JP2001119008A - Image-pickup device - Google Patents

Image-pickup device

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JP2001119008A
JP2001119008A JP29739599A JP29739599A JP2001119008A JP 2001119008 A JP2001119008 A JP 2001119008A JP 29739599 A JP29739599 A JP 29739599A JP 29739599 A JP29739599 A JP 29739599A JP 2001119008 A JP2001119008 A JP 2001119008A
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image
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imaging
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裕康 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image-pickup device for imaging an object having a fine pattern. SOLUTION: A light source 100 emits light at image-pickup of an object, with a light incident into the object. An image authentication part 200 receives the light which transmits through the object before coming out of it. The image authenticating part 200 generates an electrical signal (for example, current) corresponding to the received light quantity, and measures the quantity of the current to image the object. A support stage 300, provided between the light source 100 and the image authenticating part 200, presents the light coming out of the light source 100 from directly entering the image authentication part 200, while allowing the light coming out of the object to be incident on the image authentication part 200.

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、撮像装置に関す
る。
[0001] The present invention relates to an image pickup apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトセンサシステム(撮像装置)に
は、複数のフォトセンサ(受光素子)がマトリックス状
に配置され、フォトセンサとしてフォトダイオードが用
いられている。
2. Description of the Related Art In a photosensor system (imaging apparatus), a plurality of photosensors (light receiving elements) are arranged in a matrix, and a photodiode is used as a photosensor.

【0003】上記したようなフォトセンサは、光を照射
されることによって電荷を発生させる。また、その電荷
量は照射された光の量によって変化するため、フォトセ
ンサが発生させた電荷量を測定することによって光量を
知ることができる。上記フォトセンサシステムの動作時
には、フォトセンサシステムに隣接して設けられた水平
走査回路及び垂直走査回路によって、フォトセンサシス
テムに走査電圧が印加される。これにより、各フォトセ
ンサの電荷量を検出し、照射光の光量を検出し、撮像を
行っている。
[0003] The above-mentioned photosensor generates electric charge by being irradiated with light. In addition, since the amount of charge changes depending on the amount of irradiated light, the amount of light can be known by measuring the amount of charge generated by the photosensor. During the operation of the photo sensor system, a scanning voltage is applied to the photo sensor system by a horizontal scanning circuit and a vertical scanning circuit provided adjacent to the photo sensor system. Thus, the amount of charge of each photosensor is detected, the amount of irradiation light is detected, and imaging is performed.

【0004】上記以外にも、CCDやCMOSをフォト
センサとして用いた撮像装置がある。CCDやCMOS
も、照射された光の光量に応じて電荷を発生させる。こ
のため、このような撮像装置の動作時にも、隣接して設
けられた水平走査回路及び垂直走査回路等から電圧が印
加される。これによって、各フォトセンサの電荷量を検
出し、照射光の光量を検出している。
[0004] In addition to the above, there is an imaging device using a CCD or CMOS as a photo sensor. CCD and CMOS
Also, electric charges are generated according to the amount of irradiated light. Therefore, even during the operation of such an imaging device, a voltage is applied from a horizontally-scanning circuit, a vertically-scanning circuit, and the like provided adjacently. Thus, the amount of charge of each photosensor is detected, and the amount of irradiation light is detected.

【0005】また、撮像対象物が有する表面の凹凸を検
知するために、静電容量方式を用いた撮像装置がある。
このような撮像装置は、例えば2枚の金属膜で柔軟な緩
衝剤を挟んだコンデンサを備えている。撮像時には、こ
のコンデンサに撮像対象物の凸部が接触することによっ
て2枚の金属膜の間隔が変化し、コンデンサの容量が変
化する。そして、この容量変化を検出することによって
撮像対象物を撮像している。
Further, there is an image pickup apparatus using a capacitance method for detecting the unevenness of the surface of an object to be imaged.
Such an imaging device includes, for example, a capacitor in which a flexible buffer is sandwiched between two metal films. At the time of imaging, the interval between the two metal films changes due to the projection of the imaging object coming into contact with the capacitor, and the capacitance of the capacitor changes. The imaging object is imaged by detecting this change in capacitance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記CCD、
又は、CMOS等を用いた撮像装置は、フォトセンサと
フォトセンサを駆動するための回路とが、互いに隣接し
て設けられているため、撮像装置を1チップ状に形成し
ようとした場合は、チップの面積が大きくなってしま
う。即ち、撮像装置が大型化するという問題がある。ま
た、静電容量方式を用いた撮像装置は、撮像対象物の凸
部によって変化した容量を検出して撮像するため、例え
ば指紋のように柔らかく、且つ微細なパターンを有する
撮像対象物の像を鮮明に得ることができない場合がある
という問題がある。
However, the above CCD,
Alternatively, in an imaging device using a CMOS or the like, a photosensor and a circuit for driving the photosensor are provided adjacent to each other. Area becomes large. That is, there is a problem that the imaging device becomes large. In addition, an imaging device using a capacitance method detects an image by detecting a capacitance changed by a convex portion of the imaging target, and thus, for example, forms an image of the imaging target having a soft and fine pattern like a fingerprint. There is a problem that it may not be possible to obtain a clear image.

【0007】従って、本発明は、小型で微細なパターン
を有する撮像対象物の像を鮮明に得ることが可能な撮像
装置を提供することを目的とする。また、本発明は、1
チップ状に形成された小型な撮像装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of clearly obtaining an image of an imaging object having a small and fine pattern. Also, the present invention provides
An object of the present invention is to provide a small imaging device formed in a chip shape.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる撮像装置は、撮像対象物中に光を入
射する発光手段と、前記撮像対象物中を伝搬して該撮像
対象物から出射した光を受光し、受光した光量に応じた
電気信号を発生させる光電変換手段と、前記光電変換手
段の下方に設けられ、前記光電変換手段が発生させた電
気信号を検出することによって撮像対象物を撮像する制
御手段と、を備えることを特徴とする。この発明によれ
ば、撮像対象物中を伝搬し、撮像対象物から出射した光
(出射光)を使用して撮像している。撮像対象物が、例
えば微細な凹凸パターン又は白黒パターンを有していて
も、その凹凸又は白黒によって出射光の量が変わる。こ
のため、撮像対象物が微細なパターンを有していても、
撮像対象物の像を鮮明に得ることができる。そして制御
手段を光電変換手段の下方に設けたので装置を小型にで
きる。
In order to achieve the above object, an image pickup apparatus according to the present invention comprises a light emitting means for entering light into an object to be imaged; Photoelectric conversion means for receiving light emitted from an object and generating an electric signal corresponding to the received light amount, provided below the photoelectric conversion means, and detecting the electric signal generated by the photoelectric conversion means And control means for imaging the object to be imaged. According to the present invention, an image is picked up using light (emitted light) that propagates through the imaging target and is emitted from the imaging target. Even if the imaging target has, for example, a fine concavo-convex pattern or a black and white pattern, the amount of emitted light varies depending on the concavo-convex or black and white. For this reason, even if the imaging target has a fine pattern,
A clear image of the imaging target can be obtained. Since the control means is provided below the photoelectric conversion means, the size of the apparatus can be reduced.

