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JP2023018819A - Sensor module and biometric authentication device - Google Patents

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JP2023018819A
JP2023018819A JP2021123118A JP2021123118A JP2023018819A JP 2023018819 A JP2023018819 A JP 2023018819A JP 2021123118 A JP2021123118 A JP 2021123118A JP 2021123118 A JP2021123118 A JP 2021123118A JP 2023018819 A JP2023018819 A JP 2023018819A
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晃次郎 大川
Kojiro Okawa
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

To provide a sensor module and a biometric authentication device capable of suppressing crosstalk at low cost and in a simple manner.SOLUTION: The present invention solves the above problem by providing a sensor module, which includes an imaging device having a light source, a plurality of pixels arranged in two-dimensional directions, and a transmission part that transmits light from the light source, and an optical film that guides the light transmitted through the transmission part to a sensing object and guides reflected light from the sensing object to the pixels. The optical film has a flexible substrate having a first surface and a second surface facing the first surface, and a plurality of crazes penetrating from the first surface to the second surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、センサモジュールおよび生体認証装置に関する。 The present invention relates to sensor modules and biometric authentication devices.

生体認証等に代表される高精度センシングにおいて、撮像素子の画素サイズの微細化が進行している。撮像素子の画素サイズの縮小に伴い、クロストークが発生する確率が高くなる。クロストークとは、ある画素へ入射する光が漏れ出し、他の画素へ入光することである。クロストークの発生により、撮像素子のシグナルノイズ比の低下という問題が生じる。 2. Description of the Related Art In high-precision sensing such as biometric authentication, the pixel size of an imaging device is becoming finer. As the pixel size of the imaging device is reduced, the probability of crosstalk occurring increases. Crosstalk means that light incident on a certain pixel leaks out and enters another pixel. The occurrence of crosstalk causes a problem of a decrease in the signal-to-noise ratio of the image sensor.

特許文献1において、撮像素子の上に設置された多孔質ガラスで遮光することにより、クロストークを抑制するセンサが記載されている。しかし、特許文献1に記載のセンサは、多孔質ガラスの材料としてガラスを使用するため、高コストである。また、ガラスの多孔質化は多数の工程を要するため、特許文献1に記載のセンサの製造は容易ではない。 Patent Document 1 describes a sensor that suppresses crosstalk by blocking light with porous glass placed on an imaging element. However, the sensor described in Patent Literature 1 uses glass as a material for the porous glass, and is therefore expensive. Moreover, since making glass porous requires a number of steps, it is not easy to manufacture the sensor described in Patent Document 1.

国際公開第2015/005959号WO2015/005959

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、低コストかつ簡便に、クロストークを抑制できるセンサモジュールおよび生体認証装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sensor module and a biometrics authentication system capable of suppressing crosstalk in a simple and inexpensive manner.

第1の発明は、光源と、二次元方向に配列された複数の画素と、前記光源からの光を透過する透過部と、を有する、撮像素子と、前記透過部を透過した光をセンシング対象物へ導き、前記センシング対象物からの反射光を前記画素へと導く、光学フィルムと、を備え、前記光学フィルムは、第1面及び前記第1面に対向する第2面を有する可撓性基材と、前記第1面から前記第2面へと貫通する複数のクレイズと、を有する、センサモジュールである。 A first invention is an imaging device having a light source, a plurality of pixels arranged in a two-dimensional direction, and a transmission section that transmits light from the light source, and the light transmitted through the transmission section is a sensing target. and an optical film that guides light reflected from the sensing object to the pixels, the optical film being flexible and having a first surface and a second surface facing the first surface. A sensor module comprising a substrate and a plurality of crazes penetrating from the first surface to the second surface.

第2の発明は、前記可撓性基材の前記光源からの光の透過率は、5%以下である、第1の発明に記載のセンサモジュールである。 A second invention is the sensor module according to the first invention, wherein the transmittance of light from the light source of the flexible base material is 5% or less.

第3の発明は、前記クレイズの開口の幅に対する前記クレイズの高さの比は、11以上20以下である、第1の発明または第2の発明に記載のセンサモジュールである。 A third invention is the sensor module according to the first invention or the second invention, wherein the ratio of the height of the craze to the width of the opening of the craze is 11 or more and 20 or less.

