(57)【要約】【課題】優れた組立容易性と耐衝撃性と有する携帯端末機に用いる光ポインティング装置を提供すること。【解決手段】収容ホールが備えられたホルダー１０と、ホルダー１０の収容ホール１２に設けられた発光手段と、収容ホール１２に設けられ、発光手段の光を集光するように一体型からなる一対のプリズム３５と、一対のプリズム３５の間に配される集光レンズ４０で構成された集光部材３０と、集光部材３０を通過した光を撮像して変位値で演算するイメージセンサー６０と、を含む携帯端末機用の光ポインティング装置であり、集光部材３０は、集光レンズ４０が一対のプリズム３５内で安定した設置状態を維持できるように集光レンズ４０と結合されるレンズ固定ホルダー４５を含むことを特徴としている。【選択図】図２
2008226224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容ホールが備えられたホルダーと、前記ホルダーの収容ホールに設けられた発光手段と、前記ホルダーの収容ホールに設けられ、発光手段の光を集光する一体型の一対のプリズムと、前記一対のプリズムの間に配される集光レンズとから構成された集光部材と、前記集光部材を通過した光を撮像して変位値で演算するイメージセンサーと、を含んでなる携帯端末機の光ポインティング装置において、
前記集光部材は、集光レンズが一対のプリズム内で安定した設置状態を維持できるように前記集光レンズと結合されるレンズ固定ホルダーを含むことを特徴とする携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項２】
前記レンズ固定ホルダーは、集光レンズが挟まれる定着溝と、前記定着溝の一側に設けられて集光レンズを通過する光の雑光をフィルタリングする雑光遮断ホールを含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項３】
前記一対のプリズムは、ハンガーフランジを介して一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項４】
前記一対のプリズムは、同一の形状と模様とを有し、それぞれ離隔した状態において正方向と逆方向とに配設されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項５】
前記ホルダーの収容ホール内面には、発光手段及び集光部材が分離されないように係止片が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項６】
内部に収容溝が備えられたホルダーと、前記ホルダーの収容溝に設けられた発光手段と、前記発光手段の光を集光する集光部材と、前記集光部材を通じて伝送された光を撮像して変位値で演算するイメージセンサーと、前記集光部材と結合された後にホルダー内部に設けられ、前記ホルダー内部で集光部材の移動を制限するストッパホルダーと、を含んでなる携帯端末機の光ポインティング装置において、
前記ストッパホルダーは、一対のホールが形成された連結台と、前記連結部の中央部から突設され、前記一対のレンズを固定しながら分散光である雑音光を遮断する遮断ホールが備えられたストッパを含むことを特徴とする携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項７】
前記集光部材は、対向する一対のレンズであり、周囲面に前記ストッパホルダーのホールに挟持されるフランジがそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項６に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項８】
収容空間が備えられたホルダーと、前記ホルダーの収容空間に設けられた発光手段と、前記発光手段の光を集光する集光部材と、前記集光部材を通じて伝送された光を撮像して変位値で演算するイメージセンサーと、を含んでなる携帯端末機の光ポインティング装置において、
前記集光部材は、胴体と、前記胴体に形成されて前記発光手段の光を屈折させる傾斜面と、前記傾斜面を通じて屈折された光を集束するレンズと、前記胴体の外面に形成されたフランジとを含むことを特徴とする携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項９】
