JP2005055327A - 指紋照合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不正な指紋照合を防止し、安全性が高く確実な指紋照合処理をする。
【解決手段】 半導体基板２４上に所定の間隔で２次元配列された複数の検出電極２１と被検体との間の静電容量に基づいて指紋情報を検出する静電容量方式の半導体センサ１４を有し、検出された指紋情報の照合処理をする指紋照合装置１０において、複数の検出電極２１の間に設けられた被検体を接地するグランド用電極２２と、検出電極２１とを保護し、半導体センサ１４の被検体を載置する載置面となる保護膜２６上に撥水膜３０を形成することで実現する。
【選択図】 図４

Description

静電容量の差異によって指紋情報を読み取る半導体センサを備え、上記指紋情報の照合処理をする指紋照合装置に関し、詳しくは、不正な指紋照合を防止する指紋照合装置に関する。

指紋センサによって指の指紋情報を読み取り、読み取った指紋情報を照合して、ユーザを識別する指紋照合装置がある。

このような指紋照合装置では、不正に取得した指紋情報を利用した指紋照合処理が行われてしまう場合がある。例えば、指紋照合装置のセンサ面に指を載置し、指紋照合処理を行った後にセンサ面上に付着する指の油成分などによる汚れを利用して、不正に指紋照合がなされることがある。

このような不正行為を防止するために、指紋照合装置では、指紋照合処理の際にセンサ面に指が載置されているかどうかを判定し、判定結果に応じて指紋照合処理が開始されるようになっている。

具体的には、指紋情報を読み取る際に、指がセンサ面に接触したことが確実に分からない場合は、指紋の読み取りを繰り返し、読み取られた指紋情報の変化を検出して、指がセンサ面に載置されたかどうかを判定している。

このように指紋照合装置では、指のセンサ面への載置が判定されて始めて、指紋センサによって読み取られた指紋情報の照合が開始される。周知のとおり指紋情報は、個人でそれぞれ異なった情報である。したがって、指の載置が確認されてから指紋照合処理を開始することで、センサで読み取られた指紋情報は、生体（人）が備えている情報であることが分かるため、唯一の個人を正しく識別することが可能となる。

また、センサ面への指の載置を判定するために生体検出手段などを備えた指紋照合装置も考案されている。

特公平３−３８６２１号公報

しかし、指紋情報の変化を検出して、センサ面への指の載置を判定する手法では、指の状態などに依存するため、確実性に欠け、非常に不安定な判定手法であるといった問題がある。

また、生体検出手段にてセンサ面への指の載置を判定する手法では、指紋照合装置に生体検出手段を設けることによる照合装置の大型化、コストの増大など様々な問題がある。

そこで、本発明は上述したような問題を解決するために案出されたものであり、半導体センサを使用した指紋照合装置において、簡便な手法で不正な指紋照合を防止し、安全性が高く確実な指紋照合処理を実行可能とする指紋照合装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る指紋照合装置は、半導体基板上に所定の間隔で２次元配列された複数の検出電極と被検体との間の静電容量に基づいて指紋情報を検出する静電容量方式の半導体センサを有し、検出された上記指紋情報の照合処理をする指紋照合装置において、上記複数の検出電極の間に設けられた上記被検体を接地するグランド用電極と、上記検出電極とを保護し、上記半導体センサの上記被検体を載置する載置面となる保護膜上に、撥水膜を有することを特徴とする。

本発明は、静電容量方式の半導体センサの半導体基板上に所定の間隔で２次元配列された複数の検出電極と、被検体を接地するグランド用電極とを保護する保護膜上に撥水膜が形成されている。

これにより、撥水膜の撥水性により、撥水膜上に付着した異物による指紋照合を防ぐため、安全性が高く確実な指紋照合処理を実行することができる。撥水膜上に付着した異物による指紋照合がなくなることから、半導体センサのゲインを上げることができるため、指紋情報を検出しにくい乾燥肌などにも充分対応可能な指紋照合装置とすることが可能となる。

