(57)【要約】【課題】撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置およびそれを備える電子機器を提供する。【解決手段】光ポインティング装置は、被写体に光を照射する光源１６と、該被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材２４と、該導光型光学部材２４によって導光された光を受光する撮像素子１５とを備えている。上記光源１６は、透光性樹脂からなる構造体２０に収容されている。上記構造体２０には、撮像素子１５側でかつ被写体に近い部位に、光源１６から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面２０ａを有する切欠き部２５が設けられている。【選択図】図２
2011096207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材と、該導光型光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、
上記構造体には、撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられていることを特徴とする光ポインティング装置。
【請求項２】
上記導光型光学部材は、被写体からの反射光を導光方向へ導光すべく反射させる反射部と、該反射部にて反射した光をさらに上記導光方向に対して反対方向に反射させると共に結像させる結像反射部とを備え、該結像反射部にて反射した光を上記撮像素子に導光し結像させることを特徴とする請求項１記載の光ポインティング装置。
【請求項３】
上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して垂直に立設していることを特徴とする請求項１または２記載の光ポインティング装置。
【請求項４】
上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して撮像素子側またはその逆側に傾斜するようにして立設していることを特徴とする請求項１または２記載の光ポインティング装置。
【請求項５】
上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部上に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
【請求項６】
上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部よりも撮像素子側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
【請求項７】
上記切欠き部における撮像素子側端部に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の光ポインティング装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ポインティング装置およびそれを備える電子機器に関するものであり、より詳細には、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯情報端末（電子機器）に搭載可能な入力装置としての光ポインティング装置、およびそれを備える電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やＰＤＡ等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、数字およ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等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、ディスプレイ部を二次元で用いるＧＵＩ（Graphical User Interface）が採用されるようになってきている。
【０００３】
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、不便である。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ボール式マウスまたは光学式マウス等のマウスやタッチパッド、タブレットのように、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。
【０００４】
しかしながら、携帯情報端末は携帯することを前提としているため、本体と分離した別途のポインティング装置を携帯情報端末のポインティング装置として採用するには支障を来たす。また、トラックボール型（Track Ball-Type）のポインティング装置は、物理的に一定以上の三次元空間を占有するため、薄型かつ小型の携帯情報端末には採用し難いという問題がある。
【０００５】
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、ポインティング装置に接触する被写体（例えば、指先等）を撮像素子で観察し、接触面における被写体の模様（例えば、指紋等）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。つまり、被写体にて反射された光によって形成された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、該変化量に基づいて被写体の動きを算出し、電気信号として出力する光ポインティング装置が提案されている。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等を被写体の動きに合わせて移動させることができる。
【０００６】
例えば特許文献１には、光源から出射され、被写体にて反射された光を水平方向（装置を水平に載置した場合）に反射する反射鏡と、水平の光線経路上に対向して垂直に設置された集光レンズおよびイメージセンサ（撮像素子）とを備える光ポインティング装置が記載されている（特許文献１の要約書を参照）。
【０００７】
