WO2015050096A1

WO2015050096A1 - 携帯装置、および、認証プログラム

Info

Publication number: WO2015050096A1
Application number: PCT/JP2014/075987
Authority: WO
Inventors: 北田宏明; 加納英和; 井上貴文
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-04-09
Also published as: US9582654B2; JPWO2015050096A1; US20160196421A1

Abstract

　筐体（１１）を備える携帯装置（１０）において、前記筐体（１１）の変形を検出する押圧センサ（１５）および変形検出ＩＣ（１７）と、前記筐体（１１）の変形のパターンが予め登録されたパターンデータベース（２２Ｂ）を記憶するメモリ（２２）と、前記押圧センサ（１５）および変形検出ＩＣ（１７）で検出される前記筐体（１１）の変形が、前記パターンデータベース（２２Ｂ）に登録されているパターンに該当するか否かによって認証を行う認証部（２５）と、を備える。

Description

携帯装置、および、認証プログラム

　本発明は、操作者の操作を受けて認証を行う携帯装置、および、認証プログラムに関する。

　携帯電話などの携帯装置では、０～９の数値や文字が割り振られた機械式のキー入力部や、ソフトキーが表示されるタッチパネルが設けられることがある。このような携帯装置では、装置の起動やソフトウェアの実行などの際に認証処理が行われる場合がある。

　携帯装置の認証処理では、操作者がキー入力部やタッチパネルの操作により入力する暗証符号を用いて認証を行うことが一般的である。また、携帯装置の認証処理では、操作者による携帯装置の操作パターンを用いて認証を行うこともあった（例えば、特許文献１，２参照。）。

　例えば、特許文献１に記載の携帯装置では、操作者が機械式のキー入力部の操作により暗証符号を入力する際に、各キーが操作される時間間隔と押圧力とが操作パターンとして検出され、暗証符号と操作パターンとの組み合わせが予め登録されたものであるか否かによって認証が行われていた。

　特許文献２に記載の携帯装置では、タッチパネルに指が接触する時間間隔とタッチパネルから指が離れる時間間隔との組み合わせが操作パターンとして検出され、検出された操作パターンが予め登録されたものであるか否かによって認証が行われていた。

特開２００２－３２８９０３号公報特開２０１２－０１４４０１号公報

　携帯装置における従来の認証処理では、操作者が指をキー入力部やタッチパネルから離して動かす必要があり、他者に指の動きが読み取られることで操作パターンが推察されてしまう恐れがあった。操作者が他者に操作パターンが読み取られることを防ぐためには、例えば携帯装置を手で隠しながら操作したり、ポケットの中で携帯装置を操作したりして、携帯装置を操作する指の動きを隠す必要があり、操作者にとって認証を受ける作業が煩雑になることがあった。

　そこで、本発明の目的は、認証を受けようとする操作者の指の動きから他者に操作パターンが読み取られてしまうことを防止できる携帯装置、および認証プログラムを提供することにある。

　この発明は、筐体を備える携帯装置において、前記筐体の変形を検出する変形検出部と、前記筐体の変形のパターンを予め記憶した記憶部と、前記変形検出部で検出される前記筐体の変形が、前記記憶部に記憶されているパターンに該当するか否かによって認証を行う認証部と、を備える。

　この構成では、操作者は、例えば、筐体を把持する力の強弱を変えることで、筐体を所定のパターンで変形させて認証を受けることができ、筐体を把持する指を所定位置から離して動かす必要が無い。したがって、操作者の指の動きから他者に操作パターンが読み取られることを防ぐことができる。また、携帯装置は、認証を行う際に指の位置を案内するような表示を行う必要が無い。

　前記記憶部に記憶されているパターンは、前記筐体の変形量の時間変化に関するものであることが好ましい。この構成によれば、認証処理のセキュリティ強度を高めることができる。

　前記変形検出部は、前記筐体の変形に伴って変形する圧電フィルムを備えることが好ましい。特には、前記圧電フィルムは、キラル高分子からなることが好ましい。この構成では、操作者は、筐体を指で押込むような操作によって認証を受けることができる。また、キラル高分子を主材料とする圧電フィルムは、焦電性の影響を受けずに出力を得ることができる、即ち、検出位置での温度変化の影響を受けずに出力を得ることができる。したがって、指からの伝熱による影響や、筐体内での発熱による影響を受けずに筐体の変形を高精度に検出することができる。

　前記筐体は、矩形平板状であり、前記変形検出部は、前記筐体の互いに対向する２つの外面それぞれの変形を検出することが好ましい。この構成によれば、筐体の互いに対向する２つの外面の表裏を操作者が確認することなく筐体を把持していても、少なくとも一方の外面を変形させることで認証処理を受けることができる。したがって、操作者が筐体の表裏を確認する手間を省くことができる。

