JP4758511B1 - Optical pointing device and electronic apparatus equipped with the same - Google Patents

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Abstract

【課題】新たな遮蔽壁を設けることなく、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し得る光ポインティング装置、及びそれを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】光ポインティング装置30は、被写体10の接触面11に光を照射する光源16と、被写体10からの散乱光を撮像素子15へ結像させる結像反射鏡14とを備える。結像反射鏡14の外周領域であって光源16からの直接光、被写体10からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光が撮像素子15へノイズ光として入射することを抑制する構造体S1が設けられている。
【選択図】図1
An optical pointing device capable of reducing the influence of stray light on image data captured by an image sensor without providing a new shielding wall, and an electronic apparatus including the same.
An optical pointing device includes a light source that irradiates light on a contact surface of a subject and an imaging reflecting mirror that forms an image of scattered light from the subject on an image sensor. In the outer peripheral area of the imaging mirror 14 and within the range where the direct light from the light source 16, the scattered light from the subject 10, or other disturbance light reaches, the light reflected by the outer peripheral area or the outer peripheral area is transmitted. A structure S1 that suppresses light from entering the image sensor 15 as noise light is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、電子機器としての携帯電話等の携帯情報端末に搭載可能な光ポインティング装置及びそれを備えた電子機器に関するものであり、詳細には、迷光による影響の少ない光ポインティング装置及びそれを備えた電子機器に関する。   The present invention relates to an optical pointing device that can be mounted on a portable information terminal such as a mobile phone as an electronic device, and an electronic device including the same, and more particularly, an optical pointing device that is less affected by stray light and the same. Related to electronic equipment.

携帯電話やPDA(Personal Digital Assistants) 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ー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、数字及び文字を入力するための複数個のボタンと方向ボタン(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2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 PDA (Personal Digital Assistants), 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 portable information terminals, 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、メニューキー及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、不便であった。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若しくは光学式マウス等のマウスやタッチパッド又は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 has high functionality and has a display function equivalent to that of a computer, the input means of the conventional portable information terminal that uses the menu key and other function keys as direction keys are expressed in GUI. It was inconvenient because it was not suitable for selecting icons. 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-type mouse or an optical mouse used in computers, a touch pad, or a tablet. ing.

しかし、携帯情報端末は携帯することを前提とするため、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、例えばトラックボール型(Track Ball-Type) のポインティング装置は、物理的に一定以上の3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採用し難いという問題があった。   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, for example, 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としての指の指紋を撮像素子で観察し、接触面における被写体の指紋の移動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。すなわち、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にて連続的に撮像し、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, the fingerprint of a finger as a subject that contacts the pointing device is observed with an image sensor, and the movement of the subject's fingerprint on the contact surface is extracted to thereby detect the movement of the subject. An optical pointing device for detection has been proposed. That is, an image of a subject formed by light reflected by the subject is continuously captured by an imaging device 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 of change 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.

この種の光ポインティング装置として、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及びイメージセンサ(撮像素子)とを備える光学式ジョイスティックが開示されている。これにより、光路を長く取りながら垂直方向の長さが短い光ポインティング装置を実現でき、光ポインティング装置の薄型化を実現するものとなっている。   As this type of optical pointing device, 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 device is placed horizontally), and a horizontal light beam. An optical joystick is disclosed that includes a condenser lens and an image sensor (imaging device) that are vertically disposed opposite to each other on a path. Thereby, it is possible to realize an optical pointing device having a short length in the vertical direction while taking a long optical path, thereby realizing a reduction in thickness of the optical pointing device.

特開2009−176271号公報(2009年8月6日公開)JP 2009-176271 A (released on August 6, 2009)

ところで、光源から光を出射し、被写体からの反射光を水平方向に折り曲げて撮像素子に結像する光ポインティング装置においては、光源等からの迷光が撮像素子に入射されるのを防止する必要がある。   By the way, in an optical pointing device that emits light from a light source and bends reflected light from a subject in the horizontal direction to form an image on an image sensor, it is necessary to prevent stray light from the light source or the like from entering the image sensor. is there.

この点、特許文献1に開示された光学式ジョイスティック100では、図13に示すように、プリズム101・102及び集光レンズ103を構成する光学部材104において、光源105からの光がプリズム101、集光レンズ103及びプリズム102を通過する際に、側方に拡散する迷光をブロック状のホルダ107にて遮蔽している。また、上方に拡散する迷光を光学部材104の上側に設けたシート状の雑光遮蔽壁111にて遮蔽すると共に、下方に拡散する迷光を光学部材104の下側に設けたシート状の雑光遮蔽壁112にて遮蔽している。   In this regard, in the optical joystick 100 disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 13, the light from the light source 105 is collected by the prism 101 and the collecting light in the optical member 104 constituting the prisms 101 and 102 and the condenser lens 103. When passing through the optical lens 103 and the prism 102, stray light that diffuses to the side is blocked by a block-shaped holder 107. Further, the stray light diffusing upward is shielded by the sheet-shaped sparse light shielding wall 111 provided on the upper side of the optical member 104, and the stray light diffusing downward is provided on the lower side of the optical member 104. It is shielded by the shielding wall 112.

しかしながら、従来の光ポインティング装置において、特許文献1に開示したような遮蔽壁を設けることは、薄型化及びコンパクト化をさらに進める場合には障害となる。その結果、迷光が撮像素子に入射されるのを防止することができないという問題点を有している。   However, in the conventional optical pointing device, providing a shielding wall as disclosed in Patent Document 1 becomes an obstacle to further reducing the thickness and size. As a result, there is a problem that stray light cannot be prevented from entering the image sensor.

迷光が撮像素子に受光されると、被写体にて反射した光(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。   When stray light is received by the image sensor, when the image sensor receives light reflected from the subject (scattered light), the light (scattered light) cannot be sufficiently recognized due to the influence of stray light, The performance of the optical pointing device is degraded. 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、新たな遮蔽壁を設けることなく、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し得る光ポインティング装置、及びそれを備えた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 that can reduce the influence of stray light on image data captured by an image sensor without providing a new shielding wall. And providing an electronic apparatus including the same.

本発明の光ポインティング装置は、上記課題を解決するために、被写体の接触面に光を照射する光源と、該被写体からの散乱光を撮像素子へ結像させる結像素子とを備えた光ポインティング装置において、上記結像素子の外周領域であって上記光源からの直接光、被写体からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて上記撮像素子へノイズ光として入射することを抑制する構造体が設けられてい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 an optical pointing device including a light source that irradiates light on a contact surface of a subject and an imaging element that forms an image of scattered light from the subject on an imaging device. In the apparatus, the light reflected by the outer peripheral region or transmitted through the outer peripheral region is within the outer peripheral region of the imaging element, and the range where direct light from the light source, scattered light from the subject, or other disturbance light reaches. It is characterized in that a structure that suppresses the incident light as noise light to the image pickup device by changing the optical path of the light is provided.

上記の発明によれば、光ポインティング装置は、被写体の接触面に光を照射する光源と、該被写体からの散乱光を撮像素子へ結像させる結像素子とを備えている。したがって、このような光ポインティング装置を採用することによって、光学系の光路長を長く取り、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、小型化を図ることができる。   According to the above invention, the optical pointing device includes the light source that irradiates light on the contact surface of the subject, and the imaging element that forms an image of the scattered light from the subject on the imaging element. Therefore, by adopting such an optical pointing device, the optical path length of the optical system can be made longer, the length in the vertical direction can be made smaller than the optical path length, and miniaturization can be achieved.

しかしながら、このような光ポインティング装置においては、光源からの直接光、被写体からの散乱光又はその他の外乱光が、結像素子を介さずに撮像素子に直接入射する場合があり、このような迷光等は、撮像素子のS/N(Signal/Noise)を低下させる。   However, in such an optical pointing device, direct light from the light source, scattered light from the subject, or other disturbance light may be directly incident on the image sensor without passing through the imaging element. Etc. reduce the S / N (Signal / Noise) of the image sensor.

