DE112021005679T5

DE112021005679T5 - Personenauthentifizierungssystem, personenauthentifizierungsvorrichtung, anzeigevorrichtung und personenauthentifizierungsverfahren

Info

Publication number: DE112021005679T5
Application number: DE112021005679.4T
Authority: DE
Inventors: Gang SHAO
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-09-14
Also published as: JP7512441B2; JPWO2022145437A1; US20230334134A1; WO2022145437A1

Abstract

Ein erster Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und ein zweiter Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird, sind vorgesehen. Eine Vielzahl von ersten Bereichen ist als Eingabetasten für ein Passwort in einem Erfassungsbereich des Sensors vorgesehen. Jeweils verschiedene segmentierte Bereiche werden in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum für jede das Passwort eingebende Taste zugewiesen und ein Fingerabdruckbild wird durch Synthetisieren einer Vielzahl von in den segmentierten Bereichen erfassten segmentierten Bildern im zweiten Zeitraum in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts erzeugt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Personenauthentifizierungssystem, eine Personenauthentifizierungsvorrichtung, eine Anzeigevorrichtung und ein Personenauthentifizierungsverfahren.
Hintergrund
Eine Personenauthentifizierung mit einem Passwort gilt als ein bestehendes Personenauthentifizierungsverfahren mit einem hohen Sicherheitsniveau. Bei einer Personenauthentifizierung mit einem Passwort ist aber mit einem unberechtigten Zugriff durch Identitätswechsel zu rechnen, da eine Authentifizierung durch eine beliebige Person durchgeführt werden kann, die das Passwort kennt. Somit kann die Passwortauthentifizierung mit einer biometrischen Authentifizierung mit einem Fingerabdruck, mit einem Gesicht oder dergleichen kombiniert werden, um die Sicherheit zu erhöhen; eine Vielzahl von Authentifizierungsverfahren beeinträchtigt aber gegebenenfalls den Bedienerkomfort. Beispielsweise sind in einem offenbarten Personenauthentifizierungsverfahren (siehe beispielsweise Patentliteratur 1) eine Passwortauthentifizierung und eine Fingerabdruckauthentifizierung kombiniert, um die Sicherheit zu erhöhen, indem ein Fingerabdruck auf einer Taste erfasst wird, durch die ein Benutzer eine Eingabe durchführt.
Liste der Anführungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2006-85559
Zusammenfassung
Technische Aufgabe
Bei einer Passworteingabe erfolgt eine Berührung einer Taste für eine extrem kurze Zeit. Somit kann mit der zuvor beschriebenen herkömmlichen Technologie ein Fingerabdruck nicht mit hoher Genauigkeit gelesen werden und eine Authentifizierung schlägt möglicherweise fehl, obgleich ein Fingerabdruckbild registriert wird.
Die vorliegende Erfindung soll ein Personenauthentifizierungssystem, eine Personenauthentifizierungsvorrichtung, eine Anzeigevorrichtung und ein Personenauthentifizierungsverfahren bereitstellen, die sowohl eine Erhöhung der Sicherheit als auch eine Verbesserung der Authentifizierungsgenauigkeit ohne Beeinträchtigung des Komforts erzielen können.
Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Personenauthentifizierungssystem: eine Erfassungsvorrichtung mit einem ersten Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und einem zweiten Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird; und eine Steuervorrichtung, ausgebildet zum Durchführen einer Verarbeitung in Übereinstimmung mit einer Ausgabe von der Erfassungsvorrichtung. Die Erfassungsvorrichtung verfügt als Eingabetasten für ein Passwort über eine Vielzahl von ersten Bereichen in einem Erfassungsbereich des Sensors. Die Erfassungsvorrichtung ist zum Zuweisen von jeweils verschiedenen segmentierten Bereichen in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum für jede das Passwort eingebende Taste und Ausgeben eines im segmentierten Bereich erfassten Bildes im zweiten Zeitraum an die Steuervorrichtung für jede das Passwort eingebende Taste ausgebildet. Die Steuervorrichtung ist zum Erzeugen eines Fingerabdruckbildes durch Synthetisierung der in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts erfassten segmentierten Bilder ausgebildet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Personenauthentifizierungsvorrichtung: einen Detektor mit einem ersten Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und einem zweiten Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird; und einen Prozessor, ausgebildet zum Durchführen einer Verarbeitung in Übereinstimmung mit einer Ausgabe vom Detektor. Der Detektor verfügt über eine Vielzahl von ersten Bereichen als Eingabetasten für ein Passwort in einem Erfassungsbereich des Sensors. Der Detektor ist zum Zuweisen von jeweils verschiedenen segmentierten Bereichen in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum für jede das Passwort eingebende Taste und Ausgeben eines im segmentierten Bereich erfassten Bildes im zweiten Zeitraum an den Prozessor für jede das Passwort eingebende Taste ausgebildet. Der Prozessor ist zum Erzeugen eines Fingerabdruckbildes durch Synthetisierung der in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts erfassten segmentierten Bilder ausgebildet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Anzeigevorrichtung: die Personenauthentifizierungsvorrichtung und ein Anzeigefeld, in dem ein Anzeigebereich zum Anzeigen eines Bildes angeordnet ist, so dass eine Überlappung mit dem Erfassungsbereich der Personenauthentifizierungsvorrichtung erzielt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein,Personenauthentifizierungsverfahren, in dem ein erster Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und ein zweiter Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird, vorgesehen sind, und eine Vielzahl von ersten Bereichen als Eingabetasten für ein Passwort in einem Erfassungsbereich des Sensors vorgesehen ist, bereitgestellt, wobei das Personenauthentifizierungsverfahren umfasst: Zuweisen von jeweils verschiedenen segmentierten Bereichen in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum in jeder das Passwort eingebenden Taste, und Erzeugen eines Fingerabdruckbildes durch Synthetisieren einer Vielzahl von in den segmentierten Bereichen erfassten segmentierten Bildern im zweiten Zeitraum in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine Draufsicht einer Anzeigevorrichtung, umfassend eine in einem Personenauthentifizierungssystem gemäß einer Ausführungsform enthaltene Erfassungsvorrichtung.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II' in 1.
3A zeigt eine Draufsicht zur Darstellung des Personenauthentifizierungssystems gemäß der Ausführungsform.
3B zeigt eine Draufsicht zur Darstellung einer Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
4A zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer beispielhaften Konfiguration eines Personenauthentifizierungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
4B zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer beispielhaften Konfiguration einer Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Grundprinzipien einer gegenkapazitiven Berührungserfassung.
6 zeigt eine Draufsicht eines Sensorsubstrats.
7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht zur Darstellung eines Teils von ersten und zweiten Elektroden.
8 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII' in 7.
9 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des beispielhaften Vorgangs des Wechsels zwischen einem ersten Zeitraum und einem zweiten Zeitraum.
10 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften ersten Erfassungsmodus.
11 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften zweiten Erfassungsmodus.
12 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften dritten Erfassungsmodus.
13 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften vierten Erfassungsmodus.
14 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften Erfassungsbereichs in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
15 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Positionsbeziehung zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich.
16 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Fingerabdruckbildes nach der Bildsynthese in der ersten Ausführungsform.
17A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
17B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
17C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
17D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
18 zeigt ein Fließbild zur Darstellung einer beispielhaften Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
19 zeigt ein Fließbild zur Darstellung einer beispielhaften Personenauthentifizierungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
20 zeigt ein Teilfließbild zur Darstellung einer beispielhaften Passwortverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
21 zeigt ein Teilfließbild zur Darstellung einer beispielhaften Fingerabdruck-Authentifizierungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
22 zeigt ein Sequenzdiagramm zur Darstellung eines spezifischen Verarbeitungsbeispiels im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
23A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform.
23B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform.
23C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform.
23D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform.
24 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Fingerabdruckbildes nach der Bildsynthese in einer zweiten Ausführungsform.
25A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform.
25B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform.
25C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform.
25D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform.
26A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform.
26B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform.
26C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform.
26D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend sind Aspekte (Ausführungsformen) der vorliegenden Offenbarung ausführlich in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Nachfolgend in den Ausführungsformen beschriebene Inhalte schränken die vorliegende Offenbarung nicht ein. Nachfolgend beschriebene Komponenten umfassen solche, die einem Fachmann bekannt und identisch in der Wirkung sind. Nachfolgend beschriebene Komponenten können in geeigneter Weise kombiniert werden. Die vorliegende Offenbarung ist rein exemplarisch und jede Modifikation, die von einem Fachmann als geeignet entwickelt werden kann, ohne vom Kern der Offenbarung abzuweichen, ist im Umfang der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen. Zur klareren Beschreibung sind die Zeichnungen für die Breite, Stärke, Form und dergleichen von jeder Komponente im Vergleich zu einem tatsächlichen Aspekt in einigen Fällen schematisch dargestellt; die Zeichnungen sind aber rein exemplarisch und stellen keine Beschränkung für die Auslegung der vorliegenden Offenbarung dar. In der vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen ist jedes Element wie bereits beschrieben in Bezug auf eine bereits beschriebene Zeichnung mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es wird gegebenenfalls in einigen Fällen auf eine ausführliche Beschreibung von diesen verzichtet.
1 zeigt eine Draufsicht einer Anzeigevorrichtung, umfassend eine in einem Personenauthentifizierungssystem gemäß einer Ausführungsform enthaltene Erfassungsvorrichtung. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II' in 1. Wie in 1 und 2 dargestellt umfasst eine Anzeigevorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform einen Anzeigebereich AA, einen Rahmenbereich GA und einen Erfassungsbereich FA. Der Anzeigebereich AA ist ein Bereich, indem ein Bild in einem Anzeigefeld 30 angezeigt wird. Der Rahmenbereich GA ist ein Bereich außerhalb des Anzeigebereichs AA. Der Erfassungsbereich FA ist ein Bereich, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Fläche eines Fingers oder dergleichen in Kontakt mit diesem oder in der Nähe von diesem durchgeführt wird. Der Erfassungsbereich FA ist über der gesamten Fläche des Anzeigebereichs AA angeordnet.
Wie in 2 dargestellt umfasst die Anzeigevorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ein Abdeckelement 101, eine Erfassungsvorrichtung 2 und das Anzeigefeld 30. Das Abdeckelement 101 ist ein Plattenelement mit einer ersten Fläche 101a und einer zweiten Fläche 101b auf einer Seite gegenüber der ersten Fläche 101a. Die erste Fläche 101a des Abdeckelements 101 ist eine Erfassungsfläche der Erfassungsvorrichtung 2, und wenn ein Erfassungszielkörper die Erfassungsfläche berührt, wird die planare Koordinatenposition des Erfassungszielkörpers auf der Erfassungsfläche erfasst und es werden ebenfalls Erhebungen auf der Fläche des Erfassungszielkörpers erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungszielkörper ein Finger eines Benutzers und die Erhebungen auf der Fläche des Erfassungszielkörpers umfassen einen Fingerabdruck. Die erste Fläche 101a des Abdeckelements 101 ist eine Anzeigefläche, auf der ein Bild des Anzeigefelds 30 angezeigt wird, und dient ebenfalls als eine Beobachtungsfläche, auf welcher der Benutzer das Bild beobachtet. Das Anzeigefeld 30 und ein Sensor 10 der Erfassungsvorrichtung 2 sind auf der Seite der zweiten Fläche 101b des Abdeckelements 101 angeordnet. Das Abdeckelement 101 ist ein Element zum Schutz des Sensors 10 und des Anzeigefelds 30 und ist zum Abdecken des Sensors 10 und des Anzeigefelds 30 angeordnet. Das Abdeckelement 101 ist beispielsweise ein Glassubstrat oder ein Harzsubstrat.
Das Abdeckelement 101, der Sensor 10 und das Anzeigefeld 30 sind jeweils nicht auf eine rechteckige Form in Draufsicht beschränkt, sondern können jeweils eine runde Form, eine elliptische Form oder eine unregelmäßige Form aufweisen, in der ein Teil von beliebigen dieser Außenformen weggelassen ist. Das Abdeckelement 101 kann sich in der Außenform vom Sensor 10 und Anzeigefeld 30 unterscheiden; beispielsweise kann das Abdeckelement 101 eine runde Form aufweisen und der Sensor 10 und das Anzeigefeld 30 können eine regelmäßige polygonale Form aufweisen. Das Abdeckelement 101 ist nicht auf eine flache Plattform beschränkt, sondern kann auch eine Konfiguration aufweisen, in der beispielsweise der Anzeigebereich AA eine gekrümmte Fläche ist oder sich der Rahmenbereich GA zur Seite des Anzeigefelds 30 hin krümmt; das heißt, es kann eine Anzeige mit einer gekrümmten Fläche verwendet werden.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist eine Dekorschicht 110 auf der zweiten Fläche 101b des Abdeckelements 101 im Rahmenbereich GA angeordnet. Die Dekorschicht 110 ist eine farbige Schicht mit einer optischen Durchlässigkeit, die kleiner ist als die des Abdeckelements 101. Die Dekorschicht 110 kann die optische Erkennung von Drähten, Schaltungen und dergleichen mit Überlappung mit dem Rahmenbereich GA durch einen Betrachter verhindern. Im in 2 dargestellten Beispiel ist die Dekorschicht 110 auf der zweiten Fläche 101b angeordnet, kann aber auch auf der ersten Fläche 101a angeordnet sein. Die Dekorschicht 110 ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt, sondern kann auch eine Struktur aufweisen, in der eine Vielzahl von Schichten gestapelt ist.
Die Erfassungsvorrichtung 2 umfasst den zum Erfassen von Erhebungen auf einer Fläche eines Fingers Fin oder dergleichen in Kontakt mit oder in der Nähe von der ersten Fläche 101a des Abdeckelements 101 ausgebildeten Sensor 10. Wie in 2 dargestellt ist der Sensor 10 der Erfassungsvorrichtung 2 auf dem Anzeigefeld 30 angeordnet. Insbesondere ist der Sensor 10 zwischen dem Abdeckelement 101 und dem Anzeigefeld 30 angeordnet und überlappt mit dem Anzeigefeld 30 in einer Richtung orthogonal zur ersten Fläche 101a betrachtet. Der Sensor 10 ist mit einer flexiblen Leiterplatte 76 gekoppelt, durch ein ein Erfassungssignal vom Sensor 10 nach außen ausgegeben werden kann.
Eine Fläche des Sensors 10 ist mit dem Abdeckelement 101 mit einer Klebeschicht 71 dazwischen verklebt. Die andere Fläche des Sensors 10 ist mit einer Polarisationsplatte 35 des Anzeigefelds 30 mit einer Klebeschicht 72 dazwischen verklebt. Die Klebeschicht 71 ist beispielsweise ein optisch transparentes Harz (Optical Clear Resin (OCR) oder Liquid Optically Clear Adhesive (LOCA)), das ein flüssiges, UV-härtendes Harz ist. Die Klebeschicht 72 ist beispielsweise ein optischer Klebefilm (Optical Clear Adhesive (OCA)).
Das Anzeigefeld 30 umfasst ein erstes Substrat 31, ein zweites Substrat 32, eine auf der unteren Seite des ersten Substrats 31 angeordnete Polarisationsplatte 34 und die auf der oberen Seite des zweiten Substrats 32 angeordnete Polarisationsplatte 35. Eine flexible Leiterplatte 75 ist mit dem ersten Substrat 31 gekoppelt. Ein Flüssigkristallanzeige-Element als eine Anzeigefunktionsschicht ist zwischen dem ersten Substrat 31 und dem zweitem Substrat 32 angeordnet. Das heißt, das Anzeigefeld 30 ist ein Flüssigkristallfeld. Das Anzeigefeld 30 ist nicht darauf beschränkt, sondern kann beispielsweise auch ein organisches EL-Anzeigefeld (Organic Light Emitting Diode (OLED)) oder eine anorganische EL-Anzeige (Mikro-LED oder Mini-LED) sein. Alternativ kann das Anzeigefeld ein Flüssigkristallanzeigefeld (Liquid Crystal Display (LCD)), in dem ein Flüssigkristallelement als Anzeigeelement verwendet wird, oder ein elektrophoretisches Anzeigefeld (Electophoretic Display (EPD)), in dem ein elektrophoretisches Element als Anzeigeelement verwendet wird, sein.
