JP4746118B2 - Optical pointing device and electronic device including the same - Google Patents

Optical pointing device and electronic device including the same Download PDF

Info

Publication number
JP4746118B2
JP4746118B2 JP2009252428A JP2009252428A JP4746118B2 JP 4746118 B2 JP4746118 B2 JP 4746118B2 JP 2009252428 A JP2009252428 A JP 2009252428A JP 2009252428 A JP2009252428 A JP 2009252428A JP 4746118 B2 JP4746118 B2 JP 4746118B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
pointing device
optical pointing
subject
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009252428A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011096203A (en
Inventor
錬三郎 三木
稔 上田
隆浩 三宅
哲史 野呂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2009252428A priority Critical patent/JP4746118B2/en
Priority to PCT/JP2010/069536 priority patent/WO2011052790A1/en
Publication of JP2011096203A publication Critical patent/JP2011096203A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4746118B2 publication Critical patent/JP4746118B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は光ポインティング装置およびそれを備える電子機器に関するものであり、より詳細には、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)等の携帯情報端末(電子機器)に搭載可能な入力装置としての光ポインティング装置に関するものである。   The present invention relates to an optical pointing device and an electronic device including the same, and more specifically, an optical pointing device as an input device that can be mounted on a portable information terminal (electronic device) such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants). It relates to the device.

携帯電話機やPDA等の携帯情報端末に代表される小型の電子機器では、一般的に、情報を入力するユーザインターフェースとしてキーパッドが採用されている。キーパッドは、通常、数字および文字を入力するための複数個のボタンと方向ボタン(十字キー)とで構成されている。また、近年では携帯情報端末のディスプレイ部にグラフィック等の表現が可能となることに伴い、ユーザに対する情報の表示方式として、主に、ディスプレイ部を二次元で用いるGUI(Graphical User Interface)が採用されるようになってきている。   In a small electronic device typified by a portable information terminal such as a mobile phone or a PDA, a keypad is generally employed as a user interface for inputting information. The keypad is usually composed of a plurality of buttons for inputting numbers and characters and direction buttons (cross keys). In recent years, with the display of graphics and the like being possible on the display unit of a portable information terminal, a GUI (Graphical User Interface) that mainly uses the display unit in two dimensions has been adopted as a method for displaying information to the user. It is becoming.

このように、携帯情報端末が高機能化し、コンピュータと同等の表示機能を備えることにより、メニューキーおよびその他の機能キーを方向キーとして用いる従来の携帯情報端末の入力手段では、GUIで表現されたアイコン等の選択には適しておらず、不便である。そのため、携帯情報端末においても、コンピュータに用いられているボール式マウスまたは光学式マウス等のマウスやタッチパッド、タブレットのように、直感的な操作を可能とするポインティング装置が求められるようになってきている。   As described above, since the portable information terminal is highly functional and has a display function equivalent to that of a computer, the input means of the conventional portable information terminal that uses menu keys and other function keys as direction keys are expressed in GUI. It is not suitable for selecting an icon or the like and is inconvenient. For this reason, a portable information terminal is required to have a pointing device that enables intuitive operation, such as a mouse such as a ball mouse or an optical mouse used in a computer, a touch pad, or a tablet. ing.

しかしながら、携帯情報端末は携帯することを前提としているため、本体と分離した別途のポインティング装置を携帯情報端末のポインティング装置として採用するには支障を来たす。また、トラックボール型(Track Ball-Type)のポインティング装置は、物理的に一定以上の三次元空間を占有するため、薄型かつ小型の携帯情報端末には採用し難いという問題がある。   However, since the portable information terminal is assumed to be carried, there is a problem in adopting a separate pointing device separated from the main body as the pointing device of the portable information terminal. In addition, a track ball-type pointing device occupies a three-dimensional space that is physically larger than a certain level, and thus has a problem that it is difficult to adopt it for a thin and small portable information terminal.

そこで、携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置として、ポインティング装置に接触する被写体(例えば、指先等)を撮像素子で観察し、接触面における被写体の模様(例えば、指紋等)の変化を抽出することによって、被写体の動きを検知する光ポインティング装置が提案されている。つまり、被写体にて反射された光によって形成された被写体の像をイメージセンサ等の撮像素子で連続的に撮像し、撮像した画像データにおける直前に撮影した画像データに対する変化量を抽出し、該変化量に基づいて被写体の動きを算出し、電気信号として出力する光ポインティング装置が提案されている。この光ポインティング装置を用いることによって、ディスプレイ上に示されたカーソル等を被写体の動きに合わせて移動させることができる。   Therefore, as a pointing device that can be mounted on a portable information terminal, a subject (for example, a fingertip) that contacts the pointing device is observed with an image sensor, and a change in the pattern of the subject (for example, a fingerprint) on the contact surface is extracted. Has proposed an optical pointing device that detects the movement of a subject. That is, an image of a subject formed by light reflected by the subject is continuously captured by an image sensor such as an image sensor, and a change amount of the captured image data with respect to the image data captured immediately before is extracted. There has been proposed an optical pointing device that calculates the movement of a subject based on the amount and outputs it as an electrical signal. By using this optical pointing device, the cursor or the like shown on the display can be moved in accordance with the movement of the subject.

例えば特許文献1には、光源から出射され、被写体にて反射された光を水平方向(装置を水平に載置した場合)に反射する反射鏡と、水平の光線経路上に対向して垂直に設置された集光レンズおよびイメージセンサ(撮像素子)とを備える光ポインティング装置が記載されている(特許文献1の要約書を参照)。   For example, Patent Document 1 discloses a reflecting mirror that reflects light emitted from a light source and reflected by a subject in a horizontal direction (when the apparatus is placed horizontally), and vertically facing a horizontal ray path. An optical pointing device including an installed condensing lens and an image sensor (imaging device) is described (see abstract of Patent Document 1).

特許文献1の光ポインティング装置においては、反射鏡が設けられたブロック状の遮光壁で、光源から出射された光が直接、イメージセンサに入射しないように遮光される構成となっている。つまり、光を反射鏡でイメージセンサに導く特許文献1の光ポインティング装置においては、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光(規定の光線経路を通過しない光)となってイメージセンサに受光されることを容易に防止することができる構成となっている。   In the optical pointing device of Patent Document 1, light emitted from a light source is shielded by a block-shaped light shielding wall provided with a reflecting mirror so as not to directly enter the image sensor. That is, in the optical pointing device of Patent Document 1 that guides light to the image sensor with a reflecting mirror, the light emitted from the light source becomes stray light (light that does not pass through a prescribed light path) without being reflected by the subject. Therefore, it is possible to easily prevent light from being received.

一方、近年、携帯電話に見られる機器の小型化や、複数の機能を有する機器に見られる高集積化に伴い、入力デバイスの小型化、薄型化が要求されている。そのため、小型化、薄型化をした光ポインティング装置が提案されている(特許文献2,3)。   On the other hand, in recent years, with the miniaturization of devices found in mobile phones and the high integration found in devices having a plurality of functions, there has been a demand for smaller and thinner input devices. Therefore, an optical pointing device that has been reduced in size and thickness has been proposed (Patent Documents 2 and 3).

特表2008−507787号公報(2008年3月13日公開)Special table 2008-507787 (published March 13, 2008) 特開2008−226224号公報(2008年9月25日公開)JP 2008-226224 A (published September 25, 2008) 特表2008−510248号公報(2008年4月3日公開)Special table 2008-510248 gazette (released April 3, 2008)

しかしながら、特許文献2〜3に記載された小型化および薄型化された光ポインティング装置では、光学系等が小さくなったり、容量が小さくなるなどのために、特許文献1に記載されたようなブロック状の遮光壁等を設けることができないので、迷光を遮光することができないという問題点を有している。迷光が撮像素子に受光されると、被写体で反射した光(散乱光)を撮像素子が受光したときに、迷光の影響によって、該光(散乱光)を充分に認識することができず、光ポインティング装置の性能が低下してしまう。それゆえ、迷光が撮像素子に受光されることを防止するための対策が求められている。   However, since the optical pointing device described in Patent Documents 2 and 3 is reduced in size and thickness, the optical system or the like is reduced or the capacity is reduced. Since no light shielding wall or the like can be provided, stray light cannot be shielded. When stray light is received by the image sensor, the light (scattered light) reflected by the subject cannot be sufficiently recognized by the effect of stray light when the image sensor receives light reflected from the subject. The performance of the pointing device is reduced. Therefore, a countermeasure for preventing stray light from being received by the image sensor is demanded.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、薄型の光ポインティング装置においても、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置、およびそれを備える電子機器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an optical pointing device in which the influence of stray light on image data captured by an image sensor is reduced even in a thin optical pointing device, And providing an electronic apparatus including the same.

本発明の光ポインティング装置は、上記の課題を解決するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて内部を導光させる導光型光学部材と、該導光型光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記導光型光学部材は、導光される光を上記撮像素子に導く結像反射部を有し、さらに、上記光源および撮像素子が設けられる上記導光型光学部材の裏面に、上記光源から出射された光が結像反射部を経ずに撮像素子に入射する光の経路を変える迷光防止部を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an optical pointing device of the present invention includes a light source that irradiates light to a subject, a light guide type optical member that reflects reflected light from the subject and guides the inside, and the light guide. An optical pointing device including an imaging element that receives light guided by the optical optical member, wherein the optical guiding member includes an imaging reflection unit that guides the guided light to the imaging element. And stray light that changes the path of light that is emitted from the light source and is incident on the image sensor without passing through the imaging reflector on the back surface of the light guide optical member on which the light source and the image sensor are provided. It is characterized by having a prevention part.

上記の構成によれば、導光型光学部材に、光源から出射された光が被写体で反射することなく直接撮像素子に入射する光に対する対策(迷光対策)が施されている。すなわち、導光型光学部材の裏面に、光源から出射された光が被写体で反射することなく撮像素子に入射するのを防ぐ迷光防止部が形成されている。これにより、光源から出射された光のうち、迷光の原因となる被写体で反射されなかった光が迷光防止部に到達すると、迷光防止部から出射するときに経路が変化する。従って、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを防止することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, the light guide type optical member is provided with a countermeasure (stray light countermeasure) against light that is directly incident on the imaging element without the light emitted from the light source being reflected by the subject. That is, a stray light prevention unit that prevents light emitted from the light source from entering the imaging element without being reflected by the subject is formed on the back surface of the light guide type optical member. Accordingly, when light that has not been reflected by the subject that causes stray light among the light emitted from the light source reaches the stray light prevention unit, the path changes when the light is emitted from the stray light prevention unit. Therefore, the light emitted from the light source can be prevented from becoming stray light without being reflected by the subject.

また、上記の構成によれば、導光型光学部材の裏面に迷光防止部が形成されているため、薄型の光ポインティング装置においても迷光を防止することができる。   Moreover, according to said structure, since the stray light prevention part is formed in the back surface of a light guide type optical member, stray light can be prevented also in a thin optical pointing device.

それゆえ、薄型の光ポインティング装置においても、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響を低減することのできる光ポインティング装置を提供することができるという効果を奏する。   Therefore, even in a thin optical pointing device, it is possible to provide an optical pointing device that can reduce the influence of stray light on the image data captured by the image sensor.

なお、迷光防止部は、被写体を検知するための信号光の経路を避けて設けることが好ましい。これにより、信号光の検知感度を低下させることなく、迷光が撮像素子に入射するのを防ぐことができる。   The stray light prevention unit is preferably provided so as to avoid a path of signal light for detecting the subject. Thereby, it is possible to prevent stray light from entering the imaging element without reducing the detection sensitivity of the signal light.

本発明の光ポインティング装置では、上記導光型光学部材は、上記結像反射部と、上記被写体が接触する接触面と、上記被写体からの反射光の方向を変換させて上記結像反射部に導く光路変換部とが一体に形成されていることが好ましい。   In the optical pointing device according to the aspect of the invention, the light guide type optical member may change the direction of the reflected light from the subject by changing the direction of the reflected light from the subject, the contact surface with which the subject is in contact, and the imaging reflective portion. It is preferable that the optical path conversion part to guide is integrally formed.

上記の構成によれば、導光型光学部材が、被写体が接触する接触面と、導光される光を結像反射部に導く結像反射部と、接触面で反射された被写体からの反射光の光路を変換させて結像反射部に導く光路変換部とを備えており、これらが一体的に形成されている。すなわち、光ポインティング装置において必須の構成である光学系が、一体的に形成されている。これにより、光学系の光路長を長く取り、収差を抑えるようにしても、導光型光学部材の垂直方向の長さを光路長に比較して小さくすることができる。従って、光ポインティング装置のさらなる小型化,薄型化を実現することができる。また、一体成形することによって、導光型光学部材を高精度に組み立てることができると共に、部品点数を削減することもできる。   According to the above configuration, the light guide type optical member has a contact surface with which the subject comes into contact, an imaging reflection unit that guides the guided light to the imaging reflection unit, and reflection from the subject reflected by the contact surface. An optical path conversion unit that converts the optical path of light and guides it to the imaging reflection unit, and these are integrally formed. That is, an optical system that is an essential component in the optical pointing device is integrally formed. As a result, even if the optical path length of the optical system is increased and aberrations are suppressed, the length of the light guide type optical member in the vertical direction can be made smaller than the optical path length. Therefore, further downsizing and thinning of the optical pointing device can be realized. Further, by integrally molding, the light guide type optical member can be assembled with high accuracy, and the number of parts can be reduced.

本発明の光ポインティング装置では、上記迷光防止部は、導光された光を屈折させるプリズムであってもよい。   In the optical pointing device of the present invention, the stray light prevention unit may be a prism that refracts the guided light.

上記の構成によれば、迷光防止部がプリズムからなっているため、迷光防止部によって、迷光の原因となる被写体で反射されなかった光源光が、特定の方向に反射する。従って、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを、確実に防止することができる。   According to the above configuration, since the stray light prevention unit is formed of a prism, the light source light that is not reflected by the subject that causes stray light is reflected in a specific direction by the stray light prevention unit. Therefore, it is possible to reliably prevent the light emitted from the light source from becoming stray light without being reflected by the subject.

本発明の光ポインティング装置では、上記迷光防止部は、導光された光を散乱させる屈折面からなっていてもよい。   In the optical pointing device of the present invention, the stray light prevention unit may include a refractive surface that scatters the guided light.

上記の構成によれば、迷光防止部が屈折面からなっているため、迷光防止部によって、迷光の原因となる被写体で反射されなかった光源光が、屈折する。従って、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを、確実に防止することができる。   According to said structure, since the stray light prevention part consists of a refractive surface, the light source light which was not reflected by the to-be-photographed object which causes stray light is refracted by the stray light prevention part. Therefore, it is possible to reliably prevent the light emitted from the light source from becoming stray light without being reflected by the subject.

本発明の光ポインティング装置では、上記迷光防止部は、遮光された光を遮光する遮光部材からなっていてもよい。   In the optical pointing device of the present invention, the stray light prevention unit may be formed of a light shielding member that shields light that has been shielded.

上記の構成によれば、迷光防止部が遮光部材からなっているため、迷光防止部によって、迷光の原因となる被写体で反射されなかった光源光が遮光される。従って、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを、確実に防止することができる。   According to said structure, since the stray light prevention part consists of a light shielding member, the light source light which was not reflected by the to-be-photographed object causing stray light is shielded by the stray light prevention part. Therefore, it is possible to reliably prevent the light emitted from the light source from becoming stray light without being reflected by the subject.

なお、遮光部材は、黒系の膜からなっていることが好ましい。黒系の膜は光を吸収する性質を有しているので、迷光防止部によって、迷光の原因となる被写体で反射されなかった光源光が、吸収される。従って、確実に、迷光による影響を低減して、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置を提供することができる。   The light shielding member is preferably made of a black film. Since the black film has a property of absorbing light, the stray light prevention unit absorbs light source light that has not been reflected by the subject that causes stray light. Therefore, it is possible to reliably reduce the influence of stray light and provide an optical pointing device with high subject detection accuracy.

