专利名称：手写数据输入装置及方法和个人认证装置及方法
技术领域：
本发明涉及输入署名等手写数据的装置和方法。特别是涉及输入用于个人认证的署名的装置和方法。
现有技术众所周知，作为识别个人用的个人认证方法之一是利用署名数据的个人认证方法。
在这种方法中，为了输入署名数据，一般需要称为电子图形输入板的输入装置。而该电子图形输入板要有使用者署名用的必要大小的书写面。当使用者在该书写面上署名，则通过电子图形输入板取得笔尖座标的时序数据和笔压等。所取得的该数据作为署名数据被用于个人认证。
发明内容
这样，电子图形输入板在其性质上需要有一定的大小、面积，小型化(缩小面积)有限度。
因而，一般在便携电话等小型电子设备装入这种电子图形输入板比较困难。如果勉强将电子图形输入板装入便携电话，则很可能妨碍便携电话等的小型化。
另外，便携电话以外的一般电子设备在输入署名数据的场合，该电子设备需要使用上述有一定面积的电子图形输入板。从而使一般电子设备在其设计上也受到一定限制。
鉴于上述问题，本发明的第1个目的是提供不使用电子图形输入板输入署名等手写数据的装置和方法。而且，提供利用这些装置和方法根据署名数据进行个人认证的装置和方法。
如后面所述，为了达到上述目的，本申请发明者提出了这样的议案，即拍摄使用者用笔在空中进行的署名动作，从该图像数据得到署名数据的装置、方法。所谓在空中进行的署名动作简而言之是好像在空中进行署名那样移动手的意思。
但是，在使用电子图形输入板输入署名数据中，笔压数据也常被检测，构成署名数据的一部分。对此，用拍摄空中进行的署名动作、得到署名数据的装置/方法，能够得到画面上的2元座标的时序数据，但不易得到笔压那样的第3数据。
从而，现有的署名对照是按由纵座标、横座标、笔压3种数据构成的3元数据的对照来进行的，对此，空中执行署名动作的方法为由纵座标、横座标构成的2元数据的对照。其结果可以设想与现有的个人认证相比，精度将会降低。
鉴于上述问题，本发明第2个目的是拍摄空中进行的署名动作、获得署名数据时，得到更高精度的署名数据。
为了解决上述问题，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的装置中，包含摄像单元，其取得由上述使用者移动的笔装置的活动图像数据；座标计算单元，其基于上述摄像单元所取得的笔装置的活动图像数据，求出上述笔尖的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
依据这样的构成，作为座标的时序数据可以取得空中书写的文字或图形的手写数据。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置有发光单元，上述座标计算单元计算上述发光单元在上述画面上的座标。
依据这样的构成，根据发光单元发出的光容易求得画面上的座标。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置是一种能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，上述座标计算单元计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态的上述发光单元在上述画面上的座标。
依据这样的构成，使用者可以明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元计算从上述笔装置在上述画面上由比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻、到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在上述画面上的座标。
依据这样的构成，笔装置即使不备有发光单元，也可以明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于当上述笔装置的座标变化小于规定值时，上述座标计算单元判断为上述笔装置处于停止状态。
当人想要使笔装置在空中停止时，实际上多会发生轻微晃动。因此，小于规定值的移动实际上最好忽略不计判断为静止状态。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入开始；当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入结束。
依据这样的构成，使用者容易知道署名的开始时刻，而且容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
依据这样的构成，使用者根据声音可以知道手写数据输入的开始，而且容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元通过来自外部的声音来认识手写数据计算的开始时刻及结束时刻。
依据这样的构成，通过声音明确指示开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于笔装置的笔开关的声音。
依据这样的构成，使用者可以利用自己的声音或笔开关的声音明确表示手写数据的开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于包含显示单元，其显示上述座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者能够通过视觉确认手写数据时序数据。
另外，本发明是一种个人认证装置，其特征在于在上述手写数据输入装置基础上，包含记忆单元，其事先记忆有是合法的本人署名数据既参照数据；比较对照单元，其将上述参照数据与上述手写数据输入装置作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时输出表明是本人的认证结果。
依据这样的构成，可以得到与上述各手写数据输入装置有同样作用的个人认证装置，可以用空中书写的署名数据进行个人认证。
另外，本发明是为解决上述问题的一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的方法中，包含取得步骤，其取得由上述使用者移动的笔装置的活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述取得的笔装置的活动图像数据，求出上述笔尖的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
依据这样的构成，可以取得空中书写的文字或图形的手写数据，作为座标的时序数据。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置有发光单元，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元在上述画面上的座标。
依据这样的构成，根据发光单元发出的光容易求得画面上的座标。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置是一种能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止的上述发光单元在上述画面上的座标。
依据这样的构成，使用者能够明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，计算从上述笔装置在上述画面上由比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻、到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在上述画面上的座标。
依据这样的构成，笔装置即使不备有发光单元，也可以明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，上述笔装置的座标变化小于规定值时，判断为上述笔装置处于停止状态。
当人想要使笔装置在空中停止时，实际上多会发生轻微晃动。因此，小于规定值的移动实际上最好忽略不计判断为静止状态。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入开始；当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入结束。
依据这样的构成，使用者容易知道署名的开始时刻，而且容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
使用者根据声音可以知道手写数据输入的开始，而且根据声音容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法。其特征在于上述座标计算步骤通过来自外部的声音，认识手写数据计算的开始时刻及结束时刻。
