专利名称：电容检测装置及其驱动方法、指纹传感器和生物识别装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静电电容检测技术，其以静电电容变化方式来读取指纹等具有微小凹凸的被检物的表面形状。
背景技术：
在特开平11-118415号公报、特开2000-346608号公报、特开2001-56204号公报、特开2001-133213号公报中，公开了一种指纹识别技术，其将单晶硅基板上形成的传感器电极表面用感应膜覆盖，并将手指电位作为基准电位，利用在手指和传感器电极之间形成的静电电容根据指纹的凹凸而发生变化来识别指纹。
但是，现有的静电电容式指纹传感器由于被形成在单晶硅基板上，因此存在当将手指用力按压在指纹传感器上就会使其破裂之类的问题。而且，由于指纹传感器构成上必须形成为手指面积(大约20mm×20mm)程度的大小，如果在单晶硅基板上形成，则出现昂贵之类的问题。在将由传感器电极和晶体管组合的静电电容检测电路配置成矩阵形状、并且利用在传感器电极和手指之间形成的静电电容的电容变化来驱动晶体管、并使电流流到外部电路的现有技术构成中，由于在指纹检测部配置的晶体管大小受到限制，因此产生不能够获得足够的电流驱动能力和不能够进行精密传感之类的问题。
发明内容
因此，本发明的课题是解决上述问题，并且提出了能够进行高精度和稳定检测的静电电容检测装置、指纹传感器和生物识别装置。
本发明的课题是廉价地提供具有耐用强度的静电电容检测装置、指纹传感器和生物识别装置。
本发明的课题是提供能够高精度检测静电电容的方法。
为了解决上述课题，本发明的静电电容检测装置是通过输出与在和被检物表面之间形成的静电电容对应的检测信号而读取上述被检物表面的凹凸信息的静电电容检测装置，包括检测部，其配置了多个用于输出上述检测信号的静电电容检测电路；和放大电路，用于放大上述检测信号。上述静电电容检测电路包括传感器电极，用于在和上述被检物表面之间形成静电电容；信号输出元件，用于输出与上述静电电容对应的检测信号；低电位电源线，其连接到上述检测信号的信号传送路径。上述放大电路具有作为用于将上述检测信号输出到上述静电电容检测电路的信号源的功能，上述检测信号被构成为使得从上述放大电路经由上述信号输出元件而传送到上述低电位电源线上。通过有关构成，由于用于放大检测信号的放大电路能够构成为与静电电容检测电路不同的形式，因此能够比较大地设计用于构成放大电路的晶体管尺寸和能够提高检测精度。
作为本发明的优选方式，上述检测信号是电流信号，上述放大电路希望具有作为用于将上述电流信号提供给上述静电电容检测电路的电流源的功能。通过将电流信号用作为检测信号，在被检物表面之间形成的静电电容能够通过外部负载被无衰减地检测出。
作为本发明的优选方式，上述放大电路希望形成在上述检测部的形成区之外。由于多个静电电容检测电路被高密度地配置在检测部上，对晶体管的大小有限制，因此提高电路驱动能力上有困难，但是，通过将放大电路形成在检测部的形成区域之外，由于能够设计成不受晶体管尺寸的限制，因此能够提高放大电路的电流驱动能力。由此能够进行高精度的检测。
作为本发明的优选方式，还包括多个选择线，用于选择上述静电电容检测电路；多个数据线，用于将上述检测信号从上述放大电路输出到上述静电电容检测电路，上述静电电容检测电路还包括连接到上述选择线的选择晶体管，希望其构成为根据上述选择晶体管的开关控制来控制上述数据线和上述信号输出元件的接通/断开。根据该有关构成，成为能够有效地驱动在检测部上配置的多个静电电容检测电路，和能够进行高分辨率的检测。
作为本发明的优选方式，希望还包括预充电机构，在作为将上述检测信号输出到上述数据线上的前阶段，其用来给上述数据线预充电。通过在检测前的阶段预充电数据线，能够使数据线的电位稳定和能够提高检测速度。
作为本发明的优选方式，还包括预充电时间设定机构，其用于设定上述预充电机构对上述数据线进行预充电的预充电时间和上述信号输出元件输出上述检测信号的检测时间的比率。通过缩短预充电时间，能够确保足够的检测时间和能够进行高精度的检测。
