(57)【要約】      （修正有）【課題】画像照合センサーチップの節電、小型化、コスト削減。【解決手段】本発明の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、長方形アレイセンサーは、その上を滑り通過する指を感知し指紋断片アナログ信号を取得、それはゲイン調節可能増幅器によって増幅信号に変換される。アナログ／デジタル変換器は、順序に基づいて増幅信号をデジタル指紋断片信号に変換する。画像照合モジュールは、受信、並びに順序に基づいて任意の相隣する二つのデジタル指紋断片信号を連続処理、一つ一つ入力／出力インターフェースによって連続して相互重合しない複数の指紋断片画像を出力する。制御ロジックは、前述する全ての機能区域作動及び接続を制御する。末端システムは、前記指紋断片画像を受信、並びに積み木方式によって前記指紋断片画像の辺に別の辺を併せて一枚の完全指紋画像を合成する。【選択図】図６
2006260564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に、長方形アレイセンサー、ゲイン調節可能増幅器、アナログ／デジタル変換器、画像照合モジュール、入力／出力インターフェース、制御ロジックから構成されて、末端システムに電気接続する、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、
滑り方向に沿ってその上を滑り、通過する一物体の複数の指紋断片画像を実際にセンサーして、複数の断片アナログ信号を取得する長方形アレイセンサーと、
前記断片アナログ信号を増幅後、複数の増幅信号を出力するゲイン調節可能増幅器と、  順序に基づいて前記増幅信号を受信、並びに複数のデジタル断片信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記デジタル断片信号を受信且つ照合、一つ一つが相互重合しない複数の断片画像を生成する画像照合モジュールと、
末端システムに電気接続し、順序に基づいて、断片画像をその末端システムに出力する入力／出力インターフェースと、
前記長方形アレイセンサーを制御し、アナログ／デジタル変換器、画像照合モジュール及び入力／出力インターフェースの作動をコントロールする制御ロジックを含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項２】
請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記断片画像の滑り方向のドット数が、長方形アレイセンサーの滑り方向のセンサーユニット数よりも小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項３】
請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記断片画像は、少なくとも順序に基づいて第一断片画像、第二断片画像、及び第三断片画像を含み、その第一断片画像及び第二断片画像の任意一つのデータ量は、第三断片画像のデータ量より小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項４】
請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、メモリ、画像照合ユニット、メモリ制御ユニットにより構成される画像照合モジュールは、
デジタル断片信号の相隣する二つを一回で臨時保存できるメモリと、
メモリ内のデジタル断片信号の相隣する二つを照合、保存して、断片画像を生成する画像照合ユニットと、
メモリと画像照合ユニットの作動を制御するメモリ制御ユニットを含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項５】
請求項４記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記メモリの容量は、実質的には、デジタル断片信号データ量の2倍であることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項６】
請求項４記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記画像照合モジュールは、更に一つのナビゲーターユニットを含め、断片画像及びデジタル断片信号に基づき、デジタル断片信号に相隣する二つの一相対運動関係を算出、これにより、入力／出力インターフェースからナビゲーター信号を出力して末端システムの指標システム作動を制御することを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項７】
請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記デジタル断片信号は、少なくとも順序に基づいて第一断片画像信号及び第二断片画像信号を含み、断片画像は、少なくとも順序に基づき第一断片画像を含み、その第一断片画像は、第一断片画像信号から第一断片画像信号と第一断片画像信号の重合信号を除去して取得されることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ。
【請求項８】
長方形アレイセンサーによって実質上、滑り方向に沿って滑り動く一物体の複数断片画像を感知し、複数の断片アナログ信号を取得、その後、断片アナログ信号を増幅し、且つ複数の増幅信号を出力、続いて、順序に従い増幅信号を複数のデジタル断片信号に変換した後、デジタル断片信号を照合、並びに、一つ一つ相互重合しない複数の断片画像を生成するという以上のステップを含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法。
