画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置
【課題】台形歪み補正を行う画像表示装置において、投射光が装置の載置面に遮られることを防止する。
【解決手段】側壁に設けられたスクリーン１５上に画面を投写する光学エンジンユニット１３と、光学エンジンユニットの投写角度を検出する加速度センサ９５と、加速度センサ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画面補正部９６とを備え、画面補正部は、補正後の画面の縦方向の長さを補正前の画面に比べて小さくすると共に、補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正する構成とした。
【解決手段】側壁に設けられたスクリーン１５上に画面を投写する光学エンジンユニット１３と、光学エンジンユニットの投写角度を検出する加速度センサ９５と、加速度センサ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画面補正部９６とを備え、画面補正部は、補正後の画面の縦方向の長さを補正前の画面に比べて小さくすると共に、補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に画面を投写する画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンに画面を投写する画像表示装置において、筐体の下面前端側の左右両端部に設けられた一対の調整脚部と、筐体の下面後端側中央に設けられた１本の固定脚部とを有し、これら３本の脚部により筐体を支持すると共に、調整脚部の各脚長を個別に調整することにより、投射レンズの光軸の仰角及び画像の左右の傾きを調整可能としたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、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）を電気的に行うことにより、スクリーン上に歪みのない矩形の画面を表示させる技術が存在する。この台形歪み補正は、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してもよいが、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２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８６６７８号公報
【特許文献２】特開平９−２７０９７９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のような画像表示装置では、その構造上、投射レンズの光軸の仰角の調整範囲には一定の制限がある。特に、この種の画像表示装置を他の情報処理装置（例えば、ノート型のＰＣ(Personal Computer)）に内蔵することを考えた場合、上記特許文献１に記載のような単体の画像表示装置の場合に比べて、投射レンズの光軸の仰角を調整するための構成が複雑になり、また、光軸の仰角を調整可能な範囲もより小さくなり得る。さらに、投射レンズの光軸の仰角の調整範囲は、特許文献２、３に記載のような台形歪み補正を適用可能な範囲によっても制限される場合がある。
【０００６】
したがって、従来の画像処理装置において、載置面（情報処理装置や画像表示装置が載置されるテーブルの上面等）から投射レンズ（投射窓）までの高さを十分に確保できない場合には、装置の載置位置によっては投写光（画像）の一部が載置面に遮られてスクリーンに正常に画像を表示できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写する際に台形歪み補正を適切に実施することにより、投写光が装置の載置面に遮られることを防止する画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像表示装置は、側壁に設けられたスクリーン上に画面を投写する投写ユニットと、前記投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、前記投写角度検出部により検出された投写角度に応じて前記画面の台形歪みを補正する画面補正部とを備え、前記画面補正部は、前記補正後の画面の縦方向の長さを前記補正前の画面に比べて小さくすると共に、前記補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、補正後の画面の下端位置を補正前の画面の下端位置に対して上方に移動せることができるため、投射光（すなわち、画面の下部）が装置の載置面に遮られることを防止できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】画像表示装置１の概略構成を示すブロック図
【図５】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により画面を水平方向に投写する状況を示す側面図
【図６】水平投写時において投写光が装置の載置面に遮られる場合の（Ａ）投写の状況及び（Ｂ）画面の状況を示す説明図
【図７】壁面上向き投写時において投写光が装置の載置面に遮られる場合の（Ａ）投写の状況及び（Ｂ）画面の状況を示す説明図
【図８】図７の壁面上向き投写時における（Ａ）従来技術による台形歪み補正および（Ｂ）本発明による台形歪み補正を実施した後の画面の状況を示す説明図
【図９】図８（Ｂ）に示した本発明による台形歪み補正の変形例を示す図
