JP2020140373A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザを精度よく検出することができる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、基板と、物体検出部と、前記基板および前記物体検出部を収容する筐体とを備える。前記物体検出部は、基体部と、前記基体部の第１主面に設けられて、物体から到来した波動を検出して検出信号を出力する検出素子と、を有する。前記物体検出部は、前記第１主面が前記基板に対向するように前記基板に実装される。前記基板は、前記波動が前記検出素子に向けて通過可能な長孔状の通過孔を有する。前記通過孔の長手方向は、前記筐体が基準姿勢をとるときに、略水平方向である第１方向に沿う。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器に関する。

ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ；パーソナルコンピュータ）などの電子機器では、ユーザの存在を検出することが求められている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００３−２５５９２２号公報

前記電子機器では、ユーザの位置によっては、ユーザを精度よく検出するのが容易ではない場合があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、ユーザを精度よく検出することができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様の電子機器は、基板と、物体検出部と、前記基板および前記物体検出部を収容する筐体とを備える。前記物体検出部は、基体部と、前記基体部の第１主面に設けられて、物体から到来した波動を検出して検出信号を出力する検出素子と、を有する。前記物体検出部は、前記第１主面が前記基板に対向するように前記基板に実装される。前記基板は、前記波動が前記検出素子に向けて通過可能な長孔状の通過孔を有する。前記通過孔の長手方向は、前記筐体が基準姿勢をとるときに、略水平方向である第１方向に沿う。

本発明の一態様によれば、ユーザを精度よく検出することができる。

実施形態に係る電子機器の斜視図である。 実施形態に係る電子機器の一部の正面図である。 （Ａ）図２のＩ−Ｉ断面図である。（Ｂ）図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。 物体検出ユニットの斜視図である。 実施形態に係る電子機器の使用形態の例を示す側面図である。 実施形態に係る電子機器の使用形態の例を示す平面図である。 物体検出ユニットの変形例を備えた電子機器の一部の正面図である。

［電子機器］
実施形態に係る電子機器について説明する。
図１は、本実施形態に係る電子機器１００の斜視図である。図２は、電子機器１００の一部の正面図である。図２は、第１筐体１０１の一部をＺ方向から見た図である。
図１に示すように、電子機器１００は、例えば、ノートＰＣである。ＰＣは、パーソナルコンピュータ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。

電子機器１００は、第１筐体１０１と、第２筐体１０２と、一対のヒンジ機構１３０と、物体検出ユニット１０と、撮像部２０とを備える。第１筐体１０１と第２筐体１０２とは、端部どうしがヒンジ機構１３０を介して連結されている。第１筐体１０１は、第２筐体１０２に対して、ヒンジ機構１３０がなす回転軸の周りに相対的に回動可能である。ヒンジ機構１３０の回転軸の方向は、第１筐体１０１および第２筐体１０２の基端部１０１ｂ，１０２ｂと平行である。一対のヒンジ機構１３０，１３０は、左右に離間して設けられている。

第１筐体１０１は、Ａカバー、ディスプレイ筐体とも呼ばれる。第２筐体１０２は、Ｃカバー、システム筐体とも呼ばれる。第１筐体１０１および第２筐体１０２は、矩形板状に形成されている。第１筐体１０１および第２筐体１０２の端部のうち、ヒンジ機構１３０が設けられた端部を、それぞれ第１基端部１０１ｂおよび第２基端部１０２ｂと呼ぶ。第１基端部１０１ｂと第２基端部１０２ｂとは互いに平行である。第１基端部１０１ｂおよび第２基端部１０２ｂとは反対側の端部を、それぞれ第１開放端部１０１ａおよび第２開放端部１０２ａと呼ぶ。

第１筐体１０１において、第１開放端部１０１ａから第１基端部１０１ｂに向かう方向を「後方」と呼ぶ。後方の反対の方向を「前方」と呼ぶ。前方および後方を「前後方向」と総称する。前後方向は、第１基端部１０１ｂと第１開放端部１０１ａとを結ぶ方向である。図２における左方および右方を、それぞれ「左方」および「右方」と呼ぶ。左方および右方を「左右方向」と総称する。

