JP2013134505A - Pointing device and electronic device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体の動きを検知するための読み取り領域を上面に有し、前記読み取り領域を透過した光を受光することによって、前記物体の動きを検知するセンサ部を備えるポインティングデバイス及びそれを備える電子機器に関する。 The present invention has a reading device for detecting the movement of an object on the upper surface, and a pointing device including a sensor unit that detects the movement of the object by receiving light transmitted through the reading region and the same. It relates to electronic equipment.
従来から、コンピュータ等の電子機器、携帯電話等の携帯通信機器において、指の指紋を検出し、検出された指紋の動きを指先の動きとして、機器を操作制御するポインティングデバイスが知られている。このようなポインティングデバイスには、ノイズが発生しにくく、検出精度が高い指紋検出装置を備えることが要求されることがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a pointing device that detects a fingerprint of a finger in an electronic device such as a computer or a mobile communication device such as a mobile phone and controls the operation of the detected finger movement is known. Such a pointing device may be required to include a fingerprint detection apparatus that is less likely to generate noise and has high detection accuracy.
例えば、図1は、従来の指紋検出装置の概略図を示している。なお、図1(A)は、従来の指紋検出装置100の外観図を示し、図1(B)は、その内部構造を点線で示している。図1(A)、図1(B)に示すように、従来の指紋検出装置100は、基板110上にLED(発光ダイオード)を含む発光部120及びイメージセンサ130が配置され、イメージセンサ130上にイメージガイド140が配置されている。また、指紋検出装置100は、遮光性の合成樹脂からなるモールド部材150によって一体形成されている。
For example, FIG. 1 shows a schematic diagram of a conventional fingerprint detection apparatus. 1A shows an external view of a conventional
また、指紋検出装置100の表面には、検出対象であるユーザの指紋を検出する指紋検出面160が設けられ、指紋検出面160には、発光部120とイメージガイド140とが露出した状態となっている。
Further, a
このような指紋検出装置100を用いて指の指紋を検出する場合、ユーザが指紋検出面160に指先を接触させるように擦りつけることで、発光部120から照射された光がユーザの指内に入り、指内からの散乱光がイメージガイド140を介してイメージセンサ130に届く。これにより、イメージセンサ130は、ユーザの指紋を検出するための指紋画像を取得することが可能となる。
When a fingerprint of a finger is detected using such a
なお、図1のようなイメージガイド方式の検出装置を備えたポインティングデバイス以外にも、例えば特許文献1に開示されているようなレンズ方式の検出装置を備えたポインティングデバイスも存在する。 In addition to the pointing device provided with the image guide type detection device as shown in FIG. 1, there is a pointing device provided with a lens type detection device as disclosed in, for example, Patent Document 1.
ポインティングデバイスは、上述した携帯通信機器等の表面に設けられる場合、携帯通信機器のデザインにも影響を与えるため、意匠としての見栄えも要求されることがある。例えば、物体の動きを検知するための読み取り領域(例えば図1の場合、指紋検出面160に相当)の周縁部を全体的に均一に発光させるイルミネーション機能を追加することが求められる場合がある。
When the pointing device is provided on the surface of the above-described portable communication device or the like, the pointing device also affects the design of the portable communication device, so that the appearance as a design may be required. For example, it may be required to add an illumination function that uniformly emits light at the entire periphery of a reading area (for example, corresponding to the
しかしながら、この場合、周縁部を照らす光源の数を増やすことによって、周縁部を全体的に均一に発光させようとすると、光源の搭載スペースやコストの点で問題がある。逆に、光源の数を減らすと、周縁部のうち光源の光が当たる部分が当たらない部分よりも強く光ることによって点発光しているように見えるため、均一な輝度分布が得られないという問題がある。 However, in this case, increasing the number of light sources that illuminate the peripheral portion to cause the peripheral portion to emit light uniformly as a whole has problems in terms of light source mounting space and cost. On the contrary, if the number of light sources is reduced, it appears that spot light is emitted by shining stronger than the part where the light source hits in the peripheral part, so that a uniform luminance distribution cannot be obtained. There is.
そこで、本発明は、光源の数を増やさずに、読み取り領域の周縁部の輝度の均一性を高めることができる、ポインティングデバイス及びそれを備える電子機器の提供を目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a pointing device and an electronic apparatus including the pointing device that can improve the uniformity of luminance at the peripheral portion of the reading region without increasing the number of light sources.
