JP2011095851A - Optical pointing device and electronic apparatus therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は入力装置に関し、より詳細には携帯電話機等の電子機器に搭載可能な光ポインティング装置に関する。 The present invention relates to an input device, and more particularly to an optical pointing device that can be mounted on an electronic device such as a mobile phone.
携帯電話やPDA(Personal Digital Assistants)などの携帯情報端末に代表される小型の電子機器では、一般的に、情報を入力するユーザーインターフェースとしてキーパッドが採用されている。キーパッドは、通常、数字及び文字を入力するための複数個のボタンと方向ボタン(十字キー)とで構成されている。また、近年では携帯情報端末のディスプレイ部にグラフィックなどの表現が可能となることに伴い、ユーザに対する情報の表示方式として、主に、ディスプレイ部を2次元で用いるGUI(Graphical User Interface)が採用されるようになってきている。 In a small electronic device typified by a portable information terminal such as a mobile phone or PDA (Personal Digital Assistants), a keypad is generally employed as a user interface for inputting information. The keypad is usually composed of a plurality of buttons for inputting numbers and characters and direction buttons (cross keys). In recent years, with the display of graphics and the like being possible on the display unit of a portable information terminal, a GUI (Graphical User Interface) that mainly uses the display unit in two dimensions has been adopted as a method for displaying information to the user. It is becoming.
このように携帯情報端末が高機能化し、コンピュータと同等の表示機能を備えることにより、メニューキーおよびその他の機能キーを方向キーとして用いる、従来の携帯情報端末の入力手段では、GUIで表現されたアイコン等の選択には適しておらず、不便であった。そのため、携帯情報端末においても、コンピュータに用いられているマウスやタッチパッドのように直感的な操作を可能とするポインティング装置が求められるようになってきている。 In this way, the portable information terminal is highly functional and has a display function equivalent to that of a computer, so that the input means of the conventional portable information terminal that uses menu keys and other function keys as direction keys are expressed in GUI. It was inconvenient because it was not suitable for selecting icons. For this reason, a pointing device capable of intuitive operation, such as a mouse and a touch pad used in a computer, has been demanded for portable information terminals.
そこで、携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置として、装置に接触する指先等の被写体の模様を撮像素子で観察し、接触面における被写体の模様の変化を抽出することによって、被写体の動きを検知する光ポインティング装置が提案されている。具体的に、光ポインティング装置では、接触面上の被写体をLED等の光源によって照射し、被写体から散乱された光を集光レンズを用いて撮像素子に集光し、被写体の像をイメージセンサ等の撮像素子で連続的に撮像し、撮像した画像データにおける直前に撮影した画像データに対する変化量を抽出し、変化量に基づいて被写体の動きを算出し、被写体の動きを電気信号として出力する。この光ポインティング装置を用いることによって、ディスプレイ上に示されたカーソルなどを被写体の動きに合わせて、ディスプレイ上で移動させることができる。 Therefore, as a pointing device that can be mounted on a portable information terminal, the movement of the subject is detected by observing the pattern of a subject such as a fingertip that contacts the device with an imaging device and extracting a change in the pattern of the subject on the contact surface. An optical pointing device has been proposed. Specifically, in an optical pointing device, a subject on a contact surface is irradiated by a light source such as an LED, and light scattered from the subject is condensed on an image sensor using a condenser lens, and an image of the subject is image sensor or the like. The image sensor continuously captures images, extracts a change amount of the captured image data from the image data captured immediately before, calculates a motion of the subject based on the change amount, and outputs the motion of the subject as an electrical signal. By using this optical pointing device, the cursor shown on the display can be moved on the display in accordance with the movement of the subject.
光ポインティング装置は、先に述べたように、被写体で散乱された光を連続的に撮像素子が撮像し、撮像した画像データに基づいて被写体の動きを算出している。そのため、撮像素子が撮像する像は、歪が少なく、レンズの結像性能を表すModulation Transfer Function(被写体の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として表現したものである。以下、MTFと称する。)が高いことが望まれる。 In the optical pointing device, as described above, the image sensor continuously captures the light scattered by the subject, and calculates the motion of the subject based on the captured image data. For this reason, an image picked up by the image pickup device is a distortion transfer function that expresses the imaging performance of the lens with little distortion and expresses as a spatial frequency characteristic how faithfully the contrast of the subject can be reproduced. (Referred to as MTF).
一般的に、歪みが少なく、MTFの高い像を得るためには、レンズ面(以下結像面)を多く用いて、それぞれの結像面で光学収差を補正するという方法が取られる。例えば、特許文献1に記載の技術では、指で散乱された光が、撮像素子に到達するまでに、第1導波管および第2導波管の2つの結像レンズを通ることによって、歪を抑え、かつ、MTFの高い像を得ることができる。 In general, in order to obtain an image with low distortion and high MTF, a method of using a large number of lens surfaces (hereinafter referred to as imaging surfaces) and correcting optical aberrations on the respective imaging surfaces is used. For example, in the technique described in Patent Document 1, light scattered by a finger passes through two imaging lenses of a first waveguide and a second waveguide before reaching the image sensor, thereby causing distortion. And an image with a high MTF can be obtained.
光ポインティング装置は、被写体の検出精度および製造コストの観点から、光ポインティング装置を構成する部品点数は少ないことが好ましい。特許文献1に記載の光学式ジョイスティックにおいて、例えば、2つの結像面(第1平凸レンズ部および第2平凸レンズ部)を1つの部品として製造することが考えられる。しかしながら、特許文献1に記載の光学式ジョイスティックでは、2つの結像面が対向しているため、この2つの結像面を射出成形等により一体的に形成することは難しい。 The optical pointing device preferably has a small number of parts constituting the optical pointing device from the viewpoint of object detection accuracy and manufacturing cost. In the optical joystick described in Patent Document 1, for example, it is conceivable to manufacture two imaging surfaces (a first plano-convex lens unit and a second plano-convex lens unit) as one component. However, in the optical joystick described in Patent Document 1, since the two imaging surfaces face each other, it is difficult to integrally form the two imaging surfaces by injection molding or the like.
そこで、本発明者は、別の手法として、第1平凸レンズ部を有する第1導波管と、被写体が接するカバーグラスとを1つの部品として製造して部品点数を削減することを考えた。ここで、本発明者が考え出した、第1導波管およびカバーグラスを一体成形した部品を有する光ポインティング装置109の構造を図11に基づいて説明する。図11は、該光ポインティング装置109の断面構造を示す模式図である。図11に示すように、光ポインティング装置109は、光源113、結像素子114、撮像素子115、回路基板117およびカバー118を備える。
Therefore, the present inventor has considered, as another method, that the first waveguide having the first plano-convex lens portion and the cover glass in contact with the subject are manufactured as one component to reduce the number of components. Here, the structure of the
光源113は、後述の被写体110が接触する接触面111に向けて光を照射するものである。結像素子114は、被写体110からの反射光を集光して、撮像素子115上に結像させるものである。撮像素子115は、被写体110からの反射光を受光して、接触面111上の被写体110の像を撮像するものである。回路基板117には、回路が形成されている。当該回路は、光源113の発光タイミングを制御したり、撮像素子115から出力された電気信号を受けて、被写体の動きを検知したりするものである。
The
光源113および撮像素子115は、回路基板117上に配置され、それぞれ透明樹脂によって樹脂封止されて周囲に樹脂モールド116が形成されている。結像素子114は、撮像素子15の上方に位置し、撮像素子115を覆う樹脂モールド116の上表面に密着して接している。結像素子114は、後述の第1レンズ127と対向する第2レンズ129を有する。また、結像素子114は、撮像素子115の上方に位置し、後述の反射面122と対応する斜面である立ち下げ面123を有する。さらに、結像素子114は、後述の透過面126と対向する面であって、第2レンズ129以外の部分に遮光体124を有する。
The
カバー118は、光ポインティング装置109の筐体であり、光源113、結像素子114、撮像素子115および回路基板117を外部からの衝撃などから保護するものである。カバー118は、樹脂モールド116および結像素子114の上側に配置されている。カバー118は、略直方体の形状であり、その断面は、略逆U字状の形状である。カバー118は、その上表面に被写体110が接触する接触面111を有する。接触面111は、光源113の上方に位置する。ここで、カバー118において、光源113および撮像素子115と対向する面を裏面と称する。カバー118は、さらに、その裏面に凸部121を有する。凸部121は、光源113および接触面111の間に位置し、それぞれと対向する斜面である反射面122を有する。また、凸部121は、結像素子114と対向する透過面126を有し、透過面126に第1レンズ127が形成されている。カバー118の端部には、立壁128が形成されており、回路基板117および樹脂モールド116と密着して接している。
The
光ポインティング装置109では、光源113から照射された光は、反射面122を透過屈折し、接触面111へ到達する。そして、接触面111上の被写体110の表面で反射した光は、反射面122で水平方向に反射されて、第1レンズ127および第2レンズ129を介して、立ち下げ面123で垂直方向に反射されて撮像素子115に入射する。
In the
このように、反射面122および第1レンズ127を有する凸部121(第1導波管)をカバー118(カバーグラス)とを一体的に成形する場合、第1レンズ127は、金型の動く方向に対して、アンダーカットとなる方向になる。そのため、カバー118を成形する金型にスライド金型が用いられる。カバー118の具体的な製造方法を図12に基づいて説明する。図12は、カバー118を成形する金型136の断面構造を示す模式図であり、製造工程を時系列に示すものである。
Thus, when the convex part 121 (first waveguide) having the reflecting
図12(a)は、金型固定時の状況を示す図である。図12(a)に示すように、金型136は、金型キャビティ131、金型コア132およびスライド金型135を備える。金型キャビティ131は、金型コア132の上側に位置し、スライド金型135は、金型コア132の中央部に位置する。スライド金型は、第1レンズ127を形成するためのものである。このとき、金型コア132は、金型キャビティ131に対して矢印F方向(金型キャビティ131に向かう方向)に型締めされている。また、スライド金型135は、金型コア132に対して矢印J方向に型締めされている。金型キャビティ131と金型コア132とにより、金型136の端部に樹脂を注入する間隙であるゲート133が形成されている。
Fig.12 (a) is a figure which shows the condition at the time of metal mold | die fixation. As shown in FIG. 12A, the
金型136を固定後、金型136に対して、ゲート133から矢印G方向に流動化した樹脂134を注入する。金型136に樹脂134を注入した状況を図12(b)に示す。そして、注入した樹脂134が固化するのを待つ。樹脂134が固化すると、カバー118の形状が成形される。樹脂134固化後の状況を図12(c)に示す。
After fixing the
樹脂134が固化した後、順番に、金型136を取り外す。まず、図12(d)に示すように、金型コア132を矢印F’方向に型開きし、スライド金型135を矢印J’方向に型開きする。なお、金型コア132およびスライド金型135の型開きは、同期を取って行う。金型コア132およびスライド金型135を型開きした後、図12(e)に示すように、カバー118は、図示しないピンにより金型キャビティ131から矢印H方向に突かれて取り外される。取り外されたカバー118は、ゲート133によって形成された突出部133’がカットされて、成形が完了する。
After the
このように、カバー118を1つの部品として成形することができる。ただし、樹脂134硬化後のカバー118を金型コア132の型開き方向F’に型開きしようとしても、第1レンズ127がカバー18から突出しているため、そのままでは型開き方向F’に型開きすることができない。つまり、カバー118の第1レンズ127は、金型コア132の型開き方向F’に対してアンダーカットになっている。そのため、第1レンズ127を形成するためには、スライド金型135を別途設ける必要がある。
In this way, the
一般的に、製品(部品)単価を下げるため、1つのダイセットで部品の多数個取りを行う。このとき、部品を成形する金型にスライド金型を別途設ける場合、スライド金型が多数個分必要になる。そのため、ダイセットも含めた金型の初期費用が高くなる。また、金型において、スライドする機構も必要になることから、1つのダイセットにおいて、部品を成形できる個数が少なくなり、製品単価が上昇する。よって、カバー118のような形状の場合、カバー118として1つの部品で成形しても、製造コストの削減の効果が薄くなる。
In general, in order to reduce the unit price of a product (parts), a large number of parts are taken with one die set. At this time, when a slide mold is separately provided in a mold for molding a part, a large number of slide molds are required. Therefore, the initial cost of the mold including the die set becomes high. In addition, since a sliding mechanism is also required in the mold, the number of parts that can be molded in one die set is reduced, and the product unit price increases. Therefore, in the case of the shape like the
さらに、金型136にスライド金型135を設ける場合、スライド金型135のスペースおよびそれがスライドするスペースが必要になる。このとき、光ポインティング装置109の投影面積を小さくする場合、立壁128によってスペースが制限されるため、スライド金型135のスペースおよびそれがスライドするスペースが確保出来なくなる。よって、光ポインティング装置109の投影面積の小型化に不利である。
Further, when the
なお、上記課題を解決するため、第1レンズ127を凸部121に設けないという方法があるが、その場合、光ポインティング装置の光学特性が劣化する。
In order to solve the above problem, there is a method in which the
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ポインティング装置の光学特性を劣化させることなく、光ポインティング装置を構成する部品点数が少なく、且つ、製造コストを削減可能な光ポインティング装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce the number of parts constituting the optical pointing device and reduce the manufacturing cost without degrading the optical characteristics of the optical pointing device. It is to realize a possible optical pointing device.
