JP2003290177A - Thermal conduction finger print sensor and biodetector using the same - Google Patents

Thermal conduction finger print sensor and biodetector using the same

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JP2003290177A
JP2003290177A JP2002097102A JP2002097102A JP2003290177A JP 2003290177 A JP2003290177 A JP 2003290177A JP 2002097102 A JP2002097102 A JP 2002097102A JP 2002097102 A JP2002097102 A JP 2002097102A JP 2003290177 A JP2003290177 A JP 2003290177A
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直樹 上山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal conduction finger print sensor with excellent resistance to wearing and static electricity, and a biodetector using the same. <P>SOLUTION: A heat sensitive type uneven detector 111 and an aluminum wire 113 are two-dimensionally arranged on a substrate and the top parts of the heat sensitive type uneven detector 111, the aluminum wire 113 and the substrate 100 are covered with an insulating thin film 112, the insulating thin film 112 is entirely covered with a hard electroconductive thin film 120, and furthermore, the hard electroconductive thin film 120 is covered entirely with a hard insulating thin film 130. The hard electroconductive thin film 120 is connected to a static elimination circuit 140 to form the thermal conduction finger print sensor. The biodetector using the thermal conduction finger print sensor is formed with a detection surface 61 using the thermal conduction finger print sensor and an external electrode 62 for biodetection, and the thermal conduction finger print sensor and the external electrode 62 are connected to a biodetection circuit 70 via the static elimination circuit 140. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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】この発明は、人の指紋の凹凸
パターンの凹部および凸部への伝熱特性の差に基づいて
指紋を検出する熱伝導指紋センサおよび該熱伝導指紋セ
ンサを用いた生体検知装置に関し、特に、耐磨耗性、耐
静電気性に優れた熱伝導指紋センサおよび該熱伝導指紋
センサを用いた生体検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-conducting fingerprint sensor for detecting a fingerprint based on a difference in heat transfer characteristics to a concave portion and a convex portion of an uneven pattern of a human fingerprint, and a living body using the heat-conducting fingerprint sensor. More particularly, the present invention relates to a heat-conducting fingerprint sensor having excellent wear resistance and electrostatic resistance, and a living body detecting device using the heat-conducting fingerprint sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、指紋の凹部と凸部の伝熱特性の差
に基づいて指紋を検出する技術が注目されている。たと
えば、特開2000−97690号公報には、複数の発
熱体を同一平面内に配置し、この発熱体にパルス電流を
通電して加熱するとともに通電開始から所定時間後にお
ける発熱体の温度をそれぞれ検出し、各温度の相違によ
り指紋の凸部と凹部のような凹凸パターンを検出するよ
う構成した固体表面の凹凸パターン検出方法が開示され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, attention has been paid to a technique for detecting a fingerprint based on a difference in heat transfer characteristics between a concave portion and a convex portion of the fingerprint. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-97690, a plurality of heating elements are arranged in the same plane, and a pulse current is passed through the heating elements to heat them, and the temperature of the heating elements after a predetermined time has passed from the start of energization. There is disclosed a method for detecting a concave-convex pattern on a solid surface configured to detect and detect a concave-convex pattern such as a convex portion and a concave portion of a fingerprint based on a difference in each temperature.

【0003】具体的には、この従来技術では、単結晶シ
リコンの表面に設けたシリコン酸化膜上に単結晶シリコ
ンからなる発熱体および金の薄膜からなる配線を2次元
配設する。そして、これらの発熱体および配線を絶縁体
であるシリコン酸化膜で覆うことにより絶縁および保護
することとしている。この結果、このシリコン酸化膜が
指紋センサの検出面を形成することとなる。
Specifically, in this conventional technique, a heating element made of single crystal silicon and a wiring made of a thin film of gold are two-dimensionally arranged on a silicon oxide film provided on the surface of single crystal silicon. The heating element and the wiring are covered with a silicon oxide film which is an insulator to insulate and protect them. As a result, this silicon oxide film forms the detection surface of the fingerprint sensor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術のようにシリコン酸化膜で発熱体および配線を覆
うだけでは、検出面への指の載置が繰り返されることに
よって、検出面が磨耗するという問題がある。また、人
間の体は帯電することがあるので、指紋を検出しようと
する指に帯電した静電気に伴って発生した放電電流が発
熱体や配線に流れ、指紋センサを破壊してしまうことが
あるという問題がある。さらに、検出対象が生体である
かを検知することができないので、指紋のレプリカ等も
本物の指紋と誤認してしまうという問題がある。
However, just by covering the heating element and the wiring with the silicon oxide film as in the prior art, the detection surface is worn due to repeated finger placement on the detection surface. There's a problem. Also, since the human body may be charged, a discharge current generated due to the static electricity charged on the finger trying to detect a fingerprint may flow to the heating element or the wiring and destroy the fingerprint sensor. There's a problem. Furthermore, since it is not possible to detect whether the detection target is a living body, there is a problem that a replica of a fingerprint or the like may be mistaken for a real fingerprint.

【0005】なお、静電気の問題については、特開20
01−120519号公報に、保護膜上に除電電極を配
設して放電電流を除去する指紋センサが開示されてい
る。しかし、この指紋センサは静電容量型であることか
ら、保護膜上の一部にしか除電電極を配設することがで
きず、放電電流の除去が不十分となる。
Regarding the problem of static electricity, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Publication No. 01-120519 discloses a fingerprint sensor in which a discharging electrode is provided on a protective film to remove a discharge current. However, since this fingerprint sensor is of a capacitance type, the static elimination electrode can be provided only on a part of the protective film, and the discharge current cannot be removed sufficiently.

【0006】この発明は、上述した従来技術による問題
点を解消するためになされたものであり、耐磨耗性、耐
静電気性に優れた熱伝導指紋センサおよび該熱伝導指紋
センサを用いた生体検知装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is a thermal conductive fingerprint sensor excellent in abrasion resistance and electrostatic resistance, and a living body using the thermal conductive fingerprint sensor. An object is to provide a detection device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、請求項1の発明に係る熱伝導指
紋センサは、基板の上部に形成された検出面に載置され
た指の凹部および凸部への伝熱特性の差に基づいて指紋
を検出する熱伝導指紋センサであって、前記基板上に感
熱型凹凸検知素子および配線を2次元配設するとともに
その上部を絶縁性薄膜で被覆し、前記絶縁性薄膜全体を
硬質導電性薄膜で被覆し、前記硬質導電性薄膜全体を硬
質絶縁性薄膜で被覆して前記検出面を形成したことを特
徴とする。
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, a heat-conducting fingerprint sensor according to the invention of claim 1 is based on a difference in heat transfer characteristics between a concave portion and a convex portion of a finger placed on a detection surface formed on an upper portion of a substrate. A heat-conducting fingerprint sensor for detecting a fingerprint, wherein a heat-sensitive unevenness detecting element and wiring are two-dimensionally arranged on the substrate and an upper portion thereof is covered with an insulating thin film, and the entire insulating thin film is a hard conductive thin film. And the entire hard conductive thin film is coated with a hard insulating thin film to form the detection surface.

【0008】また、請求項2の発明に係る熱伝導指紋セ
ンサは、請求項1の発明において、前記硬質導電性薄膜
に接続され、指紋を検出しようとする指に帯電した静電
気に伴って該硬質導電性薄膜に発生した放電電流を除去
する静電気除去手段を備えたことを特徴とする。
The heat conduction fingerprint sensor according to a second aspect of the present invention is the heat conduction fingerprint sensor according to the first aspect of the invention, which is connected to the hard conductive thin film and is accompanied by static electricity charged on a finger for detecting a fingerprint. It is characterized in that it is provided with static electricity removing means for removing a discharge current generated in the conductive thin film.

