JPH11118460A - Two-dimensional shape detection device - Google Patents

Two-dimensional shape detection device

Info

Publication number
JPH11118460A
JPH11118460A JP9280492A JP28049297A JPH11118460A JP H11118460 A JPH11118460 A JP H11118460A JP 9280492 A JP9280492 A JP 9280492A JP 28049297 A JP28049297 A JP 28049297A JP H11118460 A JPH11118460 A JP H11118460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
detection
dimensional shape
detection chamber
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9280492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Itoigawa
貢一 糸魚川
Makoto Murate
真 村手
Hitoshi Iwata
仁 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Priority to JP9280492A priority Critical patent/JPH11118460A/en
Publication of JPH11118460A publication Critical patent/JPH11118460A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily detect the two-dimensional shape of the subject of detection. SOLUTION: A shell part 3 having a detecting surface 4 is provided on a sensor chip 2 having a plurality of pressure sensors formed in a semiconductor fabrication process. The shell part 3 is provided at each pressure sensor with a pressure detection chamber 12 to which the pressure-sensitive surface of the pressure sensor is opposed, and a pressure transfer hole 13 communicating each pressure detection chamber 12 to the detecting surface 4 is provided. The shell part 3 is provided also with a fluid passage 15 communicating each pressure detection chamber 12 to the outside of the shell part 3, and a fluid supply/ discharge device which is provided external to the fluid passage 15 to supply almost equal amounts of air to the pressure detection chambers 12 via the fluid passage 15 is connected to the fluid passage 15. When the pressure transfer hole 13 is closed by the subject of detection which is pressed against the detecting surface 4, the pressure of the corresponding pressure detection chamber 12 rises.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋、点字等の二
次元形状を検出するためのセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for detecting a two-dimensional shape such as a fingerprint and Braille.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば指の指紋や、点字等は三次元的な
ものではあるが、この指紋や点字自体は二次元形状デー
タとして扱われる。この二次元形状データをコンピュー
タで取り扱う場合には、二次元形状データを電気信号で
表わす必要がある。指紋や点字の二次元データを得るに
は、指紋や点字を撮影した画像を電気信号からなる画像
データとし、この画像データをデータ処理して電気信号
にて表現された二次元データを得ていた。
2. Description of the Related Art Fingerprints and braille, for example, are three-dimensional, but these fingerprints and braille are themselves treated as two-dimensional shape data. When the two-dimensional shape data is handled by a computer, the two-dimensional shape data needs to be represented by an electric signal. In order to obtain two-dimensional data of a fingerprint or Braille, an image obtained by photographing a fingerprint or Braille is used as image data composed of electric signals, and this image data is subjected to data processing to obtain two-dimensional data represented by electric signals. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、指紋や点字
の画像データをデータ処理して二次元形状データを得る
には、撮影する画像に周囲の明暗の悪影響が出ないよう
にする必要があった。画像に明暗の悪影響があると、デ
ータ処理において必要な二次元形状データを精度良く得
ることができなくなるからである。このため、画像の撮
影は、周囲の明暗条件を整える必要があり簡単にできる
作業ではなかった。従って、指紋や点字の二次元形状デ
ータを簡便に得ることができない問題があった。
However, in order to perform data processing on fingerprint or Braille image data to obtain two-dimensional shape data, it is necessary to prevent the image to be photographed from being adversely affected by surrounding light and shade. . This is because if an image has an adverse effect of light and shade, it becomes impossible to accurately obtain two-dimensional shape data required for data processing. For this reason, photographing an image is not an easy task because it is necessary to adjust the surrounding light and dark conditions. Therefore, there is a problem that two-dimensional shape data of a fingerprint or Braille cannot be easily obtained.

【0004】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、被検出体の二次元形
状を簡便に検出することができる二次元形状検出装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a two-dimensional shape detecting device capable of easily detecting a two-dimensional shape of a detection object. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、複数の圧力センサが、外
部から圧力が加えられる感圧面を同一面内に配置した状
態で形成されたセンサチップと、前記センサチップ上に
配置され、前記各圧力センサ毎に前記各感圧面と相対す
る圧力検出室が複数形成され、二次元形状が検出される
被検出体が押圧される検出面を備えるとともに、前記各
圧力検出室毎に該圧力検出室と該検出面とを連通する圧
力伝達孔を備えた胴部と、前記各圧力伝達孔が閉塞され
たとき、該圧力伝達孔が連通する前記圧力検出室の圧力
を変化させる圧力変化生成手段を備えた。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor in which a plurality of pressure sensors are arranged in a state where pressure-sensitive surfaces to which pressure is applied from the outside are arranged in the same plane. A plurality of pressure sensing chambers, each of which is disposed on the sensor chip, and which is opposed to each of the pressure-sensitive surfaces for each of the pressure sensors, and which detects an object to be detected in which a two-dimensional shape is detected. And a body having a pressure transmission hole communicating the pressure detection chamber and the detection surface for each of the pressure detection chambers, and the pressure transmission hole is closed when each of the pressure transmission holes is closed. A pressure change generating means for changing the pressure of the pressure detection chamber which is in communication is provided.

【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記圧力変化生成手段は、前記各圧力
検出室に対して、ほぼ均等な量の流体を供給、あるい
は、排出する流体給排手段である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the pressure change generating means supplies or discharges a substantially equal amount of fluid to each of the pressure detection chambers. It is a fluid supply / discharge means.

【0007】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記流体給排手段は、前記胴部に設け
られ、前記各圧力検出室を該胴部の外側に連通させる流
体流路と、前記胴部の外部に設けられ、前記流体流路を
介して前記各流体検出室に対してほぼ均等な量の流体を
供給、あるいは、排出する流体給排装置である。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the fluid supply / discharge means is provided on the body, and the fluid for connecting the pressure detection chambers to the outside of the body. A fluid supply / discharge device that is provided outside the flow path and the body, and supplies or discharges a substantially equal amount of fluid to or from each of the fluid detection chambers through the fluid flow path.

【0008】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、前記胴部は、前記圧力検出室を形成す
る圧力検出室形成孔が形成され、前記センサチップにて
該圧力検出室形成孔の一方の開口部が閉塞される第1胴
部と、該圧力検出室形成孔の他方の開口部を閉塞して前
記圧力検出室を形成するとともに前記圧力伝達孔が形成
された第2胴部とからなり、前記流体流路は、前記第1
胴部及び第2胴部の当接面に形成した流路形成溝にて形
成された。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, a pressure detection chamber forming hole for forming the pressure detection chamber is formed in the body, and the pressure is detected by the sensor chip. A first body in which one opening of the chamber forming hole is closed, and a first body in which the pressure detecting chamber is formed while the other opening of the pressure detecting chamber forming hole is closed to form the pressure detecting chamber. And the fluid flow path includes the first body.
It was formed by a flow path forming groove formed on the contact surface of the body and the second body.

【0009】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記圧力変化生成手段は、前記各圧力
検出室毎に該圧力検出室に相対するように設けた発熱抵
抗部と、前記各発熱抵抗部に発熱のための電力を供給す
る電力供給手段である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the pressure change generating means includes a heating resistor provided for each of the pressure detection chambers so as to be opposed to the pressure detection chamber. And power supply means for supplying power for heat generation to each of the heat generating resistance portions.

