(57)【要約】【課題】例えばスウィープ型指紋センサにおいて、ユーザが、センサに対する指の動かし方を認識可能にして、指の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるようにする。【解決手段】生体情報採取手段（例えばスウィープ型指紋センサ）１０に対する生体部位の移動速度を移動速度検出手段２０２によって検出し、その移動速度に応じて、当該移動速度が検出された生体部位の位置に対応する部分を変化させた任意パターンを描画手段２０６によって描画し、その任意パターンを表示手段３０で表示する。【選択図】図１
2005143890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に移動している生体部位を読み取り、該生体部位についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取する生体情報採取手段と、
該生体情報採取手段に対する該生体部位の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度に応じて、当該移動速度が検出された該生体部位の位置に対応する部分を変化させた任意パターンを描画する描画手段と、
該描画手段によって描画された前記任意パターンを表示する表示手段とをそなえて構成されていることを特徴とする、生体情報採取装置。
【請求項２】
相対的に移動している生体部位を読み取り、該生体部位についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取する生体情報採取手段と、
該生体情報採取手段に対する該生体部位の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度が、該生体情報採取手段の特性情報に基づいて決定される許容速度範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段によって前記移動速度が前記許容速度範囲内ではないと判定された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをそなえて構成されていることを特徴とする、生体情報採取装置。
【請求項３】
該生体情報採取手段によって採取される連続する、２つの部分画像の相対位置関係から、該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔当たりの該生体部位の移動量を検出する移動量検出手段をさらにそなえ、
該移動速度検出手段が、該移動量検出手段によって検出された該生体部位の移動量と前記採取時間間隔とに基づいて前記移動速度を算出して検出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の生体情報採取装置。
【請求項４】
該移動量検出手段によって検出された移動量が検出誤差の範囲内である場合には、該移動量検出手段が、当該移動量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から該生体部位の移動量を検出することを特徴とする、請求項３記載の生体情報採取装置。
【請求項５】
該移動量検出手段によって検出された該生体部位の移動量を累積することにより、該生体部位の位置変化を検出する位置検出手段をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の生体情報採取装置。
【請求項６】
該生体部位を該生体情報採取手段に対して移動させるべき主移動方向と交差する方向について該位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値に基づいて、該生体部位の横ずれを検出する横ずれ検出手段と、
該横ずれ検出手段によって該生体部位の横ずれが検出された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、請求項５記載の生体情報採取装置。
【請求項７】
該生体部位を該生体情報採取手段に対して移動させるべき主移動方向と交差する方向について該位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値と当該方向についての該生体部位の反転回数とに基づいて該生体部位の蛇行を検出する蛇行検出手段と、
該蛇行検出手段によって該生体部位の蛇行が検出された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の生体情報採取装置。
【請求項８】
該生体情報採取手段によって採取される連続する、２つの部分画像の相対位置関係から、該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔当たりの該生体部位の移動方向変化量を検出する移動方向変化量検出手段と、
該移動方向変化量検出手段によって検出された該生体部位の移動方向変化量を累積することにより、該生体部位の移動方向変化を検出する方向検出手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【請求項９】
該移動方向変化量検出手段によって検出された移動方向変化量が検出誤差の範囲内である場合には、該移動方向変化量検出手段が、当該移動方向変化量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から該生体部位の移動方向変化量を検出することを特徴とする、請求項８記載の生体情報採取装置。
【請求項１０】
該方向検出手段によって検出された該生体部位の移動方向変化に基づいて、該移動速度検出手段において移動速度検出に用いられる２つの部分画像が交差している状態を該生体部位のひねりとして検出するひねり検出手段と、
該ひねり検出手段によって該生体部位のひねりが検出された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえたことを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の生体情報採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証等を行なうべく例えば指紋，掌紋，血管パターン等の生体情報を採取するための装置に関し、より具体的には、例えばスウィープ型指紋センサを用いて指をそのセンサ面（採取面）に対して移動させながら複数の部分画像（指紋画像）を生体情報として連続的に採取するための生体情報採取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＤＡ（Ｐersonal Ｄigital Ａssistant）などの小型情報機器は、近年の高機能化に伴い、ネットワークに接続されたり大量の個人情報などを格納したりすることができるようになり、これらの機器におけるセキュリティ性能の向上の要求が極めて高くなっている。
このような機器においてセキュリティを確保するために、従来から広く用いられているパスワードやＩＤ（ＩＤentification）カードなどによる個人認証を採用することが考えられる。しかし、パスワードやＩＤカードは盗用される危険性が高いので、より信頼性の高い個人認証（機器のユーザが、予め登録されたユーザ本人であることの認証）を実現することが強く望まれている。このような要望に対し、生体情報（バイオメトリクス情報）による個人認証は、信頼性が高く、上述の要望に応えられるものと考えられる。特に、生体情報として指紋を用いた場合には利便性も高い。
【０００３】
生体情報として指紋を用いて個人認証を行なう場合、静電容量式指紋センサや光学式指紋センサにより、被認証者の指から指紋（指紋センサの採取面に接触しうる隆線と同採取面に接触しない谷線とから成る紋様）を画像情報として採取する。そして、その指紋画像の前景（例えば隆線像）から特徴情報（例えば分岐点や端点の位置情報）を抽出し、抽出された特徴情報と予め登録されている被認証者の登録特徴情報とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かの判定つまり個人認証を行なっている。
【０００４】
ところで、被認証者から指紋画像を採取する一般的な指紋センサ（以下、平面型指紋センサという場合がある）は、通常、指の大きさよりも大きいセンサ面（採取面）を有している。しかし、近年、指紋センサを携帯電話やＰＤＡといった小型情報機器に搭載するために、センサ面の大きさを指の大きさよりも小さくし、そのセンサ面を通じて連続的に採取された複数の部分画像を統合して指紋全体の画像を得ることが行なわれている。
【０００５】
このような状況に対応した指紋センサとして、スウィープ型のものがある（例えば下記特許文献１，２参照）。このスウィープ型指紋センサは、指の長さよりも十分に短く、小面積の矩形採取面（センサ面／撮像面）を有している。そして、指を採取面に対して移動させるか、または、採取面（指紋センサ）を指に対して移動させるかしながら、指紋センサによって、指の指紋について複数の部分画像を連続的に採取し、採取された複数の部分画像から、指の指紋画像の全体を再構成することが行なわれている。このように再構成された指紋画像から、特徴点（隆線の分岐点や端点）の情報を抽出・生成し、その情報に基づいて上記個人認証が行なわれることになる。なお、上述のような、採取面に対する指の相対的移動のことを「スウィープ（sweep）」と呼ぶ。
【０００６】
このようなスウィープ型指紋センサでは、そのセンサ面に対する指の動かし方によって表皮の歪みが生じたり採取される指紋画像面積が小さくなったりするため、照合性能が劣化する頻度が、平面型指紋センサよりも高くなる。このため、指の適切な動かし方の習得訓練を必要とするユーザが多く、平面型指紋センサに比べて利便性が損なわれている。ユーザが、指の適切な動かし方を学習するためには、少なくとも指をどのように動かしているかを認知することが重要である。
【０００７】
しかしながら、下記特許文献１，２に開示された技術では、指を動かし終わったあとに再構成済みの指紋画像を表示するか、あるいは、照合結果のみを表示するようになっており、指の動かし方に関する情報は除去され表示されることはない。従って、ユーザが、再構成失敗や照合失敗が指の動かし方に起因している場合、それを知ることは難しい。
一方、例えば下記特許文献３，４においては、平面型指紋センサを用いた指紋押捺位置の誘導方法に関する技術が開示されている。しかし、これらの特許文献３，４に開示された技術は、センサ中央と指との位置関係を検出し指をセンサ中央に導くための指示を与えるものであって、このような技術を上述したスウィープ型指紋センサに適用しても、指紋画像が歪む要因を検出することは不可能であり、ユーザが、指紋画像の歪み（つまりは再構成失敗や照合失敗）の原因である指の動かし方を認識することは不可能である。平面型指紋センサでは、例えば図３２（Ａ）に示すごとくセンサ面（採取面）１００上に指１０１を静止させて置いた状態で、例えば図３２（Ｂ）に示すような指紋画像を採取している。従って、特許文献３，４に開示された技術のごとくセンサ面１００に対する指１０１の置き位置のずれを指示する必要はあるが、リアルタイムに指の動きを表示・指示する必然性が全く無い。
【特許文献１】特開平１０−０９１７６９号公報
【特許文献２】特開平１１−２５３４２８号公報
【特許文献３】特開２００２−２８８６４３号公報
【特許文献４】特開２００２−１７７６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このため、スウィープ型指紋センサ等において、ユーザが、指紋画像の歪み（つまりは再構成失敗や照合失敗）の原因である指の動かし方を認識できるようにすることが望まれている。
