JP2009146080A - 指認識キーボードおよび携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機などの小型の端末においても利用可能であり、操作性に優れたキーボードを提供することを目的とする。
【解決手段】携帯電話機１は、キーボード１１を備える。キーボード１１は、アルファベット入力用のキー１１１ａ〜１１１ｈを備える。キー１１１ａ〜１１１ｈは、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈを備え、キーに触れた指の指紋画像を撮像可能である。比較部１１５は、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈから指紋情報を取得し、指紋情報記憶部１１６を参照することで、キーに触れている指種別を特定する。比較部１１５が、指が触れているキーの種別と、触れている指の種別を特定すると、制御部１００は、文字登録部１１７を参照し、キー種別と指種別の組み合わせから文字を特定する。特定された文字は、ディスプレイ２１に表示される。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンピュータで用いられるキーボードに関する。特に、携帯電話機などの小型の端末での利用に適したキーボードに関する。

携帯電話機が備えるキーボードでは、１つのキーに複数の文字が割り当てられている。たとえば、Ａ，Ｂ，Ｃの文字が１つのキーに割り当てられている。ユーザは、Ａ，Ｂ，Ｃの文字が割り当てられているキーを１回押すことで、文字“Ａ”を指定し、２回押すことで、文字“Ｂ”を指定し、３回押すことで、文字“Ｃ”を指定することができる。

このように、携帯電話機においては、１つのキーに複数の文字を割り当てることで、キーの数を少なくし、小型の端末においても、数少ないキーを利用して、文字入力を可能としている。

また、指紋認証技術の進歩に伴い、指紋認証を利用したユーザインタフェースも提案されている。下記特許文献１は、指紋情報と電話番号などを対応付けることで、コンピュータに対する操作性の向上を図っている。

特開２００５−１４９５１６号公報

上述したように、携帯電話機では、キーの数を少なくする工夫がなされているが、１つの文字を入力するためにキーを複数回押さなければならないため、操作が煩雑である。電子メールなどで多数の文字を入力する場合などは、特に面倒な作業になる。

また、上記特許文献１の技術は、キー入力操作を簡略化できるなどメリットがあるが、登録された指紋に文字やコマンドを対応付けるため、１ユーザに対して対応付けることができる文字やコマンドに限りがある。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、携帯電話機などの小型の端末においても利用可能であり、操作性に優れたキーボードを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、指認識キーボードであって、複数のキーと、各キーにより入力された文字を特定するキー入力判定部と、を備え、各キーは、各キーの表面に触れている指から指紋情報を取得する指紋取得部、を含み、前記キー入力判定部は、指紋情報と指種別とを対応付けて記憶する記憶部と、キー種別および指種別との組み合わせと文字とを対応付けて登録する文字登録部と、各キーに対する指の接触に応答して、指が触れられているキー種別を特定するとともに、前記指紋取得部により取得した指紋情報から指種別を特定し、特定されたキー種別および指種別に基づいて前記文字登録部において登録されている文字を特定する文字特定部と、を含むことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の指認識キーボードにおいて、各キーには、複数の文字が対応付けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、携帯端末であって、複数のキーと、各キーにより入力された文字を特定するキー入力判定部と、前記キー入力判定部で特定された文字を表示するディスプレイと、を備え、各キーは、各キーの表面に触れている指から指紋情報を取得する指紋取得部、を含み、前記キー入力判定部は、指紋情報と指種別とを対応付けて記憶する記憶部と、キー種別および指種別との組み合わせと文字とを対応付けて登録する文字登録部と、各キーに対する指の接触に応答して、指が触れられているキー種別を特定するとともに、前記指紋取得部により取得した指紋情報から指種別を特定し、特定されたキー種別および指種別に基づいて前記文字登録部において登録されている文字を特定する文字特定部と、を含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載の携帯端末において、各キーには、複数の文字が対応付けられていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の携帯端末において、前記携帯端末は、携帯電話機を含むことを特徴とする。

本発明の指認証キーボードを利用することで、１つのキーに複数の文字が割り当てられている場合であっても、ユーザは、１回の文字入力動作で、１文字を入力可能である。少ないキーを利用して容易に文字入力を可能とするので、携帯電話機などの小型の端末においても非常に利便性の高いキーボードとして利用可能である。

