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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-28
(45)【発行日】2024-07-08
(54)【発明の名称】個人認証システム、個人認証装置、表示装置、及び個人認証方法
(51)【国際特許分類】
G06F 21/32 20130101AFI20240701BHJP
G06F 21/31 20130101ALI20240701BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20240701BHJP
G06V 40/12 20220101ALI20240701BHJP
【ＦＩ】
G06F21/32
G06F21/31
G06T7/00 530
G06V40/12
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2022573092
(86)(22)【出願日】2021-12-27
(86)【国際出願番号】 JP2021048693
(87)【国際公開番号】W WO2022145437
(87)【国際公開日】2022-07-07
【審査請求日】2023-06-12
(31)【優先権主張番号】P 2020218840
(32)【優先日】2020-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】邵 剛
【審査官】宮司 卓佳
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１８４７１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０４８５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１６７２７４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ２１／３１－２１／４６
Ｇ０６Ｔ ７／００
Ｇ０６Ｖ ４０／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
センサ部に接触又は近接する被検出体を検出する第１期間と、前記被検出体の表面の凹凸を検出する第２期間と、を有する検出装置と、前記検出装置の出力に応じた処理を行う制御装置と、
を備え、
前記検出装置は、
パスワードの入力キーとして、前記センサ部の検出領域内に複数の第１領域が設けられ、
前記パスワードのキー入力ごとに、前記第１期間において検出された前記第１領域内のタッチ検出座標を中心座標とする第２領域内において相対的に異なる分割領域を割り当て、
前記パスワードのキー入力ごとに、前記第２期間において分割領域で取得される分割イメージを前記制御装置に出力し、
前記制御装置は、
前記パスワードのキー入力ごとに取得した複数の分割イメージを合成して、指紋イメージを生成する、
個人認証システム。
【請求項2】
前記検出装置は、前記制御装置から出力される第１制御信号に応じて、前記第１期間から前記第２期間に移行し、前記制御装置から出力される第２制御信号に応じて、前記第２期間から前記第１期間に移行し、
前記制御装置は、
前記第１期間において前記検出装置から出力されるタッチ検出座標が前記第１領域内の座標である場合に、前記第１制御信号を出力し、
前記第２期間において分割イメージを取得した場合に、前記第２制御信号を出力する、
請求項１に記載の個人認証システム。
【請求項3】
前記第２領域の分割数は、前記パスワードの桁数以下である、請求項１又は２に記載の個人認証システム。
【請求項4】
前記制御装置は、前記パスワードのキー入力ごとに分割イメージの取得を開始する検出開始座標を設定し、
前記検出装置は、
前記検出開始座標を始点として分割イメージを取得する分割領域を割り当てる、
請求項１から３の何れか一項に記載の個人認証システム。
【請求項5】
前記パスワードのキー入力ごとに分割イメージが取得される複数の分割領域は、第２領域内において相対的に指紋のスキャン方向に並ぶように割り当てられている、請求項４に記載の個人認証システム。
【請求項6】
前記検出開始座標は、前記パスワードのキー入力ごとに、第２領域内において相対的に指紋のスキャン方向に所定間隔となるように設定される、請求項５に記載の個人認証システム。
【請求項7】
前記検出装置は、前記パスワードのキー入力ごとに、分割領域を含む領域のイメージを生成し、
前記制御装置は、
当該分割領域に含まれる領域のイメージを分割イメージとして取得し、当該分割領域に含まれない領域のイメージを破棄する、
請求項６に記載の個人認証システム。
【請求項8】
前記パスワードのキー入力ごとに分割イメージが取得される複数の分割領域は、第２領域内において相対的に指紋のスキャン方向と当該スキャン方向とは異なる方向との２方向に並ぶように割り当てられている、請求項４に記載の個人認証システム。
【請求項9】
前記検出装置は、前記パスワードのキー入力ごとに、分割領域を指紋のスキャン方向に複数のサブフレームに分割して各サブフレームのイメージを生成し、
前記制御装置は、
当該分割領域に対応する各サブフレームのイメージを１つの分割イメージとして取得する、
請求項８に記載の個人認証システム。
【請求項10】
センサ部に接触又は近接する被検出体を検出する第１期間と、前記被検出体の表面の凹凸を検出する第２期間と、を有する検出部と、前記検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、
を備え、
前記検出部は、
パスワードの入力キーとして、前記センサ部の検出領域内に複数の第１領域が設けられ、
前記パスワードのキー入力ごとに、前記第１期間において検出された前記第１領域内のタッチ検出座標を中心座標とする第２領域内において相対的に異なる分割領域を割り当て、
前記パスワードのキー入力ごとに、前記第２期間において分割領域で取得される分割イメージを前記処理部に出力し、
前記処理部は、
前記パスワードのキー入力ごとに取得した複数の分割イメージを合成して、指紋イメージを生成する、
個人認証装置。
【請求項11】
前記検出部は、前記処理部から出力される第１制御信号に応じて、前記第１期間から前記第２期間に移行し、前記処理部から出力される第２制御信号に応じて、前記第２期間から前記第１期間に移行し、
前記処理部は、
前記第１期間において前記検出部から出力されるタッチ検出座標が前記第１領域内の座標である場合に、前記第１制御信号を出力し、
前記第２期間において分割イメージを取得した場合に、前記第２制御信号を出力する、
請求項１０に記載の個人認証装置。
【請求項12】
前記第２領域の分割数は、前記パスワードの桁数以下である、請求項１０又は１１に記載の個人認証装置。
【請求項13】
前記処理部は、前記パスワードのキー入力ごとに分割イメージの取得を開始する検出開始座標を設定し、
前記検出部は、
前記検出開始座標を始点として分割イメージを取得する分割領域を割り当てる、
請求項１０から１２の何れか一項に記載の個人認証装置。
【請求項14】
前記パスワードのキー入力ごとに分割イメージが取得される複数の分割領域は、第２領域内において相対的に指紋のスキャン方向に並ぶように割り当てられている、請求項１３に記載の個人認証装置。
【請求項15】
前記検出開始座標は、前記パスワードのキー入力ごとに、第２領域内において相対的に指紋のスキャン方向に所定間隔となるように設定される、請求項１４に記載の個人認証装置。
【請求項16】
前記検出部は、前記パスワードのキー入力ごとに、分割領域を含む領域のイメージを生成し、
前記処理部は、
当該分割領域に含まれる領域のイメージを分割イメージとして取得し、当該分割領域に含まれない領域のイメージを破棄する、
請求項１５に記載の個人認証装置。
【請求項17】
前記パスワードのキー入力ごとに分割イメージが取得される複数の分割領域は、第２領域内において相対的に指紋のスキャン方向と当該スキャン方向とは異なる方向との２方向に並ぶように割り当てられている、請求項１３に記載の個人認証装置。
【請求項18】
前記検出部は、前記パスワードのキー入力ごとに、分割領域を指紋のスキャン方向に複数のサブフレームに分割して各サブフレームのイメージを生成し、
前記処理部は、
当該分割領域に対応する各サブフレームのイメージを１つの分割イメージとして取得する、
請求項１７に記載の個人認証装置。
【請求項19】
請求項１０から１８の何れか一項に記載の個人認証装置と、画像を表示するための表示領域が前記個人認証装置の検出領域に重なって設けられている表示パネルと、
を有する、
表示装置。
【請求項20】
センサ部に接触又は近接する被検出体を検出する第１期間と、前記被検出体の表面の凹凸を検出する第２期間と、を有し、パスワードの入力キーとして、前記センサ部の検出領域内に複数の第１領域が設けられ、
前記パスワードのキー入力ごとに、前記第１期間において検出された前記第１領域内のタッチ検出座標を中心座標とする第２領域内において相対的に異なる分割領域を割り当て、
前記パスワードのキー入力ごとに前記第２期間において分割領域で取得される複数の分割イメージを合成して、指紋イメージを生成する、
個人認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、個人認証システム、個人認証装置、表示装置、及び個人認証方法に関する。
【背景技術】
【0002】
既存の個人認証の手法として、パスワードによる個人認証のセキュリティレベルが高いとされている。一方、パスワードによる個人認証では、パスワードが分かれば本人以外であっても認証可能であるため、なりすましによる不正アクセスが懸念される。このため、パスワード認証と指紋や顔等の生体認証とを組み合わせてセキュリティを強化する手法が考えられるが、複数の認証手段を設けるとユーザーの利便性が損なわれる可能性がある。例えば、ユーザーが入力したキーの指紋を検出し、パスワード認証と指紋認証とを組み合わせてセキュリティを強化する個人認証手段が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－８５５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
パスワード入力の際にキーにタッチした状態が維持される時間は極めて短い。このため、上記従来技術では高精度な指紋読み取りが出来ず、指紋イメージが登録されている場合でも認証に失敗する可能性がある。
【0005】
本発明は、利便性を損ねずセキュリティの強化と認証精度の向上とを両立することができる個人認証システム、個人認証装置、表示装置、及び個人認証方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る個人認証システムは、センサ部に接触又は近接する被検出体を検出する第１期間と、前記被検出体の表面の凹凸を検出する第２期間と、を有する検出装置と、前記検出装置の出力に応じた処理を行う制御装置と、を備え、前記検出装置は、パスワードの入力キーとして、前記センサ部の検出領域内に複数の第１領域が設けられ、前記パスワードのキー入力ごとに、前記第１期間において検出された前記第１領域内のタッチ検出座標を中心座標とする第２領域内において相対的に異なる分割領域を割り当て、前記パスワードのキー入力ごとに、前記第２期間において分割領域で取得される分割イメージを前記制御装置に出力し、前記制御装置は、前記パスワードのキー入力ごとに取得した複数の分割イメージを合成して、指紋イメージを生成する。
【0007】
本開示の一態様に係る個人認証装置は、センサ部に接触又は近接する被検出体を検出する第１期間と、前記被検出体の表面の凹凸を検出する第２期間と、を有する検出部と、前記検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、を備え、前記検出部は、パスワードの入力キーとして、前記センサ部の検出領域内に複数の第１領域が設けられ、前記パスワードのキー入力ごとに、前記第１期間において検出された前記第１領域内のタッチ検出座標を中心座標とする第２領域内において相対的に異なる分割領域を割り当て、前記パスワードのキー入力ごとに、前記第２期間において分割領域で取得される分割イメージを前記処理部に出力し、前記処理部は、前記パスワードのキー入力ごとに取得した複数の分割イメージを合成して、指紋イメージを生成する。
【0008】
本開示の一態様に係る表示装置は、上記個人認証装置と、画像を表示するための表示領域が前記個人認証装置の検出領域に重なって設けられている表示パネルと、を有する。
【0009】
本開示の一態様に係る個人認証方法は、センサ部に接触又は近接する被検出体を検出する第１期間と、前記被検出体の表面の凹凸を検出する第２期間と、を有し、パスワードの入力キーとして、前記センサ部の検出領域内に複数の第１領域が設けられ、前記パスワードのキー入力ごとに、前記第１期間において検出された前記第１領域内のタッチ検出座標を中心座標とする第２領域内において相対的に異なる分割領域を割り当て、前記パスワードのキー入力ごとに前記第２期間において分割領域で取得される複数の分割イメージを合成して、指紋イメージを生成する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0012】
図１は、実施形態に係る個人認証システムを構成する検出装置を有する表示装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿う断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置１００は、表示領域ＡＡと、額縁領域ＧＡと、検出領域ＦＡとを有する。表示領域ＡＡは表示パネル３０の画像を表示する領域である。額縁領域ＧＡは、表示領域ＡＡの外側の領域である。検出領域ＦＡは、接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出する領域である。検出領域ＦＡは、表示領域ＡＡの全面に重なって設けられる。
【0013】
図２に示すように、本実施形態の表示装置１００は、カバー部材１０１と、検出装置２と、表示パネル３０とを含む。カバー部材１０１は、第１面１０１ａと、第１面１０１ａと反対側の第２面１０１ｂとを有する板状の部材である。カバー部材１０１の第１面１０１ａは、検出装置２の検出面であり、検出面に被検出体が接触することにより、当該被検出体の検出面上における平面的な座標位置、及び当該被検出体の表面の凹凸が検出される。なお、本実施形態においては、被検出体は使用者の手指であり、被検出体の表面の凹凸とは指紋を含む。同時に、カバー部材１０１の第１面１０１ａは、表示パネル３０の画像を表示する表示面であり、使用者が当該画像を観察する観察面ともなる。カバー部材１０１の第２面１０１ｂ側に、表示パネル３０及び検出装置２のセンサ部１０が設けられる。カバー部材１０１はセンサ部１０及び表示パネル３０を保護するための部材であり、センサ部１０及び表示パネル３０を覆って設けられる。カバー部材１０１は、例えばガラス基板、又は樹脂基板である。
【0014】
なお、カバー部材１０１、センサ部１０及び表示パネル３０は、平面視で長方形状である場合に限られず、円形状、長円形状、或いは、これらの外形形状の一部を欠落させた異形状の構成であってもよい。また、例えば、カバー部材１０１が円形状であり、センサ部１０及び表示パネル３０が正多角形状等である場合のように、カバー部材１０１と、センサ部１０及び表示パネル３０との外形形状が異なっていてもよい。カバー部材１０１は、平板状のみならず、例えば表示領域ＡＡが曲面で構成され、或いは額縁領域ＧＡが表示パネル３０側に湾曲する等、曲面を有する曲面ディスプレイも採用可能である。
【0015】
