JP2002525718A - 構成可能な多機能タッチパッド・デバイス - Google Patents

構成可能な多機能タッチパッド・デバイス

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Abstract

(57)【要約】 検出面が指紋イメージを受け取るように構成された、検出面を有する検出アレイ（１１０）からなるタッチパッド・デバイス（１００）。さらに、検出アレイから指紋イメージまたはイメージ・データを受け取るための処理デバイス（１０５）が提供される。この処理デバイスは、タッチパッド・デバイスを、指紋イメージに関連付けられたパラメータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、指紋検出に関する。より具体的に言えば、本発明はポインタ・タッ
チパッド・デバイスに関連した指紋検出に関する。
【０００２】 （背景） 本発明のポインタ・タッチパッド・デバイスは、基本的には固定ポインティン
グ・デバイスであって、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ（すわなち
モニタ）上のカーソル・アイコンまたはポインタの操作を可能にするものである
。現在のポインタ・タッチパッド・デバイスは結合キャパシタンス原理に従って
動作するものであり、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ上でカーソル
・アイコンを動かすために、指などの導電性ポインタが２層グリッドの電極と共
に使用される。２層グリッドの上層に一連の垂直電極ストリップが含まれ、下層
に一連の水平電極ストリップが含まれており、それぞれの電極ストリップが各電
極ストリップに関連付けられたキャパシタンスを測定する集積回路に接続されて
いる。
【０００３】 導電性ポインタ（すなわち指）をポインタ・タッチパッド・デバイスに当てる
と、導電性ポインタ（すなわち指）が空気とは大きく異なる特性を持っているた
めに、それぞれのストリップ間のキャパシタンスを変化させる。したがって、導
電性ポインタ（すなわち指）の位置が、それぞれの電極ストリップ間のキャパシ
タンスの差異に基づいて決定される。このキャパシタンスの差異が、２層グリッ
ドの電極から、２層グリッドの電極上での導電性ポインタの動きに対応するかま
たはこれを追跡するコンピュータのグラフィック・ディスプレイ上に含まれる対
応するカーソル・アイコンに変換される。
【０００４】 したがって、標準ポインタ・タッチパッド・デバイスは、グラフィック・デバ
イス上でのカーソル・アイコンまたはポインタの操作を可能にするが、典型的に
はカーソル制御以外にどんな補助的な使用法または機能も提供しない。一方、現
在、システム周辺構成要素の数を減らし、コンピュータ・システム全体の複雑さ
を簡略化するために、システム周辺構成要素を単一の多機能デバイスに統合する
努力が行われている。ただし一部には指紋認識デバイスが既存のシステム周辺構
成要素に簡単に統合またはマージされないため、ほとんどの安全保護コンピュー
タ・システムでは別々の異なる構成要素のままである。
【０００５】 したがって、システム・セキュリティに備えるために別々の指紋認識デバイス
の使用を組み込んだコンピュータ・システムがますます多くなり、簡略化された
単一の多機能デバイスの需要が増えるにつれて、指紋認識デバイスを既存の周辺
構成要素に統合する必要性が高くなっている。
【０００６】 指紋認識デバイスは、指紋認証を介してユーザのアイデンティティを検証した
後に、ユーザがシステムまたは安全保護アプリケーションにアクセスできるよう
にすることによって、コンピュータ・システムのセキュリティに備えるものであ
る。現在の指紋認識デバイスは、典型的にはコンピュータ・システムの外部にあ
り、通常、ケーブルまたは他の入力デバイスを介してコンピュータ・システムに
結合される。典型的な外部指紋認識デバイスは、通常、光源、指紋配置用感知面
を含むプリズム、および検出アレイを含む。したがって指紋画像は、反射された
指紋画像を指紋認識デバイスが取得し、その反射された画像と認可されたユーザ
に関連付けられた指紋画像またはデータを含むデータベースとを比較することに
よって認証される。
【０００７】 指紋認証は、典型的には、認可を受けた者だけがアクセスできるように制限す
ることによって、安全保護アプリケーションまたは安全保護コンピュータ・シス
テムへのアクセスまたはエントリを選択的に制限するために使用される。たとえ
ば、ユーザが安全保護コンピュータ・アプリケーションへのアクセスを取得しよ
うとすると、コンピュータ・システムはそのユーザに対して、指紋認証のために
選択する指を外部指紋認識デバイス上に置くように指示を出す。次に、指紋認証
は、そのユーザが選択された安全保護コンピュータ・アプリケーションへのアク
セスを認可されているか否かの検証を実行する。したがって、指紋認証プロセス
は、認可されたユーザだけにアクセスまたはエントリを認め、安全保護システム
の使用またはエントリが認可されていない他のユーザに対しては未認可のアクセ
スを拒否する。
【０００８】 現在、指紋認証が必要な安全保護コンピュータ・システムは、カーソル制御用
に別のポインタ・タッチパッド・デバイスを利用し、指紋認証用に別の指紋認識
デバイスを利用している。したがって、２つの別々の周辺デバイスを２つの異な
る機能（すなわちカーソル制御および指紋認証）に使用することになり、結果的
にコストが増加し、安全保護コンピュータ・システムの動作が複雑になる。コス
トは主に、安全保護コンピュータ・システム内で２つの別々のデバイス（ポイン
タ・タッチパッド・デバイスおよび指紋認識デバイス）を作動させるのに必要な
、必須のサポート構造および回路によるものである。たとえば、ポインタ・タッ
チパッド・デバイスは、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ上でカーソ
ル・アイコンを動かすために、２層グリッドの電極、カーソル制御インターフェ
ース、およびサポート回路を必要とする。同様に指紋認識は、指紋を認証するた
めに、光源、プリズム、および検出アレイと、比較データベース、サポート回路
を必要とする。
【０００９】 既存および周辺の構成要素のサイズ、数、および複雑さを単一の多機能性低コ
