2023-163908 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163908

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06V 40/13 20220101AFI20231102BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

G06V40/13

G06T7/00 530

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022075122

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】318012780

【氏名又は名称】ＦＣＮＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】那須 起代子

【テーマコード（参考）】

5B043

【Ｆターム（参考）】

5B043BA02

5B043DA05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】鮮明な指紋を取得する情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】情報処理装置は、発光素子の配列を含む発光層３２と、発光層３２の上側に重畳して設けられるタッチセンサ層３３、３４と、発光層３２及びタッチセンサ層（タッチパネル３３、カバーガラス３４）を通して、タッチセンサ層の上側を撮影する指紋センサ２と、制御部と、を備える。制御部は、タッチセンサ層によって、タッチセンサ層の上側の層に指が近接又は接触する位置の範囲を取得し、発光層３２に含まれ、取得した位置の範囲に対応するの範囲のうちの限定された限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で指紋センサ２により指から指紋を取得する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子の配列を含む表示層と、
前記表示層の上側に重畳して設けられるタッチセンサ層と、
前記表示層および前記タッチセンサ層を通して、前記タッチセンサ層の上側を撮影する撮像装置と、
制御部と、を備え、前記制御部は、
前記タッチセンサ層によって前記タッチセンサ層または前記タッチセンサ層の上側の層に指が近接または接触する位置の範囲を取得することと、
前記表示層に含まれ、前記位置の範囲に対応する前記表示層の範囲のうちの限定された限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で前記撮像装置により前記指から指紋を取得することと、を実行する情報処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記限定領域に含まれる異なる部分領域に位置する発光素子を、時間をずらして発光させた状態でそれぞれ前記撮像装置により画像を取得し、前記時間をずらして発光させた状態でそれぞれ取得された画像を合成し、指紋を取得する請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記それぞれ取得された画像中で、前記異なる部分領域に対応して決定される領域を抽出し、抽出された領域を合成する請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記限定領域は、前記位置の範囲に対応する前記表示層の範囲の外周部分、前記外周部分より所定距離内側の内周部分、前記位置の範囲に対応する前記表示層の範囲に含まれる十字形状の部分、および前記表示層の範囲に含まれる多角形の枠領域の少なくとも１つを含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記部分領域は、前記限定領域に含まれる点状または線状の形状を含む請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項6】

コンピュータが、
タッチセンサ層または前記タッチセンサ層の上側の層に指が近接または接触する位置の範囲を取得することと、
表示層に含まれ、前記位置の範囲に対応する前記表示層の範囲のうちの限定された限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で撮像装置により前記指から指紋を取得することと、を実行する情報処理方法。

【請求項7】

コンピュータに、
タッチセンサ層または前記タッチセンサ層の上側の層に指が近接または接触する位置の範囲を取得することと、
表示層に含まれ、前記位置の範囲に対応する前記表示層の範囲のうちの限定された限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で撮像装置により前記指から指紋を取得することと、を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

携帯型情報端末、例えば、スマートフォン、可搬形のパーソナルコンピュータ等には、紛失や盗難等による情報漏洩等の危険があるため、様々な方法でセキュリティ対策が行われている。その対策方法の一つとして、光学式の指紋センサを使用した生体認証がある。また、このような認証は様々な場面で利用される各種の情報処理装置においても実施される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－５７０３９号公報

【特許文献2】特表２０２０－５２５８９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的には高い認証精度を得るために指紋を鮮明に撮影したいという要望がある。そのため、撮影対象の指に通常よりも強い光を照射し、反射光を強くする方法が考えられる。しかしながら、指紋センサが搭載される装置または指紋センサが利用される環境により、指に照射する光を強くできないことも想定される。また、単純に照射する光を強くするだけでは、十分に鮮明な指紋を得られないことも想定される。

【0005】

そこで、開示の実施形態の１つの側面は、鮮明な指紋を取得することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

開示の実施の形態は、情報処理装置によって例示される。本情報処理装置は、発光素子の配列を含む表示層と、前記表示層の上側に重畳して設けられるタッチセンサ層と、前記表示層および前記タッチセンサ層を通して、前記タッチセンサ層の上側を撮影する撮像装置と、制御部と、を備える。制御部は、タッチセンサ層によって前記タッチセンサ層または前記タッチセンサ層の上側の層に指が近接または接触する位置の範囲を取得することと、前記表示層に含まれ、前記位置の範囲に対応する前記表示層の範囲のうちの限定された限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で前記撮像装置により前記指から指紋を取得することを実行する

【発明の効果】

【0007】

本情報処理装置は、鮮明な指紋を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、比較例の情報処理装置が指紋を取得するために有する構成とその構造を例示する図である。

