JPH11506381A - 指紋センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 指紋装置は、指先を係合可能な外面と、間に直線間隙を備えた感光型素子の二次元アレイを支持する内面とを有する、薄く平たい透明な媒体（１０）を含み、さらに、光ビームを媒体の直線間隙を通って前記外面にほぼ直交するように向けるための光源を支持する内面を備えた基板（１４）を含む。感光型素子は、光源からの光から遮蔽され、媒体の外面上に後方散乱した光のみに応答して出力を提供するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 指紋センサ装置 この発明は、指骨のうねおよびうね間を検出する能力を有する指紋センサ装置 に関する。 このような光学装置は既に存在しており、例としてはＦＲ−Ａ−２ ２３５ ４３１に説明される装置が挙げられる。この装置は、認識システムに関連付けら れた検出位置の二次元アレイを利用する。 この発明は、特に、単純であることと、うねとうね間をよく区別するのに適当 であり、そのためはっきりした線の指紋をとることができるという点において、 現在公知の装置と比べて実用的な要求をよりよく満たす指紋センサ装置を提供す ることを目的としている。 この目的のために、この発明は以下のものを含む指紋センサ装置を提供する。 すなわち、指紋センサ装置は、 指の先端を受けるための外面を有し、かつ内面上に感光素子の二次元マトリク スを担持する、薄く平たい透明な支持体を含み、感光素子は、９０μｍ以下の一 定のピッチで配置され、概して感光素子の幅より幅の小さい、帯を形成する透明 な間隙によって隔てられており、前記指紋センサ装置はさらに 基板を含み、基板の内面は支持体に面しており、支持体の間隙を介して支持体 を通って、前記外面にほぼ直交に光ビームを［向け］、前記指紋センサ装置はさ らに 前記光源を点灯し、かつ感光素子を読取る手段を含み、前記感光素子は光源の 発する光から保護され、うね間によって支持体の外面に向かって後方散乱した光 のみに応答して出力信号を発するようにする。 装置の各構成要素はさまざまな態様で実現され得る。 有利な実施例では、光源は基板の内面上に配置された薄膜発光ダイオードによ って、並行する発光ダイオードの帯によって、または１つの連続した平坦な構成 要素によって、構成される。例としては、そのような平坦な構成要素は、アクリ ル樹脂などの拡散材料のプレートによって形成してもよく、その底面には感光素 子の数に比べてはるかに少ない数の発光ダイオードを担持することによって装置 のコストを下げることもできる。発光ダイオード（ＬＥＤ）は支持体の底面に装 着してもよく、そのために設ける窪みの中に入れてもよい。このようにして、基 板は支持体に向かって屈折または拡散する構成要素をなし、これに対して横方向 または長手方向に置かれた光源から光を受ける。次に、厚さが数ミリメートルで ある支持体は加工され、光を間隙に向かって反射する半透明なマイクロミラーを 構成する。 一般的には、光源は基板の外面上または内面上、もしくはその１つまたは２つ 以上の端縁上に固定してもよい。 感光素子もまた、さまざまな構造のものであり得る。感光素子は、支持体に属 する、または支持体を構成するシリコンの薄膜に一体化されるフォトダイオード であってもよい。または、平らなディスプレイスクリーンに用いられるものに類 似した薄膜フォトトランジスタであってもよい。または感光素子は光電池であっ てもよい。 低コストで入手できる利用可能な光源は、特定的には可視範囲で発光する光源 である。大抵は、そのような光源はそれに適合する感光素子とともに用いられる ため、感光素子は光源の発光バンドにおいて高感度を示す。 以上の特徴および他の特徴は、限定しない例で示されるこの発明の特定の実施 例の以下の説明を読むことでより明らかになるであろう。説明は以下の添付の図 面に言及する。 図１は、センサ装置の１つの可能性のある構造を示す全体的な概略図である。 図２は、センサが指紋をとる際、どのようにうねとうね間が区別されるかを示 す断面図である。 例として説明されるセンサ装置は、結果として生じる信号を処理するためのシ ステムと関連付けられている。システムは現在公知であるどのタイプのものでも よく、以後参照する、上述のＦＲ−Ａ−２ ２３５ ４３１に説明されるタイプ のものであってもよい。 図１に概略的に示されるセンサ装置は、上に指１２を押しつけて指紋をとるた めの透明な支持体１０と、支持体１０に固定される基板１４とを含むと考えるこ とができる。 支持体１０の内面には、感光素子１６の二次元マトリクスが担持される。感光 素子１６は図１には少ししか示されない。これらの感光素子は、たとえば、不透 明な付着物１８によって、基板からの光（図２の矢印ｆ）から保護される。付着 物は金属であってもよく、殆ど光を通さないように十分に厚くなければならない 。付着物は光を反射するものであってもよく、そのため光の喪失を減じることが 可能になる。 上に述べたとおり、感光素子は間隙２０によって隔てられ、光は間隙２０を通 る。 