(57)【要約】【課題】画像表示装置をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる画像表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する光学エンジンユニット１３と、光学系を制御する制御基板を収納し光学エンジンユニット１３と電気的に接続する制御ユニット１４と、光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とを収容する筐体１１と、を備え、光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とを上下に配置し、筐体１１を略直方体状とすることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する第１ユニットと、
前記光学系を制御する制御基板を収納し前記第１ユニットと電気的に接続する第２ユニットと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとを収容する筐体と、を備え、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとを上下に配置し、前記筐体を略直方体状とすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１ユニットは、前記第２ユニットより上方に位置することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記筐体は、
前記第１ユニットからの光を外部に導く出射窓を有し、
前記出射窓の反対側に位置する面を平面状として、前記平面状の面を水平面上に置いて前記出射窓を上方に位置させることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に半導体レーザを用いた画像表示装置に関し、特に携帯型の電子機器に接続可能な小型の画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置の光源に半導体レーザを用いる技術が注目されている。この半導体レーザは、従来から画像表示装置に多用されてきた水銀ランプと比較して、色再現性がよい点、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、ならびに小型化が容易である点など、種々の利点を有している。
【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、とりわけ小型化が容易な点である。例えば、持ち運びに便利なノートブック型のパーソナルコンピュータに画像表示装置を内蔵させて、パーソナルコンピュータで処理したデータをスクリーン上に表示させるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。これにより、パーソナルコンピュータと画像表示装置とをケーブル等のラインで接続させることなく使い勝手も良いものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２８４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（特許文献１）記載の技術では、プロジェクタ本体が常にコンピュ−タ本体から飛び出しているために、プロジェクタ本体の持ち運びの点において課題が生じる。また、画像表示装置はコンピュータ本体に内蔵できる形状であると複雑な形状になり、その画像表示装置は単体で簡単に持ち運ぶ方法に適さない。すなわち、使用者が身に着けている服のポケットに収納して持ち運ぶ方法などには適さない。
【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、画像表示装置をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する第１ユニットと、光学系を制御する制御基板を収納し第１ユニットと電気的に接続する第２ユニットと、第１ユニットと第２ユニットとを収容する筐体と、を備え、第１ユニットと第２ユニットとを上下に配置し、筐体を略直方体状とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像表示装置を構成する第１ユニットと第２ユニットとを上下に配置するので、画像表示装置の外形を形成する壁面の面積を抑えることができる。また、画像表示装置の筐体を略直方体状にするので、使用者が装置を簡単に持ち運びすることができる。これらの結果、画像表示装置をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる画像表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の画像表示装置をノート型の情報処理装置に接続した例を示す斜視図
【図２】本発明の画像表示装置を示す斜視図
【図３】本発明の画像表示装置を示す展開図
【図４】光学エンジンユニットの概略構成図
【図５】壁面をスクリーンにして画像を斜め上向きに投射する状況を示す側面図
