专利名称：光学指向装置和具备该光学指向装置的电子设备、以及导光体和导光方法
技术领域：
本发明涉及输入装置，具体涉及能够装载在移动电话等移动信息終端上的光学指向装置。
背景技术：
移动电话、PDA (Personal Digital Assistants:个人数字助理)等移动信息终端一般采用小键盘作为输入信息的用户接ロ。小键盘通常由用于输入数字和字符的多个按钮和方向按钮构成。近年来，随着移动信息终端的显示 部能够呈现图形等，作为向用户显示信息的显示方式，已采用以ニ维的方式使用显示部的⑶I (Graphical User Interface:图形用户接ロ)。这样移动信息終端实现了高性能化，且具备与计算机同等的显示功能，由此使用菜单选择键和其它功能键作为方向键的以往移动信息终端的输入装置已不再适合用来选择在CTI上呈现的图标等，造成了不便。因此，即使是移动信息終端中也要求具有与计算机所使用的鼠标或触摸板同样的操作性的指向装置。为此，提出了ー种光学指向装置作为能够装载在移动信息終端上的指向装置，该光学指向装置通过用摄像元件观察与装置相接触的指尖等被摄物的图样，并获取接触面上被摄物的图样变化，从而检测到被摄物的动作。具体而言，在光学指向装置中，向接触面上的被摄物照射光，利用透镜使被摄物的图样在摄像元件上成像，并检测出图样的变化，从而检测被摄物的动作。光学指向装置为了使从接触面上的被摄物反射而来的光在摄像元件上成像，需要使从接触面到摄像元件为止的距离保持为一定程度(从被摄物反射而来的反射光的光路长度)。因此，在接触面的下部设置透镜和摄像元件的光学指向装置便不能将相对于接触面的垂直方向上的长度设计得很短。光学指向装置的垂直方向上的长度就是装置的厚度。即，上述光学指向装置难以实现装置的薄型化。然而，移动信息終端要求装置的厚度要薄，因此，也要求光学指向装置的厚度即垂直方向上的长度要短。为了满足上述要求，提出了ー种光学指向装置，该光学指向装置在接触面的正下方设置棱镜等折弯光学元件，使来自被摄物的反射光向水平方向折弯，再成像在摄像元件上。例如，专利文献I中公开了ー种由将光从垂直路径变换到水平路径的棱镜、聚光透镜、和具有发光构件的支架组装而成的光学指向装置。另外，专利文献2中公开了ー种包括使从被摄物反射而来的光向水平方向反射的反射镜、以及在水平的光路上相向且垂直地设置的聚光透镜和图像传感器的光学指向装置。此外，对比文件3中也有掲示。如上所述，专利文献I 3中记载的光学指向装置使光路向水平方向折弯，因此即使光路变长也不会影响装置的垂直方向上的长度(厚度)。从而能够实现使光路变长但垂直方向上的长度较短的光学指向装置。即，能够实现光学指向装置的薄型化。
专利文献专利文献I :日本公开专利公报特开2008-226224号公报(
公开日2008年9月25曰)专利文献2 :日本公开专利公报特表2008 — 507787号公报(
公开日2008年3月13日)专利文献3 :日本公开专利公报特表2008 — 510248号公报(
公开日2008年4月3曰)
发明内容
然而，在上述现有技术中，光学指向装置是由保护其免受外部冲击等的罩部、使来自被摄物的光向水平方向反射的棱镜(反射镜)、将光成像(聚焦)在摄像元件上的成像(聚 光)透镜部等多个部件构成的，因此，在光学指向装置的制造エ序中需要对上述多个部件进行组装或粘贴等的エ序。在组装或粘贴等エ序中，各部件的位置偏差有可能会导致组装公差的产生，因此如果组装或粘贴等エ序数目増加，则会使光学检测装置难以维持较高的检测精度。另外，如果光学指向装置的零部件数量増加，则会导致光学指向装置的成本变高。而且，由于零部件数量増加、或各部件形成用于组装的结构，会导致光学指向装置难以实现薄型化。本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于实现一种零部件数量及对各部件进行组装或粘贴等エ序数目较少、且薄型的光学指向装置。为了解决上述问题，本发明的导光体的特征在于，包括对从入射部入射的光进行反射以将该光向导光方向引导的反射部；以及使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像的成像反射部，利用该成像反射部成像后的光从出射部射出。另外，本发明的导光方法的特征在于，对从入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像，该反射并且成像后的光从出射部射出。根据上述结构，由于导光体具备反射部和成像反射部，因此导光体、反射部和成像反射部能够由ー个部件来构成。因而，能够减少构成具有导光体的光学指向装置的零部件数量。由此，能够减少光学指向装置的制造エ序中的组装エ序数目。因此，能够抑制各个部件在组装时发生的组装误差。另外，通过高精度地制作用于使导光体成形的模具，能够高精度地制造反射部和成像反射部，而且能够高精度地进行配置，而不会使入射部、反射部和成像反射部的位置关系出现偏差。因而，能够降低具有所述导光体的光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。为了解决上述问题，本发明的光学指向装置的特征在于，包括照射被摄物的光源；使来自该被摄物的反射光从入射部射入并对该射入的光进行导光使其从出射部射出的导光体；以及接收从该导光体射出的光的摄像元件，所述导光体对由所述入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，并使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像，该反射并且成像后的光从所述出射部射出。根据上述结构，所述导光体是对从所述入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像，该反射并且成像后的光从所述出射部射出。即，无需在导光体之外另外再设置进行反射以将光向导光方向引导的部件、和向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像的部件。因此，能够减少构成光学指向装置的零部件数量。由此，能够减少光学指向装置的制造エ序中的组装エ序数目。因此，能够抑制各部件在组装时发生的组装误差。因而，能够降低光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。如上所述，本发明的导光体的特征在于，包括对从入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导的反射部；以及使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像的成像反射部，利用该成像反射部成像后的光从出射部射出。因而，能够降低具有所述导光体的光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。本发明的其他目的、特征及优点根据如下所示的记载应该可以充分了解。另外，本发明的价值从參照附图的下述说明中应该可以明白。
