JP2003303048A

JP2003303048A - 入力装置、ポインタ制御方法

Info

Publication number: JP2003303048A
Application number: JP2002234543A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sakurai; 聡桜井; Nobuo Tanitsu; 信夫谷津; Michiko Endou; みち子遠藤; Yuriko Nishiyama; 由利子西山; Ryoji Kikuchi; 綾司菊地; Takao Endo; 孝夫遠藤
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: FCL Components Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2003-10-24
Also published as: US20030146899A1; US6937226B2

Abstract

(57)【要約】【課題】指を実際に移動させることなくポインタを制
御するとともに、クリック動作の検出を可能とする入力
装置、ポインタ制御方法を提供する。【解決手段】ポインタを表示する表示画面を有する上
位装置に対し、前記上位装置に前記ポインタに関する情
報を送信するとともに、接触情報を検出するセンサ１２
を備えた入力装置１０において、前記センサ１２で検出
された接触情報に基づいて、前記センサと指との接触領
域を抽出する領域抽出手段と、前記領域抽出手段で抽出
された前記接触領域に基づきポインタを制御する制御手
段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋読み取りセン
サを有する入力装置に係り、特にポインティングデバイ
ス機能を有する入力装置、ポインタ制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】指紋の認識と種々の機能を設けた装置が
従来から提案されており、例えば特開平１１−２８３０
２６公報には、指紋検出機能付きタッチパッド及び情報
処理装置が開示されている。この公報には、従来別のユ
ニットであった指紋を検出するセンサと指の触れた位置
を検出する位置センサとを１つのユニットとし、センサ
に接触する指の中心付近の位置データを座標情報として
コンピュータに送信する内容が記されている。また、他
の特開平４−１５８４３４公報にはディスプレイ装置の
ポインティングデバイスが開示されている。この公報で
は、一定時間ごとに検出される指紋パターンにより指の
移動方向と移動距離からディスプレイ上のカーソル移動
を行う内容が記されている。また、特開平１０−２７５
２３３には情報処理システム、ポインティング装置及び
情報処理装置が開示されている。この公報では、指紋像
と照合像の位置ずれをフーリエ変換を用いて検出し、そ
の検出した位置ずれに基づいてポインタの移動位置を決
定する内容が記されている。

【０００３】このように従来の技術における入力装置
は、指の移動のずれを検出し、画面上のポインタを制御
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、指の移
動を検出する方法では、実際に指を移動しなければなら
ないため、操作性に問題があるとともに、指紋を読み取
るセンサ部分が広くしなければならず、装置の大型化や
コスト増につながる。また、ポインティングデバイスと
して重要な機能であるクリック動作の検出機能をサポー
トしていない。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑み、指を
実際に移動させることなくポインタを制御するととも
に、クリック動作の検出を可能とする入力装置、ポイン
タ制御方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ポインタを表示する表示画面を有する上位
装置に対し、前記上位装置に前記ポインタに関する情報
を送信するとともに、接触情報を検出するセンサを備え
た入力装置において、前記センサで検出された接触情報
に基づいて、前記センサと指との接触領域を抽出する領
域抽出手段と、前記領域抽出手段で抽出された前記接触
領域に基づきポインタを制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする。

【０００７】本発明は、接触領域を抽出する領域抽出手
段で接触領域を抽出し、指とセンサの接触領域を用いて
ポインタの制御を行う入力装置である。そして、その接
触領域における重心あるいは中心を検出し、その検出し
た位置を用いてポインタを制御する第１の制御手段を有
する。また、重心あるいは中心の検出は、指が触れてい
なければ検出できないことを利用し、検出された時間に
基づきクリックを検出するクリック検出手段を有する。
なお、ここでのクリックとは、センサ面を１回押下する
動作をいう。また、接触領域から、その面積、輪郭の長
さ、接触領域に外接する四角形の辺の長さを検出する第
２の制御手段を有する。この第２の制御手段により、検
出した量によりポインタの移動速度を決定することも可
能となる。また、検出した量によりクリック動作の検出
も可能となり、さらに、指の接触領域に対する略垂直方
向の動きを検出することが可能となる。これらで用いら
れる接触領域の情報である接触領域情報は、所定の情報
を削減または圧縮することも可能であるので、処理速度
を向上することができる。

【０００８】これらポインティングデバイスとしての機
能の他に、指紋識別機能として、予め指紋情報が記録さ
れている指紋辞書情報を有し、その指紋辞書情報を用い
て指紋の識別を行うことができる。この指紋辞書には、
使用者一人に対して人差し指と中指という具合に、複数
の指紋を記録することが可能である。その複数の指紋を
記録することにより、入力装置が有するいくつかの動作
モードを自動的に切り替えることを可能としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１０】本発明の実施の形態におけるシステムの全
体構成図を図１に示す。図１に示されるように、入力装
置１０は、コンピュータ２２とＵＳＢ（Universal Seri
al Bus）ケーブルなどで接続され、コンピュータ２２上
に表示するために検出したポインタ位置などのデータを
コンピュータ２２に送信する。

【００１１】コンピュータ２２は、図２に示されるよう
に、表示装置５０と、ドライブ装置５２と、主記憶装置
５４と、補助記憶装置５６と、ＣＰＵ（Central Proces
singUnit）４６と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）イ
ンタフェース４８とを有し、それらはバスで接続されて
いる。このうち、表示装置５０は、コンピュータ２２を
操作するために必要な各種情報などを表示する。ドライ
ブ装置５２は、着脱自在な記録媒体の読み書きが可能で
あり、例えば記録媒体からプログラム読み込み、補助記
憶装置５６にインストールするときに用いられる。ＣＰ
Ｕ４６は、補助記憶装置５６に格納されたプログラムを
読み込み実行し、プログラムやデータなどを記憶するた
めに主記憶装置５４を用いる。そしてＵＳＢインタフェ
ース４８は、入力装置１０とのやり取りをＵＳＢ転送方
式で行うためのインタフェースである。

【００１２】次に、入力装置１０の斜視図を図３に示
す。図３に示されるように、入力装置１０は、手をのせ
て使用する形状をしており、指紋の検出などを行うセン
サ部１２を有する。

【００１３】この入力装置１０のハードウェアブロック
図を図４に示す。図４に示されるように入力装置１０
は、センサ部１２と、Ａ／Ｄコンバータ１４と、ＭＣＵ
（Micro Computer Unit）１８と、メモリ１６と、ＵＳ
Ｂコントローラ２０とを有する。このうちセンサ部１２
は、上述した指紋の検出とセンサ部１２に指が触れてい
る部分の検出などを行う。そしてこの検出された信号は
Ａ／Ｄコンバータ１４に出力され、Ａ／Ｄコンバータ１
４でＡ／Ｄ変換されてＭＣＵ１８に出力される。ＭＣＵ
１８は、センサ部１２からのデータを処理し、その処理
したデータをＵＳＢコントローラ２０を介してコンピュ
ータ２２に出力する。またメモリ１６は、処理を行うプ
ログラムやデータなどを一時的に保存するために用いら
れる。

【００１４】次に、図５を用いて入力装置１０の機能ブ
ロック図を説明する。図５には、上述したセンサ部１２
とＡ／Ｄコンバータ１４、そして指紋辞書データ２４
と、指紋識別部２６と、位置・方向検出部２８が示され
ている。このうち、指紋識別部２６は、センサ部１２で
検出された接触情報から認識した指紋データを、予め登
録された指紋が記録されている指紋辞書データ２４と比
較し、指紋辞書データ２４の中のどの指紋パターンで一
致したのか、または一致しなかったのかの情報である指
紋識別データを出力する。位置・方向検出部２８では、
Ａ／Ｄ変換された指紋データを基に、センサ部１２のど
の位置に指が置かれたかを検出し、位置・方向移動量検
出信号として出力する。

【００１５】次に上記センサ部１２とＡ／Ｄコンバータ
１４について説明する。まずセンサ部１２は、センサ面
を走査し、指の接触情報をアナログデータで検出する。
このセンサ部１２で検出されたアナログデータを、Ａ／
Ｄコンバータ１４はディジタルデータに変換する。この
ディジタル変換された指紋情報は、図６に示されるよう
な指と触れる部分をn×m個に分割したボックスを用いた
接触情報として出力される。そしてこのボックスの位置
は、図６のようにＸＹ座標を用いてボックス（X,Y）と
特定できる。