【図６】天井面をスクリーンにして画像を投射する状況を示す側面図
【図７】壁面をスクリーンにして画像を真横に投射する状況を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、画像をスクリーン上に表示するための光学系を収納する第１ユニットと、光学系を制御する制御基板を収納し第１ユニットと電気的に接続する第２ユニットと、第１ユニットと第２ユニットとを収容する筐体と、を備え、第１ユニットと第２ユニットとを上下に配置し、筐体を略直方体状とすることを特徴とする。これにより、画像表示装置を構成する第１ユニットと第２ユニットとを上下に配置するので、画像表示装置１の外形を形成する筐体の壁面の面積を抑えることができる。また、画像表示装置の筐体を略直方体状にするので、使用者が装置を簡単に持ち運びすることができる。これらの結果、画像表示装置をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる画像表示装置を実現できる。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、第１ユニットは、第２ユニットより上方に位置することを特徴とする。これにより、第１ユニットが第２ユニットより上方に位置するので、第１ユニットを上方に傾ける角度を小さくしても照射範囲を広げることができる。その結果、第１ユニットを傾けるための傾き調整部材の補正量を小さくするので、傾き調整部材を小さくしつつ画像表示装置をコンパクトにできる。
【００１２】
また、第３の発明は、第１の発明において、筐体が第１ユニットからの光を外部に導く出射窓を有し、出射窓の反対側に位置する面を平面状として、平面状の面を水平面上に置いて出射窓を上方に位置させることを特徴とする。これにより、出射窓の反対側に位置する面を平面状として、この平面状の面を水平面上に置いて出射窓を上方に位置させるので、画像を天井面に投射すると共に、画像表示装置を安定して設置できる。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の画像表示装置をノート型の情報処理装置に接続した例を示す斜視図である。
【００１５】
画像表示装置１の側面にはケーブル３０１の一方の端部を差し込むための差し込み口が設けられている。また、情報処理装置２の本体にも同様に、ケーブル３０１の他方の端部を差し込むための差し込み口が設けられている。画像表示装置１を使用する際には、ケーブル３０１の一方の端部を画像表示装置１の差し込み口に差し込み、ケーブル３０１の他方の端部を情報処理装置２の差し込み口に差し込む。これにより、画像表示装置１と情報処理装置２とが接続される。ケーブル３０１は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）インターフェース等の電力伝達機能と信号伝達機能を兼ね備えた接続手段であり、画像表示装置１は、このケーブル３０１を通じて情報処理装置２から電力供給を受けると共に画像表示のためのデータ受信を行う。
【００１６】
また、画像表示装置１を持ち運ぶ際には、ケーブル３０１を画像表示装置１と情報処理装置２から取外し、画像表示装置１と情報処理装置２とケーブル３０１とを独立させて持ち運ぶ。
【００１７】
画像表示装置１は、レーザ光をスクリーンＳに投射するための光学エンジンユニット（第１ユニット）と、この光学エンジンユニットを制御するための制御ユニット（第２ユニット）とで構成されている。そして、この第１ユニットと第２ユニットは、筐体１１に収容されている。
【００１８】
この画像表示装置１は、使用時には画像表示装置１の本体を傾けて、光学エンジンユニットからのレーザ光の投射角度を調整することで、レーザ光をスクリーンＳ上に適切に投射させることができる。
【００１９】
図２は、本発明の画像表示装置を示す斜視図であり、図２（ａ）は画像表示装置を出射窓側から見た図、図２（ｂ）は画像表示装置を出射窓と反対側から見た図である。
【００２０】
画像表示装置１の前面１ａには、出射窓７４が設けられている。この出射窓７４は、光学エンジンユニットからのレーザ光を外部に導く窓である。
【００２１】
画像表示装置１の上面１ｂには、操作部８１が設けられている。この操作部８１には、電源用の操作ボタン８２と、輝度切り替え用の操作ボタン８３と、台形補正用の２つの操作ボタン８４，操作ボタン８５とが設けられており、これらのボタンを操作することにより投射する画像表示のオンオフと投射する画像の画質調整を行うことができる。また、画像表示装置１の上面１ｂには、操作部８１の横に外部の空気を取込む吸気口２０３が設けられ、画像表示装置１の前面１ａには、出射窓７４の横に内部の空気を排出する排気口２０２が設けられている。画像表示装置１の内部に取込まれた空気は光学エンジンユニットの内部を循環後、排気口２０２から排出される。
【００２２】
画像表示装置１の一方の側面１ｃには、ケーブル３０１の一方の端部を差し込むための差し込み口３０２が設けられている。この差し込み口３０２にケーブル３０１の端部を差し込むことにより、画像表示装置１と情報処理装置２とが電気的に接続される。
【００２３】
