JP2005027097A - 携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量で多機能な携帯端末装置を提供することにある。
【解決手段】外部から接触可能な部分にデバイス部２を備えた携帯端末装置であって、デバイス部２は、文字または画像を表示する表示手段３と、接触した接触物の表面の凹凸を検出する触覚手段４と、本装置の電源となる太陽電池部６とからなり、あらかじめ所定の凹凸が登録された凹凸記憶手段８と、凹凸記憶手段８に登録された凹凸データと触覚手段４により検出された接触物の表面の凹凸データとが一致するか否かを判定する判定手段９と、判定手段９の判定結果により本装置の使用を許可または禁止する処理手段１０とを備えて携帯端末装置を構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面を部分的または全体的に覆うデバイス部を備えた携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ユーザーを認証して使用に制限をかけるようにした携帯端末装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の技術は、移動電話に個人識別システムを搭載し、所持者の指紋の凹凸データから個人を認証し、事前に登録されたユーザーデータと異なれば通話を不可にするものである。ここで、特許文献１の技術では、指紋の凹凸データを検出するために電源スイッチの表面に触覚センサが設けられており、電源スイッチを押下する際に指紋を読み取るようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４６０５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１に記載の携帯端末装置では、例えば図５に概略的に示すように、電源スイッチ１０１に指紋照合用のシステムを追加している。この電源スイッチ１０１の構造としては、例えば、図６（ａ）及び（ｂ）の断面図に示す２種類のタイプがあり、各々、押下するスイッチ部分のために厚みｔが必要となる。そのため、電源スイッチ１０１の分だけ厚みｔの考慮が必要となるといった問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、小型軽量で多機能な携帯端末装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯端末装置は、外部から接触可能な部分デバイス部を備えた携帯端末装置であって、前記デバイス部は、文字または画像を表示する表示手段と、接触した接触物の表面の凹凸を検出する触覚手段と、本装置の電源となる太陽電池部とからなり、あらかじめ所定の凹凸が登録された凹凸記憶手段と、前記凹凸記憶手段に登録された凹凸データと前記触覚手段により検出された接触物の表面の凹凸データとが一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果により本装置の使用を許可または禁止する処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成において、表示手段とは、携帯端末装置の出力部の一つであり、液晶ディスプレイ等の薄型の表示装置をさす。このような表示手段を携帯端末装置のキャビネットの表面にデバイス部として、例えば、液晶ディスプレイを駆動させるドライバ回路や液晶ディスプレイに用いられるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の回路を、多結晶シリコンまたは連続粒界結晶シリコン（以下「ＣＧシリコン」と記載する）等によって形成することにより、別途回路基板等を用いる必要がない。このことにより、表示手段としての専用の構成部品を別に付加する必要がないので、携帯端末装置の小型軽量化が図れる。
【０００９】
加えて、接触したユーザーの接触面の凹凸を触覚手段で取得し、記憶手段に登録されている凹凸データと一致するかを判定手段で判定し、その判定結果に基づいて処理手段により本装置の使用を許可または禁止する構成としている。
【００１０】
このような構成において、凹凸データとは、主には指紋が考えられるが、指紋に限ったものではなく、手のひらの凹凸である掌紋など、接触物の凹凸全般を含むデータである。また、接触可能な部分を部分的または全体的に覆っているデバイス部に設けられた触覚手段は、ユーザーがデバイス部に接触したことを検出する手段である。この触覚手段は、指などの小さい部分を検出するものには限らず、掌を検出するぐらいの大きさやそれ以上の大きさも検出可能とする。
【００１１】
