JP2001298174A

JP2001298174A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2001298174A
Application number: JP2000110718A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Morikawa; 茂森川; Makoto Sasaki; 誠佐々木
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像対象物の静電気を除去すると共に、撮像
対象物が所定の撮像位置に配置されたことを検出する。【解決手段】撮像装置は、光源１１と、フォトセンサ
デバイス１２と、導電層１３と、検出回路１４と、から
構成されている。フォトセンサデバイス１２は、光源１
１から出射し撮像対象物によって反射された反射光を用
いて撮像対象物を撮像する。導電層１３は、フォトセン
サデバイス１２上に形成され、１本のスリット１３ｃに
より離間される２枚の電極１３ａ，１３ｂから構成され
ている。検出回路１４は、電極１３ａ，１３ｂの一方を
接地することにより撮像対象物の静電気を除去し、他方
に所定の電気信号を供給することにより、撮像対象物が
導電層１３に接触したことを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に関し、
特に、撮像対象物の静電気を除去する機能を備える撮像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮像装置を構成するフォトセンサデバイ
スは、静電気により破壊されやすい。このため、撮像対
象物として指紋等を撮像する撮像装置は、指（人体）に
蓄えられた静電気を除去するための導電層を備えてい
る。具体的には、上記撮像装置は、図１１に示すよう
に、光源１０１と、フォトセンサデバイス１０２と、か
ら構成されている。

【０００３】光源１０１は、指紋等を撮像するための光
を発光する。フォトセンサデバイス１０２は、光源１０
１上に設けられ、複数のフォトセンサ素子から構成され
ている。フォトセンサデバイス１０２は、光源１０１か
ら出射して指等によって反射された光を各フォトセンサ
素子により検出し、その検出光量の違いから指紋等を撮
像する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】指がフォトセンサデバ
イス１０２に接触することにより、指に帯電した静電気
がフォトセンサデバイス１０２を破壊する恐れがある
が、これを防止するものとして指とフォトセンサデバイ
ス１０２との間に、図１２に示すように、互いに離間し
た櫛歯状の複雑で細かいパターンの導電層１０３、１０
３が設けられるものがある。導電層１０３は、指に光源
１０１からの照射光を伝搬し且つ指からの反射光をフォ
トセンサデバイス１０２に伝搬する必要があるためＩＴ
Ｏのような透明導電材料を適用するが、このような材料
は一般に比抵抗が高い。このため、導電層１０３のシー
ト抵抗を低くするため導電層１０３を厚く成膜すると光
源１０１からの光の透過率が低減してしまうため、その
厚さを制限しなければならなかった。したがって櫛歯形
状のような導電層１０３のシート抵抗値は大きくなって
しまい、結果として、指（人体）に蓄えられている静電
気を効率よく除去することができず、フォトセンサデバ
イスが静電気によって破壊されてしまう場合がある。こ
のような撮像装置の動作信頼性は低い。

【０００５】従って、本発明の第１の観点は、撮像対象
物に蓄積された静電気を効率よく除去して動作信頼性を
向上すると共に、撮像対象物が所定の撮像位置に配置さ
れたことを検出する機能を有する撮像装置を提供するこ
とを目的とする。また、本発明の第２の観点は、動作信
頼性の高い撮像装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の観点にかかる撮像装置は、撮像対象
物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段上に形成され、
１本のスリットにより離間される２枚の電極から構成さ
れ、撮像対象物が載置される導電層と、撮像対象物に蓄
えられている静電気を前記導電層を介して除去する静電
気除去手段と、を有する撮像部と、前記導電層に所定の
電気信号を供給することにより、撮像対象物が前記撮像
部に接触したことを検出する検出手段と、から構成さ
れ、前記２枚の前記電極の面内における前記スリットの
長手方向に垂直な方向では、２枚の前記電極が互いに離
間している箇所は１箇所のみであることを特徴とする。

