(57)【要約】【課題】  機器本体に搭載される座標入力装置において、小型化と操作性を両立することのできる新たな構成を提供する。【解決手段】  本発明の光学式座標入力装置１０１は、機器本体に組み込まれた座標入力装置であって、機器本体の外面上に露出した光学窓１１３と、光学窓に向けて内側から照明光を照射する光源１１４と、照明光の反射光を検出する光学センサ１１６と、光学センサの出力に基づいて物体の光学窓上の表面態様に相当する画像データを出力する画像処理手段と、画像処理手段の出力する画像データに基づいて移動態様に応じた座標信号を出力する座標信号出力手段と、を具備することを特徴とする。【選択図】図２
2006195706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器本体に組み込まれた座標入力装置であって、前記機器本体の外面上に露出した光学窓と、該光学窓に向けて内側から照明光を照射する光源と、該照明光の反射光を検出する光学センサと、該光学センサの出力に基づいて前記物体の光学窓上の表面態様に相当する画像データを出力する画像処理手段と、該画像処理手段の出力する前記画像データに基づいて前記移動態様に応じた座標信号を出力する座標信号出力手段と、を具備することを特徴とする光学式座標入力装置。
【請求項２】
前記光学窓の外面が凹状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の光学式座標入力装置。
【請求項３】
前記光学窓の外面が凸状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の光学式座標入力装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記光学窓の外面に接触した前記物体の表面部分の画像のみを抽出して出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学式座標入力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学式座標入力装置を搭載した携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式座標入力装置及び電子機器に係り、特に、携帯型電子機器の表示画面を操作する場合に好適な入力装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パーソナルコンピュータを操作する場合には、キーボード、マウス、ジョイスティック、トラックボール、タッチパッドなどの各種の入力装置が用いられる。これらの入力装置は、多くの場合、表示画面上の所定の座標位置を入力若しくは特定する機能を備えており、これにより表示画面に表示されたカーソルやポインタの位置を制御し、或いは、表示画面に示された複数のボタンの選択、入力欄の指定などを行うように構成されている。
【０００３】
上記入力装置の入力方式には、機械式、光学式、静電容量式などの各種の方式があるが、例えばマウスの場合、比較的初期には、動作面に接触して転動するボールの回転方向及び回転量を機械的に検出する機械式マウスが主流であったが、近年、動作面の画像の移動態様に基づいて移動方向や移動量を光学的に検出する光学マウスが出現し、主流となってきている。この光学マウスの場合、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）などの光源と、この光源から照射される光を動作面にて反射させて動作面の画像を検出する光学センサとを設け、この光学センサの出力信号に画像処理を施すことによりマウスの移動方向及び移動量を導出するように構成されている。
【０００４】
ところが、上記のマウスは、机上などの動作面が必要であるとともに、動作面としてある程度の面積が必要になるため、携帯型電子機器などでは、機器本体に設けられ、手指で操作することのできるジョイスティック、トラックボール、タッチパッドなどが用いられる。このような入力装置では、動作面が不要であるとともに機器本体に組み込まれることから携帯には便利である反面、操作面積が限定される、微妙な操作が要求される、大きな操作量を得るためには何度も操作を繰り返すことが必要であるなどといった操作面の問題が多い。このような機器本体に内蔵される座標入力装置としては、いわゆるタッチパッドと呼ばれているものが主流となっている（例えば、以下の特許文献１乃至３参照）。