本発明に係る光ポインティング装置は、上記課題を解決するために、被写体からの散乱光を結像させる結像手段と、前記結像手段による結像に基づいて、前記被写体を撮像する撮像素子と、前記結像手段と前記撮像素子とを覆うカバー部材とを備えた光ポインティング装置であって、前記カバー部材には、前記被写体からの散乱光が入射する入射手段と、前記入射手段から入射した散乱光を反射して前記結像手段に導く反射手段とが形成されており、前記カバー部材は、前記被写体が接触する接触面を有しており、前記入射手段は、前記接触面に形成された少なくとも一つの曲面を有していることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an optical pointing device according to the present invention includes an imaging unit that forms an image of scattered light from a subject, and an imaging element that images the subject based on the imaging by the imaging unit. An optical pointing device comprising a cover member that covers the imaging means and the image pickup device, wherein the cover member is incident on the scattered light from the subject and incident from the incident means Reflecting means that reflects scattered light and guides it to the imaging means is formed, the cover member has a contact surface that contacts the subject, and the incident means is formed on the contact surface. It is characterized by having at least one curved surface.
上記の構成によれば、前記カバー部材は、前記被写体が接触する接触面を有しており、前記入射手段は、前記接触面に形成された少なくとも一つの曲面を有している。そのため、カバー部材を成形する金型には、スライド金型を別途設ける必要がない。よって、1つのダイセットでカバー部材の多数個取りを行う場合であっても、スライド金型の費用が要らないため、ダイセットも含めた金型の初期費用が高くならなくなる。また、金型がスライドする機構を備える必要がないことから、1つのダイセットにおいて、カバー部材を成形できる個数が少なくなることもなく、製品単価を抑えることができる。さらに、スライド金型のスペースおよびそれがスライドするスペースが不必要なため、光ポインティング装置の投影面積を小さくする場合、カバー部材の立壁が邪魔になって、スライド金型のスペースおよびそれがスライドするスペースが確保出来ないといったこともない。それゆえ、光ポインティング装置の光学特性を劣化することなく、光ポインティング装置の投影面積の小型化を図ることができる。 According to the above configuration, the cover member has a contact surface with which the subject contacts, and the incident means has at least one curved surface formed on the contact surface. Therefore, it is not necessary to separately provide a slide mold for the mold for molding the cover member. Therefore, even when a large number of cover members are taken with one die set, the cost of the slide mold is not required, so the initial cost of the mold including the die set does not increase. Further, since there is no need to provide a mechanism for sliding the mold, the number of cover members that can be molded in one die set is not reduced, and the product unit price can be reduced. Further, since the space of the slide mold and the space in which it slides are unnecessary, when the projection area of the optical pointing device is reduced, the standing wall of the cover member gets in the way and the space of the slide mold and it slides. There is no such thing as being unable to secure space. Therefore, the projection area of the optical pointing device can be reduced without degrading the optical characteristics of the optical pointing device.
さらに、前記カバー部材には、前記被写体からの散乱光が入射する入射手段と、前記入射手段から入射した散乱光を反射して前記結像手段に導く反射手段とが形成されており、前記カバー部材は、前記被写体が接触する接触面を有している。すなわち、前記接触面を有する前記カバー部材と、前記入射手段と、前記反射手段とが一体で成形されている。そのため、光ポインティング装置の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー部材を成形する金型を高精度で作成することにより、入射手段の曲面と、反射手段が散乱光を反射する面とを高精度に製造することができ、且つ、接触面、入射手段および反射手段の位置関係もばらつき無く高精度に配置することができる。 Further, the cover member is formed with incident means for receiving scattered light from the subject and reflecting means for reflecting the scattered light incident from the incident means and guiding it to the imaging means. The member has a contact surface with which the subject contacts. That is, the cover member having the contact surface, the incident means, and the reflecting means are integrally formed. Therefore, the number of parts of the optical pointing device can be reduced, and the number of assembly processes can also be reduced. In addition, by creating a mold for molding the cover member with high accuracy, the curved surface of the incident means and the surface on which the reflection means reflects scattered light can be manufactured with high accuracy, and the contact surface and the incident surface The positional relationship between the means and the reflecting means can be arranged with high accuracy without variation.
従って、光ポインティング装置の光学特性を劣化することなく、光ポインティング装置の製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い薄型の光ポインティング装置を実現することができるという効果を奏する。 Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the optical pointing device without degrading the optical characteristics of the optical pointing device, and to realize a thin optical pointing device with high object detection accuracy.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記入射手段の曲面は、凸面であることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the curved surface of the incident means is a convex surface.
上記の構成によれば、前記入射手段の曲面が凸面である。そのため、被写体が指先などのような柔らかいものの場合、被写体が入射手段に密着して接触すると、入射手段に接している被写体の表面が、入射手段の有する曲面に対応する曲面を形成し、被写体の表面が入射手段と同様の曲率を有する。被写体が曲率を持つことによって、入射手段、反射手段および結像手段における球面収差が小さくすることができる。一方、被写体が紙などのように入射手段の曲面に沿わない場合、入射手段は、凸面であるため、反射手段、結像手段、および、撮像素子における球面収差が小さくすることができる。従って、光ポインティング装置の光学特性を向上させることができる。 According to said structure, the curved surface of the said incident means is a convex surface. Therefore, when the subject is soft, such as a fingertip, when the subject is in close contact with the incident means, the surface of the subject in contact with the incident means forms a curved surface corresponding to the curved surface of the incident means, The surface has the same curvature as the incident means. When the subject has a curvature, spherical aberration in the incident means, the reflection means, and the imaging means can be reduced. On the other hand, when the subject does not follow the curved surface of the incident means such as paper, the incident means is a convex surface, so that the spherical aberration in the reflecting means, the imaging means, and the image sensor can be reduced. Therefore, the optical characteristics of the optical pointing device can be improved.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記入射手段の曲面は、球面、非球面、シリンドリカル面、または、トロイダル面によって構成されていることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the curved surface of the incident means is constituted by a spherical surface, an aspherical surface, a cylindrical surface, or a toroidal surface.
上記の構成によれば、前記入射手段の曲面は、球面、非球面、シリンドリカル面、または、トロイダル面によって構成されている。そのため、入射手段、反射手段および結像手段反射または透過する際に生じる、前記各手段の球面収差やコマ収差などの光学収差、および、撮像素子上に投影される像の歪量に基づいて、入射手段の曲面の曲率を適宜設定することにより、光ポインティング装置の光学特性さらにを向上させることができる。 According to said structure, the curved surface of the said incident means is comprised by the spherical surface, the aspherical surface, the cylindrical surface, or the toroidal surface. Therefore, based on the optical aberration such as spherical aberration and coma aberration of each means, and the amount of distortion of the image projected on the image sensor, which occurs when the incident means, the reflecting means and the imaging means are reflected or transmitted, The optical characteristics of the optical pointing device can be further improved by appropriately setting the curvature of the curved surface of the incident means.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記散乱光は、前記被写体を透過した光に基づいて生じ、前記反射手段は、前記入射手段から入射した散乱光の進行方向を略90度変換することが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the scattered light is generated based on light transmitted through the subject, and the reflecting means converts the traveling direction of the scattered light incident from the incident means by approximately 90 degrees. .
上記の構成によれば、前記散乱光は、前記被写体を透過した光に基づいて生じるものである。そのため、光ポインティング装置が光を照射する光源を備えていなくとも、太陽光や室内照明などの外光を利用することによって、被写体の動きを検知することができる。 According to the above configuration, the scattered light is generated based on light transmitted through the subject. Therefore, even if the optical pointing device does not include a light source that emits light, the movement of the subject can be detected by using external light such as sunlight or indoor lighting.
また、前記反射手段は、前記入射手段から入射した散乱光の進行方向を90度変換する。そのため、前記入射手段から入射した散乱光の光路を水平方向に取ることができる。よって、散乱光の光路を長く保ちながら、光ポインティング装置の厚みを薄く設計することができる。 The reflecting means converts the traveling direction of the scattered light incident from the incident means by 90 degrees. Therefore, the optical path of the scattered light incident from the incident means can be taken in the horizontal direction. Therefore, the optical pointing device can be designed to be thin while keeping the optical path of the scattered light long.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記カバー部材によって覆われた光源をさらに備え、前記散乱光は、前記光源から出射された光に基づいて生じることが好ましい。 Preferably, the optical pointing device according to the present invention further includes a light source covered by the cover member, and the scattered light is generated based on light emitted from the light source.
上記の構成によれば、前記カバー部材によって覆われた光源をさらに備え、前記散乱光は、前記光源から出射された光に基づいて生じる。そのため、被写体に照射する光量が一定になり、被写体の接触面と接している表面の凹凸で散乱される光量を一定に保つことができる。それゆえ、撮像素子が安定して被写体の像を撮像することができる。よって、光ポインティング装置が安定して作動することができる。 According to said structure, the light source further covered with the said cover member is further provided, and the said scattered light arises based on the light radiate | emitted from the said light source. Therefore, the amount of light applied to the subject becomes constant, and the amount of light scattered by the unevenness on the surface in contact with the contact surface of the subject can be kept constant. Therefore, the image sensor can stably capture an image of the subject. Therefore, the optical pointing device can operate stably.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記散乱光は、前記光源から出射されて前記被写体の中を進んだ光に基づいて生じることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the scattered light is generated based on light emitted from the light source and traveling through the subject.
上記の構成によれば、前記散乱光は、前記光源から出射されて前記被写体の中を進んだ光に基づいて生じる。すなわち、光源から出射された光が被写体の中で複数回の反射を繰り返しながら、被写体を出射するため、強度分布が一様となった光が入射手段に入射する。そのため、撮像素子にて受光した後に信号処理する際に、撮像素子の各ピクセルで受光した光の光量を調整する必要がなくなり、光ポインティング装置の構成規模を小さくすることができる。 According to the above configuration, the scattered light is generated based on light emitted from the light source and traveling through the subject. That is, since the light emitted from the light source is emitted from the subject while being repeatedly reflected in the subject, the light having a uniform intensity distribution enters the incident means. Therefore, it is not necessary to adjust the amount of light received by each pixel of the image sensor when signal processing is performed after the light is received by the image sensor, and the configuration scale of the optical pointing device can be reduced.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記散乱光は、前記光源から出射されて前記被写体によって反射された光に基づいて生じることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the scattered light is generated based on light emitted from the light source and reflected by the subject.
上記の構成によれば、前記散乱光は、前記光源から出射されて前記被写体によって反射された光に基づいて生じる。そのため、光源から出射された光が前記被写体に照射する角度をある程度揃えることができる。それゆえ、光源の照度を落としても、被写体の検知に十分な光量を保つことができる。よって、光源に供給する電流量を減らすことができるため、光ポインティング装置の消費電流量を抑えることができる。 According to the above configuration, the scattered light is generated based on light emitted from the light source and reflected by the subject. Therefore, the angle at which the light emitted from the light source irradiates the subject can be aligned to some extent. Therefore, even when the illuminance of the light source is lowered, a sufficient amount of light for detecting the subject can be maintained. Therefore, since the amount of current supplied to the light source can be reduced, the amount of current consumed by the optical pointing device can be suppressed.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記反射手段は、前記結像手段を兼ねるように構成されていることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the reflecting means is configured to also serve as the imaging means.