【請求項９】
請求項８記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記断片画像の滑り方向のドット数が、長方形アレイセンサーの滑り方向のセンサーユニットの数よりも小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法。
【請求項１０】
請求項９記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記断片画像は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像、第二断片画像及び第三断片画像を含み、その第一断片画像及び第二断片画像の任意一つのデータ量は、第三断片画像のデータ量より小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法。
【請求項１１】
請求項８記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記デジタル断片信号は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像信号、第二断片画像信号及び第三断片画像信号を含み、その断片画像は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像、第二断片画像及び第三断片画像を含み、並びに、デジタル断片信号照合のステップには、次の小ステップが含まれ、それは、第一断片画像信号を受信且つ保存、第二断片画像信号を受信且つ保存、第一断片画像信号と第二断片画像信号を照合して第一重合信号を取得、第一断片画像信号から第一重合信号を除去して第一断片画像を取得及び出力することを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記デジタル断片信号照合のステップにおいて、第二断片画像出力の小ステップ後に、以下の小ステップも含まれ、それは、第一断片画像信号の削除、第三断片画像信号を受信且つ保存、第二断片画像信号と第三断片画像信号を照合して第二重合信号を取得、第二断片画像信号から第二重合信号を除去して第二断片画像取得且つ出力することを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法。
【請求項１３】
請求項８記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記断片画像及びデジタル断片信号に基づいて、デジタル断片信号に相隣する二つの一相対運動関係を算出、ナビゲーター信号出力により末端システム指標システムの作動を制御することもステップに含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ及びその処理方法を提案するもので、特に、バッファメモリー(buffer memory) 及び画像照合の指紋認証アルゴリズム(algorithm) を内蔵し、連続処理した指紋断片画像を臨時保存、且つ連続する指紋断片画像を出力し、更に辺と辺を組み合わせて完全な指紋画像とする、スライド式指紋センサーチップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の指紋読み取り方法は、インクをつけた指を紙上に押し付け、更に光学スキャナによってその紙をスキャンし、指紋をパソコンに入力した後、データ庫内の指紋図形と照合するやり方である。しかしながら、前述方法の最大欠点は、即急処理ができない点にある故、益々増加する認証需要を満足することはできない。例えば、インターネット認証、電子商取引、携帯用電子商品の秘密保護、ＩＣカード個人身分認証、保全システム等。
【０００３】
指紋の即時読み取り方法は、バイオメトリクス市場内の重要技術である。従来品においては、光学式指紋センサーによって指紋を即時に読み取ることができるが、体積が非常に大きいという欠点がある為、シリコン半導体チップを利用した指紋センサーが需要に応じるべく登場し、前述光学式センサーの欠点を克服した。例えば、祥群科技股▲ふん▼有限公司の商品型番LTT-C500蓄電式指紋センサーはこの長所を持つ。
【０００４】
しかしながら、指サイズに制限を受け、従来のチップ式指紋センサーの感知面積は、少なくとも9ｍｍ＊9ｍｍより大きく、また、シリコン集積回路製造に制限を受け、一枚6インチのウェハ(wafer) 中ではたったの50〜70個の有効チップが取れるだけで、更に封装テストコストを加えると、単一指紋センサーの売価は、少なくとも10米ドル以上となり、これはノートブック、携帯電話、個人デジタル、パソコン周辺機器、更には指紋センサーを組み合わせた個人身分識別カード等の各種消費性電子商品への応用が制限される結果となる。
【０００５】
前述コスト問題を克服する為、従来品の二次元チップ式指紋センサーの長さを縮小することにより、有効チップ数を増加、チップ単価コストを下げた。その原理は、指がチップ表面を滑り通過することにより指全体をスキャン、更に読み込まれた各指紋断片画像を、参考パターンとして関連性保存する。後続の使用にもまた同様に、指をチップ表面に滑らせて、指紋パターンを取得、指紋パターンと参考パターンの比較を通してユーザーの身分を確認する。
【０００６】
