画像表示装置
【課題】取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けるなどの不具合が生じることがないようにする。
【解決手段】筐体１１に対して出し入れ可能に設けられた可動体１２を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構として、第１ラック１０１と、この第１ラックに噛み合い、モータ６６により駆動される第１ギア１０２とを設け、また光学エンジンユニット１３を初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構として、光学エンジンユニットを回動させる駆動部材１０３と、これに一体的に設けられた第２ラック１０４と、この第１ラックに噛み合い、モータにより第１ギアと連動して駆動される第２ギア１０５とを設け、可動体が使用位置の近傍に到達すると、ガイド溝１１７に案内されて第２ラックが第２ギアに噛み合う位置に駆動部材が移動するようにする。
【解決手段】筐体１１に対して出し入れ可能に設けられた可動体１２を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構として、第１ラック１０１と、この第１ラックに噛み合い、モータ６６により駆動される第１ギア１０２とを設け、また光学エンジンユニット１３を初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構として、光学エンジンユニットを回動させる駆動部材１０３と、これに一体的に設けられた第２ラック１０４と、この第１ラックに噛み合い、モータにより第１ギアと連動して駆動される第２ギア１０５とを設け、可動体が使用位置の近傍に到達すると、ガイド溝１１７に案内されて第２ラックが第２ギアに噛み合う位置に駆動部材が移動するようにする。
【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光学エンジン部を備えた可動体が筐体に対して出し入れ可能に設けられた画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スクリーン上に画面を投写する投写式の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に比較して、色再現性がよい点、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、及び小型化が容易である点など種々の利点を有している。
【０００３】
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、携帯型の電子機器に内蔵する場合に都合が良く、例えば半導体レーザを用いた画像表示装置を携帯電話端末に内蔵する技術が知られている（特許文献１参照）。このように画像表示装置を携帯型の電子機器に内蔵すると、必要に応じて画面をスクリーンに拡大表示することができることから、利便性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、画像表示装置を携帯型の電子機器に内蔵する場合、電子機器の筐体に出し入れ可能に設けて、使用時に電子機器の筐体から引き出す構成とすると利便性を高めることができるが、その一方で、装置の小型化を図る必要があるため、筐体の強度を高めることに限界がある。このため、画像表示装置の出し入れを手動で行うようにすると、画像表示装置の可動部をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行うことになり、取り扱いに不慣れなユーザが無理に押し引き操作を行うことで、内部の光学部品が損傷を受けるなどの不具合が生じるおそれがある。
【０００６】
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、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けるなどの不具合が生じることがないように構成された画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、筐体と、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備え、前記筐体に対して出し入れ可能に設けられた可動体と、この可動体を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構と、この進退機構を駆動するモータと、を有する構成とする。
【０００８】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、前記の画像表示装置を備え、当該携帯型情報処理装置の本体に形成されたドライブベイに前記画像表示装置が収容されるようにした構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、自動で可動体を格納位置と使用位置との間で進退させるため、可動体を出し入れするために可動体をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。
【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】画像表示装置１の概略構成を示すブロック図
【図４】画像表示装置１を示す斜視図
【図５】画像表示装置１の平面図
【図６】画像表示装置１の下面図
【図７】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図
【図８】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図
【図９】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図
【図１０】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、筐体と、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備え、前記筐体に対して出し入れ可能に設けられた可動体と、この可動体を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構と、この進退機構を駆動するモータと、を有する構成とする。
【００１２】
これによると、自動で可動体を格納位置と使用位置との間で進退させるため、可動体を出し入れするために可動体をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記可動体は、前記光学エンジン部を構成する投写光学系を少なくとも備えた投写ユニットと、この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で構成され、前記投写ユニットを初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構をさらに有し、この回動機構が前記進退機構とともに前記モータにより駆動される構成とする。
【００１４】
これによると、自動で投写ユニットを初期位置と投写位置との間で回動させるため、投写ユニットをユーザが手で把持して投写ユニットを回動させる操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。
【００１５】
また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記回動機構は、前記可動体の進退方向となる第１の方向に直交する第２の方向に移動することにより前記投写ユニットを回動させる駆動部材を備え、前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されず、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されてその駆動部材が第２の方向に移動するようにした構成とする。