【図2】図２は、比較例の情報処理装置における指紋による認証操作を例示する図である。

【図3】図３は、実施の形態１の情報処理装置が指紋を取得するために有する構成とその構造を例示する図である。

【図4】図４は、発光層の発光箇所の形状の一例を示す図である。

【図5】図５は、発光箇所の形状の他の例を示す図である。

【図6】図６は、情報処理装置のハードウェア構成を例示する図である。

【図7】図７は、情報処理装置による指紋取得処理を例示するフローチャートである。

【図8】図８は、実施の形態２の情報処理装置の処理を画像で例示する図である。

【図9】図９は、実施の形態２の情報処理装置の処理手順を例示するフローチャートである。

【図10】図１０は、発光箇所での光の照射時間と、発光箇所から照射される光量との関係を例示する図である。

【図11】図１１は、発光箇所が線状である処理を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、一実施の形態に係る情報処理装置１００およびを情報処理装置１００による情報処理方法を例示する。

【0010】

＜比較例＞
まず、図１および図２を参照して、比較例に係る情報処理装置５００を説明する。図１は、比較例の情報処理装置５００が指紋を取得するために有する構成とその構造を例示する図である。情報処理装置５００は、携帯型情報端末、例えば、スマートフォン、可搬形のパーソナルコンピュータ等である。図１は、情報処理装置５００の筐体の一部の断面を波線で区切って例示する。なお、図１では、筐体そのものは省略されている。図１の紙面に向かって上側（ＴＯＰの文字列のある側）が、情報処理装置５００の上面である。上面には、表示器３が設けられる。また、図１の紙面に向かって下側（ＢＯＴＴＯＭの文字列のある側）が、情報処理装置５００の下面である。下面は、筐体の外面となる。

【0011】

筐体内には、基板１が設けられる。基板１は、情報処理、制御、通信等の処理を実行する回路が設けられる。表示器３の下側で、基板１の上側には、指紋センサ２が設けられている。指紋センサ２は、光を集光するレンズと、画像を形成する撮像装置とを有する。撮像装置は、例えば、Complementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）センサ、Charge Coupled Device（ＣＣＤ）センサ等である。

【0012】

表示器３は、上側、すなわち、筐体の上面から順に、例えば、カバーガラス３４、タッチパネル３３、発光層３２および保護層３１を有する。カバーガラス３４は、筐体の上面の一部または全部を被覆し、表示器３を保護する。タッチパネル３３は、カバーガラス３４に近接または接触する人の指、タッチペン等の存在を検知し、人の指、タッチペン等が近接または接触する位置の位置情報を取得する。タッチパネル３３は、例えば、例えば２次元に配列された静電容量の検出素子と、各検出素子を走査する検出回路を有する。タッチパネル３３は、指、タッチペン等と、検出素子との間の静電容量の変化により、指、タッチペン等の近接または接触を検知し、検出回路の信号から位置情報を形成する。

【0013】

発光層３２は、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等である。ＥＬディスプレイは、organic electro-luminescence（有機ＥＬ）、Organic Light Emitting Diode（ＯＬＥＤ）によるディスプレイであってもよい。情報処理装置５００は、指が近接または接触するカバーガラス３４上の部分領域に光を照射し、その反射光を表示器３の下側に投影させる。保護層３１は、発光層３２を下側から保護する。保護層３１のうち指紋センサ２の上方の部分には、開口３１Ａが形成され、指からの反射光を指紋センサ２に導く。

【0014】

図１において、カバーガラス３４上で指紋センサ２の上方の部分に指が近接または接触された際に、情報処理装置５００は、発光層３２のうち、「発光箇所」の文字列が付された、指紋センサ２の上方の部分を強く発光させる。この発光により、指の表面からの反射
光が指紋センサ２に入射し、指紋センサ２により指紋が撮影される。情報処理装置５００は、このようにして指紋を取得する。そして、取得された指紋により認証が成功すると、情報処理装置５００は、例えばロックを解除し、ユーザの操作を受け付ける。図１の構成は、表示器３の下に指紋センサ２を配置できることから、情報処理装置５００が、例えば携帯型情報端末等である場合のように、筐体の寸法が限定される装置においては、表示器３の画面占有率の向上に有利な構成である。

【0015】

図２は、比較例の情報処理装置５００における指紋による認証操作を例示する図である。ユーザが指紋センサ２に対応する情報処理装置５００の表面部分に指を近接または接触させた状態で、情報処理装置５００は、ユーザの指に光を照射し、指紋の画像を取得する。図２の右側には、情報処理装置５００の指紋センサ２に対応する筐体上面の部分に指を近接または接触する操作が例示されている。また、図２の左側には、吹き出しの内部に、カバーガラス３４への光の照射状況が例示されている。ここで、光の照射状況は、「発光箇所」の文字列が付された矢印で示される塗りつぶしパターンで例示されている。なお、図２の吹き出しには、カバーガラス３４に接触する指の指紋も例示されている。このように、図２の光の照射状況の例では、例えば、カバーガラス３４上の指が接触する領域に満遍なく光が照射される。ここで、満遍なくとは、例えば、カバーガラス３４上で指が近接または接触する部分に照射される光がある程度均一であり、指の表面の法線方向に近い方向から光が入射することを意味する。なお、図１においても、カバーガラス３４上で指が近接または接触する部分領域全体に、指の表面の法線と概ね平行に光が照射されるように、発光層３２が発光する。

