JP2003050994A - Fingerprint checking device and fingerprint image reader - Google Patents

Fingerprint checking device and fingerprint image reader

Info

Publication number
JP2003050994A
JP2003050994A JP2001238739A JP2001238739A JP2003050994A JP 2003050994 A JP2003050994 A JP 2003050994A JP 2001238739 A JP2001238739 A JP 2001238739A JP 2001238739 A JP2001238739 A JP 2001238739A JP 2003050994 A JP2003050994 A JP 2003050994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fingerprint
opening
door
finger
closing door
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001238739A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Mizuno
敏之 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001238739A priority Critical patent/JP2003050994A/en
Publication of JP2003050994A publication Critical patent/JP2003050994A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1306Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect a semiconductor fingerprint sensor against static electricity, dust, etc., with simple constitution. SOLUTION: In order to place a finger 10 on a semiconductor fingerprint sensor 3, an opening/closing door 1 is opened with the finger 10. Even if the finger 10 is charged with static electricity, the static electricity of the finger 10 is conducted from the opening/closing door 1 to GND7 through a cable 6 and discharged to the GND of a power source through the GND of a circuit once the opening/closing door 1 as a conductor is touched. At the moment the semiconductor fingerprint sensor 3 is touched with the finger 10, the finger 10 is electrostatically discharged without fail and there is no danger that the semiconductor fingerprint sensor 3 is broken by the static electricity of the finger 10. When the finger 10 is put away thereafter, the opening/closing door 1 is closed with the force of a restoring spring 5 through the operation of Fig. 5, Fig. 4, and Fig. 3 reverse to the above-mentioned operation. Consequently, the opening/closing door 1 is touched without fail before the semiconductor fingerprint sensor 3 is touched in a next chance and the semiconductor fingerprint sensor 3 is never touched with the electrostatically charged finger 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人の指紋を読み取
る半導体指紋センサを備えた指紋照合装置及び指紋画像
読取装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint collation device and a fingerprint image reading device equipped with a semiconductor fingerprint sensor for reading a human fingerprint.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体指紋センサを静電気か
ら保護する技術として、例えば特開2000−2225
55号公報「指紋画像取得装及び指紋照合装置」に開示
されるように、放電機構を有する操作子を具えること
で、静電破壊を回避する方法が知られている(以下、第
1の従来技術という)。また、既に製品化されている技
術として、半導体指紋センサの上部にシャッタを設ける
ことで静電気及びゴミから半導体指紋センサを保護する
ようにした指紋照合装置(例えばソニー社製の指紋照合
装置FIU−710)が提供されている(以下、第2の
従来技術という)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for protecting a semiconductor fingerprint sensor from static electricity, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2225 has been proposed.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-55 "Fingerprint image acquisition device and fingerprint collation device", there is known a method of avoiding electrostatic breakdown by providing an operator having a discharge mechanism (hereinafter, referred to as a first method). Prior art). In addition, as a technology already commercialized, a fingerprint collation device that protects the semiconductor fingerprint sensor from static electricity and dust by providing a shutter on the semiconductor fingerprint sensor (for example, a fingerprint collation device FIU-710 manufactured by Sony Corporation). ) Is provided (hereinafter referred to as the second conventional technology).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第1の従来技術では、操作子に触れるかどうかは操作
者の意志によるものであり、操作者に触れずに半導体指
紋センサに触れた場合にセンサが破壊される可能性が高
くなるという問題があった。また、半導体指紋センサが
露出しているため、ごみが付着したり誤って引っ欠いた
りして、センサを破壊する恐れもあった。また、第2の
従来技術では、シャッタを指で開けた後、開いた状態を
保持するための機構、及び一定時間後にシャッタを閉じ
る機構を設ける必要があり、構造が複雑でコストアップ
となる問題があった。また、以上の2つの従来技術で
は、例えば特開平10−165382号公報「生体検出
装置」に開示されるように、画像読み取り中に指が電極
に触れていることを利用して生体かどうかを検出する手
法を用いることができないという問題があった。
However, in the above-mentioned first prior art, whether or not the operator is touched depends on the intention of the operator, and when the semiconductor fingerprint sensor is touched without touching the operator. There is a problem that the sensor is more likely to be destroyed. Further, since the semiconductor fingerprint sensor is exposed, dust may be attached to the semiconductor fingerprint sensor or the semiconductor fingerprint sensor may be accidentally pulled out, and the sensor may be destroyed. Further, in the second conventional technique, it is necessary to provide a mechanism for holding the opened state after opening the shutter with a finger, and a mechanism for closing the shutter after a predetermined time, which causes a complicated structure and cost increase. was there. Further, in the above two conventional techniques, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-165382, “Biological Detection Device”, it is determined whether or not a living body is used by utilizing the fact that a finger touches an electrode during image reading. There is a problem that the method for detecting cannot be used.

【0004】そこで本発明の目的は、簡易な構成によ
り、半導体指紋センサを静電気や塵芥等から保護するこ
とができる指紋照合装置及び指紋画像読取装置を提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、生体検出を
行なうことが可能な指紋照合装置及び指紋画像読取装置
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a fingerprint collation device and a fingerprint image reading device capable of protecting a semiconductor fingerprint sensor from static electricity and dust with a simple structure. Another object of the present invention is to provide a fingerprint collation device and a fingerprint image reading device capable of detecting a living body.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、半導体指紋センサを備えた指紋照合装置にお
いて、前記半導体指紋センサを収納し、かつ、指を挿入
可能な収納部と、前記収納部の開口部に設けられ、操作
者の指を収納部内に挿入することにより収納部の内側に
押されて開く導電性の開閉扉とを有することを特徴とす
る。また本発明は、半導体指紋センサを備えた指紋画像
読取装置において、前記半導体指紋センサを収納し、か
つ、指を挿入可能な収納部と、前記収納部の開口部に設
けられ、操作者の指を収納部内に挿入することにより収
納部の内側に押されて開く導電性の開閉扉とを有するこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a fingerprint collation device having a semiconductor fingerprint sensor, wherein the semiconductor fingerprint sensor is housed and a finger can be inserted. It has a conductive opening / closing door which is provided in an opening portion of the storage portion and is opened by being pushed inside the storage portion by inserting a finger of an operator into the storage portion. Further, the present invention provides a fingerprint image reading apparatus equipped with a semiconductor fingerprint sensor, wherein the semiconductor fingerprint sensor is housed and a finger can be inserted therein. And a conductive opening / closing door which is opened by being pushed inside the storage portion by inserting into the storage portion.

【0006】本発明の指紋照合装置では、半導体指紋セ
ンサを配置した収納部の開口部から操作者が指を挿入す
ることにより、開閉蓋を押圧して開き、指を半導体指紋
センサに接触させることで、半導体指紋センサによって
指紋の読取を行ない、指紋の照合を行なうことが可能と
なる。この際、操作者の指は導電性の開閉蓋によって除
電され、半導体指紋センサを静電破壊から保護すること
が可能である。また、半導体指紋センサの非使用時に
は、開閉蓋で収納部を閉蓋し、半導体指紋センサに塵芥
等を防止することができる。さらに、開閉扉を観音開き
構造の一対の扉片で構成し、各扉片の信号を生体検知回
路で検出することにより、生体検出を行なうことも可能
となる。
In the fingerprint collation device of the present invention, the operator inserts a finger through the opening of the storage portion in which the semiconductor fingerprint sensor is arranged, so that the opening / closing lid is pressed and opened to bring the finger into contact with the semiconductor fingerprint sensor. Then, it becomes possible to read the fingerprint by the semiconductor fingerprint sensor and collate the fingerprint. At this time, the operator's finger is neutralized by the conductive opening / closing lid, and the semiconductor fingerprint sensor can be protected from electrostatic breakdown. Further, when the semiconductor fingerprint sensor is not used, the storage section can be closed with the opening / closing lid to prevent dust and the like from being generated in the semiconductor fingerprint sensor. Further, the opening / closing door is configured by a pair of door pieces having a double door structure, and the living body can be detected by detecting the signal of each door piece by the living body detection circuit.

