JP2012191478A - 画像表示装置およびこれを備えた携帯型情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】天井面をスクリーンにして画面を投写する場合に、ユーザの使い勝手を高めることができるようにする。
【解決手段】投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、画面の台形歪みを補正するとともに画面を反転させる処理を行う画面補正部と、台形歪み補正の補正量を変更する第１の処理及び画面を反転させる処理を行う第２の処理の指示を行う操作指示部と、を有し、投写角度検出部が予め決められた投写角度以下を検出しているときは、ユーザの操作により操作指示部は第１の処理を行うように画面補正部を指示し、投写角度検出部が予め決められた投写角度を越えたことを検出したときは、ユーザの操作により操作指示部は第２の処理を行うように画面補正部を指示するものとする。
【選択図】図１２

Description

本発明は、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写した際に生じる台形歪みを補正する機能を備えた画像表示装置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。

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

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

特開平９−２７０９７９号公報 特開２００６−１４２３３号公報

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

ところが、天井面を下から見上げるユーザと画面との位置関係によっては画面が逆向きに見える場合があり、この場合、ユーザにとって画面が見やすくなるように、画像表示装置を移動させたり回転させたりする作業が必要になり、ユーザの使い勝手が損なわれるという新たな問題が生じる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、天井面をスクリーンにして画面を投写する場合に、ユーザの使い勝手を高めることができる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。

本発明の画像表示装置は、投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、画面の台形歪みを補正するとともに画面を反転させる処理を行う画面補正部と、台形歪み補正の補正量を変更する第１の処理及び画面を反転させる処理を行う第２の処理の指示を行う操作指示部と、を有し、前記投写角度検出部が予め決められた投写角度以下を検出しているときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第１の処理を行うように前記画面補正部を指示し、前記投写角度検出部が予め決められた投写角度を越えたことを検出したときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第２の処理を行うように前記画面補正部を指示する構成とする。

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。

本発明によれば、天井面をスクリーンにして画面を投写する場合に、ユーザの必要に応じて画面を反転表示させることができるため、天井面を下から見上げるユーザにとって天井面に投射された画面が見やすくなり、ユーザの使い勝手を高めることができる。そして、台形歪み補正の補正量を変更する操作を行う操作指示部が、表示モードを切り換える用途に兼用されるため、表示モードを切り換えるために特別に操作指示部を設ける必要がなくなり、製造コストの上昇を抑えることができる。

本発明による画像表示装置１を携帯型情報処理装置２に内蔵した例を示す斜視図 光学エンジンユニット１３に内蔵される光学エンジン部２１の概略構成図 画像表示装置１の概略構成を示すブロック図 画像表示装置１を示す斜視図 画像表示装置１および携帯型情報処理装置２を示す図 壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図 天井面１０２をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図 台形歪み補正を行う際に用いられる補正係数と投写角度θとの関係を示す図 壁面投写の場合における画面の状況を示す図 天井面投写における画面の状況を示す図 天井面投写の場合に画面を反転表示させる例を示す斜視図 台形歪み補正用の操作ボタン７８，７９を操作した際の処理の手順を示すフロー図 反転表示モードでの投写角度と補正係数の関係を示す図 天井面投写における反転表示モードでの画面の状況を示す図 投写角度に応じて標準表示モードに復帰させる処理の手順を示すフロー図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、画面の台形歪みを補正するとともに画面を反転させる処理を行う画面補正部と、台形歪み補正の補正量を変更する第１の処理及び画面を反転させる処理を行う第２の処理の指示を行う操作指示部と、を有し、前記投写角度検出部が予め決められた投写角度以下を検出しているときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第１の処理を行うように前記画面補正部を指示し、前記投写角度検出部が予め決められた投写角度を越えたことを検出したときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第２の処理を行うように前記画面補正部を指示する構成とする。また、第２の発明は、前記投写ユニットは壁面及び天井面をスクリーンにして画面を投写することができるように上下方向に変更可能に設けられ、前記投写角度検出部が予め決められた天井面投写と判断される投写角度を検出したときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第２の処理を行うように前記画面補正部を指示する構成とする。

これによると、天井面をスクリーンにして画面を投写する場合に、ユーザの必要に応じて画面を反転表示させることができるため、天井面を下から見上げるユーザにとって天井面に投射された画面が見やすくなり、ユーザの使い勝手を高めることができる。そして、台形歪み補正の補正量を変更する操作を行う操作指示部が、表示モードを切り換える用途に兼用されるため、表示モードを切り換えるために特別に操作指示部を設ける必要がなくなり、製造コストの上昇を抑えることができる。

