JP6298584B1 - 携帯端末装置および画面ステートとパワーステートを制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作ボタンのワンタッチ操作に応じてユーザの意図する画面ステートまたはパワーステートに遷移させる。【解決手段】システム２００は、複数の画面ステートとパワーステートのいずれかに遷移する。操作ボタン１００には、指紋スキャナ１０１と操作スイッチ１０５が組み込まれており、ワンタッチ操作で指紋認証の結果を生成しさらに操作スイッチがパワー信号を生成する。認証部２０３は指紋認証の結果に応じてシステムの画面ステートを変更する。電力ブロック２０７は、パワー信号に応じてシステムのパワーステートを変更する。パワー・コントローラ２０９は、所定の画面ステートにおけるワンタッチ操作が行われたときに、電力ブロックに対するパワー信号の伝送を阻止する。よって、ワンタッチ操作で認証部が画面ステートを変更する前にパワーステートが変更されることを防ぐことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、操作ボタンを利用して携帯端末装置の画面ステートとパワーステートを制御する技術に関する。

スマートフォンやタブレット端末では、パワーステートや画面ステートを変更するためのパワー・ボタンやホーム・ボタンといった操作ボタンを備えている。画面ステートにはロック画面ステート、パワーオフ・ステートおよびホーム画面ステートを含む。パワーステートには、パワーオン・ステート、パワーオフ・ステートおよびローパワー・ステートを含む。スマートフォンの中には、ロック画面ステートのときに指紋認証をすることでホーム画面ステートに移行できるようにしているものがある。近年、操作ボタンに指紋認証のための指紋スキャナを組み込むものが現れてきている。このような操作ボタンを以後、指紋認証（ＦＰＡ）組込ボタンということにする。

特許文献１は、指紋認証装置で指紋認証が成功したときに擬似起動信号を生成してコンピュータを起動する発明を開示する。特許文献２は、移動通信端末機に設けた活性化ボタンでディスプレイの状態を変更する発明を開示する。特許文献３はスマートフォンに設けた電源ボタンで画面の表示モードを変更する発明を開示する。非特許文献１は、電源キー、画面ロックキー、指紋センサーを1つのボタンに納めたスマートフォンについて開示する。当該ボタンの操作により、電源の起動、スリープ状態への制御、画面のロック、指紋認証によるロック解除などを行うことができる。

特開２０１０−１４６０４８号公報 特開２０１４−２３９４７８号公報 特開２０１４−１８７４１５号公報

docomo, "XPERIA Z5 取扱説明書"、［online］、2016年２月、［平成２８年９月５日検索］、インターネット〈URL: https://www.nttdocomo.co.jp/support/trouble/manual/download/so01h/index.html〉

ＦＰＡ組込ボタンは、操作面に指を載せると指紋認証が行われ、押下するとパワー信号が生成される。したがって、ＦＰＡ組込ボタンを押下すると指紋認証の結果とパワー信号が生成される。パワー信号は、ＦＰＡ組込ボタンのスイッチがメークするとただちに生成されるが、指紋をスキャンしてから指紋認証の結果が生成されるまでは一定の時間を必要とする。また指紋認証の時間は、指の表面の状態や指紋スキャナの汚れなどの影響があると長くなり場合によっては認証失敗に至る。

ＦＰＡ組込ボタンを、素早く押し込んだときは先にパワー信号が生成され続いて指紋認証の結果が生成される場合がある。またＦＰＡ組込ボタンをゆっくりと押し込んだときは先に指紋認証の結果が生成されて続いてパワー信号が生成される場合がある。たとえばロック画面ステートのときにユーザは、指紋認証をしてホーム画面ステートに遷移させることを期待する。このとき不注意や不慣れなユーザによるＦＰＡ組込ボタンの操作が行われると、ローパワー・ステートに遷移させてしまう場合がある。

さらに、ホーム画面ステートに遷移したときにパワー信号が継続していると、ホーム画面ステートからローパワー・ステートやパワーオフ・ステートに遷移することがある。同様な問題は指紋認証を要求するホーム画面ステートにおいてＦＰＡ組込ボタンを操作したときにも発生する。本発明は上記のような、ＦＰＡ組込ボタンの操作において発生する諸問題を解決することを目的にする。

本発明の一の態様では、システムが複数の画面ステートとパワーステートのいずれかに遷移する。操作ボタンは、ワンタッチ操作で指紋認証の結果を生成しさらにパワー信号を生成することが可能である。認証部は、指紋認証の結果に応じてシステムの画面ステートを変更する。電力ブロックはパワー信号に応じてシステムのパワーステートを変更する。コントローラは、所定の画面ステートにおけるワンタッチ操作が行われたときに、電力ブロックに対するパワー信号の伝送を阻止する。

パワー・コントローラは、システムの下層に位置するハードウェア・レイヤーで構成することができる。電力ブロックと認証部は相互に非同期でパワーステートおよび画面ステートを変更してもよい。パワー・コントローラは、指紋認証の待機状態を示す信号を受け取ったときにパワー信号の伝送を阻止することができる。画面ステートの遷移元は、ロック画面ステートまたはホーム画面ステートとし、それらに対応する遷移先はホーム画面ステートまたは認証成功画面ステートとすることができる。

電力ブロックは、パワー信号の受信時間が第１の閾値未満のときにシステムをローパワー・ステートに遷移させ、第１の閾値以上のときにシステムをパワーオフ・ステートに遷移させることができる。このときパワー・コントローラは、パワー信号の伝送を第１の閾値より小さい第２の閾値に相当する時間だけ阻止することができる。このとき電力ブロックは、パワー信号の伝送が解除されたあとの受信時間が第１の閾値以上のときにシステムをパワーオフ・ステートに遷移させることができる。

