WO2007099594A1 - 指紋読み取りセンサユニット - Google Patents

Abstract

　指紋読み取りセンサユニット（２１）では、指の第１関節は稜線（２９）に受け止められる。人間は第１関節で接触を感じやすいことから、指は稜線（２９）に簡単に位置合わせされる。このとき、指は凹み（３２）に受け入れられる。凹み（３２）は稜線（２９）の第１長さよりも大きい第２長さで広がることから、指紋読み取りセンサ（２７）は指の第１関節に近接して配置される。したがって、第１関節が稜線（２９）に位置合わせされると、指は指紋読み取りセンサ（２７）に対して最適な位置に合わせ込まれる。しかも、凹み（３２）の内側では前後方向に例えば突片（３４、３４）が延びる。指は突片（３４、３４）に沿って正確に位置合わせされる。例えば指紋読み取りセンサ（２７）がラインセンサで構成される場合、指は突片（３４、３４）の案内に基づき指紋読み取りセンサ（２７）に向かって真っ直ぐに移動することができる。

Description

明 細 書

指紋読み取りセンサユニット

技術分野

[0001] 本発明は、例えばノートブックパーソナルコンピュータといった電子機器に接続され る指紋読み取りセンサユニットに関し、特に、いわゆるライン型の指紋読み取りセンサ を備える指紋読み取りセンサユニットに関する。

背景技術

[0002] 特許文献 1に開示されるように、携帯電話端末装置ではライン型の指紋読み取りセ ンサは例えば筐体の窪みに埋め込まれる。利用者は窪みに沿って指を動かす。指紋 読み取りセンサは指の第 1関節力 指の先端に向力つて指紋を走査する。こうして指 紋の全体像は読み取られる。

特許文献 1 :日本国特開 2005— 204284号公報

特許文献 2 :日本国特開平 10— 222641号公報

発明の開示

[0003] 指は第 1関節回りでくびれる。したがって、利用者が指紋読み取りセンサ上に第 1関 節を触れさせようとしても、窪みの中に沈む指紋読み取りセンサには触れることができ ない。指紋読み取りセンサでは指紋は正確に検出されることができない。

[0004] 本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単に指を位置合わせすることがで きる指紋読み取りセンサユニットを提供することを目的とする。

[0005] 上記目的を達成するために、本発明によれば、筐体の表面に配置される指紋読み 取りセンサと、指紋読み取りセンサの後端から後方に第 1長さで離れて筐体の表面に 配置され、指の第 1関節を受け止める稜線と、筐体の表面に形成されて、指紋読み 取りセンサの前端力 前方に第 1長さよりも大きい第 2長さで広がる凹みと、凹みの縁 よりも内側で前後方向に延びる突片および溝の少なくともいずれか一方とを備えるこ とを特徴とする指紋読み取りセンサユ ットが提供される。

[0006] こうした指紋読み取りセンサユニットでは、指の第 1関節は稜線に受け止められる。

人間は第 1関節で接触を感じやすいことから、指は稜線に簡単に位置合わせされる ことができる。このとき、指は凹みに受け入れられる。凹みは稜線の第 1長さよりも大き い第 2長さで広がることから、指紋読み取りセンサは指の第 1関節に近接して配置さ れることができる。したがって、第 1関節が稜線に位置合わせされると、指は指紋読み 取りセンサに対して最適な位置に合わせ込まれる。し力も、凹みの内側では前後方 向に突片および溝の少なくともいずれか一方が延びる。指は突片または溝に沿って 正確に位置合わせされることができる。ここで、第 1長さが小さく設定されればされる ほど、指紋読み取りセンサは第 1関節付近力も指紋を走査することができる。すなわ ち、第 1長さは、照合に要求される指紋の全体像で決定されればよい。

[0007] 例えば指紋読み取りセンサは、前端および後端に平行に画素を配列するラインセ ンサで構成されてもよい。前述のように指が位置合わせされると、利用者は指を動か す。指の腹は突片または溝に沿って移動する。こうして指は突片または溝の案内に 基づき指紋読み取りセンサに向力つて真っ直ぐに移動することができる。このとき、指 の腹は指紋読み取りセンサに真っ直ぐに接触し続ける。このとき、指紋読み取りセン サは指紋を走査する。こうして指紋の全体像は正確に読み取られることができる。

