(57)【要約】【課題】  被写体の移動方向に関わりなくすばやく画像認識が行えるようにする。【解決手段】  撮像手段に対する相対的な被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段と、前記移動方向検知手段によって検知された被写体の移動方向に基づいて、被写体の合成画像の取得手順を切替える画像取得切替え手段とを有することを特徴とする認識装置を提供する。【選択図】  図１
2005063020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段に対する相対的な被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段と、
前記移動方向検知手段によって検知された被写体の移動方向に基づいて、被写体の合成画像の取得手順を切替える画像取得切替え手段とを有することを特徴とする認識装置。
【請求項２】
前記画像取得切替え手段は、複数の被写体画像より被写体の合成画像を取得する際の、合成の手順を変更することを特徴とする請求項１に記載の認識装置。
【請求項３】
被写体に対して相対的に撮像手段が移動しながら撮像する撮像手段をさらに備え、
前記画像取得切替え手段は、前記撮像手段から信号を順次走査しながら読み出す際の走査する方向と、前記撮像装置に対する相対的な被写体の移動方向とが、互いに逆方向になるように前記撮像手段の走査の方向を切替えて撮像し、被写体の合成画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の認識装置。
【請求項４】
被写体に対して相対的に撮像手段が移動しながら撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から信号を順次走査しながら読み出す際の走査する方向と、撮像装置に対する相対的な被写体の移動方向とが、互いに逆方向になるように前記撮像手段を制御し、前記撮像手段によって撮像された複数の被写体の画像を合成して、被写体の合成画像を取得する画像取得手段と、を有することを特徴とする認識装置。
【請求項５】
前記撮像手段に対する相対的な被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段を備え、前記移動方向検知手段によって検知された被写体の移動方向に基づいて、前記撮像手段における前記走査の方向を切替えることを特徴とする請求項４に記載の認識装置。
【請求項６】
あらかじめ登録されている生体情報が記憶された記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された生体情報と取得した被写体の合成画像とを照合する照合手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体情報を認識する認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
個人認証などセキュリティーに関心が高まりつつある。特に指紋や瞳の虹彩などの生体情報は比較的簡単に認証が行われるため、ｅコマースや玄関の施錠など多岐にわたり必要とされている。そのような中で携帯電話などにセキュリティーシステムを組み込むことを考えると、限られた空間の中にユニットを組み込むことになる。このようなことから生体情報センサを小型にしなければならない。また、小型化することで消費電力も低く抑えることも可能となる。
【０００３】
例えば、光学読み取り型を採用し、光センサをラインセンサで構成すればセンサを小型化でき、コスト的にも形状的にも有利となる。しかし、この場合には生体情報を読み取るために、ラインセンサと生体とを相対的にスライドして読み取る必要がある。
【０００４】
このようなセンサと被写体をスライドさせるスイープ型の認識装置では、指紋などの生体の被写体をスライドさせる速度が重要になる。この速度が遅いと、１枚１枚の読み取られた画像と画像の間には、同じパターンの重なりが多く存在し、速いと重なりがほとんど無い状況になる。これはつまり、スライドさせる被写体の速度の違いから、各フレームの重なり具合が異なることを意味する。
【０００５】