本発明の光ポインティング装置では、上記迷光防止部は、上記接触面、結像反射部、光路変換部と共に、一体に形成されていることが好ましい。   In the optical pointing device of the present invention, it is preferable that the stray light prevention unit is integrally formed with the contact surface, the imaging reflection unit, and the optical path conversion unit.

上記の構成によれば、迷光防止部が、導光型光学部材の光学系と共に一体的に形成されている。従って、導光型光学部材および迷光防止部を高精度に組み立てることができると共に、部品点数を削減することもできる。   According to said structure, the stray light prevention part is integrally formed with the optical system of the light guide type optical member. Therefore, the light guide type optical member and the stray light prevention unit can be assembled with high accuracy, and the number of parts can be reduced.

本発明の光ポインティング装置では、上記プリズム表面に、導光された光を反射する反射膜が形成されていることが好ましい。   In the optical pointing device of the present invention, it is preferable that a reflective film for reflecting the guided light is formed on the prism surface.

上記の構成によれば、プリズムの表面に反射膜が形成されているため、迷光防止部によって反射できる角度範囲を広げることができる。従って、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを、確実に防止することができる。   According to said structure, since the reflecting film is formed in the surface of a prism, the angle range which can be reflected by a stray light prevention part can be expanded. Therefore, it is possible to reliably prevent the light emitted from the light source from becoming stray light without being reflected by the subject.

本発明の光ポインティング装置では、上記結像反射部は、球面、非球面、または、導光方向の面の曲率と導光方向と直交する面の曲率とが互いに異なるトロイダル面をしていてもよい。   In the optical pointing device of the present invention, the imaging reflecting portion may be a spherical surface, an aspherical surface, or a toroidal surface in which the curvature of the surface in the light guide direction and the curvature of the surface orthogonal to the light guide direction are different from each other. Good.

上記の構成によれば、結像反射部が、球面、非球面、またはトロイダル面を有する。これにより、光ポインティング装置の光学系の構成から発生する球面収差やコマ収差等の光学収差、及び撮像素子上に投影される像の歪量に基づいて、結像反射部の曲率を球面、非球面又はトロイダル面に適宜設定することによって、光ポインティング装置の導光型光学部材の光学特性をさらに向上させることができる。   According to said structure, an image formation reflection part has a spherical surface, an aspherical surface, or a toroidal surface. Accordingly, the curvature of the imaging reflecting portion is made spherical, non-spherical based on optical aberrations such as spherical aberration and coma aberration generated from the configuration of the optical system of the optical pointing device, and the distortion amount of the image projected on the image sensor. By appropriately setting the spherical surface or the toroidal surface, the optical characteristics of the light guide type optical member of the optical pointing device can be further improved.

本発明の光ポインティング装置では、上記光路変換部は、上記被写体からの反射光を屈折させるプリズム、上記被写体からの反射光を偏向させる反射型回折素子、反射型フレネルレンズ、または反射型ホログラムレンズのいずれかから構成されていてもよい。   In the optical pointing device of the present invention, the optical path changing unit includes a prism that refracts reflected light from the subject, a reflective diffractive element that deflects reflected light from the subject, a reflective Fresnel lens, or a reflective hologram lens. You may be comprised from either.

上記の構成によれば、光路変換部がプリズム(全反射面)から構成されるため、容易に光路変換部を構成することができる。また、プリズムは、入射光を全反射させるので、後述する反射型回折素子、反射型フレネルレンズ又は反射型ホログラムレンズ等の光路偏向手段に対して、光の利用効率が一番高い。この結果、撮像素子上に投影される像が明るくなるので、S/N比を向上させることができる。   According to said structure, since an optical path conversion part is comprised from a prism (total reflection surface), an optical path conversion part can be comprised easily. Further, since the prism totally reflects incident light, the light utilization efficiency is highest with respect to optical path deflecting means such as a reflection type diffraction element, a reflection type Fresnel lens, or a reflection type hologram lens, which will be described later. As a result, the image projected onto the image sensor becomes brighter, and the S / N ratio can be improved.

一方、光路変換部が反射型回折素子、反射型フレネルレンズ、または反射型ホログラムレンズから構成される場合(つまり、光路変換部が被写体からの反射光の方向を偏向させて結像手段に導く光路偏向部である場合)、プリズム等の全反射による光路変換部よりも光の利用効率は落ちる。しかし、特に導光型光学部材の裏面に、光路偏向部を成形する場合には、そのための凹部を形成することなく、光路偏向部の機能を含む導光型光学部材を成形することができる。よって、凹部が形成されるプリズム等の全反射による光路変換部に比べて、凹部を形成する必要がなくなるので、導光型光学部材の厚さを薄くかつ均一にすることができる。従って、導光型光学部材の薄型化(つまり、光ポインティング装置の薄型化)を実現できる。   On the other hand, when the optical path conversion unit is composed of a reflection type diffractive element, a reflection type Fresnel lens, or a reflection type hologram lens (that is, the optical path that the optical path conversion unit deflects the direction of reflected light from the subject and guides it to the imaging means In the case of a deflection unit), the light use efficiency is lower than that of the optical path conversion unit by total reflection such as a prism. However, in particular, when the optical path deflecting unit is formed on the back surface of the light guiding type optical member, the light guiding type optical member including the function of the optical path deflecting unit can be formed without forming a concave portion therefor. Therefore, it is not necessary to form the concave portion as compared with the optical path changing portion by total reflection such as a prism in which the concave portion is formed, and therefore the thickness of the light guide type optical member can be made thin and uniform. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the light guide optical member (that is, to reduce the thickness of the optical pointing device).

加えて、光路変換部が反射型ホログラムレンズの場合、結像反射部にて補正しきれない収差を補正する役割を持たせることができる。これにより、結像反射部の結像性能が向上し、撮像素子にて被写体の像を鮮明に撮像することができる。   In addition, when the optical path conversion unit is a reflection hologram lens, it can have a role of correcting aberrations that cannot be corrected by the imaging reflection unit. Thereby, the imaging performance of the imaging reflection unit is improved, and the image of the subject can be clearly captured by the imaging element.

本発明の光ポインティング装置では、上記導光型光学部材は、上記被写体が接触する接触面以外の表面領域に、外部からの光を遮光する遮光膜を備えることが好ましい。   In the optical pointing device according to the aspect of the invention, it is preferable that the light guide type optical member includes a light shielding film that shields light from the outside in a surface region other than the contact surface with which the subject contacts.

光ポインティング装置外部から入射する光は、光ポインティング装置にとっては、被写体を検知するために必要のない外乱光となる。   Light incident from the outside of the optical pointing device becomes disturbance light that is not necessary for the optical pointing device to detect the subject.

上記の構成によれば、導光型光学部材の被写体側の面に、被写体が接触する接触面を避けて遮光膜が形成されている。これにより、遮光膜によって、外乱光の影響を抑制することができる。従って、撮像素子によって結像される像のコントラストが向上する。   According to the above configuration, the light shielding film is formed on the surface of the light guide type optical member on the subject side so as to avoid the contact surface with which the subject contacts. Thereby, the influence of disturbance light can be suppressed by the light shielding film. Therefore, the contrast of the image formed by the image sensor is improved.

本発明の光ポインティング装置では、上記撮像素子は、基板上に設けられていると共に、透明樹脂により樹脂封止されており、上記導光型光学部材が、上記透明樹脂の表面および側面に当接していることが好ましい。   In the optical pointing device of the present invention, the imaging element is provided on a substrate and is resin-sealed with a transparent resin, and the light guide optical member is in contact with the surface and side surfaces of the transparent resin. It is preferable.

上記の構成によれば、導光型光学部材が、基板上に設けられた撮像素子を封止する透明樹脂に当接している。これにより、導光型光学部材と撮像素子との平行度を維持しつつ、高精度に導光型光学部材を配置することができる。つまり、光ポインティング装置を構成する各部・各素子を精度良く配置することができる。従って、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置を実現することができる。   According to said structure, the light guide type optical member is in contact with the transparent resin which seals the image pick-up element provided on the board | substrate. Thereby, the light guide type optical member can be arranged with high accuracy while maintaining the parallelism between the light guide type optical member and the image sensor. That is, each part and each element constituting the optical pointing device can be accurately arranged. Therefore, an optical pointing device with high subject detection accuracy can be realized.

本発明の電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの光ポインティング装置を備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an electronic apparatus according to the present invention includes any one of the above optical pointing devices.

上記の構成によれば、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置を備えた電子機器を提供することができる。   According to said structure, the electronic device provided with the optical pointing device by which the influence by the stray light with respect to the image data imaged with the image pick-up element was reduced can be provided.

以上のように、本発明の光ポインティング装置および電子機器は、上記導光型光学部材は、上記被写体が接触する接触面と、導光される光を上記撮像素子に結像反射部に導く結像反射部と、上記被写体からの反射光の方向を変換させて上記結像反射部に導く光路変換部とが一体に形成されていると共に、さらに、上記光源および撮像素子が設けられる上記導光型光学部材の裏面に、上記光源から出射された光が結像反射部を経ずに撮像素子に入射する光の経路を変える迷光防止部を備える構成である。それゆえ、薄型の光ポインティング装置においても、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響を低減することのできる光ポインティング装置および電子機器を提供することができるという効果を奏する。   As described above, in the optical pointing device and the electronic apparatus according to the present invention, the light guide type optical member includes a contact surface that contacts the subject and a light guide light that is guided to the imaging reflection unit to the imaging element. The light guide in which the image reflection unit and the optical path conversion unit that converts the direction of the reflected light from the subject and guides it to the imaging reflection unit are formed integrally, and further, the light source and the image sensor are provided. The back surface of the mold optical member is provided with a stray light prevention unit that changes the path of light that is emitted from the light source and enters the image sensor without passing through the imaging reflection unit. Therefore, even in a thin optical pointing device, it is possible to provide an optical pointing device and an electronic device that can reduce the influence of stray light on image data captured by the image sensor.

本発明の第1の実施形態における光ポインティング装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the optical pointing device in the 1st Embodiment of this invention. 図1の光ポインティング装置におけるカバー部の裏面の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the back surface of the cover part in the optical pointing device of FIG. 光ポインティング装置の迷光防止効果を比較する図であり、(a)は迷光防止構造を有さない光ポインティング装置の断面図であり、(b)は迷光防止構造を有する光ポインティング装置の断面図である。It is a figure which compares the stray light prevention effect of an optical pointing device, (a) is sectional drawing of the optical pointing device which does not have a stray light prevention structure, (b) is sectional drawing of the optical pointing device which has a stray light prevention structure is there. 図1の光ポインティング装置が備える反射膜における光の波長に対する透過率および反射率を示す図である。It is a figure which shows the transmittance | permeability and the reflectance with respect to the wavelength of the light in the reflecting film with which the optical pointing device of FIG. 1 is provided. 図1の光ポインティング装置の組立方法を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the assembly method of the optical pointing device of FIG. 本発明の第2の実施形態における光ポインティング装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the optical pointing device in the 2nd Embodiment of this invention. 図6の光ポインティング装置における回折素子の形状および回折素子の溝パターンを示す図である。It is a figure which shows the shape of the diffraction element and the groove pattern of a diffraction element in the optical pointing device of FIG. 図6の光ポインティング装置における回折素子の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the diffraction element in the optical pointing device of FIG. 本発明の第3の実施形態における光ポインティング装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the optical pointing device in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における電子機器を示す図であり、本発明の光ポインティング装置を搭載する携帯電話機の外観を示す模式図である。It is a figure which shows the electronic device in the 4th Embodiment of this invention, and is a schematic diagram which shows the external appearance of the mobile telephone carrying the optical pointing device of this invention.

本発明の各実施形態について、光源モジュールとしてLEDを用いた光ポインティング装置を例として説明する。本発明の光ポインティング装置は、指先等の被写体に対して光を照射し、該被写体から反射された光を受光することによって、被写体の動きを検知するものである。以下、各実施形態の光ポインティング装置の構成について具体的に説明する。また、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付し、説明を省略する。   Each embodiment of the present invention will be described by taking an optical pointing device using an LED as a light source module as an example. The optical pointing device of the present invention detects the movement of a subject by irradiating a subject such as a fingertip with light and receiving light reflected from the subject. Hereinafter, the configuration of the optical pointing device of each embodiment will be specifically described. Moreover, about the member which shows the same function and effect | action, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態について図1〜5に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態の光ポインティング装置30の概略断面構造図である。図1に示すように、光ポインティング装置30は、基板部26およびカバー部(導光型光学部材)24を備える。基板部26は、回路基板21、光源16、撮像素子15および透明樹脂20から成る。カバー部24は、接触面11、傾斜面13を形成する折り曲げ素子12(光路変換部,プリズム)、結像素子(結像反射部)14および反射面17・18(光路変換部)を含む。カバー部24の接触面11に接触している被写体10は、指先等の被写体であり、光ポインティング装置30が指の指紋の動きを検知する対象物である。なお、ここでは光ポインティング装置30に対する被写体10の状態をわかりやすくするために、被写体10を光ポインティング装置30に対して便宜的に小さく記載している。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical pointing device 30 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical pointing device 30 includes a substrate portion 26 and a cover portion (light guide type optical member) 24. The substrate unit 26 includes a circuit board 21, a light source 16, an image sensor 15, and a transparent resin 20. The cover unit 24 includes a contact surface 11, a bending element 12 (an optical path conversion unit, a prism) that forms the inclined surface 13, an imaging element (imaging reflection unit) 14, and reflection surfaces 17 and 18 (an optical path conversion unit). The subject 10 in contact with the contact surface 11 of the cover unit 24 is a subject such as a fingertip, and is an object for which the optical pointing device 30 detects the movement of the fingerprint of the finger. Here, in order to make it easy to understand the state of the subject 10 with respect to the optical pointing device 30, the subject 10 is described as being small relative to the optical pointing device 30.

ここで、光ポインティング装置30の厚み方向(図1の縦方向)をZ軸とし、光ポインティング装置30の幅方向(図1の横方向)をY軸とする。光ポインティング装置30の下部から上部に向かう方向をZ軸の正方向とし、光源16から撮像素子15に向かう方向をY軸の正方向とする。また、Z軸の正方向を垂直方向、Y軸の正方向を水平方向とも称する。なお、図示していないが、光ポインティング装置30の奥行き方向をX軸とし、図1に示す光ポインティング装置30の奥側から手前側に向く方向をX軸の正方向とする。   Here, the thickness direction (vertical direction in FIG. 1) of the optical pointing device 30 is taken as the Z axis, and the width direction (horizontal direction in FIG. 1) of the optical pointing device 30 is taken as the Y axis. A direction from the lower part to the upper part of the optical pointing device 30 is a positive direction of the Z axis, and a direction from the light source 16 to the image sensor 15 is a positive direction of the Y axis. The positive direction of the Z axis is also called the vertical direction, and the positive direction of the Y axis is also called the horizontal direction. Although not shown, the depth direction of the optical pointing device 30 is the X axis, and the direction from the back side to the near side of the optical pointing device 30 shown in FIG. 1 is the positive direction of the X axis.

まず、基板部26の構成について説明する。本実施形態では、1つの回路基板21上に光源16と撮像素子15を搭載している。光源16および撮像素子15は、ワイヤボンドまたはフリップチップ実装にて回路基板21と電気的に接続されている。回路基板21には、回路が形成されている。当該回路は、光源16の発光タイミングを制御したり、撮像素子15から出力された電気信号を受けて、被写体の動きを検知したりするものである。回路基板21は、同一材料からなる平面状のものであり、例えば、プリント基板やリードフレーム等から成る。   First, the structure of the board | substrate part 26 is demonstrated. In the present embodiment, the light source 16 and the image sensor 15 are mounted on one circuit board 21. The light source 16 and the image sensor 15 are electrically connected to the circuit board 21 by wire bonding or flip chip mounting. A circuit is formed on the circuit board 21. The circuit controls the light emission timing of the light source 16 or receives an electrical signal output from the image sensor 15 to detect the movement of the subject. The circuit board 21 has a planar shape made of the same material, and is made of, for example, a printed board or a lead frame.