作为本发明的优选方式，上述信号输出元件由具有电流控制端子、电流输入端子、以及电流输出端子的三端子晶体管构成，还包括电位控制机构，作为用于输出与上述静电电容对应的检测信号的前阶段，其将上述电流控制端子的电位控制在规定的电位。根据该有关构成，通过排出在三端子晶体管的电流控制端子上被注入的电荷，能够使电流控制端子的电位稳定和能够提高检测精度。
作为本发明的优选方式，上述静电电容检测电路还包括电容值恒定的基准电容，上述信号输出元件输出检测信号，该检测信号与上述静电电容和上述基准电容的容量比相对应。通过设置电容值恒定的基准电容，能够提高检测精度。
作为本发明的优选方式，上述静电电容检测电路形成在绝缘基板上。通过将静电电容检测电路形成在绝缘基板上，能够提高传感器的机械强度。而且，作为绝缘基板，通过采用玻璃基板和塑料基板，还能够降低制造成本。
本发明的指纹传感器包括本发明的静电电容检测装置，其被构成为读取指纹的凹凸信息。根据该有关构成，能够进行指纹信息的高精度检测。
本发明的生物识别装置包括本发明的指纹传感器。这里，“生物识别装置”即是安装有通过使用指纹信息作为生物测定信息来进行当事人认证之功能的装置。除了诸如IC卡、现金提取卡、信用卡和身份证明书等各种卡媒体之外，其还包含电子商业交易的当事人识别装置、出入房间管理装置、计算机终端装置的识别装置等所有的安全系统。
本发明的静电电容检测装置的驱动方法是一种静电电容检测装置的驱动方法，该静电电容检测装置包括电流放大元件，用于增减与在和被检物表面之间形成的静电电容对应的电流信号的放大率；数据线，用于将上述电流信号提供给上述电流放大元件；放大电路，用于放大在上述数据线上流动的电流信号；选择晶体管，用于控制上述数据线和上述电流放大元件的接通/断开；低电位电源线，其连接到电流信号的输出通路，该方法包括通过上述选择晶体管成为截止状态，在上述数据线和上述电流放大元件之间进行电断开的断开步骤；将上述数据线预充电到规定电位的预充电步骤；上述数据线预充电结束之后，通过上述选择晶体管成为导通状态，在上述数据线和上述电流放大元件之间进行电导通的导通步骤；通过上述数据线将电流信号从上述放大电路提供给上述电流放大元件，并且以与上述静电电容对应的电流放大率来放大上述电流信号的检测步骤。这样，作为用于通过电流放大元件放大电流信号的前阶段，通过将数据线预充电到规定电位，能够避免因检测前数据线的电位不稳定引起的检测精度下降，从而能够进行高精度的检测。
优选执行上述预充电步骤的时间(预充电时间)、和执行上述检测步骤的时间(检测时间)的比率(占空比)可变。通过缩短预充电时间而使数据线电位在短时间内被稳定在规定电位，能够确保足够的检测时间。由此能够进行高精度的检测。
图1是第一实施方式静电电容式指纹传感器的框图。
图2是第一实施方式静电电容检测电路的电路结构图。
图3是第一实施方式放大电路的电路结构图。
图4是第一实施方式静电电容检测电路的剖面图。
图5是安装了第一实施方式静电电容式指纹传感器的应用例子。
图6是表示第一实施方式之识别程序的流程图。
图7是第二实施方式静电电容检测电路的电路结构图。
图8是第三实施方式静电电容式指纹传感器的框图。
图9是第三实施方式静电电容检测电路的电路结构图。
图10是第三实施方式放大电路的电路结构图。
图11是第三实施方式静电电容检测电路的电路结构图。
图12是第三实施方式的时序图。
图13是第三实施方式的时序图。
具体实施例方式
实施方式1下面，参考各个
本发明的优选第一实施方式。