本発明は、このような状況に鑑み創案されたもので、例えばスウィープ型指紋センサにおいて、ユーザが、センサに対する指の動かし方を認識可能にして、指の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるようにし、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の生体情報採取装置（請求項１）は、相対的に移動している生体部位を読み取り該生体部位についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取する生体情報採取手段と、該生体情報採取手段に対する該生体部位の移動速度を検出する移動速度検出手段と、該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度に応じて当該移動速度が検出された該生体部位の位置に対応する部分を変化させた任意パターンを描画する描画手段と、該描画手段によって描画された前記任意パターンを表示する表示手段とをそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の生体情報採取装置（請求項２）は、相対的に移動している生体部位を読み取り該生体部位についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取する生体情報採取手段と、該生体情報採取手段に対する該生体部位の移動速度を検出する移動速度検出手段と、該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度が該生体情報採取手段の特性情報に基づいて決定される許容速度範囲内であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段によって前記移動速度が前記許容速度範囲内ではない（つまり前記許容速度範囲外である）と判定された場合にその旨を外部へ通知する通知手段とをそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１１】
上述のごとき生体情報採取装置において、該生体情報採取手段によって採取される連続する２つの部分画像の相対位置関係から該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔当たりの該生体部位の移動量を検出する移動量検出手段をさらにそなえ、該移動速度検出手段が、該移動量検出手段によって検出された該生体部位の移動量と前記採取時間間隔とに基づいて前記移動速度を算出して検出するように構成してもよい（請求項３）。
【００１２】
このとき、該移動量検出手段によって検出された移動量が検出誤差の範囲内である場合、該移動量検出手段が、当該移動量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から該生体部位の移動量を検出するように構成してもよい（請求項４）。
また、該移動量検出手段によって検出された該生体部位の移動量を累積することにより該生体部位の位置変化を検出する位置検出手段をそなえてもよい（請求項５）。この場合、該生体部位を該生体情報採取手段に対して移動させるべき主移動方向と交差する方向について該位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値に基づいて該生体部位の横ずれを検出する横ずれ検出手段と、該横ずれ検出手段によって該生体部位の横ずれが検出された場合にその旨を外部へ通知する通知手段とをそなえてもよいし（請求項６）、該生体部位を該生体情報採取手段に対して移動させるべき主移動方向と交差する方向について該位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値と当該方向についての該生体部位の反転回数とに基づいて該生体部位の蛇行を検出する蛇行検出手段と、該蛇行検出手段によって該生体部位の蛇行が検出された場合にその旨を外部へ通知する通知手段とをそなえてもよい（請求項７）。
【００１３】
さらに、該生体情報採取手段によって採取される連続する２つの部分画像の相対位置関係から該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔当たりの該生体部位の移動方向変化量を検出する移動方向変化量検出手段と、該移動方向変化量検出手段によって検出された該生体部位の移動方向変化量を累積することにより該生体部位の移動方向変化を検出する方向検出手段とをそなえてもよい（請求項８）。この場合、該移動方向変化量検出手段によって検出された移動方向変化量が検出誤差の範囲内である場合、該移動方向変化量検出手段が、当該移動方向変化量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から該生体部位の移動方向変化量を検出するように構成してもよいし（請求項９）、該方向検出手段によって検出された該生体部位の移動方向変化に基づいて該移動速度検出手段において移動速度検出に用いられる２つの部分画像が交差している状態を該生体部位のひねりとして検出するひねり検出手段と、該ひねり検出手段によって該生体部位のひねりが検出された場合にその旨を外部へ通知する通知手段とをそなえてもよい（請求項１０）。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明の生体情報採取装置（請求項１）によれば、生体情報採取手段（例えばスウィープ型指紋センサ）に対する生体部位の移動速度が移動速度検出手段によって検出され、その移動速度に応じて、当該移動速度が検出された生体部位の位置に対応する部分を変化させた任意パターンが描画手段によって描画され、その任意パターンが表示手段で表示されるように構成することにより、ユーザは、表示手段を参照するだけで、生体情報採取手段に対する生体部位の動かし方を認識することが可能になり、生体部位の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるので、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することができる。
【００１５】
また、本発明の生体情報採取装置（請求項２）によれば、上記移動速度検出手段によって検出された移動速度が、生体情報採取手段の特性情報に基づいて決定される許容速度範囲内であるか否かが判定手段によって判定され、前記許容速度範囲内ではない（つまり許容速度範囲外である）と判定された場合、その旨が通知手段によって外部へ通知されるように構成することにより、ユーザは、通知手段からの通知によって生体部位の不適切な動かし方（例えば、移動速度が速すぎるために、生体情報採取手段によって採取された部分画像どうしのオーバラップ部分が不足し、移動速度の検出や部分画像の再構成が不可能になる状況を招くような動かし方）を認識することが可能になり、生体部位の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるので、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することができる。
【００１６】
このような生体情報採取装置においては、連続する２つの部分画像の相対位置関係から採取時間間隔当たりの生体部位の移動量が移動量検出手段によって検出され、その移動量と前記採取時間間隔とに基づいて生体部位の移動速度が極めて容易かつ正確に検出される（請求項３）。
このとき、移動量検出手段によって検出された移動量が検出誤差の範囲内である場合、移動量検出手段が、当該移動量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、その基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から生体部位の移動量を検出するように構成することにより、検出誤差（例えば１画素）未満の移動量が連続的に検出された場合にその検出誤差が蓄積されるのを確実に防止できるので、検出誤差の影響が少なくなるほか、基準画像がそのまま保持され基準画像の更新処理を間引くことが可能になるため、処理時間を短縮することも可能になる（請求項４）。
【００１７】
このようにして検出された生体部位の移動量を位置検出手段によって累積することにより、生体部位の位置変化が極めて容易かつ正確に検出される（請求項５）。
そして、生体部位の主移動方向と交差する方向について位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値に基づいて生体部位の横ずれが検出された場合、その旨が通知手段によって外部へ通知されるように構成することにより、ユーザは、通知手段からの通知によって生体部位の不適切な動かし方である横ずれを認識することが可能になり、生体部位の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるので、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することができる（請求項６）。
【００１８】
また、生体部位の主移動方向と交差する方向について位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値と当該方向についての生体部位の反転回数とに基づいて生体部位の蛇行が検出された場合、その旨が通知手段によって外部へ通知されるように構成することにより、ユーザは、通知手段からの通知によって生体部位の不適切な動かし方である蛇行を認識することが可能になり、生体部位の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるので、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することができる（請求項７）。
【００１９】
さらに、連続する２つの部分画像の相対位置関係から採取時間間隔当たりの生体部位の移動方向変化量が移動方向変化量検出手段によって検出され、その移動方向変化量を方向検出手段によって累積することにより、生体部位の移動方向変化が極めて容易かつ正確に検出される（請求項８）。
この場合、移動方向変化量検出手段によって検出された移動方向変化量が検出誤差の範囲内である場合、移動方向変化量検出手段が、当該移動方向変化量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、その基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から生体部位の移動方向変化量を検出するように構成することにより、検出誤差未満の移動方向変化量が連続的に検出された場合にその検出誤差が蓄積されるのを確実に防止できるので、検出誤差の影響が少なくなるほか、基準画像がそのまま保持され基準画像の更新処理を間引くことが可能になるため、処理時間を短縮することも可能になる（請求項９）。
【００２０】
そして、方向検出手段によって検出された生体部位の移動方向変化に基づいて移動速度検出手段において移動速度検出に用いられる２つの部分画像が交差している状態が生体部位のひねりとして検出された場合、その旨が通知手段によって外部へ通知されるように構成することにより、ユーザは、通知手段からの通知によって生体部位の不適切な動かし方であるひねりを認識することが可能になり、生体部位の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるので、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することができる（請求項１０）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
〔１〕本実施形態の生体情報採取装置の構成
図１は本発明の一実施形態としての生体情報採取装置の機能構成を示すブロック図であり、この図１に示すように、本実施形態の生体情報採取装置は、例えば、スウィープ型指紋センサ１０およびディスプレイ３０を付設されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）本体２０によって実現されている。
【００２２】
ここで、スウィープ型指紋センサ（生体情報採取手段）１０は、相対的に移動している指（生体部位；図２〜図５他の符号１０１参照）の指紋を読み取ってデータ化し、この指１０１の指紋についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取するものである。このスウィープ型指紋センサ１０は、前述したように、指１０１の長さよりも十分に短く、小面積の矩形状センサ面（採取面；図２〜図５他の符号１１参照）を有している。そして、指１０１をセンサ面１１に対して移動させるか、または、センサ面１１（指紋センサ１０）を指１０１に対して移動させるかしながら、指紋センサ１０によって、指１０１の指紋について複数の部分画像を連続的に採取する。そして、ＰＣ本体２０は、採取された複数の部分画像から、指１０１の指紋画像の全体を再構成し、再構成された指紋画像から、特徴点（隆線の分岐点や端点）の情報を抽出する、もしくは、採取された複数の部分画像を利用して指１０１の指紋の特徴点の情報を抽出し、抽出された情報を個人認証のために用いることができるようになっている。
