(57)【要約】  本発明は、電子装置の外面の一部を形成する指紋感知面を有する静電容量型指紋センサと、指紋感知面を含む電子装置の外面に配置される保護膜と、を備える電子装置に関する。ここで、保護膜は、指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置され、保護膜は、指紋感知面を覆う導電性パターンを含み、導電性パターンは、指紋センサの機能性を検証することを可能にするように構成される。本発明はまた、指紋センサを備える電子装置の製造方法及び指紋センサの機能性を検証する方法に関する。【選択図】図２
2018512677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置であって、
電子装置の外面の一部を形成する指紋感知面を有する静電容量型指紋センサと、
前記指紋感知面を含む前記電子装置の前記外面の少なくとも一部に配置される保護膜であって、前記指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置された前記保護膜と、を備え、
前記保護膜は、前記指紋感知面の少なくとも一部を覆う導電性パターンを有する、
電子装置。
【請求項２】
前記導電性パターンは、前記導電性パターンの位置合わせの決定を可能にするように構成されたアライメントマークを含む、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記導電性パターンは、ソリッドパターン、ストライプパターン又はチェッカーボードパターンを含む、請求項１又は２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記導電性パターンは、透明である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記導電性パターンは、前記感知面から２００μｍを超えない距離に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記導電性パターンは、前記指紋センサの前記感知面に対向する前記保護膜の側に配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項７】
前記導電性パターンは、前記保護膜上に印刷される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項８】
前記導電性パターンは、前記保護膜に埋め込まれている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項９】
前記保護膜は、透明なプラスチックフィルムである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記保護膜は、前記指紋感知面を含む電子装置の表面の大部分を覆っている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記指紋感知面は、ディスプレイを備える電子装置の表面の一部を形成する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記指紋センサは、前記指紋センサを取り囲む導電性リングを備え、前記導電性パターンは、前記リングと電気的に接触するように配置されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１３】
電子装置の製造方法であって、
電子装置の本体を提供するステップと、
感知面を有する指紋センサを提供するステップと、
前記感知面が前記電子装置の外面の一部を形成するように前記指紋センサを前記電子装置の前記本体内に配置するステップと、
前記指紋感知面を含む前記電子装置の前記外面に保護膜を配置するステップであって、  前記保護膜は、前記指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置され、前記保護膜の少なくとも一部は、導電性パターンを含み、前記導電性パターンは、前記指紋感知装置を覆うように配置されている、ステップと、
を有する、方法。
【請求項１４】
電子装置の外面の一部を形成する指紋感知面を有する指紋センサの機能性を検証する方法であって、
前記指紋感知面を含む前記電子装置の前記外面に保護膜を配置するステップであって、前記保護膜は、前記指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置され、前記保護膜の少なくとも一部は、導電性パターンを含み、前記導電性パターンは、前記指紋感知装置を覆うように配置されている、ステップと、
前記指紋センサを用いて画像を撮影するステップと、
前記撮影された画像を前記保護膜の前記導電性パターンと相関させることによって、前記指紋センサの機能性を検証するステップと、
を有する、方法。
【請求項１５】
前記指紋センサの機能性を検証するステップは、
前記撮影された画像のコントラストを分析するステップと、