図１及び図２に示すように、額縁領域ＧＡにおいて、カバー部材１０１の第２面１０１ｂに加飾層１１０が設けられている。加飾層１１０は、カバー部材１０１よりも光の透過率が小さい着色層である。加飾層１１０は、額縁領域ＧＡに重畳して設けられる配線や回路等が観察者に視認されることを抑制することができる。図２に示す例では、加飾層１１０は第２面１０１ｂに設けられているが、第１面１０１ａに設けられていてもよい。また、加飾層１１０は、単層に限定されず、複数の層を重ねた構成であってもよい。
【0016】
検出装置２は、カバー部材１０１の第１面１０１ａに接触又は近接する指Ｆｉｎ等の表面の凹凸を検出するセンサ部１０を含む。図２に示すように、検出装置２のセンサ部１０は、表示パネル３０の上に設けられる。すなわち、センサ部１０は、カバー部材１０１と表示パネル３０との間に設けられ、第１面１０１ａに対して垂直な方向から見たときに、表示パネル３０と重なっている。センサ部１０には、フレキシブルプリント基板７６が接続されており、センサ部１０からの検出信号を外部に出力することができる。
【0017】
センサ部１０の一方の面は、接着層７１を介してカバー部材１０１と貼り合わされる。また、センサ部１０の他方の面は、接着層７２を介して、表示パネル３０の偏光板３５と貼り合わされる。接着層７１は、例えば、液状のＵＶ硬化型樹脂である光学透明樹脂（ＯＣＲ：Optical Clear Resin又は、ＬＯＣＡ：Liquid Optically Clear Adhesive）である。接着層７２は、例えば、光学粘着フィルム（ＯＣＡ：Optical Clear Adhesive）である。
【0018】
表示パネル３０は、第１基板３１と、第２基板３２と、第１基板３１の下側に設けられた偏光板３４と、第２基板３２の上側に設けられた偏光板３５とを有する。第１基板３１にフレキシブルプリント基板７５が接続されている。第１基板３１と、第２基板３２との間には、表示機能層として液晶表示素子が設けられる。すなわち、表示パネル３０は、液晶パネルである。これに限定されず、表示パネル３０は、例えば、有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＬＥＤ： Organic Light Emitting Diode）や無機ＥＬディスプレイ（マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤ）であってもよい。或いは、表示パネルは、表示素子として液晶素子を用いた液晶表示パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、表示素子として電気泳動素子を用いた電気泳動型表示パネル（ＥＰＤ：Electrophoretic Display）であってもよい。
【0019】
図２に示すように、センサ部１０は、カバー部材１０１の第２面１０１ｂと垂直な方向において、表示パネル３０よりもカバー部材１０１に近い位置に配置される。このため、例えば、表示パネル３０と一体に指紋検出用の検出電極を設けた場合に比べ、検出電極と、検出面である第１面１０１ａとの距離を小さくすることができる。したがって、本実施形態の検出装置２を備える表示装置１００によれば、検出性能を向上させることができる。
【0020】
なお、表示装置１００は、センサ部１０と表示パネル３０がそれぞれ独立している所謂アウトセル方式の構成であるが、センサ部１０と表示パネル３０の一部の基板、又は、電極が兼用された所謂インセル方式やオンセル方式の構成であってもよい。
【0021】
（実施形態１）
図３Ａは、実施形態に係る個人認証システムを示す平面図である。図３Ａに示すように、個人認証システム１は、検出装置２と、制御装置９と、を含む。検出装置２は、基板３と、配線基板４と、を有する。制御装置９は、制御基板５を有する。基板３には、配線基板４を介して制御基板５が電気的に接続される。
図３Ａは、実施形態に係る個人認証システムを示す平面図である。図３Ａに示すように、個人認証システム１は、検出装置２と、制御装置９と、を含む。検出装置２は、基板３と、配線基板４と、を有する。制御装置９は、制御基板５を有する。基板３には、配線基板４を介して制御基板５が電気的に接続される。
【0022】
基板３は、上述した検出領域ＡＡ及び周辺領域ＧＡを有する。センサ部１０は、検出領域ＡＡに設けられる。第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。
【0023】
配線基板４には、検出回路６が設けられている。検出回路６は、例えば検出用ＩＣに設けられている。
【0024】
制御基板５には、制御回路７が設けられている。制御回路７は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成されるホストＩＣに設けられている。制御回路７は、センサ部１０、第１電極選択回路１５、検出電極選択回路１６、及び検出回路６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。なお、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６のいずれかのうち一方又は両方を検出回路６又は制御回路７に設ける構成も採用可能である。
【0025】
第１電極選択回路１５は、周辺領域ＧＡのうち第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。検出電極選択回路１６は、周辺領域ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路６との間に設けられる。
【0026】
なお、第１方向Ｄｘは、基板３と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、基板３と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、基板３の法線方向である。
【0027】
【0028】
図３Ｂに示す個人認証装置１ａにおいて、配線基板４には、個人認証回路８が設けられている。個人認証回路８は、例えば検出用ＩＣに設けられている。
【0029】
図３Ｂに示す例において、制御装置９ａの制御基板５には、制御回路７ａが設けられている。図３Ａに示す個人認証システム１の検出回路６と図３Ｂに示す個人認証装置１ａの個人認証回路８とは、割り当てられた機能が異なる。
【0030】
次に個人認証システム１及び個人認証装置１ａの詳細な構成について説明する。
【0031】
図４Ａは、実施形態１に係る個人認証システムの構成例を示すブロック図である。図４Ａに示すように、個人認証システム１は、検出装置２と、検出装置２のホストデバイスとしての制御装置９とを含む。検出装置２は、センサ部１０と、検出制御部１１と、第１電極選択回路１５と、検出電極選択回路１６と、検出部４０を備えた検出回路６と、を含む。制御装置９は、処理部５０を備えた制御回路７を含む。
【0032】
図４Ｂは、実施形態１に係る個人認証装置の構成例を示すブロック図である。図４Ｂに示すように、個人認証装置１ａは、センサ部１０と、検出制御部１１と、第１電極選択回路１５と、検出電極選択回路１６と、検出部４０及び処理部５０を備えた個人認証回路８と、を含む。すなわち、図３Ｂ及び図４Ｂに示す個人認証装置１ａでは、図３Ａ及び図４Ａに示す個人認証システム１の制御回路７が有する処理部５０の機能を、個人認証回路８が有する構成としている。以下の説明における各構成部は、図３Ａ及び図４Ａに示す個人認証システム１、及び、図３Ｂ及び図４Ｂに示す個人認証装置１ａの何れにも適用可能である。
【0033】
センサ部１０は、第１電極選択回路１５から供給される第２駆動信号Ｖｔｘ２に従って検出を行う。すなわち、第１電極選択回路１５の動作により複数の第１電極Ｔｘ（図６参照）を個々に又は同時に選択する。そして、第１電極選択回路１５は、選択された複数の第１電極Ｔｘのそれぞれに対して、所定の符号に基づいて位相が決められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。センサ部１０は、相互静電容量方式の検出原理に基づいて、接触又は近接する指Ｆｉｎ又は手の表面の凹凸の変化を電気信号の変化に変換して検出回路６に出力する。
【0034】
また、センサ部１０は、第１電極選択回路１５から供給される第１駆動信号Ｖｔｘ１に従って、接触又は近接する指Ｆｉｎ等の位置（座標）の検出も可能となっている。センサ部１０は、複数の第１電極Ｔｘを含む第１電極ブロックごと又は複数本に１本の割合で第１電極Ｔｘを走査し、検出領域ＦＡ全体にわたって検出する。センサ部１０は、相互静電容量方式の検出原理に基づいて、検出面に接触している指Ｆｉｎの有無に伴う電気信号の変化を検出回路６に出力する。なお、上記第１駆動信号Ｖｔｘ１による検出面のタッチ検出は、指の座標さえ検出・特定できればよいので、検出解像度は第２駆動信号Ｖｔｘ２による検出よりも低い。
【0035】
検出制御部１１は、第１電極選択回路１５、検出電極選択回路１６及び検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、駆動部１１ａと、クロック信号出力部１１ｂとを含む。駆動部１１ａは、電源電圧ＶＰを第１電極選択回路１５に供給する。検出制御部１１は、クロック信号出力部１１ｂのクロック信号に基づいて、各種制御信号Ｖｃｔｒｌを第１電極選択回路１５に供給する。
【0036】
第１電極選択回路１５は、各種制御信号Ｖｃｔｒｌに基づいて複数の第１電極Ｔｘを同時に又は個々に選択する回路である。第１電極選択回路１５は、各種制御信号Ｖｃｔｒｌと１又は複数の電源電圧ＶＰに基づいて、選択された複数の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。第１駆動信号Ｖｔｘ１と第２駆動信号Ｖｔｘ２は、それぞれ波長や振幅を含む波形そのものが異なるものであることはもちろん、波形を同じくする一方センサ部１０に出力される期間が異なるものも含む。センサ部１０は、第１電極選択回路１５による第１電極Ｔｘの選択の状態を異ならせることで、第１検出モードＭ１、第２検出モードＭ２、第３検出モードＭ３、第４検出モードＭ４（図１０から図１３参照）を実現できる。
【0037】
検出電極選択回路１６は、複数の第２電極Ｒｘ（図６参照）を同時に選択するスイッチ回路である。検出電極選択回路１６は、検出制御部１１から供給される第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌに基づいて、複数の第２電極Ｒｘを選択し、当該複数の第２電極Ｒｘと検出回路６とを接続する。
【0038】
検出部４０は、検出制御部１１から供給される制御信号と、センサ部１０から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、比較的大きなピッチで検出面への指のタッチの有無を検出し、また、比較的細かいピッチで当該指の指紋を検出する回路である。検出部４０の各構成部は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づき、同期して動作する。検出部４０は、各構成部として、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、指紋検出領域設定部４６と、分割イメージ生成部４７と、検出タイミング制御部４８と、を備える。なお、以下の説明において第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を区別して説明する必要がない場合には、単に検出信号Ｖｄｅｔと表す。
【0039】
検出タイミング制御部４８は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、分割イメージ生成部４７と、が同期して動作するように制御する。
【0040】
検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【0041】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、所定の復号処理を行う。具体的に、信号処理部４４は、検出信号Ｖｄｅｔの差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較して出力する。
【0042】
座標抽出部４５は、信号処理部４４の復号処理結果に基づいて、センサ部１０に接触又は近接する被検出体の座標（以下、「タッチ検出座標」とも称する）を抽出し、処理部５０に出力する。
【0043】
指紋検出領域設定部４６は、処理部５０から出力される検出開始座標から、検出を行う領域を設定する。検出開始座標及び検出を行う領域については後述する。
【0044】
分割イメージ生成部４７は、信号処理部４４の復号処理結果に基づき、被検出体の表面の凹凸を抽出して分割イメージを生成する。分割イメージについては後述するが、この分割イメージの生成手法により本開示が限定されるものではない。
【0045】
本実施形態において、図４Ａに示す個人認証システム１及び図４Ｂに示す個人認証装置１ａは、静電容量型の検出原理に基づいて、センサ部１０の検出面に接触する指Ｆｉｎを検出する（以下、「タッチ検出」と称する）。また、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、静電容量型の検出原理に基づいて、センサ部１０に接触している指Ｆｉｎの表面の凹凸を検出することで指紋を検出する（以下、「指紋検出」と称する）。
【0046】
なお、静電容量型のタッチ検出動作において、指Ｆｉｎの接触によって容量変化が生じている状態を、以下「タッチ状態」と称する。また、指Ｆｉｎによる容量変化が生じていない状態を、以下「非タッチ状態」と称する。
【0047】
ここで、図５を参照して、本実施形態の個人認証システム１及び個人認証装置１ａの相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。なお、図５は、検出回路を併せて示している。
【0048】
図５に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及び検出電極Ｅ２を備えている。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電界（図示しない）に加え、駆動電極Ｅ１の端部から検出電極Ｅ２の上面に向かって延びる電界が生じる。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）に接続され、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば、図４に示す検出部４０に含まれる積分回路である。
【0049】
交流信号源から駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ～数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。電圧検出器ＤＥＴには、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動に変換する。
【0050】
指によって形成される静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ２と接触し、又は接触と同視し得るほど近傍近づくにつれて、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との間にあるフリンジ分の電気力線が導体（指）により遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、非接触状態での容量値よりも接近に応じて徐々に容量値の小さい容量素子として作用する。
【0051】