【００１６】この接触情報の例を図７を用いて説明す
る。センサ部１２へ指が触れると、図７に示されるよう
に指が触れている部分のボックス（X,Y）と、そのボッ
クス（X,Y）に指が触れている強さとが検出される仕組
みとなっている。例えば、強く触れられている部分は、
ボックス（4,5）のように濃い色で出力され、弱く触れ
られている部分は、ボックス(4,2)のように薄い色で出
力される。

【００１７】次に、位置・方向検出部２８について説明
をする。位置・方向検出部２８は、接触情報から得られ
る接触領域から、表示装置５０上での絶対座標値である
位置・方向移動量を検出する機能を有し、その絶対座標
値を検出するために用いるデータの組み合わせにより２
種類のパターンが存在する。以下、これらのパターンを
順に説明する。

【００１８】まず、接触領域の重心を用いる重心パター
ンを、図８を用いて説明する。この図８は、位置・方向
検出部２８の詳細であり、図８には、重心位置検出部３
０と、面積検出部３４と、絶対位置算出部３２と、相対
位置算出部３８と、移動速度決定部３６とが示されてい
る。このうち、重心位置検出部３０は、先ほど説明した
図７において、指が触れている部分である接触領域の重
心の位置を検出する。面積検出部３４は、接触領域の面
積を検出する。絶対位置算出部３２は、重心位置検出部
３０からの情報に基づきコンピュータ２２の表示装置５
０の画面上での絶対座標位置を求め、その位置を位置方
向移動量検出信号として出力する。具体的に説明する
と、センサ部１２に触れた指の重心がセンサ部１２の上
のほうにあれば、表示装置５０の画面上のポインタも上
の方へ表示させることを意味する。このような絶対位置
算出部３２の機能に加え、ポインタの移動の速さを変え
ることができるのが相対位置算出部３８である。相対位
置算出部３８は、後述する移動速度決定部３６で定めら
れた速度でポインタを目標位置まで移動させる。その移
動速度を決定する移動速度決定部３６は、面積検出部３
４が検出した面積に応じ、表示装置５０の画面上のカー
ソル移動や画面スクロールの速度を決定する。例えば図
９に示されるように、接触領域の面積が小さい場合はカ
ーソルの移動を遅くし、図１０に示されるように接触領
域の面積が大きい場合はカーソルの移動を速くする。

【００１９】以上でブロックについての説明を終え、次
に、面積検出部３４と重心位置検出部３０の処理内容の
説明を、面積の検出、重心の決定の順に説明する。ま
ず、先ほど説明した図７において、ボックスごとに色が
濃い部分や薄い部分があり、そのボックス（i,j）の濃
淡値をP_ijと定義する。次に、求まった濃淡値P_ijが、接
触領域か、あるいは非接触領域であるかを判定するため
の濃淡値の閾値Cを用意する。そしてボックス（i,j）が
接触領域であれば１をとり、非接触領域であれば０をと
る変数d_ijを次のように定義する。

【００２０】

【数１】この式１におけるd_ijは接触あるいは非接触の識別結果
であるとともに、すべてのボックスの面積は１であるこ
とに注意すると、接触領域と判定されたボックスの総面
積、すなわち接触領域の面積Sは次のようになる。

【００２１】

【数２】このようにして、面積検出部３４は接触領域の面積Sを
求める。次に、この面積Sを用いて重心を求める。その
ためまずX軸とY軸ごとに投影値Tx_i、Ty_iを求める。この
投影値の定義式を式３と式４に示す。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【数４】これらの式の右辺は接触領域と判定されたP_ijだけの和
であるため、式３ではX座標がi番目であるボックスの面
積の総和であり、式４ではY座標がj番目であるボックス
の面積の総和となっている。また式３と式４において、
投影値Tx_iはm個存在し、投影値Ty_iはn個存在する。この
ように求まった投影値Tx_i、Ty_iから重心位置に相当する
ボックスを式５のように定義する。

【００２４】

【数５】ここでα_i、β_jは係数であり、例えばα_i=ｉ、β_j =ｊ
のように定まる数列である。また、上記Ｘ座標とＹ座標
は、Ｘ、Ｙのそれぞれの軸方向にそれぞれα_i倍、β_j倍
した投影値Tx_i、Ty_iの和を、面積Ｓで割ったα_i、β_jに
関する加重平均である。

【００２５】以上説明した重心を求める処理を、図１１
のフローチャートを用いて説明する。このフローチャー
トの処理は、２つの処理ブロックからなる。１つは、面
積Ｓと投影値Ty_iを求める処理であり、これは処理を効
率化するために、ＳとTy_iを同時に求める処理である。
もう１つは投影値Tx_iを求める処理である。これらの処
理ブロックのうち、面積Ｓと投影値Ty_iを求める処理
は、ステップＳ１０１からステップＳ１０９に対応し、
投影値Tx_iを求める処理は、ステップＳ１１０からステ
ップＳ１１８に対応する。

【００２６】以下フローチャートの説明を行う。最初の
ステップＳ１０１において、面積値、Ｘ投影値、Ｙ投影
値、ループカウンタが初期化される。次にステップＳ１
０２でループカウンタjがｎを超えたかどうかの判定が
される。このｊは、Ｙ軸方向に延伸するボックスの個数
をカウントするカウンタのため、ｊがＹ軸方向に延伸す
るボックスの個数であるｎを超えた場合は、Ty_jとＳを
求める処理が終了したことを意味し、後述する次の処理
ブロックの投影値Tx_iを求める処理へ処理が移行する。
ステップＳ１０２でjがｎ以下の場合は、Ty_j及びＳを求
める処理を継続するのでステップＳ１０３へ進む。次の
ステップＳ１０３では、ループカウンタｉの初期化が行
われる。このｉは、Ｘ軸方向に延伸するボックスの個数
をカウントするカウンタである。このカウンタｉも、ｊ
と同様にステップＳ１０４でｍを超えたかどうかの判定
がされる。そしてこの判定内容も先ほどと同様に、ｉが
Ｘ軸方向に延伸するボックスの個数であるｍを超えた場
合は、Ｙ軸でｊ番目にあるボックスのＸ軸方向に関する
処理が終了したことを意味するため、ｊ＋１番目の処理
を実行するために再びステップＳ１０８へ進む。ステッ
プＳ１０４でｉがｍ以下の場合は、次のステップＳ１０
５で、上述した濃淡値P_ijと閾値Ｃとの比較が行われ、P
_ijがＣより小さい場合は、ボックス（ｉ、ｊ）の部分は
指紋パターンではないため何も処理は行わず次のｉ＋１
番目の処理を行うためにステップＳ１０９へ進む。P_ij
がＣ以上の場合は、ボックス（ｉ、ｊ）の部分は指紋パ
ターンなので、この処理ブロックの処理目的である面積
Ｓ、投影値Ty_jを求める処理がステップＳ１０６とステ
ップＳ１０７で行われる。このうちステップＳ１０６の
処理は、面積を求める処理であり、面積Ｓにボックスの
面積１を加える。また、ステップＳ１０７の処理は、投
影値Ty_jを求める処理なので、Ty_jにP_ijを加える（式４
参照）。そしてこれらの処理を終えると、次のｉ＋１番
目の処理を行うためにステップＳ１０９へ進む。このよ
うにして面積ＳとＹ投影値が求まると、上記ステップＳ
１０２でステップＳ１１０へ処理は分岐し、Ｘ投影値を
求める処理ブロックが実行される。