これに対して、本発明では、結像素子の外周領域であって上記光源からの直接光、被写体からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて上記撮像素子へノイズ光として入射することを抑制する構造体が設けられている。この構造体は、例えばプリズム等の散乱面からなっている。   On the other hand, in the present invention, in the outer peripheral region of the imaging element and within the range where direct light from the light source, scattered light from the subject, or other disturbance light reaches, the light reflected by the outer peripheral region or There is provided a structure that changes the optical path of the light transmitted through the outer peripheral region and prevents the light from entering the imaging element as noise light. This structure is made of a scattering surface such as a prism.

このため、構造体によって、迷光等の原因となる被写体で反射されなかった光源からの光等が、特定の方向に反射され、撮像素子へノイズ光として入射することが抑制される。この結果、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。   For this reason, light or the like from the light source that is not reflected by the subject that causes stray light or the like is reflected by the structure in a specific direction and is prevented from entering the imaging element as noise light. As a result, it is possible to prevent the light emitted from the light source from becoming stray light without being reflected by the subject.

また、構造体は、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて上記撮像素子へノイズ光として入射することを抑制するので、新たな遮蔽壁ではない。   Further, the structure is not a new shielding wall because it suppresses incident light as noise light by changing the optical path of the light reflected by the outer peripheral region or the light transmitted through the outer peripheral region.

したがって、新たな遮蔽壁を設けることなく、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し得る光ポインティング装置を提供することができる。   Therefore, 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 without providing a new shielding wall.

本発明の光ポインティング装置では、前記接触面、結像素子及び構造体は、被写体からの散乱光を伝搬する導光部材に一体に設けら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 contact surface, the imaging element, and the structure are integrally provided on a light guide member that propagates scattered light from a subject.

これにより、構造体が、接触面、結像素子等の光学部材の光学系と共に一体的に形成されているので、光学部材及び構造体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ができる。   Thereby, since the structure is integrally formed with the optical system of the optical member such as the contact surface and the imaging element, the optical member and the structure can be assembled with high accuracy and the number of parts can be reduced. be able to.

また、本発明の光ポインティング装置では、前記構造体は、結像素子の縦方向の両側又は横方向の両側に設けら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 structures are provided on both sides in the vertical direction or both sides in the horizontal direction of the imaging element.

これにより、結像素子を形成するときに同時に構造体を形成することができるので、構造体の製作効率が向上する。   As a result, the structure can be formed at the same time as the imaging element is formed, so that the manufacturing efficiency of the structure is improved.

また、本発明の光ポインティング装置では、導光部材は、カバー部材を兼ねていることが好ましい。   In the optical pointing device of the present invention, it is preferable that the light guide member also serves as a cover member.

これにより、カバー部材と導光部材とを別々の部材にて取り付ける場合に比べて導光部材を高精度に組み立てることが可能となり、かつ部品点数を削減することができる。   As a result, it is possible to assemble the light guide member with higher accuracy than when the cover member and the light guide member are attached by separate members, and the number of components can be reduced.

本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上記記載の光ポインティング装置を備えていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described optical pointing device.

上記の発明によれば、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 the above invention, it is possible to provide an electronic apparatus including an optical pointing device in which the influence of stray light on image data captured by an image sensor is reduced.

本発明の光ポインティング装置は、以上のように、結像素子の外周領域であって上記光源からの直接光、被写体からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて上記撮像素子へノイズ光として入射することを抑制する構造体が設けられているものである。   As described above, the optical pointing device of the present invention is an outer peripheral region of the imaging element, and is within the outer region in a range where direct light from the light source, scattered light from the subject, or other disturbance light reaches. A structure that suppresses the incident light as noise light by changing the optical path of the reflected light or the light transmitted through the outer peripheral region is provided.

また、本発明の電子機器は、以上のように、上記記載の光ポインティング装置を備えているものである。   In addition, as described above, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described optical pointing device.

それゆえ、新たな遮蔽壁を設けることなく、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し得る光ポインティング装置、及びそれを備えた電子機器を提供するという効果を奏する。   Therefore, it is possible to provide an optical pointing device that can reduce the influence of stray light on image data captured by the image sensor without providing a new shielding wall, and an electronic device including the same.

(a)は本発明における光ポインティング装置の実施の一形態を示すものであって、光ポインティング装置の構成を示す断面図であり、(b)は上記光ポインティング装置のカバー部の構成を示す斜視図である。(A) shows one Embodiment of the optical pointing device in this invention, Comprising: It is sectional drawing which shows the structure of an optical pointing device, (b) is a perspective view which shows the structure of the cover part of the said optical pointing device. FIG. 上記光ポインティング装置における結像素子の外周辺に構造体が存在しない場合の光源からの光路を示す底面図である。It is a bottom view which shows the optical path from a light source when a structure does not exist in the outer periphery of the image formation element in the said optical pointing device. 上記光ポインティング装置における結像素子の外周辺に構造体が存在する場合の光源からの光路を示す底面図である。It is a bottom view which shows the optical path from a light source in case the structure exists in the outer periphery of the image formation element in the said optical pointing device. (a)は光ポインティング装置における他の構造体の構成を示す平面図であり、(b)は(a)のA−A’線断面図である。(A) is a top view which shows the structure of the other structure in an optical pointing device, (b) is the sectional view on the A-A 'line of (a). (a)は光ポインティング装置におけるさらに他の構造体の構成を示す平面図であり、(b)は(a)のB−B’線断面図である。(A) is a top view which shows the structure of the other structure in an optical pointing device, (b) is the B-B 'sectional view taken on the line of (a). (a)は光ポインティング装置におけるさらに他の構造体の構成を示す平面図であり、(b)は(a)のC−C’線断面図である。(A) is a top view which shows the structure of the other structure in an optical pointing device, (b) is the C-C 'sectional view taken on the line of (a). 上記光ポインティング装置におけるカバー部の側面側フランジに構造体が存在しない場合の光源からの光路を示す底面図である。It is a bottom view which shows the optical path from a light source in case the structure does not exist in the side surface side flange of the cover part in the said optical pointing device. 上記光ポインティング装置におけるカバー部の側面側フランジに構造体が存在する場合の光源からの光路を示す底面図である。It is a bottom view which shows the optical path from a light source in case the structure exists in the side surface side flange of the cover part in the said optical pointing device. 上記光ポインティング装置におけるカバー部の前後側フランジに構造体が存在する場合の光源からの光路を示す底面図である。It is a bottom view which shows the optical path from a light source in case the structure exists in the front-and-rear side flange of the cover part in the said optical pointing device. 本発明における光ポインティング装置の他の実施の一形態を示すものであり、レンズを備えた光ポインティング装置の構成及び光源からの光路を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical pointing device according to the present invention, showing the configuration of the optical pointing device including a lens and the optical path from the light source. 上記レンズを備えた光ポインティング装置の構成及び光源からの光路を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical pointing device provided with the said lens, and the optical path from a light source. (a)は本発明における光ポインティング装置を備えた電子機器の実施の一形態を示すものであって、光ポインティング装置を搭載する電子機器としての携帯電話機の外観を示す正面図であり、(b)は同背面図であり、(c)は同側面図である。(A) shows one Embodiment of the electronic device provided with the optical pointing device in this invention, Comprising: It is a front view which shows the external appearance of the mobile telephone as an electronic device carrying an optical pointing device, (b) ) Is a rear view thereof, and (c) is a side view thereof. 従来の光ポインティング装置の構成を示す組み立て分解斜視図である。It is an assembly exploded perspective view which shows the structure of the conventional optical pointing device.

本発明の各実施形態について、光源としてLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)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。尚、同一の機能及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 (Light Emitting Diode) as a light source 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. In addition, about the member which shows the same function and effect | action, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

〔実施の形態1〕
本発明における第1の実施の形態について図1〜9に基づいて説明する。図1(a)は第1の実施形態における光ポインティング装置30を示す概略の断面図であり、図1(b)は上記光ポインティング装置のカバー部の構成を示す斜視図である。
[Embodiment 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an optical pointing device 30 according to the first embodiment, and FIG. 1B is a perspective view showing a configuration of a cover portion of the optical pointing device.

