JP2943437B2 - Fingerprint sensor - Google Patents

Fingerprint sensor

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JP2943437B2
JP2943437B2 JP21954091A JP21954091A JP2943437B2 JP 2943437 B2 JP2943437 B2 JP 2943437B2 JP 21954091 A JP21954091 A JP 21954091A JP 21954091 A JP21954091 A JP 21954091A JP 2943437 B2 JP2943437 B2 JP 2943437B2
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piezoelectric thin
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fingerprint
fingerprint sensor
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正則 住原
克 武田
孝弘 西倉
修 川崎
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電薄膜を利用した指
紋センサ、特に指の指紋パターンを検出するためのセン
サ部の構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint sensor using a piezoelectric thin film, and more particularly to a structure of a sensor unit for detecting a fingerprint pattern of a finger.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報システムの発展、普及、多様
化に伴って、「万人不同」、「終生不変」という指紋情
報を用いた情報セキュリティが注目を集めている。現在
実用化されている指紋照合システムは、各種端末に組み
込むためには形状も大きく、高価であり、今後、情報シ
ステム機器に組み込み可能な小型化、あるいはカード形
状の指紋センサが切望されている。
2. Description of the Related Art In recent years, information security using fingerprint information such as "everyone is unmatched" and "lifelong invariant" has attracted attention with the development, spread and diversification of information systems. A fingerprint matching system currently in practical use has a large shape and is expensive in order to be incorporated into various terminals, and a compact or card-shaped fingerprint sensor that can be incorporated into an information system device has been desired in the future.

【0003】従来の指紋検出方法は、指先をガラス面な
どに押し当てて、その部分を光源で照射し、その反射光
をCCD等により光電変換して電気出力信号とし、この
電気出力信号を処理することにより、指紋を検出してい
る(例えば特開昭60−114979号公報参照)。
In the conventional fingerprint detection method, a fingertip is pressed against a glass surface or the like, the portion is irradiated with a light source, and the reflected light is photoelectrically converted by a CCD or the like into an electric output signal, and the electric output signal is processed. By doing so, a fingerprint is detected (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-114979).

【0004】この様な光学式の指紋センサ以外には、感
圧シートにマトリックス電極を形成し、感圧シートの抵
抗値を電気的に取り出すこよにより、指紋パターンを圧
力的に検出する方法(例えば特開昭63−204374
号公報)なども提案されている。
In addition to such an optical fingerprint sensor, a matrix electrode is formed on a pressure-sensitive sheet, and a resistance value of the pressure-sensitive sheet is electrically taken out to detect a fingerprint pattern pressure-wise (for example, JP-A-63-204374
Has been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の光
学式指紋センサにおいては、光源およびその電源やレン
ズなどを含む光学系とCCDなどの光電変換素子が必要
であるため、センサ部が大型化すると共にコスト高とな
るという問題点を有していた。また上記の感圧式指紋セ
ンサにおいては、感圧シートを用いているためセンサ部
の構成が簡素であり薄型化が可能であるが、センシング
に感圧導電ゴムを用いるため、再現性、クリープなど信
頼性に欠けるという問題点を有していた。
However, the above-mentioned optical fingerprint sensor requires a light source, an optical system including a power source and a lens, and a photoelectric conversion element such as a CCD. There was a problem that the cost was high. The pressure-sensitive fingerprint sensor described above uses a pressure-sensitive sheet, so the structure of the sensor unit is simple and can be made thin.However, since pressure-sensitive conductive rubber is used for sensing, reliability such as reproducibility and creep are high. There was a problem of lack of nature.

【0006】さらに、感圧式指紋センサの実用上の問題
点として、圧力検出の際の隣接素子への影響がある。こ
の問題点の解決としては、感圧シートを小片を介して絶
縁する方法あるいは感圧シートにスリットを入れて絶縁
する方法などが提案されているが、製造工程が複雑化し
てしまう。
Further, as a practical problem of the pressure-sensitive fingerprint sensor, there is an influence on an adjacent element at the time of pressure detection. As a solution to this problem, a method of insulating the pressure-sensitive sheet via small pieces or a method of insulating the pressure-sensitive sheet with slits has been proposed, but the manufacturing process is complicated.