【0007】本発明の指紋画像読取装置では、半導体指
紋センサを配置した収納部の開口部から操作者が指を挿
入することにより、開閉蓋を押圧して開き、指を半導体
指紋センサに接触させることで、半導体指紋センサによ
って指紋の読取を行なうことが可能となる。この際、操
作者の指は導電性の開閉蓋によって除電され、半導体指
紋センサを静電破壊から保護することが可能である。ま
た、半導体指紋センサの非使用時には、開閉蓋で収納部
を閉蓋し、半導体指紋センサに塵芥等を防止することが
できる。さらに、開閉扉を観音開き構造の一対の扉片で
構成し、各扉片の信号を生体検知回路に接続することに
より、生体検出を行なうことも可能となる。
In the fingerprint image reading apparatus of the present invention, when the operator inserts a finger through the opening of the accommodating portion in which the semiconductor fingerprint sensor is arranged, the opening / closing lid is pressed and opened to bring the finger into contact with the semiconductor fingerprint sensor. As a result, the fingerprint can be read by the semiconductor fingerprint sensor. At this time, the operator's finger is neutralized by the conductive opening / closing lid, and the semiconductor fingerprint sensor can be protected from electrostatic breakdown. Further, when the semiconductor fingerprint sensor is not used, the storage section can be closed with the opening / closing lid to prevent dust and the like from being generated in the semiconductor fingerprint sensor. Further, the open / close door is composed of a pair of door pieces having a double door structure, and the signal of each door piece is connected to the living body detection circuit, whereby it becomes possible to detect the living body.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明による指紋照合装置
及び指紋画像読取装置の実施の形態例について説明す
る。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適
な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付され
ているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に
本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に
限定されないものとする。図1は、本発明の第1の実施
の形態による指紋照合装置の機能を説明するブロック図
である。この指紋照合装置は、指紋画像取込部31と、
画像A/D変換部32と、認証部33と、メインCPU
34と、メモリ35とを有し、外部機器36と接続され
ている。以下、この図1を基に各部の機能について説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a fingerprint collation device and a fingerprint image reading device according to the present invention will be described below. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the present invention in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments. FIG. 1 is a block diagram for explaining the function of the fingerprint collation device according to the first embodiment of the present invention. This fingerprint collation device includes a fingerprint image capturing unit 31,
Image A / D conversion unit 32, authentication unit 33, main CPU
It has 34 and a memory 35, and is connected to an external device 36. The function of each unit will be described below with reference to FIG.

【0009】まず、指紋画像取込部31は、例えば半導
体を用いた静電容量方式の指紋センサ(例えば、特開平
11−118415号公報参照)であり、指紋の凹凸を
アナログ画像信号に変換するものである。画像A/D変
換部32は、例えばアナログ信号を8ビットのデジタル
信号に変換するICであり、指紋画像取込部31から送
られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換す
る。認証部33は、画像A/D変換部32から送られる
デジタル画像信号を用いて登録指紋データを作成する処
理や、照合処理を行なう。メインCPU34は、指紋画
像取込部31のコントロール、指置き検知や照合結果の
判定、外部装置36とのデータの送受信の制御など、シ
ステム全体の制御を行う。メモリ35は、例えばフラッ
シュメモリのような不揮発メモリであり、登録指紋デー
タを記憶したり、指紋照合装置のパラメータを記憶した
りする。また、外部機器36は、例えばパソコンであ
り、USBやRS232Cなどの通信ラインで指紋照合
装置と接続され、データの送受信を行う。
First, the fingerprint image capturing unit 31 is, for example, a capacitance type fingerprint sensor using a semiconductor (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-118415), and converts the unevenness of the fingerprint into an analog image signal. It is a thing. The image A / D conversion unit 32 is, for example, an IC that converts an analog signal into an 8-bit digital signal, and converts the analog image signal sent from the fingerprint image capturing unit 31 into a digital image signal. The authentication unit 33 performs a process of creating registered fingerprint data using the digital image signal sent from the image A / D conversion unit 32, and a matching process. The main CPU 34 controls the entire system such as control of the fingerprint image capturing unit 31, finger placement detection and determination of collation results, and control of data transmission / reception with the external device 36. The memory 35 is, for example, a non-volatile memory such as a flash memory, and stores the registered fingerprint data and the parameters of the fingerprint collation device. The external device 36 is, for example, a personal computer, and is connected to the fingerprint collation device via a communication line such as USB or RS232C, and transmits / receives data.

【0010】図2は、図1に示す指紋照合装置の外観を
示す上面図である。また、図3は、図1に示す指紋照合
装置の指紋画像取込部31の構造を示す断面図であり、
図2のA−A線断面を示している。図2に示すように、
この指紋照合装置は、筐体4の上面に操作者の指10を
挿入する方形状の開口部41が設けられ、この開口部4
1に観音開き構造の開閉扉1が設けられている。すなわ
ち、開閉扉1は、方形状の開口部41の左右両側に設け
た蝶番(図示せず)を介して一対の扉片11A、11B
を回動自在に取り付けたものであり、各扉片11A、1
1Bを指で軽く押すことにより、左右対称構造で扉片1
1A、11Bを回動し、開口部41を開閉するものであ
る。
FIG. 2 is a top view showing the appearance of the fingerprint collation device shown in FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the fingerprint image capturing unit 31 of the fingerprint collation device shown in FIG.
3 shows a cross section taken along the line AA of FIG. 2. As shown in FIG.
In this fingerprint collating apparatus, a rectangular opening 41 into which the operator's finger 10 is inserted is provided on the upper surface of the housing 4.
1, an opening / closing door 1 having a double door structure is provided. That is, the opening / closing door 1 has a pair of door pieces 11A and 11B via hinges (not shown) provided on both right and left sides of the rectangular opening 41.
Rotatably attached to each door piece 11A, 1A
By pressing 1B lightly with your finger, the door piece has a symmetrical structure 1
The opening 41 is opened and closed by rotating 1A and 11B.

【0011】また、図3に示すように、扉片11A、1
1Bと筐体4の内壁との間には、復帰バネ5が設けられ
ている。この復帰バネ5は、指10によって各扉片11
A、11Bが筐体4の内側に回動した状態で縮んだ状態
となり、この指10が抜かれた状態で自動的に伸長し、
各扉片11A、11Bを元の位置に復帰させ、開口部4
1を閉じるものである。なお、このような復帰バネ5と
しては、例えば板バネ等の単純な構造のものを用いるこ
とが可能であり、指10を軽く開閉扉1上に置く程度
で、各扉片11A、11Bが容易に回動できる程度のバ
ネ力を有するものとなっている。また、各扉片11A、
11Bは、例えばアルミニウム等の導線性材料より形成
されている。なお、各扉片11A、11B自体を導線性
材料より形成する代わりに、表面に導電性膜を塗装した
もので導電性を持たせたものであってもよい。
Further, as shown in FIG. 3, door pieces 11A, 1
A return spring 5 is provided between 1B and the inner wall of the housing 4. This return spring 5 is provided with a finger 10 for each door piece 11
A and 11B are in a contracted state when rotated inside the housing 4, and automatically extend when the finger 10 is removed,
Return each door piece 11A, 11B to the original position and open the opening 4
1 is to be closed. As such a return spring 5, for example, a leaf spring or the like having a simple structure can be used, and each of the door pieces 11A and 11B can be easily mounted by merely placing the finger 10 on the opening / closing door 1. It has a spring force enough to rotate. Also, each door piece 11A,
11B is made of a conductive material such as aluminum. Instead of forming the door pieces 11A and 11B themselves from a conductive material, the surface may be coated with a conductive film to have conductivity.

【0012】そして、このような開口部41と開閉扉1
を設けた筐体4の上側壁の内側には配線基板2が配置さ
れており、この配線基板2に半導体指紋センサ3が配置
されている。すなわち、この指紋照合装置において、筐
体4の開口部41の内側空間が半導体指紋センサ3の収
納部として構成されている。配線基板2は、指紋照合装
置として必要な電子部品が実装されている。また、半導
体指紋センサ3は、指10をセンサ面に直接触れさせる
ことで指紋画像を読み取るものであり、例えばソニー社
製CXA3271GEを用いることができる。
Then, such an opening 41 and the opening / closing door 1
The wiring board 2 is arranged inside the upper side wall of the housing 4 in which the semiconductor fingerprint sensor 3 is arranged. That is, in this fingerprint collation device, the inner space of the opening 41 of the housing 4 is configured as a storage portion for the semiconductor fingerprint sensor 3. The wiring board 2 is mounted with electronic components required as a fingerprint collation device. The semiconductor fingerprint sensor 3 reads the fingerprint image by directly touching the sensor surface with the finger 10, and for example, Sony CXA3271GE can be used.

