(57)【要約】検出電極１１Ａが表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ａが共通電位に接続された検出素子１Ａと、検出電極１１Ｂが表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ｂが生体認識部３に接続された検出素子１Ｂとを設け、表面形状検出部２では、これら検出素子１Ａ，１Ｂから得られた個々の容量に基づき、これら検出素子と接触する位置に対応する表面形状の凹凸を示す信号をそれぞれ出力し、生体認識部３で、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂと検出素子１Ａの検出電極１２Ａとの間に接続された被検体９のインピーダンスに応じた信号に基づき被検体９が生体であるか否かを判定する。
2005019767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元配置された複数の検出素子と、
前記検出素子を構成し、絶縁膜を介して被検体と接触することにより前記被検体の表面形状の凹凸に応じた容量を発生させる第１の検出電極と、
前記検出素子を構成し、前記被検体と電気的に接触する第２の検出電極と、
前記検出素子の前記第１の検出電極を介して得られた容量に基づき、前記検出素子の出力として、前記表面形状の凹凸を検出する表面形状検出部と、
前記検出素子のうち少なくとも第１および第２の検出素子を構成する前記第２の検出電極間に接続された前記被検体のインピーダンスに応じた信号に基づき前記被検体が生体であるか否かを判定する生体認識部とを備え、
前記第１の検出素子の前記第２の検出電極が所定の共通電位に接続され、前記第２の検出素子の前記第２の検出電極が前記生体認識部に接続されていることを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記第１の検出素子と前記第２の検出素子との間に配置されて、前記第１の検出電極が前記表面形状検出部に接続され、かつ前記第２の検出電極が高インピーダンス状態にある第３の検出素子を備えることを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記第３の検出素子の第２の検出電極と前記共通電位との間に接続されて、前記生体認識部で前記被検体の生体判定を行う場合は第２の検出電極と前記共通電位との間を開放し、前記表面形状検出部で前記表面形状の検出を行う場合は第２の検出電極と前記共通電位との間を短絡するスイッチをさらに備えることを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記第１の検出素子と前記第２の検出素子との間に配置されて、前記第１の検出電極が前記表面形状検出部に接続され、かつ前記第２の検出電極が前記共通電位に接続されており、前記被検体と前記第２の検出電極を絶縁する絶縁膜を有する第３の検出素子を備えることを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記第２の検出素子の第２の検出電極と前記生体認識部との間に接続されて、前記生体認識部で前記被検体の生体判定を行う場合は前記第２の検出電極を前記生体認識部へ切替接続し、前記表面形状検出部で前記表面形状の検出を行う場合は前記第２の検出電極を前記共通電位へ切替接続するスイッチをさらに備えることを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項６】
請求項２に記載の表面形状認識センサ装置において、
互いに隣接配置された複数の前記第２の検出素子からなり、かつ前記検出面の中央を横断して配置された帯状の第２の検出領域と、
互いに隣接配置された複数の前記第３の検出素子からなり、かつ前記第２の検出領域の両側に配置された帯状の２つの第３の検出領域と、
互いに隣接配置された複数の前記第１の検出素子からなり、かつ前記第３の検出領域の外側に配置された帯状の２つの第１の検出領域とを有することを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項７】
請求項２に記載の表面形状認識センサ装置において、
互いに隣接配置された複数の前記第２の検出素子からなり、かつ前記検出面の中央に設けられた第２の検出領域と、
互いに隣接配置された複数の前記第３の検出素子からなり、かつ前記第２の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第３の検出領域と、
互いに隣接配置された複数の前記第１の検出素子からなり、かつ前記第３の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第１の検出領域とを有することを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項８】
請求項１に記載の表面形状認識センサ装置において、
互いに隣接配置された複数の前記第２の検出素子からなり、かつ前記検出面の中央を横断して配置された帯状の第２の検出領域と、
互いに隣接配置された複数の前記第１の検出素子からなり、かつ前記第２の検出領域の両側に配置された帯状の２つの第１の検出領域とを有することを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項９】
請求項１に記載の表面形状認識センサ装置において、
互いに隣接配置された複数の前記第２の検出素子からなり、かつ前記検出面の中央に設けられた第２の検出領域と、
互いに隣接配置された複数の前記第１の検出素子からなり、かつ前記第２の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第１の検出領域とを有することを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記生体認識部は、
所定の供給信号を前記検出素子へ印加し、前記検出素子を介して接触している前記被検体のインピータンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として出力する応答信号生成部と、
前記応答信号の波形を示す位相または振幅を波形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報検出部と、
前記検出信号に含まれる波形情報に基づき前記被検体が生体であるか否かを判定する生体判定部とを有することを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項１１】
格子状に配置され被検体との間に生じた容量を当該検出素子で検出し、その値を示す容量信号をそれぞれ出力する複数の容量検出ユニットと、
この容量検出ユニットの近傍に配置された検出素子と、
前記容量検出ユニットのうち列方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数の制御線と、
前記容量検出ユニットのうち行方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数のデータ線と、
前記制御線のいずれか１つを順次選択することにより当該制御線に接続された各容量検出ユニットを選択する列セレクタと、
前記データ線ごとに設けられ、前記列セレクタにより選択された各容量検出ユニットから当該データ線に出力された容量信号を凹凸データにＡ／Ｄ変換してそれぞれ出力する第１のＡ／Ｄ変換部と、
前記第１のＡ／Ｄ変換部から各データ線ごとに得られた凹凸データを１つずつ順次選択し、前記被検体の表面形状を示す表面形状データとして出力する行セレクタと、
前記容量検出ユニットのいずれかに代えて対となる検出素子とともに配置され、当該検出素子を介して前記被検体と電気的に接触することにより前記被検体のインピーダンスを検出し、そのインピーダンスに応じた検出信号を出力するインピーダンス検出ユニットと、
前記インピーダンス検出ユニットからの検出信号に基づき前記被検体が生体であるか否かを判定する生体判定部とを備え、
前記インピーダンス検出ユニットは、所定の供給信号を当該検出素子へ印加し、当該検出素子を介して電気的に接触している前記被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として出力する応答信号生成部と、前記応答信号の波形を示す位相または振幅を波形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報検出部とを有し、
前記生体判定部は、前記検出信号に含まれる波形情報が正当な生体を示す波形情報の基準範囲内にあるか否かに基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、
前記インピーダンス検出ユニットに接続された個別データ線と、
前記個別制御線を選択することにより前記インピーダンス検出ユニットを選択する制御部と、
前記インピーダンス検出ユニットから前記個別データ線へ出力された検出信号に含まれる波形情報を判定データとして出力する第２のＡ／Ｄ変換部とをさらに備え、
前記インピーダンス検出ユニットは、前記個別制御線を介した前記制御部による選択に応じて、前記被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示す検出信号を前記個別データ線へ出力し、
前記生体判定部は、前記第２のＡ／Ｄ変換部からの判定データに含まれる波形情報に基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、
前記個別制御線を選択することにより前記インピーダンス検出ユニットを選択する制御部とをさらに備え、
前記インピーダンス検出ユニットは、前記データ線のいずれか１つに接続されて、前記個別制御線を介した前記制御部による選択に応じて、前記被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示す検出信号を当該データ線へ出力し、
