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JP2004355367A - Fingerprint detection circuit - Google Patents

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Publication number
JP2004355367A
JP2004355367A JP2003152777A JP2003152777A JP2004355367A JP 2004355367 A JP2004355367 A JP 2004355367A JP 2003152777 A JP2003152777 A JP 2003152777A JP 2003152777 A JP2003152777 A JP 2003152777A JP 2004355367 A JP2004355367 A JP 2004355367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection circuit
fingerprint
sensor
fingerprint detection
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003152777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Kawabata
賢 川畑
Junichi Saito
潤一 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2003152777A priority Critical patent/JP2004355367A/en
Publication of JP2004355367A publication Critical patent/JP2004355367A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fingerprint detection circuit that can be powered only when a finger is placed on a fingerprint sensor. <P>SOLUTION: The fingerprint detection circuit comprises a two-dimensional array sensor and a detection circuit. The fingerprint detection circuit includes a scanning means for scanning a part of the outputs of the two-dimensional array sensor; a counting means for counting the number of pulses outputted from the scanning means; a determining means for outputting a determination signal when the count of pulses by the counting means exceeds a predetermined threshold; and a power supply control means for turning on the power supply to the detection circuit when the determination signal is outputted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋を検出する指紋検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の指紋照合装置として、対象者の指が接触されることにより、指の指紋の情報を画像情報として取り込む指紋検知素子と、この指紋検知素子の動作電源の投入及び遮断を制御する制御手段とを備え、制御手段は、指紋検知素子に指が接触される直前に指紋検知素子の動作電源を立ち上げ、指紋の情報の取り込みの終了直後に動作電源を遮断することことにより省電力化を図ったものが知られている(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−056852号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に示す指紋照合装置にあっては、指紋センサ周辺上部に板バネを設置し、指を指紋センサに置く際、指が板バネに触るようにして、この板バネを利用して、電源の制御を行っていたため、指以外のものが板バネに触れた場合でも電源が投入されてしまい、低消費電力上好ましくないという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、指紋を検出するセンサをモバイル機器等に搭載する場合に低消費電力化を達成するために、指紋センサに指が置かれた場合のみに電源を投入することが可能な指紋検出回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、2次元アレイセンサと検出回路とからなる指紋検出回路であって、前記2次元アレイセンサの一部の出力を走査する走査手段と、前記走査手段からの出力パルスの数を計数する計数手段と、前記計数手段によるパルスの計数値が所定のしきい値を超えた場合に判定信号を出力する判定手段と、前記判定信号が出力された場合に、前記検出回路に供給する電源をONにする電源制御手段とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、センサの一部の出力を使用して、指が触れたか否かを判定し、指が触れたと判定された場合のみに検出回路に電源を供給するようにしたため、不要な動作をさせることなく低消費電力化を実現することが可能となる。
