JP2000279397A - Unevenness detective sensor, unevenness detective device, fingerprint checking device, and individual discriminant device - Google Patents

Unevenness detective sensor, unevenness detective device, fingerprint checking device, and individual discriminant device

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JP2000279397A
JP2000279397A JP11090437A JP9043799A JP2000279397A JP 2000279397 A JP2000279397 A JP 2000279397A JP 11090437 A JP11090437 A JP 11090437A JP 9043799 A JP9043799 A JP 9043799A JP 2000279397 A JP2000279397 A JP 2000279397A
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unevenness
switch
electrode
sensing
sensor according
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JP11090437A
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Japanese (ja)
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Ryuichi Hashido
隆一 橋戸
Takahiro Urakabe
隆浩 浦壁
Akihiro Suzuki
昭弘 鈴木
Akihiko Iwata
明彦 岩田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make S/N ratio high and make detectable a normal unevenness even if an object is moved by providing a sensitive element array arranging a sensitive element in an array-shaped to a unevenness selective sensor and providing a control circuit, a sensitive electrode and a condenser and so forth to the sensitive element. SOLUTION: One sensitive element 11 is composed of a sensitive electrode 1, an amplifier 2 and a condenser 10 and so forth. The unevenness detective sensor is constituted by arranging the sensitive element 11 in an array whose length is N lines and whose width is M rows as an sensitive element array. A memory function is built in each sensitive element and unevenness information on objects is lumped together then stored in memory temporarily and outputs in order. Thereby, unevenness for objects can be detected accurately even is the object move. And scanning frequency can be decreased by scanning without worrying about moving velocity for objects by dint of providing such memory facility, thereby, burden of a peripheral circuit can be decreased. The amplifier is provided on each sensitive element 11, thereby, S/N ratio can be increased.

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、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for detecting a change in the unevenness of an object such as a fingerprint as a change in a capacitance value and electrically detecting the change.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art WO 97/40744 discloses a fingerprint sensor as a device for detecting the uneven shape of an object.
FIG. 17 is a circuit diagram showing a main part of a fingerprint sensor used in this system. This circuit forms an array and forms a fingerprint sensor. In the figure, 12 is a sensing element,
Consists of a sensing electrode 14 that forms a capacitance with a fingerprint placed thereon. In this example, only when there is a fingerprint on the sensor,
A capacitance is generated between the fingerprint and the sensing electrode 14. Before scanning, electric charges are stored in the generated capacitance from the first scanning line 18 through the switching element 16. Then, at the time of scanning, the second switching element 17 operates so that this charge is output to the second scanning line (output line) 20. At this time, the capacitance value differs because the distance from the sensing electrode differs depending on the unevenness of the fingerprint. Therefore,
Since the amount of electric charge stored in the capacitor is different, the amount of electric charge is measured two-dimensionally by scanning the first and second scanning lines to obtain a fingerprint uneven pattern. Since the capacitance formed by the fingerprint and the sensing electrode is small, the amount of charge held is small. For this reason, here, a charge amplifier is provided in front of the output line 20 to amplify the charge, thereby improving the S / N ratio.

【0003】[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。
However, since the capacitance formed by the object and the sensing electrode is small, the amount of charge retained is small, and this configuration has a poor S / N ratio. Further, a circuit for reading a high-performance charge amount is required to read the minute charge amount. The output from the sensing electrode is analog. In addition, since the array is sequentially scanned, there is a problem that, for example, when an object moves during scanning, normal irregularities cannot be detected. Further, the output line is easily affected by noise. Further, there is a possibility that the sensor is destroyed by the influence of static electricity of the human body.

【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。
Therefore, an object of the present invention is to detect normal irregularities even when an object moves, with a high S / N ratio.

【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。
It is a second object of the present invention to provide a device having a high degree of integration, a device having a high resolution, a device capable of simplifying the manufacturing process, a device having little deterioration, and a device capable of reducing the cost. It is a third object of the present invention to provide a sensor whose sensor is not destroyed by the influence of static electricity. Furthermore,
A fourth object is to provide a reliable and hard-to-break personal identification device.

