以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1〜図5を参照して、本発明の第1実施形態による画像表示装置100の構成について説明する。
本発明の第1実施形態による画像表示装置100では、図1に示すように、画像表示装置本体1は、地面(床など)に設置されている。
また、画像表示装置100には、画像表示部2が設けられている。画像表示部2は、液晶パネル21を含む。そして、液晶パネル21は、後述する反射素子集合基板3の下側(矢印Z2方向側)に配置されており、反射素子集合基板3に対して、傾斜角A1を有するように配置されている。また、液晶パネル21は、画像を表示するように構成されており、反射素子集合基板3の下面31に向かって、画像の光を照射するように配置されている。
また、画像表示装置100には、反射素子集合基板3が設けられている。反射素子集合基板3は、液晶パネル21により表示された画像の光が下面31から入射されるとともに、入射された画像の光を上面32側(矢印Z1方向側)の空中に光学像Aとして結像させるように構成されている。なお、反射素子集合基板3は、本発明の「結像部」の一例である。また、下面31は、本発明の「一方の面」の一例である。また、上面32は、本発明の「他方の面」の一例である。
具体的には、反射素子集合基板3は、XY平面に対して平行な平板形状に形成されている。また、反射素子集合基板3は、画像表示装置本体1に固定されている。そして、反射素子集合基板3は、上面32から下面31に向かって貫くように設けられた、複数の貫通孔(図示せず)が形成されており、この複数の貫通孔の内壁面が鏡面として形成されている。そして、反射素子集合基板3では、液晶パネル21から複数の貫通孔に入射した光が各々の鏡面により反射されて、光の進行方向を変えながら反射素子集合基板3の下面31側から上面32側に通過するように構成されている。そして、反射素子集合基板3は、上面32側から出射した光が反射素子集合基板3に対して、液晶パネル21の面対称となる位置に、液晶パネル21の画像に対応する光学像Aとして結像するように構成されている。すなわち、反射素子集合基板3は、上面32側(矢印Z1方向側)に、傾斜角A1と等しい大きさの傾斜角B1を有する面上に、光学像Aを結像するように構成されている。
また、図1に示すように、画像表示装置100には、入力フレーム4が設けられている。入力フレーム4は、反射素子集合基板3により光学像Aが結像される位置に対応する位置に配置されている。具体的には、入力フレーム4は、反射素子集合基板3の上面32側(矢印Z1方向側)に、傾斜角B1を有するように配置されている。なお、入力フレーム4は、本発明の「入力受付部」の一例である。
ここで、第1実施形態では、図1および図2に示すように、入力フレーム4には、光学像Aを囲むように、長方形形状を有するように形成された枠部41が設けられている。これにより、図1に示すように、ユーザは、枠部41の内側に結像される光学像Aを視認可能に構成されている。
また、第1実施形態では、図2に示すように、入力フレーム4には、枠部41に沿って設けられるとともに、枠部41の内側に向かって光を発する複数の発光素子43aおよび43bが設けられている。また、枠部41には、枠部41のうちの複数の発光素子43aおよび43bに対向する位置に設けられるとともに、複数の発光素子43aおよび43bからの光を受光する複数の受光素子44aおよび44bが設けられている。そして、入力フレーム4は、発光素子43aおよび43bからの光を受光した受光素子44aおよび44bの位置情報に基づいて、ユーザが光学像Aをタッチした位置情報を取得するように構成されている。なお、発光素子43aおよび43bは、本発明の「発光部」の一例である。また、受光素子44aおよび44bは、本発明の「受光部」の一例である。
具体的には、図2に示すように、発光素子43aは、入力フレーム4の枠部41の内側面のうちの矢印Y1方向側に、入力フレーム4の枠部41の内側面に沿って配置されている。また、発光素子43aは、それぞれ、一定の間隔を隔てて配置されており、矢印Y2方向側に向かって、赤外光を発するように構成されている。また、複数の発光素子43aは、発光素子43aから発せられた赤外光が、互いに干渉しないように、それぞれ平行に赤外光を発するように構成されている。
また、受光素子44aは、入力フレーム4の枠部41の内側面のうちの矢印Y2方向側に、入力フレーム4の枠部41の内側面に沿って配置されている。そして、受光素子44aは、それぞれ発光素子43aに対向する位置に設けられており、発光素子43aから発せられた赤外光を受光することが可能に構成されている。
また、発光素子43bは、入力フレーム4の枠部41の内側面のうちの矢印X2方向側に設けられているとともに、受光素子44bは、入力フレーム4の枠部41の内側面のうちの矢印X1方向側に設けられている。そして、発光素子43bと受光素子44bとは、上記した発光素子43aと受光素子44aとの対応関係と同様の対応関係を有する。
そして、図2に示すように、ユーザの指B(指示体)が光学像Aをタッチした位置に対応する受光素子44aおよび44bは、発光素子43aおよび43bから発せられた赤外光は受光しない。これにより、入力フレーム4は、ユーザが光学像Aをタッチした位置情報を取得することが可能に構成されている。そして、入力フレーム4と後述する制御部6とは、電気的に接続されており、制御部6は、入力フレーム4から、ユーザが光学像Aをタッチした位置情報を取得するように構成されている。
ここで、第1実施形態では、図3に示すように、画像表示装置100には、歯車機構部5が設けられている。歯車機構部5には、入力フレーム4の回動中心C1近傍に配置されている入力フレーム側歯車51と、画像表示部2の回動中心C2近傍に配置され、入力フレーム側歯車51と噛み合うように配置された画像表示部側歯車52とが設けられている。そして、入力フレーム側歯車51と画像表示部側歯車52との歯車比は、1対1となるように構成されている。なお、入力フレーム側歯車51は、本発明の「第1歯車」の一例である。また、画像表示部側歯車52は、本発明の「第2歯車」の一例である。
