(57)【要約】【課題】従来のステレオビューア付き電子機器は、２Ｄ表示（通常表示）と３Ｄ表示（立体表示）の切替えに手間がかかるとともに、薄型化することが困難であるため携帯性が悪かった。【解決手段】２Ｄ表示のときは、凹レンズ及び、その凹レンズと曲率が同じ凸レンズを表示素子の表面上に重ねて配置し、３Ｄ表示のときには凸レンズを凹レンズから一定距離だけ離れた所に配置することで、２Ｄ表示と３Ｄ表示が可能となる。２Ｄ表示のときには凸レンズが表示素子上に収容されているため薄型で携帯性の高い３Ｄ表示機能つき電子機器が実現できる。【選択図】図１
2011154144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一表示素子と、前記第一表示素子が固定されている筐体と、双眼凹レンズと、前記双眼凹レンズと同じ曲率を持つ双眼凸レンズと、アーム手段と、からなる電子機器において、
前記アーム手段は、前記双眼凸レンズを前記表示素子に対して平行な位置に保持するとともに、前記双眼凸レンズと前記表示素子間の距離を可変させる機能を有し、
前記双眼凹レンズの凹部の反対面と前記表示素子面が近接して配置され、かつ、前記双眼凸レンズが前記双眼凹レンズの前記凹部と前記双眼凸レンズの凸部が近接して配置される第一表示モードと、
前記双眼凸レンズが前記双眼凹レンズに対して、所定距離だけ離れて配置される第二表示モードと、を有する電子機器。
【請求項２】
前記第一表示モードと前記第二表示モードのいずれの場合も、前記双眼凹レンズの凹部の反対面が前記表示素子面に近接して固定されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記双眼凹レンズが凹レンズと透明枠からなり、前記凹レンズの外周と前記透明枠の表面が滑らかな曲面でつながっていて、
前記双眼凸レンズが凸レンズと透明枠からなり、前記凸レンズの外周と前記透明枠の表面が滑らかな曲面でつながっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記双眼凹レンズの前記透明枠または、前記双眼凸レンズの前記透明枠に、位置決め用の突起または穴を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記第二表示モードでは、前記双眼凹レンズが前記表示素子面から離れて、前記アーム手段に収容されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型の携帯電話や携帯端末や電子機器に用いられる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの携帯端末装置の表示素子は携帯性を考慮し、薄型で３〜４インチの小型なものが用いられている。
【０００３】
また、表示素子は高精細化が進み、多量の情報を表示することが可能になったが、携帯端末の表示素子で表示した文字や画像は、細かすぎて見にくくなるという課題がある。
【０００４】
メガネを使わずに表示素子で立体画像（３Ｄ画像）を再生するには、例えば視差バリア方式による３Ｄ表示方法がある。（例えば特許文献１）
しかし、携帯端末などの小型の表示素子では画面が小さいために、立体画像の臨場感が失われる。
【０００５】
左目視線の左画像と右目視線の右画像を横に並べたサイドバイサイドのステレオ画像を、それぞれ左右の目で見ることにより、３Ｄ画像を表示するステレオビューアを用いた方式が知られている。
【０００６】
本方式は小型表示素子でも臨場感のある３Ｄ画像を表示することができる。（例えば特許文献２や特許文献３）
図７は従来のステレオビューアによる立体（３D）写真再生装置である。
【０００７】
写真枠１９に合わせてステレオ写真１８を配置し、写真位置から距離をおいて配置した２つの凸レンズ５からなる双眼レンズ２を通して左右の画像をそれぞれ左右の目で見ることにより立体表示が可能になる。
【０００８】
写真枠１９とアーム４と双眼レンズ２は、図（２）に示すように、２つの回動軸により折畳み可能な構造を有している。
【０００９】
また、電子機器の表示素子（ディスプレイ）の側面に双眼レンズ付きアーム部品を固定することで、表示素子に表示したステレオ画像を立体画像として再生する方法が提案されている。（例えば特許文献４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−１５５３２号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０２５８４１号公報
