極薄光学式ポインティングデバイスおよび極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器
【課題】極薄光学式ポインティングデバイスおよび極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器を提供する。
【解決手段】光学式ポインティングデバイスはプリント基板（５０８）を有する。赤外線発光ダイオード（５０１）はプリント基板の上面の側部に設けられている。カバープレート（５０３）は対象物である指の動きを検知する。照射システム（５０２）は赤外線発光ダイオードからカバープレートへと光を伝達する。画像形成システムレンズ（５０５）はカバープレートの下に位置し、反射光を集光する。光学式画像センサ（５０７）は対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知する。筒体（５０９）はプリント基板を覆うようにプリント基板の側部に設けられている。照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズは、赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【解決手段】光学式ポインティングデバイスはプリント基板（５０８）を有する。赤外線発光ダイオード（５０１）はプリント基板の上面の側部に設けられている。カバープレート（５０３）は対象物である指の動きを検知する。照射システム（５０２）は赤外線発光ダイオードからカバープレートへと光を伝達する。画像形成システムレンズ（５０５）はカバープレートの下に位置し、反射光を集光する。光学式画像センサ（５０７）は対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知する。筒体（５０９）はプリント基板を覆うようにプリント基板の側部に設けられている。照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズは、赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、光学式画像センサを使用した極薄光学式ポインティングデバイスおよび極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器に関し、より詳しくは、携帯電話のような携帯機器に使用される極薄光学式ポインティングデバイスにおいて、まぶしさに起因するユーザの不快感を解消し、周辺光によって引き起こされる誤作動を防止する光学式ポインティングデバイスおよび光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人用携帯機器はユーザインターフェース（ＵＩ）の向上に向けた大きな転機にあると考えることができる。このような現在の状況は、コンピュータシステムがディスク・オペレーティング・システム（ＤＯＳ）からウィンドウズ環境へと進化したことに比較できる。
【０００３】
従来の個人用携帯機器においては、コンピュータにおける場合のように自由にポインティング操作を実行することができる光学式マウスを使用することは、そのサイズと携帯性のために困難であった。
【０００４】
コンピュータにおいて一般的に使用されている光学式マウスを個人用携帯機器に適用した場合、ユーザインターフェースは著しく向上するであろうと考えられる。そのため、個人用携帯機器に搭載することが可能な超小型光学式ポインティングデバイスが近年開発されてきた。
【０００５】
図１は、光学式ポインティングデバイスの一例を示す図であり、コンピュータにおいて使用されている光学式マウスを小型化かつ反転させた形状を示す。
【０００６】
図１に示すように、個人用携帯機器に搭載することができる光学式ポインティングデバイス１００は、対象物であるユーザの指がその指を認識できるようにカバープレート１０３上に置かれていない場合、赤色発光ダイオード１０１から照射システム１０２を通して放射された光が、直接ユーザの目１１０に照射されるように構成されている。
【０００７】
図１において、参照番号１０５は画像形成システムレンズ、１０６は雑光を遮断するための絞り、１０７は光学式画像センサ、１０８はプリント基板、１０９は筒体（筒状本体部：“body tube”）をそれぞれ示す。
【０００８】
このように光１０４が直接ユーザの目１１０に照射される場合、目が長時間に渡って光にさらされると、ユーザはまぶしさなどにより眼精疲労を経験したり、視力低下を起こしたりする可能性がある。
【０００９】
携帯電話のような個人用携帯機器に適用される光学式ポインティングデバイスに使用されている光源は、典型的な光学式マウスにおいて一般的に使用されている赤色発光ダイオードをそのまま使用して。赤色発光ダイオードを光源として利用することに特別な理由はないが、長年に渡って光学式マウスにおいて通常使用されてきた赤色発光ダイオードをそのまま用いるために、光学式ポインティングデバイスは基本的に光学式マウスと同じ画像センサチップを使用している。
【００１０】
携帯電話に使用されている極薄光学式ポインティングデバイスは指を対象物として使用するため、典型的なコンピュータに使用されている光学式マウスのように光源が底面に向けて光を放射するのではなく、上面に向けて放射する。すなわち、光学式ポインティングデバイスは典型的な光学式マウスを反転させた状態と似た状態で使用される。
【００１１】
したがって、赤色発光ダイオードからの光は直接ユーザの目に照射されるため、ユーザの視力が低下したりまぶしさが起こったりして、それによりユーザに不快感を与えるといった問題がある。
【００１２】
携帯電話用の光学式ポインティングデバイスに使用されている発光ダイオードは高輝度発光ダイオードであるため、赤色発光ダイオードだけでなく、青、緑、および白色発光ダイオードも同様の問題を引き起こす。
【００１３】
一方で、光学式マウスの構造を小型化かつ反転させた形状を有するポインティングデバイスは厚さに限界があるため、そのようなポインティングデバイスを薄い携帯機器に使用するのは困難であるという問題がある。上記の事実を考慮して、光路を水平方向に変えることにより極薄の構造を有する光導波路ポインティングデバイスが、本件出願よりも先に出願された韓国特許出願番号１０−２００４−０１１３２６６、１０−２００５−００００４７１、１０−２００５−０００５９３５、１０−２００５−５９３６、１０−２００５−５９３７、１０−２００５−９３５６および１０−２００５−６３６１４に開示されている。
【００１４】
図２に示すように、対象物である指がその指を認識できるようにカバープレート２０３の上に置かれていない場合、上記の極薄光導波路の構造を有する光学式ポインティングデバイス２００は、赤色発光ダイオード２０１から照射システム２０２を通して放射された光が、直接ユーザの目２１０に照射されるように構成されている。
【００１５】
したがって、図１と同様に、ユーザがまぶしさなどが原因で眼精疲労を経験したり、視力低下を起こしたりしやすいといった問題が起こる可能性がある。
【００１６】
図２において、参照番号２０５および２１１は反射面、２０６は平凸レンズ、２０７および２０９は凸部、２０８は雑光を遮断するための絞り、２１２は出力面、２１３は光学式画像センサ、２１４はプリント基板、２１６はメインプリント基板をそれぞれ示す。
【００１７】
上記の問題を解決するために、光源を人間の目では感知することができない赤外線光源に変えてその光源を適用した場合、上記の視力低下やまぶしさを防止することができる。すなわち、光学式マウス用の画像センサは、４００ｎｍから７００ｎｍの波長を有する可視光線の領域と７００ｎｍから９００ｎｍの波長を有する赤外線の部分領域とにおいて機能しているため、光源を人間の目では感知することができない赤外線光源に変え、その赤外線光源を適用することが可能である。
【００１８】
しかしながらこの場合、光源からユーザの目に照射された光をユーザの目が感知することだけは防ぐことができるが、外部光源によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動の問題は防止することができない。すなわち、外部の周辺光によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動は、赤外線発光ダイオードを光源として利用することだけでは防止することができない。このオペレーションを図３および図４を参照しつつ詳しく説明する。
【００１９】
図３に示すように、太陽光由来の、もしくは外部光源３１０から放射された可視光線３０４は、読み取り領域であるカバープレート３０３および画像形成システムレンズ３０５を通過した後、光学式画像センサ３０７に影響を及ぼす。したがって、このような構造が光学式画像センサ３０７の誤作動の原因となる。
【００２０】
さらに、図４に示すように、太陽光由来の、もしくは外部光源４１０から放射された可視光線４０４は、読み取り領域であるカバープレート４０３、反射面４０５と４１１、および平凸レンズ４０６を通過した後、光学式画像センサ４１３に影響を及ぼす。このような構造も同様に、光学式画像センサ４１３の誤作動の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって、本発明は従来技術において起こる上記の問題を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、ユーザがまぶしさなどが原因で眼精疲労を経験したり、視力低下を起こしたりするのを防止することができると同時に、外部の周辺光によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動を最小限に抑えることができる極薄光学式ポインティングデバイスを提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器に容易に搭載することが可能なレンズモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明は、７００ｎｍから３０００ｎｍの赤外線の波長域のみを通過させるためのバンドパスフィルタの特性を有する光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールを光学式ポインティングデバイスに適用する点を特徴とする。