【０００７】この発明によれば、２枚の前記電極の面内
におけるスリットの長手方向に垂直な方向では、２枚の
前記電極が互いに離間している箇所は１箇所のみであ
り、言い換えると、導電層は単純な幾何学形状を有す
る。これにより、導電層のシート抵抗値を小さく設定す
ることができ、撮像対象物に蓄積された静電気を効率よ
く除去することができる。また、撮像対象物が導電層に
接触したこと、即ち、撮像対象物が所定の撮像位置に配
置されたことを検出することができる。

【０００８】前記静電気除去手段は、逆並列に接続され
た１対のダイオードから構成されたダイオード回路を備
え、該ダイオード回路及び前記導電層を介して静電気を
除去してもよい。

【０００９】前記静電気除去手段は、複数のダイオード
が直列に接続された第１ダイオード列と該第１ダイオー
ド列と同一数のダイオードが直列に接続された第２ダイ
オード列とが逆並列に接続されたダイオード回路を備
え、該ダイオード回路及び前記導電層を介して静電気を
除去すると共に、直列に接続された複数の前記ダイオー
ドと接地点との接続を切り替えることにより、前記導電
層と接地点との間に存在するダイオードの数を、前記第
１ダイオード列と前記第２ダイオード列とで同一となる
ように変化させてもよい。

【００１０】本発明の第１の観点にかかる他の撮像装置
は、撮像対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段上
に形成され、撮像対象物を撮像するセンサエリアを覆う
導電層と、撮像対象物に蓄えられている静電気を前記導
電層を介して除去する静電気除去手段と、を有する撮像
部と、前記導電層に所定の電気信号を供給することによ
り、撮像対象物が前記撮像部に接触したことを検出する
検出手段と、から構成されていることを特徴とする。

【００１１】前記導電層は、前記センサエリアに設けら
れた第１電極と、撮像対象物が前記撮像部に載置された
際、撮像対象物が覆う位置に、該第１電極から所定間隔
を隔てて配置された第２電極と、から構成されていても
よい。

【００１２】前記導電層は、前記センサエリアを覆う１
枚の電極から構成され、前記検出手段は、前記導電層に
所定の電気信号を供給して、撮像対象物が前記撮像部に
接触することにより生じるインピーダンス変化を検出し
てもよい。

【００１３】前記静電気除去手段は、逆並列に接続され
た１対のダイオードから構成されたダイオード回路を備
え、撮像対象物に蓄えられている静電気を前記導電層及
び該ダイオード回路を介して除去してもよい

【００１４】前記静電気除去手段は、複数のダイオード
が直列に接続された第１ダイオード列と該第１ダイオー
ド列と同一数のダイオードが直列に接続された第２ダイ
オード列とが逆並列に接続されたダイオード回路を備
え、該ダイオード回路及び前記導電層を介して静電気を
除去すると共に、直列に接続された複数の前記ダイオー
ドと接地点との接続を切り替えることにより、前記導電
層と接地点との間に存在するダイオードの数を、前記第
１ダイオード列と前記第２ダイオード列とで同一となる
ように変化させてもよい。

【００１５】本発明の第２の観点にかかる撮像装置は、
所定の撮像位置に配置される撮像対象物を撮像する撮像
手段と、１以上のダイオードが直列に接続された第１ダ
イオード列と該第１ダイオード列と同一数のダイオード
が直列に接続された第２ダイオード列とが逆並列に接続
されることにより構成され、前記撮像対象物に蓄えられ
ている静電気を前記ダイオード回路を介して放出するダ
イオード回路と、から構成されることを特徴とする。

【００１６】前記第１ダイオード列及び前記第２ダイオ
ード列は、直列に接続された複数のダイオードから構成
され、前記第１ダイオード列及び前記第２ダイオード列
のダイオードと接地点との接続を切り替えることによ
り、前記撮像対象物と接地点との間に存在するダイオー
ドの数を、前記第１ダイオード列と前記第２ダイオード
列とで同一となるように変化させるスイッチング手段を
さらに備えてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）次に、本発
明の第１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。図１〜図３は、第１の実施の形態に
かかる撮像装置の構成及び作用を示す図である。撮像装
置は、図１及び図３に示すように、光源１１と、フォト
センサデバイス１２と、導電層１３と、ボトムゲートド
ライバ１６と、トップゲートドライバ１７と、ドレイン
ドライバ１８と、からなる撮像部と、検出回路１４と、
から構成され、指紋を撮像する。