Wie in 2 dargestellt ist der Sensor 10 an einer Position näher zum Abdeckelement 101 als das Anzeigefeld 30 in einer Richtung orthogonal zur zweiten Fläche 101b des Abdeckelements 101 angeordnet. Somit kann beispielsweise der Abstand zwischen einer Erfassungselektrode und der ersten Fläche 101a als Erfassungsfläche im Vergleich zu einer Konfiguration, in der eine Erfassungselektrode zur Fingerabdruckerfassung integral mit dem Anzeigefeld 30 vorhanden ist, verringert werden. Dadurch kann die Erfassungsleistung mit der Anzeigevorrichtung 100, umfassend die Erfassungsvorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform, verbessert werden.
Die Anzeigevorrichtung 100 weist eine Konfiguration auf, die als eine Ausführung außerhalb der Zelle bezeichnet wird und bei dem der Sensor 10 und das Anzeigefeld 30 unabhängig voneinander sind, kann aber auch eine Konfiguration aufweisen, die als eine Ausführung innerhalb oder auf der Zelle bezeichnet wird und bei der einige Substrate oder einige Elektroden des Sensors 10 und des Anzeigefelds 30 miteinander geteilt werden.
Erste Ausführungsform
3A zeigteine Draufsicht zur Darstellung eines Personenauthentifizierungssystems gemäß der Ausführungsform. Wie in 3A dargestellt umfasst dieses Personenauthentifizierungssystem 1 die Erfassungsvorrichtung 2 und eine Steuervorrichtung 9. Die Erfassungsvorrichtung 2 umfasst ein Substrat 3 und ein Verdrahtungssubstrat 4. Die Steuervorrichtung (9) umfasst ein Bedienfeld 5. Das Bedienfeld 5 ist durch das Verdrahtungssubstrat 4 mit dem Substrat 3 elektrisch gekoppelt.
Das Substrat 3 weist den Erfassungsbereich AA und den Randbereich GA wie zuvor beschrieben auf. Der Sensor 10 ist im Erfassungsbereich AA angeordnet. Eine erste Elektrodenauswahlschaltung 15 und eine Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 sind im Randbereich GA. angeordnet.
Eine Erfassungsschaltung 6 ist im Verdrahtungssubstrat 4 angeordnet. Die Erfassungsschaltung 6 ist beispielsweise in einer integrierten Erfassungsschaltung angeordnet.
Eine Steuerschaltung 7 ist am Bedienfeld 5 angeordnet. Die Steuerschaltung 7 ist in einer integrierten Hostschaltung, gebildet beispielsweise durch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), angeordnet. Die Steuerschaltung 7 steuert den Erfassungsvorgang des Sensors 10 durch Zuführen von Steuersignalen zum Sensor 10, zur ersten Elektrodenauswahlschaltung 15, zur Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 und zur Erfassungsschaltung 6. Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 oder/und die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 können in der Erfassungsschaltung 6 oder Steuerschaltung 7 angeordnet sein.
Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 ist in einem sich in einer zweiten Richtung Dy im Randbereich GA erstreckenden Bereich angeordnet. Die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 ist in einem sich in einer ersten Richtung Dx im Randbereich GA erstreckenden Bereich angeordnet und ist zwischen dem Sensor 10 und der Erfassungsschaltung 6 angeordnet.
Die erste Richtung Dx ist eine Richtung auf einer Ebene parallel zum Substrat 3. Die zweite Richtung Dy ist eine weitere Richtung auf der Ebene parallel zum Substrat 3 und ist orthogonal zur ersten Richtung Dx. Die zweite Richtung Dy muss nicht notwendigerweise orthogonal zur ersten Richtung Dx sein, sondern kann sich auch mit der ersten Richtung Dx schneiden. Eine dritte Richtung Dz ist. eine Richtung orthogonal zur ersten Richtung Dx und zweiten Richtung Dy und ist die normale Richtung des Substrats 3.
3B zeigt eine Draufsicht zur Darstellung einer Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform. Wie in 3B dargestellt entspricht diese Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a der Erfassungsvorrichtung 2 des in 3A dargestellten Personenauthentifizierungssystems 1.
In der in 3B dargestellten Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a ist eine Personenauthentifizierungsschaltung 8 am Verdrahtungssubstrat 4 angeordnet. Die Personenauthentifizierungsschaltung 8 ist beispielsweise an der integrierten Erfassungsschaltung angeordnet.
Im in 3B dargestellten Beispiel ist eine Steuerschaltung 7a am Bedienfeld 5 einer Steuervorrichtung 9a angeordnet. Verschiedene Funktionen sind der Erfassungsschaltung 6 des in 3A dargestellten Personenauthentifizierungssystems 1 und der Personenauthentifizierungsschaltung 8 der in 3B dargestellten Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a zugewiesen.
Nachfolgend sind ausführlich Konfigurationen des Personenauthentifizierungssystems 1 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a beschrieben.
4A zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer beispielhaften Konfiguration eines Personenauthentifizierungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in 4A dargestellt umfasst das Personenauthentifizierungssystem 1 die Erfassungsvorrichtung 2 und die Steuervorrichtung 9 als eine Hostvorrichtung der Erfassungsvorrichtung 2. Die Erfassungsvorrichtung 2 umfasst den Sensor 10, ein Erfassungssteuergerät 11, die erste Elektrodenauswahlschaltung 15, die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 und die einen Detektor 40 umfassende Erfassungsschaltung 6. Die Steuervorrichtung 9 umfasst die einen Prozessor 50 umfassende Steuerschaltung 7.
4B zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer beispielhaften Konfiguration einer Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in 4B dargestellt umfasst die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a den Sensor 10, das Erfassungssteuergerät 11, die erste Elektrodenauswahlschaltung 15, die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 und die den Detektor 40 und den Prozessor 50 umfassende Erfassungsschaltung 8. Insbesondere weist in der in 3B und 4B dargestellten Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a die Personenauthentifizierungsschaltung 8 Funktionen des in der Steuerschaltung 7 des in 3A und 4A dargestellten Personenauthentifizierungssystems 1 enthaltenen Prozessors 50 auf. Komponenten in der folgenden Beschreibung sind auf das in 3A und 4A dargestellte Personenauthentifizierungssystem 1 und die in 3B und 4B dargestellte Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a anwendbar.
Der Sensor 10 führt eine Erfassung in Übereinstimmung mit einem von der ersten Elektrodenauswahlschasltung 15 gelieferten zweiten Treibersignal Vtx2 durch. Insbesondere wird eine Vielzahl von ersten Elektroden Tx (siehe 6) einzeln oder gleichzeitig durch den Betrieb der ersten Elektrodenauswahlschaltung 15 ausgewählt. Anschließend liefert die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 an jede der ausgewählten ersten Elektroden Tx das.zweite Treibersignal Vtx2 mit einer auf Basis eines vorbestimmten Zeichens bestimmten Phase. Der Sensor 10 wandelt eine Variation in Erhebungen auf einer Fläche des Fingers Fin oder einer Hand in Kontakt mit diesem oder in der Nähe von diesem in eine Variation in einem elektrischen Signal auf Basis des Prinzips der gegenkapazitiven Erfassung um und gibt das elektrische Signal an die Erfassungsschaltung 6 aus.
Der Sensor 10 kann ebenfalls die Position (Koordinaten) des Fingers Fin oder dergleichen in Kontakt mit diesem oder in der Nähe von diesem in Übereinstimmung mit einem von der ersten Elektrodenauswahlschaltung 15 gelieferten ersten Treibersignal Vtx1 erfassen. Der Sensor 10 führt die Erfassung im gesamten Erfassungsbereich FA durch Abtasten der ersten Elektroden Tx für jeden eine Vielzahl von ersten Elektroden Tx umfassenden ersten Elektrodenblock oder im Verhältnis von einer in einigen ersten Elektroden Tx durch. Auf Basis des Prinzips der gegenkapazitiven Erfassung gibt der Sensor 10 an die Erfassungsschaltung 6 eine Variation in einem elektrischen Signal aufgrund des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins des Fingers Fin in Kontakt mit der Erfassungsfläche aus. Diezuvor beschriebene Berührungserfassung auf der Erfassungsfläche in Übereinstimmung mit dem ersten Treibersignal Vtx1 muss lediglich die Koordinaten des Fingers erfassen und identifizieren und weist somit eine niedrigere Erfassungsauflösung auf als die der Erfassung in Übereinstimmung mit dem zweiten Treibersignal Vtx2.
Das Erfassungssteuergerät 11 ist eine zum Liefern eines Steuersignals an die erste Elektrodenauswahlschaltung 15, die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 und den Detektor 40 zum Steuern des Betriebs dieser Komponenten ausgebildete Schaltung. Das Erfassungssteuergerät 11 umfasst einen Treiber 11a und einen Taktsignallieferant 11b. Der Treiber 11a liefert eine Stromspannung VP an die erste Elektrodenauswahlschaltung 15. Das Erfassungssteuergerät 11 liefert verschiedene Arten von Steuersignalen Vctrl an die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 auf der Basis eines Taktsignals vom Taktsignallieferanten 11b.
Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 ist eine zum gleichzeitigen oder einzelnen Auswählen von mehreren ersten Elektroden Tx auf Basis der verschiedenen Arten von Steuersignalen Vctrl ausgebildete Schaltung. Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 liefert das erste Treibersignal Vtx1 oder das zweite Treibersignal Vtx2 an die ausgewählten ersten Elektroden Tx auf Basis der verschiedenen Arten von Steuersignalen Vctrl und eine oder eine Vielzahl von Stromspannungen VP. Das erste Treibersignal Vtx1 und das zweite Treibersignal Vtx2 umfassen nicht nur Signale, die in der Wellenlänge und/oder Amplitude voneinander verschiedene Wellenformen aufweisen, sondern auch Signale, welchedie gleiche Wellenform aufweisen, aber jeweils an den Sensor 10 in voneinander verschiedenen Zeiträumen ausgegebenen werden. Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 ändert den Auswahlzustand der ersten Elektroden Tx, wodurch der Sensor 10 in einem ersten Erfassungsmodus M1, einem zweiten Erfassungsmodus M2, einem dritten Erfassungsmodus M3 und einem vierten Erfassungsmodus M4 betrieben werden kann (siehe 10 bis 13) .
Die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 ist ein zum gleichzeitgen Auswählen einer Vielzahl von zweiten Elektroden Rx ausgebildeter Schaltkreis (siehe 6). Die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 wählt zweite Elektroden RX auf Basis eines vom Erfassungssteugerät 11 gelieferten zweiten Elektrodenauswahlsignals Vhsel aus und koppelt die ausgewählten zweiten Elektroden Rx mit der Erfassungsschaltung 6.
Der Detektor 40 ist eine zum Erfassen einer Berührung eines Fingers auf der Erfassungsfläche in einer relativ großen Teilung und zum Erfassen des Fingerabdrucks des Fingers in einer relativ kleinen Teilung auf Basis eines vom Erfassungssteuergerät 11 gelieferten Steuersignals und eines vom Sensor 10 ersten Erfassungssignals Vdet1 und zweiten Erfassungssignals Vdet2 ausgebildete Schaltung. Komponenten des Detektors 40 werden synchron auf Basis eines vom Erfassungssteuergerät 11 gelieferten Steuersignals betrieben. Der Detektor 40 umfasst als Komponenten einen Erfassungssignalverstärker 42, einen A/D-Wandler 43, einen Signalprozessor 44, einen Koordinatenextrahierer 45, einen Fingerabdruck-Erfassungsbereicheinrichter 46, einen Erzeuger 47 von segmentierten Bildern und ein Erfassungszeit-Steuergerät 48. Wenn das erste Erfassungssignal Vdet1 und das zweite Erfassungssignal Vdet2 in der folgenden Beschreibung nicht voneinander unterschieden werden müssen, werden sie einfach als Erfassungssignale Vdet bezeichnet.
Auf Basis eines vom Erfassungssteuergerät 11 gelieferten Steuersignals steuert das Erfassungszeit-Steuergerät 48 den Erfassungssignalverstärker 42, den A/D-Wandler 43, den Signalprozessor 44, den Koordinatenextrahierer 45 und den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern, um diese synchron zu betreiben.
Der Erfassungssignalverstärker 42 verstärkt die Erfassungssignale Vdet. Der A/D-Wandler 43 wandelt ein vom Erfassungssignalverstärker 42 ausgegebenes analoges Signal in ein digitales Signal um.
Der Signalprozessor 44 führt eine vorbestimmte Entschlüsselungsverarbeitung auf Basis eines Ausgabesignals vom A/D-Wandler 43 durch. Insbesondere führt der Signalprozessor 44 eine Verarbeitung zum Erhalten eines Differentialsignals (Absolutwert |ΔV|) der Erfassungssignale Vdet durch. Der Signalprozessor 44 vergleicht den Absolutwert |ΔV| mit einer vorbestimmten Schwellenspannung und erzeugt eine Ausgabe.
Der Koordinatenextrahierer 45 extrahiert die Koordinaten (nachfolgend auch als „Berührungserfassungskoordinaten“ bezeichnet) des Erfassungszielkörpers in Kontakt mit dem Sensor 10 oder in dessen Nähe auf Basis der Ergebnisse der Entschlüsselungsverarbeitung durch den Signalprozessor 44 und gibt die Berührungserfassungskoordinaten an den Prozessor 50 aus.
Der Fingerabdruck-Erfassungsbereicheinrichter 46 richtet einen Bereich, in dem die Erfassung erfolgen soll, auf Basis von vom Prozessor 50 ausgegebenen Erfassungsstartkoordinaten ein. Die Erfassungsstartkoordinaten und der Bereich, in dem eine Erfassung erfolgen soll, sind nachfolgend beschrieben.
Der Erzeuger 47 von segmentierten Bildern extrahiert Erhebungen auf einer Fläche des Erfassungszielkörpers auf Basis des Ergebnisses der Entschlüsselungsverarbeitung durch den Signalprozessor 44 und erzeugt segmentierte Bilder. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf dieses Verfahren zum Erzeugen von segmentierten Bildern beschränkt. Die segmentierten Bilder sind später beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform erfassen jeweils das in 4A dargestellte Personenauthentifizierungssystem 1 und die in 4B dargestellte Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a den Finger Fin in Kontakt mit der Erfassungsfläche des Sensors 10 auf Basis des Prinzips der kapazitiven Erfassung (nachfolgend als „Berührungserfassung“ bezeichnet). Zusätzlich erfassen das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a jeweils einen Fingerabdruck durch Erfassen von Erhebungen auf einer Fläche des Fingers Fin in Kontakt mit dem Sensor 10 auf Basis des Prinzips der kapazitiven Erfassung (nachfolgend als „Fingerabdruckerfassung“ bezeichnet).
Beim Vorgang der kapazitiven Berührungserfassung wird ein Zustand, in dem eine Kapazitanzänderung aufgrund des Kontakts des Fingers Fin auftritt, nachfolgend als „Berührungszustand“ bezeichnet. Ferner wird ein Zustand, in dem keine Kapazitanzänderung aufgrund des Fingers Fin auftritt, nachfolgend als „Nicht-Berührungszustand“ bezeichnet.
Nachfolgend ist das Grundprinzip der gegenkapazitiven Berührungserfassung durch das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf 5 beschrieben. 5 zeigt ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Grundprinzipien einer gegenkapazitiven Berührungserfassung. 5 zeigt ebenfalls die Erfassungsschaltung.