【0009】また、請求項3の発明に係る熱伝導指紋セ
ンサは、請求項1または2の発明において、前記硬質導
電性薄膜は、硬質の金属膜、窒化金属膜、酸化金属膜ま
たは炭化金属膜などの導電性皮膜で形成された薄膜であ
ることを特徴とする。
Further, in the heat conduction fingerprint sensor according to the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, the hard conductive thin film is a hard metal film, a metal nitride film, a metal oxide film or a metal carbide film. It is a thin film formed of a conductive film such as.

【0010】また、請求項4の発明に係る熱伝導指紋セ
ンサは、請求項1、2または3の発明において、前記硬
質絶縁性薄膜は、硬質の酸化膜または窒化膜などの絶縁
性皮膜で形成された薄膜であることを特徴とする。
Further, in the heat conduction fingerprint sensor according to the invention of claim 4, in the invention of claim 1, 2 or 3, the hard insulating thin film is formed of an insulating film such as a hard oxide film or a nitride film. Characterized in that it is a thin film.

【0011】また、請求項5の発明に係る熱伝導指紋セ
ンサを用いた生体検出装置は、基板の上部に形成された
検出面に載置された指の凹部および凸部への伝熱特性の
差に基づいて指紋を検出する熱伝導指紋センサを用いた
生体検知装置であって、前記熱伝導指紋センサの指紋検
出面と該指紋検出面と絶縁された電極から形成された生
体検出面と、検出しようとする生体に帯電した静電気に
伴って前記指紋検出面と前記電極に発生した放電電流を
除去する静電気除去手段と、前記指紋検出面と前記電極
との間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定
手段と、前記インピーダンス測定手段により測定された
インピーダンスに基づいて前記生体検出面に当接された
固体が生体であるか否かを判定する生体判定手段とを備
えたことを特徴とする。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a living body detecting device using a heat-conducting fingerprint sensor, which has a characteristic of heat transfer to a concave portion and a convex portion of a finger placed on a detection surface formed on a substrate. A biometric device using a heat-conducting fingerprint sensor for detecting a fingerprint based on a difference, wherein a biometric detecting surface formed from an electrode insulated from the fingerprint detecting surface of the heat-conducting fingerprint sensor, Static electricity removing means for removing a discharge current generated in the fingerprint detecting surface and the electrode due to static electricity charged in the living body to be detected, and impedance measuring means for measuring impedance between the fingerprint detecting surface and the electrode And a living body determination means for determining whether or not the solid abutting on the living body detection surface is a living body based on the impedance measured by the impedance measuring means. That.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係る熱伝導指紋センサおよび該熱伝導指紋センサ
を用いた生体検知装置の好適な実施の形態を詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a heat-conducting fingerprint sensor according to the present invention and a living body detecting apparatus using the heat-conducting fingerprint sensor will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0013】(実施の形態1)まず、本実施の形態1で
用いる熱伝導指紋センサの外観構成について説明する。
図1は、本実施の形態1に係る熱伝導指紋センサの外観
構成を示す図である。同図に示すように、この熱伝導指
紋センサ1は、指紋画像を検出する指紋検出部10と、
信号処理をおこなう信号処理部20とからなる。ここ
で、この熱伝導指紋センサ1は、熱伝導方式によって指
紋画像を取得する指紋センサであり、指紋検出部10の
検出面の下部にヒーターと温度センサを兼用する複数の
感熱型凹凸検知素子をマトリックス状に作り込み、ライ
ンごとに順次加熱して、その直後の温度上昇を複数の感
熱型凹凸検知素子すなわち温度センサで検出して指紋画
像を得るようにしたものである。
(Embodiment 1) First, the external configuration of the heat-conducting fingerprint sensor used in Embodiment 1 will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of a heat transfer fingerprint sensor according to the first embodiment. As shown in the figure, the thermal conductive fingerprint sensor 1 includes a fingerprint detecting unit 10 for detecting a fingerprint image,
The signal processing unit 20 performs signal processing. Here, this heat-conducting fingerprint sensor 1 is a fingerprint sensor that acquires a fingerprint image by a heat-conducting method, and includes a plurality of heat-sensitive unevenness detecting elements that serve as a heater and a temperature sensor below the detection surface of the fingerprint detecting unit 10. It is formed in a matrix form and sequentially heated for each line, and the temperature rise immediately after that is detected by a plurality of heat-sensitive unevenness detecting elements, that is, temperature sensors to obtain a fingerprint image.

【0014】次に、図1に示した熱伝導指紋センサ1の
構造についてさらに具体的に説明する。図2は、図1に
示した指紋検出部10の断面構造を示す図である。図2
に示すように、この熱伝導指紋センサ1は、基板100
上に感熱型凹凸検知素子111およびアルミ配線113
を配設することにより基板100上にヒーター兼センサ
層110を形成することになる。ここでは説明の便宜
上、図2に示す基板100上に2つの感熱型凹凸検知素
子111のみを設けた場合を示したが、実際にはこの基
板100上にたとえば256×256個(合計6553
6個)の感熱型凹凸検知素子111をマトリクス状に形
成することになる。
Next, the structure of the heat transfer fingerprint sensor 1 shown in FIG. 1 will be described more specifically. FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the fingerprint detection unit 10 shown in FIG. Figure 2
As shown in FIG.
The heat-sensitive unevenness detecting element 111 and the aluminum wiring 113 are provided on the upper side.
By disposing, the heater / sensor layer 110 is formed on the substrate 100. Here, for the sake of convenience of description, the case where only two heat-sensitive type unevenness detection elements 111 are provided on the substrate 100 shown in FIG. 2 is shown, but actually, for example, 256 × 256 pieces (total 6553) are provided on the substrate 100.
Six heat-sensitive unevenness detection elements 111 are formed in a matrix.

【0015】そして、感熱型凹凸検知素子111、アル
ミ配線113および基板100の上部を絶縁性薄膜11
2で覆い、絶縁性薄膜112全体を硬質導電性薄膜12
0で覆うこととしている。さらに、硬質導電性薄膜12
0全体を硬質絶縁性薄膜130で覆うとともに、硬質導
電性薄膜120を静電気除去回路140に接続すること
としている。
Then, the thermal sensitive unevenness detecting element 111, the aluminum wiring 113 and the upper portion of the substrate 100 are covered with the insulating thin film 11.
2 to cover the entire insulating thin film 112 with a hard conductive thin film 12
It is supposed to cover with 0. Further, the hard conductive thin film 12
0 is entirely covered with the hard insulating thin film 130, and the hard conductive thin film 120 is connected to the static electricity removing circuit 140.

【0016】基板100は、石英、ガラス、ポリイミ
ド、アルミナ、表面を絶縁化したシリコンなどが用いら
れる。ただし、これに限定されるものではなくその他の
絶縁性材料を用いることもできる。
The substrate 100 is made of quartz, glass, polyimide, alumina, silicon whose surface is insulated, or the like. However, the insulating material is not limited to this, and other insulating materials can be used.

【0017】感熱型凹凸検知素子111は、検出面11
を加熱するヒーターと、温度を検出する温度センサとし
ての役割を果たしているので、この感熱型凹凸検知素子
111には、発熱素子としての特性と抵抗変化型の温度
センサとしての特性が求められる。かかる感熱型凹凸検
知素子111の材料としては、たとえばポリシリコン、
アモルファスシリコンまたはITOなどがある。
The thermosensitive unevenness detecting element 111 has a detecting surface 11
Since it plays the role of a heater for heating and a temperature sensor for detecting the temperature, the heat-sensitive type unevenness detection element 111 is required to have characteristics as a heating element and resistance change type temperature sensor. Examples of the material of the heat-sensitive unevenness detection element 111 include polysilicon and
Examples include amorphous silicon and ITO.