【0013】次に、この半導体指紋センサ3の構造及び
動作原理について説明する。この半導体指紋センサ3は
金属電極をアレイ状に並べた上面に絶縁膜を設けてセン
サ面を構成したものであり、このセンサ面に指を置くこ
とで、金属電極、絶縁膜、指の3つでコンデンサを形成
する。ここで、指紋の隆起部および谷部の違いは、電極
である指と金属電極までの距離の違いとなり、それは形
成されるコンデンサの容量値の差となる。また、隆起部
は絶縁膜の誘電率で容量値が決まり、谷部はそれに加え
空気層が入ることになるため、隆起部と谷部の容量値は
距離の違いよりさらに大きくなる。そこで、各電極の蓄
積電荷を転送し、電圧に変換することで、指紋の凹凸を
電気信号として出力するものである。
Next, the structure and operating principle of the semiconductor fingerprint sensor 3 will be described. This semiconductor fingerprint sensor 3 has a sensor surface formed by providing an insulating film on the upper surface of metal electrodes arranged in an array. By placing a finger on the sensor surface, the metal electrode, the insulating film, and the finger are three. To form a capacitor. Here, the difference between the raised portion and the valley portion of the fingerprint is the difference in the distance between the finger, which is the electrode, and the metal electrode, which is the difference in the capacitance value of the formed capacitors. In addition, the capacitance value of the raised portion is determined by the dielectric constant of the insulating film, and the valley portion is additionally provided with an air layer. Therefore, the capacitance value of the raised portion and the valley portion becomes larger than the difference in distance. Therefore, the accumulated charge of each electrode is transferred and converted into a voltage to output the unevenness of the fingerprint as an electric signal.

【0014】しかし、センサ表面の絶縁膜のすぐ下は電
極なので静電気には弱く、人体に帯電する静電気でもセ
ンサの電極まで静電気が到達し、センサを破壊する恐れ
がある。そこで、本例では、開閉扉1を導電性とし、こ
れを配線基板2のGND(グランド)7に接続すること
により、半導体指紋センサ3に指10が触れる前に静電
除去を行なうものである。すなわち、開閉扉1の各扉片
11A、11Bは、ケーブル6を介して配線基板2のG
ND7に接続されている。これにより、静電気を帯びた
指10が開閉扉1に触れた際に、その静電気をGND7
へ逃がすようになっている。GND7は、配線基板2の
電気回路の基準となるGNDであり、供給電源のGND
と接続されている。
However, since the electrode immediately below the insulating film on the surface of the sensor is an electrode, it is vulnerable to static electricity, and even static electricity charged on the human body may reach the electrode of the sensor and destroy the sensor. Therefore, in this example, the opening / closing door 1 is made electrically conductive and is connected to the GND (ground) 7 of the wiring board 2 to remove static electricity before the finger 10 touches the semiconductor fingerprint sensor 3. . That is, each of the door pieces 11A and 11B of the opening / closing door 1 is connected to the G of the wiring board 2 via the cable 6.
It is connected to ND7. As a result, when the finger 10 charged with static electricity touches the opening / closing door 1, the static electricity is discharged to the GND 7
It is designed to escape. GND7 is a reference GND of the electric circuit of the wiring board 2, and is the GND of the power supply.
Connected with.

【0015】ここで、本例で用いる指紋センサについて
説明する。図9は、指紋センサの原理的な構成を示す説
明図であり、図10は、指紋センサの内部回路を示す回
路図である。図9に示すように、この指紋センサは、シ
リコン(Si)基板101上に層間膜102を介して多
数の金属電極103をアレイ状に配置し、その上面を絶
縁膜(Over Coat)104で覆った構成であ
り、この絶縁膜104の上面に直接指105を置くこと
で、その指紋による凹凸を検出するものである。すなわ
ち、指105は導体であるので、絶縁膜104の上面に
置くことで、金属電極103、絶縁膜104、指105
の3つでコンデンサ106を形成することになる。そし
て、指紋の隆起部105Aおよび谷部105Bの違い
は、電極である指105と金属電極103までの距離の
違いとなり、それは形成されるコンデンサ106の容量
値の差となる。また、隆起部105Aは絶縁膜104の
誘電率で容量値が決まるが、谷部105Bはそれに加え
空気層が入ることになるので、隆起部105Aと谷部1
05Bの容量値は距離の違いよりさらに大きくなる。し
たがって、このような原理によって、金属電極103に
一定電圧を印加することにより各電極103に蓄積され
る電荷量が異なってくるので、その電荷を転送して電圧
に変換することにより、指紋の凹凸を電気信号として出
力することができる。
The fingerprint sensor used in this example will be described below. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the principle configuration of the fingerprint sensor, and FIG. 10 is a circuit diagram showing the internal circuit of the fingerprint sensor. As shown in FIG. 9, in this fingerprint sensor, a large number of metal electrodes 103 are arranged in an array on a silicon (Si) substrate 101 with an interlayer film 102 interposed therebetween, and the upper surface thereof is covered with an insulating film (Over Coat) 104. By placing the finger 105 directly on the upper surface of the insulating film 104, the unevenness due to the fingerprint is detected. That is, since the finger 105 is a conductor, by placing it on the upper surface of the insulating film 104, the metal electrode 103, the insulating film 104, and the finger 105 are placed.
Therefore, the capacitor 106 is formed by the three. The difference between the ridge 105A and the valley 105B of the fingerprint is the difference in the distance between the finger 105, which is an electrode, and the metal electrode 103, which is the difference in the capacitance value of the formed capacitor 106. Further, the capacitance value of the raised portion 105A is determined by the dielectric constant of the insulating film 104, but an air layer is added to the valley portion 105B, so that the raised portion 105A and the valley portion 1
The capacitance value of 05B becomes larger than the difference in distance. Therefore, according to such a principle, the amount of electric charge accumulated in each electrode 103 is different by applying a constant voltage to the metal electrode 103. Therefore, by transferring the electric charge and converting it into a voltage, the unevenness of the fingerprint is formed. Can be output as an electric signal.

【0016】次に、図10に示す回路図を用いて、指紋
の凹凸を電気信号に変換する際の回路動作について説明
する。まず、図10に示す回路は、指紋による容量値を
検出するセンサ部120Aと、この容量値を電圧信号に
変換するセンスアンプ部120Bと、この電圧信号を増
幅出力する出力部120Cとから構成され、センス用と
出力用の3つの差動アンプ121、122、123を有
している。また、図10において、容量Csは、指10
5と金属電極103の間で形成されるコンデンサ106
の容量であり、容量Cpは、金属電極103とシリコン
基板101の間で形成される寄生容量である。また、容
量Cp’は、寄生容量Cpをキャンセルする目的の容量
(Cp≒Cp’)であり、容量Ch1、Ch2は、ホー
ルド容量である。また、容量Cf1、Cf2は、各アン
プのゲインを決める帰還容量である。Swr、Swe、
Sw1〜Sw11は、それぞれスイッチであり、また、
ノード電圧Vは、3つのレベルVH、VM、VLを有し
ており、VH−VM≒VM−VLの関係を有する。
Next, the circuit operation when converting the unevenness of the fingerprint into an electric signal will be described with reference to the circuit diagram shown in FIG. First, the circuit shown in FIG. 10 includes a sensor unit 120A that detects a capacitance value based on a fingerprint, a sense amplifier unit 120B that converts the capacitance value into a voltage signal, and an output unit 120C that amplifies and outputs the voltage signal. , And three differential amplifiers 121, 122, 123 for sense and output. Further, in FIG. 10, the capacitance Cs is the finger 10
5 and the capacitor 106 formed between the metal electrode 103
The capacitance Cp is a parasitic capacitance formed between the metal electrode 103 and the silicon substrate 101. The capacitance Cp ′ is a capacitance (Cp≈Cp ′) for the purpose of canceling the parasitic capacitance Cp, and the capacitances Ch1 and Ch2 are hold capacitances. The capacitors Cf1 and Cf2 are feedback capacitors that determine the gain of each amplifier. Swr, Swe,
Sw1 to Sw11 are switches, and
The node voltage V has three levels VH, VM, and VL, and has a relationship of VH-VM≈VM-VL.

【0017】次に、このような回路の動作について説明
する。なお、各スイッチSwr、Swe、Sw1〜Sw
11は、全てオフ状態をデフォルトとする。 (1)デフォルト状態から、まず、スイッチSw1、S
w4、SwrをONし、コンデンサCs、Cpの接続点
VcelをVHとする。ここで接続点Vcelの蓄積電
荷は、(Cs+Cp)VHとなる。 (2)この後、スイッチSw1、SwrをOFFする。 (3)次に、スイッチSw11、Sw3をONし、コン
デンサCp’とスイッチSw3の接続点VdmyをVL
とする。ここで、接続点Vdmyの蓄積電荷はCp’V
Lとなる。 (4)この後、スイッチSw3、Sw11をOFFす
る。 (5)次に、スイッチSw2をONし、アンプ121と
スイッチSwr及びSw3との接続点VslをVMとす
る。 (6)この後、スイッチSw4をOFFする。
Next, the operation of such a circuit will be described. In addition, each switch Swr, Swe, Sw1 to Sw
11 defaults all off states. (1) From the default state, first, the switches Sw1 and S
The w4 and Swr are turned on, and the connection point Vcel of the capacitors Cs and Cp is set to VH. Here, the accumulated charge at the connection point Vcel is (Cs + Cp) VH. (2) After that, the switches Sw1 and Swr are turned off. (3) Next, the switches Sw11 and Sw3 are turned on, and the connection point Vdmy between the capacitor Cp ′ and the switch Sw3 is set to VL.
And Here, the accumulated charge at the connection point Vdmy is Cp′V
It becomes L. (4) After that, the switches Sw3 and Sw11 are turned off. (5) Next, the switch Sw2 is turned on, and the connection point Vsl between the amplifier 121 and the switches Swr and Sw3 is set to VM. (6) After that, the switch Sw4 is turned off.

