CN102540655A - 图像显示装置和包括图像显示装置的信息处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明的主要目标是提供图像显示装置和信息处理装置，它们可结合在笔记本计算机等的计算机主体中，并且可在图像投影到屏幕上时以任何希望的角度投射。为了实现该目标，本发明提供一种图像显示装置，其包括存储光学系统以在屏幕上显示图像的第一单元和存储控制板以控制光学系统的第二单元，该第二单元电连接到第一单元，并且保持第一单元旋转。第一和第二单元容放在信息处理装置中形成的容放空间中。当图像投影到屏幕上时，第一单元从信息处理装置完全暴露，并且第二单元的至少部分存储在信息处理装置中。当图像不投影到屏幕上时，第一单元和第二单元存储在信息处理装置中。

Description

图像显示装置和包括图像显示装置的信息处理装置

技术领域

本发明涉及采用半导体激光器作为光源的图像显示装置和信息处理装置，特别是涉及适合于结合在便携式电子装置中的图像显示装置和信息处理装置。

背景技术

近年来，人们已经注意到采用半导体激光器作为图像显示装置光源的技术。该半导体激光器与传统图像显示装置通常使用的水银灯相比具有多方面的优点，其颜色再现性好，可瞬时发光，寿命长，因高效率而可降低功耗，小型化容易，等等。

特别是，图像显示装置采用这样半导体激光器的优点是易于小型化。因为图像显示装置小型化，所以图像显示装置便于结合在便携式电子装置中。例如，已经知晓这样的技术，其中图像显示装置结合在笔记本个人计算机中以增强便携性，并且个人计算机处理的数据显示在屏幕上(JPH8-328487A)。从而，还提供使用方便，而不通过电线等连接个人计算机和图像显示装置。

然而，在(JPH8-328487A)中描述的技术中，仅描述了投影机主体结合在计算机主体中的事实，而全然没有描述投影机主体如何结合在计算机主体中。因为投影机主体总是从计算机主体投影，所以问题发生在计算机主体的执行上，并且还存在计算机主体小型化的问题。全然没有描述实际应用中冷却热量带来的问题，并且难于说公开了实际上可使用的图像显示装置。

发明内容

因此，本发明的主要目标是提供可结合在笔记本计算机等计算机主体中并且在图像投射到屏幕上时可以任何所希望的角度投射图像的图像显示装置和信息处理装置。

为了实现该目标，本发明提供的图像显示装置包括：第一单元，用于存储在屏幕上显示图像的光学系统；以及第二单元，用于存储控制光学系统的控制板，电连接到第一单元，并且保持第一单元旋转。第一和第二单元容放在信息处理装置中形成的容放空间中。当图像投射到屏幕时，第一单元从信息处理装置完全暴露，并且第二单元的至少一部分存储在信息处理装置中。当图像不投射到屏幕时，第一单元和第二单元存储在信息处理装置中。

根据本发明，当采用图像显示装置时，即当图像投射到屏幕时，第一单元从信息处理装置完全暴露，并且第二单元的至少一部分存储在信息处理装置中。当图像显示装置不使用时，即当图像不投射到屏幕时，第一单元和第二单元存储在信息处理装置中。

从而，当使用图像显示装置时，存储光学系统在操作时产生大量热量的第一单元暴露到信息处理装置之外，从而可提高光学系统的冷却效果。当不使用图像显示装置时，图像显示装置不从信息处理装置突出，从而可便于信息处理装置的运送。因此，当其结合在笔记本计算机等的计算机主体中时，可实现紧凑存储的图像显示装置。

本发明的另一个目标是提供用于容放第一单元和第二单元的机壳，从而使它们可插入和抽出，因此第一单元和第二单元易于容放在笔记本信息处理装置中形成的容放空间中，并且使其能够取代光盘单元等的外设装置，因为第一单元和第二单元通过机壳容放在容放空间中。

