WO2011052788A1

WO2011052788A1 - 光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器

Info

Publication number: WO2011052788A1
Application number: PCT/JP2010/069534
Authority: WO
Inventors: 明永宗; 渡邉　由紀夫; 三宅　隆浩; 名倉　和人
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-05-05

Abstract

　撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器を提供する。光ポインティング装置は、被写体に光を照射する光源（１６）と、該被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材（２４）と、該導光型光学部材（２４）によって導光された光を受光する撮像素子（１５）とを備えている。上記光源（１６）は、透光性樹脂からなる構造体（２０）に収容されている。上記構造体（２０）には、撮像素子（１５）側でかつ被写体に近い部位に、光源（１６）から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材（２４）によって導光されて撮像素子（１５）に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面（２０ａ）を有する切欠き部（２５）が設けられている。

Description

光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器

　本発明は光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器に関するものであり、より詳細には、電子機器としての携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯情報端末（電子機器）に搭載可能な入力装置としての光ポインティング装置、およびそれを備えた電子機器に関するものであり、より詳細には、迷光による影響の少ない光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器に関する。

　携帯電話機や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、数字および文字を入力するための複数個のボタンと方向ボタン（十字キー）とで構成されている。また、近年では携帯情報端末のディスプレイ部にグラフィック等の表現が可能となることに伴い、ユーザに対する情報の表示方式として、主に、ディスプレイ部を二次元で用いるＧＵＩ（Graphical User Interface）が採用されるようになってきている。

　このように、携帯情報端末が高機能化し、コンピュータと同等の表示機能を備えることにより、メニューキーおよびその他の機能キーを方向キーとして用いる従来の携帯情報端末の入力手段では、ＧＵＩで表現されたアイコン等の選択には適しておらず、不便である。そのため、携帯情報端末においても、コンピュータに用いられているボール式マウスまたは光学式マウス等のマウスやタッチパッド、タブレットのように、直感的な操作を可能とするポインティング装置が求められるようになってきている。

　しかしながら、携帯情報端末は携帯することを前提としているため、本体と分離した別途のポインティング装置を携帯情報端末のポインティング装置として採用するには支障を来たす。また、トラックボール型（Track Ball-Type）のポインティング装置は、物理的に一定以上の三次元空間を占有するため、薄型かつ小型の携帯情報端末には採用し難いという問題がある。

　そこで、携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置として、ポインティング装置に接触する被写体（例えば、指先等）を撮像素子で観察し、接触面における被写体の模様（例えば、指紋等）の変化を抽出することによって、被写体の動きを検知する光ポインティング装置が提案されている。つまり、被写体にて反射された光によって形成された被写体の像をイメージセンサ等の撮像素子で連続的に撮像し、撮像した画像データにおける直前に撮影した画像データに対する変化量を抽出し、該変化量に基づいて被写体の動きを算出し、電気信号として出力する光ポインティング装置が提案されている。この光ポインティング装置を用いることによって、ディスプレイ上に示されたカーソル等を被写体の動きに合わせて移動させることができる。

　例えば特許文献１には、光源から出射され、被写体にて反射された光を水平方向（装置を水平に載置した場合）に反射する反射鏡と、水平の光線経路上に対向して垂直に設置された集光レンズおよびイメージセンサ（撮像素子）とを備える光ポインティング装置が記載されている（特許文献１の要約書を参照）。

　特許文献１の光ポインティング装置においては、反射鏡が設けられたブロック状の遮光壁で、光源から出射された光が直接、イメージセンサに入射しないように遮光される構成となっている。つまり、光を反射鏡でイメージセンサに導く特許文献１の光ポインティング装置においては、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光（規定の光線経路を通過しない光）となってイメージセンサに受光されることを容易に防止することができる構成となっている。

　また、例えば特許文献２に開示された光ポインティング装置である超薄型の光学式ジョイスティックでは、接触面上の被写体をＬＥＤ等の光源によって照射し、被写体から散乱された光を集光レンズにて撮像素子に集光し、被写体の像をイメージセンサ等の撮像素子で連続的に撮像し、撮像した画像データにおける直前に撮影した画像データに対する変化量を抽出し、変化量に基づいて被写体の動きを算出し、被写体の動きを電気信号として出力する。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。

　図２１に示すように、上記特許文献２に開示された超薄型の光学式ジョイスティック３００における光学系は、装置の小型化・薄型化を図るため、ＬＥＤ３１１および反射ミラー３１２を含む光源部３１０と、第１反射面３２１および第１平凸レンズ部３２２を有する第１導波管３２０と、第２反射面３３１および第２平凸レンズ部３３２を有する第２導波管３３０と、イメージセンサ３４０と、指等の被写体３０１が接するカバーグラス３０２と、第１平凸レンズ部３２２と第２平凸レンズ部３３２との間に位置する空間に設けられた周辺のノイズ光を遮断する遮断部３５０との部品からなっている。

　この特許文献２に開示された超薄型の光学式ジョイスティックでは、第１導波管３２０および第２導波管３３０が反射面およびレンズ部を含むため、光学式ジョイスティックの高さを約２ｍｍ以下にまで減らすことができる。このため、超薄型の光学式ジョイスティックを提供することができるようになっている。

　また、特許文献３においても、特許文献２と同様に、接触面の直下にプリズム等の折り曲げ光学素子を配置し、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としての光学式ジョイスティックが提案されている。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することができ、光ポインティング装置の薄型化を実現することができるようになっている。

日本国公表特許公報「特表２００８－５０７７８７号公報（２００８年３月１３日公表）」日本国公表特許公報「特表２００８－５１０２４８号公報（２００８年４月３日公表）」日本国公開特許公報「特開２００９－１７６２７１号公報（２００９年８月６日公開）」

　ところで、近年、反射鏡等の鏡を複数組み合わせて光を撮像素子に導く構成の光ポインティング装置に代わって、被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材を光学部材として用いた光ポインティング装置が種々提案されている。

　しかしながら、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置においては、光が導光型光学部材の内部を導光されるため、前記ブロック状の遮光壁等を設けることができないので、迷光を遮光することができないという問題点を有している。迷光が撮像素子に受光されると、被写体で反射した光（散乱光）を撮像素子が受光したときに、迷光の影響によって、該光（散乱光）を充分に認識することができず、光ポインティング装置の性能が低下してしまう。それゆえ、迷光が撮像素子に受光されることを防止するための対策が求められている。

　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、その第一の主たる目的は、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置において、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置、およびそれを備えた電子機器を提供することにある。

　また、従来の光ポインティング装置において、光学部材としてプリズムおよび集光レンズ等の光学要素が一体化されかつ部材内部を反射により導光していく薄型の導光板型光学部材を用いる場合には、被写体との接触面で発生するフレネル反射光が撮像素子へ入射するのを避けるために光源を接触面から離して配置すると、光源を覆う透明樹脂表面への光線の入射角度が大きくなり、透明樹脂内部に光が閉じ込められ、被写体を照明する光量が不足する。これにより撮像特性が悪化し、ポインティング装置の性能が低下する、或いは光量を補うために光源の出力を増やす必要があるため、省電力化が図り難くなる等の問題が生じる。

　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、その第二の主たる目的は、簡易な方法で、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、フレネル反射による迷光の影響を低減することにより、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。

　本発明に係る光ポインティング装置は、上記の課題を解決（第一の主たる目的を達成）するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材と、該導光型光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、上記構造体には、撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、光源を収容する構造体における撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられている。このため、光源から出射され立設面に到達した光は、該立設面を通過するときに屈折して被写体方向に向かって進むようになる。つまり、光源から出射された光が被写体で反射することなく迷光となることを防止することができるという効果を奏する。即ち、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置において、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提供することができる。また、光源から出射され立設面に到達した光を被写体方向に向かって進めることができるので、光源から出射された光の利用効率を向上させることができるという効果を併せて奏する。

　本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決（第一の主たる目的を達成）するために、上記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。

　上記の構成によれば、撮像素子にて撮像した画像データに対する迷光による影響が低減された光ポインティング装置を備えた電子機器を提供することができる。

　本発明に係る光ポインティング装置は、上記の課題を解決（第二の主たる目的を達成）するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に該仮想平面から離間して配置されており、上記構造体には、光源側から上記仮想平面に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴としている。

　また、本発明に係る光ポインティング装置は、上記の課題を解決（第二の主たる目的を達成）するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、上記被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように配置されており、上記構造体には、光源側から上記撮像素子側に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に、該仮想平面から離間して光源が配置されているので、フレネル反射光の光路が仮想平面に対して非対称な経路となり、撮像素子に入射するフレネル反射光の光量を減少させることができる。また、構造体には、光源側から上記仮想平面に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面が設けられているので、全反射の生じる光線の角度が緩和され、本来全反射によって構造体内部に閉じ込められていた光を、光学部材の方向へ取り出し易くなる。或いは、上記の構成によれば、被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように、光源が配置されているので、フレネル反射光の光路が上記直線を挟んで非対称な経路となり、撮像素子に入射するフレネル反射光の光量を減少させることができる。また、構造体には、光源側から上記撮像素子側に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面が設けられているので、全反射の生じる光線の角度が緩和され、本来全反射によって構造体内部に閉じ込められていた光を、光学部材の方向へ取り出し易くなる。それゆえ、上記光学部材を備えた光ポインティング装置において、簡易に、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、被写体との接触面からのフレネル反射による迷光の影響を低減することができる。つまり、簡易に、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、被写体との接触面からのフレネル反射による迷光の影響が低減された、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置を提供することができるという効果を奏する。

　また、本発明に係る光ポインティング装置は、上記の課題を解決（第二の主たる目的を達成）するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に該仮想平面から離間して配置されており、上記構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域が設けられていることを特徴としている。