【0010】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
被検出体の二次元形状を検出する側が胴部の検出面に押
圧されると、該検出面において被検出体が押圧された領
域に開口する各圧力伝達孔が閉塞される。すると、圧力
変化生成手段により、この閉塞された各圧力伝達孔が連
通する各圧力検出室の圧力が、圧力伝達孔が閉塞されて
いないときの圧力から変化する。その結果、圧力が変化
した圧力検出室の圧力を検出する圧力センサから出力さ
れる出力信号が変化する。従って、被検出体が検出面に
押し当てられた部分に対応する領域に開口する圧力伝達
孔に連通する圧力センサの出力信号が圧力伝達孔が閉塞
されていないときの出力信号から変化する。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
When the side for detecting the two-dimensional shape of the detection target is pressed against the detection surface of the body, each pressure transmission hole that opens in the detection surface on the detection surface where the detection target is pressed is closed. Then, the pressure change generating means changes the pressure of each pressure detection chamber to which each closed pressure transmission hole communicates from the pressure when the pressure transmission hole is not closed. As a result, the output signal output from the pressure sensor that detects the pressure in the pressure detection chamber in which the pressure has changed changes. Therefore, the output signal of the pressure sensor that communicates with the pressure transmission hole that opens in the region corresponding to the portion where the detection target is pressed against the detection surface changes from the output signal when the pressure transmission hole is not closed.

【0011】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、圧力伝達孔が閉塞される
と、該圧力伝達孔が連通する圧力検出室に供給されてい
る流体が同圧力伝達孔から外部に排出されなくなる。従
って、その圧力検出室内の圧力が上昇し、その上昇した
圧力に対応する出力信号が圧力センサから出力される。
あるいは、圧力伝達孔が閉塞されると、該圧力伝達孔が
連通する圧力検出室に外部から同圧力伝達孔を介して流
体が供給されなくなる。従って、その圧力検出室の圧力
が低下し、その低下した圧力に対応する出力信号が圧力
センサから出力される。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1,
In addition to the effect of the invention described in the above, when the pressure transmission hole is closed, the fluid supplied to the pressure detection chamber with which the pressure transmission hole communicates is not discharged to the outside from the pressure transmission hole. Accordingly, the pressure in the pressure detection chamber increases, and an output signal corresponding to the increased pressure is output from the pressure sensor.
Alternatively, when the pressure transmission hole is closed, no fluid is supplied from the outside to the pressure detection chamber to which the pressure transmission hole communicates via the pressure transmission hole. Accordingly, the pressure in the pressure detection chamber decreases, and an output signal corresponding to the reduced pressure is output from the pressure sensor.

【0012】請求項3に記載の発明によれば、請求項2
に記載の発明の作用に加えて、外部に設けられた流体給
排装置から流体流路を介して各流体検出室に流体が供給
される。あるいは、各流体検出室から流体が排出され
る。従って、圧力伝達孔が閉塞されると、該圧力伝達孔
が連通する圧力検出室の圧力がそれまでの圧力から変化
する。
According to the invention described in claim 3, according to claim 2,
In addition to the operation of the invention described in the above, a fluid is supplied to each fluid detection chamber via a fluid flow path from a fluid supply / discharge device provided outside. Alternatively, fluid is discharged from each fluid detection chamber. Therefore, when the pressure transmission hole is closed, the pressure in the pressure detection chamber with which the pressure transmission hole communicates changes from the pressure up to that time.

【0013】請求項4に記載の発明によれば、請求項3
に記載の発明の作用に加えて、センサチップの上面に接
合した第1胴部の上面に第2胴部を接合すると、圧力検
出室が形成されるとともに流体流路が形成される。
According to the fourth aspect of the present invention, the third aspect is provided.
In addition to the operation of the invention described in the above, when the second body is joined to the upper surface of the first body joined to the upper surface of the sensor chip, a pressure detection chamber is formed and a fluid flow path is formed.

【0014】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、圧力伝達孔が閉塞される
と、該圧力伝達孔が連通する圧力検出室内の圧力が発熱
抵抗部から発生する熱により上昇する。従って、その上
昇した圧力に対応する出力信号が圧力センサから出力さ
れる。
According to the invention described in claim 5, according to claim 1 of the present invention,
In addition to the effect of the invention described in (1), when the pressure transmission hole is closed, the pressure in the pressure detection chamber to which the pressure transmission hole communicates increases due to heat generated from the heat generating resistor. Therefore, an output signal corresponding to the increased pressure is output from the pressure sensor.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図1〜図5に従って説明する。図1〜図5は、
構成を説明するために大幅に簡略化した図であって、実
際のものとは異なっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5
FIG. 3 is a diagram that is greatly simplified to explain the configuration, and is different from an actual one.

【0016】図2に示すように、本実施の形態では、二
次元形状検出装置(以下、形状検出装置という)1は、
板状のセンサチップ2と、該センサチップ2上に設けら
れた直方体形状の胴部3とを備えている。胴部3の上面
は、被検出体の二次元形状を検出するため検出面4にな
っている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, a two-dimensional shape detecting device (hereinafter, referred to as a shape detecting device) 1
It includes a plate-shaped sensor chip 2 and a rectangular parallelepiped body 3 provided on the sensor chip 2. The upper surface of the body 3 is a detection surface 4 for detecting the two-dimensional shape of the object to be detected.

【0017】図4は、センサチップ2の摸式平面図であ
る。図4に示すように、センサチップ2は、単結晶シリ
コン基板に半導体圧力センサ(以下、圧力センサ)5が
半導体製造プロセスにて形成されたものである。本実施
の形態では、圧力センサ5がシリコン基板上にアレイ状
に形成され、センサチップ2が圧力センサアレイとなっ
ている。各圧力センサ5は、その感圧面6が同一平面内
に配置されている。
FIG. 4 is a schematic plan view of the sensor chip 2. As shown in FIG. 4, the sensor chip 2 has a semiconductor pressure sensor (hereinafter, pressure sensor) 5 formed on a single crystal silicon substrate by a semiconductor manufacturing process. In the present embodiment, the pressure sensors 5 are formed in an array on a silicon substrate, and the sensor chip 2 is a pressure sensor array. Each pressure sensor 5 has its pressure-sensitive surface 6 arranged in the same plane.

【0018】各圧力センサ5はマイクロダイアフラム型
であり、シリコン基板上に形成した圧力基準室をシリコ
ン窒化膜からなるマイクロダイアフラムで覆い、このマ
イクロダイアフラム上に4個のピエゾ抵抗ゲージを設け
たものである。各ピエゾ抵抗ゲージは、ブリッジ回路を
構成するように電気的に接続されている。圧力基準室
は、シリコン窒化膜にて封止されている。この圧力セン
サ5は、シリコン窒化膜のマイクロダイアフラムをCV
Dにて形成し、圧力基準室を異方性エッチング液による
アンダーカットエッチングにて形成することができる。
又、ピエゾ抵抗ゲージは不純物拡散あるいはエピタキシ
ャル成長にて形成することができる。この圧力センサ5
は、圧力基準室内が真空状に保持されているため、絶対
圧を検出することができる。
Each pressure sensor 5 is of a micro-diaphragm type, in which a pressure reference chamber formed on a silicon substrate is covered with a micro-diaphragm made of a silicon nitride film, and four piezoresistive gauges are provided on the micro-diaphragm. is there. Each piezoresistive gauge is electrically connected to form a bridge circuit. The pressure reference chamber is sealed with a silicon nitride film. This pressure sensor 5 uses a silicon nitride film micro-diaphragm as a CV
D, and the pressure reference chamber can be formed by undercut etching using an anisotropic etching solution.
The piezoresistive gauge can be formed by impurity diffusion or epitaxial growth. This pressure sensor 5
Since the pressure reference chamber is kept in a vacuum state, the absolute pressure can be detected.

