JP7484914B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
本開示は、電子機器に関する。
生体の一部（例えば、指紋）を認証する装置が知られている。例えば、下記の特許文献１には、指紋に対して光源から出射された光を照射しつつ当該指紋を撮影し、撮影画像に基づいて認証を行うようにした装置が記載されている。
このような分野では、対象である生体の一部に効率良く光を照射できることが望まれる。
本開示は、生体の一部に効率良く光を照射するようにした電子機器を提供することを目的の一つとする。
本開示は、例えば、
導光板と、
導光板に対して対向して配置される、撮像素子を含む撮像部と、
撮像部の周囲に配置される複数の発光素子と、
少なくとも発光素子と導光板との間に介在し、発光素子から出射された光を屈折する屈折部と
を有し、
屈折部は、枠状の第１屈折部と、第１屈折部と一体的に形成され、断面の形状が平行四辺形状である第２屈折部とを有する
電子機器である。
導光板と、
導光板に対して対向して配置される、撮像素子を含む撮像部と、
撮像部の周囲に配置される複数の発光素子と、
少なくとも発光素子と導光板との間に介在し、発光素子から出射された光を屈折する屈折部と
を有し、
屈折部は、枠状の第１屈折部と、第１屈折部と一体的に形成され、断面の形状が平行四辺形状である第２屈折部とを有する
電子機器である。
以下、本開示の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
＜第１の実施形態＞
＜第２の実施形態＞
＜変形例＞
以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
なお、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、構成の一部のみを図示する場合もあり、また、参照符号の一部のみを図示する場合もある。更に以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。更に、本開示を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
＜第１の実施形態＞
＜第２の実施形態＞
＜変形例＞
以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
なお、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、構成の一部のみを図示する場合もあり、また、参照符号の一部のみを図示する場合もある。更に以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。更に、本開示を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
本実施形態では、電子機器として、生体の一部の一例である指紋を撮影し、撮影により得られる指紋画像を使用して認証を行う認証装置を例にした説明がなされる。具体的には、本実施形態では、認証装置として、人体に着脱可能であり比較的小型の機器であるウエアラブル機器を例にした説明がなされる。更に具体的には、リストバンド型（腕時計型）のウエアラブル機器（以下、リストバンド型電子機器と適宜、称される）を例にした説明がなされる。勿論、本開示の電子機器はウエアラブル機器に限定されるものではない。本開示の電子機器は、パーソナルコンピュータやスマートフォンに組み込まれた機器であっても良い。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
始めに、本開示の理解を容易とするために、図１及び図２が参照されつつ、実施形態において考慮すべき問題についての説明がなされる。
始めに、本開示の理解を容易とするために、図１及び図２が参照されつつ、実施形態において考慮すべき問題についての説明がなされる。
図１Ａは、一般的なリストバンド型電子機器（以下、リストバンド型電子機器１と適宜、称される）の部分的な構成を示す斜視図であり、図１Ｂは、当該構成箇所の分解斜視図である。また、図２Ａ及び図２Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂに示した箇所の断面若しくは断面を含む図である。
リストバンド型電子機器１は、導光板２と、導光板２と対向して配置される撮像素子３と、４個のＬＥＤ(Light Emitting Diode)４Ａ～４Ｄとを有している。導光板２には、撮像素子３の直上付近に指先を接触させる接触領域が設定されている。接触領域に接触された指先にＬＥＤ４Ａ～４Ｄから出射された光が照射される。図２Ｂにおいて光線Ｒ１で模式的に示すように、例えばＬＥＤ４Ｃから出射された光は導光板２によって接触領域に導光される。そして、撮像素子３による撮影が行われる。撮影によって取得される指紋画像に公知の処理が適用されることにより、ユーザ認証等が行われる。
ところで、一般的なリストバンド型電子機器１では、図示のように、導光板２の側面（本例では、長手方向の側面）に、ＬＥＤ４Ａ～４Ｄが配置されている。かかる構成の場合、ＬＥＤ４Ａ～４Ｄから出射された光が筐体外部に光漏れしないように、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ＬＥＤ４Ａ～４Ｄの上部付近をカバー部材５によってカバーする必要がある。カバー部材５が必要となるため、部品数の増加によるコスト増やデザインの制約が生じてしまう。また、薄い導光板２の側面にＬＥＤ４Ａ～４Ｄを配置するため、各ＬＥＤの位置合わせが難しいという問題がある。かかる点を考慮しつつ、本開示の第１の実施形態についての詳細な説明がなされる。
＜第１の実施形態＞
［リストバンド型電子機器について］