第4の発明は、前記光学フィルムに対する前記クレイズの占有率は、25%以上70%以下である、第1の発明から第3の発明までのいずれかに記載のセンサモジュールである。 A fourth invention is the sensor module according to any one of the first invention to the third invention, wherein the occupation ratio of the craze to the optical film is 25% or more and 70% or less.

第5の発明は、前記可撓性基材は、樹脂からなる、第1の発明から第4の発明までのいずれかに記載のセンサモジュールである。 A fifth invention is the sensor module according to any one of the first invention to the fourth invention, wherein the flexible base material is made of resin.

第6の発明は、前記可撓性基材の厚さは、2μm以上75μm以下である、第1の発明から第5の発明までのいずれかに記載のセンサモジュールである。 A sixth invention is the sensor module according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein the flexible base material has a thickness of 2 μm or more and 75 μm or less.

第7の発明は、前記光学フィルムを2層以上備えた、第1の発明から第6の発明までのいずれかに記載のセンサモジュールである。 A seventh invention is the sensor module according to any one of the first invention to the sixth invention, comprising two or more layers of the optical film.

第8の発明は、第1の発明から第7の発明までのいずれかに記載のセンサモジュールを備えた、生体認証装置である。 An eighth invention is a biometrics authentication system comprising the sensor module according to any one of the first invention to the seventh invention.

以上のように本発明によれば、低コストかつ簡便に、クロストークを抑制できるセンサモジュールおよび生体認証装置を提供できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sensor module and a biometric authentication device capable of suppressing crosstalk at low cost and in a simple manner.

図1は、センサモジュール1の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the sensor module 1. As shown in FIG. 図2は、撮像素子3の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the imaging element 3. As shown in FIG. 図3は、光学フィルム4の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the structure of the optical film 4. As shown in FIG. 図4は、クレイズ42の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the craze 42. As shown in FIG. 図5は、ブレード5を用いたクレイズ42の形成方法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a method of forming the craze 42 using the blade 5. FIG. 図6は、センサモジュール1によるセンシング方法を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a sensing method by the sensor module 1. FIG.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本明細書に添付される図面において、縮尺および寸法比等は、図示および理解のしやすさより、実物のそれらから変更され誇張されている。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. In the drawings attached to this specification, the scale, dimensional ratios, etc. are changed and exaggerated from those of the real thing for ease of illustration and understanding.

また、本明細書において用いられる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば「平行」、「直交」、「同一」等の用語、長さおよび角度の値等は、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲まで含めて解釈される。 Also, as used herein, terms specifying shapes and geometric conditions and degrees thereof, such as "parallel", "perpendicular", "identical", length and angle values, etc., are not strictly defined. It is interpreted to include the extent to which similar functions can be expected without being bound by the meaning.

ここで、本明細書等における「クレイズ」という語句は、一般に「クレーズ」とも表記されることがあるが、両者は同義である。本明細書等における「クレイズ」は、基材に形成された略直線状のひび又は割れ目を指す。一般にフィルムに形成されるひび又は割れ目の壁面間に後述するフィブリルが残存しているものを狭義のクレイズとし、この狭義のクレイズが拡げられてフィブリルが残存していないものをクラックと区別して示す場合もあるが、本明細書等の「クレイズ」は、狭義のクレイズ及びクラックのいずれも含む概念である。 Here, the term "craze" in this specification and the like may be generally written as "craze", but both have the same meaning. A "craze" in this specification and the like refers to a substantially linear crack or fissure formed in a substrate. When fibrils, which will be described later, remain between the walls of cracks or fissures generally formed in a film, are defined as narrowly defined crazes, and when this narrowly defined craze is expanded and fibrils do not remain, they are distinguished from cracks. However, the term “craze” in this specification and the like is a concept that includes both narrowly defined crazes and cracks.

