KR20110055364A

KR20110055364A - 포인팅 장치 및 전자기기

Info

Publication number: KR20110055364A
Application number: KR1020100080613A
Authority: KR
Inventors: 타카히로 와타나베
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2011-05-25
Also published as: JP4842363B2; US8743088B2; TW201207674A; US20110115705A1; CN102063223A; TWI446223B; JP2011107988A; CN102063223B; KR101078237B1

Abstract

손가락 끝을 설치하기 위한 접촉면과, 접촉면을 손가락 끝이 설치되는 측과는 반대측으로부터 조명하는 발광 다이오드와, 손가락 끝으로부터의 반사광을 수광하는 촬상 소자를 구비하는 포인팅 장치로서, 발광 다이오드로부터 출사되는 광이 접촉면에 있어서 균일하게 조사되도록 접촉면에 도달되는 광을 제어하는 제 1 광 제어 수단을 구비하고, 발광 다이오드는 방사 각도에 대해서 광 강도에 편향이 있는 광을 출사하고, 제 1 광 제어 수단은 발광 다이오드로부터 접촉면에 이르는 광로에 배치되어 있다. 이것에 의해, 광원의 출력에 편향이 있는 것에 기인하는 검지 정밀도의 저하를 개선하고, 오동작의 발생을 방지할 수 있는 포인팅 장치, 및 이것을 구비하는 전자기기를 제공한다.

Description

포인팅 장치 및 전자기기{POINTING DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 휴대 전화 등의 휴대 정보 단말에 탑재 가능한 포인팅 장치, 및 이것을 구비하는 전자기기에 관한 것으로서, 특히, 광원의 출력에 편향이 있는 것에 기인하는 검지 정밀도의 저하를 개선하는 기술에 관한 것이다.

최근에는 휴대 전화나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 휴대 정보 단말에 있어서 디스플레이부에 그래픽을 나타내는 것이 가능하게 되어 있고, 유저에 대한 정보의 표시 방식으로서 디스플레이부를 2차원으로 이용하는 GUI(Graphical User Interface)가 채용되도록 되어 있다. 그런데, 이와 같이 휴대 정보 단말이 고기능화되고 컴퓨터의 표시 기능에 가까워짐으로써 조작이 복잡화된다는 문제가 발생되어 왔다.

휴대 정보 단말에서는 일반적으로 정보를 입력하는 유저 인터페이스로서 키패드가 채용되어 있다. 키패드는 숫자 및 문자를 입력하기 위한 복수개의 버튼과 방향 버튼으로 구성되어 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 조작이 복잡화되어 있는 가운데 키패드의 메뉴 키 및 그 외의 기능키를 방향 키로서 이용하는 입력 수단에서는 GUI로 표현된 아이콘 등의 선택에는 적합하지 않고, 원하는 조작을 용이하게 행할 수 없다. 이 때문에, 상기 키패드를 방향 키로서 이용하는 입력 수단은 휴대 정보 단말에는 채용하기 어려워져 있다. 그 결과, 휴대 정보 단말에 있어서도 컴퓨터에 이용되고 있는 마우스나 터치 패드 등과 같은 조작성을 갖는 포인팅 장치를 탑재하는 것이 요망되도록 되었다.

이러한 배경에 있어서 휴대 정보 단말에 탑재 가능한 포인팅 장치로서는 장치에 접촉하는 손가락 끝 등의 피사체의 모양을 촬상 소자로 관찰하고, 접촉면에 있어서의 피사체의 모양의 변화를 추출함으로써 피사체의 움직임을 검지하는 포인팅 장치가 제안되어 있다. 또한, 광원에 의해 접촉면을 조명하고, 접촉면에 있어서의 피사체의 모양을 렌즈로 촬상 소자에 결상시켜 모양의 변화를 검출함으로써 피사체의 움직임을 입력 신호로 변환해서 검지하는 포인팅 장치도 제안되어 있다.

여기서, 상기와 같은 포인팅 장치의 종래예로서 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 포인팅 장치를 이하에 나타낸다.

특허문헌 1에 기재된 포인팅 장치는 커버 유리, 광원부, 및 수광부에 의해 구성되어 있다. 광원부는 광원, 및 그 상부에 배치된 복수개의 반사 미러로 이루어지는 광원 가이드로 나누어진다. 광원으로부터 발광된 광은 반사 미러에 의해 소정의 각도로 반사되어 커버 유리에 조사된다. 커버 유리에 조사된 광은 손가락의 표면에 의해 반사되도록 되어 있고, 손가락의 표면에서 반사된 광은 수광부에 조사된다. 수광부는 반사 미러, 집광 렌즈, 및 광 이미지 센서에 의해 구성되어 있다. 수광부에 조사된 광은 반사 미러에 의해 반사되고, 집광 렌즈에 의해 결상되어 광 이미지 센서에 제공된다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 포인팅 장치는 피사체에 광을 조사하는 광원과, 광원으로부터 조사된 광의 확산을 억제하는 콜리메이트 렌즈와, 콜리메이트 렌즈로부터의 광을 영상 취득면을 향하도록 소정의 각도로 반사시키는 반사면과, 영상 취득면과, 영상 취득면으로부터의 상을 집광하는 결상 소자와, 결상된 이미지를 받아서 전기 신호로 스위칭하는 광 센서로 구성되어 있다.

일본 공개 특허 공보 「일본 특허 공표 2008-507787호 공보(2008년 3월 13일 공개)」 일본 공개 특허 공보 「일본 특허 공표 2007-528554호 공보(2007년 10월 11일 공개)」

그러나, 상기 종래의 포인팅 장치에서는 접촉면에 있어서의 광 강도에 편향이 있을 경우, 피사체의 동작을 정확하게 검지할 수 없어 오동작이 생겨 버린다는 문제점을 갖고 있다.

여기서, 상기 문제점에 대해서 도 29~도 32를 참조하면서 설명한다. 도 29는 종래의 포인팅 장치(500)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 30(a)는 접촉면(503)에 있어서의 균일할 경우의 광 강도 분포를 나타내는 도면이고, 도 30(b)는 접촉면(503)에 있어서의 편향이 있을 경우의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 31(a)는 접촉면(503)에 있어서의 균일할 경우의 명암 패턴의 광 강도를 나타내는 도면이고, 도 31(b)는 접촉면(503)에 있어서의 편향이 있을 경우의 명암 패턴의 광 강도를 나타내는 도면이다. 도 32는 광원(501)에 있어서의 광 강도와 방사 각도의 관계를 나타내는 도면이다.

도 29에 나타내는 바와 같이, 종래의 포인팅 장치(500)에서는 광원(501)으로부터 접촉면(503)까지의 조명 광학계는 광원(501), 광원(501)의 상부에 설치된 반사 미러(504ㆍ505), 및 접촉면(503)에 의해 구성되어 있다. 또한, 접촉면(503)으로부터 촬상 소자(502)까지의 촬상 광학계는 접촉면(503)의 하부에 설치된 반사 미러(506), 제 1 도파관(508), 제 2 도파관(509), 반사 미러(507), 및 촬상 소자(502)에 의해 구성되어 있다.

종래의 포인팅 장치(500)에서는, 촬상 소자(502)는 손가락 끝이 접촉하기 전의 접촉면(503)에 있어서의 광 강도의 분포에 의거해서 지문의 모양이 반영된 명암 패턴을 수광한다. 그리고, 명암 패턴의 동작(변화)을 검출하고, 손가락 끝의 동작을 검지한다. 도 30(a)에 나타내는 바와 같이 접촉면(503)에 있어서의 광 강도의 분포가 균일할 경우, 촬상 소자(502)는 지문의 모양이 반영된 명암 패턴으로서 도 31(a)에 나타내는 광 강도를 가지는 명암 패턴을 수광한다.

한편, 광원(501)은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드 등의 발광 소자로 되어 있다. 그런데, 이들 발광 소자는 도 32에 나타내는 바와 같이 방사 각도에 대해서 광 강도의 편향이 있는 출력을 행하기 때문에 도 30(b)에 나타내는 바와 같이 접촉면(503)에 있어서의 광 강도의 분포에 편향이 생긴다. 이 경우, 촬상 소자(502)는 지문의 모양이 반영된 명암 패턴으로서 도 31(b)에 나타내는 광 강도를 가지는 명암 패턴을 수광한다. 즉, 촬상 소자(502)는 명암의 광 강도에 편향이 있는 명암 패턴을 수광한다. 이 명암 패턴은 명부가 암부보다 광 강도가 작은 개소가 발생되기 때문에 손가락 끝의 동작을 검지할 수 없어 오동작을 일으켜 버린다.

따라서, 광원(501)으로부터 접촉면(503)까지의 조명 광학계에서는 가능한 한 균일한 광을 접촉면(503)에 조사할 필요가 있다. 그래서, 종래의 포인팅 장치(500)에서는 도 32에 나타내는 바와 같이 동일한 정도의 광 강도를 가지는 일부의 방사 각도(θ520)를 사용함으로써 접촉면(503)을 조명하는 광 강도의 균일화를 시도하고 있지만 광을 효율 좋게 이용할 수 없다.

또한, 제 2 문제로서, 광원(501)은 접촉면(503)을 조사하기 위한 것이지만, 광원(501)으로부터의 광이 접촉면(503)을 통하지 않고 직접 촬상 소자(502)를 조명하는 광이 존재하고, 그것에 의해 촬상 소자(502)가 수광하는 패턴에 편향이 반영 된다는 미광(迷光)의 문제도 있다.

따라서, 종래의 포인팅 장치(500)의 조명 광학계에서는 광원(501)으로부터 출사되는 광 중 사용하는 광은 일부이다. 또한, 반사 미러(505ㆍ506)에 의해 감쇠되는 구조이므로 필요한 광량을 확보하기 위해서는 큰 소비 전력이 필요했다. 또한, 반사 미러(505ㆍ506)는 접촉면(503)을 균일하게 조명하기 위해서 접촉면(503)의 크기로부터 소형화가 제한되어 포인팅 장치(500)의 소형화를 어렵게 하고 있었다.

또한, 미광을 배제하기 위해서는 배제부를 설치할 필요가 있다. 종래의 포인팅 장치(500)에서는 상기 배제부로서 제 1 도파관(508)과 제 2 도파관(509) 사이에 차단막(510)을 배치함으로써 방사 각도(θ520) 이외의 각도 성분이 미광이 되는 문제의 해결을 하고 있다. 그러나, 차단막(510)을 설치하기 위해서 도파관을 2개 필요로 하므로 부품점수가 많아지고 이것으로부터도 소형화가 곤란했다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 광원의 출력에 편향이 있는 것에 기인하는 검지 정밀도의 저하를 개선하고, 오동작의 발생을 방지할 수 있는 포인팅 장치, 및 이것을 구비하는 전자기기를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 새로운 목적은 또한, 대형화에 기여하지 않는 간단한 구성으로 미광을 배제할 수 있는 포인팅 장치, 및 이것을 구비하는 전자기기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 포인팅 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 동작 대상물을 설치하기 위한 접촉면과, 상기 접촉면을 상기 동작 대상물이 설치되는 측과는 반대측으로부터 조명하는 발광 소자와, 상기 동작 대상물로부터의 반사광을 수광하는 촬상 소자를 구비하는 포인팅 장치로서, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광이 상기 접촉면에 있어서 균일하게 조사되도록 상기 접촉면에 도달되는 광을 제어하는 제 1 광 제어 수단을 구비하고, 상기 발광 소자는 방사 각도에 대해서 광 강도에 편향이 있는 광을 출사하고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 상기 접촉면에 이르는 광로에 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의하면, 발광 소자로부터 접촉면에 이르는 광로에 제 1 광 제어 수단이 배치되어 있음으로써 발광 소자로부터의 출력에 편향이 있어도 접촉면에 조사되는 광의 광 강도 분포를 균일화하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 검지 정밀도를 개선하여 오동작의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 전자기기는 상기 과제를 해결하기 위해서 입력 장치로서 상기 포인팅 장치를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의하면, 박형화가 가능하고 오동작의 발생이 방지된 상기 포인팅 장치를 구비함으로써 박형이고 소형이며 또한 저소비 전력인 전자기기를 실현하는 것이 가능하게 된다.

<발명의 효과>

이상과 같이, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자로부터 출사되는 광이 상기 접촉면에 있어서 균일하게 조사되도록 상기 접촉면에 도달되는 광을 제어하는 제 1 광 제어 수단을 구비하고, 상기 발광 소자는 방사 각도에 대해서 광 강도에 편향이 있는 광을 출사하고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 상기 접촉면에 이르는 광로에 배치되어 있는 구성을 갖는다.