【0018】そして、かかる温度の検出は、この感熱型
凹凸検知素子111に所定の電圧を印加しその時流れる
電流の大きさを検出することによっておこなう。なお、
ここでは温度を検出する役割のみを果たす温度検出素子
は設けていないので、指紋検出部10の内部構造が単純
化され、検出面11の表面状態(凹凸)を所望の状態と
することが容易となる。
The temperature is detected by applying a predetermined voltage to the thermosensitive unevenness detecting element 111 and detecting the magnitude of the current flowing at that time. In addition,
Here, since the temperature detecting element that only plays the role of detecting the temperature is not provided, the internal structure of the fingerprint detecting unit 10 is simplified, and the surface state (unevenness) of the detection surface 11 can be easily made into a desired state. Become.

【0019】また、ここでは指紋の凹凸ピッチが数百μ
m程度であることを考慮して感熱型凹凸検知素子111
の配列ピッチを50〜100μm程度にするとともに、
感熱型凹凸検知素子111の厚さを0.5〜1μm程度
にしている。
Further, here, the uneven pitch of the fingerprint is several hundred μ.
Considering that it is about m, the heat-sensitive unevenness detection element 111
The array pitch of 50 to 100 μm,
The thickness of the thermosensitive unevenness detection element 111 is set to about 0.5 to 1 μm.

【0020】絶縁性薄膜112は、感熱型凹凸検知素子
111およびアルミ配線113などを絶縁するための薄
膜である。この絶縁性薄膜112は、その特性上できる
だけ薄くすることが求められるが、ここでは絶縁性薄膜
112自体の厚さを1μm程度にしている。
The insulating thin film 112 is a thin film for insulating the thermosensitive unevenness detecting element 111 and the aluminum wiring 113. The insulating thin film 112 is required to be as thin as possible due to its characteristics, but the insulating thin film 112 itself has a thickness of about 1 μm here.

【0021】アルミ配線113は、感熱型凹凸検知素子
111に電圧を印加して電流を流し、この電流の大きさ
を測定するための配線である。ここでは配線材料として
アルミニウムを用いているが、銅などを用いることもで
きる。
The aluminum wiring 113 is a wiring for applying a voltage to the thermosensitive unevenness detecting element 111 to cause a current to flow and measuring the magnitude of this current. Although aluminum is used as the wiring material here, copper or the like can also be used.

【0022】硬質導電性薄膜120は、下層の絶縁性薄
膜112の全面を被覆するように形成された連続膜であ
る。この硬質導電性薄膜120の材料としては、硬質の
金属膜、窒化金属膜、酸化金属膜または炭化金属膜など
が用いられる。また、この硬質導電性薄膜120の厚さ
は、感熱型凹凸検知素子111の配置ピッチと比較して
十分小さな値としている。
The hard conductive thin film 120 is a continuous film formed so as to cover the entire surface of the lower insulating thin film 112. As a material for the hard conductive thin film 120, a hard metal film, a metal nitride film, a metal oxide film, a metal carbide film, or the like is used. Further, the thickness of the hard conductive thin film 120 is set to a value sufficiently smaller than the arrangement pitch of the thermosensitive unevenness detection elements 111.

【0023】硬質絶縁性薄膜130は、下層の硬質導電
性薄膜120の全面を被覆するように形成された連続膜
である。この硬質絶縁性薄膜130の材料としては、硬
質の酸化膜、窒化膜などが用いられる。
The hard insulating thin film 130 is a continuous film formed so as to cover the entire surface of the lower hard conductive thin film 120. As a material for the hard insulating thin film 130, a hard oxide film, a nitride film, or the like is used.

【0024】このように、硬質導電性薄膜120および
硬質絶縁性薄膜130の2つの硬質の薄膜で指紋検出部
10の全面を被覆することによって、全体の表面強度の
向上をはかり、もって熱伝導指紋センサ1の耐磨耗性の
向上をはかることとしている。
As described above, by covering the entire surface of the fingerprint detecting portion 10 with the two hard thin films of the hard conductive thin film 120 and the hard insulating thin film 130, the surface strength of the whole is improved, and thus the heat conductive fingerprint is obtained. It is intended to improve the wear resistance of the sensor 1.

【0025】静電気除去回路140は、硬質導電性薄膜
120に接続され、指に帯電した静電気に伴って硬質導
電性薄膜120に発生した放電電流を除去する回路であ
る。
The static electricity removing circuit 140 is a circuit which is connected to the hard conductive thin film 120 and removes a discharge current generated in the hard conductive thin film 120 due to the static electricity charged on the finger.

【0026】ここで、硬質導電性薄膜120と静電気除
去回路140を用いた熱伝導指紋センサ1の静電破壊防
止について説明する。指紋を検出しようとする指が静電
気を帯びた状態で検出面11に載置されると、指に帯電
した静電気は硬質導電性薄膜120に放電される。そし
て、硬質導電性薄膜120に発生した放電電流は、静電
気除去回路140によって直ちに除去される。
Here, the electrostatic breakdown prevention of the thermal conductive fingerprint sensor 1 using the hard conductive thin film 120 and the static electricity removing circuit 140 will be described. When a finger for detecting a fingerprint is placed on the detection surface 11 in a statically charged state, the static electricity charged on the finger is discharged to the hard conductive thin film 120. Then, the discharge current generated in the hard conductive thin film 120 is immediately removed by the static electricity removing circuit 140.

【0027】すなわち、硬質導電性薄膜120と静電気
除去回路140は、指紋を検出しようとする指に帯電し
た静電気を硬質導電性薄膜120に放電させ、発生した
放電電流を静電気除去回路140で除去することによっ
て、この放電電流が感熱型凹凸検知素子111やアルミ
配線113に直接流れることを防ぎ、もって熱伝導指紋
センサ1の耐静電気性の向上をはかることとしている。
That is, the hard conductive thin film 120 and the static electricity removing circuit 140 discharge the static electricity charged on the finger for detecting the fingerprint to the hard conductive thin film 120, and the generated discharge current is removed by the static electricity removing circuit 140. As a result, this discharge current is prevented from directly flowing to the heat-sensitive unevenness detection element 111 and the aluminum wiring 113, and thus the electrostatic resistance of the heat transfer fingerprint sensor 1 is improved.

【0028】次に、図1に示した指紋検出部10内に設
けられるヒーター/センサ回路41および信号処理部2
0内に設けられる検知回路42の回路構成並びにこのヒ
ーター/センサ回路41に対する電圧パルスの印加タイ
ミングについて説明する。図3は、図1に示した指紋検
出部10内に設けられるヒーター/センサ回路41およ
び信号処理部20内に設けられる検知回路42の回路構
成並びにこのヒーター/センサ回路41に対する電圧パ
ルスの印加タイミングの一例を示す図である。
Next, the heater / sensor circuit 41 and the signal processing section 2 provided in the fingerprint detecting section 10 shown in FIG.
The circuit configuration of the detection circuit 42 provided in the 0 and the application timing of the voltage pulse to the heater / sensor circuit 41 will be described. FIG. 3 is a circuit configuration of the heater / sensor circuit 41 provided in the fingerprint detection unit 10 and the detection circuit 42 provided in the signal processing unit 20 shown in FIG. 1, and the application timing of the voltage pulse to the heater / sensor circuit 41. It is a figure which shows an example.

【0029】ヒーター/センサ回路41は、ヒーターお
よび温度センサの役割を果たす感熱型凹凸検知素子11
1をたとえば256×256個マトリックス状に配置
し、各感熱型凹凸検知素子111を水平方向(行)およ
び垂直方向(列)にそれぞれ配設した256本のアルミ
配線113で接続したものである。
The heater / sensor circuit 41 is a thermosensitive unevenness detecting element 11 which functions as a heater and a temperature sensor.
1 is arranged in a matrix of 256.times.256, and the thermosensitive unevenness detecting elements 111 are connected by 256 aluminum wirings 113 arranged in the horizontal direction (row) and the vertical direction (column), respectively.