このことから隣接した２ライン、もしくは離れた２ラインから得られる生体画像から生体のスライド速度を検出し、そのスライド速度に応じて生体画像の補正を行う認識装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−２１６１１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、２ライン間の相関で生体画像の補正を行う２ラインセンサでは、被写体の幅が画素ピッチよりも充分大きいため、読み取り誤差が生じる恐れがある。また、生体をスイープさせる動作が、従来の生体を当てるだけのエリアセンサよりも時間がかかるため、合成、認証までの時間がかかってしまう。また、画像の補正が、生体のパターンが全て採取された後に行われるため、システムの動作として非常に遅くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、スイープ型のセンサにおいても、任意のスイープ方向で認証を可能とし、画像の合成をすばやく行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
撮像手段に対する相対的な被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段と、前記移動方向検知手段によって検知された被写体の移動方向に基づいて、複数の被写体画像より被写体の合成画像を取得する動作を切替える画像取得切替え手段と、を有することを特徴とする認識装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
被写体若しくは撮像装置を移動させて画像を取得する認識装置において、任意の移動方向で画像の取得が可能となる。方向検知時は低速に駆動しても画像の取得を行うことが可能となり、したがって低消費電力を保つことも可能となる。また、高速な合成を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、センサと指の移動を模式的に表したものである。図２は、光学接触式による指紋読取装置の概略的構成を示す図である。本実施の形態では、水平画素数５００画素、垂直画素数２０画素のセンサ５０を用いる。例えば、指紋認証を行う場合、通常垂直画素数は５００画素程度のものを用いるので、それに比べて本実施の形態で用いるセンサの大きさは非常に小さい。センサ５０上に指を配置し、本実施の形態では図１に示すように、センサ５０の長さ方向に対して垂直に指を移動させ（図１中矢印で示す）、画像を順次読み取る。また、図２に示すように、光照射手段となるＬＥＤ２２の光を、ライトガイド２１を通して指の側面部に照射する。この照射光は、指内で散乱・透過し、センサ５０に入射される。このとき、直接センサ５０に触り、静電気や物理的にセンサ５０を破壊することを嫌う場合は、図示したように別途カバー２３（薄板ガラスやファイバープレート）などの保護部材を設けてもよい。
【００１２】
図４（ａ）は、本実施の形態を表すブロック図である。センサ５０から画像信号を出力するが、センサ５０の中にはＰＧＡ(Programmable Gain Amp)、ＡＤＣ(Analog Digital Converter)などを含み、光量的に十分調整されたディジタル信号を得ることが出来る。センサはＴＧ５５により、方向検知の際には画素の任意の領域をだけを読み出し、認証のための画像を取得する際には全画素を読み出すという動作を切替えて読み出す。また、センサはＴＧ５５により、検出した移動方向に基づいて、センサの走査方向を切替える。方向検知５６において方向を検知した後、ＴＧ(Timing Generator)５５でセンサ５０の読み出しを任意領域読み出しから、全画素読み出しに変える。全画素読み出しになったセンサで出力され、メモリ５１に一度保持された画像データは、合成５２で全指紋パターンの断片的なデータを、一つの指紋パターンに合成する。その後、特徴抽出５３で特徴点を抽出する。指紋画像から隆線の構造など、指紋の特徴（端点や分岐点）を抽出することによって、特徴点を抽出することができる（例えばマーシャルリレーション法）。また、特徴点を抽出する方法として、画像の類似度を評価する画像（パターン）マッチング法、指紋画像における隆線の濃淡の違いを周波数解析する周波数解析法を用いてもよい。以上のように特徴を抽出した指紋に対して、登録５４で保存を行い、認証の際には、登録５４からの保存データと比較することによって認証５７で認証を行う。認証された指紋に関しては、表示５８で認証ＯＫや認証エラーを表示する。