【0009】前記光電変換手段及び前記制御手段は、1
チップ状に積層されていてもよい。前記光電変換手段
は、ソース電極と、ドレイン電極と、ソース電極及びド
レイン電極を挟んで対向するように設けられた2つのゲ
ート電極と、を備え、該ソース電極及びドレイン電極の
一方が定電圧に設定され、マトリックス状に配置された
複数のダブルゲートトランジスタを備え、前記制御手段
は、複数の前記ダブルゲートトランジスタの一方のゲー
ト電極に、行毎に所定の電圧を印加する第1ドライバ回
路と、複数の前記ダブルゲートトランジスタの他方のゲ
ート電極に、行毎に所定の電圧を印加する第2ドライバ
回路と、前記ダブルゲートトランジスタのソース電極及
びドレイン電極の一方に所定の電圧を印加する第3ドラ
イバ回路と、前記第1ドライバ回路、前記第2ドライバ
回路、及び、前記第3ドライバ回路を制御することによ
って撮像対象物を撮像する制御回路と、を備えてもよ
い。
[0009] The photoelectric conversion means and the control means may include:
They may be stacked in a chip shape. The photoelectric conversion unit includes a source electrode, a drain electrode, and two gate electrodes provided so as to face each other with the source electrode and the drain electrode interposed therebetween, and one of the source electrode and the drain electrode has a constant voltage. A plurality of double gate transistors set and arranged in a matrix, wherein the control means applies a predetermined voltage to each gate electrode of one of the plurality of double gate transistors on a row-by-row basis; A second driver circuit for applying a predetermined voltage to the other gate electrode of the plurality of double gate transistors for each row, and a third driver for applying a predetermined voltage to one of a source electrode and a drain electrode of the double gate transistor Circuit, and controlling the first driver circuit, the second driver circuit, and the third driver circuit. A control circuit for capturing an imaged object Te may be provided.

【0010】前記光電変換手段が形成されている面積
と、前記制御手段が形成されている面積とは、実質的に
同一であってもよい。前記発光手段は、撮像対象物が前
記光電変換手段上に接触した際、該撮像対象物の側面に
接触するように、該光電変換手段上に設けられていても
よい。前記発光手段は、前記光電変換手段と共に撮像対
象物を挟むように、該光電変換手段に対向する位置に設
けられていてもよい。前記発光手段と前記光電変換手段
との間に設けられ、該発光手段から放出された光が該光
電変換手段に直接入射することを防止し、前記撮像対象
物から出射した光を該光電変換手段に入射させる遮蔽手
段をさらに備えていてもよい。
The area in which the photoelectric conversion means is formed may be substantially the same as the area in which the control means is formed. The light emitting unit may be provided on the photoelectric conversion unit such that when the imaging target contacts the photoelectric conversion unit, the light emitting unit contacts a side surface of the imaging target object. The light emitting unit may be provided at a position facing the photoelectric conversion unit so as to sandwich an imaging target together with the photoelectric conversion unit. The photoelectric conversion unit is provided between the light emitting unit and the photoelectric conversion unit, and prevents light emitted from the light emitting unit from directly entering the photoelectric conversion unit, and outputs light emitted from the imaging target object to the photoelectric conversion unit. May be further provided.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態にかか
る撮像装置について図面を参照して説明する。本発明の
実施の形態にかかる撮像装置は、例えば図1に示すよう
に、指紋認証装置として使用される。なお、図1は、上
記撮像装置が撮像対象物である指紋を撮像している状態
を示している。図1に示すように、撮像装置は、光源1
00と、画像認証部200と、支持台300と、から構
成されている。
Next, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The imaging device according to the embodiment of the present invention is used as a fingerprint authentication device, for example, as shown in FIG. FIG. 1 illustrates a state in which the imaging apparatus is capturing a fingerprint as an imaging target. As shown in FIG. 1, the imaging device includes a light source 1
00, an image authentication unit 200, and a support table 300.

【0012】光源100は、撮像対象物(指)が図1に
示すように撮像装置の表面に接触した時、撮像対象物の
側面に接触するように配置されている。光源100から
出射した光は、図1中の矢印で示したように指中(具体
的には、指の表皮中)を伝搬する。そして、その光の一
部は、撮像対象物から画像認証部200に入射する。
The light source 100 is arranged so that when the imaging target (finger) contacts the surface of the imaging device as shown in FIG. 1, it contacts the side surface of the imaging target. The light emitted from the light source 100 propagates in the finger (specifically, in the skin of the finger) as shown by the arrow in FIG. Then, a part of the light enters the image authentication unit 200 from the imaging target.

【0013】指を支持する支持台300は、上面の周囲
に指の外周に沿った形状の光源100を載置し、さらに
光源100の内周にあたる上面には、僅かに離間した複
数の電極を有し、指が電極間を跨るように接触すること
により電極間に発生する電気的変位、例えば電圧を読み
取って検知するセンサ300Aを備え、センサが検知す
ると検知信号を画像認証部200に出力する。また支持
台300のセンサ300Aの内周には開口部300Bが
設けられており、また支持台300の下面には、開口部
300Bと重なるように画像認証部200が設けられ、
指をセンサ300Aに接触するように載置すると、指の
先端の指紋にあたるところが開口部300Bで囲まれた
空間を介して画像認証部200に接触するように設定さ
れている。また、支持台300は光源100から出射し
た光が画像認証部200に直接入射することを防止する
ように光源100からの光に対し遮光性を示し、撮像対
象物中を伝搬した光のみが開口部300Bで囲まれた空
間を介して画像認証部200に入射するような構造にな
っている。なお、支持台300の材質は、光源100か
らの光を遮断できるものであれば、例えばゴム等の絶縁
物でもよい。
On a support 300 for supporting a finger, a light source 100 shaped along the outer periphery of the finger is placed around the upper surface, and a plurality of slightly spaced electrodes are mounted on the upper surface corresponding to the inner periphery of the light source 100. A sensor 300A that reads and detects an electric displacement, for example, a voltage, generated between the electrodes when the finger contacts the electrodes so as to straddle the electrodes, and outputs a detection signal to the image authentication unit 200 when the sensor detects the electric displacement. . An opening 300B is provided on the inner periphery of the sensor 300A of the support 300, and an image authentication unit 200 is provided on the lower surface of the support 300 so as to overlap the opening 300B.
When the finger is placed so as to contact the sensor 300A, the portion corresponding to the fingerprint at the tip of the finger is set to contact the image authentication unit 200 via a space surrounded by the opening 300B. Further, the support base 300 has a light shielding property against the light from the light source 100 so as to prevent the light emitted from the light source 100 from being directly incident on the image authentication unit 200, and only the light that has propagated through the imaging target is open. The structure is such that the light enters the image authentication unit 200 via a space surrounded by the unit 300B. The support 300 may be made of an insulating material such as rubber, as long as it can block light from the light source 100.