【００２４】
本発明の第一実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、プリント基板の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオードと、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、赤外線発光ダイオードから光学式ポインティングデバイスの上部に位置するカバープレートへと光を伝達するための照射システムと、カバープレートの下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサと、プリント基板を覆うようにプリント基板の側部に設けられた筒体とを備え、照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００２５】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズのうち、カバープレートと画像形成システムレンズの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システムを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００２６】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズのうち、照射システムとカバープレートの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００２７】
本発明の第二実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、プリント基板の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオードと、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、赤外線発光ダイオードから光学式ポインティングデバイスの上部に位置する前記カバープレートへと光を伝達するための照射システムと、光路を水平方向へと変化させるための少なくともひとつの平凸レンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサとを備え、照射システム、カバープレートおよび平凸レンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００２８】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび平凸レンズのうち、カバープレートと平凸レンズの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システムを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００２９】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび平凸レンズのうち、照射システムとカバープレートの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００３０】
本発明の第三実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、プリント基板を覆うように設けられた筒体と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、筒体上部の側部に位置し、カバープレートに向けて直接光を放射する赤外線発光ダイオードと、カバープレートの下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサとを備え、カバープレートおよび画像形成システムレンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００３１】
好ましくは、カバープレートを赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００３２】
本発明の第四実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、プリント基板の上面の上にプリント基板の上面と間隔を空けて設けられ、カバープレートに向けて直接光を放射するように機能する赤外線発光ダイオードと、光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサとを備え、カバープレートおよび平凸レンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００３３】
好ましくは、カバープレートを赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００３４】
本発明の光学式ポインティングデバイスは、基本的に赤外線発光ダイオードを有し、赤外線もしくは可視光線の波長域を通過させることが可能な光学プラスチック材料を使用する。光学プラスチック材料としては、赤外線の波長域である７００ｎｍから３０００ｎｍの波長域のみを通過させる光学プラスチックが使用される。
【００３５】
本発明の光学式ポインティングデバイスによれば、照射システムを通過した赤外線が、赤外線のみを通過させるカバープレートに向けて低放射角度で放射される。この場合、対象物である指が読み取り領域であるカバープレートの上に置かれていると、光が画像形成システムレンズを通して光学式画像センサに伝達され、指の動きが認識される。一方で、指がカバープレートの上に置かれていない場合は、光はカバープレートを通過した後、光学式ポインティングデバイスの外へと放出される。
【００３６】
このようにして外部へと放出された光は赤外線の波長を有するため、ユーザはこの光を感知することができない。したがって、ユーザは眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００３７】
さらに、読み取り領域であるカバープレートが赤外線の波長域のみを通過させる光学プラスチック材料によって形成されている場合、外部の周辺光はレンズモジュールに入射することができず、それにより光学式画像センサの誤作動を防止することができる。
【００３８】
さらに、赤外線の波長域のみを通過させる光学プラスチック材料がカバープレートに加えて画像形成システムレンズにも使用されている場合、外部の雑光をより効果的に遮断することができる。さらに、カバープレートが赤外線の波長域のみを通過させる光学プラスチック材料によって形成されているかどうか、また画像形成システムレンズが可視光線の波長域も通過させる通常の光学プラスチック材料によって形成されているかどうか、は問題ではない。
【００３９】
本発明の光学式ポインティングデバイスの構造としては、図５に示すような光学式マウスの構造を小型化かつ反転させた形状を使用することができる。もしくは、厚さを極薄レベルまで減少させるために、図６に示すように光路を垂直方向から水平方向へと変化させる光導波路平凸レンズ型を使用することができる。光導波路平凸レンズは、対称形状を有していても非対称形状を有していてもよい。さらに、画像形成システムレンズは様々な形で光導波路平凸レンズに挿入することが可能である。
【００４０】
さらに、本発明の光学式ポインティングデバイスは、図７に示すように、光学式マウスの構造を反転させた形状で、光源である発光ダイオードから放射された光が照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される構造を有していてもよい。もしくは、本発明の光学式ポインティングデバイスは、図８に示すように、光導波路平凸レンズ型の構造で、光源である発光ダイオードから放射された光が照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される構造を有していてもよい。
【発明の効果】
【００４１】
上記のとおり、本発明に係る光学式ポインティングデバイスおよび光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器は、赤外線発光ダイオードから放射された光がユーザの目に照射される時に起こる不快感や眼精疲労を解消できるという利点がある。
【００４２】
また、本発明は、外部光が照射された時に起こる可能性がある光学式画像センサの誤作動を最小限に抑えることができるという利点もある。
【００４３】
さらに、本発明によって光学式ポインティングデバイスを携帯電話のような小さなサイズの携帯機器に容易に搭載することが可能になり、それにより光学式ポインティングデバイスの用途をさらに広げることができるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。したがって、本発明の保護範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
＜第一実施形態＞
図５は、本発明に係る光学式ポインティングデバイスの第一実施形態を示す図であり、赤外線発光ダイオードと赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００４６】
