(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋画像を受け取るように構成された検出面を有する検出アレイと、そして
検出アレイから指紋画像または画像・データを受け取るように構成された処理デバイスと
を有するタッチパッド・デバイスであって、
指紋画像に関連付けられた領域パラメータが第１の中央領域範囲に対応するとき、または指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが同心パターンに合致するとき、処理デバイスがタッチパッド・デバイスを指紋認識デバイスとして動作するように構成し、そして
指紋画像に関連付けられた領域パラメータが第２の中央領域範囲に対応するとき、または指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが平行線パターンに合致するとき、処理デバイスがタッチパッド・デバイスをポインタ制御デバイスとして動作するように構成する
タッチパッド・デバイス。
【請求項２】
指紋プラットフォームをさらに含み、指紋プラットフォームが検出アレイの検出面に指紋画像を供給するように構成された請求項１に記載のタッチパッド・デバイス。
【請求項３】
指紋プラットフォームがシート・プリズムを含む請求項１に記載のタッチパッド・デバイス。
【請求項４】
シート・プリズムが、検出アレイの検出面上に指紋画像を合焦するように構成された請求項３に記載のタッチパッド・デバイス。
【請求項５】
同心パターンが全体の指紋パターンに対応する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
平行線パターンが指先の指紋パターンに対応する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
処理デバイスが、タッチパッド・デバイスがポインタ制御デバイスとして動作するときに、検出面上の指紋画像の位置をディスプレイのインターフェース領域上のカーソル位置に変換するように構成された請求項１に記載の装置。
【請求項８】
タッチパッド・デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータと領域パラメータの双方に基づいて、ポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するように構成された請求項１に記載の装置。
【請求項９】
検出アレイの検出面に指紋画像を供給する手段と、そして
検出アレイに供給された指紋画像を処理する手段と
を含む多機能デバイスであって、
指紋画像に関連付けられた領域パラメータが第１の中央領域範囲に対応するとき、または指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが同心パターンに合致するとき、処理する手段が多機能デバイスを指紋認識デバイスとして動作するように構成し、そして
指紋画像に関連付けられた領域パラメータが第２の中央領域範囲に対応するとき、または指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが平行線パターンに合致するとき、処理する手段が多機能デバイスをポインタ制御デバイスとして動作するように構成する
多機能デバイス。
【請求項１０】
多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが平均的な指先のパターンに合致するときに、ポインタ制御デバイスとして動作するように構成された請求項９に記載の多機能デバイス。
【請求項１１】
多機能デバイスが、指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが平均的な指紋パターンに合致するときに、指紋認識デバイスとして動作するように構成された請求項１１に記載の多機能デバイス。
【請求項１２】
多機能デバイスを動作させるために指紋画像を分析する方法であって、
検出アレイの検出面に指紋画像を供給するステップと、そして
指紋画像に関連付けられた選択指紋パラメータを分析するステップと、
を含み、
指紋画像に関連付けられた領域パラメータが第１の中央領域範囲に対応するとき、または指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが同心パターンに合致するとき、多機能デバイスを指紋認識デバイスとして動作させ、そして
指紋画像に関連付けられた領域パラメータが第２の中央領域範囲に対応するとき、または指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが平行線パターンに合致するとき、多機能デバイスをポインタ制御デバイスとして動作させる
方法。
【請求項１３】
多機能デバイスを、指紋画像に関連付けられた領域パラメータが全体の指紋画像に対応するときに、指紋認識デバイスとして動作させる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
多機能デバイスを、指紋画像に関連付けられた領域パラメータが指先の指紋画像に対応するときに、ポインタ制御デバイスとして動作させる請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
多機能デバイスを、指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータが平均的な指紋パターンに合致するときに、指紋認識デバイスとして動作させる請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