【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、隣接素子への影響がなく、しかも小型化が可能でか
つ高分解能で信頼性の高い指紋センサを提供することを
目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a high-resolution and high-reliability fingerprint sensor which has no influence on adjacent elements, can be miniaturized.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の指紋センサは、下面電極上に圧電薄膜を形
成したのち、上記圧電薄膜上に少なくとも圧電薄膜の厚
みの1/2の寸法だけ後退させた上面電極を形成し、上
記下面電極と上記上面電極を介して分極処理することに
より構成したセンサ素子をマトリックス状に配置した構
成を有している。
In order to solve the above-mentioned problems, a fingerprint sensor according to the present invention comprises, after forming a piezoelectric thin film on a lower electrode, at least half the thickness of the piezoelectric thin film on the piezoelectric thin film. It has a configuration in which a top surface electrode recessed by a dimension is formed, and sensor elements configured by performing polarization processing via the bottom surface electrode and the top surface electrode are arranged in a matrix.

【0009】[0009]

【作用】上記手段によれば、圧電薄膜よりなる圧電セン
サ素子が指紋の山部(隆線)と接触し、(逆)圧電効果
により指紋の山部と接触している部分の各圧電素子が圧
力を電気出力信号として変換される。この圧電素子は下
面電極と上面電極を介して分極処理されており、分極処
理された部分の圧電素子のみが圧電効果を有しており、
隣接素子への影響を及ぼすことなく、指の指紋パターン
に応じた圧力分布を正確に検出するこができる。
According to the above-mentioned means, the piezoelectric sensor element made of a piezoelectric thin film comes into contact with the ridge (ridge) of the fingerprint, and each of the piezoelectric elements in the portion that is in contact with the ridge of the fingerprint by the (reverse) piezoelectric effect. The pressure is converted as an electrical output signal. This piezoelectric element is polarized through the lower electrode and the upper electrode, and only the polarized part of the piezoelectric element has a piezoelectric effect.
The pressure distribution according to the fingerprint pattern of the finger can be accurately detected without affecting adjacent elements.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の指紋センサ・マトリックス
の1単位つまり1つのセンサ素子部分の構成を説明する
ための平面図である。同図において、1は下面電極4上
に少なくとも下面電極4の幅の寸法W1 を有する圧電薄
膜5を形成したのち、この圧電薄膜5上に下面電極4の
境界辺から少なくとも圧電薄膜5の厚みの1/2の寸法
2 だけ後退させた上面電極6を形成し、下面電極4と
上面電極6を介して分極処理することにより構成される
センサ素子である。
FIG. 1 is a plan view for explaining the structure of one unit of the fingerprint sensor matrix of the present invention, that is, one sensor element portion. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a piezoelectric thin film 5 having at least a width dimension W 1 of the lower electrode 4 formed on the lower electrode 4, and a thickness of at least the thickness of the piezoelectric thin film 5 from the boundary side of the lower electrode 4 on the piezoelectric thin film 5. This is a sensor element formed by forming the upper surface electrode 6 which is set back by half the dimension W 2 of the above, and performing polarization processing via the lower surface electrode 4 and the upper surface electrode 6.

【0012】また、2はこのセンサ素子1を走査するた
めのスイッチング用のMOS型電界効果トランジスタ
(以下FETと記す)であり、3はこのセンサ素子1の
出力信号のインピーダンスを低くして信号処理しやすく
するためのインピーダンス変換用FETであり、また3
はセンサ素子1の出力信号を増幅する増幅用FETであ
ってもよい。
Reference numeral 2 denotes a switching MOS-type field effect transistor (hereinafter referred to as an FET) for scanning the sensor element 1. Reference numeral 3 denotes a signal processing circuit for lowering the impedance of the output signal of the sensor element 1. It is a FET for impedance conversion to facilitate
May be an amplifying FET that amplifies the output signal of the sensor element 1.