また、第３の発明は、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ものである。

これによると、携帯型情報処理装置の利便性を高めることができる。

また、第４の発明は、前記投写ユニットと、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た可動体が、前記本体に対して出し入れ可能に設けられたものである。

これによると、携帯型情報処理装置の本体から可動体を引き出すことで、投写ユニットを大きく回動させて投写角度を大きく変化させることができ、これにより、壁面投写の他に天井面投写が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

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

本体部３の筐体８の上面８ａには、キーボード６およびタッチパッド７が設けられている。また、本体部３の筐体８におけるキーボード６の裏面側には、光ディスク装置（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。

画像表示装置１は、筐体１１と、筐体１１に対して出し入れ可能に設けられた可動体１２と、を有している。可動体１２は、スクリーン１５に画面１６を投写するための光学部品が収容された光学エンジンユニット（投写ユニット）１３と、この光学エンジンユニット１３内の光学部品を制御するための基板などが収容された制御ユニット（支持ユニット）１４とで構成されている。

図２は、光学エンジンユニット１３に内蔵される光学エンジン部２１の概略構成図である。この光学エンジン部２１は、緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置２２と、赤色レーザ光を出力する赤色レーザ光源装置２３と、青色レーザ光を出力する青色レーザ光源装置２４と、映像信号に応じて各レーザ光源装置２２〜２４からのレーザ光の変調を行う液晶反射型の光変調素子２５と、各レーザ光源装置２２〜２４からのレーザ光を反射させて光変調素子２５に照射させるとともに光変調素子２５から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ２６と、各レーザ光源装置２２〜２４から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ２６に導くリレー光学系２７と、偏光ビームスプリッタ２６を透過した変調レーザ光をスクリーンに投射する投射光学系２８と、を備えている。

この光学エンジン部２１は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するものであり、各レーザ光源装置２２〜２４から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が視覚の残像効果によってカラー画像として認識される。

リレー光学系２７は、各レーザ光源装置２２〜２４から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ３１〜３３と、コリメータレンズ３１〜３３を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第１および第２のダイクロイックミラー３４，３５と、ダイクロイックミラー３４，３５により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板３６と、拡散板３６を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ３７と、を備えている。

投射光学系２８からスクリーンに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、青色レーザ光源装置２４から青色レーザ光が後方に向けて出射され、この青色レーザ光の光軸に対して緑色レーザ光の光軸および赤色レーザ光の光軸が互いに直交するように、緑色レーザ光源装置２２および赤色レーザ光源装置２３から緑色レーザ光および赤色レーザ光が出射され、この青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光が、２つのダイクロイックミラー３４，３５で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第１のダイクロイックミラー３４で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第２のダイクロイックミラー３５で同一の光路に導かれる。

第１および第２のダイクロイックミラー３４，３５は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第１のダイクロイックミラー３４は、青色レーザ光を透過するとともに緑色レーザ光を反射させる。第２のダイクロイックミラー３５は、赤色レーザ光を透過するとともに青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。

これらの各光学部材は、筐体４１に支持されている。この筐体４１は、各レーザ光源装置２２〜２４で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。

緑色レーザ光源装置２２は、側方に向けて突出した状態で筐体４１に形成された取付部４２に取り付けられている。この取付部４２は、リレー光学系２７の収容スペースの前方と側方にそれぞれ位置する前壁部４３と側壁部４４とが交わる角部から側壁部４４に直交する向きに突出した状態で設けられている。赤色レーザ光源装置２３は、ホルダ４５に保持された状態で側壁部４４の外面側に取り付けられている。青色レーザ光源装置２４は、ホルダ４６に保持された状態で前壁部４３の外面側に取り付けられている。

赤色レーザ光源装置２３および青色レーザ光源装置２４は、いわゆるＣＡＮパッケージで構成され、レーザ光を出力するレーザチップが、ステムに支持された状態で缶状の外装部の中心軸上に光軸が位置するように配置されたものであり、外装部の開口に設けられたガラス窓からレーザ光が出射される。この赤色レーザ光源装置２３および青色レーザ光源装置２４は、ホルダ４５，４６に開設された取付孔４７，４８に圧入するなどしてホルダ４５，４６に対して固定される。青色レーザ光源装置２４および赤色レーザ光源装置２３のレーザチップの発熱は、ホルダ４５，４６を介して筐体４１に伝達されて放熱され、各ホルダ４５，４６は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。

