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JP3494838B2 - Input device - Google Patents
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JP3494838B2 - Input device - Google Patents

Input device

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JP3494838B2
JP3494838B2 JP4351397A JP4351397A JP3494838B2 JP 3494838 B2 JP3494838 B2 JP 3494838B2 JP 4351397 A JP4351397 A JP 4351397A JP 4351397 A JP4351397 A JP 4351397A JP 3494838 B2 JP3494838 B2 JP 3494838B2
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英朗 平木
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    • G07C9/00Individual registration on entry or exit
    • G07C9/20Individual registration on entry or exit involving the use of a pass
    • G07C9/22Individual registration on entry or exit involving the use of a pass in combination with an identity check of the pass holder
    • G07C9/25Individual registration on entry or exit involving the use of a pass in combination with an identity check of the pass holder using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voice recognition
    • G07C9/26Individual registration on entry or exit involving the use of a pass in combination with an identity check of the pass holder using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voice recognition using a biometric sensor integrated in the pass

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  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータ等に使
用する入力装置に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、情報セキュリティ強化のために、
情報端末への個人認証装置の搭載が期待されている。我
々は指の長さ方向に対して直交方向に長い複数の線状電
極を指の長さ方向に配列し、指を押し付けたときの隣合
う電極間の抵抗値を指の長さ方向に順次読み取り合成し
た信号を用いる方法を提案している(特開平7-16893
0)。この方法によれば、光学系が一切不要となるので
装置を小型・低価格化することができ、ノート型コンピ
ュータを始めとする小型情報端末にも実装可能である。 【0003】この提案の照合装置では、電極アレイによ
る入力部の形状は指の先端から第二関節を完全に含む長
さとなるようにし、この長さは通常40〜70mmである。ま
た、その幅は人差し指の幅程度とするため通常20〜30mm
としている。この電極アレイをフレキシブルプリント基
板の上に形成し、周辺回路を表面実装等の手法を用いて
かかるプリント基板上に一体的に実装することにより、
個人認証装置モジュールを小型化することが可能であ
る。例えば、前述の電極アレイの形状である20〜30×40
〜70mm程度の大きさまで小型化できる。また、電極にI
TO等の透明電極材料を用いれば取付位置の制限はより
少なくなる。 【0004】一方、情報端末には一般的に入力装置であ
るポインティング装置が搭載されており、情報端末の操
作中はこのポインティング装置を手で操作している。情
報端末に前述の個人認証装置を搭載することを考えた場
合、操作中に個人認証を要求されると、使用者はポイン
ティング装置から一旦手を離し、電極アレイに指を移動
して照合操作をしなければならず、操作がしづらいとい
う問題があった。さらに、情報端末は小型化に進む傾向
もあり、ポインティング装置と個人認証装置の両者を設
置できる領域が減少することが予想され、両装置のさら
なる小型化が要求されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、指の
特徴を抽出して個人認証を行う照合装置を情報端末に搭
載することを考えた場合、操作中に個人認証を要求され
ると、使用者はポインティング装置から一旦手を離し、
電極アレイに指を移動して照合操作をしなければなら
ず、操作がしづらいという問題があった。さらに、情報
端末は小型化に進む傾向もあり、ポインティング装置と
個人認証装置の両者を設置できる領域が減少することが
予想され、両装置のさらなる小型化が必要であった。 【0006】本発明は、電極アレイを用い配列方向に沿
って被認証者の指等の部分が接触することによる該電極
アレイの電極間の電気特性(抵抗値等)の分布から指等
の特徴を抽出し登録特徴データと照合して本人確認を行
う個人認証装置と、情報端末のポインティング装置とを
一体的に構成することにより操作性を向上させ、かつ装
置自体を小型化することにより搭載する情報端末の機動
性を高めることを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ため本発明は、電極が行列状に配列された電極アレイ
と、前記電極アレイの行方向に配列した複数の電極をお
互いに電気的に接続する第1の接続手段と、前記電極ア
レイの列方向に配列した複数の電極をお互いに電気的に
接続する第2の接続手段と、前記電極アレイの列方向に
沿って被認証者の皮膚部分が接触することにより生ず
る、前記第1の接続手段により接続した前記複数の電極
と同様に接続した他の複数の電極との間の第1の電気抵
抗値に基づく第1の電気特性値から前記皮膚部分の特徴
データを抽出する特徴抽出手段と、あらかじめ被照合用
の皮膚部分の特徴データを記憶している特徴記憶手段
と、前記特徴抽出手段で抽出された特徴データと前記特
徴記憶手段に記憶されている特徴データとを照合する特
徴照合手段と、前記電極アレイ上に接触した皮膚部分の
位置を、前記第1の接続手段により接続した前記複数の
電極と同様に接続した他の複数の電極との間の前記第1
の電気抵抗値に基づく前記第1の電気特性値の変化と、
前記第2の接続手段により接続した前記複数の電極と同
様に接続した他の複数の電極との間の第2の電気抵抗値
に基づく第2の電気特性値の変化とから検出する位置検
出手段と、前記電極アレイ上を接触しながら移動する皮