图I是表示本发明的实施方式I的图，是表示光学指向装置的截面构造的示意图。图2是表示反射膜对光的波长的透射率和反射率的图。图3是示意性地表示接触面、成像元件和摄像元件的位置关系的图。图4是表示本发明的实施方式2的图，是表示光学指向装置的截面构造的示意图。图5是表示实施方式2中的衍射元件的具体形状和衍射元件的沟槽图案的图。图6是表示实施方式2中的衍射元件的具体形状的图。图7是表示本发明的实施方式3的图，是表示光学指向装置的截面构造的示意图。图8是表示本发明的实施方式4的图，是表示光学指向装置的截面构造的示意图。图9是表示本发明的实施方式5的图，是表示装载光学指向装置的移动电话的外观的示意图。
具体实施例方式关于本发明的各实施方式，以使用LED作为光源组件的光学指向装置为例进行说明。本发明的光学指向装置通过对指尖等被摄物照射光，并接受从该被摄物反射而来的光，由此检测被摄物的动作。以下，对各实施方式的光学指向装置的结构进行具体说明。此外，对表示相同功能和作用的部件标注相同的标号，并省略其说明。[实施方式I]根据图I说明本发明的实施方式I。图I是实施方式I的光学指向装置30的简要截面构造图。如图所示，光学指向装置30具备基板部26和罩部(导光体)24。基板部26由电路基板21、光源16、摄像元件15和透明树脂20、20’构成。透明树脂20具备透镜部27。罩部24包含接触面(入射部)11、形成倾斜面(斜面)13的折弯元件(反射部)12、成像元件(成像反射部)14和反射面(反射膜)17、18。与罩部24的接触面11相接触的被摄物10是指尖等被摄物，是光学指向装置30要检测其动作的对象物。这里，为了使被摄物10相对于光学指向装置30的状态容易理解，方便起见将被摄物10表示得小于光学指向装置30。、
这里，将光学指向装置30的厚度方向(图I中的纵向)设为Z轴，将光学指向装置30的宽度方向(图I中的横向)设为Y轴。将从光学指向装置30的下部向着上部的方向设为Z轴的正方向，并将从光源16向着摄像兀件15的方向设为Y轴的正方向(导光方向)。此夕卜，也将Z轴的负方向称为垂直方向,将Y轴的正方向称为水平方向。另外，虽然未图不，但将光学指向装置30的纵深方向设为X轴，将从图I所示的光学指向装置30的里侧向着前侧的方向设为X轴的正方向。首先，对基板部26的结构进行说明。本实施方式中，在一块电路基板21上装载有光源16和摄像元件15。光源16和摄像元件15通过引线接合或芯片倒装的方式与电路基板21进行电连接。电路基板21上形成有电路。该电路控制光源16的发光时刻，还接受从摄像元件15输出的电信号以检测被摄物的动作。电路基板21是由同一材料构成的平面状基板，例如由印刷基板或弓I线框等形成。光源16向罩部24的接触面11照射光。从光源16照射的光M通过透明树脂20的透镜部27，再被罩部24的折弯元件12折射，其前进方向发生变化，然后到达接触面11。即，光M是从相对于接触面倾斜的方向(与接触面形成一定的入射角)射入的。如后文所述，由于罩部24采用折射率大于空气的材质，因此，当接触面11上不存在被摄物10吋，到达接触面11的光M有一部分会透过接触面11，而剩余的一部分则在接触面发生反射。此时，若光M相对于接触面11的入射角满足全反射的条件,则光M不会透过接触面11,而是全部在接触面11上向罩部24内反射。另ー方面，当接触面11上存在被摄物10时，光M在与接触面11相接触的被摄物10的表面发生反射，然后再射入到罩部24。光源16由例如LED等光源来实现，特别优选的是由高亮度的红外发光二极管来实现。摄像元件15接受由光源16照射并被被摄物10反射的光(LI L3(以下统称为光LI L3，将由光源16照射并被被摄物10反射的光称为光L))，根据所接受的光生成接触面 11上的像，并将其转换成图像数据。具体而言，摄像元件是CMOS或CCD等图像传感器。摄像元件15包括未图示的DSP (Digital Signal Processor :计算部),将所接受的光作为图像数据写入DSP。摄像元件15按照电路基板21的指示，以一定的间隔持续地对接触面11上的像进行拍摄。当与接触面11相接触的被摄物10发生了移动时，摄像元件15所拍摄的图像将变成与之前刚拍摄得到的图像不同的图像。摄像元件15在DSP中对拍摄得到的图像数据与之前刚拍摄得到的图像数据的同一部位的值分别进行比较，从而计算出被摄物10的移动量和移动方向。即，当接触面11上的被摄物10发生了移动时，拍摄得到的图像数据是表示相对于之前刚拍摄得到的图像数据偏离了规定量的值的图像数据。摄像元件15在DSP中根据该规定量计算出被摄物10的移动量和移动方向。摄像元件15将所计算出的移动量和移动方向作为电信号输出到电路基板21。此外，DSP也可以不设置在摄像元件15内，而设置在电路基板21上。在这种情况下，摄像元件15将拍摄得到的图像数据依次发送到电路基板21。如果总结摄像元件15的处理，则摄像元件15在接触面11上不存在被摄物时拍摄接触面11的像。然后，当接触面11上有被摄物10与其接触时，摄像元件15拍摄与接触面11相接触的被摄物10的表面的像。例如，在被摄物10是指尖的情况下，摄像元件15拍摄指尖指纹的像。这里，由于摄像元件15拍摄得到的图像数据是与接触面11上不存在被摄物10时的图像数据不同的图像数据，因此，摄像元件15的DSP向电路基板21发送表示接触面11上有被摄物10与其相接触的信号。然后，如果被摄物10发生移动，则DSP对之前刚拍摄得到的图像数据进行比较，计算出被摄物10的移动量和移动方向，并将表示所计算出的移动量和移动方向的信号发送到电路基板21。光源16和摄像元件15被透光性树脂进行树脂密封，并在其周围形成有透明树脂20、20’。透明树脂20、20’大致为长方体。其中，透明树脂20的上表面(顶面)形成有半球形的透镜部27。透镜部27位于光源16的上方,用于对从光源16照射出的光M进行聚焦。透明树脂20、20’的底面与电路基板21的上表面紧密接触，且形成有分别与光源16和摄像元件15紧贴的凹部。透明树脂20的Y轴负侧的侧面和透明树脂20’的Y轴正侧的侧面分别与电路基板21的侧面形成为同一平面。作为透光性树脂，使用例如硅树脂或环氧树脂等热固性树脂、或者ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene :丙烯睛-丁ニ烯-苯こ烯)等 热塑性树脂。由此，装载在电路基板21上的光源16和摄像元件15分别被透光性树脂进行树脂密封，因此，形成了将电路基板21、光源16、摄像元件15、及透明树脂20、20’构成为一体的基板部26。因此，能够减少光学指向装置30的零部件数量，还能减少组装的エ序数目。因此，能够降低光学指向装置30的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置30。此外，光源16和摄像元件15各自分别地被透光性树脂20、20’密封因此，能够防止从光源16照射的光M在透明树脂内部传播而泄漏到摄像元件15中。S卩，由于能防止杂散光射入到摄像元件15中，因此能够防止光学指向装置30因杂散光而发生误动作，从而能够高精度地检测被摄物10。接下来，说明罩部24的结构。罩部24对光源16和摄像元件15等构成光学指向装置30的各部件、各元件进行保护。罩部24位于基板部26的上侧，且与基板部26的侧面及上表面紧密地接触。将罩部24的Z轴负侧的表面，即装载在基板部26上且在形成光学指向装置30时没有露出到外部的表面部分，称为罩部24的背面。