JP2002298130A - 指紋照合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋照合装置を小型化しても、静電破壊が抑
制されて実用的に指紋の認証が行えるようにする。 【解決手段】 センサチップ１００を、腕時計２００の
カバーガラス２０１上に配置し、腕時計２００に指紋認
証装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、腕時計の時刻を表
示する部分に指紋センサを備えた指紋照合装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の進展と現代社会の環境にお
いて、セキュリティ技術への関心が高まっており、不正
使用防止のための認証方式に関する多くの技術が報告さ
れている。不正使用防御策のための認証方式には、指紋
や声紋などを利用したものがあるが、中でも、指紋認証
技術については、これまで多くの技術開発がなされてい
る。

【０００３】指紋の認証においては、指紋を読み取り照
合する指紋照合装置を用いる。指紋照合装置では、光学
的に指紋の凹凸状態を読み取る指紋センサを用いるもの
や、人間の電気特性を利用して指紋の凹凸を検出する静
電容量型の指紋センサを用いるもの、また指紋の凹凸を
圧力として検出する圧力型の指紋センサを用いるものが
ある。

【０００４】これら指紋センサを用いた指紋照合装置
は、指紋センサを次に示すような集積回路（ＬＳＩ）チ
ップ上に同時に搭載することで、小型化を図るようにし
ている。例えば、照合のための指紋データが格納された
記憶部と、記憶部に用意されている指紋データと、読み
取られた指紋とを比較照合する認識処理部とが集積され
たＬＳＩチップに、上述の上記指紋センサを同時に搭載
し、小型化を図るようにしている。このように、指紋照
合装置を１つの集積回路チップ上に構成することで、各
ユニット間のデータ転送における情報の改竄などが困難
になり、機密保持性能を向上させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、小型化を図るようにした指紋照合装置では、
接触時に生じた静電気や人体に帯電している静電気によ
り、同時に搭載されているＬＳＩが静電破壊されやすい
という問題があった。また、より小型化を進めようとす
ると、同時に搭載する人気処理部の処理能力をあまり高
性能なものとできなくなる。一般に、認証作業が数秒以
内に行えるものとなっていなければ、指紋照合装置とし
て実用とはならないが、小型化を進めると、上述のこと
により指紋の照合に時間がかかるようになり、実用的で
なくなる場合がある。

【０００６】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、指紋照合装置を小型化して
も、静電破壊が抑制されて実用的に指紋の認証が行える
ようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の指紋照合装置
は、時刻を表示する時刻表示部と、指紋の紋様を画像デ
ータとして読み取る指紋センサ、指紋の紋様データが格
納されている記憶部、この記憶部に格納されている指紋
の紋様データと指紋センサが読み取った画像データとを
比較照合して照合結果を出力する比較照合部からなるセ
ンサチップと、照合結果を送信する送信部と、時刻表示
部および送信部が収容されかつ指紋センサが露出した状
態でセンサチップが収容された導電性部材からなる腕時
計ケースとを備えたものである。この発明によれば、人
体の腕に取り付けられた状態で、指紋の照合を行うこと
ができる。

【０００８】上記発明において、時刻表示部上を覆って
腕時計ケースに蓋をするカバーガラスを備え、センサチ
ップは、このカバーガラス上に配置されている。また、
指紋センサは、基板上の層間絶縁膜上に配置されかつ各
々が絶縁分離されている複数のセンサ電極と、層間絶縁
膜上に各々のセンサ電極の上面および側面を各々覆って
配置されかつ誘電体からなるパシベーション膜と、認識
対象の一部がパシベーション膜表面に接触したときにセ
ンサ電極とこれに対向する認識対象表面との間に形成さ
れた容量を検出する基板上の層間絶縁膜下に形成された
集積回路からなる容量検出手段とを有し、認識対象がパ
シベーション膜表面に接触したときに容量検出手段が検
出した各々のセンサ電極に対応する容量の変化により認
識対象の表面形状を認識するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態
における指紋認証装置の構成を示す構成図である。セン
サチップ１００は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）構
造からなる基板１０１から構成され、基板１０１上に複
数のセンサセル１１１を備えている。基板１０１上に
は、下層絶縁膜１０２上と層間絶縁膜１０４とが形成さ
れ、層間絶縁膜１０４上に、例えば８０μｍ角の複数の
センサ電極１０５がマトリクス状に配置されている（図
１（ｃ））。センサセル１１１は、認識対象により複数
のセンサ電極１０５が覆われる大きさに形成され、マト
リクス状に配置された複数のセンサセル１１１により指
紋センサが構成されている。