【0006】[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。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an unevenness detecting sensor, comprising: a sensing element array in which sensing elements are arranged in an array of N rows by M columns; and each row of the sensing element array. A first power supply line, a second power supply line, and an output line disposed along the scanning element disposed along each column of the sensing element array, wherein the sensing element has an input terminal and an output terminal. And a control circuit having a control input terminal, a sensing electrode, a first switch, a second switch, and a capacitor, wherein the sensing electrode is connected to one end of the first switch; The other end of the switch is connected to one end of the second switch, one end of the capacitor, and the input terminal of the control circuit. The other end of the second switch is connected to the first power supply line, and the other end of the capacitor is connected to the other end. The end is connected to the second power line and the control circuit The output terminal to the output line, a control input terminal of the control circuit for the scanning lines, connects respectively.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the second aspect of the present invention is
The control circuit is an amplifier.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 3 is
The control circuit comprises one MOS transistor.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 4 is
The gate electrode of the MOS transistor is an input terminal, one of the source electrode and the drain electrode of the MOS transistor is an output terminal, and the other electrode is a control input terminal.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 5 is
The gate electrode of the MOS transistor is a control input terminal, one of the drain electrode and the source electrode is an input terminal,
The other electrode is used as an output terminal.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 6 is
One end of a third switch is connected to the sensing electrode, and the other end of the third switch is connected to a second power supply line.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 7 is
At least one of the first power line, the second power line, and the control line of the first, second, and third switches is shared by adjacent sensing elements.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 8 is
A signal processing circuit for processing data from a sensing element is formed on the same substrate as the sensing element.

【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。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an unevenness detecting sensor,
The shape of the sensing electrode is square or rectangular, and the pitch between adjacent sensing elements in the sensing element array is within 50 μm.

【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。
According to a tenth aspect of the present invention, in the unevenness detecting sensor, when N / M is 1 or more, the array is scanned in the row direction when N / M is 1 or more, and N / M is 1 or less. In this case, the array is scanned in the column direction. The unevenness detecting sensor according to the invention of claim 11 is one in which a dielectric is deposited on the sensing electrode.

【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。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an unevenness detecting device.
A sensor comprising a sensing element and a signal processing circuit is formed on a dielectric substrate.

【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。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an unevenness detecting sensor in which a sensor including a sensing element and a signal processing circuit is formed on the same substrate as an image display device.

【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。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a fingerprint collating apparatus comprising:
An unevenness detection sensor according to any one of claims 1 to 13 is used as a sensor for detecting a fingerprint.

【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。
The personal identification device according to the invention of claim 15 is
A fingerprint matching device according to claim 14 is provided.

【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。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided an unevenness detecting device,
A movable conductor connected to a power supply is provided in a portion where an object accesses the unevenness detection sensor.

【0021】[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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 1 of the present invention. Where 100 is the scanning line, 200 is the output line,
300 and 400 are power supply lines or control lines, 1 is a sensing electrode, 2 is an amplifier as a control circuit, 5 is a first switch, 6 is a second switch, 10 is a capacitor, 21 is an input terminal of the amplifier, 22 is an input terminal of the amplifier. The control input terminal 23 of the amplifier is the output terminal of the amplifier.
One sensing element 11 is constituted by the sensing electrode 1, the amplifier 2, the first switch 5, the second switch 6, and the capacitor 10. The sensing elements 11 are arranged in an array of N rows and M columns, and An array is used to form an unevenness detection sensor.

【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。
When an object such as a finger approaches the sensing electrode 1,
A gap filled with air or the like is generated between the sensing electrode 1 and the object due to unevenness of the object such as a fingerprint. That is, the sensing electrode 1
A capacitance (sensing capacitance) having a capacitance value depending on the unevenness of the object is generated between the object and the object. Conventionally, the unevenness of the object is obtained two-dimensionally by measuring the capacitance value. However, at this time, since the array is sequentially scanned, if an object moves during scanning, there is a problem that the sensing capacitance changes during that time, so that irregularities of the object cannot be correctly detected.

【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=VH、電源線300の電位をVee
=0V、コンデンサ10の容量値をCS、感知容量をCf、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。
According to the present invention, a memory function is incorporated in each sensing element, and the unevenness information of the object is collectively temporarily stored in the memory and sequentially output. In FIG. 1, the potential of the power supply line 400 is Vcc = VH , and the potential of the power supply line 300 is Vee.
= 0 V, the capacitance value of the capacitor 10 is C S , the sensing capacitance is C f , and the potential at the connection point 1000 is V 1000 . For simplicity, it is assumed that the surface potential of the object is the ground potential.