上記目的を達成するため、本発明は、
物体の動きを検知するための読み取り領域を上面に有し、前記読み取り領域を透過した光を受光することによって、前記物体の動きを検知するセンサ部と、
前記読み取り領域の周りを囲む上端環状部と、前記センサ部の周りを囲む側面部とを有する筒状部が設けられたハウジングと、
前記センサ部の下側に配置された光源と、
前記上端環状部が前記側面部を伝達する光によって光るように、前記光源の光を前記側面部に導く導光部と、
前記読み取り領域と前記上端環状部との間に設けられた遮光部とを備える、ポインティングデバイス及びそれを備える電子機器を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A sensor unit that has a reading area for detecting the movement of the object on the upper surface, and detects the movement of the object by receiving light transmitted through the reading area;
A housing provided with a cylindrical portion having an upper annular portion surrounding the reading area and a side surface surrounding the sensor portion;
A light source disposed below the sensor unit;
A light guide that guides the light of the light source to the side surface so that the upper annular portion shines with light transmitted through the side surface;
The present invention provides a pointing device and an electronic apparatus including the pointing device, each including a light shielding portion provided between the reading region and the upper end annular portion.
本発明によれば、光源の数を増やさずに、読み取り領域の周縁部の輝度の均一性を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the luminance uniformity of the peripheral portion of the reading region without increasing the number of light sources.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、「遮光」には、本発明の効果を損なわない程度に、光の透過を完全に遮らずに抑制することが含まれてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that “shielding” may include suppressing light transmission without completely blocking the effect of the present invention.
図2は、本発明の第1の実施形態であるポインティングデバイス200の斜視図である。ポインティングデバイス200は、X,Y,Z軸によって定まる直交座標系において、XY平面の法線方向側から入力される操作入力を読み取り領域17で受ける操作インターフェイスである。この操作入力は、物体の動きによって生ずるものである。操作入力を生じさせる物体の具体例として、操作者の人体又はその一部、操作棒やタッチペンなどの操作入力補助具などが挙げられる。
FIG. 2 is a perspective view of the
ポインティングデバイス200は、そのような物体の動きを接触又は非接触で検知するための読み取り領域17を表面に有している。操作者の人体の一部とは、例えば、腕又はその一部(例えば、手指、手のひらなど)、足又はその一部(例えば、足指、足の裏など)などが挙げられる。ポインティングデバイス200からの信号に基づいて、当該物体の動きに応じた操作入力内容を中央演算処理装置が内蔵された電子機器に把握させることができる。
The
ポインティングデバイス200は、所定のホストに搭載又は接続される。ホストの具体例として、携帯端末(携帯電話、携帯ゲーム機、携帯情報端末機、音楽や映像の携帯プレーヤーなど)、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、車両用コンピュータ、操作コントローラ、マウス、電化製品などの電子機器が挙げられる。ポインティングデバイス200とホストとの接続形態は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。また、ポインティングデバイス200自体が、操作コントローラやマウスなどの電子機器であってもよい。
The
ポインティングデバイス200は、例えば、そのようなホストに搭載又は接続されるディスプレイの画面上に表示されるオブジェクトを、操作者が意図した操作内容に従って、移動させることができる。画面上に表示されるオブジェクトは、例えば、カーソルやポインタなどの指示表示である。キャラクターなどの表示物でもよい。また、操作者が所定の操作入力を与えることにより、その操作入力に対応する電子機器の所望の機能を発揮させることができる。
The
ポインティングデバイス200は、Z方向を法線方向とする上面に読み取り領域17が設けられている。また、ポインティングデバイス200は、読み取り領域17の周りを囲む上端環状部22と側面部23とを有する筒状部21が設けられたハウジング20を有している。ポインティングデバイス200は、読み取り領域17の周縁部である上端環状部22を内方から面発光させる機能を有している。すなわち、上端環状部22が、イルミネーションエリアである。
The
図3は、ポインティングデバイス200が携帯端末1に搭載された一例を示した斜視図である。携帯端末1は、ポインティングデバイス200が取り付けられた本体2を備えている。ポインティングデバイス200は、読み取り領域17及び上端環状部22が本体2の表面に露出するように、ハウジング20の側面部23(図2参照)が本体2の表面に形成された穴に嵌まった状態で、本体2に内蔵されている。上端環状部22が本体2の表面に露出していることによって、上端環状部22の発光が外部から視認できる。
FIG. 3 is a perspective view showing an example in which the
なお、図3は、ポインティングデバイスが携帯端末に搭載される一例を示したものにすぎない。したがって、携帯端末等の電子機器は、ディスプレイが本体2に開閉可能に支持される図3のタイプとは異なるタイプの形状でもよい。例えば、ディスプレイが開閉せずに本体に固定されるタイプの電子機器でもよいし、ディスプレイが本体に対してスライド可能に支持されるタイプの電子機器でもよい。また、電子機器は、ディスプレイと一体となったタイプの機器でもよいし、ディスプレイが有線又は無線で接続されるタイプの機器でもよい。 Note that FIG. 3 is merely an example in which the pointing device is mounted on the mobile terminal. Therefore, the electronic device such as the portable terminal may have a shape different from the type in FIG. 3 in which the display is supported by the main body 2 so as to be opened and closed. For example, an electronic device of a type that is fixed to the main body without opening and closing the display may be used, or an electronic device of a type in which the display is slidably supported with respect to the main body. In addition, the electronic device may be a device that is integrated with the display, or may be a device that is connected to the display by wire or wirelessly.