（リストバンド型電子機器の外観例）
図３は、第１の実施形態に係るリストバンド型電子機器（以下、リストバンド型電子機器１０と適宜、称される）の外観例を説明するための図である。リストバンド型電子機器１０は、ユーザの手首ＷＲに巻き付けられるバンド部２０と、本体部３０とを有している。本体部３０は、ディスプレイ４０を有している。ディスプレイ４０には、指先を触れさせる接触領域が設定されている。ユーザが接触領域に指先を接触させることにより、指先の指紋の撮影がなされ、指紋画像を用いた生体認証等を行うことが可能とされている。なお、指先をディスプレイ４０に近づけた状態（非接触）で撮影が行われても良い。
［リストバンド型電子機器について］
（リストバンド型電子機器の外観例）
図３は、第１の実施形態に係るリストバンド型電子機器（以下、リストバンド型電子機器１０と適宜、称される）の外観例を説明するための図である。リストバンド型電子機器１０は、ユーザの手首ＷＲに巻き付けられるバンド部２０と、本体部３０とを有している。本体部３０は、ディスプレイ４０を有している。ディスプレイ４０には、指先を触れさせる接触領域が設定されている。ユーザが接触領域に指先を接触させることにより、指先の指紋の撮影がなされ、指紋画像を用いた生体認証等を行うことが可能とされている。なお、指先をディスプレイ４０に近づけた状態（非接触）で撮影が行われても良い。
バンド部２０を構成する構成体（材質）は、アルミニウム、ステンレス等の金属（これらに金メッキを塗布する等の表面処理が施されたものでも良い）でも良いし、皮、木材、鉱物（石）、繊維（布）、竹、セラミック、これらの何れかを組み合わせたもの等でも良い。バンド部２０を構成する構成体は、光透過性部材でも良いし、光不透過性部材でも良い。
ディスプレイ４０は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)やＯＬＥＤ(Organic Light Emitting Diode)により構成される。バンド部２０を構成する構成体そのものがディスプレイとして機能するように構成されても良い。
（リストバンド型電子機器の回路構成例）
図４は、第１の実施形態に係るリストバンド型電子機器１０の回路構成例を示すブロック図である。リストバンド型電子機器１０は、上述したディスプレイ４０の他に、例えば、制御部５０、入力部５１、無線通信部５２、無線通信部５２に接続されるアンテナ５３、ＮＦＣ（Near Field Communication）通信部５４、ＮＦＣ通信部５４に接続されるアンテナ５５、位置センサ部５６、位置センサ部５６に接続されるアンテナ５７、メモリ部５８、バイブレータ５９、モーションセンサ６０、音声処理部６１、マイクロホン６２及びスピーカ６３を有している。
図４は、第１の実施形態に係るリストバンド型電子機器１０の回路構成例を示すブロック図である。リストバンド型電子機器１０は、上述したディスプレイ４０の他に、例えば、制御部５０、入力部５１、無線通信部５２、無線通信部５２に接続されるアンテナ５３、ＮＦＣ（Near Field Communication）通信部５４、ＮＦＣ通信部５４に接続されるアンテナ５５、位置センサ部５６、位置センサ部５６に接続されるアンテナ５７、メモリ部５８、バイブレータ５９、モーションセンサ６０、音声処理部６１、マイクロホン６２及びスピーカ６３を有している。
制御部５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されており、リストバンド型電子機器１０の各部を統括的に制御する。また、制御部５０は、指紋認証に係る公知の認証処理を行う。
入力部５１は、リストバンド型電子機器１０が有する、操作入力を受け付けるための構成を総称したものである。入力部５１としては、タッチパネル、ボタン、ダイヤル等が挙げられる。なお、入力部５１は、音声認識を行うための音声入力を受け付ける構成（例えば、スピーカ６３）でも良い。
無線通信部５２は、例えばBluetooth（登録商標）の規格に基づいて他の端末と近距離無線通信を行う。無線通信部５２は、例えばBluetooth（登録商標）の規格に対応して、変調／復調処理やエラー訂正処理等を行う。
ＮＦＣ通信部５４は、ＮＦＣの規格に基づいて、近接したリーダー／ライタと無線通信を行う。なお、図示は省略しているが、リストバンド型電子機器１０の各部に対しては、リチウムイオン二次電池等のバッテリから電力が供給される。当該バッテリが、ＮＦＣの規格に基づいてワイヤレス充電されるようにしても良い。
位置センサ部５６は、例えば、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)と称されるシステムを利用して、現在位置の測位を行う測位部である。これらの無線通信部５２、ＮＦＣ通信部５４、位置センサ部５６で得られたデータは、制御部５０に供給される。そして、制御部５０は、供給されたデータに基づく制御を実行する。
メモリ部５８は、制御部５０が実行するプログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)や制御部５０がプログラムを実行する際のワークメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）やデータ記憶用の不揮発性メモリ等を総称したものである。
バイブレータ５９は、例えば、リストバンド型電子機器１０全体を振動させる部材である。バイブレータ５９による振動で、電話の着信や電子メールの受信等が通知される。
