JP5613626B2

JP5613626B2 - 携帯型情報処理装置

Info

Publication number: JP5613626B2
Application number: JP2011138264A
Authority: JP
Inventors: 一隆安田; 雅和古村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JP2012120148A

Description

本発明は、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写した際に生じる台形歪みを補正する機能を備えた画像表示装置を収容する携帯型情報処理装置に関するものである。

スクリーンに画面を投写する画像表示装置では、スクリーンに対して画面を真横から投写する場合には問題とならないが、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写すると、矩形の出力画面が台形状に歪む、いわゆる台形歪みが発生する。そこで、矩形の出力画面を、スクリーン上の投写画面に生じる台形歪みと逆向きの台形状に変換する台形歪み補正（キーストーン補正）が行われ、これによりスクリーン上に歪みのない矩形の画面を表示させることができる。

このような台形歪み補正は、スクリーン上の画面を見ながらユーザが手動で調整するように構成することもできるが、調整作業が面倒であることから、台形歪み補正を自動的に行ってユーザが手動で調整する手間を省くようにした技術が知られている（特許文献１，２参照）。この技術では、画像表示装置自体を傾けた状態に据え付けた際の設置角度をセンサで検出して、その設置角度に応じた台形歪み補正を行うようにしている。

特開平９−２７０９７９号公報特開２００６−１４２３３号公報

さて、前記従来の技術では、画像表示装置自体を傾けた状態に据え付けるものであるが、図１６に示すように、画像表示装置１１１の投写ユニット１１２を本体１１３に回動可能に設けて、投写角度を大きく変化させるように構成すると、図１６（Ａ）に示すように、壁面１１４をスクリーンにして画面を投写する他に、図１６（Ｂ）に示すように、天井面１１５をスクリーンにして画面を投写することもでき、利便性を高めることができる。

一方、前記従来の技術は、図１６（Ａ）に示した例と同様に、画面を斜め上向きに投写する場合を前提にして台形歪み補正を行うものであり、図１７に示すように、投写角度が大きくなるのに応じて補正係数が大きくなるように設定される。ここで、投写角度θは、投射光の光軸の水平方向に対する傾斜角度であり、補正係数は、スクリーン上で台形状に表示される画面の上辺と下辺との比を表す。

ここで、図１６（Ａ）に示した壁面上向き投写の場合には、壁面１１４までの距離が画面の上辺側で大きくなる。このため、図１８（Ａ−１）に示す矩形の出力画面を壁面１１４に投写すると、図１８（Ｂ−１）に示すように、壁面１１４上の投写画面は、上辺が下辺より大きくなった台形状に表示され、図１７に示した補正係数を用いて台形歪み補正を行うと、図１８（Ｃ−１）に示すように、画面の上辺側を圧縮する処理が行われ、図１８（Ｄ−１）に示すように、壁面１１４上の画面は、上辺と下辺とが同一長さの歪みのない矩形に表示される。

一方、図１６（Ｂ）に示した天井面投写の場合には、天井面１１５までの距離が画面の下辺側で大きくなる。このため、図１８（Ａ−２）に示す矩形の出力画面を天井面１１５に投写すると、図１８（Ｂ−２）に示すように、天井面１１５上の投写画面は、壁面上向き投写の場合とは逆に、下辺が上辺より大きくなった台形状に表示される。したがって、壁面上向き投写の場合と同様の台形歪み補正を行うと、図１８（Ｃ−２）に示すように、画面の上辺側を圧縮する処理が行われ、これは、投写画面の歪みを拡大する向きの補正となるため、図１８（Ｄ−２）に示すように、天井面１１５上の投写画面は著しく歪んだものとなり、画面調整を自動化する趣旨が著しく損なわれる。

本発明は、このような従来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、台形歪み補正を自動的に行う際に、天井面をスクリーンにして画面を投写する場合にも画面を適切に表示させることができるように構成された画像表示装置を収容する携帯型情報処理装置を提供することにある。

