JP2001034766A - 表面形状認識装置および方法 - Google Patents
表面形状認識装置および方法Info
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- JP2001034766A JP2001034766A JP2000144820A JP2000144820A JP2001034766A JP 2001034766 A JP2001034766 A JP 2001034766A JP 2000144820 A JP2000144820 A JP 2000144820A JP 2000144820 A JP2000144820 A JP 2000144820A JP 2001034766 A JP2001034766 A JP 2001034766A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 人問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表
面形状を、比較的小さい検出面積で認識できるととも
に、低コスト化と信頼性を確保できるようにする。 【解決手段】 予め被対象物から得られたその照合対象
表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶回路９
に記憶しておき、表面形状検出回路７において、被対象
物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、
その凹凸を示す検出データと、記憶回路９から読み出し
たテンプレートデータの一部分を示す照合データとを比
較し、この比較結果に基づき制御回路８で被対象物の認
証判定を行う。
面形状を、比較的小さい検出面積で認識できるととも
に、低コスト化と信頼性を確保できるようにする。 【解決手段】 予め被対象物から得られたその照合対象
表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶回路９
に記憶しておき、表面形状検出回路７において、被対象
物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、
その凹凸を示す検出データと、記憶回路９から読み出し
たテンプレートデータの一部分を示す照合データとを比
較し、この比較結果に基づき制御回路８で被対象物の認
証判定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人間の指紋や動物
の鼻紋など微細な凹凸を有する表面形状を感知するセン
サ及び照合し認識する技術に関するものである。
の鼻紋など微細な凹凸を有する表面形状を感知するセン
サ及び照合し認識する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】情報化社会の進展と現代社会の環境にお
いて、セキュリティ技術への関心が高まっているおり、
例えば、情報化社会では、電子現金化などのシステム構
築のための本人認証技術が、重要な鍵となっている。ま
た、盗難やカードの不正使用の防御策のための認証技術
についても研究開発が活発になっているのが実情である
（例えば、清水良真他、個人認証付機能付きＩＣカード
に関する一検討、信学技報、Technical report of IEIC
E,0FS92-32,p25-30(1992)など参照)。このような認証方
式としては、指紋や声紋など種々の方式があるが、中で
も、指紋認証技術については、これまで多くの技術開発
がなされている。
いて、セキュリティ技術への関心が高まっているおり、
例えば、情報化社会では、電子現金化などのシステム構
築のための本人認証技術が、重要な鍵となっている。ま
た、盗難やカードの不正使用の防御策のための認証技術
についても研究開発が活発になっているのが実情である
（例えば、清水良真他、個人認証付機能付きＩＣカード
に関する一検討、信学技報、Technical report of IEIC
E,0FS92-32,p25-30(1992)など参照)。このような認証方
式としては、指紋や声紋など種々の方式があるが、中で
も、指紋認証技術については、これまで多くの技術開発
がなされている。
【０００３】指紋の認証方式として、光学的な読みとり
方式、人間の電気特性の利用、及び指紋の凹凸を検出し
電気的信号に置き換える方式に大別される。光学的に読
みとる方式は、主に光の反射とＣＣＤを用い指紋データ
を取り込み照合を行う方式である（例えば、特開昭６１
−２２１８８３号公報など参照）。指の指紋の圧力差を
読みとるために圧電薄膜を利用した方式も開発されてい
る（例えば、特開平５−６１９６５号公報など参照）。
また、同じように、皮膚の接触により生じる電気特性の
変化を電気信号の分布に置き換えて指紋を検出する方式
として、感圧シートを用い抵抗変化量もしくは容量変化
量による認証方式が提案されている（例えば、特開平７
−１６８９３０号公報など参照）。
方式、人間の電気特性の利用、及び指紋の凹凸を検出し
電気的信号に置き換える方式に大別される。光学的に読
みとる方式は、主に光の反射とＣＣＤを用い指紋データ
を取り込み照合を行う方式である（例えば、特開昭６１
−２２１８８３号公報など参照）。指の指紋の圧力差を
読みとるために圧電薄膜を利用した方式も開発されてい
る（例えば、特開平５−６１９６５号公報など参照）。
また、同じように、皮膚の接触により生じる電気特性の
変化を電気信号の分布に置き換えて指紋を検出する方式
として、感圧シートを用い抵抗変化量もしくは容量変化
量による認証方式が提案されている（例えば、特開平７
−１６８９３０号公報など参照）。
【０００４】しかしながら、以上の技術において、ま
ず、光を用いた方式は小型化、汎用化にむずかしく、用
途が限定される。次に、感圧シートなどを用いて指の凹
凸を感知する方式は、材料が特殊であることや加工性の
むずかしさから実用化が難しいことや信頼性に乏しいこ
とが考えられる。一方、ＬＳＩ製造技術を用いた容量型
の指紋センサも提案されている(例えば、Marco Tartagn
i and Roberto Guerrieri,A390dpi Live Fingerprint I
mager Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme,
1997 IEEE International Solid-State Circuits Confe
rence,p200-201(1997)など参照)。
ず、光を用いた方式は小型化、汎用化にむずかしく、用
途が限定される。次に、感圧シートなどを用いて指の凹
凸を感知する方式は、材料が特殊であることや加工性の
むずかしさから実用化が難しいことや信頼性に乏しいこ
とが考えられる。一方、ＬＳＩ製造技術を用いた容量型
の指紋センサも提案されている(例えば、Marco Tartagn
i and Roberto Guerrieri,A390dpi Live Fingerprint I
mager Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme,
1997 IEEE International Solid-State Circuits Confe
rence,p200-201(1997)など参照)。
【０００５】これは、ＬＳＩチップ上に２次元に配列さ
れた小さなセンサーが帰還静電容量方式を利用して皮膚
の凹凸パターンを検出する方法である。この容量型セン
サは、ＬＳＩ配線の最上層に２枚のプレートを形成し、
その上にパシベーション膜を形成したものである。皮膚
の表面が第３のプレートとして機能し、空気からなる絶
縁層で隔離され、その距離の違いでセンシングを行うこ
とにより指紋を検出するものである。この構造は、従来
の光学式に比較し、特殊なインターフェイスが不要なこ
とや小型化が可能なことが特徴である。
れた小さなセンサーが帰還静電容量方式を利用して皮膚
の凹凸パターンを検出する方法である。この容量型セン
サは、ＬＳＩ配線の最上層に２枚のプレートを形成し、
その上にパシベーション膜を形成したものである。皮膚
の表面が第３のプレートとして機能し、空気からなる絶
縁層で隔離され、その距離の違いでセンシングを行うこ
とにより指紋を検出するものである。この構造は、従来
の光学式に比較し、特殊なインターフェイスが不要なこ
とや小型化が可能なことが特徴である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような認識装置では、センサ部分が占める表面積が大き
くいくつかの課題がある。第一は、システム構築におい
て、ＬＳＩの開発の歩留まりを考えるとコストが高くな
るという問題であり、第二は、接触面積が小さければ壊
れる確率が低いこと、機械的ストレスに強いことを考慮
すると、容積が大きいために信頼性の観点から壊れやす
いという問題である。すなわち、従来の認識装置では、
図１７に示すように、センサ部分の表面積が大きいセン
サ回路装置８１と照合処理回路装置８２とメモリ回路装
置８３をマルチチップ実装して認証している。
ような認識装置では、センサ部分が占める表面積が大き
くいくつかの課題がある。第一は、システム構築におい
て、ＬＳＩの開発の歩留まりを考えるとコストが高くな
るという問題であり、第二は、接触面積が小さければ壊
れる確率が低いこと、機械的ストレスに強いことを考慮
すると、容積が大きいために信頼性の観点から壊れやす
いという問題である。すなわち、従来の認識装置では、
図１７に示すように、センサ部分の表面積が大きいセン
サ回路装置８１と照合処理回路装置８２とメモリ回路装
置８３をマルチチップ実装して認証している。
【０００７】この場合、例えば指紋の認証には、指との
接触面積が大きいセンサを用いて認証処理を行うものと
なっており、認証に用いる画像面積と接触面積が同一で
ある。したがって、センサ回路装置８１部分の面積が大
きくなり、低コスト化の障害となっている。もちろん、
マルチチップ実装でなくワンチップ化したとしてもチッ
プ面積が大きくなることは避けられず、ＬＳＩの歩留ま
りの観点からコスト大になるのは明らかであり、信頼性
の観点からも問題であることは明らかである。
接触面積が大きいセンサを用いて認証処理を行うものと
なっており、認証に用いる画像面積と接触面積が同一で
ある。したがって、センサ回路装置８１部分の面積が大
きくなり、低コスト化の障害となっている。もちろん、
マルチチップ実装でなくワンチップ化したとしてもチッ
プ面積が大きくなることは避けられず、ＬＳＩの歩留ま
りの観点からコスト大になるのは明らかであり、信頼性
の観点からも問題であることは明らかである。
【０００８】また、図１８に示すように、多数のセンサ
素子９１に対向して多数のピクセル回路９２を設け、各
ピクセル回路９２に、センサ素子９１を駆動するセンサ
回路、照合データを記憶するメモリ回路および照合処理
回路を搭載するこにより、認証とセンサを一体化した方
式も提案されている（例えば、S.Shigematsu,H.Morimur
a,Y.Tanabe,and K.Machida,"A15x15mm2 single-chip fi
ngerprint seneor andidentiffier using pixel-parall
el processing,"1999 IEEE International Solid-State
Circuits Conference,(1999)など参照）。
素子９１に対向して多数のピクセル回路９２を設け、各
ピクセル回路９２に、センサ素子９１を駆動するセンサ
回路、照合データを記憶するメモリ回路および照合処理
回路を搭載するこにより、認証とセンサを一体化した方
式も提案されている（例えば、S.Shigematsu,H.Morimur
a,Y.Tanabe,and K.Machida,"A15x15mm2 single-chip fi
ngerprint seneor andidentiffier using pixel-parall
el processing,"1999 IEEE International Solid-State
Circuits Conference,(1999)など参照）。
【０００９】この場合，ピクセル回路数は指の接触面積
に対応した数だけ必要となり、その実装面積によりチッ
プが大きくなるために、ＬＳＩの歩留まりという観点か
らすればコストを低下できないという問題点がある。本
発明はこのような課題を解決するためのものであり、人
問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を、比
較的小さい検出面積で認識できるとともに、低コスト化
と信頼性を確保できる表面形状認識処理装置を提供する
ことを目的としている。
に対応した数だけ必要となり、その実装面積によりチッ
プが大きくなるために、ＬＳＩの歩留まりという観点か
らすればコストを低下できないという問題点がある。本
発明はこのような課題を解決するためのものであり、人
問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を、比
較的小さい検出面積で認識できるとともに、低コスト化
と信頼性を確保できる表面形状認識処理装置を提供する
ことを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明にかかる表面形状認識装置は、被対象
物の照合対象表面の一部領域の凹凸を複数のセンサ素子
により電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出
力する検出手段と、この検出手段からの検出データと所
定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する比
較手段と、予め被対象物から得られたその照合対象表面
全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶手
段とを設け、制御手段により、記憶手段に記憶されてい
るテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部
分を照合データとして読み出して比較手段へ出力し、比
較手段からの比較結果に基づきテンプレートデータと被
対象物との認証判定を行うようにしたものである。
るために、本発明にかかる表面形状認識装置は、被対象
物の照合対象表面の一部領域の凹凸を複数のセンサ素子
により電気的に検出し、その凹凸を示す検出データを出
力する検出手段と、この検出手段からの検出データと所
定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する比
較手段と、予め被対象物から得られたその照合対象表面
全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶手
段とを設け、制御手段により、記憶手段に記憶されてい
るテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部
分を照合データとして読み出して比較手段へ出力し、比
較手段からの比較結果に基づきテンプレートデータと被
対象物との認証判定を行うようにしたものである。
【００１１】照合データについては、制御手段で、テン
プレートデータのうち各位置からその一部分を照合デー
タとして読み出して比較手段へ順次出力し、これら照合
データごとに比較手段から得られた比較結果に基づき被
対象物の認証判定を行うようにしてもよい。さらに、記
憶手段に被対象物から得られた複数のテンプレートデー
タを記憶しておき、制御手段で、これらテンプレートデ
ータと被対象物との認証判定を行うようにしてもよい。
照合データを取り込むタイミングについては、所定のタ
イミング信号を出力するタイミング発生手段を設け、制
御手段で、このタイミング発生手段からのタイミング信
号に応じて検出手段へ検出データの取得を指示し、得ら
れた検出データを用いて被対象物の認証判定を行うよう
にしてもよい。
プレートデータのうち各位置からその一部分を照合デー
タとして読み出して比較手段へ順次出力し、これら照合
データごとに比較手段から得られた比較結果に基づき被
対象物の認証判定を行うようにしてもよい。さらに、記