【特許文献３】特開２００３−２２８０２２号公報
【特許文献４】特開２００４−１７７４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の特許文献３に記載された、立体（３Ｄ）画像の表示素子を有する電子機器は、アームを表示素子の周囲の筐体枠に固定する構造を有しているため、携帯性が悪かった。
【００１２】
電子機器を携帯しやすくするためにアームを電子機器から取り外すことは可能であるが、電子機器本体と双眼レンズを含むアームを別々に携帯する必要があり、持ち運びには適さなかった。
【００１３】
また、携帯電話や携帯端末のような電子機器では通話、メール、テレビ、カメラなど多くの機能を有し、立体画像表示（３Ｄ表示）でなくても使用できる機能がむしろ多い。立体画像ではない従来の表示画面（２Ｄ表示）で操作を行うときには、アームが邪魔になってしまう。または、アームを取り外す手間がかかってしまう。
【００１４】
例えば、特許文献１や２に記載された折畳み機能を有するステレオビューアを電子機器の表示素子上に取り付ければ、持ち運びがしやすくなる。
【００１５】
しかし、文献１や２に記載されたステレオビューアは双眼レンズがステレオ画像上に収納される構造を有しているため、従来の表示画面による操作を行うことができない。すなわちメールなどの従来機能の操作性が非常に悪くなってしまう。
【００１６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、従来の２Ｄ表示と３Ｄ表示を両立しながら、薄型で持ち運びやすい電子機器を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
次に、上記の課題を解決するための手段について述べる。
【００１８】
本発明の電子機器は、長方形の第一表示素子と、第一表示素子が固定されている筐体と、前記筐体のカバーと、双眼凹レンズと、前記双眼凹レンズと同じ曲率を持つ双眼凸レンズとアーム手段からなる電子機器において、前記第一表示素子の長辺が縦向き、または横向きになる第一表示モードと、前記第一表示素子の長辺が横向きになる配置で、かつ前記表示素子が左右の画面に二分割され、分割された前記画面に左画像と右画像をそれぞれ表示することにより立体画像を表示する第二表示モードを有し、前記アーム手段は、前記双眼凸レンズを前記表示素子に対して平行な位置に保持するとともに、前記双眼凸レンズと前記表示素子間の距離を可変させる機能を有し、前記第一表示モードでは、前記双眼凹レンズの凹部の反対面と前記表示素子面が近接して配置され、かつ、前記双眼凸レンズが前記双眼凹レンズの前記凹部と前記双眼凸レンズの凸部が近接して配置され、前記第二表示モードでは、前記双眼凸レンズが前記双眼凹レンズに対して、所定距離だけ離れて配置される。
【００１９】
また、本発明の電子機器は、前記第一表示モードと前記第二表示モードのいずれの場合も、前記双眼凹レンズの凹部の反対面が前記表示素子面に近接して固定されている。
【００２０】
また、本発明の電子機器は、前記双眼凹レンズが凹レンズと透明枠からなり、前記凹レンズの外周と前記透明枠の表面が滑らかな曲面でつながっていて、前記双眼凸レンズが凸レンズと透明枠からなり、前記凸レンズの外周と前記透明枠の表面が滑らかな曲面でつながっている。
【００２１】
また、本発明の電子機器は、前記双眼凹レンズの前記透明枠または、前記双眼凸レンズの前記透明枠に、位置決め用の突起または穴を有する。
【００２２】
また、本発明の電子機器は、前記第二表示モードでは、前記双眼凹レンズが前記表示素子面から離れて、前記アーム手段に収容される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、２Ｄ表示と３Ｄ表示を両立しながら、薄型で持ち運びやすい電子機器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１の携帯端末装置の概略構造図
【図２】本発明の実施の形態１の携帯端末装置の概略断面図
【図３】本発明の実施の形態１の携帯端末装置の双眼凹レンズによる歪みを示す図
【図４】本発明の実施の形態１の携帯端末装置の双眼レンズの拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態２の携帯端末装置の概略構造図
【図６】本発明の実施の形態３の携帯端末装置の概略構造図
【図７】従来のステレオビューアの概略構造図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の携帯端末装置の概略構造図である。