次に、ポインティングデバイス200の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図4は、ポインティングデバイス200の分解斜視図である。ポインティングデバイス200は、センサ装置10と、ハウジング20と、LED30と、ライトガイド40と、マスクリング50と、中継基板60、フレキシブルプリント基板(FPC)70とを備えている。LED30が、上端環状部22を光らせるためのイルミネーション用発光素子である。ポインティングデバイス200は、LED30として、2個のLED30A,30Bを備えている。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the
図5は、ポインティングデバイス200の下面図を省略した五面図である。図6は、ポインティングデバイス200の図5に示したX−Xにおける断面図である。図7は、ポインティングデバイス200の図5に示したA−Aにおける断面図である。
FIG. 5 is a five-side view in which the bottom view of the
センサ装置10は、物体の動きを検知するための読み取り領域17を上面に有し、読み取り領域17を透過した光を受光することによって、物体の動きを検知するセンサ部である。センサ装置10は、例えば、平面状に形成された読み取り領域17の法線方向がZ方向に一致するように、ハウジング20内に配置されている。センサ装置10は、検知された物体の動きに応じた信号を外部に出力する。
The
ハウジング20は、円筒形状の筒状部21と、筒状部21の側面部23から外側に突き出たフランジ部24とを備えたケース又はカバーである。筒状部21は、所定の幅を有する上端環状部22と、上端環状部22から下方に延びる側面部23とを有している。上端環状部22は、例えば、読み取り領域17とZ方向の高さが一致するように、読み取り領域17の外側を円周方向に全周にわたって囲んでいる。側面部23は、センサ装置10の本体外側を円周方向に全周にわたって囲んでいる。側面部23は、イルミネーション用のLED30A,30Bから放射された光を上端環状部22に向けて上方に伝達する光路として機能する。フランジ部24は、ポインティングデバイス200を携帯端末等の電子機器に固定するための部位である。フランジ部24は、筒状部21との一体成形品でもよいし、筒状部21に取り付けられる別部品でもよい。
The
LED30A,30Bは、センサ装置10の下面19側の空間に配置された光源素子である。LED30から放射された光が、ライトガイド40及びハウジング20の側面部23を介して、上端環状部22に到達することによって、上端環状部22を面発光させることができる。なお、LED30は、その上面が発光するタイプでもよいし、その側面が発光するタイプでもよい。
The
ライトガイド40は、上端環状部22が側面部23を伝達する光によって光るように、LED30A,30Bから放射された光を側面部23に導く導光部材である。ライトガイド40は、LED30A,30Bから放射された光を側面部23に効率良く導くことができるように、LED30A,30Bと同じセンサ装置10の下面19側の空間に配置されていると好適である。
The
マスクリング50は、読み取り領域17と上端環状部22との間に挟まれて設けられた遮光部材である。マスクリング50の中央部には、読み取り領域17が嵌まるように上下方向に貫通する開口部51が形成されている。図示の場合、マスクリング50は板材であり、その外形は円形である。
The
したがって、このような構成を有するポインティングデバイス200によれば、イルミネーション用の光源がLED30Aと30Bの2個しかなくても、上端環状部22の輝度の均一性を高めることができる。
Therefore, according to the
すなわち、LED30A,30Bがセンサ装置10の下面19側に配置されていることによって、LED30A,30B近傍の強い光がセンサ装置10に遮られてイルミネーションエリアである上端環状部22に漏れにくくなるため、上端環状部22の輝度の均一性を高めることができる。例えば、LED30A,30Bは、上端環状部22の上方からセンサ部10を透かして見たとき、読み取り領域17を挟んで互いに反対側に位置するように設置されていると、上端環状部22の輝度の均一性を高める点で好適である。
That is, because the
また、ライトガイド40によって、LED30A,30Bの放射光を、読み取り領域17の周縁部周りに全周にわたって配置された側面部23に導くことができる。その結果、LED30A,30Bの放射光を、側面部23の上方に位置する上端環状部22の全周に効率的且つ一様に到達させることができるため、上端環状部22の輝度の均一性を高めることができる。