センサモジュール1は、センシング対象物を検出するモジュールである。センサモジュール1は、例えば、指紋認証装置等の生体認証装置として使用することができる。図1は、センサモジュール1の構成を示す図である。センサモジュール1は、例えば、直方体形状であり、縦が15mm以上200mm以下、横が15mm以上150mm以下、厚みが0.3mm以上3mm以下であってもよい。センサモジュール1は、光源2と、撮像素子3と、光学フィルム4と、を備える。 The sensor module 1 is a module that detects an object to be sensed. The sensor module 1 can be used, for example, as a biometric authentication device such as a fingerprint authentication device. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the sensor module 1. As shown in FIG. The sensor module 1 may have, for example, a rectangular parallelepiped shape, with a length of 15 mm or more and 200 mm or less, a width of 15 mm or more and 150 mm or less, and a thickness of 0.3 mm or more and 3 mm or less. A sensor module 1 includes a light source 2 , an imaging device 3 and an optical film 4 .

光源2は、光20を発する部材である。光源2は、例えば、面光源、線光源、点光源、等であってもよい。また、光源2からの光20は、可視光、赤外光、等であってもよい。光源2からの光20が可視光である場合、センサモジュール1を搭載する電子機器の画面光としても併用できる。光源2からの光20が赤外光である場合、センサモジュール1を搭載する電子機器の画面光の阻害、ならびに、電子機器の使用者の視界の妨害を抑制できる。 The light source 2 is a member that emits light 20 . The light source 2 may be, for example, a surface light source, a linear light source, a point light source, or the like. Also, the light 20 from the light source 2 may be visible light, infrared light, or the like. If the light 20 from the light source 2 is visible light, it can also be used as the screen light of the electronic equipment on which the sensor module 1 is mounted. When the light 20 from the light source 2 is infrared light, it is possible to suppress the obstruction of the screen light of the electronic equipment in which the sensor module 1 is mounted and the obstruction of the user's view of the electronic equipment.

センサモジュール1において、光源2の位置は、例えば、センサモジュール1の最下層、センサモジュール1の外周の一部または全部、等であってもよい。図1においては、光源2がセンサモジュール1の最下層に位置する場合を図示している。 In the sensor module 1, the position of the light source 2 may be, for example, the bottom layer of the sensor module 1, part or all of the outer circumference of the sensor module 1, or the like. FIG. 1 illustrates the case where the light source 2 is positioned at the bottom layer of the sensor module 1 .

撮像素子3は、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する部材である。撮像素子3は、例えば、CCD、CMOS、等であってもよい。CCDは、Charge Coupled Deviceともよばれる。CMOSは、Complementary Metal Oxide Semiconductorともよばれる。図2は、撮像素子3の構成を示す図である。図2(a)は、撮像素子3の平面図である。図2(b)は、図2(a)における撮像素子3のA-A線断面図である。撮像素子3は、二次元方向に配列された複数の画素31と、光源2からの光20を透過する透過部32と、を有する。 The imaging element 3 is a member that converts the light received by the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal. The imaging device 3 may be, for example, a CCD, CMOS, or the like. A CCD is also called a Charge Coupled Device. CMOS is also called Complementary Metal Oxide Semiconductor. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the imaging element 3. As shown in FIG. FIG. 2A is a plan view of the imaging element 3. FIG. FIG. 2(b) is a cross-sectional view of the imaging device 3 taken along the line AA in FIG. 2(a). The imaging element 3 has a plurality of pixels 31 arranged two-dimensionally, and a transmission portion 32 that transmits the light 20 from the light source 2 .

画素31は、入射した光の強度を検出可能な部材である。複数の画素31は、撮像素子3の受光面側の表面に、二次元方向に配列されている。図2では、画素31は、左右方向および上下方向に複数配列している場合を図示している。画素31は、例えば、矩形状であり、縦が2μm以上100μm以下、横が2μm以上100μm以下であってもよい。画素31は、例えば、CMOSや薄膜トランジスタに代表される光センサアレイであってもよい。画素31の材質は、無機系または有機系のいずれであってもよい。 The pixel 31 is a member capable of detecting the intensity of incident light. A plurality of pixels 31 are arranged two-dimensionally on the light-receiving surface side of the image sensor 3 . FIG. 2 illustrates a case in which a plurality of pixels 31 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction. The pixel 31 may have, for example, a rectangular shape with a length of 2 μm or more and 100 μm or less and a width of 2 μm or more and 100 μm or less. The pixels 31 may be, for example, a photosensor array typified by CMOS and thin film transistors. The material of the pixels 31 may be inorganic or organic.