本実施の形態の光ポインティング装置30は、図1(a)に示すように、基板部26と導光型光学部材であるカバー部24とを備えている。基板部26は、回路基板21、光源16、撮像素子15及び透明樹脂20からなっている。カバー部24は、接触面11、傾斜面13を形成する光路変換手段及びプリズムとしての折り曲げ素子12、結像素子としての結像反射鏡14、及び反射面17・18を含んでいる。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。尚、ここでは光ポインティング装置30に対する被写体10の状態を分かり易くするために、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。   As shown in FIG. 1A, the optical pointing device 30 of the present embodiment includes a substrate portion 26 and a cover portion 24 that is a light guide type optical member. The board portion 26 includes a circuit board 21, a light source 16, an image sensor 15, and a transparent resin 20. The cover portion 24 includes a contact surface 11, an optical path changing unit that forms the inclined surface 13, a bending element 12 as a prism, an imaging reflecting mirror 14 as an imaging element, and reflecting surfaces 17 and 18. 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の厚さ方向(図1(a)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(a)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。尚、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 of the optical pointing device 30 (vertical direction in FIG. 1A) is taken as the Z axis, and the width direction of the optical pointing device 30 (lateral direction in FIG. 1A) 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、上記基板部26の構成について説明する。   First, the configuration of the substrate part 26 will be described.

本実施の形態の基板部26においては、1つの回路基板21上に光源16と撮像素子15とを搭載している。光源16及び撮像素子15は、ワイヤボンド又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10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なっている。   In the substrate unit 26 of the present embodiment, the light source 16 and the imaging element 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 electric signal output from the image sensor 15 to detect the movement of the subject 10. 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から照射された照射光Mは、透明樹脂20を介してカバー部24の折り曲げ素子12により屈折され進行方向が変換されて接触面11に到達する。すなわち、照射光Mは、接触面11に対して斜め方向から、つまり接触面に対して或る入射角で入射する。   The light source 16 emits light toward the contact surface 11 of the cover part 24. The irradiation light M irradiated from the light source 16 is refracted by the bending element 12 of the cover portion 24 through the transparent resin 20 and the traveling direction is changed to reach the contact surface 11. That is, the irradiation light M is incident on the contact surface 11 from an oblique direction, that is, at a certain incident angle with respect to the contact surface.

カバー部24は、後述するように、空気よりも屈折率が大きい材質であるため、接触面11に到達した照射光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、照射光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、照射光Mは、接触面11を透過せず、全て接触面11で反射してカバー部24内に向かう。   As will be described later, since the cover portion 24 is made of a material having a refractive index larger than that of air, a part of the irradiation light M that has reached the contact surface 11 when the subject 10 is not on the contact surface 11 is a contact surface. 11, and the remaining part is reflected by the contact surface 11. At this time, when the incident angle of the irradiation light M with respect to the contact surface 11 satisfies the condition of total reflection, the irradiation 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.

一方、接触面11上に被写体10がある場合、照射光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(Light Emitting Diode:発光ダイオード)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。   On the other hand, when the subject 10 is on the contact surface 11, the irradiation 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 (Light Emitting Diode), and is preferably realized by an infrared light emitting diode with high luminance.

撮像素子15は、光源16が照射した、被写体10で反射された散乱反射光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。具体的には、撮像素子15は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor :相補形金属酸化膜半導体)やCCD(Charge Coupled Device :電荷結合素子)等のイメージセンサからなっている。撮像素子15は、図示しないDSP(Digital Signal Processor:算出部)を含み、受光した照射光M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の指示にしたがって、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 scattered reflected light L reflected by 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 pickup device 15 is composed of an image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device). The image sensor 15 includes a DSP (Digital Signal Processor: calculation unit) (not shown), and takes the received irradiation light M 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の移動量及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の移動量及び移動方向を算出する。撮像素子15は、算出した移動量及び移動方向を電気信号として回路基板21に出力する。尚、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の移動量及び移動方向を算出し、算出した移動量及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. 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. .

上記光源16及び撮像素子15は、透光性樹脂である透明樹脂20によって周囲が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及び撮像素子15にそれぞれ密着する凹部が形成されている。透明樹脂20を構成する透光性樹脂として、例えば、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂又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 sealed with a transparent resin 20 which is 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 constituting the transparent resin 20, 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及び撮像素子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及び透明樹脂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。   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 detection accuracy of the subject 10 can be realized.

次に、カバー部24の構成について説明する。   Next, the structure of the cover part 24 is demonstrated.

カバー部24は、光源16及び撮像素子15等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の側面及び上表面に密着して接している。すなわち、カバー部24の裏面における一部の当接面24a・24bは、基板部26の側面及び上表面と密着して接している。尚、本実施の形態において、カバー部24における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の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。   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. That is, some of the contact surfaces 24 a and 24 b on the back surface of the cover portion 24 are in close contact with the side surface and the upper surface of the substrate portion 26. In the present embodiment, the surface portion of the cover portion 24 on the negative side of the Z-axis that is not exposed to the outside when mounted on the substrate portion 26 and formed as the optical pointing device 30 is used. This is referred to as the back surface of the cover portion 24.

また、カバー部24の底面24cは、基板部26の底面26aと同一平面を形成している。さらに、カバー部24の上表面と、カバー部24における当接面24bと、基板部26の底面26a及びカバー部24の底面24cとは互いに平行となっており、カバー部24の両側面がカバー部24の上表面、及びカバー部24における当接面24b並びに基板部26の底面26a及びカバー部24の底面24c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、カバー部24は台形状となっている。ただし、カバー部24は、この形状に限るものではなく前記側面が底面24cに対して垂直になっていても構わない。   Further, the bottom surface 24 c of the cover part 24 forms the same plane as the bottom surface 26 a of the substrate part 26. Furthermore, the upper surface of the cover part 24, the contact surface 24b of the cover part 24, the bottom surface 26a of the substrate part 26 and the bottom surface 24c of the cover part 24 are parallel to each other, and both side surfaces of the cover part 24 are covered. The upper surface of the portion 24, the contact surface 24 b of the cover portion 24, and the surface having a certain angle with respect to the bottom surface 26 a of the substrate portion 26 and the bottom surface 24 c of the cover portion 24 are formed. That is, as shown in FIG. 1, in the cross-sectional view of the optical pointing device 30, the cover portion 24 has a trapezoidal shape. However, the cover portion 24 is not limited to this shape, and the side surface may be perpendicular to the bottom surface 24c.

カバー部24における前後及び側面の底部の付近には前後側フランジ25及び側面側フランジ27が設けられている。この前後側フランジ25及び側面側フランジ27は、本実施の形態の光ポインティング装置30が電子機器に搭載され、指等の被写体10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、基板部26の底面26aに設けられる図示しない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。   Front and rear flanges 25 and side flanges 27 are provided in the vicinity of the front and rear and side bottoms of the cover 24. The front and rear flanges 25 and the side flanges 27 are mounted on the electronic device by the optical pointing device 30 of the present embodiment, and are pushed from the contact surface 11 of the cover portion 24 by the subject 10 such as a finger in the negative direction of the Z axis. In this case, the force generated in the positive direction of the Z-axis by a leaf spring contact switch (not shown) provided on the bottom surface 26a of the substrate portion 26 is regulated at a certain position, and a certain stroke amount required as a pushbutton switch Used to ensure.

カバー部24における接触面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の上表面における光源16の上方に位置する。   The contact surface 11 in the cover unit 24 is a surface on which the subject 10 is in contact with the optical pointing device 30. The contact surface 11 is located above the light source 16 on the upper surface of the cover portion 24.