【0014】画像認証部200は、指がセンサ300A
に接触すると出力される検知信号の入力に応じて、光源
100が発光を開始するように所定の信号を光源100
に出力するとともに、光源100からの光に応じてパタ
ーニングされる指の画像を認証する。指等の撮像対象物
はその表面に凹凸を有しているため、撮像対象物の表面
には、画像認証部200に接触している部分と接触して
いない部分とが存在する。撮像対象物が画像認証部20
0に接している部分では、撮像対象物から出射した光が
画像認証部200に直接入射し、この光を受光素子が検
知する。一方、撮像対象物が画像認証部200に接触し
ていない部分では、撮像対象物と画像認証部200との
間に撮像対象物より屈折率の低い空気が存在しているた
めに撮像対象物から光があまり出射しないため、その下
方にある受光素子は光を十分検知しない。このように撮
像対象物から画像認証部200に入射する光の量に差が
生じ、画像認証部200は、この光量の差を検出するこ
とによって撮像対象物を撮像する。なお、画像認証部2
00の詳しい構造及び動作については後述する。
The image authentication unit 200 is configured such that the finger
In response to the input of the detection signal output when the light source 100 comes into contact with the light source 100, a predetermined signal is generated so that the light source 100 starts emitting light.
And authenticates the image of the finger that is patterned according to the light from the light source 100. Since an imaging target such as a finger has irregularities on its surface, there are a portion that is in contact with the image authentication unit 200 and a portion that is not in contact with the surface of the imaging target. The imaging object is the image authentication unit 20
In the portion in contact with 0, light emitted from the imaging target directly enters the image authentication unit 200, and the light is detected by the light receiving element. On the other hand, in a portion where the imaging target is not in contact with the image authentication unit 200, air having a lower refractive index than the imaging target exists between the imaging target and the image authentication unit 200, so that the imaging target may not be in contact with the imaging target. Since the light does not emit much, the light receiving element below it does not sufficiently detect the light. As described above, a difference occurs in the amount of light incident on the image authentication unit 200 from the imaging target, and the image authentication unit 200 captures an image of the imaging target by detecting the difference in light amount. The image authentication unit 2
00 will be described later in detail.

【0015】次に、上記画像認証部200の構成につい
て説明する。図2(a)及び図2(b)は、画像認証部
200の構成を示す平面図である。なお、画像認証部2
00は2層から構成されており、図2(a)は第1層2
00Aの構成を示しており、図2(b)は第2層200
Bの構成を示している。図2(a)に示すように、第1
層200Aは、ダブルゲートトランジスタがマトリック
ス状に配置された2次元ダブルゲートセンサ(ダブルゲ
ート構造TFT(Thin Film Transistor)フォトセン
サ)が設けられている。
Next, the configuration of the image authentication unit 200 will be described. FIGS. 2A and 2B are plan views showing the configuration of the image authentication unit 200. FIG. The image authentication unit 2
2 is composed of two layers, and FIG.
FIG. 2B shows a second layer 200A.
4 shows the configuration of B. As shown in FIG.
The layer 200A is provided with a two-dimensional double-gate sensor (double-gate TFT (Thin Film Transistor) photosensor) in which double-gate transistors are arranged in a matrix.

【0016】具体的には、2次元ダブルゲートセンサ
は、図2(a)に示すように、絶縁性基板211と、ト
ップゲート電極線212と、ボトムゲート電極線213
と、データ線214と、マトリクス状に配置された複数
のダブルゲートトランジスタ215と、から構成されて
いる。絶縁性基板211は、例えば第2層200B上に
CVD(化学気相堆積)法等によって形成された酸化シ
リコン膜等である。即ち、絶縁性基板211は、トップ
ゲート電極線212、ボトムゲート電極線213、デー
タ線214、及び、ダブルゲートトランジスタ215
と、第2層200Bとの間に形成され、層間絶縁膜とし
ての役割を果たす。また、絶縁性基板211は、複数の
コンタクトプラグ(図示せず)を有し、トップゲート電
極線212、ボトムゲート電極線213、及び、データ
線214と第2層200Bとを電気的に接続する。
Specifically, as shown in FIG. 2A, the two-dimensional double gate sensor has an insulating substrate 211, a top gate electrode line 212, and a bottom gate electrode line 213.
, A data line 214, and a plurality of double gate transistors 215 arranged in a matrix. The insulating substrate 211 is, for example, a silicon oxide film formed on the second layer 200B by a CVD (chemical vapor deposition) method or the like. That is, the insulating substrate 211 includes the top gate electrode line 212, the bottom gate electrode line 213, the data line 214, and the double gate transistor 215.
And the second layer 200B, and serves as an interlayer insulating film. The insulating substrate 211 has a plurality of contact plugs (not shown), and electrically connects the top gate electrode line 212, the bottom gate electrode line 213, and the data line 214 to the second layer 200B. .

【0017】ダブルゲートトランジスタ215は、トッ
プゲート電極線212及びボトムゲート電極線213
と、データ線214との交点に相当する位置の、トップ
ゲート電極線212とボトムゲート電極線213との間
に形成され、例えば図3に示すように構成されている。
図3に示すように、ダブルゲートトランジスタ215
は、絶縁性基板211上に形成されたボトムゲート電極
(BG)231と、ボトムゲート電極231を覆うよう
に形成されたボトムゲート絶縁膜232と、ボトムゲー
ト絶縁膜232上に設けられた半導体層233と、半導
体層233の上面中央に設けられたブロッキング層24
0と、半導体層233の両端にそれぞれ設けられたn
シリコン層236と、nシリコン層236上にそれぞ
れ設けられたソース電極(S)234及びドレイン電極
(D)235と、ソース電極(S)234及びドレイン
電極(D)235を覆うように設けられたトップゲート
絶縁膜237と、トップゲート絶縁膜237上に設けら
れたトップゲート電極(TG)238と、その上に設け
られたオーバーコート膜239と、から構成されてい
る。
The double gate transistor 215 includes a top gate electrode line 212 and a bottom gate electrode line 213.
Is formed between the top gate electrode line 212 and the bottom gate electrode line 213 at a position corresponding to the intersection of the data line 214 and the data line 214, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the double gate transistor 215
Are a bottom gate electrode (BG) 231 formed on the insulating substrate 211, a bottom gate insulating film 232 formed so as to cover the bottom gate electrode 231, and a semiconductor layer provided on the bottom gate insulating film 232. 233 and a blocking layer 24 provided at the center of the upper surface of the semiconductor layer 233.
0 and n + provided at both ends of the semiconductor layer 233, respectively.
It is provided so as to cover the silicon layer 236, the source electrode (S) 234 and the drain electrode (D) 235 provided on the n + silicon layer 236, respectively, and the source electrode (S) 234 and the drain electrode (D) 235. A top gate insulating film 237, a top gate electrode (TG) 238 provided on the top gate insulating film 237, and an overcoat film 239 provided thereon.

【0018】トップゲート電極線212は、トップゲー
ト絶縁膜237上に所定間隔で行方向に複数形成され、
各々が行方向に揃った複数のダブルゲートトランジスタ
215のトップゲート電極238に接続されている。ボ
トムゲート電極線213は、絶縁性基板211上に所定
間隔で行方向に複数形成され、各々が行方向に揃った複
数のダブルゲートトランジスタ215のボトムゲート電
極231に接続されている。データ線214は、トップ
ゲート電極線212及びボトムゲート電極線213にほ
ぼ直交するように、即ち列方向に所定間隔で複数形成さ
れ、各々が列方向に揃った複数のダブルゲートトランジ
スタ215のドレイン電極235に接続されている。
A plurality of top gate electrode lines 212 are formed on the top gate insulating film 237 at predetermined intervals in the row direction.
Each is connected to a top gate electrode 238 of a plurality of double gate transistors 215 aligned in the row direction. A plurality of bottom gate electrode lines 213 are formed on the insulating substrate 211 at predetermined intervals in the row direction, and are connected to the bottom gate electrodes 231 of a plurality of double gate transistors 215 aligned in the row direction. A plurality of data lines 214 are formed substantially orthogonally to the top gate electrode line 212 and the bottom gate electrode line 213, that is, at a predetermined interval in the column direction, and the drain electrodes of a plurality of double gate transistors 215 each aligned in the column direction. 235.