憶手段に被対象物から得られた複数のテンプレートデー
タを記憶しておき、制御手段で、これらテンプレートデ
ータと被対象物との認証判定を行うようにしてもよい。
照合データを取り込むタイミングについては、所定のタ
イミング信号を出力するタイミング発生手段を設け、制
御手段で、このタイミング発生手段からのタイミング信
号に応じて検出手段へ検出データの取得を指示し、得ら
れた検出データを用いて被対象物の認証判定を行うよう
にしてもよい。
【００１２】テンプレータから照合データを読み出す領
域については、検出手段に対する被対象物の位置を検出
する位置検出手段を設け、制御手段で、この位置検出手
段で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレート
データの対応する領域から照合データを読み出すように
してもよい。認証に用いる検出データについては、検出
手段で、被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出
して出力し、制御手段で、これら複数の検出データごと
にテンプレートデータとの照合判定を行い、それぞれの
照合判定結果に基づき被対象物の認証判定を行うように
してもよい。さらに、検出手段で、被対象物の異なる位
置から検出データを個別に検出して出力するようにして
もよい。
域については、検出手段に対する被対象物の位置を検出
する位置検出手段を設け、制御手段で、この位置検出手
段で検出された被対象物の位置に応じて、テンプレート
データの対応する領域から照合データを読み出すように
してもよい。認証に用いる検出データについては、検出
手段で、被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出
して出力し、制御手段で、これら複数の検出データごと
にテンプレートデータとの照合判定を行い、それぞれの
照合判定結果に基づき被対象物の認証判定を行うように
してもよい。さらに、検出手段で、被対象物の異なる位
置から検出データを個別に検出して出力するようにして
もよい。
【００１３】本発明にかかる表面形状認識装置の具体的
構成例としては、被対象物の照合対象表面の一部領域の
凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データと所
定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する表
面形状検出回路と、予め被対象物から得られたその照合
対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶す
る記憶回路と、この記憶回路に記憶されているテンプレ
ートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合デ
ータとして読み出して表面形状検出回路へ出力し、表面
形状検出回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判
定を行う制御回路とを設け、表面形状検出回路について
は、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設け
られ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信
号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素
子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から
得られた検出データとこれに対応する照合データとを比
較し比較結果を出力する複数の信号処理回路とから構成
するようにしてもよい。
構成例としては、被対象物の照合対象表面の一部領域の
凹凸を電気的に検出し、その凹凸を示す検出データと所
定の照合データとを比較し、その比較結果を出力する表
面形状検出回路と、予め被対象物から得られたその照合
対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶す
る記憶回路と、この記憶回路に記憶されているテンプレ
ートデータのうち、任意の位置からその一部分を照合デ
ータとして読み出して表面形状検出回路へ出力し、表面
形状検出回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判
定を行う制御回路とを設け、表面形状検出回路について
は、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設け
られ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信
号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素
子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から
得られた検出データとこれに対応する照合データとを比
較し比較結果を出力する複数の信号処理回路とから構成
するようにしてもよい。
【００１４】他の具体的構成例としては、被対象物の照
合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹
凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、こ
の検出データと比較する照合データを保持する保持回路
と、表面形状検出回路からの検出データと保持回路の照
合データとを比較する比較回路と、予め被対象物から得
られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレート
データを記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶され
ているテンプレートデータのうち、任意の位置からその
一部分を照合データとして読み出して保持回路へ出力
し、比較回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判
定を行う制御回路とを設け、表面形状検出回路について
は、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設け
られ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信
号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素
子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から
得られた検出データを出力する複数の信号処理回路とか
ら構成するようにしてもよい。
合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹
凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、こ
の検出データと比較する照合データを保持する保持回路
と、表面形状検出回路からの検出データと保持回路の照
合データとを比較する比較回路と、予め被対象物から得
られたその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレート
データを記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶され
ているテンプレートデータのうち、任意の位置からその
一部分を照合データとして読み出して保持回路へ出力
し、比較回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判
定を行う制御回路とを設け、表面形状検出回路について
は、被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設け
られ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信
号として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素
子ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から
得られた検出データを出力する複数の信号処理回路とか
ら構成するようにしてもよい。
【００１５】他の具体的構成例としては、被対象物の照
合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹
凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、予
め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を
示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、この記
憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任
意の位置からその一部分を照合データとして読み出し、
この照合データと表面形状検出回路からの検出データと
を比較し、その比較結果に基づき被対象物の認証判定を
行う制御回路とを設け、表面形状検出回路については、
被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けら
れ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号
として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素子
ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得
られた検出データを出力する複数の信号処理回路とから
構成するようにしてもよい。
合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検出し、その凹
凸を示す検出データを出力する表面形状検出回路と、予
め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸を
示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、この記
憶回路に記憶されているテンプレートデータのうち、任
意の位置からその一部分を照合データとして読み出し、
この照合データと表面形状検出回路からの検出データと
を比較し、その比較結果に基づき被対象物の認証判定を
行う制御回路とを設け、表面形状検出回路については、
被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けら
れ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号
として出力する複数のセンサ素子と、これらセンサ素子
ごとに設けられ、対応するセンサ素子の検出信号から得
られた検出データを出力する複数の信号処理回路とから
構成するようにしてもよい。
【００１６】上記構成例において、照合データについて
は、制御回路で、テンプレートデータのうち各位置から
その一部分を照合データとして順次読み出し、これら照
合データと検出データとの比較結果に基づき被対象物の
認証判定を行うようにしてもよい。さらに、記憶回路に
被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶
しておき、制御回路で、これらテンプレートデータと被
対象物との認証判定を行うようにしてもよい。照合デー
タを取り込むタイミングについては、所定のタイミング
信号を出力するタイミング発生回路を設け、制御回路
で、このタイミング発生回路からのタイミング信号に応
じて表面形状検出回路へ検出データの取得を指示し、得
られた検出データの比較結果を用いて被対象物の認証判
定を行うこようにしたものである。
は、制御回路で、テンプレートデータのうち各位置から
その一部分を照合データとして順次読み出し、これら照
合データと検出データとの比較結果に基づき被対象物の
認証判定を行うようにしてもよい。さらに、記憶回路に
被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶
しておき、制御回路で、これらテンプレートデータと被
対象物との認証判定を行うようにしてもよい。照合デー
タを取り込むタイミングについては、所定のタイミング
信号を出力するタイミング発生回路を設け、制御回路
で、このタイミング発生回路からのタイミング信号に応
じて表面形状検出回路へ検出データの取得を指示し、得
られた検出データの比較結果を用いて被対象物の認証判
定を行うこようにしたものである。
【００１７】テンプレータから照合データを読み出す領
域については、表面形状検出回路に対する被対象物の位
置を検出する位置検出回路を設け、制御回路で、この位
置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テン
プレートデータの対応する領域から照合データを読み出
すようにしてもよい。認証に用いる検出データについて
は、表面形状検出回路で、被対象物から複数の検出デー
タをそれぞれ検出して出力し、制御回路で、これら複数
の検出データごとにテンプレートデータとの照合判定を
行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対象物の認証
判定を行うようにしてもよい。さらに、表面形状検出回
路で、被対象物の異なる位置から検出データを個別に検
出して出力するようにしてもよい。このとき、制御回路
で、各検出データとテンプレートデータとの照合判定結
果のうち、一致または不一致、あるいは一致および不一
致の数を計数し、計数された一致または不一致の数に基
づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。
域については、表面形状検出回路に対する被対象物の位
置を検出する位置検出回路を設け、制御回路で、この位
置検出回路で検出された被対象物の位置に応じて、テン
プレートデータの対応する領域から照合データを読み出
すようにしてもよい。認証に用いる検出データについて
は、表面形状検出回路で、被対象物から複数の検出デー
タをそれぞれ検出して出力し、制御回路で、これら複数
の検出データごとにテンプレートデータとの照合判定を
行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対象物の認証
判定を行うようにしてもよい。さらに、表面形状検出回
路で、被対象物の異なる位置から検出データを個別に検
出して出力するようにしてもよい。このとき、制御回路
で、各検出データとテンプレートデータとの照合判定結
果のうち、一致または不一致、あるいは一致および不一
致の数を計数し、計数された一致または不一致の数に基
づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。
【００１８】テンプレートデータについては、記憶回路
で、異なる被対象物から得られた複数のテンプレートデ
ータを記憶するようにしてもよい。上記タイミング発生
回路については、被対象物が表面形状検出回路へ接触し
たことを検出し、その検出に応じてタイミング信号を出
力する接触センサ回路を用いてもよく、所定期間ごとに
タイミング信号を出力するタイマ回路や、被対象物が表
面形状検出回路へ接触しながら移動した移動量を検出
し、その移動量に応じてタイミング信号を出力する移動
センサ回路を用いてもよい。上記位置検出回路について
は、表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触セ
ンサ回路を用いてもよい。
で、異なる被対象物から得られた複数のテンプレートデ
ータを記憶するようにしてもよい。上記タイミング発生
回路については、被対象物が表面形状検出回路へ接触し
たことを検出し、その検出に応じてタイミング信号を出
力する接触センサ回路を用いてもよく、所定期間ごとに
