JP6287450B2 - 携帯型情報処理装置、及びプログラム - Google Patents

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本発明は、画像を読み取るためのセンサーが設けられた携帯型情報処理装置に関する。
近年、携帯型情報処理装置として、タブレット型の情報処理装置が普及している。このタブレット型の情報処理装置(以降「タブレット」と表記)とは、具体的には、タブレットPC(Personal Computer)、電子書籍リーダー、或いはスマートフォン等のことである。そのタブレットには、ノートPC等のそれまでの携帯型情報処理装置と比較して、軽量、小型といった携帯面での利点がある。そのため、タブレットは、より手軽に携帯できる情報処理装置となっている。
タブレットは、通常、1面の大部分を表示装置の表示面が占める構成となっている。そのため、表示面が存在する面(以降「前面」と表記)には、スイッチ類等の部品を配置するスペースは小さい。このことから、タブレットでは、前面と対向する面(以降「背面」と表記)も部品の配置に利用している。
大部分のタブレットには、カメラが搭載される。そのカメラは、画像を読み取るためのセンサーの一種であり、レンズを覆う面(以降「センサー窓」と表記)は背面に配置されることが多い。また、現在では、人の静脈を画像として読み取ることを想定したセンサー(以降「静脈センサー」)、或いは、指紋を画像として読み取ることを想定したセンサー(以降「指紋センサー」)等を搭載したタブレットも増えることが予想される。これらのセンサーは、身体的特徴によって本人確認を行う生体認証のために搭載される。その生体認証は、例えば他人がタブレットを不正使用するのを防止するために行われる。
静脈センサーの静脈を読み取るためのセンサー窓、及び指紋センサーの指紋を読み取るためのセンサー窓等は、何れもタブレットの前面に配置するには大きすぎる場合がある。そのため、それらのセンサー窓は、背面に配置される場合もあり得る。
タブレットでは、基本的に、利用者は表示面に表示された画像を確認しながら操作を行うようになっている。そのため、生体認証のために静脈、或いは指紋等(以降「生体情報」と総称する)を読み取らせる場合、センサー窓が設けられた背面は利用者にとって視認できない位置となる。従って、利用者は、背面に設けられたセンサー窓の位置を推定し、生体情報を読み取らせなければならない。
生体情報の読み取りでは、利用者はセンサー窓に対し、読み取らせる身体の部分を適切な位置に移動させる位置合わせを行わなければならない。しかし、その位置合わせは、センサー窓が視認できなければ、試行錯誤的に行わなければならない。生体情報の読み取りを数多く行わせた利用者は、経験により、その位置合わせをより速く行えるようになる。しかし、位置合わせは、必ずしも迅速に行えるとは限らない。生体情報の読み取りを行わせたことのないような利用者では、位置合わせを迅速に行える可能性は低い。このようなことから、タブレットのユーザビリティを考慮した場合、生体情報の迅速な読み取りを利用者がより確実に行えるようにすることも重要である。これは、背面にセンサー窓が設けられたセンサーにより、生体情報以外の画像を読み取らせる場合にも云えることである。
特開2004ー206230号公報 特開2006−157434号公報
1側面では、本発明は、タブレット等の携帯型情報処理装置の表示面が設けられた面に対向する面に設けられたセンサー窓による画像の読み取りを利用者がより容易に行えるようにするための技術を提供することを目的とする。
本発明を適用した1システムは、第1の面に表示面が設けられた表示装置と、前記第1の面の裏側に位置する第2の面に、手のひらに存在する静脈を手のひら静脈画像として読み取るためのセンサー窓が設けられた手のひら静脈センサーと、前記センサー窓の前記表示面と対向する位置を少なくとも表す位置情報を記憶した記憶部と、前記手のひら静脈センサーに前記静脈の読み取りを行わせる場合に、前記記憶部に記憶された前記位置情報を用いて、前記第2の面に設けられた前記センサー窓の位置を表す図形を前記表示面上に表示させる制御部と、を有する。