图2是将被验人指纹的凹凸信息变换成电信号的静电电容检测电路31的电路结构图。该检测电路31构成为包括用于选择该检测电路31的选择晶体管32；在被验人的手指和传感器电极之间形成的静电电容33；信号输出元件34，用于基于静电电容33的微小电容来输出具有指纹凹凸信息的检测信息；扫描线36，传送用于进行选择晶体管32之开关控制的信号；用于传送检测信号的数据线37；用于构成检测信号之输出路径的低电位电源线Vss；以及恒定电容值的基准电容Cs。如果静电电容33的电容值为Cd，检测电容Cd则根据被验人指纹的凹凸和传感器电极(参考图4)之间的距离来确定。作为信号输出元件34，只要是用于输出与检测电容Cd相应的检测信号的元件则没有特别地限定，但优选是作为用于根据检测电容Cd大小来进行电流放大作用的信号放大元件(电流放大元件)等。作为这种信号放大元件，在本实施方式中，例子示出了由栅极端子(电流控制端子)、源极端子(电流输出端子)和漏极端子(电流输入端子)构成的三端子晶体管，但不局限于此。
在上述构成中，当逻辑电平H信号被输出到扫描线36上使选择晶体管32变为导通状态时，在数据线37上流动由信号输出元件34的栅极电位确定的检测电流。该检测电流被处理作为与检测电容Cd对应的检测信号。在检测信号中包含了指纹的凹凸信息。信号输出元件34的栅极电位由信号输出元件34自身的寄生电容Ct(未图示)、基准电容Cs和检测电容Cd的各自电容比来确定。
例如，在被验人的手指接近传感器电极的情况下，当指纹的凸部接近传感器电极时，检测电容Cd相对寄生电容Ct和基准电容Cs变得足够的大，信号输出元件34的栅极电位就接近地电位。结果，信号输出元件34变成大致截止状态，在信号输出元件34的源极/漏极之间流动着极其微弱的电流。另一方面，当指纹的凹部接近传感器电极时，检测电容Cd相对寄生电容Ct和基准电容Cs变得足够的小，信号输出元件34的栅极电位就接近扫描线36的电位。由于扫描线36变成有效(active)状态，扫描线36的电位是高电位。结果，信号输出元件34变成大致导通状态，在信号输出元件34的源极/漏极之间流动着比上述微弱电流大的电流。这里，由于信号输出元件34的源极端子连接到低电位电源线Vss，在信号输出元件34上流动的检测电流的方向变成从数据线37流入到低电位电源线Vss的方向。就是说，具有被验人指纹凹凸信息的检测信号以从外部电路流入到静电电容检测电路31的方式输出。
图4是以传感器电极为中心的静电电容检测电路31的剖面结构图。如图中所示，静电电容检测电路31上形成有信号输出元件34，其用于输出具有指纹凹凸信息的检测信号；以及传感器电极(检测电极)71，其用于在与被验人手指F之间形成静电电容33。信号输出元件34是包含栅电极70、栅绝缘膜68、多晶硅层63、源极/漏极电极69所构成的MOS晶体管。静电电容33是根据指纹的凹凸图形(pattern)而改变其电容值的可变电容。手指F的电位被设定到基准电位。传感器电极71被构成使得连接到栅电极70，指纹凹凸导致的检测电容Cd的变化被传送到信号输出元件34，根据沟道上流动的漏极电流的放大作用而能够检测出静电电容变化。
在制造该图所示静电电容检测电路31中，将诸如氧化硅的基底绝缘膜62层积在绝缘基板61上，并在基底绝缘膜62上成膜结晶非晶硅而形成多晶硅层63。接着，在多晶硅层63上形成栅绝缘膜68和栅电极70，自身调整将杂质注入扩散到多晶硅层63而形成源极/漏极区。接着，当形成第一层间绝缘膜64之后，通过开口接触孔而形成源/漏电极69。而且，通过层积第二层间绝缘膜65，66而开口接触孔并形成传感器电极71。最后，将整个表面用钝化膜67覆盖。这里，第二层间绝缘膜65，66变为两层结构是为了用下层的第二层间绝缘膜65来确保平坦性，用上层的第二层间绝缘膜66来获得希望的膜厚，但其作为单层结构也是可以的。
而且，在将晶体管等半导体元件形成在绝缘基板61上时不局限于上述方法，例如通过使用在特开平11-312811号公报和在S.Utsunomiya等人的Society for Information Display的916页(2000)上公开的剥离转印技术，也可以将晶体管等半导体元件形成在绝缘基板61上。如果使用剥离转印技术，作为绝缘基板61，由于能够采用诸如塑料基板和玻璃基板等具有适当强度的廉价基板，因此能够提高静电电容式指纹传感器1的机械强度。