スト構成要素に縮小するという目標はますます強くなっているが、２つの別々の
構成要素（ポインタ・タッチパッド・デバイスおよび指紋認識デバイス）を使用
すれば、指紋認証を必要とする安全保護コンピュータ・システムのコストおよび
複雑さの増加につながることになり、２つの別々の構成要素を使用したのでは逆
効果である。
【００１０】 したがって、単一の多機能デバイス内で、コンピュータのグラフィック・ディ
スプレイ上でカーソル・アイコンを操作する個々のタスクを実行し、指紋認証を
実行することができる、多機能タッチパッド・デバイスを提供することが望まし
い。
【００１１】 （発明の概要） 本発明の一実施態様は、検出面が指紋画像を受け取るように構成された検出面
を有する検出アレイからなるタッチパッド・デバイスを提供する。検出アレイか
ら指紋画像または画像・データを受け取るための処理デバイスが用意されている
。この処理デバイスは、タッチパッド・デバイスを、指紋画像に関連付けられた
パラメータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作
するように構成している。
【００１２】 一実施態様では、処理デバイスが、ポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバ
イスとして動作するようにタッチパッド・デバイスを構成するときに、指紋画像
に関連付けられた領域パラメータを使用する。
【００１３】 他の実施態様では、処理デバイスは、タッチパッド・デバイスをポインタ制御
デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するように構成するときに、指紋画
像に関連付けられたパターン・パラメータを使用する。
【００１４】 本発明は、同じ参照番号が同じ要素を示す以下の図面で例示的なものとして示
される。以下の図面では、本発明の様々な実施形態を、本発明の範囲を限定する
意図ではなく例示的なものとして開示する。
【００１５】 （詳細な説明） 下記の詳細な説明は、本発明の完全なる理解を提供するための多数の具体的な
詳細について述べる。ただし当分野の通常の技術を有する者は、本発明はこれら
の具体的詳細を用いなくとも実現できることを理解されよう。他の例では、よく
知られている方法、手順、プロトコル、構成要素、アルゴリズム、回路は、本発
明をあいまいにしないように詳細には説明していない。
【００１６】 本発明は、指紋画像に関連付けられたパラメータに基づいて、ポインタ制御装
置または指紋認識装置として動作できる、構成可能な多機能のタッチパッド装置
に向けられるものである。
【００１７】 図１は、本発明の教示を実現することのできる、構成可能な多機能タッチパッ
ド装置の実施形態をブロック図で表示したものである。図１は、検出アレイ１１
０に結合された処理装置１０５を備えた、多機能のタッチパッド装置１００を図
示している。検出アレイ１１０は、提供された指紋画像と関連づけられた指紋画
像または指紋画像データを処理装置１０５に供給するよう構成される。さらに、
精選した許可済みの人員と関連付けられた一連の記憶された指紋画像／データを
含む指紋データベース１１５が処理装置１０５に結合されている。処理装置１０
５は、記憶された一連の指紋画像またはデータを使用し、検出アレイ１１０から
受信した指紋画像または指紋画像データを、指紋データベース１１５に記憶され
ている指紋画像／データと比較することにより、指紋画像認証を実行する。
【００１８】 さらに、カーソル制御インタフェース１２０が図１に示すように処理装置１０
５に結合されている。このカーソル制御インタフェース１２０は処理装置１０５
により使用されて、コンピュータ表示モニタなどのインタフェース表示装置１２
５上でカーソル・アイコンまたはポインタを操作する。例示および明瞭性の目的
で、指紋データベース１１５およびカーソル制御インタフェース１２０は、処理
装置１０５に結合された別々の構成要素として図示されているが、これらの構成
要素は処理装置１０５内で維持される、異なる制御装置およびメモリ装置内に含
め得ることが理解されであろうる。反射された（提供された）指紋画像に関連づ
けられた選択したパラメータに基づいて、処理装置１０５は、多機能タッチパッ
ド装置１００をポインタ制御装置または指紋認識装置として操作するよう構成さ
れる。
【００１９】 さらに、指が指紋検知プラットフォーム１３０上に置かれるのに対応して、反
射された指紋画像または複数の指紋画像を検出アレイ１１０の検出面に提供する
ために、指紋プラットフォーム１３０および関連するイルミネーション装置１３
５が図１に示すように設けられている。
【００２０】 一実施形態の指紋プラットフォーム１３０では、図１Ａに示すように、指紋プ
ラットフォーム１３０はシート状のプリズムを備える。このプリズムは、通常大
型で三角形の形状を有する標準的なフル・サイズのプリズムと比べると薄い形状
を有する。シート・プリズムは主に、ラップトップ・コンピュータなど一般に薄
い形の指紋プラットフォームを必要とするアプリケーションで使用される。指紋
プラットフォーム１３０は図１Ａに図示するように、シート・プリズムの検知面
１４５の反対側に置かれた一連のプリズムレット１４０を備える。したがって各
プリズムレット１４０は対応する入射表面および出射表面を有する。それぞれの
プリズムレット１４０はシート・プリズム内の別のプリズムレット１４０と隣接
している。それに相応して、指紋画像（指）が検知面１４５の上に置かれると、
照明ソース１３５からの照明放射がプリズムレット１４０の入射表面に入る。
【００２１】 指の隆線が検知面１４５と接触する所で、放射エネルギーが指に伝搬されるか
または指により吸収される。代わって検知面１４０とは接触していない指紋画像
（指紋）の溝が、検知面１４５からの放射エネルギーを各プリズムレット１４０
と関連づけられた出射表面に向かって反射する。反射された放射エネルギーは、
プリズムレット１４０の各射出表面を介して射出し、通常はレンズ１５０を介し
て検出アレイ１１０の検出面に向けられ、ここで指紋画像の反射画像が検出アレ
イ１１０の検出面上で形成される。
【００２２】 これに対応して、代替実施形態の指紋プラットフォーム１３０では、シートプ
リズムと同様の操作機能性を提供するが薄い形状ではない、標準のフルサイズの
プリズムを使用することもできる。
【００２３】 図１に戻り、検出アレイ１１０すなわち電荷結合素子（ＣＣＤチップ）は、カ