本発明の他の態様では、携帯端末装置が操作ボタンとパワー・ボタンを備える。操作ボタンは、ワンタッチ操作で指紋認証の結果を生成しさらに第１のパワー信号を生成する。認証部は指紋認証の結果に応じてシステムを第１の画面ステートから第２の画面ステートに変更する。パワー・ボタンは、押下操作で第２のパワー信号を出力する。電力ブロックは、第１のパワー信号および第２のパワー信号によりシステムのパワーステートを変更する。スイッチ素子は、第１の画面ステートにおけるワンタッチ操作が行われたときに、電力ブロックに対する第１のパワー信号の伝送を阻止する。

第１の画面ステートをアプリケーション・プログラムの実行を禁止するロック画面ステートとし、第２の画面ステートをアプリケーション・プログラムの実行が可能なホーム画面ステートとすることができる。また、第１の画面ステートを、指紋認証を要求するホーム画面ステートとし、第２の画面ステートを認証成功画面ステートとすることができる。電力ブロックは、第１の画面ステートにおいて第２のパワー信号を受信したときにシステムをローパワー・ステートまたはパワーオフ・ステートへ遷移させることができる。

本発明により、指紋スキャナとパワー信号を生成する操作スイッチを含む操作ボタンの操作に応じてユーザの意図する画面ステートまたはパワーステートに遷移させることができた。さらに本発明により、システムに変更を加えないでハードウェアだけで上記課題を解決することができた。

携帯式端末装置の一例であるスマートフォン１０の外形を示す平面図および側面図である。 スマートフォン１０の機能ブロック図の一例を示す図である。 スマートフォン１０のパワーステートと画面ステートを説明するための状態遷移図である。 図３の状態遷移図における遷移条件を説明するための図である。 パワーステートの遷移と電力ブロック２０７が受け取るパワー信号の受信時間ｔｘの関係を説明するための図である。 ロック画面ステートで操作ボタン１００にワンタッチ操作がされたときの処理手順を示すフローチャートである。 特定アプリケーションを実行するホーム画面ステートで操作ボタン１００にワンタッチ操作がされたときの処理手順を示すフローチャートである。 ホーム・ボタンをＦＰＡ組込ボタンで構成したスマートフォン５０の外形を示す平面図および側面図である。 スマートフォン５０の機能ブロック図の一例を示す図である。

［携帯端末装置］
本発明は、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型携帯式コンピュータなどの携帯端末装置に適用することができる。図１は、携帯端末装置の一例であるスマートフォン１０の外形を示す平面図および側面図である。本明細書においては同一または本発明の理解において同一と解釈できる要素には図面に同一の参照番号を付すことにする。スマートフォン１０の外形は周知であるため、図１には代表的な要素だけを示している。スマートフォン１０の表面には、タッチスクリーン１１、フロント・カメラ・レンズ２１、スピーカ１７、マイクロフォン１９を配置している。また、側面にはＬＥＤ１０３、操作ボタン１００、音量ボタン１３、およびカメラ・ボタン１５を配置している。

図２は、スマートフォン１０の機能ブロック図の一例を示す図である。アプリケーション処理部２０１は、入出力デバイス２０２と協働してアプリケーションやＯＳを実行する。アプリケーション処理部２０１は、ホーム画面ステート３０７（図３）で実行するアプリケーションがユーザ認証を必要とするときに、認証部２０３にパスワード認証または指紋認証を要求する。入出力デバイス２０２は、タッチスクリーン１１、スピーカ１７、マイクロフォン１９、音量ボタン１３、およびカメラ・ボタン１５などの他に無線モジュールやＧＰＳモジュールなどを含む。

認証部２０３は、ロック画面ステート３０５（図３）からホーム画面ステート３０７に移行するためのパスコード（ＰＩＮ）の認証をする。認証部２０３は、ホーム画面ステート３０７で実行するアプリケーションからの要求に基づいてパスワードの認証をする。認証部２０３は、あらかじめ登録したＰＩＮやパスワードと入出力デバイス２０２を構成するタッチスクリーン１１から入力されたＰＩＮやパスワードを比較してユーザを認証する。

認証部２０３は、ＰＩＮやパスワードの入力に代えて指紋認証装置２１３からＰＩＮやパスワードを受け取ってユーザを認証することができる。認証部２０３は、システム２００が指紋認証を必要とするときに指紋認証装置２１３に認証リクエストを送る。アプリケーション処理部２０１および認証部２０３は、ＣＰＵ、システム・メモリ、Ｉ／Ｏコントローラなどのハードウェアと、ＯＳ、アプリケーション・プログラムおよびデバイス・ドライバなどのソフトウェアで構成する周知の要素である。アプリケーション処理部２０１、入出力デバイス２０２および認証部２０３はスマートフォン１０のシステム２００を構成する。

操作ボタン１００は、指紋スキャナ１０１と操作スイッチ１０５を組み合わせたＦＰＡ組込ボタンである。指紋スキャナ１０１は、操作ボタン１００にタッチした指の指紋を走査して指紋認証装置２１３に指紋画像を出力する。指紋スキャナ１０１は、指をタッチするタッチ・タイプと指をスワイプするスワイプ・タイプのいずれであってもよいが本実施の形態ではタッチ・タイプを例示して説明する。ワンタッチ操作は、１回の操作で指紋の走査をし、かつ、操作スイッチ１０５を動作させる操作をいう。

ワンタッチ操作には、指紋走査だけが行われ、操作スイッチ１０５が動作しない操作も含む。またワンタッチ操作の指紋認証は失敗することもある。タッチ・タイプの指紋スキャナ１０１を備える操作ボタン１００のワンタッチ操作は、操作ボタン１００を押下して所定の時間だけ操作スイッチ１０５の接点をメークさせてまたは接点をメークさせないで指をリリースするまでの一連の操作をいう。操作ボタン１００に指を軽くタッチしたときは操作スイッチ１０５が動作しないで指紋走査だけが行われる。