透過部32は、光源2からの光20を透過する部分である。透過部32は、例えば、図2(b)に示すように、撮像素子3の上面において透明基板30が露出した部分である。透明基板30は、光源2からの光20を透過する物質であればよく、例えば、ガラス、石英、ポリカーボネート、等であってもよい。透明基板30は、例えば、直方体形状であり、縦が15mm以上200mm以下、横が15mm以上150mm以下、厚みが0.02mm以上3mm以下であってもよい。 The transmission portion 32 is a portion that transmits the light 20 from the light source 2 . The transmissive portion 32 is, for example, a portion where the transparent substrate 30 is exposed on the upper surface of the imaging device 3, as shown in FIG. 2(b). The transparent substrate 30 may be any material as long as it transmits the light 20 from the light source 2, such as glass, quartz, polycarbonate, or the like. The transparent substrate 30 may have, for example, a rectangular parallelepiped shape, with a length of 15 mm or more and 200 mm or less, a width of 15 mm or more and 150 mm or less, and a thickness of 0.02 mm or more and 3 mm or less.

図2に示すように、画素31と透明基板30との間に、遮光板33が位置していてもよい。遮光板33は、光源2からの光20を透過しない物質であればよく、例えば、クロムや銅、鉄、モリブデン、コバルト等の金属からなる金属酸化物による黒化膜等であってもよい。遮光板33を設けることにより、光源2からの光20が、センシング対象物を介さずに画素31に入射することを抑制できる。 As shown in FIG. 2, a light blocking plate 33 may be positioned between the pixels 31 and the transparent substrate 30 . The light shielding plate 33 may be any material as long as it does not transmit the light 20 from the light source 2. For example, it may be a blackened film made of a metal oxide made of a metal such as chromium, copper, iron, molybdenum, or cobalt. By providing the light shielding plate 33, it is possible to prevent the light 20 from the light source 2 from entering the pixels 31 without passing through the sensing target.

なお、図2に図示していないが、画素31は、スイッチの一端と接続されていてもよい。スイッチは、信号読み出し用配線とスイッチ用配線に接続されていてもよい。画素31の一端は、バイアス印加用配線に接続されていてもよい。 Although not shown in FIG. 2, the pixel 31 may be connected to one end of a switch. The switch may be connected to the signal read wiring and the switch wiring. One end of the pixel 31 may be connected to a bias application wiring.

光学フィルム4は、光路を規定し、画素31間でのクロストークを抑制する部材である。光学フィルム4は、透過部32を透過した光20をセンシング対象物へ導き、センシング対象物からの反射光を画素31へと導く。センサモジュール1によるセンシング方法については後述する。 The optical film 4 is a member that defines an optical path and suppresses crosstalk between pixels 31 . The optical film 4 guides the light 20 transmitted through the transmissive portion 32 to the sensing target, and guides the reflected light from the sensing target to the pixels 31 . A sensing method by the sensor module 1 will be described later.

光学フィルム4は、第1面及び、第1面に対向する第2面を有する可撓性基材41と、第1面から第2面へと貫通する複数のクレイズ42と、を有する。図3は、光学フィルム4の構成を示す図である。図3(a)は、光学フィルム4の平面図である。図3(b)は、図3(a)における光学フィルム4のB-B線断面図である。 The optical film 4 has a flexible substrate 41 having a first surface and a second surface facing the first surface, and a plurality of crazes 42 penetrating from the first surface to the second surface. FIG. 3 is a diagram showing the structure of the optical film 4. As shown in FIG. FIG. 3(a) is a plan view of the optical film 4. FIG. FIG. 3(b) is a cross-sectional view of the optical film 4 taken along the line BB in FIG. 3(a).

