CN1487462A - 信息装置及显示控制方法 - Google Patents

Abstract

一种信息装置(10)，其中指纹图像取得部(20)取得操作者的指纹的图像。在将指纹图像取得部(20)所取得的指纹图像作为第一指纹图像，将在取得该第一指纹图像后的经过给定的时间再次被取得的指纹图像作为第二指纹图像的情况下，比较部(30)将特征点抽出部(60)所抽出的第一及第二指纹图像的特征点进行比较。图像生成部(40)生成反映比较部(30)的检测结果的变化的图像的信息。显示部(50)根据图像生成部(40)所生成的图像的信息进行显示。另外，也可以在信息装置(10)内设置核对部(110)，根据指纹图像，在认证本人后进行显示部(50)的显示控制。

Description

信息装置及显示控制方法

技术领域

本发明涉及信息装置及显示控制方法。

背景技术

在具有显示部的信息装置中，通过指定菜单画面上的位置，移动画面上的指针，进行各种控制(操作)。这样的控制指示可以通过比如使用具有同步电路的输入指示器、就可以在具有配置为矩阵状的导体的面板上特定坐标位置来实施(比如参照特开平7-134630号公报)。在这种情况下，关于被配置为矩阵状的X方向或Y方向，无论哪一方都将电流通向两根导体，通过由输入指示器内的同步电路和导体的磁耦合所生成的电压，在面板上特定被指定的位置。将这样被特定的位置作为指示信息来控制信息装置。

但是，随着集成化技术及装配技术等的进步，正在开始使用IC卡、个人用便携式信息终端(Personal Digital Assistance：以下简称PDA。)、个人计算机、便携式电话机等便携式信息设备(广义上称为信息装置)。在这样的信息设备中，由于便携性受到重视，因而小型轻量化及低电力消耗化是必要的。

但是，在使用特开平7-134630号公报所发表的输入装置的信息设备中，依靠电池进行长时间驱动是非常困难的。还有，由于需要使用输入指示器，因而达到小型轻量化也非常难。这样，将特开平7-134630号公报所发表的输入装置实际安装到便携式信息设备上是困难的。

另一方面，根据所谓信息化社会，在便携式信息设备中开始处理个人固有的信息。为此提高了这些便携式信息设备的保守机密的必要性。因而，人们期望便携式信息设备为在被认证的本人以外不能进行控制指示的结构，提高机密保守性。

发明内容

本发明就是鉴于以上的技术课题而产生的，其目的在于提供用简单的结构就可以高精度地进行显示部的显示控制的信息装置及显示控制方法。

还有，本发明的另一的目的在于提供可以在提高机密保守性的同时进行显示部的显示控制的信息装置及显示控制方法。

为了解决上述的问题，本发明为具有：取得指纹图像的指纹图像取得部、将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像与在取得所述第一指纹图像后的经过给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较的比较部、根据所述比较部的比较结果生成变化的图像的图像生成部和显示由所述图像生成部所生成的图像的显示部。

在本发明中，将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像与在取得该第一指纹图像后经过给定的时间由指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较，根据该比较结果，将变化的图像显示在显示部。这样，在第一及第二指纹图像为他人的指纹图像情况下，就可以不让图像变化。这样，作为图像在取得手指以外的图像的情况下，就不会进行误动作，就可以完全按操作者的意图进行图像的显示控制。另外，可以防止不能将第一及第二指纹图像对应附加的他人的操作而将信息泄露。还有，在本发明的信息装置中，由于不需要另外设定显示画面的滚动装置及指示装置，因而就可以实现装置的小型化及显示部的大型化。特别是本发明的信息装置在被适用于IC卡及灵敏卡等的高智能卡型信息装置时，具有省空间的效果。

还有，在与本发明有关的信息装置中，具有抽出所述第一及第二指纹图像的特征点的特征点抽出部，所述比较部比较所述第一及第二指纹图像的特征点的位置，所述图像生成部在所述第一及第二指纹图像中，使用对应的特征点的位置的移动方向、移动距离及旋转角度，可以生成图像。

在本发明中，抽出指纹图像的特征点，使用抽出的特征点来变化图像。这样，在指纹图像的比较处理中就可以大幅度地减少应比较的信息量，可以减轻处理负荷。这样，也可以对信息装置的小型化作出贡献。

还有，在本发明的信息装置中，具有将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对的核对部，所述比较部在由所述核对部判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，可以比较所述第一及所述第二指纹图像。

在本发明中，将取得的第一指纹图像和登录信息进行核对，在判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像时，使用该第一指纹图像和第二指纹图像进行比较，改变显示图像。这样，可以适用于信用卡及现金卡这样被要求高度机密保守性的用途。而且，在核对时，由于可以严密地彻查指纹图像、进行认证，因此，在其后的和第二指纹图像的比较处理中进行简单的比较处理(比如相同点为核对处理的50％左右)就可以结束。这样，在为了跟随指纹图像的移动而增加了处理负荷方面，由于可以使比较处理简单化，因而就可以维持高度机密的保守性，不会增加处理负荷，可以提供可高精度地进行显示控制的信息装置。

还有，在本发明的信息装置中，所述核对部使用所述第一指纹图像的特征点，可以判断所述第一指纹图像是否为被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像。

在本发明中，由于使用指纹图像的特征点来进行核对，因而就可以在指纹图像的核对处理中大幅度地减少应比较的信息量，减少处理负荷。

还有，在本发明的信息装置中，至少具有抽出所述第一指纹图像的特征点的特征点抽出部和将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对的核对部，所述比较部通过所述核对部在判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，比较所述第一及第二指纹图像，所述登录信息具有包含对应指纹图像的特征点、连接与该特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和该两个线段所形成的角度的信息，所述核对部根据所述登录信息和连接与第一指纹图像的特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和该两个线段所形成的角度，可以进行核对。

在本发明中，都可以将包含连接与该特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和该两个线段所形成的角度的信息对应起来附加到每个特征点。这样，就可以在减少对指纹图像的特征点进行对应附加的信息量的同时，可以大幅度地减少该信息的核对处理的负荷。

还有，在本发明的信息装置中，至少具有抽出所述第一指纹图像的特征点的特征点抽出部和将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对的核对部，所述比较部在由所述核对部判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，比较所述第一及第二指纹图像，所述登录信息具有包含连接指纹图像的特征点部分的线段在该指纹图像中穿过对应指纹的纹峰或纹谷的部分的次数的信息，所述核对部根据所述登录信息和连接所述第一指纹图像的特征点部分的线段在所述第一指纹图像中穿过对应指纹的纹峰或纹谷的部分的次数，进行核对。

在本发明中，是使用连接指纹图线的特征点部分的线段在该指纹图像中穿过对应指纹的纹峰或纹谷的部分的次数来核对每个特征点的。因此，就可以在减少对指纹图像的特征点进行对应附加的信息量的同时，大幅度地减少该信息的核对处理的负荷。

还有，在本发明的信息装置中，所述特征点包含在对应指纹的纹峰的棱线的分歧点及端点中的至少一点。

根据本发明，由于通过一般的图像处理就可以从指纹图像抽出特征点，因此就可以更加简化指纹图像的认证及比较的处理。

还有，在本发明的信息装置中，所述指纹图像取得部在进行周期地取得指纹图像的情况下，至少在取得所述第一指纹图像时的频率可以为比在取得所述第二指纹图像时的频率低。

在本发明中，实施降低在取得所述第一指纹图像时取得的频率(帧频率)、提高在取得所述第二指纹图像时取得的频率的控制。这样，就可以只在为了跟随指纹图像的移动有必要在高速取得指纹图像时提高频率、在此之外降低频率，减少电力消耗的浪费。

还有，在本发明的信息装置中，所述指纹图像取得部具有用于取得指纹图像的检测面，在取得对象的手指接触该检测面时，可以转移到根据第一频率来动作的高速模式、在取得对象的手指没有接触所述检测面时，就转移到根据比所述第一频率低的第二频率来进行动作的低速模式。

在本发明中，由于只在有必要取得指纹图像时转移到高速模式、在此之外转移到低速模式，因此就可以减少电力消耗的浪费。

还有，在本发明的信息装置中，所述图像生成部根据所述比较部的比较结果，就可以生成被滚动控制的图像。

还有，在本发明的信息装置中，所述图像生成部根据所述比较部的比较结果，可以生成使指针移动的图像。

根据本发明，即使在显示空间比显示部的显示区域大的情况下，也可以实现维持机密保守性的信息装置的省空间化。

还有，本发明为具有取得指纹图像的指纹图像取得部、和将通过所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像和经过取得所述第一指纹图像后所给与的时间并通过所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较的比较部、根据所述比较部的比较结果生成滚动或指针移动的图像的图像生成部、显示通过所述图像生成部所生成的图像的显示部的信息装置。

