JP3249468B2 - 指紋を検出して照合する方法 - Google Patents
指紋を検出して照合する方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は指紋検出デバイスに
関し、より詳しく述べれば、指紋の独特な表面トポグラ
フィを感知する電子指紋検出デバイスに関する。
関し、より詳しく述べれば、指紋の独特な表面トポグラ
フィを感知する電子指紋検出デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】指紋検出デバイスは、保護された領域に
接近しようとする個人を極めて高い確率で明確に認識す
る必要があるような、税関及び国境検査のような、また
取引に含まれる個人が正しいことを確認することが不可
欠であるような、多くの応用に使用されている。特定の
個人が正しいことを確認するために、写真識別、署名照
合、及び個人識別番号（ＰＩＮ）を含む他の形状の識別
が実現されている。一般にこれらの計画の後者は、個人
の指紋と同一レベルの確かさで個人を独自に識別するこ
とはできない。上述した形状の識別は全て、不正な変更
を極めて受け易い。法執行エージェンシーが、個人を明
確に識別するために高い確信をもって指紋を使用してい
るので、２組の指紋を同一であるとするようなことは起
こりそうにもない。高い識別確率をもって実時間で指紋
を検出するデバイスが実現されてはいるが、それでも多
くの限界が存在している。関連する費用が、現在これら
のデバイスを大規模に分布させるのを不可能にしてい
る。
接近しようとする個人を極めて高い確率で明確に認識す
る必要があるような、税関及び国境検査のような、また
取引に含まれる個人が正しいことを確認することが不可
欠であるような、多くの応用に使用されている。特定の
個人が正しいことを確認するために、写真識別、署名照
合、及び個人識別番号（ＰＩＮ）を含む他の形状の識別
が実現されている。一般にこれらの計画の後者は、個人
の指紋と同一レベルの確かさで個人を独自に識別するこ
とはできない。上述した形状の識別は全て、不正な変更
を極めて受け易い。法執行エージェンシーが、個人を明
確に識別するために高い確信をもって指紋を使用してい
るので、２組の指紋を同一であるとするようなことは起
こりそうにもない。高い識別確率をもって実時間で指紋
を検出するデバイスが実現されてはいるが、それでも多
くの限界が存在している。関連する費用が、現在これら
のデバイスを大規模に分布させるのを不可能にしてい
る。
【０００３】現在、指紋検出デバイスは、指紋の独特な
特徴を走査するためにある形状のイメージングシステム
を使用しており、これらの特徴は既知の参照指紋の同一
特徴と比較される。典型的には、これらのイメージング
システムは、指紋線情報をマイクロプロセッサによって
解析できるディジタル波形に変換する熱または光センサ
からなっている。更に、これらのイメージング成分は、
製造費用が高い複雑な光、レーザー、または電子回路を
必要とする。従って、これらの回路が動作するデバイス
は高価であり、典型的には可搬性に限界を有している。
またこれらが指紋検出アルゴリズムを実施するために
は、複雑なイメージプロセッサを必要とする。これらの
従来のデバイスを動作させるためには、指紋をイメージ
ング表面上に配置し、デバイスが指紋線特徴情報を電子
的に走査、または光学的にイメージする間静止させてお
く。これは 256×512 程度の多くのセンシング素子のア
レイを含むことが多いので集積されたセンサは高価であ
り、それを指に接触させなければならないので傷つき易
い。これらの複雑なアレイは、処理して究極的に参照と
して格納しなければならない多数のデータ点を発生す
る。更に、これらは、これらの動作環境内に存在する塵
埃及び油に汚染され易い。若干のアレイは、指先を走査
してその特徴を既知の参照に対して処理する前に、指紋
の位置または相対中心を検出し、参照点を確立するため
の複雑な登録システムをも必要とする。
特徴を走査するためにある形状のイメージングシステム
を使用しており、これらの特徴は既知の参照指紋の同一
特徴と比較される。典型的には、これらのイメージング
システムは、指紋線情報をマイクロプロセッサによって
解析できるディジタル波形に変換する熱または光センサ
からなっている。更に、これらのイメージング成分は、
製造費用が高い複雑な光、レーザー、または電子回路を
必要とする。従って、これらの回路が動作するデバイス
は高価であり、典型的には可搬性に限界を有している。
またこれらが指紋検出アルゴリズムを実施するために
は、複雑なイメージプロセッサを必要とする。これらの
従来のデバイスを動作させるためには、指紋をイメージ
ング表面上に配置し、デバイスが指紋線特徴情報を電子
的に走査、または光学的にイメージする間静止させてお
く。これは 256×512 程度の多くのセンシング素子のア
レイを含むことが多いので集積されたセンサは高価であ
り、それを指に接触させなければならないので傷つき易
い。これらの複雑なアレイは、処理して究極的に参照と
して格納しなければならない多数のデータ点を発生す
る。更に、これらは、これらの動作環境内に存在する塵
埃及び油に汚染され易い。若干のアレイは、指先を走査
してその特徴を既知の参照に対して処理する前に、指紋
の位置または相対中心を検出し、参照点を確立するため
の複雑な登録システムをも必要とする。
【０００４】例示アプローチが、Lofberg の米国特許第
4,582,985号 "Data Carrier" に開示されており、この
特許は概ねクレジットカードのサイズのデバイスに作ら
れた指紋照合システムを記述している。このデバイス
は、先に入手した参照ビットシーケンスを格納するため
に使用されるメモリを含んでいる。検出すべき指紋は、
指紋線情報をディジタルビットシーケンスに変換するた
めの熱または光センシング素子からなるイメージングデ
バイス上に配置される。次いでこのディジタル信号は、
マイクロプロセッサによって参照ビットシーケンスと比
較される。もし比較プロセスによって、ある程度の一致
が見られるように整合しているとされれば肯定的な検出
信号が発生する。しかしながら、上述したようにこのア
プローチは多数のセンシング素子を有するセンシングア
レイを使用することによって指紋照合を達成する。この
複雑なアレイは、製造が高価であり、処理するための大
量のデータを発生し、そして過大な力が加わると容易に
破損する。更に、静止した指先の位置を検出する登録手
段を必要とし、それによって回路の複雑さが増大し、付
加的なデータ処理能力を必要とする。
4,582,985号 "Data Carrier" に開示されており、この
特許は概ねクレジットカードのサイズのデバイスに作ら
れた指紋照合システムを記述している。このデバイス
は、先に入手した参照ビットシーケンスを格納するため
に使用されるメモリを含んでいる。検出すべき指紋は、
指紋線情報をディジタルビットシーケンスに変換するた
めの熱または光センシング素子からなるイメージングデ
バイス上に配置される。次いでこのディジタル信号は、
マイクロプロセッサによって参照ビットシーケンスと比
較される。もし比較プロセスによって、ある程度の一致
が見られるように整合しているとされれば肯定的な検出
信号が発生する。しかしながら、上述したようにこのア
プローチは多数のセンシング素子を有するセンシングア
レイを使用することによって指紋照合を達成する。この
複雑なアレイは、製造が高価であり、処理するための大
量のデータを発生し、そして過大な力が加わると容易に
破損する。更に、静止した指先の位置を検出する登録手
段を必要とし、それによって回路の複雑さが増大し、付
加的なデータ処理能力を必要とする。
【０００５】以上から少数のセンシング素子を有するセ
ンシングアレイを使用し、それによって解析すべきデー
タの量を減少させてデータ処理要求を簡易化し、総合電
力消費を低下させて電池給電デバイスを可能にする指紋
検出器を提供することが望ましい。更に、電子センサを
使用することによってエレクトロニクスを単一の集積回
路内に実現し、それによって費用を減少させ、新型のイ
メージング技術を排除できる指紋検出デバイスを提供す
ることも好ましい。これらの特色は、産業及び消費者の
両応用において大規模に実現する費用有効なデバイスを
製造することを可能にする。更に、高い信号対雑音比と
高いダイナミックレンジとを有する電子信号を発生し、
それによって誤りの確率を大幅に減少させるセンサを提
供することが望まれている。
ンシングアレイを使用し、それによって解析すべきデー
タの量を減少させてデータ処理要求を簡易化し、総合電
力消費を低下させて電池給電デバイスを可能にする指紋
検出器を提供することが望ましい。更に、電子センサを
使用することによってエレクトロニクスを単一の集積回
路内に実現し、それによって費用を減少させ、新型のイ
メージング技術を排除できる指紋検出デバイスを提供す
ることも好ましい。これらの特色は、産業及び消費者の
両応用において大規模に実現する費用有効なデバイスを
製造することを可能にする。更に、高い信号対雑音比と
高いダイナミックレンジとを有する電子信号を発生し、
それによって誤りの確率を大幅に減少させるセンサを提
供することが望まれている。
【０００６】
【発明の概要】本発明によれば、皮膚抵抗センシングア
レイを使用する低価格指紋検出器が開示される。本発明
の一実施例の教示によれば、指先の皮膚抵抗をサンプル
軌跡(trajectory )信号に変換するための皮膚抵抗セン
シングアレイを含む指紋検出器が提供される。サンプル
軌跡信号は、指先がセンシングアレイ表面を横切って運
動する時の、指先のリッジ（隆起）及びバレー（谷）の
関数である皮膚抵抗の導電率変化に対応する。センシン
グアレイは少なくとも１つのセンサを含み、このセンサ
は、指先を接触させるように位置決めされ、指先とセン
サとを相対運動させることができるようになっている。
センシングアレイはサンプリング回路に結合され、サン
プリング回路はサンプル軌跡信号をディジタル信号に変
換する。指紋検出器は、ディジタルサンプル軌跡信号を
受けてそれを参照軌跡信号と比較し、そして照合アルゴ
リズムを実行するプロセッサをも含んでいる。
レイを使用する低価格指紋検出器が開示される。本発明
の一実施例の教示によれば、指先の皮膚抵抗をサンプル
軌跡(trajectory )信号に変換するための皮膚抵抗セン
シングアレイを含む指紋検出器が提供される。サンプル
軌跡信号は、指先がセンシングアレイ表面を横切って運
動する時の、指先のリッジ（隆起）及びバレー（谷）の