【0019】ボトムゲート電極231は、約100nm
の厚さのクロムやアルミニウム等の可視光に対し遮光性
の導電物からなり、ボトムゲート電極線213に接続さ
れている。ボトムゲート絶縁膜232は、窒化シリコン
(SiN)等から形成され、ボトムゲート電極231を
覆うように絶縁性基板211上に形成されている。ま
た、ボトムゲート絶縁膜232の厚さは約250nmで
ある。半導体層233は、約50nmの厚さを有し、ボ
トムゲート絶縁膜232上の、ボトムゲート電極231
と対向する位置に形成されている。なお、半導体層23
3は、i型アモルファス・シリコン(i−a−Si)か
ら形成されている。
The bottom gate electrode 231 has a thickness of about 100 nm.
Made of a conductive material that shields visible light, such as chromium or aluminum, having a thickness of 3 mm, and is connected to the bottom gate electrode line 213. The bottom gate insulating film 232 is formed of silicon nitride (SiN) or the like, and is formed on the insulating substrate 211 so as to cover the bottom gate electrode 231. Further, the thickness of the bottom gate insulating film 232 is about 250 nm. The semiconductor layer 233 has a thickness of about 50 nm, and the bottom gate electrode 231 on the bottom gate insulating film 232.
Is formed at a position opposed to. The semiconductor layer 23
3 is made of i-type amorphous silicon (ia-Si).

【0020】ソース電極234及びドレイン電極235
は、約50nmの厚さを有し、半導体層233を挟み、
さらに半導体層233上に所定の間隔を隔てて相対向す
るように形成されている。なお、ソース電極234及び
ドレイン電極235は、それぞれリン等のドーパントが
拡散されたアモルファスシリコンから形成されたn+
リコン層236を介して半導体層233上に接続されて
いる。また、ソース電極234は接地されており、ドレ
イン電極235はデータ線214に接続されている。な
お、nシリコン層236の厚さは約25nmであり、
ソース電極234とドレイン電極235との間隔は約7
μmである。
Source electrode 234 and drain electrode 235
Has a thickness of about 50 nm, sandwiches the semiconductor layer 233,
Further, they are formed on the semiconductor layer 233 so as to face each other at a predetermined interval. Note that the source electrode 234 and the drain electrode 235 are connected to the semiconductor layer 233 via an n + silicon layer 236 formed of amorphous silicon in which a dopant such as phosphorus is diffused. The source electrode 234 is grounded, and the drain electrode 235 is connected to the data line 214. Note that the thickness of the n + silicon layer 236 is about 25 nm,
The distance between the source electrode 234 and the drain electrode 235 is about 7
μm.

【0021】トップゲート絶縁膜237及びブロッキン
グ層240は、透明な窒化シリコン等から形成され、半
導体層233、ソース電極234、及び、ドレイン電極
235上に形成されている。なお、トップゲート絶縁膜
237並びにブロッキング層240の厚さはそれぞれ約
150nm、100nmである。
The top gate insulating film 237 and the blocking layer 240 are formed of transparent silicon nitride or the like, and are formed on the semiconductor layer 233, the source electrode 234, and the drain electrode 235. Note that the thicknesses of the top gate insulating film 237 and the blocking layer 240 are about 150 nm and 100 nm, respectively.

【0022】トップゲート電極238は、透明な導電性
材料(例えばITO(Indium Tin Oxide))から形成さ
れ、トップゲート絶縁膜237上の、ボトムゲート電極
231に相対向する位置に形成されている。また、トッ
プゲート電極238は、約50nmの厚さを有し、トッ
プゲート電極線212に接続されている。トップゲート
電極238は、後述するように電子−正孔対の発生を誘
起するために半導体層233のチャンネル領域のみでな
く、図3に示すように、n+ シリコン層236上部も覆
う大きさに形成することが望ましい。
The top gate electrode 238 is formed of a transparent conductive material (for example, ITO (Indium Tin Oxide)), and is formed on the top gate insulating film 237 at a position facing the bottom gate electrode 231. The top gate electrode 238 has a thickness of about 50 nm and is connected to the top gate electrode line 212. The top gate electrode 238 has a size to cover not only the channel region of the semiconductor layer 233 but also the upper part of the n + silicon layer 236 as shown in FIG. It is desirable to form.

【0023】オーバーコート膜239は、透明な窒化シ
リコン等から形成され、トップゲート電極238を覆う
ようにトップゲート絶縁膜237上に形成されている。
これによって、ダブルゲートトランジスタ215が保護
される。なお、オーバーコート膜239の厚さは約20
0nmである。図4(a)〜(d)は、ダブルゲートト
ランジスタ10の駆動原理を示す模式図である。
The overcoat film 239 is formed of transparent silicon nitride or the like, and is formed on the top gate insulating film 237 so as to cover the top gate electrode 238.
As a result, the double gate transistor 215 is protected. The thickness of the overcoat film 239 is about 20
0 nm. FIGS. 4A to 4D are schematic diagrams illustrating the driving principle of the double-gate transistor 10.

【0024】チャネル長方向の半導体層233の両端部
は、それぞれソース電極234、ドレイン電極235を
介してトップゲート電極238と重なっている。このた
め、この両端部にかかる電界は、トップゲート電極23
8の電圧ではなく、ソース電極234及びドレイン電極
235に印加される電圧に強く影響される。図4(a)
に示すように、トップゲート電極238に印加されてい
る電圧が+10(V)で、ボトムゲート電極231及び
ソース電極234に印加されている電圧が0(V)であ
ると、半導体層233内に連続したnチャネルが形成さ
れず、ドレイン電極235に+10(V)の電圧が供給
されても、ソース電極234との間に電流が流れない。
また、この状態では、後述するフォトセンス状態におい
て半導体層233の上部に蓄積された正孔が、同じ極性
のトップゲート電極238の電圧により反発することに
より、突出される。以下、この状態をリフレッシュ状態
という。
Both ends of the semiconductor layer 233 in the channel length direction overlap with the top gate electrode 238 via the source electrode 234 and the drain electrode 235, respectively. For this reason, the electric field applied to both ends of the top gate electrode 23
8 is strongly affected by the voltage applied to the source electrode 234 and the drain electrode 235. FIG. 4 (a)
As shown in (2), when the voltage applied to the top gate electrode 238 is +10 (V) and the voltage applied to the bottom gate electrode 231 and the source electrode 234 is 0 (V), the semiconductor layer 233 has Even when a continuous n-channel is not formed and a voltage of +10 (V) is supplied to the drain electrode 235, no current flows between the drain electrode 235 and the source electrode 234.
In this state, holes accumulated in the upper part of the semiconductor layer 233 in a photo-sensing state described later are projected by being repelled by the voltage of the top gate electrode 238 having the same polarity. Hereinafter, this state is called a refresh state.

