JP2012088680A - 画像表示装置および携帯型情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置へコンパクトに収納できると共に、操作性に優れた画像表示装置および携帯型情報処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する光学エンジンユニット１３と、光学系を制御する制御基板を収納し、光学エンジンユニット１３と電気的に接続すると共に光学エンジンユニット１３を回動自在に保持する制御ユニット１４とを有し、これら各ユニットが使用者により引き出し可能に筐体１１収容され、制御ユニット１４の上面の操作ボタン８２〜８５が被覆状態から露出状態になって初めて装置を使用可能状態にすることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源に半導体レーザを用いた画像表示装置および携帯型情報処理装置に関するものである。

近年、画像表示装置の光源に半導体レーザを用いる技術が注目されている。この半導体レーザは、従来から画像表示装置に多用されてきた水銀ランプと比較して、色再現性が良い点、瞬時点灯が可能である点、長寿命である点、高効率で消費電力を低減することができる点、ならびに小型化が容易である点など、種々の利点を有している。

このような半導体レーザを用いた画像表示装置の利点は、とりわけ小型化が容易な点である。画像表示装置が小型化のために携帯型の電子機器に内蔵する場合に都合が良い。例えば、持ち運びに便利なノートブック型のパーソナルコンピュータに画像表示装置を内蔵させて、パーソナルコンピュータで処理したデータをスクリーン上に表示させるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。これにより、パーソナルコンピュータと画像表示装置とをケーブル等のラインで接続させることなく使い勝手も良いものとなる。

特開平８−３２８４８７号公報

しかしながら、（特許文献１）に記載の技術では単にプロジェクタ本体がコンピュータ本体に内蔵されている点のみの記載に留まり、具体的にどのような構成で内蔵されているのか一切記載されていない。また、プロジェクタ本体が常にコンピュータ本体より飛び出しているために、コンピュータ本体の持ち運びの点において課題が生じると共に、コンピュータ本体の小型化の点においても課題があった。また、実際に装置を使用する際の操作性の問題等、実用的に耐えられる画像表示装置を開示しているとは言い難い。

本発明は、このような従来の技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、装置へコンパクトに収納できると共に、操作性に優れた画像表示装置および携帯型情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明の画像表示装置は、画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する第１のユニットと、前記光学系を制御する制御基板を収納し、前記第１のユニットと電気的に接続すると共に前記第１のユニットを回動自在に保持する第２のユニットと、これら第１、第２のユニットを引き出し可能に収容する筐体と、を備え、前記筐体から前記第１のユニット、前記第２のユニットの順で各ユニットが引き出されたとき、装置を使用可能状態にすることを特徴とする。

本発明によれば、画像表示装置を使用するとき、筐体から前記第１のユニット、前記第２のユニットの順で各ユニットが引き出されたとき、装置を使用可能状態にするので、持ち運び時等の操作時以外での誤操作を確実に防止でき、特に、携帯型情報処理装置に適したコンパクトで操作性に優れたに画像表示装置を実現できる。

本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す斜視図 光学エンジンユニットの概略構成図 画像表示装置を示す斜視図 画像表示装置を分解して示す斜視図 本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す図 本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す図 本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す図 本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す図 光学エンジンユニットを示す上面図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する第１のユニットと、前記光学系を制御する制御基板を収納し、前記第１のユニットと電気的に接続すると共に前記第１のユニットを回動自在に保持する第２のユニットと、これら第１、第２のユニットを引き出し可能に収容する筐体と、を備え、前記筐体から前記第１のユニット、前記第２のユニットの順で各ユニットが引き出されたとき、装置を使用可能状態にすることを特徴とする。

これにより、画像表示装置を使用するとき、筐体から前記第１のユニット、前記第２のユニットの順で各ユニットが引き出されたとき、装置を使用可能状態にするので、持ち運び時等の操作時以外での誤操作を確実に防止できる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記第２のユニットの上面に設けられた操作部を備え、前記操作部が完全に露出する位置まで引き出されたとき、装置を使用可能状態にすることを特徴とする。

これにより、第２のユニットの上面に設けられた操作部が被覆状態から露出状態になって初めて装置を使用可能状態にするので、操作部への予期しない接触による誤操作を防止できる。