本発明を適用した場合には、タブレット等の携帯型情報処理装置の表示面が設けられた面に対向する面に設けられたセンサー窓による画像の読み取りを利用者がより容易に行うことができる。
本実施形態による携帯型情報処理装置の構成例を説明する図である。 本実施形態による携帯型情報処理装置であるタブレットの背面を表す図である。 本実施形態による携帯型情報処理装置であるタブレットの前面、及び手のひら静脈認証時のガイド方法を説明する図である。 手のひら静脈認証時に表示される表示ウィンドウを説明する図である。 外形枠、及び表示ウィンドウの表示方法を説明する図である。 手のひら静脈認証処理のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態による携帯型情報処理装置の構成例を説明する図である。本実施形態による携帯型情報処理装置1は、例えばタブレット型PC(以降「タブレット」と表記)である。そのタブレット1は、図1に表すように、CPU(Central Processing Unit)11、フラッシュメモリ12、RAM(Random Access Memory)13、ハードディスク装置(HD)14、タッチパネル一体型LCD(Liquid Crystal Display。以降「LCD」と略記)15、制御部16、手のひら静脈センサー17、カメラ18、I/O(Input/Output)インターフェース部19、及びバス20を備えている。
バス20は、CPU11、フラッシュメモリ12、RAM13、ハードディスク装置(HD)14、制御部16、及びI/Oインターフェース部19と接続されている。それにより、CPU11は、バス20を介して、フラッシュメモリ12、RAM13、及びハードディスク装置14へのアクセスを行い、制御部16、及びI/Oインターフェース部19を制御する。
LCD15は、表示面に設けられたタッチパネルに対するタッチ操作により各種指示、或いはデータ入力を可能にさせる。利用者が行ったタッチ操作の内容は、制御部16によって解析されて認識される。その認識結果は、CPU11に通知される。
手のひら静脈センサー17は、生体情報として、手のひらに存在する静脈を画像として読み取るセンサーである。この手のひら静脈センサー17は、例えばロック解除、タブレット1、或いはそのタブレット1で実行される特定のアプリケーション・プログラムへのログインのための生体認証に用いられる。
カメラ18は、静止画、或いは動画を撮影するためのセンサーである。
I/Oインターフェース部19は、手のひら静脈センサー17、及びカメラ18をCPU11からの指示に従って制御する。手のひら静脈センサー17が読み取った画像、及びカメラ18が読み取った画像は、I/Oインターフェース部19を介して、CPU11、或いはRAM13に出力される。本実施形態では、I/Oインターフェース部19と手のひら静脈センサー17間、及びI/Oインターフェース部19とカメラ18間は、共にUSB(Universal Serial Bus)により接続されている。
フラッシュメモリ12には、CPU11に実行させるBIOS(Basic Input/Output System)が格納されている。CPU11は、フラッシュメモリ12上のBIOSをRAM13上に読み出して実行する。
ハードディスク装置14には、OS(Operating System)、各種アプリケーション・プログラム、及び各種データ等が格納されている。アプリケーション・プログラム(以降「アプリケーション」と略記)には、生体認証として、手のひら静脈認証を行うためのアプリケーション(以降「生体認証プログラム」と表記)14aが含まれる。
CPU11は、BIOSを起動した後、ハードディスク装置14からOSをRAM13上に読み出して実行する。その後、CPU11は、制御部16から通知されるタッチ操作内容の認識結果に応じて、必要なアプリケーションをハードディスク装置14からRAM13に読み出して実行する。それにより、CPU11は、利用者が行ったタッチ操作等に応じた処理を実行し、タブレット1を制御する。