【0018】(7)次に、スイッチSwr、Sw3、S
w5をONする。 この時、接続点Vcel、Vdmyから接続点Vsl
(実際は容量間)に移動する電荷は、 (Cs+Cp)(VH−VM)−Cp’(VM−VL) ≒Cs(VH−VM) ……(式1) これにより、センスアンプ部120Bのゲインは、寄生
容量に依存することなく決まるため、必要な信号のダイ
ナミックレンジが大きく取れることになる。 Vsns=VM−Cs(VH−VM)/Cf1 ……(式2) そして、容量Ch1には、この式2で決定した電圧Vs
nsが蓄積される。 (8)この後、スイッチSw5をOFFする。
(7) Next, the switches Swr, Sw3, S
Turn on w5. At this time, from the connection points Vcel and Vdmy to the connection point Vsl
The charge moving to (actually between the capacitors) is (Cs + Cp) (VH-VM) -Cp '(VM-VL) .apprxeq.Cs (VH-VM) (Equation 1) Therefore, the gain of the sense amplifier unit 120B is Since it is determined without depending on the parasitic capacitance, the required dynamic range of the signal can be widened. Vsns = VM-Cs (VH-VM) / Cf1 (Equation 2) Then, in the capacitor Ch1, the voltage Vs determined by this Equation 2 is applied.
ns is accumulated. (8) After that, the switch Sw5 is turned off.

【0019】(9)次に、スイッチSw6をONし、容
量Cf2の入力側の電圧VoiをVOSとする。 (10)この後、スイッチSw6をOFFする。 (11)次に、スイッチSwe、Sw7をONする。 この時、容量Ch1から容量Cf2に移動する電荷量
は、(VOS−Vsns)Ch1となる。これにより、
容量Cf2の出力側Vooの電圧が決定し、容量Ch2
に蓄積される。そして、この電圧がBufアンプ123
を介して、出力端子Aoutに出力される。
(9) Next, the switch Sw6 is turned on to set the voltage Voi on the input side of the capacitor Cf2 to VOS. (10) After that, the switch Sw6 is turned off. (11) Next, the switches Swe and Sw7 are turned on. At this time, the amount of charge transferred from the capacitance Ch1 to the capacitance Cf2 is (VOS-Vsns) Ch1. This allows
The voltage of the output Voo of the capacitance Cf2 is determined, and the capacitance Ch2
Accumulated in. Then, this voltage is applied to the Buf amplifier 123.
Is output to the output terminal Aout via.

【0020】次に、このような構成による指紋照合装置
の動作について説明する。まず、図3に示すように、指
10を置く前は必ず復帰バネ5の力で開閉扉1は閉じて
いる。次に、半導体指紋センサ3に指10を置くため
に、図4に示すように、まず指10で開閉扉1を開け
る。この時、指10が静電気で帯電していた場合でも導
体である開閉扉1に触れた時点で、指10の静電気は、
開閉扉1→ケーブル6→GND7と伝わり、静電気は回
路のGNDを通じて電源のGNDへ放電される。したが
って、図5に示すように、半導体指紋センサ3に指10
が触れる時点では、必ず指10は除電されており、指1
0の静電気で半導体指紋センサ3を破壊する危険性はな
い。この後、指10を離すと、復帰バネ5の力により、
今までと反対の図5→図4→図3の動作で開閉扉1が閉
じてゆく。その結果、次の機会に半導体指紋センサ3に
触れる前には、必ず開閉扉1に触れることになり、帯電
した指10が半導体指紋センサ3に触れることはない。
Next, the operation of the fingerprint collation device having such a configuration will be described. First, as shown in FIG. 3, the opening / closing door 1 is always closed by the force of the return spring 5 before placing the finger 10. Next, in order to place the finger 10 on the semiconductor fingerprint sensor 3, the opening / closing door 1 is first opened with the finger 10 as shown in FIG. At this time, even when the finger 10 is electrostatically charged, the static electricity of the finger 10 is
It is transmitted in the order of door 1 → cable 6 → GND7, and static electricity is discharged to the GND of the power supply through the GND of the circuit. Therefore, as shown in FIG.
When touching, the finger 10 is always destaticized and the finger 1
There is no risk of destroying the semiconductor fingerprint sensor 3 with static electricity of 0. Then, when the finger 10 is released, the force of the return spring 5 causes
The opening / closing door 1 is closed by the operation of FIG. 5 → FIG. 4 → FIG. As a result, before the next time, the semiconductor fingerprint sensor 3 is touched, the opening / closing door 1 is always touched, and the charged finger 10 does not touch the semiconductor fingerprint sensor 3.

【0021】次に、本発明の第2の実施の形態による指
紋照合装置について説明する。この指紋照合装置は、例
えば、特開平10−165382号の「生体検知装置」
に開示されるような2つの測定電極に指10が触れるこ
とで生体の検知を行なう生体検知回路を搭載したもので
ある。この場合、上述した開閉扉1の各扉片11A、1
1Bを2つの測定電極に用いることにより実現可能であ
る。図6は、この第2の実施の形態による指紋照合装置
の指紋画像取込部の構造を示す断面図であり、図2のA
−A線断面に対応する部分を示している。また、図7
は、図6に示す指紋照合装置と生体検知回路の接続構造
を示すブロック図である。
Next, a fingerprint collation device according to a second embodiment of the present invention will be described. This fingerprint collating device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-165382 entitled "Biometric detection device".
The living body detection circuit that detects a living body by touching the two measurement electrodes with the finger 10 as described in 1) is mounted. In this case, the door pieces 11A, 1 of the opening / closing door 1 described above
It can be realized by using 1B for two measuring electrodes. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of the fingerprint image capturing section of the fingerprint collating apparatus according to the second embodiment.
The part corresponding to the -A line cross section is shown. Also, FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a connection structure between the fingerprint matching device shown in FIG. 6 and a living body detection circuit.

【0022】まず、図6及び図7に基づいて、本実施の
形態で新たに追加された構成について説明する。なお、
図1〜図5で示すものと共通する構成については同一符
号を用いて説明する。ケーブル21は、開閉扉1の一方
の扉片11Aと生体検知回路23の一方の入力端子1と
を接続する導体ケーブルである。また、ケーブル22
は、開閉扉1の他方の扉片11Bと生体検知回路23の
他方の入力端子2とを接続する導体ケーブルである。ま
た、ダイオードD1は、ケーブル21とGND7との間
に接続された過電圧保護用のツェナダイオードである。
また、ダイオードD2は、ケーブル22とGND7との
間に接続された過電圧保護用のツェナダイオードであ
る。また、生体検知回路23は、特開平10−1653
82号の測定電極以外の回路部分を表している。この生
体検知回路23は入力端子1と入力端子2との間の静電
容量に応じて発振周波数が変化する発振回路と、その発
振周波数を計測するカウンタを具え、計測した周波数を
メインCPU34へ送ることで、生体か否かを検知す
る。
First, the configuration newly added in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In addition,
The same components as those shown in FIGS. 1 to 5 will be described using the same reference numerals. The cable 21 is a conductor cable that connects one door piece 11A of the opening / closing door 1 and one input terminal 1 of the living body detection circuit 23. Also, the cable 22
Is a conductor cable that connects the other door piece 11B of the opening / closing door 1 and the other input terminal 2 of the living body detection circuit 23. The diode D1 is a zener diode for overvoltage protection connected between the cable 21 and GND7.
The diode D2 is a zener diode for overvoltage protection connected between the cable 22 and GND7. Further, the biological detection circuit 23 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-1653.
The circuit portion other than the measurement electrode of No. 82 is shown. The living body detection circuit 23 includes an oscillation circuit whose oscillation frequency changes according to the electrostatic capacitance between the input terminal 1 and the input terminal 2 and a counter for measuring the oscillation frequency, and sends the measured frequency to the main CPU 34. Therefore, it is detected whether or not it is a living body.