多機能デバイスをポインタ制御デバイスとして動作させるときに、検出アレイの検出面に供給された指紋画像の位置を、ディスプレイのインターフェース領域上のカーソル位置に変換するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
多機能デバイスを指紋認識デバイスとして動作させるときに、検出アレイの検出面に供給された指紋画像で指紋認証を実行するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、指紋検出に関する。より具体的に言えば、本発明はポインタ・タッチパッド・デバイスに関連した指紋検出に関する。
【０００２】
（背景）
本発明のポインタ・タッチパッド・デバイスは、基本的には固定ポインティング・デバイスであって、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ（すわなちモニタ）上のカーソル・アイコンまたはポインタの操作を可能にするものである。現在のポインタ・タッチパッド・デバイスは結合キャパシタンス原理に従って動作するものであり、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ上でカーソル・アイコンを動かすために、指などの導電性ポインタが２層グリッドの電極と共に使用される。２層グリッドの上層に一連の垂直電極ストリップが含まれ、下層に一連の水平電極ストリップが含まれており、それぞれの電極ストリップが各電極ストリップに関連付けられたキャパシタンスを測定する集積回路に接続されている。
【０００３】
導電性ポインタ（すなわち指）をポインタ・タッチパッド・デバイスに当てると、導電性ポインタ（すなわち指）が空気とは大きく異なる特性を持っているために、それぞれのストリップ間のキャパシタンスを変化させる。したがって、導電性ポインタ（すなわち指）の位置が、それぞれの電極ストリップ間のキャパシタンスの差異に基づいて決定される。このキャパシタンスの差異が、２層グリッドの電極から、２層グリッドの電極上での導電性ポインタの動きに対応するかまたはこれを追跡するコンピュータのグラフィック・ディスプレイ上に含まれる対応するカーソル・アイコンに変換される。
【０００４】
したがって、標準ポインタ・タッチパッド・デバイスは、グラフィック・デバイス上でのカーソル・アイコンまたはポインタの操作を可能にするが、典型的にはカーソル制御以外にどんな補助的な使用法または機能も提供しない。一方、現在、システム周辺構成要素の数を減らし、コンピュータ・システム全体の複雑さを簡略化するために、システム周辺構成要素を単一の多機能デバイスに統合する努力が行われている。ただし一部には指紋認識デバイスが既存のシステム周辺構成要素に簡単に統合またはマージされないため、ほとんどの安全保護コンピュータ・システムでは別々の異なる構成要素のままである。
【０００５】
したがって、システム・セキュリティに備えるために別々の指紋認識デバイスの使用を組み込んだコンピュータ・システムがますます多くなり、簡略化された単一の多機能デバイスの需要が増えるにつれて、指紋認識デバイスを既存の周辺構成要素に統合する必要性が高くなっている。
【０００６】
指紋認識デバイスは、指紋認証を介してユーザのアイデンティティを検証した後に、ユーザがシステムまたは安全保護アプリケーションにアクセスできるようにすることによって、コンピュータ・システムのセキュリティに備えるものである。現在の指紋認識デバイスは、典型的にはコンピュータ・システムの外部にあり、通常、ケーブルまたは他の入力デバイスを介してコンピュータ・システムに結合される。典型的な外部指紋認識デバイスは、通常、光源、指紋配置用感知面を含むプリズム、および検出アレイを含む。したがって指紋画像は、反射された指紋画像を指紋認識デバイスが取得し、その反射された画像と認可されたユーザに関連付けられた指紋画像またはデータを含むデータベースとを比較することによって認証される。
【０００７】
指紋認証は、典型的には、認可を受けた者だけがアクセスできるように制限することによって、安全保護アプリケーションまたは安全保護コンピュータ・システムへのアクセスまたはエントリを選択的に制限するために使用される。たとえば、ユーザが安全保護コンピュータ・アプリケーションへのアクセスを取得しようとすると、コンピュータ・システムはそのユーザに対して、指紋認証のために選択する指を外部指紋認識デバイス上に置くように指示を出す。次に、指紋認証は、そのユーザが選択された安全保護コンピュータ・アプリケーションへのアクセスを認可されているか否かの検証を実行する。したがって、指紋認証プロセスは、認可されたユーザだけにアクセスまたはエントリを認め、安全保護システムの使用またはエントリが認可されていない他のユーザに対しては未認可のアクセスを拒否する。
【０００８】
現在、指紋認証が必要な安全保護コンピュータ・システムは、カーソル制御用に別のポインタ・タッチパッド・デバイスを利用し、指紋認証用に別の指紋認識デバイスを利用している。したがって、２つの別々の周辺デバイスを２つの異なる機能（すなわちカーソル制御および指紋認証）に使用することになり、結果的にコストが増加し、安全保護コンピュータ・システムの動作が複雑になる。コストは主に、安全保護コンピュータ・システム内で２つの別々のデバイス（ポインタ・タッチパッド・デバイスおよび指紋認識デバイス）を作動させるのに必要な、必須のサポート構造および回路によるものである。たとえば、ポインタ・タッチパッド・デバイスは、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ上でカーソル・アイコンを動かすために、２層グリッドの電極、カーソル制御インターフェース、およびサポート回路を必要とする。同様に指紋認識は、指紋を認証するために、光源、プリズム、および検出アレイと、比較データベース、サポート回路を必要とする。