具体的には、図3および図4に示すように、歯車機構部5には、歯車ベース部53aおよび53b(図4参照)が設けられている。歯車ベース部53aおよび53bは、画像表示装置本体1の矢印Y1方向の内側から、矢印Y2方向側に突出するように設けられている。
そして、歯車ベース部53aおよび53bは、歯車ベース部53aから歯車ベース部53bに渡って、円柱形状に形成された入力フレーム側軸部54および画像表示部側軸部55を配置可能に構成されている。具体的には、歯車ベース部53aおよび53bには、X方向に一方の面から他方の面に貫くように設けられた、貫通口53cおよび53dがZ方向に間隔を隔てて設けられている。また、貫通口53cと貫通口53dとは、反射素子集合基板3と同一の平面に対して、面対称となる位置に設けられおり、入力フレーム側軸部54および画像表示部側軸部55は、貫通口53cおよび53dに配置されるように構成されている。
そして、図4に示すように、歯車ベース部53aおよび53bと、入力フレーム側軸部54および画像表示部側軸部55との間には、それぞれベアリング53eおよび53fが設けられている。これにより、入力フレーム側軸部54および画像表示部側軸部55は、歯車ベース部53aおよび53bに対して軸回り(図3の矢印D1方向および矢印D2方向)に回動することが可能に構成されている。
また、図4に示すように、入力フレーム4には、入力フレーム側柄部42aおよび42bが設けられている。入力フレーム側柄部42aは、枠部41の外側面のうちの矢印Y1方向側で、かつ、矢印X2方向側から矢印Y1方向側(歯車機構部5側)に突出するように設けられている。そして、入力フレーム側柄部42aは、入力フレーム側軸部54に固定されており、入力フレーム側柄部42aと入力フレーム側軸部54とは、一体的に回動することが可能に構成されている。
そして、入力フレーム側柄部42bは、枠部41の外側面のうちの矢印Y1方向側で、かつ、矢印X1方向側から矢印Y1方向側(歯車機構部5側)に突出するように設けられている。そして、入力フレーム側柄部42bは、入力フレーム側柄部42aと同様に、入力フレーム側軸部54と一体的に回動することが可能に構成されている。これにより、図1に示すように、枠部41が矢印E方向に回動された場合には、入力フレーム側軸部54が軸回り(図3の矢印D1方向)に回動されるように構成されている。
また、図1に示すように、画像表示部2には、画像表示部側柄部22aおよび22bが設けられている。画像表示部側柄部22aは、液晶パネル21の外側面のうちの矢印Y1方向側で、かつ、矢印X2方向側から矢印Y1方向側(歯車機構部5側)に突出するように設けられている。そして、図3に示すように、画像表示部側柄部22aは、画像表示部側軸部55に固定されており、画像表示部側柄部22aと画像表示部側軸部55とは、一体的に回動することが可能に構成されている。
また、画像表示部側柄部22bは、枠部41の外側面のうちの矢印Y1方向側で、かつ、矢印X1方向側から矢印Y1方向側(歯車機構部5側)に突出するように設けられている。そして、画像表示部側柄部22bは、画像表示部側柄部22aと同様に、画像表示部側軸部55と一体的に回動することが可能に構成されている。これにより、図1および図3に示すように、画像表示部側軸部55が軸回り(図3の矢印D2方向)に回動した場合には、画像表示部側軸部55の回動に連動して、画像表示部2が矢印F方向(図1参照)に回動されるように構成されている。
そして、図3および図4に示すように、入力フレーム側歯車51は、入力フレーム側軸部54を囲むように配置され、入力フレーム側軸部54と一体的に回動するように構成されている。また、入力フレーム側歯車51の外周には、14個の歯が設けられている。そして、画像表示部側歯車52は、画像表示部側軸部55を囲むように配置され、画像表示部側軸部55と一体的に回動するように構成されている。そして、画像表示部側歯車52の外周には、14個の歯が設けられており、画像表示部側歯車52の歯と入力フレーム側歯車51の歯とは、互いに噛み合うように構成されている。すなわち、入力フレーム側歯車51と画像表示部側歯車52とは、歯車比1:1となるように構成されている。これにより、入力フレーム側歯車51と画像表示部側歯車52とのうちの一方の歯車が回動した場合には、他方の歯車は、一方の歯車と同一の回動角度分、回動する。
また、図1に示すように、画像表示装置100には、制御部6が設けられている。制御部6は、液晶パネル21に画像を表示させるための信号を出力する制御を行うように構成されている。また、制御部6は、入力フレーム4からのユーザからの入力操作に関する情報を取得して、取得した入力操作に関する情報に基づいて、画像内容を変更する制御を行うことが可能に構成されている。
ここで、第1実施形態では、図4に示すように、歯車機構部5には、入力フレーム4と、画像表示部2とが回動する際に、段階的に回動角度を調整することが可能に構成された位置決め部7が設けられている。
具体的には、図5に示すように、位置決め部7は、入力フレーム側軸部54の一部の外周上に設けられ、入力フレーム側軸部54の内側に窪むように形成された複数の溝部71を含む。そして、溝部71は、入力フレーム側軸部54の回動中心C1(軸中心)を中心にして周方向に等角度G(図5では、15度で示される)間隔で配置されている。
また、図5に示すように、位置決め部7には、画像表示装置1の矢印Y1方向側の内側面に接続され、矢印Y2方向側(入力フレーム側軸部54側)に突出するように設けられた板バネ支持部72aおよび72bが設けられている。そして、板バネ支持部72aと板バネ支持部72bとは、Z方向に間隔を隔てて配置されており、矢印Z1方向側から見て、重なる位置に設けられている。
そして、位置決め部7には、板バネ支持部72aの矢印Y2方向側の端部と、板バネ支持部72bとの矢印Y2方向側の端部とを接続するように配置された板バネ73が設けられている。板バネ73の中央近傍には、入力フレーム側軸部54側(矢印Y2方向側)に窪むように形成された凸部73aが設けられている。そして、凸部73aは、溝部71に嵌るように構成されている。これにより、凸部73aと溝部71とが嵌り合う状態では、入力フレーム側軸部54が小さな力(たとえば、入力フレーム4の自重など)により回動されるのを抑制することができる。そして、板バネ73は、板バネ支持部72aおよび72bに固定された状態で、凸部73a近傍に外力が加えられることによりY方向に変形される(移動される)ことが可能に構成されているので、ユーザにより入力フレーム側軸部54が回動された場合には、凸部73aが矢印Y1方向側に移動して、凸部73aと溝部71とが嵌り合う状態が解除されるように構成されている。