图1是将上述静电电容检测电路31排列成有源矩阵形状的静电电容式指纹传感器1的框图。图中所示的指纹传感器1构成包括数据线驱动器10，用于选择数据线37；扫描线驱动器20，用于选择扫描线36；有源矩阵部30，作为指纹检测部的功能发挥作用；以及放大电路40，用于放大检测信号。数据线驱动器10构成包括移位寄存器11，用于确定依次选择数据线37的时序；以及模拟开关12。扫描线驱动器20构成包括移位寄存器21，用于确定依次选择数据线36的时序。在有源矩阵部30上，静电电容检测电路31被配置成矩阵形状(M行×N列)，M根扫描线36和M根低电位电源线Vss沿着行方向布线，N根数据线37沿着列方向布线。在上述构成中，M根扫描线36在每1条线变成有效时，在某个时刻，排列在变成有效的扫描线36上的N根数据线37通过模拟开关12被依次选择后，被依次接通驱动以便连接到放大电路40。
图3是用于放大静电电容检测电路31之检测信号的放大电路40的电路结构图。放大电路40构成包括前级电流镜像电路41和后级电流镜像电路42。在前级电流镜像电路41中，对栅极电位保持在参考电压VR的MOS晶体管41a所输出的恒定参考电流Iref、与信号输出元件34所输出的检测电流Idat进行比较，在后级电流镜像电路42中，输出将参考电流Iref和检测电流Idat的差放大的信号OUT。参考电流Iref被预先设定成大约在检测电流Idat最大值和最小值的中间。通过将预定的规定阈值和信号OUT的信号电平进行比较，就能够获得由2值数据构成的指纹信息。
而且图中，CLK信号是与输入到移位寄存器11的脉冲信号相同的信号，与模拟开关12的切换时刻同步。
下面，说明静电电容式指纹传感器1的应用例子。图5表示智能卡(smart card)81的框图，其构成包括上述静电电容式指纹传感器1；安装了诸如CPU和存储器元件的IC芯片82；以及诸如液晶显示器的显示装置83。在IC芯片82上登录了卡所有者的指纹信息作为生物测定信息。图6表示该智能卡81的认证程序。当卡使用者通过将手指接触指纹传感器1而将指纹信息输入到智能卡81之后(步骤S1)，该指纹信息与预先登录的指纹信息对照(步骤S2)。这里，当指纹一致时(步骤S2；是)，就发行个人识别号码(步骤S3)。接着，由卡所有者输入个人识别号码(步骤S4)。检查在步骤S3发行的个人识别号和在步骤S4输入的个人识别号码是否一致(步骤S5)，一致时(步骤S5；是)，则许可使用卡(步骤S6)。
这样，通过由个人识别号码加上指纹信息而进行的当事人认证，能够提供安全性高的智能卡。安装了生物识别功能的智能卡能够使用在诸如现金提取卡、信用卡和身份证明书上。本实施方式的指纹传感器能够应用于进行当事人认证的所有生物识别装置中。例如，作为进行室内出入管理的安全系统，将本实施方式的指纹传感器安装在门上，将输入到该指纹传感器的入室者的指纹信息与预先登录的指纹信息进行对照，两者一致时许可入室，两者不一致时不许可入室，并且根据需要还能够应用通报警戒公司的系统。而且，在通过诸如因特网的开放(open)网络进行的电子商业交易中，本实施方式的指纹传感器也能够有效地应用作为用于确认当事人的生物识别装置。其还能够广泛地应用于计算机终端装置的用户识别装置和复印机之复印机使用者的管理装置等中。
如上述说明，根据本实施方式，用于规定传感灵敏度的电流驱动能力因为由用来构成作为电流源之功能的放大电路40的晶体管大小确定，与有源矩阵部30内配置的晶体管不同，由于在晶体管的配置空间上没有限制，因此能够确保足够的电流驱动能力。由此，即使作为有源矩阵部30上排列的静电电容检测电路31的集成密度比较大的高分辨率传感器，也能够进行高精度检测。
通过将放大电路40用两级电流镜像电路41，42构成而使指纹信息的高精度检测变为可能。通过将静电电容检测电路31形成在诸如玻璃基板和塑料基板等具有合适强度的廉价基板上，能够实现静电电容式指纹传感器1的强度提高和成本下降。