【0030】検知回路42は、マトリックス状に配置し
た各感熱型凹凸検知素子111から温度に係るデータを
受け取って温度を検知する回路である。具体的には、各
感熱型凹凸検知素子111をつなぐ水平方向(行)およ
び垂直方向(列)のアルミ配線113を介して温度に係
るデータを受け取る。なお、図中に示すIVアンプおよ
び差動アンプなどの回路は、温度信号を変換、増幅、保
持する回路部分である。
The detection circuit 42 is a circuit that receives temperature-related data from each of the thermosensitive unevenness detection elements 111 arranged in a matrix and detects the temperature. Specifically, the temperature-related data is received via the horizontal (row) and vertical (column) aluminum wirings 113 that connect the thermosensitive unevenness detection elements 111. The circuits such as the IV amplifier and the differential amplifier shown in the figure are circuit portions that convert, amplify, and hold the temperature signal.

【0031】そして、加熱および温度検出は、信号処理
部20によっていずれかの行を選択し、この選択した行
の感熱型凹凸検知素子111に所定の定電圧パルスを印
加することでおこなう。また、この選択する行を順次切
り替え走査してゆくことで、すべての感熱型凹凸検知素
子111について同様の加熱、温度検出をおこなうこと
ができる。
The heating and temperature detection are performed by selecting any row by the signal processing unit 20 and applying a predetermined constant voltage pulse to the heat-sensitive unevenness detecting element 111 of the selected row. Further, by sequentially switching and scanning the selected rows, it is possible to perform the same heating and temperature detection for all the heat-sensitive unevenness detection elements 111.

【0032】ここで、この信号処理部20では、行を単
に順々にずらしながらヒーター/センサ回路41へ電圧
パルスを印加しているのではなく、行間隔をあけながら
各行に順次電圧パルスを印加している。行間隔をあける
こととした理由は、隣接した感熱型凹凸検知素子111
を順次加熱することにより生ずる平面的分解能の低下を
防ぐためである。
Here, in the signal processing unit 20, the voltage pulse is not applied to the heater / sensor circuit 41 while the rows are simply shifted in sequence, but the voltage pulse is sequentially applied to each row with a row interval. is doing. The reason why the line spacing is set is that the adjacent heat-sensitive unevenness detection elements 111
This is to prevent the reduction of the planar resolution caused by sequentially heating the.

【0033】たとえば、感熱型凹凸検知素子111を発
熱させるべくヒーター/センサ回路41の端子T1に電
圧パルスP1を印加するとともに、引き続きこの端子T
1に隣接する端子T2に電圧パルスP2を印加した場合
には、最初の電圧パルスP1により本来熱したい感熱型
凹凸検知素子R1の周囲だけではなく感熱型凹凸検知素
子R2の周囲にも熱が伝播することになるので、その後
に感熱型凹凸検知素子R2の温度を検出するための電圧
パルスを端子T2に印加したとしても、この感熱型凹凸
検知素子R2の周囲は熱を保持していることとなり、結
果的に平面的分解能が低下する。
For example, a voltage pulse P1 is applied to the terminal T1 of the heater / sensor circuit 41 in order to heat the thermosensitive unevenness detection element 111, and this terminal T1 continues.
When the voltage pulse P2 is applied to the terminal T2 adjacent to 1, the heat is propagated not only around the heat-sensitive unevenness detecting element R1 which is originally desired to be heated by the first voltage pulse P1 but also around the heat-sensitive unevenness detecting element R2. Therefore, even if a voltage pulse for detecting the temperature of the heat-sensitive unevenness detecting element R2 is subsequently applied to the terminal T2, the surroundings of the heat-sensitive unevenness detecting element R2 retain heat. As a result, the planar resolution is reduced.

【0034】このため、ここでは図3に示すように端子
T1に電圧パルスP1を印加したならば、次に行間隔を
あけて端子T3に電圧パルスP2を印加するよう制御し
て、感熱型凹凸検知素子R1による発熱の感熱型凹凸検
知素子R3に対する影響を低減し、もって平面的分解能
を高めるとともに検出時間を短縮化している。なお、た
とえば1行目、33行目、65行目、97行目、129
行目、…というよう32行間隔をあけつつこれらの行に
同時に電圧パルスを印加することもできる。この場合に
は、次回はたとえば3行目、35行目、67行目、99
行目、131行目、…について同時に電圧パルスが印加
される。
For this reason, here, as shown in FIG. 3, if the voltage pulse P1 is applied to the terminal T1, then the voltage pulse P2 is applied to the terminal T3 with a row interval, so that the thermosensitive unevenness is controlled. The influence of the heat generated by the detection element R1 on the heat-sensitive unevenness detection element R3 is reduced, so that the planar resolution is increased and the detection time is shortened. Note that, for example, 1st line, 33rd line, 65th line, 97th line, 129th line
It is also possible to apply a voltage pulse to these rows at the same time, with 32 row intervals, such as the row. In this case, the next time, for example, the third line, the 35th line, the 67th line, the 99th line.
A voltage pulse is applied simultaneously to the row, the 131st row, ....

【0035】また、図3に示すように、ヒーター/セン
サ回路41の列のアルミ配線113と検知回路42のI
Vアンプは、それぞれ数列ごとにスイッチSWにより切
り替え接続される。かかるスイッチSWを設けた理由
は、隣接した列が同時に加熱されないようにするためで
ある。また、各感熱型凹凸検知素子111には、ダイオ
ードが設けられる。スイッチSWにより端子が解放され
た列に電流が流れ込まないようにするためである。
Further, as shown in FIG. 3, the aluminum wiring 113 in the row of the heater / sensor circuit 41 and the I of the detection circuit 42 are arranged.
The V amplifiers are switched and connected by a switch SW every several rows. The reason for providing such a switch SW is to prevent adjacent rows from being heated at the same time. In addition, a diode is provided in each heat-sensitive unevenness detection element 111. This is to prevent current from flowing into the column whose terminals have been released by the switch SW.

【0036】次に、上記感熱型凹凸検知素子111に電
圧パルスを印加してヒーターとして加熱するタイミング
とこの感熱型凹凸検知素子111により温度を検出する
タイミングとの関係について説明する。図4は、図3に
示した感熱型凹凸検知素子111に電圧パルスを印加し
てヒーターとして加熱するタイミングとこの感熱型凹凸
検知素子111により温度を検出するタイミングとの関
係を説明するための説明図である。
Next, the relationship between the timing of applying a voltage pulse to the heat-sensitive unevenness detecting element 111 to heat it as a heater and the timing of detecting the temperature by the heat-sensitive unevenness detecting element 111 will be described. FIG. 4 is an explanation for explaining the relationship between the timing of applying a voltage pulse to the heat-sensitive unevenness detection element 111 shown in FIG. 3 to heat it as a heater and the timing of detecting the temperature by the heat-sensitive unevenness detection element 111. It is a figure.

【0037】同図(a)に示すように、指が検出面11
に載置された後、指紋を検出する為の電圧を印加した時
刻tsから所定時間後の時刻teに電圧の印加を終了す
ると、同図(b)に示すように、時刻tsから感熱型凹
凸検知素子111の周囲の温度が上昇を開始し、時刻t
eから感熱型凹凸検知素子111の周囲の温度が低下す
る。ここで、指紋の谷部と山部の温度上昇特性は図示し
たように異なるため、この温度上昇特性の違いを利用し
て指紋の山部と谷部を検出することになる。
As shown in FIG. 3A, the finger is on the detection surface 11
When the application of the voltage is finished at a time te, which is a predetermined time after the time ts when the voltage for detecting the fingerprint is applied after being placed on the substrate, as shown in FIG. At the time t when the temperature around the sensing element 111 starts to rise.
From e, the temperature around the heat-sensitive unevenness detection element 111 decreases. Here, since the temperature rising characteristics of the valley portion and the mountain portion of the fingerprint are different as shown in the figure, the mountain portion and the valley portion of the fingerprint are detected by utilizing the difference in the temperature rising characteristic.

