(57)【要約】    【課題】  人問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を、比較的小さい検出面積で認識できるとともに、低コスト化と信頼性を確保できるようにする。    【解決手段】  予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶回路９に記憶しておき、表面形状検出回路７において、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データと、記憶回路９から読み出したテンプレートデータの一部分を示す照合データとを比較し、この比較結果に基づき制御回路８で被対象物の認証判定を行う。表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出し、検出された被対象物の位置に応じてテンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出す。【選択図】    図１１
2004355658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な凹凸を有する被対象物の照合対象表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合することにより、被対象物の認証を行う表面形状認識装置において、
被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データと所定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する表面形状検出回路と、
予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、
この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して前記表面形状検出回路へ出力し、前記表面形状検出回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路と、
前記表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、前記表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路とを備え、
前記表面形状検出回路は、
被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けられ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号として出力する複数のセンサ素子と、
これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得られた検出データとこれに対応する照合データとを比較し比較結果を出力する複数の信号処理回路とを有し、
前記制御回路は、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項２】
微細な凹凸を有する被対象物の照合対象表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合することにより、被対象物の認証を行う表面形状認識装置において、
被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、
この検出データと比較する照合データを保持する保持回路と、
前記表面形状検出回路からの検出データと前記保持回路の照合データとを比較する比較回路と、
予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、
この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して前記保持回路へ出力し、前記比較回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路と、
前記表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、前記表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路とを備え、
前記表面形状検出回路は、
被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けられ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号として出力する複数のセンサ素子と、
これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得られた検出データを出力する複数の信号処理回路とを有し、
前記制御回路は、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項３】
微細な凹凸を有する被対象物の照合対象表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合することにより、被対象物の認証を行う表面形状認識装置において、
被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、
予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、
この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出し、この照合データと前記表面形状検出回路からの検出データとを比較し、その比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路と、
前記表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、前記表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路とを備え、
前記表面形状検出回路は、
被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けられ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号として出力する複数のセンサ素子と、
これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得られた検出データを出力する複数の信号処理回路とを有し、
前記制御回路は、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記制御回路は、前記テンプレートデータのうち各位置からその一部分を照合データとして順次読み出し、これら照合データと前記検出データとの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項５】
請求項４記載の表面形状認識装置において、
前記記憶回路は、被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶し、
前記制御回路は、これらテンプレートデータと被対象物との認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
所定のタイミング信号を出力するタイミング発生回路をさらに備え、
前記制御回路は、このタイミング発生回路からのタイミング信号に応じて前記表面形状検出回路へ検出データの取得を指示し、得られた検出データの比較結果を用いて被対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記表面形状検出回路は、被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出して出力し、
前記制御回路は、これら複数の検出データごとにテンプレートデータとの照合判定を行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項８】
請求項７記載の表面形状認識装置において、