【０００９】
既存および周辺の構成要素のサイズ、数、および複雑さを単一の多機能性低コスト構成要素に縮小するという目標はますます強くなっているが、２つの別々の構成要素（ポインタ・タッチパッド・デバイスおよび指紋認識デバイス）を使用すれば、指紋認証を必要とする安全保護コンピュータ・システムのコストおよび複雑さの増加につながることになり、２つの別々の構成要素を使用したのでは逆効果である。
【００１０】
したがって、単一の多機能デバイス内で、コンピュータのグラフィック・ディスプレイ上でカーソル・アイコンを操作する個々のタスクを実行し、指紋認証を実行することができる、多機能タッチパッド・デバイスを提供することが望ましい。
【００１１】
（発明の概要）
本発明の一実施態様は、検出面が指紋画像を受け取るように構成された検出面を有する検出アレイからなるタッチパッド・デバイスを提供する。検出アレイから指紋画像または画像・データを受け取るための処理デバイスが用意されている。この処理デバイスは、タッチパッド・デバイスを、指紋画像に関連付けられたパラメータに基づいてポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するように構成している。
【００１２】
一実施態様では、処理デバイスが、ポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するようにタッチパッド・デバイスを構成するときに、指紋画像に関連付けられた領域パラメータを使用する。
【００１３】
他の実施態様では、処理デバイスは、タッチパッド・デバイスをポインタ制御デバイスまたは指紋認識デバイスとして動作するように構成するときに、指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータを使用する。
【００１４】
本発明は、同じ参照番号が同じ要素を示す以下の図面で例示的なものとして示される。以下の図面では、本発明の様々な実施形態を、本発明の範囲を限定する意図ではなく例示的なものとして開示する。
【００１５】
（詳細な説明）
下記の詳細な説明は、本発明の完全なる理解を提供するための多数の具体的な詳細について述べる。ただし当分野の通常の技術を有する者は、本発明はこれらの具体的詳細を用いなくとも実現できることを理解されよう。他の例では、よく知られている方法、手順、プロトコル、構成要素、アルゴリズム、回路は、本発明をあいまいにしないように詳細には説明していない。
【００１６】
本発明は、指紋画像に関連付けられたパラメータに基づいて、ポインタ制御装置または指紋認識装置として動作できる、構成可能な多機能のタッチパッド装置に向けられるものである。
【００１７】
図１は、本発明の教示を実現することのできる、構成可能な多機能タッチパッド装置の実施形態をブロック図で表示したものである。図１は、検出アレイ１１０に結合された処理装置１０５を備えた、多機能のタッチパッド装置１００を図示している。検出アレイ１１０は、提供された指紋画像と関連づけられた指紋画像または指紋画像データを処理装置１０５に供給するよう構成される。さらに、精選した許可済みの人員と関連付けられた一連の記憶された指紋画像／データを含む指紋データベース１１５が処理装置１０５に結合されている。処理装置１０５は、記憶された一連の指紋画像またはデータを使用し、検出アレイ１１０から受信した指紋画像または指紋画像データを、指紋データベース１１５に記憶されている指紋画像／データと比較することにより、指紋画像認証を実行する。
【００１８】
さらに、カーソル制御インタフェース１２０が図１に示すように処理装置１０５に結合されている。このカーソル制御インタフェース１２０は処理装置１０５により使用されて、コンピュータ表示モニタなどのインタフェース表示装置１２５上でカーソル・アイコンまたはポインタを操作する。例示および明瞭性の目的で、指紋データベース１１５およびカーソル制御インタフェース１２０は、処理装置１０５に結合された別々の構成要素として図示されているが、これらの構成要素は処理装置１０５内で維持される、異なる制御装置およびメモリ装置内に含め得ることが理解されであろうる。反射された（提供された）指紋画像に関連づけられた選択したパラメータに基づいて、処理装置１０５は、多機能タッチパッド装置１００をポインタ制御装置または指紋認識装置として操作するよう構成される。
【００１９】
さらに、指が指紋検知プラットフォーム１３０上に置かれるのに対応して、反射された指紋画像または複数の指紋画像を検出アレイ１１０の検出面に提供するために、指紋プラットフォーム１３０および関連するイルミネーション装置１３５が図１に示すように設けられている。
【００２０】
一実施形態の指紋プラットフォーム１３０では、図１Ａに示すように、指紋プラットフォーム１３０はシート状のプリズムを備える。このプリズムは、通常大型で三角形の形状を有する標準的なフル・サイズのプリズムと比べると薄い形状を有する。シート・プリズムは主に、ラップトップ・コンピュータなど一般に薄い形の指紋プラットフォームを必要とするアプリケーションで使用される。指紋プラットフォーム１３０は図１Ａに図示するように、シート・プリズムの検知面１４５の反対側に置かれた一連のプリズムレット１４０を備える。したがって各プリズムレット１４０は対応する入射表面および出射表面を有する。それぞれのプリズムレット１４０はシート・プリズム内の別のプリズムレット１４０と隣接している。それに相応して、指紋画像（指）が検知面１４５の上に置かれると、照明ソース１３５からの照明放射がプリズムレット１４０の入射表面に入る。
【００２１】
