CN102063223B - 指示装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种指示装置和具有它的电子设备。该指示装置具有：用于放置手指尖的接触面、从放置有手指尖一侧的相反侧照射接触面的发光二极管、接收来自手指尖的反射光的摄像元件，其中，具有为了使从发光二极管射出的光均匀地向接触面照射而控制到达接触面的光的第一光控制机构，发光二极管射出由于放射角的不同而光强度不均匀的光，第一光控制机构被配置在从发光二极管到接触面的光路中。由此，改善由于光源的输出不均匀而引起的检测精度的降低，能够防止产生误动作。

Description

指示装置和电子设备
技术领域
本发明涉及能够安装在移动电话等便携式信息终端的指示装置和具有它的电子设备，特别是涉及改善由于光源的输出不均匀造成的检测精度降低的技术。
背景技术
近年来，移动电话和PDA(Personal Digital Assistants)等便携式信息终端能够把图形表示在显示部，作为面向使用者的信息表示方式，采用二维使用显示部的GUI(Graphical  User Interface：图形用户界面)。但由于这样使便携式信息终端高功能化并接近计算机的显示功能，产生了操作复杂化的问题。
一般地，便携式信息终端中作为输入信息的用户界面而采用键盘。键盘由用于输入数字和文字的多个按键和方向键构成。但在上述那样的操作复杂化的情况下，把键盘的菜单键和其他功能键作为方向键使用的输入机构不适合以GUI表现的图符等的选择，不容易进行希望的操作。因此，把上述键盘作为方向键使用的输入机构难以被便携式信息终端采用。其结果是希望在便携式信息终端中也安装与计算机使用的鼠标、触摸屏等具有同样操作性的指示装置。
在这种背景下，作为能够安装在便携式信息终端的指示装置，提出有这样的指示装置，由摄像元件观察与装置接触的手指尖等被摄体的形态(模様)，通过提取接触面的被摄体形态的变化来检测被摄体的运动。另外，还提出了利用光源来照射接触面，利用透镜使接触面上的被摄体的形态在摄像元件中成像，通过检测形态的变化而把被摄体的运动变换成输入信号来进行检测的指示装置。
在此，表示作为上述指示装置的现有例在专利文献1和专利文献2中记载的指示装置。
专利文献1记载的指示装置包括：覆盖玻璃、光源部和受光部。光源部被分为光源和配置在其上部的由多个反射镜构成的光源引导器。从光源发出的光被反射镜以规定角度反射并向覆盖玻璃照射。向覆盖玻璃照射的光则被手指表面反射，被手指表面反射的光则向受光部照射。受光部由反射镜、聚光透镜和光图像传感器构成。向受光部照射的光被反射镜反射并由聚光透镜成像，向光图像传感器提供。
专利文献2记载的指示装置包括：向被摄体照射光的光源、抑制从光源照射的光扩散的准直透镜、为了使来自准直透镜的光朝向图像取得面而按规定角度反射的反射面、图像取得面、把来自图像取得面的像进行聚光的成像元件、接收成像的图像并切换成电信号的光传感器。
专利文献1：日本国公开专利公报“特表2008-507787号公报(2008年3月13日公开)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特表2007-528554号公报(2007年10月11日公开)”
但上述现有的指示装置有时接触面的光强度不均匀，存在不能准确地检测被摄体的动作而产生误动作的问题。
在此，关于上述问题，参照图29～图32进行说明。图29是表示现有指示装置500结构的剖视图。图30(a)是表示接触面503中均匀状况的光强度分布的图，图30(b)是表示接触面503中不均匀状况的光强度分布的图。图31(a)是表示接触面503中均匀状况的明暗图形的光强度分布的图，图31(b)是表示接触面503中不均匀状况的明暗图形的光强度分布的图。图32是表示光源501中光强度与放射角之间关系的图。
如图29所示，现有的指示装置500的从光源501到接触面503的照明光学系统包括：光源501、设置在光源501上部的反射镜504、505和接触面503。从接触面503到摄像元件502的摄像光学系统包括：设置在接触面503下部的反射镜506、第一波导管508、第二波导管509、反射镜507和摄像元件502。
现有的指示装置500中，摄像元件502根据手指尖接触前的接触面503的光强度分布来接收反映指纹形态的明暗图形的光。且通过检测明暗图形的动作(变化)来检测手指尖的动作。在如图30(a)所示那样接触面503的光强度分布均匀的情况下，作为反映有指纹形态的明暗图形，摄像元件502接收具有图31(a)所示光强度的明暗图形的光。
另一方面，光源501被设定为发光二极管或激光二极管等发光元件。如图32所示，由于这些发光元件基于放射角的不同而进行光强度不均匀的输出，所以如图30(b)所示那样，接触面503的光强度分布产生不均。这时作为反映指纹形态的明暗图形，摄像元件502接收具有图31(b)所示光强度的明暗图形的光。即摄像元件502接收明暗的光强度不均匀的明暗图形的光。该明暗图形由于有明部比暗部光强度小的部位产生，所以不能检测手指尖的动作而出现误动作。
因此，要求从光源501到接触面503的照明光学系统尽可能地把均匀的光向接触面503照射。于是，现有的指示装置500通过使用图32所示那样具有相同程度光强度的一部分放射角θ520来尝试使对接触面503进行照明的光强度均匀化，但不能有效地利用光。
第二个问题是光源501用于照射接触面503，但存在来自光源501的光不经过接触面503而直接照射摄像元件502的情况，由此存在摄像元件502接收的光的图形中反映出不均的所谓杂散光的问题。
因此，现有的指示装置500的照明光学系统中，从光源501射出的光中所使用的光是一部分。且由于反射镜505、506而有所衰减，所以为了确保必要的光量就需要大的消耗电力。且由于为了均匀照射接触面503，所以根据接触面503的大小而反射镜505、506的小型化被限制，难以把指示装置500小型化。
为了排除杂散光就需要设置排除部。现有的指示装置500中作为上述排除部是在第一波导管508与第二波导管509之间配置遮挡膜510，以解决放射角θ520以外角度的光成为杂散光的问题。但为了设置遮挡膜510就需要两个波导管，所以部件个数变多，由于这一点也难以小型化。
发明内容
本发明是鉴于上述现有的问题点而作出的，其目的在于提供一种指示装置和具有该指示装置的电子设备，改善由于光源的输出不均匀而造成的检测精度降低并能够防止发生误动作。本发明的另一目的在于提供一种指示装置和具有该指示装置的电子设备，以不会导致大型化的简单结构就能够排除杂散光。
为了解决上述课题，本发明的指示装置具有：用于设置动作对象物的接触面、从设置有所述动作对象物一侧的相反侧照射所述接触面的发光元件、接收来自所述动作对象物的反射光的摄像元件，其中，具有为了使从所述发光元件射出的光均匀地向所述接触面照射而控制到达所述接触面的光的第一光控制机构，所述发光元件射出由于放射角的不同而光强度不均匀的光，所述第一光控制机构被配置在从所述发光元件到所述接触面的光路中。
根据上述结构，通过在从发光元件到接触面的光路中配置第一光控制机构，即使发光元件的输出不均匀，也能够使向接触面照射的光的光强度分布均匀化。由此，能够改善检测精度和防止发生误动作。
为了解决上述课题，本发明的电子设备作为输入装置而具有所述指示装置。
根据上述结构，通过具有能够薄型化且防止发生误动作的所述指示装置而能够实现薄型小型且消耗电力低的电子设备。
如上所述，本发明的指示装置为了使从所述发光元件射出的光均匀地向所述接触面照射而具有控制到达所述接触面的光的第一光控制机构，所述发光元件射出由于放射角的不同而光强度不均匀的光，所述第一光控制机构被配置在从所述发光元件到所述接触面的光路中。
因此，通过在从发光元件到接触面的光路中配置第一光控制机构，即使发光元件的输出不均匀，也能够使向接触面照射的光的光强度分布均匀化。由此，有能够改善检测精度和防止发生误动作的效果。
本发明的电子设备作为输入装置而具有所述指示装置，因此，通过具有能够薄型化且防止发生误动作的所述指示装置而具有能够实现薄型、小型且消耗电力低的电子设备的效果。
附图说明
图1表示第一比较例，是表示薄型指示装置结构的剖视图；
图2表示第二比较例，是表示薄型指示装置结构的剖视图；
图3表示第三比较例，是表示薄型指示装置结构的剖视图；
图4表示第四比较例，是表示薄型指示装置结构的剖视图；
图5(a)是表示图2的指示装置中衍射元件概略形状的剖视图；
图5(b)是表示上述衍射元件结构例的俯视图；
图5(c)是表示上述衍射元件结构例的俯视图；
图5(d)是表示上述衍射元件结构例的俯视图；
图5(e)是表示上述衍射元件结构例的俯视图；
图6是表示上述衍射元件的其他概略形状的剖视图；
图7(a)是表示反射率和透射率相对于光的波长的关系的图；
图7(b)是表示反射率和透射率相对于光的波长的关系的图；
图7(c)是表示反射率和透射率相对于光的波长的关系的图；
图8表示本发明的第一实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图9是把上述指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图10是把上述指示装置中除去了第一光控制机构时的、包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图11(a)是表示以图9的结构模拟时的发光二极管放射角特性的曲线；
图11(b)是表示以图10的结构模拟时的发光二极管放射角特性的曲线；
图12(a)是表示以图9的结构模拟时的接触面中光强度分布的图；
图12(b)是表示以图10的结构模拟时的接触面中光强度分布的图；