感光素子１６は、要求される厚みが少ない場合に現在一般的に用いられる構造 のいずれであってもよい。特に、透明支持体１０上に作られた、大抵はガラスま たは水晶によってできた薄膜フォトダイオードまたはフォトトランジスタを用い ることもできる。 要素１６を配置するピッチは、指紋の２つの連続するうね間の間の距離より小 さくなければならない。実際には、このピッチは８０μｍを越えてはならない。 ピッチはこれよりかなり小さくできるが、５０μｍより小さくすることで選択性 が増す訳ではないため、選択される配置ピッチは一般的に５０μｍから８０μｍ の範囲にあることになる。 感光素子からの出力信号は、薄膜技術の従来のやり方で作られた幅の狭いトラ ックによってセンサ装置から取出される。 特に、感光素子は行ごとの走査のためマトリクス配置にしてもよい。そのよう な場合、各感光素子は光検出ゾーンを含み、光検出ゾーンは特定の画素を構成し 、たとえば列導体および行導体の両方に接続される薄膜トランジスタなどのドラ イバ回路に関連付けられる。これらの導体および相互接続は透明になるほど十分 に幅の狭いトラックによって構成されるか、または幅が狭ければたとえば金でで きている場合のように不透明であってもよい。 センサ装置はまた、センサに向けて基板から光を送るための手段を含み、光は 支持体に対して可能な限り直交する方向で間隙を通る。 図１に示される例において、これらの手段は発光帯２２からなり、そのため容 易に電力を与えることができる。これらの手段は特に、ファクシミリ受信器に用 いられる種類のＬＥＤを含んでもよく、これらは基板上に薄い層に堆積させるこ とができる。ＬＥＤは感光素子の感度ピーク（一般的に波長が約６５０ナノメー タ）に対応するように選択される。並行する帯を用いることも可能である。 別の実施例では、光源は個別のＬＥＤからなり、各ＬＥＤは２つの間隙の交差 点に置かれる。ダイオードの各々は放射光束を集中させるためのレンズを担持し てもよく、それによって可能な限り狭く、かつ支持体に対して可能な限り指向性 がある放射ローブを提供する。発光手段はまた、光が間隙または間隙の交差点に 面して位置付けられた部分のみから発せられるようにするために被覆できるある ゾーンを有し、かつ基板１４の内面を覆う、単一の構成要素であってもよい。被 覆は、シルクスクリーニング、塗装、反射層の堆積、または不透明の接着帯を貼 り付けることによって実行することができる。 また、拡張支持体を用いることも可能であり、拡張支持体はその端縁上または その背面上に固定されるエミッタから光を受ける。この場合にもまた、基板の内 面を被覆してもよい。 センサ装置の動作のモードは図２に示される。うね間を貫通する入射光はうね 間のために散乱し、その一部は１つまたは２つ以上の感光素子の方へ戻る。これ に対して、支持体に接触しているうねに当たる入射光は指に吸収される。これに 面した感光素子は殆ど光を受けない。感光素子に関連付けられる読出手段（図示 せず）は、各要素が伝える電圧または電流としきい値とを比較して区別するよう に設計することができる。 上に説明されるセンサ装置は、実物大の指紋を直接表わすが、これは加工処理 の見地から見て有益である。センサ装置は現在完全にマスターされている小型化 技術を用いることによって製造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．指紋センサ装置であって、 指の先端を受けるように設計された外面を有し、内面上に９０μｍ以下の一定 のピッチにおいて配置される感光素子の二次元マトリクスを担持する、薄く平た い透明な支持体（１０）を含み、前記素子は、感光素子の幅より幅の小さい透明 な帯の形をした間隙によって隔てられ、前記指紋センサ装置はさらに 支持体に面する内面を有し、光ビームを支持体の帯状の間隙を介して支持体を 通って前記外面にほぼ直行するように向けるための光源を担持する基板（１４） と、 前記光源に電力を与え、かつ感光素子を読取るための手段とを含み、前記感光 素子は光源からの光から保護され、そのため支持体の外面に向かって後方散乱し た光のみに応答して出力信号を提供する、指紋センサ装置。 ２．前記光源は、基板上に配置された薄膜発光ダイオード、発光ダイオードの並 行する帯、または１つの連続した平坦な構成要素からなることを特徴とする、請 求項１に記載の装置。 ３．前記光源は個別の発光ダイオードからなり、各発光ダイオードはその放射光 束を集中させるためのレンズを担持することを特徴とする、請求項２に記載の装 置。 ４．前記感光素子は、支持体を構成するシリコンの薄膜に一体化されたフォトダ イオードからなることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の装置。 ７．前記間隙の幅は感光素子の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記 載の装置。 ８．前記基板は、基板に対して横方向または長手方向に配置される光源から受け る光を支持体に向かって屈折させるための構成要素であることを特徴とする、請 求項１に記載の装置。