(57)【要約】【課題】電源電圧が遮断された状態を検出することで、確実にかつ早急にラッチアップ状態からの回復が可能な生体情報検出装置を提供する。【解決手段】生体情報検出装置は、生体情報を読み取るための画像読取装置１と、画像読取装置１を制御する制御部４と、画像読取装置１の電源電流に異常が起きたことを検出し、その異常電流検出信号１０を制御部４に出力する異常電流検出部２と、制御部４からの電源切替信号１０に基づいて画像読取装置１の電源電圧の供給および遮断を行う電源切替手段３と、画像読取装置１の電源電圧を検出し、その電源電圧検出信号９を制御部４に通知する電源電圧検出部５とを有する。制御部４は、電源電圧検出部５からの電源電圧検出信号９に基づいて、異常電流検出部２による異常電流検出時に電源切替手段３により遮断された電源電圧の供給タイミングを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報を読み取るための画像読取装置と、
前記画像読取装置を制御する制御部と、
前記画像読取装置の電源電流に異常が起きたことを検出し、その異常電流検出信号を前記制御部に出力する異常電流検出部と、
前記制御部からの電源切替信号に基づいて前記画像読取装置の電源電圧の供給および遮断を行う電源切替手段と、を有する生体情報検出装置であって、
前記画像読取装置の電源電圧を検出し、その電源電圧検出信号を前記制御部に通知する電源電圧検出部を有することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体情報検出装置において、
前記制御部は、前記異常電流検出部から出力される異常電流検出信号に基づいて前記電源切替信号により前記電源電圧を遮断し、前記電源電圧検出部から通知される電源電圧検出信号に基づいて前記電源切替信号により前記電源電圧を供給することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の生体情報検出装置において、
前記電源電圧検出部は、前記電源電圧検出信号として、前記電源電圧供給時に電源電圧レベルを出力し、前記電源電圧が予め設定された閾値より低下した時にローレベル信号を出力することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の生体情報検出装置において、
前記制御部は、前記電源切替手段への電源切替信号と、前記電源電圧検出部から通知される電源電圧検出信号との時間差に基づいて、前記電源電圧を供給するタイミングを決定することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項５】
請求項３に記載の生体情報検出装置において、
前記電源電圧検出部は、前記電源電圧検出信号として、前記電源電圧が予め設定された複数の閾値より低下した時にそれぞれローレベル信号を出力し、
前記制御部は、前記ローレベル信号のそれぞれの出力される時間差を基に、前記電源電圧を供給するタイミングを決定することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の生体情報検出装置において、
前記画像読取装置と、前記異常電流検出部と、前記電源電圧検出部とが同一半導体基板上に配置されることを特徴とする生体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報検出装置に係り、特に指紋センサ等の接触型生体情報検出装置における電源電圧または電流に起こる異常に対処する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触型生体情報検出装置の１つである指紋センサの場合、画像読取部に指が接触するので、人体に帯電した静電気が指から放電され、ラッチアップを引き起こしやすい。ラッチアップとは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）構造のＩＣ（半導体集積回路）に起こる現象である。これは、ＣＭＯＳ構造内の寄生トランジスタが構成するサイリスタが動作することによって、ＩＣに大電流が流れ続けてしまう現象としてよく知られている。
【０００３】
従来、電源に過電流が流れた時に異常電流検出回路により判定し、電源を遮断し、一定期間後に電源を再投入することによりラッチアップ状態からの回復を図っていた（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７５０１８号公報
【特許文献２】特開２００６−３０１８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２では異常電流を検出し電源を遮断した後に、ラッチアップ状態からの確実かつ早急な電源供給については述べられていない。一般的に静電気耐圧を高めるために電源と接地間に大きい容量をいれることが有用とされている。そのため、外部電源が遮断されても画像読取装置の電源電圧がラッチアップを引き起こさない程度に十分下がるまでに時間がかかり、ラッチアップ後にすぐに再び電源を供給してしまうと再度ラッチアップを引き起こしてしまう可能性がある。
【０００５】
また、特許文献２では、電源を遮断した後、一定期間後に再び電源供給を行っていた。したがって、一定期間を短く設定すれば、再びラッチアップする可能性が高く、長く設定すると、必要以上に回復までの時間がかかってしまう問題があった。