【００１６】
これによると、投写ユニットが筐体から抜け出した状態でのみ、駆動部材が投写ユニットを回動させる動作を行うため、投写ユニットが筐体と干渉することを避けることができる。
【００１７】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記進退機構は、第１の方向に延在するように前記筐体側に設けられた第１ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより駆動される第１ギアと、を備え、前記回動機構は、前記駆動部材に設けられた第２ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより前記第１ギアと連動して駆動される第２ギアと、を備え、前記駆動部材は、前記筐体側に設けられたガイド溝に係合する係合部を備え、前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記ガイド溝に規制されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合わない位置に前記駆動部材が保持され、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記ガイド溝に案内されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合う位置に前記駆動部材が移動するようにした構成とする。
【００１８】
これによると、可動体の進退動作および投写ユニットの回動動作を円滑に行わせることができる。また、投写ユニットが筐体と干渉しないように、投写ユニットが筐体から抜け出した状態でのみ、駆動部材が投写ユニットを回動させる動作を行うように構成することができる。
【００１９】
また、第５の発明は、前記第３若しくは第４の発明において、前記駆動部材は、この駆動部材が第２の方向に移動するのに応じて、前記投写ユニットに設けられた係合部を昇降させるカム部を備えた構成とする。
【００２０】
これによると、投写ユニットの係合部が昇降することでヒンジ部を中心にして投写ユニットを円滑に回動させることができる。
【００２１】
また、第６の発明は、携帯型情報処理装置に関するものであり、前記第１乃至第５の発明にかかる画像表示装置を備え、当該携帯型情報処理装置の本体に形成されたドライブベイに前記画像表示装置が収容されるようにした構成とする。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（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もの）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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図３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６１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６２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６３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６２および光変調素子制御部６３に供給する電源部６４と、各部を総括的に制御する主制御部６５と、を有している。この制御部６１は、制御ユニット１４に設けられている。
【００３８】
制御ユニット１４には、後に詳しく説明するオートローディング＆チルト機構を構成するモータ６６と、このモータ６６を駆動するモータ駆動回路６７とが設けられている。また、オートローディング＆チルト機構を操作する操作スイッチ６８が、筐体１１の前面側を覆う前面パネル６９に設けられており（図１参照）、この操作スイッチ６８の出力信号が主制御部６５に入力され、操作スイッチ６８の操作に応じてモータ６６が動作する。
【００３９】
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７１が設けられており、このインタフェイス部７１と制御ユニット１４とが配線ケーブル７２で結ばれている。この配線ケーブル７２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。
【００４０】
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７３で結ばれている。この配線ケーブル７３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７３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７３が屈曲変形する。
【００４１】
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７１とともに筐体１１側に設けるようにしてもよい。
【００４２】
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。
【００４３】
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。筐体１１内には、制御ユニット１４の各筐体の両側縁部を支持するガイドレール８１が設けられており、このガイドレール８１に沿って制御ユニット１４がスライドすることで、矢印Ａで示すように、可動体１２が、筐体１１内に格納された格納位置と、筐体１１から抜け出した使用位置との間で進退させることができる。
【００４４】
制御ユニット１４の筐体８２は、光学エンジンユニット１３に対して幅方向に隣接する筐体部分８２ａと、光学エンジンユニット１３に対して前後方向の後側に隣接する筐体部分８２ｂとを有し、全体としてＬ字形状をなしており、制御ユニット１４の筐体部分８２ａと光学エンジンユニット１３とがヒンジ部８３を介して連結されている。ヒンジ部８３の回動軸は、前後方向、すなわち可動体１２の出し入れ方向に配置されている。
【００４５】
光学エンジンユニット１３におけるヒンジ部８３と相反する側の端部には出射窓８４が設けられており、この出射窓８４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。
【００４６】
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８１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、ヒンジ部８３を中心にして、制御ユニット１４と平行になった初期位置と、出射窓８４を斜め上方に向けた投写位置との間で上下方向に回動させることができる。
【００４７】
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はその背面面がスクリーン１５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８４をスクリーン１５に正対させることができる。
【００４８】
次に、本画像表示装置１のオートローディング＆チルト機構について説明する。図５は、画像表示装置１の平面図である。図６は、画像表示装置１の下面図である。図７、図８、図９は、オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図であり、オートローディング＆チルト機構の遷移状態を段階的に示す。図１０は、オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す斜視図である。なお、図５、図１０では、筐体１１や制御ユニット１４の筐体を透視してその内部に設けられた部品を示している。
