JP2008149019A - Active sensor, personal identification device, portable terminal, and signal extraction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光素子と光出射領域とを備える能動型センサ、個人認証装置、携帯端末及び信号抽出方法に関する。 The present invention relates to an active sensor including a light receiving element and a light emitting region, a personal authentication device, a portable terminal, and a signal extraction method.
従来、携帯性に優れた携帯端末が一般的に広く知られている。また、前払い電子決済、後払い電子決済、即時型電子決済、情報配信、情報交換などを、携帯端末を用いて行うシステムの開発が進められている。このようなシステムの開発にあたっては、安全性の高い個人認証を行うことが不可欠である。 Conventionally, portable terminals with excellent portability are generally widely known. Further, development of a system for performing prepaid electronic payment, postpaid electronic payment, immediate electronic payment, information distribution, information exchange, and the like using a mobile terminal is in progress. In developing such a system, it is essential to perform highly secure personal authentication.
近年、個人認証の安全性の向上やユーザへの負担の軽減などを目的として、ユーザの生体情報を用いて個人認証を行う個人認証装置(例えば、静脈認証装置)が提案されている(例えば、特許文献1〜特許文献5)。
In recent years, for the purpose of improving the safety of personal authentication and reducing the burden on the user, a personal authentication device (for example, a vein authentication device) that performs personal authentication using the biometric information of the user has been proposed (for example,
具体的には、上述した個人認証装置は、手の血管や指紋などで反射された光を結像する結像素子(結像レンズなど)と、結像素子によって結像された光を検出する受像素子(CCD;Charge Coupled Deviceなど)と、手の血管や指紋などのパターンが予め登録された記憶部とを有する。 Specifically, the personal authentication device described above detects an image forming element (such as an image forming lens) that forms an image of light reflected by a blood vessel or a fingerprint of the hand, and light imaged by the image forming element. It has an image receiving element (CCD; Charge Coupled Device, etc.) and a storage unit in which patterns such as blood vessels and fingerprints of hands are registered in advance.
個人認証装置は、受像素子によって手の血管や指紋などの画像を取得した上で、取得した画像に基づいて手の血管や指紋などのパターンを取得する。続いて、個人認証装置は、取得されたパターン(取得パターン)と、記憶部に記憶されたパターン(登録パターン)とを照合する。個人認証装置は、取得パターンと登録パターンとが一致する場合には、ユーザが正当であると判定し、取得パターンと登録パターンとが一致しない場合には、ユーザが正当ではないと判定する。
しかしながら、上述した個人認証装置では、結像素子によって結像された光を受像素子が検出するため、被写体が受像素子から離れていなければならない。従って、被写体が受像素子から離れている必要があるため、外光が受像素子に入射されやすく、装置の誤動作が生じやすい。 However, in the above-described personal authentication device, since the image receiving element detects the light imaged by the image forming element, the subject must be separated from the image receiving element. Accordingly, since the subject needs to be separated from the image receiving element, external light is likely to be incident on the image receiving element, and the apparatus is liable to malfunction.
また、結像素子と受像素子とが結像素子の焦点距離よりも離れている必要があるため、装置の小型化を図ることが難しい。特に、個人認証装置を携帯端末に搭載する点について考慮すると、個人認証装置の小型化が必要であることに留意すべきである。 In addition, since the imaging element and the image receiving element need to be separated from the focal length of the imaging element, it is difficult to reduce the size of the apparatus. In particular, it should be noted that it is necessary to downsize the personal authentication device, considering that the personal authentication device is mounted on the portable terminal.
そこで、本発明は、外光などの入射による誤動作の発生を抑制し、装置の小型化を図ることを可能とする能動型センサ、個人認証装置、携帯端末及び信号抽出方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an active sensor, a personal authentication device, a portable terminal, and a signal extraction method that can suppress the occurrence of malfunction due to incidence of external light or the like and can reduce the size of the device. And
本発明の第1の特徴は、被写体に対向する配置面を有する基体と、前記配置面上に設けられており、前記被写体に向けて光を出射する光出射領域と、前記配置面上に設けられており、前記被写体で反射された光を検出する受光素子と、前記配置面上において前記光出射領域と前記受光素子との間に設けられており、遮光性を有する材料によって構成された光分離体とを能動型センサが備えることを要旨とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate having a placement surface facing a subject, a light emitting area provided on the placement surface, and emitting light toward the subject, and the placement surface. And a light receiving element that detects light reflected by the subject, and a light that is provided between the light emitting region and the light receiving element on the arrangement surface, and is made of a light-shielding material. The gist of the present invention is that the active sensor includes the separation body.
かかる特徴によれば、光出射領域と受光素子とが基体の同一面(配置面)に設けられており、CCDなどの受像素子及び結像素子を用いていないため、受光素子と被写体との距離を短くすることができる。これによって、外光などの入射による誤動作の発生を抑制し、能動型センサの小型化を図ることができる。また、能動型センサが搭載される装置の小型化も図ることができる。 According to this feature, the light emitting area and the light receiving element are provided on the same surface (arrangement surface) of the substrate, and no image receiving element such as a CCD or imaging element is used. The distance can be shortened. As a result, it is possible to suppress the occurrence of malfunction due to the incidence of external light or the like and to reduce the size of the active sensor. In addition, it is possible to reduce the size of a device on which an active sensor is mounted.
また、光出射領域と受光素子との間に光分離体が設けられているため、受光素子が検出すべきではない被写体で反射された光や外光などのノイズ光を光分離体が遮光する。これによって、能動型センサの誤動作を抑制することができる。 In addition, since the light separating member is provided between the light emitting region and the light receiving element, the light separating member blocks noise light such as light reflected from an object that should not be detected by the light receiving element and external light. . This can suppress malfunction of the active sensor.
本発明の第2の特徴は、上述した第1の特徴において、前記受光素子が、ホトトランジスタであり、前記ホトトランジスタが、前記配置面上に設けられた制御電極と、前記制御電極の表面を覆う誘電体と、前記配置面上に設けられた第1電極と、前記配置面上に設けられた第2電極と、前記誘電体上に設けられた中間電極と、前記誘電体の側面に沿って設けられた半導体とによって構成されており、前記誘電体の側面と前記半導体との界面には、前記第1電極から前記中間電極に向けて第1チャネル形成領域が形成されるとともに、前記中間電極から前記第2電極に向けて第2チャネル形成領域が形成されることを要旨とする。 According to a second feature of the present invention, in the first feature described above, the light receiving element is a phototransistor, and the phototransistor includes a control electrode provided on the arrangement surface, and a surface of the control electrode. A dielectric covering the first electrode provided on the arrangement surface, a second electrode provided on the arrangement surface, an intermediate electrode provided on the dielectric, and a side surface of the dielectric A first channel formation region is formed from the first electrode toward the intermediate electrode at the interface between the side surface of the dielectric and the semiconductor, and the intermediate The gist is that the second channel formation region is formed from the electrode toward the second electrode.