依据这样的构成，通过声音明确指示开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于笔装置的笔开关的声音。
依据这样的构成，使用者可以用自己的声音或笔开关的声音明确表示手写数据的开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种个人认证方法，其特征在于在包含上述手写数据输入方法的个人认证方法中，包含比较对照步骤，其事先将合法的本人署名数据既参照数据与用上述手写数据输入方法作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时输出表明是本人的认证结果。
依据这样的构成，可以得到与上述各手写数据输入装置有同样作用的个人认证装置。特别是可取得空中(3元空间)书写的署名数据，将该署名数据用于个人认证。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者沿规定的平板面移动笔装置在与上述平板面平行的空中平面上书写的手写数据的装置中，包含摄像单元，其取得由上述使用者移动的笔装置的活动图像数据；座标计算单元，其基于上述摄像单元所取得的笔装置的活动图像数据，求出上述笔尖的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者可以沿平板书写手写数据，因此，可以利用平板作为描绘时的向导。平板最好是透明的如玻璃平板等。另外，摄像单元最好从面向与书写面相反侧的面的方向拍摄。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的装置中，包含摄像单元，其取得上述使用者移动的手指的活动图像数据；座标计算单元，其基于上述摄像单元所取得的上述手指的活动图像数据，求出上述手指的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者可以输入不用笔装置而用自己的手指书写的手写数据。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述手指附带标识，上述座标计算单元求出上述手指标识座标的时序数据。
依据这样的构成，容易根据标识算出手指的座标。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的方法中，包含取得步骤，其取得上述使用者移动的手指的活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述取得的上述手指的活动图像数据，求出上述手指的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者可以输入不用笔装置而用自己的手指书写的手写数据。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述手指附带标识，上述座标计算单元求出上述手指标识座标的时序数据。
依据这样的构成，容易根据标识算出手指的座标。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算单元从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
而且，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算步骤从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
通过这些发明的构成，可以通过只选出被调制的光，就能容易求得笔装置(发光单元)的座标。
下面对达到第2个目的用的本申请发明的单元进行说明。
本发明是为解决上述问题的一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的装置中，包含第1摄像单元，其取得由上述使用者移动的笔装置的第1活动图像数据；第2摄像单元，其从与上述第1摄像单元不同方向取得上述笔装置的第2活动图像数据；座标计算单元，其基于上述第1活动图像数据和上述第2活动图像数据，求上述笔装置的空中(即3元空间上)的3元座标，求该座标的时序数据。
依据这样的构成，可以取得文字或图形的手写数据作为3元座标的时序数据。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置有发光单元，上述座标计算单元计算上述发光单元的3元空间上的3元座标。
依据这样的构成，容易根据发光单元发出的光求座标。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置是一种能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，上述座标计算单元计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止上述发光单元在上述画面上的座标。
依据这样的构成，使用者能够明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元计算从上述笔装置在上述画面上从比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在上述画面上的座标。
依据这样的构成，笔装置即使不备有发光单元，也能够明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于在上述笔装置的座标变化小于规定值时，上述座标计算单元判断为上述笔装置处于停止状态。
人想要使笔装置在空中停止时，实际上多会发生轻微晃动。因此，实际上小于规定值的移动最好忽略不计、判断为静止状态。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，向上述使用者通知手写数据输入开始；当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，向上述使用者通知手写数据输入结束。
依据这样的构成，使用者能容易知道署名的开始时刻，而且容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
依据这样的构成，使用者能够根据声音知道手写数据输入的开始，而且容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元通过来自外部的声音来认识手写数据计算的开始时刻及结束时刻。
依据这样的构成，通过声音明确指示开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于笔装置的笔开关的声音。
依据这样的构成，使用者可以用自己的声音或笔开关的声音明确表示手写数据的开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于包含显示单元，其显示上述座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者可以用视觉确认手写数据时序数据。
另外，本发明是一种个人认证装置，其特征在于包含上述手写数据输入装置；记忆单元，其事先记忆了合法的本人署名数据既参照数据；比较对照单元，其将上述参照数据与上述手写数据输入装置作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时，输出表明是本人的认证结果。
依据这样的构成，可以得到与上述各手写数据输入装置有同样作用的个人认证装置。特别是利用3元数据的署名数据，可以实现高精度的个人认证。
其次，本发明是为解决上述问题的一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的方法中，包含第1取得步骤，其将由上述使用者移动的笔装置从第1方向拍摄，取得第1活动图像数据；第2取得步骤，其将由上述使用者移动的笔装置从与第1方向不同的第2方向拍摄，取得第2活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述取得的笔装置的第1活动图像数据及第2活动图像数据，求上述笔装置的空中(即3元空间上)的3元座标，进而求该座标的时序数据。
依据这样的构成，可以取得文字或图形的手写数据作为3元座标的时序数据。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置有发光单元，在上述座标计算步骤算出上述发光单元的3元空间上的3元座标。