画像表示装置１の下面には、出射窓７４側に傾き調整部材４０１が２つ設けられている。傾き調整部材４０１は画像表示装置１の上下方向に棒状であり、この傾き調整部材４０１を画像表示装置１から引き出し、側面１ｃに設けられたロック機構４０２により所望の位置で固定することができる。これにより、画像表示装置１の傾きを調整することができる。例えば、傾き調整部材４０１の引き出し量が大きい場合には、画像表示装置１の前面（出射窓７４が位置する面）が後面（出射窓７４が位置する面と反対側の面）に対して上方に位置する量が大きくなり、画像表示装置１の傾き量は大きくなる。また、傾き調整部材４０１の引き出し量が小さい場合には、画像表示装置１の前面（出射窓７４が位置する面）が後面（出射窓７４が位置する面と反対側の面）に対して上方に位置する量が小さくなり、画像表示装置１の傾き量は小さくなる。
【００２４】
また、画像表示装置１は、前面１ａ、上面１ｂ、側面１ｃ、および下面に操作部や調整部が全て配置され、後面１ｄには操作部や調整部が配置されない。したがって、後面１ｄは平面状となっている。
【００２５】
図３は、本発明の画像表示装置を示す展開図である。
【００２６】
画像表示装置１は、筐体１１と、光学エンジンユニット１３（第１ユニット）と、制御ユニット１４（第２ユニット）とから構成されている。
【００２７】
筐体１１は、画像表示装置１における前面１ａ、上面１ｂ、側面１ｃ、後面１ｄを形成する上側筐体１１ａと、画像表示装置１における下面を形成する下側筐体１１ｂとから構成される。光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４は、上側筐体１１ａと下側筐体１１ｂとから上下から包み込むように収容される。また、筐体１１は、上側筐体１１ａと下側筐体１１ｂとを勘合させることにより形成され、略直方体の形状をしている。
【００２８】
光学エンジンユニット１３は、画像をスクリーン上に表示するための光学系、すなわちレーザ光をスクリーンＳに投射するための光学部品を収容する。また、光学エンジンユニット１３は、筐体１１の上側筐体１１ａ側、すなわち画像表示装置１の上方に位置する。
【００２９】
制御ユニット１４は、光学エンジンユニット内の光学部品を制御するための制御基板などを収納し光学エンジンユニットと電気的に接続される。また、制御ユニット１４は、筐体１１の下側筐体１１ｂ側、すなわち画像表示装置１の下方に位置する。
【００３０】
画像表示装置１は、その内部で光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とを上下に配置するので、画像表示装置１の外形を形成する筐体１１の壁面の面積を抑えることができる。また、画像表示装置１の筐体を略直方体状にするので、使用者が装置を簡単に持ち運びすることができる。これらの結果、画像表示装置１をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる画像表示装置１を実現できる。
【００３１】
さらに、光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４は、上下に配置されて筐体１１に収容されるので、光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４と、筐体１１との間に不要なスペースを設けることなく画像表示装置１の厚みを増すことができる。また、光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とを並べて配置するのに比べて、画像表示装置１をコンパクトにできるので、使用者が身に着けている服のポケットに画像表示装置１を収納して持ち運ぶことも可能になる。
【００３２】
また、画像表示装置１を通常使用する際、画像表示装置１の操作部８１を上方に向けて配置する。そのため、画像表示装置１がテーブル上に置かれているとき、画像を壁面上方に投射する場合には画像表示装置１を傾ける必要がある。このとき、光学エンジンユニット１３が制御ユニット１４より上方に位置するので、光学エンジンユニット１３が画像表示装置１の上側に配置されることになる。そのため、光学エンジンユニット１３を上方に傾ける角度を小さくしても照射範囲を広げることができる。その結果、光学エンジンユニット１３を傾けるための傾き調整部材４０１の補正量を小さくするので、傾き調整部材４０１を小さくしつつ画像表示装置１をコンパクトにできる。
【００３３】
図４は、光学エンジンユニットの概略構成図である。
【００３４】
この光学エンジンユニット１３は、緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置２２と、赤色レーザ光を出力する赤色レーザ光源装置２３と、青色レーザ光を出力する青色レーザ光源装置２４と、映像信号に応じて緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４からのレーザ光の変調を行う液晶反射型の光変調素子２５と、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４からのレーザ光を反射させて光変調素子２５に照射させると共に光変調素子２５から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ２６と、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ２６に導くリレー光学系２７と、偏光ビームスプリッタ２６を透過した変調レーザ光をスクリーンＳに投射する投射光学系２８と、を備えている。