前記撮影された画像のヒストグラムを分析するステップと、
のうちの少なくとも一つを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感知装置に関する。より詳細には、本発明は、指紋感知用の装置を備える電子装置及びそのような電子装置のための保護膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
本人認証用のバイオメトリック装置の開発は、特に指紋感知装置において、より小さく、より安価で、より高いエネルギー効率を装置にもたらし、このような装置のための可能なアプリケーションが増加している。
【０００３】
特に指紋感知装置は、小さな構造因子、比較的有益なコスト／性能因子及び高いユーザーの受け入れにより、例えば消費者向け電子装置にますます採用されてきている。
【０００４】
高い精度で指紋を識別することができる一方で、小型化及びエネルギー効率の両方を達成可能にするこのような感知装置として、指紋感知素子及び補助論理回路を提供するためのＣＭＯＳ技術に基づいて構築された静電容量型指紋感知装置がますます普及している。これにより、静電容量の指紋センサは、有利には、ポータブルコンピュータ、タブレットコンピュータ及びスマートフォン等の携帯電話といった消費者向け電子装置に使用されている。
【０００５】
電子装置を製造することは、多くの場合、他の場所で製造される多数の部品を組み立てることを含む。通例では、部品が製造された後に各部品の機能性を検証する。しかし、エンドユーザーが完全に機能する装置を受け取ることを確実にするために、装置が完全に組み立てられた後にもまた、電子装置内の個々の部品の機能性を検証する必要がある。
【０００６】
特に、指紋センサが期待通りに動作し、十分に高品質の画像を捉えるように、指紋センサをテストすることが望ましい。実際の指で指紋センサをテストすることは現実的ではないので、指紋センサの機能性を検証可能にするパターンを含むゴムスタンプ又はゴムプローブを備えるテスト装置を使用することができる。
【０００７】
しかしながら、このようなゴムスタンプは、磨耗する可能性があり、そのため取得したテスト画像が劣化し、或いは、多数の測定に使用されるとパターンが摩耗して同じ状態ではなくなることから、少なくとも測定において不整合が生じることがある。また、センサと接触するゴムスタンプ又はプローブを配置することは、指紋センサ上にテストパターンを機械的に配置する専用マシンの設置を必要とし、それによって全体的な組立工程が複雑になる。
【０００８】
従って、電子装置内の指紋センサのテストを簡素化することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した指紋感知装置のテストの所望の特性と先行技術の上述した及び他の欠点を考慮し、本発明は、電子装置に配置された指紋装置のテストを簡素化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の態様によれば、従って、電子装置の外面の一部を形成する指紋感知面を有する静電容量型指紋センサと、指紋感知面を含む電子装置の外面に配置される保護膜とを備え、保護膜は、指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置され、保護膜は、指紋感知面を覆う導電性パターンを有し、導電性パターンは、指紋センサの機能性を検証することを可能にするように構成されている、電子装置が提供される。
【００１１】
電子装置は、本文脈において、指紋センサによってユーザの生体認証から利益を得る任意の装置を含むと考えられるべきである。電子装置は、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ポータブル又は固定コンピュータ等であってもよい。
【００１２】
静電容量型指紋センサは、各感知素子を画素と呼ぶことがある感知素子のアレイを含む。各感知素子は、読み出し回路に接続され、感知素子と指紋センサの感知面上に置かれた指の間の容量結合を検出するように構成されている。具体的には、指紋センサは、指紋の隆線と谷の間の容量結合の差を検出するように構成されており、そのため指紋の画像を撮影することができる。議論を簡単にするために、パターンの導電性部分の直下に位置する画素が「黒」であると考えることができ、非導電性部分の直下に位置する画素が「白」であると考えることができる。この簡略化されたアプローチは、指紋の隆線と谷に相当しており、ここでは隆線からの高い容量結合が「黒」であると解釈することができ、隆線の低い容量が「白」であると解釈することができる。実際には、検出された静電容量は最小と最大の容量値の間で連続的に変化してもよい。指紋センサのテスト中に、黒と白は、全体的に測定可能な容量範囲の両端のそれぞれに位置する異なる容量範囲として定義することができ、中間の容量範囲は、グレースケールで表すことができる。
【００１３】