前記表面形状検出回路は、被対象物の異なる位置から検出データを個別に検出して出力することを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項９】
請求項８記載の表面形状認識方法において、
前記制御回路は、各検出データとテンプレートデータとの照合判定結果のうち、一致の数および不一致の数をそれぞれに対応する調整可能な設定値と比較した結果に基づき被対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１０】
請求項５記載の表面形状認識装置において、
前記記憶回路は、異なる被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶することを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１１】
請求項６記載の表面形状認識装置において、
前記タイミング発生回路は、被対象物が前記表面形状検出回路へ接触したことを検出し、その検出に応じてタイミング信号を出力する接触センサ回路からなることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１２】
請求項６記載の表面形状認識装置において、
前記タイミング発生回路は、所定期間ごとにタイミング信号を出力するタイマ回路からなることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１３】
請求項６記載の表面形状認識装置において、
前記タイミング発生回路は、被対象物が前記表面形状検出回路へ接触しながら移動した移動量を検出し、その移動量に応じてタイミング信号を出力する移動センサ回路からなることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１４】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記各回路は、同一半導体集積回路装置として１チップに形成されていることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１５】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記各回路は、複数のチップに分割されて形成され、各チップが同一基板上に実装されていることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１６】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記各回路のうち、少なくとも前記記憶回路が他の回路とは異なるチップに形成され、これら記憶回路のチップおよび他の回路のチップが同一基板上に実装されていることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１７】
請求項２記載の表面形状認識装置において、
前記保持回路として、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を用いることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１８】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記記憶回路として、不揮発性メモリを用いることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項１９】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
すべてのセンサ素子による全検出面積が、被対象物の全照合対象表面より小さいことを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の表面形状認識装置において、
前記各信号処理回路はそれぞれ対応するセンサ素子と近接配置され、すべての信号処理回路の占有面積がすべてのセンサ素子による全検出面積とほぼ等しいかそれ以下であることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項２１】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記テンプレートデータとして、被対象物の全照合対象表面以上の検出面積を有する大型センサで検出したデータを用いることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の表面形状認識装置において、
前記テンプレートデータとして、比較的接触面積の大きい光学式センサまたは半導体センサで検出したデータを用いることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項２３】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面形状認識装置において、
前記テンプレートデータとして、被対象物の全照合対象表面より小さい検出面積を有するセンサでその照合対象表面を分割して複数の分割データを検出し、これら分割データを合成して得られたデータを用いることを特徴とする表面形状認識装置。
【請求項２４】
微細な凹凸を有する被対象物の照合対象表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合することにより、被対象物の認証を行う表面形状認識方法において、
複数のセンサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電気的に検出するとともに、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して前記検出データと比較し、その比較結果に基づきテンプレートデータと被対象物との認証判定を行い、
前記表面形状検出手段に対する被対象物の位置を検出し、検出された被対象物の位置に応じてテンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すことを特徴とする表面形状認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸を有する表面形状を感知するセンサ及び照合し認識する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展と現代社会の環境において、セキュリティ技術への関心が高まっているおり、例えば、情報化社会では、電子現金化などのシステム構築のための本人認証技術が、重要な鍵となっている。
また、盗難やカードの不正使用の防御策のための認証技術についても研究開発が活発になっているのが実情である（例えば、非特許文献１など参照)。  このような認証方式としては、指紋や声紋など種々の方式があるが、中でも、指紋認証技術については、これまで多くの技術開発がなされている。
【０００３】
指紋の認証方式として、光学的な読みとり方式、人間の電気特性の利用、及び指紋の凹凸を検出し電気的信号に置き換える方式に大別される。
光学的に読みとる方式は、主に光の反射とＣＣＤを用い指紋データを取り込み照合を行う方式である（例えば、特許文献１など参照）。
指の指紋の圧力差を読みとるために圧電薄膜を利用した方式も開発されている（例えば、特許文献２など参照）。
また、同じように、皮膚の接触により生じる電気特性の変化を電気信号の分布に置き換えて指紋を検出する方式として、感圧シートを用い抵抗変化量もしくは容量変化量による認証方式が提案されている（例えば、特許文献３など参照）。
【０００４】
しかしながら、以上の技術において、まず、光を用いた方式は小型化、汎用化にむずかしく、用途が限定される。
次に、感圧シートなどを用いて指の凹凸を感知する方式は、材料が特殊であることや加工性のむずかしさから実用化が難しいことや信頼性に乏しいことが考えられる。
一方、ＬＳＩ製造技術を用いた容量型の指紋センサも提案されている(例えば、非特許文献２など参照)。
【０００５】
これは、ＬＳＩチップ上に２次元に配列された小さなセンサーが帰還静電容量方式を利用して皮膚の凹凸パターンを検出する方法である。
この容量型センサは、ＬＳＩ配線の最上層に２枚のプレートを形成し、その上にパシベーション膜を形成したものである。