本発明の第3の特徴は、上述した第1の特徴において、前記受光素子が、ホトトランジスタであり、前記ホトトランジスタが、前記配置面上に設けられた制御電極と、前記制御電極の表面を覆う誘電体と、前記誘電体の表面を覆う半導体と、前記半導体上に設けられた第1電極と、前記半導体上に設けられた第2電極とによって構成されており、前記誘電体と前記半導体との界面には、チャネル形成領域が形成されることを要旨とする。 According to a third feature of the present invention, in the first feature described above, the light receiving element is a phototransistor, and the phototransistor includes a control electrode provided on the arrangement surface, and a surface of the control electrode. A dielectric covering the semiconductor, a semiconductor covering the surface of the dielectric, a first electrode provided on the semiconductor, and a second electrode provided on the semiconductor, the dielectric and the semiconductor The gist is that a channel formation region is formed at the interface with the.
本発明の第4の特徴は、上述した第1の特徴において、前記受光素子が、二端子素子であり、前記二端子素子が、前記配置面上に設けられた第1電極と、前記第1電極上に設けられた半導体と、前記半導体上に設けられた第2電極とによって構成されることを要旨とする。 According to a fourth feature of the present invention, in the first feature described above, the light receiving element is a two-terminal element, the two-terminal element is provided on the arrangement surface, and the first electrode. The gist is that the semiconductor device is configured by a semiconductor provided on the electrode and a second electrode provided on the semiconductor.
本発明の第5の特徴は、上述した第1の特徴において、前記受光素子は、有機太陽電池であり、前記有機太陽電池は、前記配置面上に設けられた第1電極と、前記第1電極上に設けられた光電変換部と、前記光電変換部上に設けられた第2電極とを少なくとも含むことを要旨とする。 According to a fifth feature of the present invention, in the first feature described above, the light receiving element is an organic solar cell, and the organic solar cell includes a first electrode provided on the arrangement surface, and the first electrode. The gist is to include at least a photoelectric conversion part provided on the electrode and a second electrode provided on the photoelectric conversion part.
本発明の第6の特徴は、上述した第1の特徴において、前記基体が、前記配置面の反対側に設けられた裏面を有しており、前記裏面において、前記光出射領域に対応する位置に面発光光源が設けられていることを要旨とする。 According to a sixth feature of the present invention, in the first feature described above, the base has a back surface provided on the opposite side of the arrangement surface, and a position corresponding to the light emitting region on the back surface. The gist of this is that a surface-emitting light source is provided on the surface.
本発明の第7の特徴は、上述した第1の特徴〜第6の特徴のいずれかに係る能動型センサがアレイ状に配列された能動型センサアレイを有する個人認証装置が、個人識別情報として登録された特徴量を記憶する記憶部と、前記能動型センサから出力された出力信号に基づいて、前記被写体の特徴量を抽出する抽出部と、前記記憶部に記憶された特徴量と前記抽出部によって抽出された特徴量とを比較して、前記被写体が正当であるか否かを判定する判定部とを備えることを要旨とする。 According to a seventh feature of the present invention, there is provided a personal authentication device having an active sensor array in which active sensors according to any of the first to sixth features described above are arranged in an array as personal identification information. A storage unit that stores registered feature values; an extraction unit that extracts feature values of the subject based on an output signal output from the active sensor; and a feature value stored in the storage unit and the extraction And a determination unit that compares the feature amount extracted by the unit and determines whether or not the subject is valid.
本発明の第8の特徴は、上述した第7の特徴において、前記光出射領域から出射される光を所定の時系列パターンに従って点滅させる制御部を個人認証装置がさらに備え、前記能動型センサが、前記所定の時系列パターンに従って前記出力信号を出力することを要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect described above, the personal authentication device further includes a control unit that causes the light emitted from the light emitting area to blink according to a predetermined time-series pattern, and the active sensor includes The gist is to output the output signal in accordance with the predetermined time series pattern.
本発明の第9の特徴は、上述した第7の特徴において、前記光出射領域から出射される光の点滅を制御する制御部を個人認証装置がさらに備え、前記制御部が、一の能動型センサに設けられた前記光出射領域から出射される光を点灯させる場合に、前記一の能動型センサに隣接する他の能動型センサに設けられた前記光出射領域から出射される光を消灯することを要旨とする。 According to a ninth feature of the present invention, in the seventh feature described above, the personal authentication device further includes a control unit that controls blinking of the light emitted from the light emitting region, and the control unit is a single active type. When turning on the light emitted from the light emitting area provided in the sensor, the light emitted from the light emitting area provided in another active sensor adjacent to the one active sensor is turned off. This is the gist.
本発明の第10の特徴は、上述した第7の特徴〜第9の特徴のいずれかに係る個人認証装置を備えた携帯端末が、操作部又は表示部が設けられた面である機能面と、ユーザによって把持される把持面とを有する筐体を備え、前記能動型センサが、前記把持面に設けられていることを要旨とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a functional surface in which a portable terminal including the personal authentication device according to any one of the seventh to ninth characteristics is provided with an operation unit or a display unit. The present invention includes a housing having a gripping surface gripped by a user, and the active sensor is provided on the gripping surface.
本発明の第11の特徴は、上述した第1の特徴〜第6の特徴のいずれかに係る能動型センサを用いて、前記被写体の特徴量を抽出する信号抽出方法が、前記光出射領域から出射される光を所定の時系列パターンに従って点滅させるステップと、前記能動型センサが前記所定の時系列パターンに従って出力信号を出力するステップと、前記能動型センサから出力された前記出力信号に基づいて、前記被写体の特徴量を抽出するステップとを含むことを要旨とする。 According to an eleventh feature of the present invention, there is provided a signal extraction method for extracting the feature amount of the subject using the active sensor according to any of the first to sixth features described above, from the light emitting region. Based on the step of blinking the emitted light according to a predetermined time series pattern, the step of the active sensor outputting an output signal according to the predetermined time series pattern, and the output signal output from the active sensor And a step of extracting a feature amount of the subject.
本発明によれば、外光などの入射による誤動作の発生を抑制し、装置の小型化を図ることを可能とする能動型センサ、個人認証装置、携帯端末及び信号抽出方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an active sensor, a personal authentication device, a portable terminal, and a signal extraction method that can suppress the occurrence of malfunction due to incident external light or the like and can reduce the size of the device. .
