JP2000279397A

JP2000279397A - 凹凸検出センサ、凹凸検出装置、指紋照合装置および個人判別装置

Info

Publication number: JP2000279397A
Application number: JP11090437A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Hashido; 隆一橋戸; Takahiro Urakabe; 隆浩浦壁; Akihiro Suzuki; 昭弘鈴木; Akihiko Iwata; 明彦岩田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓ／Ｎ比が高く、物体が移動しても正常な凹
凸を検出できるセンサを提供する。【解決手段】縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイ状に配置された
感知素子と、各列に沿って配置された走査線と、各行に
沿って配置された第１、第２の電源線および出力線とを
備え、上記感知素子は、入力端子、出力端子および制御
入力端子を備えた制御回路と、感知電極と、第１のスイ
ッチと、第２のスイッチと、コンデサとから形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋等の物体の凹
凸変化を容量値変化として捉え、その変化を電気的に検
出するセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】物体の凹凸形状を検知する為の装置とし
ての指紋センサがWO97／40744号公報に示されている。
このシステムに用いられている指紋センサの主要部を示
す回路図を図１７に示す。この回路がアレイ状になって
指紋センサを構成する。図において、12は感知素子で、
上に置かれた指紋との間で容量を形成する感知電極14か
らなる。本例では、センサ上に指紋が存在した時だけ、
指紋と感知電極14間に容量が生じる。走査前時にスイッ
チング素子16を通じて第１の走査線18から、生じた容量
に電荷が貯められる。そして走査時に第２のスイッチン
グ素子17が、第２の走査線（出力線）20にこの電荷が出
力されるよう動作する。この時、指紋の凹凸によって感
知電極との距離が異なるので容量値が異なる。従って、
容量に貯められた電荷量が異なるので、この電荷量を第
１及び第２の走査線を走査することで2次元状に測定し
て指紋の凹凸パターンが得られる。指紋と感知電極で構
成される容量が小さいために保持される電荷量が小さ
い。このため、ここでは、出力線20の先に電荷増幅器を
設けて電荷を増幅して、S／N比を向上している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、物体と感知電
極で構成される容量が小さいために保持される電荷量が
小さく、この構成ではS／N比が悪い。またこの微少な電
荷量を読み取るために高性能な電荷量を読み取る回路が
必要となる。また感知電極からの出力はアナログであ
る。またアレイを逐次走査するので、物体が走査中に移
動するなどした場合、正常な凹凸を検出できない、など
の問題が存在する。また、出力線上のノイズの影響を受
け易い。さらには、人体の静電気の影響でセンサが破壊
される恐れがあった。

【０００４】そこで、本発明は、Ｓ／Ｎ比が高く、物体
が移動しても正常な凹凸を検出することを目的とする。

【０００５】また、集積度の高いもの、分解能の良いも
の、製造プロセスが単純化できるもの、劣化が少ないも
の、低コスト化できるものを提供することを第２の目的
とする。さらに、静電気の影響でセンサが破壊されない
ものを提供することを第３の目的とする。さらにまた、
確実で壊れ難い個人判別装置を提供することを第４の目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る凹
凸検出センサは、感知素子が縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイ状
に配置された感知素子アレイと、この感知素子アレイの
各行に沿って配置された第１の電源線、第２の電源線お
よび出力線と、上記感知素子アレイの各列に沿って配置
された走査線とを備え、上記感知素子は、入力端子、出
力端子および制御入力端子を備えた制御回路と、感知電
極と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、コンデサ
とを備え、上記感知電極は上記第１のスイッチの一端に
接続し、上記第１のスイッチの他端は上記第２のスイッ
チの一端と上記コンデンサの一端および上記制御回路の
入力端子に接続し、上記第２のスイッチの他端は上記第
１の電源線に、上記コンデンサの他端は上記第２の電源
線に、上記制御回路の出力端子は上記出力線に、上記制
御回路の制御入力端子は上記走査線に、それぞれ接続す
るものである。

