[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100672619B1 - Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image - Google Patents

Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image Download PDF

Info

Publication number
KR100672619B1
KR100672619B1 KR1020050040550A KR20050040550A KR100672619B1 KR 100672619 B1 KR100672619 B1 KR 100672619B1 KR 1020050040550 A KR1020050040550 A KR 1020050040550A KR 20050040550 A KR20050040550 A KR 20050040550A KR 100672619 B1 KR100672619 B1 KR 100672619B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fingerprint
amplifier
capacitor
sensing plate
metal layer
Prior art date
Application number
KR1020050040550A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060118087A (en
Inventor
신요식
김장식
Original Assignee
주식회사 유니온커뮤니티
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 주식회사 유니온커뮤니티 filed Critical 주식회사 유니온커뮤니티
Priority to KR1020050040550A priority Critical patent/KR100672619B1/en
Publication of KR20060118087A publication Critical patent/KR20060118087A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100672619B1 publication Critical patent/KR100672619B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
    • G06V40/1359—Extracting features related to ridge properties; Determining the fingerprint type, e.g. whorl or loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 정전용량 방식 지문센서의 문제점인 기생성분 제거 및 손가락 표면의 습도 등에 의해서 지문영상이 부분적으로 흐려진 경우 지문의 골과 마루를 쉽게 판단하기 쉽도록 하기 위한 지문영상의 개선에 관한 것이다.The present invention relates to the improvement of the fingerprint image to easily determine the valleys and floors of the fingerprint when the fingerprint image is partially blurred due to the parasitic component removal and the humidity of the finger surface, which are problems of the capacitive fingerprint sensor.

먼저 지문영상과 상관없이 고정된 노이즈로 작용하는 손가락과 감지판 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스를 검출하고 이를 감지판과 기판 사이에 금속배선을 삽입하여 피이드백 시킴으로써 항상 같은 전압이 유지되도록 한다. 이를 통하여 간지판과 기판사이에 직렬로 연결된 기생 캐패시턴스는 상쇄된다. 또한 손가락 표면의 부분적인 상태차이로 인해 골과 마루가 형성하는 캐패시턴스가 지역적으로 다르게 분포하는 경우에 획득된 신호를 확산하여 변조시키고 두 신호의 차이를 형성하면 전체 영상에 대해 같은 기준점으로 지문영상의 골과 마루를 판단할 수 있다.First, regardless of the fingerprint image, the parasitic capacitance formed between the finger and the sensing plate acting as fixed noise is detected, and the metal voltage is inserted between the sensing plate and the substrate to feed back so that the same voltage is always maintained. Through this, the parasitic capacitance connected in series between the interlayer board and the substrate is canceled out. In addition, if the capacitance formed by the valleys and floors is locally distributed due to partial state difference of the surface of the finger, the acquired signal is diffused and modulated, and when the difference between the two signals is formed, the same reference point is applied to the entire image. Determine goals and floors.

정전용량 방식, 반도체 지문입력센서, 기생 캐패시턴스 Capacitive type, semiconductor fingerprint input sensor, parasitic capacitance

Description

지문영상 강화를 위한 정전용량방식 지문센서{FINGERPRINT SENSOR OF ELECTRONIC CAPACITY METHOD FOR SUPERIOR FINGERPRINT IMAGE}Capacitive Fingerprint Sensor for Fingerprint Image Enhancement {FINGERPRINT SENSOR OF ELECTRONIC CAPACITY METHOD FOR SUPERIOR FINGERPRINT IMAGE}

도 1a는 정전용량방식 지문센서의 기본구조이다.1A is a basic structure of a capacitive fingerprint sensor.

도 1b는 정전용량방식 지문센서의 기본구조에 대한 단면도이다.1B is a cross-sectional view of a basic structure of a capacitive fingerprint sensor.

도 2는 기생성분 제거를 위한 검출회로의 실시 예이다.2 is an embodiment of a detection circuit for removing parasitic components.

도 3은 지문영상 강화의 원리이다.3 is a principle of fingerprint image enhancement.

도 4는 지문영상 강화를 위한 검출회로의 실시 예이다.4 is an embodiment of a detection circuit for enhancing a fingerprint image.

도 5는 지문영상 강화를 위한 검출회로의 동작 예이다.5 is an operation example of a detection circuit for reinforcing a fingerprint image.

도 6a는 검출회로상의 캐패시터를 구현하기 위한 실시 예이다.6A illustrates an embodiment for implementing a capacitor on a detection circuit.

