(57)【要約】【課題】指が載置される接触部を備えるポインティングデバイスにおいて、接触部の小型化を図る。【解決手段】指紋センサ１１のセンサ面１２に指を押し当てた状態で、指をセンサ面から僅かにずらし、ずらした方向にマウスポインタを移動させる。また、センサ面１２に所定時間指を強く押し当てた後、指の圧力を元に戻すことにより、クリック指令が行われる。【選択図】      図１
2004259173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の指が載置される接触部を備えたポインティングデバイスであって、
操作者の指紋画像を予め登録画像として記憶する記憶手段と、
前記接触部に載置された指の指紋画像を取得する取得手段と、
前記登録画像と前記取得手段が取得した指紋画像とを比較することにより前記接触部上での指の動きを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した指の動きに応じた操作指令を受け付ける受付手段とを備えることを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記検出手段は、前記接触部に載置した指を前記接触部に対してずらしたときに生じる指紋画像における指紋模様の変化に基づいて、指の動きを検出することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記検出手段は、前記取得手段が取得した指紋画像において、前記登録画像と比較して指紋模様の変化が略一定の指紋画像の領域を固着領域として特定し、当該指紋画像における固着領域の位置に基づいて、指の動きを検出することを特徴とする請求項２記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記検出手段は、前記登録画像から基準画像を抽出し、前記取得手段が取得した指紋画像に、抽出した基準画像を用いたテンプレートマッチングを施すことにより前記固着領域を検出することを特徴とする請求項３に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記検出手段は、前記固着領域内の所定の一点を通り、それぞれ直交する直線を前記基準画像とすることを特徴とする請求項４に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記検出手段は、前記登録画像の指紋領域に対する前記取得手段が取得した指紋画像の指紋領域の面積の変化に基づいて、指の動きを検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
前記検出手段は、前記登録画像の指紋領域に対する前記取得手段が取得した指紋画像の形状の変化に基づいて、指の動きを検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作者の操作指令を受け付け、操作指令に応じた処理をコンピュータに行わせるポインティングデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マウスに比べて設置スペースを節約することができるポインティングデバイスとして、トラックボールや、トラックパッドなどが知られている。
【０００３】
トラックボールは、回転可能に配設された球体を有し、球体の角度量及び回転方向に応じて、コンピュータの表示部に表示されたマウスポインタやカーソル等を移動させるものである。しかしながら、トラックボールの小型化を図るために、球体を小型化すると、球体の回転を指で正確にコントロールすることが困難になるとともに、マウスポインタを大きく移動させるには、球体を何度も回転させなければならないため、操作性を考慮すると球体の小型化には一定の限界がある。
【０００４】
また、トラックパッドは、平面状のセンサ面を有し、センサ面上でスライドされた指の移動距離に応じてマウスポインタを移動させるものである。そのため、センサ面を小さくすると指をスライドできる距離が制限されることから、センサ面を小さくするには一定の限界がある。
【０００５】
そこで、物体（操作者の指）が当接される透明なプレートと、当接された指の表面の画像の動き（変化）を検出する検出手段とを備え、検出された画像の変化からプレート上の指の動きを検出し、この動きに基づいて、マウスポインタ（カーソル）を移動させるポインティングデバイスが開示されている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−０６２９８３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に係るポインティングデバイスでは、画像の変化を検出させるためには、プレートに当接させた指を完全にスライドさせなければならず、プレート表面の面積を指のスライド距離を考慮して設定する必要があり、小型化には一定の限界がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、操作者の指が載置される接触部を備えたポインティングデバイスにおいて、操作性を保持しつつ接触部を小型化することができるポインティングデバイスを