在上述说明中，作为本发明静电电容检测装置的实施方式，例子示出了指纹传感器，但是，本发明不局限于此，其可应用于所有将被检物的微小凹凸图形作为静电电容变化而读取的装置。例如，其也能够应用于诸如动物的鼻纹识别。
实施方式2图7是本发明第二实施方式的静电电容检测电路3 1的电路结构图。检测电路31构成为在包括上述选择晶体管32、静电电容33、信号输出元件34、扫描线36、数据线37、基准电容Cs、和低电位电源线Vss的基础上，包括复位晶体管38。图中所示的静电电容检测电路31与上述第一实施方式相同，以阵列形状排列在有源矩阵部30上，通过数据线驱动器10和扫描线驱动器20的控制来读取静电电容33的检测容量Cd。复位晶体管38在选择前级静电电容检测电路31阶段(预检测(presensing)时间)被开关控制成导通状态。
由于复位晶体管38成为导通状态，信号输出元件34的栅极端子与低电位电源线Vss连通，能够排出注入到该栅极端子的电荷。在静电电容式指纹传感器的制造工序中，尽管不希望的电荷被注入到信号输出元件34的栅极端子而使得有可能对检测指纹信息产生不利影响，但是，根据上述构成，由于在指纹信息检测前的阶段能够对信号输出元件34的栅极电位复位，因此能够进行更稳定的操作。这样，由复位晶体管38和低电位电源线Vss实现“电位控制机构”。该“电位控制机构”是用于将信号输出元件34的栅极端子控制成规定电位的机构，在这里，将该栅极端子和低电位电源线Vss连接。作为“电位控制机构”，能够使用除了晶体管以外的任意开关元件。
而且，通过信号检测元件34成为导通状态，在检测信号被输出到数据线37上的阶段(检测时间)，为了正确地读取检测电容Cd，复位晶体管38被控制成为截止状态。
实施方式3图9是本发明第三实施方式的静电电容检测电路3 1的电路结构图。该检测电路31构成为在包括上述选择晶体管32、静电电容33、信号输出元件34、扫描线36、数据线37、基准电容Cs、低电位电源线Vss的基础上，包括数据线选择晶体管35、数据侧选择线50。图中所示的静电电容检测电路3 1与上述第一实施方式相同，以M行×N列排列配置在有源矩阵部30中，通过数据线驱动器10和扫描线驱动器20的控制来读取静电电容33的检测容量Cd。
着眼于某个特定的数据线37。由于来自排列在列方向的M个静电电容检测电路31的检测信号被依次输出到该数据线37上，在来自配置在m行n列的静电电容检测电路31的检测信号被输出之后，当来自配置在(m+1)行n列的静电电容检测电路31的检测信号被输出时，由于数据线37的电位分散偏差，因此产生不能够稳定检测之类的问题。就是说，由于与检测电容Cd对应的不同电流大小的检测信号在不同时刻被输出到同一数据线37上，从后级静电电容检测电路31输出的检测信号要受到从前级静电电容检测电路3 1输出的检测信号的影响。
因此，在本实施方式中，作为检测信号输出到数据线37上的前阶段，通过将数据线37预先充电到规定电位Vdd而使数据线37的电位稳定。数据线选择晶体管35是用于控制在数据线37和信号输出元件34之间电接通/断开的晶体管，在预先充电数据线37阶段，其被控制成截止状态。数据线选择晶体管35的开关控制由数据侧选择线50控制。
图8是将上述静电电容检测电路31排列成有源矩阵形状的静电电容式指纹传感器1的方框图。图中所示的指纹传感器1构成包括数据线驱动器10，用于选择数据线37；扫描线驱动器20，用于选择扫描线36；作为指纹检测区的有源矩阵部30；以及放大电路40，用于放大检测信号。数据线驱动器10构成包括移位寄存器11，用于确定依次选择数据线37的时序；预充电用晶体管13，用于将预充电电压提供给数据线37；预充电时间选择电路14，用于设定预充电时间。
这里，通过预充电用晶体管13、预充电时间选择电路14、用于输出规定预充电时间之ENB信号(使能信号)的驱动器(未图示)、以及用于将预充电电压提供给数据线37的电源Vdd之间的协作而实现“预充电机构”。而且，通过预充电时间选择电路14和用于输出规定预充电时间之ENB信号的驱动器(未图示)的协作而实现“预充电时间设定机构”。“预充电机构”和“预充电时间设定机构”并不一定由多个硬件实现，也可以由单个硬件实现。