上記折り曲げ素子12は、プリズムにてなっており、光源16の上方、かつ接触面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している。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から照射された照射光Mを傾斜面13で屈折させて、被写体10に向かうように照射光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から反射された散乱反射光Lを傾斜面13で全反射させて、カバー部24の内部におけるY軸の正方向に散乱反射光Lの経路を変換するものである。傾斜面13にて全反射された、被写体10から反射された散乱反射光Lは、後述する反射面17に向かう。このように、折り曲げ素子12の傾斜面13は、照射光Mを透過し、散乱反射光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の上方における、カバー部24と基板部26との間の空間の屈折率よりも大きい屈折率を有す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ると共に、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、散乱反射光Lを全反射するために、アルミニウム反射膜等を蒸着していない。   The bending element 12 is formed of a prism, and is located above the light source 16 and below the contact surface 11, and is located on a portion of the back surface of the cover portion 24 that is not in contact with the substrate portion 26. Are formed. 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 irradiation light M irradiated from the light source 16 on the inclined surface 13 and converts the path of the irradiation light M so as to go to the subject 10. Further, the bending element 12 totally reflects the scattered reflected light L reflected from the subject 10 by the inclined surface 13 and converts the path of the scattered reflected light L in the positive direction of the Y axis inside the cover portion 24. is there. The scattered reflected light L reflected from the subject 10 that has been totally reflected by the inclined surface 13 is directed to the reflecting surface 17 described later. Thus, the inclined surface 13 of the bending element 12 transmits the irradiation light M and totally reflects the scattered reflected light L. Therefore, a material having a refractive index larger than the refractive index of the space between the cover portion 24 and the substrate portion 26 above the light source 16 is used for the cover portion 24. For example, the cover portion 24 may be made of a visible light absorption type polycarbonate resin or acrylic resin having a refractive index of about 1.5, and the space may be an air layer. 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 scattered reflected light L.

また、カバー部24の当接面24b側における前記折り曲げ素子12の全反射面端部からY軸の正方向には、迷光対策用の切り欠き部19が形成されている。   Further, a stray light countermeasure notch 19 is formed in the positive direction of the Y axis from the end of the total reflection surface of the bending element 12 on the contact surface 24b side of the cover portion 24.

上記結像反射鏡14は、被写体10からの散乱反射光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。結像反射鏡14は、撮像素子15の上方、かつ撮像素子15よりもY軸の正方向側に位置し、カバー部24の裏面における基板部26とは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している。結像反射鏡14には、直交する2方向の曲率が異なる例えばトロイダル面が形成されている。結像反射鏡14は、このトロイダル面で散乱反射光Lを撮像素子15に結像するように反射している。結像反射鏡14において効率的に散乱反射光Lを反射させるために、結像反射鏡14のトロイダル面には、例えば、アルミニウム、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜等の金属の反射膜を蒸着させる。   The imaging reflecting mirror 14 reflects the scattered reflected light L from the subject 10 and forms an image of the subject 10 on the image sensor 15. The imaging reflecting mirror 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 a portion of the back surface of the cover 24 that is not in contact with the substrate unit 26. A recess is formed on the back surface. For example, a toroidal surface having different curvatures in two orthogonal directions is formed on the imaging mirror 14. The imaging reflecting mirror 14 reflects the scattered reflected light L so as to form an image on the image sensor 15 by the toroidal surface. In order to efficiently reflect the scattered reflected light L at the imaging reflecting mirror 14, a reflective film made of a metal such as aluminum, nickel, gold, silver, or a dielectric dichroic film is formed on the toroidal surface of the imaging reflecting mirror 14. Is vapor-deposited.

尚、上記の説明では、結像反射鏡14には例えばトロイダル面が形成されているとしているが、必ずしもこれに限らず、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。   In the above description, the imaging reflector 14 is formed with, for example, a toroidal surface. However, the present invention is not limited to this. For example, the imaging reflector 14 is a reflector such as a spherical surface or an aspherical surface. Any material that can form an image can be used.

上記反射面17は、傾斜面13で全反射された散乱反射光Lを結像反射鏡14に入射させ、結像反射鏡14から反射された散乱反射光Lを撮像素子15に入射させるために、散乱反射光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、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及び透過率の特性を適宜設定することによって、被写体10からの散乱反射光Lを効率的に反射し、か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 causes the scattered reflected light L totally reflected by the inclined surface 13 to enter the imaging reflecting mirror 14 and causes the scattered reflected light L reflected from the imaging reflecting mirror 14 to enter the imaging device 15. The scattered reflected light L is reflected. 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 red in the wavelength band of 800 nm or more emitted from the light source 16. Any device that reflects external light and transmits light having a visible wavelength band of 800 nm or less may be used. As described above, by appropriately setting the wavelength of the light emitted from the light source 16 and the characteristics of the reflectance and transmittance of the reflecting film forming the reflecting surface 17, the scattered reflected light L from the subject 10 is efficiently reflected. In addition, it is possible to form the reflecting surface 17 that is inconspicuous in appearance.

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の材質は赤外光のみを透過する可視光吸収型のポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂にすればよい。このような材質でカバー部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 material of the cover portion 24 is a visible light absorption type polycarbonate resin or acrylic resin that transmits only infrared light. You can do it. 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の上表面及び反射面17の上表面に、例えば緑色等の所定の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にてカバー部24の上表面及び反射面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。   Further, when coloring the surface of the cover unit 24, which is the surface of the optical pointing device 30, for example, only the wavelength band of a predetermined color such as green is formed on the upper surface of the cover unit 24 and the upper surface of the reflection surface 17, for example. May be coated with a material having a characteristic of reflecting other wavelengths and transmitting other wavelengths. By coating the upper surface of the cover portion 24 and the upper surface of the reflection 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、結像反射鏡14から反射されて反射面17で反射された散乱反射光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、かつ撮像素子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、アルミニウム、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 scattered reflected light L reflected from the imaging reflecting mirror 14 and reflected by the reflecting surface 17 toward the reflecting surface 17 again. The reflective 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 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の透明樹脂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や結像反射鏡14並びに前後側フランジ25及び側面側フランジ27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や結像反射鏡14並びに前後側フランジ25及び側面側フランジ27とが、金型公差で高精度に配置されている。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。したがって、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ものとなっている。   As described above, in the optical pointing device 30 according to 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. The cover portion 24 has contact surfaces 24a and 24b serving 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 reflector 14, and the front and rear flanges 25 and the side flange 27 are formed integrally. Therefore, the contact surfaces 24a and 24b, the contact surfaces 11, the bending element 12, the imaging reflecting mirror 14, the front and rear side flanges 25, and the side surface side flanges 27 are arranged with high precision with mold tolerances. Therefore, by bringing the contact surfaces 24a and 24b of the cover portion 24 into contact with the side surfaces and the upper surface of the transparent resin 20 of the substrate portion 26, the positional relationship with the cover portion 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.

上記構成の光ポインティング装置30において、光源16から照射された光が被写体10によって反射されて撮像素子15に入射する経路を図1(a)に基づいて説明する。   In the optical pointing device 30 configured as described above, a path in which light emitted from the light source 16 is reflected by the subject 10 and enters the image sensor 15 will be described with reference to FIG.

図1(a)に示すように、まず、光源16から照射された照射光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から照射された照射光Mが散乱反射する。被写体10の表面で反射された散乱反射光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で全反射された散乱反射光Lは、反射面17で反射し、結像反射鏡14に到達する。そして、散乱反射光Lは、結像反射鏡14にて折り返し反射されて、反射面17、反射面18、及び反射面17にて次々と反射されて最終的に撮像素子15に入射する。   As shown in FIG. 1A, first, the irradiation light M irradiated 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 irradiation 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 scattered reflected 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 is changed in the positive direction of the Y axis. The scattered reflected light L totally reflected by the inclined surface 13 is reflected by the reflecting surface 17 and reaches the imaging reflecting mirror 14. Then, the scattered reflected light L is reflected back by the imaging reflecting mirror 14, is successively reflected by the reflecting surface 17, the reflecting surface 18, and the reflecting surface 17 and finally enters the image sensor 15.