本発明の携帯型情報処理装置は、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する携帯型情報処理装置であって、前記画像表示装置は、スクリーン上に画面を投写するとともに投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、この投写角度検出部により検出された投写角度に応じて画面の台形歪みを補正すると共に画面の上下を反転させる処理を行う画面補正部と、を有し、前記画面補正部は、前記投写角度が所定値未満のときに壁面上向き投写と判別して画面の上辺側を圧縮する補正を行い、前記投写角度が所定値以上のときに天井面投写と判別して、ユーザと画面との位置関係によって画面を反転表示させない状態では画面の下辺側を圧縮する補正を行い、ユーザと画面との位置関係によって画面を反転表示させた状態では画面の上辺側を圧縮する補正を行う構成とする。

本発明によれば、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する携帯型情報処理装置において、壁面上向き投写、天井面投写のいずれの投写形態であるかを判別して、その投写形態に応じて画面の台形歪み補正の補正方向を変更し、さらに、前記画面補正部は、天井面投写の場合に、画面の台形歪みを補正するとともに画面の上下を反転させるため、天井面を下から見上げるユーザにとって天井面に投射された画面を見やすくすることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

本発明による画像表示装置１を携帯型情報処理装置２に内蔵した例を示す斜視図光学エンジンユニット１３に内蔵される光学エンジン部２１の概略構成図緑色レーザ光源装置２２におけるレーザ光の状況を示す模式図画像表示装置１を示す斜視図画像表示装置１の概略構成を示すブロック図携帯型情報処理装置２を載置台１００に載置し、壁面１０１をスクリーンとして画像表示装置１により画面を真横に投写する状況を示す側面図壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図天井面１０２をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め下向きに投写する状況を示す側面図床面１０３をスクリーンにして画面を斜め下向きに投写する状況を示す側面図本発明による投写角度と補正係数の関係を示す図壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写での画面の状況を示す図天井面投写の場合に画面を反転表示させる例を示す斜視図画面を反転表示させる場合の投写角度と補正係数の関係を示す図天井面投写および床面投写での画面の状況を示す図壁面上向き投写および天井面投写の状況を示す斜視図従来構成に基づく投写角度と補正係数の関係の一例を示す図壁面上向き投写および天井面投写での画面の状況を示す図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、画像表示装置を装置本体に形成されたドライブベイに収容する携帯型情報処理装置であって、前記画像表示装置は、スクリーン上に画面を投写するとともに投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、この投写角度検出部により検出された投写角度に応じて画面の台形歪みを補正すると共に画面の上下を反転させる処理を行う画面補正部と、を有し、前記画面補正部は、前記投写角度が所定値未満のときに壁面上向き投写と判別して画面の上辺側を圧縮する補正を行い、前記投写角度が所定値以上のときに天井面投写と判別して、ユーザと画面との位置関係によって画面を反転表示させない状態では画面の下辺側を圧縮する補正を行い、ユーザと画面との位置関係によって画面を反転表示させた状態では画面の上辺側を圧縮する補正を行う構成とする。

これによると、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する携帯型情報処理装置において、壁面上向き投写、天井面投写のいずれの投写形態であるかを判別して、その投写形態に応じて画面の台形歪み補正の補正方向を変更し、さらに、前記画面補正部は、天井面投写の場合に、画面の台形歪みを補正するとともに画面の上下を反転させるため、天井面を下から見上げるユーザにとって天井面に投射された画面を見やすくすることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記画像表示装置が、筐体と、この筐体に対して出し入れ可能に設けられ、前記投写ユニットと該投写ユニットをヒンジ部を介して上下方向に回動可能に支持する支持ユニットとを有した可動体とで構成され、前記筐体を前記装置本体に取り付けることで、前記可動体を前記装置本体への格納位置と突出位置で保持する構成とする。

