(57)【要約】導電面（２２）を通して、指紋接触面（１３）を備えるエポキシ内に配置されている導電球体（２１）に結合している複数の電荷蓄積デバイス（１２）を有する指紋捕捉デバイス（１０）。対象物（２６）の隆起部分が、幾つかの導電球体（２１）と適当に接触すると、対応する電荷蓄積デバイス（１２）が放電する。この放電により、対象物の凹凸フィーチャの感知と感知情報の記憶の両方を同時に行うことができる。
2005521860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋捕捉デバイスであって、
各メモリ・セルが対応する電気装置を有する、複数のメモリ・セルからなるメモリと、
前記メモリとほぼ同一平面上に配置される指紋接触面を備え、同指紋接触面が、同指紋接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、同導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに導電的に結合することからなる、指紋捕捉デバイス。
【請求項２】
前記メモリが半導体メモリからなる請求項１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項３】
前記半導体メモリが、ランダム・アクセス・メモリからなる請求項２に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項４】
前記ランダム・アクセス・メモリが、スタティック・ランダム・アクセス・メモリからなる請求項３に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項５】
前記対応する電気装置が電荷蓄積デバイスからなる請求項２に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項６】
前記メモリが、その外表面上に形成される複数の導電面を備える請求項１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項７】
前記複数の導電面のうちの幾つかが、それぞれ前記対応する電気装置の対応する１つの電気装置に電気的に結合している請求項６に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項８】
前記複数の導電面のうちの幾つかが、共通レールに電気的に結合している請求項６に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項９】
前記複数の導電面のうちの幾つかが、それぞれ前記対応する電気装置の対応する１つの電気装置に電気的に結合しており、前記複数の導電面のうちの幾つかが共通レールに電気的に結合している請求項６に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１０】
前記指紋接触面がエポキシ材料からなる請求項１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１１】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、導電球体からなる請求項１０に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１２】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、電流の流れに対して実質的な抵抗を有する請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１３】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、酸化ニッケルからなる請求項１２に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１４】
前記導電球体のうちの幾つかの少なくとも一部が前記メモリに物理的に接触している請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１５】
前記導電球体のうちの幾つかの少なくとも一部が、前記指紋接触面の外部に物理的に露出している請求項１４に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１６】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが前記メモリと物理的に接触していて、前記指紋
接触面の外部に物理的に露出している部分を有する請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１７】
少なくとも複数の前記導電球体の直径が、約１メートルの百万分の７である請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１８】
メモリ・セルのアレイを備え、前記メモリ・セルに電気的に結合している露出している導電パッドを有するランダム・アクセス・メモリと、
少なくとも複数の前記露出している導電パッド上に配置される異方性硬化導電性エポキシとを備え、同異方性硬化導電性エポキシの少なくとも大部分が露出しているデバイス。
【請求項１９】
前記異方性硬化導電性エポキシが、そこを貫通して形成される複数の導電経路を含む請求項１８に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２０】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記露出している導電パッドのうちの少なくとも幾つかに電気的に結合している請求項１９に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２１】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが導電球体からなる請求項２０に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２２】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、電流の流れに実質的な抵抗を有する請求項２１に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２３】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、酸化ニッケルで形成されている請求項２２に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２４】
前記異方性硬化導電性エポキシが指紋接触面を備える請求項１８に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２５】
その中に配置される個別導電性素子を有する硬化エポキシを備えるデバイスであって、同個別導電性素子の少なくとも大部分が電流の流れに対して実質的な抵抗を有し、前記硬化エポキシのどちらかの側面上に少なくとも部分的に露出しているデバイス。
【請求項２６】
