JP6662792B2 - 重なり合うグリッド線、およびセンシング面をグリッド線から伸ばすための導電性プローブを用いるセンサ - Google Patents

Description

＜関連出願への相互参照＞
本出願は、出願日２０１４年２月２１日、米国特許仮出願第６１／９４２，８９２号、および出願日２０１４年２月２４日、米国特許仮出願第６１／９４３，７３３号の出願日の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく利益を主張する。同仮出願の各開示を参照により本明細書に組み込む。

本開示は、指紋センサ等の、センサの近傍または周辺に位置する物体をセンシングするためのセンサを説明する。

電子センシング市場において、多様な種類の、物体を所定位置でセンシングするためのセンサがある。そのようなセンサは、物体がセンサの近傍または周辺に存在するかどうか、ならびに、センシングされている物体の他の特徴および特性を検知するために、物体の電気的特性を検知するように構成される。

センサは、センサに近接または接触した物体の温度、重量、ならびに、光子放出、磁気放出、原子発光等の様々な放出等のパラメータを測定することによって、物体の特性を受動的に検出するように構成されてもよい。この例としては、物体から放射される黒体放射スペクトルを検出し、それに基づいて物体の温度を計算することが可能な非接触赤外線温度計がある。

電圧や電流等の刺激で物体を直接的に励起して結果として生じる信号を用いることによって、物体の物理的または電気的な特性を判定するよう機能する他のセンサもある。この例としては、２つの端子からなる流体検出器であって、１つの端子が媒質を電圧源で励起し、第２の端子が電流の流れを測定して水等の導電性流体の有無を判定する流体検出器がある。

インピーダンスデータの二次元アレイが、物体をラインセンシングアレイにわたって動かし、二次元画像のライン毎の再構成を行うことによって作成されてもよい。この例としては、指がセンサを横切ってドラッグされる時に、指紋の隆線と谷線との間の静電容量の差を測定するスワイプ容量式指紋センサがある。このようなセンサは、個々の線情報を用いて、事後的に二次元指紋画像を再構成する。

二次元画像を取得するためのより簡単な方法は、二次元センシングアレイを作成することである。しかし、そのようなセンサは、多数のセンシング点がアレイに必要なため、法外なコストがかかり得る。この例としては、二次元容量式指紋センサがある。このセンサは、現在、多く製造されているが、１５０ｍｍ^２以上のシリコン領域を使用するため、多くの適用例で、法外なコストがかかる。

これらの異なる種類の電子センサが、指紋等の特性を測定するバイオメトリックセンサ、医療用センサ、または流体計測モニタ等の様々な適用例で用いられてきている。典型的には、様々な装置のセンシング素子が、物体の情報を処理して物体の特徴を解釈できるように構成されたプロセッサに接続される。

当業界では、指紋センシングと指紋認証の両方またはいずれか一方等の、異なる適用例で用いられる高精度で信頼性の高いセンサを提供することが可能な装置が必要である。

本明細書に記載のいくつかの側面の基本的な理解のために、簡単な要約を以下に提示する。この要約は、請求項に係る主題の広範囲にわたる概要ではない。請求項に係る主題の鍵または重大な要素を識別することを意図するものではなく、また、請求項に係る主題の範囲を叙述することを意図するものでもない。その唯一の目的は、後述する発明を実施するための形態への導入部として、いくつかの概念を簡略化した形式で提示することである。

本開示の複数の側面は、電子センサのセンシング面を、センサのピックアップ素子の表面からピックアップ素子上に配置されたオーバレイの表面に向かって伸ばす１以上の導電性プローブにおいて実現される。センサは、例えば、多数のピックアップ素子および多数のドライブ素子をグリッドパターンで配置し、多数の交差位置に多数の導電性プローブを置いて、オーバレイの表面の近傍または表面にセンシング位置のグリッドを作成してもよい。

さらに、本開示の複数の側面は、絶縁材（例えば、ガラス、ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート）、またはポリカーボネート）からなるオーバレイを有する装置と一体化された指紋センサにおいて実現される。指紋センサは、オーバレイの下に位置する少なくとも１つのドライブ線（細長いドライブ素子）を含み、ドライブ線は、近位部に位置する物体と結合できる信号を搬送するように構成される。指紋センサはさらに、オーバレイの下に位置する少なくとも１つのピックアップ線（細長いピックアップ素子）を含み、ピックアップ線は、ドライブ線と実質的に垂直になるように方位付けされる。ピックアップ線およびドライブ線は、誘電体層（例えば、カプトン等の可撓性高分子基材）によって分離されてもよい。ドライブ線およびピックアップ線は、ドライブ線がピックアップ線と交差する位置（「交差位置」）で、感インピーダンス電極対を形成してもよい。

指紋センサはさらに、実質的にオーバレイにわたって延在する、柱状導体等の少なくとも１つの導電性プローブを含む。導電性プローブは、導電性プローブの第１端部が感インピーダンス電極対に近接するように、交差位置に隣接して配置されてもよい。例えば、導電性プローブの第１端部が、感インピーダンス電極対の少なくとも一部に接触してもよい。導電性プローブの第２端部が、オーバレイの外面（例えば、上面）に、またはその近傍に、指紋センシング位置を規定してもよい。

一実施形態において、オーバレイは、タッチ可能装置（タッチイネーブル装置）の画面の一部であってもよく、指紋センサがタッチ可能装置と一体化される。

一実施形態において、導電性プローブはピックアップ素子の縁部をまたぐ。例えば、導電性プローブの半分はピックアップ素子の真上にくるが、半分はピックアップ素子の真上にはこないように、導電性プローブを配置することができる。他の実施形態において、ピックアップ素子の真上にくる導電性プローブの断面積とピックアップ素子の真上にこない導電性プローブの断面積との比率が、他の比率（例えば、５％／９５％、１０％／９０％、９５％／５％等）であってもよい。

一実施形態において、センサは、ｍ×ｎ個のドライブ線およびピックアップ線のマトリックスを含む。各ドライブ線は、恒久的に、または、スイッチを介してのどちらかで、起動回路（アクティベーション回路）に接続されてもよい。各ピックアップ素子は、恒久的に、または、スイッチを介してのどちらかで、バッファまたは増幅器に接続されてもよい。例によっては、ｍ＝ｎである。そのような例におけるセンサを、グリッドセンサと呼んでもよい。例によっては、ｍ≪ｎである。そのような例におけるセンサを、スワイプセンサまたはラインセンサと呼んでもよい。ｍ×ｎ個のピックアップ線が、ｍ×ｎ個の感インピーダンス電極対を形成する。センサは、多数の感インピーダンス電極対を同時に起動（アクティベート）して、多数の位置で指紋特徴を検出するように構成され得る。例えば、ドライブ信号を１つのドライブ線へ供給することによって、ドライブ信号を多数の交差位置で多数のピックアップ線に結合させることができるため、これらの位置で感インピーダンス電極対を起動することができる。

例えば、センサがスワイプセンサまたはラインセンサである一実施形態において、起動回路が、タッチ可能ディスプレイ装置からの入力を受信するよう適応される。起動回路は、タッチ可能ディスプレイ装置からの入力に基づいて、一組のドライブ線のうちの１つを起動することができる。入力は、タッチ可能ディスプレイ装置上を動く指のスピードおよび方向を含んでもよい。

一実施形態において、センサは、導電性プローブに隣接する少なくとも１つの被接地プローブを含む。被接地プローブは、導電性プローブをノイズ（例えば、クロストーク）から遮断することができ、対応するピックアップ素子で受信される信号により集中してもよい。場合によっては、接地層がオーバレイと感インピーダンス電極対との間に配置されて、被接地プローブが接地層に接続される。

一実施形態において、導電性プローブ（例えば、導電性コラム）が、ミリング、レーザ穴加工、エッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、機械的穴加工、または他の技術等の加工技術を用いて、形成されてもよい。

ドライブ素子とピックアップ素子の両方または一方が、オーバレイ上に、またはオーバレイの下に位置することが可能である。一例では、ドライブ素子とピックアップ素子の両方または一方が、メタルスパッタリング、フォトリソグラフィ、およびエッチングを含む技術によって、オーバレイの真上で処理されてもよい。一例において、ドライブ素子が、オーバレイの下側に設置された別基板上で処理される。一実施形態において、ドライブ素子とピックアップ素子の両方または一方が、オーバレイ内に一体形成される。例えば、線がオーバレイ内でエッチングされて導電性材料で満たされ、ドライブ素子とピックアップ素子の両方または一方を形成する。

センサは、何らかのパターンを有するように実装され得る。一実施形態において、機器メーカ（例えば、スマートフォンメーカ）のロゴの形状に近づくように形成され得る。

本開示の他の特徴や特性だけでなく、操作方法、構造の関連素子の機能、および部分の組み合わせも、添付の図面を参照して下記の説明および添付の請求項を考慮することにより、より明白になるであろう。すべての図面は、本明細書の一部を構成し、本明細書において、同様の参照番号は、様々な図面中の対応する部分を示す。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成するものであるが、本開示の多様で限定されない実施形態を示す。図面中で、共通の参照番号は、同一の、または機能的に同様の素子を示す。
本開示の一実施形態による電子センサの上面斜視図である。 本開示の一実施形態による電子センサの下面斜視図である。 本開示の一実施形態による電子センサの斜視図である。 本開示の一実施形態による電子センサの上面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 本開示の実施形態による電子センサの側面図である。 入力ローディング効果を補償するためにタンク回路を用いるドライブ・センス多重化回路の一実施形態を示す。 ローディング効果を補償するために検知毎にカスケード式バッファを用いるドライブ・センス多重化回路の一実施形態を示す。 ローディング効果を補償するために検知毎に専用バッファを用いるドライブ・センス多重化回路の一実施形態を示す。 検知信号を処理するアナログ受信器、ならびにドライブ線およびピックアップ線の走査を行う処理回路を示す。 検知信号を処理する直接デジタル変換受信器、ならびにドライブ線およびセンス線の走査を行う処理回路を示す。 指紋特徴のセンシングの外観図である。 センサシステムを用いて二次元画像を収集する工程を示す。 指紋センサを用いてユーザを認証する工程を示す。 ユーザ認証アプリケーションで典型的に用いられる指紋画像からのテンプレートの抽出を示す。