図2は、本実施形態による携帯型情報処理装置であるタブレットの背面を表す図である。
カメラ18は、センサー窓18aを透過した外光をレンズ(不図示)によって撮像素子上に集光する構成である。手のひら静脈センサー17は、センサー窓17a内で近赤外線を発光させ、手のひらからセンサー窓17aに向けて反射される近赤外線を撮像素子に受光させる構成である。これらのセンサー窓17a、及び18aは、図2に表すように、タブレット1の背面上に配置されている。
現在、生体認証としては、指紋認証が最も普及している。しかし、指紋は、何かの理由により喪失してしまう可能性がある。指紋を喪失した場合、指紋認証では本人確認ができなくなる。また、指先は、汚れ、外傷、或いは湿度等の外的要因の影響も受けやすい。このようなことから、身体の外側にある特徴による生体認証では、一定の精度を維持させるのが困難な面がある。
これに対し、静脈は、終生不変であり、経年変化もないと云われている。また、静脈は、指紋等とは異なり、盗むことや、整形手術による改ざん等もほぼ不可能である。手のひらは、指先よりも血管本数が多く、体毛や色素による影響も殆どない。このようなことから、手のひら静脈認証では、常に一定の精度が期待できる。つまり環境に左右されることなく、常に一定の精度を得ることが期待できる。このような利点から、本実施形態では、手のひら静脈センサー17を搭載させ、手のひら静脈認証を行うようにしている。
図3は、本実施形態による携帯型情報処理装置であるタブレットの前面、及び生体認証時のガイド方法を説明する図である。
図3に表すように、タブレット1の前面の大部分はLCD15の表示面15aとなっている。手のひら静脈センサー17は、その外形が比較的に大きいだけでなく、センサー窓17aも比較的に大きい。そのため、センサー窓17aは背面に配置されている。
タッチ操作は、表示面15aを見て行う操作である。表示面15aには、状況に応じて、画像(ここでは画面を含む)、或いは情報が表示されることから、手35を読み取らせる場合、通常、利用者はセンサー窓17aを視認できない状態で手(手のひら静脈)35を読み取らせることとなる。
利用者は、背面上のセンサー窓17aの位置を確認することにより、前面の表示面15aを見ている状態であっても、センサー窓17aのおおよその位置を推定することができる。しかし、手のひら静脈認証のためには、利用者は、センサー窓17aに対し、手35を適切な位置にかざさなければならない。そのため、利用者は、試行錯誤的に手35の位置合わせを行うことになる。
このようなことから、本実施形態では、「ここの裏側に手をかざしてください」というメッセージと共に、センサー窓17aを表す図形31を、表示面15a上のそのセンサー窓17aと対向する位置に表示させるようにしている。ここでは、センサー窓17aと対向するとは、図形31の中心を通る表示面15aの垂線がセンサー窓17aの中心、或いはほぼ中心を通るという意味である。本実施形態では、図形31の外形形状はセンサー窓17aの外形形状と同じか、或いはほぼ同じとしている。
上記のようなことから、センサー窓17aは、背面側における、表示された図形31に対向する位置に設けられている。そのため、利用者は、図形31の位置を見て、センサー窓17aの面の垂線と直交する方向上(センサー窓17aの面と平行な方向上)で手35をかざすべき位置を容易、且つ適切に特定できるようになる。手のひら静脈の読み取りは非接触で行われることから、利用者は、センサー窓17aの面の垂線上の位置のみを意識するような形で手35の位置合わせを行えるようになる。この結果、利用者にとっては、手35の迅速な位置合わせを、より確実、且つより容易に行えるようにガイドされることとなる。従って、利用者は、例え手35の位置合わせに不慣れであっても、手35の静脈画像の迅速、且つ適切な読み取りをより確実、且つより容易に行うことができる。そのように利用者は手35の静脈画像をより容易に読み取らせることから、ユーザビリティはより向上することとなる。
本実施形態では、図形31の形状は、センサー窓17aの外形形状と合わせている。つまり、図形31の形状は、センサー窓17aの外形形状と同じか、ほぼ同じとさせている。このことから、図形31は、以降「外形枠」と表記する。