【００４９】
本画像表示装置１は、制御ユニット１４と光学エンジンユニット１３とからなる可動体１２を、筐体１１内に格納された格納位置から、筐体１１から抜け出した使用位置に自動で前進させるオートローディングと、光学エンジンユニット１３を、制御ユニット１４と平行になった初期位置から、所定の投写角度（例えば２０度）に傾いた投写位置に自動で回動させるオートチルトとを実現するオートローディング＆チルト機構を備えている。
【００５０】
このオートローディング＆チルト機構は、図７に示すように、モータ６６と、筐体１１に対して可動体１２を出し入れする第１の方向に延在する第１ラック１０１と、この第１ラック１０１に噛み合う第１ギア１０２と、第１の方向に直交する第２の方向に移動可能に設けられた駆動部材１０３と、この駆動部材１０３に一体的に設けられた第２ラック１０４に噛み合う第２ギア１０５と、を有している。
【００５１】
図５に示すように、第１ラック１０１は、筐体１１側にガイドレール８１に沿うように設けられている。第１ギア１０２と駆動部材１０３と第２ギア１０５とは、モータ６６ともに、制御ユニット１４の筐体８２において光学エンジンユニット１３に対して前後方向の後側に隣接する筐体部分８２ｂに設けられている。
【００５２】
図７に示したように、第１ラック１０１と第１ギア１０２とは、可動体１２を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構を構成し、モータ６６の出力軸に設けられたウォームギア１０７が第１ギア１０２にかみ合うことで、モータ６６により第１ギア１０２が回転駆動され、これに応じて可動体１２が第１の方向に進退する。ここで、モータ６６を正転させると、可動体１２が使用位置に向けて前進し、モータ６６を逆転させると、可動体１２が格納位置に向けて後退する。
【００５３】
駆動部材１０３と第２ギア１０５とは、光学エンジンユニット１３を初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構を構成し、第１ギア１０２に同軸的かつ一体的に設けられた中間ギア１０８が第２ギア１０５にかみ合うことで、モータ６６により第１ギア１０２と連動して第２ギア１０５が回転駆動され、このとき、モータ６６の回転力が減速されて第２ギア１０５に伝達される。
【００５４】
駆動部材１０３は、図１０に示すように、光学エンジンユニット１３に設けられた突起（係合部）１１１が係合するカム部１１２を備えている。このカム部１１２には、突起１１１が嵌入するカム溝１１３が形成されている。カム溝１１３は、ヒンジ部８３と離反する側に向かって高くなるように傾斜した傾斜部１１３ａを有し、その両端には駆動部材１０３の移動方向、すなわち第２の方向に平行となる平行部１１３ｂ，１１３ｃが設けられている。
【００５５】
光学エンジンユニット１３の突起１１１が平行部１１３ｂ，１１３ｃに位置する状態では、駆動部材１０３が第２の方向に移動しても光学エンジンユニット１３は回動しないが、突起１１１が傾斜部１１３ａに位置する状態では、駆動部材１０３が第２の方向に移動するのに応じて突起１１１が昇降し、これに伴って光学エンジンユニット１３がヒンジ部８３を中心にして回動する。ここで、モータ６６を正転させると、光学エンジンユニット１３が投射位置に向けて上向きに回動し、モータ６６を逆転させると、光学エンジンユニット１３が初期位置に向けて下向きに回動する。
【００５６】
駆動部材１０３は、図７に示したように、下面側に複数（ここでは２つ）の突起（係合部）１１５を備えている。この突起１１５は、制御ユニット１４の筐体８２に形成された長孔１１６に嵌り合う。長孔１１６は、第２の方向に長く形成されており、これにより駆動部材１０３が第２の方向にのみ移動するように規制され、駆動部材１０３の長手方向に設けられた第２ラック１０４が第２の方向に延在するように配置される。
【００５７】
駆動部材１０３の突起１１５は、制御ユニット１４の筐体８２に形成された長孔１１６を通って、筐体１１に形成された複数（ここでは２つ）のガイド溝１１７に嵌り合う。このガイド溝１１７は、図６に示すように、第１の方向に延在する第１部分１１７ａと、第２の方向に延在する第２部分１１７ｂと、第１および第２の方向に対して傾斜した方向に延在する傾斜部分１１７ｃと、を有している。
【００５８】
可動体１２が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、図７に示すように、駆動部材１０３の突起１１５がガイド溝１１７の第１部分１１７ａに位置し、この状態では、駆動部材１０３が、ガイド溝１１７の第１部分１１７ａに規制されて第２の方向に移動することができず、第１の方向に進退する制御ユニット１４の筐体８２とともに第１の方向に移動する。このとき、駆動部材１０３は、第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合わない位置に保持され、モータ６６により第１ギア１０２と連動して回転する第２ギア１０５は空転状態となる。
【００５９】
一方、可動体１２が使用位置に到達した状態では、図９に示すように、駆動部材１０３の突起１１５がガイド溝１１７の第２部分１１７ｂに位置し、この状態では、駆動部材１０３が、ガイド溝１１７の第２部分１１７ｂに規制されて第２の方向にのみ移動することができ、このとき、駆動部材１０３の第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合う状態となっている。このため、モータ６６により第２ギア１０５が回転駆動されることで駆動部材１０３が第２の方向に移動して、光学エンジンユニット１３を回動させる動作を行う。
【００６０】
また、可動体１２が使用位置の近傍に位置する状態では、図８に示すように、駆動部材１０３の突起１１５がガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃに位置し、この状態では、駆動部材１０３が、ガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃに案内されて駆動部材１０３の第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合う位置に向けて第２の方向に移動する。駆動部材１０３が、第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合う位置に到達すると、第１ギア１０２と第１ラック１０１との噛み合いが解除され、可動体１２の進退動作から光学エンジンユニット１３の回動動作に切り替わる。
【００６１】
ここでは、第１ギア１０２と第１ラック１０１との噛み合った状態では、ガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃにより、制御ユニット１４とともに駆動部材１０３を第１の方向に進退させる運動が駆動部材１０３を第２の方向に移動させる運動に変換され、駆動部材１０３の第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合った状態では、ガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃにより、駆動部材１０３を第２の方向に進退させる運動が制御ユニット１４を第１の方向に進退させる運動に変換される。
【００６２】