膚部分の移動方向及び移動量を、前記第1の接続手段に
より接続した前記複数の電極と同様に接続した他の複数
の電極との間の前記第1の電気抵抗値に基づく前記第1
の電気特性値の変化と、前記第2の接続手段により接続
した前記複数の電極と同様に接続した他の複数の電極と
の間の第2の電気抵抗値に基づく第2の電気特性値の変
化とから検出する移動検出手段とを具備したことを特徴
とする入力装置を提供する。 【0008】 【0009】 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】上記した本発明により、情報端末において
入力装置であるポインティング装置と個人認証装置とを
一体として構成することができ、情報端末の操作性を向
上させ、かつ機動性を高めることができる。 【0014】また、指照合システムをポインティング装
置として用いることにより、使用者に対しては指照合装
置とは気付かせずに指照合を行うことができるため、指
照合に対する抵抗感の緩和を行うことができる。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、図面に参照しながら本発明
による入力装置に係る実施形態を詳細に説明する。 (第1の実施形態)図1は本発明の入力装置に係る第1
の実施形態の構成を示す概略図である。この図の1はマ
トリクス状に配置された電極アレイであり、各電極はア
ナログスイッチを介して特徴抽出回路、Y 座標検出回路
2、及びX 座標検出回路3に接続されている。各電極の
サイズは0.1mm ×1mm 程度とする。 【0016】Y 方向の電極間隔は0.1mm 程度とし、電極
の占める部分の長さすなわち電極アレイ1のY 方向の長
さは、通常、指4の先端から第二関節を完全に含む長さ
とする。X 方向の電極間隔は0.1 〜1mm 程度とし、長さ
は指4の幅を完全に含む長さとして、ポインティング操
作のし易い長さすなわち20mm〜50mm程度とする。 【0017】始めに、本実施形態に示す入力装置を用い
て指の特徴を検出する方法について説明する。まず、個
人認証が要求された場合に、アナログスイッチを制御し
て電極アレイ1の同一行(同一Y 座標)のものを接続す
る。ここで、アナログスイッチを電極アレイの各電極の
直上や直下等に配置し、かかる各電極間の配線を電気的
に接続するようにしても良いし、また、電極アレイの各
電極からの配線を該電極アレイ外領域へ引き出し、かか
る領域にアナログスイッチを設けて各電極間の電気的接
続を行うようにしても良い。 【0018】一行の電極を電気的に接続する操作によ
り、図1に示す入力装置は図9に示す回路と等価とな
る。図1の電気的に接続された同一行の電極は、図9の
電極91に相当する。図9の点線に示す領域に、信号検
出すべき指を同一行の電極の配列方向(図9における電
極長手方向)に対して直交方向に沿って押しつける。こ
の時の隣合う電極間の指表面の抵抗値を、指の長さ方向
にアナログスイッチ92a、92bを切り替えて順次読
み取る。n個の電極に対して指を接触させたとき、隣接
する接触電極間で接触する指の接触面積に応じて電極間
の抵抗値が変化する。この時のi番目の電極間抵抗値を
R(i)とする。隣接する2つの電極間に図示の如く一
定電圧電源V0 93と基準抵抗Rref 94とをそれぞれ
アナログスイッチ92a、92bを介して接続する。こ
の時の基準抵抗Rref 94の両端の電位差V(i)は次
式で与えられる。 【0019】 V(i)=Rref ・V0 /(Rref +R(i)) アナログスイッチ92a、92bを切り替えて、この電
位差V(i)を指の長さ方向に順次読み取り、サンプル
ホールド(S/H)回路95を通してA/D変換器96
によってデジタル信号に変換する。タイミングパルス発
生器97はアナログスイッチ92a、92bの切換、及
びサンプルホールド回路95のサンプルタイミングを制
御する信号を発生する。その信号は例えば図10に示す
ようになる。図10に示すように、信号の立ち下がりで
アナログスイッチ92a、92bを切り替え、立ち上が
りでサンプルホールド回路95で上式の電位差V(i)
をホールドする。 【0020】このようにして得られた信号V(i)は例
えば図11に示すようになる。この図11に示すよう
に、指と電極の接触面積が広い部分111ではV(i)
は大きな値を持ち、第一関節部分111a、第二関節部
分111bにある横皺では接触面積が狭くことによりV
(i)は小さな値を持つ。このため、その部分でV
(i)は急峻なディップを持つ。このV(i)を比較す
ることで本人・他人を識別することができる。 【0021】次に、本実施形態に示す入力装置における
ポインティング操作の方法について説明する。図2はこ
のポインティング操作を示す概略図である。この図2に
示すように、例えば指先を電極アレイに接触させ、この
指を接触した状態で移動させたときの位置及びその位置
変化から算出される移動ベクトルをコンピュータに出力
する。 【0022】Y 座標の検出は、アナログスイッチを制御
し同一行(同一Y 座標)の電極を接続し、図9の回路に
よりV(i)を測定する。Y 座標は例えばV(i)が出
力される領域(出力値が所定のしきい値以上となる領域
でもよい。)の中間位置の点を代表点とする手法か、も
しくはV(i)が最大値となる位置の点を代表点とする
手法等により決定する。X 座標も同様にアナログスイッ
チを制御し同一列(同一X 座標)の電極を接続して、図
9の回路によりV(i)を測定し、位置を求める。 【0023】なお、直接測定する電気特性として上記し
た電圧値の他に、電気抵抗値を用いることも可能であ
る。図3はかかる電気抵抗値を用いる装置を示すもので
ある。この図3に示す装置は図9に示す装置と同様の構
成及び機能を有し、31a、31bは電極アレイの各電
極を、32a、32bはアナログスイッチを、33は一
定電圧電源V0 を、34は基準抵抗Rref を、36はサ
ンプルホールド(S/H)回路を、37はA/D変換器
を示す。 【0024】この装置において特徴的な部分は35の抵
抗決定手段である。基準抵抗Rref34の両端の電位差
V(i)が測定され、該抵抗決定手段35を用いて、該
測定電位差V(i)から次式によって求められる。 【0025】 V(i)=Rref ・V0 /(Rref +R(i)) かかる装置により、各電極間の抵抗値変化R(x,y)
を測定して指が接触している位置及びその位置変化から
算出される移動ベクトルを算出することが可能である。 【0026】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態について説明する。図4は本発明の入力装置に
係る第2の実施形態を示すブロック図である。また、図
5は電極アレイ部分の拡大平面図、図6は同電極アレイ
部分の拡大断面図である。本実施形態では入力手段とし
て指を用い、指を用いた個体認証機能を具備した、パソ
コン等に用いるポインティング装置を説明する。 【0027】図4に示すように、ポインティング装置の
表面上に配置した上部電極アレイ47(図5の61に相
当。)、及び下部電極アレイ48(図5の62に相
当。)上に指をのせると、第1の実施形態で述べたよう
に電気信号分布検出装置41は、上部電極アレイ47か
らの電気信号に基づいて電極アレイ47上に乗せた皮膚
(指65)との接触により生ずる抵抗変化に対応した一
次元(縦方向)の電気信号分布を検出する。 【0028】一方、電気信号分布検出装置42は、図6
の抵抗体シート63と電極アレイ62との接触により生
じる抵抗変化に対応した一次元(横方向)の電気信号分
布を検出する。なお、図6において64は、上部電極ア