本開示は、近位部に位置する物体を検出するための電子センサに関する。一実施形態において、センサは、電子センサ上に置かれた指の表面特徴（例えば、隆線および谷線）を検出する指紋センサである。一実施形態において、電子センサは、ドライブ素子およびピックアップ素子を含む一対の電極間の相互作用に基づいて動作する。ピックアップ素子は、ドライブ素子と容量結合してもよく、ドライブ素子からピックアップ素子へ通過する信号を検知してもよい。センサが、ピックアップ素子で受信されている信号の変化を検出するかどうかに基づいて、近位部に位置する物体の特徴を検出することができる。電子センサが指紋センサである実施形態において、センサは、センサ表面上のある特定の位置が、指紋の隆線の直下にあるか、または、指紋の谷線の直下にあるかを検出することができる。指紋の隆線は、接地電位への低インピーダンス経路を提供することができ、指紋の谷線は、近位部に物体が全く存在しない状況と同様の高インピーダンスを実現することができる。よって、指紋の隆線がピックアップ素子に接触する場合は、ピックアップ素子で検出されている信号を著しく減衰してもよい。その代わりに、ピックアップ素子が指紋の谷線の直下にある場合は、ピックアップ素子で検出されている信号が、実質的に減衰しなくてもよい。よって、本実施形態における電子センサは、ピックアップ素子で検出された信号に基づいて、指紋の隆線と指紋の谷線とを区別することができる。

一実施形態において、電子センサは、複数の位置で近位部に位置する物体の表面特徴を検出するためのグリッドを形成する。グリッドは、複数の平行なドライブ線を含み、ドライブ線はそれぞれ、ドライブ源に接続可能である。また、グリッドは、複数の平行なピックアップ線を含み、ドライブ線に対して横断方向に（好ましくは、垂直に）方向付けられる。ドライブ線は、絶縁層（例えば、誘電体層）によってピックアップ線と分離される。よって、各ドライブ線は、ピックアップ線と容量結合してもよい。本実施形態において、ドライブ線が、グリッドの１つの軸（例えば、Ｘ軸）を形成し、ピックアップ線が、グリッドの別の軸（例えば、Ｙ軸）を形成する。ドライブ線およびピックアップ線が交差する各位置が、感インピーダンス電極対を形成してもよい。この感インピーダンス電極対が、近位部に位置する物体の表面特徴が検出される画素（例えば、ＸＹ座標）として扱われてもよい。グリッドは、近位部に位置する物体の表面特徴のマップを一括して作成することができる複数の画素を形成する。例えば、グリッドの画素が、電子センサに接触している指先の隆線が存在する位置、および指紋の谷線が存在する位置を特定することが可能である。マップは、データベースに保存された隆線や谷線のパターンと一致するパターンとして用いることが可能である。重なり合うドライブ線およびピックアップ線を用いた指紋センサのその他の詳細については、米国特許番号第８，４２１，８９０号、発明の名称「Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making」、および米国特許出願公開第ＵＳ２０１２−０１３４５４９号、発明の名称「Biometric sensing」に、より詳細に論じられており、その各開示の全体が、参照により組み込まれる。

本出願は、センシンググリッドを形成するために重なり合うドライブ線およびピックアップ線を用いることを認めるだけでなく、近位部に位置する物体とピックアップ素子との間で繰り返し接触することによって、結局は、ピックアップ素子にダメージを与える得ることも認める。湿度、腐食、化学的摩耗や他の機械的摩耗を含めた他の環境要因もまた、ピックアップ素子にダメージを与え得る。さらに、ピックアップ素子での放射線、ノイズ、および他の環境要因が、電子センサの精度の妨げになるかもしれない。絶縁膜をピックアップ素子を覆うように配置することが可能だが、絶縁膜は、近位部に位置する物体の表面特徴の検出の妨げにならないよう十分に薄い必要があるだろう。しかし、薄い絶縁膜自体が、環境要因によって摩耗し得るし、電子センサに信頼性の問題が発生するのを防げないだろう。

一実施形態において、本開示の複数の側面は、ピックアップ素子とセンサのセンシング面（例えば、センサの外面）との間の距離を伸ばすことができる１以上の導電性プローブ（例えば、柱状導体）を提供することによって、上記問題に対処する。一方向で、各導電性プローブは、水平方向センサグリッドの上方に延在する縦柱である。縦柱は、感インピーダンス電極対のピックアップ素子からセンシング面へ延在してもよい。より一般的には、各導電性プローブが、ドライブ線がピックアップ線と交差する画素位置からセンシング面に向かって延在してもよい。１以上の導電性プローブを、ピックアップ素子の上に配置される、絶縁材からなるオーバレイに埋め込むことができる。

本実施形態において、１以上の導電性プローブが、センサグリッドから取り除かれる電子センサのセンシング面に向かって延在するので、センシング面で物体の特徴を検出するピックアップ素子の能力を向上させる。向上された検出能力によって、絶縁オーバレイは、上記絶縁膜よりも厚さを増すことができる。より厚い絶縁オーバレイは、環境条件に対してより保護することができる。電子センサがタッチスクリーン装置に用いられる例では、絶縁オーバレイは、タッチスクリーンの一部である透明材料であってもよい。そのような構成により、電子センサをタッチ可能装置と一体化させる方法が提供される。

図１は、センサ１００のセンシング面１０１の近位部に位置する物体の表面特徴をセンシングするための電子センサ１００の例の一部を示す。センサ１００は、複数のドライブ素子１０２および複数のピックアップ素子１０４を含む。一実施形態において、ドライブ素子が、略平行な細長い板状の導電性材料片（例えば、銅、アルミニウム、金）として形成されてもよく、ドライブ線またはドライブプレートと呼ばれてもよい。ピックアップ素子が、略平行な細長い板状の導電性材料片として形成されてもよく、ピックアップ線またはピックアッププレートと呼ばれてもよい。絶縁層１０６は、ドライブ線とピックアップ線とを分離する。ドライブ素子１０２およびピックアップ素子１０４は、互いに横断するよう方向付けられ、一実施形態においては、互いに垂直である。

さらに、電子センサ１００は、ピックアップ線１０４からセンシング面１０１に向かって伸びる複数の導電性プローブ１０８（例えば、細長の導電性素子）を含む。図１に示すように、導電性プローブ１０８の第１端部（例えば、図の下端部）が、ドライブ線１０２がピックアップ線１０４を横断する位置（交差位置）に隣接する。一実施形態において、第１端部が、交差位置に形成された感インピーダンス電極対の一部と接触している。一実施形態において、第１端部が、感インピーダンス電極対に近接しているが、電極対に接触はしていない。本実施形態において、導電性プローブが、感インピーダンス電極対に容量結合する。一実施形態において、導電性プローブが、絶縁材からなるオーバレイ１１０のほぼ全体にわたって延在する。本開示中で後述するように、導電性プローブ１０８の第２端部（例えば、図の上端部）が、オーバレイの上面の上方または下方で、オーバレイの上面の位置で終わる（例えば、上面と同一平面上である）ことが可能である。オーバレイ１１０の上面は、図１に示すように、センシング面１０１であってもよく、また、１以上の他の層によってセンシング面から分離されていてもよい。

一実施形態において、オーバレイ１１０の絶縁材は透明である。一実施形態において、絶縁材１１０は、ガラス、ポリメタクリル酸メチル、およびポリカーボネートからなる群から選択される。絶縁材１１０がガラスまたはガラス代替物（例えば、アクリルガラス（ポリメタクリル酸メチル）またはポリカーボネート）を含む場合、導電性プローブ１０８は、絶縁材内にビアとして形成されてもよい。場合によっては、オーバレイ１１０が、ガラスの代わりに、厚い可撓性高分子基材から作られてもよい。導電性プローブが、高分子基材に埋め込まれてもよい。例えば、エッチング技術によって、オーバレイ１１０内に円柱を形成してもよく、成膜、スパッタリング、電気めっき、または他の技術によって、導電性材料（例えば、銅、インジウム錫酸化物、（例えば、カーボンナノチューブ、黒鉛粉末、銅から作られる）導電性ペースト、導電性接着剤（例えば、銀、銅、黒鉛）、または導電性高分子）で満たされてもよい。他の例では、まず、導電性プローブが、細長い素子として形成されてもよく、次に、オーバレイ１１０用の絶縁材が、導電性プローブを埋め込むように堆積してもよい。

一実施形態において、導電性プローブが、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）材料等の透明な材料から作られてもよく、導電性プローブをユーザには知覚できないようにしてもよい。一実施形態において、導電性プローブは、ユーザが導電性プローブを知覚できないほど十分に小さい断面を有してもよい。