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るポインティングデバイスは、操作者の指が載置される接触部を備えたポインティングデバイスであって、操作者の指紋画像を予め登録画像として記憶する記憶手段と、前記接触部に載置された指の指紋画像を取得する取得手段と、前記登録画像と前記取得手段が取得した指紋画像とを比較することにより前記接触部上での指の動きを検出する検出手段と、前記検出手段が検出した指の動きに応じた操作指令を受け付ける受付手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、コンピュータを使用するユーザの指紋画像が登録画像として記憶手段に予め記憶されており、この登録画像と取得手段が取得した指紋画像とが比較されるため、接触部上での僅かな指の動きを検出することが可能となり、操作性を保持しつつ接触部の面積を小さくすることができる。
【００１１】
また、前記検出手段は、前記接触部に載置した指を前記接触部に対してずらしたときに生じる指紋画像における指紋模様の変化に基づいて、指の動きを検出することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、指紋模様の変化を基に指の動きを検出しているため、指を接触部に押し当てた状態で接触部に沿って僅かに動かす動作を検出することができ、ユーザからのマウスポインタの移動指令を受け付けることができる。
【００１３】
また、前記検出手段は、前記取得手段が取得した指紋画像において、前記登録画像と比較して指紋模様の変化が略一定の指紋画像の領域を固着領域として特定し、当該指紋画像における固着領域の位置に基づいて、指の動きを検出することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、指をセンサ面に押し当てた状態でセンサ面に沿って僅かに動かしたときに指紋模様の変化が少ない領域である固着領域の指紋画像における位置に着目して、指の動きを検出しているため、かかる指の動きをより正確に検出することができる。
【００１５】
また、前記検出手段は、前記登録画像から基準画像を抽出し、前記取得手段が取得した指紋画像に、抽出した基準画像を用いたテンプレートマッチングを施すことにより前記固着領域を検出することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、テンプレートマッチングにより固着領域が検出されるため、固着領域の検出精度が高められ、接触部に沿って指を僅かに動かしたときの指の動きをより正確に検出することができる。
【００１７】
また、前記検出手段は、前記登録画像に対する前記固着領域内の所定の一点を通り、それぞれ直交する直線をテンプレートとすることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、取得画像に対して横方向の直線を縦方向に走査させるとともに、縦方向の直線を横方向に走査させる、すなわち、縦及び横の直線をそれぞれ１次元方向に走査させるだけで固着領域が検出されるため、固着領域の検出速度の高速化を図ることができる。
【００１９】
また、前記検出手段は、前記登録画像の指紋領域に対する前記取得手段が取得した指紋画像の指紋領域の面積の変化に基づいて、指の動きを検出してもよい。
【００２０】
この構成によれば、センサ面に対して垂直方向に加えられた指の圧力の変化を検出することができ、ユーザからのクリック指令を受け付けることができる。
【００２１】
また、前記検出手段は、前記登録画像の指紋領域に対する前記取得手段が取得した指紋画像の指紋画像の形状の変化に基づいて、指の動きを検出してもよい。この構成によれば、接触面に当接した指を立てた状態と、接触面に当接した指を寝かした状態とを検出することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るポインティングデバイスの一の実施形態の外観構成を示した図である。本ポインティングデバイスは、指紋センサ１及びコンピュータ２から構成されている。指紋センサ（取得手段）１とコンピュータとは、ケーブル３により電気的に接続されている。
【００２３】
指紋センサ１は、静電容量式、光学式又は圧力感知方式等の指紋センサであり、直方体状の筐体１１及び筐体１１の上側に配設されたセンサ面１２（接触部）とからなる外観構成を有している。なお、図１においては、図面を見やすくするためにセンサ面１２の面積を実際よりも大きく表示している。
【００２４】
図２は、静電容量式の指紋センサの概略構成を示した図である。図２に示すように、静電容量式の指紋センサ１は、保護膜１１１及び電極１１２ａが所定行所定列に配列された電極群１１２を備えている。各電極１１２ａは、保護膜１１１の上に載置された指の凹凸、すなわち、保護膜１１１と指の表面との距離によって帯電する電荷量が異なる特性を有している。したがって、指紋の溝の（凹）部分が載置された電極１１２ａの帯電量は、指紋の山の（凸）部分が載置された電極の帯電量よりも少なくなる。そして、各電極１１２ａに帯電した電荷を電荷量に応じた例えば電圧値に変換し、この電圧値をデジタル値に変換することにより指紋画像が得られる。
【００２５】