그러므로, 발광 소자로부터 접촉면에 이르는 광로에 제 1 광 제어 수단이 배치되어 있음으로써 발광 소자로부터의 출력에 편향이 있어도 접촉면에 조사되는 광의 광 강도 분포를 균일화할 수 있다. 따라서, 검지 정밀도를 개선하고 오동작의 발생을 방지할 수 있다는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명의 전자기기는 입력 장치로서 상기 포인팅 장치를 구비한 구성을 가지므로 박형화가 가능하고 오동작의 발생이 방지된 상기 포인팅 장치를 구비함으로써 박형이고 소형이며 또한 저소비 전력인 전자기기를 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 제 1 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 2 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 제 3 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 제 4 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5(a)는 도 2의 포인팅 장치에 있어서의 회절 소자의 개략적인 형상을 나타내는 단면도이다.
도 5(b)는 상기 회절 소자의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 5(c)는 상기 회절 소자의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 5(d)는 상기 회절 소자의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 5(e)는 상기 회절 소자의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 6은 상기 회절 소자의 다른 개략적인 형상을 나타내는 단면도이다.
도 7(a)는 광의 파장에 대한 반사율 및 투과율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7(b)는 광의 파장에 대한 반사율 및 투과율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7(c)는 광의 파장에 대한 반사율 및 투과율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 있어서의 제 1 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9는 상기 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 10은 상기 포인팅 장치에 있어서 제 1 광 제어 수단을 제거했을 경우의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 11(a)는 도 9의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 발광 다이오드의 방사 각도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11(b)는 도 10의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 발광 다이오드의 방사 각도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12(a)는 도 9의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 접촉면에 있어서의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 12(b)는 도 10의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 접촉면에 있어서의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명에 있어서의 제 2 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 14는 상기 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명에 있어서의 제 3실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 16은 본 발명에 있어서의 제 4 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명에 있어서의 제 5 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 18은 본 발명에 있어서의 제 6 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명에 있어서의 제 7 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명에 있어서의 제 8 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 21은 본 발명에 있어서의 제 9 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명에 있어서의 제 10 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치에 있어서의 발광 다이오드 및 접촉면을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 23은 본 발명에 있어서의 제 11 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 24는 본 발명에 있어서의 제 12 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 25는 본 발명에 있어서의 제 13 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 26은 본 발명에 있어서의 제 14 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 27은 본 발명에 있어서의 제 15 실시형태를 나타내는 것이며, 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 28(a)는 본 발명에 있어서의 전자기기의 일실시형태를 나타내는 것이며, 상기 전자기기를 정면측으로부터 바라본 도면이다.
도 28(b)는 상기 전자기기를 배면측으로부터 바라본 도면이다.
도 28(c)는 상기 전자기기를 측면측으로부터 바라본 도면이다.
도 29는 종래의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 30(a)는 상기 종래의 포인팅 장치의 접촉면에 있어서의 균일할 경우의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 30(b)는 상기 종래의 포인팅 장치의 접촉면에 있어서의 편향이 있을 경우의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 31(a)는 상기 종래의 포인팅 장치의 접촉면에 있어서의 균일할 경우의 명암 패턴의 광 강도를 나타내는 도면이다.
도 31(b)는 상기 종래의 포인팅 장치의 접촉면에 있어서의 편향이 있을 경우의 명암 패턴의 광 강도를 나타내는 도면이다.
도 32는 종래의 광원에 있어서의 광 강도와 방사 각도의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시형태에 대해서 도면에 의거해서 설명하면 이하와 같다. 이하에서는 우선 본 발명의 근원이 되는 비교예에 대해서 설명한다. 비교예는 4개가 있고, 모두 박형화가 도모되어 있다. 그리고, 비교예의 설명 후에 본 발명의 실시예에 대해서 순번대로 설명한다.

또한, 이하에서는 설명의 편의상, 도 1의 도면을 바라봄에 있어서의 지면 관통 방향을 x축, 좌우 방향을 y축, 상하 방향을 z축으로 함과 아울러, 도 1의 도면을 바라봄에 있어서의 상하 방향을 포인팅 장치의 상하 방향으로서 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「평행」「균일」은 엄밀하게 평행, 균일한 것에 추가해서, 실질적으로 평행, 균일로 간주되는 범위(대략 평행, 대략 균일)도 포함해서 나타내고 있다.

〔비교예 1〕

(1-1) 구성

도 1은 제 1 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치(1)의 구성을 나타내는 단면도이다.

포인팅 장치(1)는 커버부(16)의 접촉면(17)에 접촉한 손가락 끝(10)의 모양의 변화를 광학적으로 검출함으로써 손가락 끝(10)의 움직임을 검지함으로써 유저의 지시 입력을 검지하는 장치이다. 또한, 손가락 끝(10)은 포인팅 장치(1)가 움직임을 검지하는 대상물이며, 손가락 끝(10)에 한정되지 않고, 광학적으로 판독 가능한 피사체이면 된다. 도 1에서는 손가락 끝(10)의 상태를 알기 쉽게 하기 위해서 포인팅 장치(1)에 대해서 손가락 끝(10)을 작게 기재하고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 포인팅 장치(1)는 회로 기판(11), 광원(12), 촬상 소자(13), 수지 몰드부(14), 수지 몰드부(15), 및 커버부(16)를 구비하고 있다.

회로 기판(11)에는 배선 패턴이나, 외부와 접속 가능한 단자(모두 도시 생략)가 형성되어 있다. 광원(12) 및 촬상 소자(13)는 상기 배선 패턴이나 단자와 전기적으로 접속되도록 회로 기판(11)의 한쪽의 면(이하, 탑재면이라고 함)에 설치되어 있다.

광원(12)은 예컨대 발광 다이오드나 반도체 레이저 등이며, 커버부(16)의 접촉면(17)에 광을 조사하기 위한 것이다. 즉, 광원(12)은 손가락 끝(10)을 조명하기 위한 것이다. 광원(12)은 수지 몰드부(14)에 의해 밀봉되어 있다.

촬상 소자(13)는 CMOS나 CCD 등의 이미지 센서이며, 커버부(16)의 접촉면(17)에 있어서 반사된 광을 수광하고, 수광된 광에 의거해서 접촉면(17) 위의 상(像)을 결상하고, 화상 데이터로 변환하는 것이다. 촬상 소자(13)는 접촉면(17) 상에 피사체가 없을 경우에는 접촉면(17) 자체의 상을 촬상하고, 접촉면(17) 상에 피사체가 있을 경우에는 접촉면(17)과 접하고 있는 피사체의 표면의 상을 촬상한다. 피사체의 손가락 끝(10)의 표면은 지문 외에 붕대나 장갑이여도 패턴이 판독되므로 문제는 없다. 촬상 소자(13)는 외부의 제어부 등으로부터의 지시에 따라 접촉면(17) 위의 상을 일정한 간격으로 계속해서 촬영한다.

또한, 촬상 소자(13)는 DSP(Digital Signal Processor: 산출부)(도시 생략)를 포함하고 있고, 생성된 화상 데이터를 DSP에 받아들인다. 촬상 소자(13)의 DSP는 촬상 소자(13)가 촬상한 화상 데이터의 변화를 산출한다. 이 산출 결과는 피사체의 이동량 및 이동 방향을 나타내고 있고, 회로 기판(11)을 통해서 외부의 제어부 등에 출력된다. 촬상 소자(13)는 수지 몰드부(15)에 의해 밀봉되어 있다.

수지 몰드부(14)와 수지 몰드부(15)는 분리되어 있다. 이것에 의해, 광원(12)의 광이 수지 내부를 전파해서 촬상 소자(13)로 누출되는 것이 억제되어 있고, 촬상 소자(13)에 입사하는 것에 의한 오동작을 억제하고 있다. 또한, 수지 몰드부(14) 및 수지 몰드부(15)에 이용하는 수지로서는 광 투과성이 높은 에폭시, 실리콘, 또는 아크릴로 이루어지는 수지를 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 밀봉 수단에 대해서는 일반적인 트랜스퍼 몰드에 의한 성형은 물론, 인젝션 몰드나, 포팅(potting) 등의 다른 성형을 사용할 수도 있다.

커버부(16)는 회로 기판(11)의 탑재면을 덮음으로써 탑재면 상의 각 부재를 내포ㆍ보호함과 아울러, 손가락 끝(10)의 입력을 접수하여 반사광을 촬상 소자(13)로 안내하기 위한 것이다. 커버부(16)는 수지 몰드부(14ㆍ15)의 상면을 접촉 기준으로 해서 회로 기판(11)에 조립되어 고정되어 있다. 그리고, 커버부(16)와 회로 기판(11)에 의해서 포인팅 장치(1)의 외곽이 형성되어 있다. 포인팅 장치(1)는 직육면체의 형상을 가지며 박형화가 도모되어 있지만 이것에 한정되지 않고, 예컨대 입방체의 형상을 갖고 있어도 좋다.

커버부(16)는 회로 기판(11)에 고정되었을 때에 회로 기판(11)의 탑재면과 내부 공간을 형성하는 내면, 및 외부에 노출하는 외면을 갖고 있다. 그리고, 내면에는 경사면(19)을 형성하는 프리즘(18), 반사형 렌즈(20), 및 반사면(22)이 형성되어 있다. 외면에는 접촉면(17) 및 반사면(21)이 형성되어 있다.

접촉면(17)은 손가락 끝(10)의 상을 받아들이는 부분이며, 커버부(16)의 일부를 구성하는 프리즘(18)의 상방, 또한, 광원(12)의 상방에 배치되어 있다. 동작 대상물인 손가락 끝(10)은 조작 중에 접촉면(17)에 접촉하도록 되어 있다. 접촉면(17)에 조명되는 광은 손가락 끝(10)의 표면에서 산란해서 반사된다.

프리즘(18)은 커버부(16)의 일부를 구성하고 있고, 광원(12)의 상방, 또한, 접촉면(17)의 하방에 배치되어 있다. 프리즘(18)에는 경사면(19)이 형성되어 있다. 경사면(19)은 프리즘(18)의 기능에 의해 광원(12)으로부터의 출사광은 투과하고, 손가락 끝(10)의 상을 나타내는 광은 커버부(16) 내부에서 전반사되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 포인팅 장치(1)에서는 접촉면(17)에 광을 조사하면서 접촉면(17)으로부터의 반사광을 커버부(16)의 내부에서 (y축 방향으로) 도광하는 것이 가능하게 되어 있다. 경사면(19)에서 전반사된 광은 반사면(21)을 향해서 진행된다. 또한, 경사면(19)은 접촉면(17)로부터의 반사광을 전반사하는 구성이기 때문에 알루미늄 반사막 등은 증착되어 있지 않다.

반사형 렌즈(20)는 손가락 끝(10)으로부터의 반사광으로서 커버부(16) 내를 도광되어 온 광을 반사해서 촬상 소자(13) 상에 손가락 끝(10)의 상을 결상하는 결상 소자이다. 반사형 렌즈(20)는 촬상 소자(13)의 경사진 상방에 배치되어 있다. 반사형 렌즈(20)에는 직교하는 2방향의 곡률이 다른 토로이달 면(toroidal surface)이 형성되어 있다. 반사형 렌즈(20)는 이 토로이달 면에서 반사광을 촬상 소자(13)에 결상하도록 반사한다. 또한, 반사형 렌즈(20)의 토로이달 면에는 반사형 렌즈(20)에 있어서 광을 효율 좋게 반사시키기 위해서 금속(예컨대, 알루미늄이나, 니켈, 금, 은 등)이나 유전체 다이크로익 막(dichroic film)의 반사막이 증착되어 있다.

반사면(21)은 경사면(19)에서 전반사된 광을 반사형 렌즈(20)에 입사시킴과 아울러, 반사형 렌즈(20)에서 반사된 광을 촬상 소자(13)에 입사시키도록 광을 반사하는 부분이다. 반사면(21)은 촬상 소자(13)의 상방에 위치한다. 반사면(21)은 효율 좋게 광을 반사시키기 위해서 금속(예컨대, 알루미늄이나, 니켈, 금, 은 등)이나 유전체 다이크로익 막의 반사막이 증착되어 있다.

반사면(22)은 반사형 렌즈(20)ㆍ반사면(21)의 순서로 반사된 광을 다시 반사면(21)을 향해서 반사하는 부분이다. 반사면(22)은 촬상 소자(13)의 상방, 또한, 촬상 소자(13)와 반사형 렌즈(20) 사이에 배치되어 있다. 반사면(22)은 효율 좋게 광을 반사시키기 위해서 금속(예컨대, 알루미늄이나, 니켈, 금, 은 등)이나 유전체 다이크로익 막 등의 반사막이 증착되어서 형성되어 있다.

또한, 커버부(16)의 외면은 유저에게 잘 보이기 때문에 반사면(21)은 외관상, 가능한 한 눈에 띄지 않는 막으로 하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 예컨대, 광원(12)의 광의 파장을 가시 파장 외의 적외 파장(예컨대 800㎚ 이상)으로 하고, 반사면(21)의 반사막을 광원(12)으로부터의 광인 적외선을 반사하는 적외선 반사막으로 하는 것이 바람직하다. 적외선 반사막으로서는, 예컨대, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 800㎚ 이상의 파장대의 적외광을 반사하고, 800㎚ 이하의 가시 파장대의 광을 투과하는 특성을 가지는 반사막(표면 코팅막)이 있다. 도 7(a)~도 7(c)는 광의 파장에 대한 반사율 및 투과율의 관계를 나타내는 도면이다. 도 7(a)~도 7(c)에서는 가로축은 파장(㎚), 세로축은 투과율 및 반사율(%), 점선은 투과율, 실선은 반사율을 각각 나타낸다.

이와 같이, 광원(12)이 조사하는 광의 파장과, 반사면(21)을 형성하는 반사막의 반사율 및 투과율의 특성을 적절하게 설정함으로써 손가락 끝(10)으로부터의 반사광을 효율적으로 반사하면서 외관상은 눈에 띄지 않는 반사면(21)을 형성할 수 있다.