複数の前記個別導電性素子が導電球体からなる請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
複数の前記導電球体が酸化ニッケルからなる請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
複数の前記導電球体の直径が、１メートルの約百万分の７である請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記硬化エポキシに物理的および電気的に結合しているメモリをさらに備える請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記メモリが、前記メモリ内のメモリ・セルに電気的に結合していて、前記硬化エポキシに物理的に接触している複数の導電面を含む請求項２９に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記個別導電性素子のうちの少なくとも幾つかが、前記メモリの導電面のうちの少なくとも幾つかと電気的および物理的に接触している請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
触知できる押印情報を感知し、記憶するための方法であって、
各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程と、
前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程であって、前記接触面が、前記接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに導電的に結合する工程と、
前記接触面上に凹凸を含む表面を有する対象物を置く工程と、
凹凸が前記接触面に直接接触する位置に対応する前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電することにより、前記凹凸のうちの少なくとも幾つかについての触知することができる押印情報を同時に感知し、前記メモリに記憶する工程と、を含む方法。
【請求項３３】
各メモリ・セルが、対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程が、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有する複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有する、前記メモリとほぼ同一平面上に配置される該接触面を提供する工程が、前記接触面がその中に配置される複数の導電球体を有し、同導電球体が導電経路を備える前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面、を提供する工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程が、前記導電球体のうちの少なくとも幾つかを通して、前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程を含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかの内部で、静電放電を放散させる工程をさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
触知することができる押印情報を表すデータの基準セットを前記メモリに記憶し、その後感知し記憶した触知することができる押印情報と比較する工程をさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
指紋情報を感知し、記憶するための方法であって、
複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程であって、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有し、同メモリが、前記導電パッドのうちの幾つかが該電荷蓄積デバイスのうちの少なくとも１つに電気的に結合し、該導電パッドのうちの幾つかが共通レールに電気的に結合するように、その表面上に配置される複数の導電パッドをさらに含む工程と、
硬化エポキシの少なくとも一部内に形成され、前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程であって、同接触面が同接触面内に少なくとも部分的に配置される複数の導電球体を有し、同導電球体の少なくとも幾つかが、前記導電パッドのうちの少なくとも幾つかに導電的に結合する工程と、
前記接触面上に指紋フィーチャを有する対象物を置く工程と、
放電する電荷蓄積デバイスに結合している導電パッド、少なくとも１つの第１の導電球体、前記対象物、少なくとも１つの第２の導電球体、および前記共通レールに結合している導電パッドを含む放電経路を通して、前記接触面と指紋フィーチャが直接接触する位置に対応する前記電荷蓄積デバイスのうちの少なくとも幾つかを放電することにより、前記指紋フィーチャのうちの少なくとも幾つかについての指紋情報を同時に感知し、前記メモリに記憶する工程と、からなる方法。
【請求項３９】
複数の導電球体を有する接触面を提供する工程が、酸化ニッケルからなる複数の導電球体
を有する接触面を提供する工程を含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
対象物の凹凸に関する触知することができる情報を、同時に感知し記憶するためにデバイスを形成する方法であって、
表面上に、露出している導電パッドを有するメモリを供給する工程と、
該表面の少なくとも一部上に、その内部に配置され、それにより前記露出している導電パッドのうちの少なくとも１つと接触し、少なくともその一部をカバーする個別導電性素子を有するエポキシ材料を配置する工程と、
前記エポキシ材料の少なくとも一部を圧縮し、それにより、前記個別導電性素子のうちの少なくとも１つを導電パッドに物理的に接触させる工程と、
前記個別導電性素子のうちの少なくとも幾つかの一部が露出するように、前記エポキシ材料を硬化し収縮させるために、前記エポキシ材料を硬化させる工程と、を含む方法。
【請求項４１】
前記個別導電性素子と前記エポキシ材料と接触して置かれている対象物と、の間の導電性を改善するために、前記個別導電性素子の少なくとも露出している部分を処理する工程をさらに含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
表面上に露出している導電パッドを有するメモリを供給する工程が、複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程を含み、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有し、前記導電パッドのうちの幾つかが、前記電荷蓄積デバイスのうちの少なくとも１つに電気的に結合し、前記導電パッドのうちの幾つかが、共通レールに電気的に結合するように、前記メモリがさらにその表面上に配置される露出している複数の導電パッドを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