还有，本发明为具有取得指纹图像的指纹图像取得部、将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像与在取得所述第一指纹图像后经过给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较的比较部、根据所述比较部的比较结果控制其功能的信息装置。

还有，本发明为具有取得指纹图像的指纹图像取得部、将事先登录的登录信息与所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像进行核对的核对部、在由所述核对部判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像的特征点与在取得所述第一指纹图像后经过给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像的特征点进行比较的比较部，根据所述比较部的比较结果控制其功能的信息装置。

根据本发明，由于通过指纹图像的特征点的变化(比如位置的移动)可以变化装置的功能，因此可以更加提高多功能化的信息装置的操作性。

还有，本发明为使用取得的指纹图像来进行显示部的显示控制的显示控制方法，在取得所述第一指纹图像后经过给定的时间取得第二指纹图像、比较所述第一及第二指纹图像、根据所述第一及第二指纹图像的比较结果改变显示图像的显示控制方法。

还有，本发明的显示控制方法，可抽出所述第一及第二指纹图像的特征点，在所述第一及第二指纹图像中使用对应的特征点的位置的移动方向、移动距离及旋转角度使图像发生变化。

还有，本发明的显示控制方法，可将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对，在判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，比较所述第一及所述第二指纹图像。

还有，本发明的显示控制方法，可使用所述第一指纹图像的特征点，判断所述第一指纹图像是否为被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像。

还有，本发明的显示控制方法，可至少抽出所述第一指纹图像的特征点，将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对，在判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，比较所述第一及第二指纹图像，所述登录信息具有包含对应指纹图像的特征点、连接该特征点部分最接近的其他的特征点及其次相接近的其他的特征点的两个线段的长度和该两个线段所形成的角度的信息，根据所述登录信息和连接与所述第一指纹图像的特征点最接近的其他的特征点及其次相接近的其他的特征点的两个线段的长度、和该两个线段所形成的角度，进行核对。

还有，本发明的显示控制方法，可至少抽出所述第一指纹图像的特征点，将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对，所述登录信息具有包含连接指纹图像的特征点部分的线段在该指纹图像中穿过对应指纹的纹峰或纹谷部分的次数的信息，根据所述登录信息、和连接所述第一指纹图像的特征点部分的线段在所述第一指纹图像中穿过对应指纹的纹峰或纹谷部分的次数，进行核对。

还有，本发明的显示控制方法，所述特征点包含在对应指纹的纹峰的棱线的分歧点及端点中的至少一点。

还有，本发明的显示控制方法，也可以在周期地取得指纹图像的情况下，至少在取得所述第一指纹图像时的频率比在取得所述第二指纹图像时的频率低。

还有，本发明的显示控制方法，可以在取得对象的手指接触取得指纹图像的检测面时，转移到根据第一频率来动作的高速模式、在取得对象的手指没有接触所述检测面时，转移到比所述第一频率低的第二频率进行动作的低速模式。

还有，本发明的显示控制方法，也可以根据比较结果生成滚动控制图像。

还有，本发明的显示控制方法，也可以根据比较结果生成使指针移动的图像。

附图说明

图1为表示信息装置结构的一例的结构概要图。

图2A为指纹的特征点的分歧点的一例的说明图。图2B为指纹的特征点的端点的一例的说明图。

图3A为表示图像的滚动的模式图。图3B为表示指针的移动的模式图。

图4为进行操作者的认证的信息装置结构的一例的结构概要图。

图5为表示信息装置的动作流程的一例的前半部分的流程图。

图6为表示信息装置的动作流程的一例的后半部分的流程图。

图7为表示信息装置的详细的结构的一例的方框图。

图8为表示指纹传感器结构的一例的结构图。

图9为表示指纹传感器的静电电容检测元件的剖面图。

图10为在指纹纹峰接触指纹传感器的电介质膜时的静电电容检测元件的等效电路图。

图11为在指纹纹谷接触指纹传感器的电介质膜时的静电电容检测元件的等效电路图。

图12A为在指纹传感器中配置的静电电容检测元件的说明图。图12B为将各静电电容检测元件所检测出的指纹的凹凸构成一个指纹图像的次序的说明图。

图13为表示信息装置的认证流程的一例的流程图。

图14为表示指纹图像的特征点的连接的一例的说明图。

图15A为表示将特征点设定为起点的三个线段的图。图15B为表示将三个线段的长度和三个线段的形成角度对应附加到特征点的一例的图。图15C是表示基本信息和采集信息的图。

图16为表示将两个线段的内积值对应附加到特征点的一例图。

图17A为表示指纹图像的特征点部分的连接的一例图。图17B为表示棱线信息的一例图。

图18为信息装置的显示控制流程一例的流程图。

图19A、图19B为表示帧f的指纹图像和在其后的帧f+1的指纹图像的图。

图20为表示显示空间及显示区域的一例的模式图。

图21为表示滚动控制前的显示区域的一例的图。

图22为表示滚动控制后的显示区域的一例的图。

图23为指纹传感器的帧频率的控制处理的一例的流程图。

图24为将通过适用于IC卡的信息装置的指纹传感器来进行认证的操作者的手指模式地进行表示的图。

图25为表示对应操作者的手指是否接触检测面来进行指纹传感器的频率控制处理的一例的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图来对适合本发明的实施例进行详细的说明。还有，本发明的内容不受以下说明的实施例的限定。而且，以下所说明的全部的结构并不限于本发明的必须的结构要件。

1.信息装置

在图1中表示了信息装置的结构的一例的概要。

本实施例涉及具有个人认证功能和信息显示功能的信息装置。作为这样的信息装置，重要的是具有个人计算机(PC)、个人用便携式终端(Personal Digital Assistant：PDA)、IC卡、便携式电话机等功能，并具有显示器等的信息显示部。在这里，信息装置作为便携式信息设备可以适用于比如包含集成电路(IC)的IC卡。IC卡比如作为信用卡及现金卡等各种卡来被使用。

信息装置10具有指纹图像取得部20、比较部30、图像生成部40和显示部50，还可以具有特征点抽出部60。

指纹图像取得部20取得信息装置10的操作者(使用者)的指纹图像。指纹图像取得部20至少可以进行两次指纹图像的取得，比如也可以为根据所给与的频率反复取得指纹图像用的结构。作为这样的指纹图像取得部20可以使用以各种方式进行指纹检测的指纹传感器。当考虑到信息装置10适用于便携式信息设备时，指纹传感器最好为小型的。

在将通过指纹图像取得部20所取得的指纹图像作为第一指纹图像、将经过取得该第一指纹图像后所给与的时间再次所取得的指纹图像作为第二指纹图像的情况下，比较部30比较第一及第二指纹图像。比较部30比如以第一指纹图像为基准，比如作为移动方向、移动距离、旋转角度来检测第二指纹图像的分歧等。

图像生成部40生成由显示部50所显示的图像的信息。此时，图像生成部40可以生成反映比较部30的比较结果(检测结果)的变化的图像的信息。比如对应手指的移动，使显示部50所显示的信息进行滚动、或使显示部50所显示的指针(箭形符号)移动。这样的比较部30及图像生成部40可以通过执行存储器所存储的所给与的程序的微型计算机及DSP、专用IC芯片等来实现。

显示部50根据图像生成部40所生成的图像信息进行显示。作为显示部50比如可以使用液晶屏。在这种情况下，显示部50由未图示的液晶驱动电路以对应图像信息的电压进行驱动。

在信息装置10中，为了减轻比较部30的处理负荷，抽出指纹图像的特征点，根据该特征点可以检测指纹图像的移动等。为此，信息装置10可以包含特征点抽出部60。特征点抽出部60可以检测指纹图像的棱线(纹峰的部分、凸部)，求得分歧的部分和终端的部分。

在图2A、图2B中表示了指纹的特征点的一例。

在图2A表示了指纹的分歧点的一例。图2B表示了指纹的端点的一例。在指纹图像取得部20所取得的指纹图像，在特征点抽出部60中，比如被抽出指纹的分歧点。在图2A、图2B中，指纹图像表示了指纹的凸部的棱线的形态。在这里，指纹的分歧点为指纹的棱线与两个以上的棱线相分歧的部分。另外，指纹的端点为指纹的棱线的终端部分。

由于指纹的形态没有同样的，因此其分歧点或端点的分布也因每个人而不同。这样，如果可以求得指纹图像的分歧点或端点的话，只要比较所求得的分歧点或端点的分布就可以，因此应比较的信息量就变少，就可以减轻比较处理的负荷。

