WO2009131042A1 - 携帯電子機器 - Google Patents

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WO2009131042A1 PCT/JP2009/057556 JP2009057556W WO2009131042A1 WO 2009131042 A1 WO2009131042 A1 WO 2009131042A1 JP 2009057556 W JP2009057556 W JP 2009057556W WO 2009131042 A1 WO2009131042 A1 WO 2009131042A1
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康 北村
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京セラ株式会社
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    • H04M2250/22Details of telephonic subscriber devices including a touch pad, a touch sensor or a touch detector

Definitions

  • the present invention relates to a portable electronic device such as a cellular phone provided with a touch sensor.
  • a portable electronic device equipped with a touch sensor is known.
  • the user can assist the key operation such as scrolling by moving the pointer on the screen by touching the touch sensor (for example, JP 2002-333951 A).
  • portable electronic devices equipped with fingerprint sensors are known.
  • the user can release the lock, for example, by causing the fingerprint sensor to read the fingerprint (see, for example, JP-A-2005-319294).
  • both the touch sensor and the fingerprint sensor described above are to be mounted on a mobile phone, it is necessary to constantly monitor the presence or absence of contact on both the touch panel and the fingerprint sensor.
  • One object of the present invention is to provide a portable electronic device in which both a touch sensor and a fingerprint sensor can be mounted.
  • Another object of the present invention is to provide a portable electronic device that can monitor the presence / absence of contact in both of the touch sensor and the fingerprint sensor without waste.
  • a portable electronic device includes a touch sensor that detects contact of a finger in the first contact area and acquires contact information, and a second contact area adjacent to the first contact area.
  • the finger sensor detects fingerprint irregularities and obtains fingerprint information, and the contact information is processed in time series to generate first finger movement information, and the fingerprint information is processed in time series. Then, the second movement information of the finger is generated, and the movement information of the finger from the first contact area to the second contact area is generated by associating the first movement information and the second movement information.
  • a control unit that detects contact of a finger in the first contact area and acquires contact information
  • the finger sensor detects fingerprint irregularities and obtains fingerprint information, and the contact information is processed in time series to generate first finger movement information, and the fingerprint information is processed in time series. Then, the second movement information of the finger is generated, and the movement information of the finger from the first contact area to the second contact area is generated by associating the first movement information and the second movement information.
  • a portable electronic device is disposed in the first contacted area and a touch sensor that detects contact of a finger and acquires contact information in the first contacted area.
  • a fingerprint sensor that detects fingerprint unevenness to acquire fingerprint information, and processes the contact information in time series to generate first finger movement information, and the fingerprint information
  • the second movement information of the finger is generated by processing in time series, and the movement of the finger from the first contact area to the second contact area is associated with the first movement information and the second movement information.
  • a control unit that generates information.
  • the control unit converts the first movement information in the first contacted area into a first orthogonal coordinate system, and converts the second movement information in the second contacted area into a second orthogonal coordinate system. It is also possible to convert the arbitrary value of the second orthogonal coordinate system into the first orthogonal coordinate system and generate synthesized finger movement information.
  • the control unit may preferentially generate the movement information from the area touched at the certain time as the finger movement information at the time when both touched. Good.
  • a portable electronic device includes a touch sensor that detects contact of a finger in the first contact area and acquires contact information, and a second contact area adjacent to the first contact area. When the finger contact is detected in the first contact area, the fingerprint detection can be started in the second contact area. And a control unit for setting to a proper state.
  • the first contact area includes an adjacent area in an area adjacent to the second contact area, and when the control unit detects that a finger is touched in the adjacent area, You may set to the state which can start the said fingerprint detection in a to-be-contacted area
  • the fingerprint sensor may perform the fingerprint detection by scanning a finger on the second contact area.
  • control unit may set a direction of fingerprint detection in the fingerprint sensor based on a position where a finger contact is detected in the first contact area.
  • a portable electronic device includes a touch sensor that detects contact of a finger in the first contact area and acquires contact information, and a second contact in the first contact area.
  • Fingerprint detection can be started in the second contact area when a fingerprint sensor that detects fingerprints by detecting the unevenness of the finger in the area and detecting a finger contact in the first contact area The fingerprint detection can be started when the fingerprint detection is completed or the fingerprint detection is not performed after a predetermined time has passed after the fingerprint detection is set to a state where the fingerprint detection can be started.
  • a control unit that controls to end the state. The control unit may set the fingerprint detection in a state where the finger detection can be started in the second contact area when the specific movement of the finger is detected in the first contact area.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an external structure of a portable electronic device according to the first embodiment of the present invention.
  • a foldable mobile phone 10 is illustrated as a portable electronic device.
  • the mobile phone 10 includes an upper housing 101, a lower housing 102, and a hinge portion 103.
  • FIG. 1A is a diagram showing a state in which the mobile phone 10 is opened (open state), and FIG. 1B is a diagram showing a state in which the mobile phone 10 is folded (closed state).
  • a display unit 14 is disposed on the upper casing 101 so as not to be exposed to the outside when the cellular phone 10 shown in FIG. 1B is closed.
  • an operation unit 12 is disposed on the lower casing 102 on one side that is not exposed to the outside when the cellular phone 10 shown in FIG. 1B is closed.
  • the lower housing 102 is further provided with a sensor input unit 116 including a touch sensor and a fingerprint sensor. Details of the mounting arrangement relationship between the touch sensor and the fingerprint sensor in the sensor input unit 116 will be described later.
  • the hinge portion 103 opens and closes the upper housing 101 and the lower housing 102, and allows the transition between the open state of the mobile phone 10 shown in FIG. 1 (a) and the closed state shown in FIG. 1 (b). It is a hinge mechanism which has.
  • the open / closed state of the mobile phone 10 is monitored by a built-in control unit 118 (not shown here), and the control unit 118 can detect the closed state of the mobile phone 10. Specifically, for example, a closed state is detected by the control unit 118 monitoring whether or not a detection switch (not shown) of the lower casing 102 is pressed by a projection (not shown) arranged on the upper casing 101. In other words, the control unit 118 determines that the detection switch is closed, and the control unit 118 determines that the detection switch is closed and the open state otherwise.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the electrical system of the portable electronic device (mobile phone 10) according to the first embodiment of the present invention.
  • the mobile phone 10 has a control unit 118 as a control center, a communication unit 11, an operation unit 12, a CODEC (COderCODECorder) unit 13, a display unit 14, an imaging unit 15, a sensor input unit 16,
  • a control unit 118 as a control center, a communication unit 11, an operation unit 12, a CODEC (COderCODECorder) unit 13, a display unit 14, an imaging unit 15, a sensor input unit 16,
  • CODEC COderCODECorder
  • the communication unit 11 captures a wireless communication system, performs wireless communication with a base station (not shown) connected to the communication network, and transmits and receives various data.
  • the various data includes voice data at the time of voice call, mail data at the time of mail transmission / reception, web page data at the time of browsing the web, and the like.
  • the operation unit 12 includes keys to which various functions are assigned, such as a power key, a call key, a numeric key, a character key, a direction key, a determination key, a call key, and a function key.
  • keys to which various functions are assigned such as a power key, a call key, a numeric key, a character key, a direction key, a determination key, a call key, and a function key.
  • the CODEC unit 13 performs input / output processing of an audio signal output from a speaker or an audio signal input from a microphone. That is, the CODEC unit 13 amplifies the sound input from the microphone, performs analog-digital conversion, performs signal processing such as encoding, converts the sound into digital sound data, and outputs the digital sound data to the control unit 118. The CODEC unit 13 performs signal processing such as decoding, digital-analog conversion, and amplification on the audio data supplied from the control unit 118, converts the audio data into an analog audio signal, and outputs the analog audio signal to the speaker.
  • the display unit 14 is configured using, for example, an LCD (Liquid Crystal Display Device) or an organic EL (Electro-Luminescence) device, which is configured by arranging a large number of pixels (a combination of light emitting elements of a plurality of colors) vertically and horizontally. Yes.
  • the display unit 14 displays an image corresponding to display target data such as a document generated by the control unit 118 and written in a predetermined area (VRAM area) of the storage unit 17.
  • the display unit 14 is, for example, a telephone number of a transmission destination at the time of wireless transmission by the communication unit 11, a telephone number of a transmission source at the time of an incoming call, contents of received mail or transmitted mail, web page, date, time, remaining battery power, transmission Display success / failure, document, standby screen, etc.
  • the imaging unit 15 is a camera built in the mobile phone 10 that includes a photoelectric conversion element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor and its control circuit.
  • a photoelectric conversion element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor and its control circuit.
  • the sensor input unit 116 includes the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162 as described above.
  • FIG. 3 shows an example of the mounting positional relationship between the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162 and an example of a finger movement locus.
  • the fingerprint sensor 1162 is mounted in the touch sensor 1161.
  • a range in which the touch sensor 1161 reacts is referred to as a first contacted area A
  • a range in which the fingerprint sensor 1162 reacts is referred to as a second contacted area B.
  • the second contact area is allocated within the first contact area.
  • a finger is detected in each of the touch sensor 1161 (first contact area A) and the fingerprint sensor 1162 (second contact area B). Both movement data are detected and the contact position of the finger is determined according to each movement data.
  • the fingerprint sensor 1162 has a narrower finger movement range. Since the position data output when the first contact area A and the second contact area B are moved is discontinuous, the data output from the fingerprint sensor 162 is corrected to be a continuous value. Thus, integration of the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162 can be realized.
