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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-27
(45)【発行日】2024-10-07
(54)【発明の名称】熱パターンを採取するためのセンサおよび二重積分方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/1172 20160101AFI20240930BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20240930BHJP
G01J 1/02 20060101ALI20240930BHJP
【ＦＩ】
A61B5/1172
G06T1/00 400G
G01J1/02 Y
G01J1/02 Q
G01J1/02 R
【請求項の数】
15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020121992
(22)【出願日】2020-07-16
(65)【公開番号】P2021027985
(43)【公開日】2021-02-25
【審査請求日】2023-05-01
(31)【優先権主張番号】1908145
(32)【優先日】2019-07-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】502124444
【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ
(73)【特許権者】
【識別番号】320006900
【氏名又は名称】アイデミア アイデンティティ アンド セキュリティ フランス
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ジャン－フランソワ・マンゲ
(72)【発明者】
【氏名】ジョエル・ヤン・フーレ
【審査官】伊藤 昭治
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－３４４５９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５３２３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０２０１７６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／１１７２
Ｇ０６Ｔ １／００
Ｇ０１Ｊ １／０２
Ｇ０６Ｖ ４０／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つの感熱測定素子（１０４）を各々備える複数の画素（１０２）を備えるセンサ（１００）により熱パターンを採取するための方法であって、前記センサ（１００）は、少なくとも１つの画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）を、前記少なくとも１つの画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）による測定の間に加熱するように構成される少なくとも１つの加熱要素（１１２）と、
前記少なくとも１つの画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）による測定の間に、前記少なくとも１つの画素（１０２）によって出力される電荷を読み取るように構成される少なくとも１つの読取回路（１１６）と
をさらに備え、前記方法は、各々の画素（１０２）について、少なくとも以下のステップ、すなわち、
前記画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）を、時間ｔ０に開始し、前記時間ｔ０より後の時間ｔ２に終了する加熱期間の間に加熱するステップと、
時間ｔ１に開始し、前記時間ｔ１より後の時間ｔ３に終了する第１の測定期間の間に、前記画素（１０２）によって出力される電荷の第１の読み取りを行い、前記第１の測定期間ｔ３－ｔ１の間に読み取られた電荷に対応する第１の測定値ｘ１を提供するステップと、
前記時間ｔ３より後の時間ｔ４に開始し、前記時間ｔ４より後の時間ｔ５に終了する第２の測定期間の間に、前記画素（１０２）によって出力される電荷の第２の読み取りを行い、前記第２の測定期間ｔ５－ｔ４の間に読み取られた電荷に対応する第２の測定値ｘ２を提供するステップと、
差ｘ１－αｘ２を計算するステップであって、αは正の実数に対応する、ステップと
の実施を含み、
前記加熱期間の半分超が前記第１の測定期間の間に実施され、前記加熱期間の半分未満が前記第２の測定期間の間に実施され、前記時間ｔ２は、前記画素（１０２）によって出力される電荷の前記第２の読み取りが読み取られた前記画素（１０２）の冷却の間に少なくとも一部実施されるように、前記時間ｔ５の前に起こる、方法。
【請求項2】
前記時間ｔ
２
は前記時間ｔ
１
と前記時間ｔ
３
との間にある、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記方法および前記センサ（１００）は、前記センサ（１００）の採取面と接触している指紋を採取するように構成される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
αは、前記第２の測定期間に対する前記第１の測定期間の割合の値に等しい、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の測定期間は前記第２の測定期間と等しい、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の読み取りと前記第２の読み取りとの間に、前記読取回路のリセットまたは前記画素のリセットをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の測定値ｘ１および前記第２の測定値ｘ２は前記読取回路（１１６）に保存され、前記差ｘ１－αｘ２は前記読取回路（１１６）において計算され、次いで、この差の結果が前記読取回路（１１６）の出力部において出力される、または、前記第１の測定値ｘ１および前記第２の測定値ｘ２は前記読取回路（１１６）の出力部において連続的に出力され、前記差ｘ１－αｘ２は前記読取回路（１１６）の外部で計算される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記加熱期間ｔ２－ｔ０の値はおおよそ６０μｓから５０００μｓの間である、および／または、前記第１の測定期間および前記第２の測定期間の各々はおおよそ６０μｓから５０００μｓの間である値を有する、および／または、
前記時間ｔ０および前記時間ｔ１は、前記加熱の開始と前記第１の読み取りの開始との間の時間がおおよそ０μｓからおおよそ２００μｓの間となるように選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
各々の感熱測定素子（１０４）は、第１および第２の電極（１０８、１１０）の間に配置される焦電材料（１０６）の少なくとも一部分によって形成される少なくとも１つの焦電キャパシタを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
各々の画素（１０２）の前記焦電キャパシタの前記第１および第２の電極（１０８、１１０）の一方は、前記画素（１０２）が属する横列のすべての前記画素（１０２）に共通する導電性部分によって形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
同じ横列のすべての前記画素（１０２）の前記第１および第２の電極（１０８、１１０）の一方を形成する前記導電性部分は、前記横列の前記画素（１０２）の前記加熱要素（１１２）も形成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
各々の画素（１０２）の前記焦電キャパシタの前記第１および第２の電極（１０８、１１０）の他方は、前記画素（１０２）が属する縦列のすべての前記画素（１０２）に共通する導電性部分によって形成される、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項13】
各々の感熱測定素子（１０４）は、少なくとも１つのサーミスタもしくは少なくとも１つのダイオードを備える、および／または、各々の画素（１０２）において、前記感熱測定素子（１０４）は前記加熱要素（１１２）を形成する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記加熱要素（１１２）は、各々の画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）をジュール効果によって加熱することができる、および／または、前記加熱要素（１１２）は、前記画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）を加熱するために光を発することができる、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
少なくとも１つの感熱測定素子（１０６）を各々備える複数の画素（１０２）を備える熱パターンセンサ（１００）であって、少なくとも１つの画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）を、前記少なくとも１つの画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）による測定の間に加熱するように構成される少なくとも１つの加熱要素（１１２）と、
前記少なくとも１つの画素（１０２）の前記感熱測定素子（１０４）による測定の間に、前記少なくとも１つの画素（１０２）によって出力される電荷を読み取るように構成される少なくとも１つの読取回路（１１６）と、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の採取方法を実施するように構成される制御手段（１４）と