【0023】次に、続いて動作について説明を行う。ま
ず、図6に示す開閉扉1に帯電した指10が触れた場
合、その静電気は開閉扉1からケーブル21→ツェナダ
イオードD1→GND7もしくはケーブル22→ツェナ
ダイオードD2→GND7と流れてGND7へ放電され
る。したがって、指10は除電され、半導体指紋センサ
3に触れても半導体指紋センサ3を破壊する危険はな
い。次に、指10が半導体指紋センサ3に触れ、指紋画
像を読み取っている間は絶えず開閉扉1と指10は触れ
合っている。したがって、生体検知回路23で常時生体
か否かを判別することが可能であり、偽装の指では画像
を読み取らないように、制御することが可能である。
Next, the operation will be described. First, when the charged finger 10 touches the door 1 shown in FIG. 6, the static electricity flows from the door 1 to the cable 21 → zener diode D1 → GND7 or the cable 22 → zener diode D2 → GND7 and is discharged to GND7. It Therefore, the finger 10 is discharged, and there is no danger of destroying the semiconductor fingerprint sensor 3 even if it touches the semiconductor fingerprint sensor 3. Next, the finger 10 touches the semiconductor fingerprint sensor 3, and the open / close door 1 and the finger 10 are constantly in contact with each other while the fingerprint image is read. Therefore, it is possible to always determine whether or not a living body is present by the living body detection circuit 23, and it is possible to perform control so that a camouflaged finger does not read an image.

【0024】次に、静電容量を利用した生体検知回路2
3の具体的構成例と動作原理について説明する。図8
は、本例で用いる生体検知回路23の回路構成例を示す
ブロック図である。この生体検知回路は、シュミットイ
ンバータを用いた発振回路であり、入力端子1、入力端
子2、カウンタ42、及びシュミットインバータIC4
3、抵抗R44等を有して構成される。入力端子2はG
NDに接地し、入力端子1はシュミットインバータIC
43のVinに接続する。さらに、シュミットインバー
タIC43の出力電圧Voutは、抵抗R44を介して
シュミットインバータIC43の入力端子にフィードバ
ックされる。また、出力電圧Voutはカウンタ42の
入力端子INとも接続されており、カウンタ42の出力
端子OUTはメインCPU34へ接続されている。そし
て、入力端子1と入力端子2との間に仮にコンデンサC
xを接続すると発振し、シュミットインバータIC43
のVout端子からは方形波が出力される。この方形波
の周波数をカウンタ42で読取る事で生体か否かを判別
する。
Next, a living body detection circuit 2 utilizing electrostatic capacitance
A specific configuration example of 3 and the operating principle will be described. Figure 8
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration example of a living body detection circuit 23 used in this example. This living body detection circuit is an oscillation circuit using a Schmitt inverter, and includes an input terminal 1, an input terminal 2, a counter 42, and a Schmitt inverter IC4.
3, resistor R44 and the like. Input terminal 2 is G
Input terminal 1 is grounded to ND, Schmitt inverter IC
Connect to Vin of 43. Further, the output voltage Vout of the Schmitt inverter IC43 is fed back to the input terminal of the Schmitt inverter IC43 via the resistor R44. The output voltage Vout is also connected to the input terminal IN of the counter 42, and the output terminal OUT of the counter 42 is connected to the main CPU 34. Then, if a capacitor C is provided between the input terminal 1 and the input terminal 2,
When x is connected, it oscillates, and Schmitt inverter IC43
A square wave is output from the Vout terminal of. The frequency of this square wave is read by the counter 42 to determine whether or not it is a living body.

【0025】次に、この生体検知回路23の各部の構成
について説明する。まず、抵抗R44は、比較的大きな
抵抗値、例えば100kオーム程度の抵抗値を有する。
また、カウンタ42は入力端子INに入力される方形波
が、ある一定時間に何個入力されたかを計測するカウン
タである。そして、その一定時間に計測したカウント数
を出力端子OUTより出力する。シュミットインバータ
IC43は、ヒステリシス特性を有するインバータであ
る。ここで、インバータとは入力を反転させた電位を出
力するもので、入力電圧VinがLowなら出力電圧V
outはHigh、入力電圧VinがHighなら出力
電圧VoutがLowと動作する。
Next, the structure of each part of the living body detection circuit 23 will be described. First, the resistor R44 has a relatively large resistance value, for example, a resistance value of about 100 kΩ.
The counter 42 is a counter that measures how many square waves are input to the input terminal IN at a certain fixed time. Then, the count number measured in the fixed time is output from the output terminal OUT. The Schmidt inverter IC43 is an inverter having a hysteresis characteristic. Here, the inverter outputs a potential with the input inverted, and if the input voltage Vin is Low, the output voltage V
The output voltage Vout is High, and the output voltage Vout is Low when the input voltage Vin is High.

【0026】ヒステリシス特性とは履歴現象ともいい、
あるものの状態が、現在それが置かれている条件だけで
決まらず、過去にそのものが経てきた状態の履歴によっ
て左右される現象をいう。その動作例としては、シュミ
ットインバータIC43が、入力電圧VinがLowか
らHighに変化したと判別する閾値は2.5Vである
が、入力電圧VinがHighからLowに変化したと
判別する閾値は2.0V、というように、過去の状態を
なるべく保とうとする特性で動作する。このような特性
は、本来外部からのノイズによる誤作動を防ぐためのも
のであるが、発振回路としても利用されている。以下、
入力電圧VinがLowからHighに変化したと判別
する閾値電圧をV(L→h)とし、入力電圧VinがH
ighからLowに変化したと判別する閾値電圧をV
(h→L)として説明する。
The hysteresis characteristic is also called a hysteresis phenomenon,
It is a phenomenon in which the state of something is not determined only by the conditions in which it is currently placed, but depends on the history of the state that it has undergone in the past. As an example of the operation, the threshold value for the Schmitt inverter IC43 to determine that the input voltage Vin has changed from Low to High is 2.5V, but the threshold value to determine that the input voltage Vin has changed from High to Low is 2.V. It operates with the characteristic of trying to maintain the past state as much as possible, such as 0V. Such characteristics are originally intended to prevent malfunction due to external noise, but they are also used as an oscillation circuit. Less than,
The threshold voltage for determining that the input voltage Vin has changed from Low to High is V (L → h), and the input voltage Vin is H
The threshold voltage for determining that the voltage has changed from high to low is V
This will be described as (h → L).

【0027】次に、このような生体検知回路23の具体
的動作について説明する。まず、シュミットインバータ
IC43への電源投入直後はコンデンサCxには電荷が
蓄積されていないのでVin=Lowである。ここで、
IC43はインバータなので、Vout=Highとな
る。そして、出力電圧VoutがHighとなるので、
抵抗R44を通じてコンデンサCxへの充電が始まる。
抵抗R44は、この充電が瞬時に終わってしまわないよ
うに、コンデンサCxに充電する電荷量を制御するため
のものである。したがって、入力電圧Vinは次第に上
昇し、閾値V(L→h)に達すると、シュミットインバ
ータIC43の出力電圧Voutは反転してLowにな
る。すると今度はコンデンサCxの放電が始まり、抵抗
R44を通して電流が流れ、入力電圧Vinは徐々に低
下する。そして、入力電圧Vinが閾値V(h→L)ま
で下がったところで出力電圧Voutは反転してHig
hとなり、再び上昇する。以降、この動作を繰り返し、
出力には方形波の発振電圧が現れる。仮にシュミットイ
ンバータIC43がヒステリシス特性を具えていなけれ
ば、閾値V(L→h)と閾値V(h→L)とが同一電位
となるので、コンデンサCxの容量値に関係なく、高周
波で発振してしまうことになり、この回路ではシュミッ
トインバータIC43にヒステリシス特性は必須であ
る。
Next, the specific operation of the living body detecting circuit 23 will be described. First, immediately after the Schmidt inverter IC43 is powered on, Vin = Low since no charge is stored in the capacitor Cx. here,
Since IC43 is an inverter, Vout = High. Then, since the output voltage Vout becomes High,
Charging of the capacitor Cx starts through the resistor R44.
The resistor R44 is for controlling the amount of electric charge with which the capacitor Cx is charged so that this charging does not end instantaneously. Therefore, the input voltage Vin gradually rises, and when the threshold value V (L → h) is reached, the output voltage Vout of the Schmitt inverter IC43 is inverted and becomes Low. Then, discharging of the capacitor Cx starts, a current flows through the resistor R44, and the input voltage Vin gradually decreases. Then, when the input voltage Vin falls to the threshold value V (h → L), the output voltage Vout is inverted and becomes High.
It becomes h and rises again. After that, repeat this operation,
A square wave oscillating voltage appears at the output. If the Schmitt inverter IC43 does not have a hysteresis characteristic, the threshold V (L → h) and the threshold V (h → L) have the same potential, so that the oscillation occurs at a high frequency regardless of the capacitance value of the capacitor Cx. In this circuit, the Schmitt inverter IC43 must have hysteresis characteristics.