図５に示すように、本発明の第一実施形態は光学式ポインティングデバイス５００を提供する。光学式ポインティングデバイス５００は、プリント基板５０８と、プリント基板５０８の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード５０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート５０３と、赤外線発光ダイオード５０１から光学式ポインティングデバイスの上部に位置するカバープレート５０３へと光を伝達するための照射システム５０２と、カバープレート５０３の下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ５０５と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ５０７と、プリント基板５０８を覆うようにプリント基板の側部に設けられた筒体（筒状本体部:“body tube”）５０９と、を有し、照射システム５０２、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００４７】
照射システム５０２、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システム５０２を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００４８】
さらに、照射システム５０２、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５から成るレンズモジュールにおいて、照射システム５０２およびカバープレート５０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズ５０５を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００４９】
上記の構造によれば、たとえ赤外線がユーザの目５１０に照射されたとしても、ユーザの目５１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００５０】
＜第二実施形態＞
図６は、本発明の第二実施形態を示す図であり、光路を水平方向に変化させる光導波路平凸レンズ型極薄光学式ポインティングデバイスにおいて、赤外線発光ダイオードと赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００５１】
図６に示すように、本発明の第二実施形態は光学式ポインティングデバイス６００を提供する。光学式ポインティングデバイス６００は、プリント基板６１６と、プリント基板６１６の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード６０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート６０３と、赤外線発光ダイオード６０１から光学式ポインティングデバイスの上部に位置するカバープレート６０３へと光を伝達するための照射システム６０２と、光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ６０６と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ６１３と、を有し、照射システム６０２、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００５２】
照射システム６０２、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システム６０２を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００５３】
さらに、照射システム６０２、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６から成るレンズモジュールにおいて、照射システム６０２およびカバープレート６０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズ６０６を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００５４】
上記の構造が採用されれば、たとえ赤外線がユーザの目６１０に照射されたとしても、ユーザの目６１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００５５】
＜第三実施形態＞
図７は、本発明の第三実施形態を示す図であり、赤外線発光ダイオードからの光が、照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される構造を有する光学式ポインティングデバイスにおいて、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００５６】
図７に示すように、本発明の第三実施形態は光学式ポインティングデバイス７００を提供する。光学式ポインティングデバイス７００は、プリント基板７０８と、プリント基板７０８を覆うように設けられた筒体７０９と、筒体７０９上部の側部に位置する赤外線発光ダイオード７０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート７０３と、カバープレート７０３の下に設けられ、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ７０５と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ７０７と、を有し、カバープレート７０３および画像形成システムレンズ７０５は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００５７】
カバープレート７０３および画像形成システムレンズ７０５から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート７０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズ７０５を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００５８】
上記の構造によれば、たとえ赤外線がユーザの目７１０に照射されたとしても、ユーザの目７１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００５９】
＜第四実施形態＞
図８は、本発明の第四実施形態を示す図であり、赤外線発光ダイオードからの光が、照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスにおいて、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００６０】
本発明の第四実施形態は光学式ポインティングデバイス８００を提供する。光学式ポインティングデバイス８００は、プリント基板８１６と、プリント基板８１６の上面の上にプリント基板の上面と間隔を空けて設けられた赤外線発光ダイオード８０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート８０３と、光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ８０６と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ８１３と、を有し、カバープレート８０３および平凸レンズ８０６は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００６１】
カバープレート８０３および平凸レンズ８０６から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート８０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズ８０６を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００６２】
上記の構造によれば、たとえ赤外線がユーザの目８１０に照射されたとしても、ユーザの目８１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００６３】
図９および図１０は、太陽光由来の、もしくは外部光源から放射された可視光線が、光学式ポインティングデバイスの読み取り領域であるカバープレートおよび画像形成システムレンズを通過することができない状況を示している。
【００６４】
図９は、光学式マウスを小型化かつ反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイス９００を示す図である。外部光源９１０から放射された可視光線９０４は、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料によって形成されたカバープレート９０３と画像形成システムレンズ９０５の両方によって遮断されるため、可視光線の光学式画像センサ９０７への影響を防止することができる。
【００６５】
図１０は、厚さを極薄レベルまで減少させるように光路を垂直方向から水平方向へと変化させるための光導波路型光学式ポインティングデバイス１０００を示す図である。外部光源１０１０から放射された可視光線１００４は、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料によって形成されたカバープレート１００３と平凸レンズ１００６の両方によって遮断さるため、可視光線の光学式画像センサ１０１３への影響を防止することができる。
【００６６】
一般的に、個人用携帯機器に使用される光学式ポインティングデバイスは上方を向いているため、外部から当たるさまざまなタイプの照明によって光学式画像センサが誤作動を起こす可能性が高い。
【００６７】