【００３５】
この光学エンジンユニット１３は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するものであり、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が視覚の残像効果によってカラー画像として認識される。
【００３６】
リレー光学系２７は、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ３１〜３３と、コリメータレンズ３１〜３３を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第１および第２のダイクロイックミラー３４，３５と、ダイクロイックミラー３４，３５により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板３６と、拡散板３６を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ３７と、を備えている。
【００３７】
投射光学系２８からスクリーンＳに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、青色レーザ光源装置２４から青色レーザ光が後方に向けて出射され、この青色レーザ光の光軸に対して緑色レーザ光の光軸および赤色レーザ光の光軸が互いに直交するように、緑色レーザ光源装置２２および赤色レーザ光源装置２３から緑色レーザ光および赤色レーザ光が出射され、この青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光が、２つのダイクロイックミラー３４，３５で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第１のダイクロイックミラー３４で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第２のダイクロイックミラー３５で同一の光路に導かれる。
【００３８】
第１および第２のダイクロイックミラー３４，３５は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第１のダイクロイックミラー３４は、青色レーザ光を透過すると共に緑色レーザ光を反射させる。第２のダイクロイックミラー３５は、赤色レーザ光を透過すると共に青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。
【００３９】
これらの各光学部材は、筐体４１に支持されている。この筐体４１は、緑色レーザ光源装置２２、赤色レーザ光源装置２３、青色レーザ光源装置２４で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。
【００４０】
緑色レーザ光源装置２２は、側方に向けて突出した状態で筐体４１に形成された取付部４２に取付けられている。この取付部４２は、リレー光学系２７の収容スペースの前方と側方にそれぞれ位置する前壁部４３と側壁部４４とが交わる角部から側壁部４４に直交する向きに突出した状態で設けられている。赤色レーザ光源装置２３は、ホルダ４５に保持された状態で側壁部４４の外面側に取付けられている。青色レーザ光源装置２４は、ホルダ４６に保持された状態で前壁部４３の外面側に取付けられている。
【００４１】
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４５，２６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。
【００４２】
緑色レーザ光源装置２２は、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ５１と、半導体レーザ５１から出力された励起用レーザ光を集光する集光レンズであるＦＡＣ（Ｆａｓｔ−Ａｘｉｓ  Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）レンズ５２およびロッドレンズ５３と、励起用レーザ光により励起されて基本レーザ光（赤外レーザ光）を出力する固体レーザ素子５４と、基本レーザ光の波長を変換して半波長レーザ光（緑色レーザ光）を出力する波長変換素子５５と、固体レーザ素子５４と共に共振器を構成する凹面ミラー５６と、励起用レーザ光および基本波長レーザ光の漏洩を阻止するガラスカバー５７と、各部を支持する基台５８と、各部を覆うカバー体５９と、を備えている。
【００４３】
この緑色レーザ光源装置２２は、基台５８を筐体４１の取付部４２に取付けて固定され、緑色レーザ光源装置２２と筐体４１の側壁部４４との間に所要の幅（例えば０．５ｍｍ以下）の間隙が形成される。これにより、緑色レーザ光源装置２２の熱が赤色レーザ光源装置２３に伝わりにくくなり、赤色レーザ光源装置２３の昇温を抑制して、温度特性の悪い赤色レーザ光源装置２３を安定的に動作させることができる。また、赤色レーザ光源装置２３の所要の光軸調整代（例えば０．３ｍｍ程度）を確保するため、緑色レーザ光源装置２２と赤色レーザ光源装置２３との間に所要の幅（例えば０．３ｍｍ以上）の間隙が設けられている。