【００１０】また、下層絶縁膜１０２上には、センサ電
極１０５にスルーホールを介して接続する配線１０３が
形成され、基板１０１上には、センサ電極１０５に形成
される容量を検出する容量検出回路１０７が備えられて
いる。これらセンサ電極１０５と容量検出回路１０７と
により、１つのセンサセル１１１が構成されている。容
量検出回路１０７は、前述した配線１０３などによりセ
ンサ電極１０５に接続し、センサ電極１０５毎に用意さ
れ、センサ電極１０５と認識対象の一部との間に形成さ
れる容量を検出する。

【００１１】センサセル１１１を構成するセンサ電極１
０５は、層間絶縁膜１０４上に形成されたパシベーショ
ン膜１０６で覆われ、１５０μｍ間隔で配置されてい
る。センサ電極１０５は、例えばＡｕから構成され、膜
厚１μｍ程度とされている。パシベーション膜１０６の
膜厚は３μｍ程度としたので、センサ電極１０５上に
は、パシベーション膜１０６が約２（＝３−１）μｍ存
在している。このパシベーション膜１０６は、例えばポ
リイミドなどの比誘電率が４．０程度の絶縁物から構成
されている。

【００１２】各容量検出回路１０７の出力は、指紋画像
処理回路１１２により処理され、各センサ電極１０５に
形成された容量を濃淡に変換した画像データとされる。
この画像データは、指紋照合回路１１３により記憶部１
１４に記憶されている登録画像データと照合される。上
記画像データが指紋照合回路１１３により照合され、登
録画像データと所定の許容量範囲で一致することで認証
されると、認証信号送信部１１５が、認証信号を出力す
る。容量検出回路１０７，指紋画像処理回路１１２，指
紋照合回路１１３，および記憶部１１４は、例えば、セ
ンサ電極１０５下の基板１０１上に配置されている。な
お、これら各回路は、必ずしも基板１０１上にモノリシ
ックに集積する必要はない。

【００１３】加えて、本実施の形態では、図１（ｂ）に
示すように、センサチップ１００を、腕時計２００のカ
バーガラス２０１上に配置し、腕時計２００に指紋認証
装置を設けるようにした。腕時計２００は、例えば金属
製などの導電性部材からなるケース２０２内に図示して
いないムーブメントを収容し、文字盤２０３上で、時針
２０４，分針２０５，秒針２０６を連動させている。ま
た、時針２０４，分針２０５は、竜頭２０７の操作によ
り、時刻の指示位置を変更させることができる。カバー
ガラス２０１は、カバー縁２０８によりケース２０２に
固定されている。センサチップ１００は、図示していな
い透明電極などによる配線で、カバーガラス２０１の縁
よりケース２０２内に配置されている認証信号送信部１
１５に接続している。

【００１４】利用者が、腕時計２００を腕に取り付け、
腕時計２００を付けていない方の手の指先をセンサチッ
プ１００上に載置することで、前述した認証動作が行わ
れる。認証動作により本人であることが認証されると、
腕時計２００のケース２０２内に配置された認証信号送
信部１１５より、認証信号が無線送信される。一方、認
証が必要な場所では、上記認証信号を受信するようにし
ておけば、腕時計２００を装着している人間の認証が行
える。