前記集光部材は透明であると共に、胴体の一側に傾斜面が形成され、前記傾斜面の反対側にレンズが形成され、前記傾斜面及びレンズと直角を成す面上にフランジが突設されていることを特徴とする請求項８に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項１０】
前記集光部材は透明であると共に、胴体の両側に傾斜面が形成され、前記各傾斜面の間にレンズが形成され、前記傾斜面及びレンズと直角を成す面上にフランジが突設されていることを特徴とする請求項８に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項１１】
前記フランジは、三角柱、四角柱、多角柱、円柱のうち何れか一つの形状であることを特徴とする請求項８に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項１２】
前記ホルダーの収容空間には、フランジと対応する溝が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項１３】
前記集光部材の胴体は、四角柱、円柱、多角柱のうち何れか一つの形状であることを特徴とする請求項８に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項１４】
前記フランジは、胴体の両側面にそれぞれ突設されていることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のうち何れか一項に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【請求項１５】
前記ホルダーの収容空間には、胴体の両側面にそれぞれ突設されたフランジを挟持するためのスライド溝が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の携帯端末機の光ポインティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた組立容易性と耐衝撃性と有する携帯端末機に用いる光ポインティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの個人用の携帯端末機は、キーパッドを利用したユーザーインターフェースを採用しており、このようなキーパッドは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で構成されている。
【０００３】
最近では、ＷＩＢＲＯ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ）サービスなどの無線インターネットサービスが商用化されるにつれて、個人用の携帯端末機にもＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を利用するための基本的なプログラムとしてウィンドウズ（「ウィンドウズ」は登録商標です）が採用されつつある。これは、多様な付加サービスに対応しなければならない個人用の携帯端末機の操作性を向上させるためにＧＵＩの機能的な利便性の向上を図ることができるからである。
【０００４】
個人用の携帯端末機のＧＵＩに適した入力装置として、タッチパネル、ジョイスティック、光ポインティング装置等が使われている。このような入力装置の中で光ポインティング装置は他の入力装置より操作性に優れており、また、薄型にすることができるためスリムな携帯端末機への実装に適している。
【０００５】
光ポインティング装置に関する従来技術として、本出願人が出願した大韓民国特許（特許文献１）がある。この発明に係る光ポインティング装置は、被写体から垂直に反射された光の光路を水平に変更することにより、薄型であると共に十分な焦点深度を確保できることに特徴がある。
【０００６】
この光ポインティング装置を図１に示す。ホルダー１内部に集光部材２を設け、集光部材２下部にイメージセンサー３を実装することによって、集光部材２を通じて反射される光をイメージセンサー３で感知する。イメージセンサー３は、光量を感知すると同時に光を撮像して変位値で演算し、携帯端末機などのマイコン（図示せず）に情報を送信する。
【０００７】