【特許文献１】特表平１０−５０５１８３号公報
【特許文献２】米国特許第５５４３５８８号明細書
【特許文献３】米国特許第５９４２７３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のタッチパッドなどのように機器本体に内蔵される座標入力装置では、操作性と小型化の両立が困難である。例えば、タッチパッドでは、比較的大きな操作面を有することから微妙な操作が可能ではあるが、指を操作面上で大きく移動させる必要があるため操作性がよいとは言えず、また、大きな操作量を確保するためにある程度広い操作面が必要になるため、小型化にも不向きである。この種の他の入力装置としては、きわめて小さく構成されたトラックボールや可撓性のスティックなどが知られているが、これらは小型化によって操作性を大幅に犠牲にしている。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、機器本体に搭載される座標入力装置において、小型化と操作性を両立することのできる新たな構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる実情に鑑み、本発明の光学式座標入力装置は、機器本体に組み込まれた座標入力装置であって、前記機器本体の外面上に露出した光学窓と、該光学窓に向けて内側から照明光を照射する光源と、該照明光の反射光を検出する光学センサと、該光学センサの出力に基づいて前記物体の光学窓上の表面態様に相当する画像データを出力する画像処理手段と、該画像処理手段の出力する画像データに基づいて前記移動態様に応じた座標信号を出力する座標信号出力手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、機器本体の外面上に露出した光学窓に向けて光源が照明光を照射し、この照明光の反射光を光学センサによって検出し、この光学センサの出力に基づいて画像処理手段が光学窓上の物体の表面態様に相当する画像データを出力し、この画像データに基づいて座標信号出力手段が座標信号を出力する。これによって、光学窓の外面上に手指などを接触させて移動させることで、その移動方向及び移動量に対応する座標信号を出力することができる。
【０００９】
この場合、光学窓の外面に接触する物体の表面態様、例えば、表面模様などを検出し、画像処理により上記物体の移動方向及び移動量を求めるように構成されているので、高い精度で移動方向及び移動量を検出することが可能になるため、光学窓の窓面積を小さくすることができ、操作面を小型化することができる。また、光学窓の表面に手指を接触させ、その手指を傾けて接触部分を変えるだけで操作することができるので、操作性の悪化も抑制できる。
【００１０】
なお、上記光学窓の平面寸法としては、縦横それぞれ或いは直径が３〜３０ｍｍの範囲内であることが望ましい。これによれば、操作面を十分に小さく構成できるとともに、指で操作を行う場合でも十分な光学情報を取得することが可能になる。
【００１１】
上記の座標信号は上記物体の移動方向及び移動量を知ることのできる信号であればよく、例えば、２次元座標系の絶対座標値を示す信号であってもよく、２次元座標系の移動ベクトルを示す信号であってもよい。
【００１２】
本発明において、前記光学窓の外面が凹状に湾曲していることが好ましい。これによれば、光学窓の外面が凹状に湾曲していることにより、光学窓と手指との接触面積を十分に確保することができる、或いは、指の側面も光学窓に容易に接触させることができるため指の側面の画像情報まで取り込めるなど、より広範囲の光学的情報を検出することができるので、光学窓の窓面積が小さくても十分な情報量を取得することが可能になる。
【００１３】
なお、上記光学窓の外面の曲率半径としては３〜３０ｍｍの範囲内であることが望ましい。この範囲を下回ると、指を密着させることが難しくなるとともに光学窓の窓面積も十分に確保できなくなり、また、上記範囲を上回ると、光学窓の外面を凹曲面とした効果が得られにくくなる。
【００１４】