これによると、携帯型情報処理装置の利便性を高めることができる。また、携帯型情報処理装置に取り付けられた画像表示装置の筐体から可動体を引き出すことで、投写ユニットを大きく回動させて投写角度を大きく変化させることができ、これにより、壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写といったように多様な投写形態を採用することができる。

なお、携帯型情報処理装置に形成されたドライブベイは、ブルーレイディスク、ＤＶＤおよびＣＤなどの光ディスクにおける情報の記録および再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置が取り付けられるスペースである。

以下、本発明の実施の形態を、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１を携帯型情報処理装置２に内蔵した例を示す斜視図である。携帯型情報処理装置（電子機器）２は、ＣＰＵやメモリなどが実装された制御基板（図示せず）などが内蔵された本体部３と、液晶パネルを備えた表示部４とを有し、本体部３と表示部４とがヒンジ部５で連結され、本体部３と表示部４とを重ね合わせた折りたたみ状態として携帯性を高めるようにしている。

本体部３の筐体８の上面８ａには、キーボード６およびタッチパッド７が設けられている。また、本体部３の筐体８におけるキーボード６の裏面側には、光ディスク装置などの周辺機器が取り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が取り付けられている。

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、スクリーン１５に画面１６を投写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（投写ユニット）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（支持ユニット）１４とで構成されている。

図２は、光学エンジンユニット１３に内蔵される光学エンジン部２１の概略構成図である。この光学エンジン部２１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、映像信号に応じて各レーザ光源装置２２〜２４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、各レーザ光源装置２２〜２４からのレーザ光を反射させて光変調素子２５に照射させるとともに光変調素子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、各レーザ光源装置２２〜２４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。

この光学エンジン部２１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、各レーザ光源装置２２〜２４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、各レーザ光源装置２２〜２４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とも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とも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、各レーザ光源装置２２〜２４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に取り付けられている。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の外面側に取り付けられている。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の外面側に取り付けられている。

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ととも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に取り付けて固定され、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、緑色レーザ光源装置２２におけるレーザ光の状況を示す模式図である。半導体レーザ５１のレーザチップ６１は、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光を出力する。ＦＡＣレンズ５２は、レーザ光のファースト軸（光軸方向に対して直交し且つ図の紙面に沿う方向）の拡がりを低減する。ロッドレンズ５３は、レーザ光のスロー軸（図の紙面に対して直交する方向）の拡がりを低減する。

固体レーザ素子５４は、いわゆる固体レーザ結晶であり、ロッドレンズ５３を通過した波長８０８ｎｍの励起用レーザ光により励起されて波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）を出力する。この固体レーザ素子５４は、Ｙ（イットリウム）ＶＯ_４（バナデート）からなる無機光学活性物質（結晶）にＮｄ（ネオジウム）をドーピングしたものであり、より具体的には、母材であるＹＶＯ_４のＹに蛍光を発する元素であるＮｄ^＋３に置換してドーピングしたものである。

固体レーザ素子５４におけるロッドレンズ５３に対向する側には、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光に対する反射防止と、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜６２が形成されている。固体レーザ素子５４における波長変換素子５５に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜６３が形成されている。

波長変換素子５５は、いわゆるＳＨＧ（Second Harmonics Generation）素子であり、
固体レーザ素子５４から出力される波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）の波長を変換して波長５３２ｎｍの半波長レーザ光（緑色レーザ光）を生成する。

波長変換素子５５における固体レーザ素子５４に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光に対する反射防止と、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜６４が形成されている。波長変換素子５５における凹面ミラー５６に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜６５が形成されている。

凹面ミラー５６は、波長変換素子５５に対向する側に凹面を有し、この凹面には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光に対する高反射と、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜６６が形成されている。これにより、固体レーザ素子５４の膜６２と凹面ミラー５６の膜６６との間で、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光が共振して増幅される。