Wie in 5 dargestellt umfasst ein kapazitives Element C1 ein Paar von Elektroden, insbesondere eine Treiberelektrode E1 und eine Erfassungselektrode E2, angeordnet gegenüberliegend mit einem Dielektrikum D dazwischen. Das kapazitive Element E1 ist einem elektrischen Feld (nicht dargestellt); gebildet zwischen gegenüberliegenden Flächen der Treiberelektrode E1 und der Erfassungselektrode E2, und einem sich von Endteilen der Treiberelektrode E1 zur oberen Fläche der Erfassungselektrode E2 erstreckenden elektrischen Feld ausgesetzt. Ein Ende des kapazitiven Elements C1 ist mit einer Wechselstrom-Signalquelle (Treibersignalquelle) gekoppelt und das andere Ende von diesem ist mit einem Spannungsdetektor DET gekoppelt. Der Spannungsdetektor DET ist beispielsweise eine im in 4 dargestellten Detektor 40 enthaltene Iritegrationsschaltung.
Eine Wechselstrom-Rechteckwelle Sg mit einer vorbestimmten Frequenz (beispielsweise mehrere kHz bis mehrere hundert kHz) wird von der Wechselstrom-Signalquelle an der Treiberelektrode E1 (ein Ende des kapazitiven Elements C1) angelegt. Strom in Übereinstimmung mit dem Kapazitanzwert des kapazitiven Elements C1 fließt zum Spannungsdetektor DET. Der Spannungsdetektor DET wandelt eine Variation in Strom entsprechend der Wechselstrom-Rechteckwelle Sg in eine Variation in der Spannung um.
Randlinien von elektrischer Kraft zwischen der Treiberelektrode E1 und der Erfassungselektrode E2 werden von einem Leiter (Finger) unterbrochen, da die vom Finger gebildete elektrostatische Kapazitanz C2 in Kontakt mit der Erfassungselektrode E2 steht oder der Erfassungselektrode E2 so nahe kommt, dass sie als in Kontakt mit dieser stehend identifiziert werden kann. Somit dient das kapazitive Element C1 als kapazitives Element mit einem Kapazitanzwert, der schrittweise vom Kapazitanzwert im Nicht-Kontaktzustand abnimmt, wenn es sich diesem nähert.
Die Amplitude eines vom Spannungsdetektor DET ausgegebenen Spannungssignals nimmt von der Amplitude im Nicht-Kontaktzustand ab, wenn sich der Finger Fin dem Kontaktzustand nähert. Der Absolutwert |ΔV| dieses Spannungsunterschieds ändert sich unter dem Einfluss des Fingers Fin in Kontakt mit der Erfassungsfläche. Der Detektor 40 bestimmt den Kontakt / Nicht-Kontakt des Fingers Fin auf der Erfassungsfläche durch Vergleichen des Absolutwerts |ΔV| mit der vorbestimmten Schwellenspannung. In der vorliegenden Ausführungsform erfolgt solch eine Bestimmung durch den Signalprozessor 44 oder den Koordinatenextrahierer 45 des Detektors 40 oder durch beide in Zusammenarbeit.
Der Detektor 40 bestimmt Erhebungen auf dem Finger Fin oder dergleichen auf Basis des Absolutwerts |ΔV|. Diese Erhebungsbestimmung kann durch Vergleichen des Absolutwerts |ΔV| mit einer vorbestimmten Schwelle erfolgen und die Schwelle kann sich von.einer Schwelle zum Bestimmen des Kontakts / der Nähe des Fingers Fin unterscheiden oder kann eine Vielzahl von Schwellen umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform wird solch eine Bestimmung durch den Signalprozessor 44 des Detektors 40 durchgeführt. Auf diese Weise kann der Detektor 40 die Berührungserfassung und die Fingerabdruckerfassung auf Basis des Grundprinzips der gegenkapazitiven Berührungserfassung durchführen.
In der vorliegenden Offenbarung besteht ein Fingerabdruckbild aus Daten, die als auf Basis von Ausgaben, von den zweiten Elektroden Rx erzeugte Flächeninformationen dienen, und unterscheidet sich von Berührungskoordinaten (Punktinformationen), die eine oder eine Vielzahl von Koordinatenpositionen auf der Erfassungsfläche spezifizieren. Insbesondere ist das Fingerabdruckbild eine Gesamtheit aus Erfassungsdaten in einer Vielzahl von Erfassungseinheitsbereichen und alle Erfassungsdaten umfassen beispielsweise die Koordinaten des entsprechenden Erfassungseinheitsbereichs und ein Ergebnis der Erhebungsbestimmung an der Koordinatenposition. In der Erhebungsbestimmung wird die zuvor beschriebene Schwelle als ein Randwert verwendet und es kann eine binäre Bestimmung als Vergleichsergebnis mit der Schwelle verwendet werden. Wenn das Erfassungsergebnis beispielsweise größer ist als die Schwelle, weist dies auf Konkavität hin; und wenn das Erfassungsergebnis kleiner ist als die Schwelle, weist dies auf-Konvexität hin. Alternativ kann das Fingerabdruckbild aus Daten bestehen, die durch feinere Digitalisierung eines aktuellen Erfassungssignals auf Basis einer Vielzahl von Schwellen erhalten werden. Alternativ kann das Fingerabdruckbild aus Daten bestehen, die nicht verarbeitete RAW-Daten der Größe eines Ausgabesignals an jeder Menge von Koordinaten umfassen. Solche Daten für jede Menge von Koordinaten werden gesammelt, um zweidimensionale Flächeninformationen zu erzeugen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der Finger Fin als Erfassungszielkörper und der Fingerabdruck von diesem erfasst; aber der Erfassungszielkörper ist auf einen Finger beschränkt und Erhebungen auf dem Erfassungszielkörper sind nicht auf einen Fingerabdruck beschränkt.
Nachfolgend sind die Konfigurationen der ersten Elektroden Tx und der zweiten Elektroden Rx beschrieben. 6 zeigt eine Draufsicht eines Sensorsubstrats. 7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht zur Darstellung eines Teils der ersten und zweiten Elektroden. 8 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII' in 7.
Wie in 6 dargestellt sind die ersten Elektroden Tx und die zweiten Elektroden Rx auf einem Sensorsubstrat 21 angeordnet. Das Sensorsubstrat 21 ist ein lichtdurchlässiges Glassubstrat, das sichtbares Licht durchlassen kann. Alternativ kann das Sensorsubstrat 21 ein lichtdurchlässiges Harzsubstrat oder ein Harzfilm aus einem Harz wie Polyimid sein. Der Sensor 10 ist ein lichtdurchlässiger Sensor.
Die ersten Elektroden Tx erstrecken sich in der ersten Richtung Dx und sind in der zweiten Richtung Dy gruppiert. Die zweiten Elektroden Rx erstrecken sich in der zweiten Richtung Dy und sind in der ersten Richtung Dx gruppiert. Die zweiten Elektroden Rx erstrecken sich in einer mit den ersten Elektroden Tx in Draufsicht schneidenden Richtung. Jede zweite Elektrode Rx ist mit der auf einer kurzen Seite des Rahmenbereichs GA des Sensorsubstrats 21 angeordneten flexiblen Leiterplatte 76 durch eine Rahmenverdrahtung (nicht dargestellt) gekoppelt. Die ersten Elektroden Tx und die zweiten Elektroden Rx sind im Erfassungsbereich FA angeordnet. Die ersten Elektroden Tx bestehen aus einem lichtdurchlässigen leitenden Material, etwa aus Indium Tin Oxide (ITO). Die zweiten Elektroden Rx bestehen aus einem metallischen Material, etwa aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die ersten Elektroden Tx können aus einem metallischen Material bestehen und die zweiten Elektroden Rx können aus ITO bestehen. Der Widerstand an den Erfassungssignalen Vdet kann aber verringert sein, wenn die zweiten Elektroden Rx aus einem metallischen Material bestehen.
Die erste Richtung Dx ist eine Richtung auf einer Ebene parallel zum Sensorsubstrat 21 und ist beispielsweise eine Richtung parallel zu einer Seite des Erfassungsbereichs FA. Die zweite Richtung Dy ist eine weitere Richtung auf der Ebene parallel zum Sensorsubstrat 21 und ist eine Richtung orthogonal zur ersten Richtung Dx. Die zweite Richtung Dy muss nicht notwendigerweise orthogonal zur ersten Richtung Dx sein, sondern kann sich auch mit der ersten Richtung Dx schneiden. In der vorliegenden Beschreibung ist eine „Draufsicht“ eine Sicht in einer Richtung orthogonal zum Sensorsubstrat 21.
Kondensatoren sind an jeweiligen Kreuzungen der zweiten Elektroden Rx und der ersten Elektroden Tx gebildet. Wenn ein gegenkapazitiver Berührungserfassungsvorgang am Sensor 10 durchgeführt wird, wählt die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 erste Elektroden Tx aus und liefert das erste Treibersignal Vtx1 oder das zweite Treibersignal Vtx2 gleichzeitig an die ausgewählten ersten Elektroden Tx. Anschließend werden die Erfassungssignale Vdet je nach Kapazitätsänderung aufgrund von Erhebungen auf der Fläche eines Fingers oder dergleichen in einem Kontaktzustand oder in einem Nähezustand von den zweiten Elektroden Rx ausgegeben und somit wird eine Fingerabdruckerfassung durchgeführt. Alternativ werden die Erfassungssignale Vdet je nach Kapazitätsänderung aufgrund eines Fingers oder dergleichen in einem Kontaktzustand oder in einem Nähezustand von den zweiten Elektroden Rx ausgegeben und somit wird eine Berührungserfassung durchgeführt.
Wie in 6 dargestellt sind verschiedene Schaltungen, etwa die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 und die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16, im Rahmenbereich GA des Sensorsubstrats 21 angeordnet. Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 umfasst eine erste Auswahlschaltung 151, eine zweite Auswahlschaltung 152, eine dritte Auswahlschaltung 153 und eine erste Elektrodenblock-Auswahlschaltung 154. Diese Konfiguration ist aber rein exemplarisch. Wenigstens einige der verschiedenen Schaltungen können in einer integrierten Schaltung zur Erfassung, montiert auf der flexiblen Leiterplatte 76, enthalten sein. Alternativ können wenigstens einige der verschiedenen Schaltungen auf einem externen Bedienfeld angeordnet sein. Die erste Auswahlschaltung 151, die zweite Auswahlschaltung 152, die dritte Auswahlschaltung 153 und die erste Elektrodenblock-Auswahlschaltung 154 müssen nicht notwendigerweise jeweils als eine einzelne Schaltung vorhanden sein. Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 kann als eine integrierte Schaltung mit Funktionen der ersten Auswahlschaltung 151, der zweiten Auswahlschaltung 152, der dritten Auswahlschaltung 153 und der ersten Elektrodenblock-Auswahlschaltung 154 vorhanden sein. Die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 kann eine integrierte Halbleiterschaltung sein.
Nachfolgend sind die Konfigurationen der ersten Elektroden Tx und der zweiten Elektroden Rx beschrieben. Wie in 7 dargestellt ist jede zweite Elektrode Rx eine Zickzacklinie und weist eine Längsrichtung in der zweiten Richtung Dy insgesamt auf. Beispielsweise umfasst jede zweite Elektrode Rx eine Vielzahl von ersten geraden Teilen 26a, eine Vielzahl von zweiten geraden Teilen 26b und eine Vielzahl von gebogenen Teilen 26x. Die zweiten geraden Teile 26b erstrecken sich in einer sich mit den ersten geraden Teilen 26a schneidenden Richtung. Jedes gebogene Teil 26x koppelt ein erstes gerades Teil 26a mit dem entsprechenden zweiten geraden Teil 26b.
Die ersten geraden Teile 26a erstrecken sich in einer sich mit der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dx schneidenden Richtung. Die zweiten geraden Teile 26b erstrecken sich in einer anderen sich mit der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dx schneidenden Richtung. Jedes erste gerade Teil 26a und das entsprechende zweite gerade Teil 26b sind symmetrisch in Bezug auf eine virtuelle Linie (nicht dargestellt) parallel zur ersten Richtung Dx angeordnet. In jeder zweiten Elektrode Rx sind die ersten geraden Teile 26a und die zweiten geraden Teile 26b abwechselnd in der zweiten Richtung Dy gekoppelt.
Das Anordnungsintervall der gebogenen Teile 26x in der zweiten Richtung Dy in jeder zweiten Elektrode Rx ist durch Pry dargestellt. Das Anordnungsintervall der gebogenen Teile 26x von angrenzenden zweiten Elektroden Rx in der ersten Richtung Dx ist durch Prx dargestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise zum Beispiel Prx < Pry erfüllt. Jede zweite Elektrode Rx ist nicht auf eine. Zickzackform beschränkt, sondern kann eine beliebige andere Form aufweisen, etwa eine Form einer Wellenlinie oder Form einer geraden Linie.
Wie in 7 dargestellt umfassen die ersten Elektroden Tx-1, Tx-2, Tx-3, Tx-4, ... jeweils eine Vielzahl von Elektrodenteilen 23a oder 23b und eine Vielzahl von Kopplungsteilen 24. Wenn die ersten Elektroden Tx-1, Tx-2, Tx-3, Tx-4, ... in der folgenden Beschreibung nicht voneinander unterschieden werden müssen, sind sie einfach als die ersten Elektroden Tx bezeichnet.
Die sich mit den zweiten geraden Teilen 26b der zweiten Elektroden Rx schneidenden ersten Elektroden Tx-1 und Tx-2 umfassen die Elektrodenteile 23a mit zwei Seiten parallel zu den zweiten geraden Teilen 26b. Die sich mit den ersten geraden Teilen 26a der zweiten Elektroden Rx schneidenden ersten Elektroden Tx-3 und Tx-4 umfassen die Elektrodenteile 23b mit zwei Seiten parallel zu den ersten geraden Teilen 26a. Das heißt, die Elektrodenteile 23a und 23b sind entlang der zweiten Elektroden Rx angeordnet. Bei dieser Konfiguration ist jede zweite Elektrode Rx in einer Zickzackform von den entsprechenden Elektrodenteilen 23a und 23b mit einem konstanten Abstand in Draufsicht getrennt.
In den ersten Elektroden Tx-1 und Tx-2 sind die Elektrodenteile 23a in der ersten Richtung Dx angeordnet und voneinander getrennt. In jeder ersten Elektrode Tx koppelt jedes Kopplungsteil 24 angrenzende Elektrodenteile 23a. Jede zweite Elektrode Rx schneidet die Kopplungsteile 24 durch einen Spalt zwischen angrenzenden Elektrodenteilen 23a in Draufsicht. Die ersten Elektroden Tx-3 und Tx-4 weisen die gleiche Konfiguration auf. Jede zweite Elektrode Rx ist eine dünne Metalllinie und weist eine Breite in der ersten Richtung Dx kleiner als die Breiten der Elektrodenteile 23a und 23b in der ersten Richtung Dx auf. Bei solch einer Konfiguration wird der Bereich der Überlappung der ersten Elektroden Tx und der zweiten Elektroden Rx verringert, um die parasitäre Kapazität zu reduzieren.
