(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像装置を備えた小型機器の既存の製品を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させるアクセサリとしての光学式パッド及びそれを使用したポインティングデバイスを提供する。【解決手段】光学式パッド３１は、パッド本体３２と光源３とを備え、パッド本体３２は、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の操作平面となる機器載置面３２ａを上部に有し、光源３から出た光によって機器載置面３２ａ上に明暗のパターン１０を形成する。ポインティングデバイスは、光学式パッド３１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とで構成する。小型機器１００は、機器載置面３２ａ上に形成する明暗のパターン１０を撮像し、機器載置面３２ａ上で動かすことにより生じる画像の変位に基づいて移動量を検出する。【選択図】図３１
2012104020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド本体と光源とを備え、上記パッド本体は、撮像装置を備えた小型機器の操作平面となる機器載置面を上部に有し、上記光源から出た光によって上記機器載置面上に明暗のパターンを形成することを特徴とする光学式パッド。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体は、上記光源を内側に配置する筐体によって構成し、対向する天板及び底板と、その天板及び底板の縁同士をつなぐ側壁とを有し、上記天板は上記機器載置面となり、上記天板には、上記パッド本体内で反射する光を上記機器載置面から漏出する複数のドット孔を設け、上記パッド本体を上から見たときに上記各ドット孔の部分が明るく見え、上記機器載置面上に明暗のドットパターンを形成することを特徴とする光学式パッド。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体の内面全面には、光を反射する反射膜を設けることを特徴とする光学式パッド。
【請求項４】
請求項２に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体は、光を反射する材質で作ることを特徴とする光学式パッド。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１に記載の光学式パッドにおいて、上記光源には発光ダイオードを用いることを特徴とする光学式パッド。
【請求項６】
請求項１に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体は、透明な材質から作られ、端に上記光源を配置する導光板によって構成し、対向する上面及び下面と、その上面及び下面の縁同士をつなぐ端面とを有し、上記上面は上記機器載置面となり、上記端面の一部は上記光源から出た光の入射端面となり、上記下面には、上記機器載置面及び上記下面のそれぞれで反射を繰り返しながら上記パッド本体内を伝播する光を上記機器載置面へと反射させる複数の反射ドットを設け、上記パッド本体を上から見たときに上記機器載置面のうち、上記各反射ドットの部分が明るく見え、上記機器載置面上に明暗のドットパターンを形成することを特徴とする光学式パッド。
【請求項７】
請求項６に記載の光学式パッドにおいて、上記反射ドットは、上記パッド本体の端に配置する上記光源から見て千鳥状に配置することを特徴とする光学式パッド。
【請求項８】
請求項６に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体の入射端面以外の端面の一部又は全部に端面反射板を設けることを特徴とする光学式パッド。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか１に記載の光学式パッドにおいて、上記光源には発光ダイオードを用いることを特徴とする光学式パッド。
【請求項１０】
請求項６に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体の端面は、平行な２つの端面を含み、上記光源には発光ダイオードを用い、その光源は、上記平行な２つの端面がそれぞれ入射端面となるように上記パッド本体の両端に交互に配置することを特徴とする光学式パッド。
【請求項１１】
請求項６に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体の端面は、平行な２つの端面を含み、上記光源には発光ダイオードを用い、その光源は、上記平行な２つの端面のうち、一方の端面が入射端面となるように上記パッド本体の一端に配置し、かつ、上記光源から出た光の束の中心軸が上記入射端面に対して傾斜する斜め向きで配置し、他方の端面には端面反射板を設けることを特徴とする光学式パッド。
【請求項１２】
請求項６に記載の光学式パッドにおいて、上記パッド本体の端面は、コ字形の端面と、そのコ字形の端面の端同士をつなぐ９０度以上に開拡したくの字形の端面とを有し、光源には発光ダイオードを用い、上記くの字形の端面には、その頂点から一側の第１傾斜端面に密着する第１反射面と、上記コ字形の端面のうち、閉鎖端にある端面と平行するように上記頂点から他側の第２傾斜面とは離反して配置する第２反射面とを有するくの字形の反射板を設け、上記光源は、上記第２傾斜端面が入射端面となるようにその第２傾斜面と上記第２反射面との隙間に向けて光を出し、上記入射端面で屈折して上記パッド本体内に入る屈折光と、上記第１反射面で反射して上記屈折光と交差する方向で上記パッド本体内に入る反射光とを形成することを特徴とする光学式パッド。
【請求項１３】
請求項６に記載の光学式パッドにおいて、上記機器載置面には、複数のドット孔を有する遮光膜を設け、上記ドット孔は、上記パッド本体を上から見たときにそれぞれが上記反射ドットを少なくとも１個以上含むように配置することを特徴とする光学式パッド。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１に記載の光学式パッドにおいて、上記光源には赤外線領域の光を出す発光ダイオードを用いることを特徴とする光学式パッド。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１に記載の光学式パッドと、撮像装置を備えた小型機器とで構成し、上記撮像装置は、光学レンズと、撮像素子と、画像処理回路とを備え、上記光学式パッドの上記パッド本体の上記機器載置面上に形成する明暗のパターンの画像を上記光学レンズを通して上記撮像素子によって撮像し、撮像した画像を上記画像処理回路によって処理し、上記小型機器を上記機器載置面上で動かすことにより生じる画像の変位に基づいて上記小型機器の移動量を検出することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項１６】
請求項１４に記載の光学式パッドと、撮像装置を備えた小型機器とで構成し、上記撮像装置は、赤外線だけを通す赤外線フィルタと、光学レンズと、撮像素子と、画像処理回路とを備え、上記光学式パッドの上記パッド本体の上記機器載置面上に形成する明暗のパターンの画像を上記赤外線フィルタと光学レンズを通して上記撮像素子によって撮像し、撮像した画像を上記画像処理回路によって処理し、上記小型機器を上記機器載置面上で動かすことにより生じる画像の変位に基づいて上記小型機器の移動量を検出することを特徴とするポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置（デジタルカメラ機能）を備えた小型機器をポインティングデバイスとして利用するための光学式パッド及びそれを使用したポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末やパーソナルコンピュータの画面に表示されるカーソルを携帯端末の平面上での動きに合わせて移動させ、携帯端末をマウス（ポインティングデバイス）として利用することが提案されている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１記載の携帯端末では、光学センサと信号処理部を備え、制御部に信号処理部を介してセンサを接続する。センサは、デジタルカメラで使われているようなイメージセンサと呼ばれる素子であり、携帯端末の底面から見える操作平面（携帯端末が置かれた机等の表面）の画像を撮影し続ける。携帯端末が静止している場合、何度撮影しても同じ画像が撮影されるが、携帯端末が少しでも動けば、撮影される画像は直前に撮影したものとは、少しだけ「ずれた」画像となる。信号処理部は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）で構成され、センサからの検出信号を高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求める。これにより、携帯端末がどの程度移動したかを光学的に検出しようとするものである。
【０００４】
しかし、特許文献１記載の携帯端末では、センサ直下の操作平面を照らすような光源を備えていないので、操作平面上ではどこを撮像しても暗ばかりで明暗のない同じ画像が撮像されるだけで、携帯端末の移動を検出できず、マウスとしての機能を果たさない。
【０００５】
これに対し、特許文献２記載の携帯端末装置では、デジタルカメラ付き携帯電話に、撮像素子直下の操作平面も照らすことができる発光装置（光源）を備えることで、マウスとして利用できる携帯端末装置を実現している。
【０００６】
また、携帯端末とは別に、据え置き型の家庭用ゲーム装置において、ゲーム時にテレビジョン受像機の画面に表示されるキャラクタを、コントローラの動きを合わせて動かしたり、テレビジョン受像機の設定時や視聴時に画面に表示される複数の選択肢の中からある選択指をコントローラの動きで指し示したりする据え置き型の家庭用ゲーム装置が知られている（例えば特許文献３，４）。
【０００７】
特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置では、コントローラに、レンズ、撮像素子、画像処理回路を含む撮像装置を備え、撮像素子により被写体を撮像し続け、画像処理回路を使用して撮像素子からの検出信号を高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、コントローラの動きを光学的に検出する点は、特許文献２記載の携帯端末装置と同じである。異なるのは、特許文献２記載の携帯端末装置では、発光装置により撮像素子直下の操作平面を照らし、その操作平面からの反射光を撮像素子が検出するのに対し、特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置では、テレビジョン受像機の周辺にマーカと呼ばれる赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）（光源）を複数設置し、一方、コントローラは、撮像装置のレンズをテレビジョン受像機の画面に向けるようにユーザの片手に把持され、撮像装置は、レンズの直前に赤外線フィルタ（赤外線だけを通すフィルタ）を設けて、テレビジョン受像機から少し離れたところで撮像素子により赤外ＬＥＤから出た赤外線だけを直接検出する点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２４６６２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４５５９号公報
【特許文献３】特開２００８−１３２３３９号公報
【特許文献４】特開２００９−１８８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
携帯電話などの携帯端末をはじめとして、コンパクトデジタルカメラ、特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラは、身近に存在し、片手で保持できて操作もできる小型機器であり、しかも光学レンズ、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサなどの撮像素子（固体撮像素子）、ＤＳＰで構成される画像処理回路を含む撮像装置を備えている（但し、コントローラの撮像装置は、赤外線フィルタも含む。）。
【００１０】
このような撮像装置を備えた小型機器は、特許文献２記載の従来技術を採用し、既存構造を変える（操作平面を照らす光源を備える）ことで、マウスとして利用できる。しかし、特許文献２記載の従来技術は、それを既存構造で実現することについて考慮されていない。
【００１１】
また、撮像装置を備えた小型機器に操作平面を照らす光源を備えると、どのような操作平面（但し、ガラスなど反射の起こらない透明な材質のもの、鏡のように反射率の高い材質のものは、光が撮像装置に入らなくなるため除く。また平滑で変化の乏しい面は、どこを撮像しても同じような画像しか撮像できないため除く。さらに面発光装置の発光面も、どこを撮像しても明ばかりで明暗のない同じ画像しか撮像できないため除く。）上でもマウスとして使用できるため、撮像装置を備えた小型機器を傷付けやすい悪条件の操作平面上で使用させてしまうという問題もある。
【００１２】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、構造が簡単で安価なアクセサリとしての光学式パッドを使用することで、撮像装置を備えた小型機器の既存の製品を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることにある。即ち撮像装置を備えた小型機器の既存の製品を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることができるアクセサリとしての光学式パッド及びそれを使用したポインティングデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第１の発明は、パッド本体と光源とを備え、上記パッド本体は、撮像装置を備えた小型機器の操作平面となる機器載置面を上部に有し、上記光源から出た光によって上記機器載置面上に明暗のパターンを形成することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記パッド本体は、上記光源を内側に配置する筐体によって構成し、対向する天板及び底板と、その天板及び底板の縁同士をつなぐ側壁とを有し、上記天板は上記機器載置面となり、上記天板には、上記パッド本体内で反射する光を上記機器載置面から漏出する複数のドット孔を設け、上記パッド本体を上から見たときに上記各ドット孔の部分が明るく見え、上記機器載置面上に明暗のドットパターンを形成することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、上記パッド本体の内面全面には、光を反射する反射膜を設けることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００１６】
第４の発明は、第２の発明において、上記パッド本体は、光を反射する材質で作ることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００１７】