　前記携帯装置は、所定の時間間隔を前記操作者に通知する通知制御部を更に備え、前記認証部は、前記変形検出部で検出される前記筐体の変形から、前記所定の時間間隔に従ってパターンを抽出し、前記記憶部に記憶されているパターンと比較することが好ましい。この構成によれば、操作者は、通知制御部に通知される時間間隔に従ったタイミングで筐体を変形させる力の強弱を適切に変えることにより、携帯装置に予め登録されているパターンと一致するパターンで筐体を変形させることができる。

　前記携帯装置は、休止状態から動作状態への切替時に所定機能に関する動作を制限し、前記認証部で合判定がなされることで、前記所定機能に関する動作の制限を解除し、前記認証部で否判定がなされることで前記所定機能に関する動作の制限を維持する、機能制限部を更に備えることが好ましい。この構成によれば、休止状態から動作状態への切替時に、操作者が筐体に指を当てたまま筐体を把持する力の強弱を変えることで、所定機能に関する動作の制限を解除することができる。

　前記携帯装置は、第１の無線通信を行う第１の無線通信部と、第２の無線通信を行う第２の無線通信部と、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部との間で通信信号をルーティングするルータ部と、を更に備え、前記機能制限部は、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部と前記ルータ部との動作を制限し、前記認証部で合判定がなされることで当該制限を解除し、前記認証部で否判定がなされることで当該制限を維持するものであってもよい。この構成によれば、携帯装置として、モバイルルータ端末や、ルータ機能（テザリング機能）を有するスマートフォン端末などを実現することができる。

　前記携帯装置は、前記筐体のいずれかの外面を表示面とする表示部と、前記表示面のタッチ操作を検出するタッチ操作検出部と、を更に備え、前記変形検出部は、少なくとも前記表示面の変形を検出することが好ましい。この構成によれば、タッチ操作による表示面の変形（押込み）を検出することができ、タッチ操作に対するより高度な処理を実現することができる。

　この発明は、筐体と、前記筐体の変形を検出する変形検出部と、記憶部と、を備える携帯装置にインストールされる認証プログラムであって、前記筐体の変形のパターンを前記記憶部に登録させる登録処理と、前記変形検出部で検出される前記筐体の変形が、前記記憶部に記憶されているパターンに該当するか否かによって認証を行う認証処理と、を前記携帯装置に実行させる。この認証プログラムにより、携帯装置に認証処理を行わせることができる。

　この発明によれば、操作者は、指を筐体に当てたまま力の強弱を変えて筐体を所定の操作パターンで変形させることによって認証を受けることができる。

本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の平面図および側面図である。本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の押圧センサの出力と変形検出ＩＣの出力との関係を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の操作例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の制御フローの一例を示すチャート図である。本発明の第２の実施形態に係る携帯装置の平面図および側面図である。本発明の第２の実施形態に係る携帯装置の機能ブロック図である。本発明の第３の実施形態に係る携帯装置の平面図および側面図である。本発明の第４の実施形態に係る携帯装置の平面図および側面図である。本発明の第５の実施形態に係る携帯装置の平面図および側面図である。

　本発明の第１の実施形態に係る携帯装置について、図を参照して説明する。

　図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の平面図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る携帯装置の側面図である。

　本実施形態に係る携帯装置１０は、操作者に把持されることが可能な程度の大きさのスマートフォン端末であり、筐体１１とタッチパネル１２と機械式スイッチ１９と、を備えている。なお、ここでは図示していないが、携帯装置１０は、ＣＰＵや、メモリ、通信回路、画像処理回路、音声処理回路、回路基板等の、スマートフォン端末を構成するその他のハードウェアも備えている。

　筐体１１は、長さおよび幅が厚さよりも大きい矩形平板状であって内部空間を有している。筐体１１は、カバーガラス１１Ａと、正面板１１Ｂと、背面板１１Ｃと、一対の側面板１１Ｄと、一対の側面板１１Ｅとを備えている。正面板１１Ｂと背面板１１Ｃと側面板１１Ｄと側面板１１Ｅとは、ＡＢＳやＰＣ等の一般的なハード系の有機素材等からなり、適宜の位置で分割可能に構成されている。正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃは、正面視（平面視）して長方形状であり、正面板１１Ｂにはカバーガラス１１Ａが嵌め込まれる矩形の開口部が設けられている。カバーガラス１１Ａは、透光性を有しており、正面板１１Ｂの開口部に嵌め込まれている。一対の側面板１１Ｄは、それぞれ正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃの長辺に沿って延びるように設けられている。一対の側面板１１Ｅは、それぞれ正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃの短辺に沿って延びるように設けられている。一対の側面板１１Ｄと一対の側面板１１Ｅとは、正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃの外周に沿って連続する形状で形成されている。側面板１１Ｄの一方には、機械式スイッチ１９が設けられる開口部が成形されている。機械式スイッチ１９は、側面板１１Ｄの一方に設けられている開口部から露出するように設けられている。

