JP6201844B2 - ポインティングデバイスおよび情報処理装置 - Google Patents

Description

本開示の技術は、指のタッチ、押下、スライドの操作により指紋などの情報を入力する技術に関する。

ノート型パーソナルコンピュータ（Personal Computer ：ＰＣ）などの情報処理装置にはポインティングデバイスや指紋センサが設置される。ポインティングデバイスは、指のタッチ、押下またはスライドによる情報入力に用いられる。また、指紋センサはＰＣの使用者や所有者の指紋検出に用いられる。これらは異なる機能を備えるため、別個に設置される。

これらポインティングデバイスや指紋センサに関し、情報処理装置ではポインティングデバイスの近傍位置に指紋センサを設置することが知られている（たとえば、特許文献１）。指紋センサに関し、指の押下により指に対してクリック感を生起させる機構を備えることが知られている（たとえば、特許文献２）。

国際公開第２００９／１２２４９３号 特開２００５−１１５５１３号公報

ところで、ポインティングデバイスや指紋センサが備えられる場合、ポインティングデバイスや指紋センサはキーボードなどを配置した筐体面に設置される。ポインティングデバイスや指紋センサには指のタッチ、押下またはスライドを行う独立したセンサ面や、基板が備えられている。このため、ポインティングデバイスや指紋センサを備える情報処理装置では、これらを設置するための実装空間が必要にされる。

指紋認証では、指紋の検出が失敗すると、再検出が求められる。検出の失敗が重なり、認証処理に手間取ることは煩わしい。しかし、指紋検出を回避すれば、セキュリティ機能が得られない。そこで、指紋検出をスムーズに行うために、スライドのガイド凹部や、既述のクリック感を生起させる機構を備えることが考えられる。これらは指紋センサの機構の複雑化や大型化を招く。この機構の複雑化や大型化は情報処理装置の小型化を妨げる。

そこで、本開示の技術の目的は上記課題に鑑み、情報処理装置の小型化を妨げないことにある。

また、本開示の技術の他の目的は指紋センサの機構を簡略化することにある。

上記目的を達成するため、本開示の技術の一側面によれば、一例として指の押下で沈み込み可能なセンサ基板を含むポインティングデバイスを備える。前記センサ基板には指紋センサが備えられる。斯かる構成により、該センサ基板の沈み込みで前記ポインティングデバイスの実装装置の筐体に対して生じる前記指紋センサの変位を指操作のガイドに利用する。

本開示の技術によれば、次のいずれかの効果が得られる。

(1) ポインティングデバイスに指紋センサを備えたので、基板などの部材を共通化でき、実装空間が縮小化される。

(2) 指の押下で指紋センサに生ずる変位を指操作のガイドに利用するので、指紋センサの機構が簡略化される。

そして、本開示の技術の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係るポインティングデバイスを示す図である。 指紋の検出操作を示す図である。 第２の実施の形態に係るノート型ＰＣを示す斜視図である。 ポインティングデバイスの設置部を拡大して示す図である。 指紋センサの設置部分を拡大して示す図である。 ポインティングデバイスのエッジ部を拡大して示す図である。 ノート型ＰＣの本体部を分解して示す分解斜視図である。 ポインティングデバイスを示す平面図である。 ポインティングデバイスを分解して示す分解斜視図である。 センサ基板の側面および背面を示す図である。 キーボードおよび上面カバーを除いた本体部のポインティングデバイス部分を示す図である。 上側筐体を背面側から示す図である。 センサ基板を設置した上側筐体を背面側から示す図である。 図４のXIV −XIV 線断面を示す断面図である。 図４のXV−XV線断面の一部を省略して示す断面図である。 図４のXVI −XVI 線断面を示す断面図である。 図４のXVII−XVII線断面を示す断面図である。 図４のXVIII −XVIII 線断面を示す断面図である。 図１８のXIX 部を拡大して押下前後を示す断面図である。 指紋の検出操作を示す図である。 図１９のXXI 矢視方向から見た押下前後を示す断面図である。 ポインティングデバイス上の指紋センサ側に生じる変位を示す斜視図である。 本体部の組立工程を示す図である。 第３の実施の形態に係るノート型ＰＣのシステムの一例を示すブロック図である。 制御部の機能およびハードウェアの一例を示す図である。 表示部の表示例を示す図である。 指紋認証の処理手順の一例を示すフローチャートである。 他の指紋認証の処理手順の一例を示すフローチャートである。 他の指紋認証の処理手順の一例を示すフローチャートである。 他の指紋認証の処理手順の一例を示すフローチャートである。 他の指紋認証の処理手順の一例を示すフローチャートである。 他の実施の形態に係るポインティングデバイスを示す図である。 他の実施の形態に係るポインティングデバイスを示す図である。 他の実施の形態に係るポインティングデバイスを示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係るポインティングデバイスを示している。このポインティングデバイス２は本開示のポインティングデバイスの一例である。このポインティングデバイス２は、指のタッチ、押下、スライドの検出に用いられる。

このポインティングデバイス２はセンサ基板４を含み、このセンサ基板４に指紋センサ６を備えている。このポインティングデバイス２はたとえば、電子機器の筐体８に設置されている。この筐体８を備える電子機器は、ポインティングデバイス２の実装装置の一例である。センサ基板４は、タッチパッド部１０に対する指の押下により押下方向に進退可能に弾性的に支持されている。つまり、センサ基板４が指の押下により沈み込み可能であり、押下の解除により押下前の状態に復元される。センサ基板４はタッチパッド部１０を介して筐体８または筐体８内の基板などの支持部材に支持させてもよい。また、センサ基板４はタッチパッド部１０を介することなく筐体８に支持させてもよい。

図２は、図１のII−II線断面とともに、指紋の検出操作を示している。図２のＡに示すように、タッチパッド部１０側に指１２を置き、この位置から矢印Ｐの方向に指１２を押下する。

指１２を押下すると、図２のＢに示すように、沈み込み可能に支持されているタッチパッド部１０およびセンサ基板４は押下方向に沈み込む。これにより、指紋センサ６には筐体８に対し、指１２の押下前の位置から押下方向に変位Δθを生ずる。