換言之，将罩子18的表面、即与基板部26相対的一面设为背面。即，罩部24的背面的一部分与基板部26的侧面及上表面紧密地接触。罩部24的底面25与基板部26的底面形成为同一平面。罩部24的上表面与罩部24的底面25及基板部26的底面平行，罩部24的两个侧面形成为与罩部24的上表面、及罩部24的底面25和基板部26的底面垂直的面。即，光学指向装置30呈大致长方体的形状。但其形状并不限于此，只要罩部24的上表面与罩部24的底面25及基板部26的底面平行即可，罩部24的两个侧面也可以不形成与罩部24的上表面、及罩部24的底面25和基板部26的底面垂直的面。例如，在图I所示的光学指向装置30的截面图中，光学指向装置30的形状也可以是梯形。即，若罩部24的侧面是平面，则罩部24的上表面(光学指向装置30的顶面)的长度也可以不同于罩部24的底面25和基板部26的底面的总长(光学指向装置30的底面长度)。接触面11是被摄物10与光学指向装置30相接触的面。接触面11是罩部24的上表面且位于光源16的上方。折弯元件(棱镜)12构成罩部24的一部分，位于光源16的上方及接触面11的下方，形成于罩部24的背面的凹部中，该凹部位于罩部24的背面的不与基板部26相接触的部分。折弯元件12形成有倾斜面13，将该倾斜面13与罩部24的上表面所成的夹角设为倾斜角度Θ。折弯元件12使从光源16照射出的光M在倾斜面13处向被摄物10折射，以此来改变光M的光路。此外，折弯元件12还使从被摄物10反射出的光L在倾斜面13处发生全反射，从而使光L的光路在罩部24的内部变为沿Y轴的正方向。換言之，折弯元件12使从被摄物10反射并从接触面11射入到罩部24内部的光发生反射，以将其向水平方向导光。被摄物10所反射的光L在倾斜面13处发生了全反射后，向后述的反射面17前迸。这样，折弯元件12的倾斜面13使光M透过，使光L全反射。因此，罩部24采用折射率比光源16上方、即在罩部24与基板部26之间的空间的折射率要大的材质。例如，罩部24使用折射率在I. 5左右的吸收可见光型的聚碳酸酯树脂或丙烯树脂，上述空间为空气层即可。SP，在折弯元件12的倾斜面13上，为了使光L全反射，并不蒸镀铝反射膜等。成像元件(透镜)14使来自被摄物10的反射光L发生反射，从而在摄像元件15上生成被摄物10的像。具体而言，使经过折弯元件12向水平方向反射的光向与水平方向相反的方向(Y轴的负方向)反射并成像。利用成像元件14成像后的光从罩部24射出，然后射入到摄像元件15。这里，将利用成像元件14成像后的光向摄像元件15射出的部位称为出射部。出射部是罩部24的背面的一部分。成像元件14构成罩部24的一部分，位于摄像元件15的上方且相对于摄像元件15位于Y轴正方向ー侧，形成于罩部24的背面的凹部中，该凹部位于罩部24的背面的不与基板部26相接触的部分。成像元件14上形成有正交的两个方向的曲率不同的圆环面。成像元件14利用该圆环面使反射光L反射，从而在摄像元件15上成像。为了使成像元件14高效地对光L进行反射，成像元件14的圆环面上蒸镀有金属(例如铝、镍、金、银、介电分色膜等)的反射膜。反射面17对光L进行反射，从而使在倾斜面13处发生了全反射的光L射入到成像元件14,并使从成像元件14反射出的光L射入到摄像元件15。反射面17位于摄像元件15的上方且位于罩部24的上表面。反射面17通过在罩部24的上表面蒸镀反射膜而形成。用于形成反射面17的反射膜会露出到外部而很容易被用户看到，因此，希望使用在外观上尽量不显眼的膜。例如，当光源16照射的光的波长是可见波长以外的红外波长(例如SOOnm以上)时，用于形成反射面17的反射膜只要是具有图2 Ca)所示的特性的红外线反射膜即可。图2(a)是表示各个波长下的透射率和反射率的图，横轴表示波长(nm)，纵轴表示透射率和反射率(％)。图中的虚线表示透射率，实线表示反射率(以下，图2(b)和图2(c)也同样如此)。作为反射膜的具体例子，用于形成反射面17的反射膜只要是对从光源16所照射出的SOOnm以上波段的红外光进行反射、且使SOOnm以下的可见光波段的光透过的反射膜即可。这样，通过恰当地设定光源16所照射出的光的波长、和用于形成反射面17的反射膜的反射率和透射率的特性，能够形成高效地反射来自被摄物10的反射光L并且外观上不显眼的反射面17。另外，当光源16照射出的光的波长是可见波长以外的红外波长(例如800nm以上)时，罩部24最好用具有图2 (b)所示的特性的材质来形成。具体而言，罩部24的材质只要是仅使红外光透过的吸收可见光型的聚碳酸酯树脂或丙烯树脂即可。通过使用上述材质形成罩部24，能够利用罩部24来阻挡从罩部24的外部进入的无用光中的可见光成分。而且， 如上所述，通过形成反射红外光的反射面17，能够利用反射面17来阻挡上述无用光中的红外光成分。通过阻挡射入到光学指向装置30的无用光，能够防止因该无用光所引起的误动作。
而且，当使光学指向装置30的表面即罩部24的表面带有颜色时，则例如只要在罩部24的上表面和反射面17的上表面，用具有图2(c)所示特性的材料进行涂布即可，图2(c)所示特性为仅反射规定颜色(图中所示例子为绿色)的波段，而使其它波段的波长透过。通过利用具有这ー特性的材料在罩部24的上表面和反射面17的上表面进行涂布，能够在无损光学指向装置30的光学特性的情况下，使光学指向装置30的表面带有所希望的颜色。反射面18将从成像元件14反射后在反射面17处被反射的光再次向反射面17反射。反射面18位于摄像元件15的上方且相对于摄像元件15位于Y轴正方向ー侧，并位于罩部24的背面。反射面18通过在罩部24的背面蒸镀反射膜来形成。用于形成反射面18的反射膜优选能高效地对光进行反射的反射膜。例如，通过蒸镀铝、镍、金、银、介电分色膜等金属来形成反射面18。这里，再次使从光源16照射出的光被被摄物10反射而射入到摄像元件15中的光 路进行说明。首先，从光源16照射出的光M在折弯元件12的倾斜面13处发生折射和透射，并到达接触面11当接触面11上存在被摄物10时，在被摄物10与接触面11相接触的表面上，从光源16照射出的光M发生漫反射。在被摄物10的表面处被反射的光L在折弯元件12的倾斜面13处发生全反射，其前进光路变为Y轴的正方向。在倾斜面13处发生了全反射的光L被反射面17反射，到达成像元件14。然后，光L被成像元件14反射而折返，依次在反射面17、反射面18、反射面17被反射而射入到摄像元件15。此时，从光源16照射出并被被摄物10反射后入射到摄像元件15的光L之中，将射入到摄像元件15的中央的光(被位于接触面11中央的被摄物10所反射的光)设为L2，将入射到摄像元件15的Y轴正方向一侧端部的光(被位于接触面11的Y轴负方向ー侧端部的被摄物10所反射的光)设为LI，将入射到摄像元件15的Y轴负方向一侧端部的光(被位于接触面11的Y轴正方向一侧端部的被摄物10所反射的光)设为L3。如上所述，通过使用将光L反射后在摄像元件15上成像的成像元件14，能够将光L1、L2、L3到达摄像元件15为止的各光路长度之差控制得较小。因此，能够使摄像元件15中Y轴方向上各光LI、L2、L3的焦点不易发生偏差。从而，能够提高摄像元件15的成像性能，能够清楚地获取被摄物10的像。