(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
升目状に配置され利用者の指紋を検出する複数のセンサと、前記センサの検出出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部とを有する半導体からなる容量型センサチップと、
利用者の指紋画像データと、前記Ａ／Ｄ変換部に設定され前記指紋画像の輝度と分解能を変えるための利用者固有のパラメータとを利用者の個人情報として保管するとともに、前記容量型センサチップの指紋画像検出時の待ち時間を保管する保管部と、
前記容量型センサチップにより検出された指紋画像データと前記保管部の指紋画像データとを照合する指紋照合部と、
前記Ａ／Ｄ変換部に対して前記保管部のパラメータを設定する設定部と、
前記設定部による前記Ａ／Ｄ変換部へのパラメータの設定後、前記センサへの指の接触が検出されると、前記保管部の待ち時間経過後に前記容量型センサチップを起動し前記指紋画像データを検出させる制御部と
を備え、前記指紋照合部は、前記制御部の前記容量型センサチップの起動後にこの容量型センサチップにより検出された指紋画像データと前記保管部の指紋画像データとを照合して指紋認証を行うことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記個人情報を保管する前記保管部をＩＣカードに設けるとともに、前記ＩＣカードのデータを読み取るＩＣカードリーダを設け、前記ＩＣカードリーダに前記容量型センサチップ、前記指紋照合部、前記設定部、前記制御部及び検出部を設けることを特徴とする指紋照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め登録された指紋データと半導体容量型センサにより検出された指紋データとの照合を行う指紋照合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の指紋照合装置に用いられる半導体容量型センサは、人間の指紋の凹凸を容量差として検出し濃淡画像として生成するものである。
前記指紋照合装置は、指紋を用いて利用者の認証を行う場合、予め利用者の指紋データを登録する。そして、前記半導体容量型センサ上に利用者の指が押捺されると、この利用者の指紋の凹凸を前述のように容量型センサの容量差に基づく指紋画像として検出させるとともに、検出した指紋画像から指紋データを生成して、生成した指紋データと前記登録されている指紋データとを比較し、両者が一致すると利用者本人であると認識するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、人間の指先は乾燥肌や脂性肌等のように個人差がある。従来の指紋照合装置は、このような個人差を有する人間の指先の指紋画像を、半導体容量型センサが個人差に無関係に同一条件で検出しているため、照合に必要な的確な指紋画像が得られないという課題があった。
したがって、本発明は、乾燥肌や脂性肌等のように個人差を有する人間の指先の指紋画像を検出する場合に的確な検出を行うことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、升目状に配置され利用者の指紋を検出する複数のセンサと、前記センサの検出出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部とを有する半導体からなる容量型センサチップと、利用者の指紋画像データと、Ａ／Ｄ変換部に設定され前記指紋画像の輝度と分解能を変えるための利用者固有のパラメータとを利用者の個人情報として保管するとともに、容量型センサチップの指紋画像検出時の待ち時間を保管する保管部と、容量型センサチップにより検出された指紋画像データと保管部の指紋画像データとを照合する指紋照合部と、Ａ／Ｄ変換部に対して前記保管部のパラメータを設定する設定部と、設定部によるＡ／Ｄ変換部へのパラメータの設定後、センサへの指の接触が検出されると、保管部の待ち時間経過後に容量型センサチップを起動し指紋画像データを検出させる制御部とを設け、指紋照合部は、制御部の容量型センサチップの起動後にこの容量型センサチップにより検出された指紋画像データと保管部の指紋画像データとを照合して指紋認証を行うようにしたものである。
また、個人情報を保管する保管部をＩＣカードに設けるとともに、ＩＣカードのデータを読み取るＩＣカードリーダに、容量型センサチップ、指紋照合部、設定部，制御部及び検出部を設けたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る指紋照合装置の構成を示すブロック図である。本指紋照合装置は、図１に示すように、ＩＣカードリーダ１と、ＩＣカード２とからなる。ＩＣカードリーダ１は、利用者により押捺された指３の指紋を検出する半導体容量型センサチップ（以下、センサチップ）１１と、センサチップ１１により検出された指紋画像データを入力して所定の処理を行う制御部１２と、制御部１２により入力された指紋画像データを蓄積するメモリ１３と、各種の表示を行う表示部１４と、ＩＣカード２とのインタフェース１５とから構成される。