【0019】本実施の形態では、感圧面6、即ち、マイ
クロダイアフラムの上面は、その一辺の大きさが0.1
〜0.5mmに形成されており、各感圧面6のピッチが
0.1〜0.5mmとなるように各圧力センサが形成さ
れている。
In the present embodiment, the pressure-sensitive surface 6, that is, the upper surface of the micro-diaphragm has a size of one side of 0.1.
Each pressure sensor is formed such that the pitch of each pressure-sensitive surface 6 is 0.1 to 0.5 mm.

【0020】センサチップ5の基板端部には突出部7が
形成され、該突出部7の上面には各圧力センサ5からの
配線が接続された接続部8が設けられている(但し、各
図において、概略の形状のみを図示している。)この接
続部8は、各圧力センサ5からの図示しない信号配線が
接続されたボンディングパッド8が集合されたものであ
って、該各接続部8には外部のセンサ周辺回路が接続さ
れる。
A protruding portion 7 is formed at an end of the substrate of the sensor chip 5, and a connecting portion 8 to which a wiring from each pressure sensor 5 is connected is provided on an upper surface of the protruding portion 7 (however, each connecting portion 8 is provided). In the drawing, only the schematic shape is shown.) The connecting portion 8 is a group of bonding pads 8 to which signal wirings (not shown) from the pressure sensors 5 are connected. 8 is connected to an external sensor peripheral circuit.

【0021】図1は形状検出装置1を示す摸式平面図で
あり、図3は図1におけるA−A線断面図である。図3
に示すように、センサチップ5の上面には、胴部3が接
合されている。胴部は、第1胴部としての下側胴部9及
び第2胴部としての上側胴部10にて構成されている。
又、図5は、センサチップ5の上面に接合した下側胴部
9を示す平面図である。下側胴部9は単結晶シリコン又
はパイレックスガラスからなり、図3及び図5に示すよ
うに、センサチップ2の全ての圧力センサ5を覆うよう
な大きさの板状に形成されている。下側胴部9には、各
圧力センサ5の感圧面6が相対する圧力検出室形成孔1
1が複数形成されている。各感圧面6は、圧力検出室形
成孔11は、各圧力センサ5の感圧面6にてその下側開
口部が閉塞されるようになっている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the shape detecting device 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG.
As shown in the figure, the body 3 is joined to the upper surface of the sensor chip 5. The body includes a lower body 9 as a first body and an upper body 10 as a second body.
FIG. 5 is a plan view showing the lower trunk portion 9 joined to the upper surface of the sensor chip 5. The lower body 9 is made of single crystal silicon or Pyrex glass, and is formed in a plate shape having a size to cover all the pressure sensors 5 of the sensor chip 2 as shown in FIGS. The pressure detecting chamber forming hole 1 with which the pressure sensitive surface 6 of each pressure sensor 5 faces the lower body 9.
1 is formed in plurality. Each pressure-sensitive surface 6 has a pressure detection chamber forming hole 11 whose lower opening is closed by the pressure-sensitive surface 6 of each pressure sensor 5.

【0022】各圧力検出室形成孔11は、例えば、方向
性エッチングであるイオンエッチングにて形成すること
ができる。イオンエッチングとしては、反応性イオンエ
ッチング(平行平板型イオンエッチング)、反応性イオ
ンビームエッチング、反応性高速原子線エッチング等の
内のいずれかの方法で行うことができる。このような各
エッチング方法によれば、高アスペクト比で貫通エッチ
ングを行うことができる。
Each pressure detection chamber forming hole 11 can be formed, for example, by ion etching which is directional etching. The ion etching can be performed by any of reactive ion etching (parallel plate type ion etching), reactive ion beam etching, reactive high-speed atomic beam etching, and the like. According to each of these etching methods, it is possible to perform the through etching with a high aspect ratio.

【0023】下側胴部9は、センサチップ2に対して接
合されている。接合は、下側胴部9が単結晶シリコンで
ある場合には、圧接の1つである直接接合により行うこ
とができ、下側胴部9がパイレックスガラスである場合
には、陽極接合により行うことができる。
The lower body 9 is joined to the sensor chip 2. When the lower body 9 is made of single-crystal silicon, the bonding can be performed by direct bonding, which is one type of pressure welding. When the lower body 9 is made of Pyrex glass, it is performed by anodic bonding. be able to.

【0024】下側胴部9の上面には、上側胴部10が接
合されている。上側胴部10は単結晶シリコンあるいは
パイレックスガラスにて、図1及び図3に示すように、
下側胴部9の各圧力検出室形成孔11を覆う大きさの板
状に形成されている。上側胴部10、下側胴部9及びセ
ンサチップ2にて、各圧力センサ5が相対する圧力検出
室12が形成されている。又、上側胴部10の上面は、
被検出体が押圧される検出面4となっている。被検出体
は、その一側が検出面4に押し当てられることにより二
次元形状データが得られるものである。二次元形状デー
タとは、指紋や点字のように三次元体である指や点字部
のような被検出体の凹凸部が検出面4に接触する部分か
らなる二次元形状や、紙や布に形成された打ち抜き模様
のように貫通部を有する被検出体の一面が検出面に接触
する部分からなる二次元形状を表わすデータである。
An upper body 10 is joined to the upper surface of the lower body 9. The upper body 10 is made of single crystal silicon or Pyrex glass, as shown in FIGS.
The lower body 9 is formed in a plate shape large enough to cover each pressure detection chamber forming hole 11. The upper body portion 10, the lower body portion 9, and the sensor chip 2 form a pressure detection chamber 12 to which each pressure sensor 5 faces. Also, the upper surface of the upper body 10
The detection surface 4 is pressed against the detection target. One side of the detection object is pressed against the detection surface 4 to obtain two-dimensional shape data. The two-dimensional shape data is a two-dimensional shape consisting of a part in which the unevenness of the object to be detected, such as a finger or a Braille part, which is a three-dimensional body such as a fingerprint or Braille, comes into contact with the detection surface 4 or a paper or cloth. This is data representing a two-dimensional shape composed of a portion where one surface of the detection target having a penetrating portion, such as a formed punched pattern, comes into contact with the detection surface.

【0025】上側胴部10には、圧力検出室12毎に、
圧力検出室12を検出面4に連通する圧力伝達孔13が
形成されている。各圧力伝達孔13は検出面4に対して
垂直方向に延びるように形成され、対応する圧力センサ
5の上方で検出面4に開口されている。従って、検出面
4上には、各圧力伝達孔13の開口部14がセンサチッ
プ2上における圧力センサ5と同じピッチでアレイ状に
配列されている。
In the upper body 10, for each pressure detection chamber 12,
A pressure transmission hole 13 that connects the pressure detection chamber 12 to the detection surface 4 is formed. Each pressure transmission hole 13 is formed to extend in a direction perpendicular to the detection surface 4, and is opened on the detection surface 4 above the corresponding pressure sensor 5. Therefore, the openings 14 of the pressure transmission holes 13 are arranged in an array on the detection surface 4 at the same pitch as the pressure sensors 5 on the sensor chip 2.