また、凹凸記憶手段は、メモリやハードディスクといった記憶領域をもつデバイス全般を含み、少なくとも凹凸データを１または複数記憶するだけの容量を持つ。
【００１２】
判定手段は、触覚手段で取得した凹凸データと、凹凸記憶手段に登録された凹凸データとをパターンマッチング等の技術によって比較する。ここでいう比較とは、両データが完全一致する場合の他、部分的に一致している場合も同一とみなすものとする。判定手段で同一とみなされた場合は、処理手段で本装置の使用を許可し、判定手段で相違が発見された場合は、処理手段で本装置の使用を禁止する。
【００１３】
凹凸データを触覚手段によって取得することで、上記課題であるような厚みｔ（図６参照）のあるスイッチ等の部品を別途設ける必要がなくなり、小型軽量化を図ることができる。また、触覚手段を設けるデバイス部を、外部から接触可能な部分を部分的または全体的に設けることで、面積的な制約もなくなり、接触手段の配置も自由にレイアウトすることができる。
【００１４】
加えて、太陽電池部において本装置の充電を行うことを可能としている。
【００１５】
このような太陽電池部をデバイス部に設けることにより、大型で大容量のバッテリーを備える必要も無く、小型のバッテリーだけでも太陽電池部で発電された電気で駆動でき、携帯端末装置の駆動時間を延長させる効果がある。
【００１６】
さらに、デバイス部を上記のように構成することにより、携帯端末装置の表面に表示機能や充電機能等の多種の機能を同時に付加することができる。さらにまた、このような機能が付加されていることを表面から見ただけでは分からない構造とすることができるので、表面上シンプルに構成することができる。
【００１７】
また、本発明の携帯端末装置は、前記表示手段に表示された操作キー表示に接触操作されたことを検出する操作検出手段を前記デバイス部に備えたことを特徴とする。
【００１８】
すなわち、ユーザーが触れる状態を操作検出手段により検出することにより、各操作キーの操作通りに動作を行うことができる。
【００１９】
このような構成において、操作検出手段とは、ユーザーが操作した際の圧力を検出するものや、接触したユーザーの静電気や体温を検出するものなど、操作を検出できるもの全般を含む。
【００２０】
また、本発明の携帯端末装置は、表示する画像を取得する取得手段と、取得した画像を記憶する画像記憶手段と、記憶した画像を前記表示手段に表示するかどうかを切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
すなわち、取得手段に取得された画像を、表示手段に表示するどうかを、切り替え手段で切り替える構成とする。
【００２２】
このような構成において、画像記憶手段とは、メモリやハードディスクといった記憶領域をもつデバイス全般を含み、少なくとも表示画像を１または複数記憶するだけの容量を持つ。また、取得手段とは、無線接続やケーブル接続等の表示する画像を外部から取得する手段や、携帯端末装置本体内で作成する方法など、表示する画像を準備する方法全般をさす。また、切り替え手段とは、取得手段で取得した画像を表示手段に表示するかどうかの切り替えを行うもの全般をさし、例えば、操作キー押下により切り替える場合や、時間で切り替える場合や、携帯端末装置本体の状態が変わったこと、つまり、例えば電話がかかって来た等を検出して切り替える場合などをさす。
【００２３】
このような構成によって、表示手段にユーザーが好きに画像を表示することにより、ユーザー好みの模様等の表示デザインの携帯端末装置にすることができる。また、携帯端末装置の表示に上記各種機能が付加されていることを画像表示によりカモフラージュして表面から気づかなくすることもでき、例えば、いわゆるパーソナルコンピュータ等に用いられるディスプレイの待機時のスクリーンセーバー表示のような使い方をすることが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
＜実施形態１＞
本発明の携帯端末装置に関する実施形態１について、図１ないし図３を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態１の携帯端末装置の電気的構成を示すブロック図、図２は外観図であり、本実施形態１では携帯電話機に適用した例を示している。
【００２７】
この携帯電話機１は、外部から接触可能な部分である例えば携帯電話機１のキャビネットの表面に設けられた各種半導体素子等からなるデバイス部２と、携帯電話機１の内部に配置された取得手段７，記憶手段８，判定手段９，処理手段１０と、その他の機構１１，受話部１３，送話部１４，アンテナ部１５，通信ポート１６とを備えている。また、デバイス部２は、表示手段３，触覚手段４、操作検出手段５，太陽電池部６から構成されている。なお、図２において、このデバイス部２は、携帯電話機１の一面にしか設けられていないが、図中、裏面等の他の面に設けても良い。
