JP4522043B2 - 情報装置及び表示制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示部を有する情報装置及び表示制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示部を有する情報装置では、メニュー画面上の位置を指定したり、画面上のポインタを移動させたりして、各種制御（操作）が行われる。このような制御指示は、例えば同調回路を有する入力指示器を用いて、マトリックス状に配設された導体を有するパネル上で座標位置を特定することができることを利用して行うことができる（例えば、特許文献１参照）。この場合、マトリックス状に配設されたＸ方向又はＹ方向について、いずれか２本の導体に電流を流し、入力指示器内の同調回路と導体との磁気的結合によって生ずる電圧により、パネル上で指定された位置を特定する。こうして特定された位置を指示情報として、情報装置が制御される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１３４６３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集積化技術や実装技術等の進歩により、ＩＣカード、個人用携帯情報端末（Personal Digital Assistance：以下、ＰＤＡと略す。）、パソコン、携帯電話等の携帯型情報機器（広義には情報装置）が用いられるようになっている。このような情報機器では、携帯性が重要視されるため、小型軽量化や低消費電力化が必要とされる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された入力装置を用いた情報機器では、バッテリによる長時間駆動は困難である。また入力指示器を用いる必要があるため、小型軽量化が難しい。したがって、特許文献１に開示された入力装置を携帯型情報機器に適用するを実装することは困難である。
【０００６】
一方、いわゆる情報化社会により、携帯型情報機器において個人固有の情報が扱われるようになっている。そのため、これら携帯型情報機器における機密保持の必要性が高まっている。したがって、携帯型情報機器では、認証された本人以外では制御指示ができないように構成し、機密保持性を向上させることが望ましい。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡素な構成で高精度に表示部の表示制御を行うことができる情報装置及び表示制御方法を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的は、機密保持性を高めると共に表示部の表示制御を行うことができる情報装置及び表示制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて変化する画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部によって生成された画像を表示する表示部とを含む情報装置に関係する。
【００１０】
本発明においては、指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像と、該第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像とを比較し、この比較結果に基づいて変化する画像が表示部に表示される。したがって、第１及び第２の指紋画像が他人のものである場合には、画像を変化させないようにすることができるようになる。これにより、指以外のものが画像として取り込まれた場合に誤動作することがなくなり、操作者の意図通り画像の表示制御を行うことができるようになる。また、第１及び第２の指紋画像を対応付けることができない他人の操作により情報が流出することを防止することができる。さらに本発明に係る情報装置では、表示画面のスクローリングデバイスやポインティングデバイスを別途設ける必要がないので、装置の小型化や表示部の大型化を図ることができるようになる。特に本発明に係る情報装置がＩＣカードやスマートカード等の高機能カード型情報装置に適用される場合には省スペース化の効果を有する。
【００１１】
また本発明に係る情報装置では、前記第１及び第２の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部を含み、前記比較部は、前記第１及び第２の指紋画像の特徴点の位置を比較し、前記画像生成部は、前記第１及び第２の指紋画像において、対応する特徴点の位置の移動方向、移動距離及び回転角度を用いて画像を生成することができる。
【００１２】
本発明においては、指紋画像の特徴点を抽出し、抽出した特徴点を用いて画像を変化させるようにしている。したがって、指紋画像の比較処理において比較すべき情報量を大幅に削減することができ、処理負荷を軽減することができる。そして、情報装置の小型化にも貢献することができる。
【００１３】
また本発明に係る情報装置では、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部を含み、前記比較部は、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較することができる。
【００１４】
本発明においては、取り込んだ第１の指紋画像を登録情報と照合し、該第１の指紋画像が登録情報に登録された本人のものであると判断されたときに、該第１の指紋画像を用いて第２の指紋画像と比較し、表示画像を変化させるようにしている。したがって、クレジットカードやキャッシュカードといった高い機密保持性が要求される用途に適用することができる。しかも、照合の際に厳密に指紋画像を精査して認証することができるため、その後の第２の指紋画像との比較処理では大まかな比較処理（例えば一致点が照合処理の５０％程度）で済ませることができる。これにより、指紋画像の動きに追従するために処理負荷がかかる一方、比較処理を簡素化できるため、高い機密保持性を維持しつつ、処理負荷をかけることなく高精度で表示制御可能な情報装置を提供することができる。
【００１５】
また本発明に係る情報装置では、前記照合部は、前記第１の指紋画像の特徴点を用いて、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであるか否かを判断することができる。
【００１６】
本発明においては、指紋画像の特徴点を用いて照合を行うようにしたので、指紋画像の照合処理において比較すべき情報量を大幅に削減することができ、処理負荷を軽減することができる。
【００１７】
また本発明に係る情報装置では、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部とを含み、前記比較部は、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点に対応して、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を有し、前記照合部は、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点に最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とに基づいて照合することができる。
【００１８】
本発明においては、特徴点ごとに、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を対応付けることができる。したがって、指紋画像の特徴点に対応付ける情報量を削減することができると共に、当該情報による照合処理の負荷を大幅に削減することができる。
【００１９】
また本発明に係る情報装置では、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部とを含み、前記比較部は、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が、該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を含む情報を有し、前記照合部は、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が前記第１の指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数とに基づいて照合することができる。
【００２０】
本発明においては、特徴点ごとに、指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が当該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を用いて照合を行うようにした。したがって、指紋画像の特徴点に対応付ける情報量を削減することができると共に、当該情報による照合処理の負荷を大幅に削減することができる。
【００２１】
また本発明に係る情報装置では、前記特徴点は、指紋の山に対応する稜線の分岐点及び端点のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００２２】
本発明によれば、より一般的な画像処理により、指紋画像から特徴点を抽出することができるので、指紋画像の認証又は比較の処理を簡素化することができる。
【００２３】
また本発明に係る情報装置では、前記指紋画像取込部は、周期的に指紋画像の取り込みを行う場合に、少なくとも前記第１の指紋画像を取り込むときの周波数は、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数より低いものであってもよい。
【００２４】
本発明においては、第１の指紋画像を取り込むときには取り込み周波数（フレーム周波数）を低くし、第２の指紋画像を取り込むときには取り込み周波数を高くする制御を行うようにしている。したがって、指紋画像の動きに追従するために高速に指紋画像を取り込む必要があるときのみ周波数を高くし、それ以外では周波数を低くすることができ、無駄な電力消費を削減することができるようになる。
【００２５】
また本発明に係る情報装置では、前記指紋画像取込部は、指紋画像を取り込むための検出面を有し、該検出面に取込対象の指が接触ているとき、第１の周波数で動作する高速モードに移行し、前記検出面に取込対象の指が接触していないとき、前記第１の周波数より低い第２の周波数で動作する低速モードに移行することができる。
【００２６】
本発明においては、指紋画像を取り込む必要があるときのみ高速モードに移行し、それ以外では低速モードに移行させることができるので、無駄な電力消費を削減することができるようになる。
【００２７】
また本発明に係る情報装置では、前記画像生成部は、前記比較部の比較結果に基づいてスクロール制御された画像を生成することができる。
【００２８】
また本発明に係る情報装置では、前記画像生成部は、前記比較部の比較結果に基づいてポインタを移動させた画像を生成することができる。
【００２９】
本発明によれば、表示空間が表示部の表示領域より大きい場合であっても、機密保持性を維持した情報装置の省スペース化を実現することが可能である。
【００３０】
また本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像の特徴点と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像の特徴点とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいてスクロール又はポインタが移動した画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部によって生成された画像を表示する表示部とを含む情報装置に関係する。
【００３１】
また本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像の特徴点と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像の特徴点とを比較する比較部とを含み、前記比較部の比較結果に基づいてその機能が制御される情報装置に関係する。
【００３２】
また本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、予め登録された登録情報と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像とを照合する照合部と、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像の特徴点と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像の特徴点とを比較する比較部とを含み、前記比較部の比較結果に基づいてその機能が制御される情報装置に関係する。
【００３３】
本発明によれば、指紋画像の特徴点の変化（例えば位置の移動）により、装置の機能を変化させることができるので、より多機能化される情報装置の操作性を向上させることができる。
【００３４】
また本発明は、取り込んだ指紋画像を用いて表示部の表示制御を行う表示制御方法であって、第１の指紋画像を取り込んだ後所与の時間を置いて第２の指紋画像を取り込み、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記第１及び第２の指紋画像の比較結果に基づいて表示画像を変化させる表示制御方法に関係する。
【００３５】
また本発明に係る表示制御方法は、前記第１及び第２の指紋画像の特徴点を抽出し、前記第１及び第２の指紋画像において、対応する特徴点の位置の移動方向、移動距離及び回転角度を用いて画像を変化させることができる。
【００３６】
また本発明に係る表示制御方法は、予め登録された登録情報と前記第１の指紋画像とを照合し、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較することができる。
【００３７】
また本発明に係る表示制御方法は、前記第１の指紋画像の特徴点を用いて、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであるか否かを判断することができる。
【００３８】
また本発明に係る表示制御方法は、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出し、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合し、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点に対応して、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を有し、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点に最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とに基づいて照合することができる。
【００３９】
また本発明に係る表示制御方法は、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出し、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が、該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を含む情報を有し、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が前記第１の指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数とに基づいて照合することができる。
【００４０】
また本発明に係る表示制御方法は、前記特徴点は、指紋の山に対応する稜線の分岐点及び端点のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００４１】
また本発明に係る表示制御方法は、指紋画像が周期的に取り込まれる場合に、少なくとも前記第１の指紋画像を取り込むときの周波数は、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数より低いものであってもよい。
【００４２】
また本発明に係る表示制御方法は、指紋画像を取り込むための検出面に取込対象の指が接触ているとき、第１の周波数で動作する高速モードに移行し、前記検出面に取込対象の指が接触していないとき、前記第１の周波数より低い第２の周波数で動作する低速モードに移行することができる。
【００４３】
また本発明に係る表示制御方法は、前記比較結果に基づいてスクロール制御された画像が生成されてもよい。
【００４４】
また本発明に係る表示制御方法は、前記比較結果に基づいてポインタを移動させた画像が生成されてもよい。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４６】
１． 情報装置
図１に、情報装置の構成の一例の概要を示す。
【００４７】
本実施形態は、個人認証機能と情報表示機能とを有する情報装置に関する。こうした情報装置としては、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、個人用携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）、ＩＣカード、携帯電話等の機能保持が重要で、ディスプレイ等の情報表示部を有するものである。ここで情報装置は、携帯型情報機器として、例えば集積回路（ＩＣ）を含むＩＣカードに適用することができる。ＩＣカードは、例えばクレジットカードやキャッシュカード等の各種カードとして用いられる。
【００４８】
情報装置１０は、指紋画像取込部２０と、比較部３０と、画像生成部４０と、表示部５０とを含み、さらに特徴点抽出部６０を含んでも良い。
【００４９】
指紋画像取込部２０は、情報装置１０の操作者（利用者）の指紋の画像を取り込む。指紋画像取込部２０は、指紋画像の取り込みを少なくとも２回行うことができるようになっており、例えば所与の周波数で繰り返し指紋画像を取り込む用に構成してもよい。このような指紋画像取込部２０として、種々の方式で指紋検出を行う指紋センサを用いることができる。情報装置１０が携帯型情報機器に適用することを考慮すると、指紋センサは小型のものであることが望ましい。
【００５０】
指紋画像取込部２０により取り込まれた指紋画像を第１の指紋画像とし、該第１の指紋画像を取り込んだ後所与の時間を置いて再度取り込まれた指紋画像を第２の指紋画像とした場合に、比較部３０は、第１及び第２の指紋画像を比較する。比較部３０は、例えば第１の指紋画像を基準に、第２の指紋画像のずれ等を例えば移動方向、移動距離、回転角度として検出する。
【００５１】
画像生成部４０は、表示部５０に表示される画像の情報を生成する。その際、画像生成部４０は、比較部３０の比較結果（検出結果）を反映させて変化させた画像の情報を生成することができるようになっている。例えば指の動きに応じて表示部５０に表示させる情報をスクロールさせたり、或いは表示部５０に表示されているポインタ（矢印）を移動させたりする。このような比較部３０及び画像生成部４０は、メモリに格納された所与のプログラムを実行するマイクロコンピュータやＤＳＰ、専用ＩＣチップ等により実現することができる。
【００５２】
表示部５０は、画像生成部４０により生成された画像の情報に基づく表示を行う。表示部５０として、例えば液晶パネルを用いることができる。この場合、表示部５０は、図示しない液晶駆動回路により画像の情報に対応した電圧で駆動されることになる。
【００５３】
情報装置１０では、比較部３０における処理負荷を軽減するため指紋画像の特徴点を抽出し、該特徴点に基づいて指紋画像の移動等を検出することができる。このため、情報装置１０は、特徴点抽出部６０を含むことができる。特徴点抽出部６０は、指紋画像の稜線（山の部分、凸部）を検出し、分岐する部分と終端する部分を求めることができるようになっている。
【００５４】