Further, the
さらに、マスクリング50によって、LED30A,30Bから放射されて側面部23を経由して上端環状部22に到達した光が、読み取り領域17に直接入射することを抑制することができる。これにより、上端環状部22に届いた光が読み取り領域17に漏れにくくなるため、上端環状部22の輝度の均一性を高めることができる。
Further, the
次に、ポインティングデバイス200の各構成について更に詳細に説明する。
Next, each configuration of the
ライトガイド40は、ライドガイド40の中央部に開口部41が形成され、ハウジング20の側面部23に沿って周回するように設けられた導光板である。ライトガイド40をこのように設けることによって、LEDが側面部23に全周にわたって隣接して設けられていなくても、LED30A,30Bの放射光が側面部23の全周にわたって効率的且つ一様に到達するので、上端環状部22の輝度の均一性を効果的に高めることができる。また、ライトガイド40は、1個の部材で構成されてもよいし、複数の部材に分割されて構成されてもよい。
The
ライトガイド40は、LED30A,30Bから放射される光が透過可能な材質で形成されている。例えば、そのような材質として、シクロオレフィンポリマーが挙げられる。
The
LED30A,30Bは、センサ部10の下面19の下方の空間において、上端環状部22のXY平面内の中心O(図5参照)から等距離の位置に配置されている。中心Oは、ハウジング20の筒状部21のZ方向の軸線上に存在する。LED30A,30Bは、中心Oを通りZ方向に平行なA−A断面上に位置するように配置されている。このように、上端環状部22の中心Oから等距離の位置にLEDを配置することによって、上端環状部22の輝度の均一性を効果的に高めることができる。
The
特にポインティングデバイス200の場合、上端環状部22の上方から見たときに、中心Oに対して点対称の位置にLEDが2つのみ配置されているだけであるが、上端環状部22を全周にわたって均一に光らせることができる。
In particular, in the case of the
マスクリング50は、例えば、その上面52が読み取り領域17及び上端環状部22とZ方向の高さが一致するように、読み取り領域17の外側と上端環状部22の内側との隙間に円周方向に全周にわたって配置されたマスク部材である。読み取り領域17とマスクリング50の上面52と上端環状部22の上面との高さを揃えることによって、指先や操作入力補助具を読み取り領域17上で滑らす際の引っ掛かりを無くすことができるため、操作性が向上する。マスクリング50は、例えば、センサ装置10の本体から側方に突き出たフランジ部によって支えられている。
For example, the
また、マスクリング50がハウジング20の側面部23の内周側で固定される場合、接着剤で固定されてもよいし、嵌め合い構造によって固定されてもよい。また、遮光性のマスクリング50と光透過性のハウジング20が一体成形されてもよい。
Further, when the
マスクリング50は、LED30A,30Bの放射光と同じ波長域の光を遮光可能な遮光性を有している。マスクリング50は、例えば、遮光性材料から形成された部材でもよいし、遮光材によって被覆された部材でもよい。また、マスクリング50と読み取り領域17との間に遮光部材を配置してもよいし、マスクリング50と上端環状部22との間に遮光部材を配置してもよいし、マスクリング50の内部に遮光部材を配置してもよい。
The
マスクリング50が、LED30A,30Bの放射光と同じ波長域の光を遮光可能な遮光性材質で形成されている場合、そのような材質として、例えば、黒色にマスキングされたポリカーボネートが挙げられる。黒色以外の他の彩色(例えば、白色)でマスキングされたポリカーボネートでもよい。
When the
ハウジング20は、LED30A,30Bから放射される光(例えば、波長域が0.38μm〜0.75μmの白色光)が透過可能な材質で形成されている。例えば、そのような材質の具体例として、ポリカーボネート、ABS樹脂、AS樹脂、ABS樹脂とAS樹脂のコンパウンド、PMMAアロイなどが挙げられる。LED30A,30Bから放射される光は可視光であれば、白色以外の色の光でもよい(例えば、青色、赤色、緑色など)。また、ハウジング20は、LED30A,30Bから放射される光が透過可能であれば、発光面である上端環状部22又はハウジング20全体を保護するため、めっきされてもよい。また、ハウジング20の表面処理として、不連続蒸着(NCVM)処理を行ってもよい。NCVM処理によって、電波干渉や静電気を抑制できる。
