JP2009265913A - 携帯端末 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】携帯端末(携帯電話機10)は、第1被接触領域にて、指の接触を検知して接触情報を取得するタッチセンサ161と、第1被接触領域に隣接する第2被接触領域にて、指の凹凸を検知して指紋情報を取得する指紋センサ162と、接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成するとともに、指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成し、第1移動情報と第2移動情報とを関連付けて、第1被接触領域から第2被接触領域にかけての指の移動情報を生成する制御部18と、により構成される。
【選択図】図2
Description
図1(a)に示されるように、上部筐体101には、図1(b)に示す携帯電話機10の閉状態においては外部には露出しない一面に表示部14が配置されている。
下部筐体102には更に、タッチセンサと指紋センサとからなるセンサ入力部16が配置されている。センサ入力部16におけるタッチセンサと指紋センサの実装配置関係等、詳細は後述する。
具体的には、例えば上部筐体101に配置した図示しない突起部により、下部筐体102の図示しない検出スイッチが押しているか否かを制御部18が監視することにより閉状態を検出している。
すなわち、制御部18は、検出スイッチが押下されていれば閉状態、そうでなければ開状態と判定する。
各種データとは、音声通話時の音声データ、メール送受信時のメールデータ、ウェブ閲覧時のウェブページデータ等である。
操作部12は、これらのキーが操作者によって操作された場合に、その操作内容に対応する信号を発生し、これを操作者の指示として制御部18に出力する。
すなわち、CODEC部13は、マイクロフォンから入力された音声を増幅し、アナログ−デジタル変換を行い、更に符号化等の信号処理を施し、デジタルの音声データに変換して制御部18に出力する。
また、CODEC部13は、制御部18から供給される音声データに復号化、デジタル−アナログ変換、増幅等の信号処理を施し、アナログの音声信号に変換してスピーカに出力する。
表示部14は、制御部18により生成され記憶部17の所定の領域(VRAM領域)に書き込まれた文書等の表示対象データに応じた画像を表示する。
表示部14は、例えば、通信部11による無線発信時における発信先の電話番号、着信時における発信元の電話番号、受信メールや送信メールの内容、Webページ、日付、時刻、電池残量、発信成否、文書、待ち受け画面等を表示する。
なお、図3中、接触する指の移動に関し、タッチセンサ161が反応する範囲を第1被接触領域A、指紋センサ162が反応する範囲を第2被接触領域Bという。このため、第1被接触領域内に第2被接触領域が割当てられる。
具体的に、図3において、第2被接触領域B上で指を動かしても、動かしたことが検出できないため、指を、下→右→下方向に順次移動しても、ソフトウェア(制御部18)からは、一端指を移動してから指を離して、再度指を置いたと判定される。
図3中、太線矢印は指の移動軌跡、ハッチングが付された矢印はソフトウェアが検知したタッチセンサ161の指の移動軌跡である。
基本的には、指紋センサ162の方が指の移動範囲が狭く、第1被接触領域Aと第2被接触領域Bを移動させた際に出力される位置データは不連続となるため、指紋センサ162から出力されるデータに対して補正を行い連続値とすることで、タッチセンサ161と指紋センサ162の一体化を実現できる。
タッチセンサ161は、例えば、小型化に適した静電容量タイプを用いるものとし、この場合、構造的には、平面上に、XY方向のそれぞれに絶縁体を挟んで複数の電極が格子状に配置された造りになっている。
電極は、いずれも一定容量のキャパシタの役割をはたし、指が電極に近づくと導体である指に影響され、電磁誘導により電界の一部が指方向に捻じ曲げられ、これにより、容量が変化(例えば、数pF)する。
このため、後述する制御部18は、上記した容量変化が格子状に配置されたどの位置で発生したかをXY方向のそれぞれに走っている電極間での電位を参照することにより検出することができる。
最近では、小型化、省電力化のために固定型に代わり、図3(a)〜(d)に示したように、縦横任意の方向から電極を指でなぞって検出するスイープ型が知られている。
なお、固定型、スイープ型いずれのタイプも、後述する制御部18が実行する指紋認証ソフトウェアにより、パターンマッチング処理、あるいは特徴点抽出を行い、登録データと照合を行う。
記憶部17は、例えば、制御部18が実行するコンピュータのプログラム、通信相手の電話番号や電子メールアドレス等の個人情報を管理するアドレス帳、着信音やアラーム音を再生するための音声ファイル、待ち受け画面用の画像ファイル、各種の設定データ、プログラムの処理過程で利用される一時的なデータが記憶される。
なお、記憶部17は、例えば、不揮発性の記憶デバイス(不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置、光ディスク装置など)やランダムアクセス可能な記憶デバイス(例えばSRAM、DRAM)などによって構成される。
すなわち、制御部18は、携帯電話機10の各種処理が操作部12の操作に応じて適切な手順で実行されるように、上述した各制御ブロックの動作を制御する。
