(57)【要約】  この発明は、特に所定の領域において透明とされるガラスなどのカバー材料を有するユニットにおける統合のための、指紋センサーに関する。指紋センサーは、前記カバー材料の表面に又は前記カバー材料の表面に近接して所定のパターンで位置付けられた多数の電極を備えており、各電極は前記カバー材料を通じて延在する導体リードに接続されており、前記導体リードは基本的に透明であり、前記導体リードは、前記電極から透明な領域の外側に位置付けられる処理ユニットへ反対側に配線している。
2016509314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に所定の領域で透明とされるガラスから製造されたカバー材料を有するユニットにおける統合のための、指紋センサーであって、
前記指紋センサーは、前記カバー材料の表面に又は前記カバー材料の表面に近接して所定のパターンで位置付けられた多数の電極を備え、
各電極は、前記カバー材料を通じて延在している導体リードに接続されており、
前記導体リードは基本的に透明とされており、前記電極から透明領域の外側に位置付けられた処理ユニットへ反対側に配線されることを特徴とする指紋センサー。
【請求項２】
プロセッサに接続された認証手段のための追加的な電気回路を含む、請求項１に記載の指紋センサー。
【請求項３】
前記ユニットにおける他の電気回路と通信するためのインターフェース手段を含む、請求項１に記載の指紋センサー。
【請求項４】
前記他の電気回路は、指紋スキャンから生じる表示を使用者に伝えるためのディスプレイを備える、請求項３に記載の指紋センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スマートフォン又は同様のものにおける統合のための指紋センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
指の表面における特徴を測定するための複数の電極を備える指紋センサーは周知であり、例えば特許文献１〜３には、ストライプ型センサー又は多数の個々のセンサー要素を備えるマトリックスセンサーによる複数の測定インピーダンス又はキャパシタンス原理に基づいたセンサーが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第０９８８６１４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９６３，６７９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０６９，９７０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，８６２，２４８号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０６９，９７０号明細書
【特許文献６】米国特許第７２５１３５１号明細書
【特許文献７】米国特許出願第２０１１／０１８２４８８号明細書
【特許文献８】米国特許第６３２７３７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のセンサーによる欠点はしかしながら、センサー表面が環境と直接的に接触するのに適していないことであり、通常、湿度、摩耗、腐食、化学物質、電子雑音、機械的影響、太陽光放電などから電気回路を保護するハウジングが設けられなければならない。特許文献４は、この問題に対する可能な解決方法を提供しており、この解決方法において、指が筐体の上部における開口部を通じてセンサーの感応表面と直接的に接触することを可能にする方法で電気回路が包囲されている。
【０００５】
多くの場合において、この解決方法は、要求された信頼性を提供するのに十分ではない。統合された電気回路の表面で使用されている材料（金属、誘電体）は通常、外部環境に対する露出に耐えること及び長い期間に亘って指と接触することに対して十分に信頼できず、それ故に、この解決方法はまた信頼性の問題に導くであろう。他の解決方法は、特許文献５に記載されるように、チップ表面に材料及び誘電体の追加的な層を追加することとされてもよい。しかしながら、そのような層は、生産コストを増大させ、一般的に半導体処理による適合性問題（処理温度に関連しており、温度差等に起因して寸法を変化させる）を生み出すであろう。さらなる他の解決方法は特許文献６に記載されており、この解決方法は、基板を通じて導体をプロセッサへ導き、次いで装置の内側に基板の背面に確実に位置付けられる。この解決方法は、大きな透明パネルを必要とするスマートフォンで容易に実装されない。
【０００６】
特許文献７にはまた、処理ユニットが基板の一の側に位置付けられる指紋センサーが記載されており、この指紋センサーには、基板を通じて他の側へ導く導体が存在する。基板は半導体材料であり、導体は基板から絶縁されている同じ材料から製造される。
【０００７】
一方で、特許文献８には、透明な導体を保持する透明な基板が記載されており、これはセンサーと同じ側の基板に明らかに位置付けられ、それ故に、摩耗に対して脆弱にさせる。
【０００８】
この発明の目的は、外部環境に対するセンサーの露出による技術的リスクを除外する、費用効率が高い小型センサーの解決方法を確保することであり、この解決方法は、タッチスクリーンインターフェースを有するスマートフォンで実現されることができる。表示領域が１００％の利用に近づいている電話の前方表面でその空間が非常に制限される、もしあれば２つ〜３つの追加的なボタンを有するスマートフォン等のタッチスクリーンの解決方法を提供することが、本願発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
それらの目的は、独立請求項に開示されるように得られる。
【００１０】
このように、特にスマートフォンのフロントガラス又は保護カバーを通じて、携帯電話のシェルに指紋スワイプセンサーを統合することが可能であり、設計及び人間工学を考慮して、これは複数の送受信機製造者にとって極めて重要な設計基準となる。
【００１１】