结合图3，说明本实施方式中将接触面11与摄像元件15的表面平行地设置，同时能够将各光L1、L2、L3的光路长度之差控制得较小的理由。图3是示意性地表示接触面11、成像元件14 (或成像元件14a)和摄像元件15的位置关系的图。图3中，示出了当接触面11的中心轴与成像元件14 (或成像元件14a)的中心轴偏离时各光LI、L2、L3的光路。图3(a)表示像本实施方式那样使用将光L反射的反射型透镜以作为成像元件14的情況，图3 (b)则表示采用使光L透射的透射型透镜以作为成像元件14a的情況。在图3(a)所示的反射型透镜的情况下，透镜中心轴与接触面11的中心轴(通过接触面11中心的垂线)不平行，即使在倾斜地设置成像元件14的情况下，也能将摄像元件15的表面设定成与接触面11平行，并且能够减小各光LI、L2、L3从接触面11到摄像元件15的表面为止的光路长度之差。而在图3(b)所示的透射型透镜的情况下，若将成像元件14a的透镜中心轴设置成相对于接触面11的中心轴倾斜，则为了减小各光L1、L2、L3从接触面11到摄像元件15的表面为止的光路长度之差，需要将接触面11与摄像元件15的表面设置成交叉，而非平行。因此，在透射型透镜的情况下，光学指向装置30难以实现薄型化。SP，在使透镜中心轴相对于接触面11的中心轴倾斜地设置成像元件14时，相比于使用透射型透镜来作为成像元件14，使用反射型透镜来作为成像元件14能够减小上述光路长度之差，并且能够容易地实现光学指向装置30的薄型化。如上所述，本实施方式中，接触面11、折弯元件12及成像元件14与罩部24形成为一体。因此，能够减少光学指向装置30的零部件数量，还能減少安装的エ序数目。另外，通过高精度地制作用于使罩部24成形的模具，能够高精度地制造折弯元件12的倾斜面13和成像元件14，而且能够在不会使接触面11、折弯元件12和成像元件14的位置关系出现偏 差的情况下高精度地进行配置。从而，能够降低光学指向装置30的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置30。以往，接触面、折弯元件、成像元件等都是个别的部件，在组装这些部件时，需要在各部件之间的接合部位形成组装用的接触面或嵌合形状等形状。此外，还需要确保用于调节各部件的相对位置关系的空间余量。然而，像本申请那样将接触面11、折弯元件12和成像元件14与罩部24形成为一体时，无需形成上述形状，且只要有所需最低限度的光学面，就无需确保用于调节为止的空间余量。因此，通过将接触面11、折弯元件12、成像元件14与罩部24形成为一体，能够减小包括接触面11、折弯元件12、成像元件14在内的罩部24的厚度。因此，能够减小光学指向装置30的厚度。此外，本实施方式中，将基板部26的侧面和上表面作为对罩部24进行定位的基准，将罩部24组装在基板部26的上方。因此，能够高精度地配置基板部26与罩部24的位置关系。从而，能够高精度地配置构成光学指向装置30的各个部、各个元件，因此能够实现对被摄物10的检测精度较高的光学指向装置30。此外，在本实施方式中，光L的光路(在被摄物10处发生反射、一直射入到覆盖摄像元件15的透明树脂20’)被约束在一个部件即罩部24内。即，光L在一种介质(导光体)内传播。具体而言，来自被摄物10的反射光L射入到罩部24之后，因折弯元件12而发生的向水平方向的全反射、因成像元件14而发生的反射、以及射出到摄像元件15为止都是在一种介质即罩部24内进行的。从而，能够防止在不同介质的边界发生漫反射和衰减，因此摄像元件15能够拍摄到清楚的像。从而，光学指向装置30能够稳定且高精度地检测到被摄物10。此外，也可以在透明树脂20的侧面上及除透镜部以外的上表面上用遮光性树脂进行树脂密封。此外，也可以在透明树脂20’的侧面上及除来自被摄物的反射光L会透过的部位以外的透明树脂20’的上表面上用遮光性树脂进行树脂密封。作为遮光性树脂，与透光性树脂一祥，使用例如硅树脂或环氧树脂等热固化性树脂、或者ABS等热塑性树脂。但是遮光性树脂不同于透光性树脂，含有碳黑。这样，通过在透明树脂20、20’的周围用遮光性树脂进行树脂密封，能够防止从光源16照射出的光直接射入到摄像元件15，或者在没有被摄物10的部位发生反射而射入到摄像元件15。即，能够防止不是来自被摄物10的反射光L的杂散光射入到摄像元件15。从而，能够防止光学指向装置30因杂散光而发生的误动作，从而能够高精度地检测到被摄物10。此外，也可以在透明树脂20的侧面上及除透镜部以外的上表面上、以及透明树脂20’的侧面上及除使来自被摄物的反射光L透过的部位以外的透明树脂20’的上表面上，涂黑或将其变成粗糙的磨砂玻璃状，从而代替在透明树脂20、20’的周围用遮光性树脂进行树脂密封。在透明树脂20、20’的周围形成了遮光性树脂时，将由电路基板21的侧面与遮光性树脂所形成的面变成同一平面。而且由罩部24的背面与遮光性树脂所形成的面紧密接触。因此，以遮光性树脂所形成的面和电路基板21的两个侧面作为基准，将罩部24组装到基板部26的上方。[实施方式I的实施例]接下来，对上述实施方式I的光学指向装置的某一个实施例的具体设定和数值进 行ー并说明。罩部的材质使用折射率为I. 59的吸收可见光型的聚碳酸酯树脂。将折弯元件的倾斜面所成的倾斜角度Θ设为24度。将从与基板部的上表面相接触的罩部的背面到罩部的上表面为止的Z轴长度z2设为O. 5_。将该长度z2称为罩部的厚度。将从接触面的中心到成像元件14的圆环面中心为止的Y轴上的长度y2设为2. 8mm，将从接触面的中心到摄像元件的中心为止的Y轴上的长度yl设为I. 4mmο将从罩部的上表面到成像元件的圆环面中心为止的Z轴上的长度zl设为O. 38mm，将从罩部的上表面到摄像元件的上表面为止的Z轴上的长度z3设为O. 62mm。成像元件的圆环面的X-Y截面是曲率半径为_2. 5644773mm的球面，Y-Z截面为非球面形状，该非球面形状按照下述的非球面公式(公式I)进行设计。[数学式I]2 =^+め—,……(公式υ其中，K为圆锥常数，R为曲率半径，Α、B、C、D分别为第2次、第4次、第6次、第8次的非球面系数，Z表示从非球面上距离光轴的高度为Y的位置上的点垂直向下到非球面顶点的切面(与光轴垂直的平面)的垂线长度。K = OR = -2. 75963A = O. 0041215677B = O. 0042418757C = O. 0066844763D=-O. 084438065K、R、A、B、C、D分别使用上述数值。[实施方式2]根据图4说明本发明的实施方式2。图4是实施方式2的光学指向装置30a的简要截面构造图。实施方式2中设置有衍射元件12’，以代替实施方式I中使反射光L向水平方向全反射的折弯元件12。下面，说明实施方式2中因设置衍射元件12’而造成的与实施方式I的不同点。对于实施方式2中与实施方式I相同的结构，省略其说明。如图4所示，在基板部26中，透明树脂20的Y轴负侧的侧面与电路基板21的侧面不是同一平面的，该Y轴负侧的侧面相对于电路基板21的侧面位于Y轴正侧。从光源16照射出的光M通过透明树脂20的透镜部27，在罩部24的背面发生透射和折射，从而到达接触面11。罩部24包含接触面11、衍射元件12’、成像元件14和反射面17、18。