【0028】以上のように、入力端子1と入力端子2と
の間にコンデンサCxを接続することによって発振し、
シュミットインバータIC43の出力端子から発振電位
が出力される。したがって、入力端子1と入力端子2と
の間に接触した物体がコンデンサCxのように静電容量
を持つならば、その静電容量に対応した発振周波数が得
られることになる。つまり、人の指のある2点間には静
電容量が存在するので、その静電容量に対応した方形波
が生成されることになる。しかし、紙やOHPシート、
シリコンなどの擬似指紋とされ得るものと指紋とでは静
電容量が異なる。例えば、紙の静電容量は指の1/10
〜1/1000であり、OHPシートやシリコンの静電
容量はほぼ0である。したがって、この発振周波数も指
とその他の物体とでは異なるため、被検体が生体である
か否かを検知することが可能である。そこで、この周波
数の違いを周波数カウンタ42で計測し、メインCPU
34へ送ることで、最終的な判定が可能となる。
As described above, by connecting the capacitor Cx between the input terminal 1 and the input terminal 2, oscillation is generated,
The oscillation potential is output from the output terminal of the Schmitt inverter IC43. Therefore, if the object in contact between the input terminal 1 and the input terminal 2 has a capacitance like the capacitor Cx, an oscillation frequency corresponding to the capacitance can be obtained. That is, since electrostatic capacitance exists between two points on the human finger, a square wave corresponding to the electrostatic capacitance is generated. However, paper and OHP sheets,
Capacitance is different between a fingerprint that can be a pseudo-fingerprint such as silicon and a fingerprint. For example, the capacitance of paper is 1/10 of that of a finger.
˜1 / 1000, and the electrostatic capacity of the OHP sheet and silicon is almost zero. Therefore, this oscillation frequency is also different between the finger and other objects, and it is possible to detect whether or not the subject is a living body. Therefore, this difference in frequency is measured by the frequency counter 42, and the main CPU
By sending to 34, the final judgment becomes possible.

【0029】次に、本例における認証方法の具体的手順
について説明する。一般に指紋照合方式には、特徴点抽
出や方向コードマッチング、パターンマッチングなど様
々な方式があるが、最も多く用いられている特徴点抽出
方式について説明する。図11(A)(B)は、指紋の
局部的な具体例を示す説明図である。指紋には、図11
(A)に示すような隆線が途切れる点(端点)と、図1
1(B)に示すような枝別れする点(分岐点)が点在す
る。これらの点を特徴点と呼び、その配置は一人一人異
なっていることが知られている。ゆえに点在する特徴点
の位置関係の一致度を定量的に評価することで同一指紋
か否かを判別することが可能となる。
Next, a specific procedure of the authentication method in this example will be described. Generally, there are various methods such as feature point extraction, direction code matching, and pattern matching in fingerprint collation methods, and the feature point extraction method that is most often used will be described. 11A and 11B are explanatory diagrams showing a specific example of a local fingerprint. Figure 11 shows the fingerprint.
The point (end point) where the ridge as shown in FIG.
1 (B) are interspersed with branching points (branch points). It is known that these points are called characteristic points, and the arrangement is different from person to person. Therefore, it is possible to determine whether or not the fingerprints are the same by quantitatively evaluating the degree of coincidence of the positional relationship between the characteristic points scattered.

【0030】次に、図12は指紋の登録動作を示すフロ
ーチャートであり、図13は指紋の照合動作を示すフロ
ーチャートである。まず、指紋の登録動作(図12)で
は、ステップS101で指紋画像取込(グレー階調画
像)を行い、ステップS102でグレー階調画像を2値
画像に変換する。そして、S103では、2値画像から
特徴点を抽出する。次に、ステップS104では、抽出
した特徴点の個数を計算し、予め設定された閾値以上の
個数があるか否かを判断する。ここで、閾値以上の個数
が有れば、ステップS105へ処理を移行し、また、閾
値以上の個数がなければ、ステップS101へ処理を移
行する。これは、ある個数以上の特徴点を比較しないと
同一指か否かを判別することができないので、特徴点の
数がその個数に満たない場合は登録できないようにする
ためである。次に、ステップS105では、抽出した特
徴点の位置関係をデータ化し、登録データを作成する。
これにより、指紋の登録動作を終了する。
Next, FIG. 12 is a flow chart showing a fingerprint registration operation, and FIG. 13 is a flow chart showing a fingerprint collation operation. First, in the fingerprint registration operation (FIG. 12), the fingerprint image is captured (gray gradation image) in step S101, and the gray gradation image is converted into a binary image in step S102. Then, in S103, feature points are extracted from the binary image. Next, in step S104, the number of extracted feature points is calculated, and it is determined whether or not there are more than a preset threshold value. Here, if there is a number equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to step S105, and if there is no number equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to step S101. This is because it is impossible to determine whether or not the fingers are the same finger unless a certain number or more of feature points are compared, and therefore registration cannot be performed when the number of feature points is less than that number. Next, in step S105, the positional relationship of the extracted feature points is converted into data, and registration data is created.
This completes the fingerprint registration operation.

【0031】次に、指紋の照合動作(図13)では、ス
テップS111で指紋画像取込(グレー階調画像)を行
い、ステップS112でグレー階調画像を2値画像に変
換する。そして、ステップS113では、2値画像から
特徴点を抽出する。次に、ステップS114では、抽出
した特徴点の位置関係をデータ化し、登録データと比較
し、一致している個数を計算する。そして、この一致個
数が予め設定された閾値を越えたか否かを判断し、越え
たら同一指紋と判定する(ステップS115)。また、
一致個数が予め設定された閾値以下の場合は異なる指紋
と判定する(ステップS116)。これにより、指紋の
照合動作を終了する。
Next, in the fingerprint collation operation (FIG. 13), the fingerprint image is captured (gray gradation image) in step S111, and the gray gradation image is converted into a binary image in step S112. Then, in step S113, feature points are extracted from the binary image. Next, in step S114, the positional relationship of the extracted feature points is converted into data, compared with registered data, and the number of coincidences is calculated. Then, it is determined whether or not the number of coincidences exceeds a preset threshold value, and if it exceeds, it is determined that they are the same fingerprint (step S115). Also,
If the number of matches is less than or equal to a preset threshold, it is determined that the fingerprints are different (step S116). This ends the fingerprint collation operation.

【0032】以上のように、本発明の各実施の形態によ
る指紋照合装置では、以下のような効果を得ることが可
能である。 (1)指が半導体指紋センサに触れる前に必ず観音開き
構造の開閉扉に触れるため、指が静電気で帯電していた
としても除電され、その結果、静電気で半導体指紋セン
サを破壊する危険性が無くなる。 (2)指で観音開き構造の開閉扉を開かない限り、開閉
扉は閉まっているのでゴミなどが半導体指紋センサに付
着することを防ぐことができる。 (3)従来の半導体指紋センサに対する静電気保護とし
て、導電性のスイッチを用いた指紋照合装置の場合はス
イッチを押した後、センサに指を置くという2つの動作
が必要であった。また、静電保護としてシャッタを具え
た指紋照合装置の場合はシャッタを開けて指を置くとい
う動作が必要であった。しかし、観音開き構造の開閉扉
を具えた指紋照合装置の場合は、指を置く動作がそのま
ま扉を開く動作になるので、操作者にとっては1つの動
作で済み、操作性が向上する。
As described above, the fingerprint collation device according to each embodiment of the present invention can obtain the following effects. (1) Before the finger touches the semiconductor fingerprint sensor, it always touches the open / close door with the double door structure, so even if the finger is charged with static electricity, the static electricity is removed, and as a result, there is no danger of destroying the semiconductor fingerprint sensor by static electricity. . (2) Unless the opening / closing door of the double door structure is opened with a finger, the opening / closing door is closed, so that dust and the like can be prevented from adhering to the semiconductor fingerprint sensor. (3) As a static electricity protection for the conventional semiconductor fingerprint sensor, in the case of the fingerprint collation device using the conductive switch, it is necessary to perform two operations of pushing the switch and then placing the finger on the sensor. Further, in the case of a fingerprint collation device having a shutter for electrostatic protection, it is necessary to open the shutter and put a finger. However, in the case of a fingerprint collating apparatus having an opening / closing door having a double door structure, the operation of placing a finger directly opens the door, so that the operator only needs to perform one operation and the operability is improved.

