ポインティング装置及びこれを備えた電子機器
【課題】薄型化したポインティング装置を提供する。
【解決手段】ポインティング装置１は、光源基板１１に設けられて被写体１２に光１３を照射する光源２と、被写体１２からの反射光を電気信号に変換する撮像素子３と、電気信号を取り出すために光源基板１１に対して光源２の反対側に配置されたフレキシブル基板４とを備え、被写体１２によるポインティング装置１の押下に応じて閉じるシートスイッチ５をさらに備え、シートスイッチ５は、弾性及び導電性を有して光源基板１１からフレキシブル基板４に向かう方向に突出するドーム部材６と、ドーム部材６の端面に接続された電極８と、ドーム部材６によって覆われて電極８と離れた位置に配置された電極７とを有し、被写体１２によるポインティング装置１の押下に応じて、ドーム部材６が弾性変形して電極７と接触する位置をフレキシブル基板４よりも光源基板１１側に配置可能にする穴１０を形成した。
【解決手段】ポインティング装置１は、光源基板１１に設けられて被写体１２に光１３を照射する光源２と、被写体１２からの反射光を電気信号に変換する撮像素子３と、電気信号を取り出すために光源基板１１に対して光源２の反対側に配置されたフレキシブル基板４とを備え、被写体１２によるポインティング装置１の押下に応じて閉じるシートスイッチ５をさらに備え、シートスイッチ５は、弾性及び導電性を有して光源基板１１からフレキシブル基板４に向かう方向に突出するドーム部材６と、ドーム部材６の端面に接続された電極８と、ドーム部材６によって覆われて電極８と離れた位置に配置された電極７とを有し、被写体１２によるポインティング装置１の押下に応じて、ドーム部材６が弾性変形して電極７と接触する位置をフレキシブル基板４よりも光源基板１１側に配置可能にする穴１０を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポインティング装置及びこれを備えた電子機器に関し、より詳細には携帯電話等の携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置及びこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話及びＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）を含む携帯情報端末では、キーパッドを利用したユーザーインターフェースを採用している。このようなキーパッドは、数字及び文字を入力するための複数個のボタンと方向ボタンとで構成されている。
【０００３】
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を表すことができるようになり、このディスプレイ部を２次元で用いることができるようになっている。したがって、このように、携帯情報端末の機能が、コンピューターの機能に近づいて、操作が複雑化している昨今では、上記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て所望の機能の動作を行う方法は、操作を容易に行うことができないから、携帯情報端末の入力方法として、採用しにくくなっている。このため、コンピューターに用いられているようなマウスやタッチパッドのような操作を可能とするポインティング装置が、携帯情報端末に所望されるようになっている。
【０００４】
このような背景において、携帯情報端末のためのポインティング装置としては、装置に接触する指先等の模様を撮像素子で観察することで、接触面の変化を抽出する方法が提案されている。また、光源により接触面を照明し、接触面の模様をレンズで撮像素子に結像させて、模様の変化を検出することで、指先の動きを入力信号に変換する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、このようなポインティング装置としては、特表２００８−５０７７８７号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このポインティング装置は、カバーガラス、光源部および受光部から構成されている。光源部は、光源およびその上部に配置された複数の反射ミラーからなる光源ガイドに分けられる。光源から発光した光は、反射ミラーにより所定の角度に反射され、カバーガラスに照射されるようになっている。カバーガラスに照射された光は、指の表面により反射されるようになっており、指の表面で反射した光は受光部に照射されるようになっている。受光部は、反射ミラー、集光レンズおよび光イメージセンサで構成されている。反射ミラーにて反射された光が、集光レンズで結像されて、光イメージセンサに提供されるようになっている。
【０００６】
また、更なるポインティング装置としては、特開２００９−１７６２７１号公報（特許文献２）に記載されているものがある。この光ポインティング装置は、被写体に光を照射する光源と、被写体接触面が形成されたカバー部と、反射された光を検出する受光部と、被写体で反射された光を受光部に導光する光学部材から構成されている。
【０００７】
また、さらに他のポインティング装置として特表２００７−５２８５５４号公報（特許文献３）に記載されているものがある。この光ポインティング装置は、被写体として指を光学面に直接使用せず、格子または認識可能なパターンを使用しており、被写体に光を照射する光源と、この光源から照射された光を受けて被写体の動きに対する映像を反射する格子又は認識可能なパターンから構成された対物面と、この対物面上に位置し、指との摩擦力を増加させる表面を有する映像取得面の操作面と、この対物面から反射された光を集光して光センサーに送る結像系光レンズと、指によって動かれた対物面を元の位置に復元させるための自動移送装置と、光レンズから反射されるイメージを受けて電気的信号に切り換える光センサーとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５０７７８７号公報（２００８年０３月１３日公開）
【特許文献２】特開２００９−１７６２７１号公報（２００９年０８月０６日公開）
【特許文献３】特表２００７−５２８５５４号公報（２００７年１０月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ポインティング装置が搭載される携帯情報端末は、その利便性を向上する目的で可搬性をあげるため近年ますます薄型化が図られている。そのため携帯情報端末に搭載される部品の薄型化も求められており、ポインティング装置においても薄型化が要求されている。
【００１０】
また、携帯情報端末の小型化、ポインティングに関連する操作性の向上も図られている。
ポインティング装置は前述のようにコンピューターに用いられているようなマウス及びタッチパッドのような操作を可能とするが、ポインティング装置を使用してメニューキーおよびその他の機能キーを選択した後、決定するためのスイッチを押す必要がある。
【００１１】
近年の携帯情報端末においては、小型化を図るためにポインティング装置と決定のためのスイッチを別々に設けることなく、ポインティング装置の裏面にシートスイッチが一体になるよう張り合わす構造となっている。
【００１２】
一体化することにより、ポインティング装置と決定のためのスイッチとの占有面積を小さくすることができ、ポインティング装置によりメニューキー等を選択した後、同じ指で決定キーを押して、選択したメニューキー等を確定することが可能になっている。
【００１３】
しかし、ポインティング装置の薄型化の要求に対して、前述したシートスイッチを裏面に貼り付ける構成は、携帯情報端末の厚さが増加する要因であり、薄型化に不利であり、薄型化への制約となる。
【００１４】
図８は、従来のポインティング装置９１の構成を示す正面断面図である。ポインティング装置９１は、光源基板８１を備えている。光源基板８１の上には、光源９２と撮像素子９３とが設けられている。光源９２の上方には、反射体８６が配置されており、撮像素子９３の上方には、レンズ８７が配置されている。光源９２、撮像素子９３、反射体８６、及びレンズ８７を覆うように略直方体状のカバー８８が設けられており、カバー８８の上面には、指からなる被写体８２が置かれている。
【００１５】
光源９２から出射した光８３は、反射体８６により反射されて、カバー８８の表面に届く。カバー８８の表面上には被写体８２としての指があり、この指の表面で反射した光８３がレンズ８７で集光され撮像素子９３（イメージセンサー）に結像し、その指の画像の変化を検出することで、指先の動きを電気信号に変換する。
【００１６】
基板８１の裏面には、撮像素子９３によって変換された電気信号を取り出すための電極８５が設けられ、基板８１の裏面側に配置されたフレキシブルプリント基板９４と半田８９により電気的に接続されている。
【００１７】
フレキシブルプリント基板９の裏面には電極９７、電極９８が設けられている。図９は、フレキシブル基板９４を裏面から見た斜視図である。電極９７は円形状に形成されており、電極９８は電極９７の周りに円環状に形成されている。