以上、画像表示装置１を使用する場合に、モータ６６を正転させて、可動体１２を格納位置から使用位置に前進させる動作に続いて、光学エンジンユニット１３を初期位置から投写位置に回動させる動作を行わせる状況について主に説明したが、逆に画像表示装置１を格納する場合には、モータ６６を逆転させればよく、この場合、光学エンジンユニット１３を投写位置から初期位置に戻す動作に続いて、可動体１２を使用位置から格納位置に戻す動作が行われる。
【００６３】
このように構成された画像表示装置１では、自動で可動体１２を格納位置と使用位置との間で進退させるとともに、光学エンジンユニット１３を初期位置と投写位置との間で回動させるため、可動体１２をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。そして、また、ユーザは操作スイッチ６８を操作するだけで済むため、使い勝手が向上する。
【００６４】
また、ユーザが手動で可動体１２を格納する場合には、光学エンジンユニット１３を初期位置に戻すことを忘れて、光学エンジンユニット１３が投写位置のままで可動体１２を押し込むことで、光学エンジンユニット１３が携帯型情報処理装置２の側面に衝突することがあるが、本実施形態では、可動体１２を使用位置から格納位置に戻す復帰動作の前に、光学エンジンユニット１３を初期位置に戻す復帰動作が自動で行われるため、光学エンジンユニット１３の衝突を防止することができる。
【００６５】
また、イジェクトロック機構、すなわちイジェクトボタンの押下操作に応じてロックが解除されて画像表示装置の可動体を引き出すことができるようにしたものでは、振動や衝撃でロックが解除されて可動体が飛び出すおそれがあるが、本実施形態では、モータに連結されたギアがラックに噛み合うため、振動や衝撃が作用しても可動体が動くことはない。このため、携帯型情報処理装置をカバンに収納して持ち歩くような場合に、振動や衝撃で可動体が飛び出すことを防止することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、カム溝１１３を駆動部材１０３に設けるとともに、カム溝１１３に係合する突起１１１を光学エンジンユニット１３側に設ける構成としたが、この逆、すなわちカム溝を光学エンジンユニット１３側に設けるとともに、突起を駆動部材１０３に設ける構成も可能である。
【００６７】
また、本実施形態では、光学エンジンユニット１３が自動で所定の投写角度に設定されるものとしたが、操作スイッチ６８の操作などでモータ６６を所要の方向に回転させて投写角度を微調整することができるように構成してもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、操作スイッチ６８を操作することでオートローディング＆チルト機構が動作するようにしたが、携帯型情報処理装置２のキーボード６などの入力デバイスを用いて携帯型情報処理装置２側からオートローディング＆チルト機構の動作を指示するようにしてもよい。また、格納状態に復帰させる場合に、光学エンジンユニット１３などをユーザが手で押すと、これをセンサが検知して復帰動作を開始する構成とすることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態では、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、本実施形態では、携帯型情報処理装置２の収容スペースに、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。
【００７０】
また、本実施形態では、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。
【００７１】
また、本実施形態では、可動体の進退動作（オートローディング）と、投写ユニットの回動動作（オートチルト）とを自動で行わせるものとしたが、可動体の進退動作のみを自動で行わせ、投写ユニットの回動動作はユーザが手動で行うようにしてもよい。この場合、フリーストップヒンジを用いることで、任意の投写角度に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかか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は、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けるなどの不具合が生じることがない効果を有し、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備えた可動体が筐体に対して出し入れ可能に設けられた画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 画像表示装置
２ 携帯型情報処理装置
１１ 筐体
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
６６ モータ
６８ 操作スイッチ
１０１ 第１ラック
１０２ 第１ギア
１０３ 駆動部材
１０４ 第２ラック
１０５ 第２ギア
１１１ 突起（係合部）
１１２ カム部
１１３ カム溝、１１３ａ 傾斜部、１１３ｂ，１１３ｃ 平行部
１１５ 突起（係合部）
１１６ 長孔１１７ ガイド溝、１１７ａ 第１部分、１１７ｂ 第２部分、１１７ｃ 傾斜部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備えた可動体が筐体に対して出し入れ可能に設けられた画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スクリーン上に画面を投写する投写式の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に比較して、色再現性がよい点、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、及び小型化が容易である点など種々の利点を有している。
【０００３】
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、携帯型の電子機器に内蔵する場合に都合が良く、例えば半導体レーザを用いた画像表示装置を携帯電話端末に内蔵する技術が知られている（特許文献１参照）。このように画像表示装置を携帯型の電子機器に内蔵すると、必要に応じて画面をスクリーンに拡大表示することができることから、利便性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、画像表示装置を携帯型の電子機器に内蔵する場合、電子機器の筐体に出し入れ可能に設けて、使用時に電子機器の筐体から引き出す構成とすると利便性を高めることができるが、その一方で、装置の小型化を図る必要があるため、筐体の強度を高めることに限界がある。このため、画像表示装置の出し入れを手動で行うようにすると、画像表示装置の可動部をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行うことになり、取り扱いに不慣れなユーザが無理に押し引き操作を行うことで、内部の光学部品が損傷を受けるなどの不具合が生じるおそれがある。
【０００６】
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、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けるなどの不具合が生じることがないように構成された画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、筐体と、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備え、前記筐体に対して出し入れ可能に設けられた可動体と、この可動体を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構と、この進退機構を駆動するモータと、を有する構成とする。
