WO2005019767A1 - 表面形状認識センサ装置 - Google Patents

Abstract

検出電極１１Ａが表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ａが共通電位に接続された検出素子１Ａと、検出電極１１Ｂが表面形状検出部２に接続され、検出電極１２Ｂが生体認識部３に接続された検出素子１Ｂとを設け、表面形状検出部２では、これら検出素子１Ａ，１Ｂから得られた個々の容量に基づき、これら検出素子と接触する位置に対応する表面形状の凹凸を示す信号をそれぞれ出力し、生体認識部３で、検出素子１Ｂの検出電極１２Ｂと検出素子１Ａの検出電極１２Ａとの間に接続された被検体９のインピーダンスに応じた信号に基づき被検体９が生体であるか否かを判定する。

Description

明 細 書

表面形状認識センサ装置

技術分野

[0001] 本発明は、表面形状認識センサ装置に関し、特に被検体から指紋などの生体情報 を検出して個人認識を行う生体認識技術に関するものである。

京技術

[0002] 隋報化社会の進展に伴レ、、情報処理システムの機密保持に関する技術が発達し ている。例えば、従来はコンピュータルームへの入出管理には IDカードが使用され ていたが、紛失や盗難の可能性が大きかった。このため、 IDカードに代わり各個人の 指紋等を予め登録しておき、入室時に各個人特有の指紋等を照合する個人認識シ ステムが導入され始めてレ、る。

[0003] このような個人認識システムは、登録されている指紋のレプリカ等を作成すれば検 查を通過できる場合があった。したがって、個人認識システムは指紋照合だけではな ぐ被検体が生体であることも認識する必要がある。

[0004] [第 1の従来技術]

被検体が生体であることを検知する第 1の従来技術について説明する（例えば、特 開 2002— 112980号公報、特開 2002—162204号公報など参照）。第 1の従来技術 にかかる指紋検知装置では、センサ表面上に配置された指の絶対的な容量を測定 するために、図 22A—図 22Cに示すセンサ構造を用いて、指紋センサ電極の上側に 存在する容量性グリッドまたは容量性プレートによって指検知が行われる。

[0005] 指検知センサ電極は、指紋センサ電極とは電気的に絶縁されており、図 22Aの指 検知センサ電極 72Aのように指紋検知センサ電極 71の間にかつ異なる面に配置し てもよく、指検知センサ電極 72Bのように指紋検知センサ電極 71と同じ面の位置に 置き換えて配置してもよい。

また、図 22Bのように、指紋検知センサ電極 71の上側に保護膜 73Aを介して指検 知センサ電極 72Cを配置し、その上面を保護膜 73Bで覆ってもよいし、図 22Cのよう に、指紋検知センサ電極 71の上側に保護膜 73Cを介して表面に露出するよう指検 知センサ電極 72Dを形成してもよレ、。

[0006] そして、このようにして測定された指容量に基づき、図 23に示す回路構成により指 検知が行われる。まず、指検知センサ電極 81に発生した容量は代表周波数変換器 82で代表的周波数へ変換され、周波数比較器 84で、基準周波数または周波数範 囲 83と比較され、測定された容量が生きてレ、る皮膚組織の予測される生物学的特性 と一致するか否かが判定される。これにより、高度な指紋検知を実現している。

[0007] [第 2の従来技術]

被検体が生体であることを検知する第 2の従来技術について説明する（例えば、特 開平 11—185020号公報参照）。第 2の従来技術に力かる個体認証センサでは、図 2 4に示すように、半導体基板上に複数の測定電極 91を設け、測定電極 91の周辺に 共通電極 92が設けられている。また、各測定電極 91と I一 V変換回路 (検出回路） 96 とを選択的に接続する各スイッチング素子を、行シフトレジスタ 95および列シフトレジ スタ 94の走査で選択できるようになつている。

[0008] 測定電極 91への被認証物の接触の有無検出測定時およびこの測定を行わない待 機時に、共通電極 92を電源または接地に切り換えるスィッチ手段 92Aが配設されて いる。

[0009] 共通電極 92を測定電極 91から離して配置することにより、例えば手の甲といったよ うな指以外の身体部分と指先との間で、生体の特徴があるか否力を検出することがで きる。具体的には、指の内部は抵抗が低いため、電極間の距離が測定結果に依存し ないことを用いている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力 ながら、上述したような従来技術では、被検体に誘導される電位変動により、 正確な生体認識を行うことができないという問題点があった。また、表面形状を検出 するための検出素子とは別に生体認識用の検出素子を配置する必要があるため、レ ィアウト面積が大きくなりチップあたりの製造コストが増加するなどの問題点があった。

[0011] 例えば第 1の従来技術では、指検知センサ電極により容量を測定する際、指の電 位が固定されていないため、指に誘導した電位変動により容量測定に誤差が生じて 、判定結果が不正確となり、十分なセキュリティを確保できないという問題がある。また 指の容量を周波数に変換する、または指の抵抗を測定して生体かどうかの判定を行 う手法を用いており、指のインピーダンスの容量成分および抵抗成分に限定して検 出できないため、人工指の材料を調整することで生体と認識されてしまうという問題が める。

[0012] さらに指の容量を処理する容量対周波数変換器、または指の抵抗を測定する抵抗 測定および比較回路を従来の回路で構成した場合、外付け部品が必要となるため、 部品点数が多くなり、装置を小型化することが困難である。また検出信号が部品間を 接続する配線から読み出されて十分なセキュリティを確保できず、外付け部品の素子 値から、生体と判定する条件を推定されることが容易となるという問題がある。

[0013] また、上述したような第 1の従来技術では、生体認証において、被検体から電気的 特性を検出するセンサ電極と、そのセンサ電極からの信号に基づき生体認識を行う 回路部との配置関係について考慮されておらず、これらセンサ電極と回路部との配 置関係によっては生体認識に関する判定精度やセキュリティを十分に得ることができ ないという問題点があった。

[0014] 例えば、図 22A—図 22Cでは指検知センサ電極 71A、 71B,71C、 71Dの近傍に、 図 23の指検知回路が配置されておらず、これら指検知センサ電極と指検知回路とを 結ぶ配線が比較的長レ、場合には、その配線の寄生容量やノイズ混入が増加して被 検体の容量を正確に検出できず、生体認識精度の低下の原因となる。

また、指の容量を周波数に変換して、または指の抵抗を測定して生体かどうかの判 定を行う手法を用いており、指のインピーダンスの容量成分および抵抗成分に限定 して検出できないため、人工指の材料を調整することで生体と認識されてしまうという 問題もある。

[0015] また第 2の従来技術では、図 24に示すように、第 2の共通電極 93を指紋センサァレ ィとは別に配置するため、レイアウト面積が大きくなり、チップあたりの製造コストが増 加するという問題がある。また、電極 91間の距離を変えて抵抗が変化しないことで生 体と判定させるため、人工指の内部の抵抗を下げることで、生体と認識されてしまう。 さらに、指の抵抗を測定しており、第 1の従来例と同様に、指のインピーダンスの容量 成分および抵抗成分に限定して検出できないため、人工指の材料を調整することで 生体と認識されてしまうとレ、う問題がある。

[0016] 本発明はこのような課題を解決するためのものであり、被検体に誘導される電位変 動を抑制して正確な生体認識を行うことができるとともに、検出電極の追加に起因す る装置の大型化を回避してチップ化を容易に実現できる表面形状認識センサ装置を 提供することを目的としている。

また、生体認識に関する判定精度やセキュリティを十分に得ることができるとともに、 装置の大型化を回避してチップ化を容易に実現できる表面形状認識センサ装置を 提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0017] このような目的を達成するために、本発明にかかる表面形状認識センサ装置は、

2次元配置された複数の検出素子と、前記検出素子を構成し絶縁膜を介して被検体 と接触することにより前記被検体の表面形状の凹凸に応じた容量を発生させる第 1の 検出電極と、前記検出素子を構成し前記被検体と電気的に接触する第 2の検出電 極と、前記検出素子の前記第 1の検出電極を介して得られた容量に基づき、前記検 出素子の出力として、前記表面形状の凹凸を検出する表面形状検出部と、前記検出 素子のうち少なくとも第 1および第 2の検出素子を構成する前記第 2の検出電極間に 接続された前記被検体のインピーダンスに応じた信号に基づき前記被検体が生体で あるか否かを判定する生体認識部とを備える。前記第 1の検出素子の前記第 2の検 出電極が所定の共通電位に接続され、前記第 2の検出素子の前記第 2の検出電極 が前記生体認識部に接続されてレ、る。

[0018] また、第 1の検出素子と第 2の検出素子との間に配置されて、第 1の検出電極が表 面形状検出部に接続され、かつ第 2の検出電極が高インピーダンス状態にある第 3 の検出素子を設けてもよい。