上記の構成によれば、前記反射手段は、前記結像手段を兼ねるように構成されている。すなわち、反射手段と結像手段とがカバー部材に一体的に成形されている。よって、光ポインティング装置の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー部材を成形する金型を高精度で作成することにより、接触面、入射手段および反射手段(結像手段)の位置関係を金型精度でばらつき無く高精度に配置することができる。 According to said structure, the said reflection means is comprised so that it may serve as the said image formation means. That is, the reflecting means and the imaging means are integrally formed on the cover member. Therefore, the number of parts of the optical pointing device can be reduced, and the number of assembly steps can also be reduced. In addition, by creating a mold for molding the cover member with high accuracy, the positional relationship among the contact surface, the incident means, and the reflection means (imaging means) can be arranged with high accuracy without variation in mold accuracy.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記入射手段の曲面は、前記接触面に対して窪んだ位置に形成されていることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the curved surface of the incident means is formed at a position recessed with respect to the contact surface.
上記の構成によれば、前記入射手段の曲面は、前記接触面に対して窪んだ位置に形成されている。すなわち、入射手段の曲面は、カバー部材の表面(接触面)から突出しておらず、カバー部材の内側に位置している。そのため、カバー部材の表面(接触面)上に突起部がない。よって、光ポインティング装置の最大厚みを削減することができる。 According to said structure, the curved surface of the said incident means is formed in the position depressed with respect to the said contact surface. That is, the curved surface of the incident means does not protrude from the surface (contact surface) of the cover member and is located inside the cover member. Therefore, there is no protrusion on the surface (contact surface) of the cover member. Therefore, the maximum thickness of the optical pointing device can be reduced.
本発明に係る光ポインティング装置は、前記結像手段は、前記カバー部材と一体に形成されていることが好ましい。 In the optical pointing device according to the present invention, it is preferable that the imaging means is formed integrally with the cover member.
上記の構成によれば、前記結像手段は、前記カバー手段と一体に形成されている。そのため、光ポインティング装置の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー部材を成形する金型を高精度で作成することにより、結像手段の曲面を高精度に製造することができ、且つ、結像手段の位置関係もばらつき無く高精度に配置することができる。 According to said structure, the said image formation means is formed integrally with the said cover means. Therefore, the number of parts of the optical pointing device can be reduced, and the number of assembly processes can also be reduced. In addition, by creating a mold for molding the cover member with high accuracy, the curved surface of the imaging means can be manufactured with high accuracy, and the positional relationship of the imaging means should be arranged with high accuracy without variation. Can do.
本発明に係る電子機器は、前記光ポインティング装置を備えることを特徴としている。 An electronic apparatus according to the present invention includes the optical pointing device.
上記の構成によれば、前記電子機器は、薄型化が容易な前記光ポインティング装置を備えている。前記光ポインティング装置を搭載する場合、光ポインティング装置の厚みが電子機器の厚みに大きく影響するため、前記光ポインティング装置を備えていても、電子機器の薄型化が実現できる。 According to the above configuration, the electronic device includes the optical pointing device that can be easily reduced in thickness. When the optical pointing device is mounted, the thickness of the optical pointing device greatly affects the thickness of the electronic device. Therefore, even if the optical pointing device is provided, the electronic device can be thinned.
以上のように、本発明に係る光ポインティング装置は、被写体からの散乱光を結像させる結像手段と、前記結像手段による結像に基づいて、前記被写体を撮像する撮像素子と、前記結像手段と前記撮像素子とを覆うカバー部材とを備えた光ポインティング装置であって、前記カバー部材には、前記被写体からの散乱光が入射する入射手段と、前記入射手段から入射した散乱光を反射して前記結像手段に導く反射手段とが形成されており、前記カバー部材は、前記被写体が接触する接触面を有しており、前記入射手段は、前記接触面に形成された少なくとも一つの曲面を有していることを特徴としている。 As described above, the optical pointing device according to the present invention includes an imaging unit that forms an image of scattered light from a subject, an imaging element that images the subject based on the imaging by the imaging unit, and the connection. An optical pointing device comprising an image means and a cover member that covers the image sensor, wherein the cover member receives incident light that is scattered from the subject, and scattered light that is incident from the incident means. Reflecting means for reflecting and guiding to the imaging means is formed, the cover member has a contact surface with which the subject contacts, and the incident means is at least one formed on the contact surface. It is characterized by having two curved surfaces.
従って、光ポインティング装置の光学特性を劣化することなく、光ポインティング装置の製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い薄型の光ポインティング装置を実現することができるという効果を奏する。 Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the optical pointing device without degrading the optical characteristics of the optical pointing device, and to realize a thin optical pointing device with high object detection accuracy.
本発明の各実施形態について、光源モジュールとして、LEDを用いた光ポインティング装置および太陽光や照明などを利用する光ポインティング装置を例として説明する。本発明の光ポインティング装置は、指先等の被写体を反射または透過屈折された光(散乱光)を受光することによって、被写体の動きを検知するものである。以下、各実施形態の光ポインティング装置の構成について具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明で示した光ポインティング装置を用いた、光入力インターフェイス全般に適用可能である。また、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付し、説明を省略する。 Each embodiment of the present invention will be described by taking, as an example, an optical pointing device using LEDs and an optical pointing device using sunlight or illumination as a light source module. The optical pointing device of the present invention detects movement of a subject by receiving light (scattered light) reflected or transmitted and refracted by a subject such as a fingertip. Hereinafter, the configuration of the optical pointing device of each embodiment will be specifically described. The present invention is not limited to the configurations of the following embodiments, and can be applied to all optical input interfaces using the optical pointing device shown in the present invention. Moreover, about the member which shows the same function and effect | action, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態について図1に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態の光ポインティング装置1の断面構造を示す模式図である。図示のように、光ポインティング装置1は、結像素子14(結像手段)、撮像素子15、回路基板17およびカバー(カバー部材)18を備える。カバー18は、接触面11、接触面11に配置された第1レンズ(入射手段)12、反射面22および透過面26を形成する凸部(反射手段)21、立壁28を含む。カバー18の接触面11に接触している被写体10は、指先等の被写体であり、光ポインティング装置1が動きを検知する対象物である。なお、ここでは光ポインティング装置1に対する被写体10の状態をわかりやすくするために、光ポインティング装置1に対して便宜的に小さく記載している。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of an optical pointing device 1 according to the first embodiment. As illustrated, the optical pointing device 1 includes an imaging element 14 (imaging means), an
本実施形態では、光源モジュールとして光ポインティング装置1の外部から来る光を利用する。以下、外部から来る光を外光13’と称する。外光13’として、例えば、屋外であれば太陽光であり、室内であれば室内照明(もちろん、白熱電球やLEDを使用したデスクランプ等でも構わない)などが挙げられる。接触面11に被写体10が接触している場合、外光13’は、被写体10を透過して被写体10内部を導光し、被写体10の表面の凹凸(例えば、被写体10が指先の場合の指紋等)で散乱した後、カバー18の第1レンズ12からカバー18内部に入射する。一方、接触面11に被写体10が接触していない場合、外光13’は、そのまま、カバー18の第1レンズ12からカバー18内部に入射する。図1に示すように、外光13’が被写体10を透過して被写体10内部を導光し、カバー18内部に入射するまでの外光13’を光Mとし、光Mの経路を光路MMとする。図1に示す光路MMは、被写体10を透過してカバー18内部に入射するまでの最短経路を示している。
In the present embodiment, light coming from the outside of the optical pointing device 1 is used as the light source module. Hereinafter, the light coming from the outside is referred to as external light 13 '. Examples of the
ここで、光ポインティング装置1の厚み方向(図1の縦方向)をZ方向とし、光ポインティング装置1の幅方向(図1の横方向)をY方向とする。光ポインティング装置1の下部から上部に向かう方向をZ軸の正方向とし、凸部21から結像素子14に向かう方向をY軸の正方向とする。また、Z軸の負方向を垂直方向、Y軸の正方向を水平方向とも称する。なお、図示していないが、光ポインティング装置1の奥行き方向をX方向とし、図1に示す光ポインティング装置1の奥側から手前側に向く方向をX軸の正方向とする。以下、全て同様の座標軸で説明する。