图13表示本发明的第二实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图14是把上述指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图15表示本发明的第三实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图16表示本发明的第四实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图17表示本发明的第五实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图18表示本发明的第六实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图19表示本发明的第七实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图20表示本发明的第八实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图21表示本发明的第九实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图22表示本发明的第十实施例，是把指示装置中包含发光二极管和接触面的照明光学系统放大表示的剖视图；
图23表示本发明的第十一实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图24表示本发明的第十二实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图25表示本发明的第十三实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图26表示本发明的第十四实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图27表示本发明的第十五实施例，是表示指示装置结构的剖视图；
图28(a)表示本发明电子设备的一实施例，是从正面侧看该电子设备的图；
图28(b)是从背面侧看上述电子设备的图；
图28(c)是从侧面侧看上述电子设备的图；
图29是表示现有指示装置结构的剖视图；
图30(a)是表示上述现有指示装置的接触面中均匀状况的光强度分布的图；
图30(b)是表示上述现有指示装置的接触面中不均匀状况的光强度分布的图；
图31(a)是表示上述现有指示装置的接触面中均匀状况的明暗图形光强度分布的图；
图31(b)是表示上述现有指示装置的接触面中不均匀状况的明暗图形光强度分布的图；
图32是表示现有光源中光强度与放射角之间关系的图。
附图标记说明
10手指尖(动作对象物)    11、11a、11b电路基板
12光源(发光元件)        12a发光二极管(发光元件)
12b激光二极管(发光元件)    13摄像元件
14树脂模制部(第一树脂部)    15树脂模制部
16覆盖部(框体)    17接触面    18棱镜    19倾斜面
20、24反射型透镜    21、22反射面    23衍射元件
31、31a、31b、31c第一光控制机构          32、32a第二光控制机构
33、33a凹凸部(第一光控制机构)
34加入有填充物的树脂模制部(第一光控制机构)    35填充物
36透镜部(第一光控制机构)         37弯曲状凹部(第一光控制机构)
40～54指示装置    60框体        61第一光控制机构
62反射镜(光部件)    63、64反射镜    65波导管
66弯曲状反射镜   67透镜(光部件)    68第一光控制机构
69凹凸部(第一光控制机构)
70凹凸状树脂部(第一光控制机构、第二树脂部)
100移动电话(电子设备)    101显示屏侧框体     102操作侧框体
104数字键部        107指示装置
具体实施方式
以下按照附图说明本发明的实施例。以下，首先说明成为本发明基础的比较例。比较例有四个，都谋求薄型化。在说明比较例后则顺序说明本发明的实施例。
以下为了说明的方便，把图1的图面中贯通纸面的方向作为x轴、把左右方向作为y轴、把上下方向作为z轴，而且把看图1图面时的上下方向作为指示装置的上下方向来说明。本说明书中，“平行”、“均匀”除了表示严格的平行、均匀的含义，也包含被视为实质平行、均匀的范围(大致平行、大致均匀)。
[比较例1]
(1-1结构)
图1表示第一比较例，是表示薄型指示装置1结构的剖视图。
指示装置1是通过光学检测与覆盖部16的接触面17接触的手指尖10的形态变化来检测手指尖10的运动、并以此来检测使用者指示的输入的装置。手指尖10是指示装置1检测运动的对象物，并不限定于手指尖10，只要是能够光学读取的被摄体(被写体)便可。图1中为了容易明白手指尖10的状态而相对指示装置1把手指尖10描述得较小。
如图1所示，指示装置1包括：电路基板11、光源12、摄像元件13、树脂模制部14、树脂模制部15和覆盖部16。
电路基板11上形成有配线图形和能够与外部连接的端子(都未图示)。光源12和摄像元件13以与上述配线图形、端子电连接的方式被设置在电路基板11的另一个面(以下叫做安装面)。
光源12例如是发光二极管或半导体激光器，用于向覆盖部16的接触面17照射光。即光源12是用于对手指尖10进行照明的装置。光源12被树脂模制部14密封。
摄像元件13是CMOS、CCD等图像传感器，接收被覆盖部16的接触面17反射的光，并根据接收的光而拍摄接触面17上的像且变换成图像数据。在接触面17上没有被摄体的情况下，摄像元件13拍摄接触面17自身的像，在接触面17上有被摄体的情况下，则拍摄与接触面17接触的被摄体表面的像。被摄体即手指尖10的表面除了指纹外，即使是绷带、手套，也能够读取图形，因此也没问题。摄像元件13根据来自外部控制部等的指示而把接触面17上的像按一定的间隔持续摄像。
摄像元件13包含DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理部)(未图示)，把生成的图像数据取入DSP。摄像元件13的DSP计算被摄像元件13摄像的图像数据的变化。该计算结果表示被摄体的移动量和移动方向，经由电路基板11而向外部的控制部等输出。摄像元件13被树脂模制部15所密封。
树脂模制部14和树脂模制部15是分离的。由此，能够抑制光源12的光在树脂内部传播而漏入摄像元件13，抑制由于射入摄像元件13引起的误动作。作为树脂模制部14和树脂模制部15所使用的树脂，能够恰当地使用光透射性高的由环氧、硅或丙烯酸构成的树脂。关于密封方法，一般的传递模成型就不用说了，也可以使用注射成型和浇铸等其他的成型方法。
覆盖部16是用于通过覆盖电路基板11的安装面而内包并保护安装面上的各部件，而且接收手指尖10的输入并把反射光向摄像元件13引导的部件。覆盖部16把树脂模制部14、15的上表面以精密配合状态基准(アタリ基準)而组装在电路基板11上并固定。利用覆盖部16和电路基板11来形成指示装置1的外轮廓。指示装置1例如具有长方体的形状以谋求薄型化，但不限于此，例如也可以具有立方体的形状。
覆盖部16被固定在电路基板11上时，具有与电路基板11的安装面形成内部空间的内表面和向外部露出的外表面。且在内表面形成有：形成倾斜面19的棱镜18、反射型透镜20和反射面22。在外表面形成有接触面17和反射面21。
接触面17是获取手指尖10的像的部分，被配置在构成覆盖部16一部分的棱镜18的上方且是光源12的上方。动作对象物即手指尖10在操作中与接触面17接触。照射接触面17的光在手指尖10的表面被漫反射。
棱镜18构成覆盖部16的一部分，被配置在光源12的上方且是接触面17的下方。棱镜18中形成有倾斜面19。倾斜面19由于棱镜18的功能而使从光源12射出的光透射，且使表示手指尖10像的光在覆盖部16内部被全反射。由此，指示装置1能够既向接触面17照射光又使来自接触面17的反射光在覆盖部16的内部(向y轴方向)被导光。被倾斜面19全反射的光向反射面21前进。由于倾斜面19是把来自接触面17的反射光全反射的结构，所以没有蒸镀铝反射膜等。
反射型透镜20是将来自手指尖10的反射光且在覆盖部16内被导光的光反射而在摄像元件13上把手指尖10的像成像的成像元件。反射型透镜20被配置在摄像元件13的斜上方。反射型透镜20形成有正交的两个方向的曲率不同的复曲面(トロイダル面)。反射型透镜20利用该复曲面进行反射以使反射光在摄像元件13成像。为了在反射型透镜20高效率地反射光而在反射型透镜20的复曲面蒸镀有金属(例如铝、镍、金、银等)和电介质分色膜(ダイクロイツク膜)的反射膜。
反射面21是反射光的部分，以使被倾斜面19全反射的光射入反射型透镜20且使被反射型透镜20反射的光射入摄像元件13。反射面21位于摄像元件13的上方。为了高效率地反射光，反射面21上蒸镀有金属(例如铝、镍、金、银等)或电介质分色膜等反射膜。
反射面22是把按反射型透镜20、反射面21的顺序反射来的光再次向反射面21反射的部分。反射面22被配置在摄像元件13的上方且在摄像元件13与反射型透镜20之间。为了高效率地反射光，反射面22上蒸镀形成有金属(例如铝、镍、金、银等)或电介质分色膜等反射膜。
为了使使用者清楚地看见覆盖部16的外表面，优选反射面21在外观上是尽可能不显眼的膜。因此，例如优选把光源12的光波长设定为可见波长外的红外波长(例如800nm以上)，把反射面21的反射膜设定为反射来自光源12的光即红外线的红外线反射膜。作为红外线反射膜例如如图7(b)所示那样，是具有反射800nm以上波长带的红外光而透射800nm以下可见波长带的光的特性的反射膜(表面涂覆膜)。图7(a)～图7(c)是表示反射率和透射率相对于光的波长的关系的图。图7(a)～图7(c)中，横轴表示波长(nm)、纵轴表示透射率和反射率(％)、虚线表示透射率、实线表示反射率。
通过这样适当设定光源12所照射的光的波长和形成反射面21的反射膜的反射率和透射率特性，则能够形成既有效地反射来自手指尖10的反射光又在外观上不显眼的反射面21。
如图7(a)所示，优选把覆盖部16的材质设定为仅透射红外光的材质。作为上述材质例如有可见光吸收型的聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂等。通过使用上述材质，把从外部进入的不需要的光中的可见光成分利用覆盖部16材质的特性来遮挡，而且把红外光成分利用反射面21的反射膜遮挡，能够防止由于来自外部的不需要的光射入摄像元件13而引起的误动作。