【0026】又、上側胴部10の下面には、流路形成溝
15が形成されている。下側胴部9の上面と該上面に接
合された上側胴部10の流路形成溝15にて、各圧力検
出室12を胴部3の外部に連通する流体流路16が形成
されている。流体流路16は、胴部3の側面に開口され
た1つの開口部17に集合されている。この開口部17
には、流体流路16を介して各圧力検出室12に所定圧
力でエアを供給する図示しないエア供給装置が接続され
ている。エア供給装置から供給されるエアは、各圧力検
出室12にほぼ均等に供給されるように流体流路16が
形成されている。
A channel forming groove 15 is formed on the lower surface of the upper body 10. A fluid flow path 16 that connects each pressure detection chamber 12 to the outside of the body 3 is formed by the upper surface of the lower body 9 and the flow path forming groove 15 of the upper body 10 joined to the upper surface. . The fluid passage 16 is gathered in one opening 17 opened on the side surface of the body 3. This opening 17
Is connected to an air supply device (not shown) that supplies air at a predetermined pressure to each of the pressure detection chambers 12 via a fluid flow path 16. The fluid passage 16 is formed so that the air supplied from the air supply device is supplied to the pressure detection chambers 12 almost uniformly.

【0027】上側胴部10は、下側胴部9の上面に接合
されている。接合は、両胴部9,10が共に単結晶シリ
コンである場合には直接接合にて行うことができ、いず
れか一方がパイレックスガラスである場合には陽極接合
にて行うことができる。又、両方がパイレックスガラス
である場合には、融接にて行うことができる。
The upper body 10 is joined to the upper surface of the lower body 9. Bonding can be performed by direct bonding when both body parts 9 and 10 are made of single-crystal silicon, and anodic bonding when either one is made of Pyrex glass. When both are Pyrex glass, fusion can be performed.

【0028】この形状検出装置1は、検出面4に押圧さ
れた被検出体にて圧力伝達孔13が閉塞されると、この
圧力伝達孔13が閉塞された圧力検出室12内の圧力が
閉塞されていないときの圧力から上昇するようになって
いる。
In the shape detecting device 1, when the pressure transmitting hole 13 is closed by the object pressed against the detecting surface 4, the pressure in the pressure detecting chamber 12 in which the pressure transmitting hole 13 is closed is closed. It is designed to rise from pressure when it is not.

【0029】次に、以上のように構成された二次元形状
検出装置の作用について説明する。検出面4に何も押し
当てられていない状態では、全ての圧力伝達孔13の開
口部14が閉塞されていないため、各圧力検出室12に
供給されているエアが圧力伝達孔13から外部にほぼ均
等な排出量で排出される。その結果、各圧力検出室12
の圧力がほぼ均等な状態となり、各圧力センサ5から出
力される出力信号の値がほぼ均等になる。この状態で各
圧力センサ5から出力される出力信号が、検出面4に被
検出体が押し当てられていないときの状態に対応する。
Next, the operation of the two-dimensional shape detecting device configured as described above will be described. In a state where nothing is pressed against the detection surface 4, since the openings 14 of all the pressure transmission holes 13 are not closed, the air supplied to each pressure detection chamber 12 flows to the outside from the pressure transmission holes 13. Emitted with almost equal emissions. As a result, each pressure detection chamber 12
Are substantially equal, and the values of the output signals output from the respective pressure sensors 5 are substantially equal. An output signal output from each pressure sensor 5 in this state corresponds to a state when the detection target is not pressed against the detection surface 4.

【0030】検出面4に被検出体の二次元形状を検出す
る側が押し当てられると、検出面4において被検出体が
押圧された領域に開口する圧力伝達孔13が閉塞され
る。すると、圧力伝達孔13が閉塞された圧力検出室1
2に供給されるエアが同圧力検出室12から排出されな
くなり、その圧力検出室12の圧力が圧力伝達孔13が
閉塞されていないときの圧力から上昇する。その結果、
圧力が上昇した圧力検出室12の圧力センサ5から出力
されている出力信号が、上昇した高い圧力に対応する出
力信号に変化する。従って、被検出体が検出面4に押し
当てられた側の二次元形状に対応した領域に開口する圧
力伝達孔13に連通する圧力センサ5の出力信号が変化
する。
When the side for detecting the two-dimensional shape of the object to be detected is pressed against the detection surface 4, the pressure transmission hole 13 that opens in the area of the detection surface 4 where the object is pressed is closed. Then, the pressure detection chamber 1 in which the pressure transmission hole 13 is closed is provided.
2 is no longer discharged from the pressure detection chamber 12, and the pressure in the pressure detection chamber 12 rises from the pressure when the pressure transmission hole 13 is not closed. as a result,
The output signal output from the pressure sensor 5 of the pressure detection chamber 12 whose pressure has increased changes to an output signal corresponding to the increased pressure. Therefore, the output signal of the pressure sensor 5 communicating with the pressure transmitting hole 13 opening in the area corresponding to the two-dimensional shape on the side where the detection target is pressed against the detection surface 4 changes.

【0031】各圧力センサからの出力信号は、形状検出
センサの外部に設けられたセンサ周辺回路にて処理され
る。センサ周辺回路において、各出力信号は予め設定さ
れた基準信号と比較され、その比較結果に基づきその出
力信号に対応する圧力伝達孔13が閉塞されているか否
かが判定される。従って、その閉塞されている圧力伝達
孔13の検出面4上における配置領域から、被検出体の
二次元形状データが得られる。
Output signals from each pressure sensor are processed by a sensor peripheral circuit provided outside the shape detection sensor. In the sensor peripheral circuit, each output signal is compared with a preset reference signal, and based on the comparison result, it is determined whether or not the pressure transmission hole 13 corresponding to the output signal is closed. Therefore, the two-dimensional shape data of the detected object can be obtained from the arrangement area of the closed pressure transmission hole 13 on the detection surface 4.