　タッチパネル１２は、カバーガラス１１Ａが指等により任意の位置で押圧されると、カバーガラス１１Ａと一体的に変形するように、カバーガラス１１Ａの背面側に密着した状態で貼り付けられて、筐体１１の内部空間に納められている。タッチパネル１２は、静電センサ１３と表示部１４と押圧センサ１５とを備えている。ここでは、タッチパネル１２において、静電センサ１３、表示部１４、押圧センサ１５をカバーガラス１１Ａ側から順に並べている。

　静電センサ１３は、誘電体基板の両主面に静電容量検出用電極が形成された構造であり、カバーガラス１１Ａに対向し、カバーガラス１１Ａへの操作者のタッチ操作によって局所的な静電容量の変化が生じる。

　表示部１４は、液晶ディスプレイパネル、または、有機ＥＬディスプレイパネルを備え、カバーガラス１１Ａを表示面として画像を描画する。

　押圧センサ１５は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）等の圧電フィルムの両面に押圧検出用電極が形成された構造である。この押圧センサ１５は、操作者の指がカバーガラス１１Ａを押圧することによりカバーガラス１１Ａと一体的に変形し、押圧検出用電極間に電荷が発生する。ここでは、押圧センサ１５は、正面視した長辺が筐体１１の短辺に沿い、正面視した短辺が筐体１１の長辺に沿うように配置されている。なお、押圧センサ１５は、正面視した長辺が筐体１１の長辺に沿い、正面視した短辺が筐体１１の短辺に沿うように配置されてもよい。

　より限定的には、押圧センサ１５は、ＰＬＬＡ等のキラル高分子からなる圧電フィルムで構成し、図１（Ａ）中に黒矢印で示す延伸方向に引き延ばしている。ＰＬＬＡ等のキラル高分子は、主鎖が螺旋構造を有しており、一軸延伸されて分子が配向することにとより圧電性を発現する、具体的には、圧電フィルムの厚み方向を第１軸とし、圧電フィルムの延伸方向を第３軸として、圧電テンソル成分ｄ_１４で表わされる圧電性が発現する。ＰＬＬＡは比誘電率が約２．５と非常に低いため、圧電出力定数（圧電ｇ定数）が高分子中で非常に高い部類に属し、例えばＰＶＤＦと同様の検出感度を得ることができる。

　また、圧電フィルムは、図１（Ａ）中に黒矢印で示す延伸方向に交差する角度方向（４５度方向）に長辺が延びるように帯状に成形している。このことにより、キラル高分子からなる圧電フィルムは、圧電フィルムを捩じるような変形では無く、圧電フィルムが厚み方向に撓むような変形を検出することができる。また、圧電フィルムの延伸方向を、外装の縁に平行になるように配置した場合、キラル高分子からなる圧電フィルムは、圧電フィルムを捩じるような変形を検出することができる。

　なお、キラル高分子からなる圧電フィルムは、延伸倍率が３～８倍程度であると好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、キラル高分子の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えばある方向をＸ軸としてその方向に８倍、その軸に直交するＹ軸方向に２倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそＸ軸方向に４倍の一軸延伸を施した場合と同等の効果が得られる。単純に一軸延伸した圧電フィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことが出来る。

　また、キラル高分子からなる圧電フィルムは、延伸等による分子の配向処理のみで圧電性を生じ、ＰＶＤＦ等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないキラル高分子の圧電性は、ＰＶＤＦやＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。このため、キラル高分子には、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じず、検出位置での温度変化の影響を受けずに出力を得ることができ、指からの伝熱による影響や、筐体内での発熱による影響を受けずに筐体の変形を高精度に検出することができる。

　また、ＰＶＤＦ等は経時的に圧電定数の変動が見られるので場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、ＰＬＬＡ等のキラル高分子の圧電定数は経時的に極めて安定している。また、ＰＬＬＡやＰＶＤＦからなる圧電フィルムは、柔軟性を有するポリマーであり、圧電セラミックスのように、大きな変形で破損することがない。したがって、変形が大きくても、変形量を確実に検出することができる。