関数である皮膚抵抗の導電率変化に対応する。センシン
グアレイは少なくとも１つのセンサを含み、このセンサ
は、指先を接触させるように位置決めされ、指先とセン
サとを相対運動させることができるようになっている。
センシングアレイはサンプリング回路に結合され、サン
プリング回路はサンプル軌跡信号をディジタル信号に変
換する。指紋検出器は、ディジタルサンプル軌跡信号を
受けてそれを参照軌跡信号と比較し、そして照合アルゴ
リズムを実行するプロセッサをも含んでいる。
【０００７】本発明の教示によれば、指紋を検出し、照
合する技術も開示される。指先を皮膚抵抗センシングア
レイに対して第１の線形方向に運動させて参照軌跡信号
を発生させ、メモリ内に格納する。再び指先を皮膚抵抗
センシングアレイに対して第２の線形方向に運動させ、
サンプル軌跡信号を発生させる。運動の第２の線形方向
は、運動の第１の線形方向から所定の角度だけずれてい
る。参照軌跡信号及びサンプル軌跡信号に対して関数の
集合を遂行するプロセッサが設けられている。サンプル
軌跡信号は参照軌跡信号と相関され、指先がサンプル軌
跡信号及び参照軌跡信号の両方を生成する確率に関係付
けられた照合信号を発生する。本発明の他の目的及び長
所は、以下の添付図面に基づく説明から明白になるであ
ろう。
合する技術も開示される。指先を皮膚抵抗センシングア
レイに対して第１の線形方向に運動させて参照軌跡信号
を発生させ、メモリ内に格納する。再び指先を皮膚抵抗
センシングアレイに対して第２の線形方向に運動させ、
サンプル軌跡信号を発生させる。運動の第２の線形方向
は、運動の第１の線形方向から所定の角度だけずれてい
る。参照軌跡信号及びサンプル軌跡信号に対して関数の
集合を遂行するプロセッサが設けられている。サンプル
軌跡信号は参照軌跡信号と相関され、指先がサンプル軌
跡信号及び参照軌跡信号の両方を生成する確率に関係付
けられた照合信号を発生する。本発明の他の目的及び長
所は、以下の添付図面に基づく説明から明白になるであ
ろう。
【０００８】
【実施例】以下の好ましい実施例の説明は単に例示のた
めに過ぎず、本発明またはその応用または使用を制限す
るものではない。本発明は、特に、リッジ抵抗センシン
グアレイを、このセンシングアレイ表面を横切って指先
を運動させることによって得られた電気信号を処理する
技術と共に使用して、指紋を検出し、照合するデバイス
に関する。アレイの簡易さは、アレイを横切って指をス
ワイプ( swiping ) させる技術と共に、低価格信号処理
システムを実現可能にし、単一の集積回路パッケージ内
に組み入れることを可能にする。得られた低価格チップ
は、限定するものではないが、クレジットカード、ドア
錠、ＰＯＳ端末、及びコンピュータ端末キーボードのよ
うな他のデバイス内に組み込んで、識別または安全保護
のための手段にすることができる。
めに過ぎず、本発明またはその応用または使用を制限す
るものではない。本発明は、特に、リッジ抵抗センシン
グアレイを、このセンシングアレイ表面を横切って指先
を運動させることによって得られた電気信号を処理する
技術と共に使用して、指紋を検出し、照合するデバイス
に関する。アレイの簡易さは、アレイを横切って指をス
ワイプ( swiping ) させる技術と共に、低価格信号処理
システムを実現可能にし、単一の集積回路パッケージ内
に組み入れることを可能にする。得られた低価格チップ
は、限定するものではないが、クレジットカード、ドア
錠、ＰＯＳ端末、及びコンピュータ端末キーボードのよ
うな他のデバイス内に組み込んで、識別または安全保護
のための手段にすることができる。
【０００９】以下に、概念を示すために、指紋検出シス
テムをクレジットカード内に組み込むことに関して説明
する。当業者ならば、特許請求の範囲に記載の本発明が
図示実施例以外にも他の多くの応用を有していることが
理解されよう。更に、指紋検出器を単一の集積回路内に
組み込むように説明するが、当業者ならば、離散した電
子成分から組立てられた指紋検出器システムが本発明の
範囲内にあることは理解されよう。図１に、指紋検出器
１０を機能概要図によって示す。指紋検出器１０は皮膚
抵抗センシングアレイ２０を含み、センシングアレイ２
０は更に２×５アレイを形成する 10 個のセンシング素
子１６を含む。センシング素子１６は行及び列に整列さ
れている。行は、指先速度関数を測定できる所定の距離
に離間されている。センシングアレイ２０は、デバイス
の支持構造として役立たせることもできる絶縁層２４上
に導電層２２を形成することによって構成される。更
に、導電層２２及びセンシング素子１６は皮膚抵抗セン
シングアレイ２０の上面を形成し、この上面を横切って
指先１２を引く。導電層２２は２×５アレイに整列され
た複数の孔２３をも含む。各センシング素子１６は対応
する導電層孔２３が絶縁層２４の環状部分を露出させる
ように形成され、環状部分自体は１本の電線１８を取り
囲んでいる。これらの特色は、図４にも示されている。
各電線１８はセンシング素子１６の表面から下方に伸び
て絶縁像２４内に達している。電線１８は、絶縁層２４
を完全に突き抜けて、マルチプレクサ３０の入力接続に
おいて終端させることができる。代替実施例では、電線
が、集積回路（ＩＣ）パッケージングを形成している絶
縁層２４を通って伸びるトレースを形成し、モノリシッ
クパッケージ内の集積されたマルチプレクシング回路に
接続することができる。トレースは、サンプリング回路
５６に接続する前に、データキャリヤカード５０のボデ
ィを通って走ることもできる。
テムをクレジットカード内に組み込むことに関して説明
する。当業者ならば、特許請求の範囲に記載の本発明が
図示実施例以外にも他の多くの応用を有していることが
理解されよう。更に、指紋検出器を単一の集積回路内に
組み込むように説明するが、当業者ならば、離散した電
子成分から組立てられた指紋検出器システムが本発明の
範囲内にあることは理解されよう。図１に、指紋検出器
１０を機能概要図によって示す。指紋検出器１０は皮膚
抵抗センシングアレイ２０を含み、センシングアレイ２
０は更に２×５アレイを形成する 10 個のセンシング素
子１６を含む。センシング素子１６は行及び列に整列さ
れている。行は、指先速度関数を測定できる所定の距離
に離間されている。センシングアレイ２０は、デバイス
の支持構造として役立たせることもできる絶縁層２４上
に導電層２２を形成することによって構成される。更
に、導電層２２及びセンシング素子１６は皮膚抵抗セン
シングアレイ２０の上面を形成し、この上面を横切って
指先１２を引く。導電層２２は２×５アレイに整列され
た複数の孔２３をも含む。各センシング素子１６は対応
する導電層孔２３が絶縁層２４の環状部分を露出させる
ように形成され、環状部分自体は１本の電線１８を取り
囲んでいる。これらの特色は、図４にも示されている。
各電線１８はセンシング素子１６の表面から下方に伸び
て絶縁像２４内に達している。電線１８は、絶縁層２４
を完全に突き抜けて、マルチプレクサ３０の入力接続に
おいて終端させることができる。代替実施例では、電線
が、集積回路（ＩＣ）パッケージングを形成している絶
縁層２４を通って伸びるトレースを形成し、モノリシッ
クパッケージ内の集積されたマルチプレクシング回路に
接続することができる。トレースは、サンプリング回路
５６に接続する前に、データキャリヤカード５０のボデ
ィを通って走ることもできる。
【００１０】図１及び２に示すように、センシングアレ
イ２０は、抵抗分圧器回路を形成している成分を更に含
んでいる。しかしながら、この回路は抵抗分圧器に限定
されるものではなく、皮膚の抵抗特性を測定するのに適
当な他の回路も本発明の範囲内で実施できることは、当
業者には明白であろう。第１の抵抗２８が、電圧源２６
の正端子に接続されている。電圧源２６の負端子は、導
電層２２に接続されている。 10 本の各電線１８はマル
チプレクサ３０の入力端子に接続され、マルチプレクサ
３０は第１の抵抗２８を通る回路を選択的に完成させる
短絡回路スイッチングデバイス（図２）としてモデル化
されている。図２を参照する。マルチプレクサ３０は、
選択ライン３８を通してプロセッサ４０によって、連続
的な１乃至 10 シーケンスで選択的にスイッチされる。
図４から理解されるように、指紋１４の指先リッジ６０
が導電層２２と電線１８とを接続する第２の可変抵抗を
形成すると、センシングアレイ２０によって形成されて
いる分圧器回路が完成する。指先リッジ６０は可変抵抗
のように挙動し、指先バレー６２は開回路のように挙動
する。
イ２０は、抵抗分圧器回路を形成している成分を更に含
んでいる。しかしながら、この回路は抵抗分圧器に限定
されるものではなく、皮膚の抵抗特性を測定するのに適
当な他の回路も本発明の範囲内で実施できることは、当
業者には明白であろう。第１の抵抗２８が、電圧源２６
の正端子に接続されている。電圧源２６の負端子は、導
電層２２に接続されている。 10 本の各電線１８はマル
チプレクサ３０の入力端子に接続され、マルチプレクサ
３０は第１の抵抗２８を通る回路を選択的に完成させる
短絡回路スイッチングデバイス（図２）としてモデル化
されている。図２を参照する。マルチプレクサ３０は、
選択ライン３８を通してプロセッサ４０によって、連続
的な１乃至 10 シーケンスで選択的にスイッチされる。
図４から理解されるように、指紋１４の指先リッジ６０
が導電層２２と電線１８とを接続する第２の可変抵抗を
形成すると、センシングアレイ２０によって形成されて
いる分圧器回路が完成する。指先リッジ６０は可変抵抗
のように挙動し、指先バレー６２は開回路のように挙動
する。
【００１１】指先リッジ６０にまたがる電圧降下が、人
の皮膚の抵抗特性を表すサンプル軌跡信号を発生する。
各サンプル軌跡信号は、センシング素子１６によってト
レースされた指先リッジ６０及びバレー６２によって形
成された連続曲線軌跡によって発生され、これは指先１
２の皮膚抵抗の導電率変化を表している。得られたアナ
ログサンプル軌跡信号は、入力３２においてアナログ・
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３４によってサンプルされ、
アナログ信号がディジタルビットストリームに変換され
る。Ａ／Ｄ変換器３４の出力は、プロセッサ４０に結合
されたＮビットデータライン３６からなり、これにより
ディジタルサンプル軌跡信号の伝送が可能になってい
る。プロセッサ４０は、照合信号を供給するための照合
出力４４をも含んでいる。プロセッサ４０は、外部記憶
装置からデータインタフェース５４を通してデータ伝送
を可能にするプロセッサ入力４２を、オプションで含む