をさらに備える熱パターンセンサ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱パターンセンサと熱パターンを採取するための方法とに関する。本発明は、熱検出による指紋採取を実行するために有利に使用される。
【背景技術】
【0002】
熱検出手段を備える指紋センサを製作することが知られている。これらの熱検出手段は、焦電キャパシタ、ダイオード、サーミスタ、または、より大まかには、それ自体が曝される温度の変化を、それ自体の端子における電位、それ自体によって発生させられる電流、もしくは、それ自体の電気抵抗の変化など、それ自体の電気パラメータの変化へと変換する任意の感熱素子であり得る。
【0003】
指紋検出は、米国特許第４３９４７７３号、米国特許第４４２９４１３号、および米国特許第６２８９１１４号の文献に記載されているように、指とセンサとの間の温度差を利用するいわゆる「受動的」なセンサによって実行できる。しかしながら、これらのセンサは、この温度差のみに依存する測定を実行するという欠点を有している。そのため、指とセンサとが同じ温度であるために出力において得られる信号レベルがゼロとなる状況、または、採取された画像のコントラストが変化し、そのため採取された画像のその後のデジタル処理の間に問題を引き起こす状況が生じ得る。
【0004】
受動的な熱センサによってもたらされるこれらの問題を排除するために、また、指が動かない静的な取得を実行できるようにするために、例えば米国特許第６０９１８３７号およびＥＰ２３８５４８６Ａ１の文献に記載されているものなど、いわゆる「能動的」なセンサが提案されてきた。
【0005】
このような能動的なセンサでは、各々の画素は、焦電材料の一部分が間に配置される２つの導電性電極から形成された焦電キャパシタと、加熱要素とを備える。この加熱要素は、特定の量の熱を画素において（具体的には、焦電材料の部分において）消散させ、画素の加熱は、指がセンサに存在する状態で特定の取得時間の後に測定される。
【0006】
各々の画素において、加熱要素によって提供された熱が、皮膚によって吸収されているか（指紋の隆線の存在下にある画素）、画素内に保持されているか（指紋の谷線の存在下にある画素）に依存して、採取されたプリントの隆線または谷線の存在を区別することが可能である。取得時間の終了時に、熱が皮膚によって吸収される隆線の存在下にある画素の温度は、熱が皮膚によって吸収されずに画素に残っている谷線の存在下にある画素の温度より低い。
【0007】
このようなセンサは、センサの画素と接触している要素（指紋採取の間の指）の、熱質量またはサーマル容量としても知られている熱容量を測定できる。得られる測定値は、センサの画素と、各々の画素に存在する要素の一部分（指紋の場合には隆線または谷線）との間の熱伝導率にも依存する。
【0008】
能動的な熱検出センサによる熱パターンの採取の間、センサの画素のすべてが、同じ方法で、同じ速さでの規則正しい手法で読まれ、別の言い方をすれば、すべての画素について同一の固定された測定期間で読み取られる。画素が接触している要素の熱測定を実行する時間に対応するこの測定期間は、一般に、指紋の隆線と谷線との間での良好なコントラストを得るように調節され、別の言い方をすれば、ノイズと比較して大きい信号レベルを得るのに十分な長さである。しかしながら、測定期間は、採取の全時間が使用者にとって受け入れ可能なままであるように、および、測定がセンサの表面における指の移動によって阻害されないように、長すぎてはいけない。
【0009】
能動的な熱検出センサにおいて実行される画素の読み取りは、例えば、各々の画素において発生させられる電荷の測定に対応でき、これは電荷積分器を用いて実施されるが、使用される熱検出手段に依存して他の方法が可能である。
【0010】
能動的な熱センサは、加熱によって引き起こされる温度の変化に敏感であるが、センサに存在する指とセンサ自体との間の温度の差によって誘導される変化にも敏感なままである。これらの２つの種類の変化によって発生させられる２つの信号が重なり合う。センサは、加熱によって引き起こされる温度の変化に対応するいわゆる「能動的」な信号を有するように概して構成され、その「能動的」な信号は、指とセンサとの間の温度の差に対応するいわゆる「受動的」な信号よりはるかに大きい。別の言い方をすれば、加熱によって誘導される温度の変化は、指とセンサとの間の初期の温度差（これは、センサが、例えば指と同じ温度にある場合にほとんどゼロであり得る）による温度の変化よりはるかに大きい。
【0011】
図１は、能動的な熱センサに配置されてから除去される指の指紋の読み取りの間に得られるいくつかの連続的な画像を示している。図１に見られる画像は、１～１２の番号が付けられており、先行する画像の取得に対して４０ｍｓの期間で各々隔てられた連続的な採取に対応している。これらの画像では、発生した電荷のないことを反映する中立の色として灰色が使用されており、黒色および白色は、センサに位置付けられた要素がセンサより高温であるのか低温であるのかにそれぞれ応じた正の電荷または負の電荷の発生を反映している。
【0012】
指がセンサに配置されるとき、センサが能動的な熱センサであろうが受動的の熱センサであろうが、指とセンサとの間の温度差がゼロでない場合には、正の電荷または負の電荷（指がセンサより高温であるか低温であるかに依存するとともに、焦電材料の分極に依存する）が、指がセンサと接触している領域において発生させられる。したがって、図１の画像２および３において、黒色として現れている指紋の隆線は、センサと接触する指の部分に対応している。この大きなコントラストは、この時間に指とセンサとの間に存在する温度の大きな差を反映している。
【0013】
センサにおける指の存在によって発生させられる電荷は、採取された画像において、センサの読取速度と、指がセンサに配置される速度とに依存して、より大きいコントラストまたはより小さいコントラストで、より迅速にまたはより遅く現れる。撮像装置によるこれらの電荷の読み取りの後、電荷は消え、その後の画像においてはもはや見えない。したがって、これらの電荷に関連するパターンのコントラストはその後の画像において低減する。
【0014】
別の現象が、センサへの指の接触の直後に生み出される。図１の画像３では、画像２においてすでに見られる指紋の隆線の一部が、灰色ではなく白色になっている。実際、センサへの指の接触時、画素は大きく加熱される。これは、皮膚の温度がこの画像の採取の間にセンサの温度より高いため、画像２においては黒色で現れる隆線によってはっきりと見ることができる。次に、指とセンサ組立体とが冷却し、この冷却は、隆線と接触している画素について負の電荷の発生となり、そのため隆線は白色として現れる。
【0015】
次に、図の画像５および６に見られるように、温度平衡が達成させられる。
【0016】
センサの基板が指の熱質量より大きい熱質量を有し、センサを加熱する十分な時間がない場合、センサがその初期温度へと戻ろうとするため、指が除去されるときに反対の現象が生み出される。これは、指紋の隆線が白色になっている図１の画像７および８に見られる。
【0017】
さらに、使用者は、指をセンサに置くときに完全に安定しているわけではなく、交互の受動的な接触および非接触のこの現象は、指紋の周辺において視認可能に残っている（画像４を見ると、周辺における指紋の隆線の一部は、指紋の隆線の他の部分と異なり、黒色のままであって灰色ではない）。
【0018】
同じ現象が、指がセンサ上で滑るときに生み出され、そこでは、隆線および谷線の存在のために、皮膚は、特定の画素から見て、接触していたのが次いで接触しなくなり、センサにおいて変化が誘導される。
【0019】
例えば、指によってセンサに加えられる圧力の変化による圧電効果による、または、指を通じた結合容量によって寄与される電荷（例えば、電磁環境によって発生させられる５０Ｈｚに等しい周波数を伴う信号）によるなど、センサにおいて電荷を発生させる他の迷現象も存在する。これらの迷現象によって発生するこれらの電荷は、「能動的」な熱効果によって発生させられる電荷に加えられ、そのため画像の取得を阻害する。
【0020】
センサへの迷現象の影響を制限するために、これらの信号を有用な信号に対して無視できるようにするために、センサによって生成される加熱出力を増加させることが可能である。しかしながら、このような解決策は、センサが、センサの加熱要素に供給するための電力が少ししかないチップカードまたは連結された物体の一部であり、迷現象の影響を相当に制限する度合いまで加熱出力を十分に増加させることができない場合などの、一部の用途には適していない。
【0021】
別の解決策は、測定期間を短縮するものであり、別の言い方をすれば、電荷の積分時間を短縮するものである。能動的な加熱の前のゆっくりとした変化は、その効果が低減されることになるが、これは、重要なのは測定の開始と終了との間の温度変化であるためである。しかしながら、この解決策は、得られるコントラストの低下をもたらすため、同じく満足できるものではない。
【0022】
実行される加熱の期間を増加させることも可能である。ここでも、迷現象に由来する信号が加熱期間と同時に増加させられるため、解決策は満足できるものではない。
【0023】
別の解決策は、過剰な迷効果が観察されるときに、採取の最初の画像と最後の画像とを保持しないことである。この解決策も、エネルギーが最初の画像と最後の画像とを採取するために不必要に無駄にされるため、満足できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0024】
【文献】米国特許第４３９４７７３号
【文献】米国特許第４４２９４１３号
【文献】米国特許第６２８９１１４号
【文献】米国特許第６０９１８３７号
【文献】ＥＰ２３８５４８６Ａ１
【文献】ＷＯ２０１７／０９３１７９Ａ１
【文献】ＷＯ２０１８／０２０１７６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0025】