第５の発明は、第１〜４の何れか１の発明において、上記光源には発光ダイオードを用いることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００１８】
第６の発明は、第１の発明において、上記パッド本体は、透明な材質から作られ、端に上記光源を配置する導光板によって構成し、対向する上面及び下面と、その上面及び下面の縁同士をつなぐ端面とを有し、上記上面は上記機器載置面となり、上記端面の一部は上記光源から出た光の入射端面となり、上記下面には、上記機器載置面及び上記下面のそれぞれで反射を繰り返しながら上記パッド本体内を伝播する光を上記機器載置面へと反射させる複数の反射ドットを設け、上記パッド本体を上から見たときに上記機器載置面のうち、上記各反射ドットの部分が明るく見え、上記機器載置面上に明暗のドットパターンを形成することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、上記反射ドットは、上記パッド本体の端に配置する上記光源から見て千鳥状に配置することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２０】
第８の発明は、第６の発明において、上記パッド本体の入射端面以外の端面の一部又は全部に端面反射板を設けることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２１】
第９の発明は、第６〜８の何れか１の発明において、上記光源には発光ダイオードを用いることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２２】
第１０の発明は、第６の発明において、上記パッド本体の端面は、平行な２つの端面を含み、上記光源には発光ダイオードを用い、その光源は、上記平行な２つの端面がそれぞれ入射端面となるように上記パッド本体の両端に交互に配置することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２３】
第１１の発明は、第６の発明において、上記パッド本体の端面は、平行な２つの端面を含み、上記光源には発光ダイオードを用い、その光源は、上記平行な２つの端面のうち、一方の端面が入射端面となるように上記パッド本体の一端に配置し、かつ、上記光源から出た光の束の中心軸（光軸）が上記入射端面に対して傾斜する斜め向きで配置し、他方の端面には端面反射板を設けることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２４】
第１２の発明は、第６の発明において、上記パッド本体の端面は、コ字形の端面と、そのコ字形の端面の端同士をつなぐ９０度以上に開拡したくの字形の端面とを有し、光源には発光ダイオードを用い、上記くの字形の端面には、その頂点から一側の第１傾斜端面に密着する第１反射面と、上記コ字形の端面のうち、閉鎖端にある端面と平行するように上記頂点から他側の第２傾斜面とは離反して配置する第２反射面とを有するくの字形の反射板を設け、上記光源は、上記第２傾斜端面が入射端面となるようにその第２傾斜面と上記第２反射面との隙間に向けて光を出し、上記入射端面で屈折して上記パッド本体内に入る屈折光と、上記第１反射面で反射して上記屈折光と交差する方向で上記パッド本体内に入る反射光とを形成することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２５】
第１３の発明は、第６の発明において、上記機器載置面には、複数のドット孔を有する遮光膜を設け、上記ドット孔は、上記パッド本体を上から見たときにそれぞれが上記反射ドットを少なくとも１個以上含むように配置することを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２６】
第１４の発明は、第１〜１３の発明において、上記光源には赤外線領域の光を出す発光ダイオードを用いることを特徴とする光学式パッドを提供する。
【００２７】
第１５の発明は、第１〜１４の何れか１の発明の光学式パッドと、撮像装置を備えた小型機器とで構成し、上記撮像装置は、光学レンズと、撮像素子と、画像処理回路とを備え、上記光学式パッドの上記パッド本体の上記機器載置面上に形成する明暗のパターンの画像を上記光学レンズを通して上記撮像素子によって撮像し、撮像した画像を上記画像処理回路によって処理し、上記小型機器を上記機器載置面上で動かすことにより生じる画像の変位に基づいて上記小型機器の移動量を検出することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００２８】
第１６の発明は、第１４の発明の光学式パッドと、撮像装置を備えた小型機器とで構成し、上記撮像装置は、赤外線だけを通す赤外線フィルタと、光学レンズと、撮像素子と、画像処理回路とを備え、上記光学式パッドの上記パッド本体の上記機器載置面上に形成する明暗のパターンの画像を上記赤外線フィルタと光学レンズを通して上記撮像素子によって撮像し、撮像した画像を上記画像処理回路によって処理し、上記小型機器を上記機器載置面上で動かすことにより生じる画像の変位に基づいて上記小型機器の移動量を検出することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の発明に係る光学式パッドによれば、撮像装置を備えた小型機器をパッド本体の機器載置面上に載置することにより、小型機器は、機器載置面上に形成する明暗のパターンの画像を撮像装置によって撮像し、小型機器を機器載置面上で動かすことにより生じる画像の変位に基づいて小型機器の移動量を検出できるので、小型機器自体に光源を備える必要がなく、小型機器の既存の製品をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、小型機器は、パッド本体の機器載置面上でしか移動量を検出できないので、小型機器のポインティングデバイスとしての使用場所を限定させることができる。そして、光学式パッドは、構造が簡単で安価に得られるので、アクセサリとして取り扱うことができる。したがって、撮像装置を備えた小型機器の既存の製品を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させるアクセサリとしての光学式パッドを提供できる。
【００３０】
第２の発明に係る光学式パッドによれば、光源から出た光を撮像装置によって直接検出させるのとは異なり、光源から出てパッド本体内で反射する光を複数のドット孔から漏出させたドット状のパターン光（反射光）を検出させるので、ドット孔の１つ１つが光源の代わりとなり、被写体と撮像装置が至近距離であっても、撮像素子が電気的に飽和することがなく、撮像装置を備えた小型機器の既存の製品をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、冷陰極管のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードなどを光源として用いる場合でも、多くの光源を配備する必要がなく、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。また、個々のドット光に滲みなどなく、一部又は全部のドット光が繋がり潰れることもない鮮明なパターン光を形成できる。また、高精細なポインティングデバイスを実現するためドット孔をより精細化した場合でも、鮮明なパターン光を形成できる。
【００３１】
第３の発明に係る光学式パッドによれば、パッド本体の内面全面には、光を反射する反射膜を設けることで、パッド本体の側壁から抜ける光がなく、光の利用効率を上げることができる。
【００３２】
第４の発明に係る光学式パッドによれば、パッド本体は、光を反射する材質で作ることで、パッド本体の側壁から抜ける光がなく、光の利用効率を上げることができる。
【００３３】
第５の発明に係る光学式パッドによれば、光源には発光ダイオードを用いることで、光源の電源に高電圧電源を要しないので、小型・薄型化を図りやすく、消費電力も他の光源に比べて少なくなる。
【００３４】
第６の発明に係る光学式パッドによれば、光源から出た光を撮像装置によって直接検出させるのとは異なり、光源から出てパッド本体に入った光を複数の反射ドットにより機器載置面へと反射させたドット状のパターン光（反射光）を検出させるので、反射ドットの１つ１つが光源の代わりとなり、被写体と撮像装置が至近距離であっても、撮像素子が電気的に飽和することがなく、撮像装置を備えた小型機器の既存の製品をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、冷陰極管のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードなどを光源として用いる場合でも、多くの光源を配備する必要がなく、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。
【００３５】
第７の発明に係る光学式パッドによれば、反射ドットは、パッド本体の端に配置する光源から見て千鳥状に配置することで、パッド本体の下面の平滑性を侵さない印刷タイプの反射ドットとは異なり、パッド本体の下面に凹凸形状を付けたり下面を粗化する成形タイプの反射ドットを設ける場合でも、反射ドットにより光の進行を妨げるのを抑え、光の利用効率を上げることができる。また、機器載置面のうち、光源から遠い部位でパターン光の輝度が低下するのを緩和できる。
【００３６】
第８の発明に係る光学式パッドによれば、パッド本体の入射端面以外の端面の一部又は全部に端面反射板を設けることで、パッド本体の入射端面以外の端面から光が抜けるのを抑え、光の利用効率を上げることができる。また、機器載置面のうち、光源から遠い部位及び端の部位でパターン光の輝度が低下するのを緩和できる。なお、パッド本体の入射端面以外の端面から光が抜ける現象は、パッド本体の入射端面とは反対側の端面で起こりやすいので、そこに少なくとも端面反射板を設けることが好ましい。また、入射端面とは反対側の端面以外の端面で抜ける光もあるので、そこにも端面反射板を設けることが好ましい。さらに、パッド本体の下面に設けた反射ドットの部分から抜ける光もあるので、パッド本体の下面に反射板を設けることが好ましい。
【００３７】
第９の発明に係る光学式パッドによれば、光源には発光ダイオードを用いることで、光源の電源に高電圧電源を要しないので、小型・薄型化を図りやすく、消費電力も他の光源に比べて少なくなる。
【００３８】
第１０の発明に係る光学式パッドによれば、パッド本体の両端に光源を交互に配置することで、パッド本体の一方と他方の端に配置した光源が、それぞれ、反端側に配置した光源の相互間に向けて光を照射するので、パッド本体の一端にだけ光源を配置する場合と比べ、光源から出た光がパッド本体内で重なるのを抑え、光の利用効率を上げることができる。また、機器載置面のうち、パッド本体の入射端面の側の端部であって、光源の相互間の部位でパターン光の輝度が低下するのを緩和できる。
【００３９】
第１１の発明に係る光学式パッドによれば、光源の斜め配置と端面反射板とで、光源から出た光とその光が端面反射板で反射した反射光とが重なるのを抑え、光の利用効率を上げ、光源の使用個数を減らし、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。
【００４０】
第１２の発明に係る光学式パッドによれば、光源から出た光がパッド本体の入射端面で屈折してパッド本体内に入る屈折光と、反射板の第１反射面で反射して屈折光と交差する方向でパッド本体内に入る反射光とを形成することで、光の利用効率を上げ、光源の使用個数を減らし、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。
【００４１】
第１３の発明に係る光学式パッドによれば、パッド本体の反射ドットで反射した光を直接機器載置面から出すのとは異なり、その機器載置面に設けた遮光膜に有するドット孔を通して出すことで、個々のドット光に滲みなどなく、一部又は全部のドット光が繋がり潰れることもない鮮明なパターン光を形成できる。また、高精細なポインティングデバイスを実現するため反射ドットをより精細化した場合でも、鮮明なパターン光を形成できる。また、ドット孔の大きさや密度などが異なる遮光膜を用意することで、パッド本体を１種類に統一し、コストダウンを図ることができる。
【００４２】
第１４の発明に係る光学式パッドによれば、赤外線だけを検出する撮像装置を備えた小型機器の既存の製品を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることができるアクセサリとしての光学式パッドを提供できる。
【００４３】
第１５の発明に係るポインティングデバイスによれば、第１〜１４の何れか１の発明の光学式パッドを使用したポインティングデバイス、即ち光学式パッドと、その使用により使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用できるようになった撮像装置を備えた小型機器の既存の製品とで構成されるポインティングデバイスを提供できる。
【００４４】
第１６の発明に係るポインティングデバイスによれば、第１４の発明の光学式パッドを使用したポインティングデバイス、即ち光学式パッドと、その使用により使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用できるようになった撮像装置を備えた小型機器の既存の製品とで構成されるポインティングデバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１の全体構成を示す平面図
【図２】実施例１の全体構成を示す一部断面側面図
【図３】実施例１のパッド本体と光源の外観を示す図
【図４】実施例１のパッド本体内での光の伝播の様子を示す図
【図５】実施例１のパッド本体内での反射ドットによる光の反射の様子を示す図
【図６】実施例１のパッド本体を上から見たときの様子を示す図
【図７】実施例１の小型機器の構成を示す概略図
【図８】実施例１の小型機器のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図
【図９】実施例１の小型機器の移動前の撮像画像を示す図。
【図１０】実施例１の小型機器の移動後の撮像画像を示す図。
【図１１】実施例２の小型機器の構成を示す概略図
【図１２】実施例３の構成を示す図
【図１３】実施例４の構成を示す平面図
【図１４】実施例４の構成を示す断面側面図
【図１５】実施例５の比較例の構成を示す図
【図１６】実施例５の構成を示す図
【図１７】実施例６の構成を示す図
【図１８】実施例７の構成を示す図
【図１９】実施例８の構成を示す分解斜視図
【図２０】実施例８の構成を示す断面側面図
【図２１】実施例８のドット孔と反射ドットとの位置関係を示す図
【図２２】実施例９の構成を示す図
【図２３】実施例１０の構成を示す図
【図２４】実施例１１の構成を示す図
【図２５】実施例１２の構成を示す図
【図２６】実施例１３の構成を示す図
【図２７】実施例１４の構成を示す図
【図２８】実施例１５の構成を示す図
【図２９】実施例１６の構成を示す平面図
【図３０】実施例１６の構成を示す断面側面図