図１に示すように、第１筐体１０１については、ＸＹＺ直交座標系を用いて各構成の位置関係を説明することがある。Ｘ方向（第２方向）は、前後方向である。＋Ｘ方向は前方である。−Ｘ方向は後方である。Ｙ方向は、第１筐体１０１の面内方向であって、Ｘ方向と直交する左右方向（第１方向）である。＋Ｙ方向は左方である。−Ｙ方向は右方である。第１基端部１０１ｂおよび第２基端部１０２ｂはＹ方向に延在する。Ｚ方向は、第１筐体１０１の厚さ方向であって、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向である。＋Ｚ方向は内方である。−Ｚ方向は外方である。

第１筐体１０１は、ディスプレイ１０３と、筐体本体１０４とを備える。ディスプレイ１０３は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（ＥＬ：Electro-Luminescence）ディスプレイなどである。筐体本体１０４は、ディスプレイ１０３を搭載する。筐体本体１０４は、ベゼル１１４を有する。ベゼル１１４は、Ｚ方向と平行に見て、ディスプレイ１０３の表示領域１０３ａを囲む矩形枠状に形成されている。ベゼル１１４は、前部ベゼル１１４Ａと、一対の側部ベゼル１１４Ｂ，１１４Ｂと、後部ベゼル１１４Ｃとを備える。

前部ベゼル１１４Ａは、表示領域１０３ａの前端１０３ｂに沿って左右方向（Ｙ方向）に延在する。側部ベゼル１１４Ｂ，１１４Ｂは、表示領域１０３ａの側端１０３ｃ，１０３ｃに沿って前後方向（Ｘ方向）に延在する。後部ベゼル１１４Ｃは、表示領域１０３ａの後端１０３ｄに沿って左右方向（Ｙ方向）に延在する。

第２筐体１０２は、キーボード１１７およびタッチパッド１１８を搭載する。キーボード１１７およびタッチパッド１１８は、入力デバイスである。入力デバイスとしては、ポインティングデバイス（図示せず）およびマウス（図示せず）が含まれてもよい。

図１は、第１筐体１０１が第２筐体１０２に対して開いた状態（以下、単に「開いた状態」と呼ぶことがある）を示す。開いた状態では、第１開放端部１０１ａは第２開放端部１０２ａに対して離れている。開いた状態では、第１筐体１０１の内面１０１ｃ、および第２筐体１０２の内面１０２ｃが露出する。第２筐体１０２の、内面１０２ｃとは反対の面を外面１０２ｄという。

第１筐体１０１が第２筐体１０２に対して開いた状態では、第１筐体１０１の内面１０１ｃと第２筐体１０２の内面１０２ｃとがなす角（開き角）θは、例えば０°＜θ＜３６０°である。開き角θは、０°＜θ＜１９０°であってもよい。開き角θは、７０〜１４０°であってもよい。開き角θは、１００〜１３０°が好適である。

図１において、電子機器１００は、第２筐体１０２の外面１０２ｄを下に向けた姿勢で、水平面である設置面２０１に置かれている。第２筐体１０２の外面１０２ｄは設置面２０１に接しているため、第２筐体１０２は水平な姿勢をとる。第２筐体１０２が水平な姿勢をとるときの第１筐体１０１の姿勢を「基準姿勢」という。基準姿勢は、通常、使用されるときの電子機器１００の姿勢である。第１筐体１０１が基準姿勢をとるときには、第２筐体１０２は水平姿勢をとるため、第２基端部１０２ｂは水平方向に沿う。第１基端部１０１ｂは、第２基端部１０２ｂと平行であるため、水平方向に沿う。そのため、Ｙ方向（第１方向）は水平方向に沿う方向である。

第２筐体１０２の厚さ方向は、設置面２０１に直交する方向であるため、鉛直方向Ｖと一致する。そのため、水平方向に沿うＹ方向（第１方向）は、鉛直方向Ｖに交差する方向であり、詳しくは、鉛直方向Ｖに直交する方向である。