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、電源電圧が遮断された状態を検出することで、確実にかつ早急にラッチアップ状態からの回復が可能な生体情報検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る生体情報検出装置は、生体情報を読み取るための画像読取装置と、前記画像読取装置を制御する制御部と、前記画像読取装置の電源電流に異常が起きたことを検出し、その異常電流検出信号を前記制御部に出力する異常電流検出部と、前記制御部からの電源切替信号に基づいて前記画像読取装置の電源電圧の供給および遮断を行う電源切替手段とを有する生体情報検出装置であって、前記画像読取装置の電源電圧を検出し、その電源電圧検出信号を前記制御部に通知する電源電圧検出部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記制御部は、前記異常電流検出部から出力される異常電流検出信号に基づいて前記電源切替信号により前記電源電圧を遮断し、前記電源電圧検出部から通知される電源電圧検出信号に基づいて前記電源切替信号により前記電源電圧を供給してもよい。
【０００８】
前記電源電圧検出部は、前記電源電圧検出信号として、前記電源電圧供給時に電源電圧レベルを出力し、前記電源電圧が予め設定された閾値より低下した時にローレベル信号を出力してもよい。
【０００９】
前記制御部は、前記電源切替手段への電源切替信号と、前記電源電圧検出部から通知される電源電圧検出信号との時間差に基づいて、前記電源電圧を供給するタイミングを決定してもよい。
【００１０】
前記電源電圧検出部は、前記電源電圧検出信号として、前記電源電圧が予め設定された複数の閾値より低下した時にそれぞれローレベル信号を出力し、前記制御部は、前記ローレベル信号のそれぞれの出力される時間差を基に、前記電源電圧を供給するタイミングを決定してもよい。
【００１１】
前記画像読取装置と、前記異常電流検出部と、前記電源電圧検出部とが同一半導体基板上に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電源電圧が遮断された状態を検出することで、確実にかつ早急にラッチアップ状態からの回復が可能な生体情報検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
まず、本発明の第１の実施例について説明する。
【００１５】
図１、図２は、本実施例の特徴を最もよく示す図面であり、図１は本実施例に係る生体情報検出装置の全体構成を示すブロック図、図２はその異常電流検出時の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。
【００１６】
図１、図２において、１は生体情報を読み取るための画像読取装置、２は画像読取装置１の電源の異常電流を検出する異常電流検出部、３は画像読取装置１の電源供給および遮断を行う電源切替手段、４は画像読取装置１の制御を行う制御部である。５は画像読取装置１の電源電圧レベルを検出する電源電圧検出部である。
【００１７】
また、６は電源を供給する電源線、７は画像読取装置１と制御部４の通信を行う通信信号、８は異常電流検出信号、９は第１の電源電圧検出信号、１０は電源切替信号、１１は画像読取装置の電源電圧である。１２は電源電圧検出部５により検出される電源電圧の電圧降下に対する第１の閾値である。
【００１８】
異常電流検出部２は、画像読取装置１と制御部４との間に配置された電源線６の途中位置に介挿され、画像読取装置１の電源電流に異常が起きたことを検出し、その異常電流検出信号８を制御部４に出力する。
【００１９】
電源切替手段３は、画像読取装置１と制御部４との間に配置された電源線６の途中位置（異常電流検出部２と制御部４との間）に介挿され、制御部４からの電源切替信号１０に基づいて画像読取装置１の電源電圧の供給および遮断を行う。
【００２０】
電源電圧検出部５は、画像読取装置１と制御部４との間に配置された電源線６の途中位置（異常電流検出部２と電源切替手段３との間）に介挿され、画像読取装置１の電源電圧レベルを検出し、それに対応する第１の電源電圧検出信号９を制御部４に通知する。本実施例では、電源電圧検出部５は、第１の電源電圧検出信号９として、電源電圧供給時に電源電圧レベルを出力し、電源電圧が予め設定された第１の閾値１２より低下した時にローレベル信号を出力する。
【００２１】
制御部４は、電源電圧検出部５からの第１の電源電圧検出信号９に基づいて、異常電流検出部２による異常電流検出時に電源切替手段３により遮断された電源電圧の供給タイミングを制御する。即ち、制御部４は、異常電流検出部２から出力される異常電流検出信号８に基づいて電源切替信号１０により電源電圧を遮断し、電源電圧検出部５から通知される第１の電源電圧検出信号９に基づいて電源切替信号１０により電源電圧を供給する。本実施例では、制御部４は、電源切替手段３への電源切替信号１０と、電源電圧検出部５から通知される第１の電源電圧検出信号９との時間差に基づいて、電源電圧を供給するタイミングを決定する。
【００２２】