皮膚の表面が第３のプレートとして機能し、空気からなる絶縁層で隔離され、その距離の違いでセンシングを行うことにより指紋を検出するものである。
この構造は、従来の光学式に比較し、特殊なインターフェイスが不要なことや小型化が可能なことが特徴である。
【特許文献１】特開昭６１−２２１８８３号公報
【特許文献２】特開平５−６１９６５号公報
【特許文献３】特開平７−１６８９３０号公報
【非特許文献１】清水良真他、個人認証付機能付きＩＣカードに関する一検討、信学技報、Technical report of IEICE,0FS92-32,p25-30(1992)
【非特許文献２】Marco Tartagni and Roberto Guerrieri,A390dpi Live Fingerprint Imager Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme,1997 IEEE International Solid-State Circuits Conference,p200-201(1997)
【非特許文献３】S.Shigematsu,H.Morimura,Y.Tanabe,andK.Machida,"A15x15mm2 single-chip fingerprint seneorandidentiffier using pixel-parallel processing,"1999 IEEE International Solid-State Circuits Conference,(1999)
【非特許文献４】Jeong-Woo Lee, Dong-Jin Min, Jiyoun Kim, and WonchanKim, "A 600-dpi Capacitive Fingerprint Sensor Chip and Image-Synthesis Technique," IEEE Journal of Solid-State Circuit, vol. 34, No. 4, pp. 469-475, April 1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のような認識装置では、センサ部分が占める表面積が大きくいくつかの課題がある。
第一は、システム構築において、ＬＳＩの開発の歩留まりを考えるとコストが高くなるという問題であり、第二は、接触面積が小さければ壊れる確率が低いこと、機械的ストレスに強いことを考慮すると、容積が大きいために信頼性の観点から壊れやすいという問題である。
すなわち、従来の認識装置では、図１７に示すように、センサ部分の表面積が大きいセンサ回路装置８１と照合処理回路装置８２とメモリ回路装置８３をマルチチップ実装して認証している。
【０００７】
この場合、例えば指紋の認証には、指との接触面積が大きいセンサを用いて認証処理を行うものとなっており、認証に用いる画像面積と接触面積が同一である。
したがって、センサ回路装置８１部分の面積が大きくなり、低コスト化の障害となっている。
もちろん、マルチチップ実装でなくワンチップ化したとしてもチップ面積が大きくなることは避けられず、ＬＳＩの歩留まりの観点からコスト大になるのは明らかであり、信頼性の観点からも問題であることは明らかである。
【０００８】
また、図１８に示すように、多数のセンサ素子９１に対向して多数のピクセル回路９２を設け、各ピクセル回路９２に、センサ素子９１を駆動するセンサ回路、照合データを記憶するメモリ回路および照合処理回路を搭載することにより、認証とセンサを一体化した方式も提案されている（例えば、非特許文献３など参照）。
【０００９】
この場合，ピクセル回路数は指の接触面積に対応した数だけ必要となり、その実装面積によりチップが大きくなるために、ＬＳＩの歩留まりという観点からすればコストを低下できないという問題点がある。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、人問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を、比較的小さい検出面積で認識できるとともに、低コスト化と信頼性を確保できる表面形状認識処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる他の表面形状認識装置は、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データと所定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する表面形状検出回路と、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して表面形状検出回路へ出力し、表面形状検出回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路と、表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路とを設け、表面形状検出回路については、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けられ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得られた検出データとこれに対応する照合データとを比較し比較結果を出力する複数の信号処理回路とから構成し、制御回路で、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すようにしたものである。
【００１１】
本発明にかかる他の表面形状認識装置は、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、この検出データと比較する照合データを保持する保持回路と、表面形状検出回路からの検出データと保持回路の照合データとを比較する比較回路と、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して保持回路へ出力し、比較回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路と、表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路とを設け、表面形状検出回路については、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けられ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得られた検出データを出力する複数の信号処理回路とから構成し、制御回路で、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すようにしたものである。
【００１２】
本発明にかかる他の表面形状認識装置は、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出し、この照合データと表面形状検出回路からの検出データとを比較し、その比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路と、表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路とを設け、表面形状検出回路については、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けられ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得られた検出データを出力する複数の信号処理回路とから構成し、制御回路で、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すようにしたものである。
【００１３】
上記構成例において、照合データについては、制御回路で、テンプレートデータのうち各位置からその一部分を照合データとして順次読み出し、これら照合データと検出データとの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。
さらに、記憶回路に被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶しておき、制御回路で、これらテンプレートデータと被対象物との認証判定を行うようにしてもよい。