緑色レーザ光源装置２２は、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ５１と、半導体レーザ５１から出力された励起用レーザ光を集光する集光レンズであるＦＡＣ（Fast-Axis Collimator）レンズ５２およびロッドレンズ５３と、励起用レーザ光により励起されて基本レーザ光（赤外レーザ光）を出力する固体レーザ素子５４と、基本レーザ光の波長を変換して半波長レーザ光（緑色レーザ光）を出力する波長変換素子５５と、固体レーザ素子５４とともに共振器を構成する凹面ミラー５６と、励起用レーザ光および基本波長レーザ光の漏洩を阻止するガラスカバー５７と、各部を支持する基台５８と、各部を覆うカバー体５９と、を備えている。

この緑色レーザ光源装置２２は、基台５８を筐体４１の取付部４２に取り付けて固定され、緑色レーザ光源装置２２と筐体４１の側壁部４４との間に所要の幅（例えば０．５ｍｍ以下）の間隙が形成される。これにより、緑色レーザ光源装置２２の熱が赤色レーザ光源装置２３に伝わりにくくなり、赤色レーザ光源装置２３の昇温を抑制して、温度特性の悪い赤色レーザ光源装置２３を安定的に動作させることができる。また、赤色レーザ光源装置２３の所要の光軸調整代（例えば０．３ｍｍ程度）を確保するため、緑色レーザ光源装置２２と赤色レーザ光源装置２３との間に所要の幅（例えば０．３ｍｍ以上）の間隙が設けられている。

図３は、画像表示装置１の概略構成を示すブロック図である。図４は、画像表示装置１を示す斜視図であり、図４（Ａ）に、可動体１２を筐体１１内に格納した格納状態を、図４（Ｂ）に、可動体１２を筐体１１から引き出した使用状態をそれぞれ示している。

図３に示すように、画像表示装置１の制御部８１は、各色のレーザ光源装置２２〜２４を制御するレーザ光源制御部８２と、携帯型情報処理装置２から入力される映像信号に基づいて光変調素子２５を制御する光変調素子制御部８３と、携帯型情報処理装置２から供給される電力をレーザ光源制御部８２および光変調素子制御部８３に供給する電源部８４と、各部を総括的に制御する主制御部８５と、を有している。この制御部８１は、制御ユニット１４に設けられている。

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

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

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

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

また、光学エンジンユニット１３内の光学エンジン部２１には、加速度センサ（投写角度検出部）９５が設けられている。この加速度センサ９５は、投写角度、すなわち図４に示すように、光学エンジンユニット１３の出射窓７４から出射される投写光の光軸の水平方向に対する傾斜角度を求める用途に用いられる。この加速度センサ９５については後に詳しく説明する。

また、図３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。

図４に示すように、可動体１２を構成する光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４の各筐体は、高さ方向の寸法が短い扁平な箱形状をなしている。光学エンジンユニット１３および制御ユニット１４の各筐体の両側縁には、筐体１１内に設けられた図示しないガイドレールに沿ってスライドするスライダ７１，７２が設けられており、使用者による押し引き操作で、矢印Ａで示すように、筐体１１に対して可動体１２が出し入れされる。

光学エンジンユニット１３と制御ユニット１４とはヒンジ部７３を介して連結されており、光学エンジンユニット１３が制御ユニット１４に回動可能に支持されている。光学エンジンユニット１３におけるヒンジ部７３と相反する側の端部には出射窓７４が設けられており、この出射窓７４から光学エンジン部２１の投射光学系２８（図２参照）を通過したレーザ光が出射される。

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

また、図４に示したヒンジ部７３は直交２軸構造を有し、図４（Ｂ）に示す使用状態では、制御ユニット１４が筐体１１のガイドレールに支持される一方で、光学エンジンユニット１３は筐体１１から完全に抜け出し、矢印Ｂで示すように、光学エンジンユニット１３を上下方向に回動させることができ、また、矢印Ｃで示すように、前後方向、すなわち可動体１２の出し入れ方向の軸回りに光学エンジンユニット１３を回動させることができる。