本実施例では、画像読取装置１は、一例として指紋センサで構成されるが、本発明はこれに限定されず、接触型生体情報検出装置で用いるものであれば、いずれのセンサでも適用可能である。また、本実施例では、画像読取装置１、異常電流検出部２、及び電源電圧検出部５は、同一半導体基板上に配置されるが、本発明はこれに限定されず、それぞれ異なる半導体基板上に配置されてもよい。
【００２３】
次に、図２を参照して、本実施例の動作を説明する。
【００２４】
まず、時刻Ｔ１に示すように電源がＯＦＦ（初期値）時は、通信信号７、異常電流検出信号８、電源電圧検出信号９の各ノードは、いずれもロー（接地またはＧＮＤ）レベル（以下、Ｌレベル）である。
【００２５】
この状態から、画像読取装置１を起動させるため、制御部４は、電源切替手段３に供給する電源切替信号１０を、時刻Ｔ２のタイミングで、電源供給時に対応するハイ（電源電圧またはＶＤＤ）レベル（以下、Ｈレベル）にする。こうすることにより、電源切替手段３を介して画像読取装置１に電源線６を通じて電源電圧１１が印加される。このように画像読取装置１の電源が投入され通常（正常）動作している状態では、異常電流検出部２は、異常電流検出信号８を正常動作時に対応するＬレベルにして、制御部４に出力している。また、電源電圧検出部５は、電源電圧検出信号９を電源ＯＮ通知時に対応するＨレベル（電源電圧レベル）にして、制御部４に出力している。
【００２６】
その後、ラッチアップなどにより画像読取装置１に異常電流が流れると、異常電流検出部２は、時刻Ｔ３のタイミングで、異常電流検出信号８を過電流検出時に対応するＨレベルにして、制御部４に出力する。これにより、制御部４は、異常電流検出信号８のＨレベルの立ち上がりをトリガに、電源切替信号１０をＬレベルにする。こうすることで、制御部４は、時刻Ｔ３のタイミングで、電源切替手段３を介して画像読取装置１への電源供給を遮断する。画像読取装置１の電源が遮断されると、電源線６にチャージされた電荷は、電源線６の有する負荷容量に依存した時定数で電圧降下する。このとき、電源電圧検出信号９は、電源電圧１１に追従してＨレベルから低下していく。
【００２７】
電源電圧１１の電圧降下に従い、電源電圧検出信号９が第１の閾値１２より低下すると、電源電圧検出部５は、電源電圧検出信号９を電源ＯＦＦ通知時に対応するＬレベル（ローレベル信号）にして、時刻Ｔ４のタイミングで、制御部４に出力する。
【００２８】
そうすると、制御部４は、電源電圧に対する第１の閾値１２の割合と、電源切替信号１０により電源遮断した後、電源電圧１１が第１の閾値１２まで電圧降下するまでの期間ｔとに基づいて、電源線６のノードが接地レベルまで降下する想定時間を算出する。電源電圧に対する第１の閾値１２の割合は、例えば、電源電圧の４分の３等に予め設定される。そして、その想定時間に基づいて、それ以後に電源再投入を行うように制御部４を設定しておく。
【００２９】
想定時間は、次のように算出する。即ち、制御部４は、Ｈレベルの異常電流検出信号８を受けると、Ｌレベルの電源切替信号１０を出力し、その時点からＬレベルの電源電圧検出信号９を受けるまでの期間、即ち電源電圧が第１の閾値１２まで電圧降下するまでの期間ｔをカウントする。そして、制御部４は、その期間ｔと、電源電圧に対する第１の閾値１２の割合とから、電源線６のノードが接地レベルまで降下する想定時間を算出する。よって、想定時間は、電源電圧１１の電圧降下の違いに応じて設定されることになる。図２の例では、算出された想定時間から、時刻Ｔ５のタイミングで電源線６のノードが接地レベルまで降下することが分かるので、その後の時刻Ｔ６のタイミングで電源再投入を行うように設定される。
【００３０】
こうすることにより、制御部４は、第１の閾値１２を超えたことを知らせる電源電圧検出信号９を受けた後、ラッチアップを起こさない電圧になるまでの想定時間を算出し、その想定時間に基づいて再び電源電圧を画像読取装置１に供給する。即ち、時刻Ｔ３のタイミングで電源切替信号１０により電源遮断してから、画像読取装置１の電源電圧１１が一定の閾値１２まで電圧降下するまでの期間ｔを基準として、画像読取装置１への電源供給を行う。このため、時刻Ｔ６のタイミングにて、精度よく画像読取装置１の電源再投入が可能となる。
【００３１】
電源再投入に際し、制御部４は、電源切替手段３に供給する電源切替信号１０を、時刻Ｔ６のタイミングでＨレベルにする。こうすることにより、電源切替手段３を介して画像読取装置１に電源線６を通じて電源電圧１１が印加される。この状態では、異常電流検出部２は、異常電流検出信号８をＬレベルにして制御部４に出力する。また、電源電圧検出部５は、電源電圧検出信号９をＨレベルにして制御部４に出力する。以後、この状態が時刻Ｔ７を経て続く。
【００３２】
以上のように、画像読取装置１が電源遮断された後、一定のレベルまで電源電圧が降下すると、電源電圧検出部５が制御部４に通知する。こうすることにより、制御部４は画像読取装置１の電源電圧の状態を判定しその電源電圧が十分下がっている状態で再び電源供給を行うことが可能となる。これにより、確実で早期のラッチアップからの回復が可能となる。
【００３３】
従って、本実施例によれば、電源電圧降下をモニタする電源電圧検出部５により、画像読取装置１の電源電圧が実際に降下していることを制御部４に通知する。こうすることにより、ラッチアップなどによる異常状態からの復帰が確実で早急に行える生体情報検出装置が実現することができた。