特許文献１の光ポインティング装置においては、反射鏡が設けられたブロック状の遮光壁で、光源から出射された光が直接、イメージセンサに入射しないように遮光される構成となっている。つまり、光を反射鏡でイメージセンサに導く特許文献１の光ポインティング装置においては、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光（規定の光線経路を通過しない光）となってイメージセンサに受光されることを容易に防止することができる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５０７７８７号公報（２００８年３月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年、反射鏡等の鏡を複数組み合わせて光を撮像素子に導く構成の光ポインティング装置に代わって、被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材を光学部材として用いた光ポインティング装置が種々提案されている。
【００１０】
しかしながら、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置においては、光が導光型光学部材の内部を導光されるため、前記ブロック状の遮光壁等を設けることができないので、迷光を遮光することができないという問題点を有している。迷光が撮像素子に受光されると、被写体で反射した光（散乱光）を撮像素子が受光したときに、迷光の影響によって、該光（散乱光）を充分に認識することができず、光ポインティング装置の性能が低下してしまう。それゆえ、迷光が撮像素子に受光されることを防止するための対策が求められている。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置において、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置、およびそれを備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る光ポインティング装置は、上記の課題を解決するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材と、該導光型光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、上記構造体には、撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、光源を収容する構造体における撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられている。このため、光源から出射され立設面に到達した光は、該立設面を通過するときに屈折して被写体方向に向かって進むようになる。つまり、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを防止することができるという効果を奏する。即ち、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置において、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置を提供することができる。また、光源から出射され立設面に到達した光を被写体方向に向かって進めることができるので、光源から出射された光の利用効率を向上させることができるという効果を併せて奏する。
【００１４】
本発明に係る光ポインティング装置は、上記導光型光学部材は、被写体からの反射光を導光方向へ導光すべく反射させる反射部と、該反射部にて反射した光をさらに上記導光方向に対して反対方向に反射させると共に結像させる結像反射部とを備え、該結像反射部にて反射した光を上記撮像素子に導光し結像させることがより好ましい。
【００１５】
本発明に係る光ポインティング装置は、上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して垂直に立設していることがより好ましい。
【００１６】
或いは、本発明に係る光ポインティング装置は、上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して撮像素子側またはその逆側に傾斜するようにして立設していることがより好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る光ポインティング装置は、上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部上に位置するように設けられていることがより好ましい。
【００１８】
或いは、本発明に係る光ポインティング装置は、上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部よりも撮像素子側に位置するように設けられていることがより好ましい。
【００１９】
本発明に係る光ポインティング装置は、上記切欠き部における撮像素子側端部に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、遮光部材が設けられていることがより好ましい。
【００２０】
上記の各構成によれば、光源と被写体と撮像素子との相対的な位置関係等の諸条件等に応じて、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響がより一層低減された光ポインティング装置を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、上記の光ポインティング装置を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置を備えた電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明に係る光ポインティング装置は、構造体には、撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、光源から出射された光が被写体で反射することなく導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられている構成である。