図4は、手のひら静脈認証時に表示させる表示ウィンドウを説明する図である。
本実施形態では、手のひら静脈認証の際、この外形枠31は、一定時間、表示させるようにしている。外形枠31を一定時間、表示させた後、本実施形態では、図4に表すように、外形枠31に代えて、表示ウィンドウ41を表示面15aに表示させるようにしている。
この表示ウィンドウ41は、手のひら静脈の読取結果である手のひら静脈画像35iの表示用であり、そのサイズは、外形枠31より大きい。この表示ウィンドウ41は、その中心が、外形枠31の中心と一致する位置に表示される。そのような表示ウィンドウ41を表示面15aに表示させることにより、利用者は、手のひら静脈画像35iを見ながら、センサー窓17aの面の垂線方向上の位置合わせを行うことができる。その表示ウィンドウ41により、利用者は、背面に配置されたセンサー窓17aの位置を確認することができる。
図5は、外形枠、及び表示ウィンドウの表示方法を説明する図である。図5では、外形枠31は破線、表示ウィンドウ41は実線で表している。
フラッシュメモリ12には、記憶領域として、表示位置格納部12aが確保されている。その表示位置格納部12aには、外形枠31の図5に向かって左上隅の座標値P(x,y)、XY座標上のセンサー窓17aの各長さ(サイズ)、所定値α、及び所定値βを表す表示位置情報が保存されている。それにより、表示面15aに画像を表示させるための画像データの生成機能を制御部16が備えている場合、CPU11は、例えば表示位置格納部12aに保存された座標値P(x,y)、及びXY座標上のセンサー窓17aの各長さ(サイズ)を制御部16に転送し、外形枠31の表示を制御部16に指示する。その結果、外形枠31は、表示面15a上で左上隅の点を原点とする、座標値P(x,y)に表示される。つまり、外形枠31は、座標値P(x,y)を原点とし、XY座標上の各長さがセンサー窓17aと同じ矩形状の枠として、表示面15a上に表示される。
表示ウィンドウ41の表示位置、及びサイズは、外形枠31をベースに決定される。表示ウィンドウ41の図5に向かって左上隅の座標値P(x−α,y−β)は、外形枠31の座標値P(x、y)から、X軸方向上、所定値αだけ離し、Y軸方向上、所定値βだけ離した位置であることを表している。それにより、表示ウィンドウ41の中心は、外形枠31の中心と一致し、表示ウィンドウ41のサイズは、外形枠31のサイズから、X軸上では2α、Y軸上では2βだけ広いサイズとなっている。所定値α、及びβは、例えば表示面15a上のドット数、長さ、或いはOSで採用された座標系上の長さを表す値である。表示ウィンドウ41の表示は、例えばCPU11が、座標値P(x−α,y−β)、表示ウィンドウ41のXY座標軸上の各長さを制御部16に転送し、表示ウィンドウ41の表示を制御部16に指示することで行われる。
フラッシュメモリ12には、タブレット1に搭載された各種デバイスに係わる内容を表すシステム構成情報12bが格納されている。このシステム構成情報12bは、表示面15aのドットピッチ、及び手のひら静脈センサー17が備える撮像素子の画素数、等を表す情報を含む。このことから、表示ウィンドウ41のサイズは、撮像素子の1画素で読み取られたデータを表示面15a上の1ドットで表示させるように決定しても良い。
上記外形枠31、及び表示ウィンドウ41は、CPU11が、図6のフローチャートに示す手のひら静脈認証処理を実行する時に表示される。その手のひら静脈認証処理は、CPU11が、ハードディスク装置14上の生体認証プログラム14aを実行することで実現される処理である。この手のひら静脈認証処理は、上記のように、例えばロック解除、タブレット1、或いはそのタブレット1で実行される特定のアプリケーションへのログインを利用者が行う場合に実行される。次に、図6を参照し、手のひら静脈認証処理の1例について詳細に説明する。
手のひら静脈認証は、読み取った手のひら静脈画像を、登録されている静脈パターンと照合することで行われる。静脈パターンの登録は、手のひら静脈センサー17を用いて手35を複数回、読み取らせることで行われる。登録された静脈パターンは、例えばハードディスク装置14上に保存される。