可撓性基材41は、光学フィルム4のもととなる部材である。可撓性基材41は、シート状であってもよい。可撓性基材41の対向する両面は、それぞれ第1面及び第2面とされてもよい。可撓性基材41の厚みは、2μm以上75μm以下であってもよく、好ましくは12μm以上50μm以下であってもよい。可撓性基材41の厚みが2μm以上であることにより、十分な強度を有する光学フィルム4を得ることができる。可撓性基材41の厚みが75μm以下であることにより、クレイズ42が可撓性基材41を貫通することができる。 The flexible base material 41 is a member that forms the optical film 4 . The flexible base material 41 may be sheet-like. The opposing surfaces of the flexible substrate 41 may be the first surface and the second surface, respectively. The thickness of the flexible base material 41 may be 2 μm or more and 75 μm or less, preferably 12 μm or more and 50 μm or less. When the thickness of the flexible base material 41 is 2 μm or more, the optical film 4 having sufficient strength can be obtained. Since the thickness of the flexible base material 41 is 75 μm or less, the craze 42 can penetrate the flexible base material 41 .

可撓性基材41の光源2からの光20の透過率は、5%以下であってもよく、好ましくは1%以下であってもよい。可撓性基材41の光源2からの光20の透過率が5%以下であることにより、クレイズ42からの光20の漏れ出しを抑制できるため、画素31間のクロストークを抑制できる。可撓性基材41の光源2からの光20の透過率が1%以下であることにより、クレイズ42からの光20の漏れ出しを強力に抑制できるため、画素31間のクロストークを強力に抑制できる。 The transmittance of the light 20 from the light source 2 of the flexible base material 41 may be 5% or less, preferably 1% or less. Since the transmittance of the light 20 from the light source 2 of the flexible base material 41 is 5% or less, leakage of the light 20 from the craze 42 can be suppressed, so crosstalk between the pixels 31 can be suppressed. Since the transmittance of the light 20 from the light source 2 of the flexible base material 41 is 1% or less, leakage of the light 20 from the craze 42 can be strongly suppressed, so crosstalk between the pixels 31 can be strongly suppressed. can be suppressed.

可撓性基材41は、樹脂からなっていてもよい。可撓性基材41が樹脂からなっていることにより、柔軟性を有するため、クレイズ42を簡便に形成できる。樹脂は、例えば、結晶性或いは非晶性の熱可塑性合成樹脂、熱硬化性合成樹脂、等であってもよい。 The flexible base material 41 may be made of resin. Since the flexible base material 41 is made of a resin and has flexibility, the crazes 42 can be easily formed. The resin may be, for example, a crystalline or amorphous thermoplastic synthetic resin, a thermosetting synthetic resin, or the like.

結晶性の熱可塑性合成樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、等であってもよい。 The crystalline thermoplastic synthetic resin may be, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, mixtures of polyethylene and polypropylene, polyamides, polyesters such as polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, and the like.

非晶性の熱可塑性合成樹脂は、例えば、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、等であってもよい。 Examples of amorphous thermoplastic synthetic resins include polystyrene, styrene-based resins such as styrene acrylonitrile and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polycarbonate, and the like. good too.

熱硬化性合成樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、アクリルエポキシ樹脂、ポリオールイソシアネートウレタン系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、等であってもよい。 Thermosetting synthetic resins may be, for example, epoxy resins, acrylic epoxy resins, polyol isocyanate urethane resins, phenol resins, melamine resins, and the like.

合成樹脂には、適宜の添加剤等を含有させてもよい。添加剤は、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、等であってもよい。 The synthetic resin may contain an appropriate additive or the like. The additive may be, for example, titanium oxide, calcium carbonate, and the like.

クレイズ42は、可撓性基材41の第1面から第2面へと貫通する孔である。図4は、クレイズ42の構成を示す図である。クレイズ42は、図4(a)に示すように、空洞部43のみであってもよいし、図4(b)に示すように、空洞部43と繊維部44とが混在していてもよい。空洞部43は、ボイドともよばれる微細な空隙である。繊維部44は、フィブリルともよばれる微細な繊維束である。 The craze 42 is a hole penetrating from the first surface to the second surface of the flexible base material 41 . FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the craze 42. As shown in FIG. The craze 42 may be composed only of the hollow portion 43 as shown in FIG. 4(a), or may be a mixture of the hollow portion 43 and the fiber portion 44 as shown in FIG. 4(b). . The cavity 43 is a minute space also called a void. The fiber portion 44 is a fine fiber bundle also called fibril.