【0007】
この発明は、前記走査手段は、前記2次元アレイを構成するセンサのうち、垂直または水平のいずれか一方向に連続する一列以上のセンサ列の出力を走査することを特徴とする。
この構成によれば、垂直または水平のいずれか一方向に連続する一列以上のセンサ列の出力を走査するようにしたため、連続する指紋の山と谷の部分を効率良く検出することができるため、判定信号の出力精度を向上させることができる。
【0008】
また、この発明は、前記走査手段は、2次元アレイの中心近傍のセンサを含むセンサ列の出力を走査することを特徴とする。
この構成によれば、中心近傍のセンサを含むセンサ列の出力を走査するようにしため、指紋の山と谷の部分のデータを数多く検出できる可能性を向上させることができる。
【0009】
また、この発明は、前記判定手段は、前記計数値が前記しきい値以下から該しきい値を超える値に変化した場合に判定信号を出力することを特徴とする。
この構成によれば、前記計数値が前記しきい値以下から該しきい値を超える値に変化した場合に判定信号を出力するようにしたため、指を押し続けた場合でも、指紋画像データ収集後、不要な動作をさせることなく、更なる低消費電力化を実現することができる。
【0010】
また、この発明は、前記電源制御手段は、前記2次元アレイセンサを構成するすべてのセンサの走査が終了したことを示す信号を入力した場合に、前記検出回路に供給する電源をOFFにすることを特徴とする。
この構成によれば、センサの走査が終了したことを示す信号を入力した場合に、検出回路に供給する電源をOFFにするようにしたため、指が触れてから指紋画像が得られるまで間のみ電源を供給するだけで済み、低消費電力化を実現することが可能となる。
【0011】
また、この発明は、前記走査手段は、前記検出回路の一部を使用し、前記電源制御手段は、前記検出回路のうち、該走査手段を除く回路に対して、電源供給のON/OFF制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、走査手段は、検出回路の一部を使用し、電源制御手段は、検出回路のうち、該走査手段を除く回路に対して、電源供給のON/OFF制御を行うようにしたため、新たに設ける回路を簡単な構成で実現することが可能になる。
【0012】
また、この発明は、前記2次元アレイセンサは、感圧型容量検出方式のセンサであることを特徴とする。
【0013】
また、この発明は、前記指紋検出回路を備えた電子機器であることを特徴とする。
【0014】
また、この発明は、前記電子機器は、前記判定信号に基づいて指紋検出のアプリケーションを起動することを特徴とする。
この構成によれば、判定信号に基づいて指紋検出のアプリケーションを起動するようにしたため、電子機器内に備えているCPUの負荷を低減することができ、指紋検出回路の消費電力を低減することに加え、さらなる消費電力の低減が可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による指紋検出回路を図面を参照して説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、感圧型容量検出方式の2次元アレイセンサであり、256×256の素子で構成される。このセンサは、指紋の山谷をフィルム−基板間のギャップ変化で検出するもので出力値は多値である。以下の説明において、説明を簡単にするために、2次元アレイセンサ1の水平方向のセンサの並びを「行」と称し、垂直方向のセンサの並びを「列」と称する。符号2は、2次元アレイセンサ1の「列」を選択するセレクタであり、0列から255列を順に切り換えながら選択する。符号30〜3fは、2次元アレイセンサ1の「行」を選択して多重化して出力する16個のマルチプレクサ(MUX)である。各々のマルチプレクサには、16行おきの16行分のセンサ出力が入力する。すなわち、0〜255をそれぞれ16で除算した時の余り(Mod(16)=1〜15)の値に対応する行の出力が入力される。したがって、マルチプレクサ3fには、15行、31行、47行、63行、・・・、239行、255行の16行分が入力する。符号40〜4fは、マルチプレクサ30〜3fのそれぞれの出力(容量)を電圧変換するアンプ(AMP)である。符号50〜5fは、アンプ40〜4fのそれぞれの出力をホールドするサンプルホールド回路(S/H)である。符号6は、サンプルホールド回路50〜5fからの16の出力を多重化して一つの信号にするマルチプレクサである。符号7は、マルチプレクサ6から出力される信号をAD変換するADコンバータである。このADコンバータの出力により、指紋画像のデジタルデータが得られる。符号8は、AD変換された信号(指紋画像のデジタルデータ)を指紋認識処理へ受け渡すインタフェース(I/F)である。
【0016】