【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=CS・VH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
First, in the initial state, the switch 6 is conducting (ON) and the switch 5 is non-conducting (OFF). When the switch 6 is on, the capacitor 10
Charge Q0 = C S · V H is accumulated in. Next, the switch 6 is turned off. Next, when the switch 5 is turned on, a capacitance transfer of charge occurs between the capacitor 10 and the sensing capacitance. Connection point 10 from this
The potential of 00 is

【0025】[0025]

【数1】 (1)(Equation 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。
## EQU1 ## Equation (1) shows that the potential of the connection point 1000 varies depending on the capacitance value of the sensing capacitance. Next, the switch 5 is turned off. Thus, even if the object moves and the sensing capacitance changes, the potential of the connection point 1000 does not change, and the unevenness information of the object is stored in each element. This unevenness information is input to the input terminal 21 of the amplifier 2 as a control circuit, amplified, and output from the output terminal 23 to the output line 200. At this time, the scanning line 100 to which the control input terminal of the amplifier 2 is connected,
The output line 200 to which the output terminal 23 of the amplifier 2 is connected is scanned at an arbitrary scanning frequency to read array information as two-dimensional information.

【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。
In this configuration, since the unevenness information of the object is collectively stored in the capacitors 10 provided in each array, the unevenness of the object can be accurately detected even if the object moves. Further, by providing such a memory function, scanning can be performed without concern for the moving speed of the object, so that the scanning frequency for reading the information of the array can be reduced, and the load on the peripheral circuits can be reduced. Further, here, since an amplifier is provided for each sensing element 11, the S / N ratio is improved.

【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。
Embodiment 2 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 2 of the present invention. In this configuration, the amplifier as the control circuit of the first embodiment is configured by only one MOS transistor 3. The gate electrode 31 of the MOS transistor 3 is connected to the connection point 1000 as an input terminal, the source electrode 32 is connected to the scanning line 100 as a control input terminal, and the drain electrode 33 is connected to the output line 200 as an output terminal. Since the output current of the MOS transistor 3 depends on the potential applied to the gate electrode 31, the connection point
By connecting the gate potential of the MOS transistor to 1000, an output current depending on the sensing capacitance can be obtained.

【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。
The output terminal 33 of the MOS transistor 3
If a capacitor or the like is connected to the power supply, a charge corresponding to the output current is stored. That is, an output voltage depending on the sensing capacitance is obtained. That is, capacitance-voltage conversion can be performed. By measuring and analyzing these output currents and output voltages in a two-dimensional manner, it is possible to detect two-dimensional irregularities of the object.

【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。
Normally, an amplifier requires several elements and has a complicated structure. However, in this configuration, since the signal is amplified by only one transistor, the configuration is simple and the occupied area of the sensing element can be reduced.

【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。
Embodiment 3 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 3 of the present invention. In this configuration, instead of the amplifier of the first embodiment, the control circuit is constituted by only one MOS transistor 30, the gate electrode 302 of the MOS transistor 30 is connected to the scanning line 100 as a control input terminal, and the drain electrode 301 is The input terminal is connected to the connection point 1000, and the source electrode 303 is connected to the output line 200 as an output terminal. In this configuration, the MOS transistor 3 as a control circuit functions as a switch. This configuration is an effective means when the S / N ratio can be sufficiently obtained such as when the sensing electrode area is large.

【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。
In FIG. 3, for example, the potential of Hn (output line 200) is set to 0 V as an initial condition. The potential of the connection point 1000 takes a value between 0 V and Vcc. Therefore, the terminal connected to Hn becomes a source electrode when the MOS transistor 30 is N-type, but becomes a drain electrode when the MOS transistor 30 is P-type. When the potential of Hn is set to Vcc as an initial condition, Hn
Is connected to the drain electrode when the MOS transistor 30 is N-type, but becomes the source electrode when the MOS transistor 30 is P-type. That is, an appropriate drain electrode and source electrode are connected to Hn according to the potential relationship between Hn and the connection point 1000 and the type of MOS transistor used.

【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。
Embodiment 4 FIG. 4, 5, and 6
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 4 of the present invention. FIGS. 4, 5 and 6 show the case where the third switch 4 is connected to the sensing electrode 1 of FIGS. 1, 2 and 3, respectively.

【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。
If sufficient time does not elapse after the sensing capacitance is measured in the sensing electrode 1, residual charges may be generated.
Since this residual charge deteriorates the S / N ratio, the third switch 4 is connected to the power supply line 300 serving as the reference potential of the capacitor 10 as shown in FIG.