依据这样的构成，容易根据发光单元发出的光求出3元空间上的3元座标。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置是一种能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止的上述发光单元在上述画面上的座标。
依据这样的构成，使用者可以明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，计算从上述笔装置在上述画面上从比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在3元空间上的3元座标。
依据这样的构成，即使笔装置不备有发光单元，也能够明确表示手写数据的开始和结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当上述笔装置的座标变化小于规定值时，判断为上述笔装置处于停止状态。
人想要在空中停止笔装置时，实际上多会发生轻微晃动。因此，实际上小于规定值的移动最好忽略不计、判断为静止状态。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，向上述使用者通知手写数据输入开始；当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，向上述使用者通知手写数据输入结束。
依据这样的构成，使用者容易知道署名的开始时刻，而且容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤通过声音通知手写数据输入的开始并且通过声音通知手写数据输入的结束。
依据这样的构成，使用者能够根据声音知道手写数据输入的开始，而且，根据声音能容易知道装置是否认识了署名动作结束。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤根据来自外部的声音认识手写数据计算的开始时刻及结束时刻。
依据这样的构成，可以通过声音明确指示开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于笔装置的笔开关的声音。
依据这样的构成，使用者可以用自己的声音或笔开关的声音明确表示手写数据的开始时刻/结束时刻。
另外，本发明是在上述手写数据输入方法之外的一种个人认证方法，其特征在于包含比较对照步骤，其事先对合法的本人署名数据既参照数据与用上述手写数据输入方法作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时，输出表明是本人的认证结果。
依据这样的构成，得到与上述各手写数据输入装置有同样作用的个人认证装置。特别是利用3元数据的署名数据，可以实现高精度的个人认证。
另外本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的装置中，包含第1摄像单元，其取得上述使用者移动的手指的第1活动图像数据；第2摄像单元，其从与上述第1摄像单元不同的方向取得上述手指的第2活动图像数据；座标计算单元，其基于上述第1活动图像数据和上述第2活动图像数据，求上述手指的3元空间上的3元座标，求该座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者可以输入不用笔装置而用自己的手指书写的手写数据。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于在上述手指附加标识，上述座标计算单元求出上述手指标识座标的时序数据。
依据这样的构成，根据标识容易算出手指的座标。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的方法中，包含第1取得步骤，其取得上述使用者移动的手指的第1活动图像数据；第2取得步骤，其从与上述第1取得步骤不同的方向取得上述手指的第2活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述第1活动图像数据和上述第2活动图像数据，求上述手指的3元空间上的3元座标，求该座标的时序数据。
依据这样的构成，使用者可以输入不用笔装置而用自己的手指书写的手写数据。
另外，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于在上述手指附加标识，上述座标计算步骤求出上述手指标识座标的时序数据。
依据这样的构成，根据标识容易算出手指的座标。
另外，本发明是一种手写数据输入装置，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算单元从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
而且，本发明是一种手写数据输入方法，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算步骤从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
根据这些发明的构成，通过只选出被调制的光即可容易地求得笔装置(发光单元)的座标。
图1为本发明最佳实施方式A-1个人认证装置的构成框图。
图2为表示本实施方式A-1个人认证方法的动作流程的流程图。
图3为笔装置说明图。
图4为座标计算说明图。
图5为表示采用玻璃平板示例的说明图。
图6为表示采用显示单元示例的说明图。
图7为本发明最佳实施方式B-1个人认证装置的构成框图。
图8为表示本实施方式B-1个人认证方法的动作流程的流程图。
图9为笔装置说明图。
图10为表示求3元座标原理的说明图。
图11为表示采用显示单元示例的说明图。
实施方式以下根据
第1组本发明最佳实施方式。
实施方式A-1图1为本发明最佳实施方式A-1个人认证装置10的构成框图。如该图所示，个人认证装置10包括手写数据输入单元12，输入使用者的手写数据的署名数据；署名对照单元14，与事先记录了该手写数据的署名数据比较对照，判断该使用者是否是本人。
手写数据输入单元12包括摄像单元20、座标计算单元22。摄像单元20拍摄使用者在空中移动的笔装置30的图像，输出活动图像的图像数据。座标计算单元22基于该图像数据，算出笔装置30笔尖座标的时序数据。另外，该座标为图像数据画面上的座标即2元值。该座标的时序数据表示使用者用笔装置30在空中书写的手写数据。
而且，使用者在空中署名的场合，该手写数据可用作为成为个人认证对像的署名数据。
署名对照单元14包括比较对照单元40和记忆单元42。
比较对照单元40将上述座标计算单元22输出的手写数据(署名数据)与事先存入记忆单元42的参照数据比较对照。而且，比较对照的结果，两者近似到可判断为是同一人的署名数据的程度时，输出“是本人”的认证结果。这里所谓参照数据是事先本人登记的本人署名数据。
以下，根据图2的流程图，说明个人认证装置10的详细个人认证动作即个人认证方法的动作。
首先，在步骤S2-1，使用者在空中移动笔装置30进行署名。该笔装置30的说明图示于图3。如该图所示，笔装置30的笔尖设有发光单元32。发光单元32备有LED(发光二极管)或灯等，能够发光。
另外，笔装置30备有按钮开关34。使用者通过用手指操作该按钮开关34，能够使发光单元32亮灯或熄灯。
使用者首先用该按钮开关34使发光单元32亮灯，以此，表示署名动作的开始。在发光单元32亮灯状态下，使用者进行署名动作，在署名动作结束时刻，操作按钮开关34，使发光单元32熄灯。可根据该熄灯，表示署名动作的结束。
在本实施方式A-1中，利用备有发光单元32的笔装置30的理由有2点，(1)如上所述，为了明确表示署名动作的开始和结束；(2)为了容易检测笔尖的座标。关于这些，后面再说明。
接着，在步骤S2-2中，摄像单元20拍摄笔装置30，输出该图像数据。摄像单元30为摄像机，输出的图像数据为1秒钟120帧的活动图像数据。这样，在步骤S2-3中，执行活动图像数据的取得。
另外，若干个人认证的精度降低，也可以使用输出1秒钟15～30帧的活动图像数据的一般摄像机。
在步骤S2-3中，座标计算单元22根据上述图像数据(活动图像数据)在画面上求笔单元30的座标，求座标的时序数据即署名数据。
这时，座标计算单元22求图像数据中辉度大的部分的座标。详细说，取出辉度在规定阈值α以上部分的区域，求该部分区域辉度的重心位置，将该重心位置视为笔尖，求该笔尖的座标。另外，求位置在笔装置30的哪一部分都可以，一般认为笔的“尖”容易拍摄，所以最好求该“尖”部分的座标。
这样，在本实施方式A-1中，通过使用有发光单元32的笔装置30，容易从图像数据求笔装置的位置。
另外，在本实施方式A-1中，在画面上求笔装置30的座标，该动作与将笔装置30的位置投影于空间中假想的平面、求该投影点的座标本质上是等效的。