도 6b는 검출회로상의 캐패시터 구현에 대한 단면도이다.6B is a cross-sectional view of a capacitor implementation on a detection circuit.

지문인식은 보안 및 인증시스템에서 널리 사용되는 방법으로서 이를 위한 시스템은 영상센서와 지문의 광학적 영상을 만들기 위한 광원 및 렌즈와 같은 부가장치로 구성된 시스템이 일반적인 형태이다.Fingerprint recognition is a widely used method in security and authentication systems. A system for this purpose is a system composed of an image sensor and additional devices such as a light source and a lens for making an optical image of a fingerprint.

최근 이러한 시스템을 핸드폰이나 스마트 카드와 같은 휴대형 기기에 응용하 기 위해서 기존의 광학방식에 요구되는 부가장치 없이 하나의 칩으로 지문을 습득하기 위한 반도체식 센서가 연구되고 있다. 이중 CMOS 정전용량 방식의 지문센서는 특별히 추가되는 별도의 공정 없이 기존의 CMOS회로공정으로 구현할 수 있는 장점 등으로 인해 가장 널리 사용되고 있으나 손가락 표면의 습도 등의 영향이 영상에 미치는 영향이 크고 지문에 의해 존재하는 정전용량에 있는 기생성분을 제거하여 좀더 나은 지문 영상을 얻어내는 것이 중요하다.Recently, in order to apply such a system to a portable device such as a mobile phone or a smart card, a semiconductor sensor for acquiring a fingerprint with a single chip without additional devices required for the conventional optical method has been studied. Dual CMOS capacitive fingerprint sensor is most widely used due to the advantages that can be realized by the conventional CMOS circuit process without any additional process, but the influence of the humidity of the finger surface has a big effect on the image and It is important to get a better fingerprint image by removing parasitic elements in the existing capacitance.

기본적인 정전용량 방식 지문센서의 구조는 1980년 독일의 Siemens사에서 특허를 등록 한 바 있으며 (US4,353,056), 1999년 IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 34, no.7, pp.978-984에 게제된 S. Jung의 논문은 지문센서 영상 강화 및 특징점 추출을 위한 구조에 대해 기술하고 있다. 또한IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 34, no.7, pp.469-475에 게제된 J. Lee의 논문(A 600-dpi Capacitive Fingerprint Sensor Chip and Image-Synthesis Technique)은 정전용량방식 지문센서의 기생성분 제거 방법에 대해 기술하고 있다.The basic structure of the capacitive fingerprint sensor was patented by Siemens of Germany in 1980 (US4,353,056), and in 1999 IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 34, no.7, pp.978-984, S. Jung's paper describes the structure for fingerprint sensor image enhancement and feature point extraction. See also IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 34, no.7, pp.469-475, J. Lee's paper (A 600-dpi Capacitive Fingerprint Sensor Chip and Image-Synthesis Technique) describes a parasitic removal method for a capacitive fingerprint sensor. .

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 정전용량 방식 지문센서의 문제점인 기생성분 제거 및 손가락 표면의 습도 등에 의해서 지문영상이 부분적으로 흐려진 경우 지문의 골과 마루를 쉽게 판단하기 쉽도록 하기 위하여 지문영상을 개선하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to make it easy to determine the valleys and floors of the fingerprint when the fingerprint image is partially blurred by the parasitic component removal and the humidity of the finger surface, which are the problems of the capacitive fingerprint sensor. To improve.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위해 지문이 형성된 피부표면과 감지판 사이의 캐패시턴스와 병렬로 연결되어 있는 기생 캐패시턴스를 상쇄하고 지문 영상이 피부표면의 건조도 등의 요인에 의해 명확하지 않은 경우 지문의 골과 마루부분을 공통된 기준에 의해 구별할 수 있도록 지문영상을 개선하는 회로로 구성됨을 특징으로 한다.The present invention cancels the parasitic capacitance that is connected in parallel with the capacitance between the skin surface and the sensing plate formed in the fingerprint to achieve the above technical problem and the fingerprint image is not clear due to factors such as dryness of the skin surface It is characterized by consisting of a circuit that improves the fingerprint image to distinguish between the valley and the floor of the common criteria.

