検出装置および認証装置
【課題】 参照信号の調整を要することなく特性のバラツキを補償する。
【解決手段】 検出装置１００は、対象物の表面との距離に応じたレベルの検出信号Ｓdを各々が生成する複数のセンサ回路Ｕと、各センサ回路Ｕを選択して検出信号Ｓdを出力させる選択回路２０と、レジスタ３１に記憶された参照値Ｒに応じたレベルの参照信号Ｓrefを生成するＤ／Ａ変換回路３２と、各センサ回路Ｕから出力される検出信号ＳdとＤ／Ａ変換回路３２が生成した参照信号Ｓrefとのレベルの大小に応じた検出データＤを生成する比較器３５とを有する。ＣＰＵ４１は、比較器３５が生成した複数の検出データに対する所定の演算によって空間周波数Ｆを算定し、この空間周波数Ｆに基づいてレジスタ３１の参照値Ｒを更新する。
【解決手段】 検出装置１００は、対象物の表面との距離に応じたレベルの検出信号Ｓdを各々が生成する複数のセンサ回路Ｕと、各センサ回路Ｕを選択して検出信号Ｓdを出力させる選択回路２０と、レジスタ３１に記憶された参照値Ｒに応じたレベルの参照信号Ｓrefを生成するＤ／Ａ変換回路３２と、各センサ回路Ｕから出力される検出信号ＳdとＤ／Ａ変換回路３２が生成した参照信号Ｓrefとのレベルの大小に応じた検出データＤを生成する比較器３５とを有する。ＣＰＵ４１は、比較器３５が生成した複数の検出データに対する所定の演算によって空間周波数Ｆを算定し、この空間周波数Ｆに基づいてレジスタ３１の参照値Ｒを更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な凹凸を有する対象物の表面形状を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の手指の指紋など微細な凹凸を有する対象物の表面形状を検出する技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、対象物との接触面に沿って多数のセンサ回路がマトリクス状に配列された検出装置が開示されている。各センサ回路は、接触面に近接または接触した対象物との距離に応じたレベルの検出信号を出力する。この構成においては、各センサ回路から出力された検出信号と外部から供給される信号（以下「参照信号」という）とのレベルの大小に応じて２値のデータを出力する比較回路が配設され、この比較回路から出力されるデータを解析することによって対象物の表面形状が特定される。
【特許文献１】特開２００４−３１７３５３号公報（段落００２５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、検出信号を生成するセンサ回路やこの検出信号と参照信号とを比較する比較回路といった各部を構成するスイッチング素子の電気的な特性（特に閾値電圧）には検出装置ごとにバラツキがある。したがって、各検出装置において均質な検出を実現するためには、検出装置による検出の結果を確認しながら利用者が参照信号のレベルを調整するという煩雑な作業が必要となる。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、検出装置の各部の特性にバラツキが存在する場合であっても参照信号の調整といった煩雑な作業を要することなく均質な検出を実現するという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために、本発明に係る検出装置は、対象物の表面との距離に応じたレベルの検出信号を各々が生成する複数のセンサ回路を面状に配列してなるセンサ群と、各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させる選択手段と、参照値のデジタルデータを記憶する記憶手段（例えば実施形態におけるレジスタ３１）と、参照値に対応したレベルの参照信号を記憶手段に記憶されたデジタルデータから生成するＤ／Ａ（Digital to Analog）変換回路と、選択手段が選択したセンサ回路から出力される検出信号とＤ／Ａ変換回路が生成した参照信号とのレベルの大小に応じた検出データをセンサ回路ごとに順次に生成する生成手段（例えば実施形態における比較器３５）と、生成手段が生成した複数の検出データについて所定の演算を実行する演算手段と、記憶手段に記憶されたデジタルデータを演算手段によって算定された演算値に基づいて更新する更新手段と、生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する出力手段とを具備する。
【０００５】
この構成によれば、各センサ回路が出力した検出信号から生成された検出データに基づいて参照値のデジタルデータが更新されるから、検出装置ごとに各部（特にセンサ回路や生成回路やＤ／Ａ変換回路）の特性のバラツキがある場合であっても、参照値の調整といった煩雑な作業を利用者に要求することなく、そのバラツキを補償した均質な検出を実現することができる。
【０００６】
なお、本発明の検出装置を構成する各手段（特に生成手段、演算手段、更新手段および出力手段）は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置がプログラムを実行することによって実現される。この演算処理装置は、所定のクロック信号に同期して動作する装置であってもよいし、クロック信号に対して非同期に動作する装置であってもよい。もっとも、検出装置の各手段は、各々の処理に専用されるＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェアによっても実現される。
【０００７】
本発明の望ましい態様においては、センサ群のうち選択手段による選択の対象となる領域を当該選択手段に指定する手段であって、センサ群の第１領域を指定する第１処理（例えば実施形態における予備スキャン処理）と、第１領域よりも広い第２領域を指定する第２処理（例えば実施形態における本スキャン処理）とを実行する指定手段が設けられ、選択手段は、指定手段によって指定された領域に属する各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させ、出力手段は、第２処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する一方、第１処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データについては出力処理を実行しない。なお、この態様の具体例は第１実施形態として後述される。
【０００８】
この態様によれば、第２処理にて指定される第２領域（実施形態における検出領域Ａ0）よりも狭い第１領域（実施形態における対象領域Ａ1）の各センサ回路に対応した検出データに応じて参照値が更新されるから、参照値を調整するための第１処理においても総てのセンサ回路が対象とされる構成と比較して、演算処理の負荷を軽減することができる。
なお、第１処理に際して指定手段が指定する第１領域は固定的に選定された領域であってもよいが、指定手段が第１処理を複数回にわたって実行する構成においては、ある回の第１処理にて指定する第１領域（例えば図６に示される対象領域Ａ1[a]）と他の回の第１処理にて指定する第１領域（例えば図６に示される対象領域Ａ1[b]）とを異ならせる構成としてもよい。
【０００９】
さらに望ましい態様において、演算手段は、第１処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データについて所定の演算を実行する一方、第２処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データについては所定の演算を実行しない。この態様によれば、第１処理および第２処理の双方において演算手段が所定の演算を実行する構成と比較して、演算手段による処理の負荷をさらに軽減することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様において、演算手段は、センサ群を構成する総てのセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち特定の領域に属する各センサ回路に対応した検出データについて所定の演算を実行する。なお、この態様の具体例は第２実施形態として後述される。この態様によれば、総てのセンサ回路に対応した検出データを対象として所定の演算が実行される構成と比較して演算の対象となる検出データの個数が削減されるから、演算手段による演算の付加を軽減することができる。
なお、所定の演算の対象となる領域は予め固定的に選定された領域であってもよいが、選択手段が総てのセンサ回路の選択を複数回にわたって実行する構成（すなわち対象物の表面形状を複数回にわたって実行する構成）においては、ある回の選択に伴なって所定の演算の対象として選定する領域（例えば図６の対象領域Ａ1[a]）と他の回の選択に伴なって所定の演算の対象として選定する領域（例えば図６の対象領域Ａ1[b]）とを異ならせる構成としてもよい。
【００１１】
本発明における演算手段は、例えば、各センサ回路に対応する検出データをセンサ群における各センサ回路の配列に従って配列してなる画像（第１値の検出データを黒色の階調とし第２値の検出データを白色の階調としたラスタ画像）の空間周波数を算定する。ただし、所定の演算の内容はこれに限られない。例えば、生成手段が、検出信号のレベルが参照信号のレベルよりも大であるときに第１値の検出データを生成するとともに検出信号のレベルが参照信号のレベルよりも小であるときに第２値の検出データを生成する構成においては、演算手段が、各々がセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち第１値である検出データの総数と第２値である検出データの総数との比率を算定する構成としてもよい。この構成によれば、空間周波数を算定する構成と比較して、演算手段による演算の付加を軽減することができる。なお、本態様において「第１値」および「第２値」のみが特定されているとは言っても、検出データの取り得る数値を２値のみに限定する趣旨ではない。
【００１２】
本発明の出力手段によって出力される情報は任意である。例えば、検出データが出力手段によって外部に出力される構成としてもよいし（後述する第１実施形態）、検出データから生成されたプロファイルデータが出力手段によって外部に出力される構成としてもよい（例えば図８に示される態様）。また、検出データから生成されたプロファイルデータと予め登録されたプロファイルデータとの相関値が出力手段から外部に出力される構成（例えば図９に示される態様）や、この相関値に基づく認証の結果が出力手段から外部に出力される構成も採用される。
【００１３】
本発明に係る検出装置は、典型的には人間の手指の指紋を検出するための手段として利用される。この種の検出装置は、本人認証を実行する認証装置に好適に利用される。この認証装置は、本発明に係る検出装置と、検出装置の出力手段から出力された情報に基づいて認証処理を実行する認証手段とを具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜Ａ：第１実施形態＞
＜検出装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。この検出装置１００は、外部に露出する平面（以下「検出面」という）に接触または近接する対象物の表面形状を検出するための装置である。同図に示されるように、検出装置１００は、複数のセンサ回路Ｕを略矩形の領域（以下「検出領域」という）Ａ0内にマトリクス状に配列してなるセンサ群１０と、このセンサ群１０の各センサ回路Ｕを動作させるための選択回路２０と、各センサ回路Ｕから出力された信号（以下「検出信号」という）Ｓdを処理する検出回路３０と、検出装置１００の各部の動作を制御する制御装置４０と、この検出装置１００による検出の結果を外部に出力するためのインタフェース５１およびこれに接続された出力端子５２とを有する。以上に説明した各部は、板材１０１の表面に形成されたスイッチング素子を含んで構成される。このスイッチング素子は、例えば、低温ポリシリコンからなる半導体層を備えた薄膜トランジスタである。板材１０１は、ガラスなどの材料からなる硬質の部材であってもよいし（ＳＯＧ（System On Glass））、プラスチックなどの材料からなる可撓性の部材であってもよい（ＳＯＰ（System On Plastic））。
【００１５】
選択回路２０と検出回路３０とインタフェース５１とは、バス４５を介して制御装置４０に接続される。この制御装置４０は、プログラムの実行によって種々の手段として機能するＣＰＵ４１と、このＣＰＵ４１が実行するプログラムやその実行に際して使用される各種のデータを不揮発的に記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＣＰＵ４１によって作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）４３とを有する。
【００１６】
検出領域Ａ0には、Ｘ方向に延在するＭ本の行線１１と、Ｘ方向に直交するＹ方向に延在するＮ本の列線１２と、各列線１２と対をなすようにＹ方向に延在して検出回路３０に接続されたＮ本の出力線１３とが形成される（ＭおよびＮはともに自然数）。センサ群１０の各センサ回路Ｕは行線１１と列線１２との交差に対応して配置される。したがって、これらのセンサ回路Ｕは、Ｘ方向およびＹ方向にわたって縦Ｍ行×横Ｎ列のマトリクス状に配列する。各センサ回路Ｕは、検出面に接触または近接した対象物との距離に応じたレベルの検出信号Ｓdを生成する回路である。Ｎ本の出力線１３は検出回路３０における比較器３５の入力端に対して共通に接続される。