【０００７】請求項２の発明に係る凹凸検出センサは、
制御回路を増幅器としたものである。

【０００８】請求項３の発明に係る凹凸検出センサは、
制御回路が一つのMOSトランジスタからなるものであ
る。

【０００９】請求項４の発明に係る凹凸検出センサは、
MOSトランジスタのゲート電極を入力端子、MOSトランジ
スタのソース電極およびドレイン電極のうち一方の電極
を出力端子、他方の電極を制御入力端子としたものであ
る。

【００１０】請求項５の発明に係る凹凸検出センサは、
MOSトランジスタのゲート電極を制御入力端子、ドレイ
ン電極およびソース電極のうち一方の電極を入力端子、
他方の電極を出力端子としたものである。

【００１１】請求項６の発明に係る凹凸検出センサは、
感知電極に第３のスイッチの一端を接続し、第３のスイ
ッチの他端は第２の電源線に接続したものである。

【００１２】請求項７の発明に係る凹凸検出センサは、
第１の電源線、上記第２の電源線、上記第１、第２、第
３のスイッチの制御線の少なくとも一つは隣り合った感
知素子で共用するものである。

【００１３】請求項８の発明に係る凹凸検出センサは、
感知素子からのデータを処理する信号処理回路を感知素
子と同一の基板に形成したものである。

【００１４】請求項９の発明に係る凹凸検出センサは、
感知電極の形状を正方形または長方形とし、感知素子ア
レイの隣り合う感知素子のピッチを50μm以内にしたも
のである。

【００１５】請求項１０の発明に係る凹凸検出センサ
は、縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイにおいて、Ｎ／Ｍが1以上
の時は行方向にアレイを走査し、Ｎ／Ｍが1以下の場合
は列方向にアレイを走査するものである請求項１１の発
明に係る凹凸検出センサは、感知電極上に誘電体を堆積
させたものである。

【００１６】請求項１２の発明に係る凹凸検出装置は、
感知素子および信号処理回路からなるセンサを誘電体基
板上に形成したものである。

【００１７】請求項１３の発明に係る凹凸検出センサ
は、感知素子および信号処理回路からなるセンサを画像
表示デバイスと同一の基板に形成したものである。

【００１８】請求項１４の発明に係る指紋照合装置は、
請求項１乃至１３のいずれかに記載の凹凸検出センサを
指紋を検知するセンサとして用いたものである。

【００１９】請求項１５の発明に係る個人判別装置は、
請求項１４の指紋照合装置を備えたものである。

【００２０】請求項１６の発明に係る凹凸検出装置は、
凹凸検出センサに物体がアクセスする部分に電源に接続
された可動な導体を設けたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１による凹凸検出センサの主要部の構成を
示す回路図である。ここで100は走査線、200は出力線、
300，400は電源線または制御線、1は感知電極、2は制御
回路としての増幅器、5は第１のスイッチ、6は第２のス
イッチ、10はコンデンサ、21は増幅器の入力端子、22は
増幅器の制御入力端子、23は増幅器の出力端子である。
感知電極１、増幅器２、第１のスイッチ５、第２のスイ
ッチ６およびコンデンサ10で一つの感知素子11を構成し
ており、この感知素子11を縦Ｎ行横Ｍ列のアレイに並べ
て感知素子アレイとし、凹凸検出センサを構成する。

【００２２】感知電極１に指等の物体が近付いた場合、
指紋等の物体の凹凸によって感知電極１と物体の間には
空気などが充填された間隙が生じる。即ち、感知電極１
と物体の間に物体の凹凸に依存した容量値をもつ容量
（感知容量）が発生する。従来ではこの容量値を測定す
ることで、物体の凹凸を二次元的に得ていた。しかしこ
の時、アレイを逐次走査するために、走査している間に
物体が移動するとその間に感知容量が変化して物体の凹
凸を正しく検出できないという問題があった。