図１の実施形態は、複数のドライブ線１０２および複数のピックアップ線１０４を含む。上述のように、ドライブ線が、グリッド（アレイ）の１つの軸（例えば、Ｘ軸）を形成してもよく、ピックアップ線が、他の軸（例えば、Ｙ軸）を形成してもよい。ピックアップ線がドライブ線を横切る各位置（すなわち、交差位置）が、グリッド内で画素として用いられる感インピーダンス電極対を形成してもよい。また、上述したように、導電性プローブ１０８が、交差位置からセンシング面１０１に向かって延在してもよい。従って、図１において、導電性プローブ１０８は、ピックアップ線１０４の上部によって規定される平面から垂直方向に上面１０１まで、センシング面を効果的に伸ばす。例えば、導電性プローブ１０８は、ピックアップ線１０４またはその近傍から、センシング面１０１またはその近傍における複数の位置１１２まで延在する。導電性プローブ１０８によって、その対応する感インピーダンス電極対は、位置１１２またはその近傍で表面インピーダンスの変化をより良く検出することができ、また、位置１１２またはその近傍で物体の表面特徴をより良く検出することができる。タッチスクリーン装置用に、導電性プローブを使用することにより、センサ１００のドライブ素子およびピックアップ素子を、そのタッチスクリーン内に一体化させることができる。この一体化により、センサ１００が、タッチスクリーン装置のタッチ面とセンシング面を共有できるようになり、タッチスクリーン装置上の省スペース化が図れる。また、導電性プローブ１０８の使用により、オーバレイ１１０の厚さの許容範囲が拡大する。

一実施形態において、各導電性プローブ１０８の下端部が、ピックアップ線１０４の縁部をまたぐため、プローブの下端部は、ピックアップ線１０４に隣接する絶縁層と部分的に重なり合う。図１に示す実施形態において、導電性プローブ１０８の幅の半分が、対応するピックアップ線１０４の真上に位置し、導電性プローブ１０８の幅の半分が、隣接する絶縁材の上に位置する。他の実施形態において、導電性プローブ１０８は、その幅の５％がピックアップ線１０４の真上に位置し、その幅の９５％が隣接する誘電体材料の上に位置してもよく、または、そのような配置が他の比率であってもよい（例えば、１０／９０、９０／１０、９５／５）。

図１および図４に示すように、一実施形態において、起動回路１２６がドライブ線１０２へ信号を供給する。さらに、検出回路１２０（例えば、増幅器またはバッファ）が、ピックアップ線１０４で受信される信号を検出する。図１に示す実施形態において、起動回路１２６が各ドライブ線に設置され、検出回路１２０が各ピックアップ線に設置される。他の実施形態において、センサ１００が、より少ない起動回路と検出回路１２０の両方、またはいずれか一方を含んでもよい。例えば、多数のドライブ線が、１つの起動回路１２６をマルチプレクサを介して共有してもよく、多数のピックアップ線が、１つの検出回路１２０をマルチプレクサを介して共有してもよい。図１の実施形態において、センサ１００は、ドライブ線１０２を起動回路１２６から切断できるスイッチ１２４を含み、また、ピックアップ線１０４を検出回路１２０から切断できるスイッチ１２２を含む。これらのスイッチによって、センサ１００は、ある期間の間、１つのドライブ線のみを起動することができ、起動されたドライブ線に沿って様々な交差位置で信号を検出することができる。場合によっては、センサ１００が、多数のピックアップ線から信号を同時に検出してもよい。また、センサ１００が、１以上の隣接するピックアップ線を接地に接続したまま、１つのピックアップ線から信号を検出してもよい。被接地ピックアップ線が、計測されるピックアップ線をノイズから遮断してもよい。検出信号が、起動されたドライブ線および計測されたピックアップ線に対応するＸＹ座標での表面特徴を示してもよい。センサ１００が、他のドライブ線を順に起動して、他のＸＹ座標での表面特徴を検出してもよい。

起動回路１２６および検出回路１２０は、どの位置にあってもよい。例によっては、起動回路１２６および検出回路１２０が、センサ１００の一部であってもよい。例えば、オーバレイ１００の内部に埋め込まれてもよく、ドライブ線およびピックアップ線に隣接してもよいし、ドライブ線およびピックアップ線の下にあってもよい。例によっては、起動回路１２６および検出回路１２０が、センサ１００とは別に製造または販売される別体の構成要素（例えば、起動・検出構成要素）として提供されてもよい。

一実施形態において、ドライブ線およびピックアップ線を、リソグラフィ技術（例えば、成膜またはイオン交換メタライゼーション、マスク形成、エッチング）により形成することができる。例えば、ドライブプレートとピックアッププレートの両方、またはいずれか一方を、導電性層を堆積させ、マスクをその導電性層の上にパターニングし、導電性層を複数の平行な線になるようエッチングすることにより形成してもよい。様々な層を、そのような技術を用いて、互いの上に連続的に形成してもよい。様々な層をこのように形成することにより、図１および図２に示すように、絶縁層１０６およびドライブプレート１０２の段差形状が形成されてもよい。

より具体的には、一実施形態において、複数のピックアップ素子１０４が、略平行構成に、例えば、オーバレイ１１０の表面に配置される。図２に示すように、次に、誘電体層が各ピックアップ素子を覆って、隣接するピックアップ素子間の空隙に延びるように、誘電体層１０６がピックアップ素子１０４上に堆積され、それにより、誘電体層１０６の下面内で、ピックアップ線１０４に平行な離間した溝を規定する。次に、各ドライブ線１０２の一部が、誘電体層１０６に形成された溝に流入して溝を満たすように、ドライブ素子１０２が誘電体層１０６の上に平行なストリップ状に堆積される。

図３は、複数のドライブ線１０２Ａ、複数のピックアップ線１０４Ａ，および絶縁層１０６Ａが平面状である、代替のセンサ１００Ａを示す。一般に、複数のドライブ線、絶縁層、複数のピックアップ線、およびオーバレイは、どのような形状でもよい。

一実施形態において、センサは他の層を含む。例えば、導電性層をドライブ線およびピックアップ線の下に形成することができる。導電性層は、ピックアップ線をノイズから遮断することができ、接地電位を設置することができる。一実施形態において、追加のプローブを形成して、接地電位と電気的に接続する。被接地プローブが、１以上の導電性プローブ１０８に隣接してもよく、その１以上の導電性プローブ１０８をノイズから遮断してもよい。

一実施形態において、導電性プローブの構成（例えば、ビア）が、機械的穴加工、化学的エッチング、反応性イオンエッチング、レーザ穴加工、および他の微細加工処理、またはそのいずれかによって、形成されてもよい。

図４は、電子センサ１００の上面図である。この図は、各導電性プローブ１０８が、ピックアップ線１０４と隣接する絶縁層１０６との間の境界をまたいでいることを示す。この図はさらに、複数の導電性プローブ１０８を、ドライブ線１０２とピックアップ線１０４との間の交差位置に実質的に対応するように、グリッドパターンで配置することができることを示す。

図５は電子センサ１００の側面図である。図示の実施形態は、各導電性プローブ１０８がオーバレイ１１０にわたってビアを形成することを示す。図示の実施形態は、ピックアッププレート１０４と接触する導電性プローブ１０８を示しているが、他の実施形態において、導電性プローブ１０８が、ピックアッププレート１０４から電気的に絶縁されてもよい。さらに、図示の実施形態は、導電性プローブ１０８の上端部がセンシング面１０１と同一平面であることを示しているが、他の実施形態において、オーバレイ１１０が導電性プローブ１０８を環境条件からより良く保護するように、上端部がセンシング面の下に位置してもよい。

図６は、オーバレイ１１０の上面が、指先２００等の近位部に位置する物体に接触するセンシング面１０１である状況を示す。図６のドライブ線１０２とピックアップ線１０４との間の結合は、静電容量としてモデル化されてもよい。静電容量は、本開示で後述する、２つの線間のフリンジ電界からのフリンジ容量を含む。また、ドライブ線１０２と導電性プローブ１０８との間の結合も、静電容量としてモデル化されてもよい。

フリンジ電界を図７に示す。図７は、物体が電子センサ１００に近接していない状況における、ドライブ線１０２と導電性プローブ１０８との間の複数の力線３０２、およびドライブ線１０２とピックアップ線１０４との間の複数の力線３０４を示す。図７は、導電性プローブ１０８を、ピックアップ線１０４とその隣接する誘導体層１０６との間の境界をまたぐように配置する利点を示す。より詳細には、例によっては、ピックアップ線１０４で行われた検出が、ピックアップ線１０４とドライブ線１０２を結合するフリンジ電界によって与えられる信号の検出に依存する。フリンジ電界の変化が、電子センサ１００に近接する物体を示してもよい。しかし、図７に示すように、プローブ１０８は、導体内に電界が存在することを妨げる導体である。例によっては、導電性プローブ１０８をそれぞれ、例えば、ドライブプレート１０２上の位置であり、かつ、ピックアッププレート１０４に隣接する絶縁材上の中心の位置、ピックアッププレート１０４上の中心の位置、ピックアッププレート１０４およびドライブプレート１０２をまたぐ位置、またはその間のいずれかの位置等の、ドライブプレートおよびピックアッププレートに対する多数の位置のいずれにも配置することが可能である。これらの位置のうちの３つを、それぞれ、位置１０８−１、１０８−２、および１０８−３として図４に示す。図７は、またいだ構成を示しており、導電性プローブ１０８がピックアップ素子１０４の一つの縁部（例えば、左縁部）に向かって動く。この構成は、ピックアップ線１０４の他の縁部（例えば、右縁部）の近傍に形を成すようにフリンジ電界を最適化する。

