JP2013190450A - ステレオビューア及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステレオビューア付き表示装置の小型化、携帯性向上を図る
【解決手段】着脱可能なステレオビューアは、双眼レンズ２とアーム１と仕切り板３と支持手段４からなり、双眼レンズとアームが第一回動軸５で結合され、アームと仕切り板が第一回動軸と垂直な第二回動軸６で結合され、仕切り板とアームが垂直のときに、仕切り板の側面と支持手段で表示装置を挟むことによりステレオビューアを表示装置に取り付けが可能である。ステレオビューアは第一回動軸と第二回動軸で仕切り板と双眼レンズを折り畳むことができる。これにより、ステレオビューアが着脱可能になることから３Ｄ表示と２Ｄ表示切替えが容易で、ステレオビューアの携帯性も高い。
【選択図】図１

Description

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や立体表示が可能なステレオビューアに関するものである。

３Ｄ（立体）表示方式の一つとして、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ある。

本方式は小型表示素子を用いて臨場感のある３Ｄ画像を再生することができる。（例えば特許文献１、２）
図６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。

写真枠２５に合わせてステレオ写真２４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２６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。

写真枠２５とアーム板１と双眼レンズ２は、図（２）に示すように、２つの回動軸２７により折畳み可能な構造を有している。

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おり、一例として図７に第二の従来例の構造図を示す。（例えば特許文献３）
表示素子１１の外側の枠に取りつけ可能なアーム１構造を有していて、図のように例えばネジ２１を用いて電子機器の筐体に固定することが可能である。

また、携帯端末などの表示素子に着脱可能で折畳み可能なレンズ部品の構造が提案されている。（例えば特許文献４）

登録実用新案第３０２５８４１号公報 実公平０３−０１０４８９号公報 特開２００４−１７７４３１号公報 特開２００４−３４７８２３号公報

特許文献１や２に記載されたような折畳み機能を有し薄型になるステレオビューアを電子機器の表示素子上に固定できれば、持ち運びが容易なステレオビューアが実現できるが、これまで適した構造が存在しなかった。

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外側の筐体枠に固定する構造を有している。小型化が求められる携帯端末では、一般に筐体枠は狭く設計されているため、アームを固定しようとすると特許文献３に記載されているように固定用ネジなどを用いて強い力で挟むため、表示素子へ大きな応力がかからないよう配慮が必要であった。さらに、アームの固定と取りはずしには手間がかかり、アームを取りはずしたときに、アーム及び双眼レンズ部品は持ち運びに不便な構造を有していた。

特許文献４は、ステレオビューアではないが、拡大レンズを表示素子に着脱可能で、しかも薄型に折畳み可能な構造を有している。

しかしながら、携帯端末の筐体外形に合わせて部品を保持する必要があるため、端末筐体構造（サイズや厚さ）が変わったときに使用できないという課題があった。

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、折畳み可能で薄型で持ち運びやすく、しかも表示素子を有する薄型の電子機器に容易に着脱可能なステレオビューアを実現することを目的とする。

次に、上記の課題を解決するための手段について述べる。

本発明は、ステレオ表示が可能な表示素子を有する表示装置に着脱可能なステレオビューアにおいて、二つの凸レンズからなる双眼レンズと、アームと、仕切り板と、支持手段を有し、アームと双眼レンズは、第一回動軸を有する第一ヒンジで結合され、アームと双眼レンズのなす第一角度の可変範囲は、少なくとも０度から９０度であり、仕切り板はアームと第二回動軸を有する第二ヒンジで結合され、アームと仕切り板のなす第二角度の可変範囲は少なくとも０度から９０度であり、第二回動軸は第一回動軸に対して垂直であり、第一回動軸と前記第二回動軸の交点が双眼レンズのほぼ中心にあり、支持手段はアームの双眼レンズと反対側に配置され、支持手段と仕切り板の間に隙間を有し、仕切り板は支持手段に近い側に第二回動軸に垂直な第一辺を有し、表示装置を第一辺と支持手段の間の隙間へ挟むことにより固定する固定手段を有する。

さらに本発明のアームと支持手段は第三回動軸を有する第三ヒンジで結合され、アームと支持手段のなす第三角度は０度以上に可変可能で、第一回動軸と第三回動軸がほぼ平行であり、支持手段とアームとのなす第三角度が９０度以下の方向に力が加わるバネ手段を有する。

さらに本発明の仕切り板は、双眼レンズに近い側に第二回動軸に垂直な第二辺を有し、第二角度が０度のときに第二辺は、第三回動軸とほぼ重なる。

さらに本発明の第一辺及び第二辺の側面に弾力性材料を有する。

さらに本発明の双眼レンズがフレネルレンズであり、双眼レンズは仕切り板が位置する側にフレネルレンズが形成されていて、フレネルレンズが形成されている面に透明な保護板を有する。