本発明は、赤外線の波長域のみを通過させることが可能なバンドパスフィルタのような機能を有するレンズモジュールを光学式ポインティングデバイスに適用しているため、外部光源によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動を最小限に抑えることができる。
【００６８】
図１１は、上記の光学プラスチックレンズモジュールを使用した光学式ポインティングデバイス１１０１を備える個人用携帯機器１１００の一例を示す図である。
【００６９】
本明細書における「個人用携帯機器」という語は、一般に、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ハンドヘルドＰＣ、携帯電話、ＭＰ３プレーヤーなどの各種携帯用電気および電子機器を指す。
【００７０】
さらに、個人用携帯機器は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）モジュール、ブルートゥースモジュール、赤外線通信モジュール、有線／無線ラン（ＬＡＮ）カードなどの通信モジュールを備えることが可能であるとともに、所定の計算能力を保持するように、マルチメディアプレーヤー機能を果たすためのマイクロプロセッサを搭載することが可能な端末を含む。
【００７１】
例示を目的として本発明の好適な実施形態を開示してきたが、添付の請求の範囲に開示されている本発明の精神と範囲から逸脱することなく、さまざまな改良、追加および置換が可能であることは当業者にとっては当然のことである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、光学式画像センサを使用した極薄光学式ポインティングデバイスおよび極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器の分野で利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】光学式マウスを反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイスにおいて、照射システムから放射された発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図２】光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスにおいて、照射システムから放射された発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図３】外部光が光学式マウスを反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイスに照射され、画像センサのオペレーションに影響を及ぼす一例を示す図である。
【図４】外部光が光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスに照射され、画像センサのオペレーションに影響を及ぼす一例を示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図９】外部光が光学式マウスを反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイスに照射された場合に、赤外線の波長域以外の波長域を有する光を遮断するための光学プラスチック材料を使用して外部光を遮断するオペレーションを示す図である。
【図１０】外部光が光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスに照射された場合に、赤外線の波長域以外の波長域を有する光を遮断するための光学プラスチック材料を使用して外部光を遮断するオペレーションを示す図である。
【図１１】赤外線の波長域のみを通過させる光学式ポインティングデバイスを本発明に従って適用した携帯電話を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、光学式画像センサを使用した極薄光学式ポインティングデバイスおよび極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器に関し、より詳しくは、携帯電話のような携帯機器に使用される極薄光学式ポインティングデバイスにおいて、まぶしさに起因するユーザの不快感を解消し、周辺光によって引き起こされる誤作動を防止する光学式ポインティングデバイスおよび光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人用携帯機器はユーザインターフェース（ＵＩ）の向上に向けた大きな転機にあると考えることができる。このような現在の状況は、コンピュータシステムがディスク・オペレーティング・システム（ＤＯＳ）からウィンドウズ環境へと進化したことに比較できる。
【０００３】
従来の個人用携帯機器においては、コンピュータにおける場合のように自由にポインティング操作を実行することができる光学式マウスを使用することは、そのサイズと携帯性のために困難であった。
【０００４】
コンピュータにおいて一般的に使用されている光学式マウスを個人用携帯機器に適用した場合、ユーザインターフェースは著しく向上するであろうと考えられる。そのため、個人用携帯機器に搭載することが可能な超小型光学式ポインティングデバイスが近年開発されてきた。
【０００５】
図１は、光学式ポインティングデバイスの一例を示す図であり、コンピュータにおいて使用されている光学式マウスを小型化かつ反転させた形状を示す。
【０００６】
図１に示すように、個人用携帯機器に搭載することができる光学式ポインティングデバイス１００は、対象物であるユーザの指がその指を認識できるようにカバープレート１０３上に置かれていない場合、赤色発光ダイオード１０１から照射システム１０２を通して放射された光が、直接ユーザの目１１０に照射されるように構成されている。
【０００７】
図１において、参照番号１０５は画像形成システムレンズ、１０６は雑光を遮断するための絞り、１０７は光学式画像センサ、１０８はプリント基板、１０９は筒体（筒状本体部：“body tube”）をそれぞれ示す。
【０００８】
このように光１０４が直接ユーザの目１１０に照射される場合、目が長時間に渡って光にさらされると、ユーザはまぶしさなどにより眼精疲労を経験したり、視力低下を起こしたりする可能性がある。
【０００９】
携帯電話のような個人用携帯機器に適用される光学式ポインティングデバイスに使用されている光源は、典型的な光学式マウスにおいて一般的に使用されている赤色発光ダイオードをそのまま使用して。赤色発光ダイオードを光源として利用することに特別な理由はないが、長年に渡って光学式マウスにおいて通常使用されてきた赤色発光ダイオードをそのまま用いるために、光学式ポインティングデバイスは基本的に光学式マウスと同じ画像センサチップを使用している。
【００１０】
携帯電話に使用されている極薄光学式ポインティングデバイスは指を対象物として使用するため、典型的なコンピュータに使用されている光学式マウスのように光源が底面に向けて光を放射するのではなく、上面に向けて放射する。すなわち、光学式ポインティングデバイスは典型的な光学式マウスを反転させた状態と似た状態で使用される。
【００１１】
したがって、赤色発光ダイオードからの光は直接ユーザの目に照射されるため、ユーザの視力が低下したりまぶしさが起こったりして、それによりユーザに不快感を与えるといった問題がある。
【００１２】
携帯電話用の光学式ポインティングデバイスに使用されている発光ダイオードは高輝度発光ダイオードであるため、赤色発光ダイオードだけでなく、青、緑、および白色発光ダイオードも同様の問題を引き起こす。
【００１３】
一方で、光学式マウスの構造を小型化かつ反転させた形状を有するポインティングデバイスは厚さに限界があるため、そのようなポインティングデバイスを薄い携帯機器に使用するのは困難であるという問題がある。上記の事実を考慮して、光路を水平方向に変えることにより極薄の構造を有する光導波路ポインティングデバイスが、本件出願よりも先に出願された韓国特許出願番号１０−２００４−０１１３２６６、１０−２００５−００００４７１、１０−２００５−０００５９３５、１０−２００５−５９３６、１０−２００５−５９３７、１０−２００５−９３５６および１０−２００５−６３６１４に開示されている。
【００１４】
図２に示すように、対象物である指がその指を認識できるようにカバープレート２０３の上に置かれていない場合、上記の極薄光導波路の構造を有する光学式ポインティングデバイス２００は、赤色発光ダイオード２０１から照射システム２０２を通して放射された光が、直接ユーザの目２１０に照射されるように構成されている。
【００１５】
したがって、図１と同様に、ユーザがまぶしさなどが原因で眼精疲労を経験したり、視力低下を起こしたりしやすいといった問題が起こる可能性がある。
【００１６】
図２において、参照番号２０５および２１１は反射面、２０６は平凸レンズ、２０７および２０９は凸部、２０８は雑光を遮断するための絞り、２１２は出力面、２１３は光学式画像センサ、２１４はプリント基板、２１６はメインプリント基板をそれぞれ示す。
【００１７】
上記の問題を解決するために、光源を人間の目では感知することができない赤外線光源に変えてその光源を適用した場合、上記の視力低下やまぶしさを防止することができる。すなわち、光学式マウス用の画像センサは、４００ｎｍから７００ｎｍの波長を有する可視光線の領域と７００ｎｍから９００ｎｍの波長を有する赤外線の部分領域とにおいて機能しているため、光源を人間の目では感知することができない赤外線光源に変え、その赤外線光源を適用することが可能である。
【００１８】
しかしながらこの場合、光源からユーザの目に照射された光をユーザの目が感知することだけは防ぐことができるが、外部光源によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動の問題は防止することができない。すなわち、外部の周辺光によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動は、赤外線発光ダイオードを光源として利用することだけでは防止することができない。このオペレーションを図３および図４を参照しつつ詳しく説明する。