本发明的另一个目标是便于运载信息处理装置，并且防止运载时的误操作，因为当使用图像显示器时，即当图像投射到屏幕时，操作键从信息处理装置暴露。

本发明的另一个目标是进一步提高光学系统在运行时产生大量热量的冷却效果，因为空冷风扇和光学系统包括在相同的单元中。

本发明的另一个目标是通过连续设置在相同机壳中的第二单元由机壳散射第一单元中的光学系统产生的热量而提高第一单元的散热效果。

附图说明

在附图中：

图1是示出示例的透视图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中；

图2是光学引擎单元的示意性构造图；

图3(A)-3(B)是示出图像显示装置的透视图；

图4是图像显示装置的分解透视图；

图5是示出示例的示意图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中；

图6是示出示例的示意图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中；

图7是示出示例的示意图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中；

图8是示出示例的示意图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中；以及

图9是示出光学引擎单元的俯视图。

具体实施方式

下面，将参考附图描述本发明的实施例1。

图1是示出示例的透视图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中。

在信息处理装置2的主体3中，容放光盘单元等的外围装置的容放空间是可替代的，机箱插槽(drive bay)形成在键盘4的后侧，并且图像显示装置1连接到机箱插槽。

图像显示装置1具有机壳11和运动体12，运动体12提供为它可插入机壳11和从机壳11抽出。运动体12包括光学引擎单元(第一单元)13和控制单元(第二单元)14，在光学引擎单元(第一单元)13中光学部件将激光投射到屏幕S上，在控制单元(第二单元)14中容放控制光学引擎单元13中的光学部件等的控制板。光学引擎单元13在控制单元14上受到支撑用于在上下方向上的旋转。

在不使用图像显示装置1时，运动体12存储在机壳11中。在使用图像显示装置1时，运动体11从机壳11抽出，光学引擎单元13旋转，激光从光学引擎单元13的投射角被调整，从而激光可适当地投射到屏幕S。

图2是光学引擎单元的示意性构造图。

光学引擎单元13包括输出绿色激光的绿色激光源装置22、输出红色激光的红色激光源装置23、输出蓝色激光的蓝色激光源装置24、响应于视频信号用于调制来自每一个绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24的激光的液晶反射式光调制元件25、反射来自每一个绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24的激光、施加激光到光调制元件25且允许从光调制元件25发射的调制激光通过的偏振分束器26、引导从每一个绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24发射的激光进入偏振分束器26的中继光学系统27以及投影通过偏振分束器26的调制激光到屏幕S上的投影光学系统28。

光学引擎单元13根据场顺序系统显示彩色图像，来自绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24的每个颜色的激光以时间分隔方式顺序输出，并且基于每个颜色激光的图像被识别为彩色图像，这是由于视觉意义的后成像效应。

中继光学系统27包括将从绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24发射的每个颜色的激光转换成平行光束的准直透镜31至33、将通过准直透镜31至33的每个颜色的激光引导到所需方向的第一和第二分色镜34和35、散射由分色镜34和35所引导的激光的散射板36以及将通过散射板36的激光转换成集中激光的场透镜37。

假设激光从投影光学系统28发射到屏幕S的侧面是前侧，蓝色激光从蓝色激光源装置24朝着后侧发射，绿色激光和红色激光从绿色激光源装置22和红色激光源装置23发射，从而绿色激光的光轴和红色激光的光轴相对于蓝色激光的光轴彼此垂直，并且蓝色激光、红色激光和绿色激光由两个分色镜34和35引导进入相同的光程(optical path)。就是说，蓝色激光和绿色激光由第一分色镜34引导进入相同的光程，并且蓝色激光、绿色激光和红色激光由第二分色镜35引导进入相同的光程。第一和第二分色镜34和35的每一个都形成在具有膜的表面上，以传送和反射预定波长的激光。第一分色镜34传送蓝色激光且反射绿色激光。第二分色镜35传送红色激光且反射蓝色激光和绿色激光。