【図１０】画像表示装置１の台形歪み補正時の動作を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、側壁に設けられたスクリーン上に画面を投写する投写ユニットと、前記投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、前記投写角度検出部により検出された投写角度に応じて前記画面の台形歪みを補正する画面補正部とを備え、前記画面補正部は、前記補正後の画面の縦方向の長さを前記補正前の画面に比べて小さくすると共に、前記補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正する構成とする。
【００１２】
これによると、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写する際に、補正後の画面の縦方向の長さを補正前の画面に比べて小さくすると共に、補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形補正を実施するため、補正後の画面の下端位置を補正前の画面の下端位置に対して上方に移動せることができ、投射光（すなわち、画面の下部）が装置の載置面に遮られることを防止可能となる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記画面補正部は、前記補正後の画面の横方向の長さを前記補正前の画面の下辺の横方向長さよりも小さくするように台形歪みを補正する構成とする。
【００１４】
これによると、補正後の画面の下端位置の上方への移動量をより大きく確保することができ、投射光が装置の載置面に遮られることをより確実に防止可能となる。
【００１５】
また、第３の発明は、上記第１または第２の発明に係る画像表示装置を備えた情報処理装置である。
【００１６】
また、第４の発明は、上記情報処理装置において、前記投写ユニットをヒンジ部を介して回動可能に支持すると共に、情報処理装置本体に接続される支持ユニットを更に備え、前記ヒンジ部は、前記スクリーンに対するレーザ光の投写角度を少なくとも上側に変化させる向きに前記投写ユニットを回動させる構成とする。
【００１７】
これによると、簡易な構成により投写ユニットの投写角度を広範囲に調整可能となり、投射光が装置の載置面に遮られることをより確実に防止可能となる。
【００１８】
また、第５の発明は、上記情報処理装置において、前記画像表示装置を情報処理装置本体に形成されたドライブベイに収容する構成とする。
【００１９】
これによると、情報処理装置に対する画像表示装置の取付性および操作性を向上させることができる一方、画像表示装置がドライブベイに収容されることにより情報処理装置の底面から投写ユニット（投射レンズ）までの距離が短くなっても、投射光が装置の載置面に遮られることを防止可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
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（情報処理装置本体）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。
【００２２】
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９が形成されており、このドライブベイ９に画像表示装置１が取り付けられている。
【００２３】
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。
【００２４】
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１５に投射する投射レンズを含む投射光学系２８とを備えている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
投射光学系２８から投射窓２８ａを通して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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。これら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、両ホルダ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）ＶＯ４（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ＹＶＯ４のＹに蛍光を発する元素であるＮｄ３＋に置換してドーピングしたものである。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
図４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。
【００４５】
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。
【００４６】
画像表示装置１の筐体１１（図１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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、光学エンジンユニット１３の投射窓２８ａ（図２参照）から出射される投写光の光軸に沿う方向（前後方向）と、初期状態での重力方向である上下方向（後述する図５参照）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。
【００５０】
また、図４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、これについては後に詳しく説明する。
【００５１】
