(57)【要約】【課題】ノイズの影響を受け難く、且つ、スイッチ用トランジスタでの漏れ電流やフィードスルーの問題もなく、微小な容量を確実に捉えることができる感圧型容量センサを提供する。【解決手段】センサ部２は、複数の列配線と行配線とがマトリックス状をなし、各配線の交差点の容量が、外部から加えられる圧力に応じて変化する。検出信号発生部３はセンサ部２の列配線に特定周波数のパルス信号を順次出力する。フィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・がセンサ部２の各行配線に各々設けられ、特定の周波数の信号の、各容量に比例した振幅を抽出する。【選択図】      図１
2005030901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から加えられる圧力に応じて前記列配線と前記行配線との交差点の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて外部から加えられた圧力分布を検出する検出部とを有する感圧型の容量センサであって、
前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、
前記センサ部の各行配線に各々設けられ、行配線に得られる信号から前記特定の周波数の信号を抽出する複数のフィルタと、
を備えることを特徴とする感圧型の容量センサ。
【請求項２】
複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から加えられる圧力に応じて前記列配線と前記行配線との交差点の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて外部から加えられた圧力分布を検出する検出部とを有する感圧型の容量センサであって、
前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、
前記センサ部の各行配線に得られる信号を順次選択して出力するセレクタと、
前記セレクタの出力信号から前記特定の周波数の信号を抽出するフィルタと、
を備えることを特徴とする感圧型の容量センサ。
【請求項３】
複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から近接対向配置され、表面に凹凸形状を有する被測定物の該表面凹凸形状に応じて前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて被測定物の前記表面凹凸形状を検出する検出部とを有する容量センサであって、
前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、
前記センサ部の各行配線に各々設けられ、行配線に得られる信号から前記特定の周波数の信号を抽出する複数のフィルタと、
を備えることを特徴とする容量センサ。
【請求項４】
複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から近接対向配置され、表面に凹凸形状を有する被測定物の該表面凹凸形状に応じて前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて被測定物の前記表面凹凸形状を検出する検出部とを有する容量センサであって、
前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、
前記センサ部の各行配線に得られる信号を順次選択して出力するセレクタと、
前記セレクタの出力信号から前記特定の周波数の信号を抽出するフィルタと、
を備えることを特徴とする容量センサ。
【請求項５】
前記フィルタが、入力端および接地間に挿入された第１のコンデンサと、増幅器と、前記入力端および前記増幅器の出力端間に介挿された第１の抵抗と、前記入力端および前記増幅器の反転入力端間に介挿された第２の抵抗と、前記増幅器の反転入力端および出力端間に介挿された第２のコンデンサとから構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の容量センサ。
【請求項６】
