JP2003242488A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus

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JP2003242488A
JP2003242488A JP2002039965A JP2002039965A JP2003242488A JP 2003242488 A JP2003242488 A JP 2003242488A JP 2002039965 A JP2002039965 A JP 2002039965A JP 2002039965 A JP2002039965 A JP 2002039965A JP 2003242488 A JP2003242488 A JP 2003242488A
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JP
Japan
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film
light
fingertip
subject
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002039965A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshisuke Nakamura
善亮 中村
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus suitable for obtaining an image of an object such as a fingertip touching the imaging surface. <P>SOLUTION: A fingerprint reader 3 includes an image pickup element 8 for converting the shading due to projecting and recessed parts of the fingertip 100 to obtain a fingerprint image of the fingertip 100. A photocatalyst film 33 having transparency and a photocatalyst function is formed on the surface of the image pickup element 8. The photocatalyst 33 mainly contains titanium oxide. By the photocatalyst function of the photocatalyst film 33, sebum of the fingertip adhering to the surface of the surface is decomposed so that the fingerprint will not remain on the surface of the image pickup element 8. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、被写体の光学像を
取得する撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device for obtaining an optical image of a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、被験者の指先の微細な凹凸により
定義付けされる指紋を撮像する撮像装置として、指紋読
取装置が知られている。この指紋読取装置は、指先の凹
凸による光の明暗の程度を電気信号に変換する撮像素子
と、該撮像素子の近傍に配置されるとともに撮像素子を
駆動する駆動信号を撮像素子に供給して指先の指紋画像
データを取得するドライバ回路と、を主要構成としてい
る。この指紋読取装置において、指先の指紋を読み取る
際には、指先を撮像素子に接触させ、この撮像素子にお
いて指紋を形成する皮膚の凹凸の差異が光学的に認識さ
れ指紋が読み取られるようになっている。指紋は個人特
有の模様をしているため、指紋読取装置は、予め登録さ
れた登録者の指紋画像データと照合することによって個
人認証を行う認証装置にしばしば用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fingerprint reading device has been known as an image pickup device for picking up a fingerprint defined by minute unevenness of a fingertip of a subject. This fingerprint reading device supplies an image sensor for converting the degree of light and darkness of light due to unevenness of a finger tip to an electric signal and a drive signal for driving the image sensor which is arranged in the vicinity of the image sensor and supplies it to the finger tip. And a driver circuit for acquiring the fingerprint image data of. In this fingerprint reading device, when reading a fingerprint of a fingertip, the fingertip is brought into contact with an image sensor, and the difference in the unevenness of the skin forming the fingerprint is optically recognized by the image sensor so that the fingerprint can be read. There is. Since a fingerprint has a pattern peculiar to an individual, the fingerprint reading device is often used for an authentication device that performs individual authentication by collating with fingerprint image data of a registered registrant.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、撮像素子に
指先が接するため、撮像素子の表面に指先の凸部の皮
脂、汗が付着してしまい、指紋が残る。撮像素子の表面
に指紋が残ると、撮像素子の表面に残った指紋が撮像さ
れてしまうこともあり、悪意のある第三者がその指紋を
紙などに写し取ってしまうこともある。更には、第三者
が、登録者の指紋の描画された紙で認証されてしまう恐
れがある。つまり、従来の指紋読取装置としての撮像装
置は、被写体である指先に直接接触して指紋画像を取得
する装置に適用するには、セキュリティの観点から指紋
データの漏洩の可能性があった。
By the way, since the fingertip is in contact with the image pickup device, the sebum and sweat of the convex portion of the fingertip adhere to the surface of the image pickup device, leaving a fingerprint. If a fingerprint remains on the surface of the image sensor, the fingerprint left on the surface of the image sensor may be captured, and a malicious third party may copy the fingerprint onto paper or the like. Furthermore, a third party may be authenticated by the paper on which the registrant's fingerprint is drawn. That is, the conventional imaging device as a fingerprint reading device has a possibility of leaking fingerprint data from the viewpoint of security when applied to a device that directly obtains a fingerprint image by directly contacting a fingertip which is a subject.

【0004】そこで、本発明の課題は、撮像面に接触し
た指先等の被写体の画像を取得するのに適した撮像装置
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus suitable for obtaining an image of an object such as a fingertip which is in contact with the image pickup surface.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、被写体からの光を入射面
で入射することで前記被写体の光学像を取得する撮像装
置において、透光性を有するとともに光触媒機能を有す
る光触媒膜が、入射面に形成されていることを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is an image pickup device for obtaining an optical image of a subject by causing light from the subject to enter at an incident surface. A photocatalytic film having a light-transmitting property and a photocatalytic function is formed on the incident surface.

【0006】ここで、請求項2記載の発明のように、前
記光触媒膜下に設けられ、入射した光量に従った電気的
特性を持ち、かつ、マトリクス状に配列された複数の光
電変換素子と、前記複数の光電変換素子を駆動して、前
記被写体からの光に応じた前記複数の光電変換素子の電
気的特性を検出することで、前記被写体の画像データを
取得するドライバと、を更に具備していても良い。
Here, as in the second aspect of the invention, a plurality of photoelectric conversion elements provided under the photocatalytic film, having electrical characteristics according to the amount of incident light, and arranged in a matrix. Further comprising: a driver that drives the plurality of photoelectric conversion elements and detects electrical characteristics of the plurality of photoelectric conversion elements according to light from the subject, thereby obtaining image data of the subject. You can do it.

【0007】請求項1又は2記載の発明では、光触媒膜
が透光性を有するため、被写体からの光が入射面に入射
される。そのため、撮像装置において、被写体の光学像
を取得することができる。更に、光触媒膜が光触媒機能
を有するため、外光によって表面に活性酸素が発生す
る。従って、入射面に被写体が接することで、被写体か
ら入射面に汚れ・塵埃等が付着しても、汚れ・塵埃が分
解されて、入射面に汚れ・塵埃が残留しない。そのた
め、本発明に係る撮像装置は、入射面に接触した被写体
の画像を取得するのに適している。特に、指先の指紋画
像を取得することを主たる目的で、本発明に係る撮像装
置が用いられるのに好適である。つまり、指先から入射
面に付着した皮脂によって模様づけられた指紋は、光触
媒膜の光触媒機能によって皮脂が分解されることで、入
射面には残留しない。従って、悪意のある第三者が、指
紋を紙などに写し取ることができないから、本発明に係
る撮像装置を個人認証装置に適用した場合、個人認証装
置に登録されていない第三者は認証されない。
In the invention of claim 1 or 2, since the photocatalytic film has a light-transmitting property, light from the subject is incident on the incident surface. Therefore, an optical image of the subject can be acquired by the imaging device. Furthermore, since the photocatalytic film has a photocatalytic function, active oxygen is generated on the surface by external light. Therefore, even if dirt or dust adheres to the incident surface from the object due to the contact of the subject with the incident surface, the dirt or dust is decomposed and the dirt or dust does not remain on the incident surface. Therefore, the image pickup apparatus according to the present invention is suitable for acquiring an image of a subject in contact with the incident surface. In particular, the image pickup apparatus according to the present invention is suitable for use mainly for obtaining a fingerprint image of a fingertip. That is, the fingerprint patterned by the sebum attached to the incident surface from the fingertip does not remain on the incident surface because the sebum is decomposed by the photocatalytic function of the photocatalytic film. Therefore, since a malicious third party cannot copy a fingerprint onto paper or the like, when the image pickup apparatus according to the present invention is applied to a personal identification device, a third party who is not registered in the personal identification device is not authenticated. .

【0008】請求項3記載の発明は、被写体からの光を
入射面で入射することで前記被写体の光学像を取得する
撮像装置において、閾値温度より低い温度の場合に遮光
性であり、閾値温度より高い温度の場合透光性であるサ
ーモクロミック膜が、入射面に形成されていることを特
徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in an image pickup device that acquires an optical image of the subject by making light from the subject incident on an incident surface, the image pickup device has a light-shielding property when the temperature is lower than the threshold temperature, and the threshold temperature. A thermochromic film, which is transparent at a higher temperature, is formed on the incident surface.

【0009】請求項3記載の発明では、サーモクロミッ
ク膜が閾値温度より低い場合、サーモクロミック膜は遮
光性となっているため、撮像装置において被写体の光学
像を取得することができない。一方、サーモクロミック
膜が閾値温度より高い場合、サーモクロミック膜が透光
性となっているため、撮像装置において被写体の光学像
を取得することができる。ところで、被写体が閾値温度
より高い場合、被写体が入射面に接触するとサーモクロ
ミック膜の温度が上昇して、撮像装置において被写体の
光学像を取得することができる。一方、被写体が閾値温
度より低い場合、被写体が入射面に接触するとサーモク
ロミック膜の温度が下降して、撮像装置において被写体
の光学像を取得することができない。つまり、本発明で
は、被写体として適用できるものを温度で特定すること
ができる。従って、本発明に係る撮像装置は、入射面に
接触した特定の被写体の画像を取得するのに適してお
り、特定の被写体以外のものではその画像を取得できな
い。
According to the third aspect of the invention, when the thermochromic film has a temperature lower than the threshold temperature, the thermochromic film has a light-shielding property, and therefore, the optical image of the object cannot be obtained by the imaging device. On the other hand, when the temperature of the thermochromic film is higher than the threshold temperature, the thermochromic film has a light-transmitting property, so that an optical image of the subject can be obtained by the imaging device. By the way, when the subject is higher than the threshold temperature, the temperature of the thermochromic film rises when the subject comes into contact with the incident surface, and an optical image of the subject can be acquired by the imaging device. On the other hand, when the subject is lower than the threshold temperature, the temperature of the thermochromic film decreases when the subject comes into contact with the incident surface, and the optical image of the subject cannot be acquired by the imaging device. That is, according to the present invention, it is possible to specify what can be applied as a subject by the temperature. Therefore, the image pickup apparatus according to the present invention is suitable for acquiring an image of a specific subject in contact with the incident surface, and an image other than the specific subject cannot be acquired.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項3記載の撮
像装置において、前記サーモクロミック膜の閾値温度が
30℃以上40℃以下であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image pickup device according to the third aspect, the threshold temperature of the thermochromic film is 30 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.

【0011】請求項4記載の発明では、閾値温度が30
℃以上40℃以下であるため、被写体としては指先等の
人体の一部が好適である。つまり、用紙等のように通常
外気内に存在しているだけでは閾値温度つまり体温より
低いものを入射面に接しても、サーモクロミック膜は閾
値温度より高くならないため、体温より低いものを撮像
することができない。一方、例えば、指先等の人体の一
部が入射面に接すれば、サーモクロミック膜は閾値温度
より高くなるため、人体の一部を撮像することができ
る。ゆえに、指先の指紋画像を取得することを主たる目
的で、本発明に係る撮像装置が用いられるのに好適であ
る。従って、例えば、悪意のある第三者が指紋を紙など
に写し取って、その紙を入射面に接したものとしても、
その紙に写った指紋の模様を撮像することができないか
ら、本発明に係る撮像装置を個人認証装置に適用した場
合、個人認証装置に登録されていない第三者は認証され
ない。
According to the invention of claim 4, the threshold temperature is 30.
Since the temperature is not lower than 40 ° C and not higher than 40 ° C, a part of the human body such as a fingertip is suitable as the subject. In other words, the thermochromic film does not become higher than the threshold temperature even if it contacts the incident surface with the temperature lower than the threshold temperature, that is, the body temperature only when it is normally present in the outside air, such as paper, so an image of the lower temperature is imaged. I can't. On the other hand, for example, when a part of the human body such as a fingertip contacts the incident surface, the thermochromic film has a temperature higher than the threshold temperature, so that a part of the human body can be imaged. Therefore, the image pickup apparatus according to the present invention is suitable for the main purpose of acquiring the fingerprint image of the fingertip. Therefore, for example, even if a malicious third party copies a fingerprint on paper and touches the paper with the incident surface,
Since the fingerprint pattern on the paper cannot be picked up, when the image pickup apparatus according to the present invention is applied to the personal identification device, a third person who is not registered in the personal identification device is not authenticated.