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

図５は、画像表示装置１および携帯型情報処理装置２を示す図であり、図５（Ａ）に携帯型情報処理装置２の正面から見た状態を、図５（Ｂ）に携帯型情報処理装置２の側面から見た状態を、それぞれ示す。

光学エンジンユニット１３は、前記のように、投写角度、すなわち光学エンジンユニット１３の出射窓７４から出射される投写光の光軸の水平方向に対する傾斜角度を上下方向に変化させる向きに回動可能に、ヒンジ部７３を介して制御ユニット１４に支持されており、光学エンジン部２１を回動させることで投写角度を調整することができる。

光学エンジンユニット１３に設けられた加速度センサ９５は、互いに直交する３方向の加速度を検出可能な３軸式のものであり、光学エンジンユニット１３の出射窓７４から出射される投写光の光軸に沿う第１の方向と、ヒンジ部７３の回動軸に沿う第２の方向と、第１の方向および第２の方向の双方に対して直交する第３の方向の加速度を検出するように配置されている。

図３に示した制御部８１の主制御部８５では、加速度センサ９５により検出された第１の方向および第３の方向の加速度に基づいて投写角度θが算出され、その投写角度θに応じて画面補正部９６にて画面の台形歪みを補正する処理が行われる。ここで、加速度センサ９５が静止した状態では、加速度センサ９５により第１の方向および第３の方向の重力加速度成分が検出され、これにより投写角度θを求めることができる。

なお、図５（Ｂ）に示したように、画像表示装置１は、キーボードが配設される本体部３の上面に沿って傾いた状態で携帯型情報処理装置２に取り付けられ、光学エンジンユニット１３は矢印Ｃで示すように回動可能となっており、光学エンジンユニット１３を水平方向とすることで、画面の縦方向および横方向がそれぞれ水平方向および垂直方向となる適切な状態で画面がスクリーン上に表示される。

図６は、携帯型情報処理装置２を載置台１００に載置し、壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図である。図７は、天井面１０２をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する状況を示す側面図である。

図５に示したように、光学エンジンユニット１３は矢印Ｂで示すように上下方向に回動可能に制御ユニット１４に支持されており、光学エンジンユニット１３を回動させることで、投写角度を調整することができ、特にここでは、光学エンジンユニット１３を上方向に９０度回動させることができ、投写角度を０度から９０度の範囲で変えて、図６に示すように、壁面１０１をスクリーンにして画面を投写する壁面投写の他に、図７に示すように、天井面１０２をスクリーンにして画面を投写する天井面投写を行うこともできる。

図６、図７に示したように、壁面１０１および天井面１０に対して斜め方向から画面を投写した場合、壁面１０１および天井面１０２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および天井面１０２上では上辺と下辺とが異なる台形状に表示され、台形歪みを補正する台形歪み補正が必要になる。

図８は、台形歪み補正を行う際に用いられる補正係数と投写角度θとの関係を示す図である。ここで、投写角度θは、光学エンジンユニット１３の出射窓７４から出射される投射光の光軸の水平方向に対する傾斜角度である（図５参照）。

図３に示した画面補正部９６では、図８に示す補正係数を用いて台形歪み補正が行われ、ここでは加速度センサ９５の出力値が示す投写角度θに応じて台形歪み補正の補正量を変更するとともに、投写角度θに基づいて壁面投写および天井面投写のいずれの投写形態であるかを判別し、その投写形態に応じて台形歪み補正の補正方向を変更するようにしている。

補正係数は、台形状に表示される投写画面の上辺と下辺との比を表し、投写角度θが０、すなわち画面を真横に投写する場合には、補正係数が１となり、台形歪み補正は行われない。また、補正係数の絶対値は、壁面投写の場合には投写角度θが０度から大きくなるのに応じて大きくなり、また天井面投写の場合に投写角度θが９０度から小さくなるのに応じて大きくなり、この補正係数の絶対値に応じて台形歪み補正の補正量も大きくなるため、投写角度θが変化するのに応じて顕著になる画面の歪みを適切に補正することができる。

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

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

また、図４に示した台形歪み補正用の操作ボタン７８，７９は、台形歪み補正を手動で調整するものであり、例えば投写角度に基づいて自動で行われる台形歪み補正で得られた投写画面に歪みが残っている場合に、台形歪み補正の微調整を行うことができる。この２つの操作ボタン７８，７９は、一方が台形歪み補正の補正量を大きくする用途に、他方が台形歪み補正の補正量を小さくする用途に割り当てられている。