前記フィルタの入力端にシリアルにコンデンサを介挿したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の容量センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として指紋センサに用いられる容量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バイオメトリクス（生態認証技術）の中で最も有望とされる指紋センサとして、所定の間隔で列配線と行配線を２枚のフィルムの表面にそれぞれ形成し、このフィルムを絶縁膜等を介して所定の間隔をおいて対向して配置した感圧式容量センサが開発されている。この感圧型容量センサでは、指を置いたときに指紋の形状に対応してフィルム形状が変形し、列配線と行配線の間隔が場所によって変化して、指紋の形状が列配線および行配線の交点の容量として検出される。この感圧型容量センサにおいて、数百ｆＦ（フェムトファラッド）に満たない容量を検出するのに応用できる従来技術としては、容量をスイッチドキャパシタ回路により、電気信号に変換する検出回路が挙げられる。これは、第１のセンサ駆動信号で駆動され、検出対象の容量を検出するセンサ容量素子と、第２のセンサ駆動信号で駆動され検出回路基準容量となる参照容量素子とが共通のスイッチドキャパシタ回路に接続され、交互に動作する第１および第２のサンプルホールド部がそれぞれの出力信号をサンプリングした後に、サンプリング結果の差を求めることにより、検出信号を得るものである。
【０００３】
この検出回路は、共通のスイッチドキャパシタ回路において、検出対象となる容量Ｃｓが帰還容量Ｃｆに反比例して、安定した検出が可能であり、且つ、スイッチドキャパシタ回路のリセットスイッチ（帰還制御スイッチ）のゲート電極と他電極間の寄生容量に蓄積された電荷Ｑｄが他の電極に漏れ出る影響（フィードスルー）が相殺される。また、スイッチドキャパシタ回路の基準電圧のオフセット成分や入力信号などに含まれる低周波のノイズに対しては、２つのサンプリング結果の差を求めることによりある程度除去できる効果も期待される（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１４５７１７号公報（段落００１８−００５２、図１〜図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した感圧式容量センサの検出回路にあって、小容量であるセンサ容量Ｃｓの測定時において、スイッチドキャパシタ回路の出力電圧は帰還容量Ｃｆに反比例することより、大きな出力電圧を得るためにはＣｆを小さくする必要がある。このために、オペアンプをオープンループに近い状態で使用することになり、配線が拾うノイズや人体からのノイズ、電源系からのノイズが出力に顕著に現れ、また、完全にシールドしても負入力端子をある電圧にするために必要な電流があるためにアンプの出力電圧が安定しない。また、リセットスイッチの開放時に漏れ電流のために、Ｃｆの電荷が失われるが、Ｃｆが小さくなると、この電荷の消失が相対的に無視できなくなってくる。また、リセットスイッチのフィードスルーによる影響が顕著になり、オペアンプの電源電圧以上の出力が出て飽和し検出が困難になる可能性がある。
以上のことにより、容量の捕捉が困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、ノイズの影響を受け難く、且つ、スイッチ用トランジスタでの漏れ電流やフィードスルーの問題もなく、微小な容量を確実に捉えることができる容量センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から加えられる圧力に応じて前記列配線と前記行配線との交差点の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて外部から加えられた圧力分布を検出する検出部とを有する感圧型の容量センサであって、前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、前記センサ部の各行配線に各々設けられ、行配線に得られる信号から前記特定の周波数の信号を抽出する複数のフィルタとを備えることを特徴とする。
この構成によれば、特定の周波数のみをフィルタによって抽出し、その振幅を検出する構成としたため、各種ノイズを低減できる。また、リセットスイッチを用いない構成としたため、漏れ電流による帰還コンデンサの電荷の消失や、ゲートに蓄積された電荷が漏れ出すフィードスルーの影響もなく、微小な容量を確実に捉えることができる。
【０００８】
この発明は、複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から加えられる圧力に応じて前記列配線と前記行配線との交差点の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて外部から加えられた圧力分布を検出する検出部とを有する感圧型の容量センサであって、前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、前記センサ部の各行配線に得られる信号を順次選択して出力するセレクタと、前記セレクタの出力信号から前記特定の周波数の信号を抽出するフィルタとを備えることを特徴とする。