【0038】具体的には、検知回路42のIVアンプの
出力である検出電流は同図(c)のようになるので、感
熱型凹凸検知素子に電圧を印加したと同時(時刻ts)
または電圧を印加した直後(時刻ts+α;ただしαは
定数)の温度が上がっていない状態での電流値をホール
ドする。また、同図(d)に示すように、時刻ts+β
後(時刻te)の差動信号すなわち温度変動を検出し、
ΔV(山部)とΔV(谷部)の電圧差を利用して指紋の
山部と谷部を検出する。すなわち、時刻tsまたはts
+α時点での温度に対応する電流値と、電圧パルスの立
ち下がり時点である時刻teでの電流値との差動信号を
検出し、この検出値に基づいて指紋の山部と谷部を検出
する。この際、電圧パルスの印加時間を固定すれば、時
刻teは時刻tsまたはts+αから所定時間後になる
ので、電圧パルスの立ち下がりを意識しなくとも温度の
検出タイミングを容易に把握することができる。
Specifically, since the detection current output from the IV amplifier of the detection circuit 42 is as shown in FIG. 6C, the voltage is applied to the heat-sensitive unevenness detection element at the same time (time ts).
Alternatively, the current value is held immediately after the voltage is applied (time ts + α; where α is a constant) while the temperature is not rising. Further, as shown in FIG.
The differential signal after that (time te), that is, the temperature fluctuation is detected,
The peak portion and the valley portion of the fingerprint are detected by using the voltage difference between ΔV (peak portion) and ΔV (valley portion). That is, time ts or ts
Detects the differential signal between the current value corresponding to the temperature at + α and the current value at time te, which is the time when the voltage pulse falls, and detects the peaks and valleys of the fingerprint based on this detected value. To do. At this time, if the application time of the voltage pulse is fixed, the time te comes after a predetermined time from the time ts or ts + α, so that the temperature detection timing can be easily grasped without paying attention to the fall of the voltage pulse.

【0039】なお、ホールドのタイミングや差動出力の
タイミングは、図示しないタイミング信号制御回路から
のタイミング信号に基づいて各々行われている。また、
検出面11へ指が圧着された場合の検知は、図示しない
方法により、例えば、検出面に生体検知センサを設けて
指が置かれたときのインピーダンスの変化により検知し
たり、別途押圧検知センサにより検出面に所定の圧力が
加わったことを検知したりして行う。
The hold timing and the differential output timing are respectively set based on the timing signal from the timing signal control circuit (not shown). Also,
The detection when the finger is pressure-bonded to the detection surface 11 is performed by a method not shown, for example, by providing a living body detection sensor on the detection surface and detecting a change in impedance when the finger is placed, or by a separate pressure detection sensor. It is performed by detecting that a predetermined pressure is applied to the detection surface.

【0040】ここで、本実施の形態1では、指を検出面
11に載置した後、指紋の検出を開始するために電圧を
印加した時刻tsまたは電圧を印加した直後の時刻ts
+αでの電流値をホールドしている点が重要である。こ
こで、この時刻tsは電圧パルスの立ち上がりであるの
で、電圧パルスの立ち上がり時点またはその直後の電流
をホールドすることになる。すなわち、指を検出面11
に載置する前の定常状態での電流値をホールドすること
とすると、環境温度による検出精度への影響が大きくな
り、たとえば検出面11の温度が体温より低くなれば、
ΔV(山部)の値が大きくなり、かかる山部が谷部とみ
なされる可能性が生ずるからである。
Here, in the first embodiment, after the finger is placed on the detection surface 11, the time ts when the voltage is applied to start the detection of the fingerprint or the time ts immediately after the voltage is applied.
It is important to hold the current value at + α. Here, since this time ts is the rising edge of the voltage pulse, the current is held at or immediately after the rising edge of the voltage pulse. That is, the finger is placed on the detection surface 11
If the current value in the steady state before being placed on is held, the influence of the environmental temperature on the detection accuracy becomes large, and for example, if the temperature of the detection surface 11 becomes lower than the body temperature,
This is because the value of ΔV (mountain portion) becomes large, and there is a possibility that such a mountain portion is regarded as a valley portion.

【0041】上述してきたように、本実施の形態1によ
れば、基板100上に感熱型凹凸検知素子111および
アルミ配線113を2次元配設し、感熱型凹凸検知素子
111、アルミ配線113および基板100の上部を絶
縁性薄膜112で覆い、絶縁性薄膜112全体を硬質導
電性薄膜120で覆い、さらに、硬質導電性薄膜120
全体を硬質絶縁性薄膜130で覆うように構成したの
で、全体の表面強度の向上をはかり、もって熱伝導指紋
センサ1の耐磨耗性の向上をはかることができる。
As described above, according to the first embodiment, the heat-sensitive unevenness detecting element 111 and the aluminum wiring 113 are two-dimensionally arranged on the substrate 100, and the heat-sensitive unevenness detecting element 111, the aluminum wiring 113 and The upper part of the substrate 100 is covered with an insulating thin film 112, the entire insulating thin film 112 is covered with a hard conductive thin film 120, and the hard conductive thin film 120 is further covered.
Since the whole is covered with the hard insulating thin film 130, it is possible to improve the surface strength of the whole and to improve the abrasion resistance of the thermal conductive fingerprint sensor 1.

【0042】また、硬質導電性薄膜120を静電気除去
回路140に接続するように構成したので、指紋を検出
しようとする指に帯電した静電気に伴って硬質導電性薄
膜120に発生した放電電流を除去することができ、こ
の放電電流が感熱型凹凸検知素子111やアルミ配線1
13に直接流れることを防ぎ、もって熱伝導指紋センサ
1の耐静電気性の向上をはかることができる。
Further, since the hard conductive thin film 120 is connected to the static electricity removing circuit 140, the discharge current generated in the hard conductive thin film 120 due to the static electricity charged on the finger to detect the fingerprint is removed. This discharge current is generated by the heat-sensitive unevenness detection element 111 and the aluminum wiring 1.
It is possible to prevent the particles from directly flowing to 13, and to improve the electrostatic resistance of the heat transfer fingerprint sensor 1.

【0043】なお、本実施形態1では、絶縁性薄膜11
2で感熱型凹凸検知素子111、アルミ配線113およ
び基板100の上部を一定の厚さで覆うこととしたが、
絶縁性薄膜112を平坦化膜とすることもできる。すな
わち、絶縁性薄膜112の表面が平坦になるように、感
熱型凹凸検知素子111およびアルミ配線113の上部
は絶縁性薄膜112で薄く覆い、基板100の上部は絶
縁性薄膜112で厚く覆うこともできる。
In the first embodiment, the insulating thin film 11
Although the thermal sensitive unevenness detecting element 111, the aluminum wiring 113, and the upper portion of the substrate 100 are covered with 2 with a constant thickness,
The insulating thin film 112 may be a flattening film. That is, the upper part of the thermosensitive unevenness detection element 111 and the aluminum wiring 113 may be thinly covered with the insulating thin film 112 and the upper part of the substrate 100 may be thickly covered with the insulating thin film 112 so that the surface of the insulating thin film 112 becomes flat. it can.

【0044】図5は、絶縁性薄膜として平坦化膜を利用
する場合の指紋検出部10の断面構造を示す図である。
図5に示すように、この指紋検出部10は、感熱型凹凸
検知素子111およびアルミ配線113を配設するヒー
ター兼センサ層510の表面が平坦になるように、感熱
型凹凸検知素子111、アルミ配線113および基板1
00の上部を絶縁性薄膜512で覆うこととしている。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of the fingerprint detecting section 10 when a flattening film is used as the insulating thin film.
As shown in FIG. 5, the fingerprint detecting unit 10 includes a heat-sensitive unevenness detecting element 111 and an aluminum-made unevenness detecting element 111 and an aluminum wiring 113 so that the heater / sensor layer 510 has a flat surface. Wiring 113 and substrate 1
00 is covered with an insulating thin film 512.