【００１８】光源１１は、検出回路１４から撮像開始信
号を供給されることにより、指紋を撮像するための光を
放出する。フォトセンサデバイス１２は、指紋を撮像す
る領域（センサエリア）にマトリックス状に配置された
複数のフォトセンサ素子１２ａから構成され、光源１１
上に設けられている。フォトセンサデバイス１２は、検
出回路１４から供給される撮像開始信号に応答して動作
し、指紋を撮像する。

【００１９】図２及び図３に示すように、フォトセンサ
素子１２ａは、例えば、ｎ行×ｍ列のマトリクス状に配
列した薄膜トランジスタで構成され、行方向に配列した
各フォトセンサ素子１２ａのトップゲート電極３１及び
ボトムゲート電極３２は、それぞれトップゲートライン
４１及びボトムゲートライン４２に接続され、各トップ
ゲートライン４１及び各ボトムゲートライン４２はトッ
プゲートドライバ１７及びボトムゲートドライバ１６に
それぞれ接続され、列方向に配列された各フォトセンサ
素子１２ａのドレイン電極３３はドレインライン４３に
接続され、列方向に配列された各フォトセンサ素子１２
ａのソース電極３４は接地されたソースライン４４に接
続されている。

【００２０】ダブルゲートトランジスタからなるフォト
センサ素子１２ａは、図３に示すように、可視光が入射
されると電子−正孔対が生成されるアモルファスシリコ
ン等の半導体層５１と、半導体層５１の両端にそれぞれ
設けられたｎ^＋シリコン層５２、５３と、ｎ^＋シリコン
層５２、５３上に形成されたクロム、クロム合金、アル
ミ、アルミ合金等の可視光に対し不透明のソース電極３
４及びドレイン電極３３と、半導体層５１の上方（図面
上方）に配置されたブロック絶縁膜５４及びトップゲー
ト絶縁膜５５と、トップゲート絶縁膜５５上に形成され
たＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide：インジウム−スズ酸化
物）からなる可視光に対し透過性を示すトップゲート電
極３１と、半導体層５１の下方に配置されたボトムゲー
ト絶縁膜５６と、ボトムゲート絶縁膜５６の下方に形成
されたクロム、クロム合金、アルミ、アルミ合金等の可
視光に対し不透明なボトムゲート電極３２と、を有し、
基板３５上に構成されている。

【００２１】また、各フォトセンサ素子１２ａのトップ
ゲート電極３１上及びトップゲート絶縁膜５５上にわた
って窒化シリコンからなる層間絶縁膜５７が形成され、
層間絶縁膜５７上には、導電層１３が形成されている。
なお、トップゲートライン４１はトップゲート電極３１
とともにＩＴＯで形成され、ボトムゲートライン４２、
ドレインライン４３並びにソースライン４４はそれぞれ
ボトムゲート電極３２、ドレイン電極３３、ソース電極
３４と同一の材料で且つ一体的に形成されている。

【００２２】導電層１３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）等から形成された光学的に透明な電極であり、指
（人体）の静電気を除去するためにフォトセンサデバイ
ス１２上に形成されている。具体的には、導電層１３
は、図１に示すように、センサエリアの中央付近を通る
スリット１３ｃによって離間された、長方形の２枚の電
極（電極１３ａ及び電極１３ｂ）から構成されている。
なお、スリット１３ｃは、図１に示すように、フォトセ
ンサ素子１２ａ間を通るように配置され、その幅は電極
１３ａと電極１３ｂとの間にコンタミネーション等によ
るリーク電流が流れないように設定されている。これに
より、全てのフォトセンサ素子１２ａは電極１３ａ又は
電極１３ｂによって覆われ、斑のない均一な像を得るこ
とができる。また、２枚の電極１３ａ、１３ｂの面内に
おけるスリット１３ｃの長手方向に垂直な方向では、２
枚の電極１３ａ、１３ｂが互いに離間している箇所は１
箇所のみであるので、導電層１３は櫛歯状に比べて非常
に単純な幾何学形状を有するため、導電層１３のシート
抵抗値を低く設定することができる。これにより、静電
気を効率よく除去することができ、フォトセンサデバイ
ス１２が静電気によって破壊されてしまうことを防止で
きる。