図５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により画面を水平方向（前方）に投写する状況を示す側面図である。
【００５２】
図５に示すように、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。光学エンジンユニット１３では、ヒンジ部７３と相反する側の端部に投射窓２８ａ（図２参照）が設けられており、この投射窓２８ａから光学エンジン部２１の投射光学系２８を通過したレーザ光が出射される。
【００５３】
光学エンジンユニット１３は、ヒンジ部７３により、水平状態から矢印Ａで示す少なくとも上側に回動可能なように制御ユニット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る。特にここでは、図５に示す初期状態（水平投写時）を中立位置として、光学エンジンユニット１３を上側に所定の角度（ここでは、１８°）まで回動させることができ、投写角度（すなわち、投射レンズの光軸の仰角）を０°から＋１８°の範囲で変えて壁面上向き投写を行うことができる。なお、光学エンジンユニット１３に関し、投写角度はここに示すものに限定されるものではなく、また、光学エンジンユニット１３が下側にも所定の角度で回動可能な構成としてもよい。
【００５４】
図５に示すように、壁面（側壁）１０１をスクリーンとして画面を水平方向に投写する場合、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５中に２点鎖線で示すように、光学エンジンユニット１３を上側に回動させて壁面１０１に対して斜め方向下側から画面を投写した場合、壁面１０１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、台形歪み補正が必要になる。
【００５５】
図６および図７は、それぞれ水平投写時および壁面上向き投写時（台形歪み補正前）において投写光が装置の載置面に遮られる場合の（Ａ）投写の状況及び（Ｂ）画面の状況を示す説明図であり、図８は、図７の壁面上向き投写時における（Ａ）従来技術による台形歪み補正および（Ｂ）本発明による台形歪み補正を実施した後の画面の状況を示す説明図であり、図９は、図８（Ｂ）に示した本発明による台形歪み補正の変形例を示す図である。
【００５６】
図６（Ａ）に示すように、例えば、載置台１００の一端縁が壁面１０１に近接して配置されると、光学エンジンユニット１３の前方（投写方向）に載置台１００の上面（装置の載置面）１００ａが存在するため、投写光の下辺側の一部が載置台１００の上面１００ａに遮られてしまう場合がある。このとき、図６（Ｂ）にも示すように、壁面１０１上の投写画面１６においては、本来投写されるべき投写画面（以下、「全域投写画面」という。）の下部領域が遮断された状態で表示される（すなわち、図６（Ｂ）中に斜線で示す矩形の欠損領域１１０が生じる。）。ここでは、全域投写画面のサイズは、縦方向の長さを６×Ｌ（Ｌは所定の基準長さ）とし、横方向の長さを８×Ｌとする。
【００５７】
これに対し、ユーザは、図７（Ａ）に示すように、光学エンジンユニット１３を上側に回動させて画面１６を壁面１０１にして斜め上向きに投写することにより、壁面１０１における全域投写画面の下辺位置（すなわち、下端位置）を上昇させることができる。これにより、図７（Ｂ）に示すように、投写画面１６の欠損領域１１０の上下方向幅は、図６（Ｂ）の場合と比べて小さくなる。なお、図７（Ｂ）では、投写画面１６は、台形歪み補正前の状態（すなわち、上辺の長さが下辺の長さより大きくなった台形状の画面）を示しており、全域投写画面では、高さ（縦方向の長さ）は８×Ｌ、上辺の横方向長さは１２×Ｌ、下辺の横方向長さは９×Ｌとなる。
【００５８】
ここで、図７（Ｂ）に示した画面において従来技術により台形歪み補正を実施した場合、補正後の画面１１６は、その下辺１１６ａが補正前の画面１６の下辺１６ａと重なるように設定された正常なアスペクト比の矩形画面として生成される。このように、従来技術による補正後の画面１１６は、台形歪みが解消されて矩形状の画面となるものの、依然として下部に欠損領域１１０を有するものとなる。なお、図８（Ａ）に示す補正後の画面１１６では、縦方向の長さは補正前よりも小さい６．７５×Ｌとなり、横方向長さは補正前と同じ９×Ｌとなる。
【００５９】
一方、本発明による台形歪み補正を実施した場合、図８（Ｂ）に示すように、補正前の画面１６の下辺１６ａの長さを基準として正常なアスペクト比となる補正後の画面１１６が生成される点においては図８（Ａ）の場合と略同様であるが、補正後の画面１１６は、その上辺１１６ｂが補正前の画面１６の上辺１６ｂと重なるように設定される。これにより、光学エンジンユニット１３の回動による投写画面の下辺位置（すなわち、下端位置）の上昇に加え、台形歪み補正による投写画面の下辺位置の上昇の効果が得られ、図８（Ｂ）に示した欠損領域１１０の発生（すなわち、投写光が装置の載置面に遮られること）を防止することができる。なお、光変調素子２５からの補正後の出力画面は、従来技術の場合と同様にライン毎の画素データが間引きまたは補間調整されると共に、補正前の台形歪みとは逆に歪ませた映像データとして生成される。
【００６０】
なお、本発明による台形歪み補正は、図８（Ｂ）に示したものに限らず、例えば、図９に示すように、補正後の画面１１６のサイズを図８（Ｂ）の場合（図９中に２点鎖線で示す）に比べてアスペクト比を維持したまま更に小さくする（すなわち、図７（Ｂ）に示す補正前の画面１６の下辺１６ａの横方向の長さ９×Ｌよりも小さくする）ことも可能である。これにより、補正後の画面の下辺位置の上昇量をより大きく確保することができ、欠損領域１１０の発生をより効果的に防止することができる。
【００６１】