メラ（すなわちビデオおよび標準の）および画像スキャナなど感光性の装置を製
造するための半導体技術を検出アレイ１１０の検出面に利用している。各検出ア
レイ１１０すなわちＣＣＤチップは、一般に感光性のフォトセルのアレイからな
り、各フォトセルには照射の前にフォトセルに電荷を与えることにより感光性が
与えられる。処理装置１０５と合わせての検出アレイ１１０の使用については、
多機能タッチパッド装置１００の操作との関係で下記でさらに詳細に説明する。
【００２４】 動作の際、指紋画像は照明ソース１３５により照らされる指紋プラットフォー
ム１３０を介して、検出アレイ１１０の検出面に反射される。照明ソース１３５
は、指紋プラットフォーム１３０および検出アレイ１１０と合わせて使用され、
検出アレイ１１０の検出面に供給される反射された指紋画像を生成する。それに
応じて検出アレイ１１０は、指紋画像または画像データを処理装置１０５に供給
するよう構成され、処理装置１０５は指紋画像と関連付けられた選択したパラメ
ータに基づいて、多機能タッチパッド装置１００を、ポインタ制御装置または指
紋認識装置として動作するように構成する。
【００２５】 図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂは、検出アレイ１１０の検出面の実施形態を図示す
る。検出アレイ１１０の検出面は、指紋画像の反射された照明がフォトセルのア
レイ上に当てられるのに応答して画像または画像データを生成するよう構成され
た、一連の感光性のフォトセルからなる。検出アレイ１１０の検出面上に含まれ
るフォトセルは、フルサイズの指紋画像に直接対応する楕円形構成、または格子
状の構成、またはいずれの希望の構成など、どのようなタイプの構成にアレイし
てもよい。さらに、検出アレイの検出面を構成する際には、望む数のフォトセル
をいくつでも使用できることが理解される。
【００２６】 図２Ａは、指紋全体が指紋プラットフォーム１３０に乗せられ、検出アレイ１
１０の検出面に反射される際の検出アレイ１１０の検出面を図示する。したがっ
て検出アレイ１１０の検出面に反射される、その反射された指紋全体の画像２０
０は、検出アレイ１１０の検出面上の固有の領域を占める。反射された指紋全体
の画像２００はそれに応じて、検出面に反射された指紋全体の画像２００により
占められる固有の領域に対応する、検出アレイ１１０の検出面の特定数のフォト
セル２０５を励起する。図２Ａで、反射された指紋全体の画像２００は、例えば
、検出アレイ１１０の検出面の４０％〜７０％の中央領域に、全体的にまたは部
分的に相当する領域を占める。したがって、検出アレイ１１０の検出面の４０％
〜７０％の中央領域を占める画像はいずれも、指紋全体の画像２００として分類
される。上記で例示したパーセンテージ制限（４０％〜７０％）は、例示の目的
であることを理解されたい。さらに、指紋全体の画像２００に相当する中央領域
を選択して、指紋画像が処理装置１０５により指紋全体の画像２００として分類
されるようにする、いずれの希望の値に設定してもよいことが理解される。
【００２７】 図２Ｂは、指先の指紋が指紋プラットフォーム１３０上に置かれ、検出アレイ
１１０の検出面上に反射される際の、検出アレイ１１０の検出面を図示する。し
たがって、反射された指先の指紋画像２１０は検出アレイ１１０の検出面上に反
射され、検出アレイ１１０の検出面の固有の領域を占める。それに応じて、反射
された指先の指紋画像２１０はそれにより、検出アレイ１１０の検出面上の反射
された指先の指紋画像２１０が占める固有の領域に対応する、検出アレイ１１０
の検出面の特定数のフォトセル２１５を励起する。図２Ｂで、反射された指先の
指紋画像２１０は例えば、検出アレイ１１０の検出面の１５％〜２５％の中央領
域に、完全にまたは部分的に相当する領域を占める。したがって、検出アレイ１
１０の検出面の１５％〜２５％の中央領域を占める画像はいずれも、指先の指紋
画像２１０として分類される。上記で例示したパーセンテージ制限（１５％〜２
５％）は例示の目的であることが理解されるであろう。さらに指先の指紋画像２
１０に相当する中央領域を選択して、指紋画像が処理装置１０５により指先の指
紋画像２１０として分類されうるような望みのいずれの値に設定してもよいこと
が理解されるであろう。
【００２８】 図３Ａは、指紋全体の画像３００が指紋プラットフォーム１３０上に置かれ、
指紋全体の画像３００に対応するフル指紋パターン３０５が検出アレイ１１０の
検出面上に反射される際の、検出アレイ１１０の検出面を図示する。指紋全体の
画像３００は一般に、指紋パターン（同心パターン）を指紋全体の画像３００に
対応するものとして識別する、実質的に同心の指紋パターン３０５を有する。
【００２９】 したがって、検出アレイ１１０の検出面に反射された、反射された指紋全体の
パターン３０５（同心パターン）は、処理装置１０５により分析される。処理装
置１０５は、提供された指紋画像と関連付けられたパターン構造を分析すること
により、反射された指紋画像に関連付けられたパターンのタイプを判定するよう
に構成されている。特定の指紋画像が、指紋全体の画像に対応する同心パターン
を有するかどうかを判定するために、処理装置１０５はさまざまな方法を使用し
て、提供された指紋画像と関連付けられたパターン構造を判定する。
【００３０】 例えば処理装置１０５は、提供された指紋パターン（同心の）を、経験的に決
定された平均的な同心指紋パターンと比較するか、または指紋パターンをパター
ン・マップして、指紋画像と関連付けられた指紋パターンが同心パターンに一致
するか否かを判定することができ、または指紋画像が同心パターンを有している
ことを判定するためのいずれの他の方法またはプロセス（を使用することができ
る）。
【００３１】 図３Ｂは、指先の指紋画像３１０が指紋プラットフォーム１３０上に置かれ、
指先の画像３１０に対応する指先パターン３１５が検出アレイ１１０の検出面上
に反射される際の、検出アレイ１１０の検出面を図示する。一般に指先の指紋画
像３１０は実質的に平行線の指紋パターン３１５を有し、それは指紋パターン（
実質的に平行線のパターン）を指先の指紋画像３１０に対応するものとして識別
する。
【００３２】 したがって、反射された指先の指紋パターン３１５（実質的に平行線のパター
ン）は検出アレイ１１０の検出面上に反射され、処理装置１０５により分析され