本発明は、指紋センサの機能性を検証する改良されたテスト方法が、指紋感知装置上に配置された保護膜を利用することによって達成することができるという認識に基づいている。今日既に多くの電子装置は、製造中に、その後最終顧客への出荷の際に、装置の表面を保護するための保護プラスチックフィルムを装着している。本発明者らは、このような保護膜が、同時に、電子装置の外面の一部を形成する指紋センサの機能性を検証するために使用されるように構成され、これは指紋センサを覆う保護膜の一部に導電性パターンを提供することによって達成可能であることを認識している。このパターンの導電性部分は、対応する指紋センサの感知素子に高い容量結合をもたらすであろう。これにより、指紋センサは、導電性パターンに対応して画像を撮影するように制御することができる。パターンは、テストパターンと呼ぶこともできる。適切な画像解析アルゴリズムの使用により、指紋センサの機能性は、専用のテスト装置及びスタンプを使用せずに検証することができる。これは、電子装置の製造工程を簡素化し、膜上のパターンを高精度で作ることができるので、一連の装置の各指紋センサが実質的に同一のパターンを使用してテストすることができることを意味し、それはまた、テスト方法の再現性を向上させる。さらに、異なる装置間で感知面からパターンまでの距離のばらつきが非常に小さく、パターンの変動自体を無視できることも保証することができる。
【００１４】
導電性パターンは、例えば十分な割合の指紋センサの画素が機能していることを検証するために使用することができる。テストパターンは、感知面が傷ついていないことを検証するために使用することができる。これは、テスト画像を撮影し、期待されるパターンと比較するときに現れるであろう傷が、典型的には画像の品質の劣化を生じさせるからである。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、導電性パターンは、有利には、導電性パターンの位置合わせの決定を可能にするように構成されたアライメントマークを含んでいてもよい。パターンが意図した位置からずれている場合、或いは、パターンが指紋センサに対してずれている場合にあっても、アライメントマークの使用を介して、指紋センサを覆う導電性パターンを正確に識別することができる。これにより、電子装置上に保護膜を配置する際に必要な許容範囲を緩和することができる。また、アライメントマークは、テストパターンの異なる部分又は領域を同定するために使用されてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態では、導電性パターンは、有利には、ソリッドパターン、ストライプパターン又はチェッカーボードパターンを含むことができる。異なるパターンは、指紋センサの異なる機能性をテストするために使用することができる。例えば、ソリッドパターン、すなわち導電性材料の固体フィルムを含むパターンは、全ての画素が機能していることを検証するために使用することができる。さらなる例として、適切な厚さの平行なストライプのパターンは、撮影された画像のコントラストが十分に強いことを検証するために使用することができる。ストライプ又は線は、フルパターン上に同じ厚さを有していてもよく、又は、異なる幅を有するストライプを使用することができる。また、シャープなコントラストを有するチェッカーボードパターンは、黒と白の画素となる平均の数を決定し、それによって黒と白として定義される静電容量の範囲外にある画素の数を決定するために使用することができる。個々の画素の多くが機能していない場合であっても、指紋センサは、完全に機能的であるとみなすことができる。導電性パターンは、異なるタイプのパターンがセンサの異なる部分を覆うように構成されることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、導電性パターンは、透明であってもよい。実際には、十分に強い容量結合を提供する任意の導電材料が、導電性パターンを形成するために使用されてもよい。透明の導電性パターンは、例えば、審美的な理由により望ましいかもしれない。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、導電性パターンは、有利には、感知面から２００μｍを超えない距離に配置されていてもよい。感知素子と導電性パターンの間の容量結合は、２つの間の距離に反比例するので、十分な容量結合を確実にするために、感知面と導電性パターンの間の距離を最小化することが望ましい。典型的には、指紋センサは被覆層を含み、感知素子と感知面の間に一定の距離が既に存在するという効果を有する。
【００１９】
