(57)【要約】【課題】現在の指紋センサーの焦点を合わせる方法は、一般的に遅く、指紋画像に早くかつ正確に焦点を合わせるのが困難である。【解決手段】本発明は、指紋画像の焦点を合わせる焦点調整方法に関する。本発明の方法は、部分指紋画像を取得し、焦点の合った部分指紋画像が得られるように制御パラメーター値を調整し、前記調整した制御パラメーター値を焦点制御パラメーター値として設定した後、焦点の合った全体指紋画像を得ることを特徴とする。また、本発明は、指紋画像を部分的に読み取ることができる指紋検出装置に関する。本発明の指紋検出装置は、複数の検出素子から成り、接触面に置かれた指紋の隆線と谷を検出するセンサーアレイを有する。また、本発明の指紋検出装置は、前記センサーアレイに接続され、指紋の部分画像を形成するように前記複数の検出素子のうちの少なくとも一つを選択することができる制御部と、選択された検出素子がＯＮ状態かＯＦＦ状態かを判断する検出回路とを有することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出素子からなるセンサーアレイを有する指紋検出装置によって取得された指紋画像の焦点を合わせる焦点調整方法であって、
部分指紋画像を取得し、
焦点の合った部分指紋画像が得られるように制御パラメーター値を調整し、
前記調整した制御パラメーター値を焦点制御パラメーター値として設定し、
焦点の合った全体指紋画像を得ることを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
前記部分指紋画像を取得する際に、前記複数の検出素子のうち少なくとも一つを選択し、しかしながら前記複数の検出素子の全てを選択することなく、前記部分指紋画像を形成することを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
前記焦点の合った全体指紋画像を取得する際に、前記複数の検出素子の全てを選択して、前記焦点の合った全体指紋画像を形成することを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
焦点の合っていない部分指紋画像が得られるように前記制御パラメーター値を調整し、
前記調整された焦点の合わない制御パラメーター値の前の制御パラメーター値を、第二の焦点制御パラメーター値として設定し、
前記焦点制御パラメーター値と前記第二の焦点制御パラメーター値とが、指紋画像の焦点が合う範囲の境界にある境界パラメーター値であることを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
焦点の合った部分指紋画像が得られるように制御パラメーター値を調整する際に、複数の制御パラメーター値のうち一つの制御パラメーター値を調整することを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項６】
請求項５に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
前記複数の制御パラメーター値のうち、一度に一つの制御パラメーター値のみを調整することを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
前記制御パラメーター値が、基準信号であることを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の指紋画像の焦点調整方法において、
前記制御パラメーター値が、前記センサーアレイの前記検出素子の容量における充電及び放電時間であることを特徴とする指紋画像の焦点調整方法。
【請求項９】
複数の検出素子から成り、接触面に置かれた指紋の隆線及び谷を検出するセンサーアレイと、
前記センサーアレイに接続され、指紋の部分画像を形成するように前記複数の検出素子のうちの少なくとも一つの検出素子を選択することができる制御部と、
前記センサーアレイと前記制御部に接続され、選択された検出素子がＯＮ状態かＯＦＦ状態かを判断する検出回路とを有することを特徴とする指紋検出装置。
【請求項１０】
前記複数の検出素子が、検出素子のマトリクスを形成していることを特徴とする請求項９に記載の指紋検出装置。
【請求項１１】
前記複数の検出素子のうちの前記選択された一つの検出素子が、前記検出回路に出力信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の指紋検出装置。
【請求項１２】
前記制御部が、基準信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の指紋検出装置。
【請求項１３】