次に、図1および図3を参照して、第1実施形態における画像表示装置100の動作について説明する。
第1実施形態では、入力フレーム4が回動されることに連動して、歯車機構部5が回動することにより、入力フレーム4と画像表示部2とが反射素子集合基板3に対して面対称に配置される状態を維持しながら、画像表示部2が回動される。以下、具体的に説明する。
図1に示すように、入力フレーム4は、反射素子集合基板3に対して傾斜角B1に配置されている状態であるとともに、画像表示部2は、反射素子集合基板3に対して傾斜角A1(傾斜角B1と同一の大きさ)に配置されている状態であるとする。すなわち、入力フレーム4と画像表示部2とは、面対称に配置される状態である。また、入力フレーム4の枠部41の内側には、光学像Aが結像されている。
そして、入力フレーム4が、ユーザの指Bなどにより反射素子集合基板3に対する傾斜角B1から傾斜角B2に回動されると、入力フレーム4の入力フレーム側柄部42aおよび42bに接続されている入力フレーム側軸部54が矢印H1方向(図3参照)に回動する。
そして、図3に示すように、入力フレーム側軸部54が矢印H1方向に回動することによって、入力フレーム側軸部54に固定されている入力フレーム側歯車51が矢印H1方向に回動する。
そして、入力フレーム側歯車51が矢印H1方向に回動することによって、入力フレーム側歯車51と噛み合うように配置されている画像表示部側歯車52が矢印H2方向に回動する。この場合、入力フレーム側歯車51と画像表示部側歯車52とは、歯車比1:1により構成されているので、同一の回動角度分、回動する。
そして、画像表示部側歯車52が矢印H2方向に回動されることによって、画像表示部側歯車52に固定されている画像表示部側軸部55が矢印H2方向に回動する。
そして、図3に示すように、画像表示部側軸部55が矢印H2方向に回動されることによって、画像表示部側軸部55に接続されるように設けられている画像表示部側柄部22aおよび22bが矢印H2方向に回動する。これにより、図1に示すように、画像表示部2は、反射素子集合基板3に対する傾斜角A1から傾斜角A2になり、傾斜角A2と傾斜角B2とは、同一の大きさになる。すなわち、入力フレーム4と画像表示部2とが回動された後でも、回動される前と同様に、入力フレーム4と画像表示部2とは、反射素子集合基板3に対して面対称に配置される状態を維持する。そして、入力フレーム4の枠部41の内側には、入力フレーム4が回動される前と同様に、光学像Aが結像される状態となる。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1実施形態では、上記のように、歯車機構部5を、入力フレーム4と画像表示部2とが反射素子集合基板3に対して面対称に配置される状態を維持しながら、入力フレーム4を移動させるように構成する。これにより、光学像Aが結像される位置を移動させる場合でも、入力フレーム4を、光学像Aが結像される位置に対応する位置に配置することができる。その結果、光学像Aが結像される位置を移動させる場合でも、光学像Aの位置と入力フレーム4の位置とがずれるのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、入力フレーム4を、画像表示装置本体1に対して、歯車機構部5により回動可能に構成して、入力フレーム4と画像表示部2とが反射素子集合基板3に対して面対称に配置される状態を維持しながら、画像表示部2を、画像表示装置本体1に対して、歯車機構部5により回動可能に構成する。これにより、画像表示装置本体1を移動するように構成する場合と異なり、画像表示装置本体1(画像表示装置100の略全体)を移動させる必要がない分、歯車機構部5が大型化するのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、入力フレーム4を、光学像Aを囲むように形成された枠部41と、枠部41に沿って複数設けられ、枠部41の内側に向かって光を発する発光素子43aおよび43bと、枠部41のうちの発光素子43aおよび43bに対向する位置に設けられ、発光素子43aおよび43bからの光を受光する受光素子44aおよび44bとを含むとともに、発光素子43aおよび43bからの光を受光した受光素子44aおよび44bの位置情報に基づいて、ユーザが光学像Aをタッチした位置情報を取得するように構成する。これにより、容易に、ユーザが光学像Aをタッチした位置情報を入力フレーム4により取得することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、歯車機構部5を、画像表示部2と、入力フレーム4とにそれぞれ接続されるように設けられる複数の歯車(入力フレーム側歯車51および画像表示部側歯車52)を含むように構成する。また、歯車機構部5を、入力フレーム4が回動されることに連動して、歯車機構部5が回動することにより、入力フレーム4と画像表示部2とが反射素子集合基板3に対して面対称に配置される状態を維持しながら、画像表示部2を回動させるように構成する。これにより、入力フレーム4と画像表示部2とのうちの一方を回動させることにより、入力フレーム4と画像表示部2との両方を回動させることができるので、歯車機構部5を設けずに入力フレーム4と画像表示部2との両方を回動させる場合と異なり、容易に、入力フレーム4と、画像表示部2とを、互いに移動させることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、歯車機構部5を、入力フレーム4の回動中心近傍C1(図3参照)に配置されている入力フレーム側歯車51と、画像表示部2の回動中心近傍C2に配置され、入力フレーム側歯車51と噛み合う画像表示部側歯車52とを含むように構成する。また、反射素子集合基板3を、画像表示装置本体1に固定して、入力フレーム側歯車51と画像表示部側歯車52との歯車比を、1対1となるように構成する。これにより、入力フレーム4が回動した角度(傾斜角B1から傾斜角B2への変化角)と同じ角度分、画像表示部2も回動するので、入力フレーム4と画像表示部2とが反射素子集合基板3に対して面対称に配置される状態を容易に維持しながら、光学像Aをユーザに視認させることができる位置に移動させることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、歯車機構部5に、入力フレーム4と、画像表示部2とが回動する際に、段階的に回動角度を調整することが可能に構成された位置決め部7が設ける。これにより、入力フレーム4と、画像表示部2との回動角度が規制されるので、入力フレーム4の回動角度が、ユーザの意図しない角度に変化してしまうのを抑制することができる。
