(57)【要約】【課題】ラインセンサの周辺部でも中央部と同じく感度が良好な、ユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置等を提供する。【解決手段】周辺部で中央部より面積の大きいセンサ素子１ａ、もしくは、周辺部に近づくにつれて段階的に面積の大きいセンサ素子１ｂ、特に、周辺部でユーザの指がスイープされる方向に長い形状を持つセンサ素子１ｃ、もしくは、周辺部に近づくにつれて段階的に上記の方向に長い形状を持つセンサ素子１ｄが配置されたラインセンサ、または、周辺部に近づくにつれて段階的に抵抗値が高くなるセンサ素子が配置されたラインセンサを備える。または、ラインセンサへの供給電圧を周辺部に近づくにつれて段階的に大きくする。または、ラインセンサの信号の増幅率を周辺部に近づくにつれて段階的に大きくする。【選択図】  図３
2005004517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置であって、
周辺部での感度の低下が抑制されたラインセンサ
を備えることを特徴とするスイープ型指紋認証装置。
【請求項２】
前記ラインセンサは、
周辺部で中央部より面積の大きいセンサ素子が配置されていること
を特徴とする請求項１記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項３】
前記ラインセンサは、
周辺部に近づくにつれて段階的に面積の大きいセンサ素子が配置されていること
を特徴とする請求項２記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項４】
前記面積の大きいセンサ素子は、
ユーザの指がスイープされる方向に長い形状を持つ
ことを特徴とする請求項２または３記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項５】
前記ラインセンサは、
周辺部で中央部より抵抗値が高いセンサ素子が配置されていること
を特徴とする請求項１記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項６】
前記ラインセンサは、
周辺部に近づくにつれて段階的に抵抗値が高くなるセンサ素子が配置されていること
を特徴とする請求項５記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項７】
ユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置であって、
ラインセンサへの供給電圧を中央部より周辺部で大きくする電源供給手段
を備えることを特徴とするスイープ型指紋認証装置。
【請求項８】
前記電源供給手段は、
前記ラインセンサへの供給電圧を周辺部に近づくにつれて段階的に大きくすること
を特徴とする請求項７記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項９】
ユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置であって、
ラインセンサの信号の増幅率を中央部より周辺部で大きくする信号増幅補正手段
を備えることを特徴とするスイープ型指紋認証装置。
【請求項１０】
前記信号増幅補正手段は、
前記ラインセンサの信号の増幅率を周辺部に近づくにつれて段階的に大きくすること
を特徴とする請求項９記載のスイープ型指紋認証装置。
【請求項１１】
ユーザの指紋を熱センサのスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置のためのラインセンサの信号の増幅率の補正方法であって、
前記ラインセンサの信号の増幅率を中央部より周辺部で大きくする信号増幅補正ステップ
を含むことを特徴とするラインセンサの信号の増幅率の補正方法。
【請求項１２】
前記補正方法は、
前記ラインセンサの信号の増幅率を周辺部に近づくにつれて段階的に大きくする信号増幅補正ステップ
を含むことを特徴とする請求項１１記載のラインセンサの信号の増幅率の補正方法。
【請求項１３】
ユーザの指紋を熱センサのスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置のためのプログラムであって、
請求項１１または１２記載のラインセンサの信号の増幅率の補正方法に含まれるステップをコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイープ型指紋認証装置に関し、特にユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、指紋認証装置として、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
上記特許文献１に開示された指紋センサ、指紋照合装置等では、基板上に複数の微小な温度センサ素子が微小な間隔で配置されている。また、配線および絶縁膜を積層する際に生ずる温度センサ素子上の凹部に、熱伝導可能な突起部を設けるよう構成されている。そのため、指紋の山部が突起部の検出面と確実に接触し、センサ素子の熱が突起物を通して指紋の山部に移動して、センサ素子の温度が下がるようになっている。一方、突起物は指紋の谷部には接触しないので、この場合、センサ素子の温度は下がらない。従って、配置された複数のセンサ素子の温度を検出すれば指紋が精度良く検出できる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６９５４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の指紋認証装置におけるラインセンサは、図５に示すように周辺部も中央部と同じセンサ素子が均一に配置されているため、図４に示すように、装置の使用中にはラインセンサの温度分布が、外部への熱の流出により中央部に比べ周辺部で低温となっており、周辺部でＳ／Ｎ比が悪くなる。