静脈パターンの登録時にも、上記外形枠31、及び表示ウィンドウ41が表示面15aに表示される。しかし、外形枠31、及び表示ウィンドウ41の表示自体は、手のひら静脈認証処理と同様に行われる。静脈パターンの登録時の処理内容自体は、以下のように外形枠31、及び表示ウィンドウ41を表示させること以外は、基本的に従来と同様である。このことから、静脈パターンの登録時に実行される処理の詳細についての説明は省略する。
先ず、CPU11は、フラッシュメモリ12上の表示位置格納部12aに保存されている表示位置情報を読み出し、バス20を介して、読み出した表示位置情報を制御部16に転送する(S1)。次に、CPU11は、制御部16に、外形枠31の表示を指示する(S2)。それにより、制御部16は、一定時間、表示面15a上に外形枠31をガイド用に表示させる。
上記一定時間が経過した後、CPU11は、制御部16に対し、表示ウィンドウ41の表示を指示する。また、CPU11は、I/Oインターフェース部19に対し、手のひら静脈センサー19に手のひら静脈画像の取り込みを指示すると共に、変数であるカウンタCNTへの初期値の設定、及びタイマTMRの設定を行う。CPU11は、I/Oインターフェース部19への指示によってそのI/Oインターフェース部19から出力される手のひら静脈画像の取り込み結果(手のひら静脈画像データ)を制御部16に転送する(以上S3)。その結果、手のひら静脈画像35iが内部に表示された表示ウィンドウ41が表示面15aに表示される。
手のひら静脈認証のための照合は、例えば所定時間間隔で所定制限回数を上限に、必要に応じて繰り返し行われる。上記カウンタCNTは、その照合を行った回数を計数するための変数であり、初期値は例えば0である。タイマTMRの設定は、例えば所定時間の経過を確認するための割り込み設定であり、設定される値は例えばその所定時間を表す値(以降「時間設定値」と表記)である。そのため、CPU11は、タイマTMRへの設定を行った後、所定時間が経過するのを待つ(S4)。
所定時間が経過すると、S4の判定はY(Yes)となってS5に移行する。そのS5では、CPU11は、取り込まれた手のひら静脈画像35iを、登録されている静脈パターンと照合する。次に、CPU11は、その照合を行った結果、手のひら静脈画像35iが静脈パターンを登録させた利用者のものか否かの判定、つまりPASS/FAILの判定を行う(S6)。手のひら静脈画像35iが静脈パターンを登録させた利用者のものと確認できた場合、S6の判定はYとなってS7に移行する。手のひら静脈画像35iが静脈パターンを登録させた利用者のものと確認できなかった場合、S6の判定はN(No)となってS8に移行する。
S7では、CPU11は、手のひら静脈認証の結果を表すステータスとして、本人確認ができたことを表す正常ステータスを設定する。その後、CPU11がI/Oインターフェース部19に手のひら静脈画像35iの取り込みの中止、及び制御部16に表示ウィンドウ41の消去等を指示してから、手のひら静脈認証処理が終了する。
一方、S8では、CPU11は、カウンタCNTの値が所定制限回数と一致するか否か判定する。ここで、カウンタCNTの値をC、所定制限回数をMとする。照合回数が所定制限回数に達していない場合、つまりC<M−1が成立する場合は、S8での判定はNとなってS9に移行する。照合回数が所定制限回数に達した場合、つまりC=M−1が成立する場合は、S8での判定はYとなってS10に移行する。
S9では、CPU11は、カウンタCNTの値をインクリメントし、タイマTMRへの時間設定値の設定を行う。その後は上記S4に戻る。この結果、所定時間の手のひら静脈画像35iの取り込み、及び取り込んだ手のひら静脈画像35iを用いた照合が再度、行われる。
S10では、CPU11は、手のひら静脈認証の結果を表すステータスとして、本人確認ができなかったことを表す異常ステータスを設定する。その後、CPU11がI/Oインターフェース部19に手のひら静脈画像35iの取り込みの中止、及び制御部16に表示ウィンドウ41の消去等を指示してから、手のひら静脈認証処理が終了する。
