわけである。すなわち、例えばＶＴＲからの再生映
像信号入力が供給されたときには上記第１図で説明した
回路を通らずに光学像発生部の表示面に送られ、チュー
ナ等からの標準テレビジョン信号が供給されたときには
第１図の回路による横軸圧縮（アスペクト比変換）処理
が行われるように、映像信号ソースに応じて自動切換さ
せればよい。

本発明は上述の実施例のみに限定されるものではなく、
第１のアスペクト比や第２のアスペクト比の具体的数値
は上記実施例の各数値に限定されず、また、他のアスペ
クト比変換レンズを使用しても第１のアスペクト比の圧
縮とアスペクト比変換レンズによる拡大の関係を考慮し
て電気回路で圧縮を行い同様の構成で制御すれば、類似
の特殊な投射表示することができる。

Ｈ４発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る投射型表
示装置によれば、光学像発生部の第１のアスペクト比の
像発生表示面内には、第２のアスペクト比から第１のア
スペクト比に変換する比率でアスペクト比変換された複
数の像が分割表示されており、この光学像をアスペクト
比変換レンズを介して映写スクリーン上に投射すること
により、第２のアスペクト比のスクリーン表示面内に、
複数の正常な（縦横比率が正常な）？ｊ！数の画像が分
割表示される。このとき、アスペクト比変換レンズの装
着を検出して上記表示状態に自動切換されるため、操作
の煩雑さを回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る投射型映像表示装置の一実施例の
要部の概略構成を示すブロック図、第２図は第１のアス
ペクト比の像を示す図、第３図は第２図の像をアスペク
ト比変換レンズでスクリーン上に拡大投射して第２のア
スペクト比として表示した像を示す図、第４図は複数の
入力映像信号に対してアスペクト変換を含む画像変換処
理を施して光学像発生部の表示面に得られた像を示す図
、第５図は第４図の光学像をアスペクト比変換レンズを
介してスクリーン上に拡大投射した像を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学像発生部に表示された第１のアスペクト比の像をア
   スペクト比変換レンズを介して映写スクリーン上に投射
   することにより第２のアスペクト比の像として表示する
   投射型表示装置において、上記アスペクト比変換レンズ
   の装着を検出する手段と、 複数の入力映像信号をそれぞれ記憶するための複数の画
   像メモリと、 少なくとも上記複数の画像メモリに対して書込／読出制
   御を行う制御手段であって、上記検出手段により上記ア
   スペクト比変換レンズの装着が検出されたとき、複数の
   上記第１のアスペクト比の入力映像信号をそれぞれ各画
   像メモリに対して書込／読出制御することにより、これ
   らの入力映像信号を上記第２のアスペクト比から第１の
   アスペクト比に変換する比率のアスペクト比変換処理を
   含む画像変換を行って、光学像発生部の表示面にこれら
   の画像変換された複数の画像を同時に分割表示する制御
   手段とを有して成り、 上記光学像発生部の像を上記アスペクト比変換レンズを
   介して上記映写スクリーン上に投射し、複数の上記第１
   のアスペクト比の画像を上記映写スクリーン上に分割表
   示することを特徴とする投射型表示装置。