JP2002290871A

JP2002290871A - 携帯電話

Info

Publication number: JP2002290871A
Application number: JP2001087791A
Authority: JP
Inventors: Hajime Terasaki; 肇寺崎; Taketaka Kurosaka; 剛孝黒坂
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】映像および音声の無線送受信機能を有する電
話機本体１と、映像情報を映像情報駆動部から結像光学
系を通して使用者の目の網膜上に虚像を形成する虚像光
学表示装置２とを備える携帯テレビ電話において、使用
者の使用勝手を向上させた携帯電話を提供することにあ
る。【解決手段】電話機本体１にヒンジを介して折り畳み
可能に設けられたアーム６に虚像光学表示装置２が装着
され、上記アーム６を解放した際の接眼部側と使用者の
目の方向と上記ビデオカメラ部１１が撮像する方向とが
平行またはほぼ平行になるように電話機本体１に上記ビ
デオカメラ部１１が設けられ、上記電話機本体１の使用
者の耳と接する位置と上記ヒンジまでの長さ、アーム６
と電話機本体１との使用時の角度、並びにアームの長さ
が人間工学的に最適な関係で決定されていることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、映像および音声
の無線送受信機能を有する電話機本体と、受信した映像
情報を映像情報駆動部から結像光学系を通して使用者の
目の網膜上に虚像を形成する虚像光学表示装置を備える
携帯電話に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話において、受信した映像
情報を映像情報駆動部から結像光学系を通して使用者の
目の網膜上に虚像を形成させて認識表示させるようにし
たものがある（米国特許第６，０７３，０３４号等参
照）。

【０００３】また、従来の携帯電話として、送信すべき
映像を撮影するためビデオカメラを備えたものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のビデオ
カメラを備えた携帯電話にあっては、ビデオカメラで撮
影した画像を確認するには、携帯電話のディスプレイ部
を見るため、携帯電話を目から適当な距離離す必要があ
った。即ち、携帯電話を耳に当てて、通話しながらなが
らビデオカメラをモニタすることが不可能であった。

【０００５】また、従来のビデオカメラを備えた携帯電
話にあっては、ビデオカメラが携帯電話背面に設置され
ていたため、携帯電話を耳に当てて、通話しながら撮影
しようとすると、ビデオカメラが視線方向とは異なる方
向を向くため、通話しながらビデオカメラで撮影するに
は無理がある。

【０００６】また、上記した携帯電話において、ビデオ
カメラが電話機本体とは別に設けられたものものもある
が、電話をかけながらビデオカメラで撮影するには、両
手を使わなければならず、煩わしさが伴うという問題が
ある。

【０００７】そこで、この発明の課題は、使用者の使用
勝手を向上させた携帯電話を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために、映像および音声の無線送受信機能を
有する電話機本体と、映像情報を映像情報駆動部から結
像光学系を通して使用者の目の網膜上に虚像を形成する
虚像光学表示装置と、映像を撮像するビデオカメラ部
と、を備える携帯電話において、上記電話機本体にヒン
ジを介して折り畳み可能に設けられたアームに虚像光学
表示装置が装着され、上記アームを解放した際の接眼部
側と使用者の目の方向と上記ビデオカメラ部が撮像する
方向とが平行またはほぼ平行になるように電話機本体に
上記ビデオカメラ部が設けられ、上記電話機本体の使用
者の耳と接する位置と上記ヒンジまでの長さ、アームと
電話機本体との使用時の角度、並びにアームの長さが人
間工学的に最適な関係で決定されていることを特徴とす
る。

【０００９】また、この発明は、上記使用者の耳と接す
る位置をＰａ、上記接眼部側光学系の接眼レンズの中心
位置をＰｂ、電話機本体と使用者の顔が接触する点をＰ
ｄ、接眼レンズの中心位置Ｐｂを通り水平で且つ光軸に
垂直な直線をＬａとし、この直線Ｌａと直線Ｐａ−Ｐｄ
との交点をＰｅとしたとき、両耳間を結ぶ直線とＰａ−
Ｐｅとのなす角度αが、８０度≦α≦９０度の範囲にな
るように、上記電話機本体の使用者の耳と接する位置と
上記ヒンジまでの長さ、アームと電話機本体との使用時
の角度、並びにアームの長さが決められていることを特
徴とする。

【００１０】更に、上記電話機本体のスピーカー部の位
置からヒンジの位置までの長さと接眼部の光軸からヒン
ジまでの長さの比が２：１から１５：４の範囲になるよ
うに、アーム、電話機本体、及びヒンジ位置を設定した
ことを特徴とする。

【００１１】更に、この発明は、上記電話機本体がヒン
ジを介して、少なくともスピーカー部を備える第１の本
体部とマイク部を備える第２の本体部とに折り畳み可能
に構成され、前記第２の本体部に、前記虚像光学表示装
置を備えたアームが折り畳み可能に装着されていること
を特徴とする。

【００１２】上記した構成によれば、使用者が、ディス
プレイ接眼部側を装着したアームを開いた状態で、電話
機本体のスピーカー部に耳を当て、映像情報を視認する
際にも、疲れがなく、自然な状態で観察できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図８は、この発明に係る携
帯電話の第１の実施形態を示している。

【００１４】この実施形態の携帯電話は、映像および音
声の無線送受信機能を有する電話機本体１と、映像情報
を映像情報駆動部２ａから凹面鏡光学系からなる結像光
学系３を通して使用者の目Ｅの網膜上に虚像を形成する
虚像光学表示装置２と、を備える。