【図３１】実施例１７の全体構成を示す平面図
【図３２】実施例１７の全体構成を示す一部断面側面図
【図３３】実施例１７の光学式パッドの外観を示す図
【図３４】実施例１７のパッド本体内での光の反射とドット孔による反射光の漏出の様子を示す図
【図３５】実施例１７のパッド本体を上から見たときの様子を示す図
【図３６】実施例１７の小型機器の構成を示す概略図
【図３７】実施例１７の小型機器のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図
【図３８】実施例１７の小型機器の移動前の撮像画像を示す図
【図３９】実施例１７の小型機器の移動後の撮像画像を示す図
【図４０】実施例１８の小型機器の構成を示す概略図
【図４１】実施例１９の構成を示す平面図
【図４２】実施例１９の構成を示す断面側面図
【図４３】実施例２０の構成を示す図
【図４４】実施例２１の構成を示す平面図
【図４５】実施例２１の構成を示す断面側面図
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４７】
本発明の実施例１を図１〜１０を参照して説明する。図１は、実施例１の全体構成を示す平面図、図２は、実施例１の全体構成を示す一部断面側面図である。
【００４８】
図１，２において、１は、パッド本体２と光源３とを備える光学式パッド、１００は、撮像装置１０１を備えた小型機器であり、実施例１は、これら光学式パッド１と小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する。
【００４９】
実施例１では、図１，２に示すように、光学式パッド１には、ホルダ４が設けられる。
【００５０】
ホルダ４は、金属，合成樹脂，無機材料などから作られる。ホルダ４は、底板４ａと、底板４ａの側縁から直角に立ち上がる側壁（４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ）とを有する上面開放の浅い箱状に形成される。ホルダ４は、底板４ａ外面（外底面）と側壁（４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ）外面（外壁）によって、光学式パッド１の対向する上面及び下面と、上面及び下面の外側縁同士をつなぐ側面である端面のうち、下面と端面を形成する。
【００５１】
図３は、実施例１のパッド本体２と光源３の外観を示す図である。
【００５２】
実施例１では、図３に示すように、パッド本体２は、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などの透明材質（透明合成樹脂）から作られた射出成形品である導光板によって構成される。パッド本体２は、対向する上面２ａ及び下面２ｂと、上面２ａ及び下面２ｂの外側縁同士をつなぐ側面である端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）とを有し、下面２ｂには、複数の反射ドット２ｇが設けられる。
【００５３】
反射ドット２ｇは、パッド本体２の射出成形時に一体に成形される成形タイプのものでる。反射ドット２ｇは、全てが同じ大きさ、同じ凹形状に形成されて配置（配列）される。図は、ドーム型（半球又は半楕円球凹形状）の反射ドット２ｇを示すが、円錐、三角錐、四角錐などの錐型凹形状であってもよい。
【００５４】
実施例１では、図１，２に示すように、ホルダ４内にパッド本体２が組み込まれ、パッド本体２の上面２ａによって、光学式パッド１の上面の大部分が形成される。パッド本体２の上面２ａは、小型機器１００の操作平面としての機器載置面となる。
【００５５】
実施例１では、図３に示すように、光源３には、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられるとともに、それが複数使用される。発光ダイオードは、図では、砲弾型を示すが、チップ型であってもよい。
【００５６】
光源３は、その電源回路や駆動回路を構成するプリント回路基板５に等間隔で横一列に配置されて実装され、パッド本体２の一端（一側）に配置されて、図１，２に示すように、ホルダ４内に組み込まれる。パッド本体２の端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）のうち、光源３が配置されたパッド本体２の一端にある端面２ｃは、光源３から出た光Ａが入る入射端面となる。プリント回路基板５は、図では、リジット基板を示すが、フレキシブル基板であってもよい。
【００５７】
実施例１では、図１，２に示すように、光学式パッド１には、ホルダ４とパッド本体２との隙間で作られる開放上面を閉じる蓋６が設けられる。
【００５８】
蓋６は、金属，合成樹脂，無機材料などから板状に作られる。蓋６は、下面外側部がホルダ４の側壁（４ａ，４ｃ，４ｄ）により下から支えられて固定されて、上面がパッド本体２の機器載置面２ａと同一平面内に配置される。蓋６の上面によって、光学式パッド１の残りの上面を形成する。
【００５９】
実施例１では、図１，２に示すように、光学式パッド１には、先端に電源用コネクタ７を有する電源ケーブル８が設けられる。
【００６０】
電源ケーブル８は、その基部がホルダ４の光源収納空間に引き込まれて、基端がプリント回路基板５に接続される。
【００６１】
実施例１では、電源ケーブル８から供給されるＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）電源，家庭用電源，自動車のバッテリ電源など外部電源を使用して光源３を点灯する。
【００６２】
プリント回路基板５に直接電源用雌型コネクタを実装し、光学式パッド１の端面に別の電源ケーブルを接続する接続口（電源用雌型コネクタの相手コネクタとの接続口）を設けてもよい。また、ホルダ４にバッテリ収納空間を形成し、そこに収納する一次電池や二次電池など内蔵電源を使用して光源３を点灯してもよい。
【００６３】
実施例１の光学式パッド１の作用について図４〜６を参照して説明する。図４は、実施例１のパッド本体２内での光Ａの伝播の様子を示す図、図５は、実施例１のパッド本体２内での反射ドット２ｇによる光Ａの反射の様子を示す図、図６は、実施例１のパッド本体２を上から見たときの様子を示す図であり、（Ａ）は、光源点灯時の様子を示す説明図、（Ｂ）は、光源消灯時の実際の様子を示す図、（Ｃ）は、光源点灯時の実際の様子を示す図である。
【００６４】
実施例１の光学式パッド１は、パッド本体２と光源３とを備え、パッド本体２は、導光板であり、下面２ｂには、多数の反射ドット２ｇが設けられ、光源３には、赤外線領域の光Ａー1を出す発光ダイオードが用いられるとともに、それが複数使用され、光源３は、プリント回路基板５に実装されてパッド本体２の一端に等間隔で一列に配置される。
【００６５】
実施例１の光学式パッド１では、図６（Ｂ）に示すように、光源３の消灯時には、パッド本体２の機器載置面２ａ全体が暗要素となる。そして、図４に示すように、光源３を点灯すると、光源３は、赤外線領域の光Ａを出し、光源３から出た光Ａは、パッド本体２の入射端面２ｃからパッド本体２内に入り、パッド本体２は、パッド本体２の入射端面２ａからパッド本体２内に入った光Ａを、パッド本体２の機器載置面（上面）２ａと下面２ｂとの間で全反射を繰り返し行わせて、パッド本体２内の略全域に伝播させる。
【００６６】
実施例１の光学式パッド１では、また、図５に示すように、パッド本体２の入射端面２ａからパッド本体２内に入った光Ａは、パッド本体２の機器載置面２ａと下面２ｂとの間で全反射を繰り返してパッド本体２内を伝播していくうちに、パッド本体２の下面２ｂに設けられた多数の反射ドット２ｇに当たる。各反射ドット２ｇは、そこに当たった光Ａの進路を変えて、パッド本体２の機器載置面２ａへと反射させ、その反射光Ａ１をパッド本体２の機器載置面２ａから出す。
【００６７】
実施例１の光学式パッド１では、図６（Ａ）（Ｃ）に示すように、パッド本体２を上から見ると、機器載置面２ａのうち、各反射ドット２ｇの部分だけが明るく見えて明要素となる。これにより、パッド本体２の機器載置面２ａ上に、明暗のドットパターン１０が形成される。
【００６８】
実施例１の光学式パッド１では、パッド本体２の機器載置面２ａを面発光させないように、パッド本体２の下面２ｂに多数の反射ドット２ｇを設けることが重要である。これにより、パッド本体２の機器載置面２ａ上に、明暗のドットパターン１０を形成できる。
【００６９】
図７は、実施例１の小型機器１００の構成を示す概略図である。
【００７０】
実施例１では、図７に示すように、小型機器１００には、被写体Ｐを撮像する撮像装置（デジタルカメラ機能）１０１と、電源部１２０と、操作部１３０と、通信部１４０と、制御部１５０と、メモリ１６０と、これらを組み付けて小型機器１００を組み立てる機器筐体１７０とを備える。
【００７１】
実施例１では、図７に示すように、撮像装置１０１には、光学レンズ１０３と、撮像素子１０４と、アナログ−デジタル変換器（Ａ−Ｄ変換器）１０５と、画像処理回路１０６とを備える。
【００７２】
光学レンズ１０３は、被写体Ｐからの光を集光して、撮像素子１０４に被写体Ｐの像を結ぶ。
【００７３】
撮像素子１０４は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子であり、光学レンズ１０３により集光された被写体Ｐの像をアナログ電気信号に変換する。
【００７４】
Ａ−Ｄ変換器１０５は、制御部１５０からの画像データの読み取り命令を受けると、撮像素子１０４からのアナログ電気信号を取り込んでデジタル信号に変換し、画像データを生成する。
【００７５】
画像処理回路１０６は、ＤＳＰで構成され、メモリ１６０に書き込まれた画像処理のプログラムにしたがって、Ａ−Ｄ変換器１０５から供給された画像データに様々な処理を施す。なお、光学レンズ１０３、撮像素子１０４、Ａ−Ｄ変換器１０５、画像処理回路１０６は、１つのカメラモジュールとして小型機器１００に備えてもよい。
【００７６】
電源部１２０は、一時電池や二次電池など小型機器１００の内蔵電源と、内蔵電源又はＵＳＢ電源，家庭用電源，自動車のバッテリ電源など外部電源から供給される入力電力から小型機器１００の各部に必要な出力電力を生成する電源回路とで構成され、小型機器１００の各部に電力を供給する。なお、内蔵電源が二次電池の場合、電源部１２０には、充電回路が設けられる。
【００７７】
操作部１３０は、各種操作ボタンなどを設け、ユーザによる各種操作ボタンなどの操作に基づいて、各種操作信号を生成する。
【００７８】
通信部１４０は、小型機器１００と外部機器との間を有線又は無線で接続して、両機器間で信号（情報）の送受信を行う。通信部１４０は、有線通信を行う場合、ＵＳＢケーブルなどの通信ケーブルを接続するコネクタで構成され、無線通信を行う場合、アンテナを含む近距離無線通信回路、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を使用するブルートゥース（登録商標）などの無線モジュールで構成される。
【００７９】
制御部１５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）で構成され、全体の制御、ユーザインターフェースの制御、ハードウェアインタフェースの制御などを行う。
【００８０】
メモリ１６０は、プログラムを格納するフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ部と、撮像素子１０４から取り込んだ処理前の生の画像データを記憶したり、処理後の画像データなどを一時的に保存するＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセスメモリ）などの揮発性メモリ部とを備える。画像処理や、画像圧縮などのプログラムは、不揮発性メモリ部に書き込まれる。なお、制御部１５０、メモリ１６０、外部機器と通信部１４０を介して通信するための入出力部又は無線モジュールなどは、１つのマイコン（マイクロコントローラ）として小型機器１００に備えてもよい。
【００８１】
実施例１では、図７に示すように、撮像装置１０１には、赤外線フィルタ１０２を備えており、この赤外線フィルタ１０２は、赤外線のみを通すフィルタであり、光学レンズ１０３の入光側に配置される。したがって、実施例１の撮像装置１０１では、赤外線だけを検出して画像データを生成する。
【００８２】
実施例１では、小型機器１００には、図示しない加速度センサなどが備えられる。即ち実施例１の小型機器１００は、例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラである。
【００８３】
実施例１の小型機器１００は、赤外線フィルタ１０２、光学レンズ１０３、撮像素子１０４、画像処理回路１０６を含む撮像装置１０１を備え、実施例１の光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上に形成する明暗のドットパターン１０を被写体Ｐとして、撮像素子１０４により撮像し続け、画像処理回路１０６を使用して撮像素子１０４からの検出信号を高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動きを光学的に検出できる。
【００８４】
実施例１の小型機器１００の作用について図１，２及び図８〜１０を参照して説明する。図８は、実施例１の小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図、図９は、実施例１の小型機器１００の移動前の撮像画像を示す図、図１０は、実施例１の小型機器１００の移動後の撮像画像を示す図である。
【００８５】
実施例１は、パッド本体２と光源３とを備える光学式パッド１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する。
【００８６】
実施例１では、図１，２に示すように、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａに、撮像装置１０１への入光面が接触するように小型機器１００を載置し、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上で、小型機器１００を移動させる。
【００８７】
この際、光学式パッド１では、図８に示すように、パッド本体２の機器載置面２ａ上に、明暗のドットパターン１０を形成する。一方、小型機器１００では、撮像素子１０４により明暗のドットパターン１０を撮像し続け、撮像した画像をメモリ１６０の揮発性メモリ部に記憶し、この記憶した画像を画像処理回路１０６を使用して高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出し、ポインティングデバイス動作（光学式のマウス動作）を行う。そして、その検出結果を通信部１４０からパーソナルコンピュータに送信する。
【００８８】
撮像装置１０１では、小型機器１００が図８に示す位置に静止している場合、何度撮影しても図９に示すような同じ画像ｐが撮影されるが、小型機器１００が図８の矢印Ｘの方向に少しでも動けば、撮影される画像ｐａは直前に撮影した画像ｐｂとは、図１０に示すように少しだけ「ずれた」画像となる。画像処理回路１０６では、今撮影した画像ｐａと、直前に撮影した画像ｐｂとを比較して、それらに含まれる「同一部分」（図９、１０の斜線部分）ｐｃを見つけ出し、その大きさと位置を求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出する。