る。処理装置１０５は、提供された指紋画像と関連づけられたパターン構造を分
析することにより、反射された指紋画像と関連付けられたパターンのタイプを判
定するように構成されている。指先の指紋画像に対応する実質的に平行線の指紋
パターンを、特定の指紋画像が有するかを判定するために、処理装置１０５は、
提供された指紋画像と関連付けられたパターン構造を判定するさまざまな方法を
使用することができる。
【００３３】 処理装置１０５は例えば、提供された指紋パターン（平行線）を経験的に決定
された平均的な平行線指紋パターンと比較するか、または提供された指紋パター
ンをパターン・マップして、提供された指紋パターンが平行線のパターンに一致
するかどうかを判定することができ、あるいは指紋画像が平行線パターンを有す
ることを判定するための、他のいずれの方法またはプロセス（を使用することが
できる）。
【００３４】 図１に戻り、処理装置１０５は、指紋全体の画像（図２Ａおよび図３Ａ）また
は指先の指紋画像（図２Ｂおよび図３Ｂ）に対応する、画像または画像データを
検出アレイ１１０から受信する。先述のように、多機能タッチパッド装置１００
は、処理装置１０５に供給される画像または画像データ内に表される指紋画像と
関連付けられた選択パラメータに基づいて、ポインタ制御装置または指紋認識装
置として動作するよう構成されている。したがって、処理装置１０５は、検出ア
レイ１１０から受信した画像または画像データを分析して多機能タッチパッド装
置１００の動作モードを決定する。
【００３５】 さらに多機能タッチパッド装置１００の動作モードは、特定ユーザの選択に従
って構成することができる。したがって、指紋認識または認証プロセスの終了後
、ユーザはタッチパッド装置１００のいずれの動作モード機構を不能にするか、
可能にするか、カストマイズすることができる。したがって、ユーザは多機能タ
ッチパッド装置１００を構成して、操作インタフェースまたは選択メニューを使
用している特定の操作セッション中は、ポインタ制御装置としてのみ動作させる
ことができる。例えば、特定のユーザが指紋認識プロトコルを終了した後に、そ
のユーザは多機能タッチパッド装置１００の動作を構成して、操作セッションの
残りの間、またはその継続時間中はポインタ制御装置としてのみ動作させ、それ
により特定の操作セッション中に多機能タッチパッド装置１００が指紋認識装置
として動作することを一時的に不能にすることができる。同様に、タッチパッド
装置１００の好みのいずれの操作モード機構を保持し、すべての将来の操作セッ
ションに適用することができる。
【００３６】 さらにユーザは多機能タッチパッド装置１００を構成して、選択した時間間隔
で指紋認識装置として動作させることができる。多機能タッチパッド装置１００
を選択した時間間隔で指紋認識装置として動作させることにより、操作セッショ
ン中の、特定のアプリケーションまたは端末の連続的で保護された動作が可能に
なる。例えば、多機能タッチパッド装置１００を選択した時間間隔で認識装置と
して操作することにより、ユーザは、保護されたトランザクションを特定の操作
セッション中に行うことを許可されているとして、選択した時間間隔で連続的に
認証される。その結果許可されていないユーザは、特定の操作セッション中に許
可ユーザが一時的に不在である間、またはアプリケーションまたは端末が不使用
になっている時に、保護されたアプリケーションまたは端末に感知されるほどの
アクセスをすることを妨げられる。
【００３７】 処理装置１０５は一実施形態では、検出アレイ１１０から受信した画像または
画像データ内に表される、提供された指紋画像と関連付けられたエリア・パラメ
ータを調べるよう構成される。よって処理装置１０５は、異なるタイプの指紋画
像と関連付けられた、異なる領域の中央範囲に対応する情報を保持する。各領域
中央範囲は、異なる指紋画像に対応する、異なるタイプの画像または画像データ
に関連付けられた検出アレイ１１０の検出面の平均物理領域を表す。したがって
領域中央範囲は同様に、異なる指紋画像（すなわち指紋全体の画像または指先の
指紋画像）と関連づけられた物理領域に対応する、選択された数または範囲のフ
ォトセルに対応する。
【００３８】 例えば、第１の中央領域範囲は、指紋全体の画像と関連付けられた物理領域に
対応する。したがって、第１の中央範囲は、反射された指紋全体の画像が検出ア
レイ１１０の検出面上で受信される（図２Ａ）と活動化される、複数のまたは一
続きのフォトセルに対応する。同様に第２の中央領域範囲は、指先の指紋画像と
関連付けられた物理領域に対応する。したがって、第２の中央範囲は、反射され
た指先の指紋画像が検出アレイ１１０の検出面上で受信されると（図２Ｂ）活動
化される、複数のフォトセルまたは一続きのフォトセルに対応する。
【００３９】 別の実施形態では、処理装置１０５は、提供された指紋画像に関連付けられた
パターン・パラメータを調べるよう構成され、そのパラメータは検出アレイ１１
０から受信した画像または画像データ内に表される。したがって処理装置１０５
は、異なるタイプの指紋画像に関連付けられた、異なる指紋パターンに対応する
情報を保持する。各指紋パターンは、異なるタイプの指紋画像（すなわち指紋全
体の画像または指先の指紋画像）と関連付けられた物理パターンを表す。
【００４０】 例えば指紋全体の画像に対応する指紋パターンは、その指紋パターン（同心パ
ターン）を指紋全体の画像（図３Ａ）に対応するものとして識別する同心の指紋
パターンを有する。同様に、指先のパターンに対応する指紋パターンは、その指
紋パターン（実質的に平行線のパターン）を、指先の指紋画像（図３Ｂ）に対応
するものとして識別する、実質的に平行線の指紋パターンを有する。
【００４１】 したがって、処理装置１０５は検出アレイ１１０から画像または画像データを
受信した後で、それに対応する多機能タッチパッド装置１００の動作モードを決
定するために、処理装置１０５は、画像または画像データに含まれている関連す
るパラメータ（領域パラメータまたはパターン・パラメータ）を調べる。関連す
るパラメータ（領域パラメータまたはパターン・パラメータ）を分析することに
より指紋画像のタイプを判定すると、処理装置１０５は、画像データ内に含まれ
る特定のパラメータに基づいて、多機能タッチパッド装置１００をポインタ制御
装置または指紋認識装置として動作させる。対応する多機能タッチパッド装置１