【００１３】
方向検知５６で方向を検知する際には、センサ５０の全ての画素ライン（ここでは２０行のライン）を用いず、図３（ａ）のように中央４ライン、もしくは図３（ｂ）（ｃ）のようにセンサ出力を複数用いて、もしくは（ｂ）のように上４ライン、下４ライン、もしくは（ｃ）のように中央２箇所を用いて撮像を行う。この図３（ｂ）及び図３（ｃ）は（ａ）を２つ並列に並べて使用したものであり、こうすることで互いに離れた位置情報から画像データを得ることができる。画像データはメモリ５１に入り、その情報を用いて方向検知５６で方向検知を行う。方向検知は任意の領域だけ（たとえば中央４ライン）をメモリに入れて、１フレーム前のデータと比較して、上下左右のどちらに移動したかを判断する。これにより、指の移動方向が検知できる。
【００１４】
次に、本発明で用いているセンサ５０について駆動を含めて説明する。図８は本発明におけるＣＭＯＳ型のイメージセンサのブロック図で、本実施の形態のセンサはｍ行×ｎ列のうち、２×２画素のみを表記している。図９は画素部（図８のＳ１〜Ｓ４）の詳細図で、この図で光信号電荷を発生するフォトダイオードＰＤはアノード側が接地されている。フォトダイオードＰＤのカソード側は、電荷転送スイッチＴＸを介して、増幅ＭＯＳ  Ｍ３のゲートに接続されている。また、上記増幅ＭＯＳ  Ｍ３のゲートには、これをリセットするためのリセットＭＯＳ  Ｍ１のソースが接続され、リセットＭＯＳ  Ｍ１のドレインは、リセット電圧ＶＲに接続されている。さらに、上記増幅ＭＯＳ  Ｍ３のドレインは、動作電圧ＶＤＤを供給するための行選択ＭＯＳ  Ｍ２に接続されている。
【００１５】
次に、本発明の認証装置の駆動方法を図８と、図１０のタイミング図を用いて説明する。このイメージセンサ−において、まずリセットＭＯＳ  Ｍ１のゲートへのパルスφＲＥＳ１、転送ＭＯＳ  ＴＸのゲートパルスφＴＸ１及び、垂直信号線リセットＭＯＳ  Ｍ８のゲートへのパルスφＶＲＥＳがハイレベルとなる。これによって、増幅ＭＯＳ  Ｍ３のゲートとフォトダイオードＰＤが電圧ＶＲに、垂直信号線Ｖ１が電圧ＶＶＲにリセットされる。これが図１０のｔ１である。次に、φＴＸ１がローレベルになりフォトダイオードＰＤには光に応じた電荷の発生が可能になる（ｔ２）。続いてリセットＭＯＳ  Ｍ１のゲートへのパルスφＲＥＳ１、垂直信号線リセットＭＯＳ  Ｍ８のゲートパルスφＶＲＥＳ、がローレベルとなり、Ｍ１のゲートと垂直信号線のリセットが解除される（ｔ３）。時刻ｔ３から所定の時間後、φＴＸ１を再度ハイレベルにしてフォトダイオードＰＤの電荷を増幅ＭＯＳ  Ｍ３のゲートに転送する（ｔ４）。
【００１６】
転送に十分な時間を経て、φＴＸ１を再度ローレベルにしてフォトダイオードＰＤの電荷転送を終了する（ｔ５）。次に、選択ＭＯＳ  Ｍ２のゲートパルスφＳＥＬ１及び、光信号転送ＭＯＳ  Ｍ５のゲートパルスφＴＳがハイレベルとなる（ｔ６）。これによって光信号電圧が光信号保持容量ＣＴＳに読み出される（ｔ６〜７）。ＣＴＳを読み出した後、リセットＭＯＳ  Ｍ１のゲートへのパルスφＲＥＳ１、垂直信号線リセットＭＯＳ  Ｍ８のゲートパルスφＶＲＥＳがハイレベルとなり、Ｍ１のゲートと垂直信号線がリセットされる（ｔ９）。続いてφＲＥＳ１とφＶＲＥＳがローレベルとなり（ｔ１０）、Ｍ１のゲートと垂直信号線のリセットが解除された後、選択ＭＯＳ  Ｍ２のゲートパルスφＳＥＬ１及び、ノイズ信号転送ＭＯＳ  Ｍ４のゲートパルスφＴＮがハイレベルとなる（ｔ１１）。これによってノイズ電圧が光信号保持容量ＣＴＮに読み出される（ｔ１１〜ｔ１２）。この後、水平走査回路ブロックからの信号Ｈ１〜Ｈｎによって、各列の水平転送スイッチＭ６、Ｍ７のゲートが順次ハイレベルとなり（ｔ１４〜ｔ１５）、ノイズ保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳに保持されていた電圧が順次差動回路ブロックに読み出される。差動回路ブロックでは、光信号とノイズ信号との差がとられ、出力端子ＶＯＵＴに順次出力される。以上で、第１行目に接続された画素セルの読み出しが完了する。この後、第２行目の読み出しに先立って、ノイズ信号保持容量ＣＴＮ及び光信号保持容量ＣＴＳのリセットスイッチＭ９、Ｍ１０のゲートへのφＣＴＲがハイレベルとなり、ＶＲＣＴにリセットされる。