指１２を矢印Ｘで示す方向にスライドさせる際、この変位Δθで指操作がガイドされる。これにより、指１２は図２のＣに示すように、指紋センサ６のセンサ面をスライドすることができ、指紋検出が行われる。

＜第１の実施の形態の効果＞

(1) このポインティングデバイス２のセンサ基板４に指紋センサ６を設置したので、指紋センサ６がセンサ基板４に一体化される。これにより、指紋センサ６側の基板を別個に作成する必要がない。別個に基板を設置する場合に比較し、設置面積や実装空間が小さくなる。基板センサ４に指紋センサ６を設置することは、筐体８が縮小化され、情報処理装置などの電子機器の小型化に寄与する。

(2) 指の押下方向に進退可能に支持されたセンサ基板４が指紋センサ６に共用されているので、指紋検出の際、指１２の押下で筐体８に対して指紋センサ６に生じる変位Δθを指操作のガイドに利用することができる。これにより、指紋センサ６の可動支持機構、従前のガイド凹部、クリック機構などの設置が必要なく、機構が簡略化される。

(3) ポインティングデバイス２は、指紋センサ６を一体に備える単一の電子部品である。これにより、部品点数が削減され、実装作業が簡略化される。

〔第２の実施の形態〕

図３は、第２の実施の形態に係るノート型ＰＣ（Personal Computer ）を示している。図１と同一部分には同一符号を付してある。このノート型ＰＣ（以下単に「ＰＣ」と称する）２０は、本開示の情報処理装置の一例であり、ポインティングデバイス２を設置する電子機器の一例である。

図３に示すＰＣ２０は、本体部２２と表示部２４を備えている。本体部２２には表示部２４がたとえば一対のヒンジ部２６により連結されている。したがって、表示部２４がヒンジ部２６により開閉可能である。

本体部２２はパームレスト部２８、キーボード３０、電源スイッチ３２を備えている。パームレスト部２８はキーボード３０を操作する手を置く面部である。このパームレスト部２８にはポインティングデバイス２が配置されている。このポインティングデバイス２は第１の実施の形態と同様に指紋センサ６を備える単一の電子部品である。

指紋センサ６はポインティングデバイス２上を操作する指１２から指紋を検出する。この指紋検出において、ポインティングデバイス２が備える沈み込み機能によって生じる変位Δθにより指操作がガイドされる。この指操作のガイドには、指のタッチ位置やスライドが含まれる。

表示部２４は表示画面３４を備える。この表示画面３４は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）の画面である。この表示画面３４には、たとえばポインタが表示される。このポインタの表示位置がポインティングデバイス２によって操作される。この表示画面３４にはたとえばタッチパネル３６が設置されている。

図４は、本体部２２のポインティングデバイス２の設置部分を拡大して示している。

パームレスト部２８には操作窓部３８が形成されている。この操作窓部３８はポインティングデバイス用窓部３８−１および指紋センサ用窓部３８−２を備える。ポインティングデバイス用窓部３８−１は一例として長方形状である。指紋センサ用窓部３８−２は、ポインティングデバイス用窓部３８−１より小さく、一例として長方形状である。この指紋センサ用窓部３８−２は、本体部２２の手前側縁部とポインティングデバイス用窓部３８−１との間に形成され、ポインティングデバイス用窓部３８−１の右側端に張り出している。

ポインティングデバイス用窓部３８−１にはポインティングデバイス２のタッチパッド部１０が設置されている。このタッチパッド部１０はセンサ基板４を支持するとともに、センサ基板４のセンサ面を覆うカバー部材の一例である。

指紋センサ用窓部３８−２には指紋センサ６が設置されている。この指紋センサ６は既述のセンサ基板４に設置されている。

この実施の形態では、センサ基板４がタッチパッド部１０により、本体部２２の上側筐体８−１に支持されている。上側筐体８−１にはタッチパッド部１０を支持する支点部４０−１、４０−２が設定されている。この支点部４０−１、４０−２を中心に、タッチパッド部１０とともにセンサ基板４が傾斜して沈み込み可能である。そして、このセンサ基板４の可動端側に指紋センサ６が設置され、センサ基板４によって指紋センサ６が移動可能に支持されている。

図５および図６は、指紋センサ６およびその設置部分を拡大して示している。

ポインティングデバイス２のセンサ領域Ｅｐに対し、指紋センサ６のセンサ領域Ｅｆが跨がって設置されている。センサ領域Ｅｐは、タッチパッド部１０で覆われている。このセンサ領域Ｅｐの周囲には、上側筐体８−１の上面を覆う上面カバー４２が設置されている。この上面カバー４２はカバー部材の一例である。この上面カバー４２にポインティングデバイス用窓部３８−１が形成されている。

このポインティングデバイス用窓部３８−１に対し、指紋センサ用窓部３８−２がポインティングデバイス用窓部３８−１の右側端に張り出している。これにより、センサ領域Ｅｆの長手方向の右側のエッジ部４４が上面カバー４２のエッジ部４６の位置に配置されている。

ポインティングデバイス２では、指紋検出の際、指１２がポインティングデバイス２側のセンサ領域Ｅｐに当てられる。この指１２がそのタッチ位置から指紋センサ６のセンサ領域Ｅｆに向かってスライドされる。

上側筐体８−１には本体部２２を周回する立壁部４８が形成されている。この立壁部４８には、指紋センサ用窓部３８−２の窓縁に切欠き部５０が形成されている。この切欠き部５０における立壁部４８の高さは、押下前の指紋センサ６のセンサ面部５２より低く設定され、指紋センサ６の押下限界面高さ以下に設定されている。

＜ＰＣ２０の本体部２２＞

図７は、ＰＣ２０の本体部２２を分解して示している。この本体部２２には上側筐体８−１に対し、下側筐体８−２が備えられている。上側筐体８−１にはポインティングデバイス２が取り付けられる。この場合、ポインティングデバイス２は指紋センサ６を一体に備え、独立した電子部品として上側筐体８−１に設置される。

この上側筐体８−１に対し、下側筐体８−２が複数の固定ねじ５４により固定される。下側筐体８−２には、固定ねじ５４の固定位置に貫通孔５６が形成されている。

この下側筐体８−２にはメイン基板やバッテリ収納部６０が設置される。バッテリ収納部６０にはバッテリが装着される。下側筐体８−２に設置された各ヒンジ部２６は、上側筐体８−１に支持される。各ヒンジ部２６には表示部２４が回動可能に支持される。

