(57)【要約】移動するオブジェクトによって制御される光入力装置（２２０）及び電磁放射（２２５，２２６）が供給される少なくとも一つの他の光デバイス（２３０，２４０）を具える装置において、入力装置が、少なくとも一つの測定ビームを入力装置のウィンドウ（２２１）に供給する少なくとも一つのレーザダイオード（２２２）を具え、入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つの後側が、そのような装置に放射を供給するために他の光デバイスの少なくとも一つに光学的に結合される。このようにして、スペース及びコストをセーブすることができ、これによって、装置を、移動電話機、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ等の小型かつ低消費電力の移動装置に非常に適したものになる。
2005526324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動するオブジェクトによって制御される光入力装置を具え、電磁放射が供給される少なくとも一つの他の光デバイスを更に具える装置において、前記入力装置が、少なくとも一つの測定ビームを前記入力装置のウィンドウに供給する少なくとも一つのレーザダイオードを具え、前記測定ビームが、前記ウィンドウに対するオブジェクトの移動を測定し、前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つの後側を、そのような装置に放射を供給するよう前記他の光デバイスの少なくとも一つに結合したことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、光学的なキーボードの光ガイドに光学的に結合したことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、フラットディスプレイパネルを照明する照明手段に光学的に結合したことを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、前記装置のキーボードを照明する照明装置に光学的に結合したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の装置。
【請求項５】
前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、前記装置の光学的なマイクロホンに光学的に結合したことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の装置。
【請求項６】
前記入力装置が、前記測定ビームの一部を基準ビームとして分離するよう前記ウィンドウに近接して配置した部分透過オブジェクトと、前記基準ビーム及び前記オブジェクトによって反射した測定ビーム放射を受けるよう小開口を有する放射検出手段とを具えることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の装置であって、前記光入力装置が、前記オブジェクトによって反射した測定ビーム放射を電気信号に変換する変換手段を具える装置において、前記変換手段が、レーザキャビティと、そのレーザキャビティの作動中の変化を測定する測定手段とによって構成され、その変化が、前記キャビティに再び入射する反射測定ビーム放射及びこのキャビティの光波の干渉に起因し、前記オブジェクトの移動を表すことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記測定手段を、前記レーザキャビティのインピーダンスの変動を測定する手段としたことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記測定手段を、前記レーザから放出された放射を測定する放射検出器としたことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記放射検出器を、前記測定ビームが放出される前記レーザキャビティの側に配置したことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記光入力装置が、少なくとも二つのレーザダイオードと、第１及び第２測定軸に沿った前記オブジェクトと前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具え、これらの軸が、前記オブジェクトの照明された表面に並行であることを特徴とする請求項７，８，９又は１０記載の装置。
【請求項１２】
前記光入力装置が、三つのレーザダイオードと、第１、第２及び第３測定軸に沿った前記オブジェクト及び前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具え、前記第１及び第２測定軸が、前記オブジェクトの照明された表面に並行であり、前記第３測定軸が、この表面にほぼ垂直であることを特徴とする請求項７，８，９又は１０記載の装置。
【請求項１３】
スクロール動作とクリック動作の両方を決定する光入力装置を有する請求項７，８，９又は１０記載の装置において、前記光入力装置が、二つのレーザダイオードと、前記オブジェクトの表面に平行な第１測定軸及び前記オブジェクトの表面にほぼ直交する第２測定軸に沿った前記オブジェクト及び前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
スクロール動作とクリック動作の両方を決定する光入力装置を有する請求項７，８，９又は１０記載の装置において、前記光入力装置が、二つのレーザダイオードと、第１及び第２測定軸に沿って前記オブジェクト及び前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載された装置を具える移動電話機。
【請求項１６】
請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載された装置を具えるコードレス電話機。
【請求項１７】
請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載された装置を具えるラップトップコンピュータ。
【請求項１８】
請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載された装置を具えるハンドヘルドコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動するオブジェクトによって制御される光入力装置を具え、電磁放射が供給される少なくとも一つの他の光デバイスを更に具える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動するオブジェクトは、例えば、人間の指であるが、入力装置のウィンドウを横切って移動するのに適している任意のオブジェクトとすることもできる。
【０００３】
本発明は、特に、小型のハンドヘルド装置、例えば、移動電話機、パーソナルデジタルアゲンダ(personal digital agenda)、ハンドヘルドコンピュータにおける使用を意図している。そのような装置は、外部ソースから受け取り、ユーザによって入力され又はデジタルプロセッサ（内部マイクロコンピュータ）によって発生した情報を表示するフラットディスプレイパネルを具える。装置は、ダイヤルエントリすなわち電話番号の選択用及びデジタルプロセッサに格納され又は装置がアクセスを有する外部ソースから利用できるソフトウェアの起動のような他の機能用のキーボードを更に具える。装置は、日光が弱い状態の場合にキーボードを照明する照明装置を更に具えてもよい。ソフトウェアメニューのスクロール及びそのようなメニューの特定のプログラムの選択に際し、ユーザの指によって制御される入力装置を装置に設ける。
【０００４】
表示パネルを横切るようカーソルを移動するとともにカーソルの所定の位置をクリックする入力装置は、通常、例えばノートブックのキーボードに統合されたパッドによって形成される。そのようなパッドは、所定のスペースを必要とし、ハンドヘルド装置の使用に適しているとはいえない。これまで開発され、かつ、現在も開発されている光入力装置は、そのようなアプリケーションに非常に適している。
【０００５】
欧州特許公開第０９２４２８５号は、変形した光学的なマウスとして特徴付けることができるそのような光入力装置を記載している。入力装置は、固定されており、例えば、デスクトップ若しくはノートブックコンピュータ又はハンドヘルドコンピュータのキーボードに組み込まれ、入力装置のハウジングの透明ウィンドウを横切る指の移動によって制御される。この入力装置を小型化することができる。その理由は、指の移動を測定する光学的なモジュールを小さくすることができるからである。実際には、入力装置は、光学的なモジュールまで減少される。欧州特許公開第０９２４２８５号に記載された入力装置の複数の実施の形態の全ては、ホモダイン又はヘテロダイン検波を用いている。光学的なモジュールにおいて、回折格子をモジュールウィンドウに近接して配置している。格子は、レーザダイオードから発生した測定ビーム放射の一部を、指によって反射され及び散乱された放射の一部も受ける検出器に反射する。格子によって反射されるとともに検出器によって取得されるレーザ放射は、局所発振器ビームとして表される。検出器は、この局所発振器ビームを用いて指からの放射をコヒーレントに検出する。指によって反射されて検出器に到達する放射が局所発振器ビームに干渉することによって、検出器からビート信号が生じ、その信号は、ウィンドウ表面に平行な指の動作によって決定される。欧州特許公開第０９２４２８５号の光学的な測定モジュールは、レーザダイオード及び格子の他に、検出器の前にコリメータレンズ、収束レンズ及びピンホールダイヤフラムを具え、これらの素子を非常に正確に整列する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