Das Anordnungsintervall der ersten Elektroden Tx in der zweiten Richtung Dy ist durch Pt dargestellt. Das Anordnungsintervall PT entspricht etwa der Hälfte des Anordnungsintervalls Pry der gebogenen Teile 26x der zweiten Elektroden Rx. Das Anordnungsintervall Pt ist nicht darauf beschränkt und kann von einem halbzahligen Mehrfachen des Anordnungsintervalls Pry abweichen. Das Anordnungsintervall Pt beträgt beispielsweise 50 um bis 100 um einschließlich. In jeder ersten Elektrode Tx sind die Kopplungsteile 24 angrenzend aneinander in der ersten Richtung Dx auf eine gestaffelte Weise mit einem Anordnungsintervall Pb in der zweiten Richtung Dy angeordnet. Die Elektrodenteile 23a und 23b weisen jeweils eine Parallelogrammform auf, können aber jede beliebige andere Form aufweisen. Beispielsweise können die Elektrodenteile 23a und 23b jeweils eine Rechteckform, eine Polygonalform oder eine unregelmäßige Form aufweisen.
Nachfolgend ist eine Schnittstruktur entlang der Linie VII-VII' in 7 beschrieben. In 8 ist ein Schnitt des Rahmenbereichs GA ein Schnitt eines Teils umfassend einen Dünnfilmtransistor Tr, enthalten in der ersten Elektrodenauswahlschaltung 15. In 8 sind der Schnitt entlang der Linie VII-VII' im Erfassungsbereich FA und der Schnitt des Teils umfassend den Dünnfilmtransistor Tr im Rahmenbereich GA schematisch verbunden, um die Beziehung zwischen einer Schichtstruktur des Erfassungsbereichs FA und einer Schichtstruktur des Rahmenbereichs GA darzustellen.
Wie in 8 dargestellt ist der Dünnfilmtransistor Tr im Rahmenbereich GA auf dem Sensorsubstrat 21 angeordnet. Der Dünnfilmtransistor Tr umfasst eine Halbleiterschicht 61, eine Source-Elektrode 62, eine Drain-Elektrode 63 und eine Gate-Elektrode 64. Die Gate-Elektrode 64 ist auf dem Sensorsubstrat 21 angeordnet. Ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm 81 ist auf dem Sensorsubstrat 21 angeordnet und deckt die Gate-Elektrode 64 ab. Die Gate-Elektrode 64 besteht aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Silber (Ag), Molybdän (Mo) oder einer Legierung dieser Materialien. Der erste Zwischenschicht-Isolierfilm 81 besteht aus einem Siliciumoxidfilm (SiO), einem Siliciumnitridfilm (SiN) oder einem Siliciumoxidnitridfilm (SiON). Der erste Zwischenschicht-Isolierfilm 81 ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt, sondern kann aus einem Film in einer mehrschichtigen Struktur bestehen. Beispielsweise kann der erste Zwischenschicht-Isolierfilm 81 ein Film in einer mehrschichtigen Struktur sein, in der ein Siliciumnitrid-Film auf einem Siliciumoxid-Film gebildet ist.
Die Halbleiterschicht 61 ist auf dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 81 angeordnet. Ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm 82 ist auf dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 81 angeordnet und deckt die Halbleiterschicht 61 ab. Die Halbleiterschicht 61 ist an einem unteren Teil eines im zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 82 angeordneten Kontaktloch freigelegt. Die Halbleiterschicht 61 besteht aus Polysilicium oder einem Oxidhalbleiter. Der zweite Zwischenschicht-Isolierfilm 82 besteht aus einem Siliciumoxidfilm, einem Siliciumnitridfilm oder einem Siliciumoxidnitridfilm. Der zweite Zwischenschicht-Isolierfilm 82 ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt, sondern kann aus einem Film in einer mehrschichtigen Struktur bestehen. Beispielsweise kann der zweite Zwischenschicht-Isolierfilm 82 ein Film in einer mehrschichtigen Struktur sein, in der ein Siliciumnitrid-Film auf einem Siliciumoxid-Film gebildet ist.
Die Source-Elektrode 62 und die Drain-Elektrode 63 sind auf dem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 82 angeordnet. Die Source-Elektrode 62 und die Drain-Elektrode 63 sind jeweils mit der Halbleiterschicht 61 durch ein im zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 82 angeordnetes Kontaktloch gekoppelt. Die Source-Elektrode 62, die Drain-Elektrode 63 und die Kopplungsteile 24 bestehen aus Titanaluminid (TiAl), das eine Legierung aus Titan und Aluminium darstellt.
Zusätzlich sind eine Isolierharzschicht 27 und die Elektrodenteile 23b sowie die Kopplungsteile 24 der ersten Elektroden Tx auf dem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 82 angeordnet. Die im Rahmenbereich GA angeordnete Harzschicht 27 deckt die Source-Elektrode 62 und die Drain-Elektrode 63 ab. Die Drain-Elektrode 63 ist - elektrisch mit einer ersten Elektrode Tx durch ein in der im Rahmenbereich GA angeordneten Harzschicht 27 angeordnetes Kontaktloch gekoppelt.
Die im Erfassungsbereich Fa angeordnete Harzschicht 27 umfasst eine erste Harzschicht 27A und eine zweite Harzschicht 27B, dünner als die erste Harzschicht 27A. Die erste Harzschicht 27A deckt Abschnitte der Kopplungsteile 24 ab, die direkt unterhalb der zweiten Elektroden Rx angeordnet sind. Die im Erfassungsbereich FA angeordnete zweite Harzschicht 27B deckt Abschnitte der Kopplungsteile 24 ab, die direkt unterhalb der Elektrodenteile 23b angeordnet sind.
Kontaktlöcher H1 und H2 sind in der zweiten Harzschicht 27B angeordnet. Im Erfassungsbereich FA sind Außenränder der Elektrodenteile 23b mit den Kopplungsteilen 24 durch die Kontaktlöcher H1 und H2 gekoppelt. In diesem Beispiel stehen die Elektrodenteile 23b in Kontakt mit dem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 82.
Die zweiten Elektroden Rx sind auf der ersten Harzschicht 27A angeordnet. Jede zweite Elektrode Rx umfasst beispielsweise eine erste Metallschicht 141, eine zweite Metallschicht 142 und eine dritte Metallschicht 143. Die zweite Metallschicht 142 ist auf der dritten Metallschicht 143 angeordnet und die erste Metallschicht 141 ist auf der zweiten Metallschicht 142 angeordnet. Beispielsweise bestehen die erste Metallschicht 141 und die dritte Metallschicht 143 aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung. Die zweite Metallschicht 142 besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Molybdän oder eine Molybdänlegierung, aus dem bzw. der die erste Metallschicht 141 besteht, weist einen niedrigeren Reflexionsindex für sichtbares Licht auf als Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, aus dem bzw. der die zweite Metallschicht 142 besteht. Somit sind die zweiten Elektroden Rx optisch nicht erkennbar.
Ein Isolierfilm 83 ist auf der Harzschicht 27, den Elektrodenteilen 23b und den zweiten Elektroden Rx angeordnet. Der Isolierfilm 83 deckt die Ober- und Seitenflächen der zweiten Elektroden Rx ab. Der Isolierfilm 83 besteht aus einem Film mit einem hohem Brechungsindex und einem niedrigen Reflexionsindex, etwa aus einem Siliciumnitrid-Film.
Bei der zuvor beschriebenen Konfiguration sind die ersten Elektroden Tx und die zweiten Elektroden Rx auf dem gleichen Sensorsubstrat 21 gebildet. Die ersten Elektroden Tx und die zweiten Elektroden Rx sind in verschiedenen Schichten mit der Harzschicht 27 als Isolierschicht dazwischen angeordnet.
Nachfolgend ist ein Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungszeitraum des Personenauthentifizierungssystems 1 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In der vorliegenden Offenbarung umfasst der Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungszeitraum des Personenauthentifizierungssystems 1 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a einen ersten Zeitraum und einen zweiten Zeitraum. Der-erste Zeitraum umfasst einen Berührungserfassungszeitraum (Koordinatenerfassungszeitraum), in dem eine Berührungserfassung ausgeführt wird, und der zweite Zeitraum umfasst einen Fingerabdruck-Erfassungszeitraum (Flächeninformations-Erfassungszeitraum), in dem eine Fingerabdruckerfassung ausgeführt wird. 9 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des beispielhaften Vorgangs des Wechsels zwischen dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum. In 9 bezeichnet TP den Berührungserfassungszeitraum (Koordinatenerfassungszeitraum) und FP bezeichnet den Fingerabdruck-Erfassungszeitraum (Flächeninformations-Erfassungszeitraum).
Wie in 9 dargestellt wechseln das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform vom ersten Zeitraum zum zweiten Zeitraum auf Basis eines vom Prozessor 50 ausgegebenen ersten Steuersignals. Das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform wechseln vom zweiten Zeitraum zum ersten Zeitraum auf Basis eines vom Prozessor 50 ausgegebenen zweiten Steuersignals.
Nachfolgend ist ein spezifisches Beispiel von Erfassungsmodi des Personenauthentifizierungssystems 1 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a beschrieben. 10 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften ersten Erfassungsmodus. 11 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften zweiten Erfassungsmodus. 12 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften dritten Erfassungsmodus.
Wie in 10 dargestellt führen im ersten Erfassungsmodus M1 das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung des Fingers Fin oder dergleichen und insbesondere eine Erfassung der Position des Fingers auf der Erfassungsfläche (Koordinatenposition des Fingers auf der Erfassungsfläche) durch Abtasten der gesamten Fläche des Erfassungsbereichs FA in einer ersten Erfassungsteilung Pts, die größer ist als im zweiten Erfassungsmodus M2, aus (siehe 11). Im ersten Erfassungsmodus M1 handhabt die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 als ein erster Elektrodenblock gemeinsam mehr als eine der ersten Elektroden Tx, die angrenzen oder in einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind, und liefert das erste Treibersignal Vtx1 an jeden ersten Elektrodenblock. Das gleiche erste Treibersignal Vtx1 wird an die in einem ersten Elektrodenblock enthaltenen ersten Elektroden Tx geliefert. Somit kann im ersten Erfassungsmodus M1 eine Erfassung in der ersten Erfassungsteilung Pts durchgeführt werden, die größer ist als im später zu beschreibenden zweiten Erfassungsmodus M2. Im ersten Erfassungsmodus M1 kann die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 als ein zweiter Elektrodenblock gemeinsam mehr als eine der zweiten Elektroden Rx, die angrenzen oder in einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind, handhaben und das zweite Treibersignal Vtx2 an jeden zweiten Elektrodenblock liefern. Alle zweiten Elektroden Rx können jeweils mit dem Detektor 40 gekoppelt sein.
Wie in 11 dargestellt führen im zweiten Erfassungsmodus M2 das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung des Fingers Fin oder dergleichen und insbesondere eine Erfassung von Erhebungen auf der Fläche des Erfassungszielkörpers auf der Erfassungsfläche (beispielsweise ein Fingerabdruckbild des Erfassungszielkörpers in Kontakt mit der Erfassungsfläche) durch Abtasten der gesamten Fläche des Erfassungsbereichs FA in einer zweiten Erfassungsteilung Pf, die, kleiner ist als im ersten Erfassungsmodus M1, aus (siehe 10). Im zweiten Erfassungsmodus M2 liefert die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 an jede erste Elektrode Tx das zweite Treibersignal Vtx2 mit einer auf Basis eines vorbestimmten Zeichens bestimmten Phase. Alternativ kann die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 einzeln die ersten Elektroden Tx abtasten und eine gepulste Welle als zweites Treibersignal Vtx2 beim Abtasten liefern. Nachfolgend umfasst das Liefern des zweiten Treibersignals Vtx2 beide Aspekte. Bei dieser Konfiguration können im zweiten Erfassungsmodus M2 das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung in der zweiten Erfassungsteilung Pf durchführen, die kleiner ist als im ersten Erfassungsmodus M1. Insbesondere kann eintreten, dass, obgleich in makroskopischer Betrachtung ein Finger in Kontakt mit der Erfassungsfläche ist, ein Teil des Fingers in Kontakt mit der Erfassungsfläche ist, während der andere Teil aufgrund von Erhebungen auf einer Fläche des Fingers in makroskopischer Betrachtung etwas getrennt ist. Der zweite Erfassungsmodus M2 ist ein Modus zum Erfassen von Erhebungen auf der Fläche des Erfassungszielkörpers (in diesem Beispiel von Erhebungen auf der Fläche des Fingers, das heißt eines Fingerabdrucks) in makroskopischer Betrachtung. Die zweite Erfassungsteilung muss lediglich kleiner sein als die erste Erfassungsteilung und die kleinste zweite Erfassungsteilung ist eine Teilung zwischen zwei angrenzenden ersten Elektroden oder zwei diese schneidenden angrenzenden Erfassungselektroden.
Im zweiten Erfassungsmodus M2 führen das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung auf der gesamten Fläche des Erfassungsbereichs FA durch. Somit sind das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a nicht auf eine Fingerabdruckerfassung beschränkt, sondern können beispielsweise einen Handflächenabdruck erfassen. Alternativ können das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a die Form einer Hand in Kontakt mit dem Erfassungsbereich FA oder in dessen Nähe erfassen und die Position einer Fingerspitze identifizieren. In diesem Fall kann ein Fingerabdruck durch Durchführen einer Signalverarbeitung und einer arithmetischen Verarbeitung ausschließlich in einem Bereich erfasst werden, in dem sich die Fingerspitze in einem Kontaktzustand oder in einem Nähezustand befindet.
Bei der Fingerabdruckerfassung kann ein Fingerabdruckbereich, in dem eine Erfassung auf der Erfassungsfläche durchzuführen ist, ein Teilbereich der Erfassungsfläche sein. Beispielsweise führen wie in 12 dargestellt im dritten Erfassungsmodus M3 das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung in der zweiten Erfassungsteilung Pf in einem ersten Teilbereich FA1 als ein Teil des Erfassungsbereichs FA durch. Im dritten Erfassungsmodus M3 liefert die erste Elektrodenschaltung 15 das zweite Treibersignal Vtx2 ausschließlich an im ersten Teilbereich FA1 enthaltene erste Elektroden Tx. Im dritten Erfassungsmodus M3 können das Personenauthentizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung in der zweiten Erfassungsteilung Pf durchführen. Beispielsweise kann im dritten Erfassungsmodus M3, da eine Erfassung ausschließlich im ersten Teilbereich FA1 durchgeführt wird, die für die Erfassung erforderliche Zeit verringert werden und eine durch den Detektor 40 (siehe 4A und 4B) durchgeführte Verarbeitung kann verringert werden.,Der erste Teilbereich FA1 ist ein vorab festgelegter fester Bereich. Position und Größe des ersten Teilbereichs FA1 können aber entsprechend geändert werden.
Es kann eine Fingerabdruckerfassung im dritten Erfassungsmodus M3 statt im zweiten Erfassungsmodus M2 wie zuvor beschrieben ausgeführt werden. Insbesondere wird eine Berührungserfassung im ersten Erfassungsmodus M1 im ersten Zeitraum ausgeführt und es wird eine Fingerabdruckerfassung im dritten Erfassungsmodus M3 im zweiten Zeitraum ausgeführt. Somit kann der Fingerabdruckerfassungs-Zeitraum FP verkürzt werden und die zur Erfassung erforderliche Zeit kann verringert werden.
13 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften vierten Erfassungsmodus. Beispielsweise führen das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Berührungserfassung im ersten Erfassungsmodus M1 im ersten Zeitraum aus, wodurch erfasst wird, ob ein Finger in Kontakt mit der Erfassungsfläche ist. Bei Erfassung des Fingers Fin oder dergleichen wechseln das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a vom ersten Zeitraum zum zweiten Zeitraum und führen eine Fingerabdruckerfassung im vierten Erfassungsmodus M4 aus. Im vierten Erfassungsmodus M4 führen das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Erfassung in der zweiten Erfassungsteilung Pf ausschließlich in einem zweiten Teilbereich FA2 durch, die ein vorbestimmter Bereich umfassend eine Position, an welcher der Finger Fin oder dergleichen erfasst wird, ist. Position und Größe des zweiten Teilbereichs FA2 können auf Basis von Informationen des im Berührungserfassungs-Zeitraums TP erfassten Fingers Fin oder dergleichen geändert werden. Auf diese Weise kann eine Fingerabdruckerfassung im vierten Erfassungsmodus M4 auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung im ersten Erfassungsmodus M1 durchgeführt werden. Somit kann die Fläche des zweiten Teilbereichs FA2 verkleinert werden und die für die Fingerabdruckerfassung erforderliche Zeit kann im Vergleich zu einem Fall, in dem die Fingerabdruckerfassung über die gesamte Fläche des Erfassungsbereichs erfolgt, erheblich verringert werden.