図２（Ａ）、（Ｂ）に、指紋の特徴点の一例を示す。
【００５５】
図２（Ａ）は、指紋の分岐点の一例を示す。図２（Ｂ）は、指紋の端点の一例を示す。指紋画像取込部２０で取り込まれた指紋画像は、特徴点抽出部６０において例えば指紋の分岐点が抽出される。図２（Ａ）、（Ｂ）では、指紋画像は、指紋の凸部である稜線の形態を表している。ここで指紋の分岐点は、指紋の稜線が２以上の稜線に分岐する部分である。また指紋の端点は、指紋の稜線が終端する部分である。
【００５６】
指紋の形態が同一となることがないため、その分岐点又は端点の分布も個人によって異なる。したがって、指紋画像の分岐点又は端点を求めることができれば、求めた分岐点又は端点の分布のみを比較すればよいので、比較すべき情報量が少なくなり比較処理の負荷を軽減することができる。
【００５７】
図１において比較部３０は、第１及び第２の指紋画像の分岐点及び端点を含む特徴点の分布を比較して、対応する特徴点の位置のずれから平行移動距離、移動方向、移動速度、回転角度とを求める。画像生成部４０は、比較部３０において求められた平行移動距離、移動方向、移動速度、回転角度に対応して、表示すべき画像のスクロール、又はポインタの移動を行った画像を生成する。表示部５０は、画像生成部４０で比較部３０の比較結果に対応して変化させて生成された画像の表示を行う。
【００５８】
図３（Ａ）、（Ｂ）に、表示制御の一例を示す。
【００５９】
図３（Ａ）は、画像のスクロールを模式的に示したものである。表示すべき表示情報７０において表示部５０では表示領域７２の画像が表示される場合、上述した２つの指紋画像の対応する特徴点の移動に対応して表示領域を移動させた表示領域７４の画像が新たに表示される。
【００６０】
図３（Ｂ）は、ポインタの移動を模式的に示したものである。表示部５０の表示領域８０において表示されたポインタ８２が、上述した２つの指紋画像の対応する特徴点の移動に対応して移動し、新たにポインタ８４の画像が表示される。
【００６１】
このように指紋画像取込部２０と表示部５０とを含む情報装置１０において、指紋画像取込部２０で少なくとも２回取り込まれた指紋画像の特徴点をそれぞれ抽出し、該特徴点の移動により表示部５０のスクロール制御又はポインタ制御等の表示制御を行うようにしたので、簡素な構成で、誤動作を回避し、処理負荷を軽減する表示部の表示制御を行うことができる。また、指紋画像の移動により表示制御を行うので、高精度で表示制御を行うことができる。
【００６２】
図１に示した情報装置において、特徴点同士の対応付けができない場合には表示制御を行うことができないため、誤動作を防止することができる。しかしながら、より理想的には指紋画像取込部２０で取り込まれる指紋画像を用いて操作者の認証を行ってから、上述の表示制御を行うことが望ましい。こうすることで、クレジットカードやキャッシュカードといった高い機密保持性が要求されるＩＣカードに適用することができる。
【００６３】
図４に、操作者の認証を行う情報装置の構成の一例の概要を示す。
【００６４】
ここで図１に示す情報装置１０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６５】
情報装置１００では、指紋画像取込部２０で取り込まれた指紋画像が照合部１１０で用いられる。照合部１１０は、予め登録された登録情報１２０と比較して、取り込まれた指紋画像が登録された本人のものであるか否かを照合する。そして照合部１１０で取り込まれた指紋画像が登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、比較部１３０に対し、上述した表示制御のための比較処理を開始させる指示を行う。
【００６６】
比較部１３０が図１に示す比較部３０と異なる点は、照合部１１０で認証されたことを条件に比較処理を行う点である。比較部１３０と比較部３０における比較処理自体は同様である。
【００６７】
なお照合部１１０においても、処理負荷を軽減するため指紋画像の特徴点を用いることができる。そのため情報装置１００は、特徴点抽出部１４０を含むことができる。特徴点抽出部１４０は、特徴点抽出部６０と同様に指紋画像の分岐点及び端点を抽出する。そして、登録情報１２０には、指紋画像の特徴点についての情報が予め登録される。こうすることで、指紋画像の特徴点により、取り込まれた指紋画像が本人のものか否かを少ない処理負荷で認証することができる。なお図４では、特徴点抽出部６０、１４０を別ブロックとして示しているが、１つのブロックとしてもよい。
【００６８】
図５及び図６に、情報装置１００の動作フローの一例を示す。
【００６９】
まず指紋画像取込部２０で指紋検出が行われ（ステップＳ１５０）、指紋画像が取り込まれる。その結果、照合用指紋画像（第１の指紋画像）が生成される（ステップＳ１５１）。照合用指紋画像は、照合部１１０で用いられる。
【００７０】
照合部１１０では、特徴点抽出部１４０で抽出された照合用指紋画像の特徴点を、登録情報１２０に登録された本人の指紋画像の特徴点と比較して、照合する（ステップＳ１５２、Ｓ１５３）。
【００７１】
照合の結果、照合用指紋画像が登録情報１２０で登録された本人のものではないと判断された場合には（ステップＳ１５３：Ｎ）、使用禁止処理（ステップＳ１５４）を行って一連の処理を終了する（エンド）。ここで使用禁止処理は、例えば表示部５０において、認証不可の旨の表示を行ったり、強制的に電源オフ状態に移行したりすることが考えられる。
【００７２】
一方、ステップＳ１５３において照合の結果、照合用指紋画像が登録情報１２０で登録された本人のものであると判断された場合には（ステップＳ１５３：Ｙ）、照合で使用した照合用指紋画像の特徴点の位置を特定する（ステップＳ１５５）。この特徴点の位置は、特徴点抽出部１４０で抽出された特徴点の座標（絶対値）である。この座標は、指紋画像取込部２０で指紋画像を取り込むために規定される座標空間における位置（例えば指紋センサの検出面における位置）を用いることができる。
【００７３】
次に、再び指紋画像取込部２０で指紋検出が行われ（ステップＳ１５６）、指紋画像が取り込まれる。その結果、表示制御用指紋画像（第２の指紋画像）が生成される（ステップＳ１５７）。表示制御用指紋画像は、比較部１３０で用いられる。
【００７４】
比較部１３０は、特徴点抽出部６０において表示制御用指紋画像の特徴点を抽出し（ステップＳ１５８）、この表示制御用指紋画像の特徴点の位置を特定する（ステップＳ１５９）。そして比較部１３０は、照合用指紋画像（第１の指紋画像）の特徴点の位置と、表示制御用指紋画像（第２の指紋画像）の特徴点の位置とを比較する（ステップＳ１６０）。より具体的には、比較部１３０は、照合用指紋画像の特徴点の座標を基準に、対応する表示制御用指紋画像の特徴点の座標の差異を、平行移動距離、方向、速度及び回転角度として求める（ステップＳ１６１）。このため、照合用指紋画像の特徴点に対応する表示制御用指紋画像の特徴点を見つけ出すことができない場合には、表示制御を行うことができない。したがって、本人が意図しない誤動作や、他人が本人に代わって操作してしまうことを防止することができる。
【００７５】
続いて、ステップＳ１６１で求められた平行移動距離、方向、速度及び回転角度に基づいて、スクロールする距離、方向、速度及び回転角度或いはポインタの平行移動距離、方向、速度及び回転角度を決め（ステップＳ１６２）、表示部５０に表示する（ステップＳ１６３）。
【００７６】
次に指紋画像を取り込みできるか否かを判別し（ステップＳ１６４）、取り込むことができるときには（ステップＳ１６４：Ｙ）、ステップＳ１５６に戻って再び表示制御用指紋画像として取り込みを行う。このとき、前回取り込んだ表示制御用指紋画像の特徴点の位置を基準に、今回取り込む表示制御用指紋画像の位置の移動を検出することで、同様にして表示部５０の表示制御を行うことができる。
【００７７】
一方、ステップＳ１６４で指紋画像を取り込むことができないとき（ステップＳ１６４：Ｎ）、終了するときは（ステップＳ１６５：Ｙ）一連の処理を終了し（エンド）、終了しないときは（ステップＳ１６５：Ｎ）、ステップＳ１５０に戻って再び照合用指紋画像の取り込みを行うことになる。
【００７８】
このように情報装置１００では、取り込んだ指紋画像を用いて指紋認証を行う。そして、認証後は、認証した指紋画像を基準に、再度取り込んだ指紋画像のずれに対応した表示制御を行う。その際、指紋画像の特徴点を用いて照合及びズレの検出を行う。こうすることで、誤動作を回避し、かつ機密保持性を維持したまま表示部の表示制御を行うことができる。
【００７９】
以下では、図４に示した情報装置１００についてより詳細に説明する。
【００８０】
２． 情報装置の詳細例
図７に、情報装置１００の詳細な構成の一例のブロック図を示す。
【００８１】
情報装置１００では、バス２００に接続された中央演算装置（Central Prosessing Unit：以下、ＣＰＵと略す。）２１０により、同様にバス２００に接続された読み出し専用メモリ（Read Only Memory：以下、ＲＯＭと略す。）２１２に記憶されるプログラムにしたがって各部が制御される。ＣＰＵ２１０は、一時記憶装置としてのＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２１４を作業領域として種々の処理を行う。なお一時記憶装置としては、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を用いることも可能である。
【００８２】
ＣＰＵ２１０は、長期間記憶装置としての不揮発性メモリ２１６に記憶されたカード情報の読み出し及び書き込みを行う。ここでカード情報は、機密保持性の高い個人情報（例えば銀行の預金残高等）である。そのため、不揮発性メモリ２１６に書き込む場合は、エンコーダ（暗号化装置）２１８により暗号化を行って書き込む。また不揮発性メモリ２１６から読み出す場合は、デコーダ（暗号解読装置）２２０により暗号解読（復号化）を行って読み出す。なお不揮発性メモリ２１６としては、フラッシュメモリやＳＲＡＭを用いることができる。
【００８３】
バス２００には、ディスプレイコントローラ（表示制御部）２２２と、ＶＲＡＭ２２４とが接続されている。ディスプレイコントローラ２２２は、ＶＲＡＭ２２４に記憶された画像データに基づいてディスプレイ（表示部）２２６に画像を表示させる。
【００８４】
またバス２００には、センサコントローラ（個人情報採取部制御部）２２８と、センサ用ＲＡＭ２３０とが接続されている。センサコントローラ２２８は、指紋センサ（個人情報採取部、指紋画像取込部）２３２で指紋の凹凸を検出し、センサ用ＲＡＭに指紋の凹凸に対応した画像を指紋画像として蓄積する。
【００８５】
ここで、指紋画像取込部２０の機能は指紋センサ２３２により実現される。比較部３０、１３０、画像生成部４０、照合部１１０及び特徴点抽出部６０、１４０の機能は、ＲＯＭ２１２に格納されたプログラムを実行するＣＰＵ２１０により実現される。表示部５０の機能は、ディスプレイ２２６により実現される。登録情報１２０は、ＲＯＭ２１２又は不揮発性メモリ２１６に格納される。
【００８６】
なお本発明は、本発明の各要素が図７に示したデバイスにより実現されるものに限定されるものではない。例えば、指紋画像の特徴点の抽出をソフトウェアで行う必要はなく、汎用チップ若しくは専用チップ等のハードウェアで処理することも可能である。また不揮発性メモリ２１６に対し、エンコーダ２１８及びデコーダ２２０を介さずにアクセスできる構成にしてもよい。この場合、ＣＰＵ２１０により暗号化及び復号化を行って不揮発性メモリ２１６にアクセスするようにしてもよい。
【００８７】
まず、このような情報装置１００をＩＣカードに適用する場合に、好適な指紋センサについて具体的に説明する。
【００８８】
２．１ 指紋センサの構成
指紋画像読取部として用いられる指紋センサ２３２において、指紋の検出方式には種々の方式があるが、指紋の画像を読み取ることができれば方式に限定されない。ただ指紋センサ２３２は、以下に示す静電容量検出方式の指紋センサを用いることで、従来の製造技術を用いて省スペース化を実現し、かつ指紋の凹凸を高精度に検出することができる。
【００８９】
図８に、指紋センサ２３２の構成の一例を示す。
【００９０】
指紋センサ２３２には、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）の電源線２４０と、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の出力線２４２とを有する。Ｍ本の電源線２４０とＮ本の出力線２４２の各交点には静電容量検出素子２４４が設けられている。静電容量検出素子２４４は、指が接触した時の閉回路として図示されており、指紋の凹凸パターンに依存して変化する可変容量ＣＦと、信号増幅素子例えば信号増幅ＭＩＳ型薄膜半導体装置（以下信号増幅用ＴＦＴと略記する）２４６とを有する。静電容量検出素子２４４に指が接触していないときには、可変容量ＣＦの接地端側はオープン状態である。なお、可変容量ＣＦについては後述する。
【００９１】
Ｍ本の電源線２４０の各々は、対応する行に沿って配列されたＮ個の信号増幅用ＴＦＴ２４６のドレインＤに接続されている。また、Ｍ本の電源線２４０の各々は、Ｍ個の電源用パスゲート２５０の各々を介して共通電源線２５２に接続されている。すなわち、電源用パスゲート２５０はＭＩＳ型薄膜半導体装置にて形成され、そのソースＳは電源線２４０に接続され、そのドレインＤは共通電源線２５２に接続されている。電源選択回路２６０内には、上述のＭ個の電源用パスゲート２５０及び共通電源線２５２に加えて、電源用シフトレジスタ２６２が設けられている。電源用シフトレジスタ２６２の電源選択用出力線２６４に、Ｍ個の電源用パスゲート２５０の各ゲートＧが接続されている。
【００９２】
Ｎ本の出力線２４２の各々は、対応する列に沿って配列されたＭ個の信号増幅用ＴＦＴ２４６のソースＳに接続されている。また、Ｎ本の出力線２４２の各々は、Ｎ個の出力信号用パスゲート２７０の各々を介して共通出力線２７２に接続されている。すなわち、出力信号用パスゲート２７０はＭＩＳ型薄膜半導体装置にて形成され、そのドレインＤは出力線２４２に接続され、そのソースＳは共通出力線２７２に接続されている。出力信号選択回路２８０内には、上述のＮ個の出力信号用パスゲート２７０及び共通出力線２７２に加えて、出力信号用シフトレジスタ２８２が設けられている。出力信号用シフトレジスタ２８２の出力選択用出力線２８４に、出力信号用パスゲート２７０のゲートＧが接続されている。
【００９３】
図９に、図８に示す静電容量検出素子２４４の断面図を示す。
【００９４】
ここでは、指が接触されていない状態が図示されている。
【００９５】
この静電容量検出素子２４４は、上述の信号増幅素子である信号増幅用ＴＦＴ２４６に加えて、信号検出素子２４８を有する。
【００９６】
図９において、絶縁層２９０上には、ソース領域２９１Ａ、ドレイン領域２９１Ｂ及びその間のチャネル領域２９１Ｃを有する半導体膜２９１が形成されている。半導体膜２９１上にはゲート絶縁膜２９２が形成され、このゲート絶縁膜２９２を挟んでチャネル領域２９１Ｃと対向する領域にゲート電極２９３が形成されている。この半導体膜２９１、ゲート絶縁膜２９２及びゲート電極２９３で、信号増幅用ＴＦＴ２４６が構成される。なお、電源用パスゲート２５０及び出力信号用パスゲート２７０も、信号増幅用ＴＦＴ２４６と同様にして形成される。
【００９７】
この信号用ＴＦＴ２４６は第一層間絶縁膜２９４により被われている。第一層間絶縁膜２９４上には、図９に示す出力線２４２に相当する第一配線層２９５が形成されている。この第一配線層２９５は信号用ＴＦＴ２４６のソース領域２９１Ａに接続されている。
【００９８】
第一配線層２９５は第二層間絶縁膜２９６により被われている。この第二層間絶縁膜２９６上には、図９に示す電源線２４０に相当する第二配線層２９７が形成されている。この第二配線層２９７は、信号増幅用ＴＦＴ２４６のドレイン領域２９１Ｂに接続されている。なお、図９とは異なる構造として、第二配線層２９７を第一層間絶縁膜２９４上に形成し、第一配線層２９５を第二層間絶縁膜２９６上に形成してもよい。
【００９９】
第二層間絶縁膜２９６上にはさらに、容量検出電極２９８が形成され、それを被って容量検出誘電体膜２９９が形成されている。容量検出誘電体膜２９９は、指紋センサ２３２の最表面に位置して保護膜としても機能し、この容量検出誘電体膜２９９に指が接触される。この容量検出電極２９８及び容量検出誘電体膜２９９により、信号検出素子２４８が構成される。
【０１００】
指紋センサ２３２における指紋検出は、図９に示す容量検出誘電体膜２９９に指を接触させることで実施される。図８では、Ｍ本のうち選択された１本の電源線２４０に電源電圧を供給し、かつ、そのときの信号を、Ｎ本のうち選択された１本の出力線２４２から検出することで、Ｍ×Ｎ個の静電容量検出素子２４４から順次信号を取り出している。
【０１０１】
指紋検出動作は大別して、（１）指紋の山（凸部）が容量検出誘電体膜２９９に接触する場合と、（２）指紋の谷（凹部）が容量検出誘電体膜２９９に対向する場合とがある。
【０１０２】
（１）指紋の山（凸部）が容量検出誘電体膜２９９に接触する場合
図１０に、この場合の静電容量検出素子２４４の等価回路を示す。
【０１０３】
符号３１０は人体の指紋の山に相当し、図９の容量検出電極２９８と誘電体膜２９９を挟んで対向する接地電極３１０が形成されている。ここで、電源電圧Ｖｄｄは共通電源線２４２より供給される。符号ＣＴは、信号増幅用ＴＦＴ２４６のトランジスタ容量であり、符号ＣＤは検出電極３００と接地電極（指）３１０との間の容量である。
【０１０４】
ここで、信号増幅用ＴＦＴ２４６のゲート電極長をＬ（μｍ）、ゲート電極幅をＷ（μｍ）、ゲート絶縁膜の厚みをｔｏｘ（μｍ）、ゲート絶縁膜の比誘電率をεｏｘ、真空の誘電率をεｏとする。このとき、トランジスタ容量ＣＴは、次のようになる。
ＣＴ＝εｏ・εｏｘ・Ｌ・Ｗ／ｔｏｘ
また、容量検出電極２９８の面積Ｓ（μｍ２）、容量検出誘電体膜２９９の厚みをｔｄ（μｍ）、容量検出誘電体膜の比誘電率をεｄとする。このとき、容量ＣＤは、次のようになる。
【０１０５】
ＣＤ＝εｏ・εｄ・Ｓ／ｔｄ
図１０の等価回路において、信号増幅用ＴＦＴ２４６のゲートに印加される電圧ＶＧＴは、（１）式で表される。
【０１０６】
ＶＧＴ＝Ｖｄｄ／（１＋ＣＤ／ＣＴ） ・・・（１）
容量ＣＤをトランジスタ容量ＣＴよりも充分に大きく設定しておけば（例えばＣＤ＞１０×ＣＴ）、（１）式の分母は無限大となり、（２）式のように近似される。
【０１０７】
ＶＧＴ≒０ ・・・（２）
この結果、信号増幅用ＴＦＴ２４６は、そのゲートにほとんど電圧がかからないためオフ状態となる。よって、信号増幅用ＴＦＴ２４６のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉは極めて小さくなる。この電流Ｉを測定することで、測定箇所が指紋パターンの山（凸部）であることが判定できる。
【０１０８】
（２）指紋の谷（凹部）が容量検出誘電体膜２９９に対向する場合
図１１に、この場合の静電容量検出素子２４４の等価回路を示す。
【０１０９】
符号３１２が人体の指紋の谷に相当する。この場合は、図１０に示す容量ＣＤに加えて、誘電体膜２９９と指紋の谷との間に、空気を誘電体とする新たな容量ＣＡが形成される。
【０１１０】
図１１の等価回路において、信号増幅用ＴＦＴ２４６のゲートに印加される電圧ＶＧＶは、（３）式で表される。
【０１１１】
ＶＧＶ＝Ｖｄｄ／｛［１＋（１／ＣＴ）］×１／［（１／ＣＤ）＋（１／ＣＡ）］｝ ・・・（３）
容量ＣＤをトランジスタ容量ＣＴよりも充分に大きく設定しておけば（例えばＣＤ＞１０×ＣＴ）、（３）式は、（４）式のように近似される。
【０１１２】
ＶＧＶ≒Ｖｄｄ／［１＋（ＣＡ／ＣＴ）］ ・・・（４）
さらに、トランジスタ容量ＣＴを、指紋の谷により形成される容量ＣＡよりも充分に大きくしておけば（例えばＣＴ＞１０×ＣＡ）、（４）式は、（５）式のように近似される。
【０１１３】
ＶＧＶ≒Ｖｄｄ ・・・（５）
この結果、信号増幅用ＴＦＴ２４６は、そのゲートに電源電圧Ｖｄｄがかかるためオン状態となる。よって、信号増幅用ＴＦＴ２４６のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉは極めて大きくなる。この電流Ｉを測定することで、測定箇所が指紋パターンの谷（凹部）であることが判定できる。