更に少数の素子を具えるとともに製造が更に容易である更に簡単な光入力装置は、本出願人名の以前の特許出願に記載されている。この入力装置は、レーザダイオードにおけるいわゆる自己混合を用いる。これは、レーザダイオードから放出されてレーザキャビティに再び入射する放射によってレーザの利得したがってレーザから放出された放射が変動する現象である。この装置において、ウィンドウは、指が移動すべき方向に成分を有する傾斜したレーザビームによって照射される。指が移動すると、指によって散乱したレーザ放射は、ドップラー効果により、ウィンドウ及び指を照明する放射の周波数とは異なる周波数となる。散乱した放射の一部は、指上に照明ビームを収束するのと同一のレンズによってダイオードレーザ上に収束される。散乱した放射の一部がレーザミラーを通じてレーザキャビティに入射するので、レーザキャビティに放射の干渉が生じる。これによって、レーザ及び放出した放射の特性に重大な変化が生じる。自己混合に起因して変化するパラメータは、パワー、周波数、レーザ放射のライン幅及びレーザしきい値利得である。レーザキャビティの干渉の結果、測定ビームの周波数と散乱した放射の周波数との間の差に等しい周波数と共にこれらパラメータの値が変動する。この差は、指、一般的には装置のウィンドウに対して移動するオブジェクトの速度に等しい。したがって、オブジェクトの速度及び時間に亘って統合したオブジェクトの偏位を、前記パラメータの一つの値を測定することによって決定することができる。この測定方法を、少数の簡単な素子によって実行することができ、これら素子の正確な整列を必要としない。
【０００７】
既に説明したタイプの他の装置の各々は、機能を果たすために電磁放射を必要とし、この放射は、通常、各装置に対する個別の発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の光源から発生する。各光源は、それ自体のハウジングに収容され、複数の光学的な機能を装置に統合する必要があるとき、光源のハウジングによって占有されるスペースは、特にハンドヘルド装置において問題になる。さらに、これら光源は低放射効率を有し、その結果、これらは電気的なエネルギーを著しく消費する。ハンドヘルド装置のエネルギーがバッテリから発生するので、これらバッテリを幾分頻繁に再充電する必要があり、このことは、ユーザにとって煩わしい。放射源が比較的高価な構成要素であるので、そのような素子を複数個使用することによって、装置全体が高価なものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、装置に対して放射を発生する手段が装置の小容量の部分しか占有せず、かつ、その手段の消費電力を更に少なくする、これまで説明した装置を提供することである。この装置は、前記入力装置が、少なくとも一つの測定ビームを前記入力装置のウィンドウに供給する少なくとも一つのレーザダイオードを具え、前記測定ビームが、前記ウィンドウに対するオブジェクトの移動を測定し、前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つの後側を、そのような装置に放射を供給するよう前記他の光デバイスの少なくとも一つに結合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
レーザダイオードの後側は、測定ビームが放出される側とは逆のレーザダイオードの放射を放出する側を意味する。
【００１０】
入力装置に、二つ以上のレーザダイオードを設けることができる。その場合、入力装置の二つ以上のレーザダイオードは、前記他の装置に放射を供給することもできる。入力装置の各レーザダイオードは、他の装置の互いに相違するものに放射を供給することができ、又は、入力装置の全てのレーザダイオードは、他の装置の全てに放射を供給することもできる。入力装置の一つのレーザダイオードが、他の装置の一つに放射を供給を行うことができ、入力装置の残りのレーザダイオードの各々が、他の残りの装置の全てに放射を供給することもできる。
【００１１】
本発明は、レーザダイオードがレーザ用結晶の互いに対向する側すなわち前側及び後側に光を放出するということを有効に利用する。レーザダイオードの通常のアプリケーションにおいて、前側を光源として使用し、後側は、通常はレーザビームの強度を制御するのに使用される放射検出器すなわちモニタダイオードに対向する。本発明の装置において、レーザダイオードの前側に放出されたレーザビームは、入力装置の測定ビームとして使用され、それに対して、レーザダイオードの後側に放出されたレーザビームは、装置に存在する他の装置に対する照明ビームとして使用される。レーザ放射の強度を測定するとともに入力装置のウィンドウに対するオブジェクトの移動を決定する放射検出器すなわちホトダイオードを、入力装置又は他の装置の少なくとも一つの通常の位置以外の位置に配置することができる。
【００１２】
装置の第１例は、前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、光学的なキーボードの光ガイドに光学的に結合している。
【００１３】
光学的なキーボードは、移動可能なキー（ボタン）及びキーボード表面の下に配置した平坦な光ガイドを有するとともに、キーの位置に沿って放射を放射検出器に案内する手段を設けたキーボードを意味する。各キーは、キーを押した際に光ガイド内の放射経路に移動し、この光路を通じて検出器で受けた放射量を変化させる部分を有する。そのような光学的なキーは、例えば欧州特許公開第１０９４４８２号からそれ自体既知であり、ディスプレイ及び光学的なキーボードを有する携帯用通信装置に関する。ディスプレイのバックライト及び光ガイドには、同一光源すなわち複数のＬＥＤから放射が供給される。装置は、一つ以上のレーザダイオードを有する光入力装置を具えない。
【００１４】
装置の第２例は、前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、フラットディスプレイパネルを照明する照明手段に光学的に結合したことを特徴とする。フラットディスプレイパネルを、表示された画像が発生する光バルブのマトリックス、すなわち、画素を一様に照明するためにバックライトを用いる任意の表示パネルとすることができる。そのような表示パネルの例は、液晶パネル、又は、電気泳動若しくはエレクトロルミネッセンスに基づく表示パネルである。レーザダイオードからの放射を、光ガイドに対するモニタのような固定手段を通じて案内することができる。入力装置及び表示装置が装置の互いに相違する部分に組み込まれ、これらを互いに傾斜することができる場合、光ファイバのような可撓性手段を、レーザダイオードから光ガイドまで放射を案内するのに使用することができる。
【００１５】
装置の第３の例は、前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、前記装置のキーボードを照明する照明装置に光学的に結合したことを特徴とする。
【００１６】
そのような照明装置は、特に米国特許第５，８１５２２５号からそれ自体既知であり、液晶ディスプレイのバックライトとなる光源から機械的なキーボードに放射を送出するのに光パイプが用いられるラップトップコンピュータに関する。これによって、弱い日光又は人工的な光の状態におけるキーボード及びその周辺の作動領域の視界を良好にすることができる。
【００１７】
装置の第３の例は、前記入力装置のレーザダイオードの少なくとも一つを、前記装置の光学的なマイクロホンに光学的に結合したことを特徴とする。
【００１８】
光学的なマイクロホンは、光ビームと、マイクロホンの薄膜によって反射されたビームの移動を測定する例えば位置検出器とを使用し、その移動は、薄膜の振動によって生じる。このマイクロホンに対する測定ビームを、光入力装置のレーザダイオードから発生することができる。
【００１９】
光入力装置に対して、複数の主要例が可能である。
これらの例の第１のものは、前記入力装置が、前記測定ビームの一部を基準ビームとして分離するよう前記ウィンドウに近接して配置した部分透過オブジェクトと、前記基準ビーム及び前記オブジェクトによって反射した測定ビーム放射を受けるよう小開口を有する放射検出手段とを具えることを特徴とする。
【００２０】
この光入力装置は、欧州特許公開第０９４２２８５号からそれ自体既知であり、入力装置のみに関連し、更に光デバイスを具える装置の統合に関連しない。最も実用的には、部分透過オブジェクトを回折格子とし、放射検出手段の小開口は、ホトダイオードの前に配置されたピンホールによって実現される。
【００２１】
第２の好適な主要例では、前記光入力装置が、前記オブジェクトによって反射した測定ビーム放射を電気信号に変換する変換手段を具える装置において、前記変換手段が、レーザキャビティと、そのレーザキャビティの作動中の変化を測定する測定手段とによって構成され、その変化が、前記キャビティに再び入射する反射測定ビーム放射及びこのキャビティの光波の干渉に起因し、前記オブジェクトの移動を表すことを特徴とする。
【００２２】
この主要例のこの光入力装置は、第１の主要例より少ない素子を具え、第１の主要例より製造が容易である。
【００２３】
第２の主要例の第１例は、前記測定手段を、前記レーザキャビティのインピーダンスの変動を測定する手段としたことを特徴とする。
【００２４】
第２の主要例の好適例は、前記測定手段を、前記レーザから放出された放射を測定する放射検出器としたことを特徴とする。
【００２５】
放射検出器を、測定ビームの放射の一部を受けるように配置することができる。
【００２６】
しかしながら、入力装置のこの例は、好適には、前記放射検出器を、前記測定ビームが放出される前記レーザキャビティの側に配置したことを特徴とする。
【００２７】
例えば、そのような強度測定ホトダイオードを、入力装置の素子によって反射された放射をホトダイオードが受信する位置又は測定ビームから分離された放射を受信する位置で入力装置のレーザダイオードとレンズとの間に配置することができる。
【００２８】
オブジェクトの照明された表面に平行な平面でオブジェクトと装置の相対移動を測定する入力装置を有する装置は、前記光入力装置が、少なくとも二つのレーザダイオードと、第１及び第２測定軸に沿った前記オブジェクトと前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具え、これらの軸が、前記オブジェクトの照明された表面に並行であることを特徴とする。
【００２９】
後に説明するように、この装置と、二つ以上の測定ビームを利用する他の装置とに、各測定ビームに対する個別の検出器を設けることができる。しかしながら、時分割を用いる場合には、全ての測定ビームに対捨て同一の検出器を用いることもできる。
【００３０】