(第2実施形態)
次に、図6および図7を参照して、第2実施形態による画像表示装置200の構成について説明する。第2実施形態では、画像表示部が回動可能に構成されていた第1実施形態による画像表示装置100と異なり、反射素子集合基板が回動可能に構成されている。
図6に示すように、第2実施形態による画像表示装置200には、画像表示部202が設けられている。画像表示部202は、液晶パネル221と画像表示部側柄部222とを含む。そして、画像表示部側柄部222の一方側は、液晶パネル221に接続されており、画像表示部側柄部222の他方側は、画像表示装置本体1の内壁面に固定されている。
また、図7に示すように、反射素子集合基板203の矢印Y1方向側の端部に、反射素子集合基板側柄部231が設けられている。反射素子集合基板側柄部231は、後述する反射素子集合基板側軸部257に固定されている。
ここで、第2実施形態では、図7に示すように、画像表示装置200には、歯車機構部205が設けられている。そして、歯車機構部205には、入力フレーム4の回動中心C1近傍に配置されている第1入力フレーム側歯車251が設けられている。また、歯車機構部205には、第1入力フレーム側歯車251に噛み合うように配置されている第2入力フレーム側歯車252が設けられている。また、反射素子集合基板203の回動中心C3近傍に配置され、第2入力フレーム側歯車252と噛み合う反射素子集合基板側歯車253が設けられている。そして、第1入力フレーム側歯車251と第2入力フレーム側歯車252との歯車比は、1対1となるように構成されている。また、第2入力フレーム側歯車252と反射素子集合基板側歯車253との歯車比は、1対2となるように構成されている。なお、反射素子集合基板側歯車253は、本発明の「第2歯車」の一例である。
具体的には、図7に示すように、歯車機構部205には、歯車ベース部254が設けられている。歯車ベース部254は、画像表示装置本体1に取付けられており、第1入力フレーム側軸部255と第2入力フレーム側軸部256と反射素子集合基板側軸部257とが配置可能に構成されている。
そして、第1入力フレーム側歯車251は、第1入力フレーム側軸部255を囲むように配置され、第1入力フレーム側軸部255と一体的に回動するように構成されている。また、第1入力フレーム側歯車251の外周には、14個の歯が設けられている。
また、第2入力フレーム側歯車252は、第2入力フレーム側軸部256を囲むように配置され、第2入力フレーム側軸部256と一体的に回動するように構成されている。また、第2入力フレーム側歯車252の外周には、14個の歯が設けられている。そして、第1入力フレーム側歯車251の歯と第2入力フレーム側歯車252の歯とは、噛み合うように構成されている。
また、反射素子集合基板側歯車253は、反射素子集合基板側軸部257を囲むように配置され、反射素子集合基板側軸部257と一体的に回動するように構成されている。また、反射素子集合基板側歯車253の外周には、28個の歯が設けられている。そして、反射素子集合基板側歯車253の歯と第2入力フレーム側歯車252の歯とは、噛み合うように構成されている。すなわち、第2入力フレーム側歯車252(第1入力フレーム側歯車251)と反射素子集合基板側歯車253とは、歯車比1:2となるように構成されている。これにより、第1入力フレーム側歯車251が回動した場合には、反射素子集合基板側歯車253は、第1入力フレーム側歯車251の回動角度の2分の1の回動角度分、回動するように構成されている。また、第2実施形態による画像表示装置200のその他の構成は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
次に、図6および図7を参照して、第2実施形態における画像表示装置200の動作について説明する。
第2実施形態では、入力フレーム4が回動されることに連動して、歯車機構部205が回動することにより、入力フレーム4と画像表示部202とが反射素子集合基板203に対して面対称に配置される状態を維持しながら、反射素子集合基板203が回動される。以下、具体的に説明する。
まず、図6に示すように、入力フレーム4は、反射素子集合基板203に対して傾斜角I1を有するように配置されている状態であるとともに、画像表示部202は、反射素子集合基板203に対して傾斜角J1(傾斜角I1と同一の大きさ)を有するように配置されている状態であるとする。すなわち、入力フレーム4と画像表示部202とは、面対称に配置される状態である。また、入力フレーム4の枠部41の内側には、光学像Aが結像されている。
そして、入力フレーム4が、ユーザの指Bなどにより回動角度Kの回動角度分、回動されると、入力フレーム4の入力フレーム側柄部42aおよび42bと接続されている第1入力フレーム側軸部255が矢印H3方向(図7参照)に回動する。
そして、図7に示すように、第1入力フレーム側軸部255が矢印H3方向に回動することによって、第1入力フレーム側軸部255に固定されている第1入力フレーム側歯車251が矢印H3方向に回動する。
そして、第1入力フレーム側歯車251が矢印H3方向に回動することによって、第1入力フレーム側歯車251と噛み合うように配置されている第2入力フレーム側歯車251が矢印H4方向に回動する。