さらに、第 3の検出素子の第 2の検出電極と共通電位との間に接続されて、生体認 識部で被検体の生体判定を行う場合は第 2の検出電極と共通電位との間を開放し、 表面形状検出部で表面形状の検出を行う場合は第 2の検出電極と共通電位との間 を短絡するスィッチをさらに設けてもよい。 [0019] また、第 1の検出素子と第 2の検出素子との間に配置されて、第 1の検出電極が表 面形状検出部に接続され、かつ第 2の検出電極が共通電位に接続されており、被検 体と第 2の検出電極を絶縁する絶縁膜を有する第 3の検出素子を設けてもよい。 また、第 2の検出素子の第 2の検出電極と生体認識部との間に接続されて、生体認 識部で被検体の生体判定を行う場合は第 2の検出電極を生体認識部へ切替接続し 、表面形状検出部で表面形状の検出を行う場合は第 2の検出電極を共通電位へ切 替接続するスィッチをさらに設けてもよい。

[0020] センサ面の構成として、互いに隣接配置された複数の第 2の検出素子からなり、か つ検出面の中央を横断して配置された帯状の第 2の検出領域と、互いに隣接配置さ れた複数の第 1の検出素子からなり、かつ第 2の検出領域の両側に配置された帯状 の 2つの第 1の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第 3の検出素子からなり、 かつ第 1の検出領域の外側に配置された帯状の 2つの第 3の検出領域とを設けても よい。

[0021] あるいはセンサ面の他の構成として、互いに隣接配置された複数の第 2の検出素 子からなり、かつ検出面の中央に設けられた第 2の検出領域と、互いに隣接配置され た複数の第 1の検出素子からなり、かつ第 2の検出領域の外周部を全周にわたって 囲うように設けられた第 1の検出領域と、互いに隣接配置された複数の第 3の検出素 子からなり、かつ第 1の検出領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第 3 の検出領域とを設けてもよい。

[0022] また、センサ面の構成として、互いに隣接配置された複数の第 2の検出素子からな り、かつ検出面の中央を横断して配置された帯状の第 2の検出領域と、互いに隣接 配置された複数の第 1の検出素子からなり、かつ第 2の検出領域の両側に配置され た帯状の 2つの第 1の検出領域とを設けてもよい。

[0023] あるいはセンサ面の他の構成として、互いに隣接配置された複数の第 2の検出素 子からなり、かつ検出面の中央に設けられた第 2の検出領域と、互いに隣接配置され た複数の第 1の検出素子からなり、かつ第 2の検出領域の外周部を全周にわたって 囲うように設けられた第 1の検出領域とを設けてもよい。

[0024] この際、生体認識部については、所定の供給信号を検出素子へ印加し、検出素子 を介して接触している被検体のインピータンスに応じて位相および振幅が変化した信 号を応答信号として出力する応答信号生成部と、応答信号の波形を示す位相または 振幅を波形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報 検出部と、検出信号に含まれる波形情報に基づき被検体が生体であるか否力、を判 定する生体判定部とから構成してもよい。

[0025] また、本発明によれば、格子状に配置され被検体との間に生じた容量を当該検出 素子で検出し、その値を示す容量信号をそれぞれ出力する複数の容量検出ユニット と、この容量検出ユニットの近傍に配置された検出素子と、前記容量検出ユニットのう ち列方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数の制御線と、前記容量検出ユニットのう ち行方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数のデータ線と、前記制御線のいずれか 1つを順次選択することにより当該制御線に接続された各容量検出ユニットを選択す る列セレクタと、前記データ線ごとに設けられ、前記列セレクタにより選択された各容 量検出ユニットから当該データ線に出力された容量信号を凹凸データに A/D変換 してそれぞれ出力する第 1の A/D変換部と、前記第 1の A/D変換部から各データ 線ごとに得られた凹凸データを 1つずつ順次選択し、前記被検体の表面形状を示す 表面形状データとして出力する行セレクタと、前記容量検出ユニットのいずれかに代 えて対となる検出素子とともに配置され、当該検出素子を介して前記被検体と電気的 に接触することにより前記被検体のインピーダンスを検出し、そのインピーダンスに応 じた検出信号を出力するインピーダンス検出ユニットと、

前記インピーダンス検出ユニットからの検出信号に基づき前記被検体が生体である か否かを判定する生体判定部とを備える。前記インピーダンス検出ユニットは、所定 の供給信号を当該検出素子へ印加し、当該検出素子を介して電気的に接触してい る前記被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号 として出力する応答信号生成部と、前記応答信号の波形を示す位相または振幅を波 形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報検出部とを 有する。前記生体判定部は、前記検出信号に含まれる波形情報が正当な生体を示 す波形情報の基準範囲内にあるか否かに基づき前記判定を行う。

[0026] この際、インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、インピーダンス検 出ユニットに接続された個別データ線と、個別制御線を選択することによりインピーダ ンス検出ユニットを選択する制御部と、インピーダンス検出ユニットから個別データ線 へ出力された検出信号に含まれる波形情報を判定データとして出力する第 2の A/ D変換部とをさらに備え、インピーダンス検出ユニットで、個別制御線を介した制御部 による選択に応じて、被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示す検出信号 を個別データ線へ出力し、生体判定部で、第 2の A/D変換部からの判定データに 含まれる波形情報に基づき判定を行うようにしてもよい。

[0027] あるいは、インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、個別制御線を 選択することによりインピーダンス検出ユニットを選択する制御部とをさらに備え、イン ピーダンス検出ユニットで、データ線のいずれ力、 1つに接続されて、個別制御線を介 した制御部による選択に応じて、被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示 す検出信号を当該データ線へ出力し、生体判定部で、データ線へ出力された検出 信号が第 1の A/D変換部で A/D変換されて得られた判定データについて、その 判定データに含まれる波形情報に基づき判定を行うようにしてもよい。

[0028] あるいはまた、インピーダンス検出ユニットで、制御線のいずれか 1つに接続される とともに、データ線のいずれ力 1つに接続されて、セレクタによる選択に応じて検出信 号を当該データ線へ出力し、生体判定部で、データ線へ出力された検出信号が第 1 の A/D変換部で A/D変換されて得られた判定データにっレ、て、その判定データ に含まれる波形情報に基づき判定を行うようにしてもよい。

また、インピーダンス検出ユニットを複数備え、これらインピーダンス検出ユニットは 、それぞれ異なる容量検出ユニットに代えて配置してもよい。

発明の効果

[0029] 本発明によれば、第 1の検出電極が表面形状検出部に接続され、第 2の検出電極 が共通電位に接続された第 1の検出素子と、第 1の検出電極が表面形状検出部に接 続され、第 2の検出電極が生体認識部に接続された第 2の検出素子とを設け、表面 形状検出部では、これら第 1および第 2の検出素子から得られた個々の容量に基づ き表面形状を検出するとともに、生体認識部では、第 2の検出素子の第 2の検出電極 と第 1の検出素子の第 2の検出電極との間に接続された被検体のインピーダンスに 応じた信号に基づき生体認識を行うようにしたので、被検体に誘導される電位変動を 抑制して正確な生体認識を行うことができるとともに、検出電極の追加に起因する装 置の大型化を回避してチップ化を容易に実現できる。

[0030] また、本発明によれば、表面形状検出用の各容量検出ユニットを対となる検出素子 とともにマトリクス状に配置し、これら容量検出ユニットのうちのいずれかに代えて、生 体認識用のインピーダンス検出ユニットを対となる検出素子とともに配置するようにし たので、生体認識用の検出素子とこれを駆動するインピーダンス検出ユニットとを結 ぶ配線を極めて短くすることができ、この配線の寄生容量やノイズ混入を低減でき被 検体のインピーダンスを正確に検出できる。したがって、生体認識において高い判定 精度を得ること力 Sできる。

[0031] また、インピーダンス検出ユニットで、所定の供給信号を当該検出素子へ印加し、 被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として 取得して、その応答信号の波形を示す位相または振幅からなる波形情報を検出して 検出信号として出力し、この検出信号を A/D変換して得られた判定データに基づき 生体判定部で判定するようにしたので、従来に比べ大きな面積を必要とする抵抗素 子や容量素子を必要とすることなぐ一般的なコンパレータや論理回路という極めて 簡素な回路構成で被検体に固有のインピーダンスを示す波形情報を詳細に検出で き、表面形状認識センサ装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。また、 抵抗素子や容量素子などの外付け部品が不要となり、これら外付け部品に起因する セキュリティの低下を回避でき、十分なセキュリティが得られる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]図 1は、本発明の一実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置を示す外観 図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構成 を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、図 2の表面形状検出部で用いるセンサセルの構成を示す回路図である [図 4A-C]図 4A—図 4Cは、図 3の各部信号を示す信号波形図である。 [図 5]図 5は、図 2の生体認識部の構成を示すブロック図である。

[図 6A-D]図 6A-図 6Dは、図 5の生体認識部での位相差検出時における信号波形 図である。

[図 7A-B]図 7A—図 7Bは、図 5の生体認識部での振幅検出時における信号波形図 である。

[図 8A-B]図 8A—図 8Bは、図 2の検出素子の構成を示す説明図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 2の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構成 を示すブロック図である。

[図 10A- B]図 10A、図 10Bは、図 9の検出素子の構成を示す説明図である。

[図 11]図 11は、本発明の第 3の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構 成を示すブロック図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 4の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構 成を示すブロック図である。

[図 13A-B]図 13A、図 13Bは、図 12の検出素子の構成を示す説明図である。

[図 14]図 14は、本発明の第 5の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構 成を示すブロック図である。