图4表示该座标计算时假想平面P1的说明图。该平面P1与画面平行，两者都是与摄像单元20的光轴垂直的平面。图像数据的画面上的边装置30的轨迹与将使用者进行署名时边装置30的空间上的轨迹投影于假想平面P1时的轨迹是相似形，实质上是同样的数据。
从而，求画面上横方向的座标(图4中为X座标)或纵方向的座标(图4中为Y座标)与求将使用者进行署名时边装置30的轨迹投影于平面P1时该平面P1上轨迹的座标数据实质上是等效的。
进一步，座标计算单元22像下面那样判断时序数据的署名数据的开始时刻和结束时刻。
首先，将图像数据中辉度在规定阈值以上部分出现的时刻判断为使用者开始署名的时刻，将从该时刻的时序数据作为署名数据对待。
而后，在图像数据中，将规定阈值α以上的辉度部分消失的时刻判断为使用者结束署名的时刻，将该时刻以前的时序数据作为署名数据对待座标计算单元22进行了这样的动作，因此，基于在步骤S2-1说明过的使用者的署名动作，容易判断署名数据的开始和结束。
在步骤S2-4中，比较对照单元40将上述求得的署名数据与参照数据进行比较对照。比较对照的结果，近似到认为两者是由来于同一人的数据时，输出“是本人”的认证结果。反之不近似时，输出“非本人”的认证结果。参照数据为本人事先登记于记忆单元42的署名数据。该参照数据也是本人事先在空中进行的署名的署名数据。
使用者在空中书写署名时的座标的时序数据与以往在电子图形输入板取得的署名数据同样都是笔尖位置座标的时序数据。两者只有在电子图形输入板上书写、还是在空中书写之差，作为个人的生物统计学数据这一署名在本质上性质相同，如前所述，可以用于署名对照。
这样，如果按照本实施方式A-1，能够根据使用者在空中书写的署名数据进行个人认证。
还有，座标计算单元22或比较对照单元40最好由计算机即由软件和执行该软件的信息处理器构成。需要特别迅速的认证动作时，最好由专用LSI等硬件构成。进而，座标计算单元22最好用所谓的图像跟踪装置构成。
另外，记忆单元42可以由硬磁盘或软磁盘等磁记忆单元构成，也可以由CDROM或MO等光盘构成。另外，记忆单元42还可以利用闪存器等半导体记忆单元。
实施方式A-2(开始和结束判断的变形例)在实施方式A-1，座标计算单元22用笔装置30的亮灯、熄灯状态来判断署名动作的开始时刻和结束时刻。
但是，用其它方法也可以判断开始时刻和结束时刻。
例如，使用者使笔装置30在空中静止比规定期间T1长的期间，然后，开始移动笔装置30时，将该开始移动的时刻判断为署名的开始时刻。
这种场合，笔装置30静止后，经过了规定期间T1以上时，座标计算单元22最好用铃声等把T1以上时间经过、到了可以输入署名的状态的意思通知使用者。另外，最好用声音输出“请开始署名”等信息。还有，最好使指定的灯亮灯。通过这些，使用者能够知道期间T1经过、可以开始署名动作。
另外，署名动作结束时，使用者使笔装置30在空中静止比规定期间T2长的期间时，将开始该静止的时刻(停止移动的时刻)判断为署名的结束时刻。
这种场合，笔装置30静止后经过规定期间T2以上时，座标计算单元22最好用铃声等向使用者通知该经过。另外，最好用声音输出“署名数据取得结束”等信息。还有，最好使指定的灯亮灯。通过这些，使用者可以知道期间T2经过、署名动作的结束被检测到了。
另外，关于笔装置30是否为停止状态，最好判断为笔装置30座标的变化在规定值以下时为停止状态。人在空中使笔装置30停止的场合，一般认为多少有点晃动。因此，严密应用“静止”，即使座标稍有变化也判断为“移动”，不妥当。
因此，准备一个极小的值，移动小于该值时，最好判断为“静止”。另外，这里所谓移动一般意指图像各帧间笔座标的变化。
实施方式A-3(笔装置30的变形例)在实施方式A-1，使用者用有发光单元32的笔装置30在空中进行署名动作。在图3中，该笔装置30与通常的笔有同样形状那样书写，但如果有发光单元32，怎样的形状都可以。
另外，在实施方式A-1中，笔装置30的构成为有发光单元32，但如果在图像上能与周围识别，可以不设置发光单元32。例如，将周围不存在的色彩或极稀奇的图样等涂于笔装置30，在图像数据上也能识别笔尖。这种情况，不一定需要发光单元32。
另外，不使用发光单元32时，用发光单元32的亮灯状态/熄灯状态来表现署名的开始和结束是困难的，因此，如在上述实施方式A-2说明过的，构成最好是通过使笔装置30停止一定期间来表示署名的开始和结束。另外，使用者最好用设于其它个人认证装置10的开关单元等指示署名的开始和结束。
进一步，最好不使用笔装置30进行署名动作。例如如果采用高精度的图像认识技术也能够在图像上识别使用者的手指等。这种场合，使用者手上有涂染指甲或戒指等图像上容易识别的颜色或形状时，最好通过图像识别来认识这些涂染指甲的颜色或戒指的形状等，检测这些移动的座标数据，求署名数据。
实施方式A-4(手写数据输入装置)在上述实施方式A-1～A-3，对使用手写数据输入单元12的个人认证装置及方法进行了说明，手写数据输入单元12与现有电子图形输入板相同也能够输入署名数据以外的各种手写数据。因而，最好使用手写数据输入单元12作为手写数据输入装置，代替现有的电子图形输入板，构成输入图形或图画的装置。
实施方式A-5(平板的导向)在上述实施方式A-1～A-4，对在空中书写手写数据、署名数据的情况进行了说明，如果存在平板状的导向，使用者会更容易书写手写数据。
这样的例子示于图5。在该图中，玻璃平板50为透明板，使用者在该玻璃平板50的一个面上书写手写数据。这时，由于存在玻璃平板50，使用者能够支持笔装置30，因此，有容易书写手写数据的效果。
另外，摄像单元20如图5所示，从玻璃平板50的背面侧拍摄。因为使用了透明的玻璃平板50，这样的拍摄是可能的。这里，所谓背面是指使用者书写手写数据的面的反面。
还有，所用为玻璃平板50，但只要是透明的平板，其它材质当然也可以。
实施方式A-6(手指或手指上附带的标识)在上述实施方式A-1～A-5，使用了笔装置30，但最好只使用“手指”。如果在图像数据中能够认识该手指，根据与上述原理相同的原理，可以得到手写数据作为座标的时序数据。
另外，手指上最好附带标识，该标识在图像中容易识别。因此，通过求标识的座标，有实质上容易求手指的座标效果。
另外，所谓标识，其概念不但是有醒目颜色的各种涂料，荧光涂料，夜光涂料等，而且一般包含象反射带那样反射光、有醒目作用的单元。这些标识在图像中容易与周围区别，因此，容易求其座标。
实施方式A-7(开始时刻与结束时刻)对得到手写数据作为座标的时序数据的方法进行了叙述，但该手写数据开始时刻与结束时刻的判断除用笔装置30的亮灯状态、熄灯状态来判断的方法以外，还有种种方法。
例如，用使用者的声音或笔开关的声音进行判断也是理想的。另外，最好在笔装置30设置发出指定声音的结构，通过使用者操作它，用该指定的声音明确指示手写数据的开始、结束。
这样，用声音判断开始时刻和结束进点的场合，构成最好是向座标计算单元22供给这样的声音数据，座标计算单元22基于该声音数据，判断开始时刻和结束时刻。因为开始时刻或结束时刻需要由座标计算单元22知道。
实施方式A-8(手写数据的显示)以上对手写数据的输入进行了说明。但使用者如能确认自己输入的手写数据是方便的。图6所示为表示设置了显示输入的手写数据的显示单元60的构成的说明图。该显示单元60有接收座标的时序数据、显示其各座标的功能。该显示单元60例如可由微机等来实现。显示的单元可以采用液晶显示画面，也可以采用CRT。
还有，在进行该显示时，用线段按照时序顺序连结各座标，如果也显示各线段，以稀疏时间间隔取得了座标的场合，也会得到平滑的显示。另外，最好不只是线段，而用样条等的曲线表示插入的图形。
另外，一般希望显示与手写动作同时进行即所谓实时进行，但也可以在手写动作完后显示整体。一般认为，在手写动作正在进行时看手的动作、近似于写东西的人的本来动作、边写边看显示画面是困难的。因此，很多使用者在署名动作结束后想看显示画面。
这样，通过显示手写数据，使用者可以知道自己输入的手写数据，以图提高方便性。
实施方式A-9(调制光的利用)设于笔装置30的发光单元32与周围相比图像上辉度提高，因此，图像上容易与周围区别认识笔装置30。
进一步，最好将发光单元32的光变为调制光。
例如，使发光单元32的光按100Hz左右的频率闪烁。而且，如果从活动图像数据中只过滤取出按100Hz闪烁的光，就能够明确认识发光单元32的位置。这样，在周围辉度高的场合(白天室外等)输入手写数据或署名数据时，使发光单元32按规定周期闪烁会特别发挥效果。还要考虑到周围辉度高的场合，使发光单元32的光的辉度比周围高是困难的，因此，单靠发光单元32发光来识别笔装置30比较困难。另一方面，自然界中按100Hz左右反复闪烁的光源几乎不存在，因此，如果采用调制光，能够容易识别笔装置30。