【０１１４】
このように、図８に示す可変容量ＣＦは、指紋の山が容量検出誘電体膜２９９に接触した時は容量ＣＤとなり、指紋の谷が容量検出誘電体膜２９９に対向としたときは容量ＣＤと容量ＣＡとの和となり、指紋の凹凸にしたがって容量が変化する。この指紋の凹凸に従った容量変化に基づく電流を検出することで、指紋の山または谷を検出できる。
【０１１５】
以上の動作を、図１２（Ａ）に示すように配列されたＭ×Ｎ個（（１，１）〜（Ｍ，Ｎ））の静電容量検出素子２４４にて時分割で実施することで、指紋パターンを検出することが可能となる。より具体的には図１２（Ｂ）に示すように、（１，１）に位置する静電容量検出素子から（１，Ｎ）に位置する静電容量検出素子の順に第１行の指紋の凹凸を検出した後、次に（２，１）に位置する静電容量検出素子から（２，Ｎ）に位置する静電容量検出素子の順に第２行の指紋の凹凸を検出するといったように、（Ｍ，Ｎ）に位置する静電容量検出素子まで順次各ピクセルごとに指紋の凹凸を検出していく。その結果、例えば図２（Ａ）、（Ｂ）に示すような指紋画像を得ることができる。
【０１１６】
ここで、電源電圧Ｖｄｄに正電源を用いる場合には、ゲート電圧がゼロ近傍でドレイン電流が流れないエンハンスメント型ｎ型トランジスタにて、信号増幅用ＴＦＴ２４６を形成すればよい。ＣＤ＞１０×ＣＴを満たす場合には、信号増幅用ＴＦＴ２４６の伝達特性におけるドレイン電流が最小値となるゲート電圧（最小ゲート電圧）をＶｍｉｎとしたとき、０＜Ｖｍｉｎ＜０．１×Ｖｄｄを満たせばよい。
【０１１７】
電源電圧Ｖｄｄに負電源を用いる場合には、ゲート電圧がゼロ近傍でドレイン電流が流れないエンハンスメント型ｐ型トランジスタにて、信号増幅用ＴＦＴ２４６を形成すればよい。ＣＤ＞１０×ＣＴを満たす場合には、信号増幅用ＴＦＴ２４６の伝達特性におけるドレイン電流が最小値となるゲート電圧（最小ゲート電圧）をＶｍｉｎとしたとき、０．１×Ｖｄｄ＜Ｖｍｉｎ＜０を満たせばよい。
【０１１８】
情報装置１００では、このような構成の指紋センサ２３２が周期的に指紋の検出を行い、指紋画像を取り込むことができる。一例として、指紋センサ２３２は、以下のような仕様を有する。
（ａ）指紋センサのサイズ：２０ｍｍ×２０ｍｍ
（ｂ）解像度：３８６ｄｐｉ（３０４行×３０４行）
（ｃ）指紋画像のサンプリングタイム：３６．９７ｍｓ
（ｄ）フレーム周波数：２７．０５Ｈｚ
（ｅ）水平走査期間：１２１．６μｓ
（ｆ）水平走査周波数：８．２２５ｋＨｚ
（ｇ）１画素当たりの選択期間：４００ｎｓ
２．２ 動作例
以下では、フローチャートを用いて情報装置１００の全体の動作例を説明しながら、情報装置１００の各部の動作について説明する。
【０１１９】
２．２．１ 認証処理
図１３に、情報装置１００の認証フローの一例を示す。
【０１２０】
情報装置１００のＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２１２に格納されたプログラムにしたがって、以下の認証処理を行う。
【０１２１】
まず情報装置１００の起動スイッチ２３４に電源が投入されると、リセット信号がアクティブとなりＲＯＭ２１２及び不揮発性メモリ２１６を除く各部が初期化される。
【０１２２】
リセット信号の解除を検出すると（ステップＳ３５０：Ｙ）、ＣＰＵ２１０はセンサコントローラ２２８に指紋情報（広義には、個人情報）の採取を指示する（ステップＳ３５１）。ここでは、指紋画像の取り込み開始を指示することになる。センサコントローラ２２８は指紋センサ（個人情報採取部）２３２に所定の信号を発し、指紋情報を読み取る。図１２（Ａ）、（Ｂ）に示したようにピクセルごとに読み取られた指紋情報は、１枚の指紋画像となるようにセンサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられる。
【０１２３】
次に、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１２より画像解析プログラム（ルーチン）を読み出し、センサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられた指紋画像を解析する（ステップＳ３５２）。これにより、指紋画像の特徴点が抽出され、これら特徴点の指紋センサ上での座標が定まる。
【０１２４】
指紋画像の特徴点は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示したように分岐点及び端点を用いる。特徴点の抽出は、センサ用ＲＡＭ２３０に蓄積された１枚の指紋画像のノイズを除去した後、稜線（山、凸部）を細く明瞭な曲線とする画像処理を行う。その際、本来つながっているべき稜線が切断されている場合には補完してつなげる処理を行う。その上で、指紋画像の分岐点と端点とを抽出する。
【０１２５】
分岐点と端点とが抽出されると、指紋センサ２３２の各電極行列上での座標を特定する。ここで、時刻ｔで取り込まれた指紋画像においてｋ（ｋは整数）個の特徴点が抽出されたものとすると、ベクトルｒｔ，１〜ｒｔ，ｋまでの座標として次の（６）式のように定めることができる。
【０１２６】
【数１】
【０１２７】
ここで、ｘｔ，α、ｙｔ，αは、指紋センサ上の互いに直交するＸＹ軸により規定される座標である。
【０１２８】
例えばβ個目の特徴点のベクトルｒｔ，βが、指紋センサ行列上の（ｉ，ｊ）の位置に存在する場合、ｘｔ，β＝ｉ、ｙｔ，β＝ｊとなり、次の（７）式のように、指紋センサ２３２により指紋画像を取り込むための座標空間での絶対位置を表すことができる。
【０１２９】
【数２】
【０１３０】
このようにして、抽出された特徴点の位置（座標）などの特徴点情報を含む指紋画像解析結果は、ＤＲＡＭ２１４に蓄えられる。
【０１３１】
図１３のステップＳ３５２において、取り込まれた指紋画像の解析が終了すると、ＣＰＵ２１０は、デコーダ２２０に個人認証情報（広義には登録情報）を不揮発性メモリ２１６から取り出すように指示する（ステップＳ３５３）。不揮発性メモリ２１６には、予め登録された個人認証情報（指紋の特徴点情報。広義には登録情報）が暗号化されて格納されている。デコーダ２２０は、不揮発性メモリ２１６から読み出された個人認証情報を解読してＣＰＵ２１０に提供する。
【０１３２】
ＣＰＵ２１０は、デコーダ２２０から提供された個人認証情報と、ＤＲＡＭ２１４に蓄えられていた指紋画像とを比較照合する（ステップＳ３５４）。
【０１３３】
ステップＳ３５４において照合結果が不一致のとき（ステップＳ３５４：Ｎ）、ＣＰＵ２１０は「認証できませんでした」といったような不一致結果を示す画像を作成し、ＶＲＡＭ２２４に蓄える（ステップＳ３５５）。
【０１３４】
続いて、ＣＰＵ２１０は、ディスプレイコントローラ２２２に対し、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられた画像を表示するように指示する（ステップＳ３５６）。ディスプレイコントローラ２２２は、ディスプレイ２２６に所定の信号を発し、ＶＲＡＭ２２４内の画像を表示する。
【０１３５】
一方、ステップＳ３５４において照合結果が一致したとき（ステップＳ３５４：Ｙ）、ＣＰＵ２１０はデコーダ２２０を介して不揮発性メモリ２１６から、認証された本人のカード情報（例えば銀行預金の残高など）を読み出し（ステップＳ３５７）、ＤＲＡＭ２１４に蓄える。或いは、ＣＰＵ２１０は外部と情報を交換し、ＤＲＡＭ２１４に蓄える。
【０１３６】
次に、ＣＰＵ２１０は、ＤＲＡＭ２１４内の情報の内で表示すべき情報を選別し、それに対応する画像を作成する（ステップＳ３５８）。作成された画像の情報は、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられる。そして、ＣＰＵ２１０は、ディスプレイコントローラ２２２に対し、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられた画像を表示するように指示する（ステップＳ３５９）。ディスプレイコントローラ２２２は、ディスプレイ２２６に所定の信号を発し、ＶＲＡＭ２２４内の画像を表示する。
【０１３７】
２．２．２ 照合方法
情報装置１００では、処理負荷を軽減するため、指紋画像を認証する場合に指紋画像の特徴点を用いる。照合方法としては、例えば不揮発性メモリ２１６から読み出された個人認証情報として指紋の特徴点情報（特徴点の位置）と、取り込まれた指紋画像から抽出された特徴点の位置とを、互いにずらしながら各点の位置が一致するかどうかを繰り返し検査して特徴点の配置（分布）により照合する方法がある。
【０１３８】
また特徴点ごとに数値化した情報を持たせておくようにすることも可能である。この場合、指紋の特徴点ごとに、数値が一致するか否かを判別するだけでよいので、繰り返し照合を行う処理負荷をより軽減することができるようになる。
【０１３９】
このような指紋の特徴点に対して付加される数値化した情報としては、他の特徴点との位置関係に基づいて求められる数値がある。以下では、各特徴点の結線関係を数値化した場合と、各特徴点を結ぶ線分と指紋画像の稜線との関係を数値化した場合について説明する。
【０１４０】
２．２．２．１ 結線関係を数値化する方法
この方法では、特徴点ごとに、最も近い他の特徴点と、その次に近い他の特徴点との間をそれぞれ直線で結ぶ。そうすると、各特徴点には、複数個の線分が引かれた状態となるので、特徴点ごとに線分の長さと角度を数値情報として持たせることができる。したがって、同様にして予め特徴点ごとに数値情報を有する登録された登録情報と照合する場合、特徴点ごとに数値の比較のみを行えばよいので、複雑で、かつ厳密さが必要とされる照合処理を少ない処理負荷で行うことができる。
【０１４１】
図１４に、指紋画像の特徴点の結線例を示す。
【０１４２】
ここでは、例として分岐点を特徴点としている。このように特徴点ごとに複数個の線分が引かれた状態となる。例えば特徴点Ｐに着目すれば、特徴点Ｐから最も近い他の特徴点は特徴点Ｐ´であり、その次に近い他の特徴点は特徴点Ｐ´´である。また特徴点Ｐ´´´から最も近い特徴点は特徴点Ｐ´であり、その次に近い他の特徴点は特徴点Ｐである。したがって、特徴点Ｐには、特徴点Ｐを起点とした３つの線分、すなわち特徴点Ｐ及び特徴点Ｐ´を結ぶ線分と、特徴点Ｐ及び特徴点Ｐ´´とを結ぶ線分と、特徴点Ｐ及び特徴点Ｐ´´´とを結ぶ線分とが関連付けられる。これら３つの線分から選ばれた２つの線分のなす角度と各線分長とを含む数値情報を各点に付加することになる。
【０１４３】
こうして各特徴点にはＮ（Ｎは２以上の整数）本の結線が引かれ、それに対応してＮ個の線分長情報が与えられる。同時に、ＮＣ２個の角度情報が定められる。例えば図１５（Ａ）では、特徴点Ｐ１を起点に３本の結線が引かれ、３個の線分長情報及び３Ｃ２（＝３）個の角度情報とが特徴点Ｐ１に与えられている。３本の線分をＬ１２、Ｌ１３、Ｌ１４とし、線分Ｌ１ｉと線分Ｌ１ｊとがなす角度をθ１ｉｊと記すと、照合や比較に用いる指紋情報として特徴点Ｐ１には（Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，θ１２３，θ１４２，θ１４３）が与えられる。このようにして各特徴点には固有の数値群が割り振られる（図１５（Ｂ））。
【０１４４】
また図１６に示すように、２つの線分の内積値ＩＰを特徴点に対応付けた情報として持たせるようにしてもよい。Ｎ本の線分が引かれている特徴点には、ＮＣ２個の内積値ＩＰが与えられる。ここで内積値ＩＰは、図１５（Ａ）に示す場合において、３個のＩＰ１ｉｊ（＝Ｌ１ｉ・Ｌｉｊ・ｃｏｓθ１ｉｊ）である。
【０１４５】
こうして各特徴点とその特徴点固有の数値情報が付与される。指紋にｋ個の特徴点があれば、対応してｋ個の数値情報が得られる。指紋を照合したり、或いは比較する場合、こうした一群の数値情報が、所定の誤差範囲で一致しているか否かを検証し、その一致の割合をもって個人認証や指位置比較を行う。例えば特徴点に線分長情報と角度情報とが与えられる場合、図１５（Ｃ）に示すように、基準情報（照合時の登録情報、又は比較時の前フレームにおける特徴点情報）内に固有数値情報（Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３，θｉ１２，θｉ１３，θｉ２３）により特徴付けられる特徴点Ｐｉが認められ、採取情報（最新フレームで得られた特徴点情報）内に固有数値情報（Ｌｊ１，Ｌｊ２，Ｌｊ３，θｊ１２，θｊ１３，θｊ２３）により特徴付けられる特徴点Ｐｊが認められるものとする。これら数値情報内で少なくとも２つの線分長情報と、それらの線分の指す角度とが特徴点ＰｉとＰｊとで一致したとき、特徴点Ｐｉ、Ｐｊは同一の特徴点とみなすことができる。指紋認証を行う際には、少なくとも４点以上の特徴点が登録情報内の特徴点と一致すべきである。また位置比較を行う際には前フレームにおける特徴点と最新フレームにおける特徴点とで２点以上（理想的には３点以上）一致すべきである。
【０１４６】
なお、特徴点であれば、分岐点や端点の区別なく結線してもよいが、分岐点及び端点を選択して結線してもよい。或いは、分岐点同士、又は端点同士を結線してもよい。このように特徴点同士の結線条件を考慮することで、より厳密な照合を行うことができる。
【０１４７】
２．２．２．２ 稜線との関係を数値化する方法
この方法では、特徴点同士を直線で結ぶ。そうすると、各特徴点同士を結ぶ線分は、指紋画像に示される指紋の稜線を横切ることになるため、特徴点に関連付けられた線分が稜線を横切る回数を数値情報として持たせることができる。この場合、同様にして予め特徴点ごとに数値情報を有する登録された登録情報と照合する場合、特徴点同士を結ぶ線分ごとに数値の比較のみを行えばよいので、複雑で、かつ厳密さが必要とされる照合処理を少ない処理負荷で行うことができる。
【０１４８】
図１７（Ａ）に、指紋画像の特徴点同士の結線例を示す。
【０１４９】
このように特徴点同士を結ぶ線分が引かれた状態となる。例えば特徴点Ｐと、他の特徴点Ｐ´、Ｐ´´とを結ぶ線分が設けられる。したがって、特徴点Ｐと特徴点Ｐ´とを結ぶ線分ＬＬ１は指紋の稜線を横切らないので「０」、特徴点Ｐと特徴点Ｐ´´とを結ぶ線分ＬＬ２は指紋の稜線を４回横切るので「４」という数値情報（稜線情報）が、特徴点Ｐに関連付けられた線分ＬＬ１、ＬＬ２に対応付けられる。
【０１５０】
こうすることで、例えば図１７（Ｂ）に示すように、特徴点ごとに、他の特徴点との間に引かれる線分ＬＬｘに対応付けて指紋の稜線を横切る数の組を有する稜線情報を設けることができる。すなわち、特徴点Ｐ、Ｐ´については、２本の線分について指紋の稜線を横切る回数の組み合わせを稜線情報として付与される。また特徴点Ｐ´´については、４本の線分について指紋の稜線を横切る回数の組み合わせを稜線情報として付与される。このような稜線情報を付与することによって、特徴点同士を、各特徴点に対応して設けられた稜線情報に含まれる指紋の稜線の横切る回数の組を用いて比較するだけで済むので、照合処理を少ない処理負荷で行うことができる。
【０１５１】
２．２．３ 表示制御処理
続いて、図１３に示す認証処理後に行われる表示制御処理の具体例について説明する。
【０１５２】
図１８に、情報装置１００の表示制御処理フローの一例を示す。
【０１５３】
情報装置１００のＣＰＵ２１０は、図１３に示す認証処理により取り込んだ指紋画像が登録された本人のものであると判断された場合に、ＲＯＭ２１２に格納されたプログラムにしたがって、以下の表示制御処理を行う。
【０１５４】
ＣＰＵ２１０は、センサコントローラ２２８に指紋情報の採取を指示する（ステップＳ３７０）。ここでは、指紋画像の取り込み開始を指示することになる。センサコントローラ２２８は指紋センサ（個人情報採取部）２３２に所定の信号を発し、指紋情報を読み取る。図１２（Ａ）、（Ｂ）に示したようにピクセルごとに読み取られた指紋情報は、１枚の指紋画像となるようにセンサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられる。
【０１５５】
なお、指紋センサ２３２が所与のフレーム周波数で繰り返し指紋画像の取り込みを行う場合において図１３に示す認証処理が１フレーム周期で完了するとき、ステップＳ３７０で取り込まれる指紋画像（例えばフレームｆ）は、図１３のステップＳ３５１で取り込まれる指紋画像の次のフレーム（例えばフレーム（ｆ＋１））のものである。
【０１５６】
次に、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１２より画像解析プログラム（ルーチン）を読み出し、センサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられた指紋画像を解析する（ステップＳ３７１）。これにより、指紋画像の特徴点が抽出され、これら特徴点の指紋センサ上での座標が定まる。指紋画像の特徴点は、上述したように分岐点及び端点を用い、抽出された特徴点の位置（座標）などの特徴点情報を含む指紋画像解析結果は、ＤＲＡＭ２１４に蓄えられる。
【０１５７】
次に、ＣＰＵ２１０は、新たな指紋画像解析結果と、古い指紋画像解析結果とを比較して指紋センサ上での指の動きを定める（ステップＳ３７２）。ここで、新たな指紋画像解析結果とは、ステップＳ３７１で得られた表示制御用指紋画像（第２の指紋画像）の解析結果である。古い指紋画像解析結果とは、図１３に示す認証処理のステップＳ３５１で得られた照合用指紋画像（第１の指紋画像）の解析結果である。
【０１５８】
より具体的には、まず時刻ｔ１に取り込まれた照合用指紋画像からｋ個の特徴点が得られ、（８）式のように表される。
【０１５９】
【数３】
【０１６０】
また時刻ｔ２に取り込まれた表示制御用指紋画像からｍ（ｍは整数）個の特徴点が得られ、（９）式のように表される。
【０１６１】
【数４】
【０１６２】
次に、ベクトルｒｔ１，αに対して平行移動変換ベクトルｄと回転変換Ｓとを施して、（１０）式のように、ベクトルｒ´ｔ１，αを得る。
【０１６３】
【数５】
【０１６４】
ここで、平行移動変換ベクトルｄは、（１１）式のように表される。
【０１６５】
【数６】
【０１６６】
また、回転変換Ｓは、（１２）式のように表される。
【０１６７】
【数７】
【０１６８】
そして、得られたベクトルｒ´ｔ１，α（（１０）式）と、ベクトルｒｔ２，β（（９）式）とを比較して、少なくとも例えば３点で一致するまで、ｘｄ、ｙｄ、θの値を変えて変換作業を繰り返す。この変換作業を所定の回数繰り返しても、ベクトルｒ´ｔ１，αと、ベクトルｒｔ２，βとが一致しない場合に、当該指紋画像が本人のものではないと判断する。
【０１６９】
なお図１３におけるステップＳ３５４の照合処理と、図１８におけるステップＳ３７２の比較処理とは、指紋画像の特徴点を用いて行う点で共通する。照合処理は、登録情報と照合用指紋画像との比較を行うものである。比較処理は、照合用指紋画像と表示制御用指紋画像との比較を行うものである。照合処理は、登録された本人のものであるか否かを認証するものであるため、比較処理より厳密に行うことが望ましい。そのため、照合処理では、登録された特徴点から少なくとも４点以上の特徴点が一致することを条件としたり、複数フレームにわたって取り込んだ指紋画像を用いて登録情報と照合を行ったり、或いは頻繁に（例えば各フレーム又は数フレーム間隔）で照合を行ったりすることが望ましい。一方、比較処理では、前フレームと現フレームの指紋画像の比較を行うだけであるため、特徴点のうち最小では２点が一致したときにその移動距離、移動方向、移動速度及び回転角度を求めるようにすることが可能である。
【０１７０】
図１９（Ａ）、（Ｂ）に、あるフレームｆにおける指紋画像と、その次のフレームｆ＋１における指紋画像とを示す。
【０１７１】
それぞれの指紋画像の特徴点を、黒丸で示している。上述の変換作業を繰り返した結果、フレームｆにおける例えば特徴点Ｐｆ，１〜Ｐｆ，３と、フレーム（ｆ＋１）における特徴点Ｐｆ＋１，１〜Ｐｆ＋１，３との対応付けができると、移動変換ベクトルｄ及び回転変換Ｓを求めることができる。すなわち、移動距離、移動方向、回転角度、さらには移動速度を特定することができる。
【０１７２】