【0033】(4)従来のシャッタを具えた指紋照合装
置の場合には、シャッタを開いた時に開いた状態で保持
されるような機構を設ける必要があった。もし、そのよ
うな機構を設けなければ、指を置く前にシャッタは閉ま
ってしまうので操作しにくいという問題があった。しか
し、観音開き構造の開閉扉の場合は、指を置く動作がそ
のまま扉を開く動作となるので、開状態を保持する機構
は不要であり、かつ操作しにくいという問題も生じな
い。 (5)指を半導体指紋センサに置いている間は常時指が
扉に触れているので、特開平10−165382号の
「生体検出装置」と同様に電極に指が触れていることを
利用した生体検出機能を付加することが容易である。
(4) In the case of the fingerprint collation device having the conventional shutter, it is necessary to provide a mechanism for holding the shutter in the opened state when the shutter is opened. If such a mechanism is not provided, there is a problem that it is difficult to operate because the shutter closes before the finger is placed. However, in the case of the open / close door having the double door structure, the operation of placing the finger directly opens the door, so that a mechanism for holding the open state is unnecessary and the problem of difficulty in operation does not occur. (5) Since the finger is always in contact with the door while the finger is placed on the semiconductor fingerprint sensor, the fact that the finger is in contact with the electrode is utilized as in the case of the "living body detection device" in Japanese Patent Laid-Open No. 10-165382. It is easy to add a living body detection function.

【0034】なお、以上の説明は、指紋の照合機能を備
えた指紋照合装置ついて行なったが、本発明は、上述の
ような照合機能を持たない指紋画像読取装置についても
同様に適用し得るものである。また、上述の実施の形態
では、本発明の最適な例として、観音開き構造の開閉扉
を設けたが、静電除去と防塵を行なうためには、1枚の
導電性開閉扉を持つものでも十分な効果が得られるもの
であり、このような構成も本発明に含まれるものとす
る。
Although the above description has been made with respect to a fingerprint collation device having a fingerprint collation function, the present invention can be similarly applied to a fingerprint image reading device having no collation function as described above. Is. Further, in the above-described embodiment, as the optimum example of the present invention, the double door open / close door is provided. However, in order to eliminate static electricity and prevent dust, it is sufficient to have one conductive open / close door. Such effects can be obtained, and such a configuration is also included in the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明の指紋照合装
置では、半導体指紋センサを配置した収納部の開口部か
ら操作者が指を挿入することにより、開閉蓋を押圧して
開き、指を半導体指紋センサに接触させることで、半導
体指紋センサによって指紋の読取を行ない、指紋の照合
を行なうことが可能となる。したがって、指紋照合時
に、操作者の指は導電性の開閉蓋によって除電されるた
め、半導体指紋センサを静電破壊から保護することが可
能である。また、半導体指紋センサの非使用時には、開
閉蓋で収納部を閉蓋し、半導体指紋センサに塵芥等を防
止することができる。さらに、開閉扉を観音開き構造の
一対の扉片で構成し、各扉片の信号を生体検知回路で検
出することにより、生体検出を行なうことも可能とな
る。
As described above, in the fingerprint collation device of the present invention, when the operator inserts his / her finger through the opening of the accommodating portion in which the semiconductor fingerprint sensor is arranged, the opening / closing lid is pressed and opened to open the finger. By contacting the semiconductor fingerprint sensor, the semiconductor fingerprint sensor can read the fingerprint and collate the fingerprint. Therefore, at the time of fingerprint collation, the operator's finger is neutralized by the conductive opening / closing lid, so that the semiconductor fingerprint sensor can be protected from electrostatic breakdown. Further, when the semiconductor fingerprint sensor is not used, the storage section can be closed with the opening / closing lid to prevent dust and the like from being generated in the semiconductor fingerprint sensor. Further, the opening / closing door is configured by a pair of door pieces having a double door structure, and the living body can be detected by detecting the signal of each door piece by the living body detection circuit.

【0036】また、本発明の指紋画像読取装置では、半
導体指紋センサを配置した収納部の開口部から操作者が
指を挿入することにより、開閉蓋を押圧して開き、指を
半導体指紋センサに接触させることで、半導体指紋セン
サによって指紋の読取を行なうことが可能となる。した
がって、指紋読取時に、操作者の指は導電性の開閉蓋に
よって除電され、半導体指紋センサを静電破壊から保護
することが可能である。また、半導体指紋センサの非使
用時には、開閉蓋で収納部を閉蓋し、半導体指紋センサ
に塵芥等を防止することができる。さらに、開閉扉を観
音開き構造の一対の扉片で構成し、各扉片の信号を生体
検知回路に接続することにより、生体検出を行なうこと
も可能となる。
Further, in the fingerprint image reading apparatus of the present invention, the operator inserts his / her finger into the opening of the accommodating portion in which the semiconductor fingerprint sensor is arranged, so that the opening / closing lid is pressed and opened to turn the finger into the semiconductor fingerprint sensor. By bringing them into contact with each other, the fingerprint can be read by the semiconductor fingerprint sensor. Therefore, when the fingerprint is read, the operator's finger is neutralized by the conductive opening / closing lid, and the semiconductor fingerprint sensor can be protected from electrostatic breakdown. Further, when the semiconductor fingerprint sensor is not used, the storage section can be closed with the opening / closing lid to prevent dust and the like from being generated in the semiconductor fingerprint sensor. Further, the open / close door is composed of a pair of door pieces having a double door structure, and the signal of each door piece is connected to the living body detection circuit, whereby it becomes possible to detect the living body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態による指紋
照合装置の機能を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a function of a fingerprint matching device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す指紋照合装置の外観を示す上面図で
ある。
FIG. 2 is a top view showing the appearance of the fingerprint matching device shown in FIG.

【図3】図1に示す指紋照合装置の指紋画像取込部の構
造を示す図2のA−A線断面図である。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing a structure of a fingerprint image capturing section of the fingerprint collation device shown in FIG.

【図4】図3に示す指紋画像取込部の動作を示す図2の
A−A線断面図である。
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing the operation of the fingerprint image capturing section shown in FIG.

【図5】図3に示す指紋画像取込部の動作を示す図2の
A−A線断面図である。
5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing the operation of the fingerprint image capturing section shown in FIG.

【図6】本発明の第2の実施の形態による指紋照合装置
の指紋画像取込部の構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a fingerprint image capturing section of the fingerprint collation device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示す指紋照合装置に生体検知回路を接続
した状態を示すブロック図である。
7 is a block diagram showing a state in which a living body detection circuit is connected to the fingerprint matching device shown in FIG.

【図8】図7に示す生体検知回路23の回路構成例を示
すブロック図である。
8 is a block diagram showing a circuit configuration example of a living body detection circuit 23 shown in FIG.

【図9】指紋センサの原理的な構成を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a fingerprint sensor.

【図10】図9に示す指紋センサの内部回路を示す回路
図である。
10 is a circuit diagram showing an internal circuit of the fingerprint sensor shown in FIG.

【図11】指紋の局部的な具体例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a specific example of a local fingerprint.

【図12】図1に示す指紋照合装置における指紋の登録
動作を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a fingerprint registration operation in the fingerprint matching device shown in FIG.

