JP2002340516A - Sensor apparatus for detecting fine shape object - Google Patents

Sensor apparatus for detecting fine shape object

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JP2002340516A JP2001146059A JP2001146059A JP2002340516A JP 2002340516 A JP2002340516 A JP 2002340516A JP 2001146059 A JP2001146059 A JP 2001146059A JP 2001146059 A JP2001146059 A JP 2001146059A JP 2002340516 A JP2002340516 A JP 2002340516A
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克之 町田
Oku Kuraki
億 久良木
Toshishige Shimamura
俊重 島村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high adjustment accuracy to the characteristics of a sensor circuit, without increasing the manufacturing costs. SOLUTION: In the sensor apparatus for detecting a fine shape, objects the amount of electricity that changes according to a fine shape object to be detected is detected by a detection element 1, and sensor cells 11 for outputting a signal, in response to the amount of electricity from a sensor circuit 2, are arranged two-dimensionally for detecting the irregularities of the fine shape object. In the sensor apparatus, an offset circuit 8 for adjusting the detection sensitivity in the sensor circuit 2 is provided for each sensor circuit 2 of each sensor cell, and detection sensitivity is adjusted across the board for each sensor circuit 2, based on an offset control signal 8A.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微細形状検出セン
サ装置に関し、特に人間の指紋や動物の鼻紋などの微細
な凹凸を感知する微細形状検出センサ装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine shape detecting sensor device, and more particularly to a fine shape detecting sensor device for detecting fine irregularities such as a human fingerprint and an animal nose pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】検出対象の微細形状を検出する微細形状
検出センサ装置の応用例として、指紋のパターンを検出
する指紋センサが多数提案されている。例えば、「ISSC
C DIGEST OF TECHNICAL PAPERS」 FEBRUARY 1998 pp.28
4〜285に記載されている。これは、LSIチップの上に
2次元に配列されたセル(以下、センサセルという)の
内部にセンサ電極を設け、このセンサ電極と絶縁膜を介
して触れた指の皮膚との間に形成される静電容量を検出
して、指紋の凹凸パターンを感知するものである。指紋
の凹凸により形成される容量の値が異なるため、この容
量差を検出することで指紋の凹凸を感知することができ
る。
2. Description of the Related Art Many fingerprint sensors for detecting a fingerprint pattern have been proposed as applications of a fine shape detecting sensor device for detecting a fine shape of a detection target. For example, "ISSC
C DIGEST OF TECHNICAL PAPERS '' FEBRUARY 1998 pp.28
4-285. In this method, a sensor electrode is provided inside a two-dimensionally arranged cell (hereinafter, referred to as a sensor cell) on an LSI chip, and is formed between the sensor electrode and the skin of a finger touched via an insulating film. It detects the capacitance and detects the concave / convex pattern of the fingerprint. Since the value of the capacitance formed by the unevenness of the fingerprint is different, the unevenness of the fingerprint can be sensed by detecting the difference in the capacitance.

【0003】また、複数あるセンサ回路の検出感度を個
別に調整する手段を有する微細形状検出センサ装置が提
案されている(例えば、特願2000−171932号
など参照)。図8に従来の微細形状検出センサ装置のブ
ロック図を示す。センサセル11は、検出素子1、セン
サ回路2、キャリブレーション回路3および選択回路9
で構成されている。
Further, there has been proposed a fine shape detection sensor device having means for individually adjusting the detection sensitivities of a plurality of sensor circuits (for example, see Japanese Patent Application No. 2000-171932). FIG. 8 shows a block diagram of a conventional fine shape detection sensor device. The sensor cell 11 includes a detection element 1, a sensor circuit 2, a calibration circuit 3, and a selection circuit 9.
It is composed of

【0004】検出素子1は、微細形状を電気量に変換す
るための素子である。センサ回路2は、微細形状により
変化する検出素子の電気量を計測し、その電気量に応じ
た出力信号2Aへ変換して出力する回路である。キャリ
ブレーション回路3は、当該センサセル11のセンサ回
路2の検出感度を各センサセルごとに個別に調整(感度
調整)する回路である。選択回路9は選択信号9Aに基
づき当該センサセル11を動作状態とする回路である。
[0004] The detecting element 1 is an element for converting a fine shape into an electric quantity. The sensor circuit 2 is a circuit that measures the amount of electricity of the detection element that changes according to the minute shape, converts it into an output signal 2A corresponding to the amount of electricity, and outputs the output signal 2A. The calibration circuit 3 is a circuit for individually adjusting (sensitivity adjustment) the detection sensitivity of the sensor circuit 2 of the sensor cell 11 for each sensor cell. The selection circuit 9 is a circuit that activates the sensor cell 11 based on the selection signal 9A.

【0005】各センサセル11のセンサ回路2における
検出感度を調整する(以下、キャリブレーションとい
う)ときは、被測定物として、凹凸のない基準サンプル
をそのセンサで検出したり、センサ面に何も置かずに検
出を行うことで、各センサセルに同一の測定値を検出さ
せる。センサセル11からの出力信号2Aはデータ線D
Lを介してA/D変換回路4に入力されデジタル出力信
号4Aとして出力される。A/D変換回路4から出力し
たデジタル出力信号4Aは、信号処理回路に入力され
る。信号処理回路はA/D変換回路から出力したデジタ
ル信号と本来出力すべきデジタル信号を比較して、セン
サ回路2の検出感度を調整するための制御信号5Aを出
力する。
When the detection sensitivity of the sensor circuit 2 of each sensor cell 11 is adjusted (hereinafter referred to as calibration), a reference sample having no unevenness is detected by the sensor as an object to be measured, or nothing is placed on the sensor surface. By performing the detection without detecting, the same measurement value is detected in each sensor cell. The output signal 2A from the sensor cell 11 is the data line D
The signal is input to the A / D conversion circuit 4 via L and output as a digital output signal 4A. The digital output signal 4A output from the A / D conversion circuit 4 is input to the signal processing circuit. The signal processing circuit compares the digital signal output from the A / D conversion circuit with the digital signal that should be output, and outputs a control signal 5A for adjusting the detection sensitivity of the sensor circuit 2.

【0006】センサセル11では、制御線CLを介して
入力された制御信号5Aに基づいて、キャリブレーショ
ン回路3を制御する。データ線DLおよび制御線CL
は、複数のセンサセル11で共用されており、セル選択
線WLにより順次センサセル11が選択されて、逐次的
にセンサセル11の出力信号2AがA/D変換回路4に
入力され、信号処理回路5によりセンサセル内のキャリ
ブレーション回路3が制御される。
The sensor cell 11 controls the calibration circuit 3 based on the control signal 5A input via the control line CL. Data line DL and control line CL
Is shared by a plurality of sensor cells 11, the sensor cells 11 are sequentially selected by a cell selection line WL, and the output signal 2A of the sensor cell 11 is sequentially input to the A / D conversion circuit 4, and the signal processing circuit 5 The calibration circuit 3 in the sensor cell is controlled.