図２に示すように、物体検出ユニット１０は、第１筐体１０１の内部であって、ディスプレイ１０３の表示領域１０３ａに対して第１開放端部１０１ａ側の位置に設けられている。詳しくは、物体検出ユニット１０は、Ｚ方向と平行な方向から見て、ディスプレイ１０３の表示領域１０３ａの前端１０３ｂと第１開放端部１０１ａとの間に設けられている。すなわち、物体検出ユニット１０は、前部ベゼル１１４Ａに相当する位置に設けられている。物体検出ユニット１０は、第１筐体１０１に収容されている。

図３（Ａ）は、図２のＩ−Ｉ断面図である。図３（Ｂ）は、図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。図４は、物体検出ユニット１０の斜視図である。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４に示すように、物体検出ユニット１０は、物体検出部１と、基板２とを備える。図２および図３（Ｂ）に示すように、物体検出部１は、基体部３と、検出素子４と、複数の端子５とを備える。

基体部３は、例えば、直方体状（または矩形板状）とされている（図４参照）。基体部３は、厚さ方向がＺ方向と一致している。基体部３の一方の面３ａ（第１主面３ａ）は、内方（＋Ｚ方向）に向けられている。
図２に示すように、第１主面３ａは、直線状の４つの縁３ｂ〜３ｅを有する矩形状とされる。第１縁３ｂおよび第３縁３ｄはＹ方向に沿う。第２縁３ｃおよび第４縁３ｅはＸ方向に沿う。

検出素子４は、物体（人物など）から到来する波動（赤外線、紫外線など）を検出し、検出信号を出力する。検出素子４は、基体部３の第１主面３ａに設けられている。検出素子４は、例えば、Ｚ方向と平行に見て矩形状である。検出素子４は、Ｘ方向（図２の上下方向）については、第１主面３ａのほぼ中央に位置する。すなわち、検出素子４は、第１縁３ｂからの距離と、第３縁３ｄからの距離とが等しくなる位置にある。

複数の端子５は、複数の端子群５Ａ、５Ｂを構成する。詳しくは、６つの端子５は、２つの端子群５Ａ、５Ｂを構成する。
端子群５Ａ、５Ｂのうち第１端子群５Ａは、Ｙ方向に並ぶ３つの端子５，５，５で構成される。これらの端子５，５，５は、Ｙ方向に一定の間隔をおいて（すなわち等間隔で）配置されている。第１端子群５Ａの端子５，５，５は、基体部３の第１主面３ａの第１縁３ｂに近接している。端子群５Ａ、５Ｂのうち第２端子群５Ｂは、Ｙ方向に並ぶ３つの端子５，５，５で構成される。これらの端子５，５，５は、Ｙ方向に一定の間隔をおいて（すなわち等間隔で）配置されている。第２端子群５Ｂの端子５，５，５は、基体部３の第１主面３ａの第３縁３ｄに近接している。
第１端子群５Ａの端子５，５，５と、第２端子群５Ｂの端子５，５，５とは、Ｘ方向に間隔をおいて並列している。

図２に示す端子５は、２行×３列のマトリクス状に配列されており、Ｘ方向に比べてＹ方向の端子５の数が多い。そのため、基板２に対する物体検出部１のＹ方向の位置精度を高めることができる。よって、Ｙ方向の検出範囲α（図３（Ａ）参照）を正確に定めるうえで有利となる。
端子群５Ａ、５Ｂを構成する端子５，５，５は、それぞれＹ方向に並ぶため、通過孔７の長さ（長径Ｄ１）によらず、端子５と通過孔７との距離を確保できる。そのため、接続部６（図３（Ｂ）参照）による物体検出部１と基板２との接続を確保しやすい。

図３（Ｂ）に示すように、端子５は、はんだ等で構成される接続部６を介して基板２に電気的に接続される。これにより、物体検出部１は基板２に実装される。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４に示すように、基板２は、例えば、ガラスエポキシ材等を基材に用いたリジッド基板である。基板２は、厚さ方向がＺ方向と一致している。基板２は、基体部３の第１主面３ａに対向して配置されている。基板２は、物体検出部１に対して内方（＋Ｚ方向）側に設けられている。図４に示すように、基板２は、ＦＰＣ８を介して、ディスプレイ１０３の制御部等と接続される。