【００２７】このＸ投影値を求める処理ブロックでは、
数３に示されるようにP_ijの２つの添え字うち、ｉを固
定してｊに関してP_ijの和を求める処理を行い、Tx_iが求
まると、今度はｉを増分することで再び和を求める。こ
の処理をｉ＞ｍとなるまで行う。そのためにはまずステ
ップＳ１１０では再びループカウンタｉを初期化する。
次にステップＳ１１１でループカウンタｉがｍを超えた
かどうかの判定がされる。このｉは、Ｘ軸方向に延伸す
るボックスの個数をカウントするカウンタのため、ｉが
Ｘ軸方向に延伸するボックスの個数であるｍを超えた場
合は、Ｘ投影値が求まったこととなり、最初の処理ブロ
ックでＹ投影値と面積Ｓが求まっているため、ステップ
Ｓ１１８で重心位置が求まることになる（式５参照）。
次のステップＳ１１２では、ループカウンタｊの初期化
が行われる。このｊは、Ｙ軸方向に延伸するボックスの
個数をカウントするカウンタである。このカウンタｊ
も、ｉと同様にステップＳ１１３でｎを超えたかどうか
の判定がされる。そしてこの判定内容も先ほどと同様
に、ｊがＹ軸方向に延伸するボックスの個数であるｎを
超えた場合は、Ｘ軸でｉ番目にあるボックスのＹ軸方向
に関する処理が終了したことを意味するため、ｉ＋１番
目の処理を実行するためにステップＳ１１７へ進む。ス
テップＳ１１３の判定でｊがｎ以下の場合は、次のステ
ップＳ１１４で、上述した濃淡値P_ijと閾値Ｃとの比較
が行われ、P_ijがＣより小さい場合は、ボックス（ｉ、
ｊ）の部分は非接触領域なので何も処理は行わず次のｊ
＋１番目の処理を行うためにステップＳ１１６へ進む。
P_ijがＣ以上の場合は、ボックス（ｉ、ｊ）の部分は接
触領域なので、この処理ブロックの処理目的である投影
値Tx_iを求めるためにTx_iにP_ijを加える（式３参照）。
このようにしてＸ投影値が求まると、上記ステップＳ１
１１でステップＳ１１８へ処理は分岐し、ステップＳ１
１８で重心位置が算出され、重心が求まる。

【００２８】以上説明したように重心パターンでは接触
領域の重心位置を求めることにより、座標位置を検出す
る。そしてこのように検出された座標位置は、図１２に
示されるように、表示装置５０の表示画面に反映され
る。

【００２９】次に、重心位置のかわりに中心位置を用い
て検出する中心パターンを説明する。中心パターンでの
位置・方向検出部２８のブロック図は、図１３に示され
るように、重心パターンでの重心位置検出部３０を、中
心位置検出部５８にかえたものとなり、他の絶対位置算
出部３２、面積検出部３４、移動速度決定部３６、相対
位置算出部３８は、重心パターンと同じである。

【００３０】そこで中心位置検出部５８が中心を検出す
る処理を示すフローチャートの説明に先立ち、最初にこ
の実施の形態における「中心」の定義を行う。

【００３１】まず、接触領域と判定されたボックスの集
合をＭとする。

【００３２】

【数６】集合Ｍに属するボックス（ｉ、ｊ）におけるｉの最大値
をｘ_maxとする。

【００３３】

【数７】集合Ｍに属するボックス（ｉ、ｊ）におけるｉの最小値
をｘ_minとする。

【００３４】

【数８】集合Ｍに属するボックス（ｉ、ｊ）におけるｊの最大値
をｙ_maxとする。

【００３５】

【数９】集合Ｍに属するボックス（ｉ、ｊ）におけるｊの最小値
をｙ_minとする。

【００３６】

【数１０】このようにして求まったｘ_max、ｘ_min、ｙ_max、ｙ_minは
図１２に記されたそれぞれの値に対応する。そしてこれ
らｘ_max、ｘ_min、ｙ_max、ｙ_minから中心を次のように定
義する。

【００３７】

【数１１】以上説明した中心を求める処理を、図１４のフローチャ
ートを用いて説明する。まず、最初のステップＳ２０１
でｘ_minを求める。このステップＳ２０１は、ｘ_minを戻
り値とする例えばＣ言語での関数であり、もしｘ_minが
算出されない非接触領域の場合は、「−１」を戻り値と
する処理が行われる。そして、このステップＳ２０１で
の結果が「−１」の場合、すべてのボックスが非接触領
域であることを示しているので、ステップＳ２０２で接
触領域が無いと判定され処理終了となる。ステップＳ２
０１でｘ_minが算出されると、次にステップＳ２０３で
ｘ_m _axを算出する処理を行い、Ｘ軸に関する処理は終了
する。Ｙ軸に関しても同様に、ステップＳ２０４、ステ
ップＳ２０５でｙ_max、ｙ_minを算出する。このようにｘ
_max、ｘ_min、ｙ_max、ｙ_minを算出すると、ステップＳ２
０６でｘ_max、ｘ_minの中点を求め、ステップＳ２０７で
ｙ_max、ｙ_minの中点を求めることにより、式１１の中心
を算出することができる。

【００３８】以上説明した処理のうち、ステップＳ２０
１とステップＳ２０３の処理例を図１５と図１６とを用
いて説明する。最初にステップＳ２０１の処理を図１５
のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０１
でループカウンタｉが０に初期化される。次のステップ
Ｓ３０２では、ｉとｍとの大小判定がされる。このｉ
は、Ｘ軸方向に延伸するボックスの個数をカウントする
カウンタのため、ｉがＸ軸方向に延伸するボックスの個
数であるｍより大きくなった場合は、ステップＳ３０６
で指紋パターンなしとして処理を終了する。ｉがｍ以下
の場合は、ステップＳ３０３でTx_iが０かどうかの判定
がされる。この判定処理において、投影値Tx_iが０であ
れば、ｉ番目では接触領域がないためステップＳ３０４
でｉを増分し、再びステップＳ３０２の処理を行う。投
影値Tx_iが０でなければ、そのｉ番目で初めて接触領域
が検出されたことを意味するので、ステップＳ３０５で
ｉをｘ _minに代入し処理を終了する。

【００３９】次に、ｘ_maxを求めるステップＳ２０３の
処理を図１６のフローチャートを用いて説明する。ステ
ップＳ４０１でループカウンタｉがｍに初期化される。
次のステップＳ４０２では、ｉと０との大小判定がされ
る。このｉは、ｍから０までをカウントするカウンタの
ため、ｉが０より小さくなった場合は、ステップＳ４０
６で非接触領域として処理を終了する。ｉが０以上の場
合は、ステップＳ４０３でTx_iが０かどうかの判定がさ
れる。この判定処理において、投影値Tx_iが０であれ
ば、ｉ番目で接触領域が検出されていないためステップ
Ｓ４０４でｉを減らし、再びステップＳ４０２の処理を
行う。投影値Tx_iが０でなければ、そのｉ番目で初めて
接触領域が検出されたことを意味するので、ステップＳ
３０５でｉをｘ_maxに代入し処理を終了する。

【００４０】以上説明したようにこのパターンでは中心
位置を求めることにより座標位置を検出する。そしてこ
のように検出された座標位置は、先ほどの図１２に示さ
れるように、表示装置５０の表示画面に反映される。こ
のようにして入力装置１０は、重心のあるいは中心の２
種類のパターンにより座標位置の算出を行う。

【００４１】次に、重心または中心の検出を用いてクリ
ック及びダブルクリックの判定を行う判定方法について
図１７を用いて説明する。

【００４２】図１７のグラフは、縦軸に重心検出の有
無、横軸に時間をとったグラフである。そして横軸に
は、Ton1,Toff1,Ton2,Toff2がプロットされており、こ
のうち、Ton1,Ton2は、重心が検出された時刻を示し、T
off1,Toff2は重心が検出されなくなった時刻を示してい
る。これらTon1,Toff1,Ton2,Toff2と、予め定められた
「クリックON時間」と「クリックOFF時間」とを用いて
クリックの検出を行う方法を説明する。なお、以下の説
明では重心を用いた場合を説明するが重心は中心でも良
い。

【００４３】最初にクリックの判定の説明をする。上記
「クリックON時間」とは、重心が検出されてから検出さ
れなくなるまでの時間と比較する時間である。このクリ
ックON時間よりも重心が検出されてから検出されなくな
るまでの時間が短ければクリックと判定する。従って、
Ton1を重心が検出された時刻とし、Toff1を重心が検出
されなくなった時刻としたとき、不等式０＜Toff1−Ton
1＜クリックON時間が満たされたときにクリックと判定
する。