本発明の一実施形態では、導電性パターンは、有利には、指紋感知装置の感知面に対向する保護膜の側に配置されてもよい。導電性パターンと指紋センサの感知素子の間の最小距離は、感知面と接触してパターンを配置することによって達成することができ、それによって可能な限り最高の容量結合を提供する。また、指紋センサのテストで良好な再現性を達成するために、感知素子とパターンの間の距離が全体の感知面にわたって一定であること、また距離は装置ごとに相違しないことが好ましい。従って、導電性パターンを感知面と接触して配置することにより、距離を高精度に制御することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、導電性パターンは、有利には、保護膜上に印刷されてもよい。印刷は、表面上にパターンを形成するための単純かつ容易に利用可能な技術である。また、市販の導電性インクは、所望のパターンを形成するために使用することができ、印刷も十分なパターン解像度を達成することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、保護膜は、有利には、透明プラスチックフィルムである。透明プラスチックフィルムは、現在、電子装置の種々の表面を保護するために使用されている。
【００２２】
従って、既存の組立工程は、多くの場合、既にそのようなフィルムのアプリケーションを処理するように構成されており、保護膜上の導電性パターンの付加は、既存の製造工程を変更することなく行うことができる。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、保護膜は、指紋感知面を含む電子装置の表面の大部分を覆うように配置されてもよい。これにより、既存の製造工程は、電子装置の表面の大部分又は全部を覆うように配置されている保護膜を収容することができる。或いは、導電性パターンを有する保護膜は、指紋センサの感知面のみを覆うように別に配置することができる。このような場合、第２の保護膜は、電子装置の残りの部分を覆って配置することができる。この場合、第２の保護膜は、いかなる導電性パターンも含まない。
【００２４】
本発明の一実施形態では、指紋感知面がディスプレイを備える電子装置の表面の一部であってもよい。多くのアプリケーションでは、感知面が電子装置のディスプレイと同じ側にあるように指紋センサを配置することが便利である。これは、例えば、スマートフォンやタブレット型コンピュータの場合である。
【００２５】
電子装置のディスプレイは、多くの場合、製造中又は製造後に保護膜で覆われるので、導電性パターンを含む保護膜を容易に既存の製造工程又は組立工程に組み込むことができる。そうはいっても、これは、ディスプレイを備えない電子装置の表面での指紋センサの使用を排除するものではない。指紋センサは、例えば、デスクトップコンピュータのタッチセンシティブトラックパッドの一部として、或いは、ポータブル又は固定コンピュータ用キーボードの一部として、或いは、これらに隣接して、配置することができる。
【００２６】
さらなる例として、指紋感知面は、スマートフォン又はタブレットコンピュータの裏側のように、ディスプレイを備える電子装置の表面の反対側の電子装置の表面の一部であってもよい。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、指紋センサは、指紋センサを取り囲む導電性リングを備えていてもよく、導電性パターンは、リングと電気的に接触するように配置されている。指紋センサでは、指紋センサ上に置かれた指に電位を与えるための導電性リング、すなわち電極を備えており、パターンは、好ましくは、パターンのすべての特徴が電極と電気的に接触しているように構成されている。これによって今度はパターンのすべての特徴が、画像の撮影を容易にする電極の電位を有することになろう。
【００２８】
本発明の第二の態様によれば、電子装置の製造方法であって、電子装置の本体を提供するステップと、感知面を有する指紋センサを提供するステップと、感知面が電子装置の外面の一部を形成するように指紋センサを電子装置の本体内に配置するステップと、指紋センサを備える電子装置の外面に保護膜を配置するステップであって、保護膜は、指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置され、保護膜の少なくとも一部は、指紋センサの機能性の検証を可能にするように構成された導電性パターンを含み、導電性パターンは、指紋感知装置を覆うように配置されている、ステップと、を有する電子装置の製造方法が提供される。
【００２９】
本発明の第三の態様によれば、電子装置の外面の一部を形成する指紋感知面を有する指紋センサの機能性を検証する方法であって、指紋センサを備える電子装置の外面に保護膜を配置するステップであって、保護膜は、指紋感知面を少なくとも部分的に覆うように配置されている、ステップと、指紋センサを備える電子装置の外面に保護膜を配置するステップであって、保護膜は、指紋センサを少なくとも部分的に覆うように配置されている、ステップと、保護膜の少なくとも一部は、指紋センサの機能性の検証を可能にするように構成される導電性パターンを含み、導電性パターンは、指紋感知装置を覆うように配置されている、ステップと、指紋センサを用いて画像を撮影するステップと、撮影された画像を保護膜の導電性パターンと相関させることによって、指紋センサの機能性を検証するステップと、を有する方法が提供される。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、指紋センサの機能性を検証するステップは、撮影された画像のコントラストを分析するステップと、撮影された画像のヒストグラムを分析するステップとのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の第二及び第三の態様の効果及び特徴は、本発明の第一の態様に関連して上述したものと大部分が類似している。