[0008] 指紋読み取りセンサユニットは、指紋読み取りセンサの後端力 稜線まで広がる窪 みをさらに備えてもよい。このとき、窪みの深さは凹みの深さよりも浅く設定されればよ い。前述されるように、第 1関節は稜線に受け止められる。したがって、窪みの深さが 凹みの深さよりも浅く設定されれば、指では第 1関節に比べて第 1関節力 先端側が 沈むことができる。その結果、指の先端が窪みに向かって軽く押し付けられれば、指 の腹は指紋読み取りセンサの表面に簡単に接触することができる。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]本発明に係る指紋読み取りセンサユニットがノートブックパーソナルコンピュータ に接続される様子を概略的に示す斜視図である。

[図 2]本発明に係る指紋読み取りセンサユニットの構造を概略的に示す斜視図である

[図 3]筐体の表面に形成される溝の構造を概略的に示す部分拡大断面図である。

[図 4]本発明に係る指紋読み取りセンサユニットの構造を概略的に示す平面図である [図 5]稜線に指の第 1関節が位置合わせされる様子を概略的に示す部分拡大断面図 である。

[図 6]溝内を指が移動する様子を概略的に示す平面図である。

[図 7]溝内を指が移動する様子を概略的に示す部分断面図である。

[図 8]溝内を指が移動する様子を概略的に示す部分拡大断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

[0011] 図 1は電子機器の一具体例すなわちノートブックパーソナルコンピュータ 11 (以下、 「ノートパソコン」）の外観を概略的に示す。このノートパソコン 11は、本体筐体 12と、 本体筐体 12に連結されるディスプレイ用筐体 13とを備える。本体筐体 12やディスプ レイ用筐体 13は例えばポリカーボネートといった強化榭脂材料力も構成されればよ い。

[0012] 本体筐体 12には例えばマザ一ボードが組み込まれる。マザ一ボード上には例えば CPU (中央演算処理装置)やメモリと!、つた電子回路素子が搭載される。 CPUは、 例えばメモリに一時的に格納されるソフトウェアプログラムやデータに基づき様々な演 算処理を実行する。ソフトウェアプログラムやデータは、同様に本体筐体 12内に収容 されるハードディスク駆動装置 (HDD) t 、つた大容量記憶装置に格納されればょ 、

[0013] 本体筐体 12の表面には、キーボード 14やポインティングデバイス 15といった入力 装置が配置される。キーボード 14には、複数のキーパッドが任意の仮想平面に沿つ て配列される。こういった入力装置 14、 15の働きで、ノートパソコン 11の利用者は CP Uに向けて様々な指令やデータを入力することができる。

[0014] ディスプレイ用筐体 13には、例えば液晶ディスプレイ（LCD)ノネル 16と!、つた平 面ディスプレイパネルが組み込まれる。 LCDパネル 16の表示画面はディスプレイ用 筐体 13の表面に露出する。表示画面には CPUの演算処理に基づき様々なテキスト やグラフィックスが表示されることができる。

[0015] ノートパソコン 11には指紋読み取りセンサユニット 21が接続される。接続にあたって USBケーブル 22が用いられる。 USBケーブル 22は、本体筐体 12の側面に区画さ れる USBポート 23に接続される。 USBポート 23内には USBコネクタが配置されれ ばよい。

[0016] こういった指紋読み取りセンサ 21は、例えば OS (オペレーティングシステム）のログ オン時や LANネットワークのログオン時、アプリケーションソフトウェアの起動時と!/、つ た場合の認証に利用されることができる。利用にあたって、例えば前述の HDDには 指紋読み取りセンサユニット 21用のアプリケーションソフトウェアが格納されればよい

[0017] 図 2に示されるように、指紋読み取りセンサユニット 21は筐体 25を備える。筐体 25 は例えばポリカーボネートと 、つた榭脂材料力も形成されればょ 、。筐体 25の底面 には例えばゴムと 、つた弾性体（図示されず）が取り付けられればよ 、。こう!/、つた弹 性体の働きで例えば机上で指紋読み取りセンサユニット 21の水平移動は防止される

[0018] 筐体 25の表面には例えば筐体 25の前後方向に延びる溝 26が形成される。溝 26 は筐体 25の表面力も所定の深さで窪む。溝 26の後端力も前端までの長さは例えば 指の第 1関節力も指の先端までの長さに対応して規定されればよい。同様に、溝 26 の幅は指の幅に対応して規定されればよい。指の大きさは平均値の大きさに設定さ れればよい。

[0019] 溝 26内には指紋読み取りセンサ 27が配置される。指紋読み取りセンサ 27は、その 前端および後端に平行に画素を配列するラインセンサで構成される。ラインセンサに は例えば電界型や静電容量型の半導体センサが用いられればよ!、。指紋読み取り センサ 27の前端および後端は溝 26の前後方向を直交すればよい。

