(57)【要約】【目的】  本発明の目的は、操作性が良く、装置の小型化を図るのに適した新規な携帯情報端末装置を提供することにある。【構成】  携帯情報端末装置は、携帯電話器であって、同装置の側面に設けられた指紋認証センサ１００と、端末装置は指紋認証センサ１００を通じて使用者の指紋を読み取り指紋認証を行う指紋認証部２１０と、指紋認証センサ１００を通じてセンサ面上の使用者の指のＸ、Ｙ方向の移動をユーザのスクロール操作又はカーソル移動操作の操作入力として認識する操作認識部２２０とを具備している。【選択図】      図１
2005301658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋認証センサを通じてユーザの指紋を読み取り指紋認証を行う機能と、指紋認証センサを通じてセンサ面上のユーザの指のＸ、Ｙ方向の移動をユーザの操作入力として認識する機能とを有した携帯情報端末装置であって、センサ面上に載置されたユーザの指紋を順次読み取り、センシングデータとして出力する前記指紋認証センサと、この指紋認証センサのセンシングデータが順次入力される操作認識部とを具備しており、前記操作認識部は入力されたセンシングデータに基づき指紋の画像データを順次作成し当該画像データの所定箇所に基準点を付してメモリ部に記録し、その後、当該メモリ部上の最新の画像データと当該最新の画像データの前に記録された画像データとを比較して前の画像データの基準点から最新の画像データの基準点へのＸ，Ｙ方向の移動方向及び各方向の移動量を求め、その後、Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量とを比較し、この比較結果、移動量が大きい方向及びその移動量をユーザの操作として認識するようになっていることを特徴とする携帯情報端末装置。
【請求項２】
請求項１記載の携帯情報端末装置において、前記指紋認証センサは、複数のセンサ素子を有し、前記操作認識部から出力されるモード切替信号に応じて指紋認証モードと操作入力モードとを切り替えるようになっており、指紋認証モード時には全てのセンサ素子がオン状態となる一方、操作入力モード時にはユーザの指紋を読み取ることができる程度の一部のセンサ素子がオン状態となるようになっていることを特徴とする携帯情報端末装置。
【請求項３】
請求項１記載の携帯情報端末装置において、前記指紋認証センサは、センサ面の近傍にユーザの指が載置されたことを検出するための電極が設けられており、当該電極にユーザの指が触れると、電子信号を出力するようになっており、前記操作認識部は、前記電気信号に応じて指紋認証センサのオン・オフを制御する機能を有していることを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話器、ＰＤＡ( Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ) ノートパソコン、デジタルカメラ等の携帯情報端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の携帯電話器としては、当該装置のメモリ部内のデータ等を守るために指紋認証センサを備えたものがある( 特許文献１参照) 。このような携帯電話器は、多方向入力装置や回転ダイアル等の入力キーを用いてカーソル移動操作やスクロール操作を行うようになっているものが多い( 特許文献２参照) 。ところが、携帯電話器に入力キーと指紋認証センサとを設けると、機器自体が大型化する。
【０００３】
このため、指紋認証センサのセンサ面のユーザの指が接触した箇所に応じて入力操作を認識できるようにし、小型化を図ったものがある( 特許文献３参照) 。このような指紋認証センサとしては、指とセンサの素子との間に電界を発生させ、その電界強度を指と素子との距離として測定し、これにより当該指の指紋を読み取る電界強度測定方式を採用したものがある( 特許文献４参照) 。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３０２０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３６８５６号公報
【特許文献３】特開２００２−３３５３２４号公報