ことができる。入力４２により、外部に格納されている
参照軌跡信号をプロセッサ４０が受け、サンプル軌跡信
号と実時間で比較することができる。代替として、もし
データインタフェース５４が設けられていなければ、プ
ロセッサ４０はメモリインタフェース４６を通してメモ
リ４８に直結することができる。メモリ４８はユーザの
参照軌跡信号情報で選択的にプログラム可能である。メ
モリ４８はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読
み出し専用メモリ（ＲＯＭ）の何れかであることができ
る。
の皮膚の抵抗特性を表すサンプル軌跡信号を発生する。
各サンプル軌跡信号は、センシング素子１６によってト
レースされた指先リッジ６０及びバレー６２によって形
成された連続曲線軌跡によって発生され、これは指先１
２の皮膚抵抗の導電率変化を表している。得られたアナ
ログサンプル軌跡信号は、入力３２においてアナログ・
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３４によってサンプルされ、
アナログ信号がディジタルビットストリームに変換され
る。Ａ／Ｄ変換器３４の出力は、プロセッサ４０に結合
されたＮビットデータライン３６からなり、これにより
ディジタルサンプル軌跡信号の伝送が可能になってい
る。プロセッサ４０は、照合信号を供給するための照合
出力４４をも含んでいる。プロセッサ４０は、外部記憶
装置からデータインタフェース５４を通してデータ伝送
を可能にするプロセッサ入力４２を、オプションで含む
ことができる。入力４２により、外部に格納されている
参照軌跡信号をプロセッサ４０が受け、サンプル軌跡信
号と実時間で比較することができる。代替として、もし
データインタフェース５４が設けられていなければ、プ
ロセッサ４０はメモリインタフェース４６を通してメモ
リ４８に直結することができる。メモリ４８はユーザの
参照軌跡信号情報で選択的にプログラム可能である。メ
モリ４８はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読
み出し専用メモリ（ＲＯＭ）の何れかであることができ
る。
【００１２】マルチプレクサ３０及びＡ／Ｄ変換器３４
は、それらの支持成分と共に、サンプリング回路５６を
形成している。サンプリング回路５６は、離散した成分
として存在することも、または代替としてモノリシック
集積回路パッケージ内に組合わせることもできる。サン
プリング回路５６は、Maxim Corporation が MAX186AEW
P として製造しているように、現在では工業標準製品と
して存在している。好ましい実施例では、プロセッサ４
０は２つまたはそれ以上のディジタル信号の統計的相関
を遂行できるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であ
る。プロセッサ４０は、現在では、Texas Instumentsが
TMS320 ファミリー信号プロセッサの一部として製造し
ている工業標準ＤＳＰとして入手可能である。図３に、
例示データキャリヤカード５０を指紋検出器１０の機能
ブロック線図と共に示す。センシングアレイ２０は、デ
ータキャリヤ５０の表面と同一面をなすように取付けら
れる。導電層２２は絶縁層２４と共にセンシングアレイ
２０の表面上に形成され、電線１８はこの表面と同一面
をなして露出されている。電線１８はセンシングアレイ
２０の表面から下方に伸び、データキャリヤカード５０
のボディ内に達し、そこでサンプリング回路５６に接続
されている。好ましい実施例では、図７及び８に示すよ
うに、センシングアレイ２０、サンプリング回路５６、
プロセッサ４０、及びオプションとしてメモリ４８を単
一の集積回路パッケージ６４内に集積する。好ましい実
施例では、電線１８は、ＩＣパッケージ６４を通して内
部的にサンプリング回路５６に接続されている。図３に
戻って、データキャリヤ５０は、プロセッサ４０に接続
されていて可視または可聴信号の何れかを発生すること
ができる照合変換器５２をも含む。図３に示すデータキ
ャリヤカード５０は、オプションとしてデータインタフ
ェース５４をも含む。機能ブロック線図は、データライ
ン３６によってプロセッサ４０に接続されているサンプ
リング回路５６を示しており、プロセッサ４０はメモリ
４８にも接続されている。メモリ４８及びデータインタ
フェース５４がオプションの要素であることに注目され
たい。もし指紋検出器がメモリ４８を含んでいれば、デ
ータインタフェース５４は不要である。しかしながら、
データキャリヤ５０の代替実施例は、メモリ４８及びデ
ータインタフェース５４の両者を含むことができる。
は、それらの支持成分と共に、サンプリング回路５６を
形成している。サンプリング回路５６は、離散した成分
として存在することも、または代替としてモノリシック
集積回路パッケージ内に組合わせることもできる。サン
プリング回路５６は、Maxim Corporation が MAX186AEW
P として製造しているように、現在では工業標準製品と
して存在している。好ましい実施例では、プロセッサ４
０は２つまたはそれ以上のディジタル信号の統計的相関
を遂行できるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であ
る。プロセッサ４０は、現在では、Texas Instumentsが
TMS320 ファミリー信号プロセッサの一部として製造し
ている工業標準ＤＳＰとして入手可能である。図３に、
例示データキャリヤカード５０を指紋検出器１０の機能
ブロック線図と共に示す。センシングアレイ２０は、デ
ータキャリヤ５０の表面と同一面をなすように取付けら
れる。導電層２２は絶縁層２４と共にセンシングアレイ
２０の表面上に形成され、電線１８はこの表面と同一面
をなして露出されている。電線１８はセンシングアレイ
２０の表面から下方に伸び、データキャリヤカード５０
のボディ内に達し、そこでサンプリング回路５６に接続
されている。好ましい実施例では、図７及び８に示すよ
うに、センシングアレイ２０、サンプリング回路５６、
プロセッサ４０、及びオプションとしてメモリ４８を単
一の集積回路パッケージ６４内に集積する。好ましい実
施例では、電線１８は、ＩＣパッケージ６４を通して内
部的にサンプリング回路５６に接続されている。図３に
戻って、データキャリヤ５０は、プロセッサ４０に接続
されていて可視または可聴信号の何れかを発生すること
ができる照合変換器５２をも含む。図３に示すデータキ
ャリヤカード５０は、オプションとしてデータインタフ
ェース５４をも含む。機能ブロック線図は、データライ
ン３６によってプロセッサ４０に接続されているサンプ
リング回路５６を示しており、プロセッサ４０はメモリ
４８にも接続されている。メモリ４８及びデータインタ
フェース５４がオプションの要素であることに注目され
たい。もし指紋検出器がメモリ４８を含んでいれば、デ
ータインタフェース５４は不要である。しかしながら、
データキャリヤ５０の代替実施例は、メモリ４８及びデ
ータインタフェース５４の両者を含むことができる。
【００１３】図４は、図３に示してあるセンシングアレ
イ２０の４−４矢視断面図である。図４は、絶縁層２４
と、その上に形成されている導電層２２とを示してい
る。この実施例の絶縁層２４は、限定するものではない
が、必要な絶縁の質を有していることを条件としてデー
タキャリヤカード５０のボディ、または集積回路のパッ
ケージング材料の形状であることができる。絶縁層２４
の環状部分が、各センシング素子１６の位置において導
電層孔２３によって露出されていることに特に注目され
たい。次いで電線１８が絶縁層２４内に組立てられ、各
センシング素子１６の表面から下方に絶縁層２４内に伸
びてマルチプレクサ３０に接続される。図４には、指先
バレー６２が導電層２２への回路を完成させずに電線１
８上を通過できるように、各電線１８の直径を充分に小
さくしてあることを示している。しかしながら、各電線
１８は、指先リッジ６０がリッジ６０を通して導電層２
２に接触して回路を完成させるのに充分に大きくなけれ
ばならない。
イ２０の４−４矢視断面図である。図４は、絶縁層２４
と、その上に形成されている導電層２２とを示してい
る。この実施例の絶縁層２４は、限定するものではない
が、必要な絶縁の質を有していることを条件としてデー
タキャリヤカード５０のボディ、または集積回路のパッ
ケージング材料の形状であることができる。絶縁層２４
の環状部分が、各センシング素子１６の位置において導
電層孔２３によって露出されていることに特に注目され
たい。次いで電線１８が絶縁層２４内に組立てられ、各
センシング素子１６の表面から下方に絶縁層２４内に伸
びてマルチプレクサ３０に接続される。図４には、指先
バレー６２が導電層２２への回路を完成させずに電線１
８上を通過できるように、各電線１８の直径を充分に小
さくしてあることを示している。しかしながら、各電線
１８は、指先リッジ６０がリッジ６０を通して導電層２
２に接触して回路を完成させるのに充分に大きくなけれ
ばならない。
【００１４】図５を参照する。例示のための指先の指紋
１４は、指先リッジ６０及び指先バレー６２からなって
いることを示している。また図５には、指先１２がセン
シングアレイ２０を横切るように引かれた時に、指紋１
４の表面を横切ってトレースされる例示センシングアレ
イ通路５８も示されている。センシングアレイ２０は、
通路が連続して近似中心を通って指紋１４の全長に伸び
る限り、指紋１４を横切るどの通路をもトレースするこ
とができる。各センシング素子１６がセンシングアレイ
通路５８に沿って辿る通路が、個人の指先の独特なトポ
ロジを表すサンプル軌跡信号を発生する。図６は、各セ
ンサ素子１６において測定された５つのサンプル軌跡信
号を示すグラフである。このグラフは、時間に対して測
定された連続曲線電圧関数として限定される各サンプル
軌跡信号を示している。更に、このグラフは、図５に示
した例示センシングアレイ通路５８に対応している。図
６の各サンプル軌跡信号Ａ乃至Ｅは、図５のセンシング
アレイ通路５８のラインＡ乃至Ｅに直接対応している。
図６にグラフにされたサンプル軌跡信号Ａ乃至Ｅ内の各
ピークは、指先リッジ６０が各センシング素子１６を通
って回路を完成させた時の、リッジ６０を表しているこ
とに注目すべきである。サンプル軌跡信号はディジタル
信号に量子化され、記憶されている参照軌跡信号と相関
される。グラフには、サンプル軌跡信号の位置と一致す
る指先リッジ６０の位置を有する５つの参照軌跡信号も