図２に示すように、基板２の側縁２ａ，２ａ（Ｙ方向に沿う側縁）は、Ｚ方向と平行な方向（基板２の厚さ方向）から見て、それぞれ物体検出部１の側縁１ａ，１ａ（Ｙ方向に沿う側縁）と近接している。そのため、物体検出ユニット１０を小型化できる。

基板２の側縁２ａ，２ａと物体検出部１の側縁１ａ，１ａとを近接させて配置するには、例えば、次に示す手法を利用できる。物体検出部１に比べて幅（Ｘ方向の寸法）が広い基板（図示略）を用意し、この基板と物体検出部１との間に配置したはんだをリフローさせる。その後、基板の側縁部を切除して幅寸法を小さくすることで、基板２と物体検出部１の側縁どうしが近接した物体検出ユニット１０を得る。この手法によれば、基板２の幅が狭いにもかかわらず、物体検出部１と基板２との確実な接続を確保することができる。

図２、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、基板２には、通過孔７が形成されている。通過孔７は、基板２を厚さ方向に貫通して形成されている。通過孔７は、物体（人物など）から到来する波動（赤外線など）が検出素子４に向けて通過可能である。

図２に示すように、通過孔７は、Ｚ方向と平行な方向から見て、長手方向がＹ方向に沿う長孔状に形成されている。通過孔７は、例えば、長円形状とされている。
通過孔７の周縁は、２つの直線状の側縁７ａ，７ａと、２つの湾曲凸状の端縁７ｂ，７ｂとを有する。２つの側縁７ａ，７ａは互いに平行であり、向かい合う位置にある。側縁７ａ，７ａは、Ｙ方向に沿う直線状である。端縁７ｂ，７ｂは、互いに離れる方向に凸となる湾曲凸状とされる。端縁７ｂ，７ｂは、例えば、半円状（円弧状）、楕円弧状などとされる。通過孔７は、側縁７ａ，７ａがＹ方向に沿う直線状であるため、長手方向がＹ方向に沿う長孔状であるといえる。長円形状の通過孔７は、汎用の穿孔工具を用いて形成することができるため、容易に形成できるという利点がある。

通過孔７の長手方向（Ｙ方向）は正確に水平な方向に沿う方向でなくてもよい。通過孔の長手方向は、略水平方向に沿う方向であればよい。略水平方向とは、水平方向に対して±１５°の範囲で傾斜した方向を含む。

通過孔７の長径Ｄ１は、短径Ｄ２より大である。径比Ｄ１／Ｄ２は、例えば１．４以上とすることができる。径比Ｄ１／Ｄ２が１．４以上であると、開口面積を大きくすることなく、物体検出部１の水平方向の検出範囲（図３（Ａ）および図６に示す検出範囲α）を大きくできる。径比Ｄ１／Ｄ２は、例えば２．５以下とすることができる。径比Ｄ１／Ｄ２が２．５以下であると、物体検出部１の上下方向の検出範囲（図５に示す検出範囲β）が過剰に小さくならないようにすることができる。

図３（Ａ）および図６に示すように、物体検出部１の水平方向の検出範囲αは、例えば、３０°〜１２０°とすることができる。検出範囲αが３０°以上であると、ユーザを検出する性能を高めることができる。検出範囲αが１２０°以下であると、誤検知を少なくすることができる。

通過孔７は、Ｚ方向と平行な方向から見て検出素子４を包含するように、位置および大きさが定められている。通過孔７の長径Ｄ１は、検出素子４のＹ方向の寸法より大である。通過孔７の短径Ｄ２は、検出素子４のＸ方向の寸法より大である。図２に示す例では、長円形状の通過孔７の中心（重心）は、矩形状の検出素子４の中心（重心）と一致している。