[図 15A-B]図 15A、図 15Bは、本発明の第 6の実施の形態に力かる表面形状認識セ ンサ装置のセンサ面構成を示す説明図である。

[図 16]図 16は、図 2の生体認識部の他の実施の形態を示すブロック図である。

[図 17A-D]図 17A-図 17Dは、図 16の生体認識部での位相差検出時における信号 波形図である。

[図 18A-B]図 18A—図 18Bは、図 16の生体認識部での振幅検出時における信号波 形図である。

[図 19]図 19は、本発明の第 7の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構 成を示すブロック図である。

[図 20]図 20は、本発明の第 8の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構 成を示すブロック図である。

[図 21]図 21は、本発明の第 9の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の構 成を示すブロック図である。

[図 22A-C]図 22A—図 22Cは、第 1の従来技術に力かる指紋検知装置のセンサ構造 を示すブロック図である。

[図 23]図 23は、第 1の従来技術に力かる指紋検知装置の要部を示すブロック図であ る。

[図 24]図 24は、第 2の従来技術に力かる個体認証センサを示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態

[0033] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図 1は本発明の一実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置を示す外観図で ある。この表面形状認識センサ装置は、例えば微細な凹凸を有する被検体の照合対 象表面の形状と照合データと比較照合することにより被検体の認証を行う表面形状 認識装置において、被検体の表面形状を検出する回路装置として用いられる。図 1 に示すように、表面形状認識センサ装置 10は、 LSIチップの上に 2次元（アレイ状や 格子状）に配置された多数の微細な検出素子 1から構成されている。

この表面形状認識センサ装置 10のセンサ面 8に指など被検体 9を接触させることに より、その被検体 9の表面ここでは指紋の凹凸形状がそれぞれの検出素子 1を介して 個別に検出され、被検体の表面形状を示す表面形状データが出力される。

本発明では、これら表面形状検出用の検出素子 1を兼用して生体認識を行うように したものである。

[0034] [第 1の実施の形態]

次に、図 2を参照して、本発明の第 1の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装 置について説明する。図 2は本発明の第 1の実施の形態に力、かる表面形状認識セン サ装置の構成を示すブロック図である。

この表面形状認識センサ装置 10には、検出素子 1A, 1B、表面形状検出部 2、お よび生体認識部 3が設けられている。

[0035] 検出素子 1Aは、絶縁膜を介して被検体 9との間に静電容量を形成する検出電極 1 1Aと、被検体 9と電気的に接触する検出電極 12Aとを有している。このうち、検出電 極 11Aは表面形状検出部 2に接続され、検出電極 12Aは接地電位などの共通電位 に接続されている。この共通電位は、電源回路などの所定の供給回路部（図示せず )から一定の電位 (低インピーダンス）で供給されている。検出素子 1Bは、絶縁膜を 介して被検体 9との間に静電容量を形成する検出電極 11Bと、被検体 9と電気的に 接触する検出電極 12Bとを有している。このうち、検出電極 11Bは表面形状検出部 2 に接続され、検出電極 12Bは生体認識部 3に接続されている。

表面形状検出部 2は、各検出素子 1A, 1Bの検出電極 11A， 11Bと被検体 9との間 に生じた静電容量に基づき、被検体 9の表面の凹凸形状を示す表面形状データ 2S を出力する回路部である。

[0036] 生体認識部 3は、検出素子 1Bの検出電極 12Bと検出素子 1Aの検出電極 12Aとの 間に接続された被検体 9のインピーダンスに基づき、被検体 9が生体であるか否かを 判定する回路部である。

次に、本実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置の動作について説明する。 この表面形状認識センサ装置 10では、動作として被検体 9の表面形状を検出する表 面形状検出動作と、被検体 9の生体認識を行う生体認識動作があり、上位装置（図 示せず）からの制御に応じて、これら動作のいずれかが選択的に実行される。

まず、表面形状検出動作では、検出素子 1Aの検出電極 11Aと被検体 9との間に 形成された静電容量の大きさに基づき、表面形状検出部 2で被検体 9の検出素子 1 Aの位置での表面形状を示す信号が生成され、表面形状データ 2Sとして出力される

[0037] また検出素子 1 Bについても、その検出電極 11 Bと被検体 9との間に形成された静 電容量の大きさに基づき、表面形状検出部 2で被検体 9の表面の凹凸形状を示す表 面形状データ 2Sが生成され、表面形状データ 2Sとして出力される。

このとき、検出素子 1 Aの検出電極 12Aを介して被検体 9が共通電位に接続されて レ、ることから、これら検出電極 11A, 11Bで形成される静電容量が安定し、ノイズの少 ない表面形状データ 2Sが得られる。

[0038] 一方、生体認識動作では、検出素子 1Aの検出電極 12Aを介して被検体 9が共通 電位に接続されていることから、検出素子 1Bの検出電極 12Bから被検体 9を介して 検出素子 1Aの検出電極 12Aすなわち共通電位への電流経路が形成されることにな る。

生体認識部 3では、この電流経路内に存在する被検体 9に固有のインピーダンスの 値力 正当な生体のインピーダンスを示す基準範囲内となるか否かに基づき被検体 9が生体であるか否かを判定する。

このとき、生体認識部 3では、被検体 9のインピーダンスに応じて変化する信号を用 いて生体認識を行っている力 S、検出素子 1 Aの検出電極 12Aを介して被検体 9が共 通電位に接続されてレ、ることから、被検体 9への誘導による電位変動が抑止されて安 定した信号が得られ、正確な生体認証が実現される。

[0039] このように、本実施の形態では、検出電極 11Aが表面形状検出部 2に接続され、検 出電極 12Aが共通電位に接続された検出素子 1 Aと、検出電極 11Bが表面形状検 出部 2に接続され、検出電極 12Bが生体認識部 3に接続された検出素子 1Bとを設け 、表面形状検出部 2では、これら検出素子 1A, 1Bから得られた個々の容量に基づき 、これら検出素子 1A， IBと接触する位置に対応する表面形状の凹凸を示す信号を それぞれ出力し、生体認識部 3では、検出素子 1Bの検出電極 12Bと検出素子 1Aの 検出電極 12Aとの間に接続された被検体 9のインピーダンスに応じた信号に基づき 被検体 9が生体であるか否かを判定するようにしてレ、る。

[0040] したがって、検出素子 1Aの検出電極 12Aを介して被検体 9が共通電位に接続され 、被検体 9に誘導される電位変動を抑制して正確な生体認識を行うことができるととも に、ノイズの少なレ、表面形状データが得られる。

また、表面形状検出動作と生体認識動作とで検出素子を共用されるため、表面形 状を検出するための検出素子とは別に生体認識用の検出素子を配置する必要がな くなり、レイアウト面積が増加せずチップあたりの製造コストの増加も回避できる。した がって、装置を大型化することなく被検体の表面形状の検出に加えて生体認識も行 うことができ、装置のチップ化を容易に実現できる。

[0041] なお、図 1では、検出素子 1A， IBを 1つずつ用いた場合を例として説明した力 こ れは生体認識を実施するのに最低限必要な構成を示したもので、これに限定される ものではない。実際には、表面形状検出部 2で被検体 9の表面形状を示す表面形状 データを得るため多数の検出素子 1Aが用いられる。また、生体認識部 3で被検体 9 のインピーダンスを安定して検出するため、多数の検出素子 1Bが用いられる。

[0042] [表面形状検出部の構成]

次に、図 3および図 4A—図 4Cを参照して、本実施の形態に力かる表面形状認識セ ンサ装置で用いられる表面形状検出部 2の具体的構成について説明する。図 3は表 面形状検出部 2で用いるセンサセルの構成を示す回路図である。図 4A—図 4Cは図 3の各部の信号を示すタイミングチャートである。なお、これら表面形状検出部 2の具 体例については、公知の技術を利用すればょレ、（例えば、特開 2000—28311号公 報など参照）。

[0043] 表面形状検出部 2では、被検体 9の表面形状に応じて検出素子 1で検出された容 量を所定の出力信号へ変換するセンサセルが各検出素子 1ごとに設けられている。 このセンサセルは、検出素子 1の容量に応じた信号を発生する信号発生回路 21と、 この信号発生回路 21による信号のレベルを増幅して出力する信号増幅回路 22と、こ の信号増幅回路 22の出力信号を所望の信号に変換して出力する出力回路 23とに よって構成されている。