또한, 커버부(16)의 재질을 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 적외광만을 투과하는 재질로 하는 것이 바람직하다. 상기 재질로서는, 예컨대, 가시광 흡수형의 폴리카보네이트 수지나, 아크릴 수지 등이 있다. 상기 재질을 이용함으로써 외부로부터 진입해 오는 불필요한 광 중 가시광 성분을 커버부(16)의 재질의 특성에 의해 차단함과 아울러, 적외광 성분을 반사면(21)의 반사막으로 차단하게 되고, 촬상 소자(13)에 외부로부터의 불필요한 광이 입사되는 것에 의한 오동작을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 커버부(16)의 외면에 색조를 줄 경우에는 상기 적외선 반사막 상에, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 원하는 색[도 7(c)에서는 녹색]의 파장대만을 반사하고, 그 이외의 파장의 광을 투과하는 코팅재로 코팅하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 포인팅 장치(1)의 광학 특성을 손상시키지 않고 표면에 원하는 색을 주는 것이 가능하게 된다.

(1-2) 검지 동작

이어서, 상기 구성을 갖는 포인팅 장치(1)의 검지 동작에 대해서 설명한다.

광원(12)으로부터 출사된 광은 수지 몰드부(14)를 투과해서 커버부(16)의 경사면(19)을 투과 굴절하여 접촉면(17)에 도달한다. 이 때, 광원(12)으로부터의 출사광은 손가락 끝(10)이 설치되는 측과는 반대측이며, 조명 광학계의 광축(M)에서 나타내는 경사 방향으로부터[접촉면(17)에 대해 소정 입사각으로] 접촉면(17)을 비춘다. 접촉면(17)에 동작 대상물인 손가락 끝(10)이 접촉하고 있을 경우, 접촉면(17)을 경사 방향으로부터 비추고 있는 광축(M)의 광은 손가락 끝(10)의 표면에서 산란 반사된다.

손가락 끝(10)의 표면에서 산란 반사된 광, 즉 손가락 끝(10)의 상을 나타내는 광(L)은 프리즘(18)에 입사되고, 경사면(19)에 의해 전반사된 후, 반사면(21), 반사형 렌즈(20), 반사면(21), 반사면(22), 반사면(21)의 순번으로 반사되어 촬상 소자(13) 상에 결상된다. 그리고, 촬상 소자(13) 상에 맺어진 상은 DSP에 화상 데이터로서 받아들여진다.

촬상 소자(13)는 접촉면(17)의 상을 일정한 간격으로 계속해서 촬영하고 있다. 접촉면(17) 상에 접하고 있는 손가락 끝(10)이 이동했을 경우, 촬영되는 화상은 그 직전에 촬영한 것과는 소정량 어긋난 화상이 된다. 따라서, DSP에 있어서 상기 2개의 화상의 동일 부분의 어긋남량을 비교함으로써 손가락 끝(10)의 이동(움직임)을 추출하고, 손가락 끝(10)의 이동량 및 이동 방향을 얻음으로써 손가락 끝(10)의 움직임을 검지하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, DSP는 촬상 소자(13) 내가 아니라 회로 기판(11)에 설치되어 있어도 좋다. 이 경우, 촬상 소자(13)는 촬상한 화상 데이터를 회로 기판(11)에 순차적으로 출력한다.

이와 같이, 포인팅 장치(1)에서는 손가락 끝(10)으로부터의 반사광의 입사, 도광 방향으로의 전반사, 반사형 렌즈(20)의 촬상 소자(13)의 촬상면으로의 출사라는 도광 동작이 하나의 도광 부재 내[커버부(16) 내]에서 행해지고 있다. 따라서, 장치의 대폭적인 박형화를 도모할 수 있음과 아울러, 부재의 조립 편차가 없고, 다른 매질의 경계에서 발생되는 산란 반사 및 감쇠를 방지할 수 있다. 따라서, 안정한 광학 성능을 확보할 수 있으므로 결과적으로 비용도 크게 삭감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 포인팅 장치(1)에서는 촬상 소자(13)가 절곡 소자인 프리즘(18)과 결상 소자인 반사형 렌즈(20) 사이에 배치되어 있고, 손가락 끝(10)으로부터의 반사광으로서 커버부(16) 내를 도광되어 온 광을 반사형 렌즈(20)에서 다시 도광되어 온 방향으로 꺽이도록 반사시키고, 촬상 소자(13)에서 결상하는 구성이 취해져 있다. 이 구성에 의하면, 도 1에 있어서의 지면 최좌측으로부터의 광(L1), 지면 중앙으로부터의 광(L2), 및 지면 최우측으로부터의 광(L3)이 촬상 소자(13)에 도달할 때까지의 각 광로 길이의 차를 작게 억제할 수 있는 광학계가 된다. 그 때문에, 촬상 소자(13) 면내의 도광 방향의 광(L1ㆍL2ㆍL3)의 초점 어긋남이 발생되기 어려워져 결상 성능이 향상되고, 손가락의 상을 선명하게 비추는 것이 가능하게 된다.

또한, 포인팅 장치(1)에 있어서는 접촉면(17)과 촬상 소자(13)의 촬상면을 평행하게 배치하고 있지만 결상 소자로서 반사형 렌즈(20)를 이용함으로써 각 광(L1ㆍL2ㆍL3)의 광로 길이의 차를 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한 이것에 의해, 포인팅 장치(1)의 박형화를 도모하는 것이 용이하게 되어 있다.

또한, 프리즘(18), 경사면(19), 및 반사형 렌즈(20)는 커버부(16)와 일체로 성형되어 있어도 좋고, 이것에 의해 전체의 두께를 삭감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 커버부(16)의 성형용 금형으로 일체화해서 고정밀도로 제조함으로써 경사면(19) 및 반사형 렌즈(20)를 편차 없이 고정밀도로 배치하는 것이 가능하게 된다.

(1-3) 구체예

이어서, 상기 구성을 갖는 포인팅 장치(1)에 대해서 구체적인 수치의 일례를 하기에 든다.

커버부(16)의 재질인 가시광 흡수 타입의 폴리카보네이트 수지의 굴절률: 1.59

경사면(19)과 접촉면(17)이 이루는 협각의 경사 각도(θ): 24°

반사면(21)으로부터 반사면(22)까지의 커버부(16)의 두께(z2): 0.5㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 반사형 렌즈(20)의 토로이달 면의 중심까지의 y축상의 길이(y2): 2.8㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 반사형 렌즈(20)의 토로이달 면의 중심까지의 z축상의 길이(z1): 0.38㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 촬상 소자(13)의 중심까지의 y축상의 길이(y1): 1.4㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 촬상 소자(13)의 중심까지의 z축상의 길이(z3): 0.62㎜.

반사형 렌즈(20)는 x-y 단면이 구면(곡률 반경: -2.5644773㎜)이며, y-z 단면이 비구면인 토로이달 면을 갖는다. 그리고, 비구면 형상은 비구면식을 나타내는 하기 (식 1)을 사용해서 나타내진다.

… (1)

단, K는 원추 정수, R은 곡률 반경을 나타내고, A, B, C, D는 각각 제 2 차, 제 4 차, 제 6 차, 제 8 차의 비구면 계수를 나타낸다. 또한, Z는 광축으로부터 높이 Y의 위치에 있는 비구면상의 점으로부터 비구면의 정점의 접평면(광축에 수직인 평면)에 내린 수선의 길이를 나타낸다. 각 정수의 값은 하기와 같다.

K=0

R=-2.75963

A=0.0041215677

B=0.0042418757

C=0.0066844763

D=-0.084438065

〔비교예 2〕

이어서, 제 2 비교예에 대해서 설명한다. 또한, 본 비교예에 있어서 설명하는 것 이외의 구성은 상기 비교예 1과 동일하다. 또한, 설명의 편의상, 상기 비교예 1의 도면에 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 이것은 이 다음에 설명하는 각 비교예에 있어서도 동일하다.

(2-1) 구성 및 검지 동작

도 2는 제 2 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치(2)의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 포인팅 장치(2)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)의 구성 중 커버부(16)의 프리즘(18) 및 경사면(19) 대신에 회절 소자(23)를 구비하고 있다.

회절 소자(23)는 광원(12)의 상방, 또한, 접촉면(17)의 하방에 배치되어 있다. 회절 소자(23)는 손가락 끝(10)으로부터 반사된 광을 반사시켜서 커버부(16)의 내부에 있어서 반사면(21)을 향해서 광로를 변환하는 것이다. 회절 소자(23)에서 반사된 광은 반사면(21)을 향한다.

포인팅 장치(2)의 광학계는 손가락 끝(10)을 조명하는 광원(12), 피사체인 손가락 끝(10)이 접촉하는 접촉면(17), 회절 소자(23), 반사형 렌즈(20), 반사면(21ㆍ22), 및 촬상 소자(13)로 구성되어 있다. 결국은, 도 1의 포인팅 장치(1)에서는 손가락 끝(10)으로부터의 반사광을 촬상 소자(13)에 결상시키기 위해서 프리즘(18)에 의해 형성된 경사면(19)에 의해 전반사하고 있었지만 도 2의 포인팅 장치(2)에서는 회절 소자(23)에 의해 회절하고 있다.

따라서, 포인팅 장치(2)에서는 손가락 끝(10)이 접촉면(17)에 접촉했을 때에 주로 형성되는 지문의 상은, 촬상 광학계의 광축(L)으로 나타내는 바와 같이, 회절 소자(23)에서 반사면(21)의 방향으로 반사 회절된다. 그리고, 회절 소자(23)로부터의 회절광은 반사면(21)에서 반사되고 반사형 렌즈(20)에 의해 다시 반사면(21), 반사면(22), 반사면(21)의 순서로 반사되어 촬상 소자(13) 상에 상을 연결한다.

이와 같이, 포인팅 장치(2)에서는 광축 절곡을 위해 회절 소자(23)를 이용함으로써 도 1의 포인팅 장치(1)와 같이 커버부(16)에 프리즘(18)을 형성하는 경우와 비교해서 커버부(16)의 두께의 균일화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 커버부(16)의 강도를 높이면서 박형화가 실현를 실현할 수 있음과 아울러, 광원(12)으로부터의 조명광을 접촉면(17)의 설치 방향으로 균일한 광 강도로 조사할 수 있다.

(2-2) 회절 소자

여기서, 도 5(a)~도 5(e)를 참조하면서 회절 소자(23)의 구체적인 형상에 대해서 설명한다. 도 5(a)는 회절 소자(23)의 개략적인 형상을 나타내는 단면도이며, 도 5(b)~도 5(e)는 회절 소자(23)의 구성예를 나타내는 상면도이다.

회절 소자(23)는 예컨대, +1차의 반사 회절광을 이용하는 반사형 회절 소자이다. 그리고, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 반사형 회절 소자는 +1차 광이 강하게 발생되도록 단면 형상이 블레이즈(blaze) 형상인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 광 이용 효율이 향상됨과 아울러, 미광이 되는 0차 광, -1차 광, 또는 고차의 회절광이 억제되고, 광학계의 결상 성능의 열화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 반사율을 향상시키기 위해서 회절 소자(23)의 외측 표면에 반사막(al)(예컨대, 알루미늄, 은, 금, 유전체 다이크로익 막)이 증착되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 회절 소자(23)의 홈 깊이를 t로 하면 홈 깊이(t)는 +1차 회절 효율이 최대가 되는 깊이가 바람직하다. 예컨대, 커버부(16)의 굴절률을 n, 조명광의 파장을 λ로 했을 경우, 「t=λ/(2n)」으로 하는 것이 바람직하다.

회절 소자(23)의 홈 패턴은, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 직선의 등피치이며, 회절각을 가능한 한 크게 하기 위해서 상기 등피치는 가능한 한 좁게 하는 것이 바람직하다. 단, 제조상, 바이트를 이용한 절삭 가공에서 금형에 홈을 제작하여 성형하는 것이 가장 비용적으로 유리하므로 절삭 가공으로 정밀도 좋게 제작할 수 있는 범위를 고려했을 경우, 회절 소자(23)의 홈 피치는 0.8~3.0㎛ 사이에서 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 촬상 소자(13) 상에 투영되는 손가락 끝(10)의 상을 묘사하는 결상 성능을 향상시키기 위해서 회절 소자(23)의 홈 패턴을 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 곡선으로 함으로써 상의 왜곡을 보정할 수 있다. 또한, 회절 소자(23)의 홈 피치를 등피치가 아니라, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 서서히 피치가 변화되는 패턴으로 하고, 소정 일방향으로 렌즈 효과를 가지도록 회절 소자(23)를 설계해도 좋다. 이 경우, 촬상 소자(13) 상에 있어서 x축 방향 및 y축 방향에서 초점 거리가 다르게 함으로써 발생되는 수차를 보정할 수 있다. 또한, 도 5(e)에 나타내는 바와 같이, 회절 소자(23)의 홈 패턴을 곡선 또한 부등피치의 패턴으로 함으로써 상의 왜곡 및 비점 수차(as) 양쪽을 보정할 수 있다.

또한, 회절 소자(23)의 다른 구체예로서 회절 소자(23)에 프레넬 렌즈를 이용해도 된다. 프레넬 렌즈의 구체적인 형상을 도 6에 나타낸다. 도 6은 프레넬 렌즈인 회절 소자(23)의 개략적인 형상을 나타내는 단면도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 프레넬 렌즈의 단면 형상은 블레이즈 형상이다. 또한, 반사율을 향상시키기 위해서 회절 소자(23)의 외측 표면에 반사막(al)(예컨대, 알루미늄, 은, 금, 유전체 다이크로익 막)이 증착되어 있는 것이 바람직하다. 회절 소자(23)의 렌즈로서 프레넬 렌즈를 이용할 경우, 커버부(16)의 일부에 프리즘이나 벌크형 렌즈를 형성하는 것과 비교해서 커버부(16)의 두께의 균일화를 도모할 수 있다. 그 때문에, 커버부(16)의 강도를 높이면서 포인팅 장치(2)의 박형화를 실현할 수 있다.