図８は、指先２００等の物体がセンサ１００のセンシング面１０１に触れる状況を示す。この図は、指先２００の隆線２０２、２０４が接地への低インピーダンス経路を提供することを示している。特に、隆線２０２、２０４が接地へのＡＣ経路を提供するように、指先２００の隆線２０２、２０４が、導電性プローブ１０８Ａおよび１０８Ｃに物理的に接触してもよい。例えば、導電性プローブ１０８Ａを接地するにより、ピックアップ線１０４Ａを接地できるため、ピックアップ線１０４Ａで受信される信号を減衰させることができる。つまり、対応する導電性プローブ１０８Ａが隆線２０２に接触すると、ドライブ線１０２とピックアップ線１０４Ａとの間のフリンジ電界３０４Ａ、およびドライブ線１０２と導電性プローブ１０８Ａとの間のフリンジ電界３０２Ａが変更されてもよい。変更は、ピックアップ線１０４Ａでのフリンジ電界の力を弱めることができ、ピックアップ線１０４Ａで検出される信号を減衰させることができる。従って、指紋センシングに関して、ピックアップ線１０４Ａとドライブ線１０２との間の交差位置での減衰された信号が、交差位置またはプローブ位置での指紋隆線として解釈されてもよい。

さらに、図８は、指先２００の谷線２０６が導電性プローブ１０８Ｂ上に位置すると、下にある感インピーダンス電極対の周囲の、ドライブ線１０２とピックアップ線１０４Ｂとの間のフリンジ電界３０４Ｂ、およびドライブ線１０２と導電性プローブ１０８Ｂとの間のフリンジ電界３０２Ｂが、実質的にあまり影響されないことを示している。より詳しくは、この図は、導電性プローブ１０８Ｂ上に位置する谷線２０６を示す。谷線２０６が、隆線２０２で導電性プローブ１０８Ａと接触している指先２００と比較して、指先２００への導電性プローブ１０８Ｂのインピーダンスを電気的に減少させる空隙を提供し、それにより、ピックアップ線１０４Ｂでの信号減衰量が、ピックアップ線１０４Ａでの信号減衰量よりも減少する。

図９は、誘電体領域１３０が、センサ本体１０１の上端部、下端部、またはその両方で、導電性プローブ１０８とピックアップ線１０４とを分離する実施形態を示す。空隙が、導電性プローブ１０８をピックアップ線１０４に結合する静電容量としてモデル化されてもよい。指先２００の隆線がピックアップ線１０４に対応する導電性プローブ１０８と接触していると、容量結合がピックアップ線１０４のためのＡＣ接地を提供してもよい。

図８と同様に、図９も、導電性プローブ１０８を接地することにより、ピックアップ線１０４の周囲のフリンジ電界を変更することができることを示す。変更されたフリンジ電界は、結果として、ドライブ線１０２とピックアップ線１０４との間の交差位置で検出される減衰された信号となってもよい。減衰が、交差位置またはプローブ位置に接触する物体として解釈されてもよい。

図１０は、絶縁層１１２が、導電性プローブ１０８の上方であって、オーバレイ１１０の上面に位置する実施形態を示す。例によっては、絶縁層１１２が、オーバレイ１１０の絶縁材とは異なる材料を含んでもよい。例によっては、絶縁層１１２が、オーバレイ１１０を構成する材料と同じ材料を含んでもよい。そのような例において、絶縁層１１２が、オーバレイ１１０の形成後に堆積されるか、他の方法で形成されてもよいという点で、絶縁層１１２はオーバレイ１１０とは異なる層として考えられてもよい。ある場合には、絶縁層１１２は透明であってもよい。

図１０で、センシング面１０１は、オーバレイ１１０の上面よりもむしろ、絶縁層１１２の上面に位置する。絶縁層１１２が、導電性プローブ１０８と、指先の隆線等のセンシング面１０１に接触する物体との間の容量結合を提供してもよい。指先の隆線等の物体がセンシング面１０１に接触すると導電性プローブ１０８からＡＣ接地への低インピーダンス経路を提供するように、絶縁層１１２の誘電率εおよび厚さｄが選択されてもよい。

図１１は、導電性プローブ１０８上に配置される絶縁層１１２Ａをも含む実施形態を示す。図示の実施形態は、オーバレイ１１０の上面に配置される複数の電極１０５を示す。場合によっては、そのような電極が、オーバレイ１１０の上面で導電性プローブの表面積を広げてもよい。増加した表面積が、センシング面１０１に接触する物体と導電性プローブ１０８との間の容量結合を増加させてもよい。電極１０５が導電性プローブ１０８とガルバニック接続される例もある。また、電極１０５が導電性プローブ１０８から電気的に絶縁される例もあるが、電極１０５と導電性プローブ１０８との間の絶縁が、依然として、電極１０５と導電性プローブ１０８との間の容量結合を提供してもよい。

一実施形態において、センサは、導電性プローブに隣接する少なく１つの被接地プローブを含む。被接地プローブは導電性プローブをノイズ（例えば、クロストーク）から遮断することができ、対応するピックアップ素子で受信される信号により集中してもよい。場合によっては、接地層がオーバレイと感インピーダンス電極対との間に配置されて、被接地プローブが接地層に接続される。たとえば、図１を参照して、センサ１００が、第２の複数の導電性プローブを含んでもよい。第２の複数の第２のプローブのうちのプローブが、導電性プローブ１０８と同じ寸法であることも可能であるし、異なる寸法であってもよい（例えば、より厚くてもより薄くてもよいし、より短くてもより長くてもよい）。第２の複数の第２のプローブをそれぞれ、導電性プローブ１０８の間に配置することができる。一例では、第２の複数のプローブをそれぞれ、２つの導電性プローブ１０８を接続する仮想線に沿って配置することができる。一例では、導電性プローブ１０８および第２の複数のプローブが千鳥形状を形成する（例えば、第２の複数のプローブのうちの１つが、４つの隣接する導電性プローブ１０８の間に配置される）ように、第２の複数のプローブを配置してもよい。センサ１００が、接地層として機能する他の導電性層を有してもよい。接地層が、例えば、ドライブ線１０２の下に形成されてもよい。接地層および複数のドライブ線１０２が、他の絶縁層（例えば、誘電体層）によって分けられてもよい。第２の複数の導電性プローブがそれぞれ、絶縁層１０６およびその他の絶縁層にわたって延在して、接地層に電気的に接続してもよい。第２の複数の導電性プローブがそれぞれ、センシング面１０１と同一平面上に延在してもよいし、また、センシング面１０１の下の位置で終了してもよい。上述したように、複数の第２の導電性プローブが、ピックアップ素子１０４での信号に集中する助けとなってもよい。

上記実施形態において記載された構造は、下記のような利点をもたらす。
・デザイン
・人間工学および操作性
・簡易一体化および耐久性の向上
・バイオメトリック性能の向上のためのユーザフィードバック
・アプリケーショングラフィックスおよびアニメーションとの直接対話

導電性プローブ、ドライブプレート、およびピックアッププレートを用いた構造形成に関するその他の詳細については、そのような構造に関する他の実施形態および他の配置を含めて、ノルウェー特許出願第２０１３１４２３号、ノルウェー特許出願第２０１３０２８９号、および米国特許出願第１４／１８３，８９３号（米国特許出願公開第２０１４／０２４１５９５号）に記載されており、その全内容を参照により本明細書に組み込む。

下記の図面は、ドライブ信号をドライブ線に提供し、ピックアップ線で検出された信号を処理するように構成された回路例を示す。

図１２は、ピックアッププレート行を走査するために単極双投スイッチまたはＳＰＤＴのバンクを、また、ピックアッププレート列を多重化するために単極双投スイッチのバンクを用いるトポロジにおける配置センサのための前端部の一例を示す回路図である。図１２のセンサは、上部プレート（すなわち、ピックアッププレート）９０２ａ、９０２ｂ、・・・９０２ｎ、底部プレート（すなわち、ドライブプレート）９０６ａ−９０６ｎ、および基準上部プレート（すなわち、ピックアッププレート）９０５を含む。キャリア信号源９１６が、底部プレート９０６ａ−９０６ｎに対するドライブ信号を生成し、底部プレート９０６ａ−９０６ｎは、キャリア信号源９１６と、ドライブ制御線９４０によって制御されるスイッチを介して選択的に接続可能である。

図１２に、走査処理開始時の、（スイッチ制御線９４６によって制御される）アナログスイッチ９４４ａ−９４４ｎのスナップショットが見られる。底部プレート９０ａ（アクティブな底部プレート）のみが、キャリア信号源９１６に接続されている。第１のＳＰＤＴスイッチ９４４ａのみを「ｏｎ」位置に示す。「ｏｎ」位置は、ピックアッププレート９０２ａがそのプレート信号を差動増幅器９８０内へ伝導するのを可能にする。残りのピックアッププレートは、スイッチ９４４ｎを介して接地に短絡して、受信したピックアップ信号が差動増幅器９８０に入るのを防ぐ。