【0012】ここで、請求項5記載の発明のように、請
求項3又は4記載の発明において、前記サーモクロミッ
ク膜下に設けられ、入射した光量に従った電気的特性を
持ち、かつ、マトリクス状に配列された複数の光電変換
素子と、前記複数の光電変換素子を駆動して、前記被写
体からの光に応じた前記複数の光電変換素子の電気的特
性を検出することで、前記被写体の画像データを取得す
るドライバと、を更に具備していても良い。
Here, as in the invention described in claim 5, in the invention described in claim 3 or 4, it is provided under the thermochromic film, has electrical characteristics according to the amount of incident light, and has a matrix. A plurality of photoelectric conversion elements arranged in a pattern, by driving the plurality of photoelectric conversion elements, by detecting the electrical characteristics of the plurality of photoelectric conversion elements according to the light from the subject, A driver for acquiring image data may be further provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の具
体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲を図示例に
限定するものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

【0014】〔第一の実施の形態〕図1には、本発明が
適用された認証装置1が示されている。認証装置1は、
CPU4、RAM5、ROM6、記憶媒体7、インター
フェース及びこれらを接続するバス等から構成される演
算処理装置2と、撮像装置としての指紋読取装置3とを
備える。
[First Embodiment] FIG. 1 shows an authentication device 1 to which the present invention is applied. The authentication device 1
An arithmetic processing unit 2 including a CPU 4, a RAM 5, a ROM 6, a storage medium 7, an interface, a bus connecting these, and the like, and a fingerprint reading device 3 as an imaging device are provided.

【0015】指紋読取装置3は、指紋の凹凸に応じた光
の明暗の差を電気信号化した画像データとして取得する
装置である。演算処理装置2のROM6には、認証装置
1全体を制御するための制御プログラムが格納されてい
る。CPU4は、RAM5を作業領域としてROM6に
格納された制御プログラムに従った演算を行うことによ
り、演算処理装置2は種々の機能を果たす。例えば、C
PU4の演算によって演算処理装置2は、指紋読取装置
3に指先100(図3に図示)などの被写体の画像デー
タを取得させる処理と、取得した画像データを指紋読取
装置3から取り込む処理等とを行える。
The fingerprint reading device 3 is a device for acquiring the difference in light and shade of light corresponding to the unevenness of the fingerprint as image data converted into an electric signal. The ROM 6 of the arithmetic processing device 2 stores a control program for controlling the entire authentication device 1. The CPU 4 performs various operations according to the control program stored in the ROM 6 using the RAM 5 as a work area, so that the arithmetic processing device 2 performs various functions. For example, C
The arithmetic processing unit 2 performs a process of causing the fingerprint reading device 3 to acquire image data of a subject such as the fingertip 100 (illustrated in FIG. 3) by a calculation of the PU 4, and a process of capturing the acquired image data from the fingerprint reading device 3. You can do it.

【0016】更に、記憶媒体7には、基準の照合用のデ
ータとなる照合画像データが格納されている。そして、
CPU4の演算によって演算処理装置2は、指紋読取装
置3から入力された光学像データが照合画像データと一
致するか否かを判定する処理と、光学像データと照合画
像データが一致した場合に認証信号或いはロックされて
いた所定の制限を解除する命令信号を出力する処理等と
を行える。
Further, the storage medium 7 stores collation image data which is data for reference collation. And
The arithmetic processing unit 2 performs processing of the CPU 4 to determine whether the optical image data input from the fingerprint reading device 3 matches the collation image data, and authenticates when the optical image data and the collation image data match. It is possible to perform processing such as outputting a signal or a command signal for releasing a predetermined restriction that has been locked.

【0017】図1及び図2に示すように、指紋読取装置
3は、基本構成として、光学的にセンシングすることに
よって、指先100の指紋画像を取得するために指先1
00の凹凸による明暗を電気信号化した画像データに変
換する撮像素子(フォトセンサ部)8と、指先100の
腹を保持する指先保持部9と、撮像素子8からの指紋画
像データを取得し、指紋画像データを演算処理装置2に
出力する撮像回路10と、撮像回路10からの制御信号
に従って撮像素子8を駆動するためのトップゲートドラ
イバ11、ボトムゲートドライバ12及びドレインドラ
イバ13と、光を発する光を発するバックライト14
と、バックライト14の光を撮像素子8へと導く導光板
15とを備える。トップゲートドライバ11、ボトムゲ
ートドライバ12及びドレインドライバ13はそれぞ
れ、信号入出力可能に撮像回路10に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fingerprint reader 3 has, as a basic configuration, a fingertip 1 to obtain a fingerprint image of the fingertip 100 by optically sensing.
An image pickup device (photosensor unit) 8 for converting light and darkness due to unevenness of 00 into image data converted into an electric signal, a fingertip holding unit 9 for holding a ball of the fingertip 100, and fingerprint image data from the image pickup device 8 is acquired, An image pickup circuit 10 for outputting fingerprint image data to the arithmetic processing unit 2, a top gate driver 11, a bottom gate driver 12 and a drain driver 13 for driving the image pickup device 8 according to a control signal from the image pickup circuit 10, and emits light. Backlight 14 that emits light
And a light guide plate 15 that guides the light of the backlight 14 to the image pickup element 8. The top gate driver 11, the bottom gate driver 12, and the drain driver 13 are each connected to the image pickup circuit 10 so that signals can be input and output.

【0018】指先保持部9は、撮像素子8の表面に取り
付けられている。指先保持部9には、指先100の腹の
大きさ程度に開口した略楕円形状の開口部16が形成さ
れている。開口部16の内周が指先100にフィットす
るような形状に指先保持部9は形成されている。この指
先保持部9は光の透過を遮断するような不透明な材料で
構成されており、開口部16のみで光が通過するように
なっている。
The fingertip holder 9 is attached to the surface of the image pickup device 8. The fingertip holding portion 9 is formed with a substantially elliptical opening 16 that is open to the size of the belly of the fingertip 100. The fingertip holding portion 9 is formed in a shape such that the inner circumference of the opening 16 fits the fingertip 100. The fingertip holder 9 is made of an opaque material that blocks the transmission of light, and the light passes through only the opening 16.

【0019】導光板15は略平板状であり、撮像素子8
に対向するように撮像素子8の裏側に配されている。導
光板15の周囲に光を発するバックライト14が配設さ
れている。導光板15は、バックライト14に向いた側
面及び撮像素子8に向いた表面を除き反射部材で覆われ
ており、バックライト14からの光が導光板15を介し
て撮像素子8の裏面に照射される。つまり、バックライ
ト14からの光が導光板15にて面拡散して撮像素子8
の裏面に均等に照射される。
The light guide plate 15 has a substantially flat plate shape and is provided with the image pickup device 8.
Is arranged on the back side of the image pickup element 8 so as to face the. A backlight 14 that emits light is arranged around the light guide plate 15. The light guide plate 15 is covered with a reflective member except for the side surface facing the backlight 14 and the surface facing the image sensor 8, and the light from the backlight 14 irradiates the back surface of the image sensor 8 via the light guide plate 15. To be done. That is, the light from the backlight 14 is surface-diffused by the light guide plate 15, and the image sensor 8
Is evenly illuminated on the back surface of.

【0020】撮像素子8は、透光性及び絶縁性を有する
透明基板17上にn行m列(n、mともに整数であ
る。)のマトリクス状に配列された複数のダブルゲート
型薄膜トランジスタ(以下、DG−TFTという。)2
0,20,…を基本構成としている。各DG−TFT2
0について、図3を参照して説明する。
The image pickup device 8 has a plurality of double gate type thin film transistors (hereinafter, referred to as thin film transistors) arranged in a matrix of n rows and m columns (n and m are integers) on a transparent substrate 17 having a light transmitting property and an insulating property. , DG-TFT.) 2
0, 20, ... Have a basic configuration. Each DG-TFT2
0 will be described with reference to FIG.

【0021】図3に示すように、各DG−TFT20
は、ボトムゲート電極21と、ボトムゲート絶縁膜22
と、半導体膜23と、チャネル保護膜24と、不純物半
導体膜25,26と、ソース電極27と、ドレイン電極
28と、トップゲート絶縁膜29と、トップゲート電極
30と、保護絶縁膜31とを具備し、これらが積層した
構造となっているnチャネルの薄膜トランジスタであ
る。
As shown in FIG. 3, each DG-TFT 20
Is the bottom gate electrode 21 and the bottom gate insulating film 22.
A semiconductor film 23, a channel protective film 24, impurity semiconductor films 25 and 26, a source electrode 27, a drain electrode 28, a top gate insulating film 29, a top gate electrode 30, and a protective insulating film 31. This is an n-channel thin film transistor that is provided and has a laminated structure.

【0022】ボトムゲート電極21は、透明基板17上
に形成されている。図1に示すように、横方向の同行に
配列された各DG−TFT20のボトムゲート電極21
は、横方向に延在する共通のボトムゲートライン41に
接続されており、互いに導電している。ボトムゲートラ
イン41は、n本配列されている。ボトムゲート電極2
1及びボトムゲートライン41は、絶縁性及び遮光性を
有し、例えば、クロム、クロム合金、アルミ若しくはア
ルミ合金又はこれらの化合物若しくは混合物からなる。
The bottom gate electrode 21 is formed on the transparent substrate 17. As shown in FIG. 1, the bottom gate electrodes 21 of each DG-TFT 20 arranged in the same row in the horizontal direction.
Are connected to a common bottom gate line 41 extending in the lateral direction and are electrically conductive with each other. N bottom gate lines 41 are arranged. Bottom gate electrode 2
1 and the bottom gate line 41 have an insulating property and a light shielding property, and are made of, for example, chromium, a chromium alloy, aluminum or an aluminum alloy, or a compound or mixture thereof.

【0023】図3に示すように、ボトムゲート絶縁膜2
2は、ボトムゲート電極21及び透明基板17を被覆す
るようにして、ボトムゲート電極21、透明基板17及
びボトムゲートライン41上に形成されている。ボトム
ゲート絶縁膜22は、絶縁性及び透光性を有し、例え
ば、窒化シリコン又は酸化シリコン等からなる。なお、
ボトムゲート絶縁膜22は、一面に形成されており、各
DG−TFT20の共通の層である。
As shown in FIG. 3, the bottom gate insulating film 2
2 is formed on the bottom gate electrode 21, the transparent substrate 17 and the bottom gate line 41 so as to cover the bottom gate electrode 21 and the transparent substrate 17. The bottom gate insulating film 22 has an insulating property and a light-transmitting property, and is made of, for example, silicon nitride or silicon oxide. In addition,
The bottom gate insulating film 22 is formed on one surface and is a common layer of the DG-TFTs 20.