在覆盖部16的外表面带有颜色(色目をつける)的情况下，优选在上述红外线反射膜上涂覆图7(c)所示那样的仅反射希望颜色(图7(c)中是绿色)波长带的光而透射这以外的波长的光的涂覆材料。由此，不会有损指示装置1的光学特性，能够使表面带有希望的颜色。
(1-2)检测动作
下面说明具有上述结构的指示装置1的检测动作。
从光源12射出的光透射树脂模制部14并透射覆盖部16的倾斜面19而折射，到达接触面17。这时，来自光源12的射出光从放置手指尖10一侧的相反侧且是由照明光学系统的光轴M表示的斜方向(相对接触面17的射入角)来照射接触面17。在接触面17有动作对象物即手指尖10接触的情况下，从斜方向照射接触面17的光轴M的光被手指尖10的表面漫反射。
被手指尖10的反面漫反射的光即表示手指尖10的像的光L射入棱镜18，被倾斜面19全反射后以反射面21、反射型透镜20、反射面21、反射面22、反射面21的顺序被反射并在摄像元件13上成像。在摄像元件13上所成的像作为图像数据而被DSP读取。
摄像元件13把接触面17的像以一定的间隔持续摄影。当在与接触面17接触的手指尖10移动时，所摄影的图像就成为与之前摄影的图像错开规定量的图像。由此，DSP中把上述两个图像的同一部分的错开量进行比较，提取手指尖10的移动(运动)而得到手指尖10的移动量和移动方向，以此能够检测手指尖10的运动。DSP也可以不设置在摄像元件13内而设置在电路基板11。这时，摄像元件13把所摄像的图像数据依次向电路基板11输出。
这样，指示装置1中，来自手指尖10的反射光的射入、向导光方向的全反射、向反射型透镜20的摄像元件13的摄像面的射出这些导光动作在一个导光部件内(覆盖部16内)进行。由此，能够谋求装置的大幅度薄型化，且没有部件组装的不均，能够防止在不同介质的边界产生的漫反射和衰减。由此，能够确保稳定的光学性能，结果有成本也能够大为降低的效果。
指示装置1中，把摄像元件13配置在光弯折元件即棱镜18与成像元件即反射型透镜20之间，使来自手指尖10的反射光且在覆盖部16内被导光来的光通过反射型透镜20再次向导光来的方向折返地反射，并在摄像元件13成像。根据该结构，则成为能够把图1中来自纸面最左的光L1、来自纸面中央的光L2、来自纸面最右的光L3在到达摄像元件13之前的各光路的长度差抑制为较小的光学系统。因此，在摄像元件13面内的导光方向的光L1、L2、L3难以产生焦点不均，能够提高成像性能而把手指的像鲜明地映出。
且在指示装置1中，把接触面17与摄像元件13的摄像面平行配置，作为成像元件通过使用反射型透镜20而能够把各光L1、L2、L3的光路长度差抑制为较小。由此，容易谋求指示装置1的薄型化。
也可以把棱镜18、倾斜面19和反射型透镜20与覆盖部16成型为一体，由此，能够减少整体的厚度。进而通过把覆盖部16的成型用模具一体化而高精度制造，能够把倾斜面19和反射型透镜20无不均地高精度配置。
(1-3具体例)
接着，对于具有上述结构的指示装置1如下地举出具体数值的一例。
覆盖部16的材质即可见光吸收形式的聚碳酸酯树脂的折射率：1.59
倾斜面19与接触面17所成的夹角的倾斜角度θ：24°
从反射面21到反射面22的覆盖部16的厚度z2：0.5mm
从接触面17中心到反射型透镜20的复曲面中心的y轴上的长度y2：2.8mm
从接触面17中心到反射型透镜20的复曲面中心的z轴上的长度z1：0.38mm
从接触面17中心到摄像元件13中心的y轴上的长度y1：1.4mm
从接触面17中心到摄像元件13中心的z轴上的长度z3：0.62mm
反射型透镜20具有x-y截面是球面(曲率半径：-2.5644773mm)、y-z截面是非球面的复曲面。非球面形状使用表示非球面的下述(公式1)来表示。
[数学式1]
Z = RY 2 1 + 1 - ( 1 + K ) R 2 Y 2 + AY 2 + BY 4 + CY 6 + DY 8 - - - ( 1 )
其中，K表示圆锥常数、R表示曲率半径，A、B、C、D分别表示第二级、第四级、第六级、第八级的非球面系数。Z表示从处于距离光轴高度Y的非球面上的点向与非球面的顶面相切的平面(与光轴垂直的平面)下垂的垂线长度。各常数的值如下。
K＝0
R＝-2.75963
A＝0.0041215677
B＝0.0042418757
C＝0.0066844763
D＝-0.084438065
[比较例2]
下面说明第二比较例。在本比较例中说明的结构以外的结构与上述比较例1相同。为了说明上的方便，对于与上述比较例1的图面所示的部件具有同一功能的部件则付与同一符号，省略其说明。这点在以后说明的各比较例中也一样。
(2-1结构和检测动作)
图2表示第二比较例，是表示薄型的指示装置2的结构的剖视图。
如图2所示，指示装置2是在比较例1的指示装置1的结构中代替覆盖部16的棱镜18和倾斜面19而具有衍射元件23。
衍射元件23被配置在光源12的上方且是接触面17的下方。衍射元件23反射从手指尖10反射来的光，在覆盖部16的内部朝向反射面21而变换光路。被衍射元件23反射的光朝向反射面21。
指示装置2的光学系统包括：照射手指尖10的光源12、被摄体即手指尖10所接触的接触面17、衍射元件23、反射型透镜20、反射面21、22和摄像元件13。即在图1的指示装置1中，为了使来自手指尖10的反射光在摄像元件13成像而使由棱镜18形成的倾斜面19进行全反射，但在图2的指示装置2中是由衍射元件23进行衍射。
因此，在指示装置2中，手指尖10与接触面17接触时主要是形成的指纹的像如摄像光学系统的光轴L所示那样被衍射元件23向反射面21的方向反射衍射。来自衍射元件23的衍射光被反射面21反射，并通过反射型透镜20而再次按反射面21、反射面22、反射面21的顺序被反射，在摄像元件13上结成像。
这样，指示装置2为了弯折光轴而使用衍射元件23，与图1的指示装置1在覆盖部16形成棱镜18的情况相比，能够谋求覆盖部16的厚度均匀化。因此，能够既提高覆盖部16的强度又实现薄型化，而且能够把光源12的照明光以均匀的光强度向接触面17的设置方向照射。
(2-2衍射元件)
在此，参照图5(a)～图5(e)说明衍射元件23的具体形状。图5(a)是表示衍射元件23概略形状的剖视图，图5(b)～图5(e)是表示衍射元件23结构例的俯视图。
衍射元件23例如是利用+1级反射衍射光的反射型衍射元件。如图5(a)所示，上述反射型衍射元件为了强烈产生+1级光而优选截面形状是闪耀形状(ブレ一ズ形状)。由此，光利用效率提高，且成为杂散光的0级光、-1级光或高级的衍射光被抑制，能够防止光学系统的成像性能恶化。
为了提高反射率，优选在衍射元件23的外侧表面蒸镀反射膜a1(例如铝、银、金、电介质分色膜)。当把衍射元件23的槽深度设定为t时，优选槽深度t是+1级衍射效率成为最大的深度。例如覆盖部16的折射率是n、照射光的波长是λ的情况下，优选设定为“t＝λ/2n”。
如图5(b)所示，衍射元件23的槽图形是等间距的直线图形，为了使衍射角尽可能地大优选使上述的等间距尽可能地细。但由于在制造上使用刀具的切削加工在模具上制作槽来成形是对于成本最有利的，所以考虑以切削加工而能够高精度制作的范围时，优选把衍射元件23的槽间距设计为0.8～3.0μm之间。
为了提高把向摄像元件13上投影的手指尖10的像进行拍照的成像性能，通过把衍射元件23的槽图形设定为图5(c)所示的曲线，能够校正像的变形。且使衍射元件23的槽间距不是等间距，也可以设计成如图5(d)所示那样间距逐渐变化的图形而在某一方向具有透镜效果的衍射元件23。这时，能够校正在摄像元件13上由于由x轴方向和y轴方向的焦距不同而产生的像差。如图5(e)所示那样通过把衍射元件23的槽图形设定为曲线且是不等间距的图形，能够校正像的变形和像散(灰分(アス))这两者。
作为衍射元件23的其他具体例，也可以对衍射元件23使用菲涅耳透镜(フレネルレンズ)。把菲涅耳透镜的具体形状表示在图6。图6是表示菲涅耳透镜即衍射元件23概略形状的剖视图。
如图6所示，菲涅耳透镜的截面形状是闪耀形状。为了提高反射率，优选在衍射元件23的外侧表面蒸镀有反射膜a1(例如铝、银、金、电介质分色膜)。作为衍射元件23的透镜而使用菲涅耳透镜时，与在覆盖部16的一部分形成棱镜和整体型透镜相比，能够谋求覆盖部16的厚度均匀化。因此，能够既提高覆盖部16的强度又实现指示装置2的薄型化。
作为衍射元件23并不限定于上述结构。例如只要对衍射元件23使用全息透镜，就能够校正通常的透镜校正不完全的像差。因此，能够提高成像性能，在衍射元件23上鲜明地映出手指尖10的像。
[比较例3]
(3-1)结构和检测动作
图3表示第三比较例，是表示薄型的指示装置3的结构的剖视图。
如图3所示，指示装置3与比较例1的指示装置1结构中从覆盖部16把反射面22除去的结构具有同样的结构。即指示装置3与比较例1的指示装置1比较，具有除去了反射面22的结构。
因此，指示装置3中由于没有反射面22，所以来自手指尖10的反射光被棱镜18的倾斜面19向y轴方向全反射，按反射面21、反射型透镜20、反射面21的顺序被反射并射入摄像元件13。
因此，被反射型透镜20反射的光在射入摄像元件13之前的反射仅在反射面21有一次。因此，反射面的损失影响变少，光的利用效率被提高，且能够把光路长度设计得比较短，有能够实现更明亮光学系统的效果。
指示装置3能够使用比较例1的指示装置1的结构，但并不限定于此，也能够适用比较例2的指示装置2。这时，在比较例2的指示装置2的结构中同样地把反射面22除去，且通过适当设计衍射元件23的形状和位置以及反射型透镜20和摄像元件13的位置等就能够实现。
(3-2具体例)
接着，对于具有上述结构的指示装置3而如下举出具体数值的一例。
覆盖部16的材质即可见光吸收形式的聚碳酸酯树脂的折射率：1.59
倾斜面19与接触面17所成的夹角的倾斜角度θ：25°
从反射面21到反射面22的覆盖部16的厚度z2：0.54mm