本発明の目的は、実行される採取において迷現象の影響を制限または除去する、熱パターンを採取するためのセンサおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0026】
この目的のために、本発明は、少なくとも１つの感熱測定素子を各々備える複数の画素を備えるセンサにより熱パターンを採取するための方法を提案し、そのセンサは、
－ 少なくとも１つの画素の感熱測定素子を、前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に加熱するように構成される少なくとも１つの加熱要素と、
－ 前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に、前記少なくとも１つの画素によって出力される電荷を読み取るように構成される少なくとも１つの読取回路と、
をさらに備え、方法は、各々の画素について、少なくとも以下のステップ、すなわち、
－ 画素の感熱測定素子を、時間ｔ０に開始し、時間ｔ０より後の時間ｔ２に終了する加熱期間の間に加熱するステップと、
－ 時間ｔ１に開始し、時間ｔ１より後の時間ｔ３に終了する第１の測定期間の間に、画素によって出力される電荷の第１の読み取りを行い、第１の測定期間ｔ３－ｔ１の間に読み取られた電荷に対応する第１の測定値ｘ１を提供するステップと、
－ 時間ｔ３より後の時間ｔ４に開始し、時間ｔ４より後の時間ｔ５に終了する第２の測定期間の間に、画素によって出力される電荷の第２の読み取りを行い、第２の測定期間ｔ５－ｔ４の間に読み取られた電荷に対応する第２の測定値ｘ２を提供するステップと、
－ 差ｘ１－αｘ２を計算するステップであって、αは正の実数に対応する、ステップと
の実施を含み、
加熱期間の半分超が第１の測定期間の間に実施され、加熱期間の半分未満が第２の測定期間の間に実施される。
－ 少なくとも１つの画素の感熱測定素子を、前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に加熱するように構成される少なくとも１つの加熱要素と、
－ 前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に、前記少なくとも１つの画素によって出力される電荷を読み取るように構成される少なくとも１つの読取回路と、
をさらに備え、方法は、各々の画素について、少なくとも以下のステップ、すなわち、
－ 画素の感熱測定素子を、時間ｔ０に開始し、時間ｔ０より後の時間ｔ２に終了する加熱期間の間に加熱するステップと、
－ 時間ｔ１に開始し、時間ｔ１より後の時間ｔ３に終了する第１の測定期間の間に、画素によって出力される電荷の第１の読み取りを行い、第１の測定期間ｔ３－ｔ１の間に読み取られた電荷に対応する第１の測定値ｘ１を提供するステップと、
－ 時間ｔ３より後の時間ｔ４に開始し、時間ｔ４より後の時間ｔ５に終了する第２の測定期間の間に、画素によって出力される電荷の第２の読み取りを行い、第２の測定期間ｔ５－ｔ４の間に読み取られた電荷に対応する第２の測定値ｘ２を提供するステップと、
－ 差ｘ１－αｘ２を計算するステップであって、αは正の実数に対応する、ステップと
の実施を含み、
加熱期間の半分超が第１の測定期間の間に実施され、加熱期間の半分未満が第２の測定期間の間に実施される。
【0027】
この方法では、電荷の第１の読み取りは、読み取りの画素の感熱測定素子の加熱段階の半分超の間に実施される。対照的に、電荷の第２の読み取りは、加熱段階の半分未満の間に実施され、そのため、読み取りの画素の冷却の間に少なくとも一部実施される。冷却の間、皮膚と接触している画素は、加熱とは逆に、画素の熱慣性に依存する特定の時間の後、皮膚と接触していない画素より迅速に冷却する。そのため、計算された差は、第１および第２の読み取りの間に得られた正の電荷と負の電荷とを蓄積し、延いては、手続きの終了において得られた測定信号を増大させることを可能にする。そのため、より良好なコントラストが、例えば、指紋が採取される指の隆線と接触している画素と、指紋が採取される指の谷線に相対して位置付けられる画素との間といった、熱パターンが採取される要素の異なる熱伝導率の部分と接触している画素同士の間で得られる。
【0028】
さらに、得られた２つの測定値から計算される差は、同一の期間の２つの電荷読み取りを通じて寄与が同一である迷現象のため、信号を低減または除去すらすることを可能にする。
【0029】
画素によって出力される電荷の第２の読み取りが画素の読み取りの冷却の間に少なくとも一部実施されるように、時間ｔ２は時間ｔ５の前に起こる。
【0030】
時間ｔ２は時間ｔ１と時間ｔ３との間であり得る。この場合、加熱は第１の読み取りの間に停止させられ、第２の読み取りは画素の冷却段階の間に全体で実施される。
【0031】
有利には、方法およびセンサは、センサの採取面と接触している指紋を採取するように構成され得る。
【0032】
ここで、αは、第２の測定期間に対する第１の測定期間の割合の値に等しくなり得る。この場合、係数αは、第１の測定期間と第２の測定期間との間の差を埋め合わせることを可能にする。
【0033】
変形例では、αの値は、第１の測定期間と第２の測定期間との間の割合の値と異なってもよい。
【0034】
有利には、第１の測定期間は第２の測定期間と等しくできる。この場合、迷現象の寄与が電荷の第１の読み取りおよび第２の読み取りの各々において同一であるため、有利である。これらの迷現象は、差ｘ１－ｘ２（αが第２の測定期間に対する第１の測定期間の割合の値に等しいとき、この場合ではα＝１である）を計算することを用いて完全に相殺される。
【0035】
方法は、画素の各々について差ｘ１－αｘ２を計算した後、センサの各々の画素について計算された差ｘ１－αｘ２の値から、採取された熱パターンの画像を計算するステップをさらに含み得る。
【0036】
方法は、第１の読み取りと第２の読み取りとの間に、読取回路のリセットまたは画素のリセットをさらに含んでもよい。
【0037】
方法は、
－ 加熱期間ｔ２－ｔ０の値が、おおよそ６０μｓから５０００μｓの間、２００μｓから５０００μｓの間（例えば、画素の横列ごとの読み取りを実行するセンサについて）、もしくは、６０μｓから２００μｓの間（例えば、画素ごとの読み取りを実行するセンサについて）となる、および／または、
－ 第２の測定期間の各々が、おおよそ６０μｓから５０００μｓの間、２５０μｓから５０００μｓの間（例えば、画素の横列ごとの読み取りを実行するセンサについて）、もしくは、６０μｓから３００μｓの間（例えば、画素ごとの読み取りを実行するセンサについて）となる、および／または、
－ 加熱の開始と第１の読み取りの開始との間の時間が、おおよそ０μｓから２００μｓの間（例えば、画素の横列ごとの読み取りを実行するセンサについて）、もしくは、０μｓから１００μｓの間（例えば、画素ごとの読み取りを実行するセンサについて）となるように、時間ｔ０および時間ｔ１が選択される
ようにされてもよい。
－ 加熱期間ｔ２－ｔ０の値が、おおよそ６０μｓから５０００μｓの間、２００μｓから５０００μｓの間（例えば、画素の横列ごとの読み取りを実行するセンサについて）、もしくは、６０μｓから２００μｓの間（例えば、画素ごとの読み取りを実行するセンサについて）となる、および／または、
－ 第２の測定期間の各々が、おおよそ６０μｓから５０００μｓの間、２５０μｓから５０００μｓの間（例えば、画素の横列ごとの読み取りを実行するセンサについて）、もしくは、６０μｓから３００μｓの間（例えば、画素ごとの読み取りを実行するセンサについて）となる、および／または、
－ 加熱の開始と第１の読み取りの開始との間の時間が、おおよそ０μｓから２００μｓの間（例えば、画素の横列ごとの読み取りを実行するセンサについて）、もしくは、０μｓから１００μｓの間（例えば、画素ごとの読み取りを実行するセンサについて）となるように、時間ｔ０および時間ｔ１が選択される
ようにされてもよい。
【0038】
有利には、ｔ１はｔ０より後であり、別の言い方をすれば、加熱は第１の読み取りの開始の前に開始する。しかしながら、ｔ０がｔ１より後である、または、さらにはｔ１と等しいことも可能であり、別の言い方をすれば、加熱は、第１の読み取りの開始の後、または、第１の読み取りの開始と同時に開始する。
【0039】
上記で与えられた値は、指標として提供されている。先に指示されている様々な期間の値は、センサの特性に依存し、具体的には、読取回路の感度、各々の画素の大きさ、および、センサに存在する層および材料の様々な厚さに依存する。
【0040】
方法は、
－ 第１の測定値ｘ１および第２の測定値ｘ２は読取回路に保存され、差ｘ１－αｘ２は読取回路において計算され、次いで、この差の結果が読取回路の出力部において出力される、または、
－ 第１の測定値ｘ１および第２の測定値ｘ２は読取回路の出力部において連続的に出力され、差ｘ１－αｘ２は読取回路の外部で計算される
ようにされてもよい。
－ 第１の測定値ｘ１および第２の測定値ｘ２は読取回路に保存され、差ｘ１－αｘ２は読取回路において計算され、次いで、この差の結果が読取回路の出力部において出力される、または、
－ 第１の測定値ｘ１および第２の測定値ｘ２は読取回路の出力部において連続的に出力され、差ｘ１－αｘ２は読取回路の外部で計算される
ようにされてもよい。
【0041】
差ｘ１－αｘ２の計算は、読取回路の外部で実行でき、別の言い方をすれば、測定値ｘ１およびｘ２の各々のアナログからデジタルへの変換を実行した後に実行されてもよい。
【0042】
変形例では、第１の測定を実行した後、例えば読取回路の第１のキャパシタにおいて、読取回路におけるアナログ測定値ｘ１を保持することが可能である。第２の測定を実行した後、アナログ測定値ｘ２も、例えば読取回路の第２のキャパシタにおいて、読取回路において保持される。次に、アナログ測定値は、差ｘ１－αｘ２の計算を用いて減算され、次に、この減算の結果は読取回路によってデジタル処理で変換されて出力される。この変形例は、読取回路の外部で減算を計算することを回避し、同時に読み取られた画素の数の規模を有するキャパシタのバンクという代償を払って、出力されるデータの数を半分にする。