前記検出回路が、前記出力信号と前記基準信号とを比較するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の指紋検出装置。
【請求項１４】
前記出力信号が前記基準信号よりも大きい場合は、前記検出素子をＯＮとし、前記出力信号が前記基準信号よりも小さい場合は、前記検出素子をＯＦＦとすることを特徴とする請求項１３に記載の指紋検出装置。
【請求項１５】
前記検出素子がＯＮであれば、前記検出素子は谷を検出し、前記検出素子がＯＦＦであれば、前記検出素子は隆線を検出していることを特徴とする請求項１４に記載の指紋検出装置。
【請求項１６】
前記検出素子がＯＦＦであれば、前記検出素子は谷を検出し、前記検出素子がＯＮであれば、前記検出素子は隆線を検出していることを特徴とする請求項１５に記載の指紋検出装置。
【請求項１７】
前記制御部が、指紋の全体画像を構成するために複数の検出素子を選択することが可能であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の指紋検出装置。
【請求項１８】
前記指紋検出装置が、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の指紋検出装置であることを特徴とする請求項９乃至請求項１７のいずれか一項に記載の指紋検出装置
【請求項１９】
前記指紋検出装置が、静電式の指紋検出装置であることを特徴とする請求項９乃至請求項１７のいずれか一項に記載の指紋検出装置。
【請求項２０】
前記検出素子は、前記指紋の隆線または谷の部分と前記接触面との間の静電結合を検出することを特徴とする請求項１９に記載の指紋検出装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記検出素子の容量の充電及び放電時間を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の指紋検出装置。
【請求項２２】
図４または図５に示され、また、上記の請求項に記載されたような指紋画像の焦点を合わせる焦点調整方法。
【請求項２３】
図１に示され、また、上記の請求項に記載されたような指紋画像の焦点を合わせる焦点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋画像の焦点を合わせる方法に関する。特に、指紋画像を部分的に読み取り、この部分的な指紋画像の焦点が合うように制御パラメーターを調整した後、指紋画像全体を得ることによって、検出された指紋画像の焦点を合わせる方法に関する。また、本発明は、指紋検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多くのセキュリティーシステムは、システムの安全性を高めるために、ユーザーの身体的特徴のデータ（バイオメトリクスデータ）を活用している。そのようなバイオメトリクスデータとしては、例えば、指紋、虹彩のパターン、声紋、顔の特徴、ＤＮＡコード、血液型、耳介などが挙げられる。バイオメトリクスデータは、様々なセキュリティーシステムに用いることができる。例えば、建物への人の侵入を監視するセキュリティーシステムや、個人の所有物を監視するセキュリティーシステムなど、許可を受けていないユーザーがそれら建物や個人の所有物に近づくのを防ぐセキュリティーシステムに、バイオメトリクスデータは活用することができる。このようなバイオメトリクスデータが活用されている個人所有物の例として、携帯電話、パソコン、ＰＤＡ、スマートカードなどが挙げられる。
【０００３】
指紋は、隆線、谷、及びその他指紋画像から読み取ることのできる特徴点などから成る。特徴点とは、隆線が分岐する分岐部や、隆線が終端する終点などである。これら指紋の特徴の分布は、一人一人異なり、二人として同じ指紋を持つ人間は存在しない。よって、これらバイオメトリクスデータは、非常に固有性のあるデータであると言える。したがって、指紋のようなバイオメトリクスデータを用いることで、建物や個人所有物などを守るのに非常正確で効果的なセキュリティーシステムを構築することができる。
【０００４】
指紋センサーは、主として2つのタイプに分けられ、一つは光学式の指紋センサー、もう一つは非光学式の指紋センサーである。
【０００５】
光学式の指紋センサーの一例が、ヨーロッパ特許広報Ｎｏ．０４５７３９８Ａ２（フィリップス  エレクトロニック  アンド  アソシエイテッド  インダストリーズ）（特許文献１）に開示されている。特許文献１に開示される光学式指紋検出装置は、全反射するガラスプリズムを有し、当該プリズムの第１の面から入射した光は、プリズムの第２の面で反射され、そしてプリズムの第３の面から出射される。指が第2の面（接触面）に置かれた場合、指紋の隆線がガラスと接触している部分では光が反射されないが、指紋の谷がある部分では光が反射される。したがって、プリズムの第３の面から出射される光は、指紋の特徴に応じたものとなる。