【００２６】
以下、本実施の形態１では携帯端末装置に適用した場合を例に説明するが、その他、ポータブルなカーナビゲーションやテレビなど、表示素子を有する薄型電子機器に適用した場合も同様である。
【００２７】
本実施の形態の携帯端末装置は、図１に示すように、表示素子９を有する筐体１と透明な双眼凸レンズ２からなる携帯端末装置であり、双眼凸レンズ２はアーム手段４を介して筐体１に結合されている。
【００２８】
図１（１）は、表示素子９の長辺が水平の状態で、双眼凸レンズ２が表示素子２の上に近接して配置されている。これは従来の携帯端末装置の使用形態の一例であり、第一形態と呼ぶことにする。
【００２９】
なお、第一表示素子の長辺が垂直向きの状態で情報を表示した使用形態も可能でありこれも第一形態に含まれる。
【００３０】
第一形態においては、表示素子は従来のように、縦向きまたは横向きの画面を用いて情報を表示する。これを第一表示モードまたは、通常表示（２Ｄ表示）と呼ぶことにする。
【００３１】
一方、図１（２）に示すように、双眼凸レンズ２と表示素子９が所定距離だけ離れた場所に平行に配置する。これを第二形態と呼ぶことにする。
【００３２】
第二形態では、表示素子９を左画面１１と右画面１０の２画面に分割して左右それぞれ、左目用画像と右目用画像を表示する。これを第二表示モードまたは、立体表示（３Ｄ表示）と呼ぶ。双眼レンズは２つの凸レンズからなり、ユーザが上記の左画面と右画面をそれぞれ左右の目で見ることにより、立体画像（３Ｄ画像）を再現することができる。
【００３３】
アーム手段は、ヒンジ７とアーム部品８からなっており、アーム手段を伸び縮みさせることで第一形態と第二形態が実現できる。
【００３４】
アーム手段により双眼凸レンズと表示素子の距離を調整することで、ユーザが見やすい拡大率で表示することができる。
【００３５】
なお、ここではヒンジとアームからなるアーム手段を記載したが、その他の伸び縮み機能を有するアーム手段であればどれでも構わない。
【００３６】
図２（１）は第一形態における携帯端末装置の断面図を示す。表示素子９の上には透明な双眼凹レンズ３が凹レンズの凹部が外側になるように固定されている。さらに、双眼凹レンズ３の上に双眼凸レンズ２が凸レンズの凸部が下になるように重ねる。双眼凸レンズ２と双眼凹レンズ３のレンズの曲率とサイズはほぼ同じで、図２（１）のように隙間なく重ねることが可能である。
【００３７】
このとき、凹レンズと凸レンズの集光機能がキャンセルされるので、表示素子９の画像は歪みなく表示することができる。
【００３８】
一方、図２（２）は第二形態における携帯端末の断面図を示す。
【００３９】
双眼凸レンズ２は表示素子９に対してある一定の距離を離して表示素子と平行に配置される。双眼凹レンズ３は表示素子９の直上に固定されているので、凹レンズの拡大（集光）機能はほとんどなくなり、双眼凸レンズ２の拡大（集光）機能が支配的になる。
【００４０】
なお、凹レンズ６の中心から離れた端部は、図３の拡大断面図に示すように、画像の歪み１４が若干残るが、本実施の形態で使用している凹レンズは倍率が低いため、歪みは最大でも数十ミクロン程度であるため、実使用上はほとんど問題ない。
【００４１】
図４は双眼凹レンズ３と双眼凸レンズ２の断面図を示す。双眼凹レンズ３（または双眼凸レンズ２）は凹レンズ６（または凸レンズ５）と透明枠１５からなる。
【００４２】
透明枠１５と凹レンズの端部（点線部）は図示のように滑らかな曲線でつながれている。同様に透明枠１５と凸レンズの端部（点線部）も滑らかな曲線でつながっている。これにより、第一形態において、透明枠１５と凹レンズの境界線をより目立たなくすることが可能となる。
【００４３】
さらに、図４に示すように、双眼凹レンズ３の透明枠には凹部１６を有し、対抗する双眼凸レンズ２側の透明枠には凹部と同じ形状を有する凸部１７を有し、第一形態において前記凹部１６と凸部１７が重なることにより、双眼凹レンズと双眼凸レンズを正確な位置で重ねる合わせることが容易になる。
【００４４】
凹部と凸部は図４に示すように複数設けても構わない。また、凹部は穴であっても構わない。
【００４５】
双眼凸レンズ２は以下の３つの機能をもつ。
（１）第一表示素子９に表示された左右画面を分離して見えるようにする。
（２）画面表示を拡大する。
（３）ユーザの目と左右画面の距離が近距離でも焦点を結ぶことができる。従って、ユーザの視野に対して画面の占める割合（視野角）を大きくすることができる。
【００４６】