The
中継基板60は、センサ装置10の下面19側に配置され、センサ装置10の出力信号を外部に中継する基板である。中継基板60を備えることによって、センサ装置10の下面19の高さを高くすることができるため、センサ装置10の下側に配置されるLED30A,30Bの搭載スペースを容易に確保できる。LED30A,30Bは、側面部23の内側の側面と中継基板60の側面との間の空間に配置されている。LED30A,30Bがセンサ装置10の下側に配置できるように、中継基板60のXY方向の外形寸法は、センサ装置10のXY方向の外形寸法よりも短い。同様に、ライトガイド40は、側面部23の内側の側面と中継基板60の側面との間の空間に配置されている。中継基板60は、ライトガイド40の中央部に形成された開口部41に嵌まっている。中継基板60が開口部41に嵌まることによって、ポインティングデバイス200の全高を抑えることができる。
The
また、中継基板60のZ方向の板厚を調整することによって、センサ装置10の高さを設計変更することなく、読み取り領域17の面高さを容易に調整できる。
Further, by adjusting the thickness of the
中継基板60は、センサ装置10の支持部材としても機能し、センサ装置10が実装される実装面をその上面に有している。中継基板60として、樹脂製のプリント基板(例えば、FR4に銅箔を取り付けたガラスエポキシ基板)を使用すると、軽量化や実装容易性の点で有利である。中継基板60の実装面にセンサ装置10が実装され、中継基板60の実装面とセンサ装置10の下面19が接触する。
The
FPC70は、中継基板60の配線と不図示の携帯機器等の電子機器の本体とを接続する部材である。中継基板60は、FPC70に設けられたランド電極71(図4参照)に実装される。ランド電極71は、不図示の携帯機器等の電子機器の本体と接続される外部電極72(図4参照)に配線されている。FPC70を設けることによって、FPC70の設計変更(例えば、ランド電極71と外部電極72との配線構成の変更)だけで、中継基板60を設計変更することなく、端子機能が互いに相違する異機種の本体に接続することが可能になる。
The
FPC70は、LED30A,30Bが実装されるランド電極を備えている。LED30A,30Bは、FPC70ではなく、中継基板60又はそれ以外の部材に実装されてもよい。
The
図8は、センサ装置10の概略図を示している。なお、図8(A)は、センサ装置10の断面図を示し、図8(B)は、センサ装置10の外観図を示している。センサ装置10は、例えば、ユーザの指紋を検出する指紋検出装置である。
FIG. 8 shows a schematic diagram of the
図8(A)、図8(B)に示すように、センサ装置10は、基板11と、発光部12と、イメージセンサ13と、イメージガイド14と、オーバーモールド部材15と、接着部材16とを有するように構成されている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
センサ装置10は、図1の従来の指紋検出装置100で用いたモールド部材150の代わりに、可視光を遮断し且つ赤外光を透過するオーバーモールド部材15を用いたものである。また、センサ装置10の上側表面全体は、オーバーモールド部材15で覆われ、オーバーモールド部材15によって覆われたセンサ装置10の上側表面には、ユーザの指紋を検出するための指紋検出面として読み取り領域17が形成されている。
The
また、上述のイルミネーション用のLED30は、センサ装置10の下面19側の空間に配置される。したがって、センサ装置10を覆う部材としてオーバーモールド部材15を用いる場合には、LED30から放射される光が、発光部12、イメージセンサ13及びイメージガイド14に直接到達しないようにする必要がある。
The
基板11は、LED30の放射光がイメージセンサ13等に直接入射することを防ぐため、LED30の放射光(典型的には、赤外光)を遮断する遮光性を有していると好適である。基板11は、例えば、遮光性材料から形成された部材でもよいし、遮光材によって被覆された部材でもよい。また、基板11の上面側に遮光部材を配置してもよいし、基板11の下面側に遮光部材を配置してもよいし、基板11の側面側に遮光部材を配置してもよいし、基板11の内部に遮光部材を配置してもよい。
It is preferable that the
基板11は、回路基板であり、基板11の上面に、発光部12、イメージセンサ13及びイメージガイド14を搭載する。
The