電圧検出器ＤＥＴから出力される電圧信号の振幅は、非接触状態に比べて指Ｆｉｎが接触状態に近づくにつれて小さくなる。この電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、検出面に接触する指Ｆｉｎの影響に応じて変化することになる。検出部４０は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較することで、指Ｆｉｎの検出面への接触／非接触を判断する。なお、本実施形態においては、かかる判断は、検出部４０の信号処理部４４と座標抽出部４５のいずれか一方又は両方の協働によってなされる。
【0052】
また、検出部４０は、絶対値｜ΔＶ｜に基づいて指Ｆｉｎの凹凸等を判断する。当該凹凸の判断においても絶対値｜ΔＶ｜と所定のしきい値と比較することで判断することも可能であるが、当該しきい値は指Ｆｉｎの接触／近接を判断するしきい値とは異なる値を採用することもできるし、複数のしきい値を用いることも可能である。なお、本実施形態においては、かかる判断は、検出部４０の信号処理部４４によってなされる。このようにして、検出部４０は相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出及び指紋の検出が可能となる。
【0053】
なお、本開示において、指紋イメージとは、複数の第２電極Ｒｘからの出力に基づいて形成される面情報としてのデータであって、検出面における１又は数か所の座標位置を特定するタッチ座標（点情報）とは異なる。より具体的には、指紋イメージとは、複数の検出単位領域における検出データの集合体で、各検出データとは、例えば、検出単位領域の座標及び各座標位置における凹凸の判断結果を含む。当該凹凸の判断は、上述の如くあるしきい値を境としてしきい値よりも検出結果が大きいと凹と判断し、小さいと凸と判断するといったような２値の判断結果を採用することができる。また、これに替えて、実際の検出信号を複数のしきい値に基づいてより細かくデジタル化したデータであっても構わない。また、各座標における出力信号の大きさをそのままＲＡＷデータとして備えたデータであっても構わない。これら座標ごとのデータが集積されることにより、二次元の広がりを持った面情報が形成される。
【0054】
なお、本実施形態は被検出体としての指Ｆｉｎ及びその指紋を検出対象としているが、被検出体は指に限定されず、被検出体の凹凸としても、指紋に限定されないことは言うまでもない。
【0055】
次に、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの構成について説明する。図６は、センサ基板の平面図である。図７は、第１電極及び第２電極の一部を拡大して示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩ－ＶＩＩ’線に沿う断面図である。
【0056】
図６に示すように、センサ基板２１上に複数の第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘが設けられる。センサ基板２１は、可視光を透過可能な透光性を有するガラス基板である。又は、センサ基板２１は、ポリイミド等の樹脂で構成された透光性の樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。センサ部１０は、透光性を有するセンサである。
【0057】
第１電極Ｔｘは、第１方向Ｄｘに延びており、第２方向Ｄｙに複数配列される。第２電極Ｒｘは、第２方向Ｄｙに延びており、第１方向Ｄｘに複数配列される。第２電極Ｒｘは、平面視で、第１電極Ｔｘと交差する方向に延びている。各第２電極Ｒｘは、額縁配線（図示せず）を介して、センサ基板２１の額縁領域ＧＡの短辺側に設けられたフレキシブルプリント基板７６に接続される。第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘは、検出領域ＦＡに設けられている。第１電極Ｔｘは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性の導電材料で構成されている。第２電極Ｒｘは、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属材料で構成されている。なお、第１電極Ｔｘを金属材料で構成し、第２電極ＲｘをＩＴＯで形成してもよい。ただし、第２電極Ｒｘを金属材料とすることで、検出信号Ｖｄｅｔに係る抵抗を低減することができる。
【0058】
なお、第１方向Ｄｘは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、例えば、検出領域ＦＡの一辺と平行な方向である。また、第２方向Ｄｙは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、本明細書において、「平面視」とは、センサ基板２１に垂直な方向から見た場合を示す。
【0059】
第２電極Ｒｘと第１電極Ｔｘとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。センサ部１０において、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、第１電極選択回路１５は、第１電極Ｔｘを選択し、選択された第１電極Ｔｘに同時に第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。そして、接触又は近接する指等の表面の凹凸による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極Ｒｘから出力されることにより、指紋検出が行われる。又は、接触又は近接する指等による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極Ｒｘから出力されることにより、タッチ検出が行われる。
【0060】
図６に示すように、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６等の各種回路は、センサ基板２１の額縁領域ＧＡに設けられている。第１電極選択回路１５は、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４を含む。ただし、これはあくまで一例である。各種回路の少なくとも一部は、フレキシブルプリント基板７６に実装された検出用ＩＣ（Integrated Circuit）に含まれていてもよい。或いは、各種回路の少なくとも一部は、外部の制御基板に設けられていてもよい。また、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４は、それぞれ個別の回路として設けられる構成に限定されない。第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４の機能を含む１つの集積回路として、第１電極選択回路１５が設けられていてもよい。第１電極選択回路１５は、半導体集積回路（ＩＣ）であってもよい。
【0061】
次に、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの構成について説明する。図７に示すように、第２電極Ｒｘは、ジグザグ状の線であり、全体として第２方向Ｄｙに長手を有する。例えば、第２電極Ｒｘは、複数の第１直線部２６ａと、複数の第２直線部２６ｂと、複数の屈曲部２６ｘと、を有する。第２直線部２６ｂは、第１直線部２６ａと交差する方向に延びている。また、屈曲部２６ｘは、第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂとを接続している。
【0062】
第１直線部２６ａは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第２直線部２６ｂも、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂは、第１方向Ｄｘに平行な仮想線（図示せず）を軸に、対称となるように配置されている。第２電極Ｒｘは、第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂとが第２方向Ｄｙに交互に接続される。
【0063】
複数の第２電極Ｒｘの各々において、第２方向Ｄｙにおける屈曲部２６ｘの配置間隔をＰｒｙとする。また、隣り合う第２電極Ｒｘ間において、第１方向Ｄｘにおける屈曲部２６ｘの配置間隔をＰｒｘとする。本実施形態では、例えば、Ｐｒｘ＜Ｐｒｙであることが好ましい。なお、第２電極Ｒｘは、ジグザグ状に限定されず、波線状、直線状など他の形状であってもよい。
【0064】
図７に示すように、複数の第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２、Ｔｘ－３、Ｔｘ－４…は、複数の電極部２３ａ、２３ｂと、複数の接続部２４と、をそれぞれ有する。なお、以下の説明において、第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２、Ｔｘ－３、Ｔｘ－４…を区別して説明する必要がない場合には、単に第１電極Ｔｘと表す。
【0065】
第２電極Ｒｘの第２直線部２６ｂと交差する第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２は、第２直線部２６ｂと平行な２辺を有する電極部２３ａを備える。また、第２電極Ｒｘの第１直線部２６ａと交差する第１電極Ｔｘ－３、Ｔｘ－４は、第１直線部２６ａと平行な２辺を有する電極部２３ｂを備える。言い換えると、電極部２３ａ、２３ｂは、第２電極Ｒｘに沿って複数配置されている。これにより、平面視で、ジグザグ状の第２電極Ｒｘと、電極部２３ａ、２３ｂとの離隔距離を一定の大きさにすることができる。
【0066】
複数の第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２において、複数の電極部２３ａは第１方向Ｄｘに並んでおり、互いに離れて配置されている。また、複数の第１電極Ｔｘの各々において、接続部２４は、複数の電極部２３ａのうち隣り合う電極部２３ａを接続している。また、平面視で、複数の第２電極Ｒｘの各々は、隣り合う電極部２３ａの間を通って接続部２４と交差している。第１電極Ｔｘ－３、Ｔｘ－４も同様の構成である。第２電極Ｒｘは、金属細線であり、第２電極Ｒｘの第１方向Ｄｘの幅は、電極部２３ａ、２３ｂの第１方向Ｄｘの幅よりも小さい。このような構成により、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとが重なり合う面積が小さくなり、寄生容量を抑制することができる。
【0067】
また、第２方向Ｄｙにおける第１電極Ｔｘの配置間隔をＰｔとする。配置間隔Ｐｔは、第２電極Ｒｘの屈曲部２６ｘの配置間隔Ｐｒｙの１／２程度である。なお、これに限定されず、配置間隔Ｐｔは、配置間隔Ｐｒｙの半整数倍以外であってもよい。配置間隔Ｐｔは、例えば５０μｍ以上、１００μｍ以下である。また、１つの第１電極Ｔｘにおいて、第１方向Ｄｘに隣り合う接続部２４は、第２方向Ｄｙでの配置間隔Ｐｂを有して、互い違いに配置される。なお、電極部２３ａ、２３ｂは、それぞれ平行四辺形状であるが、その他の形状であってもよい。例えば、電極部２３ａ、２３ｂは、矩形状、多角形状、異形状であってもよい。
【0068】
次に、図７のＶＩＩ－ＶＩＩ’線に沿う断面構造について説明する。なお、図８において、額縁領域ＧＡの断面は、第１電極選択回路１５に含まれる薄膜トランジスタＴｒを含む部分を切断した断面である。図８では、検出領域ＦＡの層構造と額縁領域ＧＡの層構造との関係を示すために、検出領域ＦＡのＶＩＩ－ＶＩＩ’線に沿う断面と、額縁領域ＧＡの薄膜トランジスタＴｒを含む部分の断面とを、模式的に繋げて示している。
【0069】
図８に示すように、センサ基板２１上の額縁領域ＧＡに薄膜トランジスタＴｒが設けられている。薄膜トランジスタＴｒは、半導体層６１と、ソース電極６２と、ドレイン電極６３と、ゲート電極６４と、を含む。ゲート電極６４は、センサ基板２１上に設けられる。第１層間絶縁膜８１は、センサ基板２１上に設けられてゲート電極６４を覆う。ゲート電極６４の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金が用いられる。第１層間絶縁膜８１の材料としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）が用いられる。また、第１層間絶縁膜８１は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第１層間絶縁膜８１は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
【0070】
また、半導体層６１は、第１層間絶縁膜８１上に設けられる。第２層間絶縁膜８２は、第１層間絶縁膜８１上に設けられて半導体層６１を覆う。第２層間絶縁膜８２に設けられたコンタクトホールの底部では、半導体層６１が露出している。半導体層６１の材料としては、ポリシリコン又は酸化物半導体が用いられる。第２層間絶縁膜８２の材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はシリコン酸化窒化膜が用いられる。また、第２層間絶縁膜８２は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第２層間絶縁膜８２は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
【0071】
また、ソース電極６２と、ドレイン電極６３とは、第２層間絶縁膜８２上に設けられる。ソース電極６２と、ドレイン電極６３とは、それぞれ第２層間絶縁膜８２に設けられたコンタクトホールを介して半導体層６１に接続される。ソース電極６２と、ドレイン電極６３及び接続部２４の材料としては、チタンとアルミニウムとの合金である、チタンアルミニウム（ＴｉＡｌ）が用いられる。
【0072】
さらに、第２層間絶縁膜８２上には、絶縁性の樹脂層２７と、第１電極Ｔｘの電極部２３ｂ及び接続部２４が設けられている。額縁領域ＧＡに設けられた樹脂層２７は、ソース電極６２及びドレイン電極６３を覆っている。また、額縁領域ＧＡに設けられた樹脂層２７に設けられたコンタクトホールを介して、ドレイン電極６３は、第１電極Ｔｘと電気的に接続される。
【0073】
一方、検出領域ＦＡに設けられた樹脂層２７は、第１樹脂層２７Ａと、第１樹脂層２７Ａよりも薄膜の第２樹脂層２７Ｂとを有する。第１樹脂層２７Ａは、接続部２４において、第２電極Ｒｘの直下に位置する部位を覆っている。また、検出領域ＦＡに設けられた第２樹脂層２７Ｂは、接続部２４において、電極部２３ｂの直下に位置する部位を覆っている。
【0074】
第２樹脂層２７ＢにはコンタクトホールＨ１、Ｈ２が設けられている。検出領域ＦＡにおいて、電極部２３ｂの周縁部は、コンタクトホールＨ１、Ｈ２を介して接続部２４に接続されている。なお、この例では、電極部２３ｂは第２層間絶縁膜８２に接している。
【0075】
第２電極Ｒｘは、第１樹脂層２７Ａ上に設けられている。第２電極Ｒｘは、例えば、第１金属層１４１、第２金属層１４２及び第３金属層１４３を有する。第３金属層１４３上に第２金属層１４２が設けられており、第２金属層１４２上に第１金属層１４１が設けられている。例えば、第１金属層１４１、第３金属層１４３の材料には、モリブデン又はモリブデン合金が用いられている。第２金属層１４２の材料には、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。第１金属層１４１を構成するモリブデン又はモリブデン合金は、第２金属層１４２を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金よりも可視光の反射率が低い。これにより、第２電極Ｒｘの不可視化を図ることができる。
【0076】
樹脂層２７、電極部２３ｂ及び第２電極Ｒｘ上に絶縁膜８３が設けられている。絶縁膜８３によって、第２電極Ｒｘの上面及び側面は覆われている。絶縁膜８３には、シリコン窒化膜など、高屈折率で低反射率の膜が用いられる。
