(57)【要約】【課題】指紋センサ及びマイクの有用性を低下させることなく、指紋センサ及びマイクの配置及び基板に対する実装の制限を減少させることができる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１００は、開口部２１ｅを有する筐体２０と、センサ面５０ａを有し、このセンサ面５０ａが開口部２１ｅから露出する位置に設けられた指紋センサ５０と、音声感知部６１を有し、この音声感知部６１が開口部２１ｅから露出する位置に設けられたマイク６０と、同一面である実装面５１ａに指紋センサ５０及びマイク６０が実装されており下部筐体２０内に格納されるセンサ搭載基板５１とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する筐体と、
センサ面を有し、このセンサ面が前記開口部から露出する位置に設けられた指紋センサと、
音声感知部を有し、この音声感知部が前記開口部から露出する位置に設けられたマイクと、
同一面側に、前記指紋センサ及び前記マイクが実装されており、前記筐体内に格納された基板とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記指紋センサ、及び前記マイクは、１のモジュールとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記マイクの前記音声感知部は、前記指紋センサの前記センサ面上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記指紋センサ、及び前記マイクは、一方の動作中に他方が動作停止することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記筐体は、筐体形成面から筐体内部方向へ落ち込んで形成された窪部を有し、前記開口部は前記窪部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記筐体は、上部筐体及び下部筐体から構成されており、前記開口部を前記下部筐体の上面に有することを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指紋センサのセンサ面の左右位置にマイクの集音用穴を配置して指紋読取動作の指標とする電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電子機器は、上部筐体と下部筐体とをヒンジ部で接続し、折り畳み可能に構成した携帯電話であり、下部筐体のヒンジ部と逆端に設けられた指紋センサと、指紋センサのセンサ面を二分する線上に左右対称に配置されたマイクの集音用穴とを有し、指紋読取動作時にマイクの集音用穴を指標として、容易に利用者の指をあてる位置を決めることができるため、電子機器を小型化した場合にも確実に指紋読み取りを実行することができる。
【特許文献１】特開２００４−３１８３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の電子機器によると、指紋センサのセンサ面を二分する線上に左右対称にマイクの集音用穴を配置する必要があり、下部筐体の意匠的な設計に制限が生じる。また、マイクの集音用穴に合わせてマイクを配置する必要があるため、下部筐体内に設けられる基板上への指紋センサ及びマイクの実装に制限が生じる。また、マイクと集音用穴との配置位置によっては集音性能が低下する恐れがあるという問題がある。
また、マイクは、音響特性上、空間に対して露出しているのが望ましく、筐体内部に実装した場合は筐体表面からマイクまでの距離が短い方が望ましい。よって筐体内部に実装した場合、マイクの実装位置は筐体の表面にできるだけ近づけ、また筐体内部の音を遮断して筐体外部の音のみを集音する構造をとる必要がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、指紋センサ及びマイクの有用性を低下させることなく、指紋センサ及びマイクの配置及び基板に対する実装の制限を減少させることができる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は上記目的を達成するため、開口部を有する筐体と、センサ面を有し、このセンサ面が前記開口部から露出する位置に設けられた指紋センサと、音声感知部を有し、この音声感知部が前記開口部から露出する位置に設けられたマイクと、同一面側に、前記指紋センサ及び前記マイクが実装されており、前記筐体内に格納された基板とを有することを特徴とする電子機器を提供する。
【０００７】
上記した構成によれば、指紋センサとマイクとが同一の基板に実装されて、指紋センサとマイクとが筐体から露出する構成であり、それぞれ専用の基板を用意する必要がないため、製造コストが減少する。また、指紋センサとマイクとを同一の開口部から露出させるため、筐体の設計の制限が減少する。また、マイクを筐体から露出させるので、マイクを筐体内部に配置した場合のように音響特性を損なうことがない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、指紋センサ及びマイクの有用性を低下させることなく、指紋センサ及びマイクの配置及び基板に対する実装の制限を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の電子機器の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
（電子機器の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の外観を示す概略図である。