レイ47(図5の61に相当。)と下部電極アレイ48
(図5の62に相当。)、抵抗体シート63との間を電
気的に絶縁するための絶縁膜である。 【0029】このようにして得られた電気信号分布に基
づいて、位置情報検出装置43は、例えば図5に示すよ
うに縦(y)方向と横方向(x)において電気信号分布
の中心を代表点とし、指の位置をxy座標として検出す
る。したがって、本装置表面上で指を動かすことによ
り、本装置に接触する指の位置をリアルタイムに検出す
ることができる。この得られた位置情報を時間で微分す
ることによって、動き検出装置44は、指の移動する方
向及び移動量を求める。かかる指の移動方向及び移動量
はパソコン40側に出力され、例えばパソコン上のポイ
ンタ(カーソル)の移動に利用することができる。 【0030】一方、個体認証装置45は、あらかじめ個
体認証情報用メモリ46に記憶されている情報(電気信
号分布)を、電気信号分布検出装置41から得られる情
報(電気信号分布)と比較することにより、個体認証情
報用メモリ46に登録されている個人と本装置に触れて
いる個人とが一致しているかどうかをチェックすること
ができる。また、この個体認証情報用メモリ46に個体
認証用の情報を記録する場合には、電気信号分布検出装
置41から得られる指情報、及びこの指情報に関連する
情報(パソコン40側から供給)をパソコン40側から
の指示にしたがって記録することが可能である。 【0031】以上のように装置を構成し、動作させるこ
とで、パソコンにおいてポインティングデバイスとして
利用できると同時に、個人認証装置として利用すること
ができる。 【0032】なお、抵抗体シート63の両主面の電極を
2次元マトリクス状に形成することにより、ポインティ
ングに必要な情報は抵抗体シート63の抵抗値変化から
のみ出力し、指の特徴は電極アレイ61のみで検出する
ようにしても良い。 【0033】(第3の実施形態)上記実施形態では、コ
ンピュータ用のポインティング装置に限定して説明を行
ってきたが、本発明の入力装置をテレビ等の入力装置へ
適用することもできる。本実施形態では、かかる装置に
ついて説明する。 【0034】テレビへ適用する場合は、本発明の入力装
置に係る第1もしくは第2の実施形態の装置を例えばテ
レビのリモートコントローラーに実装して使用すること
が考えられる。この場合、指の特徴による個人認証機能
は、(1)利用者毎に好みのチャンネルを予め設定して
メモリに記憶させておき、利用時に指の特徴を照合する
ことにより呼びだす、(2)指の特徴を照合することに
より課金制番組の利用状況の確認をする、(3)音量・
音質・画質等を利用者別に設定・記憶しておき、利用時
に指の特徴を照合することにより呼びだす、等に使用で
きる。 【0035】ポインティング装置の機能は、画質、音
量、音質制御に使用する。単にこれらの量を制御するに
はポインティング装置は一次元情報のみで十分であり、
この場合、個人認証機能装置の部分とポインティング装
置の部分を兼用することにより、ポインティング装置の
部分を省略することができる。このように、一次元の電
極アレイのみを用いて個人認証機能を発揮させ、かつ音
量・音質・画質等の制御情報を検出することが可能であ
る。 【0036】この場合の制御情報は例えば以下のように
して抽出する。図7及び図8は制御情報の抽出を行う方
式を示す概略図である。まず、図7に示す方式において
は、指先部を電極アレイ71に接触させ、このときの位
置は、アナログスイッチを制御し図9に示した回路によ
りV(i)を測定し、例えばV(i)が出力される領域
(出力値が所定のしきい値以上となる領域でもよい。)
の中間位置の点を代表点とする手法か、もしくはV
(i)が最大値となる位置の点を代表点とする手法等に
より決定する。72a及び72bは指先部の電極アレイ
71に対する接触部分であり、73a及び73bはそれ
ぞれ接触部分72a及び72bに対する出力信号を示
す。 【0037】その後、指を接触させたまま電極アレイの
配列方向に沿って移動する。この移動ベクトルを算出し
てテレビ制御部へ入力することで画質・音量・音質等を
制御することができる。 【0038】次に、図8に示す方式について説明する。
この方式は、画質・音量・音質等の制御信号として、電
極アレイ81に接触している指の接触面積の総和の値を
使用するものである。82、84a及び84b、並びに
86a、86b、及び86bは指先部の電極アレイ81
に対する接触部分であり、83、85a及び85b、並
びに87a、87b、及び87bはそれぞれ接触部分8
2、84a及び84b、並びに86a、86b、及び8
6bに対する出力信号を示す。 【0039】この場合は、図9に示した回路を使用して
V(i)を測定し、その総和ΣV(i)を算出してテレ
ビ制御部に入力すれば良い。この総和ΣV(i)の大き
さにより画質・音量・音質等を制御することが可能であ
る。このようにすると、例えば音量では指1本で触ると
小、2本では中、3本では大等の使い方ができる。ま
た、音質では指1本で触ると低、2本では中、3本では
高、画質では指1本で触ると暗、2本では中、3本では
明等の使い方ができる。 【0040】なお、第2の実施形態における図6の構造
を用いて、上部電極アレイでは指の特徴のみを抽出して
照合を行い、画質・音量・音質等の制御情報は下部電極
アレイの抵抗体シートの圧力変化から抽出してもよい。 【0041】また、上実施形態では指の照合について述
べたが、掌や他の体の部分の皮膚を接触させることによ
り照合を行っても良い。その他、本発明は上記実施形態
に限定されることはなく、種々変形して実施することが
可能である。 【0042】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、電
極アレイの電極間の電気特性(抵抗値等)の分布から指
等の体の部分の特徴データを抽出し、登録特徴データと
照合して本人確認を行う個人認証装置と、情報端末のポ
インティング装置を一体的に構成することが可能となる
ため、操作性が向上し、かつ装置自体を小型化すること
で搭載する情報端末の機動性を高めることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device used for a computer or the like. [0002] In recent years, in order to strengthen information security,
It is expected that personal authentication devices will be installed in information terminals. We arrange a plurality of linear electrodes long in the direction perpendicular to the length direction of the finger in the length direction of the finger, and sequentially change the resistance value between adjacent electrodes when the finger is pressed in the length direction of the finger. A method using a signal that has been read and synthesized has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 7-18983).