手のひら静脈認証処理の終了後、CPU11は、設定されたステータスに従った制御を行う。その結果、正常ステータスが設定されていた場合、ロック解除、或いはログイン等が行われる。異常ステータスが設定されていた場合、ロック解除、及びログイン等は行われない。
なお、本実施形態では、手のひら静脈センサー17に手のひら静脈画像35iを取り込ませる場合、最初に外形枠31を表示させた後、表示ウィンドウ41を表示させるようにしているが、最初から表示ウィンドウ41を表示させるようにしても良い。これは、表示ウィンドウ41の表示により、利用者は背面に配置されたセンサー窓17aの位置を適切に認識することも可能だからである。センサー窓17aの配置は、外形枠31、及び表示ウィンドウ41とは異なる図形、或いはシンボル等により利用者に視認できるようにしても良い。
また、本実施形態では、センサー窓の配置を表示面15a上でガイドする対象を手のひら静脈センサー17としているが、対象は別種類のセンサーであっても良い。センサーは、非接触ではなく、センサー窓に接触した対象物の画像を読み取るもの、例えば指紋センサーであっても良い。
また、本実施形態では、タブレット型の携帯型情報処理装置を対象としているが、対象とする携帯型情報処理装置は、センサー窓が配置された面に対向する面に表示面が設けられた携帯型情報処理装置であれば良い。このことから、対象は、タブレット型の携帯型情報処理装置に限定されない。
上記以外にも、様々な変形を行うことができる。
1 タブレット(携帯型情報処理装置)
11 CPU
12 フラッシュメモリ
12a 表示位置格納部
12b システム構成情報
13 RAM
14 ハードディスク装置
14a 生体認証プログラム
15 タッチパネル一体型LCD
15a 表示面
16 制御部
17 手のひら静脈センサー
17a センサー窓
19 I/Oインターフェース部
31 外形枠
35 手
35i 手のひら静脈画像
41 表示ウィンドウ

Claims (5)

  1. 第1の面に表示面が設けられた表示装置と、
    前記第1の面の裏側に位置する第2の面に、手のひらに存在する静脈を手のひら静脈画像として読み取るためのセンサー窓が設けられた手のひら静脈センサーと、
    前記センサー窓の前記表示面と対向する位置を少なくとも表す位置情報を記憶した記憶部と、
    前記手のひら静脈センサーに前記静脈の読み取りを行わせる場合に、前記記憶部に記憶された前記位置情報を用いて、前記第2の面に設けられた前記センサー窓の位置を表す図形を前記表示面上に表示させる制御部と、
    を有することを特徴とする携帯型情報処理装置。
  2. 前記制御部は、前記図形として、前記センサー窓の外形を表す枠状図形を表示させる、
    ことを特徴とする請求項1記載の携帯型情報処理装置。
  3. 前記制御部は、前記図形として、前記センサー窓の外形を表す枠状図形を表示させ、前記手のひら静脈センサーが読み取って得られ前記手のひら静脈画像を、前記枠状図形を基に表示させるウィンドウ内に表示させる、
    ことを特徴とする請求項2記載の携帯型情報処理装置。
  4. 前記枠状図形を基に表示させる前記ウィンドウは、サイズが前記枠状図形よりも大きいことを特徴とする請求項3記載の携帯型情報処理装置。
  5. 第1の面に表示面が設けられた表示装置と、前記第1の面の裏側に位置する第2の面に、手のひらに存在する静脈を手のひら静脈画像として読み取るためのセンサー窓が設けられた手のひら静脈センサーと、を備えた情報処理装置に、
    前記手のひら静脈センサーに前記静脈の読み取りを行わせる場合に、前記情報処理装置に搭載された記憶部に記憶されている、前記センサー窓の前記表示面と対向する位置を少なくとも表す位置情報を読み出し、
    前記位置情報を用いて、前記第2の面に設けられた前記センサー窓の位置を表す図形を前記表示面上に表示させる、
    処理を実行させるプログラム。
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