【００１７】
次に、図２は、ひとつのセンサ回路Ｕの構成を示す回路図である。同図に示される検出用電極１５は、検出面と平行に配列された導電性の膜体であり、その表面は図示しない誘電体によって覆われている。この検出用電極１５は、検出面に接近した対象物の表面に誘電体を挟んで対向する。したがって、検出用電極１５と対象物と両者間に挟まれた誘電体とによって検出用容量Ｃdが構成される。この検出用容量Ｃdの静電容量は検出用電極１５と対象物の表面との距離に応じて変動する。一方、基準容量Ｃrefは、接続点Ｎにて検出用電極１５に接続された電極と列線１２に接続された電極とを対向させた容量である。接続点Ｎの電位は、対象物と列線１２との電位差を基準容量Ｃrefの静電容量と検出用容量Ｃdの静電容量とに応じて分割した電位となる。
【００１８】
接続点Ｎには増幅用トランジスタＴr1のゲート電極が接続される。この増幅用トランジスタＴr1は、接続点Ｎの電位の変動を増幅して検出信号Ｓdを生成するためのスイッチング素子であり、そのソース電極は電源の低位側の電位が供給される電源線１６に接続される。一方、増幅用トランジスタＴr1のドレイン電極は列選択トランジスタＴr2のソース電極に接続される。この列選択トランジスタＴr2は、ゲート電極が列線１２に接続されるとともにドレイン電極が行選択トランジスタＴr3のソース電極に接続されたスイッチング素子である。行選択トランジスタＴr3のゲート電極は行線１１に接続され、そのドレイン電極は出力線１３に接続される。
【００１９】
図１に示される選択回路２０は、センサ群１０の各センサ回路Ｕを選択してそのセンサ回路Ｕから出力線１３に検出信号Ｓdを出力させるための手段であり、Ｍ本の行線１１の各々に接続された行選択回路２１とＮ本の列線１２の各々に接続された列選択回路２２とを含む。このうち行選択回路２１は、ＣＰＵ４１による制御のもとに何れかの行線１１を択一的に選択し、この選択した行線１１に行選択トランジスタＴr3をオン状態とする電位を印加するとともにそれ以外の行線１１に行選択トランジスタＴr3をオフ状態とする電位を印加する。一方、列選択回路２２は、ＣＰＵ４１による制御のもとに何れかの列線１２を択一的に選択し、ここで選択した列線１２に列選択トランジスタＴr2をオン状態とする電位を印加するとともにそれ以外の列線１２に列選択トランジスタＴr2をオフ状態とする電位を印加する。以上の構成のもと、行選択回路２１によって選択された行線１１と列選択回路２２によって選択された列線１２との交差に対応するセンサ回路Ｕによって生成された検出信号Ｓdが出力線１３に順次に出力される。したがって、センサ群１０から検出回路３０に入力される検出信号Ｓdは、選択回路２０によって各センサ回路Ｕが選択される周期に同期して、各センサ回路Ｕにおける検出用容量Ｃdの静電容量に応じたレベル（すなわち各センサ回路Ｕの検出用電極１５とこれに対向する対象物の表面との距離に応じたレベル）に随時に変動する。なお、ここでは各センサ回路Ｕが点順次に選択される構成を例示するが、センサ群１０の各行ごとにセンサ回路Ｕが選択される構成（線順次）や、センサ群１０の総てのセンサ回路Ｕが同時に選択される構成（面順次）としてもよい。以下では、選択回路２０によって各センサ回路Ｕを順次に選択する動作を「スキャン」と表記する。
【００２０】
次に、検出回路３０の構成を説明する。図１に示される比較器３５は、センサ群１０の各センサ回路Ｕから順次に供給される検出信号Ｓdのレベルと参照信号Ｓrefのレベルとを比較し、その比較の結果に応じた１ビットのデータ（以下「検出データ」という）Ｄをセンサ回路Ｕごとに生成する手段である。さらに詳述すると、比較器３５は、検出信号Ｓdのレベルが参照信号Ｓrefのレベルよりも大である場合には検出データＤとして数値“１”を出力する一方、検出信号Ｓdのレベルが参照信号Ｓrefのレベルよりも小である場合には検出データＤとして数値“０”を出力する。こうしてセンサ回路Ｕごとに順次に生成された検出データＤはバッファ３６に格納される。そして、バッファ３６に格納された検出データＤは、ＣＰＵ４１によって順次に読み出されてＲＡＭ４３に格納される。このＲＡＭ４３には、縦Ｍ行×横Ｎ列のセンサ回路Ｕに対応した検出データＤがその配列の順番に格納される「Ｍ×Ｎ」ビットの記憶領域Ａrが画定される。
【００２１】
図１に示されるレジスタ３１とＤ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）３２とローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３とは、比較器３５に供給される参照信号Ｓrefを生成するための手段である。このうちレジスタ３１は、参照信号Ｓrefのレベル（以下「参照値」という）Ｒを表すデジタルデータを記憶する。一方、Ｄ／Ａ変換回路３２は、レジスタ３１に記憶された参照値Ｒに対応したレベルのアナログ信号である参照信号Ｓrefを生成する。このＤ／Ａ変換回路３２から出力された参照信号Ｓrefはローパスフィルタ３３によって高周波成分（例えばノイズ成分）が除去されたうえで比較器３５に供給される。なお、Ｄ／Ａ変換回路３２から出力される参照信号Ｓrefのノイズが問題とならないのであれば、ローパスフィルタ３３を省略することもできる。
【００２２】
本実施形態において実行されるセンサ回路Ｕのスキャンには、予備スキャン処理と本スキャン処理とがある。このうち予備スキャン処理は、図３に示されるように、総てのセンサ回路Ｕを包含する検出領域Ａ0のうち特定の領域（以下「対象領域」という）Ａ1に属する各センサ回路Ｕを選択的にスキャンしてその各々に対応する検出データＤを取得する処理である。一方、本スキャン処理は、検出領域Ａ0に属する総てのセンサ回路Ｕをスキャンしてその各々に対応する検出データＤ（「Ｍ×Ｎ」ビット）を取得する処理である。
【００２３】
予備スキャン処理は、Ｄ／Ａ変換回路３２によって生成される参照信号Ｓrefのレベルを調整するために実行される。すなわち、本実施形態においては、予備スキャン処理にて生成された検出データＤに基づいて、レジスタ３１に記憶された参照値Ｒが更新され、この結果として参照信号Ｓrefのレベルが調整されるようになっている。このような予備スキャン処理を本スキャン処理に先立って実行することにより、本スキャン処理にて使用される参照信号Ｓrefを検出装置１００の特性（例えば各部を構成する薄膜トランジスタの閾値電圧）に応じたレベルに調整することができる。なお、本実施形態における予備スキャン処理は参照信号Ｓrefのレベルの調整を目的として実行されるから、この予備スキャン処理によって得られた検出データＤは対象物の表面の形状の特定には使用されない。一方、本スキャン処理によって得られた総てのセンサ回路Ｕに対応する検出データＤは、インタフェース５１を介して出力端子５２から外部に出力される。こうして出力された検出データＤを解析することによって対象物の表面形状が特定される。
【００２４】
図１に示されるように、ＲＯＭ４２には、以上に説明した予備スキャン処理や本スキャン処理を実行するためのプログラムのほか、このプログラムの実行に際して使用される種々のデータが記憶されている。ＲＯＭ４２に記憶されるデータとしては、例えば、図３に示されるように対象領域Ａ1の対角点の座標（［Ｘa1，Ｙa1］および［Ｘa2，Ｙa2］）および本スキャン処理の対象となる検出領域Ａ0の対角点の座標（［Ｘb1，Ｙb1］および［Ｘb2，Ｘb2］）や、参照値Ｒの初期値Ｒ0を示すデータ、さらには予備スキャン処理の結果に基づいてレジスタ３１の参照値Ｒの補正値Ａを特定するためのテーブルTBLなどがある。なお、ＲＯＭ４２による記憶の内容については検出装置１００の動作の説明に際して詳述する。
【００２５】
＜検出装置１００の動作＞
図示しない入力装置への操作によってプログラムの起動が指示されると、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されたプログラムをＲＡＭ４３に読み込んでこれを順次に実行する。図４は、このプログラムの内容を示すフローチャートである。
【００２６】
同図に示されるように、ＣＰＵ４１はまず、ＲＯＭ４２に記憶されている参照信号Ｓrefのレベルの初期値Ｒ0をＲＡＭ４３に変数Ｒとして格納したうえで（ステップＳa1）、スキャンを開始すべきタイミングが到来するまで待機する（ステップＳa2）。ステップＳa2において、ＣＰＵ４１は、例えば、図示しない入力装置への操作に応じて外部の機器からスキャンの開始の指示が入力された場合や、検出面に対する対象物の接近が所定のセンサによって検出された場合に、スキャンを開始すべきタイミングが到来したと判定する。
【００２７】
スキャンを開始すべきタイミングが到来すると、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されている対象領域Ａ1の座標をＲＡＭ４３に格納する（ステップＳa3）。さらに、ＣＰＵ４１は、その時点でＲＡＭ４３に格納されている変数Ｒをレジスタ３１に設定する（ステップＳa4）。これにより、Ｄ／Ａ変換回路３２からローパスフィルタ３３を介して比較器３５に入力される参照信号Ｓrefは変数Ｒに応じたレベルとなる。
【００２８】
続いて、ＣＰＵ４１は、ステップＳa3にてＲＡＭ４３に格納した対象領域Ａ1の座標を選択回路２０に出力することによって当該選択回路２０に予備スキャン処理を実行させる（ステップＳa5）。行選択回路２１は、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｙa1」から座標「Ｙa2」までの領域に属する各行線１１を順番に選択する。一方、列選択回路２２は、行選択回路２１がひとつの行線１１を選択する各期間内に、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｘa1」から座標「Ｘa2」までの領域に属する各列線１２を順番に選択する。この結果、対象領域Ａ1の各センサ回路Ｕによって生成された検出信号Ｓdが比較器３５に対して順次に供給される。そして、比較器３５は、この検出信号Ｓdとローパスフィルタ３３から供給される参照信号Ｓrefとのレベルの大小に応じて検出データＤを生成して順次にバッファ３６に出力する。ＣＰＵ４１は、こうしてバッファ３６に格納される検出データＤを読み出してＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに格納していく（ステップＳa6）。
【００２９】
対象領域Ａ1に属する総てのセンサ回路Ｕについて検出データＤの抽出が完了すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳa6にてＲＡＭ４３に転送された対象領域Ａ1の検出データＤに所定の演算を実行することによって空間周波数Ｆを算定する（ステップＳa7）。より具体的には、ＣＰＵ４１は、対象領域Ａ1に属する各センサ回路Ｕに対応した検出データＤを各々の配列に従って配列してなる画像（すなわち検出データＤ“１”が黒色の画素とされ検出データＤ“０”が白色の画素とされた画像）の空間周波数Ｆを算定する。
【００３０】
図１に示されるように、ＲＯＭ４２には、空間周波数Ｆの最適値Ｆ0が予め記憶されている。ＣＰＵ４１は、ステップＳa7にて算定した空間周波数ＦとＲＯＭ４２に格納された最適値Ｆ0との差分値ΔＦを算定する（ステップＳa8）。また、ＲＯＭ４２には、この差分値ΔＦの許容値Ｂが予め記憶されている。ＣＰＵ４１は、ステップＳa8にて算定された差分値ΔＦがＲＯＭ４２に格納された許容値Ｂよりも小であるか否かを判定する（ステップＳa9）。すなわち、ＣＰＵ４１は、ステップＳa8およびステップＳa9において、対象領域Ａ1の各センサ回路Ｕから取得した検出データＤに基づいて算定された空間周波数Ｆが、最適値Ｆ0を含む所定の範囲に収まっているか否かを判定する。
【００３１】
ここで、ステップＳa7にて算定される空間周波数Ｆと最適値Ｆ0との差分値ΔＦは、実際にＤ／Ａ変換回路３２によって生成された参照信号Ｓrefのレベルが検出装置１００の特性に適合したレベルから離れているほど大きい数値となる。そこで、ＣＰＵ４１は、ステップＳa9において差分値ΔＦが許容値Ｂよりも大きいと判定すると、ＲＡＭ４３に格納された変数Ｒを更新するための処理を実行する（ステップＳa10）。すなわち、ＣＰＵ４１は、第１に、ＲＯＭ４２に格納されたテーブルTBLを参照することによって差分値ΔＦに応じた補正値Ａを選定し、第２に、ＲＡＭ４３に格納された変数Ｒに補正値Ａを加算する。図５に示されるように、テーブルTBLは、差分値ΔＦと補正値Ａとが対応付けられたテーブルである。ステップＳa10において、ＣＰＵ４１は、ステップＳa8にて算定した差分値ΔＦをテーブルTBLから検索し、ここで検索された差分値ΔＦに対応する補正値Ａを変数Ｒに加算されるべき数値として特定する。以上の処理を実行すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳa4に処理を移行して新たな変数Ｒをレジスタ３１に設定する。この結果、Ｄ／Ａ変換回路３２から比較器３５に供給される参照信号Ｓrefは、ステップＳa10における更新後の新たな変数Ｒに応じたレベルに調整される。ステップＳa4からステップＳa10までの処理は、差分値ΔＦが許容値Ｂよりも小さい数値となるまで繰り返される。
【００３２】