  • the touch sensor 1161 has a function of detecting contact of a finger and acquiring contact information in the first contact area A
  • the fingerprint sensor 1162 is a second contact area adjacent to the first contact area A.
  • the contact area B it has a function of detecting fingerprints by detecting the unevenness of the finger.
  • the touch sensor 1161 is, for example, a capacitance type suitable for miniaturization.
  • a plurality of electrodes are structurally arranged in a grid on the plane with an insulator in each of the XY directions. It has been arranged.
  • Each of the electrodes plays the role of a capacitor with a certain capacitance, and when the finger approaches the electrode, it is affected by the finger that is a conductor, and a part of the electric field is twisted and bent in the finger direction by electromagnetic induction. Change (for example, several pF). For this reason, the control unit 118, which will be described later, can detect at which position the capacitance change described above occurs by referring to the potential between the electrodes running in the XY directions. it can.
  • the fingerprint sensor 1162 is, for example, a type using a capacitance method.
  • a large number of electrodes are lined up under a hard protective film.
  • charges are accumulated according to the distance between the finger surface and the electrode.
  • the fingerprint sensor 1162 senses the charge amount of each electrode and performs AD (Analog-Digital) conversion to output a fingerprint image. For example, if the electrode pitch is set to several tens of ⁇ m, it is possible to detect the unevenness of the finger of 200 ⁇ m or more with high accuracy. Note that the pitch of the electrodes of the fingerprint sensor 1162 may be smaller than the pitch of the electrodes of the touch sensor 1161. Thus, the number of electrodes serving as sensor elements in the fingerprint sensor 1162 per unit area is larger than that in the touch sensor 1161, which can contribute to the improvement in the accuracy of fingerprint information required in the fingerprint sensor 1162.
  • AD Analog-Digital
  • a sweep type in which an electrode is detected by tracing the electrode with a finger from any direction, in place of a fixed type.
  • pattern matching processing or feature point extraction is performed by fingerprint authentication software executed by the control unit 118, which will be described later, and the registered data is collated.
  • the storage unit 17 stores various data used for various processes of the mobile phone 10.
  • the storage unit 17 includes, for example, a computer program executed by the control unit 118, an address book for managing personal information such as a telephone number and an e-mail address of a communication partner, an audio file for reproducing a ring tone and an alarm sound, and a standby An image file for a screen, various setting data, and temporary data used in the program processing are stored.
  • the storage unit 17 includes, for example, a non-volatile storage device (nonvolatile semiconductor memory, hard disk device, optical disk device, etc.), a randomly accessible storage device (eg, SRAM, DRAM), or the like.
  • the control unit 118 comprehensively controls the overall operation of the mobile phone 10. That is, the control unit 118 controls the operation of each control block described above so that various processes of the mobile phone 10 are executed in an appropriate procedure according to the operation of the operation unit 12. Examples of various processes controlled by the control unit 118 include voice calls performed via a circuit switching network, creation and transmission / reception of electronic mail, browsing of the Internet Web (World Wide Web) site, and the like.
  • the operation of each control block controlled by the control unit 118 includes transmission / reception of signals in the communication unit 11, voice input / output in the CODEC unit 13, display of an image in the display unit 14, imaging processing in the imaging unit 15, and the like. Can do.
  • the control unit 118 includes a computer (microprocessor) that executes processing based on a program stored in the storage unit 17, such as an operating system or an application program.
  • the control unit 118 executes the above-described processing according to the procedure instructed in this program. That is, the control unit 118 sequentially reads instruction codes from programs such as an operating system and application programs stored in the storage unit 17 and executes processing.
  • the control unit 118 further acquires the touch sensor 1161 when the second contact area B is adjacent to the first contact area A or when the second contact area B is disposed in the first contact area A. It has a function of generating the first movement information of the finger by processing the touched information in time series. Further, the control unit 118 processes the fingerprint information obtained by the fingerprint sensor 1162 in time series to generate the second movement information of the finger, associates the first movement information and the second movement information, and It has a function of generating finger movement information from the contact area to the second contact area.
  • the “first movement information” is an orthogonal coordinate value generated based on the contact information output by the touch sensor 1161.
  • the “second movement information” is coordinate data to which time data generated based on fingerprint information output from the fingerprint sensor 1162 is attached.
  • the program executed by the control unit 118 has a main control unit 1180, a contact information acquisition unit 1181, a fingerprint information detection unit 1182, and a fingerprint authentication unit 1183 as shown in FIG. And a movement trajectory monitoring unit 1184 and an orthogonal coordinate determination unit 1185.
  • the contact information acquisition unit 1181 acquires information on the presence / absence of contact detected by the touch sensor 1161 and the contact position, and outputs the acquired information to the movement trajectory monitoring unit 1184 and the orthogonal coordinate determination unit 1183.
  • the fingerprint information detection unit 1182 detects the fingerprint information by detecting the unevenness of the finger in the second contacted region B adjacent to the first contacted region A, and detects the fingerprint information, the fingerprint authentication unit 1183, the movement locus monitoring unit 1184, and The result is output to the orthogonal coordinate determination unit 1185.
  • the fingerprint authentication unit 1183 extracts, for example, feature points (end points, branch points) from the detected fingerprint information, holds the extracted feature point information in a predetermined area of the storage unit 17, and includes the feature points. Fingerprint authentication is performed by collating with registered data.
  • the movement trajectory monitoring unit 1184 processes the contact information output from the contact information acquisition unit 1181 in time series to generate the first movement information of the finger, and the fingerprint information output from the fingerprint information detection unit 1182
  • the second movement information of the finger is generated by processing in series, and each of the generated first movement information and second movement information is output to the orthogonal coordinate determination unit 1185.
  • both the first movement information and the second movement information are data in which time data is added to coordinate data.
  • the orthogonal coordinate determination unit 1185 associates the first movement information and the second movement information output from the movement trajectory monitoring unit 1184, and generates finger movement information from the first contact area A to the second contact area B. To do. For example, when the first movement information and the second movement information are converted into orthogonal coordinate values, the orthogonal coordinate determination unit 1185 determines the second movement information according to the aspect ratio of the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162. Continuous linear coordinate data is generated by replacing the orthogonal coordinate value with the orthogonal coordinate value of the first movement information. Details will be described later.
  • the main control unit 1180 performs sequence control of each of the functional blocks 1181 to 1185 described above in order to realize the function as the control unit 118.
  • the contact information is time-sequentially when the second contact area B is adjacent to the first contact area A or when the second contact area B is arranged in the first contact area A.
  • the fingerprint information is processed in time series to generate the second movement information of the finger, the first movement information and the second movement information are associated with each other, and the finger from the first contact area to the second contact area is correlated.
  • the function of generating the movement information of is included.
  • the main control unit 1180 also includes the communication unit 11, the operation unit 12, the CODEC unit 13, the display unit 14, the imaging unit 15, the sensor input unit 16 (touch sensor 1161, fingerprint sensor 1162), the storage unit 17, and the like described above. It also manages the interface with the control block.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a contacted area (first contacted area A and second contacted area) included in the sensor input unit 116 in which the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162 are mounted and arranged in an orthogonal coordinate system. It is. As shown in FIG.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams showing coordinate data (here, Y (y) coordinates) output from the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162 in time series on the time axis. As shown in FIG. 6, the coordinate data of the touch sensor 1161 and the coordinate data of the fingerprint sensor 1162 are completely different from each other in the minimum value and the maximum value, and there is usually no correlation between the coordinate data. .
  • the coordinate data of the fingerprint sensor 1162 whose movement amount is smaller than that of the touch sensor 1161, as shown in FIG.
  • the fingerprint sensor 1162 is touched by performing an offset addition to the coordinate data of the fingerprint sensor 1162 to perform correction.
  • coordinate data is complemented.
  • the offset amount described above depends on the number of sensors (size) of the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162, and therefore differs depending on the sensor module used.
  • the graph displayed in the square frame is an enlarged view of the coordinate data at the timing when the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162 react simultaneously.
  • the line indicated by the symbol a indicates the boundary portion between the touch sensor 1161 and the fingerprint sensor 1162.
  • the time zones indicated by reference characters A and C determine coordinates based only on the coordinate data of the touch sensor 1161
  • the time zones indicated by reference symbol B indicate coordinate values based only on the coordinate data of the fingerprint sensor 1162. It is an area to be determined.
  • the orthogonal coordinate value determination unit 1185 performs the offset correction as described above.
  • the straight line notation is the coordinate output data of the touch sensor 1161
  • the dotted line notation is the output data of the fingerprint sensor 1162
  • the alternate long and short dash line is the coordinate output data obtained by offset correction of the coordinate output data of the fingerprint sensor 1162.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the mobile electronic device (mobile phone 10) according to the first embodiment of the present invention.
  • the operation of the mobile electronic device (mobile phone 10) according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 7 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the control unit 118 determines whether or not the finger is touching the first contact area A of the touch sensor 1161 by the contact information acquisition unit 1181 (step S101).
  • the main control unit 1180 uses the contact information acquired via the contact information acquisition unit 1181 as a movement trajectory.
  • the movement trajectory monitoring unit 1184 outputs the information to the monitoring unit 1184, processes the contact information acquired from the contact information acquisition unit 1181 in time series, generates first finger movement information, and outputs the first movement information to the orthogonal coordinate determination unit 1185. (Step S102).
  • the main control unit 1180 performs the process of step S103.
