JP2008512804A - 指紋を検出する装置 - Google Patents

Abstract

指紋（１）を検出する装置であって、指載せ台を形成する透明な最上層（７）を有し、指載せ台から遠い方にある最上層の側に、評価回路（１０）に接続されるマトリクス配置の感光素子（９）の層と、発光素子（８）とが設けられているものが記載される。有利な構造状態を与えるため、最上層（７）の指載せ台とは反対の側で、互いに交差する導体条片（５，６）からなる２つの電極薄膜（３，４）の間に、有機半導体に基く光活性薄膜（２）が設けられ、これらの導体条片のうち光活性薄膜（２）と最上層（７）との間の導体条片（５）が透明に構成され、光活性薄膜（２）が、両方の電極薄膜（３，４）の導体条片（５，６）の交差範囲に、発光素子（８）及び感光素子（９）を形成していることが提案される。
【選択図】図１

Description

本発明は、指紋を検出する装置であって、指載せ台を形成する透明な最上層を有し、指載せ台から遠い方にある最上層の側に、評価回路に接続されるマトリクス配置の感光素子の層と、発光素子とが設けられているものに関する。

指紋をまずレンズ装置により光学的に写像することなく、指紋をディジタルに検出できるようにするため、感光素子なるべくフォトダイオード又はフォトトランジスタを、薄膜技術で透明なガラス又は石英製担体上に設け、例えばエレクトロルミネセンスダイオードから成る発光層で覆うことが公知である（国際公開第９７／０３６５４４号）。感光素子はマトリックで列をなして設けられ、素子列は透明な間隙により互いに分離されているので、発光層から光を、透明な間隙及び透明な担体を通して、指紋を検出するため指載せ台として役立つ担体に当てられる指へ投写することができる。皮膚の隆線稜と凹所とで異なる反射を行う光は、感光素子により検出され、反射される光の強さに関係する感光素子の電気信号が、指紋のディジタル写像を形成するため評価装置へ伝送される。指紋を検出するこの公知の装置の欠点は、とりわけ無機半導体に基く感光素子の使用により生じる構造費であり、更にこれに加えて、検出すべき指紋の照明が、感光素子の間の比較的狭い間隙を通してしか行われないことである。

従って本発明の基礎になっている課題は、簡単な構造的手段で指紋のディジタル写像を得ることができる、最初にあげた種類の指紋を検出する装置を構成することである。

本発明は、最上層の指載せ台とは反対の側で、互いに交差する導体条片からなる２つの電極薄膜の間に、有機半導体に基く光活性薄膜が設けられ、これらの導体条片のうち光活性薄膜と最上層との間の導体条片が透明に構成され、光活性薄膜が、両方の電極薄膜の導体条片の交差範囲に、発光素子及び感光素子を形成していることによって、与えられた課題を解決する。

有機半導体に基く光活性薄膜を使用するため、従来の溶媒における有機半導体の可溶性と無機半導体に比較して電荷の小さい可動性に基く比較的簡単な構造条件が生じるので、個々の感光範囲を互いに区画するために特別な手段を必要としない。これらの感光範囲は、光活性薄膜の両側に接する電極薄膜の互いに交差する導体条片により決定される。なぜならば、電荷移動は大体において導体条片の交差範囲に限定され、光活性薄膜内における導体条片の隣接する交差範囲の間の電荷運動の影響は一般に無視できるからである。更にこのような光活性薄膜は、適当な構造において、励起電圧の印加により、光も発生するので、別の発光層を必要としない。光活性薄膜の選ばれた範囲に、両方の電極薄膜の対応する導体条片を介して、発光のため電圧を印加することができる。この光を指紋の照明及び検出に使用できるようにするため、光活性薄膜と最上層との間の電極薄膜が透明に構成される。

少ない励起エネルギにおいて高い光感度及び良好な発光効率に対する要求は、光活性薄膜の構造に関して一般に異なる手段を望む。このため発光素子の範囲にある光活性薄膜が、感光素子の範囲に対して異なる構造を持っている。この異なる構造は、従来の溶媒中における有機半導体の可溶性のため、特に溶液を点状に並べて塗布できるので、困難を伴わない。これは例えば、光活性薄膜の感光範囲に対して、２つの分子成分即ち電子供与体としての共役重合体成分および電子受容体としてのフラーレン成分が使用され、発光素子に対して共役重合体のみが使用されることを意味する。電子受容体の不足により、この重合体範囲に電圧を印加する際、検出すべき指紋の照明に役立ちかつ光活性薄膜の感光範囲からの拡散反射後検出されて評価される光が発生される。