符号9は、2次元アレイセンサ1の出力を走査するためのタイミング信号を他の回路に対して出力するタイミングコントローラである。符号10は、2次元アレイセンサ1に指が置かれたか否かを判定するために、パルスカウントのしきい値及びコンパレータの基準電圧を設定する設定部である。符号11は、16個あるアンプのうち、1つのアンプ(ここでは、アンプ4f)のみの出力電圧と設定部10より与えられる基準電圧とをコンパレートするコンパレータである。符号12は、コンパレータ11から出力されるパルスの数をカウントするカウンタであり、設定部10より与えられるしきい値を超えた時点で判定信号を出力する。符号13は、カウンタ12より出力される判定信号に基づいて、検出回路に供給する電源のON/OFF制御を行う電源制御部である。この電源制御部13によって電源供給のON/OFF制御対象の検出回路は、マルチプレクサ3f、アンプ4fを除く、マルチプレクサ30〜3e、アンプ40〜4e、サンプルホールド回路50〜5f、マルチプレクサ6及びADコンバータ7(図1の破線で囲まれる部分)である。
【0017】
次に、図2を参照して、電源供給のON/OFF制御の動作を説明する。図2は、電源供給のON/OFF制御の動作を示すフローチャートである。まず、図1に示す指紋検出回路が備えられる装置の電源がONになると、設定部10は、指紋検出回路の初期化を行うために、設定部10は、コンパレータ11に対して基準電圧を出力する。また、設定部10は、カウンタ12に対して、カウント値のしきい値を出力する(ステップS1)。このしきい値は、256×256素子のアレイセンサを用い、出力が多値である場合において、50〜100程度となる。また、このとき電源制御部13は、電源ON/OFF制御対象の検出回路に対して、電源OFFの制御信号を出力する。これにより、電源ON/OFF制御対象の検出回路には、この時点では電源が供給されない。
【0018】
次に、タイミングコントローラ9から出力される走査開始タイミング信号に応じて、カウンタ12は、カウント値をリセットする(ステップS2)。また、セレクタ2およびマルチプレクサ3fは、走査動作を開始する。このとき、電源ON/OFF制御対象の検出回路に対しては電源が供給されていないため、アンプ4fのみが信号を出力することとなる。このアンプ4fの出力は、コンパレータ11によって基準電圧と比較されて、アンプ4fの出力が基準電圧より大きい場合にコンパレータ11から比較結果の信号が出力される。そして、カウンタ12は、コンパレータ11から出力されるパルスの数のカウントを開始する(ステップS3)。
【0019】
2次元アレイセンサ1の各素子の出力は、指紋の山の部分では大きくなり、谷の部分では小さくなるため、センサ出力が大きい場合のアンプ出力電圧とセンサ出力が小さい場合のアンプ出力電圧の中間の電圧をコンパレータ11に入力する基準電圧にすれば、コンパレータ11からは指紋の山の部分が触れた素子の出力のみをカウンタ12へ入力することができる。そして、谷の部分が触れた素子の出力はコンパレータ11から出力されないため、指紋の山の部分に対応するパルスがカウンタ12へ入力することとなる。
【0020】
次に、タイミングコントローラ9は、2次元アレイセンサ1のマルチプレクサ3fに接続されたすべてのセンサの走査(1フレーム分の走査)が終了した時点で、走査終了タイミングの信号を出力する。この信号が入力されるまで、すなわち走査が終了するまでの間(ステップS4)、カウンタ12は、パルスカウントを続行し、走査が終了した時点のカウント値が設定部10より与えられたしきい値を超えたか否かを判定する(ステップS5)。超えていなければ判定信号は出力せず、新たな走査開始タイミングに応じて、カウント値をリセットする。一方、カウント値がしきい値を超えていた場合、カウンタ12は、判定信号を電源制御部13に対して出力する(ステップS6)。これを受けて、電源制御部13は、電源ON/OFF制御対象の検出回路に対して、電源ONの制御信号を出力する(ステップS7)。これにより、電源ON/OFF制御対象の検出回路へ電源の供給がされ、新たな走査開始タイミングに応じて、2次元アレイセンサ1のすべてのセンサの走査(1フレーム分の走査)が行われ、指紋画像のデジタルデータがインタフェース8へ受け渡される。
【0021】
次に、電源制御部13は、タイミングコントローラ9より走査終了タイミングの信号が入力された時点で、電源ON/OFF制御対象の検出回路に対して、電源OFFの制御信号を出力する(ステップS8,S9)。これにより、電源ON/OFF制御対象の検出回路には、再び電源が供給されなくなる。
【0022】
ここで、図3、4を参照して、コンパレータ11の出力に基づいて指と指以外の物体を判別する動作を説明する。図3に示すように、2次元アレイセンサ1に指が触れた場合、コンパレータ11には、アンプ4fの出力(15行、31行、・・・、239行、255行の16行分の出力)が入力されて基準電圧と比較されるため、コンパレータ11からは、指紋の山と谷の部分に対応したパルス幅の短いパルスが多数(50〜100個)出力される。一方、図4に示すように、2次元アレイセンサ1に指以外の物体が触れた場合、コンパレータ11からは、物体の大きさに応じたパルス幅の長いパルスが少数出力される。このように、指の場合と指以外の場合では、パルスの数に差がでるため、適切なしきい値を用いれば、2次元アレイセンサ1に指が触れたとみなすことが可能となる。
【0023】
このように、センサの一部のみの出力を得ることができる回路のみを使用して、指が触れたか否かを判定し、指が触れたと判定された場合のみに指紋検出回路全体に電源を供給するようにしたため、不要な動作をさせることなく低消費電力化を実現することが可能となる。特に、消費電力の大きいアンプ、ADコンバータ等のアナログ回路を極力停止させ、簡単な回路のみで指が触れたことを判定するようにしたため、電力を効率良く使用することができる。
【0024】