また、第３の発明の携帯型情報処理装置は、第１、第２の発明の画像表示装置を装置本体に形成されたドライブベイに収容したことを特徴とする。

これにより、画像表示装置を携帯型情報処理装置のキーボードの裏面側等のドライブベイへ光ディスク装置などの周辺機器と取替え可能にコンパクトに収容することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す斜視図である。

情報処理装置２の本体３には、光ディスク装置などの周辺機器が取替え可能に収容される収容スペース、いわゆるドライブベイが、キーボード４の裏面側に形成されており、このドライブベイに画像表示装置１が取付けられている。

画像表示装置１は、筐体１１と、筐体１１に対して出し入れ可能に設けられた可動体１２と、を有している。可動体１２は、レーザ光をスクリーンＳに投射するための光学部品が収容された光学エンジンユニット（第１のユニット）１３と、この光学エンジンユニット１３内の光学部品を制御するための基板などが収容された制御ユニット（第２のユニット）１４とで構成され、光学エンジンユニット１３が上下方向に回動可能に制御ユニット１４に支持されている。

この画像表示装置１は、不使用時に可動体１２が筐体１１内に格納され、使用時には可動体１２が筐体１１から引き出され、光学エンジンユニット１３を回動させて、光学エンジンユニット１３からのレーザ光の投射角度を調整することで、レーザ光をスクリーンＳ上に適切に投射させることができる。

図２は、光学エンジンユニットの概略構成図である。

この光学エンジンユニット１３は、緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置２２と、赤色レーザ光を出力する赤色レーザ光源装置２３と、青色レーザ光を出力する青色レーザ光源装置２４と、映像信号に応じて緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４からのレーザ光の変調を行う液晶反射型の光変調素子２５と、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４からのレーザ光を反射させて光変調素子２５に照射させると共に光変調素子２５から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ２６と、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ２６に導くリレー光学系２７と、偏光ビームスプリッタ２６を透過した変調レーザ光をスクリーンＳに投射する投射光学系２８と、を備えている。

この光学エンジンユニット１３は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するものであり、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が視覚の残像効果によってカラー画像として認識される。

リレー光学系２７は、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ３１〜３３と、コリメータレンズ３１〜３３を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第１および第２のダイクロイックミラー３４，３５と、ダイクロイックミラー３４，３５により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板３６と、拡散板３６を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ３７と、を備えている。

投射光学系２８からスクリーンＳに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、青色レーザ光源装置２４から青色レーザ光が後方に向けて出射され、この青色レーザ光の光軸に対して緑色レーザ光の光軸および赤色レーザ光の光軸が互いに直交するように、緑色レーザ光源装置２２および赤色レーザ光源装置２３から緑色レーザ光および赤色レーザ光が出射され、この青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光が、２つのダイクロイックミラー３４，３５で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第１のダイクロイックミラー３４で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第２のダイクロイックミラー３５で同一の光路に導かれる。第１および第２のダイクロイックミラー３４，３５は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第１のダイクロイックミラー３４は、青色レーザ光を透過すると共に緑色レーザ光を反射させる。第２のダイクロイックミラー３５は、赤色レーザ光を透過すると共に青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。

これらの各光学部材は、筐体４１に支持されている。この筐体４１は、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。

緑色レーザ光源装置２２は、側方に向けて突出した状態で筐体４１に形成された取付部４２に取付けられている。この取付部４２は、リレー光学系２７の収容スペースの前方と側方にそれぞれ位置する前壁部４３と側壁部４４とが交わる角部から側壁部４４に直交する向きに突出した状態で設けられている。赤色レーザ光源装置２３は、ホルダ４５に保持された状態で側壁部４４の外面側に取付けられている。青色レーザ光源装置２４は、ホルダ４６に保持された状態で前壁部４３の外面側に取付けられている。