【００１９】
図３に示すように、太陽光由来の、もしくは外部光源３１０から放射された可視光線３０４は、読み取り領域であるカバープレート３０３および画像形成システムレンズ３０５を通過した後、光学式画像センサ３０７に影響を及ぼす。したがって、このような構造が光学式画像センサ３０７の誤作動の原因となる。
【００２０】
さらに、図４に示すように、太陽光由来の、もしくは外部光源４１０から放射された可視光線４０４は、読み取り領域であるカバープレート４０３、反射面４０５と４１１、および平凸レンズ４０６を通過した後、光学式画像センサ４１３に影響を及ぼす。このような構造も同様に、光学式画像センサ４１３の誤作動の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって、本発明は従来技術において起こる上記の問題を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、ユーザがまぶしさなどが原因で眼精疲労を経験したり、視力低下を起こしたりするのを防止することができると同時に、外部の周辺光によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動を最小限に抑えることができる極薄光学式ポインティングデバイスを提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器に容易に搭載することが可能なレンズモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明は、７００ｎｍから３０００ｎｍの赤外線の波長域のみを通過させるためのバンドパスフィルタの特性を有する光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールを光学式ポインティングデバイスに適用する点を特徴とする。
【００２４】
本発明の第一実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、プリント基板の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオードと、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、赤外線発光ダイオードから光学式ポインティングデバイスの上部に位置するカバープレートへと光を伝達するための照射システムと、カバープレートの下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサと、プリント基板を覆うようにプリント基板の側部に設けられた筒体とを備え、照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００２５】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズのうち、カバープレートと画像形成システムレンズの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システムを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００２６】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび画像形成システムレンズのうち、照射システムとカバープレートの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００２７】
本発明の第二実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、プリント基板の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオードと、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、赤外線発光ダイオードから光学式ポインティングデバイスの上部に位置する前記カバープレートへと光を伝達するための照射システムと、光路を水平方向へと変化させるための少なくともひとつの平凸レンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサとを備え、照射システム、カバープレートおよび平凸レンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００２８】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび平凸レンズのうち、カバープレートと平凸レンズの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システムを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００２９】
好ましくは、照射システム、カバープレートおよび平凸レンズのうち、照射システムとカバープレートの両方を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００３０】
本発明の第三実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、プリント基板を覆うように設けられた筒体と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、筒体上部の側部に位置し、カバープレートに向けて直接光を放射する赤外線発光ダイオードと、カバープレートの下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサとを備え、カバープレートおよび画像形成システムレンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００３１】
好ましくは、カバープレートを赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００３２】
本発明の第四実施形態に係る光学式ポインティングデバイスは、プリント基板と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレートと、プリント基板の上面の上にプリント基板の上面と間隔を空けて設けられ、カバープレートに向けて直接光を放射するように機能する赤外線発光ダイオードと、光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズと、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサとを備え、カバープレートおよび平凸レンズは、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成される。
【００３３】
好ましくは、カバープレートを赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズを赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００３４】
本発明の光学式ポインティングデバイスは、基本的に赤外線発光ダイオードを有し、赤外線もしくは可視光線の波長域を通過させることが可能な光学プラスチック材料を使用する。光学プラスチック材料としては、赤外線の波長域である７００ｎｍから３０００ｎｍの波長域のみを通過させる光学プラスチックが使用される。
【００３５】
本発明の光学式ポインティングデバイスによれば、照射システムを通過した赤外線が、赤外線のみを通過させるカバープレートに向けて低放射角度で放射される。この場合、対象物である指が読み取り領域であるカバープレートの上に置かれていると、光が画像形成システムレンズを通して光学式画像センサに伝達され、指の動きが認識される。一方で、指がカバープレートの上に置かれていない場合は、光はカバープレートを通過した後、光学式ポインティングデバイスの外へと放出される。
【００３６】
このようにして外部へと放出された光は赤外線の波長を有するため、ユーザはこの光を感知することができない。したがって、ユーザは眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００３７】
さらに、読み取り領域であるカバープレートが赤外線の波長域のみを通過させる光学プラスチック材料によって形成されている場合、外部の周辺光はレンズモジュールに入射することができず、それにより光学式画像センサの誤作動を防止することができる。
【００３８】
さらに、赤外線の波長域のみを通過させる光学プラスチック材料がカバープレートに加えて画像形成システムレンズにも使用されている場合、外部の雑光をより効果的に遮断することができる。さらに、カバープレートが赤外線の波長域のみを通過させる光学プラスチック材料によって形成されているかどうか、また画像形成システムレンズが可視光線の波長域も通過させる通常の光学プラスチック材料によって形成されているかどうか、は問題ではない。
【００３９】
本発明の光学式ポインティングデバイスの構造としては、図５に示すような光学式マウスの構造を小型化かつ反転させた形状を使用することができる。もしくは、厚さを極薄レベルまで減少させるために、図６に示すように光路を垂直方向から水平方向へと変化させる光導波路平凸レンズ型を使用することができる。光導波路平凸レンズは、対称形状を有していても非対称形状を有していてもよい。さらに、画像形成システムレンズは様々な形で光導波路平凸レンズに挿入することが可能である。
【００４０】