内部に配置される個別導電性素子を有するエポキシ材料を配置する工程が、その内部に配置される導電球体を備える個別導電性素子を有するエポキシ材料を配置する工程を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
触知できる押印情報を感知し記憶するための方法であって、
複数の個別メモリ・ユニットを供給する工程であって、それぞれの前記メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電気装置を有する工程と、
前記メモリ・ユニットの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程であって、前記接触面が同接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、複数の前記メモリ・ユニットに対する前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに導電的に結合する工程と、
前記接触面上に凹凸を含む表面を有する対象物を置く工程と、
凹凸が前記接触面に直接接触する位置に対応する前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電することにより、前記凹凸のうちの少なくとも幾つかについての触知することができる押印情報を同時に感知し、少なくとも複数の前記メモリ・ユニットに記憶する工程とを含む方法。
【請求項４５】
それぞれの前記メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数の個別メモリ・ユニットを供給する工程が、それぞれの前記メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有する複数の個別メモリ・ユニットを供給する工程を含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
接触面が同接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有する前記メモリ・ユニットのうちの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される該接触面を提供する工程が、接触面が、その中に配置される複数の導電球体を有し、同導電球体が導電経路を備える前記メ
モリ・ユニットのうちの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される前記接触面を提供する工程を含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程が、前記導電球体のうちの少なくとも幾つかを通して、該電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかの内部で、静電放電を放散させる工程をさらに含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
指紋捕捉デバイスであって、
複数の個別メモリ・ユニットからなるメモリであって、各メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電気装置を有するメモリと、
前記メモリ・ユニットのうちの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される指紋接触面とを備え、前記指紋接触面が、同指紋接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、同導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに導電的に結合している指紋捕捉デバイス。
【請求項５０】
使用可能および使用禁止状態を有するメカニズムであって、
各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリと、
前記メモリとほぼ同一平面上に配置される指紋接触面であって、同指紋接触面が、同指紋接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、同導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに導電的に結合する指紋接触面と、
前記メモリに動作できるように結合し、少なくとも一部は、前記指紋接触面を通して入力された前記メモリ内のメモリ内容の関数として、使用可能状態と使用禁止状態との間を切り替えるようにプログラムされているプロセッサとを備えるメカニズム。
【請求項５１】
前記メカニズムが、
飛び道具、
バリヤ・オペレータ、
通信装置、
スマートカード、
およびコンピュータのうちの１つを備える請求項５０に記載の機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、凹凸を有するフィーチャの感知および感知したフィーチャに対応した記憶に関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋は各個人毎に違っていて、そのため識別および確認のために役に立つことは広く知られている。指紋を構成している表面の凹凸（すなわち、凸部と凹部）は、種々の方法で感知し、画像化することができ、その後で識別および確認を行うために、前に記憶した指紋情報と比較するのに使用される。都合の悪いことに、これらの従来技術の方法および装置はすべての目的には適していない。
【０００３】
熟練した人であれば、インキによる指紋パターンを検査し比較することができるが、このプロセスは、かなりのトレーニングを必要とし、潜在的にかなりの時間とリソースとを必要とする。このようなアプローチは、また分散型自動識別確認用途に適していない。指紋の凹凸を捕捉するために熱感知メカニズムが使用されているが、このようなメカニズムは製造コストが高くなりがちであり、さらに、通常、結果を利用するために、複雑な（それ故高価な）照合ソフトウェアを必要とする。無線周波信号で指の真皮下層を貫通して、それにより凹凸を検出するための能動アンテナ・アレイを使用する無線周波をベースとするメカニズムも使用されている。これらのメカニズムは非常に精度が高いが、また非常に高価であり、通常数千ドルの投資を必要とする。
【０００４】
キャパシタンスをベースとするメカニズムも比較的優れた凹凸の検出を行うが、メカニズムを破損または破壊する恐れがある静電放電の影響を受けやすい。このようなメカニズムは小さくすることができる（多くの自動確認用途に適した大きさにすることができる）が、このようなメカニズムの多くのものは、上記静電放電から保護するために酸化チタン材料を使用しなければならないので、製品としてのメカニズムのコストはかなり高いものになる。さらに、このようなキャパシタンスをベースとするメカニズムも、通常、感知した凹凸を記憶できるデータに変換するためにかなりの量の処理機能を必要とする。
【０００５】