【００２８】
このデバイス部２を構成する表示手段３に用いられる液晶ディスプレイ等のドライバ回路やＴＦＴ等の回路、及び太陽電池部６は、例えば、多結晶シリコンまたはＣＧシリコン等によって形成される。ここで、ＣＧシリコンについては、例えば特開平７−１６１６３４号公報や特開２００２−１２４４６８号公報に開示されている。このＣＧシリコンは、シリコン薄膜の新固相成長技術によって基板上に形成され、優れた電気特性を有している。このような結晶性シリコンを用いれば、これまでの単結晶シリコン上でしか形成できなかった高速、高密度のＬＳＩ等を例えば透明なガラス基板上あるいはフレキシブルなプラスチック材料上に形成することができる。このデバイス部２に表示手段３、触覚手段４、操作検出手段５、太陽電池部６を備えることにより、薄膜化、軽量化を同時に達成することができる。ここで、センサーやスイッチとしての触覚手段４や操作検出手段５は、例えば特開２００２−２２８４１０号公報等に開示されているマトリクス状の導体からなる電極等で構成された圧力式センサーをデバイス部２として形成しても良いし、または、デバイス部２上に別部材のセンサー（例えば、静電容量式、圧力式等のタッチパネル）やスイッチを設けても良い。なお、太陽電池３をＣＧシリコンにて製造する方法については、例えば特開平９−８２９９７号公報や特開平８−３４０１２７号公報に開示されており、本発明においてもこれらの技術を用いて形成することができる。
【００２９】
表示手段３は、携帯電話機の出力部の一つであり、液晶ディスプレイ等の薄型の表示装置を用いることができる。この表示手段３は、本実施形態１ではデバイス部２に備えられた表示装置であり、携帯電話機内で処理され、ユーザーに提示する情報を表示する。表示内容は、電話をかけたり受けたりする際の電話番号表示はもとより、電子メール等の文字情報や、各種設定のメニュー表示等である。加えて、電話をかける際に必要なテンキー等の操作キーを表示することが可能であり、表示された操作キーの上に設けた操作検出手段５によって、ユーザーがその操作キーを押したかどうかを検出する。
【００３０】
触覚手段４は、ユーザーがデバイス部２に接触したことを検出する手段である。この触覚手段４は、指などの小さい部分を検出するものには限らず、掌大を検出するくらいの大きさやそれ以上の大きさのものも含む。本実施形態１ではデバイス部２に備えられており、ユーザーがデバイス部２に接触した際、どこに接触したかを検出し、指紋等の凹凸データを取得する。
【００３１】
操作検出手段５は、ユーザーが操作した際の圧力を検出するものや、接触したユーザーの静電気や体温を検出するものなど、ユーザーによる操作を検出できるもの全般を含む。本実施形態１では、デバイス部２にユーザーが接触した際、どのように接触したかを検出する。また上述のように、表示手段３に表示される操作キーの上に操作検出手段５を設け、操作キー表示にユーザーが接触したかどうか、つまり、ユーザーが操作キーを押したかどうかを検出する。
【００３２】
太陽電池部６は携帯電話機に搭載された図示しないバッテリーの充電や、動作用の電気を発電するものである。この太陽電池部６では、光が当たっている間は常に発電を行っており、携帯電話機１の電力を補充することができる。
【００３３】
取得手段７は、表示手段３に表示する画像を取得する手段であり、無線接続やケーブル接続等を用いて表示する画像を外部から取得する手段や、機器本体内で作成する手段など、表示する画像を準備することができる手段全般をさす。具体例としては、別途作成した画像をパーソナルコンピュータ等から通信ポート１６を通じてデータを取り込む方法がある。データを取り込む方法としては、赤外線に代表されるワイヤレス通信や、ケーブル接続による有線通信などが挙げられる。また、携帯電話機１内で操作キーを使用したり手描き入力等で編集して画像を作成しても良い。上記のように取得した画像を表示手段に表示することにより、ユーザー好みの模様等の表示デザインの携帯電話機にすることができる。また、携帯電話機の表面に上記各種機能が付加されていることを画像表示によりカモフラージュして表面から気づかなくすることもでき、例えば、いわゆるパーソナルコンピュータ等に用いられるディスプレイの待機時のスクリーンセーバー表示のような使い方をすることが可能である。
【００３４】
記憶手段（凹凸記憶手段及び画像記憶手段）８は、メモリやハードディスクといった記憶領域をもつデバイス全般を含み、少なくとも表示画像を１または複数記憶するだけの容量を持つ。具体例としては、携帯電話機１内部に搭載されたメモリデバイスや、別途取り付けられた取り外し可能なメモリデバイスなどが挙げられる。
【００３５】