次に、図5、6を参照して、他の実施形態を説明する。図5は、他の実施形態による指紋検出回路の構成を示すブロック図である。図5に示す指紋検出回路が図1に示す指紋検出回路と異なる点は、カウンタ12の計数値がしきい値を超えたか否かを示す2値の変数FONを記憶するレジスタ14を新たに設けた点である。また、図6に示すフローチャートが図2に示すフローチャートと異なる点は、ステップS10〜S12を新たに加えた点である。
【0025】
図2に示す動作では、指を押し続けた場合、指紋画像データ収集後も電源ON/OFF制御対象の検出回路はONとOFFの制御が繰り返し行われる。図5に示す指紋検出回路は、更なる低消費電力化のために、指を押し続けた場合でも、指紋画像データ収集後、電源ON/OFF制御対象の検出回路をOFFのまま維持する動作を実現するものである。
【0026】
まず、図5に示す指紋検出回路が備えられる装置の電源がONになると、指紋検出回路の初期化を行うために、設定部10は、カウンタ12に対して、カウント値のしきい値を出力し、レジスタ14のFONの値を0にセットする。(ステップS1)。以下ステップS5までは図2と同様の動作を行う。ステップS5において、カウント値がしきい値を超えていなければ、FONの値を0にセット(ステップS12)し、新たな走査開始タイミングに応じて、カウント値をリセットする。一方、カウント値がしきい値を超えていた場合、FONの値が0か1かの判定を行い(ステップS10)、FON=0でない場合、前の走査時から指が押し続けられていたと判断し、新たな走査開始タイミングに応じてカウント値をリセットする。一方、FON=0の場合、FONの値を1にセット(ステップS11)し、ステップS6に移行する。以下図2と同等の動作を行う。
【0027】
このように、指を押し続けた場合でも、指紋画像データ収集後、電源ON/OFF制御対象の検出回路をOFFにしたまま維持することができるため、不要な動作をさせることなく、低消費電力化を実現することが可能となる。
【0028】
次に、図7を参照して、図1、5に示す指紋検出回路を電子機器に実装した例を説明する。図7は、図1、5に示す指紋検出回路を携帯端末に実装した状態を示す説明図である。この図に示すように、携帯電話端末の操作面に2次元アレイセンサ1を設けておけば、電子商取引などを行う場合の支払いの認証等に適用することが可能となる。また、このように電子機器に実装した場合、カウンタ12が出力する判定信号に基づいて、指紋検出のアプリケーションを起動するようにすれば携帯電話端末内に備えているCPUの負荷を低減することができるため、指紋検出回路の消費電力を低減することに加え、さらなる消費電力の低減が可能となる。また、指紋検出アプリケーションが起動した時点で、指紋検出回路の電源を供給するという方法も考えられるが、この場合、ユーザがアプリケーションの指示に応じて指を触れようとするまでの時間が長いと指紋検出回路が無駄な電力を消費してしまうため、好ましいことではない。しかし、本発明によって、指紋検出回路に対して電源を供給するようにすると、指紋検出回路に対して電源を供給している時間を、指が触れてから指紋画像を読み取るまでの時間のみにできるため、効率良く電力を消費することになり、結果的に省電力となる。
【0029】
なお、前述した説明では、256行あるうち16行のみのセンサ出力を使用して、指が触れたか否かを判定するようにしたが、2次元アレイの中心近傍を含むのであれば、1行のみの出力を使用して指が触れたか否かを判定するようにしてもよい。この場合、カウント値のしきい値は、センサ行の数に応じて減少させればよい。また、前述した説明では、水平方向(行方向)の走査を例にして説明したが、垂直方向(列方向)に走査するようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、センサの一部のみの出力を得ることができる回路のみを使用して、指が触れたか否かを判定し、指が触れたと判定された場合のみに指紋検出回路全体に電源を供給するようにしたため、不要な動作をさせることなく低消費電力化を実現することが可能になるという効果が得られる。特に、消費電力の大きいアンプ、ADコンバータ等のアナログ回路を極力停止させ、簡単な回路のみで指が触れたことを判定するようにしたため、電力を効率良く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す回路の動作を示すフローチャートである。
【図3】指検出の動作を示す説明図である。
【図4】指以外の物体検出の動作を示す説明図である。
【図5】本発明の他の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図6】図5に示す回路の動作を示すフローチャートである。
【図7】図1に示す回路を電子機器に備えた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・2次元アレイセンサ(256×256素子)
2・・・セレクタ
30〜3f・・・マルチプレクサ(MUX)
40〜4f・・・アンプ(AMP)
50〜5f・・・サンプルホールド回路(S/H)
6・・・マルチプレクサ(MUX)
7・・・ADコンバータ
8・・・インタフェース(I/F)
9・・・タイミングコントローラ
10・・・設定部
11・・・コンパレータ
12・・・カウンタ
13・・・電源制御部
14・・・レジスタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fingerprint detection circuit for detecting a fingerprint.