前記生体判定部は、前記データ線へ出力された検出信号が前記第１のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換されて得られた判定データについて、その判定データに含まれる波形情報に基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記インピーダンス検出ユニットは、前記制御線のいずれか１つに接続されるとともに、前記データ線のいずれか１つに接続されて、前記セレクタによる選択に応じて前記検出信号を当該データ線へ出力し、
前記生体判定部は、前記データ線へ出力された検出信号が前記第１のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換されて得られた判定データについて、その判定データに含まれる波形情報に基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の表面形状認識センサ装置において、
前記インピーダンス検出ユニットを複数備え、これらインピーダンス検出ユニットは、それぞれ異なる前記容量検出ユニットに代えて配置されていることを特徴とする表面形状認識センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、表面形状認識センサ装置に関し、特に被検体から指紋などの生体情報を検出して個人認識を行う生体認識技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  情報化社会の進展に伴い、情報処理システムの機密保持に関する技術が発達している。例えば、従来はコンピュータルームへの入出管理にはＩＤカードが使用されていたが、紛失や盗難の可能性が大きかった。このため、ＩＤカードに代わり各個人の指紋等を予め登録しておき、入室時に各個人特有の指紋等を照合する個人認識システムが導入され始めている。【０００３】  このような個人認識システムは、登録されている指紋のレプリカ等を作成すれば検査を通過できる場合があった。したがって、個人認識システムは指紋照合だけではなく、被検体が生体であることも認識する必要がある。【０００４】［第１の従来技術］
被検体が生体であることを検知する第１の従来技術について説明する（例えば、特開２００２−１１２９８０号公報、特開２００２−１６２２０４号公報など参照）。第１の従来技術にかかる指紋検知装置では、センサ表面上に配置された指の絶対的な容量を測定するために、図２２Ａ−図２２Ｃに示すセンサ構造を用いて、指紋センサ電極の上側に存在する容量性グリッドまたは容量性プレートによって指検知が行われる。【０００５】  指検知センサ電極は、指紋センサ電極とは電気的に絶縁されており、図２２Ａの指検知センサ電極７２Ａのように指紋検知センサ電極７１の間にかつ異なる面に配置してもよく、指検知センサ電極７２Ｂのように指紋検知センサ電極７１と同じ面の位置に置き換えて配置してもよい。
また、図２２Ｂのように、指紋検知センサ電極７１の上側に保護膜７３Ａを介して指検知センサ電極７２Ｃを配置し、その上面を保護膜７３Ｂで覆ってもよいし、図２２Ｃのように、指紋検知センサ電極７１の上側に保護膜７３Ｃを介して表面に露出するよう指検知センサ電極７２Ｄを形成してもよい。【０００６】  そして、このようにして測定された指容量に基づき、図２３に示す回路構成により指検知が行われる。まず、指検知センサ電極８１に発生した容量は代表周波数変換器８２で代表的周波数へ変換され、周波数比較器８４で、基準周波数または周波数範囲８３と比較され、測定された容量が生きている皮膚組織の予測される生物学的特性と一致するか否かが判定される。これにより、高度な指紋検知を実現している。【０００７】［第２の従来技術］
被検体が生体であることを検知する第２の従来技術について説明する（例えば、特開平１１−１８５０２０号公報参照）。第２の従来技術にかかる個体認証センサでは、図２４に示すように、半導体基板上に複数の測定電極９１を設け、測定電極９１の周辺に共通電極９２が設けられている。また、各測定電極９１とＩ−Ｖ変換回路（検出回路）９６とを選択的に接続する各スイッチング素子を、行シフトレジスタ９５および列シフトレジスタ９４の走査で選択できるようになっている。【０００８】  測定電極９１への被認証物の接触の有無検出測定時およびこの測定を行わない待機時に、共通電極９２を電源または接地に切り換えるスイッチ手段９２Ａが配設されている。【０００９】  共通電極９２を測定電極９１から離して配置することにより、例えば手の甲といったような指以外の身体部分と指先との間で、生体の特徴があるか否かを検出することができる。具体的には、指の内部は抵抗が低いため、電極間の距離が測定結果に依存しないことを用いている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、上述したような従来技術では、被検体に誘導される電位変動により、正確な生体認識を行うことができないという問題点があった。また、表面形状を検出するための検出素子とは別に生体認識用の検出素子を配置する必要があるため、レイアウト面積が大きくなりチップあたりの製造コストが増加するなどの問題点があった。【００１１】  例えば第１の従来技術では、指検知センサ電極により容量を測定する際、指の電位が固定されていないため、指に誘導した電位変動により容量測定に誤差が生じて、判定結果が不正確となり、十分なセキュリティを確保できないという問題がある。また指の容量を周波数に変換する、または指の抵抗を測定して生体かどうかの判定を行う手法を用いており、指のインピーダンスの容量成分および抵抗成分に限定して検出できないため、人工指の材料を調整することで生体と認識されてしまうという問題がある。【００１２】  さらに指の容量を処理する容量対周波数変換器、または指の抵抗を測定する抵抗測定および比較回路を従来の回路で構成した場合、外付け部品が必要となるため、部品点数が多くなり、装置を小型化することが困難である。また検出信号が部品間を接続する配線から読み出されて十分なセキュリティを確保できず、外付け部品の素子値から、生体と判定する条件を推定されることが容易となるという問題がある。【００１３】  また、上述したような第１の従来技術では、生体認証において、被検体から電気的特性を検出するセンサ電極と、そのセンサ電極からの信号に基づき生体認識を行う回路部との配置関係について考慮されておらず、これらセンサ電極と回路部との配置関係によっては生体認識に関する判定精度やセキュリティを十分に得ることができないという問題点があった。【００１４】  例えば、図２２Ａ−図２２Ｃでは指検知センサ電極７１Ａ、７１Ｂ，７１Ｃ、７１Ｄの近傍に、図２３の指検知回路が配置されておらず、これら指検知センサ電極と指検知回路とを結ぶ配線が比較的長い場合には、その配線の寄生容量やノイズ混入が増加して被検体の容量を正確に検出できず、生体認識精度の低下の原因となる。
また、指の容量を周波数に変換して、または指の抵抗を測定して生体かどうかの判定を行う手法を用いており、指のインピーダンスの容量成分および抵抗成分に限定して検出できないため、人工指の材料を調整することで生体と認識されてしまうという問題もある。【００１５】  また第２の従来技術では、図２４に示すように、第２の共通電極９３を指紋センサアレイとは別に配置するため、レイアウト面積が大きくなり、チップあたりの製造コストが増加するという問題がある。また、電極９１間の距離を変えて抵抗が変化しないことで生体と判定させるため、人工指の内部の抵抗を下げることで、生体と認識されてしまう。さらに、指の抵抗を測定しており、第１の従来例と同様に、指のインピーダンスの容量成分および抵抗成分に限定して検出できないため、人工指の材料を調整することで生体と認識されてしまうという問題がある。【００１６】  本発明はこのような課題を解決するためのものであり、被検体に誘導される電位変動を抑制して正確な生体認識を行うことができるとともに、検出電極の追加に起因する装置の大型化を回避してチップ化を容易に実現できる表面形状認識センサ装置を提供することを目的としている。
また、生体認識に関する判定精度やセキュリティを十分に得ることができるとともに、装置の大型化を回避してチップ化を容易に実現できる表面形状認識センサ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】
【００１７】  このような目的を達成するために、本発明にかかる表面形状認識センサ装置は、２次元配置された複数の検出素子と、前記検出素子を構成し絶縁膜を介して被検体と接触することにより前記被検体の表面形状の凹凸に応じた容量を発生させる第１の検出電極と、前記検出素子を構成し前記被検体と電気的に接触する第２の検出電極と、前記検出素子の前記第１の検出電極を介して得られた容量に基づき、前記検出素子の出力として、前記表面形状の凹凸を検出する表面形状検出部と、前記検出素子のうち少なくとも第１および第２の検出素子を構成する前記第２の検出電極間に接続された前記被検体のインピーダンスに応じた信号に基づき前記被検体が生体であるか否かを判定する生体認識部とを備える。前記第１の検出素子の前記第２の検出電極が所定の共通電位に接続され、前記第２の検出素子の前記第２の検出電極が前記生体認識部に接続されている。【００１８】  また、第１の検出素子と第２の検出素子との間に配置されて、第１の検出電極が表面形状検出部に接続され、かつ第２の検出電極が高インピーダンス状態にある第３の検出素子を設けてもよい。
さらに、第３の検出素子の第２の検出電極と共通電位との間に接続されて、生体認識部で被検体の生体判定を行う場合は第２の検出電極と共通電位との間を開放し、表面形状検出部で表面形状の検出を行う場合は第２の検出電極と共通電位との間を短絡するスイッチをさらに設けてもよい。【００１９】  また、第１の検出素子と第２の検出素子との間に配置されて、第１の検出電極が表面形状検出部に接続され、かつ第２の検出電極が共通電位に接続されており、被検体と第２の検出電極を絶縁する絶縁膜を有する第３の検出素子を設けてもよい。