Here, the thickness direction (vertical direction in FIG. 1) of the optical pointing device 1 is defined as the Z direction, and the width direction (horizontal direction in FIG. 1) of the optical pointing device 1 is defined as the Y direction. The direction from the lower part to the upper part of the optical pointing device 1 is the positive direction of the Z axis, and the direction from the
回路基板17には、回路が形成されている。当該回路は、撮像素子15から出力された電気信号を受けて、被写体の動きを検知し、検知した被写体の動きの情報を外部に出力するものである。回路基板17は、同一材料からなる平面状のものであり、例えば、プリント基板やリードフレーム等から成る。本実施形態では、回路基板17上に撮像素子15を搭載している。撮像素子15は、ワイヤボンドまたはフリップチップ実装にて回路基板17と電気的に接続されている。
A circuit is formed on the
撮像素子15は、カバー18の第1レンズ12を介して入射した外光13’を受光し、受光した光に基づいて第1レンズ12上の像を結像し、画像データに変換するものである。具体的に、撮像素子15は、CMOSやCCD等のイメージセンサである。撮像素子15は、不図示のDSP(Digital Signal Processor:算出部)を含み、受光した光をDSPに画像データとして取り込む。撮像素子15は、回路基板17に形成された回路からの指示に従って、第1レンズ12上の像を一定の間隔で撮影し続ける。
The
第1レンズ12上に接している被写体10が移動した場合、撮像素子15が撮影する画像は、その直前に撮影した画像とは異なる画像となる。撮像素子15は、DSPにおいて、撮影した画像データとその直前の画像データとの同一箇所の値をそれぞれ比較し、被写体10の移動量および移動方向を算出する。すなわち、接触面11上の被写体10が移動した場合、撮影した画像データは、その直前に撮影した画像データに対して所定量ずれた値を示す画像データである。撮像素子15は、DSPにおいて、該所定量に基づいて被写体10の移動量および移動方向を算出する。撮像素子15は、算出した移動量および移動方向を電気信号として回路基板17に形成された回路に出力する。なお、DSPは、撮像素子15内ではなく、回路基板17に含まれるものであってもよい。その場合、撮像素子15は、撮像した画像データを順番に回路基板17に形成された回路に送信する。
When the subject 10 in contact with the
撮像素子15の処理をまとめると、撮像素子15は、第1レンズ12上に被写体10が無い場合、接触面11(第1レンズ12)の像を撮像する。次に、第1レンズ12上に被写体10が接触すると、撮像素子15は、第1レンズ12と接している被写体10の表面の像を撮像する。例えば、被写体10が指先の場合、撮像素子15は、指先の指紋の像を撮像する。ここで、撮像素子15が撮像した画像データは、第1レンズ12上に被写体10が無いときの画像データと異なる画像データとなっているため、撮像素子15のDSPは、接触面11(第1レンズ12)上に被写体10が接触していることを示す信号を回路基板17に形成された回路に送信する。そして、被写体10が移動すると、DSPが直前に撮像した画像データと比較して、被写体10の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す信号を回路基板17に形成された回路に送信する。
To summarize the processing of the
撮像素子15は、透光性樹脂によって樹脂封止されており、周囲に樹脂モールド16が形成されている。樹脂モールド16は、撮像素子15を保護するものである。樹脂モールド16の形状は、略直方体である。樹脂モールド16の底面は、回路基板17の上表面と密着して接しており、撮像素子15に密着する凹部が形成されている。樹脂モールド16の両側面は、それぞれ回路基板17の側面と同一平面を形成している。透光性樹脂として、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはアクリル等の熱可塑性樹脂が用いられる。撮像素子15を透光性樹脂でモールドすることによって、撮像素子15の信頼性を向上させることができ、また、撮像素子15の耐用年数を長くすることができる。
The
このように、回路基板17上に搭載された撮像素子15が透光性樹脂によって樹脂封止されているため、回路基板17、撮像素子15および樹脂モールド16が一体として形成されている。そのため、光ポインティング装置1の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。よって、組み立て時に発生する組み立て誤差を抑えることができる。すなわち、光ポインティング装置1の製造コストを削減することができると共に、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置1を実現することができる。
As described above, since the
次に、カバー18の構成について説明する。カバー18は、光ポインティング装置1の筐体であり、結像素子14、撮像素子15および回路基板17などの光ポインティング装置1を構成する各部・各素子を外部からの衝撃などから保護するものである。カバー18は、樹脂モールド16および結像素子14の上側に位置し、立壁28が回路基板17の両側面、並びに、樹脂モールド16の両側面および上表面の周縁に密着して接している。カバー18は、略直方体の形状であり、その断面は、略逆U字状の形状である。
Next, the configuration of the
カバー18のZ軸の負側の表面であって、樹脂モールド16上に搭載され光ポインティング装置1として形成されているときに外部に露出していない表面部分を、カバー18の裏面20と称する。換言すると、カバー18の表面であって、樹脂モールド16に対向する面を裏面20とする。すなわち、カバー18の裏面20の一部は、回路基板17の両側面、並びに、樹脂モールド16の両側面および上表面の周縁と密着して接している。なお、結像素子14の上表面とカバー18の裏面20とが密着して接していてもよい。その場合、図示していないが結像素子14の上表面とカバー18の裏面20との間に遮光体を設けることが望ましい。
A surface portion of the
カバー18の底面30は、回路基板17の底面と同一平面を形成している。カバー18の上表面とカバー18の底面30および回路基板17の底面とが平行であり、カバー18の両側面がカバー18の上表面、並びに、カバー18の底面30および回路基板17の底面に対して垂直な面を形成している。すなわち、光ポインティング装置1が略直方体の形状である。ただし、この形状に限るものではなく、カバー18の上表面とカバー18の底面30および回路基板17の底面とが平行であればよく、カバー18の両側面がカバー18の上表面、並びに、カバー18の底面30および回路基板17の底面に対して垂直な面を形成していなくてもよい。例えば、図1に示すような光ポインティング装置1の断面図において、光ポインティング装置1の形状が台形状であってもよい。つまり、カバー18の側面が平面であれば、カバー18の上表面(光ポインティング装置1の天面)の長さと、カバー18の底面30および回路基板17の底面の合計の長さ(光ポインティング装置1の底面の長さ)とが異なっていてもよい。
The
接触面11は、被写体10が光ポインティング装置1と接する面である。接触面11は、カバー18の上表面に相当する。また、第1レンズ12は、被写体10を透過して、被写体10の表面で散乱反射した外光13’を集光するものである。第1レンズ12の表面は、接触面11の一部を形成する。つまり、第1レンズ12の表面は、被写体10と接する面である。第1レンズの曲面は、図示のように、凸面である。また、第1レンズ12の曲面は、球面でも非球面でもよい。具体的に、第1レンズ12の曲面が、一方向に曲率を持ち、それと直交する方向には曲率を持たない面であるシリンドリカル面や、一方向の曲率とそれと直交する方向の曲率とが異なる面であるトロイダル面などであってもよい。第1レンズ12、反射面22、透過面26、第2レンズ29および立ち下げ面23を反射または透過する際に生じる、結像光学系の球面収差やコマ収差などの光学収差、および、撮像素子15上に投影される像の歪量に基づいて、第1レンズ12の曲率を、凸面を基本とした球面・非球面・シリンドリカル面・トロイダル面に適宜設定することで、結像光学系の光学特性をさらに向上させることができる。なお、第1レンズ12の曲面は、非球面のように複数の曲面で構成されていてもよい。また、第1レンズ12の断面が凸型の台形のように、第1レンズ12の表面が複数の面で構成されていても良い。
The
ここで、光Mが第1レンズ12を介してカバー18内部に入射してから撮像素子15に入射するまでの外光13’を光Nとし、その光Nの経路を光路NNとする。図1に示す光路NNは、カバー18内部に入射してから撮像素子15に入射するまでの最短経路を示している。
Here, the
凸部21は、カバー18内部に入射して第1レンズ12で集光された光Nを水平方向に全反射させて、結像素子14に入射させるものである。換言すると、凸部21は、光Nの進行方向を略90度変換するものである。凸部21は、第1レンズ12の下方であって、カバー18の裏面20の回路基板17および樹脂モールド16と接しない部分に形成されている。具体的に、凸部21の表面に形成されている斜面である反射面22が光Nを水平方向に全反射する。そのため、カバー18には、カバー18と樹脂モールド16および結像素子14との間の空間の屈折率より大きい屈折率である材質が用いられる。例えば、カバー18には、屈折率が1.5程度のポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂を用いて、上記空間は空気層とすればよい。なお、反射面22に金属(例えば、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体多層膜、誘電体ダイクロ膜など)の反射膜を蒸着させてもよい。しかしながら、反射面22に反射膜を蒸着させる方が反射時の光の損失が大きいため、反射面22を全反射面とすることが好ましい。
The
また、凸部21の表面に形成されている透過面26を通って、反射面22で全反射した光Nが結像素子14に向かう。反射面22で全反射した光Nが減衰することなく結像素子14に出射するために、透過面26は、光Nの進行方向に対して直角であることが好ましい。
Further, the light N totally reflected by the
そして、結像素子14は、反射面22で全反射された光Nを集光して垂直方向に全反射して、撮像素子15上に被写体10の像を結像するものである。結像素子14は、撮像素子15の上方であって、凸部21よりY軸の正方向側に位置し、樹脂モールド16の上表面に密着して接している。上述のように、結像素子14の上表面とカバー18の裏面20が密着して接していてもよい。密着して接する場合、被写体10によってカバー18がZ軸マイナス方向に押される力を、結像素子14で受けることが出来るため、光ポインティング装置1使用時に生じるカバー18のたわみを軽減することが出来る。ただし、カバー18表面から来る結像素子14の第2レンズを通らない光(外乱光)が直接撮像素子15に入射することを避けるため、結像素子14の上表面とカバー18の裏面20との間に遮光体を設けることが望ましい。この遮光体は、後述する第2レンズ29回りに設けられている遮光体24と一体になっていてもよい。
The
結像素子14には、結像素子14の表面であって、凸部21の透過面26に対向する面に第2レンズ29が形成されている。第2レンズ29は、撮像素子15上に被写体10の像を結像するために、反射面22で全反射し透過面26を透過した光Nを集光するものである。第2レンズ29の曲面は、球面でも非球面でもよい。具体的に、第2レンズ29の曲面が、シリンドリカル面やトロイダル面などであってもよい。図示のように、結像素子14の透過面26と対向する面のうち、第2レンズ29以外の部分には、遮光体24が第2レンズ29を囲むように形成されている。遮光体24を設けることによって、撮像素子15に迷光が入射することを防ぐことができる。
In the
第2レンズ29よりY軸の正方向側の結像素子14の表面に、凸部21の反射面22と略並行な斜面である立ち下げ面23が形成されている。立ち下げ面23は、第2レンズ29で集光された光Nを垂直方向に全反射して撮像素子15に向けて出射するものである。立ち下げ面23で光Nを全反射させるために、結像素子14には、結像素子14とカバー18との間の空間の屈折率より大きい屈折率である材質が用いられる。例えば、結像素子14には、屈折率が1.5程度のポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂を用いて、上記空間は空気層とすればよい。なお、立ち下げ面23に金属(例えば、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体多層膜、誘電体ダイクロ膜など)の反射膜を蒸着させてもよい。しかしながら、立ち下げ面23に反射膜を蒸着させる方が反射時の光の損失が大きいため、立ち下げ面23を全反射面とすることが好ましい。
On the surface of the
なお、第1レンズ12と、反射面22および透過面26を有する凸部21と、第2レンズ29および立ち下げ面23を有する結像素子14とを総称して結像光学系と称する。
The
ここで、再度、外光13’が被写体10を透過してカバー18内部に入射し、撮像素子15に入射する経路について説明する。まず、外光13’は、被写体10を透過して被写体10内部を導光し、被写体10の表面の凹凸で散乱した後、カバー18の第1レンズ12からカバー18内部に入射する(図1に示す光路MM)。カバー18内部に入射した光Nは、第1レンズ12で集光され、反射面22で水平方向に全反射されて透過面26を通って、結像素子14に到達する。そして、光Nは、第2レンズ29で集光されて立ち下げ面23で垂直方向に全反射されて、撮像素子15に入射する(図1に示す光路NN)。
Here, the path through which the
本実施形態において、接触面11に第1レンズ12を設けることによる効果を図2、3に基づいて説明する。図2は、光ポインティング装置1と比較する対象である光ポインティング装置1aの断面構造を示す模式図である。光ポインティング装置1aは、光ポインティング装置1から第1レンズ12を取り除いたものである。つまり、光ポインティング装置1aのカバー18aは、第1レンズ12が無く、接触面11、凸部21、立壁28を有するものである。光ポインティング装置1aと光ポインティング装置1とは、カバー18a(カバー18)以外の構成は同じである。すなわち、光ポインティング装置1aでは、外光13’は、被写体10を透過して被写体10内部を導光し、被写体10の表面の凹凸で散乱した後、カバー18の接触面11からカバー18内部に入射する(図1に示す光路MMa)。カバー18内部に入射した光Naは、反射面22で水平方向に全反射されて透過面26を通って、結像素子14に到達する。そして、光Naは、第2レンズ29で集光されて立ち下げ面23で垂直方向に全反射されて、撮像素子15に入射する(図1に示す光路NNa)。
In this embodiment, the effect by providing the