波長変換素子５５では、固体レーザ素子５４から入射した波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光の一部が波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に変換され、変換されずに波長変換素子５５を通過した波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光は、凹面ミラー５６で反射されて波長変換素子５５に再度入射し、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に変換される。この波長５３２ｎｍの半波長レーザ光は、波長変換素子５５の膜６４で反射されて波長変換素子５５から出射される。

ここで、固体レーザ素子５４から波長変換素子５５に入射して波長変換素子５５で波長変換されて波長変換素子５５から出射されるレーザ光のビームＢ１と、凹面ミラー５６で一旦反射されて波長変換素子５５に入射して膜６４で反射されて波長変換素子５５から出射されるレーザ光のビームＢ２とが互いに重なり合う状態では、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光と波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光とが干渉を起こして出力が低下する。

そこでここでは、波長変換素子５５を光軸方向に対して傾斜させて、入射面および出射面での屈折作用により、レーザ光のビームＢ１、Ｂ２が互いに重なり合わないようにして、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光と波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光との干渉を防ぐようにしており、これにより出力低下を避けることができる。

なお、図２に示したガラスカバー５７には、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光および波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光が外部に漏洩することを防止するため、これらのレーザ光を透過しない膜が形成されている。

図４は、画像表示装置１を示す斜視図であり、図４（Ａ）に、可動体１２を筐体１１内に格納した格納状態を、図４（Ｂ）に、可動体１２を筐体１１から引き出した使用状態をそれぞれ示している。

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の各筐体は、高さ方向の寸法が短い扁平な箱形状をなしている。光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４の各筐体の両側縁には、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、矢印Ａで示すように、筐体１１に対して可動体１２が出し入れされる。

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おり、光学エンジンユニット１３が制御ユニット１４に回動可能に支持されている。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から光学エンジン部２１の投射光学系２８（図２参照）を通過したレーザ光が出射される。

図１に示したように、画像表示装置１の収容スペースは、携帯型情報処理装置２の筐体８の側面に開口しており、携帯型情報処理装置２の筐体８の側面に対して略直交する向きに可動体１２を出し入れする構成となっている。画像表示装置１の筐体１１は携帯型情報処理装置２の筐体８に収容され、使用状態では光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４の一部が、携帯型情報処理装置２の筐体８の側方に突出した状態となる。携帯型情報処理装置２はその側面がスクリーンに正対するように配置され、これにより光学エンジンユニット１３に設けられた出射窓７４をスクリーンに正対させることができる。

また、図４に示したヒンジ部７３は直交２軸構造を有し、図４（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Ｂで示すように、光学エンジンユニット１３を上下方向に回動させることができ、また、矢印Ｃで示すように、前後方向、すなわち可動体１２の出し入れ方向の軸回りに光学エンジンユニット１３を回動させることができる。

なお、制御ユニット１４の上面には、操作部７５が設けられており、操作部７５には、電源用の操作ボタン７６と、輝度切り替え用の操作ボタン７７と、台形歪み補正用の２つの操作ボタン７８，７９と、が設けられている。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。

図５は、画像表示装置１の概略構成を示すブロック図である。画像表示装置１の制御部８１は、各色のレーザ光源装置２２〜２４を制御するレーザ光源制御部８２と、携帯型情報処理装置２から入力される映像信号に基づいて光変調素子２５を制御する光変調素子制御部８３と、携帯型情報処理装置２から供給される電力をレーザ光源制御部８２および光変調素子制御部８３に供給する電源部８４と、各部を総括的に制御する主制御部８５と、を有している。この制御部８１は、制御ユニット１４に設けられている。

光学エンジン部２１には、各色のレーザ光源装置２２〜２４および光変調素子２５の他に、光変調素子２５に入射する光量を検出するフォトセンサ８６と、光変調素子２５の近傍の温度を検出する温度センサ８７と、が設けられている。この光学エンジン部２１は、光学エンジンユニット１３に設けられているが、この光学エンジンユニット１３には、光学エンジン部２１の他に、光学エンジン部２１を冷却する冷却ファン８８が設けられている。