一方、ステップＳa9において差分値ΔＦが許容値Ｂよりも小であると判定すると、ＣＰＵ４１は、検出領域Ａ0の全体を対象とした本スキャン処理が実行されるように各部を制御する。すなわち、ＣＰＵ４１はまず、ＲＯＭ４２に格納された検出領域Ａ0の座標をＲＡＭ４３に格納し（ステップＳa11）、この座標を指定することによって選択回路２０に本スキャン処理を実行させる（ステップＳa12）。行選択回路２１は、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｙb1（第１行目）」から座標「Ｙb2（第Ｍ行目）」までの各行線１１を順番に選択する。一方、列選択回路２２は、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｘb1（第１列目）」から座標「Ｘb2（第ｎ列目）」までの各列線１２を、１本の行線１１が選択されるたびに順番に選択する。この結果、センサ群１０の総てのセンサ回路Ｕにて生成された検出信号Ｓdが順番に比較器３５に供給され、その各々に対応する検出データＤが比較器３５によって生成されてバッファ３６に格納される。ＣＰＵ４１は、こうしてバッファ３６に格納される検出データＤ（「Ｍ×Ｎ」ビット）を順次にＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに転送する（ステップＳa13）。
【００３３】
以上の手順によって本スキャン処理が完了すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳa13にてＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに格納した「Ｍ×Ｎ」ビットの検出データＤを順次にインタフェース５１から出力端子５２に出力する（ステップＳa14）。一方、この出力端子５２に接続された外部の機器は、検出装置１００から検出データＤを順次に受信し、これらの検出データＤを解析することによって対象物の表面形状を特定する。
【００３４】
さらに、ＣＰＵ４１は、プログラムを終了すべきか否かを判定する（ステップＳa15）。例えば、ＣＰＵ４１は、図示しない入力装置への操作に応じてスキャンの終了の指示が入力された場合にステップＳa15にて「Yes」と判定する。ここで「Yes」と判定すると、ＣＰＵ４１は、プログラムの実行を終了する。一方、プログラムを終了すべきでないと判定した場合（ステップＳa15：No）、ＣＰＵ４１は、ステップＳa2に処理を移行して再びスキャンの開始のタイミングが到来するまで（例えば前回とは別個の対象物が検出の対象とされるまで）待機する。
【００３５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、予備スキャン処理の結果に基づいて参照信号Ｓrefが検出装置１００の特性に適合したレベルに調整されるから、検出装置１００ごとに電気的な特性の個体差がある場合であっても、その個体差の影響を補償した均質な検出を実現することができる。さらに、この構成によれば、参照信号Ｓrefのレベルの調整といった煩雑な作業を利用者が実行する必要はない。
【００３６】
また、本実施形態においては、板材１０１の表面に形成された薄膜トランジスタによって検出装置１００の各部が構成されるから装置の小型化が図られる。したがって、本実施形態の検出装置１００は、携帯電話機やカード型の機器など利用者によって携帯されるタイプの機器に特に好適であると言える。ところで、この種の薄膜トランジスタ（特に低温ポリシリコンを半導体層としたトランジスタ）は、いわゆるバルクトランジスタと比較すると、スイッチング素子としての性能（特に電子移動度）に劣り、その特性のバラツキも大きいという問題がある。このような事情を考慮すると、各部の電気的な特性のバラツキを補償することができる本実施形態は、図１に示したように薄膜トランジスタをスイッチング素子として利用した構成のもとで特に有効であると言える。
【００３７】
加えて、本実施形態においては、検出領域Ａ0よりも狭い対象領域Ａ1に対する予備スキャン処理によって参照信号Ｓrefのレベルの基準となる検出データＤが抽出される。したがって、予備スキャン処理に際しても検出領域Ａ0の全域を対象とした処理が実行される構成と比較して、予備スキャン処理に要する時間を短縮することができ、さらには検出データＤから空間周波数Ｆを算定する処理の負荷を軽減することができる。
【００３８】
＜他の態様＞
第１実施形態においては以下の各態様を採用することもできる。
【００３９】
（１）本実施形態においては、予備スキャン処理が実施される対象領域Ａ1が検出領域Ａ0よりも狭い領域とされた構成を例示したが、例えばＣＰＵ４１の処理の能力に余裕がある場合には、予備スキャン処理においても検出領域Ａ0の全域を対象として検出データＤが抽出される構成としてもよい。
【００４０】
（２）本実施形態においては、予め固定的に選定された対象領域Ａ1が予備スキャン処理の対象とされる構成を例示したが、この予備スキャン処理の対象となる領域が適宜に変更される構成としてもよい。この構成においては、例えば、各々の形態（位置や形状）が相違する複数の領域の対角点の座標が予めＲＯＭ４２に格納され、ＣＰＵ４１は、これらの領域の何れかを対象領域Ａ1として選定したうえで予備スキャン処理を実行する。例えば、ＣＰＵ４１は、ある回の予備スキャン処理においては図６の対象領域Ａ1[a]を対象として予備スキャン処理が実行されるように各部を制御する一方、他の回の予備スキャン処理においては図６の対象領域Ａ1[b]を対象として予備スキャン処理が実行されるように各部を制御する。この構成によれば、検出領域Ａ0のうち特定の領域のセンサ回路Ｕに特性のバラツキが偏在しているような場合であっても、このバラツキが補償されるように参照信号Ｓrefのレベルを調整することができる。
【００４１】
（３）本実施形態においては、本スキャン処理が実行されるたびにその直前に予備スキャン処理が実行される構成を例示したが、本スキャン処理と予備スキャン処理との関係はこれに限られない。例えば、複数回の本スキャン処理が実行されるたびに予備スキャン処理が１回だけ実行される構成としてもよい。また、検出装置１００の出荷前に１回だけ予備スキャン処理が実行される構成としてもよい。もっとも、第１実施形態のように予備スキャン処理が検出装置１００の出荷後にも随時に実行される構成とすれば、検出装置１００の各部の特性が経時的に変化した場合であっても、参照信号Ｓrefをこの変化後の特性に合致したレベルに調整することができる。
【００４２】
（４）本実施形態においては差分値ΔＦが許容値Ｂを下回るまで予備スキャン処理および変数Ｒの更新が繰り返される構成を例示したが、ステップＳa9において差分値ΔＦが許容値Ｂを下回ると判定された場合に、変数Ｒ（あるいはレジスタ３１に格納された参照値Ｒ）が１回だけ補正される構成としてもよい。
【００４３】
＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、参照信号Ｓrefを調整するための予備スキャン処理が本スキャン処理（すなわち外部への出力の対象となる検出データＤを抽出する処理）とは別個に実施される構成を例示した。これに対し、本実施形態においては、本スキャン処理にて抽出された検出データＤに基づいて、次回の本スキャン処理にて使用される参照信号Ｓrefのレベルが調整されるようになっている。なお、本実施形態のうち第１実施形態と同様の要素については共通の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
＜検出装置１００の動作＞
図７は、本実施形態においてＣＰＵ４１が実行するプログラムの内容を示すフローチャートである。同図に示されるように、プログラムを開始すると、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa1およびステップＳa2と同様に、ＲＯＭ４２に格納された初期値Ｒ0をＲＡＭ４３に変数Ｒとして格納したうえで（ステップＳb1）、スキャンを開始すべきタイミングまで待機する（ステップＳb2）。そして、スキャンを開始するタイミングが到来すると、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に格納された変数Ｒを参照値Ｒとしてレジスタ３１に設定する（ステップＳb3）。
【００４５】
次いで、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa12と同様の手順により、選択回路２０に対して本スキャン処理の実行を指示する（ステップＳb4）。さらに、ＣＰＵ４１は、この本スキャン処理の結果としてバッファ３６に格納された検出データＤをＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに順次に転送する（ステップＳb5）。これによって記憶領域Ａrには、総てのセンサ回路Ｕに対応した「Ｍ×Ｎ」ビットの検出データＤがその配列に従って格納される。続いて、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa14と同様の手順により、これらの検出データＤを順次に読み出して出力端子５２に出力する（ステップＳb6）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ４１は、ステップＳb5でＲＡＭ４３に格納した検出データＤのうち対象領域Ａ1に属する各センサ回路Ｕに対応した検出データＤから空間周波数Ｆを算定する（ステップＳb7）。なお、対象領域Ａ1に属する各センサ回路Ｕの検出データＤは、ＲＯＭ４２に格納された対象領域Ａ1の座標から特定される。さらに、ＣＰＵ４１は、ステップＳb7にて算定した空間周波数ＦとＲＯＭ４２に格納された最適値Ｆ0との差分値ΔＦを算定したうえで（ステップＳb8）、この差分値ΔＦがＲＯＭ４２に格納された許容値Ｂよりも小であるか否かを判定する（ステップＳb9）。そして、差分値ΔＦが許容値Ｂよりも大であると判定した場合（すなわち参照信号Ｓrefが検出装置１００の特性に適合しないレベルである場合）、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa10と同様の手順により、差分値ΔＦに応じてテーブルTBLから特定される補正値ＡをＲＡＭ４３の変数Ｒに加算する（ステップＳb10）。これに対し、差分値ΔＦが許容値Ｂよりも小であると判定した場合（すなわち参照信号Ｓrefのレベルが最適なレベルを含む所定の範囲内に収まっている場合）、ＣＰＵ４１は、ステップＳb10を経ることなくステップＳb11に処理を移行する。
【００４７】
ステップＳb11において、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa15と同様にプログラムの終了の可否を判定する。このステップＳb11において未だプログラムを終了しないと判定すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳb2に処理を移行する。前回の本スキャン処理における参照信号Ｓrefのレベルが適切でない場合であっても、ステップＳb10において変数Ｒは補正されているから、その直後の本スキャン処理においては、前回の本スキャン処理時のレベルよりも適切なレベルの参照信号Ｓrefに基づいて検出データＤを取得することができる。
【００４８】
以上に説明したように、本実施形態においては、参照信号Ｓrefのレベルがその直前の検出の結果に基づいて調整されるから、第１実施形態と同様の効果が奏される。加えて、本実施形態においては、対象物について検出データＤを取得するために１回の本スキャン処理のみを実行すれば足りるから、本スキャン処理に加えて予備スキャン処理が必要である第１実施形態の構成と比較して、ＣＰＵ４１の処理負荷を軽減することができるという利点がある。
【００４９】
＜他の態様＞
第２実施形態においては以下の各態様を採用することもできる。
【００５０】
（１）本実施形態においては、検出領域Ａ0よりも狭い対象領域Ａ1に対応した検出データＤに基づいて空間周波数Ｆが算定される構成を例示したが、検出領域Ａ0の全域に対応した検出データＤ（「Ｍ×Ｎ」ビット）に所定の演算を実行することによって空間周波数Ｆが算定される構成としてもよい。
【００５１】
（２）本実施形態においては、予め固定的に選定された対象領域Ａ1が空間周波数Ｆの算定の対象とされる構成を例示したが、この算定の対象となる領域が適宜に変更される構成としてもよい。すなわち、例えば、各々の形態（位置や形状）が相違する複数の領域の対角点の座標が予めＲＯＭ４２に格納された構成のもと、ＣＰＵ４１は、ステップＳb7において、これらの領域の何れかを対象領域Ａ1として選定したうえで空間周波数Ｆを算定する。例えば、ＣＰＵ４１は、ある回の本スキャン処理を実行するときのステップＳb7で図６の対象領域Ａ1[a]の各検出データＤから空間周波数Ｆを算定する一方、他の回の本スキャン処理を実行するときのステップＳb7で図６の対象領域Ａ1[b]の各検出データＤから空間周波数Ｆを算定するといった具合である。
【００５２】
（３）本実施形態においては、本スキャン処理が実行されるたびに空間周波数Ｆの算定およびこれに基づく変数Ｒの更新が実行される構成を例示したが、例えば、複数回の本スキャン処理のうち１回の本スキャン処理においてのみこれらの処理が実行される構成としてもよい。また、検出データＤを出力する処理と変数Ｒを更新するための処理の順序は任意である。例えば、ステップＳb7からステップＳb10までの各処理の実行後にステップＳb6の出力処理が実行される構成としてもよい。
【００５３】
＜Ｃ：変形例＞
各実施形態に対しては様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
【００５４】
（１）変形例１
各実施形態においては、図４のステップＳa14や図７のステップＳb6の出力処理にて検出データＤが出力端子５２から外部に出力される構成を例示したが、出力処理の内容はこれに限られない。例えば出力処理を以下の内容としてもよい。