本発明において、前記光学窓の外面が凸状に湾曲していることが好ましい。これによれば、手指などを光学面に接触させることで、手指の接触表面が凹状に変形し、これによって光学窓と手指との接触面積を十分に確保することができる、凹状の接触面での反射光が収束して光学センサで検出されるので、小さな撮像面でも高い情報量を得ることができるなど、より効率的に十分な情報を取得することが可能になる。
【００１５】
なお、上記光学窓の外面の曲率半径としては３〜３０ｍｍの範囲内であることが望ましい。この範囲を下回ると、指を密着させることが難しくなるとともに光学窓の窓面積も十分に確保できなくなり、また、上記範囲を上回ると、光学窓の外面を凸曲面とした効果が得られにくくなる。
【００１６】
本発明において、前記画像処理手段は、前記光学窓の外面に接触した前記物体の表面部分の画像のみを抽出して出力することが好ましい。これによれば、光学窓の外面に接触した物体の表面部分の画像のみを画像処理手段が抽出するので、外光の明度変化などの外部状況による影響を受けにくくなるため、より安定した、しかも、高精度の座標入力が可能になる。
【００１７】
この場合に、光学窓の外面に接触した表面部分の画像のみを抽出する方法としては、明度や色相の閾値を設定するなどの種々の方法が採用できるが、特に、光学窓に接触した表面部分の表面態様と、光学窓の外面から離間した表面部分の表面態様との相違に基づいて画像領域の弁別を行う方法、両表面部分の境界線を明度や色相の変化率に基づいて検出する方法などであれば、外光変化などの外乱による影響を受けにくく、安定した抽出を行うことができる。
【００１８】
以上の本発明の光学式座標入力装置は各種の電子機器に搭載することができるが、特に、携帯電話機、携帯型情報端末、電子腕時計、モバイルノートなどの携帯型パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラや携帯ビデオカメラなどの各種撮像装置等の携帯型電子機器に搭載する場合に高い効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態の光学式座標入力装置を搭載した電子機器（携帯型電子機器）１００の外観を示す概略斜視図である。この電子機器１００は、携帯電話機を構成した例を示すもので、押しボタンなどの各種の外部操作部材が設けられた操作部１１０と、回路基板１２１及び表示体１２２を搭載し、表示体１２２の表示画面１２２ａが表面に構成されてなる表示部１２０とを備えている。図示例の場合、操作部１１０と表示部１２０とが折りたたみ可能に構成されている。
【００２０】
操作部１１０には回路基板１１１が内蔵され、この回路基板１１１上に光学検出ユニット１１２が実装されている。この光学検出ユニット１１２は、操作部１１０の外面上に露出した光学窓１１３を含む。光学窓１１３は、硬質プラスチック、ガラス、石英などの透光性材料で構成されている。光学窓１１３は光学検出ユニット１１２で用いられる光を透過可能な素材であればよく、例えば、当該光が赤外光であれば、赤外線を透過可能な材料で構成されていればよい。本実施形態では、この光学窓１１３を図示二点鎖線で示すように指１で触れた状態で操作を行うように構成されている。
【００２１】
図２は、本実施形態の光学検出ユニット１１２の全体構成を示す概略縦断面図である。光学検出ユニット１１２は、内側から光学窓１１３に向けて照明光を照射する光源１１４を有する。この光源１１４としては、小型化や省エネルギーの観点からＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）などを用いることが好ましい。本実施形態では、光源１１４と光学窓１１３との間に屈折板（プリズム）などで構成される光学部品１１５が配置されている。この光学部品１１５は光源１１４と一体に構成することも可能である。図示例の場合、光源１１４は光学窓１１３の内側において光学窓１１３の外面とほぼ平行な光軸を有する姿勢で配置され、光学部品１１５は、光源１１４の光軸を外側へ傾斜させ、光学窓１１３に向ける働きを有する。
【００２２】