[0002]
[Prior art]
As a conventional fingerprint collation device, a fingerprint detection element that captures fingerprint information of a finger as image information when a subject's finger is touched, a control unit that controls turning on and off an operation power supply of the fingerprint detection element, The control means starts the operation power supply of the fingerprint detection element immediately before the finger comes into contact with the fingerprint detection element, and shuts off the operation power supply immediately after the end of the fingerprint information capture, thereby saving power. The following is known (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-056582
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fingerprint matching device disclosed in Patent Document 1, a leaf spring is installed around the fingerprint sensor, and when the finger is placed on the fingerprint sensor, the finger touches the leaf spring, and the leaf spring is used. In addition, since the power supply is controlled, even if something other than a finger touches the leaf spring, the power is turned on, which is not preferable in terms of low power consumption.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in order to achieve low power consumption when a sensor for detecting a fingerprint is mounted on a mobile device or the like, only when a finger is placed on the fingerprint sensor. It is an object of the present invention to provide a fingerprint detection circuit capable of turning on power.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a fingerprint detection circuit comprising a two-dimensional array sensor and a detection circuit, wherein the scanning means scans a part of the output of the two-dimensional array sensor, and counts the number of output pulses from the scanning means. A counting unit, a determining unit that outputs a determination signal when a count value of the pulse by the counting unit exceeds a predetermined threshold, and a power supply that is supplied to the detection circuit when the determination signal is output. Power supply control means for turning on the power supply.
According to this configuration, it is determined whether or not a finger has been touched using a part of the output of the sensor, and power is supplied to the detection circuit only when it is determined that the finger has been touched. Low power consumption can be realized without operation.
[0007]
The present invention is characterized in that the scanning means scans the output of one or more sensor rows that are continuous in one of a vertical direction and a horizontal direction among the sensors constituting the two-dimensional array.
According to this configuration, since the output of one or more sensor rows that are continuous in any one of the vertical and horizontal directions is scanned, it is possible to efficiently detect peaks and valleys of continuous fingerprints, The output accuracy of the determination signal can be improved.
[0008]
Further, the invention is characterized in that the scanning means scans an output of a sensor array including a sensor near the center of the two-dimensional array.
According to this configuration, since the output of the sensor array including the sensor near the center is scanned, it is possible to improve the possibility of detecting a large amount of data at the peaks and valleys of the fingerprint.
[0009]
Further, the invention is characterized in that the determination means outputs a determination signal when the count value changes from a value below the threshold value to a value exceeding the threshold value.
According to this configuration, since the determination signal is output when the count value changes from a value equal to or less than the threshold value to a value exceeding the threshold value, the fingerprint image data is collected even when the finger is kept pressed. Further, power consumption can be further reduced without performing unnecessary operations.
[0010]
Further, according to the present invention, the power supply control means may turn off a power supply to the detection circuit when a signal indicating that scanning of all the sensors constituting the two-dimensional array sensor is completed is input. It is characterized by.
According to this configuration, when a signal indicating that the scanning of the sensor has been completed is input, the power supply to the detection circuit is turned off. And power consumption can be reduced.
[0011]
Further, according to the present invention, the scanning unit uses a part of the detection circuit, and the power supply control unit controls ON / OFF of power supply to a circuit of the detection circuit other than the scanning unit. Is performed.
According to this configuration, the scanning unit uses a part of the detection circuit, and the power supply control unit performs ON / OFF control of power supply to a circuit of the detection circuit other than the scanning unit. Therefore, a newly provided circuit can be realized with a simple configuration.
[0012]
Further, the invention is characterized in that the two-dimensional array sensor is a pressure-sensitive capacitance detection type sensor.
[0013]
According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus including the fingerprint detection circuit.
[0014]
Further, the invention is characterized in that the electronic device activates a fingerprint detection application based on the determination signal.
According to this configuration, since the fingerprint detection application is started based on the determination signal, the load on the CPU provided in the electronic device can be reduced, and the power consumption of the fingerprint detection circuit can be reduced. In addition, power consumption can be further reduced.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a fingerprint detection circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes a two-dimensional array sensor of a pressure-sensitive capacitance detection type, which is constituted by 256 × 256 elements. This sensor detects peaks and valleys of a fingerprint by a change in a gap between a film and a substrate, and has a multi-value output value. In the following description, for the sake of simplicity, the arrangement of sensors in the horizontal direction of the two-dimensional array sensor 1 is referred to as “row”, and the arrangement of sensors in the vertical direction is referred to as “column”. Reference numeral 2 denotes a selector for selecting a “column” of the two-dimensional array sensor 1, and selects the column while switching from column 0 to column 255 in order. Reference numerals 30 to 3f denote 16 multiplexers (MUX) for selecting, multiplexing, and outputting "rows" of the two-dimensional array sensor 1. To each multiplexer, sensor outputs for 16 rows are input every 16 rows. That is, the output of the row corresponding to the value of the remainder (Mod (16) = 1 to 15) obtained by dividing 0 to 255 by 16 is input. Therefore, 16 rows of 15 rows, 31 rows, 47 rows, 63 rows, ..., 239 rows, and 255 rows are input to the multiplexer 3f. Reference numerals 40 to 4f denote amplifiers (AMP) for converting the outputs (capacities) of the multiplexers 30 to 3f into voltages. Reference numerals 50 to 5f denote sample and hold circuits (S / H) for holding the respective outputs of the amplifiers 40 to 4f. Reference numeral 6 denotes a multiplexer that multiplexes 16 outputs from the sample and hold circuits 50 to 5f into one signal. Reference numeral 7 denotes an AD converter that performs AD conversion on a signal output from the multiplexer 6. Digital data of a fingerprint image is obtained from the output of the AD converter. Reference numeral 8 denotes an interface (I / F) for transferring an AD-converted signal (digital data of a fingerprint image) to the fingerprint recognition processing.