【００２３】本発明では、各感知素子にメモリ機能を組
み込み、物体の凹凸情報を一括して一時的にメモリに蓄
え、順次出力していくような構成とさせる。図１におい
て、電源線400の電位をVcc＝V_H、電源線300の電位をVee
＝0V、コンデンサ10の容量値をC_S、感知容量をC_f、接続
点1000の電位をV₁₀₀₀とする。また簡単のため、物体の
表面電位はアース電位になっているとする。

【００２４】まず初期状態では、スイッチ6が導通状態
（オン）、スイッチ5が非導通状態（オフ）になってい
る。スイッチ6がオンの時、電源線400からコンデンサ10
に電荷Q0＝C_S・V_Hが貯まる。次にスイッチ6がオフす
る。次にスイッチ5がオンすると、コンデンサ10と感知
容量の間で電荷の容量移行が生じる。これより接続点10
00の電位は

【００２５】

【数１】（１）

【００２６】となる。式（１）より、感知容量の容量値
によって接続点1000の電位が異なることがわかる。次に
スイッチ5がオフする。これにより、物体が移動して感
知容量が変化しても接続点1000の電位は変化せず、各要
素に物体の凹凸情報が貯えられることになる。この凹凸
情報を制御回路としての増幅器２の入力端子21に入力し
て増幅し、出力端子23から出力線200に出力する。この
時、増幅器2の制御入力端子が接続された走査線100と、
増幅器２の出力端子23が接続された出力線200を任意の
走査周波数で走査して、アレイの情報を２次元情報とし
て読み取る。

【００２７】本構成では物体の凹凸情報を各アレイに設
けられたコンデンサ10に一括して貯えるために、物体が
移動しても物体の凹凸を正確に検知できる。また、この
ようなメモリ機能を設けたことによって、物体の移動速
度を気にせずに走査できるので、アレイの情報を読み取
る走査周波数を下げることができ、周辺回路の負担が小
さくなる。また、ここでは、それぞれの感知素子11に増
幅器を設けているのでS／N比が向上する。

【００２８】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２による凹凸検出センサの主要部の構成を示す回路
図である。本構成では実施の形態１の制御回路としての
増幅器を、たった一つのMOSトランジスタ3で構成してい
る。MOSトランジスタ3のゲート電極31を入力端子として
接続点1000に接続し、ソース電極32を制御入力端子とし
て走査線100に接続、ドレイン電極33を出力端子として
出力線200に接続する。MOSトランジスタ3の出力電流は
ゲート電極31にかかる電位によって異なるので、接続点
1000にMOSトランジスタのゲート電位を接続すること
で、感知容量に依存した出力電流が得られることにな
る。

【００２９】また、このMOSトランジスタ3の出力端子33
に容量などを接続しておけば、出力電流に応じた電荷が
貯えられる。即ち、感知容量に依存した出力電圧が得ら
れる。即ち、容量−電圧変換ができる。これら出力電
流、出力電圧を二次元状に測定し、解析することで物体
の二次元状の凹凸を検知することができる。

【００３０】通常、増幅器は幾つかの素子が必要となり
構成が複雑である。しかし、本構成ではたった一つのト
ランジスタで信号を増幅させているために、構成が単純
となり、感知素子の占有面積を小さくできる。

【００３１】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３による凹凸検出センサの主要部の構成を示す回路
図である。本構成では実施の形態１の増幅器の代わり
に、制御回路をたった一つのMOSトランジスタ30で構成
して、MOSトランジスタ30のゲート電極302を制御入力端
子として走査線100に接続し、ドレイン電極301を入力端
子として接続点1000に接続し、ソース電極303を出力端
子として出力線200に接続している。本構成では、制御
回路としてのMOSトランジスタ3はスイッチとして機能す
る。本構成は感知電極面積が大きい場合などのS／N比が
十分取れる場合に有効な手段である。