【００２３】
このとき、ユーザが本実施形態の装置を個人認証のために用いる場合、指紋センサ１０は、個人認証時に被認証者から採取される照合用生体情報と比較・照合するために予め登録される登録生体情報を登録者から取得すべく、前記登録生体情報として複数の部分画像を前記登録者の指１０１から採取するか、もしくは、個人認証時に登録生体情報と比較・照合するための照合用生体情報を被認証者から取得すべく、前記照合用生体情報として複数の部分画像を被認証者の指１０１から採取することになる。また、ユーザが本実施形態の装置をスウィープ型指紋センサ１０での指１０１の適切な動かし方を学習するために用いる場合、指紋センサ１０は、複数の部分画像を学習者の指１０１から採取することになる。
【００２４】
ディスプレイ３０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display），ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）によって構成され、各種情報を表示するためのもので、本実施形態では、後述する描画手段２０６によって描画された各種画像（任意パターン）を表示する表示手段として機能する。
そして、本実施形態のＰＣ本体２０は、本発明の生体情報採取装置として機能すべく、移動量検出手段２０１，移動速度検出手段２０２，位置検出手段２０３，移動方向変化量検出手段２０４，方向検出手段２０５，描画手段２０６，判定手段２０７，横ずれ検出手段２０８，蛇行検出手段２０９，ひねり検出手段２１０および通知手段２１１としての機能を果たすものである。これらの機能は、ＰＣ本体２０を構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって実現される。
【００２５】
移動量検出手段２０１は、指紋センサ１０によって採取される連続する、２つの部分画像の相対位置関係から、指紋センサ１０による部分画像の採取時間間隔Δｔ当たりの指１０１の移動量（位置変化量）を、ｘ方向とｙ方向との２方向について検出するものである。ここで、ｙ方向は、ユーザが指１０１を指紋センサ１０に対して移動させるべき主移動方向（矩形状センサ面１１の短手方向）であり、ｘ方向は、上記主移動方向と直交・交差する方向（即ち、矩形状センサ面１１の長手方向）である。
【００２６】
また、本実施形態の移動量検出手段２０１は検出誤差吸収処理機能を有している。この検出誤差吸収処理機能は、移動量検出手段２０１によって検出された移動量が所定の検出誤差の範囲内である場合には、当該移動量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像を更新することなくそのまま保持し、検出された移動量が前記所定の検出誤差の範囲を超えるまで、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から指１０１の移動量を検出する機能である。つまり、検出された移動量が所定の検出誤差の範囲内にある場合には、移動量検出に用いられる２枚の部分画像のうちの基準となる側の画像を更新しない。これにより、図２０および図２２〜図２５を参照しながら後述するごとく、移動量の検出誤差が吸収されることになる。
【００２７】
移動速度検出手段２０２は、指紋センサ１０に対する指１０１の移動速度を検出するもので、移動量検出手段２０１によって検出された指１０１の移動量と採取時間間隔Δｔとに基づいて前記移動速度を算出して検出する。
位置検出手段２０３は、移動量検出手段２０１によって検出された指１０１の移動量をｘ方向およびｙ方向のそれぞれについて累積することにより、つまり、指１０１の移動量（位置変化量）を検出する都度、その時点までに検出された指１０１の移動量の総和をｘ方向およびｙ方向のそれぞれについて算出することにより、各方向についての指１０１の位置変化（移動開始位置に対する指１０１の位置）を検出するものである。
【００２８】
移動方向変化量検出手段２０４は、指紋センサ１０によって採取される連続する、２つの部分画像の相対位置関係から、指紋センサ１０による部分画像の採取時間間隔Δｔ当たりの指１０１の移動方向変化量（角度変位）を検出するものである。
また、移動方向変化量検出手段２０４は、移動量検出手段２０１と同様、検出誤差吸収処理機能を有している。この検出誤差吸収処理機能は、移動方向変化量検出手段２０４によって検出された移動方向変化量が所定の検出誤差の範囲内である場合には、当該移動方向変化量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像を更新することなくそのまま保持し、検出された移動方向変化量が前記所定の検出誤差の範囲を超えるまで、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から指１０１の移動方向変化量を検出する機能である。つまり、検出された移動方向変化量が所定の検出誤差の範囲内にある場合には、移動方向変化量の検出に用いられる２枚の部分画像のうちの基準となる側の画像を更新しない。これにより、移動方向変化量の検出誤差が吸収されることになる。
【００２９】
ただし、本実施形態においては、移動量検出手段２０１による移動量検出後に、移動方向変化量検出手段２０４による指１０１の移動方向変化量の検出を行なう。つまり、図２１，図２６および図２７を参照しながら後述するごとく、移動量検出手段２０１が、まず移動量を検出した後、次に、移動方向変化量検出手段２０４が、２つの部分画像の重なり合った位置（領域）において移動方向変化量（角度変位）を検出する。
【００３０】
方向検出手段２０５は、移動方向変化量検出手段２０４によって検出された指１０１の移動方向変化量を累積することにより、つまり、指１０１の移動変化量（角度変位）を検出する都度、その時点までに検出された指１０１の移動変化量の総和を算出することにより、指１０１の移動方向変化（移動開始時の移動方向に対する指１０１の角度）を検出するものである。
【００３１】
描画手段２０６は、移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた任意パターンを描画し、その任意パターンをディスプレイ３０に表示させるものである。このとき、描画手段２０６は、移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度（上記主移動方向つまりｙ方向の移動速度）がこの移動速度検出手段２０２の速度検出誤差を超えると、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の位置に対応する前記任意パターンの部分の位置やサイズを変化させるように前記任意パターンの描画を更新する。なお、描画手段２０６によってディスプレイ３０に表示される画像表示（任意パターン）の具体例については、図２〜図１９を参照しながら後述する。
【００３２】
判定手段２０７は、移動速度検出手段２０２によって検出されたｙ方向についての移動速度が、指紋センサ１０の特性情報に基づいて後述のごとく決定される上限値および下限値により設定される許容速度範囲内であるか否か（つまり、上限値を超えたか否か、もしくは、下限値未満であるか否か）を判定するものである。
ここで、図３０（Ａ）〜図３０（Ｃ）を参照しながら、本実施形態における移動速度の上限値について説明する。
【００３３】
移動量検出手段２０１によって採取時間間隔Δｔ当たりの指１０１の移動量を検出する際には、２つの部分画像の相対位置関係を検出する必要がある。この相対位置関係は、２つの部分画像が相互に重なり合うオーバラップ領域における画像情報（ここでは、指紋画像）を重ね合わせることにより検出される。ただし、２つの部分画像のオーバラップ領域における画像情報を重ね合わせるためには、ある程度の大きさのオーバラップ領域が必要である。その重ね合わせを行なうために必要な（つまり移動速度検出手段２０２によって移動速度を検出するために必要な）、部分画像どうしのｙ方向のオーバラップサイズが、最小オーバラップサイズδminである。
【００３４】
例えば図３０（Ａ）に示すごとく、２つの部分画像どうしのｙ方向のオーバラップサイズδが最小オーバラップサイズδmin以上であれば、十分な大きさのオーバラップ領域が確保されるので、２つの部分画像のオーバラップ領域における画像情報を重ね合わせて、２つの部分画像の相対位置関係を確実に検出することができる。これに対し、指１０１の移動速度が速すぎるために、図３０（Ｂ）に示すごとく２つの部分画像どうしのｙ方向のオーバラップサイズδが最小オーバラップサイズδmin未満である場合や、図３０（Ｃ）に示すごとく２つの部分画像にオーバラップ領域が存在しない場合には、２つの部分画像のオーバラップ領域における画像情報を重ね合わせることができず、２つの部分画像の相対位置関係を検出できず、つまりは指１０１の移動速度を検出することもできない。
【００３５】
従って、指１０１の移動速度の上限値は、指紋センサ１０の特性情報としての、指紋センサ１０によって採取される部分画像のサイズ（ｙ方向の長さ）Ｓと、上記最小オーバラップサイズδminと、指紋センサ１０による部分画像の採取時間間隔Δｔと、指紋センサ１０によるｙ方向についての画像情報の読取速度Ｒとに基づいて下式により決定される。
((Ｓ−δmin)/Δｔ)＊Ｒ/(((Ｓ−δmin)/Δｔ)＋Ｒ)
ただし、読取速度Ｒが(Ｓ−δmin)/Δｔよりも十分に大きい場合には、上限値は(Ｓ−δmin)/Δｔとしてもよい。
【００３６】
一方、本実施形態では、指１０１の移動方向が急に反転した状態や、度重なって指１０１の移動が止まる状態や、移動量の検出誤差を吸収することができないくらいゆっくりと指１０１が移動している状態を、判定手段２０７により、移動速度検出手段２０２によって検出されたｙ方向についての移動速度が下限値未満になったことで判定する。そして、指１０１の移動状態がこのような状態であることが判定された場合に、指１０１を一定方向（ｙ方向）にある程度速く動かすよう、後述する通知手段２１１によってユーザに促すことができるように構成されている。このとき、本実施形態における移動速度の下限値としては、例えば、採取時間間隔Δｔ当たりの指１０１の移動量が後述する検出誤差（例えばｄ）に満たない速度（つまり速度ｄ／Δｔ）、あるいは、主とする移動方向の速度符号が反転する時点での速度（つまり速度０）が設定される。
【００３７】
横ずれ検出手段２０８は、位置検出手段２０３によって検出されたｘ方向（指紋センサ１０の長手方向）の位置変化（移動開始位置に対する指１０１のｘ方向位置）の絶対値に基づいて、指１０１の横ずれを検出するものである。この横ずれ検出手段２０８は、例えば、ｘ方向についての位置変化の絶対値と、平均的な指の横幅に基づいて決定される所定の閾値とを比較し、その位置変化の絶対値が所定の閾値を超えた場合に、指１０１の横ずれが発生したと判定する。
【００３８】
蛇行検出手段２０９は、位置検出手段２０３によって検出されたｘ方向（指紋センサ１０の長手方向）の位置変化（移動開始位置に対する指１０１のｘ方向位置）の絶対値とｘ方向についての指１０１の反転回数とに基づいて指１０１の蛇行を検出するものである。この蛇行検出手段２０９は、例えば、ｘ方向についての位置変化の絶対値と、平均的な指の横幅に基づいて決定される所定の閾値とを比較するとともに、ｘ方向についての指１０１の反転回数と所定の回数とを比較し、指１０１が所定幅を超えた範囲で所定の回数を超えて方向を反転した場合に、指の１０１の蛇行が発生したと判定する。
【００３９】
ひねり検出手段２１０は、方向検出手段２０５によって検出された指１０１の移動方向変化（移動開始時の移動方向に対する指１０１の角度）に基づいて、移動速度検出手段２０２において移動速度検出に用いられる２つの部分画像が交差している状態を指１０１のひねりとして検出するものである。このひねり検出手段２１０は、例えば図３１に示すごとく、２つの部分画像のうちの一方の部分画像におけるｘ方向の任意の１ラインが、他方の部分画像と交差することを検出した場合に、指１０１のひねりが発生したと判定する。