【0025】図4(b)に示すように、半導体層233
に光が入射すると、その光量に応じて半導体層233内
に正孔−電子対が生じる。このとき、トップゲート電極
238に印加されている電圧が−15(V)で、ボトム
ゲート電極231に印加されている電圧が0(V)であ
ると、発生した正孔−電子対のうちの正孔が半導体層2
33内のブロッキング層(図の上部)に蓄積される。以
下、この状態をキャリア蓄積状態という。このとき、ソ
ース、ドレイン間電圧は0(V)または+10(V)に
設定される。なお、半導体層233内に蓄積された正孔
は、リフレッシュ状態となるまで半導体層233から吐
出されることはない。
As shown in FIG. 4B, the semiconductor layer 233
, A hole-electron pair is generated in the semiconductor layer 233 in accordance with the amount of light. At this time, if the voltage applied to the top gate electrode 238 is −15 (V) and the voltage applied to the bottom gate electrode 231 is 0 (V), the generated hole-electron pair The holes are in the semiconductor layer 2
It accumulates in the blocking layer in 33 (upper part of the figure). Hereinafter, this state is called a carrier accumulation state. At this time, the voltage between the source and the drain is set to 0 (V) or +10 (V). Note that the holes accumulated in the semiconductor layer 233 are not discharged from the semiconductor layer 233 until the semiconductor layer 233 enters a refresh state.

【0026】図4(c)に示すように、フォトセンス状
態において入射光量が不十分なため十分な量の正孔が半
導体層233内に蓄積されず、トップゲート電極238
に印加されている電圧が−15(V)で、ボトムゲート
電極231に印加されている電圧が+10(V)である
と、半導体層233内に空乏層が広がり、nチャネルが
ピンチオフされ、半導体層233が高抵抗となる。この
ため、ドレイン電極235に+10(V)の電圧が供給
されても、ソース電極234との間に電流が流れず、デ
ータ線214の電圧があまり減衰しない。この減衰しな
い電圧Vout又電流をデータ線214からデータドライ
バ回路223へ読み出す。以下、この状態を第1の読み
出し状態という。
As shown in FIG. 4C, a sufficient amount of holes is not accumulated in the semiconductor layer 233 due to an insufficient amount of incident light in the photo sensing state, and the top gate electrode 238
Is -15 (V) and the voltage applied to the bottom gate electrode 231 is +10 (V), the depletion layer spreads in the semiconductor layer 233, the n-channel is pinched off, and the The layer 233 has a high resistance. Therefore, even if a voltage of +10 (V) is supplied to the drain electrode 235, no current flows between the drain electrode 235 and the source electrode 234, and the voltage of the data line 214 does not attenuate much. The non-attenuated voltage Vout or current is read from the data line 214 to the data driver circuit 223. Hereinafter, this state is referred to as a first read state.

【0027】図4(d)に示すように、フォトセンス状
態において入射光量が十分なため十分な量の正孔が半導
体層233内に蓄積され、トップゲート電極238に印
加されている電圧が−15(V)で、ボトムゲート電極
231に印加されている電圧が+10(V)であると、
蓄積されている正孔が負電圧を印加されているトップゲ
ート電極238に引き寄せられて保持され、トップゲー
ト電極238の負電圧が半導体層233に及ぼす影響を
緩和させる。このため、半導体層233のボトムゲート
電極231側にnチャネルが形成され、半導体層233
が低抵抗となる。このため、データ線214からドレイ
ン電極に+10(V)の電圧が供給されると、ソース電
極234との間に電流が流れ、データ線214の電圧が
フォトセンス状態での正孔量つまり入射した光の量に応
じて減衰する。この減衰した電圧Vout又は電流をデー
タ線214からデータドライバ回路223へ読み出す。
以下、この状態を第2の読み出し状態という。そして、
リフレッシュ後から読み出し後までをフォトセンス状態
という。
As shown in FIG. 4D, a sufficient amount of holes is accumulated in the semiconductor layer 233 in the photo-sensing state because the amount of incident light is sufficient, and the voltage applied to the top gate electrode 238 becomes negative. At 15 (V), if the voltage applied to the bottom gate electrode 231 is +10 (V),
The accumulated holes are attracted to and held by the top gate electrode 238 to which the negative voltage is applied, and the effect of the negative voltage of the top gate electrode 238 on the semiconductor layer 233 is reduced. Therefore, an n-channel is formed on the semiconductor layer 233 on the side of the bottom gate electrode 231, and the semiconductor layer 233 is formed.
Becomes low resistance. For this reason, when a voltage of +10 (V) is supplied from the data line 214 to the drain electrode, a current flows between the source electrode 234 and the voltage of the data line 214, that is, the amount of holes in the photo-sensing state, that is, the incident light. Attenuates according to the amount of light. The attenuated voltage Vout or current is read from the data line 214 to the data driver circuit 223.
Hereinafter, this state is referred to as a second read state. And
The period from after the refresh to after the read is called a photo sense state.

【0028】一方、第2層200Bは、図2(b)に示
すように、トップゲートドライバ回路221と、ボトム
ゲートドライバ回路222と、データドライバ回路22
3と、コントローラ224と、から構成されている。ト
ップゲートドライバ回路221は、第1層200Aの絶
縁性基板211が有するコンタクトプラグを介してトッ
プゲート電極線212に接続され、各トップゲート電極
線212に所定の電圧を印加する。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, the second layer 200B includes a top gate driver circuit 221, a bottom gate driver circuit 222, and a data driver circuit 22.
3 and a controller 224. The top gate driver circuit 221 is connected to the top gate electrode line 212 via a contact plug of the insulating substrate 211 of the first layer 200A, and applies a predetermined voltage to each top gate electrode line 212.

【0029】ボトムゲートドライバ回路222は、第1
層200Aの絶縁性基板211が有するコンタクトプラ
グを介してボトムゲート電極線213に接続され、各ボ
トムゲート電極線213に所定の電圧を印加する。デー
タドライバ回路223は、第1層200Aの絶縁性基板
211が有するコンタクトプラグを介してデータ線21
4に接続され、各データ線214に所定の電圧を印加す
る。また、データドライバ回路223は、各データ線2
14を流れる電流又は電圧の大きさを所定のタイミング
で測定し、コントローラ224に出力する。
The bottom gate driver circuit 222 has a first
It is connected to the bottom gate electrode line 213 through a contact plug of the insulating substrate 211 of the layer 200A, and applies a predetermined voltage to each bottom gate electrode line 213. The data driver circuit 223 is connected to the data line 21 via the contact plug of the insulating substrate 211 of the first layer 200A.
4 and a predetermined voltage is applied to each data line 214. The data driver circuit 223 is connected to each data line 2
The magnitude of the current or voltage flowing through 14 is measured at a predetermined timing and output to controller 224.

【0030】コントローラ224は、電流又は電圧の大
きさを比較するために予め設定されたしきい値と比較し
データドライバ回路223から得た撮像対象物の画像デ
ータを2値化する。またコントローラ224は、メモリ
等を備え、予め提供されたプログラムやデータを記憶
し、記憶しているプログラムやデータ等に従って、第2
層200Bを構成する上記各部の動作を制御し、撮像対
象物の撮像や撮像により得た2値化された画像データと
予め記憶された撮像対象物の画像データとを比較して認
証を行う。以上に示したように、撮像装置は、2次元ダ
ブルゲートセンサ(第1層200A)と2次元ダブルゲ
ートセンサを駆動する回路(第2層200B)とが積層
されることによって、1チップ状に形成されている。即
ち、上記撮像装置は、1チップ指紋認証LSIとして構
成されている。
The controller 224 binarizes the image data of the object obtained from the data driver circuit 223 by comparing the magnitude of the current or the voltage with a preset threshold value. Further, the controller 224 includes a memory or the like, stores a program or data provided in advance, and stores the second program or data in accordance with the stored program or data.
The operation of each unit constituting the layer 200B is controlled, and authentication is performed by comparing the binarized image data obtained by imaging the imaging target or the image data of the imaging target stored in advance. As described above, the two-dimensional double gate sensor (the first layer 200A) and the circuit for driving the two-dimensional double gate sensor (the second layer 200B) are stacked to form a one-chip image pickup device. Is formed. That is, the imaging device is configured as a one-chip fingerprint authentication LSI.