【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。
Embodiment 5 FIG. 7, 8, and 9 show:
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an object unevenness detection sensor according to Embodiment 5 of the present invention. 7, 8, and 9, the sensing elements 11 of FIGS. 4, 5, and 6 are arranged vertically symmetrically, and the upper and lower sensing elements share the power supply line 300. Providing a switch requires a power supply line and a control line, which increases the array area. Therefore, when two adjacent sensing elements share a wiring as shown in the figure, the number of wirings can be halved compared to the conventional case. Although only an example in which the power supply line is shared is shown in the drawing, a control line (not shown) may be shared. With this configuration, the degree of integration of the sensor can be improved by the reduced area of the wiring, and the S / N ratio can be prevented from lowering due to the parasitic capacitance caused by the wiring.

【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。
Embodiment 6 FIG. Incorporating a signal processing circuit that measures data from the sensing element array inside the sensor simplifies the design of peripheral circuits other than the sensor, and improves the S / N ratio by processing the signal inside the chip. Can be.

【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。
FIG. 10 shows an example of a block diagram incorporating peripheral circuits. Reference numerals 100, 200, and 300 denote scanning lines, output lines, and power supply lines described in the above embodiments, 2001 denotes a scanning signal generation circuit, 2002 denotes a signal processing circuit, and 2000 denotes a sensing element array. 11 and 12 show an example of a signal processing circuit. Reference numeral 8 denotes a read switch, 500 denotes a signal output line, and 3000 and 3001 denote signal conversion circuits. Providing one signal conversion circuit 3000 for each lead wire as shown in FIG. 11 has the advantage that the operating frequency of the signal conversion circuit can be reduced. However, in this case, the area occupied by the chip increases. Further, as shown in FIG. 12, the signal conversion circuit 3001 is connected to the signal output line by one.
Providing only one is advantageous in that the chip occupation area of the signal conversion circuit can be reduced. However, in this case, the operating frequency increases.

【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。
Embodiment 7 In the above embodiments, the fingerprint has irregularities continuously appearing at a constant cycle due to its characteristics. By making the shape of the sensing electrode square or rectangular instead of round or trapezoidal, it is possible to effectively increase the ground area with respect to continuous irregularities at a constant period. Here, since the pitch of the fingerprint is said to be about 100 μm for a child, if the distance between the sensing electrodes is set to 50 μm or less, the fingerprint has a resolution enough to discriminate the fingerprint.

【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。
Embodiment 8 FIG. Also, the aspect ratio of the sensing element array, that is, in an array of N rows × M columns, N
Considering the value of / M, it is also possible to adopt a configuration in which the array is scanned in the row (horizontal) direction when it is 1 or more, and the array is scanned in the column (vertical) direction when it is 1 or less. The signal from the sensing element is sent to a signal processing circuit via a lead. The lead line always crosses the scanning signal line by the number of scanning signal lines in the array. Further, there may be a case where a portion intersects with various wirings. Such intersections become parasitic capacitances, which degrade the S / N ratio. Therefore, by taking into account the aspect ratio of the object to be measured, the S / N ratio can be improved by configuring so that the number of times the lead wire intersects with the various wires is reduced.

【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。
Embodiment 9 Further, a configuration in which a dielectric is deposited on the sensing electrode may be adopted. When the area of the entire array cannot be made large, the fluctuation of the sensing capacitance determined by the dielectric constant of air is small. Therefore, if a capacitance that is connected in series with the sensing capacitance is added, a change in the sensing capacitance can be detected with high sensitivity, and the S / N ratio of the sensor can be improved. In addition, there is an effect of protecting the sensing electrode from deterioration.

【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。
Embodiment 10 FIG. In addition, the sensor
It is also possible to adopt a configuration in which the semiconductor device is manufactured not on a Si substrate but on a dielectric substrate. Since the Si substrate has conductivity, a parasitic capacitance is generated between the substrate and the circuit, and the S / N ratio is deteriorated. Since the presence of a floating capacitor can be ignored, the S / N ratio can be increased by fabricating a sensor on a dielectric substrate.
The ratio can be improved. Further, the cost can be reduced because the substrate does not need to use expensive Si.