【００５５】
(a) 第１の態様
図８に示されるように、図４のステップＳa14や図７のステップＳb6において出力処理を開始すると、ＣＰＵ４１はまず、その時点においてＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに格納されている検出データＤに基づいて、対象物の表面の形状における特徴的な部分（以下「特徴点」という）を抽出する（ステップＳc1）。この特徴点は、例えば、人間の手指における指紋の分岐点や端点である。さらに、ＣＰＵ４１は、ステップＳc1にて抽出した特徴点の位置とその特徴点での形状とをベクトルの形式で表現するデータ（以下「プロファイルデータ」という）を生成する（ステップＳc2）。そして、ＣＰＵ４１は、このプロファイルデータをインタフェース５１および出力端子５２から外部に出力する（ステップＳc3）。
【００５６】
(b) 第２の態様
本態様においては、特定の対象物の表面の形状（例えば検出装置１００の利用者や所有者の指紋の形状）から抽出されたプロファイルデータ（以下「登録プロファイルデータ」という）が予めＲＯＭ４２に格納されている。図９に示されるように、出力処理を開始すると、ＣＰＵ４１は、図８のステップＳc1およびステップＳc2と同様の手順によって、その時点で実際に検出の対象とされている対象物のプロファイルデータを生成する（ステップＳd1およびステップＳd2）。次いで、ＣＰＵ４１は、ステップＳd2にて生成したプロファイルデータとＲＯＭ４２に記憶されている登録プロファイルデータとを比較することによって双方の相関値（類似の程度を示す数値）を算定し（ステップＳd3）、この相関値をインタフェース５１および出力端子５２から外部に出力する（ステップＳd4）。
【００５７】
(c) 第３の態様
本態様においては、相関値の閾値が予めＲＯＭ４２に格納されている。図９のステップＳd1ないしステップＳd4の手順によって相関値を算定すると、ＣＰＵ４１は、ここで算定した相関値とＲＯＭ４２に格納された相関値とを比較し、この比較の結果を表すデータ（例えば相関の有無を表すデータ）をインタフェース５１および出力端子５２から外部に出力する。
【００５８】
（２）変形例２
各実施形態においては、図４のステップＳa7や図７のステップＳb7で検出データＤに応じた空間周波数Ｆが算定される構成を例示したが、ここで実行される演算の内容は適宜に変更される。例えば、対象領域Ａ1に属する複数のセンサ回路Ｕに対応する検出データＤのうち数値が“１”であるデータの総数（検出データＤを配列してなる画像のうち黒色の画素の総数）と、数値が“０”であるデータの総数（検出データＤを配列してなる画像のうち白色の画素の総数）との比率を算定してもよい。この構成によれば、各実施形態のように空間周波数Ｆを算定する構成と比較して、演算による負荷を低減することができる。このように、本発明において検出データＤについて実行される演算は、複数の検出データＤの内容に応じた数値が算定される内容であれば足りる。
【００５９】
また、各実施形態においては、空間周波数Ｆとその最適値Ｆ0との差分値ΔＦが許容値Ｂと比較されることによって参照値Ｒの更新の可否が判定される構成を例示したが、例えば、ＣＰＵ４１によって算定された空間周波数Ｆが所定の範囲内の数値であるか否かに応じて参照値Ｒの更新の可否が判別される構成としてもよい。すなわち、本発明においては、所定の演算（各実施形態においては空間周波数Ｆを算定する演算）によって算定された数値に応じて参照値Ｒが更新される構成であればよい。
【００６０】
（３）変形例３
各実施形態においては、図４のステップＳa10や図７のステップＳb10でテーブルTBLに基づいて補正値Ａが特定される構成を例示したが、この補正値Ａの算定の方法は任意である。例えば、検出データＤに基づいて算定された空間周波数Ｆや差分値ΔＦに所定の演算を施すことによって補正値Ａが算定される構成としてもよい。すなわち、本発明においては、検出データＤから算定された演算値に応じて参照値Ｒが更新される構成であれば足り、その更新後の数値を特定する方法の如何は不問である。
【００６１】
（４）変形例４
各実施形態においては、検出用容量Ｃdと基準容量Ｃrefとの接続点Ｎの電位を検出することによって対象物の表面との距離に応じた検出信号Ｓdが生成される構成を例示したが、この検出信号Ｓdを生成するための構成は任意に変更される。例えば、対象物に向けて光線を照射する発光素子（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode））とこの対象物の表面における反射光を受光する受光素子（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子）とをセンサ回路Ｕに設け、受光量に応じたレベルの検出信号Ｓdを受光素子が生成する構成（すなわち対象物の表面形状を光学的に読み取る構成）としてもよい。すなわち、本発明は、対象物との距離に応じたレベルの検出信号を生成する手段（センサ回路）を備えていれば足り、その方法が電気的であるか光学的であるかは不問である。
【００６２】
（５）変形例５
各実施形態においては、ＣＰＵ４１によって実行されるプログラムやその実行に際して使用される各種のデータを記憶したＲＯＭ４２が検出装置１００に搭載された構成を例示したが、これらのプログラムやデータが外部から検出装置１００に供給される構成としてもよい。また、ＣＰＵ４１は、クロックに同期して処理を実行するタイプの演算装置であってもよいし、クロックに対して非同期にて処理を実行するタイプの演算装置であってもよい。
【００６３】
（６）変形例６
各実施形態に係る検出装置は、特定の処理を要求してきた利用者が当該処理について資格を有する者であるか否かを認証（本人認証）するための認証装置に好適に採用される。この認証装置は、例えば第１実施形態に係る検出装置１００に加えて、検出装置１００から出力された検出データＤに基づいて認証処理（例えば図８に例示した処理）を実行する手段を備える。認証装置の典型例としては、電子商取引に先立って本人認証を実行する装置や、コンピュータの起動に先立って本人認証を実行する装置などがある。また、この種の認証をＣＰＵ４１に実行させれば、ＩＣカードやキャッシュカード、クレジットカード、身分証明書といった様々なカード型の媒体に認証装置を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ひとつのセンサ回路の構成を示す回路図である。
【図３】対象領域について説明するための平面図である。
【図４】ＣＰＵによって実行されるプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図５】補正値を算定するためのテーブルの内容を示す説明図である。
【図６】変形例における検出領域と対象領域との関係を示す平面図である。
【図７】第２実施形態においてＣＰＵが実行するプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図８】出力処理の他の態様を示すフローチャートである。
【図９】出力処理の他の態様を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
Ｄ……検出装置、１０……センサ群、Ｕ……センサ回路、１１……行線、１２……列線、１３……出力線、２０……選択回路、２１……行選択回路、２２……列選択回路、３０……検出回路、３１……レジスタ、３２……Ｄ／Ａ変換回路、３３……ローパスフィルタ、３５……比較器、３６……バッファ、４０……制御装置、４１……ＣＰＵ、４２……ＲＯＭ、４３……ＲＡＭ、５２……出力端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な凹凸を有する対象物の表面形状を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の手指の指紋など微細な凹凸を有する対象物の表面形状を検出する技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、対象物との接触面に沿って多数のセンサ回路がマトリクス状に配列された検出装置が開示されている。各センサ回路は、接触面に近接または接触した対象物との距離に応じたレベルの検出信号を出力する。この構成においては、各センサ回路から出力された検出信号と外部から供給される信号（以下「参照信号」という）とのレベルの大小に応じて２値のデータを出力する比較回路が配設され、この比較回路から出力されるデータを解析することによって対象物の表面形状が特定される。
【特許文献１】特開２００４−３１７３５３号公報（段落００２５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、検出信号を生成するセンサ回路やこの検出信号と参照信号とを比較する比較回路といった各部を構成するスイッチング素子の電気的な特性（特に閾値電圧）には検出装置ごとにバラツキがある。したがって、各検出装置において均質な検出を実現するためには、検出装置による検出の結果を確認しながら利用者が参照信号のレベルを調整するという煩雑な作業が必要となる。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、検出装置の各部の特性にバラツキが存在する場合であっても参照信号の調整といった煩雑な作業を要することなく均質な検出を実現するという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために、本発明に係る検出装置は、対象物の表面との距離に応じたレベルの検出信号を各々が生成する複数のセンサ回路を面状に配列してなるセンサ群と、各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させる選択手段と、参照値のデジタルデータを記憶する記憶手段（例えば実施形態におけるレジスタ３１）と、参照値に対応したレベルの参照信号を記憶手段に記憶されたデジタルデータから生成するＤ／Ａ（Digital to Analog）変換回路と、選択手段が選択したセンサ回路から出力される検出信号とＤ／Ａ変換回路が生成した参照信号とのレベルの大小に応じた検出データをセンサ回路ごとに順次に生成する生成手段（例えば実施形態における比較器３５）と、生成手段が生成した複数の検出データについて所定の演算を実行する演算手段と、記憶手段に記憶されたデジタルデータを演算手段によって算定された演算値に基づいて更新する更新手段と、生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する出力手段とを具備する。
【０００５】
この構成によれば、各センサ回路が出力した検出信号から生成された検出データに基づいて参照値のデジタルデータが更新されるから、検出装置ごとに各部（特にセンサ回路や生成回路やＤ／Ａ変換回路）の特性のバラツキがある場合であっても、参照値の調整といった煩雑な作業を利用者に要求することなく、そのバラツキを補償した均質な検出を実現することができる。
【０００６】
なお、本発明の検出装置を構成する各手段（特に生成手段、演算手段、更新手段および出力手段）は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置がプログラムを実行することによって実現される。この演算処理装置は、所定のクロック信号に同期して動作する装置であってもよいし、クロック信号に対して非同期に動作する装置であってもよい。もっとも、検出装置の各手段は、各々の処理に専用されるＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェアによっても実現される。
【０００７】
本発明の望ましい態様においては、センサ群のうち選択手段による選択の対象となる領域を当該選択手段に指定する手段であって、センサ群の第１領域を指定する第１処理（例えば実施形態における予備スキャン処理）と、第１領域よりも広い第２領域を指定する第２処理（例えば実施形態における本スキャン処理）とを実行する指定手段が設けられ、選択手段は、指定手段によって指定された領域に属する各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させ、出力手段は、第２処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する一方、第１処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データについては出力処理を実行しない。なお、この態様の具体例は第１実施形態として後述される。
【０００８】
この態様によれば、第２処理にて指定される第２領域（実施形態における検出領域Ａ0）よりも狭い第１領域（実施形態における対象領域Ａ1）の各センサ回路に対応した検出データに応じて参照値が更新されるから、参照値を調整するための第１処理においても総てのセンサ回路が対象とされる構成と比較して、演算処理の負荷を軽減することができる。
なお、第１処理に際して指定手段が指定する第１領域は固定的に選定された領域であってもよいが、指定手段が第１処理を複数回にわたって実行する構成においては、ある回の第１処理にて指定する第１領域（例えば図６に示される対象領域Ａ1[a]）と他の回の第１処理にて指定する第１領域（例えば図６に示される対象領域Ａ1[b]）とを異ならせる構成としてもよい。
【０００９】