【0031】次に、以上のように構成された撮像装置の
動作について説明する。始めに、例えば指紋の照合を行
うために、指を図1に示したように、撮像装置の表面に
接触させる。このとき指の凸部はオーバーコート膜23
9に接触し、凹部は接触していない。この際、指の接触
によって変位する電流または電圧からなる検知信号をセ
ンサ300Aによって生成して第2層200Bのコント
ローラ224に出力し、コントローラ224は内部のイ
ンバータ等の発光駆動回路(図示せず)に発光開始信号
を出力し、発光駆動回路が所定の光源100を発光す
る。同期して、画像認証部200は、以下に示す撮像処
理を開始する。図5に示すように光源100からの光1
00Lは指の表皮を伝搬し、指の凸部からオーバーコー
ト膜239を介し直下のダブルゲートトランジスタ21
5の半導体層233に入射する。一方、指の凹部では、
オーバーコート膜239との間に存在する屈折率の低い
空気と指との界面で反射してしまうため、光100Lは
あまり空気中に出射されない。このため、指の凹部の直
下のダブルゲートトランジスタ215の半導体層233
にはあまり光が入射されない。なお、以下の説明では省
略するが、画像認証部200の動作はコントローラ22
4によって制御されている。
Next, the operation of the imaging apparatus configured as described above will be described. First, a finger is brought into contact with the surface of the imaging device as shown in FIG. 1 to perform fingerprint collation, for example. At this time, the convex portion of the finger is
9 and the recess is not. At this time, the sensor 300A generates a detection signal composed of a current or a voltage displaced by the contact of a finger and outputs the detection signal to the controller 224 of the second layer 200B, and the controller 224 generates an emission drive circuit (not shown) such as an internal inverter. And a light emission drive circuit emits light from a predetermined light source 100. Synchronously, the image authentication unit 200 starts an imaging process described below. As shown in FIG.
00L propagates through the skin of the finger, from the convex portion of the finger via the overcoat film 239 to the double gate transistor 21 immediately below.
5 into the semiconductor layer 233. On the other hand, in the concave part of the finger,
Since light is reflected at the interface between the finger and the air having a low refractive index existing between the overcoat film 239 and the finger, the light 100L is hardly emitted into the air. For this reason, the semiconductor layer 233 of the double gate transistor 215 immediately below the concave portion of the finger
Does not receive much light. Although not described below, the operation of the image authentication unit 200 is performed by the controller 22.
4.

【0032】図6は、画像認証部200が行う撮像処理
を示す波形チャートである。フォトセンスは1行毎に行
われ、各行のフォトセンスの直前に第1、2、……、n
行のトップゲート電極線212(1)、212(2)、
……、212(n)に+10(V)の電圧を印加してリ
フレッシュすることになる。始めに、トップゲートドラ
イバ回路221が、第1行のトップゲート電極線212
(1)に所定の電圧(例えば+10(V))を印加し、
ボトムゲートドライバ回路222が、第1行のボトムゲ
ート電極線213(1)に0(V)の電圧を印加する。
これによって、第1行のトップゲート電極線212
(1)に接続されたダブルゲートトランジスタ215の
半導体層233やブロッキング層240に蓄積された正
孔を除去しリフレッシュ状態にする。このとき、他の行
のトップゲート電極線212(2)〜212(n)には
−15(V)が印加されている。
FIG. 6 is a waveform chart showing the image pickup processing performed by the image authentication section 200. The photo sensing is performed for each row, and the first, second,.
Row top gate electrode lines 212 (1), 212 (2),
..., 212 (n) is refreshed by applying a voltage of +10 (V). First, the top gate driver circuit 221 is connected to the top gate electrode line 212 in the first row.
Applying a predetermined voltage (for example, +10 (V)) to (1),
The bottom gate driver circuit 222 applies a voltage of 0 (V) to the bottom gate electrode line 213 (1) in the first row.
As a result, the top gate electrode line 212 in the first row
The holes accumulated in the semiconductor layer 233 and the blocking layer 240 of the double-gate transistor 215 connected to (1) are removed to make a refresh state. At this time, -15 (V) is applied to the top gate electrode lines 212 (2) to 212 (n) in the other rows.

【0033】第1行のダブルゲートトランジスタ215
のリフレッシュ後、ボトムゲート電極線213(1)を
0(V)の電圧のままにして第1行のトップゲート電極
線212(1)に−15(V)の電圧を印加し、ソー
ス、ドレイン間電圧を0(V)とし第1行のダブルゲー
トトランジスタ215をキャリア蓄積状態にする。この
間に第2行のトップゲート電極線212(2)に+10
(V)の電圧を印加し、リフレッシュ状態にする。そし
て、第1行のダブルゲートトランジスタ215をキャリ
ア蓄積期間の後半に、データドライバ回路223は、第
1行のダブルゲートトランジスタ215のために全ての
データ線214に所定の電圧(例えば+10(V))を
印加(プリチャージ)する。第1行のダブルゲートトラ
ンジスタ215をプリチャージ後またはプリチャージ中
には、第1行のボトムゲート電極線213(1)に所定
の電圧(例えば+10(V))を印加する。
The double gate transistor 215 in the first row
After the refresh, the voltage of −15 (V) is applied to the top gate electrode line 212 (1) of the first row while the bottom gate electrode line 213 (1) is kept at the voltage of 0 (V), The intermediate voltage is set to 0 (V), and the double-gate transistor 215 in the first row is set in the carrier accumulation state. During this time, +10 is applied to the top gate electrode line 212 (2) in the second row.
A voltage of (V) is applied to bring the device into a refresh state. Then, in the second half of the carrier accumulation period, the data driver circuit 223 applies a predetermined voltage (for example, +10 (V)) to all the data lines 214 for the double-gate transistors 215 in the first row. ) Is applied (precharged). After or during the precharge of the double-gate transistor 215 in the first row, a predetermined voltage (for example, +10 (V)) is applied to the bottom gate electrode line 213 (1) in the first row.

【0034】フォトセンス状態の最後の期間またはフォ
トセンス状態の直後に、データ線214から、第1行の
ダブルゲートトランジスタ215に入射された光の量に
応じて変化した電圧Vout又は電流をデータドライバ回
路223に出力する。第1行のダブルゲートトランジス
タ215は電圧Vout又は電流を読みだした後、次のリ
フレッシュが終了するまで非フォトセンス状態が続く。
また第1行のダブルゲートトランジスタ215の読みだ
し後は第2行以降のダブルゲートトランジスタ215が
順次読み出し状態になり、最終行の第n行のダブルゲー
トトランジスタ215が読み出し状態が終了したところ
で1画面分のフォトセンスを終了する。
In the last period of the photo-sensing state or immediately after the photo-sensing state, the voltage Vout or the current changed from the data line 214 according to the amount of light incident on the double-gate transistor 215 in the first row is supplied to the data driver. Output to the circuit 223. After reading the voltage Vout or the current, the double gate transistor 215 in the first row remains in the non-photosense state until the next refresh is completed.
After the double-gate transistors 215 in the first row are read out, the double-gate transistors 215 in the second and subsequent rows are sequentially in a read state. End photo sensing for minutes.