0). According to this method, since no optical system is required, the apparatus can be reduced in size and cost, and can be mounted on a small information terminal such as a notebook computer. In the proposed collation apparatus, the shape of the input section formed by the electrode array is set to a length completely including the second joint from the tip of the finger, and this length is usually 40 to 70 mm. In addition, the width is usually about 20 to 30 mm to make it about the width of the index finger
And By forming this electrode array on a flexible printed circuit board and mounting the peripheral circuits integrally on the printed circuit board using a method such as surface mounting,
The personal authentication device module can be reduced in size. For example, the shape of the aforementioned electrode array is 20 to 30 × 40
Can be downsized to about 70mm. In addition, I
If a transparent electrode material such as TO is used, the mounting position is less restricted. On the other hand, a pointing device, which is an input device, is generally mounted on an information terminal, and the pointing device is manually operated during operation of the information terminal. Considering that the above-mentioned personal authentication device is mounted on an information terminal, if personal authentication is required during operation, the user once releases his / her hand from the pointing device and moves his / her finger to the electrode array to perform the collation operation. And there is a problem that the operation is difficult. Further, there is a tendency for information terminals to be miniaturized, and it is expected that the area where both the pointing device and the personal authentication device can be installed is reduced, and further miniaturization of both devices is required. [0005] As described above, when the information terminal is provided with a verification device that extracts the characteristics of the finger and performs personal authentication, personal authentication is required during operation. Then, the user once releases his / her hand from the pointing device,
A collation operation has to be performed by moving a finger to the electrode array, and there is a problem that the operation is difficult. Further, there is a tendency that information terminals tend to be downsized, and it is expected that the area in which both the pointing device and the personal authentication device can be installed will be reduced, and it is necessary to further downsize both devices. According to the present invention, the characteristics of a finger or the like are determined from the distribution of electrical characteristics (resistance value, etc.) between the electrodes of the electrode array due to the contact of the finger or the like of the person to be authenticated along the arrangement direction using the electrode array. To improve operability by integrating the personal authentication device that extracts and collates with the registered feature data to confirm the identity and the pointing device of the information terminal, and mounts the device by reducing the size of the device itself. An object is to increase mobility of an information terminal. [0007] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electrode array in which electrodes are arranged in a matrix.