この構成によれば、各々の行配線に複数のフィルタが接続されるのではなく、各行配線から選択的に１つのフィルタが接続される構成としたため、フィルタのバラツキの問題は基本的になくなり、且つ、それ以降の回路ブロックの規模を小さくすることができる。
【０００９】
この発明は、複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から近接対向配置され、表面に凹凸形状を有する被測定物の該表面凹凸形状に応じて前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて被測定物の前記表面凹凸形状を検出する検出部とを有する容量センサであって、前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、前記センサ部の各行配線に各々設けられ、行配線に得られる信号から前記特定の周波数の信号を抽出する複数のフィルタとを備えることを特徴とする。
この構成によれば、センサに、外部にある表面に凹凸形状を有する誘電体でできている被測定物を接触させずに近接させることで、静電誘導により前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量を変化させる構成としたため、センサにストレスがかかり難くなり、センサの寿命を伸ばすことができる。
【００１０】
この発明は、複数の列配線、複数の行配線で構成されるマトリックス状をなし、外部から近接対向配置され、表面に凹凸形状を有する被測定物の該表面凹凸形状に応じて前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量が変化するセンサ部と、前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量の変化を検出し、検出結果に基づいて被測定物の前記表面凹凸形状を検出する検出部とを有する容量センサであって、前記検出部が、前記センサ部の各列配線へ特定周波数のパルス信号を順次出力する信号出力部と、前記センサ部の各行配線に得られる信号を順次選択して出力するセレクタと、前記セレクタの出力信号から前記特定の周波数の信号を抽出するフィルタとを備えることを特徴とする。
この構成によれば、センサに、外部にある表面に凹凸形状を有する誘電体でできている被測定物を接触させずに近接させることで、静電誘導により前記列配線と前記行配線との交差点近傍の容量を変化させる構成としたため、センサにストレスがかかり難くなり、センサの寿命を伸ばすことができる。
【００１１】
この発明は、前記フィルタが、入力端および接地間に挿入された第１のコンデンサと、増幅器と、前記入力端および前記増幅器の出力端間に介挿された第１の抵抗と、前記入力端および前記増幅器の反転入力端間に介挿された第２の抵抗と、前記増幅器の反転入力端および出力端間に介挿された第２のコンデンサとから構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、増幅器の反転入力端子に直流的にフィードバックされたバイアス電圧が加わっているため、安定した動作を実現することができる。
【００１２】
この発明は、前記フィルタの入力端にシリアルコンデンサを介挿したことを特徴とする。
この構成によれば、センサからフィルタまでの間で受ける低周波のノイズを減少させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は同実施形態による容量センサ１の構成を示すブロック図である。この図に示す容量センサ１は、被検出物（例えば、指先）が当接されるセンサ部２と、センサ部２へ検出信号を出力する検出信号発生部３と、センサ部２の出力信号を受けるフィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・と、フィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・の出力を処理する処理回路（図示略）とから構成されている。
【００１４】
センサ部２は、可撓性を有する第１、第２の薄板体を微少間隔をおいて配置し、第１の薄板体に等間隔で複数の列配線を形成し、第２の薄板体に等間隔で、かつ、列配線に直交する方向に複数の行配線を形成したものであり、このセンサ部２に指を押しつけると、指の指紋の凹凸に応じて列配線と行配線の各交点の間隔（すなわち、交点の容量）が変化するものである。
【００１５】
検出信号発生部３は、センサ部２の各列配線Ｓｊ−１、Ｓｊ、Ｓｊ＋１、・・・に順次パルス信号を出力する（図３参照）。この場合、各列配線Ｓｊ−１、Ｓｊ、Ｓｊ＋１、・・・へ出力するパルス信号は同一の信号である。また、１つの列配線へパルス信号を出力している時、他の列配線へは接地レベルを出力する。
【００１６】
フィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・は同一構成のフィルタであり、センサ部２の各行配線に得られる信号から特定の周波数の信号、すなわち、検出信号発生部３から出力され、列配線から行配線へ伝わった信号を抽出する回路である。図２はフィルタ４ｉの具体的構成例を示す回路図であり、この図において、Ａは行配線に接続される入力端子である。この入力端子Ａは抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰの反転入力端子に接続されると共に、コンデンサＣ１を介して接地され、オペアンプＯＰの非反転入力端子が接地され、オペアンプＯＰの出力端子がコンデンサＣ２を介して反転入力端子に接続されると共に、抵抗Ｒ１を介して入力端子Ａに接続されている。
【００１７】
次に、上述した容量センサ１の動作を図３に示す波形図を参照して説明する。
検出信号発生部３は、まず、列配線Ｓｊ−１へパルス信号を出力し、他の列配線Ｓｊ、Ｓｊ＋１へ接地レベルを出力する。列配線Ｓｊ−１へ出力されたパルス信号は、列配線と行配線の交点の容量を介して各行配線へ伝えられる。すなわち、図３に示すように、交点の容量が大きければ、行配線に伝えられる信号が大きくなり、交点の容量が小さければ、行配線に伝えられる信号も小さくなる。この行配線に伝えられた信号はフィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・によって抽出され、処理回路へ出力される。処理回路はフィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・によって抽出された信号の波高値をディジタルデータに変換し、メモリに記憶させる。以上の過程により、列配線Ｓｊ−１と各行配線の交点の容量に対応するデータがメモリに収録される。
【００１８】
次に、検出信号発生部３は、列配線Ｓｊへパルス信号を出力し、フィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・は各行配線の信号を処理回路へ出力する。これにより、処理回路のメモリに列配線Ｓｊと各行配線の交点の容量に対応するデータが収録される。以下、上記の処理が繰り返され、各列配線と各行配線の全部の交点容量がメモリに収録される。そして、このメモリ内のデータを表示すれば、センサ部２の表面の凹凸状態を目視することができる。したがって、ユーザが指をセンサ部２に押しつけた状態で上述したデータ収録を行えば、ユーザの指の指紋のデータを収録し、表示することが可能となる。
【００１９】
ところで、図２に示す入力端子Ａから見たフィルタはローパスフィルタの構成であるが、検出信号発生部３の駆動端子から見ると、以下に示すように、バンドパスフィルタに近似できる。フィルタの伝達関数Ａ（ｊω）は、
【００２０】
【数１】
2005030901.tif 000003
【００２１】
【数２】
2005030901.tif 000004
【００２２】
［数１］となる。但し、［数２］とおく。
【００２３】
【数３】
2005030901.tif 000005
【００２４】
［数３］とおくと、以下のようになる。
【００２５】
【数４】
2005030901.tif 000006
【００２６】
ここで、この回路は、フィルタの中心周波数付近で使うため、
【００２７】
【数５】
2005030901.tif 000007
【００２８】
となり、且つ、Ｃｓ が、１５０ｆＦで、Ｃ１ が、数百ｐＦなので、
【００２９】
【数６】
2005030901.tif 000008
【００３０】
となり、そのために、
【００３１】
【数７】
2005030901.tif 000009
【００３２】
となるので、
【００３３】
【数８】
2005030901.tif 000010
【００３４】
と、近似される。これはバンドパスフィルタの伝達関数である。この近似をすることで、振幅の特性Ａ（ｊω）が、ＢＰＦの伝達特性と同じ特性とみなせるようになる。
【００３５】
このとき、図２に示すように、コンデンサＣ１（例えば１５０ｐＦ）  に並列に容量Ｃｙ（グランドレベルになっている列配線に接続されている容量）の変化の総和（例えば１００ｆＦ×２５５個＝２５．５ｐＦ）が追加されることとなるが、上述したようにＣ１の変化による遮断周波数の変化が緩和されるので、フィルタの特性に影響はなくなる。実測結果を図４に示す。その結果から、容量Ｃｙの大小（外部から圧力を受けているか否か）に関わらず、リニアリティを保ったまま、出力電圧のカーブ全体がシフトしていることが分かる。また、列方向のスキャンの時間（約０．１秒）は、人が指をセンサ上で動かすと思われる時間（約０．５秒）より短いので、Ｃｙは１スキャン中には変化せず、測定値には影響を及ぼさない。
【００３６】
以上のように、上記実施形態によれば、出力信号から特定の周波数のみをフィルタによって抽出し、その振幅を検出するため、各種ノイズを低減でき、リセットスイッチの使用に伴う、フィードスルー等の影響もなく容量測定をすることができる。