画像表示装置１の筐体１１（図４を併せて参照されたい）には、携帯型情報処理装置２から電力を供給するための給電線および携帯型情報処理装置２から映像信号を送信するための信号線が接続されるインタフェイス部９１が設けられており、このインタフェイス部９１と制御ユニット１４とが配線ケーブル９２で結ばれている。この配線ケーブル９２は、可撓性を有し、筐体１１に対して可動体１２を出し入れする際には、制御ユニット１４に追随するように屈曲変形する。

また、制御ユニット１４と光学エンジンユニット１３とは配線ケーブル９３で結ばれている。この配線ケーブル９３は、制御部８１内の各部と光学エンジン部２１内の各部との間で信号を送受するための信号線や、冷却ファン８８などに電力を供給する給電線で構成されている。この配線ケーブル９３も、可撓性を有し、制御ユニット１４に対して光学エンジンユニット１３を回動させる際には、光学エンジンユニット１３の回動に伴って配線ケーブル９３が屈曲変形する。

なお、ここでは、制御部８１を制御ユニット１４に設けたが、この制御部８１の一部、例えば電源部８４を、インタフェイス部９１とともに筐体１１側に設けるようにしてもよい。

また、光学エンジンユニット１３内の光学エンジン部２１には、加速度センサ（投写角度検出部）９５が設けられている。この加速度センサ９５は、図４に示したように、光学エンジンユニット１３の出射窓７４から出射される投写光の光軸に沿う方向（前後方向）と、図４（Ｂ）に示す初期状態での重力方向（高さ方向）との２方向について重力加速度を計測することで、投写角度、すなわち投写光の光軸の水平方向に対する傾斜角度を求めることができる。

また、図５に示したように、制御部８１は、スクリーンに対して斜め方向に画面を投写した際に生じる台形歪みを補正する画面補正部９６を備えている。この画面補正部９６では、画素の間引きあるいは補間により、矩形の出力画面を、スクリーン上の投写画面に生じる台形歪みと逆向きの台形状に変換するスケーラ処理（画素変換処理）が行われる。この台形歪み補正は、加速度センサ９５の出力信号から求められる傾斜角度に基づいて行われ、これについては以下に詳しく説明する。

図６は、携帯型情報処理装置２を載置台１００に載置し、壁面１０１をスクリーンとして画像表示装置１により画面を真横に投写する状況を示す側面図である。図７は、壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図である。図８は、天井面１０２をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図である。図９は、壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め下向きに投写する状況を示す側面図である。図１０は、床面１０３をスクリーンにして画面を斜め下向きに投写する状況を示す側面図である。

図６に示すように、光学エンジンユニット１３は矢印Ｂで示すように上下方向に回動可能に制御ユニット１４に支持されており、光学エンジンユニット１３を回動させることで、投写角度を調整することができ、特にここでは、図６に示す初期状態を中立位置として、光学エンジンユニット１３を上下方向にそれぞれ９０度ずつ回動させることができ、投写角度を−９０度から＋９０度の範囲で変えて、図７〜図１０に示すように、壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写の各投写形態とすることができる。

図６に示したように、壁面１０１をスクリーンとして画面を真横に投写する場合、壁面１０１までの距離が投写画面の上辺と下辺とで等しいため、壁面１０１上の投写画面は、上辺と下辺とが同一長さの歪みのない矩形に表示される。一方、図７〜図１０に示したように、壁面１０１、天井面１０２、および床面１０３に対して斜め方向から画面を投写した場合、壁面１０１、天井面１０２、および床面１０３までの距離が投写画面の上辺と下辺とで異なるため、矩形の出力画面が、壁面１０１、天井面１０２、および床面１０３上では上辺と下辺とが異なる台形状に表示され、台形歪みを補正する台形歪み補正が必要になる。