発光部12は、センサ装置10の読み取り領域17に置かれたユーザの指に対して光を照射する。発光部12は、例えばLED(発光ダイオード)基板12−1、LED12−2、充填樹脂12−3等により構成されたものであり、検出対象となる指に赤外光又は近赤外光を照射する。
The
イメージセンサ13は、例えば受光素子がマトリクス状に並んでいるエリア型指紋センサである。ユーザが、読み取り領域17に指先を接触させるように擦りつけると、発光部12から照射された光が読み取り領域17上の指内に入射する。また、指内に入射した光は、指表面の凹凸から再放射され、再放射された散乱光が、イメージガイド14を通り、イメージセンサ13に届く。このように、イメージセンサ13には、指表面の凹凸が明暗差として伝達され、イメージセンサ13は、伝達されたその明暗差からユーザの指紋画像を取得することが可能となる。
The
イメージガイド14は、イメージセンサ13上に配置され、センサ装置10の読み取り領域17に置かれたユーザの指内からの散乱光をイメージセンサ13に導く。イメージガイド14は、例えば無数の光ファイバ片が垂直から所定角度傾斜して配列して構成されたものであり、例えば直方体形状、又は発光部12に対向する角部をChamfer加工により面取りした形状を有していても良い。
The
また、イメージガイド14の側面には、検出対象の指内から出射する散乱光以外の光(例えば、発光部12からオーバーモールド部材15を介してイメージセンサ13に直接入射する光)を遮断するための遮光部材18が設けられている。
Further, on the side surface of the
遮光部材18は、例えば、イメージガイド14の側面のうち、発光部12と真向かいとなる側面に設けてもよいし、発光部12と真向かいとなる側面を挟んだ両側面に設けてもよい。
For example, the
遮光部材18を設けることにより、発光部12とイメージガイド14とを隔てるオーバーモールド部材15の内壁部15aを介して、発光部12からの光がイメージガイド14に直接入射することを防ぐことができる。その結果、指先で反射して入射する光とのクロストークの発生が抑えられるため、イメージセンサ13は良好な指紋のコントラスト画像を検出することができる。
By providing the
オーバーモールド部材15は、例えば可視光領域の光を遮断吸収し、赤外光領域の光を透過する樹脂であり、例えば主剤がエストラマー変性エポキシ樹脂、硬化剤が芳香族アミン、硬化促進剤が3級アミン等からなるトランスファーモールド樹脂である。
The
オーバーモールド部材15は、上述したように赤外光領域の光を透過するため、発光部12からの光は、読み取り領域17に置かれた指先に入射し、指先からの散乱光をイメージセンサ13に届けることが可能となる。
Since the
また、オーバーモールド部材15の上面領域に、読み取り領域17が形成されている。オーバーモールド部材15は、従来のモールド部材150(図1参照)とは異なり、発光部12及びイメージガイド14を露出した構成ではなく、センサ装置10の上側表面全体を覆うように一体形成されている。
In addition, a reading
オーバーモールド部材15によって、読み取り領域17を含むセンサ装置10の上側表面全体を覆うことにより、オーバーモールド部材15と色調が異なる発光部12及びイメージガイド14が読み取り領域17に露出しないようにすることができる。これにより、センサ装置10の上側表面上の模様をなくして色調を同一にすることが可能となるため、センサ装置10が設けられる携帯通信機器等の電子機器の表面の意匠性を向上させながら、精度の高い指紋検出を行うことが可能となる。また、オーバーモールド部材15を用いることで、発光部12及びイメージガイド14を露出させるための研磨工程を省くことが可能となる。
By covering the entire upper surface of the
オーバーモールド部材15は、可視光領域における例えば波長300nm〜650nm程度の透過率がほとんど0%に近く、赤外光領域における例えば0.7μm以上の波長域の透過率が急激に高くなっている。
The
したがって、オーバーモールド部材15は、発光部12から照射された光のうち赤外光領域の光を透過すると共に、可視光領域の光を遮断吸収する。これにより、発光部12から読み取り領域17に置かれた指先に対して光を照射することが可能となり、また、指内からの散乱光をイメージセンサ13に届けることが可能となる。
Therefore, the
接着部材16は、イメージセンサ13とイメージガイド14との間を接着する部材であり、例えば低弾性の樹脂である接着剤を用いる。これにより、接着部材16は、イメージセンサ13とイメージガイド14間に所定の厚みを確保しながら接着して、イメージセンサ13とイメージガイド14とが剥離して生じるダークスポットの発生を防ぐことが可能となる。