And a plurality of electrodes arranged in a row direction of the electrode array.
First connecting means for electrically connecting each other;
The electrodes arranged in the row direction of the ray are electrically connected to each other.
A second connecting means for connecting, in a column direction of the electrode array,
Is not caused by the skin part of the subject
The plurality of electrodes connected by the first connection means
The first electrical resistance between the other electrodes connected in the same manner as
A characteristic of the skin portion from the first electrical characteristic value based on the resistance value
Feature extraction means for extracting data, and
Storage means for storing characteristic data of the skin portion of the subject
And the feature data extracted by the feature extraction means and the feature
A feature for comparing with feature data stored in the
Sign collation means, and a skin portion in contact with the electrode array
The plurality of positions connected by the first connection means;
The first between a plurality of other electrodes connected in the same manner as the electrodes;
A change in the first electrical characteristic value based on the electrical resistance value of
Same as the plurality of electrodes connected by the second connection means.
Electric resistance between the other electrodes connected in the same manner
Detection based on a change in the second electrical characteristic value based on the
And a skin moving while contacting on the electrode array
The direction and amount of movement of the skin portion to the first connection means;
Other pluralities connected in the same way as the plural electrodes more connected
The first electric resistance value based on the first electric resistance value between the first and second electrodes.
And the connection by the second connection means.
And a plurality of other electrodes connected in the same manner as the plurality of electrodes
Of the second electrical characteristic value based on the second electrical resistance value during
Movement detection means for detecting from
Is provided. According to the present invention described above, a pointing device as an input device and a personal authentication device can be integrally configured in an information terminal, and Operability can be improved and mobility can be improved. In addition, by using the finger collation system as a pointing device, the user can perform finger collation without noticing the finger collation device. Can be. Embodiments of an input device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the input device according to the present invention.
It is the schematic which shows the structure of 1st Embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electrode array arranged in a matrix. Each electrode is connected to a feature extraction circuit, a Y coordinate detection circuit 2, and an X coordinate detection circuit 3 via analog switches. The size of each electrode is about 0.1mm x 1mm. The interval between the electrodes in the Y direction is about 0.1 mm, and the length of the portion occupied by the electrodes, that is, the length in the Y direction of the electrode array 1 is usually the length completely including the second joint from the tip of the finger 4. . The electrode spacing in the X direction is about 0.1 to 1 mm, and the length is a length completely including the width of the finger 4, that is, a length that facilitates the pointing operation, that is, about 20 mm to 50 mm. First, a method for detecting a characteristic of a finger using the input device according to the present embodiment will be described. First, when personal authentication is required, the analog switch is controlled to connect the same row (the same Y coordinate) of the electrode array 1. Here, the analog switch may be arranged directly above or immediately below each electrode of the electrode array, and the wiring between each of the electrodes may be electrically connected. Alternatively, the wiring from each electrode of the electrode array may be connected. The electrodes may be drawn out to the area outside the electrode array, and an analog switch may be provided in such an area to make electrical connection between the electrodes. By electrically connecting the electrodes in one row, the input device shown in FIG. 1 is equivalent to the circuit shown in FIG. The electrodes in the same row that are electrically connected in FIG. 1 correspond to the electrodes 91 in FIG. A finger to be signal-detected is pressed against the region indicated by the dotted line in FIG. 9 along the direction orthogonal to the arrangement direction of the electrodes in the same row (the electrode longitudinal direction in FIG. 9). At this time, the resistance value of the finger surface between the adjacent electrodes is sequentially read by switching the analog switches 92a and 92b in the length direction of the finger. When a finger is brought into contact with n electrodes, the resistance value between the electrodes changes according to the contact area of the finger contacting between adjacent contact electrodes. The i-th inter-electrode resistance value at this time is R (i). As shown, a constant voltage power supply V 0 93 and a reference resistor R ref 94 are connected between two adjacent electrodes via analog switches 92a and 92b, respectively. At this time, the potential difference V (i) between both ends of the reference resistor R ref 94 is given by the following equation. V (i) = R ref · V 0 / (R ref + R (i)) The analog switches 92a and 92b are switched to sequentially read the potential difference V (i) in the length direction of the finger and sample-hold ( A / D converter 96 through S / H circuit 95
To a digital signal. The timing pulse generator 97 generates a signal for controlling the switching of the analog switches 92 a and 92 b and the sample timing of the sample and hold circuit 95. The signal is, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 10, the analog switches 92a and 92b are switched at the falling of the signal, and the potential difference V (i) in the above equation is sampled by the sample and hold circuit 95 at the rising.