　なお、キラル高分子からなる圧電フィルムは透明であるので、押圧センサ１５は、表示部１４よりもカバーガラス１１Ａ側に設けるようにしてもよい。その場合、圧電フィルムの両面に設ける押圧検出用電極も透明であることが好ましく、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機系の電極、ポリチオフェン、ポリアニリン等を主成分とする有機系の電極等を用いることが好適である。

　図２は、第１の実施形態に係る携帯装置１０の機能ブロック図である。

　携帯装置１０は、前述の表示部１４、静電センサ１３、押圧センサ１５、および、機械式スイッチ１９とともに、制御部２１と、タッチ操作検出ＩＣ１６と、変形検出ＩＣ１７と、メモリ２２と、放音部２３と、振動部２４と、を更に備えている。

　制御部２１は、携帯装置１０がハードウェアとして備えるＣＰＵ（不図示）等で実行されるオペレーティングシステムやアプリケーションソフト、また、携帯装置１０がハードウェアとして備える画像処理回路、音声信号処理回路、通信回路等の各種回路の制御機能の総体としての機能ブロックである。

　メモリ２２は、認証プログラム２２Ａとパターンデータベース２２Ｂとを記憶している。認証プログラム２２Ａは、携帯装置１０にインストールされることによりメモリ２２に記憶されたものであり、携帯装置１０がハードウェアとして備えるＣＰＵ（不図示）に読み出され、制御部２１に認証処理を実行させる。パターンデータベース２２Ｂは、認証プログラム２２Ａのインストール時などに行われる登録処理によって、メモリ２２に記憶されたものであり、筐体１１の変形量の時間変化に関する所定の操作パターンとして登録される。メモリ２２およびパターンデータベース２２Ｂは、特許請求の範囲に記載の記憶部として機能している。

　タッチ操作検出ＩＣ１６は、静電センサ１３における静電容量の変化からタッチ操作を検出し、タッチ操作の有無情報やタッチ操作の座標情報を生成して、制御部２１に出力する。タッチ操作検出ＩＣ１６と静電センサ１３とは、特許請求の範囲に記載のタッチ操作検出部として機能している。

　変形検出ＩＣ１７は、押圧センサ１５における電荷の変化からカバーガラス１１Ａの指等による押圧を検出し、カバーガラス１１Ａの押圧力、即ちカバーガラス１１Ａや押圧センサ１５の変形量に比例する信号を生成し、制御部２１に出力する。変形検出ＩＣ１７と押圧センサ１５とは、特許請求の範囲に記載の変形検出部として機能している。

　ここで、押圧センサ１５の出力と、変形検出ＩＣ１７の出力とについて説明する。

　図３（Ａ）は、カバーガラス１１Ａが強い力で押圧される状態を模式的に示す断面図であり、図３（Ｂ）は、カバーガラス１１Ａが弱い力で押圧される状態を模式的に示す断面図である。押圧センサ１５は、筐体１１のカバーガラス１１Ａ（および、図示していない表示部１４ならびに静電センサ１３）に接合され、カバーガラス１１Ａと一体的に撓むように構成されている。このため、押圧センサ１５は、カバーガラス１１Ａの中央部が押圧されることにより、長手方向に伸長するように変形する。カバーガラス１１Ａの押圧力が大きければ押圧センサ１５の変形量は大きくなり、カバーガラス１１Ａの押圧力が小さければ押圧センサ１５の変形量は小さくなる。押圧センサ１５の変形量が変わると、押圧センサ１５における分極状態が変わり、このことにより押圧センサ１５の両主面に設けられる押圧検出用電極間に電位差が生じる。

　図３（Ｃ）は、押圧センサ１５の出力と、変形検出ＩＣ１７の出力（押圧センサ１５の変形量）との関係を例示する図である。

　押圧センサ１５の出力は、圧電フィルムの両主面に生じる電荷によって、圧電フィルムの両主面に設けられた押圧検出用電極から得られる電圧信号である。この電圧信号は、通常、押圧センサ１５の変形量が変わった瞬間に、押圧センサ１５の変形量の変化レベルに応じたピーク振幅レベルで生じ、圧電効果による電荷の漏洩とともに急速に振幅レベルが低下する。カバーガラス１１Ａが押し込まれた瞬間と、カバーガラス１１Ａの押し込みが開放された瞬間とでは、発生する電圧の極性は逆となる。