従来の３インチ程度の表示画面をもつ携帯端末の第一形態での表示では、ユーザの目と画面の距離が約２０ｃｍ程度離れた状態で使用することが多い。このときは視野角が約２０度程度となる。
【００４７】
一方、第二形態の３Ｄ表示モードでは、図２（４）に示すように双眼レンズ６に凸レンズを用いることにより近距離で焦点を結ぶことが可能になるため、ユーザの目と画面間距離が１０ｃｍ程度に小さくすることができる。これにより視野角が４０度以上となり臨場感のある３Ｄ画像（映像）を得ることができる。
【００４８】
なお、凸レンズの倍率はルーペ等で利用される数倍の倍率、すなわち焦点距離が５ｃｍ〜１５ｃｍ程度の低倍率のものが適している。倍率を大きくしすぎると左右画面が視野全体の収まらず、一部しか見えなくなるとともに、画素の粗さが目立ってくる。逆に倍率を小さくしすぎるとユーザと画面の距離を長くしないと焦点を結ぶことが困難となり、視野角が小さくなる。
【００４９】
なお、凸レンズまたは凹レンズは通常のガラスまたは透明樹脂製のレンズで構わないが、フレネルレンズの凹レンズと凸レンズを用いることも可能である。
【００５０】
また、左画面１１と右画面１０に同一の画像を表示し、３Ｄ表示用双眼レンズを用いて見ることで２Ｄ画像の拡大表示も実現することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態１の携帯端末装置により、従来の２Ｄ表示と３Ｄ表示を両立しながら、薄型な電子機器を実現することができる。
（実施の形態２）
図５は本実施の形態２の携帯端末装置の概略構造図を示す。
【００５２】
実施の形態１と大きく異なる点は、双眼凹レンズとアーム手段の構造であり、実施の形態１と同様のその他の部分に関しては説明を省略する。
【００５３】
図５（１）は第一形態における携帯端末の断面構造、図５（２）と（３）は第二形態における携帯端末構造である。
【００５４】
双眼凹レンズ３が左右用に２つに分割されており、アーム部品８とヒンジ７を介してそれぞれ結合されている。さらに、分割された双眼凹レンズ３はヒンジ７を介して双眼凸レンズ２に結合されている。
【００５５】
第二形態においては、分割された双眼凹レンズ３がアーム手段に収容され双眼凸レンズ２のみが使用されるため、図４のような双眼凹レンズ３の歪みがなくなるという長所がある。
【００５６】
一方、双眼凹レンズ３が２分割されているため、第一形態において境界線が目立つという短所も存在する。
（実施の形態３）
図６は本実施の形態３の携帯端末装置の概略構造図を示す。
【００５７】
実施の形態１と大きく異なる点は、双眼凹レンズとアーム手段の構造であり、実施の形態１と同様のその他の部分に関しては説明を省略する。
【００５８】
図６（１）は第一形態における携帯端末の断面構造、図６（２）、（３）は第二形態における携帯端末構造である。
【００５９】
実施の形態２と同様に双眼凹レンズ３が左右用に分割されており、分割された双眼凹レンズ３はヒンジ７を介して筐体１に結合されている。さらに、分割された双眼凹レンズ３はアーム部品８とヒンジ７を介して、双眼凸レンズ２にそれぞれ結合されている。
【００６０】
第二形態においては、分割された双眼凹レンズ３がアーム手段に収容され双眼凸レンズ２のみが使用されるため、図４のような双眼凹レンズ３の歪みがなくなる。
【００６１】
一方、双眼凹レンズ３が２分割されているため、第一形態において境界線が目立つという短所も存在する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は例えば携帯端末装置として有用であり、テレビ、携帯電話、携帯端末、カーナビゲーション、等々の様々な電子機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１    筐体
２    双眼凸レンズ
３    双眼凹レンズ
４    アーム手段
５    凸レンズ
６    凹レンズ
７    ヒンジ
８    アーム部品
９    表示素子
１０    右画面
１１    左画面
１２    右目
１３    左目
１４    画像ずれ
１５    透明枠
１６    凹部
１７    凸部
１８    ステレオ写真
１９    写真枠
【図１】
2011154144.tif 000003
【図２】
2011154144.tif 000004
【図３】
2011154144.tif 000005
【図４】
2011154144.tif 000006
【図５】
2011154144.tif 000007
【図６】
2011154144.tif 000008
【図７】
2011154144.tif 000009