【００３２】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲及び以下の説明を検討する際に明らかになるであろう。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の異なる特徴を組み合わせて以下に記載されたもの以外の実施形態を作成する場合があることを理解する。
【００３３】
以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照して本発明のこれら及び他の態様をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態による指紋感知装置を備える携帯型電子装置を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態による指紋感知装置を示す概略図。
【図３ａ−ｆ】本発明の種々の実施形態による導電性パターンの概略図。
【図４】本発明の一実施形態による一般的なステップを示すフローチャート。
【図５ａ−ｂ】本発明の実施例による電子装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の好適な実施形態の詳細な説明
【００３６】
本発明の詳細な説明では、本発明による指紋感知装置の種々の実施形態は、主に容量型指紋感知装置を参照して説明される。
【００３７】
図１は、指紋センサ１０２を備えるスマートフォンの形態における携帯型電子装置１００の概略図である。指紋センサ１０２は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ポータブルコンピュータ又はユーザを識別及び／又は認証する方法を必要とする任意の他の電子装置において使用することができる。
【００３８】
図２ａは、本体２０２と、本体２０２内に配置された指紋センサ１０２と、携帯型装置の画像ディスプレイ及び装置１００の前面の残りの大部分を覆うディスプレイガラス２０４と、を備える携帯型電子装置１００が分解図の形態で示される。指紋センサ１０２を覆う保護板２０６が指紋センサ１０２の感知面を覆い、保護膜２０８が指紋センサ１０２の表面とディスプレイガラス２０４の両方を覆うように配置されている。保護膜２０８は、指紋センサ１０２の機能性の検証を可能にするように構成された導電性パターン２１０をさらに含む。指紋センサ１０２は、各感知素子２１２のアレイを備える静電容量型指紋センサであって、各感知素子が、感知素子２１２と感知センサの感知面に置かれた指の間の容量結合を検出するための読み出し回路（不図示）に接続される。感知素子２１２のアレイは、典型的には金型によって覆われており、その上に接着剤によって保護板２０６が取り付けられている。また、指紋センサ１０２は、他の層又はコーティングを含んでいてもよい。
【００３９】
指紋感知面がディスプレイガラス２０４から分離して保護板２０６を備えるものとして本明細書に記載されていても、感知面は、ディスプレイと指紋感知装置の両方を覆うように構成されたディスプレイガラスの一部と良好に等しくてもよい。また、感知面は、ディスプレイを備えない電子装置の側に配置されてもよい。
【００４０】
保護板２０６は、板に置かれた指と指紋センサの感知素子２１２の間の良好な容量結合を提供するために、典型的には誘電性材料を備える。具体的には、保護板２０６は、ガラス又はセラミック材料、例えばジルコニア又はサファイア等の化学強化ガラスを有利に含んでいてもよい。上記の材料のすべては、固く、摩耗や損傷に耐性があるという点、及び、これらは誘電体であり、それによって保護板２０６の表面に置かれた指の感知素子２１２と指紋センサ１０２の感知素子２１２の間の良好な容量結合を提供する点において、有利な特性を提供する。
【００４１】
保護膜２０８は、ここではプラスチック材料から作られた透明な可撓性フィルムとして示されている。本願の例示的な実施形態では、導電性パターンは、金属から形成される。しかし、導電性パターンは、別の導電性材料、例えば導電性ポリマー又はＩＴＯから形成されてもよい。保護膜２０８の厚さは、特定の用途及び特定の電子装置のために必要とされるものに基づいて選択することができる。一例として、約２００μｍの厚さを有するプラスチックフィルムだけでなく、１０μｍほどの薄い厚さを有する薄いプラスチックフィルムも使用されてもよい。
【００４２】