固体カメラおよび光源として発光ダイオードを使用する光学的解決方法は、現在ある程度広く使用されていて、特にポータブル自動確認用に使用されている。光学的解決方法は、多くの動作条件下でかなりよく機能するが、これらの解決方法は、形状因子要件（例えば、カメラの必要な焦点距離を収容するための）を持っているので、多くの用途には適していない。さらに、このようなデバイスのコスト（現在ユニット当たり約１３０ドルである）は、他の入手可能な技術と比較すると比較的手頃なコストであるが、この価格でも多くの所望する用途にとって高すぎる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それ故、これらの種々の問題点のうちの幾つかを少なくとも最低限度に低減する凹凸を感知し記憶するための解決方法の開発が待望されている。より詳細に説明すると、対応するサポート・ハードウェアおよびソフトウェアに過度の処理要求をしない、費用対効果がよく、信頼性が高く、形状因子に優しい解決方法の開発が待望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらのニーズおよび他のニーズは、以下に説明するような凹凸を感知し、記憶するための装置および方法によりほぼ満たされている。これらおよび他の利点は、添付の図面を
参照しながら、以下の詳細な説明を注意深く読めば理解することができるだろう。
【０００８】
全体的に見た場合、下記の実施形態は指紋捕捉デバイスを備える。本明細書においては、「指紋」という用語は、一般的に、指紋、掌紋およびグラブ・プリント（ｇｌｏｖｅ  ｐｒｉｎｔ）を含むがこれらに限定されない、パターン化された触知できる押印を形成することができる凹凸または他の類似の表面の変化を有する任意の表面を意味する。
【０００９】
一実施形態の場合には、指紋捕捉デバイスはメモリおよび指紋接触面を備える。メモリは、複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルは、対応する電気装置を有する。指紋接触面は、メモリに対してほぼ同一平面上に配置されていて、そこを貫通して形成されている複数の導電経路を有する。これらの導電経路のうちの少なくとも幾つかは、メモリ・セル内の対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに導電的に結合している。一実施形態の場合には、電気装置は電荷蓄積デバイスからなる。
【００１０】
このように構成されているので、その表面上に凹凸を有する対象物を指紋接触面と接触させて置くことができる。電気装置は、前に存在した電荷を保持し、または凹凸のパターンへ間接的に対応した形で放電する。その結果、凹凸のパターンの感知および記憶が同時に行われる。パターンを感知した同じメモリ・セルに記憶することができるので、感知した情報を記憶させるのに、感知後のコンピュータによる有意の処理はほとんど必要ないか、全然必要ない。非常に薄い形状因子にも容易に適応することができ、全デバイスは、現在入手できる最も安価な従来技術のものよりも、少なくとも１桁安い価格にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、指紋捕捉デバイスは、一般的に、それぞれが、周知の従来技術による少なくとも１つの電荷蓄積デバイス１２を含む複数のメモリ・セル１１からなる。一実施形態の場合には、このメモリは、例えば、ＲＡＭのような半導体メモリを備える。もっと特殊な実施形態の場合には、メモリはスタティックＲＡＭを含むことができる。このようなメモリにおいては、電荷蓄積デバイス１２の荷電した状態は、対応するメモリ・セル内に記憶している論理的１または０を表す。指紋接触面１３は、メモリ・セル１１上に位置する。指紋接触面は、導電経路１４のうちの少なくとも幾つかが、電荷蓄積デバイス１２の少なくとも幾つかに導電的に結合するように、そこを貫通して形成されている複数の導電経路１４を有する。このように構成されているので、以下にさらに詳細に説明するように、導電経路は、指紋接触面１３の外面とメモリを備える個々の電荷蓄積デバイス１２との間に存在する。
【００１２】
図２について説明すると、この図は、指紋捕捉デバイス１０のある実施形態のより詳細な図面である。この図に示すように、各電荷蓄積デバイス１２は、メモリの外面上に形成されていて、導電面２２に電気的に結合している。これらの導電面２２は、電極パッドを備え、任意の適当な導電性材料から形成することができる。好適には、これらの導電面２２は、金メッキすることが好ましい（指紋接触面は、これらの導電面２２に対して機械的および化学的保護を行うが、ある程度の湿気は、依然として指紋接触面に浸透する恐れがある。金メッキは、導電面の劣化を起こす腐食の防止を助ける）。さらに、導電面２２のうちのあるものは、共通レール２８に結合している。図に示すように、導電面２２は、電荷蓄積デバイス１２および共通レール２８へ交互に結合している。他の配置および比率も可能であり、実際、所与の用途において性能を改善することができる。この実施形態の場合には、正しい縮尺では示してないが、導電面は、１辺当たりほぼ１インチの数千分の１の正方形のパッドである。
【００１３】
指先の指紋を感知するために使用する指紋捕捉デバイス１０の場合には、指紋接触面１
３の大きさを、幅約１．２５ｃｍ、長さ約２．５４ｃｍにすることができる。その対応する電荷蓄積デバイス１２および導電面２２を有するメモリ・セルは、対象物との接触が予想される指紋接触面１３の全部分の適当なセンサ有効範囲を確保するために、アレイ内に配置することができる。
【００１４】
この実施形態の場合には、指紋接触面１３はエポキシ材料からなる。より詳細には、指紋接触面１３は、異方性材料からなる。この実施形態の場合には、指紋接触面１３を貫通して形成されている導電経路１４は、導電球体２１からなる。この実施形態の場合には、導電球体２１の直径は、１メートルの約百万分の７であり（図の球体は正しく縮尺されていない）、ニッケルからできている。このような材料の球体は、過去において、いわゆる導電性エポキシ材料に含まれていた。しかし、これらの過去の実施形態の場合には、これらの球体は銀または金のような高級な導体でコーティングされていた。この場合、ニッケル球体は、このような導体でコーティングされていない。代わりに、球体の周囲は、通常、酸化ニッケルでコーティングされる。その結果、球体は電気を通すが、電気の流れに対する抵抗もかなり高い。このアプローチは従来の考えと非常に対照的であるが、この実施形態の少なくとも幾つかの利点については、以下により明確に説明する。
【００１５】
導電球体２１を含むエポキシ材料をメモリ（導電面２２を含む）上に形成する場合には、導電球体２１のうちの１つまたはそれ以上が、導電面２２のうちの１つに隣接して配置される。実際、図３に示すように、複数の導電球体２１が任意の所与の導電面２２に隣接して配置される。例えば、導電面２２および導電球体２１の大きさが上記と同じ大きさであると仮定した場合、また球体ドーピング比が１５〜２５％であると仮定した場合、約８〜１２の導電球体２１が各導電面２２と接触する。このレベルの冗長度は、すべての導電面２２（およびその対応するメモリ・セル１１）を確実に能動状態にし、指紋感知および記憶プロセスのために使用できるようにする。
【００１６】
以下に説明するように、指紋接触面１３を備えるエポキシは圧縮され硬化される。しかし、このような圧縮および硬化は、球体２１の露出した部分が信頼できる状態になることを保証しない。それ故、図４より、指紋接触面１３の外面を処理して、導電球体２１の一部４１を露出することができる。例えば、このように露出するために、研磨またはプラズマ・クリーニングを使用することができる。