モーションセンサ６０は、リストバンド型電子機器１０を装着したユーザの動きを検出する。モーションセンサ６０としては、加速度センサ、ジャイロセンサ、電子コンパス、気圧センサなどが使用される。なお、リストバンド型電子機器１０は、モーションセンサ６０以外のセンサを内蔵しても良い。例えば、リストバンド型電子機器１０を装着したユーザの血圧、脈拍、汗腺（汗腺の位置でも良いし、汗腺からの発汗の程度でも良い）、体温等の指紋以外の生体情報を検出するバイオセンサが内蔵されていても良い。また、リストバンド型電子機器１０をユーザが装着したか否かを検出するための圧力センサ等がバンド部２０の裏側に設けられていても良い。
音声処理部６１には、マイクロホン６２とスピーカ６３とが接続され、音声処理部６１が、無線通信部５２での無線通信で接続された相手と通話の処理を行う。また、音声処理部６１は、音声入力操作のための処理を行うこともできる。
（リストバンド型電子機器の内部構造例）
次に、図５～図１０が参照されつつ、第１の実施形態に係るリストバンド型電子機器１０の内部構造例についての説明がなされる。図５～図７は、リストバンド型電子機器１０の内部構造例（本体部３０の内部構造例）が説明される際に参照される図である。図８Ａは、リストバンド型電子機器１０の一部の内部構成を取りだして示した図であり、図８Ｂは、当該内部構成の分解斜視図である。図９Ａ及び図９Ｂは、第１の実施形態に係る屈折部の構成例が説明される際に参照される図であり、図９Ｃは、屈折部とＬＥＤとの相対的な位置関係が説明される際に参照される図（断面を示す図）である。図１０は、第１の実施形態に係る屈折部の形状の具体例が説明される際に参照される図である。
次に、図５～図１０が参照されつつ、第１の実施形態に係るリストバンド型電子機器１０の内部構造例についての説明がなされる。図５～図７は、リストバンド型電子機器１０の内部構造例（本体部３０の内部構造例）が説明される際に参照される図である。図８Ａは、リストバンド型電子機器１０の一部の内部構成を取りだして示した図であり、図８Ｂは、当該内部構成の分解斜視図である。図９Ａ及び図９Ｂは、第１の実施形態に係る屈折部の構成例が説明される際に参照される図であり、図９Ｃは、屈折部とＬＥＤとの相対的な位置関係が説明される際に参照される図（断面を示す図）である。図１０は、第１の実施形態に係る屈折部の形状の具体例が説明される際に参照される図である。
図５に示すように、リストバンド型電子機器１０のディスプレイ４０の箇所には、ガラスやアクリル等の光透過性部材から構成されるカバーガラス１０１が設けられている。カバーガラス１０１は、リストバンド型電子機器１０の外枠部１０２に適宜な方法によって取り付けられている。外枠部１０２は、金属や樹脂等によって構成されている。外枠部１０２は、本体部３０の内側に突出する一対の突出部１０２Ａ及び突出部１０２Ｂを有している。
カバーガラス１０１の内側には、矩形状の導光板１０３が配置されている。導光板１０３としては、アクリル、ウレタンゴム、シリコンゴム、ポリウレタン、ポリカーボネートもしくはシクロオレフィン系樹脂等の樹脂、またはガラス等の各種光学材料を適用することができる。導光板１０３は、対向する辺部の周辺付近が、突出部１０２Ａ及び突出部１０２Ｂのそれぞれに載置されるようにして支持されている。
本体部３０の内部空間では、導光板１０３に対して、撮像素子１０５Ａを有する撮像部１０５が対向して配置されている。なお、以下の説明では、導光板１０３のカバーガラス１０１側の面が表面と適宜、称され、反対側の面（撮像素子１０５Ａと対向する面）が対向面と適宜、称される。撮像素子１０５Ａは、例えば、矩形状の形状を有している。撮像素子１０５Ａとしては、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やＣＣＤ(Charge Coupled Device)を適用することができる。撮像素子１０５Ａを介して、指紋画像が取得される。
なお、撮像部１０５は、例えば、マイクロレンズアレイ（Micro Lens Array：ＭＬＡ）を含む光学系を有していても良い。また、マイクロレンズアレイの上部に、撮像部１０５に入射される散乱光の指向性を制御するための遮光体がさらに備えられても良い。マイクロレンズアレイは、受光レンズである複数のマイクロレンズを有する。マイクロレンズは、所定の基板上において、格子状に配列されている。マイクロレンズの配置数および配列位置は特に限定されず、撮像対象である生体の大きさや、撮像素子１０５Ａの大きさに応じて、適宜設定され得る。各マイクロレンズは、マイクロレンズに入射された散乱光を撮像素子１０５Ａへと導光する。マイクロレンズアレイは、像面湾曲が少なく深さ方向のひずみがないレンズアレイである。そのため、このようなマイクロレンズアレイを用いることで、良好な撮像画像を得ることができる。
撮像部１０５の周囲には、複数の発光素子が配置されている。本実施形態では、発光素子としてＬＥＤが用いられている。また、本実施形態では、４個のＬＥＤ１０６Ａ、ＬＥＤ１０６Ｂ、ＬＥＤ１０６Ｃ及びＬＥＤ１０６Ｄが用いられている。なお、個々のＬＥＤを区別する必要がない場合には、ＬＥＤ１０６と適宜、称される。
ＬＥＤ１０６は、単一波長の照射光を射出するものであっても良いし、フルカラーＬＥＤのような複数波長の照射光を射出するものであっても良い。また、各種光源として、小型のレーザが用いられても良い。ＬＥＤ１０６は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１０７に実装されている（図８Ｂ参照）。
本体部３０の内部には、少なくともＬＥＤ１０６と導光板１０３との間に介在し、ＬＥＤ１０６から出射された光を屈折させることにより、光を指紋の接触領域に導く屈折部１１０が設けられている。屈折部１１０は、例えば、マイクロプリズムにより形成されている。屈折部１１０は、撮像部１０５（具体的には撮像素子１０５Ａ）の周囲に配置されている（図８Ａ及び図８Ｂ参照）。
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、屈折部１１０は、枠状の第１屈折部１１１を有している。なお、以下の説明では、第１屈折部１１１の導光板１０３側の主面が表面と称され、反対側の主面が裏面と称される。