判定手段９は、触覚手段４で取得した凹凸データと、記憶手段８に予め登録されている凹凸データとをパターンマッチング等の技術によって比較する。ここでいう比較とは、両データが完全に一致する場合の他、部分的に一致している場合も同一とみなすものとする。この判定手段９での判定結果は処理手段１０に渡される。
【００３６】
処理手段１０は、判定手段９での判定結果に基づき、両データが同一とみなされた場合は携帯電話機１の使用を許可し、そうでない場合は携帯電話機１の使用を禁止するように処理を行う。
【００３７】
また、処理手段１０は、切り替え手段としても動作し、上述の取得手段で取得した画像を表示手段に表示するかどうかの切り替えを行い、例えば、操作キー押下により切り替える場合や、時間で切り替える場合や、携帯電話機の状態が待ち受け状態に変わった等の状態変化を検出して切り替える。
【００３８】
その他の機構１１とは、本発明に直接関わらない携帯電話機１に含まれる機構全般をさしている。具体的には、図２に示すように、受話部１３、送話部１４、アンテナ部１５などを含み、携帯電話機１にとっては必要不可欠な機能である。送話部１４は、ユーザーの音声データを携帯電話機１に取り込み、必要であれば変換して相手に伝える役割を果たす。受話部１３は、相手の声を必要であれば復元した後、出力する役割を果たす。アンテナ部１５は、携帯電話機１自体と携帯電話会社の基地局とを無線で通信する際に使用する。また、通信ポート１６は、携帯電話機１にデータを直接入出力する際に使用し、ケーブルを直接繋ぐものや、赤外線などのように無線で接続するものなどが含まれる。図２には、ケーブルを直接繋ぐコネクタタイプが示されている。
【００３９】
次に、上記構成の携帯電話機１の電源をＯＮする際の動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４０】
携帯電話機１の表面に上記各手段等を設けたデバイス部２を形成し、このデバイス部２において表示、指紋認証、接触認識を行う。
【００４１】
まず、デバイス部２の表面に接触があった場合（ステップＳ１）、それを触覚手段４で感知し、電源がＯＮかどうかを判断する（ステップＳ２）。その結果、電源がＯＦＦの場合（ステップＳ２でＮｏと判断された場合）には、判定手段９により電源を操作したユーザーの認証を行う（ステップＳ３）。
【００４２】
そして、認証の結果がＮＧ（予め指紋等の凹凸データを記憶手段８に登録してあるユーザーでは無い場合）であれば（ステップＳ３でＮｏと判断されれば）、電源をＯＮすることなくＯＦＦのままとする（ステップＳ４）。一方、認証の結果がＯＫ（予め指紋等の凹凸データを記憶手段８に登録してあるユーザーの場合）である場合（ステップＳ３でＹｅｓと判断された場合）には、携帯電話機１の電源をＯＮにする。
【００４３】
一方、ステップＳ２において電源がＯＮである場合（Ｙｅｓと判断された場合）には、デバイス部２の表示手段３の表示状況を処理手段１０が確認し、接触した箇所にテンキーや発信用の操作キー等が表示されていれば（ステップＳ６でＹｅｓと判断されれば）、その操作キーの操作に従った動作を図示しない携帯電話機全体を制御するＣＰＵ等の制御によって行う（ステップＳ７）。一方、接触した箇所に何も表示されていなければ（ステップＳ６でＮｏと判断されれば）、全く関係のない場所に接触したと判断し、そのまま何も行わずに終了する（ステップＳ８）。
【００４４】
＜実施形態２＞
図４は、本実施形態２の携帯端末装置であるＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ（Ｄａｔａ）Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）の例を示している。
【００４５】
このＰＤＡは、ＰＤＡ本体２１とデバイス部２とからなる。すなわち、本実施形態２では、ＰＤＡ本体２１の表面に上述の実施形態１のデバイス部２を形成し、これにより表示、指紋認証、接触認識を行う構成としている。なお、図４において、デバイス部２は、携帯電話機１の一面にしか設けられていないが、図中、裏面等の他の面に設けても良い。
【００４６】
また、このようなＰＤＡでは、スケジュール管理や住所管理等のデータを取り扱い、これらの各種データ表示や各種操作キーの表示は、デバイス部２の表示手段３に表示される。
【００４７】
次に、上記構成のＰＤＡの電源をＯＮする際の動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、デバイス部２に形成される表示手段、触覚手段、操作検出手段、太陽電池部については、上記実施形態１のものと同様であるので、ここでは必要に応じ実施形態１で用いた符号と同じ符号を用いて説明を行うこととする。
【００４８】