指紋スキャナ１０１がスワイプ・タイプの場合のワンタッチ操作では、スワイプする指で操作ボタン１０５が動作するよう構成することができる。操作スイッチ１０５は、パワー・コントローラ２０９を経由して電力ブロック２０７にパワー信号を出力する。操作スイッチ１０５がパワー信号を出力している時間を押下時間または継続時間ｔという。ワンタッチ操作では指が操作ボタン１００にタッチしてからリリースするまでの時間は一定せず、かつ、指の表面やスキャナの表面の状態によって指紋認証に必要とする時間も一定しないため、パワー信号を直接電力ブロック２０７に伝送すると、認証部２０３が指紋認証の結果を受け取るタイミングと電力ブロック２０７がパワー信号を受け取るタイミングの先後は一定しなくなる。

指紋認証装置２１３は、認証部２０３から認証リクエストを受け取ったときに指紋スキャナ１０１を動作させ、さらに、ユーザに指紋認証が可能であることを知らせるためにＬＥＤ１０３を点灯する。ＬＥＤ１０３が点灯するときはパワー・コントローラ２０９にマスキング信号が出力される。指紋認証装置２１３は、指紋スキャナ１０１から受け取った指紋画像とあらかじめ登録した指紋画像を照合して一致したときに認証部２０３にユーザが登録したＰＩＮまたはパスワードを出力し、一致しないときに指紋認証の失敗を示すイベントを出力する。

インターフェース２０５は、指紋認証装置２１３、システム２００およびパワー・コントローラ２０９の間のデータ転送を制御する。インターフェース２０５は、一例においてＵＳＢコントローラを採用することができるが特に限定する必要はない。インターフェース２０５は、指紋認証装置２１３から受け取ったＰＩＮおよびパスワードを認証部２０３に送る。

パワー・コントローラ２０９は、論理素子やゲート素子などのハードウェア・ロジック回路で構成することができる。パワー・コントローラ２０９は、操作スイッチ１０５から受け取ったパワー信号を、スイッチ２１５を経由して電力ブロック２０７に送る。スイッチ２１５はパワー・コントローラ２０９や電力ブロック２０７に組み込むことができる。パワー・コントローラ２０９は、指紋スキャナ１０１から受け取ったマスキング信号とパワー信号の継続時間ｔでスイッチ２１５を制御する。

パワー・コントローラ２０９は、マスキング信号がなくてスイッチ２１５がオン状態のときは操作スイッチ１０５が出力したパワー信号を時間遅れが生じないように直接電力ブロック２０７に伝送する。マスキング信号を受け取ってスイッチ２１５がオフ状態のときは電力ブロック２０７へのパワー信号は阻止される。パワー・コントローラ２０９は、システム２００がアイドル状態のときに、アプリケーション処理部２０１から受け取ったスリープ・イベントから擬似的なパワー信号を生成して電力ブロック２０７に出力する。パワー・コントローラ２０９は、タイマー２１１を利用して、操作スイッチ１０５が生成したパワー信号の継続時間ｔを計時する。タイマー２１１はパワー・コントローラ２０９の中に組み込んでもよい。

電力ブロック２０７は、バッテリィ、充電器および電圧レギュレータなどで構成され、パワーステートに応じてスマートフォン１００の各要素に所定の電圧で電力を供給する。電力ブロック２０７は、パワー・コントローラ２０９から受け取ったパワー信号の受信時間ｔｘとそのときのパワーステートに基づいてスマートフォン１０のパワーステートを制御する。

スイッチ２１５がオン状態のときにワンタッチ操作が行われると、パワー信号の継続時間ｔと受信時間ｔｘが一致する。パワー信号が生成されている間に、スイッチ２１５がオフ状態を経由してオン状態になると受信時間ｔｘが継続時間ｔより短くなる。図５に示すように電力ブロック２０７は、パワーオフ・ステート３０１とパワーオン・ステート３０３の間の遷移をｔｘ≧ｔ２（ｔ≧ｔ３）の条件で制御する。また、電力ブロック２０７は、パワーオン・ステート３０３とローパワー・ステート３１３の間の遷移を０＜ｔｘ＜ｔ２または０＜ｔｘ＜ｔ２−ｔ１の条件で制御する。なお、電力ブロック２０７の動作については図５を参照して説明する。

電力ブロック２０７によるパワーステートの制御と、認証部２０３による画面ステートの制御は相互に独立して非同期で行われるため、図６、図７の手順で説明するパワー信号のマスキングをしないと以下の問題が生ずる。たとえば、ワンタッチ操作において認証部２０３が先に認証処理の結果を得るとホーム画面ステート３０７または認証成功画面ステート３１１に遷移する。同じワンタッチ操作の間にその後電力ブロック２０７がパワー信号を受け取るとホーム画面ステート３０７または認証成功画面ステート３１１を経由して、ローパワー・ステート３１３またはパワーオフ・ステート３０１に遷移するため、ホーム画面ステートでアプリケーションを実行したいというユーザの操作意図を実現できなくなる。

また、先に電力ブロック２０７がパワー信号を受け取るとローパワー・ステート３１３に遷移してホーム画面ステート３０７または認証成功画面ステート３１１に遷移できなくなるためこの場合もユーザの意図が反映されない遷移をもたらす。さらに、認証部２０３がＰＩＮを受け取るタイミングと電力ブロック２０７がパワー信号を受け取るタイミングが接近すると動作が不安定になる恐れもある。同様な問題は、ホーム画面ステート３０７で指紋認証を必要とするアプリケーションを実行する際にも発生する。