【０００８】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、前記の画像表示装置を備え、当該携帯型情報処理装置の本体に形成されたドライブベイに前記画像表示装置が収容されるようにした構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、自動で可動体を格納位置と使用位置との間で進退させるため、可動体を出し入れするために可動体をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。
【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】画像表示装置１の概略構成を示すブロック図
【図４】画像表示装置１を示す斜視図
【図５】画像表示装置１の平面図
【図６】画像表示装置１の下面図
【図７】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図
【図８】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図
【図９】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図
【図１０】オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、筐体と、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備え、前記筐体に対して出し入れ可能に設けられた可動体と、この可動体を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構と、この進退機構を駆動するモータと、を有する構成とする。
【００１２】
これによると、自動で可動体を格納位置と使用位置との間で進退させるため、可動体を出し入れするために可動体をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記可動体は、前記光学エンジン部を構成する投写光学系を少なくとも備えた投写ユニットと、この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で構成され、前記投写ユニットを初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構をさらに有し、この回動機構が前記進退機構とともに前記モータにより駆動される構成とする。
【００１４】
これによると、自動で投写ユニットを初期位置と投写位置との間で回動させるため、投写ユニットをユーザが手で把持して投写ユニットを回動させる操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。
【００１５】
また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記回動機構は、前記可動体の進退方向となる第１の方向に直交する第２の方向に移動することにより前記投写ユニットを回動させる駆動部材を備え、前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されず、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されてその駆動部材が第２の方向に移動するようにした構成とする。
【００１６】
これによると、投写ユニットが筐体から抜け出した状態でのみ、駆動部材が投写ユニットを回動させる動作を行うため、投写ユニットが筐体と干渉することを避けることができる。
【００１７】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記進退機構は、第１の方向に延在するように前記筐体側に設けられた第１ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより駆動される第１ギアと、を備え、前記回動機構は、前記駆動部材に設けられた第２ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより前記第１ギアと連動して駆動される第２ギアと、を備え、前記駆動部材は、前記筐体側に設けられたガイド溝に係合する係合部を備え、前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記ガイド溝に規制されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合わない位置に前記駆動部材が保持され、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記ガイド溝に案内されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合う位置に前記駆動部材が移動するようにした構成とする。
【００１８】
これによると、可動体の進退動作および投写ユニットの回動動作を円滑に行わせることができる。また、投写ユニットが筐体と干渉しないように、投写ユニットが筐体から抜け出した状態でのみ、駆動部材が投写ユニットを回動させる動作を行うように構成することができる。
【００１９】
また、第５の発明は、前記第３若しくは第４の発明において、前記駆動部材は、この駆動部材が第２の方向に移動するのに応じて、前記投写ユニットに設けられた係合部を昇降させるカム部を備えた構成とする。
【００２０】
これによると、投写ユニットの係合部が昇降することでヒンジ部を中心にして投写ユニットを円滑に回動させることができる。
【００２１】
また、第６の発明は、携帯型情報処理装置に関するものであり、前記第１乃至第５の発明にかかる画像表示装置を備え、当該携帯型情報処理装置の本体に形成されたドライブベイに前記画像表示装置が収容されるようにした構成とする。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（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もの）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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図３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６１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６２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６３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６２および光変調素子制御部６３に供給する電源部６４と、各部を総括的に制御する主制御部６５と、を有している。この制御部６１は、制御ユニット１４に設けられている。
【００３８】
制御ユニット１４には、後に詳しく説明するオートローディング＆チルト機構を構成するモータ６６と、このモータ６６を駆動するモータ駆動回路６７とが設けられている。また、オートローディング＆チルト機構を操作する操作スイッチ６８が、筐体１１の前面側を覆う前面パネル６９に設けられており（図１参照）、この操作スイッチ６８の出力信号が主制御部６５に入力され、操作スイッチ６８の操作に応じてモータ６６が動作する。
【００３９】
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７１が設けられており、このインタフェイス部７１と制御ユニット１４とが配線ケーブル７２で結ばれている。この配線ケーブル７２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。