図3(a)(b)は、光ポインティング装置の結像光学系におけるMTF特性の一例を示すグラフである。図3(a)は、光ポインティング装置1の結像光学系におけるMTF特性を測定した結果を示すグラフであり、図3(b)は、比較例である光ポインティング装置1aの結像光学系(光ポインティング装置1aの場合、凸部21および結像素子14を指す)におけるMTF特性を測定した結果を示すグラフである。図3(a)および(b)の横軸は空間周波数を示し、縦軸はコントラスト比を示す。光ポインティング装置1および1aのMTF特性を測定した結果、光ポインティング装置1の最低値が64%であり、光ポインティング装置1aの最低値が58.4%であった。また、グラフからも分かるように、両者のMTF特性を比較すると、第1レンズ12を有する光ポインティング装置1の方が、良好なMTF特性を示している。また、図示していないが、光ポインティング装置1のMTF特性は、図11に示す光ポインティング装置109のMTF特性と同程度である。
3A and 3B are graphs showing examples of MTF characteristics in the imaging optical system of the optical pointing device. FIG. 3A is a graph showing the results of measuring the MTF characteristics in the imaging optical system of the optical pointing device 1, and FIG. 3B is the imaging optical system (in the optical pointing device 1a as a comparative example). It is a graph which shows the result of having measured the MTF characteristic in the
また、被写体10の凹凸像が撮像素子15上に投影される際に生じる像の歪みに関しては、数字だけを示すが、光ポインティング装置1aでは1.3%の像歪みがあるのに対して、光ポインティング装置1では像歪みは1%以下と低下した。この歪みに関する測定結果からも、光ポインティング装置1のように第1レンズ12を設けることによって、最短光路NNの結像光学系の光学特性が向上することが分かる。
Moreover, regarding the distortion of the image generated when the concavo-convex image of the subject 10 is projected onto the
具体的には、例えば、指先などのような柔らかい被写体10は、第1レンズ12に対してほぼ接してしまう。そのため、第1レンズ12がレンズとしての作用することができず、第2レンズ29のみで結像光学系のレンズ効果を受け持つこととなる。普通ならば、レンズ1個だけの作用しかないため、結像光学系の性能は、レンズ2個使用する場合に比べて低下する。しかし、第1レンズ12には曲率がついているため、第1レンズと密着して接触している指先などの被写体10表面(つまり物体面)は、第1レンズ12と同様の曲率を有する曲面を形成する。物体面がある曲率をもつことによって、結像光学系の性能が変化するが、物体面が凸面の場合、結像光学系の球面収差が小さくなるため性能を向上させることができる。一方、物体面が凹面の場合、結像光学系の球面収差が大きくなって性能が低下する。また、被写体10が紙などのような場合、被写体10の表面が第1レンズ12の曲面に沿わないため、第1レンズ12は、レンズとして作用する。この場合でも、第1レンズ12が凸面である曲面(凸方向の曲率)を有しているため、結像光学系の性能を向上させることができる。よって、被写体10の表面が第1レンズ12の曲面に沿う場合であっても沿わない場合であっても、同様の効果が得られる。
Specifically, for example, a soft subject 10 such as a fingertip is almost in contact with the
第1レンズ12の曲率は、第1レンズ12、反射面22、透過面26、第2レンズ29および立ち下げ面23を反射または透過する際に生じる、結像光学系の球面収差やコマ収差などの光学収差、および、撮像素子15上に投影される像の歪量に基づいて、適宜設定する。第1レンズ12の曲率を適切に設定することによって、結像光学系の光学特性を向上させることができる。
The curvature of the
次に、接触面11に第1レンズ12を有するカバー18の製造方法について図4を用いて説明する。図4は、カバー18を成形する金型36の断面構造を示す模式図であり、製造工程を時系列に示すものである。
Next, a method for manufacturing the
図4(a)は、金型36を固定した時の状況を示す図である。図4(a)に示すように、金型36は、金型キャビティ31および金型コア32からなり、金型キャビティ31は、金型コア32の上側に位置する。図示のように、まず、金型コア32を、金型キャビティ31に対して矢印F方向(金型キャビティ31に向かう方向)に型締めする。このとき、金型キャビティ31と金型コア32とにより、金型36の端部に樹脂を注入する間隙であるゲート33が形成されている。
FIG. 4A is a diagram illustrating a situation when the
金型36を固定した後、図4(b)に示すように、金型36に対して、ゲート33から矢印G方向に流動化した樹脂34を注入する。そして、注入した樹脂34が固化するのを待つ。樹脂34が固化すると、カバー18の形状が成形される。樹脂34が固化した後の状況を図4(c)に示す。
After fixing the
樹脂34が固化した後、順番に、金型36を取り外す。まず、図4(d)に示すように、金型コア32を矢印F’方向に型開きする。金型コア32を型開きした後、図4(e)に示すように、カバー18は、図示しないピンにより金型キャビティ31から矢印H方向に突かれて取り外される。取り外されたカバー18は、ゲート33によって形成された突出部33’がカットされて、成形が完了する。
After the
図4に示すように、樹脂34硬化後に、カバー18に形成された第1レンズ12は、金型コア32の型開き方向F’に対してアンダーカットにならない。そのため、カバー18を成形する金型36には、図11を参照して前述したカバー118を成形する金型136のようにスライド金型135を別途設ける必要がない。よって、1つのダイセットでカバー18の多数個取りを行う場合であっても、スライド金型の費用が要らないため、ダイセットも含めた金型の初期費用が高くならなくなる。また、金型36がスライドする機構を備える必要がないことから、1つのダイセットにおいて、カバー18を成形できる個数が少なくなることもなく、製品単価を抑えることができる。さらに、スライド金型のスペースおよびそれがスライドするスペースが不必要なため、光ポインティング装置1の投影面積を小さくする場合、立壁28が邪魔になって、スライド金型のスペースおよびそれがスライドするスペースが確保出来ないといったこともない。それゆえ、光ポインティング装置1の光学特性を劣化することなく、光ポインティング装置1の投影面積の小型化を図ることができる。
As shown in FIG. 4, after the
上述のように、本実施形態では、接触面11、第1レンズ12および凸部21がカバー18と一体で成形されている。そのため、光ポインティング装置1の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー18を成形する金型を高精度で作成することにより、第1レンズ12の曲面と、凸部21の反射面22および透過面26とを高精度に製造することができ、且つ、接触面11、第1レンズ12および凸部21の位置関係もばらつき無く高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置1の製造コストを削減することができると共に、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置1を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the
従来のように、接触面、第1レンズ、反射面などが別部品であって、これらの部品を組み立てる場合、各部品間の接合箇所に、組み立て用のアタリ面や嵌合形状等の形状を形成する必要があった。また、各部品の相対的な位置関係を調整するための空間的なマージンを確保しておく必要があった。しかしながら、本願のように、接触面11、第1レンズ12および凸部21(反射面22)をカバー18と一体で成形する場合、上記形状を形成する必要がなく、また、必要最小限の光学面があれば、位置を調整する空間的なマージンも確保する必要がない。よって、接触面11、第1レンズ12および凸部21(反射面22)をカバー18と一体で成形することにより、接触面11、第1レンズ12および凸部21(反射面22)を含むカバー18の厚みを小さくすることができる。それゆえ、光ポインティング装置1の厚みを小さくすることができる。
As in the past, the contact surface, the first lens, the reflective surface, etc. are separate components. When these components are assembled, shapes such as the assembly surface and the fitting shape are formed at the joints between the components. There was a need to form. In addition, it is necessary to secure a spatial margin for adjusting the relative positional relationship between the components. However, when the
また、本実施形態では、回路基板17の両側面、並びに、樹脂モールド16の上表面および両側面をカバー18の位置決めの基準として、樹脂モールド16および結像素子14の上側にカバー18を組み立てている。そのため、カバー18と、撮像素子15および結像素子14との位置関係を高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置1を構成する各部・各素子を精度良く配置することができるため、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置1を実現することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、樹脂モールド16の側面上、および光Nが透過する箇所を除く樹脂モールド16の上表面上に遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。遮光性樹脂として、透光性樹脂と同様に、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはABS等の熱可塑性樹脂が用いられる。ただし、遮光性樹脂は、透光性樹脂と異なり、カーボンブラックを含む。このように、樹脂モールド16の周囲に遮光性樹脂を樹脂封止することによって、迷光および外乱光が撮像素子15に入射することを防ぐことができる。よって、迷光および外乱光による光ポインティング装置1の誤動作を防ぐことができ、高精度に被写体10を検知することができる。また、遮光性樹脂を樹脂モールド16の周囲に樹脂封止する代わりに、樹脂モールド16の側面上、および光Nが透過する箇所を除く樹脂モールド16の上表面上を黒塗りにしたり、スリガラス状に荒らしたりしてもよい。
Further, a light-shielding resin may be resin-sealed on the side surface of the
なお、遮光性樹脂を樹脂モールド16の周囲に形成した場合、回路基板17の側面と、樹脂モールド16の側面側の周囲に形成された遮光性樹脂の側面とが同一平面になるようにする。また、カバー18の裏面20と樹脂モールド16の上表面側の周囲に形成された遮光性樹脂の上表面の周縁とが密着して接している。そのため、樹脂モールド16の周囲に形成された遮光性樹脂の上表面および側面並びに回路基板17の両側面をカバー18の位置決めの基準として、樹脂モールド16および結像素子14の上側にカバー18を組み立てる。
When the light shielding resin is formed around the
また、カバー18の位置決めのために、図1に示す光ポインティング装置1は、カバー18の立壁28と接している、樹脂モールド16(遮光性樹脂)の側面と回路基板17の側面とが同一平面となっているが、これに限るものではない。例えば、カバー18の立壁28に突起を設けて、樹脂モールド16(遮光性樹脂)に該突起と嵌合するような凹部を設けることによっても、カバー18の位置決めをすることができる。
Further, in order to position the
〔第2の実施形態〕
本発明の第2の実施形態について、図5に基づいて説明する。図5は、第2の実施形態の光ポインティング装置1bの断面構造を示す模式図である。第2の実施形態では、第1の実施形態に係る光ポインティング装置1に光源13を設けている。以下では、第2の実施形態において、光源13を配置したことにより、第1の実施形態と異なる点について説明する。第2の実施形態において、第1の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of the
図5に示すように、光ポインティング装置1bは、光ポインティング装置1と同様に、回路基板17と、撮像素子15と、結像素子14と、接触面11、第1レンズ12および凸部21を有するカバー18とを備え、さらに、光源13を含む。光源13は、カバー18の接触面11に向けて光を照射するものである。光源13は、撮像素子15が搭載されている回路基板17に搭載されている。光源13は、回路基板17上であって、第1レンズ12および凸部21よりY軸の負方向側に位置する。光源13は、ワイヤボンドまたはフリップチップ実装にて回路基板17と電気的に接続されている。本実施形態では、回路基板17に形成されている回路は、光源13の発光タイミングも制御する。光源13は、例えばLEDまたはLD等の光源で実現され、特に高輝度の赤外発光ダイオードで実現されることが好ましい。
As shown in FIG. 5, similarly to the optical pointing device 1, the
また、光源13は、透光性樹脂によって樹脂封止されており、周囲に樹脂モールド16’が形成されている。樹脂モールド16’の形状は、略直方体である。樹脂モールド16’の底面は、回路基板17の上表面と密着して接しており、光源13に密着する凹部が形成されている。樹脂モールド16’のY軸の負側の側面は、回路基板17のY軸の負側の側面と同一平面を形成している。透光性樹脂として、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはアクリル等の熱可塑性樹脂が用いられる。光源13を透光性樹脂でモールドすることによって、光源13の信頼性を向上させることができ、また、光源13の耐用年数を長くすることができる。
The
光源13から照射された光Mbは、カバー18を透過して、第1レンズ12よりY軸の負方向側の接触面11上に到達する。カバー18は、空気よりも屈折率が大きい材質であるため、接触面11に到達した光Mbは、接触面11上に被写体10が無い場合、その一部が接触面11を透過し、残りの一部が接触面11で反射する。このとき、光Mbの接触面11に対する入射角が全反射の条件を満たす場合、光Mbは、接触面11を透過せず、全て接触面11で反射しカバー18内部に向かう。一方、接触面11上に被写体10がある場合、光Mbは、接触面11と接している被写体10を透過して被写体10の内部を導光し、被写体10の上部(Z軸の正側)の表面で反射して第1レンズ12に向かう。第1レンズ12へ向かった光Mbは、第1レンズ12と接している被写体10の表面の凹凸で散乱した後、カバー18の第1レンズ12からカバー18内部に入射する。
The light Mb emitted from the
カバー18内部に入射した光Nbは、第1レンズ12で集光され、反射面22で水平方向に全反射されて透過面26を通って、結像素子14に到達する。そして、光Nbは、第2レンズ29で集光されて立ち下げ面23で垂直方向に全反射されて、撮像素子15に入射する(図1に示す光路NNb)。なお、図5に示す光路MMbおよびNNbは、光源13から照射された光が撮像素子15に入射するまでの最短光路をそれぞれ示している。