또한, 회절 소자(23)로서는 상술에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 회절 소자(23)에 홀로그램 렌즈를 이용하면 통상의 렌즈로 완전히 보정할 수 없는 수차를 보정할 수 있다. 그 때문에, 결상 성능이 향상되고, 촬상 소자(13) 상에 손가락 끝(10)의 상을 선명하게 비추는 것이 가능하게 된다.

〔비교예 3〕

(3-1) 구성 및 검지 동작

도 3은 제 3 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치(3)의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 포인팅 장치(3)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)의 구성 중 커버부(16)로부터 반사면(22)을 제외한 구성과 동일한 구성을 구비하고 있다. 즉, 포인팅 장치(3)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)와 비교해서 반사면(22)을 제거한 구성을 갖고 있다.

따라서, 포인팅 장치(3)에서는 반사면(22)이 없음으로써 손가락 끝(10)으로부터의 반사광은 프리즘(18)의 경사면(19)에서 y축 방향으로 전반사되어 반사면(21), 반사형 렌즈(20), 반사면(21)의 순번으로 반사되어 촬상 소자(13)에 입사된다.

그 때문에, 반사형 렌즈(20)에서 반사된 광이 촬상 소자(13)에 입사될 때까지의 반사는 반사면(21)에서의 1회뿐이다. 따라서, 반사면에 있어서의 손실의 영향이 적어지므로 광 이용 효율이 높아짐과 아울러, 광로 길이를 비교적 짧게 설계하는 것이 가능하게 되고, 보다 밝은 광학계를 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

또한, 포인팅 장치(3)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)를 이용해서 구성했지만 이것에 한정되지 않고, 비교예 2의 포인팅 장치(2)에 적용할 수도 있다. 이 경우, 비교예 2의 포인팅 장치(2)의 구성에 있어서 마찬가지로 반사면(22)을 제거함과 아울러, 회절 소자(23)의 형상 및 위치, 및, 반사형 렌즈(20) 및 촬상 소자(13)의 위치 등을 적절하게 설계함으로써 실현 가능하다.

(3-2) 구체예

이어서, 상기 구성을 갖는 포인팅 장치(3)에 대해서 구체적인 수치의 일례를 하기에 든다.

경사면(19)과 접촉면(17)이 이루는 협각의 경사 각도(θ): 25°

반사면(21)으로부터 반사면(22)까지의 커버부(16)의 두께(z2): 0.54㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 반사형 렌즈(20)의 토로이달 면의 중심까지의 y축상의 길이(y2): 2.75㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 반사형 렌즈(20)의 토로이달 면의 중심까지의 z축상의 길이(z1): 0.43㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 촬상 소자(13)의 중심까지의 y축상의 길이(y1): 2.1㎜

접촉면(17)의 중심으로부터 촬상 소자(13)의 중심까지의 z축상의 길이(z3): 0.60㎜.

반사형 렌즈(20)는 x-y 단면이 구면(곡률 반경: -0.4193264㎜)이며, y-z 단면이 비구면인 토로이달 면을 갖는다. 그리고, 비구면 형상은 비구면식을 나타내는 하기 (식 2)를 이용해서 나타내어진다.

… (2)

단, K는 원추 정수, R은 곡률 반경을 나타내고, A, B, C, D, E, F, G는 각각 제 2 차, 제 4 차, 제 6 차, 제 8 차, 제 10 차, 제 12 차, 제 14 차의 비구면 계수를 나타낸다. 또한, Z는 광축으로부터 높이 Y의 위치에 있는 비구면상의 점으로부터 비구면의 정점의 접평면(광축에 수직인 평면)에 내린 수선의 길이를 나타낸다. 각 정수의 값은 하기와 같다.

K=0

R=-1.2404177

A=-3.6788233

B=40.005615

C=-227.22235

D=-452.94592

E=13006.864

F=-39732.885

G=-35775.58

〔비교예 4〕

도 4는 제 4 비교예를 나타내는 것이며, 박형의 포인팅 장치(4)의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 포인팅 장치(4)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)의 구성 중 커버부(16)로부터 반사형 렌즈(20)를 제외한 구성에 추가해서, 반사형 렌즈(24)를 구비하고 있다. 즉, 포인팅 장치(4)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)와 비교해서 반사형 렌즈의 배치가 다르다.

커버부(16)는 접촉면(17), 프리즘(18), 반사면(21), 반사면(22), 및 반사형 렌즈(24)를 포함한다. 또한, 비교예 1과 달리 수지 몰드부(15)의 상측 표면의 전체면은 커버부(16)의 이면과 밀착해서 접하고 있다.

반사형 렌즈(24)는 손가락 끝(10)으로부터의 반사광을 반사해서 촬상 소자(13) 상에 손가락 끝(10)의 상을 결상하는 것이다. 반사형 렌즈(24)는 촬상 소자(13)의 경사진 상방, 또한, 커버부(16)의 외면에 있어서의 상면과 측면의 코너에 배치되어 있다. 반사형 렌즈(24)에는 토로이달 면이 형성되어 있다. 또한, 반사형 렌즈(24)의 토로이달 면에는 반사형 렌즈(24)에 있어서 광을 효율 좋게 반사시키기 위해서 금속(예컨대, 알루미늄, 니켈, 금, 은 등)이나 유전체 다이크로익 막의 반사막이 증착되어 있다.

반사면(22)은 반사면(21)에서 반사된 손가락 끝(10)으로부터의 반사광을 반사형 렌즈(24)를 향해서 반사함과 아울러, 반사형 렌즈(24)로부터의 반사광을 반사면(21)을 향해서 반사한다. 반사면(22)은 촬상 소자(13)의 경사진 상방에 배치되어 있다.

다음으로, 광원(12)으로부터 조사된 광이 손가락 끝(10)을 반사해서 촬상 소자(13)에 입사되는 경로를 설명한다. 손가락 끝(10)의 표면에서 반사된 광은 프리즘(18)의 경사면(19)에서 전반사되어 그 진로가 y축의 정방향으로 변한다. 경사면(19)에서 전반사된 광(L)은 반사면(21), 반사면(22)과 반사되어 반사형 렌즈(24)에 도달된다. 그리고, 광(L)은 반사형 렌즈(24)에서 꺽여 반사되어 반사면(22), 반사면(21)에서 차례차례 반사되어서 촬상 소자(13)에 입사된다.

포인팅 장치(4)에서는 도 1의 포인팅 장치(1)와 같이 반사형 렌즈(20)를 커버부(16)의 내면에 형성하는 것이 아니라 반사형 렌즈(24)를 커버부(16)의 외면에 형성하고 있다. 따라서, 반사형 렌즈(24)가 커버부(16)의 외면에 배치되어 있는 것 때문에 커버부(16)의 내면을 크게 파들어가는 형상으로 할 필요가 없어져 성형에 의한 커버부(16)의 제작이 용이해진다. 또한, 촬상 소자(13)의 상방에 위치하는 커버부(16)의 내면에 오목부를 형성할 필요가 없으므로 커버부(16)의 두께의 균일화를 도모할 수 있다. 그 때문에, 커버부(16)의 강도를 높이면서 포인팅 장치(4)의 박형화를 실현할 수 있다.

또한, 포인팅 장치(4)는 비교예 1의 포인팅 장치(1)를 변형한 예로서 설명했지만, 마찬가지로 비교예 2의 포인팅 장치(2)에도 적용 가능하다. 즉, 비교예 2의 포인팅 장치(2)의 구성에 있어서 반사형 렌즈(20)를 반사형 렌즈(24)로 교체함과 아울러 반사면(22)의 형성 영역을 변경해서 각 부ㆍ각 소자의 크기 및 배치를 적절하게 설계함으로써 같은 효과를 발휘할 수 있다.

이상, 비교예 1~비교예 4에 있어서 박형의 포인팅 장치에 대해서 설명했지만, 이들은 상술한 종래의 포인팅 장치와 마찬가지로, 광원(12)의 출력에 편향이 있을 경우, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포에 편향이 생기고, 손가락 끝(10)의 동작을 정확하게 검지할 수 없어 오동작이 생겨 버린다는 문제점을 갖고 있다.

이어서, 상기 문제점을 해소할 수 있는 본 발명의 각 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명에 있어서 주목해야 할 점은 접촉면(17)에 균일한 광을 조사하기 위한 구성이며, 각 실시예에 있어서 설명하는 것 이외의 구성은 각 비교예 1~4와 동일하다. 또한, 각 실시예에 있어서의 기술은 어디까지나 일례를 나타내는 것이며, 각 실시예에 있어서의 포인팅 장치의 세부 구성 및 상세한 동작 등에 관해서는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

또한 이하에서는 비교예 1의 포인팅 장치(1)의 구성을 이용해서 설명하지만, 각 실시예는 비교예 2~4의 포인팅 장치(2~4)를 적용할 수도 있고, 마찬가지로 효과를 발휘한다. 또한, 각 실시예에서는, 설명의 편의상, 각 비교예 1~4의 도면에 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

〔실시형태1〕

본 발명의 일실시형태에 대해서 도면에 의거해서 설명하면 이하와 같다.

도 8은 본 실시형태의 포인팅 장치(40)의 일구성예를 나타내는 단면도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(40)는 상술한 도 1의 포인팅 장치(1)의 구성에 추가해서, 제 1 광 제어 수단(31)을 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태의 포인팅 장치(40)는 광원(12)으로서 발광 다이오드(12a)를 구비하고 있다.

제 1 광 제어 수단(31)은 발광 다이오드(12a)에 있어서의 금속막으로 이루어지는 전극이며, 발광 다이오드(12a)의 상면(천장면)의 중심을 포함하는 영역에 설치되어 있다. 또한, 제 1 광 제어 수단(31)은 일반적인 금속 전극과는 달리 광 제어 효과를 얻기 위해서 발광 다이오드(12a)의 상면의 면적의 78%를 차지하는 영역에 형성되어 있다. 따라서, 제 1 광 제어 수단(31)은 발광 다이오드(12a)로부터 접촉면(17)에 이르는 광로의 일부를 차광한다. 그 때문에, 발광 다이오드(12a)로부터 출사되어 제 1 광 제어 수단(31)에 도달되는 광은 금속 반사에 의해 차광되게 되지만 제 1 광 제어 수단(31) 이외의 장소로부터 광을 출사시킬 수 있으므로 발광 다이오드(12a)의 출력 저하를 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 제 1 광 제어 수단(31) 및 발광 다이오드(12a)는 수지 몰드부(14)(제 1 수지부)로 밀봉되어 있다.

또한, 제 1 광 제어 수단(31)은 발광 다이오드(12a)가 출력하는 광의 파장을 흡수하는 재료를 이용해서 형성할 수도 있지만, 이 경우, 제 1 광 제어 수단(31)에 도달하는 광이 손실된다. 이 때문에, 제 1 광 제어 수단(31)을 금속막으로 하여 금속막에 의해 광을 반사시키는 구조가 포인팅 장치(40)에서는 적합하다.

또한, 금속막의 제 1 광 제어 수단(31)을 광 강도가 높은 위치에 배치함으로써 광 강도의 편향을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 광 제어 수단(31)으로부터 반사된 광을 재이용함으로써 광 손실을 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 특히 포인팅 장치(40)의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 도 9~도 12(b)를 참조하면서 상기 구성을 갖는 포인팅 장치(40)에 있어서 제 1 광 제어 수단(31)을 구비하는 것에 의한 발광 다이오드(12a)로부터 접촉면(17)으로의 광의 조사에 대해서 상세하게 설명한다.

도 9는 포인팅 장치(40)에 있어서의 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다. 도 10은 포인팅 장치(40)에 있어서 제 1 광 제어 수단(31)을 제거했을 경우의 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다. 즉, 도 10에 나타내는 구성은 도 1의 포인팅 장치(1)의 구성과 동등하다. 도 11(a)는 도 9의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 발광 다이오드(12a)의 방사 각도 특성을 나타내는 그래프이며, 도 11(b)는 도 10의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 발광 다이오드(12a)의 방사 각도 특성을 나타내는 그래프이다. 도 12(a)는 도 9의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포를 나타내는 도면이고, 도 12(b)는 도 10의 구성으로 시뮬레이션했을 때의 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.

또한, 도 11(a) 및 도 11(b)에 있어서의 방사 각도 특성은 발광 다이오드(12a) 상면의 법선축을 0도로 했을 때의 발광 다이오드(12a)로부터 30㎜ 떨어진 위치에 있어서의 광 강도를 나타내고 있다. 또한, 도 12(a) 및 도 12(b)에 있어서의 광 강도 분포에서는 접촉면(17)의 면적을 0.8㎜×1.0㎜로 하고 있다.

도 10에 나타내는 바와 같이 제 1 광 제어 수단(31)이 설치되어 있지 않은 경우, 발광 다이오드(12a)로부터 출사되는 광의 방사 각도 성분 중 접촉면(17)에 조사되는 각도 성분(θ13)을 크게 취할 수 있다. 그러나, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 발광 다이오드(12a)는 0도 부근의 광 강도가 높고, 방사 각도에 의해 광 강도에 편향이 있다. 이 때문에, 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포에서는 큰 편향이 발생된다는 문제가 있다. 즉, 이 광 강도의 편향 때문에 포인팅 장치가 동작 대상물의 동작을 검지하기 어려워져 버리게 된다.