【特許文献４】特開平０９−２５１５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３の携帯電話器は、センサ面の接触箇所に応じて入力操作を認識するようになっていることから、センサ面を広くする必要がある。即ち、指紋認証センサの幅寸法が大きくなるので、広い実装スペースが必要になる。このため、携帯電話器を小型化するのが困難であるという問題を有している。しかも、操作入力するに当たり、ユーザは任意のＸ、Ｙ方向に指を動かし、その後、センサ面を押下しなければならないことから、操作性が悪いという別の問題も有している。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、操作性が良く、装置の小型化を図るのに適した新規な携帯情報端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の携帯情報端末装置は、指紋認証センサを通じてユーザの指紋を読み取り指紋認証を行う機能と、指紋認証センサを通じてセンサ面上のユーザの指のＸ、Ｙ方向の移動をユーザの操作として認識する機能とを有した携帯情報端末装置であって、センサ面上に載置されたユーザの指紋を順次読み取り、センシングデータとして出力する前記指紋認証センサと、この指紋認証センサのセンシングデータが順次入力される操作認識部とを具備しており、前記操作認識部は入力されたセンシングデータに基づき指紋の画像データを順次作成し当該画像データの所定箇所に基準点を付してメモリ部に記録し、その後、当該メモリ部上の最新の画像データと当該最新の画像データの前に記録された画像データとを比較して前の画像データの基準点から最新の画像データの基準点へのＸ、Ｙ方向の移動方向及び各方向の移動量を求め、その後、Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量とを比較し、この比較結果、移動量が大きい方向及びその移動量をユーザの操作として認識するようになっていることを特徴としている。
【０００８】
前記指紋認証センサは、複数のセンサ素子を有し、前記操作認識部から出力されるモード切替信号に応じて指紋認証モードと操作入力モードとを切り替えるようになっており、指紋認証モード時には全てのセンサ素子がオン状態となる一方、操作入力モード時にはユーザの指紋を読み取ることができる程度の一部のセンサ素子がオン状態となるようになっていることが好ましい。
【０００９】
前記指紋認証センサは、センサ面の近傍にユーザの指が載置されたことを検出するための電極が設けられており、当該電極にユーザの指が触れると、電気信号を出力するようになっており、前記操作認識部は、前記電気信号に応じて指紋認証センサのオン・オフを制御する機能を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に係る携帯情報端末装置による場合、指紋認証センサを通じて得られた指紋の前後の画像データを比較してユーザのＸ、Ｙ方向の操作を認識できるようになっている。このため、従来例の如くセンサ面を広くする必要がないので、指紋認証センサを備えたとしても、装置の小型化を図ることができる。しかも、操作入力を行うに当たり、ユーザはセンサ面上で指を任意のＸ、Ｙ方向にスライド移動させるだけで良いことから、使い勝手が良く、非常に操作性が良いという効果を奏する。
【００１１】
本発明の請求項２に係る携帯情報端末装置による場合、操作入力モード時には、高精度に指紋を読み取る必要がないことから、ユーザの指紋を読み取ることができる程度の一部のセンサ素子をオン状態とするようになっている。このため、装置の消費電力の低減を図ることができる。
【００１２】
本発明の請求項３に係る携帯情報端末装置による場合、電極にユーザの指が触れると、指紋認証センサにより電気信号を出力されるようになっている。操作認識部はこの電気信号に応じて指紋認証センサをオン・オフするようになっている。このため、ユーザの指がセンサ面上にないときには指紋認証センサをオフ状態とすることができるので、消費電力の低減を図る上でメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る携帯情報端末装置について図面を参照しながら説明する。図１は携帯情報端末装置のブロック図、図２は同装置を示す図であって、( ａ) が概略的正面図、( ｂ) が概略的右側面図、( ｃ) が概略的背面図、図３は同装置のセンシング時の指紋認証センサを示す模式図、図４は同装置の指紋認証センサのセンサ面の拡大図であって、( ａ) が指紋認証モード時を示す図、( ｂ) が操作入力モード時を示す図、図５は同装置の制御部により処理される指紋認証割込プログラムのフローチャート、図６は同装置の制御部により処理される操作入力割込プログラムのフローチャート、図７は同装置により作成された指紋の画像データを表した図であって、( ａ) は最新の画像データの前に記録された画像データのサンプル図、( ｂ) は最新の画像データのサンプル図、図８は同装置により求められた画像データの基準点の移動方向及び移動量を示す図である。
【００１４】
図１及び図２に示す携帯情報端末装置は、携帯電話器であって、同装置の側面に設けられた指紋認証センサ１００と、端末装置は指紋認証センサ１００を通じてユーザの指紋を読み取り指紋認証を行う指紋認証部２１０と、指紋認証センサ１００を通じてセンサ面上のユーザの指のＸ、Ｙ方向の移動をユーザのスクロール操作又はカーソル移動操作の操作入力として認識する操作認識部２２０とを具備している。以下、各部を詳しく説明する。なお、４００は同装置のメインディスプレイである。