タイミング信号を出力するタイマ回路や、被対象物が表
面形状検出回路へ接触しながら移動した移動量を検出
し、その移動量に応じてタイミング信号を出力する移動
センサ回路を用いてもよい。上記位置検出回路について
は、表面形状検出回路の周部に配置された複数の接触セ
ンサ回路を用いてもよい。
【００１９】上記の具体的構成例における各回路につい
ては、同一半導体集積回路装置として１チップに形成す
るようにしてもよく、複数のチップに分割して形成し、
各チップを同一基板上に実装するようにしてもよい。ま
た、各回路のうち、少なくとも記憶回路を他の回路とは
異なるチップに形成し、これら記憶回路のチップおよび
他の回路のチップを同一基板上に実装するようにしても
よい。保持回路としては、ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）を用いてもよく、記憶回路としては、不揮発性メ
モリを用いてもよい。
ては、同一半導体集積回路装置として１チップに形成す
るようにしてもよく、複数のチップに分割して形成し、
各チップを同一基板上に実装するようにしてもよい。ま
た、各回路のうち、少なくとも記憶回路を他の回路とは
異なるチップに形成し、これら記憶回路のチップおよび
他の回路のチップを同一基板上に実装するようにしても
よい。保持回路としては、ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）を用いてもよく、記憶回路としては、不揮発性メ
モリを用いてもよい。
【００２０】すべてのセンサ素子による全検出面積につ
いては、被対象物の全照合対象表面より小さいしてもよ
く、また、各信号処理回路をそれぞれ対応するセンサ素
子と近接配置し、すべての信号処理回路の占有面積がす
べてのセンサ素子による全検出面積とほぼ等しいかそれ
以下としてもよい。テンプレートデータとして、被対象
物の全照合対象表面以上の検出面積を有する大型センサ
で検出したデータを用いるようにしてもよく、比較的接
触面積の大きい光学式センサまたは半導体センサで検出
したデータや、被対象物の全照合対象表面より小さい検
出面積を有するセンサでその照合対象表面を分割して複
数の分割データを検出し、これら分割データを合成して
得られたデータを用いるようにしてもよい。
いては、被対象物の全照合対象表面より小さいしてもよ
く、また、各信号処理回路をそれぞれ対応するセンサ素
子と近接配置し、すべての信号処理回路の占有面積がす
べてのセンサ素子による全検出面積とほぼ等しいかそれ
以下としてもよい。テンプレートデータとして、被対象
物の全照合対象表面以上の検出面積を有する大型センサ
で検出したデータを用いるようにしてもよく、比較的接
触面積の大きい光学式センサまたは半導体センサで検出
したデータや、被対象物の全照合対象表面より小さい検
出面積を有するセンサでその照合対象表面を分割して複
数の分割データを検出し、これら分割データを合成して
得られたデータを用いるようにしてもよい。
【００２１】本発明にかかる表面形状認識方法は、複数
のセンサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物
の照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電
気的に検出するとともに、予め被対象物から得られたそ
の照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータの
うち、任意の位置からその一部分を照合データとして読
み出して検出データと比較し、その比較結果に基づきテ
ンプレートデータと被対象物との認証判定を行うように
したものである。
のセンサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物
の照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電
気的に検出するとともに、予め被対象物から得られたそ
の照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータの
うち、任意の位置からその一部分を照合データとして読
み出して検出データと比較し、その比較結果に基づきテ
ンプレートデータと被対象物との認証判定を行うように
したものである。
【００２２】照合データについては、テンプレートデー
タのうち各位置からその一部分を照合データとして順次
読み出し、これら照合データごとに得られた比較結果に
基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。さ
らに、被対象物から得られた複数のテンプレートデータ
を記憶しておき、これらテンプレートデータと被対象物
との認証判定を行うようにしてもよい。照合データを取
り込むタイミングについては、所定のタイミング信号に
応じて検出手段へ検出データの取得を指示し、得られた
検出データを用いて被対象物の認証判定を行うようにし
てもよい。
タのうち各位置からその一部分を照合データとして順次
読み出し、これら照合データごとに得られた比較結果に
基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよい。さ
らに、被対象物から得られた複数のテンプレートデータ
を記憶しておき、これらテンプレートデータと被対象物
との認証判定を行うようにしてもよい。照合データを取
り込むタイミングについては、所定のタイミング信号に
応じて検出手段へ検出データの取得を指示し、得られた
検出データを用いて被対象物の認証判定を行うようにし
てもよい。
【００２３】テンプレータから照合データを読み出す領
域については、表面形状検出手段に対する被対象物の位
置を検出し、検出された被対象物の位置に応じてテンプ
レートデータの対応する領域から照合データを読み出す
ようにしてもよい。認証に用いる検出データについて
は、被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出し、
これら複数の検出データごとにテンプレートデータとの
照合判定を行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対
象物の認証判定を行うようにしてもよい。
域については、表面形状検出手段に対する被対象物の位
置を検出し、検出された被対象物の位置に応じてテンプ
レートデータの対応する領域から照合データを読み出す
ようにしてもよい。認証に用いる検出データについて
は、被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出し、
これら複数の検出データごとにテンプレートデータとの
照合判定を行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対
象物の認証判定を行うようにしてもよい。
【００２４】複数の検出データとしては、被対象物の異
なる位置から個別に検出した検出データを用いてもよ
い。さらに、各検出データとテンプレートデータとの照
合判定結果のうち、一致または不一致、あるいは一致お
よび不一致の数を計数し、計数された一致または不一致
の数に基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよ
い。タイミング信号としては、被対象物による表面形状
検出手段への接触に応じて出力される信号を用いてもよ
く、所定期間ごとに出力される信号や、被対象物が表面
形状検出手段へ接触しながら移動した移動量に応じて出
力される信号を用いてもよい。
なる位置から個別に検出した検出データを用いてもよ
い。さらに、各検出データとテンプレートデータとの照
合判定結果のうち、一致または不一致、あるいは一致お
よび不一致の数を計数し、計数された一致または不一致
の数に基づき被対象物の認証判定を行うようにしてもよ
い。タイミング信号としては、被対象物による表面形状
検出手段への接触に応じて出力される信号を用いてもよ
く、所定期間ごとに出力される信号や、被対象物が表面
形状検出手段へ接触しながら移動した移動量に応じて出
力される信号を用いてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である
表面形状認識装置のブロック図であり、（ａ）は装置全
体、（ｂ）は信号処理回路部分を示している。なお、本
実施の形態では、半導体集積技術により各回路部が１チ
ップの半導体集積回路装置１０に実装されている。図１
（ａ）において、表面形状検出回路７は、マトリクス状
に配置された多数のセンサ素子１からなるセンサ２（半
導体センサ）と、これらセンサ素子１ごとに近接してそ
れぞれ設けられた信号処理回路３から構成されている。
して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である
表面形状認識装置のブロック図であり、（ａ）は装置全
体、（ｂ）は信号処理回路部分を示している。なお、本
実施の形態では、半導体集積技術により各回路部が１チ
ップの半導体集積回路装置１０に実装されている。図１
（ａ）において、表面形状検出回路７は、マトリクス状
に配置された多数のセンサ素子１からなるセンサ２（半
導体センサ）と、これらセンサ素子１ごとに近接してそ
れぞれ設けられた信号処理回路３から構成されている。
【００２６】センサ素子１は、被対象物の照合対象表面
の凹凸を電気信号に変換する回路素子であり、半導体集
積技術を用いてセンサ２内に形成されている。この場
合、センサ素子１は、被対象物の照合対象表面の全部で
はなくその一部分を検出するのに必要な数だけ設けられ
ており、全センサ素子１が占める表面積は従来より小さ
い。この信号処理回路３には、図１（ｂ）に示すよう
に、対応するセンサ素子１からの検出信号１Ａを処理し
検出データ１５を出力するセンサ回路４と、その検出デ
ータ１５と比較する照合データ１３を保持する保持回路
５と、駆動信号１４に基づきセンサ回路４および保持回
路５を制御し、センサ回路４からの検出データ１５と保
持回路５からの照合データ１３とを比較して比較結果１
６を出力する比較回路６とが設けられている。
の凹凸を電気信号に変換する回路素子であり、半導体集
積技術を用いてセンサ２内に形成されている。この場
合、センサ素子１は、被対象物の照合対象表面の全部で
はなくその一部分を検出するのに必要な数だけ設けられ
ており、全センサ素子１が占める表面積は従来より小さ
い。この信号処理回路３には、図１（ｂ）に示すよう
に、対応するセンサ素子１からの検出信号１Ａを処理し
検出データ１５を出力するセンサ回路４と、その検出デ
ータ１５と比較する照合データ１３を保持する保持回路
５と、駆動信号１４に基づきセンサ回路４および保持回
路５を制御し、センサ回路４からの検出データ１５と保
持回路５からの照合データ１３とを比較して比較結果１
６を出力する比較回路６とが設けられている。
【００２７】また、表面形状検出回路７とは別に、予め
テンプレートデータ全体を記憶する記憶回路９と、この
記憶回路９から一部のテンプレートデータすなわち照合
データ１２を読み出し照合データ１３として表面形状検
出回路７に出力するとともに、表面形状検出回路７から
の比較結果１６に基づき被対象物の認証判定を行い判定
結果１７を出力する制御回路８とが設けられている。
テンプレートデータ全体を記憶する記憶回路９と、この
記憶回路９から一部のテンプレートデータすなわち照合
データ１２を読み出し照合データ１３として表面形状検
出回路７に出力するとともに、表面形状検出回路７から
の比較結果１６に基づき被対象物の認証判定を行い判定
結果１７を出力する制御回路８とが設けられている。
【００２８】なお、センサ素子１およびセンサ回路４
が、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的
に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する検出手
段に対応し、保持回路５および比較回路６が、検出手段
からの検出データと所定の照合データとを比較し、その
比較結果を出力する比較手段に対応している。また、記
憶回路９が、予め被対象物から得られたその照合対象表
面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶
手段に対応し、制御回路８が、記憶手段に記憶されてい
るテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部
分を照合データとして読み出して比較手段へ出力し、比
較手段からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行
う制御手段に対応している。
が、被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的
に検出し、その凹凸を示す検出データを出力する検出手
段に対応し、保持回路５および比較回路６が、検出手段
からの検出データと所定の照合データとを比較し、その
比較結果を出力する比較手段に対応している。また、記
憶回路９が、予め被対象物から得られたその照合対象表
面全体の凹凸を示すテンプレートデータを記憶する記憶
手段に対応し、制御回路８が、記憶手段に記憶されてい
るテンプレートデータのうち、任意の位置からその一部
分を照合データとして読み出して比較手段へ出力し、比
較手段からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行
う制御手段に対応している。
【００２９】本実施の形態では、センサ素子１として、
被対象物の照合対象表面が接触することにより容量が変
位することを利用して、その表面の凹凸を検出する容量
型のセンサを用いている。なお、照合対象表面の凹凸を
検出できる方式で有れば、他の方式、例えば抵抗型等で
あっても良いことはいうまでもない。例えば、人間の指
紋を認識する場合、センサ２の表面積（検出面積）は１
０ｍｍ角以下程度となる。また、センサ素子１で検出さ
れた検出データと照合データとを比較照合する信号処理
回路３は、５０〜１００μｍ角の大きさで形成されてい
る。保持回路５としてＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）を用いている。
被対象物の照合対象表面が接触することにより容量が変
位することを利用して、その表面の凹凸を検出する容量
型のセンサを用いている。なお、照合対象表面の凹凸を
検出できる方式で有れば、他の方式、例えば抵抗型等で
あっても良いことはいうまでもない。例えば、人間の指
紋を認識する場合、センサ２の表面積（検出面積）は１
０ｍｍ角以下程度となる。また、センサ素子１で検出さ
れた検出データと照合データとを比較照合する信号処理
回路３は、５０〜１００μｍ角の大きさで形成されてい
る。保持回路５としてＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）を用いている。
【００３０】一方、記憶回路９として不揮発性メモリを
用いており、例えばＲＯＭ（リードオンリメモリ）や書
き換え可能なＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリでもよ
い。なお、記憶回路９は、システム電源の供給方法によ
っては不揮発性である必要はなく、システムに応じて選
択されることは言うまでもない。この記憶回路９には、
被対象物の照合対象表面のすべてから予め得ておいたデ
ータがテンプレートデータとして格納されており、例え
ば指紋の場合は約２０ｍｍ角に占める指紋データがすべ
て確保されている。
用いており、例えばＲＯＭ（リードオンリメモリ）や書
き換え可能なＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリでもよ
い。なお、記憶回路９は、システム電源の供給方法によ
っては不揮発性である必要はなく、システムに応じて選
択されることは言うまでもない。この記憶回路９には、
被対象物の照合対象表面のすべてから予め得ておいたデ
ータがテンプレートデータとして格納されており、例え
ば指紋の場合は約２０ｍｍ角に占める指紋データがすべ
て確保されている。