これにより、散乱反射光Lによって撮像素子15上に撮像された像を回路基板21にて画像処理された信号成分から、被写体10が動いた場合におけるその動いた量や方向に関する信号情報が得られる。   Thereby, signal information relating to the amount and direction of movement of the subject 10 when the subject 10 moves is obtained from the signal component obtained by image processing of the image picked up on the image sensor 15 by the scattered reflected light L on the circuit board 21. .

ところで、上記構成の光ポインティング装置30では、カバー部24において折り曲げ素子12及び結像反射鏡14が一体化され、光源16と撮像素子15とが近接しているために、被写体10からの反射光又は光源16からの直接光が結像反射鏡14を介さずに撮像素子15に直接入射する虞がある。   By the way, in the optical pointing device 30 configured as described above, since the bending element 12 and the imaging reflecting mirror 14 are integrated in the cover portion 24 and the light source 16 and the imaging element 15 are close to each other, the reflected light from the subject 10 is reflected. Alternatively, direct light from the light source 16 may be directly incident on the image sensor 15 without passing through the imaging mirror 14.

この結果、図2に示すように、例えば、光路M1を通る光源16からの直接光の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、以下の説明においては、信号情報が得られる散乱反射光Lの光路を通る光を信号光、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30内部の光源16にて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。尚、迷光は、光源16から被写体10及び結像反射鏡14を介さずに直接撮像素子15に入射する直接光と、光源16からの光に基づく被写体10からの散乱光のうち、結像反射鏡14を介さずに直接撮像素子15に入射する光とを含む。   As a result, as shown in FIG. 2, for example, a similar image by direct light from the light source 16 passing through the optical path M1 can be obtained only when the subject 10 moves, so that only the image that does not move is obtained. Not only cannot be obtained, but the non-moving image overlaps the moving image, hiding the movement of the image, so that accurate signal information cannot be obtained. Here, in the following description, light passing through the optical path of the scattered reflected light L from which signal information is obtained is referred to as signal light, and light other than the signal light is referred to as noise light. Further, noise light generated by the light source 16 inside the optical pointing device 30 is defined as stray light, and noise light generated by light incident from the outside of the optical pointing device is defined as disturbance light. The stray light is imaged reflection of the direct light that directly enters the image sensor 15 without passing through the subject 10 and the imaging reflector 14 from the light source 16 and the scattered light from the subject 10 based on the light from the light source 16. Light directly incident on the image sensor 15 without passing through the mirror 14.

すなわち、撮像素子15のS/N比は、Signal(信号光)/ Noise(ノイズ光)にて表され、S/N比を低下させるノイズ光は除去する必要がある。   That is, the S / N ratio of the image sensor 15 is expressed by Signal (signal light) / Noise (noise light), and noise light that lowers the S / N ratio needs to be removed.

そこで、本実施の形態では、この問題を解決するために、結像反射鏡14の外周領域であって光源16からの直接光、被写体10からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて撮像素子15へノイズ光として入射することを抑制する構造体S1を設けている。   Therefore, in the present embodiment, in order to solve this problem, in the outer peripheral region of the imaging reflecting mirror 14 and within the range where direct light from the light source 16, scattered light from the subject 10, or other disturbance light reaches. A structure S1 is provided that suppresses incident light as noise light by changing the optical path of light reflected by the outer peripheral region or transmitted through the outer peripheral region.

具体的には、例えば、図1(b)に示すように、結像反射鏡14と同一面であって結像反射鏡14の横方向の両側に構造体S1を設けている。図1(b)は、図1(a)のカバー部24をZ軸方向負から正方向に向かって見たときの斜視図である。   Specifically, for example, as shown in FIG. 1B, the structures S <b> 1 are provided on both sides of the imaging reflecting mirror 14 in the same plane as the imaging reflecting mirror 14. FIG. 1B is a perspective view of the cover portion 24 of FIG. 1A as viewed from the Z-axis direction negative toward the positive direction.

上記構造体S1を備えた光ポインティング装置30では、図3に示すように、迷光M1が迷光M1’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。また、透過させて屈折させた場合も迷光M1が迷光M1’’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。   In the optical pointing device 30 provided with the structure S1, as shown in FIG. 3, the stray light M1 is changed into a stray light M1 'and changed to a light beam in a direction different from that of the image sensor 15, so that it does not become stray light. In addition, even when the light is transmitted and refracted, the stray light M1 is changed to a stray light M1 ″ and changed to a light beam in a direction different from that of the image sensor 15, so that it does not become stray light.

ここで、上記構造体S1としては散乱面からなっていることが好ましい。構造体S1としては散乱面を用いることによって、迷光の原因となる、被写体10を経由しない光源16からの光が、散乱面にて散乱する。したがって、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、確実に防止することができる。   Here, the structure S1 is preferably formed of a scattering surface. By using a scattering surface as the structure S1, light from the light source 16 that does not pass through the subject 10 that causes stray light is scattered on the scattering surface. Accordingly, it is possible to reliably prevent the light emitted from the light source 16 from becoming stray light without being reflected by the subject 10.

さらに、具体的には、構造体S1としてはプリズムからなっていることが好ましい。このプリズムは、入射光を反射させるので、迷光を反射する。したがって、迷光が撮像面に入射することを確実に防止することができる。また、プリズムは、迷光を透過して屈折させるので、迷光が撮像面に入射することを確実に防止することができる。   More specifically, the structure S1 is preferably made of a prism. Since this prism reflects incident light, it reflects stray light. Therefore, stray light can be reliably prevented from entering the imaging surface. Further, since the prism transmits and refracts the stray light, the stray light can be reliably prevented from entering the imaging surface.

上記プリズムからなる構造体S1において、プリズムの頂角を90°とし、ピッチを44μmとし、深さを23μmとした場合の撮像面に入射する迷光量を検討した。その結果、撮像面に入射する全光量を100%としたときに、構造体S1を設けない場合では迷光量は0.022%であったのに対して、構造体S1を設けた場合には迷光量は0.002%となり、迷光量が1/10に低減するという結果を得た。   In the structure S1 including the prism, the amount of stray light incident on the imaging surface when the apex angle of the prism is 90 °, the pitch is 44 μm, and the depth is 23 μm was examined. As a result, when the total amount of light incident on the imaging surface is 100%, the stray light amount is 0.022% when the structure S1 is not provided, whereas when the structure S1 is provided. The stray light amount was 0.002%, and the stray light amount was reduced to 1/10.

ここで、プリズムからなる構造体S1に具体的形状としては、例えば、図4〜図6に示すものが考えられる。   Here, as a concrete shape of the structure S1 made of a prism, for example, those shown in FIGS. 4 to 6 can be considered.

例えば、図4(a)(b)に示すように、プリズム断面形状を直角三角形とした構造体S1とすることが可能である。この構造体構造体S1は、切削加工が容易であり、かつ接触面11及び結像反射鏡14がカバー部24に一体に形成されている光ポインティング装置30では、結像反射鏡14と同時に切削加工できるので製作効率が向上するというメリットがある。 For example, as shown in FIG. 4 (a) (b), it may be a structure S1 1 in which the prism cross-sectional shape as a right triangle. This structure structure S1 1 is easy to machining, and the optical pointing device 30 contact surface 11 and the image forming reflecting mirror 14 is formed integrally with the cover portion 24, simultaneously with the image forming reflecting mirror 14 Since it can be cut, there is an advantage that the production efficiency is improved.

また、図5(a)(b)に示すように、プリズム断面形状を円断面形状、つまりプリズム形状が凹凸球面を有する構造体S1とすることが可能である。この構造体構造体S1は、構造体S1と比べて散乱効果が期待できるので、迷光が撮像面に入射することを防止でき、さらに迷光の強度を低下させることができる。 Further, as shown in FIG. 5 (a) (b), a circular cross section prism cross sectional shape, that is, a prism shape may be a structure S1 2 having an uneven sphere. This structure structure S1 2, since the scattering effect can be expected as compared with the structure S1 1, it is possible to prevent the stray light is incident on the imaging surface, it is possible to further reduce the strength of the stray light.