在图1中，比较部30比较包含第一及第二指纹图像的分歧点及端点的特征点的分布，从对应的特征点的位置的分歧求得平行移动距离、移动方向、移动速度、旋转角度。图像生成部40对应在比较部30所求得的平行移动距离、移动方向、移动速度、旋转角度，生成进行应显示的图像的滚动或指针的移动的图像。显示部50进行在图像生成部40对应、变化比较部30的比较结果所生成的图像的显示。

图3A、图3B表示了显示控制的一例。

图3A为模式地表示了图像的滚动的图。在应显示的显示信息70中，在显示部50上显示显示区域72的图像的情况下，对应与上述的两个指纹图像相对应的特征点的移动，使显示区域移动的显示区域74的图像被重新显示出来。

图3B为模式地表示了指针的移动。在显示部50的显示区域80中，被显示的指针82对应与上述的两个指纹图像相对应的特征点的移动，指针84的图像被重新显示出来。

这样，在包含指纹图像取得部20和显示部50的信息装置10中，在指纹图像取得部20至少两次分别抽出被取得的指纹图像的特征点，由于通过该特征点的移动，进行显示部50的滚动控制及指针控制等的显示控制，因而就可以以简单的结构避免错误动作，进行减轻处理负荷的显示部的显示控制。另外，由于通过指纹图像的移动来进行显示控制，因而就可以高精度地进行显示控制。

在图1所示的信息装置中，由于在不能对应附加特征点部分的情况下不能进行显示控制，因而可以防止错误动作。但最理想的是使用在指纹图像取得部20所取得的指纹图像，在进行了操作者的认证之后进行上述的显示控制。这样，就可以适用于信用卡及现金卡这样的要求高度机密保守性的IC卡。

图4表示了进行操作者的认证的信息装置结构的一例的概要。

这里，对与图1所示的信息装置10同样部分付与同样符号，并适宜地省略了说明。

在信息装置100中，由指纹图像取得部20所取得的指纹图像在核对部110被使用。核对部110和事先登录的登录信息120进行比较，核对被取得的指纹图像是否为被登录的本人的指纹图像。然后，在核对部110判断被取得的指纹图像为被登录的本人的指纹图像的情况下，对比较部130进行开始上述的显示控制的比较处理的指示。比较部103和图1所示的比较部30的不同点为，以在核对部110所认证的为条件进行比较处理。比较部103和比较部30的比较处理的本身是同样的。

还有，即使在核对部110，为了减轻处理负荷也可以使用指纹图像的特征点。为此，信息装置100也可以包含特征点抽出部140。特征点抽出部140和特征点抽出部60一样抽出指纹图像的分歧点及端点。然后，将关于指纹图像的特征点的信息登录到登录信息120中。这样，通过指纹图像的特征就可以以少的处理负荷来认证被取得的指纹图像是否为本人的指纹图像。还有，在图4中，是分别以不同的方框图来表示特征点抽出部60、140，但也可以以一个方框图进行表示。

在图5及图6表示了信息装置100的动作流程的一例。

首先，在指纹图像取得部20进行指纹检测(步骤S150)，取得指纹图像。其结果生成核对用指纹图像(第一指纹图像)(步骤S151)。核对用指纹图像在核对部110被使用。

在核对部110，将在特征点抽出部140所抽出的核对用指纹图像的特征点与登录信息120所登录的本人的指纹图像的特征点相比较，进行核对(步骤S152、153)。

核对的结果，在判断为核对用指纹图像不是登录信息120所登录的本人的指纹图像的情况下(步骤S153：N)，进行禁止使用处理(步骤S154)，结束一系列的处(END)。在这里，禁止使用处理可以是比如在显示部50进行表示不能认证的信息的显示，强制地转移到电源关闭状态。

另一方面，在步骤S153，核对的结果，在判断为核对用指纹图像是登录信息120所登录的本人的指纹图像的情况下(步骤S153：Y)，就特定核对所使用的核对用指纹图像的特征点的位置(步骤S155)。该特征点的位置为在特征点抽出部140所抽出的特征点的坐标(绝对值)。该坐标可以使用在指纹图像取得部20为了取得指纹图像所规定的坐标空间的位置(比如指纹传感器的检测面的位置)。

接下来，再次在指纹图像取得部20进行指纹检测(步骤S156)，取得指纹图像。其结果生成显示控制用指纹图像(第二指纹图像)(步骤S157)。显示控制用指纹图像在比较部130被使用。

比较部130在特征点抽出部60抽出显示控制用指纹图像的特征点(步骤S158)，特定该显示控制用指纹图像的特征点的位置(步骤S159)。然后，在比较部1 30将核对用指纹图像(第一指纹图像)的特征点的位置与显示控制用指纹图像(第二指纹图像)的特征点的位置进行比较(步骤S160)。更具体地来讲，就是比较部130以核对用指纹图像的特征点的坐标为基准，作为平行移动距离、方向、速度及旋转角度来求得对应的显示控制用指纹图像的特征点的坐标的差异(步骤S161)。因此，在不能找出对应核对用指纹图像的特征点的显示控制用指纹图像的特征点的情况下，就不能进行显示控制。这样，就可以防止不是本人意图的错误动作及他人代替本人所进行的操作。

接下来，根据在步骤S161所求得的平行移动距离、方向、速度及旋转角度，决定滚动的距离、方向、速度及旋转角度、或决定指针的平行移动距离、方向、速度及旋转角度(步骤S162)，并显示到显示部50(步骤S163)。

接着判断是否可以取得指纹图像(步骤S164)，在可以取得时(步骤S164：Y)，就返回到步骤S156，并作为显示控制用指纹图像再次进行取得。这时，以上次取得的显示控制用指纹图像的特征点为基准，通过检测此次取得的显示控制用指纹图像的位置的移动，就可以同样地进行显示部50的显示控制。

另一方面，在步骤S164未能取得指纹图像时(步骤S164：N)，在完成时(步骤S165：Y)，结束一系列的处理(END)，在没有完成时(步骤S165：N)，返回到步骤S150，再次进行核对用指纹图像的取得。

这样，在信息装置100使用取得的指纹图像进行指纹认证。然后，在认证后，以认证的指纹图像为基准，再次进行对应取得的指纹图像的差异的显示控制。此时，使用指纹图像的特征点来进行核对及差异的检测。这样，就可以避免错误动作、并在维持机密保守性的状态下进行显示部的显示控制。

下面，对图4所示的信息装置100进行更详细的说明。

2.信息装置的详细一例

在图7表示了信息装置100的详细结构的一例的方框图。

在信息装置100中，通过与总线200相连接的中央处理器(CentralProcessing Unit：以下简称CPU。)210，根据同样与总线200相连接的只读存储器(Read Only Memory：以下简称ROM。)212所存储的程序来控制各部。CPU210将作为动态随机存储器的DRAM(Dynamic RandomAccess Memory)214作为工作区域进行各种的处理。另外，作为随机存储器也可以使用SRAM(Static Random Memory)。

CPU210进行作为长时间存储装置的不易失性存储器216所存储的卡信息的读出及写入。这里，卡信息为机密保守性很高的个人信息(比如银行的存款余额等)。为此，在写入不易失性存储器216的情况下，通过编码器218(加密装置)进行加密后写入。还有，在从不易失性存储器216读出的情况下，通过译码器(解密装置)221进行解密(还原)后读出。再有，作为不易失性存储器216可以使用闪存存储器及SRAM。

在总线200上连接有显示器控制器(显示控制部)222和VRAM224。显示器控制器222根据VRAM224所存储的图像数据将图像显示到显示器(显示部)226。

还有，在总线200上连接有传感器控制器(个人信息采集部控制部)228和传感器用RAM230。传感器控制器228通过指纹传感器(个人信息采集部、指纹图像取得部)232检测指纹的凹凸，将对应指纹的凹凸的图像作为指纹图像存储到传感器用RAM中。

在这里，指纹图像取得部20的功能是通过指纹传感器232来实现的。比较部30、130、图像生成部40、核对部110及特征点抽出部60、140的功能是通过执行ROM212所收存的程序的CPU210来实现的。显示部50的功能是通过显示器226来实现的。登录信息120被收存于ROM212或不易失性存储器216内。

另外，在本发明中，本发明的各要素并不限于通过图7所示的装置来实现。比如，也可以不需要通过软件来进行指纹图像的特征点的抽出，而通过广泛使用的芯片或专用芯片等硬件来进行处理。还有，对于不易失性存储器216，也可以为不通过编码器218及译码器220可以存取的结构。在这种情况下，也可以通过CPU210来进行加密及解密，进行不易失性存储器216的存取。