只取出调制光(例如按100Hz闪烁)的过滤方法可以利用各种方法。例如，按100Hz的频率反复闪烁，简言之，5m秒期间亮灯，接着5m秒期间熄灯，反复进行。从而，如果从亮灯的5m秒期间的活动图像数据减去熄灯的5m秒的活动图像数据，那么，闪烁状态转换的发光单元32的辉度的绝对值约增大1倍，但辉度几乎不变的周围大致为同一值之间相减。从而，周围图像数据的值趋近0，另一方面发光单元32部位的数据值的绝对值约增加1倍。因而，施行这样的处理后，如果取出图像中绝对值大的区域，则容易取出发光单元32的区域。
在本实施方式A-9，该过滤动作由座标计算单元22执行。因为被取出的发光单元32的上述区域座标的算出由座标计算单元22执行。
这样，如果根据本实施方式A-9，使发光单元32发出的光变成了调制光，因此，即使在周围辉度高的场合，在图像上也能够区别发光单元32。其结果，即使在明亮的场所，也能把握笔装置30的位置，因此，使用者在白天的室外等也能够输入手写数据或署名数据。
下面根据
第2组本发明最佳实施方式。
实施方式B-1图7所示为本发明最佳实施方式的个人认证装置110的构成框图。如该图所示，个人认证装置110包括手写数据输入单元112，输入使用者的手写数据的署名数据；署名对照单元114，将该手写数据与事先记录的署名数据比较对照，判断该使用者是否是本人。
手写数据输入单元112包括第1摄像单元120a、第2摄像单元120b和座标计算单元122。
第1摄像单元120a拍摄使用者在空中(以下也称为“3元空间上”)移动的笔装置130的图像、输出活动图像的第1图像数据。
第2摄像单元120b从与第1摄像单元120a不同方向拍摄使用者在空中移动的笔装置130的图像、输出活动图像的第2图像数据。
座标计算单元122基于该图像数据算出笔装置130座标的时序数据。
在本实施方式B-1，该座标为3元空间上的3元座标。该3元座标的时序数据立体表示使用者用笔装置130在空中(即3元空间上)书写的手写数据。
在本实施方式B-1，这样，能够作为3元的座标数据，输入使用者的手写数据。
而且，使用者在空中书写署名时，该手写数据可利用作为成为个人认证对象的署名数据。特别是，这种场合，署名数据为3元的时序数据，因此，与2元的数据相比，能够实现更高精度的个人认证。
署名对照单元114包括比较对照单元140和记忆单元142。
比较对照单元140将上述座标计算单元122输出的手写数据(署名数据)与事先存入记忆单元142的参照数据比较对照。而且，比较对照的结果，两者近似到可以判断为是来自同一人的署名数据的程度时，输出“是本人”的认证结果。这里，所谓参照数据为本人事先登记的本人的署名数据。
下面，根据图8的流程图说明个人认证装置110的详细个人认证动作即个人认证方法的动作。
首先，在步骤S8-1中，使用者在空中移动笔装置130，进行署名。该笔装置130的说明图示于图9。如该图所示，笔装置130的笔尖设有发光单元132。发光单元132备有LED(发光二极管)或灯管，能够发光。
另外，笔装置130备有按钮开关134。使用者通过用手指操作该按钮开关134，可以使发光单元132亮灯或熄灯。
使用者首先用该按钮开关134使发光单元132亮灯。以此，表示署名动作的开始。在发光单元132亮灯的状态下，使用者进行署名动作，在署名动作结束的时刻，操作按扭开关134，使发光单元132熄灯。根据该熄灯，可以表示署名动作结束。
在本实施方式B-1，利用备有发光单元132的笔装置130的理由有2点，(1)如上所述，为明确表示署名动作的开始和结束；(2)为容易检测笔装置130(特别是其笔尖)的座标。这些待后再说明。接着，在步骤S8-2，第1摄像单元120a拍摄笔装置130，输出其图像数据(第1图像数据)。摄像单元120为摄像机，输出的第1图像数据为1秒钟120帧左右的活动图像数据(以下也称为第1活动图像数据)。这样，在步骤S8-3，执行活动图像数据的取得。
在本实施方式B-1，不只使用第1摄像单元120a、也使用第2摄像单元120b进行手写数据的取得。即第2摄像单元120b从与第1摄像单元120a不同方向拍摄笔装置130、输出其图像数据(第2图像数据)。该第2图像数据也是1秒钟120帧左右的活动图像数据(以下也称为第2活动图像数据)。这样，在步骤S8-3，执行从2种不同方向拍摄的活动图像数据的取得。
另外，若干个人认证精度降低，但也可以利用1秒钟输出15～30帧左右的活动图像数据的一般摄像机。
在步骤S8-3，座标计算单元122基于上述图像数据(第1活动图像数据和第2活动图像数据)求笔装置130的3元空间上的座标即3元座标。另外，依次算出该3元座标、求时序数据即署名数据。
这时，座标计算单元122求图像数据中辉度大的部分的座标。详细说，取出辉度在规定阈值α以上部分的区域，求该部分区域的辉度的重心位置，将该重心位置视为笔尖，求该笔尖的座标。另外，求位置在笔装置130的哪一部分都可以。但是，用笔写在纸上的古典署名用笔的“尖”进行，因此，一般认为人的感觉上喜欢求该部位的座标。
这样，在本实施方式B-1，由于使用有发光单元132的笔装置130，容易从图像数据求笔装置130的位置。
如果使用从不同方向拍摄的第1活动图像数据和第2活动图像数据，能够立体求笔装置130的位置。即能够求笔装置130的3元座标。
表示求3元座标原理的说明图示于图10。
在该图中，用P1表示与拍摄第1活动图像数据的方向垂直的面；用P2表示与拍摄第2活动图像数据的方向垂直的面。对应各自的平面分别设定视点V1、视点V2。从各视点V1、V2将视线延长到得到的图像上笔装置的位置。算出这些视线交叉处的座标，以此作为笔装置130的座标。
拍摄的图像数据因为是活动图像数据，所以图像上笔装置130的位置时刻在变化。如果追随该变化依次求笔装置130的座标，则得到笔装置130座标的时序数据。
这样，可以得到使用者的署名数据作为3元的时序数据。
进一步，座标计算单元122象下面那样判断时序数据的署名数据的开始时刻和结束时刻。
首先，将图像数据中辉度在规定阈值α以上部分出现的时刻判断为是使用者开始署名的时刻，将从该时刻的时序数据作为署名数据对待。
然后，在图像数据中，将在规定阈值α以上辉度部分消失的时刻判断为是使用者结束署名的时刻，将该时刻以前的时序数据作为署名数据对待。
座标计算单元122进行了这样的动作，因此，基于在步骤S8-1说明过的使用者的署明动作，可以容易判断署名数据的开始和结束。即当使用者操作按钮开关134、使笔装置130的发光单元132亮灯，则座标计算单元122将其检测，判断为署名动作开始了。接着，当使用者操作按钮开关134、使笔装置130的发光单元132熄灯，则座标计算单元122将其检测，判断为署名动作结束了。
在步骤S8-4，比较对照单元140将上述求得的署名数据与参照数据进行比较对照。比较对照的结果，近似到认为两者都是由来于同一人的数据的程度时，输出“是本人”的认证结果。反之不近似时，输出“非本人”的认证结果。参照数据为本人事先登记于记忆单元142的署名数据。但该参照数据也是本人事先在空中进行的署名的署名数据。
使用者在空中书写署名时的座标的时序数据为空中3元座标的时序数据。因此，与包含在检测以往笔压的电子图形输入板取得的笔压的署名数据同样是3元数据。因此，用于署名对照的场合，认为可以实现与以往相同的精度。
这样，如果根据本实施方式B-1，可以基于使用者在空中书写的署名数据，进行个人认证。
另外，座标计算单元122或比较对照单元140最好由计算机即由软件和执行该软件的信息处理器构成。需要特别迅速的认证动作时，最好由专用LSI等硬件构成。另外，座标计算单元122最好用所谓的图像跟踪装置构成。
另外，记忆单元142可以由硬磁盘或软磁盘等磁记忆单元构成，也可以由CDROM或M0等光盘构成。还有，记忆单元142可以利用闪存器等半导体记忆单元。
实施方式B-2(开始和结束判断的变形例)在实施方式B-1，座标计算单元122用笔装置130的亮灯、熄灯状态来判断署名动作的开始时刻和结束时刻。
但是，也可以用其它方法判断开始时刻和结束时刻。
例如，使用者使笔装置130在空中静止比规定期间T1长的期间，然后，开始移动笔装置130时，将该开始移动的时刻判断为署名的开始时刻。
这种场合，笔装置130静止后，经过规定期间T1以上的场合，座标计算单元122最好用铃声等向使用者通知T1以上时间经过、变成了可输入署名的状态的意思。而且，最好用声音输出“请开始署名”等信息。而且还可以使指定的灯亮灯。由此，使用者可以知道期间T1经过、可以开始署名动作了。
另外，署名动作结束时，当使用者使笔装置130在空中静止比规定期间T2长的期间时，将其开始静止的时刻(停止移动的时刻)判断为署名的结束时刻。
这种场合，笔装置130静止后，经过规定期间T2以上的场合，座标计算单元122最好用铃声等向使用者通知其经过。而且，最好用声音输出“署名数据获取结束”等信息。而且还可以使指定的灯亮灯。由此，使用者可以知道期间T2经过、探测出署名动作结束了。