[0044] 図 3において、 Cは検出電極 11と被検体 9との間に形成される静電容量である。節

F

点 N にはこの Cに応じた電圧信号 Δ νが信号発生回路 21によって発生する。この

1A F I

電圧信号 Δνは信号増幅回路 22で電圧信号 Δ νに増幅される。この電圧信号 Δν

I 〇

の大きさ応じた電圧信号 V が出力信号として出力回路 23から出力される。 C ，

0 OUT P1A

C は寄生容量である。

P2A

[0045] 図 4A—図 4Cに示すように、時刻 T1以前では、センサ回路制御信号 PREが電源

0 電圧 V に制御されて Q 力 SOFFし、センサ回路制御信号 REが電圧 0Vに制御され

DD 1A

て Q が OFFしており、節点 N は 0Vである。時刻 T1に信号 PRE力 S0Vに制御され

3A 1A 0

て Q が ONし、節点 N は V まで上昇し、節点 N はバイアス電圧 Vより Q のしき

1A 2A DD 1A G 2A い値電圧 V だけ低い値まで上昇する。そして時亥 ljT2に信号 PREおよび信号 RE

TH 0

が V へ制御されて Q が OFFするとともに Q が〇Nする。これにより、容量 C , C

DD 1A 3A F P1A に蓄積された電荷が放電され、節点 N の電位は低下する。

1A

[0046] このとき、節点 N が十分高い期間だけ、容量 C に蓄積された電荷が急激に放電

2A P2A

される。節点 N の電位が節点 N の電位程度まで低下すると、その後、節点 N , N

2A 1A 1A の電位は徐々に低下する。時亥 ijT2から A tだけ経過した時刻 T3に信号 REを 0V

2A

制御して Q を OFFすると、その時点の節点 N の電位 V — Δ νが維持され増幅さ

3Α 2Α DD

れ V として出力される。これにより、静電容量 Cの値に応じた電圧 V が得られ、

OUT F OUT

この電圧信号を信号処理することにより、表面形状の凹凸がわかる。

[0047] [生体認識部の構成]

次に、図 5を参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置で用いら れる生体認識部 3の具体的構成にっレ、て説明する。図 5は生体認識部の構成を示 すブロック図である。

生体認識部 3には、供給信号生成部 31、応答信号生成部 32、波形情報検出部 33 、および生体判定部 34が設けられている。

[0048] 検出素子 1A， IBは、検出電極 12A, 12Bを介して被検体 9と電気的に接触し、被 検体 9の持つインピーダンスの容量成分 Cfおよび抵抗成分 Rfを応答信号生成部 32 へ接続する。供給信号生成部 31は、所定周波数の正弦波などからなる供給信号 31 Sを生成して応答信号生成部 32に出力する。応答信号生成部 32は、供給信号生成 部 31からの供給信号 31Sを検出素子 1Bの検出電極 12Bへ印加し、検出素子 1Bの 出力インピーダンスすなわち被検体 9の持つインピーダンスの容量成分および抵抗 成分により変化する応答信号 32Sを波形情報検出部 33へ出力する。

[0049] 波形情報検出部 33は、応答信号生成部 32からの応答信号 32Sが示す波形から、 供給信号 31Sとの位相差または振幅を検出し、これら位相差または振幅を示す波形 情報を含んだ検出信号 33Sを生体判定部 34へ出力する。生体判定部 34は、波形 情報検出部 33からの検出信号 33Sに含まれる波形情報に基づき被検体 9が生体か 否力、を判定し、その認識結果 3Sを出力する。

被検体 9が検出素子 1A, 1Bに接触した場合、供給信号生成部 31から検出素子 1 A, 1Bに印加されている供給信号 31Sが、被検体 9に固有のインピーダンス特性す なわち容量成分および抵抗成分により変化し、これが応答信号 32Sとして応答信号 生成部 32から出力される。この応答信号 32Sは、波形情報検出部 33でその位相差 または振幅が検出され、これら検出結果を示す情報を含んだ検出信号 33Sが生体 判定部 34へ出力される。 [0050] 図 6A-図 6Dは、位相差検出時における信号波形例である。供給信号 31Sとして 接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号 32Sの位相 は被検体 9のインピーダンスに応じて変化する。基準信号として供給信号 31Sに同期 した信号を用い、波形情報検出部 33で応答信号 32Sとの位相を比較することで、例 えば位相差 φをパルス幅とする検出信号 33Sが出力される。

[0051] 生体判定部 34では、この検出信号 33Sに含まれる位相差すなわち容量成分 (虚数 成分）の情報が、正当な生体の位相差の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検 体 9が生体か否かが判定される。

[0052] 図 7A、図 7Bは、振幅検出時における信号波形例である。供給信号 31Sとして接 地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号 32Sは共通電 位を中心として、被検体 9のインピーダンスに応じた振幅に変化する。波形情報検出 部 33で、応答信号 32Sのピーク電圧すなわち電圧の最大値または最小値を検出し 、応答信号 32Sの振幅 Aに比例した直流電位を示す検出信号 33Sが出力される。 生体判定部 34では、この検出信号 33Sに含まれる振幅すなわち抵抗成分（実数成 分）の情報が、正当な生体の振幅の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体 9が 生体か否かが判定される。

[0053] なお、これら位相差および振幅のうちいずれか一方のみを検出して生体認識を行 つてもよぐ従来に比べ、例えば大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必 要とすることなぐ一般的なコンパレータや論理回路などの位相比較回路という極め て簡素な回路構成で被検体 9に固有のインピーダンスを示す情報を詳細に検出でき 、表面形状認識センサ装置の小型化さらにはチップィヒを容易に実現できる。

[0054] また、これら位相差および振幅の両方を検出して生体認識を行ってもよぐ実数成 分および虚数成分を一まとめとして検出した情報を用いて生体認識判断を行う場合 と比較して、被検体の材料や材質を選択してその実数成分および虚数成分を個別 に調整することが極めて難しくなり、人工指による不正認識行為に対して高いセキユリ ティが得られる。

[0055] [検出素子の構成]

次に、図 8A,図 8Bを参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置 で用いられる検出素子の具体的構成について説明する。図 8A，図 8Bは検出素子 の構成を示す説明図であり、図 8Aは正面図、図 8Bは図 8Aの AA断面図である。

[0056] 検出素子 1Aは、表面形状認識センサ装置 10のセンサ面 8上に格子状に配列され た検出電極 11 Aと、この検出電極 11Aの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成 された検出電極 12Aとから構成されている。同様に、検出素子 1Bは、格子状に配列 された検出電極 11Bと、この検出電極 11Bの周部を囲むよう離間した位置に壁状に 形成された検出電極 12Bとから構成されている。

[0057] 検出電極 11 A， 1 IBは金属膜からなり、被検体 9と近接する上側が絶縁膜 14で覆 われ、被検体 9を対向検出電極として容量素子を形成する。この際、被検体の表面 形状の凹凸によりこれら検出電極間の距離が変化することから、その表面形状の凹 凸に応じた静電容量が形成される。

[0058] 一方、検出電極 12A， 12Bは、上側が露出して被検体 9と電気的に接触する。これ により、検出電極 12Aに接続されている共通電位が被検体 9に印加されるとともに、 検出電極 12Bを介して被検体 9のインピーダンスが生体認識部 3へ接続されることに なる。

[0059] この際、隣接する検出素子 1A間および検出素子 1B間で、それぞれ検出電極 12A , 12Bを互いに共用している。したがって、検出素子 1Aと検出素子 1Bとが隣接する 境界には、検出電極 12A, 12Bの間に切り欠き部 13を設けて、両者を電気的に絶縁 している。

[0060] 検出素子 1A, 1Bの一辺の長さが数 10 μ m程度の場合、切り欠き部 13の幅 Wを 2 0 / m以下とすることにより、切り欠き部 13の存在が視認できず、生体認証用検出素 子の有無さらには配置位置を秘匿することができ、セキュリティ性を向上させることが できる。

[0061] [第 2の実施の形態]

次に、図 9を参照して、本発明の第 2の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装 置について説明する。図 9は本発明の第 2の実施の形態に力、かる表面形状認識セン サ装置の構成を示すブロック図である。

[0062] この表面形状認識センサ装置 10には、前述した第 1の実施の形態（図 2参照）と比 較して、検出素子 1Aと検出素子 IBとの間に、検出素子 1Cが設けられている。その 他については、前述した第 1の実施の形態と同様であり、同じまたは同等部分には同 一符号を付してある。

[0063] 検出素子 1Cは、前述した検出素子 1A, 1Bと同様に、絶縁膜を介して被検体 9との 間に静電容量を形成する検出電極 11Cと、被検体 9と電気的に接触する検出電極 1 2Cとを有している。このうち、検出電極 11Cは表面形状検出部 2に接続され、検出電 極 12Cは他の電位と絶縁されており、いずれの電位にも接続されていない高インピ 一ダンス（フローティング）状態となってレ、る。

[0064] 表面形状検出部 2は、各検出素子 1A, IB, 1Cの検出電極 11A, 11B, 11Cと被 検体 9との間に生じた静電容量に基づき、被検体 9の表面の凹凸形状を示す表面形 状データ 2Sを出力する。

生体認識部 3は、検出素子 1Bの検出電極 12Bと検出素子 1Aの検出電極 12Aとの 間に接続された被検体 9のインピーダンスに基づき、被検体 9が生体であるか否かを 判定する。

[0065] この際、検出電極 12Aと検出電極 12Bとの間には、検出素子 1Cが配置されている ことから両者間の距離が長くなり、また被検体 9と電気的に接触する検出電極 12Cは 高インピーダンス状態となっていることから、検出電極 12Aと検出電極 12Bとの間に 接続される被検体 9のインピーダンスは、両者を隣接配置した場合と比較して大きく なる。したがって、被検体 9によって変化するインピーダンスの変化量が大きくなり、生 体認識部 3での判定精度を向上させることができる。