【００２４】
これにより、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置において、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置を提供することができるという効果を奏する。また、光源から出射された光の利用効率を向上させることができるという効果を併せて奏する。
【００２５】
また、本発明に係る電子機器は、上記の光ポインティング装置を備えている構成である。これにより、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置を備えた電子機器を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態を示すものであり、光ポインティング装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】上記光ポインティング装置の要部の構成を示す断面図である。
【図３】上記光ポインティング装置の変形例であって、要部の構成を示す断面図である。
【図４】上記光ポインティング装置の更なる変形例であって、要部の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態を示すものであり、光ポインティング装置の要部の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態を説明するための参考例であって、光ポインティング装置における概略の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係る光ポインティング装置において、構造体に切欠き部を設けたことによって奏する効果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（光ポインティング装置の参考例）
図６は、本発明の実施形態を説明するための参考例であって、光ポインティング装置における概略の構成を示す断面図である。図６に示すように、光学要素が一体化された導光型光学部材１４０を用いた光ポインティング装置１００においては、遮光壁等を設けることができないので、光源１０１の発光面１０１ａから出射された光の一部が透光性樹脂からなる構造体１０１を透過するときに屈折し、被写体で反射することなく迷光１０３となって撮像素子１０４に受光されてしまう。迷光１０３が撮像素子１０４に受光されると、被写体で反射した光（散乱光）を撮像素子１０４が受光したときに、迷光１０３の影響によって、該光（散乱光）を充分に認識することができず、光ポインティング装置１００の性能が低下してしまう。それゆえ、迷光１０３が撮像素子１０４に受光されることを防止するための対策が求められている。
【００２８】
（本発明の実施形態）
次に、本発明の実施形態について、光源としてＬＥＤ（light emitting diode）を用いた光ポインティング装置を例に挙げて説明する。本発明に係る光ポインティング装置は、例えば、携帯電話機やＰＤＡ等の携帯情報端末（電子機器）に、入力装置として搭載される。上記光ポインティング装置は、被写体（例えば、指先等）に対して光源から光を照射し、該被写体から反射された光を撮像素子で受光することによって、被写体の動きを検知するようになっている。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。以下の説明においては、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、以降の説明を省略することとする。
【００２９】
〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態について、図１〜４，７に基づいて説明する。
【００３０】
（光ポインティング装置の概略の構成）
図１は、光ポインティング装置の概略の構成を示す断面図である。図１に示すように、光ポインティング装置３０は、回路基板２１，ＬＥＤからなる光源１６，構造体２０，撮像素子１５および透光性樹脂部材２２を有する基板部、並びに、導光型光学部材２４を有するカバー部を備えている。
【００３１】
上記光源１６は、被写体（例えば、指先等）１０に光を照射する（図１中、規定の光線経路の一例を「矢印」で示す）。回路基板２１上に配置された上記光源１６は、透光性樹脂からなる構造体２０に収容されており、光源モジュールを形成している。具体的には、光源１６は、透光性樹脂によって樹脂封止（モールディング）されている。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、または、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。構造体２０の概略の形状は、例えば撮像素子１５の長手方向に沿って伸びる立方体状や半円柱状が好ましいが、特に限定されるものではない。構造体２０の詳細な形状については、後段にて説明する。構造体２０の底面は、回路基板２１の表面（接触面１１に対向する面）と密着している。尚、構造体２０は、その表面（接触面１１に対向する面）に、光源１６から出射された光を集光する半球状のレンズ部を必要に応じて備えていてもよい。
【００３２】
上記導光型光学部材２４には、光源１６に対向するようにして、被写体１０が接触する接触面１１が形成されている。被写体１０からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材２４は、空気よりも屈折率が大きい材質で構成されている。上記接触面１１に接触する被写体１０は、光ポインティング装置３０がその動きを検知する対象物である。カバー部を構成する導光型光学部材２４は、被写体１０からの反射光を導光方向へ導光すべく反射させる傾斜部（反射部）１３および反射部材１７と、該反射部１３および反射部材１７にて反射した光をさらに上記導光方向に対して反対方向に反射させると共に結像させる結像素子（結像反射部）１４とを有している。該結像素子１４にて反射した光は、反射部材１７によってさらに反射されて撮像素子１５に導光され、結像される。尚、図１においては、説明の便宜上、被写体１０に対する光ポインティング装置３０の大きさを誇張して記載している。