首先，在将这样的信息装置适用于IC卡的情况下，对于适合的指纹传感器进行具体地说明。

2.1指纹传感器的结构

在作为指纹图像读出部被使用的指纹传感器232中，按指纹的检测方式划分，有各种的方式，但只要能读出指纹的图像就不限定其方式。指纹传感器232只是通过使用以下所示的静电电容检测方式的指纹传感器，使用以往的制造技术就可以实现省空间化、并可以高精度地检测出指纹的凹凸。

在图8中表示了指纹传感器232的结构的一例。

在指纹传感器232中，具有M根(M为2以上的整数)的电源线240和N根(N为2以上的整数)的输出线242。在M根的电源线240和N根的输出线242的各交点上设置有静电电容检测元件244。静电电容检测元件244作为手指接触时的闭环电路在图中所示，其具有依靠指纹的凹凸图像进行变化的可变电容C_F、和信号放大元件比如信号放大MIS型薄膜半导体装置(以下简称信号放大用TFT)246。在手指没有接触静电电容检测元件244时，可变电容C_F的接地一端为开路状态。另外，关于可变电容C_F，在后面进行叙述。

M根的电源线240的每根与依据对应的行所配置的N个信号放大用TFT246的序列D相连接。还有，M根的电源线240的每根通过M个的电源用总线门电路250的每个与公共电源线252相连接。即、电源用总线门电路250由MIS型薄膜半导体装置所形成，其源极S与电源线240相连接，其序列D与公共电源线252相连接。在电源选择电路260内，在上述的M个电源用总线门电路250及公共电源线252的基础上，还设置有电源用位移寄存器262。在电源用位移寄存器262的电源选择用输出线264上连接有M个电源用总线门电路250的各门电路G。

N根的输出线242的每根与依据对应的行所配置的M个信号放大用TFT246的源极S相连接。还有，N根的输出线242的每根通过N个的输出信号用总线门电路270的每个与公共输出线272相连接。即、输出信号用总线门电路270由MIS型薄膜半导体装置所形成，其序列D与输出线242相连接，其源极S与公共输出线272相连接。在输出信号选择电路280内，在上述的N个输出信号用总线门电路270及公共输出线272的基础上，还设置有输出信号用位移寄存器282。在输出信号用位移寄存器282的输出选择用输出线284上连接有输出信号用总线门电路270的门电路G。

在图9中表示了图8所示的静电电容检测元件244的剖面图。

在这里，图中表示了手指没有接触的状态。

该静电电容检测元件244在上述的信号放大元件的信号放大用TFT246的基础上，还具有信号检测元件248。

在图9中，在绝缘层290上形成有具有源极区域291A、序列区域291B及在其之间的通道区域291C的半导体膜291。在半导体膜291上形成有门电路绝缘膜292，在夹着该门电路绝缘膜292与通道区域291C相对的区域上形成有门电路电极293。由该半导体膜291、门电路绝缘膜292及门电路电极293构成信号放大用TFT246。还有，和信号放大用TFT246同样也形成了电源用总线门电路250及输出信号用总线门电路270。

该信号放大用TFT246被第一层间绝缘膜294所覆盖。在第一层间绝缘膜294上形成有相当于图9所示的输出线242的第一布线层295。该第一布线层295与信号用TFT246的源极区域291A相连接。

第一布线层295被第二布线层296所覆盖。在该第二布线层296上形成有相当于图9所示的电源线240的第二布线层297。该第二布线层297与信号放大用TFT246的源极区域291B相连接。还有，作为与图9不同的结构，也可以在第一层之间的绝缘膜294上形成第二布线层297、在第二层之间的绝缘膜296上形成第一布线层295。

在第二层之间的绝缘膜296上还形成有电容检测电极298，将其覆盖，形成电容检测电介质膜299。电容检测电介质膜299位于指纹传感器232的最表面，也作为保护膜发挥作用，手指与该电容检测电介质膜299接触。由该电容检测电极298及电容检测电介质膜299构成信号检测元件248。

指纹传感器232的指纹检测，是通过手指接触图9所示的电容检测电介质膜299来实施的。在图8中，将电源电压提供给在M根当中所选择的一根的电源线240，并且，通过从N根当中所选择的一根的输出线242，检测该时的信号，从M×N个的静电电容检测元件244取出顺序信号。

指纹检测动作从大的区别来分有：(1)指纹的纹峰(凸部)接触电容检测电介质膜299的情况、和(2)指纹的纹谷(凹部)与电容检测电介质膜299相对的情况。

(1)指纹的纹峰(凸部)接触电容检测电介质膜299的情况

在图10中表示了该情况的静电电容检测元件244的等效电路。

符号310相当于人体的指纹的纹峰，形成夹着图9的电容检测电极298和电介质膜299、相对的接地电极310。在这里，由公共电源线242提供电源电压Vdd。符号C_T为信号放大用TDT246的晶体管电容，符号C_D为检测电极300和接地电极(手指)310之间的电容。

在这里，将信号放大用TDT246的门电路电极长作为L(μm)、将门电路电极宽幅作为W(μm)、将门电路绝缘膜的厚度作为tox(μm)、将门电路绝缘膜的介电常数比作为εox、将真空的介电常数作为εo。这时，晶体管电容CT就成为下面这样。

C_T＝εo·εox·L·W/tox

另外，将电容检测电极298的面积S(μm²)、电容检测电介质膜299的厚度作为td(μm)，将电容检测电介质膜的介电常数比作为εd。这时，电容C_D就成为下面这样。

C_D＝εo·εd·S/td

在图10的等效电路中，信号放大用TFT246的门电路所施加的电压V_GT用(1)公式所表示。

V_GT＝Vdd/(1+C_D/C_T)…(1)

如果将电容C_D设定为比晶体管电容C_T还要充分大的话(比如C_D＞10×C_T)，(1)公式的分母就会变得无限大，近似于(2)公式。

V_GT0       …(2)

该结果就成为信号放大用TFT246对该门电路几乎没有施加电压的关闭状态。这样，在信号放大用TFT246的源极序列之间流动的电流I就变得极小。通过测定该电流I，就可以判断测定地方为指纹图像的纹峰(凸部)。

(2)指纹的纹谷(凹部)与电容检测电介质膜299相对的情况

在图11中表示该情况的静电电容检测元件244的等效电路。

符号312相当于人体的指纹的纹谷。在这一情况，在图10所示的电容C_D的基础上、在电介质膜299和指纹的纹谷之间还形成有将空气作为电介质的新的电容C_A。

在图11的等效电路中，信号放大用TFT246的门电路所施加的电压V_GV用(3)公式所表示。

V_GT＝Vdd/{[1+(1/C_T)]×1/[(1/C_D)+(1/C_A)]}  …(3)

如果将电容C_D设定为比晶体管电容C_T还要充分大的话(比如C_D＞10×C_T)，(3)公式就会近似于(4)公式。

V_GTVdd/[1+(C_A/C_T)]…(4)

还有，如果将晶体管电容C_T定为比指纹的纹谷所形成的电容C_A还要充分大的话(比如C_T＞10×C_A)，(4)公式就会近似于(5)公式。

V_GTVdd  …(5)

该结果就成为信号放大用TFT246对该门电路施加了电源电压Vdd的开路状态。这样，在信号放大用TFT246的源极序列之间流动的电流I就变得极大。通过测定该电流I，就可以判断测定地方为指纹图像的纹谷(凹部)。

这样，图8所示的可变电容C_F在指纹的纹峰接触了电容检测电介质膜299时就成为电容C_D，在指纹的纹谷与电容检测电介质膜299相对时就成为电容C_D和电容C_A之和，根据指纹的凹凸，电容进行变化。通过根据该指纹的凹凸的电容变化来检测电流，就可以检测出指纹的纹峰及纹谷。

通过有如图12A所示的那样被配置的M×N个〔(1，1)～(M，N)〕的静电电容检测元件244根据分时实施以上的动作，就可以检测出指纹图像。更具体的来讲，如图12B所示的那样，从位于(1，1)的静电电容检测元件检测出在位于(1，N)的静电电容检测元件的顺序上为第一行的指纹的凹凸后，接着从位于(2，1)的静电电容检测元件检测出在位于(2，N)的静电电容检测元件的顺序上为第二行的指纹的凹凸，就这样，直到位于(M，N)的静电电容检测元件按顺序检测出每个峰值单元指纹的凹凸。其结果就可以得到比如如图2A、图2B所示的那样的指纹图像。

在这里，在电源电压Vdd使用正电的情况时，门电路电压为0附近，如果通过序列电流不流动的增强型n型晶体管形成信号放大用TFT246的话也可以。在满足C_D＞10×C_T的情况下，信号放大用TFT246的传达特性的序列电流将最小值的门电路电压(最小门电路电压)定为Vmin的时候，只要满足0.1×Vdd＜Vmin＜0的话就可以。