【0016】

ところで、情報処理装置５００における指紋認証時には、取得される指紋のコントラストを上げるために強い光を照射することが考えられる。しかし、図２に例示するように、指紋認証時には、指が近接または接触するカバーガラス３４の部分で、指の周辺から光が漏れることがある。光が漏れてしまうと、ユーザの目への受光量が増え、漏れた光が視神経を強く刺激することがある。また、情報処理装置５００が照射する光の強度を増加させることで有機ＥＬ等のディスプレイの劣化を早めることも想定される。さらに、人によって皮膚の硬さが異なること、または、認証時の湿度の影響等があり、必ずしもカバーガラス３４に皮膚が密着せず指紋の認証が円滑に実施できないことも考えられる。

【0017】

すなわち、一般的には指紋認証で認証精度を向上させるためには指紋を鮮明に撮影することが望ましい。しかし、図１の構成では、表示器３の下側に指紋センサ２があり、指の表面からの反射光が表示器３を通過するため、反射光が減衰されやすい。そこで通常は、表示器３を可能な限り強い光で発光させて指紋の反射光を大きくする方法が取られている。

【0018】

このとき、図２に例示されるように、照射される光がユーザの指の周辺から漏れ出す場合がある。したがって、鮮明な指紋を取得するためには、照射される光が強いことが望ましいが、まぶしさ等を抑制する観点、または、ディスプレイの劣化を抑制する観点等から、照射される光の強度は無制限に強くできない。

【0019】

＜実施の形態１＞（構成）
以下、図３から図６を参照して、実施の形態１に係る情報処理装置１００が説明される。情報処理装置１００も、情報処理装置５００と同様、携帯型情報端末、例えば、スマートフォン、可搬形のパーソナルコンピュータ等である。図３は、実施の形態１の情報処理装置１００が指紋を取得するために有する構成とその構造を例示する図である。情報処理装置１００は、情報処理装置５００と同様、情報処理装置１００の筐体の上面に表示器３を有している。また、情報処理装置１００の筐体内には、基板１が設けられる。また、表示器３の下側で、基板１の上側には、指紋センサ２が設けられている。基板１および指紋
センサ２の構成および作用は、図１の情報処理装置５００と同様である。

【0020】

さらに、表示器３は、筐体の上面から順に、例えば、カバーガラス３４、タッチパネル３３、発光層３２および保護層３１を有する。図１と同様、発光層３２は、ディスプレイであり、表示層ということもできる。タッチパネル３３は、の上側に重畳して設けられるタッチセンサ層ということができる。なお、図３では、カバーガラス３４の上面に接触する人の指の表面が例示されている。また、図３では、指の表面には、指紋に相当する溝が例示され、各溝には図面に向かって最も左から順に、Ｇ１、Ｇ２、・・・、ＧＮの符号が付されている。

【0021】

図３に例示するように、情報処理装置１００では、カバーガラス３４上で指が接触する領域のうちの限定された部分に対応する発光層３２の限定領域（「発光箇所」の文字列が付された部分）が発光する。一方、発光層３２のうち、「非発光箇所」の文字列が付された部分は発光しない。その結果、発光層３２の発光箇所からの光は、指が接触する領域に、均等に、指紋の溝ＧＲ１、ＧＲ２、・・・、ＧＲＮに入射しない。例えば、溝ＧＲ１は、発光層３２の発光箇所の真上にあり、指の表面の法線方向から光が入射する。そのため、溝ＧＲ１にはほとんど影が生じない。

【0022】

一方、溝ＧＲ２には、指の表面の法線方向に対して、斜め方向から光が入射する。このため、溝ＧＲ２には溝ＧＲ１よりも大きな影が生じる。溝ＧＲ１、ＧＲ２、・・・、ＧＲＮにおいて、図面に向かって右側、すなわち、溝ＧＲＮに近いほど、指の表面の法線方向に対する、照射される光の傾きが大きくなる。このため、溝ＧＲ１、ＧＲ２、・・・、ＧＲＮにおいて、溝ＧＲＮに近いほど、影が大きくなる。ただし、溝ＧＲＮに近いほど、発光箇所から遠くなり、入射する光の光量が少なくなる。このため、溝ＧＲ１から溝ＧＲＮに至る途中の溝ＧＲｋ～ＧＲｍを含む領域で、指紋センサ２から見たコントラストが適正な領域が生じる。そこで、本実施の形態では、情報処理装置１００は、指紋センサ２から取得される画像のうち、このコントラストが適正な領域から指紋を取得する。なお、溝ＧＲ１、ＧＲ２、・・・、ＧＲＮで例示される部分（カバーガラス３４上で指が接触する各領域）のうち、どの領域においてコントラストが適正となるか否かは、発光層３２の発光箇所の大きさ、形状等の条件下で、実験的、経験的に決定できる。

