根据本发明专利技术，从ＬＥＤ光源（１６）射出的光透射作为折射元件的棱镜（１２）的倾斜面（１３）并折射之后，照明接触面（１１）。所述照明光经接触面（１１）上的被摄体漫反射，而后该漫反射光的一部分透射棱镜（１２）并经由倾斜面（１３）而变换光其路，继而通过作为成像元件的透镜（１４）形成像。摄像元件（１５）取得作为图像数据的所述像。通过图像处理，能够从摄像元件（１５）所提供的图像数据中提取接触面（１１）的变化，以及获得被摄体的移动量和移动方向。由此，能够实现薄小型的光定位装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种输入装置，更详细地说涉及一种可搭载于便携式电话机等电子设备上的光定位装置。
技术介绍
在以便携式电话机以及PDA (Personal Digital Assistants 个人数字助理)等便携式信息终端为代表的小型电子设备中，利用键盘作为用户接口，此类键盘由用于输入数字及文字的多个按键和方向键所构成。而近年来，随着便携式终端的显示部的高性能化发展，采用⑶I (Graphical User hterface 图形用户界面)的便携式终端渐成主流。由于便携式信息终端等电子设备的功能不断趋向电脑化发展，历来的输入方法， 即，以目录键以及其他功能键作为方向键来启动所希望的功能的输入方法愈显不便，因此， 对于能够进行像计算机的鼠标或者触屏似的操作的定位装置的需求在不断扩大。作为所述定位装置，已有提案揭示了通过摄像元件来观察与装置相接触的指尖等被摄体的模样，从而提取接触面的变化的光定位装置(专利文献1)。根据该结构，利用光源照明接触面，利用透镜在摄像元件上形成接触面的模样的像，并基于检测出的所述模样的变化，将指尖动作变换成输入信号。但是，在所述成像光学系统中，为了使来自接触面的光在摄像元件上成像，接触面和摄像元件之间需要一定距离，因此无法缩短光定位装置的垂直方向长度。对于以便携式信息终端为代表的小型电子设备，要求其具有较薄的装置厚度，从而，光定位装置也被要求缩小其厚度即垂直方向长度。为了满足所述要求，已有提案揭示了通过在接触面的正下方配置棱镜等光路折射元件，将光路折曲成水平方向，从而能在保持较长的光路的情况下缩短光定位装置的垂直方向长度的方法(专利文献2，；3)。根据该技术，由于是将光路折曲成水平方向，因此，即使光路变长也不会对装置的垂直方向长度造成影响。从而，能够实现光路较长且垂直方向长度较短的定位装置。但是，根据所述专利文献2，为了利用LED光源来照明手指接触面，必须利用所述折射元件上部的空间，将用于照射手指的光引导至手指接触面。即，由于照明光学系统的制约，导致折射元件以上的部分变厚，而无法使光定位装置的厚度变薄，不利于发挥薄型成像光学系统的优点。另外，所述专利文献3也同样，必须在折射元件的上部配置照明用光学系统，因此也存在厚度变厚的问题。专利文献1 日本国公开专利公报，特开2007-5^554号专利文献2 日本国公开专利公报，特表2008-507787号专利文献3 日本国公开专利公报，特表2008-510248号
技术实现思路
3本专利技术是鉴于上述问题而开发的，其涉及使用了折射元件的光定位装置，其目的在通过实现能够在保持装置厚度不增加的情况下照明被摄体的照明光学系统，提供更小型的光定位装置。为了达成上述目的，本专利技术的光定位装置的特征在于包括与被摄体接触的接触面、用于照明所述接触面的光源模块、具有用于折射来自所述接触面的漫反射光的倾斜面的折射元件、对来自所述接触面的漫反射光进行成像而获得像的成像元件以及用于拍摄所述像的摄像元件，所述折射元件的倾斜面对来自所述接触面的漫反射光进行光路变换，并使用于照明所述接触面的光源模块的光透射和折射，从而将该光导向所述接触面。在本专利技术的光定位装置中，将所述折射元件的倾斜面兼用为用于对来自所述接触面的漫反射光进行光路变换的反射面；通过使来自用于照明所述接触面的光源模块的光透射和折射，将该光导向接触面的透射折射面。从而能够削减光学部件数以及实现光定位装置的小型薄型化。另外，本专利技术的一实施方式的光定位装置的特征在于使所述像在摄像元件上成像的成像光学系统的光轴与以来自所述光源模块的光照明所述接触面的照明光学系统的光轴为不同的光轴。根据本专利技术的光定位装置，能够避免所述照明光成为杂光射入摄像元件中，因此能够降低噪音成分以及改善像的识别率。