光活性薄膜の特定の発光範囲を規定することにより、感光素子の出力信号を、それぞれ起動される発光素子の場所的状態に関係して、評価回路へ読込んで、横に並んで照射される部分から成る指紋全体が部分的に検出され、かつ検出された個別範囲から合成されるのがよく、それにより、任意の順序で順次に起動される発光素子に利用される励起エネルギが限定される。

感光素子の出力信号の読込みは、発光素子の場所に関係して行われるだけでなく、発光素子の起動に時間的にも関係して行われる。この手段により、指紋で反射される光が評価され、発生される光が、指紋での反射前に評価に影響を及ぼさない。このような時間的関係により、発光素子と感光素子との間の電荷運動が防止される。

図面には本発明の実施例が示されている。

特に図１及び２からわかるように、図１に鎖線で示す指紋１を検出する装置は、互いに交差する導体条片５，６から成る２つの電極薄膜３，４に接する光活性薄膜２を持っている。光活性薄膜２は有機半導体に基いて構成され、この半導体の薄膜面に対して平行な電荷可動性は比較的小さいので、導体条片５，６の交差範囲において互いにほぼ分離される光活性素子が生じる。指載せ台を形成する透明な最上層７を通して指紋１を照らし、指紋の写像のため指紋１で拡散して反射される光を検出できるようにするため、特定の導体条片５，６の交差範囲により規定される光活性層２の個々の範囲が発光素子として使用され、残りの範囲が感光素子９として使用される。導体条片５，６の交差範囲にある個々の素子が起動に関係して発光素子８として又は感光素子９として役立つことができるように、光活性薄膜２の構造を選ぶことは原理的に可能であるが、発光素子８及び感光素子９のため光活性薄膜２の異なる構造によって、発光効率及び光感度を上げることができる。この目的のため、発光素子８の範囲にある光活性薄膜２は、なるべく共役重合体から成り、残りの範囲にある光活性薄膜は、２つの分子の有機成分即ち電子供与体としての共役重合体成分及び電子受容体としてのフラーレン成分から合成されている。図１及び２において、光活性薄膜２のこれらの異なる範囲が示されている。

発光素子８及び感光素子９の異なる構造により、これらの素子は異なるように起動される。感光素子９は図３により導体条片５，６を介して評価回路１０に接続されているが、発光素子８は、発光素子８の範囲で互いに交差する導体条片５，６に接続されている制御装置１１を介して起動される。指紋の照明及び反射される光の検出のため電極薄膜３を光が透過する必要があるため、この電極薄膜３の導体条片５は透明に構成される。

細溝状凹所により互いに分離される指紋１の隆線稜を検出するため、まず光活性薄膜２が、なるべく時間的順序において前後に起動されて、最上層７に当たる指の指紋１において拡散反射される光を、感光素子９により検出する。これらの感光素子９が、素子マトリクス内の発光素子８の場所的状態に応じて選択されて、反射される光の強度に関係する感光素子９の出力信号を、対応する導体条片５，６を介して評価回路１０へ読込む。それにより指紋が部分的に検出され、それぞれ単独に検出される範囲が、指紋の完全な写像となるように合成される。光活性層の隣接する素子８，９の間の干渉の影響を避けるため、感光素子９の出力信号を、発光素子８の起動に時間的に関係して評価回路へ読込むことができるので、感光素子９を介して、反射される光のみが検出される。

指紋を検出する本発明による装置を概略断面図で示す。 図１による装置を一部切開いた概略平面図で示す。 指紋を検出する本発明による装置の起動及び評価用ブロック回路図を示す。

Claims (4)

1. 指紋を検出する装置であって、指載せ台を形成する透明な最上層を有し、指載せ台から遠い方にある最上層の側に、評価回路に接続されるマトリクス配置の感光素子の層と、発光素子とが設けられているものにおいて、最上層（７）の指載せ台とは反対の側で、互いに交差する導体条片（５，６）からなる２つの電極薄膜（３，４）の間に、有機半導体に基く光活性薄膜（２）が設けられ、これらの導体条片のうち光活性薄膜（２）と最上層（７）との間の導体条片（５）が透明に構成され、光活性薄膜（２）が、両方の電極薄膜（３，４）の導体条片（５，６）の交差範囲に、発光素子（８）及び感光素子（９）を形成していることを特徴とする、装置。
2. 発光素子（８）の範囲にある光活性薄膜（２）が、感光素子（９）の範囲に対して異なる構造を持っていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 感光素子（９）の出力信号が、それぞれ起動される発光素子（８）の場所的状態に関係して、評価回路（１０）へ読込み可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 感光素子（９）の出力信号が、発光素子（８）の起動に時間的に関係して、評価回路（１０）へ読込み可能であることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の装置。

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