【００３３】
上記基板部は、一つの回路基板２１上に光源１６および撮像素子１５を搭載してなっている。平面状の回路基板２１は、同一材料からなり、例えば、プリント基板やリードフレーム等から構成されている。回路基板２１には、光源１６の発光タイミングを制御したり、撮像素子１５から出力された電気信号を受けて、被写体１０の動きを検知したりするための回路が形成されている。光源１６および撮像素子１５は、回路基板２１の回路とワイヤボンドまたはフリップチップ実装によって電気的に接続されている。
【００３４】
光源１６は、上記接触面１１に向けて光を照射することができる位置に配設されている。光源１６の発光面１６ａから出射された光は、構造体２０および傾斜部１３を透過すると共に屈折してその進行方向が変換され、接触面１１に到達する。つまり、光は、接触面１１に対して斜め方向から（接触面１１に対して或る範囲の入射角で）入射する。導光型光学部材２４は、空気よりも屈折率が大きい材質で構成されているので、接触面１１に到達した光は、接触面１１上に被写体１０が無い場合には、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には、光は、接触面１１を透過せず、接触面１１で全反射して導光型光学部材２４内部に向かう。一方、接触面１１に到達した光は、接触面１１上に被写体１０がある場合には、接触面１１と接触している被写体１０の表面で反射（乱反射）し、その一部が導光型光学部材２４内部に向かう。光源１６としては、発光面１６ａが平面である例えばＬＥＤ等を用いることが好ましく、高輝度の赤外発光ダイオードを用いることが特に好ましい。
【００３５】
撮像素子１５は、その表面が接触面１１と平行になるように配置され、透光性樹脂部材２２によって樹脂封止（モールディング）されており、撮像素子モジュールを形成している。透光性樹脂部材２２の材質としては、例えば、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、または、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）等の熱可塑性樹脂が用いられる。透光性樹脂部材２２の形状は、例えば撮像素子１５の長手方向に沿って伸びる立方体状が好ましいが、特に限定されるものではない。透光性樹脂部材２２の底面は、回路基板２１の表面（接触面１１に対向する面）と密着している。
【００３６】
導光型光学部材２４によって導光された光を受光する撮像素子１５は、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）やＣＣＤ（charge coupled device）等のイメージセンサからなると共に、図示しない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ようになっている。つまり、撮像素子１５は、光源１６から出射され、被写体１０で反射された光を受光し、受光した光に基づいて接触面１１上の像を結像し、画像データに変換するようになっている。撮像素子１５は、回路基板２１からの信号の指示に従って、接触面１１上の像（例えば、指紋等の模様）を一定の間隔で撮影し続けるようになっている。
【００３７】
それゆえ、接触面１１に接触している被写体１０が移動した場合には、撮像素子１５によって撮影した画像は、その直前に撮影した画像とは異なる。撮像素子１５は、上記ＤＳＰにて、撮影した画像データとその直前に撮影した画像データとの同一箇所における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。即ち、接触面１１上で被写体１０が移動した場合には、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。このため、撮像素子１５は、ＤＳＰにて、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、該変化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２１に出力する。
【００３８】
より詳細に説明すると、撮像素子１５は、接触面１１上に被写体１０が無い場合には、接触面１１の像を撮像する。次に、接触面１１に被写体１０が接触すると、撮像素子１５は、接触面１１と接触している被写体１０表面の像を撮像する。例えば、被写体１０が指先の場合には、撮像素子１５は、像として指紋を撮像する。ここで、撮像素子１５が撮像した画像データは、接触面１１上に被写体１０が無いときの画像データとは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に被写体１０が接触していることを示す信号を回路基板２１に送信する。そして、被写体１０が接触面１１上を移動すると、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２１に送信する。
【００３９】
尚、上記ＤＳＰは、撮像素子１５内ではなく、回路基板２１内に含まれていてもよい。その場合には、撮像素子１５は、撮像した画像データを回路基板２１に、順番に送信するように構成すればよい。
【００４０】
基板部は、上記回路基板２１，光源１６，構造体２０，撮像素子１５，および透光性樹脂部材２２によって一体的に構成されている。そのため、光ポインティング装置３０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３０の製造コストを削減することができると共に、被写体の移動の検知精度を向上させることができる。
【００４１】