[0066] なお、図 9では、検出素子 1A, IB, 1Cをそれぞれ 1つずつ用いた場合を例として 説明したが、これは生体認識を実施するのに最低限必要な構成を示したもので、こ れに限定されるものではない。実際には、表面形状検出部 2で被検体 9の表面形状 を示す表面形状データを得るため多数の検出素子 1Aが用いられる。また、生体認 識部 3で被検体 9のインピーダンスを安定して検出するため、多数の検出素子 1Bが 用いられる。また、被検体 9によって変化するインピーダンスの変化量を大きくするた め、多数の検出素子 1Cが隣接配置されて用レ、られる。

[0067] [検出素子の構成] 次に、図 10A、図 10Bを参照して、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装 置で用いられる検出素子の具体的構成について説明する。図 10A、図 10Bは検出 素子の構成を示す説明図であり、図 10Aは正面図、図 10Bは図 10Aの BB断面図で める。

[0068] 検出素子 1Aは、表面形状認識センサ装置 10のセンサ面 8上に格子状に配列され た検出電極 11 Aと、この検出電極 11Aの周部を囲むよう離間した位置に壁状に形成 された検出電極 12Aとから構成されている。同様に、検出素子 1Bは、格子状に配列 された検出電極 11Bと、この検出電極 11Bの周部を囲むよう離間した位置に壁状に 形成された検出電極 12Bとから構成されている。また検出素子 1Cは、格子状に配列 された検出電極 11Cと、この検出電極 11Cの周部を囲むよう離間した位置に壁状に 形成された検出電極 12Cとから構成されている。

[0069] 検出電極 11A， 11B, 11Cは金属膜からなり、被検体 9と近接する上側が絶縁膜 1 4で覆われ、被検体 9を対向検出電極として容量素子を形成する。この際、被検体の 表面形状の凹凸によりこれら検出電極間の距離が変化することから、その表面形状 の凹凸に応じた静電容量が形成される。

[0070] 一方、検出電極 12A, 12B, 12Cは、上側が露出して被検体 9と電気的に接触す る。これにより、検出電極 12Aに接続されている共通電位が被検体 9に印加されると ともに、検出電極 12Bを介して被検体 9のインピーダンスが生体認識部 3へ接続され ることになる。

[0071] この際、隣接する検出素子 1A間、検出素子 1B間、および検出素子 1C間で、それ ぞれ検出電極 12A, 12B, 12Cを互いに共用している。したがって、検出素子 1Cと 検出素子 1A, 1Bとが隣接する境界には、検出電極 12A， 12Cの間、および検出電 極 12B， 12Cの間に切り欠き部 13を設けて、両者を電気的に絶縁している。

検出素子 1A， IB, 1Cの一辺の長さが数 10 x m程度の場合、切り欠き部 13の幅 Wを 20 x m以下とすることにより、切り欠き部 13の存在が視認できず、生体認証用検 出素子の有無さらには配置位置を秘匿することができ、セキュリティ性を向上させるこ とができる。

[0072] [第 3の実施の形態] 次に、図 11を参照して、本発明の第 3の実施の形態に力かる表面形状認識センサ 装置について説明する。図 11は本発明の第 3の実施の形態に力かる表面形状認識 センサ装置の構成を示すブロック図である。

この表面形状認識センサ装置 10には、前述した第 2の実施の形態（図 9参照）と比 較して、検出素子 1Cの検出電極 12Cと共通電位との間にスィッチ 4Cが設けられて いる。その他については、前述した第 2の実施の形態と同様であり、同じまたは同等 部分には同一符号を付してある。

[0073] スィッチ 4Cは、表面形状検出部 2により表面形状検出動作を行う場合に短絡され て、検出素子 1Cの検出電極 12Cへ共通電位を印加し、生体認識部 3により生体認 識動作を行う場合に開放されて検出素子 1Cの検出電極 12Cを高インピーダンス状 態とする。

[0074] これにより、第 2の実施の形態と比較して、表面形状検出動作時には、検出素子 1 Aの検出電極 11Aと同様に、検出素子 1Cの検出電極 12Cも共通電位に接続される ことになり、ノイズの少ないクリアな表面形状データが得られ、後段における表面形状 データを用いた個人認証処理の認証精度を向上させることができる。

[第 4の実施の形態]

[0075] 次に、図 12および図 13A、図 13Bを参照して、本発明の第 4の実施の形態にかか る表面形状認識センサ装置について説明する。図 12は本発明の第 4の実施の形態 にかかる表面形状認識センサ装置の構成を示すブロック図である。図 13A,図 13B は本発明の第 4の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装置で用いられる検出 素子の構成を示す説明図であり、図 13Aは正面図、図 13Bは CC断面図である。 この表面形状認識センサ装置 10では、前述した第 2の実施の形態（図 9参照）と比 較して、検出素子 1Cにおいて、検出電極 11Cの上側だけでなく検出電極 12Cの上 側にも絶縁膜 14が形成されているとともに、検出電極 12Cが共通電位に接続されて いる。その他については、前述した第 2の実施の形態と同様であり、同じまたは同等 部分には同一符号を付してある。

[0076] 検出素子 1Cの検出電極 12Cが絶縁膜 14で覆われていることから、検出電極 12C と被検体 9とが電気的に絶縁される。したがって、検出電極 12Cに対して常に共通電 位を印加することができ、前述した第 3の実施の形態（図 11参照）のようなスィッチ 4C を用いることなぐノイズの少ないクリアな表面形状データが得られ、後段における表 面形状データを用いた個人認証処理の認証精度を向上させることができる。

[0077] [第 5の実施の形態]

次に、図 14を参照して、本発明の第 5の実施の形態に力かる表面形状認識センサ 装置について説明する。図 14は本発明の第 5の実施の形態に力、かる表面形状認識 センサ装置の構成を示すブロック図である。

[0078] この表面形状認識センサ装置 10には、前述した第 1の実施の形態（図 2参照）と比 較して、検出素子 1 Bの検出電極 12Bと生体認識部 3との間にスィッチ 4Bが設けられ ている。その他については、前述した第 1の実施の形態と同様であり、同じまたは同 等部分には同一符号を付してある。

[0079] 生体認識部 3において、前述した図 5のように被検体 9へ信号を印加することにより 生体認識を行う構成では、表面形状検出動作時に検出素子 1Bの検出電極 12Bへ 共通電位とは異なる電位が印加される場合や、検出電極 12Bが高インピーダンス状 態となる場合もある。このような場合には、検出電極 12Bと生体認識部 3との間にスィ ツチ 4Bを設け、生体認識動作の場合には検出電極 12Bを生体認識部 3へ接続し、 表面形状検出動作の場合には検出電極 12Bを共通電位に接続するようにしてもよい

[0080] これにより、表面形状検出動作時には、検出素子 1Aの検出電極 12Aと同様に、検 出素子 1Bの検出電極 12Bも共通電位に接続されることになり、ノイズの少ないクリア な表面形状データが得られ、後段における表面形状データを用いた個人認証処理 の認証精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、第 1の実施の形態を例として説明したが、前述した各実 施の形態に対しても適用でき、同様の作用効果が得られる。

[0081] [第 6の実施の形態]

次に、図 15A、図 15Bを参照して、本発明の第 6の実施の形態にかかる表面形状 認識センサ装置について説明する。図 15A、図 15Bは本発明の第 6の実施の形態 にかかる表面形状認識センサ装置のセンサ面構成を示す説明図である。 [0082] 図 15Aのセンサ面構成例では、前述した第 2の実施の形態（図 9参照）で用いた検 出素子 1Bを複数隣接配置した検出領域 8Bを、センサ面 8のほぼ中央を横断するよ う帯状に配置し、その両側に検出素子 1Cを複数隣接配置した検出領域 8Cを帯状に 配置し、さらにその外側に検出素子 1Aを複数隣接配置した検出領域 8Aを配置して いる。

[0083] このように、検出領域 8A, 8Bを分離する検出領域 8Cを帯状に 2つ配置し、その外 側に検出領域 8Aを 2つ設けるともとに、その内側に検出領域 8Bを配置したので、セ ンサ面 8に対して被検体 9が接触させた位置がセンサ面 8の中央から横方向にずれ た場合でも、いずれか一方の検出領域 8Cを跨いで検出領域 8A， 8Bの両方に対し 被検体 9が接触しやすくなり、安定した生体認識動作を行うことができる。

[0084] また、検出領域 8Bを含む両検出領域 8Cの外側端間の幅 Lを、少なくともセンサ面

8に対する被検体 9の接触幅 Lはり狭くすることにより、検出領域 8Bと両側の検出領 域 8Aとを被検体 9に対して同時に接触させることができ、生体認識動作時により安定 したインピーダンスが得られる。

[0085] また図 15Bのセンサ面構成例では、前述した第 2の実施の形態（図 9参照）で用い た検出素子 1Bを複数隣接配置した検出領域 8Bを、センサ面 8のほぼ中央に島状に 配置し、検出素子 1Cを複数隣接配置した検出領域 8Cを、検出領域 8Bの外周部を 全周にわたって囲うように枠状に配置し、さらに検出素子 1Aを複数隣接配置した検 出領域 8Aを、検出領域 8Cの外周部を全周にわたって囲うように配置している。 このように、検出領域 8A, 8Bを分離する検出領域 8Cを枠状 (環状）に配置し、その 外側に検出領域 8Aを設けるともとに、その内側に検出領域 8Bを配置したので、セン サ面 8に対して被検体 9が接触させた位置がセンサ面 8の中央から縦/横方向にず れた場合でも、検出領域 8Cを跨いで検出領域 8A, 8Bの両方に対し被検体 9が接 触しやすくなり、安定した生体認識動作を行うことができる。なお、この場合は、検出 領域 8Cの幅をセンサ面 8に対する被検体 9の接触幅より狭くする必要がある。