また、一般式（１）、（２）で示すアルコキシシラン化合物を、フッ素化炭化水素系溶媒で溶解することで、ユーザによる塗布が可能となり、簡便な手法で上記保護膜上へ撥水膜を形成することができる。

以下、本発明に係る指紋照合装置の発明を実施するための最良の形態を図面を参照にして詳細に説明する。

図１及び図２を用いて、本発明を実施するための最良の形態として示す指紋照合装置１０について説明をする。

図１は、指紋照合装置１０の外観を示した概略図である。

指紋照合装置１０の筐体１１には、被検体である指を載置し、載置した指の指紋情報を読み取る指紋読み取りセンサ１４が備えられている。この指紋読み取りセンサ１４のセンサ面には、撥水膜がコーティングされている。

また、指紋照合装置１０は、入出力インターフェース１３を備えており、例えば、図示しないＰＣ（Personal Computer）などの外部装置にケーブル５を介して接続され、指紋照合の結果などが送信される。

次に、図２を用いて、指紋照合装置１０の構成について説明をする。

指紋照合装置１０は、入出力インターフェース１２と、インターフェースコントローラ１３と、指紋読み取りセンサ１４と、指紋照合用ＬＳＩ（Large Scale Integration）１５と、フラッシュメモリ１６と、プログラム用ＲＡＭ／ＲＯＭ（Random Access Memory／Read Only Memory）１７と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１８とを備えている。

インターフェースコントローラ１３と、指紋照合用ＬＳＩ１５と、フラッシュメモリ１６と、プログラム用ＲＡＭ／ＲＯＭ１７と、ＣＰＵ１８とは、バス１９を介して相互に接続されている。

入出力インターフェース１２は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）の規格に基づいたインターフェースである。入出力インターフェース１２の規格は、ＵＳＢ以外にもＲＳ２３２Ｃなどであってもよく、本発明を限定するものではない。

インターフェースコントローラ１３は、入出力インターフェース１２を介して接続される図示しない外部装置とのデータ転送を、インターフェースプロトコルに基づいて制御する。

指紋読み取りセンサ１４は、当該指紋読み取りセンサ１４に載せられた指の指紋の山谷、つまり指紋の凹凸を読み取る半導体センサである。

例えば、指紋読み取りセンサ１４は、静電容量方式で指紋の凹凸を検出し、２次元画像を生成する。図３に示すように静電容量方式の指紋読み取りセンサ１４には、指紋の凹凸のピッチよりも十分に細かい、８０μｍピッチで検出電極２１が２次元マトリクス状に配列されており、指紋の凹凸と、上記検出電極２１間に蓄積される電荷の量（静電容量）を検出する。つまり、指紋の凹凸と、検出電極２１との間でコンデンサが形成されることになる。指紋の凹部では検出される静電容量が低く、指紋の凸部では静電容量が高くなるため、この静電容量差から指紋の凹凸を表した２次元画像が生成される。

また、図３に示すように２次元配列された検出電極２１間のピッチには、指紋読み取りセンサ１４上に載置された被検体である指を接地させるグランド用電極２２が格子状に形成されている。

図３に示すようにグランド用電極２２を、検出電極２１のピッチ間に設けると、グランド用電極２２によって接地された指と、各検出電極２１とが均一にカップリングされることになり、人体に蓄積されている電荷による影響を除去することができる。これにより、指紋の凹凸と、各検出電極２１との間で形成されるコンデンサに蓄積される電荷による指紋の凹凸を示す電気信号のＳ／Ｎ比が向上し、コントラスト比の高い２次元画像を取得することができる。

また、指紋読み取りセンサ１４のセンサ面には上述したように撥水膜がコーティングされている。指紋読み取りセンサ１４は、図４（ａ）に示すような外観をしており、シリコンなどの基板２４上に形成され、熱可塑性のモールド樹脂からなるモールド部２５でモールド封止されたセンサ面２３が上記撥水膜をコーティングする箇所である。

