(57)【要約】【課題】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を提供すること。【解決手段】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、前記物体の動きを検知するセンサ装置１０と、読み取り領域１７の周りを囲む上端環状部２２と、センサ装置１０の周りを囲む側面部２３とを有する筒状部２１が設けられたハウジング２０と、センサ装置１０の下側に配置されたＬＥＤ３０Ａ，３０Ｂと、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の光を側面部２３に導くライトガイド４０と、読み取り領域１７と上端環状部２２との間に設けられたマスクリング５０とを備える、ポインティングデバイス。【選択図】図７
2013134505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
前記導光部は、前記側面部に沿って周回するように設けられた、請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記光源は、前記上端環状部の中心から等距離に位置するように配置された、請求項１又は２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記光源は、前記上端環状部の対角線を含む断面上に位置するように配置された、請求項３に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記上端環状部は、方形状である、請求項４に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記光源は、前記上端環状部の二本の対角線のうち一方の対角線を含む断面上に位置するように配置された、請求項５に記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
前記センサ部の下側に配置された基板を備え、
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。
【請求項８】
前記光源は、前記上端環状部の各点から等距離に位置するように配置された、請求項１又は２に記載のポインティングデバイス。
【請求項９】
前記センサ部の下側に配置された基板を備え、
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。
【請求項１０】
前記基板が、前記導光部を備えた、請求項９に記載のポインティングデバイス。
【請求項１１】
前記中央部に彩色フィルタを備える、請求項９又は１０に記載のポインティングデバイス。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のポインティングデバイスを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００８−５１０２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の指紋検出装置１００の概略図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】ポインティングデバイス２００の分解斜視図である。
【図５】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】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】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。
【図８】センサ装置１０の概略図である。
【図９】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。
【図１０】中継基板６５の斜視図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
【表１】
2013134505.tif 000003
マスクリング５５が無い場合のＭａｘ輝度とは、図１１に示される８つの輝度測定ポイントａ〜ｈの中で最も高い輝度が測定された点ｂでの輝度測定値である。マスクリング５５が無い場合のＭｉｎ輝度とは、８つの輝度測定ポイントａ〜ｈの中で最も低い輝度が測定された点ｄでの輝度測定値である。一方、マスクリング５５が有る場合のＭａｘ輝度とは、８つの輝度測定ポイントａ〜ｈの中で最も高い輝度が測定された点ｂでの輝度測定値である。マスクリング５５が無い場合のＭｉｎ輝度とは、８つの輝度測定ポイントａ〜ｈの中で最も低い輝度が測定された点ｈでの輝度測定値である。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【符号の説明】
【００８５】
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
【図１】
2013134505.tif 000004
【図２】
2013134505.tif 000005
【図３】
2013134505.tif 000006
【図４】
2013134505.tif 000007
【図５】
2013134505.tif 000008
【図６】
2013134505.tif 000009
【図７】
2013134505.tif 000010
【図８】
2013134505.tif 000011
【図９】
2013134505.tif 000012
【図１０】
2013134505.tif 000013
【図１１】
2013134505.tif 000014
【図１２】
2013134505.tif 000015
【図１３】
2013134505.tif 000016