示されている。図５と図６とを比較すると、５つの各セ
ンシング素子１６が指紋上を矢印の方向に引かれた時の
各指紋のリッジ６０と各センシングアレイ通路５８のラ
インＡ乃至Ｅ（図５）との交差が、図６の時間に対して
グラフにされたサンプル軌跡信号ピークに直接対応して
いることに注目されたい。
１４は、指先リッジ６０及び指先バレー６２からなって
いることを示している。また図５には、指先１２がセン
シングアレイ２０を横切るように引かれた時に、指紋１
４の表面を横切ってトレースされる例示センシングアレ
イ通路５８も示されている。センシングアレイ２０は、
通路が連続して近似中心を通って指紋１４の全長に伸び
る限り、指紋１４を横切るどの通路をもトレースするこ
とができる。各センシング素子１６がセンシングアレイ
通路５８に沿って辿る通路が、個人の指先の独特なトポ
ロジを表すサンプル軌跡信号を発生する。図６は、各セ
ンサ素子１６において測定された５つのサンプル軌跡信
号を示すグラフである。このグラフは、時間に対して測
定された連続曲線電圧関数として限定される各サンプル
軌跡信号を示している。更に、このグラフは、図５に示
した例示センシングアレイ通路５８に対応している。図
６の各サンプル軌跡信号Ａ乃至Ｅは、図５のセンシング
アレイ通路５８のラインＡ乃至Ｅに直接対応している。
図６にグラフにされたサンプル軌跡信号Ａ乃至Ｅ内の各
ピークは、指先リッジ６０が各センシング素子１６を通
って回路を完成させた時の、リッジ６０を表しているこ
とに注目すべきである。サンプル軌跡信号はディジタル
信号に量子化され、記憶されている参照軌跡信号と相関
される。グラフには、サンプル軌跡信号の位置と一致す
る指先リッジ６０の位置を有する５つの参照軌跡信号も
示されている。図５と図６とを比較すると、５つの各セ
ンシング素子１６が指紋上を矢印の方向に引かれた時の
各指紋のリッジ６０と各センシングアレイ通路５８のラ
インＡ乃至Ｅ（図５）との交差が、図６の時間に対して
グラフにされたサンプル軌跡信号ピークに直接対応して
いることに注目されたい。
【００１５】図７に、単一の集積回路パッケージ６４に
集積された完全な指紋検出器１０を示す。このチップ
は、更にデータキャリヤカード５０内に組み込むことが
できるように充分に小さいことが好ましい。関係する主
要寸法は、チップパッケージングの厚みである。この標
準Ｃ２パッケージ、接触ハーメチックセラミックチップ
キャリヤ内で使用可能ないろいろなモノリシック集積回
路は、TRW Inc.から入手可能である。図示の標準パッケ
ージは 1.62 ｍｍの最小厚みに製造することができる
が、将来製造技術が進歩すればこの寸法を減少させるこ
とができよう。図７は、典型的にはセラミック、エポキ
シ樹脂、または絶縁層２４として適当な類似材料で製造
される集積回路パッケージ６４の平面図である。導電層
２２は絶縁層２４の上面に形成され、これが集積回路パ
ッケージ６４の一部になる。導電層孔２３が各所定のセ
ンシング素子１６の位置に形成され、電線１８並びに各
電線１８を取り囲んでいる絶縁層２４の環状区分が露出
される。図７には、各電線１８の周囲に電線１８が中心
となるように導電層孔２３を設け、導電層２２と電線１
８との間に露出した絶縁層２４によって形成された絶縁
領域を形成することの重要性をも示している。各電線１
８は集積回路パッケージ６４の表面に露出され、パッケ
ージングを通って下方に伸びてサンプル回路５６に接続
される。図７は更に、集積回路パッケージ６４及びモノ
リシック回路内に収容される機能のブロック線図をも示
している。センシングアレイ２０が複雑ではないことが
主要な特色であり、これにより指紋検出器１０を単一の
モノリシックチップ内に組み込むことが可能になる。
集積された完全な指紋検出器１０を示す。このチップ
は、更にデータキャリヤカード５０内に組み込むことが
できるように充分に小さいことが好ましい。関係する主
要寸法は、チップパッケージングの厚みである。この標
準Ｃ２パッケージ、接触ハーメチックセラミックチップ
キャリヤ内で使用可能ないろいろなモノリシック集積回
路は、TRW Inc.から入手可能である。図示の標準パッケ
ージは 1.62 ｍｍの最小厚みに製造することができる
が、将来製造技術が進歩すればこの寸法を減少させるこ
とができよう。図７は、典型的にはセラミック、エポキ
シ樹脂、または絶縁層２４として適当な類似材料で製造
される集積回路パッケージ６４の平面図である。導電層
２２は絶縁層２４の上面に形成され、これが集積回路パ
ッケージ６４の一部になる。導電層孔２３が各所定のセ
ンシング素子１６の位置に形成され、電線１８並びに各
電線１８を取り囲んでいる絶縁層２４の環状区分が露出
される。図７には、各電線１８の周囲に電線１８が中心
となるように導電層孔２３を設け、導電層２２と電線１
８との間に露出した絶縁層２４によって形成された絶縁
領域を形成することの重要性をも示している。各電線１
８は集積回路パッケージ６４の表面に露出され、パッケ
ージングを通って下方に伸びてサンプル回路５６に接続
される。図７は更に、集積回路パッケージ６４及びモノ
リシック回路内に収容される機能のブロック線図をも示
している。センシングアレイ２０が複雑ではないことが
主要な特色であり、これにより指紋検出器１０を単一の
モノリシックチップ内に組み込むことが可能になる。
【００１６】図８は、集積回路パッケージ６４の側面図
である。この図から、導電層２２が絶縁層２４上に形成
されており、絶縁層２４が主要なパッケージング材料と
なっていることが理解できよう。図８は、チップと外部
回路との間の接続を可能にする集積回路パッケージ６４
のサイドに沿う接続ピンの位置どりを示している。接続
ピン６６をサイドに取付けることによって、集積回路パ
ッケージ６４を低プロファイルに維持できることに特に
注目されたい。以下に、本発明の教示により指紋を検出
し、照合する方法を説明する。アルゴリズムは、ユーザ
の指紋データが、記憶された参照データと一致するか否
かを決定する。この技術は、露出型皮膚抵抗センシング
アレイ２０（指先１２の指紋１４をセンシングアレイ２
０に連続して接触させながら引くことができる）を有す
る指紋検出器１０を提供することを含む。指先１２をセ
ンシングアレイ２０にセンシング接触させた直後に、指
紋検出器１０内の回路が自動的に付勢される。当業者な
らばこのような自動付勢が、表面圧力、またはデバイス
を通る電流を感知することによって達成できることが理
解されよう。指紋１４の表面がセンシングアレイ２０を
横切る時にトレースされるセンシングアレイ通路５８
は、指紋１４がセンシングアレイ２０を横切って引かれ
る時のアラインメントまたは速度には依存しない。受入
れ可能なサンプル軌跡信号を発生させるために唯一必要
なことは、指紋１４の相対中心が滑らかな連続運動でセ
ンシングアレイ２０を端から端まで横切るように指紋１
４を引かなければならないことである。センシングアレ
イ２０を横切って指紋１４を連続運動させると、センシ
ングアレイ２０は図６に示すような連続サンプル軌跡信
号を発生する。得られる信号は、典型的には信号対雑音
比が高く、広いダイナミックレンジもカバーしている。
これらの両信号特性は、統計的相関アルゴリズム内に含
まれる誤りの確率を大幅に低下させる。次いで、アナロ
グサンプル軌跡信号は、Ａ／Ｄ変換器３４によってディ
ジタルビットストリームに量子化され（図１）、ディジ
タル信号プロセッサ４０によって個人の指先リッジ及び
バレーの記録である記憶されている参照軌跡信号と統計
的に相関させることができる（図６）。現在、必要な統
計的相関アルゴリズムを遂行するモノリシックディジタ
ルプロセッサが、標準オフ・ザ・シェルフデバイスとし
て入手可能である。柔軟なアーキテクチャによって、参
照軌跡信号をメモリ４８、好ましくは読み出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）内に格納することができる。代替として、
処理される前にデータインタフェースを通して参照軌跡
信号を外部記憶デバイスから検索することができる。
である。この図から、導電層２２が絶縁層２４上に形成
されており、絶縁層２４が主要なパッケージング材料と
なっていることが理解できよう。図８は、チップと外部
回路との間の接続を可能にする集積回路パッケージ６４
のサイドに沿う接続ピンの位置どりを示している。接続
ピン６６をサイドに取付けることによって、集積回路パ
ッケージ６４を低プロファイルに維持できることに特に
注目されたい。以下に、本発明の教示により指紋を検出
し、照合する方法を説明する。アルゴリズムは、ユーザ
の指紋データが、記憶された参照データと一致するか否
かを決定する。この技術は、露出型皮膚抵抗センシング
アレイ２０（指先１２の指紋１４をセンシングアレイ２
０に連続して接触させながら引くことができる）を有す
る指紋検出器１０を提供することを含む。指先１２をセ
ンシングアレイ２０にセンシング接触させた直後に、指
紋検出器１０内の回路が自動的に付勢される。当業者な
らばこのような自動付勢が、表面圧力、またはデバイス
を通る電流を感知することによって達成できることが理
解されよう。指紋１４の表面がセンシングアレイ２０を
横切る時にトレースされるセンシングアレイ通路５８
は、指紋１４がセンシングアレイ２０を横切って引かれ
る時のアラインメントまたは速度には依存しない。受入
れ可能なサンプル軌跡信号を発生させるために唯一必要
なことは、指紋１４の相対中心が滑らかな連続運動でセ
ンシングアレイ２０を端から端まで横切るように指紋１
４を引かなければならないことである。センシングアレ
イ２０を横切って指紋１４を連続運動させると、センシ
ングアレイ２０は図６に示すような連続サンプル軌跡信
号を発生する。得られる信号は、典型的には信号対雑音
比が高く、広いダイナミックレンジもカバーしている。
これらの両信号特性は、統計的相関アルゴリズム内に含
まれる誤りの確率を大幅に低下させる。次いで、アナロ
グサンプル軌跡信号は、Ａ／Ｄ変換器３４によってディ
ジタルビットストリームに量子化され（図１）、ディジ
タル信号プロセッサ４０によって個人の指先リッジ及び
バレーの記録である記憶されている参照軌跡信号と統計
的に相関させることができる（図６）。現在、必要な統
計的相関アルゴリズムを遂行するモノリシックディジタ
ルプロセッサが、標準オフ・ザ・シェルフデバイスとし
て入手可能である。柔軟なアーキテクチャによって、参
照軌跡信号をメモリ４８、好ましくは読み出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）内に格納することができる。代替として、