【００４４】次にダブルクリックの判定の説明をする。
ダブルクリックは、クリックが２つ連続されて検出され
ることであるが、クリックとクリックとの間隔があまり
長ければダブルクリックとは判定しない。そのためクリ
ックとクリックとの間隔の制限時間を定めておいたのが
「クリックOFF時間」である。従って、上記クリックの
判定２つと、クリックとクリックとの間隔時間判定の合
計３つの判定によりダブルクリックと判定する。この判
定不等式は、Ton2を重心が検出された時刻とし、Toff2
を重心が検出されなくなった時刻としたとき、０＜Toff1−Ton1＜クリックON時間（１回目のクリック
判定）０＜Ton2−Toff1＜クリックOFF時間（クリックとクリッ
クの間隔判定）０＜Toff2−Ton2＜クリックON時間（２回目のクリック
判定）であり、これら３つの不等式が全て満たされたときにダ
ブルクリックと判定する。

【００４５】このクリックの検出において、重心あるい
は中心の検出まで行わず、接触領域の検出によってもク
リックを検出することができる。この場合、図１７中の
「重心有」、「重心無」を「接触領域有」、「接触領域
無」に読み替える。

【００４６】次に、以上説明した重心の検出によるクリ
ック判定の他に面積により判定する方法を図１８と図１
９のフローチャートを用いて説明する。最初にこのフロ
ーチャートで用いられる変数について説明する。まず変
数Tは、時間カウンタであり、時間の計測に用いられ
る。Ton1,Toff1,Ton2,Toff2は上述した意味と同じ意味
で用いられる。Ｓは接触領域の面積であり、Ｓ_Cは指が
センサを押していると判定するための面積の閾値であ
り、ＳがＳ_Cより大きいときに指がセンサを押している
と判定する。

【００４７】次に、フローチャートの説明をする。まず
ステップＳ５０１でTon1,Toff1,Ton2,Toff2及びTが０で
初期化される。次にステップＳ５０２で接触領域の画像
の入力がされ、ステップＳ５０３でＳとＳ_Cの大小判定
が行われる。この判定は、指がセンサに触れているかど
うかの判定であり、ＳがＳ_Cより小さい場合は、指がセ
ンサに触れていると判定しないため、ステップＳ５０４
で時間カウンタを増分し、再びステップＳ５０２の処理
を行う。ＳがＳ_C以上の場合は、指がセンサに触れてい
ると判定し、ステップＳ５０５でTon1に時間カウンタT
の値を代入する。次に、ステップＳ５０６再び接触領域
の画像入力が行われ、次のステップＳ５０７でＳとＳ_C
の大小判定が行われる。この判定は、指がセンサを押し
ているかどうかの判定であり、ＳがＳ_C以上の場合は、
指がセンサに触れていると判定するため、ステップＳ５
０８で時間カウンタを増分し、再びステップＳ５０６の
処理を行う。ＳがＳ_Ｃより小さい場合は、指がセンサに
触れていないと判定し、ステップＳ５０９でToff1に時
間カウンタTの値を代入する。この時点でTon1,Toff1が
求まったため、１回目のクリック判定をステップＳ５１
０で行う。この判定は重心による判定のときと同様に、
Toff1−Ton1＜クリックON時間を満たすかどうかの判定
であり、満たさない場合は、クリックでもダブルクリッ
クでもないため、ステップＳ５２２で通常の位置・方向
検出処理を行う。Toff1−Ton1＜クリックON時間を満た
す場合は、１回目はクリックであることが確認でき、次
にダブルクリックかどうかを判定するため、再びステッ
プＳ５１１で接触領域の画像が入力されて面積Ｓを求
め、その面積とＳ_Cの大小判定がステップＳ５１２で行
われる。このときＳがＳ_Ｃより小さければ、指がセンサ
に触れていないため、ステップＳ５１３で時間カウンタ
Tを増分し、再びステップＳ５１１の処理を行う。Ｓが
Ｓ_Ｃ以上であれば、ステップＳ５１４でTon2に時間カウ
ンタTの値を代入する。ここでTon2が求まったため、Ton
2−Toff1＜クリックOFF時間を満たすかどうか判定を行
う。Ton2−Toff1＜クリックOFF時間を満たさない場合
は、間隔が長いということで、ステップＳ５１６でシン
グルクリック動作と判定し、次の処理に備えるために、
ステップＳ５０１へ処理を移行する。Ton2−Toff1＜ク
リックOFF時間を満たす場合は、再びステップＳ５１７
で接触領域の画像入力がされて面積Ｓを求め、その面積
とＳ_Cの大小判定がステップＳ５１８で行われる。この
ときＳがＳ_Ｃより小さければ、指がセンサに触れていな
いため、ステップＳ５２３で時間カウンタTを増分し、
再びステップＳ５１７の処理を行う。ＳがＳ_Ｃ以上であ
れば、ステップＳ５１９でToff2に時間カウンタTの値を
代入する。この時点でTon2,Toff2が求まったため、クリ
ックかどうかの判定をステップＳ５２０で行う。この判
定も重心による判定のときと同様に、Toff2−Ton2＜ク
リックON時間を満たすかどうかの判定であり、満たさな
い場合は、クリックでもダブルクリックでもないため、
ステップＳ５２２で通常の位置方向検出処理を行う。To
ff2−Ton2＜クリックON時間を満たす場合は、ステップ
Ｓ５２１でダブルクリック動作と判定し、次の処理に備
えるために、ステップＳ５０１へ処理を移行する。

【００４８】以上説明したように、重心または中心によ
る判定とは異なり、面積による判定では、完全に指が離
れなくてもクリックやダブルクリックの判定を行うこと
が可能となる。

【００４９】次に、マウスカーソルの移動速度決定方法
について説明する。マウスカーソルの移動速度の決定
は、上述したように面積検出部３４（図８参照）が求め
た面積により、移動速度決定部３６が決定している。こ
の移動速度の決定方法を以下に説明する。

【００５０】まず最初に、決定方法の概要を説明する。
この決定方法は、面積により速度を決定することから、
予め最低速度時の面積と、最高速度時の面積の設定を行
う。そして、設定された２つの面積に基づいて、検出し
た面積での速度が決定されるようになっている。

【００５１】この処理の詳細を以下説明する。最初に説
明する図４１は、最低及び最高速度の設定処理を示すフ
ローチャートである。

【００５２】まず、ステップＳ１４０１で、ＭＣＵ１８
は、指番号がｎの時の最低速度であるＳＰ１での指紋面
積値を面積検出部３４に要求する。ここで、指番号ｎと
は、例えば右手の小指から親指までを１から５番とする
などして、それぞれの指に予め定められた番号である。

【００５３】次に、ステップＳ１４０２で、ＭＣＵ１８
は、面積値を設定すると判断した場合、ステップＳ１４
０４へ処理を進め、設定しない場合は、ステップＳ１４
０３で、面積値の要求をリトライするかどうか判断す
る。そして、ＭＣＵ１８は、リトライしない場合は処理
を終了し、リトライする場合は、再びステップＳ１４０
１へ処理を進める。

【００５４】ステップＳ１４０２で、指紋面積値を設定
すると判断した場合、ステップＳ１４０４で、ＭＣＵ１
８は、ＳＰ１での指紋面積値Ｆｎ１を指紋辞書データ２
４に設定する。

【００５５】ここで、指紋辞書データ２４について説明
する。指紋辞書データ２４は、図４２に示されるよう
に、指紋認証データと、その指紋認証データでの最低速
度ＳＰ１と、最低速度ＳＰ１での指紋面積値Ｆｎ１と、
最高速度ＳＰ２と、最高速度ＳＰ２での指紋面積値Ｆｎ
２からなる構造のデータを指紋認証データごと有する構
造となっている。

【００５６】次に、フローチャートの説明に戻り、ＭＣ
Ｕ１８は、ステップＳ１４０５で、指番号がｎの時の最
高速度であるＳＰ２での指紋面積値を面積検出部３４に
要求する。

【００５７】そして、ステップＳ１４０６で、ＭＣＵ１
８は、面積値を設定すると判断した場合、ステップＳ１
４０６へ処理を進め、設定しない場合は、再びステップ
Ｓ１４０５へ処理を進める。

【００５８】ステップＳ１４０６で、指紋面積値を設定
すると判断した場合、ステップＳ１４０７で、ＭＣＵ１
８は、ＳＰ２での指紋面積値Ｆｎ２を辞書データ２４に
設定し、設定処理を終了する。