【００３７】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図５，図６は同第２の実施形態による容量センサの構成を示すブロック図であり、図１の各部と対応する部分には同一の符号が付してある。図５において、センサ部２、検出信号発生部３は図１の同符号の構成と同一構成である。また、フィルタ４は図１のフィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・と同一構成のフィルタである。符号１１はセレクタであり、セレクト信号ＳＥＬに基づいて各行配線を選択してフィルタ４の入力端子に接続する。
【００３８】
図６は上述した構成に処理回路１２を加えた構成を示す。処理回路１２において、アンプ１３はフィルタ４の出力を増幅して出力する。振幅検出部１４は、アンプ１３から順次出力される各波形の振幅値に相当するアナログ信号を順次出力する。Ａ／Ｄコンバータ１５は、振幅検出部１４から順次出力されるアナログ信号をディジタルデータに変換し、制御ロジック部１６へ出力する。制御ロジック部１６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から出力されるディジタルデータを内部のメモリに記憶し、記憶したデータを表示部（図示略）等へ出力する。また、この制御ロジック部１６は、各部を制御する制御信号を出力する。
【００３９】
次に、上述した実施形態の動作を図７に示す波形図を参照して説明する。
容量測定がスタートすると、制御ロジック部１６は、まず、センサ部２の行配線ｌ−１を選択するセレクト信号ＳＥＬをセレクタ１１へ出力する。セレクタ１１はこのセレクト信号を受け、行配線ｌ−１をフィルタ４の入力端子に接続する。次に、制御ロジック部１６は検出信号発生部３へスタート信号を出力する。検出信号発生部３はこのスタート信号を受け、まず、列配線Ｓｊ−１へパルス信号を出力し、一定時間後、列配線Ｓｊへパルス信号を出力し、以下、同様に一定時間が経過する毎に列配線Ｓｊ＋１・・・へ順次パルス信号を出力する。なお、パルス信号を出力していない列配線へ接地レベルを出力することは第１の実施形態と同様である。
【００４０】
上記の処理により、フィルタ４から、まず、検出信号発生部３から出力され、列配線Ｓｊ−１と行配線ｌ−１の交点の容量を通過したパルス信号が出力され、次に、列配線Ｓｊと行配線ｌ−１の交点の容量を通過したパルス信号が出力され、以下、同様に行配線ｌ−１の交点容量を通過したパルス信号が順次出力される（図７参照）。そして、フィルタ４から出力されたパルス信号はアンプ１３によって増幅され、振幅検出部１４によって振幅が検出され、Ａ／Ｄコンバータによって振幅値がディジタルデータに変換され、制御ロジック部１６へ入力される。制御ロジック部１６は順次入力されるデータをメモリに記憶させる。これにより、行配線ｌ−１の各交点の容量に対応するデータがメモリに記憶される。
【００４１】
次に、制御ロジック部１６は、行配線ｌ−１の全交点のデータをメモリに収録した時点で、行配線ｌを選択するセレクト信号ＳＥＬをセレクタ１１へ出力する。セレクタ１１はこのセレクト信号を受け、行配線ｌをフィルタ４の入力端子に接続する。一方、検出信号発生部３は、全ての列配線へパルス信号を出力した後、再び、列配線Ｓｊ−１へ戻り、以後、列配線Ｓｊ−１、Ｓｊ、Ｓｊ＋１、・・・に順次パルス信号を出力する。これにより、行配線ｌの各交点を通過したパルス信号が順次フィルタ４から出力され、その振幅値を示すディジタルデータが制御ロジック部１６のメモリに記憶される。以下、同様の処理が繰り返され、これにより、センサ部２の全交点の容量に対応するデータが制御ロジック部１６のメモリに収録される。
【００４２】
図８は図５に示す回路の等価回路を示す図であり、この図に示すように、セレクタ１１（マルチプレクサ）は１チャンネル当たり約Ｃｐｍの出力寄生容量があり、ｈ段のセレクタではｈ倍となる。トータル容量をＣｐｍ＿ｔｏｔａｌとした時の等価回路を図９に示す。この容量はフィルタ１１のコンデンサＣ１に含めることができる。
【００４３】
以上のように、上記実施形態によれば、各行配線から選択的に１つのフィルタが接続される構成としたため、フィルタのバラツキの問題もなく、回路ブロックの規模を小さくすることができる。
【００４４】
なお、上記第１、第２の実施形態において、フィルタ４またはフィルタ４ｉ−１、４ｉ、４ｉ＋１、・・・の入力側に図１０に示すようにコンデンサＣ３を挿入してもよい。これにより、センサ部２からフィルタまでの間において受ける低域ノイズを大幅に低減することができる。この場合、例えば、コンデンサの値としては、５０〜６０Ｈｚのノイズをカットすることを主眼とし、１０〜１００ｐＦとする。定性的な見方としては、Ｃ３は、値が大きいため、交流的に見るとショートに近く、定量的な見方としては、ＣｓとＣ３の合成容量  Ｃｓｙｍを考える。