【００１５】
指紋認証センサ１００については電界強度測定方式の指紋認証センサを用いる。この指紋認証センサ１００は、図３に示すように、複数のセンサ素子１１０と、このセンサ素子１１０の周囲に配設された電極１２０とを有する構成となっている。電極１２０は高周波電流を出力するようになっており、ユーザが指を近づけると、高周波電流がユーザの指の表皮の内側の真皮の表面を流れる。これによりユーザの指の真皮とセンサ素子１１０との間に電界が発生する。センサ素子１１０はユーザの指の真皮の凹凸( 即ち、指紋) に応じて変化する電界強度を各々測定し、この測定結果をセンシングデータとして出力するようになっている。このように電界強度測定方式の指紋認証センサ１００を用いると、ユーザの指の表皮の傷等に左右されることなく、ユーザの指の指紋を読み取ることが可能になる。
【００１６】
また、指紋認証センサ１００はユーザの指が電極１２０に接触すると、所定の電気信号を指紋認証部２１０に向けて出力するようになっている。この指紋認証センサ１００は操作認識部２２０のモード切替信号に応じて指紋認証モードから操作入力モードへと切り替えるようになっており、指紋認証モード時には全てのセンサ素子がオン状態( 図４の( ａ) 参照) になる一方、操作入力モード時にはユーザの指紋を読み取ることができる程度、ここでは市松模様状になるよう一部のセンサ素子がオン状態( 図４の( ｂ) 参照) となるようになっている。
【００１７】
メモリ部３００には携帯情報端末装置の基本プログラムの他、図５に示す指紋認証割込プログラム、図示しない操作入力をロックするための操作入力ロック割込プログラム及び図５に示す操作入力割込プログラムが記録されている。また、メモリ部３００には、予め入力されたユーザの指の第１関節までの指紋の画像データが基準データとして記録されている。
【００１８】
制御部２００は携帯情報端末装置の全体を制御するＣＰＵ等の演算部である。この制御部２００の入出力ポートには指紋認証センサ１００及びメモリ部３００が接続されている。制御部２００がメモリ部３００上の指紋認証割込プログラムを処理することにより指紋認証部２１０として機能を発揮する一方、メモリ部３００上の操作入力割込プログラムを処理することにより操作認識部２２０として機能を発揮するようになっている。なお、各プログラムの内容については後述する。
【００１９】
以下、携帯情報端末装置の使用方法を説明すると共に、制御部２００により処理される各プログラムの内容を詳しく説明する。
【００２０】
まず、携帯情報端末装置の電源がオンされる又は所定時間操作入力が行われていないと、操作入力ロック割込プログラムが処理され、当該携帯情報端末装置の操作がロック状態になる一方、図５に示す指紋認証割込プログラムが処理される。すると、制御部２００は指紋認証センサ１００から電気信号が入力されたか否かを判定する( ｓ１) 。即ち、ユーザの指が電極１２０に触れたか否かを判定する。この判定の結果、ユーザの指が電極１２０に接触したと判定すると、図４の( ａ) に示すように、指紋認証センサ１００をオンにする( ｓ２) 。すると、指紋認証センサ１００の全てのセンサ素子１１０がオン状態になる。
【００２１】
その後、指紋認証センサ１００がセンサ面上のユーザの指紋を順次読み取り、センシングデータとして制御部２００に出力する( ｓ３) 。
【００２２】
制御部２００は当該センシングデータに基づき電界の強弱を濃淡に変換して指紋の画像データを順次作成してメモリ部３００に記録し、これらの画像データを繋ぎ合わせて指の第１関節までの指紋の画像データを作成する。その後、当該画像データとメモリ部３００上の基準データとを比較し、一致するか否かを判定する( ｓ４) 。具体的には、作成する過程で画像データ中の指紋の複数の特徴部分に基準点を付す( 図７を借りて参照) ようになっており、当該基準点が各々一致するか否かを判定する。これと共に、カウンタを動作させ指紋認証の回数をカウントする。
【００２３】
ステップ４の判定の結果、制御部２００が一致しないと判定したときには、所定回数指紋認証が行われたか否かを判定する( ｓ５) 。所定回数指紋認証が行われていないと判定すると、ステップ３の処理に戻る。一方、所定回数指紋認証が行われたと判定すると、携帯情報端末装置の操作をロックした状態を維持する( ｓ６) 。そして、指紋認証割込プログラムの処理を終了する。
【００２４】
ステップ４の判定の結果、制御部２００が一致すると判定したときには、操作入力ロック割込プログラムの処理を終了し、携帯情報端末装置の操作のロックを解除する( ｓ７) 。
【００２５】
その後、図６に示す操作入力割込プログラムが処理される( ｓ８) 。そして、指紋認証割込プログラムの処理を終了する。
【００２６】