【0023】

図４は、発光層３２の発光箇所の形状の一例を示す図である。図４の左側は、指が接触したカバーガラス３４への光の照射状況を例示する。また、図４の右側は、図４の左側の指から取得された画像の一例である。情報処理装置１００は、カバーガラス３４上で指が接触する領域の周辺付近の環状領域Ｌ１に対応する発光層３２の領域を発光させる。このような発光箇所の形状により、指紋センサ２から取得される画像は、例えば、図４の右側のようになる。この画像では、発光箇所の環状領域Ｌ１に対応する周辺部分Ａ１は、明るい画像であるが、コントラストが十分でない。一方、発光箇所の環状領域Ｌ１の内側部分Ａ２は、発光箇所から被写体である指の表面の法線に対して斜め方向に光が照射されるため、周辺部分Ａ１もより高いコントラストの画像となる。

【0024】

図５は、発光箇所の形状の他の例を示す図である。図５の（Ａ）は、発光箇所が二重の環状領域Ｌ１、Ｌ２の場合である。図５の（Ａ）の発光箇所は、図４の一重の環状領域Ｌ１の外周部分に加えて、この外周部分より所定距離内側に内周部分として、環状領域Ｌ２を有する。なお、本実施形態において、発光箇所が図４の一重の環状領域Ｌ１の場合、図５の（Ａ）の二重の環状領域Ｌ１、Ｌ２の場合に限定される訳ではなく、３重以上であってもよい。環状領域が複数となることで、発光箇所から指の表面に光が照射される角度と、光が照射される部分の光量を調整するときの自由度を高めることができる。ただし、環状領域の数が多くなりすぎると、発光箇所から指の表面の法線方向に光を受ける領域が増加する。つまり、コントラストが低い領域が増加し、指紋が取得できる箇所が限定される
ことになる。

【0025】

図５の（Ｂ）は、発光箇所が十字形状の領域（縦領域Ｌ３、横領域Ｌ４）の場合である。十字状の形状によっても、例えば十字形状の部分を座標軸とした場合の第１象限から第４象限（領域Ａ３からＡ６）に相当する領域で適正なコントラストの画像が取得できる。

【0026】

図５の（Ｃ）は、発光箇所が菱形の枠領域Ｌ５の場合である。菱形の発光箇所によっても環状領域と同様、菱形の内部部分Ａ７では、発光箇所から被写体である指の表面の法線に対して斜め方向に光が照射されるため、周辺部分もより高いコントラストの画像が取得できる。なお、本実施の形態において、発光箇所が図４のような環状領域Ｌ１、図５（Ａ）のような環状領域Ｌ１、Ｌ２、（Ｂ）のような十字型、（Ｃ）のような菱形の枠領域Ｌ５に限定される訳ではない。例えば、発光箇所は、五角形以上の多角形の枠領域であってもよい。すなわち、このような多角形も外周部分ということができる。

【0027】

図６は、情報処理装置１００のハードウェア構成を例示する図である。情報処理装置１００は、例えば、制御部１０と、発光層ドライバ回路１３２と、発光層３２と、タッチセンサ検出回路１３３と、タッチパネル３３と、無線回路１４０を有する。また、制御部１０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１１と、メモリ１２と、インターフェース（
Ｉ／Ｆ）１３とを有する。

【0028】

ＣＰＵ１１は、メモリ１２に実行可能に展開されたコンピュータプログラムにより、情報処理装置１００の機能を提供する。メモリ１２は、ＣＰＵ１１が実行するコンピュータプログラムまたはＣＰＵ１１が処理するデータを記憶する。インターフェース１３は、ＣＰＵ１１と、外部の回路との間で信号を授受する。メモリは、揮発性のDynamic Random Access Memory（ＤＲＡＭ）の他、不揮発性のRead Only Memory（ＲＯＭ）を含む。

【0029】

例えば、インターフェース１３は、ＣＰＵ１１とタッチセンサ検出回路１３３とを接続する。すなわち、インターフェース１３は、タッチセンサ検出回路１３３からの検出信号をＣＰＵ１１に伝達する。すでに述べたように、タッチパネル３３は、例えば２次元に配列された静電容量の検出素子を有する。タッチセンサ検出回路１３３はいずれかの検出素子の静電容量の変化から、例えば、カバーガラス３４に接触した指の位置情報を生成し、ＣＰＵ１１に伝達する。また、インターフェース１３は、ＣＰＵ１１からの制御信号を発光層ドライバ回路１３２に伝達する。発光層３２は、発光素子の配列を有する。発光層３２は、発光層ドライバ回路１３２からの駆動信号にしたがって駆動信号に対応する発光素子を発光させる。