罩部24位于基板部26的上方，与电路基板21的两个侧面、透明树脂20的Y轴负侧的侧面、以及透明树脂20’的Y轴正侧的侧面和上表面紧密地接触。衍射元件12’位于光源16的上方且位于接触面11的下方，并位于罩部24的背面的不与基板部26相接触的部分。折弯元件12’使从被摄物10反射出的光L发生反射，从而使光L的光路在罩部24的内部变为沿Y轴的正方向。在从被摄物10反射出的光L在衍射元件12’处发生了反射后，向反射面17前迸。根据图5，对衍射元件12’的具体形状进行说明。图5(a)是表示衍射元件12’的截面形状的简要结构图。衍射元件12’是利用+1级反射衍射光的反射型衍射元件。为了增强+1级光，衍射元件12’的形状最好是例如图5(a)所示的截面形状为火焰的形状。通过使用图5(a)所示的火焰形状的衍射元件12’，不仅能够提高光的利用效率，还能抑制成为杂散光的零级光、-1级光和高次衍射光。从而，在光学指向装置30a中，能够防止光学系统的成像性能变差。另外，为了提高反射率，最好在衍射元件12’的外侧表面(Z轴负侧的表面)蒸镀反射膜al (例如铝、镍、金、银、介电分色膜等)。这里，如图5(a)所示，将衍射元件12’的火焰形状的刻槽深度(Z方向上的长度)设为t。刻槽深度t最好是+1级衍射效率最大时的深度。例如，当罩部24的折射率为n，光源16所照射出的光的波长为λ吋，最好是t = λ /(2η)。此外，衍射元件12’的火焰栅形状的刻槽图案最好是图5(b)那样等间距的直线，且为了尽可能的增大衍射角，使上述间距尽可能地小。但在制造方面，通过使用车刀对模具进行切削加工来制作刻槽并成形是最有利于控制成本的。因此，当考虑能够通过切削加工来高精度地制作刻槽的范围时，衍射元件12’的刻槽间距最好设计在O. 8 3. O μ m之间。而且，为了提高投影在摄像元件15上的被摄物10的像的成像性能，通过将衍射元件12’的刻槽图案设计成图5(c)所示的曲线，能够对像的畸变进行校正。此外，也可以如图5 (d)所示那样设计衍射元件12’，使衍射元件12’的刻槽间距非等间距，而是间距逐渐变化的图案，由此在某一方向上具有透镜效果。在这种情况下，能够在摄像元件15中对因X轴方向和Y轴方向上焦距的不同而产生的像差进行校正。此外，如图5(e)所示，通过使衍射元件12’的刻槽图案成为曲线且间距不等的图案，能够对像的畸变和非点像差(像散)这两者进行校正。此外，作为衍射元件12’的其它具体例子，也可以使用反射型的菲涅耳透镜作为衍射元件12’。图6中示出了菲涅耳透镜的具体形状。图6与图5(a) —祥，是表示为菲涅耳透镜即衍射元件12’的截面形状的简要结构图。如该图所示，菲涅耳透镜的截面形状为火焰形状。另外，为了提高反射率，最好在衍射元件12’的外侧表面蒸镀反射膜al (例如铝、 镍、金、银、介电分色膜等)。当衍射元件12’使用菲涅耳透镜时，与罩部24的一部分中形成棱镜或大块型透镜的情况相比，能够使罩部24的厚度均匀。因此，能够提高罩部24的強度，井能实现光学指向装置30a的薄型化。此外，如果衍射元件12’使用全息透镜，则能够校正一般透镜所无法校正的像差，因此，能够提高成像性能，并使被摄物10的像清楚地成像在摄像元件15上。由此，如果使用衍射元件12’来使被摄物10所反射的光L向水平方向反射，则与罩部24中形成折弯元件(棱镜)12的情况相比，能够使罩部24的厚度均匀。因此，能够提高罩部24的強度，井能实现薄型化。除此之外，还能使光源16所照射出的光以均匀的光强照射到接触面11上。此外，在将来自被摄物10的反射光L向水平方向折弯的光学指向装置(例如上述专利文献1、2、3的结构)中，折弯元件12的大小，尤其是Z轴方向上的长度会对光学指向装置的厚度产生很大的影响。即，为了将光学指向装置设计得较薄，减小折弯元件12的Z轴方向上的长度十分重要。然而，折弯元件12的大小并不是能够自由设计的，折弯元件12的大小依赖于接触面11的大小。而且，为了检测出接触面11上的图样，接触面11必须具有一定程度的面积。因而，若想要确保接触面11的面积，则必然会使折弯元件12变大，从而导致无法减小光学指向装置30的厚度(Z轴方向大小)。实施方式2中，通过使用能够使其Z轴方向上的长度小于折弯元件12的衍射元件12’，来代替折弯元件12，能够比实施方式I进ー步实现光学指向装置30a的薄型化。此外，实施方式2中，将电路基板21的两个侧面、透明树脂20的Y轴负侧的侧面、 以及透明树脂20’的Y轴正侧的侧面和上表面作为基准，将罩部24组装到基板部26的上方。因此，能够高精度地配置基板部26与罩部24的位置关系。从而，能够高精度地配置构成光学指向装置30a的各个部、各个元件，因此能够实现对被摄物10的检测精度较高的光学指向装置30a。[实施方式3]根据图7说明本发明的实施方式3。图7是实施方式3的光学指向装置30b的简要截面构造图。实施方式3中，除去了实施方式I中罩部24所具备的反射面18。S卩，实施方式3中，罩部24包含接触面11、折弯元件12、成像元件14和反射面17。下面，说明在实施方式3中因除去了反射面18而造成的与实施方式I的不同点。对于实施方式3中与实施方式I相同的结构，省略其说明。实施方式3中，由于没有反射面18，因此光L的光路与实施方式I中的不相同。即，实施方式3中，来自被摄物10的反射光L在折弯元件12的倾斜面13处沿水平方向向反射面17全反射。然后，光L在反射面17处反射，到达成像元件14。光L被成像元件14反射而折返，然后在反射面17被反射而射入到摄像元件15。由此，与实施方式I相比，实施方式3中，经成像元件14反射后的光L在射入到摄像元件15之前，在反射面17上只发生了一次反射。因此，在来自被摄物10的反射光L射入到摄像元件15之前，在各个元件处反射时发生反射率损失的机会減少，提高了光利用效率。而且，通过将光L的光路长度设计得比较短，由此能够实现F值较小的明亮光学系统。此外，实施方式3中，如上所述，说明了从实施方式I除去反射面18的情况，但对于实施方式2，也同样能够去除反射面18而得到应用。在这种情况下，通过恰当得设计衍射元件12’的形状和位置、以及成像元件14和摄像元件15的位置等就能够实现。[实施方式3的实施例]接下来，ー并对上述实施方式3的光学指向装置的一个实施例的具体设定和数值进行说明。罩部的材质使用折射率为I. 59的吸收可见光型的聚碳酸酯树脂。折弯元件的倾斜面所成的倾斜角度Θ为25度。将从与基板部的上表面相接触的罩部的背面到罩部的上表面为止的Z轴上的长度z2设为O. 54mm。将从接触面的中心到成像元件14的圆环面中心为止的Y轴上的长度12设为2. 75mm，将从接触面的中心到摄像元件的中心为止的Y轴上的长度yl设为2. 1mm。将从罩部的上表面到成像元件的圆环面中心为止的Z轴上的长度zl设为O. 43mm，将从罩部的上表面到摄像元件的上表面为止的Z轴上的长度z3设为O. 60mm。成像元件的圆环面的X-Y截面为曲率半径为-O. 4193264mm的球面，Y-Z截面为非球面形状，该非球面形状按照下述的非球面公式(公式2)来设计。[数学式2]
Z = --r...........R~........................................^ -f· AY2 + BY4 + Cl* + DYt + EYw +FYn+ GYu