図１１は、本発明による投写角度と補正係数の関係を示す図である。ここで、投写角度θは、光学エンジンユニット１３の出射窓７４から出射される投射光の光軸の水平方向に対する傾斜角度であり（図７参照）、投射光の光軸が水平方向となる場合を０として、光学エンジンユニット１３を上側に回動させる場合、すなわち仰角側をプラス、光学エンジンユニット１３を下側に回動させる場合、すなわち俯角側をマイナスとしている。

図５に示した画面補正部９６では、図１１に示す補正係数を用いて台形歪み補正が行われ、ここでは加速度センサ９５の出力値が示す投写角度に応じて台形歪み補正の補正量を変更するとともに、投写角度に基づいて壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写のいずれの投写形態であるかを判別し、その投写形態に応じて台形歪み補正の補正方向を変更するようにしている。

補正係数は、台形状に表示される投写画面の上辺と下辺との比を表し、投写角度θが０、すなわち画面を真横に投写する場合には、補正係数が１となり、台形歪み補正は行われない。また、補正係数は、投写角度θが大きくなるのに応じて大きくなり、この補正係数の値に応じて台形歪み補正の補正量も大きくなるため、投写角度θが大きくなるのに応じて顕著になる画面の歪みを適切に補正することができる。

補正係数の符号は、台形歪み補正の補正方向を規定するものであり、画面の上辺側を圧縮する場合をプラス、画面の下辺側を圧縮する場合をマイナスとしており、投写形態に応じて定まる補正係数の符号にしたがって画面の上辺側あるいは下辺側を圧縮する処理が行われる。具体的には、壁面上向き投写および床面投写の場合に、補正係数がプラスとなり、画面の上辺側を圧縮する補正が行われ、天井面投写および壁面下向き投写の場合に、補正係数がマイナスとなり、画面の下辺側を圧縮する補正が行われる。

投写形態を判別するにあたっては、投写角度θ＝４５度を境にして壁面上向き投写と天井面投写とを判別し、また投写角度θ＝−４５度を境にして壁面下向き投写と床面投写とを判別するようにしており、投写角度θが０〜４５度の場合に壁面上向き投写、投写角度θが４５〜９０度の場合に天井面投写、投写角度θが−４５〜０度の場合に壁面下向き投写、投写角度θが−９０〜−４５度の場合に床面投写となる。なお、この投写形態の判別の基準となる投写角度はこれに限定されるものではなく、適宜に定めればよい。

なお、ここでは、台形歪み補正において画面の上辺側あるいは下辺側を圧縮するものとしたが、この台形歪み補正の方法はこれに限定されるものではなく、最終的にスクリーン上に歪みのない投写画面が表示されるように補正すればよく、公知の各種の手法を用いることができる。

また、図４に示した台形歪み補正用の操作ボタン７８，７９は、台形歪み補正を手動で調整するものであり、例えば投写角度に基づいて自動で行われる台形歪み補正で得られた投写画面に歪みが残っている場合に、台形歪み補正の微調整を行うことができる。

図１２は、壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写での画面の状況を示す図である。図７に示した壁面上向き投写では、壁面１０１までの距離が投写画面の上辺側で大きくなる。また、図１０に示した床面投写でも、壁面上向き投写と同様に、床面１０３までの距離が投写画面の上辺側で大きくなる。このため、壁面上向き投写および床面投写の場合に、図１２（Ａ−１）に示す矩形の出力画面をそのまま壁面１０１および床面１０３に投写すると、図１２（Ｂ−１）に示すように、壁面１０１および床面１０３上の投写画面は、上辺が下辺より大きくなった台形状に表示される。

ここで、図１１に示した補正係数を用いて台形歪み補正を行うと、壁面上向き投写および床面投写の場合には補正係数がプラスとなるため、画面の上辺側を圧縮する補正が行われ、図１２（Ｃ−１）に示すように、補正済みの出力画面は、上辺が下辺より小さくなった台形状をなし、これを壁面１０１および床面１０３に投写すると、図１２（Ｄ−１）に示すように、上辺と下辺とが同一長さの歪みのない矩形の画面が表示される。