さらに、本発明の光学式ポインティングデバイスは、図７に示すように、光学式マウスの構造を反転させた形状で、光源である発光ダイオードから放射された光が照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される構造を有していてもよい。もしくは、本発明の光学式ポインティングデバイスは、図８に示すように、光導波路平凸レンズ型の構造で、光源である発光ダイオードから放射された光が照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される構造を有していてもよい。
【発明の効果】
【００４１】
上記のとおり、本発明に係る光学式ポインティングデバイスおよび光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器は、赤外線発光ダイオードから放射された光がユーザの目に照射される時に起こる不快感や眼精疲労を解消できるという利点がある。
【００４２】
また、本発明は、外部光が照射された時に起こる可能性がある光学式画像センサの誤作動を最小限に抑えることができるという利点もある。
【００４３】
さらに、本発明によって光学式ポインティングデバイスを携帯電話のような小さなサイズの携帯機器に容易に搭載することが可能になり、それにより光学式ポインティングデバイスの用途をさらに広げることができるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。したがって、本発明の保護範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
＜第一実施形態＞
図５は、本発明に係る光学式ポインティングデバイスの第一実施形態を示す図であり、赤外線発光ダイオードと赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００４６】
図５に示すように、本発明の第一実施形態は光学式ポインティングデバイス５００を提供する。光学式ポインティングデバイス５００は、プリント基板５０８と、プリント基板５０８の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード５０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート５０３と、赤外線発光ダイオード５０１から光学式ポインティングデバイスの上部に位置するカバープレート５０３へと光を伝達するための照射システム５０２と、カバープレート５０３の下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ５０５と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ５０７と、プリント基板５０８を覆うようにプリント基板の側部に設けられた筒体（筒状本体部:“body tube”）５０９と、を有し、照射システム５０２、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００４７】
照射システム５０２、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システム５０２を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００４８】
さらに、照射システム５０２、カバープレート５０３および画像形成システムレンズ５０５から成るレンズモジュールにおいて、照射システム５０２およびカバープレート５０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズ５０５を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００４９】
上記の構造によれば、たとえ赤外線がユーザの目５１０に照射されたとしても、ユーザの目５１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００５０】
＜第二実施形態＞
図６は、本発明の第二実施形態を示す図であり、光路を水平方向に変化させる光導波路平凸レンズ型極薄光学式ポインティングデバイスにおいて、赤外線発光ダイオードと赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００５１】
図６に示すように、本発明の第二実施形態は光学式ポインティングデバイス６００を提供する。光学式ポインティングデバイス６００は、プリント基板６１６と、プリント基板６１６の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード６０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート６０３と、赤外線発光ダイオード６０１から光学式ポインティングデバイスの上部に位置するカバープレート６０３へと光を伝達するための照射システム６０２と、光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ６０６と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ６１３と、を有し、照射システム６０２、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００５２】
照射システム６０２、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、照射システム６０２を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００５３】
さらに、照射システム６０２、カバープレート６０３および平凸レンズ６０６から成るレンズモジュールにおいて、照射システム６０２およびカバープレート６０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズ６０６を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００５４】
上記の構造が採用されれば、たとえ赤外線がユーザの目６１０に照射されたとしても、ユーザの目６１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００５５】
＜第三実施形態＞
図７は、本発明の第三実施形態を示す図であり、赤外線発光ダイオードからの光が、照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される構造を有する光学式ポインティングデバイスにおいて、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００５６】
図７に示すように、本発明の第三実施形態は光学式ポインティングデバイス７００を提供する。光学式ポインティングデバイス７００は、プリント基板７０８と、プリント基板７０８を覆うように設けられた筒体７０９と、筒体７０９上部の側部に位置する赤外線発光ダイオード７０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート７０３と、カバープレート７０３の下に設けられ、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ７０５と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ７０７と、を有し、カバープレート７０３および画像形成システムレンズ７０５は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００５７】
カバープレート７０３および画像形成システムレンズ７０５から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート７０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、画像形成システムレンズ７０５を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００５８】
上記の構造によれば、たとえ赤外線がユーザの目７１０に照射されたとしても、ユーザの目７１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００５９】
＜第四実施形態＞
図８は、本発明の第四実施形態を示す図であり、赤外線発光ダイオードからの光が、照射システムを通らずに直接カバープレートに照射される光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスにおいて、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料を使用したレンズモジュールが、ユーザの目に向けて赤外線を放射する一例を示している。
【００６０】
本発明の第四実施形態は光学式ポインティングデバイス８００を提供する。光学式ポインティングデバイス８００は、プリント基板８１６と、プリント基板８１６の上面の上にプリント基板の上面と間隔を空けて設けられた赤外線発光ダイオード８０１と、対象物である指の動きを検知するためのカバープレート８０３と、光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ８０６と、対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ８１３と、を有し、カバープレート８０３および平凸レンズ８０６は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている。
【００６１】
カバープレート８０３および平凸レンズ８０６から成るレンズモジュールにおいて、カバープレート８０３を赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成し、平凸レンズ８０６を赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成することができる。