Mainguet  等の特許文献１、及び  Kramerの特許文献２において、前記のスライド式指紋センサー及びマルチ映像一貫接続方法をそれぞれ公開、これは図１から図５に示すとおりである。図１に、従来のスライド式指紋センサーを応用した指紋画像読み取り構造表示図を示す。その内、センサー110は、一つのアレイエレメント(Array Element) であり、その横軸方向サイズは、指120とほぼ同等の幅、また、縦軸方向（指の滑り方向）サイズは、横軸方向サイズよりかなり小さく、指120とセンサー110には相対運動速度Ｖがあり、即ち、指120は速度Ｖでセンサー110表面を滑り通過する故、センサー110は連続的に指紋断片画像を読み取る（図２に示したのは、読み取られた連続する指紋断片画像121a-121sである）。これらの連続する指紋断片画像121a-121sは、マイクロ処理器130に出力され、毎回出力されるデータ量は、図３に示すとおりであり、且つ、一つのラム(RAM)140内に臨時保存される。その後、マイクロ処理器130は、これらの連続する指紋断片画像121a-121sを取り出し、ロム(ROM)150内に保存するアルゴリズム(algorithm) によって、指紋画像合成作業を行う。まず、画像121a と121bを画像121abに合成し、その後、更に121cと121abを121abcに合成、これは図４に示すとおりである。これを繰り返し、複数の指紋断片画像121a-121sを完全指紋画像122に合成したものは、図５に示す完全指紋画像122である。
【０００７】
この方法の長所は、かなり大きな指紋画像の読み取り可能という点にあり、大きな面積を持つセンサー不要で、コスト上かなり有利であるばかりでなく、認識照合の精度もまた、大面積の指紋センサーと同様に優れ、例えば、他人受入率(FAA: false acceptance rate) 及び本人拒否率(FRR: false rejection rate) も低い。
【０００８】
しかしながら、この種のセンサー110の構造及び方法設計には、多少欠点が残る。まず、かなり短い時間（＜1秒）内に非常に多くの指紋断片画像を読み取らなくてはならず、通常は百枚、もしくは更に多くの指紋断片画像が必要になる。例を挙げて説明すると、（もし指の滑り動く速度が10cm/secを必要とするなら、）指紋センサーの規格が8*280（これはAtmel社のフィンガーチップ（Atmel Fingerchip）の規格、500dpi）の場合、ラム(RAM)140は少なくとも、約600キロバイトの容量が必要になる。（加えて後続する画像合成処理には更に多くのバッファメモリ(buffer memory) が必要。よって、システム設計上のコスト高を招く。特許文献１は、第一と第二指紋画像を合成した第一合成画像と第三指紋画像を合成して第二合成画像を作り、続いて、更に第二合成画像と第四指紋画像を合成して第三合成画像を作る。この状況において、合成画像の占めるメモリは徐々に増加、並びに、バッファメモリ(buffer memory) もまた十分な大きさが必要で、こうしてこそ指紋画像合成が可能となる。
【０００９】
また、全ての指紋照合行為を、チップ表面を指が通過して1秒以内に完成させる（一般の許容時間は2秒以内）為に、センサー110のチップと末端システムのマイクロ処理器130間には、比較的大きな周波数のコミュニケーションインターフェース、例えば、ダイレクトメモリアクセス(DMA:Direct Memory Access) のパラレルポート(Parallel port) もしくはユーエスビー(USB)2.0 のシリアルポート(Serial port) のようなインターフェースが必要となり、よく見られるＩ2ＣもしくはRS232インターフェースを利用しての伝送が不可能、ユーザーの設計上の枠が制限されてしまう。マイクロ処理器はスピードを必要とする為、例えばディーエスピー(DSP: Digital Signal Processor) 等処理器を利用することになる。
【００１０】
Ericsonは、特許文献３において、バッファメモリー(buffer memory) を内蔵する指紋センサーチップ設計を公開、その最大長所は、末端システムマイクロ処理器の映像伝送時、ゆとりがあり、前述末端システムのラム(RAM)140必要容量の問題、及び高周波数のインターフェースによって非常に短い時間内（＜1秒）に映像データを伝送しなければならないという問題はやはり解決されずに残されており、この特許申請案において、後続する画像処理方法をいかに解決するかという点には触れていない。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第6,289,114号明細書
【特許文献２】米国特許第6,317,508号明細書
【特許文献３】米国特許第2003/0021495号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、一つの目的である、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ及びその処理方法を提案、映像センサーチップから相互重合しない複数の断片画像を出力することにより、映像センサーチップが出力を必要とするデータ量を大幅に減少させることができ、チップと末端システムのデータ伝送周波数を大幅に減少、並びに映像センサーチップ及び末端システムが必要とするメモリ空間を減少させることができる。
【００１３】