光学构件支撑在机壳41中。机壳41用作散热器，用于散射绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24产生的热量，并且由高导热率的材料形成，例如铝或铜。

绿色激光源装置22连接到机壳41中形成的连接部分42，状态为连接部分突出到一侧。连接部分42以这样的状态提供，其中它从拐角在垂直于侧壁部分44的方向上突出出来，该拐角上位于中继光学系统27的容放空间的前侧和后侧的前壁部分43和侧壁部分44彼此相交。红色激光源装置23连接到侧壁部分44的外表面侧，状态为它保持在保持架45上。蓝色激光源装置24连接到前壁部分43的外表面侧，状态为它保持在保持架46上。

红色激光源装置23和蓝色激光源装置24的每一个都实施为CAN封装，并且设置为使光轴定位在形状类似罐头的外部部件的中心轴上，状态为输出激光的激光芯片支撑在管座上。激光从外部部件的开口中设置的玻璃窗口发射。红色激光源装置23和蓝色激光源装置24通过将该装置压入保持架45和46中制作的连接孔47和48而固定到保持架45和46。蓝色激光源装置24和红色激光源装置23的激光芯片的热量通过保持架45和46传递到机壳41且散发。保持架45和46的每一个都由高导热材料形成，例如铝或铜。

绿色激光源装置22包括输出激发激光的半导体激光器51、FAC(快轴准直)透镜52以及聚集从半导体激光器51输出的激发激光的聚光透镜的棒形透镜、由激发激光激发的输出基本激光(红外激光)的固态激光元件54、用于转换基本激光波长且输出半波长激光(绿色激光)的波长转换元件55、与固态激光元件54一起形成谐振器的凹面镜56、用于阻挡激发光激光和基本波长激光泄漏的玻璃盖板57、用于支撑部件的基底58和用于覆盖部件的盖板主体59。

绿色激光源装置22通过连接基底58到机壳41的连接部分42而固定，并且所需宽度的间隙(例如，0.5mm或更小)形成在绿色激光源装置22和机壳41的侧壁部分44之间。从而，绿色激光源装置22的热量变得难以传播到红色激光源装置23，红色激光源装置23的温度升高受到抑制，并且温度特性很差的红色激光源装置23可稳定运行。为了保证红色激光源装置23的所需光轴调整余量(例如，0.3mm)，所需宽度的间隙(例如，0.3mm或更大)设置在绿色激光源装置22和红色激光源装置23之间。

图3是示出图像显示装置的透视图。

图3(A)示出了图像显示装置1不使用时的状态，即光调制元件25形成的调制激光不投影到屏幕S时。此时，运动体12存储在机壳11中。图3(B)示出了图像显示装置1使用时的状态，即光调制元件25形成的调制激光投射到屏幕S上时。此时，运动体12从机壳11抽出。

机壳11中提供的沿着导轨(未示出)滑动的滑动器71和72设置在构成运动体12的光学引擎单元13和控制单元14的两个侧边缘中，并且运动体11通过使用者的推拉操作插入和抽出机壳11。另外，锁定装置(未示出)设置在机壳11中以保持运动体12在存储位置。

光学引擎单元13和控制单元14通过铰链部分73接合。在图3(B)所示的使用状态下，控制单元14支撑在机壳11的导轨上；光学引擎单元13从机壳11完全取出，并且相对于控制单元14可旋转，如箭头A所示。如图所示，光学引擎单元13可相对于控制元件14从沿着控制单元14的一个位置旋转到大致竖直的位置。

发射窗口74提供在光学引擎单元13中铰链部分73相对侧的端部中，并且通过如图2所示的投影光学系统28的激光从发射窗口74发射。从而，如图1所示，光学引擎单元13旋转，从而激光的投影角可调整。