光源16は、カバー部24の接触面11に向けて光を照射するものである。光源16から照射された光Mは、透明樹脂20を介してカバー部24の折り曲げ素子12により屈折されて進行方向が変換されて接触面11に到達する。つまり、光Mは、接触面に対して斜め方向から(接触面に対して或る入射角で)入射する。後述のようにカバー部24は、空気よりも屈折率が大きい材質であるため、接触面11に到達した光Mは、接触面11上に被写体10が無い場合、その一部が接触面11を透過し、残りの一部が接触面11で反射する。このとき、光Mの接触面11に対する入射角が全反射の条件を満たす場合、光Mは、接触面11を透過せず、全て接触面11で反射しカバー部24内に向かう。一方、接触面11上に被写体10がある場合、光Mは、接触面11と接している被写体10の表面で反射し、カバー部24に入射される。光源16は、例えばLED等の光源で実現され、特に高輝度の赤外発光ダイオードで実現されることが好ましい。   The light source 16 emits light toward the contact surface 11 of the cover part 24. The light M emitted from the light source 16 is refracted by the bending element 12 of the cover portion 24 through the transparent resin 20, the traveling direction is changed, and reaches the contact surface 11. That is, the light M enters the contact surface from an oblique direction (at a certain incident angle with respect to the contact surface). As will be described later, since the cover portion 24 is made of a material having a refractive index larger than that of air, the light M that has reached the contact surface 11 partly touches the contact surface 11 when the subject 10 does not exist on the contact surface 11. The light is transmitted and the remaining part is reflected by the contact surface 11. At this time, when the incident angle of the light M with respect to the contact surface 11 satisfies the condition of total reflection, the light M does not pass through the contact surface 11 but is reflected by the contact surface 11 and travels into the cover portion 24. On the other hand, when the subject 10 is on the contact surface 11, the light M is reflected by the surface of the subject 10 in contact with the contact surface 11 and is incident on the cover unit 24. The light source 16 is realized by a light source such as an LED, for example, and is preferably realized by an infrared light emitting diode with high brightness.

撮像素子15は、光源16が照射した、被写体10で反射された光Lを受光し、受光した光に基づいて接触面11上の像を結像し、画像データに変換するものである。具体的に、撮像素子15は、CMOSやCCD等のイメージセンサである。撮像素子15は、不図示のDSP(Digital Signal Processor:算出部)を含み、受光した光をDSPに画像データとして取り込む。撮像素子15は、回路基板21の指示に従って、接触面11上の像を一定の間隔で撮影し続ける。   The image sensor 15 receives the light L reflected from the subject 10 irradiated by the light source 16, forms an image on the contact surface 11 based on the received light, and converts it into image data. Specifically, the image sensor 15 is an image sensor such as a CMOS or a CCD. The image sensor 15 includes a DSP (Digital Signal Processor: calculation unit) (not shown), and takes received light as image data into the DSP. The image sensor 15 continues to capture images on the contact surface 11 at regular intervals in accordance with instructions from the circuit board 21.

接触面11上に接している被写体10が移動した場合、撮像素子15が撮影する画像は、その直前に撮影した画像とは異なる画像となる。撮像素子15は、DSPにおいて、撮影した画像データとその直前の画像データとの同一箇所の値をそれぞれ比較し、被写体10の移動量および移動方向を算出する。すなわち、接触面11上の被写体10が移動した場合、撮影した画像データは、その直前に撮影した画像データに対して所定量ずれた値を示す画像データである。撮像素子15は、DSPにおいて、該所定量に基づいて被写体10の移動量および移動方向を算出する。撮像素子15は、算出した移動量および移動方向を電気信号として回路基板21に出力する。なお、DSPは、撮像素子15内ではなく、回路基板21に含まれるものであってもよい。その場合、撮像素子15は、撮像した画像データを順番に回路基板21に送信する。   When the subject 10 in contact with the contact surface 11 moves, the image captured by the image sensor 15 is different from the image captured immediately before. In the DSP, the image sensor 15 compares the values of the same portion of the captured image data with the immediately preceding image data, and calculates the movement amount and movement direction of the subject 10. That is, when the subject 10 on the contact surface 11 moves, the captured image data is image data indicating a value deviated from the image data captured immediately before by a predetermined amount. In the DSP, the image sensor 15 calculates the movement amount and movement direction of the subject 10 based on the predetermined amount. The image sensor 15 outputs the calculated movement amount and movement direction to the circuit board 21 as electric signals. The DSP may be included in the circuit board 21 instead of in the image sensor 15. In that case, the image sensor 15 transmits the captured image data to the circuit board 21 in order.

撮像素子15の処理をまとめると、撮像素子15は、接触面11上に被写体10が無い場合、接触面11の像を撮像する。次に、接触面11上に被写体10が接触すると、撮像素子15は、接触面11と接している被写体10の表面の像を撮像する。例えば、被写体10が指先の場合、撮像素子15は、指先の指紋の像を撮像する。ここで、撮像素子15が撮像した画像データは、接触面11上に被写体10が無いときの画像データと異なる画像データとなっているため、撮像素子15のDSPは、接触面11上に被写体10が接触していることを示す信号を回路基板21に送信する。そして、被写体10が移動すると、DSPが直前に撮像した画像データと比較して、被写体10の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す信号を回路基板21に送信する。   To summarize the processing of the image sensor 15, the image sensor 15 captures an image of the contact surface 11 when the subject 10 is not on the contact surface 11. Next, when the subject 10 comes into contact with the contact surface 11, the image sensor 15 captures an image of the surface of the subject 10 in contact with the contact surface 11. For example, when the subject 10 is a fingertip, the image sensor 15 captures an image of a fingertip fingerprint. Here, since the image data captured by the image sensor 15 is different from the image data when the subject 10 is not on the contact surface 11, the DSP of the image sensor 15 has the subject 10 on the contact surface 11. A signal indicating that is touching is transmitted to the circuit board 21. Then, when the subject 10 moves, the movement amount and movement direction of the subject 10 are calculated compared with the image data captured immediately before by the DSP, and a signal indicating the calculated movement amount and movement direction is transmitted to the circuit board 21. .

光源16および撮像素子15は、透光性樹脂からなる透明樹脂20によって樹脂封止されている。透明樹脂20の形状は、略直方体である。透明樹脂20の底面は、回路基板21の上表面と密着して接しており、光源16および撮像素子15にそれぞれ密着する凹部が形成されている。透光性樹脂として、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはアクリルやポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が用いられる。   The light source 16 and the imaging element 15 are resin-sealed with a transparent resin 20 made of a translucent resin. The shape of the transparent resin 20 is a substantially rectangular parallelepiped. The bottom surface of the transparent resin 20 is in close contact with and in contact with the upper surface of the circuit board 21, and concave portions that are in close contact with the light source 16 and the image sensor 15 are formed. As the translucent resin, for example, a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin, or a thermoplastic resin such as acrylic or polycarbonate is used.

このように、回路基板21上に搭載された光源16および撮像素子15がそれぞれ透明樹脂20によって樹脂封止されているため、回路基板21、光源16、撮像素子15および透明樹脂20が一体となっている基板部26が形成されている。そのため、光ポインティング装置30の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。よって、光ポインティング装置30の製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置30を実現することができる。次に、カバー部24の構成について説明する。カバー部24は、光源16および撮像素子15などの光ポインティング装置30を構成する各部・各素子を保護するものである。カバー部24は、基板部26の上側に位置し、基板部26の側面および上表面に密着して接している。カバー部24のZ軸の負側の表面であって、基板部26上に搭載され光ポインティング装置30として形成されているときに外部に露出していない表面部分を、カバー部24の裏面と称する。すなわち、カバー部24の裏面における一部の当接面(当接面24A、24B、24C)は、基板部26の側面および上表面と密着して接している。カバー部24の底面(当接面24C)は、基板部26の底面と同一平面を形成している。カバー部24の上表面とカバー部24の底面(当接面24C)および基板部26の底面とは平行となっており、カバー部24の両側面がカバー部24の上表面、並びに、カバー部24の底面(当接面24C)および基板部26の底面に対してある角度を持つ面で形成されている。つまり図1に示すように、光ポインティング装置30の断面図において、台形状となっている。ただし、この形状に限るものではなく前記側面が底面に対して垂直になっていても構わない。   Thus, since the light source 16 and the image sensor 15 mounted on the circuit board 21 are respectively sealed with the transparent resin 20, the circuit board 21, the light source 16, the image sensor 15, and the transparent resin 20 are integrated. A substrate portion 26 is formed. Therefore, the number of parts of the optical pointing device 30 can be reduced, and the number of assembly processes can also be reduced. Accordingly, the manufacturing cost of the optical pointing device 30 can be reduced, and the optical pointing device 30 with high subject detection accuracy can be realized. Next, the structure of the cover part 24 is demonstrated. The cover part 24 protects each part and each element constituting the optical pointing device 30 such as the light source 16 and the imaging element 15. The cover part 24 is located on the upper side of the substrate part 26 and is in close contact with the side surface and the upper surface of the substrate part 26. The surface of the cover 24 that is on the negative side of the Z-axis and that is not exposed to the outside when mounted on the substrate 26 and formed as the optical pointing device 30 is referred to as the back of the cover 24. . That is, some of the contact surfaces (contact surfaces 24A, 24B, 24C) on the back surface of the cover portion 24 are in close contact with and in contact with the side surface and the upper surface of the substrate portion 26. The bottom surface (contact surface 24 </ b> C) of the cover portion 24 forms the same plane as the bottom surface of the substrate portion 26. The upper surface of the cover part 24 is parallel to the bottom surface (contact surface 24C) of the cover part 24 and the bottom surface of the substrate part 26, and both side surfaces of the cover part 24 are the upper surface of the cover part 24 and the cover part. It is formed by a surface having an angle with respect to the bottom surface (contact surface 24 </ b> C) of 24 and the bottom surface of the substrate portion 26. That is, as shown in FIG. 1, the optical pointing device 30 has a trapezoidal shape in the cross-sectional view. However, the shape is not limited to this, and the side surface may be perpendicular to the bottom surface.

カバー側面の底部付近にはフランジ25が設けられており、本発明の光ポインティング装置が機器に搭載され、指等の被写体によりカバー部24の接触面11からZ軸の負方向側に押された場合に、図示しない基板部26底面に設けられる板バネ状の接点スイッチによるZ軸の正方向側へ生じる力をある位置で規制して、押ボタンスイッチとして必要な一定のストローク量を確保するために使用される。   A flange 25 is provided in the vicinity of the bottom of the side surface of the cover, and the optical pointing device of the present invention is mounted on the device and is pushed from the contact surface 11 of the cover 24 to the negative side of the Z axis by a subject such as a finger. In this case, the force generated in the positive direction of the Z-axis by a leaf spring-shaped contact switch provided on the bottom surface of the substrate portion 26 (not shown) is regulated at a certain position to ensure a certain stroke amount necessary as a pushbutton switch. Used for.

接触面11は、被写体10が光ポインティング装置30と接する面である。接触面11は、カバー部24の上表面であって、光源16の上方に位置する。   The contact surface 11 is a surface where the subject 10 is in contact with the optical pointing device 30. The contact surface 11 is an upper surface of the cover portion 24 and is located above the light source 16.

折り曲げ素子(プリズム)12は、光源16の上方、且つ、接触面11の下方に位置し、カバー部24の裏面の基板部26と接しない部分に位置する、カバー部24の裏面の凹部を形成する。折り曲げ素子12には、傾斜面13が形成されており、該傾斜面13とカバー部24の上表面とがなす狭角を傾斜角度θとする。折り曲げ素子12は、光源16から照射された光Mを傾斜面13で屈折させて、被写体10に向かうように光Mの経路を変換するものである。また、折り曲げ素子12は、被写体10から反射された光Lを傾斜面13で全反射させて、カバー部24の内部であって、Y軸の正方向に光Lの経路を変換するものである。傾斜面13で全反射された、被写体10から反射された光Lは、後述の反射面17に向かう。このように、折り曲げ素子12の傾斜面13は、光Mを透過し、光Lを全反射するものである。そのため、カバー部24には、光源16の上方であって、カバー部24と基板部26との間の空間の屈折率より大きい屈折率である材質が用いられる。例えば、カバー部24には、屈折率が1.5程度の可視光吸収タイプのポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂を用いて、上記空間は空気層とすればよい。つまり、折り曲げ素子12の傾斜面13には、光Lを全反射するために、アルミ反射膜などを蒸着していない。   The bending element (prism) 12 is located above the light source 16 and below the contact surface 11, and forms a concave portion on the back surface of the cover portion 24 that is located on the back surface of the cover portion 24 and not in contact with the substrate portion 26. To do. The bending element 12 is formed with an inclined surface 13, and a narrow angle formed by the inclined surface 13 and the upper surface of the cover portion 24 is defined as an inclination angle θ. The bending element 12 refracts the light M emitted from the light source 16 on the inclined surface 13 and converts the path of the light M so as to go to the subject 10. Further, the bending element 12 totally reflects the light L reflected from the subject 10 by the inclined surface 13, and converts the path of the light L in the positive direction of the Y axis inside the cover portion 24. . The light L reflected from the subject 10 that has been totally reflected by the inclined surface 13 is directed to a reflection surface 17 described later. Thus, the inclined surface 13 of the bending element 12 transmits the light M and totally reflects the light L. Therefore, a material having a refractive index higher than the refractive index of the space above the light source 16 and between the cover portion 24 and the substrate portion 26 is used for the cover portion 24. For example, the cover 24 may be made of an air layer using a visible light absorption type polycarbonate resin or acrylic resin having a refractive index of about 1.5. That is, an aluminum reflective film or the like is not deposited on the inclined surface 13 of the bending element 12 in order to totally reflect the light L.

結像素子(レンズ)14は、被写体10からの反射光Lを反射して、撮像素子15上に被写体10の像を結像するものである。結像素子14は、撮像素子15の上方、且つ、撮像素子15よりY軸の正方向側に位置し、カバー部24の裏面の基板部26と接しない部分に位置する、カバー部24の裏面の凹部を形成する。結像素子14には、直交する2方向の曲率が異なるトロイダル面が形成されている。結像素子14は、このトロイダル面で反射する光Lを撮像素子15に結像するように反射している。結像素子14において効率的に光Lを反射させるために、結像素子14のトロイダル面には、金属(例えば、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜など)の反射膜を蒸着させる。尚、上記の説明では、結像素子14にはトロイダル面が形成されているが、その代わりに例えば、球面、非球面等の反射体であって、撮像素子15に結像できるものであれば使用することが可能である。   The imaging element (lens) 14 reflects the reflected light L from the subject 10 and forms an image of the subject 10 on the imaging element 15. The imaging element 14 is located above the image sensor 15 and on the positive side of the Y axis with respect to the image sensor 15, and is located on the back surface of the cover portion 24 that is not in contact with the substrate portion 26. A recess is formed. The imaging element 14 is formed with a toroidal surface having different curvatures in two orthogonal directions. The imaging element 14 reflects the light L reflected by the toroidal surface so as to form an image on the imaging element 15. In order to efficiently reflect the light L at the imaging element 14, a reflective film of metal (for example, aluminum, nickel, gold, silver, dielectric dichroic film, etc.) is deposited on the toroidal surface of the imaging element 14. . In the above description, the imaging element 14 is formed with a toroidal surface, but instead, for example, a reflector such as a spherical surface or an aspherical surface that can form an image on the imaging element 15. It is possible to use.