【０００６】
しかしながら、光学式の指紋センサーは、指紋の写真を用いても、実際の指紋を用いた場合と同様の結果を出力してしまうため、不正使用に対して脆弱性があることが知られている。加えて、指紋の映像が欠けてしまうことのないように、接触面を常に埃や油汚れから守り、きれいな状態に保っておくことが必要である。
【０００７】
非光学式の指紋センサーの一例も、ヨーロッパ特許広報Ｎｏ．０４５７３９８Ａ２（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、静電式の指紋検出装置が開示されており、当該検出装置は、検出電極と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなる検出素子のアクティブマトリクスによって構成されている。指が検出装置の接触面に置かれると、指紋の隆線は接触面に実際に接触、または、密接に接触した状態となる。一方、指紋の谷は、接触面からは間隔を空けて離された状態となる。検出素子、及びそれに対応する指紋部分は、それぞれ、コンデンサーの互いに対向する電極対を構成する形になる。このコンデンサーの容量は、前記接触面と対応する指紋部分との間の距離に応じて変化する。指紋の隆線が実際に接触面に接触した時には、または密着して接触した時に、コンデンサーの容量が大きくなる。一方、指紋の谷が接触面を覆う時には、コンデンサーの容量が小さくなる。このコンデンサーの容量変化が、指紋の画像を生成するのに用いられている。
【０００８】
非光学式の指紋センサーの他の例が、米国特許広報Ｎｏ．２００２／０１６３６０１（Ｍｉｎ他）（特許文献２）に開示されている。特許文献２には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の指紋検出装置が開示されており、当該検出装置は、制御部、複数の検出素子からなるセンサーアレイを有する。検出素子は、それぞれ、ＴＦＴ光検出ユニット、ＴＦＴスイッチングユニット及びバックライトを含む。指が検出装置の接触面に置かれると、バックライトが指紋に光を照射する。光は、指紋で反射されるが、指紋の谷よりも指紋の隆線でより多くの光が反射される。ＴＦＴ光検出ユニットがこの反射光を受けると、電流が流れる。この電流が十分な量であれば、ＴＦＴスイッチングユニットがＯＮとなる。各検出素子にあるＴＦＴスイッチング素子は、対応する指紋部分が隆線からなる場合にのみ、ＯＮとなる。対応する指紋部分が谷からなる場合は、ＴＦＴスイッチングユニットはＯＮとならない。このようにして、アレイ状の検出素子をそれぞれＯＮまたはＯＦＦさせることによって、指紋の画像を生成することができる。
【０００９】
【特許文献１】ヨーロッパ特許広報Ｎｏ．０４５７３９８Ａ２
【特許文献２】米国特許広報Ｎｏ．２００２／０１６３６０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
指紋検出装置は、鮮明な指紋画像を得る必要がある。これは、生体認証アルゴリズム、すなわち、指紋を検出した後に、この指紋が許可されたユーザーのものであるのか、無許可のユーザーのものであるのかの判別を成功させるのに、指紋画像が鮮明であることが非常に重要であるからである。生体認証アルゴリズムに関しては、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ」（Ｄａｖｉｄｅ  Ｍｌｔｏｎｉ著）に開示されている。
【００１１】
非光学式センサーが明瞭な画像を得るためには、いくつものパラメーターを管理する必要がある。これらのパラメーターとしては、例えば、ＯＮ状態の検出素子とＯＦＦ状態の検出素子とを区別するのに用いられる参照信号や、静電式の指紋検出装置の場合に測定が必要なコンデンサーの充電及び放電時間などが挙げられる。これらのパラメーターは、センサーが使用される都度、調整する必要がある。また、これらのパラメーターは、湿度、指によってセンサーにかけられる圧力、指の皮膚の温度などの外的条件に応じて調整される。
【００１２】
人間の皮膚の温度は、ユーザーによって異なる。加えて、寒冷な気候時には、多くのユーザーの皮膚は乾燥した状態となる。乾燥した状態の皮膚が検出装置の接触面に置かれると、湿った皮膚の場合と比較して、接触する部分が少なくなる。このような変動要因は、指紋検出装置の結果に影響を及ぼす。したがって、もしこのような外的要因の影響を補正するようにパラメーターが調整されないとすると、誤った結果を得てしまうことになる。
【００１３】