　また、本発明に係る光ポインティング装置は、上記の課題を解決（第二の主たる目的を達成）するために、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、上記被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように配置されており、上記構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域が設けられていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に、該仮想平面から離間して光源が配置されているので、フレネル反射光の光路が仮想平面に対して非対称な経路となり、撮像素子に入射するフレネル反射光の光量を減少させることができる。また、構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域が設けられているので、全反射の生じる光線の角度が緩和され、本来全反射によって構造体内部に閉じ込められていた光を、光学部材の方向へ取り出し易くなる。或いは、上記の構成によれば、被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように、光源が配置されているので、フレネル反射光の光路が上記直線を挟んで非対称な経路となり、撮像素子に入射するフレネル反射光の光量を減少させることができる。また、構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域が設けられているので、全反射の生じる光線の角度が緩和され、本来全反射によって構造体内部に閉じ込められていた光を、光学部材の方向へ取り出し易くなる。それゆえ、上記光学部材を備えた光ポインティング装置において、簡易に、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、被写体との接触面からのフレネル反射による迷光の影響を低減することができる。つまり、簡易に、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、被写体との接触面からのフレネル反射による迷光の影響が低減された、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置を提供することができるという効果を奏する。

　また、本発明にかかる電子機器は、上記の課題を解決（第二の主たる目的を達成）するために、上記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。

　上記の構成によれば、簡易に、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、被写体との接触面からのフレネル反射による迷光の影響が低減された、被写体の検知精度の高い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という効果を奏する。

　以上のように、本発明に係る光ポインティング装置は、構造体には、撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、光源から出射された光が被写体で反射することなく導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部が設けられている構成である。

　これにより、導光型光学部材を用いた光ポインティング装置において、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提供することができるという効果を奏する。また、光源から出射された光の利用効率を向上させることができるという効果を併せて奏する。

　また、本発明に係る電子機器は、上記の光ポインティング装置を備えている構成である。これにより、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という効果を奏する。

　また、以上のように、本発明に係る光ポインティング装置は、光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に該仮想平面から離間して配置されており、上記構造体には、光源側から上記仮想平面に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面が設けられている構成である。また、本発明に係る光ポインティング装置は、光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように配置されており、上記構造体には、光源側から上記撮像素子側に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面が設けられている構成である。さらに、本発明に係る光ポインティング装置は、光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に該仮想平面から離間して配置されており、上記構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域が設けられている構成である。また、本発明に係る光ポインティング装置は、光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように配置されており、上記構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域が設けられている構成である。さらに、本発明に係る電子機器は、上記光ポインティング装置を備えている構成である。

　これにより、簡易に、光源から照射される光線の光量を保ちつつ、被写体との接触面からのフレネル反射による迷光の影響が低減された、被写体の検知精度の高い光ポインティング装置およびそれを備えた電子機器を提供することができるという効果を奏する。

本発明の第一の実施形態を示すものであり、光ポインティング装置の概略の構成を示す断面図である。上記光ポインティング装置の要部の構成を示す断面図である。上記光ポインティング装置の変形例であって、要部の構成を示す断面図である。上記光ポインティング装置の更なる変形例であって、要部の構成を示す断面図である。本発明の第二の実施形態を示すものであり、光ポインティング装置の要部の構成を示す断面図である。本発明の実施形態を説明するための参考例であって、光ポインティング装置における概略の構成を示す断面図である。本発明の第一の実施形態に係る光ポインティング装置において、構造体に切欠き部を設けたことによって奏する効果を説明するためのグラフである。本発明の第三の実施形態を示すものであり、（ａ）はポインティング装置の外観の一例を示す平面図であり、（ｂ）はポインティング装置の概略の構造を示す上記（ａ）のＡ－Ａ’線断面図であり、（ｃ）はポインティング装置の概略の構造を示す上記（ａ）のＢ－Ｂ’線断面図であり、（ｄ）は光ポインティング装置が備える透明樹脂の斜視図である。上記光ポインティング装置が備える撮像素子上でのフレネル反射による光の分布を説明する平面図である。（ａ），（ｂ）共に、光源の位置の違いによる、フレネル反射による光の経路を説明する平面図である。光ポインティング装置が備える透明樹脂内部に光が閉じ込められる状況を説明する断面図である。上記光ポインティングが備える透明樹脂の変形例を示すものであり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。上記光ポインティング装置が備える透明樹脂の他の変形例を示す断面図である。上記光ポインティング装置が備える透明樹脂のさらに他の変形例を示すものであり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は要部の斜視図である。上記光ポインティング装置が備える透明樹脂のさらに他の変形例を示すものであり、（ａ）は要部の側面図であり、（ｂ）は透明樹脂の溝部における要部の斜視図である。上記光ポインティング装置が備える透明樹脂の溝部の端面に傾斜をつけた場合に奏する効果を説明するグラフである。上記光ポインティング装置が備える透明樹脂のさらに他の変形例を示す断面図である。上記光ポインティング装置が備える透明樹脂のさらに他の変形例を示す断面図である。本発明の第四の実施形態を示すものであり、ポインティング装置の概略の構造を示す断面図である。本発明における光ポインティング装置を搭載した電子機器としての携帯電話機の一例を示すものであり、（ａ）は上記携帯電話機の外観の一例を示す正面図であり、（ｂ）は上記携帯電話機の外観の一例を示す背面図であり、（ｃ）は上記携帯電話機の外観の一例を示す側面図である。従来の光ポインティング装置の一例を示す断面図である。

　（光ポインティング装置の参考例）
　図６は、本発明の実施形態を説明するための参考例であって、光ポインティング装置における概略の構成を示す断面図である。図６に示すように、光学要素が一体化された導光型光学部材１４０を用いた光ポインティング装置１００においては、遮光壁等を設けることができないので、光源１０１の発光面１０１ａから出射された光の一部が透光性樹脂からなる構造体１０１を透過するときに屈折し、被写体で反射することなく迷光１０３となって撮像素子１０４に受光されてしまう。迷光１０３が撮像素子１０４に受光されると、被写体で反射した光（散乱光）を撮像素子１０４が受光したときに、迷光１０３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１００の性能が低下してしまう。それゆえ、迷光１０３が撮像素子１０４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。

　（本発明の実施形態）
　次に、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に挙げて説明する。本発明に係る光ポインティング装置は、例えば、携帯電話機やＰＤＡ等の携帯情報端末（電子機器）に、入力装置として搭載される。上記光ポインティング装置は、被写体（例えば、指先等）に対して光源から光を照射し、該被写体から反射された光を撮像素子で受光することによって、被写体の動きを検知するようになっている。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。以下の説明においては、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付し、以降の説明を省略することとする。

　〔第一の実施形態〕
　本発明の第一の実施形態について、図１～４，７に基づいて説明する。

　（光ポインティング装置の概略の構成）
　図１は、光ポインティング装置の概略の構成を示す断面図である。図１に示すように、光ポインティング装置３０は、回路基板２１，ＬＥＤからなる光源１６，構造体２０，撮像素子１５および透光性樹脂部材２２を有する基板部、並びに、導光型光学部材２４を有するカバー部を備えている。

　上記光源１６は、被写体（例えば、指先等）１０に光を照射する（図１中、規定の光線経路の一例を「矢印」で示す）。回路基板２１上に配置された上記光源１６は、透光性樹脂からなる構造体２０に収容されており、光源モジュールを形成している。具体的には、光源１６は、透光性樹脂によって樹脂封止（モールディング）されている。透光性樹脂としては、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、または、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。構造体２０の概略の形状は、例えば撮像素子１５の長手方向に沿って伸びる立方体状や半円柱状が好ましいが、特に限定されるものではない。構造体２０の詳細な形状については、後段にて説明する。構造体２０の底面は、回路基板２１の表面（接触面１１に対向する面）と密着している。尚、構造体２０は、その表面（接触面１１に対向する面）に、光源１６から出射された光を集光する半球状のレンズ部を必要に応じて備えていてもよい。

　上記導光型光学部材２４には、光源１６に対向するようにして、被写体１０が接触する接触面１１が形成されている。被写体１０からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材２４は、空気よりも屈折率が大きい材質で構成されている。上記接触面１１に接触する被写体１０は、光ポインティング装置３０がその動きを検知する対象物である。カバー部を構成する導光型光学部材２４は、被写体１０からの反射光を導光方向へ導光すべく反射させる傾斜部（反射部）１３および反射部材１７と、該反射部１３および反射部材１７にて反射した光をさらに上記導光方向に対して反対方向に反射させると共に結像させる結像素子（結像反射部）１４とを有している。該結像素子１４にて反射した光は、反射部材１７によってさらに反射されて撮像素子１５に導光され、結像される。尚、図１においては、説明の便宜上、被写体１０に対する光ポインティング装置３０の大きさを誇張して記載している。

　上記基板部は、一つの回路基板２１上に光源１６および撮像素子１５を搭載してなっている。平面状の回路基板２１は、同一材料からなり、例えば、プリント基板やリードフレーム等から構成されている。回路基板２１には、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ための回路が形成されている。光源１６および撮像素子１５は、回路基板２１の回路とワイヤボンドまたはフリップチップ実装によって電気的に接続されている。

　光源１６は、上記接触面１１に向けて光を照射することができる位置に配設されている。光源１６の発光面１６ａから出射された光は、構造体２０および傾斜部１３を透過すると共に屈折してその進行方向が変換され、接触面１１に到達する。つまり、光は、接触面１１に対して斜め方向から（接触面１１に対して或る範囲の入射角で）入射する。導光型光学部材２４は、空気よりも屈折率が大きい材質で構成されているので、接触面１１に到達した光は、接触面１１上に被写体１０が無い場合には、その一部が接触面１１を透過し、残りの一部が接触面１１で反射する。このとき、光の接触面１１に対する入射角が全反射の条件を満たす場合には、光は、接触面１１を透過せず、接触面１１で全反射して導光型光学部材２４内部に向かう。一方、接触面１１に到達した光は、接触面１１上に被写体１０がある場合には、接触面１１と接触している被写体１０の表面で反射（乱反射）し、その一部が導光型光学部材２４内部に向かう。光源１６としては、発光面１６ａが平面である例えばＬＥＤ等を用いることが好ましく、高輝度の赤外発光ダイオードを用いることが特に好ましい。