【００１５】この虚像光学表示装置２は、図７に示すよ
うに、液晶表示パネルとＬＥＤ光源からなる液晶表示装
置からなる映像情報駆動部２ａと、自由曲面レンズ３ａ
をプリズム構成面に採用し、更に偏心光学系を融合させ
たプリズムである所謂フリーシェイプト・プリズム３
と、からなる。このフリーシェイプト・プリズム３に映
像情報駆動部２ａからの光を入射させ、フリーシェイプ
ト・プリズム３の光出射面から使用者の目Ｅに映像光を
与える。

【００１６】上記のフリーシェイプト・プリズム３と、
液晶表示装置で構成された映像情報駆動部２ａからなる
虚像光学表示装置２は、小型化を図ることができ、上記
電話機本体１のアーム６内に設けることができる。この
虚像光学表示装置２を装着するアーム６は、上記電話機
本体１に対してヒンジ５により、折り畳み可能に設けら
れている。

【００１７】更に、図示しないが電話機本体１の内部に
はこの電話機の送受動作や他の制御動作を行うための制
御回路が設けられている。

【００１８】この実施形態においては、以下、アーム６
に設けられる虚像光学表示装置２のフリーシェイプト・
プリズム３の光出射側の面部分を含めてディスプレイ接
眼部３ｂと称する。

【００１９】図１は、アーム６を起こして開いた状態、
図２はアームを畳んで閉じた状態を示している。

【００２０】上記電話機本体１は、プッシュボタン操作
部７、液晶表示部８、スピーカー部９、マイク部１０を
有する。

【００２１】図８に示すように、虚像光学表示装置２を
備えたディスプレイ接眼部３ｂを装着するアーム６を開
いた状態で、スピーカー部９を耳に当てると、使用者の
目Ｅの前に、虚像光学表示装置２のディスプレイ接眼部
３ｂが位置し、映像情報駆動部２ａからの映像情報が光
学系を通して使用者の目Ｅの網膜上に虚像として表示さ
れる。即ち、アーム６を確実に開き、この状態でスピー
カー部９を耳に当てると、ディスプレイ接眼部３ｂが使
用者の目Ｅの前に位置するように、スピーカー部９から
電話機本体１のヒンジ部５迄の長さ、アーム６の長さ、
アーム６と電話機本体１との角度が人間工学的に最適な
条件で決定されている。

【００２２】このため、使用者が、虚像光学表示装置２
を含むディスプレイ接眼部３ｂを装着したアーム６を開
いた状態で、スピーカー部９を耳に当て、映像情報を視
認する際にも、疲れがなく、自然な状態で観察できるよ
うに構成されている。

【００２３】また、電話機本体１のスピーカー部９とヒ
ンジ５との間に、図示するように、丸みを帯び持ちやす
いような形状に構成された保持部１３が設けられてい
る。そして、この保持部１３の部分に、虚像光学表示装
置２を内蔵したアーム６及び電話機本体１を含んだ重心
位置の中心がくるように、重量配分が考慮されている。

【００２４】このように、重量配分することで、使用者
が、虚像光学表示装置２を含むディスプレイ接眼部３ｂ
を装着したアーム６を開いた状態で、スピーカー部９を
耳に当て、映像情報を視認する際にも安定した操作が行
える。

【００２５】更に、上記電話機本体１には、送信映像を
撮影するビデオカメラ部１１を有し、このビデオカメラ
部１１は使用者に対向する被写体を撮影する状態に取付
けられている。すなわち、図４及び図８に示すように、
アーム６を開いた状態において、ディスプレイ接眼部３
ｂからの光出射方向と、ビデオカメラ部１１のレンズ部
とが平行又はほぼ平行な方向となるように、スピーカー
部９などが設けられた面とは反対の面に配置される。従
って、ディスプレイ接眼部３ｂを使用者が観察するよう
にすると、使用者の目の前方に位置する箇所をビデオカ
メラ部１１が撮影することになる。このため、使用者は
目で追うようにして、ビデオカメラ部１１で被写体を撮
影することができる。

【００２６】そして、図４に示すように、この携帯電話
は、使用状態において、スピーカー部９、保持部１３、
ビデオカメラ部１１、ディスプレイ接眼部６ａという順
序で配置されるように構成されている。そして、保持部
１３でこの電話機本体１を使用者が掴んで保持したとき
に、その指先が押下しやすい位置にビデオカメラ部１１
のシャッタボタン１２が設けられている。

【００２７】上記したように、使用時にビデオカメラ部
１１の後方に保持部１３が位置することにより、電話機
を使用しているときにも指先などがビデオカメラ部１１
の撮影の邪魔になることがなく、使用者の目線方向にあ
る被写体を撮影することができる。

【００２８】このビデオカメラ部１１で撮影した映像
は、映像情報駆動部２ａに映像情報として与えられ、上
記フリーシェイプト・プリズム３を通して使用者の目Ｅ
の網膜上に虚像として表示することにより、ビデオカメ
ラ部１１で撮影している映像を使用者がモニタリングす
ることができる。このため、使用者は、現在撮影されて
いる実際の映像を確認しながら、相手側にその映像を送
信することができる。

【００２９】勿論、虚像光学表示装置２の映像情報駆動
部２ａに、相手先からの映像情報を与えられることによ
り、上記フリーシェイプト・プリズム３を通して使用者
の目Ｅの網膜上に送信されてきた映像を虚像として表示
することもできる。

【００３０】ところで、使用者は、使用状態において
は、ある程度上下方向にビデオカメラ部１１の撮影方向
を変化させ、撮影状態を変化させたい場合もある。ビデ
オカメラ部１１は固定のままでは、顔を上下させるなど
して、対応する必要がある。そこで、図５に示すよう
に、ビデオカメラ部１１を電話機本体１に対して、回転
軸１１ａを介して回転可能に取り付け、ビデオカメラ部
１１を所定の角度を回転可能なように構成してもよい。