一方、図８に示した天井面投写では、天井面１０２までの距離が投写画面の下辺側で大きくなる。また、図９に示した壁面下向き投写でも、天井面投写の場合と同様に、壁面１０１までの距離が投写画面の下辺側で大きくなる。このため、天井面投写および壁面下向き投写の場合に、図１２（Ａ−２）に示す矩形の出力画面を天井面１０２および壁面１０１に投写すると、図１２（Ｂ−２）に示すように、天井面１０２および壁面１０１上の投写画面は、下辺が上辺より大きくなった台形状に表示される。

ここで、図１１に示した補正係数を用いて台形歪み補正を行うと、天井面投写および壁面下向き投写の場合には補正係数がマイナスとなるため、画面の下辺側を圧縮する補正が行われ、図１２（Ｃ−２）に示すように、補正済みの出力画面は、下辺が上辺より小さくなった台形状をなし、これを天井面１０２および壁面１０１に投写すると、図１２（Ｄ−２）に示すように、上辺と下辺とが同一長さの歪みのない矩形の画面が表示される。

図１３は、天井面投写の場合に画面を反転表示させる例を示す斜視図である。図８に示した天井面投写の場合に台形歪み補正のみを行うと、天井面１０２に図１３（Ａ）に示すように画面が表示されるが、天井面１０２を下から見上げるユーザと画面との位置関係によっては画面が逆向きに見える場合があり、この場合、図１３（Ｂ）に示すように画面を反転表示させた方が見やすくなる。また、図１０に示した床面投写の場合も同様に、画面を反転表示させた方が見やすくなる場合がある。

そこでここでは、画面補正部９６において、加速度センサ９５の出力値が示す投写角度に基づいて天井面投写および床面投写と判別されると、画面の台形歪みを補正するとともに画面の上下を反転させる処理を行うようにしている。

図１４は、画面を反転表示させる場合の投写角度と補正係数の関係を示す図である。天井面投写および床面投写で画面を反転表示させる場合、上辺と下辺との位置関係が逆になる。このため、台形歪み補正では、図１１に示した例とは逆の補正が行われ、具体的には、天井面投写の場合、補正係数がプラスとなり、画面の上辺側を圧縮する補正が行われ、一方、床面投写の場合に、補正係数がマイナスとなり、画面の下辺側を圧縮する補正が行われる。

図１５は、天井面投写および床面投写での画面の状況を示す図である。天井投写の場合には、補正係数がプラスとなり、図１５（Ｂ−１）に示すように、画面の上辺側を圧縮する補正が行われ、ついで図１５（Ｃ−１）に示すように、画面の上下を反転させる処理が行われ、これにより得られた出力画面を天井面１０２に投写すると、図１５（Ｄ−１）に示すように、上下が反転した歪みのない矩形の画面が表示される。

一方、床面投写の場合には、補正係数がマイナスとなり、図１５（Ｂ−２）に示すように、画面の下辺側を圧縮する補正が行われ、ついで図１５（Ｃ−２）に示すように、画面の上下を反転させる処理が行われ、これにより得られた出力画面を床面１０３に投写すると、図１５（Ｄ−２）に示すように、上下が反転した歪みのない矩形の画面が表示される。

なお、前記の例では、可動体１２が、光学エンジン部２１が収容された第１のユニット（光学エンジンユニット）と、これを回動可能に支持する第２のユニット（制御ユニット）とからなり、第２のユニットに制御部８１を収容する構成としたが、この制御部８１を光学エンジン部２１とともに第１のユニットに収容した構成としたり、あるいは制御部８１を画像表示装置１が内蔵される電子機器の筐体側に設けて、第２のユニットを単に第１のユニットを支持する支持体とした構成としてもよい。

