專(zhuān)利名稱(chēng)：光定位裝置以及搭載有該裝置的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸入裝置，更詳細(xì)地說(shuō)涉及一種可搭載于便攜式電話機(jī)等電子設(shè)備上的光定位裝置。
背景技術(shù)：
在以便攜式電話機(jī)以及PDA (Personal Digital Assistants 個(gè)人數(shù)字助理)等便攜式信息終端為代表的小型電子設(shè)備中，利用鍵盤(pán)作為用戶接口，此類(lèi)鍵盤(pán)由用于輸入數(shù)字及文字的多個(gè)按鍵和方向鍵所構(gòu)成。而近年來(lái)，隨著便攜式終端的顯示部的高性能化發(fā)展，采用⑶I (Graphical User hterface 圖形用戶界面)的便攜式終端漸成主流。由于便攜式信息終端等電子設(shè)備的功能不斷趨向電腦化發(fā)展，歷來(lái)的輸入方法， 即，以目錄鍵以及其他功能鍵作為方向鍵來(lái)啟動(dòng)所希望的功能的輸入方法愈顯不便，因此， 對(duì)于能夠進(jìn)行像計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)或者觸屏似的操作的定位裝置的需求在不斷擴(kuò)大。作為所述定位裝置，已有提案揭示了通過(guò)攝像元件來(lái)觀察與裝置相接觸的指尖等被攝體的模樣，從而提取接觸面的變化的光定位裝置(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用光源照明接觸面，利用透鏡在攝像元件上形成接觸面的模樣的像，并基于檢測(cè)出的所述模樣的變化，將指尖動(dòng)作變換成輸入信號(hào)。但是，在所述成像光學(xué)系統(tǒng)中，為了使來(lái)自接觸面的光在攝像元件上成像，接觸面和攝像元件之間需要一定距離，因此無(wú)法縮短光定位裝置的垂直方向長(zhǎng)度。對(duì)于以便攜式信息終端為代表的小型電子設(shè)備，要求其具有較薄的裝置厚度，從而，光定位裝置也被要求縮小其厚度即垂直方向長(zhǎng)度。為了滿足所述要求，已有提案揭示了通過(guò)在接觸面的正下方配置棱鏡等光路折射元件，將光路折曲成水平方向，從而能在保持較長(zhǎng)的光路的情況下縮短光定位裝置的垂直方向長(zhǎng)度的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)2，；3)。根據(jù)該技術(shù)，由于是將光路折曲成水平方向，因此，即使光路變長(zhǎng)也不會(huì)對(duì)裝置的垂直方向長(zhǎng)度造成影響。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)光路較長(zhǎng)且垂直方向長(zhǎng)度較短的定位裝置。但是，根據(jù)所述專(zhuān)利文獻(xiàn)2，為了利用LED光源來(lái)照明手指接觸面，必須利用所述折射元件上部的空間，將用于照射手指的光引導(dǎo)至手指接觸面。即，由于照明光學(xué)系統(tǒng)的制約，導(dǎo)致折射元件以上的部分變厚，而無(wú)法使光定位裝置的厚度變薄，不利于發(fā)揮薄型成像光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。另外，所述專(zhuān)利文獻(xiàn)3也同樣，必須在折射元件的上部配置照明用光學(xué)系統(tǒng)，因此也存在厚度變厚的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)，特開(kāi)2007-5^554號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)，特表2008-507787號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)，特表2008-510248號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，其涉及使用了折射元件的光定位裝置，其目的在通過(guò)實(shí)現(xiàn)能夠在保持裝置厚度不增加的情況下照明被攝體的照明光學(xué)系統(tǒng)，提供更小型的光定位裝置。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的光定位裝置的特征在于包括與被攝體接觸的接觸面、用于照明所述接觸面的光源模塊、具有用于折射來(lái)自所述接觸面的漫反射光的傾斜面的折射元件、對(duì)來(lái)自所述接觸面的漫反射光進(jìn)行成像而獲得像的成像元件以及用于拍攝所述像的攝像元件，所述折射元件的傾斜面對(duì)來(lái)自所述接觸面的漫反射光進(jìn)行光路變換，并使用于照明所述接觸面的光源模塊的光透射和折射，從而將該光導(dǎo)向所述接觸面。在本發(fā)明的光定位裝置中，將所述折射元件的傾斜面兼用為用于對(duì)來(lái)自所述接觸面的漫反射光進(jìn)行光路變換的反射面；通過(guò)使來(lái)自用于照明所述接觸面的光源模塊的光透射和折射，將該光導(dǎo)向接觸面的透射折射面。從而能夠削減光學(xué)部件數(shù)以及實(shí)現(xiàn)光定位裝置的小型薄型化。