【0032】以上詳述したように、本実施の形態の二次
元形状検出装置によれば、以下の効果を得ることができ
る。 (a) センサチップ2上に形成された複数の圧力セン
サ5の感圧面6を、センサチップ2上に設けた胴部3に
形成した圧力検出室12に相対させる。一方、胴部3の
上面には被検出体が押圧される検出面4を設け、各圧力
検出室12と検出面4とを連通する圧力伝達孔13を設
けた。又、圧力伝達孔13が閉塞された圧力検出室12
の圧力を変化させる圧力変化生成手段を設けた。従っ
て、検出面4に被検出体が押圧されると、検出面4に接
触した二次元形状にて圧力伝達孔13が閉塞された圧力
検出室12の圧力が変化する。その結果、圧力が変化し
た圧力検出室12の圧力を検出している圧力センサ5か
ら出力される出力信号が変化する。従って、被検出体の
検出面4に押し当てられた側の二次元形状に対応した領
域に開口する圧力伝達孔13に連通する圧力センサ5が
出力する出力信号が変化する。このため、出力信号が変
化した圧力センサ5の圧力伝達孔13の検出面4上にお
ける配置形状から被検出体の検出面4に押し当てられた
側の二次元形状が検出される。
As described in detail above, according to the two-dimensional shape detecting device of the present embodiment, the following effects can be obtained. (A) The pressure sensing surfaces 6 of the plurality of pressure sensors 5 formed on the sensor chip 2 are opposed to the pressure detection chambers 12 formed in the body 3 provided on the sensor chip 2. On the other hand, the upper surface of the body 3 is provided with a detection surface 4 against which the object to be detected is pressed, and a pressure transmission hole 13 for communicating each pressure detection chamber 12 with the detection surface 4 is provided. Further, the pressure detection chamber 12 in which the pressure transmission hole 13 is closed
And a pressure change generating means for changing the pressure. Therefore, when the object to be detected is pressed against the detection surface 4, the pressure of the pressure detection chamber 12 in which the pressure transmission hole 13 is closed in a two-dimensional shape in contact with the detection surface 4 changes. As a result, the output signal output from the pressure sensor 5 that detects the pressure in the pressure detection chamber 12 in which the pressure has changed changes. Therefore, the output signal output by the pressure sensor 5 communicating with the pressure transmitting hole 13 opened in the area corresponding to the two-dimensional shape on the side pressed against the detection surface 4 of the detection target changes. For this reason, the two-dimensional shape of the object pressed against the detection surface 4 is detected from the arrangement shape of the pressure transmission hole 13 of the pressure sensor 5 whose output signal has changed on the detection surface 4.

【0033】(b) この形状検出装置1では、圧力セ
ンサ5がセンサチップ2上に半導体製造プロセスにて形
成されているため、微小寸法でかつ高精度な圧力センサ
5を高密度に集積することができる。従って、指紋等の
微小パターンの二次元形状を高い分解能で検出すること
ができる。
(B) In this shape detecting device 1, since the pressure sensor 5 is formed on the sensor chip 2 by a semiconductor manufacturing process, the pressure sensor 5 having a small size and high accuracy can be integrated at a high density. Can be. Therefore, a two-dimensional shape of a minute pattern such as a fingerprint can be detected with high resolution.

【0034】(c) 圧力変化生成手段を、各圧力検出
室12にほぼ均等な量の流体を供給する流体供給手段と
した。そして、圧力伝達孔13が閉塞されると圧力検出
室12の圧力が上昇し、この圧力検出室12内の圧力を
検出している圧力センサ5が出力する出力信号が変化す
る。その結果、各圧力検出室12に対して外部から流体
を供給するだけでよいため、圧力検出室12の構成が簡
素化され該圧力検出室12を高密度に設けることができ
る。このため、圧力伝達孔13を高密度に設けることが
できるため、高い分解能で二次元形状を検出することが
できる。
(C) The pressure change generating means is a fluid supply means for supplying a substantially equal amount of fluid to each pressure detection chamber 12. When the pressure transmission hole 13 is closed, the pressure in the pressure detection chamber 12 increases, and the output signal output by the pressure sensor 5 detecting the pressure in the pressure detection chamber 12 changes. As a result, since it is only necessary to supply a fluid to each pressure detection chamber 12 from the outside, the configuration of the pressure detection chamber 12 is simplified, and the pressure detection chambers 12 can be provided at a high density. For this reason, since the pressure transmission holes 13 can be provided at high density, a two-dimensional shape can be detected with high resolution.

【0035】(d) 流体給排手段を、各圧力検出室1
2を胴部3の外部に連通する流体流路15と、胴部3の
外部に設けられ流体流路15を介して各圧力検出室12
にほぼ均等な量の流体を供給する流体供給装置とした。
従って、胴部3には流体流路15を形成するだけなの
で、胴部3の構成を簡素化することができる。
(D) The fluid supply / discharge means is connected to each pressure detection chamber 1
2 is connected to the outside of the body 3, and each of the pressure detection chambers 12 is provided through the fluid passage 15 provided outside the body 3.
A fluid supply device for supplying a substantially equal amount of fluid to the apparatus.
Therefore, since only the fluid channel 15 is formed in the body 3, the configuration of the body 3 can be simplified.

【0036】(e) 胴部3を、圧力検出室12を形成
する圧力検出室形成孔11が形成された第1胴部(下側
胴部9)と、同圧力検出室形成孔11を閉塞するととも
に圧力伝達孔13が形成された第2胴部(上側胴部1
0)とから構成し、流体流路16を第1胴部及び第2胴
部の当接面に形成した流路形成溝15にて形成するよう
にした。従って、流体流路16を簡単な加工で形成する
ことができる。
(E) The body 3 is closed with the first body (lower body 9) in which the pressure detection chamber forming hole 11 forming the pressure detection chamber 12 is formed, and the pressure detection chamber forming hole 11 is closed. And the second body (the upper body 1) in which the pressure transmission holes 13 are formed.
0), and the fluid channel 16 is formed by the channel forming groove 15 formed on the contact surface of the first body and the second body. Therefore, the fluid channel 16 can be formed by simple processing.

【0037】(f) 流体供給装置にて各圧力検出室1
2に流体を供給するようにした。従って、検出面4に開
口する圧力伝達孔13から流体が外部に排出されるた
め、圧力伝達孔13に外部から粉塵等が入り難い。その
結果、粉塵等が多い環境下でも使用することができる。
(F) Each pressure detection chamber 1 in the fluid supply device
2 was supplied with fluid. Therefore, since the fluid is discharged to the outside from the pressure transmission hole 13 opened in the detection surface 4, it is difficult for dust and the like to enter the pressure transmission hole 13 from the outside. As a result, it can be used even in an environment where there is a lot of dust.

【0038】尚、実施の形態は上記実施の形態に限ら
ず、以下のように変更してもよい。 ○ 上記実施の形態では、外部に設けた流体供給装置か
ら流体流路16を介して各圧力検出室12に流体を供給
するようにしたが、反対に流体吸引装置にて流体流路1
6を介して各圧力検出室12から流体を外部に排出する
ようにしてもよい。この場合でも、構成を簡素化し圧力
検出室12を高密度に設けることができるため、分解能
を高くすることができる。
The embodiment is not limited to the above embodiment, but may be modified as follows. In the above-described embodiment, the fluid is supplied from the fluid supply device provided outside to each of the pressure detection chambers 12 via the fluid flow channel 16.
The fluid may be discharged from each of the pressure detection chambers 12 to the outside via 6. Also in this case, since the configuration can be simplified and the pressure detection chambers 12 can be provided at a high density, the resolution can be increased.

【0039】○ 圧力センサ5は、バイポーラIC製造
プロセスで形成した集積化圧力センサとしてもよい。こ
の場合には、ダイアフラムは、単結晶シリコン基板の裏
面から異方性エッチングにより形成する。さらに、シリ
コン基板の裏面に結晶化ガラスのベースプレートを接合
して取り扱いを容易化することもできる。
The pressure sensor 5 may be an integrated pressure sensor formed by a bipolar IC manufacturing process. In this case, the diaphragm is formed by anisotropic etching from the back surface of the single crystal silicon substrate. Furthermore, a base plate of crystallized glass can be joined to the back surface of the silicon substrate to facilitate handling.