図４（ｂ）に、図４（ａ）に付した切断線Ａで、指紋読み取りセンサ１４を切断した断面図を示す。図４（ｂ）に示すように、指紋読み取りセンサ１４は、基板２４上に図示しない層間膜を介して、検出電極２１が８０μｍピッチで２次元マトリクス状に配列され、検出電極２１の間にグランド用電極２２が格子状に設けられ、その上面を保護膜２６でオーバーコートされている。

保護膜２６は、シリコンナイトライドが用いられ、スピンコート法によって形成される。また、保護膜２６として、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）も適用可能である。この保護膜２６の上面が上述したセンサ面２３であり、撥水膜３０がコーティングされることになる。なお、撥水膜３０については、後で詳細に説明をする。

再び、図２に戻り、指紋照合装置１０の構成について説明を続ける。指紋照合用ＬＳＩ１５は、指紋照合処理時において、フラッシュメモリ１６にあらかじめ記憶させてある指紋画像の特徴部分のみを抽出したテンプレートデータを読み出し、指紋読み取りセンサ１４によって検出された指紋画像と、読み出したテンプレートデータとを比較照合する。指紋照合用ＬＳＩ１５で比較照合された結果は、ＣＰＵ１８に通知される。

フラッシュメモリ１６は、指紋照合処理の際に用いる基準となる指紋情報であるテンプレートデータが記憶される。当該指紋照合装置１０を用いた指紋照合処理を実行する場合、ユーザは、あらかじめ、このフラッシュメモリ１６にユーザ自身の指紋情報を登録しておく必要がある。フラッシュメモリ１６に記憶される指紋情報は、指紋画像の特徴部分を抽出したテンプレートデータである。

また、指紋照合装置１０が備えるフラッシュメモリ１６は、上記指紋読み取りセンサ１４及び指紋照合用ＬＳＩ１５による指紋照合処理による指紋照合結果に応じて、記憶されたデータの読み出しを可能とするような記憶領域を備えていてもよい。

ＣＰＵ１８は、プログラム用ＲＡＭ／ＲＯＭ１７に格納されているファームウェアを実行して当該指紋照合装置１０の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１８は、例えば、上記ファームウェアに基づいて、指紋照合処理を実行させる。

続いて、指紋読み取りセンサ１４の保護膜２６にコーティングする撥水膜３０について説明をする。

まず、保護膜２６に撥水膜３０をコーティングすることで得られる効果について説明をする。例えば、図５に示すように保護膜２６に撥水膜３０をコーティングしなかった場合に、上記保護膜２６上に指を一旦載置し、載置した指を離すと、指に付着していた汚れや、指から出た油分や汗などの水分による異物Ｍが保護膜２６上に残ることになる。この異物Ｍは、主に保護膜２６と接触する指の指紋の凸部に付着していた汚れや、凸部の汗腺から出た汗などによるものであるため、指紋の形状を保っている。

図５に示すように、異物Ｍは、撥水膜３０がコーティングされていない保護膜２６上に、あたかも被検体である指を保護膜２６上に載置したかのような状態で、検出電極２１、グランド用電極２２にまたがって存在している。つまり、異物Ｍは、グランド用電極２２によって接地され、各検出電極２１とカップリングを構成していることになる。

したがって、指紋読み取りセンサ１４によって保護膜２６上に付着した異物Ｍの電荷が読み取られると、指紋照合用ＬＳＩ１５は、指紋照合処理をしてしまうことになる。

一方、図６に示すように保護膜２６に撥水膜３０をコーティングした場合に、上記撥水膜３０上に指を一旦載置し、載置した指を離すと、上述した異物Ｍは、撥水膜３０の撥水性により、直径８０μｍ以下の微小な粒になると推定される。このような微小な粒となった異物Ｍは、グランド用電極２２に接地され、検出電極２１とカップリングを構成することがない。したがって、撥水膜３０を保護膜２６上にコーティングした場合、指紋読み取りセンサ１４で読み取られた異物Ｍによる電荷によって生成される２次元画像もＳ／Ｎ比が非常に悪くなり指紋照合用ＬＳＩ１５で指紋照合されることがなくなると考えられる。