また、第２の検出素子の第２の検出電極と生体認識部との間に接続されて、生体認識部で被検体の生体判定を行う場合は第２の検出電極を生体認識部へ切替接続し、表面形状検出部で表面形状の検出を行う場合は第２の検出電極を共通電位へ切替接続するスイッチをさらに設けてもよい。【００２０】  センサ面の構成として、互いに隣接配置された複数の第２の検出素子からなり、かつ検出面の中央を横断して配置された帯状の第２の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第１の検出素子からなり、かつ第２の検出領域の両側に配置された帯状の２つの第１の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第３の検出素子からなり、かつ第１の検出領域の外側に配置された帯状の２つの第３の検出領域とを設けてもよい。【００２１】  あるいはセンサ面の他の構成として、互いに隣接配置された複数の第２の検出素子からなり、かつ検出面の中央に設けられた第２の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第１の検出素子からなり、かつ第２の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第１の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第３の検出素子からなり、かつ第１の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第３の検出領域とを設けてもよい。【００２２】  また、センサ面の構成として、互いに隣接配置された複数の第２の検出素子からなり、かつ検出面の中央を横断して配置された帯状の第２の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第１の検出素子からなり、かつ第２の検出領域の両側に配置された帯状の２つの第１の検出領域とを設けてもよい。【００２３】  あるいはセンサ面の他の構成として、互いに隣接配置された複数の第２の検出素子からなり、かつ検出面の中央に設けられた第２の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第１の検出素子からなり、かつ第２の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第１の検出領域とを設けてもよい。【００２４】  この際、生体認識部については、所定の供給信号を検出素子へ印加し、検出素子を介して接触している被検体のインピータンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として出力する応答信号生成部と、応答信号の波形を示す位相または振幅を波形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報検出部と、検出信号に含まれる波形情報に基づき被検体が生体であるか否かを判定する生体判定部とから構成してもよい。【００２５】  また、本発明によれば、格子状に配置され被検体との間に生じた容量を当該検出素子で検出し、その値を示す容量信号をそれぞれ出力する複数の容量検出ユニットと、この容量検出ユニットの近傍に配置された検出素子と、前記容量検出ユニットのうち列方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数の制御線と、前記容量検出ユニットのうち行方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数のデータ線と、前記制御線のいずれか１つを順次選択することにより当該制御線に接続された各容量検出ユニットを選択する列セレクタと、前記データ線ごとに設けられ、前記列セレクタにより選択された各容量検出ユニットから当該データ線に出力された容量信号を凹凸データにＡ／Ｄ変換してそれぞれ出力する第１のＡ／Ｄ変換部と、前記第１のＡ／Ｄ変換部から各データ線ごとに得られた凹凸データを１つずつ順次選択し、前記被検体の表面形状を示す表面形状データとして出力する行セレクタと、前記容量検出ユニットのいずれかに代えて対となる検出素子とともに配置され、当該検出素子を介して前記被検体と電気的に接触することにより前記被検体のインピーダンスを検出し、そのインピーダンスに応じた検出信号を出力するインピーダンス検出ユニットと、
前記インピーダンス検出ユニットからの検出信号に基づき前記被検体が生体であるか否かを判定する生体判定部とを備える。前記インピーダンス検出ユニットは、所定の供給信号を当該検出素子へ印加し、当該検出素子を介して電気的に接触している前記被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として出力する応答信号生成部と、前記応答信号の波形を示す位相または振幅を波形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報検出部とを有する。前記生体判定部は、前記検出信号に含まれる波形情報が正当な生体を示す波形情報の基準範囲内にあるか否かに基づき前記判定を行う。【００２６】  この際、インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、インピーダンス検出ユニットに接続された個別データ線と、個別制御線を選択することによりインピーダンス検出ユニットを選択する制御部と、インピーダンス検出ユニットから個別データ線へ出力された検出信号に含まれる波形情報を判定データとして出力する第２のＡ／Ｄ変換部とをさらに備え、インピーダンス検出ユニットで、個別制御線を介した制御部による選択に応じて、被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示す検出信号を個別データ線へ出力し、生体判定部で、第２のＡ／Ｄ変換部からの判定データに含まれる波形情報に基づき判定を行うようにしてもよい。【００２７】  あるいは、インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、個別制御線を選択することによりインピーダンス検出ユニットを選択する制御部とをさらに備え、インピーダンス検出ユニットで、データ線のいずれか１つに接続されて、個別制御線を介した制御部による選択に応じて、被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示す検出信号を当該データ線へ出力し、生体判定部で、データ線へ出力された検出信号が第１のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換されて得られた判定データについて、その判定データに含まれる波形情報に基づき判定を行うようにしてもよい。【００２８】  あるいはまた、インピーダンス検出ユニットで、制御線のいずれか１つに接続されるとともに、データ線のいずれか１つに接続されて、セレクタによる選択に応じて検出信号を当該データ線へ出力し、生体判定部で、データ線へ出力された検出信号が第１のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換されて得られた判定データについて、その判定データに含まれる波形情報に基づき判定を行うようにしてもよい。
また、インピーダンス検出ユニットを複数備え、これらインピーダンス検出ユニットは、それぞれ異なる容量検出ユニットに代えて配置してもよい。
【発明の効果】
【００２９】  本発明によれば、第１の検出電極が表面形状検出部に接続され、第２の検出電極が共通電位に接続された第１の検出素子と、第１の検出電極が表面形状検出部に接続され、第２の検出電極が生体認識部に接続された第２の検出素子とを設け、表面形状検出部では、これら第１および第２の検出素子から得られた個々の容量に基づき表面形状を検出するとともに、生体認識部では、第２の検出素子の第２の検出電極と第１の検出素子の第２の検出電極との間に接続された被検体のインピーダンスに応じた信号に基づき生体認識を行うようにしたので、被検体に誘導される電位変動を抑制して正確な生体認識を行うことができるとともに、検出電極の追加に起因する装置の大型化を回避してチップ化を容易に実現できる。【００３０】  また、本発明によれば、表面形状検出用の各容量検出ユニットを対となる検出素子とともにマトリクス状に配置し、これら容量検出ユニットのうちのいずれかに代えて、生体認識用のインピーダンス検出ユニットを対となる検出素子とともに配置するようにしたので、生体認識用の検出素子とこれを駆動するインピーダンス検出ユニットとを結ぶ配線を極めて短くすることができ、この配線の寄生容量やノイズ混入を低減でき被検体のインピーダンスを正確に検出できる。したがって、生体認識において高い判定精度を得ることができる。【００３１】  また、インピーダンス検出ユニットで、所定の供給信号を当該検出素子へ印加し、被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として取得して、その応答信号の波形を示す位相または振幅からなる波形情報を検出して検出信号として出力し、この検出信号をＡ／Ｄ変換して得られた判定データに基づき生体判定部で判定するようにしたので、従来に比べ大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必要とすることなく、一般的なコンパレータや論理回路という極めて簡素な回路構成で被検体に固有のインピーダンスを示す波形情報を詳細に検出でき、表面形状認識センサ装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。また、抵抗素子や容量素子などの外付け部品が不要となり、これら外付け部品に起因するセキュリティの低下を回避でき、十分なセキュリティが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】［図１］図１は、本発明の一実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置を示す外観図である。
［図２］図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図３］図３は、図２の表面形状検出部で用いるセンサセルの構成を示す回路図である。