Ｘ方向（第２方向。図２における上下方向）における通過孔７の位置は、第１端子群５Ａと第２端子群５Ｂとの間とされる。詳しくは、通過孔７は、図２において、第１端子群５Ａより低い位置にあり、かつ、第２端子群５Ｂより高い位置にある。

図１および図２に示すように、第１筐体１０１における物体検出ユニット１０の左右方向（Ｙ方向）の位置は、Ｙ方向の中央を外れた位置にある。詳しくは、物体検出ユニット１０は、Ｙ方向の中央よりも左方（＋Ｙ方向）寄りに位置する。

撮像部２０は、第１筐体１０１の内部であって、ディスプレイ１０３の表示領域１０３ａの前端１０３ｂと第１開放端部１０１ａとの間に設けられている。撮像部２０は、Ｚ方向と平行な方向から見て、前部ベゼル１１４Ａに相当する位置に設けられている。撮像部２０の左右方向の位置は、例えば中央である。

撮像部２０は、例えば、撮像素子を有するカメラである。撮像部２０は、赤外線カメラであってもよいし、通常のカメラであってもよい。赤外線カメラは、撮像素子として赤外線センサを備えるカメラである。通常のカメラは、撮像素子として可視光線を受光する可視光センサを備えるカメラである。

［物体検出ユニットによる物体の検出］
次に、物体検出ユニット１０による物体の検出について説明する。
図５は、電子機器１００の使用形態の例を示す側面図である。図６は、電子機器１００の使用形態の例を示す平面図である。以下、図５および図６に示すように、デスク２００の水平な設置面２０１に置かれた電子機器１００を、椅子（図示略）に腰かけたユーザ１２０が操作することを想定する。

設置面２０１は水平面であるため、前述のように、第１筐体１０１は基準姿勢をとる。そのため、図２に示すように、物体検出ユニット１０の通過孔７は、長手方向が水平方向（Ｙ方向）に沿う。通過孔７が水平方向に長いため、径が短径Ｄ２と等しい円形の通過孔の場合と比較して、物体検出部１の水平方向の検出範囲α（図６参照）は大きくなる。

図５に示すように、上下方向（鉛直方向Ｖ）については、ユーザ１２０が大きく移動することは少ないと考えられる。そのため、ユーザ１２０が、上下方向の検出範囲βを外れることは問題となりにくい。

図６に示すように、ユーザ１２０は、デスク２００に対して側方（Ｙ方向）には容易に移動できるため、電子機器１００に対するユーザ１２０の相対位置はＹ方向に変化しやすい。
電子機器１００では、物体検出部１の水平方向の検出範囲αは大きいため、電子機器１００に対するユーザ１２０の相対位置が側方（Ｙ方向）に変化した場合でも、ユーザ１２０の存在を検出しやすい。

物体検出ユニット１０の通過孔７は長孔状であるため、径が長径Ｄ１（図２参照）と等しい円形の通過孔と比較して、開口面積を小さくできる。そのため、基板２の有効面積を大きく確保できる。よって、物体検出ユニット１０の小型化を図ることができる。また、通過孔７の開口面積を小さくできるため、端子５と通過孔７との距離を十分に確保できる。そのため、接続部６（図３（Ｂ）参照）による物体検出部１と基板２との接続を確保しやすい。

［変形例］
図７は、変形例である物体検出ユニット１０Ａを備えた電子機器１００Ａの一部の正面図である。
電子機器１００Ａは、Ｚ方向と平行な方向から見て、通過孔７の中心（重心）Ｏ２が、検出素子４の中心（重心）Ｏ１に比べてＹ方向の中央寄り（−Ｙ方向寄り）に位置する点で、図２に示す電子機器１００と異なる。

電子機器１００Ａでは、通過孔７がＹ方向の中央寄り（−Ｙ方向寄り）に形成されている。そのため、物体検出ユニット１０Ａが第１筐体１０１に対して中央よりも＋Ｙ方向寄りにあるにもかかわらず、物体検出部１の検出範囲が＋Ｙ方向側に偏るのを抑制できる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。上述の実施形態において説明した各構成は、任意に組み合わせることができる。
例えば、物体検出部が検出対象とする波動は、赤外線よりも波長が短い電波などの電磁波の他、音波、超音波などの弾性波であってもよい。物体検出部は、物体との距離を検出するセンサであれば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）レーダを用いたセンサ等の他の方式を用いたセンサであってもよい。物体検出部は、検出信号の強度に基づいて、検出対象物が近づき、その後、電子機器から所定の距離の範囲内に一定時間留まっている状態であるか否かを検出できる構成としてもよい。