これにより、指紋照合装置１０の指紋読み取りセンサ１４の保護膜２６上に撥水膜３０をコーティングすることで、不正な指紋照合を防止し、安全性が高く確実な指紋照合処理を実行可能とすることができる。

次に、保護膜２６上にコーティングする撥水膜３０の具体的な構成材料、撥水膜３０のコーティング方法について説明をする。撥水膜３０は、文字通り、撥水性を示す材料を含み、少なくとも保護膜２６と高い密着性があり、指紋読み取りセンサ１４のセンサ感度に影響を及ぼさない膜厚にすることができる必要がある。

撥水膜３０は、特開平９−２５５９１９号公報で示されている下記一般式（１）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物を用いて形成することができる。
Ｒ_ｆ｛ＣＯＲ^１−Ｒ^２−Ｓｉ（ＯＲ^３）_３｝_ｊ ・ ・ ・（１）
（ただし、一般式（１）中、Ｒ_ｆはパーフルオロポリエーテル基を示し、Ｒ^１はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかを示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３はアルキル基を示し、ｊは１又は２である。）
また、撥水膜３０を、一般式（１）のｊ＝２とした場合の下記一般式（２）で示されるアルコキシシラン化合物を用いて形成することで、摩擦の少ない撥水膜となり保護膜２６上をコーティングした際の耐久性を高めることができる。

₃（Ｒ³Ｏ）Ｓｉ−Ｒ²−Ｒ¹ＣＯ−Ｒ_f−ＣＯＲ¹−Ｒ²−Ｓｉ（ＯＲ³）₃ ・ ・ ・（２）
（ただし、一般式（２）中、Ｒ_ｆはパーフルオロポリエーテル基を示し、Ｒ^１はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかを示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３はアルキル基を示す。）
また、撥水膜３０は、特開平１０−１３３００１号公報で示されている２官能有機シラン化合物又はその部分加水分解物や有機ケイ素化合物、又は特開平１０−２６７０３号公報で示されているオルガノポリシロキサンやシラザン化合物によって形成することもできる。

これらの化合物は、パーフルオロポリエーテル基を含有することにより撥水性を示し、かつ極性基により保護膜２６と化学吸着することにより、強固な密着性を持つ。また、これらの撥水性を示す化合物は、指紋読み取りセンサ１４のセンサ感度に影響を与えない５００ｎｍ以下の膜厚で撥水膜３０を形成することができる。

一般式（１）、（２）で示されるアルコキシシラン化合物の分子量は特に限定されないが、安定性、取扱い易さなどの点から数平均分子量で５００〜１００００、さらに好ましくは５００〜４０００程度のものを使用する。

さらにこのような化合物により形成される表面改質膜の膜厚についても、特に限定されるものではないが、指紋読み取りセンサ１４のセンサ面と、水に対する静止接触角とのバランスの関係から、０．１ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに１ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。

一般式（１）、（２）で示されるアルコキシシラン化合物を撥水膜３０として、保護膜２６上に形成するには、このアルコキシシラン化合物を溶媒に溶解して組成物を調整し、これを保護膜２６上に塗布する塗布法や、真空薄膜形成法などの薄膜形成方法が利用できる。

具体的な塗布法は、膜厚の均一性という観点からスピン塗布、ディッピング塗布、カーテンフロー塗布などが好ましく用いられ、さらには作業性の点から、保護膜２６上に適量を滴下する手法や、上記溶媒で溶解したアルコキシシラン化合物を紙、布などの材料に含浸させて塗布流延させる方法も好ましく用いられる。