　撮像素子１５は、その表面が接触面１１と平行になるように配置され、透光性樹脂部材２２によって樹脂封止（モールディング）されており、撮像素子モジュールを形成している。透光性樹脂部材２２の材質としては、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、または、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）等の熱可塑性
樹脂が用いられる。透光性樹脂部材２２の形状は、例えば撮像素子１５の長手方向に沿って伸びる立方体状が好ましいが、特に限定されるものではない。透光性樹脂部材２２の底面は、回路基板２１の表面（接触面１１に対向する面）と密着している。

　導光型光学部材２４によって導光された光を受光する撮像素子１５は、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）やＣＣＤ（charge coupled device）等のイメージセンサからなると共に、図示しないＤＳＰ（Digital Signal Processor：算出部）を含み、受光した光をＤＳＰに画像データとして取り込むようになっている。つまり、撮像素子１５は、光源１６から出射され、被写体１０で反射された光を受光し、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ようになっている。撮像素子１５は、回路基板２１からの信号の指示に従って、接触面１１上の像（例えば、指紋等の模様）を一定の間隔で撮影し続けるようになっている。

　それゆえ、接触面１１に接触している被写体１０が移動した場合には、撮像素子１５によって撮影した画像は、その直前に撮影した画像とは異なる。撮像素子１５は、上記ＤＳＰにて、撮影した画像データとその直前に撮影した画像データとの同一箇所における値をそれぞれ比較し、被写体１０の移動量および移動方向を算出する。即ち、接触面１１上で被写体１０が移動した場合には、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。このため、撮像素子１５は、ＤＳＰにて、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１０の移動量および移動方向を算出する。撮像素子１５は、算出した移動量および移動方向を電気信号として回路基板２１に出力する。

　より詳細に説明すると、撮像素子１５は、接触面１１上に被写体１０が無い場合には、接触面１１の像を撮像する。次に、接触面１１に被写体１０が接触すると、撮像素子１５は、接触面１１と接触している被写体１０表面の像を撮像する。例えば、被写体１０が指先の場合には、撮像素子１５は、像として指紋を撮像する。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は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が接触面１１上を移動すると、ＤＳＰが直前に撮像した画像データと比較して、被写体１０の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す信号を回路基板２１に送信する。

　尚、上記ＤＳＰは、撮像素子１５内ではなく、回路基板２１内に含まれていてもよい。その場合には、撮像素子１５は、撮像した画像データを回路基板２１に、順番に送信するように構成すればよい。

　基板部は、上記回路基板２１，光源１６，構造体２０，撮像素子１５，および透光性樹脂部材２２によって一体的に構成されている。そのため、光ポインティング装置３０の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。よって、光ポインティング装置３０の製造コストを削減することができると共に、被写体の移動の検知精度を向上させることができる。

　カバー部は、導光型光学部材２４等を有すると共に、光源１６および撮像素子１５等の基板部側の各部・各素子を保護するようになっている。カバー部は、基板部の上側（被写体１０側）に位置し、基板部の側面および表面（接触面１１に対向する面）に密着している。そして、主にカバー部と基板部とで形成される光ポインティング装置３０の形状は、立方体状が好ましいが、特に限定されるものではない。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、カバー部の表面（つまり、導光型光学部材２４の表面）であって、光源１６の上方に位置している。

　傾斜部（反射部）１３は、導光型光学部材２４を構成するプリズムの一面であり、光源１６の上方、かつ、接触面１１の下方に位置し、カバー部の裏面における基板部と接触しない箇所に形成されている。傾斜部１３は、光源１６から出射された光を透過させると共に屈折させて、接触面１１（つまり、被写体１０）に向かうように光線経路を変換する一方、被写体１０からの反射光を撮像素子１５に向かう方向（導光方向）へ導光すべく全反射させるようになっている。換言すると、傾斜部１３は、被写体１０で反射して接触面１１から導光型光学部材２４内部に入射した光を、水平方向（装置を水平に載置した場合）へ導光すべく全反射するようになっている。従って、傾斜部１３を備えるプリズムは、空気よりも屈折率が大きい材質で構成されている。具体的には、上記プリズムは、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等が用いられる。

　傾斜部１３によって導光された光は、導光型光学部材２４内部を導光され、反射部材１７で反射されて結像素子１４に照射される。反射部材１７は、傾斜部１３で全反射された光を結像素子１４に入射させ、結像素子１４から反射された光を反射して撮像素子１５に入射させるようになっている。反射部材１７は、撮像素子１５の上方であって、カバー部の表面（つまり、導光型光学部材２４の表面）に位置している。反射部材１７は、カバー部の表面にアルミニウム等を蒸着させて反射膜を形成することによって設けられている。上記反射膜は、外部に露出しておりユーザに見えるため、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が出射する光の波長が可視波長外の赤外波長（例えば、８００ｎｍ以上）である場合には、反射部材１７を形成する反射膜は、赤外線反射膜であればよい。即ち、反射部材１７を形成する反射膜は、光源１６から出射された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。これにより、被写体１０からの反射光を効率的に反射し、かつ、外観上は目立たない反射部材１７を形成することができる。

　また、光源１６が出射する光の波長が可視波長外の赤外波長（例えば、８００ｎｍ以上）である場合には、カバー部（つまり、導光型光学部材２４）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を形成することによって、カバー部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部材１７を形成することによって、上記不要光のうち、赤外光成分を反射部材１７で遮断することができる。従って、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。

　結像素子１４は、互いに直交する二方向の曲率が異なるトロイダル面を備えており、撮像素子１５を挟んで接触面１１および光源１６とは反対側に配置されている。反射型のレンズの役割を果たす上記トロイダル面には、金属（例えば、アルミニウム、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜等）を蒸着させることによって反射膜が形成されている。結像素子１４は、トロイダル面にて被写体１０からの反射光を該反射光の導光方向に対して反対方向（撮像素子１５に向かう方向）に反射させると共に、撮像素子１５上に被写体１０の像を結像するようになっている。つまり、結像素子１４は、傾斜部１３で水平方向（装置を水平に載置した場合）に反射された光を逆方向に反射すると共に、上記撮像素子１５に導光し結像させるようになっている。結像素子１４によって反射された光は、導光型光学部材２４の出射部から出射して撮像素子１５に入射し、結像する。

　反射部材１８は、反射部材１７に対向するように、カバー部の裏面（つまり、導光型光学部材２４の裏面）における撮像素子１５と結像素子１４との間に位置している。反射部材１８および反射部材１７は、結像素子１４からの反射光を反射させて撮像素子１５に入射させるようになっている。反射部材１８は、カバー部の裏面に金属（例えば、アルミニウム、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜等）を蒸着させて反射膜を形成することによって設けられている。

　カバー部は、結像素子１４，反射部材１７および反射部材１８等を備える上記導光型光学部材２４によって一体的に構成されている。そのため、光ポインティング装置３０の部品点数を減らすことができ、組み立て工程数も減らすことができる。よって、光ポインティング装置３０の製造コストを削減することができると共に、被写体の移動の検知精度を向上させることができる。

　従って、接触面１１に被写体１０が接触している場合において、光源１６から出射された光が被写体１０で反射して撮像素子１５に入射するまでの規定の光線経路は、以下のようになる。即ち、光源１６から出射された光は、先ず、構造体２０および傾斜部１３を透過すると共に屈折して、接触面１１に到達する。接触面１１に到達した光は、被写体１０における接触面１１に接している表面で反射（乱反射）し、導光型光学部材２４内部を通過して傾斜部１３で全反射されて、水平方向（装置を水平に載置した場合）に導光される。傾斜部１３で全反射された光（反射光）は、反射部材１７で反射して結像素子１４に到達する。そして、結像素子１４で反射された光は、反射部材１８および反射部材１７でさらに反射されて、撮像素子１５に入射する。これにより、撮像素子１５は、被写体１０の動きを検知することができる。

　（構造体の詳細な形状）
　上記構成の光ポインティング装置３０における構造体２０の詳細な形状について、以下に説明する。図２は、光ポインティング装置３０の要部の構成を示す断面図である。図２に示すように、構造体２０には、撮像素子１５側でかつ接触面１１に近い部位に、光源１６の発光面１６ａから出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されること、即ち、光が迷光となって撮像素子１５に受光されることを防止するために、接触面１１方向に向かって立設する立設面２０ａと、該立設面２０ａに交差（直交）する横設面２０ｂとを有する切欠き部２５が設けられている。具体的には、該立設面２０ａは、平面である上記発光面１６ａに対して垂直になるように、かつ、その法線方向が撮像素子１５側に向かう水平方向（装置を水平に載置した場合）となるように形成（立設）されている。さらに、上記立設面２０ａは、接触面１１側（つまり、被写体１０側）から見たときに、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部上に位置するように設けられているか、若しくは、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部よりも撮像素子１５側に位置するように設けられていることが好ましい。上記横設面２０ｂは、上記発光面１６ａに対して水平になるように形成されている。

　構造体２０に切欠き部２５が設けられていることにより、光源１６から出射され立設面２０ａに到達した光、つまり、立設面２０ａに対して鋭角な入射角度で入射した光は、立設面２０ａを通過するときに、接触面１１側（つまり、被写体１０側）に屈折して接触面１１方向（つまり、被写体１０方向）に向かって進むようになる（図２中、迷光の一例を「矢印」で示す）。即ち、立設面２０ａは、光源１６の発光面１６ａから出射された光の光線角度を変化させることによって、導光型光学部材２４に対する光の入射角度を変化させて、接触面１１（つまり、被写体１０）に向かうように光線経路を変換する。それゆえ、光源１６の発光面１６ａから出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されること、即ち、光が迷光となって撮像素子１５に受光されることを防止することができる。