【００５９】このように設定された最低・最高速度時の
指紋面積値を用いて移動速度を決定するが、その決定方
法を図４３を用いて説明する。

【００６０】図４３に示されるグラフは、横軸に指紋面
積値をとり、縦軸に移動速度をとったものである。そし
てこのグラフには、線分Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が示されてい
る。このうち、線分Ｌ１は、先ほど設定した最低・最高
速度時と指紋面積値の組（Ｆｎ１、ＳＰ１）と、（Ｆｎ
２、ＳＰ２）とをプロットし、それらを結んだものであ
る。また、線分Ｌ２は、（Ｆｎ１、ＳＰ１）と（０、Ｓ
Ｐ１）とを結ぶ線分である。そして線分Ｌ３は、（Ｆｎ
２、ＳＰ２）と（Ｍ、ＳＰ２）とを結ぶ線分である。な
お、Ｍは、面積検出部３４が検出可能な指紋面積値の最
大値である。

【００６１】これら３つの線分を用いて、図４４に示す
フローチャートにより移動速度が決定される。次に、こ
のフローチャートの説明をする。

【００６２】まず最初に、現在の指紋の面積値を検出す
るため、ステップＳ１５０１で、ＭＣＵ１８は、指番号
がｎの指紋の面積値を面積検出部３４から呼び出す。そ
して、ＭＣＵ１８はステップＳ１５０２で、先ほど設定
した最低速度ＳＰ１と最高速度ＳＰ２を呼び出す。ま
た、ステップＳ１５０３で、ＭＣＵ１８は、最低速度Ｓ
Ｐ１の時の指紋面積値Ｆｎ１と、最高速度ＳＰ２の時の
指紋面積値Ｆｎ２も呼び出す。

【００６３】次に、ＭＣＵ１８は、ステップＳ１５０４
で、現在の指紋の面積値と最低速度ＳＰ１の時の指紋面
積値Ｆｎ１とを比較し、現在の指紋の面積値が最低速度
ＳＰ１の時の指紋面積値Ｆｎ１より小さい場合、図４３
の線分Ｌ２に対応するため、ステップＳ１５０５で、移
動速度をＳＰ１と決定する。

【００６４】次に、ＭＣＵ１８は、ステップＳ１５０６
で、現在の指紋の面積値と最高速度ＳＰ２の時の指紋面
積値Ｆｎ２とを比較し、現在の指紋の面積値が最高速度
ＳＰ２の時の指紋面積値Ｆｎ２より大きい場合、図４３
の線分Ｌ３に対応するため、ステップＳ１５０７で、移
動速度をＳＰ１と決定する。

【００６５】次の、ステップＳ１５０８は、現在の指紋
面積値が、区間（Ｆｎ１、Ｆｎ２）にある場合に対応す
る場合の処理である。また、これは、図４３において、
線分Ｌ２に対応する場合の移動速度を決定する処理であ
る。

【００６６】この場合の移動速度は、ステップＳ１５０
８に示されるように、（ＳＰ２−ＳＰ１）×（指紋面積値）／（Ｆｎ２−Ｆｎ
１）＋（ＳＰ１×Ｆｎ２−ＳＰ２×Ｆｎ１）／（Ｆｎ２
−Ｆｎ１）となる。

【００６７】これは、（Ｆｎ１、ＳＰ１）と、（Ｆｎ
２、ＳＰ２）とを結ぶ直線の方程式が、Ｙ−ＳＰ１＝
（ＳＰ２−ＳＰ１）／（Ｆｎ２−Ｆｎ１）×（Ｘ−Ｆｎ
１）であることから、上記式のＸに指紋面積値を代入し
変形することで、ステップＳ１５０８に示す式が求ま
る。このようにすることにより、指紋面積値を用いて移
動速度を決定することが可能となる。また、指紋辞書デ
ータ２４には、指紋ごとに速度パラメータが記録されて
いるため、例えば人差し指の場合は速く移動させ、中指
の場合は遅く移動させるなど、指により速度を使い分け
ることが可能となる。

【００６８】さらに、上記説明における図４３に代えて
図４５に示されるグラフに従って、移動速度を決定して
も良い。これは、図４３における速度変化を、Ｆｎ１か
らＦｎ２の場合と、Ｆｎ２からＦｎ３の場合の２段階に
変化するようにしたグラフである。

【００６９】この場合のＬ１における速度を決定する式
は、図４３におけるＬ１の式と同じであり、Ｌ２におけ
る速度を決定する式は、（ＳＰ３−ＳＰ２）×（指紋面
積値）／（Ｆｎ３−Ｆｎ２）＋（ＳＰ２×Ｆｎ３−ＳＰ
３×Ｆｎ２）／（Ｆｎ３−Ｆｎ２）となる。

【００７０】上記のように複数の線分を用いた速度の決
定方法の他にも、例えば、２次曲線や指数曲線などを用
いて速度を決定するようにしても良い。

【００７１】次に、移動速度の決定を、上記のような指
紋面積値ではなく、指紋の輪郭またはＸＹ幅の検出によ
り行う方法を説明する。最初に輪郭を用いる場合につい
て説明する。

【００７２】一般的に、指紋画像のような縞状の画像の
輪郭を求めるには、その縞部分を塗りつぶしてから、３
×３画素マトリックス等の微分フィルタをかけるため、
処理が複雑である。そこで比較的簡単に輪郭を抽出する
方法を以下に説明する。図２０に示される位置・方向検
出部２８には、図８の面積検出部３４にかわり、新たに
指紋パターンの輪郭を検出する輪郭検出部６０が設けら
れている。

【００７３】次に、輪郭について図２１を用いて説明す
る。図２１には、ＸＹ座標上の指紋パターン６２と、ｘ
_max、ｘ_min、ｙ_max、ｙ_minとボックスＡ（ｘ_c、
ｙ_min）、Ｂ（ｘ_min、y_a）、Ｃ（ｘ_max、y_b）、Ｄ
（ｘ_d、ｙ_max）とが示されている。このうち、ｘ_max、
ｘ_min、ｙ_max、ｙ_minは、上記式６から式１０で定義さ
れ、この定義は、先ほどの場合と同じ定義である。また
ボックスＡのｘ_cはＹ座標がｙ_minで、かつ指紋パターン
でもあるボックスのＸ座標である。ボックスＢのy_aはＸ
座標がｘ_minで、かつ指紋パターンでもあるボックスの
Ｙ座標である。ボックスＣのy_bはＸ座標がｘ_maxで、か
つ指紋パターンでもあるボックスのＹ座標である。ボッ
クスＤのｘ_dはＹ座標がｙ_maxで、かつ指紋パターンでも
あるボックスのＸ座標である。そしてこれらのボックス
を図２２に示すように直線で結んで描かれた図を輪郭と
する。

【００７４】次に線分の長さを求める。そのためにボッ
クスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを通常の座標のようにして、線分Ａ
Ｂ、線分ＢＣ、線分ＣＤ、線分ＤＡのそれぞれの長さの
和を輪郭の長さとする。この長さの和の具体的な求め方
をフローチャートを用いて説明する。最初にボックスＡ
の座標を求める方法を、図２３のフローチャートを用い
て説明する。まずステップＳ６０１でループカウンタｊ
を０で初期化する。次にステップＳ６０２でｊとｎとの
比較を行い、ｊがｎを超えていた場合は、ステップＳ６
０８でパターン無しとして処理を終了する。ｊがｎ以下
の場合は、ステップＳ６０３でループカウンタｉを０で
初期化する。次にステップＳ６０４でｉとｍとの比較を
行い、ｉがｍより大きい場合は、ステップＳ６０７でｊ
を増分しステップＳ６０２の処理を行う。ｉがｍ以下の
場合は、ステップＳ６０５で濃淡値P_ijと閾値Ｃとの比
較が行われる。P_ijがＣより小さい場合は、非接触領域
なので、ステップＳ６０６でｉを増分し、再びステップ
Ｓ６０４の処理を行う。P_ijがＣ以上の場合は、初めて
接触領域が見つかったことになり、そのときのｉをｘ _c
に代入し、ｊをｙ_minに代入し、ボックスＡの座標が求
まる。