したがって、指紋照合装置１０を組み立てた後に、指紋読み取りセンサ１４の保護膜２６上への塗布も容易であるためユーザによって撥水膜３０を形成させることもできる。大量生産する場合などは、指紋読み取りセンサ１４の製造工程において、保護膜２６上のみ開口したマスクを用い、スプレー噴射などにより撥水膜３０を形成することも可能である。

また、薄膜形成方法としては、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などが例示できる。これらの手法は、大量生産などをする場合や、膜厚の制御をしたい場合などに有効となる。薄膜形成方法にて撥水膜３０を形成する場合は、一般式（１）、（２）で示されるアルコキシシラン化合物を、溶媒へ溶解することなしに用いることができる。

続いて、塗布法にて保護膜２６上に撥水膜３０を形成する際に、一般式（１）、（２）式で示されるアルコキシシラン化合物を溶解させる溶媒について説明をする。塗布作業において、上述した一般式（１）、（２）で示されるアルコキシシラン化合物は、通常、揮発性溶媒に希釈され、表面改質膜用組成物として使用される。溶媒として用いられるものは、特に限定されないが、使用にあたっては組成物の安定性、被塗布面である保護膜２６、保護膜２６として用いる材料に対する濡れ性、揮発性などを考慮して決められるべきである。本発明においては、塗膜の均一塗布性から、フッ素化炭化水素系溶媒を用いる。

フッ素化炭化水素系溶媒は、脂肪族炭化水素、環式炭化水素、エーテル等の炭化水素系溶媒の水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換した化合物である。例えば日本ゼオン社製の商品名ＺＥＯＲＯＲＡ−ＨＸＥ（沸点７８℃）、パーフルオロヘプタン（沸点８０℃）、パーフルオロオクタン（沸点１０２℃）、アウトジモント社製の商品名Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−ＺＶ７５（沸点７５℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−ＺＶ８５（沸点８５℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−ＺＶ１００（沸点９５℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−Ｃ（沸点１３０℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−Ｄ（沸点１６５℃）等のハイドロフルオロポリエーテル或いはＳＶ−１１０（沸点１１０℃）、ＳＶ −１３５（沸点１３５ ℃）等のパーフルオロポリエーテル、住友３Ｍ 社製のＦＣ シリーズ等のパーフルオロアルカン等を例示することができる。

これらのフッ素化炭化水素系溶媒の中でも、上記一般式（１）、（２）のアルコキシシラン化合物を溶解する溶媒として、ムラのない、膜厚が均一な有機膜を得るために、沸点が７０〜２４０℃の範囲のものを選択し、さらにはハイドロフルオロポリエーテル（ＨＦＰＥ）若しくはハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）を選択し、これらの１種を単独で又は２種以上を混合して用いることが好ましい。沸点が低すぎると、例えばグラビア法での転写時に乾燥が起き、塗布ムラになりやすい場合があり、一方沸点が高すぎると乾燥がうまく行かず塗布形態が良くならない場合がある。また、ＨＦＰＥ又はＨＦＣは、一般式（１）、（２）で表されるアルコキシシラン化合物に対する溶解性が優れており、優れた塗布面を得る事が出来る。

一般式（１）、（２）で表されるアルコキシシラン化合物を含有する表面改質膜用組成物を調製するに際しての希釈溶剤による希釈度合としては特に限定されるものではないが、例えば、０．０１〜２００ｇ／Ｌ 濃度程度に調製することが適当である。この場合、必要により、溶媒として上記フッ素化炭化水素系溶媒に、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤等を混合しても良い。