図１０は、画像表示装置１の台形歪み補正時の動作を示すフロー図である。ここでは、図４を共に参照しながら画像表示装置１の動作について説明する。
【００６２】
まず、画像表示装置１の起動後にユーザが光学エンジンユニット１３を上側に回動させると、加速度センサ９５が光学エンジンユニット１３の傾きを検出する（ＳＴ１０１）。この加速度センサ９５の出力信号は制御部８１に入力される。続いて、画面補正部９６は、加速度センサ９５の検出結果に基づき光学エンジンユニット１３の傾斜角度を算出し（ＳＴ１０２）、更に、この傾斜角度に基づき台形歪み補正を実施する（ＳＴ１０３）。この台形歪み補正では、光学エンジンユニット１３の傾斜角度（投射レンズの光軸の仰角）等を用いて、出力画面の形状を逆台形に歪ませると共に、補正後の出力画面の上辺を補正前の出力画面の上辺に重ねるように投射データ（映像信号）が補正される。その後、光変調素子制御部８３は、その補正後の投射データに基づき光変調素子２５の動作を制御する（ＳＴ１０４）。これにより、台形歪み補正された（すなわち、逆向きの台形状に変換された）出力画面が生成され、スクリーン１５には補正後の矩形の投写画面が表示される（ＳＴ１０５）。
【００６３】
なお、上記台形歪み補正の動作は、必ずしも光学エンジンユニット１３の回動に応じて自動で開始される必要はなく、例えば、キーボード６（図１参照）におけるユーザの所定のキー操作に応じて実施してもよい。
【００６４】
このように、画像表示装置１では、スクリーン（側壁）に対して斜め方向下側から画面を投写する際に、台形歪み補正後の画面の縦方向の長さを補正前の画面に比べて小さくすると共に、補正後の画面の上辺を補正前の画面の上辺に重ねるように台形補正を実施するため、補正後の画面の下端位置を補正前の画面の下端位置に対して上方に移動せることが可能となり、投射光（すなわち、画面の下部）が装置の載置面に遮られることを防止することができる。
【００６５】
また、携帯型情報処理装置２では、光学エンジンユニット１３をヒンジ部７３を介して上側に回動可能に支持すると共に、携帯型情報処理装置２の本体部３に筐体１１を介して接続される制御ユニット１４を備え、ヒンジ部７３によって、スクリーンに対するレーザ光の投写角度を少なくとも上側に変化させる向きに光学エンジンユニット１３を回動させる構成としたため、、簡易な構成により光学エンジンユニット１３の実質的な投写角度を広範囲に調整可能であり、投射光が装置の載置台１００の上面１００ａに遮られることをより確実に防止することができる。
【００６６】
また、携帯型情報処理装置２では、画像表示装置１を携帯型情報処理装置２に形成されたドライブベイ９に収容する構成としたため、携帯型情報処理装置２に対する画像表示装置１の取付性および操作性を向上させることができる一方、画像表示装置１がドライブベイ９に収容されることにより携帯型情報処理装置２の底面から投写ユニット（投射レンズ）までの距離が短くなっても、投射光が装置の載置面に遮られることを防止することができる。
【００６７】
本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像表示装置は、ノート型ＰＣ等の携帯型情報処理装置に内蔵される装置として好適であるが、情報処理装置は必ずしも携帯型に限定されず、また、画像表示装置を単体のプロジェクタ等に適用することも可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係る画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置は、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写する際に台形歪み補正を適切に実施することにより、投射光が装置の載置面に遮られることを防止することを可能とし、スクリーン上に画面を投写する画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置として有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 画像表示装置
２ 携帯型情報処理装置
３ 本体部
６ キーボード
８ 筐体
９ ドライブベイ
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）
１５ スクリーン
２１ 光学エンジン部
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
２８ａ 投射窓
７３ ヒンジ部
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に画面を投写する画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンに画面を投写する画像表示装置において、筐体の下面前端側の左右両端部に設けられた一対の調整脚部と、筐体の下面後端側中央に設けられた１本の固定脚部とを有し、これら３本の脚部により筐体を支持すると共に、調整脚部の各脚長を個別に調整することにより、投射レンズの光軸の仰角及び画像の左右の傾きを調整可能としたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、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）を電気的に行うことにより、スクリーン上に歪みのない矩形の画面を表示させる技術が存在する。この台形歪み補正は、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してもよいが、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２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８６６７８号公報