另外，关于笔装置130是否是停止状态，最好在笔装置130的座标变化为规定值以下时判断为是停止状态。人使笔装置130在空中停止时，一般认为会多少发生晃动。因此，若严密应用“静止”、则即使座标稍有变化也会判断为“移动”，不妥当。
因此，最好准备一个极小的值，在移动小于该值的场合，判断为“静止”。另外，这里所谓移动一般意味图像各帧间笔座标的变化。
实施方式B-3(笔装置130的变形例)在实施方式B-1，使用者使用有发光单元132的笔装置130在空中进行署名动作。在图9中，该笔装置130与通常的笔有同样形状那样描绘，但如果有发光单元132，不管怎样的形状都可以。
而且，在实施方式B-1，笔装置130的构成有发光单元132，但如果在图像上与周围能够识别，也可以不备有发光单元132。例如，如果将周围不存在的色彩或极稀奇的图样等涂于笔装置130，也能够在图像数据上识别笔尖。这种场合，不一定需要发光单元132。
还有，在不使用发光单元132的场合，用发光单元132的亮灯状态/熄灯状态来表现署名的开始和结束是困难的，因此，象在上述实施方式B-2说明过的那样，构成最好通过使笔装置130在空中停止一定期间来表示署名的开始和结束。另外，使用者用设于其它个人认证装置110的开关单元等来指示署名的开始和结束也是理想的。
进一步，最好，最好不用笔装置130进行署名动作。例如，如果采用高精度的图像认识技术，也能够在图像上识别使用者的手指等。这种场合，使用者手上有涂染指甲或戒指等图像上容易识别的颜色或形状时，最好通过图像识别来认识这些涂染指甲的颜色或戒指的形状等，检测这些移动的座标数据，求署名数据。
实施方式B-4(手写数据输入装置)在上述实施方式B-1～B-3，对使用手写数据输入单元112的个人认证装置及方法进行了说明，但手写数据输入单元112与现有的电子图形输入板一样，也能够输入署名数据以外的各种手写数据。因此，最好是使用手写数据输入单元112作为手写数据输入装置，代替现有的电子图形输入板，构成输入图形或图画的装置。
实施方式B-5(手指或手指上附带的标识)在上述实施方式B-1～B-4，使用了笔装置130，但最好只使用“手指”。如果在图像数据中能够认识该手指，那么根据与上述原理同样的原理，能够得到手写数据作为座标的时序数据。
另外，手指最好附带标识。该标识在图像中容易识别。因此，通过求标识的座标，实质上有容易求手指的座标的效果。
还有，所谓标识不只是醒目颜色的各种涂料、荧光涂料、夜光涂料等，概念上一般还包含象反射带那样反射光、有醒目作用的单元。这些标识在图像中容易与周围区别，因此能够容易地求其座标。
实施方式B-6(开始时刻和结束时刻)对取得手写数据作为座标的时序数据的方法进行了叙述，但该手写数据的开始时刻和结束时刻的判断除用笔装置130的亮灯状态、熄灯状态来判断的方法外还有种种方法。
例如，最好用使用者的声音或笔开关的声音来判断。另外，在笔装置130设置发出指定声音的结构，通过使用者操作它，用该指定声音明确指示手写数据的开始、结束也是理想的。
这样，用声音判断开始时刻和结束时刻时，最好向座标计算单元122供给这样的声音数据，座标计算单元122根据该声音数据来判断开始时刻和结束时刻。
实施方式B-7(手写数据的显示)前面对手写数据的输入进行了说明，但使用者如果能确认自己输入的手写数据就方便了。图11为表示设置了显示输入的手写数据的显示单元160的构成的说明图。该显示单元160接收座标的时序数据、有显示该各座标的功能。
该显示更准确地说是将3元座标投影于2元平面的投影图(2元显示)。另外，在该显示中，最好能按照使用者的选择移动视点或者旋转对象物等。
该显示单元160例如能够用微机等来实现。显示的单元可以采用液晶显示画面，也可以采用CRT。
而且，在进行该显示时，用线段按照时序顺序连结各座标，如果也显示该线段，那么在以稀疏时间间隔取得座标的场合，也能得到平滑的显示。还有，不只是用线段，用样条等曲线表示插入的图形也是理想的。
而且，一般，显示最好与手写动作同时进行即所谓实时进行，但也可以在手写动作完后显示整体。
这样，通过显示手写数据，使用者能够知道自己输入的手写数据，提高了方便性。
实施方式B-8(调制光的利用)设于笔装置130的发光单元132与周围相比，图像上辉度变高。因此，图像上容易与周围区别认识笔装置130。
进一步，最好使发光单元132的光变为调制光。
例如，使发光单元132的光按100Hz的频率闪烁。而且，如果从活动图像数据中只过滤取出按100Hz闪烁的光，则能够明确认识发光单元132的位置。这样，使发光单元132按规定周期闪烁，在周围辉度特别高的场合(白天室外等)，输入手写数据或署名数据时会发挥效果。周围辉度高的场合，使发光单元132的光的辉度变得比周围高是困难的，因此，一般还认为仅发光单元132发光不易识别笔装置130。另一方面，自然界中按100Hz反复闪烁的光源几乎不存在，因此，如果采用调制光能够容易识别笔装置130。
只取出调制光(例如按100Hz闪烁)的过滤方法可以利用多种方法。例如，按100Hz频率反复闪烁简言之是5m秒期间亮灯，接着5m秒期间熄灯反复进行。因此，如果从亮灯的5m秒期间的活动图像数据减去熄灯的5m秒的活动图像数据，则闪烁状态转换的发光单元132的辉度的绝对值约增大1倍，但辉度几乎不变化的周围大致为同一值之间相减。因此，周围图像数据的值趋近0，另一方面，发光单元132部位的数据值的绝对值大致增加1倍。因而，施行这样的处理后，如果取出图像中绝对值大的区域，就能容易地取出发光单元132的区域。
在本实施方式B-8，该过滤动作由座标计算单元122执行。因为取出的发光单元132的上述区域座标的算出由座标计算单元122执行。
这样，如果根据本实施方式B-8，使发光单元132发出的光变成了调制光，因此，即使在周围辉度高的场合，在图像上也能够区别发光单元132。其结果，即使在明亮的场所，也能把握笔装置130的位置，因此，使用者在白天的室外等也能够输入手写数据或署名数据。
如上所述，如果根据第1组的本发明，能够输入使用者在空中书写的手写数据，因此，与使用需要一定大小面积的电子图形输入板的场合相比，能够使装置小型化。其结果，也能够使便携电话等小型电子设置具备手写数据输入功能。
而且，如果在笔装置设置发光单元，则容易检测笔尖的座标、提高手写数据的输入精度。
而且，如果使用这样的手写数据输入装置，输入用于个人认证的署名数据，能够在小型电子设备上执行个人认证。
而且，因为用发光单元的亮灯/熄灯状态表示署名数据的开始时刻和结束时刻，因此，容易判断署名数据取得的开始/结束。
进一步，如果检测笔装置停止一定期间以上的状态，判断手写数据输入的开始和结束，没有必要使笔装置备有发光单元。特别是，这种场合，如果在弄清楚了开始或结束的时刻用声音等通知使用者，使用者能够容易知道开始时刻/结束时刻。
而且，如果利用上述手写数据输入装置/方法，构成个人认证装置/方法，能够构成得到同样效果的个人认证装置/方法。
进一步，如果沿指定平板书写手写数据那样构成，可以顺利执行手写的动作。
另外，本发明构成是用使用者的声音或笔开关的声音指示手写数据的开始时刻/结束时刻，因此，使用者能够明确表示开始时刻/结束时刻，能够顺利地进行手写数据的输入或署名动作。
而且，设置了显示输入的手写数据的单元，使用者能够确认自己书写的手写数据，因此，能够放心地进行手写数据的输入。
进一步，本发明的构成是不使用笔装置而用使用者的手指书写手写数据，因此，无须准备笔装置。特别是如果使手指附带标识，通过求该标识的座标，能够容易求手指的座标。
而且，在本发明中，利用了调制光，所以，可容易识别笔装置发出的光。其结果，即使在周围明亮的场合，也能够进行手写数据或署名数据的输入。
如上所述，如果根据第2组的本发明，能够输入使用者在空中书写的手写数据作为3元座标的时序数据。
特别是在本发明中，用空中的3元座标表示手写数据，因此，可以提够署名对照的精度。
而且，笔装置如果设置发光单元，容易检测笔装置的座标、提高手写数据的输入精度。
而且，如果使用这种手写数据输入装置、输入用于个人认证的署名数据，能够在小型电子设备上执行个人认证。
而且，因为用发光单元的点灯/熄灯状态表示署名数据的开始时刻和结束时刻，因此容易判断署名数据取得的开始/结束。
进一步，如果检测笔装置停止一定期间以上的状态、判断手写数据输入的开始和结束，没有必要使笔装置备有发光单元。尤其这种场合，如果在弄清楚了开始或结束的时刻用声音等通知使用者，使用者能够容易知道开始时刻/结束时刻。
而且，如果利用上述手写数据输入装置/方法构成个人认证装置/方法，能够构成得到同样效果的个人认证装置/方法。
而且，本发明构成是用使用者的声音或笔开关的声音指示手写数据的开始时刻/结束时刻，因此，使用者能够明确表示开始时刻/结束时刻，能够顺利进行手写数据的输入或署名动作。
而且，因为设有显示输入的手写数据的单元，因此，使用者能够确认自己书写的手写数据，可以放心地进行手写数据的输入。