操作部分81提供在控制单元14的顶表面上，如图3(B)所示。操作部分81提供有电源操作按钮(操作部分)82、亮度转换操作按钮83和用于梯形纠正的两个操作按钮84和85。因为操作按钮82至85如此设置在控制单元14上，所以操作按钮82至85在运行时不摇动，并且便于操作按钮82和85的操作。

操作部分81在图3(A)所示的存储状态下覆盖有机壳11，并且在图3(B)所示的使用状态下暴露。从而，除非进入使用状态，否则不能操作操作按钮82至85，并且可避开操作按钮82至85与其它物质接触时操作按钮82至85的误操作。

图4是图像显示装置的分解透视图。它是示出中途状态的示意图，即从运动体12存储在机壳11中的存储状态到运动体12从机壳11抽出的使用状态。就是说，它是示出从图3(A)所示的状态到图3(B)所示的状态的示意图。

操作按钮82是开关的操作部分，根据操作者的操作导通，以从激光源装置发射激光。操作按钮82暴露到控制单元14的外侧，在图3(A)和图4所示的状态下覆盖有机壳11，并且在图3(B)所示的状态下从机壳11完全暴露。

从而，当图像显示装置1使用时，即当图像投射到屏幕S上时，操作按钮82从信息处理装置2暴露，从而便于信息处理装置2的运载，并且可防止运载时的误操作。

光学引擎单元13包含绿色激光源装置22、红色激光源装置23、蓝色激光源装置24和投影光学系统28。控制单元14包含用于控制绿色激光源装置22、红色激光源装置23、蓝色激光源装置24和投影光学系统28的控制部分101。

运动体12包括光学引擎单元13和控制单元14，光学引擎单元13存储用于在屏幕上显示图像的光学系统，控制单元14存储用于控制光学引擎单元13中的光学系统的控制板，电连接到光学引擎单元13，并且保持光学引擎单元13旋转。

图5至8是示出示例的示意图，其中根据本发明的图像显示装置结合在笔记本信息处理装置中。图5至7对应于图3(A)、3(B)和4所示的图像显示装置1。

在信息处理装置2的主体3中，容放光盘单元等外围装置的容放空间是可替换的，机箱插槽形成在键盘4的后侧，并且图像显示装置1连接到机箱插槽。图像显示装置1通过容放光学引擎单元13和控制单元14的机壳11容放在信息处理装置2中形成的容放空间中，从而它们可插入和抽出机壳11。因此，光学引擎单元13和控制单元14可易于容放在信息处理装置2中形成的容放空间中。因为光学引擎单元13和控制单元14通过机壳11容放在容放空间中，所以能够与光盘单元等的外围装置替换。

图5示出了图像显示装置1不使用时的状态，即光调制元件25形成的调制激光不投射到屏幕S上时。此时，机壳11中存储的运动体12以及这样的光学引擎单元13和控制单元14存储在信息处理装置2中。因此，当图像显示装置1不使用时，图像显示装置1不从信息处理装置2突出出来，从而信息处理装置2的运载可为便利的。

图6示出了图像显示装置1使用时的状态，即光调制元件25形成的调制激光投射到屏幕S上时。此时，运动体12从机壳11抽出，从而光学引擎单元13从信息处理装置2完全暴露。控制单元14的至少一部分存储在信息处理装置2中。因此，当图像显示装置1使用时，存储运行时产生大量热量的光学系统的光学引擎单元13暴露到信息处理单元2的外面，从而可提高光学系统的冷却效果。

图3(B)所示的机壳11设置在图6所示的信息处理设备2中，并且包含光学引擎单元13的激光源装置的光学系统中产生的热量通过控制单元14在机壳11中散发。因此，使机壳11用作散热器，用于散发光学引擎单元13中光学系统中产生的热量。从而，光学引擎单元13中的光学系统中产生的热量通过连续设置在相同机壳中的控制单元14在机壳11中散发，从而可提高光学引擎单元13的散热效果。