以下の説明において、指紋画像とは、ユーザの指紋が表わされた領域（指紋領域）を含む長方形状の画像のことをいう。また、指紋画像の縦方向とは、図１に示すセンサ面１２の矢印Ａに対応する指紋画像の方向をいい、指紋画像の横方向とは、図１に示すセンサ面１２の矢印Ｂに対応する指紋画像の方向をいう。また、指紋画像の上方向とは、矢印Ａで示す方向を指し、下方向とは矢印Ａで示す方向と反対方向を指す。また、表示画面４１の水平方向をＸ方向、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。また、表示画面４１の左下の頂点Ｐ１を原点とし、Ｘ方向の座標軸をＸ座標とし、Ｙ方向の座標軸をＹ座標とする。
【００２６】
コンピュータ２は、種々のプログラムを実行するＣＰＵ、周辺機器を制御するプログラムであるＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ  ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、オペレーティングシステムや、種々のデータを記憶するハードディスク、フレキシブルディスクや、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの記録媒体に記録されたデータを読み取る記録媒体駆動装置、キーボード、マウス等を含みユーザからの操作指令を受け付けＣＰＵに出力する操作装置及びＣＲＴ（陰極線管）あるいは液晶パネルから構成され、ＣＰＵの制御の基、種々の画像を表示する表示装置４等を備えるパーソナルコンピュータである。
【００２７】
本発明に係るポインティングデバイスは、コンピュータをポインティングデバイスの処理部として機能させるためのプログラムを、コンピュータ２にインストールすることにより実現される。このプログラムが例えばＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクに記録されている場合は、このＣＤ−ＲＯＭ又はフレキシブルディスクを記録媒体駆動装置に装填し、インストールすることにより、このプログラムを記録媒体駆動装置に記憶させる。また、このプログラムが、インターネット上のＷＥＢサーバーに記憶されている場合は、当該プログラムをＷＥＢサーバーからダウンロードしてインストールすることにより、記録媒体駆動装置に記憶させてもよい。
【００２８】
図３は、本ポインティングデバイスのブロック構成図を示している。本ポインティングデバイスは、登録モードによって予め登録されたユーザの指紋画像（登録画像）を用いて指の動きを検出するものである。
【００２９】
取得画像記憶部３１は、主にＲＡＭから構成され、指紋センサ１により取得された指紋画像を取得画像として一時的に記憶する。
【００３０】
登録画像記憶部３２は、主にハードディスクから構成され、登録モードにおいて予め取得されたユーザの指先（例えばひとさし指）の指紋画像を登録画像として記憶する。なお、登録画像記憶部３２は、コンピュータ２を使用する複数ユーザのそれぞれの指紋画像を登録画像として記憶することが可能である。この場合、登録画像記憶部３２は、後述する指紋領域特定部２２によって特定された各登録画像の指紋領域の面積を、登録画像と対応付けて記憶する。
【００３１】
取得画像及び登録画像はいずれも指紋画像であるが、説明の便宜上、予め登録されている指紋画像を登録画像、ＲＡＭによって一時的に記憶されている画像のことを取得画像として区別して表わす。
【００３２】
プログラム実行部２０は主にＣＰＵから構成され、ＣＰＵがハードディスクに記録されたコンピュータをポインティングデバイスの処理部として機能させるためのプログラムを実行することによりＣＰＵは、登録画像特定部２１、指紋領域特定部２２、動作判定部２３、固着領域特定部２４、移動量算出部２５、マウスポインタ移動指令受付部２６、スクロール指令受付部２７、クリック指令受付判定部２８及びクリック指令通知部２９として機能する。
【００３３】
登録画像特定部２１は、登録モードにおいて、取得画像をテンプレートとして、登録画像に記憶されている複数のユーザの登録画像に対してテンプレートマッチングを施し、取得画像と指紋模様が一致する登録画像が登録画像記憶部３２に記憶されているか否かの判定を行い、指紋模様が一致する登録画像が登録画像記憶部３２に記憶されている場合は、その登録画像を、現在コンピュータ２を使用しているユーザの登録画像として特定する。一方、一致する登録画像が登録画像記憶部３２に記憶されていない場合は、取得画像を新たなユーザの登録画像として、登録画像記憶部３２に記憶させる。
【００３４】
指紋領域特定部２２は、指紋センサ１によって取得された指紋画像又は登録画像に対して、所定の画像処理、例えばエッジ検出処理を行い指紋領域の輪郭を抽出し、抽出した輪郭内に存在する画素数から指紋領域の面積を算出する。
【００３５】
動作判定部２３は、取得画像の指紋領域の面積から登録画像の指紋領域の面積を差し引いた値（面積差）が所定の値（閾値ＴＨ）より大きいか否かを判定し、面積差が閾値ＴＨよりも大きい場合、ユーザによってクリック指令が行われたと判定する。また、動作判定部２３は、面積差が閾値ＴＨよりも小さい場合、さらに、指紋領域が指紋画像中の上側又は下側の所定の領域に偏って現れているか否かを判定し、上又は下側に偏って現れている場合は、ユーザによって、スクロール指令が行われたと判定し、上側又は下側に偏って現れていない場合は、ユーザによって、マウスポインタの移動指令が行われたと判定する。