Nachfolgend ist ein Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Ein durch das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a durchgeführtes Personenauthentifizierungsverfahren ist nicht auf das nachfolgend beschriebene Personenauthentifizierungsverfahren beschränkt.
14 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines beispielhaften Erfassungsbereichs in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform. Im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist wie in 14 dargestellt eine Vielzahl von ersten Bereichen KY, in denen verschiedene Eingabetasten jeweils zugewiesen sind, im Erfassungsbereich FA angeordnet. Im in 14 dargestellten Beispiel sind die Eingabetasten in 10 ersten Bereichen KY „0“, „1“, „2“, ..., „9“ angeordnet; in denen 10 Zahlen von „0“ bis „9“ jeweils zugewiesen sind. Die Eingabetasten sind nicht auf Zahlen beschränkt, sondern können beispielsweise auch alphabetische Zeichen in Groß- und Kleinschreibung und Symbole wie „#“ und „*“ umfassen.
Im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform führen das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a eine Berührungserfassung im zuvor beschriebenen zweiten Erfassungsmodus M2 durch und identifizieren eine Tasteneingabe durch einen Benutzer. Insbesondere wenn die Koordinaten einer Berührung im Erfassungsbereich FA durch den Benutzer beispielsweise Koordinaten im ersten Bereich KY „5“ sind, identifizieren das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a die Eingabe der Eingabetaste „5“.
Im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn die Koordinaten einer Berührung im Erfassungsbereich FA durch den Benutzer einem der ersten Bereiche KY „0“, „1“, „2“, ..., „9“ entsprechen, ein bestimmter Bereich mit den Koordinaten als Mittelkoordinaten C als ein zweiter Bereich FG definiert und der zweite Bereich FG wird als ein Bereich festgelegt, in dem ein Fingerabdruckbild zu erfassen ist.
15 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Positionsbeziehung zwischen einem ersten Bereichund dem zweiten Bereich. Im in 15 dargestellten Beispiel sind die Koordinaten, bei denen die Eingabe der Eingabetaste „5“ in der Passworteingabe zur Personenauthentifizierung identifiziert wurde, als Mittelkoordinaten C (Cx, Cy) des zweiten Bereichs FG definiert. Insbesondere berührt ein Benutzer die Erfassungsfläche zum Berühren der Eingabetaste „5“, berührt aber eine von der Mittelposition der Eingabetaste „5“ leicht verschiedene Position, und als ein Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung der Berührung durch den Detektor und den Prozessor wird die vom Benutzer berührte Mittelposition als Mittelkoordinaten C (Cx, Cy) erkannt. Anschließend wird der zweite Bereich FG zur Fingerabdruckerfassung auf Basis der Beziehung mit den Mittelkoordinaten C bestimmt.
Im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bild eines Bereichs kleiner als der in 15 dargestellte zweite Bereich FG immer dann erfasst, wenn eine Taste in einem Passwort eingegeben wird. Somit können ein während einer Zeit, in der eine Berührung auf jeder Eingabetaste bei der Passworteingabe gehalten wird, zu erfassender Erfassungsbereich und ein als ein Ergebnis erfasstes Bild so klein wie möglich gestaltet werden. Somit kann die Genauigkeit eines für jede Tasteneingabe des Passworts erfassten Bildes erhöht werden.
Anschließend werden die in den Tasteneingaben des Passworts erfassten Bilder synthetisiert, um ein Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild zu erzeugen. Somit kann ein Fingerabdruckbild mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsformist die Richtung des Abtastens bei der Berührungserfassung und Fingerabdruckerfassung eine Richtung entlang der zweiten Richtung Dy. 16 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Fingerabdruckbildes nach der Bildsynthesein der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem vier in einer Fingerabdruck-Abtastrichtung segmentierte Bilder synthetisiert werden, um ein Fingerabdruckbild wie in 16 dargestellt zu erzeugen. Im in 16 dargestellten Beispiel werden segmentierte Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 zum Erfassen von segmentierten Bildern im zweiten Bereich FG zum Erfassen eines Fingerabdruckbildes zugewiesen, so dass die vier Bereiche relativ entlang der Fingerabdruck-Abtastrichtung angeordnet sind.
Die Zahl von Segmentierungen des zweiten Bereichs FG, das heißt die Zahl von segmentierten Bereichen SF, ist nicht auf Vier beschränkt. Die Zahl von Segmentierungen des zweiten Bereichs FG hängt von der Zahl von Passwortstellen ab. Beispielsweise muss die Zahl N von Passwortstellen größer gleich Vier sein, wenn die vier segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 im zweiten Bereich FG zugewiesen sind wie in 16 dargestellt. Das heißt, die Zahl von Segmentierungen des zweiten Bereichs FG muss kleiner gleich der Zahl von Passwortstellen sein.
Wie in 4A und 4B dargestellt umfasst der Prozessor 50 einen Berührungsbestimmer 51, einen Erfassungsstart-Koordinateneinrichter 52, einen Empfänger 53 für segmentierte Bilder, einen ersten Speicher 54, einen Fingerabdruckbild-Erzeuger 55, einen zweiten Speicher 56, einen dritten Speicher 57, einen Fingerabdruck-Authentifizierer 58, einen Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59, einen Passwortspeicher 511, einen Passwortauthentifizierer 512, einen Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513, einen Personenauthentifizierer 514 und einen PersonenAuthentifizierungsergebnis-Speicher 515. Jedes Element der Gruppe umfassend den ersten Speicher 54, den zweiten Speicher 56, den dritten Speicher 57, den Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59, den Passwortspeicher 511, den Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513 und den PersonenAuthentifizierungsergebnis-Speicher 515 kann beispielsweise ein Random Access Memory (RAM), ein Read Only Memory (ROM) oder eine Registerschaltung sein. Alternativ können der erste Speicher 54, der zweite Speicher 56, der dritte Speicher 57, der Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59, der Passwortspeicher 511, der Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513 und der PersonenAuthentifizierungsergebnis-Speicher 515 beispielsweise ein einzelner RAM, ein einzelner ROM oder eine einzelne Registerschaltung sein.
Der Berührungsbestimmer 51 bestimmt, ob der Berührungszustand im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung auf Basis der vom Detektor 40 im zuvor beschriebenen ersten Zeitraum ausgegebenen Berührungserfassungskoordinaten gültig ist.
Der „Berührungszustand, der im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung gültig ist“, bedeutet, dass die Koordinaten einer Berührung im Erfassungsbereich FA durch einen Benutzer, das heißt die vom Detektor 40 ausgegebenen Berührungserfassungskoordinaten, in einem in 14 dargestellten ersten Bereich KY enthaltene Koordinaten sind wie zuvor beschrieben. Insbesondere wenn bestimmt wird, dass sich eine Position an Koordinaten in einem in 14-dargestellten. ersten Bereich KY im Berührungszustand befindet, gibt der Berührungsbestimmer 51 an das Erfassungssteuergerät 11 das erste Steuersignal zum Wechsel zum zweiten Zeitraum aus. Nachfolgend ist die Tatsache, dass ein „Berührungszustand, der im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung gültig ist“ wie zuvor beschrieben vorliegt, als „Tasteneingabe“ bezeichnet. Insbesondere wenn beispielsweise die vom Detektor 40 ausgegebenen Berührungserfassungskoordinaten Koordinaten im ersten Bereich KY „5“ wie in 15 dargestellt sind, wird „5“ als Tasteneingabe bezeichnet. Das heißt, wenn eine Tasteneingabe erfasst wurde, gibt der Berührungsbestimmer 51 an das Erfassungssteuergerät 11 das erste Steuersignal zum Wechsel zum zweiten Zeitraum aus.
Der Berührungsbestimmer 51 speichert nacheinander die Tasteneingabetaste („5“ im in 15 dargestellten Beispiel) im Passwortspeicher 511.
Wenn die Zahl n von im Passwortspeicher 511 gesammelten Tasten eine vorbestimmte Zahl N (die vorab festgelegte Zahl N von Passwortstellen) überschreitet, gibt der Berührungsbestimmer 51 einen Passwort-Authentifizierungsstart-Befehl an den Passwortauthentifizierer 512 in einer späteren Phase aus.
Wenn eine Tasteneingabe vom Tastenbestimmer 51 erfasst wird, legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 Fingerabdruck-Erfassungsstartkoordinaten (nachfolgend einfach als „Erfassungsstartkoordinaten“ bezeichnet) auf Basis der Tasteneingabe-Berührungserfassungskoordinaten fest.
17A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform. 17B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform. 17C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform. 17D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
17A zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF1 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG1 bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle zugewiesen wird. 17B zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF2 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG2 bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle zugewiesen.wird. 17C zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF3 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG3 bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle zugewiesen wird. 17D zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF4 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG4 bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle zugewiesen wird. In den in 17A, 17B, 17C und 17D dargestellten Beispielen werden die segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 in den zweiten Bereichen FG1, FG2, FG3 und FG4 zur Erfassung von segmentierten Bildern zugewiesen, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang der Fingerabdruck-Abtastrichtung angeordnet sind.
Nachfolgend ist ein Beispiel beschrieben, in dem ein Fingerabdruck-Erfassungsbereich, das heißt ein Bereich zum Erfassen von segmentierten Bildern, in der vorliegenden Ausführungsform beliebig in der Erfassungsvorrichtung 2 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a bezeichnet werden kann. In 17A, 17B, 17C und 17D ist die Größe des zweiten Bereichs FG eine Größe von 256x256 mit 256 in der ersten Richtung Dx und 256 in der zweiten Richtung Dy.
Bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle bei der nachfolgend zu beschreibenden Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung (siehe 18) legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 zunächst Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) in Bezug auf Mittelkoordinaten C1 (Cx1, Cy1) des zweiten Bereichs FG1 wie in 17A dargestellt fest.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF1 mit einer Größe von 256x64 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) wie in 17A dargestellt zu.
Bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle bei der nachfolgend zu beschreibenden Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung (siehe 18) legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2 - 128, Cy2 - 128 +.64) in Bezug auf Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) des zweiten Bereichs FG2 wie in 17B dargestellt fest. In diesem Fall unterscheiden sich, da die zweite Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen im Falle der ersten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der zweiten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF2 mit einer Größe von 256x64 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2 - 128, Cy2 - 128 + 64) wie in 17B dargestellt zu. Das heißt, der zweite obere Erfassungsbereich (segmentierte Bereich SF2), der erhalten wird, wenn ein auf Basis der Mittelkoordinaten eines Fingers definierter Erfassungsbereich von 256x256 in Vier in der zweiten Richtung Dy segmentiert wird, wird zugewiesen.
Bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle bei der nachfolgend zu beschreibenden Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung (siehe 18) legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3 - 128 + 64 × 2) in Bezug auf Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) des zweiten Bereichs FG3 wie in 17C dargestellt fest. In diesem Fall unterscheiden sich, da die dritte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen den Fällen der ersten und zweiten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der dritten Passwortstelle als. die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF3 mit einer Größe von 256x64 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3 - 128 + 64 × 2) wie in 17C dargestellt zu. Das heißt, der dritte obere Erfassungsbereich (segmentierte Bereich SF3), der erhalten wird, wenn ein auf Basis der Mittelkoordinaten eines Fingers definierter Erfassungsbereich von 256x256 in Vier in der zweiten Richtung Dy segmentiert wird, wird zugewiesen.
Bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle bei der nachfolgend zu beschreibenden Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung (siehe 18) legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4 - 128, Cy4 - 128 + 64 × 3) in Bezug auf Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) des zweiten Bereichs FG4 wie in 17D dargestellt fest. In diesem Fall unterscheiden sich, da die vierte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen in den Fällen der ersten, zweiten und dritten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der vierten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF4 mit einer Größe von 256×64 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4 - 128, Cy4 - 128 + 64 × 3) wie in 17D dargestellt zu. Das heißt, der vierte obere Erfassungsbereich (segmentierte Bereich SF4), der erhalten wird, wenn ein auf Basis der Mittelkoordinaten eines Fingers definierter Erfassungsbereich von 256x256 in vier in der zweiten Richtung Dy segmentiert wird, wird zugewiesen.
Segmentierte Bilder der auf dieser Weise festgelegten segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 werden erfasst und synthetisiert, wodurch ein Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild mit hoher Authentifizierungsgenauigkeit erzeugt werden kann.
Wie in 4A und 4B dargestellt empfängt der Empfänger 53 für segmentierte Bilder die vom Detektor 40 im zuvor beschriebenen zweiten Zeitraum ausgegebenen segmentierten Bilder und speichert die empfangenen segmentierten Bilder als Pufferdaten im ersten Speicher 54.
Der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 liegt die als Pufferdaten im ersten Speicher 54 gespeicherten segmentierten Bilder und speichert nacheinander die segmentierten Bilder als Pufferdaten im zweiten Speicher 56. In diesem Fall gibt der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 an das Erfassungssteuergerät 11 das zweite Steuersignal zum Wechsel zum ersten Zeitraum aus.
Wenn die Zahl m der im zweiten Speicher 56. gespeicherten und gesammelten segmentierten Bilder eine vorbestimmte Zahl M erreicht (im in 16 dargestellten Beispiel die Zahl M von segmentierten Bildern in den vier segmentierten Bereichen SF1, SF2, SF3 und SF4), erzeugt der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 ein Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild durch Synthetisieren der im zweiten Speicher 56 gespeicherten segmentierten Bilder, speichert das erzeugte Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild im dritten Speicher 57 und gibt einen Fingerabdruckauthentifizierungs-Startbefehl an den Fingerabdruckauthentifizierer 58 in einer späteren Phase aus.
Der Fingerabdruckauthentifizierer 58 führt auf Basis des Fingerabdruckauthentifizierungs-Startbefehls vom Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 eine Authentifizierunsbestimmungsverarbeitung am im dritten Speicher 57 gespeicherten Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild durch und speichert ein Ergebnis der Fingerabdruckauthentifizierungs-Bestimmung im Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59. Die vorliegende Offenbarung ist nicht durch dieses Authentifizierungsbestimmungsverfahren beschränkt. Beispielsweise kann das im dritten Speicher 57 gespeicherte Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild mit einem vorab erfassten Vergleichs-Fingerabdruckbild verglichen werden und es kann bestimmt werden, dass die Authentifizierung erfolgreich ist, wenn vorbestimmte Merkmalspunkt dieser Fingerabdruckbilder übereinstimmen.
Der Passwortauthentifizierer 512 erzeugt auf Basis des Passwortauthentifizierungs-Startbefehls vom Berührungsbestimmer 51 ein Personenauthentifizierungs-Passwort durch Synthetisieren von im Passwortspeicher 511 gespeicherten Tasten, führt eine. Authentifizierungsbestimmungsverarbeitung am Personenauthentifizierungs-Passwort durch und speichert ein Ergebnis der Passwort-Authentifizierungsbestimmung im Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513. Insbesondere wird beispielsweise das erzeugte Personenauthentifizierungs-Passwort mit einem vorab festgelegten Vergleichspasswort verglichen und es wird bestimmt, dass die Authentifizierung erfolgreich ist, wenn diese Passwörter übereinstimmen.