【図13】図1に示す指紋照合装置における指紋の照合
動作を示すフローチャートである。
13 is a flowchart showing a fingerprint matching operation in the fingerprint matching device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……開閉扉、2……配線基板、3……半導体指紋セン
サ、4……筐体、5……復帰バネ、6……ケーブル、7
……GND、10……指、11A、11B……扉片、4
1……開口部、31……指紋画像取込部、32……画像
A/D変換部、33……認証部、34……メインCP
U、35……メモリ、36……外部機器。
1 ... Opening / closing door, 2 ... Wiring board, 3 ... Semiconductor fingerprint sensor, 4 ... Housing, 5 ... Return spring, 6 ... Cable, 7
...... GND, 10 ...... fingers, 11A, 11B ...... door pieces, 4
1 ... Opening part, 31 ... Fingerprint image capturing part, 32 ... Image A / D conversion part, 33 ... Authentication part, 34 ... Main CP
U, 35 ... Memory, 36 ... External device.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体指紋センサを備えた指紋照合装置
において、 前記半導体指紋センサを収納し、かつ、指を挿入可能な
収納部と、 前記収納部の開口部に設けられ、操作者の指を収納部内
に挿入することにより収納部の内側に押されて開く導電
性の開閉扉と、 を有することを特徴とする指紋照合装置。
1. A fingerprint collation apparatus including a semiconductor fingerprint sensor, wherein a storage unit that stores the semiconductor fingerprint sensor and into which a finger can be inserted, and an opening provided in the storage unit are provided. A fingerprint collation device, comprising: a conductive opening / closing door that is opened by being pushed into the storage section by being inserted into the storage section.
【請求項2】 前記開閉扉は、前記収納部の左右両側に
設けられた一対の扉片を有し、各扉片が観音開き構造で
開閉するものであることを特徴とする請求項1記載の指
紋照合装置。
2. The opening / closing door has a pair of door pieces provided on both left and right sides of the storage section, and each door piece opens and closes in a double door structure. Fingerprint matching device.
【請求項3】 前記開閉扉は、前記収納部から操作者の
指が抜かれた場合に閉じた位置に復帰させる復帰バネ手
段によって付勢されていることを特徴とする請求項1記
載の指紋照合装置。
3. The fingerprint collation according to claim 1, wherein the opening / closing door is biased by a return spring means for returning to a closed position when the operator's finger is pulled out from the storage section. apparatus.
【請求項4】 前記開閉扉は、導電性素材よりなること
を特徴とする請求項1記載の指紋照合装置。
4. The fingerprint collation apparatus according to claim 1, wherein the opening / closing door is made of a conductive material.
【請求項5】 前記開閉扉は、表面に導電性膜の塗装を
施されたものであることを特徴とする請求項1記載の指
紋照合装置。
5. The fingerprint collation device according to claim 1, wherein the opening / closing door has a surface coated with a conductive film.
【請求項6】 前記開閉扉が装置内のGNDラインに接
続されていることを特徴とする請求項1記載の指紋照合
装置。
6. The fingerprint collation device according to claim 1, wherein the door is connected to a GND line in the device.
【請求項7】 前記開閉扉の各扉片の導電部がそれぞれ
生体検知回路の入力端子と接続され、かつ、前記開閉扉
の各扉片の導電部がそれぞれ過電圧保護手段を介してG
NDラインに接続されていることを特徴とする請求項2
記載の指紋照合装置。
7. A conductive part of each door piece of the opening / closing door is connected to an input terminal of a living body detection circuit, and a conductive part of each door piece of the opening / closing door is connected via an overvoltage protection means.
The device is connected to the ND line.
The fingerprint matching device described.
【請求項8】 半導体指紋センサを備えた指紋画像読取
装置において、 前記半導体指紋センサを収納し、かつ、指を挿入可能な
収納部と、 前記収納部の開口部に設けられ、操作者の指を収納部内
に挿入することにより収納部の内側に押されて開く導電
性の開閉扉と、 を有することを特徴とする指紋画像読取装置。
8. A fingerprint image reading apparatus equipped with a semiconductor fingerprint sensor, wherein the semiconductor fingerprint sensor is housed and a finger can be inserted, and an operator's finger is provided in an opening of the housing. A fingerprint image reading device, comprising: a conductive opening / closing door that is opened by being pushed inside the storage portion by inserting the.
【請求項9】 前記開閉扉は、前記収納部の左右両側に
設けられた一対の扉片を有し、各扉片が観音開き構造で
開閉するものであることを特徴とする請求項8記載の指
紋画像読取装置。
9. The opening / closing door has a pair of door pieces provided on both left and right sides of the storage portion, and each door piece opens and closes in a double door structure. Fingerprint image reader.
【請求項10】 前記開閉扉は、前記収納部から操作者
の指が抜かれた場合に閉じた位置に復帰させる復帰バネ
手段によって付勢されていることを特徴とする請求項8
記載の指紋画像読取装置。
10. The opening / closing door is biased by a return spring means for returning the door to a closed position when an operator's finger is pulled out from the storage section.
The fingerprint image reading device described.
【請求項11】 前記開閉扉は、導電性素材よりなるこ
とを特徴とする請求項8記載の指紋画像読取装置。
11. The fingerprint image reading device according to claim 8, wherein the opening / closing door is made of a conductive material.
【請求項12】 前記開閉扉は、表面に導電性膜の塗装
を施されたものであることを特徴とする請求項8記載の
指紋画像読取装置。
12. The fingerprint image reading device according to claim 8, wherein the opening / closing door has a surface coated with a conductive film.
【請求項13】 前記開閉扉が装置内のGNDラインに
接続されていることを特徴とする請求項8記載の指紋画
像読取装置。
13. The fingerprint image reading device according to claim 8, wherein the opening / closing door is connected to a GND line in the device.
【請求項14】 前記開閉扉の各扉片の導電部がそれぞ
れ生体検知回路の入力端子と接続され、かつ、前記開閉
扉の各扉片の導電部がそれぞれ過電圧保護手段を介して
GNDラインに接続されていることを特徴とする請求項
8記載の指紋画像読取装置。
14. A conductive portion of each door piece of the open / close door is connected to an input terminal of a living body detection circuit, and a conductive portion of each door piece of the open / close door is connected to a GND line via an overvoltage protection means. 9. The fingerprint image reading device according to claim 8, which is connected.
JP2001238739A 2001-08-07 2001-08-07 Fingerprint checking device and fingerprint image reader Pending JP2003050994A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001238739A JP2003050994A (en) 2001-08-07 2001-08-07 Fingerprint checking device and fingerprint image reader

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001238739A JP2003050994A (en) 2001-08-07 2001-08-07 Fingerprint checking device and fingerprint image reader

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003050994A true JP2003050994A (en) 2003-02-21

Family

ID=19069609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001238739A Pending JP2003050994A (en) 2001-08-07 2001-08-07 Fingerprint checking device and fingerprint image reader

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003050994A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010256971A (en) * 2009-04-21 2010-11-11 Hitachi Omron Terminal Solutions Corp Biometric authentication apparatus
JP2018515947A (en) * 2015-02-13 2018-06-14 ビーワイディー カンパニー リミテッドByd Company Limited Fingerprint detection circuit and electronic device
US10346664B2 (en) 2015-02-13 2019-07-09 Byd Company Limited Fingerprint detection circuit and electronic device
CN115217369A (en) * 2021-03-31 2022-10-21 中富通集团股份有限公司 Multi-module intelligent door lock system based on internet

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010256971A (en) * 2009-04-21 2010-11-11 Hitachi Omron Terminal Solutions Corp Biometric authentication apparatus
JP2018515947A (en) * 2015-02-13 2018-06-14 ビーワイディー カンパニー リミテッドByd Company Limited Fingerprint detection circuit and electronic device
US10346664B2 (en) 2015-02-13 2019-07-09 Byd Company Limited Fingerprint detection circuit and electronic device
CN115217369A (en) * 2021-03-31 2022-10-21 中富通集团股份有限公司 Multi-module intelligent door lock system based on internet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9990533B2 (en) Self-capacitive fingerprint sensor with active amplified pixels
US6098330A (en) Machine including vibration and shock resistant fingerprint sensor and related methods
US20190050623A1 (en) Electrical validation of a purported finger
KR100467921B1 (en) Finger-print identification apparatus
JP2002267408A (en) Improved fingerprint detection
US7907754B2 (en) Biological detection device, fingerprint authentication device, and biological detection method
JP2019527426A (en) Anti-spoofing protection for fingerprint controller
EP1406149A3 (en) Capacitive sensing
CN108090407B (en) Sensing element and fingerprint sensor comprising same
WO2000068874A1 (en) Fingerprint sensor package having enhanced electrostatic discharge protection and associated methods
JPH09218006A (en) Fingerprint sensor
KR20010012634A (en) Electric field fingerprint sensor having enhanced features and related methods
EP0983572A1 (en) Fingerprint sensor including an anisotropic dielectric coating and associated methods
CN107016331B (en) Sensing element and fingerprint sensor comprising same
US10474866B2 (en) Finger biometric sensor including capacitance change sensing pressure sensing circuit and related methods
WO2018190562A1 (en) Biometric authentication apparatus and biometric authentication method
WO2014099514A1 (en) Electronic device including device ground coupled finger coupling electrode and array shielding electrode and related methods
CN100388302C (en) Method of determining the living character of an element bearing a fingerprint
JP2003050994A (en) Fingerprint checking device and fingerprint image reader
WO2017191328A1 (en) Electrical validation of a purported finger
US20180025197A1 (en) Sensing element and fingerprint sensor comprising the sensing elements
WO2017001993A1 (en) Fingerprint identification sensor which reduces parasitic capacitance
CN113785300A (en) Fingerprint identification detection circuit, control method thereof and fingerprint identification control chip
KR100293899B1 (en) Method for sensing fingerprint by redistribution of electric charge
JP2005242648A (en) Ic card

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080710

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090817

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100107

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100309