从接触面17中心到反射型透镜20的复曲面中心的y轴上的长度y2：2.75mm
从接触面17中心到反射型透镜20的复曲面中心的z轴上的长度z1：0.43mm
从接触面17中心到摄像元件13中心的y轴上的长度y1：2.1mm
从接触面17中心到摄像元件13中心的z轴上的长度z3：0.60mm
反射型透镜20具有x-y截面是球面(曲率半径：-0.4193264mm)、y-z截面是非球面的复曲面。非球面形状使用表示非球面的下述(公式2)来表示。
[数学式2]
Z = RY 2 1 + 1 - ( 1 + K ) R 2 Y 2 + AY 2 + BY 4 + CY 6 + DY 8 + EY 10 + FY 12 + GY 14 - - - ( 2 )
其中，K表示圆锥常数、R表示曲率半径，A、B、C、D、E、F、G分别表示第二级、第四级、第六级、第八级、第十级、第十二级、第十四级的非球面系数。Z表示从处于距离光轴高度Y的非球面上的点向与非球面的顶面相切的平面(与光轴垂直的平面)下垂的垂线长度。各常数的值如下。
K＝0
R＝-1.2404177
A＝-3.6788233
B＝40.005615
C＝-227.22235
D＝-452.94592
E＝13006.864
F＝-39732.885
G＝-35775.58
[比较例4]
图4表示第四比较例，是表示薄型的指示装置4结构的剖视图。
如图4所示，指示装置4是在比较例1的指示装置1结构中从覆盖部16把反射型透镜20除去而具有反射型透镜24。即指示装置4与比较例1的指示装置1比较，反射型透镜的配置不同。
覆盖部16包括：接触面17、棱镜18、反射面21、反射面22和反射型透镜24。与比较例1不同，树脂模制部15的上表面整个面与覆盖部16的背面紧密贴合。
反射型透镜24反射来自手指尖10的反射光，在摄像元件13上把手指尖10的像成像。反射型透镜24被配置在摄像元件13的斜上方且是覆盖部16外表面的上表面与侧面的角部。反射型透镜24形成有复曲面。为了在反射型透镜24高效率地反射光而在反射型透镜24的复曲面蒸镀有金属(例如铝、镍、金、银等)、电介质分色膜等反射膜。
反射面22把被反射面21反射的来自手指尖10的反射光向反射型透镜24，而且把来自反射型透镜24的反射光向反射面21反射。反射面22被配置在摄像元件13的斜上方。
接着说明从光源12照射的光在手指尖10被反射而射入摄像元件13的路径。被手指尖10的表面反射的光在棱镜18的倾斜面19被全反射，其前进路线变成朝向y轴的正方向。被倾斜面19全反射的光L被反射面21和反射面22反射而到达反射型透镜24。且光L在反射型透镜24被折回反射，被反射面22、反射面21相继反射而向摄像元件13射入。
指示装置4不像图1的指示装置1那样把反射型透镜20形成在覆盖部16的内表面，而是把反射型透镜24形成在覆盖部16的外表面。由于把反射型透镜24配置在覆盖部16的外表面，所以不需要设定成使覆盖部16的内表面大幅度凹入的形状，利用成型来制作覆盖部16变容易。且由于不需要在位于摄像元件13上方的覆盖部16的内表面形成凹部，所以能够谋求覆盖部16的厚度均匀化。因此，能够既提高覆盖部16的强度又实现指示装置4的薄型化。
指示装置4作为比较例1的指示装置1的变形例进行了说明，但同样地对于比较例2的指示装置2也能够适用。即在比较例2的指示装置2的结构中，把反射型透镜20替换成反射型透镜24，而且变更反射面22的形成区域，通过适当设计各部分、各元件的大小和配置而能够有同样的效果。
以上说明了比较例1～比较例4的薄型指示装置，但它们与上述现有指示装置同样地在光源12输出不均匀的情况下，在接触面17的光强度分布方面产生不均匀，有不能准确地检测手指尖10的动作而产生误动作的问题。
下面说明能够消除上述问题的本发明的各实施例。本发明中应该关注的发明点是用于把均匀的光向接触面17照射的结构，各实施例中所说明的结构以外的结构与各比较例1～4相同。且各实施例的记载终究是表示一例，关于各实施例的指示装置的细部结构和详细的动作等，能够在不脱离本发明旨趣的范围适当进行变更。
以下，使用比较例1的指示装置1的结构来说明，但各实施例也能够适用比较例2～4的指示装置2～4，有同样的效果。且各实施例为了说明上的方便，对于与各比较例1～4的图面所示的部件具有相同功能的部件则付与同一符号，省略其说明。
[实施例1]
根据附图如下说明本发明的一实施例。
图8是表示本实施例的指示装置40的一结构例的剖视图。
如图8所示，本实施例的指示装置40是在上述图1的指示装置1的结构的基础上具有第一光控制机构31。本实施例的指示装置40作为光源12而具有发光二极管12a。
第一光控制机构31是发光二极管12a中由金属膜构成的电极，被设置在包含发光二极管12a的上表面(顶面)中心的区域。第一光控制机构31与一般的金属电极不同，为了得到光控制效果，形成在占据发光二极管12a上表面的78％面积的区域。因此，第一光控制机构31把从发光二极管12a到接触面17的光路的一部分遮光。因此，从发光二极管12a射出而到达第一光控制机构31的光由于金属反射而被遮光，但由于能够从第一光控制机构31以外的部位射出光，所以能够抑制发光二极管12a的输出降低。第一光控制机构31和发光二极管12a被树脂模制部14(第一树脂部)密封。
第一光控制机构31还能够使用吸收发光二极管12a输出的光的波长的材料来形成，但这时到达第一光控制机构31的光有损失。因此，把第一光控制机构31设定为金属膜而利用金属膜反射光的结构适用于指示装置40。
通过把金属膜构成的第一光控制机构31配置在光强度高的位置，能够抑制光强度不均匀。且通过再利用从第一光控制机构31反射的光而能够抑制光损失。由此，特别能够有助于实现指示装置40的低消耗电力化。
接着，参照图9～图12(b)详细说明具有上述结构的指示装置40中从具有第一光控制机构31的发光二极管12a向接触面17的照射光的情况。
图9是把指示装置40中包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。图10是把指示装置40中除去了第一光控制机构31时的包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。即图10所示的结构与图1指示装置1的结构相同。图11(a)是表示以图9的结构进行模拟时发光二极管12a的放射角特性的曲线，图11(b)是表示以图10的结构进行模拟时发光二极管12a的放射角特性的曲线。图12(a)是表示以图9的结构进行模拟时接触面17中光强度分布的图，图12(b)是表示以图10的结构进行模拟时接触面17中光强度分布的图。
图11(a)和图11(b)的放射角特性表示的是把发光二极管12a上表面的法线轴设定为0度时在距离发光二极管12a是30mm位置处的光强度。在图12(a)和图12(b)的光强度分布中把接触面17的面积设定为0.8mm×1.0mm。
如图10所示，在没设置第一光控制机构31的情况下，从发光二极管12a射出的光的放射角度中，向接触面17照射的角度θ13能够取得较大。但如图11(b)所示，发光二极管12a在0度附近的光强度高，随着放射角而光强度产生不均匀。因此，如图12(b)所示那样，有在接触面17的光强度分布中产生明显不均的问题。即由于光强度的不均而使指示装置难以检测动作对象物的动作。
相对地，在如图9所示那样设置第一光控制机构31的情况下，所使用的角度是θ11和θ12的合计，比图10的角度θ13小，但比图29和图32所示的现有角度θ520大。这样，如图11(a)所示，设置有第一光控制机构31的发光二极管12a的放射特性与图11(b)所示的没设置第一光控制机构31的发光二极管12a的放射特性相比，在宽阔的范围内输出被均匀化。如图12(a)所示，接触面17的光强度分布也成为抑制了不均的分布。由此，指示装置能够容易进行动作对象物的检测动作。
因此，指示装置40通过在照射接触面17的光路中具有第一光控制机构31，即使发光二极管12a的输出不均匀，也能够使向接触面17照射的光的光强度分布均匀化。由此，能够改善检测精度而防止产生误动作。
作为光源，通过使用对于放射角而光强度的不均匀小的发光二极管12a，能够在更短的距离利用第一光控制机构31而得到所起的效果。因此，特别能够对于指示装置40的薄型化起作用。
通过把第一光控制机构31直接设置在发光二极管12a上而能够使发光分布成为对于接触面17的光强度均匀化最佳。把现有的指示装置结构仅变更发光元件就能够使用。
优选把第一光控制机构31形成在发光二极管12a的上表面的包含该上表面中心的区域，由此，能够缩小第一光控制机构31的设置区域。
上述指示装置40说明了第一光控制机构31是发光二极管12a的电极的情况，但发光二极管12a的电极也不一定是设置在上表面。第一光控制机构31只要是设置在发光二极管12a上的金属膜便可。在作为第一光控制机构31而利用发光二极管12a的电极时，通过变更形成发光二极管12a的电极图形时的掩模就能够制作第一光控制机构31，能够原封不动地使用现有的处理工艺。
[实施例2]
根据附图如下说明本发明的其他实施例。
图13是表示本实施例的指示装置41的一结构例的剖视图。图14是把图13的指示装置40中包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
如图13和图14所示，本实施例的指示装置41是在上述实施例1说明的图8的指示装置40结构的基础上具有第二光控制机构32。
第二光控制机构32把从发光二极管12a到达摄像元件13的光进行遮光的结构。换言之，第二光控制机构32是遮蔽从发光二极管12a射出的光中对接触面17的照射不起作用的光。第二光控制机构32被设置在树脂模制部14的摄像元件13设置一侧的侧面和与该侧面连续的上表面的一部分。
指示装置41把到达第一光控制机构31的光进行遮光。因此，被遮光的光成分就成为损失，由于第一光控制机构31设置在树脂模制部14，所以能够增大所使用的角度θ13，能够把接触面17的光强度变均匀。通过把树脂模制部14和树脂模制部15分离开成型而能够抑制从发光二极管12a直接照射摄像元件13的杂散光，且通过把第二光控制机构32设置在摄像元件13的设置方向上而能够进一步抑制杂散光。由此，由于杂散光向摄像元件13的射入被抑制而能够抑制由于杂散光引起的指示装置41的误动作。