1 + φ-(1 + Κ)112Υ2......(公式 2)其中，K为圆锥常数，R为曲率半径，A、B、C、D、E、F、G分别为第2次、第4次、第6 次、第8次、第10次、第12次、第14次的非球面系数，Z表示从非球面上距离光轴的高度为Y的位置上的点垂直向下到非球面顶点的切面(与光轴垂直的平面)的垂线长度。K = OR = -I. 2404177A = -3. 6788233B = 40. 005615C = -227. 22235D = -452. 94592E=13006. 864F = -39732. 885G = -35775. 58K、R、A、B、C、D、E、F、G分别使用上述数值。[实施方式4]根据图8说明本发明的实施方式4。图8是实施方式4的光学指向装置30c的简要截面构造图。实施方式4中，改变实施方式I的罩部24的成像元件14的形状和配置，构成为成像元件14’。下面，说明实施方式4中因从成像元件14变为成像元件14’而造成的与实施方式I的不同点。对于实施方式4中与实施方式I相同的结构，省略其说明。罩部24包含接触面11、折弯元件12、成像元件14’和反射面17、18’。此外，与实施方式I不同的是，透明树脂20’的整个上表面与罩部24的背面紧密地接触，在透明树脂20’(摄像元件15)的上方，在罩部24的背面没有形成凹部。成像元件14’使来自被摄物10的反射光L发生反射，从而在摄像元件15上生成被摄物10的像。成像元件14’位于摄像元件15的上方且相对于摄像元件15位于Y轴正方向ー侧，并位于罩部24的上表面与侧面所成的角上。成像元件14’形成曲面。S卩，对Y轴正方向侧的罩部24的上表面与侧面所成的角进行R加工。为了使成像元件14’高效地对光L进行反射，成像元件14’的圆环面上蒸镀有金属(例如铝、镍、金、银、介电分色膜等)的反射膜。反射面17使在倾斜面13处发生了全反射的光L向反射面18’反射，并且为了使从成像元件14’反射出并在反射面18’处被反射的光L射入到摄像元件15而将光L反射。反射面17位于摄像元件15的上方且位于罩部24的上表面。反射面17是通过在罩部24的上表面蒸镀反射膜而形成的。用于形成反射面17的反射膜会露出到外部而很容易被用户看到，因此，希望使用在外观上尽量不显眼的膜。反射面18’将经反射面17反射后的、来自被摄物10的反射光L向成像元件14’反射，并使从成像元件14’反射出的光L向反射面17反射。反射面18’位于摄像元件15的上方且相对于摄像元件15位于Y轴正方向ー侧，并位于罩部24的背面。此外，反射面18’的Y轴负侧端部也可以位于摄像元件15的Y轴正侧端部的上方。反射面18’是通过在罩部24的背面蒸镀反射膜而形成的。用于形成反射面18’的反射膜优选能高效地对光进行反射的反射膜。例如，通过蒸镀铝、镍、金、银、介电分色膜等金属来形成反射面18’。
这里，对从光源16照射出的光被被摄物10反射而射入到摄像元件15的光路进行说明。在被摄物10的表面处被反射的光L在折弯元件12的倾斜面13处发生全反射，其前进光路变为Y轴的正方向。在倾斜面13处发生了全反射的光L被反射面17、反射面18’反射，到达成像元件14’。然后，光L被成像元件14’反射而折返，依次在反射面18’、反射面17反射而射入到摄像元件15。与实施方式I相比，实施方式4中，并不是将成像元件14’形成在罩部24的背面，而是将其形成在Y轴正方向一侧的罩部24的上表面与侧面所成的角上。因此，无需将罩部24的背面形成为大規模雕刻的形状，从而使得通过成形而得到的罩部24的制作变得容易。而且，由于不需要在位于摄像元件15上方的、罩部24的背面形成凹部，因此能够使罩部24的厚度均匀。因此，能够提高罩部24的強度，井能实现光学指向装置30c的薄型化。此外，本实施方式中，将基板部26的侧面和上表面作为基准，将罩部24组装在基板部26的上方。因此，能够高精度地配置基板部26与罩部24的位置关系。从而，能够高精度地配置构成光学指向装置30c的各个部、各个元件，因此能够实现对被摄物10的检测精度较高的光学指向装置30c。此外，实施方式4中，说明了实施方式I的变形例，但同样也能适用于实施方式2。即，将实施方式2的成像元件14替换成成像元件14’，将反射面18替换成反射面18’，通过适当地设计各个部、各个元件的大小和配置，就能实现同样的效果。而且，通过用于实施方式2，在罩部24的背面不形成凹部，从而能够将罩部24的背面形成为平面。因此，能够进一歩提高罩部24的強度，并且能够更高精度地组装罩部24和基板部26，还能进一步实现光学指向装置30c的薄型化。[实施方式5]最后，利用图9说明装载有光学指向装置的电子设备。图9是表示装载有光学指向装置107的移动电话100的外观图。图9(a)是移动电话100的主视图，图9 (b)是移动电话100的后视图，图9(c)是移动电话100的侧视图。图9中，示出了以移动电话作为电子设备的例子，但并不限于此。电子设备也可以是例如PC (尤其是移动PC)、PDA、游戏机、电视机等的遥控器等。如图9所示，移动电话100具有监视器侧壳体101和操作侧壳体102。监视器侧壳体101包括监视器部105和扬声器部106，操作侧壳体102包括麦克风部103、键盘104和光学指向装置107。装载在移动电话100上的光学指向装置107可以使用上述实施方式I 4中说明的光学指向装置30、30a、30b、30c中的任ー种。此外，本实施方式中，如图9(a)所示，光学指向装置107设置在键盘104的上部，但光学指向装置107的配置方法及其朝向并不限于此。
扬声器部106将声音信息输出到外部,麦克风部103将声音信息输入到移动电话100。监视器部105输出图像信息，在本实施方式中，用于显示来自光学指向装置107的输入信息。此外，本实施方式的移动电话100如图9(a) (C)所不,上部的壳体(监视器侧壳体101)与下部的壳体(操作侧壳体102)经由铰链连接，即列举了折叠式移动电话100作为例子。由于移动电话100的主流是折叠式，因此本实施方式中列举了折叠式移动电话的例子，但能够装载光学指向装置107的移动电话100并不限于折叠式。近年来，折叠式的移动电话100中出现了在折叠状态下厚度为IOmm以下的移动电话。若考虑移动电话100的携帯性，则其厚度成为非常重要的因素。在图9所示的操作侧壳体102中，除未图不的内部电路基板等以外，决定上述厚度的部件为麦克风部103、键盘104和光学指向装置107。其中，光学指向装置107的厚度最厚，光学指向装置107的薄型