【００３６】
固着領域特定部２４は、登録画像の指紋領域の中心点を重心とする縦及び横の所定サイズの長方形状の領域をテンプレートとして取得画像に対してテンプレートマッチングを施し、取得画像から固着領域を特定する。テンプレートマッチングには、画素単位のマッチング手法、主成分分析を用いたマッチング手法等を用いる。
【００３７】
移動量算出部２５は、取得画像の固着領域の中心点を特定し、この中心点を通る縦方向の直線で、指紋領域を左右の２つの領域に分割し、左右の両領域の面積の差分値を算出し、この差分値からマウスポインタのＸ座標の移動量を算出する。また、移動量算出部２５は、中心点を通る横方向の直線で指紋領域を上下の２つの領域に分割し、上下の両領域の面積の差分値を算出し、この差分値からマウスポインタのＹ座標の移動量を算出する。
【００３８】
マウスポインタ移動指令受付部２６は、移動量算出部２５によって算出されたマウスポインタのＸ座標の移動量に、現在のマウスポインタのＸ座標の値を加えるとともに、移動量算出部２５によって算出されたマウスポインタのＹ座標の移動量に、現在のマウスポインタのＹ座標の値を加えることにより、マウスポインタの新たな座標位置を算出する。そして、マウスポインタを現在表示されている座標位置から消去させ、新たに算出した座標位置に表示させる。
【００３９】
スクロール指令受付部２７は、動作判定部２３が、指紋領域が指紋画像中、上側の所定の領域に存在すると判定した場合、ユーザからの上方向のスクロール指令を受け付け、表示画面４１に表示されているウインドウ内の画像を上方向にスクロールさせる。また、スクロール指令受付部２７は、動作判定部２３が、指紋領域が指紋画像中、下側の所定の領域に存在すると判定した場合、ユーザからの下方向のスクロール指令を受け付け、表示画面４１に表示されているウインドウ内の画像を下方向にスクロールさせる。
【００４０】
クリック指令受付判定部２８は、指紋領域の面積が閾値ＴＨよりも大きな取得画像が連続して何回取得されているかをカウントし、カウントした値が所定の値よりも大きい場合、ユーザからのクリック指令を受け付け、カウントした値が所定の値よりも小さい場合、ユーザからのクリック指令を受け付けない。
【００４１】
クリック指令通知部２９は、クリック指令受付判定部２８がユーザによりクリックからのクリック指令を受け付けた場合、ユーザがクリックしたときにマウスポインタと同じ座標上に表示されているオブジェクトが、クリックされたときに実行される各種プログラムに対してクリックされたことを通知する。
【００４２】
次に、登録画像を取得するために実行される登録モードについて説明する。図４は、登録モードの処理手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、指紋センサ１は、センサ面１２に載置されたユーザの指先の指紋画像を取得する。なお、登録モードは、例えば、ユーザがコンピュータを起動させたときに実行される。
【００４３】
ステップＳ２において、登録画像特定部２１は、登録画像記憶部３２を検索することにより、ステップＳ１で取得された取得画像と指紋模様が一致する登録画像が登録画像記憶部３２に記憶されているかを判定する。
【００４４】
ステップＳ３において、取得画像と指紋模様が一致する登録画像が登録画像記憶部３２に記憶されている場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、登録画像特定部２１は、この登録画像を現在コンピュータ２を使用しているユーザの登録画像として特定する（ステップＳ４）。
【００４５】
ステップＳ３において、取得画像と指紋模様が一致する登録画像が登録画像記憶部３２に記憶されていない場合（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ１で取得した取得画像を新たな登録画像として、登録画像記憶部３２に記憶させる（ステップＳ５）。
【００４６】
ステップＳ６において、指紋領域特定部２２は、ステップＳ３で得られた新たな登録画像の指紋領域の面積を算出する。ステップＳ７において、登録画像特定部２１は、ステップＳ６で算出された指紋領域の面積をその登録画像と対応づけて、登録画像記憶部３２に記憶させる（ステップＳ７）。
【００４７】
次に、取得画像を基に、ユーザからの操作指令を受け付ける処理について説明する。図５は、本ポインティングデバイスにおいて、コンピュータ２に対して種々の操作指令を行うために、ユーザによって行われる指の動作を説明するための図である。図中に示す矢印Ｙ１〜Ｙ４は、いずれも指先Ｆをセンサ面１２に押し当てた状態で、矢印Ｙ１〜Ｙ４の方向に僅かにずらしたときの指先Ｆの動作を示している。矢印Ｙ１〜Ｙ４に示す動作は、表示画面４１に表示されたマウスポインタを移動させるために行われる動作であり、本ポインティングデバイスは、これらの動作をユーザからのマウスポインタの移動指令として受け付ける。
【００４８】