【0035】データドライバ回路223は、順次各デー
タ線214に流れる電流又は電圧Voutをコントローラ
224に出力し、コントローラ224は、電流又は電圧
Voutを検出し、検出した電流又は電圧Voutの大きさを
予め設定されたしきい値と比較することによって、撮像
対象物の2値化画像データを生成する。なお、流れる電
流又は電圧Voutの大きさは、指からダブルゲートトラ
ンジスタ215に入射する光の量に応じて変化する。ま
た、上記したように、ダブルゲートトランジスタ215
に入射する光の量は、撮像対象物の形状、即ち指紋の凹
凸によって異なる。従って、上記しきい値は、指紋の凹
凸を判別できるような値に設定される。これによって、
コントローラ224は、検出した電流又は電圧Voutの
大きさがしきい値以上であるか否かによって指紋の凹凸
を2値化データとして判別し、画像データを生成するこ
とができる。コントローラ224は、以上の撮像処理で
得られた画像データが予め提供されたデータと一致する
か否かを判別することによって、指紋の認証を行う。
The data driver circuit 223 sequentially outputs the current or voltage Vout flowing through each data line 214 to the controller 224. The controller 224 detects the current or voltage Vout, and determines the magnitude of the detected current or voltage Vout in advance. By comparing with a set threshold value, binarized image data of the imaging target is generated. Note that the magnitude of the flowing current or voltage Vout changes according to the amount of light incident on the double gate transistor 215 from a finger. Further, as described above, the double gate transistor 215
Is different depending on the shape of the imaging target, that is, the unevenness of the fingerprint. Therefore, the threshold value is set to a value at which the unevenness of the fingerprint can be determined. by this,
The controller 224 can determine the unevenness of the fingerprint as binary data based on whether or not the magnitude of the detected current or voltage Vout is equal to or greater than a threshold value, and can generate image data. The controller 224 performs fingerprint authentication by determining whether or not the image data obtained by the above-described imaging processing matches data provided in advance.

【0036】以上に示したように、撮像装置は、2次元
ダブルゲートセンサ(第1層200A)と2次元ダブル
ゲートセンサを駆動する回路(第2層200B)とが積
層されることによって、1チップ指紋認証LSIとして
構成されている。このため、撮像時に、撮像対象物の画
像データは撮像装置内でのみ処理される。従って、外部
からメモリへの不正アクセスや、画像データのコピー、
及び、画像データの改ざん等が困難である。即ち、上記
撮像装置は、高い信頼性、及び、高い安全性を有する。
As described above, the image pickup apparatus has a structure in which the two-dimensional double gate sensor (first layer 200A) and the circuit for driving the two-dimensional double gate sensor (second layer 200B) are stacked. It is configured as a chip fingerprint authentication LSI. Therefore, at the time of imaging, the image data of the imaging target is processed only in the imaging device. Therefore, unauthorized access to the memory from outside, copying of image data,
Also, it is difficult to falsify the image data. That is, the imaging device has high reliability and high security.

【0037】また、2次元ダブルゲートセンサの構成は
単純であるので、上記した第1層200Aと第2層20
0Bとの積層構造を容易に形成することができる。即
ち、撮像装置の製造コストを低く抑えることができる。
なお、上記したように撮像対象物の側面から光を撮像対
象物に入射させる場合、撮像対象物の光源100に近い
部分と、光源100から遠い中央部分とでは、光の出射
量が異なる場合がある。このような場合は、データドラ
イバ回路223が検出した電流又は電圧Voutの大きさ
を比較するためのしきい値を、データ線214毎または
指先端の中心を重心とした複数の同心円の重ならない部
分毎に変えて設定してもよい。また、絶縁性基板211
が有するコンタクトプラグを絶縁性基板211の端部に
形成することによって、第1層200Aのほぼ全面を2
次元ダブルゲートセンサとして使用することができる。
Since the configuration of the two-dimensional double gate sensor is simple, the first layer 200A and the second layer
OB can be easily formed. That is, the manufacturing cost of the imaging device can be reduced.
Note that, as described above, when light is incident on the imaging target from the side surface of the imaging target, the amount of emitted light may differ between a portion of the imaging target close to the light source 100 and a central portion far from the light source 100. is there. In such a case, the threshold value for comparing the magnitude of the current or the voltage Vout detected by the data driver circuit 223 is set to a non-overlapping portion of a plurality of concentric circles with the center of gravity of each data line 214 or the center of the finger tip. The setting may be changed every time. Also, the insulating substrate 211
Is formed at the end of the insulating substrate 211 so that almost the entire surface of the first layer 200A is
It can be used as a dimensional double gate sensor.

【0038】また、上記撮像装置は、指紋認識だけでな
く、文字や画像の認識装置として用いることができる。
但し、この場合も光源100からの光が撮像対象物に直
接入射し、画像認証部200に直接入射しないようにし
なければならない。例えば、紙に書かれた文字等を認識
する場合、図7に示すように、光源100と画像認証部
200とで紙を挟むように光源100が配置され、これ
によって撮像対象物(紙)を光が透過する。このように
すれば、文字等が書かれている部分と書かれていない部
分とで、光の透過量が変化する。即ち、画像認証部20
0に入射する光量が変化する。従って、上記実施の形態
と同様にして紙に書かれた文字等を画像データとして認
識することができる。
Further, the above-mentioned image pickup device can be used not only for fingerprint recognition but also for character and image recognition.
However, also in this case, it is necessary to prevent the light from the light source 100 from being directly incident on the object to be imaged and from being directly incident on the image authentication unit 200. For example, when recognizing a character or the like written on paper, as shown in FIG. 7, the light source 100 is arranged so as to sandwich the paper between the light source 100 and the image authentication unit 200, whereby the imaging target (paper) can be recognized. Light is transmitted. By doing so, the light transmission amount changes between the portion where the characters and the like are written and the portion where the characters and the like are not written. That is, the image authentication unit 20
The amount of light incident on 0 changes. Therefore, characters and the like written on paper can be recognized as image data in the same manner as in the above embodiment.

【0039】また、上記光源100は、撮像対象物が接
触したことを検知した後、撮像対象物を挟むように構成
されてもよい。さらに、光源100の撮像対象物に接触
する部分が、撮像対象物と同じような形状を有し、撮像
対象物中に光が入射しやすいようにしてもよい。
The light source 100 may be configured so as to sandwich the object after detecting that the object has come into contact with the object. Furthermore, a portion of the light source 100 that contacts the imaging target may have a shape similar to that of the imaging target, so that light can easily enter the imaging target.