指の隆線が検知面１４５と接触する所で、放射エネルギーが指に伝搬されるかまたは指により吸収される。代わって検知面１４０とは接触していない指紋画像（指紋）の溝が、検知面１４５からの放射エネルギーを各プリズムレット１４０と関連づけられた出射表面に向かって反射する。反射された放射エネルギーは、プリズムレット１４０の各射出表面を介して射出し、通常はレンズ１５０を介して検出アレイ１１０の検出面に向けられ、ここで指紋画像の反射画像が検出アレイ１１０の検出面上で形成される。
【００２２】
これに対応して、代替実施形態の指紋プラットフォーム１３０では、シートプリズムと同様の操作機能性を提供するが薄い形状ではない、標準のフルサイズのプリズムを使用することもできる。
【００２３】
図１に戻り、検出アレイ１１０すなわち電荷結合素子（ＣＣＤチップ）は、カメラ（すなわちビデオおよび標準の）および画像スキャナなど感光性の装置を製造するための半導体技術を検出アレイ１１０の検出面に利用している。各検出アレイ１１０すなわちＣＣＤチップは、一般に感光性のフォトセルのアレイからなり、各フォトセルには照射の前にフォトセルに電荷を与えることにより感光性が与えられる。処理装置１０５と合わせての検出アレイ１１０の使用については、多機能タッチパッド装置１００の操作との関係で下記でさらに詳細に説明する。
【００２４】
動作の際、指紋画像は照明ソース１３５により照らされる指紋プラットフォーム１３０を介して、検出アレイ１１０の検出面に反射される。照明ソース１３５は、指紋プラットフォーム１３０および検出アレイ１１０と合わせて使用され、検出アレイ１１０の検出面に供給される反射された指紋画像を生成する。それに応じて検出アレイ１１０は、指紋画像または画像データを処理装置１０５に供給するよう構成され、処理装置１０５は指紋画像と関連付けられた選択したパラメータに基づいて、多機能タッチパッド装置１００を、ポインタ制御装置または指紋認識装置として動作するように構成する。
【００２５】
図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂは、検出アレイ１１０の検出面の実施形態を図示する。検出アレイ１１０の検出面は、指紋画像の反射された照明がフォトセルのアレイ上に当てられるのに応答して画像または画像データを生成するよう構成された、一連の感光性のフォトセルからなる。検出アレイ１１０の検出面上に含まれるフォトセルは、フルサイズの指紋画像に直接対応する楕円形構成、または格子状の構成、またはいずれの希望の構成など、どのようなタイプの構成にアレイしてもよい。さらに、検出アレイの検出面を構成する際には、望む数のフォトセルをいくつでも使用できることが理解される。
【００２６】
図２Ａは、指紋全体が指紋プラットフォーム１３０に乗せられ、検出アレイ１１０の検出面に反射される際の検出アレイ１１０の検出面を図示する。したがって検出アレイ１１０の検出面に反射される、その反射された指紋全体の画像２００は、検出アレイ１１０の検出面上の固有の領域を占める。反射された指紋全体の画像２００はそれに応じて、検出面に反射された指紋全体の画像２００により占められる固有の領域に対応する、検出アレイ１１０の検出面の特定数のフォトセル２０５を励起する。図２Ａで、反射された指紋全体の画像２００は、例えば、検出アレイ１１０の検出面の４０％〜７０％の中央領域に、全体的にまたは部分的に相当する領域を占める。したがって、検出アレイ１１０の検出面の４０％〜７０％の中央領域を占める画像はいずれも、指紋全体の画像２００として分類される。上記で例示したパーセンテージ制限（４０％〜７０％）は、例示の目的であることを理解されたい。さらに、指紋全体の画像２００に相当する中央領域を選択して、指紋画像が処理装置１０５により指紋全体の画像２００として分類されるようにする、いずれの希望の値に設定してもよいことが理解される。
【００２７】
図２Ｂは、指先の指紋が指紋プラットフォーム１３０上に置かれ、検出アレイ１１０の検出面上に反射される際の、検出アレイ１１０の検出面を図示する。したがって、反射された指先の指紋画像２１０は検出アレイ１１０の検出面上に反射され、検出アレイ１１０の検出面の固有の領域を占める。それに応じて、反射された指先の指紋画像２１０はそれにより、検出アレイ１１０の検出面上の反射された指先の指紋画像２１０が占める固有の領域に対応する、検出アレイ１１０の検出面の特定数のフォトセル２１５を励起する。図２Ｂで、反射された指先の指紋画像２１０は例えば、検出アレイ１１０の検出面の１５％〜２５％の中央領域に、完全にまたは部分的に相当する領域を占める。したがって、検出アレイ１１０の検出面の１５％〜２５％の中央領域を占める画像はいずれも、指先の指紋画像２１０として分類される。上記で例示したパーセンテージ制限（１５％〜２５％）は例示の目的であることが理解されるであろう。さらに指先の指紋画像２１０に相当する中央領域を選択して、指紋画像が処理装置１０５により指先の指紋画像２１０として分類されうるような望みのいずれの値に設定してもよいことが理解されるであろう。
【００２８】
図３Ａは、指紋全体の画像３００が指紋プラットフォーム１３０上に置かれ、指紋全体の画像３００に対応するフル指紋パターン３０５が検出アレイ１１０の検出面上に反射される際の、検出アレイ１１０の検出面を図示する。指紋全体の画像３００は一般に、指紋パターン（同心パターン）を指紋全体の画像３００に対応するものとして識別する、実質的に同心の指紋パターン３０５を有する。
【００２９】
したがって、検出アレイ１１０の検出面に反射された、反射された指紋全体のパターン３０５（同心パターン）は、処理装置１０５により分析される。処理装置１０５は、提供された指紋画像と関連付けられたパターン構造を分析することにより、反射された指紋画像に関連付けられたパターンのタイプを判定するように構成されている。特定の指紋画像が、指紋全体の画像に対応する同心パターンを有するかどうかを判定するために、処理装置１０５はさまざまな方法を使用して、提供された指紋画像と関連付けられたパターン構造を判定する。