【００１７】
周知の従来技術の場合には、電荷蓄積デバイス１２は、それ自身データ・バス２５に結合している読取り装置２４に動作できるように結合される。このように構成されているので、電荷蓄積デバイス１２の帯電したまたは放電した状態を読取り装置２４により確認することができ、結果を上記バス２５を通して所与の用途に適している他の構成要素および素子に供給することができる。
【００１８】
上記指紋捕捉デバイス１０は、指紋接触面１３と接触する対象物の表面上の凹凸についての触知することができる押印情報の感知および記憶を同時に行うために機能する。より詳細には、対象物２６が指紋接触面１３と接触すると、対象物２６の表面の突出している部分が、導電球体２１の幾つかと接触する（図の例の場合には、２つの隣接する導電球体２１がそのような接触を行う）。このような接触が行われると、電流２７が前に帯電した電荷蓄積デバイス１２、およびそれに対応する導電面２２から、導電面２２と導電的に接触している導電球体２１を通して、また対象物２６自身を通して、また他の導電球体２１−導電面２２のペアを通して共通レール２８に流れることができる。もちろん、これにより、特定の電荷蓄積デバイス１２が放電する。
【００１９】
対象物２６と接触していない導電球体２１に結合している電荷蓄積デバイス１２は、放電しないでその前の電荷を保持する。その結果、指紋捕捉デバイス１０は、位置により対
象物上の隆起したフィーチャに対応する電荷蓄積デバイス１２を放電することにより、同時に対象物上の凹凸を感知し、感知した情報を電荷蓄積デバイス１２のアレイの放電および帯電状態として記憶するために機能する。放電現象は迅速に起こるが、このことは、感知および記憶動作も迅速に行うことができることを意味する（１秒の１／１００程度の感知ウィンドウを容易に形成することができる）。その結果、トレーニングを受けていないユーザまたは注意が足りないユーザでも正確に感知することができる。
【００２０】
上記デバイス１０は、種々の方法で提供することができる。図５を参照すると、それぞれが少なくとも１つの電荷蓄積デバイスを含む複数のメモリ・セルを含むメモリが供給される（工程５１）。次に、複数の露出した導電パッドがその表面上に形成される（工程５２）。これらの導電パッドは、電荷蓄積デバイスへの導電接続を含む。次に、導電球体を含む異方性エポキシが、メモリおよび導電パッド上に配置され（工程５３）、周知の従来技術により圧縮が行われる（工程５４）。次に、（例えば、１５０℃で５分間加熱することにより）エポキシ材料を硬化することができる（工程５５）。その場合には、次に、表面を研磨、プラズマ洗浄、またはエポキシ材料の一部を除去し、それにより導電球体の導電面を露出する働きをする他の処理により処理することができる（工程５６）。このプロセスは、そうしたい場合には、ダイ・レベルで実行することもできるし、またはそのほうがよい場合には、製造完了のもっと高いレベルで実行することができる。
【００２１】
すでに説明したように、ある従来技術の指紋捕捉方法は、静電放電の影響を受けるので、このような放電に対する比較的高価な保護を必要とする。この実施形態は、静電放電からの内蔵型保護を特徴とする。図６を参照すると、ニッケルからなり、通常、酸化ニッケルからなる外面を有する導電球体２１は、かなりの電気抵抗６１を有する。この抵抗６１は、上記方法による電荷蓄積デバイス１２の放電を妨害するほど大きなものではない。しかし、抵抗６１は静電放電を有意に減衰するだけ十分に大きい抵抗値を有する。
【００２２】
それ故、大きな静電放電６２は、導電面２２およびそうでない場合には、静電放電６２により損傷を受ける恐れがある電荷蓄積デバイス１２に到着する前に、かなり小さなサージ６３に減衰する（または完全に消滅する）。
【００２３】
上記実施形態は、比較的小型で、安価で、効果的で、薄く、比較的低電力で、現在のプロセッサ技術で容易にインタフェースすることができる指紋捕捉デバイス１０を提供する。その結果、この指紋捕捉デバイス１０は、種々の既存のメカニズムと一緒に容易にまた経済的に使用することができ、このようなメカニズムに、例えば、ユーザの識別確認を行わせることができる。図７について説明すると、使用可能フィーチャ７３を制御するために、使用可能フィーチャ７３およびプロセッサ７２により制御される使用可能および使用禁止状態を有するメカニズム７１を指紋捕捉デバイス１０に容易に一体に結合することができる。このように構成されているので、デバイス７１の使用可能な状態を、１人またはそれ以上の確認されたユーザだけが使用できるようにすることができる。指紋捕捉デバイス１０上にユーザの指を置くことにより、確認された特定のユーザは、確実にデバイスを使用することができる。この指紋捕捉デバイス１０の種々の物理的性能および経済的利点により、種々のデバイス７１を収容することができる。例えば、デバイス７１としては、飛び道具（ハンドガンまたはライフルなど）、バリヤ・オペレータ（ビル、またはオフィスのドアまたはキャビネットのドアなど）、通信装置（セルラーホン、ページャ、または警察または他の公衆安全ディスパッチ通信ラジオのような二方向通信装置など）、スマートカード（クレジットカード、デビットカード、またはパスポート、運転免許証、医療カルテを含む他の識別または情報カードなど）またはコンピュータ（デスクトップ・ユニット、ラップトップ・ユニット、携帯情報端末等を含む）を使用することができる。
【００２４】
他の実施形態もこれらの教示の範囲に含まれる。例えば、図８の場合には、すべてのメ
モリ・セルは、必ずしも導電面２２または２３に結合していなくてもよい。幾つかのメモリ・セル１１Ａは、すでに説明したように、指紋情報を感知し、記憶するために対応する導電面２２に結合しているが、他のメモリ・セル１１Ｂは、周知の従来技術により書込みが行われる通常のメモリ・セルとして機能することができる。このようにして、メモリ・セル１１Ａのうちのあるものは、指紋接触面１３と接触している対象物に直接応答し、一方、他のメモリ・セル１１Ｂは、他の情報を記憶するために使用することができる。例えば、現在感知し、記憶した情報を比較することができる触知することができる押印情報を表すデータの基準セットをメモリ・セル１１Ｂの後者の分類中に記憶することができる。
【００２５】
図９を参照説明すると、他の実施形態においては、各導電面２２は、複数の電荷蓄積デバイス１２Ａ〜１２Ｄのうちの任意のデバイスに潜在的に接続している（図９は、４つのこのような電荷蓄積デバイスを示し、数個のまたはそれ以上のこのような電荷蓄積デバイスを同様に収容することができる）。このような各電荷蓄積デバイス１２Ａ〜１２Ｄは、対応するスイッチ９１〜９４を有し、このスイッチは、適当なメモリ・コントローラ、プロセッサ等により制御することができる。図に示すように、１つの電荷蓄積デバイス１２Ａだけが導電面２２に電気的に結合するように、１つのスイッチ９１だけがオンになっている。このように構成されているので、指紋情報を捕捉するためにこのデバイスを動作している場合、この第１の電荷蓄積デバイス１２Ａだけを放電のために使用することができる。この第１のスイッチ９１をオフにし、次に、例えば、第２のスイッチ９２をオンにすることにより、第１の電荷蓄積デバイス１２Ａ内に記憶する情報を失うことなく、指紋情報の第２の感知および捕捉を行うことができる。このようにして、情報を失うことなく、また必ずしも複雑で時間の掛かる信号処理および記憶プロトコルを使用しなくても、所与の指紋の複数のサンプリングを行うことができる。