　構造体２０に切欠き部２５を設けることにより、設けない場合（例えば図６に記載の構成）と比較して、一例として迷光を２５％減少させることができる。ここで、上記光ポインティング装置３０において、構造体２０に切欠き部２５を設けたことによって奏する効果をより具体的に説明する。図７は、上記光ポインティング装置３０において、構造体２０に切欠き部２５を設けたことによって奏する効果を説明するためのグラフであり、（ａ）は構造体に切欠き部を設けない場合の照度分布を示すグラフであり、（ｂ）は構造体２０に切欠き部２５を設けた場合（本発明）の照度分布を示すグラフであり、（ｃ）は上記両グラフを合成したグラフである。グラフの横軸は、撮像素子の光源側端部が左端に、撮像素子の結像素子側端部が右端に位置するようにして、撮像素子の照度分布を測定したことを表している。グラフの縦軸は、構造体に切欠き部を設けない場合における迷光の最大照度を「１」として、これに対する照度の割合を表している。従って、（ａ）のグラフにおける最大値は「１」となっている。図７（ａ）のグラフから、構造体に切欠き部を設けない場合には、撮像素子の特に光源側端部付近に、迷光が多く照射されていることが判る。これに対して、図７（ｂ）のグラフから、構造体２０に切欠き部２５を設けた場合には、撮像素子１５全体にわたって、迷光が殆ど照射されていないことが判る。即ち、図７（ｃ）のグラフから明らかなように、構造体２０に切欠き部２５を設けたことによって、光源１６から出射された光が被写体１０で反射することなく迷光となることを防止することができることが判る。

　切欠き部２５の寸法、つまり、横設面２０ｂからの立設面２０ａの高さは、傾斜部１３の傾斜角度、光源１６から接触面１１までの距離、光源１６と接触面１１（つまり、被写体１０）と撮像素子１５との相対的な位置関係等の諸条件が同じである場合には、より高い方が迷光をより減少させることができるために好ましい。特に、上記立設面２０ａは、接触面１１側（つまり、被写体１０側）から見たときに、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部よりも撮像素子１５側に位置するように設けられている場合であって上記諸条件が同じである場合には、該立設面２０ａの高さがより高い程、迷光を減少させる効果が顕著となるので好ましい。また、発光面１６ａから横設面２０ｂまでの距離、つまり、構造体２０における横設面２０ｂが形成されている部分の厚さは、より厚い方が好ましい。これにより、光源１６から出射された光が迷光となることをより一層防止することができる。

　但し、切欠き部２５の寸法は、傾斜部１３の傾斜角度、光源１６から接触面１１までの距離、光源１６と接触面１１（つまり、被写体１０）と撮像素子１５との相対的な位置関係等の諸条件を総合的に考慮し、シミュレーションを行って決定する必要がある。それゆえ、シミュレーションを行った結果、例えば、上記光ポインティング装置３０の変形例であって、要部の構成を示す断面図である図３に示すように、横設面２０ｂからの立設面２０ａの高さを低くしても、光源１６から出射された光が迷光となることを防止することができる場合がある（図３中、迷光の一例を「矢印」で示す）。従って、横設面２０ｂからの立設面２０ａの高さは、光源１６から出射された光が迷光となることを防止することができる高さであればよい。

　上記構成により、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が低減された光ポインティング装置３０を提供することができる。また、光源１６から出射され立設面２０ａに到達した光を接触面１１方向（つまり、被写体１０方向）に向かって進めることができるので、迷光を被写体１０に照射される光（有効光）の一部として活用することができる。つまり、光源１６から出射された光の利用効率を向上させることができる。また、構造体２０に切欠き部２５を設けることにより、設けない場合（例えば図６に記載の構成）と比較して、傾斜部１３を光源１６により近づけることができ、光源１６から接触面１１までの距離を短くすることができるので、光ポインティング装置３０をより小型化（薄型化）することができるという効果も奏することができる。

　また、本発明に係る電子機器は、上記構成の光ポインティング装置３０を備えている。それゆえ、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が低減された光ポインティング装置３０を備えた電子機器を提供することができる。

　（構造体の形状の変形例）
　上記立設面２０ａは、発光面１６ａに対して垂直に立設していることが好ましいが、接触面１１側端部が、撮像素子１５側またはその逆側に傾斜していても構わない。但し、立設面２０ａの傾斜角度は、傾斜部１３の傾斜角度、光源１６から接触面１１までの距離、光源１６と接触面１１（つまり、被写体１０）と撮像素子１５との相対的な位置関係等の諸条件を総合的に考慮し、シミュレーションを行って決定する必要がある。

　図４は、上記光ポインティング装置３０の更なる変形例であって、要部の構成を示す断面図である。図４に示すように、該変形例における上記光ポインティング装置３０は、構造体２０の表面（接触面１１に対向する面）に、光源１６から出射された光を集光する半球状のレンズ部２０ｄが形成されると共に、接触面１１側端部が撮像素子１５の逆側に傾斜するように、発光面１６ａに対して斜めに形成された立設面２０ｃと、該立設面２０ｃに交差する横設面２０ｂとを有する切欠き部２５’とが設けられている。つまり、切欠き部２５’の立設面２０ｃは、その接触面１１側端部が、撮像素子１５の逆側に傾斜している。構造体２０を上記構成とすることにより、光源１６から出射された光を接触面１１により多く照射することができ、ＳＮ比を向上させることができると共に、接触面１１における輝度（照度）分布をより均一にすることができる（図４中、迷光の一例を「矢印」で示す）。

　尚、上記立設面２０ａ，２０ｃは、接触面１１側（つまり、被写体１０側）から見たときに、上記光源１６の発光面１６ａにおける撮像素子１５側端部上よりも内側、即ち、上記光源１６の発光面１６ａ上における撮像素子１５側端部寄り（発光面１６ａの中心部よりも撮像素子１５側端部に近い位置）に位置するように設けることもできる。この場合には、迷光による影響を低減すると共に、接触面１１における輝度分布をより均一にすることができる場合がある。

　〔第二の実施形態〕
　本発明の第二の実施形態について、図５に基づいて説明する。尚、第二の実施形態において、第一の実施形態で説明した構成と同じ構成については、その説明を省略する。

　図５は、光ポインティング装置の要部の構成を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る光ポインティング装置は、切欠き部２５における撮像素子１５側端部に、光源１６から出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されることを防止するために、遮光部材２８が設けられている。つまり、本実施形態に係る光ポインティング装置においては、構造体２０および回路基板２１に密着するようにして、遮光体２８が設けられている。遮光体２８の高さ（回路基板２１側端部から接触面１１側端部までの長さ）は、構造体２０の高さ（回路基板２１側端部から接触面１１側端部までの長さ）と同じか、または、低くなっている。遮光体２８の厚さ（光源１６側端部から撮像素子１５側端部までの長さ）は、特に限定されるものではない。

　上記遮光体２８が設けられていることにより、光源１６から出射され横設面２０ｂに到達した光は、横設面２０ｂを通過した後、遮光体２８によって遮光される。それゆえ、光源１６の発光面１６ａから出射された光が被写体１０で反射することなく導光型光学部材２４によって導光されて撮像素子１５に受光されること、即ち、光が迷光となって撮像素子１５に受光されることを防止することができる（図５中、迷光の一例を「矢印」で示す）。

　尚、本発明に係る（第一，第二の実施形態の）光ポインティング装置は、下記構成であってもよい。

　本発明に係る光ポインティング装置は、上記導光型光学部材は、被写体からの反射光を導光方向へ導光すべく反射させる反射部と、該反射部にて反射した光をさらに上記導光方向に対して反対方向に反射させると共に結像させる結像反射部とを備え、該結像反射部にて反射した光を上記撮像素子に導光し結像させることがより好ましい。

　本発明に係る光ポインティング装置は、上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して垂直に立設していることがより好ましい。

　或いは、本発明に係る光ポインティング装置は、上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して撮像素子側またはその逆側に傾斜するようにして立設していることがより好ましい。

　また、本発明に係る光ポインティング装置は、上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部上に位置するように設けられていることがより好ましい。

　或いは、本発明に係る光ポインティング装置は、上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部よりも撮像素子側に位置するように設けられていることがより好ましい。

　本発明に係る光ポインティング装置は、上記切欠き部における撮像素子側端部に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、遮光部材が設けられていることがより好ましい。

　上記の各構成によれば、光源と被写体と撮像素子との相対的な位置関係等の諸条件等に応じて、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より一層低減された光ポインティング装置を提供することができる。

　〔第三の実施形態〕
　本発明の第三の実施形態について、図８～１６に基づいて説明する。図８は、本発明における光ポインティング装置の第三の実施形態を示すものであり、（ａ）はポインティング装置２３０の外観の一例を示す平面図であり、（ｂ）はポインティング装置２３０の概略の構造を示すＡ－Ａ’線断面図であり、（ｃ）はポインティング装置２３０の概略の構造を示すＢ－Ｂ’線断面図であり、（ｄ）は光ポインティング装置２３０が備える構造体としての透明樹脂２２０の斜視図である。尚、図８（ａ）において光源２１６、撮像素子２１５および結像素子２１４は本来、上からは見えないが、その位置関係を示すために図示している。また図８（ｂ）において光源２１６は本来、Ａ－Ａ’線断面上にはないが、説明の便宜上、位置を示している。