まず、デバイス部２の表面に接触があった場合（ステップＳ１）、それを触覚手段４で感知し、電源がＯＮかどうかを判断する（ステップＳ２）。その結果、電源がＯＦＦの場合（ステップＳ２でＮｏと判断された場合）には、判定手段９により電源を操作したユーザーの認証を行う（ステップＳ３）。
【００４９】
そして、認証の結果がＮＧ（予め指紋等の凹凸データを記憶手段８に登録してあるユーザーでは無い場合）であれば（ステップＳ３でＮｏと判断されれば）、電源をＯＮすることなくＯＦＦのままとする（ステップＳ４）。一方、認証の結果がＯＫ（予め指紋等の凹凸データを記憶手段８に登録してあるユーザーの場合）である場合（ステップＳ３でＹｅｓと判断された場合）には、ＰＤＡの電源をＯＮにする。
【００５０】
一方、ステップＳ２において電源がＯＮである場合（Ｙｅｓと判断された場合）には、デバイス部２の表示手段３に表示されているデータ等の表示状況を処理手段１０が確認し、接触した箇所に操作キー等が表示されていれば（ステップＳ６でＹｅｓと判断されれば）、その操作キーの操作に従った動作を図示しないＰＤＡ全体を制御するＣＰＵ等の制御によって行う（ステップＳ７）。一方、接触した箇所に何も表示されていなければ（ステップＳ６でＮｏと判断されれば）、全く関係のない場所に接触したと判断し、そのまま何も行わずに終了する（ステップＳ８）。
【００５１】
また、ステップＳ２において電源がＯＮである場合（Ｙｅｓと判断された場合）に、デバイス部２の表示手段３が処理手段１０により情報を提示する。ユーザーがそれを見てＰＤＡを操作した場合に、その操作した箇所に操作キー等の表示があり、その部分において触覚手段４で接触を感知したのであれば（ステップＳ６でＹｅｓと判断されれば）、その操作キーの操作に従った動作を行う（ステップＳ７）。
【００５２】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の携帯端末装置は、携帯端末装置の表面に文字または画像を表示する表示手段と、接触した接触物の表面の凹凸を検出する触覚手段と、本装置の電源となる太陽電池部とからなるデバイス部を備えた構成としている。これにより、その携帯端末装置の表面に表示機能、充電機能等の多種の機能を同時に、かつ、コスト及び厚さを増やすことなく設けることができる。このことにより、携帯端末装置の小型軽量化の実現を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯端末装置を携帯電話機に適用した実施形態１の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態１の携帯電話機の外観図である。
【図３】本発明の携帯端末装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の携帯端末装置をＰＤＡに適用した実施形態２を示す外観図である。
【図５】指紋認証付の携帯電話機の従来例を示す外観図である。
【図６】従来の携帯電話機の電源スイッチの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 携帯端末装置本体
２ デバイス部
３ 表示手段
４ 触覚手段
５ 操作検出手段
６ 太陽電池部
７ 取得手段
８ 記憶手段（凹凸記憶手段，画像記憶手段）
９ 判定手段
１０ 処理手段（切り替え手段）
１１ その他の機構
１３ 受話部
１４ 送話部
１５ アンテナ部
１６ 通信ポート

Claims (3)

1. 外部から接触可能な部分にデバイス部を備えた携帯端末装置であって、
   前記デバイス部は、文字または画像を表示する表示手段と、接触した接触物の表面の凹凸を検出する触覚手段と、本装置の電源となる太陽電池部とからなり、
   あらかじめ所定の凹凸が登録された凹凸記憶手段と、
   前記凹凸記憶手段に登録された凹凸データと前記触覚手段により検出された接触物の表面の凹凸データとが一致するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果により本装置の使用を許可または禁止する処理手段とを備えたことを特徴とする携帯端末装置。
2. 請求項１に記載の携帯端末装置において、
   前記表示手段に表示された操作キー表示に接触操作されたことを検出する操作検出手段を前記デバイス部に備えたことを特徴とする携帯端末装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の携帯端末装置において、
   前記表示手段に表示する画像を取得する取得手段と、
   取得した前記画像を記憶する画像記憶手段と、
   記憶した前記画像を前記表示手段に表示するかどうかを切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とする携帯端末装置。

Images