［図４Ａ−Ｃ］図４Ａ−図４Ｃは、図３の各部信号を示す信号波形図である。
［図５］図５は、図２の生体認識部の構成を示すブロック図である。
［図６Ａ−Ｄ］図６Ａ−図６Ｄは、図５の生体認識部での位相差検出時における信号波形図である。
［図７Ａ−Ｂ］図７Ａ−図７Ｂは、図５の生体認識部での振幅検出時における信号波形図である。
［図８Ａ−Ｂ］図８Ａ−図８Ｂは、図２の検出素子の構成を示す説明図である。
［図９］図９は、本発明の第２の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図１０Ａ−Ｂ］図１０Ａ、図１０Ｂは、図９の検出素子の構成を示す説明図である。
［図１１］図１１は、本発明の第３の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図１２］図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図１３Ａ−Ｂ］図１３Ａ、図１３Ｂは、図１２の検出素子の構成を示す説明図である。
［図１４］図１４は、本発明の第５の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図１５Ａ−Ｂ］図１５Ａ、図１５Ｂは、本発明の第６の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置のセンサ面構成を示す説明図である。
［図１６］図１６は、図２の生体認識部の他の実施の形態を示すブロック図である。
［図１７Ａ−Ｄ］図１７Ａ−図１７Ｄは、図１６の生体認識部での位相差検出時における信号波形図である。
［図１８Ａ−Ｂ］図１８Ａ−図１８Ｂは、図１６の生体認識部での振幅検出時における信号波形図である。
［図１９］図１９は、本発明の第７の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図２０］図２０は、本発明の第８の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図２１］図２１は、本発明の第９の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
［図２２Ａ−Ｃ］図２２Ａ−図２２Ｃは、第１の従来技術にかかる指紋検知装置のセンサ構造を示すブロック図である。
［図２３］図２３は、第１の従来技術にかかる指紋検知装置の要部を示すブロック図である。
［図２４］図２４は、第２の従来技術にかかる個体認証センサを示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】  次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置を示す外観図である。この表面形状認識センサ装置は、例えば微細な凹凸を有する被検体の照合対象表面の形状と照合データと比較照合することにより被検体の認証を行う表面形状認識装置において、被検体の表面形状を検出する回路装置として用いられる。図１に示すように、表面形状認識センサ装置１０は、ＬＳＩチップの上に２次元（アレイ状や格子状）に配置された多数の微細な検出素子１から構成されている。
この表面形状認識センサ装置１０のセンサ面８に指など被検体９を接触させることにより、その被検体９の表面ここでは指紋の凹凸形状がそれぞれの検出素子１を介して個別に検出され、被検体の表面形状を示す表面形状データが出力される。
本発明では、これら表面形状検出用の検出素子１を兼用して生体認識を行うようにしたものである。【００３４】［第１の実施の形態］
次に、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図２は本発明の第１の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
この表面形状認識センサ装置１０には、検出素子１Ａ，１Ｂ、表面形状検出部２、および生体認識部３が設けられている。【００３５】  検出素子１Ａは、絶縁膜を介して被検体９との間に静電容量を形成する検出電極１１Ａと、被検体９と電気的に接触する検出電極１２Ａとを有している。このうち、検出電極１１Ａは表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ａは接地電位などの共通電位に接続されている。この共通電位は、電源回路などの所定の供給回路部（図示せず）から一定の電位（低インピーダンス）で供給されている。検出素子１Ｂは、絶縁膜を介して被検体９との間に静電容量を形成する検出電極１１Ｂと、被検体９と電気的に接触する検出電極１２Ｂとを有している。このうち、検出電極１１Ｂは表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ｂは生体認識部３に接続されている。
表面形状検出部２は、各検出素子１Ａ，１Ｂの検出電極１１Ａ，１１Ｂと被検体９との間に生じた静電容量に基づき、被検体９の表面の凹凸形状を示す表面形状データ２Ｓを出力する回路部である。【００３６】  生体認識部３は、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂと検出素子１Ａの検出電極１２Ａとの間に接続された被検体９のインピーダンスに基づき、被検体９が生体であるか否かを判定する回路部である。
次に、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の動作について説明する。この表面形状認識センサ装置１０では、動作として被検体９の表面形状を検出する表面形状検出動作と、被検体９の生体認識を行う生体認識動作があり、上位装置（図示せず）からの制御に応じて、これら動作のいずれかが選択的に実行される。
まず、表面形状検出動作では、検出素子１Ａの検出電極１１Ａと被検体９との間に形成された静電容量の大きさに基づき、表面形状検出部２で被検体９の検出素子１Ａの位置での表面形状を示す信号が生成され、表面形状データ２Ｓとして出力される。【００３７】  また検出素子１Ｂについても、その検出電極１１Ｂと被検体９との間に形成された静電容量の大きさに基づき、表面形状検出部２で被検体９の表面の凹凸形状を示す表面形状データ２Ｓが生成され、表面形状データ２Ｓとして出力される。
このとき、検出素子１Ａの検出電極１２Ａを介して被検体９が共通電位に接続されていることから、これら検出電極１１Ａ，１１Ｂで形成される静電容量が安定し、ノイズの少ない表面形状データ２Ｓが得られる。【００３８】  一方、生体認識動作では、検出素子１Ａの検出電極１２Ａを介して被検体９が共通電位に接続されていることから、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂから被検体９を介して検出素子１Ａの検出電極１２Ａすなわち共通電位への電流経路が形成されることになる。
生体認識部３では、この電流経路内に存在する被検体９に固有のインピーダンスの値が、正当な生体のインピーダンスを示す基準範囲内となるか否かに基づき被検体９が生体であるか否かを判定する。
このとき、生体認識部３では、被検体９のインピーダンスに応じて変化する信号を用いて生体認識を行っているが、検出素子１Ａの検出電極１２Ａを介して被検体９が共通電位に接続されていることから、被検体９への誘導による電位変動が抑止されて安定した信号が得られ、正確な生体認証が実現される。【００３９】  このように、本実施の形態では、検出電極１１Ａが表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ａが共通電位に接続された検出素子１Ａと、検出電極１１Ｂが表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ｂが生体認識部３に接続された検出素子１Ｂとを設け、表面形状検出部２では、これら検出素子１Ａ，１Ｂから得られた個々の容量に基づき、これら検出素子１Ａ，１Ｂと接触する位置に対応する表面形状の凹凸を示す信号をそれぞれ出力し、生体認識部３では、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂと検出素子１Ａの検出電極１２Ａとの間に接続された被検体９のインピーダンスに応じた信号に基づき被検体９が生体であるか否かを判定するようにしている。【００４０】  したがって、検出素子１Ａの検出電極１２Ａを介して被検体９が共通電位に接続され、被検体９に誘導される電位変動を抑制して正確な生体認識を行うことができるとともに、ノイズの少ない表面形状データが得られる。
また、表面形状検出動作と生体認識動作とで検出素子を共用されるため、表面形状を検出するための検出素子とは別に生体認識用の検出素子を配置する必要がなくなり、レイアウト面積が増加せずチップあたりの製造コストの増加も回避できる。したがって、装置を大型化することなく被検体の表面形状の検出に加えて生体認識も行うことができ、装置のチップ化を容易に実現できる。【００４１】  なお、図１では、検出素子１Ａ，１Ｂを１つずつ用いた場合を例として説明したが、これは生体認識を実施するのに最低限必要な構成を示したもので、これに限定されるものではない。実際には、表面形状検出部２で被検体９の表面形状を示す表面形状データを得るため多数の検出素子１Ａが用いられる。また、生体認識部３で被検体９のインピーダンスを安定して検出するため、多数の検出素子１Ｂが用いられる。【００４２】［表面形状検出部の構成］