さらに、図6(a)(b)に示すように、プリズム形状を四角推の凹凸面を有する構造体S1とすることが可能である。この構造体構造体S1においても、切削加工が容易であり、かつ接触面11及び結像反射鏡14がカバー部24に一体に形成されている光ポインティング装置30では、結像反射鏡14と同時に切削加工できるので製作効率が向上する。また、片側プリズム形状と比べて両側にプリズム形状が設けられていることにより、迷光を効率的に防止することができるというメリットがある。 Furthermore, as shown in FIG. 6 (a) (b), it may be a structure S1 3 having an uneven surface of the square estimated prism shape. In this structure the structure S1 3, is easily machined, and the contact surface 11 and the image forming reflecting mirror 14 in the optical pointing device 30 is formed integrally with the cover portion 24, an image forming reflecting mirror 14 Since it can be cut at the same time, the production efficiency is improved. Further, since the prism shapes are provided on both sides compared to the one-side prism shape, there is an advantage that stray light can be efficiently prevented.

一方、結像反射鏡14の外周領域であって光源16からの直接光、被写体10からの散乱光の届く範囲の他の例として、例えば、図7に示すものが考えられる。図7はカバー部24における前後側フランジ25及び側面側フランジ27を経由する迷光M2及び迷光M3を示した図である。   On the other hand, as another example of the range where the direct light from the light source 16 and the scattered light from the subject 10 reach in the outer peripheral area of the imaging mirror 14, for example, the one shown in FIG. FIG. 7 is a view showing the stray light M2 and the stray light M3 passing through the front and rear flanges 25 and the side flanges 27 in the cover portion 24. FIG.

本実施の形態では、この迷光M3に対応するために、図8に示すように、側面側フランジ27に構造体S2を設ける。この構造体S2も、構造体S1と同様に、プリズムからなる構造体S2とすることができる。これにより、側面側フランジ27を経由する迷光M3について、迷光M3が迷光M3’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。また、透過させて屈折させるために構造体S2を設けた場合も、迷光M3が迷光M3’’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。   In the present embodiment, in order to cope with this stray light M3, as shown in FIG. 8, a structure S2 is provided on the side flange 27. Similarly to the structure S1, the structure S2 can also be a structure S2 made of a prism. As a result, the stray light M3 passing through the side flange 27 is changed to a stray light M3 ', and the stray light M3 is changed to a light beam in a direction different from that of the image sensor 15, so that it does not become stray light. Also, when the structure S2 is provided to transmit and refract the light, the stray light M3 is changed to a stray light M3 ″ and changed to a light beam having a direction different from that of the image sensor 15, so that it does not become stray light.

また、上記迷光M2に対応するために、図9に示すように、前後側フランジ25に構造体S3を設けることが可能である。この構造体S3も、構造体S1と同様に、プリズムからなる構造体S3とすることができる。これにより、前後側フランジ25を経由する迷光M2について、迷光M2が迷光M2’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。また、透過させて屈折させるために構造体S3を設けた場合も、迷光M2が迷光M2’’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。   Further, in order to cope with the stray light M2, it is possible to provide a structure S3 on the front and rear flange 25 as shown in FIG. Similarly to the structure S1, the structure S3 can also be a structure S3 made of a prism. As a result, the stray light M2 passing through the front and rear flanges 25 is changed to a stray light M2 ', and the light path is changed to a light beam in a direction different from that of the image sensor 15, so that it does not become stray light. Further, when the structure S3 is provided to transmit and refract the light, the stray light M2 is changed to a stray light M2 ″ and changed to a light beam having a direction different from that of the imaging element 15, so that the stray light is not generated.

このように、本実施の形態の光ポインティング装置30は、被写体10の接触面11に光を照射する光源16と、該被写体10からの散乱光を撮像素子15へ結像させる結像反射鏡14とを備えている。したがって、このような光ポインティング装置30を採用することによって、光学系の光路長を長く取り、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、小型化を図ることができる。   As described above, the optical pointing device 30 according to the present embodiment includes the light source 16 that irradiates light on the contact surface 11 of the subject 10 and the imaging reflector 14 that forms an image of the scattered light from the subject 10 on the image sensor 15. And. Therefore, by adopting such an optical pointing device 30, the optical path length of the optical system can be made longer, the length in the vertical direction can be made smaller than the optical path length, and miniaturization can be achieved.

しかしながら、このような光ポインティング装置30においては、光源16からの直接光、被写体10からの散乱反射光L又はその他の外乱光が、結像反射鏡14を介さずに撮像素子15に直接入射する場合があり、このような迷光等は、撮像素子のS/N(Signal/Noise)を低下させる。   However, in such an optical pointing device 30, direct light from the light source 16, scattered reflected light L from the subject 10, or other disturbance light directly enters the image sensor 15 without passing through the imaging reflector 14. In some cases, such stray light or the like reduces the S / N (Signal / Noise) of the image sensor.

これに対して、本実施の形態では、結像反射鏡14の外周領域であって光源16からの直接光、被写体10からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて撮像素子15へノイズ光として入射することを抑制する構造体S1が設けられている。そして、構造体S1は、例えばプリズム等の散乱面からなっている。   On the other hand, in the present embodiment, in the outer peripheral area of the imaging reflecting mirror 14 and within the range where the direct light from the light source 16, the scattered light from the subject 10, or other disturbance light reaches, The structure S <b> 1 is provided that suppresses the incident light as noise light by changing the optical path of the reflected light or the light transmitted through the outer peripheral region. And structure S1 consists of scattering surfaces, such as a prism, for example.

このため、構造体S1によって、迷光等の原因となる被写体10で反射されなかった光源16からの光等が、特定の方向に反射され、撮像素子15へノイズ光として入射することが抑制される。この結果、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。   For this reason, the light from the light source 16 that is not reflected by the subject 10 that causes stray light or the like is reflected by the structure S1 in a specific direction and is prevented from entering the imaging element 15 as noise light. . As a result, the light emitted from the light source 16 can be prevented from becoming stray light without being reflected by the subject 10.

また、構造体S1は、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて撮像素子15へノイズ光として入射することを抑制するので、新たな遮蔽壁ではない。   Further, the structure S1 is not a new shielding wall because the structure S1 suppresses incident light as noise light to the imaging element 15 by changing the optical path of light reflected by the outer peripheral region or transmitted through the outer peripheral region. .

したがって、新たな遮蔽壁を設けることなく、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し得る光ポインティング装置30を提供することができる。   Therefore, 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 without providing a new shielding wall.

また、本実施の形態の光ポインティング装置30では、接触面11、結像反射鏡14及び構造体S1は、被写体10からの散乱光を伝搬する導光部材であるカバー部24に一体に設けられている。   Further, in the optical pointing device 30 according to the present embodiment, the contact surface 11, the imaging reflector 14, and the structure S <b> 1 are integrally provided on the cover unit 24 that is a light guide member that propagates scattered light from the subject 10. ing.

これにより、構造体S1が、接触面11、結像反射鏡14等の光学部材の光学系と共に一体的に形成されているので、光学部材及び構造体S1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ができる。   Thereby, since the structure S1 is integrally formed with the optical system of the optical member such as the contact surface 11 and the imaging reflecting mirror 14, the optical member and the structure S1 can be assembled with high accuracy. The number of parts can be reduced.

また、本実施の形態の被写体10では、構造体S1は、結像反射鏡14の横方向の両側に設けられている。これにより、結像反射鏡14を形成するときに同時に構造体S1を形成することができるので、構造体S1の製作効率が向上する。   Further, in the subject 10 of the present embodiment, the structures S1 are provided on both sides of the imaging reflecting mirror 14 in the lateral direction. Thereby, since the structure S1 can be formed at the same time when the imaging mirror 14 is formed, the manufacturing efficiency of the structure S1 is improved.