【0043】
各々の感熱測定素子は、第１の電極と第２の電極との間に配置される焦電材料の少なくとも一部分によって形成される少なくとも１つの焦電キャパシタを備え得る。
【0044】
この場合、各々の画素の焦電キャパシタの第１の電極および第２の電極の一方は、前記画素が属する横列のすべての画素に共通する導電性部分によって形成され得る。
【0045】
さらに、同じ横列のすべての画素の第１の電極および第２の電極の一方を形成する導電性部分は、横列の画素の加熱要素も形成する。
【0046】
また、各々の画素の焦電キャパシタの第１の電極および第２の電極の他方は、前記画素が属する縦列のすべての画素に共通する導電性部分によって形成され得る。
【0047】
変形例では、各々の感熱測定素子は、少なくとも１つのサーミスタもしくは少なくとも１つのダイオードを備え得る、および／または、各々の画素において、感熱測定素子は加熱要素を形成し得る。
【0048】
読取回路は、積分器として設置される差動増幅器といった、少なくとも１つの増幅器を備え得る。読取回路は、読取ノイズを低減するために、「相関二重サンプリング法」（ＣＤＳ）を作り出す少なくとも１つの要素を備え得る。
【0049】
加熱要素は、各々の画素の感熱測定素子をジュール効果によって加熱することができ得る、および／または、加熱要素は、画素の感熱測定素子を加熱するために光を発することができ得る。
【0050】
本発明は、少なくとも１つの感熱測定素子を各々備える複数の画素を備える熱パターンセンサにも関し、そのセンサは、
－ 少なくとも１つの画素の感熱測定素子を、前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に加熱するように構成される少なくとも１つの加熱要素と、
－ 前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に、前記少なくとも１つの画素によって出力される電荷を読み取るように構成される少なくとも１つの読取回路と、
－ 先に記載されているような採取方法を実施するように構成される制御手段と
をさらに備える。
－ 少なくとも１つの画素の感熱測定素子を、前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に加熱するように構成される少なくとも１つの加熱要素と、
－ 前記少なくとも１つの画素の感熱測定素子による測定の間に、前記少なくとも１つの画素によって出力される電荷を読み取るように構成される少なくとも１つの読取回路と、
－ 先に記載されているような採取方法を実施するように構成される制御手段と
をさらに備える。
【0051】
本発明は、添付の図面を参照することによって、単に指標を用いて限定ではなく提供されている実施形態の記載を読むことでより良く理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】先行技術の能動的な熱センサに配置されてから除去される指の指紋の読み取りの間に得られる複数の連続的な画像を示す図である。
【図2】本発明による熱パターンセンサを示す概略図である。
【図3】本発明による熱パターンセンサの読取回路の第１の例示の実施形態を示す図である。
【図4A】本発明による熱パターンセンサの２つの画素を示す図である。
【図5】画素の加熱の最中および後において、指紋の谷線が位置付けられる画素と、指紋の隆線が位置付けられる画素との間で得られる信号における差を示す図である。
【図6】本発明による採取方法の間に、画素の出力部において得られる電荷を示す図である。
【図7】本発明による採取方法の間に実施される様々なステップをタイミング図の形態で示す図である。
【図8A】第１の読み取りの結果だけを考慮することで得られた画像を示す図である。
【図8B】第２の読み取りの結果だけを考慮することで得られた画像を示す図である。
【図8C】第２の読み取りの結果を第１の読み取りの結果から減算することで得られた画像を示す図である。
【図9A】第１の読み取りの結果だけを考慮することで得られた画像を示す図である。
【図9B】第２の読み取りの結果だけを考慮することで得られた画像を示す図である。
【図9C】第２の読み取りの結果を第１の読み取りの結果から減算することで得られた画像を示す図である。
【図10】本発明による採取方法の実施の間に実行されるフィルタリング機能を示す図である。
【図11】本発明による採取方法の実施の間に実行されるフィルタリング機能を示す図である。
【図12】本発明による熱パターンセンサの読取回路の第２の例示の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0053】
以下に記載されている様々な図の同一、同様、または同等の部品は、ある図から別の図への移行を容易にするために、同じ符号が与えられている。
【0054】
図に示された様々な部品は、図をより読み取りやすくするために、必ずしも一定の縮尺ではない。
【0055】
様々な可能性（変形例および実施形態）は、互いから排他的であるとして理解されるべきであり、一緒に組み合わされてもよい。
【0056】
熱パターンを採取するための方法は、図２に概略的に示されているような熱パターンセンサ１００を用いて実施される。
【0057】
センサ１００は複数の画素１０２を備え、各々の画素１０２は熱検出要素または感熱測定素子を備える。
【0058】
センサ１００の第１の構成によれば、各々の画素１０２は、画素１０２の感熱測定素子を形成する焦電キャパシタ１０４（図３に見られる）を備える。
【0059】
センサ１００は、特にＴＦＴトランジスタを備えるとき、ガラス基板から製作され得る。変形例では、センサ１００は、ＭＯＳ技術を用いて製作されたトランジスタを備えるとき、例えばシリコンといった半導体基板から製作されてもよい。別の変形例によれば、使用される基板は、センサ１００の要素が印刷技術によって有利に製作される、例えばポリイミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を備えるといった柔軟な基板であり得る。
【0060】
センサ１００の画素１０２は、図２の線図における場合のように、画素１０２の複数の横列および複数の縦列を伴う配列を形成して配置され得る。画素１０２のピッチ、言い換えれば、２つの隣接する画素１０２の中心同士の間の距離は、例えば、おおよそ２５μｍから１００μｍの間である。
【0061】
図３は、下方電極１０８と上方電極１１０との間に配置される焦電材料１０６の一部分を備える焦電キャパシタ１０４を用いる画素１０２の例を描写している。一部分１０６の焦電材料は、有利には、ポリビニリデンフルオライド、すなわちＰＶＤＦ、または、ポリフッ化ビニリデン－ｃｏ－トリフルオロエチレン、すなわちＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）である。変形例では、焦電材料は、ＡｌＮ、ＰＺＴ、または、焦電キャパシタ１０４を形成するのに適する任意の他の焦電材料であり得る。焦電材料の一部分１０６の厚さは、例えばおおよそ５００ｎｍから１０μｍの間である。
【0062】
電極１０８、１１０は、例えば、おおよそ０．２μｍに等しい厚さのチタニウムなどの金属材料、および／またはモリブデン、および／またはアルミニウム、および／またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの導電性酸化物、および／または、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの導電性ポリマといった、少なくとも１つの導電性材料を各々備える。有利には上方電極１１０である電極のうちの一方、または、２つの電極１０８、１１０の各々は、例えばＴｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕの積層など、複数の導電性材料を積層することで形成され得る。電極１０８、１１０の各々の厚さは、例えばおおよそ０．０５μｍから１μｍの間である。
【0063】
センサ１００は、特定の量の熱を画素１０２の中に消散させ、具体的には焦電材料の一部分１０６の中に消散させる加熱要素１１２も備える。これらの加熱要素１１２は、例えば、焦電キャパシタ１０４の一方の側または他方の側に連結され、焦電キャパシタ１０４の電極１０８、１１０のうちの一方を製作するために使用される導電層のうちの１つから有利に形成された導電要素である。
【0064】
例えば、ＡｌＮの層、または、この層を製作するのに適する任意の他の材料の層に対応する保護層が、画素１０２の上方電極１１０の上方に配置される。保護層の厚さはおおよそ１００ｎｍからおおよそ１００μｍの間であり得る。保護層の上面は、例えば、指紋が検出されるように意図され、センサ１００のこの採取面と接触している指など、検出される熱パターンが上方に位置付けられるセンサ１００の採取面に対応する。
【0065】
有利な実施形態によれば、配列の同じ横列の画素１０２の各々の焦電キャパシタ１０４の電極１０８、１１０の一方は、この横列のすべての画素１０２に共通する同じ導電性部分によって形成されている。さらに、同じ横列の画素に共通するこれらの導電性部分が画素１０２の加熱要素１１２も形成することが、同じく可能である。このようなセンサを製作するための製作の詳細は、ＷＯ２０１７／０９３１７９Ａ１の文献に記載されている。
【0066】
さらに、センサ１００が、いわゆる「受動的」な画素１０２の配列、つまり、画素１０２内にトランジスタを備えない配列を備えることが可能であり、この場合、各々の画素１０２の焦電キャパシタの第１および第２の電極１０８、１１０の他方は、前記画素が属する縦列のすべての画素に共通する導電性部分によって形成される。このようなセンサを製作するための製作の詳細は、ＷＯ２０１８／０２０１７６Ａ１の文献に記載されている。
【0067】