The light Nb incident on the inside of the
本実施形態のように、光源13を光ポインティング装置1bの内部に配置することにより、第1の実施形態の場合と比べて、被写体10に照射する光量が一定になり、被写体10の接触面11と接している表面の凹凸で散乱される光量が一定となる。また、被写体10が指先の場合、指内を散乱する光Mbは、指内で複数回の反射を繰り返しながら、指表面の指紋の隆線からカバー18に入射してくるため、強度分布が一様となった光Nbが通過する。そのため、撮像素子15が安定して被写体10の像を撮像することができる。よって、光ポインティング装置1bは安定して作動することができる。さらに、一定の光量が撮像素子15に入射することにより、撮像素子15にて受光した後に回路基板にて信号処理する際に、撮像素子15の各ピクセルで受光した光の光量を等価するゲイン調整の必要がなくなり、回路基板の回路規模を小さくすることができる。
By disposing the
また、本実施形態では、回路基板17の両側面と、樹脂モールド16の上表面およびY軸の正側の側面と、樹脂モールド16’の上表面およびY軸の負側の側面と、をカバー18の位置決めの基準として、樹脂モールド16、16’および結像素子14の上側にカバー18を組み立てている。そのため、カバー18と、光源13、撮像素子15および結像素子14との位置関係を高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置1bを構成する各部・各素子を精度良く配置することができるため、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置1bを実現することができる。
In the present embodiment, the both sides of the
なお、樹脂モールド16’の側面上、および光Mbが透過する箇所を除く樹脂モールド16’の上表面上に遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。また、遮光性樹脂を樹脂モールド16’の周囲に樹脂封止する代わりに、樹脂モールド16’の側面上、および光Mbが透過する箇所を除く樹脂モールド16’の上表面上を黒塗りにしたり、スリガラス状に荒らしたりしてもよい。
Note that a light-shielding resin may be resin-sealed on the side surface of the
〔第3の実施形態〕
本発明の第3の実施形態について、図6に基づいて説明する。図6は、第3の実施形態の光ポインティング装置1cの断面構造を示す模式図である。第3の実施形態では、第2の実施形態と比べて、光源13の配置が異なっている。つまり、第3の実施形態に係る光ポインティング装置1cと第2の実施形態に係る光ポインティング装置1bとを構成している各部材・各素子は同一である。以下では、第3の実施形態において、光源13の配置が異なることにより、第2の実施形態と異なる点について説明する。第3の実施形態において、第2の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of the
本実施形態では、光源13は、回路基板17上であって、第1レンズ12および凸部21の下方に位置する。
In the present embodiment, the
光源13から照射された光Mcは、凸部21の反射面22を透過屈折して、カバー18内部を導光し、第1レンズ12へ向かう。そして光Mcは、第1レンズ12で集光されて被写体10に到達する。光Mcは、第1レンズ12と接している被写体10の表面の凹凸で反射散乱し、カバー18の第1レンズ12からカバー18内部に入射する。被写体10で反射散乱した光Ncは、第1レンズ12で再度集光されてカバー18内部を導光し、反射面22で水平方向に反射され、透過面26を通って、結像素子14に到達する。そして、光Ncは、第2レンズ29で集光されて立ち下げ面23で垂直方向に全反射されて、撮像素子15に入射する。なお、図6に示す光路MMcおよびNNcは、光源13から照射された光が撮像素子15に入射するまでの最短光路をそれぞれ示している。
The light Mc emitted from the
光源13からの光を第1レンズ12と接する被写体10の表面の凹凸に、第1レンズ12を介して照射することによって、第2の実施形態に比べて、被写体に照射する光の照射角度をある程度揃えることができる。照明角度をある程度揃えた光を被写体10の表面の凹凸に照射すると、被写体10の表面の凸部で散乱される光による明の部分と、被写体10の表面の凹部で散乱されず暗くなる暗の部分との差(以下、コントラスト)が大きくなる。そのため、撮像素子15上に投影される凹凸像が明瞭になり、光ポインティング装置1cが安定して動作することができる。
By irradiating the light from the
また、照射角度をある程度揃えることによって、光源13が照射した光の利用効率を向上させることができる。そのため、光源13の照度を落としても、被写体10の検知に十分な光量を保つことができる。よって、光源13に供給する電流量を減らすことができるため、光ポインティング装置1cの消費電流量を抑えることができる。従って、光ポインティング装置1cは、携帯機器に搭載する装置として適している。
Moreover, the utilization efficiency of the light irradiated by the
〔第4の実施形態〕
本発明の第4の実施形態について、図7に基づいて説明する。図7は、第4の実施形態の光ポインティング装置1dの断面構造を示す模式図である。第4の実施形態では、第3の実施形態の光ポインティング装置1cが備えている結像素子14の機能をカバー18が有する。すなわち、第4の実施形態では、第3の実施形態と異なり、結像素子14が独立して光ポインティング装置に構成されておらず、カバーが結像素子14の機能を有しており、カバー18の形状が違うものになっている。以下では、第4の実施形態において、第3の実施形態と異なる点について説明する。第4の実施形態において、第3の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of an optical pointing device 1d according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the
図7に示すように、光ポインティング装置1dは、第3の実施形態と同様に、光源13、撮像素子15および回路基板17を備えており、さらに、第3の実施形態とは形状が異なるカバー18dを備える。図7に示す例では、光源13は、周囲に光源13を保護するものが形成されていないが、第3の実施形態と同様に、光源13を透明樹脂で樹脂封止してもよい。
As shown in FIG. 7, the optical pointing device 1d includes a
カバー18dは、光ポインティング装置1dの筐体であり、光源13、撮像素子15および回路基板17などの光ポインティング装置1dを構成する各部・各素子を外部からの衝撃などから保護するものである。カバー18dは、接触面11、接触面11に配置された第1レンズ12、結像面(結像手段、反射手段)14dおよび立壁28を含む。カバー18dは、光源13、樹脂モールド16および回路基板17の上方に位置し、カバー18dの立壁28が回路基板17の両側面および上表面、並びに、樹脂モールド16のY軸の正側の側面に密着して接している。カバー18dは、略直方体の形状であり、その断面は、略逆U字状の形状である。
The
カバー18dのZ軸の負側の表面であって、光源13、樹脂モールド16および回路基板17の上方に搭載され光ポインティング装置1dとして形成されているときに外部に露出していない表面部分を、カバー18dの裏面20dと称する。換言すると、カバー18dの表面であって、光源13、樹脂モールド16および回路基板17に対向する面を裏面20dとする。すなわち、カバー18dの裏面20dの一部は、回路基板17の両側面および上表面、並びに、樹脂モールド16のY軸の正側の側面と密着して接している。
The surface of the
カバー18dの底面30は、回路基板17の底面と同一平面を形成している。カバー18dの上表面とカバー18dの底面30および回路基板17の底面とが平行であり、カバー18dの両側面がカバー18dの上表面、並びに、カバー18dの底面30および回路基板17の底面に対して垂直な面を形成している。すなわち、光ポインティング装置1dが略直方体の形状である。ただし、この形状に限るものではなく、カバー18dの上表面とカバー18dの底面30および回路基板17の底面とが平行であればよく、カバー18dの両側面がカバー18dの上表面、並びに、カバー18dの底面30および回路基板17の底面に対して垂直な面を形成していなくてもよい。例えば、図7に示すような光ポインティング装置1dの断面図において、光ポインティング装置1dの形状が台形状であってもよい。つまり、カバー18dの側面が平面であれば、カバー18dの上表面(光ポインティング装置1dの天面)の長さと、カバー18dの底面30および回路基板17の底面の合計の長さ(光ポインティング装置1dの底面の長さ)とが異なっていてもよい。
The
接触面11は、被写体10が光ポインティング装置1dと接する面である。接触面11は、カバー18dの上表面に位置する。また、第1レンズ12は、光源13から照射された光Mdを集光して、被写体10の第1レンズ12と接している表面に出射するものであり、被写体10の表面で散乱反射した光Ndを集光して、結像面14dに出射するものである。第1レンズ12は、光源13の上方、かつ、Y軸の正方向側に位置する。第1レンズ12の表面は、接触面11の一部を形成する。つまり、第1レンズ12の表面は、被写体10と接する面である。第1レンズ12の曲面は、球面でも非球面でもよい。具体的に、第1レンズ12の曲面が、一方向に曲率を持ち、それと直交する方向には曲率を持たない面であるシリンドリカル面や、一方向の曲率とそれと直交する方向の曲率とが異なる面であるトロイダル面などであってもよい。
The
結像面14dは、第1レンズ12で集光された光Ndを集光して、撮像素子15に入射するように出射するものである。結像面14dは、カバー18dの裏面20dに形成されているレンズを構成しており、光源13および撮像素子15の上方であり、第1レンズ12よりY軸の正方向側、かつ、撮像素子15よりY軸の負方向側に位置する。結像面14dの曲面は、球面でも非球面でもよい。具体的に、結像面14dの曲面が、一方向の曲率とそれと直交する方向の曲率とが異なる面であるトロイダル面などであってもよい。
The
ここで、光源から照射されて撮像素子15に入射するまでの光の経路について説明する。まず、光源13から照射された光Mdは、カバー18dを透過し、カバー18d内部を導光して、第1レンズ12に向かう。そして光Mdは、第1レンズ12で集光されて被写体10に到達する。光Mdは、第1レンズ12と接している被写体10の表面の凹凸で反射散乱し、カバー18dの第1レンズ12からカバー18d内部に入射する。被写体10で反射散乱した光Ndは、第1レンズ12で再度集光されてカバー18d内部を導光し、結像面14dに向かう。光Ndは、結像面14dで反射され、集光されて、撮像素子15に入射するように出射される。結像面14dから出射された光Ndは、カバー18d内部を導光し、カバー18dの上表面で反射して、撮像素子15に向かう。なお、図7に示す光路MMdおよびNNdは、光源13から照射された光が撮像素子15に入射するまでの最短光路をそれぞれ示している。
Here, the light path from the light source to the
なお、被写体10で反射散乱した光Ndは、第1レンズ12で集光された後、カバー18d内部で1回以上反射して、結像面14dに到達してもよい。また、結像面14dを出射した光Ndは、カバー18d内部で2回以上反射して、撮像素子15に到達してもよい。
The light Nd reflected and scattered by the subject 10 may be condensed by the
また、結像面14dの表面およびカバー18dの表面で光Ndを反射する際に、光の損失を抑えるために、カバー18dの表面に金属(例えば、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体多層膜、誘電体ダイクロ膜など)の反射膜を蒸着させてもよい。光の損失を抑える別の方法として、カバー18dと、回路基板17、樹脂モールド16および光源13との間の空間の屈折率よりカバー18dの屈折率を大きく設計してもよい。例えば、カバー18dには、屈折率が1.5程度のポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂を用いて、上記空間は空気層とすればよい。屈折率を調整して、カバー18d内部で全反射させる方が、カバー18dの表面に反射膜を蒸着させるより、反射時の光の損失が少ない。そのため、屈折率を調整し、カバー18d内部で全反射するように光路NNdを設計することが好ましい。
In addition, when light Nd is reflected on the surface of the
上述のように、本実施形態では、接触面11、第1レンズ12および結像面14dがカバー18dと一体で成形されている。そのため、光ポインティング装置1dの部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー18dを成形する金型を高精度で作成することにより、第1レンズ12および結像面14dを高精度に製造することができ、且つ、接触面11、第1レンズ12および結像面14dの位置関係もばらつき無く高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置1dの製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置1dを実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the
従来のように、接触面、第1レンズ、結像素子などが別部品であって、これらの部品を組み立てる場合、各部品間の接合箇所に、組み立て用のアタリ面や嵌合形状等の形状を形成する必要があった。また、各部品の相対的な位置関係を調整するための空間的なマージンを確保しておく必要があった。しかしながら、本願のように、接触面11、第1レンズ12および結像面14dをカバー18dと一体で成形する場合、上記形状を形成する必要がなく、また、必要最小限の光学面があれば、位置を調整する空間的なマージンも確保する必要がない。よって、接触面11、第1レンズ12および結像面14dをカバー18dと一体で成形することにより、接触面11、第1レンズ12および結像面14dを含むカバー18dの厚みを小さくすることができる。それゆえ、光ポインティング装置1dの厚みを小さくすることができる。
As in the past, the contact surface, the first lens, the imaging element, etc. are separate parts. When these parts are assembled, shapes such as an assembly surface and a fitting shape are formed at the joints between the parts. Needed to be formed. In addition, it is necessary to secure a spatial margin for adjusting the relative positional relationship between the components. However, when the
なお、本実施形態を第3の実施形態に適用する例として説明したが、同様に、第1の実施形態および第2の実施形態にも適用可能である。 In addition, although this embodiment was demonstrated as an example applied to 3rd Embodiment, it is applicable also to 1st Embodiment and 2nd Embodiment similarly.