照合データを取り込むタイミングについては、所定のタイミング信号を出力するタイミング発生回路を設け、制御回路で、このタイミング発生回路からのタイミング信号に応じて表面形状検出回路へ検出データの取得を指示し、得られた検出データの比較結果を用いて被対象物の認証判定を行うようにしたものである。
【００１４】
認証に用いる検出データについては、表面形状検出回路で、被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出して出力し、制御回路で、これら複数の検出データごとにテンプレートデータとの照合判定を行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。さらに、表面形状検出回路で、被対象物の異なる位置から検出データを個別に検出して出力するようにしてもよい。このとき、制御回路で、各検出データとテンプレートデータとの照合判定結果のうち、一致の数および不一致の数をそれぞれに対応する調整可能な設定値と比較した結果に基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。
【００１５】
テンプレートデータについては、記憶回路で、異なる被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶するようにしてもよい。
上記タイミング発生回路については、被対象物が表面形状検出回路へ接触したことを検出し、その検出に応じてタイミング信号を出力する接触センサ回路を用いてもよく、所定期間ごとにタイミング信号を出力するタイマ回路や、被対象物が表面形状検出回路へ接触しながら移動した移動量を検出し、その移動量に応じてタイミング信号を出力する移動センサ回路を用いてもよい。
【００１６】
上記の具体的構成例における各回路については、同一半導体集積回路装置として１チップに形成するようにしてもよく、複数のチップに分割して形成し、各チップを同一基板上に実装するようにしてもよい。
また、各回路のうち、少なくとも記憶回路を他の回路とは異なるチップに形成し、これら記憶回路のチップおよび他の回路のチップを同一基板上に実装するようにしてもよい。
保持回路としては、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を用いてもよく、記憶回路としては、不揮発性メモリを用いてもよい。
【００１７】
すべてのセンサ素子による全検出面積については、被対象物の全照合対象表面より小さくしてもよく、また、各信号処理回路をそれぞれ対応するセンサ素子と近接配置し、すべての信号処理回路の占有面積がすべてのセンサ素子による全検出面積とほぼ等しいかそれ以下としてもよい。
テンプレートデータとして、被対象物の全照合対象表面以上の検出面積を有する大型センサで検出したデータを用いるようにしてもよく、比較的接触面積の大きい光学式センサまたは半導体センサで検出したデータや、被対象物の全照合対象表面より小さい検出面積を有するセンサでその照合対象表面を分割して複数の分割データを検出し、これら分割データを合成して得られたデータを用いるようにしてもよい。
【００１８】
本発明にかかる表面形状認識方法は、複数のセンサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電気的に検出するとともに、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して検出データと比較し、その比較結果に基づきテンプレートデータと被対象物との認証判定を行い、検出データとして、被対象物の異なる位置から個別に検出した検出データを用い、認証判定の際、各検出データとテンプレートデータとの照合判定結果のうち、一致の数および不一致の数をそれぞれに対応する調整可能な設定値と比較した結果に基づき被対象物の認証判定を行い、テンプレートデータから照合データを読み出す領域については、表面形状検出手段に対する被対象物の位置を検出し、検出された被対象物の位置に応じてテンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数のセンサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電気的に検出するとともに、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して検出データと比較し、その比較結果に基づきテンプレートデータと被対象物との認証判定を行うようにしたものである。
その際、表面形状検出回路で、被対象物の異なる位置から検出データを個別に検出して出力し、制御回路で、これら複数の検出データごとにテンプレートデータとの照合判定を行い、各検出データとテンプレートデータとの照合判定結果のうち、一致の数および不一致の数をそれぞれに対応する調整可能な設定値と比較した結果に基づき被対象物の認証判定を行うようにしたものである。あるいは、表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触センサ回路からなり、表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出する位置検出回路を備え、制御回路で、この位置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域から照合データを読み出すようにしたものである。
【００２０】
したがって、被対象物の照合対象表面の凹凸を検出するのに必要なセンサ素子全体が占める表面積を小さくすることが可能になり、半導体集積回路装置の製造行程における歩留まりが向上し、コスト低減化が実現できるとともに、従来のような大面積のものと比較して信頼性を確保できる。
これにより、人間の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を比較的小さい表面積で認識できるとともに、低コスト化と信頼性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態である表面形状認識装置のブロック図であり、（ａ）は装置全体、（ｂ）は信号処理回路部分を示している。
なお、本実施の形態では、半導体集積技術により各回路部が１チップの半導体集積回路装置１０に実装されている。
図１（ａ）において、表面形状検出回路７は、マトリクス状に配置された多数のセンサ素子１からなるセンサ２（半導体センサ）と、これらセンサ素子１ごとに近接してそれぞれ設けられた信号処理回路３から構成されている。
【００２２】
センサ素子１は、被対象物の照合対象表面の凹凸を電気信号に変換する回路素子であり、半導体集積技術を用いてセンサ２内に形成されている。
この場合、センサ素子１は、被対象物の照合対象表面の全部ではなくその一部分を検出するのに必要な数だけ設けられており、全センサ素子１が占める表面積は従来より小さい。
この信号処理回路３には、図１（ｂ）に示すように、対応するセンサ素子１からの検出信号１Ａを処理し検出データ１５を出力するセンサ回路４と、その検出データ１５と比較する照合データ１３を保持する保持回路５と、駆動信号１４に基づきセンサ回路４および保持回路５を制御し、センサ回路４からの検出データ１５と保持回路５からの照合データ１３とを比較して比較結果１６を出力する比較回路６とが設けられている。
【００２３】
また、表面形状検出回路７とは別に、予めテンプレートデータ全体を記憶する記憶回路９と、この記憶回路９から一部のテンプレートデータすなわち照合データ１２を読み出し照合データ１３として表面形状検出回路７に出力するとともに、表面形状検出回路７からの比較結果１６に基づき被対象物の認証判定を行い判定結果１７を出力する制御回路８とが設けられている。
【００２４】
なお、センサ素子１およびセンサ回路４が、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する検出手段に対応し、保持回路５および比較回路６が、検出手段からの検出データと所定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する比較手段に対応している。