次に、図３および図４Ａ−図４Ｃを参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いられる表面形状検出部２の具体的構成について説明する。図３は表面形状検出部２で用いるセンサセルの構成を示す回路図である。図４Ａ−図４Ｃは図３の各部の信号を示すタイミングチャートである。なお、これら表面形状検出部２の具体例については、公知の技術を利用すればよい（例えば、特開２０００−２８３１１号公報など参照）。【００４３】  表面形状検出部２では、被検体９の表面形状に応じて検出素子１で検出された容量を所定の出力信号へ変換するセンサセルが各検出素子１ごとに設けられている。このセンサセルは、検出素子１の容量に応じた信号を発生する信号発生回路２１と、この信号発生回路２１による信号のレベルを増幅して出力する信号増幅回路２２と、この信号増幅回路２２の出力信号を所望の信号に変換して出力する出力回路２３とによって構成されている。【００４４】  図３において、ＣＦは検出電極１１と被検体９との間に形成される静電容量である。節点Ｎ１ＡにはこのＣＦに応じた電圧信号ΔＶＩが信号発生回路２１によって発生する。この電圧信号ΔＶＩは信号増幅回路２２で電圧信号ΔＶＯに増幅される。この電圧信号ΔＶＯの大きさ応じた電圧信号ＶＯＵＴが出力信号として出力回路２３から出力される。ＣＰ１Ａ，ＣＰ２Ａは寄生容量である。【００４５】  図４Ａ−図４Ｃに示すように、時刻Ｔ１以前では、センサ回路制御信号ＰＲＥ０が電源電圧ＶＤＤに制御されてＱ１ＡがＯＦＦし、センサ回路制御信号ＲＥが電圧０Ｖに制御されてＱ３ＡがＯＦＦしており、節点Ｎ１Ａは０Ｖである。時刻Ｔ１に信号ＰＲＥ０が０Ｖに制御されてＱ１ＡがＯＮし、節点Ｎ２ＡはＶＤＤまで上昇し、節点Ｎ１Ａはバイアス電圧ＶＧよりＱ２Ａのしきい値電圧ＶＴＨだけ低い値まで上昇する。そして時刻Ｔ２に信号ＰＲＥ０および信号ＲＥがＶＤＤへ制御されてＱ１ＡがＯＦＦするとともにＱ３ＡがＯＮする。これにより、容量ＣＦ，ＣＰ１Ａに蓄積された電荷が放電され、節点Ｎ１Ａの電位は低下する。【００４６】  このとき、節点Ｎ２Ａが十分高い期間だけ、容量ＣＰ２Ａに蓄積された電荷が急激に放電される。節点Ｎ２Ａの電位が節点Ｎ１Ａの電位程度まで低下すると、その後、節点Ｎ１Ａ，Ｎ２Ａの電位は徐々に低下する。時刻Ｔ２からΔｔだけ経過した時刻Ｔ３に信号ＲＥを０Ｖに制御してＱ３ＡをＯＦＦすると、その時点の節点Ｎ２Ａの電位ＶＤＤ−ΔＶが維持され増幅されＶＯＵＴとして出力される。これにより、静電容量ＣＦの値に応じた電圧ＶＯＵＴが得られ、この電圧信号を信号処理することにより、表面形状の凹凸がわかる。【００４７】［生体認識部の構成］
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いられる生体認識部３の具体的構成について説明する。図５は生体認識部の構成を示すブロック図である。
生体認識部３には、供給信号生成部３１、応答信号生成部３２、波形情報検出部３３、および生体判定部３４が設けられている。【００４８】  検出素子１Ａ，１Ｂは、検出電極１２Ａ，１２Ｂを介して被検体９と電気的に接触し、被検体９の持つインピーダンスの容量成分Ｃｆおよび抵抗成分Ｒｆを応答信号生成部３２へ接続する。供給信号生成部３１は、所定周波数の正弦波などからなる供給信号３１Ｓを生成して応答信号生成部３２に出力する。応答信号生成部３２は、供給信号生成部３１からの供給信号３１Ｓを検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂへ印加し、検出素子１Ｂの出力インピーダンスすなわち被検体９の持つインピーダンスの容量成分および抵抗成分により変化する応答信号３２Ｓを波形情報検出部３３へ出力する。【００４９】  波形情報検出部３３は、応答信号生成部３２からの応答信号３２Ｓが示す波形から、供給信号３１Ｓとの位相差または振幅を検出し、これら位相差または振幅を示す波形情報を含んだ検出信号３３Ｓを生体判定部３４へ出力する。生体判定部３４は、波形情報検出部３３からの検出信号３３Ｓに含まれる波形情報に基づき被検体９が生体か否かを判定し、その認識結果３Ｓを出力する。
被検体９が検出素子１Ａ，１Ｂに接触した場合、供給信号生成部３１から検出素子１Ａ，１Ｂに印加されている供給信号３１Ｓが、被検体９に固有のインピーダンス特性すなわち容量成分および抵抗成分により変化し、これが応答信号３２Ｓとして応答信号生成部３２から出力される。この応答信号３２Ｓは、波形情報検出部３３でその位相差または振幅が検出され、これら検出結果を示す情報を含んだ検出信号３３Ｓが生体判定部３４へ出力される。【００５０】  図６Ａ−図６Ｄは、位相差検出時における信号波形例である。供給信号３１Ｓとして接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号３２Ｓの位相は被検体９のインピーダンスに応じて変化する。基準信号として供給信号３１Ｓに同期した信号を用い、波形情報検出部３３で応答信号３２Ｓとの位相を比較することで、例えば位相差φをパルス幅とする検出信号３３Ｓが出力される。【００５１】  生体判定部３４では、この検出信号３３Ｓに含まれる位相差すなわち容量成分（虚数成分）の情報が、正当な生体の位相差の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体９が生体か否かが判定される。【００５２】  図７Ａ、図７Ｂは、振幅検出時における信号波形例である。供給信号３１Ｓとして接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号３２Ｓは共通電位を中心として、被検体９のインピーダンスに応じた振幅に変化する。波形情報検出部３３で、応答信号３２Ｓのピーク電圧すなわち電圧の最大値または最小値を検出し、応答信号３２Ｓの振幅Ａに比例した直流電位を示す検出信号３３Ｓが出力される。
生体判定部３４では、この検出信号３３Ｓに含まれる振幅すなわち抵抗成分（実数成分）の情報が、正当な生体の振幅の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体９が生体か否かが判定される。【００５３】  なお、これら位相差および振幅のうちいずれか一方のみを検出して生体認識を行ってもよく、従来に比べ、例えば大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必要とすることなく、一般的なコンパレータや論理回路などの位相比較回路という極めて簡素な回路構成で被検体９に固有のインピーダンスを示す情報を詳細に検出でき、表面形状認識センサ装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。【００５４】  また、これら位相差および振幅の両方を検出して生体認識を行ってもよく、実数成分および虚数成分を一まとめとして検出した情報を用いて生体認識判断を行う場合と比較して、被検体の材料や材質を選択してその実数成分および虚数成分を個別に調整することが極めて難しくなり、人工指による不正認識行為に対して高いセキュリィが得られる。【００５５】［検出素子の構成］
次に、図８Ａ，図８Ｂを参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いられる検出素子の具体的構成について説明する。図８Ａ，図８Ｂは検出素子の構成を示す説明図であり、図８Ａは正面図、図８Ｂは図８ＡのＡＡ断面図である。【００５６】  検出素子１Ａは、表面形状認識センサ装置１０のセンサ面８上に格子状に配列された検出電極１１Ａと、この検出電極１１Ａの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成された検出電極１２Ａとから構成されている。同様に、検出素子１Ｂは、格子状に配列された検出電極１１Ｂと、この検出電極１１Ｂの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成された検出電極１２Ｂとから構成されている。【００５７】  検出電極１１Ａ，１１Ｂは金属膜からなり、被検体９と近接する上側が絶縁膜１４で覆われ、被検体９を対向検出電極として容量素子を形成する。この際、被検体の表面形状の凹凸によりこれら検出電極間の距離が変化することから、その表面形状の凹凸に応じた静電容量が形成される。【００５８】  一方、検出電極１２Ａ，１２Ｂは、上側が露出して被検体９と電気的に接触する。これにより、検出電極１２Ａに接続されている共通電位が被検体９に印加されるとともに、検出電極１２Ｂを介して被検体９のインピーダンスが生体認識部３へ接続されることになる。【００５９】  この際、隣接する検出素子１Ａ間および検出素子１Ｂ間で、それぞれ検出電極１２Ａ，１２Ｂを互いに共用している。したがって、検出素子１Ａと検出素子１Ｂとが隣接する境界には、検出電極１２Ａ，１２Ｂの間に切り欠き部１３を設けて、両者を電気的に絶縁している。【００６０】  検出素子１Ａ，１Ｂの一辺の長さが数１０μｍ程度の場合、切り欠き部１３の幅Ｗを２０μｍ以下とすることにより、切り欠き部１３の存在が視認できず、生体認証用検出素子の有無さらには配置位置を秘匿することができ、セキュリティ性を向上させることができる。【００６１】［第２の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図９は本発明の第２の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。【００６２】  この表面形状認識センサ装置１０には、前述した第１の実施の形態（図２参照）と比較して、検出素子１Ａと検出素子１Ｂとの間に、検出素子１Ｃが設けられている。その他については、前述した第１の実施の形態と同様であり、同じまたは同等部分には同一符号を付してある。【００６３】  検出素子１Ｃは、前述した検出素子１Ａ，１Ｂと同様に、絶縁膜を介して被検体９との間に静電容量を形成する検出電極１１Ｃと、被検体９と電気的に接触する検出電極１２Ｃとを有している。このうち、検出電極１１Ｃは表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ｃは他の電位と絶縁されており、いずれの電位にも接続されていない高インピーダンス（フローティング）状態となっている。【００６４】  表面形状検出部２は、各検出素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃの検出電極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと被検体９との間に生じた静電容量に基づき、被検体９の表面の凹凸形状を示す表面形状データ２Ｓを出力する。