オブジェクト及び装置の第３の相対移動を測定することができる装置は、前記光入力装置が、三つのレーザダイオードと、第１、第２及び第３測定軸に沿った前記オブジェクト及び前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具え、前記第１及び第２測定軸が、前記オブジェクトの照明された表面に並行であり、前記第３測定軸が、この表面にほぼ垂直であることを特徴とする。
【００３１】
入力装置のこの実施の形態は、第３の測定軸に沿ったオブジェクト及び装置の単一の移動を識別し、それを電気信号に変換し、これによってクリック動作を決定することができる。
【００３２】
スクロール動作とクリック動作の両方を決定する光入力装置を有する装置において、前記光入力装置が、二つのレーザダイオードと、前記オブジェクトの表面に平行な第１測定軸及び前記オブジェクトの表面にほぼ直交する第２測定軸に沿った前記オブジェクト及び前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具えることを特徴とする。
【００３３】
第１測定軸は、スクロール動作を決定するのに用いられ、第２測定軸は、クリック動作を決定するのに用いられる。
【００３４】
また、装置は、スクロール動作とクリック動作の両方を決定する光入力装置を有する装置において、前記光入力装置が、二つのレーザダイオードと、第１及び第２測定軸に沿って前記オブジェクト及び前記装置の相対移動を測定する少なくとも一つの検出器とを具えることを特徴としてもよい。
【００３５】
両方の測定軸からの信号は、スクロール動作及びクリック動作についての情報を具え、特別なスクロールアクション情報及び特別なクリックアクション情報を、二つの測定軸の情報を適切に組み合わせることによって分離することができる。
【００３６】
新たな装置を、移動電話機、コードレス電話機、ラップトップコンピュータ又はハンドヘルドコンピュータのような互いに相違するアプリケーションに用いることができる。
【００３７】
本発明のこれら及び他の態様を、後に説明する実施の形態を参照して明らかにするが、本発明は、これら実施の態様に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、新しい入力装置、更に詳しくは移動すなわちセルラー電話機１の第１の重要なアプリケーションを示す。このアプリケーションの前方面に、ダイヤルエントリー及び他の機能を有する複数のボタンスイッチ（キー）を具えるキーエントリー区分すなわちキーボード３を設ける。表示装置５を区分３の情報に配置し、アンテナ７を、電話機１の上面に設ける。テンキーダイアルのようなダイヤル又は他のコマンドをボタンスイッチ４から入力すると、入力されたコマンドに関連する情報が、電話機に収容された図示しない送信回路及びアンテナを通じて電話会社の基地局に送信される。ボタンスイッチを通じて入力された他のコマンドを電話機回路内で処理して、格納されたリストの電話番号の選択や標準的なメッセージのテーブルからの所定のメッセージの送信のように、電話機回路に組み込まれた互いに相違する機能を果たすことができる。表示装置５を横切るカーソル８の移動を制御する入力装置１０及び他の回路を電話機に設けることによって、存在する機能の一部を容易に実行するとともに、新たな機能を作り出すことができる。図１においてウィンドウのみを示す入力装置１０を、電話機上の複数の位置、例えば、図１に示すようなボタンスイッチの下又は側面のうちの一つに配置することができる。好適には、入力装置のウィンドウを、電話機を保持するために指が通常配置される位置のうちの一つに配置することができる。装置の回路は、機能のメニューを表示することができ、入力装置１０の入力窓を横切る指の移動によってカーソル８を移動して、所定の機能を果たすことができる。ウィンドウに垂直な方向に指を移動することによって、この機能を果たすことができる。
【００３９】
入力装置１０は、ＷＡＰプロトコルやＩ−ｍｏｄｅインターネットプロトコルのような一般的なプロトコルを設けた移動電話機に集積されると非常に有利になりうる。そのようなプロトコルによって、装置を、インターネットのような世界的な通信ネットワークの端末として用いることができる。これが更に広大になっているので、新たなエンドユーザ装置が必要となっている。第１の候補は、移動電話機と、セットトップボックスに設けられたテレビジョンセットでる。新たな目的のために、これら装置に十分適合した小型の入力装置、例えば、移動電話機又はＴＶ遠隔制御を設ける必要がある。
【００４０】
新しいアプリケーションに対して、表示装置は、図１に示すものに比べてキーボード３との関連が強くなる。このことは、光入力装置の統合の際にキーボードで利用できる部屋が制限され、この装置を小型にすべきであることを意味する。使用の際に折り畳むことができる新しいタイプの移動電話機によって、更に大きなディスプレイを使用することができる。そのような移動電話機を図２に線形的に示す。
【００４１】
光入力装置を、欧州特許公開第０９２４２８５号に記載されたタイプの装置とすることができる。欧州特許公開第０９２４２８５号から模写した図３は、指の表面とすることができる表面１２の変形を測定する入力装置を示す。装置は、表面に入射する測定ビーム１５を発生するダイオードレーザ１４を具える。部分的な送信回折格子１６を表面１２に近接して配置する。この格子から反射した光と表面１２から反射した光の両方は、空間フィルタを通過した後に放射検出器(radiation-sensitive detector)２２に入射する。このフィルタは、レンズ１８及びピンホール２０から構成される。検出器上の干渉光は、ビート信号、すなわち、振動に依存する表面変形信号を発生する。格子によって反射されるとともに検出器２２によって取得された放射ビームは、局所発振器ビームとして使用される。好適には、このビームは、格子によって零次で反射される放射を有する。格子によって正及び負の１時ビーム１９及び２１も発生し、これらも用いられる。図３の参照番号１７は、表面１２によって散乱した光を表す。この装置についての詳細及び例については、欧州特許公開第０９２４２８５号を参照されたい。
【００４２】
好適には、発明者の研究室で最近開発された入力装置を利用する。この装置は、製造が更に用意で更に優れた性能を有する他の検出概念に基づくものである。
【００４３】
図４Ａは、入力装置３０の線形的な断面図である。この装置は、本実施の形態ではタイプＶＣＳＥＬのレーザであるダイオードレーザを支持する下側のベースプレートと、検出器、例えばホトダイオードとを具える。図４Ａにおいて、１個のダイオードレーザ３３及びそれに関連した穂とダイオード３４のみが見えるが、図４Ｂの上面図に示すように、少なくとも第２のダイオードレーザ３５及び関連の検出器３６をベースプレートに設けることができる。ダイオードレーザ３３及び３５は、レーザすなわち測定ビーム４３及び４７をそれぞれ出射する。移動する人間の指４５が横切る透明ウィンドウ４２を、装置の上側に設ける。レンズ４０、例えば平面−凸レンズ(plane-convex lens)を、ダイオードレーザとウィンドウとの間に配置する。このレンズは、レーザビーム４３及び４７を透明ウィンドウの上側又はその付近に収束する。指４５のようなオブジェクトがこの位置に存在する場合、それはビームを散乱する。放射ビーム４３の一部は、照明ビーム４３の方向に散乱し、この部分は、レンズ４０によってレーザダイオード４３の出射面に集中し、このレーザのキャビティに再び入射する。後に説明するように、放射がキャビティに戻ることによってキャビティに変化が生じ、その結果、特に、レーザダイオードから出射したレーザ放射の強度が変化する。これは、自己混合(self-mixing effect)と称される。装置の本来の形態において、自己混合に起因する強度変化を、放射の変動を電気信号に変換する穂とダイオード４４によって検出することができる。この信号は電子回路４８によって処理される。ホトダイオード３４及び３６の信号に対する、図４Ａ及び４Ｂに示すような電気回路の構成部分４８，４９は、図示の目的のみを有し、多かれ少なかれ従来のものとすることができる。図４ｂに示すように、これら電気回路の構成部分を相互接続することができる。
【００４４】
図５は、レーザの後面に配置された、水平方向に出射するレーザダイオード及びモニタホトダイオードを用いる場合の入力装置及び測定方法の原理を示す。この図において、レーザダイオード、例えばレーザダイオード３３は、キャビティ５０並びにその前面及び後面すなわちレーザミラー５１及び５２によって線形的に表される。移動が測定されるオブジェクトすなわち指を、参照番号４５で示す。このオブジェクトと前面２１との間のスペースは、長さＬ0の外側キャビティを形成する。前面から出射されるレーザビームを、参照番号５５で示し、オブジェクトによって前面の方向に反射した放射を、参照番号５６で示す。レーザキャビティに発生した放射の一部は、後面を通過し、ホトダイオード３４によって取得される。
【００４５】
オブジェクト４５が照明ビーム４３の方向に移動すると、反射した放射５６は、ドップラーシフトを受ける。このことは、この放射の周波数が変化することすなわち周波数シフトが生じることを意味する。この周波数シフトは、オブジェクトの移動速度に依存し、数ｋＨｚから数ＭＨｚまでのオーダーとなる。レーザキャビティに再び入射する周波数シフトした放射は、光波、すなわち、このキャビティに生じた放射に干渉し、換言すれば、自己混合がキャビティに生じる。光波と、キャビティに再び入射する放射との間の位相シフトに応じて、干渉が互いに強調するもの(constructive)又は互いに打ち消すもの(negative)となり、すなわち、レーザ放射の強度が周期的に増大し又は減少する。このようにして発生したレーザ放射変調の周波数は、キャビティの光波の周波数とキャビティに再び入射するドップラーシフトした放射の周波数との差に等しい。周波数差は、数ｋＨｚから数ＭＨｚのオーダーであり、したがって、検出が容易である。自己混合とドップラーシフトを組み合わせることによって、レーザキャビティの動作に変動が生じ、特に、その利得すなわち光の増幅が変化する。
【００４６】
これを図６に示す。この図において、曲線６１及び６２はそれぞれ、オブジェクト１５とフロントミラー２１との間の距離Ｌ0の関数としての放出されたレーザ放射の周波数νの変動及びレーザダイオードの利得ｇの変動を表す。ν，ｇ及びＬ0を任意の単位とする。距離Ｌ0の変動がオブジェクトの移動の結果であるので、図６の横座標を時間軸で再スケール化することができ、その結果、利得を時間関数としてプロットすることができる。オブジェクトの速度ｖの関数としての利得変動Δｇは、以下の式によって表される。
【数１】