【特許文献１】大韓民国特許第１０−０６３６４１２号（超スリム光ジョイスティック及び超スリム光ジョイスティックを含む個人用の携帯端末機）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記光ポインティング装置では、外部から衝撃が加えられるとホルダー内部の所定位置から容易に離脱してしまうという問題点がある。集光部材は光の経路を垂直方向から水平方向に屈折させるように対向配置した一対のレンズで構成され、これらレンズは相互に精密な位置合わせが行われている。したがって、これらレンズとホルダー内壁面との接触面積が小さい場合、外部から衝撃によってレンズが所定位置から容易にずれてしまう。
【０００９】
また、集光レンズをホルダー内部に設置する際、集光レンズのサイズが非常に小さいためピンセット等の道具を用いて設置する。しかし、集光レンズは非常に小型である上に表面が比較的に滑らかであるため、この設置作業は非常に困難な作業となる。
【００１０】
さらに、それぞれの集光レンズには、発光手段からの出射光が被写体に反射された後、入射する光を垂直に屈折させるための傾斜面が形成されている。しかし、イメージセンサー３側の集光レンズは、ホルダー内壁面との接触面積が小さいため、外部衝撃による離脱が生じやすいという問題点がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点を解決するため、光を収集する集光部材の組立構造を改善し、外部衝撃が加えられても配置状態を堅固に維持できる携帯端末機の光ポインティング装置を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の目的は、集光レンズの設置作業における作業容易性及び組立容易性を向上することができる光ポインティング装置を提供することにある。
【００１３】
さらに、本発明の他の目的は、ホルダー内部に設けられる集光部材をストッパホルダーとともに設け、集光部材の設置作業における作業性の向上と、ホルダー内部における集光部材の安定性及び耐衝撃性を向上した携帯端末機の光ポインティング装置を提供することである。
【００１４】
さらに、本発明の他の目的は、ホルダーと集光レンズとの接触面積の増大を通じて集光レンズの安定した設置状態を確保できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するための本発明は、収容ホールが備えられたホルダーと、前記ホルダーの収容ホールに設けられた発光手段と、前記ホルダーの収容ホールに設けられ、発光手段の光を集光するように一体型からなる一対のプリズムと、前記一対のプリズムの間に配される集光レンズで構成された集光部材と、前記集光部材を通じて提供された光を撮像して変位値で演算するイメージセンサーと、を含んでなる携帯端末機の光ポインティング装置において、前記集光部材は、集光レンズが一対のプリズム内で安定した設置状態を維持できるように前記集光レンズと結合されるレンズ固定ホルダーを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る携帯端末機の光ポインティング装置は、集光部材の組立構造を改善することにより、外部衝撃によっても安定した設置状態を維持することでき、耐衝撃性を向上することができる。
【００１７】
また、設置作業において集光部材を容易に設置することができ、当該作業の作業性及び組立性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る第１実施形態の光ポインティング装置を詳細に説明する。なお、この光ポインティング装置は携帯端末機に使用される。
【００１９】
図２は、本実施形態の光ポインティング装置の分解斜視図であり、図３は、本実施形態の光ポインティング装置の断面図である。なお、図３には、光路が図示されている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、本実施形態の光ポインティング装置は、ホルダー１０と、ホルダー１０内部に設けられる発光手段（図示せず）と、発光手段の光を収集する集光部材３０と、前記集光部材３０を通じて提供された情報を変位値情報で演算するイメージセンサー６０とを含む。
【００２１】
ホルダー１０は、透明または不透明素材の合成樹脂材を射出成形したもので、中央部位には所定のサイズに貫通された収容ホール１２が形成されている。
【００２２】
収容ホール１２には、発光手段及び集光部材３０がホルダー１０と分離しないように、収容ホール１２内に発光手段及び集光部材３０を係止するための係止片１４が形成されている。本実施形態において係止片１４は収容ホール１２の内面に所定の長さに渡って突出しているが、他の形状や多数の係止片に代えることも可能である。