【００２６】
図１０を参照すると、他の実施形態の場合には、１つの指紋捕捉デバイス１０を形成するために、１つの指紋接触面１３と一緒に複数のメモリ・ダイ１０１および１０２を使用することができる（この実施形態の場合には、このようなダイを２つだけ図示してある。より典型的には、機能的に有用な指紋接触面エリアをサポートするために、多数の個々のダイを使用することが好ましい）。
【００２７】
これらの複数のダイ１０１および１０２は、特定の用途に適している共通のフレームまたは基板１００上にサポートすることができる。これらの複数のダイ１０１および１０２は、共通の読取り装置およびバスを共有することができ、または用途に適している独立メモリ素子として機能することができる。
【００２８】
図示してきたように、種々の実施形態は、本明細書に記載した本質的な教示を内蔵することができるし、そこから利益を受けることができる。当業者であれば、上記の本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、さらに他の修正、変更および組合わせを行うことができることを理解することができるだろう。そのような修正、変更および組合せは、本発明の上記教示および範囲内に含まれるとみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のある実施形態により構成されたデバイスの概略側面図。
【図２】本発明のある実施形態により構成されたデバイスの簡単な詳細側面図。
【図３】本発明のある実施形態により構成されたデバイスの詳細側面図。
【図４】本発明のある実施形態により構成されたデバイスの詳細側面図。
【図５】本発明のある実施形態による流れ図。
【図６】本発明のある実施形態により構成されたデバイスの簡単な詳細側面図。
【図７】本発明のある実施形態により構成されたデバイスのブロック図。
【図８】本発明の他の実施形態により構成されたデバイスの簡単な詳細側面図。
【図９】本発明の他の実施形態により構成されたデバイスの簡単な詳細側面図。
【図１０】本発明の他の実施形態により構成されたデバイスの簡単な詳細側面図。
【図１】
2005521860.tif 000003
【図２】
2005521860.tif 000004
【図３】
2005521860.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005521860.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005521860.tif 000011
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月8日(2004.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋捕捉デバイスであって、
各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリと、
前記メモリとほぼ同一平面上に配置される指紋接触面とを備え、同指紋接触面が、同指紋接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、同導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに実質的に直接導電的に結合することからなる、指紋捕捉デバイス。
【請求項２】
前記メモリが半導体メモリからなる請求項１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項３】
前記半導体メモリが、ランダム・アクセス・メモリからなる請求項２に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項４】
前記ランダム・アクセス・メモリが、スタティック・ランダム・アクセス・メモリからなる請求項３に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項５】
前記対応する電気装置が電荷蓄積デバイスからなる請求項２に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項６】
前記メモリが、その外表面上に形成される複数の導電面を備える請求項１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項７】
前記複数の導電面のうちの幾つかが、それぞれ前記対応する電気装置の対応する１つの電気装置に電気的に結合している請求項６に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項８】
前記複数の導電面のうちの幾つかが、共通レールに電気的に結合している請求項６に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項９】
前記複数の導電面のうちの幾つかが、それぞれ前記対応する電気装置の対応する１つの電気装置に電気的に結合しており、前記複数の導電面のうちの幾つかが共通レールに電気的に結合している請求項６に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１０】
前記指紋接触面がエポキシ材料からなる請求項１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１１】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、導電球体からなる請求項１０に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１２】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、電流の流れに対して実質的な抵抗を有する、請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１３】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、酸化ニッケルからなる請求項１２に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１４】
前記導電球体のうちの幾つかの少なくとも一部が前記メモリに物理的に接触している請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１５】
前記導電球体のうちの幾つかの少なくとも一部が、前記指紋接触面の外部に物理的に露出している請求項１４に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１６】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが前記メモリと物理的に接触していて、前記指紋接触面の外部に物理的に露出している部分を有する請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１７】