化直接关系到移动电话100的薄型化。因而，上述能够实现薄型化的本发明的光学指向装置是适合移动电话100那样需要实现薄型化的电子设备的发明。本发明不限于上述各实施方式，可在权利要求书所示的范围内进行各种变更，关于适当组合不同实施方式中分别掲示的技术手段而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。[用于解决技术问题的技术手段]为了解决上述问题，本发明的导光体的特征在于，包括对从入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导的反射部；以及使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像的成像反射部，利用该成像反射部成像后的光从出射部射出。另外，本发明的导光方法的特征在于，对从入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像，该反射并且成像后的光从出射部射出。根据上述结构，由于导光体具备反射部和成像反射部，因此导光体、反射部和成像反射部能够由ー个部件来构成。因而，能够减少构成具有导光体的光学指向装置的零部件数量。由此，能够减少光学指向装置的制造エ序中的组装エ序数目。因此，能够抑制各个部件在组装时发生的组装误差。另外，通过高精度地制作用于使导光体成形的模具，能够高精度地制造反射部和成像反射部，而且能够高精度地进行配置，而不会使入射部、反射部和成像反射部的位置关系出现偏差。因而，能够降低具有所述导光体的光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。为了解决上述问题，本发明的光学指向装置的特征在于，包括照射被摄物的光源；使来自该被摄物的反射光从入射部射入并对该射入的光进行导光使其从出射部射出的导光体；以及接收从该导光体射出的光的摄像元件，所述导光体对由所述入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，并使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像，该反射并且成像后的光从所述出射部射出。根据上述结构，所述导光体是对从所述入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，并使该反射的光进ー步向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像，该反射并且成像后的光从所述出射部射出。即，无需在导光体之外另外再设置进行反射以将光向导光方向引导的部件、和向与所述导光方向相反的方向反射并且进行成像的部件。因此，能够减少构成光学指向装置的零部件数量。由此，能够减少光学指向装置的制造エ序中的组装エ序数目。因此，能够抑制各部件在组装时发生的组装误差。因而，能够降低光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。本发明的光学指向装置最好使所述导光体和用于保护所述摄像元件的罩部形成为一体。根据上述结构，由于罩部和导光体形成为一体，因此能够减少构成光学指向装置的零部件数量。由此，能够减少光学指向装置的制造エ序中的组装エ序数目。因此，能够抑制各个部件在组装时发生的组装误差。另外，通过高精度地制作用于使罩部成形的模具，能够高精度地制造导光体。从而，能够降低光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。另外，本发明的光学指向装置最好将所述光源和所述摄像元件配置在基板上，并分别用透明树脂进行树脂密封。
根据上述结构，所述光源、所述摄像元件和所述基板形成为一体。因此，能够减少构成光学指向装置的零部件数量。由此，能够减少光学指向装置的制造エ序中的组装エ序数目。因此，能够抑制各个部件在组装时发生的组装误差。从而，能够降低光学指向装置的制造成本，并且能够实现对被摄物的检测精度较高的光学指向装置。另外，本发明的光学指向装置最好使对所述光源和所述摄像元件分别进行树脂密封的透明树脂分别为大致长方体的形状，对所述光源进行树脂密封的透明树脂的一个侧面与所述基板的一个侧面配置在同一平面上，对所述摄像元件进行树脂密封的另ー个透明树脂的一个侧面与所述基板的另ー个侧面配置在同一平面上，将所述透明树脂的上表面、所述基板的两个侧面、以及与所述基板的两个侧面形成同一平面的对所述光源和所述摄像元件进行树脂密封的透明树脂的ー个侧面，作为所述导光体的定位基准，从而将所述罩部配置在所述基板的上側。根据上述结构，将所述透明树脂的上表面、所述基板的两个侧面、以及与所述基板的两个侧面配置在同一平面上且对所述光源和所述摄像元件进行树脂密封的透明树脂的ー个侧面，作为导光体的定位基准，从而将所述导光体配置在所述基板的上側。因此，能够高精度地配置光源、摄像元件、基板和导光体各自的位置关系。从而，能够实现对被摄物具有高检测精度的光学指向装置。另外，本发明的导光体最好在具有所述出射部的所述导光体的背面形成凹部，所述反射部则具有形成于所述凹部的斜面。根据上述结构，反射部是位于所述导光体的具备出射部的背面上的具有斜面的凹部。因此，用来使所述导光体成形的模具的形状变得简单，从而使所述导光体的制造变得容易，且能够容易地降低导光体的制造成本。另外，本发明的导光体最好使所述反射部形成在具有所述出射部的所述导光体的背面，所述反射部是反射型衍射元件。根据上述结构，所述反射部是位于所述导光体的具有出射部的背面上的反射型衍射元件。即，无需在所述导光体上形成用于使所述反射部成形的凹部，就能够形成具有所述反射部功能的所述导光体。从而，利用包括凹部的所述反射部的所述导光体，能够使所述导光体的厚度均匀，既能提高所述导光体的強度，又能实现所述导光体的薄型化。
另外，本发明的导光体最好在具有所述出射部的所述导光体的背面形成凹部，所述成像反射部则具有形成于所述凹部的圆环面，该圆环面的导光方向的面的曲率和与导光方向正交的面的曲率不相同。
根据上述结构，所述成像反射部具有圆环面，该圆环面形成于所述导光体的具备所述出射部的背面的凹部。因此，能够较好地对因导光方向上的焦距和与导光方向正交的方向上的焦距的偏差所产生的非点像差(像散)进行校正。从而，能够提高成像反射部的成像性能，所述摄像元件能够清楚地获取被摄物的像。另外，本发明的导光体最好使所述反射部形成在具有所述出射部的所述导光体的背面，所述反射部是反射型的菲涅耳透镜。根据上述结构，所述反射部是位于所述导光体的具有所述出射部的背面上的反射型的菲涅耳透镜。即，无需在所述导光体上形成用于使所述反射部成形的凹部，就能够形成具有所述反射部功能的所述导光体。因而，利用包括凹部的所述反射部的所述导光体，能够使所述导光体的厚度均匀，既能提高所述导光体的強度，又能实现所述导光体的薄型化。另外，本发明的导光体最好使所述反射部形成在具有所述出射部的所述导光体的背面，所述反射部是反射型的全息透镜。根据上述结构，所述反射部是反射型的全息透镜。因此，能够校正一般透镜所无法校正的像差。从而，能够提高对所述反射部的反射光进行反射的所述成像反射部的成像性能，所述摄像元件能够清楚地获取被摄物的像。另外，本发明的导光体最好还具备反射膜，使在所述反射部反射后的光发生全反射并射出到所述成像反射部，所述反射膜是具有所述入射部的所述导光体的表面的一部分，位于所述入射部以外的部位。根据上述结构，所述反射膜是具有所述入射部的所述导光体的表面的一部分，位于所述入射部以外的部位，对所述反射部所反射的光进行全反射。具有所述入射部的所述导光体的表面能够与被摄物相接触，且在所述入射部以外的部位与被摄物相接触，若在该被摄物所接触的部位使经所述反射部反射的光发生反射，则经所述反射部反射的光不会在所述导光体的表面发生反射，而是在被摄物的表面发生反射。在所述入射部以外的部位上使光在被摄物的表面发生反射，由此会导致经所述反射部反射的光的光路发生偏差。因此，通过配置使经所述反射部反射的光进行全反射的反射膜，能够抑制经所述反射部反射的光的光路发生偏差。