【００２３】
ホルダー１０内部に設けられている発光手段はＬＥＤを使用することが望ましい。しかし、発光手段はＬＥＤに限定されない。
【００２４】
ホルダー１０内部に設けられている集光部材３０は、一対のプリズム３５と集光レンズ４０とを含んでいる。集光部材３０は透明の合成樹脂を射出成形したものである。一対のプリズム３５は互いに所定間隔を隔てて配置されておりハンガーフランジ３８を介して一体化されている。ハンガーフランジ３８は、一対のプリズム３５一側または両側に一体型で構成されることができ、その中央部にレンズ設置溝３９が形成されている。一対のプリズム３５は、図示するように三角柱状であるが、光を垂直経路から水平経路に変換できるのであれば他の形状であってもよい。同様の形状と模様を有している一対のプリズム３５は、図３においてそれぞれ三角形３５ａと逆三角形３５ｂの形状になるように配列されており、光を垂直方向から水平方向に屈折させる。このプリズム３５の配置により光ポインティング装置を薄型にすることができる。
【００２５】
集光レンズ４０は、一対のプリズム３５の間に設けられており、垂直方向から水平方向に屈折された光を集束する。集光レンズ４０は、光の分散を最小化させるために凸レンズが使用され、安定した設置状態を維持するために周囲面の両側にフランジ４２がそれぞれ突設されている。集光レンズ４０のフランジ４２は、ハンガーフランジ３８のレンズ設置溝３９に結合される。このように集光レンズのフランジ４２がハンガーフランジ３８のレンズ設置溝３９に設置することにより、集光レンズ４０の中心は一対のプリズム３５中心と同一線上に位置することになる。このように本実施形態では、集光レンズ４０を一対のプリズム３５の間に設けるための手段として集光レンズ４０の周囲面にフランジ４２を形成し、ハンガーフランジ３８にレンズ設置溝３９を形成して集光レンズ４０がハンガーフランジ３８に結合されるようにした。
【００２６】
レンズ固定ホルダー４５は、分散された雑光をフィルタリングするために設けられている。レンズ固定ホルダー４５には、集光レンズ４０がホルダー１０内部に収容されるように定着溝４６が形成されており、定着溝４６の一側には雑光をフィルタリングするための雑光遮断ホール４７が形成されている。集光レンズ４０は、集光レンズ４０がレンズ固定ホルダー４５に結合された状態において、雑光遮断ホール４７と所定距離離間している。これは集光レンズ４０を通過する光が雑光遮断ホール４７を通過する過程で、集光レンズ４０と雑光遮断ホール４７との距離が近すぎると雑光が雑光遮断ホール４７により效果的に遮断することができないためである。
【００２７】
本実施形態の光ポインティング装置は、集光レンズ４０をレンズ固定ホルダー４５に結合し、この結合体を一対のプリズム３５の間に配設して組み立てる。
【００２８】
被写体に反射された光は逆三角形プリズム３５ａにより屈折され、集光レンズ４０とレンズ固定ホルダー４５の雑光遮断ホール４７を通過し、光の進行方向に位置している三角形プリズム３５ｂにより垂直方向に屈折されイメージセンサー６０に入射する。イメージセンサー６０は、入射光を毎秒１５００回ないし２０００回にわたって撮像し、撮像された入射光を変位値で演算した後、図示しない携帯端末機などのマイコンに当該変位値を伝送する。なお、ホルダー１０の周囲はハウジング８０により覆われており、このハウジング８０には被写体（使用者の指等）が接触するカバープレート７５が設けられている。
【００２９】
以下、本実施形態の光ポインティング装置の作用効果を説明する。
【００３０】
被写体をハウジング８０のカバープレート７５に接触させると、発光手段から出射した光がカバープレート７５を透過し被写体に反射される。反射光は、逆三角形プリズム３５ａにより垂直方向から水平方向に屈折される。逆三角形プリズム３５ａから出射した光は集光レンズ４０により集束され、集束された状態でレンズ固定ホルダー４５の雑光遮断ホール４７を通過する。集光レンズ４０により集光されなかった光である雑光は、雑光遮断ホール４７によって遮られ、三角形プリズム３５ｂへ入射することができない。なお、集光レンズ４０はレンズ固定ホルダー４５によって確実に設置されているため、外部衝撃が加えられても集光レンズ４０が移動せず性能低下が発生しない。雑光遮断ホール４７を通過した光は、三角形プリズム３５ｂにより垂直方向に屈折されてイメージセンサー６０へ入射する。イメージセンサー６０は入射した光を撮像し、該撮像された光を変位値で演算し、携帯端末機などのマイコンに変位値情報を送信する。