把第二光控制机构32设置在树脂模制部14上而使第二光控制机构32被配置在靠近发光二极管12a的位置，所以能够把第二光控制机构32的设置区域变小，能够避免装置的大型化。由此，能够以不导致大型化的简单结构抑制杂散光。
通过把第一光控制机构31设置在树脂模制部14上，使发光元件和部件覆盖等关键器件不改变现有的指示装置结构就能够得到光控制效果。
指示装置41的第一光控制机构31和第二光控制机构32优选由光吸收体来制作。例如第一光控制机构31和第二光控制机构32的材料只要是具有对从发光二极管12a射出的光的波长进行吸收的成分，则也可以由树脂制作。也可以涂布墨来制作。在由树脂制作的情况下，只要使用浇铸等成型方法或印刷便可。由于把第一光控制机构31和第二光控制机构32都设置在树脂模制部14，所以能够按同一处理工艺来制作。
设置在树脂模制部14的第一光控制机构31和第二光控制机构32也可以作为光反射体来制作。在把该光反射体由金属膜制作的情况下，能够通过喷溅或蒸镀来制作。作为金属膜，根据紧密贴合性或氧化的观点，优选铝(Al)膜，特别是为了防止氧化而更优选把Al膜表面部由树脂保护的结构。但在把Al膜表面部用树脂覆盖时，为了减少光路的损失而优选覆盖的范围仅是Al膜的表面部而不覆盖树脂模制部14的上表面的结构。在把第一光控制机构31和第二光控制机构32设定为光反射体时，需要注意不要使之成为杂散光的光源。
[实施例3]
图15表示本实施例的指示装置42的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
上述实施例2中说明的图13的指示装置41具有把第一光控制机构31设置在一个部位的结构，但第一光控制机构31的设置个数并不限定于此，也可以根据需要在多个部位设置。例如如图15所示，本实施例的指示装置42具有在树脂模制部14分别设置第一光控制机构31a、31b的结构。
第一光控制机构31a、31b被设置在树脂模制部14的上表面且是从发光二极管12a到接触面17的光路上。特别是为了把光强度高的部分遮光，而把第一光控制机构31a配置在发光二极管12a的上表面的中心轴的延长线上。
指示装置42中到达第一光控制机构31a、31b的光成为损失，但能够增大所使用的角度θ13，能够把接触面17的光强度变均匀。
优选把第一光控制机构31a形成在树脂模制部14上表面中包含通过发光二极管12a的上表面中心的法线轴的区域，由此，能够缩小第一光控制机构31a的设置区域。
[实施例4]
图16表示本实施例的指示装置43的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
上述实施例2中说明的图13的指示装置41具有把第一光控制机构31和第二光控制机构32设置在树脂模制部14上的结构，但本实施例的指示装置43与图13的指示装置41的结构比较，第一光控制机构31和第二光控制机构32的配置具有不同的结构。即如图16所示，本实施例的指示装置43把第一光控制机构31c和第二光控制机构32a设置在覆盖部16的倾斜面19上。
第一光控制机构31c和第二光控制机构32a以避开反射手指尖10的像的部分的方式设置在覆盖部16的倾斜面19上。覆盖部16具有反射面21和反射面22那样的光学功能，通过与制作这些光学功能的处理工艺相同的处理工艺则能够同时制作第一光控制机构31c和第二光控制机构32a。
指示装置43中到达第一光控制机构31c的光成为损失，但能够增大所使用的角度θ13，能够把接触面17的光强度变均匀。利用第二光控制机构32a能够把从发光二极管12a直接向摄像元件13照射的杂散光排除。
通过把第一光控制机构31c和第二光控制机构32a设置在覆盖部16，在制作覆盖部16的光学功能的处理工艺中只要形成第一光控制机构31c和第二光控制机构32a，就能够抑制由于具有第一光控制机构31c和第二光控制机构32a引起的部件个数和成本的增加。由此，特别对于具有反射和聚光等光学效果的框体的指示装置43合适。
[实施例5]
图17表示本实施例的指示装置44的一结构例，是把包含激光二极管12b和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
上述实施例1中说明的图8的指示装置40作为光源12而具有发光二极管12a，但本实施例的指示装置44作为光源12而具有激光二极管12b。即如图17所示，本实施例的指示装置44是在图8的指示装置40的结构中代替发光二极管12a而具有激光二极管12b。激光二极管12b是表面发光的类型，与发光二极管12a比较而定向性高。由此，指示装置44通过具有激光二极管12b而能够抑制朝向摄像元件13的杂散光。
如上所述，由于激光二极管12b具有高的定向性，所以激光二极管12b自身的光放射角特性比图11(b)所示的情况还要不均匀。由此，尽管通过使用激光二极管12b而抑制杂散光，但接触面17的光强度均匀化就成为重点。但激光二极管12b由于一般地发光部小到10μm左右，所以难以在发光部设置第一光控制机构31。
于是，指示装置44把第一光控制机构31设置在树脂模制部14的上表面且是从激光二极管12b到接触面17的光路上。第一光控制机构31由吸收光的树脂形成。由此，到达第一光控制机构31的光成为损失，但能够把接触面17的光强度变均匀。
[实施例6]
图18表示本实施例的指示装置45的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
如图18所示，本实施例的指示装置45是在上述实施例2中说明的图13的指示装置41的结构中代替第一光控制机构31而具有在树脂模制部14形成的凹凸部33(第一光控制机构)。
凹凸部33是把凹部和凸部周期性反复排列的凹凸结构，使到达的光散射。凹凸部33被设置在树脂模制部14的上表面的一部分且是从发光二极管12a到接触面17的光路上。由于树脂模制部14的凹凸部33与指示装置45内部空间的界面成为凹凸形状，所以能够使从凹凸部33表面出来行进的光散射。
作为在树脂模制部14形成凹凸部33的方法，有在把树脂模制部14成型用的模具中预先形成凹凸形状的图形而在制作树脂模制部14时通过复制该图形而形成的方法，由于能够容易形成而被优选。
指示装置45中，通过把凹凸部33设置在树脂模制部14的上表面的一部分而有选择地使光散射，能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。由此，由于没有设置光吸收体和光反射体那样的光损失部分，所以特别能够有助于实现指示装置45的低消耗电力化。且由于凹凸部33以使光强度更高的部分有选择地散射为目的而形成在树脂模制部14的上表面的一部分，所以能够缩小其形成区域。
凹凸部33中优选把凹部和凸部的差、凹部的宽度和凸部的宽度设定为10μm以下的值。通过使凹凸形状具有10μm以下的微细结构，能够设定成与指示装置45所使用的光波长接近的值。在上述10μm以下凹凸结构的情况下，能够得到Mie散射(ミ一散乱)的效果。且在凹部和凸部的差比上述波长小的情况下，所得到的效果是瑞利散射(レイリ散乱)成为支配性。因此，凹凸部33中凹部和凸部的差、凹部的宽度和凸部的宽度的值也可以是发光二极管12a射出的光波长以下。作为微细凹凸结构的制作方法，能够使用上述模具的制作方法。特别是纳米刻印法由于能够比较容易地制作超微单位的凹凸结构，所以合适。
[实施例7]
图19表示本实施例的指示装置46的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
上述实施例6中说明的图18的指示装置45把凹凸部33设置在树脂模制部14的上表面的一部分，而本实施例的指示装置46与图18的指示装置45比较，具有与凹凸部33的形成区域不同的结构。即如图19所示，本实施例的指示装置46中，把凹凸部33a(第一光控制机构)设置在树脂模制部14的整个上表面。指示装置46在树脂模制部14的上表面不设置第二光控制机构32。
凹凸部33a是把凹部和凸部周期反复排列的凹凸结构，使到达的光散射。凹凸部33a被设置在树脂模制部14的整个上表面。由于树脂模制部14与指示装置45内部空间的界面成为凹凸形状，所以能够使从树脂模制部14出来的光散射。凹凸部33a的凹凸形状能够任意适当变更，能够根据需要来得到扩散效果。
作为在树脂模制部14上形成凹凸部33a的方法，复制在上述模具中形成的图形的方法是有效的，通过使用实施了被叫做暗光泽(梨地)精加工处理的模具则能够容易得到同样的结构。暗光泽状的凹部和凸部的差和宽度是1～15μm左右，以简易的制作方法能够制作可得到高散射效果的凹凸部33a。
指示装置46中，通过把凹凸部33a设置在树脂模制部14的整个上表面而在整个上表面使光散射，能够使接触面17的光强度输出平均化。由此，特别能够有助于实现指示装置46的低消耗电力化。
[实施例8]
图20表示本实施例的指示装置47的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
如图20所示，本实施例的指示装置47是在上述实施例1中说明的图8的指示装置40结构中代替树脂模制部14和第一光控制机构31而具有混入(添加)有填充物35的带填充物树脂模制部34(第一光控制机构)。图20把填充物35示意性地放大来进行图示。
指示装置47中从发光二极管12a射出的光在带填充物树脂模制部34内由于被填充物35散射而出现多重散射。利用该散射效果而使通过带填充物树脂模制部34的光平均化，能够抑制接触面17的光强度不均。
使用的填充物35优选具有直径为10μm以下的值的粒子状填充材料。通过把填充物的直径设定为10μm以下，能够设定成与指示装置47所使用的光波长接近的值。在填充物35是与上述波长接近的直径的情况下，能够得到Mie散射的效果。且在填充物35的直径是比上述波长小的情况下，所得到的效果是瑞利散射成为支配性。因此，填充物35直径的值也可以是发光二极管12a射出的光的波长以下。
[实施例9]