クレイズ42は、例えば、ブレード5に可撓性基材41の表面を押し当て、可撓性基材41を折り曲げながら張力をかけて引っ張ることにより形成できる。図5は、ブレード5に用いたクレイズ42の形成方法を示す図である。ブレード5は、直線状の刃が形成されており、例えば、金属等の板状の部材であってもよい。ブレード5に可撓性基材41の表面を押し当て、可撓性基材41を第1方向D1に向けて引っ張る。これにより、クレイズ42は、可撓性基材41の第1方向D1に沿って繰り返し形成される。 The craze 42 can be formed, for example, by pressing the surface of the flexible base material 41 against the blade 5 and applying tension while bending the flexible base material 41 to pull it. FIG. 5 shows a method of forming the craze 42 used for the blade 5. FIG. The blade 5 is formed with a straight blade, and may be a plate-like member such as metal. The surface of the flexible base material 41 is pressed against the blade 5, and the flexible base material 41 is pulled in the first direction D1. Thereby, the crazes 42 are repeatedly formed along the first direction D<b>1 of the flexible base material 41 .

クレイズ42の形成において、ブレード5が可撓性基材41に接する角度は、所望のクレイズが形成される角度に適宜調整してもよい。図5において、ブレード5と、第1方向D1とがなす角度θは、10°以上60°以下であってもよく、好ましくは20°以上40°以下であってもよい。 In forming the craze 42 , the angle at which the blade 5 contacts the flexible substrate 41 may be appropriately adjusted to an angle at which a desired craze is formed. In FIG. 5, the angle θ between the blade 5 and the first direction D1 may be 10° or more and 60° or less, preferably 20° or more and 40° or less.

ブレード5に可撓性基材41を押し当てる際の可撓性基材41の張力は、所望のクレイズが形成されるように適宜調整してもよい。張力は、100N/m以上1000N/m以下であってもよく、好ましくは300N/m以上800N/m以下であってもよい。 The tension of the flexible base material 41 when the flexible base material 41 is pressed against the blade 5 may be appropriately adjusted so as to form desired crazes. The tension may be 100 N/m or more and 1000 N/m or less, preferably 300 N/m or more and 800 N/m or less.

クレイズ42の形成において、フィラーを使用してもよい。フィラーは、例えば、カーボンブラックや、クロム、銅、鉄、モリブデン、コバルト等の金属からなる金属酸化物の黒色フィラー、等であってもよい。使用するフィラーの粒径分布や添加量等により、得られるフィブリルのサイズや密度を制御できる。 Fillers may also be used in forming the craze 42 . The filler may be, for example, carbon black, black filler of metal oxides made of metals such as chromium, copper, iron, molybdenum, and cobalt, and the like. The size and density of the obtained fibrils can be controlled by the particle size distribution and amount of the filler used.

クレイズ42は、可撓性基材41の厚み、材質、ブレード5の幅、張力の大きさ、等により、異なった幅となる。図4に示したwがクレイズ42の幅である。クレイズ42の幅は、例えば、50nm以上10μm以下であってもよい。クレイズ42の幅が50nm以上であることにより、光学フィルム4に熱が付与された後においてもクレイズ42が消失してしまうことを抑制できる。クレイズ42の幅が10μm以下であることにより、クレイズ42に起因したスジが見え難くなる。クレイズ42の幅は、光学フィルム4の断面を走査型電子顕微鏡で観察して、一つのクレイズ42の幅を計測することにより算出できる。 The craze 42 has different widths depending on the thickness and material of the flexible base material 41, the width of the blade 5, the magnitude of tension, and the like. w shown in FIG. 4 is the width of the craze 42 . The width of the craze 42 may be, for example, 50 nm or more and 10 μm or less. When the width of the craze 42 is 50 nm or more, it is possible to suppress the disappearance of the craze 42 even after the optical film 4 is heated. When the width of the craze 42 is 10 μm or less, streaks caused by the craze 42 are less visible. The width of the craze 42 can be calculated by observing the cross section of the optical film 4 with a scanning electron microscope and measuring the width of one craze 42 .