　本実施の形態にかかる光ポインティング装置２３０は、図８（ｂ）に示すように、基板部２２６と、光路変換手段および結像反射部が一体化された光学部材である導光板型光学部材２２４ｄを備えたカバー部２２４とを備えている。尚、本実施の形態においては、導光板型光学部材２２４ｄはカバー部２２４と一体的に形成されているが、導光板型光学部材２２４ｄおよびカバー部２２４は別体で形成されていても構わない。

　基板部２２６は、回路基板２２１、光源２１６、撮像素子２１５および透明樹脂２２０からなっている。カバー部２２４は、被写体２１０が接触する接触面２１１を有すると共に、プリズムおよび集光レンズ等の光学要素が一体化されかつ部材内部を反射により導光していく導光板型光学部材２２４ｄを備えている。導光板型光学部材２２４ｄは、傾斜面２１３を形成する光路変換手段およびプリズムとしての折り曲げ素子２１２、反射光を撮像素子２１５に結像させる結像反射部としての結像素子２１４および反射面２１７・２１８を含んでいる。つまり、導光板型光学部材２２４ｄは、被写体２１０からの反射光Ｌを折り曲げ素子２１２によって反射させて導光すると共に、反射光Ｌを撮像素子２１５に結像させる結像素子２１４および反射面２１７・２１８を有している。

　カバー部２２４の接触面２１１に接触している被写体２１０は、指先等の被写体であり、光ポインティング装置２３０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２３０に対する被写体２１０の状態を分かり易くするために、被写体２１０を光ポインティング装置２３０に対して便宜的に小さく記載している。

　ここで、説明の便宜上、光ポインティング装置２３０の厚さ方向（図８（ｂ）の縦方向）をＺ軸とし、光ポインティング装置２３０の幅方向（図８（ａ），（ｂ）の横方向）をＹ軸とする。そして、光ポインティング装置２３０の下部から上部に向かう方向をＺ軸の正方向とし、光源２１６から撮像素子２１５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。また、光ポインティング装置２３０の奥行き方向（縦方向および横方向と直交する方向）をＸ軸とし、図８（ａ），（ｂ）に示す光ポインティング装置２３０の奥側から手前側に向く方向をＸ軸の正方向とする。

　まず、カバー部２２４の構成について説明する。

　カバー部２２４は、光ポインティング装置２３０を構成する光源２１６および撮像素子２１５等の各部・各素子を保護するものである。カバー部２２４は、基板部２２６の上側に位置し、基板部２２６の側面および上表面に密着して接している。すなわち、カバー部２２４の裏面における一部の当接面２２４ａ・２２４ｂは、基板部２２６の側面およ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２２４におけるＺ軸の負方向の表面であって、基板部２２６上に搭載され光ポインティング装置２３０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２２４の裏面と称する。

　また、カバー部２２４の底面２２４ｃは、基板部２２６の底面２２６ａと同一平面を形成している。さらに、カバー部２２４の上表面と、カバー部２２４における当接面２２４ｂと、基板部２２６の底面２２６ａおよびカバー部２２４の底面２２４ｃとは互いに平行となっており、カバー部２２４の両側面がカバー部２２４の上表面、およびカバー部２２４における当接面２２４ｂ並びに基板部２２６の底面２２６ａおよびカバー部２２４の底面２２４ｃに対して、或る角度を持つ面で形成されている。つまり、図８（ｂ）に示すように、光ポインティング装置２３０の断面図において、カバー部２２４は台形状となっている。ただし、カバー部２２４は、この形状に限るものではなく、前記側面が底面２２４ｃに対して垂直になっていても構わない。

　カバー部２２４における側面の底部の付近にはフランジ２２５が設けられており、本実施の形態の光ポインティング装置２３０が電子機器に搭載され、指等の被写体２１０によってカバー部２２４の接触面２１１からＺ軸の負方向側に押された場合に、基板部２２６の底面２２６ａ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或る位置で規制して、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。

　カバー部２２４における接触面２１１は、被写体２１０が光ポインティング装置２３０と接する面である。接触面２１１は、カバー部２２４の上表面における光源２１６の上方に位置する。

　上記折り曲げ素子２１２は、プリズムになっており、光源２１６の上方、かつ接触面２１１の下方に位置し、カバー部２２４の裏面の基板部２２６と接しない部分に位置する、カバー部２２４の裏面の凹部を形成している。折り曲げ素子２１２には、傾斜面２１３が形成されており、図８（ｂ）に示すように、該傾斜面２１３とカバー部２２４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２１２は、光源２１６から照射された照射光Ｍを傾斜面２１３で屈折させて、被写体２１０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２１２は、被写体２１０から反射された反射光Ｌ（信号光）を傾斜面２１３で全反射させて、カバー部２２４の内部におけるＹ軸の正方向に反射光Ｌの経路を変換するものである。傾斜面２１３にて全反射された、被写体２１０から反射された反射光Ｌは、後述する反射面２１７に向かう。このように、折り曲げ素子２１２の傾斜面２１３は、照射光Ｍを透過し、反射光Ｌを全反射するものである。そのため、カバー部２２４には、光源２１６の上方における、カバー部２２４と基板部２２６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２２４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。また、折り曲げ素子２１２には、切り欠き部２１９が形成されている。

　上記結像素子２１４は、被写体２１０からの反射光Ｌを反射して、撮像素子２１５上に被写体２１０の像を結像するものである。結像素子２１４は、撮像素子２１５の上方、かつ撮像素子２１５よりもＹ軸の正方向側に位置し、カバー部２２４の裏面における基板部２２６とは接しない部分に位置する、カバー部２２４の裏面の凹部を形成している。結像素子２１４には、直交する二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。結像素子２１４は、このトロイダル面で反射光Ｌを撮像素子２１５に結像するように反射している。結像素子２１４において効率的に反射光Ｌを反射させるために、結像素子２１４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が蒸着されている。

　尚、上記の説明では、結像素子２１４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２１５に反射光Ｌを結像できるものであれば使用することが可能である。

　上記反射面２１７は、傾斜面２１３で全反射された反射光Ｌを結像素子２１４に入射させ、結像素子２１４から反射された反射光Ｌを撮像素子２１５に入射させるために、反射光Ｌを反射するものである。反射面２１７は、撮像素子２１５の上方であって、カバー部２２４の上表面に位置する。反射面２１７は、カバー部２２４の上表面に反射膜を蒸着させて形成される。反射面２１７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２１６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）の場合には、反射面２１７を形成する反射膜は、光源２１６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２１６が照射する光の波長と、反射面２１７を形成する反射膜の反射率および透過率の特性を適宜設定することによって、被写体２１０からの反射光Ｌを効率的に反射し、かつ外観上は目立たない反射面２１７を形成することができる。

　また、光源２１６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２２４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２２４を形成することによって、カバー部２２４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２２４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２１７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２１７で遮断することができる。光ポインティング装置２３０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。

　反射面２１８は、結像素子２１４から反射されて反射面２１７で反射された反射光Ｌを再度反射面２１７に向けて反射するものである。反射面２１８は、撮像素子２１５の上方、かつ撮像素子２１５よりＹ軸の正方向側に位置し、カバー部２２４の裏面に位置する。反射面２１８は、カバー部２２４の裏面に反射膜を蒸着させて形成される。反射面２１８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２１８は、アルミニウム、ニッケル、金、銀、誘電体ダイクロ膜等の金属を蒸着させて形成される。

　次に、上記基板部２２６の構成について説明する。

　本実施の形態にかかる基板部２２６においては、１つの回路基板２２１上に光源２１６と撮像素子２１５とを搭載している。光源２１６および撮像素子２１５は、ワイヤボンドまたはフリップチップ実装にて回路基板２２１と電気的に接続されている。回路基板２２１には、回路が形成されている。当該回路は、光源２１６の発光タイミングを制御したり、撮像素子２１５から出力された電気信号を受けて、被写体２１０の動きを検知したりするものである。回路基板２２１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。

　光源２１６は、カバー部２２４の接触面２１１に向けて光を照射するものである。光源２１６から照射された照射光Ｍは、透明樹脂２２０を介してカバー部２２４の折り曲げ素子２１２により屈折され、進行方向が変換されて接触面２１１に到達する。すなわち、照射光Ｍは、接触面２１１に対して斜め方向から、つまり接触面２１１に対して或る入射角で入射する。光源２１６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。

　カバー部２２４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２１１に到達した照射光Ｍは、接触面２１１上に被写体２１０が無い場合、その一部が接触面２１１を透過し、残りの一部が接触面２１１で反射する。このとき、照射光Ｍの接触面２１１に対する入射角が全反射の条件を満たす場合には、照射光Ｍは、接触面２１１を透過せず、接触面２１１で全て反射してカバー部２２４内に向かう。

　一方、接触面２１１上に被写体２１０がある場合には、照射光Ｍは、接触面２１１と接している被写体２１０の表面で反射し、カバー部２２４内に入射される。したがって、カバー部２２４内に向かう反射光は、主に、上記全反射による反射光、指先等の被写体２１０での散乱による反射光、後述するフレネル反射による反射光の三つがある。

　撮像素子２１５は、光源２１６から照射され、被写体２１０で反射された反射光Ｌを受光し、受光した光に基づいて接触面２１１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２１５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２１５は、図示しないＤＳＰ（Digital Signal Processor：算出部）を含み、受光した反射光ＬをＤＳＰに画像データとして取り込む。撮像素子２１５は、回路基板２２１の指示にしたがって、接触面２１１上の像を一定の間隔で撮影し続ける。

　接触面２１１に接している被写体２１０が移動した場合には、撮像素子２１５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２１５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２１０の移動量および移動方向を算出する。すなわち、接触面２１１上の被写体２１０が移動した場合には、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２１５は、ＤＳＰにおいて、該所定量に基づいて被写体２１０の移動量および移動方向を算出する。撮像素子２１５は、算出した移動量および移動方向を電気信号として回路基板２２１に出力する。尚、ＤＳＰは、撮像素子２１５内ではなく、回路基板２２１に含まれるものであってもよい。その場合、撮像素子２１５は、撮像した画像データを順番に回路基板２２１に送信する。