【００１１】
この電子機器１００は、上部筐体１０と下部筐体２０とから構成され、上部筐体１０と下部筐体２０とはヒンジ部により開閉自在に接続されている。下部筐体２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリ等の電子部品を実装するとともにＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）等をコネクタを介して接続するシステム基板であって情報を処理する本体機能部２を内部に有し、文字やコマンドを入力するためのキーボード等の文字入力部３と、ポインティングデバイスとしてのトラックパッド４Ａ及び決定スイッチ４Ｂと、利用者の認証等に用いる指紋読取部５とを上面２０ａに有する。
【００１２】
また、下部筐体２０の形成面としての左側面２０ｅ、右側面２０ｆ、前面２０ｇ、及び背面２０ｈに図示しないＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポートやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ポート等のコネクタ端子を備える。上部筐体１０は、文字や画像等を表示する液晶表示パネル等からなる画像表示部１を前面２０ｉに有する。
【００１３】
本体機能部２は、例えば、電子機器１００を起動する際、利用者が電子機器１００の利用を許可された人物か否かを確認する認証操作を要求する。この認証操作によって指紋読取部５が使用され、本体機能部２が利用を許可された人物の指紋を読み取ったと判断した場合にのみ電子機器１００を起動する。
【００１４】
（指紋読取部の構成）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す斜視図である。
【００１５】
指紋読取部５は、指紋センサ５０とセンサ搭載基板５１とを有し、下部筐体２０の上面２０ａに設けられた窪部２１の開口部２１ｅからセンサ面５０ａが露出するように支持される。窪部２１は、傾斜することで指を上面２０ａから連続的にセンサ面５０ａに導く斜面２１ａ及び斜面２１ｂと、指を滑らせる方向を指紋読取面５０ｂに対して直交するように導く側面２１ｃ及び側面２１ｄと、露出するセンサ面５０ａと略同一形状を有する開口部２１ｅとを有する。
【００１６】
また、指紋センサ５０は、そのセンサ面５０ａに指紋を読み取る指紋読取面５０ｂと、樹脂面５０ｃ及び５０ｄとを有し、樹脂面５０ｃは音声感知部６１によって音声を感知して音声信号を出力する埋設されたマイク６０を有する。
【００１７】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す概略図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ部における断面図である。
【００１８】
この指紋読取部５は、半導体を用いて形成される指紋センサ５０と、ガラスエポキシ等の板材を用いて形成されるセンサ搭載基板５１とを有し、指紋センサ５０とセンサ搭載基板５１は半田ボール５２により電気的に接続される。
【００１９】
指紋センサ５０は、センサ面５０ａにおいて指紋の凹凸を静電容量の差で検出し、指紋読取面５０ｂを図３（ａ）の図面縦方向に指を移動させることで２次元的にスキャンするラインセンサ５０Ａ有し、指紋読取面５０ｂ表面と半田ボール５２との接点である指紋センサ用電極５００、及びマイク用電極５０１以外は樹脂にて封止されている。また、指紋検出の際に指を滑らせるセンサ面５０ａは、指紋読取面５０ｂと、指紋読取面５０ｂの両端に位置して指をより指紋読取面５０ｂの中央部へ導くために凸状に形成された樹脂面５０ｃとを含む。
【００２０】
指紋読取部５は、樹脂面５０ｃに埋設されたマイク６０を有し、音声感知部６１は樹脂にて封止されず集音用穴として機能する。マイク６０は、半導体プロセスによって製造されるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）マイクであり、例えば、約１ｍｍ角の立方体形状を有する。また、マイク６０は、無指向性である。
【００２１】
指紋読取部５は、センサ面５０ａと対向する実装面５０ｅに、指紋読取面５０ｂと電気的に接続される指紋センサ用電極５００、及びマイク６０と電気的に接続されるマイク用電極５０１を有する。また、センサ搭載基板５１は、実装面５１ａに指紋センサ用電極５００と対向する位置に設けられて半田ボール５２によって電気的に接続される指紋センサ用電極５１０と、マイク用電極５０１と対向する位置に設けられて半田ボール５２によって電気的に接続されるマイク用電極５１１とを有する。
【００２２】
センサ搭載基板５１は、図示しないプリント配線で指紋センサ用電極５１０及びマイク用電極５１１と図示しないコネクタとを電気的に接続している。また、コネクタは、本体機能部２と図示しないコネクタケーブル等で電気的に接続されており、指紋センサ５０によって検出された指紋に関する情報、及びマイク６０によって検出された音声信号は本体機能部２によって処理される。
【００２３】
（動作）
以下に、本発明の第１の実施の形態における電子機器の動作を各図を参照しつつ説明する。
【００２４】
画像表示部１の正面に向かった状態において、利用者が奥から手前側に向かい指紋読取部５上を下部筐体２０の窪部２１に沿って指を接触させ、なぞるように滑らせることで、指は下部筐体２０に設けられた窪部２１によりセンサ面５０ａの中央を通過するよう導かれる。指紋読取面５０ｂは、利用者の指から２次元の指紋像を読み取る。実際には、指紋読取面５０ｂは、指紋の凹凸によって生じる静電容量の変化を読み取り、電気的信号に変換し出力する。出力信号は本体機能部２において処理され、指紋認証が行われる。指紋認証は、予め利用者の任意の指の指紋を読み取らせて本体機能部２のメモリ上に記憶されてあるものと照合することにより実行される。