Der Personenauthentifizierer 514 nimmt Bezug auf das im Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513 gespeicherte Passwort-Authentifizierungsbestimmungsergebnis und das im Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59 gespeicherte Fingerabdruck-Authentifizierungsbestimmungsergebnis, führt eine Personenauthentifizierungsbestimmungs-Verarbeitung durch und speichert ein Ergebnis der Personenauthentifizierungsbestimmungs-Verarbeitung im Personenauthentifizierungsergebnis-Speicher 515. Insbesondere bestimmt der Personenauthentifizierer 514, dass die Personenauthentifizierung erfolgreich ist, wenn das Passwort-Authentifizierungsbestimmungsergebnis angibt, dass die Authentifizierung erfolgreich ist, und das Fingerabdruck-Authentifizierungsbestimmungsergebnis angibt, dass die Authentifizierung erfolgreich ist.
Nachfolgend ist ein spezifisches Beispiel des durch den Detektor 40 und den Prozessor 50 im Personenauthentifizierungssystem 1 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a erzielte Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform in Bezug auf 18, 19, 20 und 21 beschrieben. 18 zeigt ein Fließbild zur Darstellung einer beispielhaften Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 19 zeigt ein Fließbild zur Darstellung einer beispielhaften Personenauthentifizierungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 20 zeigt ein Teilfließbild zur Darstellung einer beispielhaften Passwortverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 21 zeigt ein Teilfließbild zur Darstellung einer beispielhaften Fingerabdruck-Authentifizierungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 22 zeigt ein Sequenzdiagramm zur Darstellung eines spezifischen Verarbeitungsbeispiels im Personenauthentifizierungssystem und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Nachfolgend ist zunächst die Personenauthentifizierungsdaten-Verarbeitung im Personenauthentifizierungssystem 1 und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf 18 und 22 beschrieben.
Als eine Vorbedingung der in 18 dargestellten Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung führen das Personenauthentifizierungssystem 1 und die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a kontinuierlich eine Berührungserfassung aus, um eine Berührung auf dem Erfassungsbereich FA im ersten Zeitraum zu erfassen. Zusätzlich werden die Zahl m von gesammelten segmentierten Bildern und die Zahl n von gesammelten Tasten zurückgesetzt (m = 0 und n = 0).
Der Berührungsbestimmer 51 des Prozessors 50 bestimmt, ob eine Tasteneingabe durchgeführt wird, auf Basis der im ersten Zeitraum erfassten Berührungserfassungskoordinaten (Schritt S101). Wenn keine Tasteneingabe durchgeführt wird (Nein in Schritt S101), führt der Berührungsbestimmer 51 wiederholt die Verarbeitung in Schritt S101 aus, bis die Tasteneingabe durchgeführt wird (Ja in Schritt S101).
Wenn bestimmt wird, dass die Tasteneingabe durchgeführt wird (Ja in Schritt S101), zählt der Berührungsbestimmer 51 die Zahl n von gesammelten Tasten nach oben (inkrementiert diese) (Schritt S102) und speichert die Tasteneingabetaste („5) im in 15 dargestellten Beispiel) im Passwortspeicher 511 (Schritt S103).
Der Berührungsbestimmer 51 bestimmt, ob die Zahl m von im zweiten Speicher 56 gespeicherten gesammelten segmentierten Bildern größer gleich einer vorbestimmten Zahl M (der Zahl M von segmentierten Bereichen SF im zweiten Bereich FG) ist (Schritt S104). Beispielsweise wird angenommen, dass in dieser Phase die Tasteneingabe der ersten Passwortstelle gerade durchgeführt wurde und kein segmentiertes Bild gesammelt wurde. In diesem Fall ist die Zahl von gesammelten segmentierten Bildern gleich Null und kleiner als die vorbestimmte Zahl (im vorliegenden Beispiel Vier). In diesem Fall fährt der Prozess mit dem nächsten Schritt S106 fort.
Wenn die Zahl von im zweiten Speicher 56 gespeicherten gesammelten segmentierten Bildern größer gleich der vorbestimmten Zahl M wird (Ja in Schritt S104), bestimmt der Berührungsbestimmer 51 anschließend, ob die Zahl n von im Passwortspeicher 511 gespeicherten gesammelten Tasten eine vorbestimmte Zahl N (die Zahl N von Passwortstellen) erreicht hat (Schritt S105).. Insbesondere werden vier segmentierte Bilder nacheinander mit vier Passworteingaben in der vorliegenden Ausführungsform erfasst und somit erreicht nach Eingabe von vier Passwort-Eingabetasten die Zahl m von gesammelten segmentierten Bildern die Zahl Vier, was der vorbestimmten Zahl M = 4 entspricht, und somit ist die Zahl n = 4 von gesammelten Tasten für das Passwort gleich der vorbestimmten Zahl N = 4 (Ja in Schritt S104 und Ja in Schritt S105).
Wenn die Zahl n von im Passwortspeicher 511 gespeicherten gesammelten Tasten nicht die vorbestimmte Zahl N (die Zahl N von Passwortstellen) erreicht hat (Nein in Schritt S105), kehrt der Prozess zur Verarbeitung in Schritt S101 zurück, und die Verarbeitung bis Schritt S105 wird wiederholt durchgeführt, bis die Zahl n von im Passwortspeicher 511 gespeicherten gesammelten Tasten die vorbestimmte Zahl N erreicht (Ja in Schritt S105). Wie zuvor beschrieben wird in der vorliegenden Ausführungsform angenommen, dass die Zahl von gesammelten segmentierten Bildern und die Zahl n von gesamten Passwort-Eingabetasten miteinander übereinstimmen und beide gesammelten Zahlen miteinander übereinstimmen (m = n und M = N). In diesem Fall kann auf S105 verzichtet werden.
Wenn die Zahl m von im zweiten Speicher 56 gespeicherten gesammelten segmentierten Bildern kleiner ist als die vorbestimmte Zahl M (Nein in Schritt S104), gibt der Berührungsbestimmer 51 an das Erfassungssteuergerät 11 das erste Steuersignal zum Wechsel vom ersten Zeitraum, in dem eine Berührungserfassung durchgeführt wird, zum zweiten Zeitraum, in dem eine Fingerabdruckerfassung durchgeführt wird (Schritt S106) .
Das Erfassungssteuergerät 11 steuert. auf Basis des vom Berührungsbestimmer 51 ausgegebenen ersten Steuersignals die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 und die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 zum Durchführen einer Fingerabdruckerfassung in einem vom Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 festgelegten segmentierten Bereich. Somit erfolgt der Wechsel zum zweiten Zeitraum, in dem eine Fingerabdruckerfassung durchgeführt wird. Wie zuvor beschrieben ist die Tasteneingabe der ersten Passwortstelle in dieser Phase abgeschlossen und anschließend wird eine Steuerung zum Erfassen des in 17A dargestellten segmentierten Bildes durchgeführt.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt auf Basis der Tasteneingabe-Berührungserfassungskoordinaten die zuvor in Bezug auf 17A beschriebenen Erfassungsstartkoordinaten fest (Schritt S107) und gibt die Erfassungsstartkoordinaten an den Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 aus.
Der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 weist als einen Bereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den zuvor in Bezug auf 17A beschriebenen segmentierten Bereich mit einem Startpunkt an den vom Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 ausgegebenen Erfassungsstartkoordinaten zu (Schritt S108).
Der Erzeuger 47 von segmentierten Bildern des Detektors 40 erzeugt auf Basis eines Ergebnisses der Entschlüsselungsverarbeitung durch den Signalprozessor 44 ein segmentiertes Bild des durch den Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 zugewiesenen segmentierten Bereichs (Schritt S109) und gibt das segmentierte Bild an den Prozessor 50 aus. In dieser Phase nach den zuvor beschriebenen Schritten wird das in 17A dargestellte segmentierte Bild mit der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle erzeugt und wird an den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 ausgegeben.
Der Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 empfängt das vom Erzeuger 47 von segmentierten Bildern des Detektors 40 ausgegebene segmentierte Bild und speichert das segmentierte Bild als Pufferdaten im ersten Speicher 54 (Schritt S110). Somit wird in diesem Verarbeitungsprozess das in 17A dargestellte segmentierte Bild im ersten Speicher 54 gespeichert.
Der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 bestimmt, ob ein segmentiertesBild im ersten Speicher 54 gespeichert ist (Schritt S111). Wenn kein segmentiertes-Bild im ersten Speicher 54 gespeichert ist (Nein in Schritt S111), führt der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 wiederholt die Verarbeitung in Schritt S111 aus.
Wenn bestimmt wird, dass ein segmentiertes Bild im ersten Speicher 54 gespeichert ist (Ja in Schritt S111), liest der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 ein als Pufferdaten gespeichertes segmentiertes Bild (Schritt S112), zählt die Zahl m von gesammelten segmentierten Bildern nach oben (inkrementiert diese) (Schritt S113) und speichert das aus dem ersten Speicher 54 gelesene segmentierte Bild als Pufferdaten im zweiten Speicher 56 (Schritt S114). Somit wird in diesem Prozess das in 17A dargestellte segmentierte Bild im zweiten Speicher 56 gespeichert.
Anschließend gibt der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 an das Erfassungssteuergerät 11 das zweite Steuersignal zum Wechsel vom zweiten Zeitraum, in dem eine Fingerabdruckerfassung durchgeführt wird, zum ersten Zeitraum, in dem eine Berührungserfassung durchgeführt wird, aus (Schritt S115).
Das Erfassungssteuergerät 11 steuert auf Basis des vom Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 ausgegebenen zweiten Steuersignals die erste Elektrodenauswahlschaltung 15 und die Erfassungselektroden-Auswahlschaltung 16 zum Durchführen einer Berührungserfassung auf der gesamten Fläche des Erfassungsbereichs FA. Somit erfolgt der Wechsel zum ersten Zeitraum, in dem eine Berührungserfassung durchgeführt wird.
Anschließend bestimmt der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55, ob die Zahl m von im zweiten Speicher 56 gespeicherten gesammelten segmentierten Bildern die vorbestimmte Zahl M (die Zahl von Segmentierungen des zweiten Bereichs FG) erreicht hat (Schritt S116).
Wenn die Zahl m von im zweiten Speicher 56 gespeicherten gesammelten segmentierten Bildern nicht die vorbestimmte Zahl M erreicht hat (Nein in Schritt S116), kehrt der Prozess zur Verarbeitung in Schritt S101 zurück und die Verarbeitung bis Schritt S116 wird wiederholt durchgeführt, bis die gesammelte Zahl m von im zweiten Speicher 56 gespeicherten segmentierten Bildern die vorbestimmte Zahl M erreicht (Ja in Schritt S116). Das heißt, durch die Verarbeitung von S101 bis S114 wird die Eingabe einer Eingabetaste an der ersten Passwortstelle geprüft und die Erfassung eines segmentierten Bildes des Fingerabdrucks mit der Eingabe der Eingabetaste wird abgeschlossen. Zusätzlich erfolgt durch die Verarbeitung von Schritt S115 und S116 ein Wechsel vom Fingerabdruck-Authentifizierungsmodus zu einem normalen Berührungserfassungsmodus und es wird geprüft, dass die Zahl von gesammelten segmentierten Bildern noch nicht die vorbestimmte Zahl erreicht hat. Somit kehrt der Prozess zu S101 zurück und durch die erneute Verarbeitung von S101 zu S114 wird eine Eingabetaste an der zweiten Passwortstelle erfasst und das in 17B dargestellte segmentierte Bild wird erfasst. Anschließend wird durch die gleiche Verarbeitung jede Passwort-Eingabetaste erfasst und anschließend wird eine Verarbeitung zum Erfassen der in 17C und 17D dargestellten segmentierten Fingerabdruckbilder nacheinander durchgeführt.
Wenn die Erfassung des in 17D dargestellten segmentierten Bildes abgeschlossen ist, erreicht die Zahl m von im zweiten Speicher 56 gespeicherten gesammelten segmentierten Bildern die vorbestimmte Zahl M (Ja in Schritt S116). Anschließend speichert der Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 im dritten Speicher 57 die im zweiten Speicher 56 gespeicherten segmentierten Bilder als ein Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild (Schritt S117) und gibt einen Fingerabdruck-Authentifizierungsstart-Befehl an den Fingerabdruckauthentifizierer 58 in einer späteren Phase aus (Schritt S118) .
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S101 zurück, und wenn die gesammelte Zahl n von im Passwortspeicher 511 gespeicherten Tasten die vorbestimmte Zahl N erreicht hat (Ja in Schritt S105), setzt der Berührungsbestimmer 51 die gesammelte Zahl m von segmentierten Bildern und die gesammelte Zahl n von Tasten (Schritt S119) zurück und gibt einen Passwort-Authentifizierungsstart-Befehl an den Passwortauthentifizierer 512 in einer späteren Phase aus (Schritt S120).
Nachfolgend ist die Personenauthentifizierungsverarbeitung im Personenauthentifizierungssystem 1 und in der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a gemäß der ersten Ausführungsform in Bezug auf 19, 20, 21 und 22 beschrieben.
Nach dem Start der Personenauthentifizierungsverarbeitung führt der Passwortauthentifizierer 512 die in 20 dargestellte Passwort-Authentifizierungsverarbeitung (Schritt S201 in 19) aus.
Der Passwortauthentifizierer 512 bestimmt, ob der Passwort-Authentifizierungsstart-Befehl vom Berührungsbestimmer 51 ausgegeben wird (Schritt S301). Wenn der Passwort-Authentifizierungsstart-Befehl nicht ausgegeben wird (Nein in Schritt S301), führt der Passwortauthentifizierer 512 wiederholt die Verarbeitung in Schritt S301 aus, bis der Passwort-Authentifizierungsstart-Befehl vom Berührungsbestimmer 51 ausgegeben wird (Ja in Schritt S301).
Wenn der Passwort-Authentifizierungsstart-Befehl vom Berührungsbestimmer 51 ausgegeben wird (Ja in Schritt S301), liest der Passwortauthentifizierer 512 im Passwortspeicher 511 gespeicherte Tasten (Schritt S302), erzeugt ein Personenauthentifizierungs-Passwort, führt die Authentifizierungsbestimmungsverarbeitung am Passwort aus (Schritt S303) und speichert ein Passwort-Authentifizierungsbestimmungsergebnis im Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513 (Schritt S304).
Wie in 19 dargestellt liest der Personenauthentifizierer 514 das im Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher 513 gespeicherte Passwort-Authentifizierungsbestimmungsergebnis (Schritt S202) und bestimmt, ob die Passwortauthentifizierung erfolgreich ist (Schritt S203).
Wenn die Passwortauthentifizierung erfolgreich ist (Ja in Schritt S203), führt der Fingerabdruckauthentifizierer 58 die in 21 dargestellte Fingerabdruck-Authentifizierungsverarbeitung (Schritt S204 in 19) aus.
Der Fingerabdruckauthentifizierer 58 bestimmt, ob der Fingerabdruck-Authentifizierungsstart-Befehl vom Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 ausgegeben wird (Schritt S401). Wenn der Fingerabdruck-Authentifizierungsstart-Befehl nicht ausgegeben wird (Nein in Schritt S401), führt der Fingerabdruckauthentifizierer 58 wiederholt die Verarbeitung in Schritt S401 aus, bis der Fingerabdruck-Authentifizierungsstart-Befehl vom Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 ausgegeben wird (Ja in Schritt S401).
Wenn der Fingerabdruck-Authentifizierungsstart-Befehl vom Fingerabdruckbild-Erzeuger 55 ausgegeben wird (Ja in Schritt S401), liest der Fingerabdruckauthentifizierer 58 ein im dritten Speicher 57 gespeichertes Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild (Schritt S402), führt die Authentifizierungsbestimmungsverarbeitung am Fingerabdruckbild aus (Schritt S403) und speichert ein Ergebnis der Fingerabdruck-Authentifizierungsbestimmung im Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59 (Schritt S404).