【００３０】
例えば処理装置１０５は、提供された指紋パターン（同心の）を、経験的に決定された平均的な同心指紋パターンと比較するか、または指紋パターンをパターン・マップして、指紋画像と関連付けられた指紋パターンが同心パターンに一致するか否かを判定することができ、または指紋画像が同心パターンを有していることを判定するためのいずれの他の方法またはプロセス（を使用することができる）。
【００３１】
図３Ｂは、指先の指紋画像３１０が指紋プラットフォーム１３０上に置かれ、指先の画像３１０に対応する指先パターン３１５が検出アレイ１１０の検出面上に反射される際の、検出アレイ１１０の検出面を図示する。一般に指先の指紋画像３１０は実質的に平行線の指紋パターン３１５を有し、それは指紋パターン（実質的に平行線のパターン）を指先の指紋画像３１０に対応するものとして識別する。
【００３２】
したがって、反射された指先の指紋パターン３１５（実質的に平行線のパターン）は検出アレイ１１０の検出面上に反射され、処理装置１０５により分析される。処理装置１０５は、提供された指紋画像と関連づけられたパターン構造を分析することにより、反射された指紋画像と関連付けられたパターンのタイプを判定するように構成されている。指先の指紋画像に対応する実質的に平行線の指紋パターンを、特定の指紋画像が有するかを判定するために、処理装置１０５は、提供された指紋画像と関連付けられたパターン構造を判定するさまざまな方法を使用することができる。
【００３３】
処理装置１０５は例えば、提供された指紋パターン（平行線）を経験的に決定された平均的な平行線指紋パターンと比較するか、または提供された指紋パターンをパターン・マップして、提供された指紋パターンが平行線のパターンに一致するかどうかを判定することができ、あるいは指紋画像が平行線パターンを有することを判定するための、他のいずれの方法またはプロセス（を使用することができる）。
【００３４】
図１に戻り、処理装置１０５は、指紋全体の画像（図２Ａおよび図３Ａ）または指先の指紋画像（図２Ｂおよび図３Ｂ）に対応する、画像または画像データを検出アレイ１１０から受信する。先述のように、多機能タッチパッド装置１００は、処理装置１０５に供給される画像または画像データ内に表される指紋画像と関連付けられた選択パラメータに基づいて、ポインタ制御装置または指紋認識装置として動作するよう構成されている。したがって、処理装置１０５は、検出アレイ１１０から受信した画像または画像データを分析して多機能タッチパッド装置１００の動作モードを決定する。
【００３５】
さらに多機能タッチパッド装置１００の動作モードは、特定ユーザの選択に従って構成することができる。したがって、指紋認識または認証プロセスの終了後、ユーザはタッチパッド装置１００のいずれの動作モード機構を不能にするか、可能にするか、カストマイズすることができる。したがって、ユーザは多機能タッチパッド装置１００を構成して、操作インタフェースまたは選択メニューを使用している特定の操作セッション中は、ポインタ制御装置としてのみ動作させることができる。例えば、特定のユーザが指紋認識プロトコルを終了した後に、そのユーザは多機能タッチパッド装置１００の動作を構成して、操作セッションの残りの間、またはその継続時間中はポインタ制御装置としてのみ動作させ、それにより特定の操作セッション中に多機能タッチパッド装置１００が指紋認識装置として動作することを一時的に不能にすることができる。同様に、タッチパッド装置１００の好みのいずれの操作モード機構を保持し、すべての将来の操作セッションに適用することができる。
【００３６】
さらにユーザは多機能タッチパッド装置１００を構成して、選択した時間間隔で指紋認識装置として動作させることができる。多機能タッチパッド装置１００を選択した時間間隔で指紋認識装置として動作させることにより、操作セッション中の、特定のアプリケーションまたは端末の連続的で保護された動作が可能になる。例えば、多機能タッチパッド装置１００を選択した時間間隔で認識装置として操作することにより、ユーザは、保護されたトランザクションを特定の操作セッション中に行うことを許可されているとして、選択した時間間隔で連続的に認証される。その結果許可されていないユーザは、特定の操作セッション中に許可ユーザが一時的に不在である間、またはアプリケーションまたは端末が不使用になっている時に、保護されたアプリケーションまたは端末に感知されるほどのアクセスをすることを妨げられる。
【００３７】
処理装置１０５は一実施形態では、検出アレイ１１０から受信した画像または画像データ内に表される、提供された指紋画像と関連付けられたエリア・パラメータを調べるよう構成される。よって処理装置１０５は、異なるタイプの指紋画像と関連付けられた、異なる領域の中央範囲に対応する情報を保持する。各領域中央範囲は、異なる指紋画像に対応する、異なるタイプの画像または画像データに関連付けられた検出アレイ１１０の検出面の平均物理領域を表す。したがって領域中央範囲は同様に、異なる指紋画像（すなわち指紋全体の画像または指先の指紋画像）と関連づけられた物理領域に対応する、選択された数または範囲のフォトセルに対応する。
【００３８】
例えば、第１の中央領域範囲は、指紋全体の画像と関連付けられた物理領域に対応する。したがって、第１の中央範囲は、反射された指紋全体の画像が検出アレイ１１０の検出面上で受信される（図２Ａ）と活動化される、複数のまたは一続きのフォトセルに対応する。同様に第２の中央領域範囲は、指先の指紋画像と関連付けられた物理領域に対応する。したがって、第２の中央範囲は、反射された指先の指紋画像が検出アレイ１１０の検出面上で受信されると（図２Ｂ）活動化される、複数のフォトセルまたは一続きのフォトセルに対応する。