さらに、周辺部でも中央部と同じ増幅率で信号増幅処理を行っているため、周辺部の感度が低くなって、指紋認証精度が悪くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ラインセンサの周辺部でも中央部と同じ程度の高い感度をもった、指紋認証精度の高い指紋認証装置等を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係るスイープ型指紋認証装置は、ユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置であって、周辺部で中央部より面積の大きい、もしくは、周辺部に近づくにつれて段階的に面積の大きいセンサ素子、特にユーザの指がスイープされる方向に長い形状を持つセンサ素子が配置されたラインセンサ、または、周辺部で中央部より抵抗値が高い、もしくは、周辺部に近づくにつれて段階的に抵抗値が高くなるセンサ素子が配置されたラインセンサ、または、ラインセンサへの供給電圧を中央部より周辺部で大きくする、もしくは、周辺部に近づくにつれて段階的に大きくする電源供給手段、または、ラインセンサの信号の増幅率を中央部より周辺部で大きくする、もしくは、周辺部に近づくにつれて段階的に大きくする信号増幅補正手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
これによって、スイープ型指紋認証装置は、ラインセンサの周辺部でも中央部と同じ程度の高い感度を保つことができ、指紋認証の精度が高まる。
【０００８】
なお、本発明はこのようなスイープ型指紋認証装置として実現することができるだけでなく、ラインセンサの信号の増幅率の補正方法として実現したり、汎用のコンピュータをスイープ型指紋認証装置として機能させるプログラムとして実現することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態におけるスイープ型指紋認証装置を説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係るスイープ型指紋認証装置１０の外観図である。図１（ａ）に示すように、スイープ型指紋認証装置１０は、ユーザの指紋を熱センサを用いてスイープ方式で検出する装置であり、ラインセンサ４を備え、使用時には外部機器２０と接続されている。外部機器２０は、例えば携帯電話であり、登録者のみが使用できて、登録者以外は使用が禁止される。指紋の認証動作を行おうとするユーザは、図１（ｂ）に示すように、スイープ型指紋認証装置１０のラインセンサ４の上部に接触するように、指３０の第一関節と第二関節の間付近を置いてから、矢印Ａ方向に向かって指３０をゆっくり滑らかにスライドさせる。
【００１０】
図２は、本実施の形態１に係るスイープ型指紋認証装置１０のブロック図である。このスイープ型指紋認証装置１０は、ラインセンサ４、電源供給部１１、配線１２、信号増幅部１３、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１４、信号処理部１５および出力インターフェイス１６を備える。
【００１１】
ラインセンサ４の内部では、各々のセンサ素子１の一端が電源供給部１１、他端が信号増幅部１３に配線１２によって接続されている。
電源供給部１１は、ラインセンサ４の各列を選択して、センサ素子１に電源を供給する。
【００１２】
信号増幅部１３は、ラインセンサ４から出力される４行の各々の電流を検出し、増幅してＡ／Ｄ変換部１４に出力する。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換部１４は、信号増幅部１３からの電流のアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号処理部１５に出力する。
【００１４】
信号処理部１５は、Ａ／Ｄ変換部１４からのデジタル信号を受信し、一連の線状に区切られた指紋データから、最終的に一つの指紋データを合成する。さらに、その合成された一つの指紋データを、あらかじめ登録されてある指紋データと比較し、それらが同一のものであると判定すれば認証し、同一のものではないと判定すれば認証しない。そして、判定結果を出力インターフェイス１６を通じて、外部機器２０に送信する。
【００１５】
図３は、本発明に係るラインセンサにおけるセンサ素子の配置の例を示す図である。図３（ａ）は、周辺部で面積の大きなセンサ素子１ａが配置されたラインセンサ４ａを示している。図３（ｂ）は、周辺部に近づくにつれて、段階的に面積の大きなセンサ素子１ｂが配置されたラインセンサ４ｂを示している。図３（ｃ）は、周辺部でユーザの指がスイープされる方向に長い形状を持つセンサ素子１ｃが配置されたラインセンサ４ｃを示している。図３（ｄ）は、周辺部に近づくにつれて、ユーザの指がスイープされる方向に段階的に長い形状を持つセンサ素子１ｄが配置されたラインセンサ４ｄを示している。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｄ）のいずれにおいても、ラインセンサの周辺部に面積の大きなセンサ素子が配置されているため、周辺部での発熱量が従来に比べ大きくなり、図４に示すように、従来技術の問題点であった周辺部でのセンサ素子の温度の低下が改善され、周辺部でも中央部と同じ程度の温度に保つことができる。そのため、周辺部でも中央部と同じ程度の高い感度を保つことができる。
【００１７】
以上のように、図３（ａ）〜（ｄ）のいずれにおいても、ラインセンサの周辺部での感度が中央部と同じ程度に保たれるため、指紋認証の精度が高まる。
【００１８】
（実施の形態２）
本実施の形態の外観およびブロック構成は、実施の形態１とほぼ同じである。また、ラインセンサにおけるセンサ素子の配置の様子は図５と同じである。ただし、センサ素子の抵抗値が実施の形態１と異なる。
【００１９】