図１８において、ステップＳ３７２で指の動きを特定できれば、ＣＰＵ２１０は、指の動きに応じた新たな画像をＤＲＡＭ２１４に蓄えられた情報から作成し（ステップＳ３７３）、新たな画像情報をＶＲＡＭ２２４に蓄える。すなわち、ステップＳ３７２で平行移動変換ベクトルｄと、回転変換Ｓとが定まるので、指紋センサ２３２上での平行移動距離｜ｄ｜の割合に比例させて表示空間での表示領域を移動させたり、表示領域を固定して表示空間自体を移動させた画像を生成することができる。なお、回転変換Ｓについても同様に表示空間に対して施せばよい。
【０１７３】
そして、ＣＰＵ２１０は、ディスプレイコントローラ２２２に対し、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられた画像を表示するように指示する（ステップＳ３７４）。ディスプレイコントローラ２２２は、ディスプレイ２２６に所定の信号を発し、ＶＲＡＭ２２４内の画像を表示する。
【０１７４】
終了するときは（ステップＳ３７５：Ｙ）、一連の処理を終了し（エンド）、終了しないときは（ステップＳ３７５：Ｎ）、ステップＳ３７０に戻る。
【０１７５】
なお、カード使用などで新たな情報（例えば新たな銀行預金残高など）を長期間保存する必要が生じた場合、ＣＰＵ２１０はこれら新情報をエンコーダ２１８に送る。エンコーダ２１８は、入力された新情報を暗号化し、不揮発性メモリ２１６に格納することになる。
【０１７６】
図２０に、表示空間及び表示領域の一例を模式的に示す。
【０１７７】
図２０に示すように表示空間４００の任意の領域をディスプレイ２２６の表示領域として設定できる場合、表示空間４００上を表示領域４１０を移動させたり、或いは表示領域４１０を固定したまま表示空間４００自体を移動させる表示制御を行うことができる。
【０１７８】
いま、フレームｆにおける表示領域４１０が図２１に示す位置に設定されているものとする。この時点で抽出された指紋画像の特徴点と、次のフレーム（ｆ＋１）の指紋画像において抽出された指紋画像の特徴点とを比較した結果、求められた移動変換ベクトルｄ及び回転変換Ｓを用いて変化させた画像は、図２２に示すようになるものとする。
【０１７９】
これは、例えば指紋センサ２３２上で、指が下に動き、時計回りに回転した場合に、表示領域４１０も固定された表示空間４００に対して下に動き、時計回りに回転した場合の画像を示している（順方向）。或いは、指紋センサ上で、指が上に動き、反時計回りに回転した場合に、表示領域を固定した状態で指が表示空間４００を引っ張るように表示空間４００自体が固定された表示領域に対して、上に動いて反時計回りに回転した画像を示している（逆方向）。
【０１８０】
２．２．４ 移動距離等の算出例
図１８に示すステップＳ３７３で、指紋センサ上の指の動きに対応させて変化させた画像の情報は、フレームｆにおける表示空間に対して、例えば次のような操作を施して生成される。
【０１８１】
以下では、指紋センサ２３２のフレーム周波数をｆＦＰ［Ｈｚ］、ディスプレイ２２６のフレーム周波数をｆＤＩＳ［Ｈｚ］としている。
【０１８２】
時刻ｔ１のフレームにおいて取り込まれた指紋画像と、次のフレーム（ｔ２＝ｔ１＋１／ｆＦＰ）において取り込まれた指紋画像との間の平行移動ベクトルｄと、回転変換Ｓ（θ）は、次のように求めることができる。
【０１８３】
まず、平行移動速度ベクトルｖは、（１３）式のようになる
【０１８４】
【数８】
【０１８５】
また回転速度νは、（１４）式のように表すことができる。
【０１８６】
ν＝ｆＦＰ・θ ・・・（１４）
ここでスクロール移動係数をｋｓｄ（ｋｓｄ＝１のとき、指の動きとスクロール速度とが同一、又は指の動きとポインタの移動速度とが同一）、回転速度係数をｋｓｒ（ｋｓｒ＝１のとき、指の回転速度とスクロール回転角度とが一致、又は指の回転速度とポインタの回転速度とが一致）として、表示空間上における表示領域のスクロール量、或いはポインタの移動量を定める。
【０１８７】
フレームｆから次のフレーム（ｆ＋１）の間の平行移動ベクトルｄｄｉｓは、（１５）式のように求めることができる。
【０１８８】
【数９】
【０１８９】
また、回転角度θｄｉｓは、（１６）式のように求めることができる。
【０１９０】
【数１０】
【０１９１】
これにより、回転変換Ｓｄｉｓ（θｄｉｓ）は、（１７）式のように求めることができる。
【０１９２】
【数１１】
【０１９３】
したがって、フレームｆにおけるベクトルｒｄｉｓに対して、次のような計算を行うことで、フレーム（ｆ＋１）の表示すべき表示領域を特定することができる。
【０１９４】
【数１２】
【０１９５】
なおポインタも同様にして、移動後のポインタの位置を求めることができる。ポインタを移動させる場合、操作者にとって順方向であることが望ましい。
【０１９６】
スクロール移動係数ｋｓｄや回転速度係数ｋｓｒは、０．５から２の間が好ましい（０．５＜ｋｓｄ＜２、０．５＜ｋｓｒ＜２）。こうすると、指の動きに、表示画面の動きがほぼ同期するので、情報装置（情報機器）の取り扱い（操作、制御）が快適となる。
【０１９７】
３．周波数切り替え
ところで情報装置１００が適用されるＩＣカード等は携帯型であるため、低消費電力であることが必要とされる。そのため、指紋センサ２３２の使用方法に着目して、指紋センサフレーム周波数（取り込み周波数）を可変にすることで低消費電力化を図ることができる。
【０１９８】
図２３に、指紋センサのフレーム周波数の制御処理の一例を示す。
【０１９９】
ここでは、指紋認証後にスクロール制御を行う場合について説明する。
【０２００】
まず、指紋センサ２３２では、低速モードに設定される（ステップＳ４５０）。ここで低速モードは、指紋センサフレーム周波数が例えば０．３Ｈｚ〜３Ｈｚで指紋画像を取り込むモードである。指紋センサの指の動きに追従する必要がないため高速で行う必要がなく、むしろ低速で行って無駄な電力消費を削減することが望ましいからである。
【０２０１】
そして、低速モードで指紋の採集が行われると（ステップＳ４５１）、指紋画像の有無が判別される（ステップＳ４５２）。
【０２０２】
ここで指紋画像がないと判断されたときには（ステップＳ４５２：Ｎ）、指紋センサに指が接触していないものとして再びステップＳ４５１に戻って指紋の採取を行う。
【０２０３】
一方、ステップＳ４５２で、指紋画像があると判断されたときには（ステップＳ４５２：Ｙ）、上述したように指紋画像の特徴点を抽出し、抽出した特徴点の位置を記憶しておく（ステップＳ４５３）。
【０２０４】
続いて、指紋センサ２３２は高速モードに設定される（ステップＳ４５４）。ここで高速モードは、指紋センサフレーム周波数が例えば１０Ｈｚ〜１００Ｈｚで指紋画像を取り込むモードである。指紋センサの指の動きに追従する必要があるため、ある程度高速で取り込む必要があるが、消費電力の観点から追従可能な最低限の周波数で動作することが望ましい。理想としては２０Ｈｚ〜４０Ｈｚである。
【０２０５】
そして、高速モードで指紋の採集が行われると（ステップＳ４５５）、指紋画像の有無が判別される（ステップＳ４５６）。
【０２０６】
ここで指紋画像がないと判断されたときには（ステップＳ４５６：Ｎ）、指紋センサに指が接触していないものとして、スクロール制御を終了し（ステップＳ４５７）、一連の処理を終了する（エンド）。
【０２０７】
一方、ステップＳ４５６で、指紋画像があると判断されたときには（ステップＳ４５６：Ｙ）、上述したように指紋画像の特徴点を抽出し（ステップＳ４５８）、ステップＳ４５３で記憶した低速モードで採取した指紋の特徴点と比較する（ステップＳ４５９）。
【０２０８】
そして、上述したように移動距離、移動方向、移動速度や回転角度等に応じてスクロール制御を行ってディスプレイ２２６に表示される画像を変化させる（ステップＳ４６０）。
【０２０９】
続いて、移動前の特徴点の位置を、ステップＳ４５８で抽出した移動後の特徴点の位置で更新し（ステップＳ４６１）、ステップＳ４５５に戻り、次に指紋センサ２３２で採取される指紋の動きに対応したスクロール制御を繰り返す。
【０２１０】
このように指紋センサ２３２の使用方法に着目し、必要なときのみ高速化を図ることで無駄な電力消費を削減することができる。ここでは照合の処理を省略して図示したが、少なくとも照合に用いられる指紋画像（第１の指紋画像）を取り込む際のフレーム周波数は、その後に表示制御用に用いられる指紋画像（第２野指紋画像）を取り込む際のフレーム周波数より低いことが望ましい。
【０２１１】
また指紋センサ２３２が周期的に指紋画像を取り込む場合には、必要なときのみ動作させることが望ましい。
【０２１２】
図２４に、ＩＣカードに適用される情報装置１００の指紋センサ２３２で認証を行う操作者の指５００を示している。
【０２１３】
指紋センサ２３２は、図９に示すように、その検出面に容量検出誘電体膜２９９が形成されている。したがって、操作者の指が容量検出誘電体膜２９９に接触しているか否かを検出できれば、その検出結果に応じて周期的に走査を繰り返す指紋センサ２３２の動作を停止させるか、その動作周波数を低くすることができる。
【０２１４】
図２５に、検出面に操作者の指が接しているか否かに応じて指紋センサの周波数制御の処理の一例を示す。
【０２１５】
操作者の指が容量検出誘電体膜２９９に接触しているとき（ステップＳ５１０：Ｙ）、上述の高速モードに設定し（ステップＳ５１１）、フレーム周波数を高くした状態で指紋センサ２３２により指紋画像を取り込む（ステップＳ５１２）。
【０２１６】
一方、操作者の指が容量検出誘電体膜２９９に接触していないとき（ステップＳ５１０：Ｎ）、上述の低速モードに設定し（ステップＳ５１３）、フレーム周波数を低くして、無駄な電力消費を回避する。
【０２１７】
高速モードで指紋採取が行われた後、又は低速モードに設定された後は、終了でない場合には（ステップＳ５１４：Ｎ）、ステップＳ５１０に戻る。
【０２１８】
このように必要なときの指紋センサを高い周波数で動作させるので、無駄な電力消費を削減することができる。なお図２５では、低速モードに設定しているが、いわゆるスタンバイモードとして必要な部分のみを動作し、指紋センサの周波数を停止させることも可能である。
【０２１９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０２２０】
また上述した実施形態では、指の動きにより表示制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指が特定の方向（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に動くとか、これら軸方向の軸の時計回りに９０度回転する等）に動かした場合に、その指の動きを指紋画像として取り込み、該指紋画像の変化（例えば指紋画像の特徴点の位置の変化）に応じて情報装置の機能を変化させるようにすることも可能である。例えば情報装置の動作モードを変更させたり、或いは所与の機能を停止させたり、スイッチオフを行ったりしても良い。また、例えば情報装置がＩＣカードとして、クレジットカードその他のカードの機能を複数有する場合に、指の動きに応じて各カードの機能を切り替え可能に構成することも可能である。また、例えば録音・再生デバイスが複数の機能を有する場合に、再生機能、早送り機能、巻き戻し機能などの機能を切り替えるように構成することも可能である。
【０２２１】
また図１又は図４において、画像生成部４０及び表示部５０を含まなくてもよい。この場合、比較部３０、１３０に基づく比較結果を操作情報として制御される情報装置を提供することも可能である。
【０２２２】
また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の１の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 情報装置の構成の一例を示す構成概要図。
【図２】 図２（Ａ）は、指紋の特徴点である分岐点の一例の説明図。図２（Ｂ）は、指紋の特徴点である端点の一例の説明図。
【図３】 図３（Ａ）は、画像のスクロールを示す模式図。図３（Ｂ）は、ポインタの移動を示す模式図。
【図４】 操作者の認証を行う情報装置の構成の一例の構成概要図。
【図５】 情報装置の動作フローの一例の前半部を示すフロー図。
【図６】 情報装置の動作フローの一例の後半部を示すフロー図。
【図７】 情報装置の詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図８】 指紋センサの構成の一例を示す構成図。
【図９】 指紋センサの静電容量検出素子の断面図。
【図１０】 指紋センサの誘電体膜に指紋の山を接触させたときの静電容量検出素子の等価回路図。
【図１１】 指紋センサの誘電体膜に指紋の谷を接触させたときの静電容量検出素子の等価回路図。
【図１２】 図１２（Ａ）は、指紋センサで配列された静電容量検出素子の説明図。図１２（Ｂ）は、各静電容量検出素子で検出された指紋の凹凸を１枚の指紋画像にするための手順の説明図。
【図１３】 情報装置の認証フローの一例を示すフロー図。
【図１４】 指紋画像の特徴点の結線例を示す説明図。
【図１５】 図１５（Ａ）は特徴点を起点に設けられた２つの線分を示す図。図１５（Ｂ）は２つの線分の長さと２つの線分のなす角度とを特徴点に対応付けた例を示す図。図１５（Ｃ）は基本情報と採取情報とを示す図。
【図１６】 ２つの線分の内積値を特徴点に対応付けた例を示す図。
【図１７】 図１７（Ａ）は指紋画像の特徴点同士の結線例を示す図。図１７（Ｂ）は稜線情報の例を示す図。
【図１８】 情報装置の表示制御フローの一例をフロー図。
【図１９】 図１９（Ａ）、（Ｂ）は、フレームｆにおける指紋画像と、その次にフレームｆ＋１における指紋画像を示す図。
【図２０】 表示空間及び表示領域の一例を示す模式図。
【図２１】 スクロール制御される前の表示領域の一例を示す図。
【図２２】 スクロール制御された後の表示領域の一例を示す図。
【図２３】 指紋センサのフレーム周波数の制御処理の一例を示すフロー図。
【図２４】 ＩＣカードに適用される情報装置の指紋センサで認証を行う操作者の指を模式的に示す図。
【図２５】 検出面に操作者の指が接しているか否かに応じて指紋センサの周波数制御の処理の一例を示すフロー図。
【符号の説明】
１０、１００ 情報装置、２０ 指紋画像取込部、３０、１３０ 比較部、４０画像生成部、５０ 表示部、６０、１４０ 特徴点抽出部、１１０ 照合部、１２０ 登録情報、２００ バス、２１０ ＣＰＵ、２１２ ＲＯＭ、２１４ ＤＲＡＭ、２１６ 不揮発性メモリ、２１８ エンコーダ、２２０ デコーダ、２２２ ディスプレイコントローラ、２２４ ＶＲＡＭ、２２６ ディスプレイ、２２８ センサコントローラ、２３０ センサ用ＲＡＭ、２３２ 指紋センサ、２３４ 起動スイッチ、２４０ 電源線、２４２ 共通電源線、２４２ 出力線、２４４ 静電容量検出素子、２４６ 信号増幅素子（信号増幅ＭＩＳ型薄膜半導体装置）、２４８ 信号検出素子、２５０ 電源用パスゲート、２５２ 共通電源線、２６０ 電源選択回路、２６２ 電源用シフトレジスタ、２６４ 電源選択用出力線、２７０ 出力信号用パスゲート、２７２ 共通出力線、２８０出力信号選択回路、２８２ 出力信号用シフトレジスタ、２８４ 出力選択用出力線、２９０ 絶縁層、２９１ 半導体膜、２９１Ａ ソース領域、２９１Ｂドレイン領域、２９１Ｃ チャネル領域、２９２ ゲート絶縁膜、２９３ ゲート電極、２９４ 第一層間絶縁膜、２９５ 第一配線層、２９６ 第二層間絶縁膜、２９７ 第二配線層、２９８ 容量検出電極、２９９ 容量検出誘電体膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示部を有する情報装置及び表示制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示部を有する情報装置では、メニュー画面上の位置を指定したり、画面上のポインタを移動させたりして、各種制御（操作）が行われる。このような制御指示は、例えば同調回路を有する入力指示器を用いて、マトリックス状に配設された導体を有するパネル上で座標位置を特定することができることを利用して行うことができる（例えば、特許文献１参照）。この場合、マトリックス状に配設されたＸ方向又はＹ方向について、いずれか２本の導体に電流を流し、入力指示器内の同調回路と導体との磁気的結合によって生ずる電圧により、パネル上で指定された位置を特定する。こうして特定された位置を指示情報として、情報装置が制御される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１３４６３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集積化技術や実装技術等の進歩により、ＩＣカード、個人用携帯情報端末（Personal Digital Assistance：以下、ＰＤＡと略す。）、パソコン、携帯電話等の携帯型情報機器（広義には情報装置）が用いられるようになっている。このような情報機器では、携帯性が重要視されるため、小型軽量化や低消費電力化が必要とされる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された入力装置を用いた情報機器では、バッテリによる長時間駆動は困難である。また入力指示器を用いる必要があるため、小型軽量化が難しい。したがって、特許文献１に開示された入力装置を携帯型情報機器に適用するを実装することは困難である。
【０００６】
一方、いわゆる情報化社会により、携帯型情報機器において個人固有の情報が扱われるようになっている。そのため、これら携帯型情報機器における機密保持の必要性が高まっている。したがって、携帯型情報機器では、認証された本人以外では制御指示ができないように構成し、機密保持性を向上させることが望ましい。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡素な構成で高精度に表示部の表示制御を行うことができる情報装置及び表示制御方法を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的は、機密保持性を高めると共に表示部の表示制御を行うことができる情報装置及び表示制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて変化する画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部によって生成された画像を表示する表示部とを含む情報装置に関係する。
【００１０】
本発明においては、指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像と、該第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像とを比較し、この比較結果に基づいて変化する画像が表示部に表示される。したがって、第１及び第２の指紋画像が他人のものである場合には、画像を変化させないようにすることができるようになる。これにより、指以外のものが画像として取り込まれた場合に誤動作することがなくなり、操作者の意図通り画像の表示制御を行うことができるようになる。また、第１及び第２の指紋画像を対応付けることができない他人の操作により情報が流出することを防止することができる。さらに本発明に係る情報装置では、表示画面のスクローリングデバイスやポインティングデバイスを別途設ける必要がないので、装置の小型化や表示部の大型化を図ることができるようになる。特に本発明に係る情報装置がＩＣカードやスマートカード等の高機能カード型情報装置に適用される場合には省スペース化の効果を有する。
【００１１】
また本発明に係る情報装置では、前記第１及び第２の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部を含み、前記比較部は、前記第１及び第２の指紋画像の特徴点の位置を比較し、前記画像生成部は、前記第１及び第２の指紋画像において、対応する特徴点の位置の移動方向、移動距離及び回転角度を用いて画像を生成することができる。
【００１２】
本発明においては、指紋画像の特徴点を抽出し、抽出した特徴点を用いて画像を変化させるようにしている。したがって、指紋画像の比較処理において比較すべき情報量を大幅に削減することができ、処理負荷を軽減することができる。そして、情報装置の小型化にも貢献することができる。
【００１３】