また、本実施の形態の光ポインティング装置30では、導光部材としてのカバー部24は、カバー部材を兼ねている。これにより、カバー部材と導光部材とを別々の部材にて取り付ける場合に比べて導光部材を高精度に組み立てることが可能となり、かつ部品点数を削減することができる。   Further, in the optical pointing device 30 of the present embodiment, the cover portion 24 as a light guide member also serves as a cover member. As a result, it is possible to assemble the light guide member with higher accuracy than when the cover member and the light guide member are attached by separate members, and the number of components can be reduced.

〔実施の形態2〕
本発明の第2の実施形態について、図10及び図11に基づいて説明する。図10は、第2の実施形態の光ポインティング装置40を示す概略の断面図である。図10に示すように、本実施の形態では、前記実施の形態1における結像素子としての反射鏡からなる結像反射鏡14に代えて、結像素子としてのレンズ42を用いている点が異なっている。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic sectional view showing the optical pointing device 40 of the second embodiment. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, a lens 42 as an imaging element is used in place of the imaging reflecting mirror 14 composed of the reflecting mirror as the imaging element in the first embodiment. Is different.

本実施の形態の光ポインティング装置40では、図10に示すように、指先等の前記被写体10の像は、折り曲げ素子12の垂直方向上側の面である接触面11からの散乱反射光Lとして取り込まれる。そして、この散乱反射光Lは、折り曲げ素子12における傾斜面43を反射し、結像素子としてのレンズ42により像を結び、傾斜面44を反射して撮像素子15により画像データとして取り込まれる。撮像素子15から得られた画像データは画像処理により接触面11の変化が抽出され、前記被写体10の動きの量と方向とを得ることができる。   In the optical pointing device 40 of the present embodiment, as shown in FIG. 10, the image of the subject 10 such as a fingertip is captured as scattered reflected light L from the contact surface 11 that is the upper surface in the vertical direction of the bending element 12. It is. The scattered reflected light L reflects the inclined surface 43 of the bending element 12, forms an image by a lens 42 as an imaging element, reflects the inclined surface 44, and is taken in as image data by the imaging element 15. Changes in the contact surface 11 are extracted from the image data obtained from the image sensor 15 by image processing, and the amount and direction of movement of the subject 10 can be obtained.

この場合、接触面11の変化を撮像素子15へ伝達する役割を上記散乱反射光Lが持つため、この散乱反射光Lは信号光である。また、被写体10を照明するために光源モジュールを構成する光源16が折り曲げ素子12の下に配置されている。したがって、本実施の形態では、同図に示すように、散乱反射光Lの信号光に対する迷光として迷光M4が挙げられる。   In this case, since the scattered reflected light L has a role of transmitting the change of the contact surface 11 to the imaging element 15, the scattered reflected light L is signal light. A light source 16 constituting a light source module for illuminating the subject 10 is disposed under the bending element 12. Therefore, in the present embodiment, stray light M4 is given as stray light for the signal light of the scattered reflected light L, as shown in FIG.

そこで、本実施の形態では、迷光M4が撮像素子15に入射することを防ぐために、レンズ42と同一面上における縦方向の上下に構造体S4を設ける。この構造体S4を設けることにより、図10に示すように、迷光M4は、撮像素子15とは異なる方向に反射されて迷光M4’と変わるため、撮像素子15に迷光M4が入射することはない。また、透過させて屈折させるために、構造体S4を設けた場合も迷光M4が迷光M4’’に光路変更され、撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。   Therefore, in the present embodiment, in order to prevent the stray light M4 from entering the image sensor 15, the structures S4 are provided vertically above and below the same plane as the lens 42. By providing this structure S4, as shown in FIG. 10, the stray light M4 is reflected in a direction different from that of the image pickup device 15 and changes to the stray light M4 ′. Therefore, the stray light M4 does not enter the image pickup device 15. . Further, even when the structure S4 is provided in order to transmit and refract the light, the stray light M4 is changed to a stray light M4 ″ and changed to a light beam in a direction different from that of the image sensor 15, so that it does not become stray light.

さらに、本実施の形態では、構造体S4とレンズ42とが同一面に存在する。このため、迷光を低減するために例えばよく知られている部材としてアパーチャを使用する場合とを比較すると、アパーチャを使用する場合にはレンズ42とアパーチャとを別々の部材として組み立てる必要があるのに対して、本実施の形態では構造体S4はレンズ42と一体物であることから位置合わせが容易である。このため、アパーチャを使用する場合に比べて高精度に組み立てることができる。   Further, in the present embodiment, the structure S4 and the lens 42 are on the same plane. Therefore, in order to reduce stray light, for example, when using an aperture as a well-known member, it is necessary to assemble the lens 42 and the aperture as separate members when using the aperture. On the other hand, in the present embodiment, the structure S4 is integrated with the lens 42, so that the alignment is easy. For this reason, it can assemble with high precision compared with the case where an aperture is used.

尚、上記の説明では、構造体S4をレンズ42と同一面上における縦方向の上下に設けていたが、必ずしもこれに限らず、例えば、図11に示すように、レンズ42と同一面上における横方向の両側に設けた構造体S5とすることが可能である。   In the above description, the structures S4 are provided vertically above and below the same plane as the lens 42. However, the structure S4 is not necessarily limited to this, and for example, as shown in FIG. It is possible to make the structures S5 provided on both sides in the lateral direction.

これにより、光源16からの迷光M5は迷光M5’に光路変更されて撮像素子15に入射することはないため、光ポインティング装置40の性能の低下を防ぐことができる。また、透過させて屈折させるために構造体S5を設けた場合も迷光M5が迷光M5’’に光路変更されて撮像素子15とは異なる方向の光線に変わるため迷光とはならない。   Thereby, the stray light M5 from the light source 16 is changed in the optical path to the stray light M5 'and does not enter the image sensor 15, so that the performance of the optical pointing device 40 can be prevented from being deteriorated. Further, when the structure S5 is provided to transmit and refract the light, the stray light M5 is changed into a light beam in a direction different from that of the image sensor 15 because the optical path is changed to the stray light M5 '', so that it does not become stray light.

このように、本実施の形態の光ポインティング装置40では、構造体S4・S5は、結像素子としてのレンズ42における縦方向の両側又は横方向の両側に設けられている。   Thus, in the optical pointing device 40 of the present embodiment, the structures S4 and S5 are provided on both sides in the vertical direction or both sides in the horizontal direction of the lens 42 as the imaging element.

これにより、結像素子としてのレンズ42を形成するときに同時に構造体S4・S5を形成することができるので、構造体S4・S5の製作効率が向上する。   Thereby, since the structures S4 and S5 can be formed at the same time when the lens 42 as the imaging element is formed, the manufacturing efficiency of the structures S4 and S5 is improved.

〔実施の形態3〕
最後に、本実施の形態の光ポインティング装置30・40を搭載した電子機器について、図12(a)(b)(c)を用いて説明する。図12(a)(b)(c)は、前記光ポインティング装置30・40のいずれか搭載した電子機器としての携帯電話機60の外観を示す図である。図12(a)は携帯電話機60の正面図であり、(b)は携帯電話機60の背面図であり、(c)は携帯電話機60の側面図である。尚、図12(a)(b)(c)においては、電子機器として携帯電話機60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(Personal Digital Assistant:携帯情報端末)、ゲーム機、テレビ等のリモコン等であってもよい。
[Embodiment 3]
Finally, an electronic device in which the optical pointing device 30 or 40 according to this embodiment is mounted will be described with reference to FIGS. 12 (a), 12 (b), and 12 (c). FIGS. 12A, 12B, and 12C are views showing the appearance of a cellular phone 60 as an electronic device on which any one of the optical pointing devices 30 and 40 is mounted. 12A is a front view of the mobile phone 60, FIG. 12B is a rear view of the mobile phone 60, and FIG. 12C is a side view of the mobile phone 60. 12A, 12B, and 12C show an example in which the mobile phone 60 is used as the electronic device, the present invention is not limited to this. The electronic device may be, for example, a PC (particularly a mobile PC), a PDA (Personal Digital Assistant: personal digital assistant), a game machine, a remote controller such as a television, or the like.

