JP2010000224A - 生体認識装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検出素子1と応答信号生成部3との間に両者の電気的接続をオンオフ制御する保護部6を設け、検出素子1に対する被検体10の接触または近接検知していない場合には、保護部6により検出素子1と応答信号生成部3とを電気的に切り離すとともに、検出素子1から印加された被検体10の静電気を接地電位GNDに放電し、被検体10の接触または近接を検知した場合には、当該検知から静電気放電期間経過後に、検出素子1と応答信号生成部3とを電気的に接続する。
【選択図】 図1
Description
図12は、従来の生体認識装置の構成を示すブロック図である。この生体認識装置には、検出素子1、供給信号生成部2、応答信号生成部3、波形情報検出部4、および生体認識部5が設けられている。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、被検体からの静電気放電による回路破壊を抑制し、十分な静電気放電耐性を有する生体認識センサ装置を提供することを目的としている。
このため、被検体に高電圧の静電気が帯電していた場合でも、生体認識動作の開始直前に設けられた静電気放電期間において、その静電気は応答信号生成部よりインピーダンスが低い接地電位へ放電されるため、波形情報検出部などの内部回路の破壊を抑制することができ、生体認識装置として十分な静電気放電耐性を得ることができる。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる生体認識装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる生体認識装置の構成を示すブロック図であり、前述した図12と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
供給信号生成部2は、所定周波数の正弦波などからなる供給信号2Sを生成して応答信号生成部3に出力する回路部である。
また、応答信号生成部3は、保護部6を介して接続された検出素子1と抵抗素子Rsの一端すなわち抵抗素子Rsとの接続点から、検出素子1の出カインピーダンスすなわち被検体10の持つインピーダンスの容量成分および抵抗成分により変化する応答信号3Sを波形情報検出部4へ出力する回路部である。
生体認識部5は、波形情報検出部4からの検出信号4Sに含まれる波形情報に基づき被検体10が生体か否かを認識判定し、その認識結果5Sを出力する回路部である。
保護素子61としては、NMOSトランジスタに限定されるものではなく、供給信号2Sおよび応答信号3Sを双方向にやり取りできるスイッチング素子であればよく、PMOSトランジスタさらにはトランスファーゲートなどのスイッチング素子を用いてもよい。
被検体検知部71は、検出素子1に対する被検体10の接触または近接の有無を検知し、検知信号71Sを出力する回路部である。被検体検知部71については、CCDや赤外線センサなどの接触または近接センサを用いてもよい。
信号処理部72は、被検体検知部71からの検知信号71Sに応じて、被検体10の静電気を接地電位GNDへ放電するための静電気放電時間を考慮して保護制御信号7Sの出力する回路部である。
次に、図4および図5を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる生体認識装置の動作について説明する。図4は、保護制御部の動作を示すタイミングチャートである。図5は、保護部での静電気放電動作を示す説明図である。
その後の時刻T2において、検知信号71SがNMOSトランジスタQ1のゲートGに印加され、これに応じてソースSとドレインDとが導通状態となる。
生体認識動作において、まず、応答信号生成部3は、所定の供給信号2Sを検出素子1へ印加し、検出素子1を介して接触している被検体10のインピータンスに応じて変化した信号を応答信号3Sとして出力する。
生体認識部5は、波形情報検出部4からの検出信号4Sに基づき被検体10が生体であるか否かを認識判定し、その認識結果5Sを出力する。
なお、生体認識動作の詳細については、前述した特許文献1と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
このように、本実施の形態は、検出素子1と応答信号生成部3との間に両者の電気的接続をオンオフ制御する保護部6を設け、検出素子1に対する被検体10の接触または近接検知していない場合には、保護部6により検出素子1と応答信号生成部3とを電気的に切り離すとともに、検出素子1から印加された被検体10の静電気を接地電位GNDに放電し、被検体10の接触または近接を検知した場合には、当該検知から静電気放電期間経過後に、検出素子1と応答信号生成部3とを電気的に接続している。
このため、被検体10に高電圧の静電気が帯電していた場合でも、生体認識動作の開始直前に設けられた静電気放電期間において、その静電気は応答信号生成部3よりインピーダンスが低い接地電位GNDへ放電されるため、波形情報検出部4などの内部回路の破壊を抑制することができ、生体認識装置として十分な静電気放電耐性を得ることができる。
次に、図6を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる生体認識装置について説明する。図6は、本発明の第2の実施の形態にかかる生体認識装置のうち保護部の構成例を示す回路部である。
第1の実施の形態では、NMOSトランジスタQ1を用いた保護素子61で保護部6を構成した場合を例として説明した。本実施の形態では、PMOSトランジスタQ2を用いた保護素子(第1の保護素子)62で保護部6を構成する場合について説明する。
次に、図7を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかる生体認識装置について説明する。図7は、本発明の第3の実施の形態にかかる生体認識装置のうち保護部の構成例を示す回路部である。
第1および第2の実施の形態では、1つのMOSトランジスタを用いた保護素子61,62で保護部6を構成した場合を例として説明した。本実施の形態では、トランスファーゲートを用いた保護素子(第1の保護素子)63で保護部6を構成する場合について説明する。