光学窓１１３の内側には、光学窓１１３と対向する受光部を備えた光センサ１１６が配置されている。上記光源１１４から照射される照明光が光学窓１１３を通って外側に出たとき、光学窓１１３の外面に接触している指１の表面で反射された反射光を上記の光センサ１１６によって検出することができるように構成されている。光センサ１１６は、通常、多数の画素（光検出部、フォトダイオードなどで構成される。）を配列させたセンサアレイ構造を有する撮像素子を含む。例えば、一般的なＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどで構成でき、画素数は数百〜数万程度であれば十分であるが、それ以上であっても構わない。
【００２３】
光学窓１１３の開口寸法は何等限定されるものではないが、縦横それぞれ、或いは、直径が３〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、携帯型電子機器に搭載しても携帯性を阻害することがなく、また、検出感度や操作性を犠牲にすることもない。上記範囲を下回ると、検出感度が悪化し、座標入力が困難になる。上記範囲を上回ると、小型化が困難になるとともに、指などで操作する場合に指を広範囲に移動させる必要が生ずるので操作性も悪化する。
【００２４】
図３は、異なる光学検出ユニット２１２の構成を示す概略縦断面図である。この光学検出ユニット２１２には、上記光学検出ユニット１１２と同様の、光学窓２１３、光源２１４、光学部品２１５、光センサ２１６を備えている。この光学検出ユニット２１２においては、光源２１４に光ファイバ２１４ａが接続され、この光ファイバ２１４ａの先端にレンズなどを備えた光出射部２１４ｂが設けられている点にある。光源２１４から放出された光は光ファイバ２１４ａの内部を通過して光出射部２１４ｂから放出される。この光ファイバ２１４ａを用いることにより、光源２１４の配置の自由度を高めることができ、機器本体の任意の場所に光源２１４を配置することが可能になる。また、光源２１４の位置や姿勢如何に拘らず、光出射部２１４ｂの光出射方向を自由に設定することも可能である。
【００２５】
また、光学検出ユニット２１２では、光センサ２１６に光ファイバ２１６ａが接続され、この光ファイバ２１６ａの先端にレンズなどを備えた受光部２１６ｂが設けられている。受光部２１６ｂにて受光された光は光ファイバ２１６ａの内部を通過して光センサ２１６にて検出される。この光ファイバ２１６ａを用いることにより、光センサ２１６の配置の自由度を高めることができ、機器本体の任意の場所に光センサ２１６を配置することが可能になる。また、光センサ２１６の位置や姿勢如何に拘らず、受光部２１６ｂの受光方向を自由に設定することができる。
【００２６】
図４はさらに異なる光学検出ユニット３１２の構成を示す概略縦断面図、図５は図４と直交する断面を示す概略縦断面図である。この光学検出ユニット３１２では、光学検出ユニット１１２又は２１２と同様の、光源３１４、光学部品３１５、光センサ３１６を備えている。この光学検出ユニット３１２では、光学窓３１３の外面３１３ａが凹状に構成されている。外面３１３ａは凹曲面状、より具体的には凹球面状に構成されている。図示例では、光学窓３１３は全体にほぼ等しい厚さを備え、その内面も外面３１３ａに沿った凹状（凹曲面状或いは凹球面状）に構成されている。
【００２７】
この光学検出ユニット３１２においては、指１を凹曲面状の光学窓３１３の外面３１３ａに接触させると、指１の表面のより広い範囲を外面３１３ａに容易に接触させることができるようになる。すなわち、指１を強く光学窓３１３に押し付けなくても、指１と光学窓３１３との接触面積を増加させることができる。また、指１の側面も外面３１３ａに接触させやすくなるので、指１の側面の表面態様をも画像として取り込むことが可能になる。そして、図４及び図５に示すように、指１を外面３１３ａの曲率に合わせて捻るように回転させることで、光センサ３１６にて検出される表面態様を容易に変化させることができ、操作性を向上させることができる。
【００２８】
なお、光学窓３１３の外面３１３ａの曲率は何等限定されるものではないが、小型の携帯機器に搭載する場合、曲率半径が３〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、指１で容易に操作することができるとともに、光センサ３１６で検出すべき画像情報を十分に取得することができる。上記範囲を下回ると、外面３１３ａ上に指１を接触させにくくなるとともに外面３１３ａに接触する指１の表面積を十分に確保することが難しくなるので、光センサ３１６で検出される画像情報のデータ量が不足し、良好な検出が困難になる。逆に上記範囲を上回ると、指１の表面の曲率半径に較べて外面３１３ａの曲率半径が大きくなりすぎ、外面３１３ａを凹状に構成した効果が得られにくくなる。