処理される前にデータインタフェースを通して参照軌跡
信号を外部記憶デバイスから検索することができる。
【００１７】このアルゴリズムは柔軟であり、プロセッ
サ４０によって２つの信号を実時間で比較させることを
可能にするか、またはサンプル軌跡信号を表すディジタ
ルビットストリームをメモリ４８内に完全に記憶し、プ
ロセッサ４０によってオフライン処理させることができ
る。プロセッサによって実行されるこのアルゴリズム
は、サンプル軌跡信号と参照軌跡信号との間の位置仮説
誤差( position hypothesis error ) を最小に維持する
ように努力する。統計的相関は、集合体誤差( aggregat
e error ) を確立するサンプル軌跡信号を入手しなが
ら、最後に記憶された参照軌跡信号値に対し、全ての仮
説自由度にわたって遂行される。アルゴリズムは、相関
アルゴリズムが連続的に低い集合体誤差を維持すること
ができる限り、記憶されている参照データに対してサン
プル軌跡信号データを処理し続ける。もし相関アルゴリ
ズムによって計算された集合体誤差が所定のしきい値誤
差レベルを超えれば、プロセッサ４０は検出アルゴリズ
ムを終了し、否定照合信号を発生する。しかしながら、
もし統計的相関アルゴリズムが集合体誤差レベルをサン
プル軌跡信号の始めから終わりまで連続的に低く維持す
ることができれば、プロセッサ４０は肯定照合信号を発
生してサンプル軌跡信号及び参照軌跡信号の両方を発生
した指先が同一であることを指示する。
サ４０によって２つの信号を実時間で比較させることを
可能にするか、またはサンプル軌跡信号を表すディジタ
ルビットストリームをメモリ４８内に完全に記憶し、プ
ロセッサ４０によってオフライン処理させることができ
る。プロセッサによって実行されるこのアルゴリズム
は、サンプル軌跡信号と参照軌跡信号との間の位置仮説
誤差( position hypothesis error ) を最小に維持する
ように努力する。統計的相関は、集合体誤差( aggregat
e error ) を確立するサンプル軌跡信号を入手しなが
ら、最後に記憶された参照軌跡信号値に対し、全ての仮
説自由度にわたって遂行される。アルゴリズムは、相関
アルゴリズムが連続的に低い集合体誤差を維持すること
ができる限り、記憶されている参照データに対してサン
プル軌跡信号データを処理し続ける。もし相関アルゴリ
ズムによって計算された集合体誤差が所定のしきい値誤
差レベルを超えれば、プロセッサ４０は検出アルゴリズ
ムを終了し、否定照合信号を発生する。しかしながら、
もし統計的相関アルゴリズムが集合体誤差レベルをサン
プル軌跡信号の始めから終わりまで連続的に低く維持す
ることができれば、プロセッサ４０は肯定照合信号を発
生してサンプル軌跡信号及び参照軌跡信号の両方を発生
した指先が同一であることを指示する。
【００１８】検出及び照合の方法は、サンプル軌跡信号
を正規化する技術をも備えている。当業者ならば、サン
プル軌跡信号を正規化すると、サンプルされたデータ点
の連続的に最適化された数が供給されるために、デバイ
スの複雑さが減少することは理解されよう。正規化技術
は、必要なデータ点の最適数を標準化し、初期サンプリ
ングレートを与えることによって達成される。サンプル
軌跡信号を検出した時に、処理アルゴリズムはサンプル
軌跡信号周波数を計算する。サンプリングレートはサン
プル軌跡信号周波数に正比例するように、処理アルゴリ
ズムによって相関させなければならないことは当業者に
は明白であろう。従って、センシングアレイ２０を横切
る指先の速度が増加すれば、サンプリングレートは比例
的に増加させられる。同様に、指先速度が低下すれば、
サンプリングレートは比例的に低下させられる。正規化
プロセスは最適化された数のデータ点を定常的に供給
し、更に指先速度に無関係にされた指紋検出及び照合方
法をも提供することによって説明中の本発明を更に簡易
化する。サンプルされるデータの数が減少すると、低価
格の処理回路を実現することが容易になり、また必要な
メモリの量、及び回路を駆動する電力が少なくて済む。
を正規化する技術をも備えている。当業者ならば、サン
プル軌跡信号を正規化すると、サンプルされたデータ点
の連続的に最適化された数が供給されるために、デバイ
スの複雑さが減少することは理解されよう。正規化技術
は、必要なデータ点の最適数を標準化し、初期サンプリ
ングレートを与えることによって達成される。サンプル
軌跡信号を検出した時に、処理アルゴリズムはサンプル
軌跡信号周波数を計算する。サンプリングレートはサン
プル軌跡信号周波数に正比例するように、処理アルゴリ
ズムによって相関させなければならないことは当業者に
は明白であろう。従って、センシングアレイ２０を横切
る指先の速度が増加すれば、サンプリングレートは比例
的に増加させられる。同様に、指先速度が低下すれば、
サンプリングレートは比例的に低下させられる。正規化
プロセスは最適化された数のデータ点を定常的に供給
し、更に指先速度に無関係にされた指紋検出及び照合方
法をも提供することによって説明中の本発明を更に簡易
化する。サンプルされるデータの数が減少すると、低価
格の処理回路を実現することが容易になり、また必要な
メモリの量、及び回路を駆動する電力が少なくて済む。
【００１９】本発明の好ましい実施例は、参照軌跡信号
を記憶させるのに、メモリ４８には依存しない。参照軌
跡信号をデータキャリヤカード５０内に記憶させること
はオプション機能である。本発明の別の実施例は、デー
タインタフェース５４を通してプロセッサ４０に参照軌
跡信号を供給する方法である。この実施例によれば、相
関アルゴリズムによって使用される参照信号をデータキ
ャリヤカード５０内に記憶させるのではなく、照合エー
ジェンシーに格納しておくことが可能になる。この特色
は、ユーザが偽造データキャリヤカード５０を持つため
に生じる詐欺的要素を排除するのに役立つ。この特色
は、限定するものではないが、制限されているが既知の
個人のグループの識別を要求する銀行、保健介護施設、
及び政府エージェンシーのような機関に特に有用であろ
う。安全保護の目的のための識別が絶対識別の確率を低
くしてもよい場合には、データキャリヤカード５０は、
メモリ４８内に予めプログラムされた所有者の参照軌跡
信号を有する銀行発行のクレジットカードで実現するこ
とができる。所有者が小売店で物品を購入する時に、販
売の条件として、ＰＯＳ端末において指紋情報を照合す
ることによってそのカード保持者を正しく識別するため
の手段として、その所有者にこの型のクレジットカード
の提示を求めることができる。販売取引を完了する前
に、ユーザの指紋を照合するためにユーザに提示するこ
とを要求するようなデータキャリヤカード５０の使用法
は、クレジットカード詐欺の発生を大幅に低下させる。
を記憶させるのに、メモリ４８には依存しない。参照軌
跡信号をデータキャリヤカード５０内に記憶させること
はオプション機能である。本発明の別の実施例は、デー
タインタフェース５４を通してプロセッサ４０に参照軌
跡信号を供給する方法である。この実施例によれば、相
関アルゴリズムによって使用される参照信号をデータキ
ャリヤカード５０内に記憶させるのではなく、照合エー
ジェンシーに格納しておくことが可能になる。この特色
は、ユーザが偽造データキャリヤカード５０を持つため
に生じる詐欺的要素を排除するのに役立つ。この特色
は、限定するものではないが、制限されているが既知の
個人のグループの識別を要求する銀行、保健介護施設、
及び政府エージェンシーのような機関に特に有用であろ
う。安全保護の目的のための識別が絶対識別の確率を低
くしてもよい場合には、データキャリヤカード５０は、
メモリ４８内に予めプログラムされた所有者の参照軌跡
信号を有する銀行発行のクレジットカードで実現するこ
とができる。所有者が小売店で物品を購入する時に、販
売の条件として、ＰＯＳ端末において指紋情報を照合す
ることによってそのカード保持者を正しく識別するため
の手段として、その所有者にこの型のクレジットカード
の提示を求めることができる。販売取引を完了する前
に、ユーザの指紋を照合するためにユーザに提示するこ
とを要求するようなデータキャリヤカード５０の使用法
は、クレジットカード詐欺の発生を大幅に低下させる。
【００２０】本発明の特色によれば、総合サイズが小さ
く、プロファイルが低い低価格指紋検出器１０を単一の
集積回路パッケージ６４内に実現することを可能にし、
更に指紋検出器１０をデータキャリヤカード５０または
他の適当なデバイス内に組み込むことをも可能にする。
これらのパッケージは、人間インタフェーシングを発生
する過酷な環境に耐える。独特な皮膚抵抗センシングア
レイ２０は、熱または光指紋検出計画が要求する既存技
術に優る幾つかの長所を有している。２つの指紋が同一
の電子信号を発生する確率が最小であることから、セン
サは既存技術を使用して実現される比較的簡単なアルゴ
リズムによって処理することができる電子波形を発生す
る。上述した従来の方法には、指先をセンシングアレイ
に対して運動またはスワイプさせ、それによって指紋ト
ポロジを表す連続電子軌跡信号を発生する技術は含まれ
ていない。更に上述した従来の方法は、指先のリッジ及
びバレーの変化する抵抗の導電率を感知し、皮膚のこの
抵抗特性を電気信号に変換する低価格センシングアレイ
を提供してはいない。
く、プロファイルが低い低価格指紋検出器１０を単一の
集積回路パッケージ６４内に実現することを可能にし、
更に指紋検出器１０をデータキャリヤカード５０または
他の適当なデバイス内に組み込むことをも可能にする。
これらのパッケージは、人間インタフェーシングを発生
する過酷な環境に耐える。独特な皮膚抵抗センシングア
レイ２０は、熱または光指紋検出計画が要求する既存技
術に優る幾つかの長所を有している。２つの指紋が同一
の電子信号を発生する確率が最小であることから、セン
サは既存技術を使用して実現される比較的簡単なアルゴ
リズムによって処理することができる電子波形を発生す
る。上述した従来の方法には、指先をセンシングアレイ
に対して運動またはスワイプさせ、それによって指紋ト
ポロジを表す連続電子軌跡信号を発生する技術は含まれ
ていない。更に上述した従来の方法は、指先のリッジ及
びバレーの変化する抵抗の導電率を感知し、皮膚のこの
抵抗特性を電気信号に変換する低価格センシングアレイ
を提供してはいない。
【００２１】図９は、本発明の好ましい代替実施例に関
連する変形センシングアレイを示している。皮膚抵抗セ
ンシングアレイ７０は、上述したセンシングアレイ２０
に類似している。皮膚抵抗センシングアレイ７０の唯一