【００６２】
上記の構造によれば、たとえ赤外線がユーザの目８１０に照射されたとしても、ユーザの目８１０は赤外線の波長域を感知することができないため、ユーザはまぶしさなどによって引き起こされる眼精疲労や不快感を経験することがない。
【００６３】
図９および図１０は、太陽光由来の、もしくは外部光源から放射された可視光線が、光学式ポインティングデバイスの読み取り領域であるカバープレートおよび画像形成システムレンズを通過することができない状況を示している。
【００６４】
図９は、光学式マウスを小型化かつ反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイス９００を示す図である。外部光源９１０から放射された可視光線９０４は、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料によって形成されたカバープレート９０３と画像形成システムレンズ９０５の両方によって遮断されるため、可視光線の光学式画像センサ９０７への影響を防止することができる。
【００６５】
図１０は、厚さを極薄レベルまで減少させるように光路を垂直方向から水平方向へと変化させるための光導波路型光学式ポインティングデバイス１０００を示す図である。外部光源１０１０から放射された可視光線１００４は、赤外線の波長域のみを通過させるための光学プラスチック材料によって形成されたカバープレート１００３と平凸レンズ１００６の両方によって遮断さるため、可視光線の光学式画像センサ１０１３への影響を防止することができる。
【００６６】
一般的に、個人用携帯機器に使用される光学式ポインティングデバイスは上方を向いているため、外部から当たるさまざまなタイプの照明によって光学式画像センサが誤作動を起こす可能性が高い。
【００６７】
本発明は、赤外線の波長域のみを通過させることが可能なバンドパスフィルタのような機能を有するレンズモジュールを光学式ポインティングデバイスに適用しているため、外部光源によって引き起こされる光学式画像センサの誤作動を最小限に抑えることができる。
【００６８】
図１１は、上記の光学プラスチックレンズモジュールを使用した光学式ポインティングデバイス１１０１を備える個人用携帯機器１１００の一例を示す図である。
【００６９】
本明細書における「個人用携帯機器」という語は、一般に、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ハンドヘルドＰＣ、携帯電話、ＭＰ３プレーヤーなどの各種携帯用電気および電子機器を指す。
【００７０】
さらに、個人用携帯機器は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）モジュール、ブルートゥースモジュール、赤外線通信モジュール、有線／無線ラン（ＬＡＮ）カードなどの通信モジュールを備えることが可能であるとともに、所定の計算能力を保持するように、マルチメディアプレーヤー機能を果たすためのマイクロプロセッサを搭載することが可能な端末を含む。
【００７１】
例示を目的として本発明の好適な実施形態を開示してきたが、添付の請求の範囲に開示されている本発明の精神と範囲から逸脱することなく、さまざまな改良、追加および置換が可能であることは当業者にとっては当然のことである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、光学式画像センサを使用した極薄光学式ポインティングデバイスおよび極薄光学式ポインティングデバイスを有する個人用携帯機器の分野で利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】光学式マウスを反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイスにおいて、照射システムから放射された発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図２】光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスにおいて、照射システムから放射された発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図３】外部光が光学式マウスを反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイスに照射され、画像センサのオペレーションに影響を及ぼす一例を示す図である。
【図４】外部光が光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスに照射され、画像センサのオペレーションに影響を及ぼす一例を示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスの照射システムから放射された赤外線発光ダイオードの光が目に照射される一例を示す図である。
【図９】外部光が光学式マウスを反転させた形状を有する光学式ポインティングデバイスに照射された場合に、赤外線の波長域以外の波長域を有する光を遮断するための光学プラスチック材料を使用して外部光を遮断するオペレーションを示す図である。
【図１０】外部光が光導波路平凸レンズ型光学式ポインティングデバイスに照射された場合に、赤外線の波長域以外の波長域を有する光を遮断するための光学プラスチック材料を使用して外部光を遮断するオペレーションを示す図である。
【図１１】赤外線の波長域のみを通過させる光学式ポインティングデバイスを本発明に従って適用した携帯電話を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板（５０８）と、
前記プリント基板（５０８９の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード（５０１）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（５０３）と、
前記赤外線発光ダイオード（５０１）から前記カバープレート（５０３）へと光を伝達するための照射システム（５０２）と、
前記カバープレート（５０３）の下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ（５０５）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（５０７）と、
前記プリント基板（５０８）を覆うように前記プリント基板の側部に設けられた筒体（５０９）と、を備え、
前記照射システム（５０２）、前記カバープレート（５０３）および前記画像形成システムレンズ（５０５）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されていることを特徴とする光学式ポインティングデバイス（５００）。
【請求項２】
前記照射システム（５０２）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項１に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項３】
前記画像形成システムレンズ（５０５）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項１に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項４】
プリント基板（６１６）と、
前記プリント基板（６１６）の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード（６０１）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（６０３）と、
前記赤外線発光ダイオード（６０１）から前記カバープレート（６０３）へと光を伝達するための照射システム（６０２）と、
光路を水平方向へと変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ（６０６）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（６１３）と、を備え、
前記照射システム（６０２）、前記カバープレート（６０３）および前記平凸レンズ（６０６）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている光学式ポインティングデバイス（６００）。
【請求項５】
前記照射システム（６０２）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項４に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項６】
前記平凸レンズ（６０６）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項４に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項７】
プリント基板（７０８）と、
前記プリント基板（７０８）を覆うように設けられた筒体（７０９）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（７０３）と、
前記筒体（７０９）上部の側部に位置し、前記カバープレート（７０３）に向けて直接光を放射する赤外線発光ダイオード７０１と、
前記カバープレート（７０３）の下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ（７０５）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（７０７）と、を備え、