【0013】圧電薄膜5より構成されるセンサ素子1の
出力は非常に小さく、しかも出力インピーダンスがきわ
めて大きいので、センサ素子1の出力を正確に読み出す
ためには、出力の増幅かインピーダンスの変換またはこ
れらの両方が必要である。
Since the output of the sensor element 1 composed of the piezoelectric thin film 5 is very small and the output impedance is extremely large, in order to accurately read the output of the sensor element 1, the output must be amplified or the impedance converted or converted. You need both.

【0014】本実施例の指紋センサの特徴としては、セ
ンサ素子1部分のみの圧電薄膜5が分極処理されている
点であり、この構成とすることにより、検出部分の圧電
素子のみが圧電効果を有するため、隣接素子に圧力によ
る発生電荷が漏れることなく、指の指紋パターンに応じ
た正確な圧力分布を検出するこができる。
The feature of the fingerprint sensor of this embodiment is that the piezoelectric thin film 5 of only the sensor element 1 is polarized. With this configuration, only the piezoelectric element of the detection part has a piezoelectric effect. Therefore, it is possible to detect an accurate pressure distribution according to the fingerprint pattern of the finger without leaking charges generated by pressure to adjacent elements.

【0015】本実施例において、センサ素子1の構成を
より詳細に説明するために、図1におけるA−B線に沿
う断面図を図2に示す。同図において、まず単結晶シリ
コン基板8上にセンサ素子1の高さを調整するために、
FETを形成する過程で、単結晶シリコン基板8を酸化
処理することにより酸化膜7を形成したのち、真空蒸着
法あるいはスパッタリング法により、アルミニウム等か
らなる下面電極4をマスクを用いて形成する。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AB in FIG. 1 in order to explain the structure of the sensor element 1 in more detail in this embodiment. In the figure, first, in order to adjust the height of the sensor element 1 on the single crystal silicon substrate 8,
In the process of forming the FET, an oxide film 7 is formed by oxidizing the single-crystal silicon substrate 8, and then the lower electrode 4 made of aluminum or the like is formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method using a mask.

【0016】次に、この下面電極4上にスパッタリング
法により少なくとも下面電極4の幅の寸法W1 を有し厚
みtであるジルコンチタン酸鉛からなる圧電薄膜5を形
成し、さらにこの圧電薄膜5上に真空蒸着法あるいはス
パッタリング法により、下面電極4の境界面から少なく
とも圧電薄膜5の厚みtの1/2の寸法W2 だけ後退さ
せたアルミニウム等からなる上面電極6を形成する。
Next, a piezoelectric thin film 5 made of lead zircon titanate having a thickness t of at least the width W 1 of the lower electrode 4 is formed on the lower electrode 4 by a sputtering method. by vacuum deposition or sputtering method above to form the upper electrode 6 made of aluminum or the like which has only the dimension W 2 1/2 retraction of at least the thickness of the piezoelectric thin film 5 t from the boundary of the lower electrode 4.

【0017】そして、下面電極4と上面電極6に直流電
圧を印加して圧電薄膜5を分極処理したのち、上面電極
6上に図示しない絶縁性保護膜を被覆形成することによ
り、センサ素子1を構成している。
Then, a DC voltage is applied to the lower electrode 4 and the upper electrode 6 to polarize the piezoelectric thin film 5, and then an insulating protective film (not shown) is formed on the upper electrode 6 to form the sensor element 1. Make up.