さらに望ましい態様において、演算手段は、第１処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データについて所定の演算を実行する一方、第２処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データについては所定の演算を実行しない。この態様によれば、第１処理および第２処理の双方において演算手段が所定の演算を実行する構成と比較して、演算手段による処理の負荷をさらに軽減することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様において、演算手段は、センサ群を構成する総てのセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち特定の領域に属する各センサ回路に対応した検出データについて所定の演算を実行する。なお、この態様の具体例は第２実施形態として後述される。この態様によれば、総てのセンサ回路に対応した検出データを対象として所定の演算が実行される構成と比較して演算の対象となる検出データの個数が削減されるから、演算手段による演算の付加を軽減することができる。
なお、所定の演算の対象となる領域は予め固定的に選定された領域であってもよいが、選択手段が総てのセンサ回路の選択を複数回にわたって実行する構成（すなわち対象物の表面形状を複数回にわたって実行する構成）においては、ある回の選択に伴なって所定の演算の対象として選定する領域（例えば図６の対象領域Ａ1[a]）と他の回の選択に伴なって所定の演算の対象として選定する領域（例えば図６の対象領域Ａ1[b]）とを異ならせる構成としてもよい。
【００１１】
本発明における演算手段は、例えば、各センサ回路に対応する検出データをセンサ群における各センサ回路の配列に従って配列してなる画像（第１値の検出データを黒色の階調とし第２値の検出データを白色の階調としたラスタ画像）の空間周波数を算定する。ただし、所定の演算の内容はこれに限られない。例えば、生成手段が、検出信号のレベルが参照信号のレベルよりも大であるときに第１値の検出データを生成するとともに検出信号のレベルが参照信号のレベルよりも小であるときに第２値の検出データを生成する構成においては、演算手段が、各々がセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち第１値である検出データの総数と第２値である検出データの総数との比率を算定する構成としてもよい。この構成によれば、空間周波数を算定する構成と比較して、演算手段による演算の付加を軽減することができる。なお、本態様において「第１値」および「第２値」のみが特定されているとは言っても、検出データの取り得る数値を２値のみに限定する趣旨ではない。
【００１２】
本発明の出力手段によって出力される情報は任意である。例えば、検出データが出力手段によって外部に出力される構成としてもよいし（後述する第１実施形態）、検出データから生成されたプロファイルデータが出力手段によって外部に出力される構成としてもよい（例えば図８に示される態様）。また、検出データから生成されたプロファイルデータと予め登録されたプロファイルデータとの相関値が出力手段から外部に出力される構成（例えば図９に示される態様）や、この相関値に基づく認証の結果が出力手段から外部に出力される構成も採用される。
【００１３】
本発明に係る検出装置は、典型的には人間の手指の指紋を検出するための手段として利用される。この種の検出装置は、本人認証を実行する認証装置に好適に利用される。この認証装置は、本発明に係る検出装置と、検出装置の出力手段から出力された情報に基づいて認証処理を実行する認証手段とを具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜Ａ：第１実施形態＞
＜検出装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。この検出装置１００は、外部に露出する平面（以下「検出面」という）に接触または近接する対象物の表面形状を検出するための装置である。同図に示されるように、検出装置１００は、複数のセンサ回路Ｕを略矩形の領域（以下「検出領域」という）Ａ0内にマトリクス状に配列してなるセンサ群１０と、このセンサ群１０の各センサ回路Ｕを動作させるための選択回路２０と、各センサ回路Ｕから出力された信号（以下「検出信号」という）Ｓdを処理する検出回路３０と、検出装置１００の各部の動作を制御する制御装置４０と、この検出装置１００による検出の結果を外部に出力するためのインタフェース５１およびこれに接続された出力端子５２とを有する。以上に説明した各部は、板材１０１の表面に形成されたスイッチング素子を含んで構成される。このスイッチング素子は、例えば、低温ポリシリコンからなる半導体層を備えた薄膜トランジスタである。板材１０１は、ガラスなどの材料からなる硬質の部材であってもよいし（ＳＯＧ（System On Glass））、プラスチックなどの材料からなる可撓性の部材であってもよい（ＳＯＰ（System On Plastic））。
【００１５】
選択回路２０と検出回路３０とインタフェース５１とは、バス４５を介して制御装置４０に接続される。この制御装置４０は、プログラムの実行によって種々の手段として機能するＣＰＵ４１と、このＣＰＵ４１が実行するプログラムやその実行に際して使用される各種のデータを不揮発的に記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＣＰＵ４１によって作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）４３とを有する。
【００１６】
検出領域Ａ0には、Ｘ方向に延在するＭ本の行線１１と、Ｘ方向に直交するＹ方向に延在するＮ本の列線１２と、各列線１２と対をなすようにＹ方向に延在して検出回路３０に接続されたＮ本の出力線１３とが形成される（ＭおよびＮはともに自然数）。センサ群１０の各センサ回路Ｕは行線１１と列線１２との交差に対応して配置される。したがって、これらのセンサ回路Ｕは、Ｘ方向およびＹ方向にわたって縦Ｍ行×横Ｎ列のマトリクス状に配列する。各センサ回路Ｕは、検出面に接触または近接した対象物との距離に応じたレベルの検出信号Ｓdを生成する回路である。Ｎ本の出力線１３は検出回路３０における比較器３５の入力端に対して共通に接続される。
【００１７】
次に、図２は、ひとつのセンサ回路Ｕの構成を示す回路図である。同図に示される検出用電極１５は、検出面と平行に配列された導電性の膜体であり、その表面は図示しない誘電体によって覆われている。この検出用電極１５は、検出面に接近した対象物の表面に誘電体を挟んで対向する。したがって、検出用電極１５と対象物と両者間に挟まれた誘電体とによって検出用容量Ｃdが構成される。この検出用容量Ｃdの静電容量は検出用電極１５と対象物の表面との距離に応じて変動する。一方、基準容量Ｃrefは、接続点Ｎにて検出用電極１５に接続された電極と列線１２に接続された電極とを対向させた容量である。接続点Ｎの電位は、対象物と列線１２との電位差を基準容量Ｃrefの静電容量と検出用容量Ｃdの静電容量とに応じて分割した電位となる。
【００１８】
接続点Ｎには増幅用トランジスタＴr1のゲート電極が接続される。この増幅用トランジスタＴr1は、接続点Ｎの電位の変動を増幅して検出信号Ｓdを生成するためのスイッチング素子であり、そのソース電極は電源の低位側の電位が供給される電源線１６に接続される。一方、増幅用トランジスタＴr1のドレイン電極は列選択トランジスタＴr2のソース電極に接続される。この列選択トランジスタＴr2は、ゲート電極が列線１２に接続されるとともにドレイン電極が行選択トランジスタＴr3のソース電極に接続されたスイッチング素子である。行選択トランジスタＴr3のゲート電極は行線１１に接続され、そのドレイン電極は出力線１３に接続される。
【００１９】
図１に示される選択回路２０は、センサ群１０の各センサ回路Ｕを選択してそのセンサ回路Ｕから出力線１３に検出信号Ｓdを出力させるための手段であり、Ｍ本の行線１１の各々に接続された行選択回路２１とＮ本の列線１２の各々に接続された列選択回路２２とを含む。このうち行選択回路２１は、ＣＰＵ４１による制御のもとに何れかの行線１１を択一的に選択し、この選択した行線１１に行選択トランジスタＴr3をオン状態とする電位を印加するとともにそれ以外の行線１１に行選択トランジスタＴr3をオフ状態とする電位を印加する。一方、列選択回路２２は、ＣＰＵ４１による制御のもとに何れかの列線１２を択一的に選択し、ここで選択した列線１２に列選択トランジスタＴr2をオン状態とする電位を印加するとともにそれ以外の列線１２に列選択トランジスタＴr2をオフ状態とする電位を印加する。以上の構成のもと、行選択回路２１によって選択された行線１１と列選択回路２２によって選択された列線１２との交差に対応するセンサ回路Ｕによって生成された検出信号Ｓdが出力線１３に順次に出力される。したがって、センサ群１０から検出回路３０に入力される検出信号Ｓdは、選択回路２０によって各センサ回路Ｕが選択される周期に同期して、各センサ回路Ｕにおける検出用容量Ｃdの静電容量に応じたレベル（すなわち各センサ回路Ｕの検出用電極１５とこれに対向する対象物の表面との距離に応じたレベル）に随時に変動する。なお、ここでは各センサ回路Ｕが点順次に選択される構成を例示するが、センサ群１０の各行ごとにセンサ回路Ｕが選択される構成（線順次）や、センサ群１０の総てのセンサ回路Ｕが同時に選択される構成（面順次）としてもよい。以下では、選択回路２０によって各センサ回路Ｕを順次に選択する動作を「スキャン」と表記する。
【００２０】
次に、検出回路３０の構成を説明する。図１に示される比較器３５は、センサ群１０の各センサ回路Ｕから順次に供給される検出信号Ｓdのレベルと参照信号Ｓrefのレベルとを比較し、その比較の結果に応じた１ビットのデータ（以下「検出データ」という）Ｄをセンサ回路Ｕごとに生成する手段である。さらに詳述すると、比較器３５は、検出信号Ｓdのレベルが参照信号Ｓrefのレベルよりも大である場合には検出データＤとして数値“１”を出力する一方、検出信号Ｓdのレベルが参照信号Ｓrefのレベルよりも小である場合には検出データＤとして数値“０”を出力する。こうしてセンサ回路Ｕごとに順次に生成された検出データＤはバッファ３６に格納される。そして、バッファ３６に格納された検出データＤは、ＣＰＵ４１によって順次に読み出されてＲＡＭ４３に格納される。このＲＡＭ４３には、縦Ｍ行×横Ｎ列のセンサ回路Ｕに対応した検出データＤがその配列の順番に格納される「Ｍ×Ｎ」ビットの記憶領域Ａrが画定される。
【００２１】
図１に示されるレジスタ３１とＤ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）３２とローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３とは、比較器３５に供給される参照信号Ｓrefを生成するための手段である。このうちレジスタ３１は、参照信号Ｓrefのレベル（以下「参照値」という）Ｒを表すデジタルデータを記憶する。一方、Ｄ／Ａ変換回路３２は、レジスタ３１に記憶された参照値Ｒに対応したレベルのアナログ信号である参照信号Ｓrefを生成する。このＤ／Ａ変換回路３２から出力された参照信号Ｓrefはローパスフィルタ３３によって高周波成分（例えばノイズ成分）が除去されたうえで比較器３５に供給される。なお、Ｄ／Ａ変換回路３２から出力される参照信号Ｓrefのノイズが問題とならないのであれば、ローパスフィルタ３３を省略することもできる。
【００２２】
本実施形態において実行されるセンサ回路Ｕのスキャンには、予備スキャン処理と本スキャン処理とがある。このうち予備スキャン処理は、図３に示されるように、総てのセンサ回路Ｕを包含する検出領域Ａ0のうち特定の領域（以下「対象領域」という）Ａ1に属する各センサ回路Ｕを選択的にスキャンしてその各々に対応する検出データＤを取得する処理である。一方、本スキャン処理は、検出領域Ａ0に属する総てのセンサ回路Ｕをスキャンしてその各々に対応する検出データＤ（「Ｍ×Ｎ」ビット）を取得する処理である。
【００２３】
予備スキャン処理は、Ｄ／Ａ変換回路３２によって生成される参照信号Ｓrefのレベルを調整するために実行される。すなわち、本実施形態においては、予備スキャン処理にて生成された検出データＤに基づいて、レジスタ３１に記憶された参照値Ｒが更新され、この結果として参照信号Ｓrefのレベルが調整されるようになっている。このような予備スキャン処理を本スキャン処理に先立って実行することにより、本スキャン処理にて使用される参照信号Ｓrefを検出装置１００の特性（例えば各部を構成する薄膜トランジスタの閾値電圧）に応じたレベルに調整することができる。なお、本実施形態における予備スキャン処理は参照信号Ｓrefのレベルの調整を目的として実行されるから、この予備スキャン処理によって得られた検出データＤは対象物の表面の形状の特定には使用されない。一方、本スキャン処理によって得られた総てのセンサ回路Ｕに対応する検出データＤは、インタフェース５１を介して出力端子５２から外部に出力される。こうして出力された検出データＤを解析することによって対象物の表面形状が特定される。
【００２４】
図１に示されるように、ＲＯＭ４２には、以上に説明した予備スキャン処理や本スキャン処理を実行するためのプログラムのほか、このプログラムの実行に際して使用される種々のデータが記憶されている。ＲＯＭ４２に記憶されるデータとしては、例えば、図３に示されるように対象領域Ａ1の対角点の座標（［Ｘa1，Ｙa1］および［Ｘa2，Ｙa2］）および本スキャン処理の対象となる検出領域Ａ0の対角点の座標（［Ｘb1，Ｙb1］および［Ｘb2，Ｘb2］）や、参照値Ｒの初期値Ｒ0を示すデータ、さらには予備スキャン処理の結果に基づいてレジスタ３１の参照値Ｒの補正値Ａを特定するためのテーブルTBLなどがある。なお、ＲＯＭ４２による記憶の内容については検出装置１００の動作の説明に際して詳述する。