Wie in 19 dargestellt liest der Personenauthentifizierer 514 das im Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher 59 gespeicherte Fingerabdruck-Authentifizierungsbestimmungsergebnis (Schritt S205) und bestimmt, ob die Fingerabdruckauthentifizierung erfolgreich ist (Schritt S206) .
Wenn die Fingerabdruckauthentifizierung erfolgreich ist (Ja in Schritt S206), speichert der Personenauthentifizierer 514 im Personenauthentifizierungsergebnis-Speicher 515 ein Personenauthentifizierungs-Verarbeitungsergebnis zur Angabe, dass die Personenauthentifizierung erfolgreich ist (Schritt S207) .
Wenn die Passwortauthentifizierung nicht erfolgreich ist (Nein in Schritt S203) oder die Fingerabdruckauthentifizierung nicht erfolgreich ist (Nein in Schritt S206), gibt der Personenauthentifizierer 514 eine Passwort-Wiedereingabe-Anforderung an eine übergeordnete Verarbeitungsvorrichtung (nicht dargestellt) aus (Schritt S208).
Durch die Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung und die Personenauthentifizierungsverarbeitung wie zuvor beschrieben kann ein sehr genaues Fingerabdruckbild bei der Passworteingabe erfasst werden und somit kann die Authentifizierungsgenauigkeit verbessert werden. Ferner kann, da das Fingerabdruckbild bei der Passworteingabe erfasst werden kann, die Sicherheit erhöht werden, ohne den Komfort zu beeinträchtigen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können das Personenauthentifizierungssystem 1, die Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a, die Anzeigevorrichtung 100 und das Personenauthentifizierungsverfahre erhalten werden, die sowohl eine Erhöhung der Sicherheit als auch eine Verbesserung der Authentifizierungsgenauigkeit ohne Beeinträchtigung des Komforts erzielen können.
Modifikation
Nachfolgend ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform beschrieben. Obgleich die erste Ausführungsform zuvor mit dem Beispiel beschrieben wurde, in dem der Fingerabdruck-Erfassungsbereich beliebig in der Erfassungsvorrichtung 2 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a bezeichnet werden kann, ist nachfolgend die Modifikation der ersten Ausführungsform mit einem Beispiel beschrieben, in dem die Größe der Fingerabdruck-Erfassungsbereichs fest ist.
23A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform. 23B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform. 23C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform.23D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform. In 23A, 23B, 23C und 23D ist die Größe des Fingerabdruck-Erfassungsbereichs eine Größe von 256x256 mit 256 in der ersten Richtung Dx und 256 in der zweiten Richtung Dy, was der Größe des zweiten Bereichs FG entspricht.
23A zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF1 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG1 zur Tasteneingabe der ersten Passwortstelle zugewiesen wird. 23B zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF2 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG2 zur Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle zugewiesen wird. 23C zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF3 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG3 zur Tasteneingabe der dritten Passwortstelle zugewiesen wird. 23D zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF4 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG4 zur Tasteneingabe der vierten Passwortstelle zugewiesen wird. In den in 23A, 23B, 23C und 23D dargestellten Beispielen werden die segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 in den zweiten Bereichen FG1, FG2, FG3 und FG4 zur Erfassung von segmentierten Bildern relativ zugewiesen, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang der Fingerabdruck-Abtastrichtung angeordnet sind.
In der Modifikation der ersten Ausführungsform unterscheiden sich der vom Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 durchgeführte Schritt S107, der vom Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 durchgeführte Schritt S108 und der vom Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in der in 18 dargestellten Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung durchgeführt Schritt S109 voneinander. Nachfolgend ist die vom Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52, Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 und Erzeuger 47 von segmentierten Bildern durchgeführte Verarbeitung beschrieben, die sich von der in 18 unterscheidet.
In der Modifikation der ersten Ausführungsform legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 die Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C1 (Cx1, Cy1) des zweiten Bereichs FG1 bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle fest (siehe 23A).
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 256x256 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) wie in 23A dargestellt zu und segmentiert den Bereich in vier Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 256x64 aufweist.
Anschließend werden segmentierte Bilder der vier Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt. Das segmentierte Bild des Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) umfassenden segmentierten Bereich SF1 wird als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert und die segmentierten Bilder der restlichen drei Subframes werden verworfen.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 die Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2 - 128, Cy2 - 128 + 64) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) des zweiten Bereichs FG2 bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle fest (siehe 23B). In diesem Fall unterscheiden sich, da die zweite Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen im Falle der ersten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der zweiten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 256x256 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2 - 128, Cy2 - 128 + 64) wie in 23B dargestellt zu und segmentiert den Bereich in vier Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 256x64 aufweist. Das heißt, Subframes werden nacheinander vier Bereichen zugewiesen, in denen ein Erfassungsbereich mit einer Größe von 256x256 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2 - 128, Cy2 - 128 + 64) wie in 23B dargestellt in der zweiten Richtung Dy auf Basis der Mittelkoordinaten des Fingers in der Reihenfolge vom obersten Erfassungsbereich (segmentierter Bereich SF2) segmentiert wird.
Anschließend werden segmentierte Bilder der vier Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt. Das segmentierte Bild des Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2 - 128, Cy2 - 128 + 64) umfassenden segmentierten Bereich SF2 wird als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert und die segmentierten Bilder der restlichen drei Subframes werden verworfen.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3 - 128 + 64 × 2) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) des zweiten Bereichs FG3 bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle fest (siehe 23C). In diesem Fall unterscheiden sich, da die dritte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen den Fällen der ersten und zweiten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der dritten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 256x256 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3 - 128 + 64 × 2) wie in 23C dargestellt zu und segmentiert den Bereich in vier Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 256x64 aufweist. Das heißt, Subframes werden nacheinander vier Bereichen zugewiesen, in denen ein Erfassungsbereich mit einer Größe von 256x256 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3 - 128 + 64 × 2) wie in 23C dargestellt in der zweiten Richtung Dy auf Basis der Mittelkoordinaten des Fingers in der Reihenfolge vom obersten Erfassungsbereich (segmentierter Bereich SF3) segmentiert wird.
Anschließend werden segmentierte Bilder der vier Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt. Das segmentierte Bild des Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3 - 128 + 64 × 2) umfassenden segmentierten Bereich SF3 wird als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert und die segmentierten Bilder der restlichen drei Subframes werden verworfen.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4 - 128, Cy4 - 128 + 64 × 3) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) des zweiten Bereichs FG4 bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle fest (siehe 23D). In diesem Fall unterscheiden sich, da die vierte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen in den Fällen der ersten, zweiten und dritten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der vierten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 256x256 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (C×4 - 128, Cy4 - 128 + 64 × 3) wie in 23D dargestellt zu und segmentiert den Bereich in vier Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 256x64 aufweist. Das heißt, Subframes werden nacheinander vier Bereichen zugewiesen, in denen ein Erfassungsbereich mit einer Größe von 256x256 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4 - 128, Cy4 - 128 + 64 × 3) wie in 23D dargestellt in der zweiten Richtung Dy auf Basis der Mittelkoordinaten des Fingers in der Reihenfolge vom obersten Erfassungsbereich (segmentierter Bereich SF4) segmentiert wird.
Anschließend werden segmentierte Bilder der vier Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt. Das segmentierte Bild des Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4 - 128, Cy4 - 128 + 64 × 3) umfassenden segmentierten Bereich SF4 wird als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert und die segmentierten Bilder der restlichen drei Subframes werden verworfen.
Segmentierte Bilder entsprechend den auf dieser Weise festgelegten segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 werden erfasst und synthetisiert, wodurch ein Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild mit hoher Authentifizierungsgenauigkeit erzeugt werden kann. Obgleich eine Segmentierung in vier Subframes in jeder Fingerabdruckerfassung in der vorhergehenden Beschreibung erfolgt, ist nur der oberste Subframe schließlich in jeder Fingerabdruckerfassung benötigt. Somit kann ein weiterer Fingerabdruck-Erfassungsprozess verwendet werden, in der nur ein Bereich mit einer Größe von 256x64 von den Erfassungsstartkoordinaten des obersten Subframes als ein Subframe erkannt wird und die anderen Bereiche nicht als Subframes in einer Fingerabdruckerfassung erkannt werden.
Zweite Ausführungsform
24 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Fingerabdruckbildes nach der Bildsynthese in einer zweiten Ausführungsform. In der ersten Ausführungsform ist zuvor ein Beispiel beschrieben, in dem ein Fingerabdruckbild durch Synthetisieren von durch Segmentieren des zweiten Bereichs FG in Vier in der zweiten Richtung Dy, das heißt der Abtastrichtung, erzeugt wird; in der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein Fingerabdruckbild durch Synthetisieren von durch Segmentieren des zweiten Bereichs FG in zwei in der Abtastrichtung und zwei in der ersten Richtung Dx, verschieden von der Abtastrichtung erzeugt wird wie in 24 dargestellt. In der folgenden Beschreibung ist ein Bestandteil, das mit dem zuvor in der ersten Ausführungsform beschriebenen übereinstimmt, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es wird eine erneute Beschreibung verzichtet; sich von der ersten Ausführungsform unterscheidende Merkmale sind beschrieben.
25A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform. 25B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform. 25C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform. 25D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Erfassungsbereichs eines segmentierten Bildes im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform.
25A zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF1 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG1 bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle zugewiesen wird. 25B zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF2 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG2 bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle zugewiesen wird. 25C zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF3 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG3 bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle zugewiesen wird. 25D zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF4 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG4 bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle zugewiesen wird. In 25A, 25B, 25C und 25D werden die segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 in den zweiten Bereichen FG1, FG2, FG3 und FG4 zum Erfassen von segmentierten Bildern zugewiesen, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang von zwei Richtungen der Fingerabdruck-Abtastrichtung (zweiten Richtung Dy) und der sich von der Abtastrichtung unterscheidenden Richtung (erste Richtung Dx) angeordnet sind.
Nachfolgend ist ein Beispiel beschrieben, in dem ein Fingerabdruck-Erfassungsbereich, das heißt ein Bereich zum Erfassen von segmentierten Bildern, in der vorliegenden Ausführungsform beliebig in der Erfassungsvorrichtung 2 und der Personenauthentifizierungsvorrichtung 1a bezeichnet werden kann. In 25A, 25B, 25C und 25D ist die Größe des zweiten Bereichs FG eine Größe von 256x256 mit 256 in der ersten Richtung Dx und 256 in der zweiten Richtung Dy.
In der zweiten Ausführungsform unterscheiden sich der durch den Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 durchgeführte Schritt S107 und der vom Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 durchgeführte Schritt S108 in der in 18 dargestellten Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung von denen in der ersten Ausführungsform. Nachfolgend ist die vom Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 und vom Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 durchgeführte Verarbeitung beschrieben, die sich von der in 18 unterscheidet.
In der zweiten Ausführungsform legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 die Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C1 (Cx1, Cy1) des zweiten Bereichs FG1 bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle fest (25A).
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF1 mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128),wie in 25A dargestellt zu.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2, Cy2 - 128) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) des zweiten Bereichs FG2 bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle fest (25B). In diesem Fall unterscheiden sich, da die zweite Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen im Falle der ersten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der zweiten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF2 mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2, Cy2 - 128) wie in 25B dargestellt zu. Das heißt, der segmentierte Bereich SF2 mit einer Größe von 128x128 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2, Cy2 - 128) wie in 25B dargestellt wird auf Basis der Mittelkoordinaten des Fingers zugewiesen.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) des zweiten Bereichs FG3 bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle fest (25C). In diesem Fall unterscheiden sich, da die dritte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen den Fällen der ersten und zweiten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der dritten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF3 mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) wie in
25C dargestellt zu. Das heißt, der segmentierte Bereich SF3 mit einer Größe von 128x128 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) wie in 25C dargestellt wird auf Basis der Mittelkoordinaten des Fingers zugewiesen.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) des zweiten Bereichs FG4 bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle fest (25D). In diesemFall unterscheiden sich, da die vierte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen in den Fällen der ersten, zweiten und dritten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der vierten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich, in dem ein segmentiertes Bild zu erfassen ist, den segmentierten Bereich SF4 mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) wie in 25D dargestellt zu. Das heißt, der segmentierte Bereich SF4 mit einer Größe von 128x128 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) wie in 25D dargestellt wird auf Basis der Mittelkoordinaten des Fingers zugewiesen.
Segmentierte Bilder der auf dieser Weise festgelegten segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 werden erfasst und synthetisiert, wodurch ein Personenauthentifizierungs-Fingerabdruckbild mit hoher Authentifizierungsgenauigkeit erzeugt werden kann.
Modifikation
Nachfolgend ist eine Modifikation der zweiten Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform ist dargestellt, dass ein Bereich, in dem eine Fingerabdruckauthentifizierung durchgeführt wird, beliebig bezeichnet werden kann. In der Modifikation der zweiten Ausführungsform hingegen ist ein Beispiel beschrieben, in dem die Größe des Fingerabdruck-Erfassungsbereichs fest ist.
26A zeigt ein erstes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs in einem Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform. 26B zeigt ein zweites Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform. 26C zeigt ein drittes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform. 26D zeigt ein viertes Diagramm zur Beschreibung eines Bilderfassungsbereichs im Personenauthentifizierungsverfahren gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform. In 26A, 26B, 26C und 26D ist die Größe des zweiten Bereichs FG eine Größe von 256x256 mit 256 in der ersten Richtung Dx und 256 in der zweiten Richtung Dy.
26A zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF1 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG1 bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle zugewiesen wird. 26B zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF2 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG2 bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle zugewiesen wird. 26C zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF3 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG3 bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle zugewiesen wird. 26D zeigt ein Beispiel, in dem der segmentierte Bereich SF4 zum Erfassen eines segmentierten Bildes in einem zweiten Bereich FG4 bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle zugewiesen wird. In FIG.. 26A, 26B, 26C und 26D werden die segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 in den zweiten Bereichen FG1, FG2, FG3 und FG4 zum Erfassen von segmentierten Bildern relativ zugewiesen, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang von zwei Richtungen der Fingerabdruck-Abtastrichtung (zweiten Richtung Dy) und der sich von der Abtastrichtung unterscheidenden Richtung (erste Richtung Dx) angeordnet sind.
In der Modifikation der zweiten Ausführungsform unterscheiden sich der vom Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 durchgeführte Schritt S107, der vom Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 durchgeführte Schritt S108 und der vom Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in der in 18 dargestellten Personenauthentifizierungsdaten-Erfassungsverarbeitung durchgeführt Schritt S109 von denen in der ersten Ausführungsform. Nachfolgend ist die vom Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52, Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 und Erzeuger 47 von segmentierten Bildern durchgeführte Verarbeitung beschrieben, die sich von der in 18 unterscheidet.
In der Modifikation der zweiten Ausführungsform legt der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 die Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C1 (Cx1, Cy1) des zweiten Bereichs FG1 bei der Tasteneingabe der ersten Passwortstelle fest (siehe 26A).
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) wie in 26A dargestellt zu. Der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 segmentiert den Bereich in zwei Subframes von oberen und unteren Subframes in der Abtastrichtung, von denen jeder eine Größe von 128x64 aufweist, und weist das Erfassungssteuergerät 11 an, die Subframes nacheinander abzutasten. Bei Empfang der Anweisung führt das Erfassungssteuergerät 11 ein Abtasten in einer Größe von 128x64 mit den Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) als Startpunkt durch und führt anschließend ein Abtasten in Einheiten einer Größe von 128x64 mit zweiten Erfassungsstartkoordinaten (Cx1 - 128, Cy1 - 64) als zweiter Startpunkt durch.