カバー部は、導光型光学部材２４等を有すると共に、光源１６および撮像素子１５等の基板部側の各部・各素子を保護するようになっている。カバー部は、基板部の上側（被写体１０側）に位置し、基板部の側面および表面（接触面１１に対向する面）に密着している。そして、主にカバー部と基板部とで形成される光ポインティング装置３０の形状は、立方体状が好ましいが、特に限定されるものではない。接触面１１は、被写体１０が光ポインティング装置３０と接する面である。接触面１１は、カバー部の表面（つまり、導光型光学部材２４の表面）であって、光源１６の上方に位置している。
【００４２】
傾斜部（反射部）１３は、導光型光学部材２４を構成するプリズムの一面であり、光源１６の上方、かつ、接触面１１の下方に位置し、カバー部の裏面における基板部と接触しない箇所に形成されている。傾斜部１３は、光源１６から出射された光を透過させると共に屈折させて、接触面１１（つまり、被写体１０）に向かうように光線経路を変換する一方、被写体１０からの反射光を撮像素子１５に向かう方向（導光方向）へ導光すべく全反射させるようになっている。換言すると、傾斜部１３は、被写体１０で反射して接触面１１から導光型光学部材２４内部に入射した光を、水平方向（装置を水平に載置した場合）へ導光すべく全反射するようになっている。従って、傾斜部１３を備えるプリズムは、空気よりも屈折率が大きい材質で構成されている。具体的には、上記プリズムは、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等が用いられる。
【００４３】
傾斜部１３によって導光された光は、導光型光学部材２４内部を導光され、反射部材１７で反射されて結像素子１４に照射される。反射部材１７は、傾斜部１３で全反射された光を結像素子１４に入射させ、結像素子１４から反射された光を反射して撮像素子１５に入射させるようになっている。反射部材１７は、撮像素子１５の上方であって、カバー部の表面（つまり、導光型光学部材２４の表面）に位置している。反射部材１７は、カバー部の表面にアルミニウム等を蒸着させて反射膜を形成することによって設けられている。上記反射膜は、外部に露出しておりユーザに見えるため、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１６が出射する光の波長が可視波長外の赤外波長（例えば、８００ｎｍ以上）である場合には、反射部材１７を形成する反射膜は、赤外線反射膜であればよい。即ち、反射部材１７を形成する反射膜は、光源１６から出射された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。これにより、被写体１０からの反射光を効率的に反射し、かつ、外観上は目立たない反射部材１７を形成することができる。
【００４４】
また、光源１６が出射する光の波長が可視波長外の赤外波長（例えば、８００ｎｍ以上）である場合には、カバー部（つまり、導光型光学部材２４）は、赤外光のみを透過する可視光吸収型のポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂にすればよい。このような材質でカバー部を形成することによって、カバー部の外部から進入してくる不要光のうち、可視光成分をカバー部で遮断することができる。そして、上述のように、赤外光を反射する反射部材１７を形成することによって、上記不要光のうち、赤外光成分を反射部材１７で遮断することができる。従って、光ポインティング装置３０に入射する不要光を遮断することによって、該不要光による誤動作を防ぐことができる。
【００４５】
結像素子１４は、互いに直交する二方向の曲率が異なるトロイダル面を備えており、撮像素子１５を挟んで接触面１１および光源１６とは反対側に配置されている。反射型のレンズの役割を果たす上記トロイダル面には、金属（例えば、アルミニウム、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜等）を蒸着させることによって反射膜が形成されている。結像素子１４は、トロイダル面にて被写体１０からの反射光を該反射光の導光方向に対して反対方向（撮像素子１５に向かう方向）に反射させると共に、撮像素子１５上に被写体１０の像を結像するようになっている。つまり、結像素子１４は、傾斜部１３で水平方向（装置を水平に載置した場合）に反射された光を逆方向に反射すると共に、上記撮像素子１５に導光し結像させるようになっている。結像素子１４によって反射された光は、導光型光学部材２４の出射部から出射して撮像素子１５に入射し、結像する。
【００４６】
反射部材１８は、反射部材１７に対向するように、カバー部の裏面（つまり、導光型光学部材２４の裏面）における撮像素子１５と結像素子１４との間に位置している。反射部材１８および反射部材１７は、結像素子１４からの反射光を反射させて撮像素子１５に入射させるようになっている。反射部材１８は、カバー部の裏面に金属（例えば、アルミニウム、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜等）を蒸着させて反射膜を形成することによって設けられている。
【００４７】
カバー部は、結像素子１４，反射部材１７および反射部材１８等を備える上記導光型光学部材２４によって一体的に構成されている。そのため、光ポインティング装置３０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３０の製造コストを削減することができると共に、被写体の移動の検知精度を向上させることができる。
【００４８】
従って、接触面１１に被写体１０が接触している場合において、光源１６から出射された光が被写体１０で反射して撮像素子１５に入射するまでの規定の光線経路は、以下のようになる。即ち、光源１６から出射された光は、先ず、構造体２０および傾斜部１３を透過すると共に屈折して、接触面１１に到達する。接触面１１に到達した光は、被写体１０における接触面１１に接している表面で反射（乱反射）し、導光型光学部材２４内部を通過して傾斜部１３で全反射されて、水平方向（装置を水平に載置した場合）に導光される。傾斜部１３で全反射された光（反射光）は、反射部材１７で反射して結像素子１４に到達する。そして、結像素子１４で反射された光は、反射部材１８および反射部材１７でさらに反射されて、撮像素子１５に入射する。これにより、撮像素子１５は、被写体１０の動きを検知することができる。