加熱要素１１２は、例えば、各々の画素１０２の感熱測定素子をジュール効果によって加熱することができる。焦電材料の一部分１０６の加熱は、この場合、加熱要素１１２を形成する導電要素に電流を通すことで達成される。得られる加熱の強さは、具体的には、導電要素を通過する電流の強さに依存する。
【0068】
導電要素に適用される加熱の電圧の値、延いては、導電要素において流れる電流の強さは、画素１０２において望まれる熱エネルギーを生成するために、使用される導電性材料の抵抗率に関して調節される。１つの画素当たりで消散される電力は、有利には、おおよそ０．０５ｍＷから１ｍＷの間であり得る。
【0069】
変形例では、例えば光学的な加熱要素など、抗素子以外の加熱要素１１２が使用されてもよい。例えば、レーザーダイオードなどの１つまたは複数のＬＥＤが、基板を介して送信され、画素１０２の焦電材料によって、画素１０２の電極１０８、１１０の一方によって、および／または、特定の吸収層によって吸収される放射を発してもよく、その特定の吸収層は、例えば、一部酸化されたＩＴＯ、炭素、酸化クロム、さらには着色顔料で満たされたポリマから成り、電極１０８、１１０の一方の近くに、または、電極１０８、１１０の一方に直接、追加される。例えば、赤外線放射による加熱の場合、チタニウムおよび／またはＩＴＯの電極１０８、１１０はこの放射を吸収するために有利に使用され得る。有利には、放射は保護層によって吸収され得る。
【0070】
すべての画素１０２の電極１０８、１１０の一方、例えばすべての画素１０２の上方電極１１０が、誘電層を用いて加熱要素１１２から絶縁されるべき連続的な導電層を一緒に形成することが可能である。この場合におけるこの連続的な導電層は、加熱のスイッチオンまたはスイッチオフを許容する利点を有する遮蔽層を形成する一方で、感熱測定素子は電荷の積分を阻害することなく実行する。このような遮蔽層は、具体的には５０Ｈｚに等しい周波数の外乱といった、センサ１００によって被られる外乱を制限もする。
【0071】
変形例では、この遮蔽層は、画素１０２の電極１０８、１１０とは別のものであってもよく、例えば、センサ１００の感熱測定素子とセンサ１００の採取面との間に配置される。
【0072】
センサ１００の他の構成によれば、センサ１００の感熱測定素子は焦電キャパシタではなく、例えば、サーミスタ、ダイオード、または任意の他の適切な感熱素子であることが可能である。
【0073】
感熱測定素子に加えて、センサ１００は、画素１０２の加熱および読み取り段階の制御を可能にする制御手段１１４も備える。
【0074】
センサ１００は、各々の画素１０２の出力部において出力される電荷の読み取りを可能にし、そのため、センサ１００によって検出される熱パターンの読み取りを可能にする読取回路１１６も備える。
【0075】
変形例では、センサ１００は、画素１０２の配列が位置付けられる平面の外部に制御回路および読取部１１６を備えてもよい。
【0076】
図３は、読取回路１１６の一部の第１の例示の実施形態を示しており、より正確には、センサ１００の画素１０２のうちの１つの焦電キャパシタ１０４によって出力される電荷を読み取ることを可能にする電子要素を示している。
【0077】
図３に示された画素１０２は、電極１０８、１１０の間に配置される焦電材料の一部分１０６によって形成された焦電キャパシタ１０４を備える。下方電極１０８は接地に連結され、上方電極１１０は、画素１０２の読取電極を形成し、画素１０２の活動ノード１１８に連結されている。
【0078】
感熱測定素子が、例えば、サーミスタ、または、電流が温度ともに変化する任意の他の感熱測定素子である場合、この要素は、画素１０２の活動ノード１１８に連結された端子も備える。
【0079】
活動ノード１１８は、画素１０２の配列の縦列の下部に位置付けられる読取回路１１６の入力部に連結されている。ここに記載される例では、同じ縦列のすべての画素１０２の焦電キャパシタ１０４は、読取回路１１６の同じ入力部に並列で連結されている。読取回路１１６のこの入力部は、例えば演算増幅器などの差動増幅器である読取増幅器１２０の反転入力部に対応している。分極電位Ｖｒｅｆが増幅器１２０の非反転入力部に印加される。増幅器１２０の出力部は、キャパシタ１２２を介してその反転入力部へと戻るように閉じられる。スイッチ１２４が、キャパシタ１２２と並列に連結され、積分器をゼロにリセットし、キャパシタ１２２を放電させるために、キャパシタ１２２を短絡することを可能にしている。読取増幅器１２０の出力部は、ＣＤＳ演算を生成し、次に得られた信号の増幅を生成し、次にアナログからデジタルへの変換を生成することができる回路１２６の入力部にも連結されている。
【0080】
センサ１００の感熱測定素子がサーミスタに対応する場合、同じ縦列のすべての画素１０２のサーミスタは、読取回路１１６の同じ入力部に直列で連結され得る。この場合、この読取回路１１６は、出力される電流の読み取りに適している。この読取回路１１６は、例えば、出力された電流が通過する抵抗を備える。電流は、この抵抗の端子における電圧読取器を介して読み取ることができる。このような読取回路１１６は、センサ１００の感熱測定素子がダイオードに対応する場合にも使用され得る。
【0081】
増幅器１２０、キャパシタ１２２、およびスイッチ１２４によって形成された電流積分器は、同じ縦列のすべての画素１０２に共通である。回路１２６は、読取増幅器１２０の出力部と回路１２６の出力部との間に多重化電子要素を追加することで、センサ１００のすべての画素１０２に共通となり得る。
【0082】
ここで実施される採取方法の理解を容易にするために、図４Ａおよび図４Ｂとの関連で以下において、２つの画素１０２ａ、１０２ｂの同時の加熱段階の最中および後の２つの画素１０２ａ、１０２ｂの温度が記載されている。図４Ｂに示された曲線１０ａは、指紋の隆線２が位置付けられる第１の画素１０２ａによって出力される信号に対応し、曲線１０ｂは、指紋の谷線４が第２の画素１０２ｂに相対して、または第２の画素１０２ｂを向いて存在するとき、第２の画素１０２ｂによって出力される信号に対応する。そのため、皮膚とこの第２の画素１０２ｂとの間に接触はない。２つの画素１０２ａ、１０２ｂはセンサ１００の２つの画素１０２に対応している。曲線１０ａおよび１０ｂは、加熱が５０μｓに相当する時間に開始し、１０５０μｓに相当する時間に停止されたときに得られた温度を表している。
【0083】
加熱の間、電荷が２つの画素１０２ａ、１０２ｂにおいて発生する。各々の画素１０２ａ、１０２ｂの焦電キャパシタの端子における電圧が読取回路１１６ａ、１１６ｂの電流積分器によって一定に保持されることから、電荷がキャパシタ１２２へと複製され、したがってキャパシタ１２２の端子における電圧が増加する。さらに、第１の画素１０２ａに存在する指紋の隆線２の皮膚によって熱が吸収されることから、第１の画素１０２ａのキャパシタ１２２の電圧の値は、谷線４に相対しておりそのため皮膚に接触していない第２の画素１０２ｂのキャパシタ１２２の電圧の値未満で増加する。
【0084】
図５に示された曲線は、画素１０２ｂと画素１０２ａとの間で得られた測定信号の値の間の差に対応し、この差は２つの画素１０２ａ、１０２ｂの間のコントラストを表している。
【0085】
加熱される画素における熱の伝播時間のため、この画素には特定の熱慣性がある。この現象は、図５の例では２０００μｓに相当する期間にわたって、加熱を停止した後（停止はｔ＝１０５０μｓにおいて生じさせられる）に信号の差が再び増加するという事実によって、図５に示されている。次に、この曲線の傾斜が負になることが観察され、つまり、第１の画素１０２ａが第２の画素１０２ｂより早く冷却し、そのため、２つの画素１０２ａ、１０２ｂによって出力される信号の間の差が低下する。
【0086】
【0087】
方法の実施の間、図６に示された曲線１４ａは、指紋の隆線２が位置付けられる第１の画素１０２ａによって出力される信号に対応し、曲線１４ｂは、指紋の谷線４が相対して位置付けられる第２の画素１０２ｂによって出力される信号に対応する。図７は、方法の間に実施される様々なステップをタイミング図の形態で示している。
【0088】
以下に記載される方法は、横列ごとに実施され、別の言い方をすれば、センサの同じ横列のすべての画素１０２について同時に実施される。ステップは、センサの画素の横列の各々について繰り返される。しかしながら、例えば、画素ごとの読み取り、または、画素の単一の横列に対応しない画素の群を使用する画素群ごとの読み取りを実行することで、他の実施の変形例が可能である。
【0089】
図３に示されているような読取回路１１６について、スイッチ１２４は前もって閉じられている。次いで、積分キャパシタ１２２が放電され、端子における電位はゼロになり、そのため電荷積分器の出力部における電位はＶｒｅｆに等しくなる。
【0090】
読み取られる横列の画素１０２の感熱測定素子の加熱は、読み取られる画素１０２の加熱要素１１２へと電流を通すことで、時間ｔ０（図６ではｔ０＝５０μｓ）に開始する。
【0091】
次に、読み取られる横列の画素１０２によって出力される電荷の第１の読み取りが、読み取られる横列の画素１０２のスイッチ１２４が開く時間に対応する時間ｔ１（本明細書に記載された例ではｔ１＝ｔ０＝５０μｓ）に開始し、キャパシタ１２２の電圧の値が読み取られる時間ｔ３に終結する第１の測定期間の間に実施される。読み取られる横列の画素１０２の焦電キャパシタにおいて発生させられる電荷の積分は、第１の測定期間の間に実行される。スイッチ１２４が開であるため、画素１０２の焦電キャパシタによって発生させられる電荷は、読み取られた画素１０２が連結されているキャパシタ１２２に向かって流れる。
【0092】
有利には、加熱は、加熱を実行する要素の切替によって引き起こされる電子的な外乱を制限するために、電荷の第１の読み取りの開始の前に開始する。さらに、２つの画素１０２ａ、１０２ｂの測定信号の間の差は、熱がセンサ１００の表面に到達するまでの時間がなく、そのため画素１０２ａ、１０２ｂが同様の挙動を有するため、積分の開始において無視できる。しかしながら、加熱が電荷の第１の読み取りの開始の後に開始することも検討可能である（この場合、ｔ１＜ｔ０）。
【0093】