生体認識部３は、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂと検出素子１Ａの検出電極１２Ａとの間に接続された被検体９のインピーダンスに基づき、被検体９が生体であるか否かを判定する。【００６５】  この際、検出電極１２Ａと検出電極１２Ｂとの間には、検出素子１Ｃが配置されていることから両者間の距離が長くなり、また被検体９と電気的に接触する検出電極１２Ｃは高インピーダンス状態となっていることから、検出電極１２Ａと検出電極１２Ｂとの間に接続される被検体９のインピーダンスは、両者を隣接配置した場合と比較して大きくなる。したがって、被検体９によって変化するインピーダンスの変化量が大きくなり、生体認識部３での判定精度を向上させることができる。【００６６】  なお、図９では、検出素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃをそれぞれ１つずつ用いた場合を例として説明したが、これは生体認識を実施するのに最低限必要な構成を示したもので、これに限定されるものではない。実際には、表面形状検出部２で被検体９の表面形状を示す表面形状データを得るため多数の検出素子１Ａが用いられる。また、生体認識部３で被検体９のインピーダンスを安定して検出するため、多数の検出素子１Ｂが用いられる。また、被検体９によって変化するインピーダンスの変化量を大きくするため、多数の検出素子１Ｃが隣接配置されて用いられる。【００６７】［検出素子の構成］
次に、図１０Ａ、図１０Ｂを参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いられる検出素子の具体的構成について説明する。図１０Ａ、図１０Ｂは検出素子の構成を示す説明図であり、図１０Ａは正面図、図１０Ｂは図１０ＡのＢＢ断面図である。【００６８】  検出素子１Ａは、表面形状認識センサ装置１０のセンサ面８上に格子状に配列された検出電極１１Ａと、この検出電極１１Ａの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成された検出電極１２Ａとから構成されている。同様に、検出素子１Ｂは、格子状に配列された検出電極１１Ｂと、この検出電極１１Ｂの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成された検出電極１２Ｂとから構成されている。また検出素子１Ｃは、格子状に配列された検出電極１１Ｃと、この検出電極１１Ｃの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成された検出電極１２Ｃとから構成されている。【００６９】  検出電極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは金属膜からなり、被検体９と近接する上側が絶縁膜１４で覆われ、被検体９を対向検出電極として容量素子を形成する。この際、被検体の表面形状の凹凸によりこれら検出電極間の距離が変化することから、その表面形状の凹凸に応じた静電容量が形成される。【００７０】  一方、検出電極１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、上側が露出して被検体９と電気的に接触する。これにより、検出電極１２Ａに接続されている共通電位が被検体９に印加されるとともに、検出電極１２Ｂを介して被検体９のインピーダンスが生体認識部３へ接続されることになる。【００７１】  この際、隣接する検出素子１Ａ間、検出素子１Ｂ間、および検出素子１Ｃ間で、それぞれ検出電極１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを互いに共用している。したがって、検出素子１Ｃと検出素子１Ａ，１Ｂとが隣接する境界には、検出電極１２Ａ，１２Ｃの間、および検出電極１２Ｂ，１２Ｃの間に切り欠き部１３を設けて、両者を電気的に絶縁している。
検出素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃの一辺の長さが数１０μｍ程度の場合、切り欠き部１３の幅Ｗを２０μｍ以下とすることにより、切り欠き部１３の存在が視認できず、生体認証用検出素子の有無さらには配置位置を秘匿することができ、セキュリティ性を向上させることができる。【００７２】［第３の実施の形態］
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図１１は本発明の第３の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。
この表面形状認識センサ装置１０には、前述した第２の実施の形態（図９参照）と比較して、検出素子１Ｃの検出電極１２Ｃと共通電位との間にスイッチ４Ｃが設けられている。その他については、前述した第２の実施の形態と同様であり、同じまたは同等部分には同一符号を付してある。【００７３】  スイッチ４Ｃは、表面形状検出部２により表面形状検出動作を行う場合に短絡されて、検出素子１Ｃの検出電極１２Ｃへ共通電位を印加し、生体認識部３により生体認識動作を行う場合に開放されて検出素子１Ｃの検出電極１２Ｃを高インピーダンス状態とする。【００７４】  これにより、第２の実施の形態と比較して、表面形状検出動作時には、検出素子１Ａの検出電極１１Ａと同様に、検出素子１Ｃの検出電極１２Ｃも共通電位に接続されることになり、ノイズの少ないクリアな表面形状データが得られ、後段における表面形状データを用いた個人認証処理の認証精度を向上させることができる。
［第４の実施の形態］【００７５】  次に、図１２および図１３Ａ、図１３Ｂを参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図１２は本発明の第４の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。図１３Ａ，図１３Ｂは本発明の第４の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いられる検出素子の構成を示す説明図であり、図１３Ａは正面図、図１３ＢはＣＣ断面図である。
この表面形状認識センサ装置１０では、前述した第２の実施の形態（図９参照）と比較して、検出素子１Ｃにおいて、検出電極１１Ｃの上側だけでなく検出電極１２Ｃの上側にも絶縁膜１４が形成されているとともに、検出電極１２Ｃが共通電位に接続されている。その他については、前述した第２の実施の形態と同様であり、同じまたは同等部分には同一符号を付してある。【００７６】  検出素子１Ｃの検出電極１２Ｃが絶縁膜１４で覆われていることから、検出電極１２Ｃと被検体９とが電気的に絶縁される。したがって、検出電極１２Ｃに対して常に共通電位を印加することができ、前述した第３の実施の形態（図１１参照）のようなスイッチ４Ｃを用いることなく、ノイズの少ないクリアな表面形状データが得られ、後段における表面形状データを用いた個人認証処理の認証精度を向上させることができる。【００７７】［第５の実施の形態］
次に、図１４を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図１４は本発明の第５の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。【００７８】  この表面形状認識センサ装置１０には、前述した第１の実施の形態（図２参照）と比較して、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂと生体認識部３との間にスイッチ４Ｂが設けられている。その他については、前述した第１の実施の形態と同様であり、同じまたは同等部分には同一符号を付してある。【００７９】  生体認識部３において、前述した図５のように被検体９へ信号を印加することにより生体認識を行う構成では、表面形状検出動作時に検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂへ共通電位とは異なる電位が印加される場合や、検出電極１２Ｂが高インピーダンス状態となる場合もある。このような場合には、検出電極１２Ｂと生体認識部３との間にスイッチ４Ｂを設け、生体認識動作の場合には検出電極１２Ｂを生体認識部３へ接続し、表面形状検出動作の場合には検出電極１２Ｂを共通電位に接続するようにしてもよい。【００８０】  これにより、表面形状検出動作時には、検出素子１Ａの検出電極１２Ａと同様に、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂも共通電位に接続されることになり、ノイズの少ないクリアな表面形状データが得られ、後段における表面形状データを用いた個人認証処理の認証精度を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、第１の実施の形態を例として説明したが、前述した各実施の形態に対しても適用でき、同様の作用効果が得られる。【００８１】［第６の実施の形態］
次に、図１５Ａ、図１５Ｂを参照して、本発明の第６の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図１５Ａ、図１５Ｂは本発明の第６の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置のセンサ面構成を示す説明図である。【００８２】  図１５Ａのセンサ面構成例では、前述した第２の実施の形態（図９参照）で用いた検出素子１Ｂを複数隣接配置した検出領域８Ｂを、センサ面８のほぼ中央を横断するよう帯状に配置し、その両側に検出素子１Ｃを複数隣接配置した検出領域８Ｃを帯状に配置し、さらにその外側に検出素子１Ａを複数隣接配置した検出領域８Ａを配置している。【００８３】  このように、検出領域８Ａ，８Ｂを分離する検出領域８Ｃを帯状に２つ配置し、その外側に検出領域８Ａを２つ設けるともとに、その内側に検出領域８Ｂを配置したので、センサ面８に対して被検体９が接触させた位置がセンサ面８の中央から横方向にずれた場合でも、いずれか一方の検出領域８Ｃを跨いで検出領域８Ａ，８Ｂの両方に対し被検体９が接触しやすくなり、安定した生体認識動作を行うことができる。【００８４】  また、検出領域８Ｂを含む両検出領域８Ｃの外側端間の幅Ｌを、少なくともセンサ面８に対する被検体９の接触幅Ｌｔより狭くすることにより、検出領域８Ｂと両側の検出領域８Ａとを被検体９に対して同時に接触させることができ、生体認識動作時により安定したインピーダンスが得られる。【００８５】  また図１５Ｂのセンサ面構成例では、前述した第２の実施の形態（図９参照）で用いた検出素子１Ｂを複数隣接配置した検出領域８Ｂを、センサ面８のほぼ中央に島状に配置し、検出素子１Ｃを複数隣接配置した検出領域８Ｃを、検出領域８Ｂの外周部を全周にわたって囲うように枠状に配置し、さらに検出素子１Ａを複数隣接配置した検出領域８Ａを、検出領域８Ｃの外周部を全周にわたって囲うように配置している。