＜ポインティングデバイス２＞

図８は、ポインティングデバイス２を示している。ポインティングデバイス２の上面にはタッチパッド部１０が備えられている。このタッチパッド部１０はセンサ基板４のセンサ面部６１（図９）を覆うカバー部材であるとともに、センサ基板４をたとえば一体に備えて支持する支持部材の一例である。このタッチパッド部１０は一例として長方形状である。このタッチパッド部１０は、指１２の円滑な操作が得られるように、たとえば円滑性のある樹脂材料が用いられる。この指１２の円滑な操作に関し、タッチパッド部１０は表面に凹凸面を備えてもよい。

このタッチパッド部１０は中央にパッド本体６２を備え、このパッド本体６２の四辺の縁部から幅方向および長手方向に突出するフランジ部６４を備えている。このフランジ部６４はパッド本体６２とともにセンサ基板４を支持する部材の一例である。

フランジ部６４には支持凸部６６−１、６６−２、係合用切欠き部６８−１、６８−２、係合用孔部７０および切欠き部７２が備えられる。各支持凸部６６−１、６６−２は上側筐体８−１に取り付けられ、パッド本体６２を上側筐体８−１に支持させる。支持凸部６６−１、６６−２が既述の支点部４０−１、４０−２で支持される。つまり、支持凸部６６−１、６６−２によりタッチパッド部１０とともにセンサ基板４が回動可能に上側筐体８−１に支持される。支持凸部６６−１、６６−２には、Ｕ字形の凹部７３が形成されている。

各係合用切欠き部６８−１、６８−２は、タッチパッド部１０の可動支持に用いられる。係合用孔部７０はタッチパッド部１０の可動支持に用いられる。また、切欠き部７２は、センサ基板４の指紋センサ設置部７４を貫通させる。

フランジ部６４の背面側には、左右に弾性部材７６が設置されている。各弾性部材７６はタッチパッド部１０の押下により沈み込み可能に弾性的に支持する。各弾性部材７６は、たとえばゴムなどの弾性材料で直方体に形成されている。各弾性部材７６は、支点部４０−１、４０−２から離れた位置に設置されており、タッチパッド部１０の可動端側の移動を許容する。つまり、センサ基板４が、タッチパッド部１０により支点部４０−１、４０−２を中心に沈み込み可能に支持されている。

図９は、ポインティングデバイス２を分解して示している。このポインティングデバイス２のパッド本体６２の背面側にはセンサ基板４が備えられる。

センサ基板４は一例として長方形状であり、センサ面部６１の外側に指紋センサ設置部７４を備えている。この指紋センサ設置部７４は可動端側に張り出させている。この指紋センサ設置部７４には指紋センサ６が設置される。したがって、指紋センサ６はセンサ面部６１の外側に配置される。

図１０のＡは、センサ基板４を側面側から示している。センサ基板４にはボタンスイッチ７８、センサ回路部８０およびコネクタ部８２が備えられる。ボタンスイッチ７８は、タッチパッド部１０の押下により操作され、所定量の押下でたとえばＯＮ状態となる。このボタンスイッチ７８は、押下によりクリック感を生じる。このクリック感にはたとえばクリック音やスナップ感触などが含まれる。このボタンスイッチ７８には、一例としてタクティルプッシュスイッチを用いればよい。センサ回路部８０は、センサ領域Ｅｐに対する指のタッチ、押下またはスライドを検出する。

図１０のＢは、センサ基板４の背面部を示している。ボタンスイッチ７８はセンサ基板４の可動端側の中央に配置されている。センサ回路部８０は、支点部４０−１、４０−２側にコネクタ部８２を中心に挟んで配置されている。コネクタ部８２はフレキシブルケーブル８４（図１１）の接続に用いられ、センサ回路部８０をＰＣ２０の制御部１１０（図２４）に接続する。

＜ポインティングデバイス２の可動支持構造＞

図１１は、上面カバー４２およびキーボード３０が外された上側筐体８−１の操作窓部３８およびその近傍部分を拡大して示している。この上側筐体８−１には、ポインティングデバイス２が設置されている。

上側筐体８−１のポインティングデバイス用窓部３８−１には、上部側角部に切欠き部８６−１、８６−２が形成されている。各切欠き部８６−１、８６−２は、たとえば矩形である。上側筐体８−１に設置されるタッチパッド部１０のフランジ部６４の角部が各切欠き部８６−１、８６−２に内包される。

図１２は、ポインティングデバイス２を外し、上側筐体８−１の背面側から操作窓部３８およびその近傍部分を拡大して示している。ポインティングデバイス用窓部３８−１の各切欠き部８６−１、８６−２には矩形状の保持部材８８が取り付けられている。

上側筐体８−１には、ポインティングデバイス用窓部３８−１を包囲してガイド柱９０−１、９０−２、９２および支持フレーム部９４が備えられている。ガイド柱９０−１、９０−２はたとえば断面十字形である。このガイド柱９０−１、９０−２は上側筐体８−１におけるポインティングデバイス２の位置決め部材の一例である。

支持フレーム部９４は剛性の高い材料、たとえば金属板で形成されている。この支持フレーム部９４は、合成樹脂の成形体である上側筐体８−１に固定ねじ９６によって固定されている。この支持フレーム部９４は、合成樹脂で成形される上側筐体８−１にインサート成形によって取り付けてもよい。

この支持フレーム部９４には、ポインティングデバイス用窓部３８−１と平行な縁部９８が形成されている。この縁部９８には、タッチパッド部１０の支持凸部６６−１、６６−２に対応する支点部４０−１、４０−２が形成されている。各支点部４０−１、４０−２がたとえば板金加工によって成形されている。

図１３は、ポインティングデバイス２が設置された上側筐体８−１の背面側から操作窓部３８および近傍部分を拡大して示している。

各保持部材８８は、各切欠き部８６−１、８６−２との間にタッチパッド部１０の角部を介在させている。これにより、タッチパッド部１０は、支点部４０−１、４０−２側の角部でポインティングデバイス用窓部３８−１の縁部に支持されている。