【００８９】
これにより、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部画面上に表示されるマウスポインタなどのカーソルを、小型機器１００の動きに合わせて移動させることができる。
【００９０】
光学式マウスにおける、いわゆる左クリックや右クリックなどのクリック操作は、小型機器１００の操作部１３０に設けられた操作ボタンのうち、特定の操作ボタンを左クリックボタンや右クリックボタンとして割り当てることにより行うことができる。
【００９１】
以上のように実施例１は、パッド本体２と光源３とを備え、パッド本体２は、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の操作平面となる機器載置面２ａを上部に有し、光源３から出た光Ａによって機器載置面２ａ上に明暗のパターン１０を形成する光学式パッド１を提供する。
【００９２】
実施例１の光学式パッド１によれば、撮像装置１０１を備えた小型機器１００をパッド本体２の機器載置面２ａ上に載置することにより、小型機器１００は、機器載置面２ａ上に形成する明暗のパターン１０の画像ｐを撮像装置１０１によって撮像し、小型機器１００を機器載置面２ａ上で動かすことにより生じる画像ｐｂ、ｐａの変位に基づいて小型機器１００の移動量を検出できるので、小型機器１００自体に光源３を備える必要がなく、小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、小型機器１００は、パッド本体２の機器載置面２ａ上でしか移動量を検出できないので、小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用場所を限定させることができる。そして、光学式パッド１は、構造が簡単で安価に得られるので、アクセサリとして取り扱うことができる。したがって、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させるアクセサリとしての光学式パッド１を提供できる。
【００９３】
また、実施例１では、パッド本体２は、透明な材質から作られ、端に光源３を配置する導光板によって構成し、対向する上面２ａ及び下面２ｂと、その上面２ａ及び下面２ｂの縁同士をつなぐ端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）とを有し、上面２ａは機器載置面となり、端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）の一部２ｃは光源３から出た光Ａの入射端面となり、下面２ｂには、機器載置面２ａ及び下面２ｂのそれぞれで反射を繰り返しながらパッド本体２内を伝播する光Ａを機器載置面２ａへと反射させる複数の反射ドット２ｇを設け、パッド本体２を上から見たときに機器載置面２ａのうち、各反射ドット２ｇの部分が明るく見え、機器載置面２ａ上に明暗のドットパターン１０を形成する光学式パッド１を提供する。
【００９４】
実施例１の光学式パッド１によれば、光源３から出た光Ａを撮像装置１０１によって直接検出させるのとは異なり、光源３から出てパッド本体２に入った光Ａを複数の反射ドット２ｇで機器載置面２ａへと反射させたドット状のパターン光（反射光）１０を検出させるので、反射ドット２ｇの１つ１つが光源３の代わりとなり、被写体Ｐと撮像装置１０１が至近距離であっても、撮像素子１０４が電気的に飽和することがなく、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、光源３として冷陰極管のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードなどを用いる場合でも、多くの光源３を配備する必要がなく、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。
【００９５】
また、実施例１では、光源３には発光ダイオードを用いる光学式パッド１を提供する。
【００９６】
実施例１の光学式パッド１によれば、光源３には発光ダイオードを用いることで、光源３の電源に高電圧電源を要しないので、小型・薄型化を図りやすく、消費電力も電球、陰極管、熱陰極蛍光灯などの他の光源に比べて少なくなる。
【００９７】
また、実施例１では、光源３には赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド１を提供する。
【００９８】
実施例１の光学式パッド１によれば、赤外線だけを検出する撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることができるアクセサリとしての光学式パッド１を提供できる。
【００９９】
さらに、実施例１では、光学式パッド１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とで構成し、撮像装置１０１は、赤外線だけを通す赤外線フィルタ１０２と、光学レンズ１０３と、撮像素子１０４と、画像処理回路１０６とを備え、小型機器１００は、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上に形成する明暗のパターン１０の画像ｐを赤外線フィルタ１０２と光学レンズ１０３を通して撮像素子１０４によって撮像し、撮像した画像ｐを画像処理回路１０６によって処理し、小型機器１００を機器載置面２ａ上で動かすことにより生じる画像ｐｂ、ｐａの変位に基づいて小型機器１００の移動量を検出するポインティングデバイスを提供する。
【０１００】
実施例１のポインティングデバイスによれば、光源３には赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド１を使用したポインティングデバイス、即ち光源３には赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド１と、その使用により使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用できるようになった撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）とで構成されるポインティングデバイスを提供できる。
【実施例２】
【０１０１】
本発明の実施例２を説明する。図１１は、実施例２の小型機器１００の構成を示す概略図である。
【０１０２】
実施例２は、光学式パッド１と小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する点は実施例１と同じである。異なるのは、光学式パッド１の光源３には、実施例１では、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられるのに対し、実施例２では、赤色、橙色、黄色、緑色、白色、青色などの可視光域の光Ａを出す発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる点と、小型機器１００の撮像装置１０１には、実施例１では、赤外線フィルタ１０２が備えられるのに対し、実施例２では、赤外線フィルタ１０２が備えられていない点である。
【０１０３】
実施例２の全体構成を示す平面図は、実施例１の全体構成を示す平面図と同じになるため、省略する。これと同様に、実施例２の全体構成を示す一部断面側面図は、実施例１の全体構成を示す一部断面側面図と、実施例２のパッド本体２と光源３の外観を示す図は、実施例１のパッド本体２と光源３の外観を示す図と、実施例２のパッド本体２内での光の伝播の様子を示す図は、実施例１のパッド本体２内での光Ａの伝播の様子を示す図と、実施例２のパッド本体２内での反射ドット２ｇによる光Ａの反射の様子を示す図は、実施例１のパッド本体２内での反射ドット２ｇによる光Ａの反射の様子を示す図と、実施例２のパッド本体２を上から見たときの様子を示す図は、実施例１のパッド本体２を上から見たときの様子を示す図と、実施例２の小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図は、実施例１の小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図と、実施例２の小型機器１００の移動前の撮像画像を示す図は、実施例１の小型機器１００の移動前の撮像画像を示す図と、実施例２の小型機器１００の移動後の撮像画像を示す図は、実施例１の小型機器１００の移動後の撮像画像を示す図と、それぞれ、同じになるため、省略する。
【０１０４】
実施例２の光学式パッド１は、構成において、光源３に、可視光域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられる点以外は、実施例１と同じであり、作用において、光源３を点灯すると、光源３は、可視光域の光Ａを出す点以外は、実施例１と同じである。
【０１０５】
実施例２の小型機器１００は、図１１に示すように、撮像装置１０１の構成において、赤外線フィルタ１０２が備えられていない点は、実施例１と同じである。したがって、実施例２の撮像装置１０１では、可視光域の光Ａを検出して画像データを生成する。
【０１０６】
実施例２では、小型機器１００には、図示しないシャッターと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部（ファインダー）と、メモリカードコネクタなどが備えられる。又は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部と、電話機能部と、メモリカードコネクタなどが備えられる。即ち実施例２の小型機器１００は、前者の場合、コンパクトデジタルカメラであり、後者の場合、携帯電話やスマートホンなどの携帯端末である。
【０１０７】
したがって、実施例２の小型機器１００は、光学レンズ１０３、撮像素子１０４、画像処理回路１０６を含む撮像装置１０１を備え、実施例２の光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上に形成する明暗のドットパターン１０を被写体Ｐとして、撮像素子１０４により撮像し続け、画像処理回路１０６を使用して撮像素子１０４からの検出信号を高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動きを光学的に検出できる。
【０１０８】
このようなポインティングデバイス動作（光学式のマウス動作）用の画像処理のプログラムは、メモリ１６０の不揮発性メモリ部に記憶させて置くことができる。
【０１０９】
実施例２では、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａに、撮像装置１０１への入光面が接触するように小型機器１００を載置し、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上で、小型機器１００を移動させる。
【０１１０】
この際、光学式パッド１では、パッド本体２の機器載置面２ａ上に、明暗のドットパターン１０を形成する。一方、小型機器１００では、撮像素子１０４により明暗のドットパターン１０を撮像し続け、撮像した画像をメモリ１６０の揮発性メモリ部に記憶し、この記憶した画像を画像処理回路１０６を使用して高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出し、ポインティングデバイス動作（光学式のマウス動作）を行う。そして、その検出結果を通信部１４０からパーソナルコンピュータに送信する。
【０１１１】
小型機器１００がコンパクトデジタルカメラの場合、通信部１４０は、一般に、ＵＳＢケーブルなどの通信ケーブルを接続するコネクタを備え、有線通信により検出結果をパーソナルコンピュータに送信できる。小型機器１００が携帯端末の場合、通信部１４０は、少なくともＵＳＢケーブルなどの通信ケーブルを接続するコネクタを備え、有線により検出結果をパーソナルコンピュータに送信できる。この他、アンテナを含む近距離無線通信回路、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を使用するブルートゥース（登録商標）などの無線モジュールを備える場合があり、この場合、無線通信でも検出結果をパーソナルコンピュータに送信できる。
【０１１２】
撮像装置１０１では、小型機器１００が静止している場合、何度撮影しても同じ画像ｐが撮影されるが、小型機器１００が少しでも動けば、撮影される画像ｐａは直前に撮影した画像ｐｂとは、少しだけ「ずれた」画像となる。画像処理回路１０６では、今撮影した画像ｐａと、直前に撮影した画像ｐｂとを比較して、それらに含まれる「同一部分」ｐｃを見つけ出し、その大きさと位置を求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出する。
【０１１３】
これにより、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部画面上に表示されるマウスポインタなどのカーソルを、小型機器１００の動きに合わせて移動させることができる。
【０１１４】
光学式マウスにおける、いわゆる左クリックや右クリックなどのクリック操作は、小型機器１００の操作部１３０に設けられた操作ボタンのうち、特定の操作ボタンを左クリックボタンや右クリックボタンとして割り当てることにより行うことができる。
【０１１５】
以上のように実施例２は、実施例１における、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いた光源３に代えて、可視光域の光Ａを出す発光ダイオードを用いた光源３を備える光学式パッド１を提供する。即ち光源３には可視光域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられる光学式パッド１を提供する。
【０１１６】
実施例２の光学式パッド１によれば、可視光を検出する撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（コンパクトデジタルカメラや携帯端末）を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることができるアクセサリとしての光学式パッド１を提供できる。
【０１１７】
実施例２は、光学式パッド１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とで構成し、撮像装置１０１は、光学レンズ１０３と、撮像素子１０４と、画像処理回路１０６とを備え、小型機器１００は、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上に形成する明暗のパターン１０の画像ｐを光学レンズ１０３を通して撮像素子１０４によって撮像し、撮像した画像ｐｂ、ｐａを画像処理回路１０６によって処理し、小型機器１００を機器載置面２ａ上で動かすことにより生じる画像ｐｂ、ｐａの変位に基づいて小型機器１００の移動量を検出するポインティングデバイスを提供する。
【０１１８】