本発明によれば、折畳み可能で携帯端末装置に着脱可能な薄型で持ち運びやすいステレオビューアが実現できる。

本発明の実施の形態１のステレオビューアの概略構造図 本発明の実施の形態１のステレオビューアの概略断面図 本発明の実施の形態１のステレオビューアの斜視構造図 本発明の実施の形態１のレンズと表示素子の傷防止方法を示す図 本発明の実施の形態２のステレオビューアの概略構造図 従来のステレオビューアの概略構造図 従来のステレオビューアの第二の概略構造図

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斜視構造図である。

以下、本実施の形態１では、ステレオビューアを携帯端末装置に装着した場合を想定して説明するが、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装着した場合も同様である。

また、表示画面を二分割してそれぞれの画面に左右画像を表示し、双眼レンズを通して立体画像表示する場合を想定して説明するが、左右画像の代わりに同一画像を表示しても構わない。このときに双眼レンズを通すことによって表示素子の画面を拡大して見ることができる。

図１は本実施の形態１のステレオビューアの概略構造図である。

図１（１）は携帯端末に装着する場合のステレオビューアの形態を示す。

図１（２）は携帯端末からはずして折り畳んだ状態のステレオビューアの形態を示す。

図１（３）は携帯端末にステレオビューアを装着したときの構成図を示す。

ステレオビューアは、アーム１、双眼レンズ２、仕切り板３、支持手段４から構成される。

アーム１と双眼レンズ２は第一回動軸５を有する第一ヒンジで結合され、アーム１と双眼レンズ２のなす第一角度は少なくとも０度から９０度まで変化させることが可能である。

仕切り板３とアーム１は第二回動軸５を有する第二ヒンジで結合されている。アーム１と仕切り板３のなす第二角度は少なくとも、０度から９０度まで変化させることが可能である。

図１（１）に示すように、この第二回動軸は第一ヒンジの中心、すなわち、双眼レンズの２つのレンズ間の中心線を通り第一回動軸に対してほぼ垂直であり、仕切り板をアーム面に対して垂直に立てたときに双眼レンズ２とアーム１が垂直になるように支えることができる。

支持手段４は第三回動軸７を有する第三ヒンジで結合され、アーム１と支持手段４のなす第三角度は０度以上に可変可能で、第一回動軸５と第三回動軸７はほぼ平行である。

図１（３）に示すように、支持手段４と仕切り板３の間に表示素子を挟む形でステレオビューアが携帯端末の筐体に固定される。

なお、本実施の形態１では、アーム１や支持手段４は板状であることを想定しているが、例えば棒状であっても構わない。折り畳んだときに薄型になるために板状形状が望ましい。

図２にはステレオビューアの着脱方法の詳細を説明するための断面構造図を示す。

図３（１）と（２）はステレオビューアの斜視構造図を示す。図３（３）はステレオビューアの平面図である。

図２（１）の折畳み状態から、支持手段４、仕切り板３、双眼レンズ２をアーム１に対して垂直に立てた状態が図２（２）である。

仕切り板３は双眼レンズ２に近い側面に第二辺１３を有し、支持手段４に近い側面には第一辺１２を有し、第一辺、第二辺どちらも第二回動軸６と垂直である。

双眼レンズ２が第二辺に接することによって、双眼レンズ２はアームに対して垂直に保持できる。

なお、ここでは双眼レンズ２とアーム１の角度を垂直にするために、仕切り板で支える構造にしているが、その他、仕切り板を用いずに第一ヒンジに角度を設定する手段を用いても構わない。

図２（３）に示すように、仕切り板３の第一辺と支持手段４の間に生じる隙間１４に携帯端末筐体８を挟む。

図２（４）に示すように、仕切り板３の第二辺と表示素子面が接することによって、アーム１と表示素子１１面が垂直に保持され、双眼レンズ２と表示素子１１を特定の距離だけ離れて平行に配置することができる。

支持手段４の第三ヒンジ７には、図２（５）のように例えばバネ１５が内蔵されており、支持手段４とアームのなす第三角度が０度に向かう方向に力が加わる構造となっている。従って、支持手段４の一部が筐体８の裏面に接して筐体を固定する機能を有する。

なお、ここでは第一辺と第二辺が第二回動軸６と垂直の場合を述べたが第一辺と第二辺が平行であれば、第一辺及び第二辺が第二回動軸とが完全に垂直である必要はない。しかし、垂直から大きくはずれると、ステレオビューアのアーム面が水平から傾き、携帯端末に安定して装着することが難しくなるので、第一辺と第二辺は第二回動軸６と垂直であることが望ましい。