図２は本実施の形態を説明するための一例を記載したに過ぎないものである。図で記載した複数のブロックを１個の集積回路もしくは装置としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。また、各々のデバイス間の接続方法は一例に過ぎず、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。

たとえば、要素間を接続するライン上に、伝送する信号の本質を変ええないで他の要素を挿入してもよい。指紋認証装置２１３は、認証部２０３に組み込んだソフトウェアとＣＰＵで指紋画像を処理することでも実現できる。さらに、指紋認証装置２１３は操作ボタン１００に組み込んでもよい。指紋スキャナ１０１と操作スイッチ１０５は、ワンタッチ操作ができるように構成されていれば、必ずしも物理的に一体となるように組み込まれている必要はない。

マスキング信号は、指紋認証装置２１３が動作している状態または指紋スキャナ１０１が指紋走査を待機している状態を示す信号であればよくＬＥＤ１０３の信号を利用する必要はない。また、ＬＥＤ１０３は本発明を実現する上で必須のものではなく省略してもよい。パワー・コントローラ２０９は、プロセッサとファームウェアで構成してもよい。

［パワーステートと画面ステート］
図３は、スマートフォン１０のパワーステートと画面ステートを説明するための状態遷移図である。いずれのステート要素もパワーステートと画面ステートの組で構成されている。パワーオフ・ステート３０１とローパワー・ステート３１３を含むステート要素ではいずれも画面ステートが画面オフ・ステートであるためパワーステートで示すことにする。

また、パワーオン・ステート３０３を構成するステート要素は複数の画面ステートを含むため画面ステートで示すことにする。パワーステートは一例において、パワーオフ・ステート３０１、ローパワー・ステート３１３およびパワーオン・ステート３０３を含んでいる。パワーオフ・ステート３０１とローパワー・ステート３１３における画面オフ・ステートではタッチスクリーン１１が停止する。

パワーオン・ステート３０３は一例において、ロック画面ステート３０５、ホーム画面ステート３０７、パスワード（ＰＷ）入力画面ステート３０９および認証成功画面ステート３１１を含んでいる。画面ステートはアプリケーション処理部２０１、認証部２０３およびタッチスクリーン１１の動作に変化をもたらす。パワーオフ・ステート３０１は、最も消費電力が小さい状態であり、システムの起動に必要な最小限のデバイスを除いて電力の供給が停止される。ローパワー・ステート３１３は、パワーオフ・ステート３０１に次いで消費電力が小さい状態であり、一例において直前のシステムの動作状態の記憶に必要な最小限のデバイスを除いて電力の供給が停止される。

パワーオン・ステート３０３では、個別に停止操作をしない限りすべてのデバイスに電力が供給される。パワーオフ・ステート３０１およびローパワー・ステート３１３では、パワーステートを制御するパワー・コントローラ２０９には電力が供給されるが、指紋認証装置２１３の動作は停止してマスキング信号も停止する。ロック画面ステート３０５はパワーオフ・ステート３０１またはローパワー・ステート３１３からパワーオン・ステート３０３に遷移する際の最初の画面ステートに相当する。

ロック画面ステート３０５では、ＰＩＮが設定されているときに、ＰＩＮ入力または指紋認証によりホーム画面ステート３０７に遷移する。ロック画面ステート３０５では、ＰＩＮが設定されていないときに、ユーザ認証をしないでホーム画面ステート３０７に遷移することができる。図３、図４ではＰＩＮが設定されている例を示している。ロック画面ステート３０５では、音声入力やオーディオ・ストリーミングなどの特定のアプリケーションを実行してもよい。

ホーム画面ステート３０７は、アプリケーションを実行できる画面ステートに相当する。ホーム画面ステート３０７には、ロック画面ステート３０５においてタッチスクリーン１１からＰＩＮの入力をするか、指紋認証装置２１３で指紋認証をすることで遷移させることができる。一例において、ホーム画面ステート３０７では、アプリケーションに関連付けられた多数の起動アイコンが表示され、起動アイコンにタッチ操作をするとアプリケーションを実行することができる。

ＰＷ入力画面ステート３０９は、タッチスクリーン１１からＰＩＮやパスワードを入力するために遷移する画面ステートに相当する。ＰＷ入力画面ステート３０９には、ロック画面ステート３０５で指紋認証が失敗したときおよびホーム画面ステート３０７で買い物や預金などをする取引サイトにアクセスするアプリケーション（以下、特定アプリケーション）を実行する際に指紋認証が失敗したときに遷移させることができる。

認証成功画面ステート３１１は、ホーム画面ステート３０７で特定アプリケーションを実行する際に、パスワード認証または指紋認証が成功したときに表示される画面ステートに相当する。ここではパワーステートと画面ステートの代表的な例を説明したが、パワーオン・ステート３０３における画面ステートはここに例示したものがすべて必須ではなく、またこれ以外のステート要素を含んでもよい。パワーステートも３つに限定する必要はなく、消費電力やシステム２００の状態が異なる複数のローパワー・ステートを設定してもよい。

図４は、図３の状態遷移図における遷移条件を説明するための図である。図４には、ステート要素間を遷移するときのマスキング信号の有無、指紋認証の適用状態、および継続時間ｔの範囲を示している。マスキング信号は、遷移元で指紋認証が要求されるときに生成される。指紋認証の適用状態として示す記号ＮＡは、認証リクエストがないか指紋認証装置２１３が停止しているために、指紋スキャナ１０１に指を置いても指紋認証をしない状態を示している。このときマスキング信号は停止する。