焦電キャパシタ１０４に対応する測定要素では、作り出される電荷ΔＱの変化は、焦電キャパシタ１０４の受ける温度の変化ΔＴに比例し、以下の式によって表され得る。
ΔＱ＝γＳΔＴ
ここで、γは、焦電キャパシタ１０４の焦電材料１０６の焦電係数に対応し、Ｓは焦電材料１０６の表面積に対応する。
ΔＱ＝γＳΔＴ
ここで、γは、焦電キャパシタ１０４の焦電材料１０６の焦電係数に対応し、Ｓは焦電材料１０６の表面積に対応する。
【0094】
センサ１００の焦電キャパシタ１０４の各々の受ける温度変化は、焦電キャパシタの上方に位置付けられるのが指紋の隆線であるのか谷線であるのかによって異なる。指紋の隆線が位置付けられる焦電キャパシタ１０４が受ける温度の変化はΔＴｒｉｄｇｅと呼ばれ、指紋の谷線が位置付けられる焦電キャパシタ１０４が受ける温度の変化はΔＴｖａｌｌｅｙと呼ばれる。
【0095】
感熱測定素子が、サーミスタ、または、より大まかには、例えばダイオードなど、その値が温度に依存する電流を発生させる感熱測定素子である場合、得られる電流Ｉは関数ｆに従って温度に依存し、別の言い方をすれば、Ｉ＝ｆ（Ｔ）である。この電流は、温度Ｔ０における具体的な測定値の関数として表すことができ、この場合には、Ｉ＝Ｉ０ｆ（Ｔ０， ΔＴ）である。
【0096】
時間ｔ１において、指紋の隆線が位置付けられるサーミスタにおける電流の値はＩｒｉｄｇｅ＿ｔ１と呼ばれ、指紋の谷線が位置付けられるサーミスタにおける電流の値はＩｖａｌｌｅｙ＿ｔ１と呼ばれる。サーミスタによって発生させられる電流の値は、時間ｔ１において読み取られる。
【0097】
ここに記載されている例示の実施形態では、第１の測定期間の間、加熱は停止させられる。加熱は、時間ｔ２において停止させられる。加熱期間ｔ２－ｔ０は、例えば１０００μｓに等しい。
【0098】
加熱の停止（時間ｔ２）から開始して、読み取られた画素１０２の焦電キャパシタ１０４によって発生させられる電荷は、画素１０２が冷却することから、低下し始める。しかしながら、センサ１００に存在する熱慣性のため、コントラストの値は、時間ｔ２の後、別の言い方をすれば、加熱を停止した後、特定の期間にわたって増加し続ける（図５に関連して前述したように）。そのため、コントラストが低下するまで、この期間の間の電荷の積分を引き延ばすことが有利である。
【0099】
発生させられた電荷の第１の読み取りは時間ｔ３において停止させられる。第１の測定期間（ｔ３－ｔ１に等しい）は、例えば２０００μｓに等しい。時間ｔ３の値は、第１の読み取りの終わりが、指紋の隆線が位置付けられる画素１０２と、指紋の谷線が位置付けられる画素１０２との間のコントラストが低下し始めるとき（図５の例では２０００μｓ）に対応するように、注意深く選択され得る。しかしながら、例えばおおよそ１０００μｓから１３００μｓの間といった、加熱期間に近い積分期間または測定期間を選択することが可能である。
【0100】
この測定期間の終了時、焦電キャパシタは温度の特定の変化を受けており、焦電キャパシタによって発生させられ、キャパシタ１２２の各々によって保存された電荷は、この温度変化の結果である。この第１の測定によって測定された値はｘ１と呼ばれる。
【0101】
したがって、増幅器１２０の出力部における電位はＶｏｕｔ＝Ｑ／Ｃｒｅｆ＋Ｖｒｅｆであり、ここで、Ｑは第１の測定期間の間に発生させられる電荷に対応し、Ｃｒｅｆはキャパシタ１２２の値に対応している。次に、この電位が、読み取られ、回路１２６のアナログデジタル変換器によってサンプリングされるか、または、別のキャパシタに保存される。
【0102】
時間ｔ３において指紋の隆線が位置付けられている焦電キャパシタ１０４によって発生させられる電荷の値は、
Ｑｒｉｄｇｅ＿ｔ３＝γＳΔＴｒｉｄｇｅ
であり、時間ｔ３において指紋の谷線が位置付けられている焦電キャパシタ１０４によって発生させられる電荷の値は、
Ｑｖａｌｌｅｙ＿ｔ３＝γＳΔＴｖａｌｌｅｙ
である。
Ｑｒｉｄｇｅ＿ｔ３＝γＳΔＴｒｉｄｇｅ
であり、時間ｔ３において指紋の谷線が位置付けられている焦電キャパシタ１０４によって発生させられる電荷の値は、
Ｑｖａｌｌｅｙ＿ｔ３＝γＳΔＴｖａｌｌｅｙ
である。
【0103】
そのため、時間ｔ３において、指紋の谷線が位置付けられる画素と、指紋の隆線が位置付けられる画素との間で得られるコントラストは、
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＝Ｑｒｉｄｇｅ＿ｔ３－Ｑｖａｌｌｅｙ＿ｔ３
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＝γＳ（ΔＴｒｉｄｇｅ－ΔＴｖａｌｌｅｙ）
である。
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＝Ｑｒｉｄｇｅ＿ｔ３－Ｑｖａｌｌｅｙ＿ｔ３
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＝γＳ（ΔＴｒｉｄｇｅ－ΔＴｖａｌｌｅｙ）
である。
【0104】
そのため、得られるコントラストは、指紋の隆線が見いだされる画素と指紋の谷線が見いだされる画素との間の温度変化の差に関して、線形である。
【0105】
感熱測定素子がサーミスタ（または、より大まかには、その値が温度に依存する電流を発生させる感熱測定素子）である場合、発生させられる電流は時間ｔ１および時間ｔ３において読み取られる。時間ｔ３において、指紋の隆線が位置付けられているサーミスタにおける電流の値は、
Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ３＝Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１ｆ（Ｔｒｉｄｇｅ， ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３）
であり、時間ｔ３において、指紋の谷線が位置付けられているサーミスタにおける電流の値は、
Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ３＝Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ３ｆ（Ｔｖａｌｌｅｙ， ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３）
である。
Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ３＝Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１ｆ（Ｔｒｉｄｇｅ， ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３）
であり、時間ｔ３において、指紋の谷線が位置付けられているサーミスタにおける電流の値は、
Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ３＝Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ３ｆ（Ｔｖａｌｌｅｙ， ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３）
である。
【0106】
関数ｆが、検討されている温度領域に対して、別の言い方をすれば、絶対温度で数度未満の変化に対して、局所的に線形であるとすると、この関数は、ｆ（Ｔ０， ΔＴ）＝ａ（Ｔ０＋ΔＴ）＋ｂの形で書くことができる。時間ｔ３と時間ｔ１との間の電流の差は、
ΔＩｒｉｄｇｅ＿ｔ３＝Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ３－Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１＝Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１ａΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３
ΔＩｖａｌｌｅｙ＿ｔ３＝Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ３－Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ１＝Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ１ａΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３
である。
ΔＩｒｉｄｇｅ＿ｔ３＝Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ３－Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１＝Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１ａΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３
ΔＩｖａｌｌｅｙ＿ｔ３＝Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ３－Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ１＝Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ１ａΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３
である。
【0107】
そのため、時間ｔ３において、指紋の隆線が位置付けられる画素と、指紋の谷線が位置付けられる画素との間で得られるコントラストは、
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ３＝ΔＩｒｉｄｇｅ＿ｔ３－ΔＩｖａｌｌｅｙ＿ｔ３
である。
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ３＝ΔＩｒｉｄｇｅ＿ｔ３－ΔＩｖａｌｌｅｙ＿ｔ３