｛１．携帯電話機の構成｝
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る携帯電話機１の外観図である。携帯電話機１は、本体部１０と、本体部１０に対して開閉可能な回動部２０とを備えている。本体部１０の上面には、キーボード１１が配置され、回動部２０には、ディスプレイ２１が配置されている。キーボード１１は、十字カーソルキーや、複数のキー１１１，１１１・・・で構成されている。ディスプレイ２１としては、たとえば、液晶表示パネルが用いられる。

図２は、図１で示したキーボード１１の一部拡大図である。上述したように、キーボード１１は、十字カーソルキーや複数のキー１１１，１１１・・・で構成されているが、図２では、そのうち、アルファベットの文字入力に用いられる８つのキー１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１１１ｅ，１１１ｆ，１１１ｇ，１１１ｈを示している。

キー１１１ａには、Ａ，Ｂ，Ｃの文字が割り当てられている。キー１１１ｂには、Ｄ，Ｅ，Ｆの文字が割り当てられている。キー１１１ｃには、Ｇ，Ｈ，Ｉの文字が割り当てられている。キー１１１ｄには、Ｊ，Ｋ，Ｌの文字が割り当てられている。キー１１１ｅには、Ｍ，Ｎ，Ｏの文字が割り当てられている。キー１１１ｆには、Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓの文字が割り当てられている。キー１１１ｇには、Ｔ，Ｕ，Ｖの文字が割り当てられている。キー１１１ｈには、Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚの文字が割り当てられている。

本実施の形態に係るキーボード１１は、キーに触れている指から指紋情報を取得し、指種別に応じた文字入力を可能としている。そして、本実施の形態においては、アルファベットを入力するための８つのキー１１１ａ〜１１１ｈが、指紋情報の取得機能を備えている。このように、本実施の形態においては、８つのキー１１１ａ〜１１１ｈに指紋情報の取得機能を持たせるようにしているが、十字カーソルキーやその他のキー１１１，１１１・・・についても指紋情報の取得機能を持たせるようにしてもよい。つまり、従来から存在するキー（押し込み操作により文字を指定するキー）と、指認識を行うキーとを混在させてもよいし、全てのキーに指認識機能を持たせても良い。

図３は、携帯電話機１のブロック図である。携帯電話機１は、上述したキーボード１１とディスプレイ２１を備えるほか、本体部１０の内部に制御部１００、比較部１１５、指紋情報記憶部１１６、文字登録部１１７などを備えている。なお、図３では、通信部やアンテナ、マイク、スピーカなど、携帯電話機１の各種機能部を図示省略している。

キーボード１１は、アルファベット入力用のキー１１１ａ〜１１１ｈを含め複数のキー１１１と十字カーソルキーなどで構成される。キー１１１ａ〜１１１ｈは、それぞれ、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈを備えている。指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈは、たとえばＣＣＤなどの撮像素子を備えている。指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈは、それぞれキー１１１ａ〜１１１ｈの表面に触れている指の指紋画像を撮像する。

制御部１００は、ＣＰＵ，ＲＡＭなどを備え、携帯電話機１の全体制御を行う中枢部である。

｛２．キー種別および指の種別の組み合わせと文字との対応｝
比較部１１５は、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈのいずれかが撮像した指紋画像を入力する。比較部１１５は、この指紋画像を、そのまま指紋情報として利用してもよいし、指紋画像から抽出された数値情報や特徴情報などの加工情報を指紋情報として利用してもよい。また、比較部１１５は、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈのいずれかから入力した指紋情報と、指紋情報記憶部１１６に登録されている指紋情報とを比較する。

なお、比較部１１５は、複数の指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈで取得された指紋情報を同時に処理する必要はない。文字の入力は、シーケンシャルな処理を行えば十分だからである。本実施の形態においては、比較部１１５は、半導体集積回路（半導体ＬＳＩ）として構成されているが、指紋情報の比較回路などを単一に備えていればよいので、回路規模を小さくすることが可能である。つまり、多数の指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈに対して、単一の比較回路などが存在すればよい。

指紋情報記憶部１１６には、指紋情報と指種別とが対応して記憶されている。図４は、指紋情報記憶部１１６の登録内容の例を示している。この例では、指紋情報記憶部１１６には、人差し指、中指、薬指、小指それぞれの指紋情報が記憶されている。指紋情報としては、上述したように、指紋画像がそのまま指紋情報として登録されていてもよいし、指紋画像から抽出された数値情報や特徴情報などの加工情報が指紋情報として登録されていてもよい。