カバー部24の底面(当接面24C)側の前記折り曲げ素子(プリズム)12の全反射面端部からY軸の正方向に、微細なプリズム構造からなる迷光対策用の迷光防止プリズム(迷光防止部)19Aが形成されている。また、図2はカバー部24の底面(当接面24C)側からの斜視図であるが、結像素子(レンズ)14のX軸方向両サイドにも同様に微細なプリズム構造からなるアパーチャ19Bが形成されている。これら効果を、図3を用いて説明する。図3は、迷光防止構造の効果を模式的に示す光ポインティング装置の断面図である。   A stray light prevention prism for preventing stray light (stray light prevention) having a fine prism structure in the positive direction of the Y-axis from the end of the total reflection surface of the bending element (prism) 12 on the bottom surface (contact surface 24C) side of the cover portion 24. Part) 19A is formed. FIG. 2 is a perspective view from the bottom surface (contact surface 24C) side of the cover portion 24. Similarly, an aperture 19B having a fine prism structure is formed on both sides of the imaging element (lens) 14 in the X-axis direction. Is formed. These effects will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical pointing device schematically showing the effect of the stray light preventing structure.

図3(a)は、図1の光ポインティング装置30において迷光防止プリズム19Aが無い場合の光ポインティング装置300であり、図3(b)は図1の光ポインティング装置30である。なお、アパーチャ19Bも、同様の微細構造を用いて結像素子14のX軸方向における有効径外からの迷光・外乱光が撮像素子15に入らずある特定方向に導くための構造であるが、迷光防止プリズム19Aと作用・効果は同じため、ここでは迷光防止プリズム19Aのみの説明を行う。一方、光源16の光は光源の発光点からある拡がりを持って出射する。その出射光のうち、光Mは被写体10で散乱反射されて、反射光Lとなって、撮像素子15に入射する。しかし、M以外の光N1や光N2は、迷光防止プリズムが形成されていない図3(a)では、図示するがごとく、結像素子14による光路を通らず迷光となって撮像素子15に入射する。この場合、光路Lを通る光により撮像素子15上に撮像された像を回路基板21により画像処理された信号成分は、被写体10が動いた場合、動いた量や方向に関する信号情報が得られる。これに対して、光路N1や光路N2を通る光による同様の像は、被写体10が動いたとしても、動かない像しか得られないため、信号情報が得られないだけでなく、動く像に対して動かない像が重なり、像の動きを隠してしまうため、正確な信号情報が得られなくなる。(ここで、以下信号情報が得られる光路Lを通る光を信号光、信号光以外をノイズ光と称する。また、光ポインティング装置内部の光源で発生するノイズ光を迷光、光ポインティング装置外部から入射する光により発生するノイズ光を外乱光と定義する。)一方、迷光防止プリズム19Aを設けた図3(b)では、図3(a)で発生していた迷光N1・N2が、N1’・N2’に変化して、カバー部24外に反射され、回路基板21等で吸収されてしまうため、ノイズ光とならない。この迷光防止プリズム19Aやアパーチャ19Bは、図3に示した光源16のN1・N2の角度の光以外にも効果があり、また光ポインティング装置30内部に設けた光源16からの迷光だけではなく、装置外からの外乱光にも効果がある。   3A shows the optical pointing device 300 when the stray light preventing prism 19A is not provided in the optical pointing device 30 of FIG. 1, and FIG. 3B shows the optical pointing device 30 of FIG. The aperture 19B is also a structure for guiding stray light / disturbance light from outside the effective diameter in the X-axis direction of the imaging element 14 in a certain direction without entering the imaging element 15 using the same fine structure. Since the operation and effect are the same as the stray light prevention prism 19A, only the stray light prevention prism 19A will be described here. On the other hand, the light from the light source 16 is emitted with a certain spread from the light emitting point of the light source. Of the emitted light, the light M is scattered and reflected by the subject 10, becomes reflected light L, and enters the image sensor 15. However, light N1 and light N2 other than M are incident on the image sensor 15 as stray light without passing through the optical path of the imaging element 14 as shown in FIG. 3A where the stray light prevention prism is not formed. To do. In this case, the signal component obtained by subjecting the image picked up on the image pickup device 15 by the light passing through the optical path L to the image processing by the circuit board 21 can obtain signal information regarding the amount and direction of movement of the subject 10. On the other hand, a similar image by light passing through the optical path N1 and the optical path N2 can only obtain an image that does not move even if the subject 10 moves, so that not only signal information can be obtained but also a moving image. Since the images that do not move overlap and hide the movement of the images, accurate signal information cannot be obtained. (Hereinafter, light passing through the optical path L from which signal information can be obtained is referred to as signal light, and light other than signal light is referred to as noise light. In addition, noise light generated by a light source inside the optical pointing device is incident as stray light or from outside the optical pointing device. On the other hand, in FIG. 3B provided with the stray light preventing prism 19A, the stray light N1 and N2 generated in FIG. Since it changes to N2 ′ and is reflected outside the cover portion 24 and absorbed by the circuit board 21 or the like, it does not become noise light. The stray light prevention prism 19A and the aperture 19B are effective in addition to the light at the angles N1 and N2 of the light source 16 shown in FIG. 3, and not only the stray light from the light source 16 provided in the optical pointing device 30. It is also effective for disturbance light from outside the device.

迷光防止プリズム19Aやアパーチャ19Bの微細プリズム構造は、一辺の大きさが30〜100μm程度で、形成角度も成形金型のアンダーカット方向にならないように適宜設定すれば良い。また、図示していないが、迷光防止プリズム19Aやアパーチャ19Bに、金属(例えば、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜など)蒸着膜を付与して反射特性を持たせることで、プリズムの全反射角度以外の角度からくる迷光を撮像素子15と反対方向に反射させたり、遮光膜(例えばカーボンブラックを混ぜ込んだ塗料やインクをインクジェットや印刷にて形成する)を付与してその場で迷光を吸収させることでも迷光対策効果を高めることが出来る。また、迷光対策用の微細プリズム構造と上記蒸着膜や遮光膜をハイブリッドすることも出来る。例えば、迷光対策を施したい箇所のすぐ近くに全反射面がある場合、大部分を蒸着膜や遮光膜で覆っても、覆っていないわずかな部分からの迷光が問題となる。これは、上記膜の形成精度が0.5mm〜1mと低く、全反射面に上記膜が少しでも付かないように、マスクを大きくする必要があるからであるが、金型の製造精度は上記値より1桁以上(10μm程度)あるため、この膜が形成出来ない部分に微細プリズム構造を形成することは十分可能である。   The fine prism structures of the stray light preventing prism 19A and the aperture 19B may be appropriately set so that the size of one side is about 30 to 100 μm and the forming angle is not in the undercut direction of the molding die. Although not shown in the drawing, a prism (aluminum, nickel, gold, silver, dielectric dichroic film, etc.) deposited film is provided on the stray light preventing prism 19A and the aperture 19B to give reflection characteristics. The stray light coming from an angle other than the total reflection angle is reflected in the opposite direction to the image sensor 15, or a light-shielding film (for example, paint or ink mixed with carbon black is formed by inkjet or printing) is used in place. By absorbing stray light, it is possible to enhance the stray light countermeasure effect. It is also possible to hybridize the fine prism structure for stray light countermeasures with the vapor deposition film or the light shielding film. For example, when there is a total reflection surface in the immediate vicinity of a place where it is desired to take countermeasures against stray light, stray light from a small part that is not covered becomes a problem even if the majority is covered with a vapor deposition film or a light shielding film. This is because the formation accuracy of the film is as low as 0.5 mm to 1 m, and it is necessary to enlarge the mask so that the film is not attached to the total reflection surface. Since the value is one digit or more (about 10 μm), it is sufficiently possible to form a fine prism structure in a portion where this film cannot be formed.

また、迷光防止構造として、プリズム以外に凹凸のディンプル構造でも、作用は違うが入射した光がその場で散乱するため、強い光となって撮像素子15に到達することは無くなるため、迷光防止作用は十分ある。   Further, even if the concave / convex dimple structure other than the prism is used as the stray light prevention structure, the incident light is scattered on the spot, but the strong light does not reach the image pickup device 15, so that the stray light prevention action is achieved. Is enough.

反射面17は、傾斜面13で全反射された光Lを結像素子14に入射させ、結像素子14から反射された光Lを撮像素子15に入射させるために、光Lを反射するものである。反射面17は、撮像素子15の上方であって、カバー部24の上表面に位置する。反射面17は、カバー部24の上表面に反射膜を蒸着させて形成される。反射面17を形成する反射膜は、外部に露出しており使用者によく見えるため、外観上、できるだけ目立たない膜とすることが望ましい。例えば、光源16が照射する光の波長が可視波長外の赤外波長(例えば、800nm以上)の場合、反射面17を形成する反射膜は、図4(a)に示す特性を有する赤外線反射膜であればよい。図4(a)は、各波長における透過率および反射率を示す図であり、横軸に波長(nm)、縦軸に透過率および反射率(%)が示されている。図示の点線が透過率を示し、実線が反射率を示す(以下、図4(b)および(c)も同様である)。反射膜の具体例として、反射面17を形成する反射膜は、光源16から照射された800nm以上の波長帯の赤外光を反射し、800nm以下の可視波長帯の光を透過するものであればよい。このように、光源16が照射する光の波長と、反射面17を形成する反射膜の反射率および透過率の特性を適宜設定することによって、被写体10からの反射光Lを効率的に反射し、且つ、外観上は目立たない反射面17を形成することができる。   The reflecting surface 17 reflects the light L so that the light L totally reflected by the inclined surface 13 is incident on the imaging element 14 and the light L reflected from the imaging element 14 is incident on the imaging element 15. It is. The reflection surface 17 is located above the image sensor 15 and on the upper surface of the cover portion 24. The reflection surface 17 is formed by depositing a reflection film on the upper surface of the cover portion 24. Since the reflective film forming the reflective surface 17 is exposed to the outside and can be seen well by the user, it is desirable to make the film as inconspicuous as possible in appearance. For example, when the wavelength of light emitted from the light source 16 is an infrared wavelength outside the visible wavelength (for example, 800 nm or more), the reflective film forming the reflective surface 17 is an infrared reflective film having the characteristics shown in FIG. If it is. FIG. 4A is a diagram showing the transmittance and reflectance at each wavelength, where the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents transmittance and reflectance (%). The dotted line in the figure indicates the transmittance, and the solid line indicates the reflectance (the same applies to FIGS. 4B and 4C). As a specific example of the reflecting film, the reflecting film forming the reflecting surface 17 reflects infrared light having a wavelength band of 800 nm or more irradiated from the light source 16 and transmits light having a visible wavelength band of 800 nm or less. That's fine. As described above, the reflected light L from the subject 10 is efficiently reflected by appropriately setting the wavelength of the light emitted from the light source 16 and the reflectance and transmittance characteristics of the reflecting film forming the reflecting surface 17. And the reflective surface 17 which is not conspicuous in appearance can be formed.

また、光源16が照射する光の波長が可視波長外の赤外波長(例えば、800nm以上)の場合、カバー部24は、図4(b)に示す特性を有する材質で形成されることが好ましい。具体的には、カバー部24の材質を赤外光のみを透過する可視光吸収型のポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂にすればよい。このような材質でカバー部24を形成することによって、カバー部24の外部から進入してくる不要光のうち、可視光成分をカバー部24で遮断することができる。そして、上述のように、赤外光を反射する反射面17を形成することによって、上記不要光のうち、赤外光成分を反射面17で遮断することができる。光ポインティング装置30に入射する不要光を遮断することによって、該不要光による誤動作を防ぐことができる。   Further, when the wavelength of light emitted from the light source 16 is an infrared wavelength outside the visible wavelength (for example, 800 nm or more), the cover portion 24 is preferably formed of a material having the characteristics shown in FIG. . Specifically, the material of the cover portion 24 may be a visible light absorption type polycarbonate resin or acrylic resin that transmits only infrared light. By forming the cover part 24 with such a material, visible light components can be blocked by the cover part 24 from unnecessary light entering from the outside of the cover part 24. As described above, by forming the reflection surface 17 that reflects infrared light, the infrared light component of the unnecessary light can be blocked by the reflection surface 17. By blocking unnecessary light incident on the optical pointing device 30, malfunction due to the unnecessary light can be prevented.

さらに、光ポインティング装置30の表面である、カバー部24の表面に色目を付ける場合、例えば、カバー部24の上表面および反射面17の上表面に、図4(c)に示すような所定の色(図示の例では、緑色)の波長帯のみを反射し、それ以外の波長を透過する特性を有する材料でコートすればよい。このような特性を有する材料でカバー部24の上表面および反射面17の上表面をコートすることによって、光ポインティング装置30の光学特性を損ねることなく、光ポインティング装置30の表面に所望の色を付けることができる。   Furthermore, when coloring the surface of the cover unit 24, which is the surface of the optical pointing device 30, for example, a predetermined as shown in FIG. 4C is formed on the upper surface of the cover unit 24 and the upper surface of the reflection surface 17. What is necessary is just to coat with the material which reflects only the wavelength band of color (green in the example of illustration), and permeate | transmits other wavelengths. By coating the upper surface of the cover portion 24 and the upper surface of the reflecting surface 17 with a material having such characteristics, a desired color is applied to the surface of the optical pointing device 30 without impairing the optical characteristics of the optical pointing device 30. Can be attached.

反射面18は、結像素子14から反射されて反射面17で反射された光Lを再度反射面17に向けて反射するものである。反射面18は、撮像素子15の上方、且つ、撮像素子15よりY軸の正方向側に位置し、カバー部24の裏面に位置する。反射面18は、カバー部24の裏面に反射膜を蒸着させて形成される。反射面18を形成する反射膜は、効率的に光を反射するものが好ましい。例えば、反射面18は、アルミ、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜などの金属を蒸着して形成される。   The reflecting surface 18 reflects the light L reflected from the imaging element 14 and reflected by the reflecting surface 17 toward the reflecting surface 17 again. The reflection surface 18 is located above the image sensor 15 and on the positive side of the Y axis from the image sensor 15, and is located on the back surface of the cover portion 24. The reflection surface 18 is formed by depositing a reflection film on the back surface of the cover portion 24. The reflective film forming the reflective surface 18 is preferably one that efficiently reflects light. For example, the reflecting surface 18 is formed by vapor-depositing a metal such as aluminum, nickel, gold, silver, or a dielectric dichroic film.

このように、本実施の形態の光ポインティング装置30では、基板部26における撮像素子15を封止する透明樹脂20側面及び上表面を基準として、基板部26の上方に、カバー部24を組み立てている。そして、カバー部24には、基板部26の透明樹脂20に当て決めを行うための基準となる当接面24A・24Bが、接触面11、折り曲げ素子12や結像素子14及びフランジ25と一体的に形成されている。そのため、当接面24A・24Bと、各接触面11、折り曲げ素子12や結像素子14及びフランジ25とが、金型公差で高精度に配置されている。   As described above, in the optical pointing device 30 of the present embodiment, the cover portion 24 is assembled above the substrate portion 26 with the transparent resin 20 side surface and the upper surface sealing the imaging element 15 in the substrate portion 26 as a reference. Yes. In the cover portion 24, contact surfaces 24 A and 24 B serving as a reference for making a decision on the transparent resin 20 of the substrate portion 26 are integrated with the contact surface 11, the bending element 12, the imaging element 14, and the flange 25. Is formed. Therefore, the contact surfaces 24A and 24B, the contact surfaces 11, the bending element 12, the imaging element 14, and the flange 25 are arranged with high mold tolerance.

したがって、カバー部24の当接面24A・24Bを、基板部26の透明樹脂20の側面及び上面にコンタクトさせることによって、カバー部24との位置関係を高精度に配置することができる。それゆえ、光ポインティング装置30を構成する各部・各素子を精度良く配置することができるため、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置30を実現することができるものとなっている。   Therefore, the contact surfaces 24A and 24B of the cover part 24 are brought into contact with the side surfaces and the upper surface of the transparent resin 20 of the substrate part 26, whereby the positional relationship with the cover part 24 can be arranged with high accuracy. Therefore, since each unit and each element constituting the optical pointing device 30 can be arranged with high accuracy, the optical pointing device 30 with high detection accuracy of the subject 10 can be realized.