The
図9は、本発明の第2の実施形態であるポインティングデバイス300の断面図である。上述の実施形態と同様の点についての説明は省略する。ポインティングデバイス300は、上述のポインティングデバイス200のLED30A,30Bとライトガイド40と中継基板60とが、中継基板65とLED30Cに置き換えられたものである。
FIG. 9 is a sectional view of a
図10は、中継基板65の斜視図である。中継基板65の中央部には、開口部66が形成されている。開口部66を形成することによって、イルミネーション用の光源であるLED30を配置するスペースを容易に設けることができる。
FIG. 10 is a perspective view of the
図9に示されるように、開口部66によって形成された空間に配置されたLED30Cは、センサ装置10の下面19の中央部直下の空間において、上端環状部22の各点から等距離の位置に配置されている。このように配置されることによって、1個のLED30Cで、上端環状部22の輝度の均一性を高めることができる。図9の場合、LED30Cは、その発光面が下方に向くように、下面19に取り付けられているが、その発光面が上方に向くように、FPC70に取り付けられてもよい。また、LED30Cの側面から光が放射されてもよい。
As shown in FIG. 9, the
図9の場合、中継基板65の一部又は全部が導光部として機能してもよい。中継基板65が、センサ装置10の高さ調整機能と導光機能の両方を兼ねることによって、省スペース化と上端環状部22の輝度の均一化の両方を実現できる。
In the case of FIG. 9, a part or all of the
また、中継基板65の中央部に形成された開口部66の内側空間に、彩色フィルタ67を設けてもよい。彩色フィルタ67の色を変えるだけで、上端環状部22のイルミネーションの色を容易に変えることができる。また、中継基板65のレジスト色を変更することによって、上端環状部22のイルミネーションの色合いを容易に変更できる。
In addition, a
図11は、本発明の第3の実施形態であるポインティングデバイス400の平面図である。上述の実施形態と同様の点についての説明は省略する。ポインティングデバイス400は、上述のポインティングデバイス200のハウジング20とマスクリング50とが、ハウジング25とマスクリング55に置き換えられたものである。
FIG. 11 is a plan view of a
ハウジング25は、角筒形状の筒状部26と、筒状部26の側面部28から外側に突き出たフランジ部29とを備えたケースである。筒状部26は、所定の幅を有する上端環状部27と、正方形状の上端環状部27から下方に延びる側面部28とを有している。マスクリング55は、読み取り領域17と上端環状部22との間に挟まれて設けられた遮光部材である。図示の場合、マスクリング55の外形は正方形状である。
The
図12は、ポインティングデバイス400の図11に示したB−Bにおける断面図である。LED30A,30Bは、上端環状部27の二本の対角線b−f,d−hのうち一方の対角線b−fを含むB−B断面上に位置するように配置されている。
12 is a cross-sectional view of the
上端環状部27の対角線上にある頂点部分は、上端環状部27の二辺の交点部分であるから(例えば、頂点部分bは、辺b−dと辺b−hの交点部分であるから)、この頂点部分の側面部28にライトガイド40によってLED30の放射光を導光することによって、LEDの放射光が上端環状部27に効率的に供給できるため、上端環状部27の輝度の均一性を効率的に高めることができる。
The apex portion on the diagonal line of the upper end
次に、読み取り領域とイルミネーションエリアとの間に設けられる遮光部が有る場合と無い場合について、イルミネーションエリアの輝度の均一性を実験して得られた結果を説明する。 Next, a description will be given of results obtained by experimenting on uniformity of luminance in the illumination area with and without a light-shielding portion provided between the reading area and the illumination area.