実施例２のポインティングデバイスによれば、光源３には可視光域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド１を使用したポインティングデバイス、即ち光源３には可視光域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド１と、その使用により使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用できるようになった撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（コンパクトデジタルカメラや携帯端末）とで構成されるポインティングデバイスを提供できる。
【実施例３】
【０１１９】
本発明の実施例３を図１２を参照して説明する。図１２は、実施例３の構成を示す図である。
【０１２０】
実施例３では、実施例１，２において、図１２に示すように、反射ドット２ｇは、パッド本体２の端に配置する光源３から見て千鳥状に配置（配列）される。
【０１２１】
具体的には、光源３を配置する側にあるパッド本体２の外側縁の延伸方向を横（行）方向とし、その横方向と直角なパッド本体２の外側縁の延伸方向であって、光源３から出た光Ａがパッド本体２内へ入る方向を縦（列）方向とするとき、反射ドット２ｇの配置パターンのうち、格子配置では、縦方向に間隔一定な複数本の横線（平行線）と横方向に間隔一定な複数本の縦線（平行線）からなる格子線の各交点に各反射ドット２ｇが配置されるのに対し、千鳥配置では、格子配置において、横方向に一定ピッチ間隔で配置されて各行ｍを構成する複数の反射ドット２ｇが、縦方向に隣接する２行ｍの間で、横方向に半ピッチずつずれされて配置される。
【０１２２】
反射ドット２ｇの配置パターンは、実施例１，２でも千鳥配置であるが、実施例１，２では、格子配置であってもよい。
【０１２３】
以上のように実施例３は、実施例１，２において、反射ドット２ｇは、パッド本体２の端に配置する光源３から見て千鳥状に配置する光学式パッド１を提供する。
【０１２４】
実施例３の光学式パッド１によれば、反射ドット２ｇは、パッド本体２の端に配置する光源３から見て千鳥状に配置することで、パッド本体２の下面２ｂの平滑性を侵さない印刷タイプの反射ドット（図２４に示す実施例１１の反射ドット２ｇ-3参照）とは異なり、パッド本体２の下面２ｂに凹凸形状を付けたり下面２ｂを粗化する成形タイプの反射ドット２ｇ（その他、図２２に示す実施例９の反射ドット２ｇ-1、図２２に示す実施例１０の反射ドット２ｇ-3参照）を設ける場合でも、反射ドット２ｇにより光Ａの進行を妨げるのを抑え、光Ａの利用効率を上げることができる。また、機器載置面２ａのうち、光源３から遠い部位でパターン光１０の輝度が低下するのを緩和できる。
【実施例４】
【０１２５】
本発明の実施例４を図１３，１４を参照して説明する。図１３は、実施例４の構成を示す平面図、図４は、実施例４の構成を示す断面側面図である。
【０１２６】
実施例４では、実施例１〜３において、図１３，１４に示すように、パッド本体３の端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）のうち、入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）から光Ａが抜けるのを抑えるため、パッド本体２の入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の一部又は全部には、光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質から作られた端面反射板１１が設けられる。
【０１２７】
パッド本体３の入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）から光Ａが抜ける現象は、パッド本体３の入射端面２ｃとは反対側の端面２ｄで起こりやすいので、パッド本体２の入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の一部に端面反射板１１を設ける場合、少なくともパッド本体３の入射端面２ｃとは反対側の端面２ｄに端面反射板１１を設ける。
【０１２８】
入射端面２ｃとは反対側の端面２ｄ以外の端面（２ｅ，２ｆ）で抜ける光もあるので、実施例４では、図１３，１４に示すように、入射端面２ｃとは反対側の端面２ｄ以外の端面（２ｅ，２ｆ）にも端面反射板１１を設けてある。即ちパッド本体３の入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の全部に端面反射板１１を設けてある。
【０１２９】
パッド本体２の下面２ｂに設けた反射ドット２ｇの部分から抜ける光もあるので、実施例４では、パッド本体２の下面２ｂに、端面反射板１１と同じように光Ａを反射する材質から作られた反射板１２を設けてある。
【０１３０】
以上のように実施例４は、実施例１〜３において、パッド本体２の入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の一部２ｄ又は全部（２ｄ，２ｅ，２ｆ）に端面反射板１１を設ける光学式パッド１を提供する。
【０１３１】
実施例４の光学式パッド１によれば、パッド本体２の入射端面２ｃ以外の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）から光Ａが抜けるのを抑え、光Ａの利用効率を上げることができる。また、機器載置面２ａのうち、光源３から遠い部位及び端の部位でパターン光１０の輝度が低下するのを緩和できる。
【０１３２】
実施例１〜３の光学式パッド１には、ホルダ４が設けられるので、このホルダ４を光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質から作ることで、ホルダ４の側壁（４ｃ，４ｄ，４ｅ）を端面反射板１１として機能させ、ホルダ４の底板４ａを反射板１２として機能させるようにしてもよい。この場合、光Ａの反射率を上げるため、ホルダ４の内面は鏡面に仕上げることが好ましい。
【実施例５】
【０１３３】
本発明の実施例５を図１５，１６を参照して説明する。図１５は、実施例５の比較例としての実施例１〜３の構成を示す図、図１６は、実施例５の構成を示す図である。
【０１３４】
実施例５の比較例としての実施例１〜３では、図１５に示すように、パッド本体２は、矩形の導光板によって構成されており、２組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）（２ｅ，２ｆ）を含み、光源３には、冷陰極管（図２９，３０に示す実施例１６の光源３'参照）のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードが用いられるとともに、それが複数使用され、その光源３は、１組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）のうち、１つの端面２ｃが入射端面となるようにパッド本体２の一端に配置される。このため、パッド本体３の入射端面２ｃとは反対側の端部では、光源３から出た光Ａがパッド本体２内で重なる重複照射部１３が作られる。一方、パッド本体３の入射端面２ｃの側の端部であって、光源３の相互間の部位に、光源３から出た光Ａが当たらない非照射部１４が作られる場合がある。
【０１３５】
実施例５では、図１６に示すように、パッド本体２は、矩形の導光板によって構成されており、２組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）（２ｅ，２ｆ）を含み、光源３には、冷陰極管のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードが用いられるとともに、それが複数使用される点は、図１５に示す比較例としての実施例１〜３と同じである。異なるのは、光源３は、図１５に示す比較例としての実施例１〜３では、１組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）のうち、１つの端面２ｃが入射端面となるようにパッド本体２の一端に配置されるのに対し、実施例５では、図１６に示すように、１組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）がそれぞれ入射端面となるようにパッド本体２の両端に配置され、しかもパッド本体２の一方と他方の端に配置した光源３が、それぞれ、反端側に配置した光源３の相互間に向けて光Ａを照射するように交互に配置される。このため、光源３から出た光Ａがパッド本体２内で重なる重複照射部１３の面積が少なくなる。一方、パッド本体３の入射端面２ｃの側の端部であって、光源３の相互間の部位に、光源３から出た光Ａが当たらない非照射部１４が作られるのを回避できる。
【０１３６】
以上のように実施例５は、実施例１〜３における、光源３の片側配置から両側配置に代えた光学式パッド１を提供する。具体的には、パッド本体２の端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）は、２組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）（２ｅ，２ｆ）含み、光源３には発光ダイオードを用い、その光源３は、１組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）がそれぞれ入射端面となるようにパッド本体２の両端に交互に配置する光学式パッド１を提供する。
【０１３７】
実施例５の光学式パッド１によれば、パッド本体２の両端に光源３を交互に配置することで、パッド本体２の一方と他方の端に配置した光源３が、それぞれ、反端側に配置した光源３の相互間に向けて光Ａを照射するので、パッド本体２の一端にだけ光源３を配置（片側配置）する場合と比べ、光源３から出た光Ａがパッド本体２内で重なるのを抑え、光Ａの利用効率を上げることができる。また、機器載置面２ａのうち、パッド本体２の入射端面（２ｃ，２ｄ）の側の端部であって、光源３の相互間の部位でパターン光１０の輝度が低下するのを緩和できる。
【実施例６】
【０１３８】
本発明の実施例６を図１７を参照して説明する。図１７は、実施例６の構成を示す図である。
【０１３９】
実施例６では、図１７に示すように、パッド本体２は、矩形の導光板によって構成されており、２組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）（２ｅ，２ｆ）を含み、光源３には、冷陰極管（図２９，３０に示す実施例１６の光源３'参照）のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードが用いられ、光源３は、１組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）のうち、１つの端面２ｃが入射端面となるようにパッド本体２の一端に配置される点は、実施例１〜３と同じである。異なるのは、光源３は、実施例１〜３では、光源３から出た光３の束の中心軸（光軸）が入射端面２ｃに対して直角になる向きで配置される（図１５参照）のに対し、実施例６では、図１７に示すように、光源３から出た光３の束の中心軸（光軸）が入射端面２ｃに対して傾斜する斜め向きで配置される点と、他方の端面（パッド本体３の入射端面２ｃとは反対側の端面）２ｄには、光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質から作られた端面反射板１５が設けられる点である。
【０１４０】
実施例６では、光源３として使用する発光ダイオードの数は１個であるが、複数個を等間隔に並べて使用してもよい。
【０１４１】
以上のように実施例６は、実施例１〜３における、パッド本体２の入射端面２ｃに対する光源３の正対配置から斜め配置に代えるとともに、端面反射板１５を設けた光学式パッド１を提供する。即ちパッド本体２の端面（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）は、２組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）（２ｅ，２ｆ）を含み、光源３には発光ダイオードを用い、その光源３は、１組の平行な２つの端面（２ｃ，２ｄ）のうち、一方の端面２ｃが入射端面となるようにパッド本体２の一端に配置し、かつ、光源３から出た光の束の中心軸（光軸）が入射端面２ｃに対して傾斜する斜め向きで配置し、他方の端面２ｄには端面反射板１５を設ける光学式パッド１を提供する。
【０１４２】
実施例６の光学式パッド１によれば、光源３の斜め配置と端面反射板１５とで、光源３から出た光Ａとその光Ａが端面反射板１５で反射した反射光１６とが重なるのを抑え、光の利用効率を上げ、光源３から出た光Ａが当たらない非照射部が作られるのを回避しながら光源３の使用個数を減らし、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。
【０１４３】
実施例１〜３の光学式パッド１には、ホルダ４が設けられるので、ホルダ４を光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質から作ることで、ホルダ４の側壁（４ｃ，４ｄ，４ｅ）のうち、パッド本体３の入射端面２ｃとは反対側の端面２ｄに沿う側壁４ｃを端面反射板１５として機能させるようにしてもよい。この場合、光Ａの反射率を上げるため、少なくとも端面反射板１５としての側壁４ｃの内面は鏡面に仕上げることが好ましい。
【実施例７】
【０１４４】
本発明の実施例７を図１８を参照して説明する。図１８は、実施例７の構成を示す図であり、（Ａ）は、光源３から出た光Ａの屈折光２０と反射光２１とがパッド本体２を照らす様子を示す図、（Ｂ）は、光源３から出た光Ａの屈折光２０がパッド本体２を照らす様子を示す図、（Ｃ）は、光源３から出た光Ａの反射光２１がパッド本体２を照らす様子を示す図である。
【０１４５】
実施例７では、図１８に示すように、パッド本体２の端面（２ｃ'，２ｄ，２ｅ，２ｆ）は、コ字形の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）と、そのコ字形の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の端同士をつなぐ９０度以上に開拡したくの字形の端面２ｃ'とを有し、光源３には発光ダイオードが用いられるとともに、それが１個使用され、くの字形の端面２ｃ'には、その頂点２ｃ'-1から一側の第１傾斜端面２ｃ'-2に密着する第１反射面１８ａと、コ字形の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）のうち、閉鎖端にある端面２ｄと平行するように頂点２ｃ'-1から他側の第２傾斜面２ｃ'-3とは離反して配置する第２反射面１８ｂとを有するくの字形の反射板１８が設けられ、その反射板１８は、光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質から作られ、光源３は、第２傾斜端面２ｃ'-3が入射端面となるようにその第２傾斜面２ｃ'-3と第２反射面１８ｂとの隙間１９に向けて光Ａを出すように配置される。
【０１４６】
実施例７では、光源３から出た光Ａは、パッド本体２の入射端面２ｃ'-3で屈折してパッド本体２内に入る屈折光２０と、反射板１８の第１反射面１８ａで反射して屈折光２０と交差する方向でパッド本体２内に入る反射光２１とを形成する。