また、前記の例では、投射角度を−９０度から＋９０度の範囲で調整することができる構成として、壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写の４つの投写形態に対応するようにしたが、投射角度を０度からプラス側にのみ調整することができる構成として、壁面上向き投写および天井面投写の２つの投写形態に対応するようにしてもよい。

また、投射角度を＋９０度からさらにプラス側に調整することができる構成としてもよく、この場合、＋９０度を境にして画面の台形歪みの方向が逆になるため、天井面投写を２つの投写形態に分けて補正係数を設定する。また、投射角度を−９０度からさらにマイナス側に調整することができる構成としてもよく、この場合、−９０度を境にして画面の台形歪みの方向が逆になるため、床面投写を２つの投写形態に分けて補正係数を設定する。

また、前記の例では、壁面１０１、天井面１０２および床面１０３に対して画面を投写するものとしたが、本発明における壁面上向き投写、天井面投写、壁面下向き投写、および床面投写の各投写形態は、実際の室内の壁面、天井面および床面に画面を投写する他に、室内の壁面、天井面および床面に沿って鉛直方向あるいは水平方向に配置されたスクリーン部材に画面を投写する場合も含む。

なお、ここでは、本発明による画像表示装置１を携帯型情報処理装置２に内蔵した例を示したが、他の携帯型の情報端末装置などの電子機器に内蔵することも可能である。

また、前記の例では、携帯型情報処理装置２の収容スペースに、本発明による画像表示装置１が光ディスク装置と取り替え可能に収容される構成としたが、携帯型情報処理装置などの電子機器に光ディスク装置などの他の装置と取り替えできない状態で収容される構成も可能である。

また、前記の例では、投写角度を上下方向に変化させるために回動可能に設けられる投写ユニットを、光学エンジン部全体が収容される光学エンジンユニットとしたが、本発明における投写ユニットは、光学エンジン部の一部である投写光学系を少なくとも備えた構成であればよく、例えば投写光学系を構成するミラーで投写角度を変化させる構成も可能である。

本発明にかかる画像表示装置は、台形歪み補正を自動的に行う際に、天井面をスクリーンにして画面を投写する場合にも画面を適切に表示させることができる効果を有し、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写した際に生じる台形歪みを補正する機能を備えた画像表示装置などとして有用である。

１画像表示装置
２携帯型情報処理装置（電子機器）
１２可動体
１３光学エンジンユニット（投写ユニット）
１４制御ユニット（支持ユニット）
２１光学エンジン部
７３ヒンジ部
７４出射窓
８１制御部
９５加速度センサ（投写角度検出部）
９６画面補正部
１０１壁面
１０２天井面
１０３床面

Claims

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する携帯型情報処理装置であって、
前記画像表示装置は、
スクリーン上に画面を投写するとともに投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、
この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、
この投写角度検出部により検出された投写角度に応じて画面の台形歪みを補正すると共に画面の上下を反転させる処理を行う画面補正部と、を有し、
前記画面補正部は、
前記投写角度が所定値未満のときに壁面上向き投写と判別して画面の上辺側を圧縮する補正を行い、
前記投写角度が所定値以上のときに天井面投写と判別して、ユーザと画面との位置関係によって画面を反転表示させない状態では画面の下辺側を圧縮する補正を行い、ユーザと画面との位置関係によって画面を反転表示させた状態では画面の上辺側を圧縮する補正を行うことを特徴とする携帯型情報処理装置。
前記画像表示装置が、筐体と、この筐体に対して出し入れ可能に設けられ、前記投写ユニットと該投写ユニットをヒンジ部を介して上下方向に回動可能に支持する支持ユニットとを有した可動体とで構成され、前記筐体を前記装置本体に取り付けることで、前記可動体を前記装置本体への格納位置と突出位置で保持することを特徴とする請求項１に記載の携帯型情報処理装置。