【００４０】
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７３で結ばれている。この配線ケーブル７３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７３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７３が屈曲変形する。
【００４１】
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７１とともに筐体１１側に設けるようにしてもよい。
【００４２】
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。
【００４３】
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。筐体１１内には、制御ユニット１４の各筐体の両側縁部を支持するガイドレール８１が設けられており、このガイドレール８１に沿って制御ユニット１４がスライドすることで、矢印Ａで示すように、可動体１２が、筐体１１内に格納された格納位置と、筐体１１から抜け出した使用位置との間で進退させることができる。
【００４４】
制御ユニット１４の筐体８２は、光学エンジンユニット１３に対して幅方向に隣接する筐体部分８２ａと、光学エンジンユニット１３に対して前後方向の後側に隣接する筐体部分８２ｂとを有し、全体としてＬ字形状をなしており、制御ユニット１４の筐体部分８２ａと光学エンジンユニット１３とがヒンジ部８３を介して連結されている。ヒンジ部８３の回動軸は、前後方向、すなわち可動体１２の出し入れ方向に配置されている。
【００４５】
光学エンジンユニット１３におけるヒンジ部８３と相反する側の端部には出射窓８４が設けられており、この出射窓８４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。
【００４６】
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８１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、ヒンジ部８３を中心にして、制御ユニット１４と平行になった初期位置と、出射窓８４を斜め上方に向けた投写位置との間で上下方向に回動させることができる。
【００４７】
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はその背面面がスクリーン１５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８４をスクリーン１５に正対させることができる。
【００４８】
次に、本画像表示装置１のオートローディング＆チルト機構について説明する。図５は、画像表示装置１の平面図である。図６は、画像表示装置１の下面図である。図７、図８、図９は、オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す平面図であり、オートローディング＆チルト機構の遷移状態を段階的に示す。図１０は、オートローディング＆チルト機構の要部を詳しく示す斜視図である。なお、図５、図１０では、筐体１１や制御ユニット１４の筐体を透視してその内部に設けられた部品を示している。
【００４９】
本画像表示装置１は、制御ユニット１４と光学エンジンユニット１３とからなる可動体１２を、筐体１１内に格納された格納位置から、筐体１１から抜け出した使用位置に自動で前進させるオートローディングと、光学エンジンユニット１３を、制御ユニット１４と平行になった初期位置から、所定の投写角度（例えば２０度）に傾いた投写位置に自動で回動させるオートチルトとを実現するオートローディング＆チルト機構を備えている。
【００５０】
このオートローディング＆チルト機構は、図７に示すように、モータ６６と、筐体１１に対して可動体１２を出し入れする第１の方向に延在する第１ラック１０１と、この第１ラック１０１に噛み合う第１ギア１０２と、第１の方向に直交する第２の方向に移動可能に設けられた駆動部材１０３と、この駆動部材１０３に一体的に設けられた第２ラック１０４に噛み合う第２ギア１０５と、を有している。
【００５１】
図５に示すように、第１ラック１０１は、筐体１１側にガイドレール８１に沿うように設けられている。第１ギア１０２と駆動部材１０３と第２ギア１０５とは、モータ６６ともに、制御ユニット１４の筐体８２において光学エンジンユニット１３に対して前後方向の後側に隣接する筐体部分８２ｂに設けられている。
【００５２】
図７に示したように、第１ラック１０１と第１ギア１０２とは、可動体１２を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構を構成し、モータ６６の出力軸に設けられたウォームギア１０７が第１ギア１０２にかみ合うことで、モータ６６により第１ギア１０２が回転駆動され、これに応じて可動体１２が第１の方向に進退する。ここで、モータ６６を正転させると、可動体１２が使用位置に向けて前進し、モータ６６を逆転させると、可動体１２が格納位置に向けて後退する。
【００５３】
駆動部材１０３と第２ギア１０５とは、光学エンジンユニット１３を初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構を構成し、第１ギア１０２に同軸的かつ一体的に設けられた中間ギア１０８が第２ギア１０５にかみ合うことで、モータ６６により第１ギア１０２と連動して第２ギア１０５が回転駆動され、このとき、モータ６６の回転力が減速されて第２ギア１０５に伝達される。
【００５４】
駆動部材１０３は、図１０に示すように、光学エンジンユニット１３に設けられた突起（係合部）１１１が係合するカム部１１２を備えている。このカム部１１２には、突起１１１が嵌入するカム溝１１３が形成されている。カム溝１１３は、ヒンジ部８３と離反する側に向かって高くなるように傾斜した傾斜部１１３ａを有し、その両端には駆動部材１０３の移動方向、すなわち第２の方向に平行となる平行部１１３ｂ，１１３ｃが設けられている。
【００５５】
光学エンジンユニット１３の突起１１１が平行部１１３ｂ，１１３ｃに位置する状態では、駆動部材１０３が第２の方向に移動しても光学エンジンユニット１３は回動しないが、突起１１１が傾斜部１１３ａに位置する状態では、駆動部材１０３が第２の方向に移動するのに応じて突起１１１が昇降し、これに伴って光学エンジンユニット１３がヒンジ部８３を中心にして回動する。ここで、モータ６６を正転させると、光学エンジンユニット１３が投射位置に向けて上向きに回動し、モータ６６を逆転させると、光学エンジンユニット１３が初期位置に向けて下向きに回動する。
【００５６】
駆動部材１０３は、図７に示したように、下面側に複数（ここでは２つ）の突起（係合部）１１５を備えている。この突起１１５は、制御ユニット１４の筐体８２に形成された長孔１１６に嵌り合う。長孔１１６は、第２の方向に長く形成されており、これにより駆動部材１０３が第２の方向にのみ移動するように規制され、駆動部材１０３の長手方向に設けられた第２ラック１０４が第２の方向に延在するように配置される。
【００５７】
駆動部材１０３の突起１１５は、制御ユニット１４の筐体８２に形成された長孔１１６を通って、筐体１１に形成された複数（ここでは２つ）のガイド溝１１７に嵌り合う。このガイド溝１１７は、図６に示すように、第１の方向に延在する第１部分１１７ａと、第２の方向に延在する第２部分１１７ｂと、第１および第２の方向に対して傾斜した方向に延在する傾斜部分１１７ｃと、を有している。
【００５８】