以下において、本発明の実施形態に係る能動型センサについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Hereinafter, an active sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[第1実施形態]
(能動型センサアレイの構成)
以下において、第1実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る能動型センサアレイ100の構成を示す一部拡大図である。
[First Embodiment]
(Configuration of active sensor array)
The configuration of the active sensor array according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially enlarged view showing a configuration of an
図1に示すように、能動型センサアレイ100は、受光素子20と光源30と光分離体40とが基体1上に形成された複数の能動型センサ10によって構成される。
As shown in FIG. 1, the
受光素子20は、被写体(例えば、ユーザの手の血管(深度=2mm程度))で反射された光を検出する素子である。光源30は、被写体に向けて光を出射する有機EL素子(例えば、特開2005−239648号公報)などの光源である。光分離体40は、遮光性を有する材料によって構成されている。
The
ここで、光分離体40は、受光素子20と光源30(後述する光出射領域30A)との間に少なくとも設けられていることに留意すべきである。なお、図1に示すように、光分離体40は、受光素子20にノイズ光が入射しないように、受光素子20の外周に沿って設けられていることが好ましい。また、光分離体40は、光源30の指向性を絞るために、光源30の外周に沿って設けられていることが好ましい。
Here, it should be noted that the
なお、基体1には、受光素子20及び光源30に接続される配線を収容する配線収容領域2が設けられている。
The
次に、第1実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながらさらに説明する。図2は、第1実施形態に係る能動型センサアレイ100を示す一部断面図である。
Next, the configuration of the active sensor array according to the first embodiment will be further described with reference to the drawings. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the
図2に示すように、能動型センサ10は、基体1と、受光素子20と、光源30と、光分離体40とを有する。ここで、能動型センサ10のピッチ間隔は、0.3mm以下であることが好ましい。また、半導体26の上面と被写体200との距離は、2mm〜4mm程度であることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
基体1は、被写体200(被写体200A及び被写体200B)と対向する配置面1Aを有する。配置面1A上には、光源30が配置される光出射領域30Aが設けられている。
The
受光素子20は、光出射領域30Aに隣接する配置面1A上に設けられており、制御電極21と、誘電体22と、ソース電極23と、ドレイン電極24と、中間電極25と、半導体26(半導体26A及び半導体26B)とを有する。第1実施形態では、受光素子20は、ホトトランジスタである。
The
制御電極21は、基体1の配置面1A上に設けられる。制御電極21は、中間電極25側から配置面1A側に向けて小さくなる台形形状を有する。誘電体22は、制御電極21の表面を覆っている。
The
ソース電極23及びドレイン電極24は、基体1の配置面1A上に設けられる。中間電極25は、制御電極21の上面に設けられる。ここで、中間電極25は、ノイズ光が半導体26に入射することを抑制するために、遮光性を有する材料によって構成される。
The
半導体26は、誘電体22の側面に設けられており、半導体26A及び半導体26Bによって構成される。
The semiconductor 26 is provided on the side surface of the dielectric 22 and includes a
誘電体22の側面と半導体26Aとの界面には、制御電極21に電圧が印加されると、ソース電極23から中間電極25に向けて第1チャネル形成領域が形成される。一方で、誘電体22の側面と半導体26Bとの界面には、制御電極21に電圧が印加されると、中間電極25からドレイン電極24に向けて第2チャネル形成領域が形成される。
When a voltage is applied to the
ここで、制御電極21に電圧が印加された状態で、光源30が発する光が被写体200で反射されて半導体26(ここでは、半導体26A)に入射すると、中間電極25を介してソース電極23からドレイン電極24に流れる電流の値が変わる。このようにして、受光素子20は、被写体200の有無や分布などを検出する。
Here, when a voltage is applied to the
光源30は、基体1の配置面1A上に設けられた陽極電極31と、陽極電極31上に設けられた発光層32と、発光層32上に設けられた陰極電極33とを有する。
The
光分離体40は、基体1の配置面1A上において、受光素子20と光出射領域30A(光源30)との間に設けられる。光分離体40の高さ及び幅は、基体1と被写体200との間の距離や能動型センサ10のピッチ間隔などに応じて適宜定められる。
The
例えば、能動型センサ10Aを例に挙げると、受光素子20と光出射領域30A(光源30)との間に設けられた光分離体40の高さ及び幅は、能動型センサ10Aの光源30が発する光5Aが被写体200Aに照射され、被写体200Aで反射された反射光6Aが入射するように定められる。一方で、光分離体40の高さ及び幅は、他の能動型センサ10(能動型センサ10B)が発する光の反射光6Bや外光などのノイズ光が半導体26Aに入射しないように定められる。ここでは、光分離体40の幅は、0.1μm〜5μm程度であることが好ましい。
For example, taking the
光分離体40と中間電極25との間隔は、基体1と被写体200との間の距離や能動型センサ10のピッチ間隔などに応じて適宜定められる。
The interval between the
例えば、能動型センサ10Aを例に挙げると、光分離体40と中間電極25との間隔は、被写体200Aで反射された光(能動型センサ10Aの光源30が発する光の反射光6A)が半導体26Aに入射するように定められる。一方で、光分離体40と中間電極25との間隔は、他の能動型センサ10が発する光の反射光や外光などのノイズ光が半導体26Aに入射しないように定められる。ここでは、光分離体40と中間電極25との間隔は、0.1μm〜250μm程度であることが好ましい。
For example, taking the
(能動型センサの構成)
以下において、第1実施形態に係る能動型センサの構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態に係る能動型センサ10の構成を示す断面図である。
(Configuration of active sensor)
The configuration of the active sensor according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the
上述したように、制御電極21は、中間電極25側から配置面1A側に向けて小さくなる台形形状を有する。制御電極21の側面と配置面1Aとによって形成される角度αは、60°〜89°程度であることが好ましい。特に、角度αは、70°〜80°程度であることがさらに好ましい。
As described above, the
制御電極21の底面から上面までの長さaは、上述した第1チャネル形成領域及び第2チャネル形成領域のチャネル長を規定する。従って、長さaは、10nm〜10μm程度であることが好ましい。受光素子20の動作速度の向上やリーク電流の抑制の観点から、長さaは、0.1μm〜1.5μm程度であることがさらに好ましい。
The length a from the bottom surface to the top surface of the
制御電極21の底面の幅bが小さければ、能動型センサ10の集積度が向上する。一方で、制御電極21の底面の幅bが小さ過ぎると、制御電極21の形成が困難である。これを踏まえた上で、受光素子20の動作速度の向上、制御電極21に電圧を印加した際に生じる電気抵抗の抑制の観点から、制御電極21の底面の幅bは、0.1μm〜5μm程度であることが好ましい。また、制御電極21の底面の幅bは、制御電極21の底面から上面までの長さaの1/2以上であることが好ましい。
If the width b of the bottom surface of the
(能動型センサの材料)
基体1の材料は、受光素子20や光源30を安定的に支持することが可能な材料であれば、特に限定されるものではない。例えば、基体1の材料は、ステンレスなどの金属や合金、ガラス、樹脂、紙、布などである。
(Materials for active sensors)
The material of the
光源30の発光層32の材料は、III−V族(GaAs系、InP、GaAlAsなど)、II−VI族(CdS/CdTe系、Cu2S、ZnS、ZnSeなど)、I−III−VI族、有機半導体などであって、特に限定されるものではない。例えば、発光層32としては、特開2005−239648号公報で開示された「キノキサリン構造を含む有機金属化合物」を含む発光層を用いることができる。
The
受光素子20の誘電体22の材料としては、ケイ素酸化膜、ケイ素窒化膜、これらの混合膜などの無機材料を用いることができる。誘電体22は、パリレン、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などの有機材料、これらの共重合体などであってもよい。
As a material of the dielectric 22 of the
受光素子20の半導体26を構成する有機半導体材料は、電子受容性機能を有する材料、電子供与性機能を有する材料のいずれであってもよい。
The organic semiconductor material constituting the semiconductor 26 of the
例えば、電子受容性機能を有する材料は、ピリジン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、キノリン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、ベンゾフェナンスロリン類及びその誘導体によるラダーポリマー、シアノーポリフェニレンビニレンなどの高分子、フッ素化無金属フタロシアニン、フッ素化金属フタロシアニン類及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体(金CDA、金CDIなど)、ナフタレン誘導体(NTCDA、NTCDIなど)、バソキュプロイン及びその誘導体などの低分子有機化合物である。 For example, materials having an electron-accepting function include oligomers and polymers having pyridine and its derivatives as a skeleton, oligomers and polymers having quinoline and its derivatives as a skeleton, ladder polymers using benzophenanthrolines and derivatives thereof, and cyano-polyphenylene. Low in polymers such as vinylene, fluorinated metal-free phthalocyanines, fluorinated metal phthalocyanines and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof (gold CDA, gold CDI, etc.), naphthalene derivatives (NTCDA, NTCDI, etc.), bathocuproin and derivatives thereof It is a molecular organic compound.