【００３２】なお、図３に於いて、例えば、初期条件と
してHn（出力線200）の電位を０Vとする。接続点1000の
電位は０V〜Vccの電位の間の値を取る。従って、Hnに接
続される端子はMOSトランジスタ３０がN型の場合はソー
ス電極となるが、逆にP型の場合はドレイン電極とな
る。また、初期条件としてHnの電位をVccとすると、Hn
に接続される端子はMOSトランジスタ３０がN型の場合は
ドレイン電極となるが、逆にP型の場合はソース電極と
なる。即ち、Hnには、Hnと接続点1000の電位関係と、用
いられるMOSトランジスタの型によって、ドレイン電極
とソース電極の適当なものが接続される。

【００３３】実施の形態４．図４、図５、および図６
は、この発明の実施の形態4による凹凸検出センサの主
要部の構成を示す回路図である。図４、図５、および図
６はそれぞれ図１、図２、および図３の感知電極１に第
３のスイッチ４を接続したものである。

【００３４】感知電極1には、感知容量を測定した後に
十分時間が経たなければ残留電荷が生じることがある。
この残留電荷はS／N比を悪化させるので、図のようにコ
ンデンサ10の基準電位となる電源線300に第３のスイッ
チ4を接続することにより、最適なリセットタイミング
で残留電荷を消去させる。

【００３５】実施の形態５．図７、図８および図９は、
この発明の実施の形態５による物体の凹凸検出センサの
主要部の構成を示す回路図である。図７、図８および図
９は、それぞれ図４、図５および図６の感知素子１１を
上下対称に配置し、上下の感知素子で電源線300を共用
している。スイッチを設けると電源線や制御線が必要と
なるので、アレイ面積が大きくなってしまう。そこで図
のように隣り合った二つの感知素子で配線を共有する
と、配線の本数が従来に比べて半分にできる。図では電
源線を共有する例だけを示したが、図示していない制御
線を共有しても良い。本構成により削減された配線の面
積分だけ、センサの集積度が向上するほか、それら配線
によって生じた寄生容量などによるS／N比の低下を防げ
る。

【００３６】実施の形態６．センサ内部に感知素子アレ
イからのデータを測定する信号処理回路を組み込むこと
により、センサ以外の周辺回路の設計を容易にするとと
もに、チップ内部で信号処理をすることによりS／N比を
向上させることができる。

【００３７】図１０に周辺回路を組み込んだブロック図
の一例を示す。100、200および300はそれぞれこれまで
の実施の形態で示した走査線、出力線、および電源線を
示す、2001は走査信号発生回路、200２は信号処理回
路、2000は感知素子アレイである。図１１と図１２は信
号処理回路の一例であ、8は読み出しスイッチ、500は信
号出力線、3000、3001は信号変換回路である。図１１の
ように各リード線に信号変換回路3000を一つづつ設ける
と、信号変換回路の動作周波数は小さくできる利点があ
る。但し、この場合チップ占有面積が大きくなる。ま
た、図１２のように信号変換回路3001を信号出力線に1
つだけ設けると、信号変換回路のチップ占有面積を小さ
くできる利点がある。但し、この場合動作周波数が大き
くなる。

【００３８】実施の形態７．上記各実施の形態におい
て、指紋はその特性上凹凸が一定周期で連続して現われ
る。感知電極の形状を丸形や台形ではなく正方形又は長
方形にすることによって、一定周期で連続した凹凸に対
する接地面積を有効的に増加できる。ここで、指紋のピ
ッチは子供でおよそ100μmといわれているために、感知
電極の間隔を50μm以下とすれば指紋を十分判別できる
分解能を有する。

【００３９】実施の形態８．また、感知素子アレイの縦
横比、すなわち、縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイにおいて、Ｎ
／Ｍの値を考慮し、１以上の時は行（横）方向にアレイ
を走査し、１以下の場合は列（縦）方向にアレイを走査
するような構成とすることもできる。感知素子からの信
号はリード線を介して信号処理回路に送られる。リード
線はアレイ内に於いて必ず走査信号線と走査信号線数分
だけ交差する部分が生じる。また各種配線と交差する部
分も生じる時がある。このような交差部分は寄生容量と
なるために、S／N比を悪化させてしまう。従って、測定
する物体の縦横比を考慮して、リード線が各種配線と交
差する回数が小さくなるように構成することでS／N比を
向上できる。