2005526324.tif 000003
この式において、
−  Ｋを、レーザキャビティから結合した放射の量である外側キャビティの結合係数とし、
−  νを、レーザ放射の周波数とし、
−  ｖを、照明ビームの方向のオブジェクトの速度とし、
−  ｔを、瞬時とし、
−  ｃを、光速とする。
【００４７】
この式を、１９８８年１月に発行されたApplied Optics, Vol. 27, No. 2の３７９〜３８５頁の論文”Small laser Doppler velocimeter based on the self-mixing effect in a diode laser”及び１９９２年６月に発行されたApplied Optics, Vol. 31, No. 8の３４０１〜２４０８頁の論文”Laser Doppler velocimeter based on the self-mixing effect in a fiber-coupled semiconductor laser”に開示されている自己混合に基づく理論から導くことができる。これら論文は、オブジェクト、一般的には固体又は流体の速度を測定するために自己混合を用いることを開示しているが、ここで説明するような入力装置における自己混合の使用について示唆していない。このような使用は、自己混合を用いる測定モジュールを非常に小さくかつ廉価に構成できるために追加のコストを要することなく現存する装置に容易に取り付けることができるという認識に基づく。
【００４８】
オブジェクト表面４５は、図５の矢印４６で示すようにそれ自体の平面上で移動する。オブジェクトがビームの方向に移動するときのみドップラーシフトが生じるので、このような移動４６は、この方向に成分４６’を有するようにすべきである。これによって、ＸＺ面すなわち図５の図面平面の移動の測定が可能となり、そのような移動をＸ移動と称することができる。図５は、オブジェクト表面が系の残りに対して傾斜した位置を有する。実際には、測定ビームが通常傾斜ビームであり、オブジェクト表面の移動がＸＹ面に生じる。Ｙ方向は、図５の図面平面に対して垂直である。この方向の移動を、第２レーザダイオードから出射した第２測定ビームによって測定することができ、その散乱光は、第２のレーザダイオードに関連した第２のホトダイオードによって取得される。傾斜した一つ以上の照明ビームは、図４Ａに示すようにレンズ４０に対して偏心した一つ以上のレーザダイオードによって取得される。
【００４９】
装置の元の形態において、モニタダイオードによって後ろ側のレーザ面の放射の強度を測定することによってオブジェクトの移動により生じたレーザキャビティ利得の変動を決定するのが、最も簡単であり、したがって、最も有利な方法である。通常、このダイオードは、レーザ放射の強度を一定に保持するのに用いられているが、オブジェクトの移動を測定するのにも用いられる。
【００５０】
利得の変動したがってオブジェクトの移動を測定する他の方法によって、レーザ放射の強度がレーザの接合部における伝導帯の電子の個数に比例するという事実を利用することができる。この個数は、接合部の抵抗に反比例する。この抵抗を測定することによって、オブジェクトの移動を決定することができる。測定方法の一例を図７に示す。この図において、レーザダイオードのアクティブ層に参照番号６５を付し、このレーザの電流源に参照番号６６を付す。レーザダイオードの両端間の電圧は、キャパシタ６８を通じて電子回路７０に供給される。レーザを流れる電流によって規格化されるこの電圧は、レーザキャビティの抵抗すなわちインピーダンスに比例する。レーザダイオードに直列なインダクタンス６７は、レーザダイオードの両端間の信号に対して高インピーダンスを形成する。
【００５１】
移動量、すなわち、オブジェクトすなわち指が移動するとともに、時間に対して測定された速度を結びつけることのよって測定することができる距離の他に、移動方向も検出する必要がある。このことは、オブジェクトが移動軸に沿って前方と後方のうちのいずれに移動するかを決定する必要があることを意味する。移動方向を、自己混合に起因する信号の形状を決定することによって検出することができる。図６のグラフ６２に示すように、この信号は非対称な信号である。グラフ６２は、オブジェクト４５がレーザに向かって移動する状況を表す。上昇する勾配６２’は、下降する勾配６２”に比べて急峻である。１９９２年６月に発行されたApplied Optics, Vol. 31, No. 8の３４０１〜２４０８頁の上記論文で説明されているように、レーザから離れるオブジェクトの移動に対して非対称性が逆転し、すなわち、降下する勾配が、上昇する勾配に比べて急峻になる。自己混合信号の非対称のタイプを決定することによって、オブジェクトの移動方向を確認することができる。所定の環境の下で、例えば、オブジェクトの反射率が更に小さくなり、すなわち、オブジェクトとレーザダイオードとの間の距離が更に長くなる環境の下で、この自己混合信号の形状すなわち非対称性を決定するのが困難になるおそれがある。
【００５２】
したがって、他の移動方向決定方法が好ましい。この方法は、レーザ放射の波長λがレーザダイオードの温度、したがって、レーザダイオードを流れる電流に依存することを利用する。例えば、レーザダイオードの温度が上昇すると、レーザキャビティの長さが増大し、増幅された放射の波長が増大する。図８のグラフ７５は、放出された放射の波長の温度（Ｔd）依存性を示す。この図において、水平軸Ｔd及び垂直軸λを任意の単位とする。
【００５３】
図９に示すようなグラフ８０によって表された周期的な駆動電流Ｉdがレーザダイオードに供給される場合、レーザダイオードの温度Ｔdは、グラフ８２に示すように周期的に上昇し及び下降する。この結果、周波数が周期的に変化し、したがって、オブジェクトによって反射されるとともに所定の時間遅延を以ってキャビティに再び入射する放射に対する位相シフトが連続的に変化する立ち上がり光波がレーザキャビティに生じる。駆動電流の半周期ごとに、連続的な時間セグメントが存在し、この場合、レーザダイオードの利得が、キャビティの波と反射してキャビティに再び入射する放射との位相関係に応じて上昇し又は下降する。この結果、図９のグラフ８４に示すように、放出した放射は、時間に依存する強度変化（Ｉ）となる。このグラフは、静止した、すなわち、移動しないオブジェクトの状態を表す。第１の半周期１／２ｐ（ａ）におけるパルス数は、第２の半周期１／２ｐ（ｂ）のパルス数に等しい。
【００５４】
オブジェクトの移動によって、レーザキャビティに再び入射する放射のドップラーシフトが生じ、すなわち、この放射の周波数は、移動方向に応じて増減する。前方向である一方向にオブジェクトが移動することによって、再び入射する放射の波長が減少し、後方向に移動することによって、この放射の波長が増大する。レーザキャビティの光波の周期的な周波数変調の影響において、ドップラーシフトがレーザキャビティの周波数変調と同一符号を有する場合、キャビティに再び入射するドップラーシフトした放射の影響が、周波数変調とドップラーシフトとが互いに相違する符号を有する場合とは異なる影響となる。二つの周波数シフトが同一符号を有する場合、波と再び入射する放射との間の位相差は低速で変化し、結果的に得られるレーザ放射の変調の周波数が低くなる。二つの周波数シフトが、互いに相違する符号を有する場合、波と再び入射する放射との間の位相差が光速で変化し、結果的に得られるレーザ放射の変調の周波数が高くなる。駆動レーザ電流の第１の半周期１／２ｐ（ａ）中、発生したレーザ放射の波長が増大する。オブジェクトが後方向に移動する場合、再び入射する波長が増大し、その結果、キャビティの波の周波数とこのキャビティに再び入射する放射の周波数との間の差が小さくなる。したがって、発生した放射の波長に対して再び入射する放射の波長が適合する間の時間セグメント数は、放出したレーザ放射の電気的な変調が存在しない場合に比べて少なくなる。このことは、オブジェクトが後方向に移動する場合の第１の半周期のパルス数が変調なしの場合に比べて少ないことを意味する。第２の半周期１／２ｐ（ｂ）において、レーザ温度及び発生した放射の波長が減少し、発生した放射の波長に対して再び入射する放射の波長を適合させる時間セグメント数が増大する。したがって、後方に移動するオブジェクトに対して、第１の半周期のパルス数は、第２の半周期のパルス数に比べて少なくなる。
【００５５】
これを図１０のグラフ８８に示し、このグラフは、オブジェクトが後方向に移動する場合に放出されるレーザ放射の強度Ｉbを示す。このグラフと図９のグラフ８４とを比較すると、第１の半周期のパルス数が減少するとともに第２の半周期のパルス数が増加したことを示す。オブジェクトが前方向に移動し、オブジェクトによって散乱するとともにレーザキャビティに再び入射する放射の波長がドップラー効果に起因して減少する場合、第１の半周期１／２ｐ（ａ）のパルス数は、第２の半周期１／２ｐ（ｂ）のパルス数に比べて多くなる。このことを、前方向に移動するオブジェクトの場合に放出される放射の強度Ｉfを表す図１０のグラフ８６及び図９のグラフ８４を比較することによって確認することができる。
【００５６】
電子的な処理回路において、第２の半周期１／２ｐ（ｂ）中に計測されるホトダイオード信号パルス数は、第１の半周期１／２ｐ（ａ）中に計測されたパルス数から減算される。結果的に得られる信号が零である場合、オブジェクトは静止している。結果的に得られる信号が正である場合、オブジェクトは前方向に移動し、この信号が負である場合、オブジェクトは後方向に移動する。結果的に得られるパルス数は、前方向及び後方向のそれぞれの移動速度に比例する。
【００５７】
所定の環境、例えば、レーザとオブジェクトとの間の光路が比較的小さく、電気的な変調の周波数及び振幅が比較的小さく、かつ、検出すべき移動が比較的高速である環境の下では、ドップラー効果によって発生したパルス数が電気的な変調によって発生したパルス数より少なくなる事態が生じるおそれがある。そのような状況において、移動方向を、第１の半周期中のパルス数と第２の半周期中のパルス数とを比較することによって検出することができる。しかしながら、速度は、これら二つの数の差に比例しない。そのような状況における速度を決定するために、これら二つの数を平均化し、一定値を結果から減算する必要がある。このようにして得られた数は、速度の大きさとなる。当業者は、この計算を実行する電子回路を容易に設計することができる。
【００５８】
図９及び１０を参照して説明した実施の形態で使用される三角波形の駆動電流Ｉdの代わりに、矩形のような他の波形の駆動電流を用いることもできる。