【００３１】このように構成することにより、ビデオカ
メラ部１１を指先などで回転させ、ディスプレイ接眼部
３ｂを介して与えられる虚像を確認しながら所望の角度
位置にビデオカメラ部１１の位置を決めれば、使用者が
一番好ましい使用状態で電話機本体１及びビデオカメラ
部１１を操作することができる。

【００３２】上記映像情報駆動部２ａは、透過型又は反
射型の液晶パネルとＬＥＤ等からなる光源とによって構
成されている。

【００３３】なお、上記虚像光学表示装置２の映像情報
駆動部２ａは、液晶表示装置以外にＥＬ等の自発光型表
示装置を使用することもできる。

【００３４】ところで、上記した携帯電話においては、
電池にて駆動されるので、使用時間などを考慮すれば、
使用電力はなるべく少なくする方が好ましい。このた
め、電源スイッチをオンにすると、虚像光学表示装置２
も常にオンにすると、使用者が映像を見る必要がない場
合においても虚像光学表示装置２による電力を使用する
ことになるので、好ましくはない。

【００３５】そこで、この実施形態においては、アーム
６の開閉状態、プッシュボタン操作部７による設定など
により、虚像光学表示装置２などの電力制御を行うよう
に制御している。

【００３６】図６は、上記した携帯電話の回路構成を示
すブロック図である。図１においては、図示していない
が、アーム６と電話機本体１を繋ぐヒンジ５部分にアー
ムセンサスイッチ１０８が設けられており、アーム６の
開閉の度合いが検知可能に構成されている。

【００３７】このアームセンサスイッチ１０８からの信
号がコントローラ１００に与えられ、コントローラ１０
０はこのアームセンサスイッチ１０８からの信号に基づ
き、各種モジュール回路の制御を行う。携帯電話を使用
する場合には、アーム６を完全に開いて、ディスプレイ
接眼部３ｂが処置の位置にする必要がある。このため、
アーム６を開けた状態が不完全な状態であれば、使用者
の網膜に虚像を結像することができない。そのような状
態においては、使用者にアーム６の開放状態が不完全で
あることを知らせると共に、その間の映像情報駆動部２
ａへの電力の消費を少なくするために、アーム６の開閉
状態をアームセンサスイッチ１０８からの信号に基づき
コントローラ１００が判断し、各種モジュール回路を制
御するものである。このように構成することで、消費電
力の削減及び見難い形態での使用を回避することができ
る。具体的な制御については、後述する。

【００３８】リチウムイオン蓄電池などの２次電池１０
１からの電力は電源管理回路１０２を介して各モジュー
ル回路に与えられる。この電源管理回路１０２はコント
ローラ１００により制御される。

【００３９】ＲＦ回路１０７は、アンテナからの受信信
号を周波数変換、Ａ／Ｄ変換して、受信したデジタル信
号をコントローラ１００に与えると共に、コントローラ
１００より与えられる送信データをＤ／Ａ変換、周波数
変換してアンテナより出力する。

【００４０】このコントローラ１００は、携帯電話のベ
ースバンドの信号処理、通常電話の音声コーデック及び
全体のコントロールを行う。

【００４１】また、テレビ電話通信時のＭＰＥＧ４など
の規格に基づく画像圧縮・伸張並びに音声信号の圧縮・
伸張の処理は、マルチメディアプロセッサ１０６で行わ
れ、このマルチメディアプロセッサ１０６は、コントロ
ーラ１００により制御される。

【００４２】メモリ１０５は、主としてマルチメディア
処理時に必要な画像などを記憶する。このメモリ１０５
は、コントローラ１００により書き込み、読み出し等が
制御される。

【００４３】表示コントローラ１１３は、映像情報駆動
部２ａに対するインターフェース並びにその制御を行う
ものであり、コントローラ１００により制御される。

【００４４】ビデオカメラ部１１は、カメラコントロー
ラ１０４により制御され、ビデオカメラ部１１から入力
された映像データは、カメラコントローラ１０４により
デジタル信号に変換され、メモリ１０５、マルチメディ
アプロセッサ１０６、表示コントローラ１１３に画像デ
ータが与えられる。

【００４５】マイク回路１１０は、入力された、音声デ
ータをデジタル変換し、コントローラ１００に与える。
そして、コントローラ１００にて音声コーデックされ、
ＲＦ回路１０７を介してアンテナから相手先に送信され
る。

【００４６】スピーカー部１０９は、コントローラ１０
０から与えられる相手側からの音声データを復調し、音
声として出力する。

【００４７】プッシュボタン操作部７は、テンキー、電
源キー、ファクションキーなどで構成され、使用者が押
下したキー情報がコントローラ１００に与えられる。コ
ントローラ１００は、プッシュボタン操作部７から与え
られたキー情報に基づき、各種動作を行う。

【００４８】ディスプレイコントローラ１１４は、キー
パッドより入力されたデータ、送受信動作等を表示する
ための液晶表示部８を制御する。

【００４９】次に、この発明にかかる携帯電話の送受信
動作等につき説明する。基本的な動作は、テレビ電話の
受信データは、ＲＦ回路１０７からコントローラ１００
に与えられ、コントローラ１００からマルチメディアプ
ロセッサ１０６に与えられる。マルチメディアプロセッ
サ１０６にて、音声、画像をデコードし、画像データが
表示コントローラ１１３に送られ、表示コントローラ１
１３は与えられた画像データに基づき、虚像光学表示装
置２の映像情報駆動部２ａを駆動し、虚像光学表示装置
２の映像情報駆動部２ａからの映像データがディスプレ
イ接眼部３ｂを通して使用者の目Ｅに与えられ、虚像と
して認識される。