【0077】
以上のような構成により、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、同一のセンサ基板２１の上に形成される。そして、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、絶縁層である樹脂層２７を介して異なる層に設けられる。
【0078】
以下、本実施形態に係る個人認証システム１及び個人認証装置１ａにおける個人認証用データ取得期間について説明する。
【0079】
本開示において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａにおける個人認証用データ取得期間は、タッチ検出を実行するタッチ検出期間（座標検出期間）を設けた第１期間と、指紋検出を実行する指紋検出期間（面情報検出期間）を設けた第２期間と、を有している。図９は、第１期間と第２期間との切替動作の一例を示すタイミングチャートである。図９において、ＴＰはタッチ検出期間（座標検出期間）を示し、ＦＰは指紋検出期間（面情報検出期間）を示している。
【0080】
図９に示すように、本実施形態に係る個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、処理部５０から出力される第１制御信号に基づき、第１期間から第２期間に移行する。また、本実施形態に係る個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、処理部５０から出力される第２制御信号に基づき、第２期間から第１期間に移行する。
【0081】
次に、個人認証システム１及び個人認証装置１ａにおける検出モードの具体例について説明する。図１０は、第１検出モードの一例を示す図である。図１１は、第２検出モードの一例を示す図である。図１２は、第３検出モードの一例を示す図である。
【0082】
図１０に示すように、第１検出モードＭ１において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第２検出モードＭ２（図１１参照）に比べて大きい第１検出ピッチＰｔｓで、検出領域ＦＡの全面を走査することで、指Ｆｉｎ等の検出、より具体的には、検出面における指の位置（検出面における指の座標位置）の検出を行う。第１検出モードＭ１では、第１電極選択回路１５は、隣り合う又は所定のピッチで配される複数の第１電極Ｔｘを束ねて第１電極ブロックとし、該第１電極ブロックごとに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。各第１電極ブロックに含まれる複数の第１電極Ｔｘには、同じ第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。これにより、第１検出モードＭ１では、後述する第２検出モードＭ２と比較して大きい第１検出ピッチＰｔｓで検出ができる。なお、第１検出モードＭ１では、検出電極選択回路１６は、隣り合う又は所定のピッチで配される複数の第２電極Ｒｘを束ねて第２電極ブロックとし、該第２電極ブロックごとに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する構成としても良い。また、全ての第２電極Ｒｘがそれぞれ検出部４０に接続される態様であっても良い。
【0083】
図１１に示すように、第２検出モードＭ２において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第１検出モードＭ１（図１０参照）に比べて小さい第２検出ピッチＰｆで、検出領域ＦＡの全面を走査することで、指Ｆｉｎ等の検出、より具体的には、検出面における被検出体の表面の凹凸（例えば、検出面に接触している被検出体の指紋イメージ）の検出を行う。第２検出モードＭ２では、第１電極選択回路１５は、複数の第１電極Ｔｘにそれぞれ所定の符号に基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。また、第１電極選択回路１５は、各第１電極Ｔｘを個々に走査し、当該走査に伴って第２駆動信号Ｖｔｘ２としてのパルス波を供給する構成も採用可能である。以下、第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給とは、これらいずれの態様も含むものとする。これにより、第２検出モードＭ２において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第１検出モードＭ１と比較してより小さい第２検出ピッチＰｆで検出を行うことができる。より具体的には、マクロ的な視点で見た場合には検出面に指が接触している状態であっても、ミクロの視点で見ると指の表面の凹凸によって当該指の一部は検出面に接触し、一部は検出面からやや離間している、という状態になる。該第２検出モードＭ２では、当該ミクロ的な観点で見たときの被検出体の表面の凹凸（ここでは指の表面の凹凸、すなわち指紋）を検出するものである。なお、当該第２検出ピッチは、第１検出ピッチよりも小さいものであればよく、最も小さい第２検出ピッチは、隣り合う２本の第１電極又はそれらに交差する隣り合う２本の検出電極によって形成されるピッチである。
【0084】
第２検出モードＭ２において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、検出領域ＦＡの全面で検出を行う。このため、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、指紋検出のみに限定されず、例えば掌紋を検出することができる。或いは、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、検出領域ＦＡに接触又は近接する手の形状を検出し、指先の位置を特定することができる。この場合、指先が接触又は近接する領域のみで、信号処理や演算処理を行うことで指紋を検出することができる。
【0085】
指紋検出では、検出面において指紋検出を行う領域を検出面の一部の領域としても良い。例えば、図１２に示すように、第３検出モードＭ３において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、検出領域ＦＡのうち一部分の第１部分領域ＦＡ１において第２検出ピッチＰｆで検出を行う。この第３検出モードＭ３において、第１電極選択回路１５は、第１部分領域ＦＡ１に含まれる複数の第１電極Ｔｘにのみ第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。第３検出モードＭ３においても、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第２検出ピッチＰｆで検出を行うことができる。例えば、第３検出モードＭ３では、第１部分領域ＦＡ１のみで検出を行うため、検出に要する時間を短縮し、また、検出部４０（図４Ａ、図４Ｂ参照）が行う処理を低減できる。第１部分領域ＦＡ１は、あらかじめ設定された固定領域である。ただし、第１部分領域ＦＡ１の位置や大きさは、適宜変更してもよい。
【0086】
上述した第２検出モードＭ２に代えて、第３検出モードＭ３により指紋検出を実行する態様であっても良い。具体的に、第１期間では、第１検出モードＭ１によりタッチ検出を実行し、第２期間では、第３検出モードＭ３による指紋検出を実行する。これにより、指紋検出期間ＦＰを短縮することができ、検出に要する時間を短縮できる。
【0087】
図１３は、第４検出モードの一例を示す図である。例えば、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第１期間に第１検出モードＭ１のタッチ検出を実行し、検出面上に指が接触しているか否かを検出する。指Ｆｉｎ等が検出された場合、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第２期間に移行し、第４検出モードＭ４による指紋検出を実行する。この第４検出モードＭ４において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、指Ｆｉｎ等が検出された位置を含む所定の領域である第２部分領域ＦＡ２においてのみ、第２検出ピッチＰｆで検出を行う。第２部分領域ＦＡ２の位置や大きさは、タッチ検出期間ＴＰにおいて検出された指Ｆｉｎ等の情報に基づいて変更できる。このように、第１検出モードＭ１の検出結果に基づいて第４検出モードＭ４の指紋検出を行ってもよい。これにより、第２部分領域ＦＡ２の面積を小さくすることができるため、検出領域全面に亘って指紋を検出する場合と比べて指紋検出に要する時間を大幅に短縮できる。
【0088】
以下、本開示の個人認証方法について説明する。なお、個人認証システム１及び個人認証装置１ａにおける個人認証方法は、以下に示す個人認証方法に限定されるものではない。
【0089】
図１４は、実施形態１に係る個人認証方法における検出領域の一例を示す図である。本実施形態に係る個人認証方法では、図１４に示すように、検出領域ＦＡ内にそれぞれ異なる入力キーが割り当てられた複数の第１領域ＫＹが設けられている。図１４では、入力キーとして「０」から「９」までの１０個の数字がそれぞれ割り当てられた１０個の第１領域ＫＹ「０」，「１」，「２」，・・・，「９」が設けられた例を示している。なお、入力キーは数字に限らず、例えば大文字や小文字のアルファベットや、「♯」や「＊」等の記号を含む態様であっても良い。
【0090】
本実施形態に係る個人認証方法において、個人認証システム１及び個人認証装置１ａでは、上述した第２検出モードＭ２によりタッチ検出を行い、ユーザーが入力したキーを識別する。具体的に、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、ユーザーがタッチした検出領域ＦＡ上の座標が、例えば第１領域ＫＹ「５」内の座標である場合に、入力キー「５」が入力されたと識別する。
【0091】
また、本実施形態に係る個人認証方法では、ユーザーがタッチした検出領域ＦＡ上の座標が、第１領域ＫＹ「０」，「１」，「２」，・・・，「９」内の何れかに該当するとき、この座標を中心座標Ｃとする所定領域を第２領域ＦＧとし、当該第２領域ＦＧを、指紋イメージを取得する際の領域とする。
【0092】
図１５は、第１領域と第２領域との位置関係を示す図である。図１５では、個人認証用のパスワード入力において、入力キー「５」が入力されたと識別した座標を第２領域ＦＧの中心座標Ｃ（Ｃｘ，Ｃｙ）とした例を示している。すなわち、ユーザーは入力キー「５」をタッチすべく検出面をタッチしたが、当該入力キー「５」の中心位置からややずれた位置をタッチし、検出部や処理部を経てかかるタッチを演算処理した結果、当該ユーザーがタッチした中心位置を中心座標Ｃ（Ｃｘ，Ｃｙ）として認識された、ということになる。そして、当該中心座標Ｃとの関係で指紋検出のための第２領域ＦＧが決定される。
【0093】
本実施形態に係る個人認証方法では、パスワードの各キーが入力されるごとに、図１５に示す第２領域ＦＧよりも小さい領域のイメージを取得する。これにより、パスワード入力の際に各入力キーにタッチした状態が維持される時間に検出すべき検出領域、及びその結果として取得されるイメージを可及的小さくできる。このため、パスワードのキー入力ごとに取得するイメージの精度を高めることができる。
【0094】
そして、パスワードのキー入力ごとに取得したイメージを合成して、個人認証用の指紋イメージを生成する。これにより、高精度な指紋イメージを取得することができる。
【0095】
本実施形態に係る個人認証方法において、タッチ検出及び指紋検出におけるスキャン方向は、第２方向Ｄｙに沿う方向である。図１６は、実施形態１におけるイメージ合成後の指紋イメージを示す図である。本実施形態では、図１６に示すように、指紋のスキャン方向に４分割された分割イメージを合成して指紋イメージを生成する例について説明する。図１６では、指紋イメージを取得するための第２領域ＦＧに対応して、各分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４が相対的に指紋のスキャン方向に並ぶように割り当てられた例を示している。
【0096】
なお、第２領域ＦＧの分割数、すなわち、分割領域ＳＦの数は４つに限らない。第２領域ＦＧの分割数は、パスワードの桁数に依存する。例えば、図１６に示すように、第２領域ＦＧに対応して４つの分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４を割り当てる場合、パスワードの桁数は４以上である必要がある。換言すれば、第２領域ＦＧの分割数は、パスワードの桁数以下である必要がある。
【0097】
図４Ａ及び図４Ｂに戻り、処理部５０は、タッチ判定部５１と、検出開始座標設定部５２と、分割イメージ受信部５３と、第１記憶部５４と、指紋イメージ生成部５５と、第２記憶部５６と、第３記憶部５７と、指紋認証部５８と、指紋認証結果記憶部５９と、パスワード記憶部５１１と、パスワード認証部５１２と、パスワード認証結果記憶部５１３と、個人認証部５１４と、個人認証結果記憶部５１５と、を備える。第１記憶部５４、第２記憶部５６、第３記憶部５７、指紋認証結果記憶部５９、パスワード記憶部５１１、パスワード認証結果記憶部５１３、及び個人認証結果記憶部５１５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、レジスタ回路等であっても良い。また、第１記憶部５４、第２記憶部５６、第３記憶部５７、指紋認証結果記憶部５９、パスワード記憶部５１１、パスワード認証結果記憶部５１３、及び個人認証結果記憶部５１５は、１つのＲＡＭ、ＲＯＭ、レジスタ回路等であっても良い。
【0098】
タッチ判定部５１は、上述した第１期間において検出部４０から出力されたタッチ検出座標に基づき、本開示の個人認証方法において有効なタッチ状態であるか否かを判定する。
【0099】
ここで、「本開示の個人認証方法において有効なタッチ状態」とは、上述したように、ユーザーがタッチした検出領域ＦＡ上の座標、すなわち検出部４０から出力されたタッチ検出座標が、図１４に示す第１領域ＫＹ内の座標であることを示している。具体的に、タッチ判定部５１は、図１４に示す第１領域ＫＹ内の座標においてタッチ状態であると判定した場合に、第２期間に移行するための第１制御信号を検出制御部１１に出力する。以下、上述した「本開示の個人認証方法において有効なタッチ状態」であることを、「キー入力された」と称する。具体的には、例えば、検出部４０から出力されたタッチ検出座標が、図１５に示すように、第１領域ＫＹ「５」内の座標である場合には、「５」がキー入力されたとする。すなわち、タッチ判定部５１は、キー入力されたことを検出した場合に、第２期間に移行するための第１制御信号を検出制御部１１に出力する。
【0100】
また、タッチ判定部５１は、キー入力されたキー（図１５に示す例では、「５」）をパスワード記憶部５１１に順次格納する。
【0101】
タッチ判定部５１は、パスワード記憶部５１１に格納されたキーの蓄積数ｎが所定数Ｎ（予め設定されたパスワードの桁数Ｎ）に達すると、後段のパスワード認証部５１２にパスワード認証開始指令を出力する。
【0102】
検出開始座標設定部５２は、タッチ判定部５１がキー入力されたことを検出した場合に、キー入力されたタッチ検出座標から、指紋検出の開始座標（以下、単に「検出開始座標」と称する）を設定する。
【0103】
図１７Ａは、実施形態１に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第１図である。図１７Ｂは、実施形態１に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第２図である。図１７Ｃは、実施形態１に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第３図である。図１７Ｄは、実施形態１に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第４図である。