　変形検出ＩＣ１７は、押圧センサ１５の出力に基づいて、押圧センサ１５の変形量の時間変化を反映した電圧信号を出力する。そのため、変形検出ＩＣ１７は、押圧センサ１５の変形量が変わった瞬間の押圧センサ１５の出力（ピーク振幅レベル）を検出し、そのピーク振幅レベルに比例する一定の振幅レベルを維持する矩形波信号を生成し、制御部２１に出力する。なお、押圧センサ１５のピーク振幅レベルをより確実に検出するために、変形検出ＩＣ１７では、大きな入力インピーダンスを有する検出回路を用いて振幅レベルの低下速度を遅くしたり、押圧センサ１５の出力をサンプリングするサンプリングレートを高めたりすることが有効である。

　図２に示す携帯装置１０では、ハードウェア各部への電源供給が少なくとも一部でオフされた状態（休止状態）で、携帯装置１０が所定の操作を受けることを条件に、ハードウェア各部への電源供給を回復させて、休止状態を動作状態に切り替える。この休止状態から動作状態への切替時に、制御部２１は、所定機能に関する動作を一時的に制限し、この動作制限を解除するために認証処理を行う。

　そのため、制御部２１は、少なくとも認証部２５と通知制御部２６と機能制限部２７とを備えている。機能制限部２７は、休止状態から動作状態への切替時に所定機能に関する動作を一時的に制限するものである。認証部２５は、機能制限部２７による動作制限を解除する際に、操作者が筐体１１を把持する力の強弱を変化させることで筐体１１に生じる変形量の時間変化に関するパターン（操作パターン）を変形検出ＩＣ１７の出力から抽出し、パターンデータベース２２Ｂに登録されているパターン（登録パターン）に該当するか否かに基づいて認証を行うものである。通知制御部２６は、認証部２５での認証時に、変形検出ＩＣ１７の出力からパターンが抽出される時間間隔を操作者に通知するために、放音部２３、振動部２４、表示部１４のうちの少なくとも一つに、放音、振動、表示変更等をさせるものである。

　ここで、携帯装置１０における起動時の操作および制御の具体例について説明する。図４は、携帯装置１０における起動時の操作例を示す図である。図５は、制御部２１における起動時の制御例を示すフローチャートである。

　携帯装置１０は、休止状態で図４（Ａ）に示すように機械式スイッチ１９が押下（または長押し）されることにより、休止状態から動作状態に切り替わる。この時、制御部２１では、まず機能制限部２７が動作を開始し、機能制限部２７と通知制御部２６と認証部２５との動作を除く、制御部２１の他の動作を制限した状態とする（図５：Ｓ１０１）。

　次に、制御部２１では、通知制御部２６が押圧センサ１５からの出力が変化するまで待機する（図５：Ｓ１０２）。この待機状態で、例えば、図４（Ｂ）に示すように、操作者が、携帯装置１０を手９０で把持したまま指９１をカバーガラス１１Ａ上に移動させて、指９１によりカバーガラス１１Ａを軽い力で押圧すると、押圧センサ１５からの出力が変化する。

　すると、制御部２１では、通知制御部２６が動作を開始し、変形検出ＩＣ１７の出力からパターンを抽出する時間間隔を操作者に通知する通知制御信号（図４（Ｄ）参照。）の出力を開始する（図５：Ｓ１０３）。これにより、放音部２３、振動部２４、表示部１４のうちの少なくとも一つが通知制御信号に従う通知タイミングで、放音、振動、表示変更等を繰り返す。なお、通知制御部２６は、機能制限部２７が動作を開始すると同時に通知制御信号の出力を開始してもよい。

　このようにして携帯装置１０から一定の時間間隔で放音、振動、表示変更等が繰り返される状態になると、図４（Ｃ）に示すように、操作者は、通知タイミングに従ってカバーガラス１１Ａを押圧する力の強弱を変化させる。これにより、押圧センサ１５の出力が変化し、変形検出ＩＣ１７から制御部２１への出力信号が変化する。

　すると、認証部２５は、通知タイミング毎に、変形検出ＩＣ１７の出力から第１閾値と第２閾値とを用いて振幅レベルを離散化（図４（Ｄ）参照。）して抽出する（図５：Ｓ１０４→Ｓ１０５）。そして、認証部２５は、抽出した振幅レベルを、それまでに抽出された振幅レベルとともにメモリ２２に累積して記憶させる（図５：Ｓ１０６）。認証部２５は、振幅レベルを抽出した回数が規定の回数になると、メモリ２２に累積して記憶された振幅レベルの時間変化に関するパターン（操作パターン）が、パターンデータベース２２Ｂに予め登録されているパターン（登録パターン）に該当するか否かをパターンマッチングにより判定する（図５：Ｓ１０７→Ｓ１０８）。