【００２３】検出回路１４は、導電層１３に接続され、
指の静電気を放出すると共に、指が導電層１３に接触し
たこと、即ち、指が所定の撮像位置に配置されたことを
検出する。具体的には、検出回路１４は、配線Ｌ１によ
り電極１３ａに接続され、配線Ｌ２により電極１３ｂに
接続される。検出回路１４は、配線Ｌ２を接地すること
により電極１３ｂを接地し、上記静電気を電極１３ｂ及
び配線Ｌ２を介してグランドに放出する。また、検出回
路１４は、指が導電層１３に接触したことを検出するた
めの検出用信号を、配線Ｌ１を介して電極１３ａに供給
する。指が図１に示すように配置されると、電極１３ａ
と電極１３ｂとが指を介して電気的に接続され、電極１
３ａと電極１３ｂとの間の抵抗値や容量値等が変化す
る。検出回路１４は、電極１３ａと電極１３ｂとの間に
増大した人体特有の抵抗値又は容量値等によるインピー
ダンスの変化を、配線Ｌ１及び配線Ｌ２から検出し、人
の指が導電層１３に接触したことを検出する。検出回路
１４は、指が所定の撮像位置に配置されたことを検出し
た後、指紋の撮像開始を指示する撮像開始信号を光源１
１及びフォトセンサデバイス１２に出力する。

【００２４】以上のように構成された撮像装置を用いて
指紋を撮像する場合、検出回路１４は、配線Ｌ１に上記
検出用交流信号を供給する。そして、指が、図１及び図
３に示すように、スリット１３ｃを跨ぐように導電層１
３上に載置される。指が導電層１３に接触すると、電極
１３ａと電極１３ｂとが指を介して電気的に接続され
る。この際、指に静電気が蓄えられていると、その静電
気は電極１３ｂ及び配線Ｌ２を介してグランドに放出さ
れる。そして、検出回路１４が供給する検出用信号は、
電極１３ａから指を介して人体により変位され電極１３
ｂに流れ、配線Ｌ２へと流れる。

【００２５】検出回路１４は、電極１３ａと電極１３ｂ
との間の指を含む人体による抵抗値変化又は容量値に応
じたインピーダンス変化を、例えば配線Ｌ１から配線Ｌ
２に流れる上記検出用信号のレベル変化等から検出し、
指が導電層１３に接触したことを検出する。そして、検
出回路１４は、上記撮像開始信号を光源１１及びフォト
センサデバイス１２に出力する。光源１１は、検出回路
１４から撮像開始信号を供給されることにより、光を放
出する。また、フォトセンサデバイス１２は、検出回路
１４からの撮像開始信号に応答して、図３に示すように
指紋を定義づける指の凹凸のうち導電層１３に接触する
凸では、導電層１３との界面近傍で光源１１からの光が
乱反射し、この反射された光を各フォトセンサ素子１２
ａにより検出し、その検出光量の違いから指紋を撮像す
る。

【００２６】以上のように、導電層１３を単純な幾何学
形状を有し、かつセンサ領域全体に拡がる電極１３ａ，
１３ｂから構成することにより、導電層１３の抵抗値を
小さく設定することができる。これにより、フォトセン
サデバイス１２を指（人体）の静電気から十分保護する
ことができるため、上記撮像装置は高い動作信頼性を有
する。また、スリット１３ｃによって離間された２枚の
電極１３ａ，１３ｂから構成された導電層１３を用いる
ことにより、指が所定の撮像位置に配置されたことを検
出することができる。

【００２７】（第２の実施の形態）次に、第２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。第２の実施の形態にかかる撮像装置は、光源１１
と、フォトセンサデバイス１２と、導電層１３と、検出
回路１４と、ダイオード回路１５と、ボトムゲートドラ
イバ１６と、トップゲートドライバ１７と、ドレインド
ライバ１８と、から構成されている。光源１１、フォト
センサデバイス１２、導電層１３、検出回路１４、ボト
ムゲートドライバ１６、トップゲートドライバ１７、及
び、ドレインドライバ１８は、第１の実施の形態と実質
的に同一である。