実世界スイッチが完全分離を行わないため、各ＳＰＤＴは寄生容量９４５を有する。実際、孤立量は、スイッチ柱と交差する平行コンデンサによって典型的にモデル化される周波数と共に減少する。ＳＰＤＴスイッチを用いることによって、個々のプレートがアクティブではない時に、この容量を接地に短絡することができる。ピックアッププレートと同数個のスイッチ、典型的には５００ｄｐｉセンサで２００個のスイッチの大きなアレイが存在するので、接地への効果的なシャントキャパシタンスにその数が乗算される。そして、あるスイッチが０．５ピコファラッドの寄生容量を有し、２００個のピックアップが存在する場合、合計すると、全シャントキャパシタンスは１００ピコファラッドになる。

この大きなキャパシタンスが受信信号のほとんどをアクティブピックアップから接地へそらすのを防ぐために、この例では、補償回路を用いることが望ましい。これは、共振インダクタ９３９を用いることにより実現される。共振インダクタ９３９は、（スイッチ当たり１つの）寄生コンデンサ９４５および調整コンデンサ９３４、９３７と共に、古典的なバンドパスフィルタ回路を形成する。差動増幅器９８０へのプラス入力とマイナス入力の両方で同一のドライブ信号を用いて、調整コンデンサ９３４、９３７が、インダクタ９３９と共に個々に調整される、２ステップのヌル・ピーク調整較正手順が用いられる。差動増幅器９８０からゼロ信号が発生すると、インダクタ９３９および共振コンデンサ９３４、９３７からなる２つのバンドパスフィルタがそれぞれ、同一の中心周波数に調整されるだろう。次に、コンデンサ９３４、９３７およびインダクタ９３９が、差動増幅器９８０へのプラス入力およびマイナス入力で、逆１８０度位相の差動入力信号を用いて調整される。コンデンサ９３４、９３７およびインダクタ９３９は、ロックステップで、正確なドライブキャリア周波数に到達するまでインクリメントされる。これは、差動増幅器９８０の出力がピークである時に発生し、中心周波数をキャリアドライブ信号９１６の正確な周波数と等しくする。

システムの実装において、時間および温度に対するこのフィルタの移動を最小にするために、較正ルーチンが各指紋の走査前に行われるであろう。共振インダクタ９３９は、信号対雑音比を最適化するのに必要な適切な帯域幅特性をフィルタに与えるために、少なくとも１０のＱまたは品質係数を有する必要がある。

図１３は、グループ化されたプレートの複数のバンク９０７ａ、９０７ｂを用いる装置（前端部回路９００ｂ）の別の例を示し、複数のバンク９０７ａ、９０７ｂはそれぞれ、独自の差動増幅器９８０ａ、９８０ｂを有する。バンク＃１ ９０７ａのピックアップ線が、ピックアップ制御線９４５に接続されたスイッチ９４４ａ−９４４ｎにより、差動増幅器９８０ａに対して選択的に制御され、バンク＃２ ９０７ｂのピックアップ線が、ピックアップ制御線９４５によって制御されるスイッチ９４５ａ−９４５ｎにより、差動増幅器９８０ｂに選択的に接続される。

多数の平行なピックアッププレートを、少数のプレートを含むグループに分けることが、寄生スイッチ容量が大いに減少するため、前端部において、調整されたバンドパスフィルタを用いる必要がないであろう別の構成である。これには、２つの想定される利点があるであろう。第１の利点は、コストの削減であり、第２の利点は、周波数アジャイル前端部を有することができることである。この図は、バンク９０７ａの第１のスイッチ９４４ａがアクティブである前端部のスナップショットである。全ての他のスイッチバンク９０７ｂは、アクティブではなく示されており、それぞれのプレートを接地へ短絡する。それゆえ、電圧または電流差動増幅器９８０ａのみが、何らかのプレート信号が伝えられ、電圧または電流差動増幅器９８０ｂは、正入力と負入力との両方が、スイッチ９４５ａ−９４５ｎおよび９４５ｒのそれぞれを介して接地に短絡され、バンクからのいかなる信号も、全体出力に寄与しないようにする。

各差動増幅器９８０ａ、９８０ｂが、抵抗器９８７ａ、９８７ｂのそれぞれを介して加算増幅器９８５へ合計される。このスナップショットでは、差動増幅器９８０ａのみが、ルーティングされるプレート信号を有するので、差動増幅器９８０ａは、信号を加算増幅器９８５の入力へ独立して発生させる。この処理は、アレイ全体のスイッチバンク９０７ａ、９０７ｂ等、およびスイッチプレート９４４ａ−９４４ｎ、９４５ａ−９４５ｎ等の全てまたはほぼ全てが十分に走査されるまで、順に繰り返される。

ピックアップアレイを分割することによって、各プレートへの容量入力負荷が、スイッチのフルアレイの負荷から所定のプレートグループ内のスイッチ数まで減少する。例えば、１９６電位ピックアッププレートを１４個のプレートの１４個のバンクへ分割することにより、容量負荷が、１４個のスイッチ（９４４）の寄生容量と差動増幅器の容量負荷の合計と等しくなる。アナログスイッチ９４４が非常に低い寄生容量を有するように構成されると、負荷容量を共振させるために、全体の入力負荷が、前端部にバンドパス回路を必要としないほど小さくなる。集積回路加工技術が進歩するにつれて、寄生容量がより少ない、より小型のスイッチを設計することができ、このアプローチをより魅力的にする。

図１４は、第２ステージ差動増幅器へ多重化される個々のプレートバッファを用いる前端部回路の別の例を示す。

図示のバッファ９８２ａから９８２ｎは、非常に低い入力容量を有するように設計される特別なバッファである。一実施形態において、ドレインからゲートへのミラー容量およびダイ領域を最小にするために、これらのバッファを単一ステージのカスケード接続された増幅器として構成することができるであろう。プレートからプレートへの絶縁をより良く最大限にするために、２組のスイッチを各入力のために用いることができるであろう。この例では、各選択されたバッファを差動増幅器９８０へ多重化するために、アナログスイッチ９３０ａ−９３０ｎが含まれる。選択されない他のすべての入力バッファに対して同時に電力をシャットダウンするために、バッファ電力スイッチ９３２ａ−９３２ｎが含まれる。これにより、効果的にバッファが接地電位になる。別の実施形態は、使用しないプレートを直接接地へ短絡できるようにするために、各増幅器の前に入力アナログスイッチを設置することであろう。このアプローチの１つの効果は、各プレートの入力負荷容量の増加であってもよい。

図１４は、底部プレート９０６ａがアクティブであり、上部プレート９０２ａが、スイッチ９３２ａを介して電力が供給されるバッファ９８２ａを介して検知されている走査処理のスナップショットを示す。アナログスイッチ９３０ａが閉じて、差動増幅器９８０へルーティングする。他のすべてのバッファ出力は、アナログスイッチ９３０ｂ−ｎおよび電力スイッチ９８２ｂ−ｎを介して差動増幅器９８０から切断される。

差動増幅器９８０への正入力は、常に、低入力容量バッファ９８２ｒを介して基準プレート９０２ｒへ接続されて、「ａｉｒ」信号基準を増幅器へ提供する。差動増幅器９８０は、「ａｉｒ」基準キャリア値を提供するのに加えて、ノイズおよびコモンモードキャリア信号を差し引く働きをする。

図１５は、伝統的なアナログ受信器技術で実装される配置センサ１０００の特定の実施形態を示す。アナログ前端部は、選択されたピックアッププレート１００２ａ−ｎが基準プレート１００５から差し引かれた差動増幅器１０８０で始まる。基準プレート１００５は、理想の指先谷線と同等の基準信号を提供する指接触領域の外部に位置する。プログラマブルゲインステージまたはＰＧＡ１０９０が差動増幅器１０８０に続くが、単一のステージでゲインおよび減算の両方を提供する同一のブロックに組み込まれ得る。ＰＧＡ１０９０は、プレートエッチングにおける製造ばらつき、および層間のはんだマスク厚を補償するのに十分な幅のゲイン範囲を有するように設計される。

制御プロセッサ１０３０は、二次元センサプレートアレイの走査を調整する。ドライブプレート／列１００６ａ−１００６ｎが、制御プロセッサ１０３０内の底部プレート走査ロジック１０４０によって、ドライブ制御線１０４２を介して順にアクティブにされる。選択されたドライブプレートがアクティブにされると、キャリア信号源１０１６に接続される。アクティブでないドライブプレートはすべて、接地に接続される。シークエンス内の次のドライブプレートをアクティブにする前は、アクティブなドライブプレートは、ピックアッププレート１００２ａ−ｎの行全体が制御プロセッサ１０３０内の上部プレート走査ロジック１０４５によって走査されるのに十分な長さを維持しており、制御プロセッサ１０３０は、アナログスイッチ１０３０ａ、１０３０ｂ、・・・１０３０ｎを順に閉じて、その後、開く。

アナログミキサ１０７４が、ゲインアップされたプレート信号を基準キャリア１０１３に対して乗ずる。その結果は、ベースバンドとキャリア周波数の数倍の高調波積との合計の古典的なスペクトルである。不要な高調波をフィルタ除去するのに、アナログローパスフィルタ１０２５が用いられ、ベースバンド情報を失わずに、第２高調波に関連する情報を減衰させるのに十分鋭いロールを有しなくてはならない。