【００３１】
本実施形態では一対のプリズム３５をホルダー１０内部に設ける際に各プリズム３５ａ、３５ｂがハンガーフランジ３８によって一体化されているため、組立作業を容易にすることができる。また、一対のプリズム３５の間に設けられているレンズ固定ホルダー４５は、集光レンズ４０をホルダー１０に確実に固定するため、外部衝撃が加えられても集光レンズ４０が移動せず光軸ブレを防止することができる。
【００３２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る第２実施形態の光ポインティング装置を詳細に説明する。
【００３３】
図４は、本実施形態の光ポインティング装置において、ホルダー２１０から集光部材２３０とストッパホルダー２５０とが分離された状態を示す分解斜視図であり、図５は、図４の集光部材２３０がホルダー２１０に取り付けられている状態を示した斜視図であって、図６は、図５の部分切断斜視図であり、図７は、本実施形態の光ポインティング装置の概略断面図である。
【００３４】
図４ないし図７に示すように、本実施形態の光ポインティング装置は、内部に収容空間が備えられたホルダー２１０と、ホルダー２１０内部に収容された発光手段２８０と、発光手段からの光を集光する集光部材２３０と、集光部材２３０からの光を撮像するイメージセンサー２７０と、集光部材２３０と結合された状態でホルダー２１０内部に設けられているストッパホルダー２５０とを含む。
【００３５】
ホルダー２１０は、軽量で成形しやすい素材である合成樹脂から作られ、被写体が接触する上部キャップ部分とホルダー本体部分を有している。ホルダー２１０内部には、発光手段２８０と集光部材２３０、ストッパホルダー２５０、及び、イメージセンサー２７０を収容するために収容溝２１５が形成されている。
【００３６】
発光手段２８０はＬＥＤである。ＬＥＤのようにサイズが小さく光の放射に優れた照明手段であれば発光手段２８０に他の照明手段を用いることもできる。
【００３７】
集光部材２３０は、発光手段２８０から出射した光が被写体に反射し、その反射光の経路を垂直方向から水平方向に屈折させるために設けられている。集光部材２３０は、第１導波管２３２と第２導波管２３６とを含む。これは、ポインティング装置を携帯端末機に取り付ける際に、制約された空間内でスリム化された状態で設置するためである。第１導波管２３２と第２導波管２３６は、透明なガラスまたは合成樹脂材から製造され、互いに対向した状態でホルダー２１０内部に取り付けられる。
【００３８】
第１導波管２３２は、一側に第１傾斜面２３３が形成され、他側に凸状の第１レンズ部２３４が形成されている。第１導波管の第１傾斜面２３３は、垂直方向から入射する光の角度を水平方向に屈折させるための傾斜角を有している。第１傾斜面２３３により屈折された光は、第１レンズ部２３４により集束され第２導波管２３６へ出射される。
【００３９】
第２導波管２３６は、第１導波管２３２と同一形状を有し、第１導波管２３２と所定距離離間して対向して配置されている。第２導波管２３６は、第１導波管２３２の第１レンズ部２３４と対向する第２レンズ部２３７と、第２レンズ部２３７の反対面に形成された第２傾斜面２３８とを有している。
【００４０】
第１導波管２３２及び第２導波管２３６の外面には、それぞれフランジ２４０、２４１が形成されている。フランジ２４０、２４１は突起状の形状であり、半円形または四角形等の断面を有する柱状の形状であってもよい。
【００４１】
反射光は、第１導波管２３２の第１レンズ部２３４と、第２導波管２３６の第２レンズ部２３７とを通過することにより集束された状態になり、集束された状態で第２傾斜面２３８によってイメージセンサー２７０へ入射される。
【００４２】
第１導波管２３２と第２導波管２３６とがホルダー２１０に取り付けられる際、第１導波管２３２と第２導波管２３６のサイズが非常に小さいためにこれら導波管２３２、２３６とホルダー２１０内面との接触面積が小さくなってしまう。このため、第１導波管２３２と第２導波管２３６とをホルダー２１０内部に確実に固定することが困難である。そこで、本実施形態においては、第１導波管２３２と第２導波管２３６は、外部衝撃がホルダー２１０に加えられても安定した設置状態を維持できるように、ストッパホルダー２５０と結合された後にホルダー２１０内部に取り付けられるようにした。なお、第１導波管２３２及び第２導波管２３６とストッパホルダー２５０との結合部位には、ボンディングや熱融着、エポキシ樹脂のような接着手段を用いてより堅固に結合させることが望ましい。