【0018】ここで、センサ素子1が指紋パターンの山
部と接触し、圧電薄膜5に圧力が加えられた際に、下面
電極4と上面電極6との間に発生する電位差つまり出力
電圧は、圧電材料の圧電定数に比例し、圧電材料の厚み
に反比例するため、この圧電薄膜の材料としては、厚さ
が均一でしかも薄く、圧電定数の大きな材料である必要
がある。これに加えて、成膜の容易性、成膜温度、膜の
均一性などを考慮すると、ジルコンチタン酸鉛系の材料
がが望ましく、この厚みtとしては1μm程度が適して
いる。
Here, when the sensor element 1 comes into contact with the peak of the fingerprint pattern and pressure is applied to the piezoelectric thin film 5, the potential difference generated between the lower electrode 4 and the upper electrode 6, that is, the output voltage is: Since it is proportional to the piezoelectric constant of the piezoelectric material and inversely proportional to the thickness of the piezoelectric material, the material of the piezoelectric thin film must be uniform in thickness, thin, and have a large piezoelectric constant. In addition, in consideration of easiness of film formation, film formation temperature, film uniformity, and the like, a lead zirconate titanate-based material is desirable, and a thickness t of about 1 μm is suitable.

【0019】また、スイッチング用FET2および増幅
用またはインピーダンス変換用FET3は、単結晶シリ
コン基板8上にイオン注入法により形成されたn型ある
いはp型のソースおよびドレインと多結晶シリコンゲー
トにより構成され、増幅用またはインピーダンス変換用
FET3のゲート10からセンサ部の下面電極4が取り
出され、ソース11からセンサ部の上面電極6が取り出
され、ドレイン12は電極13を介してスイッチング用
FETのドレイン14と接続され、かつこの電極13を
介してドレイン抵抗15が接続されており、電極16は
図示しない電源のプラス側に接続されている。
The switching FET 2 and the amplifying or impedance converting FET 3 are composed of an n-type or p-type source and drain and a polycrystalline silicon gate formed on a single crystal silicon substrate 8 by an ion implantation method. The lower surface electrode 4 of the sensor section is extracted from the gate 10 of the amplification or impedance conversion FET 3, the upper electrode 6 of the sensor section is extracted from the source 11, and the drain 12 is connected to the drain 14 of the switching FET via the electrode 13. The drain resistor 15 is connected via the electrode 13 and the electrode 16 is connected to the positive side of a power source (not shown).

【0020】ドレイン抵抗15の大きさにより、センサ
出力の増幅かインピーダンス変換が実現される(当然増
幅とインピーダンス変換の両方の機能を実現することも
できる)。またスイッチング用FET2のゲート17に
は電極18を介して制御信号が印加され、ソース19か
ら電極20を介して出力信号を検出している。
Depending on the size of the drain resistor 15, amplification of the sensor output or impedance conversion is realized (of course, both functions of amplification and impedance conversion can be realized). A control signal is applied to the gate 17 of the switching FET 2 via the electrode 18, and an output signal is detected from the source 19 via the electrode 20.

【0021】ここで、指紋の山部の構造(隆線構造)
は、空間周波数2〜3本/mmの細かいパターンであ
り、指紋の谷部(谷線)の幅は狭い所では100μm程
度になるため、指紋パターンを再現性良く正確に入力す
るためには、センサとして50μm(20本/mm)程
度の分解能が必要になってくる。従って、検出面積を2
0×20〜25×25mmとし分解能を50μmとする
と、400×400〜500〜500個(16万画素〜
25万画素)のセンサ単位を構成する必要がある。
Here, the structure of the ridge of the fingerprint (ridge structure)
Is a fine pattern with a spatial frequency of 2 to 3 lines / mm, and the width of the valley (valley line) of the fingerprint is about 100 μm in a narrow place. Therefore, in order to accurately input the fingerprint pattern with good reproducibility, A resolution of about 50 μm (20 lines / mm) is required as a sensor. Therefore, the detection area is 2
Assuming 0 × 20 to 25 × 25 mm and a resolution of 50 μm, 400 × 400 to 500 to 500 pixels (160,000 pixels to
It is necessary to configure a sensor unit of 250,000 pixels).