【００４０】
そして、通知手段２１１は、
(11)判定手段２０７によって前記移動速度が前記上限値を超えたと判定された場合もしくは前記下限値未満であると判定された場合（前記許容速度範囲内ではない場合）や、
(12)横ずれ検出手段２０８によって指１０１の横ずれが検出された場合や、
(13)蛇行検出手段２０９によって指１０１の蛇行が検出された場合や、
(14)ひねり検出手段２１０によって指１０１のひねりが検出された場合に、
その旨を外部（ユーザ）へ通知するものである。このとき、通知手段２１１は、上記項目(11)〜(14)の各状況を、描画手段２０６を用いてディスプレイ３０に画像情報として表示することにより外部（ユーザ）へ通知してもよいし、スピーカ等を鳴動させてビープ音等を鳴らすことにより外部（ユーザ）へ通知してもよい。
【００４１】
〔２〕本実施形態の生体情報採取装置の動作
次に、上述のごとく構成された本実施形態の生体情報採取装置の動作について、図２〜図２９を参照しながら説明する。
〔２−１〕本実施形態における画像表示機能
本実施形態の生体情報採取装置では、前述したように、描画手段２０６により、移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた任意パターンが描画されディスプレイ３０に表示される。これにより、指１０１の適切な動かし方をユーザに学習させるべく、ユーザが指紋センサ１０に対して行なった指１０１の動きをリアルタイムでユーザに提示することが可能になる。つまり、指１０１の動き（移動速度，位置変化，移動方向変化等）を検出してから、その動きに合わせた任意パターンを描画・表示するまでの動作をリアルタイムで行なう。
【００４２】
以下に図２〜図１９を参照しながら、描画手段２０６によってディスプレイ３０に表示される画像表示（任意パターン）の具体例について説明する。
〔２−１−１〕画像表示の第１例
図２（Ａ），図２（Ｂ），図３（Ａ）および図３（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第１例を説明するための図で、図２（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図３（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００４３】
この画像表示の第１例では、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）に示すように、任意パターンとして、指紋センサ１０によって採取された複数の部分画像を合成して得られる指紋画像が描画されている。なお、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）では、指１０１の移動軌跡が太破線で示されているが、この移動軌跡は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
この場合、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図２（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、Ｔ秒経過時点までに採取・合成された指紋画像が、その移動速度に応じた補正等を施されることなく、図２（Ｂ）に示すようにそのまま表示される。その後、図３（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに採取・合成された指紋画像が、その移動速度に応じた補正等を施されることなく、図３（Ｂ）に示すようにそのまま表示される。
【００４４】
〔２−１−２〕画像表示の第２例
図４（Ａ），図４（Ｂ），図５（Ａ）および図５（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第２例を説明するための図で、図４（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図５（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００４５】
この画像表示の第２例では、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、任意パターンとして、格子状パターンが描画されている。このような格子状パターンを任意パターンとして用いた場合、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、全ての格子が同一の矩形になるように、その格子状パターンが描画されディスプレイ３０上で表示されることになる。なお、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）では、採取・合成された指紋画像が示されているが、この指紋画像は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００４６】
つまり、第２例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図４（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、格子状パターンが、図４（Ｂ）に示すように、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた状態で表示される。その後、図５（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、格子状パターンが、図５（Ｂ）に示すように、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた状態で表示される。
【００４７】
〔２−１−３〕画像表示の第３例
図６（Ａ），図６（Ｂ）は本実施形態による画像表示の第３例で用いられる任意画像（操作説明画像）の例を示す図であり、図７（Ａ），図７（Ｂ），図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す任意画像を用いて実行される本実施形態における画像表示の第３例を説明するための図で、図７（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図８（Ａ）はセンサ面１１に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００４８】
この画像表示の第３例では、例えば図６（Ａ）もしくは図６（Ｂ）に示すような任意画像（操作説明画像）が任意パターンとして描画される。ここで、図６（Ａ）や図６（Ｂ）に示す画像は、操作説明（指１０１の理想的な動き）をユーザに想起させるように作成されたもので、図６（Ａ）に示す操作説明画像は、ユーザの指１０１を動かす方向を誘導するように作成されており、図６（Ｂ）に示す操作説明画像は、ユーザの指１０１の置き方を誘導するように作成されている。そして、図６（Ａ）もしくは図６（Ｂ）に示す操作説明画像を用いた場合、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、図６（Ａ）もしくは図６（Ｂ）に示す操作説明画像が、変形・変位することなく、このままディスプレイ３０上で表示されることになる。ここでは、図６（Ａ）に示す操作説明画像を用いた場合について説明する。
【００４９】
第３例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図７（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、操作説明画像が、図７（Ｂ）に示すように、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた状態で表示される。その後、図８（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、操作説明画像が、図８（Ｂ）に示すように、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた状態で表示される。なお、図７（Ｂ）および図８（Ｂ）では、指１０１の移動軌跡が太破線で示されているが、この移動軌跡は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００５０】
〔２−１−４〕画像表示の第４例
図９は本実施形態による画像表示の第４例で用いられる任意画像（キャラクタ画像）の例を示す図であり、図１０（Ａ），図１０（Ｂ），図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、図９に示す任意画像を用いて実行される本実施形態における画像表示の第４例を説明するための図で、図１０（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図１１（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００５１】
この画像表示の第４例では、例えば図９に示すような任意画像（キャラクタ画像）が任意パターンとして描画される。ここで、図９に示す画像は、ユーザに対して指１０１を理想的に移動させるための動機付けを行なうように作成されたキャラクタ画像である。つまり、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、図９に示すキャラクタ画像が、変形・変位することなく、このままディスプレイ３０上で表示されることになる。
【００５２】
第４例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図１０（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、キャラクタ画像が、図１０（Ｂ）に示すように、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた状態で表示される。その後、図１１（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、キャラクタ画像が、図１１（Ｂ）に示すように、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する部分の位置やサイズを変化させた状態で表示される。なお、図１０（Ｂ）および図１１（Ｂ）では、指１０１の移動軌跡が太破線で示されているが、この移動軌跡は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００５３】
〔２−１−５〕画像表示の第５例
図１２（Ａ），図１２（Ｂ），図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第５例を説明するための図で、図１２（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図１３（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００５４】
この画像表示の第５例では、図１２（Ｂ）および図１３（Ｂ）に示すように、任意パターンとして、指１０１の移動軌跡（太実線）が描画されている。このような移動軌跡を任意パターンとして用いた場合、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、ｙ方向に沿う直線が、移動軌跡としてディスプレイ３０上で表示されることになる。なお、図１２（Ｂ）および図１３（Ｂ）では、採取・合成された指紋画像が示されているが、この指紋画像は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００５５】
つまり、第５例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図１２（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、移動軌跡（太実線）が、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、図１２（Ｂ）に示すように表示される。その後、図１３（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、移動軌跡（太実線）が、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、図１３（Ｂ）に示すように表示される。