の重要な差は、合計 14 のセンシング素子７２を含んで
いること、及びこれらのセンシング素子７２がやや異な
るパターンに配列されていることである。詳しく述べる
と、センシングアレイ７０は、照合のために使用される
12 の個々のサンプル軌跡信号を発生するように主とし
て機能する 12 のセンシング素子７４ａ−７４ｌからな
る１つの行と、照合アルゴリズムによって使用される速
度関数を測定するために使用されるサンプル軌跡信号を
主として発生するようになっている２つのセンシング素
子７６及び７８からなる１つの列を含んでいる。
連する変形センシングアレイを示している。皮膚抵抗セ
ンシングアレイ７０は、上述したセンシングアレイ２０
に類似している。皮膚抵抗センシングアレイ７０の唯一
の重要な差は、合計 14 のセンシング素子７２を含んで
いること、及びこれらのセンシング素子７２がやや異な
るパターンに配列されていることである。詳しく述べる
と、センシングアレイ７０は、照合のために使用される
12 の個々のサンプル軌跡信号を発生するように主とし
て機能する 12 のセンシング素子７４ａ−７４ｌからな
る１つの行と、照合アルゴリズムによって使用される速
度関数を測定するために使用されるサンプル軌跡信号を
主として発生するようになっている２つのセンシング素
子７６及び７８からなる１つの列を含んでいる。
【００２２】従ってセンシング素子７４ａ−７４ｌは、
皮膚抵抗センシング素子の１× 12アレイを形成する。
各センシング素子７２は直径が 10 ミルであり、アレイ
の素子は 30 ミル離間されている。センシングアレイ７
０の中心において指先の速度関数を測定するために、セ
ンシング素子７６及び７８をセンシング素子７４ｆと７
４ｇとの間で、それらの下に位置決めすることが好まし
い。しかしながら、当業者ならば、本発明の範囲から逸
脱することなく指先１２の速度関数を測定するために、
センシング素子７６及び７８を他の種々の位置に配置で
きることは理解されよう。前述したように、センシング
アレイ７０の 12 の各センシング素子７４ａ−７４ｌ
は、指先１２がセンシングアレイ７０に対して運動する
と、指紋リッジ６０及び指紋バレー６２の抵抗値の独特
なサンプル軌跡信号を発生する。 12 のサンプル軌跡信
号は、図２に示されているものと類似のサンプリング及
び処理回路１０によって収集される。前述したように、
12 のサンプル軌跡信号は、先に収集された参照軌跡信
号と相関され、サンプル信号と参照信号とが同一の指先
から収集されたものであるか否かを統計的に決定、また
は照合する。
皮膚抵抗センシング素子の１× 12アレイを形成する。
各センシング素子７２は直径が 10 ミルであり、アレイ
の素子は 30 ミル離間されている。センシングアレイ７
０の中心において指先の速度関数を測定するために、セ
ンシング素子７６及び７８をセンシング素子７４ｆと７
４ｇとの間で、それらの下に位置決めすることが好まし
い。しかしながら、当業者ならば、本発明の範囲から逸
脱することなく指先１２の速度関数を測定するために、
センシング素子７６及び７８を他の種々の位置に配置で
きることは理解されよう。前述したように、センシング
アレイ７０の 12 の各センシング素子７４ａ−７４ｌ
は、指先１２がセンシングアレイ７０に対して運動する
と、指紋リッジ６０及び指紋バレー６２の抵抗値の独特
なサンプル軌跡信号を発生する。 12 のサンプル軌跡信
号は、図２に示されているものと類似のサンプリング及
び処理回路１０によって収集される。前述したように、
12 のサンプル軌跡信号は、先に収集された参照軌跡信
号と相関され、サンプル信号と参照信号とが同一の指先
から収集されたものであるか否かを統計的に決定、また
は照合する。
【００２３】図１０に、本発明のデータ収集技術を詳細
に示す。この好ましい代替実施例に伴う特に関心のある
特色は、サンプル及び参照軌跡信号を収集し、処理する
独特な方法である。本発明の方法では、サンプル及び参
照軌跡信号を収集する時に指先１２を同一方向にスワイ
プさせるのではなく、第１のサイドスワイプ方向８０に
おいてサンプル及び参照軌跡信号を収集する。参照軌跡
信号を発生させるためには、この第１のサイドスワイプ
８０が指先１２を緯度方向に辿る直線をトレースするの
が好ましいのであるが、スワイプ８０がほぼ直線を辿っ
ている限りこの角度は重要ではない。爾後のサンプル軌
跡信号を発生する第２のインラインスワイプ８２も、参
照スワイプ８０の角度から角度α1 だけずらせて直線に
沿って取り込まれる。好ましくは、参照及びサンプル軌
跡信号を発生するスワイピング通路８０、８２の間の角
度α1 は 90 °にする。しかしながら、参照及びサンプ
ル軌跡信号のスワイピング通路８０、８２の間がどのよ
うな鋭角であっても、所望の交差データ点の集合を発生
する。従って、図１１は参照指先スワイプ８０’の方向
とサンプル指先スワイプ８２’の方向との間の鋭角α2
を示している。
に示す。この好ましい代替実施例に伴う特に関心のある
特色は、サンプル及び参照軌跡信号を収集し、処理する
独特な方法である。本発明の方法では、サンプル及び参
照軌跡信号を収集する時に指先１２を同一方向にスワイ
プさせるのではなく、第１のサイドスワイプ方向８０に
おいてサンプル及び参照軌跡信号を収集する。参照軌跡
信号を発生させるためには、この第１のサイドスワイプ
８０が指先１２を緯度方向に辿る直線をトレースするの
が好ましいのであるが、スワイプ８０がほぼ直線を辿っ
ている限りこの角度は重要ではない。爾後のサンプル軌
跡信号を発生する第２のインラインスワイプ８２も、参
照スワイプ８０の角度から角度α1 だけずらせて直線に
沿って取り込まれる。好ましくは、参照及びサンプル軌
跡信号を発生するスワイピング通路８０、８２の間の角
度α1 は 90 °にする。しかしながら、参照及びサンプ
ル軌跡信号のスワイピング通路８０、８２の間がどのよ
うな鋭角であっても、所望の交差データ点の集合を発生
する。従って、図１１は参照指先スワイプ８０’の方向
とサンプル指先スワイプ８２’の方向との間の鋭角α2
を示している。
【００２４】本方法の最終目的は、プロセッサ４０が比
較するデータセットを最小にすることである。従って、
参照信号の通路とサンプル信号の通路とが好ましい角 9
0 °をなしていれば、交差データ点の行列は自動的に合
計 144データ点に最小化される。これらの 144のデータ
点は相関アルゴリズムによって処理され、同一の指紋か
ら得られたサンプル軌跡信号と参照軌跡信号とを照合す
る。図９に戻って、副センシング素子７６及び７８は、
指先１２がセンシングアレイ表面７０を横切って運動す
る際の、指先１２の速度を測定するために使用される。
各速度センサ７６及び７８は、指紋１４のリッジ抵抗値
を表すサンプル軌跡信号を発生する。理想的な条件の下
では、各センサ７６及び７８は時間だけが異なる、従っ
て位相がシフトしている同一のサンプル軌跡信号を発生
する。センサ７６及び７８が発生した信号は位相検出に
よって処理され、センシングアレイ７０に対して運動す
る指先の速度関数を計算することができる。
較するデータセットを最小にすることである。従って、
参照信号の通路とサンプル信号の通路とが好ましい角 9
0 °をなしていれば、交差データ点の行列は自動的に合
計 144データ点に最小化される。これらの 144のデータ
点は相関アルゴリズムによって処理され、同一の指紋か
ら得られたサンプル軌跡信号と参照軌跡信号とを照合す
る。図９に戻って、副センシング素子７６及び７８は、
指先１２がセンシングアレイ表面７０を横切って運動す
る際の、指先１２の速度を測定するために使用される。
各速度センサ７６及び７８は、指紋１４のリッジ抵抗値
を表すサンプル軌跡信号を発生する。理想的な条件の下
では、各センサ７６及び７８は時間だけが異なる、従っ
て位相がシフトしている同一のサンプル軌跡信号を発生
する。センサ７６及び７８が発生した信号は位相検出に
よって処理され、センシングアレイ７０に対して運動す
る指先の速度関数を計算することができる。
【００２５】この速度関数計算を図１２に示す。図１２
に示す波形は、個々に識別するためにＡ−Ｄと命名して
ある。波形Ａ1 及びＡ2 はセンサ７６及び７８が発生し
た軌跡信号を示し、波形Ｂ1 及びＢ2 はセンサ７６及び
７８が発生し、処理アルゴリズムによって正規化した後
の軌跡信号を示している。これらの両サンプル軌跡信号
を検出した後に、対応する指紋リッジ６０のピーク間の
遅れ８６の量を計算することができる。この遅れ８６
は、波形Ａ1 及びＡ2 の上に表されている。これらの信
号は相関され、濾波されて高周波接触雑音が除去され
る。速度が正規化され、高周波雑音が除去された信号を
波形Ｃで示す。最後に波形Ｄは、濾波された信号から微
分係数を使用してリッジ縁８８を抽出した後に得られた
信号を表しいる。照合アルゴリズムは、波形Ｄによって
表されるこの得られた速度関数信号を使用して、 12 の
サンプル軌跡信号と 12 の直交参照軌跡信号とを比較す
ることができる。
に示す波形は、個々に識別するためにＡ−Ｄと命名して
ある。波形Ａ1 及びＡ2 はセンサ７６及び７８が発生し
た軌跡信号を示し、波形Ｂ1 及びＢ2 はセンサ７６及び
７８が発生し、処理アルゴリズムによって正規化した後
の軌跡信号を示している。これらの両サンプル軌跡信号
を検出した後に、対応する指紋リッジ６０のピーク間の
遅れ８６の量を計算することができる。この遅れ８６
は、波形Ａ1 及びＡ2 の上に表されている。これらの信
号は相関され、濾波されて高周波接触雑音が除去され
る。速度が正規化され、高周波雑音が除去された信号を
波形Ｃで示す。最後に波形Ｄは、濾波された信号から微
分係数を使用してリッジ縁８８を抽出した後に得られた
信号を表しいる。照合アルゴリズムは、波形Ｄによって
表されるこの得られた速度関数信号を使用して、 12 の
サンプル軌跡信号と 12 の直交参照軌跡信号とを比較す
ることができる。
【００２６】本発明の方法は、種々の手法で実現可能で
あるが、それでも極めて信頼でき、且つ正確な指紋照合
を提供することができる。本方法の実施例を、以下に説
明する。センシングアレイ７０を使用する簡単な指紋照
合システム１０は、小売店のＰＯＳ端末機器内に組み込
まれる。もしこの小売店がデパートであれば、全てのＰ
ＯＳレジスタがこの照合システムを装備していよう。店
の顧客には顧客名及び掛け売り勘定番号で識別されたク
レジットカードが発行されていよう。図１３はクレジッ
トカードの例である。殆ど全てのクレジットカードと同
様に、カード９０の裏側９２は、恒久署名領域９４、及