【0040】又、その他の構成の半導体圧力センサであ
ってもよい。 ○ ピエゾ抵抗素子からなる歪みゲージの代わりに、半
導体製造プロセスにて形成される圧電素子からなる歪み
ゲージとしてもよい。
Further, a semiconductor pressure sensor having another configuration may be used. In place of the strain gauge made of a piezoresistive element, a strain gauge made of a piezoelectric element formed in a semiconductor manufacturing process may be used.

【0041】○ 各圧力センサ5と検出面4上の開口部
14とは、上下で相対する位置に設ける必要はない。例
えば、圧力センサ5及び圧力検出室12を設けるピッチ
よりも大きなピッチで開口部14を設けるのであれば、
各圧力伝達孔13が検出面4に対して傾斜する方向に延
びるように形成されるものであってもよい。この場合に
は、検出面4に被検出体が押圧されていないときに、各
圧力検出室12内の圧力がほぼ均等になるように各圧力
伝達孔13の流路断面積を設定すればよい。
The pressure sensors 5 and the openings 14 on the detection surface 4 do not need to be provided at vertically opposed positions. For example, if the openings 14 are provided at a pitch larger than the pitch at which the pressure sensors 5 and the pressure detection chambers 12 are provided,
Each pressure transmission hole 13 may be formed so as to extend in a direction inclined with respect to the detection surface 4. In this case, the flow passage cross-sectional area of each pressure transmission hole 13 may be set so that the pressure in each pressure detection chamber 12 becomes substantially equal when the detection target is not pressed against the detection surface 4. .

【0042】○ 検出面4は平面に限らず湾曲面であっ
てもよい。この場合には、被検出体としての指を検出面
4に一方向に押し当てるだけで指紋全体を検出すること
ができる。
The detection surface 4 is not limited to a flat surface but may be a curved surface. In this case, the entire fingerprint can be detected only by pressing the finger as the detection target against the detection surface 4 in one direction.

【0043】○ 各開口部14の配列状態は、アレイ状
に限らず、その他例えば、放射状、同心円状等の配列状
態であってもよい。 ○ 流体流路15は、上側胴部10に形成する構成に限
らず、図6〜図8に示すように、下側胴部9に設けた構
成としてもよい。図6は形状検出装置1の平面図であ
り、図8は図6のB−B線断面図である。又、図7はセ
ンサチップ2に下側胴部9を接合した状態を示す平面図
である。図6〜図8に示すように、下側胴部9には、各
圧力検出室12を胴部3の外部に連通させる流体流路1
8を形成する。そして、外部の流体給排装置から流体流
路18を介して各圧力検出室12に対し流体の供給ある
いは排出を行う。この場合にも、各圧力検出室12の構
成を簡素化して高密度化を図ることができる。
The arrangement of the openings 14 is not limited to an array, but may be, for example, a radial or concentric arrangement. The fluid flow path 15 is not limited to the configuration formed in the upper body 10, but may be configured to be provided in the lower body 9 as shown in FIGS. 6 to 8. FIG. 6 is a plan view of the shape detection device 1, and FIG. 8 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 7 is a plan view showing a state where the lower body 9 is joined to the sensor chip 2. As shown in FIGS. 6 to 8, the lower body 9 has a fluid flow path 1 for connecting each pressure detection chamber 12 to the outside of the body 3.
8 is formed. Then, a fluid is supplied or discharged from the external fluid supply / discharge device to each pressure detection chamber 12 via the fluid flow path 18. Also in this case, the configuration of each pressure detection chamber 12 can be simplified to achieve higher density.

【0044】○ 図9に示すように、下側胴部9の上面
に形成した流路形成溝19と上側胴部10の下面とによ
り流体流路20を形成してもよい。又、上側胴部10の
下面にも流路形成溝を形成し、流路形成溝19と協同し
て流体流路を形成するようにしてもよい。この各場合に
は、圧力検出室12の構成を簡素化することができ、
又、流体流路を容易に加工形成することができる。
As shown in FIG. 9, the fluid flow path 20 may be formed by the flow path forming groove 19 formed on the upper surface of the lower body 9 and the lower surface of the upper body 10. Alternatively, a flow path forming groove may be formed on the lower surface of the upper body 10, and a fluid flow path may be formed in cooperation with the flow path forming groove 19. In each case, the configuration of the pressure detection chamber 12 can be simplified,
Further, the fluid flow path can be easily formed.

【0045】○ 圧力変化生成手段を、各圧力検出室1
2毎に該圧力検出室12に相対するように設けた発熱抵
抗部と、各発熱抵抗部に発熱のための電力を供給する電
力供給手段にて構成してもよい。発熱抵抗部は、センサ
チップ2上に半導体製造プロセスにて形成する拡散抵抗
部にて構成することができる。各発熱抵抗部には、電力
供給手段から常時電力を供給しておく。そして、被検出
体にて圧力伝達孔13が閉塞されると、その圧力伝達孔
13が閉塞された圧力検出室12内の流体が閉じ込めら
れた状態となり、発熱抵抗部が発生する熱で温度が上昇
する。その結果、その圧力検出室12内の圧力が上昇
し、その圧力に対応する出力信号が圧力センサ5から出
力される。この構成では、各圧力検出室12に発熱抵抗
部を設けるだけですむため、形状検出装置全体の小型化
を図ることができる。
The pressure change generating means is connected to each pressure detecting chamber 1
Each heating resistor may be constituted by a heating resistor provided so as to face the pressure detection chamber 12 and power supply means for supplying power for heating to each heating resistor. The heat generating resistor portion can be constituted by a diffusion resistor portion formed on the sensor chip 2 in a semiconductor manufacturing process. Power is always supplied to each heating resistor from a power supply unit. When the pressure transmission hole 13 is closed by the detection target, the fluid in the pressure detection chamber 12 in which the pressure transmission hole 13 is closed is confined, and the temperature is generated by the heat generated by the heating resistor. Rise. As a result, the pressure in the pressure detection chamber 12 increases, and an output signal corresponding to the pressure is output from the pressure sensor 5. In this configuration, it is only necessary to provide a heating resistor in each of the pressure detection chambers 12, so that the size of the entire shape detection device can be reduced.

【0046】○ センサチップ2上に、半導体製造プロ
セスにてセンサ周辺回路部を形成するようにしてもよ
い。このセンサ周辺回路部とは、信号増幅部、ゼロ・ス
パン調整部、リニアリティ補正部、温度補償部、A/D
変換部等の出力インターフェース、安定化電源等であ
る。この場合には、形状検出センサの使用時に外部にセ
ンサ周辺回路を用意する必要がなくなる。
The sensor peripheral circuit may be formed on the sensor chip 2 by a semiconductor manufacturing process. The sensor peripheral circuit includes a signal amplifier, a zero / span adjuster, a linearity corrector, a temperature compensator, an A / D
An output interface such as a converter, a stabilized power supply, and the like. In this case, there is no need to provide an external sensor peripheral circuit when using the shape detection sensor.

【0047】○ 本発明の二次元形状検出装置にて二次
元形状データとしての指紋を検出する指紋検出装置を構
成してもよい。この場合には、指紋の形状データを簡便
に検出することができる。。
A fingerprint detecting device for detecting a fingerprint as two-dimensional shape data by the two-dimensional shape detecting device of the present invention may be configured. In this case, the fingerprint shape data can be easily detected. .