【００３１】次に、図１，図２を参照して、本実施の形
態の動作について説明する。図２は本実施の形態の基本
認識動作を示す説明図であり、（ａ）は概略動作、
（ｂ）はフローチャートを示している。一般に、被対象
物を認識する場合、その被対象物から得られた検出デー
タと、照合基準となるテンプレートデータとを比較し、
その結果に応じて認識判定を行う。従来では、被対象物
の照合対象表面全てを示す検出データについて照合して
いた。ここで、被対象物の照合対象表面の複雑な凹凸パ
ターンから見て、照合対象表面全体を照合する必要性が
ないことに着目し、本発明では被対象物の照合対象表面
の一部から得た検出データ１５を用い、この検出データ
１５と一致するパターンを全テンプレートデータ２１の
中から探索するようにしたものである。
態の動作について説明する。図２は本実施の形態の基本
認識動作を示す説明図であり、（ａ）は概略動作、
（ｂ）はフローチャートを示している。一般に、被対象
物を認識する場合、その被対象物から得られた検出デー
タと、照合基準となるテンプレートデータとを比較し、
その結果に応じて認識判定を行う。従来では、被対象物
の照合対象表面全てを示す検出データについて照合して
いた。ここで、被対象物の照合対象表面の複雑な凹凸パ
ターンから見て、照合対象表面全体を照合する必要性が
ないことに着目し、本発明では被対象物の照合対象表面
の一部から得た検出データ１５を用い、この検出データ
１５と一致するパターンを全テンプレートデータ２１の
中から探索するようにしたものである。
【００３２】すなわち、テンプレートデータ２１の異な
る位置から照合のための照合データ１２が順次切り出さ
れ、切り出された照合データ１３（１２）と検出データ
１５とが比較照合される。このとき、テンプレートデー
タ２１から照合データ１３（１２）として切り出す領域
については、表面形状検出回路７で検出される被対象物
の照合対象表面に相当する領域を切り出す必要がある。
この場合、被対象物を位置決めする手段を設け、テンプ
レートデータ２１の対応する領域から照合データ１３
（１２）を切り出してもよい。
る位置から照合のための照合データ１２が順次切り出さ
れ、切り出された照合データ１３（１２）と検出データ
１５とが比較照合される。このとき、テンプレートデー
タ２１から照合データ１３（１２）として切り出す領域
については、表面形状検出回路７で検出される被対象物
の照合対象表面に相当する領域を切り出す必要がある。
この場合、被対象物を位置決めする手段を設け、テンプ
レートデータ２１の対応する領域から照合データ１３
（１２）を切り出してもよい。
【００３３】本実施の形態では、図２（ｂ）に示すよう
に、まず、制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象
物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力
される（ステップ１００）。信号処理回路３では、この
駆動信号１４に基づき対応するセンサ素子１からの検出
信号をセンサ回路４で処理し検出データ１５を出力す
る。続いて、制御回路８は、制御信号１１により記憶回
路９内に記憶されているテンプレートデータ２１のう
ち、任意の位置から照合データ１２を切り出し（ステッ
プ１０１）、照合データ１３として表面形状検出回路７
内の各信号処理回路３へ、各センサ素子１に対応して１
ピクセルずつ分配する（ステップ１０２）。
に、まず、制御回路８から各信号処理回路３へ、被対象
物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４が出力
される（ステップ１００）。信号処理回路３では、この
駆動信号１４に基づき対応するセンサ素子１からの検出
信号をセンサ回路４で処理し検出データ１５を出力す
る。続いて、制御回路８は、制御信号１１により記憶回
路９内に記憶されているテンプレートデータ２１のう
ち、任意の位置から照合データ１２を切り出し（ステッ
プ１０１）、照合データ１３として表面形状検出回路７
内の各信号処理回路３へ、各センサ素子１に対応して１
ピクセルずつ分配する（ステップ１０２）。
【００３４】信号処理回路３では、分配された照合デー
タ１３を保持回路５に取り込んで保持する。そして、セ
ンサ回路４からの検出データ１５と保持回路５からの照
合データ１３を比較回路６で比較照合し、１ピクセル単
位の比較結果１６を出力する（ステップ１０３）。その
後、制御回路８では、各信号処理回路３からの比較結果
１６を集計し、全体の照合率など所定の統計量からなる
類似度を用いて、被対象物の認証判定を行う（ステップ
１０４）。
タ１３を保持回路５に取り込んで保持する。そして、セ
ンサ回路４からの検出データ１５と保持回路５からの照
合データ１３を比較回路６で比較照合し、１ピクセル単
位の比較結果１６を出力する（ステップ１０３）。その
後、制御回路８では、各信号処理回路３からの比較結果
１６を集計し、全体の照合率など所定の統計量からなる
類似度を用いて、被対象物の認証判定を行う（ステップ
１０４）。
【００３５】ここで、認定判定が両者の一致を示すとき
は（ステップ１０４：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレー
トデータ２１とが「一致」したと判定して（ステップ１
０５）、一連の照合処理を終了する。また、認定判定が
両者の不一致を示すときは（ステップ１０４：ＮＯ）、
テンプレートデータ２１の全位置から照合データ１３を
切り出したかどうか判断し（ステップ１０６）、まだ切
り出していない位置がある場合は（ステップ１０６：Ｎ
Ｏ）、照合データの切り出し位置を次の位置へずらし
（ステップ１０７）、ステップ１０２へ戻って次の位置
から切り出した照合データ１３と検出データ１５との比
較を行う。
は（ステップ１０４：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレー
トデータ２１とが「一致」したと判定して（ステップ１
０５）、一連の照合処理を終了する。また、認定判定が
両者の不一致を示すときは（ステップ１０４：ＮＯ）、
テンプレートデータ２１の全位置から照合データ１３を
切り出したかどうか判断し（ステップ１０６）、まだ切
り出していない位置がある場合は（ステップ１０６：Ｎ
Ｏ）、照合データの切り出し位置を次の位置へずらし
（ステップ１０７）、ステップ１０２へ戻って次の位置
から切り出した照合データ１３と検出データ１５との比
較を行う。
【００３６】ステップ１０６において、全位置からの切
り出しが終了した場合は（ステップ１０６：ＹＥＳ）、
被対象物とテンプレートデータ２１とが「不一致」であ
ると判定して、一連の照合処理を終了する。以上説明し
たように、本実施の形態によれば、センサ素子１全体が
占める表面積を小さくすることが可能になり、半導体集
積回路装置の製造行程における歩留まりが向上し、コス
ト低減化が実現できるとともに、従来のような大面積の
ものと比較して信頼性を確保できる。したがって、本発
明によれば、人問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の
表面形状を比較的小さい表面積で認識できるとともに、
低コスト化と信頼性を確保できる。
り出しが終了した場合は（ステップ１０６：ＹＥＳ）、
被対象物とテンプレートデータ２１とが「不一致」であ
ると判定して、一連の照合処理を終了する。以上説明し
たように、本実施の形態によれば、センサ素子１全体が
占める表面積を小さくすることが可能になり、半導体集
積回路装置の製造行程における歩留まりが向上し、コス
ト低減化が実現できるとともに、従来のような大面積の
ものと比較して信頼性を確保できる。したがって、本発
明によれば、人問の指紋や動物の鼻紋など微細な凹凸の
表面形状を比較的小さい表面積で認識できるとともに、
低コスト化と信頼性を確保できる。
【００３７】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施の形態について説明する。第１の実施の形態（図１参
照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に
実装されている構成について説明したが、各回路部を独
立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するよう
にしてもよい。本実施の形態では、図３に示すように、
表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記
憶回路装置９Ａの３つのチップから表面形状認識装置が
構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ
上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａお
よび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、
制御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの
詳細な動作説明は省略する。
施の形態について説明する。第１の実施の形態（図１参
照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に
実装されている構成について説明したが、各回路部を独
立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するよう
にしてもよい。本実施の形態では、図３に示すように、
表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記
憶回路装置９Ａの３つのチップから表面形状認識装置が
構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ
上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａお
よび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、
制御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの
詳細な動作説明は省略する。
【００３８】したがって、本実施の形態によれば、第１
の実施の形態と同様の作用効果が得られる。特に、比較
的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回
路９を、他の回路と別チップとすることにより、表面形
状認識装置全体の製造行程において歩留まりが改善さ
れ、コストの低減化が可能である。また、記憶回路９を
別チップとした場合は、１チップ構成と比較して製造プ
ロセスの制約などがなくなってメモリ容量をより大きく
することができ、認識方式の自由度が増加するメリット
がある。
の実施の形態と同様の作用効果が得られる。特に、比較
的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回
路９を、他の回路と別チップとすることにより、表面形
状認識装置全体の製造行程において歩留まりが改善さ
れ、コストの低減化が可能である。また、記憶回路９を
別チップとした場合は、１チップ構成と比較して製造プ
ロセスの制約などがなくなってメモリ容量をより大きく
することができ、認識方式の自由度が増加するメリット
がある。
【００３９】次に、図４を参照して本発明の第３の実施
の形態について説明する。図４は本発明の第３の実施の
形態による表面形状認識装置を示すブロック図であり、
（ａ）は装置全体、（ｂ）は信号処理回路を示してい
る。第１の実施の形態（図１参照）では、表面形状検出
回路７の各信号処理回路３に、センサ回路４，保持回路
５および比較回路６を設けた場合を例に説明したが、本
実施の形態では、これら保持回路５および比較回路６を
表面形状検出回路７の外部に配置した。したがって、図
４（ｂ）に示すように、信号処理回路３Ａには、センサ
回路４のみが配置され、制御回路８からの駆動信号１４
に基づき、対応するセンサ素子１からの検出信号１Ａが
処理され、検出データ１５として出力される。
の形態について説明する。図４は本発明の第３の実施の
形態による表面形状認識装置を示すブロック図であり、
（ａ）は装置全体、（ｂ）は信号処理回路を示してい
る。第１の実施の形態（図１参照）では、表面形状検出
回路７の各信号処理回路３に、センサ回路４，保持回路
５および比較回路６を設けた場合を例に説明したが、本
実施の形態では、これら保持回路５および比較回路６を
表面形状検出回路７の外部に配置した。したがって、図
４（ｂ）に示すように、信号処理回路３Ａには、センサ
回路４のみが配置され、制御回路８からの駆動信号１４
に基づき、対応するセンサ素子１からの検出信号１Ａが
処理され、検出データ１５として出力される。
【００４０】各信号処理回路３Ａからの検出データ１５
は、比較回路６に入力され、ここで保持回路５からの照
合データ１３と各ピクセル単位で比較され、各ピクセル
単位の比較結果１６が制御回路８に出力される。そし
て、第１の実施の形態と同様に、比較結果１６に基づき
制御回路で認証判定が行われる。このように、保持回路
５および比較回路６を信号処理回路３Ａとは別個に配置
するようにしたので、第１の実施の形態と同様の作用効
果に加えて、保持回路５および比較回路６を集約化で
き、表面形状認識装置全体を小型化できる。さらに、比
較回路６での認証アルゴリズムが容易に変更できる。ま
た、信号処理回路３Ａの占有面積が小さくなり、その
分、センサ素子１の実装密度を改善でき、センサ２の表
面積を小さくできる。
は、比較回路６に入力され、ここで保持回路５からの照
合データ１３と各ピクセル単位で比較され、各ピクセル
単位の比較結果１６が制御回路８に出力される。そし
て、第１の実施の形態と同様に、比較結果１６に基づき
制御回路で認証判定が行われる。このように、保持回路
５および比較回路６を信号処理回路３Ａとは別個に配置
するようにしたので、第１の実施の形態と同様の作用効
果に加えて、保持回路５および比較回路６を集約化で
き、表面形状認識装置全体を小型化できる。さらに、比
較回路６での認証アルゴリズムが容易に変更できる。ま
た、信号処理回路３Ａの占有面積が小さくなり、その
分、センサ素子１の実装密度を改善でき、センサ２の表
面積を小さくできる。
【００４１】次に、図５を参照して、本発明の第４の実
施の形態について説明する。第３の実施の形態（図４参
照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に
実装されている構成について説明したが、各回路部を独
立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するよう
にしてもよい。本実施の形態では、図５に示すように、
表面形状検出回路装置７Ａ、保持回路装置５Ａ、比較回
路装置６Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａ
の５つのチップから表面形状認識装置が構成されてお
り、これら各チップが同一実装基板１０Ａ上に一体とし
て配置されている（マルチチップ構成）。なお、表面形
状検出回路装置７Ａ、保持回路装置５Ａ、比較回路装置
６Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａは、図
１の表面形状検出回路７、保持回路５、比較回路６、制
御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの詳
細な動作説明は省略する。
施の形態について説明する。第３の実施の形態（図４参
照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に
実装されている構成について説明したが、各回路部を独
立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するよう
にしてもよい。本実施の形態では、図５に示すように、
表面形状検出回路装置７Ａ、保持回路装置５Ａ、比較回
路装置６Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａ
の５つのチップから表面形状認識装置が構成されてお
り、これら各チップが同一実装基板１０Ａ上に一体とし
て配置されている（マルチチップ構成）。なお、表面形
状検出回路装置７Ａ、保持回路装置５Ａ、比較回路装置
６Ａ、制御回路装置８Ａおよび記憶回路装置９Ａは、図
１の表面形状検出回路７、保持回路５、比較回路６、制
御回路８および記憶回路９に相当しており、ここでの詳
細な動作説明は省略する。
【００４２】したがって、本実施の形態によれば、第３
の実施の形態と同様の作用効果が得られる。特に、比較
的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回
路９を別チップとすることにより、表面形状認識装置全
体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低
減化が可能である。また、記憶回路９を別チップとした
場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約な
どがなくなってメモリ容量をより大きくすることがで
き、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
の実施の形態と同様の作用効果が得られる。特に、比較
的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回
路９を別チップとすることにより、表面形状認識装置全
体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低
減化が可能である。また、記憶回路９を別チップとした
場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約な
どがなくなってメモリ容量をより大きくすることがで
き、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
【００４３】次に、図６を参照して、本発明の第５の実
施の形態について説明する。第３の実施の形態では、保
持回路５および比較回路６を表面形状検出回路７とは別
個に配置した場合を例に説明したが、このうち比較回路
６での処理動作を制御回路８内部で行うようにしてもよ
い。なお、表面形状検出回路７の各信号処理回路３Ａ
は、図４（ｂ）と同様の構成となる。すなわち、図６に
示すように、表面形状検出回路７の各信号処理回路３Ａ
からの検出データ１５Ａは制御回路装置８に入力され、
ここで記憶回路９から読み出された照合データ１３と、
各ピクセル単位ごとに比較され、その比較結果に基づき
認証判定が行われる。したがって、保持回路５を設ける
必要が無くなり、第１の実施の形態と同様の作用効果に
加えて、表面形状認識装置全体を小型化できる。
施の形態について説明する。第３の実施の形態では、保
持回路５および比較回路６を表面形状検出回路７とは別
個に配置した場合を例に説明したが、このうち比較回路
６での処理動作を制御回路８内部で行うようにしてもよ
い。なお、表面形状検出回路７の各信号処理回路３Ａ
は、図４（ｂ）と同様の構成となる。すなわち、図６に
示すように、表面形状検出回路７の各信号処理回路３Ａ
からの検出データ１５Ａは制御回路装置８に入力され、
ここで記憶回路９から読み出された照合データ１３と、
各ピクセル単位ごとに比較され、その比較結果に基づき
認証判定が行われる。したがって、保持回路５を設ける
必要が無くなり、第１の実施の形態と同様の作用効果に
加えて、表面形状認識装置全体を小型化できる。
【００４４】次に、図７を参照して、本発明の第６の実
施の形態について説明する。第５の実施の形態（図６参
照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に
実装されている構成について説明したが、各回路部を独
立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するよう
にしてもよい。本実施の形態では、図７に示すように、
表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記
憶回路装置９Ａの３つのチップから表面形状認識装置が
構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ
上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａお
よび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、
保持回路５、比較回路６、制御回路８および記憶回路９
に相当しており、ここでの詳細な動作説明は省略する。
施の形態について説明する。第５の実施の形態（図６参
照）では、各回路部が１チップの半導体集積回路装置に
実装されている構成について説明したが、各回路部を独
立したチップで構成し、同一実装基板上に配置するよう
にしてもよい。本実施の形態では、図７に示すように、
表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａおよび記
憶回路装置９Ａの３つのチップから表面形状認識装置が
構成されており、これら各チップが同一実装基板１０Ａ
上に一体として配置されている（マルチチップ構成）。
なお、表面形状検出回路装置７Ａ、制御回路装置８Ａお
よび記憶回路装置９Ａは、図１の表面形状検出回路７、
保持回路５、比較回路６、制御回路８および記憶回路９
に相当しており、ここでの詳細な動作説明は省略する。
【００４５】したがって、本実施の形態によれば、第５
の実施の形態と同様の作用効果が得られる。特に、比較
的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回
路９を別チップとすることにより、表面形状認識装置全
体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低
減化が可能である。また、記憶回路９を別チップとした
場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約な
どがなくなってメモリ容量をより大きくすることがで
き、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
の実施の形態と同様の作用効果が得られる。特に、比較
的集積率が高く歩留まり低下の原因となりやすい記憶回
路９を別チップとすることにより、表面形状認識装置全
体の製造行程において歩留まりが改善され、コストの低
減化が可能である。また、記憶回路９を別チップとした
場合は、１チップ構成と比較して製造プロセスの制約な
どがなくなってメモリ容量をより大きくすることがで
き、認識方式の自由度が増加するメリットがある。
【００４６】以上の説明において、テンプレートデータ
として、被対象物の照合対象表面のすべてを示す含むデ
ータを用いる必要がある。したがって、被対象物の照合
対象表面のすべてを検出できる大型の半導体センサや光
学式センサなどのセンサを用いて、予めテンプレートデ
ータを生成しておけばよい。また、小型のセンサを用い
て、被対象物の照合対象表面を分割して検出し、得られ
た複数のデータを組み合わせて、被対象物の照合対象表
面のすべてを示す含むテンプレートデータを生成しても
よい。
として、被対象物の照合対象表面のすべてを示す含むデ
ータを用いる必要がある。したがって、被対象物の照合
対象表面のすべてを検出できる大型の半導体センサや光
学式センサなどのセンサを用いて、予めテンプレートデ
ータを生成しておけばよい。また、小型のセンサを用い
て、被対象物の照合対象表面を分割して検出し、得られ
た複数のデータを組み合わせて、被対象物の照合対象表
面のすべてを示す含むテンプレートデータを生成しても
よい。
【００４７】次に、図８，図９を参照して、本発明の第
７の実施の形態について説明する。図８は本実施の形態
の基本認識動作を示す説明図、図９はその動作を示すフ
ローチャートである。前述の第１〜６の実施の形態で
は、１つのテンプレートデータと被対象物とを照合する
場合について説明した。以下では、複数のテンプレート
データ２１Ａ〜２１Ｎを記憶回路９に保持しておき、こ
れらを用いて被対象物の認証判定を行う場合について説
明する。図９において、前述した図２と同じまたは同等
部分には同一符号を付してあり、本実施の形態では、ス
テップ１０６とステップ１０８との間にステップ１１
０，１１１を設けている。なお、回路構成については前
述の図１と同等である。
７の実施の形態について説明する。図８は本実施の形態
の基本認識動作を示す説明図、図９はその動作を示すフ
ローチャートである。前述の第１〜６の実施の形態で
は、１つのテンプレートデータと被対象物とを照合する
場合について説明した。以下では、複数のテンプレート
データ２１Ａ〜２１Ｎを記憶回路９に保持しておき、こ
れらを用いて被対象物の認証判定を行う場合について説
明する。図９において、前述した図２と同じまたは同等
部分には同一符号を付してあり、本実施の形態では、ス
テップ１０６とステップ１０８との間にステップ１１
０，１１１を設けている。なお、回路構成については前
述の図１と同等である。
【００４８】被対象物から検出した検出データとテンプ
レートデータから切り出した照合データとが不一致と判
定され（ステップ１０４：ＮＯ）、現在選択されている
テンプレートデータについて、全位置から照合データが
切り出された場合は（ステップ１０６：ＹＥＳ）、全て
のテンプレータとの照合が終了したかどうか判断する
（ステップ１１０）。ここでまだ照合していないテンプ
レートデータがある場合は（ステップ１１０：ＮＯ）、
次のテンプレートデータを切替選択して（ステップ１１
１）、ステップ１０１へ戻り、選択されたテンプレート
データとの照合を開始する。
レートデータから切り出した照合データとが不一致と判
定され（ステップ１０４：ＮＯ）、現在選択されている
テンプレートデータについて、全位置から照合データが
切り出された場合は（ステップ１０６：ＹＥＳ）、全て
のテンプレータとの照合が終了したかどうか判断する
（ステップ１１０）。ここでまだ照合していないテンプ
レートデータがある場合は（ステップ１１０：ＮＯ）、
次のテンプレートデータを切替選択して（ステップ１１
１）、ステップ１０１へ戻り、選択されたテンプレート
データとの照合を開始する。
【００４９】また、ステップ１１０において、全てのテ
ンプレートデータとの照合が終了した場合は（ステップ
１１０：ＹＥＳ）、ステップ１０８へ移行して、全ての
テンプレートデータと被対象物とはが「不一致」である
と判定して、一連の照合処理を終了する。なお、ステッ
プ１１０の判断として、全てのテンプレートデータでは
なく決められた数のテンプレートデータとの照合が終了
したがどうかを判断するようにしてもよい。
ンプレートデータとの照合が終了した場合は（ステップ
１１０：ＹＥＳ）、ステップ１０８へ移行して、全ての
テンプレートデータと被対象物とはが「不一致」である
と判定して、一連の照合処理を終了する。なお、ステッ
プ１１０の判断として、全てのテンプレートデータでは
なく決められた数のテンプレートデータとの照合が終了
したがどうかを判断するようにしてもよい。
【００５０】このように、複数のテンプレートデータを
用いて認証判定するようにしたので、認証判定に幅広く
応用することができる。表面形状検出回路７で得られる
被対象物の検出データ１５は、被対象物が表面形状検出
回路７に押し当てられる加減で微妙に変化し、同一被対
象物であっても常に同一の検出データ１５が得られるも
のではない。したがって、同一被対象物から得た異なる
テンプレートデータを複数用いて認証判定することによ
り、１つのテンプレートデータを用いる場合に比較し
て、認証率を向上させることができ高い信頼性が得られ
る。また、異なる複数の被対象物から得たテンプレート
データを用いて認証判定してもよく、複数の被対象物と
の認証判定を一括して短時間に処理することができる。
用いて認証判定するようにしたので、認証判定に幅広く
応用することができる。表面形状検出回路７で得られる
被対象物の検出データ１５は、被対象物が表面形状検出
回路７に押し当てられる加減で微妙に変化し、同一被対
象物であっても常に同一の検出データ１５が得られるも
のではない。したがって、同一被対象物から得た異なる
テンプレートデータを複数用いて認証判定することによ
り、１つのテンプレートデータを用いる場合に比較し
て、認証率を向上させることができ高い信頼性が得られ
る。また、異なる複数の被対象物から得たテンプレート
データを用いて認証判定してもよく、複数の被対象物と
の認証判定を一括して短時間に処理することができる。
【００５１】次に、図１０を参照して、本発明の第８の
実施の形態について説明する。図１０は本実施の形態の
表面形状認識装置を示すブロック図である。本実施の形
態では、前述した図１の回路構成に加えて、接触センサ
回路３０を表面形状検出回路７の周部に配置し、その検
出出力をタイミング信号３１として制御回路８へ入力し
ている。ここでは接触センサ回路３０がタイミング発生
手段（タイミング発生回路）に相当する。被対象物の認
証処理を行う場合、まず被対象物が表面形状検出回路７
へ押し当てられる。この接触が接触センサ回路３０で検
出され、タイミング信号３１が制御回路８へ入力され
る。これに応じて制御回路８から各信号処理回路３へ、
被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４
が出力され、図２や図９に示した認証処理を開始する。
実施の形態について説明する。図１０は本実施の形態の
表面形状認識装置を示すブロック図である。本実施の形
態では、前述した図１の回路構成に加えて、接触センサ
回路３０を表面形状検出回路７の周部に配置し、その検
出出力をタイミング信号３１として制御回路８へ入力し
ている。ここでは接触センサ回路３０がタイミング発生
手段（タイミング発生回路）に相当する。被対象物の認
証処理を行う場合、まず被対象物が表面形状検出回路７
へ押し当てられる。この接触が接触センサ回路３０で検
出され、タイミング信号３１が制御回路８へ入力され
る。これに応じて制御回路８から各信号処理回路３へ、
被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号１４
が出力され、図２や図９に示した認証処理を開始する。
【００５２】このように、接触センサ回路３０からのタ
イミング信号３１に応じて、表面形状検出回路７へ検出
データの取得を指示し、得られた検出データを用いて被
対象物の認証判定を行うようにしたので、表面形状検出
回路７と被対象物とが最適な位置関係にある時点に取り
込みが行われることになり、鮮明な検出データが得られ
認証率が向上する。
イミング信号３１に応じて、表面形状検出回路７へ検出
データの取得を指示し、得られた検出データを用いて被
対象物の認証判定を行うようにしたので、表面形状検出
回路７と被対象物とが最適な位置関係にある時点に取り
込みが行われることになり、鮮明な検出データが得られ
認証率が向上する。
【００５３】次に、図１１を参照して、本発明の第９の
実施の形態について説明する。図１１は本実施の形態の
基本認識動作を示す説明図であり、（ａ）は接触センサ
回路の配置図、（ｂ）は被対象物の接触例、（ｃ）は照
合データの切り出し領域を示している。前述の第８の実
施の形態では、１つの接触センサ回路３０を配置した場
合について説明したが、図１１（ａ）に示すように、表
面形検出回路７の周囲に複数の接触センサ回路３０Ａ〜
３０Ｄを配置してもよい。これら接触センサ回路３０Ａ
〜３０Ｄからの検出出力を用いることにより、被対象物
と表面形検出回路７の位置関係が把握でき、テンプレー
トデータ２１から照合データ１２を切り出す領域を限定
できる。ここでは接触センサ回路３０Ａ〜３０Ｄが位置
検出回路に相当する。
実施の形態について説明する。図１１は本実施の形態の
基本認識動作を示す説明図であり、（ａ）は接触センサ
回路の配置図、（ｂ）は被対象物の接触例、（ｃ）は照
合データの切り出し領域を示している。前述の第８の実
施の形態では、１つの接触センサ回路３０を配置した場