【００４４】
図５は、壁面をスクリーンにして画像を斜め上向きに投射する状況を示す側面図であり、画像表示装置がテーブル上に置かれている様子を示す図である。
【００４５】
画像表示装置１は、その下面から傾き調整部材４０１が引き出されて、所望の位置でロック機構４０２により保持される。そして、テーブル６０１の水平面６０２上に置かれることにより、画像表示装置１を所望の角度で設置できる。このようにすることで、出射窓７４から出射された光が壁面５０１に向かうように画像表示装置１を設置でき、壁面５０１をスクリーンにして画像を斜め上向きに投射することができる。
【００４６】
図６は、天井面をスクリーンにして画像を投射する状況を示す側面図であり、画像表示装置がテーブル上に置かれている様子を示す図である。
【００４７】
画像表示装置１は、後面１ｄがテーブル６０１の水平面６０２上に接触するように置かれる。これにより、出射窓７４を上方に位置させて天井面５０２をスクリーンにして画像を投射できる。このとき、画像表示装置１の後面１ｄには、操作部や調整部が一切配置されておらず、その表面が平面状であるため、出射窓７４を上方に位置させつつ画像表示装置１を安定して設置できる。
【００４８】
また、画像表示装置１の筐体１１が略直方体であるため、正確に出射窓７４を上方に向けることができる。さらに、光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とを上下に配置して筐体１１に収容するので、画像表示装置１の後面１ｄの面積を大きくでき、画像表示装置１をさらに安定して設置できる。
【００４９】
図７は、壁面をスクリーンにして画像を真横に投射する状況を示す図であり、画像表示装置がテーブル上に置かれている様子を示す図である。
【００５０】
画像表示装置１には、その下面に三脚取付け用の穴が設けられている。この三脚取付け用の穴を利用して三脚が取付けられている。そして、この三脚をテーブル６０１上に置くことにより、画像表示装置１をテーブル６０１の水平面６０２から遠ざけるように設置できる。このようにして、出射窓７４から出射された光が壁面５０１に向かうように画像表示装置１を設置でき、壁面５０１をスクリーンにして画像を真横に投射することができる。
【００５１】
以上のように、画像表示装置１を構成する光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とを上下に配置するので、画像表示装置１の外形を形成する筐体１１の壁面の面積を抑えることができる。また、画像表示装置１の筐体１１を略直方体状にするので、使用者が装置を簡単に持ち運びすることができる。これらの結果、画像表示装置１をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる画像表示装置１を実現できる。また、使用者が身に着けている服のポケットに画像表示装置１を収納して持ち運ぶ際にも、コンパクトに収納できる画像表示装置１を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかる画像表示装置は、画像表示装置をコンパクトにして持ち運びを容易にすると共に、使用者が持ち運びしやすいような単純な形状にできる効果を有し、特に特に携帯型の電子機器に接続可能な小型の画像表示装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１    画像表示装置
１ａ    前面
１ｂ    上面
１ｃ    側面
１ｄ    後面
２    情報処理装置
１１    筐体
１１ａ    上側筐体
１１ｂ    下側筐体
１３    光学エンジンユニット（第１のユニット）
１４    制御ユニット（第２のユニット）
２２    緑色レーザ光源装置
２３    赤色レーザ光源装置
２４    青色レーザ光源装置
２５    光変調素子
２６    偏光ビームスプリッタ
２７    リレー光学系
２８    投射光学系
７４    出射窓
８１    操作部
８２    操作ボタン
８３    操作ボタン
８４    操作ボタン
８５    操作ボタン
２０２    排気口
２０３    吸気口
３０１    ケーブル
３０２    差し込み口
４０１    傾き調整部材
４０２    ロック機構
５０１    壁面
５０２    天井面
６０１    テーブル
６０２    水平面
【図１】
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【図２】
2013083735.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013083735.tif 000006
【図５】
2013083735.tif 000007
【図６】
2013083735.tif 000008
【図７】
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