【0022】つまり、図1に示したセンサ素子1とスイ
ッチング用FET2と増幅用またはインピーダンス用F
ET3とにより構成される、一辺が約50μmの1つの
サンサ単位(図中の斜線部領域)を、図3に示した様に
マトリックス状に複数個配置することにより、本実施例
における指紋センサを構成している。
That is, the sensor element 1 and the switching FET 2 shown in FIG.
By arranging a plurality of sensor units (shaded area in the figure) each having a side of about 50 μm constituted by ET3 in a matrix as shown in FIG. Make up.

【0023】この構成により、指紋の山部と谷部とを検
出することが可能となり、指の指紋パターンに応じた圧
力分布を精度良く検出することができる。なお、本実施
例においては、1つのセンサ単位をマトリックス状に整
列配置しているが、これに限定されるものではなく、例
えば千鳥形状に配列させることも可能である。
With this configuration, it is possible to detect peaks and valleys of the fingerprint, and it is possible to accurately detect a pressure distribution corresponding to the fingerprint pattern of the finger. In the present embodiment, one sensor unit is arranged and arranged in a matrix. However, the present invention is not limited to this. For example, the sensor units may be arranged in a staggered shape.

【0024】また、本実施例においては、電気出力信号
の検出手段として、単結晶シリコンのFETアレイを用
いたが、この理由について説明する。
In this embodiment, a single-crystal silicon FET array is used as a means for detecting an electric output signal. The reason for this will be described.

【0025】上記FETアレイ以外の検出方法として
は、CCDにより出力信号を転送する方法もあるが、最
小取扱電荷が約6.3×10-17Cであるため、圧電薄
膜による小さな出力電荷を正確に検出するための充分な
諧調が得られないという問題点がある。
As a detection method other than the above-mentioned FET array, there is a method of transferring an output signal by a CCD. However, since the minimum handled charge is about 6.3 × 10 -17 C, a small output charge by the piezoelectric thin film can be accurately detected. However, there is a problem that a sufficient gradation for detecting the image cannot be obtained.

【0026】さらに、アモルファスシリコンあるいは多
結晶シリコンの薄膜トランジスタ(TET)を用いてス
イッチング素子を構成する方法もあるが、両者とも単結
晶シリコンのFETに比較して、漏れ電流が大きいた
め、μsecオーダの非常に短時間の間に出力信号を読
み出す必要があるという問題点がある。
Further, there is a method of forming a switching element using a thin film transistor (TET) made of amorphous silicon or polycrystalline silicon. However, since both of them have a large leakage current as compared with a single crystal silicon FET, they are on the order of μsec. There is a problem that an output signal needs to be read in a very short time.

【0027】これに比較して、単結晶シリコン上に増幅
素子またはインピーダンス変換素子とスイッチング素子
とを構成することにより、単結晶シリコンはアモルファ
スシリコンあるいは多結晶シリコンと比較して、漏れ電
流が102 〜104 倍程度少なく、出力信号の読み取り
時間がmsec〜secオーダになるため、圧電薄膜に
よる小さな出力電荷を正確に検出することが可能とな
る。
On the other hand, by forming an amplifying element or an impedance conversion element and a switching element on single crystal silicon, single crystal silicon has a leakage current of 10 2 compared to amorphous silicon or polycrystalline silicon. 10 4 times less, read time of the output signal to become msec~sec order, it is possible to accurately detect small output charge due to the piezoelectric thin film.

【0028】次に、この指紋センサの出力信号の検出方
法を説明する。説明を簡略化するために、3行×3列の
マトリックス状の検出素子から構成される指紋センサの
回路図を図3に示す。同図において、まず制御端子
1、C2、C3 のうち1つの制御端子例えばC1 に正電
圧を加え、他の制御端子C2 ,C3 を0電圧にすると、
制御端子C1 に接続されているスイッチング用FET2
11、212、213のみがオン状態となり、インピー
ダンス変換用FET311、312、313によりセン
サ素子111、112、113の出力をインピーダンス
変換して、ドレイン抵抗411、412、413を介し
てセンサ素子111、112、113の出力信号の読み
出しが可能な状態となる。
Next, a method of detecting the output signal of the fingerprint sensor will be described. In order to simplify the explanation, FIG. 3 shows a circuit diagram of a fingerprint sensor composed of a matrix of 3 rows × 3 columns of detection elements. In the figure, first , when a positive voltage is applied to one of the control terminals C 1 , C 2 , C 3 , for example, C 1 and the other control terminals C 2 , C 3 are set to 0 voltage,
Switching FET 2 connected to control terminal C 1
11, 212, and 213 are turned on, the outputs of the sensor elements 111, 112, and 113 are impedance-converted by the impedance-converting FETs 311, 312, and 313. , 113 can be read out.