図６は、本実施の形態２に係るセンサ素子の抵抗値の一例を示す図である。本実施の形態では、センサ素子の抵抗値は、周辺部に近づくにつれて中央部のセンサ素子の抵抗値よりも段階的に高くなるように設定されている。これにより、周辺部のセンサ素子に流れる電流が大きくなって、周辺部のセンサ素子の発熱量が大きくなり、図４に示すように周辺部の温度の低下が防止され、Ｓ／Ｎ比が改善され、最終的に、周辺部でも中央部と同じ程度の高い感度を保つことができ、指紋認証の精度が高まる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、抵抗値の特性が段階的ではなく、周辺部でのみ抵抗値が高いセンサ素子が配置されていてもよい。
【００２１】
（実施の形態３）
本実施の形態の外観およびブロック構成は、実施の形態１とほぼ同じである。また、ラインセンサにおけるセンサ素子の配置の様子は図５と同じである。ただし、電源供給部の働きが実施の形態１と異なる。
【００２２】
図７は、本実施の形態３に係るラインセンサへの供給電圧の一例を示す図である。図７に示すように、本実施の形態では図２における電源供給部の働きが、周辺部に近づくにつれてセンサ素子への供給電圧が大きくなるように設定されている。これにより、周辺部のセンサ素子に流れる電流が大きくなって、周辺部のセンサ素子の発熱量が大きくなり、図４に示すように周辺部の温度の低下が防止され、Ｓ／Ｎ比が改善され、最終的に、周辺部でも中央部と同じ程度の高い感度を保つことができ、指紋認証の精度が高まる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、ラインセンサへの供給電圧の特性が段階的ではなく、周辺部でのみ供給電圧が大きくなるように設定されていてもよい。
【００２４】
（実施の形態４）
本実施の形態の外観およびブロック構成は、実施の形態１とほぼ同じである。また、ラインセンサにおけるセンサ素子の配置の様子は図５と同じである。ただし、ラインセンサの信号の増幅率を補正するという点で実施の形態１と異なる。
【００２５】
図８は、本実施の形態に係る図２における信号処理部での増幅率の補正を示す図である。従来は、信号処理部では補正は行われないが、本実施の形態に係る信号処理部での増幅率の補正は、入力信号が周辺部に近いセンサ素子からのものであればあるほど高くなるように設定される。これにより、周辺部のセンサ素子の温度が中央部に比べ低下して、感度が悪くなっていても、信号の増幅率が高く設定されているため、最終的に、周辺部でも中央部と同じ程度の高い感度を保つことができ、指紋認証の精度が高まる。
【００２６】
なお、本実施の形態に係る信号処理部での増幅率の補正は、図８に示すような段階的な特性でなくても、周辺部のセンサ素子からの信号のみ高くなるようにしてもよい。また、補正を信号処理部で行うのではなく、信号増幅部で行うようにしてもよい。
【００２７】
以上、本発明に係るスイープ型指紋認証装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されない。たとえば、発明の実施の形態１、２、３および４では、スイープ型指紋認証装置１０は外部機器２０と分離した構成をとっているが、これらを統一して一体構造としてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るスイープ型指紋認証装置によれば、ラインセンサの周辺部で発熱量を増加させること、または、ラインセンサの信号の増幅率を中央部より周辺部で高めることができるので、周辺部も中央部と同じ程度の高い感度をもつことができ、ユーザの指の指紋の端に近い部分の検出精度がよくなるため、検出ミスの減少につながる。
【００２９】
よって、本発明により、周辺部においても中央部と同じく感度の良好な指紋認証動作が可能になり、指紋認識精度の向上につながるため、その実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスイープ型指紋認証装置の外観図である。
【図２】本発明に係るスイープ型指紋認証装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るラインセンサにおけるセンサ素子の配置の例を示す図である。
【図４】本発明に係るラインセンサにおけるセンサ素子の温度分布の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２、３に係るラインセンサにおけるセンサ素子の配置の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るセンサ素子の抵抗値の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る電源供給部でのラインセンサへの供給電圧の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る信号処理部での増幅率の補正の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    センサ素子
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ    ラインセンサ
１０    スイープ型指紋認証装置
１１    電源供給部
１２    配線
１３    信号増幅部
１４    Ａ／Ｄ変換部
１５    信号処理部
１６    出力インターフェイス
２０    外部機器
３０    指
【図１】
2005004517.tif 000003
【図２】
2005004517.tif 000004
【図３】
2005004517.tif 000005
【図４】
2005004517.tif 000006
【図５】
2005004517.tif 000007
【図６】
2005004517.tif 000008
【図７】
2005004517.tif 000009
【図８】
2005004517.tif 000010