【００７５】次にボックスＢの座標を求める方法を、図
２４のフローチャートを用いて説明する。まずステップ
Ｓ７０１でループカウンタｉを０で初期化する。次にス
テップＳ６０２でｉとｍとの比較を行い、ｉがｍを超え
ていた場合は、ステップＳ７０８でパターン無しとして
処理を終了する。ｉがｍ以下の場合は、ステップＳ７０
３でループカウンタｊを０で初期化する。次にステップ
Ｓ７０４でｊとｎとの比較を行い、ｊがｎより大きい場
合は、ステップＳ７０７でｉを増分しステップＳ７０２
の処理を行う。ｊがｎ以下の場合は、ステップＳ７０５
で濃淡値P_ijと閾値Ｃとの比較が行われる。P_ijがＣより
小さい場合は、非接触領域なので、ステップＳ７０６で
ｊを増分し、再びステップＳ７０４の処理を行う。P_ij
がＣ以上の場合は、初めて接触領域が見つかったことに
なり、そのときのｉをｘ_minに代入し、ｊをｙ_aに代入
し、ボックスＢの座標が求まる。

【００７６】次にボックスＣの座標を求める方法を、図
２５のフローチャートを用いて説明する。まずステップ
Ｓ８０１でループカウンタｊをｎで初期化する。次にス
テップＳ８０２でｊと０との比較を行い、ｊが０より小
さい場合は、ステップＳ８０８で非接触領域として処理
を終了する。ｊが０以上の場合は、ステップＳ８０３で
ループカウンタｉを０で初期化する。次にステップＳ８
０４でｉとｍとの比較を行い、ｉがｍより大きい場合
は、ステップＳ８０７でｊを減少しステップＳ８０２の
処理を行う。ｉがｍ以下の場合は、ステップＳ８０５で
濃淡値P_ijと閾値Ｃとの比較が行われる。P_ijがＣより小
さい場合は、非接触領域なので、ステップＳ８０６でｉ
を増分し、再びステップＳ８０４の処理を行う。P_ijが
Ｃ以上の場合は、初めて接触領域が見つかったことにな
り、そのときのｉをｘ_dに代入し、ｊをｙ_maxに代入し、
ボックスＣの座標が求まる。

【００７７】次にボックスＤの座標を求める方法を、図
２６のフローチャートを用いて説明する。まずステップ
Ｓ９０１でループカウンタｉをｍで初期化する。次にス
テップＳ９０２でｉと０との比較を行い、ｉが０より小
さい場合は、ステップＳ９０８で非接触領域として処理
を終了する。ｉが０以上の場合は、ステップＳ９０３で
ループカウンタｊを０で初期化する。次にステップＳ９
０４でｊとｎとの比較を行い、ｊがｎより大きい場合
は、ステップＳ９０７でｉを減少しステップＳ９０２の
処理を行う。ｊがｎ以下の場合は、ステップＳ９０５で
濃淡値P_ijと閾値Ｃとの比較が行われる。P_ijがＣより小
さい場合は、非接触領域なので、ステップＳ９０６でｊ
を増分し、再びステップＳ９０４の処理を行う。P_ijが
Ｃ以上の場合は、初めて接触領域が見つかったことにな
り、そのときのｉをｘ_maxに代入し、ｊをｙ_bに代入し、
ボックスＤの座標が求まる。

【００７８】これらの処理を用いて、輪郭の長さを求め
る処理を図２７のフローチャートを用いて説明する。最
初のステップＳ１００１からステップＳ１００４まで
は、上記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求める処理であり、ステップ
Ｓ１００１は、図２４のフローチャートに対応し、ステ
ップＳ１００２は、図２６のフローチャートに対応し、
ステップＳ１００３は、図２３のフローチャートに対応
し、ステップＳ１００４は、図２５のフローチャートに
対応する。このようにして求まったＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから
ステップＳ１００５で輪郭の長さを求める。このステッ
プＳ１００５におけるＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄は、それぞれ
Ｌ₁=ＡＢ、Ｌ₂=ＤＡ、Ｌ₃=ＣＤ、Ｌ₄=ＢＣであり、距離
の計測方法はステップＳ１００５に示されるようなユー
クリッド空間で定義された距離のような距離空間におけ
る距離の定義を満たす計測方法であればよい。そのよう
な計測方法を用いてステップＳ１００５でＬ₁、Ｌ₂、Ｌ
₃、Ｌ₄が求めると、次にステップＳ１００６でそれらの
和Ｌを計算し、輪郭の長さが求まる。このような方法に
より、微分フィルタをかけるよりも簡単に輪郭の長さを
求めることができる。そしてこの長さＬは、マウスカー
ソルの移動速度に反映される。

【００７９】次にＸＹ幅を用いる場合のブロック図を図
２８を用いて説明する。図２８に示されるように、位置
・方向検出部２８には、図８の面積検出部３４にかわ
り、ＸＹの幅を検出するＸＹ幅検出部６２が設けられて
いる。このＸＹ幅Ｌとは、上記式６から式１０で定義さ
れるｘ_max、ｘ_min、ｙ_max、ｙ_minを用いて、Ｌ=ｘ_max−
ｘ_min＋ｙ_max−ｙ_minで定義される。この式において、
ｘ_max−ｘ_minは接触領域のＸ軸方向の長さであり、ｙ
_max−ｙ_minはＹ軸方向の長さである。従ってｘ_max、ｙ
_maxが大きく、ｘ_min、ｙ_minが小さいような、接触領域
が縦横に長い場合、Ｌは大きな値をとり、逆にｘ_max、
ｙ_maxが小さく、ｘ_min、ｙ_minが大きいような、接触領
域が縦横に小さい場合、Lは小さな値をとる。このよう
にして求まったＬは、マウスカーソルの移動速度に反映
される。

【００８０】以上説明した２つの処理により、比較的容
易に指紋パターンの大きさを検出することができるた
め、入力装置１０の処理の負荷を抑えることができると
ともに、指の動きに遅れずに反応することを可能とす
る。

【００８１】また、上記２つの検出方法と面積を検出す
る方法により、ＸＹ方向に対する指の動きだけではな
く、ＸＹ平面と垂直な方向への動きも検出できるので、
図２９に示されるような、面積検出部３４（または、輪
郭検出部６０、ＸＹ幅検出部６２）からデータを取得
し、垂直方向の動きを検出する垂直位置算出部６４を設
けることにより、３Ｄ入力装置としての機能を有する入
力装置を提供することができる。

【００８２】例えば、指がセンサに軽く触れている状態
で、使用者が指をセンサに強く押し付けると、接触領域
が増える。その大きくなった接触領域に伴って増加する
面積、輪郭の長さ、ＸＹ幅を、入力装置１０が検出する
ことにより、表示装置５０上に表示されている３次元画
像をズームアップすることなどが可能となる。

【００８３】次に、処理の負荷を減らし、処理時間を短
縮する方法として、データの間引きとデータの圧縮につ
いて説明する。図３０は、データの間引きの１つの例を
示した図であり、縦方向及び横方向に対して、ラインご
とに間引きを行い、指紋データ量を削減している。この
場合、データは斜線部分になるため、データ量は約２５
％となり、処理の負荷を減らすことができるとともに、
処理時間を短縮することができる。このラインごとに間
引きを行う処理を図３１のフローチャートを用いて説明
する。ステップＳ１１０１での処理は、ループカウンタ
ｊの０による初期化である。次にステップＳ１１０２で
ｊとｎ／２との比較が行われる。ｊとの比較対象がｎ／
２であるのは、１本ずつ間引くため、画素データを読み
込む処理回数は半分となるからである。ｊとｎ／２との
比較の結果、ｊがｎ／２より大きい場合は、全ての処理
が終了したことを示しているので、このフローチャート
の処理は終了する。ｊがｎ／２以下の場合は、ステップ
Ｓ１１０３でループカウンタｉを０で初期化する。次の
ステップＳ１１０４でｉとｍ／２との比較が行われる。
ｉとの比較対象がｍ／２であるのは先ほどと同じ理由で
ある。ｉとｍ／２との比較の結果、ｉがｍ／２より大き
い場合は、ｊ番目に関する処理が終了したことを示して
いるので、ステップＳ１１０７で次のｊ＋１番目の処理
をするためｊを増分する。ｉがｍ／２以下の場合は、ス
テップＳ１１０５で（ｉ×２、ｊ×２）の位置にあるボ
ックスの画素データを読み出し、ステップＳ１１０６で
ｉを増分する。