合について説明したが、図１１（ａ）に示すように、表
面形検出回路７の周囲に複数の接触センサ回路３０Ａ〜
３０Ｄを配置してもよい。これら接触センサ回路３０Ａ
〜３０Ｄからの検出出力を用いることにより、被対象物
と表面形検出回路７の位置関係が把握でき、テンプレー
トデータ２１から照合データ１２を切り出す領域を限定
できる。ここでは接触センサ回路３０Ａ〜３０Ｄが位置
検出回路に相当する。
【００５４】図２（ｂ）に示すように、例えば接触セン
サ回路３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄから接触ありを示す検出
出力が制御回路８へ入力され、接触センサ回路３０Ｃか
らは接触なしを示す検出出力が制御回路８へ入力された
場合、表面形状検出回路７に対して被対象物（指）７０
が左下側に押し当てられていることがわかる。したがっ
て制御回路８では、表面形状検出回路７とテンプレート
データ２１の大きさに基づいて、表面形状検出回路７が
検出しうる領域２２をテンプレートデータ２１上で規定
することができ、照合データ１２はこの領域２２の範囲
内の各位置から切り出せばよいことになる。
サ回路３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄから接触ありを示す検出
出力が制御回路８へ入力され、接触センサ回路３０Ｃか
らは接触なしを示す検出出力が制御回路８へ入力された
場合、表面形状検出回路７に対して被対象物（指）７０
が左下側に押し当てられていることがわかる。したがっ
て制御回路８では、表面形状検出回路７とテンプレート
データ２１の大きさに基づいて、表面形状検出回路７が
検出しうる領域２２をテンプレートデータ２１上で規定
することができ、照合データ１２はこの領域２２の範囲
内の各位置から切り出せばよいことになる。
【００５５】このように、表面形状検出回路７の周囲に
位置検出回路、例えば複数の接触センサ回路を設けて、
表面形状検出回路７と被対象物との位置関係を検出する
ようにしたので、検出した位置関係に基づきテンプレー
トデータ２１から照合データ１２を読み出す領域２２を
限定することができ、照合に要する時間を大幅に短縮で
きる。
位置検出回路、例えば複数の接触センサ回路を設けて、
表面形状検出回路７と被対象物との位置関係を検出する
ようにしたので、検出した位置関係に基づきテンプレー
トデータ２１から照合データ１２を読み出す領域２２を
限定することができ、照合に要する時間を大幅に短縮で
きる。
【００５６】次に、図１２，図１３を参照して、本発明
の第１０の実施の形態について説明する。図１２は本実
施の形態の基本認識動作を示す説明図、図１３はその動
作を示すフローチャートである。前述した各実施の形態
では、同一被対象物から検出した１つの検出データとテ
ンプレートデータを照合する場合について説明した。以
下では、同一被対象物から検出した複数の検出データを
用いて被対象物の認証判定を行う場合について説明す
る。ここでは、認証判定の尺度として被対象物とテンプ
レートデータとが類似している度合いを示す類似度を導
入している。なお、回路構成については図１０と同等と
する。
の第１０の実施の形態について説明する。図１２は本実
施の形態の基本認識動作を示す説明図、図１３はその動
作を示すフローチャートである。前述した各実施の形態
では、同一被対象物から検出した１つの検出データとテ
ンプレートデータを照合する場合について説明した。以
下では、同一被対象物から検出した複数の検出データを
用いて被対象物の認証判定を行う場合について説明す
る。ここでは、認証判定の尺度として被対象物とテンプ
レートデータとが類似している度合いを示す類似度を導
入している。なお、回路構成については図１０と同等と
する。
【００５７】まず、制御回路８では、類似度を求めるた
めに内部に設けた一致カウンタおよび不一致カウンタの
値を初期化する（ステップ１２０）。そして接触センサ
回路３０から被対象物の接触ありを示す検出出力が入力
されるまで待機する（ステップ１２１）。この検出出力
が接触ありへ変化した場合、制御回路８から各信号処理
回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆
動信号１４が出力される（ステップ１２２）。信号処理
回路３では、この駆動信号１４に基づき対応するセンサ
素子１からの検出信号をセンサ回路４で処理し検出デー
タ１５を出力する。
めに内部に設けた一致カウンタおよび不一致カウンタの
値を初期化する（ステップ１２０）。そして接触センサ
回路３０から被対象物の接触ありを示す検出出力が入力
されるまで待機する（ステップ１２１）。この検出出力
が接触ありへ変化した場合、制御回路８から各信号処理
回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆
動信号１４が出力される（ステップ１２２）。信号処理
回路３では、この駆動信号１４に基づき対応するセンサ
素子１からの検出信号をセンサ回路４で処理し検出デー
タ１５を出力する。
【００５８】続いて、制御回路８は、制御信号１１によ
り記憶回路９内に記憶されているテンプレートデータ２
１のうち、任意の位置から照合データ１２を切り出し
（ステップ１２３）、照合データ１３として表面形状検
出回路７内の各信号処理回路３へ、各センサ素子１に対
応して１ピクセルずつ分配する（ステップ１２４）。信
号処理回路３では、分配された照合データ１３を保持回
路５に取り込んで保持する。そして、センサ回路４から
の検出データ１５と保持回路５からの照合データ１３を
比較回路６で比較照合し、１ピクセル単位の比較結果１
６を出力する（ステップ１２５）。
り記憶回路９内に記憶されているテンプレートデータ２
１のうち、任意の位置から照合データ１２を切り出し
（ステップ１２３）、照合データ１３として表面形状検
出回路７内の各信号処理回路３へ、各センサ素子１に対
応して１ピクセルずつ分配する（ステップ１２４）。信
号処理回路３では、分配された照合データ１３を保持回
路５に取り込んで保持する。そして、センサ回路４から
の検出データ１５と保持回路５からの照合データ１３を
比較回路６で比較照合し、１ピクセル単位の比較結果１
６を出力する（ステップ１２５）。
【００５９】その後、制御回路８では、各信号処理回路
３からの比較結果１６を集計し、全体の照合率など所定
の統計量からなる類似度を用いて、被対象物の照合判定
を行う（ステップ１２６）。この照合判定が両者の一致
を示すときは（ステップ１２６：ＹＥＳ）、一致カウン
タの値を１つ加算し（ステップ１２７）、一致カウンタ
の値と設定値とを比較する（ステップ１２８）。ここ
で、一致カウンタの値が設定値を上回った場合は（ステ
ップ１２８：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレートデータ
２１とが「一致」したと判定して（ステップ１２９）、
一連の照合処理を終了する。一致カウンタの値が設定値
以下の場合は（ステップ１２８：ＮＯ）、ステップ１２
１へ戻り、次の接触検出に応じて新たな照合データを検
出し照合処理を繰り返す。
３からの比較結果１６を集計し、全体の照合率など所定
の統計量からなる類似度を用いて、被対象物の照合判定
を行う（ステップ１２６）。この照合判定が両者の一致
を示すときは（ステップ１２６：ＹＥＳ）、一致カウン
タの値を１つ加算し（ステップ１２７）、一致カウンタ
の値と設定値とを比較する（ステップ１２８）。ここ
で、一致カウンタの値が設定値を上回った場合は（ステ
ップ１２８：ＹＥＳ）、被対象物とテンプレートデータ
２１とが「一致」したと判定して（ステップ１２９）、
一連の照合処理を終了する。一致カウンタの値が設定値
以下の場合は（ステップ１２８：ＮＯ）、ステップ１２
１へ戻り、次の接触検出に応じて新たな照合データを検
出し照合処理を繰り返す。
【００６０】また、認定判定が両者の不一致を示すとき
は（ステップ１２６：ＮＯ）、テンプレートデータ２１
の全位置から照合データ１３を切り出したかどうか判断
し（ステップ１３０）、まだ切り出していない位置があ
る場合は（ステップ１３０：ＮＯ）、照合データの切り
出し位置を次の位置へずらし（ステップ１３１）、ステ
ップ１２３へ戻って次の位置から切り出した照合データ
１３と検出データ１５との比較を行う。
は（ステップ１２６：ＮＯ）、テンプレートデータ２１
の全位置から照合データ１３を切り出したかどうか判断
し（ステップ１３０）、まだ切り出していない位置があ
る場合は（ステップ１３０：ＮＯ）、照合データの切り
出し位置を次の位置へずらし（ステップ１３１）、ステ
ップ１２３へ戻って次の位置から切り出した照合データ
１３と検出データ１５との比較を行う。
【００６１】ステップ１３０において、全位置からの切
り出しが終了した場合は（ステップ１３０：ＹＥＳ）、
不一致カウンタの値を１つ加算し（ステップ１３２）、
不一致カウンタの値と設定値とを比較する（ステップ１
３３）。ここで、不一致カウンタの値が設定値を上回っ
た場合は（ステップ１３３：ＹＥＳ）、被対象物とテン
プレートデータ２１とが「不一致」であると判定して
（ステップ１３４）、一連の照合処理を終了する。不一
致カウンタの値が設定値以下の場合は（ステップ１３
３：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻り、次の接触検出に応
じて新たな照合データを検出し照合処理を繰り返す。
り出しが終了した場合は（ステップ１３０：ＹＥＳ）、
不一致カウンタの値を１つ加算し（ステップ１３２）、
不一致カウンタの値と設定値とを比較する（ステップ１
３３）。ここで、不一致カウンタの値が設定値を上回っ
た場合は（ステップ１３３：ＹＥＳ）、被対象物とテン
プレートデータ２１とが「不一致」であると判定して
（ステップ１３４）、一連の照合処理を終了する。不一
致カウンタの値が設定値以下の場合は（ステップ１３
３：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻り、次の接触検出に応
じて新たな照合データを検出し照合処理を繰り返す。
【００６２】このように、同一被対象物から検出した複
数の検出データを用いて被対象物の認証判定を行うよう
にしたので、被対象物の任意の１領域から得た検出デー
タを用いて認証判定する場合と比較して、被対象物から
得られる形状情報が増加して認証精度が高くなり、結果
として認証率を向上させることができる。被対象物の照
合対象表面を表面形状検出回路７で検出する場合、検出
した場所に傷があったり汗やゴミが付着していた場合、
これら傷、汗あるいはゴミがノイズとして検出データに
含まれる。したがって、本実施の形態を適用することに
より、このようなノイズが検出データに含まれ正確に認
証判定できなかった場合でも、他の検出データで認証判
定することができ、精度よく認証判定を行うことができ
る。
数の検出データを用いて被対象物の認証判定を行うよう
にしたので、被対象物の任意の１領域から得た検出デー
タを用いて認証判定する場合と比較して、被対象物から
得られる形状情報が増加して認証精度が高くなり、結果
として認証率を向上させることができる。被対象物の照
合対象表面を表面形状検出回路７で検出する場合、検出
した場所に傷があったり汗やゴミが付着していた場合、
これら傷、汗あるいはゴミがノイズとして検出データに
含まれる。したがって、本実施の形態を適用することに
より、このようなノイズが検出データに含まれ正確に認
証判定できなかった場合でも、他の検出データで認証判
定することができ、精度よく認証判定を行うことができ
る。
【００６３】また、一致カウンタおよび不一致カウンタ
の値と設定値とを比較して認証判定を行うようにしたの
で、設定値を調整することにより、その認証判定度合い
を制御できる。例えば指紋の認証を行う場合は、この設
定値を調整することにより、どの程度本人であることを
認め、どの程度他人を排斥するかの度合いすなわちセキ
ュリティレベルを設定できる。具体的には、設定値を低
くすれば本人を認めやすくなるが、その反面、他人も受
け入れやすくなり、セキュリティレベルを下げたことに
なる。また、設定値を高くすれば本人を認めにくくなる
が、その反面、他人をより排斥することが可能となり、
セキュリティレベルを上げたことになる。なお、設定値
については一致カウンタおよび不一致カウンタについ
て、別個に設けてもよい。
の値と設定値とを比較して認証判定を行うようにしたの
で、設定値を調整することにより、その認証判定度合い
を制御できる。例えば指紋の認証を行う場合は、この設
定値を調整することにより、どの程度本人であることを
認め、どの程度他人を排斥するかの度合いすなわちセキ
ュリティレベルを設定できる。具体的には、設定値を低
くすれば本人を認めやすくなるが、その反面、他人も受
け入れやすくなり、セキュリティレベルを下げたことに
なる。また、設定値を高くすれば本人を認めにくくなる
が、その反面、他人をより排斥することが可能となり、
セキュリティレベルを上げたことになる。なお、設定値
については一致カウンタおよび不一致カウンタについ
て、別個に設けてもよい。
【００６４】次に、図１４，図１５を参照して、本発明
の第１１の実施の形態について説明する。図１４は本実
施の形態の表面形状認識装置を示すブロック図、図１５
はその基本認識動作を示す説明図である。ここでは、前
述した図１の回路構成に加えて、タイマ回路３２が設け
られている。タイマ回路３２は所定期間ごとにタイミン
グ信号３３を制御回路８へ出力する回路である。なお、
このタイマ回路３２については制御回路８の内部に設け
られているもの（ＣＰＵの内部タイマなど）を用いても
よい。ここではタイマ回路３２がタイミング発生手段
（タイミング発生回路）に相当する。
の第１１の実施の形態について説明する。図１４は本実
施の形態の表面形状認識装置を示すブロック図、図１５
はその基本認識動作を示す説明図である。ここでは、前
述した図１の回路構成に加えて、タイマ回路３２が設け
られている。タイマ回路３２は所定期間ごとにタイミン
グ信号３３を制御回路８へ出力する回路である。なお、
このタイマ回路３２については制御回路８の内部に設け
られているもの（ＣＰＵの内部タイマなど）を用いても
よい。ここではタイマ回路３２がタイミング発生手段
（タイミング発生回路）に相当する。
【００６５】動作としては、前述した第１０の実施の形
態（図１３参照）と同様であり、ステップ１２１では、
タイマ回路３２からのタイミング信号３３に応じて、す
なわち所定期間ごとに制御回路８から各信号処理回路３
へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号
１４が出力され、得られた検出データ１５ごとにテンプ
レートデータ２１との認証処理が行われる。したがっ
て、表面形状検出回路７上で被対象物の位置を移動させ
ることにより、順次異なる位置から検出データが得られ
るため、さらに認証精度を向上させることができる。な
お、図１２に示すように、表面形状検出回路７に被対象
物を接触させる位置を変化させても、異なる位置の検出
データが得られる。
態（図１３参照）と同様であり、ステップ１２１では、
タイマ回路３２からのタイミング信号３３に応じて、す
なわち所定期間ごとに制御回路８から各信号処理回路３
へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆動信号
１４が出力され、得られた検出データ１５ごとにテンプ
レートデータ２１との認証処理が行われる。したがっ
て、表面形状検出回路７上で被対象物の位置を移動させ
ることにより、順次異なる位置から検出データが得られ
るため、さらに認証精度を向上させることができる。な
お、図１２に示すように、表面形状検出回路７に被対象
物を接触させる位置を変化させても、異なる位置の検出
データが得られる。
【００６６】なお、表面形状検出回路７に被対象物を接
触させながら移動することで、被対象物の表面形状を検
出する手法について、従来より提案されている（例え
ば、Jeong-Woo Lee, Dong-Jin Min, Jiyoun Kim, and W
onchan Kim, "A 600-dpi Capacitive Fingerprint Sens