【００４３】
ストッパホルダー２５０は、第１及び第２導波管２３２、２３６のフランジ２４０、２４１を挟持するための一対のホール２５３が形成されている連結台２５５と、連結台２５５の中央部から垂直方向に突出しているストッパ２５８とから成る。
【００４４】
連結台２５５は、第１及び第２導波管２３２、２３６と略同等の大きさを有し、棒状の形状を有している。ストッパ２５８は、第１及び第２導波管２３２、２３６の第１及び第２レンズ部２３４、２３７の間に配置されている。また、ストッパ２５８の中央部には、第１及び第２レンズ部２３４、２３７の中央部を通過する光が通過できるように遮断ホール２５９が形成されている。遮断ホール２５９は、反射光が第１導波管２３２と第２導波管２３６とを順に通過する過程において分散光である雑光を遮断し、第２導波管２３６へ雑光の影響を与えないようにする。
【００４５】
このように集光部材２３０がストッパホルダー２５０に結合され、この結合体がホルダーの収容溝２１５に取り付けられた状態において、第１及び第２導波管２３２、２３６を通過した光はイメージセンサー２７０に入射する。
【００４６】
イメージセンサー２７０は、第２導波管２３６の上側または下側に設けることが可能であり、第２導波管２３６によって屈折され入射する光を毎秒１／１３００回ないし１／１５００回の頻度で撮像する。このようにイメージセンサー２７０で撮像された光は、座標値で演算されて各種携帯機器のマイコンに伝送され、ディスプレイ画面によって表示される。
【００４７】
以下、本実施形態の光ポインティング装置の作用効果を説明する。
【００４８】
集光部材のフランジ２４０、２４１をストッパホルダーのホール２５３に挟持させて結合した後に、この結合体をホルダーの収容溝２１５に取り付けることにより、外部衝撃が加えられても集光部材２３０がストッパホルダー２５０によって挟持されているため、ホルダー２１０内部において離脱することが防止される。
【００４９】
被写体をホルダー２１０に接触させると、発光手段２８０の光は被写体に反射した後に集光部材の第１導波管２３２へ入射する。第１導波管２３２への入射光は、第１傾斜面２３３により屈折され、第１レンズ部２３４を通過して第２導波管２３６へ入射する。このとき、第１導波管２３２から第２導波管２３６へ入射する光は、第１導波管２３２で完全に集束された状態ではなく、ある程度の分散光を伴う。この分散光は、ストッパ２５８の遮断ホール２５９により、雑光としてフィルタリングされ遮断される。ストッパ２５８の遮断ホール２５９を通過した光は第２導波管２３６の第２レンズ部２３７を通過し、第２傾斜面２３８によってイメージセンサー２７０の配設されている方向へ屈折される。イメージセンサー２７０は、この光を撮像して変位値で演算し、該演算された変位値を携帯端末機などのマイコン（図示せず）へ伝送する。なお、イメージセンサー２７０には別体のハードウェアが連結されており、このハードウェアは携帯端末機のマイコンのような機能を有する。すなわち、イメージセンサー２７０は、このハードウェアを介してイメージセンサー２７０から出力される変位値の情報を携帯端末機などのディスプレイ部に直接表示しポインターを制御できる。
【００５０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る第３実施形態の光ポインティング装置を詳細に説明する。
【００５１】
本実施形態は、主に、光ポインティング装置における様々な形態の集光レンズに関するものである。図８は、本実施形態の光ポインティング装置の概略断面図であり、図９ないし図１３は、上記集光レンズの様々な形態を図示したものである。
【００５２】
図８に示すように、本実施形態の光ポインティング装置は、収容空間を有するホルダー３１０と、ホルダー３１０の収容空間に取り付けられている発光手段３８０と、この発光手段３８０からの光を集光する集光部材３３０と、集光部材３３０からの光を撮像するイメージセンサー３７０とを含んでいる。
【００５３】
ホルダー３１０は、携帯端末機のアイキー（Ｉ−ＫＥＹ）の構造によってその全体形状が決定されており、その内部には発光手段３８０と集光部材３３０などを収容するための収容空間が形成されている。
【００５４】