クレイズ42の開口の幅に対するクレイズ42の高さの比は、11以上20以下であってもよい。図4に示したw0がクレイズ42の開口の幅である。図4に示したhがクレイズ42の高さである。クレイズ42の開口の幅に対するクレイズ42の高さの比が11以上であることにより、画素31間のクロストークを抑制できるため、センシングに必要なシグナルノイズ比を確保できる。クレイズ42の開口の幅に対するクレイズ42の高さの比が20以下であることにより、可撓性基材41を貫通したクレイズ42の形状を維持でき、歩留まりの低下を抑制できる。 The ratio of the height of the craze 42 to the width of the opening of the craze 42 may be 11 or more and 20 or less. w 0 shown in FIG. 4 is the width of the opening of the craze 42 . h shown in FIG. 4 is the height of the craze 42 . By setting the ratio of the height of the craze 42 to the width of the opening of the craze 42 to be 11 or more, crosstalk between the pixels 31 can be suppressed, and a signal-to-noise ratio necessary for sensing can be ensured. By setting the ratio of the height of the craze 42 to the width of the opening of the craze 42 to be 20 or less, the shape of the craze 42 penetrating the flexible base material 41 can be maintained, and a decrease in yield can be suppressed.

光学フィルム4に対するクレイズ42の占有率は、25%以上70%以下、好ましくは40%以上50%以下であってもよい。光学フィルム4に対するクレイズ42の占有率が25%以上であることにより、センシングの精度を確保できる。光学フィルム4に対するクレイズ42の占有率が40%以上であることにより、より高いセンシングの精度を確保できる。光学フィルム4に対するクレイズ42の占有率が70%以下であることにより、光学フィルム4が外部刺激により破損することを抑制できる。光学フィルム4に対するクレイズ42の占有率が50%以下であることにより、光学フィルム4が外部刺激により破損することを強力に抑制できる。 The occupation ratio of the craze 42 to the optical film 4 may be 25% or more and 70% or less, preferably 40% or more and 50% or less. When the craze 42 occupies 25% or more of the optical film 4, the accuracy of sensing can be ensured. When the craze 42 occupies 40% or more of the optical film 4, higher sensing accuracy can be ensured. When the occupation rate of the craze 42 with respect to the optical film 4 is 70% or less, it is possible to suppress damage to the optical film 4 due to an external stimulus. When the occupation ratio of the craze 42 to the optical film 4 is 50% or less, it is possible to strongly suppress the optical film 4 from being damaged by an external stimulus.

光学フィルム4は、単層の構成であってもよいし、2層以上備えた構成であってもよい。光学フィルム4が2層以上であることにより、画素31間のクロストークをより一層抑制できるため、撮像素子3のシグナルノイズ比を向上させることができる。また、単層ではクレイズ42の開口の幅に対するクレイズ42の高さの比が11以上とできない材質の可撓性基材41であっても、2層以上とすることにより、撮像素子3のシグナルノイズ比を向上させることができる。撮像素子3のシグナルノイズ比が向上することにより、エッジがシャープで、より明瞭な像を得ることができる。 The optical film 4 may have a single layer structure, or may have two or more layers. Since the optical film 4 has two or more layers, crosstalk between the pixels 31 can be further suppressed, so that the signal-to-noise ratio of the imaging device 3 can be improved. In addition, even if the flexible base material 41 is made of a material in which the ratio of the height of the craze 42 to the width of the opening of the craze 42 cannot be 11 or more with a single layer, the signal of the imaging device 3 can be obtained by using two or more layers. Noise ratio can be improved. By improving the signal-to-noise ratio of the imaging device 3, a clearer image with sharper edges can be obtained.

以上に示したように、光学フィルム4のもととなる可撓性基材41は、ガラスと比較して低コストである。また、クレイズ42は、形成工程が少なく、簡便に形成することができる。よって、本発明によれば、光学フィルム4を低コストかつ簡便に作製できるため、低コストかつ簡便に、クロストークを抑制できるセンサモジュール1を提供できる。さらに、センサモジュール1を備えた生体認証装置を提供できる。 As described above, the flexible base material 41 that forms the base of the optical film 4 is less expensive than glass. Moreover, the craze 42 can be easily formed with a small number of forming steps. Therefore, according to the present invention, the optical film 4 can be produced easily and at low cost, so that the sensor module 1 capable of suppressing crosstalk can be provided easily and at low cost. Furthermore, a biometrics authentication system having the sensor module 1 can be provided.