　撮像素子２１５の処理をまとめると、撮像素子２１５は、接触面２１１上に被写体２１０が無い場合には、接触面２１１の像を撮像する。次に、接触面２１１に被写体２１０が接触すると、撮像素子２１５は、接触面２１１と接している被写体２１０の表面の像を撮像する。例えば、被写体２１０が指先の場合には、撮像素子２１５は、指先の指紋の像を撮像する。ここで、撮像素子２１５が撮像した画像データは、接触面２１１上に被写体２１０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２１５のＤＳＰは、接触面２１１に被写体２１０が接触していることを示す信号を回路基板２２１に送信する。そして、被写体２１０が移動すると、撮像素子２１５が撮像した画像データを、ＤＳＰが直前に撮像した画像データと比較して、被写体２１０の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す信号を回路基板２２１に送信する。

　上記光源２１６および撮像素子２１５は、透光性樹脂である透明樹脂２２０によってその周囲が樹脂封止（モールド）されている。つまり、光源２１６および撮像素子２１５は、透明樹脂２２０に収容されている。透明樹脂２２０の形状については後述する。透明樹脂２２０の底面は、回路基板２２１の上表面と密着して接しており、光源２１６および撮像素子２１５にそれぞれ密着する凹部が形成されている。透明樹脂２２０を構成する透光性樹脂としては、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、またはポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。

　このように、回路基板２２１上に搭載された光源２１６および撮像素子２１５がそれぞれ透明樹脂２２０によって樹脂封止されているため、回路基板２２１、光源２１６、撮像素子２１５および透明樹脂２２０が一体となっている基板部２２６を形成することができる。そのため、光ポインティング装置２３０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２３０の製造コストを削減することができると共に、被写体２１０の検知精度の高い光ポインティング装置２３０を実現することができる。

　そして、本実施の形態の光ポインティング装置２３０は、基板部２２６の透明樹脂２２０の側面および上表面を基準面として、基板部２２６の上方に、カバー部２２４を組み立ててなっている。また、カバー部２２４には、基板部２２６の透明樹脂２２０に当て決めを行うための基準面となる当接面２２４ａ・２２４ｂが、接触面２１１、折り曲げ素子２１２や結像素子２１４を含む導光板型光学部材２２４ｄ、およびフランジ２２５と一体的に形成されている。そのため、当接面２２４ａ・２２４ｂと、接触面２１１、折り曲げ素子２１２、結像素子２１４およびフランジ２２５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２２４の当接面２２４ａ・２２４ｂを、基板部２２６の透明樹脂２２０の側面および上表面にコンタクトさせることによって、カバー部２２４との位置関係を高精度に配置することができる。それゆえ、光ポインティング装置２３０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２１０の検知精度の高い光ポインティング装置２３０を実現することができるものとなっている。

　上記構成の光ポインティング装置２３０において、光源２１６から照射された光が被写体２１０で反射して撮像素子２１５に入射するまでの経路を、図８（ｂ）に基づいて整理して説明する。

　図８（ｂ）に示すように、まず、光源２１６から照射された照射光Ｍは、折り曲げ素子２１２の傾斜面２１３で屈折透過されて、接触面２１１に到達する。接触面２１１上に被写体２１０がある場合には、被写体２１０の接触面２１１に接している表面上で、光源２１６から照射された照射光Ｍは散乱反射する。被写体２１０の表面で反射された反射光Ｌは、折り曲げ素子２１２の傾斜面２１３で全反射されて、進路がＹ軸の正方向に変わる。傾斜面２１３で全反射された反射光Ｌは、反射面２１７で反射し、結像素子２１４に到達する。そして、反射光Ｌは、結像素子２１４にて折り返し反射されて、反射面２１７、反射面２１８、および反射面２１７にて次々と反射されて最終的に撮像素子２１５に入射する。

　ここで、光源２１６の位置について説明する。図８（ｃ）に示すように、光源２１６の位置は、接触面２１１の中心からＸ軸方向に離れた位置に配置されている。これは次の理由による。

　接触面２１１で反射する光は、上述したような被写体２１０の表面での散乱による光や、接触面２１１での全反射による光の他に、フレネル反射によっても発生する。これは、カバー部２２４の屈折率と、空気層或いは接触面２１１におかれた被写体２１０の屈折率とが異なるために生じる。このフレネル反射による光の経路が、結像光学系の反射光Ｌの光路と重なる場合には、フレネル反射光が撮像素子２１５で検出される。すなわち、フレネル反射光が、傾斜面２１３および反射面２１７を介して結像素子２１４に到達し、さらに反射面２１７・２１８を介して撮像素子２１５で検出される。

　撮像素子２１５上で検出されるフレネル反射光の領域は、光源２１６の発光領域の大きさと接触面２１１との位置関係、および、結像光学系の取り込み角度（画角）によって決まることになるが、光源２１６の発光領域が小さかったり、結像光学系の取り込み角度が狭かったりする場合は、図９に示すように、撮像素子２１５全体で検出されるのではなく、撮像素子２１５の一部の領域Ｆで検出される。このフレネル反射光の光量が、本来、信号光となる接触面２１１におかれた被写体２１０からの散乱光（反射光Ｌ）の光量と比較して大きくなると、被写体２１０の像を正しく撮像することができない、或いは、撮像素子２１５上で極端な光の強度分布ができるため、被写体２１０の動きを正しく検出することができなくなる。このフレネル反射光は信号光となる反射光Ｌの光路と同じ光路を通って撮像素子２１５に導かれるため、折り曲げ素子２１２に切り欠き部２１９を設ける、或いは、カバー部２２４の側面を遮光する等の対策では上記不都合を解消することができない。

　ところで、このフレネル反射光は、光源２１６の位置を結像光学系の光軸面と離して配置することで低減することができる。ここで結像光学系の光軸面とは、導光板型光学部材２２４ｄの内部で、撮像素子２１５の中央に到達する光線の経路が含まれる面を意味し、図８（ａ）においてはＡ－Ａ’線で示される断面となる。

　図１０は、光源２１６の位置の違いによる、フレネル反射による光の経路を説明する平面図であり、（ａ）は光源２１６が結像光学系の光軸面の近傍にある場合、（ｂ）は光源２１６が結像光学系の光軸面から離れた位置にある場合を示す。そして、図１０（ａ），（ｂ）においては、カバー部２２４の上側から見て、結像素子２１４を介して撮像素子２１５或いは撮像素子２１５の近傍に到達するフレネル反射光の経路を、矢印で簡易的に表している。図１０（ａ）に示すように、光源２１６が結像光学系の光軸面の近傍にある場合には、フレネル反射光の光路はＡ－Ａ’線に対して対称的な経路となる。これに対して、図１０（ｂ）に示すように、光源２１６が結像光学系の光軸面から離れた位置にある場合には、フレネル反射光の光路はＡ－Ａ’線に対して非対称な経路となる。それゆえ、光源２１６をＡ－Ａ’線で示される断面から離せば離すほど、撮像素子２１５に入射するフレネル反射光の光量は減少する。よって、フレネル反射光が撮像素子２１５に入射しないように、光源２１６の位置を、結像光学系の光軸面と離して配置すればよい。

　したがって、本発明にかかる光ポインティング装置２３０における光源２１６は、結像素子２１４の中心で反射されて撮像素子２１５の中心に到達する上記反射光Ｌの光線経路を含む仮想平面（図８（ａ）においてＡ－Ａ’線を含むＺ－Ｙ平面）に対して垂直な方向（図８（ａ）においてＸ軸方向）に該仮想平面から離間して配置されている。換言すれば、本発明にかかる光ポインティング装置２３０における光源２１６は、被写体２１０側から見たときに、撮像素子２１５の中心結像素子２１４の中心とを結ぶ直線（Ａ－Ａ’線）上に位置しないように配置されている。

　しかしながら、この場合には、光源２１６を接触面２１１の中心から離して配置することになるため、接触面２１１を照明する光の光量の低下が問題となる。光量の低下の要因としては、光源２１６と接触面２１１との距離が離れることと、透明樹脂２２０内部に光が閉じ込められ易くなることによる。光源２１６から出た光は透明樹脂２２０および空気層を介してカバー部２２４に入射するが、上記光の閉じ込めは、図１１に示すように、接触面２１１の直下付近では透明樹脂２２０の上表面への光線の入射角度が大きくなるため、その境界での全反射によって透明樹脂２２０内部に戻る光が多くなり、光量が一層低下することによって生じる。

　そこで、この問題を解決するために、本実施の形態では、図８（ｃ）・（ｄ）に示すように、透明樹脂２２０の上表面に、折り曲げ素子２１２のＸ軸方向の幅にわたって溝部２４０が形成されている。上記溝部２４０の形状は、カバー部２２４における折り曲げ素子２１２の形成端を開始線として、光源２１６側の端面が傾斜面となっている。つまり、透明樹脂２２０に設けられた溝部２４０の表面の一部として傾斜面が形成されている。端面にこのような傾斜をつけることによって、全反射の生じる光線の角度が緩和されるため、本来全反射によって透明樹脂２２０内部に閉じ込められていた光を、カバー部２２４の方向へ取り出し易くなり、接触面２１１を照明する光の光量が増加する。

　すなわち、透明樹脂２２０の上表面は、光源２１６から出射される光線を照射光Ｍとして被写体２１０に照射する出射領域となっており、溝部２４０の端面２４０ａは、光源２１６から出射される光線の向きを被写体２１０側に変換して照射光Ｍとする変換領域となっている。換言すれば、透明樹脂２２０には、光源２１６から出射される光線を照射光Ｍとして被写体２１０に照射する出射領域と、光源２１６から出射される光線の向きを被写体２１０側に変換して照射光Ｍとする変換領域とが設けられている。