また本発明に係る情報装置では、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部を含み、前記比較部は、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較することができる。
【００１４】
本発明においては、取り込んだ第１の指紋画像を登録情報と照合し、該第１の指紋画像が登録情報に登録された本人のものであると判断されたときに、該第１の指紋画像を用いて第２の指紋画像と比較し、表示画像を変化させるようにしている。したがって、クレジットカードやキャッシュカードといった高い機密保持性が要求される用途に適用することができる。しかも、照合の際に厳密に指紋画像を精査して認証することができるため、その後の第２の指紋画像との比較処理では大まかな比較処理（例えば一致点が照合処理の５０％程度）で済ませることができる。これにより、指紋画像の動きに追従するために処理負荷がかかる一方、比較処理を簡素化できるため、高い機密保持性を維持しつつ、処理負荷をかけることなく高精度で表示制御可能な情報装置を提供することができる。
【００１５】
また本発明に係る情報装置では、前記照合部は、前記第１の指紋画像の特徴点を用いて、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであるか否かを判断することができる。
【００１６】
本発明においては、指紋画像の特徴点を用いて照合を行うようにしたので、指紋画像の照合処理において比較すべき情報量を大幅に削減することができ、処理負荷を軽減することができる。
【００１７】
また本発明に係る情報装置では、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部とを含み、前記比較部は、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点に対応して、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を有し、前記照合部は、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点に最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とに基づいて照合することができる。
【００１８】
本発明においては、特徴点ごとに、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を対応付けることができる。したがって、指紋画像の特徴点に対応付ける情報量を削減することができると共に、当該情報による照合処理の負荷を大幅に削減することができる。
【００１９】
また本発明に係る情報装置では、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部とを含み、前記比較部は、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が、該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を含む情報を有し、前記照合部は、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が前記第１の指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数とに基づいて照合することができる。
【００２０】
本発明においては、特徴点ごとに、指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が当該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を用いて照合を行うようにした。したがって、指紋画像の特徴点に対応付ける情報量を削減することができると共に、当該情報による照合処理の負荷を大幅に削減することができる。
【００２１】
また本発明に係る情報装置では、前記特徴点は、指紋の山に対応する稜線の分岐点及び端点のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００２２】
本発明によれば、より一般的な画像処理により、指紋画像から特徴点を抽出することができるので、指紋画像の認証又は比較の処理を簡素化することができる。
【００２３】
また本発明に係る情報装置では、前記指紋画像取込部は、周期的に指紋画像の取り込みを行う場合に、少なくとも前記第１の指紋画像を取り込むときの周波数は、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数より低いものであってもよい。
【００２４】
本発明においては、第１の指紋画像を取り込むときには取り込み周波数（フレーム周波数）を低くし、第２の指紋画像を取り込むときには取り込み周波数を高くする制御を行うようにしている。したがって、指紋画像の動きに追従するために高速に指紋画像を取り込む必要があるときのみ周波数を高くし、それ以外では周波数を低くすることができ、無駄な電力消費を削減することができるようになる。
【００２５】
また本発明に係る情報装置では、前記指紋画像取込部は、指紋画像を取り込むための検出面を有し、該検出面に取込対象の指が接触ているとき、第１の周波数で動作する高速モードに移行し、前記検出面に取込対象の指が接触していないとき、前記第１の周波数より低い第２の周波数で動作する低速モードに移行することができる。
【００２６】
本発明においては、指紋画像を取り込む必要があるときのみ高速モードに移行し、それ以外では低速モードに移行させることができるので、無駄な電力消費を削減することができるようになる。
【００２７】
また本発明に係る情報装置では、前記画像生成部は、前記比較部の比較結果に基づいてスクロール制御された画像を生成することができる。
【００２８】
また本発明に係る情報装置では、前記画像生成部は、前記比較部の比較結果に基づいてポインタを移動させた画像を生成することができる。
【００２９】
本発明によれば、表示空間が表示部の表示領域より大きい場合であっても、機密保持性を維持した情報装置の省スペース化を実現することが可能である。
【００３０】
また本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像の特徴点と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像の特徴点とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいてスクロール又はポインタが移動した画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部によって生成された画像を表示する表示部とを含む情報装置に関係する。
【００３１】
また本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像の特徴点と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像の特徴点とを比較する比較部とを含み、前記比較部の比較結果に基づいてその機能が制御される情報装置に関係する。
【００３２】
また本発明は、指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、予め登録された登録情報と、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像とを照合する照合部と、前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像の特徴点と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像の特徴点とを比較する比較部とを含み、前記比較部の比較結果に基づいてその機能が制御される情報装置に関係する。
【００３３】
本発明によれば、指紋画像の特徴点の変化（例えば位置の移動）により、装置の機能を変化させることができるので、より多機能化される情報装置の操作性を向上させることができる。
【００３４】
また本発明は、取り込んだ指紋画像を用いて表示部の表示制御を行う表示制御方法であって、第１の指紋画像を取り込んだ後所与の時間を置いて第２の指紋画像を取り込み、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記第１及び第２の指紋画像の比較結果に基づいて表示画像を変化させる表示制御方法に関係する。
【００３５】
また本発明に係る表示制御方法は、前記第１及び第２の指紋画像の特徴点を抽出し、前記第１及び第２の指紋画像において、対応する特徴点の位置の移動方向、移動距離及び回転角度を用いて画像を変化させることができる。
【００３６】
また本発明に係る表示制御方法は、予め登録された登録情報と前記第１の指紋画像とを照合し、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較することができる。
【００３７】
また本発明に係る表示制御方法は、前記第１の指紋画像の特徴点を用いて、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであるか否かを判断することができる。
【００３８】
また本発明に係る表示制御方法は、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出し、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合し、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点に対応して、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を有し、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点に最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とに基づいて照合することができる。
【００３９】
また本発明に係る表示制御方法は、少なくとも前記第１の指紋画像の特徴点を抽出し、予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合し、前記登録情報は、指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が、該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を含む情報を有し、前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が前記第１の指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数とに基づいて照合することができる。
【００４０】
また本発明に係る表示制御方法は、前記特徴点は、指紋の山に対応する稜線の分岐点及び端点のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００４１】
また本発明に係る表示制御方法は、指紋画像が周期的に取り込まれる場合に、少なくとも前記第１の指紋画像を取り込むときの周波数は、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数より低いものであってもよい。
【００４２】
また本発明に係る表示制御方法は、指紋画像を取り込むための検出面に取込対象の指が接触ているとき、第１の周波数で動作する高速モードに移行し、前記検出面に取込対象の指が接触していないとき、前記第１の周波数より低い第２の周波数で動作する低速モードに移行することができる。
【００４３】
また本発明に係る表示制御方法は、前記比較結果に基づいてスクロール制御された画像が生成されてもよい。
【００４４】
また本発明に係る表示制御方法は、前記比較結果に基づいてポインタを移動させた画像が生成されてもよい。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４６】
１． 情報装置
図１に、情報装置の構成の一例の概要を示す。
【００４７】
本実施形態は、個人認証機能と情報表示機能とを有する情報装置に関する。こうした情報装置としては、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、個人用携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）、ＩＣカード、携帯電話等の機能保持が重要で、ディスプレイ等の情報表示部を有するものである。ここで情報装置は、携帯型情報機器として、例えば集積回路（ＩＣ）を含むＩＣカードに適用することができる。ＩＣカードは、例えばクレジットカードやキャッシュカード等の各種カードとして用いられる。
【００４８】
情報装置１０は、指紋画像取込部２０と、比較部３０と、画像生成部４０と、表示部５０とを含み、さらに特徴点抽出部６０を含んでも良い。
【００４９】
指紋画像取込部２０は、情報装置１０の操作者（利用者）の指紋の画像を取り込む。指紋画像取込部２０は、指紋画像の取り込みを少なくとも２回行うことができるようになっており、例えば所与の周波数で繰り返し指紋画像を取り込む用に構成してもよい。このような指紋画像取込部２０として、種々の方式で指紋検出を行う指紋センサを用いることができる。情報装置１０が携帯型情報機器に適用することを考慮すると、指紋センサは小型のものであることが望ましい。
【００５０】
指紋画像取込部２０により取り込まれた指紋画像を第１の指紋画像とし、該第１の指紋画像を取り込んだ後所与の時間を置いて再度取り込まれた指紋画像を第２の指紋画像とした場合に、比較部３０は、第１及び第２の指紋画像を比較する。比較部３０は、例えば第１の指紋画像を基準に、第２の指紋画像のずれ等を例えば移動方向、移動距離、回転角度として検出する。
【００５１】
画像生成部４０は、表示部５０に表示される画像の情報を生成する。その際、画像生成部４０は、比較部３０の比較結果（検出結果）を反映させて変化させた画像の情報を生成することができるようになっている。例えば指の動きに応じて表示部５０に表示させる情報をスクロールさせたり、或いは表示部５０に表示されているポインタ（矢印）を移動させたりする。このような比較部３０及び画像生成部４０は、メモリに格納された所与のプログラムを実行するマイクロコンピュータやＤＳＰ、専用ＩＣチップ等により実現することができる。
【００５２】
表示部５０は、画像生成部４０により生成された画像の情報に基づく表示を行う。表示部５０として、例えば液晶パネルを用いることができる。この場合、表示部５０は、図示しない液晶駆動回路により画像の情報に対応した電圧で駆動されることになる。
【００５３】
情報装置１０では、比較部３０における処理負荷を軽減するため指紋画像の特徴点を抽出し、該特徴点に基づいて指紋画像の移動等を検出することができる。このため、情報装置１０は、特徴点抽出部６０を含むことができる。特徴点抽出部６０は、指紋画像の稜線（山の部分、凸部）を検出し、分岐する部分と終端する部分を求めることができるようになっている。
【００５４】
図２（Ａ）、（Ｂ）に、指紋の特徴点の一例を示す。
【００５５】
図２（Ａ）は、指紋の分岐点の一例を示す。図２（Ｂ）は、指紋の端点の一例を示す。指紋画像取込部２０で取り込まれた指紋画像は、特徴点抽出部６０において例えば指紋の分岐点が抽出される。図２（Ａ）、（Ｂ）では、指紋画像は、指紋の凸部である稜線の形態を表している。ここで指紋の分岐点は、指紋の稜線が２以上の稜線に分岐する部分である。また指紋の端点は、指紋の稜線が終端する部分である。
【００５６】
指紋の形態が同一となることがないため、その分岐点又は端点の分布も個人によって異なる。したがって、指紋画像の分岐点又は端点を求めることができれば、求めた分岐点又は端点の分布のみを比較すればよいので、比較すべき情報量が少なくなり比較処理の負荷を軽減することができる。
【００５７】
図１において比較部３０は、第１及び第２の指紋画像の分岐点及び端点を含む特徴点の分布を比較して、対応する特徴点の位置のずれから平行移動距離、移動方向、移動速度、回転角度とを求める。画像生成部４０は、比較部３０において求められた平行移動距離、移動方向、移動速度、回転角度に対応して、表示すべき画像のスクロール、又はポインタの移動を行った画像を生成する。表示部５０は、画像生成部４０で比較部３０の比較結果に対応して変化させて生成された画像の表示を行う。
【００５８】
図３（Ａ）、（Ｂ）に、表示制御の一例を示す。
【００５９】
図３（Ａ）は、画像のスクロールを模式的に示したものである。表示すべき表示情報７０において表示部５０では表示領域７２の画像が表示される場合、上述した２つの指紋画像の対応する特徴点の移動に対応して表示領域を移動させた表示領域７４の画像が新たに表示される。
【００６０】
図３（Ｂ）は、ポインタの移動を模式的に示したものである。表示部５０の表示領域８０において表示されたポインタ８２が、上述した２つの指紋画像の対応する特徴点の移動に対応して移動し、新たにポインタ８４の画像が表示される。
【００６１】
このように指紋画像取込部２０と表示部５０とを含む情報装置１０において、指紋画像取込部２０で少なくとも２回取り込まれた指紋画像の特徴点をそれぞれ抽出し、該特徴点の移動により表示部５０のスクロール制御又はポインタ制御等の表示制御を行うようにしたので、簡素な構成で、誤動作を回避し、処理負荷を軽減する表示部の表示制御を行うことができる。また、指紋画像の移動により表示制御を行うので、高精度で表示制御を行うことができる。
【００６２】
図１に示した情報装置において、特徴点同士の対応付けができない場合には表示制御を行うことができないため、誤動作を防止することができる。しかしながら、より理想的には指紋画像取込部２０で取り込まれる指紋画像を用いて操作者の認証を行ってから、上述の表示制御を行うことが望ましい。こうすることで、クレジットカードやキャッシュカードといった高い機密保持性が要求されるＩＣカードに適用することができる。
【００６３】
図４に、操作者の認証を行う情報装置の構成の一例の概要を示す。
【００６４】
ここで図１に示す情報装置１０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６５】
情報装置１００では、指紋画像取込部２０で取り込まれた指紋画像が照合部１１０で用いられる。照合部１１０は、予め登録された登録情報１２０と比較して、取り込まれた指紋画像が登録された本人のものであるか否かを照合する。そして照合部１１０で取り込まれた指紋画像が登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、比較部１３０に対し、上述した表示制御のための比較処理を開始させる指示を行う。
【００６６】
比較部１３０が図１に示す比較部３０と異なる点は、照合部１１０で認証されたことを条件に比較処理を行う点である。比較部１３０と比較部３０における比較処理自体は同様である。
【００６７】
なお照合部１１０においても、処理負荷を軽減するため指紋画像の特徴点を用いることができる。そのため情報装置１００は、特徴点抽出部１４０を含むことができる。特徴点抽出部１４０は、特徴点抽出部６０と同様に指紋画像の分岐点及び端点を抽出する。そして、登録情報１２０には、指紋画像の特徴点についての情報が予め登録される。こうすることで、指紋画像の特徴点により、取り込まれた指紋画像が本人のものか否かを少ない処理負荷で認証することができる。なお図４では、特徴点抽出部６０、１４０を別ブロックとして示しているが、１つのブロックとしてもよい。
【００６８】
図５及び図６に、情報装置１００の動作フローの一例を示す。
【００６９】
まず指紋画像取込部２０で指紋検出が行われ（ステップＳ１５０）、指紋画像が取り込まれる。その結果、照合用指紋画像（第１の指紋画像）が生成される（ステップＳ１５１）。照合用指紋画像は、照合部１１０で用いられる。
【００７０】