【0029】次に出力端子R1、R2、R3のうち1つの
出力端子例えばR1 を選択することにより、センサ素子
111の出力信号のみが読み出されることになる。
Next, by selecting one of the output terminals R 1 , R 2 , R 3 , for example, R 1 , only the output signal of the sensor element 111 is read.

【0030】この様に、制御端子C1、C2、C3を用い
て行を選択し、出力端子R1、R2、R3 を用いて列を選
択することにより、この行と列との交差する部分に接続
された特定のセンサ素子の出力信号を順次読み出すこと
が可能となる。
As described above, by selecting a row using the control terminals C 1 , C 2 , and C 3 and selecting a column using the output terminals R 1 , R 2 , and R 3 , the row and the column are selected. It is possible to sequentially read the output signals of the specific sensor elements connected to the intersections of.

【0031】なお、上記実施例においては、センサ部本
体の構成のみについて記載したが、上記回路構成以外に
も、制御端子を用いて行を選択する回路と出力端子を用
いて列を選択する回路および出力信号の処理回路が別途
必要であるが、これらの周辺回路構成については、特に
限定されるものではなく、本実施例においては、センサ
基板として半導体基板を用いているため、上記周辺回路
部をセンサの周辺部に一体形成することも可能である。
In the above embodiment, only the configuration of the sensor section main body has been described. However, in addition to the above-described circuit configuration, a circuit for selecting rows using control terminals and a circuit for selecting columns using output terminals are provided. And a separate output signal processing circuit are required. However, the configuration of these peripheral circuits is not particularly limited. In this embodiment, since the semiconductor substrate is used as the sensor substrate, Can be formed integrally with the periphery of the sensor.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明は、下面電極上に圧
電薄膜を形成したのち、この圧電薄膜上に下面電極の境
界より少なくとも圧電薄膜の厚みの1/2の寸法だけ後
退させた上面電極を形成し、下面電極と上面電極を介し
て分極処理することにより構成したセンサ素子をマトリ
ックス状に配置した構成とすることにより、隣接素子へ
の影響を及ぼすことなく、圧電薄膜センサ素子による指
の指紋パターンに応じた圧力分布を精度良く検出するこ
とができるため、小型化が可能でありかつ高分解能で指
紋パターンを検出することができる優れた指紋センサを
実現できるものである。
As described above, according to the present invention, after the piezoelectric thin film is formed on the lower electrode, the upper surface of the piezoelectric thin film receded from the boundary of the lower electrode by at least half the thickness of the piezoelectric thin film. The electrodes are formed, and the sensor elements formed by performing polarization processing through the lower electrode and the upper electrode are arranged in a matrix, so that the finger by the piezoelectric thin film sensor element can be used without affecting adjacent elements. Since the pressure distribution corresponding to the fingerprint pattern can be detected with high accuracy, an excellent fingerprint sensor which can be downsized and which can detect the fingerprint pattern with high resolution can be realized.

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

【図1】本発明の指紋センサの一実施例におけるセンサ
素子部分の平面図
FIG. 1 is a plan view of a sensor element in a fingerprint sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例におけるA−B線に沿う断面図FIG. 2 is a sectional view taken along the line AB in the embodiment of FIG. 1;

【図3】同実施例の全体構成を示す平面図FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of the embodiment.