图21表示本实施例的指示装置48的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
如图21所示，本实施例的指示装置48是在上述实施例2说明的图13的指示装置41的结构中代替第一光控制机构31而具有在树脂模制部14形成的透镜部36(第一光控制机构)。
透镜部36是具有凸状弯曲部的透镜结构，使到达的光散射。透镜部36被设置在树脂模制部14的上表面的一部分。即由在树脂模制部14的上表面的一部分形成的弯曲部来形成透镜部36。通过把从树脂模制部14的上表面到发光二极管12a的距离设定得比透镜部36的曲率半径小而能够得到扩散光的效果。
作为在树脂模制部14形成透镜部36的方法，即作为在树脂模制部14形成具有透镜效果的弯曲部的方法，有使用实施了复制图形处理的模具而在制作树脂模制部14时同时形成的方法，能够容易形成。
指示装置48中，通过把透镜部36设置在树脂模制部14的上表面的一部分而使光扩散，由此，能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。且透镜部36的曲率半径能够适当变更，例如通过设定成使需要更高扩散效果的部分曲率半径小、抑制扩散效果程度的部分曲率半径大的透镜结构，能够得到根据需要的扩散效果。特别是在光强度小的部分，通过进一步加大曲率半径而具有聚光效果，也能够谋求接触面17的光强度分布均匀化。
[实施例10]
图22表示本实施例的指示装置49的一结构例，是把包含发光二极管12a和接触面17的照明光学系统放大表示的剖视图。
如图22所示，本实施例的指示装置49是在上述实施例2中说明的图13的指示装置41结构中代替第一光控制机构31而具有在树脂模制部14形成的弯曲状凹部37(第一光控制机构)。
弯曲状凹部37是弯曲的凹结构，使到达的光散射。弯曲状凹部37被设置在树脂模制部14的上表面的一部分。由于树脂模制部14的弯曲状凹部37与指示装置45内部空间的界面成为弯曲的凹形状，所以能够把从弯曲状凹部37表面出来的光扩散。作为在树脂模制部14形成弯曲状凹部37的方法，有使用实施了复制图形处理的模具而在制作树脂模制部14时同时形成的方法等。
指示装置49中通过把弯曲状凹部37设置在树脂模制部14的上表面的一部分而使光扩散，由此，能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。
[实施例11]
图23是表示本实施例的指示装置50一结构例的剖视图。
如图23所示，本实施例的指示装置50具有：电路基板11a、11b、发光二极管12a、摄像元件13、树脂模制部14、树脂模制部15、框体60、第一光控制机构61、反射镜62(光部件)、反射镜63、64和波导管65。
发光二极管12a被树脂模制部14密封且安装在电路基板11a上。把发光二极管12a以其光轴位于图中左右方向的方式设置在框体60内。摄像元件13被树脂模制部15密封且安装在电路基板11b上。把摄像元件13以使摄像面朝向图中上方的方式设置在框体60内。
框体60上设置有接触面17。反射镜62～64和波导管65构成指示装置50的光学系统。即利用发光二极管12a、摄像元件13、接触面17、反射镜62～64和波导管65构成指示装置50的光学系统。
第一光控制机构61是弯曲的凸结构，扩散光。第一光控制机构61被设置在反射镜62的反射面。向凸结构射入的光被扩散反射。因此，优选把第一光控制机构61设置在光强度特别强的位置。作为制作第一光控制机构61的方法，有使用实施了复制必要曲率的图形处理的模具而在制作反射镜62时同时制作的方法等。
具有上述结构的指示装置50中，从发光二极管12a射出的光被反射镜62向接触面17照射。动作对象物即手指尖10在操作中与接触面17接触。当手指尖10与接触面17接触，则向接触面17照射的光被手指尖10的表面漫反射。被手指尖10的表面反射的光，即表示手指尖10的像的光被反射镜63反射，并通过波导管65被反射镜64反射而到达摄像元件13。根据该光并利用摄像元件13来检测手指尖10的运动。
指示装置50中，把第一光控制机构61设置在反射镜62的反射面且是从发光二极管12a到接触面17的光路上，通过扩散光而能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。
[实施例12]
图24是表示本实施例的指示装置51一结构例的剖视图。
如图24所示，本实施例的指示装置51是在上述实施例11中说明的图23的指示装置50结构中代替第一光控制机构61和反射镜62而具有弯曲状反射镜66(第一光控制机构)。
弯曲状反射镜66是弯曲的反射镜，一边扩散光一边进行反射。通过设定为弯曲的形状而能够得到扩散光的效果。弯曲状反射镜66的曲率半径能够适当变更，例如通过设定成使需要更高扩散效果的部分曲率半径小、抑制扩散效果程度的部分曲率半径大的结构，能够得到根据需要的扩散效果。作为制作弯曲状反射镜66的方法，有使用实施了复制必要曲率的图形处理的模具来制作的方法等。
指示装置51中，通过利用弯曲状反射镜66来扩散光而能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。
[实施例13]
图25是表示本实施例的指示装置52的一结构例的剖视图。
如图25所示，本实施例的指示装置52是在上述实施例11中说明的图23的指示装置50的结构中把第一光控制机构61除去而具有透镜67(光部件)和第一光控制机构68。
透镜67被配置在照明光学系统的发光二极管12a与反射镜62之间，使从发光二极管12a射出的光向反射镜62聚光。反射镜62把来自透镜67的光向接触面17反射。第一光控制机构68被设置在透镜67的射出面侧。第一光控制机构68由光吸收体构成，吸收到达的光。
指示装置52中，通过利用第一光控制机构68来吸收光而能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。透镜67并不限定于具有把光聚光的功能，也能够使用扩散光的结构。
[实施例14]
图26是表示本实施例的指示装置53的一结构例的剖视图。
如图26所示，本实施例的指示装置53是在上述实施例11中说明的图23的指示装置50的结构中把第一光控制机构61除去而具有形成有凹凸部69(第一光控制机构)的透镜67(光部件)。
透镜67被配置在照明光学系统的发光二极管12a与反射镜62之间，使从发光二极管12a射出的光向反射镜62聚光。反射镜62把来自透镜67的光向接触面17反射。
凹凸部69是把凹部和凸部周期性反复排列的凹凸结构，使到达的光散射。凹凸部69被设置在透镜67的射出面侧。由于透镜67与指示装置53内部空间的界面成为凹凸形状，所以能够使从透镜67出来的光散射。凹凸部69的凹凸形状能够适当变更，能够得到根据需要的扩散效果。由于把凹凸部69直接形成在透镜67上，所以透镜67以树脂制为最适合。
指示装置53中，通过把凹凸部69设置在透镜67上而使光散射，能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。由此，由于没有设置光吸收体和光反射体那样的光损失部分，所以特别能够有助于实现指示装置53的低消耗电力化。
[实施例15]
图27是表示本实施例的指示装置54的一结构例的剖视图。
如图27所示，本实施例的指示装置54是在上述实施例11中说明的图23的指示装置50的结构中把第一光控制机构61除去而具有透镜67(光部件)和凹凸状树脂部70(第一光控制机构、第二树脂部)。
透镜67被配置在照明光学系统的发光二极管12a与反射镜62之间，使从发光二极管12a射出的光向反射镜62聚光。反射镜62把来自透镜67的光向接触面17反射。
凹凸状树脂部70是把凹部和凸部周期性反复排列的凹凸结构，使到达的光散射。凹凸状树脂部70被设置在透镜67的射出面侧。由于凹凸状树脂部70与指示装置54内部空间的界面成为凹凸形状，所以能够使从凹凸状树脂部70出来的光散射。凹凸状树脂部70的凹凸形状能够适当变更，能够得到根据需要的扩散效果。由于凹凸状树脂部70使从透镜67射出的光扩散，所以，以由光透射性树脂构成为最适合。
指示装置54中，通过把凹凸状树脂部70设置在透镜67上而使光散射，能够有效地使接触面17的光强度输出平均化。由此，由于没有设置光吸收体和光反射体那样的光损失部分，所以特别能够有助于实现指示装置54的低消耗电力化。
[实施例16]
上述实施例1～15中，具有把用于使接触面17的光强度分布均匀化的部件(第一光控制机构)设置在一个部件上的结构，但并不限定于此，也可以设置在多个部件上。例如能够把图8所示的结构与图16所示的结构组合。
为了使从发光元件射出的光在接触面17均匀照射，第一光控制机构通过把光反射、吸收、扩散来控制到达接触面17的光。第一光控制机构也可以具有反射光的功能、吸收光的功能、扩散光的功能中的任一功能，只要按照设置部位选择为使之有效地起作用便可。第一光控制机构例如能够在使之具有光反射功能的情况下由光反射体构成、在使之具有光吸收功能的情况下由光吸收体构成、在使之具有光扩散功能的情况下由光扩散体(凹凸结构、填充物混入结构、透镜结构、弯曲结构等)构成。
图18中，把凹凸部33形成在树脂模制部14(第一树脂部)上，但也可以把表面形成有与凹凸部33同等形状的树脂部(第二树脂部)设置在照明光学系统即覆盖部16的倾斜面19和图23的反射镜62等处。特别是对于覆盖部16的倾斜面19等树脂制的位置，能够直接形成与凹凸部33同等的形状。所谓与凹凸部33同等的形状当然包括由暗光泽状凹部和凸部构成的凹凸形状。
且为了使与图20的带填充物树脂模制部34、图21的形成在树脂模制部14的透镜部36具有同等的功能，也可以在照明光学系统设置添加有填充物的树脂部(第三树脂部)和在表面形成有扩散光的透镜、弯曲状透镜部的树脂部(第四树脂部)。
[实施例17]
本实施例说明具有上述实施例1～16中说明过的指示装置40～54的电子设备。作为电子设备例如有移动电话、PC(特别是可动PC)、PDA、游戏机、电视等的遥控器、微波炉等，具有用于指示输入使用者希望操作的输入装置的各种电子设备，本实施例说明使用移动电话的情况。