【００５６】
〔２−１−６〕画像表示の第６例
図１４（Ａ），図１４（Ｂ），図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第６例を説明するための図で、図１４（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図１５（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【００５７】
この画像表示の第６例では、図１４（Ｂ）および図１５（Ｂ）に示すように、任意パターンとして、指１０１の動きに応じたベクトル、つまり移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じた長さを有する矢印（もしくは線分）が描画されている。このとき、矢印（もしくは線分）の方向（方向検出手段２０５による検出結果に基づく方向を用いてもよい）は、指１０１を移動方向に対応させるように描画されている。このような矢印を任意パターンとして用いた場合、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、ディスプレイ３０上で、同一長さの複数の矢印が、全て同一のｙ方向直線上に載るように表示されることになる。なお、図１４（Ｂ）および図１５（Ｂ）では、採取・合成された指紋画像が示されているが、この指紋画像は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００５８】
つまり、第６例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図１４（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、５本の矢印が、図１４（Ｂ）に示すように、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の位置に対応する位置で表示される。その後、図１５（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、８本の矢印が、図１５（Ｂ）に示すように、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する位置で表示される。
【００５９】
〔２−１−７〕画像表示の第７例
図１６（Ａ），図１６（Ｂ），図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第７例を説明するための図で、図１６（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図１７（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００６０】
この画像表示の第７例では、図１６（Ｂ）および図１７（Ｂ）に示すように、任意パターンとして、移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じた色（図中では実線矢印および白抜き矢印として表示）を有する矢印（もしくは線分）が描画されている。このとき、矢印（もしくは線分）の方向（方向検出手段２０５による検出結果に基づく方向を用いてもよい）は、指１０１を移動方向に対応させるように描画されている。このような矢印を任意パターンとして用いた場合、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、ディスプレイ３０上で、同一色の複数の矢印が、全て同一のｙ方向直線上に載るように表示されることになる。なお、図１６（Ｂ）および図１７（Ｂ）では、採取・合成された指紋画像が示されているが、この指紋画像は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００６１】
つまり、第７例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図１６（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、５本の矢印が、図１６（Ｂ）に示すように、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の位置に対応する位置で表示される。その後、図１７（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、８本の矢印が、図１７（Ｂ）に示すように、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する位置で表示される。なお、図１６（Ｂ）および図１７（Ｂ）において、実線矢印および白抜き矢印とは、それぞれ異なる速度であることを示している。
【００６２】
〔２−１−８〕画像表示の第８例
図１８（Ａ），図１８（Ｂ），図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第８例を説明するための図で、図１８（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図、図１９（Ａ）はセンサ面１１に対する指１０１の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）に対応するディスプレイ３０上での表示状態を示す図である。
【００６３】
この画像表示の第８例では、図１８（Ｂ）および図１９（Ｂ）に示すように、任意パターンとして、移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じた太さを有する矢印（もしくは線分）が描画されている。このとき、矢印（もしくは線分）の方向（方向検出手段２０５による検出結果に基づく方向を用いてもよい）は、指１０１を移動方向に対応させるように描画されている。このような矢印を任意パターンとして用いた場合、指１０１がセンサ面１１に対し一定の方向（ｙ方向）へ前記移動速度の上限値以下で且つ下限値以上の一定の速度で移動して指紋画像が採取されると（つまり、指１０１が理想的な状態で動かされた場合）、ディスプレイ３０上で、同一太さの複数の矢印が、全て同一のｙ方向直線上に載るように表示されることになる。なお、図１８（Ｂ）および図１９（Ｂ）では、採取・合成された指紋画像が示されているが、この指紋画像は、実際のディスプレイ３０上では表示されない。
【００６４】
つまり、第８例では、指１０１がセンサ面１１に対して移動を開始してからＴ秒経過した時点で例えば図１８（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動している場合、ディスプレイ３０上では、５本の矢印が、図１８（Ｂ）に示すように、Ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の位置に対応する位置で表示される。その後、図１９（Ａ）に実線矢印で示すように指１０１が移動すると、ディスプレイ３０上では、８本の矢印が、図１９（Ｂ）に示すように、Ｔ＋ｔ秒経過時点までに検出された移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１（指紋）の各位置に対応する位置で表示される。
【００６５】
〔２−２〕本実施形態における通知機能
本実施形態の生体情報採取装置では、前述したように、通知手段２１１により、ユーザが、照合性能を下げる指１０１の動かし方（不適切な動かし方）をしている時に、その旨をリアルタイムで通知することができる。
照合性能を下げる指１０１の動かし方としては、
(21)指１０１が検出限界を超える移動速度（上記許容速度範囲外の移動速度）で移動する場合
(22)指１０１の大きな左右の横ずれ
(23)指１０１の大きな左右の蛇行
(24)指１０１のひねり
を検出する。
【００６６】
これらの動かし方(21)〜(24)は、前述したように、それぞれ、判定手段２０７，横ずれ検出手段２０８，蛇行検出手段２０９およびひねり検出手段２１０によって検出され、これらの動かし方(21)〜(24)が検出されると、通知手段２１１により、ユーザが不適切な動かし方をしている旨と、どのように不適切であるのかに関する情報（例えば、速度が速すぎる，速度が遅すぎる，横ずれが大きい，大きく蛇行している，ひねりが加わっている等）とがユーザに対して通知される。その内容は、例えば、ディスプレイ３０上で画像情報として表示されるとともに、スピーカ等を鳴動させてビープ音等を鳴らしてユーザに通知される。
【００６７】
〔２−３〕本実施形態における移動量検出処理および検出誤差吸収処理
次に、図２０に示すフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ１７）に従って、本実施形態の移動量検出手段２０１による移動量検出処理手順および検出誤差吸収処理手順について説明する。指紋センサ１０により１枚目の指紋画像（部分画像）が取得されると（ステップＳ１１）、この１枚目の指紋画像（部分画像）を移動量検出の基準画像に設定する（ステップＳ１２）。この後、指紋センサ１０によりＮ枚目（Ｎの初期値は２；Ｎ＝２，３，４，…）の指紋画像（部分画像）を取得し（ステップＳ１３）、そのＮ枚目の指紋画像と基準画像とのオーバラップ領域を重ね合わせて相対位置関係を検出し、基準画像に対するＮ枚目の指紋画像の移動量を検出する（ステップＳ１４）。そして、検出された移動量（ここではｙ方向の移動量）が所定の検出誤差を超えているか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００６８】
移動量が所定の検出誤差を超えている場合（ステップＳ１５のＹＥＳルート）、ステップＳ１４で検出された移動量が検出結果として移動量検出手段２０１から出力され、ステップＳ１３で今回取得されたＮ枚目の指紋画像を移動量検出の基準画像に設定する、つまり、基準画像の更新を行なう（ステップＳ１６）。Ｎを１だけインクリメントしてから（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に戻る。
【００６９】
一方、移動量が所定の検出誤差の範囲内である場合（ステップＳ１５のＮＯルート）、ステップＳ１６を省略し、Ｎを１だけインクリメントしてから（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に戻る。つまり、ステップＳ１４で検出される移動量が前記所定の検出誤差を超えるまで、基準画像は、更新されることなくそのまま保持され、同じ基準画像として用いられる。また、このとき、ステップＳ１４で検出される移動量が前記所定の検出誤差を超えるまで、ステップＳ１４で検出された移動量は、検出結果として移動量検出手段２０１から出力されない。
【００７０】
ここで、図２２〜図２５を参照しながら、移動量検出誤差，この移動量検出誤差によって生じる不具合，本実施形態の移動量検出手段によってどのように検出誤差が吸収されるかについて説明する。
図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は移動量検出誤差を説明するための図で、図２２（Ａ）は指１０１を動かし始めてからＮ枚目に採取された指紋画像（部分画像）を示すものであり、図２２（Ｂ）は指１０１を動かし始めてからＮ＋１枚目に採取された指紋画像（部分画像）を示すものである。
【００７１】
これらの図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）では、図２２（Ａ）に示す部分画像を採取した時の指１０１の位置から、図２２（Ｂ）に示す部分画像を採取した時の指１０１の位置までの、主移動方向（ｙ方向）についての移動量が、指紋センサ１０によって採取される画像の１画素未満（つまり移動量検出誤差の範囲内）である例を示す。このような移動量が、指紋センサ１０および移動量検出手段２０１によって移動量検出を行なう際の検出誤差である。指紋センサ１０を用いて検出される最小移動量は、指紋センサ１０によって採取される画像の１画素であるので、上述のような検出誤差の範囲内の移動量は、通常、１画素もしくは０画素として取り扱われることになる。