【００２９】
上記光学検出ユニット３１２において外面３１３ａは球面状に構成され、図４に示す断面でも図５に示す断面でも凹曲線状の輪郭を有するように構成されているが、いずれか一方の断面上でのみ凹曲線状の輪郭を有するように（例えば円筒面状に）構成されていてもよい。また、上記構成では、光学窓３１３の内面が外面３１３ａに沿った凸状に構成されているが、内面が平坦に構成されていても構わない。さらに、上記構成では、凹曲面状に構成されているが、全体がコ字状の輪郭を有する凹穴状に構成され、例えば指１を凹穴の内部に落としこむようにして操作するように構成しても構わない。
【００３０】
図６はさらに別の光学検出ユニット４１２の構成を示す概略縦断面図、図７は図６と直交する断面を示す概略縦断面図である。この光学検出ユニット４１２では、上記のいずれかの構成と同様の光源４１４、光学部品４１５、光センサ４１６を備えているが、光学窓４１３の外面４１３ａが凸状に構成されている点で上記構成とは異なる。外面４１３ａは凸曲面状、より具体的には凸球面状に構成されている。図示例では、光学窓４１３は全体にほぼ等しい厚さを備え、外面３１３ａだけでなく内面もまた、凸状（凸曲面状或いは凸球面状）に構成されている。
【００３１】
この光学検出ユニット４１２においては、指１を凸曲面状の光学窓４１３の外面４１３ａに接触させると、指１の表面の接触部分が自然に凹状になり、より広い範囲を外面４１３ａに容易に接触させることができるようになる。すなわち、指１を強く光学窓４１３に押し付けなくても、指１と光学窓４１３との接触面積を増加させることができる。また、指１の表面の光学窓４１３に対する接触部分が自然に凹状（凹曲面状或いは凹球面状）になるので、指１の接触部分で反射した光を収束光として光センサ４１６にて検出することが可能になるため、反射光を散逸させずに効率的に画像として取り込むことが可能になる。例えば、光センサ４１６の受光面積が限定されていても、当該受光面積内に上記接触部分からの反射光を確実に、或いは、より多く入射させることができる。そして、図６及び図７に示すように、指１を外面４１３ａの曲率に合わせて滑らせたり、捻るように回転させたりすることが容易になるので、光センサ４１６にて検出される表面態様を容易に変化させることができ、操作性を高めることができる。
【００３２】
なお、光学窓４１３の外面４１３ａの曲率は何等限定されるものではないが、小型の携帯機器に搭載する場合、曲率半径が３〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、指１で容易に操作することができるとともに、光センサ４１６で検出すべき画像情報を十分に取得することができる。上記範囲を下回ると、外面４１３ａに接触する指１の表面積を十分に確保することが難しくなるので、光センサ４１６で検出される画像情報のデータ量が不足し、良好な検出が困難になる。逆に上記範囲を上回ると、外面４１３ａの曲率半径が大きくなりすぎ、外面４１３ａを凸状に構成した効果が得られにくくなる。
【００３３】
上記光学検出ユニット４１２において外面４１３ａは凸球面状に構成され、図６に示す断面でも図７に示す断面でも凸曲線状の輪郭を有するように構成されているが、いずれか一方の断面上でのみ凸曲線状の輪郭を有するように（例えば円筒面状に）構成されていてもよい。また、上記構成では、光学窓４１３の内面もまた外面４１３ａに沿った凹状に構成されているが、内面が平坦に構成されていても構わない。さらに、上記構成では、凸曲面状に構成されているが、縦断面においてコ字状の輪郭を有する凸部状に構成され、例えば指１を凸部の表面に接触させるようにして操作するように構成しても構わない。
【００３４】