이에 대해서 도 9에 나타내는 바와 같이 제 1 광 제어 수단(31)이 설치되어 있을 경우, 사용하는 각도 성분은 θ11과 θ12를 합계한 것이고, 도 10의 각도 성분(θ13)보다 작지만, 도 29 및 도 32에 나타낸 종래의 각도 성분(θ520)보다 크다. 그리고, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 광 제어 수단(31)이 설치된 발광 다이오드(12a)의 방사 특성은 도 11(b)에 나타낸 제 1 광 제어 수단(31)이 설치되어 있지 않은 발광 다이오드(12a)의 방사 특성에 비해서 넓은 범위에서 출력이 균일화되어 있다. 또한, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포도 편향이 억제된 분포로 되어 있다. 따라서, 포인팅 장치의 동작 대상물의 검지 동작을 용이하게 하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 포인팅 장치(40)에서는 접촉면(17)을 조사하는 광로에 제 1 광 제어 수단(31)을 구비함으로써 발광 다이오드(12a)로부터의 출력에 편향이 있어도 접촉면(17)에 조사되는 광의 광 강도 분포를 균일화하는 것이 가능하게 된다. 또한 이것에 의해, 검지 정밀도를 개선하고, 오동작의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 광원으로서 방사 각도에 대한 광 강도의 편향이 작은 발광 다이오드(12a)를 사용함으로써 보다 짧은 거리에서 제 1 광 제어 수단(31)에 의해 발휘되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 특히 포인팅 장치(40)의 박형화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제 1 광 제어 수단(31)이 발광 다이오드(12a)에 직접 설치되어 있음으로써 발광 프로파일을 접촉면(17)에 있어서의 광 강도를 균일하게 하기 위한 최적의 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 종래의 포인팅 장치의 구성을 발광 소자의 변경만으로 사용할 수 있다.

또한, 제 1 광 제어 수단(31)은 발광 다이오드(12a)의 상면에 있어서의 상기 상면의 중심을 포함하는 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이것에 의해, 제 1 광 제어 수단(31)의 설치 영역을 작게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 포인팅 장치(40)에서는 제 1 광 제어 수단(31)은 발광 다이오드(12a)의 전극일 경우에 대해서 설명했지만, 발광 다이오드(12a)의 전극이 반드시 상면에 설치되어 있는 것은 아니다. 제 1 광 제어 수단(31)은 발광 다이오드(12a)에 설치한 금속막이면 좋다. 제 1 광 제어 수단(31)으로서 발광 다이오드(12a)의 전극을 이용하는 경우에는 발광 다이오드(12a)의 전극 패턴 형성시에 있어서의 마스크의 변경에 의해 제 1 광 제어 수단(31)을 제작하는 것이 가능하고, 기존의 프로세스를 그대로 사용할 수 있다.

〔실시형태2〕

본 발명의 다른 실시형태에 대해서 도면에 의거해서 설명하면 이하와 같다.

도 13은 본 실시형태의 포인팅 장치(41)의 일구성예를 나타내는 단면도이다. 도 14는 도 13의 포인팅 장치(41)에 있어서의 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(41)는 상기 실시형태1에서 설명한 도 8의 포인팅 장치(40)의 구성에 추가해서, 제 2 광 제어 수단(32)을 구비하고 있다.

제 2 광 제어 수단(32)은 발광 다이오드(12a)로부터 촬상 소자(13)로 도달하는 광을 차광하는 것이다. 바꾸어 말하면, 제 2 광 제어 수단(32)은 발광 다이오드(12a)로부터 출사되는 광 중 접촉면(17)의 조명에 기여하지 않는 광을 차폐하는 것이다. 제 2 광 제어 수단(32)은 수지 몰드부(14)에 있어서의 촬상 소자(13)의 설치측의 측면, 및 그 측면과 연속하는 상면의 일부에 설치되어 있다.

포인팅 장치(41)는 제 1 광 제어 수단(31)에 도달되는 광을 차광하는 것이다. 이 때문에, 차광되는 광 성분은 손실되지만, 제 1 광 제어 수단(31)이 수지 몰드부(14)에 설치되어 있으므로 사용하는 각도 성분(θ13)을 크게 하는 것이 가능하게 되고, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 수지 몰드부(14)와 수지 몰드부(15)가 떨어져서 성형됨으로써 발광 다이오드(12a)로부터 직접 촬상 소자(13)를 조명하는 미광은 억제되어 있지만, 제 2 광 제어 수단(32)이 촬상 소자(13)의 설치 방향으로 설치되어 있음으로써 미광을 더욱 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 미광이 촬상 소자(13)에 입사되는 것이 억제되므로 미광에 기인하는 포인팅 장치(41)의 오동작을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제 2 광 제어 수단(32)이 수지 몰드부(14)에 설치되어 있음으로써 제 2 광 제어 수단(32)은 발광 다이오드(12a)에 근접한 위치에 배치되므로 제 2 광 제어 수단(32)의 설치 영역을 작게 할 수 있고, 장치의 대형화를 회피할 수 있게 된다. 따라서, 대형화에 기여하지 않는 간단한 구성으로 미광을 억제할 수 있다.

또한, 제 1 광 제어 수단(31)이 수지 몰드부(14)에 설치되어 있음으로써 발광 소자나 부재 커버 등의 키 디바이스는 종래의 포인팅 장치의 구성인 채로 광 제어 효과를 얻을 수 있다.

또한, 포인팅 장치(41)에서는 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)은 광 흡수체로 제작되는 것이 바람직하다. 예컨대, 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)은 발광 다이오드(12a)로부터 출사되는 광의 파장에 흡수 성분을 가지는 재료이면 수지로 제작해도 좋고, 먹을 도포해서 제작할 수도 있다. 수지로 제작하는 경우에는 포팅 등의 성형 방법이나 인쇄를 사용하면 좋다. 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)은 모두 수지 몰드부(14)에 설치되므로 동일한 프로세스로 제작하는 것이 가능하다.

또한, 수지 몰드부(14)에 설치하는 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)은 광 반사체로서 제작할 수도 있다. 이 광 반사체를 금속막으로 제작하는 경우에는 스퍼터나 증착에 의해 제작할 수 있다. 금속막으로서는 밀착성이나 산화의 점으로부터 알루미늄(Al)막이 바람직하고, 특히 산화를 방지하기 위해서 Al막 표면부를 수지로 보호하는 구조가 보다 바람직하다. 단, Al막 표면부를 수지로 덮는 경우에는 광로의 손실을 억제하기 위해서 덮는 범위는 Al막 표면부만으로 하고, 수지 몰드부(14)의 상면은 덮지 않는 구조가 바람직하다. 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)을 광 반사체로 할 경우, 미광의 광원이 되지 않도록 주의가 필요하다.

〔실시형태3〕

도 15는 본 실시형태의 포인팅 장치(42)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

상기 실시형태2에서 설명한 도 13의 포인팅 장치(41)는 제 1 광 제어 수단(31)을 1개소에 설치한 구성을 갖고 있었지만, 제 1 광 제어 수단(31)의 설치 개수는 이것에 한정되지 않고 필요에 따라서 복수 개소에 설치해도 좋다. 예컨대, 도 15에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(42)는 수지 몰드부(14)에 제 1 광 제어 수단(31aㆍ31b)을 각각 설치한 구성을 갖고 있다.

제 1 광 제어 수단(31aㆍ31b)은 수지 몰드부(14)의 상면이며, 또한, 발광 다이오드(12a)로부터 접촉면(17)에 이르는 광로 상에 설치되어 있다. 또한, 특히 광 강도가 높은 부분을 차광하기 위해서 제 1 광 제어 수단(31a)은 발광 다이오드(12a)의 상면의 중심축의 연장상에 배치되어 있다.

포인팅 장치(42)에서는 제 1 광 제어 수단(31aㆍ31b)에 도달하는 광은 손실되지만, 사용하는 각도 성분(θ13)을 크게 하는 것이 가능하게 되고, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제 1 광 제어 수단(31a)은 수지 몰드부(14)의 상면에 있어서의 발광 다이오드(12a)의 상면의 중심을 통과하는 법선축을 포함하는 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이것에 의해, 제 1 광 제어 수단(31a)의 설치 영역을 작게 하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태4〕

도 16은 본 실시형태의 포인팅 장치(43)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

상기 실시형태2에서 설명한 도 13의 포인팅 장치(41)는 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)을 수지 몰드부(14)에 설치한 구성을 갖고 있었지만, 본 실시형태의 포인팅 장치(43)는 도 13의 포인팅 장치(41)의 구성과 비교해서 제 1 광 제어 수단(31) 및 제 2 광 제어 수단(32)의 배치가 다른 구성을 갖는다. 결국은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(43)는 커버부(16)의 경사면(19)에 제 1 광 제어 수단(31c) 및 제 2 광 제어 수단(32a)을 설치한 구성을 갖고 있다.

제 1 광 제어 수단(31c) 및 제 2 광 제어 수단(32a)은 손가락 끝(10)의 상을 반사하는 부분을 피하도록 커버부(16)의 경사면(19)에 설치되어 있다. 커버부(16)에는 반사면(21) 및 반사면(22)이라는 광학 기능이 구비되어 있고, 이들 광학 기능을 제작하는 프로세스와 동일한 프로세스에 의해 제 1 광 제어 수단(31c) 및 제 2 광 제어 수단(32a)을 동시에 제작할 수 있다.

포인팅 장치(43)에서는 제 1 광 제어 수단(31c)에 도달되는 광은 손실되지만, 사용하는 각도 성분(θ13)을 크게 하는 것이 가능하게 되고, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제 2 광 제어 수단(32a)에 의해 발광 다이오드(12a)로부터 직접 촬상 소자(13)를 조명하는 미광을 배제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제 1 광 제어 수단(31c) 및 제 2 광 제어 수단(32a)이 커버부(16)에 설치되어 있음으로써 커버부(16)에 있어서의 광학 기능을 제작하는 프로세스에 있어서 제 1 광 제어 수단(31c) 및 제 2 광 제어 수단(32a)을 형성하면, 제 1 광 제어 수단(31c) 및 제 2 광 제어 수단(32a)을 구비하는 것에 의한 부품점수나 비용의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 특히 반사나 집광 등의 광학 효과를 가지는 하우징을 구비하는 포인팅 장치(43)에 바람직하다.

〔실시형태5〕

도 17은 본 실시형태의 포인팅 장치(44)의 일구성예를 나타내는 것이며, 레이저 다이오드(12b) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

상기 실시형태1에서 설명한 도 8의 포인팅 장치(40)는 광원(12)으로서 발광 다이오드(12a)를 구비한 구성을 갖고 있었지만, 본 실시형태의 포인팅 장치(44)는 광원(12)으로서 레이저 다이오드(12b)를 구비한 구성을 갖고 있다. 결국은, 도 17에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(44)는 도 8의 포인팅 장치(40)의 구성 중 발광 다이오드(12a) 대신에 레이저 다이오드(12b)를 구비하고 있다.

레이저 다이오드(12b)는 표면 발광 타입의 것이고, 발광 다이오드(12a)와 비교해서 지향성이 높다. 따라서, 포인팅 장치(44)에서는 레이저 다이오드(12b)를 구비함으로써 촬상 소자(13)를 향하는 미광을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이 레이저 다이오드(12b)는 높은 지향성을 갖기 때문에 레이저 다이오드(12b) 자체의 광의 방사 각도 특성은 도 11(b)에 나타낸 것보다 더욱 편향되게 된다. 따라서, 레이저 다이오드(12b)를 이용함으로써 미광은 억제되지만, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 균일화가 중요하게 된다. 그러나, 레이저 다이오드(12b)는, 일반적으로 발광부는 10㎛ 정도로 작으므로 발광부에 제 1 광 제어 수단(31)을 설치하는 것은 곤란하다.

그래서, 포인팅 장치(44)에서는 제 1 광 제어 수단(31)은 수지 몰드부(14)의 상면이며, 또한, 레이저 다이오드(12b)로부터 접촉면(17)에 이르는 광로 상에 설치되어 있다. 또한, 제 1 광 제어 수단(31)은 광을 흡수하는 수지에 의해 형성되어 있다. 이것에 의해, 제 1 광 제어 수단(31)에 도달되는 광은 손실되지만, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태6〕

도 18은 본 실시형태의 포인팅 장치(45)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(45)는 상기 실시형태2에서 설명한 도 13의 포인팅 장치(41)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(31) 대신에 수지 몰드부(14)에 형성된 요철부(33)(제 1 광 제어 수단)를 구비하고 있다.

요철부(33)는 오목부와 볼록부가 주기적으로 반복된 요철 구조의 것이고, 도달되는 광을 산란하는 것이다. 요철부(33)는 수지 몰드부(14)의 상면의 일부이며, 또한, 발광 다이오드(12a)로부터 접촉면(17)에 이르는 광로 상에 설치되어 있다. 수지 몰드부(14)의 요철부(33)와 포인팅 장치(45)의 내부 공간의 계면이 요철 형상으로 되어 있으므로, 요철부(33) 표면으로부터 나가는 광을 산란할 수 있다.

수지 몰드부(14)에 요철부(33)를 형성하는 방법으로서는 수지 몰드부(14)를 성형하기 위한 몰드에 요철 형상의 패턴을 미리 형성해 두고, 수지 몰드부(14)의 제작시에 그 패턴을 전사함으로써 형성하는 방법이 있고, 용이하게 형성할 수 있으므로 바람직하다.

포인팅 장치(45)에서는 요철부(33)가 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 설치되어 있음으로써 선택적으로 광을 산란시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 광 흡수체나 광 반사체의 설치와 같은 광 손실 부분이 없으므로, 특히 포인팅 장치(45)의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다. 또한, 요철부(33)는 보다 광 강도가 높은 부분을 선택적으로 산란시키는 것을 목적으로 해서 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 형성되므로 그 형성 영역은 작게 할 수 있다.