【００５９】
既に説明したオブジェクトの移動の速度及び方向を測定する方法を、ダイオードレーザキャビティの抵抗の変動を測定することによって利得変動を決定する場合にも用いることができる。
【００６０】
測定方法は、小さいドップラーシフト、例えば、波長に関して１．５×１０-16ｍのオーダーのシフトしか必要とせず、それは、６８０ｎｍのレーザ波長に対して１００ｋＨｚのオーダーのドップラー周波数シフトに相当する。
【００６１】
１平面において互いに直交する（Ｘ及びＹ）方向すなわち測定軸に沿ったオブジェクトの移動を、図４の入力装置を用いて測定することができ、その装置は、互いに直交する向きの２個のレーザダイオード及びそれに関連するホトダイオードを具える。第３のレーザダイオード及びそれに関連するホトダイオードをこの装置に追加することによって、第３のＺ方向すなわち測定軸に沿った移動も測定することができる。第３のレーザダイオードをレンズ４０の光軸に配置することができ、その結果、第３の照明ビームは、ウィンドウ指４２及びオブジェクトすなわち指４５に垂直に入射し、他の方向に成分を有しない。この場合、Ｚ方向に対する最適な測定信号を取得することができる。Ｘ測定信号及びＹ測定信号の信頼性及び精度を増大するために、３個のレーザダイオードを、一つの円内で互いに１２０°の角度で配置することができる。この形態を図１１に示し、この場合、第３のレーザダイオード及び第３のホトダイオードにそれぞれ参照番号３７及び３８を付す。
【００６２】
ホトダイオード３４，３６及び３８の出力信号すなわち抵抗測定信号をＳ34，Ｓ36及びＳ38で表すと、Ｘ，Ｙ及びＺ測定軸に沿ったオブジェクト速度Ｖx，Ｖy及びＶzを、例えば以下のように計算することができる。
【数２】
2005526324.tif 000004
この計算を実行する電子回路は、加算素子及び減算素子を具え、比較的容易に実現することができる。
【００６３】
速度の値と、移動の持続時間に関連して組み合わせることによってこのようにして取得したＸ方向及びＹ方向の移動の距離とは、更に信頼性があり、かつ、更に正確である。その理由は、これらが少なくとも二つのホトダイオードの出力信号の平均の結果だからである。指を僅かに持ち上げるような移動誤差すなわち不所望な移動は、ホトダイオードの出力信号に対して同様な影響を及ぼす。Ｘ測定軸及びＹ測定軸に沿った移動が、出力信号を互いに減算することによって決定されるので、Ｘ測定信号及びＹ測定信号の不所望な移動の影響が除去される。３個のホトダイオードの出力信号を加算することによって得られるＺ測定信号Ｖzのみが、指又は他のオブジェクトの上下移動を表す。
【００６４】
Ｚ方向における人間の指と入力装置との相対移動をクリック機能の実行に用いるアプリケーションにおいて、そのような移動が生じることを検出すれば十分である。オブジェクトの偏位の性格な測定は必要でなく、その結果、Ｚ測定を幾分粗くしてもよい。移動方向を検出する必要もない。
【００６５】
指の構造すなわち反射係数を設定する必要がほとんどない。入力装置に対する１枚の白紙のペーパーの移動も容易に測定することができ、その結果、装置に対する入力を、指以外のオブジェクトによって行うことができる。
【００６６】
光学的な見地から、光入力装置の大きさを非常に小さくすることができる。ウィンドウ４２は、数ｍｍの系又は数ｍｍ2のサイズを有してもよい。装置の電子部品を光学系に近接して配置する必要がなく、その結果、電子部品を、幾分のスペースが利用できるような装置の位置に配置することができる。この装置で用いられる測定原理のために、その構成要素を正確に整列する必要がなく、このことは大量生産に非常に有利である。
【００６７】
図１１に示す入力装置において、測定ビームは、ウィンドウの面に収束されない。これらのビームがベースプレートレベルで互いに相違する位置から生じるので、照明ビームは、有効面、例えば、ウィンドウの平面の互いに相違する位置に照明スポットを形成する。照明ビーム及びその散乱放射は、空間的に十分分離され、その結果、互いに相違する測定軸間のクロストークは、通常、問題が生じない。必要な場合には、波長が僅かに互いに相違するレーザダイオードを用いることによって、残りのクロストークを減少することができる。このために、数ｎｍの波長差で既に十分である。
【００６８】
クロストークを除去する他の可能性は、レーザダイオードの制御ドライブの使用であり、これによって、一つのレーザのみが任意の瞬時に起動される。互いに相違するレーザダイオードを交互に起動する多重駆動回路(multiplexing driving circuit)は、そのような制御ドライブを構成することができる。そのような多重回路によって、各レーザダイオードからの放射の到達範囲内に配置されるとともに時間共有モード(time-sharing mode)で使用される１個の検出器すなわちホトダイオードによる２又は３個のレーザダイオードのモニタリングが可能となる。そのような駆動回路の例の他の利点は、回路に必要なスペースが減少し、かつ、装置の消費電力が低減することである。
【００６９】
レンズ４０及び折り畳みミラーを使用する代わりに、水平方向に出射するレーザダイオードを用いる場合、レーザビームを、光ファイバによってウィンドウ４２に案内することもできる。図１２Ａ及び１２Ｂは、そのような光ファイバを設けた入力装置の任意の実施の形態を示す。図１２Ａは、この実施の形態の垂直断面図であり、図１２Ｂは、その上面図である。ファイバ９２，９３及び９４の入力端は、周知の方法でレーザダイオード３３，３５及び３７に光学的に結合される。光ファイバの全ての出力端を、装置のウィンドウに配置する。光ファイバを、固体材料、例えば、エポキシ又は他の透明若しくは不透明材料のキャップ９６に組み込むことができる。これら光ファイバの各々は、このファイバによって案内された放射、関連のレーザダイオードからの照明放射及びこのレーザに戻る散乱放射に対するアイソレータを形成する。その結果、互いに相違する測定軸間のクロストークが、非常に小さく又は存在しない。光ファイバが組み込まれない場合、可撓性の性質を利用し、これによって、装置中の入力装置の設計の可能性を増大する。さらに、光ファイバは、任意の距離に亘って放射を伝播し、その結果、レーザダイオード及びホトダイオードを、入力装置のウィンドウから相当離れた距離に配置することができる。図１２Ａ及び１２Ｂの実施の形態において、レーザダイオード及び関連のホトダイオードを互いに近接して配置し、図１２Ａに示すように、これらの素子を分離隔壁９７に配置することができる。一方のレーザダイオード及び他方のホトダイオードを、更に長い距離を以って配置することができ、透明媒体又は光ファイバを通じて光学的に接続することができる。
【００７０】
入力装置がＸ移動及びＹ移動のみ測定する必要があり、例えばクリック機能のＺ移動を必要としない場合、入力装置は、図１１に示すように３個のダイオードの代わりの２個のダイオードで動作することができる。
【００７１】
しかしながら、レーザダイオードを適切に配置し、したがって、ウィンドウに対してビームを測定し、ホトダイオードの信号を適切に処理することによって、２個のレーザダイオードのみを有する入力装置でＸ，Ｙ及びＺ方向の測定が可能になる。そのような入力装置を、メニューチャートをスクロールするアップダウンスクローラで用いることができ、それは、アップダウンスイッチによって制御されるカーソルで指示されるメニューを起動するクリックを決定する性能を有する。光スクロールスイッチ(optical scroll switch)と称することができるそのような入力装置を、個別の素子で容易に組み立てることができ、これによって、高速で新しい開発を許容する。
【００７２】
図１３は、光スクロールスイッチ１００の第１の実施の形態を示す。それは、本来の形態では各々がレーザダイオード及びホトダイオードを具える２個のレーザ／ダイオードユニット１０１，１０２を具える。新しい装置において、個別のレーザダイオード及びホトダイオードを、そのようなユニットの代わりに使用する。レーザダイオード１０１及び１０３から出射される各ビーム１０５，１０６の経路において、関連のビームを有効平面(active plane)１０７に収束するレンズ１０３，１０４を配置し、その平面を、装置ウィンドウの平面とすることができる。このウィンドウ１１２は、例えば図１４に側面を示すような移動電話機とした装置が組み込まれる装置のハウジング１０９の一部を形成することができる。ビーム１０５及び１０６の主光線がウィンドウ１１２の法線に対して正反対の角度となるように、レーザダイオード及び関連のレンズを配置する。
【００７３】
オブジェクト又は人間の指１０８は、スクローリング動作に対して、有効平面を横切って移動し、かつ、クリック動作に対して、この平面に垂直に移動する。既に説明したように、両方の動作によって、レーザダイオード１０１及び１０２に向かう指によって反射された放射にドップラーシフトが生じる。これらレーザダイオードに関連した検出器の出力信号は、信号処理及びレーザ駆動電子回路１１０に供給される。この回路は、例えば制御する指１０８の移動を評価し、その移動についての情報を出力部１１１に供給する。
【００７４】
レーザ／ダイオードユニット１０１及び１０２、レンズ１０３及び１０４、ウィンドウ１１２、電子回路１１０並びにソフトウェアを、１個のモジュールに統合することができる。このモジュールは、スクロール及びクリック機能を設けるべきである移動電話機又は他の装置に配置される。個別の素子を有する入力装置を実現することもできる。信号処理の特定の部分を、移動電話機又は（リモートコントロールや、コードレスホンや、ポータブルコンピュータのような）他の装置の一部を形成するマイクロコンピュータ又は他の装置によって実施することができる。
【００７５】
既に説明したように、レーザ／ダイオードユニットに近づき及び／又はそれから遠ざかる指又は他のオブジェクトの移動を、レーザ電流を変調するとともに検出器によって受信したパルスを計測することによって検出することができる。ビーム１０５及び１０６の主光線に沿ったオブジェクトの速度を表すこれら検出器の出力信号Ｓign1及びＳign2から、ウィンドウに平行な速度（Ｖscroll）及びウィンドウに垂直な速度（Ｖclick）を、以下のように計算することができる。
【数３】
2005526324.tif 000005
【００７６】