【０１４７】
以上のように実施例７は、実施例１〜３における、パッド本体２の入射端面２ｃの形状をくの字形に代えるとともに、パッド本体２のくの字形の入射端面２ｃ'にくの字形の反射板１８を設けた光学式パッド１を提供する。即ちパッド本体２の端面（２ｃ'，２ｄ，２ｅ，２ｆ）は、コ字形の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）と、そのコ字形の端面（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の端同士をつなぐ９０度以上に開拡したくの字形の端面２ｃ'とを有し、光源３には発光ダイオードを用い、くの字形の端面２ｃ'には、その頂点２ｃ'-1から一側の第１傾斜端面２ｃ'-2に密着する第１反射面１８ａと、コ字形の端面２ｃ'の閉鎖端にある端面２ｄと平行するように頂点２ｃ'-1から他側の第２傾斜面２ｃ'-3とは離反して配置する第２反射面１８ｂとを有するくの字形の反射板１８を設け、光源３は、第２傾斜端面２ｃ'-3が入射端面となるようにその第２傾斜面２ｃ'-3と第２反射面１８ｂとの隙間１９に向けて光Ａを出し、入射端面２ｃ'-3で屈折してパッド本体２内に入る屈折光２０と、第１反射面１８ａで反射して屈折光２０と交差する方向でパッド本体２内に入る反射光２１とを形成する光学式パッド１を提供する。
【０１４８】
実施例７の光学式パッド１によれば、光源３から出た光Ａがパッド本体２の入射端面２ｃ'-3で屈折してパッド本体２内に入る屈折光２０と、反射板１８の第１反射面１８ａで反射して屈折光２０と交差する方向でパッド本体２内に入る反射光２１とを形成することで、光の利用効率を上げ、光源３の使用個数を減らし、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。
【０１４９】
実施例１〜３の光学式パッド１には、ホルダ４が設けられるので、ホルダ４を光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質から作ることで、ホルダ４の側壁（４ｃ，４ｄ，４ｅ）のうち、パッド本体３の入射端面２ｃの側の側壁４ｂを反射板１８として機能させるようにしてもよい。この場合、光Ａの反射率を上げるため、少なくとも反射板１８としての側壁４ｂの内面は鏡面に仕上げることが好ましい。
【実施例８】
【０１５０】
本発明の実施例８を図１９〜２１を参照して説明する。図１９は、実施例８の構成を示す分解斜視図、図２０は、実施例８の構成を示す断面側面図である。
【０１５１】
実施例８では、実施例１〜３において、図１９に示すように、パッド本体２には、複数のドット孔２２ａを有する遮光膜２２と、保護板２３とが設けられる。
【０１５２】
遮光膜２２は、不透明材質（金属，合成樹脂，無機材料）のシート材、透明材質（合成樹脂，無機材料など）のシート基材の表面に不透明材質の遮光層を形成したシート、金属，合成樹脂，無機材料などからなる黒色の不透明シート材、合成樹脂，無機材料などからなる透明シート基材の表面に金属，合成樹脂，無機材料などからなる黒色の不透明遮光層を形成したシート材、液晶ディスプレイなどで使用されるブッラクマスク材など、遮光性を有するシート材から作られる。
【０１５３】
保護板２３は、透明材質（ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂，無機材料など）のシート材から作られる。
【０１５４】
実施例８では、図２０に示すように、遮光膜２２は、パッド本体２の機器載置面２ａ上に接着剤を介して貼り付けられ、その遮光膜２２上に接着剤を介して保護板２３が張り付けれて、遮光膜２２が、パッド本体２の機器載置面２ａと保護板２３の下面とで挟まれる。パッド本体２の下面２ｂに設けられた反射ドット２ｇにより機器載置面２ａへと反射させた反射光Ａ１を遮光膜２２の各ドット孔２２ａだけを通して出す。
【０１５５】
パッド本体２の機器載置面２ａと保護板２３との間に複数のドット孔２２ａを有する遮光膜２２を設ける手段として、ドット孔２２ａを有する遮光膜２２は、パッド本体２の機器載置面２ａ又は保護板２３の下面に印刷により形成してもよい。
【０１５６】
図２１は、実施例８のドット孔２２ａと反射ドット２ｇとの位置関係を示す図である。
【０１５７】
実施例８では、図２１に示すように、ドット孔２２ａは、パッド本体２を上から見たときにそれぞれが反射ドット２ｇを同心で１個含むように、反射ドット２ｇと同形、同数、同パターンで配置される。即ちドット孔２２ａは、反射ドット２ｇと１対１の位置関係になるように配置（配列）される。その他、ドット孔２２ａは、パッド本体２を上から見たときにそれぞれが反射ドット２ｇを複数個ずつ含むような形状、個数、配置であってもよい。
【０１５８】
以上のように実施例８は、実施例１〜３において、機器載置面２ａには、複数のドット孔２２ａを有する遮光膜２２を設け、ドット孔２２ａは、パッド本体２を上から見たときにそれぞれが反射ドット２ｇを少なくとも１個以上含むように配置する光学式パッド１を提供する。
【０１５９】
実施例８の光学式パッド１によれば、パッド本体２の反射ドット２ｇで反射した反射光Ａ１を直接機器載置面２ａから出すのとは異なり、その機器載置面２ａに設けた遮光膜２２に有するドット孔２２ａを通して出すことで、個々のドット光Ａ１に滲みなどなく、一部又は全部のドット光Ａ１が繋がり潰れることもない鮮明なパターン光１０を形成できる。また、高精細なポインティングデバイスを実現するため反射ドット２ｇをより精細化した場合でも、鮮明なパターン光１０を形成できる。また、ドット孔２２ａの大きさや密度などが異なる遮光膜２２を用意することで、パッド本体２を１種類に統一し、コストダウンを図ることができる。
【実施例９】
【０１６０】
本発明の実施例９を図２２を参照して説明する。図２２は、実施例９の構成を示す図である。
【０１６１】
実施例９は、実施例１〜８の凹形状の反射ドット２ｇに代えて、図２２に示すように、凸形状の反射ドット２ｇ-1を設けたものである。図は、円錐、三角錐、四角錐などの錐型凸形状の反射ドット２ｇ-1を示すが、ドーム型（半球又は半楕円球凹形状）であってもよい。この反射ドット２ｇ-1も、パッド本体２の射出成形時に一体に成形される成形タイプのものでる。
【実施例１０】
【０１６２】
本発明の実施例１０を図２３を参照して説明する。図２３は、実施例１０の構成を示す図である。
【０１６３】
実施例１０は、実施例１〜８の凹形状の反射ドット２ｇに代えて、図２３に示すように、パッド本体２の下面２ｂを粗面化するシボによる円形や多角形の反射ドット２ｇ-2を設けたものである。この反射ドット２ｇ-2も、パッド本体２の射出成形時に一体に成形される成形タイプのものでる。
【実施例１１】
【０１６４】
本発明の実施例１１を図２４を参照して説明する。図２４は、実施例１１の構成を示す図である。
【０１６５】
実施例１１は、実施例１〜８の成形タイプの反射ドット２ｇに代えて、図２４に示すように、印刷タイプの反射ドット２ｇ-3を設けたものである。この反射ドット２ｇ-3は、パッド本体２の下面２ｂに反射材（例えばチタン白や沈降性硫酸バリウムなどの光学的に吸収がなく反射率の高い顔料とアクリル系バインダーを練り合わせたものなど）を印刷により塗布することで形成される。塗布形状（反射ドット２ｇ-3の形状）は、円形や多角形である。
【実施例１２】
【０１６６】
本発明の実施例１２を図２５を参照して説明する。図２５は、実施例１２の構成を示す図である。
【０１６７】
実施例１２は、図２５に示すように、実施例１〜８の凹形状の反射ドット２ｇの凹表面に、発光層２４を設けたものである。この発光層２４は、実施例１〜８の反射ドット２ｇの凹表面に、光Ａが当たると発光する蛍光塗料などの発光材料を塗布することにより形成される。
【実施例１３】
【０１６８】
本発明の実施例１３を図２６を参照して説明する。図２６は、実施例１３の構成を示す図である。
【０１６９】
実施例１３は、図２６に示すように、実施例１〜１２のパッド本体２と光源３との間に、特定の波長域の光だけを通すフィルタ２５を設けたものである。このフィルタ２５は、パッド本体２の入射端面２ｃ、２ｄに貼着されて、パッド本体２と光源３との間に配置され、光源３から出た光Ａのうち、フィルタ２５を透過した特定の波長域の光ａだけをパッド本体２の入射端面２ｃ，２ｄからパッド本体２内に入れる。
【実施例１４】
【０１７０】
本発明の実施例１４を図２７を参照して説明する。図２７は、実施例１４の構成を示す図である。
【０１７１】
実施例１４は、図２７に示すように、実施例１〜１３のパッド本体２の入射端面２ｃ，２ｄにおける光源３と対向する位置に、ドーム型（半球又は半楕円球）の凹部２６を設けたものである。この凹部２６は、凹レンズとして機能し、光源３から出た光Ａを拡散（発散）させてパッド本体２内に入れる。
【実施例１５】
【０１７２】
本発明の実施例１５を図２８を参照して説明する。図２８は、実施例１５の構成を示す図である。
【０１７３】
実施例１５は、図２８に示すように、実施例１〜１３のパッド本体２と光源３との間に、拡散フィルタ２５を設けたものである。この拡散フィルタ２５は、パッド本体２の入射端面２ｃ、２ｄに貼着されて、パッド本体２と光源３との間に配置され、光源３から出た光Ａ（赤外線又は可視光線）を拡散（発散）させてパッド本体２内に入れる。拡散フィルタ２５は、パッド本体２の入射端面２ｃ、２ｄの全面に貼着しても、光源３と対向する位置に部分的に貼着してもよい。
【実施例１６】
【０１７４】
本発明の実施例１６を図２９、３０を参照して説明する。図２９は、実施例１６の構成を示す平面図、図３０は、実施例１６の構成を示す断面側面図である。
【０１７５】
実施例１６は、実施例１〜１５の点発光の光源（点光源）３に代えて、図２９、３０に示すように、直管冷陰極管や直管蛍光灯などの線状発光の光源３'を用いたものである。この光源３'は、Ｕ字形に曲げられた反射シートである光源カバー２８によって覆われ、光源３'から出た光Ａ'は、光源カバー２８によりパッド本体２の入射端面２ｃ、２ｄに集光されてパッド本体２内に入る。実施例２〜１５の点発光の光源（点光源）３として、発光ダイオードの他、電球を用いてもよい。
【０１７６】
実施例１６では、光源３'から出た光（可視光）Ａ'には赤外線が含まれるため、赤外線だけしか検出できない撮像装置１０１を備えた小型機器１００（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）であっても、ポインティングデバイスとして利用させることができる。
【実施例１７】
【０１７７】
本発明の実施例１７を図３１〜３９を参照してを説明する。図３１は、実施例１７の全体構成を示す平面図、図３２は、実施例１７の全体構成を示す一部断面側面図である。
【０１７８】
図３１，３２において、３１は、パッド本体３２と光源３とを備える光学式パッド、１００は、撮像装置１０１を備えた小型機器であり、実施例１７は、これら光学式パッド３１と小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する。
【０１７９】
図３３は、実施例１７の光学式パッド３１の外観を示す図である。
【０１８０】
実施例１７では、図３３に示すように、パッド本体３２は、金属，合成樹脂，無機材料などから作られた直方体状の筐体によって構成される。パッド本体３２は、対向する天板３２ａ及び底板３２ｂと、天板３２ａ及び底板３２ｂの外側縁同士をつなぐ側壁（３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ）とを有し、天板３２ｂの一端部を除く部分には、複数のドット孔３２ｇが設けられる。パッド本体３２は、上下二つ割れ構造を有し、上ケースと下ケースとで構成される。
【０１８１】
ドット孔３２ｇは、全てが同じ大きさ、同じ形状に形成されて配置（配列）される。図は、円形のドット孔３２ｇを示すが、楕円形、多角形であってもよい。
【０１８２】
実施例１７では、図３１，３２に示すように、パッド本体３２の天板３２ａ及び底板３２ｂと側壁（３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ）のそれぞれの外面によって、光学式パッド３１の対向する上面及び下面と、上面及び下面の外側縁同士をつなぐ側面が形成される。光学式パッド３１の上面を形成するパッド本体３２の天板３２ａは、小型機器１００の操作平面としての機器載置面となる。具体的には、パッド本体３２の天板３２ａの外面うち、一端部を除くドット孔形成領域が機器載置面となる。
【０１８３】
実施例１７では、パッド本体３２の内面全面（天板３２ａ、底板３２ｂ、側壁３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆのそれぞれの内面）には、光Ａを反射する反射膜３３が設けられる。この反射膜３３は、パッド本体３２の内面全面に、金属，合成樹脂，無機材料など光の吸収がなく反射効率の高い反射材を塗布したり、その反射材から作られた反射シート、合成樹脂のシート基材の表面に反射材からなる反射層を設けた反射シートなどを貼り付けることで形成される。
【０１８４】
パッド本体３２と反射膜３３のうち、何れか一方は、不透明材質で作られる。パッド本体３２の内面全面に反射膜３３を設けた上に、パッド本体３２の内面の反射効率を上げるため、パッド本体３２の内面全面に鏡面仕上げを施すことが好ましい。
【０１８５】
実施例１７では、図３３に示すように、光源３には、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられるとともに、それが複数使用される。発光ダイオードは、図では、砲弾型を示すが、チップ型であってもよい。
【０１８６】
光源３は、その電源回路や駆動回路を構成するプリント回路基板５に等間隔で横一列に配置されて実装され、パッド本体３２内の一端に配置されて、パッド本体３２内に組み込まれ、パッド本体３２内の一端からその反対側の他端に向けて光Ａを放射する。プリント回路基板５は、図では、リジット基板を示すが、フレキシブル基板であってもよい。
【０１８７】
パッド本体３２内は、図示しない隔壁によって、光源３を一端に配置する光源室と、プリント回路基板５を配置する光源駆動室とに区画してもよい。
【０１８８】
実施例１７では、図３１，３２に示すように、光学式パッド３１には、先端に電源用コネクタ７を有する電源ケーブル８が設けられる。
【０１８９】
電源ケーブル８は、その基部がパッド本体３２内に引き込まれて、基端がプリント回路基板５に接続される。
【０１９０】
実施例１７では、電源ケーブル８から供給されるＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）電源，家庭用電源，自動車のバッテリ電源など外部電源を使用して光源３を点灯する。
【０１９１】
プリント回路基板５に直接電源用雌型コネクタを実装して、光学式パッド３１の端面に別の電源ケーブルを接続する接続口（電源用雌型コネクタの相手コネクタとの接続口）を設けてもよい。また、パッド本体３２にバッテリ収納空間を形成し、そこに収納する一次電池や二次電池など内蔵電源を使用して光源３を点灯してもよい。
【０１９２】