ここで、再度、光源16から照射された光が被写体10を反射して撮像素子15に入射する経路を説明する。まず、光源16から照射された光Mが、折り曲げ素子12の傾斜面13で屈折透過されて、接触面11に到達する。接触面11上に被写体10がある場合、被写体10の接触面11に接している表面上で、光源16から照射された光Mが散乱反射する。被写体10の表面で反射された光Lは、折り曲げ素子12の傾斜面13で全反射されて、進路がY軸の正方向に変わる。傾斜面13で全反射された光Lは、反射面17で反射し、結像素子14に到達する。そして、光Lは、結像素子14で折り返し反射されて、反射面17、反射面18、反射面17で次々と反射されて撮像素子15に入射する。   Here, the path through which the light emitted from the light source 16 reflects the subject 10 and enters the image sensor 15 will be described again. First, the light M emitted from the light source 16 is refracted and transmitted by the inclined surface 13 of the bending element 12 and reaches the contact surface 11. When the subject 10 is on the contact surface 11, the light M emitted from the light source 16 is scattered and reflected on the surface of the subject 10 in contact with the contact surface 11. The light L reflected by the surface of the subject 10 is totally reflected by the inclined surface 13 of the bending element 12, and the path changes in the positive direction of the Y axis. The light L totally reflected by the inclined surface 13 is reflected by the reflecting surface 17 and reaches the imaging element 14. Then, the light L is reflected back by the imaging element 14, is reflected one after another by the reflecting surface 17, the reflecting surface 18, and the reflecting surface 17 and enters the imaging device 15.

このような光学系とすることで、光学系の光路長を長く取り、収差を抑えるようにしても、カバー部24のY軸方向の長さを小さく光路長に比較して小さくすることが出来、小型化を図ることが出来る。   By adopting such an optical system, even if the optical path length of the optical system is increased and aberrations are suppressed, the length of the cover 24 in the Y-axis direction can be made smaller and smaller than the optical path length. It is possible to reduce the size.

上述のように、本実施形態では、接触面11、折り曲げ素子12、結像素子14、迷光防止プリズム19Aおよびアパーチャ19Bがカバー部24と一体で成形されている。そのため、光ポインティング装置30の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。また、カバー部24を成形する金型を高精度で作成することにより、折り曲げ素子12の傾斜面13および結像素子14、迷光防止プリズム19Aおよびアパーチャ19Bを高精度に製造することができ、且つ、接触面11、折り曲げ素子12、結像素子14、迷光防止プリズム19Aおよびアパーチャ19Bの位置関係も金型精度で配置することができる。よって、光ポインティング装置30の製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置30を実現することができる。   As described above, in the present embodiment, the contact surface 11, the bending element 12, the imaging element 14, the stray light prevention prism 19 </ b> A, and the aperture 19 </ b> B are integrally formed with the cover portion 24. Therefore, the number of parts of the optical pointing device 30 can be reduced, and the number of assembly processes can also be reduced. In addition, by forming a mold for forming the cover portion 24 with high accuracy, the inclined surface 13 and the imaging element 14, the stray light prevention prism 19A and the aperture 19B of the bending element 12 can be manufactured with high accuracy, and The positional relationship among the contact surface 11, the bending element 12, the imaging element 14, the stray light prevention prism 19A and the aperture 19B can also be arranged with mold accuracy. Accordingly, the manufacturing cost of the optical pointing device 30 can be reduced, and the optical pointing device 30 with high subject detection accuracy can be realized.

また、接触面11、折り曲げ素子12、結像素子14とを、それぞれ別部品として組立てる場合、組み立て用の当接面、嵌合形状等の形状が必要となり、さらに迷光防止対策として、微細構造が形成できないため、遮光シート等別途アパーチャや迷光防止手段が必要になるため、それらを組み付けるための当接面、嵌合形状等の形状も必要となり、さらにそれぞれの相対位置関係を調整するためのマージンを確保する必要がある。一体とする場合は上記の形状が必要なく、必要最小限の光学面があれば、調整マージンも確保する必要がなく、接触面11、折り曲げ素子12および結像素子14、迷光防止プリズム19Aおよびアパーチャ19Bを含むカバー部24の厚みを小さくすることができる。それゆえ、光ポインティング装置30の厚みを小さくすることができる。   Further, when assembling the contact surface 11, the bending element 12, and the imaging element 14 as separate parts, shapes such as an abutting surface for assembly and a fitting shape are required. Since it cannot be formed, a separate aperture such as a light-shielding sheet and stray light prevention means are required, so a contact surface for assembling them and a shape such as a fitting shape are also required, and a margin for adjusting the relative positional relationship between them. It is necessary to ensure. When integrated, the above shape is not necessary, and if there is a minimum required optical surface, it is not necessary to secure an adjustment margin, and the contact surface 11, the bending element 12 and the imaging element 14, the stray light prevention prism 19A, and the aperture The thickness of the cover part 24 including 19B can be reduced. Therefore, the thickness of the optical pointing device 30 can be reduced.

また、本実施形態では、基板部26の透明樹脂20側面および上表面を基準として、基板部26の上方に、カバー部24を組み立てている。それを、図5を用いて説明する。図5は、本発明第1の実施形態における光ポインティング装置の組立方を説明する模式図である。カバー部24には、基板部26の透明樹脂20に当て決めを行うための基準となる当接面24A・24B・24Cが、接触面11、折り曲げ素子12や結像素子14、迷光防止プリズム19A、アパーチャ19Bおよびフランジ25と一体的に形成されている。そのため、当接面24A・24B・24Cと、各接触面11、折り曲げ素子12や結像素子14、迷光防止プリズム19A、アパーチャ19Bおよびフランジ25とが、金型公差で高精度に配置されている。カバー部24を図5の矢印Pのように配置し、カバー部24の当接面24A・24B・24Cに対して、基板部26の透明樹脂20の側面および上面(表面)とコンタクトさせることで、カバー部24との位置関係を高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置30を構成する各部・各素子を精度良く配置することができるため、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置30を実現することができる。   In the present embodiment, the cover portion 24 is assembled above the substrate portion 26 with reference to the side surface and the upper surface of the transparent resin 20 of the substrate portion 26. This will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining how to assemble the optical pointing device according to the first embodiment of the present invention. The cover portion 24 includes contact surfaces 24A, 24B, and 24C that serve as a reference for making a decision on the transparent resin 20 of the substrate portion 26. The contact surface 11, the bending element 12, the imaging element 14, and the stray light prevention prism 19A. The aperture 19B and the flange 25 are integrally formed. Therefore, the contact surfaces 24A, 24B, and 24C, the contact surfaces 11, the bending element 12, the imaging element 14, the stray light prevention prism 19A, the aperture 19B, and the flange 25 are arranged with high precision with mold tolerances. . The cover portion 24 is arranged as shown by an arrow P in FIG. 5, and the contact surfaces 24A, 24B, and 24C of the cover portion 24 are brought into contact with the side surface and the upper surface (surface) of the transparent resin 20 of the substrate portion 26. The positional relationship with the cover part 24 can be arranged with high accuracy. Therefore, since each part and each element constituting the optical pointing device 30 can be arranged with high accuracy, the optical pointing device 30 with high detection accuracy of the subject 10 can be realized.

また、透明樹脂20の側面上およびレンズ部を除く上表面上に遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。また、透明樹脂20の側面上、および被写体からの反射光Lが透過する箇所を除く透明樹脂20の上表面上に遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。遮光性樹脂として、透光性樹脂と同様に、例えば、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはアクリルやポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が用いられる。ただし、遮光性樹脂は、透光性樹脂と異なり、カーボンブラックを含む。このように、透明樹脂20の周囲に遮光性樹脂を樹脂封止することによって、光源16から照射された光が直接、または、被写体10ではない箇所で反射して、撮像素子15に入射することを防ぐことができる。いわゆる、被写体10からの反射光Lではない迷光が撮像素子15に入射することを防ぐことができる。よって、迷光による光ポインティング装置30の誤動作を防ぐことができ、高精度に被写体10を検知することができる。   Further, a light-shielding resin may be resin-sealed on the side surface of the transparent resin 20 and the upper surface excluding the lens portion. Further, a light shielding resin may be resin-sealed on the side surface of the transparent resin 20 and on the upper surface of the transparent resin 20 excluding a portion where the reflected light L from the subject is transmitted. As the light-shielding resin, for example, a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin, or a thermoplastic resin such as acrylic or polycarbonate is used, similarly to the light-transmitting resin. However, unlike the light-transmitting resin, the light-blocking resin includes carbon black. In this way, by sealing the light-shielding resin around the transparent resin 20, the light emitted from the light source 16 is reflected directly or at a place other than the subject 10 and enters the image sensor 15. Can be prevented. It is possible to prevent so-called stray light that is not reflected light L from the subject 10 from entering the image sensor 15. Therefore, malfunction of the optical pointing device 30 due to stray light can be prevented, and the subject 10 can be detected with high accuracy.

以上のように、本実施形態の光ポインティング装置30は、カバー部24の裏面(光源16および撮像素子15と対向する面)に、光源16から出射された光が結像素子14を経ずに撮像素子15に入射する光の経路を変える迷光防止プリズム19Aを備えている。すなわち、カバー部24に、光源16から出射された光が被写体10で反射することなく直接撮像素子15に入射する光に対する対策(迷光対策)が施されている。これにより、光源16から出射された光のうち、迷光の原因となる被写体10で反射されなかった光が迷光防止プリズム19Aに到達すると、迷光防止プリズム19Aから出射するときに経路が変化する。従って、光源16から出射された光が被写体10で反射することなく迷光となることを防止することができるという効果を奏する。   As described above, in the optical pointing device 30 of the present embodiment, the light emitted from the light source 16 does not pass through the imaging element 14 on the back surface (the surface facing the light source 16 and the image sensor 15) of the cover portion 24. A stray light prevention prism 19A that changes the path of light incident on the image sensor 15 is provided. In other words, the cover 24 is provided with a countermeasure (stray light countermeasure) against the light emitted from the light source 16 and directly incident on the imaging element 15 without being reflected by the subject 10. Thus, when light that has not been reflected by the subject 10 that causes stray light among the light emitted from the light source 16 reaches the stray light prevention prism 19A, the path is changed when the light is emitted from the stray light prevention prism 19A. Therefore, the light emitted from the light source 16 can be prevented from becoming stray light without being reflected by the subject 10.

また、迷光防止プリズム19Aは、カバー部24の裏面に形成されているため、薄型の光ポインティング装置30においても迷光を防止することができる。   Further, since the stray light preventing prism 19 </ b> A is formed on the back surface of the cover portion 24, stray light can be prevented even in the thin optical pointing device 30.

それゆえ、薄型の光ポインティング装置においても、撮像素子15にて撮像した画像データに対する迷光による影響を低減することのできる光ポインティング装置30を提供することができるという効果を奏する。   Therefore, even in a thin optical pointing device, it is possible to provide the optical pointing device 30 that can reduce the influence of stray light on the image data captured by the image sensor 15.

しかも、光ポインティング装置30は、接触面11、折り曲げ素子12、結像素子14、迷光防止プリズム19Aおよびアパーチャ19Bがカバー部24と一体的に形成されている。すなわち、光ポインティング装置30において必須の構成である光学系が、一体的に形成されている。これにより、光学系の光路長を長く取り、収差を抑えるようにしても、カバー部24の垂直方向の長さを光路長に比較して小さくすることができる。従って、光ポインティング装置30のさらなる小型化,薄型化を実現することができる。また、一体成形することによって、カバー部24を高精度に組み立てることができると共に、部品点数を削減することもできる。   In addition, in the optical pointing device 30, the contact surface 11, the bending element 12, the imaging element 14, the stray light preventing prism 19A, and the aperture 19B are integrally formed with the cover portion 24. That is, an optical system that is an essential component of the optical pointing device 30 is integrally formed. As a result, even if the optical path length of the optical system is increased and aberrations are suppressed, the length of the cover portion 24 in the vertical direction can be reduced as compared with the optical path length. Therefore, the optical pointing device 30 can be further reduced in size and thickness. Moreover, by integrally molding, the cover portion 24 can be assembled with high accuracy and the number of parts can be reduced.

〔第2の実施形態〕
本発明の第2の実施形態について、図6に基づいて説明する。図6は、第2の実施形態の光ポインティング装置30aの概略断面構造図である。第2の実施形態では、第1の実施形態における、反射光Lを水平方向に全反射させる折り曲げ素子12に換えて、回折素子12’を配置している。以下では、第2の実施形態において、回折素子12’を配置したことにより、第1の実施形態と異なる点について説明する。第2の実施形態において、第1の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic sectional view of an optical pointing device 30a according to the second embodiment. In the second embodiment, a diffractive element 12 ′ is arranged instead of the bending element 12 that totally reflects the reflected light L in the horizontal direction in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment due to the arrangement of the diffraction element 12 ′ in the second embodiment will be described. In the second embodiment, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.

図6に示すように、基板部26において、光源16を封止する透明樹脂20は、Y軸の負側の側面が回路基板21の側面と同一平面ではなく、Y軸の負側の側面が回路基板21の側面よりY軸の正側に位置している。光源16から照射された光Mは、透明樹脂20のレンズ部27を介して、カバー部24の裏面で透過屈折され接触面11に到達する。   As shown in FIG. 6, in the substrate portion 26, the transparent resin 20 that seals the light source 16 is such that the negative side surface of the Y axis is not flush with the side surface of the circuit board 21, and the negative side surface of the Y axis is It is located on the positive side of the Y axis from the side surface of the circuit board 21. The light M emitted from the light source 16 is transmitted and refracted on the back surface of the cover portion 24 via the lens portion 27 of the transparent resin 20 and reaches the contact surface 11.

また、カバー部24は、接触面11、回折素子12’、結像素子14、迷光防止プリズム19A、アパーチャ19Bおよび反射面17、18を含む。カバー部24は、基板部26の上方に位置し、撮像素子15および光源16を封止する透明樹脂20におけるX軸の正側の側面およびY軸の正側の側面並びに上表面に密着して接している。   The cover 24 includes the contact surface 11, the diffraction element 12 ′, the imaging element 14, the stray light prevention prism 19 </ b> A, the aperture 19 </ b> B, and the reflection surfaces 17 and 18. The cover portion 24 is located above the substrate portion 26 and is in close contact with the X-axis positive side surface, the Y-axis positive side surface, and the upper surface of the transparent resin 20 that seals the imaging device 15 and the light source 16. Touching.

回折素子12’は、光源16の上方、且つ、接触面11の下方であって、カバー部24の裏面(当接面24C)の基板部26と接しない部分に位置する。回折素子12’は、被写体10から反射された光Lを反射させて、カバー部24の内部であって、Y軸の正方向に光Lの経路を変換するものである。回折素子12’で反射された、被写体10から反射された光Lは、反射面17に向かう。   The diffractive element 12 ′ is located above the light source 16 and below the contact surface 11 and in a portion that does not contact the substrate portion 26 on the back surface (contact surface 24 </ b> C) of the cover portion 24. The diffractive element 12 ′ reflects the light L reflected from the subject 10, and converts the path of the light L in the positive direction of the Y axis inside the cover portion 24. The light L reflected from the subject 10 and reflected by the diffraction element 12 ′ travels toward the reflecting surface 17.

回折素子12’の具体的な形状を図7に基づいて説明する。図7(a)は、回折素子12’の断面形状を示す概略構成図である。回折素子12’は、+1次の反射回折光を利用する反射型回折素子である。回折素子12’の形状は、+1次光が強く発生するように、例えば、図7(a)に示すような断面形状がブレーズ形状であることが望ましい。図7(a)に示すブレーズ形状の回折素子12’を用いることにより、光利用効率が上がるとともに、迷光となる0次光、−1次光および高次の回折光を抑えることができる。よって、光ポインティング装置30aにおいて、光学系の結像性能の劣化を防ぐことが可能となる。   A specific shape of the diffraction element 12 'will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a schematic configuration diagram showing a cross-sectional shape of the diffraction element 12 ′. The diffractive element 12 'is a reflective diffractive element that uses + 1st order reflected diffracted light. As for the shape of the diffractive element 12 ′, for example, it is desirable that the cross-sectional shape as shown in FIG. By using the blazed diffractive element 12 ′ shown in FIG. 7A, the light use efficiency can be improved and the 0th order light, the −1st order light, and the higher order diffracted light that become stray light can be suppressed. Therefore, in the optical pointing device 30a, it is possible to prevent the imaging performance of the optical system from deteriorating.