【0007】この動作を各センサセル11に対して1回
または複数回繰り返すことにより個々のセンサ回路2の
検出感度を調整し、各センサセルの性能を均一にする。
キャリブレーション回路3は、負荷回路31とメモリ回
路32で構成される。信号処理回路5により得られた制
御信号(調整パラメータ)5Aがメモリ回路32に書き
込まれて保持され、このメモリ回路32に書込まれたデ
ータにより負荷回路31が制御される。
This operation is repeated once or plural times for each sensor cell 11, thereby adjusting the detection sensitivity of each sensor circuit 2 and making the performance of each sensor cell uniform.
The calibration circuit 3 includes a load circuit 31 and a memory circuit 32. A control signal (adjustment parameter) 5A obtained by the signal processing circuit 5 is written and held in the memory circuit 32, and the data written in the memory circuit 32 controls the load circuit 31.

【0008】図9に、従来のセンサセルの具体的構成例
を示す。検出素子1は絶縁層16に形成されパシベーシ
ョン膜15に覆われたセンサ電極1Bで実現され、電気
量として指表面14とセンサ電極1Bの間に形成される
静電容量Cfを用いている。センサ回路2は、PchM
OSFETQ1、NchMOSFETQ2,Q3、定電流
源Iおよび抵抗Rから構成されている。Cp0は寄生容量
である。
FIG. 9 shows a specific configuration example of a conventional sensor cell. Detection element 1 uses a capacitance C f, which is formed between the finger surface 14 and the sensor electrode 1B is implemented by a sensor electrode 1B covered with a passivation film 15 is formed on the insulating layer 16, as an electrical quantity. The sensor circuit 2 is a PchM
It comprises an OSFET Q 1 , Nch MOSFETs Q 2 and Q 3 , a constant current source I and a resistor R. C p0 is a parasitic capacitance.

【0009】図10に動作タイミングチャートを示す。
時刻T1以前では、センサ回路制御信号/PRE(PR
Eバー)が電源電圧V DDに制御されてQ1がオフし、セ
ンサ回路制御信号REが電圧0Vに制御されてQ2がオ
フしており、節点N1は0Vである。時刻T1に信号/
PREが0Vに制御されてQ1がオンし、節点N1はVDD
まで上昇する。そして時刻T2に信号/PREおよび信
号REがVDDへ制御されてQ 1がオフするとともにQ2
オンする。これにより、静電容量Cfに蓄積された電荷
が放電される。
FIG. 10 shows an operation timing chart.
Before time T1, the sensor circuit control signal / PRE (PR
E bar) is the power supply voltage V DDControlled by Q1Is off and
When the sensor circuit control signal RE is controlled to a voltage of 0 V and QTwoBut
And node N1Is 0V. At time T1,
PRE is controlled to 0V and Q1Turns on, and node N1Is VDD
To rise. At time T2, the signals / PRE and
No. RE is VDDIs controlled to Q 1Turns off and QTwoBut
Turn on. Thereby, the capacitance CfCharge stored in
Is discharged.

【0010】したがって、静電容量Cfに依存した速度
で節点N1の電位は徐々に低下することになり、時刻T
2から所定時間Δtだけ経過した時刻T3に信号REを
0Vに制御してQ2をオフすると、節点N1では静電容量
fに応じた電位VDD−ΔVが維持され、これがQ3から
出力される。これにより、静電容量Cfの値に応じた電
圧を示す出力信号2Aがセンサ回路2から出力されるた
め、この電圧信号の大きさを測定することにより、皮膚
表面の凹凸がわかる。
Therefore, the potential of the node N 1 gradually decreases at a speed dependent on the capacitance C f , and the time T
When a signal from the 2 to the time T3 has elapsed a predetermined time Delta] t RE is controlled to 0V to turn off the Q 2, is maintained potential V DD - [Delta] V corresponding to the node N 1 in the electrostatic capacitance C f, from which Q 3 Is output. Thus, the output signal 2A showing a voltage corresponding to the value of the capacitance C f is output from the sensor circuit 2, by measuring the magnitude of the voltage signal, it is apparent irregularities of the skin surface.

【0011】キャリブレーション回路3の負荷回路31
は、負荷素子n個(Z1〜Zn)がそれぞれスイッチを介
して個別にセンサ回路2へ接続されている。メモリ回路
32は、nビットメモリ回路であり、書込まれたデータ
に基づいて負荷回路31の各スイッチの導通状態を制御
する。メモリ回路32については、SRAMやDRAM
または、書込み可能な不揮発性メモリで実現できる。
The load circuit 31 of the calibration circuit 3
, N load elements (Z 1 to Z n ) are individually connected to the sensor circuit 2 via switches. The memory circuit 32 is an n-bit memory circuit, and controls the conduction state of each switch of the load circuit 31 based on the written data. For the memory circuit 32, an SRAM or DRAM
Alternatively, it can be realized by a writable nonvolatile memory.

【0012】また、スイッチについては、図11のよう
なMOSFETで実現できる。ここでは、NchMOS
FETを示したが、PchMOSFETでもよく、両方
用いてもよい。負荷素子としては、図12に示すような
容量素子や抵抗素子などがある。容量素子は、PIPや
MIM容量や、図12(a)右に示すようなMOS容量
で実現できる。抵抗素子は、ポリシリコン抵抗や図12
(b)右に示すようなMOS抵抗で実現できる。ここで
はNchMOSFETを示したが、PchMOSFET
でもよい。
The switch can be realized by a MOSFET as shown in FIG. Here, NchMOS
Although the FET is shown, a PchMOSFET may be used, or both may be used. Examples of the load element include a capacitance element and a resistance element as shown in FIG. The capacitor can be realized by a PIP or MIM capacitor or a MOS capacitor as shown on the right side of FIG. The resistive element is a polysilicon resistor or FIG.
(B) It can be realized by a MOS resistor as shown on the right. Here, the NchMOSFET is shown, but the PchMOSFET
May be.