またこの塗布溶液中には、必要に応じて反応触媒としての酸あるいは塩基を添加することも可能である。酸触媒としては例えば，硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酸性白土、酸化鉄、硼酸、トリフルオロ酢酸などを用いることができ、また塩基触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物などを用いることができる。これらの触媒の添加量は、０．００１〜１ｍｍｏｌ／Ｌ程度が好ましい。これらの酸、塩基に加えて燐酸エステル系の触媒、あるいはアセチルアセトンのようなカルボニル化合物を添加してその触媒効果を高めることが可能である。

このように触媒が添加されることによって一般式（１）、（２）で表される化合物のアルコキシシラノ基と、指紋読み取りセンサ１４の保護膜２６との結合反応を伴う相互作用が、加熱を行なわずとも良好に進行する。このようなカルボニル化合物の添加量は、０．１〜１００ｍｍｏｌ／Ｌ程度とすることができる

次に実施例として、保護膜２６上に撥水膜３０をコーティングしなかった指紋照合装置１０と、保護膜２６上に撥水膜３０をコーティングした指紋照合装置１０とを用意し、それぞれ、通常通り指を載置した場合、指を一旦載置し異物Ｍを付着させた場合の２パターンの指紋波形を指紋読み取りセンサ１４で検出し、比較検討をした。

また、撥水膜３０をコーティングした指紋照合装置１０においては、撥水膜３０の耐久性を同時に検証した。具体的には、撥水膜３０上をゴム製治具によって６００ｇの力で１０万回叩いた後に、上述した２パターンの手法で検出した指紋波形を比較する実験と、撥水膜３０上に、指を実際に９０００回載置した後に、上述した２パターンの手法で検出した指紋波形を比較する実験とを行い、撥水膜３０の耐久性をテストした。

なお、実施例として示す指紋照合装置１０の保護膜２６は、シリコンナイトライドを用いて、スピンコート法によって数μｍの膜厚となるように形成されている。

まず、図７（ａ）、図８（ａ）に、保護膜２６上に撥水膜３０をコーティングしなかった場合の実験結果を示す。

図７（ａ）は、撥水膜３０でコーティングされていない保護膜２６上に指を載置した場合に指紋読み取りセンサ１４で検出される電気信号の波形である。図７（ａ）の波形は、図７（ｂ）に示す指紋におけるＸ１で示した線上を読み取った結果、検出された波形である。

図７（ａ）において、信号レベルが“８０”である場合、指紋読み取りセンサ１４のセンサ面が空気に触れている、つまり保護膜２６上に何も載置されていないことを示している。信号レベルが“１８０”である場合、指紋読み取りセンサ１４上、つまり保護膜２６上に水がある状態を示している。この信号レベルは、以下に説明をする図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）において共通である。

図８（ａ）は、撥水膜３０でコーティングされていない保護膜２６上に指を一旦載置してから離し、息を吹きかけた場合に指紋読み取りセンサ１４で検出される電気信号の波形である。図８（ａ）の波形は、図８（ｂ）に示す指紋におけるＸ２で示した線上を読み取った結果、検出された波形である。

図８（ａ）に示す波形の振幅は、図７（ａ）に示す波形の振幅よりも振幅が小さくなっているが、信号レベルの範囲がおよそ１２０〜１６０の辺りとなっており、図７（a）における信号レベルの範囲１００〜１７０にかなり近くなっている。したがって、指紋照合用ＬＳＩ１５は、保護膜２６上の異物Ｍの電荷による電気信号を用いて指紋照合してしまうことになる。

次に、保護膜２６上に撥水膜３０を形成した場合の実験結果について示す。撥水膜３０は、以下に示すようにして保護膜２６上に形成される。

（１）パーフルオロポリエーテル基を持つアルコキシシラン化合物含有コーティング液の調製
両末端がアルコールでエステル化されたパーフルオロポリエーテル化合物（平均分子量４０００）からアルコキシシラン化合物に合成されたアルコキシシラン化合物（平均分子量約４０００ の表１中の化合物１）２部を、沸点が１７８℃のハイドロフルオロポリエーテル（アウジモント社製、商品名Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−Ｄ）２００部に溶解し、メンブランフィルターで瀘過を行ない、コーティング液を得た。