ガイド柱９０−１には係合用切欠き部６８−１が係合される。また、ガイド柱９０−２には係合用切欠き部６８−２が係合される。これにより、ポインティングデバイス２の横方向の設置位置が位置決めされる。

ガイド柱９２には係合用孔部７０が係合される。これにより、ポインティングデバイス２の縦方向の設置位置が位置決めされる。

支点部４０−１は支持凸部６６−１を受け止め、同時に、支点部４０−２は支持凸部６６−２を受け止める。この受け止め位置がタッチパッド部１０の支点となる。これにより、ポインティングデバイス２のタッチパッド部１０が支点部４０−１、４０−２を中心に回動可能である。

そして、タッチパッド部１０は、各弾性部材７６の弾性により支持されている。したがって、タッチパッド部１０にあるセンサ基板４が指の押下によって沈み込み可能に支持されている。

図１４は、図４のXIV −XIV 線切断断面を示している。本体部２２には上側筐体８−１の下面側に下側筐体８−２が備えられている。上側筐体８−１にはポインティングデバイス２が設置されている。この上側筐体８−１に形成された支持段部１００には、上面カバー４２が設置されている。これにより、上側筐体８−１の上面が上面カバー４２によって覆われている。

上側筐体８−１と下側筐体８−２で包囲された空間部１０２にはメイン基板１０４が設置されている。このメイン基板１０４の上面には弾性部材７６が設置されている。この弾性部材７６を介することにより、メイン基板１０４にタッチパッド部１０およびセンサ基板４が弾性部材７６の弾性により支持されている。つまり、センサ基板４が指の押下で沈み込み可能に支持されている。

図１５は、図４のXV−XV線切断断面を示している。タッチパッド部１０のフランジ部６４の支持凸部６６−１は、支点部４０−１とポインティングデバイス用窓部３８−１との間に設置されている。同様に、支持凸部６６−２は、支点部４０−２とポインティングデバイス用窓部３８−１との間に設置されている。これにより、タッチパッド部１０は支点部４０−１、４０−２を中心に押下により回動可能に支持されている。

図１６は、図４のXVI −XVI 線切断断面を示している。タッチパッド部１０の左右のフランジ部６４は、メイン基板１０４に各弾性部材７６を介して支持されている。これにより、タッチパッド部１０は指の押下により、支点部４０−１、４０−２を中心に沈み込み可能である。

図１７のＡおよびＢは、図４のXVII−XVII線切断断面を示している。ボタンスイッチ７８の下面側には、下側筐体８−２から操作部１０６が突出している。この操作部１０６は、下側筐体８−２に一体に成形された柱状体である。この操作部１０６とボタンスイッチ７８との間には、タッチパッド部１０の押下前に間隔１０８が設定されている。この間隔１０８は、タッチパッド部１０の押下により、ボタンスイッチ７８が操作部１０６で操作可能な大きさである。

図１７のＡに示す押下前の状態から、図１７のＢに示すように、タッチパッド部１０が押下されると、操作部１０６にボタンスイッチ７８が当たる。指１２の押下に応じて、ボタンスイッチ７８が操作部１０６により操作される。

図１８は、図４のXVIII −XVIII 線切断断面を示している。指１２の押下前、図１８のＡに示すように、センサ基板４に設置された指紋センサ６は水平に維持される。

これに対し、指１２で押下されると、図１８のＢに示すように、支点部４０−１、４０−２を中心としたセンサ基板４の回動による沈み込みにより、指紋センサ６がセンサ基板４とともに傾斜し、下降状態に変位する。

図１９は、図１８のXIX 部を拡大して示している。上側筐体８−１に備えられた立壁部４８の高さは既述の通り、指紋センサ６のセンサ面部５２より幅Ｚだけ低く形成されている。センサ面部５２より幅Ｚだけ低く設定された立壁部４８の高さは、指紋センサ６の押下限界面高さであり、最大変位幅である。

図１９のＡに示す押下前の状態から、指の押下によるセンサ基板４の沈み込みにより、指紋センサ６が下降すると、図１９のＢに示すように変位Δθが生じる。この変位Δθは支点部４０−１、４０−２を支点とするセンサ基板４の回動による。これにより、指紋センサ６のセンサ面部５２は、立壁部４８の高さまで下降させることができる。これにより、センサ面部５２にスライドさせる指１２を立壁部４８に当たることなく、センサ面部５２を通過させることができる。

この場合、指の押下を解除すれば、指紋センサ６はセンサ基板４とともに、図１９のＢに示す状態から図１９のＡに示す押下前の状態に復元される。

＜指紋の検出操作＞

図２０は、指紋の検出操作を示している。指紋検出の際、図２０のＡに示すように、指１２をポインティングデバイス２のタッチパッド部１０にタッチさせる。この状態で、図２０のＢに示すように、指１２を矢印Ｐで示す方向に押下させ、矢印Ｘの方向にスライドさせる。指１２の押下により、その押下方向にセンサ基板４が沈み込む。これによって、指紋センサ６には変位Δθが生じる。タッチパッド部１０が支点部４０−１、４０−２により回動可能であるとともに、弾性部材７６によりメイン基板１０４に弾性的に支持されているので、この変位Δθはセンサ基板４の可動端側に下降する傾斜変位である。

この指紋センサ６の変位Δθを利用し、指１２の操作がガイドされる。指１２は指紋センサ６のセンサ面部５２に到達し、指紋の検出が行われる。

その際、指紋センサ６の下降位置は、上側筐体８−１の立壁部４８の頂部が限界位置である。この結果、図２０のＣに示すように、指１２は上側筐体８−１の立壁部４８に邪魔されることなく、指紋センサ６のセンサ面部５２外に移動させることができる。

このとき、センサ基板４が押下されたことにより、既述のボタンスイッチ７８は操作部１０６に到達して押下される。このボタンスイッチ７８により、指１２の押下ないしスライドが検出される。

図２１は、指紋の検出操作の際、指１２と上面カバー４２との関係を示している。指１２をタッチパッド部１０にタッチした場合には、図２１のＡに示すように、上面カバーのエッジ部４６に対し、指１２の面部は離れた状態である。

これに対し、指１２を押下すると、センサ基板４の沈み込みを利用して指紋センサ６が下降する。これにより、指紋センサ６のセンサ面部５２にタッチしている指１２の面部が上面カバー４２のエッジ部４６に接触する。この接触は指１２に認識される。