另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式的光定位裝置的特征在于使所述像在攝像元件上成像的成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸與以來(lái)自所述光源模塊的光照明所述接觸面的照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸為不同的光軸。根據(jù)本發(fā)明的光定位裝置，能夠避免所述照明光成為雜光射入攝像元件中，因此能夠降低噪音成分以及改善像的識(shí)別率。此外，本發(fā)明的一實(shí)施方式的光定位裝置的特征在于用于照明接觸面的光源模塊由LED等光源和用于抑制來(lái)自所述光源的散射光的光散射度的透鏡所構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的光定位裝置，能將來(lái)自所述光源模塊的光高效率地傳送到所述接觸面。因此，能夠削減光出射量以及降低消費(fèi)功率。并且，由于雜光也減少，因此能夠降低噪音成分以及大幅改善像的識(shí)別率。另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式的光定位裝置的特征在于用于照明接觸面的光源模塊具備有用于將LED等光源的散射光向所述折射元件的傾斜面的法線方向折射的元件。根據(jù)本發(fā)明的光定位裝置，能夠從斜方向來(lái)照明被攝體，因此容易形成被攝體的影子，對(duì)指紋等被攝體進(jìn)行成像時(shí)的對(duì)比度變高，從而能夠提高被攝體的識(shí)別率。此外，本發(fā)明的一實(shí)施方式的光定位裝置的特征在于在用于照明接觸面的光源模塊中，作為向所述折射元件的傾斜面的法線方向折射來(lái)自所述LED等光源的散射光的元件，使用光出射面為傾斜面的棱鏡或者衍射元件。根據(jù)本發(fā)明的光定位裝置，可對(duì)所述棱鏡或者衍射元件與用于封裝所述LED等光源的成型部進(jìn)行一體成型，因此能夠削減部件個(gè)數(shù)以及實(shí)現(xiàn)低成本化。根據(jù)本發(fā)明的光定位裝置，能將所述折射元件的傾斜面兼用為對(duì)來(lái)自所述被攝體的漫反射光進(jìn)行反射的反射面；使來(lái)自用于照明所述被攝體的光源模塊的光透射和折射的透射折射面。從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型薄型的照明光學(xué)系統(tǒng)，以及實(shí)現(xiàn)更小型的光定位裝置。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的光定位裝置的剖面圖。圖2是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的光定位裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖3是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的光定位裝置的成像光學(xué)系統(tǒng)的圖。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的光定位裝置的俯視圖。圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的光定位裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖6是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的光定位裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖7是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的光定位裝置的其他照明光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖8是表示采用了本發(fā)明的光定位裝置的便攜式電話機(jī)的一實(shí)施例的圖，其中， (A)表示正面?zhèn)龋?B)表示背面?zhèn)龋?C)表示側(cè)面?zhèn)取?br> 具體實(shí)施例方式以下，就本發(fā)明的一實(shí)施方式，以使用LED作為光源的光定位裝置為例進(jìn)行說(shuō)明。 但本發(fā)明并不限定于以下實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。例如在指紋認(rèn)證系統(tǒng)等掃描裝置中，只要具有與本實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于所有的光輸入接口。在以下的實(shí)施方式中，對(duì)具有相同功能以及作用的部件，付與相同的標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。(實(shí)施方式1)圖1是說(shuō)明本發(fā)明的光定位裝置1的實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)的剖面圖。