Hold. The signal V (i) obtained in this way is, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 11, V (i) is applied to the portion 111 where the contact area between the finger and the electrode is large.
Has a large value, and the lateral wrinkles in the first joint portion 111a and the second joint portion 111b have a small contact area, so that V
(I) has a small value. For this reason, V
(I) has a steep dip. By comparing this V (i), the person and the other person can be identified. Next, a method of a pointing operation in the input device according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing this pointing operation. As shown in FIG. 2, for example, a fingertip is brought into contact with the electrode array, and a position when the finger is moved in a state of contact with the finger and a movement vector calculated from a change in the position are output to the computer. For detection of the Y coordinate, the analog switch is controlled to connect electrodes on the same row (the same Y coordinate), and V (i) is measured by the circuit of FIG. For example, the Y coordinate is a method in which a point at an intermediate position of a region where V (i) is output (a region where the output value is equal to or more than a predetermined threshold value) is set as a representative point, or V (i) is the maximum. It is determined by a method using a point at a value position as a representative point. Similarly, for the X coordinate, the analog switch is controlled to connect the electrodes in the same row (the same X coordinate), and V (i) is measured by the circuit in FIG. 9 to obtain the position. It is also possible to use an electric resistance value in addition to the above-mentioned voltage value as the electric characteristic to be directly measured. FIG. 3 shows an apparatus using such an electric resistance value. The device shown in FIG. 3 has the same configuration and function as the device shown in FIG. 9, 31a and 31b are each electrode of an electrode array, 32a and 32b are analog switches, 33 is a constant voltage power supply V 0 , 34 denotes a reference resistor Rref , 36 denotes a sample hold (S / H) circuit, and 37 denotes an A / D converter. A characteristic part of this device is 35 resistance determining means. The potential difference V (i) at both ends of the reference resistor R ref 34 is measured, and is obtained from the measured potential difference V (i) using the resistance determining means 35 by the following equation. V (i) = R ref · V 0 / (R ref + R (i)) With such a device, the resistance change R (x, y) between the electrodes is obtained.
Can be calculated to calculate the movement vector calculated from the position where the finger is in contact and the change in the position. (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment according to the input device of the present invention. FIG. 5 is an enlarged plan view of the electrode array portion, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of the electrode array portion. In the present embodiment, a pointing device used for a personal computer or the like, which uses a finger as an input unit and has an individual authentication function using the finger, will be described. As shown in FIG. 4, a finger is placed on an upper electrode array 47 (corresponding to 61 in FIG. 5) and a lower electrode array 48 (corresponding to 62 in FIG. 5) arranged on the surface of the pointing device. As described in the first embodiment, the electric signal distribution detecting device 41 is generated by contact with the skin (finger 65) placed on the electrode array 47 based on the electric signal from the upper electrode array 47 as described in the first embodiment. A one-dimensional (longitudinal) electric signal distribution corresponding to the resistance change is detected. On the other hand, the electric signal distribution detecting device 42
A one-dimensional (horizontal) electric signal distribution corresponding to a resistance change caused by the contact between the resistor sheet 63 and the electrode array 62 is detected. In FIG. 6, reference numeral 64 denotes an upper electrode array 47 (corresponding to 61 in FIG. 5) and a lower electrode array 48.
(Corresponding to 62 in FIG. 5), which is an insulating film for electrically insulating the resistor sheet 63 from the resistor sheet 63. Based on the electric signal distribution thus obtained, the position information detecting device 43 represents the center of the electric signal distribution in the vertical (y) direction and the horizontal direction (x), for example, as shown in FIG. A point is detected, and the position of the finger is detected as xy coordinates. Therefore, by moving the finger on the surface of the present apparatus, the position of the finger that contacts the present apparatus can be detected in real time. By differentiating the obtained position information with respect to time, the motion detection device 44 obtains the direction and amount of movement of the finger. The moving direction and the moving amount of the finger are output to the personal computer 40 and can be used, for example, for moving a pointer (cursor) on the personal computer. On the other hand, the individual authentication device 45 compares information (electric signal distribution) stored in advance in the individual authentication information memory 46 with information (electric signal distribution) obtained from the electric signal distribution detecting device 41. Thereby, it can be checked whether the individual registered in the individual authentication information memory 46 matches the individual who is touching the apparatus. When information for individual authentication is recorded in the individual authentication information memory 46, the finger information obtained from the electric signal distribution detecting device 41 and information related to the finger information (supplied from the personal computer 40 side) are used. It is possible to record according to an instruction from the personal computer 40 side. By configuring and operating the device as described above, it can be used as a pointing device in a personal computer and also as a personal authentication device. By forming the electrodes on both main surfaces of the resistor sheet 63 in a two-dimensional matrix, information necessary for pointing is output only from a change in the resistance value of the resistor sheet 63, and the characteristics of the finger are the electrodes. The detection may be performed only by the array 61. (Third Embodiment) In the above embodiment, the explanation has been given by limiting to a pointing device for a computer. However, the input device of the present invention can be applied to an input device such as a television. In the present embodiment, such an apparatus will be described. When applied to a television, it is conceivable to use the device of the first or second embodiment according to the input device of the present invention mounted on, for example, a remote controller of a television. In this case, the personal authentication function based on the characteristic of the finger is called out by (1) presetting a favorite channel for each user and storing it in a memory, and collating the characteristic of the finger at the time of use. Check the usage status of the chargeable program by checking the characteristics of the finger.