【００５０】また、テレビ電話の送信データは、ビデオ
カメラ部１１で撮影した被写体の画像データがカメラコ
ントローラ１０４からマルチメディアプロセッサ１０６
に与えられ、マルチメディアプロセッサ１０６にて画像
圧縮され、コントローラ１００からＲＦ回路１０７に与
えられて送信される。ビデオカメラ部１１からの画像デ
ータは表示コントローラ１１３にも与えられ、虚像光学
表示装置２の映像情報駆動部２ａからビデオカメラ部１
１で撮像された映像データをディスプレイ接眼部３ｂか
ら使用者の目Ｅに与え、モニタリングできる。また、テ
レビ電話の音声データはマイク回路１１０からマルチメ
ディアプロセッサ１０６に与えられ、マルチメディアプ
ロセッサ１０６にて音声圧縮され、コントローラ１００
からＲＦ回路１０７に与えられて送信される。

【００５１】この発明にかかる携帯電話の基本的な動作
は、上記のように行われるが、電力消費を少なくするた
めに、この発明においては、テレビ電話として使用する
場合には、アーム６を完全に解放した状態にて行うもの
とし、電源スイッチがオンにされてもアーム６が完全に
開放されていない限り、画像処理を行う回路に電源を与
えないように、電源管理回路１０２を制御して、電力の
消費を抑制している。

【００５２】このため、コントローラ１００は、アーム
センサスイッチ１０８からの信号に基づき、アーム６が
完全に開放されたことを検知すると、映像情報駆動部２
ａ、表示コントローラ１１３、ビデオカメラ部１１、カ
メラコントローラ１０４、マルチメディアプロセッサ１
０６などに電源を与えるるように制御する。なお、ファ
ンクションキーなどの設定により、上記した全てのモジ
ュール回路に電源を与えるのではなく、最低限のモジュ
ール回路に電源を与えるように設定できるように構成し
てもよい。例えば、相手先に画像を送信するだけの場合
には、電力を多く必要とする虚像光学表示装置２には、
電力を与えずに、電力消費を抑制するなど、色々な設定
が考えられる。

【００５３】以下、制御例につき説明する。例えば、音
声回線のみにて通話しているときに、アーム６を開き、
アームセンサスイッチ１０８からの信号により、コント
ローラ１００はアーム６が完全に開かれたと判断する
と、コントローラ１００は、虚像光学表示装置２の映像
情報駆動部２ａ、表示コントローラ１１３、マルチメデ
ィアプロセッサ１０６、ビデオカメラ部１１、カメラコ
ントローラ１０４及びメモリ１０５を起動するように、
電源管理回路１０２と各モジュール回路に指示する。

【００５４】なお、音声回線ではテレビ電話は利用でき
ないため、通常、一度音声回線を切断し、改めてテレビ
電話のための回線を確立する（かけ直す）必要がある。
しかしながら、複数の回線を同時に接続できる機能があ
れば，以下の手順により途切れなく音声電話からテレビ
電話に移行することが可能になる。

【００５５】コントローラ１００は、ビデオカメラ部１
１で撮影した送信映像を虚像光学表示装置２の映像情報
駆動部２ａに与え、使用者の目Ｅの網膜上に虚像を表示
すると共に、テレビ電話のための回線接続を行い、片方
向のビデオ送信と双方向の音声送受信を実現し、その
後、最初の音声回線を切断するように、各モジュール回
路を制御する。

【００５６】また、例えば、テレビ電話通信時で且つ画
像を受信していないとき、即ち、画像送信のみ行ってい
るときに、アーム６が閉じられ、アームセンサスイッチ
１０８からの信号により、コントローラ１００はアーム
６が閉じられたと判断すると、音声のための回線接続を
行い、双方向の音声送受信を実現し、その後、これまで
のテレビ電話用回線を切断する。そして、コントローラ
１００は、虚像光学表示装置２の映像情報駆動部、表示
コントローラ１１３、マルチメディアプロセッサ１０
６、ビデオカメラ部１１、カメラコントローラ１０４及
びメモリ１０５を停止するように、電源管理回路１０２
と各モジュール回路に指示する。

【００５７】また、例えば、音声のみで通話していると
きで、且つ同じ相手からの画像データ受信（呼出）があ
るときに、アーム６を開き、アームセンサスイッチ１０
８からの信号により、コントローラ１００は、アーム６
が完全に開かれたと判断すると、コントローラ１００
は、虚像光学表示装置２の映像情報駆動部２ａ、表示コ
ントローラ１１３、マルチメディアプロセッサ１０６、
ビデオカメラ部１１、カメラコントローラ１０４及びメ
モリ１０５を起動するように、電源管理回路１０２と各
モジュール回路に指示する。

【００５８】そして、コントローラ１００は、テレビ電
話のための回線接続を行い、片方向のビデオ受信と双方
向の音声送受信を実現すると同時に，相手から送られて
きた受信映像を虚像光学表示装置２の映像情報駆動部２
ａで表示し、その後、最初の音声回線を切断するよう
に、各モジュール回路を制御する。

【００５９】なお、アーム６が開かれた状態においても
テレビ電話を使用しない場合には、プッシュボタン操作
部７からのボタン操作により、テレビ電話に関するモジ
ュール回路を停止するようにコントローラ１００が制御
するように構成できる。このとき、テレビ電話の動作を
開始するときには、プッシュボタン操作部７からのボタ
ン操作によりテレビ電話に関するモジュール回路を起動
するように構成すればよい。