從作為折射元件的棱鏡12的垂直方向上側(cè)的面即接觸面11，取得作為漫反射光的本圖中未圖示的指尖等被攝體的像。在該作為折射元件的棱鏡12內(nèi)，所述漫反射光被傾斜面13所反射，并由作為成像元件的透鏡14形成像，然后由攝像元件15作為圖像數(shù)據(jù)取得該像。通過(guò)對(duì)攝像元件15所取得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，提取接觸面11的變化，從而能獲得所述被攝體的移動(dòng)量和移動(dòng)方向。另外，為了照明所述被攝體，構(gòu)成光源模塊的LED 光源16被配置在作為所述折射元件的棱鏡12的下方。通過(guò)使作為本發(fā)明的折射元件的棱鏡12和所述接觸面11，與光定位裝置1的外罩部構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)，能夠削減厚度并能高精度地形成所述傾斜面13，從而能提高光定位裝置1的組裝性。作為成像元件的透鏡14與下傾棱鏡23構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)。通過(guò)采用將所述下傾棱鏡23裝入外罩M中的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)λ鰞A斜面13、作為成像元件的透鏡14以及下傾棱鏡 23的位置關(guān)系進(jìn)行高精度管理。光圈22被粘合在作為所述成像元件的透鏡14的有效面外側(cè)，以遮斷雜光，若該雜光射入作為成像元件的透鏡14內(nèi)，將導(dǎo)致各種問(wèn)題。攝像元件15被例如接合在電路基板21上的透明樹(shù)脂20b所封裝。LED光源16 也被接合在同一電路基板21上，且被透明樹(shù)脂20a所封裝，構(gòu)成光源模塊。但是，透明樹(shù)脂 20a與透明樹(shù)脂20b相互分離，以防止LED光源16的光在樹(shù)脂內(nèi)部傳播之后漏射到所述攝像元件15中。在此，以用于封裝所述LED光源16和攝像透鏡15的透明樹(shù)脂20a、20b的上面作為接合基準(zhǔn)，對(duì)搭載有LED光源16和攝像元件15的電路基板21、由所述棱鏡23和作為成像元件的透鏡14等構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行組裝。指尖等被攝體接觸到接觸面11時(shí)，所述被攝體被LED光源16發(fā)出的、如照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M所表示的照明光所照明，并漫反射該照明光。所述被攝體形成漫反射像，但所述漫反射光的一部分成為如成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸所表示的成像光。所述漫反射像透過(guò)棱鏡12的內(nèi)部，由所述傾斜面13反射，優(yōu)選是通過(guò)全反射而變換其光路，并通過(guò)作為成像元件的透鏡14在攝像元件15上形成像。然后，未圖示的DSP(Digital Signal !Processor 數(shù)字信號(hào)處理器)取得在所述攝像元件15上形成的像被作為圖像數(shù)據(jù)被取得。所述攝像元件15為CMOS或CXD等圖像傳感器，其以一定的時(shí)間間隔連續(xù)拍攝所述接觸面11的像。如果攝體進(jìn)行了移動(dòng)，移動(dòng)后拍攝到的圖像與移動(dòng)前拍攝的圖像相比， 會(huì)有一定量的位移。通過(guò)利用所述DSP對(duì)所述圖像中的同一部分的位移量進(jìn)行對(duì)比，來(lái)判斷所述被攝體的移動(dòng)量和移動(dòng)方向。圖2是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的光定位裝置1的照明光學(xué)系統(tǒng)的圖，圖3是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的光定位裝置1的成像光學(xué)系統(tǒng)的圖，圖2與圖3中均以指尖10作為被攝體。該光定位裝置1的光學(xué)系統(tǒng)包括具備供作為被攝體的指尖10進(jìn)行接觸的接觸面11和傾斜面13的、作為本發(fā)明的折射元件的棱鏡12 ；作為成像元件的透鏡14 ；攝像元件 15 ；用于照明所述指尖10的LED光源16。用于照明所述指尖10的LED光源16被配置在棱鏡12的下部，從LED光源16射出的光透過(guò)棱鏡12的所述傾斜面13而折射，然后以照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M所表示的斜方向照射到所述接觸面11上。圖4表示了對(duì)圖1的裝置進(jìn)行俯視時(shí)的情況。以俯視時(shí)，即，從作為被攝體的指尖 10側(cè)進(jìn)行觀察時(shí)，按照使LED光源16的射出光與成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸L不一致的方式，將 LED光源配置在相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸L傾斜的位置上。