少なくとも複数の前記導電球体の直径が、約１メートルの百万分の７である請求項１１に記載の指紋捕捉デバイス。
【請求項１８】
メモリ・セルのアレイを備え、前記メモリ・セルに実質的に直接電気的に結合している露出している導電パッドを有するランダム・アクセス・メモリと、
少なくとも複数の前記露出している導電パッド上に配置される異方性硬化導電性エポキシとを備え、同異方性硬化導電性エポキシの少なくとも大部分が露出しているデバイス。
【請求項１９】
前記異方性硬化導電性エポキシが、そこを貫通して形成される複数の導電経路を含む請求項１８に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２０】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記露出している導電パッドのうちの少なくとも幾つかに電気的に結合している請求項１９に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２１】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが導電球体からなる請求項２０に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２２】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、電流の流れに実質的な抵抗を有する請求項２１に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２３】
前記導電球体のうちの少なくとも幾つかが、酸化ニッケルで形成されている請求項２２に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２４】
前記異方性硬化導電性エポキシが指紋接触面を備える請求項１８に記載のメモリ・デバイス。
【請求項２５】
その中に配置される個別導電性素子を有する硬化エポキシを備えるデバイスであって、同個別導電性素子の少なくとも大部分が、電流の流れに対して実質的な抵抗を有し、前記硬化エポキシのどちらかの側面上に少なくとも部分的に露出しているデバイス。
【請求項２６】
複数の前記個別導電性素子が導電球体からなる請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
複数の前記導電球体が酸化ニッケルからなる請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
複数の前記導電球体の直径が、１メートルの約百万分の７である請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記硬化エポキシに物理的および電気的に結合しているメモリをさらに備える請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記メモリが、前記メモリ内のメモリ・セルに電気的に結合していて、前記硬化エポキシに物理的に接触している複数の導電面を含む請求項２９に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記個別導電性素子のうちの少なくとも幾つかが、前記メモリの前記導電面のうちの少なくとも幾つかと電気的および物理的に接触している請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
触知できる押印情報を感知し、記憶するための方法であって、
各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程と、
前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程であって、前記接触面が、前記接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに実質的に直接導電的
に結合する工程と、
前記接触面上に凹凸を含む表面を有する対象物を置く工程と、
凹凸が前記接触面に直接接触する位置に対応する前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電することにより、前記凹凸のうちの少なくとも幾つかについての触知することができる押印情報を同時に感知し、前記メモリに記憶する工程と、を含む方法。
【請求項３３】
各メモリ・セルが、対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程が、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有する複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
接触面が該接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有する、前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程が、前記接触面がその中に配置される複数の導電球体を有し、同導電球体が導電経路を備える前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面、を提供する工程を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程が、前記導電球体のうちの少なくとも幾つかを通して、前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかの内部で、静電放電を放散させる工程をさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
触知することができる押印情報を表すデータの基準セットを前記メモリに記憶し、その後感知し記憶した触知することができる押印情報と比較する工程をさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
指紋情報を感知し、記憶するための方法であって、
複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程であって、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有し、同メモリが、前記導電パッドのうちの幾つかが前記電荷蓄積デバイスのうちの少なくとも１つに電気的に結合し、該導電パッドのうちの幾つかが共通レールに電気的に結合するように、その表面上に配置される複数の導電パッドをさらに含む工程と、
硬化エポキシの少なくとも一部内に形成され、前記メモリとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程であって、前記接触面が同接触面内に少なくとも部分的に配置される複数の導電球体を有し、前記導電球体の少なくとも幾つかが、前記導電パッドのうちの少なくとも幾つかに導電的に結合する工程と、
前記接触面上に指紋フィーチャを有する対象物を置く工程と、