【００２５】
また、マイク６０は、本体機能部２の制御により動作し、音声感知部６１において周囲の音声を検出する。検出した音声は音声信号としてセンサ搭載基板５１、及びセンサ搭載基板５１と本体機能部２とを結ぶコネクタケーブルを介して本体機能部２へと出力される。
【００２６】
（第１の実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、マイク６０を一体化して指紋センサ５０を形成したため、上面２０ａにマイク６０の集音用穴を設けることなく、音声感知部６１を開口部２１ｅから下部筐体２０の外へ露出することができる。そのため、下部筐体２０の意匠的な設計に対する制限が減少するとともに、下部筐体２０の強度が向上する。また、マイク６０は、開口部２１ｅから下部筐体２０外へ露出しているので、マイク６０の音響特性を低下させることがない。
【００２７】
また、指紋センサ５０とマイク６０とを同一のセンサ搭載基板５１に実装することで、センサ搭載基板５１の実装面積を減少させることができ、マイク６０専用の搭載基板を用意せずに済むため、製造コストを抑えることができる。
【００２８】
また、無指向性のマイク６０を用い、指紋読取部５を上面２０ａに設けることでより広い範囲の音声を検出可能となるが、指紋読取部５は、上面２０ａに限らず、底面２０ｂ、左側面２０ｅ、右側面２０ｆ、前面２０ｇ、背面２０ｈ、又は前面２０ｉに設ける構成としてもよい。
【００２９】
〔第２の実施の形態〕
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す斜視図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については共通の符号を付している。
【００３０】
指紋センサ５０は、そのセンサ面５０ａに指紋を読み取る指紋読取面５０ｂと、樹脂面５０ｃ及び５０ｄとを有し、センサ面５０ａには指紋センサ５０に埋設されたマイク６０の集音用穴を伴った音声感知部６１を有する。
【００３１】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す概略図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ部における断面図である。
【００３２】
指紋センサ５０は、センサ面５０ａにおいて指紋の凹凸を静電容量の差で検出し、図５（ａ）の図面縦方向に指を移動させることで２次元的にスキャンする指紋読取面５０ｂを有し、指紋読取面５０ｂの中央部分には、マイク６０が埋設される。
【００３３】
（動作）
本体機能部２は、指紋読取部５のうち、指紋認証の実行時に、指紋センサ５０のみ機能させて、マイク６０の機能を停止させる。また、指紋認証の実行時以外は、センサ面５０ａにおいてマイク６０のみ機能させて、指紋読取面５０ｂの機能を停止させる。
【００３４】
（第２の実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、第１の実施の形態の効果に加え、マイク６０を指紋読取面５０ｂの中央に配置したことで、樹脂面５０ｃ及び５０ｄをより小型に構成することができ、指紋センサ５０を小型化できる。また、マイク６０の音声感知部６１を指紋センサ５０の中央に配置したため、窪部２１の形状による音響的な影響を受けにくくなり、有用性が減少しない。
【００３５】
また、指紋センサ５０とマイク６０とを同時に動作させないことから、指紋検出動作時の指とセンサ面５０ａとの接触音を拾うことがない。
【００３６】
なお、指紋センサ５０とマイク６０は、同一の基板に実装されれば別体に形成してもよい。また、指紋センサ５０とマイク６０のそれぞれに対して別の開口部を設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の外観を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ部における断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の指紋読取部の構成を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ部における断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…画像表示部、２…本体機能部、３…文字入力部、４Ａ…トラックパッド、４Ｂ…決定スイッチ、５…指紋読取部、１０…上部筐体、２０…下部筐体、２０ａ…上面、２０ｂ…底面、２０ｅ…左側面、２０ｆ…右側面、２０ｇ…前面、２０ｈ…背面、２０ｉ…前面、２１…窪部、２１ａ…斜面、２１ｂ…斜面、２１ｃ…側面、２１ｄ…側面、２１ｅ…開口部、５０…指紋センサ、５０ａ…センサ面、５０ｂ…指紋読取面、５０ｃ…樹脂面、５０ｄ…樹脂面、５０ｅ…実装面、５１…センサ搭載基板、５１ａ…実装面、５２…半田ボール、６０…マイク、６１…音声感知部、１００…電子機器、５００…指紋センサ用電極、５０１…マイク用電極、５１０…指紋センサ用電極、５１１…マイク用電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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