【００４０】実施の形態９．また、感知電極上に誘電体
を堆積させた構成とすることもできる。アレイ全体の面
積を大きく取れない場合、空気の誘電率で決まる感知容
量の変動は小さい。そこで感知容量と直列接続となるよ
うな容量を付加させると感知容量の変動を感度良く検知
できため、センサのS／N比を改善できる。また感知電極
の劣化を保護する効果がある。

【００４１】実施の形態１０．さらに、センサを通常の
Si製基板上に製作するのではなく誘電体基板上に製作さ
せる構成とすることもできる。Si製基板は導電性がある
ために基板と回路との間で寄生容量を発生させ、S／N比
を悪化させる。浮遊状態にある容量はその存在を無視で
きるので、誘電体基板上にセンサを製作することでS／N
比を改善できる。また基板を高価なSiを用いずにすむの
でコストが減少できる。

【００４２】実施の形態１１．さらには、図１３に示す
ように、センサを画像表示デバイスと一緒に造り込んで
凹凸検出装置とすることもできる。図１３において、10
000はTFTのような画像表示デバイス、4000は凹凸検出セ
ンサであり、これらは１枚の基板11000に形成してい
る。利用者が画面表示にしたがって情報を入力する方法
に於いて、従来は画像表示デバイス上にシート状のセン
サを貼り付けていたためコストが高かった。本構成およ
びセンサへの入出力基板を画像表示デバイスの入出力基
板と共用することでコストが減少できる。

【００４３】実施の形態１２．さらに、センサ、メモ
リ、電源とマイクロプロセッサなどを備え、単体で少な
くとも一人の識別された指紋を照合する装置としてもよ
い。例えば、図１４に示すように、画像表示デバイス10
000、凹凸検出センサ4000、演算システム30000を一つの
指紋照合装置12000として構成することにより、他の演
算システムから隔離された場所でも使用できる。例え
ば、扉などである。また外部との接続がないので、情報
のやり取りを妨害しにくくなる。従って、安全性が向上
する。

【００４４】実施の形態１３．以上の実施の形態で示し
た凹凸検出センサは現金自動預け払い機またはクレジッ
トカード認証機などの本人識別用に用いることができ
る。従来は暗証番号だけで本人を確認していた物が、指
紋などの身体的特徴を認識することでより安全性が飛躍
的に向上できる。

【００４５】実施の形態１４．図１５は、この発明の実
施の形態１４による凹凸検出装置の一例を示す図であ
る。4000はセンサ、5000は装置の筐体、6000は導体、70
00は衝撃吸収装置である。通常物体は浮遊電位を持って
いる。従って、直接センサに物体を接触させると、セン
サが絶縁破壊を起こす場合がある。

【００４６】本構成ではまず物体は導体6000に接触す
る。導体6000は電源に接続され、物体が持っていた電荷
を電源に流す。次に物体の凹凸を読み取るために、物体
を押すと衝撃吸収装置7000が縮み、物体表面がセンサ40
00に接触する。そしてセンサが動作し、物体の凹凸を検
出する。このようにして、物体がセンサに接触する前に
必ずアースなどに接触するよう、物体がセンサにアクセ
スする部分に電源に接続された可動な導体を設けたこと
で浮遊電位を打ち消す。

【００４７】本構成によりセンサの絶縁破壊や誤動作を
防げる。また物体が浮遊電位を持たず、物体の表面電位
がほぼ一定でセンサに接触するために、S／N比が向上で
きる。

【００４８】実施の形態１５．図１６（ａ）、（ｂ）は
実施の形態１５による凹凸検出装置の一例を示す図であ
る。4000は凹凸検出センサ、50000は導体性のカバー、6
0000は導体性のレールである。まず、図１６（ａ）の状
態で、物体はカバー50000に接触する。カバー50000はレ
ール60000を介して電源に接続されており、物体が持っ
ていた電荷を電源に流す。次に物体の凹凸を読み取るた
めに、カバー50000をレール60000に沿ってスライドさ
せ、図１６（ｂ）の状態になって、物体表面がセンサ40
00に接触する。そしてセンサが動作し、物体の凹凸を検
出する。このようにして、物体がセンサに接触する前に
必ずアースなどに接触するよう、物体がセンサにアクセ
スする部分に電源に接続された可動な導体を設けたこと
で浮遊電位を打ち消す。