【0013】図13に従来例の他のセンサセルの具体的
構成例を示す。ここでは、負荷回路31として、活性状
態と非活性状態に制御できる負荷素子を用いている。図
14は活性状態と非活性状態に制御できる負荷素子の実
現例である。このように、各センサ回路2ごとにキャリ
ブレーション回路3を設けることにより、プロセスばら
つきに起因してセンサ回路2の特性すなわち検出感度が
センサセルごとに異なっていても、各センサセルの検出
性能を均一にすることができる。
FIG. 13 shows a specific configuration example of another sensor cell of the conventional example. Here, a load element that can be controlled between an active state and an inactive state is used as the load circuit 31. FIG. 14 shows an example of a load element that can be controlled between an active state and an inactive state. By providing the calibration circuit 3 for each sensor circuit 2 as described above, even if the characteristics of the sensor circuit 2, that is, the detection sensitivity differs for each sensor cell due to process variation, the detection performance of each sensor cell can be made uniform. can do.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の微細形状検出センサ装置では、センサ回路の
特性の調整精度を向上させようとすると、負荷素子の数
を増やす必要がある。そのため、負荷素子を制御するメ
モリ回路の規模も大きくなってしまう。一方、微細形状
検出センサ装置により指紋を検出しようとするとセンサ
セルの大きさは50μm角くらいの小ささが必要とな
る。そのため、小さなセンサセルに規模の大きなメモリ
回路を内蔵することには限界がある。微細加工技術を用
いれば高集積化が可能であるが、製造コストが増大して
しまう。また、センサセル内の回路規模が大きいと製造
歩留りが減少し、結果として製造コストが増大してしま
う。
However, in such a conventional fine shape detection sensor device, it is necessary to increase the number of load elements in order to improve the accuracy of adjusting the characteristics of the sensor circuit. Therefore, the scale of the memory circuit that controls the load element also increases. On the other hand, when trying to detect a fingerprint by the fine shape detection sensor device, the size of the sensor cell needs to be as small as about 50 μm square. For this reason, there is a limit in incorporating a large-scale memory circuit in a small sensor cell. The use of fine processing technology enables high integration, but increases the manufacturing cost. In addition, when the circuit scale in the sensor cell is large, the manufacturing yield decreases, and as a result, the manufacturing cost increases.

【0015】したがって、上記のように従来の微細形状
検出センサ装置では、製造コストの増大を抑えながらセ
ンサ回路の特性の調整精度を向上させるには限界あると
いう問題がある。また、センサ回路の特性の調整を行な
うための回路が増大すると製造歩留りが減少し、結果と
して製造コストが増大してしまうという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、
製造コストを増大させることなくセンサ回路の特性に対
する高い調整精度を有する微細形状検出センサ装置を提
供することを目的としている。
Therefore, as described above, the conventional fine shape detection sensor device has a problem that there is a limit in improving the adjustment accuracy of the characteristics of the sensor circuit while suppressing an increase in manufacturing cost. Further, when the number of circuits for adjusting the characteristics of the sensor circuit increases, the manufacturing yield decreases, and as a result, the manufacturing cost increases.
The present invention is to solve such a problem,
It is an object of the present invention to provide a fine shape detection sensor device having high adjustment accuracy for the characteristics of a sensor circuit without increasing the manufacturing cost.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明にかかる微細形状検出センサ装置は、
検出対象の微細形状に応じて変化する電気量を検出する
検出素子と、この検出素子で検出された電気量を計測し
その電気量に応じた出力信号へ変換して出力するセンサ
回路とを有する複数のセンサセルを有し、2次元に配列
されたこれらセンサセルの出力に基づき微細形状の凹凸
を感知する微細形状検出センサ装置であって、センサセ
ルのセンサ回路ごとにオフセット回路を設け、このオフ
セット回路により、当該センサ回路の検出感度を各セン
サ回路で一律に調整するようにしたものである。
In order to achieve such an object, a fine shape detecting sensor device according to the present invention is provided.
It has a detection element that detects an electric quantity that changes according to the minute shape of the detection target, and a sensor circuit that measures the electric quantity detected by the detection element, converts it to an output signal corresponding to the electric quantity, and outputs the output signal. A fine shape detection sensor device that has a plurality of sensor cells and detects unevenness of a fine shape based on outputs of the two-dimensionally arranged sensor cells, wherein an offset circuit is provided for each sensor circuit of the sensor cells, and the offset circuit The detection sensitivity of the sensor circuit is uniformly adjusted by each sensor circuit.

【0017】各オフセット回路については、同一のオフ
セット制御信号に基づき感度調整を行うようにしてもよ
い。各オフセット回路の具体的構成については、オフセ
ット制御信号に基づき当該センサ回路への接続が制御さ
れる負荷素子を有する負荷回路から構成してもよい。ま
た、オフセット制御信号として複数ビットの信号を用
い、各オフセット回路として、複数ビットのオフセット
制御信号に基づき当該センサ回路への接続がそれぞれ個
別に制御される複数の負荷素子を有する負荷回路から構
成してもよい。
For each offset circuit, the sensitivity may be adjusted based on the same offset control signal. A specific configuration of each offset circuit may include a load circuit having a load element whose connection to the sensor circuit is controlled based on the offset control signal. In addition, a plurality of bits are used as the offset control signal, and each offset circuit is constituted by a load circuit having a plurality of load elements whose connection to the sensor circuit is individually controlled based on the plurality of bits of the offset control signal. You may.

【0018】オフセット制御信号については、設定保持
回路を設けて、オフセット制御信号を保持して各オフセ
ット回路へ供給するようにしてもよい。負荷回路の具体
例としては、負荷素子をセンサ回路へ接続するスイッチ
を設け、このスイッチを制御信号に基づき制御するよう
にしてもよい。また、負荷素子として、制御信号に基づ
き活性状態および非活性状態のいずれかに切り替え制御
される素子を用いてもよい。
As for the offset control signal, a setting holding circuit may be provided to hold the offset control signal and supply it to each offset circuit. As a specific example of the load circuit, a switch for connecting the load element to the sensor circuit may be provided, and this switch may be controlled based on a control signal. Further, as the load element, an element that is controlled to be switched between an active state and an inactive state based on a control signal may be used.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1に、本発明にかかる微
細形状検出センサ装置の使用状態を示す。微細形状検出
センサ装置10は、図1に示されるように、互いに隣接
した多数のセンサセルによって構成され、代表的には、
2次元(アレイ状や格子状)に配置された多数のセンサ
セル11から構成されている。この微細形状検出センサ
装置10のセンサ面12に指13など検出対象を接触さ
せることにより、その検出対象表面(ここでは指紋14
の凹凸形状)がそれぞれのセンサセル11で個別に検出
され、検出対象の微細形状を示す2次元データが出力さ
れる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a use state of the fine shape detection sensor device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the fine shape detection sensor device 10 is configured by a large number of sensor cells adjacent to each other.
It is composed of a large number of sensor cells 11 arranged two-dimensionally (in an array or grid). By bringing a detection target such as a finger 13 into contact with the sensor surface 12 of the fine shape detection sensor device 10, the detection target surface (here, the fingerprint 14
Are detected individually by the respective sensor cells 11, and two-dimensional data indicating a fine shape to be detected is output.