第１屈折部１１１は、対向する第１辺部１１１Ａ及び第２辺部１１１Ｂを有している。また、第１屈折部１１１は、対向する第３辺部１１１Ｃ及び第４辺部１１１Ｄを有している。
第１屈折部１１１には、第２屈折部１１２が形成されている。本実施形態では、第１屈折部１１１と第２屈折部１１２とが一体的に形成されている。なお、一体的に形成されていることには、第１屈折部１１１と第２屈折部１１２とが一の工程により一体的に成型されること、及び、第１屈折部１１１と第２屈折部１１２とが別個に形成され、それぞれが接着等により一体化されることを含む。
第２屈折部１１２は、例えば、第２屈折部１１２Ａと第２屈折部１１２Ｂとを有している。第２屈折部１１２Ａは、例えば、第１辺部１１１Ａの表面の中央付近に形成されている。第２屈折部１１２Ｂは、例えば、第２辺部１１１Ｂの表面の中央付近に形成されている。第２屈折部１１２Ａ及び第２屈折部１１２Ｂは、例えば、短手方向の断面の形状が平行四辺形状となる形状を有している。
図１０が参照されることにより、屈折部１１０の大きさの一例についての説明がなされる。第２辺部１１１Ｂの断面の幅Ｄ１は、例えば、１．５ｍｍ～２．０ｍｍ程度の範囲に設定される。また、第２屈折部１１２Ａ及び第２屈折部１１２Ｂの高さＤ２は、０．３ｍｍ～０．８ｍｍ程度に設定される。また、第２屈折部１１２Ａ及び第２屈折部１１２Ｂの断面における一対の対角θ１、θ２の大きさは、４０度（°）から４５度の範囲に設定される。
図９Ｂに示すように、第１辺部１１１Ａの裏面側には、切欠部１１３Ａ及び切欠部１１３Ｃが形成されている。例えば、第２屈折部１１２Ａが形成された箇所と反対側の箇所に、切欠部１１３Ａ及び切欠部１１３Ｃが形成されている。また、第２辺部１１１Ｂの裏面側には、切欠部１１３Ｂ及び切欠部１１３Ｄが形成されている。例えば、第２屈折部１１２Ｂが形成された箇所と反対側の箇所に、切欠部１１３Ｂ及び切欠部１１３Ｄが形成されている。なお、個々の切欠部を区別する必要がない場合は、切欠部１１３と適宜、総称される。
切欠部１１３は、ＬＥＤ１０６が配置される箇所である。例えば、切欠部１１３ＡにＬＥＤ１０６Ａが配置され、切欠部１１３ＢにＬＥＤ１０６Ｂが配置され、切欠部１１３ＣにＬＥＤ１０６Ｃが配置され、切欠部１１３ＤにＬＥＤ１０６Ｄがそれぞれ配置される。かかる配置により、例えば、ＬＥＤ１０５Ｂが第２屈折部１１２Ｂの下側に配置される（図９Ｃ参照）。
［リストバンド型電子機器の動作例］
続いて、図１１が参照されつつ、リストバンド型電子機器１０の動作例、具体的には、ＬＥＤ１０６から出射された光の挙動についての説明がなされる。ＬＥＤ１０６Ｂから出射された光の光線Ｒ２は、例えば、第２屈折部１１２Ｂを介して導光板１０３に導かれる。また、ＬＥＤ１０６Ｂから出射された光の光線Ｒ３（上方に向かう光）は、例えば、第２屈折部１１２Ｂの一方の傾斜部により反射されることで内側方向に屈折され、更に、第２屈折部１１２Ｂの他方の傾斜部により反射されることで上側方向に屈折されることにより導光板１０３に導かれる。導光板１０３により導かれた光は導光板１０３内で全反射されつつ接触領域ＡＲに導かれる。なお、他のＬＥＤから出射された光についても同様にして接触領域ＡＲに導かれる。
続いて、図１１が参照されつつ、リストバンド型電子機器１０の動作例、具体的には、ＬＥＤ１０６から出射された光の挙動についての説明がなされる。ＬＥＤ１０６Ｂから出射された光の光線Ｒ２は、例えば、第２屈折部１１２Ｂを介して導光板１０３に導かれる。また、ＬＥＤ１０６Ｂから出射された光の光線Ｒ３（上方に向かう光）は、例えば、第２屈折部１１２Ｂの一方の傾斜部により反射されることで内側方向に屈折され、更に、第２屈折部１１２Ｂの他方の傾斜部により反射されることで上側方向に屈折されることにより導光板１０３に導かれる。導光板１０３により導かれた光は導光板１０３内で全反射されつつ接触領域ＡＲに導かれる。なお、他のＬＥＤから出射された光についても同様にして接触領域ＡＲに導かれる。
［本実施形態により得られる効果］
本実施形態によれば、撮像部の周囲に発光素子を配置している。従って、導光板の側面に発光素子を配置する態様に比べて、発光素子の配置の自由度が高くなる。
また、第１屈折部及び第２屈折部を有する屈折部により、発光素子からの光を効率的に導光板に導くことができる。従って、光漏れを防ぐカバー等を設ける必要がなく、部品点数の削減及びそれに伴うコスト減を実現することができる。
また、カバー等を設ける必要がないので、防水構造等を設計し易くすることができる。
また、発光素子からの光を効率的に導光板に導くことができるので、高品質な指紋画像等を得ることが可能となる。
本実施形態によれば、撮像部の周囲に発光素子を配置している。従って、導光板の側面に発光素子を配置する態様に比べて、発光素子の配置の自由度が高くなる。
また、第１屈折部及び第２屈折部を有する屈折部により、発光素子からの光を効率的に導光板に導くことができる。従って、光漏れを防ぐカバー等を設ける必要がなく、部品点数の削減及びそれに伴うコスト減を実現することができる。
また、カバー等を設ける必要がないので、防水構造等を設計し易くすることができる。
また、発光素子からの光を効率的に導光板に導くことができるので、高品質な指紋画像等を得ることが可能となる。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態の説明において、上述した説明における同一又は同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。また、特に断らない限り、第１の実施形態で説明した事項は第２の実施形態に対して適用することができる。