【００１５】したがって、認証が必要な場所で、新たに
照合を行う必要がなく、前もって照合を行っておけるの
で、短時間に照合が終了する必要がない。言い換える
と、例えば、指紋画像処理回路１１２を、高速に照合処
理を行える多くの素子を有した集積回路とする必要が無
く、センサチップ１００の小型化を容易にする。また、
ケース２０２は導電性部材から構成しているので、接触
時に生じた静電気がケース２０２より腕に流れていき、
センサチップ１００を構成している他の集積回路が、静
電破壊より保護されるようになる。

【００１６】ところで、センサチップ１００は、１０μ
ｍと薄くすることも可能であり、この場合パッケージな
どに収容せずに、カバーガラス２０１上にフリップチッ
プ実装すれば、図２に示すように、ほぼ透明な状態とす
ることができる。また、図３に示すように、時刻の表示
がデジタル式の腕時計３００に、指紋認証装置を組み込
むようにしても良い。この場合、腕時計３００のケース
３０１上面の表示領域３０２下に、センサチップ１００
を配置する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
腕時計に指紋照合装置を組み込むようにしたので、指紋
照合装置を小型化しても、静電破壊が抑制されて実用的
に指紋の認証が行えるようになるというすぐれた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態における指紋照合装置の
構成を示す構成図および平面図である。

【図２】 本発明の他の形態における指紋照合装置の構
成を示す構成図である。

【図３】 本発明の他の形態における指紋照合装置の構
成を示す構成図である。

【符号の説明】 １００…センサチップ、１０１…基板、１０２…下層絶
縁膜、１０３…配線、１０４…層間絶縁膜、１０５…セ
ンサ電極、１０６…パシベーション膜、１０７…容量検
出回路、１１１…センサセル、１１２…指紋画像処理回
路、１１３…指紋照合回路、１１４…記憶部、１１５…
認証信号送信部、２００…腕時計、２０１…カバーガラ
ス、２０２…ケース、２０３…文字盤、２０４…時針、
２０５…分針、２０６…秒針、２０７…竜頭、２０８…
カバー縁。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C038 FF00 FF05 FG00 5B047 AA25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時刻を表示する時刻表示部と、 指紋の紋様を画像データとして読み取る指紋センサ、指
   紋の紋様データが格納されている記憶部、この記憶部に
   格納されている指紋の紋様データと前記指紋センサが読
   み取った画像データとを比較照合して照合結果を出力す
   る比較照合部からなるセンサチップと、 前記照合結果を送信する送信部と、 前記時刻表示部および前記送信部が収容されかつ前記指
   紋センサが露出した状態で前記センサチップが収容され
   た導電性部材からなる腕時計ケースとを備えたことを特
   徴とする指紋照合装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の指紋照合装置において、 前記時刻表示部上を覆って前記腕時計ケースに蓋をする
   カバーガラスを備え、前記センサチップは、前記カバー
   ガラス上に配置されたことを特徴とする指紋照合装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の指紋照合装置に
   おいて、 前記指紋センサは、 基板上の層間絶縁膜上に配置されかつ各々が絶縁分離さ
   れている複数のセンサ電極と、 前記層間絶縁膜上に前記各々のセンサ電極の上面および
   側面を各々覆って配置されかつ誘電体からなるパシベー
   ション膜と、 認識対象の一部が前記パシベーション膜表面に接触した
   ときに前記センサ電極とこれに対向する前記認識対象表
   面との間に形成された容量を検出する前記基板上の前記
   層間絶縁膜下に形成された集積回路からなる容量検出手
   段とを有し、 前記認識対象が前記パシベーション膜表面に接触したと
   きに前記容量検出手段が検出した各々の前記センサ電極
   に対応する容量の変化により前記認識対象の表面形状を
   認識するものであることを特徴とする指紋照合装置。