【００８４】以上説明したフローチャートにより、デー
タ量だけではなく計算量も単純計算で２５％にすること
ができる。そしてこのデータの間引きを行うデータ間引
き部６６は、図３２に示されるようにＡ／Ｄコンバータ
１４と位置・方向検出部２８との間に設けられ、間引き
したデータを位置・方向検出部２８に出力し、位置・方
向検出部２８は、その間引かれたデータを処理すること
により、処理量の軽減と処理時間の短縮をすることがで
きる。

【００８５】次に、圧縮について説明する。指紋データ
の圧縮は、Ａ／Ｄコンバータ１４でディジタル変換され
た指紋データをコンパレータを用いて圧縮する。例えば
図３３に示されるように、１画素が２５６階調（８ビッ
ト）の指紋データを４階調（２ビット）や２階調（１ビ
ット）に圧縮する。このうち２５６階調を４階調に変換
したとすると、図３３に示されるように、２５６階調で
は１画素分のデータで、４画素分のデータを表すことが
できる。

【００８６】この圧縮処理を図３４のフローチャートを
用いて説明する。ステップＳ１２０１での処理は、ルー
プカウンタｊの０による初期化である。次にステップＳ
１２０２でｊとｎとの比較が行われる。ｊとｎとの比較
の結果、ｊがｎより大きい場合は、全ての処理が終了し
たことを示しているので、処理は終了する。ｊがｎ以下
の場合は、ステップＳ１２０３でループカウンタｉを０
で初期化する。次のステップＳ１２０４でｉとｍとの比
較が行われる。ｉとｍとの比較の結果、ｉがｍより大き
い場合は、ｊ番目に関する処理が終了したことを示して
いるので、ステップＳ１２０７で次のｊ＋１番目の処理
をするためｊを増分する。ｉがｍ以下の場合は、ステッ
プＳ１２０５で（ｉ、ｊ）の位置にあるボックスの画素
データを１／６４（２４６階調から４階調）にして読み
出し、ステップＳ１２０６でｉを増分する。

【００８７】以上説明したフローチャートにより、デー
タ量を１／６４にすることができる。そしてこのデータ
の圧縮を行うデータ圧縮部６８は、図３５に示されるよ
うにＡ／Ｄコンバータ１４と位置・方向検出部２８との
間に設け、圧縮したデータを位置・方向検出部２８に出
力し、位置・方向検出部２８は、その圧縮したデータを
処理することにより、処理量の軽減と処理時間の短縮を
することができる。なお、コンパレータによる階調変換
の他にランレングス処理など、他の圧縮方法であって
も、この圧縮は実現可能である。

【００８８】また、先ほどのデータの間引きと、圧縮と
を組み合わせた構成を図３６に示す。図３６において、
Ａ／Ｄコンバータ１４によりＡ／Ｄ変換された指紋デー
タは、まずデータ間引き部６６で間引きされ、さらにデ
ータ圧縮部６８で圧縮されてから位置・方向検出部２８
へ出力される。このようにすることにより、間引きと圧
縮とをそれぞれ単独で行った場合よりも、さらに処理量
の軽減と処理時間の短縮をすることができる。

【００８９】次に、入力装置１０の動作モード切り替え
について説明する。動作モードは認証処理モードと、絶
対位置処理モードと、相対位置処理モードと、Ｚ位置処
理モードの４種類ある。それらモードの切り替えは、入
力装置１０に新たにスイッチを設け、そのスイッチで行
う場合と、コンピュータ２２で行う場合と、センサで認
証した指の種類で行う場合の３種類ある。このうち、入
力装置１０にスイッチを設ける場合は、例えば図３７に
示されるように入力装置１０の側面に４段階にスライド
するスイッチを設ける。この場合の入力装置１０のハー
ドウェアブロック図は、図４に示したハードウェアブロ
ック図に、スイッチ７４を設けた図３８に示されるブロ
ック図となる。スイッチ７４は、抵抗７６、７８、８
０、８２及び電源８４から構成される。抵抗７６はスイ
ッチＳＷ１に直列に接続され、抵抗７８はスイッチＳＷ
２に直列に接続され、抵抗８０はスイッチＳＷ３に直列
に接続され、抵抗８２はスイッチＳＷ４に直列に接続さ
れている。そして抵抗７６とスイッチＳＷ１とからなる
直列回路と、抵抗７８とスイッチＳＷ２とからなる直列
回路と、抵抗８０とスイッチＳＷ３からなる直列回路
と、抵抗８２とスイッチＳＷ４とからなる直列回路は、
それぞれ電源８４と接地との間に接続されている。この
ように構成されたスイッチにおいて、例えばＳＷ１が接
地に接続するとローレベルとなり、他のＳＷ２、ＳＷ
３、ＳＷ４はハイレベルとなるため、ＭＣＵ１８はどの
スイッチが選択されたかを認識し、選択されたスイッチ
に対応する動作モードを実行する。このように、入力装
置１０にスイッチを設けた場合は、そのスイッチで動作
モードを選択することができる。

【００９０】次に、コンピュータ２２からモードの選択
を行う場合は、例えばコンピュータ２２に備えられたキ
ーボードのファンクションキーの種類で動作モードを判
定する。この場合のフローチャートを図３９に示す。最
初にステップＳ１３０１でコンピュータ２２から通知さ
れたキーの種類が認証モードかどうか判断され、認証モ
ードに対応するファンクションキーの種類が通知された
場合は、ステップＳ１３０２で認証処理を行う。認証モ
ードでなければ、ステップＳ１３０３で絶対位置モード
かどうか判断され、絶対位置モードに対応するファンク
ションキーの種類が通知された場合は、ステップＳ１３
０４で絶対位置処理を行う。絶対位置モードでなけれ
ば、ステップＳ１３０５で相対位置モードかどうか判断
され、相対位置モードに対応するファンクションキーの
種類が通知された場合は、ステップＳ１３０６で相対位
置処理を行う。相対位置モードでなければ、ステップＳ
１３０７でＺ位置処理を行う。このようにすることによ
り、スイッチまたはコンピュータ２２から動作モードの
選択を行うことができる。

【００９１】次に、センサで認証した指の種類で行う場
合について説明する。ここでの指の種類とは、人差し指
や親指などの指の種類であり、入力装置１０は、それぞ
れ指紋が異なることを利用し、指の種類の判定を行い、
種々の動作モードを実行する。そのため入力装置１０の
ブロック図は、図５に示されたブロック図の指紋識別部
２６と位置・方向検出部２８との間に、位置・方向検出
部２８の動作モードを決定する位置方向モード選択部７
０を図４０のように設ける。

【００９２】この構成において、入力装置１０の使用者
の右手人差し指、右手中指、右手薬指の計３本の指の指
紋を指紋辞書データ２４に予め入力しておく。さらにそ
れぞれの指に動作モードを対応させておく。例えば右手
人差し指は絶対位置モード、右手中指は相対位置モー
ド、右手薬指はスクロール動作と対応させておく。この
ように、指紋辞書データ２４に指紋と動作やモードを対
応させておき、使用者が例えば右手人差し指をセンサ部
１２にのせ、認証が終了すると、絶対位置モードで位置
・方向検出部２８は動作する。

【００９３】このように、センサで認証した指の種類に
よる場合は、動作モードの選択だけではなく、スクロー
ル動作などの入力装置１０単体での操作のバリエーショ
ンを増やすことが可能となる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、指を実際に移動さ
せることなくポインタを制御するとともに、クリック動
作の検出を可能とする入力装置、ポインタ制御方法が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における全体構成図であ
る。