　そして、認証部２５は、操作パターンが登録パターンに該当していない否判定であった場合には、当該操作者に対する認証が不成立であったものとみなす。これにより、通知制御部２６は、通知制御信号の出力を停止させ（図５：Ｓ１０９）、再び、押圧センサ１５からの出力が変化するまで待機する状態（図５：Ｓ１０２）に戻る。これにより、機能制限部２７は、制御部２１の動作制限を維持する。

　一方、認証部２５は、操作パターンが登録パターンに該当する合判定であった場合には、当該操作者に対する認証が成立したものとみなす。これにより、通知制御部２６は動作を停止して、通知制御信号の出力を停止させ（図５：Ｓ１１１）、機能制限部２７は動作を停止して、制御部２１の動作制限を解除させる（図５：Ｓ１１２）。このようにして制御部２１は通常動作するようになり、例えば、各アプリケーションソフトの動作が制御可能になる。

　以上に示したように、本実施形態に係る携帯装置１０では、制御部２１が所定機能に関する動作を一時的に制限して、その動作制限を解除する際に行う認証処理で、操作者が指を筐体１１の所定位置に当てたまま力の強弱を変えることで認証を受けることができ、操作者が認証を受ける際に指をカバーガラス１１Ａに沿って動かす必要が無い。したがって、指の動きから他者に操作パターンが読み取られることを防ぐことができる。また、認証を受ける際に操作者の指を筐体１１に接触させるべき位置が限定されず、携帯装置１０において指の位置を案内するような表示が不要である。

　なお、本実施形態では、筐体１１の変形量（ＩＣ出力の振幅レベル）の時間変化を認証に用いているために、筐体１１の変形の有無の時間変化のみを認証に用いる場合よりも、認証処理のセキュリティ強度を高めることができる。ただし、筐体１１の変形量の時間変化ではなく、筐体１１の変形の有無の時間変化のみを認証に用いるようにしてもよい。

　また、本実施形態では、押圧センサ１５をキラル高分子からなる圧電フィルムで構成する例を示したが、焦電性を補償する回路などと併用させることにより焦電性を有する他の圧電材料を用いることもできる。

　また、携帯装置１０はスマートフォン端末に限られるものではなく、上述した表示部１４、カバーガラス１１Ａ、静電センサ１３、および機械式スイッチ１９等の構成も必須の構成ではない。

　次に、本発明の第２の実施形態に係る携帯装置について説明する。本実施形態に係る携帯装置は、操作者が把持することが可能な程度の大きさのモバイルルータ端末である。

　図６（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る携帯装置の平面図である。図６（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る携帯装置の側面図である。

　携帯装置３０は、筐体３１と押圧センサ３５Ａ，３５Ｂとを備えている。筐体３１は、矩形平板状で内部空間を有しており、正面板３１Ａと、背面板３１Ｂと、を備えている。正面板３１Ａの背面には押圧センサ３５Ａが付設されている。背面板３１Ｂの正面には押圧センサ３５Ｂが付設されている。押圧センサ３５Ａ，３５Ｂは、操作者の指が正面板３１Ａや背面板３１Ｂを押し込むことに伴って変形し、押圧検出用電極間に電荷が発生する。

　図７は、第２の実施形態に係る携帯装置３０の機能ブロック図である。

　携帯装置３０は、前述の押圧センサ３５Ａ，３５Ｂとともに、制御部４１と、変形検出ＩＣ３７Ａ，３７Ｂと、メモリ４２と、振動部４４と、ＬＥＤ部４３と、第１の無線通信部４９Ａと、第２の無線通信部４９Ｂと、を更に備えている。制御部４１は、ルータ部４８を備えている。第１の無線通信部４９Ａは、携帯電話通信網等を介した第１の無線通信を行うものである。第２の無線通信部４９Ｂは、無線ＬＡＮ通信網等を介した第２の無線通信を行うものである。ルータ部４８は、制御部４１の通常動作時に、第１の無線通信部４９Ａと第２の無線通信部４９Ｂとの間で通信信号をルーティングするルータ機能を実行するものである。ＬＥＤ部４３は、携帯装置３０の内部状態として充電状態やルータ機能の実行状態を表わすように発光するものである。メモリ４２は認証プログラム４２Ａと、パターンデータベース４２Ｂとを記憶している。変形検出ＩＣ３７Ａ，３７Ｂは、正面板３１Ａや背面板３１Ｂの指等による押圧力を、押圧センサ３５Ａ，３５Ｂそれぞれの出力のピーク振幅レベルに比例するものとして検出し、制御部４１に出力する。