００の動作モードを決定するために、処理装置１０５は、特定の指紋画像に関連
付けられた領域パラメータおよびパターン・パラメータの両方を組み合わせて分
析するようにも構成できることが理解されるであろう。
【００４２】 動作に際しては、検出アレイ１１０から受信した画像データが、反射された指
紋全体の画像に対応すると処理装置１０５が判定する場合（領域パラメータが指
紋全体の画像に対応するか、または同心の指紋パターンが指紋全体の画像に対応
する）、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１００を指紋認識装置として
動作するよう構成する。
【００４３】 代わって、検出アレイから受信した画像データが、反射された指先の指紋画像
に対応すると処理装置１０５が判定する場合（領域パラメータが指先の指紋画像
に対応するか、または実質的に平行線のパターンが指先の指紋画像に対応する）
、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１００をポインタ制御装置として動
作するよう構成する。
【００４４】 したがって処理装置１０５が、画像データが指紋全体の画像に対応すると判定
する場合（領域パラメータが指紋全体の画像に対応するか、または同心の指紋パ
ターンが指紋全体の画像に対応する）、処理装置１０５は指紋認証プロセスを実
行する。ここで指紋全体の画像または画像データは、指紋データベース１１５内
に含まれる一連の許可済みの指紋画像または画像データと比較される。指紋認証
プロセスは処理装置１０５により実行され、提供された指紋全体の画像または画
像データが、指紋データベース１１５に含まれる一連の許可済みの指紋画像と比
較される。処理装置１０５は、異なるさまざまな認証プロトコルを使用して、指
紋マップ・パターン比較に限らず、デジタル化指紋分析または他のいずれの指紋
認証プロセスなど認証プロセスを完遂するよう構成できる。
【００４５】 次いで処理装置１０５は、提供された指紋が、指紋データベース１１５に含ま
れている許可済みの指紋画像のいずれかと一致するか否かを判定する。提供され
た指紋が、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像のいずれ
かと一致する場合、処理装置１０５は認証出力を生成し、ユーザはそれにより安
全なアプリケーションにアクセスするか、または指紋認証を必要とする安全なト
ランザクションを行うことができる。処理装置１０５は、異なるさまざまな安全
なアプリケーションへのアクセスを、選択された安全なアプリケーションに関連
付けられた許可済みの指紋画像を有するユーザだけに制限するように構成できる
ことが理解されるであろう。
【００４６】 逆に処理装置１０５が、画像データが指先の指紋画像に対応すると判定する場
合（領域パラメータが指先の指紋画像に対応するか、または実質的に平行線のパ
ターンが指先の指紋画像に対応する）、処理装置１０５はカーソル制御機能を実
行する。処理装置１０５が受信した画像または画像データが、指先の指紋画像に
対応すると判定されると、処理装置１０５は、反射された指先の指紋画像の検出
アレイ１１０の検出面上での位置を探知する。
【００４７】 したがって、検出アレイ１１０の検出面がインタフェース表示装置１２５（す
なわちコンピュータ表示モニタ）にマップされ、検出アレイ１１０の検出面上の
指先の指紋画像の位置すなわちロケーションが、インタフェース表示装置１２５
上にマップされたロケーションに対応する。したがって処理装置１０５は、検出
アレイ１１０の検出面上のどのフォトセルが、反射された指先の画像によって励
起されているかを判定することにより、検出アレイ１１０の検出面の指先の位置
を決定するよう構成される。それに応じて処理装置１０５は、検出アレイ１１０
の検出面に沿って、反射された指先の画像を追跡し、その位置をカーソル制御装
置１２０を介して、インタフェース表示装置１２５上の対応するカーソル・アイ
コンまたはポインタ表示に変換する。
【００４８】 代替実施形態では、検出アレイ１１０の検出面は、感光性のリアルタイム・ビ
デオ・カメラ装置を含むように構成され、そのカメラ装置が検出アレイ１１０の
検出面上の反射された指紋画像の位置を追跡する。次いで検出アレイ１１０の検
出面上の反射された指紋画像のロケーションまたは位置に対応して、検出アレイ
１１０が追跡データを処理装置１０５に供給する。処理装置１０５は、追跡デー
タに基づいて、検出アレイ１１０の検出面上の反射された指先の指紋画像のロケ
ーションまたは位置を判定または監視するように構成されている。さらに処理装
置１０５は、感光性のカメラ装置から追跡データを受信し、カーソル制御装置１
２０を介して、その追跡データをインタフェース表示装置１２５上で対応するカ
ーソル・アイコンまたはポインタ表示に変換する。
【００４９】 図４Ａおよび図４Ｂは、多機能タッチパッド装置１００の動作上の特徴を図示
する流れ図の実施形態を図示する。最初に、段階４００で指が指紋プラットフォ
ーム１３０に置かれ、プラットフォームの検知面上での指の置かれた状態（指紋
全体または指先）に基づいて、対応する指紋画像が検出アレイ１１０の検出面に
供給される。
【００５０】 段階４０５で、処理装置１０５は、指紋プラットフォーム１３０の検知面上で
の指の置かれた状態（指紋全体または指先）に対応する指紋画像データを検出ア
レイ１１０から受信する。よって指紋プラットフォーム１３０の検知面上での指
の置かれた状態が、検出アレイ１１０の検出面に供給される指紋画像のタイプを
決定する。それに応じて、処理装置１０５に供給される画像または画像データは
、検出アレイ１１０の検出面に供給される指紋画像のタイプに対応する。
【００５１】 段階４１０で処理装置が検出アレイ１１０から処理装置１０５に供給された画
像または画像データを分析する。処理装置１０５は、領域技術またはパターン技
術の２つの異なる方式で、あるいは領域技術およびパターン技術を組み合わせて
使用することにより、画像または画像データを分析するように構成されている。
【００５２】 したがって段階４１５Ａに示すように、処理装置１０５が領域技術を使用して
いる場合、処理装置１０５は、検出アレイ１１０から受信した画像データに基づ
いて、検出アレイ１１０の検出面上で指紋画像によって占められている領域（領
域パラメータ）を判定する。指紋画像が占めている領域は、指紋プラットフォー