本発明は、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップを提案し、これにより末端システムに電気接続する。スライド式映像センサーチップは、長方形アレイセンサー、ゲイン調節可能増幅器、アナログ/デジタル変換器、画像照合モジュール、入力／出力インターフェース及び制御ロジックにより構成される。長方形アレイセンサーは、滑り方向に沿ってその上を滑り通過する指の複数指紋断片画像を実際にセンサーして、複数の指紋断片アナログ信号を取得する。ゲイン調節可能増幅器は、これら指紋断片アナログ信号を増幅後、複数の増幅信号を出力する。アナログ／デジタル変換器は、順序に基づいて、これら増幅信号を受信、且つ複数のデジタル指紋断片信号に変換、これらデジタル指紋断片信号は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像信号、第二断片画像信号及び第三断片画像信号を含む。画像照合モジュールは、これらのデジタル指紋断片信号を受信且つ照合、一つ一つが相互重合しない複数の断片画像を生成する。これら断片画像は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像、第二断片画像及び第三断片画像を含む。入力／出力インターフェースは、末端システムに電気接続し、これにより順序に基づいて、これら断片画像を末端システムに出力する。制御ロジックは長方形アレイセンサー、アナログ／デジタル変換器、画像照合モジュール及び入力／出力インターフェースの作動を制御する。
【００１４】
本発明は、また、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法を提案、これは、以下のステップを含む。長方形アレイセンサーは、滑り方向に沿ってその上を滑り通過する指の複数指紋断片画像を実際にセンサーして、複数の指紋断片アナログ信号を取得する。これら指紋断片アナログ信号を増幅後、複数の増幅信号を出力する。順序に基づいて、これら増幅信号を複数のデジタル指紋断片信号に変換、これらデジタル指紋断片信号は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像信号、第二断片画像信号及び第三断片画像信号を含む。また、これらデジタル指紋断片信号を照合、並びに、一つ一つが相互重合しない複数の断片画像を生成、これら断片画像は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像、第二断片画像及び第三断片画像を含む。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、主に、長方形アレイセンサー、ゲイン調節可能増幅器、アナログ／デジタル変換器、画像照合モジュール、入力／出力インターフェース、制御ロジックから構成されて、末端システムに電気接続する、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、
滑り方向に沿ってその上を滑り、通過する一物体の複数の指紋断片画像を実際にセンサーして、複数の断片アナログ信号を取得する長方形アレイセンサーと、
前記断片アナログ信号を増幅後、複数の増幅信号を出力するゲイン調節可能増幅器と、  順序に基づいて前記増幅信号を受信、並びに複数のデジタル断片信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記デジタル断片信号を受信且つ照合、一つ一つが相互重合しない複数の断片画像を生成する画像照合モジュールと、
末端システムに電気接続し、順序に基づいて、断片画像をその末端システムに出力する入力／出力インターフェースと、
前記長方形アレイセンサーを制御し、アナログ／デジタル変換器、画像照合モジュール及び入力／出力インターフェースの作動をコントロールする制御ロジックを含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
請求項２の発明は、請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記断片画像の滑り方向のドット数が、長方形アレイセンサーの滑り方向のセンサーユニット数よりも小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
請求項３の発明は、請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記断片画像は、少なくとも順序に基づいて第一断片画像、第二断片画像、及び第三断片画像を含み、その第一断片画像及び第二断片画像の任意一つのデータ量は、第三断片画像のデータ量より小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
請求項４の発明は、請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、メモリ、画像照合ユニット、メモリ制御ユニットにより構成される画像照合モジュールは、
デジタル断片信号の相隣する二つを一回で臨時保存できるメモリと、
メモリ内のデジタル断片信号の相隣する二つを照合、保存して、断片画像を生成する画像照合ユニットと、
メモリと画像照合ユニットの作動を制御するメモリ制御ユニットを含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
請求項５の発明は、請求項４記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記メモリの容量は、実質的には、デジタル断片信号データ量の2倍であることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