図６は、指の動作に対する指紋画像の変化を説明するための図であり、（ａ）は、ユーザがセンサ面１２に指を載置し、操作指令を行っていない状態で得られる指紋画像を示し、（ｂ）は、ユーザが矢印Ｙ２に示す動作を行ったときに得られる指紋画像を示し、（ｃ）は、ユーザが矢印Ｙ１方向に示す動作を行ったときに得られる指紋画像を示している。ユーザが矢印Ｙ２に示す方向に指を僅かにずらすと、（ａ）に示す指紋画像の指紋模様が（ｂ）に示す指紋画像の指紋模様に変化する。このとき、変化の前後で、指紋模様の変化が見られない領域（固着領域ＫＤ）と指紋模様が変化する領域（滑り領域ＧＤ）が存在することが（ａ）及び（ｂ）を比較することにより分かる。また、（ｃ）に示す指紋画像においても、同様に、固着領域ＫＤと滑り領域ＧＤが存在していることが分かる。また、（ｂ）、（ｃ）を比較すれば分かるように、指先Ｆを矢印Ｙ２に示す方向にずらしたときは、滑り領域ＧＤは、固着領域ＫＤの左側に現れるが、指先Ｆを矢印Ｙ１の方向にずらしたときは、滑り領域ＧＤは固着領域ＫＤの右側に現れる。このように、固着領域ＫＤに対する滑り領域ＧＤの相対的な位置は、指の動作に応じて大きく異なることが分かる。そこで、本ポインティングデバイスでは、指紋領域ＳＤにおける固着領域ＫＤの相対的な位置関係から、指先Ｆの動作を判定し、ユーザのマウスポインタの移動指令を受け付ける。
【００４９】
また、矢印Ｙ５は、センサ面１２に対して指先Ｆの重力方向の圧力を増大させて、指先Ｆをセンサ面１２に強く押し当てたときの指先Ｆの動作を示し、矢印Ｙ６は、センサ面１２に対して強く押し当てた指先Ｆの圧力を弱め、圧力を元の状態に戻していくときの動作を示しており、本ポインティングデバイスは、これらの動作をユーザからのクリック指令として受け付ける。
【００５０】
また、矢印Ｙ７は、指先Ｆをセンサ面１２に押し当てた状態で、指ＦＢをセンサ面１２に対して起こしていくときの動作（センサ面１２と指ＦＢとの傾斜角度θを増大させていく動作）を示しており、本ポインティングデバイスは、この動作をユーザからの上スクロール指令として受け付ける。また、矢印Ｙ８は矢印Ｙ７で示す動作とは逆に、指全体をセンサ面１２に対してねかしていく動作（センサ面１２と指との傾斜角度θを減少させていく動作）を示しており、本ポインティングデバイスは、この動作をユーザからの下スクロール指令として受け付ける。ここで、上スクロールとは、表示画面４１に表示されているウインドウ内の画面をＹ方向にスクロールさせることをいい、下スクロールとは、表示画面４１に表示されたウインドウ内の画面を−Ｙ方向にスクロールさせることをいう。
【００５１】
図７は、ユーザからの操作指令を受け付ける処理の手順を示したフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、指紋センサ１は、センサ面１２に載置された指先Ｆの指紋画像を取得し、取得画像記憶部３１に記憶させる。指紋センサ１は、指紋画像を所定の時間間隔（例えば、１／１０秒）間隔で取得する。
【００５２】
ステップＳ１２において、動作判定部２３は、ステップＳ１１で取得した取得画像からユーザの指の動作が、マウスポインタの移動指令、クリック指令又はスクロール指令のいずれであるかを判定するための動作判定処理を行う。
【００５３】
ステップＳ１３において、動作判定部２３が、クリック指令と判定した場合はステップＳ１４に進み、クリック指令を受け付けるか否かを判定するためのクリック指令受付処理が行われ（ステップＳ１４）、マウスポインタの移動指令と判定した場合は、ステップＳ１５に進み、マウスポインタの移動指令を受け付けるための詳細な処理であるマウスポインタ移動指令受付処理が行われ、スクロール指令と判定した場合は、ステップＳ１６に進み、スクロール指令を受け付けるか否かを判定するためのスクロール指令受付処理が行われる。
【００５４】
図８は、ステップＳ１２の動作判定処理のサブルーチンを示したフローチャートである。まず、ステップＳ１２１において、指紋領域特定部２２は、取得画像から指紋領域を特定し、指紋領域の面積を求める。図９は、指紋センサ１によって取得された指紋画像の一例を示した図である。図９に示すように、画面全域に亘って、指紋領域ＳＤが表されており、指紋領域ＳＤは、指紋の溝（凹部）に対応する部分が黒く現れ、指紋の山（凸部）に対応する部分が白く現れ、黒と白との縞模様によって指紋が表されていることが分かる。指紋領域特定部２２は、指紋領域ＳＤの輪郭を検出し、輪郭内に含まれる画素数から指紋領域ＳＤの面積を算出する。なお、指紋領域特定部２２は、指紋領域ＳＤの、白の縞部分を黒く塗りつぶすことにより、指紋領域ＳＤを黒一色で表し、黒で表される画素の画素数から指紋領域ＳＤの面積を算出してもよい。
【００５５】
ステップＳ１２２において、動作判定部２３は、ステップＳ１２１で算出した指紋領域の面積から、登録モードで特定された登録画像の指紋領域の面積を差し引き面積差分値を算出する。
【００５６】
ステップＳ１２３において、動作判定部２３は、ステップＳ１２２で算出された面積差分値が、閾値ＴＨよりも大きいか否かの判定を行い（ステップＳ１２３）、面積差分値が閾値ＴＨよりも大きい場合（ステップＳ１２３でＹＥＳ）、ユーザによりクリック指令が行われたと判定する（ステップＳ１２５）。
【００５７】
センサ面１２に対して指先Ｆの重力方向に対する圧力を増大させていくと、センサ面１２と指先Ｆとの接触面の面積が増大していき、指紋画像中の指紋領域の面積が増大していく。そこで、動作判定部２３は、指紋領域の面積が閾値ＴＨよりも大きいか否かにより、ユーザからのクリック指令を判定する。