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態の説明において、上述した説明における同一又は同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。また、特に断らない限り、第１の実施形態で説明した事項は第２の実施形態に対して適用することができる。
第２の実施形態では、導光板１０３の対向面にプリズム形状部が形成されている点が第１の実施形態と異なる。なお、プリズム形状部とは、プリズム形状の集合を意味する。
［プリズム形状部の形状例及び配置例］
図１２は、導光板１０３の上側からリストバンド型電子機器１０を視た図である。なお、図１２では、一部の構成（例えば、第２屈折部１１２）の図示が適宜、省略されている。また、理解を容易とするために、本体部３０の内部に位置しているため実際には現れない構成が実線により適宜、示されている。また、図１２における矢印は、各ＬＥＤから出射された光の光線の一部を模式的に示したものである。
図１２は、導光板１０３の上側からリストバンド型電子機器１０を視た図である。なお、図１２では、一部の構成（例えば、第２屈折部１１２）の図示が適宜、省略されている。また、理解を容易とするために、本体部３０の内部に位置しているため実際には現れない構成が実線により適宜、示されている。また、図１２における矢印は、各ＬＥＤから出射された光の光線の一部を模式的に示したものである。
図１２に示すように、本実施形態では、導光板１０３の対向面の一部にプリズム形状部１２１が形成されている。本実施形態に係るプリズム形状部１２１は、第１プリズム形状部１２１Ａ及び第２プリズム形状部１２１Ｂを有している。図１２において、ハッチングが付された箇所がプリズム形状部１２１を示しており、点線状のハッチングがプリズム形状（山谷形状）を示している。
ＬＥＤ１０６から出射された光は拡散しつつ、導光板１０３の端部を介して導光板１０３の外部に放出されてしまう。そこで、プリズム形状部１２１を設けることにより、導光板１０３の外部に、ＬＥＤ１０６から出射された光が放出されてしまうことを防止し、当該光が導光板１０３に戻るようにされる。
係る観点から、プリズム形状部１２１は、ＬＥＤ１０６と接触領域ＡＲとの間に位置する導光板１０３の対向面を除く範囲に形成される。本実施形態では、ＬＥＤ１０６が設けられていない導光板１０３の端部付近にプリズム形状部１２１が形成される。具体的には、第３辺部１１１Ｃと対向する導光板１０３の対向面の周辺に第１プリズム形状部１２１Ａが形成され、第４辺部１１１Ｄと対向する導光板１０３の対向面の周辺に第２プリズム形状部１２１Ｂが形成されている。これにより、図１２Ａに模式的に示すように、ＬＥＤ１０６から出射された光が導光板１０３の端部を介して外部に放射されることを防止し、光を接触領域ＡＲに戻すことが可能となる。
なお、プリズム形状部１２１は、導光板１０３に設定される基準線に対して、所定の角度、傾斜された箇所と略平行となる箇所に沿うように形成されていることが好ましい。図１２Ｂは、第２プリズム形状部１２１Ｂの一部を拡大した図である。基準線Ｌ１は、例えば、第３辺部１１１Ｃ及び第４辺部１１１Ｄのそれぞれと略平行となる線、換言すれば、対向して配置される一対のＬＥＤを結んだ線と略平行な線である。図１２Ｂに示すように、基準線Ｌ１の所定の位置Ｐ１から等距離にある２点Ｐ２、Ｐ３がそれぞれ設定される。Ｐ２から基準線Ｌ１に対して角度θＴ１を成す線Ｌ２が設定される。線Ｌ２と略平行となる箇所に第２プリズム形状部１２１Ｂが形成される。また、Ｐ３から基準線Ｌ１に対して角度θＴ２（但し、θＴ１＝θＴ２の関係が成り立つ）を成す線Ｌ３が設定される。線Ｌ３と略平行となる箇所に第２プリズム形状部１２１Ｂが形成される。位置Ｐ１を通り、基準線Ｌ１と略直交する線を境として向きが異なるプリズム形状により、第２プリズム形状部１２１Ｂが構成される。
このように第２プリズム形状部１２１Ｂを形成することにより、例えば、ＬＥＤ１０６Ｄから出射された光を第２プリズム形状部１２１Ｂの右側に形成されたプリズム形状で効果的に導光板１０３内部に戻すことができる。また、ＬＥＤ１０６Ｃから出射された光を第２プリズム形状部１２１Ｂの左側に形成されたプリズム形状で効果的に導光板１０３内部に戻すことができる。なお、第１プリズム形状部１２１Ａについても同様のことが言える。
角度θＴ１及び角度θＴ２の大きさは、例えば、１０度から３０度の範囲に設定される。図１３Ａ及び図１３Ｂには、角度θＴ１及び角度θＴ２の大きさとして１１度が設定された例が示されている。本例によれば、導光板１０３内部に戻す光量を増加させることができる。また、図１４Ａ及び図１４Ｂには、角度θＴ１及び角度θＴ２の大きさとして２１度が設定された例が示されている。本例によれば、光のむらを少なくすることができる。角度θＴ１及び角度θＴ２の大きさは、導光板１０３の大きさやＬＥＤ１０６の配置位置等に応じて適切に設定される。なお、図１３及び図１４では、Ｐ２及びＰ３は設定されておらず、基準線Ｌ１に対して位置Ｐ１から角度θＴ１及び角度θＴ２、傾斜された箇所と略平行となる箇所に沿うようにプリズム形状部１２１が形成される例が示されている。
図１５は、プリズム形状部１２１の山谷形状の具体的な大きさの一例を説明するための図である。プリズム形状部１２１は、例えば、複数の山部１２５と複数の谷部１２６とが交互に形成された形状を有している。山部１２５は頂部１２７を有し、谷部１２６は底部１２８を有している。山部１２５の高さ（底部１２８から頂部１２７までの長さ）は、例えば、０．０５ｍｍ程度に設定される。また、谷部１２６の幅の大きさは、０．１ｍｍ程度に設定される。また、山部１２５は、底部１２８を通り、且つ、導光板１０３の上下方向に延在する線Ｌ１１を基準にして、一方に３０度程度、傾斜した傾斜面１２９Ａを有し、他方に５０度～６０度（具体的には５５度）傾斜した傾斜面１２９Ｂを有している。