【0030】

無線回路１４０は、ＣＰＵ１１で処理された送信データで高周波信号を変調し、アンテナから放射する。また、無線回路１４０は、アンテナから受信された高周波信号から、受信データを取得してＣＰＵ１１に引き渡す。

【0031】

（処理手順）
図７は、情報処理装置１００による指紋取得処理を例示するフローチャートである。指紋取得処理においては、情報処理装置１００は、まず、タッチパネル３３から指の接触領域（または指が近接した領域）の位置情報を取得する（Ｓ１）。なお、指の接触領域とは、指がカバーガラス３４に接触した範囲の領域をいう。また、本実施の形態で、指が近接した領域とは、発光層３２の発光箇所からの光がユーザの目に入射しない程度まで十分に指が接近したカバーガラス３４の領域である。このように指がカバーガラス３４に接近すると、ユーザの目に入射しないように光を遮ることができる。また、タッチパネル３３は指が近接した領域の位置情報を取得できる。位置情報は、例えば、タッチパネル３３で定義されるＸＹ座標系での座標値の集合である。ただし、座標値は、タッチパネル３３で定
義されるＸＹ座標系から座標変換されたものであってもよい。したがあって、情報処理装置１００は、Ｓ１の処理により、タッチセンサ層であるタッチパネル３３によって、タッチセンサ層またはタッチセンサ層の上側のカバーガラス３４の層に指が近接または接触する位置の範囲を取得する、といえる。

【0032】

次に、情報処理装置１００は、Ｓ１で取得された座標値の集合を基に、発光領域を特定する（Ｓ２）。情報処理装置１００は、例えば、座標値の集合を含む領域の外周部分で、図４に例示される環状領域の座標値を決定する。また、情報処理装置１００は、例えば、図５で例示される二重の環状領域、十字型の領域、菱形または多角形の枠領域の座標値を決定する。情報処理装置１００は、Ｓ１で取得された座標値の集合で規定される領域の内側に、発光領域を設定することで、図２に例示したような指紋取得時に指の周辺から光が漏れてしまうことを抑制する。Ｓ２で特定される発光領域は、上記座標値の集合に含まれる位置の範囲に対応する表示層の範囲のうちの限定された限定領域ということができる。

【0033】

そして、情報処理装置１００は、Ｓ２で特定された発光領域で発光層３２を発光させる（Ｓ３）。そして、情報処理装置１００は、指紋センサ２で撮影された画像から指紋を取得する（Ｓ４）。情報処理装置１００は、Ｓ４の処理により、表示層である発光層３２の範囲のうちの限定された限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で指紋センサ２により指から指紋を取得するといえる。

【0034】

（実施形態の効果）
以上述べたように、本実施の形態によれば、情報処理装置１００は、タッチセンサ層としてのタッチパネル３３に近接、またはタッチパネル３３の上側の層であるカバーガラス３４に接触する指の接触範囲を取得する。そして、情報処理装置１００は、図４、図５に例示した環状領域、二重の環状領域、十字型の領域、菱形または多角形の枠領域に位置する発光素子を発光させた状態で撮像装置としての指紋センサ２により指紋を取得する。指紋が取得される指の表面には、図４、図５に例示した領域の発光箇所から、指の表面の法線に対して斜め方向に光が入射する。したがって、図３に例示したように、指の表面で指紋を形成する溝に有効に影が形成される。その結果、情報処理装置１００はコントラストを向上させた画像から指紋を取得できる。また、情報処理装置１００は、図４、図５に例示した領域をタッチパネル３３から取得した指の接触領域の内側に設定する。そのため、指紋取得時に図２に例示したように指の周辺から光が漏れることを抑制できる。

【0035】

また、本実施の形態では、情報処理装置１００は、図４に例示したように、カバーガラス３４上で指が接触する領域の周辺付近に対応する発光層３２の環状領域を発光させる。発光箇所の環状領域の内側部分Ａ２は、発光箇所から被写体である指の表面の法線に対して斜め方向に光が照射されるため、周辺部分Ａ１もより高いコントラストの画像となる。したがって、情報処理装置１００は、カバーガラス３４上で指が接触する領域の中央に近い部分でコントラストの高い画像から指紋を取得できる。また、情報処理装置１００は、図５（Ａ）に例示したように、環状領域を複数形成することで、発光箇所から指の表面に光が照射される角度と、光が照射される部分の光量を調整するときの自由度を高めることができる。また、情報処理装置１００は、図５（Ｂ）に例示したように、発光箇所を十字形状の領域とする。このような発光箇所の形状により、情報処理装置１００は、十字形状を座標軸とした場合の第１象限から第４象限に相当する領域で適正なコントラストの画像を取得できる。また、情報処理装置１００は、図５（Ｃ）に例示したように、菱形または多角形の内部部分において、発光箇所から、被写体である指の表面の法線に対して斜め方向に光が照射されるため、周辺部分もより高いコントラストの画像を取得できる。