【００５８】
一方、ステップＳ１２２で算出された面積差分値が閾値ＴＨよりも小さい場合（ステップＳ１２３でＮＯ）、動作判定部２３は、指紋領域が上側又は下側の領域に偏って表されているか否かを判定し（ステップＳ１２４）、上側又は下側の領域に偏って表されている場合（ステップＳ１２４でＹＥＳ）、スクロール指令が行われたと判定する（ステップＳ１２６）。一方、ステップＳ１２４において、動作判定部２３は、指紋領域が上側又は下側の領域に偏って表されていない場合（ステップＳ１２４でＮＯ）、ユーザによりマウスポインタの移動指令が行われたと判定する（ステップＳ１２７）。
【００５９】
図１０は、ステップＳ１５に示すマウスポインタの移動指令受付処理を示したフローチャートである。まず、ステップＳ２１において、固着領域特定部２４は、ステップＳ１１で取得された指紋画像から固着領域を特定する。図１１は、固着領域特定部２４が行うテンプレートマッチングを説明するために指紋画像を模式的に示した図であり、（ａ）は登録画像を示し、（ｂ）は取得画像を示している。固着領域特定部２４は、指紋領域特定部２２によって特定された登録画像の指紋領域から中心点を特定する。中心点の特定は、例えば、指紋領域に外接する四角形を当てはめ、当てはめた四角形の縦方向の一辺を所定の比率で分割し、分割した位置から横方向に引いた直線と、当てはめた四角形の横方向の一辺を所定の比率で分割し、分割した位置から縦方向に引いた直線との交点を中心点として特定する。なお、縦及び横方向の一辺を分割する際の所定の比率は、例えば、複数のユーザの指紋画像をサンプルとして取得し、これらのサンプルの比率の平均値を用いる。これにより、図１１（ａ）に示すように、登録画像に対して、固着領域ＫＤが特定されるとともに、特定された固着領域ＫＤの中心点ＣＰが特定される。
【００６０】
次に、固着領域特定部２４は、登録モードにおいて特定された登録画像から指紋領域ＳＤの中心点ＣＰを特定し、中心点ＣＰを重心とする縦及び横の所定のサイズの長方形状の領域をテンプレートＴとして抽出する。ここで、抽出される長方形状のテンプレートＴのサイズは、固着領域ＫＤのサイズに比べて小さいものとする。
【００６１】
次に、固着領域特定部２４は、登録画像から抽出したテンプレートＴを、取得画像の例えば、左上の頂点からＸ方向に走査していき、最もマッチした領域を特定する。そして、特定した領域Ｔ´の重心を固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´とする（図１１（ｂ））
ステップＳ２２において、固着領域特定部２４は、前回固着領域を特定してから何枚の取得画像が取得されたかをカウントするためのカウンタ値Ｋを１に設定する。
【００６２】
ステップＳ２３において、固着領域特定部２４は、カウンタ値Ｋが所定の値Ｎよりも大きいか否かの判定を行い、Ｋ＞＝Ｎ場合、すなわち、前回固着領域ＫＤ´を特定してから、所定枚数の取得画像が取得がされている場合は（ステップＳ２３においてＮＯ）、今回取得した取得画像に対して、テンプレートマッチングを施すことにより、固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´を特定する（ステップＳ２４）。一方、ステップＳ２３において、Ｋ＜Ｎの場合、すなわち、前回固着領域ＫＤ´を特定してから所定枚数の取得画像が取得されていない場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ステップＳ２５に進む。このように固着領域特定部２４は、全て取得画像に対してテンプレートマッチングを行わずに、所定枚数毎にテンプレートマッチングを行うことで、処理の高速化を図っている。
【００６３】
ステップＳ２５において、固着領域特定部２４は、取得画像の固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´を特定する。この場合、固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´は、前回のテンプレートマッチングにより特定された固着領域の中心点の座標が用いられる。
【００６４】
ステップＳ２６において、移動量算出部２５は、固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´を通る縦方向の直線で取得画像の指紋領域を２つの領域に分割する。この場合、図１１（ｂ）に示すように、特定された固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´を通る縦方向の直線Ｌ１により指紋領域ＳＤ´が２つの領域Ｄ１、Ｄ２に分割される。
【００６５】
ステップＳ２７において、移動量算出部２５は、領域Ｄ１及びＤ２のそれぞれの面積Ｓ１及びＳ２を算出し、領域Ｄ１及びＤ２の面積の差分値ΔＳ１（＝Ｓ２−Ｓ１）を算出する。
【００６６】
ステップＳ２８において、移動量算出部２５は、差分値ΔＳ１から、表示画面４１のＸ座標に対するマウスポインタの移動量ΔＸを算出する。移動量ΔＸは、例えば表示画面４１の横方向のサイズと指紋画像の横方向のサイズとの関係から換算係数を求め、この換算係数を差分値ΔＳ１にかけることにより算出してもよい。あるいは、表示画面４１の横方向のサイズと指紋画像の横方向のサイズとの関係から換算関数を求め、この換算関数に差分値ΔＳ１を代入することにより算出してもよい。