【0045】そして、絶縁性薄膜512全体を平坦な硬
質導電性薄膜520で覆い、硬質導電性薄膜520全体
を平坦な硬質絶縁性薄膜530で覆うとともに、硬質導
電性薄膜520を静電気除去回路140に接続すること
としている。このように、絶縁性薄膜512を平坦化膜
とすることで、硬質導電性薄膜520および硬質絶縁性
薄膜530を平坦にすることができ、もって硬質導電性
薄膜520および硬質絶縁性薄膜530の作成を容易に
することができる。
The entire insulating thin film 512 is covered with a flat hard conductive thin film 520, the entire hard conductive thin film 520 is covered with a flat hard insulating thin film 530, and the hard conductive thin film 520 is applied to the static electricity removing circuit 140. I am going to connect. In this way, by using the insulating thin film 512 as a flattening film, the hard conductive thin film 520 and the hard insulating thin film 530 can be made flat, and thus the hard conductive thin film 520 and the hard insulating thin film 530 are created. Can be facilitated.

【0046】(実施の形態2)ところで、上記実施の形
態1では、生体検知は別途おこなうこととしたが、熱伝
導指紋センサを用いて指紋を検出するとともに生体検知
をおこなう装置を実現することができる。そこで、本実
施の形態2では、熱伝導指紋センサを用いた生体検知装
置について説明する。なお、ここでは説明の便宜上、上
記実施の形態1と共通する機能部などについては同一符
号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2) By the way, although the living body detection is separately performed in the above-mentioned first embodiment, it is possible to realize a device for detecting a fingerprint and detecting the living body by using a heat conduction fingerprint sensor. it can. Therefore, in the second embodiment, a living body detection device using a heat conduction fingerprint sensor will be described. Here, for convenience of description, the same reference numerals will be given to the functional units and the like common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【0047】まず、本実施の形態2に係る熱伝導指紋セ
ンサを用いた生体検知装置の外観構成について説明す
る。図6は、本実施の形態2に係る熱伝導指紋センサを
用いた生体検知装置の外観構成を示す図である。図6に
示すように、この熱伝導指紋センサを用いた生体検知装
置6は、検出面61が指紋検出部60と生体検知用外付
け電極62とからなる。ここで、指紋検出部60と生体
検知用外付け電極62は絶縁することとし、生体検知を
しようとする指は、指紋検出部60と生体検知用外付け
電極62の両方に接触するように載置することとする。
First, the external structure of the living body detecting device using the heat conduction fingerprint sensor according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing an external configuration of a living body detection device using the heat conduction fingerprint sensor according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in the living body detecting device 6 using this heat-conducting fingerprint sensor, the detection surface 61 is composed of a fingerprint detecting portion 60 and a living body detecting external electrode 62. Here, the fingerprint detection unit 60 and the biometric external electrode 62 are insulated, and the finger for biometric detection is placed so that it touches both the fingerprint detection unit 60 and the biometric external electrode 62. I will place it.

【0048】次に、図6に示した熱伝導指紋センサを用
いた生体検知装置6の構造についてさらに具体的に説明
する。図7は、図6に示した指紋検出部60の断面構造
を示す図である。図7に示すように、この熱伝導指紋セ
ンサを用いた生体検知装置6は、指紋検出部60と、生
体検知用外付け電極62と、静電気除去回路140と、
生体検知回路70とからなる。
Next, the structure of the living body detecting device 6 using the heat conduction fingerprint sensor shown in FIG. 6 will be described more specifically. FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure of the fingerprint detection unit 60 shown in FIG. As shown in FIG. 7, a living body detecting device 6 using this heat-conducting fingerprint sensor includes a fingerprint detecting unit 60, a living body detecting external electrode 62, a static electricity removing circuit 140,
And a living body detection circuit 70.

【0049】指紋検出部60は、基板100上に感熱型
凹凸検知素子を配設し、その上部を絶縁性薄膜112で
覆い、さらに、絶縁性薄膜112全体を硬質導電性薄膜
720で覆うこととしている。ここで、この硬質導電性
薄膜720は、検出面61を形成する層であり、耐食性
を有する材料が用いられる。たとえば、この硬質導電性
薄膜720の材料として、TiNをあげることができ
る。
In the fingerprint detecting section 60, a thermosensitive unevenness detecting element is arranged on the substrate 100, the upper part thereof is covered with the insulating thin film 112, and further, the insulating thin film 112 is entirely covered with the hard conductive thin film 720. There is. Here, the hard conductive thin film 720 is a layer forming the detection surface 61, and a material having corrosion resistance is used. For example, TiN can be used as the material of the hard conductive thin film 720.

【0050】生体検知用外付け電極62は、静電気除去
回路140を経由して生体検知回路70に接続される生
体検知のための電極である。この生体検知用外付け電極
62は、硬質導電性薄膜720とともに検出面61を形
成しており、硬質導電性薄膜720と同様に耐食性を有
する材料が用いられる。
The biometric external electrode 62 is an electrode for biometric detection, which is connected to the biometric detection circuit 70 via the static electricity removing circuit 140. The living body detection external electrode 62 forms the detection surface 61 together with the hard conductive thin film 720, and a material having the same corrosion resistance as the hard conductive thin film 720 is used.

【0051】静電気除去回路140は、硬質導電性薄膜
720および生体検知用外付け電極62に接続され、生
体検知をしようとする指に帯電した静電気に伴って硬質
導電性薄膜720および生体検知用外付け電極62に発
生した放電電流を除去する回路である。
The static electricity removing circuit 140 is connected to the hard conductive thin film 720 and the living body detecting external electrode 62, and the hard conductive thin film 720 and the living body detecting outer electrode 62 are connected to the hard conductive thin film 720 and the living body detecting body due to the static electricity charged on the finger for living body detection. This is a circuit for removing the discharge current generated in the attachment electrode 62.

【0052】生体検知回路70は、硬質導電性薄膜72
0と生体検知用外付け電極62を電極として、2つの電
極間のインピーダンスを測定することにより生体を検知
する回路である。
The living body detection circuit 70 includes a hard conductive thin film 72.
This is a circuit for detecting a living body by measuring the impedance between the two electrodes with 0 and the external electrode 62 for detecting a living body as electrodes.

【0053】ここで、硬質導電性薄膜720と生体検知
用外付け電極62を電極とする生体検知について説明す
る。生体検知をしようとする指が硬質導電性薄膜720
と生体検知用外付け電極62の両方に接触するように載
置されると、硬質導電性薄膜720と生体検知用外付け
電極62との間のインピーダンスが増加する。その理由
は、人間の指はシリコン偽造指などの絶縁体と比べて数
百〜数万倍のインピーダンスを示すためである。
Here, the living body detection using the hard conductive thin film 720 and the living body detection external electrode 62 as electrodes will be described. A finger for detecting a living body has a hard conductive thin film 720.
When placed so as to be in contact with both the external electrode for detecting living body 62 and the external electrode for detecting living body 62, the impedance between the hard conductive thin film 720 and the external electrode for detecting living body 62 increases. The reason is that a human finger exhibits an impedance of hundreds to tens of thousands of times that of an insulator such as a silicon counterfeit finger.