【００４９】
（構造体の詳細な形状）
上記構成の光ポインティング装置３０における構造体２０の詳細な形状について、以下に説明する。図２は、光ポインティング装置３０の要部の構成を示す断面図である。図２に示すように、構造体２０には、撮像素子１５側でかつ接触面１１に近い部位に、光源１６の発光面１６ａから出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されること、即ち、光が迷光となって撮像素子１５に受光されることを防止するために、接触面１１方向に向かって立設する立設面２０ａと、該立設面２０ａに交差（直交）する横設面２０ｂとを有する切欠き部２５が設けられている。具体的には、該立設面２０ａは、平面である上記発光面１６ａに対して垂直になるように、かつ、その法線方向が撮像素子１５側に向かう水平方向（装置を水平に載置した場合）となるように形成（立設）されている。さらに、上記立設面２０ａは、接触面１１側（つまり、被写体１０側）から見たときに、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部上に位置するように設けられているか、若しくは、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部よりも撮像素子１５側に位置するように設けられていることが好ましい。上記横設面２０ｂは、上記発光面１６ａに対して水平になるように形成されている。
【００５０】
構造体２０に切欠き部２５が設けられていることにより、光源１６から出射され立設面２０ａに到達した光、つまり、立設面２０ａに対して鋭角な入射角度で入射した光は、立設面２０ａを通過するときに、接触面１１側（つまり、被写体１０側）に屈折して接触面１１方向（つまり、被写体１０方向）に向かって進むようになる（図２中、迷光の一例を「矢印」で示す）。即ち、立設面２０ａは、光源１６の発光面１６ａから出射された光の光線角度を変化させることによって、導光型光学部材２４に対する光の入射角度を変化させて、接触面１１（つまり、被写体１０）に向かうように光線経路を変換する。それゆえ、光源１６の発光面１６ａから出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されること、即ち、光が迷光となって撮像素子１５に受光されることを防止することができる。
【００５１】
構造体２０に切欠き部２５を設けることにより、設けない場合（例えば図６に記載の構成）と比較して、一例として迷光を２５％減少させることができる。ここで、上記光ポインティング装置３０において、構造体２０に切欠き部２５を設けたことによって奏する効果をより具体的に説明する。図７は、上記光ポインティング装置３０において、構造体２０に切欠き部２５を設けたことによって奏する効果を説明するためのグラフであり、（ａ）は構造体に切欠き部を設けない場合の照度分布を示すグラフであり、（ｂ）は構造体２０に切欠き部２５を設けた場合（本発明）の照度分布を示すグラフであり、（ｃ）は上記両グラフを合成したグラフである。グラフの横軸は、撮像素子の光源側端部が左端に、撮像素子の結像素子側端部が右端に位置するようにして、撮像素子の照度分布を測定したことを表している。グラフの縦軸は、構造体に切欠き部を設けない場合における迷光の最大照度を「１」として、これに対する照度の割合を表している。従って、（ａ）のグラフにおける最大値は「１」となっている。図７（ａ）のグラフから、構造体に切欠き部を設けない場合には、撮像素子の特に光源側端部付近に、迷光が多く照射されていることが判る。これに対して、図７（ｂ）のグラフから、構造体２０に切欠き部２５を設けた場合には、撮像素子１５全体にわたって、迷光が殆ど照射されていないことが判る。即ち、図７（ｃ）のグラフから明らかなように、構造体２０に切欠き部２５を設けたことによって、光源１６から出射された光が被写体１０で反射することなく迷光となることを防止することができることが判る。
【００５２】
切欠き部２５の寸法、つまり、横設面２０ｂからの立設面２０ａの高さは、傾斜部１３の傾斜角度、光源１６から接触面１１までの距離、光源１６と接触面１１（つまり、被写体１０）と撮像素子１５との相対的な位置関係等の諸条件が同じである場合には、より高い方が迷光をより減少させることができるために好ましい。特に、上記立設面２０ａは、接触面１１側（つまり、被写体１０側）から見たときに、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部よりも撮像素子１５側に位置するように設けられている場合であって上記諸条件が同じである場合には、該立設面２０ａの高さがより高い程、迷光を減少させる効果が顕著となるので好ましい。また、発光面１６ａから横設面２０ｂまでの距離、つまり、構造体２０における横設面２０ｂが形成されている部分の厚さは、より厚い方が好ましい。これにより、光源１６から出射された光が迷光となることをより一層防止することができる。
【００５３】
但し、切欠き部２５の寸法は、傾斜部１３の傾斜角度、光源１６から接触面１１までの距離、光源１６と接触面１１（つまり、被写体１０）と撮像素子１５との相対的な位置関係等の諸条件を総合的に考慮し、シミュレーションを行って決定する必要がある。それゆえ、シミュレーションを行った結果、例えば、上記光ポインティング装置３０の変形例であって、要部の構成を示す断面図である図３に示すように、横設面２０ｂからの立設面２０ａの高さを低くしても、光源１６から出射された光が迷光となることを防止することができる場合がある（図３中、迷光の一例を「矢印」で示す）。従って、横設面２０ｂからの立設面２０ａの高さは、光源１６から出射された光が迷光となることを防止することができる高さであればよい。
【００５４】