【００１８】
再び図８を参照すると、フレキシブルプリント基板９４の裏面側には、シートスイッチ９５が貼り付けられている。シートスイッチ９５は、電極９７・９８と、弾性及び導電性を有して光源基板８１からフレキシブル基板９４に向かう方向に突出して、電極９７を覆って、その端面が電極９８に電気的に接続されたドーム状の形状のドーム部材９６と、ドーム部材９６を覆うようにフレキシブルプリント基板９４の裏面に設けられた保護シート８０と、保護シート８０の頂部に設けられた押し子８１とを有している。
【００１９】
ドーム部材９６は、電極９７とは非接触であり電気的に非導通状態である。その下には、押し子８１に対向して固定板９９が設けられている。固定板９９は、ポインティング装置９１を組み込む電子機器に設けられた基板によって構成されている。
【００２０】
被写体８２を構成する指により、メニューキーおよびその他の機能キーを選択した後、決定するため指によりポインティング装置を押すと、固定板９９との間に挟まれたシートスイッチ９５の金属ドーム部材９６が、押し子８１及び保護シート８０を介して、平たく変形し、フレキシブルプリント基板９４の裏面の電極９７と接触する。これにより金属ドーム部材９６の端面が接触していた電極９８とともに接触することになり、電極９７と電極９８とが電気的接触状態になる。ポインティング装置９１を組み込む電子機器においてこの導通状態を検出して決定信号を発生する。
【００２１】
被写体８２を構成する指がポインティング装置９１を押すのやめると、弾性変形して電極９７と接触していたシートスイッチ９５のドーム部材９６はドーム状に復帰して電極９７から離れ、電極９７と電極９８とは再び非接触状態になり非導通状態になる。シートスイッチ９５の厚さは、一般的に０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度あり、ポインティング装置９１の厚さが増加する要因のひとつになっている。
【００２２】
また、決定操作のためにポインティング装置９１を押す際、斜め方向に力を加えた場合、シートスイッチ９５の押し子８１があるためポインティング装置９１が傾く場合がある。ポインティング装置９１が傾くと所望のポインティング箇所を選択しようとして、意図しない箇所を選択決定する可能性があり、操作性の低下につながる。
【００２３】
以上の点を鑑みて本発明は、薄型化したポインティング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明に係るポインティング装置は、光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、前記被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備えたポインティング装置であって、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極とを有し、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
この特徴によれば、被写体によるポインティング装置の押下に応じて、ドーム部材が固定板に抗して弾性変形して第２電極と接触する位置が、フレキシブル基板よりも光源基板側になるので、フレキシブル基板の固定板側の面においてドーム部材が固定板に抗して弾性変形して第２電極と接触していた従来の構成よりも、シートスイッチの取り付け位置を、フレキシブル基板から光源基板に向かう方向にずらすことができるので、そのずらした寸法だけ、ポインティング装置を薄型化することができる。
【００２６】
本発明に係るポインティング装置では、前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されていることが好ましい。
【００２７】
上記構成により、シートスイッチを構成する第１及び第２電極、ならびにドーム部材の取り付け位置を、従来の構成のフレキシブル基板の固定基板側から、光源基板のフレキシブル基板側に移動させることができ、その移動させた距離だけ、ポインティング装置を薄型化することができる。
【００２８】
また、本構成によれば、シートスイッチを構成するドーム部材の回りをフレキシブル基板が取り囲んでいる構成であるため、ドーム部材が電極と接触したときの押し子のフレキシブル基板からの突出量が、従来の構成における押し子のフレキシブル基板からの突出量よりも小さく、ポインティング装置が誤選択により斜めに傾くことを防止することができ、誤選択による操作性の低下を防止することができる。
【００２９】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、円形状に形成されていることが好ましい。
【００３０】
上記構成により、シートスイッチを構成するドーム部材は、フレキシブル基板に垂直な方向から見て、円形形状をしたものが一般的であるため、前記穴は、ドーム部材に沿って円形状に形成されるので、シートスイッチを構成するドーム部材をフレキシブル基板に取り付ける際の位置決めが容易になり、精度良く取り付けることが可能となり、ポインティング装置の生産性がより向上する。
【００３１】
また、シートスイッチを構成するドーム部材の周囲を、円形の穴を形成して均等にフレキシブル基板で囲むので、ポインティングした後の決定操作の際のポインティング装置が、傾きに対してより安定になる。
【００３２】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、俵形状に形成されていることが好ましい。
【００３３】
シートスイッチにおいてドーム部材が円形のみならず、俵型をしたものがあり、本構成は俵型のドーム部材を持ったシートスイッチを使用し、そのドーム部材の形状（俵型）に合わせてフレキシブル基板の穴の形状を俵型にする。俵型のドーム部材の場合第２電極８ｂに接触する部分が俵型ドーム部材の凸状の曲線部分のみになる。ドーム部材の直線部分は必ずしも接触する必要がない。このため、直線部分の電極を削除することができ、これにより、電極の面積を小さくすることができるためポインティング装置の小型化が可能になる。
本発明に係るポインティング装置は、光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、前記被写体からの反射光を反射させてその内部を導光させる導光体と、前記導光体によって導光された光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備え、前記導光体は、前記光源と前記撮像素子とを保護するカバー部と一体成型されているポインティング装置であって、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極と、前記ドーム部材の突出方向側に配置された固定板とを有し、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が前記固定板に抗して弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とする。
【００３４】
本発明に係るポインティング装置では、前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されていることが好ましい。
【００３５】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、円形状に形成されていることが好ましい。
【００３６】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、俵形状に形成されていることが好ましい。
【００３７】
本発明に係る電子機器は、本発明に係るポインティング装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたので、従来の構成よりも、シートスイッチの取り付け位置を、フレキシブル基板から光源基板に向かう方向にずらすことができ、そのずらした寸法だけ、ポインティング装置を薄型化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態１に係るポインティング装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】上記ポインティング装置に設けられた光源基板とフレキシブル基板とをポインティング装置の裏面から見た斜視図である。
【図３】（ａ）は従来のポインティング装置が傾いた状態を示す図であり、（ｂ）は実施の形態１に係るポインティング装置が傾きを防止された状態を示す図である。
【図４】上記フレキシブル基板の変形例を裏面から見た斜視図である。
【図５】上記光源基板とフレキシブル基板との他の変形例をポインティング装置の裏面から見た斜視図である。
【図６】実施の形態２に係るポインティング装置の構成を示す正面断面図である。