　この携帯装置３０では、休止状態で筐体３１が所定の操作を受けることにより、休止状態が動作状態に切り替わる。この休止状態から動作状態への切替時に、制御部４１は、ルータ機能に関する動作を一時的に制限し、動作制限を解除するために認証処理を行う。

　そのため、制御部４１は、認証部４５と通知制御部４６と機能制限部４７とを更に備えている。機能制限部４７は、休止状態から動作状態への切替時にルータ部４８と第１の無線通信部４９Ａと第２の無線通信部４９Ｂとの動作を一時的に制限するものである。認証部４５は、機能制限部４７による動作制限を解除する際に、操作者が筐体３１を把持する力の強弱を変化させることにより筐体３１に生じる変形量の時間変化のパターン（操作パターン）を変形検出ＩＣ３７Ａ，３７Ｂの出力から抽出し、パターンデータベース４２Ｂに予め登録されているパターン（登録パターン）に該当するか否かの判定に基づいて認証を行うものである。通知制御部４６は、認証部４５での認証時に、変形検出ＩＣ３７Ａ，３７Ｂの出力からパターンを抽出する時間間隔を操作者に通知するために、振動部４４を振動させるものである。

　したがって、本実施形態に係る携帯装置３０においても、操作者は指を正面板３１Ａや背面板３１Ｂに当てたまま力の強弱を変えるだけで認証を受けることができ、操作者の指の動きから他者に操作パターンが読み取られる恐れが無い。また、携帯装置３０においては、操作者が指を動かす必要がないため、操作者に指の位置を案内するための表示が不要であり、表示部やタッチパネルのような高価な部材を省いた、モバイルルータ端末のような携帯装置３０であっても認証処理を行うことができる。また、携帯装置３０においては、２つの押圧センサ３５Ａ，３５Ｂを筐体３１の表裏それぞれに配置するので、操作者は認証を受ける際に筐体３１の表裏を把握する必要が無く、筐体３１の表裏を確認する手間を省くことができる。このため、例えば、操作者はポケットの内に携帯装置３０を入れたまま認証を受けることが可能になる。

　なお、本実施形態のように、２つの押圧センサを設けて筐体の表裏それぞれの変形を検出する場合には、何らかの条件、例えば先に信号レベルが閾値を超えるといった条件を用いて、筐体の表裏の一方の変形を検出した信号を選択し、その信号のみを利用して認証処理を行うようにしてもよい。また、筐体の表裏それぞれの変形を検出した信号を合成して、合成した信号を利用して認証処理を行うようにしてもよい。

　また、２つの押圧センサを筐体の表裏に設ける構成は、第２の実施形態に限られず、第１の実施形態において採用されてもよい。また、第１の実施形態において、ルータ部等を設けてルータ機能（テザリング機能等）を実現し、ルータ機能に関する動作制限と認証処理とを実行してもよい。

　次に、本発明の第３の実施形態に係る携帯装置について説明する。図８（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る携帯装置の平面図である。図８（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る携帯装置の側面図である。

　第３の実施形態に係る携帯装置６０は、ここでは第１の実施形態と同様、筐体６１と表示部６４と静電センサ６３とを備えるものである。ただし、携帯装置６０は、表示部６４および静電センサ６３には押圧センサが付設されておらず、筐体６１の背面板６１Ｃに押圧センサ６５が付設されている。

　押圧センサ６５は、このように筐体６１に設けられていてもよく、この場合にも、操作者が認証を受ける際に、指を筐体の背面板６１Ｃに当てたまま力の強弱を変えることで認証を受けることができる。

　次に、本発明の第４の実施形態に係る携帯装置について説明する。図９（Ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る携帯装置の平面図である。図９（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る携帯装置の側面図である。

　第４の実施形態に係る携帯装置７０は、ここでは第１の実施形態と同様、筐体７１とタッチパネル７２とを備えるスマートフォン端末である。ここでのタッチパネル７２は、表示部７３と静電センサ７４と押圧センサ７５Ａ，７５Ｂとを備えるものである。押圧センサ７５Ａ，７５Ｂは、表示部７４および静電センサ７３の一対の短辺それぞれに沿って延びるように配置されている。

　押圧センサ７５Ａ，７５Ｂは、このように筐体７１に設けられていてもよく、この場合にも、操作者が認証を受ける際に、操作者が指を筐体７１のカバーガラス７１Ａに当てたまま力の強弱を変えることで認証を受けることができる。

　次に、本発明の第５の実施形態に係る携帯装置について説明する。図１０（Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る携帯装置の平面図である。図１０（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る携帯装置の側面図である。