一方、電子供与性機能を有する材料は、チオフェン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、フェニレン−ビニレン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、フルオレン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、ベンゾフラン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、チエニレン−ビニレン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、トリフェニルアミンなどの芳香族第3級アミン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、カルバゾール及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、ビニカルバゾール及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、ピロール及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、アセチレン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、イソチアナフェン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマー、ヘプタジエン及びその誘導体を骨格として有するオリゴマーやポリマーなどの高分子、無金属フタロシアニンや金属フタロシアニン類及びこれらの誘導体、ジアミン類やフェニルジアミン類及びこれらの誘導体、ペンタセンなどのアセン類及びその誘導体、ポルフィリン、テトラメチルポルフィリン、テトラフェニルポルフィリン、テトラベンズポルフィリン、モノアゾテトラベンズポルフィリン、ジアゾテトラベンズポルフィン、トリアゾテトラベンズポルフィリン、オクタエチルポルフィリン、オクタアルキルチオポルフィラジン、オクタアルキルアミノポルフィラジン、ヘミポルフィラジン、クロロフィル等の無金属ポルフィリンや金属ポルフィリン及びこれらの誘導体、シアニン色素、メロシアニン色素、スクアリリウム色素、キナクリドン色素、アゾ色素、アントラキノン、ベンゾキノン、ナフトキノン等のキノン系色素などの低分子有機化合物である。金属フタロシアニンや金属ポルフィリンの中心金属としては、マグネシウム、亜鉛、銅、銀、アルミニウム、ケイ素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、スズ、金、鉛などの金属、金属酸化物、金属ハロゲン化物などが用いられる。 On the other hand, materials having an electron-donating function include oligomers and polymers having thiophene and its derivatives as skeletons, oligomers and polymers having phenylene-vinylene and its derivatives as skeletons, oligomers and polymers having fluorene and its derivatives as skeletons, and benzofurans. Oligomers and polymers having skeletons thereof, oligomers and polymers having thienylene-vinylene and derivatives thereof as skeletons, oligomers and polymers having aromatic tertiary amines such as triphenylamine and derivatives thereof as skeletons, carbazole and the like Oligomers and polymers having derivatives as skeletons, oligomers and polymers having vinylcarbazole and derivatives thereof as skeletons, oligomers and polymers having pyrrole and derivatives thereof as skeletons -Oligomers and polymers having acetylene and its derivatives as a skeleton, oligomers and polymers having isothiaphene and its derivatives as a skeleton, oligomers and polymers having heptadiene and its derivatives as a skeleton, metal-free phthalocyanines and metal phthalocyanines And derivatives thereof, diamines and phenyldiamines and derivatives thereof, acenes and derivatives thereof such as pentacene, porphyrin, tetramethylporphyrin, tetraphenylporphyrin, tetrabenzporphyrin, monoazotetrabenzporphyrin, diazotetrabenzporphine, Triazotetrabenzporphyrin, octaethylporphyrin, octaalkylthioporphyrazine, octaalkylaminoporphyrazine, hemipol Irajin, metal-free porphyrins, metal porphyrins, and derivatives thereof, such as chlorophyll, a low-molecular organic compounds such as cyanine dyes, merocyanine dyes, squarylium dyes, quinacridone dyes, azo dyes, anthraquinone, benzoquinone, quinone dyes naphthoquinone. As metal phthalocyanine and metal porphyrin central metals, magnesium, zinc, copper, silver, aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, tin, gold, lead and other metals, metal oxides, A metal halide or the like is used.
受光素子20の半導体26の材料としては、上述した材料を単体で用いてもよいが、上述した材料が適当なバインダ材料に分散混合されたものを用いてもよい。また、適当な高分子有機化合物の主鎖中や側鎖に、上述した低分子有機化合物を組み込んだ材料を用いてもよい。上述したバインダ材料あるいは主鎖となる高分子有機化合物としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、セルロース樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などや、これらの共重合体、あるいは、ポリビニルカルバゾールやポリシランなどの光導電ポリマーなどが用いられる。
As a material of the semiconductor 26 of the
受光素子20に設けられた電極(制御電極21、ソース電極23、ドレイン電極24及び中間電極25)や光源30に設けられた電極(陽極電極31及び陰極電極33)の材料は、金、銀、アルミニウム、銅、タンタル、チタンなどの金属や合金、高ドープケイ素などの低抵抗半導体、金属シリサイドなどの合金などによって構成される。
The materials of the electrodes (control
受光素子20や光源30に設けられた電極を透明電極として用いる場合には、電極は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)やフッ素ドープされた酸化スズ、酸化亜鉛及び酸化錫などの金属酸化物が用いられる。また、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチアジルなどの導電性の高分子有機化合物が用いられてもよい。電極の材料は、電極と半導体層との間の電気的性質(オーミック性やショットキー性など)によっても選択される。
When the electrodes provided on the
(作用及び効果)
第1実施形態に係る能動型センサ10によれば、光源30(光出射領域30A)と受光素子20とが基体1の同一面(配置面1A)上に設けられており、CCDなどの受像素子及び結像素子を用いていないため、受光素子20と被写体200との距離を短くすることができる。これによって、外光などの入射による誤動作の発生を抑制し、能動型センサ10の小型化を図ることができる。また、能動型センサ10が搭載される装置の小型化も図ることができる。
(Function and effect)
According to the
また、光源30(光出射領域30A)と受光素子20との間に光分離体40が設けられているため、受光素子20が検出すべきではない被写体200で反射された光や外光などのノイズ光を光分離体40が遮光する。これによって、能動型センサ10の誤動作を抑制することができる。
Further, since the
第1実施形態に係る能動型センサ10によれば、遮光性を有する材料によって構成された中間電極25が制御電極21上に設けられているため、受光素子20が検出すべきではない被写体200で反射された光や外光などのノイズ光を中間電極25が遮光する。これによって、能動型センサ10の誤動作をさらに抑制することができる。
According to the
第1実施形態に係る能動型センサ10によれば、制御電極21は、中間電極25側から配置面1A側に向けて小さくなる台形形状を有する。従って、制御電極21の底面の幅bが上面の幅よりも小さいため、ソース電極23及びドレイン電極24を配置面1A上に設けても、受光素子20の幅の拡大を抑制でき、能動型センサ10の集積度が高まる。一方で、制御電極21の上面の幅が底面の幅bよりも大きいため、中間電極25が透明電極であるような場合であっても、ノイズ光が半導体26に入射しにくく、能動型センサ10の誤動作を抑制することができる。
According to the
[第2実施形態]
以下において、第2実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following, differences between the first embodiment and the second embodiment described above will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態と第2実施形態との間では、受光素子であるホトトランジスタの構成が異なっている。 Specifically, the configuration of the phototransistor that is a light receiving element is different between the first embodiment and the second embodiment described above.