【0104】
図１７Ａは、パスワードの１桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ１において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ１を割り当てる例を示している。図１７Ｂは、パスワードの２桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ２において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ２を割り当てる例を示している。図１７Ｃは、パスワードの３桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ３において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ３を割り当てる例を示している。図１７Ｄは、パスワードの４桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ４において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ４を割り当てる例を示している。図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄにおいて、分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４は、各分割イメージを取得する際の第２領域ＦＧ１，ＦＧ２，ＦＧ３，ＦＧ４内において、相対的に指紋のスキャン方向に並ぶように割り当てられる例を示している。
【0105】
ここでは、検出装置２及び個人認証装置１ａにおいて、指紋検出領域、すなわち、本実施形態における分割イメージの取得領域を任意に指定可能である例について説明する。図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄにおいて、第２領域ＦＧのサイズは、第１方向Ｄｘに２５６、第２方向Ｄｙに２５６の２５６×２５６サイズである。
【0106】
検出開始座標設定部５２は、後述する個人認証用データ取得処理（図１８参照）において、パスワードの１桁目のキー入力では、まず、図１７Ａに示すように、第２領域ＦＧ１の中心座標Ｃ１（Ｃｘ１，Ｃｙ１）に対し、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を設定する。
【0107】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図１７Ａに示す検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を始点とする２５６×６４サイズの分割領域ＳＦ１を割り当てる。
【0108】
また、検出開始座標設定部５２は、後述する個人認証用データ取得処理（図１８参照）において、パスワードの２桁目のキー入力では、図１７Ｂに示すように、第２領域ＦＧ２の中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）に対し、検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２－１２８，Ｃｙ２－１２８＋６４）を設定する。ここでは、パスワード２桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目とは異なる。このため、ここではパスワード２桁目の中心座標が中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）として示される。
【0109】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図１７Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２－１２８，Ｃｙ２－１２８＋６４）を始点とする２５６×６４サイズの分割領域ＳＦ２を割り当てる。すなわち、指の中心座標に基づいて規定される２５６×２５６の検出領域を第２方向Ｄｙに４分割した際の、上から２段目の検出領域（分割領域ＳＦ２）が割り当てられる。
【0110】
また、検出開始座標設定部５２は、後述する個人認証用データ取得処理（図１８参照）において、パスワードの３桁目のキー入力では、図１７Ｃに示すように、第２領域ＦＧ３の中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）に対し、検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３－１２８＋６４×２）を設定する。ここでは、パスワード３桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目及び２桁目とは異なる。このため、ここではパスワード３桁目の中心座標が中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）として示される。
【0111】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図１７Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３－１２８＋６４×２）を始点とする２５６×６４サイズの分割領域ＳＦ３を割り当てる。すなわち、指の中心座標に基づいて規定される２５６×２５６の検出領域を第２方向Ｄｙに４分割した際の、上から３段目の検出領域（分割領域ＳＦ３）が割り当てられる。
【0112】
また、検出開始座標設定部５２は、後述する個人認証用データ取得処理（図１８参照）において、パスワードの４桁目のキー入力では、図１７Ｄに示すように、第２領域ＦＧ４の中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）に対し、検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４－１２８，Ｃｙ４－１２８＋６４×３）を設定する。ここでは、パスワード４桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目、２桁目、及び３桁目とは異なる。このため、ここではパスワード４桁目の中心座標が中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）として示される。
【0113】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図１７Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４－１２８，Ｃｙ４－１２８＋６４×３）を始点とする２５６×６４サイズの分割領域ＳＦ４を割り当てる。すなわち、指の中心座標に基づいて規定される２５６×２５６の検出領域を第２方向Ｄｙに４分割した際の、上から４段目の検出領域（分割領域ＳＦ４）が割り当てられる。
【0114】
このように設定した分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４の各分割イメージを取得して合成することで、認証精度が高い個人認証用の指紋イメージを生成することができる。
【0115】
【0116】
指紋イメージ生成部５５は、第１記憶部５４にバッファリングデータとして格納された分割イメージを読み出し、第２記憶部５６に順次バッファリングデータとして格納する。このとき、指紋イメージ生成部５５は、第１期間に移行するための第２制御信号を検出制御部１１に出力する。
【0117】
また、指紋イメージ生成部５５は、第２記憶部５６に格納された分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍ（図１６に示す例では、４つの分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４における分割イメージ数Ｍ）に達すると、第２記憶部５６に格納された分割イメージを合成して個人認証用の指紋イメージを生成し、生成した個人認証用の指紋イメージを第３記憶部５７に格納し、後段の指紋認証部５８に指紋認証開始指令を出力する。
【0118】
指紋認証部５８は、指紋イメージ生成部５５からの指紋認証開始指令に基づき、第３記憶部５７に格納された個人認証用の指紋イメージの認証判定処理を行い、当該指紋認証判定結果を指紋認証結果記憶部５９に格納する。この認証判定手法により本開示が限定されるものではない。例えば、予め取得された照合用の指紋イメージと、第３記憶部５７に格納された個人認証用の指紋イメージとを照合し、所定の特徴点が一致する場合に認証成功とする態様であっても良い。
【0119】
パスワード認証部５１２は、タッチ判定部５１からのパスワード認証開始指令に基づき、パスワード記憶部５１１に格納されたキーを合成して個人認証用のパスワードを生成し、当該個人認証用のパスワードの認証判定処理を行い、当該パスワード認証判定結果をパスワード認証結果記憶部５１３に格納する。具体的には、例えば、予め設定された照合用のパスワードと、生成した個人認証用のパスワードとを照合し、一致する場合に認証成功とする。
【0120】
個人認証部５１４は、パスワード認証結果記憶部５１３に記憶されたパスワード認証判定結果と、指紋認証結果記憶部５９に記憶された指紋認証判定結果とを参照し、個人認証判定処理を行い、当該個人認証処理結果を個人認証結果記憶部５１５に格納する。具体的に、個人認証部５１４は、パスワード認証判定結果が認証成功であり、かつ、指紋認証判定結果が認証成功である場合に、個人認証が成功したものとする。
【0121】
以下、実施形態１に係る個人認証システム１及び個人認証装置１ａの検出部４０及び処理部５０において実現する個人認証方法の具体例について、図１８、図１９、図２０、及び図２１を参照して説明する。図１８は、実施形態１に係る個人認証システム及び個人認証装置における個人認証用データ取得処理の一例を示すフローチャートである。図１９は、実施形態１に係る個人認証システム及び個人認証装置における個人認証処理の一例を示すフローチャートである。図２０は、実施形態１に係る個人認証システム及び個人認証装置におけるパスワード認証処理の一例を示すサブフローチャートである。図２１は、実施形態１に係る個人認証システム及び個人認証装置における指紋認証処理の一例を示すサブフローチャートである。図２２は、実施形態１に係る個人認証システム及び個人認証装置における処理の具体例を示すシーケンス図である。
【0122】
【0123】
図１８に示す個人認証用データ取得処理の前提条件として、個人認証システム１及び個人認証装置１ａは、第１期間において検出領域ＦＡへのタッチの有無を検出すべくタッチ検出を連続して実行しているものとする。また、分割イメージ蓄積数ｍ及びキー蓄積数ｎがリセット（ｍ＝０，ｎ＝０）されているものとする。
【0124】
処理部５０のタッチ判定部５１は、第１期間において取得されたタッチ検出座標に基づき、キー入力されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。キー入力されていなければ（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、タッチ判定部５１は、キー入力されるまで（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返し実行する。
【0125】
キー入力されていると判定した場合に（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、タッチ判定部５１は、キー蓄積数ｎをカウントアップ（インクリメント）し（ステップＳ１０２）、キー入力されたキー（図１５に示す例では、「５」）をパスワード記憶部５１１に格納する（ステップＳ１０３）。
【0126】
タッチ判定部５１は、第２記憶部５６に格納された分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍ（第２領域ＦＧ内の分割領域ＳＦの数Ｍ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。例えば現段階においてはパスワードの１桁目のキー入力を実施したところで、まだ分割イメージが全く蓄積されていない状態とする。この場合、分割イメージの蓄積数は０であり、所定数（本実施例においては４）より小さい。この場合、次ステップＳ１０６に移行する。
【0127】
第２記憶部５６に格納された分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍ以上となると（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、続いて、タッチ判定部５１は、パスワード記憶部５１１に格納されたキーの蓄積数ｎが所定数Ｎ（パスワードの桁数Ｎ）に達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。すなわち、本実施形態においては４つのパスワード入力に伴って４つの分割イメージを順次取得していくので、４つのパスワードの入力キーの入力後は、分割イメージの蓄積数がｍ＝４となり、所定数Ｍ＝４と等しくなるとパスワードのキーの蓄積数ｎ＝４が所定数Ｎ＝４と等しくなる（ステップＳ１０４；ＹｅｓかつステップＳ１０５；Ｙｅｓ）。
【0128】
パスワード記憶部５１１に格納されたキーの蓄積数ｎが所定数Ｎ（パスワードの桁数Ｎ）に達していなければ（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻り、パスワード記憶部５１１に格納されたキーの蓄積数ｎが所定数Ｎに達するまで（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５までの処理を繰り返し実施する。なお、上記の通り、本実施形態においては、分割イメージの蓄積数と、パスワードの入力キーの蓄積数ｎの数は等しくなり、また、いずれの蓄積数も等しくなることが想定される（ｍ＝ｎかつＭ＝Ｎ）。この場合、Ｓ１０５を省略する構成も採用可能である。
【0129】
第２記憶部５６に格納された分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍ未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、タッチ判定部５１は、タッチ検出を行う第１期間から、指紋検出を行う第２期間に移行するための第１制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１０６）。
【0130】
検出制御部１１は、タッチ判定部５１から出力される第１制御信号に基づき、指紋検出領域設定部４６により設定された分割領域において指紋検出を行うように、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６を制御する。これにより、指紋検出を行う第２期間に移行する。上記の通り、現段階においてはパスワードの１桁目のキー入力を実施した段階であるので、以下、図１７Ａに示される分割イメージを取得する制御を実施していく。
【0131】
検出開始座標設定部５２は、キー入力されたタッチ検出座標から、図１７Ａにおいて説明した検出開始座標を設定し（ステップＳ１０７）、当該検出開始座標を検出部４０の指紋検出領域設定部４６に出力する。
【0132】
指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する領域として、検出開始座標設定部５２から出力される検出開始座標を始点として、図１７Ａにおいて説明した分割領域を割り当てる（ステップＳ１０８）。
【0133】
検出部４０の分割イメージ生成部４７は、信号処理部４４の復号処理結果に基づいて、指紋検出領域設定部４６において割り当てられた分割領域の分割イメージを生成し（ステップＳ１０９）、処理部５０に出力する。上記ステップを経ることで、現段階においては、パスワードの１桁目のキー入力に伴って図１７Ａに示す分割イメージが生成され、処理部５０の分割イメージ受信部５３に出力される。
【0134】
処理部５０の分割イメージ受信部５３は、検出部４０の分割イメージ生成部４７から出力された分割イメージを受信し、当該分割イメージをバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納する（ステップＳ１１０）。したがって、当該処理過程においては、図１７Ａに示す分割イメージが第１記憶部５４に格納される。
【0135】
なお、指紋イメージ生成部５５は、第１記憶部５４に分割イメージが格納されているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。第１記憶部５４に分割イメージが格納されていなければ（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、指紋イメージ生成部５５は、ステップＳ１１１の処理を繰り返し実行する。
【0136】
第１記憶部５４に分割イメージが格納されていると判定した場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、指紋イメージ生成部５５は、バッファリングデータとして格納された分割イメージを読み出し（ステップＳ１１２）、分割イメージ蓄積数ｍをカウントアップ（インクリメント）し（ステップＳ１１３）、第１記憶部５４から読み出した分割イメージをバッファリングデータとして第２記憶部５６に格納する（ステップＳ１１４）。したがって、当該処理過程においては、図１７Ａに示す分割イメージが第２記憶部５６に格納される。
【0137】
そして、指紋イメージ生成部５５は、指紋検出を行う第２期間からタッチ検出を行う第１期間に移行するための第２制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１１５）。
【0138】
検出制御部１１は、指紋イメージ生成部５５から出力される第２制御信号に基づき、検出領域ＦＡの全域においてタッチ検出を行うように、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６を制御する。これにより、タッチ検出を行う第１期間に移行する。
【0139】
続いて、指紋イメージ生成部５５は、第２記憶部５６に格納した分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍ（第２領域ＦＧの分割数）に達したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。
【0140】
第２記憶部５６に格納した分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍに達していなければ（ステップＳ１１６；Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻り、第２記憶部５６に格納した分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍに達するまで（ステップＳ１１６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１６までの処理を繰り返し実施する。すなわち、当該Ｓ１０１～Ｓ１１４までの処理過程を経ることで、パスワードの１桁目の入力キーの入力が確認されると共に、当該入力キーの入力に伴う指紋の分割イメージの取得も完了した。また、Ｓ１１５～Ｓ１１６の処理過程を経ることで、指紋認証のモードから通常のタッチ検出モードに移行すると共に、いまだ分割イメージの蓄積数が所定数に到達していないことが確認された。この結果、当該処理はＳ１０１に戻り、再度Ｓ１０１～Ｓ１１４の処理を経ることでパスワードの２桁目の入力キーを取得すると共に図１７Ｂに示される分割イメージを取得する。その後、同じような処理を経ることで各パスワードの入力キーを取得すると共に、図１７Ｃ、図１７Ｄに示される指紋の分割イメージを取得するため処理を順次実施する。
【0141】
図１７Ｄに示す分割イメージの取得が完了すると、第２記憶部５６に格納した分割イメージの蓄積数ｍが所定数Ｍに達する（ステップＳ１１６；Ｙｅｓ）。ここで、指紋イメージ生成部５５は、第２記憶部５６に格納した分割イメージを１つの個人認証用の指紋イメージとして第３記憶部５７に格納し（ステップＳ１１７）、後段の指紋認証部５８に指紋認証開始指令を出力する（ステップＳ１１８）。
【0142】
その後、ステップＳ１０１に戻り、パスワード記憶部５１１に格納されたキーの蓄積数ｎが所定数Ｎに達すると（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、タッチ判定部５１は、分割イメージ蓄積数ｍ及びキー蓄積数ｎをリセットして（ステップＳ１１９）、後段のパスワード認証部５１２にパスワード認証開始指令を出力する（ステップＳ１２０）。
【0143】
【0144】
【0145】
パスワード認証部５１２は、タッチ判定部５１からのパスワード認証開始指令の有無を判定する（ステップＳ３０１）。パスワード認証開始指令が出力されていなければ（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、パスワード認証部５１２は、タッチ判定部５１からパスワード認証開始指令が出力されるまで（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１の処理を繰り返し実行する。
【0146】
タッチ判定部５１からパスワード認証開始指令が出力されると（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、パスワード認証部５１２は、パスワード記憶部５１１に格納されたキーを読み出して（ステップＳ３０２）、個人認証用のパスワードを生成して当該パスワードの認証判定処理を実行し（ステップＳ３０３）、パスワード認証判定結果をパスワード認証結果記憶部５１３に格納する（ステップＳ３０４）。
【0147】
図１９に戻り、個人認証部５１４は、パスワード認証結果記憶部５１３に記憶されたパスワード認証判定結果を読み出し（ステップＳ２０２）、パスワード認証が成功したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【0148】
【0149】
指紋認証部５８は、指紋イメージ生成部５５からの指紋認証開始指令の有無を判定する（ステップＳ４０１）。指紋認証開始指令が出力されていなければ（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、指紋認証部５８は、指紋イメージ生成部５５からの指紋認証開始指令が出力されるまで（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ４０１の処理を繰り返し実行する。
【0150】
指紋イメージ生成部５５からの指紋認証開始指令が出力されると（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、指紋認証部５８は、第３記憶部５７に格納された個人認証用の指紋イメージを読み出して（ステップＳ４０２）、当該指紋イメージの認証判定処理を実行し（ステップＳ４０３）、指紋認証判定結果を指紋認証結果記憶部５９に格納する（ステップＳ４０４）。
【0151】
図１９に戻り、個人認証部５１４は、指紋認証結果記憶部５９に記憶された指紋認証判定結果を読み出し（ステップＳ２０５）、指紋認証が成功したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【0152】
指紋認証が成功すると（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、個人認証部５１４は、個人認証が成功したことを示す個人認証処理結果を個人認証結果記憶部５１５に格納する（ステップＳ２０７）。
【0153】
パスワード認証が失敗（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、あるいは、指紋認証が失敗（ステップＳ２０６；Ｎｏ）した場合、個人認証部５１４は、上位の処理装置（不図示）に対してパスワードの再入力要求を出力する（ステップＳ２０８）。
【0154】
上述した個人認証用データ取得処理、及び個人認証処理により、パスワード入力の際に高精度な指紋イメージを取得することができるので、認証精度を向上することができる。また、パスワード入力の際に指紋イメージを取得することができるので、利便性を損ねずセキュリティを強化することができる。
【0155】
本実施形態により、利便性を損ねずセキュリティの強化と認証精度の向上とを両立することができる個人認証システム１、個人認証装置１ａ、表示装置１００、及び個人認証方法を得ることができる。
【0156】
（変形例）
以下、実施形態１の変形例について説明する。上述した実施形態１では、検出装置２及び個人認証装置１ａにおいて、指紋検出領域が任意に指定可能である例について説明したが、実施形態１の変形例では、指紋検出領域の大きさが固定されている例について説明する。
以下、実施形態１の変形例について説明する。上述した実施形態１では、検出装置２及び個人認証装置１ａにおいて、指紋検出領域が任意に指定可能である例について説明したが、実施形態１の変形例では、指紋検出領域の大きさが固定されている例について説明する。
【0157】
図２３Ａは、実施形態１の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第１図である。図２３Ｂは、実施形態１の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第２図である。図２３Ｃは、実施形態１の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第３図である。図２３Ｄは、実施形態１の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第４図である。図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ、図２３Ｄにおいて、指紋検出領域の大きさは、第２領域ＦＧのサイズと同じく、第１方向Ｄｘに２５６、第２方向Ｄｙに２５６の２５６×２５６サイズである。
【0158】
図２３Ａは、パスワードの１桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ１において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ１を割り当てる例を示している。図２３Ｂは、パスワードの２桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ２において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ２を割り当てる例を示している。図２３Ｃは、パスワードの３桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ３において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ３を割り当てる例を示している。図２３Ｄは、パスワードの４桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ４において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ４を割り当てる例を示している。図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ、図２３Ｄにおいて、分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４は、各分割イメージを取得する際の第２領域ＦＧ１，ＦＧ２，ＦＧ３，ＦＧ４内において、相対的に指紋のスキャン方向に並ぶように割り当てられる例を示している。
【0159】
実施形態１の変形例では、図１８に示す個人認証用データ取得処理において、検出開始座標設定部５２によるステップＳ１０７、指紋検出領域設定部４６によるステップＳ１０８、分割イメージ生成部４７によるステップＳ１０９が異なっている。以下、検出開始座標設定部５２、指紋検出領域設定部４６、分割イメージ生成部４７の図１８とは異なる処理について説明する。
【0160】
実施形態１の変形例において、検出開始座標設定部５２は、パスワードの１桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ１の中心座標Ｃ１（Ｃｘ１，Ｃｙ１）に対し、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を設定する（図２３Ａ参照）。
【0161】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２３Ａに示す検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を始点とする２５６×２５６サイズの領域を割り当て、当該領域をスキャン方向に４分割した２５６×６４サイズの４つのサブフレームに分割する。
【0162】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、４つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を含む分割領域ＳＦ１に対応したサブフレームの分割イメージをバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納し、残る３つのサブフレームの分割イメージを破棄する。
【0163】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの２桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ２の中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）に対し、検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２－１２８，Ｃｙ２－１２８＋６４）を設定する（図２３Ｂ参照）。ここでは、パスワード２桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目とは異なる。このため、ここではパスワード２桁目の中心座標が中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）として示される。
【0164】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２３Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２－１２８，Ｃｙ２－１２８＋６４）を始点とする２５６×２５６サイズの領域を割り当て、当該領域をスキャン方向に４分割した２５６×６４サイズの４つのサブフレームに分割する。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２３Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２－１２８，Ｃｙ２－１２８＋６４）を始点とする２５６×２５６の検出領域を第２方向Ｄｙに４分割した際の、最上段の検出領域（分割領域ＳＦ２）から順にサブフレームが割り当てられる。
【0165】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、４つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２－１２８，Ｃｙ２－１２８＋６４）を含む分割領域ＳＦ２に対応したサブフレームの分割イメージをバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納し、残る３つのサブフレームの分割イメージを破棄する。
【0166】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの３桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ３の中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）に対し、検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３－１２８＋６４×２）を設定する（図２３Ｃ参照）。ここでは、パスワード３桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目及び２桁目とは異なる。このため、ここではパスワード３桁目の中心座標が中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）として示される。
【0167】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２３Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３－１２８＋６４×２）を始点とする２５６×２５６サイズの領域を割り当て、当該領域をスキャン方向に４分割した２５６×６４サイズの４つのサブフレームに分割する。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２３Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３－１２８＋６４×２）を始点とする２５６×２５６の検出領域を第２方向Ｄｙに４分割した際の、最上段の検出領域（分割領域ＳＦ３）から順にサブフレームが割り当てられる。
【0168】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、４つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３－１２８＋６４×２）を含む分割領域ＳＦ３に対応したサブフレームの分割イメージをバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納し、残る３つのサブフレームの分割イメージを破棄する。
【0169】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの４桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ４の中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）に対し、検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４－１２８，Ｃｙ４－１２８＋６４×３）を設定する（図２３Ｄ参照）。ここでは、パスワード４桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目、２桁目、及び３桁面とは異なる。このため、ここではパスワード４桁目の中心座標が中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）として示される。
【0170】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２３Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４－１２８，Ｃｙ４－１２８＋６４×３）を始点とする２５６×２５６サイズの領域を割り当て、当該領域をスキャン方向に４分割した２５６×６４サイズの４つのサブフレームに分割する。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２３Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４－１２８，Ｃｙ４－１２８＋６４×３）を始点とする２５６×２５６の検出領域を第２方向Ｄｙに４分割した際の、最上段の検出領域（分割領域ＳＦ４）から順にサブフレームが割り当てられる。
【0171】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、４つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４－１２８，Ｃｙ４－１２８＋６４×３）を含む分割領域ＳＦ４に対応したサブフレームの分割イメージをバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納し、残る３つのサブフレームの分割イメージを破棄する。
【0172】
このように設定した分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４に対応する各分割イメージを取得して合成することで、認証精度が高い個人認証用の指紋イメージを生成することができる。なお、上記ではそれぞれ指紋検出において４つのサブフレームに分割するとしているが、最終的に必要とされるサブフレームはそれぞれの指紋検出においていずれも最上段のサブフレームのみである。したがって、いずれの指紋検出においても、最上段のサブフレームの検出開始座標から２５６×６４だけをサブフレームとして認識し、残りはサブフレームとしてそもそも認識しない、とした指紋検出フローも採用可能である。
【0173】
（実施形態２）
図２４は、実施形態２におけるイメージ合成後の指紋イメージを示す図である。実施形態１では、第２領域ＦＧを第２方向Ｄｙ、すなわちスキャン方向に４分割された分割イメージを合成して指紋イメージを生成する例について説明したが、本実施形態では、図２４に示すように、第２領域ＦＧをスキャン方向に２分割、スキャン方向とは異なる第１方向Ｄｘに２分割された分割イメージを合成して指紋イメージを生成する例について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略し、実施形態１とは異なる点について説明する。
図２４は、実施形態２におけるイメージ合成後の指紋イメージを示す図である。実施形態１では、第２領域ＦＧを第２方向Ｄｙ、すなわちスキャン方向に４分割された分割イメージを合成して指紋イメージを生成する例について説明したが、本実施形態では、図２４に示すように、第２領域ＦＧをスキャン方向に２分割、スキャン方向とは異なる第１方向Ｄｘに２分割された分割イメージを合成して指紋イメージを生成する例について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略し、実施形態１とは異なる点について説明する。
【0174】
図２５Ａは、実施形態２に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第１図である。図２５Ｂは、実施形態２に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第２図である。図２５Ｃは、実施形態２に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第３図である。図２５Ｄは、実施形態２に係る個人認証方法における分割イメージの取得領域を説明する第４図である。
【0175】
図２５Ａは、パスワードの１桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ１において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ１を割り当てる例を示している。図２５Ｂは、パスワードの２桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ２において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ２を割り当てる例を示している。図２５Ｃは、パスワードの３桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ３において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ３を割り当てる例を示している。図２５Ｄは、パスワードの４桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ４において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ４を割り当てる例を示している。図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２５Ｄにおいて、分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４は、各分割イメージを取得する際の第２領域ＦＧ１，ＦＧ２，ＦＧ３，ＦＧ４内において、相対的に指紋のスキャン方向（第２方向Ｄｙ）と当該スキャン方向とは異なる方向（第１方向Ｄｘ）との２方向に並ぶように割り当てられている。
【0176】
ここでは、検出装置２及び個人認証装置１ａにおいて、指紋検出領域、すなわち、本実施形態における分割イメージの取得領域を任意に指定可能である例について説明する。図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２５Ｄにおいて、第２領域ＦＧのサイズは、第１方向Ｄｘに２５６、第２方向Ｄｙに２５６の２５６×２５６サイズである。
【0177】
実施形態２では、図１８に示す個人認証用データ取得処理において、検出開始座標設定部５２によるステップＳ１０７、指紋検出領域設定部４６によるステップＳ１０８が実施形態１とは異なっている。以下、検出開始座標設定部５２、指紋検出領域設定部４６の図１８とは異なる処理について説明する。
【0178】
実施形態２において、検出開始座標設定部５２は、パスワードの１桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ１の中心座標Ｃ１（Ｃｘ１，Ｃｙ１）に対し、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を設定する（図２５Ａ）。
【0179】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図２５Ａに示す検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を始点とする１２８×１２８サイズの分割領域ＳＦ１を割り当てる。
【0180】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの２桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ２の中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）に対し、検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を設定する（図２５Ｂ）。ここでは、パスワード２桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目とは異なる。このため、ここではパスワード２桁目の中心座標が中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）として示される。
【0181】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図２５Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を始点とする１２８×１２８サイズの分割領域ＳＦ２を割り当てる。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２５Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を始点とする１２８×１２８の分割領域ＳＦ２が割り当てられる。
【0182】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの３桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ３の中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）に対し、検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を設定する（図２５Ｃ）。ここでは、パスワード３桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目及び２桁目とは異なる。このため、ここではパスワード３桁目の中心座標が中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）として示される。
【0183】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図２５Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を始点とする１２８×１２８サイズの分割領域ＳＦ３を割り当てる。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２５Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を始点とする１２８×１２８の分割領域ＳＦ３が割り当てられる。
【0184】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの４桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ４の中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）に対し、検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を設定する（図２５Ｄ）。ここでは、パスワード４桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目、２桁目、及び３桁目とは異なる。このため、ここではパスワード４桁目の中心座標が中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）として示される。
【0185】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、分割イメージを取得する指紋検出領域として、図２５Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を始点とする１２８×１２８サイズの分割領域ＳＦ４を割り当てる。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２５Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を始点とする１２８×１２８の分割領域ＳＦ４が割り当てられる。
【0186】
このように設定した分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４の各分割イメージを取得して合成することで、認証精度が高い個人認証用の指紋イメージを生成することができる。
【0187】
（変形例）
以下、実施形態２の変形例について説明する。上述した実施形態２では、指紋認証を行う領域が任意に指定可能である例について説明したが、実施形態２の変形例では、指紋検出領域の大きさが固定されている例について説明する。
以下、実施形態２の変形例について説明する。上述した実施形態２では、指紋認証を行う領域が任意に指定可能である例について説明したが、実施形態２の変形例では、指紋検出領域の大きさが固定されている例について説明する。
【0188】
図２６Ａは、実施形態２の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第１図である。図２６Ｂは、実施形態２の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第２図である。図２６Ｃは、実施形態２の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第３図である。図２６Ｄは、実施形態２の変形例に係る個人認証方法におけるイメージ取得領域を説明する第４図である。図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ、図２６Ｄにおいて、第２領域ＦＧのサイズは、第１方向Ｄｘに２５６、第２方向Ｄｙに２５６の２５６×２５６サイズである。
【0189】
図２６Ａは、パスワードの１桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ１において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ１を割り当てる例を示している。図２６Ｂは、パスワードの２桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ２において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ２を割り当てる例を示している。図２６Ｃは、パスワードの３桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ３において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ３を割り当てる例を示している。図２６Ｄは、パスワードの４桁目のキー入力の際の第２領域ＦＧ４において、分割イメージを取得するための分割領域ＳＦ４を割り当てる例を示している。図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ、図２６Ｄにおいて、分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４は、各分割イメージを取得する際の第２領域ＦＧ１，ＦＧ２，ＦＧ３，ＦＧ４内において、相対的に指紋のスキャン方向（第２方向Ｄｙ）と当該スキャン方向とは異なる方向（第１方向Ｄｘ）との２方向に並ぶように割り当てられている。
【0190】
実施形態２の変形例では、図１８に示す個人認証用データ取得処理において、検出開始座標設定部５２によるステップＳ１０７、指紋検出領域設定部４６によるステップＳ１０８、分割イメージ生成部４７によるステップＳ１０９が実施形態１とは異なっている。以下、検出開始座標設定部５２、指紋検出領域設定部４６、分割イメージ生成部４７の図１８とは異なる処理について説明する。
【0191】
実施形態２の変形例において、検出開始座標設定部５２は、パスワードの１桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ１の中心座標Ｃ１（Ｃｘ１，Ｃｙ１）に対し、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を設定する（図２６Ａ参照）。
【0192】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２６Ａに示す検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を始点とする１２８×１２８サイズの領域を割り当てる。また、指紋検出領域設定部４６は、当該領域をさらにスキャン方向である上下２分割した１２８×６４サイズの２つのサブフレームに分割し、かかるサブフレームを順次走査するよう検出制御部１１に指示を出す。これを受けて検出制御部１１は、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を開始点として１２８×６４サイズの走査を実施し、その後、第２の検出開始座標（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－６４）を第２の開始点として１２８×６４サイズの走査を実施する。
【0193】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、２つのサブフレームの分割イメージをそれぞれ生成する。かかる分割イメージは、順次処理部５０の分割イメージ受信部５３に出力される。処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ１（Ｃｘ１－１２８，Ｃｙ１－１２８）を含む分割領域ＳＦ１に対応した２つのサブフレームの分割イメージをそれぞれバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納する。
【0194】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの２桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ２の中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）に対し、検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を設定する（図２６Ｂ参照）。ここでは、パスワード２桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目とは異なる。このため、ここではパスワード２桁目の中心座標が中心座標Ｃ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２）として示される。
【0195】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２６Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を始点とする１２８×１２８サイズの領域を割り当て、当該領域をさらにスキャン方向に上下２分割した１２８×６４サイズの２つのサブフレームに分割する。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２６Ｂに示す検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を始点とする１２８×１２８の分割領域ＳＦ２を第２方向Ｄｙに２分割した際の、上段の領域から順にサブフレームが割り当てられる。
【0196】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、２つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ２（Ｃｘ２，Ｃｙ２－１２８）を含む分割領域ＳＦ２に対応した２つのサブフレームの分割イメージをそれぞれバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納する。
【0197】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの３桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ３の中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）に対し、検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を設定する（図２６Ｃ参照）。ここでは、パスワード３桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目及び２桁目とは異なる。このため、ここではパスワード３桁目の中心座標が中心座標Ｃ３（Ｃｘ３，Ｃｙ３）として示される。
【0198】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２６Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を始点とする１２８×１２８サイズの領域を割り当て、当該領域をさらにスキャン方向に上下２分割した１２８×６４サイズの２つのサブフレームに分割する。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２６Ｃに示す検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を始点とする１２８×１２８の分割領域ＳＦ３を第２方向Ｄｙに２分割した際の、上段の領域から順にサブフレームが割り当てられる。
【0199】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、２つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ３（Ｃｘ３－１２８，Ｃｙ３）を含む分割領域ＳＦ３に対応した２つのサブフレームの分割イメージをそれぞれバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納する。
【0200】
また、検出開始座標設定部５２は、パスワードの４桁目のキー入力では、第２領域ＦＧ４の中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）に対し、検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を設定する（図２６Ｄ参照）。ここでは、パスワード４桁目を入力しているので、検出面上における指の中心座標はパスワード１桁目、２桁目、及び３桁目とは異なる。このため、ここではパスワード４桁目の中心座標が中心座標Ｃ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）として示される。
【0201】
このとき、検出部４０の指紋検出領域設定部４６は、指紋検出領域として、図２６Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を始点とする１２８×１２８サイズの領域を割り当て、当該領域をさらにスキャン方向に上下２分割した１２８×６４サイズの２つのサブフレームに分割する。すなわち、指の中心座標に基づいて、図２６Ｄに示す検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を始点とする１２８×１２８の分割領域ＳＦ４を第２方向Ｄｙに２分割した際の、上段の領域から順にサブフレームが割り当てられる。
【0202】
そして、後段の分割イメージ生成部４７において、２つのサブフレームの分割イメージを生成し、処理部５０の分割イメージ受信部５３において、検出開始座標Ｓ４（Ｃｘ４，Ｃｙ４）を含む分割領域ＳＦ４に対応した２つのサブフレームの分割イメージをそれぞれバッファリングデータとして第１記憶部５４に格納する。
【0203】
このように設定した分割領域ＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４に対応する各分割イメージを取得して合成することで、認証精度が高い個人認証用の指紋イメージを生成することができる。
【0204】
以上、本開示の好適な実施の形態を説明したが、本開示このような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本開示の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0205】
１ 個人認証システム
１ａ 個人認証装置
２ 検出装置
３ 基板
４ 配線基板
５ 制御基板
６ 検出回路
７ 制御回路
８ 個人認証回路
９ 制御装置
１０ センサ部
１１ 検出制御部
２１ センサ基板
２３ａ，２３ｂ 電極部
２４ 接続部
３０ 表示パネル
３１ 第１基板
３２ 第２基板
４０ 検出部
４２ 検出信号増幅部
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ 信号処理部
４５ 座標抽出部
４６ 指紋検出領域設定部
４７ 分割イメージ生成部
４８ 検出タイミング制御部
５０ 処理部
５１ タッチ判定部
５２ 検出開始座標設定部
５３ 分割イメージ受信部
５４ 第１記憶部
５５ 指紋イメージ生成部
５６ 第２記憶部
５７ 第３記憶部
５８ 指紋認証部
５９ 指紋認証結果記憶部
１００ 表示装置
１０１ カバー部材
１１０ 加飾層
１５１ 第１選択回路
１５２ 第２選択回路
１５３ 第３選択回路
１５４ 第１電極ブロック選択回路
５１１ パスワード記憶部
５１２ パスワード認証部
５１３ パスワード認証結果記憶部
５１４ 個人認証部
５１５ 個人認証結果記憶部
Ｖｃｔｒｌ 各種制御信号
ＶＰ 電源電圧
Ｖｔｘ１ 第１駆動信号
Ｖｔｘ２ 第２駆動信号
１ａ 個人認証装置
２ 検出装置
３ 基板
４ 配線基板
５ 制御基板
６ 検出回路
７ 制御回路
８ 個人認証回路
９ 制御装置
１０ センサ部
１１ 検出制御部
２１ センサ基板
２３ａ，２３ｂ 電極部
２４ 接続部
３０ 表示パネル
３１ 第１基板
３２ 第２基板
４０ 検出部
４２ 検出信号増幅部
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ 信号処理部
４５ 座標抽出部
４６ 指紋検出領域設定部
４７ 分割イメージ生成部
４８ 検出タイミング制御部
５０ 処理部
５１ タッチ判定部
５２ 検出開始座標設定部
５３ 分割イメージ受信部
５４ 第１記憶部
５５ 指紋イメージ生成部
５６ 第２記憶部
５７ 第３記憶部
５８ 指紋認証部
５９ 指紋認証結果記憶部
１００ 表示装置
１０１ カバー部材
１１０ 加飾層
１５１ 第１選択回路
１５２ 第２選択回路
１５３ 第３選択回路
１５４ 第１電極ブロック選択回路
５１１ パスワード記憶部
５１２ パスワード認証部
５１３ パスワード認証結果記憶部
５１４ 個人認証部
５１５ 個人認証結果記憶部
Ｖｃｔｒｌ 各種制御信号
ＶＰ 電源電圧
Ｖｔｘ１ 第１駆動信号
Ｖｔｘ２ 第２駆動信号
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23A】
【図23B】
【図23C】
【図23D】
【図24】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図25D】
【図26A】
【図26B】
【図26C】
【図26D】