さらに、他のタイプの指紋検出装置と比較して、静電式の指紋検出装置の画面書き換え速度（フレームレート）は、遅いということが指摘されている。指が検出装置の接触面に置かれるのは、ほんの短い時間であり、明瞭な映像を得るためのパラメーター調整に当てられる時間も非常に短いものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで、上記のような課題を解決するため、本発明は、指紋検出装置の指紋画像の焦点調整方法を提供することを目的とする。本発明の焦点調整方法は、(ａ）指紋の部分的な画像を取り込み（ｂ）この部分指紋画像の焦点が合うように、制御パラメーターを調整し（ｃ）調整された制御パラメーターの値を焦点制御パラメーター値として設定し（ｄ）焦点の合った指紋の全体画像を取り込むことを特徴とする。
【００１５】
また、上記のような課題を解決するため、本発明は、複数の検出素子から成り、接触面に置かれた指紋の隆線及び谷を検出するセンサーアレイと、前記センサーアレイに接続され、指紋の部分画像を形成するように前記複数の検出素子のうちの少なくとも一つを選択することができる制御部と、前記センサーアレイと前記制御部に接続され、選択された検出素子がＯＮ状態かＯＦＦ状態かを判断する検出回路とを有することを特徴とする指紋検出装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の方法及び装置によれば、指紋画像を得る際に指を検出装置の接触面に置く時間間隔を短くすることができ、また、得られる指紋画像の質を向上させることができる。指紋画像の質を向上させることで、検出後の指紋画像に適用される生体認証アルゴリズムの精度を向上させることができる。加えて、得られる指紋画像の質が向上することで、生体認証アルゴリズムが指紋画像に適用される前に行われる指紋画像の後処理を減らすことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の方法及び装置は、指紋検出装置を使用する前にパラメーターを設定することが必要な全ての指紋検出装置に適用することができる。本発明の方法及び装置は、特に、ＴＦＴ型の指紋検出装置及び静電式の指紋検出装置に適用することができる。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明に係る第１の実施例の非光学式指紋検出装置を示す図である。この指紋検出装置は、制御部１、複数の検出素子５からなるセンサーアレイ３、及び検出回路７を含む。制御部１、センサーアレイ３及び検出回路７は、一つのセンサーとして組み込まれていてもよいし、また、これら部品のうちいくつかがセンサーの外部に取り付けられている形態でもよい。
【００１９】
また、図１には描かれていないが、本検出装置は、センサーアレイ３の上部に配置された接触面を含む。指が当該接触面に置かれると、センサーアレイ３の検出素子５は、当該技術においてよく知れられた方法で、それぞれの検出素子５の上に置かれた指紋の各部分が隆線からなるのか、または谷からなるのかを判断する。指紋の各部分が隆線からなるのか、または、谷からなるのかを判断する方法は、指紋検出装置がＴＦＴ型の指紋検出装置か、または静電式の指紋検出装置かなどによって異なる。
【００２０】
指が接触面に置かれると、解析を行うために、制御部１は、センサーアレイ３内の複数の検出素子５のうちいくつかをアクティブにする制御信号１１を生成する。また、制御信号11は、アクティブ状態になった検出素子５に対して、対応する指紋の部分が隆線からなるのか、それとも谷からなるのかを判断するのに用いられる信号１３を出力するように指示する。
【００２１】
従来の技術とは異なり、本発明の制御部１は、解析を行うために、複数の検出素子５の全てを一度に選択するという動作に限られない。したがって、従来技術の指紋検出装置では必要であったセンサーアレイ３の全体スキャン、すなわち指紋のフルスキャンを行うために、センサーアレイ３内の複数の検出素子５の全てを常にアクティブにするという必要はない。センサーアレイ３の全体スキャンは、図２に示されている。
【００２２】
本発明の制御部１は、解析を行うために、複数の検出素子５のいずれでも、どの時点においてでも選択することができる。したがって、指紋の部分スキャンに対応するセンサーアレイ３の部分スキャンを行うことができる。センサーアレイ３の部分スキャンは、図３に示されている。
【００２３】
本発明において、「部分スキャン」とは、少なくとも一つの検出素子５の解析を行うことを意味する。しかしながら、解析を行うために、一度に複数の検出素子５が選択されることが望ましい。そうすることで、多くの隆線または谷を検出することができ、指紋の部分画像の焦点が合っているのか、もしくは合っていないのかをより正確に判断することができる。さらに、この部分スキャンは、センサーアレイ３の中央の領域で行われることが望ましい。