可動体１２が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、図７に示すように、駆動部材１０３の突起１１５がガイド溝１１７の第１部分１１７ａに位置し、この状態では、駆動部材１０３が、ガイド溝１１７の第１部分１１７ａに規制されて第２の方向に移動することができず、第１の方向に進退する制御ユニット１４の筐体８２とともに第１の方向に移動する。このとき、駆動部材１０３は、第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合わない位置に保持され、モータ６６により第１ギア１０２と連動して回転する第２ギア１０５は空転状態となる。
【００５９】
一方、可動体１２が使用位置に到達した状態では、図９に示すように、駆動部材１０３の突起１１５がガイド溝１１７の第２部分１１７ｂに位置し、この状態では、駆動部材１０３が、ガイド溝１１７の第２部分１１７ｂに規制されて第２の方向にのみ移動することができ、このとき、駆動部材１０３の第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合う状態となっている。このため、モータ６６により第２ギア１０５が回転駆動されることで駆動部材１０３が第２の方向に移動して、光学エンジンユニット１３を回動させる動作を行う。
【００６０】
また、可動体１２が使用位置の近傍に位置する状態では、図８に示すように、駆動部材１０３の突起１１５がガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃに位置し、この状態では、駆動部材１０３が、ガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃに案内されて駆動部材１０３の第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合う位置に向けて第２の方向に移動する。駆動部材１０３が、第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合う位置に到達すると、第１ギア１０２と第１ラック１０１との噛み合いが解除され、可動体１２の進退動作から光学エンジンユニット１３の回動動作に切り替わる。
【００６１】
ここでは、第１ギア１０２と第１ラック１０１との噛み合った状態では、ガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃにより、制御ユニット１４とともに駆動部材１０３を第１の方向に進退させる運動が駆動部材１０３を第２の方向に移動させる運動に変換され、駆動部材１０３の第２ラック１０４が第２ギア１０５に噛み合った状態では、ガイド溝１１７の傾斜部分１１７ｃにより、駆動部材１０３を第２の方向に進退させる運動が制御ユニット１４を第１の方向に進退させる運動に変換される。
【００６２】
以上、画像表示装置１を使用する場合に、モータ６６を正転させて、可動体１２を格納位置から使用位置に前進させる動作に続いて、光学エンジンユニット１３を初期位置から投写位置に回動させる動作を行わせる状況について主に説明したが、逆に画像表示装置１を格納する場合には、モータ６６を逆転させればよく、この場合、光学エンジンユニット１３を投写位置から初期位置に戻す動作に続いて、可動体１２を使用位置から格納位置に戻す動作が行われる。
【００６３】
このように構成された画像表示装置１では、自動で可動体１２を格納位置と使用位置との間で進退させるとともに、光学エンジンユニット１３を初期位置と投写位置との間で回動させるため、可動体１２をユーザが手で把持して引き出したり押し込んだりする操作を行う必要がなく、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けることを避けることができる。そして、また、ユーザは操作スイッチ６８を操作するだけで済むため、使い勝手が向上する。
【００６４】
また、ユーザが手動で可動体１２を格納する場合には、光学エンジンユニット１３を初期位置に戻すことを忘れて、光学エンジンユニット１３が投写位置のままで可動体１２を押し込むことで、光学エンジンユニット１３が携帯型情報処理装置２の側面に衝突することがあるが、本実施形態では、可動体１２を使用位置から格納位置に戻す復帰動作の前に、光学エンジンユニット１３を初期位置に戻す復帰動作が自動で行われるため、光学エンジンユニット１３の衝突を防止することができる。
【００６５】
また、イジェクトロック機構、すなわちイジェクトボタンの押下操作に応じてロックが解除されて画像表示装置の可動体を引き出すことができるようにしたものでは、振動や衝撃でロックが解除されて可動体が飛び出すおそれがあるが、本実施形態では、モータに連結されたギアがラックに噛み合うため、振動や衝撃が作用しても可動体が動くことはない。このため、携帯型情報処理装置をカバンに収納して持ち歩くような場合に、振動や衝撃で可動体が飛び出すことを防止することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、カム溝１１３を駆動部材１０３に設けるとともに、カム溝１１３に係合する突起１１１を光学エンジンユニット１３側に設ける構成としたが、この逆、すなわちカム溝を光学エンジンユニット１３側に設けるとともに、突起を駆動部材１０３に設ける構成も可能である。
【００６７】
また、本実施形態では、光学エンジンユニット１３が自動で所定の投写角度に設定されるものとしたが、操作スイッチ６８の操作などでモータ６６を所要の方向に回転させて投写角度を微調整することができるように構成してもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、操作スイッチ６８を操作することでオートローディング＆チルト機構が動作するようにしたが、携帯型情報処理装置２のキーボード６などの入力デバイスを用いて携帯型情報処理装置２側からオートローディング＆チルト機構の動作を指示するようにしてもよい。また、格納状態に復帰させる場合に、光学エンジンユニット１３などをユーザが手で押すと、これをセンサが検知して復帰動作を開始する構成とすることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態では、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、本実施形態では、携帯型情報処理装置２の収容スペースに、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。
【００７０】
また、本実施形態では、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。
【００７１】
また、本実施形態では、可動体の進退動作（オートローディング）と、投写ユニットの回動動作（オートチルト）とを自動で行わせるものとしたが、可動体の進退動作のみを自動で行わせ、投写ユニットの回動動作はユーザが手動で行うようにしてもよい。この場合、フリーストップヒンジを用いることで、任意の投写角度に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかか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は、取り扱いに不慣れなユーザの操作で装置内部の光学部品などが損傷を受けるなどの不具合が生じることがない効果を有し、スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備えた可動体が筐体に対して出し入れ可能に設けられた画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 画像表示装置
２ 携帯型情報処理装置
１１ 筐体
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