(能動型センサアレイの構成)
以下において、第2実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態に係る能動型センサアレイ100を示す一部断面図である。図4では、図2と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of active sensor array)
The configuration of the active sensor array according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an
図4に示すように、受光素子120は、制御電極121と、誘電体122と、ソース電極123と、ドレイン電極124と、半導体126とを有する。
As shown in FIG. 4, the
制御電極121は、基体1の配置面1A上に設けられる。誘電体122は、制御電極121の表面を覆っている。ソース電極123及びドレイン電極124は、半導体126の上面に設けられている。半導体126は、誘電体122を覆っている。誘電体122と半導体126との界面には、制御電極121に電圧が印加されると、ソース電極123とドレイン電極124とを接続するためのチャネル形成領域が形成される。
The
ここで、制御電極121に電圧が印加された状態で、光源30が発する光が被写体200で反射されて半導体126に入射すると、ソース電極123からドレイン電極124に流れる電流の値が変わる。このようにして、受光素子120は、被写体200の有無や分布などを検出する。
Here, when the light emitted from the
なお、受光素子120に設けられる誘電体、半導体及び電極の材料は、上述した第1実施形態と同様であることに留意すべきである。また、特開2005−302888号公報、特開2003−282854号公報等に開示された受光素子を用いることができる。
It should be noted that the dielectric, semiconductor, and electrode materials provided in the
(作用及び効果)
第2実施形態に係る能動型センサ10によれば、上述した第1実施形態とは異なる構成を有する受光素子(ホトトランジスタ)であっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
(Function and effect)
According to the
[第3実施形態]
以下において、第3実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第3実施形態との相違点について主として説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the first embodiment and the third embodiment described above will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態では、受光素子は、ホトトランジスタであったが、第3実施形態では、受光素子は、ホトダイオード(二端子素子)である。 Specifically, in the first embodiment described above, the light receiving element is a phototransistor, but in the third embodiment, the light receiving element is a photodiode (two-terminal element).
(能動型センサアレイの構成)
以下において、第3実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながら説明する。図5は、第3実施形態に係る能動型センサアレイ100を示す一部断面図である。図5では、図2と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of active sensor array)
The configuration of the active sensor array according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an
図5に示すように、受光素子220は、第1電極223と、第2電極224(第2電極224A及び第2電極224B)と、半導体226とを有する。
As shown in FIG. 5, the
第1電極223は、基体1の配置面1A上に設けられる。第2電極224は、半導体226の上面に設けられる。第2電極224A及び第2電極224Bは、ドーナツ状に連接されていてもよい。半導体226は、第1電極223上に設けられる。
The
ここで、光源30が発する光が被写体200で反射されて半導体226に入射すると、第1電極223から第2電極224に電流が流れる。このようにして、受光素子220は、被写体200の有無や分布などを検出する。
Here, when light emitted from the
なお、受光素子220に設けられる半導体及び電極の材料は、上述した第1実施形態と同様であることに留意すべきである。また、特開平6−29514号公報、特開平5−55610号公報等に開示された受光素子を用いることができる。
It should be noted that the semiconductor and electrode materials provided in the
(作用及び効果)
第3実施形態に係る能動型センサ10によれば、受光素子がホトダイオードであっても、上述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
(Function and effect)
According to the
[第4実施形態]
以下において、第4実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第4実施形態との相違点について主として説明する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the first embodiment and the fourth embodiment described above will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態では、受光素子は、ホトトランジスタであったが、第4実施形態では、受光素子は、有機太陽電池である。 Specifically, in the first embodiment described above, the light receiving element is a phototransistor, but in the fourth embodiment, the light receiving element is an organic solar cell.
(能動型センサアレイの構成)
以下において、第4実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながら説明する。図6は、第4実施形態に係る能動型センサアレイ100を示す一部断面図である。図6では、図2と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of active sensor array)
The configuration of the active sensor array according to the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an
図6に示すように、受光素子320は、第1電極323と、第2電極324(第2電極324A〜第2電極324C)と、半導体326(半導体326A〜半導体326D)とを有する。
As shown in FIG. 6, the
第1電極323は、基体1の配置面1A上に設けられる。例えば、第1電極323は、配置面1A上に形成される金の蒸着膜(厚み=100nm)と、金の蒸着膜上に形成される銀の蒸着膜(厚み=100nm)とによって構成される。
The
第2電極324は、半導体326D上に設けられる。例えば、第2電極324A及び第2電極324B(周辺部)は、金の蒸着膜(厚み=200nm)であり、第2電極324C(窓部)は、ZnOなどによって構成される透明電極(厚み=100nm)又は金の薄い蒸着膜(厚み=2nm)である。
The second electrode 324 is provided over the
半導体326Aは、第1電極323上に設けられる。例えば、半導体326Aは、n型導電性の電子輸送材料(例えば、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、フラーレンC60)の蒸着膜(厚み=10nm)である。なお、半導体326Aの材料としては、後述する半導体326Cと同様の材料を用いてもよい。
The
半導体326Bは、半導体326A上に設けられる。例えば、半導体326Bは、正孔阻止性の電子輸送材料(例えば、バソクプロイン、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物)の蒸着膜(厚み=10nm)である。
The
半導体326Cは、半導体326B上に設けられる。例えば、半導体326Cは、上述した電子受容性機能を有する材料又はn型導電性の電子輸送材料(例えば、フラーレンC60、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、ペリレン誘導体)の蒸着膜(厚み=20nm)である。
The
半導体326Dは、半導体326C上に設けられる。例えば、半導体326Dは、上述した電子供与性機能を有する材料又はp型導電性の正孔輸送材料(例えば、ルブレン、ジフェニルアントラセン等のカタ縮合芳香族化合物)の蒸着膜(厚み=50nm)である。
The
なお、半導体326B、半導体326C及び半導体326Dの厚みの関係は、光電変換率向上の経験則として、半導体326D>半導体326C≧半導体326Bを満たすことが好ましい。また、半導体326B〜半導体326Dは、光を電流に変換する光電変換部を構成することに留意すべきである。
Note that the relationship between the thicknesses of the
ここで、光源30が発する光が被写体200で反射されて光電変換部(半導体326B〜半導体326D)に入射すると、第1電極323と第2電極324との間に開放電圧0.9V程度の光起電力が生じて電流が流れる。このようにして、受光素子320は、被写体200の有無や分布などを検出する。
Here, when light emitted from the
なお、受光素子320の構成は、上述した構成に限定されるものではなく、受光素子320は、どのような有機太陽電池であってもよいことは勿論である。特に、特願2006−217686号公報、特願2006−267257号公報、特願2006−267258号公報及び特願2006−320165号公報等に記載の有機太陽電池を好適に用いることができる。
Note that the configuration of the
(作用及び効果)
第4実施形態に係る能動型センサ10によれば、受光素子が有機太陽電池であっても、上述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
(Function and effect)
According to the
[第5実施形態]
以下において、第5実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第3実施形態と第5実施形態との相違点について主として説明する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described third embodiment and the fifth embodiment will be mainly described.