【0054】したがって、硬質導電性薄膜720と生体
検知用外付け電極62との間のインピーダンスを測定す
ることにより、生体を検知することが可能となる。ここ
で、生体検知回路70としては、インピーダンスに応じ
た周波数の電圧を発生しこの周波数を測定することによ
って生体を検知する回路、高周波信号を発信しその反射
レベルを測定することによって生体を検知する回路など
を用いることができる。
Therefore, the living body can be detected by measuring the impedance between the hard conductive thin film 720 and the living body detecting external electrode 62. Here, the living body detecting circuit 70 is a circuit that detects a living body by generating a voltage having a frequency corresponding to impedance and measuring this frequency, and detects a living body by transmitting a high frequency signal and measuring the reflection level thereof. A circuit or the like can be used.

【0055】上述してきたように、本実施の形態2で
は、指紋検出部60の硬質導電性薄膜720と生体検知
用外付け電極62で検出面61を構成し、硬質導電性薄
膜720と生体検知用外付け電極62を静電気除去回路
140を経由して生体検知回路70に接続する構成とし
たので、検出面61に載置された指の指紋を検出するだ
けでなく、検出面61に載置された指が生体であるかを
同時に検知することができる。
As described above, in the second embodiment, the hard conductive thin film 720 of the fingerprint detecting section 60 and the external electrode 62 for detecting a living body constitute the detection surface 61, and the hard conductive thin film 720 and the living body detection are detected. Since the external electrode 62 is connected to the living body detection circuit 70 via the static electricity removal circuit 140, not only the fingerprint of the finger placed on the detection surface 61 is detected, but also the placement on the detection surface 61 is performed. It is possible to detect at the same time whether the finger touched is a living body.

【0056】なお、本実施の形態2では、絶縁性薄膜1
12で感熱型凹凸検知素子111、アルミ配線113お
よび基板100の上部を一定の厚さで覆うこととした
が、絶縁性薄膜112を平坦化膜とすることもできる。
In the second embodiment, the insulating thin film 1
Although the heat-sensitive unevenness detecting element 111, the aluminum wiring 113, and the upper portion of the substrate 100 are covered with 12 with a constant thickness, the insulating thin film 112 may be a flattening film.

【0057】図8は、絶縁性薄膜として平坦化膜を利用
する場合の指紋検出部60の断面構造を示す図である。
図8に示すように、この指紋検出部60は、感熱型凹凸
検知素子111およびアルミ配線113を配設するヒー
ター兼センサ層510の表面が平坦になるように、感熱
型凹凸検知素子111、アルミ配線113および基板1
00の上部を絶縁性薄膜512で覆うこととしている。
すなわち、図7で示す絶縁性薄膜112の表面が平坦に
なるように、感熱型凹凸検知素子111およびアルミ配
線113の上部は絶縁性薄膜112で薄く覆い、基板1
00の上部は絶縁性薄膜112で厚く覆うことで対応す
る。
FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of the fingerprint detecting section 60 when a flattening film is used as the insulating thin film.
As shown in FIG. 8, the fingerprint detecting unit 60 includes a heat-sensitive unevenness detecting element 111 and an aluminum-made unevenness detecting element 111 and an aluminum wiring 113 so that the surface of the heater / sensor layer 510 is flat. Wiring 113 and substrate 1
00 is covered with an insulating thin film 512.
That is, the upper surface of the thermosensitive unevenness sensing element 111 and the aluminum wiring 113 is thinly covered with the insulating thin film 112 so that the surface of the insulating thin film 112 shown in FIG.
The upper part of 00 is covered with the insulating thin film 112 thickly.

【0058】そして、絶縁性薄膜512全体を平坦な硬
質導電性薄膜820で覆うとともに、硬質導電性薄膜8
20を静電気除去回路140を経由して生体検知回路7
0に接続することとしている。このように、絶縁性薄膜
512を平坦化膜とすることで、硬質導電性薄膜820
を平坦にすることができ、もって硬質導電性薄膜820
の作成を容易にすることができる。
The insulating thin film 512 is entirely covered with a flat hard conductive thin film 820, and the hard conductive thin film 8 is formed.
20 through the static electricity removing circuit 140
It is supposed to connect to 0. In this way, by using the insulating thin film 512 as a flattening film, the hard conductive thin film 820 is formed.
Can be made flat, so that the hard conductive thin film 820
Can be easily created.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、基板上に感熱型凹凸検知素子および配線を2次
元配設するとともにその上部を絶縁性薄膜で被覆し、絶
縁性薄膜全体を硬質導電性薄膜で被覆し、硬質導電性薄
膜全体を硬質絶縁性薄膜で被覆して検出面を形成するよ
う構成したので、全体の表面強度の向上をはかることが
でき、もって耐磨耗性に優れた熱伝導指紋センサが得ら
れるという効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the heat-sensitive unevenness detecting element and the wiring are two-dimensionally arranged on the substrate and the upper portion thereof is covered with the insulating thin film. The entire surface is covered with a hard conductive thin film, and the entire hard conductive thin film is covered with a hard insulating thin film to form the detection surface, so it is possible to improve the overall surface strength and wear resistance. This has the effect of obtaining a heat-conducting fingerprint sensor having excellent properties.

【0060】また、請求項2の発明によれば、指紋を検
出しようとする指に帯電した静電気に伴って硬質導電性
薄膜に発生した放電電流を除去するよう構成したので、
この放電電流が感熱型凹凸検知素子や配線に直接流れる
ことを防ぎ、もって耐静電気性に優れた熱伝導指紋セン
サが得られるという効果を奏する。
According to the second aspect of the invention, the discharge current generated in the hard conductive thin film due to the static electricity charged on the finger to detect the fingerprint is removed.
This discharge current is prevented from directly flowing to the heat-sensitive unevenness detection element and the wiring, and thus a heat-conducting fingerprint sensor excellent in electrostatic resistance can be obtained.

【0061】また、請求項3の発明によれば、硬質の金
属膜、窒化金属膜、酸化金属膜または炭化金属膜などの
導電性皮膜で硬質導電性薄膜を形成するよう構成したの
で、耐磨耗性に優れた熱伝導指紋センサが得られるとい
う効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 3, since the hard conductive thin film is formed of a conductive film such as a hard metal film, a metal nitride film, a metal oxide film or a metal carbide film, abrasion resistance is improved. An effect is obtained that a heat-conducting fingerprint sensor having excellent wear resistance can be obtained.

【0062】また、請求項4の発明によれば、硬質の酸
化膜または窒化膜などの絶縁性皮膜で硬質絶縁性薄膜を
形成するよう構成したので、耐磨耗性に優れた熱伝導指
紋センサが得られるという効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 4, since the hard insulating thin film is formed by the insulating film such as the hard oxide film or the nitride film, the thermal conductive fingerprint sensor excellent in abrasion resistance. The effect is obtained.

【0063】また、請求項5の発明によれば、熱伝導指
紋センサの指紋検出面と該指紋検出面と絶縁された電極
から生体検出面を形成し、検出しようとする生体に帯電
した静電気に伴って指紋検出面と電極に発生した放電電
流を除去し、指紋検出面と電極との間のインピーダンス
を測定し、測定したインピーダンスに基づいて生体検出
面に当接された固体が生体であるか否かを判定するよう
構成したので、生体検出面に載置された指の指紋を検出
するだけでなく、この指が生体であるかを同時に検知す
ることが可能な熱伝導指紋センサを用いた生体検知装置
が得られるという効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 5, a biometric detection surface is formed from the fingerprint detection surface of the heat conduction fingerprint sensor and the electrodes insulated from the fingerprint detection surface, and static electricity charged on the biometric object to be detected is formed. By removing the discharge current generated on the fingerprint detection surface and the electrode, the impedance between the fingerprint detection surface and the electrode is measured, and whether the solid contacted with the living body detection surface based on the measured impedance is a living body. Since it is configured to determine whether or not the finger is placed on the living body detection surface, a thermal conductive fingerprint sensor that can detect not only the finger but also the living body is used An effect that a living body detection device can be obtained is obtained.

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

【図1】本実施の形態1に係る熱伝導指紋センサの外観
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of a heat transfer fingerprint sensor according to a first embodiment.