【００７２】
図２３（Ａ），図２３（Ｂ），図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）は、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に示すような移動量検出誤差によって生じる不具合を説明するための図である。
図２３（Ａ）は、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に示すような移動量検出誤差の範囲内の移動量を１画素として扱い、図２２（Ａ）に示す部分画像と図２２（Ｂ）に示す部分画像とを重ね合わせた状態を示している。また、図２３（Ｂ）は、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に示すような移動量検出誤差の範囲内の移動量を０画素として扱い、図２２（Ａ）に示す部分画像と図２２（Ｂ）に示す部分画像とを重ね合わせた状態を示している。このように１画素単位で部分画像を重ね合わせることによりピクセル誤差が生じ、重ね合わせ精度が劣化してしまう。
【００７３】
また、図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）は、指紋センサ１０により部分画像を１枚採取する毎に移動量検出の基準となる画像（基準画像）を更新する場合で、且つ、連続する複数枚の部分画像から得られる指１０１の移動量が連続して１画素未満の状態であった場合に、これらの部分画像を重ね合わせて得られる指紋画像を示している。
図２４（Ａ）は、図２３（Ａ）に示すような状態（移動量が検出誤差範囲内であってその移動量を１画素として取り扱う状態）が連続した場合に得られる重ね合わせ画像を示しており、この図２４（Ａ）に示すように、移動量が１画素として検出される状態が多数回連続すると、移動量は実際よりも極端に長く検出される。
【００７４】
図２４（Ｂ）は、図２３（Ｂ）に示すような状態（移動量が検出誤差範囲内であってその移動量を０画素として取り扱う状態）が連続した場合に得られる重ね合わせ画像を示しており、この図２４（Ｂ）に示すように、移動量が０画素として検出される状態が多数回連続すると、移動量は実際よりも極端に短く検出される。
このように、移動量が検出誤差範囲内である状況が連続すると検出誤差が蓄積され、移動量の誤差が極めて大きくなり、照合率の劣化を招くことになるため、その誤差を極力小さくする、つまり検出誤差が蓄積されないようにする必要がある。
【００７５】
図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）は本実施形態の移動量検出手段２０１による検出誤差吸収処理を説明するための図である。ここでは、所定の検出誤差を、例えばｄ画素として説明する。
図２５（Ａ）および図２５（Ｂ）は、それぞれ図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）と同じ状況を示している。移動量が所定の誤差範囲内（ｄ画素未満）の状況が連続する場合、本実施形態では、図２５（Ａ）に示すＮ枚目の部分画像が、更新されることなく基準画像として固定・保持され続けることになる。そして、図２５（Ｃ）に示すように、Ｎ枚目の部分画像（基準画像）とＮ＋Ｋ枚目の部分画像とのｙ方向移動量が所定の誤差範囲を超えると（つまり指１０１のｙ方向移動量がｄ画素を超えると；ステップＳ１５のＹＥＳルート）、移動量の検出結果が出力されるとともに、基準画像が更新される（この場合、Ｎ＋Ｋ枚目の部分画像が次の基準画像となる）。
【００７６】
これにより、検出誤差範囲内の移動量が連続的に検出されても、その検出誤差が吸収されて蓄積されることがなく、その検出誤差の影響を抑えることができる。また、図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）で示す例では、移動量がｄ画素に満たないＮ＋１枚目からＮ＋Ｋ−１枚目の部分画像は破棄され、基準画像の更新処理などの処理を間引くことが可能になるため、処理時間を短縮することもできる。
【００７７】
〔２−４〕本実施形態における移動量検出処理／移動方向変化量検出処理
図２１は本実施形態における移動量検出処理および移動方向変化量検出処理の手順を説明するためのフローチャート（ステップＳ２１〜Ｓ２７）である。なお、以下では、移動方向変化量のことを角度変位という場合がある。
図２１に示すように、本実施形態では、指紋センサ１０により１枚目の指紋画像（部分画像）が取得されると（ステップＳ２１）、この１枚目の指紋画像（部分画像）を移動量検出および角度変位検出の基準画像に設定する（ステップＳ２２）。この後、指紋センサ１０によりＮ枚目（Ｎの初期値は２；Ｎ＝２，３，４，…）の指紋画像（部分画像）を取得し（ステップＳ２３）、そのＮ枚目の指紋画像と基準画像とのオーバラップ領域を重ね合わせて相対位置関係を検出し、まず、移動量検出手段２０１により基準画像（ここではＮ−１枚目の部分画像）に対するＮ枚目の指紋画像の移動量（ΔX，ΔY）を検出する（ステップＳ２４）。このときの移動量検出手法については、図２７（Ａ）を参照しながら後述する。
【００７８】
ついで、ステップＳ２４で検出された移動量近傍で、基準画像（ここではＮ−１枚目の部分画像）に対するＮ枚目の部分画像の角度変位を検出する（ステップＳ２５）。このときの角度変位検出手法については、図２７（Ｂ）を参照しながら後述する。
そして、Ｎ枚目の部分画像を移動量検出および角度変位検出の基準画像に設定する、つまり、基準画像の更新を行なってから（ステップＳ２６）、Ｎを１だけインクリメントして（ステップＳ２７）、ステップＳ２３に戻る。
【００７９】
なお、図２１に示すフローチャートでは、図２０により説明した移動量の検出誤差吸収処理については省略されている。また、図２０および図２２〜図２５を参照しながら移動量検出について上述した検出誤差吸収処理は、角度変位（移動方向変化量）の検出の際にも移動量検出の場合と同様に適用してもよく、その場合、移動量検出の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
ここで、図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は指１０１の移動方向が変化する場合に採取される部分画像について説明するための図で、図２６（Ａ）は、センサ面１１に対し指１０１がその移動方向を変化させながら移動する状況の一例を示す図であり、図２６（Ｂ）および図２６（Ｃ）は、それぞれ、図２６（Ａ）に示すごとく指１０１の移動方向が変化する場合に採取されるＮ枚目の部分画像（基準画像）およびＮ＋１枚目の部分画像を示している。図２６（Ａ）に示すように指１０１が移動方向を変化させながら移動した場合、図２６（Ｂ）に示すＮ枚目の部分画像と図２６（Ｃ）に示すＮ＋１枚目の部分画像との間で、移動量（ΔX，ΔY）および角度変位Δθの３軸の探索が必要になり、単なる平行移動と比べて多大な計算時間を要することになる。特に回転方向（角度変位）の探索に要する負荷は高い。
【００８１】
そこで、本実施形態では、まず、図２７（Ａ）に示すごとく移動量を概略的に検出してから（図２１のステップＳ２４）、図２７（Ｂ）に示すごとく角度変位を検出している（図２１のステップＳ２５）。ここで、図２７（Ａ），図２７（Ｂ）は、図２６（Ａ）に示すごとく指１０１の移動方向が変化する場合における、本実施形態での移動量および角度変位（移動方向変化量）の検出手順を説明するための図で、図２６（Ｂ）および図２６（Ｃ）に示す部分画像から、移動量および角度変位を検出する場合について説明するものである。
【００８２】
つまり、本実施形態では、計算量を削減するために、角度変位については無視し、図２７（Ａ）に示すごとく、まず概ねの移動量（ΔX，ΔY）だけを検出する（図２１のステップＳ２４）。部分画像を採取する時間間隔Δｔが十分に短ければ、移動量（ΔX，ΔY）の検出誤差は十分に小さいとみなすことができる。次に、Ｎ枚目の部分画像に対しＮ＋１枚目の部分画像を、ステップＳ２４で検出された移動量（ΔX，ΔY）だけ平行移動して重なり合わせた位置で、Ｎ枚目の部分画像に対するＮ＋１枚目の部分画像の角度変位Δθを検出する（図２１のステップＳ２５）。これにより、指１０１の動きの検出を効率よく行なうことが可能になる。
【００８３】
ところで、図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）は、本実施形態において角度変位検出処理の負荷をさらに軽減するための手法を説明するための図である。一般に、角度変位を検出するために部分画像を回転させると、計算処理に要する負荷が高くなる。そこで、ここでは、計算負荷を低減してリアルタイム性を追求するために、角度変位を簡易的に検出する手法について説明する。画像を取得する時間間隔が十分に短ければ、角度変位は微小なものとなるので、図２８（Ａ）に示すごとく、部分画像のｘ方向左右両端におけるｙ方向の位置の差は、最大でも１画素ないし数画素程度と仮定することができる。そこで、例えば図２８（Ｂ）に示すごとく、部分画像を複数の領域（図２８（Ｂ）に示す例では２つの領域）に分割し、それぞれの領域で移動量（ΔX，ΔY）を検出する。そして、それぞれの領域で移動量が異なっている場合に、角度変位があったとみなす。
【００８４】
なお、逐次検出される角度変位をθiとすると、指１０１の姿勢（方向変化；移動開始時の移動方向に対する指１０１の角度）は角度変位の総和Σθiで表わされる。この総和Σθiは、前述した通り、方向検出手段２０５によって算出される。
また、図２９は本実施形態における角度変位検出処理の精度改善手法を説明するための図である。図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）を参照しながら上述した簡易的な角度変位検出方法では、図２７（Ａ）を参照しながら説明した移動量検出処理と同様に検出誤差が大きくなるので、その検出誤差を低減させる必要がある。そこで、例えば図２９に示すごとく部分画像を複数の領域（図２９では４つの領域）に分割した場合に、これらの領域から得られる複数の角度変位の平均値を、当該部分画像の角度変位として用いる。あるいは、分割された領域で検出される移動量が所定の値未満である場合には、角度変位がないものとして、移動量検出について説明した検出誤差吸収処理と同様に基準画像を更新しない。このように部分画像を複数に分割して検出処理を行なうと、検出誤差を低減する効果だけでなく、指１０１の表皮の歪みを吸収する効果も得られる。
【００８５】
〔３〕本実施形態の生体情報採取装置の効果
このように、本発明の一実施形態としての生体情報採取装置によれば、スウィープ型指紋センサ１０に対する指１０１の移動速度が移動速度検出手段２０２によって検出され、その移動速度に応じて、当該移動速度が検出された指１０１の位置に対応する部分を変化させた任意パターンが描画手段２０６によって描画され、その任意パターンが、ディスプレイ３０上において指１０１の動きと同期して逐次更新されながらリアルタイムで表示されるので、ユーザは、ディスプレイ３０を参照するだけで、指紋センサ１０に対する指１０１の動かし方を認識することが可能になる。従って、ユーザは指１０１の適切な動かし方を容易かつ確実に学習できるので、照合性能向上やユーザの利便性向上を実現することができる。
【００８６】
その際、本実施形態では、描画手段２０６によって描画される任意パターンとして、指紋センサ１０によって採取された複数の部分画像を合成して得られる指紋画像（図２，図３参照）そのものに代え、図４〜図１９を参照しながら説明したような、
(31)格子状パターン
(32)任意画像（操作説明画像やキャラクタ画像）
(33)指１０１の移動軌跡
(34)移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じた長さを有する線分もしくは矢印
(35)移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じた色を有する線分もしくは矢印
(36)移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度に応じた太さを有する線分もしくは矢印