そして、第2入力フレーム側歯車252が矢印H4方向に回動することによって、第2入力フレーム側歯車252と噛み合うように配置されている反射素子集合基板側歯車253が矢印H5方向に回動する。この場合、第2入力フレーム側歯車252(第1入力フレーム側歯車251)と反射素子集合基板側歯車253とは、歯車比1:2により構成されているので、反射素子集合基板側歯車253の回動角度は、第1入力フレーム側歯車251の回動角度の2分の1になる。
そして、反射素子集合基板側歯車253が矢印H5方向に回動されることによって、反射素子集合基板側歯車253に固定されている反射素子集合基板側軸部257が矢印H5方向に回動する。
そして、図6に示すように、反射素子集合基板側軸部257が矢印H5方向に回動されることによって、反射素子集合基板側軸部257に接続されるように設けられている反射素子集合基板側柄部231が矢印H5方向に回動する。そして、反射素子集合基板203は、回動角度K/2(回動角度Kの2分の1の回動角度)分、回動する。これにより、入力フレーム4の反射素子集合基板203に対する傾斜角は、傾斜角I1から傾斜角I2に変化して、画像表示部202の反射素子集合基板203に対する傾斜角は、傾斜角J1から傾斜角J2に変化する。そして、傾斜角I2と傾斜角J2とは、略等しい大きさとなる。すなわち、入力フレーム4と反射素子集合基板203とが回動された後でも、回動される前と同様に、入力フレーム4と画像表示部202とは、反射素子集合基板203に対して面対称に配置される状態を維持する。そして、入力フレーム4の枠部41の内側には、入力フレーム4が回動される前と同様に、光学像Aが結像される状態となる。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第2実施形態では、上記のように、歯車機構部205に、入力フレーム4の回動中心C1近傍に配置されている第1入力フレーム側歯車251(および第2入力フレーム側歯車252)を設ける。また、歯車機構部205に、反射素子集合基板203の回動中心C3近傍に配置され、第2入力フレーム側歯車252と噛み合う反射素子集合基板側歯車253を設ける。そして、画像表示部202を、画像表示装置本体1に固定する。そして、第1入力フレーム側歯車251と反射素子集合基板側歯車253との歯車比は、1対2となるように構成する。これにより、入力フレーム4が回動した角度(回動角度K)の2分の1の角度(回動角度K/2)分、反射素子集合基板203が回動するので、入力フレーム4と画像表示部202とが反射素子集合基板203に対して面対称に配置される状態を維持することができる。その結果、光学像Aをユーザに視認させることができる位置に移動させることができる。また、第2実施形態による画像表示装置200のその他の効果は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
(第3実施形態)
次に、図8を参照して、第3実施形態による画像表示装置300の構成について説明する。第3実施形態では、画像表示装置本体が地面(床など)に配置されるように構成されていた第1実施形態による画像表示装置100と異なり、画像表示装置本体が壁に配置されるように構成されている。
図8に示すように、第3実施形態による画像表示装置300では、画像表示装置本体301が壁に設けられているとともに、地面(床など)には接触しないように配置されている。また、第3実施形態では、画像表示部302は、入力フレーム304よりも上方側(矢印Z1方向側)に配置されている。また、入力フレーム304は、上下方向(Z方向)に平行移動可能に構成されているとともに、画像表示部302は、前後方向(Y方向)に平行移動可能に構成されている。そして、入力フレーム304と画像表示部302とは、反射素子集合基板303に対して、互いに面対称に配置される状態を維持しながら、それぞれ画像表示装置本体301に対して平行移動可能に構成されている。
具体的には、図8に示すように、画像表示装置本体301の下部側(矢印Z2方向側)に反射素子集合基板303が鉛直方向(Z方向)に対して、略45度の傾斜角を有するように配置されている。また、画像表示部302は、反射素子集合基板303よりも上方側(矢印Z1方向側)の画像表示装置本体301の内部に配置されている。また、入力フレーム304は、反射素子集合基板303の矢印Y1方向側(ユーザに対して手前側)に配置されている。
そして、入力フレーム304には、枠部341と、入力フレーム側柄部342と、入力フレーム用支持部343とが設けられている。枠部341は、第1実施形態による枠部41と同様の形状を有し、光学像Aを囲むように配置されている。また、入力フレーム側柄部342は、入力フレーム341の矢印Z1方向側で、入力フレーム341に接続するように配置されている。
そして、入力フレーム用支持部343は、画像表示装置本体301に固定されているとともに、Z方向の一方側の面から他方側の面に貫通するように貫通口が設けられている。そして、入力フレーム側柄部342は、入力フレーム用支持部343の貫通口に貫通した状態で配置されることにより、Z方向に移動可能に構成されている。また、入力フレーム側柄部342の矢印Y2方向側の面上には、複数の歯部344が設けられており、複数の歯部344は、後述する入力フレーム側歯車351と噛み合うように配置されている。これにより、入力フレーム側柄部342がZ方向に移動することによって、入力フレーム側歯車351が回動するように構成されている。
また、図8に示すように、画像表示部302には、液晶パネル321と、画像表示部側柄部322と、画像表示部用支持部323とが設けられている。液晶パネル321は、矢印Z2方向側に画像の光を照射可能に構成されている。また、画像表示部側柄部322は、液晶パネル321の矢印Y1方向側で、液晶パネル321に接続するように配置されている。
そして、画像表示部用支持部323は、画像表示装置本体301に固定されているとともに、Y方向の一方側の面から他方側の面に貫通するように貫通口が設けられている。そして、画像表示部側柄部322は、画像表示部用支持部323の貫通口に貫通した状態で配置されることにより、Y方向に移動可能に構成されている。
そして、画像表示部側柄部322の矢印Z2方向側の面上には、複数の歯部324が設けられている。複数の歯部324は、後述する画像表示部側歯車352と噛み合うように配置されている。これにより、画像表示部側歯車352が回動することによって、画像表示部側柄部322がY方向に移動するように構成されている。