【００２５】
＜検出装置１００の動作＞
図示しない入力装置への操作によってプログラムの起動が指示されると、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されたプログラムをＲＡＭ４３に読み込んでこれを順次に実行する。図４は、このプログラムの内容を示すフローチャートである。
【００２６】
同図に示されるように、ＣＰＵ４１はまず、ＲＯＭ４２に記憶されている参照信号Ｓrefのレベルの初期値Ｒ0をＲＡＭ４３に変数Ｒとして格納したうえで（ステップＳa1）、スキャンを開始すべきタイミングが到来するまで待機する（ステップＳa2）。ステップＳa2において、ＣＰＵ４１は、例えば、図示しない入力装置への操作に応じて外部の機器からスキャンの開始の指示が入力された場合や、検出面に対する対象物の接近が所定のセンサによって検出された場合に、スキャンを開始すべきタイミングが到来したと判定する。
【００２７】
スキャンを開始すべきタイミングが到来すると、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されている対象領域Ａ1の座標をＲＡＭ４３に格納する（ステップＳa3）。さらに、ＣＰＵ４１は、その時点でＲＡＭ４３に格納されている変数Ｒをレジスタ３１に設定する（ステップＳa4）。これにより、Ｄ／Ａ変換回路３２からローパスフィルタ３３を介して比較器３５に入力される参照信号Ｓrefは変数Ｒに応じたレベルとなる。
【００２８】
続いて、ＣＰＵ４１は、ステップＳa3にてＲＡＭ４３に格納した対象領域Ａ1の座標を選択回路２０に出力することによって当該選択回路２０に予備スキャン処理を実行させる（ステップＳa5）。行選択回路２１は、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｙa1」から座標「Ｙa2」までの領域に属する各行線１１を順番に選択する。一方、列選択回路２２は、行選択回路２１がひとつの行線１１を選択する各期間内に、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｘa1」から座標「Ｘa2」までの領域に属する各列線１２を順番に選択する。この結果、対象領域Ａ1の各センサ回路Ｕによって生成された検出信号Ｓdが比較器３５に対して順次に供給される。そして、比較器３５は、この検出信号Ｓdとローパスフィルタ３３から供給される参照信号Ｓrefとのレベルの大小に応じて検出データＤを生成して順次にバッファ３６に出力する。ＣＰＵ４１は、こうしてバッファ３６に格納される検出データＤを読み出してＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに格納していく（ステップＳa6）。
【００２９】
対象領域Ａ1に属する総てのセンサ回路Ｕについて検出データＤの抽出が完了すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳa6にてＲＡＭ４３に転送された対象領域Ａ1の検出データＤに所定の演算を実行することによって空間周波数Ｆを算定する（ステップＳa7）。より具体的には、ＣＰＵ４１は、対象領域Ａ1に属する各センサ回路Ｕに対応した検出データＤを各々の配列に従って配列してなる画像（すなわち検出データＤ“１”が黒色の画素とされ検出データＤ“０”が白色の画素とされた画像）の空間周波数Ｆを算定する。
【００３０】
図１に示されるように、ＲＯＭ４２には、空間周波数Ｆの最適値Ｆ0が予め記憶されている。ＣＰＵ４１は、ステップＳa7にて算定した空間周波数ＦとＲＯＭ４２に格納された最適値Ｆ0との差分値ΔＦを算定する（ステップＳa8）。また、ＲＯＭ４２には、この差分値ΔＦの許容値Ｂが予め記憶されている。ＣＰＵ４１は、ステップＳa8にて算定された差分値ΔＦがＲＯＭ４２に格納された許容値Ｂよりも小であるか否かを判定する（ステップＳa9）。すなわち、ＣＰＵ４１は、ステップＳa8およびステップＳa9において、対象領域Ａ1の各センサ回路Ｕから取得した検出データＤに基づいて算定された空間周波数Ｆが、最適値Ｆ0を含む所定の範囲に収まっているか否かを判定する。
【００３１】
ここで、ステップＳa7にて算定される空間周波数Ｆと最適値Ｆ0との差分値ΔＦは、実際にＤ／Ａ変換回路３２によって生成された参照信号Ｓrefのレベルが検出装置１００の特性に適合したレベルから離れているほど大きい数値となる。そこで、ＣＰＵ４１は、ステップＳa9において差分値ΔＦが許容値Ｂよりも大きいと判定すると、ＲＡＭ４３に格納された変数Ｒを更新するための処理を実行する（ステップＳa10）。すなわち、ＣＰＵ４１は、第１に、ＲＯＭ４２に格納されたテーブルTBLを参照することによって差分値ΔＦに応じた補正値Ａを選定し、第２に、ＲＡＭ４３に格納された変数Ｒに補正値Ａを加算する。図５に示されるように、テーブルTBLは、差分値ΔＦと補正値Ａとが対応付けられたテーブルである。ステップＳa10において、ＣＰＵ４１は、ステップＳa8にて算定した差分値ΔＦをテーブルTBLから検索し、ここで検索された差分値ΔＦに対応する補正値Ａを変数Ｒに加算されるべき数値として特定する。以上の処理を実行すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳa4に処理を移行して新たな変数Ｒをレジスタ３１に設定する。この結果、Ｄ／Ａ変換回路３２から比較器３５に供給される参照信号Ｓrefは、ステップＳa10における更新後の新たな変数Ｒに応じたレベルに調整される。ステップＳa4からステップＳa10までの処理は、差分値ΔＦが許容値Ｂよりも小さい数値となるまで繰り返される。
【００３２】
一方、ステップＳa9において差分値ΔＦが許容値Ｂよりも小であると判定すると、ＣＰＵ４１は、検出領域Ａ0の全体を対象とした本スキャン処理が実行されるように各部を制御する。すなわち、ＣＰＵ４１はまず、ＲＯＭ４２に格納された検出領域Ａ0の座標をＲＡＭ４３に格納し（ステップＳa11）、この座標を指定することによって選択回路２０に本スキャン処理を実行させる（ステップＳa12）。行選択回路２１は、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｙb1（第１行目）」から座標「Ｙb2（第Ｍ行目）」までの各行線１１を順番に選択する。一方、列選択回路２２は、ＣＰＵ４１によって指定された座標「Ｘb1（第１列目）」から座標「Ｘb2（第ｎ列目）」までの各列線１２を、１本の行線１１が選択されるたびに順番に選択する。この結果、センサ群１０の総てのセンサ回路Ｕにて生成された検出信号Ｓdが順番に比較器３５に供給され、その各々に対応する検出データＤが比較器３５によって生成されてバッファ３６に格納される。ＣＰＵ４１は、こうしてバッファ３６に格納される検出データＤ（「Ｍ×Ｎ」ビット）を順次にＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに転送する（ステップＳa13）。
【００３３】
以上の手順によって本スキャン処理が完了すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳa13にてＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに格納した「Ｍ×Ｎ」ビットの検出データＤを順次にインタフェース５１から出力端子５２に出力する（ステップＳa14）。一方、この出力端子５２に接続された外部の機器は、検出装置１００から検出データＤを順次に受信し、これらの検出データＤを解析することによって対象物の表面形状を特定する。
【００３４】
さらに、ＣＰＵ４１は、プログラムを終了すべきか否かを判定する（ステップＳa15）。例えば、ＣＰＵ４１は、図示しない入力装置への操作に応じてスキャンの終了の指示が入力された場合にステップＳa15にて「Yes」と判定する。ここで「Yes」と判定すると、ＣＰＵ４１は、プログラムの実行を終了する。一方、プログラムを終了すべきでないと判定した場合（ステップＳa15：No）、ＣＰＵ４１は、ステップＳa2に処理を移行して再びスキャンの開始のタイミングが到来するまで（例えば前回とは別個の対象物が検出の対象とされるまで）待機する。
【００３５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、予備スキャン処理の結果に基づいて参照信号Ｓrefが検出装置１００の特性に適合したレベルに調整されるから、検出装置１００ごとに電気的な特性の個体差がある場合であっても、その個体差の影響を補償した均質な検出を実現することができる。さらに、この構成によれば、参照信号Ｓrefのレベルの調整といった煩雑な作業を利用者が実行する必要はない。
【００３６】
また、本実施形態においては、板材１０１の表面に形成された薄膜トランジスタによって検出装置１００の各部が構成されるから装置の小型化が図られる。したがって、本実施形態の検出装置１００は、携帯電話機やカード型の機器など利用者によって携帯されるタイプの機器に特に好適であると言える。ところで、この種の薄膜トランジスタ（特に低温ポリシリコンを半導体層としたトランジスタ）は、いわゆるバルクトランジスタと比較すると、スイッチング素子としての性能（特に電子移動度）に劣り、その特性のバラツキも大きいという問題がある。このような事情を考慮すると、各部の電気的な特性のバラツキを補償することができる本実施形態は、図１に示したように薄膜トランジスタをスイッチング素子として利用した構成のもとで特に有効であると言える。
【００３７】
加えて、本実施形態においては、検出領域Ａ0よりも狭い対象領域Ａ1に対する予備スキャン処理によって参照信号Ｓrefのレベルの基準となる検出データＤが抽出される。したがって、予備スキャン処理に際しても検出領域Ａ0の全域を対象とした処理が実行される構成と比較して、予備スキャン処理に要する時間を短縮することができ、さらには検出データＤから空間周波数Ｆを算定する処理の負荷を軽減することができる。
【００３８】
＜他の態様＞
第１実施形態においては以下の各態様を採用することもできる。
【００３９】
（１）本実施形態においては、予備スキャン処理が実施される対象領域Ａ1が検出領域Ａ0よりも狭い領域とされた構成を例示したが、例えばＣＰＵ４１の処理の能力に余裕がある場合には、予備スキャン処理においても検出領域Ａ0の全域を対象として検出データＤが抽出される構成としてもよい。
【００４０】
（２）本実施形態においては、予め固定的に選定された対象領域Ａ1が予備スキャン処理の対象とされる構成を例示したが、この予備スキャン処理の対象となる領域が適宜に変更される構成としてもよい。この構成においては、例えば、各々の形態（位置や形状）が相違する複数の領域の対角点の座標が予めＲＯＭ４２に格納され、ＣＰＵ４１は、これらの領域の何れかを対象領域Ａ1として選定したうえで予備スキャン処理を実行する。例えば、ＣＰＵ４１は、ある回の予備スキャン処理においては図６の対象領域Ａ1[a]を対象として予備スキャン処理が実行されるように各部を制御する一方、他の回の予備スキャン処理においては図６の対象領域Ａ1[b]を対象として予備スキャン処理が実行されるように各部を制御する。この構成によれば、検出領域Ａ0のうち特定の領域のセンサ回路Ｕに特性のバラツキが偏在しているような場合であっても、このバラツキが補償されるように参照信号Ｓrefのレベルを調整することができる。
【００４１】
（３）本実施形態においては、本スキャン処理が実行されるたびにその直前に予備スキャン処理が実行される構成を例示したが、本スキャン処理と予備スキャン処理との関係はこれに限られない。例えば、複数回の本スキャン処理が実行されるたびに予備スキャン処理が１回だけ実行される構成としてもよい。また、検出装置１００の出荷前に１回だけ予備スキャン処理が実行される構成としてもよい。もっとも、第１実施形態のように予備スキャン処理が検出装置１００の出荷後にも随時に実行される構成とすれば、検出装置１００の各部の特性が経時的に変化した場合であっても、参照信号Ｓrefをこの変化後の特性に合致したレベルに調整することができる。
【００４２】
（４）本実施形態においては差分値ΔＦが許容値Ｂを下回るまで予備スキャン処理および変数Ｒの更新が繰り返される構成を例示したが、ステップＳa9において差分値ΔＦが許容値Ｂを下回ると判定された場合に、変数Ｒ（あるいはレジスタ３１に格納された参照値Ｒ）が１回だけ補正される構成としてもよい。
【００４３】
＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、参照信号Ｓrefを調整するための予備スキャン処理が本スキャン処理（すなわち外部への出力の対象となる検出データＤを抽出する処理）とは別個に実施される構成を例示した。これに対し、本実施形態においては、本スキャン処理にて抽出された検出データＤに基づいて、次回の本スキャン処理にて使用される参照信号Ｓrefのレベルが調整されるようになっている。なお、本実施形態のうち第１実施形態と同様の要素については共通の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
＜検出装置１００の動作＞