图7是示出从图5所示的状态到图6所示的状态的中间状态的示意图。在图7所示的状态下，光学引擎单元13的至少一部分从信息处理设备2暴露。如果光学引擎单元13不从信息处理设备2完全暴露，则控制单元14完全存储在信息处理设备2中。如果光学引擎单元13从信息处理设备2完全暴露，控制单元14的一部分存储在信息处理设备2中。

图8示出了光学引擎单元13相对于控制单元14旋转的状态。

光学引擎单元13采用如图3(A)所示的铰链部分73可旋转地连接到控制单元14。因此，光学引擎单元13可从沿着控制单元14的一个位置相对于控制单元14旋转到大致竖直的位置。发射窗口74设置在光学引擎单元13中的铰链部分73相对侧的端部中，并且通过投影光学系统28的激光从发射窗口74发射。因此，当调制的激光投射到屏幕S上时，光学引擎单元13相对于控制单元14旋转，从而光学引擎单元13中包括的发射窗口74的角度可响应于投射屏幕S的位置调整。

图9是示出光学引擎单元的俯视图。

光学引擎单元13包括光学系统和冷却该光学系统的空冷风扇201，该光学系统包含绿色激光源装置22、红色激光源装置23和蓝色激光源装置24。入口恰好设在空冷风扇201之下，并且出口设在发射窗口74的侧面。如图6所示，如果光学引擎单元13从信息处理设备2完全暴露且空冷风扇201开启，外面的空气从光学引擎单元13的入口进入，进入的空气循环在光学引擎单元13中，循环的空气从出口202排出到外面。因此，空冷风扇201和光学系统包括在相同的单元中，从而可进一步提高运行时产生大量热量的光学系统的冷却效果。

如上所述，当图像投射到屏幕S上时，光学引擎单元13从信息处理设备2完全暴露，并且控制单元的至少一部分存储在信息处理设备2中，当图像不投射到屏幕上时，光学引擎单元13和控制单元14存储在信息处理设备2中，从而可提高光学系统的冷却效果，当图像显示装置1和信息处理设备2结合在笔记本计算机等计算机主体中时，可实现它们的紧凑存储。

根据本发明的图像显示装置和信息处理设备的优点在于，它们结合在笔记本计算机等的计算机主体中，并且当图像投射到屏幕上时，该图像可以任何希望的角度投射，并且作为结合在便携式电子装置中的图像显示装置和信息处理设备等是特别有用的。

本申请要求2010年10月15日提交的日本专利申请No.2010-232186的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (14)

1.一种图像显示装置，包括：

第一单元，其存储在屏幕上显示图像的光学系统；以及

第二单元，其存储控制该光学系统的控制板，且电连接到该第一单元，并且保持该第一单元旋转，其中该第一和第二单元容放在信息处理装置中形成的容放空间中，其中

当该图像投影到屏幕上时，该第一单元完全从该信息处理装置暴露，并且该第二单元的至少一部分存储在该信息处理装置中，并且其中

当该图像不投影到屏幕上时，该第一单元和该第二单元存储在该信息处理装置中。

2.如权利要求1所述的图像显示装置，包括：

机壳，容放该第一单元和该第二单元，使该第一单元和该第二单元可插入和抽出，

其中该机壳容放在笔记本信息处理装置中的容放空间中。

3.如权利要求1所述的图像显示装置，其中该第二单元包括操作键，并且当该图像投射到该屏幕上时，该第二单元的至少一部分存储在该信息处理装置中，从而该操作键从该信息处理装置暴露。

4.如权利要求1所述的图像显示装置，其中该第一单元包括冷却该光学系统的空冷风扇。

5.如权利要求2所述的图像显示装置，其中该机壳用作散热器，散发该第一单元中的该光学系统中产生的热量。

6.如权利要求1所述的图像显示装置，其中该第一单元包括铰链部分，并且该第一单元和该第二单元通过该铰链部分连接。

7.如权利要求6所述的图像显示装置，其中当该图像投射到该屏幕时，该第一单元和该铰链部分从该信息处理装置完全暴露，并且当该图像不投射到该屏幕时，该第一单元和该铰链部分存储在该信息处理装置中。