【0036】

（変形例）
発光層３２はディスプレイであるため、形状や点灯時間は柔軟に変更することが可能と
なっている。そのため、発光層３２内の発光箇所の形状は、例えば、すでに登録した指紋の特徴の検出ができるように変更または設定されても良い。情報処理装置１００は、例えば、指紋の溝が特定の方向と平行なものが多い場合は指紋に直行する方向に発光領域を設定しても良い。

【0037】

＜実施の形態２＞（処理手順）
図８から図１０を参照して、実施の形態２に係る情報処理装置１００を説明する。上記実施形態１では、情報処理装置１００は、カバーガラス３４に接触する指の接触範囲を取得し、その周辺の環状領域等の限定領域に位置する発光素子を発光させた状態で指紋を取得した。これによって情報処理装置１００はコントラストを向上させた画像から指紋を取得した。本実施の形態では、情報処理装置１００は、発光素子を発光させる発光箇所を環状領域等の限定領域において時間とともに移動し、撮影された画像からそれぞれコントラストが高い領域を抽出する。そして、抽出したそれぞれの領域を合成して全体の画像を再構成し、指紋を取得する。本実施の形態の情報処理装置１００が発光箇所を時間とともに移動しコントラストが高いそれぞれの領域を合成して全体の画像を再構成する処理（以下、合成処理）以外の処理および構成は、実施の形態１と同様である。そこで、この合成処理以外の処理および構成については、実施の形態１の処理および構成がそのまま本実施の形態の情報処理装置１００に適用されるので、その説明は省略される。

【0038】

図８は、実施の形態２の情報処理装置１００の処理を画像で例示する図である。図８で、ＴＩＭＥで示される矢印は、時間軸を例示する。時間軸上の文字ｔ、ｔ＋ｍ、ｔ＋ｎは、時刻を例示する。「発光部分」の文字列と矢印で示される上段の３つの画像は、各時刻においてカバーガラス３４上で指が接触する領域を例示する。これら３つの画像中では、各時刻における発光層３２の発光箇所に対応する領域が円形の領域Ｌ０、Ｌｍ、Ｌｎで例示されている。発光層３２において、時刻ｔでは円形の領域Ｌ０に対応する発光箇所が発光し、時刻ｔ＋ｍでは円形の領域Ｌｍに対応する発光箇所が発光し、時刻ｔ＋ｎでは円形の領域Ｌｎに対応する発光箇所が発光する。図８のように、円形の領域Ｌ０、Ｌｍ、Ｌｎは、時刻とともに、環状の経路Ｃ１に沿って移動する。環状の経路Ｃ１は、例えば、実施の形態１の発光箇所である環状領域Ｌ１と重複する。すなわち、実施の形態１では、図４に例示されるように、例えば、環状領域Ｌ１に対応する発光箇所が発光した。一方、実施の形態２では、環状領域Ｌ１の一部分である円形の領域Ｌ０、Ｌｍ、Ｌｎ等に対応する発光層３２の各発光箇所が時刻とともに位置を変更しつつ発光する。

【0039】

図８で、「取得イメージ」の文字列と矢印で示される下段の３つの画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎは、各時刻ｔ、ｔ＋ｍ、ｔ＋ｎにおいて指紋センサ２で撮影される画像である。これら３つの画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎには、カバーガラス３４上の円形の領域Ｌ０、Ｌｍ、Ｌｎに対応して、撮影された画像中の領域ＬＬ０、ＬＬｍ、ＬＬｎが例示されている。撮影された画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎそれぞれにおいては、発光箇所に対応する領域ＬＬ０、ＬＬｍ、ＬＬｎの近傍は明るいがコントラストがやや低下していることが分かる。また、コントラストが低下している領域に隣接する矩形の領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎでは、明るさが適正で、かつ、コントラストが高いことが分かる。さらに、領域ＬＬ０、ＬＬｍ、ＬＬｎから、矩形の領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎを挟んでより遠い領域は、暗くなることが分かる。

【0040】

そこで、本実施の形態では、情報処理装置１００は、各時刻ｔ、ｔ＋１、ｔ＋２、・・・、ｔ＋ｍ、・・・、ｔ＋ｎ、・・・・ｔ＋Ｔにおいて、画像Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍ、・・・、Ｇｎ、・・・ＧＴを取得する。すなわち、情報処理装置１００は、時刻にしたがって環状の経路Ｃ１に沿って発光箇所を移動させるとともに、それぞれの時刻の画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎ等を撮影する。したがって、撮影される画像は、図８の３つの画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎに限定される訳ではない。情報処理装置１００は、各時刻に撮影された画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎ等それぞれにおいて、明るさとコントラストが適正な矩形の領域Ｐ
０、Ｐｍ、Ｐｎ等をトリミング処理によって抽出する。実施の形態１と同様、トリミング処理、すなわち、切り出し処理によって抽出する領域は、発光箇所の形状等の条件の下で、実験的または経験的に決定される。そして、情報処理装置１００は、抽出された矩形の領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎ等を合成することで、カバーガラス３４に接触する指の接触範囲に相当する画像全体を再構成する。なお、合成される領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎ等で相互に重複する部分があってもよい。合成される領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎ等で相互に重複する部分においては、画像中の画素値は平均されればよい。