Anschließend werden segmentierte Bilder der zwei Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt. Die segmentierten Bilder werden nacheinander an den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 ausgegeben. Die segmentierten Bilder der zwei Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S1 (Cx1 - 128, Cy1 - 128) umfassenden segmentierten Bereich SF1 werden jeweils als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2, Cy2 - 128) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C2. (Cx2, Cy2) des zweiten Bereichs FG2 bei der Tasteneingabe der zweiten Passwortstelle fest (siehe 26B). In diesem Fall unterscheiden sich, da die zweite Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen im Falle der ersten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der zweiten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C2 (Cx2, Cy2) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2', Cy2 - 128) wie in 26B dargestellt zu und segmentiert den Bereich in zwei Subframes von oberen und unteren Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 128x64 aufweist. Das heißt, Subframes werden nacheinander zwei Bereichen zugewiesen, in denen der segmentierte Bereich SF2 mit einer Größe von 128x128 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2, Cy2 - 128) wie in 26B dargestellt in der zweiten Richtung Dy auf Basis der Mittelkoordinaten in der Reihenfolge vom oberen Bereich segmentiert wird.
Anschließend werden segmentierte Bilder der zwei Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt und die segmentierten Bilder der zwei Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S2 (Cx2, Cy2 - 128) umfassenden segmentierten Bereich SF2 werden jeweils als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) des zweiten Bereichs FG3 bei der Tasteneingabe der dritten Passwortstelle fest (siehe 26C). In diesem Fall unterscheiden sich, da die dritte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen den Fällen der ersten und zweiten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der dritten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C3 (Cx3, Cy3) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Fingerabdruck-Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) wie in 26C dargestellt zu und segmentiert den Bereich in zwei Subframes von oberen und unteren Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 128x64 aufweist. Das heißt, Subframes werden nacheinander zwei Bereichen zugewiesen, in denen der segmentierte Bereich SF3 mit einer Größe von 128x128 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) wie in 26C dargestellt in der zweiten Richtung Dy auf Basis der Mittelkoordinaten in der Reihenfolge vom oberen Bereich segmentiert wird.
Anschließend werden segmentierte Bilder der zwei Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt und die segmentierten Bilder der zwei Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S3 (Cx3 - 128, Cy3) umfassenden segmentierten Bereich SF3 werden jeweils als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert.
Der Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter 52 legt die Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) in Bezug auf die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) des zweiten Bereichs FG4 bei der Tasteneingabe der vierten Passwortstelle fest (siehe 26D). In diesem Fall unterscheiden sich, da die vierte Passwortstelle eingegeben wird, die Mittelkoordinaten des Fingers auf der Erfassungsfläche von denen in den Fällen der ersten, zweiten und dritten Passwortstelle. Somit sind in diesem Fall die Mittelkoordinaten der vierten Passwortstelle als die Mittelkoordinaten C4 (Cx4, Cy4) angegeben.
In diesem Fall weist der Fingerabdruck-Erfassungsbereich-Einrichter 46 des Detektors 40 als Erfassungsbereich einen Bereich mit einer Größe von 128x128 mit einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) wie in 26D dargestellt zu und segmentiert den Bereich in zwei Subframes von oberen und unteren Subframes in der Abtastrichtung, wobei jeder Subframe eine Größe von 128x64 aufweist. Das heißt, Subframes werden nacheinander zwei Bereichen zugewiesen, in denen der segmentierte Bereich SF4 mit einer Größe von 128x128 und einem Startpunkt an den Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) wie in 26D dargestellt in der zweiten Richtung Dy auf Basis der Mittelkoordinaten in der Reihenfolge vom oberen Bereich segmentiert wird.
Anschließend werden segmentierte Bilder der zwei Subframes durch den Erzeuger 47 von segmentierten Bildern in einer späteren Phase erzeugt und die segmentierten Bilder der zwei Subframes entsprechend dem die Erfassungsstartkoordinaten S4 (Cx4, Cy4) umfassenden segmentierten Bereich SF4 werden jeweils als Pufferdaten im ersten Speicher 54 durch den Empfänger 53 für segmentierte Bilder des Prozessors 50 gespeichert.
Segmentierte Bilder entsprechend den auf dieser Weise festgelegten segmentierten Bereiche SF1, SF2, SF3 und SF4 werden erfasst und synthetisiert, wodurch ein Personenauthentifizierurigs-Fingerabdruckbild mit hoher Authentifizierungsgenauigkeit erzeugt werden kann.
Zuvor wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben; die vorliegende Offenbarung ist aber nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt. In den Ausführungsformen offenbarte Inhalte sind rein exemplarisch und es sind verschiedene Arten von Modifikationen möglich, ohne vom Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Jede gegebenenfalls ohne Abweichen vom Kern der vorliegenden Offenbarung durchgeführte Modifikation gehört zum technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung.
Bezugszeichenliste

1: Personenauthentifizierungssystem
1a: Personenauthentifizierungsvorrichtung
2: Erfassungsvorrichtung
3: Substrat
4: Verdrahtungssubstrat
5: Bedienfeld
6: Erfassungsschaltung
7: Steuerschaltung
8: Personenauthentifizierungsschaltung
9: Steuervorrichtung
10: Sensor
11: Erfassungssteuergerät
21: Sensorsubstrat
23a, 23b: Elektrodenteil
24: Kopplungsteil
30: Anzeigefeld
31: Erstes Substrat
32: Zweites Substrat
40: Detektor
42: Erfassungssignalverstärker
43: A/D-Wandler
44: Signalprozessor
45: Koordinatenextrahierer
46: Fingerabdruck-Erfassungsbereicheinrichter
47: Erzeuger von segmentierten Bildern
48: Erfassungszeit-Steuergerät
50: Prozessor
51: Berührungsbestimmer
52: Erfassungsstartkoordinaten-Einrichter
53: Empfänger für segmentierte Bilder
54: Erster Speicher
55: Fingerabdruck-Bildgenerator
56: Zweiter Speicher
57: Dritter Speicher
58: Fingerabdruck-Authentifizierer
59: Fingerabdruck-Authentifizierungsergebnis-Speicher
100: Anzeigevorrichtung
101: Abdeckelement
110: Dekorschicht
151: Erste Auswahlschaltung
152: Zweite Auswahlschaltung
153: Dritte Auswahlschaltung
154: Erste Elektrodenblock-Auswahlschaltung
511: Passwortspeicher
512: Passwortauthentifizierer
513: Passwort-Authentifizierungsergebnis-Speicher
514: Personenauthentifizierer
515: Personenauthentifizierungsergebnis-Speicher
Vctrl: Verschiedene Arten von Steuersignalen
VP: Stromspannung
Vtx1: Erstes Treibersignal
Vtx2: Zweites Treibersignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 200685559 [0003]

Claims

Personenauthentifizierungssystem, umfassend: eine Erfassungsvorrichtung mit einem ersten Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und einem zweiten Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird; und eine Steuervorrichtung, ausgebildet zum Durchführen einer Verarbeitung in Übereinstimmung mit einer Ausgabe von der Erfassungsvorrichtung, wobei die Erfassungsvorrichtung als Eingabetasten für ein Passwort über eine Vielzahl von ersten Bereichen in einem Erfassungsbereich des Sensors verfügt, wobei die Erfassungsvorrichtung ausgebildet ist zum Zuweisen von jeweils verschiedenen segmentierten Bereichen in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum für jede das Passwort eingebende Taste, und Ausgeben eines im segmentierten Bereich erfassten Bildes im zweiten Zeitraum an die Steuervorrichtung für jede das Passwort eingebende Taste, und wobei die Steuervorrichtung zum Erzeugen eines Fingerabdruckbildes durch Synthetisierung der in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts erfassten segmentierten Bilder ausgebildet ist.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 1, wobei die Erfassungsvorrichtung ausgebildet ist zum Wechsel vom ersten Zeitraum zum zweiten Zeitraum in Übereinstimmung mit einem von der Steuervorrichtung ausgegebenen ersten Steuersignal und Wechsel vom zweiten Zeitraum zum ersten Zeitraum in Übereinstimmung mit einem von der Steuervorrichtung ausgegebenen zweiten Steuersignal, und wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist zum Ausgeben desersten Steuersignals, wenn die von der Erfassungsvorrichtung im ersten Zeitraum ausgegebenen Berührungserfassungskoordinaten Koordinaten im ersten Bereich sind und Ausgeben des zweiten Steuersignals, wenn die segmentierten Bilder im zweiten Zeitraum erfasst sind.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zahl von Segmentierungen des zweiten Bereichs kleiner gleich der Zahl von Stellen des Passworts ist.
Personenauthentifizierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist zum Festlegen von Erfassungsstartkoordinaten, bei denen eine Erfassung eines segmentierten Bildes für jede das Passwort eingebende Taste gestartet werden soll, und wobei die Erfassungsvorrichtung ausgebildet ist zum Zuweisen von jedem der segmentierten Bereiche, in denen ein entsprechendes der segmentierten Bilder erfasst werden soll, mit den Erfassungsstartkoordinaten als Startpunkt.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 4, wobei die segmentierten Bereiche, wovon in jedem ein entsprechendes der segmentierten Bilder in der das Passwort eingebenden Taste erfasst wird, relativ im zweiten Bereich zugewiesen werden, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang einer Fingerabdruck-Abtastrichtung angeordnet sind.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Erfassungsstartkoordinaten relativ in vorbestimmten Intervallen in der Fingerabdruck-Abtastrichtung im zweiten Bereich für die jeweiligen Tasteneingaben des Passworts festgelegt werden.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 6, wobei die Erfassungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes eines einen segmentierten Bereich für jede das Passwort eingebende Taste umfassenden Bereichs ausgebildet ist, und die Steuervorrichtung zum Erfassen eines Bildes eines im segmentierten Bereich enthaltenen Bereichs als ein segmentiertes Bild und Verwerfen eines Bildes eines nicht im segmentierten Bereich enthaltenen Bereichs ausgebildet ist.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 4, wobei die segmentierten Bereiche, wovon in jedem ein entsprechendes der segmentierten Bilder in der das Passwort eingebenden Taste erfasst wird, relativ im zweiten Bereich zugewiesen werden, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang zweier Richtungen einer Fingerabdruck-Abtastrichtung und einer von der Abtastrichtung verschiedenen Richtung angeordnet sind.
Personenauthentifizierungssystem nach Anspruch 8, wobei die Erfassungsvorrichtung zum Segmentieren eines segmentierten Bereichs in eine Vielzahl von Subframes in der Fingerabdruck-Abtastrichtung und Erzeugen eines Bildes von jedem Subframe für jede das Passwort eingebende Taste ausgebildet ist, und die Steuervorrichtung zum Erfassen der Bilder der jeweiligen Subframes entsprechend dem segmentierten Bereich als ein segmentiertes Bild ausgebildet ist.
Personenauthentifizierungsvorrichtung, umfassend: einen Detektor mit einem ersten Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und einem zweiten Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird; und einen Prozessor, ausgebildet zum Durchführen einer Verarbeitung in Übereinstimmung mit einer Ausgabe vom Detektor, wobei der Detektor über eine Vielzahl von ersten Bereichenals Eingabetasten für ein Passwort in einem Erfassungsbereich des Sensors verfügt, wobei der Detektor ausgebildet ist zum Zuweisen von jeweils verschiedenen segmentierten Bereichen in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum für jede das Passwort eingebende Taste, und Ausgeben eines im segmentierten Bereich erfassten Bildes im zweiten Zeitraum an den Prozessor für jede das Passwort eingebende Taste, und wobei der Prozessor zum Erzeugen eines Fingerabdruckbildes durch Synthetisierung der in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts erfassten segmentierten Bilder ausgebildet ist.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Detektor ausgebildet ist zum Wechsel vom ersten Zeitraum zum zweiten Zeitraum in Übereinstimmung mit einem vom Prozessor ausgegebenen ersten Steuersignal und Wechsel vom zweiten Zeitraum zum ersten Zeitraum in Übereinstimmung mit einem vom Prozessor ausgegebenen zweiten Steuersignal, und der Prozessor ausgebildet ist zum Ausgeben des ersten Steuersignals, wenn die vom Detektor im ersten Zeitraum ausgegebenen Berührungserfassungskoordinaten Koordinaten im ersten Bereich sind und Ausgeben des zweiten Steuersignals, wenn die segmentierten Bilder im zweiten Zeitraum erfasst sind.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Zahl von Segmentierungen des zweiten Bereichs kleiner gleich der Zahl von Stellen des Passworts ist.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Prozessor ausgebildet ist zum Festlegen von Erfassungsstartkoordinaten, bei denen eine Erfassung eines segmentierten Bildes für jede das Passwort eingebende Taste gestartet werden soll, und wobei der Detektor ausgebildet ist zum Zuweisen von jedem der segmentierten Bereiche, in denen ein entsprechendes der segmentierten Bilder erfasst werden soll, mit den Erfassungsstartkoordinaten als Startpunkt.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die segmentierten Bereiche, wovon in jedem ein entsprechendes der segmentierten Bilder in der das Passwort eingebenden Taste erfasst wird, relativ im zweiten Bereich zugewiesen werden, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang einer Fingerabdruck-Abtastrichtung angeordnet sind.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Erfassungsstartkoordinaten relativ in vorbestimmten Intervallen in der Fingerabdruck-Abtastrichtung im zweiten Bereich für die jeweiligen Tasteneingaben des Passworts festgelegt werden.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Detektor zum Erzeugen eines Bildes eines einen segmentierten Bereich für jede das Passwort eingebende Taste umfassenden Bereichs ausgebildet ist, und der Prozessor zum Erfassen eines Bildes eines im segmentierten Bereich enthaltenen Bereichs als ein segmentiertes Bild und Verwerfen eines Bildes eines nicht im segmentierten Bereich enthaltenen Bereichs ausgebildet ist.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die segmentierten Bereiche, wovon in jedem ein entsprechendes der segmentierten Bilder in der das Passwort eingebenden Taste erfasst wird, relativ im zweiten Bereich zugewiesen werden, so dass die segmentierten Bereiche relativ entlang zweier Richtungen einer Fingerabdruck-Abtastrichtung und einer von der Abtastrichtung verschiedenen Richtung angeordnet sind.
Personenauthentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Detektor zum Segmentieren eines segmentierten Bereichs in eine Vielzahl von Subframes in der Fingerabdruck-Abtastrichtung und Erzeugen eines Bildes von jedem Subframe für jede das Passwort eingebende Taste ausgebildet ist, und der Prozessor zum Erfassen der Bilder der jeweiligen Subframes entsprechend dem segmentierten Bereich als ein segmentiertes Bild ausgebildet ist.
Anzeigevorrichtung, umfassend: die Personenauthentifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18; und ein Anzeigefeld, in dem ein Anzeigebereich zum Anzeigen eines Bildes angeordnet ist, so dass eine Überlappung mit dem Erfassungsbereich der Personenauthentifizierungsvorrichtung erzielt wird.
Personenauthentifizierungsverfahren, in dem ein erster Zeitraum, in dem die Erfassung eines Erfassungszielkörpers in Kontakt mit einem Sensor oder in dessen Nähe durchgeführt wird, und ein zweiter Zeitraum, in dem die Erfassung von Erhebungen auf einer Oberfläche des Erfassungszielkörpers durchgeführt wird, vorgesehen sind, und eine Vielzahl von ersten Bereichen als Eingabetasten für ein Passwort in einem Erfassungsbereich des Sensors vorgesehen ist, wobei das Personenauthentifizierungsverfahren umfasst: Zuweisen von jeweils verschiedenen segmentierten Bereichen in einem zweiten Bereich mit Mittelkoordinaten an im ersten Bereich erfassten Berührungserfassungskoordinaten im ersten Zeitraum in jeder das Passwort eingebenden Taste und Erzeugen eines Fingerabdruckbildes durch Synthetisieren einer Vielzahl von in den segmentierten Bereichen erfassten segmentierten Bildern im zweiten Zeitraum in den jeweiligen Tasteneingaben des Passworts.