図１５は、光スクロールスイッチ１２０の第２の実施の形態を示す。この実施の形態は、２個のレンズ１０３及び１０４並びにウィンドウ１１２を単一の校正用悪阻１２２に置換した点で図１３及び１４の実施の形態と異なる。この素子は、ビーム１０５と１０６の両方を、装置ウィンドウを形成する上面１２４に収束する。
【００７７】
図１３〜１５の入力装置がスクローリング機能のみを必要とする場合、原則的には、１個のレーザダイオード、レンズ及び検出器しか必要とされない。
【００７８】
入力装置、例えば、光スクロールスイッチが統合された移動電話機のような装置は、通常、ディスプレイ、例えば、液晶表示パネルを具える。図１６は、通常の透過型液晶パネルの図である。このパネルは、例えばガラス製の二つの透明プレート１３４及び１３５間に封入された例えばネマチック型の液晶材料の層１３２を具える。駆動電極１３６及び１３７を、各プレートに配置する。少なくとも電極１３７を複数の行列に分割して、表示パネルに複数の画素を規定する。互いに相違する画素は、線形的に示されるように駆動端子１３８及び１３９により駆動電極を駆動することによって制御される。したがって、所望の位置すなわち画素位置で液晶材料１３２の両端間に電界が加えられる。そのような電界によって、材料１３２の有効屈折率に変化が生じ、すなわち、細長い分子の整列(alignment)特性及び偏光特性に変化が生じる。画素を通過する光は、関連の画素の位置の局所的な電界の不存在又は存在に依存して極性の回転を受け又は受けない。電極１３６と観察者の目との間に配置された偏光フィルタ１４１によって、偏光の変化により強度が変化し、観察者に対して画素が見えたり見えなかったりする。全体的に可視又は不可視にすることによって、急速例えば２５〜５０回／秒で変化しうる画像を形成する。行電極と列電極との交差によって画素が形成されるとともに行電極と列電極との間の電圧によって画素が直接制御される表示パネルは、受動マトリックスディスプレイ(passive-matrix display)と称される。
【００７９】
受動マトリックスディスプレイの代わりに、能動マトリックスディスプレイ(active matrix display)を使用することもできる。この表示パネルにおいて、制御電子部品は、プレート１３５に配置されたトランジスタのアレイによって構成される。各画素は、それ自体のトランジスタ、好適には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって制御される。両タイプのディスプレイは、欧州特許公開第０２６６１８４号に記載されている。能動マトリックスディスプレイは、高品質かつ高解像度のカラー画像を表示することができ、更に複雑な情報を示すことができる装置が開発されている。受動マトリックスディスプレイは、製造が容易であり、比較的低い電力を消費する。これらディスプレイは、輝度に対する要求、画素数及び応答時間が適度であるアプリケーションに対して適切である。
【００８０】
ＬＣＤパネルは放射性でない、すなわち、ＬＣＤパネルは光を発生しない。その代わりに、直視透過型ＬＣＤパネルには、バックライト手段が設けられる。図１７は、バックライト手段１４３の実施の形態を示す。この手段は、透明光ガイドプレート１を具え、それは、光源と、例えばガラス又は透明プラスチック製の平面光ガイド１４５とを具える。図１７は、このプレートの一部のみを示す。プレート１４５は、（図１７に示さない）液晶層１３２に対向する上側主平面１４７と、下側主平面１４８と、四つの側面とを有し、そのうちの一つの１５０のみを図１７に示す。通常、パラボラ型反射器に配置された少なくとも一つの光源１５２を、側面１５０のうちの少なくとも一つに対向して配置する。複数の光散乱素子１５４をプレート１４５に配置する。光源１５２からの光１５６は、側面１５０を通じてプレート１４５に入射し、散乱素子に到達する前に光の方向に応じて１回以上全反射する。そのような素子は、互いに相違する方向で入射する光を反射する。光１５８を付した反射光の一部は、プレートの上側表面１４７を通過して液晶層１３２を伝播する方向を有する。反射光の残りは、他の散乱素子１５５に到達するまでプレート１４５を伝播する。この素子によって反射されるとともに光１５９を付した光の一部は、プレート１４５の上側表面１４７を通過し、その残りがプレートを伝播する。これは、側面１５０を通じてプレートに入射するほぼ全ての光がプレートから結合されるとともに液晶層１３２に向けられるまで継続する。
【００８１】
考察されるアプリケーションに対して、好適には、反射型表示パネルが用いられる。図１８は、反射型ＬＣＤパネル１７０の実施の形態の図である。このパネルは、図１６の層１３２と同様な液晶層１７２を具える。層１７２は、図１６のプレート１３４と同様な透明プレート１７４と第２プレート１７５との間に挟まれる。プレート１７４に１個の対向電極が設けられ、プレート１７５は、各画素に１個が対応する制御トランジスタのアレイを支持し、その制御トランジスタのアレイを、層１７７によって線形的に示す。プレート１７５の前方面１７９は反射型である。反射パネル１７０は、光を形成する画像が反射されて透過しない点を除いて図１６の透過パネル１３０と同様に機能する。
【００８２】
透過型パネルの制御トランジスタが、液晶層１７２の下に配置され、したがって、この層の部分をカバーしないので、液晶層のほぼ全面領域を、画素の有効すなわち完全な領域で占有することができる。このことは、反射型パネルが透過型パネルに比べて高い解像度を有することを意味する。さらに、パネルに入射するほぼ全ての光は、反射されて変調され、画像の表示に使用される。反射型表示パネルは、透過型パネルに比べて、利用できる光を更に有効に用いることができる。さらに、反射型表示パネルは周辺光を用いることができ、その結果、明るい又は日光の環境で用いる場合にパネルを更に照明する必要がない。表示された画像のコントラストは、周辺光の強度が増大するに従って増大する。その理由は、反射光を形成する画像の強度も増大するからであり、それにもかかわらず、黒の画素(black pixel)の黒さの程度は変化しない。透過型表示パネルを、周辺光が増大する環境で用いると、表示された画像のコントラストが減少する。これまでの説明から明らかなように、一般的に、反射型表示パネルは、照明手段に電力を供給するバッテリーの電力を著しく小さくする。
【００８３】
この照明手段は、バックライト手段の変わりにフロントライト手段となる。フロントライト手段の実施の形態を図１９に示す。この場合、散乱素子１５４’及び１５５’を、光ガイドプレート１４５’の上側１４７’に配置し、その結果、光がプレートの下側１４８’を通じて出射する。出射された光の方向を除いて、図１９のフロントライト手段は、図１７のバックライト手段と同一素子を有し、それと同様に動作する。したがって、図１９に対する更なる説明は必要でない。
【００８４】
特に移動電話機に対して、他の統合を行うのが有利であり、例えば、表示パネルに固体カメラを組み合わせて画像検知表示装置(image sensing display device)を取得するのが有利である。反射型画像検知表示装置は、国際公開番号０２／１１４０６に開示されている。この装置の二つの実施の形態を、図２０Ａ，２０Ｂにおいて非常に線形的に示す。これらの図面において、参照番号１５０’は、フロントライト手段を表し、参照番号１７０は、フロントガラス１８４を有する反射型表示パネルを表す。参照番号１８２は、イメージセンサ、例えば、ＣＣＤセンサを表す。図２０Ａの実施の形態において、画像検知アレイをフロントガラス１８４の上部に配置し、それに対して、図２０Ｂの実施の形態において、このアレイを、フロントガラス１８４と表示パネル１７０との間に配置する。カメラ機能に必要なレンズ手段は、画像検知アレイ（ＬＣＤ）の前方の一つ以上の表面に配置されたフレネルレンズやマイクロレンズアレイのような平坦な回折レンズ(flat diffraction lens)によって構成する。画像検知表示装置及びその実施の形態の詳細な説明は、国際公開番号０２／１１４０６を参照されたい。
【００８５】
本発明によれば、バックライトガイド又はフロントライトガイドに対する放射は、同一装置に存在する光入力装置の一つ以上のレーザダイオードによって供給される。これを図２１に示し、この場合、表示装置を、入力装置として装置の同一部分に組み込む。図２１は、レーザダイオード２０２と、収束レンズ２０４と、ウィンドウ２０６とを示し、これらの素子は光入力装置を構成する。レーザダイオードの後側を、断面で示した光ガイド２００の側面に配置する。光ガイド２００は、透過型パネルの場合における図１７の光ガイド１４５又は反射型パネルの場合における図１９の光ガイド１４５’に類似している。後側のレーザから出射したレーザ放射は、光ガイドを伝播し、その結果、レーザダイオードの後側は、表示パネルに対する照明手段の光源を構成する。必要な場合には、発散レンズ２０８を用いて、レーザの後側から放出した光が光ガイドの主面に対して所望の入射角を有するようにしてもよい。
【００８６】
レーザダイオードの後側が、レーザから発生した光の強度の測定及び自己混合信号の測定にもはや利用できないので、検出器、例えば、ホトダイオードを、レーザダイオードの前側に配置すべきである。図２１は、そのようなホトダイオード２１６を示し、それは、部分的な反射ミラー２１４によって測定ビーム２１０から分離されたサブビーム２１２を受信するように配置される。レンズ２０４の表面やウィンドウ２０６の内面のような入力装置の光学素子の一つの表面又はレーザダイオードのフロントミラーによって反射された放射を用いることによって、強度及び自己混合信号を測定することもできる。そのように反射された放射を受信できるように、測定ホトダイオード２１６を配置する。
【００８７】
図７を参照して説明したように、レーザ強度及び自己混合信号を、レーザキャビティのインピーダンスを決定することによって測定することもできる。
【００８８】
図２１に示すような光ガイドに対するそれ自体のカプセルを有するレーザを配置する代わりに、光ガイド材料又は中間層、例えば、シリコン層の上にベアレーザダイス(bare laser dice)を直接配置することもでき、その結果、コスト及びスペースをセーブすることができる。
【００８９】
図２１に示すように、光入力装置のウィンドウ２０６を、移動電話機のケース２１８の側壁２１９に組み込むことができる。このウィンドウを、キーボードを収容するこのケースの表面に配置することができる。好適には、このウィンドウを、図２１に示すように凸面とすることができる。これは、ウィンドウが汚れや脂を集めることができず、人の指による検出が容易になるという利点を有する。
【００９０】
