表面形状识别传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种表面形状识别传感装置，其中设置：检测电极（１１Ａ）连接表面形状检测部（２），检测电极（１２Ａ）连接共通电位的检测元件（１Ａ）；和检测电极（１１Ｂ）连接表面形状检测部（２），检测电极（１２Ｂ）连接生物识别部（３）的检测元件（１Ｂ），在表面形状检测部（２）中，根据从这些检测元件（１Ａ、１Ｂ）得到的各电容，并分别输出表示与这些检测元件接触的位置所对应的表面形状的凹凸的信号；在生物识别部（３）中，根据与连接在检测元件（１Ｂ）的检测电极（１２Ｂ）与检测元件（１Ａ）的检测电极（１２Ａ）之间的被检测体（９）的阻抗相对应的信号，来判断被检测体（９）是否为生物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面形状识别传感装置，尤其涉及从被检测体检测指纹等的生物信息来进行个人识别的生物识别技术。
技术介绍
伴随信息化社会的进步，与信息处理系统的机密保存相关的技术正在发展。例如，以往在计算机机房的出入管理中使用ID卡，但遗失或被盗的可能性大。因此，取代ID卡，开始引入预先注册每个人的指纹等，在进入机房时对照每个人特有的指纹等的个人识别系统。这种个人识别系统，有时若制作所注册的指纹的复制品(replica)，则可以通过检查。因此，个人识别系统不仅需要进行指纹对照，还需要识别被检测体是否为生物。(第1现有技术)对感知被检测体是生物的第1现有技术进行说明(例如，参照特开2002-112980号公报、特开2002-162204号公报等)。在第1现有技术涉及的指纹感知装置中，为了测量配置于传感器表面上的手指的绝对电容，采用图22A-图22C所示的传感器结构，通过存在于指纹传感器电极上侧的电容性栅格(grid)或电容性平板来进行手指感知。手指感知传感器电极，与指纹传感器电极电绝缘，如图22A的手指感知传感器电极72A那样，可以配置在指纹感知传感器电极71之间且不同的面上，也可如手指感知传感器电极72B那样调换到与指纹感知传感器电极71相同的位置来进行配置。另外，如图22B所示，可以在指纹感知传感器电极71上侧，介由保护膜73A而配置手指感知传感器电极72C，用保护膜73B来覆盖其上面；也可以如图22C所示，在指纹感知传感器电极71上侧，介由保护膜73C，以露出表面的方式形成手指感知传感器电极72D。而且，根据这样测量出的手指电容，由图23所示的电路构成进行手指感知。首先，用代表频率转换器82将手指感知传感器电极81上产生的电容转换为典型频率，用频率比较器84与基准频率或频率范围83进行比较，判断与产生测量的电容的皮肤组织的预测生物学特性是否一致。由此，实现高度的指纹感知。(第2现有技术)对感知被检测体是生物的第2现有技术进行说明(例如参照特开平11-185020号公报)。在第2现有技术涉及的个体认证传感器中，如图24所示，在半导体基板上设置多个测量电极91，在测量电极91外周设有共通电极92。另外，使选择性连接各测量电极91和I-V转换电路(检测电路)96的各开关元件，成为可以用行移位寄存器95及列移位寄存器94的扫描来选择的方式。配设有在对测量电极91的被认证物的接触的有无检测测量时及不进行该测量的待机时，将共通电极92切换为连接电源或接地的开关机构92A。通过将共通电极92远离测量电极91而进行配置，从而例如可以在手指的指甲等手指以外的身体部分和指尖之间检测出是否存在生物的特征。具体地讲，采用由于手指内部电阻低，故电极间的距离不依存于测量结果的现象。然而，在上述的现有技术中，存在根据由被检测体感应的电位变动而无法进行正确的生物识别的问题。另外，由于需要配置与检测表面形状用的检测元件不同的生物识别用的检测元件，故存在布局面积变大，平均到每个芯片的制造成本增加等问题。例如，在第1现有技术中，在由手指感知传感器电极测量电容时，由于手指的电位不固定，故存在根据手指感应出的电位变动而在电容测量中产生误差，判断结果不正确，无法确保充分的安全性的问题。此外，由于采用将手指的电容转换为频率或测量手指的电阻来进行是否为生物的判断的方法，而限于手指阻抗的电容成分及电阻成分无法进行检测，因此存在通过调整人工手指的材料而导致被识别为生物的问题。进而，在以现有的电路来构成处理手指电容的电容对频率转换器或测量手指电阻的电阻测量及比较电路的情况下，由于需要外设零件，故零件件数增多，难以将装置小型化。此外，存在从连接零件间的配线读出检测信号而无法确保充分的安全性，从外设零件的元件值导致容易被推断为是判断为生物的条件的问题。再者，在上述的第1现有技术中，在生物认证中，对从被检测体检测电特性的传感器电极与根据来自该传感器电极的信号进行生物识别的电路部的配置关系不做考虑，从而存在根据这些传感器电极与电路部的配置关系，无法充分得到生物识别相关的判断精度或安全性的问题。