また指紋認証の適用状態として示す記号ＤＣは、認証リクエストがあるため指紋認証はされるが、その結果によらず継続時間ｔによって当該が行われることを示している。継続時間ｔの閾値ｔ１、ｔ２、ｔ３はｔ１＜ｔ２＜ｔ３の相互関係になっている。継続時間ｔの適用状態を示す記号ＮＡは、タッチスクリーン１１に対するタッチ操作で画面ステートが変化するため、操作ボタン１００に対するワンタッチ操作がないことを示す。指紋認証が要求される遷移元からのステート遷移の処理については、図６、図７を参照して説明する。

図５は、パワーステートの遷移と電力ブロック２０７が受け取るパワー信号の受信時間ｔｘの関係の代表的な例を説明するための図である。図５において継続時間（押下時間）ｔ１〜ｔ３は、時刻０でパワー信号が発生したときの時刻にも相当する。マスキング信号が発生したときの受信時間ｔｘは継続時間ｔより短くなるかゼロになる。パワーオフ・ステート３０１からパワーオン・ステート３０３への遷移１は、パワー信号の受信時間ｔｘがｔｘ≧ｔ２のときに発生する。ホーム画面ステート３０７からローパワー・ステート３１３への遷移６は、０＜ｔｘ＜ｔ２のときに発生する。ホーム画面ステート３０７からパワーオフ・ステート３０１への遷移１１は、ｔｘ≧ｔ２のときに発生する。

ローパワー・ステート３１３からロック画面ステート３０５への遷移１２は、０＜ｔ＜ｔ２のときに発生する。遷移１、６、１１、１２は遷移元がいずれも指紋認証を要求しないため、押下時間と受信時間は一致する。指紋認証を要求するロック画面ステート３０５からホーム画面ステート３０７への遷移２のときはマスキング信号が生成される。継続時間ｔ１はマスキング信号が阻止されている時間（マスキング時間）に相当する。遷移２は、認証部２０３の処理により０≦ｔ＜ｔ１の間で発生する。ロック画面ステート３０５からローパワー・ステート３１３への遷移３は０＜ｔｘ＜（ｔ２−ｔ１）のときに発生する。このとき、マスキング信号がないときよりも押下時間は長くなる。

ローパワー・ステート３１３に遷移させるためのパワー信号はマスキングが解除された後で、最大で受信時間ｔｘがｔ２−ｔ１になるが、このときの受信時間ｔｘは同じパワーオン・ステート３０３からの遷移６の受信時間０＜ｔｘ＜ｔ２の範囲に入る。ロック画面ステート３０５からパワーオフ・ステート３０１への遷移４は、マスキング時間ｔ１を加えて継続時間ｔをｔ≧ｔ３（ｔ３＝ｔ１＋ｔ２）にしたときの受信時間ｔｘがｔｘ≧ｔ２のときに発生する。したがって、電力ブロック２０７はパワー信号のマスキングが行われても０＜ｔｘ＜ｔ２または０＜ｔｘ＜（ｔ２−ｔ１）のときにローパワー・ステート３１３に遷移させ、ｔｘ≧ｔ２のときにパワーオフ・ステート３０１に遷移させることができるため、マスキングの有無により動作モードを変える必要はない。

［ロック画面ステートからの遷移］
図６はワンタッチ操作によるロック画面ステート３０５からの遷移２〜５を処理するときの手順を示すフローチャートである。図３、図４に示すようにロック画面ステート３０５からは操作ボタン１００に対するワンタッチ操作によりシステム２００が、ホーム画面ステート３０７、ローパワー・ステート３１３およびパワーオフ・ステート３０１のいずれかに遷移する。さらに、指紋認証が失敗したときはＰＷ入力画面ステート３０９に遷移する。

認証部２０３は、指紋認証装置２１３からＰＩＮを受け取ると電力ブロック２０７から独立した処理でシステム２００をホーム画面ステート３０７に遷移させる。電力ブロック２０７は、パワー信号を受け取ると認証部２０３の動作から独立して受信時間ｔｘだけを判断して、システム２００をパワーオフ・ステート３０１またはローパワー・ステート３１３に遷移させる。

ブロック４０１でスマートフォン１０は、パワーオフ・ステート３０１またはローパワー・ステート３１３から、遷移１または遷移１２を経由してロック画面ステート３０５に遷移している。ユーザは、以下に説明するように操作スイッチ１０５の継続時間ｔが図４に示す時間になるようにワンタッチ操作をすることでシステム２００を意図するステート要素に遷移させることができる。

パワーオン・ステート３０３に遷移したことを認識した認証部２０３は、ＰＩＮが設定されているときにブロック４０３で指紋認証装置２１３に認証リクエストを送る。ブロック４０５で指紋認証装置２１３は、指紋スキャナ１０１のＬＥＤ１０３を点灯させると共に、パワー・コントローラ２０９にマスキング信号を出力する。マスキング信号を受け取ったパワー・コントローラ２０９は、スイッチ２１５をオフ状態にする。ブロック４０７でユーザは操作ボタン１００にワンタッチ操作をする。

ユーザはホーム画面ステート３０７への遷移２の意図を０≦ｔ＜ｔ１の押下時間として伝え、ローパワー・ステート３１３への遷移３の意図をｔ１≦ｔ＜ｔ２の押下時間として伝え、さらにパワーオフ・ステート３０１への遷移４の意図をｔ≧ｔ３の押下時間として伝えることができる。ユーザはホーム画面ステート３０７への遷移のときは、指紋認証が行われることを期待し、ローパワー・ステート３１３およびパワーオフ・ステート３０１への遷移のときは指紋認証の成否は気にしないで操作することができる。

ブロック４０７ａで操作スイッチ１０５が動作してパワー信号が出力される。パワー・コントローラ２０９は、パワー信号の継続時間ｔをタイマー２１１に計時させる。またブロック４０７ｂで指紋スキャナ１０１から指紋画像を受け取った指紋認証装置２１３が指紋認証を開始する。指紋認証装置２１３は指紋認証が成功するとインターフェース２０５を経由して認証部２０３にＰＩＮを出力する。