　第５の実施形態に係る携帯装置８０は、ここでは第１の実施形態と同様、筐体８１と表示部（不図示）と静電センサ（不図示）とを備えるスマートフォン端末である。ただし、携帯装置８０は、表示部および静電センサに押圧センサが付設されておらず、筐体８１の互いに対向する一対の側面板８１Ｄそれぞれに押圧センサ８５Ａ，８５Ｂが付設されている。

　押圧センサ８５Ａ，８５Ｂは、このように筐体８１に設けられていてもよく、この場合にも、操作者が認証を受ける際に、操作者が指を筐体の側面板８１Ｄに当てたまま力の強弱を変えることで認証を受けることができる。

　以上の各実施形態で示したように、本発明は、変形検出部を用いて認証を行う携帯装置であれば、どのように筐体の変形を検出してもよい。

１０，３０，６０，７０，８０…携帯装置
１１，３１，６１，７１，８１…筐体
１１Ａ，７１Ａ…カバーガラス
１１Ｂ，３１Ａ…正面板
１１Ｃ，３１Ｂ，６１Ｃ…背面板
１１Ｄ，１１Ｅ，８１Ｄ…側面板
１２，７２…タッチパネル
１４，６４，７４…表示部
１３，６３，７３…静電センサ（タッチ操作検出部）
１５，３５Ａ，３５Ｂ，６５，７５Ａ，７５Ｂ，８５Ａ，８５Ｂ…押圧センサ（変形検出部）
１６…タッチ操作検出ＩＣ
１７，３７Ａ，３７Ｂ…変形検出ＩＣ
１９…機械式スイッチ
２１，４１…制御部
２２，４２…メモリ
２２Ａ，４２Ａ…認証プログラム
２２Ｂ，４２Ｂ…パターンデータベース
２３…放音部
２４，４４…振動部
２５，４５…認証部
２６，４６…通知制御部
２７，４７…機能制限部
４３…ＬＥＤ部
４８…ルータ部

Claims

　筐体を備える携帯装置において、
　前記筐体の変形を検出する変形検出部と、
　前記筐体の変形のパターンを予め記憶した記憶部と、
　前記変形検出部で検出される前記筐体の変形が、前記記憶部に記憶されているパターンに該当するか否かによって認証を行う認証部と、
　を備える携帯装置。
　前記記憶部に記憶されているパターンは、前記筐体の変形量の時間変化に関するものである、請求項１に記載の携帯装置。
　前記変形検出部は、前記筐体の変形に伴って変形する圧電フィルムを備える、
　請求項１または２に記載の携帯装置。
　前記圧電フィルムは、キラル高分子からなる、
　請求項３に記載の携帯装置。
　前記筐体は、矩形平板状であり、
　前記変形検出部は、前記筐体の互いに対向する外面それぞれの変形を検出する、
　請求項１～４のいずれかに記載の携帯装置。
　所定の時間間隔を前記操作者に通知する通知制御部を更に備え、
　前記認証部は、前記変形検出部で検出される前記筐体の変形から、前記所定の時間間隔に従ってパターンを抽出し、前記記憶部に記憶されているパターンと比較する、
　請求項１～５のいずれかに記載の携帯装置。
　休止状態から動作状態への切替時に所定機能に関する動作を制限し、前記認証部で合判定がなされることで、前記所定機能に関する動作の制限を解除し、前記認証部で否判定がなされることで前記所定機能に関する動作の制限を維持する、機能制限部を更に備える、
　請求項１～６のいずれかに記載の携帯装置。
　第１の無線通信を行う第１の無線通信部と、第２の無線通信を行う第２の無線通信部と、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部との間で通信信号をルーティングするルータ部と、を更に備え、
　前記機能制限部は、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部と前記ルータ部との動作を制限し、前記認証部で合判定がなされることで当該制限を解除し、前記認証部で否判定がなされることで当該制限を維持する、
　請求項７に記載の携帯装置。
　前記筐体のいずれかの外面を表示面とする表示部と、前記表示面のタッチ操作を検出するタッチ操作検出部と、を更に備え、
　前記変形検出部は、少なくとも前記表示面の変形を検出する、
　請求項１～８のいずれかに記載の携帯装置。
　把持される筐体と、
　前記筐体の変形を検出する変形検出部と、
　記憶部と、を備える携帯装置にインストールされる認証プログラムであって、
　前記筐体の変形のパターンを前記記憶部に登録させる登録処理と、
　前記変形検出部で検出される前記筐体の変形が、前記記憶部に記憶されたパターンに該当するか否かによって認証を行う認証処理と、
　を前記携帯装置に実行させる認証プログラム。