or Chip and Image-Synthesis Technique," IEEE Journ
al of Solid-State Circuit, vol. 34, No. 4, pp. 469
-475, April 1999等参照）。このような方式では、被対
象物を表面形状検出回路７に接触させながら移動させ、
被対象物の部分的な形状を検出し、これら検出した複数
の検出データをもとに画像処理等により被対象物の全体
形状を再合成し、この再合成したデータを用いて認証等
の処理を行うものであり、部分的な検出データのままで
認証処理を行う本実施例とは根本的に異なる。
触させながら移動することで、被対象物の表面形状を検
出する手法について、従来より提案されている（例え
ば、Jeong-Woo Lee, Dong-Jin Min, Jiyoun Kim, and W
onchan Kim, "A 600-dpi Capacitive Fingerprint Sens
or Chip and Image-Synthesis Technique," IEEE Journ
al of Solid-State Circuit, vol. 34, No. 4, pp. 469
-475, April 1999等参照）。このような方式では、被対
象物を表面形状検出回路７に接触させながら移動させ、
被対象物の部分的な形状を検出し、これら検出した複数
の検出データをもとに画像処理等により被対象物の全体
形状を再合成し、この再合成したデータを用いて認証等
の処理を行うものであり、部分的な検出データのままで
認証処理を行う本実施例とは根本的に異なる。
【００６７】次に、図１６を参照して、本発明の第１２
の実施の形態について説明する。図１６は本実施の形態
の表面形状認識装置を示すブロック図である。ここで
は、前述した図１の回路構成に加えて、移動センサ回路
３４が設けられている。移動センサ回路３４は被対象物
の移動量を検出し、所定移動量ごとにタイミング信号３
５を制御回路８へ出力する回路であり、センサ上を横切
る明暗部例えば指紋の稜線の数を光学的もしくは電気的
にカウントする回路などが用いられる。ここでは移動セ
ンサ回路３４がタイミング発生手段（タイミング発生回
路）に相当する。
の実施の形態について説明する。図１６は本実施の形態
の表面形状認識装置を示すブロック図である。ここで
は、前述した図１の回路構成に加えて、移動センサ回路
３４が設けられている。移動センサ回路３４は被対象物
の移動量を検出し、所定移動量ごとにタイミング信号３
５を制御回路８へ出力する回路であり、センサ上を横切
る明暗部例えば指紋の稜線の数を光学的もしくは電気的
にカウントする回路などが用いられる。ここでは移動セ
ンサ回路３４がタイミング発生手段（タイミング発生回
路）に相当する。
【００６８】動作としては、前述した第１０の実施の形
態（図１３参照）と同様であり、ステップ１２１では、
移動センサ回路３４からのタイミング信号３５に応じ
て、すなわち所定期間ごとに制御回路８から各信号処理
回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆
動信号１４が出力され、得られた検出データ１５ごとに
テンプレートデータ２１との認証処理が行われる。した
がって、第１１の実施の形態と同様に、表面形状検出回
路７上で被対象物の位置を移動させることにより、順次
異なる位置から検出データが得られるため、さらに認証
精度を向上させることができる。
態（図１３参照）と同様であり、ステップ１２１では、
移動センサ回路３４からのタイミング信号３５に応じ
て、すなわち所定期間ごとに制御回路８から各信号処理
回路３へ、被対象物の照合対象表面の検出を指示する駆
動信号１４が出力され、得られた検出データ１５ごとに
テンプレートデータ２１との認証処理が行われる。した
がって、第１１の実施の形態と同様に、表面形状検出回
路７上で被対象物の位置を移動させることにより、順次
異なる位置から検出データが得られるため、さらに認証
精度を向上させることができる。
【００６９】以上では、本発明の内容を分かりやすく説
明するため、各実施の形態について個別に説明したが、
実施の形態を必要に応じて組み合わせて実施してもよ
く、それぞれ前述した作用効果が得られる。また、以上
の各実施の形態では、センサ素子１で得られる検出デー
タ１５や記憶回路９に格納されている照合データ１２
（１３）が２次元データから構成されている場合を例と
して説明したが、これらデータについては２次元に限定
されるものではなく、例えば凹凸の深さ方向の情報が加
えられた３次元データで構成されている場合であって
も、各実施の形態を前述と同様にして適用でき、同様の
作用効果が得られる。
明するため、各実施の形態について個別に説明したが、
実施の形態を必要に応じて組み合わせて実施してもよ
く、それぞれ前述した作用効果が得られる。また、以上
の各実施の形態では、センサ素子１で得られる検出デー
タ１５や記憶回路９に格納されている照合データ１２
（１３）が２次元データから構成されている場合を例と
して説明したが、これらデータについては２次元に限定
されるものではなく、例えば凹凸の深さ方向の情報が加
えられた３次元データで構成されている場合であって
も、各実施の形態を前述と同様にして適用でき、同様の
作用効果が得られる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
センサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物の
照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電気
的に検出するとともに、予め被対象物から得られたその
照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータのう
ち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み
出して検出データと比較し、その比較結果に基づきテン
プレートデータと被対象物との認証判定を行うようにし
たものである。
センサ素子からなる表面形状検出手段により被対象物の
照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとして電気
的に検出するとともに、予め被対象物から得られたその
照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデータのう
ち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み
出して検出データと比較し、その比較結果に基づきテン
プレートデータと被対象物との認証判定を行うようにし
たものである。
【００７１】したがって、被対象物の照合対象表面の凹
凸を検出するのに必要なセンサ素子全体が占める表面積
を小さくすることが可能になり、半導体集積回路装置の
製造行程における歩留まりが向上し、コスト低減化が実
現できるとともに、従来のような大面積のものと比較し
て信頼性を確保できる。これにより、人間の指紋や動物
の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を比較的小さい表面積
で認識できるとともに、低コスト化と信頼性を確保でき
る。
凸を検出するのに必要なセンサ素子全体が占める表面積
を小さくすることが可能になり、半導体集積回路装置の
製造行程における歩留まりが向上し、コスト低減化が実
現できるとともに、従来のような大面積のものと比較し
て信頼性を確保できる。これにより、人間の指紋や動物
の鼻紋など微細な凹凸の表面形状を比較的小さい表面積
で認識できるとともに、低コスト化と信頼性を確保でき
る。
【図１】 第１の実施の形態による表面形状認識装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 第１の実施の形態の基本認識動作を示す説明
図およびフローチャートである。
図およびフローチャートである。
【図３】 第２の実施の形態による表面形状認識装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】 第３の実施の形態による表面形状認識装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】 第４の実施の形態による表面形状認識装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】 第５の実施の形態による表面形状認識装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】 第６の実施の形態による表面形状認識装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】 第７の実施の形態の基本認識動作を示す説明
図である。
図である。
【図９】 第７の実施の形態の基本認識動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１０】 第８の実施の形態による表面形状認識装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図１１】 第９の実施の形態の基本認識動作を示す説
明図である。
明図である。
【図１２】 第１０の実施の形態の基本認識動作を示す
説明図である。
説明図である。
【図１３】 第１０の実施の形態の基本認識動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１４】 第１１の実施の形態による表面形状認識装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図１５】 第１１の実施の形態の基本認識動作を示す
説明図である。
説明図である。
【図１６】 第１２の実施の形態による表面形状認識装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図１７】 従来の表面形状認識装置の構成例を示す説
明図である。
明図である。
【図１８】 従来の表面形状認識装置の他の構成例を示
す説明図である。
す説明図である。
【符号の説明】 １…センサ素子、２…センサ、３，３Ａ…信号処理回
路、４…センサ回路、５…保持回路、６…比較回路、７
…表面形状認識回路、８…制御回路、９…記憶回路、１
０…半導体集積回路装置、５Ａ…保持回路装置、６Ａ…
比較回路装置、７Ａ…表面形状認識回路装置、８Ａ…制
御回路装置、９Ａ…記憶回路装置、１０Ａ…実装基板、
１１…制御信号、１２，１３，１３Ａ〜１３Ｆ…照合デ
ータ、１４…駆動信号、１５，１５Ａ〜１５Ｆ…検出デ
ータ、１６…比較結果、１７…判定結果、２１，２１Ａ
〜２１Ｎ…テンプレートデータ、２２…領域、３０，３
０Ａ〜３０Ｄ…接触センサ回路、３１，３３，３５…タ
イミング信号、３２…タイマ回路、３４…移動センサ回
路。
路、４…センサ回路、５…保持回路、６…比較回路、７
…表面形状認識回路、８…制御回路、９…記憶回路、１
０…半導体集積回路装置、５Ａ…保持回路装置、６Ａ…
比較回路装置、７Ａ…表面形状認識回路装置、８Ａ…制
御回路装置、９Ａ…記憶回路装置、１０Ａ…実装基板、
１１…制御信号、１２，１３，１３Ａ〜１３Ｆ…照合デ
ータ、１４…駆動信号、１５，１５Ａ〜１５Ｆ…検出デ
ータ、１６…比較結果、１７…判定結果、２１，２１Ａ
〜２１Ｎ…テンプレートデータ、２２…領域、３０，３
０Ａ〜３０Ｄ…接触センサ回路、３１，３３，３５…タ
イミング信号、３２…タイマ回路、３４…移動センサ回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森村 浩季 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 久良木 億 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 足立 卓也 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5B043 BA02 DA07 EA02 GA05 5L096 BA15 BA18 CA01 EA35 JA06 JA07 JA09 JA18 LA05
Claims (43)
- 【請求項１】 微細な凹凸を有する被対象物の照合対象
表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合すること
により、被対象物の認証を行う表面形状認識装置におい
て、 被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を複数のセン
サ素子により電気的に検出し、その凹凸を示す検出デー
タを出力する検出手段と、 この検出手段からの検出データと所定の照合データとを
比較し、その比較結果を出力する比較手段と、 予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸
を示すテンプレートデータを記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されているテンプレートデータのう
ち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み
出して前記比較手段へ出力し、前記比較手段からの比較
結果に基づきテンプレートデータと被対象物との認証判
定を行う制御手段とを備えることを特徴とする表面形状
認識装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の表面形状認識装置におい
て、 前記制御手段は、前記テンプレートデータのうち各位置
からその一部分を照合データとして読み出して前記比較
手段へ順次出力し、これら照合データごとに前記比較手
段から得られた比較結果に基づき被対象物の認証判定を
行うことを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の表面形状認識装置におい
て、 前記記憶手段は、被対象物から得られた複数のテンプレ
ートデータを記憶し、 前記制御手段は、これらテンプレートデータと被対象物
との認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装
置。 - 【請求項４】 請求項１〜３記載の表面形状認識装置に
おいて、 所定のタイミング信号を出力するタイミング発生手段を
さらに備え、 前記制御手段は、このタイミング発生手段からのタイミ
ング信号に応じて前記検出手段へ検出データの取得を指
示し、得られた検出データを用いて被対象物の認証判定
を行うことを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記検出手段に対する被対象物の位置を検出する位置検
出手段をさらに備え、 前記制御手段は、この位置検出手段で検出された被対象
物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域
から照合データを読み出すことを特徴とする表面形状認
識装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記検出手段は、被対象物から複数の検出データをそれ
ぞれ検出して出力し、 前記制御手段は、これら複数の検出データごとにテンプ
レートデータとの照合判定を行い、それぞれの照合判定
結果に基づき被対象物の認証判定を行うことを特徴とす
る表面形状認識装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の表面形状認識装置におい
て、 前記検出手段は、被対象物の異なる位置から検出データ
を個別に検出して出力することを特徴とする表面形状認
識装置。 - 【請求項８】 微細な凹凸を有する被対象物の照合対象
表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合すること
により、被対象物の認証を行う表面形状認識装置におい
て、 被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検