【００４５】
【数９】
2005030901.tif 000011
【００４６】
ここで、Ｃｓ が、１５０ｆＦで、Ｃ３ が、１００ｐＦなので、
【００４７】
【数１０】
2005030901.tif 000012
【００４８】
位になる。よって、Ｃｓｙｍ  ≒  Ｃｓ となり、Ｃｓ はＣ３の影響を殆ど受けない。
【００４９】
次に、第３の実施の形態を説明する。図１１は電極を上から見た様子を示す。列配線からは櫛形に第２電極２２が伸び、一方、行配線２４からは櫛形に第１電極２５が伸びている。次いで、断面図を図１２に示す。第２電極２２と第１電極２５は同じ面に形成されるのではなく、ガラス基板２６の上に第１電極２５が形成され、第１絶縁膜２８で保護され、第１絶縁膜２８の上に第２電極２２が形成され、第２絶縁膜２９で保護されている。これらの、線や電極は、例えば、ＩＴＯ（透明電極）を用いて作り、第１保護膜２８ならびに第２保護膜２９を窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用いて作ると、検出装置を光透過型にすることができる。
【００５０】
図１３は、第２電極２２と第１電極２５の間の静電容量が変化する仕組みを説明する図である。指紋凹部では（ａ）に示すような電気力線Ｅの分布となるが、指紋凸部では（ｂ）に示すように、誘電体である人間の指が接近したことによって、第２電極２２から出る電気力線Ｅの一部が、第１電極２５に向かわずに、人間の指に誘導されて引き寄せられて、第２電極２２と第１電極２５とで形成される容量値が小さくなる。このように、第３の実施形態によれば、指をセンサ部に押しつけなくても、当てるだけで、電極間容量の変化が生じ、この変化を前述した方法で検出することにより指紋を検出することが可能となる。
【００５１】
以上のように、上記実施形態によれば、センサ部に、表面に凹凸形状を有する誘電体でできている被測定物を当てるだけで、静電誘導により容量が変化するため、センサにストレスがかかることをなくすことができる。
【００５２】
なお、この時に、第２電極２２と第１電極２５とがオーバーラップしていると、人間の指が静電誘導を起こしても、第２電極１２と第１電極１４がオーバーラップしている領域では、電気力線Ｅは２つの電極の間に閉じ込められてしまい、静電容量が変化しなくなるので、両者をオーバーラップさせないようにすることが必要である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、従来のスイッチドキャパシタ回路を使用するものに比較し、ノイズの影響を受け難く、また、スイッチ用トランジスタの漏れ電流やフィードスルーの影響もなく、これにより、微少な容量を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態におけるフィルタの回路図である。
【図３】同実施形態の動作を示すためのタイミングチャートである。
【図４】非選択容量Ｃｙのフィルタに対する影響を示すグラフである。
【図５】この発明の第２の実施形態の要部の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図７】同実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】図５に示す回路の等価回路を示す図である。
【図９】図８に示す等価回路を書き直した図である。
【図１０】図１または図５におけるフィルタの前にコンデンサＣ３を挿入した構成例を示す図である。
【図１１】この発明の第３の実施の形態におけるセンサ部の上面図である。
【図１２】同センサ部の断面図である。
【図１３】同センサ部の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１  ・・・  容量センサ
２  ・・・  センサ部
３  ・・・  検出信号発生部
４，４ｉ−１，４ｉ，４ｉ＋１  ・・・  フィルタ
１１・・・  セレクタ
１２・・・  処理回路
１３・・・  アンプ
１４・・・  振幅検出部
１５・・・  Ａ／Ｄコンバータ
１６・・・  制御ロジック部
２１・・・  列配線
２２・・・  第２電極
２４・・・  行配線
２５・・・  第１電極
２６・・・  ガラス基板
２８・・・  第１絶縁膜
２９・・・  第２絶縁膜
Ａ  ・・・  フィルタ４，４ｉ−１，４ｉ，４ｉ＋１  の入力端子
Ｂ  ・・・  検出信号発生部３  の駆動端子
Ｅ  ・・・  電気力線
ＯＰ・・・  オペアンプ
ＳＥＬ・・・  セレクタ１１のセレクト信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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