そして、図8に示すように、歯車機構部305には、歯車ベース部353が設けられている。歯車ベース部353は、画像表示装置本体301に取付けられており、入力フレーム側軸部354と画像表示部側軸部355とを支持可能に構成されている。
そして、入力フレーム側歯車351は、入力フレーム側軸部354を囲むように配置され、入力フレーム側軸部354と一体的に回動するように構成されている。また、入力フレーム側歯車351の外周には、14個の歯が設けられている。
そして、画像表示部側歯車352は、画像表示部側軸部355を囲むように配置され、画像表示部側軸部355と一体的に回動するように構成されている。そして、画像表示部側歯車352の外周には、14個の歯が設けられており、画像表示部側歯車352の歯と入力フレーム側歯車351の歯とは、噛み合うように構成されている。すなわち、入力フレーム側歯車351と画像表示部側歯車352とは、歯車比1:1となるように構成されている。これにより、入力フレーム側歯車351と画像表示部側歯車352とのうちの一方の歯車が回動した場合には、他方の歯車は、一方の歯車と同一の回動角度により回動するように構成されている。また、第3実施形態による画像表示装置300のその他の構成は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
次に、図8を参照して、第3実施形態における画像表示装置300の動作について説明する。
第3実施形態では、入力フレーム304が平行移動されることに連動して、歯車機構部305が回動することにより、入力フレーム304と画像表示部302とが反射素子集合基板303に対して面対称に配置される状態を維持しながら、画像表示部302が平行移動される。以下、具体的に説明する。
図8に示すように、入力フレーム304は、反射素子集合基板303に対して略45度の傾斜角を有するように配置されており、画像表示部302は、反射素子集合基板303に対して略45度の傾斜角を有するように配置されている状態である。すなわち、入力フレーム304と画像表示部302とは、反射素子集合基板303に対して面対称に配置される状態である。また、入力フレーム304の枠部341の内側には、光学像Aが結像されている。
そして、入力フレーム304が、ユーザの指Bなどにより矢印L1方向に移動されると、入力フレーム304と接続されている入力フレーム側柄部342が矢印L1方向に移動される。
そして、入力フレーム側柄部342が矢印L1方向に移動されることにより、入力フレーム側柄部342に配置されている複数の歯部344が矢印L1方向に移動する。複数の歯部344が矢印L1方向に移動することによって、複数の歯部344と噛み合うように配置されている入力フレーム側歯車351が回動される。
そして、入力フレーム側歯車351が回動されることにより、画像表示部側歯車352が回動される。この場合、入力フレーム側歯車351と画像表示部側歯車352とは、歯車比1:1であるので、入力フレーム側歯車351の回動角度と、画像表示部側歯車352の回動角度とは、同一の回動角度分、回動する。
そして、画像表示部側歯車352が回動されることにより、画像表示部側歯車352と噛み合うように配置されている複数の歯部324が設けられている画像表示部側柄部322が矢印L2方向に移動される。
そして、画像表示部側柄部322が矢印L2方向に移動されることにより、画像表示部側柄部322に接続されている液晶パネル321が矢印L2方向に移動される。この場合、入力フレーム304の枠部341の矢印L1方向に移動する大きさと、液晶パネル321が矢印L2方向に移動する大きさは等しくなる。これにより、入力フレーム304と画像表示部302とが移動された後も、移動される前と同様に、入力フレーム304と画像表示部302とは、反射素子集合基板303に対して面対称に配置される状態を維持する。そして、入力フレーム304の枠部341の内側には、入力フレーム304が回動される前と同様に、光学像Aが結像される。
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第3実施形態では、上記のように、画像表示部302を、入力フレーム304よりも上方側(矢印Z1方向側)に配置する。ここで、画像表示部302が入力フレーム304よりも下方側(矢印Z2方向側)に配置されている場合では、ユーザからの入力操作を受け付ける際に、汚れが付着した指示体(たとえば、泥の付いたユーザの指B)から、画像表示部302(画像表示装置300)に汚れが落下して、画像表示部302を汚損する場合があると考えられる。そこで、第3実施形態では、画像表示部302を、入力フレーム304よりも上方側(矢印Z1方向側)に配置することによって、画像表示部302(画像表示装置300)に汚れが落下するのを抑制することができる。その結果、画像表示装置300が指示体(ユーザの指B)に付着した汚れにより汚損されるのを抑制することができる。また、第3実施形態による画像表示装置300のその他の効果は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
(第4実施形態)
次に、図9を参照して、第4実施形態による画像表示装置400の構成について説明する。第4実施形態では、ユーザからの移動操作を受け付けるペダルが設けられており、ユーザによるペダルの移動操作の情報に基づいて、入力フレームおよび画像表示部を回動する制御を行うように構成されている。
また、図9に示すように、第4実施形態による画像表示装置400では、画像表示部2および入力フレーム4がYZ平面で(図1の矢印E方向および矢印F方向に)、回動可能に構成されていた第1実施形態による画像表示装置100と異なり、画像表示部402および入力フレーム404がXY平面で(図9の矢印M1(M2)方向および矢印N1(N2)方向に)、回動可能に構成されている。
そして、画像表示装置400には、画像表示装置本体401が設けられている。そして、画像表示装置本体401には、Z方向(鉛直方向)に平行で、かつ、Y方向から所定の角度を有するように配置されている反射素子集合基板403が設けられている。