ム１３０の検知面上に指の置かれる状態（指紋全体または指先）に対応する。反
射された指紋画像は、検出アレイ１１０の検出面上で反射された指紋画像により
占められる物理領域に対応する、検出１１０の検出面上に含まれる特定数のフォ
トセルを励起する。したがって励起されたフォトセルの数は、検出アレイ１１０
の検出面上の反射された指紋画像の領域に対応する。処理装置１０５に供給され
る画像データは、励起されるフォトセルの数に基づいた、反射された指紋画像の
領域を表す。
【００５３】 指紋全体の画像が検出アレイ１１０の検出面に映し出される時、画像データは
、反射される指紋全体の画像により励起されるフォトセルの数またはパーセンテ
ージで検出アレイ１１０の検出面上で占められる領域を表す。指紋全体の画像は
、指先の指紋画像より大きな領域を占めるので、検出アレイ１１０の検出面上で
、指先の指紋画像より多くの数またはパーセンテージのフォトセルを励起する。
【００５４】 同様に指先の指紋画像が検出アレイ１１０の検出面上に反射される時、画像デ
ータは、反射された指先の指紋画像により励起されるフォトセルの数またはパー
センテージで、検出アレイ１１０の検出面上で占められる物理領域を表す。指先
の指紋画像は指紋画像より小さな領域を占めるので、検出アレイ１１０の検出面
上で、指紋全体の画像より少ない数またはパーセンテージのフォトセルを励起す
る。
【００５５】 代わって段階４１５Ｂに示すように処理装置１０５がパターン技術を使用して
いる場合、処理装置１０５は、検出アレイ１１０から受信した画像または画像デ
ータに基づいて、反射された指紋と関連付けられた指紋パターン（パターン・パ
ラメータ）を決定する。指紋画像と関連付けられた特定の指紋パターンは、指紋
プラットフォーム１３０の検知面上に指が置かれた状態（指紋全体または指先）
に対応する。反射された指紋画像は同様に、指紋プラットフォーム１３０の検知
面上の指の置かれた状態（指紋全体または指先）に基づいた、特定のパターンを
有する。
【００５６】 例えば指紋全体の画像は一般に、その指紋画像が指紋全体の画像に対応すると
識別できる同心の指紋パターンを有する。一方で指先の指紋パターンは一般に、
その指紋画像が指先の指紋に対応すると識別できる実質的に平行線のパターンを
有する。
【００５７】 段階４２０で処理装置１０５は、検出アレイ１１０から画像または画像データ
を受信すると、特定の指紋画像に対応する画像または画像データに関連付けられ
たパラメータに基づいて、多機能タッチパッド１００を、ポインタ制御装置また
は指紋認識装置として動作するよう構成する。
【００５８】 検出アレイ１１０から受信した画像データが、反射された指紋全体の画像（領
域パラメータ）または同心の指紋パターン（パターン・パラメータ）に対応する
と処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１
００を指紋認識装置として動作するよう構成する。
【００５９】 代わって検出アレイ１１０から受信した画像データが、反射された指先の指紋
画像（領域パラメータ）または平行線パターン（パターン・パラメータ）に対応
すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５は多機能タッチパッド装
置１００をポインタ制御装置として動作するよう構成する。
【００６０】 さらにパターン・パラメータおよび領域パラメータを組み合わせられることが
理解されるであろう。その場合処理装置１０５は、画像と関連付けられたパター
ン・パラメータおよび領域パラメータをどちらも検出することができ、それによ
り、多機能タッチパッド装置１００の動作させるために、画像を指紋全体の画像
または指先の指紋画像のいずれかとして識別する。
【００６１】 したがって段階４２５Ａで、画像データが、指紋全体の画像または同心の指紋
パターンに対応すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５は指紋認
証プロセスを実行する。ここで指紋画像または典型的な画像データが、指紋デー
タベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像またはデータと比較される。
指紋認証プロセスは処理装置１０５により実行され、提供された指紋画像はここ
で、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像またはデータと
比較される。処理装置１０５は、指紋マップ・パターン比較に限らず、デジタル
化指紋分析、または他のいずれの指紋認証プロセスなどの認証プロセスを実行す
るために、異なるさまざまな認証プロトコルを使用するよう構成することができ
る。
【００６２】 それに応じて処理装置１０５は、提供された指紋が、指紋データベース１１５
に含まれている許可済みの指紋画像またはデータのいずれかに一致するか否かを
判定する。提供された指紋が、指紋データベース１１５に含まれている許可済み
の指紋画像またはデータのいずれかに一致する場合、処理装置１０５は、ユーザ
が安全なアプリケーションにアクセスするか、または指紋認証を必要とする安全
なトランザクションを実行することを許可する。異なるさまざまな安全なアプリ
ケーションへのアクセスを、選択された安全なアプリケーションと関連付けられ
た、許可済みの指紋画像を有するユーザだけに制限するよう、処理装置１０５を
構成できることが理解される。
【００６３】 逆に段階４２５Ｂで、画像データが指先の指紋画像または平行線パターンに対
応すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５はカーソル制御機能を
実行する。処理装置１０５により受信された画像データが、指先の指紋画像また
は平行線パターンに対応すると判定されると、処理装置１０５は、検出アレイ１
１０の検出面上での反射された指先の指紋画像のロケーションを追跡する。検出
アレイ１１０の検出面はインタフェース表示装置１２５（すなわちコンピュータ
表示モニタ）にマップされ、検出アレイ１１０の検出面上の指先の指紋画像の位
置またはロケーションが、インタフェース表示装置１２５のマップされたロケー
ションに対応する。よって処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面のどの