【００３９】
別の実施形態では、処理装置１０５は、提供された指紋画像に関連付けられたパターン・パラメータを調べるよう構成され、そのパラメータは検出アレイ１１０から受信した画像または画像データ内に表される。したがって処理装置１０５は、異なるタイプの指紋画像に関連付けられた、異なる指紋パターンに対応する情報を保持する。各指紋パターンは、異なるタイプの指紋画像（すなわち指紋全体の画像または指先の指紋画像）と関連付けられた物理パターンを表す。
【００４０】
例えば指紋全体の画像に対応する指紋パターンは、その指紋パターン（同心パターン）を指紋全体の画像（図３Ａ）に対応するものとして識別する同心の指紋パターンを有する。同様に、指先のパターンに対応する指紋パターンは、その指紋パターン（実質的に平行線のパターン）を、指先の指紋画像（図３Ｂ）に対応するものとして識別する、実質的に平行線の指紋パターンを有する。
【００４１】
したがって、処理装置１０５は検出アレイ１１０から画像または画像データを受信した後で、それに対応する多機能タッチパッド装置１００の動作モードを決定するために、処理装置１０５は、画像または画像データに含まれている関連するパラメータ（領域パラメータまたはパターン・パラメータ）を調べる。関連するパラメータ（領域パラメータまたはパターン・パラメータ）を分析することにより指紋画像のタイプを判定すると、処理装置１０５は、画像データ内に含まれる特定のパラメータに基づいて、多機能タッチパッド装置１００をポインタ制御装置または指紋認識装置として動作させる。対応する多機能タッチパッド装置１００の動作モードを決定するために、処理装置１０５は、特定の指紋画像に関連付けられた領域パラメータおよびパターン・パラメータの両方を組み合わせて分析するようにも構成できることが理解されるであろう。
【００４２】
動作に際しては、検出アレイ１１０から受信した画像データが、反射された指紋全体の画像に対応すると処理装置１０５が判定する場合（領域パラメータが指紋全体の画像に対応するか、または同心の指紋パターンが指紋全体の画像に対応する）、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１００を指紋認識装置として動作するよう構成する。
【００４３】
代わって、検出アレイから受信した画像データが、反射された指先の指紋画像に対応すると処理装置１０５が判定する場合（領域パラメータが指先の指紋画像に対応するか、または実質的に平行線のパターンが指先の指紋画像に対応する）、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１００をポインタ制御装置として動作するよう構成する。
【００４４】
したがって処理装置１０５が、画像データが指紋全体の画像に対応すると判定する場合（領域パラメータが指紋全体の画像に対応するか、または同心の指紋パターンが指紋全体の画像に対応する）、処理装置１０５は指紋認証プロセスを実行する。ここで指紋全体の画像または画像データは、指紋データベース１１５内に含まれる一連の許可済みの指紋画像または画像データと比較される。指紋認証プロセスは処理装置１０５により実行され、提供された指紋全体の画像または画像データが、指紋データベース１１５に含まれる一連の許可済みの指紋画像と比較される。処理装置１０５は、異なるさまざまな認証プロトコルを使用して、指紋マップ・パターン比較に限らず、デジタル化指紋分析または他のいずれの指紋認証プロセスなど認証プロセスを完遂するよう構成できる。
【００４５】
次いで処理装置１０５は、提供された指紋が、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像のいずれかと一致するか否かを判定する。提供された指紋が、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像のいずれかと一致する場合、処理装置１０５は認証出力を生成し、ユーザはそれにより安全なアプリケーションにアクセスするか、または指紋認証を必要とする安全なトランザクションを行うことができる。処理装置１０５は、異なるさまざまな安全なアプリケーションへのアクセスを、選択された安全なアプリケーションに関連付けられた許可済みの指紋画像を有するユーザだけに制限するように構成できることが理解されるであろう。
【００４６】
逆に処理装置１０５が、画像データが指先の指紋画像に対応すると判定する場合（領域パラメータが指先の指紋画像に対応するか、または実質的に平行線のパターンが指先の指紋画像に対応する）、処理装置１０５はカーソル制御機能を実行する。処理装置１０５が受信した画像または画像データが、指先の指紋画像に対応すると判定されると、処理装置１０５は、反射された指先の指紋画像の検出アレイ１１０の検出面上での位置を探知する。
【００４７】
したがって、検出アレイ１１０の検出面がインタフェース表示装置１２５（すなわちコンピュータ表示モニタ）にマップされ、検出アレイ１１０の検出面上の指先の指紋画像の位置すなわちロケーションが、インタフェース表示装置１２５上にマップされたロケーションに対応する。したがって処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面上のどのフォトセルが、反射された指先の画像によって励起されているかを判定することにより、検出アレイ１１０の検出面の指先の位置を決定するよう構成される。それに応じて処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面に沿って、反射された指先の画像を追跡し、その位置をカーソル制御装置１２０を介して、インタフェース表示装置１２５上の対応するカーソル・アイコンまたはポインタ表示に変換する。