制御部18が制御する各種処理としては、回線交換網を介して行われる音声通話、電子メールの作成と送受信、インターネットのWeb(World Wide Web)サイトの閲覧などが挙げられる。
また、制御部18が制御する各制御ブロックの動作としては、通信部11における信号の送受信、CODEC部13における音声入出力、表示部14における画像の表示、撮像部15における撮像処理等を挙げることができる。
制御部18は、このプログラムにおいて指示された手順に従って上述した処理を実行する。すなわち、制御部18は、記憶部17に格納されるオペレーティングシステムやアプリケーションプログラム等のプログラムから命令コードを順次読み込んで処理を実行する。
さらに制御部18は、指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成し、第1移動情報と第2移動情報とを関連付けて、第1被接触領域から第2被接触領域にかけての指の移動情報を生成する機能を有する。
ここで、「第1の移動情報」とは、タッチセンサ161により出力される接触情報に基づき生成される直交座標値である。
「第2の移動情報」とは、指紋センサ162により出力される指紋情報に基づき生成される時間データが付された座標データである。
上記したように、第1移動情報、第2移動情報は、いずれも座標データに時間データが付されたデータである。
直交座標判定部185は、例えば、第1移動情報と第2移動情報を直交座標値に変換するときに、タッチセンサ161と指紋センサ162のそれぞれが有する縦横サイズ比にしたがい、第2移動情報の直交座標値を第1移動情報の直交座標値に置換して連続した線形の座標データを生成する。詳細は後述する。
制御部18としての機能には、第2被接触領域Bが、第1被接触領域Aに隣接する場合、あるいは第1被接触領域内Aに配置される場合のそれぞれにおいて、接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成する機能が含まれる。
また、指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成し、第1移動情報と第2移動情報とを関連付けて、第1被接触領域から第2被接触領域にかけての指の移動情報を生成する機能が含まれる。
図5に示されるように、タッチセンサ161(第1被接触領域Aの座標X.Yを有するタッチセンサ161と、第2被接触領域Bの座標x,yを有する指紋センサ162との直交座標上での位置関係は、(X,Y)=(60,45)=(x,y)=(0,0),(X,Y)=(60,55)=(x,y)=(0,10),(X,Y)=(140,45)=(x,y)=(20,0),(X,Y)=(140,55)=(x,y)=(20,10)である。
図6に示されるように、タッチセンサ161が有する座標データと、指紋センサ162が有する座標データは、その最小値と最大値が全く異なり、互いの座標データに相関性が無いのが普通である。
ここでは、タッチセンサ161と指紋データ162の座標データのサイズ比に基づいて決定されるオフセット量にしたがい、指紋センサ162の座標データにオフセット加算して補正を行うことにより、指紋センサ162を触れたときの座標データを補完している。
上記したオフセット量は、タッチセンサ161、指紋センサ162のセンサ数(サイズ)に依存して決まるため、使用するセンサモジュールにより異なる。
この中で、符号aで示されるラインは、タッチセンサ161と指紋センサ162の境界部分を示す。
これから明らかなように、ポイントbでは、指紋センサ162に指が多少触れているため、タッチセンサ161にも触れていると認識され、座標データが出力される。但し、指紋センサ162上を指が移動していないため座標データは変化しない。
また、ポイントcでは、指紋センサ162を触れている指が多少触れるためタッチセンサ161も反応する。
但し、タッチセンサ161が触れている位置の座標データは、変化しなくなる。
なお、図7中、直線表記は、タッチセンサ161の座標出力データ、点線表記は、指紋センサ162の出力データ、一点鎖線表記は、指紋センサ162の座標出力データをオフセット補正した座標出力データである。
以下、図8のフローチャートを参照しながら、図1〜図7に示す本発明の実施の形態に係る携帯端末(携帯電話機10)の動作について詳細に説明する。
ここで、第1被接触領域Aに指が触れていると判定された場合(ステップS101“YES”)、主制御部10は、接触情報取得部181を介して取得される接触情報を移動軌跡監視部184へ出力し、移動軌跡監視部184は、接触情報取得部181から取得した接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成して直交座標判定部185へ出力する(ステップS102)。
一方、第1被接触領域Aに指が触れていないと判定された場合(ステップS101“NO”)、主制御部180は、ステップS103の処理を行う。
ここで、第2被接触領域Bに指が触れていると判定された場合(ステップS103“YES”)、主制御部180は、指紋情報検知部182を介して検出される指紋情報を移動軌跡監視部184へ出力する。
移動軌跡監視部184は、指紋情報検知部182から取得した指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成して直交座標判定部185へ出力する(ステップS104)。