【0020】図2は本発明の一実施の形態にかかる微細
形状検出センサ装置を示すブロック図である。この微細
形状検出センサ装置10では、各センサセル11がp個
×q個(p,q)は2以上の整数)の格子状に配置され
ている。デコーダDCは、アドレス信号ADに基づきセ
ル選択線WL1〜WLqのいずれかへ選択信号を出力す
る。これらセル選択線WL1〜WLqは、各センサセル
11のうち、当該行に配置されているq個のセンサセル
11へ共通して接続されており、デコーダDCから当該
セル選択線WLへ選択信号が出力されることにより、当
該行に配置されているq個のセンサセル11が同時に選
択され、動作状態となる。
FIG. 2 is a block diagram showing a fine shape detecting sensor device according to one embodiment of the present invention. In this fine shape detection sensor device 10, each sensor cell 11 is arranged in a p × q (p, q) is an integer of 2 or more) lattice. The decoder DC outputs a selection signal to any of the cell selection lines WL1 to WLq based on the address signal AD. The cell selection lines WL1 to WLq are commonly connected to q sensor cells 11 arranged in the row among the sensor cells 11, and a selection signal is output from the decoder DC to the cell selection line WL. As a result, the q number of sensor cells 11 arranged in the row are simultaneously selected and brought into an operating state.

【0021】また、列方向に配置されているp個のセン
サセル11ごとに、それぞれA/D変換回路4および信
号処理回路5が設けられており、各列に配置されている
p個のセンサセル11がそれぞれデータ線DL1〜DL
qにより共通に接続されている。A/D変換回路4は、
当該データ線DLを介してセンサセル11からアナログ
信号により出力される出力信号をA/D変換し、デジタ
ル出力信号4Aを出力する。信号処理回路5は、各セン
サセル11の出力信号に基づき、そのセンサセル11で
の検出感度を調整(感度調整)するための制御信号5A
を出力する。ここでは、当該A/D変換回路4から出力
されたデジタル出力信号4Aに基づき所定の制御信号5
Aが出力される。
An A / D conversion circuit 4 and a signal processing circuit 5 are provided for each of the p sensor cells 11 arranged in the column direction, and the p sensor cells 11 arranged in each column are provided. Are the data lines DL1 to DL, respectively.
q are commonly connected. The A / D conversion circuit 4
The output signal output from the sensor cell 11 as an analog signal via the data line DL is subjected to A / D conversion, and a digital output signal 4A is output. The signal processing circuit 5 controls the control signal 5A for adjusting the detection sensitivity of the sensor cell 11 (sensitivity adjustment) based on the output signal of each sensor cell 11.
Is output. Here, a predetermined control signal 5 based on the digital output signal 4A output from the A / D conversion circuit 4 is used.
A is output.

【0022】このような構成の微細形状検出センサ装置
10では、微細形状を検出するためのセンシング動作の
際、デコーダDCからの選択信号により、各データ線D
L1〜DLqごとにそれぞれ1つのセンサセル11が同
時に選択され、これらq個のセンサセル11からの出力
信号が、それぞれデータ線DL1〜DLqを介して並列
的にA/D変換回路4へ入力され、デジタル出力信号4
Aとして出力される。したがって、アドレス信号ADを
順に変化させることにより、行ごとにq個のセンサセル
11が選択されて、これらセンサセル11の出力信号が
各A/D変換回路4から順次行単位でデジタル出力信号
4Aとして出力され、結果として、微細形状を示す2次
元データが得られる。
In the fine shape detecting sensor device 10 having such a configuration, at the time of sensing operation for detecting a fine shape, each data line D is selected by a selection signal from the decoder DC.
One sensor cell 11 is simultaneously selected for each of L1 to DLq, and output signals from the q sensor cells 11 are input to the A / D conversion circuit 4 in parallel via the data lines DL1 to DLq, respectively, and Output signal 4
Output as A. Therefore, by sequentially changing the address signal AD, q sensor cells 11 are selected for each row, and the output signals of these sensor cells 11 are sequentially output from each A / D conversion circuit 4 as digital output signals 4A in row units. As a result, two-dimensional data indicating a fine shape is obtained.

【0023】また、センサセル11の検出感度を調整す
るキャリブレーション動作の際には、上記センシング動
作と同様にして行単位でq個のセンサセル11が同時に
選択される。そして、当該信号処理回路5からの制御信
号5Aに基づきそれぞれの検出感度が個別に調整され
る。したがって、アドレス信号ADを順に変化させるこ
とにより、行ごとに選択されたq個のセンサセル11ご
とに個別に、かつ順次行単位で並列的に調整されること
になる。
In a calibration operation for adjusting the detection sensitivity of the sensor cells 11, q sensor cells 11 are simultaneously selected in row units in the same manner as in the above-described sensing operation. Then, based on the control signal 5A from the signal processing circuit 5, the respective detection sensitivities are individually adjusted. Therefore, by sequentially changing the address signal AD, adjustment is performed individually for each of the q sensor cells 11 selected for each row, and sequentially in parallel in row units.

【0024】一方、オフセット制御線OLは、すべての
センサセル11に対して共通に接続されている。したが
って、各センサセル11のセンサ回路2における検出感
度を一括して調整するオフセット動作の際には、そのオ
フセットを指示するオフセット制御信号8Aがオフセッ
ト制御線OLを介してすべてのセンサセル11へ同時に
供給され、すべてのセンサセル11で一括してその検出
感度が調整される。
On the other hand, the offset control line OL is commonly connected to all the sensor cells 11. Therefore, at the time of the offset operation for adjusting the detection sensitivity of the sensor circuit 2 of each sensor cell 11 collectively, the offset control signal 8A indicating the offset is simultaneously supplied to all the sensor cells 11 via the offset control line OL. , The detection sensitivity of all the sensor cells 11 is adjusted collectively.

【0025】次に、図3を参照して、本発明にかかる第
1の実施の形態について説明する。図3は第2の実施の
形態にかかる微細形状検出センサ装置を示すブロック図
である。各センサセル11は、それぞれ同一構成をなし
ており、検出素子1、センサ回路2、キャリブレーショ
ン回路3、オフセット回路8および選択回路9から構成
されている。検出素子1は、微細形状を電気量1Aへ変
換するための素子である。センサ回路2は、微細形状に
より変化する検出素子の電気量1Aを計測し、その電気
量(大きさ)に応じた出力信号2Aへ変換して出力する
回路である。キャリブレーション回路3は、当該センサ
回路2の検出感度を個別に調整する回路である。
Next, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to the second embodiment. Each sensor cell 11 has the same configuration, and includes a detection element 1, a sensor circuit 2, a calibration circuit 3, an offset circuit 8, and a selection circuit 9. The detection element 1 is an element for converting a fine shape into an electric quantity 1A. The sensor circuit 2 is a circuit that measures an electric quantity 1A of a detection element that changes according to a minute shape, converts the measured electric quantity into an output signal 2A corresponding to the electric quantity (magnitude), and outputs the output signal 2A. The calibration circuit 3 is a circuit for individually adjusting the detection sensitivity of the sensor circuit 2.