由于使照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸 M與成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸L成為不同的光軸，未照射到指尖10的照明光將難以射入攝像元件15中，從而能夠提高識(shí)別率以及防止誤動(dòng)作，其中光軸M與光源16照射指尖10的方向相一致。作為被攝體的指尖10接觸到所述接觸面11時(shí)，從所述LED光源16發(fā)出的、照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M所表示的照明光從斜方向照明所述指尖10，并發(fā)生圖3所示的漫反射。指尖10接觸到接觸面11時(shí)，主要是形成指紋的漫反射像，所述指紋的像如成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸L所示，透過(guò)棱鏡12的內(nèi)部之后，被所述傾斜面13所反射，在此優(yōu)選為全反射，然后通過(guò)作為成像元件的透鏡14，在攝像元件15上形成像。所述傾斜面13的反射可以是菲涅耳反射，但是全反射時(shí)能夠使更多的光進(jìn)行折射，從而獲得更明亮的像，以及提高信噪比。在此，作為形成指紋像的方法，例如有由透過(guò)接觸面11的照明光來(lái)照明指紋，并在攝像元件15上對(duì)指紋的漫反射光進(jìn)行成像的方法。在此情況下，必須使照明光透過(guò)接觸面11，因此必須以盡量不讓接觸面11對(duì)照明光進(jìn)行全反射的角度射入該照明光。即，當(dāng)棱鏡12的折射率為η時(shí)，照明光相對(duì)于接觸面11的入射角θ必須滿足以下關(guān)系θ < ArcSin (1/η) (1)另外，設(shè)棱鏡12的頂角為α，照明光相對(duì)于傾斜面13的入射角為Y，從傾斜面13 向棱鏡12內(nèi)的入射角為β時(shí)，滿足以下關(guān)系y = ArcSin(nXSin(a - θ )) (2)例如，圖2中的棱鏡12的折射率η為1. 5時(shí)，根據(jù)式(1)，照明光相對(duì)于接觸面11 的入射角θ必須小于41. 8°。
此時(shí)，若棱鏡的頂角α =45°，照明光向傾斜面的入射角Y必須大于4.8°。另外，作為形成指紋像的方法還有如下方法在手指未接觸到接觸面11的情況下，照明光就不透過(guò)接觸面11，而成為全反射狀態(tài)；當(dāng)手指接觸時(shí)，接觸部分的照明光全反射條件被破壞，光能夠透過(guò)接觸面而照明指紋，并使來(lái)自指紋的散射光成像于攝像元件15 上。在此情況下，必須通過(guò)接觸面11對(duì)照明光進(jìn)行全反射，因此必須以盡量使照明光不能透過(guò)接觸面11的角度射入該照明光。即，當(dāng)棱鏡的折射率為η時(shí)，照明光相對(duì)于接觸面11 的入射角θ必須滿足以下關(guān)系θ > ArcSin (1/n) (3)另外，設(shè)棱鏡12的頂角為α，照明光相對(duì)于傾斜面13的入射角為Y，從傾斜面向棱鏡12內(nèi)的入射角為β時(shí)，滿足以上式(1)的關(guān)系。例如，圖2中的棱鏡12的折射率η為1. 5時(shí)，根據(jù)式(3)，照明光相對(duì)于接觸面11 的入射角θ必須大于41. 8°。此時(shí)，若棱鏡的頂角α =45°，照明光向傾斜面的入射角Y必須小于4. 8°。只要是當(dāng)手指接觸到接觸面11時(shí)，透過(guò)所述接觸面11的光和被接觸面11全反射的光均能照明作為被攝體的指尖10，并能在攝像元件15上對(duì)指紋等的散射光進(jìn)行成像的方法，就不受以上式O)以及式C3)的約束。即，能夠在較廣的入射角范圍內(nèi)利用射入接觸面11的光。在此，關(guān)于成像元件14，本實(shí)施方式中使用了透鏡，但除了透鏡之外也可以利用小孔。利用小孔時(shí)，能夠使成像元件14變薄，因此有益于小型化。而使用透鏡時(shí)，能夠通過(guò)較小的尺寸來(lái)聚集較多的光，因此能夠獲得較亮的像，并能夠提高信噪比。以上，在本實(shí)施方式的光定位裝置1中，將作為所述折射元件的棱鏡12的傾斜面 13兼用為反射面和透射折射面，從而能夠削減部件數(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本化以及實(shí)現(xiàn)光定位裝置的小型薄型化。其中，所述反射面是指對(duì)來(lái)自接觸面11的、成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸L所表示的成像光進(jìn)行反射，優(yōu)選是全反射的光路變換面；所述透射折射面是指對(duì)來(lái)自用于照明所述接觸面11的LED光源16的、照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M所表示的照明光進(jìn)行透射折射，從而將該照明光導(dǎo)向接觸面11的面。另外，由于是相對(duì)于接觸面11以斜方向射入如照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M所表示的照明光，因此容易形成作為被攝體的指尖10的凹凸即指紋的影子，從而能夠提高對(duì)指紋進(jìn)行成像時(shí)的對(duì)比度，并能夠提高識(shí)別靈敏度。