【図７】（ａ）は実施の形態３に係る携帯電話機の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその背面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図８】従来のポインティング装置の構成を示す正面断面図である。
【図９】上記ポインティング装置に設けられたフレキシブル基板を裏面から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のポインティング装置及びこれを備えた電子機器に関する実施の一形態について図１〜図７に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００４１】
（実施の形態１）
（実施の形態１に係るポインティング装置の構成）
図１は、実施の形態１に係るポインティング装置１の構成を示す正面断面図である。ポインティング装置１は、光源基板１１を備えている。光源基板１１の上には、光源２と撮像素子３とが設けられている。光源２の上方には、反射体１６が配置されており、撮像素子３の上方には、レンズ１７が配置されている。光源２、撮像素子３、反射体１６、及びレンズ１７を覆うように略直方体状のカバー１８が光源基板１１上に設けられており、カバー１８の上面には、指からなる被写体１２が置かれている。
【００４２】
光源２から出射した光１３は、反射体１６により反射されて、カバー１８の表面に届く。カバー１８の表面上には被写体１２としての指があり、この指の表面で反射した光１３がレンズ１７で集光され撮像素子３（イメージセンサー）に結像し、その指の画像の変化を検出することで、指先の動きを電気信号に変換する。
【００４３】
図２は、ポインティング装置１に設けられた光源基板１１とフレキシブル基板４とをポインティング装置１の裏面から見た斜視図である。図１及び図２を参照すると、光学基板１１の裏面の両端部には、撮像素子３によって光から変換された電気信号を取り出すための電極１５が設けられ、基板１１の裏面側に配置されたフレキシブルプリント基板４と半田１９により電気的に接続されている。
【００４４】
光学基板１１の裏面の両端部に形成された電極１５によって挟まれる位置には、電極７、電極８が設けられている。電極７は円形状に形成されており、電極８は電極７の周りに円環状に形成されている。
【００４５】
フレキシブルプリント基板４の電極７・８に対向する位置には、正方形状の穴１０が形成されている。光源基板１１のフレキシブルプリント基板４側の面には、シートスイッチ５が設けられている。シートスイッチ５は、光源基板１１の裏面に形成された電極７・８と、弾性及び導電性を有して光源基板１１からフレキシブル基板４に向かう方向に穴１０を通って突出して、電極７を覆い、その端面が円環状の電極８に電気的に接続されたドーム状の形状のドーム部材６と、ドーム部材６を覆うようにフレキシブルプリント基板４の裏面に設けられた保護シート２０と、保護シート２０の頂部に設けられた押し子２１とを有している。
【００４６】
ドーム部材６は、電極７とは非接触であり電気的に非導通状態である。シートスイッチ５の下側には、押し子２１に対向して固定板９が設けられている。固定板９は、ポインティング装置１を組み込む電子機器に設けられた基板によって構成されている。
【００４７】
従来例においてフレキシブルプリント基板４の裏面に設けていたシートスイッチ５の金属ドーム部材６と接触する電極７、電極８を光源基板１１の裏面に設け、フレキシブルプリント基板４の中央部にシートスイッチ５の金属ドーム部材６のサイズよりも大きな穴１０を開ける構成とした。
【００４８】
フレキシブルプリント基板４の中央部に穴１０を開け、光学基板１１の裏面には電極７、電極８および電気信号をとりだすための電極１５を同一面上に設けている。図１に示す通り、シートスイッチ５の金属ドーム６が電極７に接触する箇所が、従来はフレキシブルプリント基板４の裏面であったものが、光源基板１１の裏面になる。
【００４９】
フレキシブル基板４に形成した穴１０の一辺の寸法Ｌ１は、ドーム部材６の断面直径Ｄ１の１倍を超え１．６倍以下が好ましい。穴１０の一辺の寸法Ｌ１は、例えば３ｍｍ〜８ｍｍであり、ドーム部材６の断面直径Ｄ１は、例えば３ｍｍ〜５ｍｍである。また、円環状の電極８の外径は約６ｍｍ、電極７の直径は約２ｍｍである。
【００５０】
光源基板１１とカバー１８とを合わせた高さＨ１は約１．３ｍｍ〜１．８ｍｍであり、シートスイッチ５の高さＨ２は約０．３ｍｍ〜０．４ｍｍである。光源基板１１の裏面からフレキシブル基板４の裏面までの高さＨ３は約０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００５１】
（実施の形態１に係るポインティング装置の作用）
被写体１２を構成する指により、メニューキーおよびその他の機能キーを選択した後、決定するため指によりポインティング装置１を固定板９に向かって押すと、光源基板１１と固定板９との間に挟まれたシートスイッチ５の金属ドーム部材６が、押し子２１及び保護シート２０を介して、平たく変形し、光源基板１１の裏面の電極７と接触する。これにより金属ドーム部材６の端面が接触していた電極８とともに接触することになり、電極７と電極８とが電気的接触状態になる。ポインティング装置１を組み込む電子機器においてこの導通状態を検出して決定信号を発生する。
【００５２】
（実施の形態１に係るポインティング装置の効果）
これによりシートスイッチ５の取り付け箇所が従来よりも高い位置であって、光学基板１１に近い位置にすることができるため、ポインティング装置１の厚みを低減することが可能になる。フレキシブルプリント基板４と半田１９とを合わせた厚みはおよそ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであり。その厚さの分だけ、シートスイッチ５を光学基板１１に近づけることができるので、ポインティング装置１の薄型化が図られる。
【００５３】
図３（ａ）は従来のポインティング装置が傾いた状態を示す図であり、（ｂ）は実施の形態１に係るポインティング装置が傾きを防止された状態を示す図である。図３（ａ）に示すように、指により構成された被写体８２が従来のポインティング装置を押す際に垂直方向の力に加え、水平方向の力も作用する場合、押し子８１を支点として従来のポインティング装置は傾く。一方、図３（ｂ）に示すように、ドーム部材６、保護シート２０、及び押し子２１により構成されるシートスイッチ５の周囲にフレキシブル基板４が配置される構成では、押し子２１のフレキシブル基板４からの突出量も少なく、押し子２１を支点としたポインティング装置の傾きを防止することができる。
【００５４】
このように、ポインティング後の決定操作のため、ポインティング装置１を押したとき、従来例ではシートスイッチ９５の押し子８１がフレキシブル基板９４から突出して配置されているためにポインティング装置が斜めに傾いて意図しない箇所を選択決定する可能性があったが、本実施の形態の構成によればシートスイッチ５の周囲にフレキシブルプリント基板４があるためポインティング装置１が斜めに傾くのを防ぐことができ、誤選択による操作性の低下が防止できる。
【００５５】
（変形例）
図４は、フレキシブル基板の変形例を裏面から見た斜視図であり、フレキシブル基板４ａの中央部に穴１０ａを円形状に開けた例を示す。
【００５６】
図１を参照して前述したシートスイッチ５の金属ドーム部材６は一般的に断面が円形の形状が多い。金属ドーム部材６の形状ならびに大きさに合わせてフレキシブルプリント基板４ａの中央部を円形にくり抜くことによって、シートスイッチ５をフレキシブル基板４に取り付ける際の位置決めが容易になり、精度よく取り付けることが可能になる。よって、より生産性の向上したポインティング装置を提供することができる。
【００５７】
加えて、シートスイッチ５の金属ドーム部材６の周囲を均等にフレキシブルプリント基板４に形成した円形の穴１０ａで囲むことによって、ポインティング後の決定操作の際のポインティング装置の傾きに対してより安定にすることができる。穴１０ａの直径は、ドーム部材６の断面直径の１倍を超え、１．６倍以下であることが好ましい。穴１０ａの直径は、例えば、３ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましい。
【００５８】
図５は、光源基板とフレキシブル基板との他の変形例をポインティング装置の裏面から見た斜視図である。フレキシブル基板４ｂの中央部に俵形状の穴１０ｂを開けた例を示す。図１を参照して前述したシートスイッチ５の金属ドーム６の断面形状には俵形のものがある。
【００５９】
本明細書において俵形とは、互いに平行で同じ長さを有する一対の直線と、一対の直線の一方の一端と一対の直線の他方の一端とを結んで外側に凸状の曲線と、一対の直線の一方の他端と一対の直線の他方の他端とを結んで外側に凸状の曲線とからなる形状を意味するものとする。
【００６０】
本構成において断面俵形の金属ドーム部材を備えたシートスイッチを使用し、その断面形状に合わせてフレキシブルプリント基板４ｂの中央部を削除した穴１０ｂを形成する構成とする。