以下同様に、垂直走査回路のブロックＶＳＲからの信号によって、第２行目〜第ｍ行目に接続された画素セルＣ２１〜Ｃｍｎの信号が順次読み出され、全画素セルの読み出しが完了する。以上の様に、このセンサは行単位でまとめてＣＴＳ，ＣＴＮに読み出すため、いわば１行分のラインメモリを設けているのと同じである。次に、図８の垂直走査回路ブロック・水平走査回路ブロックについて説明する。このブロックはシフトレジスタで構成され、垂直走査回路ブロックにおいてφＰＶＳＴがスタートパルスとなり、φＰＶはφＰＶＳＴによって与えられたスタートパルスを次段に伝えるシフトレジスタのクロックとなる。またφＰＶＳＴはスタートパルスと同時に途中まで動作しているシフトレジスタ回路のリセットとしても使用する。またφＶＭＯＤＥでは図３（ａ）のような中央４ラインだけを読み出す場合の切替え信号となる。水平走査回路ブロックについても同様である。また、走査方向を切替える場合は、垂直、水平走査回路ブロック内のシフトレジスタを双方向シフトレジスタにし、φＶｉｎｖ、もしくはφＨｉｎｖによって切替え可能とする。
【００１７】
図５（ａ）は実施の形態１における動作のフローチャートである。始めにセンサそのものは任意領域のみを駆動し、方向検出用の画像をメモリに取得する（Ｓ１０）。このとき１フレームずつメモリに入れていくのだが、１フレームずつ方向が検出できるかどうか判断する（Ｓ１１）。このフローチャートでは方向が検出されると検出した方向を表示し（Ｓ１２）、同時に全画素を駆動するようにセンサ駆動を切替える（Ｓ１３）。またこのとき検出された方向に基づきセンサ駆動の走査方向を切替える（Ｓ１４）。
【００１８】
ここで、走査方向を切替える概念について、図６，７を用いて説明する。図６（ａ）はセンサの走査方向をイメージした概念図である。ここで述べているセンサはＣＭＯＳセンサでありセンサ内部にラインメモリを持ち１ラインずつメモリに転送し、順次読み出していく。そのため水平走査と垂直走査ではそれぞれの走査速度は異なる。つまり水平走査駆動が高速に行われるのに対し、垂直走査駆動は１行分の選択が終わると次の１行分の選択と、行単位の速度となるためである。この図６（ａ）での黒丸が画像の読み出しの１画素目であり、矢印の先が読み出される最終画素となっている。いま、この遅い方の垂直走査駆動の方向が紙面の上から下に走査していると仮定する。このとき指のスライド方向は図６（ｂ）のように紙面の下から上にスライドするとする。またこのときセンサの走査速度と指のスライド速度が適当な速度で、それぞれ採取される画像フレームの重なりは１行以上あり、且つ画像の欠落は全く無いと仮定する。
【００１９】
こうした場合、次々得られる画像フレームは図６（ｃ）の示した順番の様に出力を得ることができる。動作としては（１）を採取しメモリに貯め、その次に（２）の左上のデータから得ることになる。この（２）の一番上の行が真っ先に読み出しされるが、この行は（１）の中に必ず含まれているため、（１）との比較がスムーズに行うことができる。このため合成時の重なり判断をすばやく行うことが可能となる。
【００２０】
図７（ｄ）は方向検知の結果、センサの走査方向と被写体の移動方向が同一のときの図である。この場合には、センサの走査方向を変更する。ここでは水平・垂直走査駆動で反転させているので１フレームの中で読み出される１画素目と最終画素が全く逆になっている。指のスライド方向は紙面の上から下にスライドさせる方向である。このようなときに採取される指紋画像は図７（ｅ）のようになる。これらを合成すると図７（ｆ）になり、採取するはずの指紋とは上下反転した画像が出現する。このため合成後に出来た画像を上下反転させるか、合成をそのまま行い、その後の特徴抽出もそのまま行うが、その後の認証時に登録されているデータとマージするときに登録データか、採取したばかりのデータのどちらかを上下反転させる、またもしくはメモリ５１をフレームメモリで構成し、このメモリへの入力時か出力時に上下反転を行うようにする。なお、行単位でみるのであれば、垂直走査方向だけを変化すればよく、水平走査方向は変化させずともよい。
【００２１】