【0024】半導体膜23がボトムゲート絶縁膜22上
に形成されており、半導体膜23はボトムゲート電極2
1に対向するように配置されている。半導体膜23はア
モルファスシリコン等からなる層であり、可視光線や赤
外線が入射されると、光量に従った量の電子−正孔対が
チャネル保護膜24との界面付近を中心に発生する。
The semiconductor film 23 is formed on the bottom gate insulating film 22, and the semiconductor film 23 is formed on the bottom gate electrode 2.
It is arranged so as to face 1. The semiconductor film 23 is a layer made of amorphous silicon or the like, and when visible light or infrared light is incident, an amount of electron-hole pairs according to the amount of light is generated mainly in the vicinity of the interface with the channel protective film 24.

【0025】チャネル保護膜24は半導体膜23上に形
成されている。チャネル保護膜24は、半導体膜23の
チャネル領域での界面をパターニングに用いられるエッ
チャントから保護する機能を備え、絶縁性及び透光性を
有し、例えば、窒化シリコン又は酸化シリコン等からな
る。
The channel protection film 24 is formed on the semiconductor film 23. The channel protective film 24 has a function of protecting the interface in the channel region of the semiconductor film 23 from an etchant used for patterning, has insulating properties and translucency, and is made of, for example, silicon nitride or silicon oxide.

【0026】不純物半導体膜25は半導体膜23の一端
部上に重なって形成されており、不純物半導体膜26は
半導体膜23の他端部上に重なって形成されており、不
純物半導体膜25,26は互いに離間している。不純物
半導体膜25の一部分はチャネル保護膜24の一端部上
に重なっており、不純物半導体膜26の一部分はチャネ
ル保護膜24の他端部上に重なっており、不純物半導体
膜25,26は段状となっている。不純物半導体膜2
5,26は、n型の不純物イオンを含むアモルファスシ
リコン(n+シリコン)からなる。
The impurity semiconductor film 25 is formed so as to overlap one end of the semiconductor film 23, and the impurity semiconductor film 26 is formed so as to overlap the other end of the semiconductor film 23. Are separated from each other. Part of the impurity semiconductor film 25 overlaps one end of the channel protective film 24, part of the impurity semiconductor film 26 overlaps the other end of the channel protective film 24, and the impurity semiconductor films 25 and 26 are step-shaped. Has become. Impurity semiconductor film 2
Reference numerals 5 and 26 are made of amorphous silicon (n + silicon) containing n-type impurity ions.

【0027】ソース電極27は不純物半導体膜25上に
重なって形成されている。ドレイン電極28は不純物半
導体膜26上に重なって形成されている。図1に示すよ
うに、同列の縦方向に配列されている各DG−TFT2
0のソース電極27は、縦方向に延在している共通のソ
ースライン42に接続されている。同様に、同列の縦方
向に配置されている各DG−TFT20のドレイン電極
28は、縦方向に延在している共通のドレインライン4
3に接続されている。ソースライン42及びドレインラ
イン43がそれぞれm本配列されている。ソース電極2
7、ドレイン電極28、ソースライン42,42,…及
びドレインライン43,43,…は、導電性及び遮光性
を有しており、例えば、クロム、クロム合金、アルミ若
しくはアルミ合金又はこれらの化合物等からなる。
The source electrode 27 is formed so as to overlap the impurity semiconductor film 25. The drain electrode 28 is formed so as to overlap the impurity semiconductor film 26. As shown in FIG. 1, each DG-TFT 2 arranged in the same column in the vertical direction.
The zero source electrode 27 is connected to a common source line 42 extending in the vertical direction. Similarly, the drain electrodes 28 of the respective DG-TFTs 20 arranged in the same column in the vertical direction have the common drain line 4 extending in the vertical direction.
Connected to 3. M source lines 42 and m drain lines 43 are arranged. Source electrode 2
7, the drain electrode 28, the source lines 42, 42, ... And the drain lines 43, 43, ... Have conductivity and light shielding properties, and are, for example, chromium, chromium alloys, aluminum or aluminum alloys, or compounds thereof. Consists of.

【0028】図3に示すように、トップゲート絶縁膜2
9は、チャネル保護膜24、ソース電極27、ドレイン
電極28、ソースライン42,42,…及びドレインラ
イン43,43,…を被覆するようにして形成されてい
る。トップゲート絶縁膜29は、絶縁性及び透光性を有
し、例えば、窒化シリコン又は酸化シリコン等からな
る。なお、トップゲート絶縁膜29は一面に形成されて
おり、各DG−TFT20の共通の層である。
As shown in FIG. 3, the top gate insulating film 2
9 is formed so as to cover the channel protective film 24, the source electrode 27, the drain electrode 28, the source lines 42, 42, ... And the drain lines 43, 43 ,. The top gate insulating film 29 has an insulating property and a light transmitting property, and is made of, for example, silicon nitride or silicon oxide. The top gate insulating film 29 is formed on one surface and is a common layer of the DG-TFTs 20.

【0029】トップゲート電極30は、トップゲート絶
縁膜29上に形成されており、ボトムゲート電極21及
び半導体膜23に対向するように配設されている。図1
に示すように、横方向の同行に配列された各DG−TF
T20のトップゲート電極30は、横方向に延在する共
通のトップゲートライン44に接続されており、互いに
導電している。トップゲートライン44は、n本配列さ
れている。トップゲート電極30及びトップゲートライ
ン44は、導電性及び透光性を有する。例えば、トップ
ゲート電極30及びトップゲートライン44は、In2
O3、SnO2、Cd2SnO4又はCdO等の酸化物から
なるが、主に、ITO(Indium-Tin-Oxide:インジウム
・スズ・酸化物)からなる。
The top gate electrode 30 is formed on the top gate insulating film 29 and is arranged so as to face the bottom gate electrode 21 and the semiconductor film 23. Figure 1
, Each DG-TF arranged in the same row in the horizontal direction.
The top gate electrodes 30 of T20 are connected to a common top gate line 44 extending in the lateral direction, and are electrically conductive with each other. N top gate lines 44 are arranged. The top gate electrode 30 and the top gate line 44 have conductivity and translucency. For example, the top gate electrode 30 and the top gate line 44 are made of In2
It is made of an oxide such as O3, SnO2, Cd2SnO4 or CdO, but mainly made of ITO (Indium-Tin-Oxide).

【0030】図3、保護絶縁膜31は、トップゲート電
極30、トップゲートライン44,44,…及びトップ
ゲート絶縁膜29を被覆するようにして一面に形成され
ている。保護絶縁膜31は、絶縁性及び透光性を有し、
例えば、窒化シリコン又は酸化シリコン等からなる。な
お、保護絶縁膜31の上面が入射面となる。
3, the protective insulating film 31 is formed on the entire surface so as to cover the top gate electrode 30, the top gate lines 44, 44, ... And the top gate insulating film 29. The protective insulating film 31 has insulating properties and translucency,
For example, it is made of silicon nitride or silicon oxide. The upper surface of the protective insulating film 31 serves as the incident surface.

【0031】以上の各DG−TFT20は、次のような
光電変換素子及びMOS型トランジスタを具備するダブ
ルゲート型フォトセンサである。光電変換素子は、半導
体膜23、チャネル保護膜24、ソース電極27、ドレ
イン電極28、トップゲート絶縁膜29及びトップゲー
ト電極30から構成され、入射した光量に従った電気的
特性をもつ。つまり、半導体膜23が光の受光部分とな
って、半導体膜23への入射光量に従った量のキャリア
が半導体膜23とチャネル保護膜24との界面近傍に蓄
積される。MOS型トランジスタは、半導体膜23、ソ
ース電極27、ドレイン電極28、ボトムゲート絶縁膜
22及びボトムゲート電極21で構成される。半導体膜
23は、光電変換素子及びMOSトランジスタのチャネ
ル領域として機能している。
Each of the above DG-TFTs 20 is a double-gate type photosensor having the following photoelectric conversion element and MOS type transistor. The photoelectric conversion element includes a semiconductor film 23, a channel protective film 24, a source electrode 27, a drain electrode 28, a top gate insulating film 29, and a top gate electrode 30, and has electrical characteristics according to the amount of incident light. That is, the semiconductor film 23 serves as a light receiving portion, and the amount of carriers according to the amount of incident light on the semiconductor film 23 is accumulated near the interface between the semiconductor film 23 and the channel protective film 24. The MOS transistor is composed of a semiconductor film 23, a source electrode 27, a drain electrode 28, a bottom gate insulating film 22 and a bottom gate electrode 21. The semiconductor film 23 functions as a channel region of the photoelectric conversion element and the MOS transistor.

【0032】本実施の形態では、被験者が指先保持部9
に保持されると指先100が撮像素子8の表面に接し
て、指紋読取装置1が撮像素子8で光学的にセンシング
することによって指先100の指紋画像を取得する。つ
まり、撮像素子8は接触型のセンサであるため、撮像素
子8の表面に塵埃が付着してしまい、指の凹凸にしたが
った光の明暗を読み取る障害になったり、帯電した被写
体が撮像素子8の表面に近づいただけでDG−TFT2
0の各電極21,27,28,30、ボトムゲートライ
ン41,41,…、ソースライン42,42,…、ドレ
インライン43,43,…及びトップゲートライン4
4,44,…に電流が流れてしまうことで誤動作が生じ
たりすることがある。撮像素子8は特に指先100を被
写体として用いられるため、指先100の皮脂や汗が撮
像素子8の表面に付着して、撮像素子8の表面に指紋の
形で残りやすい。そこで、本実施の形態では、塵埃の付
着及び静電気による誤認証、誤作動を抑えるために、撮
像素子8には表面処理が施されている。
In the present embodiment, the subject touches the fingertip holder 9
When held at, the fingertip 100 comes into contact with the surface of the image sensor 8, and the fingerprint reading device 1 optically senses with the image sensor 8 to acquire a fingerprint image of the fingertip 100. That is, since the image sensor 8 is a contact type sensor, dust adheres to the surface of the image sensor 8 and becomes an obstacle for reading the light and shade of light according to the unevenness of the finger, or a charged object is captured by the image sensor 8. DG-TFT2 only by approaching the surface of
0 electrodes 21, 27, 28, 30, bottom gate lines 41, 41, ..., Source lines 42, 42, ..., Drain lines 43, 43 ,.
A malfunction may occur due to the current flowing through 4, 44, .... Since the image pickup device 8 uses the fingertip 100 as a subject in particular, sebum and sweat of the fingertip 100 tend to adhere to the surface of the image pickup device 8 and remain in the form of fingerprints on the surface of the image pickup device 8. Therefore, in the present embodiment, the image sensor 8 is subjected to surface treatment in order to suppress erroneous authentication and malfunction due to adhesion of dust and static electricity.