図２２は、指紋センサ６の下降により、タッチパッド部１０および指紋センサ６側と上面カバー４２のエッジ部４６側との間に生じる変位Δθを示している。この変位Δθにより、指１２のスライド方向がガイドされる。つまり、変位Δθによる段差で指１２の移動方向がガイドされ、アシストされる。

このようにポインティングデバイス２に指紋センサ６を一体に備えれば、センサ基板４に備えられた沈み込み機能を用いて指１２の操作をガイドないしアシストでき、指紋検出が容易化される。

＜本体部２２の組立て方法＞

図２３は、本体部２２の組立工程を示している。この組立工程は本開示のＰＣ２０の製造方法の一例であり、この組立工程にはポインティングデバイス２の取付工程が含まれる。

ポインティングデバイス２は、指紋センサ６を一体に備えた電子部品である。そこで、上側筐体８−１にタッチパッド部１０を取り付け、このタッチパッド部１０にセンサ基板４を取り付ける。センサ基板４には指紋センサ設置部７４に予め指紋センサ６を設置しておけばよい。

このポインティングデバイス２の組立てについて、図７に示すように、予めタッチパッド部１０にセンサ基板４を取り付けてポインティングデバイス２の完成品を上側筐体８−１に設置してもよい。

そして、ポインティングデバイス２を備えた上側筐体８−１の背面側に下側筐体８−２を位置決めする。この下側筐体８−２の背面側から固定ねじ５４を貫通孔５６より上側筐体８−１にねじ込む。これにより、上側筐体８−１と下側筐体８−２が合体し、本体部２２が形成される。

この組立工程において、パームレスト部２８に対する上面カバー４２の設置や、上側筐体８−１に対するキーボード３０の設置はポインティングデバイス２の組立工程の前または後のいずれであってもよい。

＜第２の実施の形態の効果＞

(1) 基板の共通化

ポインティングデバイス２のセンサ基板４に指紋センサ６を設置するので、指紋センサ６の基板とポインティングデバイス２のセンサ基板４が共通化される。ポインティングデバイス用基板と指紋センサ用基板をそれぞれ設ける場合に比較し、部品点数の削減とともに、実装空間を小さくできる。

(2) 指紋センサ６の機構

指紋センサ６の機構にポインティングデバイス２のセンサ基板４に備えられた可動支持機構を利用することができ、基板の共通化と相まって機構が簡略化される。

(3) 指紋センサ６に対する指操作のガイド

ポインティングデバイス２のセンサ基板４に指紋センサ６が設置され、センサ基板４は可動支持機構を備えている。指紋検出の際、センサ基板４の沈み込みが指１２の操作のガイドに利用できる。また、センサ基板４が沈み込んでいる間、押下により圧縮された弾性部材７６が押下前の形状に復元しようとする抗力により指１２に支持感を与え、この支持感が指１２の操作のガイドに利用できる。これらの指操作のガイドによって、指１２が指紋センサ６に対する適切な位置、つまりセンサ面部５２に導かれ、指紋検出の容易化とともに検出精度が高められる。

(4) ポインティングデバイス２が備えるボタンスイッチ７８の利用

ポインティングデバイス２のセンサ基板４の押下によってボタンスイッチ７８が操作されることを指紋センサ６の検出操作に関係付けることができる。単に、ボタンスイッチ７８の押下による誤動作防止だけでなく、ボタンスイッチ７８の押下を検出操作の前に置くことにより、隣接した指紋センサ６の指紋検出出力の取込みなどの条件に利用でき、より高いセキュリティ機能を実現できる。

(5) 指紋センサ６の操作上の効果

ポインティングデバイス２のセンサ基板４に指紋センサ６を備え、ポインティングデバイス２側のセンサに指紋センサ６を隣接させるので、双方を同時操作とすることができる。つまり、片手操作などでポインティングデバイス２の操作と指紋センサ６の検出操作を容易に且つ迅速に行うことができる。

(6) ポインティングデバイス２および指紋センサ６の単一部品化による効果

指紋センサ６がポインティングデバイス２に合体されたことにより、単一部品化による部品点数の削減とともに、ＰＣ２０などへの実装が容易化され、実装工程が簡略化される。実装コストが低減されるというメリットがある。

〔第３の実施の形態〕

図２４は、第３の実施の形態に係るＰＣ２０のシステムを示している。このＰＣ２０には、制御部１１０が備えられている。この制御部１１０には、ポインティングデバイス２、指紋センサ６、キーボード３０、電源スイッチ３２、ボタンスイッチ７８およびＬＣＤ１１２が接続されている。制御部１１０は電源スイッチ３２の投入により給電される。制御部１１０にはポインティングデバイス２の入力情報や、指紋センサ６から指紋情報が入力され、キーボード３０から文字などの入力情報が取り込まれる。ＬＣＤ１１２は既述の表示部２４の一例である。このＬＣＤ１１２の表示画面３４にポインタ、文字、図形などの画像情報が表示される。

図２５のＡは、制御部１１０によって実現される機能の一例を示している。この機能には指紋認証機能１２６、ポインティング機能１２８、表示機能１３０、エラー処理機能１３２が含まれる。

指紋認証機能１２６は、指紋センサ６に検出された指紋と登録指紋とを照合し、指紋認証を行う。この指紋認証機能１２６には、指紋の検出の際、ボタンスイッチ７８の無効化や、そのスイッチ情報の参酌などの機能が含まれる。

ポインティング機能１２８は、ポインティングデバイス２のセンサ機能による入力情報や、ボタンスイッチ７８のＯＮ、ＯＦＦ情報の処理を行う。これにより、たとえば表示画面３４に表示されるポインタの表示位置の制御などが行われる。

表示機能１３０には指紋入力の際のメッセージ情報などを表示する機能が含まれる。

エラー処理機能１３２は、誤動作などのエラー発生時、エラー処理を行う。

図２５のＢは、制御部１１０のハードウェアの一例を示している。この制御部１１０には、プロセッサ１１４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１６、データ記憶部１１８、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２０および入出力（Ｉ／Ｏ）部１２２が備えられる。これらはバス１２４により接続されている。