さらに、保護膜２０８は、装置のディスプレイと指紋センサ１０２の両方を覆うように図示され、すなわち指紋センサ１０２を備える電子装置１００の表面全体を覆う。或いは、保護膜２０８は、２つ又はそれ以上の別個の部品から構成されてもよい。この場合、第１の部分は、導電性パターンを含むように構成されることができ、指紋センサ１０２のみを覆うように配置されてもよい。従って、保護膜の第２の部分は、電子装置の表面の残りの部分又は選択された部分を覆うことができる。
【００４３】
保護膜の残りの部分から分離して指紋センサを覆う保護膜の一部を提供することは、例えば、保護膜が別段要求されない電子装置の表面上に指紋センサが配置されている場合、有利となり得る。
【００４４】
テストは、指紋センサの機能性を検証する画像の解析を可能にするために、５０μｍの導電性金属パターンの厚さが、十分に高品質の画像を取り込むことを可能にする容量結合を提供することを示している。しかし、必要な金属の厚さは、感知素子と金属パターンの間の距離、感知素子と金属パターンの間の材料の電気的特性、及び、感知素子と読み出し回路の特定の特性に依存する。従って、金属の厚さは、５０μｍよりも薄くてもよく、基本的な要件は、導電性パターンが、撮影する画像の要件を満たさなければならないこと、すなわち画素にカバレージを検出するための必要な容量を生成することである。
【００４５】
図３ａ−ｆは、センサが機能していることを検証するために、指紋センサ１０２の種々のテストを行う際に使用することができる例示的なパターンの数を示す。パターンは、矩形状の輪郭を有するものとして示されており、この場合、黒い部分が導電性材料を含む膜の部分に対応する。矩形パターンには、矩形状の指紋センサと円形状を有するセンサの両方を使用してもよい。或いは、円形の輪郭を有するパターンを提供することができる。また、パターンは、指紋センサの感知面の外側に延びていてもよい。
【００４６】
一例として、解像可能な特徴に対するパターン特徴の最小サイズは、約２５０μｍである。より好ましくは、パターンの最小特徴サイズは、約５００μｍである。２５０〜５００μｍの範囲の特徴サイズは、おおよそ指紋の隆線のサイズに相当する。５０×５０μｍの画素サイズを有する指紋センサでは、最小の特徴サイズは、従って５画素に相当する。
【００４７】
図３ａのパターンでは、矩形状の部分は、センサ上のパターンの向きを決定するためにアライメントマークとして使用され、平行線は、コントラスト測定に使用されることができる。コントラスト測定からは、黒と白の間の測定されたコントラストが分析されることによって、導電性パターンと感知素子の間の距離を決定することが可能になる。パターンが指紋センサの感知面に接触し、かつ、保護板の厚さが既知であると仮定すると、それによってそのコントラスト測定を、それによって例えば金型及びセンサのコーティング厚さを推定するために使用することができる。
【００４８】
図３ｂは、コントラスト測定に使用可能な異なる厚さの平行線を含むストライプパターンを示す。指紋センサの全表面領域にわたってコントラストを分析することによって、金型及びコーティング厚さの均一性を推定することができる。
【００４９】
図３ｃは、矩形状のアライメントマークとコントラスト測定用の線を含むパターンの代替的な実施形態を示す。
【００５０】
図３ｄは、感知面全体が導電性材料で覆われているソリッドパターンを示す。一様に「黒」のパターンは、センサの均一性を決定するために用いることができる。均一性測定からは、感知面の傷又は他の欠陥を検出することができる。また、均一性測定は、金型及びコーティング厚さの均一性に関する情報を提供することができる。
【００５１】
図３ｅは、ヒストグラム測定に適したパターンを示す。この場合、予想される結果は、ヒストグラムにおける明確に定義された２つのピークである。ピークの幅は、測定の品質の指標を提供する。また、ヒストグラムにおけるさらなるピークの存在は、センサの欠陥の指標であろう。
【００５２】
図３ｆは、白と黒の正方形を含むチェッカーボードパターンを示しており、これもヒストグラム測定に適しており、コントラストを決定するために使用することができる。
【００５３】
ソリッドパターン以外のパターンを使用する場合、「黒」と「白」の範囲内にそれぞれ容量を提供する画素の部分を評価することも可能である。一例として、導電性材料によって覆われた指紋センサの面積の５０％のパターンについて、理想的には画素の５０％は黒に相当する容量値を与えるべきであり、５０％は白に相当する容量値を与えるべきである。しかし、多数の画素が中間階調範囲の容量値を与える場合であっても、センサが機能することがある。従って、パターンの面積被覆率が既知であると仮定できるとすると、測定は、その数とそれによって正確な容量測定を提供する画素の割合を評価するために使用されることができる。
【００５４】
図３ａ−ｆに示すパターンは、任意の数の方法で組み合わせることができる。例えば、パターンの異なる部分は異なる特徴を評価するために使用され、或いは、パターンの異なる部分は異なる方法で同じ機能性を評価するために使用される。
【００５５】