【0041】

このような手順により合成された画像が合成イメージＩＭ１、ＩＭ２で図８の右側に例示される。合成イメージＩＭ１は、２値化された画像の例である。情報処理装置１００は、図８の手順を採ることで、鮮明な２値画像から指紋を取得できる。合成イメージＩＭ２は、グレースケールの画像の例である。グレースケールの画像は、発光層３２の発光箇所の移動に伴い、各部の影が鮮明で、かつ濃淡を含んだ、いわば３次元画像となる。すなわち、グレースケールの画像は、指紋の溝の構造から２値画像よりも多くの情報量を有する。したがって、２値画像よりもさらに厳密な認証が可能となる。

【0042】

（処理手順）
図９は、実施の形態２の情報処理装置１００の処理手順を例示するフローチャートである。この処理では、情報処理装置１００は、まず、タッチパネル３３から指がカバーガラス３４に接触する接触領域（または指がタッチパネル３３に近接した領域）の位置情報を取得する（Ｓ１１）。そして、実施の形態１と同様、情報処理装置１００は、Ｓ１１で取得された領域を基に、複数の時刻で発光する領域の全体を特定する。領域の全体とは、例えば、図４の環状領域Ｌ１、図５の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）等の各発光箇所の領域である。ここでは、図４の環状領域Ｌ１が特定され、環状領域Ｌ１に含まれる図８の環状の経路Ｃ１が特定されるとする。

【0043】

次に、情報処理装置１００は、発光層３２において発光させる領域の全体のうち、各時刻に対応する部分領域を発光させる（Ｓ１２）。情報処理装置１００は、例えば、図８の環状の経路Ｃ１に沿って、各時刻に対応する部分領域Ｌｋを発光させる。したがって、情報処理装置１００は、Ｓ１１で取得される位置の範囲に対応する発光層３２の領域であって、限定領域に含まれる異なる部分領域に位置する発光素子を、時間をずらして発光させるといえる。

【0044】

そして、情報処理装置１００は、各時刻ｔｋにおける画像Ｇｋを取得する（Ｓ１３）。そして、情報処理装置１００は、全時刻（ｋ＝０からＴまで）の処理を終了したか否かを判定する（Ｓ１４）。すべての時刻の処理が終了していない場合、情報処理装置１００は、次の時刻においてＳ１２以下の処理を繰り返す。一方、情報処理装置１００は、最後の時刻（ｋ＝Ｔ）までの処理が終了すると、各時刻で撮影された画像から明るさとコントラストが適正な領域Ｐｋを抽出し、抽出された領域Ｐｋを組み合わせて画像を合成する（Ｓ１５）。そして、情報処理装置１００は、合成された画像から指紋を取得する（Ｓ１６）。すなわち、情報処理装置１００は、時間をずらして発光させた状態でそれぞれ、指紋センサにより画像を取得し、時間をずらして発光させた状態でそれぞれ取得された画像を合成し、指紋を取得するといえる。

【0045】

（実施の形態２の効果）
以上述べたように、本実施の形態では、情報処理装置１００は、発光層３２において、時刻にしたがって、例えば、図８の経路Ｃ１に沿って部分領域を移動しつつ発光させ、各時刻の画像を取得する。そして、それぞれの時刻で得られた画像から、図８の矩形の領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎ等のような明るさとコントラストが適正な領域を抽出し、全体の画像を合成し、指紋を取得する。そのため、情報処理装置１００は、図８の合成イメージＩＭ１
で例示されるコントラストの高い画像から、指紋を取得できる。また、情報処理装置１００は、図８の合成イメージＩＭ２で例示されるグレースケールの３次元画像から、２値画像よりも多くの情報量を有する指紋を取得できる。

【0046】

（変形例）
上記実施の形態２では、情報処理装置１００は、発光層３２において、時刻にしたがって、例えば、図８の経路Ｃ１に沿って部分領域を移動しつつ発光させた。しかし、情報処理装置１００の処理が、図８の経路Ｃ１に沿ったものに限定される訳ではない。例えば、情報処理装置１００は、図５に例示した二重の環状領域Ｌ１、Ｌ２、十字形状、菱形等の多角形の枠領域に沿って部分領域を移動しつつ発光させてもよい。