【0026】オフセット回路8は、すべてのセンサセル
1のセンサ回路2における検出感度を各センサ回路2で
一律な補正量(または補正率)だけ調整する回路であ
る。オフセット回路8には、1つの負荷素子からなる負
荷回路81が設けられている。選択回路9は選択信号9
Aに基づき当該センサセル11を動作状態とする回路で
ある。
The offset circuit 8 is a circuit that adjusts the detection sensitivity of all the sensor cells 1 in the sensor circuits 2 by a uniform correction amount (or correction rate) in each sensor circuit 2. The offset circuit 8 is provided with a load circuit 81 including one load element. The selection circuit 9 outputs a selection signal 9
This is a circuit for setting the sensor cell 11 into an operating state based on A.

【0027】各センサセル11のセンサ回路2おける検
出感度調整すなわちキャリブレーションを行う場合、ま
ず、被測定物として、凹凸のない基準サンプルをセンサ
セル11で検出したり、センサセルに何も置かずに検出
を行うことで、各センサセル11に同一の測定値を検出
させる。このとき、センサセル11から出力された信号
はデータ線DLを介してA/D変換回路4に入力されデ
ジタル出力信号4Aとして出力される。
When adjusting the detection sensitivity in the sensor circuit 2 of each sensor cell 11, that is, when performing calibration, first, a reference sample having no unevenness is detected by the sensor cell 11 as an object to be measured, or detection is performed without placing anything on the sensor cell. This causes each sensor cell 11 to detect the same measurement value. At this time, a signal output from the sensor cell 11 is input to the A / D conversion circuit 4 via the data line DL and output as a digital output signal 4A.

【0028】A/D変換回路4から出力されたデジタル
出力信号4Aは、信号処理回路5にも入力される。信号
処理回路5では、A/D変換回路4から出力されたデジ
タル出力信号4Aと本来出力すべきデジタル出力信号
(以下、期待値という)とを比較して、センサ回路2の
検出感度を調整するための制御信号(調整パラメータ)
を得る。そして、その制御信号に基づき、制御線CLを
用いて各センサセル11のキャリブレーション回路3を
制御する。
The digital output signal 4A output from the A / D conversion circuit 4 is also input to the signal processing circuit 5. The signal processing circuit 5 adjusts the detection sensitivity of the sensor circuit 2 by comparing the digital output signal 4A output from the A / D conversion circuit 4 with a digital output signal to be output originally (hereinafter, referred to as an expected value). Control signal (adjustment parameter) for
Get. Then, based on the control signal, the calibration circuit 3 of each sensor cell 11 is controlled using the control line CL.

【0029】データ線DLおよび制御線CLは、各セン
サセル11で共用されており、順次センサセル11が選
択されて、逐次的にセンサセル11の出力信号2AがA
/D変換回路4に入力され、信号処理回路5によりセン
サセル11内のキャリブレーション回路3が制御され
る。この動作を各センサセル11に対して1回または複
数繰り返し実行することにより、個々のセンサ回路2の
検出感度を調整し、各センサセル11の性能を均一にす
る。
The data line DL and the control line CL are shared by the sensor cells 11, and the sensor cells 11 are sequentially selected, and the output signal 2A of the sensor cell 11 is sequentially set to A.
The signal is input to the / D conversion circuit 4 and the signal processing circuit 5 controls the calibration circuit 3 in the sensor cell 11. By performing this operation once or a plurality of times for each sensor cell 11, the detection sensitivity of each sensor circuit 2 is adjusted, and the performance of each sensor cell 11 is made uniform.

【0030】この場合、信号処理回路5には、比較回路
6とキャリブレーション用基準信号発生回路7とが設け
られている。信号処理回路5では、選択されたセンサセ
ル11のセンサ回路2の出力信号2Aを取り込んで比較
回路6の入力の一つに供給する。比較回路6は、このセ
ンサ回路2の出力2Aとキャリブレーション用基準信号
発生回路7の出力であるキャリブレーション基準値(期
待値)とを比較し、両者の差がなくなるよう調整するた
めの制御信号5Aを出力する。
In this case, the signal processing circuit 5 includes a comparison circuit 6 and a calibration reference signal generation circuit 7. The signal processing circuit 5 takes in the output signal 2A of the sensor circuit 2 of the selected sensor cell 11 and supplies it to one of the inputs of the comparison circuit 6. The comparison circuit 6 compares the output 2A of the sensor circuit 2 with the calibration reference value (expected value) output from the calibration reference signal generation circuit 7, and adjusts the control signal so as to eliminate the difference between the two. Output 5A.

【0031】この制御信号5Aは、センサ回路2のメモ
リ回路32へ入力されて保持され、負荷回路31へ出力
される。これにより、負荷回路31に設けられている任
意の負荷素子が選択されてセンサ回路2に接続され、セ
ンサ回路2の入力信号調整あるいはセンサ回路2の利得
制御などにより、センサ回路2の検出感度が調整され
る。この信号処理回路5とキャリブレーション回路3と
は、各センサセル11の出力のばらつきを抑制する機能
を持っており、このような動作をするものであれば公知
の種々の構成のものが適用できる。
The control signal 5A is input to and held in the memory circuit 32 of the sensor circuit 2, and is output to the load circuit 31. As a result, an arbitrary load element provided in the load circuit 31 is selected and connected to the sensor circuit 2, and the detection sensitivity of the sensor circuit 2 is increased by adjusting the input signal of the sensor circuit 2 or controlling the gain of the sensor circuit 2. Adjusted. The signal processing circuit 5 and the calibration circuit 3 have a function of suppressing a variation in the output of each sensor cell 11, and various known structures having such a function can be applied.

【0032】本実施の形態では、信号処理回路5への入
力信号としてA/D変換回路4からのデジタル出力信号
4Aを用いており、このようにデジタル信号を比較回路
6に入力する場合には、比較回路として公知のデジタル
比較回路が使用され、キャリブレーション用基準信号発
生回路7として、キャリブレーション基準値をデジタル
信号で出力するものが用いられる。なお、比較回路6と
してアナログ比較回路を用いてもよく、その場合には、
信号処理回路5への入力信号としてセンサセル11から
の出力信号2Aや、デジタル出力信号4AをD/A変換
したものが用いられ、キャリブレーション用基準信号発
生回路7として、キャリブレーション基準値をアナログ
信号で出力するものが用いられる。
In this embodiment, the digital output signal 4A from the A / D conversion circuit 4 is used as an input signal to the signal processing circuit 5, and when a digital signal is input to the comparison circuit 6 as described above, A known digital comparison circuit is used as a comparison circuit, and a circuit that outputs a calibration reference value as a digital signal is used as the calibration reference signal generation circuit 7. Note that an analog comparison circuit may be used as the comparison circuit 6, in which case,
As an input signal to the signal processing circuit 5, an output signal 2A from the sensor cell 11 or a signal obtained by D / A conversion of a digital output signal 4A is used. As a calibration reference signal generation circuit 7, a calibration reference value is an analog signal. Is used.