また、反射率を向上させるために、回折素子12’の外側表面(Z軸の負側の表面)に反射膜al(例えば、アルミ、銀、金、誘電体ダイクロ膜など)を蒸着していることが望ましい。ここで、図7(a)に示すように、回折素子12’のブレーズ形状の溝深さ(Z方向の長さ)をtとする。溝深さtは、+1次回折効率が最大となる深さが望ましい。例えば、カバー部24の屈折率n、光源16が照射する光の波長をλとした場合、t=λ/(2n)とすることが望ましい。   In order to improve the reflectance, a reflective film al (for example, aluminum, silver, gold, dielectric dichroic film, etc.) is vapor-deposited on the outer surface (surface on the negative side of the Z axis) of the diffraction element 12 ′. It is desirable. Here, as shown in FIG. 7A, the blazed groove depth (length in the Z direction) of the diffractive element 12 'is t. The groove depth t is desirably a depth that maximizes the + 1st order diffraction efficiency. For example, when the refractive index n of the cover 24 and the wavelength of light emitted from the light source 16 are λ, it is desirable to set t = λ / (2n).

また、回折素子12’のブレーズ形状の溝パターンは、図7(b)のように直線の等ピッチであり、回折角をできるだけ大きくするためにできるだけ細かくすることが望ましい。ただし、製造上、金型に対してバイトを用いて溝を切削加工で作製し、成形することが最もコスト的に有利である。そのため、溝を切削加工で精度よく作製できる範囲を考慮した場合、回折素子12’の溝ピッチは0.8〜3.0μmの間で設計することが望ましい。   Further, the blazed groove pattern of the diffractive element 12 'has a straight equal pitch as shown in FIG. 7B, and is desirably as fine as possible in order to increase the diffraction angle as much as possible. However, in terms of manufacturing, it is most advantageous in terms of cost to form and mold the groove by cutting using a cutting tool for the mold. Therefore, in consideration of the range in which the grooves can be accurately manufactured by cutting, it is desirable to design the groove pitch of the diffractive element 12 ′ between 0.8 to 3.0 μm.

さらに、撮像素子15上に投影する被写体10の像を写す結像性能を向上させるために、回折素子12’の溝パターンを、図7(c)に示すように曲線とすることで、像の歪みを補正することができる。また、図7(d)に示すように回折素子12’の溝ピッチを等ピッチでなく、徐々にピッチが変化するパターンとし、或る一方向にレンズ効果を持たすように回折素子12’を設計しても良い。この場合、撮像素子15上において、X軸方向およびY軸方向で焦点距離が異なることで発生する収差を補正することができる。   Further, in order to improve the imaging performance for capturing the image of the subject 10 projected onto the image sensor 15, the groove pattern of the diffraction element 12 ′ is curved as shown in FIG. Distortion can be corrected. Further, as shown in FIG. 7D, the groove pitch of the diffractive element 12 ′ is not an equal pitch but a pattern in which the pitch gradually changes, and the diffractive element 12 ′ is designed to have a lens effect in a certain direction. You may do it. In this case, it is possible to correct aberration that occurs due to the difference in focal length between the X-axis direction and the Y-axis direction on the image sensor 15.

また、図5(e)に示すように、回折素子12’の溝パターンを曲線かつ不等ピッチのパターンとすることで、像の歪みおよび非点収差(アス)の両方を補正することができる。   Further, as shown in FIG. 5E, both the image distortion and astigmatism (astigmatism) can be corrected by making the groove pattern of the diffractive element 12 'a curved and unequal pitch pattern. .

また、回折素子12’の別の具体例として、回折素子12’に反射型のフレネルレンズを用いてもよい。フレネルレンズの具体的な形状を図8に示す。図8は、図7(a)と同様に、フレネルレンズである回折素子12’の断面形状を示す概略構成図である。図示のように、フレネルレンズの断面形状がブレーズ形状である。また、反射率を向上させるために、回折素子12’の外側表面に反射膜al(例えば、アルミ、銀、金、誘電体ダイクロ膜など)が蒸着されていることが望ましい。回折素子12’にフレネルレンズを用いる場合、カバー部24の一部にプリズムやバルク型レンズを形成するのに比べて、カバー部24の厚みの均一化を図ることができる。そのため、カバー部24の強度を上げながら、光ポインティング装置30aの薄型化が実現できる。   As another specific example of the diffraction element 12 ', a reflection type Fresnel lens may be used for the diffraction element 12'. A specific shape of the Fresnel lens is shown in FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a cross-sectional shape of a diffraction element 12 ′ that is a Fresnel lens, as in FIG. 7A. As shown in the figure, the cross-sectional shape of the Fresnel lens is a blaze shape. In order to improve the reflectance, it is desirable that a reflective film al (for example, aluminum, silver, gold, dielectric dichroic film, etc.) is deposited on the outer surface of the diffraction element 12 '. When a Fresnel lens is used for the diffractive element 12 ′, the thickness of the cover portion 24 can be made uniform compared to the case where a prism or a bulk lens is formed on a part of the cover portion 24. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the optical pointing device 30a while increasing the strength of the cover portion 24.

また、回折素子12’にホログラムレンズを用いれば、通常のレンズで補正しきれない収差を補正することができるため、結像性能があがり、撮像素子15上に被写体10の像を鮮明に映すことができる。   Further, if a hologram lens is used for the diffraction element 12 ′, aberrations that cannot be corrected by a normal lens can be corrected, so that the imaging performance is improved, and the image of the subject 10 is projected clearly on the imaging element 15. Can do.

このように、被写体10から反射された光Lを水平方向に反射するために回折素子12’を用いると、カバー部24に折り曲げ素子(プリズム)12を形成するのに比べて、カバー部24の厚みの均一化を図ることができる。そのため、カバー部24の強度を上げながら、薄型化が実現できる。それに加えて、光源16から照射された光を接触面11に対して均一な光強度で照射することができる。   As described above, when the diffractive element 12 ′ is used to reflect the light L reflected from the subject 10 in the horizontal direction, compared with the case where the bending element (prism) 12 is formed in the cover part 24, The thickness can be made uniform. Therefore, it is possible to reduce the thickness while increasing the strength of the cover portion 24. In addition, the light irradiated from the light source 16 can be irradiated to the contact surface 11 with uniform light intensity.

また、被写体10からの反射光Lを水平方向に折り曲げる従来の光ポインティング装置(例えば、上記特許文献1の構成)において、折り曲げ素子12の大きさ、特にZ軸方向の長さが光ポインティング装置の厚みに大きく影響する。つまり、光ポインティング装置を薄型に設計するためには、折り曲げ素子12のZ軸方向の長さを小さくすることが重要である。しかしながら、折り曲げ素子12の大きさは自由に設計できるものではなく、折り曲げ素子12の大きさは接触面11の大きさに依存する。そして、接触面11上の模様を検出するためには、接触面11がある程度の面積を有していなければならない。よって、接触面11の面積を確保しようとすると、必然的に折り曲げ素子12が大きくなり、光ポインティング装置30の厚み(Z軸方向の大きさ)を小さくすることができなかった。   Further, in the conventional optical pointing device that bends the reflected light L from the subject 10 in the horizontal direction (for example, the configuration of Patent Document 1 above), the size of the bending element 12, particularly the length in the Z-axis direction, is the same as that of the optical pointing device. It greatly affects the thickness. That is, in order to design the optical pointing device thin, it is important to reduce the length of the bending element 12 in the Z-axis direction. However, the size of the bending element 12 cannot be designed freely, and the size of the bending element 12 depends on the size of the contact surface 11. And in order to detect the pattern on the contact surface 11, the contact surface 11 must have a certain amount of area. Therefore, if the area of the contact surface 11 is to be secured, the bending element 12 inevitably increases, and the thickness of the optical pointing device 30 (size in the Z-axis direction) cannot be reduced.

第2の実施形態では、折り曲げ素子12の代わりに、折り曲げ素子12よりもZ軸方向の長さを小さくできる回折素子12’を用いることによって、第1の実施形態より光ポインティング装置30aの薄型化を図ることができる。   In the second embodiment, the optical pointing device 30a is made thinner than the first embodiment by using a diffractive element 12 'that can be smaller in length in the Z-axis direction than the bending element 12 instead of the bending element 12. Can be achieved.

第2の実施形態でも、第1の実施形態で示した方法と同様に、基板部26における撮像素子15を封止する透明樹脂20側面及び上表面を基準として、基板部26の上方に、カバー部24を組み立てている。すなわち、カバー部24の裏面における一部の当接面(当接面24A、24B、24C)と、撮像素子15および光源16を封止する透明樹脂20におけるX軸の正側の側面およびY軸の正側の側面並びに上表面を基準として、基板部26の上方にカバー部24を組み立てている。そのため、基板部26とカバー部24との位置関係を高精度に配置することができる。よって、光ポインティング装置30aを構成する各部・各素子を精度良く配置することができるため、被写体10の検知精度の高い光ポインティング装置30aを実現することができる。   In the second embodiment, similarly to the method shown in the first embodiment, a cover is provided above the substrate portion 26 with reference to the side surface and the upper surface of the transparent resin 20 that seals the imaging element 15 in the substrate portion 26. The part 24 is assembled. That is, a part of the contact surface (contact surfaces 24A, 24B, 24C) on the back surface of the cover portion 24, the side surface on the positive side of the X axis in the transparent resin 20 that seals the image sensor 15 and the light source 16, and the Y axis The cover portion 24 is assembled above the substrate portion 26 with reference to the positive side surface and the upper surface. Therefore, the positional relationship between the substrate part 26 and the cover part 24 can be arranged with high accuracy. Therefore, since each part and each element constituting the optical pointing device 30a can be arranged with high accuracy, the optical pointing device 30a with high detection accuracy of the subject 10 can be realized.

〔第3の実施形態〕
本発明の第3の実施形態について図9に基づいて説明する。図9は、第3の実施形態の光ポインティング装置30bの概略断面構造図である。第3の実施形態では、第1・2の実施形態に加えて、光ポインティング装置反射光Lを水平方向に全反射させる折り曲げ素子12に換えて、回折素子12’を配置している。以下では、第3の実施形態において、回折素子12’を配置したことにより、第1の実施形態と異なる点について説明する。なお、第3の実施形態においては、説明上第1の実施形態と同じ構成を用いて説明するが、その変更部分および効果については第2の実施形態でも同様であり、同様の効果をもつ。また、第1の実施形態と同様の部分はその説明を省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic sectional view of an optical pointing device 30b according to the third embodiment. In the third embodiment, in addition to the first and second embodiments, a diffractive element 12 ′ is disposed instead of the bending element 12 that totally reflects the reflected light L of the optical pointing device in the horizontal direction. Hereinafter, differences from the first embodiment due to the arrangement of the diffraction element 12 ′ in the third embodiment will be described. In the third embodiment, the same configuration as that of the first embodiment will be described for the sake of explanation. However, the changed portion and the effect are the same as those of the second embodiment, and the same effect is obtained. The description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.

図示のように、光ポインティング装置30bは、カバー部24の接触面11上部に、装置外部からの光を遮光する遮光膜28A・28Bが形成されている。図中Pで示すウィンドエリアは、前記遮光膜が形成されておらず、被写体10がカバー部24の接触面11に接触する部分であり、光源16からの光が前記遮光膜28A・28Bに遮光されることなく、被写体10に到達できるエリアである。   As illustrated, in the optical pointing device 30b, light shielding films 28A and 28B that shield light from the outside of the device are formed on the contact surface 11 of the cover portion 24. The window area indicated by P in the figure is a portion where the light shielding film is not formed, the subject 10 is in contact with the contact surface 11 of the cover 24, and the light from the light source 16 is shielded by the light shielding films 28A and 28B. This is an area where the subject 10 can be reached without being done.

本実施形態のポインティング装置30bの外から来る光において、結像素子14における良好な特性が得られるカバー接触面上の物体面以外からの光は、カバー部24内部で多重反射して、撮像素子15に入射するため、カバー部24の結像素子14を含めた光学系を通過する信号光に対して、外乱光となり撮像素子15で撮像される像のコントラストが低下する。もちろん、装置の外から来る光でも、被写体10が指である場合、指を透過してくる光が接触面からカバー部24内部に入射し、結像素子14を含めた光学系を通過する成分は、信号光となるためコントラストが向上するが、外乱光の方が多いため、結果として上記像のコントラストは低下してしまう。   In the light coming from the outside of the pointing device 30b of the present embodiment, the light from other than the object surface on the cover contact surface that can obtain good characteristics in the imaging element 14 is multiple-reflected inside the cover unit 24, and the image sensor 15, the signal light passing through the optical system including the imaging element 14 of the cover 24 becomes disturbance light and the contrast of the image captured by the imaging element 15 is lowered. Of course, even when the subject 10 is a finger even when the light comes from outside the apparatus, the light transmitted through the finger enters the cover portion 24 from the contact surface and passes through the optical system including the imaging element 14. However, since the amount of disturbance light is larger, the contrast of the image is lowered as a result.

しかし、上記の構成によれば、前記外乱光の影響を抑制し、信号光のみを増強することが出来るため、前記撮像素子にて撮影される像のコントラストが向上する。   However, according to the above configuration, since the influence of the disturbance light can be suppressed and only the signal light can be enhanced, the contrast of an image photographed by the imaging element is improved.

前記遮光膜28A・28Bは、具体的に外乱光を反射する反射膜(例えば、アルミ、銀、金、誘電体ダイクロ膜など)でも構わないし、また外乱光をその場で吸収する吸収膜(例えば、カーボンブラックを混ぜた塗料や墨)でも構わない。蒸着膜の場合は、前記ウィンドエリアをマスクして蒸着すれば良いし、吸収膜の場合は、インクジェットやパッド印刷により形成すれば良い。   The light shielding films 28A and 28B may be reflective films that specifically reflect disturbance light (for example, aluminum, silver, gold, dielectric dichroic film, etc.), and absorption films that absorb disturbance light in situ (for example, , Paint or ink mixed with carbon black). In the case of a vapor deposition film, vapor deposition may be performed by masking the window area, and in the case of an absorption film, it may be formed by ink jet or pad printing.

遮光膜を形成するエリアは、フランジ25は搭載する機器の筐体内部に配置されるため、機器の筐体から突出するフランジ25よりもZ軸の正方向に形成されていれば良い。また、機器の筐体部にも厚みがあり、その厚みにより外乱光が遮光されるため、遮光膜28Bも必ずしも必要とではなく、遮光膜28Aのみを形成する等の措置を適宜行えば良い。   Since the flange 25 is disposed inside the housing of the device to be mounted, the area for forming the light-shielding film may be formed in the positive direction of the Z axis with respect to the flange 25 protruding from the device housing. Further, the casing of the device has a thickness, and disturbance light is shielded by the thickness. Therefore, the light shielding film 28B is not always necessary, and measures such as forming only the light shielding film 28A may be appropriately taken.