图28(a)是表示安装有指示装置107的移动电话100的正面侧外观的图，图28(b)是表示移动电话100的背面侧外观的图，图28(c)是表示移动电话100的侧面侧外观的图。
如图28(a)～图28(c)所示，本实施例的移动电话100(便携式型信息终端)具有：显示屏侧框体101、操作侧框体102、话筒部103、数字键部104、显示屏部105、扬声器部106和指示装置107。
显示屏侧框体101和操作侧框体102经由铰链连接，移动电话100是所谓的折叠式移动电话。话筒部103把声音信息向移动电话100输入。数字键部104是用于输入数字和文字的按键。显示屏部105输出图像信息，而且显示来自指示装置107的输入信息。扬声器部106向外部输出声音信息。
指示装置107是用于指示输入使用者希望操作的输入装置，能够适用上述实施例1～16说明过的指示装置40～54中的任一个。如图28(a)所示，本实施例中把指示装置107配置在数字键部104的上部，但指示装置107的配置方法及其方向并不限定于此。
本实施例说明了移动电话100是折叠式移动电话的情况，但当然并不限定于折叠式。近年来折叠式是主流，在折叠的状态下厚度是10mm以下的移动电话也出现了。因此，考虑到移动电话的便携式性则其厚度就成为非常重要的要素。
操作侧框体102中除了未图示的内部电路基板等之外，决定操作侧框体102厚度的部件是话筒部103、数字键部104和指示装置107。且其中由于指示装置107的厚度最厚，所以指示装置107的薄型化直接关系到移动电话100的薄型化，非常重要。
如上所述，由于具有第一光控制机构而能够把输出不均匀的发光元件的光均等分配、具有第二光控制机构而能够把杂散光遮光，所以能够实现小型薄型且消耗电力低的指示装置107。因此，移动电话100通过具有指示装置107而能够容易实现薄型化和紧凑化，能够实现低消耗电力化。
本发明并不限定于上述各实施例，在权利要求所示的范围内能够有各种变更，把不同实施例各自公开的技术特征适当组合所得到的实施例也包括在本发明的技术范围内。
本发明的指示装置具有：用于设置动作对象物的接触面、从设置有所述动作对象物一侧的相反侧照射所述接触面的发光元件、接收来自所述动作对象物的反射光的摄像元件，该指示装置的特征在于，具有为了使从所述发光元件射出的光均匀地向所述接触面照射而控制到达所述接触面的光的第一光控制机构，所述发光元件射出由于放射角的不同而光强度不均匀的光，所述第一光控制机构被配置在从所述发光元件到所述接触面的光路中。
本发明的指示装置，优选还具有把从所述发光元件射出的光中对照射所述接触面不起作用的光进行遮蔽的第二光控制机构。
根据上述结构，能够把由于发光元件造成的杂散光排除。由此，杂散光向摄像元件的射入被抑制，所以能够抑制由杂散光引起的指示装置的误动作。
本发明的指示装置，优选所述发光元件是发光二极管。
根据上述结构，通过使用由于放射角不同而光强度不均小的发光二极管，能够在更短的距离得到第一光控制机构所起的效果。由此，特别对于指示装置的薄型化起作用。
本发明的指示装置，优选把所述第一光控制机构设置在所述发光元件上。
根据上述结构，通过把第一光控制机构设置在发光元件上而能够使发光分布成为为了实现在接触面的光强度均匀化是最佳状态。现有的指示装置结构仅变更发光元件就能够使用。
本发明的指示装置，优选所述发光元件是具有平坦的顶面和底面的长方体形状，且把所述顶面与所述接触面相对配置，把所述第一光控制机构形成在所述发光元件顶面的包含该顶面中心的区域。
根据上述结构，通过把第一光控制机构形成在发光元件的包含发光强度特别高的顶面中心的区域，能够缩小第一光控制机构的设置区域。
本发明的指示装置，优选把所述发光元件由第一树脂部覆盖，把所述第一光控制机构设置在所述第一树脂部的至少一部分。
根据上述结构，通过把第一光控制机构设置在覆盖发光元件的第一树脂部，使发光元件、部件覆盖件等关键器件不改变现有的指示装置结构就能够得到光控制效果。
本发明的指示装置，优选所述发光元件是具有平坦的顶面和底面的长方体形状，且把所述顶面与所述接触面相对配置，把所述第一光控制机构形成在所述第一树脂部表面中包含通过所述发光元件顶面中心的法线轴的区域中。
根据上述结构，通过把第一光控制机构形成在第一树脂部表面的区域，且由于该区域是发光元件的包含通过发光强度特别高的顶面中心的法线轴的区域，所以能够缩小第一光控制机构的设置区域。
本发明的指示装置，优选还具有配置在从所述发光元件到所述接触面的光路中且把从所述发光元件射出的光向所述接触面侧导光的光部件，把所述第一光控制机构设置在所述光部件上。
根据上述结构，只要在制作光部件的光控制功能处理工艺中形成第一光控制机构，就能够抑制由具有第一光控制机构所引起部件个数和成本的增加。由此，特别对于在照明光学系统具有光部件的指示装置合适。
本发明的指示装置，优选所述光部件是把从所述发光元件射出的光聚光的透镜或是把从所述发光元件射出的光扩散的透镜。
根据上述结构，通过把第一光控制机构设置成具有聚光或扩散功能的透镜，只要在制作透镜光学功能的制作处理工艺中形成第一光控制机构，就能够抑制由具有第一光控制机构所引起部件个数和成本的增加。由此，特别对于在照明光学系统具有透镜的指示装置合适，第一光控制机构适合扩散的效果的情况特别要优选。
本发明的指示装置，优选所述光部件是把从所述发光元件射出的光进行反射的反射镜。
根据上述结构，通过把第一光控制机构设置成具有反射功能的反射镜，只要在制作反射镜光学功能的制作处理工艺中形成第一光控制机构，就能够抑制由具有第一光控制机构所引起部件个数和成本的增加。由此，特别对于在照明光学系统具有反射镜的指示装置合适。
本发明的指示装置，优选所述反射镜的反射面的至少一部分具有弯曲的凸形状，所述第一光控制机构具有包含所述反射镜的弯曲的凸形状反射面的结构。
根据上述结构，通过第一光控制机构具有包含反射镜的弯曲凸形状反射面的结构，在光反射时能够得到扩散光的效果。
本发明的指示装置，优选还具有内包所述发光元件和所述摄像元件，并且，在向外部露出的面上设置有所述接触面的框体，把所述第一光控制机构设置在所述框体的内包所述发光元件和所述摄像元件一侧的面上。
根据上述结构，通过把第一光控制机构设置在框体上，只要在制作框体光学功能的处理工艺中形成第一光控制机构，就能够抑制由具有第一光控制机构所引起部件个数和成本的增加。由此，特别对于具有反射和聚光功能等光学效果的框体的指示装置合适。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构反射从所述发光元件射出的光。
根据上述结构，第一光控制机构成为具有光反射功能而不透射光的遮光部。由此，通过把第一光控制机构配置在光强度高的位置就能够抑制光强度的不均匀。且通过再利用从第一光控制机构反射的光而能够抑制光损失。由此，特别能够有助于实现指示装置的低消耗电力化。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是金属膜。
根据上述结构，能够把从发光元件射出的光进行金属反射。由于金属反射率也高、粘贴和布图也容易，所以成为适合第一光控制机构的遮光部件。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是所述发光元件中由金属膜构成的电极，反射从所述发光元件射出的光。
根据上述结构，能够容易得到金属膜构成的第一光控制机构。在形成发光元件的电极图形时通过变更掩模而能够制作第一光控制机构，能够原封不动地使用现有的处理。被电极反射遮挡的光输出成为从电极以外的部分输出，能够抑制光损失。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构吸收从所述发光元件射出的光。
根据上述结构，第一光控制机构成为具有光吸收功能而不透射光的遮光部。由此，通过把第一光控制机构配置在光强度高的位置就能够抑制光强度的不均。由于把被第一光控制机构遮光的光吸收，所以能够排除由反射和散射引起的杂散光。由此，能够提供抵抗杂散光特别强的指示装置。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构扩散从所述发光元件射出的光。
根据上述结构，由于第一光控制机构具有光扩散功能，所以只要把第一光控制机构配置在光强度高的位置就能够抑制光强度的不均。由于光强度高区域的扩散对于光强度低的区域起作用，所以能够得到平均高的光强度。由此，特别能够有助于实现指示装置的低消耗电力化。
本发明的指示装置，所述第一光控制机构优选处于所述光路的界面具有凹凸形状的结构。
根据上述结构，由于第一光控制机构为处于光路的界面具有凹凸形状的结构，所以能够把光散射。因此，不需要特别的新光学部件。
本发明的指示装置，优选所述凹凸形状中把凹部和凸部的差、该凹部的宽度和该凸部的宽度都设定为10μm以下的值。
根据上述结构，通过第一光控制机构具有10μm以下的微细凹凸形状的结构，凹凸形状成为与从发光元件射出的光波长接近的值，因此，在几何学散射的基础上，还能够得到Mie散射等光学散射的效果，能够更增大散射效果。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是在表面形成有由暗光泽状凹部和凸部构成的凹凸形状的第二树脂部。
根据上述结构，在制作第二树脂部时通过把使用的模具表面进行暗光泽精加工就能够在第二树脂部的表面形成暗光泽状的凹凸形状，能够容易制作第一光控制机构。凹凸形状的控制被模具的形状所反映，能够制作任意的凹凸形状。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是添加有填充物的第三树脂部。
根据上述结构，通过设置添加有填充物的第三树脂部，能够使从发光元件输出的光在树脂内散射，能够容易制作第一光控制机构。
本发明的指示装置，优选所述填充物是直径具有10μm以下值的粒子状填充材料。
根据上述结构，通过把填充物设定为是10μm以下的微细物体，成为与从发光元件射出的光的波长接近，因此，在几何学散射的基础上，还能够得到Mie散射等光学散射的效果，能够更增大散射效果。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是形成在所述第一树脂部表面的凹凸部，扩散从所述发光元件射出的光。