このようにして走査方向を切替えた動作で、次々に画像を採取しながら合成を行っていく（図５（ａ）のＳ１５）。ここで重なりを判断できなかった場合、合成不能となり、うまく指紋画像が採取できなかったことを表示し、再度取得しなおす。合成が完了し、全ての指紋画像が整ったところで認証及び登録を行う（図５（ａ）のＳ１６）。その後、認証、及び登録が完了した段階で完了の表示を行う（図５（ａ）のＳ１７）。以上が実施の形態１の動作フローである。
【００２２】
以上、実施の形態１では被写体の移動方向に応じて操作方向を切替える認識装置について説明したが、あらかじめ１方向しか被写体を動かすことができないような構成の認識装置についても、被写体に対する相対的な撮像手段の移動方向と、前記撮像手段から信号を順次走査しながら読み出す際の走査する方向とが、互いに逆方向になるように前記撮像手段を設定しておけば、すばやく複数の被写体画像を合成することが可能な認識装置を提供することができる。
【００２３】
以上の説明では主として指紋パターンの読み取り、及び指紋パターンの画像認識、認証を例にとって説明するが、本発明はかかる例に限定されず、原稿読み取りやバーコード読み取りなどにも適用させることはもちろんである。また、本実施の形態ではセンサに対して被写体となる指を動かしているが、被写体に対してセンサを移動させても良い。
【００２４】
（実施の形態２）
実施の形態２における指紋認証装置の構成は実施の形態１における指紋認証装置の構成と同一である。実施の形態２は、実施の形態１と用途及び動作及び認証用画像の取得手順が異なる。
【００２５】
次に図４（ｂ）により実施の形態２を説明する。実施の形態１の図４（ａ）と同様に、図４（ｂ）も光量的に十分調整されたディジタル信号をセンサ５０から得る。また、センサはＴＧ５５により、画素の任意の領域だけを読み出す、または全画素を読み出すという動作を切替えて読み出す。
【００２６】
実施の形態２では、センサ内で走査方向は変化させないことが、実施の形態１と異なる。
【００２７】
センサ５０から読み出された画像データはメモリ５１に入り、その情報を用いて方向検知５６で方向検知を行う。方向検知は前述したように任意の領域だけをメモリに入れて、１フレーム前のデータと比較して、上下左右のどちらに移動したかを判断する。この方向検知５６において方向を検知した後、ＴＧ５５でセンサ５０の読み出しを任意領域読み出しから全画素読み出しに変える。全画素読み出しで読み出され、メモリ５１に一度保持された画像データは、合成５２で全指紋パターンの断片的なデータを一つの指紋パターンに合成する。ここでは方向検知５６によって検知されたデータに基づき合成アルゴリズムを切替える特徴というをもつ。
【００２８】
その後、特徴抽出５３において、実施の形態１で記載した方法で特徴点を抽出する。特徴を抽出した指紋に対して、登録５４で保存を行い、認証の際には、登録５４からの保存データと比較することによって認証５３で認証を行う。認証された指紋に関しては、表示５８で認証ＯＫや認証エラーを表示する。また方向検知によって検知された方向に応じて、表示５８に表示されているカーソルを移動させる、またはポインタを移動させるなどを行う。ここでは認証における表示装置と、カーソルやポインタの移動を表示する表示装置を同一の表示装置としたが、検知された移動方向によってＬＥＤを点灯させるなど別途表示装置を設けてもよい。
【００２９】
図５（ｂ）は実施の形態２における動作のフローチャートである。始めにセンサそのものは任意領域のみを駆動し、方向検出用の画像をメモリに取得する（Ｓ１０）。このとき１フレームずつメモリに入れていくのだが、１フレームずつ方向が検出できるかどうか判断する（Ｓ１１）。このフローチャートでは方向が検出されると検出した方向を表示装置に表示し（Ｓ１２）、同時に全画素を駆動するようにセンサ駆動を切替える（Ｓ１３）。その後、検出した方向に基づき、合成の手順である合成アルゴリズムを切替える（Ｓ１８）。
【００３０】
ここで、合成の手順である合成アルゴリズムを切替える概念について述べる。先ほど図６、７で示したように、センサの走査方向が固定であるならば、指のスライドさせる方向によって得られる断片的な指紋画像の順番が異なってくる。このため合成のアルゴリズムを変更する必要がある。
【００３１】
まず、図６のときは実施の形態１で説明したように、図６（ｃ）の（２）の１行目は必ず（１）の中に含まれているのでこの（２）の１行目が読み出された直後、もしくは読み出しながらにして合成の重なりの範囲が求められる。
【００３２】