請求項６の発明は、請求項４記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記画像照合モジュールは、更に一つのナビゲーターユニットを含め、断片画像及びデジタル断片信号に基づき、デジタル断片信号に相隣する二つの一相対運動関係を算出、これにより、入力／出力インターフェースからナビゲーター信号を出力して末端システムの指標システム作動を制御することを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
請求項７の発明は、請求項１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップにおいて、前記デジタル断片信号は、少なくとも順序に基づいて第一断片画像信号及び第二断片画像信号を含み、断片画像は、少なくとも順序に基づき第一断片画像を含み、その第一断片画像は、第一断片画像信号から第一断片画像信号と第一断片画像信号の重合信号を除去して取得されることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップとしている。
【００１６】
請求項８の発明は、長方形アレイセンサーによって実質上、滑り方向に沿って滑り動く一物体の複数断片画像を感知し、複数の断片アナログ信号を取得、その後、断片アナログ信号を増幅し、且つ複数の増幅信号を出力、続いて、順序に従い増幅信号を複数のデジタル断片信号に変換した後、デジタル断片信号を照合、並びに、一つ一つ相互重合しない複数の断片画像を生成するという以上のステップを含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法としている。
請求項９の発明は、請求項８記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記断片画像の滑り方向のドット数が、長方形アレイセンサーの滑り方向のセンサーユニットの数よりも小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記断片画像は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像、第二断片画像及び第三断片画像を含み、その第一断片画像及び第二断片画像の任意一つのデータ量は、第三断片画像のデータ量より小さいか等しくなることを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法としている。
請求項１１の発明は、請求項８記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記デジタル断片信号は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像信号、第二断片画像信号及び第三断片画像信号を含み、その断片画像は、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像、第二断片画像及び第三断片画像を含み、並びに、デジタル断片信号照合のステップには、次の小ステップが含まれ、それは、第一断片画像信号を受信且つ保存、第二断片画像信号を受信且つ保存、第一断片画像信号と第二断片画像信号を照合して第一重合信号を取得、第一断片画像信号から第一重合信号を除去して第一断片画像を取得及び出力することを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法としている。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記デジタル断片信号照合のステップにおいて、第二断片画像出力の小ステップ後に、以下の小ステップも含まれ、それは、第一断片画像信号の削除、第三断片画像信号を受信且つ保存、第二断片画像信号と第三断片画像信号を照合して第二重合信号を取得、第二断片画像信号から第二重合信号を除去して第二断片画像取得且つ出力することを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法としている。
請求項１３の発明は、請求項８記載の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法において、前記断片画像及びデジタル断片信号に基づいて、デジタル断片信号に相隣する二つの一相対運動関係を算出、ナビゲーター信号出力により末端システム指標システムの作動を制御することもステップに含むことを特徴とする画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップの処理方法としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ及びその処理方法は、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップが照合を行う場合、簡単なアルゴリズム(algorithm) でよく、複雑な処理回路は不要、よって、節電及び製品小型化の効果を持つ。この他、メモリ31の最小容量は、各デジタル指紋断片信号DFSのデータ量の2倍とすることができ、よって、センサーチップのコスト削減及び消費電力低下が可能である。また、毎回伝送されるデータ量は、デジタル指紋断片信号DFSのデータ量を超えることはなく、二者間は、相互重合せず、よって、本発明のセンサーチップと末端システム間の周波数は、大きすぎる必要がなく、末端システムの必要空間もまた大幅に縮小できることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図６に、本発明第1実施例に関する画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップのフローチャートを示す。図７に、本発明の映像センサーチップを応用した映像読み取りの一表示図を示す。図８に、図７の第一断片画像信号と第二断片画像信号を画像照合した表示図を示す。図９に、図７の第二断片画像信号と第三断片画像信号を画像照合した表示図を示す。