【００６１】
俵形にすることにより、光源基板１１の金属ドーム部材６との接触のための電極７および電極８ｂの面積を小さくすることができるため光源基板１１の面積を小さくすることができる。よって、ポインティング装置の小型化、小面積化が可能である。
【００６２】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係るポインティング装置１ｃの構成を示す正面断面図である。実施の形態１で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
【００６３】
ポインティング装置１ｃは、光源基板１１を備えている。光源基板１１の上には、光源２と撮像素子３とが設けられている。光源２及び撮像素子３を覆うように略直方体状のカバー１８ｃが、光源基板１１上に設けられている。カバー１８ｃは、光源２から光を撮像素子３に導く導光体が一体成型されている。カバー１８ｃの上面には、指からなる被写体１２が置かれている。
【００６４】
光源２から出射した光１３は、カバー１８ｃに一体成型された導光体に導かれてカバー１８ｃの表面に届く。カバー１８ｃの表面上には被写体１２としての指があり、この指の表面で反射した光１３が再び導光体に導かれて撮像素子３（イメージセンサー）に結像し、その指の画像の変化を検出することで、指先の動きを電気信号に変換する。光源基板１１から下の構成は、前述した実施の形態１と同じ構成であるので、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６５】
薄型化および部品数、組み立て工数削減を目的として、導光体をカバー部と一体成型したポインティング装置においても、前述した実施の形態１と同じくポインティング装置の厚みを低減することが可能になる。また、誤選択による操作性の低下が防止できるポインティング装置の提供が可能となる。実施の形態１と同様に、穴１０は、正方形状に形成されていてもよいし、円状に形成されていても良く、また、俵状に形成されていても良い。
【００６６】
（実施の形態３）
図７（ａ）は実施の形態３に係る携帯電話機１００の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその背面図であり、（ｃ）はその側面図である。図７では、電子機器として携帯電話機である例を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、例えば、ＰＣ（特にモバイルＰＣ）、ＰＤＡ、ゲーム機、テレビ等のリモコンなどであってもよい。
【００６７】
図７に示すように、携帯電話機１００は、モニター側筐体１０１および操作側筐体１０２を備える。モニター側筐体１０１は、モニター部１０５およびスピーカー部１０６を含み、操作側筐体１０２は、マイク部１０３、テンキー１０４および光ポインティング装置１を含む。携帯電話機１００に搭載される光ポインティング装置１は、上述の実施形態１及び２で説明した光ポインティング装置１・１ｃの何れも適用可能である。
【００６８】
なお、本実施形態において、光ポインティング装置１は、図７（ａ）に示すように、テンキー１０４の上側に配置されているが、光ポインティング装置１の配置方法およびその向きについては、これに限定されるわけではない。
【００６９】
スピーカー部１０６は、音声情報を外部に出力するものであり、マイク部１０３は音声情報を携帯電話機１００に入力するものである。モニター部１０５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１からの入力情報を表示するものである。
【００７０】
なお、本実施形態の携帯電話機１００は、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、上部の筐体（モニター側筐体１０１）と下部の筐体（操作側筐体１０２）とがヒンジを介して接続されている、いわゆる折りたたみ式の携帯電話機１００を例として挙げている。携帯電話機１００として、折りたたみ式が主流であるため、本実施形態では折りたた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１を搭載することができる携帯電話機１００は、折りたたみ式に限るものではない。
【００７１】
近年、折りたたみ式の携帯電話機１００において、折りたたんだ状態で厚みが１０ｍｍ以下のものも登場してきている。携帯電話機１００の携帯性を考慮するならば、その厚みは極めて重要な要素となっている。図６に示す操作側筐体１０２において、図示されない内部の回路基板等を除いて、その厚みを決定する部品は、マイク部１０３、テンキー１０４、光ポインティング装置１である。この中で、光ポインティング装置１の厚さが最も厚く、光ポインティング装置１の薄型化は、携帯電話機１００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１００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。
【００７２】
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で種々の変更が可能であり、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。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ポインティング装置及びこれを備えた電子機器に利用することができ、より詳細には携帯電話等の携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置及びこれを備えた電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ ポインティング装置
２ 光源
３ 撮像素子
４ フレキシブル基板
５ シートスイッチ
６ ドーム部材
７ 電極（第２電極）
８ 電極（第１電極）
８ｂ 電極（第１電極）
９ 固定板
１０ 穴
１１ 光源基板
１２ 被写体
１３ 光
１５ 電極
１６ 反射体
１７ レンズ
１８ カバー
１９ 半田
２０ 保護シート
２１ 押し子
１００ 携帯電話機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポインティング装置及びこれを備えた電子機器に関し、より詳細には携帯電話等の携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置及びこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話及びＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）を含む携帯情報端末では、キーパッドを利用したユーザーインターフェースを採用している。このようなキーパッドは、数字及び文字を入力するための複数個のボタンと方向ボタンとで構成されている。
【０００３】
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を表すことができるようになり、このディスプレイ部を２次元で用いることができるようになっている。したがって、このように、携帯情報端末の機能が、コンピューターの機能に近づいて、操作が複雑化している昨今では、上記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て所望の機能の動作を行う方法は、操作を容易に行うことができないから、携帯情報端末の入力方法として、採用しにくくなっている。このため、コンピューターに用いられているようなマウスやタッチパッドのような操作を可能とするポインティング装置が、携帯情報端末に所望されるようになっている。
【０００４】
このような背景において、携帯情報端末のためのポインティング装置としては、装置に接触する指先等の模様を撮像素子で観察することで、接触面の変化を抽出する方法が提案されている。また、光源により接触面を照明し、接触面の模様をレンズで撮像素子に結像させて、模様の変化を検出することで、指先の動きを入力信号に変換する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、このようなポインティング装置としては、特表２００８−５０７７８７号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このポインティング装置は、カバーガラス、光源部および受光部から構成されている。光源部は、光源およびその上部に配置された複数の反射ミラーからなる光源ガイドに分けられる。光源から発光した光は、反射ミラーにより所定の角度に反射され、カバーガラスに照射されるようになっている。カバーガラスに照射された光は、指の表面により反射されるようになっており、指の表面で反射した光は受光部に照射されるようになっている。受光部は、反射ミラー、集光レンズおよび光イメージセンサで構成されている。反射ミラーにて反射された光が、集光レンズで結像されて、光イメージセンサに提供されるようになっている。