具体的には、上述した第3実施形態では、能動型センサアレイは、能動型センサ10毎に光源を有しているが、第5実施形態では、能動型センサアレイは、複数の能動型センサ10によって共用される面発光光源を有する。
Specifically, in the above-described third embodiment, the active sensor array includes a light source for each
(能動型センサアレイの構成)
以下において、第5実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながら説明する。図7は、第5実施形態に係る能動型センサアレイ100を示す一部断面図である。なお、図7では、図5と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of active sensor array)
The configuration of the active sensor array according to the fifth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing an
図7に示すように、能動型センサアレイ100は、複数の能動型センサ10によって共用される面発光光源130を有する。
As shown in FIG. 7, the
面発光光源130は、基体1の裏面1B上に設けられており、陽極電極131と発光層132と陰極電極133とによって構成される。ここで、上述した第1電極223は、遮光性を有する材料によって構成される。従って、面発光光源130が発する光は、第1電極223で遮光されるため、光出射領域30Aのみから被写体200に向けて出射されることに留意すべきである。
The surface emitting
なお、面発光光源130を構成する材料は、上述した第1実施形態と同様であることに留意すべきである。
It should be noted that the material constituting the surface emitting
(作用及び効果)
第5実施形態に係る能動型センサアレイ100によれば、面発光光源130が複数の能動型センサ10によって共用されるため、能動型センサ10毎に光源を設ける場合に比べて、能動型センサアレイ100の製造工程を簡略化することができる。また、上述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Function and effect)
According to the
[第6実施形態]
以下において、第6実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態〜第5実施形態のいずれかに示した能動型センサアレイを備えた個人認証装置について説明する。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following, a personal authentication device including the active sensor array shown in any of the first to fifth embodiments will be described.
(能動型センサアレイの構成)
以下において、第6実施形態に係る能動型センサアレイの構成について、図面を参照しながら説明する。図8は、第6実施形態に係る能動型センサアレイ100を示す平面図である。図8に示す能動型センサアレイ100は、第1実施形態又は第2実施形態に示した能動型センサアレイ100と同様の構成を有することに留意すべきである。
(Configuration of active sensor array)
The configuration of the active sensor array according to the sixth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a plan view showing an
図8に示すように、能動型センサアレイ100では、複数の能動型センサ10がアレイ状に配置されている。第6実施形態に係る能動型センサアレイ100では、能動型センサ10が5列×6行でマトリックス上に配置されている。
As shown in FIG. 8, in the
(個人認証装置の機能ブロック)
以下において、第6実施形態に係る個人認証装置の機能ブロックについて、図面を参照しながら説明する。図9は、第6実施形態に係る個人認証装置500を示すブロック図である。
(Function block of personal authentication device)
Hereinafter, functional blocks of the personal authentication device according to the sixth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a block diagram showing a
図9に示すように、個人認証装置500は、制御パターン記憶部510と、光源制御部520と、受光素子制御部530と、信号取得部540と、特徴量抽出部550と、個人識別情報記憶部560と、認証部570とを有する。
As shown in FIG. 9, the
制御パターン記憶部510は、光源30の点滅パターン及び受光素子20(又は受光素子120)のON/OFFパターンを記憶する。
The control
ここで、点滅パターン及びON/OFFパターンとしては、光源30及び受光素子20(又は受光素子120)を時間的に制御するパターン、光源30及び受光素子20(又は受光素子120)を空間的に制御するパターンなどが挙げられる。なお、時間的制御及び空間的制御の詳細については後述する。
Here, as the blinking pattern and the ON / OFF pattern, the
光源制御部520は、制御パターン記憶部510に記憶された点滅パターンに従って、光源30の点灯及び消灯を個別に切り替える。
The light
受光素子制御部530は、制御パターン記憶部510に記憶されたON/OFFパターンに従って、受光素子20(又は受光素子120)のON及びOFFを個別に切り替える。具体的には、受光素子制御部530は、制御電極21に電圧を印加することによって、受光素子20(又は受光素子120)をONに切り替え、制御電極21に電圧を印加しないことによって、受光素子20(又は受光素子120)をOFFに切り替える。
The light receiving
信号取得部540は、受光素子20(又は受光素子120)によって検出された信号を取得する。受光素子20(又は受光素子120)によって検出された信号は、被写体200(例えば、手の血管)の有無や分布などを示す信号である。
The
特徴量抽出部550は、信号取得部540によって検出された信号に基づいて、被写体200の特徴量を抽出する。
The feature
個人識別情報記憶部560は、個人を識別するための個人識別情報として予め登録された特徴量を記憶する。
The personal identification
認証部570は、特徴量抽出部550によって抽出された特徴量と、個人識別情報記憶部560に記憶された特徴量とを比較して、被写体200(個人)が正当であるか否かを認証する。例えば、認証部570は、特徴量抽出部550によって抽出された特徴量と、個人識別情報記憶部560に記憶された特徴量との差分が、所定閾値以内である場合に、被写体200(個人)が正当であると判定する。一方で、認証部570は、上述した差分が所定閾値を超える場合に、被写体200(個人)が正当でないと判定する。
The
(空間的制御)
以下において、上述した空間的制御について説明する。空間的制御は、一の能動型センサ10に設けられた受光素子20が、一の能動型センサ10に隣接する他の能動型センサ10に設けられた光源30が発する光の反射光をノイズ光として検出してしまうことを抑制する目的で行われる。
(Spatial control)
Hereinafter, the spatial control described above will be described. In the spatial control, the
具体的には、空間的制御における点滅パターンは、一の能動型センサ10に設けられた光源30が点灯している場合に、他の能動型センサ10に設けられた光源30を消灯させるパターンである。ここで、受光素子20のON/OFFパターンは、点滅パターンと同期しているものとする。
Specifically, the blinking pattern in the spatial control is a pattern in which the
例えば、図8に示した能動型センサアレイ100では、個人認証装置500は、奇数列及び奇数行の能動型センサ10に設けられた光源30が点灯している場合に、偶数列及び偶数行の能動型センサ10に設けられた光源30を消灯する。一方で、個人認証装置500は、偶数列及び偶数行の能動型センサ10に設けられた光源30が点灯している場合に、奇数列及び奇数行の能動型センサ10に設けられた光源30を消灯する。
For example, in the
なお、能動型センサアレイ100は、列単位又は行単位で光源30の点灯/消灯を切り替えてもよいことに留意すべきである。
It should be noted that the
例えば、図8に示した能動型センサアレイ100では、個人認証装置500は、奇数列の能動型センサ10に設けられた光源30が点灯している場合に、偶数列の能動型センサ10に設けられた光源30を消灯してもよい。また、個人認証装置500は、奇数行の能動型センサ10に設けられた光源30が点灯している場合に、偶数行の能動型センサ10に設けられた光源30を消灯してもよい。
For example, in the
(時間的制御)
以下において、上述した時間的制御について図10を参照しながら説明する。時間的制御は、能動型センサ10に設けられた受光素子20が検出するノイズ光(ノイズ信号)を取り除くことを目的として行われる。
(Time control)
Hereinafter, the above-described temporal control will be described with reference to FIG. The temporal control is performed for the purpose of removing noise light (noise signal) detected by the
具体的には、時間的制御における点滅パターン(時系列パターン)は、時間軸上において光源30の点滅を制御するパターンである。
Specifically, the blinking pattern (time series pattern) in the temporal control is a pattern for controlling blinking of the
例えば、図10(a)に示すように、光源30は、時刻t1及び時刻t2において所定の点灯時間(ton)点灯し、他の時間において所定の消灯時間(toff)消灯する。
For example, as illustrated in FIG. 10A, the
図10(b)に示すように、受光素子20は、時刻t1及び時刻t2だけではなく、他の時間にも信号を検出する。従って、受光素子20は、ノイズ信号(n1〜n3)を検出する。