次に、図8および図9を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかる生体認識装置について説明する。図8は、本発明の第4の実施の形態にかかる生体認識装置のうち保護部の構成例を示す回路部である。図9は、保護部での静電気放電動作を示す説明図である。
また、NMOSトランジスタQ5は、ソース端子が入力端子6Aに接続され、ドレイン端子が出力端子6Bに接続され、ゲート端子が制御端子6Cに接続され、ボディ端子Bが接地電位GNDに接続されている。
次に、図10を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかる生体認識装置について説明する。図10は、本発明の第5の実施の形態にかかる生体認識装置のうち保護部の構成例を示す回路部である。
本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と第4の実施の形態とを組み合わせた場合について説明する。
一方、保護素子66は、第4の実施の形態で説明した保護素子64と同等であり、検出素子1に対する被検体10の接触または近接検知していない場合、および静電気放電期間tにおいて、検出素子1と接地電位GNDとの間を電気的に接続し、検出素子1に印加された静電気を接地電位GNDへ放電する。
次に、図11を参照して、本発明の第6の実施の形態にかかる生体認識装置について説明する。図11は、本発明の第6の実施の形態にかかる生体認識装置のうち保護素子として用いられるMOSトランジスタの断面図部である。
また、以上で説明した各実施の形態のうち、第2、第3、第4、および第6の実施の形態は、それぞれ第1および第4に組み合わせて実施することが可能である。
Claims (7)
- 被検体と電気的に接触する検出素子と、
交流の供給信号を生成する供給信号生成部と、
前記供給信号生成部と前記検出素子との間に接続された抵抗素子を含み、前記抵抗素子を介して前記供給信号を前記検出素子へ印加し、前記抵抗素子の一端から前記被検体が生体であるか否かによって変化する1つ以上の個別パラメータを含む応答信号を取り出して出力する応答信号生成部と、
前記応答信号から前記個別パラメータの少なくとも1つを波形情報として検出し、その波形情報を示す検出信号を出力する波形情報検出部と、
前記検出信号に基づき前記被検体が生体であるか否かを判定する生体認識部と、
前記検出素子に対する前記被検体の接触または近接を検知していない場合には、検知なしを示す前記保護制御信号を出力するとともに、前記前記被検体の接触または近接を検知した場合には、当該検知から静電気放電期間経過後に検知ありを示す前記保護制御信号を出力する保護制御部と、
入力端子が前記検出素子に接続され、出力端子が前記応答信号生成部に接続され、制御端子に入力される前記保護制御信号に応じて前記入力端子と前記出力端子との間をオンオフ制御する第1の保護素子を有し、検知ありの前記保護制御信号に応じて前記第1の保護素子をオン制御することにより前記検出素子と前記応答信号生成部とを電気的に接続し、検知なしの前記保護制御信号に応じて前記第1の保護素子をオフ制御することにより前記検出素子と前記応答信号生成部とを電気的に切り離すとともに、前記検出素子から印加された前記被検体の静電気を接地電位に放電する保護部と
を備えることを特徴とする生体認識装置。 - 請求項1に記載の生体認識装置において、
前記保護部は、前記第1の保護素子に代えて、入力端子が前記検出素子と前記応答信号生成部との接続点に接続され、出力端子が前記接地電位に接続され、制御端子に入力される前記保護制御信号に応じて前記入力端子と前記出力端子との間をオンオフ制御する第2の保護素子を有し、検知ありの前記保護制御信号に応じて前記第2の保護素子をオフ制御することにより前記接続点と前記接地電位とを電気的に切り離し、検知なしの前記保護制御信号に応じて前記第2の保護素子をオン制御して前記接続点と前記接地電位とを電気的に接続することにより、前記検出素子から印加された前記被検体の静電気を接地電位に放電する
ことを特徴とする生体認識装置。 - 請求項1に記載の生体認識装置において、
前記保護部は、前記第1の保護素子に加えて、入力端子が前記検出素子と前記応答信号生成部との接続点に接続され、出力端子が前記接地電位に接続され、制御端子に入力される前記保護制御信号に応じて前記入力端子と前記出力端子との間をオンオフ制御する第2の保護素子を有し、検知ありの前記保護制御信号に応じて前記第2の保護素子をオフ制御することにより前記接続点と前記接地電位とを電気的に切り離し、検知なしの前記保護制御信号に応じて前記第2の保護素子をオン制御して前記接続点と前記接地電位とを電気的に接続することにより、前記検出素子から印加された前記被検体の静電気を接地電位に放電する
ことを特徴とする生体認識装置。 - 請求項1に記載の生体認識装置において、
少なくとも前記第1または第2の保護素子のいずれか一方は、ゲート端子が前記制御端子に接続され、ソース端子が前記入力端子に接続され、ドレイン端子が前記出力端子に接続され、ボディ端子が前記接地電位に接続されているMOSトランジスタからなることを特徴とする生体認識装置。 - 請求項4に記載の生体認識装置において、
前記MOSトランジスタは、前記ソース端子と前記ボディ端子との間に形成されるPN接合ダイオードを介して前記静電気を放電することを特徴とする生体認識装置。 - 請求項1に記載の生体認識装置において、
少なくとも前記第1または第2の保護素子のいずれか一方は、互いのソース端子が前記入力端子に接続され、互いのドレイン端子が前記出力端子に接続され、互いのボディ端子が接地電位に接続されている、異なる導電型からなる2つのMOSトランジスタからなり、これらのゲート端子には互いに逆論理の前記保護制御信号が入力されていることを特徴とする生体認識装置。 - 請求項4〜6のいずれか1つに記載の生体認識装置において、
前記MOSトランジスタは、ドレイン領域の面積がソース領域の面積よりも小さいことを特徴とする生体認識装置。
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