本发明的指示装置，优选所述第一树脂部添加有填充物，所述第一光控制机构是添加有所述填充物的第一树脂部，扩散从所述发光元件射出的光。
本发明的指示装置，优选所述光部件由树脂构成，所述第一光控制机构是形成在所述光部件表面的凹凸部，扩散从所述发光元件射出的光。
本发明的指示装置，优选所述框体由树脂构成，所述第一光控制机构是形成在所述框体的内包所述发光元件和所述摄像元件一侧的面的凹凸部，扩散从所述发光元件射出的光。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是扩散从所述发光元件射出的光的透镜。
根据上述结构，通过把第一光控制机构设定为透镜，利用界面折射而能够得到光扩散效果。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是在表面形成有弯曲状透镜部的第四树脂部。
根据上述结构，在制作第四树脂部时通过把使用的模具表面设定为弯曲状，就能够在第四树脂部的表面形成弯曲状的透镜部，能够容易制作第一光控制机构。
本发明的指示装置，优选所述第一光控制机构是扩散从所述发光元件射出的光的透镜，所述透镜是所述第一树脂部的表面弯曲而形成。
根据上述结构，通过在第一树脂部的表面设置透镜结构而能够扩散到达透镜结构部分的光。第一树脂部表面的透镜结构通过把制作第二树脂部时所使用的模具变成弯曲形状，利用复制就能够容易制作。
本发明的指示装置，优选还具有：覆盖所述发光元件的第一树脂部、内包所述发光元件和所述摄像元件并且在向外部露出的面设置有所述接触面的框体，把所述第一光控制机构设置在所述发光元件、所述第一树脂部中的至少一部分、以及所述框体的内包所述发光元件和所述摄像元件一侧的面中两个以上的部位。
本发明的指示装置，优选所述发光元件被第一树脂部覆盖，所述第二光控制机构被设置在所述第一树脂部。
根据上述结构，把第二光控制机构设置在第一树脂部，由于把第二光控制机构配置在接近发光元件的位置，所以能够缩小第二光控制机构的设置区域，能够避免装置的大型化。
本发明的指示装置，优选还具有内包所述发光元件和所述摄像元件并且在向外部露出的面设置有所述接触面的框体，把所述第二光控制机构设置在所述框体。
根据上述结构，通过把第二光控制机构设置在框体上，能够在制作框体光学功能的处理工艺中来形成第二光控制机构。由此，特别对于具有反射和聚光功能等光学效果的框体的指示装置合适。
本发明的指示装置，优选所述第二光控制机构吸收从所述发光元件射出的光。
根据上述结构，第二光控制机构成为具有吸收从发光元件射出的光的功能而不透射光的遮光部。由于把被第二光控制机构遮蔽的光吸收，所以能够排除由反射和散射引起的杂散光。
本发明不仅能够恰当地使用在检测手指尖等动作对象物运动的指示装置领域，而且能够恰当地使用在指示装置的制造方法、特别是指示装置组装方法的领域，进而还能够广泛地使用在具有指示装置的电子设备等领域。

Claims (33)

1.一种指示装置，具有：用于设置动作对象物的接触面、
从设置有所述动作对象物一侧的相反侧照射所述接触面的发光元件、
接收来自所述动作对象物的反射光的摄像元件，
该指示装置的特征在于，
具有以通过遮蔽从所述发光元件射出的一部分光，使从所述发光元件射出的光均匀地向所述接触面照射的方式控制到达所述接触面的光的第一光控制机构，
所述发光元件射出由于放射角的不同而光强度不均匀的光，
所述第一光控制机构被配置在从所述发光元件到所述接触面的光路中。
2.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，还具有把从所述发光元件射出的光中对照射所述接触面不起作用的光进行遮蔽的第二光控制机构。
3.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
4.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，把所述第一光控制机构设置在所述发光元件上。
5.如权利要求4所述的指示装置，其特征在于，所述发光元件是具有平坦的顶面和底面的长方体形状，且把所述顶面与所述接触面相对配置，
把所述第一光控制机构形成在所述发光元件顶面的包含该顶面中心的区域。
6.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，把所述发光元件由第一树脂部覆盖，
把所述第一光控制机构设置在所述第一树脂部的至少一部分。
7.如权利要求6所述的指示装置，其特征在于，所述发光元件是具有平坦的顶面和底面的长方体形状，且把所述顶面与所述接触面相对配置，
把所述第一光控制机构形成在所述第一树脂部表面中包含通过所述发光元件顶面中心的法线轴的区域中。
8.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，还具有配置在从所述发光元件到所述接触面的光路中且把从所述发光元件射出的光向所述接触面侧导光的光部件，
把所述第一光控制机构设置在所述光部件上。
9.如权利要求8所述的指示装置，其特征在于，所述光部件是把从所述发光元件射出的光聚光的透镜或是把从所述发光元件射出的光扩散的透镜。
10.如权利要求8所述的指示装置，其特征在于，所述光部件是把从所述发光元件射出的光进行反射的反射镜。
11.如权利要求10所述的指示装置，其特征在于，所述反射镜的反射面的至少一部分具有弯曲的凸形状，
所述第一光控制机构具有包含所述反射镜的弯曲的凸形状反射面的结构。
12.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，还具有内包所述发光元件和所述摄像元件，并且，在向外部露出的面上设置有所述接触面的框体，
把所述第一光控制机构设置在所述框体的内包所述发光元件和所述摄像元件一侧的面上。
13.如权利要求4所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构反射从所述发光元件射出的光。
14.如权利要求13所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是金属膜。
15.如权利要求4所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是所述发光元件中由金属膜构成的电极，反射从所述发光元件射出的光。
16.如权利要求6所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构吸收从所述发光元件射出的光。
17.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，第一光控制机构为处于所述光路的界面为凹凸形状的结构。
18.如权利要求17所述的指示装置，其特征在于，所述凹凸形状中把凹部和凸部的差、该凹部的宽度和该凸部的宽度都设定为10μm以下的值。
19.如权利要求17所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是在表面形成有由暗光泽状凹部和凸部构成的凹凸形状的第二树脂部。
20.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是添加有填充物的第三树脂部。
21.如权利要求20所述的指示装置，其特征在于，所述填充物是直径为10μm以下的值的粒子状填充材料。
22.如权利要求6所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是形成在所述第一树脂部表面的凹凸部，扩散从所述发光元件射出的光。
23.如权利要求6所述的指示装置，其特征在于，所述第一树脂部添加有填充物，
所述第一光控制机构是添加有所述填充物的第一树脂部，扩散从所述发光元件射出的光。
24.如权利要求9所述的指示装置，其特征在于，所述光部件由树脂构成，
所述第一光控制机构是形成在所述光部件表面的凹凸部，扩散从所述发光元件射出的光。
25.如权利要求12所述的指示装置，其特征在于，所述框体由树脂构成，
所述第一光控制机构是形成在所述框体的内包所述发光元件和所述摄像元件一侧的面上的凹凸部，扩散从所述发光元件射出的光。
26.如权利要求6所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是扩散从所述发光元件射出的光的透镜。
27.如权利要求26所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是在表面形成有弯曲状透镜部的第四树脂部。
28.如权利要求6所述的指示装置，其特征在于，所述第一光控制机构是扩散从所述发光元件射出的光的透镜，
所述透镜中所述第一树脂部的表面弯曲形成。
29.如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，还具有：覆盖所述发光元件的第一树脂部、
内包所述发光元件和所述摄像元件，并且，在向外部露出的面上设置有所述接触面的框体，
把所述第一光控制机构设置在所述发光元件、所述第一树脂部的至少一部分、以及所述框体的内包所述发光元件和所述摄像元件一侧的面这些部位中两个以上的部位。
30.如权利要求2所述的指示装置，其特征在于，所述发光元件被第一树脂部覆盖，
所述第二光控制机构设置在所述第一树脂部。
31.如权利要求2所述的指示装置，其特征在于，还具有内包所述发光元件和所述摄像元件，并且，在向外部露出的面上设置有所述接触面的框体，
把所述第二光控制机构设置在所述框体。
32.如权利要求30所述的指示装置，其特征在于，所述第二光控制机构吸收从所述发光元件射出的光。
33.一种电子设备，具有输入装置，其特征在于，
所述输入装置是权利要求1～32中任一项所述的指示装置。
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