【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。
Embodiment 11 FIG. Further, as shown in FIG. 13, a sensor may be built together with an image display device to form an unevenness detecting device. In FIG. 13, 10
000 is an image display device such as a TFT, and 4000 is an unevenness detection sensor, which are formed on one substrate 11000. In a method in which a user inputs information in accordance with a screen display, conventionally, a sheet-like sensor was attached on an image display device, so that the cost was high. The cost can be reduced by sharing this configuration and the input / output substrate for the sensor with the input / output substrate of the image display device.

【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。
Embodiment 12 FIG. Further, the apparatus may include a sensor, a memory, a power supply, a microprocessor, and the like, and may be a device that collates at least one identified fingerprint by itself. For example, as shown in FIG.
By configuring the 000, the unevenness detection sensor 4000, and the arithmetic system 30000 as one fingerprint collation device 12000, it can be used even in a place isolated from other arithmetic systems. For example, a door. Also, since there is no connection with the outside, it becomes difficult to hinder the exchange of information. Therefore, safety is improved.

【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。
Embodiment 13 FIG. The unevenness detection sensor described in the above embodiment can be used for personal identification such as an automatic teller machine or a credit card authentication machine. In the past, objects that used to identify themselves only with a personal identification number can dramatically improve security by recognizing physical characteristics such as fingerprints.

【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。
Embodiment 14 FIG. FIG. 15 is a diagram showing an example of the unevenness detecting device according to Embodiment 14 of the present invention. 4000 is a sensor, 5000 is a device housing, 6000 is a conductor, 70
00 is a shock absorbing device. Generally, an object has a floating potential. Therefore, if an object is brought into direct contact with the sensor, the sensor may cause dielectric breakdown.

【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。
In this configuration, the object first contacts the conductor 6000. The conductor 6000 is connected to a power supply, and allows the electric charge held by the object to flow to the power supply. Next, in order to read the unevenness of the object, when the object is pressed, the shock absorber 7000 shrinks, and the surface of the object
Touch 00. Then, the sensor operates to detect the unevenness of the object. In this way, a floating conductor is negated by providing a movable conductor connected to a power supply at a portion where the object accesses the sensor so that the object always contacts the ground before contacting the sensor.

【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。
With this configuration, insulation breakdown and malfunction of the sensor can be prevented. In addition, since the object does not have a floating potential and the surface potential of the object is almost constant and contacts the sensor, the S / N ratio can be improved.

【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。
Embodiment 15 FIG. FIGS. 16A and 16B show an example of the unevenness detecting device according to the fifteenth embodiment. 4000 is an unevenness detection sensor, 50000 is a conductive cover, 6
0000 is a conductive rail. First, the object contacts the cover 50000 in the state of FIG. The cover 50000 is connected to the power supply via the rail 60000, and allows the electric charge held by the object to flow to the power supply. Next, in order to read the irregularities of the object, the cover 50000 is slid along the rail 60000 to reach the state shown in FIG.
Touch 00. Then, the sensor operates to detect the unevenness of the object. In this way, a floating conductor is negated by providing a movable conductor connected to a power supply at a portion where the object accesses the sensor so that the object always contacts the ground before contacting the sensor.

【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。
With this configuration, as in the fourteenth embodiment, the sensor can be prevented from dielectric breakdown and malfunction, and since the object has no floating potential and the surface potential of the object is almost constant and contacts the sensor, the S / N ratio is reduced. Can be improved. Further, when no detection is performed, the cover is closed, which has an effect of protecting the sensor surface.

【0050】[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。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an unevenness detecting sensor, wherein the sensing elements are arranged in an array of N rows and M columns, and are arranged along each row of the sensing element array. A first power supply line, a second power supply line, and an output line, and a scanning line disposed along each column of the sensing element array, wherein the sensing element has an input terminal, an output terminal, and a control input. A control circuit having a terminal, a sensing electrode,
, A second switch, and a capacitor,
The sensing electrode is connected to one end of the first switch, the other end of the first switch is connected to one end of the second switch, one end of the capacitor and an input terminal of the control circuit, The other end of the switch is connected to the first power supply line, the other end of the capacitor is connected to the second power supply line, the output terminal of the control circuit is connected to the output line, and the control input terminal of the control circuit is connected to the scan line. Since they are connected to the lines, respectively, even if the object moves during scanning, accurate unevenness can be detected.

【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。
In the unevenness detecting sensor according to the second aspect of the present invention, since the control circuit is an amplifier, a sensor having a high S / N ratio can be obtained.

【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。
In the unevenness detecting sensor according to the third aspect of the present invention, since the control circuit is a single MOS transistor, the area occupied by the sensing element can be reduced, and the resolution can be improved.