図８は、上記とは異なる別の光学検出ユニット５１２の構造を示す縦断面図である。この光学検出ユニット５１２は、上記のいずれかの構成と同様の、光学面５１３、光源５１４、光学部品５１５を備えている。ただし、光センサとして、機器本体に設けられた撮影装置５１６を用いている点で上記構成とは異なる。撮影装置５１６は、光学窓５１３を通して外部の風景や人物などを撮影できるように構成されたものであり、１又は複数のレンズを含む撮影光学系５１６Ａと、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどで構成される光センサ５１６Ｂとを備えている。光センサ５１６Ｂとしては、数十万〜数百万画素、或いはそれ以上の画素数を備えたものであることが好ましい。
【００３５】
撮影装置５１６を用いて通常の撮影を行う場合には、光源５１４の発光を停止し、光学窓５１３を通して入射した外光を撮影光学系５１６Ａで集光して光センサ５１６Ｂにて画像を取得する。一方、図８に示すように指１により操作を行う場合には、図示しないスイッチを操作したり、光学窓５１３に静電容量素子を構成し、これにより指１と光学窓５１３の接触を検知したりすることにより生ずる切替動作により、光源５１４を点灯させ、指１の表面態様を光センサ５１６Ｂにて画像として取得する。
【００３６】
ここで、指１の表面態様をより確実に取り込むため、上記切替動作に伴って撮影光学系５１６Ａの焦点距離を変更し、光学窓５１３の外面上の画像を直接に光センサ５１６Ｂにて取り込めるように構成することが好ましい。また、撮影光学系５１６Ａの焦点距離を変更するのではなく、光センサ５１６Ｂにて検出した画像を後述する画像処理回路などの画像処理手段によって処理し、光学窓５１３の外面上の指１の表面態様を算出するようにしてもよい。これは、予め光学窓５１３の外面上の基準態様と、撮影光学系５１６Ａの光学特性との関係をフィルタ特性として測定しておき、実際の撮影画像にこのフィルタ特性の逆フィルタ処理を施すことなどによって実行することができる。
【００３７】
図９は、本実施形態の光学式座標入力装置１０１の構成を模式的に示す概略構成図である。光学式座標入力装置１０１は、上記の光学検出ユニット１１２と、制御部１０２と、タイミング信号を生成するタイミング回路１０３と、上記光源１１４を駆動する光源駆動部１０４と、光センサ１１６の出力を取り込む画像入力部１０５と、画像入力部１０５により取り込まれた画像を処理する画像処理部１０６と、画像処理部１０６の出力する画像データに基づいて座標情報を算出して制御部１０２に出力する座標算出部１０７と、制御部１０２の制御信号に基づいて座標信号を出力する信号出力部１０８とを備えている。
【００３８】
制御部１０２は、光源駆動部１０４を制御し、光源１１４の点灯と消灯、必要であれば光源１１４の輝度などを調整するとともに、座標算出部１０７から出力された座標情報を適宜に処理して信号出力部１０８に座標情報に関連付けられた制御信号を出力する。この制御部１０２は、光学式座標入力装置１０１の専用の制御回路やＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）で構成されていてもよいが、機器本体の全体を制御するＭＰＵで構成することも可能である。
【００３９】
タイミング回路１０３は、水晶振動子などを含む発振回路を含み、所定のタイミング信号（例えばクロック信号）を制御部１０２、画像入力部１０５、画像処理部１０６及び座標算出部１０７に送出し、これらの各部は供給されたタイミング信号に基づいて周期的に動作するようになっている。
【００４０】
光源駆動部１０４は、制御部１０２から出力される制御信号に基づいて、光源１１４への電力の供給と停止を駆動信号により行う。この駆動信号は、必要に応じて光源１１４に所望の輝度を実現するための階調値を備えたものとされる。
【００４１】
画像入力部１０５は、所定サイズの画像メモリを含み、光センサ１１６から出力される検出信号に基づいて所定フォーマットの画像信号を生成し、この画像信号を画像処理部１０６に送出する。画像処理部１０６では、上記画像信号に基づいて、上記光学窓１１３の外面上の指１などの物体の表面態様に相当する画像データを生成する。この画像データの生成は、上記表面態様に相当する画像部分の切り出しを行ったり、或いは、当該画像部分以外の画像データの置き換えを行ったりする。これは、上記画像部分の判別は、予め光学窓の外面上に接触する物体（指１など）の反射光に基づく明度の範囲を計測しておき、当該明度の範囲に基づいて設定した所定の閾値を用いて画像信号の明度や色相を所定の閾値を用いて比較することで行ってもよく、或いは、画像信号中の明度や色相の空間変化率が大きい部分を上記画像部分の境界線として検出する方法で行ってもよい。なお、上記画像処理部１０５及び画像処理部１０６は本発明に係る画像処理手段を構成する。