(實(shí)施方式2)圖5是說(shuō)明本發(fā)明的光定位裝置1的實(shí)施方式2的光學(xué)系統(tǒng)的圖，在此也以指尖 10作為被攝體。在本實(shí)施方式中，作為光源模塊，如圖5所示，在LED光源16的發(fā)光面16a上配置有聚光透鏡17。此時(shí)，聚光透鏡17與為了防止LED光源16的劣化而設(shè)置的封裝樹(shù)脂20a構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)。由此，能夠在相對(duì)于LED出射面16a較近的位置上配置聚光透鏡17的透鏡面， 從而能夠通過(guò)較小面積的透鏡面對(duì)LED出射光中的散射度較高的光線也進(jìn)行聚光。即，在此，作為用于抑制LED光源16的光散射度的透鏡，形成了聚光透鏡17。LED光源16的散射光被所述聚光透鏡17聚集之后，通過(guò)作為折射元件的棱鏡12的傾斜面13，能夠高效地照射向指尖10的方向。由此，通過(guò)減少被浪費(fèi)掉的光，能降低雜光等噪音成分，并提高射入到攝像元件15 中的信號(hào)的品質(zhì)，以及能夠抑制LED光源16的消費(fèi)功率。另外，所述聚光透鏡17具有半球型透鏡面或者拋物面的形狀時(shí)其效果更大。(實(shí)施方式3)圖6以及圖7是表示本發(fā)明的光定位裝置1的實(shí)施方式3的光學(xué)系統(tǒng)的圖，在此也以指尖10作為被攝體。如在實(shí)施方式1中進(jìn)行的說(shuō)明，由于是相對(duì)于接觸面以斜方向射入照明光，因此易于形成指紋等被攝體的凹凸的影子，以及在被攝體像上獲得較高的對(duì)比度，從而能夠提高識(shí)別靈敏度。在本實(shí)施方式中，說(shuō)明相對(duì)于接觸面11以斜方向射入光的方法。如圖6所示，當(dāng)照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M向著作為折射元件的棱鏡12的傾斜面13 的法線方向傾斜時(shí)，能以更傾斜的方向?qū)佑|面11照射光。但是，對(duì)LED光源116本身進(jìn)行傾斜配置的方法在組裝性上存在困難。在此，如圖7所示，作為光源模塊，在LED光源16的發(fā)光面16a上設(shè)置錐形面18， 通過(guò)該錐形面18來(lái)折射照明光，使照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M向著作為折射元件的棱鏡12的傾斜面13的法線方向傾斜。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M折曲成為相對(duì)于接觸面11更為傾斜的入射方式。根據(jù)圖7的結(jié)構(gòu)，無(wú)需對(duì)LED光源16本身進(jìn)行傾斜配置，只需將用于封裝LED光源16的成型樹(shù)脂20的光出射面形成為傾斜的錐形面18即可，因此有利于成本以及對(duì)位的雙方面。另外，在此雖未圖示，作為光源模塊，可以在LED光源16的發(fā)光面16a上設(shè)置衍射元件，通過(guò)該衍射元件對(duì)照明光進(jìn)行衍射，從而使照明光的光軸M向作為折射元件的棱鏡 12的傾斜面13的法線方向傾斜。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸M以相對(duì)于接觸面11更傾斜的方式射入。此時(shí)，也不需要對(duì)LED光源16本身進(jìn)行傾斜配置，而只需在用于封裝LED光源16的成型樹(shù)脂20的表面部分形成衍射光柵即可。如果所述衍射光柵采用的是浮雕型，在對(duì)用于封裝LED光源16的成型樹(shù)脂20進(jìn)行成型時(shí)，可同時(shí)形成該衍射光柵。(實(shí)施方式4)在實(shí)施方式4中，說(shuō)明在作為電子設(shè)備的便攜式電話機(jī)中搭載本發(fā)明的光定位裝置的情況。圖8的(A) (C)是表示便攜式電話機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。圖8的(A)表示的是便攜式電話機(jī)100的正面?zhèn)?，圖8的⑶表示的是便攜式電話機(jī)100的背面?zhèn)?，圖8的(C)表示的是便攜式電話機(jī)100的側(cè)面?zhèn)?。本?shí)施方式的便攜式電話機(jī)100包括監(jiān)視器側(cè)框體101、操作側(cè)框體102、傳聲器部103、數(shù)字鍵104、監(jiān)視器部105、揚(yáng)聲器部106以及本發(fā)明的光定位裝置107。揚(yáng)聲器部106以及傳聲器部103用于輸入和輸出聲頻信息。監(jiān)視器部105用于輸出視頻信息，其在本實(shí)施方式4中，用于顯示光定位裝置107提供的輸入信息。在實(shí)施方式4中，光定位裝置107被配置在圖8的(A)所表示的數(shù)字鍵104的上部，但對(duì)于光定位裝置107的配置方法以及方向并無(wú)限定。