ホルダー３１０は合成樹脂を原料として製造されており、被写体が接触する上部キャップ部分とホルダー本体部分とを有している。収容空間の形状は、発光手段３８０であるＬＥＤの規格化されたレンズの形状に合致するように形成されている。発光手段３８０としてＬＥＤを使用せず、バックライトのような照明手段を使用する場合には、当該バックライトの規格に合致するように収容空間の形状が決定される。
【００５５】
収容空間に収容されている集光部材３３０は、発光手段３８０からの出射光が被写体に反射した反射光を集光する役目を有し、透明の合成樹脂材またはガラス材により製造されている。集光部材３３０は、胴体３３１、３３５と第１及び第２傾斜面３３３、３３８、第１及び第２レンズ部３３４、３３７、そしてフランジ３３５ａ、３３９を含む第１導波管３３２及び第２導波管３３６から構成されている。第１導波管３３２と第２導波管３３６は、同様の全体形状とすることも可能であり、また、第１導波管３３２と第２導波管３３６に異なる全体形状にすることも可能である。
【００５６】
胴体３３１、３３５は、図９ないし図１３に示すように、光透過率の高い合成樹脂材またはガラス材を使用して製造する。胴体３３１、３３５の全体形状には、四角柱、円柱、多角柱等の形状を与えることができる。胴体３３１、３３５は、ホルダー３１０の収容空間の形状と対応する形状を有し、組立容易性の向上のために各角部位はラウンディング処理や面取り処理を行うことが好ましい。また、胴体３３１、３３５の一側面には、第１及び第２傾斜面３３３、３３８が形成されている。第１及び第２傾斜面３３３、３３８の角度は、ホルダー３１０に接触した被写体の位置とイメージセンサー３７０との位置によって決定される。本実施形態においては、被写体位置が第１導波管３３２の垂直方向の上方にあり、イメージセンサー３７０の位置が第２導波管３３６の下方にあるため、傾斜面の角度は４５゜に設定されている。携帯端末機などに光ポインティング装置を実装した場合に、被写体からの反射光を垂直方向から水平方向に屈折させるためである。胴体３３１、３３５の他側面には、凸状の第１及び第２レンズ部３３４、３３７が一体に形成されている。第１及び第２レンズ部３３４、３３７は、傾斜面によって屈折された光を集光する役割を果す。
【００５７】
胴体３３１、３３５の第１及び第２傾斜面３３３、３３８と第１及び第２レンズ部３３４、３３７とが直角を成す面には、フランジ３３５ａ、３３９が突設されている。フランジ３３５ａ、３３９は、集光部材３３０がホルダー３１０の収容空間に収容された状態において外部衝撃が加えられても集光部材３３０が所定位置からずれないようにするためである。フランジ３３５ａ、３３９は、胴体３３１、３３５の一側面または両側面にそれぞれ形成することができる。フランジ３３５ａ、３３９の形状は、ホルダー３１０の収容空間に取り付ける際の組立容易性を高めるために四角、円形、半円形、多角形など多様な形状を選択することができる。
【００５８】
ホルダー３１０の収容空間には、フランジ３３５ａ、３３９と対応する溝（図示せず）が形成されている。当該溝は、フランジの個数及び形状によって決定される。
【００５９】
集光部材３３０は、第１導波管３３２と第２導波管３３６とが互いに対向する状態でホルダー３１０の収容空間に収容されており、第１及び第２レンズ部３３４、３３７の配設位置については、これら部材により光が集束される距離に応じてその部材間の離間距離が決定される。
【００６０】
ホルダー３１０に収容されている集光部材３３０の下側または上側には、イメージセンサー３７０が設けらている。イメージセンサー３７０は、収容空間に設けられている第２導波管３３６の上側または下側に配設することができ、第２導波管３３６を通過して入射する光を撮像して被写体の移動を感知する。イメージセンサー３７０は、第２導波管３３６により屈折され入射する光を毎秒１／１３００回ないし１／１５００回にわたって撮像する。イメージセンサー３７０で撮像された光は座標値で演算され、図示しない各種携帯機器のマイコンに伝送されてディスプレイ画面に表示される。
【００６１】
以下、本実施形態の光ポインティング装置の作用効果を説明する。
【００６２】