【００２４】
部分スキャンを行うのに必要な検出素子５の数は、センサーアレイ３内の検出素子５の数、及び検出される隆線及び谷に対する相対的な検出素子５のサイズに依存する。
【００２５】
本発明の制御部１は、解析のために全ての検出素子５を一度に選択するという動作に限られないが、解析を行うために複数の検出素子５のいくつかを同時に選択することも可能であるし、もちろん、複数の検出素子５の全てを選択することも可能である。
【００２６】
また、図１乃至図３には、64個の検出素子５を有するセンサーアレイ３が示されているが、本発明の装置は、このセンサーアレイ３が６４個の検出素子５を有する形態に限られない。センサーアレイ３は、いくつ検出素子５を含んでいても構わない。
【００２７】
指の大きさは、ユーザーによって異なる。したがって、センサーアレイ３は、指紋検出装置の接触面に置かれることになる指の大きさよりも大きいことが望ましい。この点に関して、本発明の指紋検出装置は、検出素子５のいくつかを使用するだけで指紋の全体スキャンを行うことができる。
【００２８】
指紋検出装置が静電式の指紋検出装置である場合、それぞれの検出素子５は、指紋の対応部分と接触面との間の静電結合を検出する。この静電容量は、出力信号１３として出力される。さらに、制御部１は、検出素子５に容量結合された容量の充電及び放電時間を制御する。
【００２９】
アクティブ状態となった各検出素子５から出力された出力信号１３は、検出回路７に入力される。制御部１で生成された基準信号１５も同様に検出回路７に入力される。コンパレーター（検出回路７）のなかには、電流による基準信号１５を用いるものもあるが、通常、基準信号１５は電圧である。しかしながら、本発明は、基準信号１５として電圧または電流を用いる形態に限られない。
【００３０】
検出回路７は、出力信号１３と基準信号１５とを比較する。出力信号１３が基準信号１５よりも大きい場合、検出素子５はＯＮ状態とされる。反対に、出力信号１３が基準信号１５よりも小さい場合、検出素子５はＯＦＦ状態とされる。出力信号１３と基準信号１５が同じ場合は、検出回路７が、検出素子５がＯＮ状態かＯＦＦ状態かを決定する。
【００３１】
対応する指紋部分が隆線からなる場合は検出素子５をＯＮとし、谷からなる場合には検出素子５をＯＦＦとするか、もしくは、対応する指紋部分が隆線からなる場合は検出素子５をＯＦＦとし、谷からなる場合には検出素子５をＯＮとするか、使用される指紋検出装置のタイプに応じて、いずれかの設定を選択する。
【００３２】
検出回路７は、選択された検出素子５がＯＮかＯＦＦか示す比較結果１７を制御部１に出力する。次いで、制御部１は、このデータから指紋の部分画像を構成する。そして、本発明の方法により、この指紋の部分画像の焦点は、自動的に合わせられる。
【００３３】
本発明の第一の実施例に係る方法が、図４に示されている。ステップＳ１では、検出素子のＯＮかＯＦＦかを区別する基準信号などを含む制御パラメーターが、任意の値に設定されている。次いで、ステップＳ３において、本発明の指紋検出装置が指紋の部分画像を取り込む。ステップＳ５では、得られた部分指紋画像の焦点が合っているか判断される。
【００３４】
部分指紋画像の焦点が合っていない場合には、ステップＳ７において、部分指紋画像の焦点が改善される方向に、制御パラメーターが１ポイント分変更される。そして、ステップＳ３に戻り、指紋検出装置は、変更された制御パラメーター値を用いて新たな部分指紋画像を取得する。ステップＳ５において、部分指紋画像の焦点が合っていると判断されるまで、ステップＳ３乃至Ｓ７は繰り返される。
【００３５】
得られた部分指紋画像の焦点が合った場合には、部分指紋画像の焦点が合った時の制御パラメーターの値が、ステップＳ９において焦点制御パラメーター値として保存される。最後に、ステップＳ１１において、この焦点制御パラメーター値を用いて焦点の合った全体指紋画像が取得される。
【００３６】
本発明の第一の実施例に係る方法によれば、従来の技術に比べて、焦点の合った全体指紋画像を得るのにかかる時間を短縮することが可能である。これは、全体指紋画像を得るのに必要な時間に比べて、部分指紋画像を得るのに必要な時間は、大幅に短くて済むからである。制御パラメーター値が変更される都度、変更された制御パラメーター値が焦点の合った画像を生成しているかどうかを見極めるために、新しい画像を取得する必要がある。したがって、焦点の合った画像を生成する制御パラメーター値を得るのに必要な時間は、従来技術よりも短縮されることになる。結果として、焦点の合った全体指紋画像を得るのにかかる時間も短縮される。