出し、その凹凸を示す検出データと所定の照合データと
を比較し、その比較結果を出力する表面形状検出回路
と、 予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸
を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、 この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのう
ち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み
出して前記表面形状検出回路へ出力し、前記表面形状検
出回路からの比較結果に基づき被対象物の認証判定を行
う制御回路とを備え、 前記表面形状検出回路は、 被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けら
れ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号
として出力する複数のセンサ素子と、 これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子
の検出信号から得られた検出データとこれに対応する照
合データとを比較し比較結果を出力する複数の信号処理
回路とを有することを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項９】 微細な凹凸を有する被対象物の照合対象
表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合すること
により、被対象物の認証を行う表面形状認識装置におい
て、 被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検
出し、その凹凸を示す検出データを出力する表面形状検
出回路と、 この検出データと比較する照合データを保持する保持回
路と、 前記表面形状検出回路からの検出データと前記保持回路
の照合データとを比較する比較回路と、 予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸
を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、 この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのう
ち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み
出して前記保持回路へ出力し、前記比較回路からの比較
結果に基づき被対象物の認証判定を行う制御回路とを備
え、 前記表面形状検出回路は、 被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けら
れ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号
として出力する複数のセンサ素子と、 これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子
の検出信号から得られた検出データを出力する複数の信
号処理回路とを有することを特徴とする表面形状認識装
置。 - 【請求項１０】 微細な凹凸を有する被対象物の照合対
象表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合するこ
とにより、被対象物の認証を行う表面形状認識装置にお
いて、 被対象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を電気的に検
出し、その凹凸を示す検出データを出力する表面形状検
出回路と、 予め被対象物から得られたその照合対象表面全体の凹凸
を示すテンプレートデータを記憶する記憶回路と、 この記憶回路に記憶されているテンプレートデータのう
ち、任意の位置からその一部分を照合データとして読み
出し、この照合データと前記表面形状検出回路からの検
出データとを比較し、その比較結果に基づき被対象物の
認証判定を行う制御回路とを備え、 前記表面形状検出回路は、 被対象物の照合対象表面の一部領域に対応して設けら
れ、かつその一部領域の凹凸を電気的に検出し検出信号
として出力する複数のセンサ素子と、 これらセンサ素子ごとに設けられ、対応するセンサ素子
の検出信号から得られた検出データを出力する複数の信
号処理回路とを有することを特徴とする表面形状認識装
置。 - 【請求項１１】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記制御回路は、前記テンプレートデータのうち各位置
からその一部分を照合データとして順次読み出し、これ
ら照合データと前記検出データとの比較結果に基づき被
対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識
装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記記憶回路は、被対象物から得られた複数のテンプレ
ートデータを記憶し、 前記制御回路は、これらテンプレートデータと被対象物
との認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識装
置。 - 【請求項１３】 請求項８〜１２記載の表面形状認識装
置において、 所定のタイミング信号を出力するタイミング発生回路を
さらに備え、 前記制御回路は、このタイミング発生回路からのタイミ
ング信号に応じて前記表面形状検出回路へ検出データの
取得を指示し、得られた検出データの比較結果を用いて
被対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認
識装置。 - 【請求項１４】 請求項８〜１３記載の表面形状認識装
置において、 前記表面形状検出回路に対する被対象物の位置を検出す
る位置検出回路をさらに備え、 前記制御回路は、この位置検出回路で検出された被対象
物の位置に応じて、テンプレートデータの対応する領域
から照合データを読み出すことを特徴とする表面形状認
識装置。 - 【請求項１５】 請求項８〜１４記載の表面形状認識装
置において、 前記表面形状検出回路は、被対象物から複数の検出デー
タをそれぞれ検出して出力し、 前記制御回路は、これら複数の検出データごとにテンプ
レートデータとの照合判定を行い、それぞれの照合判定
結果に基づき被対象物の認証判定を行うことを特徴とす
る表面形状認識装置。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記表面形状検出回路は、被対象物の異なる位置から検
出データを個別に検出して出力することを特徴とする表
面形状認識装置。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の表面形状認識方法に
おいて、 前記制御回路は、各検出データとテンプレートデータと
の照合判定結果のうち、一致または不一致、あるいは一
致および不一致の数を計数し、計数された一致または不
一致の数に基づき被対象物の認証判定を行うことを特徴
とする表面形状認識装置。 - 【請求項１８】 請求項１２記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記記憶回路は、異なる被対象物から得られた複数のテ
ンプレートデータを記憶することを特徴とする表面形状
認識装置。 - 【請求項１９】 請求項１３記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記タイミング発生回路は、被対象物が前記表面形状検
出回路へ接触したことを検出し、その検出に応じてタイ
ミング信号を出力する接触センサ回路からなることを特
徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項２０】 請求項１３記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記タイミング発生回路は、所定期間ごとにタイミング
信号を出力するタイマ回路からなることを特徴とする表
面形状認識装置。 - 【請求項２１】 請求項１３記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記タイミング発生回路は、被対象物が前記表面形状検
出回路へ接触しながら移動した移動量を検出し、その移
動量に応じてタイミング信号を出力する移動センサ回路
からなることを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項２２】 請求項１４記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記位置検出回路は、前記表面形状検出回路の周部に配
置された複数の接触センサ回路からなることを特徴とす
る表面形状認識装置。 - 【請求項２３】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記各回路は、同一半導体集積回路装置として１チップ
に形成されていることを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項２４】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記各回路は、複数のチップに分割されて形成され、各
チップが同一基板上に実装されていることを特徴とする
表面形状認識装置。 - 【請求項２５】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記各回路のうち、少なくとも前記記憶回路が他の回路
とは異なるチップに形成され、これら記憶回路のチップ
および他の回路のチップが同一基板上に実装されている
ことを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項２６】 請求項９記載の表面形状認識装置にお
いて、 前記保持回路として、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）を用いることを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項２７】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記記憶回路として、不揮発性メモリを用いることを特
徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項２８】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 すべてのセンサ素子による全検出面積が、被対象物の全
照合対象表面より小さいことを特徴とする表面形状認識
装置。 - 【請求項２９】 請求項２８記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記各信号処理回路はそれぞれ対応するセンサ素子と近
接配置され、すべての信号処理回路の占有面積がすべて
のセンサ素子による全検出面積とほぼ等しいかそれ以下
であることを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項３０】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記テンプレートデータとして、被対象物の全照合対象
表面以上の検出面積を有する大型センサで検出したデー
タを用いることを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項３１】 請求項３０記載の表面形状認識装置に
おいて、 前記テンプレートデータとして、比較的接触面積の大き
い光学式センサまたは半導体センサで検出したデータを
用いることを特徴とする表面形状認識装置。 - 【請求項３２】 請求項８〜１０記載の表面形状認識装
置において、 前記テンプレートデータとして、被対象物の全照合対象
表面より小さい検出面積を有するセンサでその照合対象
表面を分割して複数の分割データを検出し、これら分割
データを合成して得られたデータを用いることを特徴と
する表面形状認識装置。 - 【請求項３３】 微細な凹凸を有する被対象物の照合対
象表面の形状を検出し、所定のデータと比較照合するこ
とにより、被対象物の認証を行う表面形状認識方法にお
いて、 複数のセンサ素子からなる表面形状検出手段により被対
象物の照合対象表面の一部領域の凹凸を検出データとし
て電気的に検出するとともに、予め被対象物から得られ
たその照合対象表面全体の凹凸を示すテンプレートデー
タのうち、任意の位置からその一部分を照合データとし
て読み出して前記検出データと比較し、その比較結果に
基づきテンプレートデータと被対象物との認証判定を行
うことを特徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項３４】 請求項３３記載の表面形状認識方法に
おいて、 前記テンプレートデータのうち各位置からその一部分を
照合データとして順次読み出し、これら照合データごと
に得られた比較結果に基づき被対象物の認証判定を行う
ことを特徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項３５】 請求項３４記載の表面形状認識方法に
おいて、 被対象物から得られた複数のテンプレートデータを記憶
しておき、これらテンプレートデータと被対象物との認
証判定を行うことを特徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項３６】 請求項３３〜３５記載の表面形状認識
方法において、 所定のタイミング信号に応じて前記検出手段へ検出デー
タの取得を指示し、得られた検出データを用いて被対象
物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識方
法。 - 【請求項３７】 請求項３３〜３６記載の表面形状認識
方法において、 前記表面形状検出手段に対する被対象物の位置を検出
し、検出された被対象物の位置に応じてテンプレートデ
ータの対応する領域から照合データを読み出すことを特
徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項３８】 請求項３３〜３７記載の表面形状認識
方法において、 被対象物から複数の検出データをそれぞれ検出し、これ
ら複数の検出データごとにテンプレートデータとの照合
判定を行い、それぞれの照合判定結果に基づき被対象物
の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項３９】 請求項３８記載の表面形状認識方法に
おいて、 前記複数の検出データとして、被対象物の異なる位置か
ら個別に検出した検出データを用いることを特徴とする
表面形状認識方法。 - 【請求項４０】 請求項３９記載の表面形状認識方法に
おいて、 各検出データとテンプレートデータとの照合判定結果の
うち、一致または不一致、あるいは一致および不一致の
数を計数し、計数された一致または不一致の数に基づき
被対象物の認証判定を行うことを特徴とする表面形状認
識方法。 - 【請求項４１】 請求項３６記載の表面形状認識方法に
おいて、 前記タイミング信号として、被対象物による前記表面形
状検出手段への接触に応じて出力される信号を用いるこ
とを特徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項４２】 請求項３６記載の表面形状認識方法に
おいて、 前記タイミング信号として、所定期間ごとに出力される
信号を用いることを特徴とする表面形状認識方法。 - 【請求項４３】 請求項３６記載の表面形状認識方法に
おいて、 前記タイミング信号として、被対象物が前記表面形状検
出手段へ接触しながら移動した移動量に応じて出力され
る信号を用いることを特徴とする表面形状認識方法。
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