【特許文献２】特開平９−２７０９７９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のような画像表示装置では、その構造上、投射レンズの光軸の仰角の調整範囲には一定の制限がある。特に、この種の画像表示装置を他の情報処理装置（例えば、ノート型のＰＣ(Personal Computer)）に内蔵することを考えた場合、上記特許文献１に記載のような単体の画像表示装置の場合に比べて、投射レンズの光軸の仰角を調整するための構成が複雑になり、また、光軸の仰角を調整可能な範囲もより小さくなり得る。さらに、投射レンズの光軸の仰角の調整範囲は、特許文献２、３に記載のような台形歪み補正を適用可能な範囲によっても制限される場合がある。
【０００６】
したがって、従来の画像処理装置において、載置面（情報処理装置や画像表示装置が載置されるテーブルの上面等）から投射レンズ（投射窓）までの高さを十分に確保できない場合には、装置の載置位置によっては投写光（画像）の一部が載置面に遮られてスクリーンに正常に画像を表示できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写する際に台形歪み補正を適切に実施することにより、投写光が装置の載置面に遮られることを防止する画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像表示装置は、側壁に設けられたスクリーン上に画面を投写する投写ユニットと、前記投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、前記投写角度検出部により検出された投写角度に応じて前記画面の台形歪みを補正する画面補正部とを備え、前記画面補正部は、前記補正後の画面の縦方向の長さを前記補正前の画面に比べて小さくすると共に、前記補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、補正後の画面の下端位置を補正前の画面の下端位置に対して上方に移動せることができるため、投射光（すなわち、画面の下部）が装置の載置面に遮られることを防止できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】画像表示装置１の概略構成を示すブロック図
【図５】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により画面を水平方向に投写する状況を示す側面図
【図６】水平投写時において投写光が装置の載置面に遮られる場合の（Ａ）投写の状況及び（Ｂ）画面の状況を示す説明図
【図７】壁面上向き投写時において投写光が装置の載置面に遮られる場合の（Ａ）投写の状況及び（Ｂ）画面の状況を示す説明図
【図８】図７の壁面上向き投写時における（Ａ）従来技術による台形歪み補正および（Ｂ）本発明による台形歪み補正を実施した後の画面の状況を示す説明図
【図９】図８（Ｂ）に示した本発明による台形歪み補正の変形例を示す図
【図１０】画像表示装置１の台形歪み補正時の動作を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、側壁に設けられたスクリーン上に画面を投写する投写ユニットと、前記投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、前記投写角度検出部により検出された投写角度に応じて前記画面の台形歪みを補正する画面補正部とを備え、前記画面補正部は、前記補正後の画面の縦方向の長さを前記補正前の画面に比べて小さくすると共に、前記補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正する構成とする。
【００１２】
これによると、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写する際に、補正後の画面の縦方向の長さを補正前の画面に比べて小さくすると共に、補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形補正を実施するため、補正後の画面の下端位置を補正前の画面の下端位置に対して上方に移動せることができ、投射光（すなわち、画面の下部）が装置の載置面に遮られることを防止可能となる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記画面補正部は、前記補正後の画面の横方向の長さを前記補正前の画面の下辺の横方向長さよりも小さくするように台形歪みを補正する構成とする。
【００１４】
これによると、補正後の画面の下端位置の上方への移動量をより大きく確保することができ、投射光が装置の載置面に遮られることをより確実に防止可能となる。
【００１５】
また、第３の発明は、上記第１または第２の発明に係る画像表示装置を備えた情報処理装置である。
【００１６】
また、第４の発明は、上記情報処理装置において、前記投写ユニットをヒンジ部を介して回動可能に支持すると共に、情報処理装置本体に接続される支持ユニットを更に備え、前記ヒンジ部は、前記スクリーンに対するレーザ光の投写角度を少なくとも上側に変化させる向きに前記投写ユニットを回動させる構成とする。
【００１７】
これによると、簡易な構成により投写ユニットの投写角度を広範囲に調整可能となり、投射光が装置の載置面に遮られることをより確実に防止可能となる。
【００１８】
また、第５の発明は、上記情報処理装置において、前記画像表示装置を情報処理装置本体に形成されたドライブベイに収容する構成とする。
【００１９】