まず、制御部２００は操作入力割込プログラムが処理されると、指紋認証センサ１００にモード切替信号を出力する( ｓ１０) 。すると、指紋認証センサ１００の一部のセンサ素子１１０が図４の( ｂ) に示すようにオン状態になる。すると、指紋認証センサ１００がセンサ面上に載置されたユーザの指紋を所定時間毎に順次読み取り、センシングデータとして出力する。
【００２７】
このセンシングデータが入力されると、当該センシングデータに基づき電界の強弱を濃淡に変換して指紋の画像データを順次作成し、図７に示すように、当該画像データ中の所定箇所、ここでは指紋の特徴部分に基準点αを付して記録する( ｓ１１) 。なお、図７の( ｂ) に示す最新の画像データ中の基準点については、図７の( ａ) の前の画像データの基準点と区別するために’を付す。
【００２８】
その後、当該メモリ部３００上の最新の画像データ( 図７の( ｂ) 参照) と当該最新の画像データの前に記録された画像データ( 図７の( ａ) 参照) とを比較して前の画像データの基準点αから最新の画像データの基準点α’へのＸ、Ｙ方向の移動方向及び各方向の移動量を求める( 図８参照) ( ｓ１２) 。その後、Ｘ方向の移動量ΔｘとＹ方向の移動量Δｙとを比較し、この比較結果、移動量が大きい方向及びその移動量をユーザの画面のスクロール操作又はカーソル移動操作として認識する( ｓ１３) 。そして、当該操作をメインディスプレイ４００に出力する。操作入力割込プログラムは携帯情報端末装置の電源をオフにするか又は所定時間操作入力がされない( 即ち、指紋認証センサ１００のセンシングデータが所定時間入力されない) と、終了する。終了するまでの間、指紋認証センサ１００から順次入力されるセンシングデータに応じてステップ１１、１２、１３の処理を行うようになっている。
【００２９】
このような携帯情報端末装置による場合、指紋認証センサ１００を通じて得られた指紋の前後の画像データを比較してユーザのＸ、Ｙ方向の操作を認識できるようになっている。このため、従来例の如く指紋認証センサ１００のセンサ面を広くする必要がないので、指紋認証センサ１００を備えたとしても、装置の小型化を図ることができる。特に、ライン型の指紋認証センサを用いることが可能になるので、小型化を図り易い構成になっている。しかも、操作入力を行うに当たり、ユーザはセンサ面上で指を任意のＸ、Ｙ方向にスライド移動させるだけで良いことから、使い勝手が良く、非常に操作性が良いという効果を奏する。
【００３０】
指紋認証センサ１００については、センサ面上に載置されたユーザの指紋を順次読み取り、センシングデータとして出力する機能を有する限りどのようなものを用いてもかまわない。例えば、静電容量方式等の他の指紋認証センサであっても良い。なお、小型化を図るためライン型( スウィープ型) の指紋認証センサを用いることが望ましいが、エリア型の指紋認証センサを用いることも当然可能である。指紋認証センサ１００を設ける位置については任意である。
【００３１】
メインディスプレイ４００を設ける位置についても任意である。
【００３２】
なお、ここでは、携帯電話器として説明したが、ＰＤＡ( Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ) 、ノートパソコン、デジタルカメラ等の携帯情報端末装置に適応可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】携帯情報端末装置のブロック図である。
【図２】同装置を示す図であって、( ａ) が概略的正面図、( ｂ) が概略的右側面図、( ｃ) が概略的背面図である。
【図３】同装置のセンシング時の指紋認証センサを示す模式図である。
【図４】同装置の指紋認証センサのセンサ面の拡大図であって、( ａ) が指紋認証モード時を示す図、( ｂ) が操作入力モード時を示す図である。
【図５】同装置の制御部により処理される指紋認証割込プログラムのフローチャートである。
【図６】同装置の制御部により処理される操作入力割込プログラムのフローチャートである。
【図７】同装置により作成された指紋の画像データを表した図であって、( ａ) は最新の画像データの前に記録された画像データのサンプル図、( ｂ) は最新の画像データのサンプル図である。
【図８】同装置により求められた画像データの基準点の移動方向及び移動量を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  指紋認証センサ
１１０  センサ素子
２００  制御部
３００  メモリ部
【図１】
2005301658.tif 000003
【図２】
2005301658.tif 000004
【図３】
2005301658.tif 000005
【図４】
2005301658.tif 000006
【図５】
2005301658.tif 000007
【図６】
2005301658.tif 000008
【図７】
2005301658.tif 000009
【図８】
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