のいずれかを用いる。このとき、上記(34)〜(36)の線分もしくは矢印は、その方向を指１０１の移動方向に対応させるように描画する。
【００８７】
これにより、低負荷の処理によって指１０１の動きと同期・対応させた画像または軌跡を逐次更新しながら表示することができ、例えば、左右に大きく流れた動きをしている場合や、蛇行している場合や、ひねりが加わっている場合といった不適切な動きが明確に表示され、ユーザは、ディスプレイ３０を参照するだけでその不適切な動かし方を認識し、指１０１の適切な動かし方を容易かつ確実に学習することができる。
【００８８】
特に、上記(33)〜(36)のパターンを用いた場合、データ量の多い指紋画像そのものを表示する必要が無く、データ量の少ないパターンを表示すればよいので、画像処理の負荷を大幅に軽減することができ、画像表示処理の遅いシステムでも、リアルタイム性を維持しながら、指１０１の動かし方をディスプレイ３０上で表示することが可能になる。
また、指１０１の指紋画像そのものを表示せず、指１０１の画像以外で歪みのない状態を容易に想像可能な図形（例えば上記(31)〜(36)のような任意パターン）を表示することにより、他人に指紋画像を見られやすいデスクトップＰＣ等に本発明を導入する場合であっても、セキュリティ性の劣化を防止しつつ、つまりプライバシーを保護しつつ、指１０１の歪みの状態（指１０１の動かし方）をユーザに認識させることができる。
【００８９】
さらに、本実施形態では、移動速度検出手段２０２によって検出された移動速度が所定範囲外になったことが判定手段２０７によって認識された場合や、横ずれ検出手段２０８によって指１０１の横ずれが検出された場合や、蛇行検出手段２０９によって指１０１の蛇行が検出された場合や、ひねり検出手段２１０によって指１０１のひねりが検出された場合、その旨が通知手段１１によって画像情報や音声情報としてユーザに通知されるので、ユーザは、指１０１の不適切な動かし方（例えば、移動速度が速すぎるために、指紋センサ１０によって採取された部分画像どうしのオーバラップ部分が不足し、移動速度の検出や部分画像の再構成が不可能になる状況を招くような動かし方や、横ずれ，蛇行，ひねりといった動き）を認識することが可能になり、指１０１の適切な動かし方をより容易かつ確実に学習できるようになる。
【００９０】
比較実験として、初めてスウィープ型指紋センサを操作するユーザが、試行１０回で、照合可能な指紋画像が得られる割合（部分画像の再構成に成功する割合）を、従来装置と本発明装置とでそれぞれ測定した。その結果、従来装置では、その割合が３０％であったのに対し、本発明装置では９０％に改善された。つまり、ユーザは、指の動きを正確に認知でき、少ない練習回数で、スウィープ型指紋センサに対する指の適切な動かし方を学習できることが明らかになった。
【００９１】
一方、本実施形態によれば、連続する２つの部分画像の相対位置関係から採取時間間隔Δｔ当たりの指１０１の移動量（ΔX，ΔY）が移動量検出手段２０１によって検出され、その移動量と採取時間間隔Δｔとに基づいて指１０１の移動速度を極めて容易かつ正確に検出することができる。また、このようにして検出された指１０１の移動量を位置検出手段２０３によって累積することにより、指１０１の位置変化を極めて容易かつ正確に検出することができる。さらに、連続する２つの部分画像の相対位置関係から採取時間間隔Δｔ当たりの指１０１の角度変位Δθが移動方向変化量検出手段２０４によって検出され、その角度変位Δθを方向検出手段２０５によって累積することにより、指１０１の移動方向変化（移動開始時の移動方向に対する指１０１の角度）を極めて容易かつ正確に検出することができる。
【００９２】
このとき、移動量検出手段２０１や移動方向変化量検出手段２０４によって検出された移動量や角度変位が検出誤差の範囲内である場合、移動量検出手段２０１や移動方向変化量検出手段２０４が、その移動量や角度変位を検出するために用いた基準画像を更新することなく、移動量検出手段２０１や移動方向変化量検出手段２０４によって検出された移動量や角度変位が検出誤差の範囲を超えるまでそのまま保持することにより、検出誤差未満の移動量や角度変位が連続的に検出された場合にその検出誤差が蓄積されるのを確実に防止できるので、検出誤差の影響が少なくなるほか、基準画像がそのまま保持され基準画像の更新処理を間引くことが可能になるため、処理時間を短縮することも可能になる。
【００９３】
また、図２１や図２７を参照しながら説明したごとく、部分画像の採取時間間隔Δｔが十分に短ければ、移動量の検出誤差は十分に小さいとみなすことができるので、先に移動量検出のみを行なって概ねの移動量を検出してから、指１０１の角度変位（移動方向変化量）の検出を行なうことにより、演算処理の負荷を大幅に軽減することができる。
〔４〕その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００９４】
例えば、本実施形態では、パーソナルコンピュータにより本発明の装置を実現した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、個人認証専用の装置にも上述と同様にして適用することができ、この場合も、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、生体部位が指であり生体情報として指紋画像を採取する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、生体部位としての掌から、掌紋画像や血管パターン画像等を生体情報として採取する場合にも上述と同様に適用され、上述と同様の作用効果を得ることができる。
【００９５】
さらに、上述した移動量検出手段２０１，移動速度検出手段２０２，位置検出手段２０３，移動方向変化量検出手段２０４，方向検出手段２０５，描画手段２０６，判定手段２０７，横ずれ検出手段２０８，蛇行検出手段２０９，ひねり検出手段２１０および通知手段２１１としての機能（各手段の全部もしくは一部の機能）は、ＣＰＵ等のコンピュータが所定のアプリケーションプログラムを実行することによって実現される。
【００９６】
そのプログラムは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体から上記プログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。
【００９７】
ここで、コンピュータとは、ハードウエアとＯＳ（オペレーティングシステム）とを含む概念であり、ＯＳの制御の下で動作するハードウエアを意味している。また、ＯＳが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウエアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたプログラムを読み取るための手段とをそなえている。上記アプリケーションプログラムは、上述のようなコンピュータに、移動量検出手段２０１，移動速度検出手段２０２，位置検出手段２０３，移動方向変化量検出手段２０４，方向検出手段２０５，描画手段２０６，判定手段２０７，横ずれ検出手段２０８，蛇行検出手段２０９，ひねり検出手段２１０および通知手段２１１としての機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくＯＳによって実現されてもよい。
【００９８】
さらに、上記記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクのほか、ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，磁気テープ，パンチカード，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読取可能な種々の媒体を利用することもできる。
【００９９】
〔５〕付記
（付記１）  相対的に移動している生体部位を読み取り、該生体部位についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取する生体情報採取手段と、
該生体情報採取手段に対する該生体部位の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度に応じて、当該移動速度が検出された該生体部位の位置に対応する部分を変化させた任意パターンを描画する描画手段と、
該描画手段によって描画された前記任意パターンを表示する表示手段とをそなえて構成されていることを特徴とする、生体情報採取装置。
【０１００】
（付記２）  相対的に移動している生体部位を読み取り、該生体部位についての複数の部分画像を生体情報として連続的に採取する生体情報採取手段と、
該生体情報採取手段に対する該生体部位の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度が、該生体情報採取手段の特性情報に基づいて決定される許容速度範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段によって前記移動速度が前記許容速度範囲内ではないと判定された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをそなえて構成されていることを特徴とする、生体情報採取装置。
【０１０１】
（付記３）  該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度が、該生体情報採取手段の特性情報に基づいて決定される許容速度範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段によって前記移動速度が前記許容速度範囲内ではないと判定された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、付記１記載の生体情報採取装置。
【０１０２】
（付記４）  前記範囲の上限値が、少なくとも、前記特性情報としての、該生体情報採取手段によって採取される部分画像のサイズと、該移動速度検出手段によって前記移動速度を検出するために必要な、部分画像どうしの最小オーバラップサイズと、該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔とに基づいて決定されていることを特徴とする、付記２または付記３に記載の生体情報採取装置。
【０１０３】
（付記５）  該移動速度検出手段が該移動速度検出手段の速度検出誤差を超える移動速度を検出すると、該描画手段が、当該移動速度が検出された該生体部位の位置に対応する前記任意パターンの部分を変化させるように、前記任意パターンの描画を更新することを特徴とする、付記１または付記３に記載の生体情報採取装置。
（付記６）  該生体情報採取手段によって採取される連続する、２つの部分画像の相対位置関係から、該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔当たりの該生体部位の移動量を検出する移動量検出手段をさらにそなえ、
該移動速度検出手段が、該移動量検出手段によって検出された該生体部位の移動量と前記採取時間間隔とに基づいて前記移動速度を算出して検出することを特徴とする、付記１〜付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１０４】
（付記７）  該移動量検出手段によって検出された移動量が検出誤差の範囲内である場合には、該移動量検出手段が、当該移動量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から該生体部位の移動量を検出することを特徴とする、付記６記載の生体情報採取装置。
【０１０５】
（付記８）  該移動量検出手段によって検出された該生体部位の移動量を累積することにより、該生体部位の位置変化を検出する位置検出手段をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、付記６または付記７に記載の生体情報採取装置。
（付記９）  該生体部位を該生体情報採取手段に対して移動させるべき主移動方向と交差する方向について該位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値に基づいて、該生体部位の横ずれを検出する横ずれ検出手段と、