进一步，本发明构成为不使用笔装置而用使用者的手指书写手写数据，因此，无须准备笔装置。尤其，手指如果附带标识，通过求该标识的座标，能够容易求手指的座标。
而且，在本发明中，利用了调制光，因此，能够容易识别笔装置发出的光。其结果，即使在周围明亮的场所，也能够进行手写数据或署名数据的输入。
权利要求
1.一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的装置中，包含摄像单元，其取得由上述使用者移动的笔装置的活动图像数据；座标计算单元，其基于上述摄像单元所取得的笔装置的活动图像数据，求出上述笔尖的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
2.权利要求1记载的手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置有发光单元，上述座标计算单元计算上述发光单元在上述画面上的座标。
3.权利要求2记载的手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置是一种能转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，上述座标计算单元计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止的上述发光单元在上述画面上的座标。
4.权利要求1记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元计算从上述笔装置在上述画面上由比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻、到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在上述画面上的座标。
5.权利要求4记载的手写数据输入装置，其特征在于当上述笔装置座标的变化小于规定值时，上述座标计算单元判断为上述笔装置处于停止状态。
6.权利要求4记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入开始；当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入结束。
7.权利要求6记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
8.权利要求1记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元根据来自外部的声音认识手写数据计算的开始时刻及结束时刻。
9.权利要求8记载的手写数据输入装置，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于笔装置的笔开关的声音。
10.权利要求1记载的手写数据输入装置，其特征在于包含显示单元，其显示上述座标的时序数据。
11.一种个人认证装置，其特征在于在备有权利要求1至10任一项记载的手写数据输入装置中，包含记忆单元，其事先记忆有合法的本人署名数据既参照数据；比较对照单元，其将上述参照数据与上述手写数据输入装置作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时，输出表明是本人的认证结果。
12.一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的方法中，包含取得步骤，其取得由上述使用者移动的笔装置的活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述取得的笔装置的活动图像数据，求出上述笔尖的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
13.权利要求12记载的手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置有发光单元，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元在上述画面上的座标。
14.权利要求13记载的手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置是能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止的上述发光单元在上述画面上的座标。
15.权利要求12记载的手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，计算从上述笔装置在上述画面上由比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻、到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在上述画面上的座标。
16.权利要求15记载的手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当上述笔装置座标的变化小于规定值时，判断为上述笔装置处于停止状态。
17.权利要求15记载的手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入开始，当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入结束。
18.权利要求17记载的手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤，通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
19.权利要求12记载的手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤根据来自外部的声音认识手写数据计算的开始时刻和结束时刻。
20.权利要求19记载的手写数据输入方法，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于笔装置的笔开关的声音。
21.一种包含权利要求12至20任一项记载的手写数据输入方法的个人认证方法，其特征在于包含比较对照步骤，其事先对合法的本人署名数据既参照数据与使用上述手写数据输入方法作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断为两者都是由同一人署名时，输出表明是本人的认证结果。
22.一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者沿规定的平板面移动笔装置在与上述平板面平行的空中平面上书写的手写数据的装置中，包含摄像单元，其取得由上述使用者移动的笔装置的活动图像数据；座标计算单元，其基于上述摄像单元所取得的笔装置的活动图像数据，求出上述笔尖的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
23.一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的装置中，包含摄像单元，其取得上述使用者移动的手指的活动图像数据；座标计算单元，其基于上述摄像单元所取得的上述手指的活动图像数据，求出上述手指的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
24.权利要求23记载的手写数据输入装置，其特征在于上述手指附带标识，上述座标计算单元求出上述手指标识座标的时序数据。
25.一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的方法中，包含取得步骤，其取得上述使用者移动的手指的活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述取得的上述手指的活动图像数据，求出上述手指的上述活动图像数据在画面上座标的时序数据。
26.权利要求25记载的手写数据输入方法，其特征在于上述手指附带标识，上述座标计算单元求出上述手指标识座标的时序数据。
27.权利要求2记载的手写数据输入装置，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算单元从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