【０００６】
また、更なるポインティング装置としては、特開２００９−１７６２７１号公報（特許文献２）に記載されているものがある。この光ポインティング装置は、被写体に光を照射する光源と、被写体接触面が形成されたカバー部と、反射された光を検出する受光部と、被写体で反射された光を受光部に導光する光学部材から構成されている。
【０００７】
また、さらに他のポインティング装置として特表２００７−５２８５５４号公報（特許文献３）に記載されているものがある。この光ポインティング装置は、被写体として指を光学面に直接使用せず、格子または認識可能なパターンを使用しており、被写体に光を照射する光源と、この光源から照射された光を受けて被写体の動きに対する映像を反射する格子又は認識可能なパターンから構成された対物面と、この対物面上に位置し、指との摩擦力を増加させる表面を有する映像取得面の操作面と、この対物面から反射された光を集光して光センサーに送る結像系光レンズと、指によって動かれた対物面を元の位置に復元させるための自動移送装置と、光レンズから反射されるイメージを受けて電気的信号に切り換える光センサーとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５０７７８７号公報（２００８年０３月１３日公開）
【特許文献２】特開２００９−１７６２７１号公報（２００９年０８月０６日公開）
【特許文献３】特表２００７−５２８５５４号公報（２００７年１０月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ポインティング装置が搭載される携帯情報端末は、その利便性を向上する目的で可搬性をあげるため近年ますます薄型化が図られている。そのため携帯情報端末に搭載される部品の薄型化も求められており、ポインティング装置においても薄型化が要求されている。
【００１０】
また、携帯情報端末の小型化、ポインティングに関連する操作性の向上も図られている。
ポインティング装置は前述のようにコンピューターに用いられているようなマウス及びタッチパッドのような操作を可能とするが、ポインティング装置を使用してメニューキーおよびその他の機能キーを選択した後、決定するためのスイッチを押す必要がある。
【００１１】
近年の携帯情報端末においては、小型化を図るためにポインティング装置と決定のためのスイッチを別々に設けることなく、ポインティング装置の裏面にシートスイッチが一体になるよう張り合わす構造となっている。
【００１２】
一体化することにより、ポインティング装置と決定のためのスイッチとの占有面積を小さくすることができ、ポインティング装置によりメニューキー等を選択した後、同じ指で決定キーを押して、選択したメニューキー等を確定することが可能になっている。
【００１３】
しかし、ポインティング装置の薄型化の要求に対して、前述したシートスイッチを裏面に貼り付ける構成は、携帯情報端末の厚さが増加する要因であり、薄型化に不利であり、薄型化への制約となる。
【００１４】
図８は、従来のポインティング装置９１の構成を示す正面断面図である。ポインティング装置９１は、光源基板８１を備えている。光源基板８１の上には、光源９２と撮像素子９３とが設けられている。光源９２の上方には、反射体８６が配置されており、撮像素子９３の上方には、レンズ８７が配置されている。光源９２、撮像素子９３、反射体８６、及びレンズ８７を覆うように略直方体状のカバー８８が設けられており、カバー８８の上面には、指からなる被写体８２が置かれている。
【００１５】
光源９２から出射した光８３は、反射体８６により反射されて、カバー８８の表面に届く。カバー８８の表面上には被写体８２としての指があり、この指の表面で反射した光８３がレンズ８７で集光され撮像素子９３（イメージセンサー）に結像し、その指の画像の変化を検出することで、指先の動きを電気信号に変換する。
【００１６】
基板８１の裏面には、撮像素子９３によって変換された電気信号を取り出すための電極８５が設けられ、基板８１の裏面側に配置されたフレキシブルプリント基板９４と半田８９により電気的に接続されている。
【００１７】
フレキシブルプリント基板９の裏面には電極９７、電極９８が設けられている。図９は、フレキシブル基板９４を裏面から見た斜視図である。電極９７は円形状に形成されており、電極９８は電極９７の周りに円環状に形成されている。
【００１８】
再び図８を参照すると、フレキシブルプリント基板９４の裏面側には、シートスイッチ９５が貼り付けられている。シートスイッチ９５は、電極９７・９８と、弾性及び導電性を有して光源基板８１からフレキシブル基板９４に向かう方向に突出して、電極９７を覆って、その端面が電極９８に電気的に接続されたドーム状の形状のドーム部材９６と、ドーム部材９６を覆うようにフレキシブルプリント基板９４の裏面に設けられた保護シート８０と、保護シート８０の頂部に設けられた押し子８１とを有している。
【００１９】
ドーム部材９６は、電極９７とは非接触であり電気的に非導通状態である。その下には、押し子８１に対向して固定板９９が設けられている。固定板９９は、ポインティング装置９１を組み込む電子機器に設けられた基板によって構成されている。
【００２０】
被写体８２を構成する指により、メニューキーおよびその他の機能キーを選択した後、決定するため指によりポインティング装置を押すと、固定板９９との間に挟まれたシートスイッチ９５の金属ドーム部材９６が、押し子８１及び保護シート８０を介して、平たく変形し、フレキシブルプリント基板９４の裏面の電極９７と接触する。これにより金属ドーム部材９６の端面が接触していた電極９８とともに接触することになり、電極９７と電極９８とが電気的接触状態になる。ポインティング装置９１を組み込む電子機器においてこの導通状態を検出して決定信号を発生する。
【００２１】
被写体８２を構成する指がポインティング装置９１を押すのやめると、弾性変形して電極９７と接触していたシートスイッチ９５のドーム部材９６はドーム状に復帰して電極９７から離れ、電極９７と電極９８とは再び非接触状態になり非導通状態になる。シートスイッチ９５の厚さは、一般的に０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度あり、ポインティング装置９１の厚さが増加する要因のひとつになっている。
【００２２】
また、決定操作のためにポインティング装置９１を押す際、斜め方向に力を加えた場合、シートスイッチ９５の押し子８１があるためポインティング装置９１が傾く場合がある。ポインティング装置９１が傾くと所望のポインティング箇所を選択しようとして、意図しない箇所を選択決定する可能性があり、操作性の低下につながる。
【００２３】
以上の点を鑑みて本発明は、薄型化したポインティング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明に係るポインティング装置は、光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、前記被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備えたポインティング装置であって、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極とを有し、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
この特徴によれば、被写体によるポインティング装置の押下に応じて、ドーム部材が固定板に抗して弾性変形して第２電極と接触する位置が、フレキシブル基板よりも光源基板側になるので、フレキシブル基板の固定板側の面においてドーム部材が固定板に抗して弾性変形して第２電極と接触していた従来の構成よりも、シートスイッチの取り付け位置を、フレキシブル基板から光源基板に向かう方向にずらすことができるので、そのずらした寸法だけ、ポインティング装置を薄型化することができる。
【００２６】
本発明に係るポインティング装置では、前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されていることが好ましい。
【００２７】
上記構成により、シートスイッチを構成する第１及び第２電極、ならびにドーム部材の取り付け位置を、従来の構成のフレキシブル基板の固定基板側から、光源基板のフレキシブル基板側に移動させることができ、その移動させた距離だけ、ポインティング装置を薄型化することができる。
【００２８】
また、本構成によれば、シートスイッチを構成するドーム部材の回りをフレキシブル基板が取り囲んでいる構成であるため、ドーム部材が電極と接触したときの押し子のフレキシブル基板からの突出量が、従来の構成における押し子のフレキシブル基板からの突出量よりも小さく、ポインティング装置が誤選択により斜めに傾くことを防止することができ、誤選択による操作性の低下を防止することができる。