赤色レーザ光源装置２３および青色レーザ光源装置２４は、いわゆるＣＡＮパッケージで構成され、レーザ光を出力するレーザチップが、ステムに支持された状態で缶状の外装部の中心軸上に光軸が位置するように配置されたものであり、外装部の開口に設けられたガラス窓からレーザ光が出射される。この赤色レーザ光源装置２３および青色レーザ光源装置２４は、ホルダ４５，４６に開設された取付孔４７，４８に圧入するなどしてホルダ４５，４６に対して固定される。青色レーザ光源装置２４および赤色レーザ光源装置２３のレーザチップの発熱は、ホルダ４５，４６を介して筐体４１に伝達されて放熱され、各ホルダ４５，４６は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。

緑色レーザ光源装置２２は、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ５１と、半導体レーザ５１から出力された励起用レーザ光を集光する集光レンズであるＦＡＣ（Ｆａｓｔ−Ａｘｉｓ Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）レンズ５２およびロッドレンズ５３と、励起用レーザ光により励起されて基本レーザ光（赤外レーザ光）を出力する固体レーザ素子５４と、基本レーザ光の波長を変換して半波長レーザ光（緑色レーザ光）を出力する波長変換素子５５と、固体レーザ素子５４と共に共振器を構成する凹面ミラー５６と、励起用レーザ光および基本波長レーザ光の漏洩を阻止するガラスカバー５７と、各部を支持する基台５８と、各部を覆うカバー体５９と、を備えている。

この緑色レーザ光源装置２２は、基台５８を筐体４１の取付部４２に取付けて固定され、緑色レーザ光源装置２２と筐体４１の側壁部４４との間に所要の幅（例えば０．５ｍｍ以下）の間隙が形成される。これにより、緑色レーザ光源装置２２の熱が赤色レーザ光源装置２３に伝わりにくくなり、赤色レーザ光源装置２３の昇温を抑制して、温度特性の悪い赤色レーザ光源装置２３を安定的に動作させることができる。また、赤色レーザ光源装置２３の所要の光軸調整代（例えば０．３ｍｍ程度）を確保するため、緑色レーザ光源装置２２と赤色レーザ光源装置２３との間に所要の幅（例えば０．３ｍｍ以上）の間隙が設けられている。

図３は、画像表示装置を示す斜視図である。

図３（Ａ）は、画像表示装置１を使用しないとき、すなわち光変調素子２５により形成された変調レーザ光をスクリーンＳに投射しないときの状態を示している。このとき、可動体１２は筐体１１内に格納されている。また、図３（Ｂ）は、画像表示装置１を使用するとき、すなわち光変調素子２５により形成された変調レーザ光をスクリーンＳに投射するときの状態を示している。このとき、可動体１２は筐体１１から引き出されている。

可動体１２を構成する光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４の両側縁には、筐体１１内に設けられた図示しないガイドレールに沿ってスライドするスライダ７１，７２が設けられており、使用者による押し引き操作で可動体１２が筐体１１に出し入れされる。なお、この他に筐体１１内には、可動体１２を格納位置に保持するために、図示しないラッチロックが設けられている。

光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とはヒンジ部７３を介して連結されている。図３（Ｂ）に示す使用状態では、制御ユニット１４が筐体１１のガイドレールに支持される一方で、光学エンジンユニット１３は筐体１１から完全に抜け出し、矢印Ａで示すように、制御ユニット１４に対して光学エンジンユニット１３が回動可能となっている。なお、光学エンジンユニット１３は、図示するように制御ユニット１４に沿った位置から、制御ユニット１４に対して略直立した位置まで回動可能となっている。

光学エンジンユニット１３におけるヒンジ部７３と相反する側の端部には出射窓７４が設けられており、この出射窓７４から図２に示した投射光学系２８を通過したレーザ光が出射される。これにより図１に示したように、光学エンジンユニット１３を回動させることで、レーザ光の投射角度を調整することができる。

また、図３（Ｂ）に示したように、制御ユニット１４の上面には、操作部８１が設けられている。この操作部８１には、電源用の操作ボタン（操作部）８２と、輝度切り替え用の操作ボタン８３と、台形補正用の２つの操作ボタン８４，操作ボタン８５と、が設けられている。このように制御ユニット１４に操作ボタン８２〜８５が設けられているため、操作する際に操作ボタン８２〜８５がぐらつかず、操作ボタン８２〜８５の操作が容易になる。