なお、このように、本実施の形態で“垂直”と記載しているのは、ある部品間のなす角度が９０度であることを意味するが、数度のずれがあっても構わない。

双眼レンズ２と表示素子１１間の距離は、仕切り板３の第二回動軸方向の長さで決まる。双眼レンズの２つの凸レンズの焦点距離より少し小さい値に設定することでユーザはレンズを通して表示画面を拡大して見ることができる。

また、アーム１または仕切り板３の第二回動軸方向の長さが可変する機能を追加すると、ユーザの視力に応じて、双眼レンズ２と表示素子１１の距離をユーザが自由に調整することも可能となるが、本実施の形態ではその具体的構造例についての説明は省略する。

図３（３）に示すように、アーム１と双眼レンズ２と結合する第一回動軸５と、アーム１と仕切り板３を結合する第二回動軸６は垂直で、仕切り板３を折り畳んだときに第二辺１３は第一回動軸５と重なっている。これにより、仕切り板をアーム面に対して垂直に立てたときに双眼レンズ２とアーム１が垂直にすることができる。

仕切り板の第一辺１２は第二回動軸６と垂直である。仕切り板を折り畳んだときに第一辺１２は第三回動軸７と平行で第一辺１２と第三回動軸７との間に隙間４が存在している。

双眼レンズ２を折り畳んだときに双眼レンズがアームからはみ出ないようにするために、アーム１の第一回動軸方向の長さＡ２は双眼レンズ長Ａ３より小さい。

携帯端末に装着した状態では仕切り板３は表示素子の左右画面の境目に配置されることから、仕切り板３が立体表示の妨げになることがない。むしろ、仕切り板が存在することで左右画面を分離することができ、立体視しやすくなるというメリットを有している。

従って、仕切り板３の第一辺の長さＡ１は表示素子の左右画面の境界線と同等の長さを有していることが望ましい。但し、Ａ１がＡ２／２を超えると、折り畳んだときに仕切り板がアーム幅Ａ２からはみ出るため、仕切り板３の第一辺１２の長さＡ１はアーム幅Ａ２の半分よりも小さくすることが望ましい。

本構造により、携帯端末筐体の厚さが隙間４より小さければステレオビューアを容易に装着することが可能である。

図３（４）には、第四回動軸１６をさらに有し、図３（１）のステレオビューアをさらにもう一回折り畳んだ構造例を示す。これにより小型になるため例えば図３（５）のように携帯端末筐体の裏面に固定することで、ステレオビューアの持ち運びが便利になる。固定には例えば磁石など用いるがその他の方法でも構わない。

図４には双眼レンズとしてフレネルレンズを用いたときの構成図を示す。フレネルレンズを用いることによって、例えばレンズ厚さを１ｍｍ程度以下に薄くすることができ、ステレオビューアが薄型化できる。

図４（２）に示すように、フレネルレンズが形成されているフレネルレンズ面１７と平坦面１８を有していて、フレネルレンズ面１７は仕切り板３の側に面していることが望ましい。

図４（２）に示すように点線の光路は平坦面１８とほぼ垂直に横切るため、レンズを通して見た画像が歪みにくくなるからである。

もし、フレネルレンズ面１７を仕切り板３と反対側に配置すると、図４（３）のように、光路と平坦面１８の角度が垂直でないため、屈折が起きて画像が歪む。

フレネルレンズ加工面１７は傷がつきやすいことから、図４（４）に示すようにフレネルレンズ面１７に透明板１９を重ねることで傷がつくことを防止することができる。

透明板１９の両面は反射防止膜があることが望ましい。透明板とフレネルレンズ加工面１７の間は空気層が必要であり、図４（４）のように周囲を接着剤２０などで固定することが望ましい。

さらに、フレネルレンズ２と表示素子面を傷つけないようにするために、図４（５）のように、仕切り板３の第一辺１２と第二辺１３に例えばゴムのような弾性材料２１を設ける。これにより、仕切り板３がレンズや表示素子面の傷防止が可能である。また、仕切り板３がレンズ面及び表示素子面に対して滑ることを防止し、ステレオビューアの装着のずれを防止することもできる。

以上の構成により、折畳み可能で薄型で持ち運びやすいステレオビューアが実現できる。
（実施の形態２）
図５は本実施の形態２のステレオビューアの斜視構造図を示す。基本構造等については実施の形態１と同様であり、説明を省略する。

実施の形態１と異なる点は支持手段による固定方法である。

図５（１）に示すように、支持手段に２個以上のネジ穴２３が空いていて、２つのネジ穴は仕切り板３を挟んで反対側に位置する。ネジ穴２３に固定されたネジ２２で筐体裏面を固定することが可能となる。