【００４９】本構成により、実施の形態１４と同様セン
サの絶縁破壊や誤動作を防げ、また物体が浮遊電位を持
たず、物体の表面電位がほぼ一定でセンサに接触するた
めに、S／N比が向上できる。また、非検出時はカバーは
閉じており、センサ表面を保護する効果もある。

【００５０】

【発明の効果】この発明に係る請求項１の凹凸検出セン
サは、感知素子が縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイ状に配置され
た感知素子アレイと、この感知素子アレイの各行に沿っ
て配置された第１の電源線、第２の電源線および出力線
と、上記感知素子アレイの各列に沿って配置された走査
線とを備え、上記感知素子は、入力端子、出力端子およ
び制御入力端子を備えた制御回路と、感知電極と、第１
のスイッチと、第２のスイッチと、コンデサとを備え、
上記感知電極は上記第１のスイッチの一端に接続し、上
記第１のスイッチの他端は上記第２のスイッチの一端と
上記コンデンサの一端および上記制御回路の入力端子に
接続し、上記第２のスイッチの他端は上記第１の電源線
に、上記コンデンサの他端は上記第２の電源線に、上記
制御回路の出力端子は上記出力線に、上記制御回路の制
御入力端子は上記走査線に、それぞれ接続したので、走
査時に物体が移動しても正確な凹凸が検出できる。

【００５１】この発明に係る請求項２の凹凸検出センサ
は、制御回路を増幅器としたので、Ｓ／Ｎ比の高いもの
が得られる。

【００５２】この発明に係る請求項３の凹凸検出センサ
は、制御回路を一つのMOSトランジスタとしたので、感
知素子の占有面積が減少でき、分解能が向上する。

【００５３】この発明に係る請求項４の凹凸検出センサ
は、MOSトランジスタのゲート電極を入力端子、ソース
電極およびドレイン電極のうち一方の電極を出力端子、
他方の電極を制御入力端子としたので、感知素子の占有
面積が減少でき、分解能が向上する。

【００５４】この発明に係る請求項５の凹凸検出センサ
は、MOSトランジスタのゲート電極を制御入力端子、ソ
ース電極およびドレイン電極のうち一方の電極を入力端
子、他方の電極を出力端子としたので、感知素子の占有
面積が減少でき、分解能が向上する。

【００５５】この発明に係る請求項６の凹凸検出センサ
は、感知電極に第３のスイッチの一端を接続し、第３の
スイッチの他端は第２の電源線に接続したので、本来は
浮遊状態にある全ての感知電極を、任意の規定電位にリ
セットできるためにS／N比が向上する。

【００５６】この発明に係る請求項７の凹凸検出センサ
は、第１の電源線、第２の電源線、第１、第２、第３の
スイッチの制御線の少なくとも一つは隣り合った感知素
子で共用するようにしたので、センサの集積度が向上
し、またS／N比の低下を防げる。

【００５７】この発明に係る請求項８の凹凸検出センサ
は、感知素子からのデータを処理する信号処理回路を上
記感知素子と同一の基板に形成したので、S／N比の向上
および部品点数が削減できる。

【００５８】この発明に係る請求項９の凹凸検出センサ
は、感知電極の形状を正方形または長方形とし、上記感
知素子アレイの隣り合う感知素子のピッチを50μm以内
にしたので、指紋センサとした場合に分解能が適当なも
のが得られる。

【００５９】この発明に係る請求項１０の凹凸検出セン
サは、上記縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイにおいて、Ｎ／Ｍが
1以上の時は行方向にアレイを走査し、Ｎ／Ｍが1以下の
場合は列方向にアレイを走査するようにしたので、S／N
比が高いものが得られる。