在电源电压Vdd使用负电的情况时，门电路电压为0附近，如果通过序列电流不流动的增强型p型晶体管形成信号放大用TFT246的话也可以。在满足C_D＞10×C_T的情况下，信号放大用TFT246的传达特性的序列电流将最小值的门电路电压(最小门电路电压)定为Vmin的时候，只要满足0.1×Vdd＜Vmin＜0的话就可以。

在信息装置100中，像这样结构的指纹传感器232可以周期地进行指纹的检测、取得指纹图像。作为一个一例，指纹传感器232具有以下的规格。

(a)指纹传感器的尺寸：20mm×20mm

(b)析像度：386dpi(304行×304行)

(c)指纹图像的取样时间：36.97ms

(d)帧频率：27.05Hz

(e)水平扫描时间：121.6μs

(f)水平扫描频率：8.225kHz

(g)平均一个像素的选择时间：400ns

2.2动作例

下面，参照流程图一边对信息装置100的整体的动作例进行说明，一边对信息装置100的各部的动作进行说明。

2.2.1认证处理

在图13中表示信息装置100的认证流程的一例。

信息装置100的CPU210根据ROM212所收存的程序进行以下的认证处理。

首先，当信息装置100的启动开关234被投入电源时，复位信号变为有效，除了ROM212及不易失性存储器216以外的各部均被初始化。

当检测复位信号的解除时(步骤S350：Y)，CPU210就指示传感器控制器228进行指纹信息(在广义上称为个人信息)的采集(步骤S351)。在这里，就成为指示开始指纹图像的取得。传感器控制器228便对指纹传感器(个人信息采集部)232发出所定的信号，读出指纹信息。如图12A、图12B所示的那样，每个峰值单元被读出的指纹信息就成为一个指纹图像被存储到传感器用RAM230内。

接下来，CPU212通过ROM212读出图像解析程序(Routine)，解析传感器用RAM230内所存储的指纹图像(步骤S352)。通过这样，抽出指纹图像的特征点，决定在这些特征点的指纹传感器上的坐标。

指纹图像的特征点，如图2A、图2B所示的那样使用分歧点及端点。特征点的抽出，在除去传感器用RAM230内所存储的一个指纹图像的杂波后，将棱线(纹峰、凸部)作为明确的曲线、细致地进行图像的处理。在此时，在本来应连接着的棱线被切断的情况下，就进行填补连接的处理。在此基础上抽出指纹图像的分歧点及端点。

当抽出分歧点及端点时，就特定在指纹传感器232的各电极行列上的坐标。在这里，在时间t被取得的指纹图像中，当抽出k(k为整数)个特征点时，作为矢量r_t，1～r_t，k的坐标就可以如下面的(6)公式那样来决定。

${\stackrel{\→}{r}}_{t,\mathrm{\α}}=\left[\begin{array}{c}{x}_{t,\mathrm{\α}}\\ y_{t,\mathrm{\α}}\end{array}\right](\mathrm{\α}=\mathrm{1,2},\·\·\·,k)---\left(6\right)$

在这里，x_t.a、y_t.a为由在指纹传感器上的相互正交的XY轴所规定的坐标。

比如，在指纹传感器行列上的(i，j)的位置存在有第β个特征点的矢量Γ_t.β的情况下，就为x_t.β＝i、y_t.β＝j，如下面的(7)公式那样，通过指纹传感器232就可以表示在取得指纹图像的坐标空间的绝对位置。

${\stackrel{\→}{r}}_{t,\mathrm{\β}}=\left[\begin{array}{c}i\\ j\end{array}\right]---\left(7\right)$

这样，包含被抽出的特征点的位置(坐标)等的特征点信息的指纹图像解析结果就被存储到DRAM214内。

在图13的步骤S352中，当被取得的指纹图像的解析完成时，CPU210就指示译码器220从不易失性存储器216中取出个人认证信息(在广义上称为登录信息)(步骤S353)。在不易失性存储器216中，收存有被加密的、事先被登录的个人认证信息(指纹的特征点信息。在广义上称为登录信息)。译码器220解读从不易失性存储器216所读出的个人认证信息，并提供给CPU210。

CPU210将译码器220所提供的个人认证信息和DRAM214所存储的指纹图像进行比较核对(步骤S354)。

在步骤S354中，在核对结果不一致时(步骤S354：N)，CPU210就作成显示有「不能认证了」的这一不一致结果的图像，并存储到VRAM224中(步骤S355)。

接下来，CPU210就对显示器控制器222指示显示VRAM224所存储的图像(步骤S356)。显示器控制器222就对显示器226发出所定的信号，显示VRAM224内的图像。

另一方面，在步骤S354，在核对结果一致时(步骤S354：Y)，CPU210就通过译码器220从不易失性存储器216读出被认证的本人的卡信息(比如银行存款的余额等)(步骤S357)，并存储到DRAM214内。或者，CPU210和外部交换信息，存储到DRAM214内。

接下来，CPU210挑选在DRAM214内的信息中的应显示的信息，作成与其相对应的图像(步骤S358)。作成的图像的信息被存储到VRAM224内。然后，CPU210就对显示器控制器222指示显示VRAM224所存储的图像(步骤S359)。显示器控制器222就对显示器226发出所定的信号，显示VRAM224内的图像。

2.2.2核对方法

在信息装置100中，为了减轻处理负荷，在认证指纹图像的情况时使用指纹图像的特征点。作为核对方法有：比如作为从不易失性存储器216所读出的个人认证信息，将指纹的特征点信息(特征点的位置)和从所取得的指纹图像所抽出的特征点的位置一边相互错开、一边反复地检查是否一致，通过特征点的配置(分布)来进行核对的方法。

另外，也可以让每个特征点持有数值化的信息。在这一情况，由于只对每个指纹的特征点判断数值是否一致即可，因而就可以更加减轻反复进行核对的处理负荷。

对于这样的指纹的特征点，作为被附加数值化的信息，有根据和其他的特征点的位置关系所求得的数值。在下面，对于将各特征点的连接关系数值化的情况、和将连接各特征点的线段和指纹图像的棱线的关系数值化的情况进行说明。

2.2.2.1将连线关系数值化的方法

在该方法中，对每个特征点将最接近的其他的特征点和其次接近的其他的特征点的之间分别用直线连接。这样一来，由于在各特征点形成了被拉有数个线段的状态，作为数值信息就可以让每个特征点持有线段的长度和角度。因此，同样在对每个特征点进行和事先被登录的、具有数值信息的登录信息核对的情况，由于对每个特征点只要进行数值的比较即可，因此，就可以以很少的处理负荷来进行复杂并需要严密性的核对处理。

在图14中表示了指纹图像的特征点的连线的一例。

在这里，作为一例将分歧点作为特征点。这样，每个特征点就成为被拉有数个线段的状态。比如着眼于特征点P的话，从特征点P来讲最接近的其他的特征点为特征点P’，其次接近的其他的特征点为特征点P”。另外，从特征点P”’来讲最接近的其他的特征点为特征点P’，其次接近的其他的特征点为特征点P。这样，在特征点P上相关联地被附加有以特征点P为起点的三个线段，即、连接特征点P及特征点P’的线段、和连接特征点P及特征点P”的线段、连接特征点P及特征点P”’的线段。将具有从这三个线段当中被选择的两个线段的形成角度和各线段长度的数值信息附加到各点上。

这样，各特征点被拉有N(N为2以上的整数)根连线，与此相对应，被给予了N个线段长度信息。同时，_NC₂个角度信息被确定。比如在图15A中，以特征点P₁为起点拉有三根连线，给予了特征点P₁三个线段长度信息及₃C₂(＝3)个角度信息。当将三根线段作为L₁₂、L₁₃、L₁₄，将线段L_1i、和线段L_1j成的角度写为θ_1ij时，作为核对及比较所使用的指纹信息将(L₁₂，L₁₃，L₁₄，θ₁₂₃，θ₁₄₂，θ₁₄₃)给予特征点P1。这样一来，固有的数值群就被分配给了各特征点(图15B)。

另外，如图16所示那样，也可以将两个线段的内积值IP作为对应附加给特征点的信息来持有。将_NC₂个内积值IP给予被拉上N根线段的特征点。在这里，内积值IP在图15A所表示的情况中为三个IP_1ij(＝L_1i·L_1j·cosθ_1ij)。