〔第4の実施形態〕
最後に、光ポインティング装置を搭載した電子機器について、図10を用いて説明する。図10は、光ポインティング装置107を搭載した携帯電話機100の外観を示す図である。図10(a)は携帯電話機100の正面図であり、(b)は携帯電話機100の背面図であり、(c)は携帯電話機100の側面図である。図10では、電子機器として携帯電話機である例を示しているがこれに限定されるものではない。電子機器として、例えば、PC(特にモバイルPC)、PDA、ゲーム機、テレビ等のリモコンなどであってもよい。
[Fourth Embodiment]
Finally, an electronic device equipped with an optical pointing device will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an appearance of the mobile phone 100 on which the optical pointing device 107 is mounted. 10A is a front view of the mobile phone 100, FIG. 10B is a rear view of the mobile phone 100, and FIG. 10C is a side view of the mobile phone 100. Although FIG. 10 shows an example in which the electronic device is a mobile phone, the present invention is not limited to this. The electronic device may be, for example, a PC (particularly a mobile PC), a PDA, a game machine, a remote controller such as a television, or the like.

図10に示すように、携帯電話機100は、モニター側筐体101および操作側筐体102を備える。モニター側筐体101は、モニター部105およびスピーカー部106を含み、操作側筐体102は、マイク部103、テンキー104および光ポインティング装置107を含む。携帯電話機100に搭載される光ポインティング装置107は、上述の第1〜4の実施形態で説明した光ポインティング装置30、30a、30b、30cの何れも適用可能である。   As shown in FIG. 10, the mobile phone 100 includes a monitor-side casing 101 and an operation-side casing 102. The monitor-side casing 101 includes a monitor unit 105 and a speaker unit 106, and the operation-side casing 102 includes a microphone unit 103, a numeric keypad 104, and an optical pointing device 107. Any of the optical pointing devices 30, 30a, 30b, and 30c described in the first to fourth embodiments can be applied to the optical pointing device 107 mounted on the mobile phone 100.

なお、本実施形態において、光ポインティング装置107は、図10(a)に示すように、テンキー104の上部に配置されているが、光ポインティング装置107の配置方法およびその向きについては、これに限定されるわけではない。   In the present embodiment, the optical pointing device 107 is arranged on the upper part of the numeric keypad 104 as shown in FIG. 10A. However, the arrangement method and the direction of the optical pointing device 107 are not limited thereto. It is not done.

スピーカー部106は、音声情報を外部に出力するものであり、マイク部103は音声情報を携帯電話機100に入力するものである。モニター部105は、映像情報を出力するものであり、本実施形態においては、光ポインティング装置107からの入力情報を表示するものである。   The speaker unit 106 outputs audio information to the outside, and the microphone unit 103 inputs audio information to the mobile phone 100. The monitor unit 105 outputs video information. In the present embodiment, the monitor unit 105 displays input information from the optical pointing device 107.

なお、本実施形態の携帯電話機100は、図10(a)〜図10(c)に示すように、上部の筐体(モニター側筐体101)と下部の筐体(操作側筐体102)とがヒンジを介して接続されている、いわゆる折りたたみ式の携帯電話機100を例として挙げている。携帯電話機100として、折りたたみ式が主流であるため、本実施形態では折りたたみ式の携帯電話機を一例として挙げているのであって、光ポインティング装置107を搭載することができる携帯電話機100は、折りたたみ式に限るものではない。   Note that, as shown in FIGS. 10A to 10C, the cellular phone 100 according to the present embodiment includes an upper casing (monitor-side casing 101) and a lower casing (operation-side casing 102). As an example, a so-called foldable mobile phone 100 is connected to each other via a hinge. Since the folding type is mainstream as the cellular phone 100, the folding type cellular phone is given as an example in this embodiment, and the cellular phone 100 on which the optical pointing device 107 can be mounted is foldable. It is not limited.

近年、折りたたみ式の携帯電話機100において、折りたたんだ状態で厚みが10mm以下のものも登場してきている。携帯電話機100の携帯性を考慮するならば、その厚みは極めて重要な要素となっている。図10に示す操作側筐体102において、図示されない内部の回路基板等を除いて、その厚みを決定する部品は、マイク部103、テンキー104、光ポインティング装置107である。この中で、光ポインティング装置107の厚さが最も厚く、光ポインティング装置107の薄型化は、携帯電話機100の薄型化に直接繋がる。よって、上述のように薄型化可能な本発明の光ポインティング装置は、携帯電話機100のような薄型化を必要とする電子機器に対して好適な発明である。   In recent years, a folding mobile phone 100 having a thickness of 10 mm or less in a folded state has appeared. If the portability of the mobile phone 100 is taken into consideration, its thickness is an extremely important factor. In the operation-side casing 102 shown in FIG. 10, components that determine the thickness of the operation-side casing 102 except for an internal circuit board (not shown) are a microphone unit 103, a numeric keypad 104, and an optical pointing device 107. Among these, the thickness of the optical pointing device 107 is the largest, and the thinning of the optical pointing device 107 directly leads to the thinning of the mobile phone 100. Therefore, the optical pointing device of the present invention that can be thinned as described above is a preferred invention for an electronic device that needs to be thinned, such as the cellular phone 100.

なお、上述の各実施形態では、光源16を備えた光ポインティング装置について説明した。しかし、光源16の代わりに、例えば太陽光のような外光の場合であっても、本発明の構成によって、性能を低下させることなく動作する光ポインティング装置を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, the optical pointing device including the light source 16 has been described. However, instead of the light source 16, even in the case of external light such as sunlight, an optical pointing device that operates without degrading performance can be obtained by the configuration of the present invention.

また、上述の各実施形態では、カバー部24(導光型光学部材)を用いた光ポインティング装置について説明した。しかし、カバー部24を用いない従来の光ポインティング装置(例えば、特許文献2,3の構成)に、本発明の迷光防止部を設けることによって、同様の効果を得ることが可能となる。   Further, in each of the above-described embodiments, the optical pointing device using the cover portion 24 (light guide type optical member) has been described. However, the same effect can be obtained by providing the stray light preventing unit of the present invention in a conventional optical pointing device (for example, the configuration of Patent Documents 2 and 3) that does not use the cover unit 24.

本発明は、以下のように表現することもできる。   The present invention can also be expressed as follows.

本発明に係る光ポインティング装置は、被写体からの散乱光を結像させる結像手段と、上記被写体からの散乱光を受光し上記被写体の表面の像を一定の間隔で連続して撮像して該像を画像データとして取り込む撮像素子と、上記撮像素子が取り込んだ画像データを直前に上記撮像素子が取り込んだ画像データと比較することによって、上記被写体の移動方向および移動量を算出する算出部と、前記結像手段と前記撮像素子と、前記算出部とを覆うカバー部材とを備えた光ポインティング装置であって、前記カバー部材には、少なくとも前記被写体が接触する接触面と、前記結像手段と、前記接触面から入射した前記被写体からの散乱光の方向を偏向させて前記結像手段に導く光路偏向手段と、迷光を防止する迷光防止手段と、前記結像手段に付与されるアパーチャが、一体的に形成されていてもよい。   An optical pointing device according to the present invention comprises an imaging means for forming an image of scattered light from a subject, and receiving the scattered light from the subject and continuously taking images of the surface of the subject at regular intervals. An image sensor that captures an image as image data, and a calculation unit that calculates the moving direction and amount of movement of the subject by comparing the image data captured by the image sensor with the image data captured by the image sensor immediately before, An optical pointing device comprising a cover member that covers the imaging means, the imaging device, and the calculation unit, wherein the cover member has at least a contact surface that contacts the subject, and the imaging means; An optical path deflecting unit that deflects the direction of scattered light from the subject incident from the contact surface and guides it to the imaging unit, a stray light preventing unit that prevents stray light, and an imaging unit. Apertures to be given may be integrally formed.

上記の構成によれば、前記カバー部と、前記光路偏向手段、前記結像手段、迷光防止手段およびアパーチャとが一体で成形されているため、光ポインティング装置を構成する部品点数を削減することができる。よって、光ポインティング装置の製造工程において、組立工数を削減することができる。それゆえ、各部品の組み立て時に発生する組立誤差を抑えることができる。また、カバー部を成形する金型を高精度で作成することにより、光路偏向手段・結像手段・迷光防止手段およびアパーチャ自体の形状を高精度に製造することができ、且つ、接触面と折り曲げ素子および結像素子の位置関係や、結像手段とアパーチャの位置関係もばらつき無く高精度に配置することができる。従って、光ポインティング装置の製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度が高く、また迷光によるS/N(Signal/Noise:ここでいうSignalとは接触面から光路偏向手段および結像手段を通って撮像素子に入射する被写体からの散乱光成分であり、Noiseとはそれ以外の光路を通って撮像素子に入射する不要光成分)比の高い光ポインティング装置を実現することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, since the cover portion, the optical path deflecting unit, the imaging unit, the stray light preventing unit, and the aperture are integrally formed, the number of components constituting the optical pointing device can be reduced. it can. Therefore, the number of assembling steps can be reduced in the manufacturing process of the optical pointing device. Therefore, it is possible to suppress an assembly error that occurs when assembling each component. In addition, by creating a mold for molding the cover part with high precision, the shape of the optical path deflecting means, imaging means, stray light preventing means and the aperture itself can be manufactured with high precision, and the contact surface can be bent. The positional relationship between the element and the imaging element and the positional relationship between the imaging means and the aperture can be arranged with high accuracy without variation. Accordingly, the manufacturing cost of the optical pointing device can be reduced, the detection accuracy of the subject is high, and the S / N (Signal / Noise: Signal here means from the contact surface to the optical path deflecting means and the imaging means. This is an effect that it is possible to realize an optical pointing device having a high ratio of scattered light components from the subject incident on the image sensor through the noise, and Noise being an unnecessary light component incident on the image sensor through other optical paths. Play.

従って、上記の構成によれば、光ポインティング装置の製造コストを削減することができると共に、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置を実現することができるという効果を奏する。   Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the manufacturing cost of the optical pointing device and to realize an optical pointing device with high subject detection accuracy.

また、本発明に係る光ポインティング装置の迷光防止手段およびアパーチャは、微細構造であってもよい。   Further, the stray light preventing means and the aperture of the optical pointing device according to the present invention may have a fine structure.

上記の構成によれば、迷光防止手段およびアパーチャは、前記光路偏向手段および前記結像手段と共に、金型等にて一体的に形成することが出来る。前記迷光防止手段および前記アパーチャは、インサート成形という手法でもカバー部材に対して一体的に形成することも出来るが、別パーツが必要となり、インサート成形時にそれらパーツの位置ずれも出てくる。しかし微細構造とすれば、別パーツも必要とせず高精度配置が可能となる。   According to said structure, a stray light prevention means and an aperture can be integrally formed with a metal mold | die etc. with the said optical path deflection | deviation means and the said image formation means. The stray light preventing means and the aperture can be formed integrally with the cover member by the technique of insert molding, but separate parts are required, and the position of these parts also shifts during insert molding. However, if it has a fine structure, high-precision arrangement is possible without the need for separate parts.

また、本発明に係る光ポインティング装置の迷光防止手段およびアパーチャの微細構造はプリズム構造であってもよい。   Further, the stray light preventing means and the aperture fine structure of the optical pointing device according to the present invention may be a prism structure.

前記迷光防止手段およびアパーチャの微細構造として、細かい凹凸のディンプル構造でも効果はあるが、ディンプル構造では迷光成分がそこで散乱し、再度カバー部の別の面で反射して撮像素子に入射する可能性は小さくない。しかし、上記の構成によれば、プリズムの平面部が迷光を特定の方向に反射するため、再度カバー部の別の面に反射して撮像素子に入る可能性が低くなるため、S/N比が向上する。   As the fine structure of the stray light prevention means and aperture, a fine uneven dimple structure is also effective, but in the dimple structure, the stray light component may be scattered there and reflected again on another surface of the cover part and incident on the image sensor. Is not small. However, according to the above configuration, since the planar portion of the prism reflects stray light in a specific direction, it is less likely to be reflected again on another surface of the cover portion and enter the imaging device. Will improve.

また、本発明に係る光ポインティング装置の迷光防止手段およびアパーチャに、金属や誘電体を蒸着した蒸着膜による反射性能が付与されていてもよい。   Further, the stray light preventing means and the aperture of the optical pointing device according to the present invention may be provided with a reflection performance by a deposited film obtained by depositing a metal or a dielectric.

迷光防止手段およびアパーチャに入射する迷光の入射角度は一定ではなく、さまざまな方向から入射するが、反射性能が付与されていない場合、迷光防止手段およびアパーチャ構造からくる全反射条件にあったある特定範囲の角度のみの迷光しか特定方向に反射出来ないが、蒸着膜による反射性能を付与することによって反射出来る角度範囲を広げて、迷光防止性能を向上することが出来る。   The incident angle of the stray light incident on the stray light prevention means and the aperture is not constant, and it is incident from various directions, but when the reflection performance is not given, there is a certain condition that meets the total reflection condition coming from the stray light prevention means and the aperture structure Although only stray light with a range of angles can be reflected in a specific direction, the reflection range by the deposited film can be increased to widen the range of angles that can be reflected, thereby improving stray light prevention performance.

また、本発明に係る光ポインティング装置の前記結像手段は、球面、非球面、トロイダル面のいずれかによって構成されていてもよい。   Further, the image forming means of the optical pointing device according to the present invention may be configured by any one of a spherical surface, an aspherical surface, and a toroidal surface.

光ポインティング装置の光学系の構成から発生する球面収差やコマ収差などの光学収差、および、撮像素子上に投影される像の歪量に基づいて、結像手段の曲率を球面・非球面・トロイダル面に適宜設定することで、前記光ポインティング装置の光学系の光学特性をさらに向上させることが出来る。   Based on optical aberrations such as spherical aberration and coma generated from the optical system configuration of the optical pointing device, and the amount of distortion of the image projected on the image sensor, the curvature of the imaging means is spherical, aspherical, or toroidal. By appropriately setting the surface, the optical characteristics of the optical system of the optical pointing device can be further improved.

また、本発明に係る光ポインティング装置の前記結像手段は、金属や誘電体等を蒸着した蒸着膜により反射性能を付与されていてもよい。   Further, the image forming means of the optical pointing device according to the present invention may be provided with reflection performance by a vapor deposition film obtained by vapor deposition of metal, dielectric or the like.

上記構成とすることで、被写体での散乱光を結像手段で反射させて、被写体方向に戻すことが出来る、前記光ポインティング装置の平面方向の小型化を行うことが出来る。   With the above configuration, it is possible to reduce the size of the optical pointing device in the planar direction, in which scattered light from the subject can be reflected by the imaging unit and returned to the subject direction.

また、本発明に係る光ポインティング装置の前記光路偏向手段は、全反射面、金属や誘電体を蒸着した蒸着膜反射面、または反射型回折格子面や反射型ホログラム面のいずれかによって構成されていてもよい。   Further, the optical path deflecting means of the optical pointing device according to the present invention is constituted by any of a total reflection surface, a deposition film reflection surface on which a metal or a dielectric is deposited, a reflection diffraction grating surface or a reflection hologram surface. May be.

前記光路偏向手段が全反射面の場合、後述する蒸着反射面や反射型回折格子面や反射型ホログラム面に対して、光の利用効率が一番高いため、撮像素子上に投影される像が明るくなるため、S/N比が向上する。また、前記光路偏向手段が蒸着反射面である場合、光の利用効率は落ちるが、光路偏向手段に入射される光も確実に反射させることが出来る。   When the optical path deflecting means is a total reflection surface, the light projected on the image sensor is the highest in light use efficiency with respect to a vapor deposition reflection surface, a reflection type diffraction grating surface and a reflection type hologram surface, which will be described later. Since it becomes brighter, the S / N ratio is improved. Further, when the optical path deflecting means is a vapor deposition reflecting surface, the light use efficiency is lowered, but the light incident on the optical path deflecting means can be reliably reflected.