扫描线驱动器20构成为包括移位寄存器21，用于确定依次选择数据线36的时序。在有源矩阵部30上，静电电容检测电路31被配置成矩阵形状(M行×N列)，M根扫描线36和M根低电位电源线Vss沿着行方向布线，N根数据线37和N根数据侧选择线50沿着列方向布线。
图10表示放大电路40的电路结构图，如果除了用ENB信号替代图3的CLK信号和增加了数据线选择晶体管35之外，其基本构成是与上述第一实施方式相同的。而且，作为本实施方式静电电容检测电路31的电路构成，不局限于图9所示的电路构成，也可使用图11所示的电路构成。图9中，基准电容Cs连接到扫描线36和静电电容33的一端，但是在图11中，基准电容Cs连接到数据侧选择线50和静电电容33的一端。
图12是从数据线驱动器10输出的各种信号的时序图。图中，SP是启动脉冲，CLK是时钟信号，X{1}、X{2}、…、X{N}是移位寄存器11的输出信号，ENB是用于开关控制预充电用晶体管13的使能信号，XSEL{1}、XSEL{2}、…、XSEL{N}是被输出到数据侧选择线50的选择信号。在通过数据线驱动器10之移位寄存器11的依次选择而选择一个静电电容检测电路31的时间之中，规定前半部是预充电时间A，后半部是检测时间B。
在预充电时间A中，ENB信号变为无效(逻辑电平L)，预充电晶体管13变为导通状态。当逻辑电平H的输出信号X{k}从移位寄存器11输出时，第k个模拟开关14a导通，第k列数据线37被预充电到电位Vdd。此时，由于使能信号的逻辑电平是L，逻辑与电路14b的输出变为逻辑电平L，L电平的信号被输出到数据侧选择线50上。由此，数据线选择晶体管35变为截止状态，抑制了电流从电源Vdd流入到静电电容检测电路31。
当预充电结束之后，过渡到检测时间B，使能信号变为有效(逻辑电平H)。这样，预充电晶体管13变为截止状态，停止从电源Vdd到数据线37的电源供给(预充电)，同时，H电平的输出信号X{k}和H电平的使能信号被输入到逻辑与电路14b，H电平的信号就被输出到成为逻辑与电路14b之输出线的数据侧选择线50上。这样，H电平的脉冲被输出到第k列数据侧选择线50上，在第k列上排列的数据线选择晶体管35变为导通状态。由此，信号输出元件34通过数据线选择晶体管35和选择晶体管32连接到数据线37上。而且，在图10所示放大电路40中，由于ENB变为有效，通过数据线37而流入到静电电容检测电路31的检测电流在放大电路40被放大。
如以上说明，根据本实施方式，通过在检测前的阶段进行数据线37的预充电操作，能够使检测时数据线37的电位稳定，并能够扩大操作裕度。而且，由于数据线37的电位稳定，能够进行更高速的指纹信息检测。
根据图12所示的时序图，预充电时间A和检测时间B是1∶1的关系，但是，本发明不局限于此，例如，如图13所示，也可以通过改变使能信号的占空比而调整预充电时间A和检测时间B的比(占空比)。通过缩短预充电时间A而使数据线37的电位在短时间内被稳定在规定电位上，能够确保足够的检测时间。由此，能够进行高精度的检测。而且，对用于预充电的电源电压也不局限于上述Vdd，其也能够使用任意的电压。
权利要求
1.一种静电电容检测装置，其通过输出对应于在与被检物表面之间形成的静电电容的检测信号，而读取所述被检物表面的凹凸信息，包括检测部，配置了多个用于输出所述检测信号的静电电容检测电路；和放大电路，用于放大所述检测信号；所述静电电容检测电路包括传感器电极，用于在和所述被检物表面之间形成静电电容；信号输出元件，用于输出与所述静电电容对应的检测信号；和低电位电源线，连接到所述检测信号的信号传送路径；所述放大电路具有作为用于将所述检测信号输出到所述静电电容检测电路的信号源的功能，所述检测信号被构成为使得从所述放大电路经由所述信号输出元件而传送到所述低电位电源线上。