図７は、本実施形態においてＣＰＵ４１が実行するプログラムの内容を示すフローチャートである。同図に示されるように、プログラムを開始すると、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa1およびステップＳa2と同様に、ＲＯＭ４２に格納された初期値Ｒ0をＲＡＭ４３に変数Ｒとして格納したうえで（ステップＳb1）、スキャンを開始すべきタイミングまで待機する（ステップＳb2）。そして、スキャンを開始するタイミングが到来すると、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に格納された変数Ｒを参照値Ｒとしてレジスタ３１に設定する（ステップＳb3）。
【００４５】
次いで、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa12と同様の手順により、選択回路２０に対して本スキャン処理の実行を指示する（ステップＳb4）。さらに、ＣＰＵ４１は、この本スキャン処理の結果としてバッファ３６に格納された検出データＤをＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに順次に転送する（ステップＳb5）。これによって記憶領域Ａrには、総てのセンサ回路Ｕに対応した「Ｍ×Ｎ」ビットの検出データＤがその配列に従って格納される。続いて、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa14と同様の手順により、これらの検出データＤを順次に読み出して出力端子５２に出力する（ステップＳb6）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ４１は、ステップＳb5でＲＡＭ４３に格納した検出データＤのうち対象領域Ａ1に属する各センサ回路Ｕに対応した検出データＤから空間周波数Ｆを算定する（ステップＳb7）。なお、対象領域Ａ1に属する各センサ回路Ｕの検出データＤは、ＲＯＭ４２に格納された対象領域Ａ1の座標から特定される。さらに、ＣＰＵ４１は、ステップＳb7にて算定した空間周波数ＦとＲＯＭ４２に格納された最適値Ｆ0との差分値ΔＦを算定したうえで（ステップＳb8）、この差分値ΔＦがＲＯＭ４２に格納された許容値Ｂよりも小であるか否かを判定する（ステップＳb9）。そして、差分値ΔＦが許容値Ｂよりも大であると判定した場合（すなわち参照信号Ｓrefが検出装置１００の特性に適合しないレベルである場合）、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa10と同様の手順により、差分値ΔＦに応じてテーブルTBLから特定される補正値ＡをＲＡＭ４３の変数Ｒに加算する（ステップＳb10）。これに対し、差分値ΔＦが許容値Ｂよりも小であると判定した場合（すなわち参照信号Ｓrefのレベルが最適なレベルを含む所定の範囲内に収まっている場合）、ＣＰＵ４１は、ステップＳb10を経ることなくステップＳb11に処理を移行する。
【００４７】
ステップＳb11において、ＣＰＵ４１は、図４のステップＳa15と同様にプログラムの終了の可否を判定する。このステップＳb11において未だプログラムを終了しないと判定すると、ＣＰＵ４１は、ステップＳb2に処理を移行する。前回の本スキャン処理における参照信号Ｓrefのレベルが適切でない場合であっても、ステップＳb10において変数Ｒは補正されているから、その直後の本スキャン処理においては、前回の本スキャン処理時のレベルよりも適切なレベルの参照信号Ｓrefに基づいて検出データＤを取得することができる。
【００４８】
以上に説明したように、本実施形態においては、参照信号Ｓrefのレベルがその直前の検出の結果に基づいて調整されるから、第１実施形態と同様の効果が奏される。加えて、本実施形態においては、対象物について検出データＤを取得するために１回の本スキャン処理のみを実行すれば足りるから、本スキャン処理に加えて予備スキャン処理が必要である第１実施形態の構成と比較して、ＣＰＵ４１の処理負荷を軽減することができるという利点がある。
【００４９】
＜他の態様＞
第２実施形態においては以下の各態様を採用することもできる。
【００５０】
（１）本実施形態においては、検出領域Ａ0よりも狭い対象領域Ａ1に対応した検出データＤに基づいて空間周波数Ｆが算定される構成を例示したが、検出領域Ａ0の全域に対応した検出データＤ（「Ｍ×Ｎ」ビット）に所定の演算を実行することによって空間周波数Ｆが算定される構成としてもよい。
【００５１】
（２）本実施形態においては、予め固定的に選定された対象領域Ａ1が空間周波数Ｆの算定の対象とされる構成を例示したが、この算定の対象となる領域が適宜に変更される構成としてもよい。すなわち、例えば、各々の形態（位置や形状）が相違する複数の領域の対角点の座標が予めＲＯＭ４２に格納された構成のもと、ＣＰＵ４１は、ステップＳb7において、これらの領域の何れかを対象領域Ａ1として選定したうえで空間周波数Ｆを算定する。例えば、ＣＰＵ４１は、ある回の本スキャン処理を実行するときのステップＳb7で図６の対象領域Ａ1[a]の各検出データＤから空間周波数Ｆを算定する一方、他の回の本スキャン処理を実行するときのステップＳb7で図６の対象領域Ａ1[b]の各検出データＤから空間周波数Ｆを算定するといった具合である。
【００５２】
（３）本実施形態においては、本スキャン処理が実行されるたびに空間周波数Ｆの算定およびこれに基づく変数Ｒの更新が実行される構成を例示したが、例えば、複数回の本スキャン処理のうち１回の本スキャン処理においてのみこれらの処理が実行される構成としてもよい。また、検出データＤを出力する処理と変数Ｒを更新するための処理の順序は任意である。例えば、ステップＳb7からステップＳb10までの各処理の実行後にステップＳb6の出力処理が実行される構成としてもよい。
【００５３】
＜Ｃ：変形例＞
各実施形態に対しては様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
【００５４】
（１）変形例１
各実施形態においては、図４のステップＳa14や図７のステップＳb6の出力処理にて検出データＤが出力端子５２から外部に出力される構成を例示したが、出力処理の内容はこれに限られない。例えば出力処理を以下の内容としてもよい。
【００５５】
(a) 第１の態様
図８に示されるように、図４のステップＳa14や図７のステップＳb6において出力処理を開始すると、ＣＰＵ４１はまず、その時点においてＲＡＭ４３の記憶領域Ａrに格納されている検出データＤに基づいて、対象物の表面の形状における特徴的な部分（以下「特徴点」という）を抽出する（ステップＳc1）。この特徴点は、例えば、人間の手指における指紋の分岐点や端点である。さらに、ＣＰＵ４１は、ステップＳc1にて抽出した特徴点の位置とその特徴点での形状とをベクトルの形式で表現するデータ（以下「プロファイルデータ」という）を生成する（ステップＳc2）。そして、ＣＰＵ４１は、このプロファイルデータをインタフェース５１および出力端子５２から外部に出力する（ステップＳc3）。
【００５６】
(b) 第２の態様
本態様においては、特定の対象物の表面の形状（例えば検出装置１００の利用者や所有者の指紋の形状）から抽出されたプロファイルデータ（以下「登録プロファイルデータ」という）が予めＲＯＭ４２に格納されている。図９に示されるように、出力処理を開始すると、ＣＰＵ４１は、図８のステップＳc1およびステップＳc2と同様の手順によって、その時点で実際に検出の対象とされている対象物のプロファイルデータを生成する（ステップＳd1およびステップＳd2）。次いで、ＣＰＵ４１は、ステップＳd2にて生成したプロファイルデータとＲＯＭ４２に記憶されている登録プロファイルデータとを比較することによって双方の相関値（類似の程度を示す数値）を算定し（ステップＳd3）、この相関値をインタフェース５１および出力端子５２から外部に出力する（ステップＳd4）。
【００５７】
(c) 第３の態様
本態様においては、相関値の閾値が予めＲＯＭ４２に格納されている。図９のステップＳd1ないしステップＳd4の手順によって相関値を算定すると、ＣＰＵ４１は、ここで算定した相関値とＲＯＭ４２に格納された相関値とを比較し、この比較の結果を表すデータ（例えば相関の有無を表すデータ）をインタフェース５１および出力端子５２から外部に出力する。
【００５８】
（２）変形例２
各実施形態においては、図４のステップＳa7や図７のステップＳb7で検出データＤに応じた空間周波数Ｆが算定される構成を例示したが、ここで実行される演算の内容は適宜に変更される。例えば、対象領域Ａ1に属する複数のセンサ回路Ｕに対応する検出データＤのうち数値が“１”であるデータの総数（検出データＤを配列してなる画像のうち黒色の画素の総数）と、数値が“０”であるデータの総数（検出データＤを配列してなる画像のうち白色の画素の総数）との比率を算定してもよい。この構成によれば、各実施形態のように空間周波数Ｆを算定する構成と比較して、演算による負荷を低減することができる。このように、本発明において検出データＤについて実行される演算は、複数の検出データＤの内容に応じた数値が算定される内容であれば足りる。
【００５９】
また、各実施形態においては、空間周波数Ｆとその最適値Ｆ0との差分値ΔＦが許容値Ｂと比較されることによって参照値Ｒの更新の可否が判定される構成を例示したが、例えば、ＣＰＵ４１によって算定された空間周波数Ｆが所定の範囲内の数値であるか否かに応じて参照値Ｒの更新の可否が判別される構成としてもよい。すなわち、本発明においては、所定の演算（各実施形態においては空間周波数Ｆを算定する演算）によって算定された数値に応じて参照値Ｒが更新される構成であればよい。
【００６０】
（３）変形例３
各実施形態においては、図４のステップＳa10や図７のステップＳb10でテーブルTBLに基づいて補正値Ａが特定される構成を例示したが、この補正値Ａの算定の方法は任意である。例えば、検出データＤに基づいて算定された空間周波数Ｆや差分値ΔＦに所定の演算を施すことによって補正値Ａが算定される構成としてもよい。すなわち、本発明においては、検出データＤから算定された演算値に応じて参照値Ｒが更新される構成であれば足り、その更新後の数値を特定する方法の如何は不問である。
【００６１】
（４）変形例４
各実施形態においては、検出用容量Ｃdと基準容量Ｃrefとの接続点Ｎの電位を検出することによって対象物の表面との距離に応じた検出信号Ｓdが生成される構成を例示したが、この検出信号Ｓdを生成するための構成は任意に変更される。例えば、対象物に向けて光線を照射する発光素子（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode））とこの対象物の表面における反射光を受光する受光素子（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子）とをセンサ回路Ｕに設け、受光量に応じたレベルの検出信号Ｓdを受光素子が生成する構成（すなわち対象物の表面形状を光学的に読み取る構成）としてもよい。すなわち、本発明は、対象物との距離に応じたレベルの検出信号を生成する手段（センサ回路）を備えていれば足り、その方法が電気的であるか光学的であるかは不問である。
【００６２】
（５）変形例５
各実施形態においては、ＣＰＵ４１によって実行されるプログラムやその実行に際して使用される各種のデータを記憶したＲＯＭ４２が検出装置１００に搭載された構成を例示したが、これらのプログラムやデータが外部から検出装置１００に供給される構成としてもよい。また、ＣＰＵ４１は、クロックに同期して処理を実行するタイプの演算装置であってもよいし、クロックに対して非同期にて処理を実行するタイプの演算装置であってもよい。
【００６３】
（６）変形例６
各実施形態に係る検出装置は、特定の処理を要求してきた利用者が当該処理について資格を有する者であるか否かを認証（本人認証）するための認証装置に好適に採用される。この認証装置は、例えば第１実施形態に係る検出装置１００に加えて、検出装置１００から出力された検出データＤに基づいて認証処理（例えば図８に例示した処理）を実行する手段を備える。認証装置の典型例としては、電子商取引に先立って本人認証を実行する装置や、コンピュータの起動に先立って本人認証を実行する装置などがある。また、この種の認証をＣＰＵ４１に実行させれば、ＩＣカードやキャッシュカード、クレジットカード、身分証明書といった様々なカード型の媒体に認証装置を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ひとつのセンサ回路の構成を示す回路図である。
【図３】対象領域について説明するための平面図である。
【図４】ＣＰＵによって実行されるプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図５】補正値を算定するためのテーブルの内容を示す説明図である。
【図６】変形例における検出領域と対象領域との関係を示す平面図である。
【図７】第２実施形態においてＣＰＵが実行するプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図８】出力処理の他の態様を示すフローチャートである。
【図９】出力処理の他の態様を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
Ｄ……検出装置、１０……センサ群、Ｕ……センサ回路、１１……行線、１２……列線、１３……出力線、２０……選択回路、２１……行選択回路、２２……列選択回路、３０……検出回路、３１……レジスタ、３２……Ｄ／Ａ変換回路、３３……ローパスフィルタ、３５……比較器、３６……バッファ、４０……制御装置、４１……ＣＰＵ、４２……ＲＯＭ、４３……ＲＡＭ、５２……出力端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面との距離に応じたレベルの検出信号を各々が生成する複数のセンサ回路を面状に配列してなるセンサ群と、