【００３４】
なお、本実施例では、制御部は閾値を超えたことを知らせる電源電圧検出信号を受けた後、ラッチアップを起こさない電圧になるまでの時間を算出して再び電源電圧を画像読取装置に供給しているが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、初めからラッチアップの影響を受けない電圧を閾値に設定し、その閾値を超えたことを知らせる電源電圧検出信号を受けたときに直ちに電源電圧を供給するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３５】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３６】
本実施例では、電源電圧依存性を少なくして検出精度をより一層高めるために、電源電圧検出部から電源電圧検出信号のローレベルを出力するタイミングを決定するための閾値を複数有する点が第１の実施例と異なる。即ち、本実施例では、電源電圧検出部は、電源電圧検出信号として、電源電圧が予め設定された複数の閾値より低下した時にそれぞれローレベル信号を出力する。そして、制御部は、ローレベル信号のそれぞれの出力される時間差を基に電源電圧を供給するタイミングを決定する。
【００３７】
図３は、本実施例に係る生体情報検出装置の全体構成を示すブロック図である。また、図４は、図３の電源電圧検出部５において、ラッチアップにより電源電圧が低下する際の波形、および第１の閾値１２、第２の閾値１４でその電源電圧の低下を判定する様子を示している。本実施例では、電源電圧検出部５は、予め設定された第１の閾値１２と第２の閾値１４とのそれぞれに応じて、第１の電源電圧検出信号９と第２の電源電圧検出信号１３とを出力する。図４に電圧降下に対する閾値を二つもつ電源電圧検出部５の信号出力を示す。
【００３８】
次に、図４を参照して、本実施例の動作を説明する。
【００３９】
前述した図２と同様に時刻Ｔ３にて、ラッチアップなどにより画像読取装置１に異常電流が流れると、制御部４は、電源切替手段３を介して画像読取装置１への電源供給を遮断する。画像読取装置１の電源が遮断されると、電源線６にチャージされた電荷は、電源線６の有する負荷容量に依存した時定数で電圧降下する。このとき、電源電圧検出信号９と第２の電源電圧検出信号１３とは、電源電圧１１に追従して低下していく。
【００４０】
電源電圧１１の電圧降下に従い、第１の電源電圧検出信号９が第１の閾値１２より低下すると、電源電圧検出部５は、その電源電圧検出信号９をＬレベルにして、時刻ｔ１のタイミングで制御部４に出力する。
【００４１】
更に電源電圧１１の電圧降下に伴い、第２の電源電圧検出信号９が第２の閾値１２より低下すると、電源電圧検出部５は、その電源電圧検出信号１３をＬレベルにして、時刻ｔ２のタイミングで制御部４に出力する。
【００４２】
このようにして、電源電圧検出部５は、第１の電源電圧検出信号９は第１の閾値１２、第２の電源電圧検出信号１３は第２の閾値１４を基準に電圧降下に対してＬレベルを出力し、制御部４へ電源線６の電圧降下を通知する。
【００４３】
そうすると、制御部４は、第１の電源電圧検出信号９と第２の電源電圧検出信号１３の出力タイミングに対応する時刻ｔ１、ｔ２を用いて、両者の差（ｔ２−ｔ１）を計算することで電源電圧が０になるタイミング、即ち時刻Ｔ５のタイミングを正確に推定できる。これにより、その推定タイミングである時刻Ｔ５以降に画像読取装置１への電源電圧供給を行う。
【００４４】
従って、本実施例によれば、第１の閾値１２と第２の閾値１４は、電源電圧１１と依存しないレベルで電圧降下を検出しているため、電源電圧に依存せず、より一層確実で早急な画像読取装置１への電源再投入が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、指紋センサ等の接触型生体情報検出装置の用途に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例による生体情報検出装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例による生体情報検出装置の過電流検出時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施例による生体情報検出装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施例による生体情報検出装置の電源電圧検出信号の信号出力タイミングを示す波形図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  画像読取装置
２  異常電流検出部
３  電源切替手段
４  制御部
５  電源電圧検出部
６  電源線
７  通信線
８  異常電流検出信号
９  第１の電源電圧検出信号
１０  電源切替信号
１１  電源電圧
１２  第１の閾値
１３  第２の電源電圧検出信号
１４  第２の閾値
【図１】
2008262341.tif 000003
【図２】
2008262341.tif 000004
【図３】
2008262341.tif 000005
【図４】
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