照合部１１０では、特徴点抽出部１４０で抽出された照合用指紋画像の特徴点を、登録情報１２０に登録された本人の指紋画像の特徴点と比較して、照合する（ステップＳ１５２、Ｓ１５３）。
【００７１】
照合の結果、照合用指紋画像が登録情報１２０で登録された本人のものではないと判断された場合には（ステップＳ１５３：Ｎ）、使用禁止処理（ステップＳ１５４）を行って一連の処理を終了する（エンド）。ここで使用禁止処理は、例えば表示部５０において、認証不可の旨の表示を行ったり、強制的に電源オフ状態に移行したりすることが考えられる。
【００７２】
一方、ステップＳ１５３において照合の結果、照合用指紋画像が登録情報１２０で登録された本人のものであると判断された場合には（ステップＳ１５３：Ｙ）、照合で使用した照合用指紋画像の特徴点の位置を特定する（ステップＳ１５５）。この特徴点の位置は、特徴点抽出部１４０で抽出された特徴点の座標（絶対値）である。この座標は、指紋画像取込部２０で指紋画像を取り込むために規定される座標空間における位置（例えば指紋センサの検出面における位置）を用いることができる。
【００７３】
次に、再び指紋画像取込部２０で指紋検出が行われ（ステップＳ１５６）、指紋画像が取り込まれる。その結果、表示制御用指紋画像（第２の指紋画像）が生成される（ステップＳ１５７）。表示制御用指紋画像は、比較部１３０で用いられる。
【００７４】
比較部１３０は、特徴点抽出部６０において表示制御用指紋画像の特徴点を抽出し（ステップＳ１５８）、この表示制御用指紋画像の特徴点の位置を特定する（ステップＳ１５９）。そして比較部１３０は、照合用指紋画像（第１の指紋画像）の特徴点の位置と、表示制御用指紋画像（第２の指紋画像）の特徴点の位置とを比較する（ステップＳ１６０）。より具体的には、比較部１３０は、照合用指紋画像の特徴点の座標を基準に、対応する表示制御用指紋画像の特徴点の座標の差異を、平行移動距離、方向、速度及び回転角度として求める（ステップＳ１６１）。このため、照合用指紋画像の特徴点に対応する表示制御用指紋画像の特徴点を見つけ出すことができない場合には、表示制御を行うことができない。したがって、本人が意図しない誤動作や、他人が本人に代わって操作してしまうことを防止することができる。
【００７５】
続いて、ステップＳ１６１で求められた平行移動距離、方向、速度及び回転角度に基づいて、スクロールする距離、方向、速度及び回転角度或いはポインタの平行移動距離、方向、速度及び回転角度を決め（ステップＳ１６２）、表示部５０に表示する（ステップＳ１６３）。
【００７６】
次に指紋画像を取り込みできるか否かを判別し（ステップＳ１６４）、取り込むことができるときには（ステップＳ１６４：Ｙ）、ステップＳ１５６に戻って再び表示制御用指紋画像として取り込みを行う。このとき、前回取り込んだ表示制御用指紋画像の特徴点の位置を基準に、今回取り込む表示制御用指紋画像の位置の移動を検出することで、同様にして表示部５０の表示制御を行うことができる。
【００７７】
一方、ステップＳ１６４で指紋画像を取り込むことができないとき（ステップＳ１６４：Ｎ）、終了するときは（ステップＳ１６５：Ｙ）一連の処理を終了し（エンド）、終了しないときは（ステップＳ１６５：Ｎ）、ステップＳ１５０に戻って再び照合用指紋画像の取り込みを行うことになる。
【００７８】
このように情報装置１００では、取り込んだ指紋画像を用いて指紋認証を行う。そして、認証後は、認証した指紋画像を基準に、再度取り込んだ指紋画像のずれに対応した表示制御を行う。その際、指紋画像の特徴点を用いて照合及びズレの検出を行う。こうすることで、誤動作を回避し、かつ機密保持性を維持したまま表示部の表示制御を行うことができる。
【００７９】
以下では、図４に示した情報装置１００についてより詳細に説明する。
【００８０】
２． 情報装置の詳細例
図７に、情報装置１００の詳細な構成の一例のブロック図を示す。
【００８１】
情報装置１００では、バス２００に接続された中央演算装置（Central Prosessing Unit：以下、ＣＰＵと略す。）２１０により、同様にバス２００に接続された読み出し専用メモリ（Read Only Memory：以下、ＲＯＭと略す。）２１２に記憶されるプログラムにしたがって各部が制御される。ＣＰＵ２１０は、一時記憶装置としてのＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２１４を作業領域として種々の処理を行う。なお一時記憶装置としては、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を用いることも可能である。
【００８２】
ＣＰＵ２１０は、長期間記憶装置としての不揮発性メモリ２１６に記憶されたカード情報の読み出し及び書き込みを行う。ここでカード情報は、機密保持性の高い個人情報（例えば銀行の預金残高等）である。そのため、不揮発性メモリ２１６に書き込む場合は、エンコーダ（暗号化装置）２１８により暗号化を行って書き込む。また不揮発性メモリ２１６から読み出す場合は、デコーダ（暗号解読装置）２２０により暗号解読（復号化）を行って読み出す。なお不揮発性メモリ２１６としては、フラッシュメモリやＳＲＡＭを用いることができる。
【００８３】
バス２００には、ディスプレイコントローラ（表示制御部）２２２と、ＶＲＡＭ２２４とが接続されている。ディスプレイコントローラ２２２は、ＶＲＡＭ２２４に記憶された画像データに基づいてディスプレイ（表示部）２２６に画像を表示させる。
【００８４】
またバス２００には、センサコントローラ（個人情報採取部制御部）２２８と、センサ用ＲＡＭ２３０とが接続されている。センサコントローラ２２８は、指紋センサ（個人情報採取部、指紋画像取込部）２３２で指紋の凹凸を検出し、センサ用ＲＡＭに指紋の凹凸に対応した画像を指紋画像として蓄積する。
【００８５】
ここで、指紋画像取込部２０の機能は指紋センサ２３２により実現される。比較部３０、１３０、画像生成部４０、照合部１１０及び特徴点抽出部６０、１４０の機能は、ＲＯＭ２１２に格納されたプログラムを実行するＣＰＵ２１０により実現される。表示部５０の機能は、ディスプレイ２２６により実現される。登録情報１２０は、ＲＯＭ２１２又は不揮発性メモリ２１６に格納される。
【００８６】
なお本発明は、本発明の各要素が図７に示したデバイスにより実現されるものに限定されるものではない。例えば、指紋画像の特徴点の抽出をソフトウェアで行う必要はなく、汎用チップ若しくは専用チップ等のハードウェアで処理することも可能である。また不揮発性メモリ２１６に対し、エンコーダ２１８及びデコーダ２２０を介さずにアクセスできる構成にしてもよい。この場合、ＣＰＵ２１０により暗号化及び復号化を行って不揮発性メモリ２１６にアクセスするようにしてもよい。
【００８７】
まず、このような情報装置１００をＩＣカードに適用する場合に、好適な指紋センサについて具体的に説明する。
【００８８】
２．１ 指紋センサの構成
指紋画像読取部として用いられる指紋センサ２３２において、指紋の検出方式には種々の方式があるが、指紋の画像を読み取ることができれば方式に限定されない。ただ指紋センサ２３２は、以下に示す静電容量検出方式の指紋センサを用いることで、従来の製造技術を用いて省スペース化を実現し、かつ指紋の凹凸を高精度に検出することができる。
【００８９】
図８に、指紋センサ２３２の構成の一例を示す。
【００９０】
指紋センサ２３２には、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）の電源線２４０と、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の出力線２４２とを有する。Ｍ本の電源線２４０とＮ本の出力線２４２の各交点には静電容量検出素子２４４が設けられている。静電容量検出素子２４４は、指が接触した時の閉回路として図示されており、指紋の凹凸パターンに依存して変化する可変容量ＣＦと、信号増幅素子例えば信号増幅ＭＩＳ型薄膜半導体装置（以下信号増幅用ＴＦＴと略記する）２４６とを有する。静電容量検出素子２４４に指が接触していないときには、可変容量ＣＦの接地端側はオープン状態である。なお、可変容量ＣＦについては後述する。
【００９１】
Ｍ本の電源線２４０の各々は、対応する行に沿って配列されたＮ個の信号増幅用ＴＦＴ２４６のドレインＤに接続されている。また、Ｍ本の電源線２４０の各々は、Ｍ個の電源用パスゲート２５０の各々を介して共通電源線２５２に接続されている。すなわち、電源用パスゲート２５０はＭＩＳ型薄膜半導体装置にて形成され、そのソースＳは電源線２４０に接続され、そのドレインＤは共通電源線２５２に接続されている。電源選択回路２６０内には、上述のＭ個の電源用パスゲート２５０及び共通電源線２５２に加えて、電源用シフトレジスタ２６２が設けられている。電源用シフトレジスタ２６２の電源選択用出力線２６４に、Ｍ個の電源用パスゲート２５０の各ゲートＧが接続されている。
【００９２】
Ｎ本の出力線２４２の各々は、対応する列に沿って配列されたＭ個の信号増幅用ＴＦＴ２４６のソースＳに接続されている。また、Ｎ本の出力線２４２の各々は、Ｎ個の出力信号用パスゲート２７０の各々を介して共通出力線２７２に接続されている。すなわち、出力信号用パスゲート２７０はＭＩＳ型薄膜半導体装置にて形成され、そのドレインＤは出力線２４２に接続され、そのソースＳは共通出力線２７２に接続されている。出力信号選択回路２８０内には、上述のＮ個の出力信号用パスゲート２７０及び共通出力線２７２に加えて、出力信号用シフトレジスタ２８２が設けられている。出力信号用シフトレジスタ２８２の出力選択用出力線２８４に、出力信号用パスゲート２７０のゲートＧが接続されている。
【００９３】
図９に、図８に示す静電容量検出素子２４４の断面図を示す。
【００９４】
ここでは、指が接触されていない状態が図示されている。
【００９５】
この静電容量検出素子２４４は、上述の信号増幅素子である信号増幅用ＴＦＴ２４６に加えて、信号検出素子２４８を有する。
【００９６】
図９において、絶縁層２９０上には、ソース領域２９１Ａ、ドレイン領域２９１Ｂ及びその間のチャネル領域２９１Ｃを有する半導体膜２９１が形成されている。半導体膜２９１上にはゲート絶縁膜２９２が形成され、このゲート絶縁膜２９２を挟んでチャネル領域２９１Ｃと対向する領域にゲート電極２９３が形成されている。この半導体膜２９１、ゲート絶縁膜２９２及びゲート電極２９３で、信号増幅用ＴＦＴ２４６が構成される。なお、電源用パスゲート２５０及び出力信号用パスゲート２７０も、信号増幅用ＴＦＴ２４６と同様にして形成される。
【００９７】
この信号用ＴＦＴ２４６は第一層間絶縁膜２９４により被われている。第一層間絶縁膜２９４上には、図９に示す出力線２４２に相当する第一配線層２９５が形成されている。この第一配線層２９５は信号用ＴＦＴ２４６のソース領域２９１Ａに接続されている。
【００９８】
第一配線層２９５は第二層間絶縁膜２９６により被われている。この第二層間絶縁膜２９６上には、図９に示す電源線２４０に相当する第二配線層２９７が形成されている。この第二配線層２９７は、信号増幅用ＴＦＴ２４６のドレイン領域２９１Ｂに接続されている。なお、図９とは異なる構造として、第二配線層２９７を第一層間絶縁膜２９４上に形成し、第一配線層２９５を第二層間絶縁膜２９６上に形成してもよい。
【００９９】
第二層間絶縁膜２９６上にはさらに、容量検出電極２９８が形成され、それを被って容量検出誘電体膜２９９が形成されている。容量検出誘電体膜２９９は、指紋センサ２３２の最表面に位置して保護膜としても機能し、この容量検出誘電体膜２９９に指が接触される。この容量検出電極２９８及び容量検出誘電体膜２９９により、信号検出素子２４８が構成される。
【０１００】
指紋センサ２３２における指紋検出は、図９に示す容量検出誘電体膜２９９に指を接触させることで実施される。図８では、Ｍ本のうち選択された１本の電源線２４０に電源電圧を供給し、かつ、そのときの信号を、Ｎ本のうち選択された１本の出力線２４２から検出することで、Ｍ×Ｎ個の静電容量検出素子２４４から順次信号を取り出している。
【０１０１】
指紋検出動作は大別して、（１）指紋の山（凸部）が容量検出誘電体膜２９９に接触する場合と、（２）指紋の谷（凹部）が容量検出誘電体膜２９９に対向する場合とがある。
【０１０２】
（１）指紋の山（凸部）が容量検出誘電体膜２９９に接触する場合
図１０に、この場合の静電容量検出素子２４４の等価回路を示す。
【０１０３】
符号３１０は人体の指紋の山に相当し、図９の容量検出電極２９８と誘電体膜２９９を挟んで対向する接地電極３１０が形成されている。ここで、電源電圧Ｖｄｄは共通電源線２４２より供給される。符号ＣＴは、信号増幅用ＴＦＴ２４６のトランジスタ容量であり、符号ＣＤは検出電極３００と接地電極（指）３１０との間の容量である。
【０１０４】
ここで、信号増幅用ＴＦＴ２４６のゲート電極長をＬ（μｍ）、ゲート電極幅をＷ（μｍ）、ゲート絶縁膜の厚みをｔｏｘ（μｍ）、ゲート絶縁膜の比誘電率をεｏｘ、真空の誘電率をεｏとする。このとき、トランジスタ容量ＣＴは、次のようになる。
ＣＴ＝εｏ・εｏｘ・Ｌ・Ｗ／ｔｏｘ
また、容量検出電極２９８の面積Ｓ（μｍ２）、容量検出誘電体膜２９９の厚みをｔｄ（μｍ）、容量検出誘電体膜の比誘電率をεｄとする。このとき、容量ＣＤは、次のようになる。
【０１０５】
ＣＤ＝εｏ・εｄ・Ｓ／ｔｄ
図１０の等価回路において、信号増幅用ＴＦＴ２４６のゲートに印加される電圧ＶＧＴは、（１）式で表される。
【０１０６】
ＶＧＴ＝Ｖｄｄ／（１＋ＣＤ／ＣＴ） ・・・（１）
容量ＣＤをトランジスタ容量ＣＴよりも充分に大きく設定しておけば（例えばＣＤ＞１０×ＣＴ）、（１）式の分母は無限大となり、（２）式のように近似される。
【０１０７】
ＶＧＴ≒０ ・・・（２）
この結果、信号増幅用ＴＦＴ２４６は、そのゲートにほとんど電圧がかからないためオフ状態となる。よって、信号増幅用ＴＦＴ２４６のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉは極めて小さくなる。この電流Ｉを測定することで、測定箇所が指紋パターンの山（凸部）であることが判定できる。
【０１０８】
（２）指紋の谷（凹部）が容量検出誘電体膜２９９に対向する場合
図１１に、この場合の静電容量検出素子２４４の等価回路を示す。
【０１０９】
符号３１２が人体の指紋の谷に相当する。この場合は、図１０に示す容量ＣＤに加えて、誘電体膜２９９と指紋の谷との間に、空気を誘電体とする新たな容量ＣＡが形成される。
【０１１０】
図１１の等価回路において、信号増幅用ＴＦＴ２４６のゲートに印加される電圧ＶＧＶは、（３）式で表される。
【０１１１】
ＶＧＶ＝Ｖｄｄ／｛［１＋（１／ＣＴ）］×１／［（１／ＣＤ）＋（１／ＣＡ）］｝ ・・・（３）
容量ＣＤをトランジスタ容量ＣＴよりも充分に大きく設定しておけば（例えばＣＤ＞１０×ＣＴ）、（３）式は、（４）式のように近似される。
【０１１２】
ＶＧＶ≒Ｖｄｄ／［１＋（ＣＡ／ＣＴ）］ ・・・（４）
さらに、トランジスタ容量ＣＴを、指紋の谷により形成される容量ＣＡよりも充分に大きくしておけば（例えばＣＴ＞１０×ＣＡ）、（４）式は、（５）式のように近似される。
【０１１３】
ＶＧＶ≒Ｖｄｄ ・・・（５）
この結果、信号増幅用ＴＦＴ２４６は、そのゲートに電源電圧Ｖｄｄがかかるためオン状態となる。よって、信号増幅用ＴＦＴ２４６のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉは極めて大きくなる。この電流Ｉを測定することで、測定箇所が指紋パターンの谷（凹部）であることが判定できる。
【０１１４】
このように、図８に示す可変容量ＣＦは、指紋の山が容量検出誘電体膜２９９に接触した時は容量ＣＤとなり、指紋の谷が容量検出誘電体膜２９９に対向としたときは容量ＣＤと容量ＣＡとの和となり、指紋の凹凸にしたがって容量が変化する。この指紋の凹凸に従った容量変化に基づく電流を検出することで、指紋の山または谷を検出できる。
【０１１５】
以上の動作を、図１２（Ａ）に示すように配列されたＭ×Ｎ個（（１，１）〜（Ｍ，Ｎ））の静電容量検出素子２４４にて時分割で実施することで、指紋パターンを検出することが可能となる。より具体的には図１２（Ｂ）に示すように、（１，１）に位置する静電容量検出素子から（１，Ｎ）に位置する静電容量検出素子の順に第１行の指紋の凹凸を検出した後、次に（２，１）に位置する静電容量検出素子から（２，Ｎ）に位置する静電容量検出素子の順に第２行の指紋の凹凸を検出するといったように、（Ｍ，Ｎ）に位置する静電容量検出素子まで順次各ピクセルごとに指紋の凹凸を検出していく。その結果、例えば図２（Ａ）、（Ｂ）に示すような指紋画像を得ることができる。
【０１１６】
ここで、電源電圧Ｖｄｄに正電源を用いる場合には、ゲート電圧がゼロ近傍でドレイン電流が流れないエンハンスメント型ｎ型トランジスタにて、信号増幅用ＴＦＴ２４６を形成すればよい。ＣＤ＞１０×ＣＴを満たす場合には、信号増幅用ＴＦＴ２４６の伝達特性におけるドレイン電流が最小値となるゲート電圧（最小ゲート電圧）をＶｍｉｎとしたとき、０＜Ｖｍｉｎ＜０．１×Ｖｄｄを満たせばよい。
【０１１７】
電源電圧Ｖｄｄに負電源を用いる場合には、ゲート電圧がゼロ近傍でドレイン電流が流れないエンハンスメント型ｐ型トランジスタにて、信号増幅用ＴＦＴ２４６を形成すればよい。ＣＤ＞１０×ＣＴを満たす場合には、信号増幅用ＴＦＴ２４６の伝達特性におけるドレイン電流が最小値となるゲート電圧（最小ゲート電圧）をＶｍｉｎとしたとき、０．１×Ｖｄｄ＜Ｖｍｉｎ＜０を満たせばよい。
【０１１８】
情報装置１００では、このような構成の指紋センサ２３２が周期的に指紋の検出を行い、指紋画像を取り込むことができる。一例として、指紋センサ２３２は、以下のような仕様を有する。
（ａ）指紋センサのサイズ：２０ｍｍ×２０ｍｍ
（ｂ）解像度：３８６ｄｐｉ（３０４行×３０４行）
（ｃ）指紋画像のサンプリングタイム：３６．９７ｍｓ
（ｄ）フレーム周波数：２７．０５Ｈｚ
（ｅ）水平走査期間：１２１．６μｓ
（ｆ）水平走査周波数：８．２２５ｋＨｚ
（ｇ）１画素当たりの選択期間：４００ｎｓ
２．２ 動作例
以下では、フローチャートを用いて情報装置１００の全体の動作例を説明しながら、情報装置１００の各部の動作について説明する。
【０１１９】
２．２．１ 認証処理
図１３に、情報装置１００の認証フローの一例を示す。
【０１２０】
情報装置１００のＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２１２に格納されたプログラムにしたがって、以下の認証処理を行う。
【０１２１】
まず情報装置１００の起動スイッチ２３４に電源が投入されると、リセット信号がアクティブとなりＲＯＭ２１２及び不揮発性メモリ２１６を除く各部が初期化される。
【０１２２】
リセット信号の解除を検出すると（ステップＳ３５０：Ｙ）、ＣＰＵ２１０はセンサコントローラ２２８に指紋情報（広義には、個人情報）の採取を指示する（ステップＳ３５１）。ここでは、指紋画像の取り込み開始を指示することになる。センサコントローラ２２８は指紋センサ（個人情報採取部）２３２に所定の信号を発し、指紋情報を読み取る。図１２（Ａ）、（Ｂ）に示したようにピクセルごとに読み取られた指紋情報は、１枚の指紋画像となるようにセンサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられる。
【０１２３】
次に、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１２より画像解析プログラム（ルーチン）を読み出し、センサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられた指紋画像を解析する（ステップＳ３５２）。これにより、指紋画像の特徴点が抽出され、これら特徴点の指紋センサ上での座標が定まる。
【０１２４】
指紋画像の特徴点は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示したように分岐点及び端点を用いる。特徴点の抽出は、センサ用ＲＡＭ２３０に蓄積された１枚の指紋画像のノイズを除去した後、稜線（山、凸部）を細く明瞭な曲線とする画像処理を行う。その際、本来つながっているべき稜線が切断されている場合には補完してつなげる処理を行う。その上で、指紋画像の分岐点と端点とを抽出する。