比較部１１５は、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈから入力した指紋情報と、指紋情報記憶部１１６に登録されている指紋情報とを比較することで、キー１１１ａ〜１１１ｈに接触している指の種別を特定することができる。たとえば、キー１１１ａに接触しているのが人差し指であることや、キー１１１ｂに接触しているのが中指であることを特定する。

文字登録部１１７は、図５に示す文字データベース１１７Ａを登録している。文字データベース１１７Ａは、キー種別および指の種別の組み合わせと文字とを対応付けたデータベースである。

図５に示す文字データベース１１７Ａにおいて、たとえば、キー１１１ａに人差し指が触れる操作は“Ａ”の文字の入力操作に対応し、キー１１１ａに中指が触れる操作は“Ｂ”の文字の入力操作に対応し、キー１１１ａに薬指が触れる操作は“Ｃ”の文字の入力操作に対応している。また、キー１１１ｅに人差し指が触れる操作は“Ｍ”の文字の入力操作に対応し、キー１１１ｅに中指が触れる操作は“Ｎ”の文字の入力操作に対応し、キー１１１ｅに薬指が触れる操作は“Ｏ”の文字の入力操作に対応している。

｛３．設定登録作業｝
上述したように、指紋情報記憶部１１６には、携帯電話機１を利用するユーザの指紋情報が登録されている。たとえば、ユーザの人差し指、中指、薬指、小指の４指の指紋情報が登録されている。この登録設定は、たとえば、携帯電話機１を購入した後、最初の使用時などに行われる設定である。

図６は、指紋情報の登録方法を示す図である。ディスプレイ２１には、「人差し指を触れて下さい。」といったメッセージが表示されている。そして、ユーザは、図に示すように、人差し指をキー１１１ａに接触させるのである。これにより、指紋撮像部１１２ａにおいて人差し指の指紋が撮像され、人差し指の指紋情報が指紋情報記憶部１１６に登録される。そして、中指、薬指、小指に対しても同様の操作を繰り返すことで、指紋情報記憶部１１６に、各指の指紋情報が登録されるのである。ここでは、キー１１１ａを指紋情報の登録用に利用しているが、他のキー１１１ｂ〜１１１ｈを利用してもよい。

ユーザは、指紋情報の登録を一度行えばよい。今後、このユーザは、携帯電話機１を利用する場合には、最初に登録された指紋情報を利用して操作指示を行うことが可能である。逆に言えば、指紋情報の登録設定が行われることにより、他のユーザは、指紋情報を利用して、この携帯電話機１を利用することができない。この意味で、携帯電話機１のセキュリティを高める役割も果たしている。

｛４．処理の流れ｝
上述したように、ユーザの各指の指紋情報が指紋情報記憶部１１６に登録されることで、指認証インタフェースの使用環境が整う。次に、実際の操作の処理の流れを説明する。なお、キー種別および指種別の組み合わせと文字との対応関係は、デフォルトとして設定されている文字データベース１１７Ａの内容を利用してもよいが、ユーザが自由に指紋情報取得可能な各キー１１１に文字や記号を割り当ててもよい。

ユーザは、入力したい文字が割り当てられているキー１１１ａ〜１１１ｈに指で触れる。指がキー１１１ａ〜１１１ｈに触れると、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈが、指の指紋を撮像する。比較部１１５は、指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈから指紋画像を入力する。比較部１１５は、この指紋画像をそのまま指紋情報として、あるいは、指紋画像から加工した情報を指紋情報として、指紋情報記憶部１１６に登録されている指紋情報との照合を行う。

照合の結果、ある種別の指の指紋情報と一致した場合には、比較部１１５は、指の種別を特定し、その特定情報を制御部１００に出力する。このようにして、制御部１００は、キー１１１ａ〜１１１ｈに接触している指種別を認識することができる。

また、比較部１１５は、指紋情報を指紋撮像部１１２ａ〜１１２ｈのうちいずれの指紋撮像部から入力したかを特定する。これにより、比較部１１５は、取得した指紋情報が、いずれのキー１１１ａ〜１１１ｈに触れている指から取得されたものであるかを特定する。そして、比較部１１５は、上述したように、制御部１００に対して特定した指種別を出力する際に、あわせて、その指が触れているキー種別を出力する。

制御部１００は、キー種別と指種別とを特定すると、文字登録部１１７を参照し、対応する文字を特定する。そして、制御部１００は、特定された文字をディスプレイ２１に出力する。これにより、ディスプレイ２１に特定された文字が表示される。