또한, 요철부(33)에 있어서의 오목부와 볼록부의 차, 오목부의 폭, 및 볼록부의 폭은 10㎛ 이하의 값으로 하는 것이 바람직하다. 요철 형상이 10㎛ 이하의 미세한 구조를 가짐으로써 포인팅 장치(45)에 있어서 사용하는 광의 파장에 가까운 값으로 할 수 있다. 또한, 상기 10㎛ 이하의 요철 구조의 경우, 미산란(mie scattering)의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 오목부와 볼록부의 차가 상기 파장보다 작을 경우에는 얻어지는 효과는 레일리 산란(rayleigh scattering)이 지배적으로 된다. 그 때문에, 요철부(33)에 있어서의 오목부와 볼록부의 차, 오목부의 폭, 및 볼록부의 폭의 값은 발광 다이오드(12a)가 출사하는 광의 파장 이하이여도 좋다. 미세한 요철 구조의 제작 방법으로서도 상술한 바와 같은 몰드에 의한 제작 방법을 사용할 수 있다. 특히 나노 임프린트(nano imprint)법은 서브미크론 단위의 요철 구조를 비교적 안이하게 제작할 수 있으므로 바람직하다.

〔실시형태7〕

도 19는 본 실시형태의 포인팅 장치(46)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

상기 실시형태 6에서 설명한 도 18의 포인팅 장치(45)는 요철부(33)를 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 설치한 구성을 갖고 있었지만, 본 실시형태의 포인팅 장치(46)는 도 18의 포인팅 장치(45)의 구성과 비교해서 요철부(33)의 형성 영역이 다른 구성을 갖는다. 결국은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(46)는 수지 몰드부(14)의 상면 전체에 요철부(33a)(제 1 광 제어 수단)를 설치한 구성을 갖고 있다. 또한, 포인팅 장치(46)에서는 제 2 광 제어 수단(32)을 수지 몰드부(14)의 상면에는 설치하지 않는다.

요철부(33a)는 오목부와 볼록부가 주기적으로 반복된 요철 구조의 것이고, 도달되는 광을 산란하는 것이다. 요철부(33a)는 수지 몰드부(14)의 상면 전체에 설치되어 있다. 수지 몰드부(14)와 포인팅 장치(45)의 내부 공간의 계면이 요철 형상으로 되어 있으므로 수지 몰드부(14)로부터 나가는 광을 산란할 수 있다. 또한, 요철부(33a)의 요철 형상은 임의로 적절하게 변경 가능하고, 필요에 따른 확산 효과를 얻을 수 있다.

수지 몰드부(14)에 요철부(33a)를 형성하는 방법으로서는 상술한 몰드에 형성한 패턴을 전사하는 방법이 유효하지만, 새틴상(satin-form) 처리라고 불리는 처리를 실시한 몰드를 이용함으로써 같은 구조를 용이하게 얻을 수 있다. 새틴상의 오목부와 볼록부의 차와 폭은 1~15㎛정도이고, 간이한 제작 방법으로 산란의 효과를 높게 얻는 것이 가능한 요철부(33a)를 제작할 수 있다.

포인팅 장치(46)에서는 요철부(33a)가 수지 몰드부(14)의 상면 전체에 설치되어 있음으로써 상부 전체적으로 광을 산란시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 평균화하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 특히 포인팅 장치(46)의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태8〕

도 20은 본 실시형태의 포인팅 장치(47)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(47)는 상기 실시형태1에서 설명한 도 8의 포인팅 장치(40)의 구성 중 수지 몰드부(14) 및 제 1 광 제어 수단(31) 대신에 필러(35)가 혼입(첨가)된 필러가 들어간 수지 몰드부(34)(제 1 광 제어 수단)를 구비하고 있다. 또한, 도 20에서는 필러(35)를 모식적으로 크게 도시하고 있다.

포인팅 장치(47)에서는 발광 다이오드(12a)로부터 출사된 광은 필러가 들어간 수지 몰드부(34) 내에 있어서 필러(35)에 의해 산란되므로 다중 산란을 일으킨다. 이 산란 효과에 의해 필러가 들어간 수지 몰드부(34)를 통과하는 광은 평균화되고, 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 편향을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 사용하는 필러(35)는 직경이 10㎛ 이하의 값을 가지는 입자상의 충전재인 것이 바람직하다. 필러의 직경을 10㎛ 이하로 함으로써 포인팅 장치(47)에 있어서 사용하는 광의 파장에 가까운 값으로 할 수 있다. 또한, 필러(35)가 상기 파장에 가까운 직경인 경우, 미산란의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 필러(35)의 직경이 상기 파장보다 작을 경우에는 얻어지는 효과는 레일리 산란이 지배적으로 된다. 그 때문에, 필러(35)의 직경의 값은 발광 다이오드(12a)가 출사하는 광의 파장 이하이여도 좋다.

〔실시형태9〕

도 21은 본 실시형태의 포인팅 장치(48)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(48)는 상기 실시형태2에서 설명한 도 13의 포인팅 장치(41)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(31) 대신에 수지 몰드부(14)에 형성된 렌즈부(36)(제 1 광 제어 수단)를 구비하고 있다.

렌즈부(36)는 볼록 형상의 만곡부를 가지는 렌즈 구조의 것이고, 도달되는 광을 확산하는 것이다. 렌즈부(36)는 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 설치되어 있다. 결국은, 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 형성된 만곡부가 렌즈부(36)를 형성하고 있다. 수지 몰드부(14)의 상면으로부터 발광 다이오드(12a)까지의 거리를 렌즈부(36)의 곡률 반경보다 작게 함으로써 광을 확산하는 효과를 얻을 수 있다.

수지 몰드부(14)에 렌즈부(36)를 형성하는 방법, 즉 수지 몰드부(14)에 렌즈 효과를 가지는 만곡부를 형성하는 방법으로서는 전사하는 패턴을 실시한 몰드를 이용해서 수지 몰드부(14)의 제작과 동시에 형성하는 방법이 있고, 용이하게 형성할 수 있다.

포인팅 장치(48)에서는 렌즈부(36)가 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 설치되어 있음으로써 광을 확산시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다. 또한, 렌즈부(36)의 곡률 반경은 적절하게 변경 가능하고, 예컨대, 보다 높은 확산 효과가 필요한 부분은 곡률 반경이 작고, 확산 효과의 정도를 억제하는 부분은 곡률 반경이 큰 렌즈 구조로 함으로써 필요에 따른 확산 효과를 얻을 수 있다. 또한, 특히 광 강도가 작은 부분에서는 더욱 곡률 반경을 크게 하여 집광 효과를 갖고 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포의 균일화를 도모할 수도 있다.

〔실시형태10〕

도 22는 본 실시형태의 포인팅 장치(49)의 일구성예를 나타내는 것이며, 발광 다이오드(12a) 및 접촉면(17)을 포함하는 조명 광학계를 확대해서 나타내는 단면도이다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(49)는 상기 실시형태2에서 설명한 도 13의 포인팅 장치(41)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(31) 대신에 수지 몰드부(14)에 형성된 만곡 형상 오목부(37)(제 1 광 제어 수단)를 구비하고 있다.

만곡 형상 오목부(37)는 만곡된 오목 구조의 것이고, 도달되는 광을 확산하는 것이다. 만곡 형상 오목부(37)는 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 설치되어 있다. 수지 몰드부(14)의 만곡 형상 오목부(37)와 포인팅 장치(45)의 내부 공간의 계면이 만곡된 오목 형상으로 되어 있으므로 만곡 형상 오목부(37) 표면으로부터 나가는 광을 확산할 수 있다. 수지 몰드부(14)에 만곡 형상 오목부(37)를 형성하는 방법으로서는 전사하는 패턴을 실시한 몰드를 이용해서 수지 몰드부(14)의 제작과 동시에 형성하는 방법 등이 있다.

포인팅 장치(49)에서는 만곡 형상 오목부(37)가 수지 몰드부(14)의 상면의 일부에 설치되어 있음으로써 광을 확산시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태11〕

도 23은 본 실시형태의 포인팅 장치(50)의 일구성예를 나타내는 단면도이다.

도 23에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(50)는 회로 기판(11aㆍ11b), 발광 다이오드(12a), 촬상 소자(13), 수지 몰드부(14), 수지 몰드부(15), 하우징(60), 제 1 광 제어 수단(61), 반사 미러(62)(광 부품), 반사 미러(63ㆍ64), 및 도파관(65)을 구비하고 있다.

발광 다이오드(12a)는 수지 몰드부(14)에 의해 밀봉되면서 회로 기판(11a)에 실장되어 있다. 발광 다이오드(12a)는 그 광축이 도면 중 좌우 방향으로 위치하도록 하우징(60) 내에 설치되어 있다. 촬상 소자(13)는 수지 몰드부(15)에 의해 밀봉되면서 회로 기판(11b)에 실장되어 있다. 촬상 소자(13)는 촬상면이 도면 중 상방향을 향하도록 하우징(60) 내에 설치되어 있다.

하우징(60)에는 접촉면(17)이 설치되어 있다. 반사 미러(62~64) 및 도파관(65)은 포인팅 장치(50)의 광학계를 구성하는 것이다. 즉, 발광 다이오드(12a), 촬상 소자(13), 접촉면(17), 반사 미러(62~64), 및 도파관(65)에 의해 포인팅 장치(50)의 광학계가 구성되어 있다.

제 1 광 제어 수단(61)은 만곡한 볼록 구조이며 광을 확산하는 것이다. 제 1 광 제어 수단(61)은 반사 미러(62)의 반사면에 설치되어 있다. 볼록 구조에 입사된 광은 확산해서 반사되게 된다. 그 때문에, 제 1 광 제어 수단(61)은 특히 광 강도가 강한 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 제 1 광 제어 수단(61)을 제작하는 방법으로서는 필요한 곡률을 전사하는 패턴을 실시한 몰드를 이용해서 반사 미러(62)의 제작과 동시에 제작하는 방법 등이 있다.

상기 구성을 갖는 포인팅 장치(50)에서는 발광 다이오드(12a)로부터 출사된 광은 반사 미러(62)에 의해 접촉면(17)에 조사된다. 동작 대상물인 손가락 끝(10)은 조작중에 접촉면(17)에 접촉하도록 되어 있다. 손가락 끝(10)이 접촉면(17)에 접촉하면 접촉면(17)에 조명된 광은 손가락 끝(10)의 표면에서 산란해서 반사된다. 손가락 끝(10)의 표면에서 반사된 광, 즉 손가락 끝(10)의 상을 나타내는 광은 반사 미러(63)에 의해 반사되고, 도파관(65)을 통과하며, 반사 미러(64)에 의해 반사되어 촬상 소자(13)에 도달된다. 이 광에 의거해서 촬상 소자(13)에 의해 손가락 끝(10)의 움직임이 검지된다.

그리고, 포인팅 장치(50)에서는 제 1 광 제어 수단(61)이 반사 미러(62)의 반사면이며, 또한, 발광 다이오드(12a)로부터 접촉면(17)에 이르는 광로 상에 설치되어 있음으로써 광을 확산시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태12〕

도 24는 본 실시형태의 포인팅 장치(51)의 일구성예를 나타내는 단면도이다.

도 24에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(51)는 상기 실시형태11에서 설명한 도 23의 포인팅 장치(50)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(61) 및 반사 미러(62) 대신에 만곡 형상 반사 미러(66)(제 1 광 제어 수단)를 구비하고 있다.

만곡 형상 반사 미러(66)는 만곡된 반사 미러이며, 광을 확산하면서 반사하는 것이다. 만곡된 형상으로 함으로써 광을 확산하는 효과를 얻을 수 있다. 만곡 형상 반사 미러(66)의 곡률 반경은 적절하게 변경 가능하고, 예컨대, 보다 높은 확산 효과가 필요한 부분은 곡률 반경이 작고, 확산 효과의 정도를 억제하는 부분은 곡률 반경이 큰 구조로 함으로써 필요에 따른 확산 효과를 얻을 수 있다. 만곡 형상 반사 미러(66)를 제작하는 방법으로서는 필요한 곡률을 전사하는 패턴을 실시한 몰드를 이용해서 제작하는 방법 등이 있다.

포인팅 장치(51)에서는 만곡 형상 반사 미러(66)에 의해 광을 확산시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태13〕

도 25는 본 실시형태의 포인팅 장치(52)의 일구성예를 나타내는 단면도이다.

도 25에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(52)는 상기 실시형태11에서 설명한 도 23의 포인팅 장치(50)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(61)을 제외한 구성에 추가해서, 렌즈(67)(광 부품), 및 제 1 광 제어 수단(68)을 구비하고 있다.

렌즈(67)는 조명 광학계에 있어서의 발광 다이오드(12a)와 반사 미러(62) 사이에 배치되어 있고, 발광 다이오드(12a)로부터의 출사광을 반사 미러(62)에 집광시킨다. 반사 미러(62)는 렌즈(67)로부터의 광을 접촉면(17)에 반사시킨다. 제 1 광 제어 수단(68)은 렌즈(67)의 출사면측에 설치되어 있다. 제 1 광 제어 수단(68)은 광 흡수체로 이루어지고, 도달되는 광을 흡수시키는 것이다.

포인팅 장치(52)에서는 제 1 광 제어 수단(68)에 의해 광을 흡수시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다. 또한, 렌즈(67)는 광을 집광하는 기능을 갖는 것에 한정되지 않고, 광을 확산하는 것을 이용할 수도 있다.