【００６０】また、テレビ電話通信時で且つ画像を送信
していないとき、即ち、画像を受信しているとき、アー
ム６が閉じられ、アームセンサスイッチ１０８からの信
号により、コントローラ１００がアーム６が閉じられた
と判断すると、音声のための回線接続を行い、双方向の
音声送受信を実現し、その後、これまでのテレビ電話用
回線を切断する。そして、コントローラ１００は、虚像
光学表示装置２の映像情報駆動部、表示コントローラ１
１３、マルチメディアプロセッサ１０６、ビデオカメラ
部１１、カメラコントローラ１０４及びメモリ１０５を
停止するように、電源管理回路１０２と各モジュール回
路に指示する。

【００６１】上記したように、アーム６の開閉に応じ
て、テレビ電話の動作を制御するように構成すれば、使
用する機能以外のモジュール回路への電源供給を停止又
は抑制することができ、消費電力を低減することができ
る。

【００６２】上記したように、この発明にかかる携帯電
話においては、アーム６を確実に開き、この状態でスピ
ーカー部９を耳に当てると、ディスプレイ接眼部３ｂが
使用者の目Ｅの前に位置するように、スピーカー部９か
ら電話機本体１のヒンジ部５迄の長さ、アーム６の長
さ、アーム６と電話機本体１との角度が人間工学的に最
適な条件で決定されている。次に、この各種寸法等の決
定方法につき、図８を参照して説明する。

【００６３】図８に示すように、耳と携帯電話との接触
点Ｐａが決まる。この接触点は、携帯電話のスピーカー
部９の位置に使用者の耳を当てた点になる。

【００６４】次に、ディスプレイ接眼部３ｂの接眼レン
ズ部分の中心位置Ｐｂを以下のようにして決定する。

【００６５】人間光学的に見やすいディスプレイ接眼部
３ｂの接眼レンズ部分の中心位置Ｐｂは、光軸がまっす
ぐ前方かそれより内向きになる方向にある。図８におい
ては、光軸がまっすぐ前方になるようにした。目とディ
スプレイ接眼部３ｂの接眼レンズ部分との距離は眼鏡を
かけた使用者であっても、眼鏡が接触しないことを考慮
して３．５ｃｍ程度する。

【００６６】携帯電話のスピーカー部９と耳とを接触点
Ｐａで接触させつつ、携帯電話が顔に接触するまで、Ｐ
ａを中心に垂直軸回りに回転させる。この接触点の顔側
をＰｃ、携帯電話側をＰｄとする。

【００６７】接眼レンズの中心位置Ｐｂを通り、水平で
且つ光軸に垂直な直線をＬａとし、この直線Ｌａと直線
Ｐａ−Ｐｄとの交点をＰｅとする。両耳間を結ぶ直線と
Ｐａ−Ｐｅとのなす角をαとすると、Ｐｃ＝Ｐｄのと
き、これが使用中のαの最小角度α１となる。日本人の
人体計測データの平均値（２０〜２４歳の男性）から算
出すると、α１は約８０度となる

【００６８】α＝９０度の場合、距離Ｐｂ−Ｐｅは
｛（耳間距離）−（瞳孔間距離）｝／２となる。日本人
の人体計測データの平均値（２０〜２４歳の男性）から
算出すると、４０．３ｍｍとなるが、眼鏡や人間光学的
な使い易さを考慮し、αを以下のように決定する。

【００６９】眼鏡と干渉しないことを考慮したαをα２
とすると、使用中はα≧α２となる。上記した日本人の
人体計測データに基づくと、α２は約８５度となる。

【００７０】接眼部の長さを長くすることにより、αは
大きくすることも可能であるが、人間工学的に肘を閉じ
た姿勢の方がカメラ撮影などが安定し、持ちやすいた
め、αの上限値α３とすると、α３＝９０度が上限値と
設定する。よって、α１≦α≦α３の範囲になるように
αを選択すればよい。

【００７１】距離Ｐａ−Ｐｅは、α＝９０度の場合、日
本人の人体計測データの平均値における（耳と目の間の
距離）に目と接眼レンズまでの距離３５ｍｍを加算した
値となる。従って、α＝９０度の場合、距離Ｐａ−Ｐｅ
は１３９ｍｍとなる。

【００７２】α＝α２＝８５度の場合、距離Ｐｂ−Ｐｅ
＝４０．３−１３９／ｔａｎαとなり、距離Ｐｂ−Ｐｅ
＝４０．３−１３９／１１．４３≒２８．１（ｍｍ）と
なる。

【００７３】距離Ｐａ−Ｐｅ＝１３９／ｓｉｎα＝１３
９／０．９９６＝１３９．５ｍｍとなる。

【００７４】ヒンジ５の位置は、アーム６の開閉角度、
アーム６を閉じたときの本体のディスプレイ接眼部３ｂ
の格納部分の大きさに影響する。例えば、ヒンジ５をス
ピーカー部９に近づければ、アーム６を閉じたときの本
体の長さを短くすることができるが、回転角度が大きく
なり、閉じたときのディスプレイ接眼部３ｂの先がスピ
ーカー部９に近づくことになる。逆に、ヒンジ５をスピ
ーカー部９から遠ざければ、アーム６を閉じたときの本
体の長さが長くなり、閉じたときのディスプレイ接眼部
３ｂの先がスピーカー部９から遠ざかる。

【００７５】この実施形態においては、電話機本体１に
は、アーム６を閉じたときにもプッシュボタン操作部７
が使えるだけのスペースを設ける方が使用勝手が良い。
また、電話機本体１はできるだけ短くする方が小型化が
図れる。