一方、第2被接触領域Bに指が触れていないと判定された場合(ステップS103“NO”)、主制御部180は、ステップS105の処理を行う。
ここで、第1被接触領域A、第2被接触領域Bのいずれにも指が触れていないと判定された場合(ステップS105“YES“)、主制御部180は、更に、接触情報取得部181(タッチセンサ161)により座標データを取得し、かつ、その座標データを取得したタイミングが図7に示すA、Cの時間帯か否かを移動軌跡監視部184により出力されるデータから判定する(ステップS106)。
一方、接触情報取得部181(タッチセンサ161)により座標データを取得し、かつ、その座標データを取得したタイミングが図7に示すBの時間帯であった場合(ステップS106“NO”)、直交座標判定部185は次の処理を行う。
すなわち、直交座標判定部185は、指紋情報検知部182から取得される指紋センサ162の位置データに対してオフセット補正を行った後、現在の指が触れている位置として確定し、上記した一連の処理を終了する(ステップS108)。
このとき指紋認証部183は、検出された指紋情報から、例えば、特徴点(端点、分岐点)を抽出し、当該抽出された特徴点情報を記憶部17の所定の領域に保持し、特徴点からなる登録データと照合することにより指紋認証を行う。
また、ステップS105の判定処理において、第1被接触領域A、第2被接触領域Bのいずれにも指が触れていないと判定された場合(ステップS105“NO“)、上記した一例の処理を終了する。
このため、制御部18は、指紋センサ162の座標データをタッチセンサ161の座標データに合わせて補正を行うことで線形の座標データを出力することができる。
その結果、このため、指紋センサ一体型のタッチセンサをセンサ入力部16として実装することができ、このことは、実装スペース上の制限を有する携帯電話機に用いて特に顕著な効果が得られる。
また、タッチセンサ161と指紋センサ162の出力を同時に検出することで、ユーザの利便性を損なうことなく指紋センサ一体型のタッチセンサを作ることができ、センサ入力部16をモジュール化することにより実装面積が一層少なくなり、携帯端末としての設計の自由度があがる。また、モジュール化することで、組み込み工数の削減が可能である。
また、上記した本発明の実施の形態に係る携帯端末として、携帯電話機10のみ例示したが、携帯電話機10に限らず、PDA(Personal Digital Assistants)、やゲーム機等にも同様に適用が可能である。
例えば、第2被接触領域が、第1被接触領域に隣接する場合、あるいは第1被接触領域内に配置される場合のそれぞれにおいて、接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成するとともに、指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成し、第1移動情報と第2移動情報とを関連付けて、第1被接触領域から第2被接触領域にかけての指の移動情報を生成する制御部18におけるデータ処理は、1または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。
Claims (4)
- 第1被接触領域にて指の接触を検知して接触情報を取得するタッチセンサと、
前記第1被接触領域に隣接する第2被接触領域にて指の凹凸を検知して指紋情報を取得する指紋センサと、
前記接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成するとともに、前記指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成し、前記第1移動情報と前記第2移動情報とを関連付けて、前記第1被接触領域から前記第2被接触領域にかけての指の移動情報を生成する制御部と、
を備えた携帯端末。 - 第1被接触領域にて指の接触を検知して接触情報を取得するタッチセンサと、
前記第1被接触領域内に配置された第2被接触領域にて、指の凹凸を検知して指紋情報を取得する指紋センサと、
前記接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成するとともに、前記指紋情報を時系列的に処理して指の第2移動情報を生成し、前記第1移動情報と第2移動情報とを関連付けて、前記第1被接触領域から前記第2被接触領域にかけての指の移動情報を生成する制御部と、
を備えた携帯端末。 - 前記制御部は、
前記第1被接触領域における前記第1移動情報を第1の直交座標系に変換するとともに、前記第2被接触領域における前記第2移動情報を第2の直交座標系に変換し、前記第2の直交座標系の任意の値を前記第1の直交座標系に変換して合成された指の移動情報を生成する
請求項1または請求項2に記載の携帯端末。 - ある時刻において、指が前記第1被接触領域、あるいは前記第2被接触領域のいずれか一方のみに接触した後、当該接触が継続した状態で、前記第1被接触領域と前記第2被接触領域の双方に接触した場合、
前記制御部は、
前記双方に接触した時刻における前記指の移動情報として、前記ある時刻において接触していた領域からの移動情報を優先して生成する
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の携帯端末。
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