〔第5の実施形態〕
本発明の第5の実施形態について、図8に基づいて説明する。図8は、第5の実施形態の光ポインティング装置1eの断面構造を示す模式図である。第5の実施形態では、第4の実施形態と比較して、第1レンズの構成が異なっている。以下では、第5の実施形態において、第4の実施形態と異なる点について説明する。第5の実施形態において、第4の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of an
本実施形態に係る光ポインティング装置1eは、光源13、撮像素子15、回路基板17およびカバー18eを備える。カバー18eは、光ポインティング装置1dのカバー18dと同様に、接触面11、第1レンズ12e、結像面14dおよび立壁28を含む。カバー18dと異なる点は、カバー18eでは、第1レンズ12eがカバー18eの上表面に対して窪んだ位置に形成されている。つまり、第1レンズ12eの表面は、カバー18eの上表面から突出しておらず、カバー18eの内側に位置している。そのため、カバー18eの上表面(接触面11)上に突起部がない。よって、光ポインティング装置1eは、光ポインティング装置1dに比べて、光ポインティング装置の最大厚みを削減することができる。
The
なお、本実施形態も、第4の実施形態と同様に、第1〜第3の実施形態に適用可能である。 Note that this embodiment is also applicable to the first to third embodiments, similarly to the fourth embodiment.
〔第6の実施形態〕
本発明の第6の実施形態について、図9に基づいて説明する。図9は、第6の実施形態の光ポインティング装置1fの断面構造を示す模式図である。第6の実施形態では、第4の実施形態と比較して、主として、カバーの形状およびその構成が異なっている。以下では、第6の実施形態において、第4の実施形態と異なる点について説明する。第6の実施形態において、第4の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of an
図9に示すように、光ポインティング装置1fは、基板部40およびカバー18fを備える。基板部40は、回路基板17、光源13、撮像素子15および樹脂モールド16・16f’から成る。また、樹脂モールド16f’は、レンズ部19を備える。カバー18fは、接触面11、第1レンズ12、傾斜面22fを形成する折り曲げ素子(反射手段)21f、結像面(結像手段)14fおよび蒸着面25a・25bを含む。
As shown in FIG. 9, the
光源13は、カバー18fの第1レンズ12に向けて光を照射するものである。光源13から照射された光Mfは、樹脂モールド16f’のレンズ部19を介してカバー18fの折り曲げ素子21fにより屈折されて進行方向が変換されて第1レンズ12(接触面11)に到達する。そして、光Mfは、第1レンズ12で集光されて反射または透過する。つまり、光Mfは、第1レンズ12に対して斜め方向から(第1レンズ12の表面に対して或る入射角で)入射する。後述のようにカバー18fは、空気よりも屈折率が大きい材質であるため、第1レンズ12に到達した光Mfは、第1レンズ12上に被写体10が無い場合、その一部が第1レンズ12を透過し、残りの一部が第1レンズ12の表面で反射する。このとき、光Mfの第1レンズ12に対する入射角が全反射の条件を満たす場合、光Mfは、第1レンズ12を透過せず、全て第1レンズ12で反射しカバー18f内部に向かう。一方、第1レンズ12上に被写体10がある場合、光Mfは、第1レンズ12で集光されて、第1レンズ12と接している被写体10の表面で反射し、第1レンズ12を通ってカバー18f内部に入射する。
The
光源13および撮像素子15は、透光性樹脂によって樹脂封止されており、周囲に樹脂モールド16・16f’が形成されている。樹脂モールド16・16f’の形状は、略直方体である。ただし、樹脂モールド16f’には、樹脂モールド16f’の上表面(天面)に半球状のレンズ部19が形成されている。レンズ部19は、光源13の上方に位置し、光源13から照射された光Mfを集光するものである。樹脂モールド16・16f’の底面は、回路基板17の上表面と密着して接しており、光源13および撮像素子15にそれぞれ密着する凹部が形成されている。樹脂モールド16f’のY軸の負側の側面および樹脂モールド16のY軸の正側の側面は、それぞれ回路基板17の側面と同一平面を形成している。透光性樹脂として、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはアクリル等の熱可塑性樹脂が用いられる。
The
このように、回路基板17上に搭載された光源13および撮像素子15がそれぞれ透光性樹脂によって樹脂封止されているため、回路基板17、光源13、撮像素子15および樹脂モールド16・16f’が一体となっている基板部40が形成されている。そのため、光ポインティング装置1fの部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。よって、光ポインティング装置1fの製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置1fを実現することができる。また、光源13および撮像素子15は、それぞれ別々に樹脂モールド16f’および16で封止されている。そのため、光源13から照射された光Mfが透明樹脂内部を伝播して撮像素子15に漏れこむことを防ぐことができる。つまり、迷光が撮像素子15に入射することを防ぐため、光ポインティング装置1fの迷光による誤動作を防ぐことができ、被写体10を高精度に検知することができる。
Thus, since the
次に、カバー18fの構成について説明する。カバー18fは、光源13および撮像素子15などの光ポインティング装置1fを構成する各部・各素子を保護するものである。カバー18fは、基板部40の上側に位置し、基板部40の側面および上表面に密着して接している。カバー18fのZ軸の負側の表面であって、基板部40上に搭載され光ポインティング装置1fとして形成されているときに外部に露出していない表面部分を、カバー18fの裏面20fと称する。換言すると、カバー18の表面であって、基板部40に対向する面を裏面20fとする。すなわち、カバー18fの裏面20fの一部は、基板部40の側面および上表面と密着して接している。カバー18fの底面30は、基板部40の底面と同一平面を形成している。カバー18fの上表面とカバー18fの底面30および基板部40の底面とが平行であり、カバー18fの両側面がカバー18fの上表面、並びに、カバー18fの底面30および基板部40の底面に対して垂直な面を形成している。すなわち、光ポインティング装置1fが略直方体の形状である。ただし、この形状に限るものではなく、カバー18fの上表面とカバー18fの底面30および基板部40の底面とが平行であればよく、カバー18fの両側面がカバー18fの上表面、並びに、カバー18fの底面30および基板部40の底面に対して垂直な面を形成していなくてもよい。例えば、図9に示すような光ポインティング装置1fの断面図において、光ポインティング装置1fの形状が台形状であってもよい。つまり、カバー18fの側面が平面であれば、カバー18fの上表面(光ポインティング装置1fの天面)の長さと、カバー18fの底面30および基板部40の底面の合計の長さ(光ポインティング装置1fの底面の長さ)とが異なっていてもよい。
Next, the configuration of the
接触面11は、被写体10が光ポインティング装置1fと接する面である。接触面11は、カバー18fの上表面であって、光源13の上方に位置する。
The
第1レンズ12は、光源13から照射されて傾斜面22fを透過屈折した光Mfを集光して第1レンズ12からカバー18fの外部へ出射するものである。また、第1レンズ12は、被写体10の第1レンズ12に接している表面上で散乱反射して、第1レンズ12を通ってカバー18f内部に入射した光Nfを集光して、折り曲げ素子21fの傾斜面22fに向けて出射するものである。第1レンズ12は、光源13の上方であって、カバー18fの上表面に位置する。第1レンズ12の表面は、接触面11の一部を形成する。つまり、第1レンズ12の表面は、被写体10と接する面である。第1レンズ12の曲面は、球面でも非球面でもよい。具体的に、第1レンズ12の曲面が、シリンドリカル面や、トロイダル面などであってもよい。
The
折り曲げ素子(プリズム)21fは、カバー18fの一部を構成しており、光源13の上方、且つ、第1レンズ12の下方に位置し、カバー18fの裏面20fの基板部40と接しない部分に位置する、カバー18fの裏面20fの凹部に形成される。折り曲げ素子21fには、傾斜面22fが形成されており、該傾斜面22fとカバー18fの上表面とがなす狭角を傾斜角度θとする。折り曲げ素子21fは、光源13から照射された光Mfを傾斜面22fで屈折させて、第1レンズ12に向かうように光Mfの経路を変換するものである。また、折り曲げ素子21fは、被写体10から反射されて、第1レンズ12で集光された光Nfを傾斜面22fで全反射させて、カバー18fの内部であって、Y軸の正方向に光Nfの経路を変換するものである。換言すると、折り曲げ素子21fは、被写体10から反射されて第1レンズ12よりカバー18f内部に入射して集光された光を水平方向へ導光すべく反射するものである。傾斜面22fで全反射された、被写体10から反射された光Nfは、後述の蒸着面25aに向かう。このように、折り曲げ素子21fの傾斜面22fは、光Mfを透過し、光Nfを全反射するものである。そのため、カバー18fには、カバー18fと基板部40との間の空間の屈折率より大きい屈折率である材質が用いられる。例えば、カバー18fには、屈折率が1.5程度の可視光吸収タイプのポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂を用いて、上記空間は空気層とすればよい。つまり、折り曲げ素子21fの傾斜面22fには、光Nfを全反射するために、アルミ反射膜などを蒸着していない。
The bending element (prism) 21f constitutes a part of the
結像素子(レンズ)14fは、被写体10からの反射光Nfを反射して、撮像素子15上に被写体10の像を結像するものである。具体的には、折り曲げ素子21fによって水平方向に反射された光を水平方向に対して反対方向(Y軸の負方向)に反射するとともに結像するものである。結像面14fにて結像した光は、カバー18fを出射して撮像素子15に入射する。ここで、結像面14fにて結像した光が撮像素子15に向かって出射する箇所を出射部と称する。出射部は、カバー18fの裏面20fの一部である。結像面14fは、カバー18fの裏面20fに形成されているレンズを構成しており、撮像素子15の上方、且つ、撮像素子15よりY軸の正方向側に位置し、カバー18fの裏面20fの基板部40と接しない部分に位置する、カバー18fの裏面20fの凹部に形成される。結像面14fには、直交する2方向の曲率が異なるトロイダル面が形成されている。結像面14fは、このトロイダル面で反射光Nfを撮像素子15に結像するように反射している。結像面14fにおいて効率的に光Nfを反射させるために、結像面14fのトロイダル面には、金属(例えば、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電多層膜、誘電体ダイクロ膜など)の反射膜を蒸着させる。なお、結像面14fに形成されている面は、球面でも非球面でもよい。例えば、結像面14fに形成されている面が、シリンドリカル面などであってもよい。
The imaging element (lens) 14 f reflects the reflected light Nf from the subject 10 and forms an image of the subject 10 on the
蒸着面25aは、傾斜面22fで全反射された光Nfを結像面14fに入射させ、結像面14fから反射された光Nfを撮像素子15に入射させるために、光Nfを反射するものである。蒸着面25aは、撮像素子15の上方であって、カバー18fの上表面に位置する。蒸着面25aは、カバー18fの上表面に反射膜を蒸着させて形成される。蒸着面25aを形成する反射膜は、外部に露出しており使用者によく見えるため、外観上、できるだけ目立たない膜とすることが望ましい。例えば、光源13が照射する光の波長が800nm以上の赤外光の場合、反射膜の具体例として、蒸着面25aを形成する反射膜は、光源13から照射された800nm以上の波長帯の赤外光を反射し、800nm以下の可視波長帯の光を透過するものであればよい。このように、光源13が照射する光の波長と、蒸着面25aを形成する反射膜の反射率および透過率の特性を適宜設定することによって、被写体10からの反射光Nfを効率的に反射し、且つ、外観上は目立たない蒸着面25aを形成することができる。
The
蒸着面25bは、結像面14fから反射されて蒸着面25aで反射された光Nfを再度蒸着面25aに向けて反射するものである。蒸着面25bは、撮像素子15の上方、且つ、撮像素子15よりY軸の正方向側に位置し、カバー18fの裏面20fに位置する。蒸着面25bは、カバー18fの裏面20fに反射膜を蒸着させて形成される。蒸着面25bを形成する反射膜は、効率的に光を反射するものが好ましい。例えば、蒸着面25bは、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体多層膜、誘電体ダイクロ膜などの金属を蒸着して形成される。
The
ここで、再度、光源13から照射された光が被写体10を反射して撮像素子15に入射する経路を説明する。まず、光源13から照射された光Mfが、折り曲げ素子21fの傾斜面22fで屈折透過されて、第1レンズ12で集光されて、第1レンズ12からカバー18fの外部へ出射する。第1レンズ上に被写体10がある場合、被写体10の第1レンズ12に接している表面上で、光源13から照射された光Mfが散乱反射する。被写体10の表面で反射された光Nfは、第1レンズ12で再度集光されて、折り曲げ素子21fに向かう。光Nfは、折り曲げ素子21fの傾斜面22fで全反射されて、進路がY軸の正方向に変わる。傾斜面22fで全反射された光Nfは、蒸着面25aで反射し、結像面14fに到達する。そして、光Nfは、結像面14fで折り返し反射されて、蒸着面25a、蒸着面25b、蒸着面25aで次々と反射されて撮像素子15に入射する。
Here, the path through which the light emitted from the
なお、本実施形態において、光路NNfは、図9に示す経路に限るものではない。例えば、結像面14fで折り返し反射された光Nfが、蒸着面25bで反射せずに、蒸着面25aで反射してそのまま撮像素子15に入射してもよい。つまり、光Nfが蒸着面25aおよび25bで反射する回数は任意に設計してよい。
In the present embodiment, the optical path NNf is not limited to the path shown in FIG. For example, the light Nf reflected and reflected by the
上述のように、本実施形態では、接触面11、第1レンズ12、折り曲げ素子21fおよび結像面14fがカバー18fと一体で成形されている。そのため、光ポインティング装置1fの部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー18fを成形する金型を高精度で作成することにより、第1レンズ12の曲面、折り曲げ素子21fの傾斜面22fおよび結像素子14を高精度に製造することができ、且つ、接触面11、第1レンズ12、折り曲げ素子21fおよび結像素子14の位置関係もばらつき無く高精度に配置することができる。さらに、第1レンズ12の曲面の曲率および結像面14fの曲面の曲率を金型公差に基づいて適宜設計することができる。よって、光ポインティング装置1fの製造コストを削減することができると共に、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置1fを実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the