[0016]
Reference numeral 9 denotes a timing controller that outputs a timing signal for scanning the output of the two-dimensional array sensor 1 to another circuit. Reference numeral 10 denotes a setting unit that sets a threshold value of a pulse count and a reference voltage of a comparator in order to determine whether a finger is placed on the two-dimensional array sensor 1. Reference numeral 11 denotes a comparator for comparing the output voltage of only one of the 16 amplifiers (here, the amplifier 4f) with the reference voltage provided by the setting unit 10. Reference numeral 12 denotes a counter that counts the number of pulses output from the comparator 11, and outputs a determination signal when a value exceeds a threshold value provided from the setting unit 10. Reference numeral 13 denotes a power supply control unit that performs ON / OFF control of the power supply to the detection circuit based on the determination signal output from the counter 12. The power supply control unit 13 controls the ON / OFF control of the power supply. The detection circuits include multiplexers 30 to 3e, amplifiers 40 to 4e, sample and hold circuits 50 to 5f, a multiplexer 6 and an AD converter 7, excluding the multiplexer 3f and the amplifier 4f. (A part surrounded by a broken line in FIG. 1).
[0017]
Next, with reference to FIG. 2, the operation of power supply ON / OFF control will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of ON / OFF control of power supply. First, when the power supply of the device provided with the fingerprint detection circuit shown in FIG. 1 is turned on, the setting unit 10 outputs a reference voltage to the comparator 11 in order to initialize the fingerprint detection circuit. I do. The setting unit 10 outputs a threshold value of the count value to the counter 12 (Step S1). This threshold value is about 50 to 100 when a 256 × 256 element array sensor is used and the output is multi-valued. At this time, the power control unit 13 outputs a power-off control signal to the detection circuit to be controlled to be turned on / off. As a result, power is not supplied to the detection circuit to be controlled for power ON / OFF at this time.
[0018]
Next, the counter 12 resets the count value according to the scanning start timing signal output from the timing controller 9 (Step S2). The selector 2 and the multiplexer 3f start a scanning operation. At this time, since power is not supplied to the detection circuit to be controlled to be turned on / off, only the amplifier 4f outputs a signal. The output of the amplifier 4f is compared with a reference voltage by the comparator 11, and when the output of the amplifier 4f is higher than the reference voltage, a signal of a comparison result is output from the comparator 11. Then, the counter 12 starts counting the number of pulses output from the comparator 11 (Step S3).
[0019]
Since the output of each element of the two-dimensional array sensor 1 is large at the peaks of the fingerprint and small at the valleys, the output between the amplifier output voltage when the sensor output is large and the amplifier output voltage when the sensor output is small. Is used as the reference voltage to be input to the comparator 11, only the output of the element touched by the peak of the fingerprint can be input from the comparator 11 to the counter 12. Since the output of the element touched by the valley is not output from the comparator 11, the pulse corresponding to the peak of the fingerprint is input to the counter 12.
[0020]
Next, the timing controller 9 outputs a signal of a scan end timing when the scanning (scanning for one frame) of all the sensors connected to the multiplexer 3f of the two-dimensional array sensor 1 is completed. Until this signal is input, that is, until the scanning is completed (step S4), the counter 12 continues the pulse counting, and the count value at the time when the scanning is completed is set to the threshold value given by the setting unit 10. Is determined (step S5). If not, the determination signal is not output, and the count value is reset according to the new scanning start timing. On the other hand, if the count value has exceeded the threshold value, the counter 12 outputs a determination signal to the power control unit 13 (Step S6). In response to this, the power control unit 13 outputs a power ON control signal to the power ON / OFF control target detection circuit (step S7). As a result, power is supplied to the power ON / OFF control target detection circuit, and scanning (scanning for one frame) of all the sensors of the two-dimensional array sensor 1 is performed according to the new scanning start timing. Digital data of the fingerprint image is transferred to the interface 8.
[0021]
Next, when the signal of the scan end timing is input from the timing controller 9, the power control unit 13 outputs a power-off control signal to the detection circuit to be controlled to be turned on / off (Step S <b> 8, S9). As a result, power is not supplied again to the detection circuit to be controlled.