本願発明は、例示として、発明を図示する添付した図面を参照してより詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本願発明による電気回路のレイアウトを図示する図である。
【図２】スマートフォンに組み込まれた本願発明を図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に図示されるように、スマートフォン等のユニットを覆っているケース又はガラスを通じて延在している第１の端部を有する一組の電極１が設けられる。これらの電極は、指表面との電気的な結合を提供し、指紋などの測定を可能にする。ストライプ型センサーが使用される場合に、多数の追加的なセンサーは上記の特許文献１及び６で議論されるように、センサーに対する指の動きを測定するために採用される。代替的には、センサーは、特許文献７のように、表面の一連の画像をサンプリングする部分的なマトリックスとされてもよい。さらなる他の電極集団は、特許文献８に記載されており、これには、ナビゲーションの目的で指の動きを測定するために２つのラインのセンサー要素が使用される。完全に動かない指を覆っているフルセンサーマトリックスは熟慮されてもよいが、多数の電極が必要であるとの欠点を有する。
【００１４】
上記で述べたように、複数の電極からの複数の導体リード２は、カバー材料を通じて垂直方向に導かれており、次いで横方向に送られる、又はカバーの後側に位置付けられる例えばアナログ信号調節のための信号プロセッサ３に再分配される。これは、ＣＭＯＳ  ＡＳＩＣとされてもよい。垂直方向及び横方向の導体リードは、小さな特徴寸法又は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明な材料が導体リードを使用者に対する不可視にする方法で形成されてもよい。標準的な金属配線及び処理はこのために利用可能である。電極及び関連した導体リードは、ガラスの前面又は背面で部分的に処理されてもよく、又は、それらの間にさらなる断続的な平面において部分的に処理されてもよい。
【００１５】
ユニットはまた、安全な生体認証のための光学的シリコーンダイ及び電気回路４を含んでもよい。従来のオプションは、生体認証、通信、及びロジックプロセスを必要とする他の機能を処理するためのマイクロコントローラ、様々な要素、金融取引又はサービスプロバイダー識別を認証するための汎用加入者識別モジュールチップ、及び無線周波数通信のためのＮＦＣコントローラを含む。
【００１６】
図示されるように、ユニットはまた、スマートフォンの他の部分又は外部コネクタ及び他の装置に対するインターフェース５を含んでもよい。アンテナ（図示せず）はまた、ＮＦＣコントローラと組み合わせて統合することが可能である。
【００１７】
それ故に、携帯電話のシェルに指紋スワイプセンサーを統合することは可能であり、それにより設計及び人間工学を考慮して、複数の送受信機製造者のための極めて重要な設計基準となる。このことは、以下のさらなる利点を提供するであろう。
・設計
・人間工学及びユーザビリティー
・簡易化した統合及び高められた耐久性
・増大した生体認証性能のユーザーフィードバック
・アプリケーショングラフィック及びアニメーションによる直接的な相互参照
【００１８】
図２は、スマートフォン６を図示しており、本願発明によるユニットが、標準的なスマートカードコントローラーと、アンテナを有するＮＦＣチップセットとを使用する電話機に実装され、カバーガラス７で自律的で、生体認証の標準ＥＭＶカードを模倣するために組み合わされる。
【００１９】
それ故に、本願発明は、特に所定の領域で透明とされるガラスなどのカバー材料を有するユニットにおける統合のための、指紋センサーに関する。指紋センサーは、前記カバー材料の表面に又は前記カバー材料の表面に近接して所定のパターンで位置付けられた多数の電極を備える。このことは、指の表面に対する流電結合（ｇａｌｖａｎｉｃ）又は容量結合を得るために、カバーの厚さ、又はカバー及び電極上の任意の追加的な層の厚さを局所的に減少させることによって行われることができる。各電極は、前記カバー材料を通じて又は前記カバー材料の大部分を通じて延在している導体リードに接続されおり、前記導体リードは基本的に、透明であり、電極から前記透明な領域の外側に位置付けられた処理ユニットへ反対側に配線される。
【００２０】
本願発明は、前記プロセッサに接続された認証手段のための追加的な電気回路を備え、ユニットにおける他の電気回路と通信するためのインターフェース手段を備える。それらは、指紋スキャンから生じる表示を使用者に伝えるためのディスプレイを含む。
【符号の説明】
【００２１】
１  電極
２  導体リード
３  信号プロセッサ
４  電気回路
５  インターフェース
６  スマートフォン
７  カバーガラス
【図１】
2016509314.tif 000003
【図２】
2016509314.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月1日(2015.4.1)
【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】
特に所定の領域で透明とされるガラスから製造されたカバー材料に統合される、指紋センサーであって、前記カバー材料の表面に又は前記カバー材料の表面に近接して所定のパターンで位置付けられた多数の電極（１）を備えている指紋センサーにおいて、
各電極（１）は、前記カバー材料を通じて垂直方向に延在している導体リード（２）に接続されており、
前記導体リードは基本的に透明とされており、前記電極（１）から透明領域の外側に位置付けられている処理ユニット（３）へ反対側に配線されることを特徴とする指紋センサー。
【請求項２】
プロセッサに接続された認証手段のための追加的な電気回路を含む、請求項１に記載の指紋センサー。
【請求項３】
前記ユニットにおける他の電気回路と通信するためのインターフェース手段を含む、請求項１に記載の指紋センサー。
【請求項４】
前記他の電気回路は、指紋スキャンから生じる表示を使用者に伝えるためのディスプレイを備える、請求項３に記載の指紋センサー。
【国際調査報告】
2016509314.tif 000005
2016509314.tif 000006