【００２８】ダイオード回路１５は、図４に示すよう
に、２つ設けられ、逆並列に接続された１対のダイオー
ドから構成されている。また、ダイオード回路１５の一
端は配線Ｌ１又は配線Ｌ２に接続され、他端は接地され
ている。以上のように構成されたダイオード回路１５
は、図５に示すような特性を有する。具体的には、ダイ
オード回路１５は、その両端に印加される電圧Ｖａの大
きさがしきい値電圧Ｖｃ（約０．６（Ｖ））よりも小さ
い場合、ほとんど電流を流さない。即ち、電圧Ｖａがし
きい値電圧Ｖｃよりも小さい場合、ダイオード回路１５
の抵抗値は大きい。一方、電圧Ｖａの大きさがしきい値
電圧Ｖｃよりも大きい場合、ダイオード回路１５は電流
を流す。即ち、電圧Ｖａがしきい値電圧Ｖｃよりも大き
い場合、ダイオード回路１５の抵抗値は小さい。

【００２９】例えば、静電気を蓄えた指が導電層１３に
接触した場合、ダイオード回路１５の両端には高い電圧
（最大約１０（ｋＶ））が印加される。この際、上記ダ
イオード回路１５の特性により、静電気は検出回路１４
へは流れずダイオード回路１５を介してグランドに放出
される。これにより、静電気が検出回路１４に流れ込
み、検出回路１４が静電気によって破壊されてしまうこ
とを防止することができる。一方、指に静電気が蓄えら
れていない場合、又は、静電気が放出されてしまった場
合、ダイオード回路１５の両端に印加される電圧は小さ
く、ダイオード回路１５にはほとんど電流が流れない。
これにより、検出回路１４は、第１の実施の形態と同様
にして、インピーダンス変化を読み取って指が導電層１
３に接触したことを検出することができる。

【００３０】以上のように構成された撮像装置を用いて
指紋を撮像する場合、第１の実施の形態と同様に、検出
回路１４は、配線Ｌ１に検出用信号を供給する。指が導
電層１３に接触すると、電極１３ａと電極１３ｂとが指
を介して電気的に接続される。この際、指に静電気が蓄
えられていると、その静電気は導電層１３、配線Ｌ１，
Ｌ２、及び、ダイオード回路１５を介してグランドに放
出される。そして、検出回路１４が配線Ｌ１に供給する
検出用信号は、電極１３ａから指を介して電極１３ｂに
流れ、配線Ｌ２へと流れる。

【００３１】検出回路１４は、第１の実施の形態と同様
に、電極１３ａと電極１３ｂとの間の抵抗値変化又は容
量値変化に応じたインピーダンス変化を、例えば配線Ｌ
１から配線Ｌ２に流れた上記検出用信号のレベル変化等
から検出し、指が導電層１３に接触したことを検出す
る。そして、検出回路１４は、上記撮像開始信号を光源
１１及びフォトセンサデバイス１２に出力する。光源１
１は、検出回路１４から撮像開始信号を供給されること
により、光を放出する。また、フォトセンサデバイス１
２は、検出回路１４からの撮像開始信号に応答して、指
によって反射された光を各フォトセンサ素子により検出
し、その検出光量の違いから指紋を撮像する。

【００３２】以上のように、導電層１３と検出回路１４
との間にダイオード回路１５を設けることにより、静電
気が検出回路１４に流れ込むことを防止できるため、検
出回路１４が静電気によって破壊されてしまうことを防
止できる。これにより、上記撮像装置は、第１の実施の
形態で示した撮像装置よりも高い動作信頼性を有する。
また、第１の実施の形態と同様に、導電層１３を単純な
幾何学形状を有する電極１３ａ，１３ｂから構成するこ
とにより、導電層１３の抵抗値を小さく設定することが
できる。これにより、フォトセンサデバイス１２を指
（人体）の静電気から保護することができるため、上記
撮像装置は高い動作信頼性を有する。また、スリット１
３ｃによって離間された２枚の電極１３ａ，１３ｂから
構成された導電層１３を用いることにより、指が所定の
撮像位置に配置されたことを検出することができる。