[0022]
Here, an operation of determining a finger and an object other than the finger based on the output of the comparator 11 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, when a finger touches the two-dimensional array sensor 1, the output of the amplifier 4 f (the output of 16 rows of 15 rows, 31 rows,. ) Is input and compared with the reference voltage, so that the comparator 11 outputs a large number (50 to 100) of pulses having a short pulse width corresponding to the peaks and valleys of the fingerprint. On the other hand, as shown in FIG. 4, when an object other than a finger touches the two-dimensional array sensor 1, the comparator 11 outputs a small number of pulses having a long pulse width corresponding to the size of the object. As described above, since the number of pulses is different between the case of the finger and the case of the non-finger, it is possible to consider that the finger touches the two-dimensional array sensor 1 by using an appropriate threshold value.
[0023]
In this way, it is determined whether or not a finger has been touched using only a circuit that can obtain an output of only a part of the sensor, and power is supplied to the entire fingerprint detection circuit only when it is determined that the finger has been touched. Since power is supplied, low power consumption can be realized without performing unnecessary operations. In particular, since an analog circuit such as an amplifier or an AD converter which consumes a large amount of power is stopped as much as possible and it is determined that a finger is touched with only a simple circuit, power can be used efficiently.
[0024]
Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a fingerprint detection circuit according to another embodiment. The fingerprint detecting circuit shown in FIG. 5 differs from the fingerprint detecting circuit shown in FIG. 1 in that a register 14 for storing a binary variable FON indicating whether or not the count value of the counter 12 has exceeded a threshold value is newly provided. It is a point. The flowchart shown in FIG. 6 differs from the flowchart shown in FIG. 2 in that steps S10 to S12 are newly added.
[0025]
In the operation illustrated in FIG. 2, when the finger is kept pressed, the ON / OFF control of the power ON / OFF control target detection circuit is repeatedly performed even after the fingerprint image data is collected. In order to further reduce power consumption, the fingerprint detection circuit illustrated in FIG. 5 performs an operation of keeping the detection circuit to be controlled to be turned on / off after collecting fingerprint image data even when a finger is kept pressed. It will be realized.
[0026]
First, when the power supply of the device provided with the fingerprint detection circuit shown in FIG. 5 is turned on, the setting unit 10 outputs a threshold value of the count value to the counter 12 in order to initialize the fingerprint detection circuit. Then, the value of FON of the register 14 is set to 0. (Step S1). Hereinafter, the same operation as in FIG. 2 is performed until step S5. If the count value does not exceed the threshold value in step S5, the value of FON is set to 0 (step S12), and the count value is reset according to a new scan start timing. On the other hand, if the count value exceeds the threshold value, it is determined whether the value of FON is 0 or 1 (step S10). If FON is not 0, it is determined that the finger has been kept pressed since the previous scan. Then, the count value is reset according to the new scanning start timing. On the other hand, if FON = 0, the value of FON is set to 1 (step S11), and the process proceeds to step S6. Hereinafter, the same operation as that of FIG. 2 is performed.
[0027]
As described above, even if the finger is kept pressed, the detection circuit to be controlled to be turned on / off can be maintained OFF after the fingerprint image data is collected. Can be realized.
[0028]
Next, an example in which the fingerprint detection circuit shown in FIGS. 1 and 5 is mounted on an electronic device will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which the fingerprint detection circuit shown in FIGS. As shown in this figure, if the two-dimensional array sensor 1 is provided on the operation surface of the mobile phone terminal, it can be applied to the authentication of payment when performing electronic commerce and the like. In addition, when the electronic device is implemented in this way, if the application for fingerprint detection is activated based on the determination signal output from the counter 12, the load on the CPU provided in the mobile phone terminal can be reduced. Therefore, in addition to reducing the power consumption of the fingerprint detection circuit, the power consumption can be further reduced. Also, it is conceivable to supply power to the fingerprint detection circuit when the fingerprint detection application starts, but in this case, if the time until the user tries to touch the finger according to the instruction of the application is long, the fingerprint is not printed. This is not preferable because the detection circuit consumes useless power. However, according to the present invention, when power is supplied to the fingerprint detection circuit, the time during which power is supplied to the fingerprint detection circuit can be set only to the time from when a finger touches to when a fingerprint image is read. As a result, power is consumed efficiently, resulting in power saving.
[0029]
In the above description, the sensor output of only 16 of the 256 rows is used to determine whether a finger has been touched. However, if the vicinity of the center of the two-dimensional array is included, one row is used. It may be determined whether or not a finger has touched using only the output. In this case, the threshold value of the count value may be reduced according to the number of sensor rows. In the above description, scanning in the horizontal direction (row direction) has been described as an example, but scanning may be performed in the vertical direction (column direction).