【００４２】
座標算出部１０７は、画像処理部１０６から出力された画像データに基づいて、指１等の物体の表面態様（光学窓１１３の外面に接触した部分）の移動方向や移動量（移動速度）を算出する。これは、上記表面態様のパターン認識により当該表面態様の位置を特定し、この位置の時間変化態様に基づいてどの方位にどのくらい移動したかを判定することによってなされる。そして、上記の移動方向及び移動量に相当する座標情報は、制御信号として制御部１０２に送られる。ここで、座標情報は、移動方向及び移動量をそれぞれそのまま反映したデータで構成されていてもよく、また、移動方向及び移動量に対して一対一の相関を有する別のデータ（たとえば、予め決定された相関テーブルにより移動方向及び移動量に変換可能な識別コードなど）で構成されていてもよい。
【００４３】
制御部１０２では、上記座標情報に基づいて、例えば表示画面上に表示されるポインタやカーソルなどの動作に対応する制御信号を生成し、信号出力部１０８に送る。ここでは、例えば、ポインタ動作のスムージング処理、カーソルの表示位置に相当するデータ変換などを行う。
【００４４】
信号出力部１０８は、制御部１０２の制御信号に基づいて、機器本体の表示体１２２（実際には表示体１２２のドライバ回路）や表示制御回路に座標信号を送出し、これによってポインタやカーソルの動作が制御される。なお、上記の制御部１０２、座標算出部１０７及び信号出力部１０８は、本発明の座標信号出力手段に相当する。
【００４５】
なお、本実施形態の光学式座標入力装置１０１において、光学検出ユニット１１２ではなく、他の構成を有する上記光学検出ユニット２１２，３１２，４１２，５１２や、これらの各部の組合せを適宜に変えて構成した種々のユニットを用いても構わない。
【００４６】
本発明の光学式座標入力装置によれば、機器本体においてコンパクトに構成することができるとともに、手指などで容易に操作を行うことが可能になる。すなわち、複雑な構造を要することがないので、小型化に構造的な支障がなく、また、小型化しても画像処理や座標算出処理を行うことにより検出感度を劣化させることもない。さらに、手指などを光学窓に接触させて移動させたり姿勢を変えたりするだけでよいので、小型化しても操作性を維持することができる。
【００４７】
尚、本発明の光学式座標入力装置及び携帯型電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態の光学式座標入力装置を搭載した電子機器の外観を示す概略斜視図。
【図２】実施形態の光学検出ユニットの構造を示す拡大部分縦断面図。
【図３】異なる光学検出ユニットの構造を示す拡大部分縦断面図。
【図４】さらに異なる光学検出ユニットの構造を示す拡大部分縦断面図。
【図５】図４に示す光学検出ユニットの図４と直交する断面構造を示す拡大部分縦断面図。
【図６】別の光学検出ユニットの構造を示す拡大部分縦断面図。
【図７】図６に示す光学検出ユニットの図６と直交する断面構造を示す拡大部分縦断面図。
【図８】さらに別の光学検出ユニットの構造を示す拡大部分縦断面図。
【図９】実施形態の光学式座標入力装置の全体構成を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１００…電子機器、１１０…操作部、１１１…回路基板、１１２…光学検出ユニット、１３３…光学窓、１１４…光源、１１５…光学部品、１１６…光センサ、１０１…光学式座標入力装置、１０２…制御部、１０３…タイミング回路、１０４…光源駆動部、１０５…画像入力部、１０６…画像処理部、１０７…座標算出部、１０８…信号出力部、１２０…表示部、１２１…回路基板、１２２…表示体、１２２ａ…表示画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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