도 1a는 정전용량 방식 지문센서의 기본적인 구조로 손가락 피부표면과 감지판으로 사용되는 최상위 금속배선(101) 사이에 형성된 캐패시턴스를 검출 함으로서 지문영상을 습득한다. 감지판(101) 은 이차원으로 배열되어 있으며 하단에는 캐패시턴스를 검출하는 회로가 화소마다 구성되어 있다. 각 화소의 검출회로의 출력은 행방향 선택구동부(110)에 의해 열방향 선택구동부(111)에 접속되며 열방향 선택구동부에 의해 배열된 화소의 출력신호는 순차적으로 출력된다.Figure 1a is a basic structure of the capacitive fingerprint sensor to detect a fingerprint image by detecting the capacitance formed between the skin surface of the finger and the uppermost metal wiring 101 used as the sensing plate. The sensing plate 101 is arranged in two dimensions, and a circuit for detecting capacitance is configured for each pixel at the bottom. The output of the detection circuit of each pixel is connected to the column direction select driver 111 by the row direction select driver 110, and the output signals of the pixels arranged by the column direction select driver 110 are sequentially output.

삭제delete

도 1b는 구조의 단면으로 절연층(104)안에 형성되어 있는 감지판(101)과 기판(103)상에 구성된 검출회로(102)로 구성되어 있다. 손가락(100) 과 감지판 사이의 지문영상을 구성하는 캐패시턴스(201) 이외에 감지판과 하단의 기판 및 검출회로 사이에도 기생 캐패시턴스(202)가 형성되며 이는 지문영상과는 관계없는 고정된 신호로 작용한다. 도 2는 상기의 기생 캐패시턴스를 상쇄하기 위한 검출회로 구조의 실시 예로 감지판(101)과 기판(103) 사이에 금속배선(105)을 삽입하여 이를 증폭기(301)의 양극에 접속하고 감지판은 증폭기의 음극에 접속하여 이 사이의 전압이 증폭기의 피이드백 동작에 의하여 항상 같은 전압으로 유지되도록 한다. 이 구조를 통하여 감지판과 기판사이에 직렬로 연결된 기생 캐패시턴스(203, 204)는 상쇄된다. 손가락 표면(100)과 감지판 사이의 캐패시턴스를 검출하여 지문 영상을 습 득하기 위해서 처음에 스위치(310)를 단속하고 증폭기의 양극에 전압 V1을 인가한다. 이후 스위치를 개방하고 증폭기 양극에 전압 V2를 인가하면 증폭기의 음극도 피이드백에 의해 전압 V2가 되며 이때 캐패시턴스(201)의 전압변화에 의한 전하가 피이드백 캐패시터(210)로 이동하여 출력전압이 변화한다. 이동하는 전하량은 손가락과 감지판 사이의 캐패시턴스(201) 에 따라 달라지므로 증폭기의 출력은 지문의 형상에 따라 변화하게 된다.FIG. 1B is a cross section of the structure, which is composed of the sensing plate 101 formed in the insulating layer 104 and the detection circuit 102 formed on the substrate 103. In addition to the capacitance 201 constituting the fingerprint image between the finger 100 and the sensing plate, a parasitic capacitance 202 is formed between the sensing plate and the lower substrate and the detection circuit, which functions as a fixed signal independent of the fingerprint image. do. 2 illustrates an embodiment of a detection circuit structure for canceling the parasitic capacitance, and inserts a metal wiring 105 between the sensing plate 101 and the substrate 103 to connect it to the anode of the amplifier 301. It is connected to the negative pole of the amplifier so that the voltage between them is always kept the same by the feedback operation of the amplifier. Through this structure, parasitic capacitances 203 and 204 connected in series between the sensing plate and the substrate cancel out. In order to detect the capacitance between the finger surface 100 and the sensing plate and acquire a fingerprint image, the switch 310 is first interrupted and a voltage V1 is applied to the anode of the amplifier. After opening the switch and applying a voltage V2 to the amplifier positive pole, the negative pole of the amplifier also becomes the voltage V2 by the feedback, and at this time, the charge due to the voltage change of the capacitance 201 moves to the feedback capacitor 210 so that the output voltage changes. do. Since the amount of charge that is moved depends on the capacitance 201 between the finger and the sensing plate, the output of the amplifier changes according to the shape of the fingerprint.