例如，在图22A-图22C中，在手指感知传感器电极71A、71B、71C、71D附近不配置图23的手指感知电路，在连接这些手指感知传感器电极与手指感知电路的配线较长的情况下，该配线的寄生电容或噪声混入增加，无法正确检测被检测体的电容，成为生物识别精度降低的原因。另外，由于采用将手指电容转换为频率或测量手指的电阻以进行是否为生物的判断的方法，而限于手指阻抗的电容成分及电阻成分无法进行检测，因此也存在通过调整人工手指的材料而导致被识别为生物的问题。此外，在第2现有技术中，由于将第2共通电极93与指纹传感器阵列分别配置，有布局面积增大、平均到每个芯片的制造成本增加的问题。再有，由于通过改变电极91间的距离而电阻不变化可以被判定为生物，故通过降低人工手指内部的电阻，而可以被识别为生物。进而，预先测量手指的电阻，与第1现有例同样，由于限于手指阻抗的电容成分及电阻成分无法进行检测，因此存在通过调整人工手指的材料而导致被识别为生物的问题。
技术实现思路
本专利技术是用于解决上述课题的专利技术，其目的在于提供一种抑制由被检测体感应的电位变动而可以进行正确的生物识别，并且回避起因于检测电极的追加的装置大型化，可以容易地实现芯片化的表面形状识别传感装置。本专利技术的另一目的在于，提供一种可以充分得到生物识别相关的判断精度或安全性，并且可以回避装置的大型化并容易地实现芯片化的表面形状识别传感装置。为了达到这种目的，本专利技术涉及的表面形状识别传感装置，包括二维配置的多个检测元件；第1检测电极，其构成所述检测元件，并通过介由绝缘膜而与被检测体接触，从而产生对应于所述被检测体的表面形状的凹凸的电容；第2检测电极，其构成所述检测元件，并与所述被检测体电接触；表面形状检测部，其根据介由所述检测元件的所述第1检测电极得到的电容，作为所述检测元件的输出，检测所述表面形状的凹凸；和生物识别部，其根据构成所述检测元件中的至少第1及第2检测元件的所述第2检测电极间连接的所述被检测体的阻抗相对应的信号，来判断所述被检测体是否为生物。所述第1检测元件的所述第2检测电极与规定的共通电位连接，所述第2检测元件的所述第2检测电极连接在所述生物识别部。另外，也可以设置第3检测元件，其配置于第1检测元件与第2检测元件之间，第1检测电极连接在表面形状检测部，且第2检测电极处于高阻抗状态。还有，还可设置开关，其连接在第3检测元件的第2检测电极与共通电位之间，在以生物识别部进行被检测体的生物判断的情况下，开放第2检测电极与共通电位之间，在以表面形状检测部进行表面形状检测的情况下，短路第2检测电极与共通电位之间。此外，还可以设置第3检测元件，其配置于第1检测元件与第2检测元件之间，第1检测电极连接于表面形状检测部、且第2检测电极与共通电位连接，并具有绝缘被检测体与第2检测电极的绝缘膜。再者，还可设置开关，其连接在第2检测元件与生物识别部之间，在以生物识别部进行被检测体的生物判断的情况下，将第2检测电极切换连接到生物识别部，在以表面形状检测部进行表面形状的检测的情况下，将第2检测电极切换连接到共通电位。作为传感面的构成，可以设置由相邻配置的多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面形状识别传感装置，其特征在于，包括：多个电容检测单元，其配置为格子状且以相应检测元件检测与被检测体之间产生的电容，并分别输出表示该值的电容信号；检测元件，其配置于该电容检测单元附近的；多条控制线，其连接所述电 容检测单元中排列于列方向的电容检测单元；多条数据线，其连接所述电容检测单元中排列于行方向的电容检测单元；列选择器，其通过顺次选择所述控制线的任一条而选择与相应控制线连接的各电容检测单元；第１Ａ／Ｄ转换部，其按每条所述 数据线设置，将从由所述列选择器所选择的各电容检测单元向该数据线输出的电容信号Ａ／Ｄ转换为凹凸数据并分别输出；行选择器，其一个一个地顺次选择从所述第１Ａ／Ｄ转换部按每条数据线所得到的凹凸数据，并作为表示所述被检测体的表面形状的表面形状 数据输出；阻抗检测单元，其取代所述电容检测单元的任一个，与配对的检测元件一起配置，并通过介由相应检测元件电接触所述被检测体，来检测所述被检测体的阻抗，并输出对应于该阻抗的检测信号；和生物判断部，根据来自所述阻抗检测单元的检测 信号判断所述被检测体是否为生物，所述阻抗检测单元具有：应答信号生成部，其向相应检测元件施加规定的供给信号，将相位或振幅根据介由相应检测元件电接触的所述被检测体的阻抗而变化的信号作为应答信号输出；和波形信息检测部，其作 为波形信息检测表示所述应答信号波形的相位或振幅，并输出表示该波形信息的检测信号，所述生物判断部根据所述检测信号所包含的波形信息是否处于表示正规生物的波形信息的基准范围内来进行所述判断。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岛村俊重，森村浩季，重松智志，佐藤升男，浦野正美，町田克之，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]