【００７６】また、ヒンジ５の位置は、閉じた時の小型
化を考慮すると、接眼部の光軸からの距離の最小値がＰ
ｂ−Ｐｅ＋βで、かつ、スピーカー部９の位置Ｐａから
の距離の最小値がＰａからめがね折り曲げ部までの距離
になる。

【００７７】なお、βはＰｅから本体表面までの距離と
本体表面からヒンジ５までの距離の和で、本体厚さに関
係する。ここでは，約１１．９ｍｍとし、接眼部の光軸
からヒンジ５までの距離の最小値は、４０ｍｍ、スピー
カー部９の位置Ｐａからヒンジ５までの距離の最小値
は、標準的めがねの寸法から約１２０ｍｍとする。

【００７８】また、上記距離のそれぞれの最大値を、接
眼部の光軸からヒンジ５までの距離の最大値を本体の厚
さを考慮して６０ｍｍに、スピーカー部９の位置Ｐａか
らヒンジ５までの距離の最大値を接眼部の厚さを考慮し
て１５０ｍｍとした。

【００７９】従って、電話機のスピーカー部９の位置か
らヒンジ５の位置までの長さと接眼部の光軸からヒンジ
５までの長さの比は、２：１から１５：４の範囲とな
る。

【００８０】この実施形態では、電話機のスピーカー部
９の位置からヒンジ５の位置までの長さを１３５ｍｍと
接眼部の光軸からヒンジ５までの長さを５２ｍｍに設定
している。

【００８１】上記した各部位の寸法は、日本人の人体計
測データの平均値（２０〜２４歳の男性）から算出した
ものであり、女性専用や欧米人用には、それぞれの平均
値から電話機本体部１の長さを設定し、この長さに基づ
き、上記した比率によりアーム６の長さ及びヒンジ５の
位置を設定すればよい。

【００８２】次に、この発明に係る携帯電話の第２の実
施形態につき、図９〜図１３を参照して説明する。

【００８３】この第２の実施形態の携帯電話は、第１の
実施形態より、非使用時に更にコンパクトにしたもので
ある。このため、電話機本体２０は、図９、図１０に示
すように、ヒンジ２４にて２つ折りに折り畳めるように
構成している。即ち、電話機本体２０は、液晶表示部２
６を備える第１の本体部２１とプッシュボタン操作部３
２を備える第２の本体部２２とからなり、ヒンジ２４に
て折り畳み可能に構成されている。

【００８４】図９は、電話機本体２０を折り畳んだ状態
を、図１０は、電話機本体２０を解放した状態を示して
いる。

【００８５】第２の本体部２２には、映像情報を映像情
報駆動部２ａから凹面鏡光学系からなる結像光学系を通
して使用者の目Ｅの網膜上に虚像を形成する虚像光学表
示装置を内蔵したアーム２３がヒンジ２５を介して折り
畳み自在に設けられている。

【００８６】従って、図９に示すように、非使用時に
は、アーム６を折り畳み、第２の本体部２２内に収容
し、さらに、第１の本体部２１と第２の本体部２２とを
折り畳む。また、使用時には、図１０に示すように、第
１の本体部２１と第２の本体部２２とを開いた後、第２
の本体部２２からアーム２３を起こして解放する。

【００８７】アーム２３内には、映像情報を映像情報駆
動部２ａから凹面鏡光学系からなる結像光学系を通して
使用者の目Ｅの網膜上に虚像を形成する虚像光学表示装
置が設けられている。この虚像光学表示装置は、第１の
実施形態と同様に、図７に示すように、液晶表示パネル
とＬＥＤ光源からなる液晶表示装置２ａと、自由曲面レ
ンズ３ａをプリズム構成面に採用し、更に偏心光学系を
融合させたプリズムである所謂フリーシェイプト・プリ
ズム３と、で構成されている。このフリーシェイプト・
プリズム３に液晶表示装置２ａからの光を入射させ、フ
リーシェイプト・プリズム３の光出射面から使用者の目
Ｅに映像光を与える。

【００８８】また、アーム２３のヒンジ部分には、ビデ
オカメラ部２９が設けられ、このビデオカメラ部２９は
ヒンジ２５にて、アーム２３とは独立に回転可能に構成
されている。

【００８９】図１１の拡大図に示すように、アーム２３
を解放した状態でビデオカメラ部２９は、回転が可能に
構成されており、使用者の方向にも、使用者の目線方向
にも自在に回転され、使用者の目線方向の被写体も容易
に撮影できるように構成されている。

【００９０】更に、図示しないが電話機本体２０の内部
にはこの電話機の送受動作や他の制御動作を行うための
制御回路が設けられている。

【００９１】この実施形態においては、アーム２３に設
けられる虚像光学表示装置のフリーシェイプト・プリズ
ムの光出射側の面部分を含めてディスプレイ接眼部２７
と称する。

【００９２】上記第１の本体部２１は、スピーカー部３
０、ビデオカメラのシャッターボタン２８が、第２の本
体部２２には、マイク部３１がそれぞれ備えられてい
る。

【００９３】図１３に示すように、第１の本体部２１と
第２の本体部２２とを開いた後、第２の本体部２２から
アーム２３を起こして解放した状態で、スピーカー部３
０を耳に当てると、使用者の目Ｅの前に、虚像光学表示
装置のディスプレイ接眼部２７が位置し、映像情報駆動
部２ａからの映像情報が光学系を通して使用者の目Ｅの
網膜上に虚像として表示される。即ち、第１の本体部２
１と第２の本体部２２とを開いた後、第２の本体部２２
からアーム２３を起こして解放した状態でスピーカー部
３０を耳に当てると、ディスプレイ接眼部２７が使用者
の目Ｅの前に位置するように、スピーカー部３０から第
１の本体部２１と第２の本体部２２とのヒンジ２４まで
の長さ、第２の本体部２２とヒンジ部２５迄の長さ、ア
ーム２３の長さ、アーム２３と第２の本体部２２との角
度、及び第１の本体部２１と第２の本体部２２との角度
が人間工学的に最適な条件で決定されている。