【0047】

また、上記実施の形態２においては、情報処理装置１００は、時刻にしたがって、例えば、図８の経路Ｃ１に沿って部分領域を移動しつつ発光させ、各時刻の画像を取得する。この処理において、発光箇所の移動速度（または、各発光箇所での滞在時間）に応じて、発光させる光量を変化させてもよい。図１０は、発光箇所での光の照射時間と、発光箇所から照射される光量との関係を例示する。

【0048】

図１０の（Ａ）は、発光層３２のそれぞれの発光箇所での照射時間が短く、発光箇所が、例えば、図８の環状の経路Ｃ１に沿って比較的高速で移動する場合の光量を例示する。また、図１０の（Ｂ）は、発光層３２のそれぞれの発光箇所での照射時間が長く、発光箇所が、例えば、図８の環状の経路Ｃ１に沿って比較的低速で移動する場合の光量を例示する。

【0049】

情報処理装置１００は、指紋認証のスピードを上げたい場合は、発光箇所の光量を多くし、各位置で滞在時間を短くし、移動速度を上げることで、移動速度を落とすことなく、十分なコントラストの画像を取得できる。逆に、情報処理装置１００は、発光層３２の寿命を長くしたい場合は、発光箇所の光量を下げるとともに、各位置で滞在時間を長くして、移動速度を落とすことで十分なコントラストの画像を取得できる。すなわち、情報処理装置は、例えば、ユーザからの指定にしたがって、指紋認証のスピード優先処理および発光層３２の寿命優先処理等を選択的に実行すればよい。

【0050】

また、本実施形態の処理において、各時刻における発光箇所は、図８に例示された円形の領域Ｌ０、Ｌｍ、Ｌｎのように円形に限定される訳ではない。発光箇所は楕円形、矩形、線状等であってもよい。なお、円形または矩形の領域は、面積が撮影される画像に比べて所定の比率より小さくなると、点状ということもできる。また、本実施形態の処理において、各時刻の画像Ｇ０、Ｇｍ、Ｇｎ等から抽出される領域が矩形の領域Ｐ０、Ｐｍ、Ｐｎ等に限定される訳ではない。抽出される領域は、円形、楕円形、二次曲線等の曲線の境界線で囲まれた領域、多角形の境界線で囲まれた領域等であってもよい。

【0051】

図１１は、発光箇所である部分領域が線状である処理を例示する図である。より具体的には、図１１は、発光箇所が図面に向かって左右に延伸する線状であって、発光箇所が図面に向かって上から下方向に移動する処理を例示する。なお、発光箇所は、図１１で発光箇所が図面に向かって下から上方向に移動してもよい。また、発光箇所が図面に向かって上下に延伸する線状であって、発光箇所が図面に向かって左右方向に移動してもよい。さらにまた、発光箇所が図面に向かって斜めに延伸する線状であって、線状の発光箇所に直交する方向に移動してもよい。

【0052】

図１１も、図８と同様、各時刻においてカバーガラス３４上で指が接触する領域を例示する。また、各時刻における発光層３２の発光箇所に対応する領域が矩形の領域Ｎ０、Ｎｍ、Ｎｎで例示されている。また、それぞれの時刻ｔ、ｔ＋ｍ、ｔ＋ｎにおいて、発光箇
所Ｎ０、Ｎｍ、Ｎｎから斜め方向に光が照射される結果、適正なコントラストが得られる領域が、発光箇所Ｎ０、Ｎｍ、Ｎｍを挟んで例示されている。

【0053】

すなわち、情報処理装置１００は、時刻ｔで得られる画像から、発光箇所Ｎ０の上下方向で、コントラストと明るさが適正な領域Ｐ０１、Ｐ０２を抽出できる。また、情報処理装置１００は、時刻ｔ＋ｍで得られる画像から、発光箇所Ｎｍの上下方向で、コントラストと明るさが適正な領域Ｐｍ１、Ｐｍ２を抽出できる。さらに、情報処理装置１００は、時刻ｔ＋ｎで得られる画像から、発光箇所Ｎｎの上下方向で、コントラストと明るさが適正な領域Ｐｎ１、Ｐｎ２を抽出できる。情報処理装置１００は、各時刻で抽出された領域Ｐ０１からＰｎ２等を合成する。なお、すでに述べたように、各時刻における発光箇所は、円形または線状に限定される訳ではない。すなわち、情報処理装置１００は、図８に例示された円形、図１１に例示した線状以外の様々な形状（楕円形、矩形、点状等）の部分領域を時間とともに移動し、取得された画像を合成することで、鮮明な指紋を取得できる。

【符号の説明】

【0054】

１ 基板
２ 指紋センサ
３ 表示器
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ メモリ
１３ インターフェース
３１ 保護層
３２ 発光層
３３ タッチパネル
３４ カバーガラス
１００ 情報処理装置
１３２ 発光層ドライバ
１３２ タッチセンサ検出回路
１４０ 無線回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】