　尚、図８（ｃ）に示す構成では、透明樹脂２２０の溝部２４０において傾斜が形成されている端面２４０ａに対向する端面は、Ｚ軸方向と平行になっている。しかしながら、この端面は、Ｚ軸方向と平行である必要はなく、Ｚ軸方向に対して傾斜していてもよい。また、溝部２４０の底面についても傾斜面となっていてもよい。

　また、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、透明樹脂２２０の溝部２４０の端面２４０ａは、Ｘ軸方向（Ｂ－Ｂ’線）に対して傾斜していてもよい。つまり、透明樹脂２２０の溝部２４０は、Ｘ軸方向（Ｂ－Ｂ’線）に対して斜め方向に形成されていてもよい。透明樹脂２２０の溝部２４０の形成方向は、光源２１６と接触面２１１との位置関係によって、Ｘ軸方向（Ｂ－Ｂ’線）に対して最適な角度に設定される。

　さらに、構造体としての透明樹脂２２０の上表面に溝部２４０を形成する代りに、図１３に示すように、透明樹脂２２０を二つの構造体に分割して、これら構造体の端面２４０ｂを溝部２４０に相当する構成としてもよい。カバー部２２４と透明樹脂２２０との接触面積が大きいほうが、光ポインティング装置２３０の強度が強くなる。また、基板部２２６とカバー部２２４との位置関係をより高精度に配置し、両者を固定することができる。それゆえ、光ポインティング装置２３０を構成する各部・各素子をより精度良く配置することができるので、光ポインティング装置２３０をより簡便に組み立てることができる。つまり、図１３に示すように、構造体としての透明樹脂２２０を分割して形成し、カバー部２２４との接触面積をより広くするほうが望ましい。

　さらにまた、透明樹脂２２０の溝部２４０の傾斜面は平面でなくてもよく、カバー部２２４の方向へ取り出す光（有効光線）の光量を増加させるために、凹面や凸面等の曲面で構成されていてもよいし、図１４に示すように、球面で形成されていてもよい。図１４（ａ）は傾斜面が球面で形成されている透明樹脂２２０の側面図であり、（ｂ）はその透明樹脂２２０の要部の斜視図である。つまり、透明樹脂２２０の溝部２４０の傾斜面は、凹面や凸面、球面等の曲面で構成されていてもよい。

　また、図１５に示すように、透明樹脂２２０の溝部２４０の表面に複数の凹凸構造を設けることによって、カバー部２２４の方向への光の取り出し効率をさらに高めることもできる。図１５（ａ）は溝部２４０の傾斜面に複数の凹凸構造として微細な突起構造が設けられている透明樹脂２２０の要部の側面図であり、（ｂ）は上記溝部２４０の傾斜面における要部の斜視図である。具体的には、図１５（ｂ）は、透明樹脂２２０の溝部２４０の傾斜面に、例えば微細な半球面が規則的に形成されている場合を示している。また、突起構造は溝部２４０の傾斜面だけでなく、溝部２４０の底面にも形成されていてもよい。つまり、透明樹脂２２０の溝部２４０は、少なくとも一つの表面（傾斜面或いは底面）に複数の凹凸構造を備えていてもよい。

　透明樹脂２２０の溝部２４０の端面２４０ａに傾斜をつけた（傾斜面とした）場合に奏する効果について説明する。図１６は、大きさ３００ｕｍ角の光源２１６が、接触面２１１の中心からＺ軸方向，Ｘ軸方向にそれぞれ０．８ｍｍ，１．０ｍｍ離れた位置に配置されている場合における、接触面２１１を照明する光の光量のシミュレーション結果を示すグラフである。上記グラフは、溝部２４０の端面２４０ａの上表面からの傾斜角度（φ／deg.）（図８（ｃ）に示す）を横軸にし、光量の相対強度を縦軸にして表している。そして、傾斜角度は０°（水平）～８０°の範囲内で変化させており、相対強度は傾斜をつけていない場合の光量を「１」としている。グラフから、溝部２４０の端面２４０ａの傾斜角度が大きくなるにつれて、接触面２１１における光量が増加していることを確認することができる。この結果から、傾斜角度を大きくすればするほど良い結果が得られることが判るものの、傾斜角度を大きくすると、接触面２１１を照明する光の照度分布の偏りが大きくなる。すなわち、接触面２１１における光源２１６側に近い部分の照度が他の部分と比べて強くなる傾向がある。そのため、溝部２４０の端面２４０ａの傾斜角度は、２０°～６０°の範囲内に設定することが望ましい。つまり、透明樹脂２２０の溝部２４０における端面２４０ａの傾斜角度は、接触面２１１に対して、２０°～６０°の範囲内に設定することが望ましい。

　したがって、本発明にかかる光ポインティング装置２３０における透明樹脂２２０には、光源２１６側から、結像素子２１４の中心で反射されて撮像素子２１５の中心に到達する上記反射光Ｌの光線経路を含む仮想平面（図８（ａ）においてＡ－Ａ’線を含むＺ－Ｙ平面）に向かって、換言すれば、光源２１６側から撮像素子２１５側に向かって、透明樹脂２２０の上表面に対して傾斜角度φで傾斜する傾斜面が設けられている。また、透明樹脂２２０は、光源２１６および撮像素子２１５を収容しているので、上記仮想平面の前後にまたがって形成されている。

　尚、本発明は上記第三の実施形態に記載の構成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る。例えば、上記第三の実施形態では、透明樹脂２２０の表面は透明になっているが、当該表面に遮光を行うための措置が施されていてもよい。

　具体的には、例えば、透明樹脂２２０の側面上、および被写体２１０からの反射光Ｌが透過する箇所を除く透明樹脂２２０の上表面上に、遮光性樹脂を樹脂封止してもよい。遮光性樹脂としては、透明樹脂２２０を構成する透光性樹脂と同様に、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、またはポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。ただし、遮光性樹脂は、透光性樹脂と異なり、カーボンブラックを含んでいる。このように、透明樹脂２２０の周囲に遮光性樹脂を樹脂封止することによって、光源２１６から照射された光が直接、または被写体２１０ではない箇所で反射して、撮像素子２１５に入射することを防ぐことができる。すなわち、被写体２１０からの反射光Ｌではないいわゆる迷光が撮像素子２１５に入射することを防ぐことができる。よって、迷光による光ポインティング装置２３０の誤動作を防ぐことができ、被写体２１０を高精度に検知することができる。

　さらに、透明樹脂２２０の形状を対称にすることにより、光源２１６を複数設けることができる。つまり、光源２１６は、図８（ｂ）に示すように一つ設けた構成としてもよく、図１７，１８に示すように接触面２１１を挟んで両側に二つ設けた構成としてもよい。また、光源２１６を二つ設ける場合においては、図１７に示すように、構造体としての透明樹脂２２０の上表面に溝部２４０を形成してもよく、図１８に示すように、透明樹脂２２０を二つの構造体に分割して、これら構造体の端面２４０ｂを溝部２４０に相当する構成としてもよい。何れの場合においても、溝部２４０の傾斜面（端面２４０ａ）または構造体の傾斜面（端面２４０ｂ）は、各々の光源２１６に対応するように二カ所に形成すればよい。接触面２１１を挟んで両側に光源２１６を二つ設けることにより、接触面２１１を照明する光の光量を増大させることができる。

　〔第四の実施形態〕
　本発明の第四の実施形態について、図１９に基づいて説明する。図１９は、ポインティング装置２５０の概略の構造を示す断面図である。尚、第三の実施形態に記載のポインティング装置２３０の構成と同様の構成については、同一の符号を付記してその説明を省略する。

　本実施の形態におけるポインティング装置２５０は、第三の実施形態に記載のポインティング装置２３０の構成に加えて、カバー部２２４の接触面２１１を除く上表面および側面に、ポインティング装置２５０内部に外部から入射する光を遮光する遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂが形成されている点が異なっている。

　つまり、本実施の形態における光ポインティング装置２５０は、図１９に示すように、カバー部２２４の接触面２１１を除く上表面に遮蔽膜２５１ａが形成されると共に、側面に遮蔽膜２５１ｂが形成されている。具体的には、カバー部２２４における接触面２１１が形成されている上表面（図１９中、「Ｐ」で示すウィンドエリア）には遮蔽膜２５１ａが形成されておらず、上表面における上記ウィンドエリア以外の領域に遮蔽膜２５１ａが形成されている。

　接触面２１１以外の領域から光ポインティング装置２３０内部に外部から光が入射すると、結像素子２１４における良好な特性が得られる光以外の光、すなわち、接触面２１１上の被写体２１０からの反射光Ｌ以外の光が、カバー部２２４内部で多重反射して、撮像素子２１５に入射する場合がある。このため、カバー部２２４の結像素子２１４を含めた結像光学系を通過する反射光Ｌ（信号光）に対して外乱光となり、撮像素子２１５で撮像される像のコントラストが低下するおそれがある。尚、被写体２１０を透過して光ポインティング装置２３０内部に入射する外部からの光の経路は、反射光Ｌの光路と重なり、信号光の一部となるため、撮像素子２１５で撮像される像のコントラストが向上する。

　しかしながら、本実施の形態における光ポインティング装置２５０の構成によれば、ポインティング装置２５０内部に外部から入射する光を遮光する遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂが形成されているので、上記外乱光の影響を抑制し、信号光のみを増強することができる。したがって、撮像素子２１５で撮影される像のコントラストが向上する。

　上記遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂは、具体的には、外乱光を反射する例えば、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であってもよく、また、外乱光を吸収する例えば、カーボンブラックを含む塗料や墨等で形成された吸収膜であってもよい。遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂが上記反射膜である場合は、図１９中、「Ｐ」で示すウィンドエリアをマスクして上記金属を蒸着させて形成すればよく、遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂが上記吸収膜である場合は、インクジェットやパッド印刷により形成すればよい。