〔실시형태14〕

도 26은 본 실시형태의 포인팅 장치(53)의 일구성예를 나타내는 단면도이다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(53)는 상기 실시형태11에서 설명한 도 23의 포인팅 장치(50)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(61)을 제외한 구성에 추가해서, 요철부(69)(제 1 광 제어 수단)가 형성된 렌즈(67)(광 부품)를 구비하고 있다.

렌즈(67)는 조명 광학계에 있어서의 발광 다이오드(12a)와 반사 미러(62) 사이에 배치되어 있고, 발광 다이오드(12a)로부터의 출사광을 반사 미러(62)에 집광시킨다. 반사 미러(62)는 렌즈(67)로부터의 광을 접촉면(17)에 반사시킨다.

요철부(69)는 오목부와 볼록부가 주기적으로 반복된 요철 구조의 것이고, 도달되는 광을 산란하는 것이다. 요철부(69)는 렌즈(67)의 출사면측에 설치되어 있다. 렌즈(67)와 포인팅 장치(53)의 내부 공간의 계면이 요철 형상으로 되어 있으므로 렌즈(67)로부터 나가는 광을 산란할 수 있다. 요철부(69)의 요철 형상은 적절하게 변경 가능하고, 필요에 따른 확산 효과를 얻을 수 있다. 또한, 요철부(69)는 렌즈(67)에 직접 형성되므로 렌즈(67)는 수지제가 최적이다.

포인팅 장치(53)에서는 요철부(69)가 렌즈(67)에 설치되어 있으므로 광을 산란시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 광 흡수체나 광 반사체의 설치와 같은 광 손실 부분이 없으므로, 특히 포인팅 장치(53)의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태15〕

도 27은 본 실시형태의 포인팅 장치(54)의 일구성예를 나타내는 단면도이다.

도 27에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 포인팅 장치(54)는 상기 실시형태11에서 설명한 도 23의 포인팅 장치(50)의 구성 중 제 1 광 제어 수단(61)을 제외한 구성에 추가해서, 렌즈(67)(광 부품), 및 요철 형상 수지부(70)(제 1 광 제어 수단, 제 2 수지부)를 구비하고 있다.

요철 형상 수지부(70)는 오목부와 볼록부가 주기적으로 반복된 요철 구조의 것이고, 도달되는 광을 산란하는 것이다. 요철 형상 수지부(70)는 렌즈(67)의 출사면측에 설치되어 있다. 요철 형상 수지부(70)와 포인팅 장치(54)의 내부 공간의 계면이 요철 형상으로 되어 있으므로 요철 형상 수지부(70)로부터 나가는 광을 산란할 수 있다. 요철 형상 수지부(70)의 요철 형상은 적절하게 변경 가능하고, 필요에 따른 확산 효과를 얻을 수 있다. 또한, 요철 형상 수지부(70)는 렌즈(67)로부터 출사되는 광을 확산하므로 광 투과성 수지로 이루어지는 것이 최적이다.

포인팅 장치(54)에서는 요철 형상 수지부(70)가 렌즈(67)에 설치되어 있으므로 광을 산란시킴으로써 접촉면(17)에 있어서의 광 강도의 출력을 효율적으로 평균화하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 광 흡수체나 광 반사체의 설치와 같은 광 손실 부분이 없으므로, 특히 포인팅 장치(54)의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

〔실시형태16〕

상기 실시형태1~15에서는 1개의 부재에 접촉면(17)에 있어서의 광 강도 분포를 균일화하기 위한 부재(제 1 광 제어 수단)가 설치된 구성을 갖고 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 복수개의 부재에 설치되어 있어도 좋다. 예컨대, 도 8에 나타낸 구성과 도 16에 나타낸 구성을 조합시킨 구성으로 할 수 있다.

또한, 제 1 광 제어 수단은 발광 소자로부터 출사되는 광이 접촉면(17)에 있어서 균일하게 조사되도록 광을 반사ㆍ흡수ㆍ확산함으로써 접촉면(17)에 도달되는 광을 제어하는 것이다. 제 1 광 제어 수단은 광을 반사하는 기능, 광을 흡수하는 기능, 및 광을 확산하는 기능 중 어느 기능을 갖고 있어도 좋고, 설치 개소에 따라 유효적으로 효과를 발휘하도록 선택하면 좋다. 제 1 광 제어 수단은 예컨대, 광 반사 기능을 구비시킬 경우에는 광 반사체에 의해 구성하고, 광 흡수 기능을 구비시킬 경우에는 광 흡수체에 의해 구성하고, 광 확산 기능을 구비시킬 경우에는 광 확산체(요철 구조, 필러 혼입 구조, 렌즈 구조, 만곡 구조 등)에 의해 구성할 수 있다.

또한, 도 18에서는 수지 몰드부(14)(제 1 수지부)에 요철부(33)를 형성했지만, 요철부(33)와 동등한 형상이 표면에 형성된 수지부(제 2 수지부)를 조명 광학계, 즉 커버부(16)의 경사면(19)이나 도 23의 반사 미러(62) 등에 형성해도 좋다. 특히, 커버부(16)의 경사면(19) 등 수지제의 것에는 요철부(33)와 동등한 형상을 직접 형성할 수 있다. 또한, 요철부(33)와 동등한 형상은 새틴상의 오목부와 볼록부로 이루어지는 요철 형상을 물론 포함한다.

또한, 도 20의 필러가 들어간 수지 몰드부(34)나, 도 21의 수지 몰드부(14)에 형성된 렌즈부(36)와 동등한 기능을 발휘하는 것으로서 조명 광학계에 필러가 첨가된 수지부(제 3 수지부)나, 광을 확산하는 렌즈, 만곡 형상의 렌즈부가 표면에 형성된 수지부(제 4 수지부)를 형성해도 좋다.

〔실시형태17〕

본 실시형태에서는 상기 실시형태1~16에서 설명한 포인팅 장치(40~54)를 구비하는 전자기기에 대해서 설명한다. 또한, 전자기기로서는, 예컨대, 휴대형 전화기나, PC(특히 모바일 PC), PDA, 게임기, 텔레비젼 등의 원격 제어, 전자레인지 등, 유저가 원하는 조작을 지시 입력하기 위한 입력 장치를 구비한 여러가지의 전자기기가 있지만, 본 실시형태에서는 휴대형 전화기의 경우를 이용해서 설명한다.

도 28(a)는 포인팅 장치(107)를 탑재한 휴대형 전화기(100)의 정면측의 외관을 나타내는 도면이고, 도 28(b)는 휴대형 전화기(100)의 배면측의 외관을 나타내는 도면이며, 도 28(c)는 휴대형 전화기(100)의 측면측의 외관을 나타내는 도면이다.

도 28(a)~도 28(c)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 휴대형 전화기(100)(휴대형 정보 단말)는 모니터측 하우징(101), 조작측 하우징(102), 마이크로폰부(103), 텐 키(104), 모니터부(105), 스피커부(106), 및 포인팅 장치(107)를 구비하고 있다.

모니터측 하우징(101)과 조작측 하우징(102)은 힌지를 통해서 접속되어 있고, 휴대형 전화기(100)는 소위 접이식의 휴대형 전화기이다. 마이크로폰부(103)는 음성 정보를 휴대형 전화기(100)에 입력하는 것이다. 텐 키(104)는 숫자 및 문자를 입력하기 위한 버튼이다. 모니터부(105)는 영상 정보를 출력하는 것임과 아울러 포인팅 장치(107)로부터의 입력 정보를 표시하는 것이다. 스피커부(106)는 음성 정보를 외부에 출력하는 것이다.

포인팅 장치(107)는 유저가 원하는 조작을 지시 입력하기 위한 입력 장치이며, 상기 실시형태1~16에서 설명한 포인팅 장치(40~54) 모두 적용 가능하다. 본 실시형태에서는, 포인팅 장치(107)는 도 28(a)에 나타내는 바와 같이 텐 키(104)의 상부에 배치되어 있지만, 포인팅 장치(107)의 배치 방법 및 그 방향에 대해서는 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시형태에서는 휴대형 전화기(100)는 접이식의 휴대형 전화기일 경우에 대해서 설명했지만 접이식에 한정되지 않는 것은 물론이다. 그런데, 최근에는 접이식이 주류이며, 접혀진 상태에서 두께가 10㎜ 이하인 휴대형 전화기도 등장해 오고 있다. 그 때문에, 휴대형 전화기의 휴대성을 고려하면 그 두께는 매우 중요한 요소로 되어 있다.

조작측 하우징(102)에 있어서 도시되지 않은 내부의 회로 기판 등을 제외하고 조작측 하우징(102)의 두께를 결정하는 부품은 마이크로폰부(103), 텐 키(104), 및 포인팅 장치(107)이다. 그리고, 이 중에서 포인팅 장치(107)의 두께가 가장 두꺼우므로 포인팅 장치(107)의 박형화는 휴대형 전화기(100)의 박형화로 직결되어 매우 중요하다.