这样，就被付与了各特征点和该特征点固有的数值信息。在指纹上如果有K个特征点的话，与此对应就可以得到K个数值信息。在核对或比较指纹的情况下，就查证这样一群的数值信息在所定的误差范围内是否一致，得到其一致的比率来进行个人认证及手指位置比较。比如在将线段长度信息和角度信息给予特征点的情况下，如图15C所示那样，在基准信息(核对时的登录信息、或比较时的前画面的特征点信息)内，通过固有数值信息(L_i1，L_i2，L_i3，θ_i12，θ_i13，θ_i23)来认定附加有特征的特征点Pi，在采集信息(根据最新画面所得到的特征点信息)内，通过固有数值信息(L_j1，L_j2，L_j3，θ_j12，θ_j13，θ_j23)来认定附加有特征的特征点P_j。在这些数值内，在至少两个线段长度信息和这些线段所指角度在特征点P_i和P_j为一致的时候，特征点P_i、P_j就可以被视为同样的特征点。在进行指纹认证时，至少应有四点以上的特征点与登录信息内的特征点相一致。还有，在进行位置比较时，前画面的特征点和最新画面的特征点应有两点以上(理想的为三点以上)相一致。

另外，如果是特征点的话，也可以不分分歧点及端点来进行连接，也可以选择分歧点及端点来进行连线。或者也可以将分歧点部分或端点部分进行连线。这样，通过考虑特征点部分的连线条件，就可以进行更严密的核对。

2.2.2.2将和棱线的关系数值化的方法

在该方法中，用直线连接特征点部分。这样，连接各特征点部分的线段由于穿过指纹图像所表示的指纹的棱线，因此就可以将被相关地附加了特征点的线段穿过棱线的次数作为数值信息来持有。在该情况、同样在对每个特征点进行和事先被登录的具有的数值信息的登录信息核对的情况，由于只要对连接特征点部分的每个线段进行数值的比较即可，因此，就可以以少的处理负荷来进行复杂并需要有严密性的核对处理。

在图17A中表示了指纹图像的特征点部分的连线一例。

这样，就成为被拉有连接特征点部分的线段的状态。比如设有连接特征点P和其他的特征点P’、P”的线段。这样，连接特征点P和特征点P’、P”的线段LL₁由于没有穿过指纹的棱线，因而连接「0」、特征点P和特征点P”的线段LL₂由于四次穿过指纹的棱线，因而「4」这一数值信息(棱线信息)就被对应附加到相关联地被附加有特征点P的线段LL₁、LL₂上。

这样，比如如图17B所示的那样，就可以设定每个特征点具有穿过对应附加到和其他的特征点之间被拉上的线段LL_X的指纹的棱线的次数组的棱线信息。即、将两根线段穿过指纹的棱线的次数的组合作为棱线信息付与给特征点P、P’。还有，将两根线段穿过指纹的棱线的次数的组合作为棱线信息付与给特征点P”。通过付与这样的棱线信息，由于使用对应各特征点所设的棱线信息所包含的穿过指纹的棱线的次数组只要比较特征点部分即可，因此就可以以少的处理负荷来进行核对处理。

2.2.3显示控制处理

接下来，对于图13所示的认证处理后所进行的显示控制处理的具体一例来进行说明。

在图18中表示了信息装置100的显示控制处理流程的一例。

信息装置100的CPU210在判断图13所示的通过认证处理取得的指纹图像是否为被登录的本人的指纹图像的情况下，根据ROM212所收存的程序进行以下的显示控制处理。

CPU210指示传感器控制器228进行指纹信息的采集(步骤S370)。在这里，就成为指示开始指纹图像的取得。传感器控制器228将所定的信号发送给指纹传感器(个人信息采集部)232，读出指纹信息。如图12A、图12B所示的那样，每个峰值单元被读出的指纹信息作为一个指纹图像被存储到传感器用RAM230内。

另外，指纹传感器232根据所给与的帧频率在反复进行指纹图像的取得的情况下，如图13所示的认证处理用一个帧周期完成时，在步骤S370所取得的指纹图像(比如帧f)为在图13的步骤S351所取得的指纹图像的下一帧「比如帧(f+1)」。

接下来，CPU212从ROM212读出图像解析程序(子程序)，解析传感器用RAM230所存储的指纹图像(步骤S371)。通过这样，抽出指纹图像的特征点，决定在这些特征点的指纹传感器上的坐标。指纹图像的特征点如上述的那样使用分歧点及端点，包含被抽出的特征点的位置(坐标)等的特征点信息的指纹图像解析结果被存储到DRAM214内。

接下来，CPU210就比较新的指纹图像解析结果和旧的指纹图像解析结果，决定在指纹传感器上的手指的移动(步骤S372)。在这里，所谓新的指纹图像解析结果为在步骤S371所得到的显示控制用指纹图像(第二指纹图像)的解析结果。所谓旧的指纹图像解析结果为在图13所示的认证处理的步骤S351所得到的核对用指纹图像(第一指纹图像)的解析结果。

更具体地来讲，首先，从在时间t1所取得的核对用指纹图像中得到K个特征点，如(8)公式那样所表示。

${\stackrel{\→}{r}}_{t1,\mathrm{\α}}=\left[\begin{array}{c}{x}_{t1,\mathrm{\α}}\\ y_{t1,\mathrm{\α}}\end{array}\right](\mathrm{\α}=\mathrm{1,2},\·\·\·,k)---\left(8\right)$

还有，从在时间t2所取得的显示控制用指纹图像中得到m(m为整数)个特征点，如(9)公式那样所表示。

${\stackrel{\→}{r}}_{t2,\mathrm{\β}}=\left[\begin{array}{c}{x}_{t2,\mathrm{\β}}\\ y_{t2,\mathrm{\β}}\end{array}\right](\mathrm{\β}=\mathrm{1,2},\·\·\·m)---\left(9\right)$

接下来，对矢量r_t1，a实施平行移动变换矢量d和滚动变换S，如(10)公式那样得到矢量r’_t1，a。

${\stackrel{\→}{r}}_{t1,\mathrm{\α}}^{\′}=S({\stackrel{\→}{r}}_{t1,\mathrm{\α}}+\stackrel{\→}{d})---\left(10\right)$

在这里，平行移动变换矢量d，如(11)公式那样所表示。

$\stackrel{\→}{d}=\left[\begin{array}{c}{x}_d\\ y_d\end{array}\right]---\left(11\right)$

还有，滚动变换S如(12)公式那样所表示。

$S=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]---\left(12\right)$

然后，就将所得到的矢量r’_t1，a「(10)公式」和矢量r_t1，β「(9)公式」进行比较，至少达到比如三点相一致时，改变x_d、y_d、θ的值并反复进行变换操作。即使在所定的次数反复进行该变换操作，但在矢量r’_t1，a和矢量r_t2，β不一致的情况下，就判断该指纹图像不是本人的指纹图像。

另外，图13的步骤S354的核对处理和图18的步骤S372的比较处理，在使用指纹图像的特征点来进行这一点上是相同的。核对处理为进行登录信息和核对用指纹图像的比较的处理。比较处理为进行核对用指纹图像和显示控制用指纹图像的比较的处理。核对处理由于是认证是否为被登录的本人的图像的处理，因此最好要比比较处理严密地进行。为此，在核对处理中，最好以从被登录的特征点至少要有四点以上的特征点相一致为条件，使用经过数个画面所取得的指纹图像和登录信息进行核对，或频繁地(比如在各画面或数个画面之间)进行核对。另一方面，在比较处理中，由于只进行前画面和现画面的指纹图像的比较，因此，在特征点当中最少在两点相一致的时候，就可以求得其移动距离、移动方向、移动速度及旋转角度。

在图19A、图19B中表示了某个帧f的指纹图像和其下一个帧f+1的指纹图像。

每个指纹图像的特征点用黑圆点来表示。反复进行上述的变换操作的结果，当可以与帧f的比如特征点P_f.1～P_f.3和画面(f+1)的特征点P_f+1.1～P_f+1.3相对应附加时，就可以求得移动变换矢量d及滚动变换S。即、就可以特定移动距离、移动方向、旋转角度、还有移动速度。

在图18中，在步骤S372如果可以特定手指的移动的话，CPU210就根据手指的移动、依据DRAM214所存储的信息作成新的图像(步骤S373)，并将新的图像信息存储VRAM224内。即、由于在步骤S372决定平行移动变换矢量d及滚动变换S，因而就可以生成使在指纹传感器232上的平行移动距离「d」的比率形成比例、使在显示空间的显示区域移动、固定显示区域、使显示空间自体移动的图像。还有，关于滚动变换S也可以对显示空间实施同样的方法。

然后，CPU210就指示显示器控制器222显示VRAM224所存储的图像(步骤S374)。显示器控制器222就将所定的信号发送到显示器226，显示VRAM224内的图像。