である。
【0108】
隆線の画素の初期温度と谷線の画素の初期温度とが実質的に等しいと仮定することで、
Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１≒Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ１≒Ｉｔ１
Ｉｒｉｄｇｅ＿ｔ１≒Ｉｖａｌｌｅｙ＿ｔ１≒Ｉｔ１
【0109】
得られるコントラストは次式に従って記載できる。
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ３＝ａＩｔ１（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３）
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ３＝ａＩｔ１（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ３－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３）
【0110】
得られるコントラストは、焦電キャパシタと同様に、指紋の隆線が見いだされる画素と指紋の谷線が見いだされる画素との間の温度変化の差に関して、線形である。時間ｔ３において得られるコントラストは正の値である。
【0111】
第１の測定期間の終了時に、取得されたデータが出力、変換、サンプリングなどを受ける待機時間（図７における時間ｔ３から時間ｔ５の間）を設けることが可能である。この待機時間の間、スイッチ１２４は、キャパシタ１２２を放電するために閉位置へと切り替えられる。図６では、このリセットは、読み取られた電荷、この場合には別の言い方をすれば、積分キャパシタ１２２に蓄積された電荷のゼロへのリセットとなる。この待機時間は、回路１２６のアナログデジタル変換器によって発生させられ得る電気的な外乱が電荷積分器を阻害するのを有利に防止する。
【0112】
このリセットの後、読み取られる横列の画素１０２によって出力される電荷の第２の読み取りが、時間ｔ４から時間ｔ５において終了する第２の測定期間の間に実施される。ここに記載される例では、第２の測定期間ｔ５－ｔ４は第１の測定期間ｔ３－ｔ１と等しい。
【0113】
画素１０２の加熱の間に一部実行される第１の読み取りと異なり、第２の読み取りは読み取られる横列の画素１０２を加熱することなく実施される。
【0114】
スイッチ１２４は時間ｔ４において開である。次に、第２の測定期間の間に、読み取られる横列の画素１０２の焦電キャパシタ１０４において積分が開始する。電荷は、この第２の測定期間の間に画素１０２の焦電キャパシタによって発生され続けるが、画素１０２が冷却段階にあることから、図６に見られるように、これらの電荷はここでは負である。この第２の測定によって測定された値はｘ２と呼ばれる。
【0115】
第２の測定の間に得られたコントラストは、線形性のため、ならびに、温度の変化が焦電性画素およびサーミスタを伴う画素について同様であることから、同じ方法で反転させられる。サーミスタを伴う画素について、得られるコントラストは次式に従って記載できる。
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ５＝ａＩｔ１（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ５－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ５）
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ５＝ａＩｔ１（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ５－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ５）
【0116】
時間ｔ５において得られるコントラストは負の値である。
【0117】
そのため、２つの測定の終了において実行される減算は、２つの測定のコントラストを減算することに相当し、次式によって表される。
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ５－Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ３＝ａＩｔ１（（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ５－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３）－（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ５－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３））
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ５－Ｃｏｎｔｒａｓｔ＿ｔ３＝ａＩｔ１（（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ５－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３）－（ΔＴｒｉｄｇｅ＿ｔ５－ΔＴｖａｌｌｅｙ＿ｔ３））
【0118】
次に、読み取られた各々の画素１０２について、２つの測定値ｘ１およびｘ２の間の差が計算される。この差の計算は、読取回路１１６の外部で実行でき、別の言い方をすれば、測定値ｘ１およびｘ２の各々のアナログからデジタルへの変換を実行した後に実行されてもよい。
【0119】
変形例では、第１の測定ｘ１を実行した後、例えば読取回路１１６の第１のキャパシタにおいて、読取回路１１６におけるアナログ測定値ｘ１を保持することが可能である。第２の測定ｘ２を実行した後、アナログ測定値ｘ２も、例えば読取回路１１６の第２のキャパシタにおいて、読取回路１１６に保持される。次に、アナログ測定値は、２つの値ｘ１およびｘ２の間の差の計算を用いて減算され、次に、この減算の結果は読取回路１１６によってデジタル処理で変換されて出力される。
【0120】
２つの画素１０２ａ、１０２ｂの間の差が、第１の読み取りｘ１については正であるが、第２の読み取りｘ２について負であるという事実のため、差はさらにより大きいコントラストとなり、一方、もし１回の読み取りが時間ｔ１から時間ｔ５の間に行われた場合には、より小さいコントラストが得られている。
【0121】
また、この差の計算は、これらの信号が実行された２つの読み取りに同じ影響を有するという事実のため、得られた結果から、ノイズに対応し、実施された採取に関連しない信号を除去することを可能にする。この差の計算は、具体的には、センサ１００の固定パターンノイズ（ＦＰＮ： Ｆｉｘｅｄ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｎｏｉｓｅ）の少なくとも一部を相殺することを可能にし、別の言い方をすれば、センサ１００の出力部において導入される任意の一定のオフセットであり、センサ１００に存在する任意の一定の漏れ電流でもある。
【0122】
そのため、２つの測定の終了時に実行される減算は、ここでは２つの測定のコントラストを加えることに相当する一方で、第１の読み取りおよび第２の読み取りに対して同じ影響を有するそれらの迷信号の効果を除去する。
【0123】
概して、異なる時間ｔ０～ｔ５の値、別の言い方をすれば、方法の様々な段階（加熱、第１の読み取り、第２の読み取り）の期間は、センサ１００の構造の機能に調節される。
【0124】
上記のステップは、センサ１００の画素の他の横列について繰り返される。図７では、これらのステップが画素の第２の横列について見られる。
【0125】
画素の２つの連続する横列の読み取りの間に待機時間が生じてもよい。センサ１００が画素１０２の受動的な配列を備える場合、別の言い方をすれば、画素１０２が画素を読み取ることを可能にするトランジスタを備えない場合（図３における場合のように）、この待機時間は、読み取られたばかりの画素の横列を冷却させるために使用される。
【0126】
ここに記載されている方法では、第１の測定期間は第２の測定期間と等しい。変形例では、２つの測定期間が互いと異なることが可能である。この場合、各々の画素１０２の２つの読み取りの間に得られた２つの値ｘ１と値ｘ２との間で実行される減算は、第１の測定期間と第２の測定期間との間の差に応じて、２つの信号のこれらの２つの値に重み付けをすることで実行されてもよい。この場合、計算された差がｘ１－αｘ２であることを考慮することで、αの値は、第２の測定期間に対する第１の測定期間の割合の値に等しい。これは、２つの測定の期間の間の差に拘わらず一定と考えられる低周波数の迷信号を相殺することを可能にする。この場合、ＦＰＮは、この重み付けされた差の計算によって完全に補正されることはなくなるが、ソフトウェアを用いた工場での較正によって、ＦＰＮを完全に補正することが可能である。
【0127】
図８Ａは、第１の読み取りの値ｘ１だけで計算された画像を示している。図８Ｂは、第２の読み取りの値ｘ２だけで計算された画像を示している（コントラストは、第２の読み取りの時間において画素が冷却段階にある一方で、第１の読み取りの間に画素は加熱段階にあるという事実のため、図８Ａと図８Ｂとの間で反転されている）。図８Ｃは、ｘ１の値とｘ２の値との間の差の結果から計算された画像を表している。これらの図は、ｘ１の値とｘ２の値との間の差の結果から計算される画像についてより良好なコントラストが得られるという事実を明確に示している。
【0128】
図９Ａ～図９Ｃは、図８Ａ～図８Ｃに類似する手法では、第１の読み取りだけの結果を考慮して、第２の読み取りだけの結果を考慮して、および、第１の読み取りの結果から第２の読み取りの結果を減算することで、それぞれ得られた画像を示している。
【0129】