【0033】つまり、保護絶縁膜31上に導電膜32が
一面に形成されており、導電膜32上に光触媒膜33が
一面に形成されている。導電膜32は、透光性を有する
とともに、導電性を有する。導電膜32は、例えば、I
n2O3、SnO2、Cd2SnO4又はCdO等の何れか
を含む酸化物からなるが、例えば、ITOからなり、外
部の信号生成回路から定期的に微弱なパルス信号が入力
される。このパルス信号は、基準電位が接地電位であ
り、所定間隔をおいて所定期間だけ微弱な正又は負の電
圧に変位する。導電膜32は、検知回路を介して演算処
理装置2に接続されている。この検知回路は、導電膜3
2の電気的変化を検知することによって、導電膜32に
指先が接触した旨を検知してその旨の信号を演算処理装
置2に出力するものである。例えば、導電膜32に指先
が接触すると、指から導電膜32を介して静電気が放電
されるとともに、特有の抵抗値範囲及び容量範囲を有す
る人の指により、導電膜32に入力されていた微弱なパ
ルス信号の波形が遅延したり、或いは波形がなまったり
特有の傾向を示す。検知回路はこの波形の乱れを検知し
載置されたものが人の指かどうか判定し、判定結果信号
が検知回路から演算処理装置2に出力される。また、例
えば、導電膜32は互いに絶縁され且つ互いに電位の異
なる二つの領域からなり、指先が導電膜32の二つの領
域を跨いで接触すると指先を介して導電膜32に微少電
流が流れ、微少電流を検知回路が検知して、検地した旨
の信号が検知回路から演算処理装置2に出力される。な
お、指先とは異なる容量の被験体が導電膜32に接触し
た場合、検知回路にて電気的変位が検知され、被験体が
指先でない旨の信号が検知回路から演算処理装置2へ出
力される。
That is, the conductive film 32 is formed on the entire surface of the protective insulating film 31, and the photocatalytic film 33 is formed on the entire surface of the conductive film 32. The conductive film 32 has a light-transmitting property and also has a conductive property. The conductive film 32 is, for example, I
Although it is made of an oxide containing any one of n2O3, SnO2, Cd2SnO4, CdO, etc., it is made of, for example, ITO, and a weak pulse signal is periodically input from an external signal generation circuit. The reference potential of this pulse signal is the ground potential, and the pulse signal is displaced to a weak positive or negative voltage for a predetermined period at a predetermined interval. The conductive film 32 is connected to the arithmetic processing unit 2 via a detection circuit. This detection circuit has a conductive film 3
By detecting the electrical change of No. 2, the fact that the fingertip is in contact with the conductive film 32 is detected, and a signal to that effect is output to the arithmetic processing unit 2. For example, when a fingertip comes into contact with the conductive film 32, static electricity is discharged from the finger through the conductive film 32, and the weak input to the conductive film 32 is caused by the finger of a person having a specific resistance value range and capacitance range. The waveform of the pulse signal is delayed, or the waveform is blunted, which shows a particular tendency. The detection circuit detects the disturbance of the waveform and determines whether the placed object is a human finger, and a determination result signal is output from the detection circuit to the arithmetic processing unit 2. Further, for example, the conductive film 32 is composed of two regions which are insulated from each other and have different potentials, and when a fingertip contacts the two regions of the conductive film 32, a minute current flows through the conductive film 32 through the fingertip, and a minute current flows. The current is detected by the detection circuit, and a signal indicating that the ground has been detected is output from the detection circuit to the arithmetic processing device 2. When a subject having a capacity different from that of the fingertip comes into contact with the conductive film 32, the detection circuit detects electrical displacement, and a signal indicating that the subject is not the fingertip is output from the detection circuit to the arithmetic processing unit 2. .

【0034】光触媒膜33は、光触媒機能を有するとと
もに、透光性を有する。つまり、光触媒膜33は、光に
よって励起状態になり、その励起エネルギーを他に与え
ることができる物質を少なくとも含有しており、例えば
金属酸化物半導体を含有している。金属酸化物半導体
は、ハンドギャップエネルギー以上の光を吸収すると、
価電子体の電子が伝導帯に励起され、価電子帯には正孔
ができる。電子が外気中の酸素(O2)と反応し、正孔
が外気中の水(H2O)と反応する。これにより、光触
媒膜33の表面に、スーパオキサイドイオン及び水酸ラ
ジカルの二種類の活性酸素が発生する。スーパオキサイ
ドイオン及び水酸ラジカルは有機物を分解する機能を有
するため、撮像素子8の表面(つまり、光触媒膜33の
表面)に付着した塵埃、特に、指先100から付着した
皮脂が分解される。これにより、撮像素子8の表面に指
紋が残らない。
The photocatalyst film 33 has a photocatalytic function and also has translucency. That is, the photocatalyst film 33 contains at least a substance that is brought into an excited state by light and can give its excitation energy to another, for example, a metal oxide semiconductor. When a metal oxide semiconductor absorbs light having a hand gap energy or more,
The electrons of the valence band are excited in the conduction band, and holes are formed in the valence band. The electrons react with oxygen (O2) in the outside air, and the holes react with water (H2O) in the outside air. As a result, two types of active oxygen, superoxide ions and hydroxyl radicals, are generated on the surface of the photocatalyst film 33. Since superoxide ions and hydroxyl radicals have a function of decomposing organic substances, dust adhering to the surface of the image sensor 8 (that is, the surface of the photocatalyst film 33), particularly sebum adhering from the fingertip 100, is decomposed. As a result, no fingerprint remains on the surface of the image sensor 8.

【0035】例えば、光触媒膜33は、金属酸化物とし
ての酸化チタン(TiO2)からなる。また、光触媒膜
33は、酸化チタンに酸化ジルコニウム、酸化アルミニ
ウム若しくは酸化珪素等を若干量混入したもの等からな
っても良い。酸化チタンとしては、ルチル型酸化チタン
又はブルッカイト型酸化チタンであるのが良いが、アナ
ターゼ型酸化チタンであるのがより好ましい。酸化チタ
ンは、紫外線に対してバリヤ性を有する。そのため、紫
外線が半導体膜23等に届かなく、半導体膜23の劣化
(特に、電気的特性の変化)を抑えることができる。ま
た半導体膜23は、バックライト14からの光のうち、
主に紫外線より長波長域である可視光線や赤外線に励起
して電子−正孔対を生成するので、光触媒膜33は半導
体膜23のキャリア生成の障害にはならない。
For example, the photocatalyst film 33 is made of titanium oxide (TiO2) as a metal oxide. Further, the photocatalyst film 33 may be made of titanium oxide with a slight amount of zirconium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, or the like mixed therein. The titanium oxide is preferably rutile type titanium oxide or brookite type titanium oxide, and more preferably anatase type titanium oxide. Titanium oxide has a barrier property against ultraviolet rays. Therefore, the ultraviolet rays do not reach the semiconductor film 23 and the like, and the deterioration of the semiconductor film 23 (in particular, the change in the electrical characteristics) can be suppressed. The semiconductor film 23 is a part of the light from the backlight 14.
The photocatalyst film 33 does not hinder the carrier generation of the semiconductor film 23 because it is excited mainly by visible light or infrared light, which has a wavelength longer than ultraviolet light, to generate electron-hole pairs.

【0036】また、光触媒膜33に光が照射されると、
金属酸化物を構成している酸素成分(酸化チタン(Ti
O2)の場合、二つのO)のうちの一つのOが外気中の
H2Oと反応する。OとH2Oが反応した結果、水となじ
みが非常に良い水酸基が生成される。そのため、撮像素
子8の表面が超親水性となり、外気中等のH2Oが塵埃
と撮像素子8の表面に入り込む。従って、撮像素子8の
表面から塵埃を取り除きやすくなったり、撮像素子8の
表面がセルフクリーニング機能をもったりする。
When the photocatalytic film 33 is irradiated with light,
Oxygen component (titanium oxide (Ti
In the case of O2), one of the two O's reacts with H2O in the outside air. As a result of the reaction between O and H2O, a hydroxyl group that is very compatible with water is generated. Therefore, the surface of the image sensor 8 becomes superhydrophilic, and H2O in the outside air enters the surface of the image sensor 8 with dust. Therefore, it becomes easier to remove dust from the surface of the image sensor 8, and the surface of the image sensor 8 has a self-cleaning function.

【0037】指先100が光触媒膜33に(つまり、撮
像素子8の表面)に接しても、接地された導電膜32が
各DG−TFT20の各電極21,27,28,30等
の間に介在するため、帯電した指先100によって各電
極21,27,28,30等に電流が流れない。また、
導電膜32上に光触媒膜33が形成されているから、指
先100の皮脂或いは皮脂やタンパク質等を含んだ汗な
どが導電膜32に付着せず、特に、光触媒膜33によっ
て皮脂或いは汗などが分解されるから、皮脂或いは汗が
導電膜32へ浸透しない。従って、導電膜32が酸化の
促進等による高抵抗化を抑制し、導電膜32の静電気放
電性の低下を防止することができる。
Even if the fingertip 100 contacts the photocatalyst film 33 (that is, the surface of the image pickup device 8), the grounded conductive film 32 is interposed between the electrodes 21, 27, 28, 30 of each DG-TFT 20. Therefore, no current flows through the electrodes 21, 27, 28, 30 and the like due to the charged fingertip 100. Also,
Since the photocatalyst film 33 is formed on the conductive film 32, sebum of the fingertip 100 or sweat containing sebum or protein does not adhere to the conductive film 32. In particular, the photocatalyst film 33 decomposes sebum or sweat. Therefore, sebum or sweat does not penetrate into the conductive film 32. Therefore, it is possible to prevent the conductive film 32 from increasing in resistance due to promotion of oxidation or the like, and to prevent deterioration of the electrostatic discharge property of the conductive film 32.

【0038】次に、指紋読取装置3の回路構成について
説明する。図1に示すように、各ソースライン42は、
一定電圧に保たれており、例えば接地されて0〔V〕に
保たれている。各ボトムゲートライン41はボトムゲー
トドライバ12に接続されている。各トップゲートライ
ン44は、トップゲートドライバ11に接続されてい
る。
Next, the circuit configuration of the fingerprint reading device 3 will be described. As shown in FIG. 1, each source line 42 is
It is kept at a constant voltage, for example, grounded and kept at 0 [V]. Each bottom gate line 41 is connected to the bottom gate driver 12. Each top gate line 44 is connected to the top gate driver 11.

【0039】トップゲートドライバ11はいわゆるシフ
トレジスタである。つまり、撮像回路10からトップゲ
ートドライバ11へ出力される制御信号によって、トッ
プゲートドライバ11は、1行目のトップゲートライン
44からn行目のトップゲートライン44の順(n行目
の次は1行目)に選択的にハイレベルのリセットパルス
を出力する。ボトムゲートドライバ12はいわゆるシフ
トレジスタである。つまり、撮像回路10からボトムゲ
ートドライバ12へ出力される制御信号によって、ボト
ムゲートドライバ12は一行目のボトムゲートライン4
1からn行目のボトムゲートライン41の順に選択的に
ハイレベルのリードパルスを出力する。トップゲートド
ライバ11がi行目(iは1〜nの何れかの整数)のト
ップゲートライン44にリセットパルスを出力してか
ら、ボトムゲートドライバ12がi行目のボトムゲート
ライン41にリードパルスを出力するように、トップゲ
ートドライバ11及びボトムゲートドライバ12は出力
信号をシフトする。
The top gate driver 11 is a so-called shift register. That is, according to the control signal output from the image pickup circuit 10 to the top gate driver 11, the top gate driver 11 causes the top gate line 44 in the first row to the top gate line 44 in the n-th row (n-th row: A high level reset pulse is selectively output to the first line). The bottom gate driver 12 is a so-called shift register. That is, the bottom gate driver 12 causes the bottom gate driver 12 to output the bottom gate line 4 in the first row by the control signal output from the imaging circuit 10 to the bottom gate driver 12.
A high-level read pulse is selectively output in the order of the bottom gate line 41 of the 1st to nth rows. After the top gate driver 11 outputs a reset pulse to the top gate line 44 of the i-th row (i is an integer of 1 to n), the bottom gate driver 12 outputs a read pulse to the bottom gate line 41 of the i-th row. , The top gate driver 11 and the bottom gate driver 12 shift the output signal.