放電する電荷蓄積デバイスに結合している導電パッド、少なくとも１つの第１の導電球体、前記対象物、少なくとも１つの第２の導電球体、および前記共通レールに結合している導電パッドを含む放電経路を通して、前記接触面と指紋フィーチャが直接接触する位置に対応する前記電荷蓄積デバイスのうちの少なくとも幾つかを放電することにより、前記指紋フィーチャのうちの少なくとも幾つかについての指紋情報を同時に感知し、前記メモリに記憶する工程と、からなる方法。
【請求項３９】
複数の導電球体を有する接触面を提供する工程が、酸化ニッケルからなる複数の導電球体を有する接触面を提供する工程を含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
対象物の凹凸に関する触知することができる情報を、同時に感知し記憶するためにデバイスを形成するための方法であって、
表面上に、露出している導電パッドを有するメモリを供給する工程と、
該表面の少なくとも一部上に、その内部に配置され、それにより前記露出している導電パッドのうちの少なくとも１つと接触し、少なくともその一部をカバーする個別導電性素子を有するエポキシ材料を配置する工程と、
前記エポキシ材料の少なくとも一部を圧縮し、それにより、前記個別導電性素子のうちの少なくとも１つを導電パッドに物理的に接触させる工程と、
前記個別導電性素子のうちの少なくとも幾つかの一部が露出するように、前記エポキシ材料を硬化し収縮させるために、前記エポキシ材料を硬化させる工程と、を含む方法。
【請求項４１】
前記個別導電性素子と前記エポキシ材料と接触して置かれている対
象物と、の間の導電性を改善するために、前記個別導電性素子の少なくとも露出している部分を処理する工程をさらに含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
表面上に露出している導電パッドを有するメモリを供給する工程が、複数のメモリ・セルからなるメモリを供給する工程を含み、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有し、前記導電パッドのうちの幾つかが、前記電荷蓄積デバイスのうちの少なくとも１つに電気的に結合し、前記導電パッドのうちの幾つかが、共通レールに電気的に結合するように、前記メモリがさらにその表面上に配置される露出している複数の導電パッドを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
内部に配置される個別導電性素子を有するエポキシ材料を配置する工程が、その内部に配置される導電球体を備える個別導電性素子を有するエポキシ材料を配置する工程を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
触知できる押印情報を感知し、記憶するための方法であって、
複数の個別メモリ・ユニットを供給する工程であって、それぞれの前記メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電気装置を有する工程と、
前記メモリ・ユニットの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される接触面を提供する工程であって、前記接触面が前記接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、前記導電経路のうちの少なくとも幾つかが、複数の前記メモリ・ユニットに対する前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに実質的に直接導電的に結合する工程と、
前記接触面上に凹凸を含む表面を有する対象物を置く工程と、
凹凸が前記接触面に直接接触する位置に対応する前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電することにより、前記凹凸のうちの少なくとも幾つかについての触知することができる押印情報を同時に感知し、少なくとも複数の前記メモリ・ユニットに記憶する工程とを含む方法。
【請求項４５】
それぞれの前記メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数の個別メモリ・ユニットを供給する工程が、それぞれの前記メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電荷蓄積デバイスを有する複数の個別メモリ・ユニットを供給する工程を含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
接触面が同接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有する前記メモリ・ユニットのうちの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される該接触面を提供する工程が、接触面が、その中に配置される複数の導電球体を有し、同導電球体が導電経路を備える前記メモリ・ユニットのうちの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される前記接触面を提供する工程を含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程が、前記導電球体のうちの少なくとも幾つかを通して、該電気装置のうちの少なくとも幾つかを放電する工程を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記導電経路のうちの少なくとも幾つかの内部で、静電放電を放散させる工程をさらに含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
指紋捕捉デバイスであって、
複数の個別メモリ・ユニットからなるメモリであって、各メモリ・ユニットが複数のメモリ・セルからなり、各メモリ・セルが対応する電気装置を有するメモリと、
前記メモリ・ユニットのうちの少なくとも幾つかとほぼ同一平面上に配置される指紋接触面とを備え、前記指紋接触面が、同指紋接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、同導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに実質的に直接導電的に結合している指紋捕捉デバイス。
【請求項５０】
使用可能および使用禁止状態を有するメカニズムであって、
各メモリ・セルが対応する電気装置を有する複数のメモリ・セルからなるメモリと、
前記メモリとほぼ同一平面上に配置される指紋接触面であって、同記指紋接触面が、同指紋接触面を貫通して形成される複数の導電経路を有し、同導電経路のうちの少なくとも幾つかが、前記対応する電気装置のうちの少なくとも幾つかに実質的に直接導電的に結合
する指紋接触面と、
前記メモリに動作できるように結合し、少なくとも一部は、前記指紋接触面を通して入力された前記メモリ内のメモリ内容の関数として、使用可能状態と使用禁止状態との間を切り替えるようにプログラムされているプロセッサとを備えるメカニズム。
【請求項５１】
前記メカニズムが、
飛び道具、
バリヤ・オペレータ、
通信装置、
スマートカード、
およびコンピュータのうちの１つを備える請求項５０に記載のメカニズム。
【国際調査報告】
2005521860.tif 000013