このように、検出領域８Ａ，８Ｂを分離する検出領域８Ｃを枠状（環状）に配置し、その外側に検出領域８Ａを設けるともとに、その内側に検出領域８Ｂを配置したので、センサ面８に対して被検体９が接触させた位置がセンサ面８の中央から縦／横方向にずれた場合でも、検出領域８Ｃを跨いで検出領域８Ａ，８Ｂの両方に対し被検体９が接触しやすくなり、安定した生体認識動作を行うことができる。なお、この場合は、検出領域８Ｃの幅をセンサ面８に対する被検体９の接触幅より狭くする必要がある。【００８６】  また、検出領域８Ｂを含む両検出領域８Ｃの外側端間の横幅Ｌ１および縦幅Ｌ２を、少なくともセンサ面８に対する被検体９の接触横幅Ｌｔ１および接触横幅Ｌｔ２より狭くすることにより、検出領域８Ｂとその周囲の検出領域８Ａとを複数箇所（縦横４カ所）であるいは全周にわたって、被検体９に対して同時に接触させることができ、生体認識動作時により安定したインピーダンスが得られる。【００８７】  なお、図１５Ａ，図１５Ｂにおいて、これら検出領域の配置パターンをセンサ面８に対して複数設けてもよく、検出領域８Ｃを跨いで検出領域８Ａ，８Ｂの両方に対し被検体９が接触しやすくなり、安定した生体認識動作を行うことができる。【００８８】  また、図１５、図１５Ｂでは、センサ面８の外形を正方形とし、あるいは検出領域８Ａ，８Ｂ，８Ｃを長方形またはその外形を正方形とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば長方形、長円形、円形、楕円形などの形状を用いてもよい。
なお、本実施の形態では、前述した第２の実施の形態（図９参照）をベースとして、検出領域８Ａと検出領域８Ｂとの間に検出素子１Ｃからなる検出領域８Ｃを設けた場合を例として説明したが、本実施の形態は、前述した第１の実施の形態（図２参照）ベースとした検出素子１Ｃのないものにも適用できる。
この場合、センサ面８は、図１５Ａ，図１５Ｂにおいて、検出領域８Ｃがなく、検出領域８Ａ，８Ｂを隣接配置した形態となり、前述の検出領域８Ｃを設けた場合と同様の作用効果が得られる。【００８９】［第７の実施の形態］
［生体認識部の構成］
次に、図１６を参照して、本発明の他の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いられる生体認識部３の具体的構成について説明する。図１６は生体認識部の構成を示すブロック図である。なお、図１６において、図１、図５と同じものあるいは同じ機能を有するものは同符号を用いている。【００９０】  生体認識部３には、供給信号生成部３１、応答信号生成部３２、波形情報検出部３３、出力調整部３４、Ａ／Ｄ変換部３５、および生体判定部３６が設けられている。これら回路部のうち、供給信号生成部３１、応答信号生成部３２、波形情報検出部３３、および出力調整部３４は、インピーダンス検出ユニット３０として、対をなす検出素子１Ｂとともに配置されている。【００９１】  検出素子１Ａ，１Ｂは、検出電極１２Ａ，１２Ｂを介して被検体９と電気的に接触し、被検体９の持つインピーダンスの容量成分Ｃｆおよび抵抗成分Ｒｆを応答信号生成部３２へ接続する。供給信号生成部３１は、所定周波数の正弦波などからなる供給信号３１Ｓを生成して応答信号生成部３２に出力する。応答信号生成部３２は、供給信号生成部３１からの供給信号３１Ｓを検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂへ印加し、検出素子１Ｂの出力インピーダンスすなわち被検体９の持つインピーダンスの容量成分および抵抗成分により変化する応答信号３２Ｓを波形情報検出部３３へ出力する。【００９２】  波形情報検出部３３は、応答信号生成部３２からの応答信号３２Ｓが示す波形から、供給信号３１Ｓとの位相差または振幅を波形情報として検出し、この波形情報を含んだ波形情報信号３３Ｓを出力調整部３４へ出力する。出力調整部３４は、波形情報検出部３３からの波形情報信号３３Ｓを、その波形情報に応じた電圧値へ調整変換し検出信号３０Ｓとして出力する。
Ａ／Ｄ変換部３５は、出力調整部３４からの検出信号３０ＳをＡ／Ｄ変換し、デジタルデータからなる判定データ３５Ｓとして出力する。生体判定部３６は、Ａ／Ｄ変換部３５からの判定データ３５Ｓに含まれる波形情報に基づき被検体９が生体か否かを判定し、その認識結果３Ｓを出力する。【００９３】  被検体９が検出素子１Ａ，１Ｂに接触した場合、供給信号生成部３１から検出素子１Ａ，１Ｂに印加されている供給信号３１Ｓが、被検体９に固有のインピーダンス特性すなわち容量成分および抵抗成分により変化し、これが応答信号３２Ｓとして応答信号生成部３２から出力される。この応答信号３２Ｓは、波形情報検出部３３でその位相差または振幅が検出され、これら検出結果を示す情報を含んだ検出信号３０Ｓとして出力調整部３４から出力される。そして、この検出信号３０ＳはＡ／Ｄ変換部３５で判定データ３５Ｓに変換され、生体判定部３６へ出力される。【００９４】  図１７Ａ−図１７Ｄは、位相差検出時における信号波形例である。供給信号３１Ｓとして接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号３２Ｓの位相は被検体９のインピーダンスに応じて変化する。基準信号として供給信号３１Ｓに同期した信号を用い、波形情報検出部３３で応答信号３２Ｓとの位相を比較することで、例えば位相差φをパルス幅とする波形情報信号３３Ｓが出力される。
生体判定部３６では、判定データ３５Ｓに含まれるこの位相差すなわち容量成分（虚数成分）の情報が、正当な生体の位相差の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体９が生体か否かが判定される。【００９５】  図１８Ａ、図１８Ｂは、振幅検出時における信号波形例である。供給信号３１Ｓとして接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号３２Ｓは共通電位を中心として、被検体９のインピーダンスに応じた振幅に変化する。波形情報検出部３３で、応答信号３２Ｓのピーク電圧すなわち電圧の最大値または最小値を検出し、応答信号３２Ｓの振幅Ａに比例した直流電位を示す波形情報信号３３Ｓが出力される。【００９６】  生体判定部３６では、判定データ３５Ｓに含まれる振幅すなわち抵抗成分（実数成分）の情報が、正当な生体の振幅の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体９が生体か否かが判定される。
なお、これら位相差および振幅のうちいずれか一方のみを検出して生体認識を行ってもよく、従来に比べ、例えば大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必要とすることなく、一般的なコンパレータや論理回路という極めて簡素な回路構成で被検体９に固有のインピーダンスを示す情報を詳細に検出でき、表面形状認識センサ装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。【００９７】  また、これら位相差および振幅の両方を検出して生体認識を行ってもよく、実数成分および虚数成分を一まとめとして検出した情報を用いて生体認識判断を行う場合と比較して、被検体の材料や材質を選択してその実数成分および虚数成分を個別に調整することが極めて難しくなり、人工指による不正認識行為に対して高いセキュリティが得られる。【００９８】  なお、以上では、インピーダンス検出ユニット３０が１つの場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、複数のインピーダンス検出ユニット３０を設けてもよい。この場合には、例えば各インピーダンス検出ユニット３０ごとにＡ／Ｄ変換部３５を設け、これらＡ／Ｄ変換部３５から得られた複数の判定データ３５Ｓを平均化し、その平均値に基づき生体判定部３６で生体判定を行えばよい。あるいは各インピーダンス検出ユニット３０を制御部２５から順に選択し、各インピーダンス検出ユニット３０からの検出信号３０Ｓを同一のＡ／Ｄ変換部３５で順次判定データへ変換してもよい。供給信号生成部をインピーダンス検出ユニット内に配置しなくともよい。この場合インピーダンス検出ユニットを小さくすることができ、指紋検出のための領域を増やすことができる。【００９９】  このように、インピーダンス検出ユニット３０を複数設けることにより、これらインピーダンス検出ユニット３０で得られた検出結果が平均化されることから、インピーダンス検出の精度を向上できるため、人工指による不正認証に対してセキュリティを高める効果がある。【０１００】［第８の実施の形態］