  • step S ⁇ b> 103 the main control unit 1180 uses the fingerprint information detection unit 1182 to determine whether or not a finger is touching the second contacted area of the fingerprint sensor 1162.
  • the main control unit 1180 moves the fingerprint information detected via the fingerprint information detection unit 1182 to the movement locus.
  • the data is output to the monitoring unit 1184.
  • the movement trajectory monitoring unit 1184 processes the fingerprint information acquired from the fingerprint information detection unit 1182 in time series to generate second finger movement information, and outputs the second finger movement information to the orthogonal coordinate determination unit 1185 (step S104).
  • step S103 “NO” the main control unit 1180 performs the process of step S105.
  • step S105 the main control unit 1180 uses the contact information acquisition unit 1181, or the fingerprint information detection unit 1182 and the fingerprint sensor 1162, to determine whether the finger touches either the first contact area A or the second contact area B. Determine.
  • the main control unit 1180 further includes a contact information acquisition unit.
  • the coordinate data is acquired by 1181 (touch sensor 1161), and whether or not the timing at which the coordinate data is acquired is the time zone of A and C shown in FIG. (Step S106).
  • the orthogonal coordinate determination unit 1185 determines the coordinate data output by the touch sensor 1161 as the position where the finger is currently touching, and ends the above-described example process (step S107).
  • the coordinate determination unit 1185 performs the following processing. That is, the orthogonal coordinate determination unit 1185 performs offset correction on the position data of the fingerprint sensor 1162 acquired from the fingerprint information detection unit 1182 and then determines the position where the current finger is touching. The process ends (step S108).
  • the fingerprint information output by the fingerprint information detection unit 1182 is also output to the fingerprint authentication unit 1183.
  • the fingerprint authentication unit 1183 extracts, for example, feature points (end points, branch points) from the detected fingerprint information, holds the extracted feature point information in a predetermined area of the storage unit 17, and features points Fingerprint authentication is performed by collating with registered data consisting of Further, in the determination process of step S105, when it is determined that the finger is not touching either the first contact area A or the second contact area B (step S105 “NO”), the above-described example process is performed. finish.
  • the fingerprint sensor 1162 basically has a smaller movement range than the touch sensor 1161, and the touch sensor 1161, the fingerprint sensor 1162, The coordinate data when the finger moves between the points becomes discontinuous. Therefore, the control unit 118 can output linear coordinate data by correcting the coordinate data of the fingerprint sensor 1162 according to the coordinate data of the touch sensor 1161. For this reason, a touch sensor integrated with a fingerprint sensor can be mounted as the sensor input unit 116. This is particularly effective when used for a mobile phone having limitations on mounting space.
  • a touch sensor integrated with the fingerprint sensor can be made without impairing the convenience of the user, and the sensor input unit 16 is implemented by modularizing the sensor.
  • the area is further reduced, and the degree of freedom of design as a portable electronic device is increased.
  • it is possible to reduce the number of assembly steps by modularizing.
  • the fingerprint sensor 1162 is mounted and arranged in the touch sensor 1161, but the fingerprint sensor 1162 is, for example, the upper end of the touch sensor 1161. As long as both are adjacent to each other, such as mounting and mounting, any mounting form may be adopted.
  • the mobile phone 10 is illustrated as the portable electronic device according to the first embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the mobile phone 10 and is similarly applied to PDAs (Personal Digital Assistants), game machines, and the like. Is possible.
  • the functions of the respective constituent blocks included in the portable electronic device according to the first embodiment of the present invention may be all realized by software, or at least a part thereof may be realized by hardware.
  • the first movement of the finger by processing the contact information in time series The information is generated, the fingerprint information is processed in time series to generate the second movement information of the finger, the first movement information and the second movement information are associated with each other, and the second contact is made from the first contact area.
  • the data processing in the control unit 118 that generates the movement information of the finger over the area may be realized on a computer by one or a plurality of programs, and at least a part thereof may be realized by hardware.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the electrical system of the portable electronic device (mobile phone 10) according to the second embodiment of the present invention.
  • the mobile phone 10 includes a communication unit 11, an operation unit 12, a CODEC (COder DECorder) unit 13, a display unit 14, an imaging unit 15, a sensor input unit 216, a storage unit 17, and a control unit 218.
  • Each is configured by being commonly connected to a system bus 19 having a plurality of lines for address, data, and control.
  • the same reference numerals are given to substantially the same configurations as those in the first embodiment, and the duplicate description will be omitted.
  • the sensor input unit 216 and the control unit 218 having different configurations will be described.
  • the sensor input unit 216 includes a touch sensor 2161 and a fingerprint sensor 2162.
  • FIGS. 10A, 10B, 10C, and 10D show the mounting positional relationship between the touch sensor 2161 and the fingerprint sensor 2162 and the movement trajectory of the finger.
  • a fingerprint sensor 2162 is mounted in the touch sensor 2161.
  • bold arrows indicate the movement trajectory of the finger.
  • a range in which the touch sensor 2161 reacts is referred to as a first contacted area A
  • a range in which the fingerprint sensor 162 reacts is referred to as a second contacted area B.
  • the second contact area B is allocated in the first contact area A.
  • FIG. 10A shows an example in which the detection direction is set downward with respect to the second contact area B (the fingerprint sensor 2162) when the finger touches the area a of the first contact area A.
  • FIG. 10B shows an example in which the detection direction is set upward with respect to the second contact area B (the fingerprint sensor 2162) when the finger touches the area b of the first contact area A.
  • FIG. 10C shows an example in which when the finger touches the area c of the first contact area A, the detection direction is set to the right with respect to the second contact area B (the fingerprint sensor 2162).
  • FIG. 10D shows an example in which the detection direction is set to the left with respect to the second contact area B (of the fingerprint sensor 2162) when the finger touches the area d of the first contact area A. ing.
  • the touch sensor 2161 has a function of detecting contact of a finger and acquiring contact information in the first contact area A
  • the fingerprint sensor 2162 is a second contact area adjacent to the first contact area A.
  • the contact area B it has a function of detecting fingerprints by detecting the unevenness of the finger.
  • the touch sensor 2161 for example, a type using a capacitance method suitable for downsizing can be used as in the touch sensor 1161 of the first embodiment.
  • the fingerprint sensor 2162 for example, a type using a capacitance method can be used as in the fingerprint sensor 1162 of the first embodiment.
  • the control unit 218 controls the overall operation of the mobile phone 10 according to the second embodiment.
  • the control unit 218 detects that the finger touches the first contact area A (for example, FIG. 10 (a) in which the finger contact is detected in the area a), and the second contacted area B has a function of setting a state in which fingerprint detection can be started.
  • the term “adjacent” does not necessarily mean only when the regions are in contact with each other, but also includes the case where no other element (such as a key button) is interposed therebetween.
  • the control unit 218 controls the first contact area A.
  • the second contact area B has a function of setting a fingerprint detection startable state.
  • the control unit 218 sets the state in which the fingerprint detection can be started when the fingerprint detection is completed after the fingerprint detection is completed or the fingerprint detection is not performed after a predetermined time has elapsed. Control to end.
  • the structure of the program executed by the control unit 218 is as shown in FIG. 11 in which the functions are expanded.
  • the main control unit 2180, the contact information acquisition unit 2181, the fingerprint information detection unit 2182, and the orthogonal coordinate information conversion A unit 2183, a region determination unit 2184, a mode control unit 2185, and a fingerprint authentication unit 2186 are included.
  • the contact information acquisition unit 2181 acquires information on the presence or absence of a finger contact with the first contact area A and the contact position detected by the touch sensor 2161, and outputs the information to the orthogonal coordinate conversion unit 2183.
  • the orthogonal coordinate conversion unit 2183 converts the contact position information detected by the touch sensor 2162 into an orthogonal coordinate value by calculation and outputs it to the region determination unit 2184.
  • the area determination unit 2184 compares the orthogonal coordinate value generated by the orthogonal coordinate conversion unit 2183 with a preset boundary value (the orthogonal coordinate value between the first contact area A and the second contact area B). By determining the timing at which the finger straddles the second contact area B from the first contact area A, the operation modes (“standby mode”, “detection mode”, “ Control pause mode ").
  • the “standby mode” refers to a state where power (not shown) is supplied to the fingerprint sensor 2162 (or supply is resumed), the scan direction is set as necessary, and the fingerprint sensor 162 can detect the fingerprint.
  • Detection mode refers to an operation mode in which fingerprint information is collected by the fingerprint sensor 2162 and fingerprint authentication is performed.
  • the “pause mode” refers to a state where power supply is stopped and fingerprint detection by the fingerprint sensor 2162 is not possible, or a state where the power consumption mode is lower than that of the standby mode.
  • the fingerprint authentication unit 2186 extracts, for example, feature points (end points, branch points) from the detected fingerprint information, holds the extracted feature point information in a predetermined area of the storage unit 17, and features points It has a function to perform fingerprint authentication by collating with registered data consisting of
  • the main control unit 2180 performs sequence control of each of the function blocks 2181 to 2186 described above in order to realize the function as the control unit 218.
  • the function as the control unit 218 is as follows. 2 In the contacted area B, a function for setting a fingerprint detection startable state is included. Alternatively, when the second contact area B is located in the first contact area A, if it is detected that there is a finger contact in a certain area of the first contact area A, the fingerprint in the second contact area B A function to set a state where detection can be started is included. In addition, after the fingerprint detection is set in a state where the fingerprint detection can be started, or when the fingerprint detection is not performed even after a predetermined time has passed, the state where the fingerprint detection can be started is terminated. A function as the control unit 218 is included.