【００２９】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、円形状に形成されていることが好ましい。
【００３０】
上記構成により、シートスイッチを構成するドーム部材は、フレキシブル基板に垂直な方向から見て、円形形状をしたものが一般的であるため、前記穴は、ドーム部材に沿って円形状に形成されるので、シートスイッチを構成するドーム部材をフレキシブル基板に取り付ける際の位置決めが容易になり、精度良く取り付けることが可能となり、ポインティング装置の生産性がより向上する。
【００３１】
また、シートスイッチを構成するドーム部材の周囲を、円形の穴を形成して均等にフレキシブル基板で囲むので、ポインティングした後の決定操作の際のポインティング装置が、傾きに対してより安定になる。
【００３２】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、俵形状に形成されていることが好ましい。
【００３３】
シートスイッチにおいてドーム部材が円形のみならず、俵型をしたものがあり、本構成は俵型のドーム部材を持ったシートスイッチを使用し、そのドーム部材の形状（俵型）に合わせてフレキシブル基板の穴の形状を俵型にする。俵型のドーム部材の場合第２電極８ｂに接触する部分が俵型ドーム部材の凸状の曲線部分のみになる。ドーム部材の直線部分は必ずしも接触する必要がない。このため、直線部分の電極を削除することができ、これにより、電極の面積を小さくすることができるためポインティング装置の小型化が可能になる。
本発明に係るポインティング装置は、光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、前記被写体からの反射光を反射させてその内部を導光させる導光体と、前記導光体によって導光された光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備え、前記導光体は、前記光源と前記撮像素子とを保護するカバー部と一体成型されているポインティング装置であって、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極と、前記ドーム部材の突出方向側に配置された固定板とを有し、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が前記固定板に抗して弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とする。
【００３４】
本発明に係るポインティング装置では、前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されていることが好ましい。
【００３５】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、円形状に形成されていることが好ましい。
【００３６】
本発明に係るポインティング装置では、前記穴は、俵形状に形成されていることが好ましい。
【００３７】
本発明に係る電子機器は、本発明に係るポインティング装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたので、従来の構成よりも、シートスイッチの取り付け位置を、フレキシブル基板から光源基板に向かう方向にずらすことができ、そのずらした寸法だけ、ポインティング装置を薄型化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態１に係るポインティング装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】上記ポインティング装置に設けられた光源基板とフレキシブル基板とをポインティング装置の裏面から見た斜視図である。
【図３】（ａ）は従来のポインティング装置が傾いた状態を示す図であり、（ｂ）は実施の形態１に係るポインティング装置が傾きを防止された状態を示す図である。
【図４】上記フレキシブル基板の変形例を裏面から見た斜視図である。
【図５】上記光源基板とフレキシブル基板との他の変形例をポインティング装置の裏面から見た斜視図である。
【図６】実施の形態２に係るポインティング装置の構成を示す正面断面図である。
【図７】（ａ）は実施の形態３に係る携帯電話機の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその背面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図８】従来のポインティング装置の構成を示す正面断面図である。
【図９】上記ポインティング装置に設けられたフレキシブル基板を裏面から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のポインティング装置及びこれを備えた電子機器に関する実施の一形態について図１〜図７に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００４１】
（実施の形態１）
（実施の形態１に係るポインティング装置の構成）
図１は、実施の形態１に係るポインティング装置１の構成を示す正面断面図である。ポインティング装置１は、光源基板１１を備えている。光源基板１１の上には、光源２と撮像素子３とが設けられている。光源２の上方には、反射体１６が配置されており、撮像素子３の上方には、レンズ１７が配置されている。光源２、撮像素子３、反射体１６、及びレンズ１７を覆うように略直方体状のカバー１８が光源基板１１上に設けられており、カバー１８の上面には、指からなる被写体１２が置かれている。
【００４２】
光源２から出射した光１３は、反射体１６により反射されて、カバー１８の表面に届く。カバー１８の表面上には被写体１２としての指があり、この指の表面で反射した光１３がレンズ１７で集光され撮像素子３（イメージセンサー）に結像し、その指の画像の変化を検出することで、指先の動きを電気信号に変換する。
【００４３】
図２は、ポインティング装置１に設けられた光源基板１１とフレキシブル基板４とをポインティング装置１の裏面から見た斜視図である。図１及び図２を参照すると、光学基板１１の裏面の両端部には、撮像素子３によって光から変換された電気信号を取り出すための電極１５が設けられ、基板１１の裏面側に配置されたフレキシブルプリント基板４と半田１９により電気的に接続されている。
【００４４】
光学基板１１の裏面の両端部に形成された電極１５によって挟まれる位置には、電極７、電極８が設けられている。電極７は円形状に形成されており、電極８は電極７の周りに円環状に形成されている。
【００４５】
フレキシブルプリント基板４の電極７・８に対向する位置には、正方形状の穴１０が形成されている。光源基板１１のフレキシブルプリント基板４側の面には、シートスイッチ５が設けられている。シートスイッチ５は、光源基板１１の裏面に形成された電極７・８と、弾性及び導電性を有して光源基板１１からフレキシブル基板４に向かう方向に穴１０を通って突出して、電極７を覆い、その端面が円環状の電極８に電気的に接続されたドーム状の形状のドーム部材６と、ドーム部材６を覆うようにフレキシブルプリント基板４の裏面に設けられた保護シート２０と、保護シート２０の頂部に設けられた押し子２１とを有している。
【００４６】
ドーム部材６は、電極７とは非接触であり電気的に非導通状態である。シートスイッチ５の下側には、押し子２１に対向して固定板９が設けられている。固定板９は、ポインティング装置１を組み込む電子機器に設けられた基板によって構成されている。
【００４７】
従来例においてフレキシブルプリント基板４の裏面に設けていたシートスイッチ５の金属ドーム部材６と接触する電極７、電極８を光源基板１１の裏面に設け、フレキシブルプリント基板４の中央部にシートスイッチ５の金属ドーム部材６のサイズよりも大きな穴１０を開ける構成とした。
【００４８】
フレキシブルプリント基板４の中央部に穴１０を開け、光学基板１１の裏面には電極７、電極８および電気信号をとりだすための電極１５を同一面上に設けている。図１に示す通り、シートスイッチ５の金属ドーム６が電極７に接触する箇所が、従来はフレキシブルプリント基板４の裏面であったものが、光源基板１１の裏面になる。
【００４９】
フレキシブル基板４に形成した穴１０の一辺の寸法Ｌ１は、ドーム部材６の断面直径Ｄ１の１倍を超え１．６倍以下が好ましい。穴１０の一辺の寸法Ｌ１は、例えば３ｍｍ〜８ｍｍであり、ドーム部材６の断面直径Ｄ１は、例えば３ｍｍ〜５ｍｍである。また、円環状の電極８の外径は約６ｍｍ、電極７の直径は約２ｍｍである。
【００５０】
光源基板１１とカバー１８とを合わせた高さＨ１は約１．３ｍｍ〜１．８ｍｍであり、シートスイッチ５の高さＨ２は約０．３ｍｍ〜０．４ｍｍである。光源基板１１の裏面からフレキシブル基板４の裏面までの高さＨ３は約０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００５１】