【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。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the unevenness detecting sensor, wherein the gate electrode of the MOS transistor is an input terminal, and one of the source electrode and the drain electrode is an output terminal.
Since the other electrode is used as the control input terminal, the area occupied by the sensing element can be reduced, and the resolution is improved.

【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。
In the unevenness detecting sensor according to a fifth aspect of the present invention, the gate electrode of the MOS transistor is a control input terminal, one of the source electrode and the drain electrode is an input terminal, and the other electrode is an output terminal. The area occupied by the sensing element can be reduced, and the resolution can be improved.

【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。
In the unevenness detecting sensor according to the sixth aspect of the present invention, one end of the third switch is connected to the sensing electrode, and the other end of the third switch is connected to the second power supply line. Since all the sensing electrodes in the state can be reset to any specified potential, the S / N ratio is improved.

【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。
According to the present invention, at least one of the first power supply line, the second power supply line, and the control line of the first, second, and third switches is adjacent to each other. Since the elements are shared, the degree of integration of the sensor is improved, and a decrease in the S / N ratio can be prevented.

【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。
In the unevenness detecting sensor according to the present invention, since the signal processing circuit for processing data from the sensing element is formed on the same substrate as the sensing element, the S / N ratio can be improved and the number of parts can be reduced. Can be reduced.

【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。
In the unevenness detecting sensor according to the ninth aspect of the present invention, the shape of the sensing electrode is square or rectangular, and the pitch between adjacent sensing elements in the sensing element array is within 50 μm. A suitable resolution can be obtained.

【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。
According to a tenth aspect of the present invention, in the above-described array of N rows × M columns, N / M is
When the value is 1 or more, the array is scanned in the row direction, and when N / M is 1 or less, the array is scanned in the column direction.
Higher ratios are obtained.

【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。
According to the eleventh aspect of the present invention, since a dielectric is deposited on the sensing electrode, a high S / N ratio can be obtained even when the array area cannot be made large. Also, deterioration of the sensing electrode can be prevented.

【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。
The unevenness detecting sensor according to the twelfth aspect of the present invention has a high S / N ratio because the sensor including the sensing element and the signal processing circuit is formed on the dielectric substrate. Further, since expensive Si is not required for the substrate, a low-cost substrate can be provided.

【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。
In the unevenness detecting device according to the thirteenth aspect of the present invention, since the unevenness detecting sensor including the sensing element and the signal processing circuit is formed on the same substrate as the image display device, a low-cost device can be provided.

【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。
According to the fingerprint matching device of the present invention, since the unevenness detecting sensor according to any one of the first to thirteenth aspects is used as a sensor for detecting a fingerprint, it can be used even in a place isolated from other arithmetic systems. Can be provided, and those that are hard to break can be provided.

【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。
Since the personal identification device of the present invention has the fingerprint collating device of the fourteenth aspect, it is possible to remarkably improve the security by recognizing the physical feature of the fingerprint. It can also provide something that is hard to break.

【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。
In the unevenness detecting device according to the present invention, since a movable conductor connected to a power supply is provided at a portion where an object accesses the sensor, dielectric breakdown of the sensor is prevented, and S / N is prevented. A product with a high ratio can be provided.

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

【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。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 1 of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 2 of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 3 of the present invention.

【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。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to Embodiment 4 of the present invention.

【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。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration of a main part of the unevenness detection sensor according to Embodiment 4 of the present invention.

【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。
FIG. 6 is a circuit diagram showing still another configuration of the main part of the unevenness detection sensor according to Embodiment 4 of the present invention.

【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。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of an unevenness detection sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 8 is a circuit diagram showing another configuration of a main part of the unevenness detection sensor according to the fifth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 9 is a circuit diagram showing still another configuration of the main part of the unevenness detection sensor according to Embodiment 5 of the present invention.

【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。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of an unevenness detection sensor according to Embodiment 6 of the present invention.

【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。
11 is a circuit diagram showing a configuration of the signal processing circuit shown in FIG.

【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。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating another configuration of the signal processing circuit illustrated in FIG. 11;

【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。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an unevenness detecting device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a fingerprint matching device according to a twelfth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of an unevenness detecting device according to Embodiment 14 of the present invention.

【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。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of an unevenness detecting device according to Embodiment 15 of the present invention.