从而，能够提高所述成像反射部的成像性能，所述摄像元件能够清楚地对被摄物摄像。另外，本发明的导光体最好使从所述入射部射入的光的波长为非可见波长，所述反射膜使可见波长的光透过。根据上述结构，由于所述反射膜使可见波长的光透过，因此肉眼将无法看到形成在导光体表面的反射膜。从而，即使在导光体的表面形成反射膜，也不会影响导光体的外观。另外，本发明的导光体最好在从所述入射部射入的光从所述出射部射出之前的期间内，使从所述入射部射入的光的光路在所述导光体中通过。根据上述结构，在从所述入射部射入的光从所述出射部射出之前的期间内，从所述入射部射入的光的光路在所述导光体中通过。即，来自所述被摄物的反射光透过所述入射部而射入到所述导光体的内部，然后在所述反射部发生反射，再在所述成像反射部发生反射，并从所述出射部射出，在这一期间内，从所述入射部射入的光在一种介质内传播。因而，能够防止在不同介质的边界发生漫反射和衰减。另外，本发明的导光体最好使从所述入射部射入的光在具有所述入射部的所述导光体的表面与具有所述出射部的所述导光体的背面之间发生反射，并从所述出射部射出。根据上述结构，所述入射部射入的光在具有所述入射部的所述导光体的表面与具有所述出射部的所述导光体的背面之间发生反射，并从所述出射部射出。因此，能够将从所述入射部射入起到从所述出射部出射之间的光路设计得较长。
另外，本发明的电子设备最好具备所述光学指向装置。根据上述结构，所述电子设备具有容易实现薄型化的所述光学指向装置。在装载光学指向装置的情况下，光学指向装置的厚度将大幅影响电子设备的厚度，因此即使具备所述光学指向装置，也能够实现电子设备的薄型化。另外，用于实施发明的方式的项中完成的具体实施方式
或实施例都只是为了阐明本发明的技术内容，不应狭义地理解为只限于这样的具体例子，可在本发明的精神和随附的权利要求书的范围内，进行各种变更后加以实施。エ业上的实用性本发明能够用于PC或移动电话等的输入装置，尤其适合用于要求实现小型化、薄型化的移动设备。标号说明10被摄物11接触面(入射部)12折弯元件(反射部)12’衍射元件(反射部)13倾斜面(斜面)14、14’成像元件(成像反射部)15摄像元件16 光源17、18、18’反射面(反射膜)20、20’透明树脂21电路基板(基板)24罩部(导光体)25 底面26基板部27透镜部30、30a、30b、30c 光学指向装置100移动电话101监视器侧壳体102操作侧壳体103麦克风部
104 键盘105监视器部106扬声器部107光学指向装置L、L1、L2、L3来自被摄物的反射光M 从光源照射出的光yl接触面中心与摄像元件中心的Y轴方向上的长度y2接触面中心与成像元件中心的Y轴方向上的长度zl接触面中心与成像元件中心的Z轴方向上的长度z2罩部的厚度Z3接触面与摄像元件面的Z轴方向上的长度0 倾斜角度
权利要求
1.一种导光体，其特征在于，包括 对从入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导的反射部；以及 将该反射后的光进一步向与所述导光方向相反的方向反射并进行成像的成像反射部， 经该成像反射部成像后的光从出射部射出。
2.一种光学指向装置，其特征在于，包括照射被摄物的光源；使来自该被摄物的反射光从入射部射入，并对该射入的光进行导光使其从出射部射出的导光体；以及接收从该导光体射出的光的摄像元件， 所述导光体对从所述入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，使该反射后的光进一步向与所述导光方向相反的方向反射并进行成像，该反射并且成像后的光从所述出射部射出。
3.如权利要求2所述的光学指向装置，其特征在于， 所述导光体与用于保护所述摄像元件的罩部形成为一体。
4.如权利要求2或3所述的光学指向装置，其特征在于， 所述光源和所述摄像元件配置在基板上，分别被透明树脂进行树脂密封。
5.如权利要求4所述的光学指向装置，其特征在于， 对所述光源和所述摄像元件分别进行树脂密封的透明树脂各自为基本长方体的形状，对所述光源进行树脂密封的透明树脂的一个侧面与所述基板的一个侧面设置在同一平面上， 对所述摄像元件进行树脂密封的另一个透明树脂的一个侧面与所述基板的另一个侧面设置在同一平面上， 将所述透明树脂的上表面、所述基板的两个侧面、以及与所述基板的两个侧面配置在同一平面上的对所述光源和所述摄像元件进行树脂密封的透明树脂的一个侧面，作为所述导光体的定位基准，从而将所述导光体设置在所述基板的上侧。
6.如权利要求I所述的导光体，其特征在于， 在具有所述出射部的所述导光体的背面形成有凹部， 所述反射部具有形成于所述凹部的斜面。
7.如权利要求I所述的导光体，其特征在于， 所述反射部形成在具有所述出射部的所述导光体的背面， 所述反射部是反射型衍射元件。
8.如权利要求1、6、7中的任一项所述的导光体,其特征在于， 在具有所述出射部的所述导光体的背面形成有凹部， 所述成像反射部具有形成于所述凹部的圆环面，该圆环面的导光方向的面的曲率和与导光方向正交的面的曲率不相同。
9.如权利要求I或8所述的导光体，其特征在于， 所述反射部形成在具有所述出射部的所述导光体的背面， 所述反射部是反射型的菲涅耳透镜。
10.如权利要求1、7 9中任一项所述的导光体，其特征在于， 所述反射部形成在具有所述出射部的所述导光体的背面， 所述反射部是反射型的全息透镜。
11.如权利要求1、6 10中任一项所述的导光体，其特征在于， 所述导光体还具备反射膜，使在所述反射部反射后的光发生全反射并射出到所述成像反射部， 所述反射膜是具有所述入射部的所述导光体的表面的一部分，位于所述入射部以外的部位。
12.如权利要求11所述的导光体，其特征在于， 从所述入射部射入的光的波长为非可见波长， 所述反射膜使可见波长的光透过。
13.如权利要求1、6 12中的任一项所述的导光体，其特征在于， 在从所述入射部射入的光从所述出射部射出之前的期间内，从所述入射部射入的光的光路在所述导光体中通过。
14.如权利要求1、6 13中的任一项所述的导光体，其特征在于， 从所述入射部射入的光在具有所述入射部的所述导光体的表面与具有所述出射部的所述导光体的背面之间发生反射，并从所述出射部射出。
15.—种电子设备,其特征在于， 具备如权利要求2至5中的任一项所述的光学指向装置。
16.—种导光方法,其特征在于， 对从入射部射入的光进行反射以将该光向导光方向引导，使该反射后的光进一步向与所述导光方向相反的方向反射并进行成像，该反射并且成像后的光从出射部射出。
全文摘要
本发明的目的在于减少光学指向装置的零部件数量，并减少对各部件进行组装或粘贴等的工序数目，本发明所涉及的光学指向装置(30)中包含的导光体(24)具有对从接触面(11)射入的光进行反射以将该光向水平方向引导的折弯元件(12)；以及使该反射后的光进一步向与水平方向相反的方向反射并成像的成像元件(14)，通过成像元件(14)成像后的光从出射部射出。
文档编号G06F3/033GK102667675SQ20108005356
公开日2012年9月12日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月30日
发明者三宅隆浩, 三木炼三郎, 野吕哲史, 高仓英也 申请人:夏普株式会社