[0086] また、検出領域 8Bを含む両検出領域 8Cの外側端間の横幅 L1および縦幅 L2を、 少なくともセンサ面 8に対する被検体 9の接触横幅 Ltlおよび接触横幅 Lt2より狭く することにより、検出領域 8Bとその周囲の検出領域 8Aとを複数箇所 (縦横 4力所)で あるいは全周にわたって、被検体 9に対して同時に接触させることができ、生体認識 動作時により安定したインピーダンスが得られる。

[0087] なお、図 15A,図 15Bにおいて、これら検出領域の配置パターンをセンサ面 8に対 して複数設けてもよぐ検出領域 8Cを跨いで検出領域 8A, 8Bの両方に対し被検体

9が接触しやすくなり、安定した生体認識動作を行うことができる。

[0088] また、図 15、図 15Bでは、センサ面 8の外形を正方形とし、あるいは検出領域 8A,

8B， 8Cを長方形またはその外形を正方形とした場合を例に説明したが、これに限定 されるものではなぐ例えば長方形、長円形、円形、楕円形などの形状を用レ、てもよ レ、。

なお、本実施の形態では、前述した第 2の実施の形態（図 9参照）をベースとして、 検出領域 8Aと検出領域 8Bとの間に検出素子 1Cからなる検出領域 8Cを設けた場合 を例として説明したが、本実施の形態は、前述した第 1の実施の形態（図 2参照）ベー スとした検出素子 1Cのないものにも適用できる。

この場合、センサ面 8は、図 15A,図 15Bにおいて、検出領域 8Cがなぐ検出領域 8A, 8Bを隣接配置した形態となり、前述の検出領域 8Cを設けた場合と同様の作用 効効果が得られる。

[0089] [第 7の実施の形態]

[生体認識部の構成]

次に、図 16を参照して、本発明の他の実施の形態に力かる表面形状認識センサ装 置で用レ、られる生体認識部 3の具体的構成につレ、て説明する。図 16は生体認識部 の構成を示すブロック図である。なお、図 16において、図 1、図 5と同じものあるいは 同じ機能を有するものは同符号を用いている。

[0090] 生体認識部 3には、供給信号生成部 31、応答信号生成部 32、波形情報検出部 33 、出力調整部 34、 AZD変換部 35、および生体判定部 36が設けられている。これら 回路部のうち、供給信号生成部 31、応答信号生成部 32、波形情報検出部 33、およ び出力調整部 34は、インピーダンス検出ユニット 30として、対をなす検出素子 1Bとと もに配置されている。

[0091] 検出素子 1A， IBは、検出電極 12A, 12Bを介して被検体 9と電気的に接触し、被 検体 9の持つインピーダンスの容量成分 Cfおよび抵抗成分 Rfを応答信号生成部 32 へ接続する。供給信号生成部 31は、所定周波数の正弦波などからなる供給信号 31 Sを生成して応答信号生成部 32に出力する。応答信号生成部 32は、供給信号生成 部 31からの供給信号 31Sを検出素子 1Bの検出電極 12Bへ印加し、検出素子 1Bの 出力インピーダンスすなわち被検体 9の持つインピーダンスの容量成分および抵抗 成分により変化する応答信号 32Sを波形情報検出部 33へ出力する。

[0092] 波形情報検出部 33は、応答信号生成部 32からの応答信号 32Sが示す波形から、 供給信号 31Sとの位相差または振幅を波形情報として検出し、この波形情報を含ん だ波形情報信号 33Sを出力調整部 34へ出力する。出力調整部 34は、波形情報検 出部 33からの波形情報信号 33Sを、その波形情報に応じた電圧値へ調整変換し検 出信号 30Sとして出力する。

AZD変換部 35は、出力調整部 34からの検出信号 30Sを A/D変換し、デジタル データからなる判定データ 35Sとして出力する。生体判定部 36は、 A/D変換部 35 からの判定データ 35Sに含まれる波形情報に基づき被検体 9が生体か否かを判定し 、その認識結果 3Sを出力する。

[0093] 被検体 9が検出素子 1A, 1Bに接触した場合、供給信号生成部 31から検出素子 1 A, 1Bに印加されている供給信号 31Sが、被検体 9に固有のインピーダンス特性す なわち容量成分および抵抗成分により変化し、これが応答信号 32Sとして応答信号 生成部 32から出力される。この応答信号 32Sは、波形情報検出部 33でその位相差 または振幅が検出され、これら検出結果を示す情報を含んだ検出信号 30Sとして出 力調整部 34から出力される。そして、この検出信号 30Sは A/D変換部 35で判定デ ータ 35Sに変換され、生体判定部 36へ出力される。

[0094] 図 17A-図 17Dは、位相差検出時における信号波形例である。供給信号 31Sとし て接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号 32Sの位 相は被検体 9のインピーダンスに応じて変化する。基準信号として供給信号 31Sに同 期した信号を用い、波形情報検出部 33で応答信号 32Sとの位相を比較することで、 例えば位相差 φをパルス幅とする波形情報信号 33Sが出力される。

生体判定部 36では、判定データ 35Sに含まれるこの位相差すなわち容量成分 (虚 数成分）の情報が、正当な生体の位相差の基準範囲内にあるか否かに基づいて被 検体 9が生体か否かが判定される。

[0095] 図 18A、図 18Bは、振幅検出時における信号波形例である。供給信号 31Sとして 接地電位などの共通電位を中心とした正弦波を用いた場合、応答信号 32Sは共通 電位を中心として、被検体 9のインピーダンスに応じた振幅に変化する。波形情報検 出部 33で、応答信号 32Sのピーク電圧すなわち電圧の最大値または最小値を検出 し、応答信号 32Sの振幅 Aに比例した直流電位を示す波形情報信号 33Sが出力さ れる。

[0096] 生体判定部 36では、判定データ 35Sに含まれる振幅すなわち抵抗成分（実数成 分）の情報が、正当な生体の振幅の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体 9が 生体か否かが判定される。

なお、これら位相差および振幅のうちいずれか一方のみを検出して生体認識を行 つてもよぐ従来に比べ、例えば大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必 要とすることなぐ一般的なコンパレータや論理回路という極めて簡素な回路構成で 被検体 9に固有のインピーダンスを示す情報を詳細に検出でき、表面形状認識セン サ装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。

[0097] また、これら位相差および振幅の両方を検出して生体認識を行ってもよぐ実数成 分および虚数成分を一まとめとして検出した情報を用いて生体認識判断を行う場合 と比較して、被検体の材料や材質を選択してその実数成分および虚数成分を個別 に調整することが極めて難しくなり、人工指による不正認識行為に対して高いセキユリ ティが得られる。

[0098] なお、以上では、インピーダンス検出ユニット 30が 1つの場合を例として説明したが 、これに限定されるものではなぐ複数のインピーダンス検出ユニット 30を設けてもよ レ、。この場合には、例えば各インピーダンス検出ユニット 30ごとに AZD変換部 35を 設け、これら A/D変換部 35から得られた複数の判定データ 35Sを平均化し、その 平均値に基づき生体判定部 36で生体判定を行えばよい。あるいは各インピーダンス 検出ユニット 30を制御部 25から順に選択し、各インピーダンス検出ユニット 30からの 検出信号 30Sを同一の AZD変換部 35で順次判定データへ変換してもよい。供給 信号生成部をインピーダンス検出ユニット内に配置しなくともよい。この場合インピー ダンス検出ユニットを小さくすることができ、指紋検出のための領域を増やすことがで きる。

[0099] このように、インピーダンス検出ユニット 30を複数設けることにより、これらインピーダ ンス検出ユニット 30で得られた検出結果が平均化されることから、インピーダンス検 出の精度を向上できるため、人工指による不正認証に対してセキュリティを高める効 果がある。

[0100] [第 8の実施の形態]

次に、図 19を参照して、本発明の第 8の実施の形態にかかる表面形状認識センサ 装置について説明する。図 19は本発明の第 8の実施の形態に力、かる表面形状認識 センサ装置の構成を示すブロック図である。なお、図 19において、前述した各図と同 じまたは同等部分には同一符号を付してある。

[0101] この表面形状認識センサ装置 10のセンサアレイ 4には、表面形状検出用の複数の 容量検出ユニット 20が対となる検出素子 1 Aとともに格子状 (行列マトリクス状）に配置 されている。また容量検出ユニット 20のうちのいずれ力 1つ、この例ではセンサアレイ 4の中央に配置されている容量検出ユニット 20に代えて、生体認識用のインピーダン ス検出ユニット 30が対となる検出素子 1Bとともに配置されている。