【００３３】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
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。第３の実施の形態にかかる撮像装置は、光源
１１と、フォトセンサデバイス１２と、導電層１３と、
検出回路１４と、ダイオード回路１５と、ボトムゲート
ドライバ１６と、トップゲートドライバ１７と、ドレイ
ンドライバ１８と、から構成されている。光源１１、フ
ォトセンサデバイス１２、ダイオード回路１５、ボトム
ゲートドライバ１６、トップゲートドライバ１７、及
び、ドレインドライバ１８は、第２の実施の形態と実質
的に同一である。

【００３４】導電層１３は、ＩＴＯ等から形成され、図
６に示すように、センサエリアの全面を覆うようにフォ
トセンサデバイス１２上に形成された１枚の透明電極で
あるので導電層１３を厚く成膜しなくても櫛歯形状に比
べ低いシート抵抗に設定することが可能である。検出回
路１４は、図６に示すように、配線Ｌ３によって導電層
１３に接続され、指が導電層１３に接触したこと、即
ち、指が所定の撮像位置に配置されたことを検出する。
ダイオード回路１５の一端は配線Ｌ３に接続され、他端
は接地されているため、第２の実施の形態と同様に、検
出回路１４が静電気によって破壊されてしまうことを防
止することができる。

【００３５】第３の実施の形態では、検出回路１４は、
指が導電層１３に接触したことを検出するために、所定
周波数、０．６（Ｖ）以下の交流信号を配線Ｌ３を介し
て導電層１３に印加する。指が導電層１３に接触してい
ない状態の上記撮像装置は、図７（ａ）に示す等価回路
で表され、検出回路１４に対する導電層１３の入力イン
ピーダンスは大きい。一方、指が導電層１３に接触して
いる状態の上記撮像装置は、図７（ｂ）に示す等価回路
で表され、人体が有する容量及び抵抗により、検出回路
１４に対する導電層１３の入力インピーダンスは小さく
なる。なお、図７（ｂ）中の抵抗ｒは、指と導電層１３
との接触抵抗を示している。

【００３６】以上のことを利用して、検出回路１４は、
例えば印加する交流信号のレベルと配線Ｌ３に流れる電
流との位相差等から上記入力インピーダンスの変化を検
出し、指が導電層１３に接触したことを検出する。人体
の抵抗値は、周りの環境、体質、体調等によって変化す
るが、入力インピーダンスの変化はこれらの影響を受け
にくいため、第１及び第２の実施の形態よりも確実に安
定して指が導電層１３に接触したことを検出できる。以
上のように構成された撮像装置を用いて指紋を撮像する
場合、検出回路１４は、配線Ｌ３に上記交流信号を供給
する。

【００３７】そして、指が導電層１３上に載置される。
この際、指に静電気が蓄えられていると、第２の実施の
形態と同様に、静電気はダイオード回路１５を介してグ
ランドに放出される。指が導電層１３に接触すると、上
記したように、検出回路１４に対する導電層１３の入力
インピーダンスが小さくなる。検出回路１４は、この入
力インピーダンス変化を、例えば印加する交流信号のレ
ベルと配線Ｌ３に流れる電流との位相差等から検出し、
指が所定の撮像位置に配置されたことを検出する。そし
て、検出回路１４は、撮像開始信号を光源１１及びフォ
トセンサデバイス１２に出力する。

【００３８】光源１１は、検出回路１４から撮像開始信
号を供給されることにより、光を放出する。また、フォ
トセンサデバイス１２は、検出回路１４からの撮像開始
信号に応答して、指によって反射された光を各フォトセ
ンサ素子により検出し、その検出光量の違いから指紋を
撮像する。以上のように、入力インピーダンスの変化を
利用することにより、指が導電層１３に接触したことを
確実に安定して検出することができる。また、導電層１
３をセンサエリア全面を覆う１枚の電極から構成するこ
とにより、導電層１３の抵抗値を第１及び第２の実施の
形態よりも小さく設定することができる。これにより、
フォトセンサデバイス１２を人体の静電気から確実に保
護することができる。