【００１９】
図６から図９に示すとおり、本実施例のスライド式映像センサーチップ10は、例えばパソコン、携帯電話、個人デジタル等のような末端システム40に電気接続する。スライド式映像センサーチップ10は、長方形アレイセンサー11、ゲイン調節可能増幅器11A、アナログ／デジタル(A/D)変換器12、画像照合モジュール13、入力／出力(I/O)インターフェース14及び制御ロジック15により構成される。
【００２０】
長方形アレイセンサー11は、基板上に位置し、本実施例において、その基板はシリコン材質であり、センサーの原理は、蓄電式、圧力式もしくは温度差式が可能である。
【００２１】
その内、本発明の実施例において、センサーが採用する原理は、蓄電式であり、センサーレイ規格は、横方向が168個、縦方向が8つのセンサー原画素であり、各センサー原画素は、センサー電極及びその下方基板中に位置するセンサー回路を含み、各画素のサイズは、50μm＊50μmで、解析度は508DPIである。
【００２２】
スライド式映像センサーチップ10は、滑り方向に沿って長方形アレイセンサー11上を滑り通過する指（物体）の複数の指紋断片画像を実際に感知して、複数の指紋断片アナログ信号AFSを取得する。ゲイン調節可能増幅器11Aは、指紋断片アナログ信号AFSを適度に増幅後、増幅信号AFSAを出力する。アナログ／デジタル変換器12は、順序に基づいて、これら増幅信号AFSAを受信、並びに複数のデジタル指紋断片信号DFSに変換する。これらデジタル指紋断片信号DFSは、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像信号DFS1、第二断片画像信号DFS2及び第三断片画像信号DFS3を含み、図７に示すとおりである。断片画像信号DFSは、全ての断片画像に対応して、その面積大小は、センサーの面積大小と同等とする。画像照合モジュール13は、これらのデジタル指紋断片信号DFSを受信且つ照合、一つ一つが相互重合しない複数の断片画像RFSを生成する。断片画像RFSは、局部断片画像とも呼ばれ、その面積大小は、センサー面積より小さい。これら断片画像RFSは、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像RFS1、第二断片画像RFS2及び第三断片画像RFS3を含む。第一断片画像RFS1から第三断片画像RFS3は、通常異なる長さであるが、特殊状況の下、同等長さとすることも可能である。入力／出力インターフェース14は、末端システム40に電気接続し、これにより順序に基づいて、断片画像RFSを末端システム40に出力する。複数の断片画像RFSは相互重合しない故、各断片画像RFSの滑り方向ドット数が長方形アレイセンサー11の滑り方向のセンサーユニット数よりも小さいか等しくなる。
【００２３】
第三断片画像RFS3が最後の出力信号である場合、複数の断片画像RFSは相互重合しない故、第一断片画像RFS1及び第二断片画像RFS2の任意一つのデータ量は、第三断片画像RFS3のデータ量より小さいか等しくなる。
【００２４】
制御ロジック15は長方形アレイセンサー11、ゲイン調節可能増幅器11A、アナログ／デジタル変換器12、画像照合モジュール13及び入力／出力インターフェース14の作動を制御する。画像照合モジュール13は、第一断片画像信号DFS1と第二断片画像信号DFS2を受信した後、まず画像照合を行って出力する。この時、第一断片画像RFS1は、第一断片画像信号DFS1から第二断片画像信号DFS2との重合部分を除去した部分非重合画像となる。チップ面積の縮小とコスト削減、及び本発明のチップ装置の電力消費低下の為、本発明の、集積回路である画像照合モジュールが採用するアルゴリズム(algorithm) は、相当簡単でなければならず、マイクロ処理器130もしくはその他浮動小数点演算によるDSP等構造を必要とせず、一般のデジタルロジック回路によって処理できてこそ、小面積、素早い速度、節電という要求に叶うものとなる。本発明実施例において採用する画像照合ロジックは、連続する二つの画像間の強度分布を照合、数学上では減法演算だけを必要とし、これにより、簡単便利にデジタルロジック回路を使って完成できる。また、もう一つの実施例においては、取得画像時間の長短を判断して、隣接する二枚の画像の重合区域を決定する。
【００２５】
画像照合機能達成の為、画像照合モジュール13は、メモリ31、画像照合ユニット32及びメモリ制御ユニット33を含む。メモリ31によって、これらデジタル指紋断片信号DFSの、図８の第一断片画像信号DFS1と第二断片画像信号DFS2、もしくは図９の第二断片画像信号DFS2と第三断片画像信号DFS3のような相隣する二つを一回で臨時保存できる。画像照合ユニット32は、メモリ31内に保存されているデジタル指紋断片信号DFSの相隣する二つを照合、前述説明の数学ロジックにより、断片画像RFSが生成される。メモリ制御ユニット33は、メモリ31を制御、並びに画像照合ユニット32とのコミュニケート作業を行う。