図２に示すように、光入力装置が、キーボードも収容される移動電話機の第１部分に組み込まれ、表示装置が第２部分に配置される場合、レーザダイオードの後側からの放射は、光ファイバによって表示装置のライト手段に送出される。この光ファイバを、移動電話機の二つの部分２及び６に接続する図２に示すヒンジ９を通じてガイドすることができる。
【００９１】
光入力装置が第２及び第３レーザダイオードを具える場合、第２レーザダイオードと第３レーザダイオードのうちのいずれか一方又は両方の後方に放出したレーザビームを用いて、表示装置の光ガイドを照明することができる。移動電話機が、表示装置に加えて第２及び第３光デバイスを具える場合、第２及び第３レーザダイオードの後方に放出したレーザビームを、存在する場合にはこれら装置に供給することができる。入力装置が第１及び第２レーザダイオードのみを具え、装置が３個の光デバイスを具える場合、第１レーザダイオードのレーザビームを、第１光デバイスに供給することができ、第２レーザダイオードのレーザビームを、第２及び第３光デバイスに供給することができる。入力装置が１個のレーザダイオードのみを具え、装置が二つ以上の光デバイスを有する場合、このレーザダイオードから後方に放出した放射を、他の光デバイスに分布させることができる。他の光デバイスに対する分布比は、これらデバイスの各々に対して要求される放射量によって決定される。
【００９２】
光入力装置内のレーザダイオードの個数及び他のタイプの入力装置の個数に応じて、レーザ放射分布の他の例が可能である。
【００９３】
図２２は、第３の実施の形態を示し、この場合、光入力装置２２０は、１個の光ダイオード２２２のみを具え、装置は、他の二つの光デバイス２３０，２４０を具える。レーザダイオードから後方に放出したレーザビーム２２４は、ビームスプリッタ、例えば、半透明ミラー、又は、一般的には、部分透過ミラー２２３によって二つのビーム２２５，２２６に分離される。ビーム２２５，２２６は、例えば、光ファイバ２２７，２２８によって光デバイス２３０，２４０にそれぞれ案内される。この図及び以後の図において、参照番号２２９，２２１はそれぞれ、入力装置のレンズ及びウィンドウを表す。
【００９４】
図２３は、入力装置が１個のダイオードのみを具えるとともに装置が他の３個の光デバイスを具える状態を示す。レーザダイオード２２から後方に放出したビーム２５４は、二つのビームスプリッタ２５１，２５２によって三つのビーム２５４，２５５，２５６に分離される。これらビームを、光ファイバ２５８，２５９，２６０によって他の光デバイス２３０，２４０，２５０にそれぞれ案内することができる。ビームスプリッタの分離比、すなわち、その透過−反射比は、互いに相違するタイプのデバイス２３０，２４０及び２５０の各々に対して要求される放射量によって決定される。
【００９５】
図２４に示すように、ビームスプリッタ２５１，２５２を格子２６２に置き換えることができる。入射する放射が、偏向のない零次ビーム２５６並びに互いに逆方向に偏向する性及び負の１次ビーム２５で回折されるように、この格子を設計することができる。三つのビームの要求される放射分布を、回折溝の深さや溝幅と回折ピッチとの比のような回折パラメータを適切に選択することによって達成することができる。ビームを、図２２，２３を参照して説明したように例えば光ガイド又は光ファイバによって他の光デバイスにそれぞれ案内することができる。このことは、例示として光ファイバのみを示した以下の実施の形態にも当てはまる。
【００９６】
図２５は、他の三つの光デバイスを有する装置の実施の形態を示し、この場合、入力装置は２個のレーザダイオード２２２，２２４を有する。レーザダイオード２２２から後方に放出するビーム２２４は、光ファイバ２５８に供給され、それに対して、レーザダイオード２６２からのビーム２６４は、例えばビームスプリッタ２６６によって二つのビーム２６８，２６９に分割され、これらは光ファイバ２５９，２６０に供給される。
【００９７】
図２６は、他の三つの光デバイスだけでなく三つのレーザダイオード２２２，２６２，２７２を有する装置の実施の形態を示す。これらレーザダイオードのビーム２２４，２６４，２７４はそれぞれ、例えば、光ファイバ２５８，２５９及び２６０によって他の光デバイスのうちの互いに相違するものにそれぞれ供給される。光デバイスの一つが他のデバイスより十分大きい放射を必要とする場合、２個のレーザダイオードからのビームを、この装置に供給することができ、他のレーザダイオードからのビームを、他の光デバイスに対する二つのビームに分離することができる。
【００９８】
図２７は、３個のレーザダイオードを有する入力装置を具える装置の実施の形態を示し、それは、他の二つの光デバイスを具える。レーザダイオード２２２，２６２からのビーム２２４，２２６を、例えばレンズ２７６によって結合し、光ファイバ２５９を通じて、最大の放射を必要とする他の光デバイスの一つに送出する。レーザダイオード２７２のビーム２７４を、他の光デバイスのうちの他のものに送出する。
【００９９】
これまで説明した他の光デバイスを、例えば、光学的なキーボード、一般的なキーボードに対する照明及び光学的なマイクロホンとすることもできる。
【０１００】
図２８は、光学的なキーボードを設けた移動電話機２８０の実施の形態の正面図である。この図において、参照番号２８２は、ボードのキーを表し、参照番号２８３は、表示装置を表す。電話機のハウジング２８５に組み込まれるマイクロホン２８４も示す。
【０１０１】
図２９は、図２８における移動電話機のII―II断面図である。ディスプレイ２８３を、基板２８６，２８７間に配置した（図示しない）液晶材料の層を具える液晶ディスプレイとすることができる。本実施の形態において、ディスプレイを、キー２８２の位置に凹部を設けた透明支持体（基板）２８８に配置する。
【０１０２】
基板２８８を、例えば、透明プラスチックで構成し、光ガイド部と、少なくとも一つの光源及び検出器に対するスペースを具える。図３０において、キーボードの光ガイド部（以後、キーボード光ガイド）２９０を、矩形ＡＢＣＤ内に配置する。他の光ガイド２９３を、キーボード光ガイドのサイドＡＤに配置する。この光ガイド（以後、光源ガイド）は、基板の位置２９２に配置した光源、例えば、ＬＥＤから放射を受ける。同様な光源ガイド２１３’を、基板の位置１２’に配置した第２光源からの放射を受けるためにキーボード光ガイドのサイドＡＢに配置することができる。
【０１０３】
キーボード光ガイド２９０に、例えば、突出素子を設けて、光源ガイドからの光を、Ｘ方向における光路３００及びＹ方向における光路３０１の位置のみでキーボードに結合するようにする。光路３００から光路３０１に亘る位置３０４において、図２９に示すような凹部が存在する。
【０１０４】
他の光ガイド２９７を、キーボード光ガイド３９０のサイドＢＣに沿って配置する。この光ガイド（以後、検出器光ガイド）は、キーボードの光から放射を受け、この放射を、基板２８８の位置２９８に配置された光検出器、例えば、ホトダイオードに送出する。同様な検出器光ガイド２９７’を、キーボード光ガイド２９０のサイドＣＤに配置して、後者のガイドからの放射を、基板の位置２９８’に配置した光検出器に送出する。キーボード光ガイドからの放射の検出器光ガイドへの結合を向上するために、後者に突出素子を設ける。
【０１０５】
キー２８２を押すと、キーは、キーボード光ガイド内及びキー位置２８９で交差する光路内に移動する。そのようなキーは、これら光路に沿って伝播する光を部分的又は全体的に反射する。その結果、位置２９８，２９８’で光検出器によって受けた放射量は、これら検出器の出力信号が変化するように変化する。光源ガイドが、関連の光源によって片側から照明されるので、キーボード光ガイドに結合した放射の強度は、光源の位置２９２，２９２’のそれぞれからの光路３００，３０１の距離が増大するに従って減少する。したがって、特定のキーを押すことによって生じた検出器出力信号の振幅の変化は、光源からのキーの距離に依存する。
【０１０６】
検出器すなわちホトダイオードの出力信号は、必要な場合には振幅後に両方の光路３００及び３０１に対するこれら信号の変化を検出してキーボードのいずれのキーを押したかを決定することができる電子的な検出回路に供給される。
【０１０７】
キーボード光ガイドに押し込まれたキー位置に反射材料を設けて、放射を反射する性能を向上することができる。
光源（ＬＥＤ）を、パルス源とすることができる。
【０１０８】
位置２９９，２９８’のホトダイオードによる代わりに、キーボード光ガイドからの測定すべき放射を、例えば、反射器又は他の光学的な素子によって他の位置にガイドすることもできる。例えば、ディスプレイ２８３が、薄膜トランジスタのマトリックスによって制御される場合、このマトリックスを、キーボードからの放射を測定するための追加のトランジスタによって拡大することができる。このオプションは、図２９においてディスプレイ基板として基板２８６の代わりに基板２８８を使用するときに有利である。必要な場合には、追加のトランジスタの設計を、特定の機能に対して最適化することができる。
【０１０９】
光源から放出され、互いに相違する強度を有する放射部を、相違するＹ光路３０１に結合するために、光源ガイド２９３は、図３１に示すような厚さの減少を示すことができる。光源（ＬＥＤ）からのビーム部３１５は、Ｙ光路のキーに向かって光源ガイド２９３の傾斜した上側によって、ビーム３１５’としてその光路に反射される。キーが押されると、その反射部は、ビーム３２５11として放射を検出器光ガイド２９７に向かって部分的に反射する。この光ガイドの傾斜した左側は、ビーム３１５11として放射を検出器３１２に向かって反射する。測定の信頼性を向上するために、ビーム３１５1Vとしてキー反射部を通過した放射を測定することもできる。このビームは、第２検出器光ガイド２９７’の傾斜面によって第２検出器３１２’に向かって反射される。同様にして、キーが押された状態を、放射源３１０’、光源ガイド２９３’、検出器光ガイド２９７’及び検出器３１２’によってＸ光路を通じて検出することができる。この種の検出に対して、光源３１２，３１２’を交互にオンオフに切り替えるべきである。
【０１１０】
キーの位置を連続的に検出する必要がなく、そのような検出を１秒ごとに複数回実行するだけで十分である。
【０１１１】