2.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其特征在于，所述检测信号是电流信号；所述放大电路具有作为用于将所述电流信号提供给所述静电电容检测电路的电流源的功能。
3.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其特征在于，所述放大电路形成在所述检测部的形成区之外。
4.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其特征在于，还包括多个选择线，用于选择所述静电电容检测电路；和多个数据线，用于将所述检测信号从所述放大电路输出到所述静电电容检测电路；所述静电电容检测电路还包括连接到所述选择线的选择晶体管；构成为根据所述选择晶体管的开关控制来控制所述数据线和所述信号输出元件的接通/断开。
5.根据权利要求4所述的静电电容检测装置，其特征在于，还包括预充电机构，作为将所述检测信号输出到所述数据线上的前阶段，其用来给所述数据线预充电。
6.根据权利要求5所述的静电电容检测装置，其特征在于，还包括预充电时间设定机构，其用于设定所述预充电机构对所述数据线进行预充电的预充电时间和所述信号输出元件输出所述检测信号的检测时间的比率。
7.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其特征在于，所述信号输出元件由具有电流控制端子、电流输入端子、以及电流输出端子的三端子晶体管构成；还包括电位控制机构，作为用于输出与所述静电电容对应的检测信号的前阶段，其将所述电流控制端子的电位控制在规定的电位。
8.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其特征在于，所述静电电容检测电路还包括电容值恒定的基准电容；所述信号输出元件输出检测信号，该检测信号与所述静电电容和所述基准电容的容量比相对应。
9.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其特征在于，所述静电电容检测电路形成在绝缘基板上。
10.一种指纹传感器，其构成为包括权利要求1所述的静电电容检测装置，并读取指纹的凹凸信息。
11.一种生物识别装置，包括权利要求10所述的指纹传感器。
12.一种静电电容检测装置的驱动方法，静电电容检测装置包括电流放大元件，用于增减与在和被检物表面之间形成的静电电容对应的电流信号的放大率；数据线，用于将所述电流信号提供给所述电流放大元件；放大电路，用于放大在所述数据线上流动的电流信号；选择晶体管，用于控制所述数据线和所述电流放大元件的接通/断开；和低电位电源线，其连接到电流信号的输出通路，包括通过所述选择晶体管成为截止状态，在所述数据线和所述电流放大元件之间进行电断开的断开步骤；将所述数据线预充电到规定电位的预充电步骤；所述数据线预充电结束之后，通过所述选择晶体管成为导通状态，在所述数据线和所述电流放大元件之间进行电导通的导通步骤；和通过所述数据线将电流信号从所述放大电路提供给所述电流放大元件，并且以与所述静电电容对应的电流放大率来放大所述电流信号的检测步骤。
13.根据权利要求12所述的静电电容检测装置的驱动方法，其特征在于，执行所述预充电步骤的期间、和执行所述检测步骤的期间之间的比率可变。
全文摘要
本发明提供一种检测精度高的指纹传感器。为了解决相关的问题，本发明的指纹传感器包括将静电电容检测电路配置成矩阵形状的矩阵部，该静电电容检测电路输出与和指纹间形成的静电电容相对应的检测信号；以及放大电路，其用于放大该检测信号。放大电路具有作为用于将检测信号输出到静电电容检测电路的信号源的功能。检测信号被构成为使得从放大电路经由静电电容检测电路而传送到低电位电源线上。
文档编号G01B7/28GK1538142SQ20041003530
公开日2004年10月20日 申请日期2004年4月15日 优先权日2003年4月17日
发明者原弘幸 申请人:精工爱普生株式会社