また、記憶回路９が、予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶手段に対応し、制御回路８が、記憶手段に記憶されているテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み出して比較手段へ出力し、比較手段からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御手段に対応している。
【００２５】
本実施の形態では、センサ素子１として、被対象物の照合対象表面が接触することにより容量が変位することを利用して、その表面の凹凸を検出する容量型のセンサを用いている。
なお、照合対象表面の凹凸を検出できる方式で有れば、他の方式、例えば抵抗型等であっても良いことはいうまでもない。
例えば、人間の指紋を認識する場合、センサ２の表面積（検出面積）は１０ｍｍ角以下程度となる。
また、センサ素子１で検出された検出データと照合データとを比較照合する信号処理回路３は、５０〜１００μｍ角の大きさで形成されている。
保持回路５としてＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を用いている。
【００２６】
一方、記憶回路９として不揮発性メモリを用いており、例えばＲＯＭ（リードオンリメモリ）や書き換え可能なＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリでもよい。
なお、記憶回路９は、システム電源の供給方法によっては不揮発性である必要はなく、システムに応じて選択されることは言うまでもない。
この記憶回路９には、被対象物の照合対象表面のすべてから予め得ておいたデータがテンプレートデータとして格納されており、例えば指紋の場合は約２０ｍｍ角に占める指紋データがすべて確保されている。
【００２７】
次に、図１，図２を参照して、本実施の形態の動作について説明する。
図２は本実施の形態の基本認識動作を示す説明図であり、（ａ）は概略動作、（ｂ）はフローチャートを示している。
一般に、被対象物を認識する場合、その被対象物から得られた検出データと、照合基準となるテンプレートデータとを比較し、その結果に応じて認識判定を行う。
従来では、被対象物の照合対象表面全てを示す検出データについて照合していた。
ここで、被対象物の照合対象表面の複雑な凹凸パターンから見て、照合対象表面全体を照合する必要性がないことに着目し、本発明では被対象物の照合対象表面の一部から得た検出データ１５を用い、この検出データ１５と一致するパターンを全テンプレートデータ２１の中から探索するようにしたものである。
【００２８】
すなわち、テンプレートデータ２１の異なる位置から照合のための照合データ１２が順次切り出され、切り出された照合データ１３（１２）と検出データ１５とが比較照合される。
このとき、テンプレートデータ２１から照合データ１３（１２）として切り出す領域については、表面形状検出回路７で検出される被対象物の照合対象表面に相当する領域を切り出す必要がある。
この場合、被対象物を位置決めする手段を設け、テンプレートデータ２１の対応する領域から照合データ１３（１２）を切り出してもよい。
【００２９】
本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、まず、制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力される（ステップ１００）。
【００３０】
信号処理回路３では、この駆動信号１４に基づき対応するセンサ素子１からの検出信号をセンサ回路４で処理し検出データ１５を出力する。
続いて、制御回路８は、制御信号１１により記憶回路９内に記憶されているテンプレートデータ２１のうち、任意の位置から照合データ１２を切り出し（ステップ１０１）、照合データ１３として表面形状検出回路７内の各信号処理回路３へ、各センサ素子１に対応して１ピクセルずつ分配する（ステップ１０２）。
信号処理回路３では、分配された照合データ１３を保持回路５に取り込んで保持する。
そして、センサ回路４からの検出データ１５と保持回路５からの照合データ１３を比較回路６で比較照合し、１ピクセル単位の比較結果１６を出力する（ステップ１０３）。
その後、制御回路８では、各信号処理回路３からの比較結果１６を集計し、全体の照合率など所定の統計量からなる類似度を用いて、被対象物の認証判定を行う（ステップ１０４）。
【００３１】
ここで、認定判定が両者の一致を示すときは（ステップ１０４：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレートデータ２１とが「一致」したと判定して（ステップ１０５）、一連の照合処理を終了する。
また、認定判定が両者の不一致を示すときは（ステップ１０４：ＮＯ）、テンプレートデータ２１の全位置から照合データ１３を切り出したかどうか判断し（ステップ１０６）、まだ切り出していない位置がある場合は（ステップ１０６：ＮＯ）、照合データの切り出し位置を次の位置へずらし（ステップ１０７）、ステップ１０２へ戻って次の位置から切り出した照合データ１３と検出データ１５との比較を行う。
【００３２】
ステップ１０６において、全位置からの切り出しが終了した場合は（ステップ１０６：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレートデータ２１とが「不一致」であると判定して、一連の照合処理を終了する。
以上説明したように、本実施の形態によれば、センサ素子１全体が占める表面積を小さくすることが可能になり、半導体集積回路装置の製造行程における歩留まりが向上し、コスト低減化が実現できるとともに、従来のような大面積のものと比較して信頼性を確保できる。
したがって、本発明によれば、人問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を比較的小さい表面積で認識できるとともに、低コスト化と信頼性を確保できる。
【００３３】
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態（図１参照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に実装されている構成について説明したが、各回路部を独立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するようにしてもよい。
本実施の形態では、図３に示すように、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａの３つのチップから表面形状認識装置が構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、制御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの詳細な動作説明は省略する。
【００３４】
したがって、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
特に、比較的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回路９を、他の回路と別チップとすることにより、表面形状認識装置全体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低減化が可能である。
また、記憶回路９を別チップとした場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約などがなくなってメモリ容量をより大きくすることができ、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
【００３５】
次に、図４を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
図４は本発明の第３の実施の形態による表面形状認識装置を示すブロック図であり、（ａ）は装置全体、（ｂ）は信号処理回路を示している。
第１の実施の形態（図１参照）では、表面形状検出回路７の各信号処理回路３に、センサ回路４，保持回路５および比較回路６を設けた場合を例に説明したが、本実施の形態では、これら保持回路５および比較回路６を表面形状検出回路７の外部に配置した。