【0040】ドレインドライバ13は、撮像回路10か
ら出力される制御信号に従って、リセットパルスが出力
されてからリードパルスが出力されるまでの間に、全て
の全てのドレインライン43,43,…に所定レベル
(ハイレベル)のプリチャージパルスを出力する。更
に、ドレインドライバ13は、ドレインライン43,4
3,…の電圧を増幅して、撮像回路10に出力する。撮
像回路10は、リードパルスが出力されてから所定時間
経過後のドレインライン43,43,…の電圧を検出し
たり、或いは、リードパルスが出力されてからドレイン
ライン43,43,…の電圧が所定閾値電圧に至るまで
の時間を検出したりすることによって、指先100の光
学像(つまり、指紋パターン)を取得して、デジタルデ
ータとして演算処理装置2に出力する。
In accordance with the control signal output from the image pickup circuit 10, the drain driver 13 predetermines all the drain lines 43, 43, ... Between the output of the reset pulse and the output of the read pulse. The level (high level) precharge pulse is output. Further, the drain driver 13 includes the drain lines 43, 4
The voltages of 3, ... Are amplified and output to the image pickup circuit 10. The imaging circuit 10 detects the voltage of the drain lines 43, 43, ... After a lapse of a predetermined time from the output of the read pulse, or detects the voltage of the drain lines 43, 43 ,. An optical image (that is, a fingerprint pattern) of the fingertip 100 is acquired by detecting the time required to reach a predetermined threshold voltage and output to the arithmetic processing device 2 as digital data.

【0041】以上のように構成される指紋読取装置3
は、トップゲートドライバ11、ボトムゲートドライバ
12及びドレインドライバ13によって各DG−TFT
20をアクティブマトリクス方式で駆動する。
Fingerprint reader 3 constructed as described above
Is a top gate driver 11, a bottom gate driver 12, and a drain driver 13 for each DG-TFT.
20 is driven by the active matrix system.

【0042】即ち、i行目のトップゲートライン44に
リセットパルスが出力されると、i行目の各DG−TF
T20の半導体膜23とチャネル保護膜24との界面近
傍に蓄積されたキャリアが、トップゲート電極30の電
圧により反発して吐出される。そして、トップゲートラ
イン44のリセットパルスが終了すると、指先100で
反射した反射光の光量に応じた量のキャリアが、半導体
膜23とチャネル保護膜24との界面近傍に蓄積され
る。ここで、導光板15から指先100に入射した光の
うち全反射の臨界角未満の角度入射した光は、指先10
0の凸部101と光触媒膜33の界面、或いは、指先1
00の表皮内で反射し、反射した光は光触媒膜33に入
射するとともに保護絶縁膜31に入射し、DG−TFT
20の半導体膜23に至る(図3に示す矢印A参照)。
それに対して指先100の溝102に入射した光は、主
に、空気より屈折率の高い指の表皮内に透過した後、反
射を繰り返して空気が介在する方向に進行し、溝102
と空気との界面で再び反射し表皮内部で減衰したり、溝
102と光触媒膜33の表面との間で乱反射している間
に空気中で減衰するため、十分な光量の光が半導体膜2
3に入射されない(図3に示す矢印B参照)。すなわ
ち、指先99の指紋パターンに応じた反射光が半導体膜
23へ入射し、半導体膜23への入射光量に従って半導
体膜23内で生成され蓄積されるキャリアの量が定ま
る。
That is, when a reset pulse is output to the top gate line 44 on the i-th row, each DG-TF on the i-th row is output.
The carriers accumulated in the vicinity of the interface between the semiconductor film 23 of T20 and the channel protection film 24 are repelled by the voltage of the top gate electrode 30 and ejected. Then, when the reset pulse of the top gate line 44 ends, the amount of carriers corresponding to the amount of the reflected light reflected by the fingertip 100 is accumulated near the interface between the semiconductor film 23 and the channel protective film 24. Here, of the light that has entered the fingertip 100 from the light guide plate 15, the light that has entered at an angle less than the critical angle of total reflection is the fingertip 10
0, the interface between the convex portion 101 and the photocatalytic film 33, or the fingertip 1
00 reflected in the skin, the reflected light enters the photocatalyst film 33 and the protective insulating film 31, and the DG-TFT
20 to the semiconductor film 23 (see arrow A shown in FIG. 3).
On the other hand, the light incident on the groove 102 of the fingertip 100 is mainly transmitted through the inside of the epidermis of the finger having a higher refractive index than the air, and then repeatedly reflected to proceed in the direction in which the air intervenes.
And the air are reflected again and attenuated inside the skin, or attenuated in the air while diffusely reflected between the groove 102 and the surface of the photocatalyst film 33, so that a sufficient amount of light is emitted from the semiconductor film 2.
3 does not enter (see arrow B shown in FIG. 3). That is, the reflected light corresponding to the fingerprint pattern of the fingertip 99 is incident on the semiconductor film 23, and the amount of carriers generated and accumulated in the semiconductor film 23 is determined according to the amount of incident light on the semiconductor film 23.

【0043】次いで、ドレインドライバ13から全ての
ドレインライン43,43,…にプリチャージパルスが
出力される。この際、i行目の各DG−TFT20のト
ップゲート電極30にリセットパルスが出力されていな
いとともに、ボトムゲート電極21にもリードパルスが
出力されていないため、半導体膜23にnチャネルが形
成されないから、プリチャージパルスによってドレイン
電極28に電荷がチャージされる。
Then, the precharge pulse is output from the drain driver 13 to all the drain lines 43, 43, .... At this time, the reset pulse is not output to the top gate electrode 30 of each DG-TFT 20 in the i-th row and the read pulse is not output to the bottom gate electrode 21, so that the n-channel is not formed in the semiconductor film 23. Therefore, the precharge pulse charges the drain electrode 28 with electric charges.

【0044】プリチャージパルスの終了とほぼ同時にリ
ードパルスがi行目のボトムゲートライン41に出力さ
れると、i行目の各DG−TFT20のボトムゲート電
極21の電圧によって半導体膜23にチャネルが形成さ
れ、i行目の各DG−TFT20がオン状態になる。従
って、i行目の各DG−TFT20のドレイン電極28
及びドレインライン43,43,…の電圧は、ドレイン
−ソース間電流によって時間の経過とともに徐々に低下
する傾向を示す。
When a read pulse is output to the bottom gate line 41 of the i-th row almost at the same time as the end of the precharge pulse, a channel is formed in the semiconductor film 23 by the voltage of the bottom gate electrode 21 of each DG-TFT 20 in the i-th row. After being formed, each DG-TFT 20 in the i-th row is turned on. Therefore, the drain electrode 28 of each DG-TFT 20 in the i-th row
, And the voltages of the drain lines 43, 43, ... tend to gradually decrease with the passage of time due to the drain-source current.

【0045】ここで、半導体膜23に入射される光量が
小さい程、トップゲート電極30の負電界により半導体
膜23の界面に蓄積されるキャリアのうちの正孔が少な
くなるため、半導体膜23の内部の空乏層がより広くな
るから、ボトムゲート電極21にリードパルスが入力さ
れても半導体膜23がより高抵抗になり、DG−TFT
20ではソース、ドレイン間の電流値が低くなり、所定
の期間中のドレインライン43の電圧の変位が小さい。
逆に、半導体膜23に入射される光量が多い程、半導体
膜23の界面に蓄積されるキャリアのうちの正孔がより
多くなり、nチャネルを形成を阻害するためのトップゲ
ート電極30の負電界を緩和又は相殺するため、半導体
膜23の内部の空乏層がより狭くなるから、ボトムゲー
ト電極21にリードパルスが入力されてると半導体膜2
3がより低抵抗になり、nチャネルは形成されずDG−
TFT20ではソース、ドレイン間を流れる電流値が高
くなり、所定の期間中にドレインライン43の電圧が大
きく変位する。したがって、ドレインライン43の電圧
の変化傾向(変化率)は、指先から半導体膜23に入射
した光量に深く関連する。ドレインドライバ13が、リ
ードパルスが出力されてから所定の時間経過後の各ドレ
インライン43の電圧を検出して撮像回路10に出力す
ることにより、あるいは、各ドレインライン43の所定
の閾値電圧に至るまでの時間を検出して撮像回路10に
出力することにより、撮像回路10は指先からの反射光
の光量を換算する。
Here, the smaller the amount of light incident on the semiconductor film 23, the less holes out of the carriers accumulated at the interface of the semiconductor film 23 due to the negative electric field of the top gate electrode 30, so that the semiconductor film 23 has a smaller number of holes. Since the inner depletion layer becomes wider, the semiconductor film 23 has a higher resistance even when a read pulse is input to the bottom gate electrode 21, and the DG-TFT
At 20, the current value between the source and the drain is low, and the displacement of the voltage of the drain line 43 during a predetermined period is small.
On the contrary, as the amount of light incident on the semiconductor film 23 increases, the number of holes among the carriers accumulated on the interface of the semiconductor film 23 increases, and the negative charge of the top gate electrode 30 for inhibiting the formation of the n-channel is increased. Since the depletion layer inside the semiconductor film 23 becomes narrower in order to relax or cancel the electric field, when the read pulse is input to the bottom gate electrode 21, the semiconductor film 2
3 has a lower resistance, an n-channel is not formed, and DG-
In the TFT 20, the value of the current flowing between the source and the drain becomes high, and the voltage of the drain line 43 largely changes during a predetermined period. Therefore, the change tendency (rate of change) of the voltage of the drain line 43 is closely related to the amount of light incident on the semiconductor film 23 from the fingertip. The drain driver 13 detects the voltage of each drain line 43 after a lapse of a predetermined time from the output of the read pulse and outputs it to the image pickup circuit 10, or reaches a predetermined threshold voltage of each drain line 43. The image pickup circuit 10 converts the light amount of the reflected light from the fingertip by detecting the time up to and outputting it to the image pickup circuit 10.

【0046】全ての行の各DG−TFT20にも同等の
処理手順を繰り返すことにより、撮像回路10で指先の
指紋画像が結像されて、指紋画像がデジタルデータとし
て撮像回路10から演算処理装置2へと出力される。演
算処理装置2は、撮像回路10から入力された指紋画像
を基準の画像データと照合して、指紋画像と基準画像デ
ータと一致するか否かを判定し、一致した場合に認証す
る。
By repeating the same processing procedure for each DG-TFT 20 in all rows, the fingerprint image of the fingertip is formed in the image pickup circuit 10, and the fingerprint image is converted from the image pickup circuit 10 to the arithmetic processing unit 2 as digital data. Is output to. The arithmetic processing unit 2 collates the fingerprint image input from the imaging circuit 10 with the reference image data, determines whether the fingerprint image and the reference image data match, and authenticates when they match.