操作部８１は、図３（Ａ）に示す格納状態で筐体１１に覆われると共に、図３（Ｂ）に示す使用状態では露出する位置に設けられている。これにより、使用状態となって初めて操作ボタン８２〜８５が操作可能となり、操作ボタン８２〜８５が他の物と接触するなどして操作ボタン８２〜８５が誤操作されることを避けることができる。

図４は、画像表示装置を分解して示す斜視図である。また、可動体１２が筐体１１内に格納された格納状態から、可動体１２が筐体１１から引き出された使用状態に至る途中の状態を示す図である。すなわち、図３（Ａ）に示す状態から図３（Ｂ）に示す状態に至る途中の状態を示す図である。

操作ボタン８２は、使用者の操作に基づきオンとなりレーザ光源装置からレーザ光が出射させるスイッチの操作部である。この操作ボタン８２は、制御ユニット１４の外側に露出し、図３（Ａ）および図４に示す状態では筐体１１に覆われ、図３（Ｂ）に示す状態では筐体１１から完全に露出する位置に設けられている。

これにより、画像表示装置１を使用するとき、すなわち画像をスクリーンＳに投射するときに、操作ボタン８２が情報処理装置２から露出されるので、情報処理装置２の持ち運びを容易にすると共に持ち運び時の誤操作を防止できる。

光学エンジンユニット１３は、その内部に、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４と、投射光学系２８とを備えている。また、制御ユニット１４は、その内部に、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４と、投射光学系２８とを制御する制御部１０１を備えている。

可動体１２は、画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する光学エンジンユニット１３と、この光学エンジンユニット１３内の光学系を制御する制御基板を収納し、光学エンジンユニット１３と電気的に接続すると共に光学エンジンユニット１３を回動自在に保持する制御ユニット１４とで構成されている。

図５〜図８は、本発明による画像表示装置をノート型の情報処理装置に内蔵した例を示す図である。また、図５〜図７は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４に示す画像表示装置１にそれぞれ対応する。

情報処理装置２の本体３には、光ディスク装置などの周辺機器が取替え可能に収容される収容スペース、いわゆるドライブベイが、キーボード４の裏面側に形成されており、このドライブベイに画像表示装置１が取付けられている。画像表示装置１は、光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４を出し入れ可能に収容する筐体１１を介して情報処理装置２に形成された収容スペースに収容される。これにより、情報処理装置２に形成された収容スペースに光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４を容易に収容できる。また、筐体１１を介して光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４を収容スペースに収容するので、光ディスク装置などの周辺機器と取替え可能にできる。

図５は、画像表示装置１を使用しないとき、すなわち光変調素子２５により形成された変調レーザ光をスクリーンＳに投射しないときの状態を示している。このとき、可動体１２は筐体１１内に格納されているので、光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４は、共に情報処理装置２に格納されている。このように、画像表示装置１を使用しないときには、情報処理装置２から画像表示装置１を飛び出させないので、情報処理装置２の持ち運びを容易にできる。

図６は、画像表示装置１を使用するとき、すなわち光変調素子２５により形成された変調レーザ光をスクリーンＳに投射するときの状態を示している。このとき、可動体１２は筐体１１から引き出されているので、光学エンジンユニット１３は情報処理装置２から完全に露出している。また、制御ユニット１４は、その少なくとも一部が情報処理装置２に格納されている。このように、画像表示装置１を使用するときには、動作時の発熱量が大きい光学系を収納する光学エンジンユニット１３を情報処理装置２の外側に露出させるので、光学系に対する冷却効果を高めることができる。

また、図３（Ｂ）に示す筐体１１は、図６に示す情報処理装置２の内部に位置し、光学エンジンユニット１３の各レーザ光源装置を含む光学系で発生した熱を、制御ユニット１４を介して筐体１１で放熱する。このように、光学エンジンユニット１３内の光学系で発生した熱を放熱する放熱体として筐体１１を機能させる。これにより、光学エンジンユニット１３内の光学系で発生した熱を、同一筐体内に連続して位置する制御ユニット１４を介して筐体１１で放熱するので、光学エンジンユニット１３の放熱効果を高めることができる。