【００３９】なお、第１乃至第３の実施の形態で示した
導電層１３の形状は上記したものに限らず、導電層１３
の抵抗値を小さく設定でき、導電層１３に接触する指の
検出に使用できるのであれば、例えば、円、楕円、三角
形等でもよい。また、第１及び第２の実施の形態におい
て、図８（ａ）に示すように、スリット１３ｃがカーブ
していてもよい。又は、図８（ｂ）に示すように、電極
１３ａをセンサエリアの全面を覆うように形成し、電極
１３ｂを指がフォトセンサデバイス１２上に載置された
際に必ず触れる位置に形成してもよい。そして、検出回
路１４は電極１３ａを接地し、電極１３ｂに検出用信号
を供給する。このようにすると、電極１３ａの抵抗値を
第１及び第２の実施の形態で示した導電層１３よりも小
さく設定することができ、指（人体）の静電気をより効
率よく除去することができる。また、図８（ｂ）に示す
ようにすると、電極１３ａと電極１３ｂとの間から露出
されるフォトセンサデバイス１２の面積を第１及び第２
の実施の形態よりも小さくできるので、フォトセンサデ
バイス１２に与えられる静電気の影響を第１及び第２の
実施の形態よりも小さく抑えることができる。

【００４０】また、第２及び第３の実施の形態で示した
ダイオード回路１５を、例えば図９に示すように、複数
のダイオードが直列に接続された２つのダイオード列
を、逆並列に接続して構成してもよい。さらに、直列に
接続されるダイオードの数を変化させるスイッチング回
路等を設けて、導電層１３（配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と
接地点との間に存在するダイオードの数を変化させても
よい。但し、図９に示すように、導電層１３と接地点と
の間に存在するダイオードの数が２つのダイオード列で
同一となるように変化させる。ダイオード１個が有する
上記しきい値電圧Ｖｃを約０．６（Ｖ）とすると、ｎ個
のダイオードを直列に接続するとしきい値電圧は、約
０．６×ｎ（Ｖ）となる。これを利用すると、直列に接
続するダイオードの数を変化させることにより、検出回
路１４に電流を供給するか否かの基準となる上記しきい
値電圧の大きさを変化させることができる。

【００４１】また、第１及び第２の実施の形態で示した
撮像装置は、人体のように導電性を有し、表面の形状や
模様等によって光の反射率が異なる物体であれば、何に
でも適用することができる。ところで上記各実施形態で
は、指を直接導電層１３上に載置して撮像したが、図１
０のように撮像部において、導電層１３上に窒化シリコ
ンからなる絶縁膜５８を設け、指を絶縁膜５８に接触し
て撮像してもよい。この場合、図７（ａ）、（ｂ）に示
した導電層１３と指との間に絶縁膜５８の抵抗と容量が
存在する。上記各実施形態では、フォトセンサ素子１２
ａがダブルゲート構造の薄膜トランジスタであったが、
これに限らず、その他のＣＣＤを用いてもよい。この場
合、光源はそのＣＣＤに応じて配置されればよい。

【００４２】

【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、動作信頼性の高い撮像装置を提供することが
できる。また、本発明により、撮像対象物に蓄積された
静電気を効率よく除去すると共に、撮像対象物が所定の
撮像位置に配置されたことを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態にかかる撮像装置の構成図で
ある。

【図２】第１の実施の形態にかかる撮像装置の回路図で
ある。

【図３】第１の実施の形態にかかる撮像装置の作用を示
す断面図である。

【図４】第２の実施の形態にかかる撮像装置の構成図で
ある。

【図５】図４に示した撮像装置を構成するダイオード回
路の電圧−電流特性図である。

【図６】第３の実施の形態にかかる撮像装置の構成図で
ある。

【図７】図６に示した撮像装置の等価回路を示す図であ
る。

【図８】図１及び図４に示した電極の他の形状を示す図
である。

【図９】第２及び第３の実施の形態にかかる撮像装置を
構成するダイオード回路の他の構成図である。

【図１０】第１〜第３の実施の形態にかかる撮像装置の
変形例を示す断面図である。

【図１１】従来の撮像装置の構成図である。

【図１２】従来の静電対策のための導電層を有する撮像
装置の平面図である。

【符号の説明】

１１・・・光源、１２・・・フォトセンサデバイス、１３・・・
導電層、１３ａ・・・電極、１３ｂ・・・電極、１４・・・検出
回路、１５・・・ダイオード回路、１６・・・ボトムゲートド
ライバ、１７・・・トップゲートドライバ、１８・・・ドレイ
ンドライバ