도 3은 지문영상 강화의 방법을 나타낸 것으로 손가락 표면의 부분적인 상태 차이로 인해 골과 마루가 형성하는 캐패시턴스가 지역적으로 다르게 분포하는 경우에 얻어진 신호(401)를 확산하여 (402)와 같이 변화시키고 두 신호(401, 402)의 차이(403)를 형성하면 전체 영상에 대해 같은 기준점(410)으로 지문영상의 골과 마루를 판단할 수 있다.3 illustrates a method of strengthening a fingerprint image. In the case where the capacitance formed by the valleys and the floors is locally distributed differently due to the partial state difference of the surface of the finger, the obtained signal 401 is diffused and changed as shown in 402. When the difference 403 between the two signals 401 and 402 is formed, the valley and the floor of the fingerprint image may be determined using the same reference point 410 for the entire image.

도 4는 지문영상 강화를 위한 검출회로의 실시 예로 손가락 표면과 감지판 사이의 캐패시턴스(201)는 증폭기(301)의 음극에 접속되고 감지판과 기판 사이의 금속배선은 신호선(501)로 연결된다. 증폭기의 출력과 음극 사이에는 피이드백 캐패시터(210)와 스위치(310)가 병렬로 접속되며 피이드백 캐패시터 양단은 스위치들(311, 312)로 단속된다. 각 화소의 피이드백 캐패시터 사이에는 전하확산을 위한 캐패시터(211)가 접속되어 있다. 증폭기의 출력에는 스위치(313)가 연결되어 열방향의 출력선 (503)으로의 신호전달을 단속하며 이 출력선 하단에는 버퍼(302)가 연결된다. 행방향 구동기(110)은 같은 행에 있는 스위치(313) 만을 개방하여 하나의 행의 출력을 순차적으로 열방향 구동기(111)로 전달할 수 있도록 하며 열방향 구동 기는 순차적으로 출력 증폭기(112)에 신호를 전달하여 2차원으로 배열된 검출회로의 출력신호를 순차적으로 얻을 수 있도록 한다.4 illustrates an example of a detection circuit for strengthening a fingerprint image, in which a capacitance 201 between a finger surface and a sensing plate is connected to a cathode of an amplifier 301, and a metal wiring between the sensing plate and a substrate is connected to a signal line 501. . The feedback capacitor 210 and the switch 310 are connected in parallel between the output of the amplifier and the cathode, and both ends of the feedback capacitor are interrupted by the switches 311 and 312. A capacitor 211 for charge diffusion is connected between the feedback capacitors of each pixel. A switch 313 is connected to the output of the amplifier to interrupt signal transmission to the output line 503 in the column direction, and a buffer 302 is connected to the lower end of the output line. The row driver 110 opens only the switches 313 in the same row so that the output of one row can be sequentially transmitted to the column driver 111, and the column driver sequentially signals the output amplifier 112. By passing, output signals of two-dimensionally arranged detection circuits can be obtained sequentially.

도 5는 지문영상 강화를 위한 검출회로 동작순서로 구간(510)에서 도 4의 스위치들(310, 311, 312)는 모두 단속된다. 이때 도 4의 전극(501)에는 전압 V1가 인가되며 도 4의 증폭기(301)의 음극 전압도 피이드백에 의하여 전압 V1을 유지하여 지문에 따라 형성되는 도 4의 캐패시턴스(201) 양단에는 전압 V1이 형성된다. 구간 (511)에서 도 4의 스위치(310)가 개방되며 이후 도 4의 전극(501) 에 전압 V2을 인가한다. 5 is an operation sequence of a detection circuit for reinforcing a fingerprint image, and the switches 310, 311, and 312 of FIG. 4 are all interrupted in the section 510. At this time, the voltage V1 is applied to the electrode 501 of FIG. 4, and the voltage of the cathode V1 is formed at both ends of the capacitance 201 of FIG. 4, which is formed according to the fingerprint by maintaining the voltage V1 by the feedback. Is formed. In the section 511, the switch 310 of FIG. 4 is opened, and then a voltage V2 is applied to the electrode 501 of FIG. 4.