前記各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させる選択手段と、
参照値のデジタルデータを記憶する記憶手段と、
参照値に対応したレベルの参照信号を前記記憶手段に記憶されたデジタルデータから生成するＤ／Ａ変換回路と、
前記選択手段が選択した前記センサ回路から出力される検出信号と前記Ｄ／Ａ変換回路が生成した参照信号とのレベルの大小に応じた検出データをセンサ回路ごとに順次に生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した複数の検出データについて所定の演算を実行する演算手段と、
前記記憶手段に記憶されたデジタルデータを前記演算手段によって算定された演算値に基づいて更新する更新手段と、
前記生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する出力手段と
を具備する検出装置。
【請求項２】
前記センサ群のうち前記選択手段による選択の対象となる領域を当該選択手段に指定する手段であって、前記センサ群の第１領域を指定する第１処理と、前記第１領域よりも広い第２領域を指定する第２処理とを実行する指定手段を具備し、
前記選択手段は、前記指定手段によって指定された領域に属する各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させ、
前記出力手段は、前記第２処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する一方、前記第１処理が実行されたときに前記生成手段が生成した検出データについては出力処理を実行しない
請求項１の検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記第１処理が実行されたときに前記生成手段が生成した検出データについて前記所定の演算を実行する一方、前記第２処理が実行されたときに前記生成手段が生成した検出データについては前記所定の演算を実行しない
請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記指定手段は、前記第１処理を複数回にわたって実行し、ある回の第１処理にて指定する第１領域と他の回の第１処理にて指定する第１領域とを異ならせる
請求項２または請求項３の検出装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記センサ群を構成する総てのセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち特定の領域に属する各センサ回路に対応した検出データについて前記所定の演算を実行する
請求項１の検出装置。
【請求項６】
前記選択手段は、前記センサ群を構成する総てのセンサ回路の選択を複数回にわたって実行し、
前記演算手段は、ある回の選択に伴なって前記所定の演算の対象として選定する領域と他の回の選択に伴なって前記所定の演算の対象として選定する領域とを異ならせる
請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記各センサ回路に対応する検出データを前記センサ群における各センサ回路の配列に従って配列してなる画像の空間周波数を算定する
請求項１の検出装置。
【請求項８】
前記生成手段は、前記検出信号のレベルが前記参照信号のレベルよりも大であるときに第１値の検出データを生成するとともに前記検出信号のレベルが前記参照信号のレベルよりも小であるときに第２値の検出データを生成し、
前記演算手段は、各々がセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち第１値である検出データの総数と第２値である検出データの総数との比率を算定する
請求項１の検出装置。
【請求項９】
前記出力手段は、前記生成手段によって生成された検出データを出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記出力手段は、前記生成手段が生成した検出データから対象物の表面における形状の特徴点の態様を示すプロファイルデータを生成する特徴抽出手段を有し、前記特徴抽出手段が生成したプロファイルデータを出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１１】
所定の対象物の表面における形状の特徴点の態様を示す登録プロファイルデータを記憶するプロファイル記憶手段を具備し、
前記出力手段は、前記生成手段が生成した検出データから対象物の表面における形状の特徴点の態様を示すプロファイルデータを生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段が生成したプロファイルデータと前記プロファイル記憶手段に記憶された登録プロファイルデータとの比較により、当該検出装置による検出の対象となった対象物の表面の形状と前記所定の対象物の表面の形状との相関値を算定する相関算定手段とを有し、前記相関算定手段が算定した相関値を出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１２】
所定の対象物の表面における形状の特徴点の態様を示す登録プロファイルデータを記憶するプロファイル記憶手段を具備し、
前記出力手段は、前記生成手段が生成した検出データから対象物の表面における形状の特徴点の態様を示すプロファイルデータを生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段が生成したプロファイルデータと前記プロファイル記憶手段に記憶された登録プロファイルデータとの比較により、当該検出装置による検出の対象となった対象物の表面の形状と前記所定の対象物の表面の形状との相関値を算定する相関算定手段と、前記相関算定手段が算定した相関値と閾値とを比較する相関判定手段とを有し、前記相関判定手段による比較の結果を出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１３】
少なくとも前記Ｄ／Ａ変換回路を含む当該検出装置の要素は、基板の表面に形成された薄膜トランジスタを含む回路によって構成される
請求項１から請求項１２の何れかに記載の検出装置。
【請求項１４】
人間の手指の指紋を検出する請求項１から請求項１３の何れかに記載の検出装置と、
前記検出装置の出力手段によって出力された情報に基づいて認証処理を実行する認証手段と
を具備する認証装置。
【請求項１】
対象物の表面との距離に応じたレベルの検出信号を各々が生成する複数のセンサ回路を面状に配列してなるセンサ群と、
前記各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させる選択手段と、
参照値のデジタルデータを記憶する記憶手段と、
参照値に対応したレベルの参照信号を前記記憶手段に記憶されたデジタルデータから生成するＤ／Ａ変換回路と、
前記選択手段が選択した前記センサ回路から出力される検出信号と前記Ｄ／Ａ変換回路が生成した参照信号とのレベルの大小に応じた検出データをセンサ回路ごとに順次に生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した複数の検出データについて所定の演算を実行する演算手段と、
前記記憶手段に記憶されたデジタルデータを前記演算手段によって算定された演算値に基づいて更新する更新手段と、
前記生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する出力手段と
を具備する検出装置。
【請求項２】
前記センサ群のうち前記選択手段による選択の対象となる領域を当該選択手段に指定する手段であって、前記センサ群の第１領域を指定する第１処理と、前記第１領域よりも広い第２領域を指定する第２処理とを実行する指定手段を具備し、
前記選択手段は、前記指定手段によって指定された領域に属する各センサ回路を選択して当該センサ回路から検出信号を出力させ、
前記出力手段は、前記第２処理が実行されたときに生成手段が生成した検出データに応じて出力処理を実行する一方、前記第１処理が実行されたときに前記生成手段が生成した検出データについては出力処理を実行しない
請求項１の検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記第１処理が実行されたときに前記生成手段が生成した検出データについて前記所定の演算を実行する一方、前記第２処理が実行されたときに前記生成手段が生成した検出データについては前記所定の演算を実行しない
請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記指定手段は、前記第１処理を複数回にわたって実行し、ある回の第１処理にて指定する第１領域と他の回の第１処理にて指定する第１領域とを異ならせる
請求項２または請求項３の検出装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記センサ群を構成する総てのセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち特定の領域に属する各センサ回路に対応した検出データについて前記所定の演算を実行する
請求項１の検出装置。
【請求項６】
前記選択手段は、前記センサ群を構成する総てのセンサ回路の選択を複数回にわたって実行し、
前記演算手段は、ある回の選択に伴なって前記所定の演算の対象として選定する領域と他の回の選択に伴なって前記所定の演算の対象として選定する領域とを異ならせる
請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記各センサ回路に対応する検出データを前記センサ群における各センサ回路の配列に従って配列してなる画像の空間周波数を算定する
請求項１の検出装置。
【請求項８】
前記生成手段は、前記検出信号のレベルが前記参照信号のレベルよりも大であるときに第１値の検出データを生成するとともに前記検出信号のレベルが前記参照信号のレベルよりも小であるときに第２値の検出データを生成し、
前記演算手段は、各々がセンサ回路からの検出信号に応じて生成された複数の検出データのうち第１値である検出データの総数と第２値である検出データの総数との比率を算定する
請求項１の検出装置。
【請求項９】
前記出力手段は、前記生成手段によって生成された検出データを出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記出力手段は、前記生成手段が生成した検出データから対象物の表面における形状の特徴点の態様を示すプロファイルデータを生成する特徴抽出手段を有し、前記特徴抽出手段が生成したプロファイルデータを出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１１】
所定の対象物の表面における形状の特徴点の態様を示す登録プロファイルデータを記憶するプロファイル記憶手段を具備し、
前記出力手段は、前記生成手段が生成した検出データから対象物の表面における形状の特徴点の態様を示すプロファイルデータを生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段が生成したプロファイルデータと前記プロファイル記憶手段に記憶された登録プロファイルデータとの比較により、当該検出装置による検出の対象となった対象物の表面の形状と前記所定の対象物の表面の形状との相関値を算定する相関算定手段とを有し、前記相関算定手段が算定した相関値を出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１２】
所定の対象物の表面における形状の特徴点の態様を示す登録プロファイルデータを記憶するプロファイル記憶手段を具備し、
前記出力手段は、前記生成手段が生成した検出データから対象物の表面における形状の特徴点の態様を示すプロファイルデータを生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段が生成したプロファイルデータと前記プロファイル記憶手段に記憶された登録プロファイルデータとの比較により、当該検出装置による検出の対象となった対象物の表面の形状と前記所定の対象物の表面の形状との相関値を算定する相関算定手段と、前記相関算定手段が算定した相関値と閾値とを比較する相関判定手段とを有し、前記相関判定手段による比較の結果を出力端子から出力する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１３】
少なくとも前記Ｄ／Ａ変換回路を含む当該検出装置の要素は、基板の表面に形成された薄膜トランジスタを含む回路によって構成される
請求項１から請求項１２の何れかに記載の検出装置。
【請求項１４】
人間の手指の指紋を検出する請求項１から請求項１３の何れかに記載の検出装置と、
前記検出装置の出力手段によって出力された情報に基づいて認証処理を実行する認証手段と
を具備する認証装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２７７２６３（Ｐ２００６−２７７２６３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９４７８３（Ｐ２００５−９４７８３）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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