次に、図１９を参照して、本発明の第８の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図１９は本発明の第８の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。なお、図１９において、前述した各図と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。【０１０１】  この表面形状認識センサ装置１０のセンサアレイ４には、表面形状検出用の複数の容量検出ユニット２０が対となる検出素子１Ａとともに格子状（行列マトリクス状）に配置されている。また容量検出ユニット２０のうちのいずれか１つ、この例ではセンサアレイ４の中央に配置されている容量検出ユニット２０に代えて、生体認識用のインピーダンス検出ユニット３０が対となる検出素子１Ｂとともに配置されている。【０１０２】  制御部２５、列セレクタ２６、Ａ／Ｄ変換部２７、および行セレクタ２８は、各容量検出ユニット２０とともに、前述した表面形状検出部２を構成する回路部である。また、Ａ／Ｄ変換部３５および生体判定部３６は、インピーダンス検出ユニット３０とともに、前述した生体認識部３を構成する回路部である。【０１０３】  なお、表面形状認識センサ装置１０は、全体として１つのチップから構成されており、基板上のうち、センサアレイ４内の各検出素子１Ａ，１Ｂに対応する位置に、各容量検出ユニット２０およびインピーダンス検出ユニット３０が形成され、その上側に層間絶縁膜を介して各検出素子１Ａ，１Ｂが形成されている。また、制御部２５、列セレクタ２６、Ａ／Ｄ変換部２７、および行セレクタ２８や、Ａ／Ｄ変換部３５および生体判定部３６は、容量検出ユニット２０やインピーダンス検出ユニット３０が形成されている領域の周部、すなわち基板上の周辺空き領域に形成されている。【０１０４】  各容量検出ユニット２０のうち、列方向（縦方向）に並ぶ容量検出ユニット２０が当該列に対応する同一の制御線２６Ｌを介して列セレクタ２６にそれぞれ接続されている。また行方向（横方向）に並ぶ容量検出ユニット２０が当該行に対応する同一のデータ線２０Ｌを介してＡ／Ｄ変換部２７にそれぞれ接続されている。またインピーダンス検出ユニット３０は、個別制御線２５Ｌを介して制御部２５に接続されているとともに、個別データ線３０Ｌを介してＡ／Ｄ変換部３５に接続されている。【０１０５】  次に、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の動作について説明する。
制御部２５は、上位装置（図示せず）からの制御に応じて、被検体９の表面形状を検出する表面形状検出動作を行う場合、所定のタイミングでアドレス信号２５Ａおよび容量検出制御信号２５Ｂを出力する。
列セレクタ２６は、これらアドレス信号２５Ａおよび容量検出制御信号２５Ｂに基づき、制御線２６Ｌのいずれか１つを順に選択する。【０１０６】  これにより、選択された各容量検出ユニット２０で前述した容量検出が行われ、対応するデータ線２０Ｌへ容量信号２０Ｓがそれぞれ出力される。
Ａ／Ｄ変換部２７は、列セレクタ２６により選択された各容量検出ユニット２０から当該データ線２０Ｌに出力された容量信号２０Ｓを凹凸データ２７ＳにＡ／Ｄ変換してそれぞれ出力する。行セレクタ２８は、Ａ／Ｄ変換部２７から各データ線２０Ｌごとに得られた凹凸データ２７Ｓを１つずつ順次選択し、被検体９の表面形状を示す表面形状データ２Ｓとして出力する。【０１０７】  また、制御部２５は、上位装置からの制御に応じて、被検体９が生体であるか否かを判定する生体認識動作を行う場合、所定のタイミングで個別制御線２５Ｌを選択する。これにより、選択されたインピーダンス検出ユニット３０で前述したインピーダンス検出が行われ、対応する個別データ線３０Ｌへ検出信号３０Ｓが出力される。
Ａ／Ｄ変換部３５は、インピーダンス検出ユニット３０から個別データ線３０Ｌへ出力された検出信号３０Ｓを判定データ３５ＳにＡ／Ｄ変換して出力する。生体判定部３６は、判定データ３５Ｓに含まれる位相差や振幅を示す情報が、正当な生体の位相差や振幅の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体９が生体か否かを判定する。【０１０８】  このように、本実施の形態では、センサアレイ４上に表面形状検出用の各容量検出ユニット２０を当該検出素子１Ａとともにマトリクス状に配置し、これら容量検出ユニット２０のうちのいずれかに代えて、生体認識用のインピーダンス検出ユニット３０を当該検出素子１Ｂとともに配置するようにしたので、生体認識用の検出素子１Ｂとこれを駆動するインピーダンス検出ユニット３０とを結ぶ配線を極めて短くすることができ、この配線の寄生容量やノイズ混入を低減でき被検体のインピーダンスを正確に検出できる。したがって、生体認識において高い判定精度を得ることができる。【０１０９】  また、インピーダンス検出ユニット３０で、所定の供給信号を検出素子１Ｂへ印加し、被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として取得して、その応答信号の波形を示す位相または振幅からなる波形情報を検出して検出信号３０Ｓとして出力し、この検出信号３０ＳをＡ／Ｄ変換部３５で判定データ３５ＳにＡ／Ｄ変換した後、この判定データ３５Ｓに基づき生体判定部３６で判定するようにしたので、従来に比べ、例えば大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必要とすることなく、一般的なコンパレータや論理回路という極めて簡素な回路構成で、被検体９に固有のインピーダンスを示す情報を詳細に検出でき、表面形状認識センサ装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。また、抵抗素子や容量素子などの外付け部品が不要となり、これら外付け部品に起因するセキュリティの低下を回避でき、十分なセキュリティが得られる。【０１１０】［第９の実施の形態］
次に、図２０を参照して、本発明の第９の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図２０は、本発明の第９の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。なお、図２０において、図１９と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
前述した第８の実施の形態（図１９参照）と比較して、本実施の形態は、Ａ／Ｄ変換部３５をＡ／Ｄ変換部２７で兼用するようにしたものである。【０１１１】  この場合、インピーダンス検出ユニット３０には、個別データ線３０Ｌに代えて、当該インピーダンス検出ユニット３０と同一列に配置された各容量検出ユニット２０を結ぶデータ線２０Ｌが接続されている。したがって、生体認識動作において制御部２５で個別制御線２５Ｌが選択された場合、インピーダンス検出ユニット３０で前述したインピーダンス検出が行われ、対応するデータ線２０Ｌへ検出信号３０Ｓが出力される。
Ａ／Ｄ変換部２７は、インピーダンス検出ユニット３０からデータ線２０Ｌへ出力された検出信号３０Ｓを判定データ３５ＳにＡ／Ｄ変換して出力し、この判定データ３５Ｓが行セレクタ２８から生体判定部３６へ出力される。【０１１２】  このように、表面形状検出動作で用いられるＡ／Ｄ変換部２７を生体認識動作で兼用するようにしたので、生体認識動作用のＡ／Ｄ変換部３５が不要となり、チップ面積を小さくすることができ、製造コストを低減できる。
また、個別データ線３０Ｌが不要となりチップ面積を小さくできる。特にインピーダンス検出ユニット３０を複数設けた場合、インピーダンス検出ユニット３０ごとに個別データ線３０Ｌが必要となることから、個別データ線３０Ｌが不要となる効果は大きい。【０１１３】［第１０の実施の形態］
次に、図２１を参照して、本発明の第１０の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置について説明する。図２１は、本発明の第１０の実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。なお、図２１において、図２０と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
前述した第９の実施の形態（図２０参照）と比較して、本実施の形態は、個別制御線２５Ｌを制御線２６Ｌで兼用するようにしたものである。【０１１４】  この場合、インピーダンス検出ユニット３０には、個別制御線２５Ｌに代えて、当該インピーダンス検出ユニット３０と同一列に配置された各容量検出ユニット２０を結ぶ制御線２６Ｌが接続されている。したがって、生体認識動作において制御部２５からのアドレス信号２５Ａおよび容量検出制御信号２５Ｂに基づき、列セレクタ２６でインピーダンス検出ユニット３０と接続された制御線２６Ｌが選択され、前述したインピーダンス検出が行われる。【０１１５】  このように、個別制御線２５Ｌを制御線２６Ｌで兼用するようにしたので、個別制御線２５Ｌが不要となりチップ面積を小さくできる。特にインピーダンス検出ユニット３０を複数設けた場合、インピーダンス検出ユニット３０ごとに個別制御線２５Ｌが必要となることから、個別制御線２５Ｌが不要となる効果は大きい。【０１１６】  なお、以上で説明した各実施の形態を実施する際、複数のインピーダンス検出ユニット３０を用いて生体認識を行う場合には、それぞれのインピーダンス検出ユニット３０ごとに、各実施の形態から適当なものを選択し組み合わせて実施してもよい。
例えば、個々のインピーダンス検出ユニット３０の配置位置や配置個数によって、個別制御線２５Ｌや個別データ線３０Ｌを配線する空き領域を確保できない場合もある。このようなインピーダンス検出ユニット３０については、第２の実施の形態を用いてその個別データ線３０Ｌを容量検出ユニット２０のデータ線２０Ｌで兼用したり、第３の実施の形態を用いてその個別制御線２５Ｌや個別データ線３０Ｌを容量検出ユニット２０の制御線２６Ｌやデータ線２０Ｌで兼用したりすることにより、空き領域に制限されることなく所望の位置にインピーダンス検出ユニットを配置できる。【０１１７】  一方、第９の実施の形態のように個別制御線２５Ｌを用いることにより、生体認証動作の際に列セレクタ２６全体を動作させなくて済み、装置全体として消費電力やノイズ発生を低減できる。また、第１０の実施の形態のように個別データ線３０Ｌと個別制御線２５Ｌを用いることにより、生体認証動作の際に列セレクタ２６全体およびＡ／Ｄ変換部２７全体を動作させなくて済み、装置全体として消費電力やノイズ発生をさらに削減できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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