図７は、本実施の形態のキーボード１１を利用した操作方法を例示した図である。まず、図７（Ａ）において、ユーザは、薬指でキー１１１ｂに触れている。これにより、ディスプレイ２１に“Ｆ”の文字が表示される。続いて、図７（Ｂ）において、ユーザは、薬指でキー１１１ｃに触れている。これにより、ディスプレイ２１に“Ｉ”の文字が表示される。続いて、図７（Ｃ）において、ユーザは、中指でキー１１１ｅに触れている。これにより、ディスプレイ２１に“Ｎ”の文字が表示される。最後に、図７（Ｄ）において、ユーザは、中指でキー１１１ｂに触れている。これにより、ディスプレイ２１に“Ｅ”の文字が表示される。

このようにして、ユーザは、全てのアルファベットについて、指をキー１１１に触れる１回の動作で、１文字を入力することが可能である。図７の例であれば、４回だけ指をキー１１１に触れる操作で、“ＦＩＮＥ”という４文字の単語を入力することが可能である。たとえば、従来の携帯電話機で用いられている入力インタフェースでは、１つのキーに３つの文字が割り当てられている場合、文字によっては、そのキーを２度あるいは３度操作する必要があった。もし“ＦＩＮＥ”という単語を入力しようとすると、“Ｆ”の入力のために３回、“Ｉ”の入力のために３回、“Ｎ”の入力のために２回、“Ｅ”の入力のために２回、合計１０回のキー操作が必要であった。本実施の形態のキーボード１１であれば、半分の操作で“ＦＩＮＥ”を入力可能である。

｛５．変形例｝
図２で示した例では、キー１１１ｆには、Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓの４つの文字、キー１１１ｈには、Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚの４つの文字が割り当てられている。この割り当て方法は、現在の携帯電話機で利用されている一般的な割り当て方法をそのまま用いたからである。この場合、“Ｓ”の文字、あるいは、“Ｚ”の文字を入力するためには、小指を利用する必要がある。そこで、各キーに３文字までを割り当てるようにしてもよい。これであれば、人差し指、中指、薬指の３指を使用して、アルファベットを入力することが可能である。

携帯電話機の外観図である。 キーボード部分の拡大図である。 携帯電話機のブロック図である。 指紋情報記憶部の登録内容を示す図である。 文字データベースの登録内容を示す図である。 指紋情報の登録方法を示す図である。 文字入力の操作例を示す図である。

符号の説明

１ 携帯電話機
１１ キーボード
２１ ディスプレイ
１１１ キー
１１１ａ〜１１１ｈ （アルファベット用）キー
１１２ａ〜１１２ｈ 指紋撮像部

Claims (5)

1. 複数のキーと、
   各キーにより入力された文字を特定するキー入力判定部と、
   を備え、
   各キーは、
   各キーの表面に触れている指から指紋情報を取得する指紋取得部、
   を含み、
   前記キー入力判定部は、
   指紋情報と指種別とを対応付けて記憶する記憶部と、
   キー種別および指種別との組み合わせと文字とを対応付けて登録する文字登録部と、
   各キーに対する指の接触に応答して、指が触れられているキー種別を特定するとともに、前記指紋取得部により取得した指紋情報から指種別を特定し、特定されたキー種別および指種別に基づいて前記文字登録部において登録されている文字を特定する文字特定部と、
   を含むことを特徴とする指認識キーボード。
2. 請求項１に記載の指認識キーボードにおいて、
   各キーには、複数の文字が対応付けられていることを特徴とする指認識キーボード。
3. 複数のキーと、
   各キーにより入力された文字を特定するキー入力判定部と、
   前記キー入力判定部で特定された文字を表示するディスプレイと、
   を備え、
   各キーは、
   各キーの表面に触れている指から指紋情報を取得する指紋取得部、
   を含み、
   前記キー入力判定部は、
   指紋情報と指種別とを対応付けて記憶する記憶部と、
   キー種別および指種別との組み合わせと文字とを対応付けて登録する文字登録部と、
   各キーに対する指の接触に応答して、指が触れられているキー種別を特定するとともに、前記指紋取得部により取得した指紋情報から指種別を特定し、特定されたキー種別および指種別に基づいて前記文字登録部において登録されている文字を特定する文字特定部と、
   を含むことを特徴とする携帯端末。
4. 請求項３に記載の携帯端末において、
   各キーには、複数の文字が対応付けられていることを特徴とする携帯端末。
5. 請求項３または請求項４に記載の携帯端末において、
   前記携帯端末は、携帯電話機を含むことを特徴とする携帯端末。

Images