【図2】図1に示した指紋検出部の断面構造を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a fingerprint detection unit shown in FIG.

【図3】図1に示した指紋検出部内に設けられるヒータ
ー/センサ回路および信号処理部内に設けられる検知回
路の回路構成並びにこのヒーター/センサ回路に対する
電圧パルスの印加タイミングの一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a heater / sensor circuit provided in the fingerprint detection unit shown in FIG. 1 and a detection circuit provided in a signal processing unit, and an application timing of a voltage pulse to the heater / sensor circuit. .

【図4】図3に示した感熱型凹凸検知素子に電圧パルス
を印加してヒーターとして加熱するタイミングとこの感
熱型凹凸検知素子により温度を検出するタイミングとの
関係を説明するための説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a timing of applying a voltage pulse to the heat-sensitive unevenness detecting element shown in FIG. 3 to heat it as a heater and a timing of detecting temperature by the heat-sensitive unevenness detecting element. is there.

【図5】図1に示した指紋検出部の絶縁性薄膜を平坦化
膜とした場合の断面構造を示す図である。
5 is a diagram showing a cross-sectional structure when the insulating thin film of the fingerprint detecting portion shown in FIG. 1 is a flattening film.

【図6】本実施の形態2に係る熱伝導指紋センサを用い
た生体検知装置の外観構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an external configuration of a living body detection device using a heat conduction fingerprint sensor according to the second embodiment.

【図7】図6に示した指紋検出部の断面構造を示す図で
ある。
7 is a diagram showing a cross-sectional structure of the fingerprint detection unit shown in FIG.

【図8】図6に示した指紋検出部の絶縁性薄膜を平坦化
膜とした場合の断面構造を示す図である。
8 is a diagram showing a cross-sectional structure when the insulating thin film of the fingerprint detecting portion shown in FIG. 6 is a flattening film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱伝導指紋センサ 6 熱伝導指紋センサを用いた生体検知装置 10,60 指紋検出部 11,61 検出面 20 信号処理部 41 ヒーター/センサ回路 42 検知回路 62 生体検知用外付け電極 70 生体検知回路 100 基板 110,510 ヒーター兼センサ層 111 感熱型凹凸検知素子 112,512 絶縁性薄膜 113 アルミ配線 120,520,720,820 硬質導電性薄膜 130,530 硬質絶縁性薄膜 140 静電気除去回路 1 Thermal conductivity fingerprint sensor 6 Biological detection device using heat conduction fingerprint sensor 10,60 Fingerprint detector 11,61 Detection surface 20 Signal processing unit 41 Heater / Sensor circuit 42 Detection circuit 62 External electrodes for living body detection 70 Living body detection circuit 100 substrates 110,510 Heater and sensor layer 111 Thermosensitive unevenness detection element 112,512 Insulating thin film 113 Aluminum wiring 120,520,720,820 Hard conductive thin film 130,530 Hard insulating thin film 140 Static elimination circuit

フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA60 AA64 BB40 DD01 DD05 DD06 GG01 GG16 JJ02 JJ27 4C027 AA06 BB00 GG15 4C038 FF01 FF05 FG00 5B047 AA25 AB02 BA02 BB10 BC01 BC14 Continued front page    F term (reference) 2F069 AA60 AA64 BB40 DD01 DD05                       DD06 GG01 GG16 JJ02 JJ27                 4C027 AA06 BB00 GG15                 4C038 FF01 FF05 FG00                 5B047 AA25 AB02 BA02 BB10 BC01                       BC14

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の上部に形成された検出面に載置さ
れた指の凹部および凸部への伝熱特性の差に基づいて指
紋を検出する熱伝導指紋センサであって、 前記基板上に感熱型凹凸検知素子および配線を2次元配
設するとともにその上部を絶縁性薄膜で被覆し、前記絶
縁性薄膜全体を硬質導電性薄膜で被覆し、前記硬質導電
性薄膜全体を硬質絶縁性薄膜で被覆して前記検出面を形
成したことを特徴とする熱伝導指紋センサ。
1. A heat-conducting fingerprint sensor for detecting a fingerprint based on a difference in heat transfer characteristics between a concave portion and a convex portion of a finger placed on a detection surface formed on an upper portion of the substrate, the thermal conduction fingerprint sensor on the substrate. The heat-sensitive type unevenness detection element and the wiring are two-dimensionally arranged, and the upper part thereof is covered with an insulating thin film, the whole insulating thin film is covered with a hard conductive thin film, and the whole hard conductive thin film is a hard insulating thin film. A heat-conducting fingerprint sensor, characterized in that the detection surface is formed by coating with.
【請求項2】 前記硬質導電性薄膜に接続され、指紋を
検出しようとする指に帯電した静電気に伴って該硬質導
電性薄膜に発生した放電電流を除去する静電気除去手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の熱伝導指紋
センサ。
2. A static electricity removing means, which is connected to the hard conductive thin film and removes a discharge current generated in the hard conductive thin film due to static electricity charged on a finger for detecting a fingerprint. The thermal conductive fingerprint sensor according to claim 1.
【請求項3】 前記硬質導電性薄膜は、硬質の金属膜、
窒化金属膜、酸化金属膜または炭化金属膜などの導電性
皮膜で形成された薄膜であることを特徴とする請求項1
または2に記載の熱伝導指紋センサ。
3. The hard conductive thin film is a hard metal film,
A thin film formed of a conductive film such as a metal nitride film, a metal oxide film, or a metal carbide film.
Alternatively, the heat-conducting fingerprint sensor described in 2.
【請求項4】 前記硬質絶縁性薄膜は、硬質の酸化膜ま
たは窒化膜などの絶縁性皮膜で形成された薄膜であるこ
とを特徴とする請求項1、2または3に記載の熱伝導指
紋センサ。
4. The heat transfer fingerprint sensor according to claim 1, wherein the hard insulating thin film is a thin film formed of an insulating film such as a hard oxide film or a nitride film. .
【請求項5】 基板の上部に形成された検出面に載置さ
れた指の凹部および凸部への伝熱特性の差に基づいて指
紋を検出する熱伝導指紋センサを用いた生体検知装置で
あって、 前記熱伝導指紋センサの指紋検出面と該指紋検出面と絶
縁された電極から形成された生体検出面と、 検出しようとする生体に帯電した静電気に伴って前記指
紋検出面と前記電極に発生した放電電流を除去する静電
気除去手段と、 前記指紋検出面と前記電極との間のインピーダンスを測
定するインピーダンス測定手段と、 前記インピーダンス測定手段により測定されたインピー
ダンスに基づいて前記生体検出面に当接された固体が生
体であるか否かを判定する生体判定手段とを備えたこと
を特徴とする熱伝導指紋センサを用いた生体検知装置。
5. An animate body detecting device using a heat-conducting fingerprint sensor that detects a fingerprint based on a difference in heat transfer characteristics to a concave portion and a convex portion of a finger placed on a detection surface formed on a substrate. A fingerprint detecting surface of the heat-conducting fingerprint sensor, a living body detecting surface formed of electrodes insulated from the fingerprint detecting surface, and the fingerprint detecting surface and the electrode due to static electricity charged on a living body to be detected. Static electricity removing means for removing the discharge current generated in the, the impedance measuring means for measuring the impedance between the fingerprint detection surface and the electrode, the biological detection surface on the biological detection surface based on the impedance measured by the impedance measuring means A living body detecting apparatus using a heat conduction fingerprint sensor, comprising: a living body determining means for determining whether or not the contacted solid is a living body.
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JP2011025083A (en) * 2002-05-14 2011-02-10 Idex Asa Volume specific characterization of human skin by electrical immitance
US11157717B2 (en) * 2018-07-10 2021-10-26 Next Biometrics Group Asa Thermally conductive and protective coating for electronic device

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