【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。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a main part of a conventional unevenness detection sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
Reference Signs List 1 sensing electrode 2 amplifier as control circuit 3, 30 MOS transistor as control circuit 4 third switch 5 first switch 6 second switch 10 capacitor 21 input terminal of amplifier 22 control input terminal of amplifier 23 output of amplifier Terminal 31 Gate electrode of MOS transistor as input terminal 32 Source electrode of MOS transistor as control input terminal 33 Drain electrode of MOS transistor as output terminal 301 Drain electrode of MOS transistor as input terminal 302 MOS transistor as control input terminal A gate electrode 303 of a MOS transistor as an output terminal of the MOS transistor 100 scanning line, 200 output line, 300 second power line 400 first power line 2002 signal processing circuit 10000 image display device 6000, 0000 movable conductor

───────────────────────────────────────────────────── 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  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihiro Suzuki 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Iwata 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 3 F term in Ryo Electric Co., Ltd. (reference) 2F063 AA41 BA29 CA08 DA02 DA05 DD07 HA04 4C038 FF01 FF05 FG00 5B043 BA02 DA07 5B047 AA25 BC01 DA01

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A sensing element array in which sensing elements are arranged in an array of N rows and M columns, and a first power supply line and a second power supply line arranged along each row of the sensing element array. And a scanning line arranged along each column of the sensing element array, wherein the sensing element includes a control circuit having an input terminal, an output terminal and a control input terminal, a sensing electrode, A first switch, a second switch, and a capacitor, wherein the sensing electrode is provided at one end of the first switch.
The other end of the first switch is connected to one end of the second switch, one end of the capacitor and an input terminal of the control circuit, the other end of the second switch is connected to the first power supply line,
The other end of the capacitor is connected to the second power supply line, the output terminal of the control circuit is connected to the output line, and the control input terminal of the control circuit is connected to the scanning line, respectively. .
【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。
2. The unevenness detecting sensor according to claim 1, wherein the control circuit is an amplifier.
【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。
3. The unevenness detecting sensor according to claim 1, wherein said control circuit comprises one MOS transistor.
【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。
4. The MOS transistor according to claim 3, wherein a gate electrode is an input terminal, one of a source electrode and a drain electrode of the MOS transistor is an output terminal, and the other electrode is a control input terminal. The unevenness detection sensor as described in the above.
【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。
5. The MOS transistor according to claim 3, wherein a gate electrode is a control input terminal, one of a source electrode and a drain electrode of the MOS transistor is an input terminal, and the other electrode is an output terminal. The unevenness detection sensor as described in the above.
【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。
6. The sensor according to claim 1, wherein one end of a third switch is connected to the sensing electrode, and the other end of the third switch is connected to the second power supply line. 3. The unevenness detection sensor according to 1.
【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。
7. The first power line, the second power line,
The control line of the first switch, the control line of the second switch, and at least one of the control lines of the third switch are shared by adjacent sensing elements. 7. The unevenness detection sensor according to any one of 6.
【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。
8. The unevenness detection sensor according to claim 1, wherein a signal processing circuit for processing data from the sensing element is formed on the same substrate as the sensing element.
【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。
9. The sensing electrode according to claim 1, wherein the shape of the sensing electrode is square or rectangular, and the pitch between adjacent sensing elements in the sensing element array is within 50 μm.
The unevenness detection sensor according to any one of the above.
【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。
10. In the array of N rows × M columns, if N / M is 1 or more, the array is scanned in the row direction;
11. The unevenness detection sensor according to claim 1, wherein the array is scanned in the column direction when N / M is 1 or less.
【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。
11. The unevenness detecting sensor according to claim 1, wherein a dielectric is deposited on the sensing electrode.
【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。
12. The unevenness detecting sensor according to claim 1, wherein the sensor comprising the sensing element and the signal processing circuit is formed on a dielectric substrate.
【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。
13. The unevenness detecting device according to claim 1, wherein the unevenness detecting sensor including the sensing element and the signal processing circuit is formed on the same substrate as the image display device.
【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。
14. A fingerprint matching device for matching at least one identified fingerprint, wherein the unevenness detecting sensor according to claim 1 is used as a sensor for detecting a fingerprint. Fingerprint matching device.
【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。
15. An individual discriminating apparatus comprising the fingerprint collating apparatus according to claim 14.
【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。
16. An unevenness detecting device, wherein a movable conductor connected to a power supply is provided at a portion where an object accesses the unevenness detecting sensor according to any one of claims 1 to 13.
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