センサモジュール1によるセンシング方法を説明する。図6は、センサモジュール1によるセンシング方法を示す図である。図6では、センシング対象物を指7とした例を説明する。図6に示すような接触式のセンシングの場合、光学フィルム4の上に保護層6を備えていてもよい。センサモジュール1が保護層6を備えていることにより、光学フィルム4の劣化を抑制することができる。 A sensing method by the sensor module 1 will be described. FIG. 6 is a diagram showing a sensing method by the sensor module 1. FIG. FIG. 6 illustrates an example in which the finger 7 is used as the sensing object. In the case of contact-type sensing as shown in FIG. 6, a protective layer 6 may be provided on the optical film 4 . Since the sensor module 1 includes the protective layer 6, deterioration of the optical film 4 can be suppressed.

図6において、光源2から発せられた光20は、透明基板30とクレイズ42とを経由して、保護層6の上に接した指7を斜め方向から照射する。指7と保護層6との界面で反射された光20は、図6に示すように入射光路とは異なるクレイズ42を経由して、画素31に到達する。これにより、指7の指紋についてセンシングを行うことができる。 In FIG. 6, the light 20 emitted from the light source 2 passes through the transparent substrate 30 and the craze 42 and obliquely irradiates the finger 7 in contact with the protective layer 6 . Light 20 reflected at the interface between finger 7 and protective layer 6 reaches pixel 31 via craze 42 different from the incident light path, as shown in FIG. Thereby, the fingerprint of the finger 7 can be sensed.

1 センサモジュール
2 光源
20 光
3 撮像素子
30 透明基板
31 画素
32 透過部
33 遮光板
4 光学フィルム
41 可撓性基材
42 クレイズ
43 空洞部
44 繊維部
5 ブレード
6 保護層
7 指
1 sensor module 2 light source 20 light 3 imaging element 30 transparent substrate 31 pixel 32 transmission part 33 light shielding plate 4 optical film 41 flexible base material 42 craze 43 hollow part 44 fiber part 5 blade 6 protective layer 7 finger

Claims (8)

光源と、
二次元方向に配列された複数の画素と、前記光源からの光を透過する透過部と、を有する、撮像素子と、
前記透過部を透過した光をセンシング対象物へ導き、前記センシング対象物からの反射光を前記画素へと導く、光学フィルムと、を備え、
前記光学フィルムは、第1面及び前記第1面に対向する第2面を有する可撓性基材と、前記第1面から前記第2面へと貫通する複数のクレイズと、を有する、
センサモジュール。
a light source;
an imaging device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional direction and a transmission section that transmits light from the light source;
an optical film that guides light transmitted through the transmission part to a sensing target and guides reflected light from the sensing target to the pixel;
The optical film has a flexible substrate having a first surface and a second surface facing the first surface, and a plurality of crazes penetrating from the first surface to the second surface.
sensor module.
前記可撓性基材の前記光源からの光の透過率は、5%以下である、
請求項1に記載のセンサモジュール。
The transmittance of light from the light source of the flexible base is 5% or less.
The sensor module according to claim 1.
前記クレイズの開口の幅に対する前記クレイズの高さの比は、11以上20以下である、
請求項1または2に記載のセンサモジュール。
The ratio of the height of the craze to the width of the opening of the craze is 11 or more and 20 or less.
The sensor module according to claim 1 or 2.
前記光学フィルムに対する前記クレイズの占有率は、25%以上70%以下である、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
The occupation ratio of the craze to the optical film is 25% or more and 70% or less.
The sensor module according to any one of claims 1 to 3.
前記可撓性基材は、樹脂からなる、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
The flexible base material is made of resin,
The sensor module according to any one of claims 1 to 4.
前記可撓性基材の厚さは、2μm以上75μm以下である、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
The flexible substrate has a thickness of 2 μm or more and 75 μm or less.
The sensor module according to any one of claims 1 to 5.
前記光学フィルムを2層以上備えた、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
Two or more layers of the optical film,
7. The sensor module according to any one of claims 1-6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載のセンサモジュールを備えた、
生体認証装置。

A sensor module comprising the sensor module according to any one of claims 1 to 7,
Biometric device.

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