  • the main control unit 2180 also includes the communication unit 11, the operation unit 12, the CODEC unit 13, the display unit 14, the imaging unit 15, the sensor input unit 216 (touch sensor 2161, fingerprint sensor 2162), the storage unit 17, and the like described above. It also manages the interface with the control block.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the mobile electronic device (mobile phone 10) according to the second embodiment of the present invention.
  • the operation of the portable electronic device (mobile phone 10) according to the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 9 to 11 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the control unit 218 (main control unit 2180) first supplies power to the fingerprint sensor 2162 or restarts power supply (step S201: power ON). Then, the area determination unit 2184 uses the contact information acquisition unit 2181 and the orthogonal coordinate conversion unit 2183 to point the area a of the first contacted area A in FIG. 10A of the touch sensor 161 located above the fingerprint sensor 2162. It is determined whether or not a contact has been made (step S202).
  • the main control unit 2180 activates the mode control unit 2185, and the mode control unit 2185 By setting the scanning direction of the fingerprint sensor 2162 from top to bottom, the fingerprint sensor 2162 is set to the standby mode (step S203), and the mode is changed to the detection mode (step S210).
  • control is transferred to the fingerprint information detection unit 2182, and the fingerprint information detection unit 2182 controls the second contacted region B (the other side of the first contacted region located on the other side of the second contacted region B).
  • Fingerprint detection is started at the timing when the finger is touched in (region), and after the fingerprint detection is normally performed (step S211 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends. If fingerprint detection is not performed normally (step S211 “No”), fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S212 “No”, S210, S211), and the predetermined time elapses. Later (step S212 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S202 determines whether or not the touch sensor 2161 located on the left side of the fingerprint sensor 2162 has touched the area c of the first contact area A in FIG. S204). If it is determined that the touch has been made (step S204 “Yes”), the mode control unit 2185 sets the scan direction of the fingerprint sensor 2162 from left to right under the control of the main control unit 2180, and the fingerprint sensor 2162 is set to the standby mode (step S205), and the mode is changed to the detection mode (step S210).
  • step S211 “Yes”) fingerprint information detection is started at the timing when the finger is touched in (region), and after the fingerprint detection is normally performed (step S211 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends. If fingerprint detection is not performed normally (step S211 “No”), fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S212 “No”, S210, S211), and the predetermined time elapses. Later (step S212 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S204 determines whether or not the finger has touched the region b of the first contacted region A in FIG. 10B of the touch sensor 2161 located below the fingerprint sensor 2162.
  • Step S206 determines whether or not the finger has touched the region b of the first contacted region A in FIG. 10B of the touch sensor 2161 located below the fingerprint sensor 2162.
  • the mode control unit 2185 sets the scan direction of the fingerprint sensor 2162 from the bottom to the top and prints the fingerprint sensor.
  • step S207 the standby mode
  • step S210 the mode is changed to the detection mode
  • control is transferred to the fingerprint information detection unit 2182, and the fingerprint information detection unit 2182 controls the second contacted region B (the other side of the first contacted region located on the other side of the second contacted region B).
  • Fingerprint detection is started at the timing when the finger is touched in (region), and after the fingerprint detection is normally performed (step S211 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S211 “No” fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S212 “No”, S210, S211), and the predetermined time elapses. Later (step S212 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S206 determines whether or not the finger touches the area d of the first contact area A in FIG. 10D of the touch sensor 2161 located on the right side of 2162 (step S208).
  • step S208 determines whether or not the touch has occurred.
  • the mode control unit 2185 sets the scan direction of the fingerprint sensor 2162 from right to left and sets the fingerprint sensor 2162 is set to the standby mode (step S209), and the mode is changed to the detection mode (step S210).
  • step S211 “Yes”) fingerprint information detection is started at the timing when the finger is touched in (region), and after the fingerprint detection is normally performed (step S211 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends. If fingerprint detection is not performed normally (step S211 “No”), fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S212 “No”, S210, S211), and the predetermined time elapses. Later (step S212 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S208 If it is determined in step S208 that the finger is not in contact (step S208 “No”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • the main control unit 2180 may stop supplying power to the fingerprint sensor 2162 after a predetermined time has elapsed. As a result, further power saving can be achieved.
  • the touch sensor 2161 in a state where there is no finger contact for a predetermined time, for example, only the central portion or thinning scanning is performed without monitoring the entire first contact area A, thereby saving power. Can contribute to
  • the control unit 218 (main control unit 2180) detects the finger contact with the touch sensor 2161 at the timing of detecting the fingerprint sensor. Since 2162 is set in a detectable state (standby mode), power consumption can be reduced as compared with the case where fingerprint detection is always performed by the fingerprint sensor 2162. Further, by touching the first contact area A with the finger and then scanning the finger on the second contact area B, the movement of the finger for starting fingerprint detection, and the scanning of the finger for performing fingerprint detection Can be performed seamlessly.
  • the control unit 218 sets the fingerprint sensor 2162 to the standby mode by the mode control unit 2185 so that fingerprint detection can be started, and then activates the fingerprint information detection unit 2182 to start fingerprint information.
  • the detection unit 2182 starts fingerprint detection, and ends fingerprint detection after the fingerprint detection.
  • the fingerprint information detected here is delivered to the fingerprint authentication unit 2186, which extracts, for example, feature points (end points and branch points) from the detected fingerprint information and stores them in the work area of the storage unit 17.
  • the feature point information is held, and the fingerprint information detected by verifying with registered data made up of feature points stored in other areas is authenticated.
  • fingerprint detection is started at the timing when it is detected that a finger touches a certain area of the touch sensor 2161, and the fingerprint detection is completed.
  • fingerprint detection is not performed even after a predetermined time has elapsed, the state where fingerprint detection can be started is terminated. Therefore, power consumption can be reduced as compared with the case where fingerprint detection is always performed by the fingerprint sensor 2162.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the mobile electronic device (mobile phone 10) according to another embodiment of the present invention.
  • the fingerprint sensor 2162 is mounted and arranged on the upper part of the sensor input unit 216.
  • the upper part indicates an area indicated by hatching in FIG.
  • the control unit 218 (main control unit 2180) first supplies power to the fingerprint sensor 2162 and sets the scan direction from top to bottom according to the default setting (step S301).
  • the region determination unit 2184 determines whether or not the finger has touched the first contacted region A of the touch sensor 2161 located to the left of the fingerprint sensor 2162 by the contact information acquisition unit 2181 and the orthogonal coordinate conversion unit 2183.
  • the main control unit 2180 causes the mode control unit 2185 to change the scan direction of the fingerprint sensor 2162 from left to right.
  • the fingerprint sensor 2162 is set to the standby mode (step S303), and the mode is changed to the detection mode (step S308).
  • step S309 fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S310 “No”, S308, S309), and the predetermined time elapses. After that (step S310 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S302 determines whether or not a finger has touched the touch sensor 2161 located below the fingerprint sensor 2162 (step S204). If it is determined that the touch has been made (step S304 “Yes”), under the control of the main control unit 2180, the mode control unit 2185 sets the scan direction of the fingerprint sensor 2162 from the bottom to the top, and the fingerprint sensor 2162 is set to the standby mode (step S305), and the mode is changed to the detection mode (step S308).
  • step S309 fingerprint information detection in the detection mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends. If fingerprint detection is not performed normally (step S309 “No”), fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S310 “No”, S308, S309), and the predetermined time elapses. After that (step S310 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S304 determines whether or not the finger is not in contact. It is determined whether or not a finger has touched the touch sensor 2161 located on the right side of 2162 (step S306). If it is determined that the touch has been made (step S306 “Yes”), under the control of the main control unit 2180, the mode control unit 2185 sets the scan direction of the fingerprint sensor 2162 from right to left and sets the fingerprint sensor 2162 is set to the standby mode (step S307), and the mode is changed to the detection mode (step S308).
  • step S309 fingerprint information detection in the detection mode is repeated until a predetermined time elapses (step S310 “No”, S308, S309), and the predetermined time elapses. After that (step S310 “Yes”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • step S306 If it is determined in step S306 that the finger is not in contact (step S306 “No”), the mode is changed to the sleep mode, and the above-described series of processing ends.
  • FIG. 10 (a) (b) (c) (d)
  • the control unit 218 main control unit 2180
  • the control unit 218 detects the touch of the finger with the touch sensor 2161 at the timing of detecting the fingerprint sensor 2162. Is set in a detectable state (standby mode), the power consumption can be reduced as compared with the case where the fingerprint sensor 2162 always performs fingerprint detection.
  • the hatched area (that is, the left and right and lower areas of the fingerprint sensor 2162) is simply the fingerprint sensor 2162 for the user. Therefore, it is recognized that only the other area is allocated as the first contact area A.
  • the touch sensor 2161 is arranged in a part of the hatched area, this area is used for setting the scan direction of the fingerprint sensor 2162. Therefore, the touch sensor 2161 and the fingerprint sensor 2162 are separated from each other by the user. You may make it recognize that it is a device (module).
  • the portable electronic device when both the touch sensor 2161 and the fingerprint sensor 2162 are mounted, the presence / absence of contact in both is monitored without waste. This can contribute to power saving.
  • the control unit 218 (main control unit 2180) detects a specific movement of the finger on the sensor input unit 216.
  • the control unit 218 main control unit 2180 detects a specific movement of the finger on the sensor input unit 216.