増幅器１０７７およびＡ／Ｄ変換器１０７４が、ローパスフィルタ１０２５に続き、Ａ／Ｄ変換器１０７４は、ナイキスト基準を満たすには少なくとも２倍の画素レートでサンプリングしなければならない。制御プロセッサ１０３０内のメモリバッファ１０３２が、ホスト制御部の最悪のケースの待ち時間に遅れないようにするのに十分な大きさで、Ａ／Ｄサンプルをローカルに保存する。Ａ／Ｄサンプル制御線１０７８が、プレート行および列のシーケンス処理によって作成される逐次画素情報を変換器が取得するためのサンプルクロックを提供する。

図１６は、直接デジタル変換受信器技術で実装される配置センサ１１００の一実施形態の一例を示す。この例では、アナログ前端部が、選択されたピックアッププレート１１０２ａ−ｎが基準プレート１１０５から差し引かれた差動増幅器１１８０で始まる。基準プレート１１０５は、理想的な指谷線と同等の基準信号を提供する指接触領域の外部に位置する。これらの信号の電気的減算が、いくつかの機能を行う。第１に、広帯域コモンモードが減算される。第２に、基準プレート１１０５に対する減算が、理想的な隆線谷線と同等の相対的基準信号を提供する。第３に、指経由以外で両プレートに結合するコモンモードキャリア信号も減算される。コモンモードの除去は、高ＲＦノイズ環境において、特に重要である。センサに置かれた指経由以外の手段で結合されるキャリアを減算する時に、ピックアッププレートにおけるエッチばらつきの１次キャリアキャンセルも発生する。これは、低コストでの大量生産で重要である。

プログラマブルゲインステージまたはＰＧＡ１１９０が、差動増幅器１１８０に続き、差動増幅器１１８０は、現代の集積回路設計において一般になされるように、プログラマブルゲインを含む単一の差動増幅器に容易に組み合わせることができるであろう。ＰＧＡ１１９０がプレートエッチングにおける製造ばらつき、および層間のはんだマスク厚を補償するのに十分な幅のゲイン範囲を有するように設計される。

制御プロセッサ１１３０が、二次元センサプレートアレイの走査を調節する。ドライブプレート／列１１０６ａ−１１０６ｎが、制御プロセッサ１１３０内の底部プレート走査ロジック１１４０によって、ドライブ制御線１１４２を介して順にアクティブにされる。選択されたドライブプレートがアクティブにされると、キャリア信号源１１１６に接続される。アクティブでないドライブプレートはすべて、接地に接続される。シーケンス内の次のドライブプレートをアクティブにする前は、アクティブなドライブプレートは、ピックアッププレート１１０２ａ−ｎの行全体が、ピックアッププレート１１０２ａ−ｎを差動増幅器１１８０とアナログスイッチ１１３０ａ、１１３０ｂ等を介して順に接続する上部プレート走査ロジック１１４５によって走査されてＡ／Ｄ／変換器１１２５によって取得されるのに十分な長さを有したままである。

Ａ／Ｄ／変換器１１２５が、ナイキスト基準を満たすキャリア周波数の少なくとも２倍の比率でサンプリングされる。Ａ／Ｄサンプル制御線１１０７が、プレート行および列のシーケンス処理によって作成される逐次画素情報を変換器が取得するために、サンプルクロックを提供する。

デジタルミキサ１１１８がＡ／Ｄ変換器に続き、デジタルミキサ１１１８は、キャリア周波数でのＡ／Ｄ出力を、（発振器周波数セット線１１４５を介して制御プロセッサ１１３０に結合する）デジタル制御発振器１１１０によって作成される基準キャリアに対してデジタル的に乗算する。その結果、信号が、キャリアが除去されたベースバンドにダウンコンバートされる。この処理によって作成される他の不要なスペクトル成分、つまり、２倍のキャリア側波帯が存在するが、これらは容易にフィルタ除去できる。

組合せデシメータデジタルフィルタ１１２０がデジタルミキサ１１１８に続く。このブロックがサンプリングダウン変換を行って、サンプルレートを、キャリア周波数の少なくとも２倍から、それよりも大いに低い、画素レートの少なくとも２倍まで減少させる。デジタルフィルタは、典型的に、カスケード接続積分器コムまたはＣＩＣフィルタを含み、受信器信号対ノイズの混合および改善の不要なスペクトル副産物を除去する。ＣＩＣフィルタは、デジタルミキサで信号をベースバンドにミックスダウンした後に、狭帯域バンドパスフィルタを作成する非常に効率的な方法を提供する。ＣＩＣフィルタの後に、より遅いデシメートされた速度で動いてバンドパスドループを補正するＦＩＲフィルタが来てもよい。

１００：１のサンプルレートの削減なら、相対的に小さい制御プロセッサバッファ（１１３２）を、指紋全体を取得するのに用いることができるであろう。例えば、４万画素を生じる２００×２００アレイを、４０ｋｂバッファに保存することができるであろう。これは、最速許容スワイプ速度、通常、２００ｍｓ程度に遅れないようにするのに十分な速さのレートで、部分画像フレームを走査しなければならないスワイプセンサと対照的である。同時に、２秒の遅いスワイプも適応されなければならず、最速のものの１０倍のメモリ量が必要である。冗長なサンプル線を保存前に廃棄する様々な技術が開発されている。しかし、その技術を用いても、リアルタイム保存要件は、スワイプセンサにとって、非常に大きい。これは、メモリ容量が制限されるマッチ・オン・チップ（Ｍａｔｃｈ ｏｎ Ｃｈｉｐ）アプリケーションにおいて、重大な要因である。また、配置センサは、ホストプロセッサ上でリアルタイムデータ取得／処理要件がなく、指を固定するユーザの我慢の限界を越える。

図１７は、本開示により構成された装置が、どのように指紋センシングアプリケーションに適応されてもよいかを示す。ユーザが、指紋（１５１０）のある指をセンサグリッド上に置く。センサグリッドは、ドライブプレート（１５０６ａ−１５０６ｎ）およびピックアッププレート（１５０２ａ−１５０２ｍ）の交差位置によって形成される。画像画素１５６１ａが、ドライブプレート１５０６ａおよびピックアッププレート１５０２ａの電極対の上で指紋領域を検知し、画素１５６１ｎが、ドライブ１５０６ｎおよびピックアップ１５０２ａｍの交差を検知し、また、画素１５６２ｎが、ドライブ１５０６ｎおよびピックアップ１５０２ｍの交差の上の領域を検知する。

図１８は、図１２−図１６に示す実施形態を用いて、図１７に示す指紋画像を収集するのに必要なステップを示す。画像取得がステップ１６０１で開始する。初期化の一環として、ステップ１６０２で、行カウンタが１に初期化される。ステップ１６０３は行走査シーケンスの始まりである。各行の始めに、ステップ１６０３で、列カウンタが１に設定される。ステップ１６０４で、上部プレート走査ロジック１１４５が、選択行のための適切なアナログスイッチ（１１３０ａから１１３０ｎのうちの１つ）を起動する。ステップ１６０５で、底部プレート走査ロジック１１４０が、適切なドライブプレート（１１０６ａから１１０６ｎのうちの１つ）をキャリア信号１１１６を用いて起動すると、個々の画素のセンシングが開始する。ステップ１６０６で、差動増幅器１１８０からの信号が、プログラマブルゲイン増幅器１１９０での処理後、Ａ／Ｄ変換器１１２５によって繰り返しサンプリングされる。デジタルミキサ１１１８が、サンプルを、デジタル発振器１１１０によって設定されたベースバンド周波数までミキシングダウンする。その後、ベースバンド信号がデジタルデシメートフィルタ１１２０によってフィルタリングされて、現在の画素用の信号レベル値を生成する。図１６の実施形態においてこのステップのために行われる機能は、図１５に示す対応するアナログ受信器、または機能的に同様の他の配置によって別の方法で行うことが可能であるだろう。ステップ１６０７で、ステップ１６０６で得られた信号レベル値が、現在選択されている行および列に対応するメモリバッファ１１３２の適切な位置に保存される。ステップ１６０８で、列番号がインクリメントされ、ステップ１６０９で、列番号をテストして、現在の行の収集が完了したかどうかを判定する。行が完了していない場合は、ステップ１６０５へ戻り、その行の次の画素を収集する。その行が完了すると、ステップ１６１０に進み、行番号をインクリメントする。ステップ１６１１で、行番号をテストして、すべての行が走査されたかどうかを判定する。走査されていない場合は、フローは１６０３に戻り、第１列に戻って次の行を開始する。すべての行が走査されると、画像取得が完了し、ステップ１６１２へ進む。この時点で、画像はさらなる処理または長期保存への転送の準備ができている。

当業者であれば、いくつかの実装が、より最適に、交互にサンプリングされてもよいように、行および列の走査の順番がアレイの物理的位置に直接対応していなくてもよいことを理解するであろう。

図１９および図２０において、ユーザ認証アプリケーションのための例を示す。ステップ１７０１で、プロセッサ上のシステムレベルアプリケーションがユーザ認証を要求する。ステップ１７０２で、ユーザが、照合のために指を提供するよう促される。ステップ１７０３で、システムが指の存在が検出されるのを待機する。これは、図１８および図２０で記載するように、縮小した画像を収集して指画像をテストすることによって、または、他の専用のハードウェアによって行われ得る。指の存在が検出されると、ステップ１７０４で、図１８に記載の方法、または実質的に同様の他の方法を用いて、完全な画像が収集される。この画像が保存され、ステップ１７０５で、典型的には、マニューシャ点の位置や種類（分岐点１７１０や終止点１７１１等）、おそらく隆線の周波数や向き、またはその組合せのマップを含むテンプレートに変換される。ステップ１７０７で、そのテンプレートが、ステップ１７０６で永続的テンプレート記憶部から検索された１以上の登録テンプレートと比較される。一致している場合、ステップ１７０８でユーザが認証され、アプリケーションへのアクセスが許可される。一致していない場合、ステップ１７０９でユーザが拒絶されて、アクセスは拒否される。