マスクリング55が構成されたポインティングデバイス400の上端環状部27(図12参照)の輝度とマスクリング55が構成されてないポインティングデバイス400Aの上端環状部27A(図13参照)の輝度を測定した結果を以下に示す。イルミネーション用の光源の数も共に2個であり(LED30A,30B)、同じライトガイド40が使用されている。
The result of measuring the luminance of the upper annular portion 27 (see FIG. 12) of the
上端環状部の輝度の均一性Uは、
U=Min輝度/Max輝度×100%
で表されている。したがって、マスクリング55を設けることによって、LEDの数を増やさなくても、環状のイルミネーションエリアの輝度の均一性を高めることができる。
The luminance uniformity U of the upper annular portion is
U = Min luminance / Max luminance × 100%
It is represented by Therefore, by providing the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。上述の実施例それぞれの各部の構成を組み合わせてもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, and modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Substitutions can be added. You may combine the structure of each part of the above-mentioned Example.
例えば、上述の実施例では、イルミネーションエリアとして、円状の上端環状部22と方形状の上端環状部27を例示した。しかしながら、上端環状部の形状は、三角形、五角形等の任意の多角形でもよいし、楕円形状でもよい。
For example, in the above-described embodiment, the circular upper end
また、上述の実施例では、読み取り領域17の面形状として、四隅が丸みを帯びた正方形を例示した。しかしながら、読み取り領域17の形状は、三角形、五角形等の任意の多角形でもよいし、楕円形状でもよい。ハウジング20の筒状部についても、同様に、円筒状や方形の角筒状に限らず、三角形、五角形等の任意の多角形の筒形状でもよい。
Further, in the above-described embodiment, as the surface shape of the reading
また、LED30の光をハウジング20の側面部23に導く導光部は、側面部23の底面側にハウジング20と一体にして設けてもよい。
In addition, the light guide that guides the light of the
1 携帯端末
2 本体
10 センサ装置
11 基板
12 発光部
13 イメージセンサ
14 イメージガイド
15 オーバーモールド部材
15a 内壁部
16 接着部材
17 読み取り領域
18 遮光部材
19 下面
20,25 ハウジング
21,26 筒状部
22,27 上端環状部
23,28 側面部
24,29 フランジ部
30,30A,30B,30C LED
40 ライトガイド
41 開口部
50,55 マスクリング
51 開口部
52 上面
60,65 中継基板
66 開口部
67 彩色フィルタ
70 FPC
100 指紋検出装置
110 基板
120 発光部
130 イメージセンサ
140 イメージガイド
150 モールド部材
160 指紋検出面
200,300,400,400A ポインティングデバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile terminal 2
40
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記読み取り領域の周りを囲む上端環状部と、前記センサ部の周りを囲む側面部とを有する筒状部が設けられたハウジングと、
前記センサ部の下側に配置された光源と、
前記上端環状部が前記側面部を伝達する光によって光るように、前記光源の光を前記側面部に導く導光部と、
前記読み取り領域と前記上端環状部との間に設けられた遮光部とを備える、ポインティングデバイス。 A sensor unit that has a reading area for detecting the movement of the object on the upper surface, and detects the movement of the object by receiving light transmitted through the reading area;
A housing provided with a cylindrical portion having an upper annular portion surrounding the reading area and a side surface surrounding the sensor portion;
A light source disposed below the sensor unit;
A light guide that guides the light of the light source to the side surface so that the upper annular portion shines with light transmitted through the side surface;
A pointing device comprising: a light-shielding portion provided between the reading region and the upper-end annular portion.
前記光源は、前記側面部と前記基板との間に配置された、請求項1から6のいずれか一項に記載のポインティングデバイス。 Comprising a substrate disposed below the sensor unit;
The pointing device according to claim 1, wherein the light source is disposed between the side surface portion and the substrate.
前記光源は、前記基板の中央部に配置された、請求項8に記載のポインティングデバイス。 Comprising a substrate disposed below the sensor unit;
The pointing device according to claim 8, wherein the light source is disposed at a central portion of the substrate.
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---|---|---|---|
JP2011282374A JP2013134505A (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Pointing device and electronic device including the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015212683A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-26 | 群▲マイ▼通訊股▲ふん▼有限公司 | Antenna structure and clock including the same |
-
2011
- 2011-12-22 JP JP2011282374A patent/JP2013134505A/en active Pending
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