そして、反射素子集合基板403の矢印Y1方向側には、入力フレーム404が配置されている。また、反射素子集合基板403の矢印X1方向側には、画像表示部402が配置されている。
そして、図9に示すように、画像表示部402は、液晶パネル421と画像表示部側柄部422とを含む。そして、液晶パネル421は、矢印X2方向側に画像の光を照射可能に構成されている。また、画像表示部側柄部422は、矢印Y2方向側で、液晶パネル421に接続されており、矢印Y1方向側で、後述する画像表示部側軸部455に接続されるように構成されている。そして、画像表示部側軸部455が軸回り(矢印N1(N2)方向)に回動した場合は、液晶パネル421と画像表示部側柄部422と画像表示部側軸部455とが一体的に回動するように構成されている。
そして、入力フレーム404は、枠部441と入力フレーム側柄部442とを含む。そして、枠部441は、第1実施形態による枠部41と同様の形状を有し、光学像Aを囲むように配置されている。また、入力フレーム側柄部442は、矢印X2方向側で、枠部441に接続されており、矢印X1方向側で、後述する入力フレーム側軸部454に接続されるように構成されている。そして、入力フレーム側軸部454が軸回り(矢印M1(M2)方向)に回動した場合は、枠部441と入力フレーム側柄部442と入力フレーム側軸部454とが一体的に回動するように構成されている。
ここで、第4実施形態では、図9に示すように、画像表示装置400には、移動機構部405の動作を制御する制御部406と、ユーザからの制御部406の移動操作を受け付けるペダル408aおよび408bとが設けられている。なお、ペダル408aおよび408bは、本発明の「操作受付部」の一例である。
具体的には、移動機構部405には、入力フレーム側モータ部451と、画像表示部側モータ部452と、移動機構ベース部453と、入力フレーム側軸部454と、画像表示部側軸部455とが設けられている。
そして、移動機構ベース部453は、画像表示装置本体401に取付けられており、入力フレーム側軸部454と、画像表示部側軸部455とを配置可能に構成されている。
そして、入力フレーム側モータ部451は、制御部406からの指令に応じて、入力フレーム側軸部454を軸回り(矢印M1(M2)方向)に、回動するように構成されている。また、入力フレーム側モータ部451には、回動角度を検出可能な角度センサ(図示せず)が設けられている。
そして、画像表示部側モータ部452は、制御部406からの指令に応じて、画像表示部側軸部455を軸回り(矢印N1(N2)方向)に、回動するように構成されている。また、画像表示部側モータ部452には、回動角度を検出可能な角度センサ(図示せず)が設けられている。
そして、図9に示すように、画像表示装置400には、画像表示装置本体401から矢印Y1方向側に突出するようにペダル408aおよび408bが設けられている。ペダル408aおよび408bは、ユーザの足などにより矢印Z2方向に力を加えられる(踏まれる)ことにより、ユーザからの操作(移動操作)を受け付けるように構成されている。そして、ペダル408aおよび408bと、制御部406とは、電気的に接続されており、ペダル408aおよび408bから制御部406に移動操作の情報を伝達することが可能に構成されている。
ここで、第4実施形態では、制御部406は、ペダル408aおよび408bの移動操作の情報に基づいて、移動機構部405を、入力フレーム404と画像表示部402とが反射素子集合基板403に対して面対称に配置される状態を維持しながら、入力フレーム404と、画像表示部402とを、互いに回動させる制御を行うように構成されている。
制御部406は、ペダル408aおよび408bがユーザにより操作された場合、ペダル408aおよび408bから移動操作の情報を取得するように構成されている。たとえば、制御部406は、ペダル408aが操作された場合には、入力フレーム404を矢印M1方向に回動させることを示す情報を取得して、ペダル408bが操作された場合には、入力フレーム404を矢印M2方向に回動させることを示す情報を取得するように構成されている。
そして、制御部406は、ペダル408aおよび408bから取得した移動操作の情報に基づいて、入力フレーム側モータ部451と画像表示部側モータ部452とを同一の回動角度分(角度センサにより回動角度の情報を取得しながら)回動させるように制御するように構成されている。これにより、制御部406は、入力フレーム404と画像表示部402とが反射素子集合基板403に対して面対称に配置される状態を維持しながら、入力フレーム404と、画像表示部402とを、互いに回動させる制御を行うことが可能に構成されている。また、第4実施形態による画像表示装置400のその他の構成は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
第4実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第4実施形態では、上記のように、画像表示装置400に、移動機構部405の動作を制御する制御部406と、ユーザからの移動操作を受け付けるペダル408aおよび408bとを設ける。そして、制御部406を、ペダル408aおよび408bの移動操作の情報に基づいて、移動機構部405を、入力フレーム404と画像表示部402とが反射素子集合基板403に対して面対称に配置される状態を維持しながら、入力フレーム404と、画像表示部402とを、互いに移動させる制御を行うように構成する。これにより、ユーザが手動で入力フレーム404を回動させる場合と異なり、入力フレーム404が指示体(ユーザの指Bなど)により汚損されるのを抑制することができる。また、第4実施形態による画像表示装置400のその他の効果は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