実施例１７の光学式パッド３１の作用について図３４、３５を参照して説明する。図３４は、実施例１７のパッド本体３２内での光Ａの反射とドット孔３２ｇによる反射光Ａ１の漏出の様子を示す図、図３５は、実施例１７のパッド本体３２を上から見たときの様子を示す図であり、（Ａ）は、光源点灯時の様子を示す説明図、（Ｂ）は、光源消灯時の実際の様子を示す図、（Ｃ）は、光源点灯時の実際の様子を示す図である。
【０１９３】
実施例１７の光学式パッド３１は、パッド本体３２と光源３とを備え、パッド本体３２は、筐体であり、機器載置面３２ａには、多数のドット孔３２ｇが設けられ、内面全面には、反射膜３３が設けられ、光源３には、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられるとともに、それが複数使用され、光源３は、プリント回路基板５に実装されてパッド本体３２内の一端に等間隔で一列に配置される。
【０１９４】
実施例１７の光学式パッド３１では、図３５（Ｂ）に示すように、光源３の消灯時には、パッド本体３２の機器載置面３２ａ全体が暗要素となる。そして、図３４に示すように、光源３を点灯すると、光源３は、赤外線領域の光Ａを出し、光源３から出た光Ａは、パッド本体２の内面反射膜３３で全反射を繰り反しながらパッド本体２内の略全域に伝播して、パッド本体２内の略全域を照明する。この際、パッド本体２内で反射した光Ａの一部の反射光Ａ１が各ドット孔２ｇから漏出する。
【０１９５】
実施例１７の光学式パッド３１では、図３５（Ａ）（Ｃ）に示すように、パッド本体３２を上から見ると、パッド本体３２の機器載置面３２ａのうち、各ドット孔２ｇの部分だけが明るく見えて明要素となる。これによって、パッド本体２の機器載置面３２ａ上に、明暗のドットパターン１０が形成される。
【０１９６】
実施例１７の光学式パッド３１では、パッド本体３２の機器載置面３２ａを面発光させないように、パッド本体３２の天板３２ａに多数のドット孔３２ｇを設けることが重要である。これにより、パッド本体３２の機器載置面３２ａ上に、明暗のドットパターン１０を形成できる。
【０１９７】
図３６は、実施例１７の小型機器１００の構成を示す概略図である。
【０１９８】
実施例１７では、図３６に示すように、小型機器１００には、被写体Ｐを撮像する撮像装置（デジタルカメラ機能）１０１と、電源部１２０と、操作部１３０と、通信部１４０と、制御部１５０と、メモリ１６０と、これらを組み付けて小型機器１００を組み立てる機器筐体１７０とを備える。
【０１９９】
実施例１７では、図３６に示すように、撮像装置１０１には、光学レンズ１０３と、撮像素子１０４と、アナログ−デジタル変換器（Ａ−Ｄ変換器）１０５と、画像処理回路１０６とを備える。
【０２００】
光学レンズ１０３は、被写体Ｐからの光を集光して、撮像素子１０４に被写体Ｐの像を結ぶ。
【０２０１】
撮像素子１０４は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子であり、光学レンズ１０３により集光された被写体Ｐの像をアナログ電気信号に変換する。
【０２０２】
Ａ−Ｄ変換器１０５は、制御部１５０からの画像データの読み取り命令を受けると、撮像素子１０４からのアナログ電気信号を取り込んでデジタル信号に変換し、画像データを生成する。
【０２０３】
画像処理回路１０６は、ＤＳＰで構成され、メモリ１６０に書き込まれた画像処理のプログラムにしたがって、Ａ−Ｄ変換器１０５から供給された画像データに様々な処理を施す。なお、光学レンズ１０３、撮像素子１０４、Ａ−Ｄ変換器１０５、画像処理回路１０６は、１つのカメラモジュールとして小型機器１００に備えてもよい。
【０２０４】
電源部１２０は、一時電池や二次電池など小型機器１００の内蔵電源と、内蔵電源又はＵＳＢ電源、家庭用電源、自動車のバッテリ電源など外部電源から供給される入力電力から小型機器１００の各部に必要な出力電力を生成する電源回路とで構成され、小型機器１００の各部に電力を供給する。なお、内蔵電源が二次電池の場合、電源部１２０には、充電回路が設けられる。
【０２０５】
操作部１３０は、各種操作ボタンなどを設け、ユーザによる各種操作ボタンなどの操作に基づいて、各種操作信号を生成する。
【０２０６】
通信部１４０は、小型機器１００と外部機器との間を有線又は無線で接続して、両機器間での信号（情報）の送受信を行う。通信部１４０は、有線通信を行う場合、ＵＳＢケーブルなどの通信ケーブルを接続するコネクタで構成され、無線通信を行う場合、アンテナを含む近距離無線通信回路、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を使用するブルートゥース（登録商標）などの無線モジュールで構成される。
【０２０７】
制御部１５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）で構成され、全体の制御、ユーザインターフェースの制御、ハードウェアインタフェースの制御などを行う。
【０２０８】
メモリ１６０は、プログラムを格納するフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ部と、撮像素子１０４から取り込んだ処理前の生の画像データを記憶したり、処理後の画像データなどを一時的に保存するＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセスメモリ）などの揮発性メモリ部とを備える。画像処理や、画像圧縮などのプログラムは、不揮発性メモリ部に書き込まれる。なお、制御部１５０、メモリ１６０、外部機器と通信部１４０を介して通信するための入出力部又は無線モジュールなどは、１つのマイコン（マイクロコントローラ）として小型機器１００に備えてもよい。
【０２０９】
実施例１７では、図３６に示すように、撮像装置１０１には、赤外線フィルタ１０２を備えており、この赤外線フィルタ１０２は、赤外線のみを通すフィルタであり、光学レンズ１０３の入光側に配置される。したがって、実施例１７の撮像装置１０１では、赤外線だけを検出して画像データを生成する。
【０２１０】
実施例１７では、小型機器１００には、図示しない加速度センサなどを備える。即ち実施例１７の小型機器１００は、例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラである。
【０２１１】
実施例１７の小型機器１００は、赤外線フィルタ１０２、光学レンズ１０３、撮像素子１０４、画像処理回路１０６を含む撮像装置１０１を備え、実施例１７の光学式パッド３１のパッド本体３２の機器載置面３２ａ上に形成する明暗のドットパターン１０を被写体Ｐとして、撮像素子１０４により撮像し続け、画像処理回路１０６を使用して撮像素子１０４からの検出信号を高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動きを光学的に検出できる。
【０２１２】
実施例１７の小型機器１００の作用について図３１，３２及び図３７〜３９を参照して説明する。図３７は、実施例１７の小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図、図３８は、実施例１７の小型機器１００の移動前の撮像画像を示す図、図３９は、実施例１７の小型機器１００の移動後の撮像画像を示す図である。
【０２１３】
実施例１７は、パッド本体３２と光源３とを備える光学式パッド３１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する。
【０２１４】
実施例１７では、図３１，３２に示すように、光学式パッド３１のパッド本体３２の機器載置面３２ａに、撮像装置１０１への入光面が接触するように小型機器１００を載置し、光学式パッド３１のパッド本体３２の機器載置面３２ａ上で、小型機器１００を移動させる。
【０２１５】
この際、光学式パッド３１では、図３７に示すように、パッド本体２の機器載置面３２ａ上に、明暗のドットパターン１０を形成する。一方、小型機器１００では、撮像素子１０４により明暗のドットパターン１０を撮像し続け、撮像した画像をメモリ１６０の揮発性メモリ部に記憶し、この記憶した画像を画像処理回路１０６を使用して高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出し、ポインティングデバイス動作（光学式のマウス動作）を行う。そして、その検出結果を通信部１４０からパーソナルコンピュータに送信する。
【０２１６】
撮像装置１０１では、小型機器１００が図３７に示す位置に静止している場合、何度撮影しても図３８に示すような同じ画像ｐが撮影されるが、小型機器１００が図３７の矢印Ｘの方向に少しでも動けば、撮影される画像ｐａは直前に撮影した画像ｐｂとは、図３９に示すように少しだけ「ずれた」画像となる。画像処理回路１０６では、今撮影した画像ｐａと、直前に撮影した画像ｐｂとを比較して、それらに含まれる「同一部分」（図３８、３９の斜線部分）ｐｃを見つけ出し、その大きさと位置を求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出する。
【０２１７】
これにより、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部画面上に表示されるマウスポインタなどのカーソルを、小型機器１００の動きに合わせて移動させることができる。
【０２１８】
光学式マウスにおける、いわゆる左クリックや右クリックなどのクリック操作は、小型機器１００の操作部１３０に設けられた操作ボタンのうち、特定の操作ボタンを左クリックボタンや右クリックボタンとして割り当てることにより行うことができる。
【０２１９】
以上のように実施例１７は、パッド本体３２と光源３とを備え、パッド本体３２は、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の操作平面となる機器載置面３２ａを上部に有し、光源３から出た光Ａによって機器載置面３２ａ上に明暗のパターン１０を形成する光学式パッド３１を提供する。
【０２２０】
実施例１７の光学式パッド３１によれば、撮像装置１０１を備えた小型機器１００をパッド本体３２の機器載置面３２ａ上に載置することにより、小型機器１００は、機器載置面３２ａ上に形成する明暗のパターン１０の画像ｐを撮像装置１０１によって撮像し、小型機器１００を機器載置面３２ａ上で動かすことにより生じる画像ｐｂ、ｐａの変位に基づいて小型機器１００の移動量を検出できるので、小型機器１００自体に光源３を備える必要がなく、小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、小型機器１００は、パッド本体２の機器載置面３２ａ上でしか移動量を検出できないので、小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用場所を限定させることができる。そして、光学式パッド３１は、構造が簡単で安価に得られるので、アクセサリとして取り扱うことができる。したがって、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させるアクセサリとしての光学式パッド１を提供できる。
【０２２１】
また、実施例１７では、パッド本体３２は、光源３を内側に配置する筐体によって構成し、対向する天板３２ａ及び底板３２ｂと、その天板３２ａ及び底板３２ｂの縁同士をつなぐ側壁（３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ）とを有し、天板３２ａは機器載置面となり、天板３２ａには、パッド本体３２内で反射する光Ａを機器載置面３２ａから漏出する複数のドット孔３２ｇを設け、パッド本体３２を上から見たときに各ドット孔３２ｇの部分が明るく見え、機器載置面３２ａ上に明暗のドットパターン１０を形成する光学式パッド３１を提供する。
【０２２２】
実施例１７の光学式パッド３１によれば、光源３から出た光Ａを撮像装置１０１によって直接検出させるのとは異なり、光源３から出てパッド本体３２内で反射する光Ａを複数のドット孔３２ｇから漏出させたドット状のパターン光（反射光）１０を検出させるので、ドット孔３２ｇの１つ１つが光源３の代わりとなり、被写体Ｐと撮像装置１０１が至近距離であっても、撮像素子１０４が電気的に飽和することがなく、撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）をポインティングデバイスとして利用させることができる。また、光源３として冷陰極管のような線状発光とは異なり、点発光の発光ダイオードなどを用いる場合でも、多くの光源３を配備する必要がなく、構造の簡略化、コストダウン、省電力化を図ることができる。また、個々のドット光Ａ１に滲みなどなく、一部又は全部のドット光Ａ１が繋がり潰れることもない鮮明なパターン光１０を形成できる。また、高精細なポインティングデバイスを実現するためドット孔３２ｇをより精細化した場合でも、鮮明なパターン光１０を形成できる。
【０２２３】
また、実施例１７では、パッド本体３２の内面全面には、光Ａを反射する反射膜３３を設ける光学式パッド３１を提供する。
【０２２４】
実施例１７の光学式パッド３１によれば、パッド本体３２の内面全面には、光Ａを反射する反射膜３３を設けることで、パッド本体３２の側壁（３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ）から抜ける光がなく、光の利用効率を上げることができる。
【０２２５】
また、実施例１７では、光源３には発光ダイオードを用いる光学式パッド３１を提供する。
【０２２６】
実施例１７の光学式パッド３１によれば、光源３には発光ダイオードを用いることで、光源３の電源に高電圧電源を要しないので、小型・薄型化を図りやすく、消費電力も電球、陰極管、熱陰極蛍光灯などの他の光源に比べて少なくなる。
【０２２７】
また、実施例１７では、光源３には赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド３１を提供する。
【０２２８】
実施例１７の光学式パッド３１によれば、赤外線だけを検出する撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることができるアクセサリとしての光学式パッド３１を提供できる。
【０２２９】
さらに、実施例１７では、光学式パッド３１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とで構成し、撮像装置１０１は、赤外線だけを通す赤外線フィルタ１０２と、光学レンズ１０３と、撮像素子１０４と、画像処理回路１０６とを備え、小型機器１００は、光学式パッド３１のパッド本体３２の機器載置面３２ａ上に形成する明暗のパターン１０の画像ｐを赤外線フィルタ１０２と光学レンズ１０３を通して撮像素子１０４によって撮像し、撮像した画像ｐを画像処理回路１０６によって処理し、小型機器１００を機器載置面３２ａ上で動かすことにより生じる画像ｐｂ、ｐａの変位に基づいて小型機器１００の移動量を検出するポインティングデバイスを提供する。
【０２３０】
実施例１７のポインティングデバイスによれば、光源３には赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド３１を使用したポインティングデバイス、即ち光源３には赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド３１と、その使用により使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用できるようになった撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）とで構成されるポインティングデバイスを提供できる。