【0040】また、上記実施の形態では、光電変換手段
としてダブルゲートトランジスタを用いた例を示した
が、ダブルゲートトランジスタ以外の素子を光電変換手
段として用いてもよい。例えば、PC(光導電)層、フ
ォトトランジスタ、フォトダイオード、CCD等を用い
てもよい。この場合も、これらの素子が、受光した光量
に応じて発生させた電荷、電流、電圧、又は、抵抗等の
大きさを検出することによって、撮像対象物を撮像する
ことができる。
Further, in the above embodiment, an example was described in which a double gate transistor was used as the photoelectric conversion means, but an element other than the double gate transistor may be used as the photoelectric conversion means. For example, a PC (photoconductive) layer, a phototransistor, a photodiode, a CCD, or the like may be used. Also in this case, by detecting the magnitude of the charge, current, voltage, resistance, or the like generated by these elements according to the amount of light received, the imaging target can be imaged.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によって、撮像対象物が微細なパターンを有していて
も、撮像対象物の像を鮮明に得ることができる。また、
光電変換手段と制御手段とが1チップ状に積層すること
ができ、小型な撮像装置を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a clear image of the object can be obtained even if the object has a fine pattern. Also,
The photoelectric conversion unit and the control unit can be stacked in one chip, so that a small-sized imaging device can be provided.

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

【図1】撮像装置が指紋を撮像している状態を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which an imaging device is capturing a fingerprint.

【図2】撮像装置を構成する画像認証部の構成を示す平
面図である。
FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration of an image authentication unit included in the imaging apparatus.

【図3】画像認証部を構成するダブルゲートトランジス
タの構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a double-gate transistor included in the image authentication unit.

【図4】ダブルゲートトランジスタの駆動原理を示す回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a driving principle of a double gate transistor.

【図5】ダブルゲートトランジスタのフォトセンスを示
す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating photo sensing of a double gate transistor.

【図6】画像認証部が行う撮像処理を示す波形チャート
である。
FIG. 6 is a waveform chart illustrating an imaging process performed by an image authentication unit.

【図7】撮像装置の他の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration of the imaging apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100・・・光源、200・・・画像認証部、211・・・絶縁
性基板、212・・・トップゲート電極線、213・・・ボト
ムゲート電極線、214・・・データ線、215・・・ダブル
ゲートトランジスタ、221・・・トップゲートドライバ
回路、222・・・ボトムゲートドライバ回路、223・・・
データドライバ回路、224・・・コントローラ、231・
・・ボトムゲート電極、232・・・ボトムゲート絶縁膜、
233・・・半導体層、234・・・ソース電極、235・・・
ドレイン電極、236・・・nシリコン層、237・・・ト
ップゲート絶縁膜、238・・・トップゲート電極、23
9・・・オーバーコート膜、240…ブロッキング層、3
00・・・支持台
100 light source 200 image authentication unit 211 insulating substrate 212 top gate electrode line 213 bottom gate electrode line 214 data line 215・ Double gate transistor, 221 ・ ・ ・ Top gate driver circuit, 222 ・ ・ ・ Bottom gate driver circuit, 223 ・ ・ ・
Data driver circuit, 224 ... controller, 231,
..Bottom gate electrode, 232 ... Bottom gate insulating film,
233 ... semiconductor layer, 234 ... source electrode, 235 ...
Drain electrode, 236... N + silicon layer, 237... Top gate insulating film, 238.
9 ... overcoat film, 240 ... blocking layer, 3
00 ... support

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/335 H01L 31/10 G ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/335 H01L 31/10 G

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮像対象物中に光を入射する発光手段と、 前記撮像対象物中を伝搬して該撮像対象物から出射した
光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を発生させ
る光電変換手段と、 前記光電変換手段の下方に設けられ、前記光電変換手段
が発生させた電気信号を検出することによって撮像対象
物を撮像する制御手段と、 を備えることを特徴とする撮像装置。
A light-emitting means for injecting light into the object; receiving light emitted from the object after propagating through the object and generating an electric signal corresponding to the amount of light received; An imaging apparatus comprising: a photoelectric conversion unit; and a control unit provided below the photoelectric conversion unit and configured to capture an image of an imaging target by detecting an electric signal generated by the photoelectric conversion unit.
【請求項2】前記光電変換手段及び前記制御手段は、1
チップ状に積層されている、ことを特徴とする請求項1
に記載の撮像装置。
2. The method according to claim 1, wherein said photoelectric conversion means and said control means are:
2. The device according to claim 1, wherein the components are stacked in a chip shape.
An imaging device according to claim 1.
【請求項3】前記光電変換手段は、ソース電極と、ドレ
イン電極と、ソース電極及びドレイン電極を挟んで対向
するように設けられた2つのゲート電極と、を備え、該
ソース電極及びドレイン電極の一方が定電圧に設定さ
れ、マトリックス状に配置された複数のダブルゲートト
ランジスタを備え、 前記制御手段は、複数の前記ダブルゲートトランジスタ
の一方のゲート電極に、行毎に所定の電圧を印加する第
1ドライバ回路と、複数の前記ダブルゲートトランジス
タの他方のゲート電極に、行毎に所定の電圧を印加する
第2ドライバ回路と、前記ダブルゲートトランジスタの
ソース電極及びドレイン電極の一方に所定の電圧を印加
する第3ドライバ回路と、前記第1ドライバ回路、前記
第2ドライバ回路、及び、前記第3ドライバ回路を制御
することによって撮像対象物を撮像する制御回路と、を
備える、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
3. The photoelectric conversion means includes a source electrode, a drain electrode, and two gate electrodes provided so as to face each other with the source electrode and the drain electrode interposed therebetween. One of the plurality of double-gate transistors is set at a constant voltage and arranged in a matrix, and the control unit applies a predetermined voltage to one gate electrode of the plurality of double-gate transistors for each row. One driver circuit, a second driver circuit for applying a predetermined voltage for each row to the other gate electrode of the plurality of double gate transistors, and a predetermined voltage to one of a source electrode and a drain electrode of the double gate transistor Controlling a third driver circuit to be applied, the first driver circuit, the second driver circuit, and the third driver circuit The imaging device according to claim 1, further comprising: a control circuit configured to capture an image of the imaging target.
【請求項4】前記光電変換手段が形成されている面積
と、前記制御手段が形成されている面積とは、実質的に
同一である、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか
1項に記載の撮像装置。
4. An apparatus according to claim 1, wherein an area in which said photoelectric conversion means is formed is substantially the same as an area in which said control means is formed. An imaging device according to item 13.
【請求項5】前記発光手段は、撮像対象物が前記光電変
換手段上に接触した際、該撮像対象物の側面に接触する
ように、該光電変換手段上に設けられている、ことを特
徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の撮像装
置。
5. The light emitting means is provided on the photoelectric conversion means so that when the object to be imaged contacts the photoelectric conversion means, the light emitting means comes into contact with a side surface of the object to be imaged. The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein
【請求項6】前記発光手段は、前記光電変換手段と共に
撮像対象物を挟むように、該光電変換手段に対向する位
置に設けられている、ことを特徴とする請求項1乃至4
の何れか1項に記載の撮像装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said light emitting means is provided at a position facing said photoelectric conversion means so as to sandwich an object to be imaged together with said photoelectric conversion means.
The imaging device according to any one of the above.
【請求項7】前記発光手段と前記光電変換手段との間に
設けられ、該発光手段から放出された光が該光電変換手
段に直接入射することを防止し、前記撮像対象物から出
射した光を該光電変換手段に入射させる遮蔽手段をさら
に備える、ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1
項に記載の撮像装置。
7. A light source provided between the light emitting means and the photoelectric conversion means for preventing light emitted from the light emitting means from directly entering the photoelectric conversion means and emitting light from the object to be imaged. 7. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a shielding unit that causes the light to enter the photoelectric conversion unit.
An imaging device according to item 13.
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