【0047】以上のような認証装置1は、登録者の指先
の指紋を基準画像データとして演算処理装置2の記憶媒
体7に記憶しておけば、登録者の個人認証を行うために
用いることができる。特に、撮像素子8の表面は光触媒
膜33となっているから、登録者が指先を撮像素子8に
接した後でも、指先の指紋が撮像素子8の表面に残らな
い。従って、第三者が登録者の指紋を撮像素子8の表面
から写し取ることができないから、認証装置1は個人認
証用の装置として非常に優れている。
If the fingerprint of the fingertip of the registrant is stored in the storage medium 7 of the arithmetic processing unit 2 as the reference image data, the authentication apparatus 1 as described above can be used for personal authentication of the registrant. it can. In particular, since the surface of the image sensor 8 is the photocatalytic film 33, the fingerprint of the fingertip does not remain on the surface of the image sensor 8 even after the registrant touches the image sensor 8 with the fingertip. Therefore, a third party cannot copy the registrant's fingerprint from the surface of the image sensor 8, and the authentication device 1 is very excellent as a device for personal authentication.

【0048】また、撮像素子8の表面から指紋を取り除
きやすくなる。そのため、例えば、撮像素子8の表面に
付着した指紋を拭き取る指紋拭き取り装置を撮像素子8
に設けた場合でも簡単に指紋を拭き取ることができるか
ら、拭き取り装置を簡素化することができるといった効
果を奏する。それゆえ、第三者が登録者の指紋を撮像素
子8の表面から写し取ることができないから、認証装置
1は個人認証用の装置として非常に優れている。上記実
施の形態では、光触媒膜33の下方に導電膜32を設け
たが、導電膜32なしに保護絶縁膜31上に直接、光触
媒膜33を設けてもよい。また光触媒膜33に付着した
有機物等を分解させるための光はバックライト14から
の光でも又外光でもよく、前者であれば、指先100が
光触媒膜33から離れた後、第3者に指紋を読み取られ
ない程度に迅速に所定の期間中バックライト14を発光
させることで分解を促進させてもよい。
Further, it becomes easy to remove fingerprints from the surface of the image pickup device 8. Therefore, for example, a fingerprint wiping device for wiping off fingerprints attached to the surface of the image sensor 8 is provided.
Since the fingerprints can be easily wiped off even when the wiper is provided at the position, the wiping device can be simplified. Therefore, a third party cannot copy the registrant's fingerprint from the surface of the image sensor 8, and the authentication device 1 is very excellent as a device for personal authentication. Although the conductive film 32 is provided below the photocatalytic film 33 in the above embodiment, the photocatalytic film 33 may be provided directly on the protective insulating film 31 without the conductive film 32. Further, the light for decomposing the organic matter or the like attached to the photocatalyst film 33 may be light from the backlight 14 or external light. In the former case, after the fingertip 100 is separated from the photocatalyst film 33, the fingerprint is given to a third party. The decomposition may be promoted by causing the backlight 14 to emit light for a predetermined period of time so quickly that it cannot be read.

【0049】〔第二の実施の形態〕次に、別の例の認証
装置について説明する。第一の実施形態の認証装置1で
は、保護絶縁膜31上方に光触媒膜33が形成されてい
るが、第二の実施形態の認証装置では、保護絶縁膜31
上にサーモクロミック膜が形成されている。第二の実施
形態の認証装置の他の構成については、上記第一の実施
形態の認証装置1と同様の構成に対し同一の符号を付し
ている。
Second Embodiment Next, another example of the authentication device will be described. In the authentication device 1 of the first embodiment, the photocatalytic film 33 is formed above the protective insulating film 31, but in the authentication device of the second embodiment, the protective insulating film 31.
A thermochromic film is formed on it. As for the other configuration of the authentication device of the second embodiment, the same components as those of the authentication device 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0050】図4は、第二の実施形態の認証装置に具備
される撮像素子の断面図である。マトリックス状に配列
されたDG−TFT20,20,…の保護絶縁膜31上
にサーモクロミック膜34が、一面に形成されている。
サーモクロミック膜34には、サーモクロミズム特性を
有する物質、つまり、温度変化に伴って可逆的に色が変
化する物質(サーモクロミック物質)が含有している。
サーモクロミック膜34は、閾値温度以下では、DG−
TFT20の半導体膜23を励起する波長域の光が、半
導体膜23を十分励起させない程度に吸収或いは反射さ
れるような、例えば有色の状態であり、閾値温度より高
い場合には、DG−TFT20の半導体膜23を励起す
る波長域の光が、半導体膜23を十分励起する程度に透
過させるような、例えば無色の状態を示す。閾値温度は
被写体の温度とすれば良く、本実施の形態では指先を被
写体としているから、閾値温度は室温(外気)より高く
人体体温以下であるのが好ましく、例えば30℃〜40
℃であり、より好ましくは35℃である。具体的には、
サーモクロミック物質としては、例えば、ジ−α,β−
ナフトイソスピロピラン、ベンゾ−β−ナフトイソスピ
ロピラン、3−アルキル−ジ−β−ナフトスピロピラ
ン、ビアントロン、ジキサンチレン、キサンチリジエン
アントロン等を使用することができる。これらサーモク
ロック物質は、インキの形態となった、例えば商品名
「ダイサーモDI」(染料系)、「ダイサーモDR」
(染料系)、「ダイサーモPR」(無機系)、「ダイサ
ーモPI」(無機系)、「ダイサーモPI」(無機系、
金属錯塩系)、「ダイサーモPF」(無機系)等の市販
されているものを使用することもできる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the image pickup device included in the authentication device of the second embodiment. A thermochromic film 34 is formed on one surface of the protective insulating film 31 of the DG-TFTs 20, 20, ... Arranged in a matrix.
The thermochromic film 34 contains a substance having a thermochromic property, that is, a substance whose color reversibly changes with temperature change (thermochromic substance).
The thermochromic film 34 has a DG-
When the light in the wavelength range that excites the semiconductor film 23 of the TFT 20 is absorbed or reflected to such an extent that the semiconductor film 23 is not sufficiently excited, for example, in a colored state, and when the temperature is higher than the threshold temperature, the DG-TFT 20 For example, a colorless state is shown in which light in the wavelength range that excites the semiconductor film 23 is transmitted to the extent that the semiconductor film 23 is sufficiently excited. The threshold temperature may be the temperature of the subject. Since the fingertip is the subject in the present embodiment, the threshold temperature is preferably higher than room temperature (outside air) and lower than the human body temperature, for example, 30 ° C. to 40 ° C.
℃, more preferably 35 ℃. In particular,
Examples of thermochromic substances include di-α, β-
Naphthoisospiropyran, benzo-β-naphthoisospiropyran, 3-alkyl-di-β-naphthospiropyran, bianthrone, dixanthylene, xanthylideneanthrone and the like can be used. These thermoclock materials are in the form of ink, for example, trade name "Daithermo DI" (dye type), "Daithermo DR".
(Dye-based), "Dythermo PR" (inorganic), "Dythermo PI" (inorganic), "Dythermo PI" (inorganic,
It is also possible to use commercially available products such as metal complex salt type) and “Dythermo PF” (inorganic type).

【0051】図5及び図6は、撮像素子8の状態の変化
を説明するための平面図である。図5に示すように、被
写体である指先がサーモクロミック膜34に接していな
いで、サーモクロミック膜34が室温(閾値温度以下で
ある。)である場合には、サーモクロミック膜34は有
色であるため、サーモクロミック膜34は遮光性とな
り、外からの光はサーモクロミック膜34で遮断され
る。従って、DG−TFT20,20,…の半導体膜2
3に光が入射されず、被写体の撮像は不可能である。
5 and 6 are plan views for explaining changes in the state of the image sensor 8. As shown in FIG. 5, when the fingertip which is the subject is not in contact with the thermochromic film 34 and the thermochromic film 34 is at room temperature (below the threshold temperature), the thermochromic film 34 is colored. Therefore, the thermochromic film 34 has a light shielding property, and the light from the outside is blocked by the thermochromic film 34. Therefore, the semiconductor film 2 of the DG-TFTs 20, 20 ,.
Since no light is incident on the image pickup device 3, it is impossible to image the subject.

【0052】一方、図6に示すように、被写体である指
先がサーモクロミック膜34に接すると、指先の体温に
よってサーモクロミック膜34の温度が閾値温度より高
くなり、サーモクロミック膜34は無色透明となる(図
6の領域αの部分が無色である。)。従って、指先の反
射光は、サーモクロミック膜34を透過して、保護絶縁
膜31に入射して、DG−TFT20,20,…の半導
体膜23に至る。従って、指先の撮像は可能となる。指
先がサーモクロミック膜34から離れると、サーモクロ
ミック膜34の温度が周囲の雰囲気により閾値温度以下
に戻るから、サーモクロミック膜34は再び励起光を十
分透過しないように発色する。なお、図5及び図6で
は、指先保持部9の図示が省略されている。
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the fingertip which is the subject contacts the thermochromic film 34, the temperature of the thermochromic film 34 becomes higher than the threshold temperature due to the body temperature of the fingertip, and the thermochromic film 34 becomes colorless and transparent. (The area α in FIG. 6 is colorless). Therefore, the reflected light from the fingertip passes through the thermochromic film 34, enters the protective insulating film 31, and reaches the semiconductor film 23 of the DG-TFTs 20, 20 ,. Therefore, it is possible to image the fingertip. When the fingertip is separated from the thermochromic film 34, the temperature of the thermochromic film 34 returns to the threshold temperature or lower due to the surrounding atmosphere, so that the thermochromic film 34 again develops color so as not to sufficiently transmit the excitation light. 5 and 6, the illustration of the fingertip holder 9 is omitted.

【0053】以上のように、第二の実施形態では、指先
がサーモクロミック膜34に接しない場合には被写体の
撮像が不可能であるため、指先の接触が必要不可欠であ
る。つまり、例えば登録者の指先の指紋を写し取った用
紙等で第三者が撮像素子8にセンシングさせることが不
可能であるから、第二の実施形態の認証装置も個人認証
用の装置としてセキュリティ面で非常に優れている。本
実施の形態では、必要に応じてサーモクロミック膜34
の上又は下に導電膜(透光性及び導電性を有するITO
を積層してもよい。
As described above, in the second embodiment, when the fingertip is not in contact with the thermochromic film 34, it is impossible to capture an image of the subject. Therefore, contact with the fingertip is indispensable. That is, for example, since it is impossible for a third party to sense the image sensor 8 with a sheet of paper or the like on which the fingerprint of the registrant's finger is copied, the authentication device of the second embodiment also has a security aspect as a device for personal authentication. Is very good at. In the present embodiment, if necessary, the thermochromic film 34
Conductive film above or below (ITO having translucency and conductivity)
May be laminated.

【0054】〔第三の実施の形態〕次に、第三の実施形
態の認証装置について説明する。第一の実施形態の認証
装置1では、保護絶縁膜31上方に光触媒膜33が形成
され、第二の実施形態の認証装置1ではサーモクロミッ
ク膜34が形成されているが、第三の実施形態の認証装
置では、保護絶縁膜31上方にサーモクロミック膜が形
成され、さらにサーモクロミック膜の周囲にサーモクロ
ミック膜を所定温度に加熱する加熱抵抗体が設けられて
いる。
[Third Embodiment] Next, an authentication apparatus according to a third embodiment will be described. In the authentication device 1 of the first embodiment, the photocatalyst film 33 is formed above the protective insulating film 31, and in the authentication device 1 of the second embodiment, the thermochromic film 34 is formed, but the third embodiment. In the authentication device, the thermochromic film is formed above the protective insulating film 31, and a heating resistor that heats the thermochromic film to a predetermined temperature is provided around the thermochromic film.