（実施の形態１に係るポインティング装置の作用）
被写体１２を構成する指により、メニューキーおよびその他の機能キーを選択した後、決定するため指によりポインティング装置１を固定板９に向かって押すと、光源基板１１と固定板９との間に挟まれたシートスイッチ５の金属ドーム部材６が、押し子２１及び保護シート２０を介して、平たく変形し、光源基板１１の裏面の電極７と接触する。これにより金属ドーム部材６の端面が接触していた電極８とともに接触することになり、電極７と電極８とが電気的接触状態になる。ポインティング装置１を組み込む電子機器においてこの導通状態を検出して決定信号を発生する。
【００５２】
（実施の形態１に係るポインティング装置の効果）
これによりシートスイッチ５の取り付け箇所が従来よりも高い位置であって、光学基板１１に近い位置にすることができるため、ポインティング装置１の厚みを低減することが可能になる。フレキシブルプリント基板４と半田１９とを合わせた厚みはおよそ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであり。その厚さの分だけ、シートスイッチ５を光学基板１１に近づけることができるので、ポインティング装置１の薄型化が図られる。
【００５３】
図３（ａ）は従来のポインティング装置が傾いた状態を示す図であり、（ｂ）は実施の形態１に係るポインティング装置が傾きを防止された状態を示す図である。図３（ａ）に示すように、指により構成された被写体８２が従来のポインティング装置を押す際に垂直方向の力に加え、水平方向の力も作用する場合、押し子８１を支点として従来のポインティング装置は傾く。一方、図３（ｂ）に示すように、ドーム部材６、保護シート２０、及び押し子２１により構成されるシートスイッチ５の周囲にフレキシブル基板４が配置される構成では、押し子２１のフレキシブル基板４からの突出量も少なく、押し子２１を支点としたポインティング装置の傾きを防止することができる。
【００５４】
このように、ポインティング後の決定操作のため、ポインティング装置１を押したとき、従来例ではシートスイッチ９５の押し子８１がフレキシブル基板９４から突出して配置されているためにポインティング装置が斜めに傾いて意図しない箇所を選択決定する可能性があったが、本実施の形態の構成によればシートスイッチ５の周囲にフレキシブルプリント基板４があるためポインティング装置１が斜めに傾くのを防ぐことができ、誤選択による操作性の低下が防止できる。
【００５５】
（変形例）
図４は、フレキシブル基板の変形例を裏面から見た斜視図であり、フレキシブル基板４ａの中央部に穴１０ａを円形状に開けた例を示す。
【００５６】
図１を参照して前述したシートスイッチ５の金属ドーム部材６は一般的に断面が円形の形状が多い。金属ドーム部材６の形状ならびに大きさに合わせてフレキシブルプリント基板４ａの中央部を円形にくり抜くことによって、シートスイッチ５をフレキシブル基板４に取り付ける際の位置決めが容易になり、精度よく取り付けることが可能になる。よって、より生産性の向上したポインティング装置を提供することができる。
【００５７】
加えて、シートスイッチ５の金属ドーム部材６の周囲を均等にフレキシブルプリント基板４に形成した円形の穴１０ａで囲むことによって、ポインティング後の決定操作の際のポインティング装置の傾きに対してより安定にすることができる。穴１０ａの直径は、ドーム部材６の断面直径の１倍を超え、１．６倍以下であることが好ましい。穴１０ａの直径は、例えば、３ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましい。
【００５８】
図５は、光源基板とフレキシブル基板との他の変形例をポインティング装置の裏面から見た斜視図である。フレキシブル基板４ｂの中央部に俵形状の穴１０ｂを開けた例を示す。図１を参照して前述したシートスイッチ５の金属ドーム６の断面形状には俵形のものがある。
【００５９】
本明細書において俵形とは、互いに平行で同じ長さを有する一対の直線と、一対の直線の一方の一端と一対の直線の他方の一端とを結んで外側に凸状の曲線と、一対の直線の一方の他端と一対の直線の他方の他端とを結んで外側に凸状の曲線とからなる形状を意味するものとする。
【００６０】
本構成において断面俵形の金属ドーム部材を備えたシートスイッチを使用し、その断面形状に合わせてフレキシブルプリント基板４ｂの中央部を削除した穴１０ｂを形成する構成とする。
【００６１】
俵形にすることにより、光源基板１１の金属ドーム部材６との接触のための電極７および電極８ｂの面積を小さくすることができるため光源基板１１の面積を小さくすることができる。よって、ポインティング装置の小型化、小面積化が可能である。
【００６２】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係るポインティング装置１ｃの構成を示す正面断面図である。実施の形態１で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
【００６３】
ポインティング装置１ｃは、光源基板１１を備えている。光源基板１１の上には、光源２と撮像素子３とが設けられている。光源２及び撮像素子３を覆うように略直方体状のカバー１８ｃが、光源基板１１上に設けられている。カバー１８ｃは、光源２から光を撮像素子３に導く導光体が一体成型されている。カバー１８ｃの上面には、指からなる被写体１２が置かれている。
【００６４】
光源２から出射した光１３は、カバー１８ｃに一体成型された導光体に導かれてカバー１８ｃの表面に届く。カバー１８ｃの表面上には被写体１２としての指があり、この指の表面で反射した光１３が再び導光体に導かれて撮像素子３（イメージセンサー）に結像し、その指の画像の変化を検出することで、指先の動きを電気信号に変換する。光源基板１１から下の構成は、前述した実施の形態１と同じ構成であるので、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６５】
薄型化および部品数、組み立て工数削減を目的として、導光体をカバー部と一体成型したポインティング装置においても、前述した実施の形態１と同じくポインティング装置の厚みを低減することが可能になる。また、誤選択による操作性の低下が防止できるポインティング装置の提供が可能となる。実施の形態１と同様に、穴１０は、正方形状に形成されていてもよいし、円状に形成されていても良く、また、俵状に形成されていても良い。
【００６６】
（実施の形態３）
図７（ａ）は実施の形態３に係る携帯電話機１００の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその背面図であり、（ｃ）はその側面図である。図７では、電子機器として携帯電話機である例を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、例えば、ＰＣ（特にモバイルＰＣ）、ＰＤＡ、ゲーム機、テレビ等のリモコンなどであってもよい。
【００６７】
図７に示すように、携帯電話機１００は、モニター側筐体１０１および操作側筐体１０２を備える。モニター側筐体１０１は、モニター部１０５およびスピーカー部１０６を含み、操作側筐体１０２は、マイク部１０３、テンキー１０４および光ポインティング装置１を含む。携帯電話機１００に搭載される光ポインティング装置１は、上述の実施形態１及び２で説明した光ポインティング装置１・１ｃの何れも適用可能である。
【００６８】
なお、本実施形態において、光ポインティング装置１は、図７（ａ）に示すように、テンキー１０４の上側に配置されているが、光ポインティング装置１の配置方法およびその向きについては、これに限定されるわけではない。
【００６９】
スピーカー部１０６は、音声情報を外部に出力するものであり、マイク部１０３は音声情報を携帯電話機１００に入力するものである。モニター部１０５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１からの入力情報を表示するものである。
【００７０】
なお、本実施形態の携帯電話機１００は、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、上部の筐体（モニター側筐体１０１）と下部の筐体（操作側筐体１０２）とがヒンジを介して接続されている、いわゆる折りたたみ式の携帯電話機１００を例として挙げている。携帯電話機１００として、折りたたみ式が主流であるため、本実施形態では折りたた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１を搭載することができる携帯電話機１００は、折りたたみ式に限るものではない。
【００７１】