図１６及び図１７は、プリズム形状部１２１が形成されることにより得られる効果の一例を説明するための図である。図１６は、導光板１０３の対向面にプリズム形状部１２１が形成されていない構成におけるＬＥＤ１０６（本例ではＬＥＤ１０６Ａ及びＬＥＤ１０６Ｃ）から出射された光の光線を示す光線図である。図１７は、導光板１０３の対向面にプリズム形状部１２１が形成された構成におけるＬＥＤ１０６（本例ではＬＥＤ１０６Ａ及びＬＥＤ１０６Ｃ）から出射された光の光線を示す光線図である。
図１６に示すように、ＬＥＤ１０６Ａ及びＬＥＤ１０６Ｃから出射された光の一部は、導光板１０３の外部に放出されてしまう。これに対して、図１７に示すように、ＬＥＤ１０６Ａ及びＬＥＤ１０６Ｃから出射された光のうち導光板１０３の外部に向かう光は、プリズム形状部１２１が設けられていることにより導光板１０３の内部に戻される。従って、接触領域ＡＲへ照射あれる光量のロスを極力、抑制することができる。なお、ＬＥＤ１０６Ｂ及びＬＥＤ１０６Ｄから出射された光についても同様のことが言える。
［プリズム形状部の製造方法例］
続いて、プリズム形状部１２１の製造方法例についての説明がなされる。図１８Ａに示すように、導光板１０３に（レーザ加工等）等の機械的な加工がなされることにより、プリズム形状部１２１が形成されても良い。また、図１８Ｂに示すように、導光板１０３とは別に形成されたプリズム形状部１２１が、導光板１０３に接着等によって貼付されることによりプリズム形状部１２１が形成されても良い。なお、導光板１０３に貼付するプリズム形状部１２１は、図１９に模式的に示すように、シート状の基材１３５に切り込みを入れることにより形成されても良い。
続いて、プリズム形状部１２１の製造方法例についての説明がなされる。図１８Ａに示すように、導光板１０３に（レーザ加工等）等の機械的な加工がなされることにより、プリズム形状部１２１が形成されても良い。また、図１８Ｂに示すように、導光板１０３とは別に形成されたプリズム形状部１２１が、導光板１０３に接着等によって貼付されることによりプリズム形状部１２１が形成されても良い。なお、導光板１０３に貼付するプリズム形状部１２１は、図１９に模式的に示すように、シート状の基材１３５に切り込みを入れることにより形成されても良い。
プリズム形状部１２１は、印刷によって形成されても良い。例えば、図２０Ａに示すように、プリズム形状部１２１に対応する型を有する金型１３６を用意し、導光板１０３と金型１３６とを接触された状態で、金型１３６内に紫外線硬化樹脂１３７（インクでも良い）を充填する。その後、紫外線ＵＶを照射する。紫外線ＵＶが照射されることにより、紫外線硬化樹脂１３７が硬化する。これにより、図２０Ｂに示すように、導光板１０３の対向面にプリズム形状部１２１が形成される。
＜変形例＞
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
上述した実施形態に係る導光板１０３の表面の周縁部に、本体部３０の内部構造を隠す目隠し部が設けられていても良い。図２１は、目隠し部１４０の一例を示している。目隠し部１４０には、所定の配線パターンが印刷等により形成されていても良い。図２１に示すように、目隠し部１４０は一般に枠状の形状を有し、黒色のインクを印刷することにより形成される。目隠し部１４０が黒色の場合、ＬＥＤ１０６から出射された光が目隠し部１４０に吸収され効率が悪化し得る。そこで、導光板１０３の表面と目隠し部１４０との間に反射層が設けられても良い。反射層は、例えば、ニッケル、金や銀等の金属層等が印刷（ミラー印刷）されることにより形成される。反射層が設けられることにより、ＬＥＤ１０６から出射された光が、目隠し部１４０で吸収されてしまうことを防止することができる。目隠し部１４０は、薄い（例えば、０．３ｍｍ程度）の金属板であっても良い。目隠し部１４０として金属板を適用することにより、光が透けることにより内部構造が外部に視認されることがなく、また、光の吸収が起きてしまうことを防止することができる。金属板に対して、メッキ加工、ヘアライン加工、塗装等が施されていても良い。
上述した実施形態に係る導光板１０３の対向面に光拡散部が形成されていても良い。例えば、図２２に示すように、接触領域ＡＲの周辺箇所とは反対側の箇所に、光拡散部１５０が形成されていても良い。光拡散部１５０は、例えば、公知の光拡散材が混入され、光透過性を有するものが印刷されることにより形成される。係る光拡散部１５０を形成することによりＬＥＤ１０６から出射された光を拡散することができるので、撮像部１０５により得られる画像のコントラストを改善することができる。
上述した実施形態に係る導光板１０３に、プリズム形状と異なる形状、例えば、凹凸形状やレンチキュラー形状、これらを複数用いた形状等が形成されていても良い。なお、レンチキュラー形状とは、凸部の稜線に垂直な断面形状が円弧状もしくはほぼ円弧状、楕円弧状もしくはほぼ楕円弧、または放物線状もしくはほぼ放物線状の一部となっているものをいう。従って、シリンドリカル形状もレンチキュラー形状に含まれる。
上述した撮像部１０５により指紋以外の箇所（例えば、掌等）の画像が取得されても良い。また、ＬＥＤ１０６の個数は、４個に限定されることなく適宜、設定することができる。例えば、第１辺部１１１Ａ、第２辺部１１１Ｂ、及び、第３辺部１１１Ｃのそれぞれに２個のＬＥＤ（合計６個のＬＥＤ１０６）が配置されても良い。但し、電子機器がウエアラブル機器の機器として構成される場合には消費電力を低減させる観点から、ＬＥＤ１０６の数は４個程度が好ましい。また、上述した実施形態ではＬＥＤ１０６がＦＰＣ１０７に実装されていたが、ＬＥＤ１０６が、撮像素子１０５Ａが実装される基板と同一の基板にマウントされていても良い。
また、指紋センサの一例である撮像部１０５が、図２３に示すように、本体部３０の側面に接触される指先の指紋を撮影するように配置されても良い。