도 4의 증폭기의 피이드백에 의해 증폭기의 음극 전압도 전압 V2로 변화하며 이때 도 4의 손가락과 감지판 사이의 캐패시턴스(201)의 전압변화에 의한 전하가 증폭기의 피이드백 캐패시터(210)로 이동하여 출력전압이 변화한다. 이후 스위치(311)을 개방하여 도 4의 피이드백 캐패시터(210)내의 전하가 변화하지 않도록 한다. 구간(512)에서는 구간(511)에서 개방한 스위치(310)를 단속하여 피이드백 캐패시터(210)의 스위치(312)쪽에 연결된 접점의 전압이 증폭기의 피이드백에 의해서 전압 V2로 변화하도록 한다. 이때 피이드백 캐패시터(210)이 확산 캐패시터(211)로 다른 화소와 연결되어 있지 않다면 피이드백 캐패시터의 전하가 변화할 수 없지만 확산 캐패시터로 연결되어 있기 때문에 전하가 일부 확산 캐패시터로 이동하여 피이드백 캐패시터의 전하가 확산되는 효과가 나타난다. 이후 스위치(312)를 개방하여 피이드백 캐패시터의 전하 이동경로를 차단한다. 구간 (513)에서는 스위치(311)를 단속하여 피이드백 캐패시터가 스위치(311)에 연결된 접점의 전압을 다시 전압 V2로 환원한다. 이때의 상태를 구간 (511)과 비교하면 구간 (511)내에서는 피이드백 캐패시터 내의 전하는 지문에 의해 형성된 캐패시터(201)의 전압변화에 의한 전하가 존재하지만 구간 (513)에서는 이 전하가 주변화소로 확산되어 있다는 차이가 있다. 구간(514)에서는 스위치(310)을 개방하고 스위치 (312)를 단속한 후 증폭기의 양극을 다시 전압 V1으로 환원한다. 그러면 피이드백 캐패시터(210)내의 전하는 구간 (511)에서 주입된 양과 반대 방향으로 빠져나가게 되고 확산되어 나간 양이 남아 있게 된다.The negative voltage of the amplifier is also changed to the voltage V2 by the feedback of the amplifier of FIG. 4, and the charge due to the voltage change of the capacitance 201 between the finger and the sensing plate of FIG. 4 is transferred to the feedback capacitor 210 of the amplifier. Output voltage changes. Thereafter, the switch 311 is opened to prevent the charge in the feedback capacitor 210 of FIG. 4 from changing. In the section 512, the switch 310 opened in the section 511 is interrupted to change the voltage of the contact point connected to the switch 312 side of the feedback capacitor 210 to the voltage V2 by the feedback of the amplifier. At this time, if the feedback capacitor 210 is not connected to another pixel through the diffusion capacitor 211, the charge of the feedback capacitor cannot change, but since the charge is connected to the diffusion capacitor, the charge is transferred to some diffusion capacitors, The effect of spreading charges is shown. The switch 312 is then opened to block the charge transfer path of the feedback capacitor. In the section 513, the switch 311 is interrupted and the feedback capacitor reduces the voltage of the contact point connected to the switch 311 back to the voltage V2. When the state at this time is compared with the section 511, the charge in the feedback capacitor exists in the section 511 due to the voltage change of the capacitor 201 formed by the fingerprint, but in the section 513 the charge is transferred to the peripheral pixel. The difference is that it is spread. In the section 514, the switch 310 is opened, the switch 312 is interrupted, and the anode of the amplifier is reduced to the voltage V1 again. Then, the charge in the feedback capacitor 210 exits in the direction opposite to the amount injected in the section 511, and the amount left after being diffused remains.

상기의 동작을 통하여 도 3에서 기술한 지문영상의 확산과 확산되기 전 영상의 차이를 얻어낼 수 있다.Through the above operation, the diffusion of the fingerprint image described in FIG. 3 and the difference between the images before the diffusion can be obtained.

도6a와 6b는 도 4의 감지판과 기생용량 감쇄전극, 증폭기의 피이드백 캐패시터 및 확산 캐패시터의 구현에 대한 실시 예이다. 각각의 전극은 회로공정상의 절연체(104)내의 금속층을 이용하여 구현되며 손가락과 함께 캐패시턴스를 형성하는 감지판(101)과 확산 캐패시터를 구성하는 전극(106)으로 구성된다.6A and 6B illustrate embodiments of the sensing plate, the parasitic capacitance attenuation electrode, the feedback capacitor and the diffusion capacitor of the amplifier of FIG. 4. Each electrode is implemented by using a metal layer in the insulator 104 in a circuit process, and consists of a sensing plate 101 forming a capacitance with a finger and an electrode 106 constituting a diffusion capacitor.