したがって、図４（ｂ）に示すように、信号処理回路３Ａには、センサ回路４のみが配置され、制御回路８からの駆動信号１４に基づき、対応するセンサ素子１からの検出信号１Ａが処理され、検出データ１５として出力される。
【００３６】
各信号処理回路３Ａからの検出データ１５は、比較回路６に入力され、ここで保持回路５からの照合データ１３と各ピクセル単位で比較され、各ピクセル単位の比較結果１６が制御回路８に出力される。
そして、第１の実施の形態と同様に、比較結果１６に基づき制御回路で認証判定が行われる。
このように、保持回路５および比較回路６を信号処理回路３Ａとは別個に配置するようにしたので、第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて、保持回路５および比較回路６を集約化でき、表面形状認識装置全体を小型化できる。
さらに、比較回路６での認証アルゴリズムが容易に変更できる。
また、信号処理回路３Ａの占有面積が小さくなり、その分、センサ素子１の実装密度を改善でき、センサ２の表面積を小さくできる。
【００３７】
次に、図５を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態（図４参照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に実装されている構成について説明したが、各回路部を独立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するようにしてもよい。
本実施の形態では、図５に示すように、表面形状検出回路装置７Ａ、保持回路装置５Ａ、比較回路装置６Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａの５つのチップから表面形状認識装置が構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、保持回路装置５Ａ、比較回路装置６Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、保持回路５、比較回路６、制御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの詳細な動作説明は省略する。
【００３８】
したがって、本実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
特に、比較的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回路９を別チップとすることにより、表面形状認識装置全体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低減化が可能である。
また、記憶回路９を別チップとした場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約などがなくなってメモリ容量をより大きくすることができ、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
【００３９】
次に、図６を参照して、本発明の第５の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、保持回路５および比較回路６を表面形状検出回路７とは別個に配置した場合を例に説明したが、このうち比較回路６での処理動作を制御回路８内部で行うようにしてもよい。
なお、表面形状検出回路７の各信号処理回路３Ａは、図４（ｂ）と同様の構成となる。
すなわち、図６に示すように、表面形状検出回路７の各信号処理回路３Ａからの検出データ１５Ａは制御回路装置８に入力され、ここで記憶回路９から読み出された照合データ１３と、各ピクセル単位ごとに比較され、その比較結果に基づき認証判定が行われる。
したがって、保持回路５を設ける必要が無くなり、第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて、表面形状認識装置全体を小型化できる。
【００４０】
次に、図７を参照して、本発明の第６の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態（図６参照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に実装されている構成について説明したが、各回路部を独立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するようにしてもよい。
本実施の形態では、図７に示すように、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａの３つのチップから表面形状認識装置が構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、保持回路５、比較回路６、制御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの詳細な動作説明は省略する。
【００４１】
したがって、本実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
特に、比較的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回路９を別チップとすることにより、表面形状認識装置全体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低減化が可能である。
また、記憶回路９を別チップとした場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約などがなくなってメモリ容量をより大きくすることができ、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
【００４２】
以上の説明において、テンプレートデータとして、被対象物の照合対象表面のすべてを示す含むデータを用いる必要がある。
したがって、被対象物の照合対象表面のすべてを検出できる大型の半導体センサや光学式センサなどのセンサを用いて、予めテンプレートデータを生成しておけばよい。
また、小型のセンサを用いて、被対象物の照合対象表面を分割して検出し、得られた複数のデータを組み合わせて、被対象物の照合対象表面のすべてを示す含むテンプレートデータを生成してもよい。
【００４３】
次に、図８，図９を参照して、本発明の第７の実施の形態について説明する。
図８は本実施の形態の基本認識動作を示す説明図、図９はその動作を示すフローチャートである。
前述の第１〜６の実施の形態では、１つのテンプレートデータと被対象物とを照合する場合について説明した。
以下では、複数のテンプレートデータ２１Ａ〜２１Ｎを記憶回路９に保持しておき、これらを用いて被対象物の認証判定を行う場合について説明する。
図９において、前述した図２と同じまたは同等部分には同一符号を付してあり、本実施の形態では、ステップ１０６とステップ１０８との間にステップ１１０，１１１を設けている。
なお、回路構成については前述の図１と同等である。
【００４４】
被対象物から検出した検出データとテンプレートデータから切り出した照合データとが不一致と判定され（ステップ１０４：ＮＯ）、現在選択されているテンプレートデータについて、全位置から照合データが切り出された場合は（ステップ１０６：ＹＥＳ）、全てのテンプレータとの照合が終了したかどうか判断する（ステップ１１０）。
ここでまだ照合していないテンプレートデータがある場合は（ステップ１１０：ＮＯ）、次のテンプレートデータを切替選択して（ステップ１１１）、ステップ１０１へ戻り、選択されたテンプレートデータとの照合を開始する。
【００４５】
また、ステップ１１０において、全てのテンプレートデータとの照合が終了した場合は（ステップ１１０：ＹＥＳ）、ステップ１０８へ移行して、全てのテンプレートデータと被対象物とはが「不一致」であると判定して、一連の照合処理を終了する。
なお、ステップ１１０の判断として、全てのテンプレートデータではなく決められた数のテンプレートデータとの照合が終了したがどうかを判断するようにしてもよい。
【００４６】
このように、複数のテンプレートデータを用いて認証判定するようにしたので、認証判定に幅広く応用することができる。