ピンセットのような道具を用いて第１導波管３３２及び第２導波管３３６の胴体３３１、３３５を把持し、ホルダーの収容空間に第１及び第２導波管３３２、３３６のフランジ３３５ａ、３３９が上記溝に保持されるように挿入して集光部材３３０をホルダー３１０内に取り付ける。フランジ３３５ａ、３３９を上記溝に挿入する際、集光部材３３０の各角部位が面取りまたはラウンディング処理されているので、集光部材３３０は収容空間の内壁面に沿って滑らかに案内され、スライドするように取り付けることができる。フランジ３３５ａ、３３９と上記溝により、集光部材３３０はホルダー３１０の収容空間に確実に保持されているため、外部から衝撃がホルダー３１０に加えられても集光部材３３０が所定位置からずれることがない。
【００６３】
集光部材３３０がホルダーの収容空間に取り付けられた状態において、被写体がホルダー３１０に接触すると、発光手段３８０の光が被写体に反射され、その反射光が第１導波管の第１傾斜面３３３に入射する。第１導波管の第１傾斜面３３３により屈折された入射光は、直角方向にその光路が変更され、第１レンズ部３３４によって集束され、第２導波管の第２レンズ部３３７へ入射する。第２レンズ部３３７によりさらに収束された光は、第２傾斜面３３８により屈折され、イメージセンサー３７０に入射する。イメージセンサー３７０は、第２傾斜面３３８からの入射光を撮像し、被写体の動きを変位値で変換し、この変換された変位値は携帯端末機などのマイコンへ送信される。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者ならば、本発明の技術的思想の範疇を外れない範囲内で多様な応用及び変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、携帯端末機の光ポインティング装置に関連する技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】携帯端末機に設けられた従来の光ポインティング装置を図示した断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態による光ポインティング装置の分解斜視図である。
【図３】図２に示す光ポインティング装置の断面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態による光ポインティング装置において、ホルダー２１０から集光部材２３０とストッパホルダー２５０とが分離された状態を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す光ポインティング装置の集光部材２３０がホルダー２１０に取り付けられている状態を示した斜視図である。
【図６】、図５の部分切断斜視図である。
【図７】図４に示す実施形態の光ポインティング装置の概略断面図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態の光ポインティング装置の概略断面図である。
【図９】図８に示す実施形態に使用可能な集光レンズの斜視図である。
【図１０】図８に示す実施形態に使用可能な集光レンズの斜視図である。
【図１１】図８に示す実施形態に使用可能な集光レンズの斜視図である。
【図１２】図８に示す実施形態に使用可能な集光レンズの斜視図である。
【図１３】図８に示す実施形態に使用可能な集光レンズの斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  ホルダー
１２  収容ホール
１４  係止片
３０  集光部材
３５  一対のプリズム
４０  集光レンズ
４５  レンズ固定ホルダー
６０  イメージセンサー
８０  ハウジング
２１０  ホルダー
２１５  収容溝
２３０  集光部材
２３２  第１導波管
２３３  第１傾斜面
２３４  第１レンズ部
２３６  第２導波管
２３７  第２レンズ部
２３８  第２傾斜面
２４０、２４１  フランジ
２５０  ストッパホルダー
２５３  ホール
２５５  連結台
２５８  ストッパ
２５９  遮断ホール
２７０  イメージセンサー
２８０  発光手段
３１０  ホルダー
３３０  集光部材
３３１  胴体
３３２  第１導波管
３３３  第１傾斜面
３３４  第１レンズ部
３３５  胴体
３３５ａ  フランジ
３３６  第２導波管
３３７  第２レンズ部
３３８  第２傾斜面
３３９  フランジ
３７０  イメージセンサー
３８０  発光手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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