これによると、情報処理装置に対する画像表示装置の取付性および操作性を向上させることができる一方、画像表示装置がドライブベイに収容されることにより情報処理装置の底面から投写ユニット（投射レンズ）までの距離が短くなっても、投射光が装置の載置面に遮られることを防止可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
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（情報処理装置本体）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。
【００２２】
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９が形成されており、このドライブベイ９に画像表示装置１が取り付けられている。
【００２３】
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。
【００２４】
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１５に投射する投射レンズを含む投射光学系２８とを備えている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
投射光学系２８から投射窓２８ａを通して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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。これら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、両ホルダ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）ＶＯ４（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ＹＶＯ４のＹに蛍光を発する元素であるＮｄ３＋に置換してドーピングしたものである。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
図４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。
【００４５】
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。
【００４６】
画像表示装置１の筐体１１（図１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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、光学エンジンユニット１３の投射窓２８ａ（図２参照）から出射される投写光の光軸に沿う方向（前後方向）と、初期状態での重力方向である上下方向（後述する図５参照）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。
【００５０】
また、図４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、これについては後に詳しく説明する。
【００５１】
図５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により画面を水平方向（前方）に投写する状況を示す側面図である。
【００５２】
図５に示すように、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。光学エンジンユニット１３では、ヒンジ部７３と相反する側の端部に投射窓２８ａ（図２参照）が設けられており、この投射窓２８ａから光学エンジン部２１の投射光学系２８を通過したレーザ光が出射される。
【００５３】
光学エンジンユニット１３は、ヒンジ部７３により、水平状態から矢印Ａで示す少なくとも上側に回動可能なように制御ユニット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る。特にここでは、図５に示す初期状態（水平投写時）を中立位置として、光学エンジンユニット１３を上側に所定の角度（ここでは、１８°）まで回動させることができ、投写角度（すなわち、投射レンズの光軸の仰角）を０°から＋１８°の範囲で変えて壁面上向き投写を行うことができる。なお、光学エンジンユニット１３に関し、投写角度はここに示すものに限定されるものではなく、また、光学エンジンユニット１３が下側にも所定の角度で回動可能な構成としてもよい。
【００５４】
図５に示すように、壁面（側壁）１０１をスクリーンとして画面を水平方向に投写する場合、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５中に２点鎖線で示すように、光学エンジンユニット１３を上側に回動させて壁面１０１に対して斜め方向下側から画面を投写した場合、壁面１０１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、台形歪み補正が必要になる。
【００５５】
図６および図７は、それぞれ水平投写時および壁面上向き投写時（台形歪み補正前）において投写光が装置の載置面に遮られる場合の（Ａ）投写の状況及び（Ｂ）画面の状況を示す説明図であり、図８は、図７の壁面上向き投写時における（Ａ）従来技術による台形歪み補正および（Ｂ）本発明による台形歪み補正を実施した後の画面の状況を示す説明図であり、図９は、図８（Ｂ）に示した本発明による台形歪み補正の変形例を示す図である。
【００５６】