【実施例２】
【００３７】
図５には、本発明の第二の実施例に係る方法が示されている。ステップＳ１乃至Ｓ７は、本発明の第一の実施例のステップＳ１乃至Ｓ７と同様である。第二の実施例の方法では、得られた部分指紋画像の焦点が合っている場合に、部分指紋画像の焦点が合った時の制御パラメーターの値が、ステップＳ１３において第一焦点制御パラメーター値として保存されるという点が第一の実施例の方法と異なる。
【００３８】
次いで、ステップＳ１５において、部分指紋画像の焦点が合わなくなる方向に、１ポイント分、制御パラメーター値が変更される。制御パラメーター値を変更する方法は、ステップＳ７で部分指紋画像の焦点が改善されるように変更した方法と同様の方法である。そして、ステップＳ１７において、本発明の指紋検出装置は、新たな部分指紋画像を取得する。次いで、ステップＳ１９において、ステップＳ１７で得られた部分指紋画像の焦点が外れているかどうかを判断する。
【００３９】
得られた部分指紋画像の焦点が合っている場合は、ステップＳ２１において、部分指紋画像の焦点が合わなくなる方向に、制御パラメーター値が１ポイント分変更される。そして、ステップＳ１７に戻り、指紋検出装置は、変更された制御パラメーター値を用いて新たな部分指紋画像を取得する。ステップＳ１９において、部分指紋画像の焦点が外れていると判断されるまで、ステップＳ１７乃至Ｓ２１は繰り返される。
【００４０】
ステップＳ１９において、得られた部分指紋画像の焦点が外れていると判断された場合は、焦点が外れた部分指紋画像が生成された時の制御パラメーターの値のひとつ前の制御パラメーターの値が、ステップＳ２３において第二焦点制御パラメーター値として保存される。最後に、第一の実施例と同様、ステップＳ１１において、第一焦点制御パラメーター値及び第二焦点制御パラメーター値を用いて焦点の合った全体指紋画像が取得される。あるいは、第一制御パラメーター値と第二制御パラメーター値との間にある制御パラメーター値のいずれかを焦点制御パラメーター値とし、この焦点制御パラメーター値を用いて焦点の合った全体指紋画像を取得してもよい。この場合、第一制御パラメーター値と第二制御パラメーター値は、指紋画像の焦点が合っていると見なされる範囲の境界にある制御パラメーター値として用いられている。
【００４１】
上記の実施形態においては、部分指紋画像の焦点が改善される方向、もしくは焦点が合わなくなる方向に制御パラメーター値を１ポイント変更することによって、部分指紋画像の焦点が変更されていたが、本発明は、この焦点変更方法に限定されない。例えば、制御パラメーターを一度に１ポイント以上変更してもよい。また、二つの異なる（所定の）制御パラメーター値を用いて、二つの部分スキャンをおこなってもよい。この場合、得られる画像は、線形的に合成されるか、もしくは、焦点の合った画像を生成する制御パラメーターが得られるように合成される。
【００４２】
または、多くの所定制御パラメーター値を用いて、部分スキャンをパラメーター値の個数に対応する回数行い、最も画像の焦点が合う制御パラメーター値を採用する形態をとってもよい。もしくは、高値と低値を用いたアルゴリズムを採用してもよい。この場合、上限を規定する上位制御パラメーター値と、下限を規定する下位制御パラメーター値とを用いて二つの部分スキャンを行う。次に、この二つの境界の間にある中間制御パラメーター値を用いて、新たな部分スキャンを行う。そして、この中間制御パラメーター値を新たな上限もしくは下限として設定し、焦点の合った画像が得られるまで、以上のステップを繰り返して行う。
【００４３】
また、本発明の装置および方法において、焦点の合った部分指紋画像を生成する制御パラメーター値を決定するのに、他の方法を利用してもよい。また、異なる制御パラメーター値を決定するのに、それぞれ、同様な焦点の合った指紋画像を生成する制御パラメーター値の決定方法を採用しても良いし、異なる決定方法を採用しても良い。
【００４４】
一旦、焦点制御パラメーター値、もしくは第一、第二焦点制御パラメーター値が特定された後、焦点の合った全体指紋画像を入力しつつこの焦点の合った状態を保つために、トラッキングアルゴリズムを用いても良い。焦点の合った全体指紋画像を取得しながら指紋を自動追跡することで、焦点の合った全体指紋画像を取得する間の条件変化に適合することができる。
【００４５】
また、必要に応じて、画像の質をさらに高めるために、さらなる焦点合わせ技術を焦点の合った全体指紋画像に適用してもよい。
【００４６】
焦点の合った全体指紋像が取得された時点で、その指紋が許可されたユーザーのものなのか、それとも無許可のユーザーのものなのかを判断するために、取得された指紋に生体認証アルゴリズムが適用される。
【００４７】