図７は被写体の移動方向が図６と逆の場合である。図７（ａ）は図６（ａ）と同じであるので説明を省略する。図７（ｂ）はセンサ上をスライドさせる指のスライド方向を表している。ここでは紙面の上から下にスライドさせる。こうした場合、次々得られる画像フレームは図７（ｃ）の示した順番の様に出力を得ることができる。動作としては（１）を採取しメモリに貯め、その次に（２）の左上のデータから得ることになる。この（２）の一番上の行が真っ先に読み出しされるが、この行は（１）の中に含まれていない。この（２）の画像の最終行が（１）に含まれているため、（１）との比較は（２）が全て読み出されての値に比較される。図７（ｃ）に示した合成方法では、（２）の最後行の方まで（１）との重なりが分からないのだが、（１）の最終行と、読み出している（２）の行とを常に比較し続けるアルゴリズムにより、１フレームが貯まるまで待つ必要も無く、合成可能となる。
【００３３】
以上のように、指をスライドさせる方向を方向検知によって検知し、その検知結果に基づき合成アルゴリズムを変更する。この合成切替え（図５（ｂ）のＳ１８）の動作のフローを、図１３を用いて説明する。まず、指の移動方向がセンサの走査方向と逆になっている場合には、（２）の画像の一行目のデータが（１）の画像の中に存在するので、この情報から、フレームの重なりを判断する（Ｓ２２）。指の移動方向がセンサの走査方向と逆になっていない場合には、（１）の画像の一行目のデータが（２）の画像の中に存在するかどうかを、常に比較し、同じデータがあったときにはその情報から、フレームの重なりを判断する（Ｓ２３）。
【００３４】
図５（ｂ）を用いて、実施の形態２の全体的な動作フローを説明する。
【００３５】
まず、前述のように合成アルゴリズムを切替えた動作で、指紋画像を合成していく（Ｓ１５）。ここで重なりが判断できなかった場合には合成不能となり、指紋画像がうまく採取できなかったことを表示（Ｓ２０）、再度取得しなおす。合成切替え（Ｓ１８）の手順は上記に説明したとおりである。合成が完了し、全ての指紋画像が整ったところで認証及び登録を行う（Ｓ１６）。その後、認証、及び登録が完了した段階で完了の表示を行う（Ｓ１７）。
【００３６】
実施の形態２によって、走査方向を切替えなくてもすばやく画像の合成をすることができる認証装置を提供できる。
【００３７】
なお、上記の説明では、被写体の移動方向を検知して、撮像手段の走査方向を切替える手順について述べたが、最初から一方向にしか被写体を動かすことができないように認識装置を構成し、被写体の移動方向と撮像手段の走査方向が逆になるように認識装置を構成してもよい。
【００３８】
（実施の形態３）
実施の形態３の認証装置は、被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段と、前記移動方向検知手段によって検知された移動方向に応じて、ポインティングデバイス機能と、前記生体情報と被写体の合成画像とを照合する機能を変更する変更手段とを有する。
【００３９】
実施の形態３における指紋認証装置の構成は、実施の形態１における指紋認証装置の構成と同一である。実施の形態２は、実施の形態１と用途及び動作及び移動方向検知の用途及び動作が異なる。
【００４０】
図４（ｃ）を用いて実施の形態３を説明する。実施の形態１で説明した図４（ａ）と同様に、光量的に十分調整されたディジタル信号をセンサ５０から得ることができる。またセンサはＴＧ５５により、画素の任意の領域をだけを読み出す、または全画素を読み出すという動作を切替えて読み出すことが出来る。また実施の形態１とは異なり実施の形態３ではセンサ内で走査方向は変化させない。
【００４１】
画像データはメモリ５１に入り、その情報を用いて、被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段である方向検知５６で方向検知を行う。方向検知は前述したように任意の領域だけ（たとえば中央４ライン）をメモリに入れて、１フレーム前のデータと比較して、上下左右のどちらに移動したかを判断する。
【００４２】
この方向検知５６において方向が検知できたことにより、次に方向判断５９でどの方向であるかを判断する。この実施の形態では機能１として方向表示であり、機能２として指紋認証である。そこで例えば方向検知５６で上が検知された時は表示５８でカーソル移動やポインタの移動を行うことによって方向表示を行い（ポインティングデバイス機能）、下が検知されたときは生体情報と被写体の合成画像とを照合する機能である指紋認証を行う。