近年、折りたたみ式の携帯電話機１００において、折りたたんだ状態で厚みが１０ｍｍ以下のものも登場してきている。携帯電話機１００の携帯性を考慮するならば、その厚みは極めて重要な要素となっている。図６に示す操作側筐体１０２において、図示されない内部の回路基板等を除いて、その厚みを決定する部品は、マイク部１０３、テンキー１０４、光ポインティング装置１である。この中で、光ポインティング装置１の厚さが最も厚く、光ポインティング装置１の薄型化は、携帯電話機１００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１００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。
【００７２】
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で種々の変更が可能であり、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。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ポインティング装置及びこれを備えた電子機器に利用することができ、より詳細には携帯電話等の携帯情報端末に搭載可能なポインティング装置及びこれを備えた電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ ポインティング装置
２ 光源
３ 撮像素子
４ フレキシブル基板
５ シートスイッチ
６ ドーム部材
７ 電極（第２電極）
８ 電極（第１電極）
８ｂ 電極（第１電極）
９ 固定板
１０ 穴
１１ 光源基板
１２ 被写体
１３ 光
１５ 電極
１６ 反射体
１７ レンズ
１８ カバー
１９ 半田
２０ 保護シート
２１ 押し子
１００ 携帯電話機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、
前記被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備えたポインティング装置であって、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、
前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、
前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、
前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極とを有し、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とするポインティング装置。
【請求項２】
前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、
前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されている請求項１記載のポインティング装置。
【請求項３】
前記穴は、円形状に形成されている請求項２記載のポインティング装置。
【請求項４】
前記穴は、俵形状に形成されている請求項２記載のポインティング装置。
【請求項５】
光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、
前記被写体からの反射光を反射させてその内部を導光させる導光体と、
前記導光体によって導光された光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、
前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備え、
前記導光体は、前記光源と前記撮像素子とを保護するカバー部と一体成型されているポインティング装置であって、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、
前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、
前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、
前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極と、
前記ドーム部材の突出方向側に配置された固定板とを有し、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が前記固定板に抗して弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とするポインティング装置。
【請求項６】
前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、
前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されている請求項５記載のポインティング装置。
【請求項７】
前記穴は、円形状に形成されている請求項６記載のポインティング装置。
【請求項８】
前記穴は、俵形状に形成されている請求項６記載のポインティング装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載のポインティング装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、
前記被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備えたポインティング装置であって、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、
前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、
前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、
前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極とを有し、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とするポインティング装置。
【請求項２】
前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、
前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されている請求項１記載のポインティング装置。
【請求項３】
前記穴は、円形状に形成されている請求項２記載のポインティング装置。
【請求項４】
前記穴は、俵形状に形成されている請求項２記載のポインティング装置。
【請求項５】
光源基板に設けられて被写体に光を照射する光源と、
前記被写体からの反射光を反射させてその内部を導光させる導光体と、
前記導光体によって導光された光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、
前記電気信号を取り出すために前記光源基板に対して前記光源の反対側に配置されたフレキシブル基板とを備え、
前記導光体は、前記光源と前記撮像素子とを保護するカバー部と一体成型されているポインティング装置であって、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて閉じるシートスイッチをさらに備え、
前記シートスイッチは、弾性及び導電性を有して前記光源基板から前記フレキシブル基板に向かう方向に突出するドーム部材と、
前記ドーム部材の端面に接続された第１電極と、
前記ドーム部材によって覆われて前記第１電極と離れた位置に配置された第２電極と、
前記ドーム部材の突出方向側に配置された固定板とを有し、
前記被写体による前記ポインティング装置の押下に応じて、前記ドーム部材が前記固定板に抗して弾性変形して前記第２電極と接触する位置を前記フレキシブル基板よりも前記光源基板側に配置可能にする配置手段を設けたことを特徴とするポインティング装置。
【請求項６】
前記配置手段は、前記ドーム部材を囲むように前記フレキシブル基板に形成された穴を含み、
前記第１及び第２電極は、前記光源基板の前記フレキシブル基板側に配置されている請求項５記載のポインティング装置。
【請求項７】
前記穴は、円形状に形成されている請求項６記載のポインティング装置。
【請求項８】
前記穴は、俵形状に形成されている請求項６記載のポインティング装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載のポインティング装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−８９０６７（Ｐ２０１２−８９０６７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７４５５（Ｐ２０１０−２３７４５５）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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