[发明专利]凹凸检测传感器、指纹对照装置和个人判别装置

说明书

本发明涉及把指纹之类的物体的凹凸形状作为电容值分布进行获取，并电学式地检测其分布的传感器。

作为用来检测物体的凹凸形状的指纹传感器，已在WO97/40744号公报中公开。图31示出了在该系统中所使用的指纹传感器的主要部分。该电路以阵列状构成指纹传感器。在图中，12是探测器件，由与设置在上边的指纹之间形成电容的探测电极14构成。在本例中，仅仅在传感器上边存在着指纹的时候，在指纹和探测电极之间才会产生电容。在扫描之前，通过开关器件16，由第1扫描线18产生的电容内贮存电荷。然后在扫描时，第2开关器件17进行动作，使得该电荷向第2电容线(输出线)20输出。这时，由于和探测电极14之间的距离不同，故电容值因指纹的凹凸而异。因此，由于在电容中贮存的电荷量不同，故采用扫描第1和第2扫描线18、20的办法，2维地测定该电荷量，就可以得到指纹的凹凸图形。由于由指纹和探测电极构成的电容小，故所能保持的电荷量小。因此，在这里，在输出线20的前边设置电荷放大器来放大电荷，以提高S/N比。

但是，在该构成中，为了读取微小的电荷量必须要有高性能的读取电荷量的电路。此外，还易于受输出线上的噪声的影响。再者说，还存在着传感器因人体静电的影响而被破坏的可能。

于是，本发明的第1目的是提供S/N比更高的凹凸传感器。

此外，本发明的第2目的是提供集成度高、分辨率好、制造工艺简单并且可以低价格化的传感器。

另外，本发明的第3目的是提供确实难于破坏的个人判别装置。

根据本发明，第1，可以提供如下的凹凸检测传感器。该传感器具备：探测器件阵列，其构成为：把由探测电极，把在该探测电极附近的物体与上述探测电极之间形成的电容变换成电压或电流的变换电路构成的探测器件，配置成纵N行×横M列的阵列，形成探测器件阵列；扫描线，沿着上述探测器件阵列的各列进行配置；输出线，沿着上述探测器件阵列的各行进行配置，上述探测器件分别连接到上述扫描线和输出线上。

在这里，上述变换电路由一个MOS晶体管构成，该MOS晶体管的栅极电极，在上述感测电极上，述MOS晶体管的漏极电极和源极电极的一方的电极和另一方的电极也可以分别连接到上述扫描线和上述输出线上。

还可以把上述MOS晶体管作成为无定形硅制造的MOS晶体管或多晶硅制造的MOS晶体管。

还可以在连接上述MOS晶体管和输出线的布线上设置二极管，使得从上述MOS晶体管的端子朝向上述输出线的方向变成为正向。

还可以在连接上述MOS晶体管和输出线的布线上，设置与上述晶体管不同的另一MOS晶体管，使得从上述MOS晶体管的端子朝向上述输出线的方向变成为正向。

上述凹凸检测传感器，还具备沿着上述探测器件阵列的各列配置的复位线，上述探测器件，还具有一端连接到上述探测电极和上述变换电路之间的连接点上，另一端连接到上述复位线上的开关。

上述凹凸检测传感器，还可以具备沿着上述探测器件阵列的各行配置的控制线，上述开关是具有控制端子的3端器件，并把该控制端子连接到控制线上。

上述开关也可以是2端子的二极管，或使栅极电极和漏极电极短路后变成为二极管连接的MOS晶体管。

也可以由在行方向上相邻的排列的探测器件共用上述扫描线。

上述扫描线也可以兼做上述控制线。

上述探测器件还分别具备二极管，该二极管由2端子的二极管或使栅极电极和漏极电极短路后变成为二极管连接的MOS晶体管构成，也可以使该二极管的一端连接到上述探测电极与上述变换电路之间的连接点上，使上述二极管的另一端连接到上述扫描线上，并连接为在该扫描线上加有扫描信号的时候，上述二极管变成为截止的方向。

也可以使处理来自探测器件的数据的信号处理电路和上述探测器件形成于同一基板上。

也可以使上述探测电极的形状作成为正方形或长方形，使配置成阵列状的上述探测器件的间距变成为50微米以下。

在上述纵N行×横M列的阵列中，也可以在N/M大于1的情况下，在行方向上对阵列进行扫描，在N/M小于1的情况下，在列方向上对阵列进行扫描。

还可以在上述探测电极上边淀积电介质。

还可以在电介质基板上边形成上述探测器件和信号处理电路。

还可以在与变换电路和布线不同的另外的层上形成上述探测电极，而且在接近物体的一侧配置上述探测电极。

上述凹凸检测传感器还具备图象显示装置，还可以使该图象显示装置与上述探测器件和信号处理电路形成于同一基板上。