【0033】また、各センサセル11の検出感度調整す
なわちキャリブレーションを行う場合、各センサセル1
1に設けられているオフセット回路8を用いて、すべて
のセンサセル11で一律にそのセンサ回路2の検出感度
が調整される。オフセット回路8には、キャリブレーシ
ョン回路3と同様に負荷素子を有する負荷回路81が設
けられており、キャリブレーション回路3と並列的にセ
ンサ回路2へ接続されている。
When the detection sensitivity of each sensor cell 11 is adjusted, that is, calibration is performed, each sensor cell 1
The detection sensitivity of the sensor circuit 2 is uniformly adjusted in all the sensor cells 11 by using the offset circuit 8 provided in the device 1. The offset circuit 8 is provided with a load circuit 81 having a load element similarly to the calibration circuit 3, and is connected to the sensor circuit 2 in parallel with the calibration circuit 3.

【0034】一般に、オフセット回路8を用いた検出感
度の調整量すなわちオフセット量は、キャリブレーショ
ン回路による最小調整量より大きく設定しておく。そし
て、キャリブレーション動作に先立って、オフセット動
作を行う。オフセット動作では、まず、オフセット制御
線OLを介してオフセット制御信号8Aを並列的に各セ
ンサセル11へ供給する。これにより、負荷回路81の
負荷素子がセンサ回路2へ接続され、そのオフセット量
だけ検出感度が一律に調整される。これにより、センサ
セル11のセンサ回路2における検出感度が全体的に偏
った場合でも、このオフセット量を用いることによりあ
る程度調整でき、キャリブレーション回路3による調整
範囲を効果的に用いることができる。
Generally, the adjustment amount of the detection sensitivity using the offset circuit 8, that is, the offset amount is set to be larger than the minimum adjustment amount by the calibration circuit. Then, an offset operation is performed prior to the calibration operation. In the offset operation, first, an offset control signal 8A is supplied to each sensor cell 11 in parallel via an offset control line OL. As a result, the load element of the load circuit 81 is connected to the sensor circuit 2, and the detection sensitivity is uniformly adjusted by the offset amount. Accordingly, even when the detection sensitivity of the sensor circuit 2 of the sensor cell 11 is entirely deviated, the adjustment can be performed to some extent by using the offset amount, and the adjustment range of the calibration circuit 3 can be used effectively.

【0035】図4にセンサセルの具体的構成例を示す。
このセンサセルのオフセット回路8には、負荷素子ZO
とスイッチとから構成される負荷回路81が設けられて
おり、負荷素子ZOの負荷量は各センサセルで一律に設
定されている。負荷素子ZOは、スイッチを介してセン
サ回路2の節点N1に接続されており、キャリブレーシ
ョン回路3の負荷回路31に設けられている各負荷素子
1〜Znと並列的に接続される。
FIG. 4 shows a specific configuration example of the sensor cell.
The offset circuit 8 of the sensor cell includes a load element Z O
A switch and the load circuit 81 is provided composed of, loading of the load elements Z O is uniformly set in each sensor cell. Load elements Z O is connected to the node N 1 of the sensor circuit 2 through a switch, connected in parallel to the respective load elements Z 1 to Z n provided in the load circuit 31 of the calibration circuit 3 You.

【0036】この場合、負荷回路81のスイッチは、オ
フセット制御信号8Aにより直接オン/オフ制御される
ものとなっており、キャリブレーション回路3内部のメ
モリ回路32の規模を増大させることなく、負荷素子を
増やすことができる。したがって、メモリ回路の規模を
増大させることなく、ZOを付加した分だけすなわちオ
フセット量だけ、センサ回路2の検出感度を調整でき
る。また、ZOを付加したかわりに、キャリブレーショ
ン回路内部のZ1〜Znの中から1個を削除すれば、セン
サ回路の検出感度調整の精度を同じに維持しながらキャ
リブレーション回路内部のメモリ回路規模を1ビット分
削減することができ、これにより微細形状検出センサ装
置の歩留りを向上できる効果もある。
In this case, the switches of the load circuit 81 are directly controlled to be turned on / off by the offset control signal 8A, so that the size of the memory circuit 32 in the calibration circuit 3 can be increased without increasing the load element. Can be increased. Therefore, without increasing the scale of the memory circuit, the detection sensitivity of the sensor circuit 2 can be adjusted by the addition of Z O, that is, by the offset amount. If one of Z 1 to Z n inside the calibration circuit is deleted instead of adding Z O , the memory inside the calibration circuit is maintained while maintaining the same accuracy of the detection sensitivity adjustment of the sensor circuit. The circuit scale can be reduced by one bit, which also has the effect of improving the yield of the fine shape detection sensor device.

【0037】次に、図5を参照して、本発明にかかる第
2の実施の形態について説明する。図5は第2の実施の
形態にかかる微細形状検出センサ装置を示すブロック図
である。第1の実施の形態(図3参照)では、1ビット
のオフセット制御信号8Aで負荷素子をオン/オフ制御
する場合について説明したが、本実施の形態は、mビッ
ト(mは2以上の整数)のオフセット制御信号8Bを用
いて複数の負荷素子を任意にオン/オフ制御するように
したものであり、他の構成は第1の実施の形態と同様で
ある。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to the second embodiment. In the first embodiment (see FIG. 3), the case where the load element is turned on / off by the 1-bit offset control signal 8A has been described. However, in this embodiment, m bits (m is an integer of 2 or more) are used. ), A plurality of load elements are arbitrarily turned on / off using the offset control signal 8B, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0038】図6にセンサセルの具体的構成例を示す。
このセンサセルのオフセット回路8には、m個の負荷素
子ZO1〜ZOmとこれら各負荷素子ごとに設けられたスイ
ッチとから構成される負荷回路82が設けられている。
負荷素子ZO1〜ZOmは、スイッチを介してセンサ回路2
の節点N1に接続されており、キャリブレーション回路
3の負荷回路31に設けられている各負荷素子と並列的
に接続される。
FIG. 6 shows a specific configuration example of the sensor cell.
The offset circuit 8 of the sensor cell includes a load circuit 82 including m load elements Z O1 to Z Om and switches provided for each of the load elements.
The load elements Z O1 to Z Om are connected to a sensor circuit 2 via a switch.
Of which is connected to the node N 1, it is parallel connected to each load element provided in the load circuit 31 of the calibration circuit 3.

【0039】この場合、負荷回路82の各スイッチは、
オフセット制御信号8Bにより直接かつ個別にオン/オ
フ制御されるものとなっており、キャリブレーション回
路3内部のメモリ回路32の規模を増大させることな
く、負荷素子を増やすことができる。したがって、メモ
リ回路の規模を増大させることなく、ZO1〜ZOmを付加
した分すなわちオフセット量だけ、センサ回路2の検出
感度を調整でき、第1の実施の形態と同様の作用効果を
奏する。さらに、第1の実施の形態と比較してそのオフ
セット量を段階的に選択することができ、センサ回路2
に対する柔軟な検出感度調整を実現できる。
In this case, each switch of the load circuit 82
On / off control is performed directly and individually by the offset control signal 8B, so that the number of load elements can be increased without increasing the scale of the memory circuit 32 inside the calibration circuit 3. Therefore, without increasing the scale of the memory circuit, the detection sensitivity of the sensor circuit 2 can be adjusted by an amount corresponding to the addition of Z O1 to Z Om, that is, the offset amount. Further, the offset amount can be selected stepwise as compared with the first embodiment, and the sensor circuit 2
, Flexible detection sensitivity adjustment can be realized.