（２）塗布および乾燥
指紋照合装置１０を保護膜２６が水平となるように置き、上記（１）の工程で調製したコーティング液を0.2 ml滴下して保護膜２６全面に広がるまで数秒静置し、その後、指紋照合装置１０を傾けて余分な液を廃棄して室温（２５℃，５０％RH（Relative Humidity））にて乾燥させた。

このようにして保護膜２６上にコーティングした撥水膜３０を、（Ａ）ゴム製治具によって６００ｇの力で１０万回叩く場合、（Ｂ）撥水膜３０上に、指を実際に９０００回載置する場合のそれぞれにおいて、撥水膜３０上に載置された指と、撥水膜３０上に付着させた異物Ｍとを、指紋読み取りセンサ１４で検出した結果を比較する。

（Ａ）ゴム製治具によって６００ｇの力で１０万回叩いた場合
図９（ａ）は、ゴム製治具によって６００ｇの力で１０万回叩かれた後の撥水膜３０上に指を載置した場合に、指紋読み取りセンサ１４で検出される電気信号の波形である。図９（ａ）の波形は、図９（ｂ）に示す指紋におけるＸ３で示した線上を読み取った結果、検出された波形である。

図１０（ａ）は、ゴム製治具によって６００ｇの力で１０万回叩かれた後の撥水膜３０上に指を一旦載置してから離し、息を吹きかけた場合に指紋読み取りセンサ１４で検出される電気信号の波形である。図１０（ａ）の波形は、図１０（ｂ）に示す指紋におけるＸ４で示した線上を読み取った結果、検出された波形である。

図１０（ａ）に示す波形の振幅は、図９（ａ）に示す波形の振幅よりも小さくなっており、全体としての信号レベルの範囲も８０〜１２０となり、空気の信号レベルである８０近辺、つまり何も載置されていない際の信号レベルに極めて近くなっているため、指紋照合用ＬＳＩ１５によって指紋照合されることはない。また、これにより、保護膜２６上に形成された撥水膜３０は、ゴム製治具によって６００ｇの力で１０万回叩かれた場合でも効果があることが分かる。

（Ｂ）撥水膜３０上に、指を実際に９０００回載置した場合
図１１（ａ）は、撥水膜３０上に指を実際に９０００回載置した後の撥水膜３０上に指を載置した場合に、指紋読み取りセンサ１４で検出される電気信号の波形である。図１１（ａ）の波形は、図１１（ｂ）に示す指紋におけるＸ５で示した線上を読み取った結果、検出された波形である。

図１２（ａ）は、撥水膜３０上に指を実際に９０００回載置した後の撥水膜３０上に指を一旦載置してから離し、息を吹きかけた場合に指紋読み取りセンサ１４で検出される電気信号の波形である。図１２（ａ）の波形は、図１２（ｂ）に示す指紋におけるＸ６で示した線上を読み取った結果、検出された波形である。

図１２（ａ）に示す波形の振幅は、図１１（ａ）に示す波形の振幅よりも小さくなっており、全体としての信号レベルの範囲も８０〜１２０となり、空気の信号レベルである８０近辺、つまり何も載置されていない際の信号レベルに極めて近くなっているため、指紋照合用ＬＳＩ１５によって指紋照合されることはない。また、これにより、保護膜２６上に形成された撥水膜３０は、撥水膜３０上に指を実際に９０００回載置した場合でも効果があることが分かる。

このようにして、指紋照合装置１０の指紋読み取りセンサ１４のシリコンナイトライドによって形成された保護膜２６上に、一般式（１）、（２）で示されるアルコキシシラン化合物による撥水膜３０を形成することで、簡便な手法で不正な指紋照合を防止し、安全性が高く確実な指紋照合処理を実行することができる。