また、指の感覚に対して適切な位置（触りたくなる位置）に突起物を本体部３０の表面に配置し、指位置を誘導するようにしても良い。また、ユーザに対して、指紋認証を成功／失敗したそれぞれの際の指の感覚を記憶させるための適切な位置（指が覚えやすい位置）に突起物を配置しても良い。突起物は、本体部３０と一体的に形成された物でも良いし、本体部３０に取り付けられた物でも良い。
例えば、図２４Ａに示すように、センサ（実施形態に係る撮像素子１０５Ａ）と略同じ長さの突起物（突起物１５１）が、センサの両サイドに線対称に配置される。また、図２４Ｂに示すように、突起物（突起部１５２）が、センサの上端と略同じ位置であり、且つ、センサの両サイドの線対称となる位置に配置されても良い。また、図２４Ｃに示すように、突起物（突起物１５３）がセンサの延長線上に配置されても良い。なお、図２４Ｃでは、センサの延長線上の上側に突起物１５３が配置されているが下側に配置されても良いし、上下の両側に配置されても良い。これらの突起物の配置位置は適宜、組み合わせることも可能である。なお、図２４Ａ～図２４Ｃでは、図面に向かって上側が指先方向に対応している。突起物に代えて、凹部、本体部３０とは質感の異なる素材で形成された物、本体部３０とは質感が異なるように加工された物等が配置されても良い。
上述の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよく、公知のもので置き換えることも可能である。また、実施形態および変形例における構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、技術的な矛盾が生じない範囲において、互いに組み合わせることが可能である。また、本開示は、制御方法や電子機器の製造装置等、任意の形態により実現することができる。
なお、本明細書中で例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
本開示は、以下の構成も採ることができる。
（１）
導光板と、
前記導光板に対して対向して配置される、撮像素子を含む撮像部と、
前記撮像部の周囲に配置される複数の発光素子と、
少なくとも前記発光素子と前記導光板との間に介在し、前記発光素子から出射された光を屈折する屈折部と
を有する電子機器。
（２）
前記屈折部は、枠状の第１屈折部と、前記第１屈折部と一体的に形成され、断面の形状が平行四辺形状である第２屈折部とを有する
（１）に記載の電子機器。
（３）
前記第１屈折部は、対向する第１辺部及び第２辺部を有し、
前記第１辺部及び第２辺部のそれぞれの表面に、前記第２屈折部が形成されている
（２）に記載の電子機器。
（４）
前記第１辺部及び第２辺部のそれぞれに形成された第２屈折部の反対側に前記発光素子が配置されている
（３）に記載の電子機器。
（５）
前記第２屈折部の反対側に２個の発光素子がそれぞれ配置されている
（４）に記載の電子機器。
（６）
前記第２屈折部の断面における一対の対角のそれぞれの大きさが４０度～４５度の範囲内に設定されている
（２）～（５）までの何れかに記載の電子機器。
（７）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面の一部にプリズム形状部が形成されている
（３）～（５）までの何れかに記載の電子機器。
（８）
前記第１屈折部は、対向する第３辺部及び第４辺部を有し、
前記導光板の対向面における、前記第３辺部及び前記第４辺部のそれぞれと対向する箇所の周辺に前記プリズム形状部が形成されている
（７）に記載の電子機器。
（９）
前記導光板に設定される基準線に対して、所定の角度、傾斜された箇所と略平行となる箇所に沿うように前記プリズム形状部が形成されている。
（８）に記載の電子機器
（１０）
前記基準線は、前記第３辺部及び前記第４辺部のそれぞれと略平行となる線である
（９）に記載の電子機器。
（１１）
前記所定の角度は、１０度から３０度の範囲内に設定される
（９）又は（１０）に記載の電子機器。
（１２）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面の一部に、凹凸形状又はレンチキュラー形状が形成されている
（１）～（１１）までの何れかに記載の電子機器。
（１３）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面と反対側の面である表面を有し、
前記表面の周縁部に目隠し部が形成されており、
前記表面と前記目隠し部との間に反射層が形成されている
（１）～（１２）までの何れかに記載の電子機器。
（１４）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面に光拡散部が形成されている
（１）～（１３）までの何れかに記載の電子機器。
（１５）
ウエアラブル機器として構成される
（１）～（１４）までの何れかに記載の電子機器。
（１）
導光板と、
前記導光板に対して対向して配置される、撮像素子を含む撮像部と、
前記撮像部の周囲に配置される複数の発光素子と、
少なくとも前記発光素子と前記導光板との間に介在し、前記発光素子から出射された光を屈折する屈折部と
を有する電子機器。
（２）
前記屈折部は、枠状の第１屈折部と、前記第１屈折部と一体的に形成され、断面の形状が平行四辺形状である第２屈折部とを有する
（１）に記載の電子機器。
（３）
前記第１屈折部は、対向する第１辺部及び第２辺部を有し、
前記第１辺部及び第２辺部のそれぞれの表面に、前記第２屈折部が形成されている
（２）に記載の電子機器。
（４）
前記第１辺部及び第２辺部のそれぞれに形成された第２屈折部の反対側に前記発光素子が配置されている
（３）に記載の電子機器。
（５）
前記第２屈折部の反対側に２個の発光素子がそれぞれ配置されている