  • the control unit 218 (main control unit 2180) sets a state in which fingerprint detection can be started in the second contact area B when a specific finger movement is detected.
  • the mobile phone 10 is illustrated as the portable electronic device according to the second and other embodiments of the present invention described above.
  • the present invention is not limited to the mobile phone 10 and is similarly applied to PDAs (Personal Digital Assistants), game machines, and the like. It can be applied to.
  • PDAs Personal Digital Assistants
  • game machines and the like. It can be applied to.
  • the functions of the constituent blocks included in the portable electronic device according to the second and other embodiments of the present invention may be realized entirely by software, or at least a part thereof may be realized by hardware.
  • the second contact area B when it is detected that a finger touches the first contact area A (for example, as shown in FIG. A finger contact is detected in the region a), and the second contacted region B has a function of setting a fingerprint detection startable state.
  • the control unit 218 controls the first contact area A.
  • a finger touch is detected in a certain area (for example, area a in FIG.
  • the second touched area B is set in a state where fingerprint detection can be started, and then fingerprint detection is performed. If the fingerprint detection is not completed after completion or a predetermined time has elapsed, the data processing in the control unit 218 that ends the state in which the fingerprint detection can be started is realized on the computer by one or a plurality of programs. Alternatively, at least a part of it may be realized by hardware.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mobile phone, 11 ... Communication part, 12 ... Operation part, 13 ... CODEC part, 14 ... Display part, 15 ... Imaging part, 116, 216 ... Sensor input part, 17 ... Memory

Landscapes

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Abstract

 タッチセンサと指紋センサの双方を搭載可能な携帯電子機器を提供する。また、タッチセンサと指紋センサにおける接触の有無を無駄なく監視する。  携帯電子機器は、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を備える。 携帯電子機器は、更に、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、または、第1被接触領域にて指の接触があったことを検知すると、第2被接触領域において指紋検出を開始可能な状態に設定する制御部を備える。

Description

携帯電子機器
 本発明は、タッチセンサを備えた携帯電話機等の携帯電子機器に関するものである。
 タッチセンサを搭載した携帯電子機器が知られている。ユーザは、このタッチセンサに触れることで画面上のポインタを移動させ、スクロール等、キー操作の補助を行うことができる(例えば、特開2002-333951号公報)。
 また、指紋センサを搭載した携帯電子機器も知られている。ユーザは、この指紋センサに指紋を読取らせることにより、例えばロックを解除することができる(例えば、特開2005-319294号公報参照)。
 ところで、上記したタッチセンサと指紋センサの双方を携帯電話機に搭載しようとした場合、携帯電話機の実装スペースの制限により、搭載できない場合がほとんどである。
 また、上記したタッチセンサと指紋センサの双方を携帯電話機に搭載しようとした場合、タッチパネルと指紋センサの双方における接触の有無を常に監視する必要があった。
 本発明の一つの目的は、タッチセンサと指紋センサの双方を搭載可能な携帯電子機器を提供することにある。
 本発明の他の目的は、タッチセンサと指紋センサの双方を搭載した場合に、双方における接触の有無を、無駄なく監視することが可能な、携帯電子機器を提供することにある。
 本発明の一の観点に係る携帯電子機器は、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、を備えている。
 また、本発明の他の観点に係る携帯電子機器は、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、を備えている。
 なお、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してもよい。
 また、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してもよい。
 本発明の一の観点に係る携帯電子機器は、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検出を行う指紋センサと、前記第1被接触領域にて指の接触があったことを検知すると、前記第2被接触領域において、前記指紋検出を開始可能な状態に設定する制御部と、を備えている。
 なお、前記第1被接触領域は、前記第2被接触領域に隣接する領域に隣接領域を備え、前記制御部は、前記隣接領域にて指の接触があったことを検知すると、前記第2被接触領域において、前記指紋検出を開始可能な状態に設定してもよい。
 また、前記指紋センサは、前記第2被接触領域上で指を走査させることにより前記指紋検出を行うものであってもよい。
 また、前記制御部は、前記第1被接触領域で、指の接触を検知した位置に基づいて、前記指紋センサにおける指紋検出の方向を設定してもよい。
 また、本発明の他の観点に係る携帯電子機器は、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と、前記第1被接触領域内の第2被接触領域にて指の凹凸を検知して指紋検出を行う指紋センサと、前記第1被接触領域で指の接触があったことを検知すると、前記第2被接触領域において、前記指紋検出を開始可能な状態に設定し、前記指紋検出を開始可能な状態に設定した後に、指紋検出が完了するか、或いは所定時間経過しても指紋検出が行われなかった場合に、前記指紋検出を開始可能な状態を終了するように制御する制御部と、を備えるものである。
 なお、前記制御部は、前記第1被接触領域において、指の特定の動きを検出すると、前記第2被接触領域において、前記指紋検出を開始可能な状態に設定してもよい。
 本発明によれば、タッチセンサと指紋センサの双方を搭載可能な携帯電子機器を提供することができる。
 また、本発明によれば、タッチセンサと指紋センサの双方を搭載した場合に、双方における接触の有無を、無駄なく監視することが可能な、携帯電子機器を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器の外観構造の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器の電気系の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器のセンサ入力部の実装配置、および指の移動軌跡の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器の制御部が実行するプログラムの構造を機能展開して示したブロック図である。 図2に示すセンサ入力部が有する被接触領域(第1被接触領域Aと第2被接触領域B)を直交座標系にマッピングして示した図である。 タッチセンサと指紋データがそれぞれ出力する座標データを時間軸上に時系列に示した図である。 タッチセンサと指紋データがそれぞれ出力する座標データを時間軸上に時系列に示した図である。 本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器の電気系の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器のセンサ入力部の実装配置、および指の移動軌跡の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器の制御部が実行するプログラムの構造を機能展開して示したブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る携帯電子機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る携帯電子機器のセンサ入力部の他の実装配置例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る携帯電子機器のセンサ入力部における指の移動軌跡の他の例を示す図である。
(第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器の外観構造の一例を示す図である。ここでは、携帯電子機器として折り畳み型の携帯電話機10が例示されている。
 図1に示されるように、携帯電話機10は、上部筐体101と、下部筐体102と、ヒンジ部103とを有する。
 図1(a)は、携帯電話機10が開かれた状態(開状態)を示した図であり、図1(b)は携帯電話機10が折り畳まれた状態(閉状態)を示した図である。
 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。
 また、図1(a)に示されるように、下部筐体102には、図1(b)に示す携帯電話機10の閉状態において外部には露出しない一面に操作部12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116が配置されている。センサ入力部116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。
 ヒンジ部103は、上部筐体101と下部筐体102とを開閉し、図1(a)に示す携帯電話機10の開状態と図1(b)に示す閉状態とを遷移可能とする回転軸を有するヒンジ機構である。
 なお、携帯電話機10の開状態/閉状態は、内蔵する制御部118(ここでは不図示)により監視されており、制御部118は携帯電話機10の閉状態を検出することが可能である。
 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118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118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。
 図2は、本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の電気系の内部構成を示すブロック図である。
 図2に示されるように、携帯電話機10は、制御部118を制御中枢とし、通信部11、操作部12、CODEC(COder DECorder)部13、表示部14、撮像部15、センサ入力部16、記憶部17、制御部118のそれぞれが、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本からなるシステムバス19に共通に接続され、構成されている。
 通信部11は、無線通信システムを捕捉し、通信ネットワークに接続される図示しない基地局との間で無線通信を行い、各種データの送受信を行う。
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、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キー、ファンクションキーなど、各種の機能が割り当てられたキーを有している。
 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118に出力する。
 CODEC部13は、スピーカから出力される音声信号やマイクロフォンにおいて入力される音声信号の入出力処理を行う。
 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118に出力する。
 また、CODEC部13は、制御部118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、多数の画素(複数色の発光素子の組み合わせ)を縦横に配して構成される、例えばLCD(Liquid Crystal Display Device)や有機EL(Electro-Luminescence)デバイスを用いて構成されている。
 表示部14は、制御部118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。
 撮像部15は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の光電変換素子とその制御回路等により構成される携帯電話機10に内蔵されたカメラである。