第１の読み取りの結果と第２の読み取りの結果との間で実行される減算は、第１の測定期間と第２の測定期間とが同一であるとき、周波数ｆについての伝達関数ＨであるＨ（ｆ）の法線が以下の式の形態で表され得るフィルタリングを適用することも可能にする。
Ｈ（ｆ）＝ｓｉｎｃ（ｆＴｉｎｔ）＊２＊ｓｉｎ （２πｆδｔ）
ここで、
Ｈ（ｆ）＝ｓｉｎｃ（ｆＴｉｎｔ）＊２＊ｓｉｎ （２πｆδｔ）
ここで、
【0130】
【数1】
【0131】
－ Ｔｉｎｔ 積分時間、別の言い方をすれば、第１の読み取りおよび第２の読み取りの一方の期間。
－ δｔ 時間ｔ４－ｔ１の半分、別の言い方をすれば、第１の読み取りの開始と第２の読み取りの開始との間の時間の半分。
－ δｔ 時間ｔ４－ｔ１の半分、別の言い方をすれば、第１の読み取りの開始と第２の読み取りの開始との間の時間の半分。
【0132】
図１０は、各々の読み取りの間の待機時間が１００μｓに等しい状態で、２つの読み取りの各々の期間が１２００μｓにおいて同じであるときに得られる関数Ｈを示している。このフィルタであれば、周波数が５０Ｈｚから６０Ｈｚの間である電磁環境による迷信号が、２から３の間の係数で減衰される。例えば指紋の画像の取得の間、発生させられる他の受動的な信号または迷信号の周波数は、おおよそ１０Ｈｚ未満である。このようなフィルタは、これらの迷信号の非常に大きな減衰を可能にする（例えば、２０を超える減衰係数）。
【0133】
図１１は、読み取りの各々の間の待機時間が５０μｓに等しい状態で、２つの読み取りの各々の期間が７００μｓにおいて同じであるときに得られる関数Ｈを示している。図１１は、この場合に、１０Ｈｚ未満の周波数を伴う信号の減衰が、フィルタリング関数が図１０に示されている構成において得られるものよりさらに大きいことを示している。
【0134】
上記のすべての構成について、上記の方法は、相関二重サンプリング法（ＣＤＳ）の動作をさらに実行することで実施され得る。この場合、画素の値（電荷または電流）は読み取りの各々の開始において読み取られる。次に、これらの値は読み取りの各々の終了において減算される。これらの動作は、画素に存在する固定されたノイズの大部分を除去することを可能にする。
【0135】
αの値は、第１の測定期間と第２の測定期間との間の割合の値と異なってもよい。したがって、パラメータαの値を変更することによって、より大きい重要性またはより小さい重要性を、値ｘ１およびｘ２の一方または他方に、別の言い方をすれば、大まかには画素の加熱の間に実行される測定に、または、大まかには画素の冷却の間に実行される測定に与えることが可能である。１より大きい値または１より小さい値のパラメータαを有することが可能である。
【0136】
例えば、皮膚指紋の熱パターンに対応する熱パターン採取の場合、第２の測定期間に等しい第１の測定期間であれば、１より大きい値を伴うパラメータαの値の選択は、計算された差ｘ１－αｘ２における画素の冷却の間に少なくとも一部実行される第２の測定の結果に、より大きな重要性を与えることができる。画素の冷却の間に得られる測定信号は、熱が拡がるのにより多くの時間があったために、より長い測定期間に起因して皮膚のより深い層を伴うことから、皮膚の第１の表面層に関する最終的な結果においてこれらのより深い層の重要性を増加させることが可能である。変形例では、１未満のパラメータαの値を取ることで、より大きな重要性が、皮膚の表面層について実行される第１の測定に与えられる。
【0137】
第２の例によれば、取得期間に依存しない、各々の画素において投入される同じ量の望ましくない電荷の形態での一定のノイズの存在において、第１の読み取りの期間と第２の読み取りの期間とが同一でないとき、パラメータα＝１の値を有することは賢明であり得る。したがって、この固定されたノイズは差ｘ１－αｘ２に存在しない。
【0138】
図２との関連で前述された特別な実施形態では、画素は横列選択のためのトランジスタを備えておらず、画素のアドレス指定は、画素の所望の横列を加熱することで、読み取りの間に実行される。
【0139】
変形例では、各々の画素１０２が横列選択のトランジスタを備えることが可能である。このような横列選択のトランジスタのゲートは、この場合、選択信号が適用されるように意図され、同じ横列の画素のすべての横列選択のトランジスタに共通のワイヤとして製作できる。横列選択のトランジスタのソース電極およびドレイン電極のうち第１のものは活動ノード１１８に連結され、選択トランジスタのドレイン電極およびソース電極のうち第２のものは読取回路１１６の入力部に連結され得る。
【0140】
このような変形例では、センサ１００の動作は、横列選択のトランジスタが、それが属する画素の横列の読み取りの間にオン状態に設定されることを除いては、先に記載されたものと同様である。
【0141】
センサの画素１０２の測定を電圧として読み取ることを可能にする図１２に示されているものなど（いわゆる「能動的」な画素読み取り）、画素の他の構成も想定され得る。
【0142】
図３との関連で先に記載された例示の実施形態と同様に、各々の画素１０２は、活動ノード１１８に連結された焦電キャパシタを備え、延いては、横列選択の横列１３３を介して制御される横列選択のトランジスタ１３０を備える。各々の画素１０２にはリセットトランジスタ１４０も設けられており、リセットトランジスタ１４０のソース電極およびドレイン電極の一方はノード１１８に連結されており、リセットトランジスタ１４０のソース電極およびドレイン電極の他方にはリセット電圧Ｖｒｅｓｅｔが印加される。画素１０２をリセットするための制御信号がリセットトランジスタ１４０のゲートに適用される。このリセットは、積分の開始時に、ノード１１８の電位を既知の値（この場合、Ｖｒｅｓｅｔ）において設定することを可能にし、読取が完了されると焦電キャパシタ１０４から電荷を排出することを可能にする。画素の横列選択のトランジスタ１３０の制御と同様に、リセットトランジスタ１４０の制御は画素１０２の横列全体に共通であり得る。
【0143】
ノード１１８が読取回路１１６に直接連結されている以前の例示の実施形態と異なり、ここでのノード１１８は、電圧フォロワを形成し、読取信号の増幅、別の言い方をすれば、画素１０２の焦電キャパシタ１０４によって発生させられる電荷で変化する電極１１０の電位の増幅を作り出す別のトランジスタ１４２のゲートに連結されている。供給電位がトランジスタ１４２のソース電極およびドレイン電極のうち第１のものに適用され、トランジスタ１４２のソース電極およびドレイン電極のうち第２のものがトランジスタ１３０のソース電極およびドレイン電極のうち第１のものに連結されている。トランジスタ１３０のソース電極およびドレイン電極のうち第２のものは、ゲインＧの反転または非反転の増幅器１４４によって形成される読取回路１１６の入力部に連結されている。増幅器１４４の出力部はアナログデジタル変換器１２６の入力部に連結されている。電流供給源１４３が、電圧フォロワとして振る舞う動作域においてトランジスタ１４２を迅速に分極するために、増幅器１４４の入力部にも結合される。
【0144】
この第２の実施形態では、画素１０２の読み取りは、例えばＭＯＳトランジスタといった、３つのトランジスタを用いて実行される。読み取りは、電圧において行われ、活動ノード１１８における電荷の流れを妨げるフォロワトランジスタ１４２によって提供される局所的な増幅から恩恵を受ける。ＴＦＴ技術では、トランジスタは、例えばポリシリコンまたはＩＧＺＯから製作され得る。
【0145】
この第２の例示の実施形態は、焦電キャパシタによって発生させられる電荷の非破壊的な読み取りを作り出す。活動ノード１１８がリセットされないため、発生させられた電荷は保存される。
【0146】
前述した例では、加熱は電荷の第１の読み取りの間に停止させられる。別の言い方をすれば、時間ｔ２は時間ｔ１と時間ｔ３との間である。変形例では、加熱は、電荷の第２の読み取りの間、別の言い方をすれば、時間ｔ３の後、停止させられることが可能である。
【0147】
概して、時間ｔ０～ｔ５は、加熱期間の半分超が第１の測定期間の間に実施され、加熱期間の半分未満が第２の測定期間の間に実施されるように選択される。
【符号の説明】
【0148】
２ 指紋の隆線
４ 指紋の谷線
１０ａ、１４ａ 第１の画素１０２ａによって出力される信号
１０ｂ 第２の画素１０２ｂによって出力される信号
１００ 熱パターンセンサ
１０２ 画素
１０２ａ 第１の画素
１０２ｂ 第２の画素
１０４ 焦電キャパシタ
１０６ 焦電材料
１０８ 下電極
１１０ 上電極
１１２ 加熱要素
１１４ 制御手段
１１６ 読取回路
１１８ 活動ノード
１２０ 読取増幅器
１２２ キャパシタ
１２４ スイッチ
１２６ 回路、アナログデジタル変換器
１３０ 横列選択のトランジスタ
１３３ 横列
１４０ リセットトランジスタ
１４２ トランジスタ
１４３ 電流供給源
１４４ 増幅器
Ｖｒｅｆ 分極電位
ｔ０ 加熱の開始の時間
ｔ１ 第１の測定期間の開始の時間
ｔ２ 加熱の終了の時間
ｔ３ 第１の測定期間の終了の時間
ｔ４ 第２の測定期間の開始の時間
ｔ５ 第２の測定期間の終了の時間
４ 指紋の谷線
１０ａ、１４ａ 第１の画素１０２ａによって出力される信号
１０ｂ 第２の画素１０２ｂによって出力される信号
１００ 熱パターンセンサ
１０２ 画素
１０２ａ 第１の画素
１０２ｂ 第２の画素
１０４ 焦電キャパシタ
１０６ 焦電材料
１０８ 下電極
１１０ 上電極
１１２ 加熱要素
１１４ 制御手段
１１６ 読取回路
１１８ 活動ノード
１２０ 読取増幅器
１２２ キャパシタ
１２４ スイッチ
１２６ 回路、アナログデジタル変換器
１３０ 横列選択のトランジスタ
１３３ 横列
１４０ リセットトランジスタ
１４２ トランジスタ
１４３ 電流供給源
１４４ 増幅器
Ｖｒｅｆ 分極電位
ｔ０ 加熱の開始の時間
ｔ１ 第１の測定期間の開始の時間
ｔ２ 加熱の終了の時間
ｔ３ 第１の測定期間の終了の時間
ｔ４ 第２の測定期間の開始の時間
ｔ５ 第２の測定期間の終了の時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
【図12】