【0055】図7は、第三の実施形態の認証装置に具備
される撮像素子の断面図が示されている。マトリックス
状に配列されたDG−TFT20,20,…の保護絶縁
膜31上にサーモクロミック膜35が、ほぼ一面に形成
されている。サーモクロミック膜35は、上記第二の実
施の形態のサーモクロミック膜34と実質的に同じ材料
群から選択可能であり、また同じ形状、同じ大きさでよ
い。更に、サーモクロミック膜35上に、導電膜36が
一面に形成されている。更に、サーモクロミック膜35
の周囲において、加熱抵抗体37が保護絶縁膜31上に
形成されている。
FIG. 7 shows a sectional view of an image pickup device provided in the authentication apparatus of the third embodiment. A thermochromic film 35 is formed on almost the entire surface of the protective insulating film 31 of the DG-TFTs 20, 20, ... Arranged in a matrix. The thermochromic film 35 can be selected from the substantially same material group as the thermochromic film 34 of the second embodiment, and may have the same shape and the same size. Further, a conductive film 36 is formed on the entire surface of the thermochromic film 35. Further, the thermochromic film 35
A heating resistor 37 is formed on the protective insulating film 31 around the area.

【0056】導電膜36は、上記第一の実施の形態の導
電膜32と同様に、導電性及び透光性を有し、ITO等
からなり、外部の信号生成回路から定期的に微弱なパル
ス信号が入力される。このパルス信号は、基準電位が接
地電位であり、所定間隔をおいて所定期間だけ微弱な正
又は負の電圧に変位する。導電膜36は、検知回路を介
して演算処理装置2に接続されている。この検知回路
は、導電膜36の電気的変化を検知することによって、
導電膜36に指先が接触した旨を検知してその旨の信号
を演算処理装置2に出力するものである。例えば、導電
膜36に指先が接触すると、指から導電膜36を介して
静電気が放電されるとともに、特有の抵抗値範囲及び容
量範囲を有する人の指により、導電膜36に入力されて
いた微弱なパルス信号の波形が、所定期間遅延したり或
いはなまったり特有の傾向を示す。検知回路はこの波形
の乱れを検知し載置されたものが人の指かどうか判定
し、判定結果信号が検知回路から演算処理装置2に出力
される。また、例えば、導電膜36は互いに絶縁され且
つ互いに電位の異なる二つの領域からなり、指先が導電
膜36の二つの領域を跨いで接触すると指先を介して導
電膜36に微少電流が流れ、微少電流を検知回路が検知
して、検地した旨の信号が検知回路から演算処理装置2
に出力される。なお、指先とは異なる容量の被験体が導
電膜36に接触した場合、検知回路にて電気的変位が検
知され、被験体が指先でない旨の信号が検知回路から演
算処理装置2へ出力される。
Similar to the conductive film 32 of the first embodiment, the conductive film 36 has conductivity and translucency, is made of ITO or the like, and is periodically weak pulsed from an external signal generating circuit. A signal is input. The reference potential of this pulse signal is the ground potential, and the pulse signal is displaced to a weak positive or negative voltage for a predetermined period at a predetermined interval. The conductive film 36 is connected to the arithmetic processing unit 2 via a detection circuit. This detection circuit detects an electrical change in the conductive film 36,
The fact that the fingertip has come into contact with the conductive film 36 is detected and a signal to that effect is output to the arithmetic processing unit 2. For example, when a fingertip comes into contact with the conductive film 36, static electricity is discharged from the finger through the conductive film 36, and the weak input to the conductive film 36 is made by the finger of a person having a specific resistance value range and capacitance range. The waveform of such a pulse signal shows a unique tendency of being delayed or blunted for a predetermined period. The detection circuit detects the disturbance of the waveform and determines whether the placed object is a human finger, and a determination result signal is output from the detection circuit to the arithmetic processing unit 2. Further, for example, the conductive film 36 is composed of two regions which are insulated from each other and have different potentials. When the fingertip contacts the two regions of the conductive film 36, a minute current flows through the conductive film 36 via the fingertip, and a minute current flows. The detection circuit detects the current, and a signal indicating that the ground has been detected is output from the detection circuit to the arithmetic processing unit 2
Is output to. When a subject having a capacity different from that of the fingertip comes into contact with the conductive film 36, the detection circuit detects an electrical displacement, and a signal indicating that the subject is not the fingertip is output from the detection circuit to the arithmetic processing unit 2. .

【0057】加熱抵抗体37は、指先100が載置され
たことを検知回路からの信号で認識した演算処理装置2
が出力する加熱指令信号によりオペアンプを介して流れ
る電流により発熱するものであり、サーモクロミック膜
35を閾値温度より高く加熱するものである。
The heating resistor 37 recognizes that the fingertip 100 is placed on the basis of the signal from the detection circuit 2 as the arithmetic processing unit 2.
Generates heat by a current flowing through the operational amplifier in response to a heating command signal output from the thermochromic film 35, and heats the thermochromic film 35 above a threshold temperature.

【0058】サーモクロミック膜35には、温度変化に
伴って可逆的に色が変化するサーモクロミック物質が含
有しており、閾値温度以下で有色であり、閾値温度より
高い場合に無色である。サーモクロミック膜35の閾値
温度は、室温より高ければればよく、人体体温より高く
ても良い。
The thermochromic film 35 contains a thermochromic substance whose color reversibly changes with a change in temperature, is colored below the threshold temperature, and is colorless when the temperature is higher than the threshold temperature. The threshold temperature of the thermochromic film 35 has only to be higher than room temperature and may be higher than the human body temperature.

【0059】被写体である指先が導電膜36に接してい
ないと、つまり人の指と異なる抵抗値範囲及び容量範囲
であるものが接していても検知回路が指先100が載置
されたと認識しないので、加熱抵抗体37が発熱してい
ないため、サーモクロミック膜35は有色を維持し、サ
ーモクロミック膜35は遮光性のままとなり、外からの
光はサーモクロミック膜35で遮断される。従って、D
G−TFT20,20,…の半導体膜23に光が入射さ
れず、被写体の撮像は不可能である。
If the fingertip, which is the subject, is not in contact with the conductive film 36, that is, even if a finger having a resistance value range and a capacitance range different from the human finger is in contact, the detection circuit does not recognize that the fingertip 100 is placed. Since the heating resistor 37 does not generate heat, the thermochromic film 35 remains colored, the thermochromic film 35 remains light-shielding, and external light is blocked by the thermochromic film 35. Therefore, D
No light is incident on the semiconductor film 23 of the G-TFTs 20, 20 ,.

【0060】一方、被写体である指先が導電膜36に接
すると、その旨を演算処理装置2が認識して、演算処理
装置2からの電流によって加熱抵抗体37が発熱する。
加熱抵抗体37によってサーモクロミック膜35が加熱
されて、サーモクロミック膜35の温度が閾値温度より
高くなると、サーモクロミック膜35が無色透明にな
る。従って、指先の反射光は、サーモクロミック膜34
を透過して、保護絶縁膜31に入射して、更に、DG−
TFT20,20,…の半導体膜23に入射する。従っ
て、指先の撮像は可能となる。所定時間経過後、演算処
理装置2が、加熱抵抗体37に電流を流すことを停止
し、サーモクロミック膜35の温度が低下して、サーモ
クロミック膜35は発色する。
On the other hand, when the fingertip, which is the subject, comes into contact with the conductive film 36, the arithmetic processing unit 2 recognizes that fact and the electric current from the arithmetic processing unit 2 causes the heating resistor 37 to generate heat.
When the thermochromic film 35 is heated by the heating resistor 37 and the temperature of the thermochromic film 35 becomes higher than the threshold temperature, the thermochromic film 35 becomes colorless and transparent. Therefore, the reflected light from the fingertip is reflected by the thermochromic film 34.
Through the protective insulating film 31 and then DG-
The light enters the semiconductor film 23 of the TFT 20, 20, .... Therefore, it is possible to image the fingertip. After a lapse of a predetermined time, the arithmetic processing unit 2 stops supplying the current to the heating resistor 37, the temperature of the thermochromic film 35 is lowered, and the thermochromic film 35 is colored.

【0061】以上のように、指先100が導電膜36に
接しない場合には被写体の撮像が不可能であるため、指
先の接触が必要不可欠である。つまり、例えば登録者の
指先の指紋を写し取った用紙等で第三者が撮像素子8に
センシングさせることが不可能であるから、第二の実施
形態の認証装置も個人認証用の装置として非常に優れて
いる。特に体質等の内部条件や冬や寒冷地域等の外部条
件により指先100が閾値温度に達しない場合であって
も、被写体の撮像が可能となり、認証装置の適用範囲を
拡充することができる。また上記実施の形態において、
サーモクロミック膜35の上方に導電膜36を設けて指
を直接導電膜36に接触するように配置したが、導電膜
36の上方にサーモクロミック膜35を設けて指を直接
サーモクロミック膜35に接触するように配置してもよ
く、また導電膜36を省略してもよい。
As described above, when the fingertip 100 does not come into contact with the conductive film 36, it is impossible to capture an image of the subject, so that contact with the fingertip is indispensable. In other words, for example, it is impossible for a third party to sense the image sensor 8 with a paper or the like on which the fingerprint of the registrant's finger is copied. Therefore, the authentication device according to the second embodiment is also extremely useful as a device for personal authentication. Are better. In particular, even when the fingertip 100 does not reach the threshold temperature due to internal conditions such as constitution and external conditions such as winter and cold regions, the subject can be imaged and the range of application of the authentication device can be expanded. In the above embodiment,
Although the conductive film 36 is provided above the thermochromic film 35 so that the finger directly contacts the conductive film 36, the thermochromic film 35 is provided above the conductive film 36 so that the finger directly contacts the thermochromic film 35. The conductive film 36 may be omitted.

【0062】〔第四の実施の形態〕次に、第四の実施形
態の認証装置について説明する。本実施の形態の認証装
置では、保護絶縁膜31の上方にサーモクロミック膜及
び加熱抵抗体が設けられている。なお第四の実施形態の
認証装置のその他の構成については、上記第一の実施形
態の認証装置1と同様の構成に対し同一の符号を付して
いる。
[Fourth Embodiment] Next, an authentication apparatus according to a fourth embodiment will be described. In the authentication device of the present embodiment, the thermochromic film and the heating resistor are provided above the protective insulating film 31. In addition, about the other structure of the authentication device of 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected with respect to the structure similar to the authentication device 1 of the said 1st embodiment.

【0063】各DG−TFT20の保護絶縁膜31上に
は、導電膜32、サーモクロミック膜38及び光触媒膜
39の三層が積層されている。サーモクロミック膜38
は、第二の実施形態におけるサーモクロミック膜34と
ほぼ同様であり、サーモクロミック膜38の閾値温度は
例えば30℃〜40℃であり、より好ましくは35℃で
ある。光触媒膜39は、光触媒膜33とほぼ同様であ
る。
On the protective insulating film 31 of each DG-TFT 20, three layers of a conductive film 32, a thermochromic film 38 and a photocatalytic film 39 are laminated. Thermochromic film 38
Is almost the same as the thermochromic film 34 in the second embodiment, and the threshold temperature of the thermochromic film 38 is, for example, 30 ° C. to 40 ° C., more preferably 35 ° C. The photocatalyst film 39 is almost the same as the photocatalyst film 33.