図９は、壁面１０１をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する壁面投写の場合における画像表示装置１の出力画面および壁面１０１上の投写画面を示す図である。図１０は、天井面１０２をスクリーンにして画面を斜め上向きに投写する天井面投写における画像表示装置１の出力画面および天井面１０２上の投写画面を示す図である。

図６に示した壁面投写では、壁面１０１までの距離が投写画面の上辺側で大きくなる。このため、図９（Ａ）に示す矩形の出力画面をそのまま壁面１０１に投写すると、図９（Ｂ）に示すように、壁面１０１上の投写画面は、上辺が下辺より大きくなった台形状に表示される。

ここで、図８に示した補正係数を用いて台形歪み補正を行うと、壁面投写の場合には補正係数がプラスとなるため、画面の上辺側を圧縮する補正が行われ、図９（Ｃ）に示すように、補正済みの出力画面は、上辺が下辺より小さくなった台形状をなし、これを壁面１０１および床面１０３に投写すると、図９（Ｄ）に示すように、上辺と下辺とが同一長さの歪みのない矩形の画面が表示される。

一方、図７に示した天井面投写では、天井面１０２までの距離が投写画面の下辺側で大きくなる。このため、図１０（Ａ）に示す矩形の出力画面を天井面１０２および壁面１０１に投写すると、図１０（Ｂ）に示すように、天井面１０２および壁面１０１上の投写画面は、下辺が上辺より大きくなった台形状に表示される。

ここで、図８に示した補正係数を用いて台形歪み補正を行うと、天井面投写の場合には補正係数がマイナスとなるため、画面の下辺側を圧縮する補正が行われ、図１０（Ｃ）に示すように、補正済みの出力画面は、下辺が上辺より小さくなった台形状をなし、これを天井面１０２および壁面１０１に投写すると、図１０（Ｄ）に示すように、上辺と下辺とが同一長さの歪みのない矩形の画面が表示される。

図１１は、天井面投写の場合に画面を反転表示させる例を示す斜視図である。図７に示した天井面投写の場合に台形歪み補正のみを行うと、天井面１０２に図１１（Ａ）に示すように画面が表示されるが、天井面１０２を下から見上げるユーザと画面との位置関係によっては画面が逆向きに見える場合があり、この場合、図１１（Ｂ）に示すように画面を反転表示させた方が見やすくなる。なお、ここで反転とは、画面を１８０度回転させた状態とすることである。

そこでここでは、加速度センサ９５の出力値が示す投写角度に基づいて壁面投写と天井面投写とを判別し、投写角度が、天井面投写と判断される角度（ここでは６０度以上）になると、図４に示した台形歪み補正用の操作ボタン７８，７９をユーザが操作することで、図１１（Ａ）に示したように画面を反転させない標準表示状態で投写する標準表示モードと、図１１（Ｂ）に示したように画面を反転させる反転表示状態で投写する反転表示モードとを切り換えることができるようになっている。

図１２は、台形歪み補正用の操作ボタン７８，７９を操作した際の処理の手順を示すフロー図である。ここでは、操作ボタン７８，７９のいずれかが押されると（ＳＴ１０１でＹｅｓ）、加速度センサ９５の出力値が示す現在の投写角度を検出し（ＳＴ１０２）、ついで現在の投写角度が６０度を超えているか否かを判定する（ＳＴ１０３）。ここで、現在の投写角度が６０度を超えていない場合には（ＳＴ１０３でＮｏ）、台形歪み補正の補正量を変更する処理が行われる（ＳＴ１０４）。一方、現在の投写角度が６０度を超えている場合には（ＳＴ１０３でＹｅｓ）、天井面投写と判断して、標準表示モードと反転表示モードとの切り替えが行われる（ＳＴ１０５）。

なお、ここでは、投写形態の判別の基準となる投写角度を６０度としたが、この投写形態の判別の基準となる投写角度はこれに限定されるものではなく、適宜に定めればよい。

また、投写角度が所定角度を超えて天井面投写と判断された場合には、２つの操作ボタン７８，７９が同一の機能を有するものとなり、いずれか一方を操作すると、標準表示モードと反転表示モードとの切り替えが行われる。

図１３は、反転表示モードでの投写角度と補正係数の関係を示す図である。天井面投写で画面を反転表示させる場合、上辺と下辺との位置関係が逆になる。このため、天井面投写の場合の台形歪み補正では、図８に示した例とは逆の補正が行われ、具体的には、補正係数がプラスとなり、画面の上辺側を圧縮する補正が行われる。