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作為實(shí)施方式4的便攜式電話機(jī)100，在此如圖8的㈧ (C)所示，列舉由上部框體和下部框體通過(guò)合葉連接而成的所謂折疊式便攜式電話機(jī)100進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)然，可搭載光定位裝置107的便攜式電話機(jī)100并不限定于折疊式的便攜式電話機(jī)。但是，便攜式電話機(jī)以本實(shí)施方式所述的折疊式為主流，并且，目前已有折疊時(shí)的厚度為IOmm以下的產(chǎn)品?？紤]到攜帶便利性，厚度是一個(gè)非常重要的因素。在圖8的背面圖(B)、側(cè)面圖(C)所表示的操作側(cè)框體102中，除了未圖示的電路基板等，決定厚度的部件還包括傳聲器部103、數(shù)字鍵104、光定位裝置107。其中，光定位裝置107最厚，光定位裝置107的薄型化直接關(guān)系到便攜式電話機(jī)100的薄型化。因此，本發(fā)明的光定位裝置是利于對(duì)便攜式電話機(jī)等電子設(shè)備進(jìn)行薄型化的發(fā)明。
0087]標(biāo)號(hào)說(shuō)明0088]1光定位裝置0089]10被攝體(指尖)0090]11接觸面0091]12折射元件(棱鏡)0092]13傾斜面0093]14成像元件(透鏡)0094]15攝像元件0095]16 LED光源0096]17聚光透鏡0097]18錐形面0098]20成型樹(shù)脂0099]21電路基板0100]22光圈0101]23下傾棱鏡0102]24外罩0103]100便攜式電話機(jī)0104]101監(jiān)視器側(cè)框體0105]102操作側(cè)框體0106]103傳聲器部0107]104數(shù)字鍵0108]105監(jiān)視器部0109]106揚(yáng)聲器部0110]107光定位裝置0111]L成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸0112]M照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸
權(quán)利要求
1.一種光定位裝置，其特征在于包括與被攝體接觸的接觸面、用于照明所述接觸面的光源模塊、具有用于折射來(lái)自所述接觸面的漫反射光的傾斜面的折射元件、對(duì)來(lái)自所述接觸面的漫反射光進(jìn)行成像而獲得像的成像元件以及用于拍攝所述像的攝像元件，所述折射元件的傾斜面對(duì)來(lái)自所述接觸面的漫反射光進(jìn)行光路變換，并使用于照明所述接觸面的光源模塊的光透射和折射，將該光導(dǎo)向所述接觸面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光定位裝置，其特征在于使所述像在攝像元件上成像的成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸與以來(lái)自所述光源模塊的光照明所述接觸面的照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸為不同的光軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光定位裝置，其特征在于所述光源模塊由光源和用于抑制來(lái)自所述光源的散射光的光散射度的透鏡所構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光定位裝置，其特征在于所述光源模塊由光源和用于向所述折射元件的傾斜面的法線方向折射來(lái)自所述光源的散射光的元件所構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光定位裝置，其特征在于用于向所述折射元件的傾斜面的法線方向折射來(lái)自所述光源的散射光的元件是光出射面為傾斜面的棱鏡或者衍射元件。
6.一種電子設(shè)備，其特征在于具備權(quán)利要求1 5所述的光定位裝置。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，從LED光源(16)射出的光透射作為折射元件的棱鏡(12)的傾斜面(13)并折射之后，照明接觸面(11)。所述照明光經(jīng)接觸面(11)上的被攝體漫反射，而后該漫反射光的一部分透射棱鏡(12)并經(jīng)由傾斜面(13)而變換光其路，繼而通過(guò)作為成像元件的透鏡(14)形成像。攝像元件(15)取得作為圖像數(shù)據(jù)的所述像。通過(guò)圖像處理，能夠從攝像元件(15)所提供的圖像數(shù)據(jù)中提取接觸面(11)的變化，以及獲得被攝體的移動(dòng)量和移動(dòng)方向。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)薄小型的光定位裝置。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102317889SQ20108000791
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者三宅隆浩, 三木煉三郎, 上田稔, 野呂哲史 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社