また、撥水膜３０の耐久性から、保護膜２６を形成するシリコンナイトライドと、アルコキシラン化合物との密着性も非常に高いことが分かる。

本発明の実施の形態として示す指紋照合装置の外観を示した図である。 同指紋照合装置の構成について説明するための図である。 指紋読み取りセンサの検出電極と、グランド用電極について説明するための図である。 （ａ）は、指紋読み取りセンサの外観を示す正面図であり、（ｂ）は、指紋読み取りセンサの縦断面図である。 撥水膜をコーティングしていない保護膜上に異物が載置されている場合の様子について説明するための図である。 撥水膜をコーティングした保護膜上に異物が載置されている場合の様子について説明するための図である。 （ａ）は、撥水膜をコーティングしていない保護膜上に指を載置した際に指紋読み取りセンサで検出される波形を示した図であり、（ｂ）は、載置した指の指紋を示した図である。 （ａ）は、撥水膜をコーティングしていない保護膜上に付着した異物に息を吹きかけた際に指紋読み取りセンサで検出される波形を示した図であり、（ｂ）は付着した異物を示した図である。 （ａ）は、保護膜上にコーティングした撥水膜上に指を載置した際に指紋読み取りセンサで検出される波形を示した図であり、（ｂ）は載置した指の指紋を示した図である。 （ａ）は、保護膜上にコーティングした撥水膜上に付着した異物に息を吹きかけた際に指紋読み取りセンサで検出される波形を示した図であり、（ｂ）は付着した異物を示した図である。 （ａ）は、保護膜上にコーティングした撥水膜上に指を載置した際に指紋読み取りセンサで検出される波形を示した図であり、（ｂ）は載置した指の指紋を示した図である。 （ａ）は、保護膜上にコーティングした撥水膜上に付着した異物に息を吹きかけた際に指紋読み取りセンサで検出される波形を示した図であり、（ｂ）は付着した異物を示した図である。

符号の説明

１０ 指紋照合装置、１４ 指紋読み取りセンサ、２１ 検出電極、２２ グランド用電極、２３ センサ面、２６ 保護膜、３０ 撥水膜

Claims (4)

1. 半導体基板上に所定の間隔で２次元配列された複数の検出電極と被検体との間の静電容量に基づいて指紋情報を検出する静電容量方式の半導体センサを有し、検出された上記指紋情報の照合処理をする指紋照合装置において、
   上記複数の検出電極の間に設けられた上記被検体を接地するグランド用電極と、上記検出電極とを保護し、上記半導体センサの上記被検体を載置する載置面となる保護膜上に、撥水膜を有すること
   を特徴とする指紋照合装置。
2. 上記保護膜は、シリコンナイトライドであること
   を特徴とする請求項１記載の指紋照合装置。
3. 上記撥水膜は、下記一般式（１）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物を用いて形成されること
   を特徴とする請求項１記載の指紋照合装置。
   Ｒ_ｆ｛ＣＯＲ^１−Ｒ^２−Ｓｉ（ＯＲ^３）_３｝_ｊ ・ ・ ・（１）
   （ただし、一般式（１）中、Ｒ_ｆはパーフルオロポリエーテル基を示し、Ｒ^１はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかを示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３はアルキル基を示し、ｊは１又は２である。）
4. 上記撥水膜は、上記一般式（１）のｊ＝２の場合である下記一般式（２）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物を用いて形成されること
   を特徴とする請求項３記載の指紋照合装置。
   ₃（Ｒ³Ｏ）Ｓｉ−Ｒ²−Ｒ¹ＣＯ−Ｒ_f−ＣＯＲ¹−Ｒ²−Ｓｉ（ＯＲ³）₃ ・ ・ ・（２）
   （ただし、一般式（２）中、Ｒ_ｆはパーフルオロポリエーテル基を示し、Ｒ^１はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかを示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３はアルキル基を示す。）
   
   

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