【００６７】
ステップＳ２９において、移動量算出部２５は、固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´を通る横方向の直線Ｌ２を引き、指紋領域ＳＤ´を２つの領域Ｄ３及びＤ４に分割する。
【００６８】
ステップＳ３０において、移動量算出部２５は、領域Ｄ３及びＤ４のそれぞれの面積Ｓ３及びＳ４を算出し、領域Ｄ３及びＤ４の面積の差分値ΔＳ２（＝Ｓ４―Ｓ３）を算出する。
【００６９】
ステップＳ３１において、移動量算出部２５は、差分値ΔＳ２から、表示画面４１のＹ座標に対するマウスポインタの移動量ΔＹを算出する。移動量ΔＹは、移動量ΔＸと同様に、換算係数あるいは換算関数によって算出される。
【００７０】
ステップＳ３２のおいて、マウスポインタ移動指令受付部２６は、現在、表示画面４１に表示されているマウスポインタの座標（Ｘ、Ｙ）に対して、Ｘ´＝Ｘ＋ΔＸを算出するとともに、Ｙ´＝Ｙ＋ΔＹを算出することにより、マウスポインタの新たな座標（Ｘ´、Ｙ´）を算出する。そして、座標（Ｘ，Ｙ）に表示されているマウスポインタを消去するとともに、新たな座標（Ｘ１、Ｙ１）にマウスポインタを表示する。
【００７１】
ステップＳ３３において、指紋センサ１は、指紋画像を取得する。次いで、ステップＳ３４において、固着領域特定部２４は、カウンタ値Ｋに１を加算して、カウンタ値Ｋを更新する。
【００７２】
ステップＳ３５において、動作判定部２３は、ステップＳ１２で示す動作判定処理を行い、動作判定部２３が、マウスポインタの移動指令であると判定した場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、ステップＳ２３に戻る。一方、ステップＳ３６において、動作判定部２３が、マウスポインタの移動指令でないと判定した場合（ステップＳ３６でＮＯ）、図７に示すステップＳ１３に戻る。
【００７３】
このようにして、図１０のフローチャートの処理が繰り返し実行されると、センサ面１２に対してずらした指の距離が大きいほど、マウスポインタは、早い速度で移動することとなる。なお、算出した新たな座標（Ｘ１、Ｙ１）が、表示画面４１の表示可能範囲を越えた場合は、表示可能範囲の縁の位置でマウスポインタは停止する。
【００７４】
次に、ステップＳ１４に示すクリック指令受付判定処理について説明する。図１２は、ステップＳ１４のサブルーチンを示したフローチャートである。まず、ステップＳ４０において、クリック指令受付判定部２８は、閾値ＴＨよりも指紋領域の面積が大きな取得画像が連続して何枚取得されたかをカウントするためのカウンタ値Ｋを１に設定し、カウンタ値Ｋを初期化する。
【００７５】
ステップＳ４１において、指紋センサ１は、指紋画像を取得する。ステップＳ４２において、クリック指令受付判定部２８は、カウンタ値Ｋに１を加算し、カウンタ値Ｋを更新する。ステップＳ４３において、動作判定部２３は、指紋領域の面積が閾値ＴＨよりも小さいか否かの判定を行い（ステップＳ４３）、指紋領域の面積が閾値ＴＨよりも大きい場合（ステップＳ４３でＮＯ）、ステップＳ４１に戻り、新たな指紋画像が取得される。一方、指紋領域の面積が閾値ＴＨよりも小さい場合（ステップＳ４３でＹＥＳ）、ステップＳ４４に進む。
【００７６】
ステップＳ４４において、クリック指令受付判定部２８は、カウンタ値Ｋの値が所定の値Ｎよりも大きいか否かの判定を行い（ステップＳ４４）、Ｎ＞Ｋの場合（ステップＳ４４でＹＥＳ）、ユーザからのクリック指令受け付ける。ユーザからのクリック指令が受け付けられると、クリック指令通知部２９は、クリック指令が行われたことを、各種プログラムに通知する。例えば、ユーザによってアイコンがクリックされたときは、そのアイコンの色が反転表示される。また、表示画面４１に表示されたウインドウを最大化表示させるボタンがクリックされたときは、そのウインドウが表示画面４１において最大化表示される。
【００７７】
また、クリック指令の受け付けが所定の時間内に２回されたときは、ダブルクリック指令がされたとしてもよい。ユーザによって、アイコンがダブルクリックされたときは、そのアイコンに対応付けられたアプリケーションソフトウェアの起動等が行われる。
【００７８】
次に、スクロール指令受付判定処理について説明する。図１３は、ステップＳ１６のサブルーチンを示したフローチャートである。まず、ステップＳ５１において、動作判定部２３は、指紋領域が指紋画像の上側の所定の領域に存在するか否かを判定し（ステップＳ５１）、上側の所定の領域に存在すると判定した場合（ステップＳ５１でＹＥＳ）、スクロール指令受付部２７は、ユーザから上方向のスクロール指令を受け付ける（ステップＳ５２）。
【００７９】
図１４は、指紋領域が指紋画像の上側の所定の領域に表示されている状態を示した図である。本実施形態では、スクロール指令受付部２７は、図１４に示すように、例えば取得画像の縦方向の辺Ｈ１の中点ＭＰから横方向に直線Ｌ３を引くことにより分割された２つの領域のうち上側の領域ＵＤに指紋領域ＳＤ´が存在する場合、スクロール指令が行われたものと判定する。なお、直線Ｌ３をひく辺Ｈ１上の点は、中点ＭＰに限定されず、指紋画像のサイズに応じて、適宜変更してもよい。