8.一种图像显示装置，包括：

激光源装置，发射每种颜色的激光；

光调制元件，根据视频信号调制从该激光源装置发射的激光；

投影光学系统，将该光调制元件形成的调制激光投射到屏幕上；

控制部分，控制该激光源装置和该光调制元件；

机壳，用于容放该激光源装置、该光调制元件、该投影光学系统和该控制部分；以及

运动体，设置为使其能够插入该机壳和从该机壳抽出，其中该机壳容放在笔记本信息处理装置中形成的容放空间中，

其中该运动体至少包括第一单元和第二单元，该第一单元包括该激光源装置和该投影光学系统，该第二单元用于支持该第一单元旋转且包括该控制部分，

其中，当图像投射到屏幕时，该第一单元从该信息处理装置完全暴露，并且该第二单元的至少一部分存储在该信息处理装置中，并且其中

当图像不投射到该屏幕时，该第一单元和该第二单元存储在该信息处理装置中。

9.如权利要求8所述的图像显示装置，其中该第一单元具有发射窗口，用于将来自该投影光学系统的激光发射到该屏幕，

其中该第二单元具有旋转装置，支持该第一单元旋转，并且

其中该第一单元沿着该第二单元从一个位置旋转到相对于该第二单元大致竖直向上的位置。

10.一种具有图像显示装置的信息处理装置，该信息处理装置包括：

第一单元，用于存储在屏幕上显示图像的光学系统；以及

第二单元，其存储控制该光学系统的控制板，电连接到该第一单元，并且保持该第一单元旋转，其中该第一和第二单元容放在信息处理装置中形成的容放空间中，

其中当该图像投影到屏幕上时，该第一单元完全从该信息处理装置暴露，并且该第二单元的至少一部分存储在该信息处理装置中，并且其中

当该图像不投影到该屏幕上时，该第一单元和该第二单元存储在该信息处理装置中。

11.一种图像显示装置，包括：

第一单元，存储在屏幕上显示图像的光学系统；

第二单元，存储控制该光学系统的控制板，电连接到该第一单元，并且保持该第一单元旋转；以及

机壳，容放该第一单元和该第二单元，使该第一单元和该第二单元可插入和抽出，其中

该第一单元和第二单元可容放在该机壳中，从而该第一单元和第二单元可插入和抽出，方式为该第一单元从该机壳完全暴露，而该第二单元的至少一部分存储在该机壳中，并且所述方式为该第一单元和该第二单元存储在该信息处理装置中。

12.一种信息处理装置，包括：

存储空间，存储如权利要求9所述的图像显示装置，其中当该图像投射到屏幕时，该第一单元从该信息处理装置完全暴露，并且该第二单元的至少一部分存储在该信息处理装置中，并且其中

当该图像不投射到该屏幕时，该第一单元和该第二单元存储在该信息处理装置中。

13.一种图像显示装置，包括：

光学系统，在屏幕上显示图像；以及

控制板，控制该光学系统；

图像显示器连接为使该图像显示器可插入便携式信息处理装置中形成的机箱插槽和从便携式信息处理装置中形成的机箱插槽抽出，

当该图像投射到该屏幕上时，在该图像显示器从该机箱插槽抽出后，该光学系统暴露在该信息处理装置的外面。

14.一种便携式信息处理装置，包括：

图像显示器，包括在屏幕上显示图像的光学系统和控制该光学系统的控制板；

其中该图像显示器连接为使该图像显示器可插入该装置的主体中形成的机箱插槽和从该装置的主体中形成的机箱插槽抽出，

当该图像投射到该屏幕上时，在该图像显示器从该机箱插槽抽出后，该光学系统暴露在该信息处理装置的外面。

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