28.权利要求13记载的手写数据输入方法，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算步骤从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
29.一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的装置中，包含第1摄像单元，其取得由上述使用者移动的笔装置的第1活动图像数据；第2摄像单元，其从与上述第1摄像单元不同方向取得上述笔装置的第2活动图像数据；座标计算单元，其基于上述第1活动图像数据和第2活动图像数据，求上述笔装置的3元空间上的3元座标，求该座标的时序数据。
30.权利要求29记载的手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置有发光单元，上述座标计算单元计算上述发光单元在上述画面上的座标。
31.权利要求30记载的手写数据输入装置，其特征在于上述笔装置是能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，上述座标计算单元计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止的上述发光单元在上述画面上的座标。
32.权利要求29记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元计算从上述笔装置在上述画面上从比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻上述笔装置在上述画面上的座标。
33.权利要求32记载的手写数据输入装置，其特征在于当上述笔装置座标的变化小于规定值时，上述座标计算单元判断为上述笔装置处于停止状态。
34.权利要求32记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入开始；当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入结束。
35.权利要求34记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元，通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
36.权利要求29记载的手写数据输入装置，其特征在于上述座标计算单元根据来自外部的声音认识手写数据的开始时刻和结束时刻。
37.权利要求29记载的手写数据输入装置，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于上述笔装置的笔开关的声音。
38.权利要求29记载的手写数据输入装置，其特征在于包含显示单元，其显示上述算用的时序数据。
39.一种个人认证装置，其特征在于在备有权利要求29至38任一项记载的手写数据输入装置中，包含记忆单元，其事先记忆有合法的本人署名数据既参照数据；比较对照单元，其将上述参照数据与上述手写数据输入装置作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时，输出表明是本人的认证结果。
40.一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动笔装置来空中书写的手写数据的方法中，包含第1取得步骤，其从第1方向拍摄由上述使用者移动的笔装置，取得第1活动图像数据；第2取得步骤，其从与第1方向不同的第2方向拍摄由上述使用者移动的笔装置，取得第2活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述取得的笔装置的第1活动图像数据和第2活动图像数据，求上述笔装置的3元座标，再求该座标的时序数据。
41.权利要求40记载的手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置有发光单元，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元在上述画面上的座标。
42.权利要求41记载的手写数据输入方法，其特征在于上述笔装置是能够转换上述发光单元亮灯状态和熄灯状态的笔装置，在上述座标计算步骤中，计算上述发光单元从变为亮灯状态后到熄灯状态为止的上述发光单元在上述画面上的座标。
43.权利要求40记载的手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，计算从上述笔装置在上述画面上从比规定的第1期间长的停止状态开始移动时的移动开始时刻到其后停止达到比规定的第2期间长的停止状态时的移动的移动停止时刻为止的上述笔装置在上述画面上的座标。
44.权利要求43记载的手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当上述笔装置座标的变化小于规定值时，判断为上述笔装置处于停止状态。
45.权利要求43记载的手写数据输入方法，其特征在于在上述座标计算步骤中，当判断为上述笔装置处于比上述第1期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入开始，当判断为上述笔装置处于比上述第2期间长的停止状态时，通知上述使用者手写数据输入结束。
46.权利要求45记载的手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤，通过声音通知手写数据输入的开始，并且，通过声音通知手写数据输入的结束。
47.权利要求40记载的手写数据输入方法，其特征在于上述座标计算步骤根据来自外部的声音来认识手写数据的开始时刻及结束时刻。
48.权利要求40记载的手写数据输入方法，其特征在于上述声音为上述使用者的声音或设于上述笔装置的笔开关的声音。
49.一种个人认证方法，包含权利要求40至48任一项记载的手写数据输入方法的个人认证方法，其特征在于包含比较对照步骤，其事先对合法的本人署名数据既参照数据与用上述手写数据输入方法作为手写数据所输入的上述使用者的署名数据进行比较对照，当判断两者是基于同一人的署名时，输出表明是本人的认证结果。
50.一种手写数据输入装置，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的装置中，包含第1摄像单元，其取得上述使用者移动的手指的第1活动图像数据；第2摄像单元，其从与上述第1摄像单元不同的方向取得上述手指的第2活动图像数据；座标计算单元，其基于上述第1活动图像数据和上述第2活动图像数据，求上述手指的3元空间上的3元座标，求该座标的时序数据。
51.权利要求50记载的手写数据输入装置，其特征在于上述手指附带标识，上述座标计算单元求出上述手指标识座标的时序数据。
52.一种手写数据输入方法，其特征在于在用于取得使用者通过在空中移动手指来空中书写的手写数据的方法中，包含第1取得步骤，其取得上述使用者移动的手指的第1活动图像数据；第2取得步骤，其从与上述第1取得步骤不同的方向取得上述手指的第2活动图像数据；座标计算步骤，其基于上述第1活动图像数据和上述第2活动图像数据，求上述手指的3元空间上的3元座标，求该座标的时序数据。
53.权利要求52记载的手写数据输入方法，其特征在于上述手指附带标识，上述座标计算步骤求出上述手指标识座标的时序数据。
54.权利要求30记载的手写数据输入装置，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算单元从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
55.权利要求41记载的手写数据输入方法，其特征在于上述发光单元发出调制光，上述座标计算步骤从上述活动图像数据中计算上述调制光部分的座标。
全文摘要
提供不使用电子图形输入板输入署名等手写数据的装置及方法。在步骤S2－1，使用者在空中移动笔装置30进行署名。在步骤S2－2，摄像单元20拍摄笔装置30，输出其图像数据。在步骤S2－3，坐标计算单元22基于上述图像数据(活动图像数据)，在画面上求笔单元30笔尖的坐标，求出署名数据。在步骤S2－4，比较对照单元40将上述求得的署名数据与参照数据进行比较对照，当两者近似时，输出“是本人”的认证结果。这样，能够基于使用者在空中书写的署名数据来进行个人认证。
文档编号G06F3/0354GK1425150SQ01808321
公开日2003年6月18日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年12月27日
发明者片桐雅二, 杉村利明, 中野博隆, 稻叶洋, 赤坂勉, 茶位利昭, 安田利弘 申请人:株式会社Ntt都科摩, 松下通信工业株式会社, 日本鉴名照会股份公司