Sound quality, image quality, etc. can be set and stored for each user, and can be used for calling out by collating finger characteristics at the time of use. The function of the pointing device is used for controlling image quality, volume and sound quality. Pointing devices need only one-dimensional information to simply control these quantities,
In this case, the portion of the pointing device can be omitted by also using the portion of the personal authentication function device and the portion of the pointing device. As described above, it is possible to exert the personal authentication function using only the one-dimensional electrode array and detect control information such as volume, sound quality, and image quality. The control information in this case is extracted, for example, as follows. 7 and 8 are schematic diagrams showing a method for extracting control information. First, in the method shown in FIG. 7, the fingertip is brought into contact with the electrode array 71, and the position at this time is controlled by an analog switch, and V (i) is measured by the circuit shown in FIG. ) Is output (the output value may be equal to or more than a predetermined threshold value).
Using the point at the intermediate position of
It is determined by a method using the point at the position where (i) has the maximum value as a representative point. Reference numerals 72a and 72b denote contact portions of the fingertip with the electrode array 71, and reference numerals 73a and 73b denote output signals to the contact portions 72a and 72b, respectively. Thereafter, the finger moves along the arrangement direction of the electrode array while keeping the finger in contact therewith. By calculating this movement vector and inputting it to the television control unit, image quality, volume, sound quality, and the like can be controlled. Next, the method shown in FIG. 8 will be described.
This method uses the total value of the contact area of the finger in contact with the electrode array 81 as a control signal for image quality, volume, sound quality, and the like. Reference numerals 82, 84a and 84b and 86a, 86b and 86b denote an electrode array 81 at the fingertip.
83, 85a and 85b, and 87a, 87b and 87b are contact portions 8 respectively.
2, 84a and 84b and 86a, 86b and 8
6 shows the output signal for 6b. In this case, V (i) is measured using the circuit shown in FIG. 9, and the sum ΣV (i) may be calculated and input to the television control unit. The image quality, volume, sound quality, etc. can be controlled by the magnitude of the sum ΣV (i). In this way, for example, the volume can be used by touching with one finger, small with two fingers, medium with three fingers, and so on. In addition, sound quality is low when touched with one finger, medium for two, high for three, dark for touch with one finger, medium for three, and light for two. Note that, using the structure of FIG. 6 in the second embodiment, the upper electrode array extracts and compares only the characteristics of the finger, and the control information such as image quality, volume, and sound quality is based on the resistance of the lower electrode array. It may be extracted from the pressure change of the body sheet. In the above embodiment, the finger collation has been described. However, the collation may be performed by contacting the skin of the palm or other body part. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. As described in detail above, according to the present invention, feature data of a body part such as a finger is extracted from the distribution of electrical characteristics (resistance value, etc.) between the electrodes of the electrode array, and the registered features are extracted. Since the personal authentication device that verifies the identity by collating with the data and the pointing device of the information terminal can be integrally configured, the operability is improved, and the information to be mounted by reducing the size of the device itself is improved. The mobility of the terminal can be improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に係る第1の実施形態の入力装置の構
成を示す概略図。 【図2】 第1の実施形態における入力操作を説明する
平面図。 【図3】 第1の実施形態における回路構成図。 【図4】 本発明に係る第2の実施形態の入力装置の構
成を示す概略図。 【図5】 第2の実施形態における入力信号を説明する
平面図。 【図6】 第2の実施形態における入力装置の構成を示
す断面図。 【図7】 本発明に係る第3の実施形態の一次元入力装
置における入力信号を説明する説明図。 【図8】 本発明に係る第3の実施形態の他の一次元入
力装置における入力信号を説明する説明図。 【図9】 本発明に係る第1乃至第3の実施形態におけ
る指の特徴データ抽出手段の回路構成を示す概略図。 【図10】 図9の装置における指の特徴データ信号の
サンプルタイミングを説明する説明図。 【図11】 図9の装置によって測定される指の特徴デ
ータ信号の例を示す特性図。 【符号の説明】 1…電極アレイ 2…特徴抽出回路もしくはY 座標検出回路 3…X 座標検出回路 41…電気信号分布検出装置 42…電気信号分布検出装置 43…位置情報検出装置 44…動き検出装置 45…個体認証装置 46…メモリ 47、61…上部電極アレイ 48、62…下部電極アレイ 63…抵抗体シート 92a、92b…アナログスイッチ 93…電源 94…基準抵抗 95…サンプルホールド回路 96…A/D変換器 97…タイミングパルス発生器