【０００６】
センサチップ１１は、センサ部１１Ａと、センサ部１１により検出された指紋画像をデジタル化して指紋画像データとして制御部１２へ出力するＡ／Ｄ変換部１１Ｂとからなる。また、制御部１２はタイマ１２Ａを内蔵する。
さらに、ＩＣカード２は、ＩＣカードリーダ１とのインタフェース２１と、利用者の指紋画像データを登録するメモリ２２とを有する。
【０００７】
ＩＣカードリーダ１を構成するセンサチップ１１のセンサ部１１Ａは、利用者の指３が押捺されると、接触した指３の皮膚の表面の凹凸（即ち、指紋）に応じた容量差を発生し電圧信号として出力するもので、センサ部１１Ａにより出力された電圧信号はＡ／Ｄ変換部１１Ｂにより前述したようにデジタル信号に変換され指紋画像データとして制御部１２に出力される。
【０００８】
図２及び図３は前述のセンサチップ１１内のセンサ部１１Ａの構成を示す図である。センサ部１１Ａは、図２に示すように升目状に配置された複数のセンサ４からなり、１つの単位センサであるセンサ４は図３に示すように容量素子である検出素子４１と、信号発生回路４２と、信号増幅回路４３と、出力回路４４とからなる。そして、指３が接触すると、各センサ４の検出素子４１においてはそれぞれ接触した指３の皮膚の表面の凹凸に応じた容量差が発生し、この容量差に応じた電圧信号が信号増幅回路４３により増幅されて出力回路４４からＡ／Ｄ変換部１１Ｂへ出力されるような構成となっている。
【０００９】
センサチップ１１を構成するＡ／Ｄ変換部１１Ｂは、センサ４の出力回路４４から出力されるアナログ電圧レベル（アナログ値）をデジタル値に変換するものであるが、設定されるパラメータ値に応じてアナログ値とデジタル値との対応関係が変化する。
Ａ／Ｄ変換部１１Ｂに設定されるパラメータは、図４に示すようなパラメータ値Ａ，Ｂが設定される。
【００１０】
いま、Ａ／Ｄ変換部１１Ｂに入力されたアナログ値が設定パラメータ値（Ａ＋Ｂ）未満のレベルであればＡ／Ｄ変換部１１Ｂから階調０の真っ黒の指紋画像が得られるものとする。また、Ａ／Ｄ変換部１１Ｂに入力されたアナログ値が設定パラメータ値（Ａ＋（２５５×Ｂ））以上であればＡ／Ｄ変換部１１Ｂから階調２５５の真っ白の指紋画像が得られるものとする。さらに、Ａ／Ｄ変換部１１Ｂに入力されたアナログ値がパラメータ値（Ａ＋ｎ×Ｂ）以上でかつパラメータ値（Ａ＋（ｎ＋１）Ｂ）未満のレベルであればＡ／Ｄ変換部１１Ｂから階調ｎの指紋画像が得られるものとする。
【００１１】
このように、パラメータ値Ａを大に設定するとＡ／Ｄ変換部１１Ｂから得られる指紋画像は黒くなり、パラメータ値Ａを小に設定するとＡ／Ｄ変換部１１Ｂから得られる指紋画像は白くなる。また、パラメータ値Ｂを大に設定するとＡ／Ｄ変換部１１Ｂから得られる指紋画像の分解能は粗くなり、パラメータ値Ｂを小に設定するとＡ／Ｄ変換部１１Ｂから得られる指紋画像の分解能は細かくなる。
このようにしてＡ／Ｄ変換部１１Ｂのパラメータ値を変えることによりＡ／Ｄ変換部１１Ｂから得られる指紋画像の輝度や分解能を変えることができる。したがって、乾燥肌や脂性肌等のように個人差を有する人間の指先の指紋画像を検出する場合に、こうした個人差に応じたパラメータ値をＡ／Ｄ変換部１１Ｂに設定することにより、Ａ／Ｄ変換部１１Ｂから前記のような個人差に影響されない的確な指紋画像を出力させることができる。
【００１２】
図５は本指紋照合装置の要部動作を示すフローチャートであり、センサチップ１１による指紋の読み取り動作を示すものである。
このフローチャートにしたがい本発明の要部動作を詳細に説明する。
ところで、ＩＣカード２のメモリ２２には、利用者固有の指紋画像データが登録されているとともに、前述したセンサチップ１１内のＡ／Ｄ変換部１１Ｂに設定されるこの利用者固有のパラメータ値Ａ，Ｂ、及びＡ／Ｄ変換部１１Ｂが変換動作を開始するまでの待ち時間が利用者の個人情報として登録保管されている。
【００１３】
こうしたＩＣカード２が利用者によりＩＣカードリーダ１に挿入されると、ＩＣカードリーダ１の制御部１２はまずステップＳ１において、ＩＣカード２のメモリ２２から利用者の指紋画像データ，パラメータ値及び待ち時間を読み取ってメモリ１３に記憶する。次に、制御部１２はステップＳ２でこのパラメータ値を図１に示す信号線ａを介してＡ／Ｄ変換部１１Ｂに設定するとともに、前記待ち時間をステップＳ３でタイマ１２Ａに設定する。
【００１４】