図１４は、天井面投写における反転表示モードでの画面の状況を示す図である。天井投写の場合には、補正係数がプラスとなり、図１４（Ｂ）に示すように、画面の上辺側を圧縮する補正が行われ、ついで図１４（Ｃ）に示すように、画面の上下を反転させる処理が行われ、これにより得られた出力画面を天井面１０２に投写すると、図１４（Ｄ）に示すように、上下が反転した歪みのない矩形の画面が表示される。

なお、投写角度に応じて台形歪み補正の補正量を変更する自動調整は、投写角度に関係なく実施されるが、投写角度が所定角度を超えて天井面投写と判断された場合には、操作ボタン７８，７９の機能が表示モードを切り替える用途に代わるため、操作ボタン７８，７９で台形歪み補正の微調整を行うことができなくなるが、天井面投写の場合には、略真上の天井面に投写する、すなわち投写角度が略９０度となる場合が多く、台形歪みが比較的小さくなるため、台形歪み補正の微調整ができなくても特に支障はない。

ところで、投写角度が所定角度より小さくなると、操作ボタン７８，７９の機能が台形歪み補正の補正量を変更する用途に戻されるため、標準表示モードと反転表示モードとの切り替えができなくなる。このため、天井面投写から壁面投写に変更する際に、反転表示モードに設定したまま投写角度を小さくすると、反転表示モードのままで標準表示モードに復帰させることができないという不都合が生じる。

そこで、本実施形態では、天井面投写の際に画面を反転させる反転表示モードに設定した状態のままで、加速度センサ９５の出力値が示す投写角度が、壁面投写と判断される角度（ここでは６０度以下）になると、自動で反転表示モードから画面を反転させない標準表示モードに切り換えるようになっている。

図１５は、投写角度に応じて標準表示モードに復帰させる処理の手順を示すフロー図である。ここでは、まず、現在の投写角度を検出し（ＳＴ２０１）、現在の投写角度と前回検出した投写角度とを比較して、投写角度に変化があったか否かを判定する（ＳＴ２０２）。ここで投写角度に変化があった場合には、次に現在の投写角度が６０度以下か否かを判定する（ＳＴ２０３）。ここで現在の投写角度が６０度以下であれば、次に現在、反転表示モードとなっているか否かを判定し（ＳＴ２０４）、反転表示モードとなっていれば、標準表示モードに切り換える（ＳＴ２０５）。

なお、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。

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。

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

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、天井面をスクリーンにして画面を投写する場合に、ユーザの使い勝手を高めることができる効果を有し、スクリーンに対して斜め方向から画面を投写した際に生じる台形歪みを補正する機能を備えた画像表示装置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。

１ 画像表示装置
２ 携帯型情報処理装置（電子機器）
１２ 可動体
１３ 光学エンジンユニット（投写ユニット）
１４ 制御ユニット（支持ユニット）
２１ 光学エンジン部
７３ ヒンジ部
７４ 出射窓
７５ 操作指示部
７８，７９ 操作ボタン
８１ 制御部
９５ 加速度センサ（投写角度検出部）
９６ 画面補正部
１０１ 壁面
１０２ 天井面

Claims (4)

1. 投写角度を上下方向に変更可能に設けられた投写ユニットと、
   この投写ユニットの投写角度を検出する投写角度検出部と、
   画面の台形歪みを補正するとともに画面を反転させる処理を行う画面補正部と、
   台形歪み補正の補正量を変更する第１の処理及び画面を反転させる処理を行う第２の処理の指示を行う操作指示部と、を有し、
   前記投写角度検出部が予め決められた投写角度以下を検出しているときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第１の処理を行うように前記画面補正部を指示し、前記投写角度検出部が予め決められた投写角度を越えたことを検出したときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第２の処理を行うように前記画面補正部を指示することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記投写ユニットは壁面及び天井面をスクリーンにして画面を投写することができるように上下方向に変更可能に設けられ、前記投写角度検出部が予め決められた天井面投写と判断される投写角度を検出したときは、ユーザの操作により前記操作指示部は前記第２の処理を行うように前記画面補正部を指示することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
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、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。
4. 前記投写ユニットと、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た可動体が、前記本体に対して出し入れ可能に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の携帯型情報処理装置。

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