【００４３】
この指紋認証に関しては、合成５２において全指紋パターンの断片的なデータを一つの指紋パターンに合成し、その後、上述したような方法で特徴点を抽出する。特徴を抽出した指紋に対して、登録５４で保存を行い、認証の際には、登録５４からの保存データと比較することによって認証５３で認証を行う。認証された指紋に関しては、表示５８で認証ＯＫや認証エラーを表示する。ここでは認証における表示装置と同時に示したが、示された方向によってＬＥＤを点灯させるなど別途表示装置を設けてもよい。
【００４４】
このように検知された方向によって機能を複数有し、それらを切替えて使用する。
【００４５】
図５（ｃ）は実施の形態３における動作のフローチャートである。始めにセンサそのものは任意領域のみを駆動し、方向検出用の画像をメモリに取得する（Ｓ１０）。このとき１フレームずつメモリに入れていくのだが、１フレームずつ方向が検出できるかどうか判断する（Ｓ１１）。このフローチャートでは方向が検出されると検出された方向によって機能を切替えるため、その検知された方向がどの方向かを判断する（Ｓ１９）。上述したように例えば上が示されたときは方向を表示し（Ｓ１２）、下が示されたときは、そのまま（２）に進む。この（２）以降は先ほどから述べているのと同じであるので省略する。
【００４６】
このように指をスライドさせる方向によって、機能を切替えるのだが、この機能は２つに限ったことではなく、４方向に対応するために４つの機能を切替えてもよく、例えばその機能として照明用のＬＥＤを点灯させる、携帯電話のメモリの存在する任意のアドレスにジャンプするなど、ホットキーとしての役目を割り当ててもよい。
【００４７】
本発明を用いたアプリケーションとして携帯電話に組み込んだ例を以下に説明する。
【００４８】
図１２はその概念図である。ここで携帯電話本体の十字キー部分に本発明の認識装置を組み込んでいる。これにより、従来承認や、鍵をかけるなどの認証行為に対して別途指紋センサを有していた携帯電話に対して、十字キーなどとスペースを共有することが可能となる。また、方向検知と同時に指が置かれたことを判別してもよいため、別途、指検知センサのようなものを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】センサと指の移動を模式的に表した図である。
【図２】光学式による指紋読み取り方式の説明図である。
【図３】センサを用いた駆動領域を表す図である。
【図４】実施の形態１〜３のブロック図である。
【図５】実施の形態１〜３のフローチャートを表す図である。
【図６】センサの走査方向と指の移動方向の関係を表した図である。
【図７】センサの走査方向と指の移動方向の関係を表した図である。
【図８】センサの構造を表す図である。
【図９】画素部の構成を表す図である。
【図１０】センサ駆動のタイミング図である。
【図１１】方向検知の一手段を表した図である。
【図１２】本発明の認証装置を携帯電話に応用した例を表す図である。
【図１３】図５（ｂ）における合成切替えの動作のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５０】
２１  ライトガイド
２２  ＬＥＤ
２３  カバー
５０  センサ
５１  メモリ
５２  合成
５３  特徴抽出
５４  登録
５５  ＴＧ
５６  方向検知
５７  認証
５８  表示
５９  方向判断
【図１】
2005063020.tif 000003
【図２】
2005063020.tif 000004
【図３】
2005063020.tif 000005
【図４】
2005063020.tif 000006
【図５】
2005063020.tif 000007
【図６】
2005063020.tif 000008
【図７】
2005063020.tif 000009
【図８】
2005063020.tif 000010
【図９】
2005063020.tif 000011
【図１０】
2005063020.tif 000012
【図１１】
2005063020.tif 000013
【図１２】
2005063020.tif 000014
【図１３】
2005063020.tif 000015