[0102] 制御部 25、列セレクタ 26、 A/D変換部 27、および行セレクタ 28は、各容量検出 ユニット 20とともに、前述した表面形状検出部 2を構成する回路部である。また、 A/ D変換部 35および生体判定部 36は、インピーダンス検出ユニット 30とともに、前述し た生体認識部 3を構成する回路部である。

[0103] なお、表面形状認識センサ装置 10は、全体として 1つのチップから構成されており 、基板上のうち、センサアレイ 4内の各検出素子 1A， IBに対応する位置に、各容量 検出ユニット 20およびインピーダンス検出ユニット 30が形成され、その上側に層間絶 縁膜を介して各検出素子 1A, 1Bが形成されている。また、制御部 25、歹 1Jセレクタ 26 、 AZD変換部 27、および行セレクタ 28や、 AZD変換部 35および生体判定部 36 は、容量検出ユニット 20やインピーダンス検出ユニット 30が形成されている領域の周 部、すなわち基板上の周辺空き領域に形成されてレ、る。 [0104] 各容量検出ユニット 20のうち、列方向（縦方向）に並ぶ容量検出ユニット 20が当該 列に対応する同一の制御線 26Lを介して列セレクタ 26にそれぞれ接続されている。 また行方向（横方向）に並ぶ容量検出ユニット 20が当該行に対応する同一のデータ 線 20Lを介して AZD変換部 27にそれぞれ接続されている。またインピーダンス検 出ユニット 30は、個別制御線 25Lを介して制御部 25に接続されているとともに、個別 データ線 30Lを介して A/D変換部 35に接続されている。

[0105] 次に、本実施の形態にかかる表面形状認識センサ装置の動作について説明する。

制御部 25は、上位装置（図示せず）からの制御に応じて、被検体 9の表面形状を検 出する表面形状検出動作を行う場合、所定のタイミングでアドレス信号 25Aおよび容 量検出制御信号 25Bを出力する。

列セレクタ 26は、これらアドレス信号 25Aおよび容量検出制御信号 25Bに基づき、 制御線 26Lのいずれか 1つを順に選択する。

[0106] これにより、選択された各容量検出ユニット 20で前述した容量検出が行われ、対応 するデータ線 20Lへ容量信号 20Sがそれぞれ出力される。

A/D変換部 27は、列セレクタ 26により選択された各容量検出ユニット 20から当該 データ線 20Lに出力された容量信号 20Sを凹凸データ 27Sに A/D変換してそれぞ れ出力する。行セレクタ 28は、 A/D変換部 27から各データ線 20Lごとに得られた 凹凸データ 27Sを 1つずつ順次選択し、被検体 9の表面形状を示す表面形状データ 2Sとして出力する。

[0107] また、制御部 25は、上位装置からの制御に応じて、被検体 9が生体であるか否かを 判定する生体認識動作を行う場合、所定のタイミングで個別制御線 25Lを選択する 。これにより、選択されたインピーダンス検出ユニット 30で前述したインピーダンス検 出が行われ、対応する個別データ線 30Lへ検出信号 30Sが出力される。

AZD変換部 35は、インピーダンス検出ユニット 30から個別データ線 30Lへ出力さ れた検出信号 30Sを判定データ 35Sに A/D変換して出力する。生体判定部 36は 、判定データ 35Sに含まれる位相差や振幅を示す情報が、正当な生体の位相差や 振幅の基準範囲内にあるか否かに基づいて被検体 9が生体か否かを判定する。

[0108] このように、本実施の形態では、センサアレイ 4上に表面形状検出用の各容量検出 ユニット 20を当該検出素子 1Aとともにマトリクス状に配置し、これら容量検出ユニット 20のうちのいずれかに代えて、生体認識用のインピーダンス検出ユニット 30を当該 検出素子 1Bとともに配置するようにしたので、生体認識用の検出素子 1Bとこれを駆 動するインピーダンス検出ユニット 30とを結ぶ配線を極めて短くすることができ、この 配線の寄生容量やノイズ混入を低減でき被検体のインピーダンスを正確に検出でき る。したがって、生体認識において高い判定精度を得ることができる。

[0109] また、インピーダンス検出ユニット 30で、所定の供給信号を検出素子 1Bへ印加し、 被検体のインピーダンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号として 取得して、その応答信号の波形を示す位相または振幅からなる波形情報を検出して 検出信号 30Sとして出力し、この検出信号 30Sを A/D変換部 35で判定データ 35S に AZD変換した後、この判定データ 35Sに基づき生体判定部 36で判定するように したので、従来に比べ、例えば大きな面積を必要とする抵抗素子や容量素子を必要 とすることなぐ一般的なコンパレータや論理回路という極めて簡素な回路構成で、被 検体 9に固有のインピーダンスを示す情報を詳細に検出でき、表面形状認識センサ 装置の小型化さらにはチップ化を容易に実現できる。また、抵抗素子や容量素子な どの外付け部品が不要となり、これら外付け部品に起因するセキュリティの低下を回 避でき、十分なセキュリティが得られる。

[0110] [第 9の実施の形態]

次に、図 20を参照して、本発明の第 9の実施の形態に力かる表面形状認識センサ 装置について説明する。図 20は、本発明の第 9の実施の形態に力かる表面形状認 識センサ装置の構成を示すブロック図である。なお、図 20において、図 19と同じまた は同等部分には同一符号を付してある。

前述した第 8の実施の形態（図 19参照）と比較して、本実施の形態は、 AZD変換 部 35を A/D変換部 27で兼用するようにしたものである。

[0111] この場合、インピーダンス検出ユニット 30には、個別データ線 30Lに代えて、当該 インピーダンス検出ユニット 30と同一列に配置された各容量検出ユニット 20を結ぶ データ線 20Lが接続されている。したがって、生体認識動作において制御部 25で個 別制御線 25Lが選択された場合、インピーダンス検出ユニット 30で前述したインピー ダンス検出が行われ、対応するデータ線 20Lへ検出信号 30Sが出力される。

A/D変換部 27は、インピーダンス検出ユニット 30からデータ線 20Lへ出力された 検出信号 30Sを判定データ 35Sに A/D変換して出力し、この判定データ 35Sが行 セレクタ 28から生体判定部 36へ出力される。

[0112] このように、表面形状検出動作で用いられる A/D変換部 27を生体認識動作で兼 用するようにしたので、生体認識動作用の AZD変換部 35が不要となり、チップ面積 を小さくすることができ、製造コストを低減できる。

また、個別データ線 30Lが不要となりチップ面積を小さくできる。特にインピーダン ス検出ユニット 30を複数設けた場合、インピーダンス検出ユニット 30ごとに個別デー タ線 30Lが必要となることから、個別データ線 30Lが不要となる効果は大きレ、。

[0113] [第 10の実施の形態]

次に、図 21を参照して、本発明の第 10の実施の形態に力かる表面形状認識セン サ装置について説明する。図 21は、本発明の第 10の実施の形態に力かる表面形状 認識センサ装置の構成を示すブロック図である。なお、図 21において、図 20と同じま たは同等部分には同一符号を付してある。

前述した第 9の実施の形態（図 20参照）と比較して、本実施の形態は、個別制御線 25Lを制御線 26Lで兼用するようにしたものである。

[0114] この場合、インピーダンス検出ユニット 30には、個別制御線 25Lに代えて、当該ィ ンピーダンス検出ユニット 30と同一列に配置された各容量検出ユニット 20を結ぶ制 御線 26Lが接続されている。したがって、生体認識動作において制御部 25からのァ ドレス信号 25Aおよび容量検出制御信号 25Bに基づき、列セレクタ 26でインピーダ ンス検出ユニット 30と接続された制御線 26Lが選択され、前述したインピーダンス検 出が行われる。

[0115] このように、個別制御線 25Lを制御線 26Lで兼用するようにしたので、個別制御線 25Lが不要となりチップ面積を小さくできる。特にインピーダンス検出ユニット 30を複 数設けた場合、インピーダンス検出ユニット 30ごとに個別制御線 25Lが必要となるこ とから、個別制御線 25Lが不要となる効果は大きい。

[0116] なお、以上で説明した各実施の形態を実施する際、複数のインピーダンス検出ュ ニット 30を用いて生体認識を行う場合には、それぞれのインピーダンス検出ユニット 3 0ごとに、各実施の形態から適当なものを選択し組み合わせて実施してもよい。

例えば、個々のインピーダンス検出ユニット 30の配置位置や配置個数によって、個 別制御線 25Lや個別データ線 30Lを配線する空き領域を確保できない場合もある。 このようなインピーダンス検出ユニット 30については、第 2の実施の形態を用いてそ の個別データ線 30Lを容量検出ユニット 20のデータ線 20Lで兼用したり、第 3の実 施の形態を用いてその個別制御線 25Lや個別データ線 30Lを容量検出ユニット 20 の制御線 26Lやデータ線 20Lで兼用したりすることにより、空き領域に制限されること なく所望の位置にインピーダンス検出ユニットを配置できる。

一方、第 9の実施の形態のように個別制御線 25Lを用いることにより、生体認証動 作の際に列セレクタ 26全体を動作させなくて済み、装置全体として消費電力やノイズ 発生を低減できる。また、第 10の実施の形態のように個別データ線 30Lと個別制御 線 25Lを用いることにより、生体認証動作の際に列セレクタ 26全体および A/D変換 部 27全体を動作させなくて済み、装置全体として消費電力やノイズ発生をさらに削 減できる。