【００２６】
本発明の前記映像センサーチップが提案する処理方法は、以下のステップを含む。
まず、指を滑り動かす時の複数指紋断片画像をセンサーし、複数の指紋断片アナログ信号AFSを取得する。その後、指紋断片アナログ信号AFSを適度に増幅後、増幅信号AFSAを出力する。続いて、順序に基づいて、これら増幅信号AFSAを複数のデジタル指紋断片信号DFSに変換、これらデジタル指紋断片信号DFSは、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像信号DFS1、第二断片画像信号DFS2及び第三断片画像信号DFS3を含む。次に、相隣する任意二枚の断片画像信号DFSを連続照合、並びに、相互重合しない複数の断片画像RFSを連続生成、これら断片画像RFSは、少なくとも順序に基づいて、第一断片画像RFS1、第二断片画像RFS2及び第三断片画像RFS3を含む。これらの連続的で相互重合しない断片画像RFSは、メモリ制御ユニット33を通して緩衝区31Cで管理臨時保存され、制御ロジック15によってコントロールされて入力／出力インターフェース14から末端システム40に出力され、また、積み木方式でこれらの指紋断片画像は辺を併せて完全な指紋画像に合成される。
【００２７】
前記デジタル指紋断片信号DFS照合方法に関する詳細ステップは次に説明するとおりである。まず、図８と図６に示すとおり、メモリ31の緩衝区31A、31Bは、第一断片画像信号DFS1及び第二断片画像信号DFS2をそれぞれ受信、保存する。その後、画像照合ユニット32は、第一断片画像信号DFS1と第二断片画像信号DFS2を照合して第一重合信号OS1を取得する。次に、第一断片画像信号DFS1から第一重合信号OS1を除去し第一断片画像RFS1を取得且つ出力する。よって、第一断片画像RFS1は、第一断片画像信号DFS1から第一断片画像信号DFS1と第二断片画像信号DFS2の第一重合信号OS1を除去したものである。その後、制御ロジック15は、第一断片画像RFS1を入力／出力インターフェース14から末端システム40に出力する。
【００２８】
続いて、図９と図６に示すとおり、メモリ31内に保存した第一断片画像信号DFS1を削除する。その後、メモリ31の空の緩衝区（例えば31A）から第三断片画像信号DFS3を受信且つ保存する。次に、第二断片画像信号DFS2と第三断片画像信号DFS3を照合、第二重合信号OS2を取得した後、第二断片画像信号DFS2から第二重合信号OS2を除去し第二断片画像RFS2を取得且つ出力する。最後に、第三断片画像信号DFS3に補足と除去を行い、第三断片画像RFS3を生成且つ出力する。注意すべき点は、前記実施例は、三つの断片画像信号及び三つの断片画像によって説明したが、本発明の範囲はこれに制限されず、二つまたは三つ以上の断片画像信号及び断片画像にも適用する。相関処理ステップは皆、類似する為、ここでは説明を省く。
【００２９】
照合過程において、第一断片画像信号DFS1と第二断片画像信号DFS2及び第二断片画像信号DFS2と第三断片画像信号DFS3を加えて得た第三断片画像信号DFS3は、第一断片画像信号DFS1に対して右方向に偏移する故、第二断片画像RFS2は、左区域55を含むが右区域56を含まず、また、第三断片画像RFS3は左区域57を含むが右区域58を含まない。
【００３０】
有効的な管理及びメモリ31の必要容量を低下させる為に、一貫作業は、メモリ31への書き込み、画像照合ユニット処理及び断片画像の出力速度は、指の滑り速度を上回らなくてはならず、本実施例内では、少なくとも1msより小さくなくてはならない。
【００３１】
よって、メモリ31は、二つの断片信号を保存すればよく、メモリ31の最小容量は、実質上、各デジタル指紋断片信号DFSデータ量の2倍である。
【００３２】
前述したとおり、本発明のチップ装置は、画像照合ユニット及びメモリ制御方式により、指紋断片画像を連続的に出力することができる。指をその上に置いて移動させた時、これらの連続する断片画像出力フォーム（長さ変更及び変更する速さ、もしくは左区域57及び右区域58の幅変更及び変更する速さ）を判断して、X-Y軸の移動情報を提供、これは、指をデジタル板上で移動するのと同様である。
【００３３】
図１０に、本発明の第2実施例に関する画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップのフローチャートを示す。図１０のとおり、本実施例は、第1実施例に類似する。異なる箇所は、画像照合モジュール13が更に一つのナビゲーターユニット34を含める点で、その作動は、制御ロジック15により制御される。ナビゲーターユニット34は、断片画像RFS及びデジタル指紋断片信号DFSに基づき、デジタル指紋断片信号DFSの相隣する二つの一相対運動関係を算出する。これにより、入力／出力インターフェース14からナビゲーター信号NSを出力して末端システム40の指標システム（例えばマウスのカーソルシステム）の作動を制御する。
【００３４】
注意すべき箇所は、本実施例のスライド式映像センサーチップは、ナビゲーター信号NS出力機能のみの提供が可能である点であり、前述の断片画像を出力しなくてもよい。
【００３５】