フォトセルが励起されるかを判定することにより、アレイの検出面の指先の位置
を判定するよう構成される。それに応じて処理装置１０５は、検出アレイ１１０
の検出面に沿って、反射された指先の画像の動きを追跡し、カーソル制御装置１
２０を介して、その位置をインタフェース表示装置１２５上の対応するカーソル
・アイコンまたはポインタに変換する。
【００６４】 代替実施形態では、検出アレイ１１０の検出面は感光性のリアルタイム・ビデ
オ・カメラ装置を含むように構成され、そのカメラ装置が、検出アレイ１１０の
検出面上の反射された指紋画像の位置を追跡する。次いで検出アレイ１１０は、
検出面上での反射された指紋画像のロケーションまたは位置に応じて、追跡デー
タを処理装置１０５に供給する。したがって処理装置１０５は、検出アレイ１１
０の検出面上の反射された指先の指紋画像のロケーションまたは位置を、追跡デ
ータに基づいて判定または監視するよう構成される。さらに、処理装置１０５は
感光性のカメラ装置から追跡データを受信し、カーソル制御装置１２０を介して
、その追跡データをインタフェース表示装置１２５上の対応するカーソル・アイ
コンまたはポインタ表示に変換する。
【００６５】 上記の説明および図面から、当分野の通常の技術者には、ここで示し説明した
特定の実施形態は例示の目的だけのためであり、発明の範囲を制限するものでは
ないことが理解されよう。当分野の通常の技術を有する者は、発明はその精神ま
たは基本的特徴から離れることなく、他の固有の形態で実現されることを理解さ
れよう。特定の実施形態の詳細への参照は請求項の範囲を制限するものではない
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の教示を実施することができる、構成可能な多機能タッチパッド・デバ
イスの一実施形態を示す構成図である。
【図１Ａ】 構成可能な多機能タッチパッド・デバイスと共に使用するための、指紋プラッ
トフォームの一実施形態を示す図である。
【図２】 領域認識モードで動作する検出アレイの検出面の実施形態を示す図である。
【図３】 パターン認識モードで動作する検出アレイの検出面の実施形態を示す図である
。
【図４Ａ】 多機能タッチパッド・デバイスの動作特性を示す一実施形態の流れ図である。
【図４Ｂ】 多機能タッチパッド・デバイスの動作特性を示す一実施形態の流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ビロンギー，サージ・ジェイ アメリカ合衆国・94209・カリフォルニア 州・バークレー・ハイランド プレイス ナンバー208・1771 Ｆターム(参考） 4C038 FF01 FF05 FG01 5B047 AA25 5B068 AA01 BB18 BE08 CC17 CD05 5B087 AA05 BC12 BC13 BC26 BC32 DE07

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 指紋画像を受け取るように構成された検出面を有する検出ア
    レイと、 検出アレイから指紋画像または画像・データを受け取るように構成された処理
    デバイスとを有するタッチパッド・デバイスであって、処理デバイスがタッチパ
    ッド・デバイスを、指紋画像に関連付けられたパラメータに基づいてポインタ制
    御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するように構成するタッチパッド
    ・デバイス。
  2. 【請求項２】 指紋プラットフォームをさらに含み、指紋プラットフォーム
    が検出アレイの検出面に指紋画像を供給するように構成された請求項１に記載の
    タッチパッド・デバイス。
  3. 【請求項３】 指紋プラットフォームがシート・プリズムを含む請求項１に
    記載のタッチパッド・デバイス。
  4. 【請求項４】 シート・プリズムが、検出アレイの検出面上に指紋画像を合
    焦するように構成された請求項３に記載のタッチパッド・デバイス。
  5. 【請求項５】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域
    パラメータに基づいて、ポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動
    作するように構成された請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域
    パラメータが第１の領域中央範囲に対応するときに、指紋認識デバイスとして動
    作するように構成された請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域
    パラメータが第２の領域中央範囲に対応するときに、ポインタ制御デバイスとし
    て動作するように構成された請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられたパタ
    ーン・パラメータに基づいて、ポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスと
    して動作するように構成された請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられたパタ
    ーン・パラメータが第１のパターンに合致するときに、指紋認識デバイスとして
    動作するように構成された請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 第１のパターンが全体の指紋パターンに対応する請求項９
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられたパ
    ターン・パラメータが第２のパターンに合致するときに、ポインタ制御デバイス
    として動作するように構成された請求項８に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 第２のパターンが指先の指紋パターンに対応する請求項１
    １に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 処理デバイスが、タッチパッド・デバイスがポインタ制御
    デバイスとして動作するときに、検出面上の指紋画像の位置をディスプレイのイ