【００６０】この発明に係る請求項１１の凹凸検出セン
サは、感知電極上に誘電体を堆積させたので、アレイ面
積を大きく取れない場合でもS／N比の高いものが得られ
る。また感知電極の劣化が防止できる。

【００６１】この発明に係る請求項１２の凹凸検出セン
サは、感知素子および信号処理回路からなるセンサを誘
電体基板上に形成したので、S／N比が高いものが得られ
る。また基板に高価なSiを用いずにすむので低コストな
ものが提供できる。

【００６２】この発明に係る請求項１３の凹凸検出装置
は、感知素子および信号処理回路からなる凹凸検出セン
サを画像表示デバイスと同一の基板に形成したので、低
コストなものが提供できる。

【００６３】この発明に係る請求項１４の指紋照合装置
は、請求項１乃至１３のいずれかの凹凸検出センサを指
紋を検知するセンサとして用いたので、他の演算システ
ムから隔離された場所でも使用でき、また壊れにくいも
のが提供できる。

【００６４】この発明に係る請求項１５の個人判別装置
は、請求項１４の指紋照合装置を備えたので、指紋とい
う身体的特徴を認識することでより安全性が飛躍的に向
上できる。また壊れ難いものを提供できる。

【００６５】この発明に係る請求項１６の凹凸検出装置
は、物体がセンサにアクセスする部分に電源に接続され
た可動な導体を設けたので、センサの絶縁破壊が防が
れ、またS／N比が高いものを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態1による凹凸検出センサ
の主要部の構成を示す回路図である。