도 6b는 도6a의 (120)면에 따른 단면도로 인접한 두 화소에 대한 구조이다. 최상단 전극(101a, 101b)은 감지판으로서 손가락과 함께 지문형태에 따른 캐패시턴스를 형성하며 그 아래에는 기생 캐패시턴스를 상쇄하기 위한 전극(105a, 105b)이 위치한다. FIG. 6B is a cross sectional view taken along the plane (120) of FIG. 6A with respect to two adjacent pixels. The uppermost electrodes 101a and 101b serve as a sensing plate to form a capacitance according to a fingerprint form together with a finger, and electrodes 105a and 105b for canceling parasitic capacitances are located below.

검출회로의 피이드백 캐패시턴스는 전극(108a, 108b)와 전극 (106a, 106b)사이의 캐패시턴스, 그리고 전극(108a, 108b)와 전극 (107a, 107b) 사이의 캐패시턴스의 병렬연결된 캐패시턴스로 형성된다. 확산 캐패시터는 전극 (108a)와 전극 (108b)사이의 캐패시턴스로 형성되며 이를 증가시키기 위해 도 6a의 (106)패턴과 같이 인접한 면이 증가할 수 있도록 구성한다.The feedback capacitance of the detection circuit is formed by the paralleled capacitance of the capacitance between the electrodes 108a and 108b and the electrodes 106a and 106b, and the capacitance between the electrodes 108a and 108b and the electrodes 107a and 107b. The diffusion capacitor is formed of a capacitance between the electrode 108a and the electrode 108b and is configured such that adjacent surfaces can be increased as shown in the pattern 106 of FIG. 6A to increase it.

상기의 설명과 같이, 본 발명에 따른 지문센서는 다음과 같은 효과를 가진다.As described above, the fingerprint sensor according to the present invention has the following effects.

첫째, 정전용량 방식의 지문 센서에 있어서 감지판과 기판 및 검출회로 사이에 존재하는 기생 캐패시턴스를 상쇄 함으로써 지문형상과 관계없는 불필요한 신호를 제거하여 감지회로의 증폭률을 증가시켜 더욱 명확한 지문 영상을 습득할 수 있다.First, in the capacitive fingerprint sensor, the parasitic capacitance between the sensing plate, the substrate, and the detection circuit is canceled to remove unnecessary signals irrelevant to the fingerprint shape, thereby increasing the amplification rate of the detection circuit to acquire a clearer fingerprint image. Can be.

둘째, 정전용량 방식의 지문 센서에 있어서 부분적인 손가락 표면의 습도차등의 요인으로 지문형상의 명확한 판단이 어려운 경우 영상의 확산과정을 통하여 쉽게 형상을 판단할 수 있는 지문영상을 습득할 수 있다.Second, in the capacitive fingerprint sensor, if it is difficult to clearly determine the fingerprint shape due to factors such as partial humidity of the finger surface, it is possible to acquire a fingerprint image that can be easily determined through the image diffusion process.

이상에서 설명한 본 발명은 앞서 설명한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various permutations and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have

Claims (6)