び名前及び勘定番号のような情報をエンコードすること
ができる磁気ストリップ９６を含んでいる。顧客がクレ
ジットカードまたはチャージカード９０を使用できるよ
うにするためには、顧客は署名領域９４に署名し、彼等
の指紋情報を１つの指先から取得して顧客名及び勘定番
号と共にカード９０の磁気ストリップ９６上にエンコー
ドしなければならない。これは顧客が彼等の指先１２
を、センシングアレイ７０を横切って第１のサイドスワ
イプ方向８０または８０’にスワイプさせる（これによ
り参照軌跡信号が発生する）ことによって達成される。
この参照軌跡信号は、ＰＯＳ端末機器内にプログラムさ
れた適切なアルゴリズムによって処理される。処理され
た後に、クレジットカード９０の磁気ストリップ９６を
端末機器の読み取り装置／エンコーダを通して運動させ
ることによって、この参照軌跡信号情報が磁気ストリッ
プ９６上にエンコードされる。クレジットカード９０が
参照軌跡信号情報によって適切に「活動化」されると、
顧客はカード９０を使用して、店からいろいろな物品及
びサービスをを購入できるようになる。無許可の使用、
または磁気ストリップ９６上に記憶された参照信号情報
の改変を防ぐために、または他の形状の詐欺的な不正操
作を防ぐために、既知の、または将来の暗号化技術を使
用することができる。
あるが、それでも極めて信頼でき、且つ正確な指紋照合
を提供することができる。本方法の実施例を、以下に説
明する。センシングアレイ７０を使用する簡単な指紋照
合システム１０は、小売店のＰＯＳ端末機器内に組み込
まれる。もしこの小売店がデパートであれば、全てのＰ
ＯＳレジスタがこの照合システムを装備していよう。店
の顧客には顧客名及び掛け売り勘定番号で識別されたク
レジットカードが発行されていよう。図１３はクレジッ
トカードの例である。殆ど全てのクレジットカードと同
様に、カード９０の裏側９２は、恒久署名領域９４、及
び名前及び勘定番号のような情報をエンコードすること
ができる磁気ストリップ９６を含んでいる。顧客がクレ
ジットカードまたはチャージカード９０を使用できるよ
うにするためには、顧客は署名領域９４に署名し、彼等
の指紋情報を１つの指先から取得して顧客名及び勘定番
号と共にカード９０の磁気ストリップ９６上にエンコー
ドしなければならない。これは顧客が彼等の指先１２
を、センシングアレイ７０を横切って第１のサイドスワ
イプ方向８０または８０’にスワイプさせる（これによ
り参照軌跡信号が発生する）ことによって達成される。
この参照軌跡信号は、ＰＯＳ端末機器内にプログラムさ
れた適切なアルゴリズムによって処理される。処理され
た後に、クレジットカード９０の磁気ストリップ９６を
端末機器の読み取り装置／エンコーダを通して運動させ
ることによって、この参照軌跡信号情報が磁気ストリッ
プ９６上にエンコードされる。クレジットカード９０が
参照軌跡信号情報によって適切に「活動化」されると、
顧客はカード９０を使用して、店からいろいろな物品及
びサービスをを購入できるようになる。無許可の使用、
または磁気ストリップ９６上に記憶された参照信号情報
の改変を防ぐために、または他の形状の詐欺的な不正操
作を防ぐために、既知の、または将来の暗号化技術を使
用することができる。
【００２７】顧客が店で購入することを望む場合には、
ＰＯＳ端末の場所にいる店員にカード９０を提示する。
顧客照合プロセスを開始するために、店員が端末上の適
切な読み取り装置を通してカード９０の磁気ストリップ
９６を走らせると、エンコードされている参照軌跡信号
情報を端末内に読み込むことができる。次に、顧客は彼
等の指先１２を通路８２または８２’（元の参照信号の
通路８０または８０’から 90 °またはそれ以下だけず
れている）に沿って、センシングアレイ７０を横切って
スワイプさせるように要求される。例えば、もし参照軌
跡信号が、指紋１４を右から左へ横切って緯度方向、即
ち横切りの通路８０（図１０）に沿って取得されていれ
ば、次のサービス軌跡信号は指紋１４を経度方向、即ち
下から上への通路８２（図１０）に沿って採取されよ
う。指先１２のリッジ６０及びバレー６２が 12 個のセ
ンシング素子７４ａ−７４ｌ上でスワイプされると、セ
ンシングアレイ７０は 12 のサンプル軌跡信号を発生
し、これらの信号は前述したようにサンプルされ、処理
され、そしてカード９０から読み込まれた参照信号デー
タと比較される。
ＰＯＳ端末の場所にいる店員にカード９０を提示する。
顧客照合プロセスを開始するために、店員が端末上の適
切な読み取り装置を通してカード９０の磁気ストリップ
９６を走らせると、エンコードされている参照軌跡信号
情報を端末内に読み込むことができる。次に、顧客は彼
等の指先１２を通路８２または８２’（元の参照信号の
通路８０または８０’から 90 °またはそれ以下だけず
れている）に沿って、センシングアレイ７０を横切って
スワイプさせるように要求される。例えば、もし参照軌
跡信号が、指紋１４を右から左へ横切って緯度方向、即
ち横切りの通路８０（図１０）に沿って取得されていれ
ば、次のサービス軌跡信号は指紋１４を経度方向、即ち
下から上への通路８２（図１０）に沿って採取されよ
う。指先１２のリッジ６０及びバレー６２が 12 個のセ
ンシング素子７４ａ−７４ｌ上でスワイプされると、セ
ンシングアレイ７０は 12 のサンプル軌跡信号を発生
し、これらの信号は前述したようにサンプルされ、処理
され、そしてカード９０から読み込まれた参照信号デー
タと比較される。
【００２８】以下に図１４及び１５を参照して、本発明
に関連する交差行列１００を説明する。参照データ点１
０２及びサンプルデータ点１０４の組合わせが、指先１
２のトポグラフィを表すデータセット、即ち交差データ
点１０６の行列を発生する。スワイプ８０、８２が発生
した参照及びサンプルデータ点１０２、１０４から得ら
れた交差データ点１０６は、理想的には、144 の相等点
を有しているべきであり、この独特な弁別法によってク
レジットカードプロセッサは、そのカード９０の真の所
有者として識別する。従って、ＰＯＳ端末は、参照及び
サンプルデータ点１０２、１０４の比較を遂行し、サン
プル及び参照両信号を発生した同一指紋１４を照合す
る。照合アルゴリズムは、信号を統計的に比較する相互
相関マッチドフィルタを実現している。このようにし
て、もしプリセットされた統計的しきい値を超えれば信
号は整合し、顧客は物品またはサービスの購入を完了す
ることを許可される。もし統計的しきい値に合致しなけ
ればこれらの信号は拒絶され、顧客は、彼等がクレジッ
トカードの真の所有者であることをそれ以外の方法で証
明できない限り、購入を完了することは許されない。以
上から、検出及び検査アルゴリズムは、顧客及び小売店
の両者によって広く受け入れられるように、99％を超え
る正確さの割合を有していなければならないことが理解
できよう。
に関連する交差行列１００を説明する。参照データ点１
０２及びサンプルデータ点１０４の組合わせが、指先１
２のトポグラフィを表すデータセット、即ち交差データ
点１０６の行列を発生する。スワイプ８０、８２が発生
した参照及びサンプルデータ点１０２、１０４から得ら
れた交差データ点１０６は、理想的には、144 の相等点
を有しているべきであり、この独特な弁別法によってク
レジットカードプロセッサは、そのカード９０の真の所
有者として識別する。従って、ＰＯＳ端末は、参照及び
サンプルデータ点１０２、１０４の比較を遂行し、サン
プル及び参照両信号を発生した同一指紋１４を照合す
る。照合アルゴリズムは、信号を統計的に比較する相互
相関マッチドフィルタを実現している。このようにし
て、もしプリセットされた統計的しきい値を超えれば信
号は整合し、顧客は物品またはサービスの購入を完了す
ることを許可される。もし統計的しきい値に合致しなけ
ればこれらの信号は拒絶され、顧客は、彼等がクレジッ
トカードの真の所有者であることをそれ以外の方法で証
明できない限り、購入を完了することは許されない。以
上から、検出及び検査アルゴリズムは、顧客及び小売店
の両者によって広く受け入れられるように、99％を超え
る正確さの割合を有していなければならないことが理解
できよう。
【００２９】以上に説明した例は本発明の好ましい実施
例を表しており、当業者ならば本発明が多くの実施を有
していることは容易に理解されよう。例えば、本発明
は、有資格受益者を確認するために政府機関によって広
く使用することもできる。本発明のセンサを警察官が所
有する拳銃内に組み込んで、彼等の銃を彼等が使用でき
ないように、または許可されていないユーザが他人に対
して使用できないようにすることもできる。更に、本発
明は、本発明により限定された指紋照合システムを組み
込んで自動車の窃盗、または自動車の無許可使用を防ぐ
ように自動車製造業者が使用することができる。自動車
を始動させる前に、運転者はセンシングアレイ７０を横
切って彼等の指紋をスワイプさせ、サンプル軌跡信号を
発生させる必要がある。上述したようにして、適切に照
合されれば、許可された運転者は自動車を始動し、運転
することができる。
例を表しており、当業者ならば本発明が多くの実施を有
していることは容易に理解されよう。例えば、本発明
は、有資格受益者を確認するために政府機関によって広
く使用することもできる。本発明のセンサを警察官が所
有する拳銃内に組み込んで、彼等の銃を彼等が使用でき
ないように、または許可されていないユーザが他人に対
して使用できないようにすることもできる。更に、本発
明は、本発明により限定された指紋照合システムを組み
込んで自動車の窃盗、または自動車の無許可使用を防ぐ
ように自動車製造業者が使用することができる。自動車
を始動させる前に、運転者はセンシングアレイ７０を横
切って彼等の指紋をスワイプさせ、サンプル軌跡信号を
発生させる必要がある。上述したようにして、適切に照
合されれば、許可された運転者は自動車を始動し、運転
することができる。
【００３０】以上に本発明を若干の好ましい実施例に関
して説明したが、特許請求の範囲内で種々に変化及び変
更を行うことが可能である。
して説明したが、特許請求の範囲内で種々に変化及び変
更を行うことが可能である。
【図１】本発明による指紋検出システムの機能概要図で
ある。
ある。
【図２】指紋検出システムの等価回路を示す概要図であ
る。
る。
【図３】本発明によるデータキャリヤカード内に組み込
まれている指紋検出器の概要図である。
まれている指紋検出器の概要図である。
【図４】代表的皮膚抵抗センシングアレイの図３の４−
４矢視断面図である。
４矢視断面図である。
【図５】代表的指紋、及びイメージ５つのセンシング素