【００４８】
代替実施形態では、検出アレイ１１０の検出面は、感光性のリアルタイム・ビデオ・カメラ装置を含むように構成され、そのカメラ装置が検出アレイ１１０の検出面上の反射された指紋画像の位置を追跡する。次いで検出アレイ１１０の検出面上の反射された指紋画像のロケーションまたは位置に対応して、検出アレイ１１０が追跡データを処理装置１０５に供給する。処理装置１０５は、追跡データに基づいて、検出アレイ１１０の検出面上の反射された指先の指紋画像のロケーションまたは位置を判定または監視するように構成されている。さらに処理装置１０５は、感光性のカメラ装置から追跡データを受信し、カーソル制御装置１２０を介して、その追跡データをインタフェース表示装置１２５上で対応するカーソル・アイコンまたはポインタ表示に変換する。
【００４９】
図４Ａおよび図４Ｂは、多機能タッチパッド装置１００の動作上の特徴を図示する流れ図の実施形態を図示する。最初に、段階４００で指が指紋プラットフォーム１３０に置かれ、プラットフォームの検知面上での指の置かれた状態（指紋全体または指先）に基づいて、対応する指紋画像が検出アレイ１１０の検出面に供給される。
【００５０】
段階４０５で、処理装置１０５は、指紋プラットフォーム１３０の検知面上での指の置かれた状態（指紋全体または指先）に対応する指紋画像データを検出アレイ１１０から受信する。よって指紋プラットフォーム１３０の検知面上での指の置かれた状態が、検出アレイ１１０の検出面に供給される指紋画像のタイプを決定する。それに応じて、処理装置１０５に供給される画像または画像データは、検出アレイ１１０の検出面に供給される指紋画像のタイプに対応する。
【００５１】
段階４１０で処理装置が検出アレイ１１０から処理装置１０５に供給された画像または画像データを分析する。処理装置１０５は、領域技術またはパターン技術の２つの異なる方式で、あるいは領域技術およびパターン技術を組み合わせて使用することにより、画像または画像データを分析するように構成されている。
【００５２】
したがって段階４１５Ａに示すように、処理装置１０５が領域技術を使用している場合、処理装置１０５は、検出アレイ１１０から受信した画像データに基づいて、検出アレイ１１０の検出面上で指紋画像によって占められている領域（領域パラメータ）を判定する。指紋画像が占めている領域は、指紋プラットフォーム１３０の検知面上に指の置かれる状態（指紋全体または指先）に対応する。反射された指紋画像は、検出アレイ１１０の検出面上で反射された指紋画像により占められる物理領域に対応する、検出１１０の検出面上に含まれる特定数のフォトセルを励起する。したがって励起されたフォトセルの数は、検出アレイ１１０の検出面上の反射された指紋画像の領域に対応する。処理装置１０５に供給される画像データは、励起されるフォトセルの数に基づいた、反射された指紋画像の領域を表す。
【００５３】
指紋全体の画像が検出アレイ１１０の検出面に映し出される時、画像データは、反射される指紋全体の画像により励起されるフォトセルの数またはパーセンテージで検出アレイ１１０の検出面上で占められる領域を表す。指紋全体の画像は、指先の指紋画像より大きな領域を占めるので、検出アレイ１１０の検出面上で、指先の指紋画像より多くの数またはパーセンテージのフォトセルを励起する。
【００５４】
同様に指先の指紋画像が検出アレイ１１０の検出面上に反射される時、画像データは、反射された指先の指紋画像により励起されるフォトセルの数またはパーセンテージで、検出アレイ１１０の検出面上で占められる物理領域を表す。指先の指紋画像は指紋画像より小さな領域を占めるので、検出アレイ１１０の検出面上で、指紋全体の画像より少ない数またはパーセンテージのフォトセルを励起する。
【００５５】
代わって段階４１５Ｂに示すように処理装置１０５がパターン技術を使用している場合、処理装置１０５は、検出アレイ１１０から受信した画像または画像データに基づいて、反射された指紋と関連付けられた指紋パターン（パターン・パラメータ）を決定する。指紋画像と関連付けられた特定の指紋パターンは、指紋プラットフォーム１３０の検知面上に指が置かれた状態（指紋全体または指先）に対応する。反射された指紋画像は同様に、指紋プラットフォーム１３０の検知面上の指の置かれた状態（指紋全体または指先）に基づいた、特定のパターンを有する。
【００５６】
例えば指紋全体の画像は一般に、その指紋画像が指紋全体の画像に対応すると識別できる同心の指紋パターンを有する。一方で指先の指紋パターンは一般に、その指紋画像が指先の指紋に対応すると識別できる実質的に平行線のパターンを有する。
【００５７】
段階４２０で処理装置１０５は、検出アレイ１１０から画像または画像データを受信すると、特定の指紋画像に対応する画像または画像データに関連付けられたパラメータに基づいて、多機能タッチパッド１００を、ポインタ制御装置または指紋認識装置として動作するよう構成する。
【００５８】
検出アレイ１１０から受信した画像データが、反射された指紋全体の画像（領域パラメータ）または同心の指紋パターン（パターン・パラメータ）に対応すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１００を指紋認識装置として動作するよう構成する。
【００５９】
代わって検出アレイ１１０から受信した画像データが、反射された指先の指紋画像（領域パラメータ）または平行線パターン（パターン・パラメータ）に対応すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５は多機能タッチパッド装置１００をポインタ制御装置として動作するよう構成する。