ある複数の実施形態例が、添付の図面に説明されて示されているが、このような実施形態は、単に、本開示の例示であり、本開示に制限するものではないこと、また、本明細書に開示する発明は、図示および記載の特定の構造および配置に制限されるものではないことが理解されるべきである。その理由は、当業者であれば、他の様々な変更を着想するかもしれないからである。従って、明細書および図面は、限定的な意味というよりもむしろ、例示的な意味にみなされるべきであり、回路を形成するトランジスタの代替の配置と量の両方、またはそのいずれか、様々な種類の接続、配置および量、ならびに他の特徴および機能が、本開示の主旨および範囲から逸脱することなく、着想され得る。同様に、本明細書に明確には言及されていない構成要素も、本開示の主旨および範囲から逸脱することなく、本開示の様々な実施形態に含むことが可能である。また、当業者には明らかであるように、本開示の様々な実施形態において、ある構成要素を製造するために行われるものとして記載された異なる処理工程および集積回路製造操作を、本開示の主旨および範囲から逸脱することなく、本明細書中に明確には言及されていない異なる構成要素、または構成要素の異なる構成を製造するために、全体または部分で容易に行うことが可能である。従って、明細書および図面は、限定的な意味というよりはむしろ例示的な意味にみなすべきである。

また、本発明は、多くの領域に、特に、バイオメトリックセンサに適用される。例えば、指紋センサや他のバイオメトリックセンサが、安全上および利便性の理由で、広範な用途で使用が認められてきている。本発明により構成された装置、システム、および方法が、システムのコストを増加させることなく、バイオメトリック照合処理の安全性を向上させるであろう。さらに、本発明は、構成要素の検証から利益を得るであろう装置、システム、および方法にまで及んでもよい。上記のように、本発明は、ホストおよびセンサが、上記構成要素のいかなる組み合わせまたは部分集合を含むことができるということを含み、上記構成要素は、システムの意図した用途に最適であるように配置および構成されてもよい。当業者であれば、本明細書に記載の構成要素の異なる組み合わせおよび置換が、添付の特許請求の範囲、その同等物、ならびに将来の関連出願に提示される特許請求の範囲およびその同等物によって規定される、発明の主旨および範囲内で可能であることを理解するであろう。

また、発明は、マイクロプロセッサ等のコンピュータプロセッサによって行われる多数の機能を含んでもよい。マイクロプロセッサは、発明によって実現される特定のタスクを定義するマシン読取可能なソフトウェアコードを実行することにより、発明による特定のタスクを行うように構成された、専門の、または専用のマイクロプロセッサであってもよい。また、マイクロプロセッサは、ダイレクトメモリアクセスモジュール、メモリ記憶装置、インターネット関連ハードウェア、および本発明によるデータ送信に関連する他の装置等の他の装置と動作して通信するように構成されてもよい。ソフトウェアコードは、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋、ＸＭＬ（拡張マークアップ言語）、および発明に関する機能的動作を実行するのに必要な装置の動作に関連する機能を定義するのに用いられてもよい他の言語等のソフトウェアフォーマットを用いて、構成されてもよい。コードは、異なる形式およびスタイルで書かれてもよく、その異なる形式およびスタイルの多くは、当業者に既知のものである。異なるコードフォーマット、コード構成、ソフトウェアプログラムのスタイルおよび形式、ならびに発明によるマイクロプロセッサの動作を定義するためのコードを構成する他の手段は、発明の主旨および範囲から逸脱しないであろう。

例えば、ラップトップコンピュータやデスクトップコンピュータ、プロセッサまたは処理ロジックを有する手持ち式装置、および、場合により、発明を利用するコンピュータサーバまたは他の装置等の、異なる種類の装置内には、発明による機能を行いながら、情報を保存し検索するための異なる種類のメモリ装置が存在する。頻繁に保存および検索される情報の便利な記憶位置として中央処理装置が使用するために、キャッシュメモリ装置をそのようなコンピュータ内に含むことが多い。同様に、中央処理装置によって頻繁に検索されるが、キャッシュメモリとは異なり、永続メモリ内ではそれほど変更されない情報を維持するために、永続メモリもそのようなコンピュータとともに頻繁に用いられる。また、メインメモリも、通常、中央処理装置によって実行されると発明による機能を実行するよう構成されるデータやソフトウェアアプリケーション等の、大量の情報を保存および検索するために含まれる。これらのメモリ装置は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、および情報の保存や検索のために中央処理装置によってアクセスされてもよい他のメモリ記憶装置として構成されてもよい。データの保存および検索動作中は、これらのメモリ装置は、異なる電荷や異なる磁気極性等の異なる状態を有するように変形される。よって、本明細書に記載の発明によって構成されたシステムおよび方法により、これらのメモリ装置の物理的変形が可能になる。従って、本明細書に記載の発明は、１以上の実施形態において、メモリ装置を異なる状態に変形することが可能な新規で有用なシステムおよび方法を対象とする。発明は、特定の種類のメモリ装置、または、これらのメモリ装置のそれぞれへ情報を保存してこれらのメモリ装置から情報を検索するための一般的に用いられるプロトコルに限定されるものではない。

「マシン読取可能な媒体」という語は、一組以上の指示を保存する、単一の、または多数の媒体（例えば、集中型または分散型データベースと関連キャッシュおよびサーバの両方、またはそのいずれか）を含むと解釈されるべきである。また、「マシン読取可能な媒体」と言う語は、マシンによって実行される一組の指示を保存する、符号化する、または、搬送することが可能な何らかの媒体であって、マシンに本発明の何らかの１以上の方法論を実行させる何らかの媒体を含むと解釈されるべきである。マシン読取可能な媒体は、マシン（例えば、コンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話等）が読みことができる形式の情報を提供する（すなわち、保存と送信の両方、またはそのいずれかを行う）何らかの機構を含む。例えば、マシン読取可能な媒体は、（上記のような）メモリ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置、生体電気システムや機械システム、電気伝播信号、光伝播信号、音響伝播信号、または他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）を含む。装置またはマシン読取可能な媒体は、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）、ナノテクノロジ装置、有機メモリ装置、ホログラフィックメモリ装置、固体メモリ装置、および回転磁気または光ディスク、またはそのいずれかを含んでもよい。指示の区画が異なるマシンに、例えば、コンピュータの相互接続間や異なる仮想マシンへ分割された時は、装置またはマシン読取可能な媒体が分散されてもよい。

ある複数の実施形態例が添付の図面に記載されて示されているが、そのような実施形態は、単に、広範な発明の例示であり、広範な発明に限定するものではないこと、また、本発明は、図示され記載された特定の構成および配置に限定されるものではないことが理解されるべきである。その理由は、当業者であれば、他の様々な変更を着想するかもしれないからである。従って、明細書および図面は、限定的な意味というよりもむしろ例示的な意味にみなされるべきである。

明細書中での「実施形態」、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、または「他の実施形態」という言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特質が、少なくともいくつかの実施形態に含まれるが、必ずしもすべての実施形態に含まれるわけではないということを意味する。「実施形態」、「一実施形態」、または「いくつかの実施形態」という様々な態様が、必ずしも同じ実施形態を言及している必要はない。明細書で、ある構成要素、特徴、構造、または特性が含まれ「てもよい（may）」、「てもよろしい（might）」、または「得る（could）」と記載されている場合、その特定の構成要素、特徴、構造、または特性が含まれている必要はない。明細書または特許請求の範囲が、「１つの（「a」または「an」）」要素について言及している場合、その要素が１つだけ存在することを意味するのではない。明細書または請求項が「追加の（an additional)」要素について言及している場合、追加の要素が１つよりも多く存在することを排除するものではない。

別段の定めがない場合は、本明細書中で使用されるすべての当業界における用語、表記、および他の専門用語は、本開示が属する当業者のうちの１人によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中に言及されるすべての特許、出願、公開された出願、および他の刊行物が、参照により、全体に組み込まれる。この節に記載の定義が、参照により組み込まれた特許、出願、公開された出願、および他の刊行物に記載の定義に反する、または別の方法で矛盾する場合、この節に記載の定義が、参照により明細書に組み込まれる定義よりも優先される。

この説明は、ある構成要素、装置、位置、特徴、またはその一部分の位置と向きの両方、またはいずれか一方を説明する際の相対的な空間的な語および方向を表す語の両方、またはそのいずれかを用いてもよい。説明の文脈によって特に言及しない限り、または別段指示しない限り、「含む（including）」、「制限なく（without limitation）」、「上部（top）」、「底部（bottom）」、「上方（above）」、「下方（below）」、「下に（under）」、「の上部に（on top of）」、「上（upper）」、「下（lower）」、「の左（left of）」, 「の右（right of）」、「の前（in front of）」、「の下（behind）」、「の隣に（next to）」、「隣接して（adjacent）」、「の間に（between）」、「水平な（horizontal）」、「垂直の（vertical）」、「斜めの（diagonal）」、「長手方向の（longitudinal）」、「横の（transverse）」、「放射状の（radial）」、「軸の（axial）」等の語が、図面において構成要素、装置、位置、特徴、またはその一部分について言及する際に、便宜上用いられるが、それらに限定することを意図するものではない。