【0048】○ 本発明の二次元形状検出装置にて二次
元形状データとしての点字を検出する点字検出装置を構
成してもよい。この場合には、点字の二次元形状データ
を簡便に検出することができる。
The two-dimensional shape detecting apparatus of the present invention may be configured as a braille detecting apparatus for detecting braille as two-dimensional shape data. In this case, two-dimensional shape data of Braille can be easily detected.

【0049】○ 指紋、点字以外の三次元体である被検
出体の凹凸部が検出面4に接触する部分からなる二次元
形状、例えば、コインの模様、印鑑の印影を検出する二
次元形状検出装置であってもよい。この場合、形状を検
出する被検出体の大きさ、その密度等に応じて、検出面
4上の開口部14の密度を設定すればよい。
A two-dimensional shape detecting part which is a three-dimensional object other than a fingerprint and Braille, and in which an uneven portion of the detected object comes into contact with the detection surface 4, for example, a two-dimensional shape detecting a coin pattern or a seal imprint. It may be a device. In this case, the density of the openings 14 on the detection surface 4 may be set according to the size, the density, and the like of the detection target whose shape is to be detected.

【0050】○ 被検出体の凹凸部が検出面4に接触す
る部分の二次元形状に限らず、紙や布で形成された打ち
抜き模様のように貫通部を有する被検出体の一面が検出
面4に接触する部分の二次元形状を検出する形状検出装
置であってもよい。
Not only the two-dimensional shape of the portion where the uneven portion of the detection object contacts the detection surface 4, but also one surface of the detection object having a penetrating portion such as a punched pattern made of paper or cloth is the detection surface. A shape detection device that detects a two-dimensional shape of a portion that contacts the fourth shape may be used.

【0051】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した各実施の形態から把握される技術的
思想をその効果とともに記載する。 (1) 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の二
次元形状検出装置において、前記センサチップには、セ
ンサ周辺回路を半導体製造プロセスにて形成した。この
ような構成によれば、別にセンサ周辺回路を用意せずに
使用することができる。
Hereinafter, in addition to the technical idea described in the claims, the technical idea grasped from each of the above-described embodiments will be described together with its effects. (1) In the two-dimensional shape detecting device according to any one of claims 1 to 5, a sensor peripheral circuit is formed on the sensor chip by a semiconductor manufacturing process. According to such a configuration, it can be used without preparing a sensor peripheral circuit separately.

【0052】(2) 請求項1〜請求項5のいずれか一
項に記載の二次元形状検出装置において、前記圧力セン
サは、ダイアフラム型であり、該ダイアフラムには密封
された圧力基準室が相対されている。このような構成に
よれば、圧力基準室の圧力が検出装置外部の圧力に拘ら
ず一定であるため、各圧力センサにて絶対圧を検出する
ことができる。従って、周囲環境の気圧に拘らず、高い
精度で形状を検出することができる。
(2) In the two-dimensional shape detecting device according to any one of claims 1 to 5, the pressure sensor is a diaphragm type, and a sealed pressure reference chamber is relatively mounted on the diaphragm. Have been. According to such a configuration, since the pressure in the pressure reference chamber is constant irrespective of the pressure outside the detection device, the absolute pressure can be detected by each pressure sensor. Therefore, the shape can be detected with high accuracy regardless of the atmospheric pressure of the surrounding environment.

【0053】(3) 請求項1〜請求項5のいずれか一
項に記載の二次元形状検出装置を備えた指紋検出装置。
このような構成によれば、指紋を簡便に検出することが
できる。
(3) A fingerprint detecting device comprising the two-dimensional shape detecting device according to any one of claims 1 to 5.
According to such a configuration, a fingerprint can be easily detected.

【0054】(4) 請求項1〜請求項5のいずれか一
項に記載の二次元形状検出装置を備えた点字認識装置。
このような構成によれば、点字を簡便に検出することが
できる。
(4) A Braille recognizing device provided with the two-dimensional shape detecting device according to any one of claims 1 to 5.
According to such a configuration, Braille can be easily detected.

【0055】尚、この明細書において、発明の構成に係
る手段及び部材は、以下のように定義されるものとす
る。 (1) 二次元形状データとは、指紋や点字のように三
次元体である指や点字部のような被検出体の凹凸部が検
出面に接触する部分からなる二次元形状を表わすデー
タ、紙や布に形成された打ち抜き模様のように貫通部を
有する被検出体の一面が検出面に接触する部分からなる
二次元形状を表わすデータを含むものとする。
In this specification, the means and members according to the present invention are defined as follows. (1) Two-dimensional shape data is data representing a two-dimensional shape consisting of a part in which an uneven portion of a detection target such as a finger or a Braille part which is a three-dimensional body contacts a detection surface, such as a fingerprint or Braille; The data includes a data representing a two-dimensional shape including a portion where one surface of a detection target having a penetrating portion contacts a detection surface, such as a punched pattern formed on paper or cloth.

【0056】(2) 圧力センサとは、センサチップ上
に半導体製造プロセスにて形成されるものであればよ
く、ダイアフラム型である場合には、圧力基準室の有無
には関係がなく、又、歪みゲージは、ピエゾ抵抗素子で
あってもよく圧電素子であってもよい。
(2) The pressure sensor only needs to be formed on the sensor chip by a semiconductor manufacturing process. In the case of a diaphragm type sensor, there is no relation to the presence or absence of a pressure reference chamber. The strain gauge may be a piezoresistive element or a piezoelectric element.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項〜請求項5
に記載の発明によれば、被検出体の二次元形状を直接検
出することができる。
As described in detail above, claims to claim 5 are provided.
According to the invention described in (1), the two-dimensional shape of the detected object can be directly detected.

【0058】請求項2に記載の発明によれば、各圧力検
出室に対して外部から流体を供給あるいは排出するだけ
でよいため、構成が簡素化され、圧力検出室を高密度に
設けることができる。従って、高い分解能で二次元形状
を検出することができる。
According to the second aspect of the present invention, since it is only necessary to supply or discharge a fluid from the outside to each of the pressure detection chambers, the configuration is simplified and the pressure detection chambers can be provided at a high density. it can. Therefore, a two-dimensional shape can be detected with high resolution.

【0059】請求項3に記載の発明によれば、各圧力検
出室に連通する流路形成溝を加工形成するだけなので、
胴部の構成を簡素化することができる。請求項4に記載
の発明によれば、流体流路を簡単な加工で形成すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, since only the flow path forming groove communicating with each pressure detection chamber is formed by processing.
The configuration of the trunk can be simplified. According to the invention described in claim 4, the fluid channel can be formed by simple processing.

【0060】請求項5に記載の発明によれば、各圧力検
出室毎に発熱抵抗部を設けるだけですむため、センサ全
体の小型化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since it is only necessary to provide a heating resistor for each pressure detection chamber, the size of the entire sensor can be reduced.

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

【図1】 二次元形状検出装置を示す概略平面図。FIG. 1 is a schematic plan view showing a two-dimensional shape detection device.

【図2】 同じく概略斜視図。FIG. 2 is a schematic perspective view of the same.

【図3】 図1におけるA−A線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1;

【図4】 センサチップを示す摸式平面図。FIG. 4 is a schematic plan view showing a sensor chip.

【図5】 下側胴部だけを接合した状態を示す摸式平面
図。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a state where only a lower trunk is joined.