상술한 바와 같이, 제 1 광 제어 수단을 가지고서 출력에 편향이 있는 발광 소자의 광을 균등 분배하고, 제 2 광 제어 수단을 가지고서 미광을 차광할 수 있으므로 소형이고 박형이며, 또한 저소비 전력의 포인팅 장치(107)를 실현할 수 있다. 따라서, 휴대형 전화기(100)는 포인팅 장치(107)를 구비함으로써 용이하게 박형화 및 콤팩트화를 실현함과 아울러 저소비 전력화를 실현하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 각종 변경이 가능하며, 다른 실시형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합시켜 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명의 포인팅 장치는 동작 대상물을 설치하기 위한 접촉면과, 상기 접촉면을 상기 동작 대상물이 설치되는 측과는 반대측으로부터 조명하는 발광 소자와, 상기 동작 대상물로부터의 반사광을 수광하는 촬상 소자를 구비하는 포인팅 장치로서, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광이 상기 접촉면에 있어서 균일하게 조사되도록 상기 접촉면에 도달되는 광을 제어하는 제 1 광 제어 수단을 구비하고, 상기 발광 소자는 방사 각도에 대해서 광 강도에 편향이 있는 광을 출사하고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 상기 접촉면에 이르는 광로에 배치되어 있는 구성을 갖는다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자로부터 출사되는 광 중 상기 접촉면의 조명에 기여하지 않는 광을 차폐하는 제 2 광 제어 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 발광 소자에 기인하는 미광을 배제하는 것이 가능하게 된다. 또한 이것에 의해, 미광이 촬상 소자에 입사되는 것이 억제되므로 미광에 의한 포인팅 장치의 오동작을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자는 발광 다이오드인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 방사 각도에 대한 광 강도의 편향이 작은 발광 다이오드를 사용함으로써 보다 짧은 거리에서 제 1 광 제어 수단에 의해 발휘되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 특히 포인팅 장치의 박형화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 발광 소자에 설치되어 있음으로써 발광 프로파일을 접촉면에 있어서의 광 강도를 균일하게 하기 위한 최적의 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 종래의 포인팅 장치의 구성을 발광 소자의 변경만으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자는 평평한 천장면 및 저면을 가지는 직육면체의 형상을 가짐과 아울러 상기 천장면이 상기 접촉면에 대향하도록 배치되어 있고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자의 천장면에 있어서의 상기 천장면의 중심을 포함하는 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 발광 소자에 있어서의 발광 강도가 특히 높은 천장면의 중심을 포함하는 영역에 형성되어 있음으로써 제 1 광 제어 수단의 설치 영역을 작게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자는 제 1 수지부로 덮여져 있고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부의 적어도 일부에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 발광 소자를 덮는 제 1 수지부에 설치되어 있음으로써 발광 소자나 부재 커버 등의 키 디바이스는 종래의 포인팅 장치의 구성인 채로 광 제어 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자는 평평한 천장면 및 저면을 가지는 직육면체의 형상을 가짐과 아울러 상기 천장면이 상기 접촉면에 대향하도록 배치되어 있고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부의 표면에 있어서의 상기 발광 소자의 천장면의 중심을 통과하는 법선축을 포함하는 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 제 1 수지부의 표면의 영역에 형성되어 있음과 아울러 그 영역은 발광 소자에 있어서의 발광 강도가 특히 높은 천장면의 중심을 통과하는 법선축을 포함하는 영역이므로 제 1 광 제어 수단의 설치 영역을 작게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자로부터 상기 접촉면에 이르는 광로에 배치된, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 상기 접촉면측에 도광시키는 광 부품을 더 구비하고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 광 부품에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 광 부품의 광 제어 기능을 제작하는 프로세스에 있어서 제 1 광 제어 수단을 형성하면 제 1 광 제어 수단을 구비하는 것에 의한 부품점수나 비용 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 특히 조명 광학계에 광 부품을 구비하는 포인팅 장치에 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 광 부품은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 집광하는 렌즈, 또는 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 렌즈인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 집광, 또는 확산 기능을 갖는 렌즈에 설치되어 있음으로써 렌즈에 있어서의 광학 기능을 제작하는 제작 프로세스에 있어서 제 1 광 제어 수단을 형성하면 제 1 광 제어 수단을 구비하는 것에 의한 부품점수나 비용의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 특히 조명 광학계에 렌즈를 구비하는 포인팅 장치에 적합하고, 제 1 광 제어 수단이 확산에 의한 효과가 적합한 경우가 특히 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 광 부품은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 반사하는 반사 미러인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 반사 기능을 갖는 반사 미러에 설치되어 있음으로써 반사 미러에 있어서의 광학 기능을 제작하는 제작 프로세스에 있어서 제 1 광 제어 수단을 형성하면 제 1 광 제어 수단을 구비하는 것에 의한 부품점수나 비용의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 특히 조명 광학계에 반사 미러를 구비하는 포인팅 장치에 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 반사 미러의 반사면의 적어도 일부는 만곡된 볼록 형상을 갖고 있고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 반사 미러의 만곡된 볼록 형상의 반사면을 포함하는 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 반사 미러의 만곡된 볼록 형상의 반사면을 포함하는 구조를 갖고 있음으로써 광 반사시에 있어서 광을 확산하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포함과 아울러 외부에 노출된 면에 상기 접촉면이 설치된 하우징을 더 구비하고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 하우징에 있어서의 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포하는 측의 면에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단이 하우징에 설치되어 있음으로써 하우징에 있어서의 광학 기능을 제작하는 프로세스에 있어서 제 1 광 제어 수단을 형성하면 제 1 광 제어 수단을 구비하는 것에 의한 부품점수나 비용의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 특히 반사나 집광 등의 광학 효과를 가지는 하우징을 구비하는 포인팅 장치에 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 반사하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단은 광 반사 기능을 갖고, 광을 투과하지 않는 차광부가 된다. 따라서, 제 1 광 제어 수단을 광 강도가 높은 위치에 배치함으로써 광 강도의 편향을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 광 제어 수단으로부터 반사된 광을 재이용함으로써 광 손실을 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 특히 포인팅 장치의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 금속막인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 발광 소자로부터 출사되는 광을 금속 반사할 수 있다. 또한, 금속은 반사율도 높고, 접착이나 패터닝도 용이하므로 제 1 광 제어 수단에 적합한 차광 부재가 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단이 상기 발광 소자에 있어서의 금속막으로 이루어지는 전극이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 반사하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 금속막에 의한 제 1 광 제어 수단을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 발광 소자의 전극 패턴 형성시에 있어서의 마스크의 변경에 의해 제 1 광 제어 수단을 제작하는 것이 가능하고, 기존의 프로세스를 그대로 사용할 수 있다. 또한, 전극에서 반사되어 차폐되는 광 출력은 전극 이외의 부분으로부터 출력되게 되어 광 손실을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 흡수하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단은 광 흡수 기능을 갖고, 광을 투과하지 않는 차광부가 된다. 따라서, 제 1 광 제어 수단을 광 강도가 높은 위치에 배치함으로써 광 강도의 편향을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 광 제어 수단에 의해 차광된 광은 흡수되므로 반사나 산란에 의한 미광을 배제하는 것이 가능하다. 따라서, 특히 미광에 강한 포인팅 장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단은 광 확산 기능을 가지므로 제 1 광 제어 수단을 광 강도가 높은 위치에 배치하면 광 강도의 편향을 억제할 수 있다. 또한 이것에 의해, 높은 광 강도의 영역의 확산이 낮은 광 강도의 영역에 기여하므로 평균적으로 높은 광 강도를 얻을 수 있다. 따라서, 특히 포인팅 장치의 저소비 전력화에 기여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 광로에 있는 계면이 요철 형상의 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단은 광로에 있는 계면이 요철 형상의 구조를 갖고 있으므로 광을 산란할 수 있다. 따라서, 특히 새롭게 광학 부품을 필요로 할 일은 없다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 요철 형상에 있어서의 오목부와 볼록부의 차, 상기 오목부의 폭, 및 상기 볼록부의 폭은 모두 10㎛ 이하의 값인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단은 10㎛ 이하의 미세한 요철 형상의 구조를 가짐으로써 요철 형상이 발광 소자로부터 출사되는 광의 파장에 가까워지게 되므로 기하학적 산란에 추가해서, 미산란 등의 광학적인 산란 효과도 얻는 것이 가능하게 되어 보다 산란 효과를 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 새틴상의 오목부와 볼록부로 이루어지는 요철 형상이 표면에 형성된 제 2 수지부인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 2 수지부를 제작할 때에 사용하는 몰드의 표면을 새틴상 처리로 함으로써 제 2 수지부의 표면에 새틴상의 요철 형상을 형성하는 것이 가능하고, 제 1 광 제어 수단을 용이하게 제작하는 것이 가능하게 된다. 또한, 요철 형상의 제어는 몰드의 형상에 반영되므로 임의의 요철 형상을 제작할 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 필러가 첨가된 제 3 수지부인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 필러가 첨가된 제 3 수지부를 설치함으로써 발광 소자로부터 출력되는 광을 수지 내에서 산란하는 것이 가능하고, 제 1 광 제어 수단을 용이하게 제작하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 필러는 직경이 10㎛ 이하의 값을 가지는 입자상의 충전재인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 필러를 10㎛ 이하의 미세한 물체로 함으로써 발광 소자로부터 출사되는 광의 파장에 가까워지게 되므로 기하학적 산란에 추가해서, 미산란 등의 광학적인 산란 효과도 얻는 것이 가능하게 되어 보다 산란 효과를 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부의 표면에 형성된 요철부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 수지부에는 필러가 첨가되어 있고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 필러가 첨가된 제 1 수지부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 광 부품은 수지로 이루어지고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 광 부품의 표면에 형성된 요철부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 하우징은 수지로 이루어지고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 하우징에 있어서의 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포하는 측의 면에 형성된 요철부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 렌즈인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 1 광 제어 수단을 렌즈로 함으로써 계면의 굴절에 의해 광 확산 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 만곡 형상의 렌즈부가 표면에 형성된 제 4 수지부인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 4 수지부를 제작할 때에 사용하는 몰드의 표면을 만곡 형상으로 함으로써 제 4 수지부의 표면에 만곡 형상의 렌즈부를 형성하는 것이 가능하고, 제 1 광 제어 수단을 용이하게 제작하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 렌즈이고, 상기 렌즈는 상기 제 1 수지부의 표면이 만곡해서 형성되어 있다.

상기 구성에 의하면, 제 1 수지부의 표면에 렌즈 구조를 설치함으로써 렌즈 구조의 부분에 이르는 광을 확산할 수 있다. 또한, 제 1 수지부의 표면의 렌즈 구조는 제 2 수지부의 제작시에 사용하는 몰드를 만곡 형상으로 함으로써 전사에 의해 용이하게 작성할 수 있다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자를 덮는 제 1 수지부와, 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포함과 아울러 외부에 노출된 면에 상기 접촉면이 설치된 하우징을 더 구비하고, 상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자, 상기 제 1 수지부의 적어도 일부, 및 상기 하우징에 있어서의 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포하는 측의 면 중 2개소 이상에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자는 제 1 수지부로 덮여져 있고, 상기 제 2 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 2 광 제어 수단이 제 1 수지부에 설치되어 있음으로써 제 2 광 제어 수단은 발광 소자에 근접한 위치에 배치되므로 제 2 광 제어 수단의 설치 영역을 작게 할 수 있어 장치의 대형화를 회피할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포함과 아울러 외부에 노출된 면에 상기 접촉면이 설치된 하우징을 더 구비하고, 상기 제 2 광 제어 수단은 상기 하우징에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 2 광 제어 수단이 하우징에 설치되어 있음으로써 하우징에 있어서의 광학 기능을 제작하는 프로세스에 있어서 제 2 광 제어 수단을 형성할 수 있다. 따라서, 특히 반사나 집광 등의 광학 효과를 가지는 하우징을 구비하는 포인팅 장치에 바람직하다.

또한, 본 발명의 포인팅 장치는 상기 제 2 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 흡수하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 제 2 광 제어 수단은 발광 소자로부터 출사되는 광을 흡수하는 기능을 갖고, 광을 투과하지 않는 차광부가 된다. 또한, 제 2 광 제어 수단에 의해 차광된 광은 흡수되므로 반사나 산란에 의한 미광을 배제하는 것이 가능하다.

본 발명은 손가락 끝 등의 동작 대상물의 움직임을 검지하는 포인팅 장치에 관한 분야에 바람직하게 이용할 수 있을 뿐만 아니라 포인팅 장치의 제조 방법, 특히 포인팅 장치의 조립 방법에 관한 분야에 바람직하게 이용할 수 있고, 또한, 포인팅 장치를 구비하는 전자기기 등의 분야에도 널리 이용할 수 있다.

10 : 손가락 끝(동작 대상물) 11,11a,11b : 회로 기판
12 : 광원(발광 소자) 12a : 발광 다이오드(발광 소자)
12b : 레이저 다이오드(발광 소자) 13 : 촬상 소자
14 : 수지 몰드부(제 1 수지부) 15 : 수지 몰드부
16 : 커버부(하우징) 17 : 접촉면
18 : 프리즘 19 : 경사면
20,24 : 반사형 렌즈 21,22 : 반사면
23 : 회절 소자 31,31a,31b,31c : 제 1 광 제어 수단
32,32a : 제 2 광 제어 수단 33,33a : 요철부(제 1 광 제어 수단)
34 : 필러가 들어간 수지 몰드부(제 1 광 제어 수단)
35 : 필러 36 : 렌즈부(제 1 광 제어 수단)
37 : 만곡 형상 오목부(제 1 광 제어 수단)
40~54 : 포인팅 장치 60 : 하우징
61 : 제 1 광 제어 수단 62 : 반사 미러(광 부품)
63ㆍ64 : 반사 미러 65 : 도파관
66 : 만곡 형상 반사 미러 67 : 렌즈(광 부품)
68 : 제 1 광 제어 수단 69 : 요철부(제 1 광 제어 수단)
70 : 요철 형상 수지부(제 1 광 제어 수단, 제 2 수지부)
100 : 휴대형 전화기(전자기기) 101 : 모니터측 하우징
102 : 조작측 하우징 104 : 텐 키
107 : 포인팅 장치

Claims

동작 대상물을 설치하기 위한 접촉면;
상기 접촉면을 상기 동작 대상물이 설치되는 측과는 반대측으로부터 조명하는 발광 소자; 및
상기 동작 대상물로부터의 반사광을 수광하는 촬상 소자를 구비하는 포인팅 장치로서:
상기 발광 소자로부터 출사되는 광이 상기 접촉면에 있어서 균일하게 조사되도록 상기 접촉면에 도달되는 광을 제어하는 제 1 광 제어 수단을 구비하고;
상기 발광 소자는 방사 각도에 대해서 광 강도에 편향이 있는 광을 출사하고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 상기 접촉면에 이르는 광로에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자로부터 출사되는 광 중 상기 접촉면의 조명에 기여하지 않는 광을 차폐하는 제 2 광 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 발광 소자는 평평한 천장면 및 저면을 가지는 직육면체의 형상을 가짐과 아울러 상기 천장면이 상기 접촉면에 대향하도록 배치되어 있고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자의 천장면에 있어서의 상기 천장면의 중심을 포함하는 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자는 제 1 수지부로 덮여져 있고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부의 적어도 일부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 발광 소자는 평평한 천장면 및 저면을 가지는 직육면체의 형상을 가짐과 아울러 상기 천장면이 상기 접촉면에 대향하도록 배치되어 있고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부의 표면에 있어서의 상기 발광 소자의 천장면의 중심을 통과하는 법선축을 포함하는 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자로부터 상기 접촉면에 이르는 광로에 배치된, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 상기 접촉면측에 도광시키는 광 부품을 더 구비하고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 광 부품에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 광 부품은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 집광하는 렌즈, 또는 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 렌즈인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 광 부품은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 반사하는 반사 미러인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 반사 미러의 반사면의 적어도 일부는 만곡한 볼록 형상을 갖고 있고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 반사 미러의 만곡한 볼록 형상의 반사면을 포함하는 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포함과 아울러 외부에 노출된 면에 상기 접촉면이 설치된 하우징을 더 구비하고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 하우징에 있어서의 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포하는 측의 면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 금속막인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자에 있어서의 금속막으로 이루어지는 전극이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 광로에 있는 계면이 요철 형상의 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 요철 형상에 있어서의 오목부와 볼록부의 차, 상기 오목부의 폭, 및 상기 볼록부의 폭은 모두 10㎛ 이하의 값인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 새틴상의 오목부와 볼록부로 이루어지는 요철 형상이 표면에 형성된 제 2 수지부인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 필러가 첨가된 제 3 수지부인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 필러는 직경이 10㎛ 이하의 값을 가지는 입자상의 충전재인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부의 표면에 형성된 요철부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 수지부에는 필러가 첨가되어 있고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 필러가 첨가된 제 1 수지부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 광 부품은 수지로 이루어지고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 광 부품의 표면에 형성된 요철부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 하우징은 수지로 이루어지고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 하우징에 있어서의 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포하는 측의 면에 형성된 요철부이며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 렌즈인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 27 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 만곡 형상의 렌즈부가 표면에 형성된 제 4 수지부인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 확산하는 렌즈이고;
상기 렌즈는 상기 제 1 수지부의 표면이 만곡해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자를 덮는 제 1 수지부와,
상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포함과 아울러 외부에 노출된 면에 상기 접촉면이 설치된 하우징을 더 구비하고;
상기 제 1 광 제어 수단은 상기 발광 소자, 상기 제 1 수지부의 적어도 일부, 및 상기 하우징에 있어서의 상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포하는 측의 면 중 2개소 이상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 발광 소자는 제 1 수지부로 덮여져 있고;
상기 제 2 광 제어 수단은 상기 제 1 수지부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 발광 소자 및 상기 촬상 소자를 내포함과 아울러 외부에 노출된 면에 상기 접촉면이 설치된 하우징을 더 구비하고;
상기 제 2 광 제어 수단은 상기 하우징에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
제 31 항에 있어서,
상기 제 2 광 제어 수단은 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
입력 장치를 구비한 전자기기로서:
상기 입력 장치는 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 포인팅 장치인 것을 특징으로 하는 전자기기.