表面形状検出回路７で得られる被対象物の検出データ１５は、被対象物が表面形状検出回路７に押し当てられる加減で微妙に変化し、同一被対象物であっても常に同一の検出データ１５が得られるものではない。
したがって、同一被対象物から得た異なるテンプレートデータを複数用いて認証判定することにより、１つのテンプレートデータを用いる場合に比較して、認証率を向上させることができ高い信頼性が得られる。
また、異なる複数の被対象物から得たテンプレートデータを用いて認証判定してもよく、複数の被対象物との認証判定を一括して短時間に処理することができる。
【００４７】
次に、図１０を参照して、本発明の第８の実施の形態について説明する。
図１０は本実施の形態の表面形状認識装置を示すブロック図である。
本実施の形態では、前述した図１の回路構成に加えて、接触センサ回路３０を表面形状検出回路７の周部に配置し、その検出出力をタイミング信号３１として制御回路８へ入力している。
ここでは接触センサ回路３０がタイミング発生手段（タイミング発生回路）に相当する。
被対象物の認証処理を行う場合、まず被対象物が表面形状検出回路７へ押し当てられる。
この接触が接触センサ回路３０で検出され、タイミング信号３１が制御回路８へ入力される。
これに応じて制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力され、図２や図９に示した認証処理を開始する。
【００４８】
このように、接触センサ回路３０からのタイミング信号３１に応じて、表面形状検出回路７へ検出データの取得を指示し、得られた検出データを用いて被対象物の認証判定を行うようにしたので、表面形状検出回路７と被対象物とが最適な位置関係にある時点に取り込みが行われることになり、鮮明な検出データが得られ認証率が向上する。
【００４９】
次に、図１１を参照して、本発明の第９の実施の形態について説明する。
図１１は本実施の形態の基本認識動作を示す説明図であり、（ａ）は接触センサ回路の配置図、（ｂ）は被対象物の接触例、（ｃ）は照合データの切り出し領域を示している。
前述の第８の実施の形態では、１つの接触センサ回路３０を配置した場合について説明したが、図１１（ａ）に示すように、表面形検出回路７の周囲に複数の接触センサ回路３０Ａ〜３０Ｄを配置してもよい。
これら接触センサ回路３０Ａ〜３０Ｄからの検出出力を用いることにより、被対象物と表面形検出回路７の位置関係が把握でき、テンプレートデータ２１から照合データ１２を切り出す領域を限定できる。
ここでは接触センサ回路３０Ａ〜３０Ｄが位置検出回路に相当する。
【００５０】
図２（ｂ）に示すように、例えば接触センサ回路３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄから接触ありを示す検出出力が制御回路８へ入力され、接触センサ回路３０Ｃからは接触なしを示す検出出力が制御回路８へ入力された場合、表面形状検出回路７に対して被対象物（指）７０が左下側に押し当てられていることがわかる。
したがって制御回路８では、表面形状検出回路７とテンプレートデータ２１の大きさに基づいて、表面形状検出回路７が検出しうる領域２２をテンプレートデータ２１上で規定することができ、照合データ１２はこの領域２２の範囲内の各位置から切り出せばよいことになる。
【００５１】
このように、表面形状検出回路７の周囲に位置検出回路、例えば複数の接触センサ回路を設けて、表面形状検出回路７と被対象物との位置関係を検出するようにしたので、検出した位置関係に基づきテンプレートデータ２１から照合データ１２を読み出す領域２２を限定することができ、照合に要する時間を大幅に短縮できる。
【００５２】
次に、図１２，図１３を参照して、本発明の第１０の実施の形態について説明する。
図１２は本実施の形態の基本認識動作を示す説明図、図１３はその動作を示すフローチャートである。
前述した各実施の形態では、同一被対象物から検出した１つの検出データとテンプレートデータを照合する場合について説明した。
以下では、同一被対象物から検出した複数の検出データを用いて被対象物の認証判定を行う場合について説明する。
ここでは、認証判定の尺度として被対象物とテンプレートデータとが類似している度合いを示す類似度を導入している。
なお、回路構成については図１０と同等とする。
【００５３】
まず、制御回路８では、類似度を求めるために内部に設けた一致カウンタおよび不一致カウンタの値を初期化する（ステップ１２０）。
そして接触センサ回路３０から被対象物の接触ありを示す検出出力が入力されるまで待機する（ステップ１２１）。
この検出出力が接触ありへ変化した場合、制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力される（ステップ１２２）。
信号処理回路３では、この駆動信号１４に基づき対応するセンサ素子１からの検出信号をセンサ回路４で処理し検出データ１５を出力する。
【００５４】
続いて、制御回路８は、制御信号１１により記憶回路９内に記憶されているテンプレートデータ２１のうち、任意の位置から照合データ１２を切り出し（ステップ１２３）、照合データ１３として表面形状検出回路７内の各信号処理回路３へ、各センサ素子１に対応して１ピクセルずつ分配する（ステップ１２４）。
信号処理回路３では、分配された照合データ１３を保持回路５に取り込んで保持する。
そして、センサ回路４からの検出データ１５と保持回路５からの照合データ１３を比較回路６で比較照合し、１ピクセル単位の比較結果１６を出力する（ステップ１２５）。
【００５５】
その後、制御回路８では、各信号処理回路３からの比較結果１６を集計し、全体の照合率など所定の統計量からなる類似度を用いて、被対象物の照合判定を行う（ステップ１２６）。
この照合判定が両者の一致を示すときは（ステップ１２６：ＹＥＳ）、一致カウンタの値を１つ加算し（ステップ１２７）、一致カウンタの値と設定値とを比較する（ステップ１２８）。
ここで、一致カウンタの値が設定値を上回った場合は（ステップ１２８：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレートデータ２１とが「一致」したと判定して（ステップ１２９）、一連の照合処理を終了する。
一致カウンタの値が設定値以下の場合は（ステップ１２８：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻り、次の接触検出に応じて新たな照合データを検出し照合処理を繰り返す。
【００５６】
また、認定判定が両者の不一致を示すときは（ステップ１２６：ＮＯ）、テンプレートデータ２１の全位置から照合データ１３を切り出したかどうか判断し（ステップ１３０）、まだ切り出していない位置がある場合は（ステップ１３０：ＮＯ）、照合データの切り出し位置を次の位置へずらし（ステップ１３１）、ステップ１２３へ戻って次の位置から切り出した照合データ１３と検出データ１５との比較を行う。
【００５７】
ステップ１３０において、全位置からの切り出しが終了した場合は（ステップ１３０：ＹＥＳ）、不一致カウンタの値を１つ加算し（ステップ１３２）、不一致カウンタの値と設定値とを比較する（ステップ１３３）。
ここで、不一致カウンタの値が設定値を上回った場合は（ステップ１３３：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレートデータ２１とが「不一致」であると判定して（ステップ１３４）、一連の照合処理を終了する。
不一致カウンタの値が設定値以下の場合は（ステップ１３３：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻り、次の接触検出に応じて新たな照合データを検出し照合処理を繰り返す。
【００５８】
このように、同一被対象物から検出した複数の検出データを用いて被対象物の認証判定を行うようにしたので、被対象物の任意の１領域から得た検出データを用いて認証判定する場合と比較して、被対象物から得られる形状情報が増加して認証精度が高くなり、結果として認証率を向上させることができる。
被対象物の照合対象表面を表面形状検出回路７で検出する場合、検出した場所に傷があったり汗やゴミが付着していた場合、これら傷、汗あるいはゴミがノイズとして検出データに含まれる。