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an input device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exemplary plan view for explaining an input operation according to the first embodiment; FIG. 3 is a circuit configuration diagram according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an input device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view illustrating an input signal according to a second embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an input device according to a second embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an input signal in a one-dimensional input device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating input signals in another one-dimensional input device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic diagram showing a circuit configuration of a finger characteristic data extracting unit in the first to third embodiments according to the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating sampling timing of a finger characteristic data signal in the device of FIG. 9; FIG. 11 is a characteristic diagram showing an example of a finger characteristic data signal measured by the device of FIG. 9; [Description of Signs] 1 ... electrode array 2 ... feature extraction circuit or Y coordinate detection circuit 3 ... X coordinate detection circuit 41 ... electric signal distribution detection device 42 ... electric signal distribution detection device 43 ... position information detection device 44 ... motion detection device 45 individual identification device 46 memories 47 and 61 upper electrode arrays 48 and 62 lower electrode arrays 63 resistor sheets 92a and 92b analog switches 93 power supplies 94 reference resistors 95 sample and hold circuits 96 A / D Converter 97: Timing pulse generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 道弘 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 田代 成 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 竹内 元比古 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (56)参考文献 特開 平4−158434(JP,A) 特開 昭63−310087(JP,A) 特開 平1−94418(JP,A) 特開 平7−168930(JP,A) 特開 平3−6791(JP,A) 実開 昭55−159439(JP,U) 実開 昭58−164033(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/03 - 3/037 G06F 1/00 G06T 1/00,7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Michihiro Fukushima 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Corporation Inside Yokohama Office (72) Inventor Shigeru Tashiro 8 Shin-Sugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Corporation Inside the Yokohama Office (72) Inventor Motohiko Takeuchi 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Corporation Inside the Yokohama Office (56) References JP-A-4-158434 (JP, A) JP-A-63-310087 (JP, A) JP-A-1-94418 (JP, A) JP-A-7-168930 (JP, A) JP-A-3-6791 (JP, A) JP-A-55-159439 (JP, U) 58-164033 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06F 3/03-3/037 G06F 1/00 G06T 1/00, 7/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】電極が行列状に配列された電極アレイと、 前記電極アレイの行方向に配列した複数の電極をお互い
に電気的に接続する第1の接続手段と、 前記電極アレイの列方向に配列した複数の電極をお互い
に電気的に接続する第2の接続手段と、 前記電極アレイの列方向に沿って被認証者の皮膚部分が
接触することにより生ずる、前記第1の接続手段により
接続した前記複数の電極と同様に接続した他の複数の電
極との間の第1の電気抵抗値に基づく第1の電気特性値
から前記皮膚部分の特徴データを抽出する特徴抽出手段
と、 あらかじめ被照合用の皮膚部分の特徴データを記憶して
いる特徴記憶手段と、 前記特徴抽出手段で抽出された特徴データと前記特徴記
憶手段に記憶されている特徴データとを照合する特徴照
合手段と、 前記電極アレイ上に接触した皮膚部分の位置を、前記第
1の接続手段により接続した前記複数の電極と同様に接
続した他の複数の電極との間の前記第1の電気抵抗値に
基づく前記第1の電気特性値の変化と、前記第2の接続
手段により接続した前記複数の電極と同様に接続した他
の複数の電極との間の第2の電気抵抗値に基づく第2の
電気特性値の変化とから検出する位置検出手段と、 前記電極アレイ上を接触しながら移動する皮膚部分の移
動方向及び移動量を、前記第1の接続手段により接続し
た前記複数の電極と同様に接続した他の複数の電極との
間の前記第1の電気抵抗値に基づく前記第1の電気特性
値の変化と、前記第2の接続手段により接続した前記複
数の電極と同様に接続した他の複数の電極との間の第2
の電気抵抗値に基づく第2の電気特性値の変化とから検
出する移動検出手段とを具備したことを特徴とする入力
装置。
(57) Claims 1. An electrode array in which electrodes are arranged in a matrix and a first connection for electrically connecting a plurality of electrodes arranged in a row direction of the electrode array to each other. Means, a second connection means for electrically connecting a plurality of electrodes arranged in a column direction of the electrode array with each other, Characteristic data of the skin portion from a first electrical characteristic value generated based on a first electrical resistance value between the plurality of electrodes connected by the first connection means and other plurality of similarly connected electrodes. , A feature storage unit that stores in advance the feature data of the skin portion to be compared, the feature data extracted by the feature extraction unit, and the feature data stored in the feature storage unit. To match The first electrical connection between the sign collation means and the plurality of electrodes connected in the same manner as the plurality of electrodes connected by the first connection means to the position of the skin portion in contact with the electrode array; Based on a change in the first electrical characteristic value based on a resistance value and a second electrical resistance value between the plurality of electrodes connected by the second connection unit and other plurality of electrodes connected in a similar manner. Position detecting means for detecting from a change in a second electrical characteristic value; and the plurality of electrodes connected by the first connecting means to a moving direction and a moving amount of a skin portion moving while being in contact with the electrode array. A change in the first electric characteristic value based on the first electric resistance value between the other plurality of electrodes connected in the same manner as in the first embodiment, and a change in the plurality of electrodes connected by the second connection means. Second between other connected electrodes
And a movement detecting means for detecting from a change in the second electric characteristic value based on the electric resistance value of the input device.
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