プロセッサ１１４は、ＯＳ（Operating System）、ファームウェアプログラム、アプリケーションプログラムなどの各種のプログラムを実行し、情報処理を行う。この各種のプログラムには、たとえば指紋認証処理プログラムが含まれる。ＲＯＭ１１６は不揮発性のメモリであって、ＯＳ、ファームウェアプログラム、アプリケーションプログラムなどの各種のプログラムを格納する。データ記憶部１１８は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive) 、半導体メモリなどの記憶素子が用いられ、照合用の登録指紋データなどの各種データが格納される。ＲＡＭ１２０は、データの一時的記憶など、情報処理のワークエリアに用いられる。Ｉ／Ｏ部１２２は、ポインティングデバイス２や指紋センサ６からの情報取込みなど、データの入出力に用いられる。

図２６のＡは、指紋検出時の画像表示の一例を示している。電源スイッチ３２の投入による給電開始、スリープ状態などの待機状態からのキータッチなどにより、指紋検出モードに入る。この指紋検出モードの開始により、表示部２４の表示画面３４にはガイド情報１３４が表示される。

このガイド情報１３４は、表示画面３４の中央部に形成されたガイド表示部１３６に展開される。このガイド情報１３４では、メッセージ情報および図形情報が含まれる。この実施の形態では一例として、「同じ指でセンサ中央を軽くなぞってください。」と表示されるとともに、図形情報として操作すべき指紋センサ画像が表示される。

図２６のＢは、指紋検出モードにおいて、ガイド表示部１３６に表示される問い合わせ情報１３８を示している。この問い合わせ情報１３８には、問い合わせメッセージ１４０および指示ボタン１４２が表示されている。問い合わせメッセージ１４０には一例として注意を促すマークとともに「続けますか？」が表示されている。指示ボタン１４２には継続を肯定するボタン「はい（Ｙ）」と、継続を否定するボタン「いいえ（Ｎ）」が表示されている。

ボタン「はい（Ｙ）」にポインタが重ねられ、入力が行なわれれば、指紋検出を継続することができる。また、ボタン「いいえ（Ｎ）」にポインタが重ねられ、入力が行なわれれば、指紋検出の継続が解除される。

＜指紋認証の処理手順＞

図２７は、指紋認証の処理手順の一例を示している。この処理手順は、指紋認証処理プログラムを備えるＰＣ２０により実行される。

この処理手順では、たとえば電源スイッチ３２の投入により、指紋認証処理プログラムが起動する（ステップＳ１１）。この指紋認証処理プログラムは、ＰＣ２０の電源投入のほか、サスペンド状態にあるＰＣ２０がアクティブ状態に遷移する際にもプログラム処理で起動させる。また、指紋認証処理プログラムの起動は、指紋認証処理の起動機能が割り当てられたキーボード３０上の任意のキー操作で開始させてもよい。

この指紋認証処理プログラムの起動により、指紋認証の画面表示が行われる（ステップＳ１２）。この画面表示では図２６のＡに示すガイド表示部１３６が立ち上がる。ユーザは、ガイド表示部１３６の表示を契機に指紋検出を行う。

この指紋検出ではポインティングデバイス２が操作され、ボタンスイッチ７８が押下される。この処理手順では、ボタンスイッチ７８の無効化処理が実行される（ステップＳ１３）。無効化処理により、ボタンスイッチ７８の操作が無効化されるので、ボタンスイッチ７８のＯＮまたはＯＦＦのスイッチ入力が無視される。

指紋の読み込みが行われる（ステップＳ１４）。この指紋の読み込みでは、指紋センサ６に押下またはスライドした指から指紋が検出される。

読み込んだ指紋と、照合用の登録指紋データとの照合が行われる（ステップＳ１５）。読み込んだ指紋が登録指紋データに一致すれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、認証成功となり（ステップＳ１６）、処理を終了する。認証成功の場合には、たとえばＰＣ２０の使用権限が付与される。

また、読み込んだ指紋が登録指紋データに一致しなければ（ステップＳ１５のＮＯ）、エラー処理が行われ（ステップＳ１７）、処理を終了する。この場合、たとえばＰＣ２０は使用不可となり、セキュリティが確保される。

このような処理手順によれば、指紋認証の際、指紋センサ６に指１２が到達する前にポインティングデバイス２のボタンスイッチ７８が操作されることの不都合を回避することができる。

図２８は、指紋認証の他の処理手順の一例を示している。この処理手順では、指紋の認証処理回数による制限処理が含まれている。

この処理手順において、指紋認証処理プログラムの起動（ステップＳ２１）、指紋認証の画面表示（ステップＳ２２）およびボタンスイッチ７８の無効化処理（ステップＳ２３）は図２７に示す処理手順の処理（ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）と同様であるので、これらの説明を省略する。

この処理手順では、ボタンスイッチ７８の無効化処理（ステップＳ２３）、認証処理回数が所定回数Ｎ回以下であるか否かが判定される（ステップＳ２４）。処理回数がＮ回以下であれば（ステップＳ２４のＹＥＳ）、指紋の読み込みが行われ（ステップＳ２５）、読み込んだ指紋と、照合用の登録指紋データとの照合が行われる（ステップＳ２６）。読み込んだ指紋が登録指紋データに一致すれば（ステップＳ２６のＹＥＳ）、認証成功となり（ステップＳ２７）、処理を終了する。

また、読み込んだ指紋が登録指紋データに一致しなければ（ステップＳ２６のＮＯ）、処理回数がカウントされる（ステップＳ２８）。このステップＳ２８ではたとえば、現在の処理回数「０」から開始され、処理ごとに処理回数に回数「１」がインクリメントされる。

ステップＳ２４に戻り、処理回数がＮ回を超えれば（ステップＳ２４のＮＯ）、エラー処理を行い（ステップＳ２９）、処理を終了する。これにより、たとえばＰＣ２０は使用不可となり、セキュリティが確保される。

このような処理手順によれば、指紋認証の際、処理回数を所定回数以下に制限でき、これに応じてポインティングデバイス２のボタンスイッチ７８の無効化を制限することができる。

図２９は、指紋認証の他の処理手順の一例を示している。この処理手順では、ボタンスイッチ７８の無効化の時間による制限処理が含まれている。

この処理手順において、指紋認証処理プログラムの起動（ステップＳ３１）、指紋認証の画面表示（ステップＳ３２）およびボタンスイッチ７８の無効化処理（ステップＳ３３）は図２８に示す処理手順の処理（ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）と同様であるので、これらの説明を省略する。