上記構成により、撮像素子１５にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置３０を提供することができる。また、光源１６から出射され立設面２０ａに到達した光を接触面１１方向（つまり、被写体１０方向）に向かって進めることができるので、迷光を被写体１０に照射される光（有効光）の一部として活用することができる。つまり、光源１６から出射された光の利用効率を向上させることができる。また、構造体２０に切欠き部２５を設けることにより、設けない場合（例えば図６に記載の構成）と比較して、傾斜部１３を光源１６により近づけることができ、光源１６から接触面１１までの距離を短くすることができるので、光ポインティング装置３０をより小型化（薄型化）することができるという効果も奏することができる。
【００５５】
また、本発明に係る電子機器は、上記構成の光ポインティング装置３０を備えている。それゆえ、撮像素子１５にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置３０を備えた電子機器を提供することができる。
【００５６】
（構造体の形状の変形例）
上記立設面２０ａは、発光面１６ａに対して垂直に立設していることが好ましいが、接触面１１側端部が、撮像素子１５側またはその逆側に傾斜していても構わない。但し、立設面２０ａの傾斜角度は、傾斜部１３の傾斜角度、光源１６から接触面１１までの距離、光源１６と接触面１１（つまり、被写体１０）と撮像素子１５との相対的な位置関係等の諸条件を総合的に考慮し、シミュレーションを行って決定する必要がある。
【００５７】
図４は、上記光ポインティング装置３０の更なる変形例であって、要部の構成を示す断面図である。図４に示すように、該変形例における上記光ポインティング装置３０は、構造体２０の表面（接触面１１に対向する面）に、光源１６から出射された光を集光する半球状のレンズ部２０ｄが形成されると共に、接触面１１側端部が撮像素子１５の逆側に傾斜するように、発光面１６ａに対して斜めに形成された立設面２０ｃと、該立設面２０ｃに交差する横設面２０ｂとを有する切欠き部２５’とが設けられている。つまり、切欠き部２５’の立設面２０ｃは、その接触面１１側端部が、撮像素子１５の逆側に傾斜している。構造体２０を上記構成とすることにより、光源１６から出射された光を接触面１１により多く照射することができ、ＳＮ比を向上させることができると共に、接触面１１における輝度（照度）分布をより均一にすることができる（図４中、迷光の一例を「矢印」で示す）。
【００５８】
尚、上記立設面２０ａ，２０ｃは、接触面１１側（つまり、被写体１０側）から見たときに、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部上よりも内側、即ち、上記光源１６の発光面１６ａ上における撮像素子１５側端部寄り（発光面１６ａの中心部よりも撮像素子１５側端部に近い位置）に位置するように設けることもできる。この場合には、迷光による影響を低減すると共に、接触面１１における輝度分布をより均一にすることができる場合がある。
【００５９】
〔第２の実施形態〕
本発明の第二の実施形態について、図５に基づいて説明する。尚、第二の実施形態において、第一の実施形態で説明した構成と同じ構成については、その説明を省略する。
【００６０】
図５は、光ポインティング装置の要部の構成を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る光ポインティング装置は、切欠き部２５における撮像素子１５側端部に、光源１６から出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されることを防止するために、遮光部材２８が設けられている。つまり、本実施形態に係る光ポインティング装置においては、構造体２０および回路基板２１に密着するようにして、遮光体２８が設けられている。遮光体２８の高さ（回路基板２１側端部から接触面１１側端部までの長さ）は、構造体２０の高さ（回路基板２１側端部から接触面１１側端部までの長さ）と同じか、または、低くなっている。遮光体２８の厚さ（光源１６側端部から撮像素子１５側端部までの長さ）は、特に限定されるものではない。
【００６１】
上記遮光体２８が設けられていることにより、光源１６から出射され横設面２０ｂに到達した光は、横設面２０ｂを通過した後、遮光体２８によって遮光される。それゆえ、光源１６の発光面１６ａから出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されること、即ち、光が迷光となって撮像素子１５に受光されることを防止することができる（図５中、迷光の一例を「矢印」で示す）。
【００６２】
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内で種々の変更が可能である。それゆえ、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。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、携帯電話機やＰＤＡ等の、特に小型化、薄型化を要求される携帯情報端末（電子機器）に搭載可能な入力装置としての光ポインティング装置、およびそれを備える電子機器に、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０    被写体
１１    接触面
１３    傾斜部（反射部）
１４    結像素子（結像反射部）
１５    撮像素子
１６    光源
１６ａ  発光面
１７    反射部材
１８    反射部材
２０    構造体
２０ａ  立設面
２０ｂ  横設面
２０ｃ  立設面
２１    回路基板
２４    導光型光学部材
２５    切欠き部
２５’  切欠き部
２８    遮光部材
３０    光ポインティング装置
【図１】
2011096207.tif 000003
【図２】
2011096207.tif 000004
【図３】
2011096207.tif 000005
【図４】
2011096207.tif 000006
【図５】
2011096207.tif 000007
【図６】
2011096207.tif 000008
【図７】
2011096207.tif 000009