【００９４】このため、使用者が、虚像光学表示装置を
含むディスプレイ接眼部２７を装着したアーム２３を開
いた状態で、スピーカー部３０を耳に当て、映像情報を
視認する際にも、疲れがなく、自然な状態で観察できる
ように構成されている。

【００９５】上記したビデオカメラ２９は、例えば、ア
ーム２３を開いた状態において、ディスプレイ接眼部２
７からの光出射方向と、ビデオカメラ部１１のレンズ部
とが平行又はほぼ平行な方向となるように、回転させて
配置する。このような位置に配置することで、ディスプ
レイ接眼部２７を使用者が観察するようにすると、使用
者の目の前方に位置する箇所をビデオカメラ部２９が撮
影することになる。このため、使用者は目で追うように
して、ビデオカメラ部２９で被写体を撮影することがで
きる。

【００９６】上記したように、この発明の第２の実施形
態にかかる携帯電話においても、第１の本体部２１と第
２の本体部２２とを開いた後、第２の本体部２２からア
ーム２３を起こして解放した状態でスピーカー部３０を
耳に当てると、ディスプレイ接眼部２７が使用者の目Ｅ
の前に位置するようにアーム６を確実に開き、この状態
でスピーカー部９を耳に当てると、ディスプレイ接眼部
３ｂが使用者の目Ｅの前に位置するように、各部材の長
さ角度等が人間工学的に最適な条件で決定されている。
次に、この各種寸法等の決定方法につき、図１３を参照
して説明する。

【００９７】図１３に示すように、耳と携帯電話との接
触点Ｐａが決まる。この接触点は、携帯電話のスピーカ
ー部３０の位置に使用者の耳を当てた点になる。

【００９８】次に、ディスプレイ接眼部２７の中心位置
Ｐｂを以下のようにして決定する。

【００９９】人間光学的に見やすいディスプレイ接眼部
２７の接眼レンズ部分の中心位置Ｐｂは、光軸がまっす
ぐ前方かそれより内向きになる方向にある。図１３にお
いては、光軸がまっすぐ前方になるようにした。目とデ
ィスプレイ接眼部２７の接眼レンズ部分との距離は眼鏡
をかけた使用者であっても、眼鏡が接触しないことを考
慮して３．５ｃｍ程度する。ここでの距離は、仮の値
で、例えば３．０ｃｍ程度としても差し支えない。

【０１００】携帯電話のスピーカー部３０と耳とを接触
点Ｐａで接触させつつ、携帯電話が眼鏡に接触するま
で、Ｐａを中心に垂直軸回りに回転させる。この接触点
の眼鏡側をＰｃ'、携帯電話側をＰｄ'とする。

【０１０１】ディスプレイ接眼部２７の中心位置Ｐｂを
通り、水平で且つ光軸に垂直な直線をＬａとし、この直
線Ｌａと直線Ｐａ−Ｐｄ'との交点をＰｅとする。両耳
間を結ぶ直線とＰａ−Ｐｅとのなす角をαとすると、Ｐ
ｃ'＝Ｐｄ'のとき、これが使用中のαの最小角度α１と
なる。日本人の人体計測データの平均値（２０〜２４歳
の男性）から算出すると、α１は約８０度となる

【０１０２】α＝９０度の場合、距離Ｐｂ−Ｐｅは
｛（耳間距離）−（瞳孔間距離）｝／２となる。日本人
の人体計測データの平均値（２０〜２４歳の男性）から
算出すると、４０．３ｍｍとなるが、眼鏡や人間光学的
な使い易さを考慮し、αを以下のように決定する。

【０１０３】眼鏡と干渉しないことを考慮したαをα２
とすると、使用中はα≧α２となる。上記した日本人の
人体計測データに基づくと、α２は約８５度となる。

【０１０４】接眼部の長さを長くすることにより、αは
大きくすることも可能であるが、人間工学的に肘を閉じ
た姿勢の方がカメラ撮影などが安定し、持ちやすいた
め、αの上限値α３とすると、α３＝９０度が上限値と
設定する。よって、α１≦α≦α３の範囲になるように
αを選択すればよい。

【０１０５】距離Ｐａ−Ｐｅは、α＝９０度の場合、日
本人の人体計測データの平均値における（耳と目の間の
距離）に目と接眼レンズまでの距離３５ｍｍを加算した
値となる。従って、α＝９０度の場合、距離Ｐａ−Ｐｅ
は１３９ｍｍとなる。

【０１０６】α＝α２＝８５度の場合、距離Ｐｂ−Ｐｅ
＝４０．３−１３９／ｔａｎαとなり、距離Ｐｂ−Ｐｅ
＝４０．３−１３９／１１．４３≒２８．１（ｍｍ）と
なる。

【０１０７】距離Ｐａ−Ｐｅ＝１３９／ｓｉｎα＝１３
９／０．９９６＝１３９．５ｍｍとなる。

【０１０８】ヒンジ２４の位置は電話機本体２０の長さ
の中心、ヒンジ２５の位置は、ヒンジ２４による第１の
本体部２１と第２の本体部２２との間になす角度と電話
機本体２０の長さに関係し、それらを変化させることに
より、アーム２３の長さを変えることができる。

【０１０９】一方、アーム２３を閉じたときにもプッシ
ュボタン操作部３２が使えるだけのスペースを設ける方
が使用勝手が良い。また、第１の本体部２１と第２の本
体部２２との間になす角度を１８０度よりも小さくする
ことによって、電話機本体２０と頬の間に空間ができ、
ディスプレイ接眼部３ｂを覗き込みながらの操作も容易
になる。