此外，本专利技术的一实施方式的光定位装置的特征在于用于照明接触面的光源模块由LED等光源和用于抑制来自所述光源的散射光的光散射度的透镜所构成。根据本专利技术的光定位装置，能将来自所述光源模块的光高效率地传送到所述接触面。因此，能够削减光出射量以及降低消费功率。并且，由于杂光也减少，因此能够降低噪音成分以及大幅改善像的识别率。另外，本专利技术的一实施方式的光定位装置的特征在于用于照明接触面的光源模块具备有用于将LED等光源的散射光向所述折射元件的倾斜面的法线方向折射的元件。根据本专利技术的光定位装置，能够从斜方向来照明被摄体，因此容易形成被摄体的影子，对指纹等被摄体进行成像时的对比度变高，从而能够提高被摄体的识别率。此外，本专利技术的一实施方式的光定位装置的特征在于在用于照明接触面的光源模块中，作为向所述折射元件的倾斜面的法线方向折射来自所述LED等光源的散射光的元件，使用光出射面为倾斜面的棱镜或者衍射元件。根据本专利技术的光定位装置，可对所述棱镜或者衍射元件与用于封装所述LED等光源的成型部进行一体成型，因此能够削减部件个数以及实现低成本化。根据本专利技术的光定位装置，能将所述折射元件的倾斜面兼用为对来自所述被摄体的漫反射光进行反射的反射面；使来自用于照明所述被摄体的光源模块的光透射和折射的透射折射面。从而能够实现小型薄型的照明光学系统，以及实现更小型的光定位装置。附图说明图1是说明本专利技术的实施方式1的光定位装置的剖面图。图2是说明本专利技术的实施方式1的光定位装置的照明光学系统的图。图3是说明本专利技术的实施方式1的光定位装置的成像光学系统的图。图4是说明本专利技术的实施方式1的光定位装置的俯视图。图5是说明本专利技术的实施方式2的光定位装置的照明光学系统的图。图6是说明本专利技术的实施方式3的光定位装置的照明光学系统的图。图7是说明本专利技术的实施方式3的光定位装置的其他照明光学系统的图。图8是表示采用了本专利技术的光定位装置的便携式电话机的一实施例的图，其中， (A)表示正面侧，(B)表示背面侧，(C)表示侧面侧。具体实施例方式以下，就本专利技术的一实施方式，以使用LED作为光源的光定位装置为例进行说明。 但本专利技术并不限定于以下实施方式的结构。例如在指纹认证系统等扫描装置中，只要具有与本实施方式相同的结构，可应用于所有的光输入接口。在以下的实施方式中，对具有相同功能以及作用的部件，付与相同的标记，并省略其说明。(实施方式1)图1是说明本专利技术的光定位装置1的实施方式1的结构的剖面图。从作为折射元件的棱镜12的垂直方向上侧的面即接触面11，取得作为漫反射光的本图中未图示的指尖等被摄体的像。在该作为折射元件的棱镜12内，所述漫反射光被倾斜面13所反射，并由作为成像元件的透镜14形成像，然后由摄像元件15作为图像数据取得该像。通过对摄像元件15所取得的图像数据进行图像处理，提取接触面11的变化，从而能获得所述被摄体的移动量和移动方向。另外，为了照明所述被摄体，构成光源模块的LED 光源16被配置在作为所述折射元件的棱镜12的下方。通过使作为本专利技术的折射元件的棱镜12和所述接触面11，与光定位装置1的外罩部构成一体化结构，能够削减厚度并能高精度地形成所述倾斜面13，从而能提高光定位装置1的组装性。作为成像元件的透镜14与下倾棱镜23构成一体化结构。通过采用将所述下倾棱镜23装入外罩M中的结构，能够对所述倾斜面13、作为成像元件的透镜14以及下倾棱镜 23的位置关系进行高精度管理。光圈22被粘合在本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光定位装置，其特征在于：包括与被摄体接触的接触面、用于照明所述接触面的光源模块、具有用于折射来自所述接触面的漫反射光的倾斜面的折射元件、对来自所述接触面的漫反射光进行成像而获得像的成像元件以及用于拍摄所述像的摄像元件，所述折射元件的倾斜面对来自所述接触面的漫反射光进行光路变换，并使用于照明所述接触面的光源模块的光透射和折射，将该光导向所述接触面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：三宅隆浩，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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