[0020] 指紋読み取りセンサ 27は、溝 26内を移動する指の指紋を走査することができる。

走査に基づき指紋の全体像が読み取られる。指紋読み取りセンサ 27は全体像のィメ ージデータを CPUに向けて出力することができる。こうした指紋読み取りセンサ 27に はノートパソコン 11から USBケーブル 22経由で電力が供給されればよい。

[0021] 指紋の照合にあたって例えば特徴点抽出法が実施されればよい。実施にあたって 、 CPUはアプリケーションソフトウェアを実行する。 CPUは、予め登録された特徴点 位置情報と、新たに生成された特徴点位置情報とを比較する。特徴点位置情報には 、指紋線の端点や分岐点と!/、つた指紋の特徴点の位置が記述される。

[0022] CPUは、指紋読み取りセンサ 27から出力されるイメージデータに基づき指紋の特 徴点を抽出する。こうして特徴点位置情報が生成される。なお、特徴点位置情報の 登録にあたって指紋の走査が実施されればよ!、。特徴点位置情報は例えば HDD内 に予め格納されればよい。

[0023] 図 3を併せて参照し、溝 26内では指紋読み取りセンサ 27の後端力も後方に窪み 2 8が区画される。窪み 28は指紋読み取りセンサ 27の後端力も後方に第 1長さ L1で広 がる。この窪み 28の後端には稜線 29が区画される。稜線 29は筐体 25の表面に配置 される。すなわち、窪み 28は稜線 29で筐体 25の表面に接続される。稜線 29は例え ば指紋読み取りセンサ 27に並列に延びればよい。

[0024] 窪み 28の底面には第 1案内面 31が区画される。第 1案内面 31は指紋読み取りセ ンサ 27の後端および稜線 29を接続する。ここでは、第 1案内面 31は、指紋読み取り センサ 27の後端から筐体 25の表面に向力つて傾斜する傾斜面力も構成されればよ い。傾斜面は、例えば指紋読み取りセンサ 27の後端力 後方に向かうにつれて筐体 25の表面を含む仮想平面に近づけばよい。

[0025] その一方で、溝 26内では指紋読み取りセンサ 27の前端力も前方に凹み 32が区画 される。凹み 32は指紋読み取りセンサ 27の前端力も前方に第 1長さ L1よりも大きい 第 2長さ L2で広がる。凹み 32の底面には第 2案内面 33が区画される。ここでは、窪 み 28の深さは凹み 32の深さよりも浅く規定されればよい。第 2案内面 33、指紋読み 取りセンサ 27の表面および第 1案内面 31で指の腹の摺動面が確立される。

[0026] 凹み 32内には、凹み 32の縁よりも内側で溝 26の前後方向に延びる 1対の突片 34 、 34が形成される。突片 34、 34は、凹み 32の縁から相互に近づく方向に突き出る。 突片 34、 34は例えば筐体 25に一体ィ匕されればよい。図 4を併せて参照し、突片 34 、 34の内側の縁 34a、 34a同士は相互に平行に延びればよい。ここでは、縁 34aの 延長線は指紋読み取りセンサ 27に直交すればょ 、。

[0027] こうして突片 34、 34の間には案内溝 35が区画される。案内溝 35は溝 26の前端か ら指紋読み取りセンサ 27に向力つて後方に真っ直ぐに延びる。突片 34、 34同士の 間隔すなわち案内溝 35の幅は例えば指紋読み取りセンサ 27の幅以下に設定され ればよい。案内溝 35の底面には前述の第 2案内面 33が規定される。

[0028] いま、例えば OSのログオン時に、指紋読み取りセンサユニット 21で指紋が走査さ れる場面を想定する。指紋読み取りセンサユニット 21上には例えば利用者の人差し 指が配置される。例えば図 5に示されるように、利用者は人差し指の第 1関節を稜線 2 9上に配置する。人間は第 1関節で接触を感じやすいことから、人差し指は稜線 29に 簡単に位置合わせされることができる。稜線 29から溝 26の前端までの長さは第 1関 節から先端までの長さに対応して規定される。したがって、人差し指の腹は溝 26内 すなわち案内溝 35に受け入れられる。人差し指は正確に位置合わせされることがで きる。