【０１１０】上記のことから、ディスプレイ接眼部３ｂ
の中心Ｐｂからヒンジ２５までの長さと、ヒンジ２４か
らヒンジ２５までの長さの比は、１：２〜１：４までの
間が人間工学的に使いやすく且つ小型化が図れる範囲で
ある。

【０１１１】上記のことから、スピーカー部３０から第
１の本体部２１の先端までの距離を約１０ｍｍとする
と、スピーカー部３０からヒンジ２４までは６５〜８０
ｍｍ、第２の本体部２２は７５〜９０ｍｍの範囲が適し
ている。

【０１１２】上記した各部位の寸法は、日本人の人体計
測データの平均値（２０〜２４歳の男性）から算出した
ものであり、女性専用や欧米人用には、それぞれの平均
値から電話機本体部１の長さを設定し、この長さに基づ
き、上記した比率によりアーム６の長さ及びヒンジ５の
位置を設定すればよい。

【０１１３】また、虚像光学表示装置を使用するとき
は、ヒンジ２４とヒンジ２５の間の部分を保持して利用
することになるが、例えば、先端のアーム部分が重くな
りすぎると安定性が悪く、持ちにくく使いにくいものに
なる。覗きながら操作することを考えても重量配分は重
要な要素となる。そこで、図１２に示すように、ヒンジ
２４とヒンジ２５のまでの間を６等分し、ヒンジ２４か
ら数えて、２から４番目の部分に重心がくるように、重
量配分を考慮して構成すると、使用性が向上する。

【０１１４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、携帯
電話の電話機本体とアームなどの関係を人間工学的に最
適な形状及び寸法に設定したので、使用者が、接眼部側
光学系を装着したアームを開いた状態で、電話機本体の
スピーカー部に耳を当て、映像情報を視認する際にも、
疲れがなく、自然な状態で観察することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る携帯電話の第１の実施形態を示
すアームを開いた状態の斜視図である。

【図２】この発明に係る携帯電話の第１の実施形態を示
すアームを閉じた状態の正面図である。

【図３】この発明に係る携帯電話の第１の実施形態を示
す背面図である。

【図４】この発明に係る携帯電話の第１の実施形態を示
すアームを開いた状態の側面図である。

【図５】この発明に係る携帯電話のビデオカメラ部の取
付状態を示す模式的断面図である。

【図６】この発明に係る携帯電話のブロック回路図であ
る。

【図７】この発明の虚像光学表示装置の構成を示す模式
図である。

【図８】この発明に係る第１の実施形態の携帯電話の使
用者と機器との関係を示す上面図である。

【図９】この発明に係る携帯電話の第２の実施形態を示
す非使用時状態の斜視図である。

【図１０】この発明に係る携帯電話の第２の実施形態を
示す使用時状態の斜視図である。

【図１１】この発明に係る携帯電話の第２の実施形態の
アーム部分の拡大平面図である。

【図１２】この発明に係る携帯電話の第２の実施形態を
示す使用時状態の模式図である。

【図１３】この発明に係る第２の実施形態の携帯電話の
使用者と機器との関係を示す上面図である。

【符号の説明】

１電話機本体２虚像光学表示装置２ａ映像情報駆動部３ｂディスプレイ接眼部５ヒンジ６アーム７プッシュボタン操作部８液晶表示部９スピーカー部１０マイク部１１ビデオカメラ部Ｅ目

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像および音声の無線送受信機能を有す
る電話機本体と、映像情報を映像情報駆動部から結像光
学系を通して使用者の目の網膜上に虚像を形成する虚像
光学表示装置と、映像を撮像するビデオカメラ部と、を
備える携帯電話において、上記電話機本体にヒンジを介
して折り畳み可能に設けられたアームに虚像光学表示装
置が装着され、上記アームを解放した際の接眼部側と使
用者の目の方向と上記ビデオカメラ部が撮像する方向と
が平行またはほぼ平行になるように電話機本体に上記ビ
デオカメラ部が設けられ、上記電話機本体の使用者の耳
と接する位置と上記ヒンジまでの長さ、アームと電話機
本体との使用時の角度、並びにアームの長さが人間工学
的に最適な関係で決定されていることを特徴とする携帯
電話。
【請求項２】上記使用者の耳と接する位置をＰａ、上
記接眼部の中心位置をＰｂ、電話機本体と使用者の顔ま
たは眼鏡が接触する点をＰｄ、接眼部の中心位置Ｐｂを
通り水平で且つ光軸に垂直な直線をＬａとし、この直線
Ｌａと直線Ｐａ−Ｐｄとの交点をＰｅとしたとき、両耳
間を結ぶ直線とＰａ−Ｐｅとのなす角度αが、８０度≦
α≦９０度の範囲になるように、上記電話機本体の使用
者の耳と接する位置と上記ヒンジまでの長さ、アームと
電話機本体との使用時の角度、並びにアームの長さが決
められていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電
話。
【請求項３】上記電話機本体のスピーカー部の位置か
らヒンジの位置までの長さと接眼部の光軸からヒンジま
での長さの比が２：１から１５：４の範囲になるよう
に、アーム、電話機本体、及びヒンジ位置を設定したこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯電話。
【請求項４】上記電話機本体がヒンジを介して、少な
くともスピーカー部を備える第１の本体部とマイク部を
備える第２の本体部とに折り畳み可能に構成され、前記
第２の本体部に、前記虚像光学表示装置を備えたアーム
が折り畳み可能に装着されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の携帯電話。