　カバー部２２４における遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂを形成する領域は、フランジ２２５よりもＺ軸の正方向側であればよい。つまり、フランジ２２５は光ポインティング装置２５０を搭載する携帯情報端末の筐体内部に配置されるため、遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂを形成する必要が無い。遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂは、カバー部２２４における、フランジ２２５よりもＺ軸の正方向側の、携帯情報端末の筐体から突出している部分に形成されていればよい。また、携帯情報端末の筐体は或る程度の厚さを有しており、その厚さに応じて外乱光が遮光される。このため、遮蔽膜２５１ｂは必ずしも必要ではなく、筐体の厚さが厚い場合には遮蔽膜２５１ａのみを形成する等の措置を適宜行えばよい。

　このように、本実施の形態におけるポインティング装置２５０は、カバー部２２４の接触面２１１を除く上表面および側面に、ポインティング装置２５０内部に外部から入射する光を遮光する遮蔽膜２５１ａ・２５１ｂ（少なくとも、遮蔽膜２５１ａ）が形成されている。したがって、ポインティング装置２５０内部に外部から入射する上記外乱光の影響を抑制し、信号光のみを増強することができるので、撮像素子２１５で撮影される像のコントラストを向上させることができる。

　〔第五の実施形態〕
　本発明における光ポインティング装置２３０または光ポインティング装置２５０を搭載した携帯情報端末の一例について、図２０に基づいて説明する。図２０は、光ポインティング装置２３０または光ポインティング装置２５０を搭載した電子機器としての携帯電話機（携帯情報端末）２６０を示すものであり、（ａ）は上記携帯電話機２６０の外観の一例を示す正面図であり、（ｂ）は上記携帯電話機２６０の外観の一例を示す背面図であり、（ｃ）は上記携帯電話機２６０の外観の一例を示す側面図である。尚、図２０においては、電子機器が携帯電話機２６０である場合を例示しているが、これに限定されるものではない。電子機器としては、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、テレビジョン等のリモートコントローラ（リモコン）等が挙げられる。

　図２０に示すように、携帯電話機２６０は、モニター側筐体２６１および操作側筐体２６２を備えている。図２０（ａ）に示すように、モニター側筐体２６１は、モニター部２６５およびスピーカー部２６６を含んでいる。操作側筐体２６２は、マイク部２６３、テンキー２６４、および例えば光ポインティング装置２３０を含んでいる。光ポインティング装置２３０は、例えばテンキー２６４の上方に配置されている。もちろん、携帯電話機２６０は光ポインティング装置２３０の代りに光ポインティング装置２５０を搭載していてもよい。また、光ポインティング装置２３０の配置およびその向きは、図２０（ａ）に示す配置およびその向きに限定されるものではない。

　スピーカー部２６６は、音声情報を外部に出力するものであり、マイク部２６３は音声情報を携帯電話機２６０に入力するものである。モニター部２６５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２３０からの入力情報を表示するものである。

　尚、本実施形態の携帯電話機２６０は、図２０（ａ）～（ｃ）に示すように、上部の筐体（モニター側筐体２６１）と下部の筐体（操作側筐体２６２）とがヒンジ部を介して接続されている、いわゆる折り畳み式の携帯電話機である。ここで、現在では折り畳み式が主流であるため、本実施の形態では携帯電話機２６０として、折り畳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２３０等を搭載することができる携帯電話機は、折り畳み式に限るものではない。

　近年、折り畳み式の携帯電話機においては、折り畳んだ状態で厚さが１０ｍｍ以下のものも登場してきている。携帯電話機の携帯の利便性を考慮するならば、その厚さは極めて重要な要素となっている。図２０（ａ）～（ｃ）に示す携帯電話機２６０の操作側筐体２６２において、図示されない内部の回路基板等を除いて、その厚さを決定する部品は、マイク部２６３、テンキー２６４、光ポインティング装置２３０である。この中で、光ポインティング装置２３０の厚さが最も厚く、光ポインティング装置２３０の薄型化は、携帯電話機２６０の薄型化に直接繋がる。よって、上述のように薄型化可能な本発明の光ポインティング装置は、携帯電話機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。

　このように、本実施形態の電子機器としての携帯電話機２６０は、光ポインティング装置２３０（または光ポインティング装置２５０）を備えている。したがって、光路変換手段および結像反射部が一体化された導光板型光学部材２２４ｄを備えたカバー部２２４を備えているので、迷光による影響の少ない光ポインティング装置２３０（または光ポインティング装置２５０）を備えた携帯電話機２６０を提供することができる。

　尚、本発明に係る（第三～第五の実施形態の）光ポインティング装置は、下記構成であってもよい。

　本発明にかかる光ポインティング装置においては、上記構造体は、上記仮想平面の前後にまたがって形成されていることがより好ましい。

　本発明にかかる光ポインティング装置においては、前記傾斜面は、構造体に設けられた溝部の表面の一部であることがより好ましい。

　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内で種々の変更が可能である。それゆえ、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。

　本発明は、携帯電話機やＰＤＡ等の、特に小型化、薄型化を要求される携帯情報端末（電子機器）に搭載可能な入力装置としての光ポインティング装置、およびそれを備えた電子機器に、好適に利用することができる。

　また、本発明は、ＰＣや携帯電話機等の電子機器の入力装置に利用することができ、特に小型化、薄型化を要求される携帯情報端末に好適に利用することができる。

　１０　　被写体
　１１　　接触面
　１３　　傾斜部（反射部）
　１４　　結像素子（結像反射部）
　１５　　撮像素子
　１６　　光源
　１６ａ　発光面
　１７　　反射部材
　１８　　反射部材
　２０　　構造体
　２０ａ　立設面
　２０ｂ　横設面
　２０ｃ　立設面
　２１　　回路基板
　２４　　導光型光学部材
　２５　　切欠き部
　２５’　切欠き部
　２８　　遮光部材
　３０　　光ポインティング装置
２１０　　被写体
２１１　　接触面
２１２　　折り曲げ素子（光路変換手段、プリズム）
２１３　　傾斜面
２１４　　結像素子（結像反射部）
２１５　　撮像素子
２１６　　光源
２１７　　反射面
２１８　　反射面
２１９　　切り欠き部
２２０　　透明樹脂（構造体）
２２１　　回路基板
２２４　　カバー部
２２４ａ　（Ｙ軸方向の）当接面
２２４ｂ　（Ｚ軸方向の）当接面
２２４ｃ　底面
２２４ｄ　導光板型光学部材（光学部材）
２２５　　フランジ
２２６　　基板部
２２６ａ　底面
２３０　　光ポインティング装置
２４０　　溝部
２４０ａ　端面
２５０　　光ポインティング装置
２５１ａ　遮蔽膜
２５１ｂ　遮蔽膜
２６０　　携帯電話機（携帯情報端末）
　Ｌ　　　反射光（信号光）
　Ｍ　　　照射光
　Ｐ　　　ウィンドエリア
　θ　　　傾斜角度
　φ　　　傾斜角度

Claims

　被写体に光を照射する光源と、該被写体からの反射光を反射させて導光する導光型光学部材と、該導光型光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
　上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、
　上記構造体には、撮像素子側でかつ被写体に近い部位に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、被写体方向に向かって立設する立設面を有する切欠き部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。
　上記導光型光学部材は、被写体からの反射光を導光方向へ導光すべく反射させる反射部と、該反射部にて反射した光をさらに上記導光方向に対して反対方向に反射させると共に結像させる結像反射部とを備え、該結像反射部にて反射した光を上記撮像素子に導光し結像させ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。
　上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して垂直に立設していることを特徴とする請求項１または２記載の光ポインティング装置。
　上記光源の発光面が平面であり、上記立設面は、該発光面に対して撮像素子側またはその逆側に傾斜するようにして立設していることを特徴とする請求項１または２記載の光ポインティング装置。
　上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部上に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
　上記立設面は、被写体側から見たときに、上記光源の発光面における撮像素子側端部よりも撮像素子側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
　上記切欠き部における撮像素子側端部に、光源から出射された光が被写体で反射することなく上記導光型光学部材によって導光されて撮像素子に受光されることを防止するために、遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
　請求項１～７の何れか一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。
　被写体に光を照射する光源と、
　該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、
　該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
　上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に該仮想平面から離間して配置されており、
　上記構造体には、光源側から上記仮想平面に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面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。
　上記構造体は、上記仮想平面の前後にまたがって形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光ポインティング装置。
　被写体に光を照射する光源と、
　該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、
　該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
　上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、上記被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように配置されており、
　上記構造体には、光源側から上記撮像素子側に向かって、構造体の光学部材側表面に対して傾斜する傾斜面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。
　前記傾斜面は、構造体に設けられた溝部の表面の一部であることを特徴とする請求項９～１１の何れか一項に記載の光ポインティング装置。
　被写体に光を照射する光源と、
　該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、
　該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
　上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、結像反射部の中心で反射されて撮像素子の中心に到達する上記反射光の光線経路を含む仮想平面に対して垂直な方向に該仮想平面から離間して配置されており、
　上記構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域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。
　被写体に光を照射する光源と、
　該被写体からの反射光を反射させて導光すると共に、反射光を撮像素子に結像させる結像反射部を有する光学部材と、
　該光学部材によって導光された光を受光する撮像素子とを備えた光ポインティング装置であって、
　上記光源は、透光性樹脂からなる構造体に収容されており、かつ、上記被写体側から見たときに、撮像素子の中心と結像反射部の中心とを結ぶ直線上に位置しないように配置されており、
　上記構造体には、光源から出射される光線の向きを被写体側に変換する変換領域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。
　請求項９～１４の何れか一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。