図６（Ａ）に示すように、例えば、載置台１００の一端縁が壁面１０１に近接して配置されると、光学エンジンユニット１３の前方（投写方向）に載置台１００の上面（装置の載置面）１００ａが存在するため、投写光の下辺側の一部が載置台１００の上面１００ａに遮られてしまう場合がある。このとき、図６（Ｂ）にも示すように、壁面１０１上の投写画面１６においては、本来投写されるべき投写画面（以下、「全域投写画面」という。）の下部領域が遮断された状態で表示される（すなわち、図６（Ｂ）中に斜線で示す矩形の欠損領域１１０が生じる。）。ここでは、全域投写画面のサイズは、縦方向の長さを６×Ｌ（Ｌは所定の基準長さ）とし、横方向の長さを８×Ｌとする。
【００５７】
これに対し、ユーザは、図７（Ａ）に示すように、光学エンジンユニット１３を上側に回動させて画面１６を壁面１０１にして斜め上向きに投写することにより、壁面１０１における全域投写画面の下辺位置（すなわち、下端位置）を上昇させることができる。これにより、図７（Ｂ）に示すように、投写画面１６の欠損領域１１０の上下方向幅は、図６（Ｂ）の場合と比べて小さくなる。なお、図７（Ｂ）では、投写画面１６は、台形歪み補正前の状態（すなわち、上辺の長さが下辺の長さより大きくなった台形状の画面）を示しており、全域投写画面では、高さ（縦方向の長さ）は８×Ｌ、上辺の横方向長さは１２×Ｌ、下辺の横方向長さは９×Ｌとなる。
【００５８】
ここで、図７（Ｂ）に示した画面において従来技術により台形歪み補正を実施した場合、補正後の画面１１６は、その下辺１１６ａが補正前の画面１６の下辺１６ａと重なるように設定された正常なアスペクト比の矩形画面として生成される。このように、従来技術による補正後の画面１１６は、台形歪みが解消されて矩形状の画面となるものの、依然として下部に欠損領域１１０を有するものとなる。なお、図８（Ａ）に示す補正後の画面１１６では、縦方向の長さは補正前よりも小さい６．７５×Ｌとなり、横方向長さは補正前と同じ９×Ｌとなる。
【００５９】
一方、本発明による台形歪み補正を実施した場合、図８（Ｂ）に示すように、補正前の画面１６の下辺１６ａの長さを基準として正常なアスペクト比となる補正後の画面１１６が生成される点においては図８（Ａ）の場合と略同様であるが、補正後の画面１１６は、その上辺１１６ｂが補正前の画面１６の上辺１６ｂと重なるように設定される。これにより、光学エンジンユニット１３の回動による投写画面の下辺位置（すなわち、下端位置）の上昇に加え、台形歪み補正による投写画面の下辺位置の上昇の効果が得られ、図８（Ｂ）に示した欠損領域１１０の発生（すなわち、投写光が装置の載置面に遮られること）を防止することができる。なお、光変調素子２５からの補正後の出力画面は、従来技術の場合と同様にライン毎の画素データが間引きまたは補間調整されると共に、補正前の台形歪みとは逆に歪ませた映像データとして生成される。
【００６０】
なお、本発明による台形歪み補正は、図８（Ｂ）に示したものに限らず、例えば、図９に示すように、補正後の画面１１６のサイズを図８（Ｂ）の場合（図９中に２点鎖線で示す）に比べてアスペクト比を維持したまま更に小さくする（すなわち、図７（Ｂ）に示す補正前の画面１６の下辺１６ａの横方向の長さ９×Ｌよりも小さくする）ことも可能である。これにより、補正後の画面の下辺位置の上昇量をより大きく確保することができ、欠損領域１１０の発生をより効果的に防止することができる。
【００６１】
図１０は、画像表示装置１の台形歪み補正時の動作を示すフロー図である。ここでは、図４を共に参照しながら画像表示装置１の動作について説明する。
【００６２】
まず、画像表示装置１の起動後にユーザが光学エンジンユニット１３を上側に回動させると、加速度センサ９５が光学エンジンユニット１３の傾きを検出する（ＳＴ１０１）。この加速度センサ９５の出力信号は制御部８１に入力される。続いて、画面補正部９６は、加速度センサ９５の検出結果に基づき光学エンジンユニット１３の傾斜角度を算出し（ＳＴ１０２）、更に、この傾斜角度に基づき台形歪み補正を実施する（ＳＴ１０３）。この台形歪み補正では、光学エンジンユニット１３の傾斜角度（投射レンズの光軸の仰角）等を用いて、出力画面の形状を逆台形に歪ませると共に、補正後の出力画面の上辺を補正前の出力画面の上辺に重ねるように投射データ（映像信号）が補正される。その後、光変調素子制御部８３は、その補正後の投射データに基づき光変調素子２５の動作を制御する（ＳＴ１０４）。これにより、台形歪み補正された（すなわち、逆向きの台形状に変換された）出力画面が生成され、スクリーン１５には補正後の矩形の投写画面が表示される（ＳＴ１０５）。
【００６３】
なお、上記台形歪み補正の動作は、必ずしも光学エンジンユニット１３の回動に応じて自動で開始される必要はなく、例えば、キーボード６（図１参照）におけるユーザの所定のキー操作に応じて実施してもよい。
【００６４】
このように、画像表示装置１では、スクリーン（側壁）に対して斜め方向下側から画面を投写する際に、台形歪み補正後の画面の縦方向の長さを補正前の画面に比べて小さくすると共に、補正後の画面の上辺を補正前の画面の上辺に重ねるように台形補正を実施するため、補正後の画面の下端位置を補正前の画面の下端位置に対して上方に移動せることが可能となり、投射光（すなわち、画面の下部）が装置の載置面に遮られることを防止することができる。
【００６５】
また、携帯型情報処理装置２では、光学エンジンユニット１３をヒンジ部７３を介して上側に回動可能に支持すると共に、携帯型情報処理装置２の本体部３に筐体１１を介して接続される制御ユニット１４を備え、ヒンジ部７３によって、スクリーンに対するレーザ光の投写角度を少なくとも上側に変化させる向きに光学エンジンユニット１３を回動させる構成としたため、、簡易な構成により光学エンジンユニット１３の実質的な投写角度を広範囲に調整可能であり、投射光が装置の載置台１００の上面１００ａに遮られることをより確実に防止することができる。