As shown in FIG. 10 (b), the
図10(c)に示すように、能動型センサ10は、時刻t1及び時刻t2に検出した信号(出力信号s1及び出力信号s2)のみを出力する。
As shown in FIG. 10C, the
ここで、図10(b)に示した検出信号を図10(a)に示した点滅パターンで乗算処理することによって、ノイズ信号の除去を行ってもよい。また、点滅パターンとON/OFFパターンとを同期させて、点灯時間にのみ受光素子20がONとなるように制御電極21に電圧を印加することによって、ノイズ信号の除去を行ってもよい。
Here, the noise signal may be removed by multiplying the detection signal shown in FIG. 10B by the blinking pattern shown in FIG. Alternatively, the noise signal may be removed by synchronizing the blinking pattern and the ON / OFF pattern and applying a voltage to the
なお、ディーティ比(ton/ton+toff)が0.2以下であれば、屋外で使用する場合であっても、ノイズ信号の除去性能が十分に得られる。また、ディーティ比(ton/ton+toff)は、0.05〜0.15程度であることが好ましい。また、能動型センサ10から出力信号を得るまでの待ち時間を短縮するために、点灯周期(ton+toff)は、0.2秒以下であることが好ましい。
Incidentally, if the duty ratio (t on / t on + t off) is 0.2 or less, even when used outdoors, rejection of the noise signal can be sufficiently obtained. Further, the duty ratio (t on / t on + t off) is preferably about 0.05 to 0.15. Moreover, in order to shorten the waiting time until an output signal is obtained from the
点滅パターンは、5Hz程度の周波数で、光源30の点灯及び消灯を切り替えるパターンであってもよく、所定の符号(bit列)に従って光源30の点灯及び消灯を切り替えるパターンであってもよい。所定の符号としては、パターン識別確度を向上させるために、10ビットよりも長い符号を用いることが好ましい。
The blinking pattern may be a pattern for switching on / off of the
(作用及び効果)
第6実施形態に係る個人認証装置500によれば、空間的制御によって光源30の点滅パターンを制御することによって、受光素子20がノイズ光(ノイズ信号)を検出することを効果的に抑制することができる。また、時間的制御によって光源30の点滅パターンを制御することによって、受光素子20が検出してしまったノイズ光(ノイズ信号)を取り除くことができる。
(Function and effect)
According to the
[第7実施形態]
以下において、第7実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態〜第5実施形態のいずれかに示した能動型センサアレイを備えた個人認証装置が適用される携帯端末について説明する。
[Seventh Embodiment]
Hereinafter, a seventh embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, a portable terminal to which a personal authentication device including the active sensor array shown in any of the first to fifth embodiments is applied will be described.
(携帯端末の構成)
以下において、第7実施形態に係る携帯端末の構成について、図面を参照しながら説明する。図11及び図12は、第7実施形態に係る携帯端末600を示す図である。図11に示すように、携帯端末600は、複数のキー611を有する筐体610と、表示部621を有する筐体620とによって構成される。
(Configuration of mobile device)
The configuration of the mobile terminal according to the seventh embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG.11 and FIG.12 is a figure which shows the
図12に示すように、筐体610は、複数のキー611が設けられたキー配置面631(機能面)と、ユーザによって把持される面である把持面(底面632A、側面632B)とを有する。
As shown in FIG. 12, the
上述した能動型センサアレイ100は、底面632A及び側面632Bに設けられる。なお、能動型センサアレイ100は、底面632Aにのみ設けられていてもよい。
The
(作用及び効果)
第7実施形態に係る携帯端末600によれば、能動型センサアレイ100が、ユーザによって把持される面である把持面(底面632A及び側面632B)に設けられているため、ユーザが携帯端末600を把持するだけで個人認証を行うことができ、ユーザの利便性が向上する。
(Function and effect)
According to the
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、第5実施形態に示した能動型センサアレイ100では、第3実施形態に示した受光素子と面発光光源130とを組み合わせているが、これに限定されるものではない。具体的には、第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態に示した受光素子と面発光光源130とを組み合わせてもよい。
For example, in the
上述した第4実施形態では、受光素子320は、半導体326Aを有しているが、これに限定されるものではなく、半導体326Aを有していなくてもよい。
In the fourth embodiment described above, the
上述した第6実施形態では、第1実施形態及び第2実施形態に示した能動型センサアレイ100を有する個人認証装置500について例示したが、これに限定されるものではない。具体的には、個人認証装置500は、第3実施形態及び第4実施形態に示した能動型センサアレイ100を有していてもよい。この場合には、受光素子のON/OFFを制御することができないため、受光素子制御部530が不要となる。但し、上述した時間的制御では、受光素子のON/OFFを制御しなくてもよいため、時間的制御を行うことが可能であることに留意すべきである。また、各受光素子のON/OFFを切り替えるスイッチが信号取得部540に設けられていてもよい。
In 6th Embodiment mentioned above, although the
上述した第7実施形態では、携帯端末として、折畳み式の携帯電話について例示したが、これに限定されるものではない。具体的には、携帯端末は、表示部及びキーが筐体の同一面に設けられた携帯電話であってもよい。また、携帯端末は、PDAなどの情報処理端末、ICカードやクレジットカード等であってもよい。 In 7th Embodiment mentioned above, although the foldable mobile phone was illustrated as a portable terminal, it is not limited to this. Specifically, the mobile terminal may be a mobile phone in which a display unit and a key are provided on the same surface of the housing. The mobile terminal may be an information processing terminal such as a PDA, an IC card, a credit card, or the like.
1・・・基体、1A・・・配置面、1B・・・裏面、2・・・配線収容領域、10・・・能動型センサ、20・・・受光素子、21・・・制御電極、22・・・誘電体、23・・・ソース電極、24・・・ドレイン電極、25・・・中間電極、26・・・半導体、30・・・光源、30A・・・光出射領域、31・・・陽極電極、32・・・発光層、33・・・陰極電極、40・・・光分離体、100・・・能動型センサアレイ、120・・・受光素子、121・・・制御電極、122・・・誘電体、123・・・ソース電極、124・・・ドレイン電極、126・・・半導体、130・・・面発光光源、131・・・陽極電極、132・・・発光層、133・・・陰極電極、200・・・被写体、220・・・受光素子、223・・・第1電極、224・・・第2電極、226・・・半導体、320・・・受光素子、323・・・第1電極、324・・・第2電極、326・・・半導体、500・・・個人認証装置、510・・・制御パターン記憶部、520・・・光源制御部、530・・・受光素子制御部、540・・・信号取得部、550・・・特徴量抽出部、560・・・個人識別情報記憶部、570・・・認証部、600・・・携帯端末、610・・・筐体、611・・・キー、620・・・筐体、621・・・表示部、631・・・キー配置面、632A・・・底面、632B・・・側面
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記配置面上に設けられており、前記被写体に向けて光を出射する光出射領域と、と、
前記配置面上に設けられており、前記被写体で反射された光を検出する受光素子と、
前記配置面上において前記光出射領域と前記受光素子との間に設けられており、遮光性を有する材料によって構成された光分離体とを備えることを特徴とする能動型センサ。 A substrate having an arrangement surface facing the subject;
A light emitting area provided on the arrangement surface and emitting light toward the subject; and
A light receiving element that is provided on the arrangement surface and detects light reflected by the subject;
An active sensor, comprising: a light separator that is provided between the light emitting region and the light receiving element on the arrangement surface and is made of a light shielding material.