在完成的时候(步骤S375：Y)，就结束一系列的处理(END)，在没有完成的时候(步骤S375：N)，就返回到步骤S370。

另外，由于卡使用等，在产生需要长时间保存新的信息(比如新的银行存款余额等)的情况下，CPU210就将这些新的信息发送到编码器218。编码器218将被输入的新的信息进行加密，并收存到不易失性存储器216内。

在图20中模式地表示了显示空间及显示区域的一例

如图20所示，在可以将显示空间400的任意区域作为显示器226的显示区域来设定的情况下，就可以进行在显示空间400上移动显示区域410、或在固定显示区域410的状态下移动显示空间400自体的显示控制。

现在，将帧f的显示区域410设定在图21所表示的位置上。将在此时所抽出的指纹图像的特征点和在下一个画面(f+1)的指纹图像中所抽出的指纹图像的特征点相比较的结果、使用所求得的移动变换矢量d及滚动变换S使之变化的图像，如图22所示的那样。

这表示了比如在指纹传感器232上手指向下移动、顺时针滚动的情况下、显示区域410也对被固定的显示空间400向下移动、顺时针滚动的情况的图像(顺方向)。或表示了在指纹传感器上手指向上移动、逆时针方向滚动的情况下、在固定显示区域的状态下，对象牵引显示空间400那样将显示空间400自体固定的显示区域，手指向上移动进行逆时针方向滚动的图像(逆方向)。

2.2.4移动距离等的计算例

在图18所示的步骤S373中，对应指纹传感器上的手指的移动、变化的图像的信息，是对帧f的显示空间比如实施下面那样的操作而生成。

在以下，将指纹传感器232的帧频率作为f_FP〔HZ〕、将显示器226的帧频率作为f_DIS〔HZ〕。

在时间t1的帧中所取得的指纹图像与在下一个帧(t2＝t1+1/f_FP)中所取得的指纹图像之间的平行移动矢量d和滚动变换S(θ)，就可以像下面那样来求得。

首先，平行移动速度矢量v，成为公式(13)那样。

$\stackrel{\→}{v}=f_{\mathrm{FP}}\·\stackrel{\→}{d}---\left(13\right)$

然后，滚动速度v，就可以如公式(14)那样来表示。

v＝f_FP·θ            …(14)

在这里，将滚动移动系数作为K_Sd(K_Sd＝1的时候，手指的移动与滚动速度相同、或手指的移动与指针的移动速度相同)、将滚动速度系数作为K_sr(K_sr＝1的时候，手指的滚动速度与滚动的旋转角度相同、或手指的滚动速度与指针的滚动速度相同)，来决定在显示空间的显示区域的滚动量、或指针的移动的量。

从帧f到下一个画面(f+1)之间的平行移动矢量d_dis，就可以如公式

${\stackrel{\→}{d}}_{\mathrm{dis}}=\frac{k_{\mathrm{sd}}\stackrel{\→}{v}}{f_{\mathrm{DIS}}}=k_{\mathrm{sd}}\·\frac{f_{\mathrm{FP}}}{f_{\mathrm{DIS}}}\stackrel{\→}{d}$

(15)那样来求得。

                         …(15)

另外，旋转角度θd_dis就可以如公式(16)那样来求得。

${\stackrel{\→}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{dis}}=\frac{k_{\mathrm{ST}}v}{f_{\mathrm{DIS}}}=k_{\mathrm{ST}}\·\frac{f_{\mathrm{FP}}}{f_{\mathrm{DIS}}}\mathrm{\θ}---\left(16\right)$

通过这样，滚动变换S_dis(θ_dis)，就可以如公式(17)那样来求得。

$S_{\mathrm{dis}}=\left[\begin{array}{cc}{\cos \mathrm{\θ}}_{\mathrm{dis}}& {-\sin \mathrm{\θ}}_{\mathrm{dis}}\\ \sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{dis}}& \cos {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{dis}}\end{array}\right]---\left(17\right)$

这样，对于帧f的矢量r_dis，通过进行下面那样的计算，就可以特定画面(f+1)的应显示的显示区域。

${\stackrel{\→}{r}}_{\mathrm{dis}}^{\′}=S_{\mathrm{dis}}\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{dis}}\right)({\stackrel{\→}{r}}_{\mathrm{dis}}+{\stackrel{\→}{d}}_{\mathrm{dis}})$        (顺方向变換)

                 …(18)

或

${\stackrel{\→}{r}}_{\mathrm{dis}}^{\′}=S_{\mathrm{dis}}(-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{dis}})({\stackrel{\→}{r}}_{\mathrm{dis}}-{\stackrel{\→}{d}}_{\mathrm{dis}})$        (逆方向变換)

                 …(19)

另外，指针也可以按同样求得移动后的指针的位置。在移动指针的情况，作为操作者来讲最好为顺方向。

滚动移动系数K_Sd及滚动速度系数K_sr可以理想地为0.5至2之间(0.5＜K_Sd＜2，0.5＜K_sr＜2)。这样，由于显示画面的移动几乎与手指的移动同步，因此，便于信息装置(信息设备)的使用(操作、控制)。

3.频率转换

但是，由于适用于信息装置100的IC卡等为便携式，因此电力低消耗就成为必要。为此，着眼于指纹传感器232的使用方法，通过将指纹传感器帧频率(取得频率)设为可变的，就可以达到电力低消耗化。

在图23表示了指纹传感器的帧频率的控制处理的一例。

在这里，对在指纹认证后进行滚动控制的情况进行了说明。

首先，在指纹传感器232设定低速模式(步骤S450)。在这里，低速模式为指纹传感器帧频率比如以0.3HZ～3HZ来取得指纹图像的方式。由于没有必要跟随指纹传感器的手指的移动，因而就没有必要以高速来进行，不如以低速来进行，可令人愉快地减少电力消耗的浪费。

然后，当以低速模式进行指纹的采集时(步骤S451)，就判断有无指纹图像(步骤S452)。

在这里，在判断没有指纹图像的时候(步骤S452.N)，就作为手指没有接触指纹传感器，再次返回到步骤S451，进行指纹的采集。

另一方面，在步骤S452判断有指纹图像的时候(步骤S452：Y)，就如上述那样抽出指纹图像的特征点，将抽出的特征点的位置存储起来(步骤S453)。

接下来，设定指纹传感器232为高速模式(步骤S4504)。在这里，高速模式为指纹传感器帧频率比如以10HZ～100HZ来取得指纹图像的方式。由于有必要跟随指纹传感器的手指的移动，因而就有必要以某种程度的高速来取得，但从电力消耗的观点最好用可以跟随的最低限的频率来进行动作。作为理想的来讲为20HZ～40HZ。

然后，当以高速模式进行指纹的采集时(步骤S455)，就判断有无指纹图像(步骤S456)。

在这里，在判断没有指纹图像的时候(步骤S456.N)，就作为手指没有接触指纹传感器，结束滚动控制(步骤S457)，并结束一系列的处理(END)。

另一方面，在步骤S456判断有指纹图像的时候(步骤S456：Y)，就如上述那样抽出指纹图像的特征点(步骤S458)，在步骤S453和存储的以低速模式采集的指纹的特征点进行比较(步骤S459)。

然后，如上述那样，根据移动距离、移动方向、移动速度及旋转角度等来进行滚动控制，变化显示器226所显示的图像(步骤S460)。

接下来，用在步骤S458所抽出的移动后的特征点的位置来更新移动前的特征点的位置(步骤S461)，返回到步骤S455，接着对应指纹传感器232所采集的指纹的移动，反复进行滚动控制。

这样，着眼于指纹传感器232的使用方法，通过谋求只在必要时的高速化，就可以减少电力消耗的浪费。在这里，省略了核对的处理来进行图示的，最好是至少取得核对所用的指纹图像(第一指纹图像)时的帧频率要比其后取得显示控制所用的指纹图像(第二指纹图像)时的帧频率低。

还有，最好是在指纹传感器232周期地取得指纹图像的情况下，只在必要时进行动作。

在图24表示了用适用于IC卡的信息装置100的指纹传感器232进行认证的操作者的手指500。

指纹传感器232如图9所示，在其检测面形成有电容检测电介质膜299。这样，如果可以检测出操作者的手指是否接触了电容检测电介质膜299的话，根据其检测结果就可以停止周期地反复扫描的指纹传感器232的动作、或降低其动作频率。

在图25中表示了根据操作者的手指是否接触检测面来进行指纹传感器的频率控制的处理的一例。

在操作者的手指接触了电容检测电介质膜299的时候(步骤S510：Y)，就设定为上述的高速模式(步骤S511)，在提高帧频率的状态下通过指纹传感器232取得指纹图像(步骤S512)。