図３（Ａ）等に示す物体検出部１は、エミッタ（波源）を持たないパッシブ型の物体検出部（センサ）であるが、物体検出部は、エミッタ（波源）と、レシーバ（検出素子）とを備えるアクティブ型であってもよい。アクティブ型の物体検出部は、例えば、レーザセンサモジュールであってよい。この場合、エミッタは、例えば、レーザ光（波動）を発するレーザ光源である。レーザ光源としては、例えば、赤外線レーザ、可視光線レーザ等が使用できる。赤外線は、レーザ光に限らず、発光ダイオードが発光する赤外線であってもよい。アクティブ型の物体検出部では、レシーバは、エミッタが発する波動（赤外線レーザ光など）が物体（人物など）の表面で反射した波動（反射波）を検出することができる。

図２に示す通過孔７の形状は長円形状であるが、通過孔は長孔状（長手方向の寸法が短手方向の寸法より大である形状）であればよく、例えば、長方形状、菱形状、楕円状などであってよい。
図１等に示す電子機器１００では、物体検出ユニット１０は前部ベゼル１１４Ａに設けられているが、物体検出ユニットは後部ベゼルに設けてもよい。

図２に示す物体検出部１は、２つの端子群５Ａ、５Ｂを有するが、端子群の数は２に限定されず、１でもよいし、３以上の任意の数でもよい。端子群の数が３以上である場合、Ｘ方向における通過孔の位置は、前記複数の端子群のうち少なくとも２つの端子群の間であってよい。各端子群を構成する端子の数は、３に限らず、２でもよいし、４以上の任意の数であってもよい。
図１に示す設置面２０１は、正確に水平でなくてもよい。設置面は、例えば、水平面に対して±１５°の範囲で傾斜していてもよい。

１００，１００Ａ…電子機器、１…物体検出部、１ａ…側縁、２…基板、２ａ…側縁、３…基体部、３ａ…第１主面、４…検出素子、５…端子、５Ａ…第１端子群、５Ｂ…第２端子群、７…通過孔、Ｏ１…検出素子の中心、Ｏ２…通過孔の中心。

Claims (5)

1. 基板と、
   基体部と、前記基体部の第１主面に設けられて、物体から到来した波動を検出して検出信号を出力する検出素子と、を有し、前記第１主面が前記基板に対向するように前記基板に実装される物体検出部と、
   前記基板および前記物体検出部を収容する筐体と、を備え、
   前記基板は、前記波動が前記検出素子に向けて通過可能な長孔状の通過孔を有し、
   前記通過孔の長手方向は、前記筐体が基準姿勢をとるときに、略水平方向である第１方向に沿う、電子機器。
2. 前記第１主面に、前記基板に電気的に接続される複数の端子が設けられ、
   前記複数の端子は、少なくとも２つの端子群を構成し、
   前記端子群は、前記第１方向に並ぶ複数の前記端子で構成され、
   前記少なくとも２つの端子群は、前記第１方向と交差する第２方向に間隔をおいて並列し、
   前記第２方向における前記通過孔の位置は、前記少なくとも２つの端子群の間である、請求項１記載の電子機器。
3. 前記基板の前記第１方向に沿う側縁は、前記基板の厚さ方向と平行な方向から見て、前記物体検出部の側縁と近接している、請求項２記載の電子機器。
4. 前記物体検出部は、前記第１方向における前記筐体の中央を外れた位置に設けられ、
   前記基板の厚さ方向から見て、前記通過孔の中心は、前記検出素子の中心に比べて前記第１方向の中央寄りに位置する、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記通過孔は、長円形状とされている、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電子機器。

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