前記ホトトランジスタは、前記配置面上に設けられた制御電極と、前記制御電極の表面を覆う誘電体と、前記配置面上に設けられた第1電極と、前記配置面上に設けられた第2電極と、前記誘電体上に設けられた中間電極と、前記誘電体の側面に沿って設けられた半導体とによって構成されており、
前記誘電体の側面と前記半導体との界面には、前記第1電極から前記中間電極に向けて形成される第1チャネル形成領域と、前記中間電極から前記第2電極に向けて形成される第2チャネル形成領域とが形成されることを特徴とする請求項1に記載の能動型センサ。 The light receiving element is a phototransistor,
The phototransistor includes a control electrode provided on the arrangement surface, a dielectric covering a surface of the control electrode, a first electrode provided on the arrangement surface, and a first electrode provided on the arrangement surface. Two electrodes, an intermediate electrode provided on the dielectric, and a semiconductor provided along a side surface of the dielectric,
A first channel formation region formed from the first electrode toward the intermediate electrode and an intermediate electrode formed from the intermediate electrode toward the second electrode are formed at an interface between the side surface of the dielectric and the semiconductor. The active sensor according to claim 1, wherein a two-channel formation region is formed.
前記ホトトランジスタは、前記配置面上に設けられた制御電極と、前記制御電極の表面を覆う誘電体と、前記誘電体の表面を覆う半導体と、前記半導体上に設けられた第1電極と、前記半導体上に設けられた第2電極とによって構成されており、
前記誘電体と前記半導体との界面には、チャネル形成領域が形成されることを特徴とする請求項1に記載の能動型センサ。 The light receiving element is a phototransistor,
The phototransistor includes a control electrode provided on the arrangement surface, a dielectric covering the surface of the control electrode, a semiconductor covering the surface of the dielectric, a first electrode provided on the semiconductor, A second electrode provided on the semiconductor,
The active sensor according to claim 1, wherein a channel formation region is formed at an interface between the dielectric and the semiconductor.
前記二端子素子は、前記配置面上に設けられた第1電極と、前記第1電極上に設けられた半導体と、前記半導体上に設けられた第2電極とによって構成されることを特徴とする請求項1に記載の能動型センサ。 The light receiving element is a two-terminal element,
The two-terminal element includes a first electrode provided on the arrangement surface, a semiconductor provided on the first electrode, and a second electrode provided on the semiconductor. The active sensor according to claim 1.
前記有機太陽電池は、前記配置面上に設けられた第1電極と、前記第1電極上に設けられた光電変換部と、前記光電変換部上に設けられた第2電極とを少なくとも含むことを特徴とする請求項1に記載の能動型センサ。 The light receiving element is an organic solar cell,
The organic solar cell includes at least a first electrode provided on the arrangement surface, a photoelectric conversion unit provided on the first electrode, and a second electrode provided on the photoelectric conversion unit. The active sensor according to claim 1.
前記裏面において、前記光出射領域に対応する位置に面発光光源が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の能動型センサ。 The base body has a back surface provided on the opposite side of the arrangement surface,
2. The active sensor according to claim 1, wherein a surface emitting light source is provided on the back surface at a position corresponding to the light emitting region.
個人識別情報として登録された特徴量を記憶する記憶部と、
前記能動型センサから出力された出力信号に基づいて、前記被写体の特徴量を抽出する抽出部と、
前記記憶部に記憶された特徴量と前記抽出部によって抽出された特徴量とを比較して、前記被写体が正当であるか否かを判定する判定部とを備えることを特徴とする個人認証装置。 A personal authentication device having an active sensor array in which the active sensors according to any one of claims 1 to 6 are arranged in an array,
A storage unit for storing a feature amount registered as personal identification information;
An extraction unit that extracts a feature amount of the subject based on an output signal output from the active sensor;
A personal authentication device comprising: a determination unit that compares the feature amount stored in the storage unit with the feature amount extracted by the extraction unit to determine whether the subject is valid .
前記能動型センサは、前記所定の時系列パターンに従って前記出力信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の個人認証装置。 A control unit that blinks the light emitted from the light emitting region according to a predetermined time-series pattern;
The personal authentication apparatus according to claim 7, wherein the active sensor outputs the output signal according to the predetermined time series pattern.
前記制御部は、一の能動型センサに設けられた前記光出射領域から出射される光を点灯させる場合に、前記一の能動型センサに隣接する他の能動型センサに設けられた前記光出射領域から出射される光を消灯することを特徴とする請求項7に記載の個人認証装置。 A control unit for controlling blinking of light emitted from the light emitting region;
The controller emits the light emitted from another active sensor adjacent to the one active sensor when lighting the light emitted from the light emitting area provided in the one active sensor. The personal authentication device according to claim 7, wherein the light emitted from the area is turned off.
操作部又は表示部が設けられた面である機能面と、ユーザによって把持される把持面とを有する筐体を備え、
前記能動型センサは、前記把持面に設けられていることを特徴とする携帯端末。 A portable terminal comprising the personal authentication device according to any one of claims 7 to 9,
A housing having a functional surface, which is a surface provided with an operation unit or a display unit, and a gripping surface gripped by a user;
The mobile terminal according to claim 1, wherein the active sensor is provided on the gripping surface.
前記光出射領域から出射される光を所定の時系列パターンに従って点滅させるステップと、
前記能動型センサが前記所定の時系列パターンに従って出力信号を出力するステップと、
前記能動型センサから出力された前記出力信号に基づいて、前記被写体の特徴量を抽出するステップとを含むことを特徴とする信号抽出方法。 A signal extraction method for extracting a feature amount of the subject using the active sensor according to claim 1,
Flashing the light emitted from the light emitting area according to a predetermined time-series pattern;
The active sensor outputting an output signal according to the predetermined time-series pattern;
Extracting the feature amount of the subject based on the output signal output from the active sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006341709A JP2008149019A (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Active sensor, personal identification device, portable terminal, and signal extraction method |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012218916A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | Safety device of passenger conveyor |
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WO2023107891A1 (en) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | Lumileds Llc | Monolithic optical transformer |
WO2023107892A1 (en) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | Lumileds Llc | Vertically stacked monolithic optical transformer |
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2006
- 2006-12-19 JP JP2006341709A patent/JP2008149019A/en not_active Withdrawn
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