[0029] 第 2案内面 33は第 1案内面 31の第 1長さ L1よりも大きい第 2長さ L2で広がることか ら、指紋読み取りセンサ 27は人差し指の第 1関節に近接して配置されることができる 。したがって、第 1関節が稜線 29に位置合わせされると、人差し指は指紋読み取りセ ンサ 27に対して最適な位置に合わせ込まれる。ここで、第 1長さ L1が小さく設定され ればされるほど、指紋読み取りセンサ 27は第 1関節付近力も指紋を走査することがで きる。すなわち、第 1長さ L1は、照合に要求される指紋の全体像で決定されればよい

[0030] カロえて、窪み 28の深さは凹み 32の深さよりも浅く規定される。前述されるように、第 1関節は筐体 25の表面の稜線 29に受け止められる。したがって、人差し指では第 1 関節に比べて第 1関節力も先端側が溝 26内に沈むことができる。第 1案内面 31は傾 斜面で規定されることから、人差し指の腹は第 1案内面 31にぴったりフィットする。そ の結果、人差し指の先端が第 2案内面 33に向力つて軽く押し付けられれば、人差し 指の腹は指紋読み取りセンサ 27の表面に簡単に接触することができる。

[0031] こうして人差し指が位置合わせされると、図 6に示されるように、利用者は溝 26に沿 つて人差し指を動かす。図 7を併せて参照し、人差し指の腹は第 2案内面 33および 突片 34、 34の表面を摺動する。人差し指の先端が案内溝 35に軽く押し付けられれ ば、人差し指は案内溝 35の案内に基づき指紋読み取りセンサ 27に向力つて真つ直 ぐに移動することができる。

[0032] 前述されるように、溝 26内で第 2案内面 33、指紋読み取りセンサ 27および第 1案内 面 31は指の腹の摺動面を規定する。その結果、図 8に示されるように、利用者が摺 動面に沿って人差し指を移動させれば、人差し指の腹は指紋読み取りセンサ 27に 接触し続けることができる。このとき、指紋読み取りセンサ 27は指紋を走査する。こう して指紋の全体像は正確に読み取られることができる。

[0033] こうして読み取られた全体像はイメージデータとして指紋読み取りセンサ 27からノー トパソコン 11の CPUに向けて出力される。 CPUはアプリケーションソフトウェアに従つ て指紋照合処理を実施する。実施にあたって CPUはイメージデータ力 指紋中の特 徴点の位置を抽出する。こうして特徴点位置情報が生成される。同時に、イメージデ ータは破棄される。生成された特徴点位置情報は HDD内の特徴点位置情報と比較 される。こうして指紋の一致または不一致が照合される。指紋の一致が確認されると、 利用者は OSにログオンすることができる。

[0034] その他、以上のような指紋読み取りセンサユニット 21では、指紋読み取りセンサ 27 の前端と第 2案内面 33との間に段差が区画されてもよい。こうした段差によれば、利 用者は例えば指の腹を段差に接触させながら指を移動させることができる。こうして 指の腹と指紋読み取りセンサ 27との接触を感じながら利用者は指を移動させることが できる。指紋の全体像は一層正確に読み取られることができる。

[0035] 以上のような指紋読み取りセンサユニット 21は例えばノートパソコン 11の本体筐体 12に組み込まれてもよい。溝 26は例えば本体筐体 12の表面に形成されればよい。 その他、指紋読み取りセンサユニット 21は、例えばデスクトップパーソナルコンビユー タのキーボードユニットや携帯情報端末 (PDA) t 、つたその他の電子機器に組み込 まれてもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 筐体の表面に配置される指紋読み取りセンサと、指紋読み取りセンサの後端から後 方に第 1長さで離れて筐体の表面に配置され、指の第 1関節を受け止める稜線と、筐 体の表面に形成されて、指紋読み取りセンサの前端力 前方に第 1長さよりも大きい 第 2長さで広がる凹みと、凹みの縁よりも内側で前後方向に延びる突片および溝の 少なくともいずれか一方とを備えることを特徴とする指紋読み取りセンサユニット。

[2] 請求の範囲第 1項に記載の指紋読み取りセンサユニットにおいて、前記指紋読み 取りセンサの後端力 前記稜線まで広がる窪みをさらに備えることを特徴とする指紋 読み取りセンサユニット。

[3] 請求の範囲第 2項に記載の指紋読み取りセンサユニットにおいて、前記窪みの深さ は前記凹みの深さよりも浅いことを特徴とする指紋読み取りセンサユニット。

[4] 請求の範囲第 1項に記載の指紋読み取りセンサユニットにおいて、前記指紋読み 取りセンサは、前記前端および後端に平行に画素を配列するラインセンサで構成さ れることを特徴とする指紋読み取りセンサユニット。