この処理手順では、ボタンスイッチ７８の無効化処理（ステップＳ３３）について、無効時間が設定され、この無効時間がカウントされる（ステップＳ３４）。

この無効時間が所定時間Ｍ秒以内であるか否かが判定される（ステップＳ３５）。無効時間がＭ秒以内であれば（ステップＳ３５のＹＥＳ）、指紋の読み込みが行われる（ステップＳ３６）。このＭ秒は、指紋認証の時間制限としてたとえば、５〔秒〕とすればよい。読み込んだ指紋と、登録指紋データとの照合処理が行われる（ステップＳ３７）。読み込んだ指紋が登録指紋データに一致すれば（ステップＳ３７のＹＥＳ）、認証成功となり（ステップＳ３８）、処理を終了する。読み込んだ指紋が登録指紋データに一致しなければ（ステップＳ３７のＮＯ）、エラー処理が行われる（ステップＳ３９）。

無効時間がＭ秒を超えれば（ステップＳ３５のＮＯ）、処理の継続確認が行われる（ステップＳ４０）。この継続確認は、図２６のＢに示すように、表示部２４の表示画面３４にガイド表示部１３６を表示し、指示ボタン１４２の入力処理により継続するか否かが選択される。処理を継続する場合には（ステップＳ４０のＹＥＳ）、ステップＳ３３に戻り、ボタンスイッチ７８の無効化処理を行い（ステップＳ３３）、新たに設定された無効時間のカウントを行う（ステップＳ３４）。

処理を継続しない場合には（ステップＳ４０のＮＯ）、エラー処理が行われ（ステップＳ３９）、処理を終了する。

このような処理手順によれば、指紋検出の際に操作されるボタンスイッチ７８の無効化時間を所定時間内に制限でき、この時間内に指紋認証の処理時間を制限できる。

図３０は、指紋認証の他の処理手順の一例を示している。この処理手順では、ボタンスイッチ７８の押下前に設定キー入力処理を含んでいる。

この処理手順において、指紋認証処理プログラムの起動（ステップＳ５１）および指紋認証の画面表示（ステップＳ５２）は、図２７に示す処理手順の処理（ステップＳ１１、Ｓ１２）と同様である。また、指紋の読み込み（ステップＳ５５）、認証処理（ステップＳ５６、Ｓ５７）およびエラー処理（ステップＳ５８）は、図２７に示す処理手順の処理（ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７）と同様である。したがってこれらの説明を省略する。

この処理手順では、設定キー入力が求められる（ステップＳ５３）。設定キーはたとえばキーボード３０の任意のキーである。このキー入力の後、指紋入力の際にボタンスイッチ７８の押下（ステップＳ５４）が行われ、指紋の読み込みが行われる（ステップＳ５５）。

このような処理手順によれば、指紋検出の際に操作されるボタンスイッチ７８の押下の前に設定キー入力を受け、この設定キー入力とボタンスイッチ７８の押下で指紋の読み込みに移行することができる。この場合、ボタンスイッチ７８が無効化されることなく、ボタンスイッチ７８の押下を指紋認証の条件とすることができる。このような構成によれば、ボタンスイッチ７８の誤動作防止とともに、セキュリティ機能を高められる。

図３１は、指紋認証の他の処理手順の一例を示している。この処理手順では、ボタンスイッチ７８の押下前の設定キー入力処理とともに、処理回数の制限処理を含んでいる。

この処理手順において、指紋認証処理プログラムの起動（ステップＳ６１）、指紋認証の画面表示（ステップＳ６２）および設定キー入力処理（ステップＳ６４）は、図３０に示す処理手順の処理（ステップＳ５１、Ｓ５２、Ｓ５３）と同様である。また、ボタンスイッチ７８の押下（ステップＳ６５）、指紋の読み込み（ステップＳ６６）、認証処理（ステップＳ６７、Ｓ６８）およびエラー処理（ステップＳ７０）は、図３０に示す処理手順の処理（ステップＳ５４、Ｓ５５、Ｓ５６、Ｓ５７、Ｓ５８）と同様である。したがってこれらの説明を省略する。

この処理手順では、設定キー入力処理（ステップＳ６４）の前に、処理回数を確認する（ステップＳ６３）。この処理回数が所定回数Ｎ以下であれば（ステップＳ６３のＹＥＳ）、設定キー入力処理（ステップＳ６４）が行われる。

読み取られた指紋が登録データに一致していなければ（ステップＳ６７のＮＯ）、処理回数のカウントが「１」だけインクリメントされ（ステップＳ６９）、処理がステップＳ６３に移行する。処理回数がＮ回を超えた場合（ステップＳ６３のＮＯ）、エラー処理が行われる（ステップＳ７０）。

このような処理手順によれば、図３０の処理手順に処理回数の制限を行い、セキュリティ機能が高められる。

＜第３の実施の形態の効果＞

(1) ボタンスイッチ７８による誤動作防止

指紋認証処理ではボタンスイッチ７８の無効化処理によりまたは設定キー入力とボタンスイッチ７８の押下を組み合わせることにより、ボタンスイッチ７８による誤動作が防止される。

(2) ボタンスイッチ７８との併用によりセキュリティ機能が高められる。

ボタンスイッチ７８は指紋センサ６上で指１２をスライドさせる一連の動作の中で押下されるので、指紋認証の際にユーザにより行われるボタンなどの押下操作が軽減される。

〔他の実施の形態〕

(1) 指紋センサ６の設置位置について

上記実施の形態では、指紋センサ６がポインティングデバイス２の右側に設置されている。この指紋センサ６は、図３２のＡに示すように、ポインティングデバイス２の左側部分に設置されてもよい。斯かる構成では、左利きユーザ向け仕様となる。

指紋センサ６は図３２のＢに示すように、ポインティングデバイス２の中心部側に設置してもよい。斯かる構成では、指紋センサ６に指紋を検出させる際、ボタンスイッチ７８の押下を利用でき、ボタンスイッチ７８の押下によるクリック感を指１２の操作ガイドに利用できる。