該横ずれ検出手段によって該生体部位の横ずれが検出された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、付記８記載の生体情報採取装置。
【０１０６】
（付記１０）  該生体部位を該生体情報採取手段に対して移動させるべき主移動方向と交差する方向について該位置検出手段によって検出された位置変化の絶対値と当該方向についての該生体部位の反転回数とに基づいて該生体部位の蛇行を検出する蛇行検出手段と、
該蛇行検出手段によって該生体部位の蛇行が検出された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、付記８または付記９に記載の生体情報採取装置。
【０１０７】
（付記１１）  該生体情報採取手段によって採取される連続する、２つの部分画像の相対位置関係から、該生体情報採取手段による前記生体情報の採取時間間隔当たりの該生体部位の移動方向変化量を検出する移動方向変化量検出手段と、
該移動方向変化量検出手段によって検出された該生体部位の移動方向変化量を累積することにより、該生体部位の移動方向変化を検出する方向検出手段とをさらにそなえて構成されていることを特徴とする、付記１〜付記１０のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１０８】
（付記１２）  該移動方向変化量検出手段によって検出された移動方向変化量が検出誤差の範囲内である場合には、該移動方向変化量検出手段が、当該移動方向変化量を検出するために用いた２つの部分画像のうち古い方の部分画像である基準画像をそのまま保持し、当該基準画像と次に採取された部分画像との相対位置関係から該生体部位の移動方向変化量を検出することを特徴とする、付記１１記載の生体情報採取装置。
【０１０９】
（付記１３）  移動量検出後に、該移動方向変化量検出手段による該生体部位の移動方向変化量の検出を行なうことを特徴とする、付記１１または付記１２に記載の生体情報採取装置。
（付記１４）  該方向検出手段によって検出された該生体部位の移動方向変化に基づいて、該移動速度検出手段において移動速度検出に用いられる２つの部分画像が交差している状態を該生体部位のひねりとして検出するひねり検出手段と、
該ひねり検出手段によって該生体部位のひねりが検出された場合に、その旨を外部へ通知する通知手段とをさらにそなえたことを特徴とする、付記１１〜付記１３のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１１０】
（付記１５）  該描画手段が、前記任意パターンとして、該生体情報採取手段によって採取された該複数の部分画像を合成して得られる該生体部位の画像を描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
（付記１６）  該描画手段が、前記任意パターンとして、格子状パターンを描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１１１】
（付記１７）  該描画手段が、前記任意パターンとして、任意画像を描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
（付記１８）  該描画手段が、前記任意パターンとして、該生体部位の移動軌跡を描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１１２】
（付記１９）  該描画手段が、前記任意パターンとして、該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度に応じた長さを有する線分もしくは矢印を描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
（付記２０）  該描画手段が、前記任意パターンとして、該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度に応じた色を有する線分もしくは矢印を描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１１３】
（付記２１）  該描画手段が、前記任意パターンとして、該移動速度検出手段によって検出された前記移動速度に応じた太さを有する線分もしくは矢印を描画することを特徴とする、付記１，付記３，付記５のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
（付記２２）  該描画手段が、前記の線分もしくは矢印の方向を該生体部位の移動方向に対応させるように前記の線分もしくは矢印を描画することを特徴とする、付記１９〜付記２１のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【０１１４】
（付記２３）  個人認証時に被認証者から採取される照合用生体情報と比較・照合するために予め登録される登録生体情報を登録者から取得すべく、該生体情報採取手段が、前記登録生体情報として該複数の部分画像を前記登録者の生体部位から採取することを特徴とする、付記１〜付記２２のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
（付記２４）  個人認証時に登録生体情報と比較・照合するための照合用生体情報を被認証者から取得すべく、該生体情報採取手段が、前記照合用生体情報として該複数の部分画像を前記被認証者の生体部位から採取することを特徴とする、付記１〜付記２２のいずれか一項に記載の生体情報採取装置。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施形態としての生体情報採取装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第１例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第１例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第２例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第２例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態による画像表示の第３例で用いられる任意画像の例を示す図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第３例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第３例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図９】本実施形態による画像表示の第４例で用いられる任意画像の例を示す図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第４例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第４例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第５例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第５例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第６例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１５】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第６例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１６】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第７例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１７】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第７例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１８】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第８例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図１９】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における画像表示の第８例を説明するための図で、（Ａ）はセンサ面に対する指の移動状態（移動開始後Ｔ＋ｔ秒経過時点の状態）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に対応するディスプレイ上での表示状態を示す図である。
【図２０】本実施形態における移動量検出処理手順および検出誤差吸収処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図２１】本実施形態における移動量検出処理および移動方向変化量検出処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図２２】（Ａ），（Ｂ）は移動量検出誤差を説明するための図である。
【図２３】（Ａ），（Ｂ）は移動量検出誤差によって生じる不具合を説明するための図である。
【図２４】（Ａ），（Ｂ）は移動量検出誤差によって生じる不具合を説明するための図である。
【図２５】（Ａ）〜（Ｃ）は本実施形態の移動量検出手段による検出誤差吸収処理を説明するための図である。
【図２６】（Ａ）〜（Ｃ）は指の移動方向が変化する場合に採取される部分画像について説明するための図である。
【図２７】（Ａ），（Ｂ）は指の移動方向が変化する場合における本実施形態での移動量および角度変位（移動方向変化量）の検出手順を説明するための図である。
【図２８】（Ａ），（Ｂ）は本実施形態における角度変位検出処理の負荷軽減手法を説明するための図である。
【図２９】本実施形態における角度変位検出処理の精度改善手法を説明するための図である。
【図３０】（Ａ）〜（Ｃ）は本実施形態における移動速度上限値を説明するための図である。
【図３１】本実施形態におけるひねり検出処理について説明するための図である。
【図３２】（Ａ）は平面型指紋センサのセンサ面上での指の置き方を説明するための図、（Ｂ）は平面型指紋センサによって採取された指紋画像の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０    スウィープ型指紋センサ（生体情報採取手段）
１１    センサ面（採取面）
１００    平面型指紋センサのセンサ面
１０１    指（生体部位）
２０    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）本体
２０１    移動量検出手段
２０２    移動速度検出手段
２０３    位置検出手段
２０４    移動方向変化量検出手段
２０５    方向検出手段
２０６    描画手段
２０７    判定手段
２０８    横ずれ検出手段
２０９    蛇行検出手段
２１０    ひねり検出手段
２１１    通知手段
３０    ディスプレイ（表示手段）
【図１】
2005143890.tif 000003
【図２】
2005143890.tif 000004
【図３】
2005143890.tif 000005
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2005143890.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2005143890.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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