【0040】次に、図7を参照して、本発明にかかる第
3の実施の形態について説明する。図7は第3の実施の
形態にかかる微細形状検出センサ装置を示すブロック図
である。第1の実施の形態(図3参照)では、1ビット
のオフセット制御信号8Aで負荷素子をオン/オフ制御
する場合について説明したが、本実施の形態は、設定保
持回路8Cを設け、オフセット設定信号8Dに応じてオ
フセット制御信号8Aを保持出力するようにしたもので
あり、他の構成は第1の実施の形態と同様である。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to the third embodiment. In the first embodiment (see FIG. 3), the case where the load element is turned on / off by the 1-bit offset control signal 8A has been described. However, in the present embodiment, the setting holding circuit 8C is provided and the offset setting is performed. The offset control signal 8A is held and output according to the signal 8D, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0041】このように、微細形状検出センサ装置10
の内部に設定保持回路8Cを設けることにより、オフセ
ット制御信号8Aを微細形状検出センサ装置10の外部
で保持する必要がなくなり、微細形状検出センサ装置1
0に必要な周辺回路を削減できる。なお、第3の実施の
形態については、第1の実施の形態だけでなく第2の実
施の形態についても同様にして適用することができ、上
記と同様の作用効果が得られる。
As described above, the fine shape detection sensor device 10
Is provided with the setting holding circuit 8C, it is not necessary to hold the offset control signal 8A outside the fine shape detection sensor device 10, and the fine shape detection sensor device 1
Peripheral circuits required for 0 can be reduced. Note that the third embodiment can be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment, and the same operation and effect as described above can be obtained.

【0042】以上では、格子状に配置されたセンサセル
11を行単位で選択して並列的に動作させる場合を例と
して説明したが、これに限定されるものではない。例え
ば、各センサセル11を順次個別に選択して、センシン
グ動作やキャリブレーション動作を行う場合、あるいは
各センサセル内で個別にキャリブレーション動作を行う
場合にも、上記各実施の形態を適用することができ、そ
れぞれ同様の作用効果が得られる。
In the above, the case where the sensor cells 11 arranged in a lattice are selected in units of rows and operated in parallel has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the above embodiments can be applied to a case where the sensing operation and the calibration operation are performed by individually selecting the sensor cells 11 sequentially, or a case where the calibration operation is individually performed in each sensor cell. The same operation and effect can be obtained.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、検出対
象の微細形状に応じて変化する電気量を検出する検出素
子で検出された電気量を計測し、その電気量に応じた出
力信号へ変換して出力するセンサ回路ごとオフセット回
路を設け、そのオフセット回路で、当該センサ回路の検
出感度を各センサ回路で一律な補正量だけ調整するよう
にしたので、回路規模の増大を抑えながらセンサ回路の
特性の調整精度を向上させることができる。また、各セ
ンサセルにそのセンサ回路の感度を個別に調整するキャ
リブレーション回路が設けられている場合には、オフセ
ット回路内の負荷素子と同じ数だけキャリブレーション
回路内のメモリ回路により制御される負荷素子を削減す
ることができ、調整精度を同じに保ちながら、メモリ回
路規模を削減できる。
As described above, the present invention measures the amount of electricity detected by the detecting element that detects the amount of electricity that changes according to the minute shape of the object to be detected, and outputs an output signal corresponding to the amount of electricity. An offset circuit is provided for each sensor circuit that converts and outputs the data. The offset circuit adjusts the detection sensitivity of the sensor circuit by a uniform correction amount in each sensor circuit. The accuracy of adjusting the characteristics of the circuit can be improved. When a calibration circuit for individually adjusting the sensitivity of the sensor circuit is provided in each sensor cell, the same number of load elements as the load elements in the offset circuit are controlled by the memory circuits in the calibration circuit. And the memory circuit scale can be reduced while maintaining the same adjustment accuracy.

【0044】したがって、微細形状検出センサ装置に本
発明のセンサ装置を適用すれは、微細加工技術を用いた
高集積化をしなくても、センサセル50μm角くらいの
小ささの中にセンサ回路の特性を調整する負荷素子の数
を増やすことができる。そのため、微細加工技術を用い
ることによる製造コストの増大を抑えながら、センサ回
路の特性の調整精度を向上させることができる効果があ
る。また、センサ回路の特性を調整する負荷素子の数を
同一にした場合はメモリ回路規模を削減できるので、製
造歩留りが向上し製造コストを低減できる効果がある。
Therefore, when the sensor device of the present invention is applied to the fine shape detecting sensor device, the characteristic of the sensor circuit can be reduced to about 50 μm square even without high integration using the fine processing technology. Can be increased to increase the number of load elements. Therefore, there is an effect that the adjustment accuracy of the characteristics of the sensor circuit can be improved while suppressing an increase in manufacturing cost due to the use of the fine processing technology. Further, when the number of load elements for adjusting the characteristics of the sensor circuit is the same, the memory circuit scale can be reduced, so that the production yield is improved and the production cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態にかかる微細形状検出
センサ装置を示す外観図である。
FIG. 1 is an external view showing a fine shape detection sensor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施の形態にかかる微細形状検出
センサ装置を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第1の実施の形態にかかる微細形状
検出センサ装置を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第1の実施の形態にかかるセンサセ
ルの構成例である。
FIG. 4 is a configuration example of a sensor cell according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第2の実施の形態にかかる微細形状
検出センサ装置を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第2の実施の形態にかかるセンサセ
ルの構成例である。
FIG. 6 is a configuration example of a sensor cell according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3の実施の形態にかかる微細形状
検出センサ装置を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a fine shape detection sensor device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 従来の微細形状検出センサ装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional fine shape detection sensor device.

【図9】 従来のセンサセルの構成例である。FIG. 9 is a configuration example of a conventional sensor cell.

【図10】 センサセルの動作を示すタイミングチャー
トである。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of a sensor cell.

【図11】 スイッチの構成例である。FIG. 11 is a configuration example of a switch.

【図12】 負荷素子の構成例である。FIG. 12 is a configuration example of a load element.

【図13】 従来の他のセンサセルの構成例である。FIG. 13 is a configuration example of another conventional sensor cell.