前記カバープレート（７０３）および前記画像形成システムレンズ（７０５）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている光学式ポインティングデバイス（７００）。
【請求項８】
前記画像形成システムレンズ（７０５）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項７に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項９】
プリント基板（８１６）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（８０３）と、
前記プリント基板（８１６）の上面の上に前記プリント基板（８１６）の上面と間隔を空けて設けられ、前記カバープレート（８０３）に向けて直接光を放射するように機能する赤外線発光ダイオード（８０１）と、
光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ（８０６）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（８１３）と、を備え、
前記カバープレート（８０３）および前記平凸レンズ（８０６）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている光学式ポインティングデバイス（８００）。
【請求項１０】
前記平凸レンズ（８０６）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項９に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の光学式ポインティングデバイスを備える個人用携帯機器。
【請求項１】
プリント基板（５０８）と、
前記プリント基板（５０８９の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード（５０１）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（５０３）と、
前記赤外線発光ダイオード（５０１）から前記カバープレート（５０３）へと光を伝達するための照射システム（５０２）と、
前記カバープレート（５０３）の下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ（５０５）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（５０７）と、
前記プリント基板（５０８）を覆うように前記プリント基板の側部に設けられた筒体（５０９）と、を備え、
前記照射システム（５０２）、前記カバープレート（５０３）および前記画像形成システムレンズ（５０５）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されていることを特徴とする光学式ポインティングデバイス（５００）。
【請求項２】
前記照射システム（５０２）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項１に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項３】
前記画像形成システムレンズ（５０５）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項１に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項４】
プリント基板（６１６）と、
前記プリント基板（６１６）の上面の側部に設けられた赤外線発光ダイオード（６０１）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（６０３）と、
前記赤外線発光ダイオード（６０１）から前記カバープレート（６０３）へと光を伝達するための照射システム（６０２）と、
光路を水平方向へと変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ（６０６）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（６１３）と、を備え、
前記照射システム（６０２）、前記カバープレート（６０３）および前記平凸レンズ（６０６）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている光学式ポインティングデバイス（６００）。
【請求項５】
前記照射システム（６０２）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項４に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項６】
前記平凸レンズ（６０６）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項４に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項７】
プリント基板（７０８）と、
前記プリント基板（７０８）を覆うように設けられた筒体（７０９）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（７０３）と、
前記筒体（７０９）上部の側部に位置し、前記カバープレート（７０３）に向けて直接光を放射する赤外線発光ダイオード７０１と、
前記カバープレート（７０３）の下に位置し、対象物から反射された光を集光するように機能する画像形成システムレンズ（７０５）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（７０７）と、を備え、
前記カバープレート（７０３）および前記画像形成システムレンズ（７０５）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている光学式ポインティングデバイス（７００）。
【請求項８】
前記画像形成システムレンズ（７０５）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項７に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項９】
プリント基板（８１６）と、
対象物である指の動きを検知するためのカバープレート（８０３）と、
前記プリント基板（８１６）の上面の上に前記プリント基板（８１６）の上面と間隔を空けて設けられ、前記カバープレート（８０３）に向けて直接光を放射するように機能する赤外線発光ダイオード（８０１）と、
光路を水平方向に変化させるための少なくともひとつの平凸レンズ（８０６）と、
対象物の反射像を受信し、対象物の動きを検知するための光学式画像センサ（８１３）と、を備え、
前記カバープレート（８０３）および前記平凸レンズ（８０６）は、ユーザの目では感知することができない赤外線の波長域のみを通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている光学式ポインティングデバイス（８００）。
【請求項１０】
前記平凸レンズ（８０６）は、赤外線の波長域と可視光線の波長域の両方を通過させることが可能な光学プラスチック材料によって形成されている請求項９に記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の光学式ポインティングデバイスを備える個人用携帯機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２００９−５０１３８３（Ｐ２００９−５０１３８３Ａ）
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２１３２２（Ｐ２００８−５２１３２２）
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００２７３６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００８０３４
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ウィンドウズ
【出願人】（５０７３３２６７５）クルシアルテック カンパニー リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｒｕｃｉａｌｔｅｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１６５， Ｓｅｃｈｕｌ−Ｒｉ， Ｂａｅｂａｎｇ−Ｍｙｕｎ， Ａｓａｎ−Ｓｉ， Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ−Ｄｏ， ３３６−７９５， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００２７３６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００８０３４
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ウィンドウズ
【出願人】（５０７３３２６７５）クルシアルテック カンパニー リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｒｕｃｉａｌｔｅｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１６５， Ｓｅｃｈｕｌ−Ｒｉ， Ｂａｅｂａｎｇ−Ｍｙｕｎ， Ａｓａｎ−Ｓｉ， Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ−Ｄｏ， ３３６−７９５， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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