前記接触面がある前記カバーの表面は、被写体が接触する可能性があり、前記接触面以外の箇所に被写体が接した場合、その被写体が接している箇所で反射光を反射させると、反射光がカバー部の表面で反射するのではなく、被写体の表面で反射することになるため、反射光の経路にずれが生じる。そこで、前記蒸着反射膜をこの箇所に配置することによって、反射光の経路のずれが発生することを抑えることが出来、前記結像素子の結像性能があがり、前記撮像素子が被写体の像を鮮明に撮像することができる。   The surface of the cover where the contact surface is located may contact the subject. When the subject contacts a location other than the contact surface, the reflected light is reflected when the reflected light is reflected at the location where the subject is in contact. Is reflected on the surface of the object, not reflected on the surface of the cover, and thus the reflected light path is shifted. Therefore, by arranging the vapor deposition reflective film at this location, it is possible to suppress the occurrence of deviation of the path of the reflected light, the imaging performance of the imaging element is improved, and the imaging element captures the image of the subject. A clear image can be taken.

また、前記光路偏向手段が反射型回折素子および反射型ホログラム面である場合、蒸着膜反射面同様、光の利用効率は落ちるが、特に前記上記カバー部の接触面と反対方向に、前記光路偏向手段を成形する場合には、そのための凹部を形成することなく、光路偏向手段の機能を含む前記カバー部を成形することができる。よって、凹部の折り曲げ素子を含む前記カバー部より、全記カバー部の厚みを均一にすることができ、前記カバー部の強度を上げながら、上記カバー部の薄型化が実現できる。加えて前記偏向手段が反射型ホログラム面の場合、前記結像手段にて補正しきれない収差を補正する役割を持たせることも出来るため、上記折り曲げ素子の反射光を反射する上記結像素子の結像性能があがり、上記撮像素子が被写体の像を鮮明に撮像することができる。   Further, when the optical path deflecting means is a reflection type diffraction element and a reflection type hologram surface, the light use efficiency is lowered as in the case of the vapor deposition film reflection surface, but the optical path deflection is performed in the direction opposite to the contact surface of the cover part. When forming the means, the cover portion including the function of the optical path deflecting means can be formed without forming a concave portion therefor. Therefore, the thickness of the entire cover portion can be made uniform from the cover portion including the bending element of the concave portion, and the cover portion can be thinned while increasing the strength of the cover portion. In addition, when the deflecting means is a reflection hologram surface, it can also have a role of correcting aberrations that cannot be corrected by the imaging means, so that the imaging element that reflects the reflected light of the bending element can be used. The imaging performance is improved, and the image pickup device can pick up a subject image clearly.

これら各反射面を適宜用いることにより、光ポインティング装置の性能を向上させることが出来る。   By appropriately using each of these reflecting surfaces, the performance of the optical pointing device can be improved.

また、本発明に係る光ポインティング装置は、前記カバー部材によって覆われた光源をさらに備え、前記被写体からの散乱光は、前記光源から出射された光に基づいて生じるものであってもよい。   The optical pointing device according to the present invention may further include a light source covered with the cover member, and the scattered light from the subject may be generated based on light emitted from the light source.

上記の構成によれば、前記散乱光は、前記光源から出射されて前記被写体によって反射された光に基づいて生じる。そのため、光源から出射された光が前記被写体に照射する角度をある程度揃えることができる。それゆえ、光源の照度を落としても、被写体の検知に十分な光量を保つことができる。よって、光源に供給する電流量を減らすことができるため、光ポインティング装置の消費電流量を抑えることができる。   According to the above configuration, the scattered light is generated based on light emitted from the light source and reflected by the subject. Therefore, the angle at which the light emitted from the light source irradiates the subject can be aligned to some extent. Therefore, even when the illuminance of the light source is lowered, a sufficient amount of light for detecting the subject can be maintained. Therefore, since the amount of current supplied to the light source can be reduced, the amount of current consumed by the optical pointing device can be suppressed.

また、本発明に係る光ポインティング装置の前記結像手段における物体面に位置するカバー部材の接触面以外の領域に装置外部からの光を遮光する遮光性能が付与されていてもよい。   The light pointing device according to the present invention may be provided with a light blocking performance for blocking light from outside the device in a region other than the contact surface of the cover member positioned on the object plane in the imaging unit.

本発明に係る光ポインティング装置の外から来る光において、前記結像手段における良好な特性が得られるカバー接触面上の物体面以外からの光は、光ポインティング装置にとっては、外乱光となる。   In the light coming from the outside of the optical pointing device according to the present invention, the light from other than the object surface on the cover contact surface that provides good characteristics in the imaging means becomes disturbance light for the optical pointing device.

上記の構成によれば、前記外乱光の影響を抑制することが出来るため、前記撮像素子にて撮影される像のコントラストが向上する。   According to said structure, since the influence of the said disturbance light can be suppressed, the contrast of the image image | photographed with the said image pick-up element improves.

また、本発明に係る光ポインティング装置は、上記光源および上記撮像素子を樹脂封止した各透明樹脂は、略直方体の形状であり、上記光源を樹脂封止した透明樹脂の一方の側面は、上記基板の一方の側面と同一平面上に配置され、上記撮像素子を樹脂封止した他の透明樹脂の一方の側面は、上記基板の他方の側面と同一平面上に配置され、各透明樹脂の上表面と、上記基板の両側面と、それと同一平面の上記光源および上記撮像素子を樹脂封止した透明樹脂の一方の側面と、を基準として、上記カバー部を上記基板の上側に配置されていてもよい。   In the optical pointing device according to the present invention, each of the transparent resins in which the light source and the imaging element are resin-sealed has a substantially rectangular parallelepiped shape, and one side surface of the transparent resin in which the light source is resin-sealed is One side surface of the other transparent resin disposed on the same plane as the one side surface of the substrate and resin-sealed with the imaging element is disposed on the same plane as the other side surface of the substrate, The cover portion is disposed on the upper side of the substrate with reference to the front surface, both side surfaces of the substrate, and one side surface of the transparent resin in which the light source and the imaging element in the same plane are sealed with resin. Also good.

上記の構成によれば、上記各透明樹脂の上表面と、上記基板の両側面と、それと同一平面上に配置されている、上記光源および上記撮像素子を樹脂風刺した透明樹脂の一方の側面と、を基準として、上記カバー部を上記基板の上側に配置している。そのため、上記接触面、上記光源、上記撮像素子、上記折り曲げ素子および上記結像素子のそれぞれの位置関係を高精度に配置することができる。従って、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置を実現することができる。   According to the above configuration, the upper surface of each of the transparent resins, both side surfaces of the substrate, and one side surface of the transparent resin that is disposed on the same plane as the light source and the imaging element. The cover portion is disposed on the upper side of the substrate with reference to. Therefore, the positional relationship among the contact surface, the light source, the imaging element, the bending element, and the imaging element can be arranged with high accuracy. Therefore, an optical pointing device with high subject detection accuracy can be realized.

また、本発明に係る電子機器は、上記光ポインティング装置を備えるものである。   An electronic apparatus according to the present invention includes the above optical pointing device.

上記の構成によれば、上記電子機器は、薄型化が容易な上記光ポインティング装置を備えている。光ポインティング装置を搭載する場合、光ポインティング装置の厚みが電子機器の厚みに大きく影響するため、上記光ポインティング装置を備えていても、電子機器の薄型化が実現できる。   According to the above configuration, the electronic apparatus includes the optical pointing device that can be easily reduced in thickness. When the optical pointing device is mounted, the thickness of the optical pointing device greatly affects the thickness of the electronic device. Therefore, even if the optical pointing device is provided, the electronic device can be thinned.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)等の、特に小型化、薄型化を要求される携帯情報端末(電子機器)に搭載可能な入力装置としての光ポインティング装置およびそれを備える電子機器に好適に利用することができる。   The present invention relates to an optical pointing device as an input device that can be mounted on a portable information terminal (electronic device) such as a mobile phone or PDA (Personal Digital Assistants) that is particularly required to be small and thin, and an electronic device including the same. Can be suitably used.

10 被写体
11 接触面
12 回折素子(光路変換部,プリズム)
12’ 回折素子(光路変換部,反射型回折素子)
13 傾斜面
14 結像素子(結像反射部)
15 撮像素子
16 光源
17 反射面(光路変換部)
18 反射面(光路変換部)
19A 迷光防止プリズム(迷光防止部)
24 カバー部(導光型光学部材)
28A・28B 遮光膜
30,30a,30b,107 光ポインティング装置
100 携帯電話機(電子機器)
10 Subject 11 Contact surface 12 Diffraction element (optical path conversion unit, prism)
12 'Diffraction element (optical path changer, reflection type diffraction element)
13 Inclined surface 14 Imaging element (imaging reflection part)
15 Image sensor 16 Light source 17 Reflecting surface (optical path conversion unit)
18 Reflecting surface (light path conversion part)
19A Stray light prevention prism (stray light prevention part)
24 Cover (light guide type optical member)
28A / 28B Light shielding films 30, 30a, 30b, 107 Optical pointing device 100 Mobile phone (electronic equipment)

Claims (12)

被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて内部を導光させる導光型光学部材と、該導光型光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
上記導光型光学部材は、導光される光を上記撮像素子に導く結像反射部を有し、
さらに、上記光源および撮像素子が設けられる上記導光型光学部材の裏面に、上記光源から出射された光が結像反射部を経ずに撮像素子に入射する光の経路を変える迷光防止部を備えることを特徴とする光ポインティング装置。
A light source that irradiates light to a subject, a light guide type optical member that reflects light reflected from the subject and guides the inside, and an image sensor that receives light guided by the light guide type optical member An optical pointing device comprising:
The light guide type optical member has an imaging reflection part that guides the guided light to the image sensor,
Furthermore, a stray light prevention unit that changes the path of light that is emitted from the light source and enters the image sensor without passing through the imaging reflection unit is provided on the back surface of the light guide type optical member on which the light source and the image sensor are provided. An optical pointing device comprising:
上記導光型光学部材は、上記結像反射部と、上記被写体が接触する接触面と、上記被写体からの反射光の方向を変換させて上記結像反射部に導く光路変換部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光ポインティング装置。   The light guide type optical member integrally includes the imaging reflection unit, a contact surface with which the subject contacts, and an optical path conversion unit that converts the direction of reflected light from the subject and guides it to the imaging reflection unit. The optical pointing device according to claim 1, wherein the optical pointing device is formed. 上記迷光防止部は、導光された光を屈折させるプリズムであることを特徴とする請求項1または2に記載の光ポインティング装置。   The optical pointing device according to claim 1, wherein the stray light prevention unit is a prism that refracts the guided light. 上記迷光防止部は、導光された光を散乱させる凹凸のディンプル構造を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光ポインティング装置。 The optical pointing device according to claim 1, wherein the stray light prevention unit includes an uneven dimple structure that scatters the guided light. 上記迷光防止部に、導光された光を吸収する遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光ポインティング装置。 3. The optical pointing device according to claim 1, wherein a light-shielding film that absorbs the guided light is formed on the stray light prevention unit. 上記迷光防止部は、上記接触面、結像反射部、光路変換部と共に、一体に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の光ポインティング装置。   The optical pointing device according to claim 2, wherein the stray light prevention unit is formed integrally with the contact surface, the imaging reflection unit, and the optical path conversion unit. 上記プリズム表面に、導光された光を反射する反射膜が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の光ポインティング装置。   4. The optical pointing device according to claim 3, wherein a reflection film for reflecting the guided light is formed on the prism surface. 上記結像反射部は、球面、非球面、または、導光方向の面の曲率と導光方向と直交する面の曲率とが互いに異なるトロイダル面を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光ポインティング装置。   8. The imaging reflecting portion according to claim 1, wherein the imaging reflection part has a toroidal surface having a spherical surface, an aspherical surface, or a toroidal surface in which a curvature of a surface in a light guide direction and a curvature of a surface orthogonal to the light guide direction are different from each other. The optical pointing device according to claim 1. 上記光路変換部は、上記被写体からの反射光を屈折させるプリズム、上記被写体からの反射光を偏向させる反射型回折素子、反射型フレネルレンズ、または反射型ホログラムレンズのいずれかからなることを特徴とする請求項2に記載の光ポインティング装置。   The optical path conversion unit includes any of a prism that refracts reflected light from the subject, a reflective diffraction element that deflects reflected light from the subject, a reflective Fresnel lens, or a reflective hologram lens. The optical pointing device according to claim 2. 上記導光型光学部材は、上記被写体が接触する接触面以外の表面領域に、外部からの光を遮光する遮光膜を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光ポインティング装置。   The said light guide type optical member is equipped with the light-shielding film which light-shields the light from the outside in surface areas other than the contact surface which the said object contacts, The any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. Optical pointing device. 上記撮像素子は、基板上に設けられていると共に、透明樹脂により樹脂封止されており、
上記導光型光学部材が、上記透明樹脂の表面および側面に当接していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の光ポインティング装置。
The imaging element is provided on a substrate and is resin-sealed with a transparent resin.
The optical pointing device according to claim 1, wherein the light guide type optical member is in contact with a surface and a side surface of the transparent resin.
請求項1〜11のいずれか1項に記載の光ポインティング装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the optical pointing device according to claim 1.
JP2009252428A 2009-11-02 2009-11-02 Optical pointing device and electronic device including the same Expired - Fee Related JP4746118B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009252428A JP4746118B2 (en) 2009-11-02 2009-11-02 Optical pointing device and electronic device including the same
PCT/JP2010/069536 WO2011052790A1 (en) 2009-11-02 2010-11-02 Luminescent pointing device and electronic device comprising same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009252428A JP4746118B2 (en) 2009-11-02 2009-11-02 Optical pointing device and electronic device including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011096203A JP2011096203A (en) 2011-05-12
JP4746118B2 true JP4746118B2 (en) 2011-08-10

Family

ID=44113005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009252428A Expired - Fee Related JP4746118B2 (en) 2009-11-02 2009-11-02 Optical pointing device and electronic device including the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4746118B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2745772B1 (en) 2011-08-19 2023-08-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Living organism sensor
JP2014147511A (en) 2013-01-31 2014-08-21 Gree Inc Program, display system, and server device
TW201505132A (en) * 2013-07-25 2015-02-01 Lingsen Precision Ind Ltd Package structure of optical module
WO2015163420A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 浜松ホトニクス株式会社 Optical sensor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4060908B2 (en) * 1997-07-14 2008-03-12 オリンパス株式会社 Fingerprint reading optical system
US7274808B2 (en) * 2003-04-18 2007-09-25 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore)Pte Ltd Imaging system and apparatus for combining finger recognition and finger navigation
JP2008507787A (en) * 2004-07-29 2008-03-13 クルシアルテック シーオー.,エルティーディー Optical pointing device and personal portable terminal
JP4243306B2 (en) * 2004-08-20 2009-03-25 クルシアルテック シーオー.,エルティーディー Personal portable terminal including ultra-thin optical joystick and ultra-thin optical joystick
US20080218769A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 Crucialtec Co., Ltd. Optical Pointing Device for Mobile Terminals
JP2009176271A (en) * 2008-01-21 2009-08-06 Crucial Tec Co Ltd Optical joy stick and portable electronic equipment which includes it

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011096203A (en) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4902714B2 (en) Optical pointing device, electronic apparatus including the same, light guide, and light guide method.
JP4902768B2 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same
JP4842363B2 (en) Pointing device and electronic device
JP2009176271A (en) Optical joy stick and portable electronic equipment which includes it
JP4699551B2 (en) Optical pointing device and electronic device including the same
JP4746118B2 (en) Optical pointing device and electronic device including the same
JP2011198083A (en) Optical pointing device, and electronic equipment including the same
JP4695704B2 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same
WO2011052788A1 (en) Light-pointing device and electronic apparatus provided with same
WO2011052790A1 (en) Luminescent pointing device and electronic device comprising same
JP4758509B2 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same
JP4758511B1 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same
JP4902769B2 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same
JP5220885B2 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same
JP4699550B2 (en) Optical pointing device and electronic device including the same
JP2012048569A (en) Optical pointing device and electronic apparatus with the same
JP2011095851A (en) Optical pointing device and electronic apparatus therewith
JP5122494B2 (en) Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the device
JP2011253441A (en) Optical pointing device and electronic equipment provided with the same
JP2012203545A (en) Optical pointing device and electronic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110329

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110419

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110512

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees