JP2007330420A - Shape detector - Google Patents

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愛一郎 佐々木
Yoshiyuki Yasuda
禎之 安田
Takashi Aoki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape detector capable of detecting a shape of a measuring objective surface of a measuring article in high sensitivity. <P>SOLUTION: This shape detector 1 to detect a shape of a human finger print is furnished with an electrode array 11 provided at a position where a finger is placed, an electrode 12 provided at a position where a man stands, an alternating signal generator 13 connected to this electrode 12 and an detector array 14 connected to the electrode array 11. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置に関するものである。   The present invention relates to a shape detection device that detects the shape of a measurement target surface of a measurement object.

近年では、高度なセキュリティ技術が必要とされており、指紋認証装置が既に実用化されている。指紋認証装置としては、例えば、特許文献１や２に提案されているような静電容量型のものがある。   In recent years, advanced security technology has been required, and fingerprint authentication devices have already been put into practical use. As a fingerprint authentication device, for example, there is a capacitance type device proposed in Patent Documents 1 and 2.

図１２は、その指紋認証装置の一部を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing a part of the fingerprint authentication apparatus.

指紋認証装置では、電極アレイ１１に指を触れる。このとき、電極アレイ１１において面状に分散配置された微少な電極Ｐと指の間にコンデンサが構成され、その静電容量は電極Ｐと指との距離つまり凹凸に応じて変化する。そして、この静電容量を、電極Ｐに接続された容量検出回路ＤＴによって電気信号に変換し、それを増幅器ＡＭＰで増幅し、増幅後の電圧やそれを所定のしきい値と比較した結果が電極Ｐの位置に対応づけられて指紋画像が生成される。そして、予め記憶した画像との比較による指紋認証が行われる。
特開平１１−２４８４１０号公報 特開２０００−２８３１１号公報 In the fingerprint authentication device, the electrode array 11 is touched with a finger. At this time, a capacitor is formed between the minute electrodes P distributed in a planar shape in the electrode array 11 and the finger, and the capacitance changes according to the distance between the electrode P and the finger, that is, the unevenness. The capacitance is converted into an electric signal by the capacitance detection circuit DT connected to the electrode P, amplified by the amplifier AMP, and the amplified voltage and the result of comparing it with a predetermined threshold value are as follows. A fingerprint image is generated in association with the position of the electrode P. Then, fingerprint authentication is performed by comparison with an image stored in advance.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-248410 JP 2000-28311 A

しかしながら、従来の指紋認証装置では、指全体と電極Ｐの間の距離が変動したときの各電極Ｐの電圧変動が大きく、そのため、確実な指紋認証を行えない場合があった。   However, in the conventional fingerprint authentication device, the voltage fluctuation of each electrode P when the distance between the entire finger and the electrode P fluctuates is large, so that there are cases where reliable fingerprint authentication cannot be performed.

つまり、従来にあっては、この指紋認証装置に代表されるような形状検出装置（測定物の測定対象面の形状を検出する装置）の感度が低かった。   That is, conventionally, the sensitivity of a shape detection device (a device for detecting the shape of the measurement target surface of the measurement object) represented by this fingerprint authentication device has been low.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、測定物の測定対象面の形状を高感度で検出できる形状検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a shape detection device that can detect the shape of the measurement target surface of the measurement object with high sensitivity.

上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置であって、測定対象面が置かれる位置に設けられた電極アレイと、測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と、この電極に接続された信号発生器と、前記電極アレイ内の各電極に接続された電圧検出手段とを備えたことを特徴とする形状検出装置をもって解決手段とする。   In order to solve the above problem, the present invention of claim 1 is a shape detection device for detecting the shape of the measurement target surface of the measurement object, and an electrode array provided at a position where the measurement target surface is placed; An electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed, a signal generator connected to the electrode, and voltage detection means connected to each electrode in the electrode array The shape detection device is used as a solution means.

請求項２の本発明は、測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置であって、測定対象面が置かれる位置に設けられた電極アレイと、測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と、この電極に接続された信号発生器と、電圧検出手段と、前記電極アレイ内の電極を前記電圧検出手段に対して順次に接続するスイッチとを備えたことを特徴とする形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention of claim 2 is a shape detection device for detecting the shape of a measurement target surface of a measurement object, wherein an electrode array provided at a position where the measurement target surface is placed and a portion different from the measurement target surface are placed. An electrode provided at a position to be disposed; a signal generator connected to the electrode; voltage detection means; and a switch for sequentially connecting the electrodes in the electrode array to the voltage detection means. The feature detection device is used as a solution.

請求項３の本発明は、測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置であって、測定対象面が置かれる位置に設けられた電極アレイと、測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と、この電極に接続された電圧検出手段と、信号発生器と、前記電極アレイ内の電極を前記信号発生器に対して順次に接続するスイッチとを備えたことを特徴とする形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention of claim 3 is a shape detection device for detecting the shape of the measurement target surface of the object to be measured, in which an electrode array provided at a position where the measurement target surface is placed and a part different from the measurement target surface are placed. An electrode provided at a position to be provided; voltage detection means connected to the electrode; a signal generator; and a switch for sequentially connecting the electrodes in the electrode array to the signal generator. The feature detection device is used as a solution.

請求項４の本発明は、前記信号発生器は、交流の信号発生器であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の形状検出装置をもって解決手段とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the signal generator is an AC signal generator, and the shape detecting device according to any one of the first to third aspects is used as the solving means.

請求項５の本発明は、前記電圧検出手段は、整流回路を備え、当該整流回路に電極の電圧が印加され整流されたときの整流後の電圧から直流成分を検出することを特徴とする請求項４記載の形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention of claim 5 is characterized in that the voltage detecting means includes a rectifier circuit, and detects a direct current component from a voltage after rectification when the voltage of the electrode is applied to the rectifier circuit and rectified. The shape detection device according to item 4 is used as a solution.

請求項６の本発明は、前記電圧検出手段は、整流器と抵抗の直列回路を備え、当該直列回路に電極の電圧が印加されたときの当該抵抗の両端電圧から直流成分を検出することを特徴とする請求項４記載の形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention of claim 6 is characterized in that the voltage detection means includes a series circuit of a rectifier and a resistor, and detects a DC component from a voltage across the resistor when the voltage of the electrode is applied to the series circuit. The shape detecting device according to claim 4 is used as the solving means.

請求項７の本発明は、前記電圧検出手段は、電極の電圧と信号発生器の電圧を混合するミキサを備え、当該ミキサの出力電圧から直流成分を検出することを特徴とする請求項４記載の形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention of claim 7 is characterized in that the voltage detection means includes a mixer for mixing the voltage of the electrode and the voltage of the signal generator, and detects a direct current component from the output voltage of the mixer. The shape detection device is used as a solution.

請求項８の本発明は、測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と測定物の間ならびに電極アレイ内の電極と測定物の間に絶縁体が介在することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention according to claim 8 is characterized in that an insulator is interposed between an electrode provided at a position where a part different from a measurement target surface is placed and the measurement object, and between an electrode in the electrode array and the measurement object. The shape detecting device according to any one of claims 1 to 7 is used as a solving means.

請求項９の本発明は、測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極ならびに電極アレイ内の電極が当該電極に接続されたもの以外のものから絶縁されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の形状検出装置をもって解決手段とする。   The present invention of claim 9 is characterized in that an electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed and an electrode in the electrode array are insulated from those other than those connected to the electrode. The shape detection device according to any one of claims 1 to 8 is used as a solving means.

本発明の形状検出装置によれば、測定物の測定対象面の形状を高感度で検出することができる。   According to the shape detection apparatus of the present invention, the shape of the measurement target surface of the measurement object can be detected with high sensitivity.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る形状検出装置（形状検出装置１という）の構成を示す図である。形状検出装置１は、人の指紋の形状を検出するものあり、指が置かれる位置に設けられた電極アレイ１１と、人が立つ位置に設けられた電極１２と、この電極１２に接続された交流の信号発生器１３と、電極アレイ１１に接続された検出器アレイ１４とを備える。電極１２は、人が電気を感じるのを防ぐ為に絶縁体で覆われ、これにより、検出器アレイ１４から絶縁されている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a shape detection device (referred to as a shape detection device 1) according to the first embodiment. The shape detection device 1 detects the shape of a person's fingerprint, and includes an electrode array 11 provided at a position where a finger is placed, an electrode 12 provided at a position where a person stands, and the electrode 12 connected thereto. An AC signal generator 13 and a detector array 14 connected to the electrode array 11 are provided. The electrode 12 is covered with an insulator to prevent a person from feeling electricity and is thereby insulated from the detector array 14.

図２は、図１の一部を詳細に示す図である。電極アレイ１１では、指紋における凹凸よりも小さい電極Ｐが面状に分散配置され、人が電気を感じるのを防ぐ為に、全ての電極Ｐが絶縁体で覆われ、これにより電極Ｐは、自身に接続された回路（後述）以外から絶縁されている。   FIG. 2 shows a part of FIG. 1 in detail. In the electrode array 11, the electrodes P smaller than the irregularities in the fingerprint are dispersed and arranged in a planar shape, and all the electrodes P are covered with an insulator in order to prevent people from feeling electricity. It is insulated from other than the circuit (described later) connected to.

検出器アレイ１４は、電極Ｐごとの整流回路を備える。整流回路は、整流器と抵抗による直列回路であり、その一方の回路端が電極Ｐに接続され、他方の回路端が接地されている。抵抗の両端にローパスフィルタ（図ではＬＰＦ）が接続されている。   The detector array 14 includes a rectifier circuit for each electrode P. The rectifier circuit is a series circuit including a rectifier and a resistor, one circuit end of which is connected to the electrode P, and the other circuit end is grounded. A low pass filter (LPF in the figure) is connected to both ends of the resistor.

形状検出装置１では、電極１２の上に人が立ち、その指が電極アレイ１１に置かれると、図３に示す等価回路が構成される。人体内部は導体、皮膚は絶縁体と見なせるので、指と各電極Ｐの間にコンデンサが構成される。そして、各コンデンサの静電容量は、そのコンデンサが構成される電極Ｐと指との距離に応じたものとなる。つまり、容量は指紋の凹部では小さく、凸部では大きくなる。図では、Ｃ３＜Ｃ１＜Ｃ２である。よって、各電極Ｐの電圧は、指紋の凹凸に応じたものとなる。 In the shape detection device 1, when a person stands on the electrode 12 and the finger is placed on the electrode array 11, the equivalent circuit shown in FIG. Since the inside of the human body can be regarded as a conductor and the skin as an insulator, a capacitor is formed between the finger and each electrode P. And the electrostatic capacitance of each capacitor | condenser becomes a thing according to the distance of the electrode P and finger which comprise the capacitor | condenser. That is, the capacity is small at the concave portion of the fingerprint and large at the convex portion. In the figure, C 3 <C 1 <C 2 . Therefore, the voltage of each electrode P corresponds to the unevenness of the fingerprint.

図２に示すように、検出器アレイ１１内の各整流回路では、各電極Ｐの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…、Ｖｎが正電圧である期間において、その電圧から整流器の電圧降下分を差し引いた電圧Ｖｄｃが抵抗の両端に現れる。つまり、整流が行われる。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の出力側には、電圧Ｖｄｃの直流成分のみを含んだ電圧Ｖｏｕｔが現れる。そして、各電圧Ｖｏｕｔやそれを所定のしきい値と比較した結果が電極Ｐの位置に対応づけられて画像が生成される。つまり、指紋の形状の画像が生成される。そして、予め記憶した画像との比較による指紋認証が行われる。 As shown in FIG. 2, at each commutation circuit in the detector array 11, the voltage V 1 of the each electrode P, V 2, V 3, ..., in the period V n is a positive voltage, the rectifier voltage from the voltage A voltage V dc minus the drop appears across the resistor. That is, rectification is performed. On the output side of the low-pass filter (LPF), a voltage Vout including only a DC component of the voltage Vdc appears. Then, an image is generated by associating each voltage Vout and the result of comparing it with a predetermined threshold value with the position of the electrode P. That is, an image having a fingerprint shape is generated. Then, fingerprint authentication is performed by comparison with an image stored in advance.

なお、整流器と抵抗の直列回路をコンデンサに置き換え、このときの電極Ｐの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…、Ｖｎにより指紋の画像生成などを行ってもよい。 Incidentally, a series circuit of a rectifier and a resistor replaced by a capacitor, the voltage V 1 of the electrode P in this case, V 2, V 3, ..., or the like may be performed imaging of a fingerprint by V n.

例えば、このコンデンサの容量をＣ、このコンデンサに接続された電極Ｐと人体の間に構成されるコンデンサの容量をＣｉ、信号発生器１３の振幅をＶｉｎとすると、任意の電極Ｐの電圧Ｖｉは、式（１）で与えられる。

Figure 2007330420
For example, the capacitance of the capacitor C, the capacitance of the capacitor formed between the connected electrode P and the human body to the capacitor C i, when the amplitude of the signal generator 13 and V in, the voltage of any of the electrodes P V i is given by equation (1).
Figure 2007330420

なお、人体と電極１２の間のコンデンサの容量は無視している。   Note that the capacitance of the capacitor between the human body and the electrode 12 is ignored.

Ｖｉは、Ｃｉの単調増加関数であり、Ｖｉは、Ｃｉが大きいほど大きく、Ｃｉが小さいほど小さい。よって、この指紋の凹凸に応じた電圧Ｖｉからローパスフィルタで直流成分を取りだし、それを用いて、指紋画像の生成などを行えばよい。 V i is a monotonically increasing function of C i , and V i is larger as C i is larger and smaller as C i is smaller. Therefore, it removed the DC component in the low-pass filter from the voltage V i corresponding to the irregularities of the fingerprint by using it, may be performed, such as generation of a fingerprint image.

また、検出器アレイ１４内の回路をミキサで構成してもよい。   Further, the circuit in the detector array 14 may be constituted by a mixer.

図４は、この実施例に係る形状検出装置１の一部を詳細に示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing in detail a part of the shape detection apparatus 1 according to this embodiment.

検出器アレイ１４は、各電極Ｐごとに、その電圧と信号発生器１３の電圧を混合するミキサを備える。ミキサは、そのＲＦポートから入力された電極Ｐの信号ＶＲＦ（ｔ）と、ＬＯポートから入力された信号発生器１３の信号ＶＬＯ（ｔ）の掛け算を行った結果の信号ＶＩＦ（ｔ）をＩＦポートから出力する。ＩＦポートにはローパスフィルタが接続される。 The detector array 14 includes, for each electrode P, a mixer that mixes the voltage with the voltage of the signal generator 13. The mixer multiplies the signal V RF (t) of the electrode P input from the RF port by the signal V LO (t) of the signal generator 13 input from the LO port, and the signal V IF (t ) Is output from the IF port. A low pass filter is connected to the IF port.

測定すべきｉ番目の電極Ｐの電圧をＶｉｃｏｓωｔ、信号発生器１３の出力電圧をＶｉｎｃｏｓωｔとすると、ＩＦポートから出力される信号ＶＩＦ（ｔ）は、式（２）で与えられる。

Figure 2007330420
Assuming that the voltage of the i-th electrode P to be measured is V i cosωt and the output voltage of the signal generator 13 is V in cosωt, the signal V IF (t) output from the IF port is given by equation (2). .
Figure 2007330420

信号ＶＩＦ（ｔ）は、この式の右辺第１項で表される直流成分と、この式の右辺第２項で表される交流成分の和で与えられる。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の出力側には、この直流成分のみを含んだ電圧Ｖｏｕｔが現れる。よって、この指紋の凹凸に応じた電圧Ｖｏｕｔにより、指紋画像の生成などを行えばよい。 The signal V IF (t) is given by the sum of the direct current component represented by the first term on the right side of this equation and the alternating current component represented by the second term on the right side of this equation. On the output side of the low-pass filter (LPF), a voltage Vout including only this DC component appears. Therefore, a fingerprint image may be generated by the voltage Vout corresponding to the unevenness of the fingerprint.

［第２の実施の形態］
図５は、第２の実施の形態に係る形状検出装置（形状検出装置２という）の構成を示す図である。ここでは、形状検出装置１のものと同様の構成要素には同一符号を付与して説明する。 [Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a shape detection device (referred to as shape detection device 2) according to the second embodiment. Here, the same reference numerals are given to the same components as those of the shape detection device 1 for description.

形状検出装置２では、形状検出装置１の検出器アレイ１４に代えて、この検出器アレイ１１内において１つの電極Ｐについて設けられた回路（整流回路とローパスフィルタ）と同じ回路を有する電圧検出器１４Ａが設けられている。また、形状検出装置２では、電極アレイ１１内の電極（Ｐ）を電圧検出器１４Ａに対して順次に接続するスイッチ１５が設けられている。   In the shape detection device 2, instead of the detector array 14 of the shape detection device 1, a voltage detector having the same circuit as the circuit (rectifier circuit and low-pass filter) provided for one electrode P in the detector array 11 is used. 14A is provided. Further, in the shape detection device 2, a switch 15 for sequentially connecting the electrodes (P) in the electrode array 11 to the voltage detector 14A is provided.

図６は、図５の一部を詳細に示す図である。スイッチ１５は、各電極Ｐごとの端子と共通端子を備える。各電極Ｐごとの端子は、対応する電極Ｐに接続され、共通端子は、電圧検出器１４Ａにおいて、整流器と抵抗による直列回路の一方の回路端に接続されている。直列回路の他方の回路端は接地され、抵抗の両端にローパスフィルタ（図ではＬＰＦ）が接続されている。   FIG. 6 shows a part of FIG. 5 in detail. The switch 15 includes a terminal for each electrode P and a common terminal. A terminal for each electrode P is connected to a corresponding electrode P, and a common terminal is connected to one circuit end of a series circuit including a rectifier and a resistor in the voltage detector 14A. The other circuit end of the series circuit is grounded, and a low-pass filter (LPF in the figure) is connected to both ends of the resistor.

その他の構成要素については、形状検出装置１と同様なので、重複説明は省略する。   Since the other components are the same as those of the shape detection device 1, duplicate description is omitted.

形状検出装置２では、スイッチ１５を制御して、電極Ｐを電圧検出器１４Ａに対して順次に接続し、接続の度に、電圧Ｖｏｕｔの測定などを行うことで、指紋の画像を生成する。その他の動作やその原理については、形状検出装置１と同様なので、重複説明は省略するが、電極アレイ１１に指が置かれたときの等価回路を図７に示す。 In the shape detection device 2, the switch 15 is controlled to sequentially connect the electrodes P to the voltage detector 14A, and the voltage Vout is measured at each connection, thereby generating a fingerprint image. . Since the other operations and the principle thereof are the same as those of the shape detection device 1, repeated explanation is omitted, but an equivalent circuit when a finger is placed on the electrode array 11 is shown in FIG. 7.

形状検出装置２では、動作原理が同じなので、形状検出装置１と同様の効果が得られ、さらには、整流回路の必要数を１にまで減らすことができる。逆に、形状検出装置１では、形状検出装置２のスイッチ１５やその制御回路を不要にできる。   Since the shape detection device 2 has the same operation principle, the same effect as the shape detection device 1 can be obtained, and further, the required number of rectifier circuits can be reduced to 1. Conversely, in the shape detection device 1, the switch 15 of the shape detection device 2 and its control circuit can be dispensed with.

なお、形状検出装置１と同様に、電圧検出器１４Ａをコンデンサで構成した形態を採用してもよい。また、図８に示すように、電圧検出器１４Ａをミキサで構成した形態を採用してもよい。   Note that, similarly to the shape detection device 1, the voltage detector 14 </ b> A may be configured with a capacitor. Moreover, as shown in FIG. 8, you may employ | adopt the form which comprised voltage detector 14A with the mixer.

［第３の実施の形態］
図９は、第３の実施の形態に係る形状検出装置（形状検出装置３という）の構成を示す図である。ここでは、形状検出装置１や２のものと同様の構成要素には同一符号を付与して説明する。 [Third Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a shape detection device (referred to as shape detection device 3) according to the third embodiment. Here, the same components as those of the shape detection devices 1 and 2 will be described with the same reference numerals.

形状検出装置３は、形状検出装置１や２と同様の位置に電極アレイ１１および電極１２を備える。また、形状検出装置３は、電極１２に接続された電圧検出器１４Ａを備え、電圧検出器１４Ａでは、電極１２の反対側の回路端が接地されている。また、形状検出装置３は、一方の回路端を接地された信号発生器１３と、電極アレイ１１内の電極（Ｐ）を信号発生器１３に対して順次に接続するスイッチ１５を備える。   The shape detection device 3 includes an electrode array 11 and an electrode 12 at the same position as the shape detection devices 1 and 2. In addition, the shape detection device 3 includes a voltage detector 14A connected to the electrode 12, and the circuit end on the opposite side of the electrode 12 is grounded in the voltage detector 14A. Further, the shape detection device 3 includes a signal generator 13 having one circuit end grounded, and a switch 15 that sequentially connects the electrodes (P) in the electrode array 11 to the signal generator 13.

図１０は、図９の一部を詳細に示す図である。スイッチ１５は、各電極Ｐごとの端子と共通端子を備える。各電極Ｐごとの端子は、対応する電極Ｐに接続され、共通端子は、信号発生器１３に接続されている。電圧検出器１４Ａにおいて、整流器と抵抗による直列回路の一方の回路端が接地され、他方の回路端は人体との間で回路を構成している。抵抗の両端にローパスフィルタ（図ではＬＰＦ）が接続されている。   FIG. 10 shows a part of FIG. 9 in detail. The switch 15 includes a terminal for each electrode P and a common terminal. The terminal for each electrode P is connected to the corresponding electrode P, and the common terminal is connected to the signal generator 13. In the voltage detector 14A, one circuit end of the series circuit including the rectifier and the resistor is grounded, and the other circuit end forms a circuit with the human body. A low pass filter (LPF in the figure) is connected to both ends of the resistor.

形状検出装置３では、スイッチ１５を制御して、電極Ｐを信号発生器１３に対して順次に接続し、接続の度に、電圧Ｖｏｕｔの測定などを行うことで、指紋の画像を生成する。その他の動作やその原理については、形状検出装置１や２と同様なので、重複説明は省略するが、電極アレイ１１に指が置かれたときの等価回路を図１１に示す。 In the shape detection device 3, the switch 15 is controlled to sequentially connect the electrodes P to the signal generator 13, and the voltage V out is measured at each connection, thereby generating a fingerprint image. . Since other operations and the principle thereof are the same as those of the shape detection apparatuses 1 and 2, repeated explanation is omitted, but an equivalent circuit when a finger is placed on the electrode array 11 is shown in FIG. 11.

形状検出装置３では、動作原理が同じなので、形状検出装置１や２と同様の効果が得られる。また、形状検出装置２と同様に、整流回路の必要数を１にまで減らすことができる。   Since the operation principle is the same in the shape detection device 3, the same effect as the shape detection devices 1 and 2 can be obtained. Further, similarly to the shape detection device 2, the required number of rectifier circuits can be reduced to 1.

なお、形状検出装置１や２と同様に、電圧検出器１４Ａをコンデンサで構成した形態を採用してもよい。また、電圧検出器１４Ａをミキサで構成した形態を採用してもよい。   Note that, similarly to the shape detection devices 1 and 2, a form in which the voltage detector 14A is configured by a capacitor may be employed. Moreover, you may employ | adopt the form which comprised the voltage detector 14A with the mixer.

また、形状検出装置１、２および３では、交流の信号発生器１３を用いたが、これに代えて、直流の信号発生器を用いてもよい。その場合は、整流回路に代えて抵抗を用い、その両端の電圧Ｖｄｃの測定などを行うことで、指紋の画像を生成すればよい。 Further, in the shape detection devices 1, 2 and 3, the AC signal generator 13 is used, but instead of this, a DC signal generator may be used. In that case, a fingerprint image may be generated by using a resistor instead of the rectifier circuit and measuring the voltage V dc at both ends thereof.

また、形状検出装置１、２および３では、指紋を検出したが、他の測定対象面の形状、例えば、手のひらの凹凸の形状を検出してもよい。   Further, in the shape detection devices 1, 2 and 3, the fingerprint is detected, but the shape of another measurement target surface, for example, the shape of the unevenness of the palm may be detected.

また、例えば、人体に印加される電圧が低く、人が電気を感じる虞がない場合などにおいては、電極１２や電極Ｐを覆う絶縁体を設けなくてもよい。   In addition, for example, in the case where the voltage applied to the human body is low and there is no possibility that the person feels electricity, an insulator covering the electrode 12 or the electrode P may not be provided.

また、電極１２は、人が立つ位置にではなく、人が触れることができる位置に設け、電極１２に触れながら、指を電極アレイ１１に置くようにしてもよい。   Further, the electrode 12 may be provided not at a position where a person stands but at a position where a person can touch, and the finger may be placed on the electrode array 11 while touching the electrode 12.

第１の実施の形態に係る形状検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the shape detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図１の一部を詳細に示す図である。It is a figure which shows a part of FIG. 1 in detail. 第１の実施の形態において構成される等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit comprised in 1st Embodiment. 第１の実施の形態においてミキサを用いた実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Example which used the mixer in 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係る形状検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the shape detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図５の一部を詳細に示す図である。It is a figure which shows a part of FIG. 5 in detail. 第２の実施の形態において構成される等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit comprised in 2nd Embodiment. 第２の実施の形態においてミキサを用いた実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Example which used the mixer in 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る形状検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the shape detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図９の一部を詳細に示す図である。It is a figure which shows a part of FIG. 9 in detail. 第３の実施の形態において構成される等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit comprised in 3rd Embodiment. 従来の指紋認証装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of conventional fingerprint authentication apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１、２、３ 形状検出装置
１１ 電極アレイ
１２、Ｐ 電極
１３ 信号発生器
１４ 検出器アレイ
１４Ａ 電圧検出器 1, 2, 3 Shape detector 11 Electrode array 12, P electrode 13 Signal generator 14 Detector array 14A Voltage detector

Claims (9)

測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置であって、
測定対象面が置かれる位置に設けられた電極アレイと、
測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と、
この電極に接続された信号発生器と、
前記電極アレイ内の各電極に接続された電圧検出手段と
を備えたことを特徴とする形状検出装置。 A shape detection device for detecting the shape of a measurement target surface of a measurement object,
An electrode array provided at a position where the measurement target surface is placed;
An electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed;
A signal generator connected to this electrode;
A shape detection apparatus comprising: voltage detection means connected to each electrode in the electrode array. 測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置であって、
測定対象面が置かれる位置に設けられた電極アレイと、
測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と、
この電極に接続された信号発生器と、
電圧検出手段と、
前記電極アレイ内の電極を前記電圧検出手段に対して順次に接続するスイッチと
を備えたことを特徴とする形状検出装置。 A shape detection device for detecting the shape of a measurement target surface of a measurement object,
An electrode array provided at a position where the measurement target surface is placed;
An electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed;
A signal generator connected to this electrode;
Voltage detection means;
And a switch for sequentially connecting the electrodes in the electrode array to the voltage detecting means. 測定物の測定対象面の形状を検出する形状検出装置であって、
測定対象面が置かれる位置に設けられた電極アレイと、
測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と、
この電極に接続された電圧検出手段と、
信号発生器と、
前記電極アレイ内の電極を前記信号発生器に対して順次に接続するスイッチと
を備えたことを特徴とする形状検出装置。 A shape detection device for detecting the shape of a measurement target surface of a measurement object,
An electrode array provided at a position where the measurement target surface is placed;
An electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed;
Voltage detection means connected to the electrode;
A signal generator;
And a switch for sequentially connecting the electrodes in the electrode array to the signal generator. 前記信号発生器は、交流の信号発生器であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の形状検出装置。   The shape detection apparatus according to claim 1, wherein the signal generator is an AC signal generator. 前記電圧検出手段は、整流回路を備え、当該整流回路に電極の電圧が印加され整流されたときの整流後の電圧から直流成分を検出することを特徴とする請求項４記載の形状検出装置。   The shape detection apparatus according to claim 4, wherein the voltage detection unit includes a rectifier circuit, and detects a direct current component from a rectified voltage when the voltage of the electrode is applied to the rectifier circuit and rectified. 前記電圧検出手段は、整流器と抵抗の直列回路を備え、当該直列回路に電極の電圧が印加されたときの当該抵抗の両端電圧から直流成分を検出することを特徴とする請求項４記載の形状検出装置。   5. The shape according to claim 4, wherein the voltage detecting means includes a series circuit of a rectifier and a resistor, and detects a DC component from a voltage across the resistor when a voltage of an electrode is applied to the series circuit. Detection device. 前記電圧検出手段は、電極の電圧と信号発生器の電圧を混合するミキサを備え、当該ミキサの出力電圧から直流成分を検出することを特徴とする請求項４記載の形状検出装置。   5. The shape detection apparatus according to claim 4, wherein the voltage detection unit includes a mixer that mixes the voltage of the electrode and the voltage of the signal generator, and detects a DC component from the output voltage of the mixer. 測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極と測定物の間ならびに電極アレイ内の電極と測定物の間に絶縁体が介在することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の形状検出装置。   8. An insulator is interposed between an electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed and the object to be measured, and between an electrode in the electrode array and the object to be measured. The shape detection device according to claim 1. 測定対象面とは異なる部位が置かれる位置に設けられた電極ならびに電極アレイ内の電極が当該電極に接続されたもの以外のものから絶縁されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の形状検出装置。   9. The electrode provided at a position where a part different from the measurement target surface is placed and the electrode in the electrode array are insulated from those other than those connected to the electrode. The shape detection device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11185020A (en) * 1997-12-25 1999-07-09 Glory Ltd Individual authentication sensor

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