───────────────────────────────────────────────────── 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 27/14 ＣＡ６１Ｂ 5/10 ３２２Ｆターム(参考） 4C038 FF01 FF06 FG01 4M118 AA08 AA10 AB01 BA05 BA10 CA11 CB06 DA11 FB03 FB09 FB13 FB23 FB30 GA03 GA08 GB05 GB11 HA40 5B047 AA25 BB04 BC01 CB11 5C024 AX02 BX00 CX00 EX23 GX04 GX24 GY31 GZ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像対象物を撮像する撮像手段と、前記撮
像手段上に形成され、１本のスリットにより離間される
２枚の電極から構成され、撮像対象物が載置される導電
層と、撮像対象物に蓄えられている静電気を前記導電層
を介して除去する静電気除去手段と、を有する撮像部
と、前記導電層に所定の電気信号を供給することにより、撮
像対象物が前記撮像部に接触したことを検出する検出手
段と、から構成され、前記２枚の前記電極の面内における前記スリットの長手
方向に垂直な方向では、２枚の前記電極が互いに離間し
ている箇所は１箇所のみである、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】撮像対象物を撮像する撮像手段と、前記撮
像手段上に形成され、撮像対象物を撮像するセンサエリ
アを覆う導電層と、撮像対象物に蓄えられている静電気
を前記導電層を介して除去する静電気除去手段と、を有
する撮像部と、前記導電層に所定の電気信号を供給することにより、撮
像対象物が前記撮像部に接触したことを検出する検出手
段と、から構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】前記導電層は、前記センサエリアに設けられた第１電極と、撮像対象物が前記撮像部に載置された際、撮像対象物が
覆う位置に、該第１電極から所定間隔を隔てて配置され
た第２電極と、から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
撮像装置。
【請求項４】前記導電層は、前記センサエリアを覆う１
枚の電極から構成され、前記検出手段は、前記導電層に所定の電気信号を供給し
て、撮像対象物が前記撮像部に接触することにより生じ
るインピーダンス変化を検出する、ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】前記静電気除去手段は、逆並列に接続され
た１対のダイオードから構成されたダイオード回路を備
え、撮像対象物に蓄えられている静電気を前記導電層及
び該ダイオード回路を介して除去する、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。
【請求項６】前記静電気除去手段は、複数のダイオードが直列に接続された第１ダイオード列
と該第１ダイオード列と同一数のダイオードが直列に接
続された第２ダイオード列とが逆並列に接続されたダイ
オード回路を備え、該ダイオード回路及び前記導電層を
介して静電気を除去すると共に、直列に接続された複数の前記ダイオードと接地点との接
続を切り替えることにより、前記導電層と接地点との間
に存在するダイオードの数を、前記第１ダイオード列と
前記第２ダイオード列とで同一となるように変化させ
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。
【請求項７】所定の撮像位置に配置される撮像対象物を
撮像する撮像手段と、１以上のダイオードが直列に接続された第１ダイオード
列と該第１ダイオード列と同一数のダイオードが直列に
接続された第２ダイオード列とが逆並列に接続されるこ
とにより構成され、前記撮像対象物に蓄えられている静
電気を前記ダイオード回路を介して放出するダイオード
回路と、から構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】前記第１ダイオード列及び前記第２ダイオ
ード列は、直列に接続された複数のダイオードから構成
され、前記第１ダイオード列及び前記第２ダイオード列のダイ
オードと接地点との接続を切り替えることにより、前記
撮像対象物と接地点との間に存在するダイオードの数
を、前記第１ダイオード列と前記第２ダイオード列とで
同一となるように変化させるスイッチング手段をさらに
備える、ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。