【図14】 負荷素子の他の構成例である。FIG. 14 is another configuration example of the load element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…検出素子、1A…電気量、1B…センサ電極、2…
センサ回路、2A…出力信号、3…キャリブレーション
回路、31…負荷回路、32…メモリ回路、4…A/D
変換回路、4A…デジタル出力信号、5…信号処理回
路、5A…制御信号、6…比較回路、7…基準信号発生
回路、8…オフセット回路、81,82…負荷回路、8
A,8B…オフセット制御信号、8C…設定保持回路、
8D…オフセット設定信号、9…選択回路、9A…選択
信号、10…微細形状検出センサ装置、11…センサセ
ル、12…センサ面、13…指、14…指表面、15…
パシベーション膜、16…絶縁層、WL,WL1〜WL
p…セル選択線、DL,DL1〜DLq…データ線、C
L…制御線、AD…アドレス信号、Z1〜ZN…負荷素子
(キャリブレーション用)、ZO,ZO1〜ZOm…負荷素
子(オフセット用)、VDD…電源電圧、Cf…検出容
量、Cp0…寄生容量、Ra…抵抗、I…電流源、Q 1…P
chMOSFET、Q2,Q3…NchMOSFET、R
E,/PRE…センサ回路制御信号、N1…節点。
 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection element, 1A ... Electric quantity, 1B ... Sensor electrode, 2 ...
Sensor circuit, 2A ... output signal, 3 ... calibration
Circuit, 31: load circuit, 32: memory circuit, 4: A / D
Conversion circuit, 4A: digital output signal, 5: signal processing cycle
Road, 5A: control signal, 6: comparison circuit, 7: reference signal generation
Circuit, 8 ... Offset circuit, 81, 82 ... Load circuit, 8
A, 8B: offset control signal, 8C: setting holding circuit,
8D: offset setting signal, 9: selection circuit, 9A: selection
Signal, 10: fine shape detection sensor device, 11: sensor cell
, 12 ... sensor surface, 13 ... finger, 14 ... finger surface, 15 ...
Passivation film, 16 ... insulating layer, WL, WL1 to WL
p: cell selection line, DL, DL1 to DLq: data line, C
L: control line, AD: address signal, Z1~ ZN... Load element
(For calibration), ZO, ZO1~ ZOm… Load element
Child (for offset), VDD... Power supply voltage, Cf… Detection volume
Quantity, Cp0... parasitic capacitance, Ra... resistance, I ... current source, Q 1… P
chMOSFET, QTwo, QThree... Nch MOSFET, R
E, / PRE: sensor circuit control signal, N1…node.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 克之 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 久良木 億 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 島村 俊重 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA43 BA29 DA02 DA05 DD07 HA04 4C038 FF00 FG00 VB13 5B047 AA25 AB02 BB04 DA01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Katsuyuki Machida, Inventor 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Bura Kuraki 2-chome, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshishige Shimamura 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2F063 AA43 BA29 DA02 DA05 DD07 HA04 4C038 FF00 FG00 VB13 5B047 AA25 AB02 BB04 DA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出対象の微細形状に応じて変化する電
気量を検出する検出素子と、この検出素子で検出された
電気量を計測しその電気量に応じた出力信号へ変換して
出力するセンサ回路とを有する複数のセンサセルを有
し、2次元に配列されたこれらセンサセルの出力に基づ
き前記微細形状の凹凸を感知する微細形状検出センサ装
置であって、 前記センサセルのセンサ回路ごとに設けられ、そのセン
サ回路の検出感度を各センサ回路で一律に調整するオフ
セット回路を備えることを特徴とする微細形状検出セン
サ装置。
1. A detecting element for detecting an electric quantity that changes according to a fine shape of a detection target, and an electric quantity detected by the detecting element is measured, converted into an output signal corresponding to the electric quantity, and output. A fine shape detection sensor device that has a plurality of sensor cells having a sensor circuit and detects the fine shape irregularities based on the outputs of the two-dimensionally arranged sensor cells, and is provided for each sensor circuit of the sensor cell. And an offset circuit for uniformly adjusting the detection sensitivity of the sensor circuit in each sensor circuit.
【請求項2】 請求項1記載の微細形状検出センサ装置
において、 前記各オフセット回路は、同一のオフセット制御信号に
基づき感度調整を行うことを特徴とする微細形状検出セ
ンサ装置。
2. The fine shape detection sensor device according to claim 1, wherein each of the offset circuits adjusts the sensitivity based on the same offset control signal.
【請求項3】 請求項2記載の微細形状検出センサ装置
において、 前記各オフセット回路は、前記オフセット制御信号に基
づき当該センサ回路への接続が制御される負荷素子を有
する負荷回路からなることを特徴とする微細形状検出セ
ンサ装置。
3. The fine shape detection sensor device according to claim 2, wherein each of the offset circuits comprises a load circuit having a load element whose connection to the sensor circuit is controlled based on the offset control signal. And a fine shape detection sensor device.
【請求項4】 請求項2記載の微細形状検出センサ装置
において、 前記オフセット制御信号は、複数ビットの信号からな
り、 前記各オフセット回路は、前記複数ビットのオフセット
制御信号に基づき当該センサ回路への接続がそれぞれ個
別に制御される複数の負荷素子を有する負荷回路からな
ることを特徴と微細形状検出センサ装置。
4. The fine shape detection sensor device according to claim 2, wherein the offset control signal comprises a signal of a plurality of bits, and each of the offset circuits sends a signal to the sensor circuit based on the offset control signal of the plurality of bits. A fine shape detection sensor device characterized by comprising a load circuit having a plurality of load elements each of which connection is individually controlled.
【請求項5】 請求項2〜4記載の微細形状検出センサ
装置において、 前記オフセット制御信号を保持して前記各オフセット回
路へ供給する設定保持回路をさらに備えることを特徴と
する微細形状検出センサ装置。
5. The fine shape detection sensor device according to claim 2, further comprising a setting holding circuit that holds the offset control signal and supplies the offset control signal to each of the offset circuits. .
【請求項6】 請求項3または4記載の微細形状検出セ
ンサ装置において、 前記負荷回路は、前記負荷素子を前記センサ回路へ接続
するスイッチを有し、 前記スイッチは、前記制御信号に基づき制御されること
を特徴とする微細形状検出センサ装置。
6. The fine shape detection sensor device according to claim 3, wherein the load circuit has a switch for connecting the load element to the sensor circuit, and the switch is controlled based on the control signal. A fine shape detection sensor device, characterized in that:
【請求項7】 請求項3または4記載の微細形状検出セ
ンサ装置において、 前記負荷素子は、前記制御信号に基づき活性状態および
非活性状態のいずれかに切り替え制御される素子からな
ることを特徴とする微細形状検出センサ装置。
7. The fine shape detection sensor device according to claim 3, wherein the load element is an element that is controlled to be switched between an active state and an inactive state based on the control signal. Fine shape detection sensor device.
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JP2011259036A (en) * 2010-06-04 2011-12-22 Fuji Electric Co Ltd Comparator circuit

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