【0064】すなわち、指先100が一番上部に位置す
る光触媒膜39に接触することにより、まず指先100
に帯電された静電気が導電膜32を介して放電すること
によって認証装置1(主に、各DG−TFT20、撮像
回路10、トップゲートドライバ10、ボトムゲートド
ライバ12、ドレインドライバ13)を静電破壊から保
護し、さらに光触媒膜39を介して閾値温度を越える指
先100の熱がサーモクロミック膜38に伝搬し、DG
−TFT20の半導体膜23を励起する波長域の光が十
分透過するようにサーモクロミック膜38が変色する。
そして指先100の接触を検知回路が検知後、演算処理
装置2によりDG−TFT20及びバックライト14を
駆動して撮像する。
That is, the fingertip 100 first comes into contact with the photocatalyst film 39 located at the uppermost portion, so that the fingertip 100 is first contacted.
The static electricity charged on the display device is discharged through the conductive film 32 to electrostatically destroy the authentication device 1 (mainly, each DG-TFT 20, the imaging circuit 10, the top gate driver 10, the bottom gate driver 12, and the drain driver 13). The heat of the fingertip 100 that exceeds the threshold temperature is transmitted to the thermochromic film 38 via the photocatalyst film 39,
-The thermochromic film 38 is discolored so that light in the wavelength range that excites the semiconductor film 23 of the TFT 20 is sufficiently transmitted.
After the detection circuit detects the contact of the fingertip 100, the arithmetic processing unit 2 drives the DG-TFT 20 and the backlight 14 to capture an image.

【0065】撮像完了後に指先100が光触媒膜39か
ら離れると、バックライト14からの光又外光を受けた
光触媒膜39の触媒作用により光触媒膜39に付着した
皮脂等の有機物が分解する。
When the fingertip 100 is separated from the photocatalyst film 39 after the completion of image pickup, organic substances such as sebum adhered to the photocatalyst film 39 are decomposed by the catalytic action of the photocatalyst film 39 which receives the light from the backlight 14 or the external light.

【0066】このように本実施の形態では、サーモクロ
ミック膜38が指先100の接触で光透過することによ
り、指先100と異なる範囲の温度のものが載置されて
も(接触されても)第三者の認証させないように保護す
ることができ、更に、光触媒膜39により指紋情報を第
三者に読み取られないように保護することができる。な
お、本実施の形態では、サーモクロミック膜38の下方
に静電保護用の導電膜32を設けたが、サーモクロミッ
ク膜38の上方に導電膜32を設けてもよく、第三の実
施の形態同様、サーモクロミック膜38の周囲に加熱抵
抗体37(第三の実施の形態と同様である。)を設けて
もよい。
As described above, in the present embodiment, the thermochromic film 38 transmits light by the contact of the fingertip 100, so that even if the one having a temperature different from that of the fingertip 100 is placed (contacted). The photocatalyst film 39 can protect the fingerprint information from being read by a third party. Although the conductive film 32 for electrostatic protection is provided below the thermochromic film 38 in the present embodiment, the conductive film 32 may be provided above the thermochromic film 38. Similarly, a heating resistor 37 (similar to the third embodiment) may be provided around the thermochromic film 38.

【0067】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。撮像
素子8は、DG−TFT20がマトリクス状に配列され
たものであるが、例えば、フォトダイオードがマトリク
ス状に配列された電荷結合素子(CCD)であっても良
い。また上記各実施の形態では、バックライトの光によ
り光学的に被写体を撮像したが、外光のみ或いは外光と
バックライトの両方を光源としてもよい。またバックラ
イトから光触媒膜33又は光触媒膜39の表面の有機物
を分解させる場合、最適化するために、分解させる光の
波長域と撮像するときに照射する光の波長域とを互いに
少なくとも部分的に異なるように設定してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention. The image pickup device 8 has the DG-TFTs 20 arranged in a matrix, but may be, for example, a charge-coupled device (CCD) having photodiodes arranged in a matrix. Further, in each of the above-described embodiments, the subject is optically imaged by the light of the backlight, but only the external light or both the external light and the backlight may be used as the light source. When the organic substance on the surface of the photocatalyst film 33 or the photocatalyst film 39 is decomposed from the backlight, in order to optimize, the wavelength range of the light to be decomposed and the wavelength range of the light irradiated at the time of imaging are mutually at least partially. You may set up differently.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように、請求項1又は2記載の発
明によれば、入射面に被写体が接することで、被写体か
ら入射面に汚れ・塵埃等が付着しても、光触媒膜によっ
て発生された活性酸素によって汚れ・塵埃が分解され
て、入射面に汚れ・塵埃が残留しない。そのため、本発
明に係る撮像装置は、入射面に接触した被写体の画像を
取得するのに適している。
As described above, according to the present invention as set forth in claim 1 or 2, when the subject comes into contact with the incident surface, even if dirt or dust adheres to the incident surface from the subject, the photocatalytic film causes Dirt and dust are decomposed by the generated active oxygen, and no dirt or dust remains on the incident surface. Therefore, the image pickup apparatus according to the present invention is suitable for acquiring an image of a subject in contact with the incident surface.

【0069】また、請求項3から5の何れかに記載の発
明によれば、例えば、被写体が閾値温度より高い場合、
被写体が入射面に接触するとサーモクロミック膜の温度
が上昇して、撮像装置において被写体の光学像を取得す
ることができる。一方、被写体が閾値温度より低い場
合、被写体が入射面に接触するとサーモクロミック膜の
温度が下降して、撮像装置において被写体の光学像を取
得することができない。つまり、本発明では、被写体と
して適用できるものを温度で特定することができる。従
って、本発明に係る撮像装置は、入射面に接触した特定
の被写体の画像を取得するのに適しており、特定の被写
体以外のものではその画像を取得できない。
According to the invention described in any one of claims 3 to 5, for example, when the subject is higher than the threshold temperature,
When the subject comes into contact with the incident surface, the temperature of the thermochromic film rises, and an optical image of the subject can be acquired by the imaging device. On the other hand, when the subject is lower than the threshold temperature, the temperature of the thermochromic film decreases when the subject comes into contact with the incident surface, and the optical image of the subject cannot be acquired by the imaging device. That is, according to the present invention, it is possible to specify what can be applied as a subject by the temperature. Therefore, the image pickup apparatus according to the present invention is suitable for acquiring an image of a specific subject in contact with the incident surface, and an image other than the specific subject cannot be acquired.

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

【図1】認証装置の回路構成を主に示した図面である。FIG. 1 is a drawing mainly showing a circuit configuration of an authentication device.

【図2】図1における切断線C−Cで破断して示した断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.

【図3】図2の一部を拡大して示した断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a part of FIG. 2 in an enlarged manner.

【図4】別の例の認証装置の指紋読取装置に具備される
撮像素子の一部を拡大して示した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged part of an image sensor included in a fingerprint reading device of another example of the authentication device.

【図5】上記撮像素子の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the image sensor.

【図6】上記撮像素子の平面図である。FIG. 6 is a plan view of the image sensor.

【図7】別の例の認証装置の指紋読取装置の断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a fingerprint reading device of another example of the authentication device.

【図8】別の例の認証装置の指紋読取装置に具備される
撮像素子の一部を拡大して示した断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of an image sensor included in a fingerprint reading device of another example of the authentication device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 認証装置 2 演算処理装置 3 指紋読取装置(撮像装置) 8 撮像素子 10 撮像回路(ドライバ) 11 トップゲートドライバ(ドライバ) 12 ボトムゲートドライバ(ドライバ) 13 ドレインドライバ(ドライバ) 20 ダブルゲートトランジスタ(光電変換素子) 33 光触媒膜 34 サーモクロミック膜 35 サーモクロミック膜 100 指先 1 Authentication device 2 Processor 3 Fingerprint reader (imaging device) 8 image sensor 10 Imaging circuit (driver) 11 Top gate driver (driver) 12 Bottom gate driver (driver) 13 Drain driver (driver) 20 Double gate transistor (photoelectric conversion element) 33 Photocatalytic film 34 Thermochromic film 35 Thermochromic film 100 fingertips

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被写体からの光を入射面で入射することで
前記被写体の光学像を取得する撮像装置において、 透光性を有するとともに光触媒機能を有する光触媒膜
が、入射面に形成されていることを特徴とする撮像装
置。
1. An image pickup device for obtaining an optical image of a subject by entering light from the subject on the incident face, wherein a photocatalytic film having a light-transmitting property and a photocatalytic function is formed on the incident face. An imaging device characterized by the above.
【請求項2】前記光触媒膜下に設けられ、入射した光量
に従った電気的特性を持ち、かつ、マトリクス状に配列
された複数の光電変換素子と、 前記複数の光電変換素子を駆動して、前記被写体からの
光に応じた前記複数の光電変換素子の電気的特性を検出
することで、前記被写体の画像データを取得するドライ
バと、を更に備えることを特徴とする請求項1記載の撮
像装置。
2. A plurality of photoelectric conversion elements provided under the photocatalytic film, having electrical characteristics according to the amount of incident light, and arranged in a matrix, and driving the plurality of photoelectric conversion elements. The imaging device according to claim 1, further comprising: a driver that acquires image data of the subject by detecting electrical characteristics of the plurality of photoelectric conversion elements according to light from the subject. apparatus.
【請求項3】被写体からの光を入射面で入射することで
前記被写体の光学像を取得する撮像装置において、 閾値温度より低い温度の場合に遮光性であり、閾値温度
より高い温度の場合透光性であるサーモクロミック膜
が、入射面に形成されていることを特徴とする撮像装
置。
3. An image pickup device for obtaining an optical image of a subject by entering light from the subject on an incident surface, which has a light-shielding property when the temperature is lower than a threshold temperature, and is transparent when the temperature is higher than the threshold temperature. An imaging device, wherein a thermochromic film having optical property is formed on an incident surface.
【請求項4】前記サーモクロミック膜の閾値温度が30
℃以上40℃以下であることを特徴とする請求項3記載
の撮像装置。
4. The threshold temperature of the thermochromic film is 30.
The image pickup device according to claim 3, wherein the image pickup device has a temperature of not less than 40 ° C and not more than 40 ° C.
【請求項5】前記サーモクロミック膜下に設けられ、入
射した光量に従った電気的特性を持ち、かつ、マトリク
ス状に配列された複数の光電変換素子と、 前記複数の光電変換素子を駆動して、前記被写体からの
光に応じた前記複数の光電変換素子の電気的特性を検出
することで、前記被写体の画像データを取得するドライ
バと、を更に備えることを特徴とする請求項3又は4記
載の撮像装置。
5. A plurality of photoelectric conversion elements provided under the thermochromic film, having electrical characteristics according to the amount of incident light, and arranged in a matrix, and driving the plurality of photoelectric conversion elements. And a driver for acquiring image data of the subject by detecting electrical characteristics of the plurality of photoelectric conversion elements according to light from the subject. The imaging device described.
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