【図２】コンピュータのハードウェアブロック図であ
る。

【図３】入力装置の斜視図である。

【図４】入力装置のハードウェアブロック図である。

【図５】入力装置の機能ブロック図である。

【図６】ＸＹ座標である。

【図７】接触情報が出力されたＸＹ座標である。

【図８】重心パターンにおける位置方向検出部を示す図
である。

【図９】接触領域の面積が小さい場合を示す図である。

【図１０】接触領域の面積が大きい場合を示す図であ
る。

【図１１】重心を求めるフローチャートである。

【図１２】接触領域の重心位置と表示画面上の表示位置
との対応を示す図である。

【図１３】中心パターンにおける位置方向検出部を示す
図である。

【図１４】中心を求めるフローチャートである。

【図１５】Ｘ方向開始位置を求めるフローチャートであ
る。

【図１６】Ｘ方向終了位置を求めるフローチャートであ
る。

【図１７】クリック判定方法の説明図である。

【図１８】クリック判定のフローチャート（その１）で
ある。

【図１９】クリック判定のフローチャート（その２）で
ある。

【図２０】輪郭検出部を設けた位置方向検出部を示す図
である。

【図２１】接触領域を示す図である。

【図２２】接触領域の輪郭を示す図である。

【図２３】座標Ａを求めるフローチャートである。

【図２４】座標Ｂを求めるフローチャートである。

【図２５】座標Ｃを求めるフローチャートである。

【図２６】座標Ｄを求めるフローチャートである。

【図２７】輪郭の長さを求めるフローチャートである。

【図２８】ＸＹ幅検出部を設けた位置・方向検出部を示
す図である。

【図２９】Ｚ位置算出部を設けた位置・方向検出部を示
す図である。

【図３０】間引き方法を示すＸＹ座標である。

【図３１】間引きを行うフローチャートである。

【図３２】データ間引き部の配置位置を示す図である。

【図３３】圧縮方法の説明図である。

【図３４】圧縮を行うフローチャートである。

【図３５】データ圧縮部の配置位置を示す図である。

【図３６】データ間引き部とデータ圧縮部の配置位置を
示す図である。

【図３７】スイッチを設けた入力装置の斜視図である。

【図３８】スイッチを設けた入力装置のハードウェアブ
ロック図である。

【図３９】動作モードを決定するフローチャートであ
る。

【図４０】位置方向モード選択部を設けた入力装置の機
能ブロック図である。

【図４１】移動速度を設定するフローチャートである。

【図４２】指紋辞書データを示す図である。

【図４３】移動速度を決定するためのグラフである。

【図４４】移動速度を決定するフローチャートである。

【図４５】移動速度を決定するためのグラフである。

【符号の説明】

１０…入力装置１２…センサ部１４…Ａ／Ｄコンバータ１６…メモリ１８…ＭＣＵ２０…ＵＳＢコントローラ２２…コンピュータ２４…指紋辞書データ２６…指紋識別部２８…位置・方向検出部３０…重心位置検出部３２…絶対位置算出部３４…面積検出部３６…移動速度決定部３８…相対位置算出部４６…ＣＰＵ４８…ＵＳＢインタフェース５０…表示装置５２…ドライブ装置５４…主記憶装置５６…補助記憶装置５８…中心位置検出部６０…輪郭検出部６２…ＸＹ幅検出部６４…Ｚ位置算出部６６…データ間引き部６８…データ圧縮部７０…位置方向モード選択部７２、７４…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤みち子東京都品川区東五反田２丁目３番５号富士通コンポーネント株式会社内 (72)発明者西山由利子東京都品川区東五反田２丁目３番５号富士通コンポーネント株式会社内 (72)発明者菊地綾司東京都品川区東五反田２丁目３番５号富士通コンポーネント株式会社内 (72)発明者遠藤孝夫東京都品川区東五反田２丁目３番５号富士通コンポーネント株式会社内Ｆターム(参考） 5B087 AA06 AB02 BC12 BC13 BC27 BC32 DE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポインタを表示する表示画面を有する上
位装置に対し、前記上位装置に前記ポインタに関する情
報を送信するとともに、接触情報を検出するセンサを備
えた入力装置において、前記センサで検出された接触情報に基づいて、前記セン
サと指との接触領域を抽出する領域抽出手段と、前記領域抽出手段で抽出された前記接触領域に基づきポ
インタを制御する制御手段とを有することを特徴とする
入力装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記領域抽出手段で抽
出された前記接触領域における重心位置または中心位置
を検出し、該検出した位置に基づき前記ポインタを制御
する第１の制御手段と、前記領域抽出手段で抽出された前記接触領域から求まる
値に基づき前記ポインタを制御する第２の制御手段とを
有することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】前記第２の制御手段は、前記ポインタの
移動速度を前記接触領域の面積に対応させることを特徴
とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】前記第２の制御手段は、前記ポインタの
移動速度を前記接触領域の輪郭の長さに対応させること
を特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項５】前記第２の制御手段は、前記ポインタの
移動速度を前記接触領域に外接する長方形の辺の長さに
対応させることを特徴とする請求項２に記載の入力装
置。
【請求項６】前記領域抽出手段により接触領域が検出
される時間に基づき、クリックを検出するクリック検出
手段を有することを特徴とする請求項１に記載の入力装
置。
【請求項７】前記第２の制御手段により検出される値
に基づき、クリックを検出するクリック検出手段を有す
ることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項８】前記クリック検出手段は、所定の間隔で
２つのクリックが検出された際に、ダブルクリックを検
出することを特徴とする請求項６または７に記載の入力
装置。
【請求項９】前記接触領域から求まる値により、前記センサに対する略垂直方向の指の位置を検出する垂
直位置検出手段を有することを特徴とする請求項２に記
載の入力装置。
【請求項１０】予め指紋情報を記録しておく指紋辞書
情報を有し、前記センサで読み込んだ前記指紋情報の識別を、前記指
紋辞書情報を用いて行う指紋情報識別手段とを有するこ
とを特徴とする請求項９に記載の入力装置。
【請求項１１】前記第１の制御手段のみにより前記ポ
インタを制御する第１の動作モードと、前記第１の手段と前記第２の制御手段とにより前記ポイ
ンタを制御する第２の動作モードと、前記指紋情報識別手段が指紋を識別する第３の動作モー
ドと、前記垂直位置検出手段が垂直位置を検出する第４の動作
モードとを有し、上記動作モードを切り替える切り替え手段を有すること
を特徴とする請求項１０に記載の入力装置。
【請求項１２】前記指紋情報識別手段による識別結果
に基づき、上記動作モードを切り替えることを特徴とす
る請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１３】前記領域抽出手段で得られた領域情報
の情報量を削減した接触領域情報を生成する情報削減手
段を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれ
か１項に記載の入力装置。
【請求項１４】前記領域抽出手段で得られた領域情報
の情報量を圧縮した接触領域情報を生成する情報圧縮手
段を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれ
か１項に記載の入力装置。
【請求項１５】ポインタを表示する表示画面を有する
上位装置に対し、接触情報を検出するためのセンサから
得られる接触情報に基づいて前記ポインタを制御するポ
インタ制御方法において、前記センサと指との接触領域を抽出し、前記検出した前記接触領域に基づき前記ポインタを制御
するポインタ制御方法。
【請求項１６】ポインタを表示する表示画面を有する
上位装置に対し、前記上位装置に前記ポインタに関する
情報を送信するとともに、接触情報を検出するセンサを
備えた入力装置において、前記センサに接触した指の指紋を認証する指紋認証手段
と、前記センサで検出された接触情報に基づいて、前記セン
サと指との接触領域の面積を検出する面積検出手段と、前記指紋認証手段で認証された指紋及び前記面積検出手
段で抽出された前記接触領域の面積に基づき前記ポイン
タの移動速度を制御する制御手段とを有することを特徴
とする入力装置。
【請求項１７】前記制御手段は、前記指紋に関連付け
予め記憶され、前記ポインタを移動させる速度として用
いられる速度パラメータを、前記指紋認証手段で認証さ
れた指紋に基づいて設定し、前記速度パラメータと前記
面積検出手段で検出された面積とに基づいて前記ポイン
タの移動速度を制御することを特徴とする請求項１６に
記載の入力装置。
【請求項１８】前記制御手段は、前記面積検出手段に
より検出された面積が前記第１の面積以下であれば、前
記ポインタを最低速度で移動させ、前記面積検出手段により検出された面積が前記第２の面
積以上であれば、前記ポインタを最高速度で移動させ、前記面積検出手段により検出された面積が、前記第１の
面積より大きく、前記第２の面積より小さい場合は、前
記検出された面積に基づき、前記最低速度から前記最高
速度の範囲内の速度で前記ポインタを移動させることを
特徴とする請求項１６または１７に記載の入力装置。