子を横切って運動する指紋が通った任意通路、即ち軌跡
を示す図である。
子を横切って運動する指紋が通った任意通路、即ち軌跡
を示す図である。
【図６】各センサ出力に発生する５つのサンプル軌跡信
号（Ａ−Ｅ）を時間的に表した図であって、指紋のリッ
ジとバレーとの間の導電率変化と、参照指紋データの位
置とを比較してそれらの関数が一致するか否かを示す図
である。
号（Ａ−Ｅ）を時間的に表した図であって、指紋のリッ
ジとバレーとの間の導電率変化と、参照指紋データの位
置とを比較してそれらの関数が一致するか否かを示す図
である。
【図７】単一の集積回路パッケージ内に組み込まれたセ
ンシングアレイ、サンプリング回路、プロセッサ、及び
メモリと、上面に埋め込まれた電線のアレイとを示す図
である。
ンシングアレイ、サンプリング回路、プロセッサ、及び
メモリと、上面に埋め込まれた電線のアレイとを示す図
である。
【図８】サイドに取付けられた接続用ワイヤを有する図
７の集積回路パッケージの側面図である。
７の集積回路パッケージの側面図である。
【図９】本発明の好ましい実施例による代表的皮膚抵抗
センシングアレイの平面図である。
センシングアレイの平面図である。
【図１０】１組のサンプル及び参照データ点上に重ねら
れた指紋を示す機能図である。
れた指紋を示す機能図である。
【図１１】本発明の代替実施例により互いに鋭角をなす
２つのスワイプを示す機能図である。
２つのスワイプを示す機能図である。
【図１２】信号処理の種々の段階における６つの軌跡信
号のグラフである。
号のグラフである。
【図１３】本発明の好ましい実施例によるデータを記憶
する磁気ストリップを有する例示クレジットカードを示
す図である。
する磁気ストリップを有する例示クレジットカードを示
す図である。
【図１４】参照軌跡信号及びサンプル軌跡信号からのデ
ータ点上に重ねられた交差行列を示す機能図である。
ータ点上に重ねられた交差行列を示す機能図である。
【図１５】参照及びサンプル信号データを処理するため
に使用される交差行列を示す機能図である。
に使用される交差行列を示す機能図である。
１０ 指紋検出器 １２ 指先 １４ 指紋 １６ センシング素子 １８ 電線 ２０ 皮膚抵抗センシングアレイ ２２ 導電層 ２３ 孔 ２４ 絶縁層 ２６ 電圧源 ２８ 第１の抵抗 ３０ マルチプレクサ ３４ アナログ・デジタル変換器 ３６ データライン ３８ 選択ライン ４０ プロセッサ ４２ プロセッサ入力 ４４ 照合出力 ４６ メモリインタフェース ４８ メモリ ５０ データキャリヤカード ５２ 照合変換器 ５４ データインタフェース ５６ サンプリング回路 ５８ センシングアレイ通路 ６０ 指紋のリッジ ６２ 指紋のバレー ６４ 集積回路パッケージ ７０ 皮膚抵抗センシングアレイ ７２、７４、７６、７８ センシング素子 ８０ サイドスワイプ ８２ インラインスワイプ ８６ 遅れ ８８ リッジの縁 ９０ クレジットカード ９２ カードの裏側 ９４ 署名領域 ９６ 磁気ストリップ １００ 交差行列 １０２ 参照データ点 １０４ サンプルデータ点 １０６ 交差データ点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/117 G06T 1/00
Claims (20)
- 【請求項１】 指紋を検出して照合する方法において、 指先の皮膚抵抗を電気信号に変換する皮膚抵抗センシン
グアレイを準備するステップと、 上記指先を上記皮膚抵抗センシングアレイに対して第１
の線形方向に運動させて参照軌跡信号を発生させるステ
ップと、 上記参照軌跡信号をメモリ内に記憶させるステップと、 上記指先を上記皮膚抵抗センシングアレイに対して第２
の線形方向に運動させてサンプル軌跡信号を発生させる
ステップであって、上記第２の線形方向は、上記サンプ
ル軌跡信号及び上記参照軌跡信号が交差データ点の最小
の集合を生成するように上記第１の線形方向から所定の
角度だけずれているステップと、 上記参照軌跡信号及び上記サンプル軌跡信号に対して関
数の集合を遂行するプロセッサを準備するステップと、 上記サンプル軌跡信号と上記参照軌跡信号とを相関させ
るステップと、 上記指先が上記サンプル軌跡信号及び上記参照軌跡信号
の両者を生成する確率に関係する照合信号を発生するス
テップと、 を備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 上記第１の線形方向と上記第２の線形方
向との間のずれの所定の角度は、鋭角である請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】 上記第１の線形方向と上記第２の線形方
向との間のずれの所定の角度は、９０°である請求項１
に記載の方法。 - 【請求項４】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、複数
のセンシング素子を含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、照合
アルゴリズムによって処理される上記皮膚抵抗軌跡信号
を発生する１２のセンシング素子を含んでいる請求項１
に記載の方法。 - 【請求項６】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、速度
関数を生成する２つのセンシング素子を含んでいる請求
項１に記載の方法。 - 【請求項７】 上記関数の集合は、上記参照軌跡信号及
びサンプル軌跡信号に関係する交差データ点の最小の集
合から成る交差行列を生成することを含んでいる請求項
１に記載の方法。 - 【請求項８】 上記信号を相関させるステップは、上記
サンプル軌跡信号及び上記参照軌跡信号の交差データ点
を相関させることを含む請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 上記信号を相関させるステップは、マッ
チドフィルタアルゴリズムを遂行することを含んでいる
請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 指紋を検出して照合する方法におい
て、 指紋照合端末を準備するステップと、 上記指紋照合端末に結合され、指先の皮膚抵抗を電気信
号に変換する皮膚抵抗センシングアレイを準備するステ
ップと、 上記指先を上記皮膚抵抗センシングアレイに対して第１
の線形方向に運動させて参照軌跡信号を発生させるステ
ップと、 上記参照軌跡信号をデータキャリヤカード上にエンコー
ドするステップと、 上記指先を上記皮膚抵抗センシングアレイに対して第２
の線形方向に運動させてサンプル軌跡信号を発生させる
ステップであって、上記第２の線形方向は、上記サンプ
ル軌跡信号及び上記参照軌跡信号が交差データ点の最小
の集合を生成するように上記第１の線形方向から所定の
角度だけずれているステップと、 上記参照軌跡信号を上記データキャリヤカードからメモ
リ内へ読み込むステップと、 上記参照軌跡信号及び上記サンプル軌跡信号に対して関
数の集合を遂行するプロセッサを準備するステップと、 上記サンプル軌跡信号と上記参照軌跡信号とを相関させ
るステップと、 上記指先が上記サンプル軌跡信号及び上記参照軌跡信号
の両者を生成する確率に関係する照合信号を発生するス
テップと、 を備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 上記第１の線形方向と上記第２の線形
方向との間のずれの所定の角度は、鋭角である請求項１
０に記載の方法。 - 【請求項１２】 上記第１の線形方向と上記第２の線形
方向との間のずれの所定の角度は、９０°である請求項
１０に記載の方法。 - 【請求項１３】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、複
数のセンシング素子を含んでいる請求項１０に記載の方
法。 - 【請求項１４】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、照
合アルゴリズムによって使用される上記皮膚抵抗軌跡信
号を発生する１２のセンシング素子を含んでいる請求項
１０に記載の方法。 - 【請求項１５】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、速
度関数を生成する２つのセンシング素子を含んでいる請
求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 指紋を検出して照合する方法におい
て、 少なくとも２つが速度関数を発生するようになっている
複数のセンシング素子を含み、指先の皮膚抵抗を電気信
号に変換する皮膚抵抗センシングアレイを準備するステ
ップと、 上記指先を上記皮膚抵抗センシングアレイに対して第１
の線形方向に運動させて参照軌跡信号を発生させるステ
ップと、 上記参照軌跡信号をメモリ内に記憶させるステップと、 上記指先を上記皮膚抵抗センシングアレイに対して第２
の線形方向に運動させてサンプル軌跡信号を発生させる
ステップであって、上記第２の線形方向は、上記サンプ
ル軌跡信号及び上記参照軌跡信号が共通データ点の最小
の集合を定めるするように上記第１の線形方向から所定
の角度だけずれているステップと、 上記参照軌跡信号及び上記サンプル軌跡信号に関係する
共通データ点の最小の集合の交差行列を生成するプロセ
ッサを準備するステップと、 上記サンプル軌跡信号及び上記参照軌跡信号の共通デー
タ点の最小の集合を相関させるステップと、 上記指先が上記サンプル軌跡信号及び上記参照軌跡信号
の両者を生成する確率に関係する照合信号を発生するス
テップと、 を備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 上記第１の線形方向と上記第２の線形
方向との間のずれの所定の角度は、鋭角である請求項１
６に記載の方法。 - 【請求項１８】 上記第１の線形方向と上記第２の線形
方向との間のずれの所定の角度は、９０°である請求項
１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 上記皮膚抵抗センシングアレイは、照
合アルゴリズムによって処理される上記皮膚抵抗軌跡信
号を発生する１２のセンシング素子を含んでいる請求項
１６に記載の方法。 - 【請求項２０】 上記信号を相関させるステップは、マ
ッチドフィルタアルゴリズムを遂行することを含んでい
る請求項１６に記載の方法。
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