【図２】この発明の実施の形態2による凹凸検出センサ
の主要部の構成を示す回路図である。

【図３】この発明の実施の形態3による凹凸検出センサ
の主要部の構成を示す回路図である。

【図４】この発明の実施の形態4による凹凸検出センサ
の主要部の構成を示す回路図である。

【図５】この発明の実施の形態4による凹凸検出センサ
の主要部の他の構成を示す回路図である。

【図６】この発明の実施の形態4による凹凸検出センサ
の主要部のさらに他の構成を示す回路図である。

【図７】この発明の実施の形態5による凹凸検出センサ
の主要部の構成を示す回路図である。

【図８】この発明の実施の形態5による凹凸検出センサ
の主要部の他の構成を示す回路図である。

【図９】この発明の実施の形態5による凹凸検出センサ
の主要部のさらに他の構成を示す回路図である。

【図１０】この発明の実施の形態6による凹凸検出セン
サの構成を示す回路図である。

【図１１】図１０に示した信号処理回路の構成を示す回
路図である。

【図１２】図１１に示した信号処理回路の他の構成を示
す回路図である。

【図１３】この発明の実施の形態１１による凹凸検出装
置の構成を示す図である。

【図１４】この発明の実施の形態１２による指紋照合装
置の構成を示す図である。

【図１５】この発明の実施の形態１４による凹凸検出装
置の構成を示す回路図である。

【図１６】この発明の実施の形態１５による凹凸検出装
置の構成を示す回路図である。

【図１７】従来の凹凸検出センサの主要部を示す回路図
である。

【符号の説明】

１感知電極２制御回路としての増幅器３、３０制御回路としてのMOSトランジスタ４第３のスイッチ５第１のスイッチ６第２のスイッチ１０コンデンサ２１増幅器の入力端子２２増幅器の制御入力端子２３増幅器の出力端子３１入力端子としてのＭＯＳトランジスタのゲート電
極３２制御入力端子としてのＭＯＳトランジスタのソー
ス電極３３出力端子としてのＭＯＳトランジスタのドレイン
電極３０１入力端子としてのＭＯＳトランジスタのドレイ
ン電極３０２制御入力端子としてのＭＯＳトランジスタのゲ
ート電極３０３出力端子としてのＭＯＳトランジスタのソース
電極１００走査線、２００出力線、３００第２の電源線４００第１の電源線２００２信号処理回路１００００画像表示デバイス６０００、５００００可動な導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木昭弘東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者岩田明彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2F063 AA41 BA29 CA08 DA02 DA05 DD07 HA04 4C038 FF01 FF05 FG00 5B043 BA02 DA07 5B047 AA25 BC01 DA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感知素子が縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイ状に
配置された感知素子アレイと、この感知素子アレイの各
行に沿って配置された第１の電源線、第２の電源線およ
び出力線と、上記感知素子アレイの各列に沿って配置さ
れた走査線とを備え、上記感知素子は、入力端子、出力
端子および制御入力端子を備えた制御回路と、感知電極
と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、コンデサと
を備え、上記感知電極を上記第１のスイッチの一端に、
上記第１のスイッチの他端を上記第２のスイッチの一端
と上記コンデンサの一端および上記制御回路の入力端子
に、上記第２のスイッチの他端を上記第１の電源線に、
上記コンデンサの他端を上記第２の電源線に、上記制御
回路の出力端子を上記出力線に、上記制御回路の制御入
力端子を上記走査線に、それぞれ接続したことを特徴と
する凹凸検出センサ。
【請求項２】上記制御回路が増幅器であることを特徴
とする請求項１記載の凹凸検出センサ。
【請求項３】上記制御回路が一つのMOSトランジスタ
からなることを特徴とする請求項１記載の凹凸検出セン
サ。
【請求項４】上記MOSトランジスタのゲート電極を入
力端子、上記MOSトランジスタのソース電極およびドレ
イン電極のうち一方の電極を出力端子、他方の電極を制
御入力端子としたことを特徴とする請求項３記載の凹凸
検出センサ。
【請求項５】上記MOSトランジスタのゲート電極を制
御入力端子、上記MOSトランジスタのソース電極および
ドレイン電極のうち一方の電極を入力端子、他方の電極
を出力端子としたことを特徴とする請求項３記載の凹凸
検出センサ。
【請求項６】上記感知電極に第３のスイッチの一端を
接続し、上記第３のスイッチの他端は上記第２の電源線
に接続したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
に記載の凹凸検出センサ。
【請求項７】上記第１の電源線、上記第２の電源線、
上記第１のスイッチの制御線、上記第２のスイッチの制
御線、上記第３のスイッチの制御線、のうち少なくとも
一つは隣り合った感知素子で共用することを特徴とする
請求項１乃至６のいずれかに記載の凹凸検出センサ。
【請求項８】上記感知素子からのデータを処理する信
号処理回路を上記感知素子と同一の基板に形成したこと
を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の凹凸検
出センサ。
【請求項９】上記感知電極の形状を正方形または長方
形とし、上記感知素子アレイの隣り合う感知素子のピッ
チを50μm以内にしたことを特徴とする請求項１乃至８
のいずれかに記載の凹凸検出センサ。
【請求項１０】上記縦Ｎ行×横Ｍ列のアレイにおい
て、Ｎ／Ｍが1以上の場合は行方向にアレイを走査し、
Ｎ／Ｍが1以下の場合は列方向にアレイを走査すること
を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の凹凸
検出センサ。
【請求項１１】上記感知電極上に誘電体を堆積させた
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の
凹凸検出センサ。
【請求項１２】上記感知素子および信号処理回路から
なるセンサを誘電体基板上に形成したことを特徴とする
請求項１乃至１１のいずれかに記載の凹凸検出センサ。
【請求項１３】上記感知素子および信号処理回路か
らなる凹凸検出センサを画像表示デバイスと同一の基板
に形成したことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれ
かに記載の凹凸検出装置。
【請求項１４】少なくとも1人の識別された指紋を照
合させる指紋照合装置であって、請求項１乃至１３のい
ずれかに記載の凹凸検出センサを指紋を検知するセンサ
として用いたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項１５】請求項１４の指紋照合装置を備えたこ
とを特徴とする個人判別装置。
【請求項１６】請求項１乃至１３のいずれかに記載の
凹凸検出センサに物体がアクセスする部分に電源に接続
された可動な導体を設けたことを特徴とした凹凸検出装
置。