 センサ入力部116は、上記したように、タッチセンサ1161と指紋センサ1162により構成される。
 図3に、タッチセンサ1161と指紋センサ1162との実装位置関係、および指の移動軌跡の一例が示されている。ここでは、タッチセンサ1161内に指紋センサ1162が実装配置されるものとする。
 なお、図3中、接触する指の移動に関し、タッチセンサ1161が反応する範囲を第1被接触領域A、指紋センサ1162が反応する範囲を第2被接触領域Bという。図3に示す例では、第1被接触領域内に第2被接触領域が割当てられる。
 上記のように実装配置した場合、タッチセンサ1161のみ、もしくは指紋センサ1162のみで指の移動量を検出すれば、ユーザの指の動きに関するデータをとりこぼしてしまう。
 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118)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指紋センサ1162の指の移動軌跡である。
 このため、本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)では、タッチセンサ1161(第1被接触領域A)と指紋センサ1162(第2被接触領域B)のそれぞれにおいて指の移動データをともに検出し、それぞれの移動データに応じて指の接触位置を判定することとした。
 基本的には、指紋センサ1162の方が指の移動範囲が狭い。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1161と指紋センサ1162の一体化を実現できる。
 タッチセンサ1161は、例えば、第1被接触領域Aにて、指の接触を検知して接触情報を取得する機能を有し、指紋センサ1162は、第1被接触領域Aに隣接する第2被接触領域Bにて、指の凹凸を検知して指紋検出を行う機能を有する。
 タッチセンサ1161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118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。
 指紋センサ1162もタッチセンサ1161同様、例えば、静電容量方式を用いたタイプを使用するものとし、この場合、構造的には、硬い保護膜の下に多数の電極が並んでおり、この電極に、指表面と電極の距離に応じた電荷が溜まる構造になっている。
 指紋センサ1162は、各電極の電荷量をセンスしてAD(Analog-Digital)変換を行うことにより指紋イメージを出力する。例えば、電極のピッチを数十μmとすれば、200μm以上の指の凹凸を高い精度で検出ができる。尚、指紋センサ1162の電極のピッチは、タッチセンサ1161の電極のピッチよりも、小さくなしていてもよい。これにより、指紋センサ1162におけるセンサ素子として働く電極の単位面積当たりの個数が、タッチセンサ1161におけるそれよりも多くなるようにして、指紋センサ1162において求められる指紋情報取得の精度の向上に寄与できる。
 最近では、小型化、省電力化のために固定型に代わり、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118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、携帯電話機10の各種処理に利用される各種データを記憶する。
 記憶部17は、例えば、制御部118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。
 制御部118は、携帯電話機10の全体的な動作を統括的に制御する。
 すなわち、制御部118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118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118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118は、記憶部17に格納されたプログラム、たとえばオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム等に基づいて処理を実行するコンピュータ(マイクロプロセッサ)を備えている。
 制御部118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118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。
 制御部118は、ここでは更に、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A内に配置される場合のそれぞれにおいて、タッチセンサ1161によって取得された接触情報を時系列的に処理して指の第1移動情報を生成する機能を有する。
 さらに制御部118は、指紋センサ1162によって得られ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を有する。
 ここで、「第1の移動情報」とは、タッチセンサ1161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1162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。
 このため、制御部118が実行するプログラムの構造は、図4に機能展開して示されるように、主制御部1180と、接触情報取得部1181と、指紋情報検知部1182と、指紋認証部1183と、移動軌跡監視部1184と、直交座標判定部1185と、により構成される。
 接触情報取得部1181は、タッチセンサ1161により検出される接触の有無および接触位置に関する情報を取得して移動軌跡監視部1184および直交座標判定部1183に出力する。
 指紋情報検知部1182は、第1被接触領域Aに隣接する第2被接触領域Bにて、指の凹凸を検知して指紋情報を検出して、指紋認証部1183、移動軌跡監視部1184および直交座標判定部1185に出力する。
 指紋認証部1183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。
 移動軌跡監視部1184は、接触情報取得部1181により出力される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、指紋情報検知部1182により出力される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、生成された第1移動情報と第2移動情報のそれぞれを直交座標判定部1185へ出力する。
 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1185は、移動軌跡監視部1184により出力される第1移動情報と第2移動情報とを関連付け、第1被接触領域Aから第2被接触領域Bにかけての指の移動情報を生成する。
 直交座標判定部1185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1161と指紋センサ1162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。
 なお、主制御部1180は、制御部118としての機能を実現するために、上記した各機能ブロック1181~1185のシーケンス制御を行う。
 制御部118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。
 主制御部1180はまた、上記した、通信部11、操作部12、CODEC部13、表示部14、撮像部15、センサ入力部16(タッチセンサ1161、指紋センサ1162)、記憶部17等、周辺制御ブロックとのインタフェースも司る。
 ここで、上記した直交座標判定部1185による座標変換の原理について、タッチセンサ1161内に指紋センサ1162が実装配置される場合を例示し、図5~図7を参照しながら詳述する。
 図5は、タッチセンサ1161と指紋センサ1162が実装配置されたセンサ入力部116が有する被接触領域(第1被接触領域Aと第2被接触領域)を直交座標系にマッピングして示した図である。
 図5に示されるように、タッチセンサ1161(第1被接触領域Aの座標X.Yを有するタッチセンサ1161と、第2被接触領域Bの座標x,yを有する指紋センサ1162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、図7は、タッチセンサ1161と指紋センサ1162のそれぞれが出力する座標データ(ここではY(y)座標)を時間軸上に時系列に示した図である。
 図6に示されるように、タッチセンサ1161が有する座標データと、指紋センサ1162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。
 但し、仕様上、ポインティング位置と座標データとの対応はそれぞれわかっているため、図7に示されるように、タッチセンサ1161に比較して移動量が小さい指紋センサ1162の座標データをタッチセンサ1161の座標データに置換することで指の動きに対し連続した線形の座標データを生成することができる。
 ここでは、タッチセンサ1161と指紋データ1162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1162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1162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1161、指紋センサ1162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。
 なお、図6において□枠内に表示されたグラフは、タッチセンサ1161と指紋センサ1162が同時に反応するタイミングでの座標データを拡大して示したものである。
この中で、符号aで示されるラインは、タッチセンサ1161と指紋センサ1162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1162に指が多少触れているため、タッチセンサ1161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1162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1162を触れている指が多少触れるためタッチセンサ1161も反応する。
 但し、タッチセンサ1161が触れている位置の座標データは、変化しなくなる。
 また、図7において、符号A、Cで示される時間帯は、タッチセンサ1161の座標データのみで座標を判定し、符号Bで示される時間帯は、指紋センサ1162の座標データのみで座標値を判定する領域である。但し、このとき、直交座標値判定部1185は、オフセット補正を行うことは上記したとおりである。
 なお、図7中、直線表記は、タッチセンサ1161の座標出力データ、点線表記は、指紋センサ1162の出力データ、一点鎖線表記は、指紋センサ1162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。
 図8は、本発明の第1実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の動作を示すフローチャートである。
 以下、図8のフローチャートを参照しながら、図1~図7に示す本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の動作について詳細に説明する。
 制御部118(主制御部1180)は、接触情報取得部1181により、タッチセンサ1161が有する第1被接触領域Aに指が触れているか否かを判定する(ステップS101)。
 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1180は、接触情報取得部1181を介して取得される接触情報を移動軌跡監視部1184へ出力し、移動軌跡監視部1184は、接触情報取得部1181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1185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1180は、ステップS103の処理を行う。
 ステップS103において、主制御部1180は、指紋情報検知部1182により、指紋センサ1162が有する第2被接触領域に指が触れているか否かを判定する。
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1180は、指紋情報検知部1182を介して検出される指紋情報を移動軌跡監視部1184へ出力する。
 移動軌跡監視部1184は、指紋情報検知部1182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1185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1180は、ステップS105の処理を行う。
 ステップS105において、主制御部1180は、接触情報取得部1181、あるいは指紋情報検知部1182、指紋センサ1162により、第1被接触領域A、第2被接触領域Bのいずれかに指が触れているかを判定する。
 ここで、第1被接触領域A、第2被接触領域Bのいずれかに指が触れていると判定された場合(ステップS105“YES“)、主制御部1180は、更に、接触情報取得部1181(タッチセンサ1161)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)。
 ここで、接触情報取得部1181(タッチセンサ1161)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の時間帯であった場合(ステップS106“YES”)、直交座標判定部1185は、タッチセンサ1161により出力される座標データを現在指が触れている位置として確定し、上記した一例の処理を終了する(ステップS107)。
 一方、接触情報取得部1181(タッチセンサ1161)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1185は次の処理を行う。
 すなわち、直交座標判定部1185は、指紋情報検知部1182から取得される指紋センサ1162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)。
 なお、図8のフローチャートには図示されていないが、指紋情報検知部1182により出力される指紋情報は、指紋認証部1183にも出力されている。
 このとき指紋認証部1183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。
 以上説明のように、本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器によれば、タッチセンサ1161と比較して指紋センサ1162は基本的に移動範囲が狭く、タッチセンサ1161と指紋センサ1162との間を指が移動した際の座標データが不連続になる。