互いに相違するＸ及びＹ光路３００，３０１に沿って放出された放射ビームを、互いに相違する強度だけでなく互いに相違する周波数によって区別することができる。これを、光源ガイド２９３，２９３’とキーボード光ガイド２９０との間にカラーフィルタを配置することによって実現することができる。このフィルタは、例えば、赤（外）から紫（外）までの波長に亘って色が変化する色を示す。一つ以上の検出器分岐において、色の区別を行う必要もある。特に、光源ガイドの反射面に特定の構造と形状のうちに少なくとも一方を付与することによって、互いに相違するＸ及びＹ光路に入射する放射ビームの強度を複数の方法で設定することができる。これらの詳細は本発明に関係ないので、ここで説明する必要はない。さらに、本発明を、図２８，２９，３０及び３１を参照して説明した光学的なキーボード以外のタイプのキーボードを用いることができる。
【０１１２】
図３２は、光学的なキーボード３３０によって本発明を実現することができる方法を線形的に示す。このボードのキーに参照番号３３４を付す。１個以上のレーザダイオード及び光学系を具えるブロック３５０及びウィンドウ２５２によって表された入力装置２２０は、キーボードの光ガイド３３２に収容される。後方に放出されたレーザビーム３４４は、部分透過ミラー３３５，３３６及び全反射ミラー３３７によって複数列のキーに反射される。この設計によって、互いに相違する光路に沿って伝播するビーム３４５，３４６及び３４７を、互いに相違する強度にすることができる。光路中のキーの位置を通過した後、ビームを、全反射ミラー３３８及び部分透過ミラー３３９及び３４０によって検出器３４２にガイドすることができる。
【０１１３】
本発明を、キーボードを照明する照明装置によって実現することもでき、かかるキーボードを、光学的なキーボード又は他のタイプのキーボードとすることができる。上部６にそのような照明装置を設けた移動電話機を示す図２を参照する。この装置を非常に簡単にすることができ、それは、ウィンドウと、光入力装置のレーザダイオードの後側からウィンドウへの光ガイドとを具える。ウィンドウ３６０を、出射光に適切な分布を与えるレンズとして形成することができる。放出したビームがキーボードを適切に照明するという条件の下で、このウィンドウを、装置の上側カバーの任意の位置に配置することができる。
【０１１４】
図２８の移動電話機に収容されたマイクロホン２８４を、光学的なマイクロホンとすることができ、光学的なマイクロホンは、薄膜の移動が光学的な手段によって測定されるマイクロホンを意味する。そのような光学的な手段は、光ビームを薄膜に放出する光源と、薄膜によって反射したビームを受ける光検出器とを具える。光源と薄膜との間及び薄膜と検出器との間にレンズを配置することができる。薄膜は、人間の音声又は他の音源による作用によって振動し、これによって、光ビームが薄膜によって反射される角度に変化が生じる。例えば、薄膜と検出器との間のレンズは、その変化を、検出器の面で反射されたビームによって形成されたスポットの位置変化に変換する。位置検出器(position-sensitive detector)は、位置変化を、検出器の電気的な出力信号の変動に変換する。
【０１１５】
本発明によれば、光入力装置のレーザダイオードのうちの少なくとも一つの後方に放出したビームは、光学的なマイクロホンに対する光ビームとして用いることができる。レーザダイオードのビームを、固体又は可撓性（ファイバ）光ガイドを通じて光学的なマイクロホンに放出することができる。
【０１１６】
本発明を、移動電話機を参照して説明したが、本発明を、他の複数の装置、特に、バッテリーで給電される小型の装置に使用することもでき、かかる装置は、光入力装置の他に、移動電話機に対して既に説明したような他の光デバイスを具える。そのような装置の一例は、移動電話装置と同一又は類似した機能を有するコードレス電話装置である。コードレス電話装置３６０を図３３に示す。この装置は、電話機又はケーブルネットワークに接続されたベースステーション(base station)３６２と、ベースステーションから例えば１００ｍ未満の半径の領域内で用いることができる可動装置３６４とから構成される。装置３６４は、キーボード３６５及び表示装置３６７を具える。移動電話装置に対して説明したのと同様にして、インターネットにアクセスするためのＷＡＰプロトコル又はＩモードプロトコル及び既に説明したような光入力装置３６８を、装置３６４に設けることができる。キーボード３６５を、光学的なキーボードとすることができ、マイクロホン３６９を、光学的なマイクロホンとすることができ、表示装置、光学的なキーボード及び光学的なマイクロホンのうちの少なくとも一つに、光入力装置３６８の少なくとも一つのレーザダイオードからの放射を供給することができる。コードレス電話装置において本発明を実現する際に移動電話装置と同一の利点を提供するために、移動電話装置と同様に、装置３６４を小型かつ軽量にすべきである。
【０１１７】
本発明を、ノートブックやラップトップとして知られている携帯用コンピュータで使用することもでき、その実施の形態３７０を図３４に示す。ノートブックは、ベース部３７２と、ＬＣＤ３７５を有するカバー部３７４とを具える。ベース部は、互いに相違するコンピュータモジュール及びキーボード３７３を収容する。このキーボードにおいて、通常のマウスパッドに代わる光入力装置３７７が配置される。入力装置を、通常のマウスパッドの位置又は容易にアクセスできる任意の位置に配置することができる。ノートブックのカバー部に、ウィンドウのみを示す照明装置３７８を設けることができる。この場合も、キーボードを、光学的なキーボードとすることができ、表示装置３７５、光学的なキーボード３７３及び照明装置３７８のうちの少なくとも一つに、光入力装置３７７のレーザダイオードのうちの少なくとも一つからの放射を供給することができる。
【０１１８】
例えば、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）として知られているタイプのハンドヘルドコンピュータは、ノートブックの小型形態である。そのようなハンドヘルドコンピュータにも、ノートブックコンピュータに関連して説明した光入力装置及び他の光デバイスを設けることができる。さらに、ハンドヘルドコンピュータは、ノートブックコンピュータに比べて小型、軽量かつ低消費電力である必要があり、ハンドヘルドコンピュータにおいて本発明を用いることによって、更なる利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明を組み込んだ移動電話機の第１の実施の形態を示す。
【図２】そのような移動電話機の第２の実施の形態を示す。
【図３】既知の光入力装置を示す。
【図４Ａ】新たな光入力装置の実施の形態の断面図を示す。
【図４Ｂ】この実施の形態の上面図である。
【図５】この入力装置の測定原理を示す。
【図６】装置とオブジェクトとの相対移動の関数としてのレーザキャビティの光学的な周波数及び利得の変動を示す。
【図７】この変動の測定方法を示す。
【図８】光学的なフィードバックを伴うレーザの温度関数としてのレーザ波長変動を示す。
【図９】レーザに対する周期的に変動する駆動電流の影響を示す。
【図１０】移動方向の検出方法を示す。
【図１１】三つの測定軸を有する光入力装置の図を示す。
【図１２Ａ】光ファイバを用いた入力装置の実施の形態を示す。
【図１２Ｂ】光ファイバを用いた入力装置の実施の形態を示す。
【図１３】スクロール及びクリック入力装置の第１の実施の形態を示す。
【図１４】スクロール及びクリック入力装置の第１の実施の形態を示す。
【図１５】この装置の第２の実施の形態を示す。
【図１６】本発明による装置で用いられる透過型ＬＣＤパネルの図である。
【図１７】そのようなパネルが使用される照明手段の実施の形態を示す。
【図１８】反射型ＬＣＤパネルの図である。
【図１９】そのようなパネルが使用される照明手段の実施の形態を示す。
【図２０Ａ】本発明による装置で使用される画像検知表示装置の実施の形態を示す。
【図２０Ｂ】本発明による装置で使用される画像検知表示装置の実施の形態を示す。
【図２１】表示パネルに対する表示手段に光入力装置から放射を供給できる方法を示す。
【図２２】互いに相違する個数のレーザダイオードを有する光入力装置から相違する個数の他の光デバイスに供給する例を示す。
【図２３】互いに相違する個数のレーザダイオードを有する光入力装置から相違する個数の他の光デバイスに供給する例を示す。
【図２４】互いに相違する個数のレーザダイオードを有する光入力装置から相違する個数の他の光デバイスに供給する例を示す。
【図２５】互いに相違する個数のレーザダイオードを有する光入力装置から相違する個数の他の光デバイスに供給する例を示す。
【図２６】互いに相違する個数のレーザダイオードを有する光入力装置から相違する個数の他の光デバイスに供給する例を示す。
【図２７】互いに相違する個数のレーザダイオードを有する光入力装置から相違する個数の他の光デバイスに供給する例を示す。
【図２８】光学的なキーボードを有する移動電話機の上面図である。
【図２９】この移動電話機の断面図である。
【図３０】この移動電話機の光ガイドの実施の形態の上面図である。
【図３１】これら光ガイドの他の実施の形態の上面図である。
【図３２】光学的なキーボードの光入力装置への統合を示す。
【図３３】本発明が実現されるコードレス電話機を示す。
【図３４】本発明が実現されるラップトップコンピュータを示す。
【図１】
2005526324.tif 000006
【図２】
2005526324.tif 000007
【図３】
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【図１１】
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2005526324.tif 000010
【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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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図３２】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
2005526324.tif 000037
【図３３】
2005526324.tif 000038
【図３４】
2005526324.tif 000039
【国際調査報告】
2005526324.tif 000040
2005526324.tif 000041
2005526324.tif 000042