Claims

請求の範囲

[1] 2次元配置された複数の検出素子と、

前記検出素子を構成し、絶縁膜を介して被検体と接触することにより前記被検体の 表面形状の凹凸に応じた容量を発生させる第 1の検出電極と、

前記検出素子を構成し、前記被検体と電気的に接触する第 2の検出電極と、 前記検出素子の前記第 1の検出電極を介して得られた容量に基づき、前記検出素 子の出力として、前記表面形状の凹凸を検出する表面形状検出部と、

前記検出素子のうち少なくとも第 1および第 2の検出素子を構成する前記第 2の検 出電極間に接続された前記被検体のインピーダンスに応じた信号に基づき前記被 検体が生体であるか否力を判定する生体認識部とを備え、

前記第 1の検出素子の前記第 2の検出電極が所定の共通電位に接続され、前記 第 2の検出素子の前記第 2の検出電極が前記生体認識部に接続されていることを特 徴とする表面形状認識センサ装置。

[2] 請求項 1に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記第 1の検出素子と前記第 2の検出素子との間に配置されて、前記第 1の検出 電極が前記表面形状検出部に接続され、かつ前記第 2の検出電極が高インピーダ ンス状態にある第 3の検出素子を備えることを特徴とする表面形状認識センサ装置。

[3] 請求項 2に記載の表面形状認識センサ装置において、

前記第 3の検出素子の第 2の検出電極と前記共通電位との間に接続されて、前記 生体認識部で前記被検体の生体判定を行う場合は第 2の検出電極と前記共通電位 との間を開放し、前記表面形状検出部で前記表面形状の検出を行う場合は第 2の検 出電極と前記共通電位との間を短絡するスィッチをさらに備えることを特徴とする表 面形状認識センサ装置。

[4] 請求項 1に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記第 1の検出素子と前記第 2の検出素子との間に配置されて、前記第 1の検出 電極が前記表面形状検出部に接続され、かつ前記第 2の検出電極が前記共通電位 に接続されており、前記被検体と前記第 2の検出電極を絶縁する絶縁膜を有する第 3の検出素子を備えることを特徴とする表面形状認識センサ装置。

[5] 請求項 1に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記第 2の検出素子の第 2の検出電極と前記生体認識部との間に接続されて、前 記生体認識部で前記被検体の生体判定を行う場合は前記第 2の検出電極を前記生 体認識部へ切替接続し、前記表面形状検出部で前記表面形状の検出を行う場合は 前記第 2の検出電極を前記共通電位へ切替接続するスィッチをさらに備えることを特 徴とする表面形状認識センサ装置。

[6] 請求項 2に記載の表面形状認識センサ装置において、

互いに隣接配置された複数の前記第 2の検出素子からなり、かつ前記検出面の中 央を横断して配置された帯状の第 2の検出領域と、

互いに隣接配置された複数の前記第 3の検出素子からなり、かつ前記第 2の検出 領域の両側に配置された帯状の 2つの第 3の検出領域と、

互いに隣接配置された複数の前記第 1の検出素子からなり、かつ前記第 3の検出 領域の外側に配置された帯状の 2つの第 1の検出領域とを有することを特徴とする表 面形状認識センサ装置。

[7] 請求項 2に記載の表面形状認識センサ装置において、

互いに隣接配置された複数の前記第 2の検出素子からなり、かつ前記検出面の中 央に設けられた第 2の検出領域と、

互いに隣接配置された複数の前記第 3の検出素子からなり、かつ前記第 2の検出 領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第 3の検出領域と、

互いに隣接配置された複数の前記第 1の検出素子からなり、かつ前記第 3の検出 領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第 1の検出領域とを有すること を特徴とする表面形状認識センサ装置。

[8] 請求項 1に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

互いに隣接配置された複数の前記第 2の検出素子からなり、かつ前記検出面の中 央を横断して配置された帯状の第 2の検出領域と、

互いに隣接配置された複数の前記第 1の検出素子からなり、かつ前記第 2の検出 領域の両側に配置された帯状の 2つの第 1の検出領域とを有することを特徴とする表 面形状認識センサ装置。

[9] 請求項 1に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

互いに隣接配置された複数の前記第 2の検出素子からなり、かつ前記検出面の中 央に設けられた第 2の検出領域と、

互いに隣接配置された複数の前記第 1の検出素子からなり、かつ前記第 2の検出 領域の外周部を全周にわたって囲うように設けられた第 1の検出領域とを有すること を特徴とする表面形状認識センサ装置。

[10] 請求項 1に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記生体認識部は、

所定の供給信号を前記検出素子へ印加し、前記検出素子を介して接触している前 記被検体のインピータンスに応じて位相および振幅が変化した信号を応答信号とし て出力する応答信号生成部と、

前記応答信号の波形を示す位相または振幅を波形情報として検出し、その波形情 報を示す検出信号を出力する波形情報検出部と、

前記検出信号に含まれる波形情報に基づき前記被検体が生体であるか否かを判 定する生体判定部とを有することを特徴とする表面形状認識センサ装置。

[11] 格子状に配置され被検体との間に生じた容量を当該検出素子で検出し、その値を 示す容量信号をそれぞれ出力する複数の容量検出ユニットと、

この容量検出ユニットの近傍に配置された検出素子と、

前記容量検出ユニットのうち列方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数の制御線と 前記容量検出ユニットのうち行方向に並ぶ容量検出ユニットを結ぶ複数のデータ 線と、

前記制御線のレ、ずれか 1つを順次選択することにより当該制御線に接続された各 容量検出ユニットを選択する列セレクタと、

前記データ線ごとに設けられ、前記列セレクタにより選択された各容量検出ユニット 力 当該データ線に出力された容量信号を凹凸データに A/D変換してそれぞれ出 力する第 1の A/D変換部と、

前記第 1の A/D変換部から各データ線ごとに得られた凹凸データを 1つずつ順次 選択し、前記被検体の表面形状を示す表面形状データとして出力する行セレクタと、 前記容量検出ユニットのいずれかに代えて対となる検出素子とともに配置され、当 該検出素子を介して前記被検体と電気的に接触することにより前記被検体のインピ 一ダンスを検出し、そのインピーダンスに応じた検出信号を出力するインピーダンス 検出ユニットと、

前記インピーダンス検出ユニットからの検出信号に基づき前記被検体が生体である か否かを判定する生体判定部とを備え、

前記インピーダンス検出ユニットは、所定の供給信号を当該検出素子へ印加し、当 該検出素子を介して電気的に接触している前記被検体のインピーダンスに応じて位 相および振幅が変化した信号を応答信号として出力する応答信号生成部と、前記応 答信号の波形を示す位相または振幅を波形情報として検出し、その波形情報を示す 検出信号を出力する波形情報検出部とを有し、

前記生体判定部は、前記検出信号に含まれる波形情報が正当な生体を示す波形 情報の基準範囲内にあるか否かに基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状 認識センサ装置。

[12] 請求項 11に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、

前記インピーダンス検出ユニットに接続された個別データ線と、

前記個別制御線を選択することにより前記インピーダンス検出ユニットを選択する 制御部と、

前記インピーダンス検出ユニットから前記個別データ線へ出力された検出信号に 含まれる波形情報を判定データとして出力する第 2の A/D変換部とをさらに備え、 前記インピーダンス検出ユニットは、前記個別制御線を介した前記制御部による選 択に応じて、前記被検体のインピーダンスに対応した波形情報を示す検出信号を前 記個別データ線へ出力し、

前記生体判定部は、前記第 2の AZD変換部からの判定データに含まれる波形情 報に基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。

[13] 請求項 11に記載の表面形状認識センサ装置にぉレヽて、 前記インピーダンス検出ユニットに接続された個別制御線と、

前記個別制御線を選択することにより前記インピーダンス検出ユニットを選択する 制御部とをさらに備え、

前記インピーダンス検出ユニットは、前記データ線のいずれ力 4つに接続されて、 前記個別制御線を介した前記制御部による選択に応じて、前記被検体のインピーダ ンスに対応した波形情報を示す検出信号を当該データ線へ出力し、

前記生体判定部は、前記データ線へ出力された検出信号が前記第 1の A/D変換 部で A/D変換されて得られた判定データについて、その判定データに含まれる波 形情報に基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。

[14] 請求項 11に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記インピーダンス検出ユニットは、前記制御線のいずれ力 4つに接続されるととも に、前記データ線のいずれか 1つに接続されて、前記セレクタによる選択に応じて前 記検出信号を当該データ線へ出力し、

前記生体判定部は、前記データ線へ出力された検出信号が前記第 1の A/D変換 部で A/D変換されて得られた判定データについて、その判定データに含まれる波 形情報に基づき前記判定を行うことを特徴とする表面形状認識センサ装置。

[15] 請求項 11に記載の表面形状認識センサ装置にぉレ、て、

前記インピーダンス検出ユニットを複数備え、これらインピーダンス検出ユニットは、 それぞれ異なる前記容量検出ユニットに代えて配置されていることを特徴とする表面 形状認識センサ装置。