本発明の第一の実施例及び第二の実施例の方法においては、共に、検出素子５のＯＮ状態とＯＦＦ状態間のコントラストを調べることで、部分指紋画像の焦点が合っているか、それとも合っていないのかを判断している。
【００４８】
得られた画像の焦点が合っているかどうかを判断するのに、他の方法を用いることもできる。よく知られたものとしては、例えば、（１）指紋画像内のＯＮ状態の検出素子の占める割合を測定する（２）指紋画像中にある線を際立たせるために、指紋画像にフィルターを適用した後、指紋画像内のＯＮ状態の検出素子の占める割合を測定する（３）指紋画像からノイズを取り除くためにフィルターを適用した後、指紋画像内のＯＮ状態の検出素子の占める割合を測定する、などがある。
【００４９】
以下に、上記の指紋検出装置及び指紋検出方法を採用した電子機器の例をいくつか説明する。
【００５０】
本発明の装置及び方法が適用された携帯端末機を図６に概略的に示す。パソコン１１００は、キーボード１１０２及びディスプレイユニット１００を含む本体１１０４からなる。本発明の指紋検出装置は、この携帯端末機のディスプレイユニット１００に組み込まれていても良いし、または独立したユニットとして備え付けられていてもよい。
【００５１】
図７は、本発明の装置及び方法が適用された携帯電話機を概略的に示す図である。携帯電話１２００は、複数の操作キー１２０２、受話器１２０４、送話口１２０６、及びディスプレイパネル１００を含む。本発明の指紋検出装置は、この携帯電話機のディスプレイパネル１００に組み込まれていても良いし、または独立したユニットとして備え付けられる形式でも良い。
【００５２】
本発明の装置及び方法が適用され、外部の装置と接続されたデジタルカメラを図８に概略的に示す。デジタルスチルカメラ１３００は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）などを用いて光電変換を行うことにより、被写体の光学画像から画像信号を生成する。デジタルスチルカメラ１３００は、ケース１３０２の背面にディスプレイパネル１００を有し、ＣＣＤからの画像信号に基づいて画像を表示する。したがって、ディスプレイパネル１００は、被写体を表示するファインダーとして機能する。光学レンズとＣＣＤを含む受光素子ユニット１３０４は、ケース１３０２の前面（図では後ろ側）に設けられている。本発明の指紋検出装置は、このデジタルカメラのディスプレイユニット１００に組み込まれていても良いし、または独立したユニットとして備え付けられる形式でも良い。
【００５３】
撮影者が、ディスプレイパネル１００に表示された被写体の画像を決定し、カメラのシャッターを押すと、ＣＣＤからの画像信号が回路基板１３０８にあるメモリに送信され、そして保存される。また、このデジタルスチルカメラ１３００には、ビデオ信号出力端子１３１２とデータ通信のための出入力端子１３１４が、ケース１３０２の側面に設けられている。必要に応じて、図に示されるように、テレビモニター１４３０及びパソコン１４４０がそれぞれ、ビデオ信号出力端子１３１２及びデータ通信のための出入力端子１３１４に接続される。所定の操作によって、回路基板１３０８のメモリに保存された画像信号が、テレビモニター１４３０及びパソコン１４４０に出力される。
【００５４】
図６に示したパソコン、図７に示した携帯電話、及び図８に示したデジタルスチルカメラ以外の電子機器としては、ファインダー型及びモニター型のビデオテープレコーダー、カーナビゲイションシステム、ポケベル、電子手帳、電卓、ワープロ、ワークステイション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、及びその他タッチパネルを有する装置などが挙げられる。
【００５５】
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の指紋検出装置を示す図。
【図２】センサーアレイの全体スキャンを示す図。
【図３】センサーアレイの部分スキャンを示す図。
【図４】本発明の第一の実施例の方法のフローチャート。
【図５】本発明の第二の実施例の方法のフローチャート。
【図６】本発明の装置及び方法が適用された携帯端末機を概略的に示す図。
【図７】本発明の装置及び方法が適用された携帯電話機を概略的に示す図。
【図８】本発明の装置及び方法が適用されたデジタルカメラを概略的に示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・制御部
３・・・センサーアレイ
５・・・検出素子
７・・・検出回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2005288178000001.pdf