６６ モータ
６８ 操作スイッチ
１０１ 第１ラック
１０２ 第１ギア
１０３ 駆動部材
１０４ 第２ラック
１０５ 第２ギア
１１１ 突起（係合部）
１１２ カム部
１１３ カム溝、１１３ａ 傾斜部、１１３ｂ，１１３ｃ 平行部
１１５ 突起（係合部）
１１６ 長孔１１７ ガイド溝、１１７ａ 第１部分、１１７ｂ 第２部分、１１７ｃ 傾斜部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備え、前記筐体に対して出し入れ可能に設けられた可動体と、
この可動体を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構と、
この進退機構を駆動するモータと、を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記可動体は、前記光学エンジン部を構成する投写光学系を少なくとも備えた投写ユニットと、この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で構成され、
前記投写ユニットを初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構をさらに有し、この回動機構が前記進退機構とともに前記モータにより駆動され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】
前記回動機構は、前記可動体の進退方向となる第１の方向に直交する第２の方向に移動することにより前記投写ユニットを回動させる駆動部材を備え、
前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されず、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されてその駆動部材が第２の方向に移動するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記進退機構は、第１の方向に延在するように前記筐体側に設けられた第１ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより駆動される第１ギアと、を備え、
前記回動機構は、前記駆動部材に設けられた第２ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより前記第１ギアと連動して駆動される第２ギアと、を備え、
前記駆動部材は、前記筐体側に設けられたガイド溝に係合する係合部を備え、
前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記ガイド溝に規制されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合わない位置に前記駆動部材が保持され、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記ガイド溝に案内されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合う位置に前記駆動部材が移動するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記駆動部材は、この駆動部材が第２の方向に移動するのに応じて、前記投写ユニットに設けられた係合部を昇降させるカム部を備えたことを特徴とする請求項３若しくは請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像表示装置を備え、当該携帯型情報処理装置の本体に形成されたドライブベイに前記画像表示装置が収容されるようにしたことを特徴とする携帯型情報処理装置。
【請求項１】
筐体と、
スクリーン上に画面を投写する光学エンジン部を備え、前記筐体に対して出し入れ可能に設けられた可動体と、
この可動体を格納位置と使用位置との間で進退させる進退機構と、
この進退機構を駆動するモータと、を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記可動体は、前記光学エンジン部を構成する投写光学系を少なくとも備えた投写ユニットと、この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で構成され、
前記投写ユニットを初期位置と投写位置との間で回動させる回動機構をさらに有し、この回動機構が前記進退機構とともに前記モータにより駆動され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】
前記回動機構は、前記可動体の進退方向となる第１の方向に直交する第２の方向に移動することにより前記投写ユニットを回動させる駆動部材を備え、
前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されず、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記モータの駆動力が前記駆動部材に伝達されてその駆動部材が第２の方向に移動するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記進退機構は、第１の方向に延在するように前記筐体側に設けられた第１ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより駆動される第１ギアと、を備え、
前記回動機構は、前記駆動部材に設けられた第２ラックと、この第１ラックに噛み合い、前記モータにより前記第１ギアと連動して駆動される第２ギアと、を備え、
前記駆動部材は、前記筐体側に設けられたガイド溝に係合する係合部を備え、
前記可動体が格納位置から使用位置の近傍までの間に位置する状態では、前記ガイド溝に規制されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合わない位置に前記駆動部材が保持され、前記可動体が使用位置の近傍に到達すると、前記ガイド溝に案内されて前記第２ラックが前記第２ギアに噛み合う位置に前記駆動部材が移動するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記駆動部材は、この駆動部材が第２の方向に移動するのに応じて、前記投写ユニットに設けられた係合部を昇降させるカム部を備えたことを特徴とする請求項３若しくは請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像表示装置を備え、当該携帯型情報処理装置の本体に形成されたドライブベイに前記画像表示装置が収容されるようにしたことを特徴とする携帯型情報処理装置。
【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２０１２−１８９８５２（Ｐ２０１２−１８９８５２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３９３４（Ｐ２０１１−５３９３４）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【特許番号】特許第４８９１４４３号（Ｐ４８９１４４３）
【特許公報発行日】平成２４年３月７日（２０１２．３．７）
【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２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【特許番号】特許第４８９１４４３号（Ｐ４８９１４４３）
【特許公報発行日】平成２４年３月７日（２０１２．３．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]