パワー・コントローラ２０９はブロック４０９で継続時間ｔを判断する。継続時間ｔが０≦ｔ＜ｔ１のときはブロック４１１に移行し、ｔ≧ｔ１のときはブロック４５１に移行する。ブロック４０９への移行は、指紋認証だけをするために操作ボタン１００に軽く指を触れることにより操作スイッチ１０５が動作しない場合も含む。ブロック４１１に移行するときは、スイッチ２１５がオフ状態であるためパワー信号が電力ブロック２０７に供給されない。したがって、システムはパワーオン・ステート３０３を維持することができ、電力ブロック２０７のパワーステートの制御から独立して動作する認証部２０３による指紋認証の時間を確保することができる。

ブロック４１１で、指紋認証が成功すると、認証部２０３は指紋認証装置２１３からＰＩＮを受け取る。認証部２０３はブロック４１３で、受け取ったＰＩＮとあらかじめ登録したＰＩＮを照合してシステム２００をホーム画面ステート３０７に遷移させる（遷移２）。認証が成功したことを認識した認証部２０３が認証リクエストを停止するとマスキング信号が停止してスイッチ２１５はオン状態になる。

ブロック４１１で指紋認証が失敗すると、ブロック４７１に移行する。ブロック４７１で指紋認証装置２１３は、認証部２０３に認証の失敗を示すイベントを送る。認証部２０３は、再度の認証を促すプロンプトをタッチスクリーン１１に表示する。認証部２０３は指紋認証が成功するまで指紋認証装置２１３への認証リクエストを維持する。ユーザは１回目のワンタッチ操作でホーム画面ステート３０７へ遷移しない場合に指紋認証の失敗を認識してブロック４７３で再度ワンタッチ操作をする。リトライの際もパワー信号はスイッチ２１５で阻止されているため、システム２００がローパワー・ステートに遷移することはない。

ブロック４７１で認証部２０３は、指紋認証が所定回数失敗したことを認識するとブロック４７５でシステム２００をＰＷ入力画面ステート３０９に遷移させる（遷移５）。ＰＷ入力画面ステート３０９において、タッチスクリーン１１からＰＩＮを入力すると認証部２０３はシステム２００をホーム画面ステート３０７に遷移させる（遷移８）。

継続時間ｔがｔ≧ｔ１を認識したパワー・コントローラ２０９はブロック４５１でスイッチ２１５をオン状態にする。その結果、マスキングが停止して時刻ｔ１以降のパワー信号が電力ブロック２０７に送られる。この時点で認証部２０３が指紋認証により画面ステートをホーム画面ステート３０７に遷移させている場合がある。ブロック４５３で、ホーム画面ステート３０７に遷移している場合はブロック４６１に移行し、遷移していない場合はブロック４５５に移行する。

ブロック４５５で電力ブロック２０７は、パワー信号の受信時間ｔｘを判断する。電力ブロック２０７は、ｔ≧ｔ３の操作時間に相当するパワー信号の受信時間がｔｘ≧ｔ２のときはブロック４６３に移行して、システム２００をパワーオフ・ステート３０１に遷移させる（遷移４）。電力ブロック２０７は、ｔ１≦ｔ＜ｔ２の操作時間に相当するパワー信号の受信時間が０＜ｔｘ＜（ｔ２−ｔ１）のときにブロック４５７に移行して、システム２００をローパワー・ステート３１３に遷移させる（遷移３）。ブロック４６１では、電力ブロック２０７が、ブロック４５５、４５７、４６３と同じ条件でローパワー・ステート３１３またはパワーオフ・ステート３０１に遷移させる。

上記の手順では、ユーザはロック画面ステート３０５からの意図する遷移先を比較的熟練が容易なワンタッチ操作の押下時間として伝えることができる。パワー信号を電力ブロック２０７に伝達するタイミングは、操作時間に応じてユーザが意図する遷移先になるようにパワー・コントローラ２０９が調整する。本発明は、システム２００の下位に位置するハードウェア・レイヤーで実現することができるため、認証部２０３およびアプリケーション処理部２０１を構成するシステムに変更を加える必要がなく適用に柔軟性がある。

［ホーム画面ステートからの遷移］
図７は、特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７からの遷移６ａ、７、９、１１ａを処理するときの手順を示すフローチャートである。図３、図４に示すように、特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７からは操作ボタン１００に対するワンタッチ操作によりシステム２００が、ＰＷ入力画面ステート３０９、認証成功画面ステート３１１、ローパワー・ステート３１３およびパワーオフ・ステート３０１のいずれかに遷移する。

ブロック５０１でスマートフォン１０は、ロック画面ステート３０５、ＰＷ入力画面ステート３０９または認証成功画面ステート３１１から、遷移２、８、１０を経由してホーム画面ステート３０７に遷移している。遷移２の手順は図６を参照して説明したとおりである。遷移８、１０はタッチスクリーン１１に対するタッチ操作で行われる。ホーム画面ステート３０７においてユーザは、ブロック５０２であらかじめパスワードを登録した取引サイトにアクセスするための特定アプリケーションを実行する。

登録したパスワードは認証部２０３が保持する。ブロック５０３では、特定アプリケーションの要求で認証部２０３が、指紋認証装置２１３に認証リクエストを送る。ブロック５０５で指紋認証装置２１３は、指紋スキャナ１０１のＬＥＤ１０３を点灯させると共に、パワー・コントローラ２０９にマスキング信号を出力する。マスキング信号に応じてパワー・コントローラ２０９はスイッチ２１５をオフ状態にする。