次に制御部１２は、ステップＳ４で利用者の指３がセンサチップ１１内のセンサ部１１Ａに押捺されたか否かを図１に示す信号線ｂを介して検出判断し、指３の押捺を検出すると、ステップＳ５でタイマ１２Ａを起動する。そして、ステップＳ６でタイマ１２Ａのタイムアップの有無を判断し、タイマ１２ＡがタイムアップするとステップＳ７でＡ／Ｄ変換部１１Ｂを図１に示す信号線ｃを介して起動する。
【００１５】
その後、制御部１１は、センサ部１１Ａにより検出されＡ／Ｄ変換部１１Ｂによりデジタル化された指紋画像データをステップＳ８で順次読み取ってメモリ１３に順次記憶し、全ての指紋画像データの読み取りが終了してステップＳ９の判定が「Ｙ」となると、センサチップ１１から読み取りメモリ１３に記憶した指紋画像データと、ＩＣカード２のメモリ２２から読み取りメモリ１３に記憶した指紋画像データとの照合処理をステップＳ１０で行う。
【００１６】
そして、前記照合処理の結果についての良否判断をステップＳ１１で行い、センサチップ１１から読み取った指紋画像データとＩＣカード２から読み取った指紋画像データが一致しステップＳ１１の判定が「Ｙ」となると、ステップＳ１２で表示部１４に「本人認証」旨の本人確認結果出力を行い表示する。
【００１７】
このように、乾燥肌や脂性肌等、個人差を有する人間の指先の指紋画像を検出する場合に、こうした個人差に応じたパラメータ値をＡ／Ｄ変換部１１Ｂに設定するように構成したことにより、前記のような個人差に影響されない、正確な指紋画像をＡ／Ｄ変換部１１Ｂから出力させることができる。
さらに、個人差を有する人間の指先の指紋画像を検出する際には、前記のような個人差に応じてセンサチップ１１の検出待ち時間を設定するようにしたことにより、前記のような個人差に影響されない、より正確な指紋画像を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、指紋を検出する半導体からなる容量型センサチップと、利用者の指紋画像データ及び容量型センサチップのパラメータを含む個人情報を保管する保管部と、容量型センサチップにより検出された指紋画像データと保管部の指紋データとを照合する指紋照合部と、容量型センサチップに対して保管部のパラメータを設定する設定部とを設け、設定部による容量型センサチップへのパラメータの設定後、この容量型センサチップを起動し指紋画像データを検出させるようにしたので、乾燥肌や脂性肌等、各個人毎に差がある人間の指先の指紋画像を検出する場合に、こうした個人差に応じたパラメータが容量型センサチップに設定されることから、容量型センサチップからは前記のような個人差に影響されない、的確な指紋画像を出力させることが可能になる。
また、保管部は、容量型センサチップの指紋画像検出時の待ち時間を個人情報として保管するとともに、容量型センサチップへの指の接触を検出する検出部を設け、検出部により指の接触が検出された後、保管部の待ち時間経過後に容量型センサチップを起動し指紋画像の検出を開始させるようにしたので、個人差を有する人間の指先の指紋画像を検出する際には前記のような個人差に応じて容量型センサチップの検出待ち時間が設定されることから、容量型センサチップからはこうした個人差に影響されない、より正確な指紋画像を出力させることが可能になる。
また、個人情報を保管する保管部をＩＣカードに設けるとともに、ＩＣカードのデータを読み取るＩＣカードリーダに、容量型センサチップ、指紋照合部、設定部，制御部及び検出部を設けるようにしたので、各利用者は自身の個人情報を的確に管理保管できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る指紋照合装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記指紋照合装置の半導体容量型センサチップ内の指紋センサ部の構成を示す図である。
【図３】前記半導体容量型センサチップ内の１つの検出単位の構成を示すブロック図である。
【図４】前記半導体容量型センサチップ内のＡ／Ｄ変換部に設定されるパラメータの状況を示す図である。
【図５】指紋照合装置の要部動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…ＩＣカードリーダ、２…ＩＣカード、３…指、４…センサ、１１…半導体容量型センサ、１１Ａ…センサ部、１１Ｂ…Ａ／Ｄ変換部、１２…制御部、１２Ａ…タイマ、１３，２２…メモリ、１４…表示部、１５，２１…インタフェース、４１…検出素子、４２…信号発生回路、４３…信号増幅回路、４４…出力回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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