図７は、図５に示す状態から図６に示す状態に至る途中の状態を示す図である。この状態では、光学エンジンユニット１３は、その少なくとも一部が情報処理装置２から露出している。制御ユニット１４は、光学エンジンユニット１３が情報処理装置２から完全に露出していない場合には、情報処理装置２に完全に格納されている。また、制御ユニット１４は、光学エンジンユニット１３が情報処理装置２から完全に露出している場合であっても、その一部が情報処理装置２に格納されている。

図８は、光学エンジンユニット１３が制御ユニット１４に対して回動した様子を示している。

光学エンジンユニット１３は、図３（Ａ）に示すヒンジ部７３を利用して、制御ユニット１４に対して回動可能に取付けられている。そのため、光学エンジンユニット１３は、制御ユニット１４に沿った位置から制御ユニット１４に対して略直立した位置まで回動可能となっている。また、光学エンジンユニット１３は、ヒンジ部７３と相反する側の端部には出射窓７４が設けられており、この出射窓７４から投射光学系２８を通過したレーザ光が出射される。これにより、変調レーザ光をスクリーンＳに投射する際に、光学エンジンユニット１３が制御ユニット１４に対して回動するので、投射するスクリーンＳの位置に応じて光学エンジンユニット１３に備えられた出射窓７４の角度を調整できる。

図９は、光学エンジンユニットを示す上面図である。

光学エンジンユニット１３は、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４を含む光学系と共に、その光学系を冷却させる空冷ファン２０１を備えている。また、空冷ファン２０１の直下には吸気口があり、出射窓７４の横には排気口がある。図６に示すように、光学エンジンユニット１３を情報処理装置２から完全に露出させ、空冷ファン２０１を動作させると、光学エンジンユニット１３の吸気口から外部の空気を取込み、取込んだ空気を光学エンジンユニット１３の内部で循環させ、循環した空気を排気口２０２から外部に排出する。これにより、空冷ファン２０１と光学系とを同一ユニット内に備えるので、動作時の発熱量が大きい光学系に対する冷却効果を更に高めることができる。

以上のように、画像をスクリーンＳに投射するときは、光学エンジンユニット１３が情報処理装置２から完全に露出すると共に制御ユニット１４の少なくとも一部が情報処理装置２に格納され、画像をスクリーンに投射しないときは、光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４が情報処理装置２に格納されるので、光学系に対する冷却効果を高めると共にノートブック型等のコンピュータ本体に内蔵する際にコンパクトに収納できる画像表示装置１および情報処理装置２を実現できる。

本発明にかかる画像表示装置および携帯型情報処理装置は、実際に画像をスクリーンに投射しない操作時以外での誤操作を確実に防止し、コンパクトで操作性に優れた装置を実現できる効果を有し、特に、光ディスク装置などの周辺機器が収容されるドライブベイを有したノートブック型のコンピュータ本体などとして有用である。

１ 画像表示装置
２ 情報処理装置
３ 本体
４ キーボード
１１ 筐体
１２ 可動体
１３ 光学エンジンユニット（第１のユニット）
１４ 制御ユニット（第２のユニット）
２２ 緑色レーザ光源装置
２３ 赤色レーザ光源装置
２４ 青色レーザ光源装置
２５ 光変調素子
２８ 投射光学系
４１ 筐体
７３ ヒンジ部
７４ 出射窓
８１ 操作部
８２ 操作ボタン
８３ 操作ボタン
８４ 操作ボタン
８５ 操作ボタン
１０１ 制御部
２０１ 空冷ファン
２０２ 排気口

Claims (3)

1. 画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する第１のユニットと、
   前記光学系を制御する制御基板を収納し、前記第１のユニットと電気的に接続すると共に前記第１のユニットを回動自在に保持する第２のユニットと、
   これら第１、第２のユニットを引き出し可能に収容する筐体と、を備え、
   前記筐体から前記第１のユニット、前記第２のユニットの順で各ユニットが引き出されたとき、装置を使用可能状態にすることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記第２のユニットの上面に設けられた操作部を備え、
   前記操作部が完全に露出する位置まで引き出されたとき、装置を使用可能状態にすることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像表示装置を装置本体に形成されたドライブベイに収容したことを特徴とする携帯型情報処理装置。