従来のように、接触面、第1レンズ、折り曲げ素子、結像素子などが別部品であって、これらの部品を組み立てる場合、各部品間の接合箇所に、組み立て用のアタリ面や嵌合形状等の形状を形成する必要があった。また、各部品の相対的な位置関係を調整するための空間的なマージンを確保しておく必要があった。しかしながら、本願のように、接触面11、第1レンズ12、折り曲げ素子21fおよび結像面14fをカバー18fと一体で成形する場合、上記形状を形成する必要がなく、また、必要最小限の光学面があれば、位置を調整する空間的なマージンも確保する必要がない。よって、接触面11、第1レンズ12、折り曲げ素子21fおよび結像面14fをカバー18fと一体で成形することにより、接触面11、第1レンズ12、折り曲げ素子21fおよび結像面14fを含むカバー18fの厚みを小さくすることができる。それゆえ、光ポインティング装置1fの厚みを小さくすることができる。
As in the past, the contact surface, the first lens, the bending element, the imaging element, etc. are separate parts. When assembling these parts, the assembly surface or fitting shape is formed at the junction between the parts. It was necessary to form such a shape. In addition, it is necessary to secure a spatial margin for adjusting the relative positional relationship between the components. However, when the
また、本実施形態では、基板部40の側面および上表面をカバー18fの位置決めの基準として、基板部40の上方にカバー18fを組み立てている。そのため、基板部40とカバー18fとの位置関係を高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置1fを構成する各部・各素子を精度良く配置することができるため、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置1fを実現することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、光Nfの経路(被写体10に反射されて撮像素子15を覆う樹脂モールド16に入射するまで)が1つの部材であるカバー18f内に収まっている。つまり、光Nfが1つの媒質(導光体)内を伝播している。具体的には、被写体10からの反射光Nfがカバー18fに入射してから、第1レンズ12での集光、折り曲げ素子21fによる水平方向への全反射、結像面14fによる反射、蒸着面25aから撮像素子15への出射までが1つの媒質であるカバー18f内で行われている。よって、異なる媒質の境界で発生する散乱反射および減衰を防ぐことができるため、撮像素子15が鮮明な像を撮像することができる。それゆえ、光ポインティング装置1fが安定的に被写体10を高精度に検知することができる。
Further, in the present embodiment, the path of the light Nf (until it is reflected by the subject 10 and enters the
また、樹脂モールド16f’の側面上およびレンズ部19を除く上表面上に遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。また、樹脂モールド16の側面上、および被写体10からの反射光Nfが透過する箇所を除く樹脂モールド16の上表面上に遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。遮光性樹脂として、透光性樹脂と同様に、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはABS等の熱可塑性樹脂が用いられる。ただし、遮光性樹脂は、透光性樹脂と異なり、カーボンブラックを含む。このように、樹脂モールド16f’および樹脂モールド16の周囲に遮光性樹脂を樹脂封止することによって、光源13から照射された光が直接、または、被写体10ではない箇所で反射して、撮像素子15に入射することを防ぐことができる。いわゆる、被写体10からの反射光Nfではない迷光が撮像素子15に入射することを防ぐことができる。よって、迷光による光ポインティング装置1fの誤動作を防ぐことができ、高精度に被写体10を検知することができる。また、遮光性樹脂を樹脂モールド16f’および樹脂モールド16の周囲に樹脂封止する代わりに、樹脂モールド16f’の側面上およびレンズ部19を除く上表面上、並びに、樹脂モールド16の側面上、および被写体10からの反射光Nfが透過する箇所を除く樹脂モールド16の上表面上を黒塗りにしたり、スリガラス状に荒らしたりしてもよい。
Further, a light shielding resin may be resin-sealed on the side surface of the
なお、遮光性樹脂を樹脂モールド16f’および樹脂モールド16の周囲に形成した場合、回路基板17の側面と遮光性樹脂で形成される面とが同一平面になるようにする。また、カバー18fの裏面20fと遮光性樹脂で形成される面とが密着して接している。そのため、遮光性樹脂で形成される面および回路基板17の両側面をカバー18の位置決めの基準として、基板部40の上側にカバー18fを組み立てる。
When the light shielding resin is formed around the
なお、本実施形態は、第4の実施形態だけではなく、第1〜第3および第5の実施形態にも適用可能である。 This embodiment is applicable not only to the fourth embodiment but also to the first to third and fifth embodiments.
〔第7の実施形態〕
最後に、光ポインティング装置を搭載した電子機器について、図10を用いて説明する。図10は、光ポインティング装置107を搭載した携帯電話機100の外観を示す図である。図10(a)は携帯電話機100の正面図であり、(b)は携帯電話機100の背面図であり、(c)は携帯電話機100の側面図である。図10では、電子機器として携帯電話機である例を示しているがこれに限定されるものではない。電子機器として、例えば、PC(特にモバイルPC)、PDA、ゲーム機、テレビ等のリモコンなどであってもよい。
[Seventh Embodiment]
Finally, an electronic device equipped with an optical pointing device will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an appearance of the
図10に示すように、携帯電話機100は、モニター側筐体101および操作側筐体102を備える。モニター側筐体101は、モニター部105およびスピーカー部106を含み、操作側筐体102は、マイク部103、テンキー104および光ポインティング装置107を含む。携帯電話機100に搭載される光ポインティング装置107は、上述の第1〜6の実施形態で説明した光ポインティング装置1および1b〜1fの何れも適用可能である。
As shown in FIG. 10, the
なお、本実施形態において、光ポインティング装置107は、図10(a)に示すように、テンキー104の上部に配置されているが、光ポインティング装置107の配置方法およびその向きについては、これに限定されるわけではない。
In the present embodiment, the
スピーカー部106は、音声情報を外部に出力するものであり、マイク部103は音声情報を携帯電話機100に入力するものである。モニター部105は、映像情報を出力するものであり、本実施形態においては、光ポインティング装置107からの入力情報を表示するものである。
The speaker unit 106 outputs audio information to the outside, and the
なお、本実施形態の携帯電話機100は、図10(a)〜図10(c)に示すように、上部の筐体(モニター側筐体101)と下部の筐体(操作側筐体102)とがヒンジを介して接続されている、いわゆる折りたたみ式の携帯電話機100を例として挙げている。携帯電話機100として、折りたたみ式が主流であるため、本実施形態では折りたたみ式の携帯電話機を一例として挙げているのであって、光ポインティング装置107を搭載することができる携帯電話機100は、折りたたみ式に限るものではない。
Note that, as shown in FIGS. 10A to 10C, the
近年、折りたたみ式の携帯電話機100において、折りたたんだ状態で厚みが10mm以下のものも登場してきている。携帯電話機100の携帯性を考慮するならば、その厚みは極めて重要な要素となっている。図10に示す操作側筐体102において、図示されない内部の回路基板等を除いて、その厚みを決定する部品は、マイク部103、テンキー104、光ポインティング装置107である。この中で、光ポインティング装置107の厚さが最も厚く、光ポインティング装置107の薄型化は、携帯電話機100の薄型化に直接繋がる。よって、上述のように薄型化可能な本発明の光ポインティング装置は、携帯電話機100のような薄型化を必要とする電子機器に対して好適な発明である。
In recent years, a folding
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、PCや携帯電話機などの入力装置に利用することができ、特に小型、薄型を要求される携帯機器に好適に利用することができる。 The present invention can be used for an input device such as a PC or a cellular phone, and can be suitably used for a portable device that is particularly required to be small and thin.
1、1a〜1f 光ポインティング装置
10 被写体
11 接触面
12、12e 第1レンズ(入射手段)
13 光源
13’ 外光
14 結像素子(結像手段)
14d 結像面(結像手段、反射手段)
14f 結像面(結像手段)
15 撮像素子
16、16’、16f’ 樹脂モールド
17 回路基板
18、18a、18d、18e、18f カバー(カバー部材)
19 レンズ部
20、20d、20f 裏面
21 凸部(反射手段)
21f 折り曲げ素子(反射手段)
22 反射面
22f 傾斜面
23 立ち下げ面
24 遮光板
25a、25b 蒸着面
26 透過面
28 立壁
29 第2レンズ
30 底面
31 金型キャビティ
32 金型コア
33 ゲート
33’ 突出部
34 流動化された樹脂
36 金型
40 基板部
M、Ma、 被写体を透過して第1レンズに向かう外光
MM、MMa 被写体を透過して第1レンズに向かう外光の経路
Mb〜Mf 光源から照射されて第1レンズに向かう光
MMb〜MMf 光源から照射されて第1レンズに向かう光の経路
N、Na〜Nf 被写体で反射して撮像素子に入射する光
NN、NNa〜NNf 被写体で反射して撮像素子に入射する光の経路
θ 傾斜角度
100 携帯電話機
101 モニター側筐体
102 操作側筐体
103 マイク部
104 テンキー
105 モニター部
106 スピーカー部
107 光ポインティング装置
1, 1a-1f
13 Light source 13 'External light 14 Imaging element (imaging means)
14d Imaging surface (imaging means, reflection means)
14f Imaging surface (imaging means)
15
19
21f Bending element (reflection means)
22 Reflecting
Claims (11)
前記結像手段による結像に基づいて、前記被写体を撮像する撮像素子と、
前記結像手段と前記撮像素子とを覆うカバー部材とを備えた光ポインティング装置であって、
前記カバー部材には、
前記被写体からの散乱光が入射する入射手段と、
前記入射手段から入射した散乱光を反射して前記結像手段に導く反射手段とが形成されており、
前記カバー部材は、前記被写体が接触する接触面を有しており、
前記入射手段は、前記接触面に形成された少なくとも一つの曲面を有していることを特徴とする光ポインティング装置。 An imaging means for imaging scattered light from the subject;
An image pickup device for picking up an image of the subject based on image formation by the image forming means;
An optical pointing device comprising a cover member that covers the imaging means and the imaging device,
In the cover member,
An incident means for receiving scattered light from the subject;
Reflecting means for reflecting scattered light incident from the incident means and guiding it to the imaging means is formed,
The cover member has a contact surface with which the subject contacts,
The optical pointing device, wherein the incident means has at least one curved surface formed on the contact surface.
前記反射手段は、前記入射手段から入射した散乱光の進行方向を略90度変換する請求項1記載の光ポインティング装置。 The scattered light is generated based on light transmitted through the subject,
2. The optical pointing device according to claim 1, wherein the reflecting means converts the traveling direction of the scattered light incident from the incident means by approximately 90 degrees.
前記散乱光は、前記光源から出射された光に基づいて生じる請求項1記載の光ポインティング装置。 A light source covered by the cover member;
The optical pointing device according to claim 1, wherein the scattered light is generated based on light emitted from the light source.
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