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is determined whether or not a finger has been touched using only a circuit capable of obtaining an output of only a part of a sensor, and only when it is determined that a finger has been touched. Since power is supplied to the entire fingerprint detection circuit in this manner, it is possible to achieve an effect that low power consumption can be realized without performing unnecessary operations. In particular, since an analog circuit such as an amplifier or an AD converter which consumes a large amount of power is stopped as much as possible and it is determined that a finger is touched with only a simple circuit, power can be used efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the circuit shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of finger detection.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation of detecting an object other than a finger.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing the operation of the circuit shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state where the circuit shown in FIG. 1 is provided in an electronic device.
[Explanation of symbols]
1 ... two-dimensional array sensor (256 x 256 elements)
2. Selector 30 to 3f Multiplexer (MUX)
40-4f ... Amplifier (AMP)
50 to 5f ... Sample hold circuit (S / H)
6 Multiplexer (MUX)
7 AD converter 8 Interface (I / F)
9 timing controller 10 setting unit 11 comparator 12 counter 13 power control unit 14 register

Claims (9)

2次元アレイセンサと検出回路とからなる指紋検出回路であって、
前記2次元アレイセンサの一部の出力を走査する走査手段と、
前記走査手段からの出力パルスの数を計数する計数手段と、
前記計数手段によるパルスの計数値が所定のしきい値を超えた場合に判定信号を出力する判定手段と、
前記判定信号が出力された場合に、前記検出回路に供給する電源をONにする電源制御手段と
を備えたことを特徴とする指紋検出回路。
A fingerprint detection circuit comprising a two-dimensional array sensor and a detection circuit,
Scanning means for scanning a part of the output of the two-dimensional array sensor;
Counting means for counting the number of output pulses from the scanning means,
Determining means for outputting a determination signal when the count value of the pulse by the counting means exceeds a predetermined threshold,
A fingerprint control circuit for turning on power supplied to the detection circuit when the determination signal is output.
前記走査手段は、前記2次元アレイを構成するセンサのうち、垂直または水平のいずれか一方向に連続する一列以上のセンサ列の出力を走査することを特徴とする請求項1に記載の指紋検出回路。2. The fingerprint detection device according to claim 1, wherein the scanning unit scans an output of one or more sensor arrays, which are continuous in one of a vertical direction and a horizontal direction, of the sensors constituting the two-dimensional array. 3. circuit. 前記走査手段は、2次元アレイの中心近傍のセンサを含むセンサ列の出力を走査することを特徴とする請求項2に記載の指紋検出回路。3. The fingerprint detection circuit according to claim 2, wherein the scanning unit scans an output of a sensor array including a sensor near a center of the two-dimensional array. 前記判定手段は、前記計数値が前記しきい値以下から該しきい値を超える値に変化した場合に判定信号を出力することを特徴とする請求項2または3に記載の指紋検出回路。4. The fingerprint detection circuit according to claim 2, wherein the determination unit outputs a determination signal when the count value changes from a value lower than the threshold value to a value exceeding the threshold value. 前記電源制御手段は、前記2次元アレイセンサを構成するすべてのセンサの走査が終了したことを示す信号を入力した場合に、前記検出回路に供給する電源をOFFにすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の指紋検出回路。The power supply control unit turns off power supplied to the detection circuit when a signal indicating that scanning of all sensors constituting the two-dimensional array sensor has been completed is input. 5. The fingerprint detection circuit according to any one of 1 to 4. 前記走査手段は、前記検出回路の一部を使用し、
前記電源制御手段は、前記検出回路のうち、該走査手段を除く回路に対して、電源供給のON/OFF制御を行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の指紋検出回路。
The scanning means uses a part of the detection circuit,
6. The fingerprint detection circuit according to claim 1, wherein the power supply control unit performs ON / OFF control of power supply to a circuit of the detection circuit other than the scanning unit. .
前記2次元アレイセンサは、感圧型容量検出方式のセンサであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の指紋検出回路。7. The fingerprint detection circuit according to claim 1, wherein the two-dimensional array sensor is a pressure-sensitive capacitance detection type sensor. 請求項1ないし7のいずれかに記載の指紋検出回路を備えたことを特徴とする電子機器。An electronic device comprising the fingerprint detection circuit according to claim 1. 前記電子機器は、前記判定信号に基づいて指紋検出のアプリケーションを起動することを特徴とする請求項8に記載の電子機器。The electronic device according to claim 8, wherein the electronic device activates a fingerprint detection application based on the determination signal.
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