【０１２５】
分岐点と端点とが抽出されると、指紋センサ２３２の各電極行列上での座標を特定する。ここで、時刻ｔで取り込まれた指紋画像においてｋ（ｋは整数）個の特徴点が抽出されたものとすると、ベクトルｒｔ，１〜ｒｔ，ｋまでの座標として次の（６）式のように定めることができる。
【０１２６】
【数１】
ここで、ｘｔ，α、ｙｔ，αは、指紋センサ上の互いに直交するＸＹ軸により規定される座標である。
【０１２８】
例えばβ個目の特徴点のベクトルｒｔ，βが、指紋センサ行列上の（ｉ，ｊ）の位置に存在する場合、ｘｔ，β＝ｉ、ｙｔ，β＝ｊとなり、次の（７）式のように、指紋センサ２３２により指紋画像を取り込むための座標空間での絶対位置を表すことができる。
【０１２９】
【数２】
このようにして、抽出された特徴点の位置（座標）などの特徴点情報を含む指紋画像解析結果は、ＤＲＡＭ２１４に蓄えられる。
【０１３１】
図１３のステップＳ３５２において、取り込まれた指紋画像の解析が終了すると、ＣＰＵ２１０は、デコーダ２２０に個人認証情報（広義には登録情報）を不揮発性メモリ２１６から取り出すように指示する（ステップＳ３５３）。不揮発性メモリ２１６には、予め登録された個人認証情報（指紋の特徴点情報。広義には登録情報）が暗号化されて格納されている。デコーダ２２０は、不揮発性メモリ２１６から読み出された個人認証情報を解読してＣＰＵ２１０に提供する。
【０１３２】
ＣＰＵ２１０は、デコーダ２２０から提供された個人認証情報と、ＤＲＡＭ２１４に蓄えられていた指紋画像とを比較照合する（ステップＳ３５４）。
【０１３３】
ステップＳ３５４において照合結果が不一致のとき（ステップＳ３５４：Ｎ）、ＣＰＵ２１０は「認証できませんでした」といったような不一致結果を示す画像を作成し、ＶＲＡＭ２２４に蓄える（ステップＳ３５５）。
【０１３４】
続いて、ＣＰＵ２１０は、ディスプレイコントローラ２２２に対し、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられた画像を表示するように指示する（ステップＳ３５６）。ディスプレイコントローラ２２２は、ディスプレイ２２６に所定の信号を発し、ＶＲＡＭ２２４内の画像を表示する。
【０１３５】
一方、ステップＳ３５４において照合結果が一致したとき（ステップＳ３５４：Ｙ）、ＣＰＵ２１０はデコーダ２２０を介して不揮発性メモリ２１６から、認証された本人のカード情報（例えば銀行預金の残高など）を読み出し（ステップＳ３５７）、ＤＲＡＭ２１４に蓄える。或いは、ＣＰＵ２１０は外部と情報を交換し、ＤＲＡＭ２１４に蓄える。
【０１３６】
次に、ＣＰＵ２１０は、ＤＲＡＭ２１４内の情報の内で表示すべき情報を選別し、それに対応する画像を作成する（ステップＳ３５８）。作成された画像の情報は、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられる。そして、ＣＰＵ２１０は、ディスプレイコントローラ２２２に対し、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられた画像を表示するように指示する（ステップＳ３５９）。ディスプレイコントローラ２２２は、ディスプレイ２２６に所定の信号を発し、ＶＲＡＭ２２４内の画像を表示する。
【０１３７】
２．２．２ 照合方法
情報装置１００では、処理負荷を軽減するため、指紋画像を認証する場合に指紋画像の特徴点を用いる。照合方法としては、例えば不揮発性メモリ２１６から読み出された個人認証情報として指紋の特徴点情報（特徴点の位置）と、取り込まれた指紋画像から抽出された特徴点の位置とを、互いにずらしながら各点の位置が一致するかどうかを繰り返し検査して特徴点の配置（分布）により照合する方法がある。
【０１３８】
また特徴点ごとに数値化した情報を持たせておくようにすることも可能である。この場合、指紋の特徴点ごとに、数値が一致するか否かを判別するだけでよいので、繰り返し照合を行う処理負荷をより軽減することができるようになる。
【０１３９】
このような指紋の特徴点に対して付加される数値化した情報としては、他の特徴点との位置関係に基づいて求められる数値がある。以下では、各特徴点の結線関係を数値化した場合と、各特徴点を結ぶ線分と指紋画像の稜線との関係を数値化した場合について説明する。
【０１４０】
２．２．２．１ 結線関係を数値化する方法
この方法では、特徴点ごとに、最も近い他の特徴点と、その次に近い他の特徴点との間をそれぞれ直線で結ぶ。そうすると、各特徴点には、複数個の線分が引かれた状態となるので、特徴点ごとに線分の長さと角度を数値情報として持たせることができる。したがって、同様にして予め特徴点ごとに数値情報を有する登録された登録情報と照合する場合、特徴点ごとに数値の比較のみを行えばよいので、複雑で、かつ厳密さが必要とされる照合処理を少ない処理負荷で行うことができる。
【０１４１】
図１４に、指紋画像の特徴点の結線例を示す。
【０１４２】
ここでは、例として分岐点を特徴点としている。このように特徴点ごとに複数個の線分が引かれた状態となる。例えば特徴点Ｐに着目すれば、特徴点Ｐから最も近い他の特徴点は特徴点Ｐ´であり、その次に近い他の特徴点は特徴点Ｐ´´である。また特徴点Ｐ´´´から最も近い特徴点は特徴点Ｐ´であり、その次に近い他の特徴点は特徴点Ｐである。したがって、特徴点Ｐには、特徴点Ｐを起点とした３つの線分、すなわち特徴点Ｐ及び特徴点Ｐ´を結ぶ線分と、特徴点Ｐ及び特徴点Ｐ´´とを結ぶ線分と、特徴点Ｐ及び特徴点Ｐ´´´とを結ぶ線分とが関連付けられる。これら３つの線分から選ばれた２つの線分のなす角度と各線分長とを含む数値情報を各点に付加することになる。
【０１４３】
こうして各特徴点にはＮ（Ｎは２以上の整数）本の結線が引かれ、それに対応してＮ個の線分長情報が与えられる。同時に、ＮＣ２個の角度情報が定められる。例えば図１５（Ａ）では、特徴点Ｐ１を起点に３本の結線が引かれ、３個の線分長情報及び３Ｃ２（＝３）個の角度情報とが特徴点Ｐ１に与えられている。３本の線分をＬ１２、Ｌ１３、Ｌ１４とし、線分Ｌ１ｉと線分Ｌ１ｊとがなす角度をθ１ｉｊと記すと、照合や比較に用いる指紋情報として特徴点Ｐ１には（Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，θ１２３，θ１４２，θ１４３）が与えられる。このようにして各特徴点には固有の数値群が割り振られる（図１５（Ｂ））。
【０１４４】
また図１６に示すように、２つの線分の内積値ＩＰを特徴点に対応付けた情報として持たせるようにしてもよい。Ｎ本の線分が引かれている特徴点には、ＮＣ２個の内積値ＩＰが与えられる。ここで内積値ＩＰは、図１５（Ａ）に示す場合において、３個のＩＰ１ｉｊ（＝Ｌ１ｉ・Ｌｉｊ・ｃｏｓθ１ｉｊ）である。
【０１４５】
こうして各特徴点とその特徴点固有の数値情報が付与される。指紋にｋ個の特徴点があれば、対応してｋ個の数値情報が得られる。指紋を照合したり、或いは比較する場合、こうした一群の数値情報が、所定の誤差範囲で一致しているか否かを検証し、その一致の割合をもって個人認証や指位置比較を行う。例えば特徴点に線分長情報と角度情報とが与えられる場合、図１５（Ｃ）に示すように、基準情報（照合時の登録情報、又は比較時の前フレームにおける特徴点情報）内に固有数値情報（Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３，θｉ１２，θｉ１３，θｉ２３）により特徴付けられる特徴点Ｐｉが認められ、採取情報（最新フレームで得られた特徴点情報）内に固有数値情報（Ｌｊ１，Ｌｊ２，Ｌｊ３，θｊ１２，θｊ１３，θｊ２３）により特徴付けられる特徴点Ｐｊが認められるものとする。これら数値情報内で少なくとも２つの線分長情報と、それらの線分の指す角度とが特徴点ＰｉとＰｊとで一致したとき、特徴点Ｐｉ、Ｐｊは同一の特徴点とみなすことができる。指紋認証を行う際には、少なくとも４点以上の特徴点が登録情報内の特徴点と一致すべきである。また位置比較を行う際には前フレームにおける特徴点と最新フレームにおける特徴点とで２点以上（理想的には３点以上）一致すべきである。
【０１４６】
なお、特徴点であれば、分岐点や端点の区別なく結線してもよいが、分岐点及び端点を選択して結線してもよい。或いは、分岐点同士、又は端点同士を結線してもよい。このように特徴点同士の結線条件を考慮することで、より厳密な照合を行うことができる。
【０１４７】
２．２．２．２ 稜線との関係を数値化する方法
この方法では、特徴点同士を直線で結ぶ。そうすると、各特徴点同士を結ぶ線分は、指紋画像に示される指紋の稜線を横切ることになるため、特徴点に関連付けられた線分が稜線を横切る回数を数値情報として持たせることができる。この場合、同様にして予め特徴点ごとに数値情報を有する登録された登録情報と照合する場合、特徴点同士を結ぶ線分ごとに数値の比較のみを行えばよいので、複雑で、かつ厳密さが必要とされる照合処理を少ない処理負荷で行うことができる。
【０１４８】
図１７（Ａ）に、指紋画像の特徴点同士の結線例を示す。
【０１４９】
このように特徴点同士を結ぶ線分が引かれた状態となる。例えば特徴点Ｐと、他の特徴点Ｐ´、Ｐ´´とを結ぶ線分が設けられる。したがって、特徴点Ｐと特徴点Ｐ´とを結ぶ線分ＬＬ１は指紋の稜線を横切らないので「０」、特徴点Ｐと特徴点Ｐ´´とを結ぶ線分ＬＬ２は指紋の稜線を４回横切るので「４」という数値情報（稜線情報）が、特徴点Ｐに関連付けられた線分ＬＬ１、ＬＬ２に対応付けられる。
【０１５０】
こうすることで、例えば図１７（Ｂ）に示すように、特徴点ごとに、他の特徴点との間に引かれる線分ＬＬｘに対応付けて指紋の稜線を横切る数の組を有する稜線情報を設けることができる。すなわち、特徴点Ｐ、Ｐ´については、２本の線分について指紋の稜線を横切る回数の組み合わせを稜線情報として付与される。また特徴点Ｐ´´については、４本の線分について指紋の稜線を横切る回数の組み合わせを稜線情報として付与される。このような稜線情報を付与することによって、特徴点同士を、各特徴点に対応して設けられた稜線情報に含まれる指紋の稜線の横切る回数の組を用いて比較するだけで済むので、照合処理を少ない処理負荷で行うことができる。
【０１５１】
２．２．３ 表示制御処理
続いて、図１３に示す認証処理後に行われる表示制御処理の具体例について説明する。
【０１５２】
図１８に、情報装置１００の表示制御処理フローの一例を示す。
【０１５３】
情報装置１００のＣＰＵ２１０は、図１３に示す認証処理により取り込んだ指紋画像が登録された本人のものであると判断された場合に、ＲＯＭ２１２に格納されたプログラムにしたがって、以下の表示制御処理を行う。
【０１５４】
ＣＰＵ２１０は、センサコントローラ２２８に指紋情報の採取を指示する（ステップＳ３７０）。ここでは、指紋画像の取り込み開始を指示することになる。センサコントローラ２２８は指紋センサ（個人情報採取部）２３２に所定の信号を発し、指紋情報を読み取る。図１２（Ａ）、（Ｂ）に示したようにピクセルごとに読み取られた指紋情報は、１枚の指紋画像となるようにセンサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられる。
【０１５５】
なお、指紋センサ２３２が所与のフレーム周波数で繰り返し指紋画像の取り込みを行う場合において図１３に示す認証処理が１フレーム周期で完了するとき、ステップＳ３７０で取り込まれる指紋画像（例えばフレームｆ）は、図１３のステップＳ３５１で取り込まれる指紋画像の次のフレーム（例えばフレーム（ｆ＋１））のものである。
【０１５６】
次に、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１２より画像解析プログラム（ルーチン）を読み出し、センサ用ＲＡＭ２３０に蓄えられた指紋画像を解析する（ステップＳ３７１）。これにより、指紋画像の特徴点が抽出され、これら特徴点の指紋センサ上での座標が定まる。指紋画像の特徴点は、上述したように分岐点及び端点を用い、抽出された特徴点の位置（座標）などの特徴点情報を含む指紋画像解析結果は、ＤＲＡＭ２１４に蓄えられる。
【０１５７】
次に、ＣＰＵ２１０は、新たな指紋画像解析結果と、古い指紋画像解析結果とを比較して指紋センサ上での指の動きを定める（ステップＳ３７２）。ここで、新たな指紋画像解析結果とは、ステップＳ３７１で得られた表示制御用指紋画像（第２の指紋画像）の解析結果である。古い指紋画像解析結果とは、図１３に示す認証処理のステップＳ３５１で得られた照合用指紋画像（第１の指紋画像）の解析結果である。
【０１５８】
より具体的には、まず時刻ｔ１に取り込まれた照合用指紋画像からｋ個の特徴点が得られ、（８）式のように表される。
【０１５９】
【数３】
また時刻ｔ２に取り込まれた表示制御用指紋画像からｍ（ｍは整数）個の特徴点が得られ、（９）式のように表される。
【０１６１】
【数４】
次に、ベクトルｒｔ１，αに対して平行移動変換ベクトルｄと回転変換Ｓとを施して、（１０）式のように、ベクトルｒ´ｔ１，αを得る。
【０１６３】
【数５】
ここで、平行移動変換ベクトルｄは、（１１）式のように表される。
【０１６５】
【数６】
また、回転変換Ｓは、（１２）式のように表される。
【０１６７】
【数７】
そして、得られたベクトルｒ´ｔ１，α（（１０）式）と、ベクトルｒｔ２，β（（９）式）とを比較して、少なくとも例えば３点で一致するまで、ｘｄ、ｙｄ、θの値を変えて変換作業を繰り返す。この変換作業を所定の回数繰り返しても、ベクトルｒ´ｔ１，αと、ベクトルｒｔ２，βとが一致しない場合に、当該指紋画像が本人のものではないと判断する。
【０１６９】
なお図１３におけるステップＳ３５４の照合処理と、図１８におけるステップＳ３７２の比較処理とは、指紋画像の特徴点を用いて行う点で共通する。照合処理は、登録情報と照合用指紋画像との比較を行うものである。比較処理は、照合用指紋画像と表示制御用指紋画像との比較を行うものである。照合処理は、登録された本人のものであるか否かを認証するものであるため、比較処理より厳密に行うことが望ましい。そのため、照合処理では、登録された特徴点から少なくとも４点以上の特徴点が一致することを条件としたり、複数フレームにわたって取り込んだ指紋画像を用いて登録情報と照合を行ったり、或いは頻繁に（例えば各フレーム又は数フレーム間隔）で照合を行ったりすることが望ましい。一方、比較処理では、前フレームと現フレームの指紋画像の比較を行うだけであるため、特徴点のうち最小では２点が一致したときにその移動距離、移動方向、移動速度及び回転角度を求めるようにすることが可能である。
【０１７０】
図１９（Ａ）、（Ｂ）に、あるフレームｆにおける指紋画像と、その次のフレームｆ＋１における指紋画像とを示す。
【０１７１】
それぞれの指紋画像の特徴点を、黒丸で示している。上述の変換作業を繰り返した結果、フレームｆにおける例えば特徴点Ｐｆ，１〜Ｐｆ，３と、フレーム（ｆ＋１）における特徴点Ｐｆ＋１，１〜Ｐｆ＋１，３との対応付けができると、移動変換ベクトルｄ及び回転変換Ｓを求めることができる。すなわち、移動距離、移動方向、回転角度、さらには移動速度を特定することができる。
【０１７２】
図１８において、ステップＳ３７２で指の動きを特定できれば、ＣＰＵ２１０は、指の動きに応じた新たな画像をＤＲＡＭ２１４に蓄えられた情報から作成し（ステップＳ３７３）、新たな画像情報をＶＲＡＭ２２４に蓄える。すなわち、ステップＳ３７２で平行移動変換ベクトルｄと、回転変換Ｓとが定まるので、指紋センサ２３２上での平行移動距離｜ｄ｜の割合に比例させて表示空間での表示領域を移動させたり、表示領域を固定して表示空間自体を移動させた画像を生成することができる。なお、回転変換Ｓについても同様に表示空間に対して施せばよい。
【０１７３】
そして、ＣＰＵ２１０は、ディスプレイコントローラ２２２に対し、ＶＲＡＭ２２４に蓄えられた画像を表示するように指示する（ステップＳ３７４）。ディスプレイコントローラ２２２は、ディスプレイ２２６に所定の信号を発し、ＶＲＡＭ２２４内の画像を表示する。
【０１７４】
終了するときは（ステップＳ３７５：Ｙ）、一連の処理を終了し（エンド）、終了しないときは（ステップＳ３７５：Ｎ）、ステップＳ３７０に戻る。
【０１７５】
なお、カード使用などで新たな情報（例えば新たな銀行預金残高など）を長期間保存する必要が生じた場合、ＣＰＵ２１０はこれら新情報をエンコーダ２１８に送る。エンコーダ２１８は、入力された新情報を暗号化し、不揮発性メモリ２１６に格納することになる。
【０１７６】
図２０に、表示空間及び表示領域の一例を模式的に示す。
【０１７７】
図２０に示すように表示空間４００の任意の領域をディスプレイ２２６の表示領域として設定できる場合、表示空間４００上を表示領域４１０を移動させたり、或いは表示領域４１０を固定したまま表示空間４００自体を移動させる表示制御を行うことができる。
【０１７８】
いま、フレームｆにおける表示領域４１０が図２１に示す位置に設定されているものとする。この時点で抽出された指紋画像の特徴点と、次のフレーム（ｆ＋１）の指紋画像において抽出された指紋画像の特徴点とを比較した結果、求められた移動変換ベクトルｄ及び回転変換Ｓを用いて変化させた画像は、図２２に示すようになるものとする。
【０１７９】
これは、例えば指紋センサ２３２上で、指が下に動き、時計回りに回転した場合に、表示領域４１０も固定された表示空間４００に対して下に動き、時計回りに回転した場合の画像を示している（順方向）。或いは、指紋センサ上で、指が上に動き、反時計回りに回転した場合に、表示領域を固定した状態で指が表示空間４００を引っ張るように表示空間４００自体が固定された表示領域に対して、上に動いて反時計回りに回転した画像を示している（逆方向）。
【０１８０】
２．２．４ 移動距離等の算出例
図１８に示すステップＳ３７３で、指紋センサ上の指の動きに対応させて変化させた画像の情報は、フレームｆにおける表示空間に対して、例えば次のような操作を施して生成される。
【０１８１】
以下では、指紋センサ２３２のフレーム周波数をｆＦＰ［Ｈｚ］、ディスプレイ２２６のフレーム周波数をｆＤＩＳ［Ｈｚ］としている。
【０１８２】
時刻ｔ１のフレームにおいて取り込まれた指紋画像と、次のフレーム（ｔ２＝ｔ１＋１／ｆＦＰ）において取り込まれた指紋画像との間の平行移動ベクトルｄと、回転変換Ｓ（θ）は、次のように求めることができる。
【０１８３】
まず、平行移動速度ベクトルｖは、（１３）式のようになる
【０１８４】
【数８】
また回転速度νは、（１４）式のように表すことができる。
【０１８６】
ν＝ｆＦＰ・θ ・・・（１４）
ここでスクロール移動係数をｋｓｄ（ｋｓｄ＝１のとき、指の動きとスクロール速度とが同一、又は指の動きとポインタの移動速度とが同一）、回転速度係数をｋｓｒ（ｋｓｒ＝１のとき、指の回転速度とスクロール回転角度とが一致、又は指の回転速度とポインタの回転速度とが一致）として、表示空間上における表示領域のスクロール量、或いはポインタの移動量を定める。
【０１８７】
フレームｆから次のフレーム（ｆ＋１）の間の平行移動ベクトルｄｄｉｓは、（１５）式のように求めることができる。
【０１８８】
【数９】
また、回転角度θｄｉｓは、（１６）式のように求めることができる。
【０１９０】
【数１０】
これにより、回転変換Ｓｄｉｓ（θｄｉｓ）は、（１７）式のように求めることができる。
【０１９２】
【数１１】
したがって、フレームｆにおけるベクトルｒｄｉｓに対して、次のような計算を行うことで、フレーム（ｆ＋１）の表示すべき表示領域を特定することができる。
【０１９４】
【数１２】
なおポインタも同様にして、移動後のポインタの位置を求めることができる。ポインタを移動させる場合、操作者にとって順方向であることが望ましい。
【０１９６】
スクロール移動係数ｋｓｄや回転速度係数ｋｓｒは、０．５から２の間が好ましい（０．５＜ｋｓｄ＜２、０．５＜ｋｓｒ＜２）。こうすると、指の動きに、表示画面の動きがほぼ同期するので、情報装置（情報機器）の取り扱い（操作、制御）が快適となる。
【０１９７】
３．周波数切り替え
ところで情報装置１００が適用されるＩＣカード等は携帯型であるため、低消費電力であることが必要とされる。そのため、指紋センサ２３２の使用方法に着目して、指紋センサフレーム周波数（取り込み周波数）を可変にすることで低消費電力化を図ることができる。
【０１９８】
図２３に、指紋センサのフレーム周波数の制御処理の一例を示す。