 このため、制御部118は、指紋センサ1162の座標データをタッチセンサ1161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。
 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116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1161と指紋センサ1162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、携帯電子機器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。
 なお、上記した本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器によれば、タッチセンサ1161内に指紋センサ1162を実装配置するものとして説明したが、例えば、指紋センサ1162をタッチセンサ1161の上端に実装配置する等、両者が隣接していればいずれの実装形態をとっても構わない。
 また、上記した本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器として、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。
 なお、本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器が有する各構成ブロックの機能は、全てをソフトウェアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。
 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118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。
(第2の実施形態)
 図9は、本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の電気系の内部構成を示すブロック図である。
 図9に示されるように、携帯電話機10は、通信部11、操作部12、CODEC(COder DECorder)部13、表示部14、撮像部15、センサ入力部216、記憶部17、制御部218のそれぞれが、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本からなるシステムバス19に共通に接続され、構成されている。
 これらの構成要素のうち、第1の実施形態と実質的に同様の構成には同じ参照符号を付し、重複説明を省略する。ここでは、構成が相違するセンサ入力部216、制御部218のみを説明する。
 センサ入力部216は、タッチセンサ2161と、指紋センサ2162と、により構成される。図10(a)(b)(c)(d)に、タッチセンサ2161と指紋センサ2162との実装位置関係、および指の移動軌跡が示されている。ここでは、タッチセンサ2161内に指紋センサ2162が実装配置されるものとする。
 また、図10(a)(b)(c)(d)中、太線矢印が指の移動軌跡を示すものとする。更に、接触する指の移動に関し、タッチセンサ2161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。
 図10に示す例では、第1被接触領域A内に第2被接触領域Bが割当てられる。
 図10(a)は、第1被接触領域Aの領域aに指が触れた場合に、第2被接触領域B(の指紋センサ2162)に対して検出方向を下方向に設定する例を示している。
 図10(b)は、第1被接触領域Aの領域bに指が触れた場合に、第2被接触領域B(の指紋センサ2162)に対して検出方向を上方向に設定する例を示している。
 図10(c)は、第1被接触領域Aの領域cに指が触れた場合に、第2被接触領域B(の指紋センサ2162)に対して検出方向を右方向に設定する例を示している。
 図10(d)は、第1被接触領域Aの領域dに指が触れた場合に、第2被接触領域B(の指紋センサ2162)に対して検出方向を左方向に設定する例を示している。
 タッチセンサ2161は、例えば、第1被接触領域Aにて、指の接触を検知して接触情報を取得する機能を有し、指紋センサ2162は、第1被接触領域Aに隣接する第2被接触領域Bにて、指の凹凸を検知して指紋検出を行う機能を有する。
 タッチセンサ2161は、例えば、第1の実施形態のタッチセンサ1161と同様に小型化に適した静電容量方式を用いたタイプを使用することができる。
 指紋センサ2162も、例えば、第1の実施形態の指紋センサ1162と同様に静電容量方式を用いたタイプを使用することができる。
 制御部218は、第2の実施形態に係る携帯電話機10の全体的な動作を統括的に制御する。
 制御部218は、特に、第2被接触領域Bが第1被接触領域Aに隣接して位置する場合、第1被接触領域Aにて指の接触があったことを検知すると(例えば、図10(a)の領域aにて指の接触を検知)、第2被接触領域Bにおいて、指紋検出を開始可能な状態に設定する機能を有する。尚、ここで隣接とは、必ずしも領域同士が接触している場合のみをいうのではなく、間に他の素子(例えばキーボタン等)が介在していない場合を含む。
 また、制御部218は、第2被接触領域Bが第1被接触領域A内に位置する場合(例えば、図10(a)(b)(c)(d))、第1被接触領域Aのある領域(例えば、図10(a)の領域a)で指の接触があったことを検知すると、第2被接触領域Bにおいて指紋検出を開始可能な状態に設定する機能を有する。
 制御部218は、指紋検出を開始可能な状態に設定した後に、指紋検出が完了するか、或いは所定時間経過しても指紋検出が行われなかった場合には、指紋検出を開始可能な状態を終了するように制御する。
 このため、制御部218が実行するプログラムの構造は、図11に機能展開して示されるように、主制御部2180と、接触情報取得部2181と、指紋情報検知部2182と、直交座標情報変換部2183と、領域判定部2184と、モード制御部2185と、指紋認証部2186とにより構成される。
 接触情報取得部2181は、タッチセンサ2161により検出される、第1被接触領域Aへの指の接触の有無、および接触位置に関する情報を取得して直交座標変換部2183に出力する。
 直交座標変換部2183は、タッチセンサ2162により検出される接触位置情報から演算により直交座標値に変換して領域判定部2184に出力する。
 領域判定部2184は、直交座標変換部2183により生成された直交座標値を、予め設定された境界値(第1被接触領域Aと第2被接触領域Bとの直交座標値)と比較することにより、指が第1被接触領域Aから第2被接触領域Bを跨いだタイミングを判定してモード制御部2185による指紋センサ2162の動作モード(「待機モード」と、「検出モード」と、「休止モード」)を制御する。
 ここで、「待機モード」とは、指紋センサ2162に対して不図示の電源が供給(あるいは供給再開)され、必要に応じてスキャン方向が設定され、指紋センサ162による指紋検出が可能な状態に設定する動作モードをいう。
 「検出モード」とは、指紋センサ2162で指紋情報を採取して指紋認証を行う動作モードをいう。
 「休止モード」とは、電源供給が停止されて指紋センサ2162による指紋検出ができない状態、或いは、待機モードよりも消費電力の低い低消費電力モードである状態をいう。
 なお、指紋認証部2186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機能を有する。
 また、主制御部2180は、制御部218としての機能を実現するために、上記した各機能ブロック2181~2186のシーケンス制御を行う。
制御部218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に隣接して位置する場合、第1被接触領域Aにて指の接触があったことを検知すると、第2被接触領域Bにおいて、指紋検出を開始可能な状態に設定する機能が含まれる。
 あるいは、第2被接触領域Bが第1被接触領域A内に位置する場合、第1被接触領域Aのある領域で指の接触があったことを検知すると、第2被接触領域Bにおいて指紋検出を開始可能な状態に設定する機能が含まれる。
 また、指紋検出を開始可能な状態に設定した後に、指紋検出が完了するか、或いは所定時間経過しても指紋検出が行われなかった場合には、指紋検出を開始可能な状態を終了する、制御部218としての機能が含まれる。
 主制御部2180はまた、上記した、通信部11、操作部12、CODEC部13、表示部14、撮像部15、センサ入力部216(タッチセンサ2161、指紋センサ2162)、記憶部17等、周辺制御ブロックとのインタフェースも司る。
 図12は、本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の動作を示すフローチャートである。
 以下、図12のフローチャートを参照しながら、図9~図11に示す本発明の第2実施形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の動作について詳細に説明する。
 制御部218(主制御部2180)は、まず、指紋センサ2162に電源を供給し、あるいは電源供給を再開する(ステップS201:電源ON)。そして、領域判定部2184は、接触情報取得部2181、直交座標変換部2183により、指紋センサ2162の上側に位置するタッチセンサ161の図10(a)の第1被接触領域Aの領域aに指が接触したか否かを判定する(ステップS202)。
 ここで、第1被接触領域Aの領域aに指が接触したと判定された場合(ステップS202“Yes”)、主制御部2180は、モード制御部2185を起動し、モード制御部2185により、指紋センサ2162のスキャン方向を上から下方向に設定することにより、指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS203)、検出モードに遷移させる(ステップS210)。検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部2182は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS211“Yes”)に休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS211“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS212“No”、S210、S211)、所定時間経過後に(ステップS212“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 一方、ステップS202における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合(ステップS202“No”)、主制御部2180による制御の下、領域判定部2184は、接触情報取得部2181、直交座標変換部2183により、指紋センサ2162の左側に位置するタッチセンサ2161が図10(c)の第1被接触領域Aの領域cに指が触れたか否かを判定する(ステップS204)。ここで、接触したと判定された場合(ステップS204“Yes”)、主制御部2180による制御の下、モード制御部2185は、指紋センサ2162のスキャン方向を左から右方向に設定し、指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS205)、検出モードに遷移させる(ステップS210)。検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部2182は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS211“Yes”)に休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS211“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS212“No”、S210、S211)、所定時間経過後に(ステップS212“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 一方、ステップS204における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合(ステップS204“No”)、主制御部2180による制御の下、領域判定部2184は、接触情報取得部2181、直交座標変換部2183により、更に、指紋センサ2162の下側に位置するタッチセンサ2161の図10(b)の第1被接触領域Aの領域bに指が触れたか否かを判定する(ステップS206)。
 ここで、接触したと判定された場合(ステップS206“Yes”)、主制御部2180による制御の下、モード制御部2185は、指紋センサ2162のスキャン方向を下から上方向に設定して指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS207)、検出モードに遷移させる(ステップS210)。検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部2182は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS211“Yes”)に休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS211“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS212“No”、S210、S211)、所定時間経過後に(ステップS212“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 一方、ステップS206における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合(ステップS206“No”)、主制御部2180は、更に、接触情報取得部2181により、指紋センサ2162の右側に位置するタッチセンサ2161の図10(d)の第1被接触領域Aの領域dに指が触れたか否かを判定する(ステップS208)。