特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７では、ワンタッチ操作で指紋認証が成功すれば認証部２０３が取引サイトに登録したパスワードを送付してシステム２００を認証成功画面ステート３１１に遷移させる（遷移９）。他方で、特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７からはワンタッチ操作でローパワー・ステート３１３（遷移６ａ）またはパワーオフ・ステート３０１への遷移（遷移１１ａ）も可能である。ユーザは操作ボタン１００に対するワンタッチ操作で遷移先のステート要素をシステム２００に伝える。

ブロック５０７でユーザは操作ボタン１００にワンタッチ操作をする。ユーザは意図する遷移先を押下時間でシステムに伝える。ユーザは認証リクエストがあるときの認証成功画面ステート３１１への遷移９の意図を０≦ｔ＜ｔ１の押下時間として伝え、パワーオフ・ステート３０１への遷移１１ａの意図をｔ≧ｔ３の押下時間として伝え、ローパワー・ステート３１３への遷移６ａの意図をｔ１≦ｔ＜ｔ２として伝えることができる。なお、ユーザは認証リクエストがないときのホーム画面ステート３０７からローパワー・ステート３１３への遷移６の意図を０＜ｔ＜ｔ２の押下時間で伝え、パワーオフ・ステートへの遷移１１の意図をｔ≧ｔ２で伝えることができる。

ブロック５０７ａ、５０７ｂ、５０９、５５１の処理は図６のブロック４０７ａ、４０７ｂ、４０９、４５１の処理と同じである。ブロック５１１で指紋認証が成功すると、ブロック５１３で認証部２０３は指紋認証装置２１３からパスワードを受け取る。認証部２０３は、受け取ったパスワードとあらかじめ登録したパスワードを照合してシステム２００を認証成功画面ステート３１１に遷移させる（遷移９）。認証が成功したことを認識した認証部２０３が認証リクエストを停止するとマスキング信号が停止してスイッチ２１５はオン状態になる。

ブロック５１１で指紋認証が失敗すると、ブロック５７１に移行する。ブロック５７１、５７３の処理はブロック４７１、４７３の処理に準ずる。ブロック５７１で認証部２０３は、指紋認証が所定回数失敗したことを認識するとブロック５７５でシステム２００をＰＷ入力画面ステート３０９に遷移させる（遷移７）。ＰＷ入力画面ステート３０９において、タッチスクリーン１１からパスワードを入力するとシステム２００は認証成功画面ステート３１１に遷移する（遷移１３）。

ブロック５５１以降の手順は、図６のブロック４５１以降の手順に準ずる。ブロック５５７では、遷移６ａでローパワー・ステート３１３に遷移し、ブロック５６３では遷移１１ａでパワーオフ・ステート３０１に遷移する。ブロック５６１では、ブロック５５５、５５７、５６３の条件に従って、ローパワー・ステート３１３またはパワーオフ・ステート３０１に遷移する。

［ホーム・ボタンへの適用例］
図８は、ホーム・ボタンをＦＰＡ組込ボタンで構成したスマートフォン５０の外形を示す平面図および側面図である。スマートフォン５０の構成は多くの部分でスマートフォン１０に類似するため、以下においては、スマートフォン１０との相違を中心に説明する。スマートフォン５０は、ＦＰＡ組込ボタンに相当するホーム・ボタン５１と、パワー・ボタン５５を備えている。図９は、スマートフォン５０の機能ブロック図の一例を示す図である。

操作スイッチ１０５と電力ブロック２０７の間にスイッチ６３を接続し、ＬＥＤ１０３の回路にスイッチ６３を制御するコントローラを設けている。また、電力ブロック２０７には、直接パワー・ボタン５５が接続されている。スイッチ６３およびコントローラ６１は、ホーム・ボタン５１に組み込んでもよいし、電力ブロック２０７に組み込んでもよい。

パワー・ボタン５５が出力するパワー信号は、直接電力ブロック２０７に伝送されるため継続時間ｔと受信時間ｔｘがつねに一致する。電力ブロック２０７はパワー・ボタン５５が出力するパワー信号の受信時間がｔｘ≧ｔ２のときにパワーオフ・ステート３０１とパワーオン・ステート３０３の間の遷移を制御する。また、電力ブロック２０７は、パワー・ボタン５５が出力するパワー信号の受信時間が０＜ｔｘ＜ｔ２のときにローパワー・ステート３１３とパワーオン・ステート３０３の間の遷移を制御する。

なお、閾値ｔ２は、スマートフォン１０とは異なる値にすることができる。電力ブロック２０７は、スイッチ６３を経由して操作スイッチ１０５から受け取るパワー信号の受信時間がｔｘ＞０のときにシステム２００をパワーオン・ステート３０３からローパワー・ステート３１３に遷移させる。電力ブロック２０７は、操作スイッチ１０５から受信するパワー信号ではシステム２００をパワーオン・ステート３０３からパワーオフ・ステート３０１に遷移させない。

認証リクエストが発生しているロック画面ステート３０５でホーム・ボタン５１に対してワンタッチ操作をすると指紋認証の結果により、ホーム画面ステート３０７またはＰＷ入力画面ステート３０９に遷移させることができる。同様に特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７からＰＷ入力画面ステート３０９または認証成功画面ステート３１１に遷移させることもできる。

スイッチ６３がない場合は、ロック画面ステート３０５でホーム・ボタン５１にワンタッチ操作をすると、一旦認証部２０３がシステム２００をホーム画面ステート３０７に遷移させ、その直後に電力ブロック２０７がローパワー・ステート３１３に遷移させる場合がある。また、ホーム画面ステート３０７への遷移を意図してワンタッチ操作をしても先に電力ブロック２０７がローパワー・ステート３１３に遷移させる場合がある。特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７でワンタッチ操作をしたときも認証成功画面ステート３１１を通じて同じ現象が起きたりローパワー・ステート３１３に遷移したりすることがある。