【図6】 別例の二次元形状検出装置を示す摸式平面
図。
FIG. 6 is a schematic plan view showing another example of a two-dimensional shape detection device.

【図7】 下側胴部だけを接合した状態を示す摸式平面
図。
FIG. 7 is a schematic plan view showing a state where only the lower trunk is joined.

【図8】 図6におけるBーB線摸式断面図。FIG. 8 is a schematic sectional view taken along the line BB in FIG. 6;

【図9】 別例の二次元形状検出装置を示す摸式断面
図。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another example of a two-dimensional shape detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…センサチップ、3…胴部、4…検出面、5…圧力セ
ンサ、6…感圧面、9…第1胴部としての下側胴部、1
0…第2胴部としての上側胴部、11…圧力検出室形成
孔、12…圧力検出室、13…圧力伝達孔、15…圧力
変化生成手段及び流体給排手段を構成する流体流路。
2 ... Sensor chip, 3 ... Body, 4 ... Detection surface, 5 ... Pressure sensor, 6 ... Pressure sensitive surface, 9 ... Lower body as first body, 1
0: Upper body as a second body, 11: Pressure detection chamber forming hole, 12: Pressure detection chamber, 13: Pressure transmission hole, 15: Fluid flow path constituting pressure change generating means and fluid supply / discharge means.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の圧力センサが、外部から圧力が加
えられる感圧面を同一面内に配置した状態で形成された
センサチップと、 前記センサチップ上に配置され、前記各圧力センサ毎に
前記各感圧面と相対する圧力検出室が複数形成され、二
次元形状が検出される被検出体が押圧される検出面を備
えるとともに、前記各圧力検出室毎に該圧力検出室と該
検出面とを連通する圧力伝達孔を備えた胴部と、 前記各圧力伝達孔が閉塞されたとき、該圧力伝達孔が連
通する前記圧力検出室の圧力を変化させる圧力変化生成
手段を備えた二次元形状検出装置。
A plurality of pressure sensors, a sensor chip formed in a state where pressure-sensitive surfaces to which pressure is externally applied are arranged in the same plane; and a plurality of pressure sensors arranged on the sensor chip; A plurality of pressure detection chambers facing each pressure-sensitive surface are formed, and a detection surface on which a detected object whose two-dimensional shape is detected is pressed is provided, and the pressure detection chamber and the detection surface are provided for each of the pressure detection chambers. A two-dimensional shape, comprising: a body having a pressure transmitting hole communicating with the pressure transmitting hole; and a pressure change generating means for changing a pressure of the pressure detection chamber to which the pressure transmitting hole communicates when each of the pressure transmitting holes is closed. Detection device.
【請求項2】 前記圧力変化生成手段は、前記各圧力検
出室に対してほぼ均等な量の流体を供給、あるいは、排
出する流体給排手段である請求項1に記載の二次元形状
検出装置。
2. The two-dimensional shape detecting device according to claim 1, wherein said pressure change generating means is a fluid supply / discharge means for supplying or discharging a substantially equal amount of fluid to each of said pressure detection chambers. .
【請求項3】 前記流体給排手段は、 前記胴部に設けられ、前記各圧力検出室を該胴部の外側
に連通させる流体流路と、 前記胴部の外部に設けられ、前記流体流路を介して前記
各流体検出室に対してほぼ均等な量の流体を供給、ある
いは、排出する流体給排装置とを備えている請求項2に
記載の二次元形状検出装置。
3. The fluid supply / discharge means is provided in the body, and a fluid flow path communicating each of the pressure detection chambers to the outside of the body, and a fluid flow path provided outside the body, The two-dimensional shape detection device according to claim 2, further comprising a fluid supply / discharge device that supplies or discharges a substantially equal amount of fluid to each of the fluid detection chambers via a passage.
【請求項4】 前記胴部は、前記圧力検出室を形成する
圧力検出室形成孔が形成され、前記センサチップにて該
圧力検出室形成孔の一方の開口部が閉塞される第1胴部
と、該圧力検出室形成孔の他方の開口部を閉塞して前記
圧力検出室を形成するとともに前記圧力伝達孔が形成さ
れた第2胴部とからなり、前記流体流路は、前記第1胴
部及び第2胴部の当接面に形成した流路形成溝にて形成
された請求項3に記載の二次元形状検出装置。
4. A first body portion, wherein the body portion has a pressure detection chamber forming hole forming the pressure detection chamber, and one opening of the pressure detection chamber forming hole is closed by the sensor chip. And a second body in which the other opening of the pressure detection chamber forming hole is closed to form the pressure detection chamber and the pressure transmission hole is formed. The two-dimensional shape detection device according to claim 3, wherein the two-dimensional shape detection device is formed by a flow path forming groove formed on a contact surface between the body and the second body.
【請求項5】 前記圧力変化生成手段は、 前記各圧力検出室毎に該圧力検出室に相対するように設
けた発熱抵抗部と、 前記各発熱抵抗部に発熱のための電力を供給する電力供
給手段である請求項1に記載の二次元形状検出装置。
5. The pressure change generating means includes: a heating resistor provided for each of the pressure detection chambers so as to face the pressure detection chamber; and an electric power for supplying electric power to each of the heating resistors for heat generation. The two-dimensional shape detection device according to claim 1, which is a supply unit.
JP9280492A 1997-10-14 1997-10-14 Two-dimensional shape detection device Pending JPH11118460A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9280492A JPH11118460A (en) 1997-10-14 1997-10-14 Two-dimensional shape detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9280492A JPH11118460A (en) 1997-10-14 1997-10-14 Two-dimensional shape detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11118460A true JPH11118460A (en) 1999-04-30

Family

ID=17625844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9280492A Pending JPH11118460A (en) 1997-10-14 1997-10-14 Two-dimensional shape detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11118460A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9165846B2 (en) Process condition sensing wafer and data analysis system
US7395718B2 (en) Reliable piezo-resistive pressure sensor
US20180148323A1 (en) Multi-device transducer modulus, electronic apparatus including the transducer modulus and method for manufacturing the transducer modulus
US6725725B1 (en) Micromechanical differential pressure sensor device
US3900811A (en) Economical pressure transducer assemblies, methods of fabricating and mounting the same
JPH11118460A (en) Two-dimensional shape detection device
EP0936455B1 (en) Semiconductor pressure detecting device
JP3332283B2 (en) Multi-axis acceleration sensor
JP2003315196A (en) Manufacturing method of pressure sensor, and measuring device for use in the manufacturing method
JPH10160602A (en) Semiconductor type pressure sensor
JPH0368175A (en) Semiconductor pressure sensor
JPS6079242A (en) Pressure converter
JPH0473629B2 (en)
JPH0427168A (en) Pressure sensitive diaphragm of silicon
JPS629243A (en) Semiconductor tactile sensor
JPH0560269B2 (en)
JPH0611403A (en) Pressure sensor array
JPH02218171A (en) Semiconductor pressure sensor
JPH071212B2 (en) Piezoelectric pressure distribution sensor
JPS63110671A (en) Measurement of semiconductor pressure sensor
JPH0394475A (en) Semiconductor pressure sensor
JPH0666657A (en) Pressure converter
JPH04151531A (en) Method of measuring semiconductor pressure sensor
JPH0562829B2 (en)
JPH0815304A (en) Semiconductor acceleration sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040526

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051004

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060307