【０１９９】
ここでは、指紋認証後にスクロール制御を行う場合について説明する。
【０２００】
まず、指紋センサ２３２では、低速モードに設定される（ステップＳ４５０）。ここで低速モードは、指紋センサフレーム周波数が例えば０．３Ｈｚ〜３Ｈｚで指紋画像を取り込むモードである。指紋センサの指の動きに追従する必要がないため高速で行う必要がなく、むしろ低速で行って無駄な電力消費を削減することが望ましいからである。
【０２０１】
そして、低速モードで指紋の採集が行われると（ステップＳ４５１）、指紋画像の有無が判別される（ステップＳ４５２）。
【０２０２】
ここで指紋画像がないと判断されたときには（ステップＳ４５２：Ｎ）、指紋センサに指が接触していないものとして再びステップＳ４５１に戻って指紋の採取を行う。
【０２０３】
一方、ステップＳ４５２で、指紋画像があると判断されたときには（ステップＳ４５２：Ｙ）、上述したように指紋画像の特徴点を抽出し、抽出した特徴点の位置を記憶しておく（ステップＳ４５３）。
【０２０４】
続いて、指紋センサ２３２は高速モードに設定される（ステップＳ４５４）。ここで高速モードは、指紋センサフレーム周波数が例えば１０Ｈｚ〜１００Ｈｚで指紋画像を取り込むモードである。指紋センサの指の動きに追従する必要があるため、ある程度高速で取り込む必要があるが、消費電力の観点から追従可能な最低限の周波数で動作することが望ましい。理想としては２０Ｈｚ〜４０Ｈｚである。
【０２０５】
そして、高速モードで指紋の採集が行われると（ステップＳ４５５）、指紋画像の有無が判別される（ステップＳ４５６）。
【０２０６】
ここで指紋画像がないと判断されたときには（ステップＳ４５６：Ｎ）、指紋センサに指が接触していないものとして、スクロール制御を終了し（ステップＳ４５７）、一連の処理を終了する（エンド）。
【０２０７】
一方、ステップＳ４５６で、指紋画像があると判断されたときには（ステップＳ４５６：Ｙ）、上述したように指紋画像の特徴点を抽出し（ステップＳ４５８）、ステップＳ４５３で記憶した低速モードで採取した指紋の特徴点と比較する（ステップＳ４５９）。
【０２０８】
そして、上述したように移動距離、移動方向、移動速度や回転角度等に応じてスクロール制御を行ってディスプレイ２２６に表示される画像を変化させる（ステップＳ４６０）。
【０２０９】
続いて、移動前の特徴点の位置を、ステップＳ４５８で抽出した移動後の特徴点の位置で更新し（ステップＳ４６１）、ステップＳ４５５に戻り、次に指紋センサ２３２で採取される指紋の動きに対応したスクロール制御を繰り返す。
【０２１０】
このように指紋センサ２３２の使用方法に着目し、必要なときのみ高速化を図ることで無駄な電力消費を削減することができる。ここでは照合の処理を省略して図示したが、少なくとも照合に用いられる指紋画像（第１の指紋画像）を取り込む際のフレーム周波数は、その後に表示制御用に用いられる指紋画像（第２野指紋画像）を取り込む際のフレーム周波数より低いことが望ましい。
【０２１１】
また指紋センサ２３２が周期的に指紋画像を取り込む場合には、必要なときのみ動作させることが望ましい。
【０２１２】
図２４に、ＩＣカードに適用される情報装置１００の指紋センサ２３２で認証を行う操作者の指５００を示している。
【０２１３】
指紋センサ２３２は、図９に示すように、その検出面に容量検出誘電体膜２９９が形成されている。したがって、操作者の指が容量検出誘電体膜２９９に接触しているか否かを検出できれば、その検出結果に応じて周期的に走査を繰り返す指紋センサ２３２の動作を停止させるか、その動作周波数を低くすることができる。
【０２１４】
図２５に、検出面に操作者の指が接しているか否かに応じて指紋センサの周波数制御の処理の一例を示す。
【０２１５】
操作者の指が容量検出誘電体膜２９９に接触しているとき（ステップＳ５１０：Ｙ）、上述の高速モードに設定し（ステップＳ５１１）、フレーム周波数を高くした状態で指紋センサ２３２により指紋画像を取り込む（ステップＳ５１２）。
【０２１６】
一方、操作者の指が容量検出誘電体膜２９９に接触していないとき（ステップＳ５１０：Ｎ）、上述の低速モードに設定し（ステップＳ５１３）、フレーム周波数を低くして、無駄な電力消費を回避する。
【０２１７】
高速モードで指紋採取が行われた後、又は低速モードに設定された後は、終了でない場合には（ステップＳ５１４：Ｎ）、ステップＳ５１０に戻る。
【０２１８】
このように必要なときの指紋センサを高い周波数で動作させるので、無駄な電力消費を削減することができる。なお図２５では、低速モードに設定しているが、いわゆるスタンバイモードとして必要な部分のみを動作し、指紋センサの周波数を停止させることも可能である。
【０２１９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０２２０】
また上述した実施形態では、指の動きにより表示制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指が特定の方向（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に動くとか、これら軸方向の軸の時計回りに９０度回転する等）に動かした場合に、その指の動きを指紋画像として取り込み、該指紋画像の変化（例えば指紋画像の特徴点の位置の変化）に応じて情報装置の機能を変化させるようにすることも可能である。例えば情報装置の動作モードを変更させたり、或いは所与の機能を停止させたり、スイッチオフを行ったりしても良い。また、例えば情報装置がＩＣカードとして、クレジットカードその他のカードの機能を複数有する場合に、指の動きに応じて各カードの機能を切り替え可能に構成することも可能である。また、例えば録音・再生デバイスが複数の機能を有する場合に、再生機能、早送り機能、巻き戻し機能などの機能を切り替えるように構成することも可能である。
【０２２１】
また図１又は図４において、画像生成部４０及び表示部５０を含まなくてもよい。この場合、比較部３０、１３０に基づく比較結果を操作情報として制御される情報装置を提供することも可能である。
【０２２２】
また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の１の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 情報装置の構成の一例を示す構成概要図。
【図２】 図２（Ａ）は、指紋の特徴点である分岐点の一例の説明図。図２（Ｂ）は、指紋の特徴点である端点の一例の説明図。
【図３】 図３（Ａ）は、画像のスクロールを示す模式図。図３（Ｂ）は、ポインタの移動を示す模式図。
【図４】 操作者の認証を行う情報装置の構成の一例の構成概要図。
【図５】 情報装置の動作フローの一例の前半部を示すフロー図。
【図６】 情報装置の動作フローの一例の後半部を示すフロー図。
【図７】 情報装置の詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図８】 指紋センサの構成の一例を示す構成図。
【図９】 指紋センサの静電容量検出素子の断面図。
【図１０】 指紋センサの誘電体膜に指紋の山を接触させたときの静電容量検出素子の等価回路図。
【図１１】 指紋センサの誘電体膜に指紋の谷を接触させたときの静電容量検出素子の等価回路図。
【図１２】 図１２（Ａ）は、指紋センサで配列された静電容量検出素子の説明図。図１２（Ｂ）は、各静電容量検出素子で検出された指紋の凹凸を１枚の指紋画像にするための手順の説明図。
【図１３】 情報装置の認証フローの一例を示すフロー図。
【図１４】 指紋画像の特徴点の結線例を示す説明図。
【図１５】 図１５（Ａ）は特徴点を起点に設けられた２つの線分を示す図。図１５（Ｂ）は２つの線分の長さと２つの線分のなす角度とを特徴点に対応付けた例を示す図。図１５（Ｃ）は基本情報と採取情報とを示す図。
【図１６】 ２つの線分の内積値を特徴点に対応付けた例を示す図。
【図１７】 図１７（Ａ）は指紋画像の特徴点同士の結線例を示す図。図１７（Ｂ）は稜線情報の例を示す図。
【図１８】 情報装置の表示制御フローの一例をフロー図。
【図１９】 図１９（Ａ）、（Ｂ）は、フレームｆにおける指紋画像と、その次にフレームｆ＋１における指紋画像を示す図。
【図２０】 表示空間及び表示領域の一例を示す模式図。
【図２１】 スクロール制御される前の表示領域の一例を示す図。
【図２２】 スクロール制御された後の表示領域の一例を示す図。
【図２３】 指紋センサのフレーム周波数の制御処理の一例を示すフロー図。
【図２４】 ＩＣカードに適用される情報装置の指紋センサで認証を行う操作者の指を模式的に示す図。
【図２５】 検出面に操作者の指が接しているか否かに応じて指紋センサの周波数制御の処理の一例を示すフロー図。
【符号の説明】
１０、１００ 情報装置、２０ 指紋画像取込部、３０、１３０ 比較部、４０画像生成部、５０ 表示部、６０、１４０ 特徴点抽出部、１１０ 照合部、１２０ 登録情報、２００ バス、２１０ ＣＰＵ、２１２ ＲＯＭ、２１４ ＤＲＡＭ、２１６ 不揮発性メモリ、２１８ エンコーダ、２２０ デコーダ、２２２ ディスプレイコントローラ、２２４ ＶＲＡＭ、２２６ ディスプレイ、２２８ センサコントローラ、２３０ センサ用ＲＡＭ、２３２ 指紋センサ、２３４ 起動スイッチ、２４０ 電源線、２４２ 共通電源線、２４２ 出力線、２４４ 静電容量検出素子、２４６ 信号増幅素子（信号増幅ＭＩＳ型薄膜半導体装置）、２４８ 信号検出素子、２５０ 電源用パスゲート、２５２ 共通電源線、２６０ 電源選択回路、２６２ 電源用シフトレジスタ、２６４ 電源選択用出力線、２７０ 出力信号用パスゲート、２７２ 共通出力線、２８０出力信号選択回路、２８２ 出力信号用シフトレジスタ、２８４ 出力選択用出力線、２９０ 絶縁層、２９１ 半導体膜、２９１Ａ ソース領域、２９１Ｂドレイン領域、２９１Ｃ チャネル領域、２９２ ゲート絶縁膜、２９３ ゲート電極、２９４ 第一層間絶縁膜、２９５ 第一配線層、２９６ 第二層間絶縁膜、２９７ 第二配線層、２９８ 容量検出電極、２９９ 容量検出誘電体膜
Claims (19)
- 指紋画像を取り込む指紋画像取込部と、
前記指紋画像取込部によって取り込まれた第１の指紋画像と、前記第１の指紋画像が取り込まれた後所与の時間を置いて前記指紋画像取り込み部によって取り込まれた第２の指紋画像とを比較する比較部と、
前記第１及び第２の指紋画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
前記比較部の比較結果に基づいて変化する画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像を表示する表示部と、
を含み、
前記比較部は、
前記第１及び第２の指紋画像の特徴点の位置を比較し、該特徴点の平行移動変換ベクトルと回転角度から定まる回転変換とを求め、
前記画像生成部は、
前記第１及び第２の指紋画像において、前記平行移動変換ベクトル、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数及びスクロール移動係数を乗算したものを画面表示のフレーム周波数で除算して得られる１フレーム間の平行移動変換ベクトルと、前記回転変換、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数及び回転速度係数を乗算したものを画面表示のフレーム周波数で除算して得られる１フレーム間の回転角度から定まる１フレーム間の回転変換とを用いて画像を生成し、
前記スクロール移動係数は、０．５から２の間であり、
前記回転速度係数は、０．５から２の間であることを特徴とする情報装置。 - 請求項１において、
予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部を含み、
前記比較部は、
前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較することを特徴とする情報装置。 - 請求項２において、
前記照合部は、
前記第１の指紋画像の特徴点を用いて、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであるか否かを判断することを特徴とする情報装置。 - 請求項１において、
予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部と、
を含み、
前記比較部は、
前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、
前記登録情報は、
指紋画像の特徴点に対応して、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を有し、
前記照合部は、
前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点に最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とに基づいて照合することを特徴とする情報装置。 - 請求項１において、
予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合する照合部と、
を含み、
前記比較部は、
前記照合部によって前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、
前記登録情報は、
指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が、該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を含む情報を有し、
前記照合部は、
前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が前記第１の指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数とに基づいて照合することを特徴とする情報装置。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記特徴点は、
指紋の山に対応する稜線の分岐点及び端点のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする情報装置。 - 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記指紋画像取込部は、
周期的に指紋画像の取り込みを行う場合に、少なくとも前記第１の指紋画像を取り込むときの周波数は、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数より低く、
前記第１の指紋画像は、予め登録された登録情報との照合に用いられることを特徴とする情報装置。 - 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記指紋画像取込部は、
指紋画像を取り込むための検出面を有し、
該検出面に取込対象の指が接触しているとき、第１の周波数で動作する高速モードに移行し、
前記検出面に取込対象の指が接触していないとき、前記第１の周波数より低い第２の周波数で動作する低速モードに移行することを特徴とする情報装置。 - 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記画像生成部は、
前記比較部の比較結果に基づいてスクロール制御された画像を生成することを特徴とする情報装置。 - 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記画像生成部は、
前記比較部の比較結果に基づいてポインタを移動させた画像を生成することを特徴とする情報装置。 - 取り込んだ指紋画像を用いて表示部の表示制御を行う表示制御方法であって、
第１の指紋画像を取り込んだ後所与の時間を置いて第２の指紋画像を取り込み、
前記第１及び第２の指紋画像の特徴点を抽出し、
前記第１及び第２の指紋画像の特徴点の位置を比較して、該特徴点の位置の平行移動変換ベクトルと回転角度から定まる回転変換とを求め、
前記第１及び第２の指紋画像の比較結果において、前記平行移動変換ベクトル、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数及びスクロール移動係数を乗算したものを画面表示のフレーム周波数で除算して得られる１フレーム間の平行移動変換ベクトルと、前記回転変換、前記第２の指紋画像を取り込むときの周波数及び回転速度係数を乗算したものを画面表示のフレーム周波数で除算して得られる１フレーム間の回転角度から定まる１フレーム間の回転変換と基づいて表示画像を変化させ、
前記スクロール移動係数は、０．５から２の間であり、
前記回転速度係数は、０．５から２の間であることを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１において、
予め登録された登録情報と前記第１の指紋画像とを照合し、
前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較することを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１２において、
前記第１の指紋画像の特徴点を用いて、前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであるか否かを判断することを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１において、
予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合し、
前記第１の指紋画像が前記登録情報に登録された本人のものであると判断された場合に、前記第１及び第２の指紋画像を比較し、
前記登録情報は、
指紋画像の特徴点に対応して、当該特徴点と最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とを含む情報を有し、
前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点に最も近い他の特徴点及びその次に近い他の特徴点を結ぶ２つの線分の長さと、該２つの線分のなす角度とに基づいて照合することを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１において、
予め登録された登録情報と、前記第１の指紋画像とを照合し、
前記登録情報は、
指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が、該指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数を含む情報を有し、
前記登録情報と、前記第１の指紋画像の特徴点同士を結んだ線分が前記第１の指紋画像のうち指紋の山又は谷に対応する部分を横切った回数とに基づいて照合することを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１乃至１５のいずれかにおいて、
前記特徴点は、
指紋の山に対応する稜線の分岐点及び端点のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１乃至１６のいずれかにおいて、
指紋画像を取り込むための検出面に取込対象の指が接触しているとき、第１の周波数で動作する高速モードに移行し、前記検出面に取込対象の指が接触していないとき、前記第１の周波数より低い第２の周波数で動作する低速モードに移行することを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１乃至１７のいずれかにおいて、
前記比較結果に基づいてスクロール制御された画像が生成されることを特徴とする表示制御方法。 - 請求項１１乃至１８のいずれかにおいて、
前記比較結果に基づいてポインタを移動させた画像が生成されることを特徴とする表示制御方法。
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