本実施の形態では、スイッチ６３で操作スイッチ１０５のパワー信号を認証リクエストでマスキングする。ロック画面ステート３０５におけるホーム・ボタン５１に対するワンタッチ操作は、図６でブロック４０９とブロック４５１以降を除いた手順を準用して処理できる。特定アプリケーションを実行するホーム画面ステート３０７におけるホーム・ボタン５１に対するワンタッチ操作は、図７でブロック５０９とブロック５５１以降を除いた手順を準用して処理できる。

コントローラ６１は、認証部２０３から認証リクエストがあるとスイッチ６３をオフ状態にし、認証リクエストがキャンセルされるとスイッチ６３をオン状態にする。したがって、認証リクエストがある間は、操作スイッチ１０５が出力するパワー信号は電力ブロック２０７に伝送されない。認証部２０３は、指紋認証の結果によりホーム画面ステート３０７、認証成功画面ステート３１１またはＰＷ入力画面ステート３０９に遷移させることができる。

コントローラ６１は、操作スイッチ１０５のパワー信号が停止してからスイッチ６３をオン状態にすることができる。認証リクエストがないロック画面ステート３０５またはホーム画面ステート３０７では、スイッチ６３はオン状態になっている。したがって、ホーム・ボタン５１にｔｘ＞０の受信時間に相当する押下時間のワンタッチ操作をすることで、ローパワー・ステート３１３に遷移させることができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１０、５０ スマートフォン
２００ スマートフォンのシステム
１１ タッチスクリーン
５１ ホーム・ボタン
５５ パワー・ボタン
１００ 操作ボタン
１０１ 指紋スキャナ
１０５ 操作スイッチ
２１３ 指紋認証装置
３０１ パワーオフ・ステート
３０３ パワーオン・ステート
３０５ ロック画面ステート
３０７ ホーム画面ステート
３０９ パスワード入力画面ステート
３１１ 認証成功画面ステート
３１３ ローパワー・ステート

Claims (13)

1. 複数の画面ステートとパワーステートのいずれかに遷移するシステムと、
   ワンタッチ操作で指紋認証の結果を生成しさらにパワー信号を生成することが可能な操作ボタンと、
   前記指紋認証の結果に応じて前記システムの前記画面ステートを変更する認証部と、
   前記パワー信号の受信時間に応じて前記システムの前記パワーステートを変更する電力ブロックと、
   所定の前記画面ステートにおいて前記ワンタッチ操作が行われたときに、前記電力ブロックに対する前記パワー信号の伝送を所定の時間の範囲で阻止するパワー・コントローラとを有し、
   前記電力ブロックは、前記受信時間が所定の閾値未満のときに第１の前記パワーステートに遷移させ、前記所定の閾値以上のときに第２の前記パワーステートに遷移させる携帯端末装置。
2. 前記第１のパワーステートがローパワー・ステートで前記第２のパワーステートがパワーオフ・ステートである請求項１に記載の携帯端末装置。
3. 前記電力ブロックは、前記パワー信号の伝送の阻止が解除されたあとの前記受信時間が前記所定の閾値以上のときに前記システムを前記第２のパワーステートに遷移させる請求項１に記載の携帯端末装置。
4. 前記パワー・コントローラは、前記指紋認証の待機状態を示す信号を受け取ったときに前記パワー信号の伝送を阻止する請求項１に記載の携帯端末装置。
5. 前記パワー・コントローラは、前記指紋認証が成功したときに前記パワー信号の伝送の阻止を解除する請求項４に記載の携帯端末装置。
6. 前記所定の画面ステートがアプリケーション・プログラムの実行を禁止するロック画面ステートで、前記認証部は前記指紋認証が成功したときに前記画面ステートを前記アプリケーション・プログラムの実行が可能なホーム画面ステートに遷移させる請求項１に記載の携帯端末装置。
7. 前記所定の画面ステートがアプリケーション・プログラムの実行が可能なホーム画面ステートで、前記認証部は前記指紋認証が成功したときに前記画面ステートを認証成功画面ステートに遷移させる請求項１に記載の携帯端末装置。
8. 前記パワー・コントローラを、前記システムの下層に位置するハードウェア・レイヤーで構成した請求項１に記載の携帯端末装置。
9. 前記電力ブロックと前記認証部は相互に非同期で前記パワーステートおよび前記画面ステートを変更する請求項１に記載の携帯端末装置。
10. 指紋スキャナとパワー信号を生成する操作スイッチを含む操作ボタンを備える携帯端末装置の画面ステートとパワーステートを制御する方法であって、
    指紋認証のリクエストに応じて電力ブロックに対する前記パワー信号の伝送を阻止する阻止状態に移行するステップと、
    前記操作ボタンに対するワンタッチ操作に応じて前記指紋認証の結果とパワー信号を生成するステップと、
    前記パワー信号の継続時間が所定の閾値を超えたときに前記阻止状態を解除して前記パワー信号を前記電力ブロックに伝送するステップと、
    前記電力ブロックが前記パワー信号の受信時間に応じて前記パワーステートを消費電力の異なる第１の前記パワーステートおよび第２の前記パワーステートのいずれかに変更するステップと
    を有する方法。
11. 前記阻止状態の間に前記指紋認証の結果に応じて前記画面ステートを変更するステップを有する請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１のパワーステートがローパワー・ステートで前記第２のパワーステートがパワーオフ・ステートである請求項１０に記載の方法。
13. 前記指紋認証が成功したとき、前記ローパワー・ステートおよび前記パワーオフ・ステートへの変更がアプリケーション・プログラムの実行を許可するホーム画面ステートを経由して行われる請求項１２に記載の方法。

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