【００６６】
また、携帯型情報処理装置２では、画像表示装置１を携帯型情報処理装置２に形成されたドライブベイ９に収容する構成としたため、携帯型情報処理装置２に対する画像表示装置１の取付性および操作性を向上させることができる一方、画像表示装置１がドライブベイ９に収容されることにより携帯型情報処理装置２の底面から投写ユニット（投射レンズ）までの距離が短くなっても、投射光が装置の載置面に遮られることを防止することができる。
【００６７】
本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像表示装置は、ノート型ＰＣ等の携帯型情報処理装置に内蔵される装置として好適であるが、情報処理装置は必ずしも携帯型に限定されず、また、画像表示装置を単体のプロジェクタ等に適用することも可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係る画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る画像表示装置およびこれを備えた情報処理装置は、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写する際に台形歪み補正を適切に実施することにより、投射光が装置の載置面に遮られることを防止することを可能とし、スクリーン上に画面を投写する画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置として有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 画像表示装置
２ 携帯型情報処理装置
３ 本体部
６ キーボード
８ 筐体
９ ドライブベイ
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）
１５ スクリーン
２１ 光学エンジン部
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
２８ａ 投射窓
７３ ヒンジ部
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁に設けられたスクリーン上に画面を投写する投写ユニットと、
前記投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、
前記投写角度検出部により検出された投写角度に応じて前記画面の台形歪みを補正する画面補正部と
を備え、
前記画面補正部は、前記補正後の画面の縦方向の長さを前記補正前の画面に比べて小さくすると共に、前記補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記画面補正部は、前記補正後の画面の横方向の長さを前記補正前の画面の下辺の横方向長さよりも小さくするように台形歪みを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置を備えた情報処理装置。
【請求項４】
前記投写ユニットをヒンジ部を介して回動可能に支持すると共に、情報処理装置本体に接続される支持ユニットを更に備え、
前記ヒンジ部は、前記スクリーンに対するレーザ光の投写角度を少なくとも上側に変化させる向きに前記投写ユニットを回動させることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記画像表示装置を情報処理装置本体に形成されたドライブベイに収容することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項１】
側壁に設けられたスクリーン上に画面を投写する投写ユニットと、
前記投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、
前記投写角度検出部により検出された投写角度に応じて前記画面の台形歪みを補正する画面補正部と
を備え、
前記画面補正部は、前記補正後の画面の縦方向の長さを前記補正前の画面に比べて小さくすると共に、前記補正後の画面の上辺を前記補正前の画面の上辺に重ねるように台形歪みを補正することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記画面補正部は、前記補正後の画面の横方向の長さを前記補正前の画面の下辺の横方向長さよりも小さくするように台形歪みを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置を備えた情報処理装置。
【請求項４】
前記投写ユニットをヒンジ部を介して回動可能に支持すると共に、情報処理装置本体に接続される支持ユニットを更に備え、
前記ヒンジ部は、前記スクリーンに対するレーザ光の投写角度を少なくとも上側に変化させる向きに前記投写ユニットを回動させることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記画像表示装置を情報処理装置本体に形成されたドライブベイに収容することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の情報処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９０２１（Ｐ２０１３−９０２１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８２５９（Ｐ２０１１−１３８２５９）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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