 ここで、接触したと判定された場合(ステップS208“Yes”)、主制御部2180による制御の下、モード制御部2185は、指紋センサ2162のスキャン方向を右から左方向に設定して指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS209)、検出モードに遷移させる(ステップS210)。検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部2182は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS211“Yes”)に休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS211“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS212“No”、S210、S211)、所定時間経過後に(ステップS212“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 なお、ステップS208における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合は(ステップS208“No”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 なお、指紋センサ2162に電源を供給後、タイマ監視により所定時間指の接触が検出されない場合、主制御部2180は、所定時間経過後に指紋センサ2162に対する電源供給を停止してもよい。このことにより、一層の省電力化がはかれる。  
 また、タッチセンサ2161についても同様、所定時間指の接触が無い状態においては、第1被接触領域Aの全てを監視することなく、例えば、中央部のみ、あるいは間引き走査等を行うことで省電力化に寄与できる。
 上記した様に、本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器によれば、制御部218(主制御部2180)は、タッチセンサ2161にて指が接触したことを検知したタイミングで指紋センサ2162を検出可能な状態(待機モード)に設定するため、指紋センサ2162における指紋検出を常に行う場合に比較して消費電力を低減することができる。
 また、指が第1被接触領域Aに触れ、その後、第2被接触領域B上で指を走査させることにより、指紋検出を開始させるための指の移動と、指紋検出を行う指の走査とをシームレスに行うことができる。
 なお、制御部218(主制御部2180)は、モード制御部2185により指紋センサ2162を待機モードに設定して指紋検出を開始可能な状態にした後、指紋情報検出部2182を起動し、指紋情報検出部2182により、指紋検出を開始し、当該指紋検出後に指紋検出を終了する。
 ここで検出された指紋情報は指紋認証部2186に引き渡され、指紋認証部2186は、検出された指紋情報から、例えば、特徴点(端点、分岐点)を抽出して記憶部17の作業領域に特徴点情報を保持し、他の領域に格納されてある特徴点からなる登録データと照合することで検出された指紋情報の認証を行う。
 上記した本発明の第2の実施形態に係る携帯電子機器によれば、タッチセンサ2161のある領域で指が接触したことを検知したタイミングで指紋検出を開始するとともに、指紋検出が完了するか、或いは所定時間経過しても指紋検出が行われなかった場合には、指紋検出を開始可能な状態を終了する。
 このため、指紋センサ2162における指紋検出を常に行う場合に比較して消費電力を低減できる。
 (他の実施形態)
 図13は、本発明の他の実施の形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の動作を示すフローチャートである。
 ここでは、図14に、センサ入力部216(タッチセンサ2161と指紋センサ2162)の実装配置の一例が示されるように、指紋センサ2162がセンサ入力部216の上部に実装配置されている。ここで、上部とは、図14にハッチング表記された領域を示す。
 以下、図13のフローチャートを参照しながら、本発明の他の実施の形態に係る携帯電子機器(携帯電話機10)の動作について詳細に説明する。
 制御部218(主制御部2180)は、まず、指紋センサ2162に電源を供給し、スキャン方向をデフォルト設定にしたがい上から下方向に設定する(ステップS301)。
 次に、領域判定部2184は、接触情報取得部2181、直交座標変換部2183により、指紋センサ2162の左に位置するタッチセンサ2161の第1被接触領域Aに指が接触したか否かを判定する(ステップS302)。
 ここで、第1被接触領域Aに指が接触したと判定された場合(ステップS302“Yes”)、主制御部2180は、モード制御部2185により、指紋センサ2162のスキャン方向を左から右方向に設定して指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS303)、検出モードに遷移させる(ステップS308)。検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部2182は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS309“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS309“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS310“No”、S308、S309)、所定時間経過後(ステップS310“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 一方、ステップS302における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合(ステップS302“No”)、主制御部2180による制御の下、領域判定部2184は、接触情報取得部2181、直交座標変換部2183により、指紋センサ2162の下部に位置するタッチセンサ2161に指が触れたか否かを判定する(ステップS204)。
 ここで、接触したと判定された場合(ステップS304“Yes”)、主制御部2180による制御の下、モード制御部2185は、指紋センサ2162のスキャン方向を下から上方向に設定し、指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS305)、検出モードに遷移させる(ステップS308)。
 検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部282は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS309“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS309“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS310“No”、S308、S309)、所定時間経過後(ステップS310“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 一方、ステップS304における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合(ステップS304“No”)、主制御部2180は、更に、接触情報取得部2181により、指紋センサ2162の右側に位置するタッチセンサ2161に指が触れたか否かを判定する(ステップS306)。ここで、接触したと判定された場合(ステップS306“Yes”)、主制御部2180による制御の下、モード制御部2185は、指紋センサ2162のスキャン方向を右から左方向に設定して指紋センサ2162を待機モードに設定し(ステップS307)、検出モードに遷移させる(ステップS308)。
 検出モードに遷移すると、指紋情報検知部2182に制御が移り、指紋情報検知部2182は、第2被接触領域B(第2被接触領域Bの他方側に位置する第1被接触領域の他方側領域)で指の接触があったタイミングで指紋検出を開始し、当該指紋検出が正常に行われた後(ステップS309“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。なお、指紋検出が正常に行われなかった場合は(ステップS309“No”)、所定時間経過するまで、検出モードによる指紋情報検知を繰り返し(ステップS310“No”、S308、S309)、所定時間経過後(ステップS310“Yes”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 なお、ステップS306における指の接触有無の判定処理において、指が接触していないと判定された場合は(ステップS306“No”)、休止モードに遷移し、上記した一連の処理を終了する。
 上記した本発明の他の実施形態に係る携帯電子機器によれば、指紋センサ2162がセンサ入力部216の上部に実装配置されていても、図10(a)(b)(c)(d)に示す実施の形態(タッチセンサ2161内に指紋センサ2162が実装配置)と同様、制御部218(主制御部2180)は、タッチセンサ2161にて指が接触したことを検知したタイミングで指紋センサ2162を検出可能な状態(待機モード)に設定するため、指紋センサ2162における指紋検出を常に行う場合に比較して消費電力を低減することができる。
 なお、図14に示したセンサ入力部216の実装配置例において、ハッチング表記された領域(すなわち、指紋センサ2162の左右および下方向の領域)は、ユーザにとっては、指紋センサ2162が配置されただけの領域として認識され、このため、第1被接触領域Aとしては他の領域のみしか割当てられていないように認識される。
 但し、ハッチングされた領域の一部にタッチセンサ2161を配置しているが、この領域は、指紋センサ2162のスキャン方向の設定用として使用するため、ユーザに、タッチセンサ2161と指紋センサ2162が別デバイス(モジュール)であると認識させるようにしてもよい。
 以上説明のように、本発明の第2およびその他の実施形態に係る携帯電子機器によれば、タッチセンサ2161と指紋センサ2162の双方を搭載した場合に、双方における接触の有無を、無駄なく監視することが可能になり、省電力化に寄与することができる。
 なお、図15に、センサ入力部216上での指の移動軌跡の一例が示されるように、制御部218(主制御部2180)は、センサ入力部216上で指の特定の動きを検知することにより、例えば、ユーザが矢印で示す→↓←↑方向に順次指を移動させた場合に反応するようにあらかじめ設定することが可能である。
 これにより、例えば、↓方向の最終到達地点(その時点でのxy座標)にて指紋センサ2162に対し電源を供給し、待機モードに設定することも考えられる。
 このとき、制御部218(主制御部2180)は、指の特定の動きを検出すると、第2被接触領域Bにおいて、指紋検出を開始可能な状態に設定するものである。
 なお、上記した本発明の第2およびその他の実施形態に係る携帯電子機器として、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。
 また、本発明の第2およびその他の実施形態に係る携帯電子機器が有する各構成ブロックの機能は、全てをソフトウェアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。例えば、第2被接触領域Bが第1被接触領域Aに隣接して位置する場合、第1被接触領域Aにて指の接触があったことを検知すると(例えば、図10(a)の領域aにて指の接触を検知)、第2被接触領域Bにおいて、指紋検出を開始可能な状態に設定する機能を有する。 
 また、制御部218は、第2被接触領域Bが第1被接触領域A内に位置する場合(例えば、図10(a)(b)(c)(d))、第1被接触領域Aのある領域(例えば、図10(a)の領域a)で指の接触があったことを検知すると、第2被接触領域Bにおいて指紋検出を開始可能な状態に設定し、その後、指紋検出が完了するか、或いは所定時間経過しても指紋検出が行われなかった場合には、指紋検出を開始可能な状態を終了する制御部218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。
 本出願は、2008年4月24日出願の日本特許出願・出願番号2008-114242および、2008年4月25日出願の日本特許出願・出願番号2008-116349に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10…携帯電話機、11…通信部、12…操作部、13…CODEC部、14…表示部、15…撮像部、116、216…センサ入力部、17…記憶部、118、218…制御部、19…システムバス、102…下部筐体、1161、2161…タッチセンサ、1162、2162…指紋センサ、1181…接触情報取得部、1182…指紋情報検知部、1183…指紋認証部、1184…移動軌跡監視部、1185…直交座標判定部、2181…接触情報取得部、2182…指紋情報検知部、2183…直交座標情報変換部、2184…領域判定部、2185…モード制御部、2186…指紋認証部。

Claims (10)

  1.  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、
     を備えた携帯電子機器。
  2.  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、
     を備えた携帯電子機器。
  3.  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に記載の携帯電子機器。
  4.  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に記載の携帯電子機器。
  5.  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検出を行う指紋センサと、
     前記第1被接触領域にて指の接触があったことを検知すると、前記第2被接触領域において前記指紋検出を開始可能な状態に設定する制御部と、
     を備えた携帯電子機器。
  6.  前記第1被接触領域は前記第2被接触領域に隣接する領域に隣接領域を備え、
     前記制御部は、
     前記隣接領域にて指の接触があったことを検知すると、前記第2被接触領域において前記指紋検出を開始可能な状態に設定する
     請求項5記載の携帯電子機器。
  7.  前記指紋センサは、
     前記第2被接触領域上で指を走査させることにより前記指紋検出を行う
     請求項5記載の携帯電子機器。
  8.  前記制御部は、
     前記第1被接触領域で、指の接触を検知した位置に基づいて、前記指紋センサにおける指紋検出の方向を設定する、
     請求項7に記載の携帯電子機器。
  9.  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被接触領域内の第2被接触領域にて指の凹凸を検知して指紋検出を行う指紋セ
    ンサと、
     前記第1被接触領域で指の接触があったことを検知すると、前記第2被接触領域において、前記指紋検出を開始可能な状態に設定し、前記指紋検出を開始可能な状態に設定した後に、指紋検出が完了するか、或いは所定時間経過しても指紋検出が行われなかった場合に、前記指紋検出を開始可能な状態を終了するように制御する制御部と、
     を備えた携帯電子機器。
  10.  前記制御部は、
     前記第1被接触領域において指の特定の動きを検出すると、前記第2被接触領域において前記指紋検出を開始可能な状態に設定する
     請求項5または請求項9に記載の携帯電子機器。
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