【００８０】
ステップＳ５２において、スクロール指令受付部２７は、上方向のスクロール指令が行われたウインドウ内の画面を上方向にスクロールさせる表示処理を行う。
【００８１】
ステップＳ５１において、スクロール指令受付部２７は、指紋領域が指紋画像の上側の所定の領域に偏って表示されていないと判定した場合（ステップＳ５１でＮＯ）、すなわち、指紋領域が指紋画像の下側の所定の領域に偏って表示されている場合、スクロール指令受付部２７は、下方向のスクロール指令を受け付ける。
【００８２】
ステップＳ５５において、スクロール指令受付部２７は、下方向のスクロール指令が行われたウインドウ内の画面を上方向にスクロールさせる表示処理を行う。
【００８３】
なお、上記実施形態では、プログラム実行部２０及び記憶部４０は、コンピュータ２のＣＰＵ、ＲＡＭ、ハードディスク用いたが、別途マイクロコンピュータなど専用回路を用いて処理し、処理結果のみをコンピュータ２に出力してもよい。この場合、センサ面１２の小型化により、ポインティングデバイス自体の小型化を図ることができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、固着領域特定部２４は、取得画像から固着領域を特定するためのテンプレートとして、長方形状のテンプレートを用いたが、これに限定されず、図１１（ａ）に示すように、固着領域の中心点ＣＰを通る縦方向の直線Ｌ４と、中心点ＣＰを通る横方向の直線Ｌ５とをテンプレートとし、取得画像に対して、直線Ｌ４を横方向に走査して、最もマッチする縦方向の直線を抽出するとともに、取得画像に対して直線Ｌ５を縦方向に走査して、最もマッチする横方向の直線を抽出し、抽出した縦及び横方向の２本の直線の交点を固着領域の中心点ＣＰ´としてもよい。この場合、直線Ｌ４、Ｌ５をそれぞれ縦又は横の１つの方向に走査することにより、固着領域ＫＤ´の中心点ＣＰ´を算出することができるため、処理の高速化を図ることができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、指紋センサ１がコンピュータ２の外部に接続された態様を示したが、これに限定されず、本ポインティングデバイスをノート型パソコンに適用する場合は、ノート型パソコンと一体的に接続してもよい。この場合、センサ面１２の面積の小型にすることができるため、ノート型パソコン自体を小型にすることができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、ユーザは、接触部に載置した指を僅かに動かすだけで、コンピュータに対して種々の操作指令を行うことが可能であるため、接触部を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポインティングデバイスの一の実施形態の外観構成を示した図である。
【図２】静電容量式の指紋センサの概略構成を示した図である。
【図３】本ポインティングデバイスのブロック構成図を示している。
【図４】登録モードの処理手順を示すフローチャートである
【図５】本ポインティングデバイスにおいて、コンピュータに対して種々の操作指令を行うために、ユーザによって行われる指の動作を説明するための図である。
【図６】指の動作に対する指紋画像の変化を説明するための図であり、（ａ）は、ユーザがセンサ面に指を載置し、操作指令を行っていないときに得られる指紋画像を示し、（ｂ）は、ユーザが矢印Ｙ２に示す動作を行ったときに得られる指紋画像を示し、（ｃ）は、ユーザが矢印Ｙ１方向に示す動作を行ったときに得られる指紋画像を示している。
【図７】ユーザからの操作指令を受け付ける処理の手順を示したフローチャートである。
【図８】動作判定処理のフローチャートである。
【図９】指紋センサによって取得された指紋画像の一例を示した図である。
【図１０】マウスポインタの移動指令受付処理を示したフローチャートである。
【図１１】固着領域特定部が行うテンプレートマッチングを説明するために指紋画像を模式的に示した図であり、（ａ）は登録画像を示し、（ｂ）は取得画像を示している。
【図１２】クリック指令受付処理のフローチャートである。
【図１３】スクロール指令受付処理のフローチャートである。
【図１４】指紋領域が指紋画像の上側の所定の領域に表示されている状態を示した図である。
【符号の説明】
１  指紋センサ（取得手段）
２  コンピュータ
３  ケーブル
４  表示装置
１１  筐体
１２  センサ面（接触部）
２０  プログラム実行部
２１  登録画像特定部
２２  指紋領域特定部（検出手段）
２３  動作判定部（検出手段）
２４  固着領域特定部（検出手段）
２５  移動量算出部（検出手段）
２６  マウスポインタ移動指令受付部（受付手段）
２７  スクロール指令受付部（受付手段）
２８  クリック指令受付判定部（受付手段）
２９  クリック指令通知部
３１  取得画像記憶部
３２  登録画像記憶部
４０  記憶部
４１  表示画面
１１１  保護膜
１１２ａ  電極
１１２  電極群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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