図12(a)(b)(c)に示すように、携帯電話機60は、モニター側筐体61及び操作側筐体62を備えている。モニター側筐体61は、モニター部65及びスピーカー部66を含み、操作側筐体62は、マイク部63、テンキー64及び例えば光ポインティング装置30を含んでいる。携帯電話機60に搭載される光ポインティング装置30は、必ずしもこれに限らず、光ポインティング装置40においても適用可能である。   As shown in FIGS. 12A, 12 </ b> B, and 12 </ b> C, the cellular phone 60 includes a monitor-side casing 61 and an operation-side casing 62. The monitor-side casing 61 includes a monitor unit 65 and a speaker unit 66, and the operation-side casing 62 includes a microphone unit 63, a numeric keypad 64, and the optical pointing device 30, for example. The optical pointing device 30 mounted on the mobile phone 60 is not necessarily limited to this, and can also be applied to the optical pointing device 40.

なお、本実施形態において、光ポインティング装置30は、図12(a)に示すように、テンキー64の上部に配置されているが、光ポインティング装置30の配置方法及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 this embodiment, as shown in FIG. 12A, the optical pointing device 30 is arranged on the upper part of the numeric keypad 64. However, the arrangement method and the direction of the optical pointing device 30 are limited to this. It is not done.

スピーカー部66は、音声情報を外部に出力するものであり、マイク部63は音声情報を携帯電話機60に入力するものである。モニター部65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30からの入力情報を表示するものである。   The speaker unit 66 outputs audio information to the outside, and the microphone unit 63 inputs audio information to the mobile phone 60. The monitor unit 65 outputs video information. In the present embodiment, the monitor unit 65 displays input information from the optical pointing device 30.

尚、本実施の形態の携帯電話機60は、図12(a)(b)(c)に示すように、上部の筐体(モニター側筐体61)と下部の筐体(操作側筐体62)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60を例として挙げている。携帯電話機60として、折りたたみ式が主流であるため、本実施の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30を搭載することができる携帯電話機60は、折りたたみ式に限るものではない。   Note that, as shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C, the cellular phone 60 of the present embodiment includes an upper casing (monitor side casing 61) and a lower casing (operation side casing 62). And a so-called foldable mobile phone 60 that is connected via a hinge. Since the folding type is the mainstream of the cellular phone 60, a folding cellular phone is given as an example in the present embodiment, and the cellular phone 60 on which the optical pointing device 30 can be mounted is a folding type. It is not limited to.

近年、折りたたみ式の携帯電話機60において、折りたたんだ状態で厚さが10mm以下のものも登場してきている。携帯電話機60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12(a)(b)(c)に示す操作側筐体62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63、テンキー64、光ポインティング装置30である。この中で、光ポインティング装置30の厚さが最も厚く、光ポインティング装置30の薄型化は、携帯電話機60の薄型化に直接繋がる。したがって、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60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 60 having a thickness of 10 mm or less in a folded state has appeared. If the portability of the mobile phone 60 is taken into consideration, its thickness is an extremely important factor. In the operation side casing 62 shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C, components that determine the thickness of the operation side casing 62 excluding an internal circuit board (not shown) are the microphone unit 63, the numeric keypad 64, and the optical pointing device 30. It is. Among these, the thickness of the optical pointing device 30 is the largest, and the thinning of the optical pointing device 30 directly leads to the thinning of the mobile phone 60. Therefore, the optical pointing device of the present invention that can be reduced in thickness as described above is a preferred invention for electronic devices that require a reduction in thickness, such as the cellular phone 60.

このように、本実施の形態の電子機器としての携帯電話機60は、光ポインティング装置30・40を備えている。したがって、導光部材、及び結像反射鏡14又はレンズ42が一体化されたカバー部24を用いる場合に、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の少ない光ポインティング装置30・40を備えた携帯電話機60を提供することができる。   As described above, the cellular phone 60 as the electronic apparatus according to the present embodiment includes the optical pointing devices 30 and 40. Therefore, when using the cover unit 24 in which the light guide member and the imaging reflecting mirror 14 or the lens 42 are integrated, the optical pointing devices 30 and 40 that are less affected by stray light on the image data captured by the image sensor 15 are provided. The mobile phone 60 provided can be provided.

尚、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 can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、PCや携帯電話機等の入力装置に利用することができ、特に小型、薄型を要求される携帯機器に好適に利用することができる。   The present invention can be used for an input device such as a PC or a mobile phone, and can be suitably used for a portable device that is particularly required to be small and thin.

10 被写体
11 接触面
12 折り曲げ素子
13 傾斜面
14 結像反射鏡(結像素子)
15 撮像素子
16 光源
17・18 反射面
19 切り欠き部
20 透明樹脂
21 回路基板
24 カバー部
24a Y方向の当接面
24b Z方向の当接面
24c 底面
25 前後側フランジ
26 基板部
26a 底面
27 側面側フランジ
30 光ポインティング装置
40 光ポインティング装置
42 レンズ(結像素子)
43 傾斜面
44 傾斜面
60 携帯電話機
L 散乱反射光
M 光源からの照射光
M1〜M5 光源からの迷光
S1〜S5 構造体
S1〜S1 構造体
θ 傾斜角度
10 Subject 11 Contact surface 12 Bending element 13 Slope 14 Imaging mirror (imaging element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Image pick-up element 16 Light source 17 * 18 Reflective surface 19 Notch part 20 Transparent resin 21 Circuit board 24 Cover part 24a Contact surface 24b of Y direction Contact surface 24c of Z direction Bottom face 25 Front and rear side flange 26 Substrate part 26a Bottom face 27 Side surface Side flange 30 Optical pointing device 40 Optical pointing device 42 Lens (imaging element)
43 Inclined surface 44 Inclined surface 60 Mobile phone L Scattered reflected light M Light irradiated from light source M1 to M5 Stray light from light source S1 to S5 Structure S1 1 to S1 3 Structure θ Inclination angle

Claims (5)

被写体の接触面に光を照射する光源と、該被写体からの散乱光を撮像素子へ結像させる結像素子とを備えた光ポインティング装置において、
上記結像素子の外周領域であって上記光源からの直接光、被写体からの散乱光又はその他の外乱光の届く範囲には、該外周領域にて反射した光又は該外周領域を透過した光の光路を変更させて上記撮像素子へノイズ光として入射することを抑制する構造体が設けられていることを特徴とする光ポインティング装置。
In an optical pointing device comprising: a light source that irradiates light on a contact surface of a subject; and an imaging element that forms an image of scattered light from the subject on an imaging device;
In the outer peripheral area of the imaging element and within the reach of direct light from the light source, scattered light from the subject or other disturbance light, the light reflected by the outer peripheral area or transmitted through the outer peripheral area An optical pointing device, characterized in that a structure that suppresses incident light as noise light to the image pickup device by changing an optical path is provided.
前記接触面、結像素子及び構造体は、被写体からの散乱光を伝搬する導光部材に一体に設けられていることを特徴とする請求項1記載の光ポインティング装置。   The optical pointing device according to claim 1, wherein the contact surface, the imaging element, and the structure are integrally provided on a light guide member that propagates scattered light from a subject. 前記結像素子及び構造体は、被写体からの散乱光を伝搬する導光部材とは別体に設けられていると共に、
前記構造体は、結像素子の縦方向の両側又は横方向の両側に設けられていることを特徴とする請求項記載の光ポインティング装置。
The imaging element and the structure are provided separately from a light guide member that propagates scattered light from a subject,
Wherein the structure, the optical pointing device according to claim 1, characterized in that provided on both sides of the longitudinal sides or lateral imaging element.
導光部材は、カバー部材を兼ねていることを特徴とする請求項2記載の光ポインティング装置。   3. The optical pointing device according to claim 2, wherein the light guide member also serves as a cover member. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ポインティング装置を備えていることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the optical pointing device according to claim 1.
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