図１１に、本発明の第3実施例に関する画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップのフローチャートを示す。第3実施例は、第2実施例に類似し（同様箇所は説明を省く）、異なる箇所は、第3実施例が前述の断片画像を出力しない点にある。よって、長方形アレイセンサー11は、その上を任意方向に滑り通過する指の複数指紋断片画像を感知すると、複数の指紋断片アナログ信号AFSを取得する。ゲイン調節可能増幅器11Aとアナログ／デジタル変換器12の機能は、第2実施例と同様であり、ここでは説明を省く。画像照合モジュール13は、デジタル指紋断片信号DFSを受信且つ照合して、デジタル指紋断片信号DFSに相隣する二つの一相対運動関係を算出、入力／出力インターフェース14によってナビゲーター信号NSに出力、末端システム40の指標システムの作動を制御する。画像照合モジュール13はメモリ31、ナビゲーターユニット34及びメモリ制御ユニット33を含む。メモリ31は、デジタル指紋断片信号DFSに相隣する二つを一回で臨時保存する。ナビゲーターユニット34は、メモリ31内に保存されたデジタル指紋断片信号DFSに相隣する二つを照合、ナビゲーター信号NSを生成する。メモリ制御ユニット33はメモリ31及びナビゲーターユニット34の作動を制御する。
【００３６】
第3実施例に基づいて提案される画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップ及びその処理方法は、以下のステップを含む。まず、長方形アレイセンサー11によってその上を任意方向に滑り通過する指の複数指紋断片画像を感知し、複数の指紋断片アナログ信号AFSを取得する。その後、指紋断片アナログ信号AFSを増幅し、且つ複数の増幅信号AFSAを出力する。続いて、順序に従い増幅信号AFSAを複数のデジタル指紋断片信号DFSに変換した後、デジタル指紋断片信号DFSを照合、デジタル指紋断片信号DFSに相隣する二つの一相対運動関係を算出、ナビゲーター信号NSを出力して末端システム40の指標システム作動を制御する。
【００３７】
本発明の前述実施例により、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップが照合を行う場合、簡単なアルゴリズム(algorithm) でよく、複雑な処理回路は不要、よって、節電及び製品小型化の効果を持つ。この他、メモリ31の最小容量は、各デジタル指紋断片信号DFSのデータ量の2倍とすることができ、よって、センサーチップのコスト削減及び消費電力低下が可能である。また、毎回伝送されるデータ量は、デジタル指紋断片信号DFSのデータ量を超えることはなく、二者間は、相互重合せず、よって、本発明のセンサーチップと末端システム間の周波数は、大きすぎる必要がなく、末端システムの必要空間もまた大幅に縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来のスライド式指紋センサーを応用した指紋画像読み取りの構造表示図である。
【図２】従来の指紋断片画像を完全な指紋画像に合成した一例である。
【図３】従来の指紋断片画像を完全な指紋画像に合成した一例である。
【図４】従来の指紋断片画像を完全な指紋画像に合成した一例である。
【図５】従来の指紋断片画像を完全な指紋画像に合成した一例である。
【図６】本発明の第1実施例に関する、画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップのフローチャートである。
【図７】本発明の映像センサーチップを応用した映像読み取りの一表示図である。
【図８】本発明図７の第一断片画像信号と第二断片画像信号を画像照合した表示図である。
【図９】本発明図７の第二断片画像信号と第三断片画像信号を画像照合した表示図である。
【図１０】本発明の第2実施例に関する画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップのフローチャートである。
【図１１】本発明の第3実施例に関する画像照合機能搭載スライド式映像センサーチップのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
AFS   指紋断片アナログ信号
AFSA  増幅信号
DFS   デジタル指紋断片信号
DFS1  第一断片画像信号
DFS2  第二断片画像信号
DFS3  第三断片画像信号
NS    ナビゲーター信号
OS1   第一重合信号
OS2   第二重合信号
RFS   断片画像
RFS1  第一断片画像
RFS2  第二断片画像
RFS3  第三断片画像
V     相対運動速度
10    映像センサーチップ
11    長方形アレイセンサー
11A   ゲイン調節可能増幅器
12    アナログ／デジタル(A/D)変換器
13    画像照合モジュール
14    入力／出力(I/O)インターフェース
15    制御ロジック
31    メモリ
31A   緩衝区
31B   緩衝区
31C   緩衝区
32    画像照合モジュール
33    メモリ制御ユニット
34    ナビゲーターユニット
40    末端システム
55    左区域
56    右区域
57    左区域
58    右区域
110   センサー
120   指
121a-121s    指紋断片画像
122     完全指紋画像
130    マイクロ処理器
140    ラム(RAM)
150    ロム(ROM)
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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