지문형상 감지를 위한 감지판이 검출회로의 증폭기의 음극에 연결되고 상기 증폭기의 출력에 피이드백 캐패시터와 스위치가 접속되어 있으며 상기 증폭기의 양극의 전압변화로 발생하는 상기 감지판과 손가락 사이의 캐패시터의 전하의 이동으로 지문형상을 감지하는 2차원 배열의 센서구조를 가지고,A sensing plate for fingerprint detection is connected to the negative pole of the amplifier of the detection circuit, a feedback capacitor and a switch are connected to the output of the amplifier, and the charge of the capacitor between the sensing plate and the finger generated by the voltage change of the positive pole of the amplifier. It has a two-dimensional sensor structure that detects fingerprint shape by moving 상기 감지판과 기판 사이에 기생성분 제거를 위한 전극이 위치하고 이를 상기 증폭기의 양극에 연결하여 상기 기생성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 지문영상 강화를 위한 정전용량방식 지문센서.An electrode for removing parasitic components is disposed between the sensing plate and the substrate and connected to the anode of the amplifier to remove the parasitic components. 삭제delete 지문형상 감지를 위한 감지판이 검출회로의 증폭기의 음극에 연결되고 상기 증폭기의 출력에 피이드백 캐패시터와 스위치가 접속되어 있으며 상기 증폭기의 양극의 전압변화로 발생하는 상기 감지판과 손가락 사이의 캐패시터의 전하의 이동으로 지문형상을 감지하는 2차원 배열의 센서구조를 가지고,A sensing plate for fingerprint detection is connected to the negative pole of the amplifier of the detection circuit, a feedback capacitor and a switch are connected to the output of the amplifier, and the charge of the capacitor between the sensing plate and the finger generated by the voltage change of the positive pole of the amplifier. It has a two-dimensional sensor structure that detects fingerprint shape by moving 각 화소의 상기 피이드백 캐패시터가 인접 화소의 피이드백 캐패시터와 확산 캐패시터를 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 지문영상 강화를 위한 정전용량방식 지문센서.And a feedback capacitor of each pixel is connected through a feedback capacitor and a diffusion capacitor of an adjacent pixel. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 검출회로의 증폭기와 스위치의 동작에 의하여 상기 피이드백 캐패시터의 전하를 확산하고, 확산되기 전의 전하량과 확산된 전하량의 차이를 얻어낼 수 있는 검출회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문영상 강화를 위한 정전용량방식 지문센서.Fingerprint image enhancement comprising a; detection circuit for diffusing the charge of the feedback capacitor by the operation of the amplifier and the switch of the detection circuit, and can obtain a difference between the amount of charge before the diffusion and the amount of diffused charge Capacitive fingerprint sensor. 삭제delete 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 회로공정상의 3개의 금속층을 이용하여 피이드백 캐패시턴스와 확산 캐패시터를 구성하며,Three metal layers in the circuit process are used to form a feedback capacitance and a diffusion capacitor. 최상단의 제3금속층을 상기 감지판으로 하여 이를 격자형태로 배열하고 손가락과 금속층 사이에 지문형상에 따른 캐패시턴스를 형성하는 구조;A third metal layer on the uppermost end of the sensing plate, arranged in a lattice form, and a capacitance according to a fingerprint shape formed between a finger and the metal layer; 상기 제 3 금속층을 상기 검출회로 증폭기의 음극에 접속하는 구조;A structure for connecting the third metal layer to a cathode of the detection circuit amplifier; 상기 제3 금속층 아래에 동일 면적의 기생성분 제거를 위해 제2금속층으로 금속판을 배치하여 상기 증폭기의 양극에 연결하여 상기 증폭기의 피이드백에 의해 상기 감지판과 기생성분 제거를 위한 상기 금속판의 전압이 항상 동일하도록 하여 기생성분을 제거하는 구조;A metal plate is disposed as a second metal layer to remove parasitic components having the same area under the third metal layer, and is connected to the anode of the amplifier so that the voltage of the sensing plate and the metal plate for removing parasitic components is reduced by feedback of the amplifier. A structure that eliminates parasitic components by always being identical; 상기 제2금속층을 기생성분 제거를 위한 금속판 주변을 감싸는 형태로 구성하고 인접한 화소의 동일부분과 마주보는 부분을 머리빗 형태로 구성하여 증가된 캐패시턴스로써 확산 캐패시터를 구성하는 구조; 및A structure in which the second metal layer is formed around the metal plate to remove parasitic components, and a portion composing the same portion of the adjacent pixels in the form of a hair comb to form a diffusion capacitor with increased capacitance; And 상기 확산 캐패시터 구조의 상부와 하부에 제1 금속층과 상기 제3금속층을 동일한 형태로 위치하게 하여 발생하는 캐패시턴스로써 피이드백 캐패시터를 구성하는 구조;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지문영상 강화를 위한 정전용량방식 지문센서.Electrostatic capacitance for strengthening the fingerprint image, comprising: a structure for forming a feedback capacitor as a capacitance generated by placing the first metal layer and the third metal layer in the same shape on the upper and lower portions of the diffusion capacitor structure Capacitive fingerprint sensor.
KR1020050040550A 2005-05-16 2005-05-16 Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image KR100672619B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050040550A KR100672619B1 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050040550A KR100672619B1 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2005-0013709U Division KR200392690Y1 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060118087A KR20060118087A (en) 2006-11-23
KR100672619B1 true KR100672619B1 (en) 2007-01-24

Family

ID=37705364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050040550A KR100672619B1 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100672619B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107194214A (en) * 2017-04-18 2017-09-22 北京小米移动软件有限公司 Fingerprint authentication method and device
US9916490B2 (en) 2015-08-12 2018-03-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensors and electronic devices having the same
US10121044B2 (en) 2015-09-16 2018-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensor
US10410032B2 (en) 2016-03-02 2019-09-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensor, electronic device having the same, and method of operating the fingerprint sensor