另一方面，在操作者的手指没有接触电容检测电介质膜299的时候(步骤S510：N)，就设定为上述的低速模式(步骤S513)，降低帧频率，避免电力消耗的浪费。

在以高速模式进行指纹的采集后、或被设定为低速模式后，在没有结束的情况下(步骤S514)，就返回到步骤S510。

这样，由于以高频率使必要时的指纹图像进行动作，就可以减少电力消耗的浪费。还有，在图25中，设定为低速模式，但作为所谓的备用方式，也可以只动作必要的部分，停止指纹传感器的频率。

还有，本发明并不限于上述的实施例，在本发明的宗旨的范围内可以进行各种的变形实施。

还有，在上述的实施例中，对通过手指的移动来进行显示控制的情况进行了说明，但并不限于此，比如，手指在向特定的方向(比如X轴方向、Y轴方向移动、或对这些轴方向的轴的时针方向进行90度滚动等)移动的情况，就将该手指的移动作为指纹图像取得，根据该指纹图像的变化(比如指纹图像的特征点的位置的变化)也可以变化信息装置的功能。比如也可以变更信息装置的动作方式、或停止所给与的功能、将开关关闭。另外，比如信息装置，作为IC卡在具有数个信用卡及其他的卡的功能的情况下，根据手指的移动，也可以为转换各卡的功能的结构。还有，比如录音·再生装置在具有数个功能的情况下，也可以为转换再生功能、快送功能、回卷功能等功能的结构。

另外，在图1及图4中，也可以不包含图像生成部40及显示部50。在这种情况下，根据比较部30、130将比较结果作为操作信息提供给被控制的信息装置。

另外，在本发明中，在与从属权利要求有关的发明中，也可以为省略从属方的权利要求的构成要件的一部分的结构。还有，也可以将与本发明的一个独立权利要求有关的发明的要点从属于其他的独立权利要求。

Claims (27)

1.一种信息装置，其特征在于，具有：

取得指纹图像的指纹图像取得部、

将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像与在取得所述第一指纹图像后的经过给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较的比较部、

根据所述比较部的比较结果生成变化的图像的图像生成部和显示由所述图像生成部所生成的图像的显示部。

2.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：具有

抽出所述第一及第二指纹图像的特征点的特征点抽出部，

所述比较部，将所述第一及第二指纹图像的特征点的位置进行比较，

所述图像生成部在所述第一及第二指纹图像中，使用对应的特征点的位置的移动方向、移动距离及旋转角度生成图像。

3.根据权利要求1或2所述的信息装置，其特征在于：具有

将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对的核对部，

所述比较部在由所述核对部判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将所述第一及第二指纹图像进行比较。

4.根据权利要求3所述的信息装置，其特征在于：

所述核对部使用所述第一指纹图像的特征点来判断所述第一指纹图像是否为被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像。

5.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：具有

至少抽出所述第一指纹图像的特征点的特征点抽出部和将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对的核对部，

所述比较部在由所述核对部判断为所述第一指纹图像为被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将所述第一及第二指纹图像进行比较，

所述登录信息具有包含对应指纹图像的特征点、连接与该特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和该两个线段所形成的角度的信息，

所述核对部根据所述登录信息连接与所述第一指纹图像的特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和两个线段所形成的角度进行核对。

6.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：具有

至少抽出所述第一指纹图像的特征点的特征点抽出部、

将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对的核对部，

所述比较部在由所述核对部判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将所述第一及第二指纹图像进行比较，

所述登录信息具有包含连接在指纹图像的特征点之间的线段穿过在该指纹图像中对应指纹的纹峰及纹谷的部分的次数的信息，所述核对部根据所述登录信息和连接在所述第一指纹图像的特征点之间的线段穿过在所述第一指纹图像中对应指纹的纹峰及纹谷的部分的次数进行核对。

7.根据权利要求2所述的信息装置，其特征在于：所述特征点至少包含对应指纹纹峰的棱线的分歧点及端点中的一点。

8.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：所述指纹图像取得部在周期地进行指纹图像的取得的情况下，至少在取得所述第一指纹图像时的频率要比在取得所述第二指纹图像时的频率低。

9.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：

所述指纹图像取得部具有用于取得指纹图像的检测面，

在取得对象的手指接触到该检测面时，转移到以第一频率动作的高速模式，在取得对象的手指没有接触到该检测面时，转移到以低于所述第一频率的第二频率动作的低速模式。

10.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：

所述图像生成部根据所述比较部的比较结果，生成被滚动控制的图像。

11.根据权利要求1所述的信息装置，其特征在于：

所述图像生成部根据所述比较部的比较结果，生成使指针移动的图像。

12.一种信息装置，其特征在于，具有：

取得指纹图像的指纹图像取得部、

将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像与在取得所述第一指纹图像后的经过了给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较的比较部、

根据所述比较部的比较结果生成滚动及指针移动的图像的图像生成部和显示由所述图像生成部所生成的图像的显示部。

13.一种信息装置，其特征在于，具有

取得指纹图像的指纹图像取得部、

将由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像与在取得所述第一指纹图像后经过了给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像进行比较的比较部和根据所述比较部的比较结果控制其功能。

14.一种信息装置，其特征在于，具有：

取得指纹图像的指纹图像取得部、

将事先登录的登录信息与由所述指纹图像取得部所取得的第一指纹图像进行核对的核对部、

在由所述核对部判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将指纹图像取得部所取得的第一指纹图像的特征点与在取得所述第一指纹图像后的经过给定的时间由所述指纹图像取得部所取得的第二指纹图像的特征点进行比较的比较部，根据所述比较部的比较结果控制其功能。

15.一种显示控制方法，是一种使用取得的指纹图像进行显示部的显示控制的显示控制方法，其特征在于：

在取得第一指纹图像后经过给定的时间，取得第二指纹图像，将所述第一及第二指纹图像进行比较，

根据所述第一及第二指纹图像的比较结果，改变显示图像。

16.根据权利要求15所述的显示控制方法，其特征在于：

抽出所述第一及第二指纹图像的特征点，在所述第一及第二指纹图像中，使用对应的特征点的位置的移动方向、移动距离及旋转角度改变图像。

17.根据权利要求15或16所述的显示控制方法，其特征在于：

将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对，在判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将所述第一及第二指纹图像进行比较。

18.根据权利要求17所述的显示控制方法，其特征在于：

使用所述第一指纹图像的特征点来判断所述第一指纹图像是否为被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像。

19.根据权利要求15所述的显示控制方法，其特征在于：

至少抽出所述第一指纹图像的特征点，将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对，

在判断为所述第一指纹图像是被登录在所述登录信息中的本人的指纹图像的情况下，将所述第一及第二指纹图像进行比较，

所述登录信息具有包含对应指纹图像的特征点、连接与该特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和两个线段所形成的角度的信息，

根据所述登录信息和连接与所述第一指纹图像的特征点最接近的其他的特征点及其次接近的其他的特征点的两个线段的长度和该两个线段所形成的角度进行核对。

20.根据权利要求15所述的显示控制方法，其特征在于：

至少抽出所述第一指纹图像的特征点，将事先登录的登录信息与所述第一指纹图像进行核对，

所述登录信息具有包含连接指纹图像的特征点部分的线段穿过在该指纹图像中对应指纹的纹峰及纹谷的部分的次数的信息，

根据所述登录信息和连接所述第一指纹图像的特征点部分的线段穿过在所述第一指纹图像中对应指纹的纹峰及纹谷的部分的次数进行核对。

21.根据权利要求16、19及20中任意一项所述的显示控制方法，其特征在于：

所述特征点至少包含在对应指纹的纹峰的棱线的分歧点及端点中的一点。

22.根据权利要求15、16、19及20中任意一项所述的显示控制方法，其特征在于：

在周期地取得指纹图像的情况下，至少在取得所述第一指纹图像时的频率要比在取得所述第二指纹图像时的频率低。

23.根据权利要求15、16、19及20中任意一项所述的显示控制方法，其特征在于：

在取得对象的手指接触到取得指纹图像的检测面时，转移到根据第一频率动作的高速模式，

在取得对象的手指没有接触到所述检测面时，转移到根据比所述第一频率低的第二频率动作的低速模式。

24.根据权利要求15、16、19及20任意一项所述的显示控制方法，其特征在于：

根据所述比较结果，生成滚动控制的图像。

25.根据权利要求13所述的显示控制方法，其特征在于：

根据所述比较结果生成指针移动的图像。

26.根据权利要求14所述的显示控制方法，其特征在于：

根据所述比较结果生成指针移动的图像。

27.根据权利要求15所述的显示控制方法，其特征在于：

根据所述比较结果生成指针移动的图像。

Images