さらに、別段の記載がない限り、この説明に述べたあらゆる特定の寸法は、単に、発明の側面を実現する装置の実装例を代表するものであり、限定することを意図するものではない。

方法、システム、および装置は、バイオメトリックシステムへの新規のアプローチを用いた改良されたセキュリティ操作および構成を含む。そのようなシステムは、特に金融取引において、セキュリティの向上した特徴から大いに利益を得るであろう。本実施形態は、指紋センサ等のバイオメトリック装置を検証する装置、システム、および関連する方法の文脈で説明され、図示されているが、発明の範囲は、そのような機能が有益である他の用途に及ぶ。さらに、先の説明は、発明の特定の複数の実施形態に関するが、これらは単に、発明の例示であり、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される範囲の発明の原理を逸脱することなく、これらの実施形態を変更してもよいことが理解されるであろう。

Claims (30)

1. 指紋センサであって、
   ドライブ線として形成された第１の導体と、
   ピックアップ線として形成された第２の導体であって、前記ドライブ線が、前記ピックアップ線を実質的に横切るように方向付けられている、第２の導体と、
   前記ドライブ線と前記ピックアップ線とを分離する誘電体層であって、前記ピックアップ線が前記ドライブ線上に重なる交差位置が、感インピーダンス電極対を画定する、誘電体層と、
   前記感インピーダンス電極対での信号を検出するように構成された検出回路と、
   絶縁材で形成され、且つ、前記ピックアップ線が前記ドライブ線上に重なる前記交差位置の上に位置するオーバレイ層と、
   前記オーバレイ層中に埋め込まれ、且つ、第１端部および第２端部を有する導電性プローブであって、前記指紋センサの検知面を前記ピックアップ線の上面から前記オーバレイ層の上面まで延長するよう、前記第１端部が前記交差位置に近接しており、且つ、前記第２端部が前記オーバレイ層の前記上面に近接しており、前記第１端部は、前記交差位置で前記導電性プローブの厚さが前記ピックアップ線と部分的に重なるように、前記交差位置で前記ピックアップ線の縁部をまたぐ、導電性プローブと、
   を備えることを特徴とする指紋センサ。
2. 前記交差位置で、前記導電性プローブの前記厚さの半分が前記ピックアップ線上に重なり、且つ、前記導電性プローブの前記厚さの半分が、前記ピックアップ線に隣接する絶縁材上に重なるように、前記導電性プローブが構成され且つ方向付けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の指紋センサ。
3. 前記交差位置で、前記導電性プローブの前記第１端部が前記ピックアップ線に接触して
   いる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の指紋センサ。
4. 前記交差位置で、前記導電性プローブの前記第１端部が、誘電体領域によって、前記ピックアップ線から分離されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の指紋センサ。
5. 前記導電性プローブの前記第２端部が、前記オーバレイ層の前記上面と同一平面上にある、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の指紋センサ。
6. 接地電位に電気的に接続された他の導電性プローブをさらに備える、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の指紋センサ。
7. 前記オーバレイ層、前記ドライブ線、および前記ピックアップ線との間に接地層をさらに備え、前記他の導電性プローブは前記接地層に電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項６に記載の指紋センサ。
8. 前記指紋センサの構造は、タッチイネーブル装置のタッチスクリーンの一部である、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の指紋センサ。
9. 前記オーバレイ層は、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、および可撓性高分子基材からなる群から選択される材料から形成される、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の指紋センサ。
10. 前記導電性プローブは、銅と、インジウム錫酸化物と、カーボンナノチューブ、黒鉛粉末、または銅からなる導電性ペーストと、銀、銅、または黒鉛を含む導電性接着剤と、導電性高分子とからなる群から選択される材料から形成される、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の指紋センサ。
11. 信号を前記ドライブ線へ供給するように構成されたアクティベーション回路をさらに備える、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の指紋センサ。
12. 前記ドライブ線に関連付けられたスイッチをさらに備え、該スイッチは、前記ドライブ線を前記アクティベーション回路に選択的に接続するように構成される、ことを特徴とする請求項１１に記載の指紋センサ。
13. 前記ピックアップ線と関連付けられたスイッチをさらに備え、該スイッチは、前記ピックアップ線を前記検出回路に選択的に接続するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の指紋センサ。
14. 前記導電性プローブ上であって、前記オーバレイ層の前記上面に、絶縁層をさらに備える、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の指紋センサ。
15. 指紋センサであって、
    複数のドライブ線として形成された第１の導電性層と、
    複数のピックアップ線として形成された第２の導電性層であって、前記複数のドライブ線は、前記複数のピックアップ線を横切るように方向付けられている、第２の導電性層と、
    前記第１の導電性層と前記第２の導電性層とを分離する誘電体層であって、前記ピックアップ線の１つが前記ドライブ線の１つの上に重なる各交差位置が、感インピーダンス電極対を画定する、誘電体層と、
    各感インピーダンス電極対での信号を検出するように構成された検出回路と、
    絶縁材から形成され、且つ、前記第１の導電性層および前記第２の導電性層の上に位置するオーバレイ層と、
    前記オーバレイ層中に埋め込まれた複数の導電性プローブであって、前記複数の導電性プローブのそれぞれが第１端部および第２端部を含み、前記指紋センサの検知面を前記ピックアップ線の上面から前記オーバレイ層の上面まで延長するよう、各導電性プローブの前記第１端部が、それに関連付けられた前記交差位置のうちの１つに近接し、且つ、前記導電性プローブの各々の前記第２端部が、前記オーバレイ層の前記上面に近接しており、前記第１端部は、前記交差位置で前記導電性プローブの厚さが前記ピックアップ線と部分的に重なるように、前記交差位置で前記ピックアップ線の縁部をまたぐ、複数の導電性プローブと、
    を備える指紋センサ。
16. 前記交差位置で、前記導電性プローブの前記厚さの半分が前記ピックアップ線上に重なり、且つ、前記導電性プローブの前記厚さの半分が、前記ピックアップ線に隣接する絶縁材上に重なるように、各導電性プローブが構成され且つ方向付けられている、ことを特徴とする請求項１５に記載の指紋センサ。
17. 前記導電性プローブのそれぞれの前記第１端部が、それに関連付けられた前記交差位置で、前記複数のピックアップ線の１つに接触している、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の指紋センサ。
18. 前記導電性プローブの前記第１端部が、それに関連付けられた前記交差位置で、誘電体領域によって、前記ピックアップ線から分離されている、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の指紋センサ。
19. 前記導電性プローブのそれぞれの前記第２端部が、前記オーバレイ層の前記上面と同一平面上にある、ことを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の指紋センサ。
20. それぞれが接地電位に電気的に接続された他の複数の導電性プローブをさらに備える、ことを特徴とする請求項１５から１９のいずれか１項に記載の指紋センサ。
21. 前記オーバレイ層と前記ドライブ線および前記ピックアップ線の少なくとも１つとの間に接地層をさらに備え、前記他の複数の導電性プローブは、それぞれ前記接地層に電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項２０に記載の指紋センサ。
22. 前記指紋センサの構造は、タッチイネーブル装置のタッチスクリーンの一部である、ことを特徴とする請求項１５から２１のいずれか１項に記載の指紋センサ。
23. 前記オーバレイ層は、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、および可撓性高分子基材からなる群から選択される材料から形成される、ことを特徴とする請求項１５から２２のいずれか１項に記載の指紋センサ。
24. 前記導電性プローブのそれぞれは、銅と、インジウム錫酸化物と、カーボンナノチューブ、黒鉛粉末、または銅からなる導電性ペーストと、銀、銅、または黒鉛を含む導電性接着剤と、導電性高分子とからなる群から選択される材料から形成される、ことを特徴とする請求項１５から２３のいずれか１項に記載の指紋センサ。
25. 信号を各前記ドライブ線へ供給するように構成されたアクティベーション回路をさらに
    備える、ことを特徴とする請求項１５から２４のいずれか１項に記載の指紋センサ。
26. 各ドライブ線に関連付けられた、前記関連付けられたドライブ線を前記アクティベーション回路に選択的に接続するように構成されたスイッチをさらに備える
    ことを特徴とする請求項２５に記載の指紋センサ。
27. 各ピックアップ線と関連付けられたスイッチをさらに備え、該スイッチは、それに関連付けられた前記ピックアップ線を前記検出回路に選択的に接続するように構成される、ことを特徴とする請求項１５に記載の指紋センサ。
28. 前記オーバレイ層の前記上面にわたって延在し、且つ、２以上の導電性プローブの前記第２端部に結合するよう構成された複数の電極をさらに備える、ことを特徴とする請求項１５から２７のいずれか１項に記載の指紋センサ。
29. 各電極は、２以上の導電性プローブに接続されて、前記電極に接続された前記導電性プローブをガルバニック結合するか、又は、前記電極が、２以上の導電性プローブから電気的に絶縁されて、前記２以上の導電性プローブを容量結合するように構成される、ことを特徴とする請求項２８に記載の指紋センサ。
30. 前記導電性プローブ上であって、前記オーバレイ層の前記上面に、絶縁層をさらに備える、ことを特徴とする請求項１５から２９のいずれか１項に記載の指紋センサ。