【００６０】
さらにパターン・パラメータおよび領域パラメータを組み合わせられることが理解されるであろう。その場合処理装置１０５は、画像と関連付けられたパターン・パラメータおよび領域パラメータをどちらも検出することができ、それにより、多機能タッチパッド装置１００の動作させるために、画像を指紋全体の画像または指先の指紋画像のいずれかとして識別する。
【００６１】
したがって段階４２５Ａで、画像データが、指紋全体の画像または同心の指紋パターンに対応すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５は指紋認証プロセスを実行する。ここで指紋画像または典型的な画像データが、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像またはデータと比較される。指紋認証プロセスは処理装置１０５により実行され、提供された指紋画像はここで、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像またはデータと比較される。処理装置１０５は、指紋マップ・パターン比較に限らず、デジタル化指紋分析、または他のいずれの指紋認証プロセスなどの認証プロセスを実行するために、異なるさまざまな認証プロトコルを使用するよう構成することができる。
【００６２】
それに応じて処理装置１０５は、提供された指紋が、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像またはデータのいずれかに一致するか否かを判定する。提供された指紋が、指紋データベース１１５に含まれている許可済みの指紋画像またはデータのいずれかに一致する場合、処理装置１０５は、ユーザが安全なアプリケーションにアクセスするか、または指紋認証を必要とする安全なトランザクションを実行することを許可する。異なるさまざまな安全なアプリケーションへのアクセスを、選択された安全なアプリケーションと関連付けられた、許可済みの指紋画像を有するユーザだけに制限するよう、処理装置１０５を構成できることが理解される。
【００６３】
逆に段階４２５Ｂで、画像データが指先の指紋画像または平行線パターンに対応すると処理装置１０５が判定する場合、処理装置１０５はカーソル制御機能を実行する。処理装置１０５により受信された画像データが、指先の指紋画像または平行線パターンに対応すると判定されると、処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面上での反射された指先の指紋画像のロケーションを追跡する。検出アレイ１１０の検出面はインタフェース表示装置１２５（すなわちコンピュータ表示モニタ）にマップされ、検出アレイ１１０の検出面上の指先の指紋画像の位置またはロケーションが、インタフェース表示装置１２５のマップされたロケーションに対応する。よって処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面のどのフォトセルが励起されるかを判定することにより、アレイの検出面の指先の位置を判定するよう構成される。それに応じて処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面に沿って、反射された指先の画像の動きを追跡し、カーソル制御装置１２０を介して、その位置をインタフェース表示装置１２５上の対応するカーソル・アイコンまたはポインタに変換する。
【００６４】
代替実施形態では、検出アレイ１１０の検出面は感光性のリアルタイム・ビデオ・カメラ装置を含むように構成され、そのカメラ装置が、検出アレイ１１０の検出面上の反射された指紋画像の位置を追跡する。次いで検出アレイ１１０は、検出面上での反射された指紋画像のロケーションまたは位置に応じて、追跡データを処理装置１０５に供給する。したがって処理装置１０５は、検出アレイ１１０の検出面上の反射された指先の指紋画像のロケーションまたは位置を、追跡データに基づいて判定または監視するよう構成される。さらに、処理装置１０５は感光性のカメラ装置から追跡データを受信し、カーソル制御装置１２０を介して、その追跡データをインタフェース表示装置１２５上の対応するカーソル・アイコンまたはポインタ表示に変換する。
【００６５】
上記の説明および図面から、当分野の通常の技術者には、ここで示し説明した特定の実施形態は例示の目的だけのためであり、発明の範囲を制限するものではないことが理解されよう。当分野の通常の技術を有する者は、発明はその精神または基本的特徴から離れることなく、他の固有の形態で実現されることを理解されよう。特定の実施形態の詳細への参照は請求項の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の教示を実施することができる、構成可能な多機能タッチパッド・デバイスの一実施形態を示す構成図である。
【図１Ａ】  構成可能な多機能タッチパッド・デバイスと共に使用するための、指紋プラットフォームの一実施形態を示す図である。
【図２】  領域認識モードで動作する検出アレイの検出面の実施形態を示す図である。
【図３】  パターン認識モードで動作する検出アレイの検出面の実施形態を示す図である。
【図４Ａ】  多機能タッチパッド・デバイスの動作特性を示す一実施形態の流れ図である。
【図４Ｂ】  多機能タッチパッド・デバイスの動作特性を示す一実施形態の流れ図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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