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101502911B1 (en) * 2013-11-01 2015-03-16 크루셜텍 (주) Fingerprint detecting apparatus and driving method thereof
US9152841B1 (en) * 2014-03-24 2015-10-06 Fingerprint Cards Ab Capacitive fingerprint sensor with improved sensing element
WO2016204416A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 크루셜텍(주) Fingerprint detection device and driving method therefor
KR102002081B1 (en) 2015-06-19 2019-07-22 크루셜텍 (주) Fingerprint detecting apparatus and driving method thereof
KR101958413B1 (en) * 2015-09-21 2019-07-04 한신대학교 산학협력단 Apparatus For Detecting Fingerprint Using Pipeline Scan Driver
KR101865328B1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 한신대학교 산학협력단 Fingerprint Sensor Cell Structure and Isolation Strategy for Pseudo-Direct Scheme

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030073508A (en) * 2002-03-12 2003-09-19 주식회사 하이닉스반도체 Unit fixel for capacitive semiconductor fingerprint sensor and fingerprint sensing device having the same
KR20040008670A (en) * 2002-07-19 2004-01-31 주식회사 하이닉스반도체 Unit fixel for capacitive fingerprint sensor and fingerprint sensing device having the same
US20040096061A1 (en) * 2001-07-12 2004-05-20 Motoyasu Yano Electrostatic capacitance sensor and fingerprint collator comprising it
US20040247163A1 (en) * 2003-04-17 2004-12-09 Seiko Epson Corporation Capacitance detection device and drive method thereof, fingerprint sensor, and biometrics authentication device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040096061A1 (en) * 2001-07-12 2004-05-20 Motoyasu Yano Electrostatic capacitance sensor and fingerprint collator comprising it
KR20030073508A (en) * 2002-03-12 2003-09-19 주식회사 하이닉스반도체 Unit fixel for capacitive semiconductor fingerprint sensor and fingerprint sensing device having the same
KR20040008670A (en) * 2002-07-19 2004-01-31 주식회사 하이닉스반도체 Unit fixel for capacitive fingerprint sensor and fingerprint sensing device having the same
US20040247163A1 (en) * 2003-04-17 2004-12-09 Seiko Epson Corporation Capacitance detection device and drive method thereof, fingerprint sensor, and biometrics authentication device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9916490B2 (en) 2015-08-12 2018-03-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensors and electronic devices having the same
US10121044B2 (en) 2015-09-16 2018-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensor
US10410032B2 (en) 2016-03-02 2019-09-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensor, electronic device having the same, and method of operating the fingerprint sensor
CN107194214A (en) * 2017-04-18 2017-09-22 北京小米移动软件有限公司 Fingerprint authentication method and device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060118087A (en) 2006-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100564915B1 (en) Capacitive-type fingerprint sensor method for sensing fingerprint using the same
CN106462765B (en) Fingerprint sensor with in-pixel optical sensor
Hung Enhancement and feature purification of fingerprint images
KR100672619B1 (en) Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image
US10325142B2 (en) Multifunction fingerprint sensor
US10963671B2 (en) Multifunction fingerprint sensor having optical sensing capability
US6740945B2 (en) Apparatus and method for contacting a conductive layer
KR102614959B1 (en) Fingerprint sensing device with common mode suppression
KR102315677B1 (en) Display screens and electronics
US6333989B1 (en) Contact imaging device
US9904838B2 (en) Fingerprint detection circuit, and capacitive fingerprint sensor and mobile terminal thereof
US6440814B1 (en) Electrostatic discharge protection for sensors
US10205895B2 (en) Capacitive image sensor with noise reduction feature and method operating the same
KR102524685B1 (en) Solid State Imaging Devices and Electronic Devices
CN109416739A (en) Fingerprint collecting method, system and electronic equipment under screen based on multisensor
KR200392690Y1 (en) Fingerprint sensor of electronic capacity method for superior fingerprint image
JP2002033469A (en) Solid state image pickup device
CN111814632A (en) Capacitive screen and electronic equipment
EP1143374B1 (en) Method of and system for compensating for injection gradient in a capactive sensing circuit array
KR101855648B1 (en) Improved fingerprint recognition sensor and charge integrated sensing circuit used therein
CN105552097B (en) Global exposing pixels unit, capacitance structure and preparation method
KR102712497B1 (en) Fingerprint detection device having edge compensation structure
JP3787565B2 (en) Fingerprint sensor, fingerprint reader and personal authentication system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130215

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151224

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170113

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171226

Year of fee payment: 12