支持手段とアームの第三角度は９０度以上にならないようにストッパ２４を有している。なお、実施の形態１で必要だったバネ１５は不要である。

なお、ネジの代わりにバネを用いても構わない。

また、支持手段と筐体裏面を固定するための固定手段には他にも考えられる。例えば、磁石を利用したり、支持手段の仕切り板側の面と筐体裏面にそれぞれ凹凸部分を設けて、凹部と凸部を勘合することで位置規制及び固定を行っても構わない。

本発明は、例えば携帯端末装置用ステレオビューアとして有用であり、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。

１ アーム
２ 双眼レンズ
３ 仕切り板
４ 支持手段
５ 第一ヒンジ（第一回動軸）
６ 第二ヒンジ（第二回動軸）
７ 第三ヒンジ（第三回動軸）
８ 筐体
９ 左画面
１０ 右画面
１１ 表示素子
１２ 第一辺
１３ 第二辺
１４ 隙間
１５ バネ
１６ 第四ヒンジ（第四回動軸）
１７ フレネルレンズ加工面
１８ 平坦面
１９ 透明板
２０ 接着剤
２１ 弾性材料
２２ ネジ
２３ ネジ穴
２４ ストッパ
２５ 写真
２６ 写真枠
２７ 凸レンズ
２８ 回動軸
２９ 従来アーム
Ａ１ 仕切り板の第一辺の長さ
Ａ２ アームの第一回動軸方向の幅
Ａ３ 双眼レンズの第一回動軸方向の長さ
Ａ４ アームの第二回動軸方向の長さ

Claims (14)

1. ステレオ表示が可能な表示素子を有する表示装置に着脱可能なステレオビューアにおいて、
   二つの凸レンズからなる双眼レンズと、アームと、仕切り板と、支持手段を有し、
   前記アームと前記双眼レンズは、第一回動軸を有する第一ヒンジで結合され、前記アームと前記双眼レンズのなす第一角度の可変範囲は、少なくとも０度から９０度であり、
   前記仕切り板は、前記アームと第二回動軸を有する第二ヒンジで結合され、前記アームと前記仕切り板のなす第二角度の可変範囲は、少なくとも０度から９０度であり、
   前記第二回動軸は前記第一回動軸に対して垂直であり、
   前記第一回動軸と前記第二回動軸の交点が前記双眼レンズのほぼ中心にあり、
   前記支持手段は、前記アームの前記双眼レンズと反対側に配置され、前記支持手段と前記仕切り板の間に隙間を有し、
   前記仕切り板は、前記支持手段に近い側に前記第二回動軸に垂直な第一辺を有し、
   前記表示装置を前記第一辺と前記支持手段の間の前記隙間へ挟むことにより固定する固定手段を有することを特徴とするステレオビューア。
2. 前記アームと前記支持手段は、第三回動軸を有する第三ヒンジで結合され、前記アームと前記支持手段のなす第三角度は０度以上に可変可能で、
   前記第一回動軸と前記第三回動軸がほぼ平行であり、
   前記支持手段と前記アームとのなす第三角度が９０度以下の方向に力が加わるバネ手段を有することを特徴とする請求項１記載のステレオビューア。
3. 前記支持手段が板状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステレオビューア。
4. 前記仕切り板は、前記双眼レンズに近い側に、前記第二回動軸に垂直な第二辺を有し、前記第二角度が０度のときに前記第二辺は、前記第三回動軸とほぼ重な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ステレオビューア。
5. 前記固定手段はネジ部品を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のステレオビューア。
6. 前記支持手段の前記隙間側の側面に位置決め用の凹部または凸部を有す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ステレオビューア。
7. 前記第一辺の側面に弾力性材料を有することを特徴とする請求項１または請求項６記載のステレオビューア。
8. 前記第二辺の側面に弾力性材料を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のステレオビューア。
9. 前記アームが板状構造であり、前記アームの前記第一回動軸方向の長さが前記双眼レンズの前記第一回動軸方向の長さと同等かまたはそれよりも長いことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のステレオビューア。
10. 前記双眼レンズがフレネルレンズであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のステレオビューア。
11. 前記双眼レンズは、前記仕切り板が位置する側に前記フレネルレンズが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載のステレオビューア。
12. 前記双眼レンズは、前記フレネルレンズが形成されている面に透明な保護板を有することを特徴とする請求項１１に記載のステレオビューア。
13. 請求項１〜１２のいずれか1項に記載のステレオビューアを有する表示装置。
14. 前記ステレオビューアの前記第一角度と前記第二角度が０度になるように折り畳まれた状態で、前記表示装置に固定または収納できる手段を有する請求項１３記載の表示装置。

Images