また、指紋センサは、センサを取り囲む導電性リング又はフレームを含んでもよく、そのリングは、感知面に隣接して露出している。そのような導電性リングはまた、ベゼル、駆動電極、励起電極又は接地電極と呼ばれるものであってもよい。導電性リングの機能は、静電容量の測定を容易にするために指紋センサ上に置かれた指に電位を提供することであり、又は、その機能は、指が接地電位であることを保証するために指を接地することであり得る。指紋センサがベゼル構造を備える場合、導電性パターンは、ベゼルと電気的に接触するように容易に構成することができる。図３を参照すると、図３ｂ、ｄ、ｅ及びｆのパターンは、パターンの外側部分がリングの上部に配置されるように単にパターンを拡張することにより、指紋センサを取り囲む導電性リングと接触することになる。図３ａ及び３ｃでは、パターンの特徴は、特徴のそれぞれをパターンの縁部に電気的に接続する個々の接続線（不図示）によって、周囲の導電性リングに接続することもできる。接続線は、指紋センサの機能性をテストするために使用されるパターンの線よりも実質的に狭くすることができ、そのような接続線は、従ってテストパターンに影響を与えることなく組み込むことができる。
【００５６】
センサを取り囲むベゼルを含まない指紋センサでは、容量測定を容易にするために指を一定の電位に維持しつつ、感知素子の電位を変化させることができる。指の大きな質量に起因して、感知素子の電位を変化させることによっても指の電位は影響を受けないので、指自体を固定電位、すなわち接地であるとみなすことができる。
【００５７】
また、ベゼルなしの指紋センサ用導電性パターンは、感知素子が様々な電位を有するアプリケーションにおいて、固定電位になるように構成されることができる。例えば、パターンは、接地電位と電気的に接触するように感知面の外側に延長することができる。接地電位は、例えば、電子装置のフレームを介して接触することができる。或いは、感知素子の電位が変化することによって影響を受けないように、導電性パターンは、十分な質量を有することができる。
【００５８】
図４のフローチャートは、図２のさらなる参照とともに、指紋センサを備える電子装置の製造方法の一般的な手順を示す。
【００５９】
電子装置１００の本体２０２が設けられ（４０２）、指紋センサ１０２の感知面が電子装置１００の外面の一部を形成するように、指紋センサ１０２が本体内に配置される（４０４）。その後、指紋センサ１０２が導電性パターン２１０を含む保護膜の部分によって少なくとも部分的に覆われるように、保護膜２０８が電子装置１００に配置される（４０６）。
【００６０】
製造方法のステップは、本明細書に記載及び図示された特定の順序で実行する必要はない。ステップの順序は、指紋センサが配置される特定の電子装置のための組立工程によって決定されることを理解されたい。特に、電子装置内にセンサを配置する前に導電性パターンを含む別個の第１の保護膜を指紋センサ上に配置することが可能であろう。そして、第１の保護膜に対応するカットアウトを有する第２の保護膜は、電子装置が完全に組み立てられた後、電子装置上に配置することができるだろう。また、導電性パターンを有する保護膜を含む電子装置の表面領域全体を覆う第２の保護膜を配置することも可能であろう。
【００６１】
導電性パターンを有する保護膜が指紋センサ上に配置された後、電子装置はテストができる状態にある。指紋センサの機能性のテスト及び検証は、典型的には、画像を撮影して、その後、専用のアルゴリズムを用いて分析されることによって行われる。従って、異なるソフトウェアで実装されたアルゴリズムを一つの撮影画像に用いて、指紋センサの異なる特徴又は態様を、単一の撮影画像を用いて検証することができる。撮影画像は、電子装置内に存在するソフトウェアによって分析することができる。撮影画像の解析を行うために、例えばＰＣ等の外部ハードウェアを電子装置に接続することも可能である。
【００６２】
図５ａは、指紋センサ１０２が装置の裏側、すなわちディスプレイの反対側に配置されている携帯型装置の概略図である。
【００６３】
図５ｂは、指紋センサ１０２が装置の側面に配置されている装置の概略図である。
【００６４】
本発明は、その特定の例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、多くの異なる変更、修正等が当業者にとって明らかとなるであろう。また、様々な方法で装置の部品が省略され、入れ替えられ又は配置されてもよく、それでもなお感知装置は本発明の機能を実行することができることに留意されたい。
【００６５】
さらに、当業者は、請求された本発明を実施する際に、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、開示された実施形態に対して変形がなされることを理解することができる。特許請求の範囲において、「含む」という単語は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」も複数を除外するものではない。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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