    ンターフェース領域上のカーソル位置に変換するように構成された請求項１に記
    載の装置。
  14. 【請求項１４】 タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられたパ
    ターン・パラメータと領域パラメータの双方に基づいて、ポインタ制御デバイス
    または指紋認識デバイスとして動作するように構成された請求項１に記載の装置
    。
  15. 【請求項１５】 検出アレイの検出面に指紋画像を供給する手段と、 検出アレイに供給された指紋画像を処理する手段とを含む多機能デバイスであ
    って、処理する手段が、多機能デバイスを、指紋画像に関連付けられたパラメー
    タに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するよう
    に構成する多機能デバイス。
  16. 【請求項１６】 処理する手段が、多機能デバイスを、指紋画像に関連付け
    られたパラメータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとし
    て選択的に動作するように構成された請求項１５に記載の多機能デバイス。
  17. 【請求項１７】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域パラメ
    ータに基づいて、ポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作する
    ように構成された請求項１５に記載の多機能デバイス。
  18. 【請求項１８】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域パラメ
    ータが第１の領域中央範囲に対応するときに、指紋認識デバイスとして動作する
    ように構成された請求項１７に記載の多機能デバイス。
  19. 【請求項１９】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域パラメ
    ータが第２の領域中央範囲に対応するときに、ポインタ制御デバイスとして動作
    するように構成された請求項１７に記載の多機能デバイス。
  20. 【請求項２０】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・
    パラメータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作
    するように構成された請求項１５に記載の多機能デバイス。
  21. 【請求項２１】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・
    パラメータが平均的な指先のパターンに合致するときに、ポインタ制御デバイス
    として動作するように構成された請求項２０に記載の多機能デバイス。
  22. 【請求項２２】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・
    パラメータが平均的な指紋パターンに合致するときに、指紋認識デバイスとして
    動作するように構成された請求項２０に記載の多機能デバイス。
  23. 【請求項２３】 多機能デバイスを動作させるために指紋画像を分析する方
    法であって、 検出アレイの検出面に指紋画像を供給すること、 指紋画像に関連付けられた選択指紋パラメータを分析すること、および 多機能デバイスを、指紋画像に関連付けられた指紋パラメータに基づいてポイ
    ンタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作させること を含む方法。
  24. 【請求項２４】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域パラメ
    ータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するよ
    うに構成された請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域パラメ
    ータが全体の指紋画像に対応するときに、指紋認識デバイスとして動作するよう
    に構成された請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられた領域パラメ
    ータが指先の指紋画像に対応するときに、ポインタ制御デバイスとして動作する
    ように構成された請求項２４に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・
    パラメータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作
    するように構成された請求項２３に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・
    パラメータが平均的な指紋パターンに合致するときに、指紋認識デバイスとして
    動作するように構成された請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・
    パラメータが平均的な指先のパターンに合致するときに、ポインタ制御デバイス
    として動作するように構成された請求項２７に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 多機能デバイスがポインタ制御デバイスとして動作するよ
    うに構成されたときに、検出アレイの検出面に供給された指紋画像の位置を、デ
    ィスプレイのインターフェース領域上のカーソル位置に変換することをさらに含
    む請求項２３に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 多機能デバイスが指紋認識デバイスとして動作するように
    構成されたときに、検出アレイの検出面に供給された指紋画像で指紋認証を実行
    することをさらに含む請求項２３に記載の方法。
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