したがって、本実施の形態を適用することにより、このようなノイズが検出データに含まれ正確に認証判定できなかった場合でも、他の検出データで認証判定することができ、精度よく認証判定を行うことができる。
【００５９】
また、一致カウンタおよび不一致カウンタの値と設定値とを比較して認証判定を行うようにしたので、設定値を調整することにより、その認証判定度合いを制御できる。
例えば指紋の認証を行う場合は、この設定値を調整することにより、どの程度本人であることを認め、どの程度他人を排斥するかの度合いすなわちセキュリティレベルを設定できる。
具体的には、設定値を低くすれば本人を認めやすくなるが、その反面、他人も受け入れやすくなり、セキュリティレベルを下げたことになる。
また、設定値を高くすれば本人を認めにくくなるが、その反面、他人をより排斥することが可能となり、セキュリティレベルを上げたことになる。
なお、設定値については一致カウンタおよび不一致カウンタについて、別個に設けてもよい。
【００６０】
次に、図１４，図１５を参照して、本発明の第１１の実施の形態について説明する。
図１４は本実施の形態の表面形状認識装置を示すブロック図、図１５はその基本認識動作を示す説明図である。
ここでは、前述した図１の回路構成に加えて、タイマ回路３２が設けられている。
タイマ回路３２は所定期間ごとにタイミング信号３３を制御回路８へ出力する回路である。
なお、このタイマ回路３２については制御回路８の内部に設けられているもの（ＣＰＵの内部タイマなど）を用いてもよい。
ここではタイマ回路３２がタイミング発生手段（タイミング発生回路）に相当する。
【００６１】
動作としては、前述した第１０の実施の形態（図１３参照）と同様であり、ステップ１２１では、タイマ回路３２からのタイミング信号３３に応じて、すなわち所定期間ごとに制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力され、得られた検出データ１５ごとにテンプレートデータ２１との認証処理が行われる。
したがって、表面形状検出回路７上で被対象物の位置を移動させることにより、順次異なる位置から検出データが得られるため、さらに認証精度を向上させることができる。
なお、図１２に示すように、表面形状検出回路７に被対象物を接触させる位置を変化させても、異なる位置の検出データが得られる。
【００６２】
なお、表面形状検出回路７に被対象物を接触させながら移動することで、被対象物の表面形状を検出する手法について、従来より提案されている（例えば、非特許文献４等参照）。
このような方式では、被対象物を表面形状検出回路７に接触させながら移動させ、被対象物の部分的な形状を検出し、これら検出した複数の検出データをもとに画像処理等により被対象物の全体形状を再合成し、この再合成したデータを用いて認証等の処理を行うものであり、部分的な検出データのままで認証処理を行う本実施例とは根本的に異なる。
【００６３】
次に、図１６を参照して、本発明の第１２の実施の形態について説明する。
図１６は本実施の形態の表面形状認識装置を示すブロック図である。
ここでは、前述した図１の回路構成に加えて、移動センサ回路３４が設けられている。
移動センサ回路３４は被対象物の移動量を検出し、所定移動量ごとにタイミング信号３５を制御回路８へ出力する回路であり、センサ上を横切る明暗部例えば指紋の稜線の数を光学的もしくは電気的にカウントする回路などが用いられる。
ここでは移動センサ回路３４がタイミング発生手段（タイミング発生回路）に相当する。
【００６４】
動作としては、前述した第１０の実施の形態（図１３参照）と同様であり、ステップ１２１では、移動センサ回路３４からのタイミング信号３５に応じて、すなわち所定期間ごとに制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力され、得られた検出データ１５ごとにテンプレートデータ２１との認証処理が行われる。
したがって、第１１の実施の形態と同様に、表面形状検出回路７上で被対象物の位置を移動させることにより、順次異なる位置から検出データが得られるため、さらに認証精度を向上させることができる。
【００６５】
以上では、本発明の内容を分かりやすく説明するため、各実施の形態について個別に説明したが、実施の形態を必要に応じて組み合わせて実施してもよく、それぞれ前述した作用効果が得られる。
また、以上の各実施の形態では、センサ素子１で得られる検出データ１５や記憶回路９に格納されている照合データ１２（１３）が２次元データから構成されている場合を例として説明したが、これらデータについては２次元に限定されるものではなく、例えば凹凸の深さ方向の情報が加えられた３次元データで構成されている場合であっても、各実施の形態を前述と同様にして適用でき、同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の基本認識動作を示す説明図およびフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図４】第３の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図５】第４の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図６】第５の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図７】第６の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図８】第７の実施の形態の基本認識動作を示す説明図である。
【図９】第７の実施の形態の基本認識動作を示すフローチャートである。
【図１０】第８の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図１１】第９の実施の形態の基本認識動作を示す説明図である。
【図１２】第１０の実施の形態の基本認識動作を示す説明図である。
【図１３】第１０の実施の形態の基本認識動作を示すフローチャートである。
【図１４】第１１の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図１５】第１１の実施の形態の基本認識動作を示す説明図である。
【図１６】第１２の実施の形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図１７】従来の表面形状認識装置の構成例を示す説明図である。
【図１８】従来の表面形状認識装置の他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…センサ素子、２…センサ、３，３Ａ…信号処理回路、４…センサ回路、５…保持回路、６…比較回路、７…表面形状認識回路、８…制御回路、９…記憶回路、１０…半導体集積回路装置、５Ａ…保持回路装置、６Ａ…比較回路装置、７Ａ…表面形状認識回路装置、８Ａ…制御回路装置、９Ａ…記憶回路装置、１０Ａ…実装基板、１１…制御信号、１２，１３，１３Ａ〜１３Ｆ…照合データ、１４…駆動信号、１５，１５Ａ〜１５Ｆ…検出データ、１６…比較結果、１７…判定結果、２１，２１Ａ〜２１Ｎ…テンプレートデータ、２２…領域、３０，３０Ａ〜３０Ｄ…接触センサ回路、３１，３３，３５…タイミング信号、３２…タイマ回路、３４…移動センサ回路。
【図１】
2004355658.tif 000003
【図２】
2004355658.tif 000004
【図３】
2004355658.tif 000005
【図４】
2004355658.tif 000006
【図５】
2004355658.tif 000007
【図６】
2004355658.tif 000008
【図７】
2004355658.tif 000009
【図８】
2004355658.tif 000010
【図９】
2004355658.tif 000011
【図１０】
2004355658.tif 000012
【図１１】
2004355658.tif 000013
【図１２】
2004355658.tif 000014
【図１３】
2004355658.tif 000015
【図１４】
2004355658.tif 000016
【図１５】
2004355658.tif 000017
【図１６】
2004355658.tif 000018
【図１７】
2004355658.tif 000019
【図１８】
2004355658.tif 000020