【実施例１８】
【０２３１】
本発明の実施例１８を説明する。図４０は、実施例１８の小型機器１００の構成を示す概略図である。
【０２３２】
実施例１８は、光学式パッド３１と小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する点は実施例１７と同じである。異なるのは、光学式パッド３１の光源３には、実施例１７では、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられるのに対し、実施例１８では、赤色、橙色、黄色、緑色、白色、青色などの可視光域の光Ａを出す発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる点と、小型機器１００の撮像装置１０１には、実施例１７では、赤外線フィルタ１０２が備えられるのに対し、実施例１８では、赤外線フィルタ１０２が備えられていない点である。
【０２３３】
実施例１８の全体構成を示す平面図は、実施例１７の全体構成を示す平面図と同じになるため、省略する。これと同様に、実施例１８の全体構成を示す一部断面側面図は、実施例１７の全体構成を示す一部断面側面図と、実施例１８の光学式パッド３１の外観を示す図は、実施例１７の光学式パッド３１の外観を示す図と、実施例１８のパッド本体３２内での光Ａの反射とドット孔３２ｇによる反射光Ａ１の漏出の様子を示す図は、実施例１７のパッド本体３２内での光Ａの反射とドット孔３２ｇによる反射光Ａ１の漏出の様子を示す図と、実施例１８のパッド本体３２を上から見たときの様子を示す図は、実施例１７のパッド本体３２を上から見たときの様子を示す図と、実施例１８の小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図は、実施例１７の小型機器１００のポインティングデバイスとしての使用状態を示す図と、実施例１８の小型機器１００の移動前の撮像画像を示す図は、実施例１７の小型機器１００の移動前の撮像画像を示す図と、実施例１８の小型機器１００の移動後の撮像画像を示す図は、実施例１７の小型機器１００の移動後の撮像画像を示す図と、それぞれ、同じになるため、省略する。
【０２３４】
実施例１８の光学式パッド３１は、構成において、光源３に、可視光域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられる点以外は、実施例１７と同じであり、作用において、光源３を点灯すると、光源３は、可視光域の光Ａを出す点以外は、実施例１７と同じである。
【０２３５】
実施例１８の小型機器１００は、図４０に示すように、撮像装置１０１の構成において、赤外線フィルタ１０２が備えられていない点は、実施例１７と同じである。したがって、実施例１８の撮像装置１０１では、可視光域の光Ａを検出して画像データを生成する。
【０２３６】
実施例１８では、小型機器１００には、図示しないシャッターと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部（ファインダー）と、メモリカードコネクタなどが備えられる。又は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部と、電話機能部と、メモリカードコネクタなどが備えられる。即ち実施例１８の小型機器１００は、前者の場合、コンパクトデジタルカメラであり、後者の場合、携帯電話やスマートホンなどの携帯端末である。
【０２３７】
したがって、実施例１８の小型機器１００は、光学レンズ１０３、撮像素子１０４、画像処理回路１０６を含む撮像装置１０１を備え、実施例１８の光学式パッド３１のパッド本体３２の機器載置面３２ａ上に形成する明暗のドットパターン１０を被写体Ｐとして、撮像素子１０４により撮像し続け、画像処理回路１０６を使用して撮像素子１０４からの検出信号を高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動きを光学的に検出できる。
【０２３８】
このようなポインティングデバイス動作（光学式のマウス動作）用の画像処理のプログラムは、メモリ１６０の不揮発性メモリ部に記憶させて置くことができる。
【０２３９】
実施例１８では、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａに、撮像装置１０１への入光面が接触するように小型機器１００を載置し、光学式パッド１のパッド本体２の機器載置面２ａ上で、小型機器１００を移動させる。
【０２４０】
この際、光学式パッド３１では、パッド本体３２の機器載置面３２ａ上に、明暗のドットパターン１０を形成する。一方、小型機器１００では、撮像素子１０４により明暗のドットパターン１０を撮像し続け、撮像した画像をメモリ１６０の揮発性メモリ部に記憶し、この記憶した画像を画像処理回路１０６を使用して高速処理し、今撮影した画像と、直前に撮影した画像とを比較して、それらに含まれる「同一部分」がどれくらいずれたのかを求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出し、ポインティングデバイス動作（光学式のマウス動作）を行う。そして、その検出結果を通信部１４０からパーソナルコンピュータに送信する。
【０２４１】
小型機器１００がコンパクトデジタルカメラの場合、通信部１４０は、一般に、ＵＳＢケーブルなどの通信ケーブルを接続するコネクタを備え、有線通信により検出結果をパーソナルコンピュータに送信できる。小型機器１００が携帯端末の場合、通信部１４０は、少なくともＵＳＢケーブルなどの通信ケーブルを接続するコネクタを備え、有線により検出結果をパーソナルコンピュータに送信できる。この他、アンテナを含む近距離無線通信回路、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を使用するブルートゥース（登録商標）などの無線モジュールを備える場合があり、この場合、無線通信でも検出結果をパーソナルコンピュータに送信できる。
【０２４２】
撮像装置１０１では、小型機器１００が静止している場合、何度撮影しても同じ画像ｐが撮影されるが、小型機器１００が少しでも動けば、撮影される画像ｐａは直前に撮影した画像ｐｂとは、少しだけ「ずれた」画像となる。画像処理回路１０６では、今撮影した画像ｐａと、直前に撮影した画像ｐｂとを比較して、それらに含まれる「同一部分」ｐｃを見つけ出し、その大きさと位置を求め、小型機器１００の動き（移動量及び移動方向）を光学的に検出する。
【０２４３】
これにより、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示部画面上に表示されるマウスポインタなどのカーソルを、小型機器１００の動きに合わせて移動させることができる。
【０２４４】
光学式マウスにおける、いわゆる左クリックや右クリックなどのクリック操作は、小型機器１００の操作部１３０に設けられた操作ボタンのうち、特定の操作ボタンを左クリックボタンや右クリックボタンとして割り当てることにより行うことができる。
【０２４５】
以上のように実施例１８は、実施例１７における、赤外線領域の光Ａを出す発光ダイオードを用いた光源３に代えて、可視光域の光Ａを出す発光ダイオードを用いた光源３を備える光学式パッド３１を提供する。即ち光源３には可視光域の光Ａを出す発光ダイオードが用いられる光学式パッド３１を提供する。
【０２４６】
実施例１８の光学式パッド３１によれば、可視光を検出する撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（コンパクトデジタルカメラや携帯端末）を使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用させることができるアクセサリとしての光学式パッド１を提供できる。
【０２４７】
実施例１８は、光学式パッド３１と、撮像装置１０１を備えた小型機器１００とで構成し、撮像装置１０１は、光学レンズ１０３と、撮像素子１０４と、画像処理回路１０６とを備え、小型機器１００は、光学式パッド３１のパッド本体３２の機器載置面３２ａ上に形成する明暗のパターン１０の画像ｐを光学レンズ１０３を通して撮像素子１０４によって撮像し、撮像した画像ｐを画像処理回路１０６によって処理し、小型機器１００を機器載置面３２ａ上で動かすことにより生じる画像ｐｂ、ｐａの変位に基づいて小型機器１００の移動量を検出するポインティングデバイスを提供する。
【０２４８】
実施例１８のポインティングデバイスによれば、光源３には可視光域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド３１を使用したポインティングデバイス、即ち光源３には可視光域の光Ａを出す発光ダイオードを用いる光学式パッド３１と、その使用により使用場所を限定した上でポインティングデバイスとして利用できるようになった撮像装置１０１を備えた小型機器１００の既存の製品（コンパクトデジタルカメラや携帯端末）とで構成されるポインティングデバイスを提供できる。
【実施例１９】
【０２４９】
本発明の実施例１９を図４１，４２を参照して説明する。図４１は、実施例１９の構成を示す平面図、図４２は、実施例１９の構成を示す断面側面図である。
【０２５０】
実施例１９は、光学式パッド３１と小型機器１００とでポインティングデバイスを構成する点は実施例１７，１８と同じである。異なるのは、光学式パッド３１は、実施例１７，１８では、パッド本体３２の内面全面に反射膜３３を設けることで、光源３から出た光Ａをパッド本体３２内で反射させるのに対し、実施例１９では、図４１，４２に示すように、パッド本体３２'は、光源３から出た光Ａを反射する金属，合成樹脂，無機材料などの材質で作り、光源３から出た光Ａをパッド本体３２'の内面で直接反射させる点だけである。
【０２５１】
以上のように実施例１９は、実施例１７，１８における、反射膜３３が内面全面に設けられたパッド本体２に代えて、光源３から出た光Ａを反射する材質で作られたパッド本体３２'を備える光学式パッド３１を提供する。即ちパッド本体３２'は、光源３から出た光Ａを反射する材質で作る光学式パッド３１を提供する。
【０２５２】
実施例１９の光学式パッド３１によれば、パッド本体３２'は、光Ａを反射する材質で作ることで、パッド本体３２'の側壁（３２'ｃ，３２'ｄ，３２'ｅ，３２'ｆ）から抜ける光がなく、光Ａの利用効率を上げることができる。
【実施例２０】
【０２５３】
本発明の実施例２０を図４３を参照して説明する。図４３は、実施例２０の構成を示す図である。
【０２５４】
実施例２０では、実施例１７〜１９において、図４３に示すように、パッド本体３２、３２'のドット孔３２ｇ、３２'ｇは、パッド本体３２、３２'内の端に配置する光源３から見て千鳥状に配置（配列）される。
【０２５５】
具体的には、光源３を配置する側にあるパッド本体３２，３２'の外側縁の延伸方向を横（行）方向とし、その横方向と直角なパッド本体３２，３２'の外側縁の延伸方向であって、光源３から出た光Ａの進行方向を縦（列）方向とするとき、ドット孔３２ｇ，３２'ｇの配置パターンのうち、格子配置では、縦方向に間隔一定な複数本の横線（平行線）と横方向に間隔一定な複数本の縦線（平行線）からなる格子線の各交点に各ドット孔３２ｇ，３２'ｇが配置されるのに対し、千鳥配置では、格子配置において、横方向に一定ピッチ間隔で配置されて各行ｍを構成する複数のドット孔３２ｇ，３２'ｇが、縦方向に隣接する２行ｍの間で、横方向に半ピッチずつずれされて配置される。
【０２５６】
ドット孔３２ｇ，３２'ｇの配置パターンは、実施例１７〜１９でも千鳥配置であるが、実施例１７〜１９では、格子配置であってもよい。
【０２５７】
以上のように実施例２０は、実施例１７〜１９において、ドット孔３２ｇ，３２'ｇは、パッド本体３２，３２'の端に配置する光源３から見て千鳥状に配置する光学式パッド３１を提供する。
【０２５８】
実施例２０の光学式パッド３１によれば、ドット孔３２ｇ，３２'ｇは、パッド本体３２，３２'の端に配置する光源３から見て千鳥状に配置することで、機器載置面３２ａ，３２'ａのうち、光源３から遠い部位でパターン光１０の輝度が低下するのを緩和できる。
【実施例２１】
【０２５９】
本発明の実施例２１を図４４，４５を参照して説明する。図４４は、実施例２１の構成を示す平面図、図４５は実施例２１の構成を示す側面図である。
【０２６０】
実施例２１は、実施例１７〜２０の点発光の光源（点光源）３に代えて、図４４，４５に示すように、直管冷陰極管や直管蛍光灯などの線状発光の光源３'を用いたものである。実施例１８〜２０の点発光の光源（点光源）３として、発光ダイオードの他、電球を用いてもよい。
【０２６１】
実施例２１では、光源３'から出た光（可視光）Ａ'には赤外線が含まれるため、赤外線だけしか検出できない撮像装置１０１を備えた小型機器１００（例えば特許文献３，４記載の据え置き型の家庭用ゲーム装置のコントローラ）であっても、ポインティングデバイスとして利用させることができる。
【０２６２】
以上、実施例１〜２１は本発明の好ましい実施の形態を示したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。
【符号の説明】
【０２６３】
１：光学式パッド、２：パッド本体、２ａ：機器載置面、２ｂ：下面、２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ：端面、２ｇ：反射ドット、２ｃ，２ｄ：入射端面、３，３'：光源、１０：ドットパターン、１１，１５：端面反射板、１６：反射光、１８：反射板、１９：隙間、２０：屈折光、２１：反射光、２２：遮光膜、２２ａ：ドット孔、３１：光学式パッド、３２，３２'：パッド本体、３２ａ，３２ａ'：機器載置面、３２ｂ，３２ｂ'：底板、３２ｃ，３２ｃ'，３２ｄ，３２ｄ'，３２ｅ，３２ｅ'，３２ｆ，３２ｆ'：側壁、３２ｇ：ドット孔、３３：反射膜、１００：小型機器、１０１：撮像装置、１０２：赤外フィルタ、１０３：光学レンズ、１０４：撮像素子、１０５：Ａ−Ｄ変換器、１０６：画像処理回路Ａ：光、Ａ１：反射光（ドット光）
【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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【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２０】
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【図２１】
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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】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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