(2) 指紋センサ６の指１２の操作方向について

上記実施の形態では、指紋センサ６に対する指１２の操作方向はポインティングデバイス２の上端側から手前方向である。これに対し、図３３のＡに示すように、ポインティングデバイス２の可動端右端に指紋センサ６の長手側をポインティングデバイス２の上端側から手前方向に設置してもよい。このように指紋センサ６を配置すれば、指紋センサ６に対し、指１２を左から右方向にスライドすればよい。

また、図３３のＢに示すように、ポインティングデバイス２の可動端左端に指紋センサ６の長手側をポインティングデバイス２の上端側から手前方向に設置してもよい。このように指紋センサ６を配置すれば、指紋センサ６に対し、指１２を右から左方向にスライドすればよい。

(3) 指紋センサ６を備えたポインティングデバイス２の独立化について

上記実施の形態では、ポインティングデバイス２がＰＣ２０のパームレスト部２８に設置されている。このポインティングデバイス２は、図３４に示すように、ＰＣ２０と別個の筐体８を備えることにより、ＰＣ２０と独立した電子機器としてもよい。この場合、ポインティングデバイス２はケーブル１４４によりＰＣ２０に接続し、指紋センサ６の指紋入力や、ポインティングデバイス２の検出入力を付与してもよい。ケーブル１４４はたとえばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルであればよい。図３４において、図３と同一部分には同一符号を付し、それらの説明を省略する。

(4) 指紋読み込み処理への移行について

上記実施の形態では、指紋認証画面が表示されているときに設定キー入力とボタンスイッチ７８を押下することで指紋読み込み処理に移行する例を示したが、ボタンスイッチ７８を押下することで指紋読み込み処理に移行してもよい。

(5) 情報処理装置について

上記実施の形態では、情報処理装置としてＰＣ２０の例を示したが、タブレット端末装置、ゲーム機、カメラなどの情報処理装置であってもよい。

(6) センサ基板４について

上記実施の形態ではセンサ基板４が支点部４０−１、４０−２を基準に沈み込み、筐体８に対して指紋センサ６が変位する場合について説明しているが、センサ基板４が撓んで筐体８に対して指紋センサ６が変位する形態であってもよい。

以上、本開示の技術に関する実施の形態を説明した。斯かる記載に本開示の技術が限定されるものではない。特許請求の範囲、明細書または図面に記載した技術またはその要旨に基づき、様々な改変が可能である。斯かる改変は本開示の技術の範囲に含まれるものである。

２ ポインティングデバイス
４ センサ基板
６ 指紋センサ
８ 筐体
８−１ 上側筐体
８−２ 下側筐体
１０ タッチパット部
１２ 指
２０ ノート型ＰＣ
２２ 本体部
２４ 表示部
２６ ヒンジ部
２８ パームレスト部
３０ キーボード
３２ 電源スイッチ
３４ 表示画面
３６ タッチパネル
３８ 操作窓部
３８−１ ポインティングデバイス用窓部
３８−２ 指紋センサ用窓部
４０−１、４０−２ 支点部
４２ 上面カバー
４４ センサ領域の長手方向の右側のエッジ部
４６ 上面カバーのエッジ部
４８ 立壁部
５０ 切欠き部
５２、６１ センサ面部
５４ 固定ねじ
５６ 貫通孔
６０ バッテリ収納部
６２ パッド本体
６４ フランジ部
６６−１、６６−２ 支持凸部
６８−１、６８−２ 係合用切欠き部
７０ 係合用孔部
７２ 切欠き部
７３ 凹部
７４ 指紋センサ設置部
７６ 弾性部材
７８ ボタンスイッチ
８０ センサ回路部
８２ コネクタ部
８４ フレキシブルケーブル
８６−１、８６−２ 切欠き部
８８ 保持部材
９０−１、９０−２、９２ ガイド柱
９４ 支持フレーム部
９６ 固定ねじ
９８ 縁部
１００ 支持段部
１０２ 空間部
１０４ メイン基板
１０６ 操作部
１０８ 間隔
１１０ 制御部
１１２ ＬＣＤ
１１４ プロセッサ
１１６ ＲＯＭ
１１８ データ記憶部
１２０ ＲＡＭ
１２２ 入出力（Ｉ／Ｏ）部
１２４ バス
１２６ 指紋認証機能
１２８ ポインティング機能
１３０ 表示機能
１３２ エラー処理機能
１３４ ガイド情報
１３６ ガイド表示部
１３８ 問い合わせ情報
１４０ 問い合わせメッセージ
１４２ 指示ボタン
１４４ ケーブル

Claims (7)

1. 指の押下で沈み込み可能なセンサ基板を含むポインティングデバイスであって、
   前記センサ基板に指紋センサを備え、
   前記センサ基板の沈み込みで前記ポインティングデバイスの実装装置の筐体に対して生じる前記指紋センサの変位を指操作のガイドに利用することを特徴とするポインティングデバイス。
2. 前記センサ基板は、前記押下の際、支点を中心に傾斜して沈み込む可動端を有し、この可動端側に前記指紋センサを備えていることを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
3. 指の押下で沈み込み可能なセンサ基板を含むポインティングデバイスを備える情報処理装置であって、
   筐体と、
   前記センサ基板に指紋センサを備え、
   前記センサ基板の沈み込みで前記筐体に対して生じる前記指紋センサの変位を指操作のガイドに利用することを特徴とする情報処理装置。
4. 前記センサ基板は、前記押下の際、支点を中心に傾斜して沈み込む可動端を有し、この可動端側に前記指紋センサを備えていることを特徴とする請求項３記載の情報処理装置。
5. 前記筐体を覆うカバー部材を備え、前記指紋センサを押下した際、該指紋センサのセンサ面部が前記カバー部材のエッジ部より低くなることを特徴とする請求項３または請求項４記載の情報処理装置。
6. 前記筐体に立壁部を備え、該立壁部の高さが前記指紋センサの押下限界面高さ以下に設定されていることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
7. 前記ポインティングデバイスおよび前記指紋センサの各センサ出力を取り込む制御部を備え、該制御部は、指紋検出の際、指の押下により前記ポインティングデバイスのセンサ出力を無効化し、または該センサ出力の発生を前記指紋センサの前記センサ出力の取り込みの契機にすることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の情報処理装置。
   
   

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