【図4】同実施例の指紋センサの回路図FIG. 4 is a circuit diagram of the fingerprint sensor of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサ素子 2 スイッチング用FET 3 インピーダンス変換用FET 4 下面電極 5 圧電薄膜 6 上面電極 7 酸化膜 8 単結晶シリコン基板 10 インピーダンス変換用FETのゲート 11 インピーダンス変換用FETのソース 12 インピーダンス変換用FETのドレイン 13、16、18、20 電極 14 スイッチング用FETのドレイン 15 ドレイン抵抗 17 スイッチング用FETのゲート 19 スイッチング用FETのソース 111、112、113 センサ素子 121、122、123 センサ素子 131、132、133 センサ素子 211、212、213 スイッチング用FET 221、222、223 スイッチング用FET 231、232、233 スイッチング用FET 311、312、313 インピーダンス用FET 321、322、323 インピーダンス用FET 331、332、333 インピーダンス用FET 411、412、413 ドレイン抵抗 421、422、423 ドレイン抵抗 431、432、433 ドレイン抵抗 C1 、C2 、C3 制御端子 R1 、R2 、R3 出力端子 V 電源端子 G アースDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor element 2 Switching FET 3 Impedance conversion FET 4 Lower electrode 5 Piezoelectric thin film 6 Upper electrode 7 Oxide film 8 Single crystal silicon substrate 10 Gate of impedance conversion FET 11 Source of impedance conversion FET 12 Drain of impedance conversion FET 13, 16, 18, 20 Electrode 14 Drain of switching FET 15 Drain resistance 17 Gate of switching FET 19 Source of switching FET 111, 112, 113 Sensor elements 121, 122, 123 Sensor elements 131, 132, 133 Sensor elements 211, 212, 213 Switching FETs 221, 222, 223 Switching FETs 231, 232, 233 Switching FETs 311, 312, 313 For impedance ET 321, 322, 323 impedance for FET 331, 332, 333 impedance for FET 411, 412, 413 drain resistance 421, 422, 423 drain resistance 431, 432, 433 drain resistance C 1, C 2, C 3 control terminal R 1 , R 2 , R 3 output terminal V power terminal G ground

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−27277(JP,A) 特開 平1−253624(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Osamu Kawasaki, inventor 1006 Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-58-27277 (JP, A) JP-A-1- 253624 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G06T 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数個の圧電薄膜素子をマトリックス状に
配置して、各圧電薄膜素子に加えられた圧力を電気出力
信号に変換することにより、指の指紋情報を検出する指
紋センサにおいて、下面電極上に圧電薄膜を形成したの
ち、前記圧電薄膜上に少なくとも圧電薄膜の厚みの1/
2の寸法だけ後退させた上面電極を形成し、前記下面電
極と前記上面電極を介して分極処理することにより、セ
ンサ素子を構成することを特徴とする指紋センサ。
1. A fingerprint sensor for detecting fingerprint information of a finger by arranging a plurality of piezoelectric thin film elements in a matrix and converting pressure applied to each piezoelectric thin film element into an electric output signal. After forming a piezoelectric thin film on the electrode, at least 1 / (th) of the thickness of the piezoelectric thin film is formed on the piezoelectric thin film.
2. A fingerprint sensor, comprising: forming a sensor element by forming an upper surface electrode receded by a dimension of 2 and performing polarization processing through the lower surface electrode and the upper surface electrode.
【請求項2】各圧電薄膜素子の出力信号を増幅またはイ
ンピーダンス変換する増幅素子またはインピーダンス変
換素子と、前記増幅素子またはインピーダンス変換素子
の出力を順次走査するスイッチング素子とを備えている
ことを特徴とする請求項1記載の指紋センサ。
2. An amplifying element or an impedance converting element for amplifying or impedance converting an output signal of each piezoelectric thin film element, and a switching element for sequentially scanning an output of the amplifying element or the impedance converting element. The fingerprint sensor according to claim 1, wherein
【請求項3】圧電薄膜がジルコンチタン酸鉛系薄膜であ
ることを特徴とする請求項1記載の指紋センサ。
3. The fingerprint sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric thin film is a lead zircon titanate thin film.
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