また、上記第1〜第4実施形態では、本発明の画像表示部として、液晶パネルを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、画像表示部として液晶パネル以外の画像表示部を用いてもよい。たとえば、プロジェクタからの投影光をスクリーンに照射して、投影光が照射されたスクリーンを本発明の画像表示部として用いてもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の移動機構部(歯車機構部)を、入力フレーム側歯車と画像表示部側歯車(または反射素子集合基板側歯車)とを互いに噛み合うように配置することにより、入力フレームと画像表示部(または反射素子集合基板)とが連動して回動するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、入力フレーム側歯車と画像表示部側歯車(または反射素子集合基板側歯車)とを互いに噛み合うように配置する方法以外の方法によって、入力フレームと画像表示部(または反射素子集合基板)とが連動して回動するように構成してもよい。たとえば、図10に示す変形例による画像表示装置500では、入力フレーム側プーリ551aと画像表示部側プーリ552cとの間に、ベルト553が設けられており、ベルト533を介して、入力フレーム側プーリ551aと画像表示部側プーリ552cとが連動して回動するように構成されている。
ここで、変形例による画像表示装置500では、図10に示すように、画像表示部502と、入力フレーム504と、移動機構部505とが設けられている。
そして、画像表示部502は、液晶パネル521と画像表示部側柄部522とにより構成されている。そして、液晶パネル521のX方向の両端から突出するように、第1画像表示部側軸部552dが設けられており、液晶パネル521と第1画像表示部側軸部552dとは、回動中心を回動中心C5として、矢印P方向に一体的に回動するように構成されている。
また、画像表示部側柄部522は、画像表示装置本体1に固定されているとともに、第1画像表示部側軸部552dを支持するように構成されている。そして、画像表示部側柄部522が第1画像表示部側軸部552dを支持する部分には、ベアリング(図示せず)が設けられており、第1画像表示部側軸部552d(および液晶パネル521)は、配置されている位置を維持しながら、軸回り(矢印P方向)に回動可能に構成されている。
そして、入力フレーム504は、枠部541と入力フレーム側柄部542とにより構成されている。そして、枠部541のX方向の両端から突出するように、第1入力フレーム側軸部551bが設けられており、枠部541と第1入力フレーム側軸部551bとは、回動中心を回動中心C4として、矢印O方向に一体的に回動するように構成されている。
また、入力フレーム側柄部542は、画像表示部側柄部522と同様に、第1入力フレーム側軸部551b(および枠部541)は、配置されている位置を維持しながら、軸回り(矢印O方向)に回動可能に構成されている。
そして、移動機構部505には、第1入力フレーム側プーリ551aが第1入力フレーム側軸部551bと一体的に設けられている。また、移動機構部505には、歯車ベース部554が設けられており、第2入力フレーム側プーリ551cおよび第2入力フレーム側軸部551dと、第2画像表示部側プーリ552aおよび第2画像表示部側軸部552bとが設けられている。
そして、第1入力フレーム側プーリ551aと、第2入力フレーム側歯車551cと、第2画像表示部側プーリ552aと、第1画像表示部側プーリ552cとは、同一の直径を有するように構成されているとともに、それぞれベルト553を介して、連動して回動することが可能に構成されている。また、ベルト553を支持するように、画像表示装置本体500に固定されたベルト押え555が設けられている。これらにより、入力フレーム504がユーザにより矢印O方向に回動されることに連動して、液晶パネル521が入力フレーム504の回動角度と同一の回動角度分、矢印P方向に回動されるように構成されている。
また、上記第1〜第4実施形態では、入力フレームの回動中心と画像表示部の回動中心(反射素子集合基板の回動中心)とを近傍に設ける例を示したが、本発明は、これに限られない。たとえば、図10に示す変形例による画像表示装置500では、入力フレーム504の近傍に入力フレーム504の回動中心C4を設けて、画像表示部502の近傍に画像表示部502の回動中心C5を設けるように構成されている。
また、上記第1〜第4実施形態では、本発明の構成を別々に記載したが、本発明の形態は、上記の形態に限られない。本発明は、上記第1〜第4実施形態を互いに組み合わせて構成してもよい。たとえば、第2実施形態の構成と第3実施形態の構成とを組み合わせて、入力フレームと画像表示部とが反射素子集合基板に対して面対称に配置される状態を維持しながら、入力フレームと反射素子集合基板とを画像表示装置本体に対して平行移動させるように構成してもよい。また、第1実施形態の構成に加えて、第4実施形態の構成であるペダルや画像表示部側モータ部などを設けるように構成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、本発明の入力フレームの枠部を長方形形状を有するように形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、入力フレームの枠部を長方形形状以外を有するように形成してもよい。たとえば、入力フレームの枠部を円形形状に形成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、本発明の画像表示装置本体を地面または壁に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、画像表示装置本体を地面または壁以外に配置するように構成してもよい。たとえば、画像表示装置本体を天井に配置するように構成してもよい。
また、上記第4実施形態では、本発明の操作受付部として、ペダルを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、ペダル以外の操作受付部を用いてもよい。たとえば、操作受付部として画像表示装置本体に入力ボタンを配置してもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、入力フレーム側歯車の外周に、14個の歯を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、入力フレーム側歯車の外周に、14個以外の数の歯を設けるように構成してもよい。