（４）に記載の電子機器。
（６）
前記第２屈折部の断面における一対の対角のそれぞれの大きさが４０度～４５度の範囲内に設定されている
（２）～（５）までの何れかに記載の電子機器。
（７）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面の一部にプリズム形状部が形成されている
（３）～（５）までの何れかに記載の電子機器。
（８）
前記第１屈折部は、対向する第３辺部及び第４辺部を有し、
前記導光板の対向面における、前記第３辺部及び前記第４辺部のそれぞれと対向する箇所の周辺に前記プリズム形状部が形成されている
（７）に記載の電子機器。
（９）
前記導光板に設定される基準線に対して、所定の角度、傾斜された箇所と略平行となる箇所に沿うように前記プリズム形状部が形成されている。
（８）に記載の電子機器
（１０）
前記基準線は、前記第３辺部及び前記第４辺部のそれぞれと略平行となる線である
（９）に記載の電子機器。
（１１）
前記所定の角度は、１０度から３０度の範囲内に設定される
（９）又は（１０）に記載の電子機器。
（１２）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面の一部に、凹凸形状又はレンチキュラー形状が形成されている
（１）～（１１）までの何れかに記載の電子機器。
（１３）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面と反対側の面である表面を有し、
前記表面の周縁部に目隠し部が形成されており、
前記表面と前記目隠し部との間に反射層が形成されている
（１）～（１２）までの何れかに記載の電子機器。
（１４）
前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面に光拡散部が形成されている
（１）～（１３）までの何れかに記載の電子機器。
（１５）
ウエアラブル機器として構成される
（１）～（１４）までの何れかに記載の電子機器。
１０・・・リストバンド型電子機器、
１０３・・・導光板
１０６（１０６Ａ～１０６Ｄ）・・・ＬＥＤ
１１０・・・屈折部
１１１・・・第１屈折部
１１１Ａ・・・第１辺部
１１１Ｂ・・・第２辺部
１１１Ｃ・・・第３辺部
１１１Ｄ・・・第４辺部
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ・・・第２屈折部
１２１・・・プリズム形状部
Ｌ１・・・基準線
θＴ１,θＴ２・・・角度
１４０・・・目隠し部
１５０・・・光拡散部
１０３・・・導光板
１０６（１０６Ａ～１０６Ｄ）・・・ＬＥＤ
１１０・・・屈折部
１１１・・・第１屈折部
１１１Ａ・・・第１辺部
１１１Ｂ・・・第２辺部
１１１Ｃ・・・第３辺部
１１１Ｄ・・・第４辺部
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ・・・第２屈折部
１２１・・・プリズム形状部
Ｌ１・・・基準線
θＴ１,θＴ２・・・角度
１４０・・・目隠し部
１５０・・・光拡散部
Claims (14)
- 導光板と、
前記導光板に対して対向して配置される、撮像素子を含む撮像部と、
前記撮像部の周囲に配置される複数の発光素子と、
少なくとも前記発光素子と前記導光板との間に介在し、前記発光素子から出射された光を屈折する屈折部と
を有し、
前記屈折部は、枠状の第１屈折部と、前記第１屈折部と一体的に形成され、断面の形状が平行四辺形状である第２屈折部とを有する
電子機器。 - 前記第１屈折部は、対向する第１辺部及び第２辺部を有し、
前記第１辺部及び第２辺部のそれぞれの表面に、前記第２屈折部が形成されている
請求項１に記載の電子機器。 - 前記第１辺部及び第２辺部のそれぞれに形成された第２屈折部の反対側に前記発光素子が配置されている
請求項２に記載の電子機器。 - 前記第２屈折部の反対側に２個の発光素子がそれぞれ配置されている
請求項３に記載の電子機器。 - 前記第２屈折部の断面における一対の対角のそれぞれの大きさが４０度～４５度の範囲内に設定されている
請求項１に記載の電子機器。 - 前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面の一部にプリズム形状部が形成されている
請求項２に記載の電子機器。 - 前記第１屈折部は、対向する第３辺部及び第４辺部を有し、
前記導光板の対向面における、前記第３辺部及び前記第４辺部のそれぞれと対向する箇所の周辺に前記プリズム形状部が形成されている
請求項６に記載の電子機器。 - 前記導光板に設定される基準線に対して、所定の角度、傾斜された箇所と略平行となる箇所に沿うように前記プリズム形状部が形成されている
請求項７に記載の電子機器 - 前記基準線は、前記第３辺部及び前記第４辺部のそれぞれと略平行となる線である
請求項８に記載の電子機器。 - 前記所定の角度は、１０度から３０度の範囲内に設定される
請求項８に記載の電子機器。 - 前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面の一部に、凹凸形状又はレンチキュラー形状が形成されている
請求項１に記載の電子機器。 - 前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面と反対側の面である表面を有し、
前記表面の周縁部に目隠し部が形成されており、
前記表面と前記目隠し部との間に反射層が形成されている
請求項１に記載の電子機器。 - 前記導光板は、前記撮像部と対向する側の面である対向面を有し、
前記対向面に光拡散部が形成されている
請求項１に記載の電子機器。 - ウエアラブル機器として構成される
請求項１に記載の電子機器。
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