CMOS Integrated Capacitive Fingerprint Sensor with Pixel-level Auto Calibration Circuit

We propose a pixel-level automatic calibration circuit scheme that initializes a capacitive fingerprint sensor LSI to eliminate the influence of the surface condition and environment, which is degraded by dirt during long-time use, process variation and ambient temperature. The sample chip is fabricated on $0.35{\mu}m$ standard CMOS process. The calibration is executed by optimizing the reference voltage in each pixel to make the sensor signals of all pixels the same. The calibration control circuit is composed of the sensing circuit and charge pumping circuit, and calibrates all pixels in a short time. 16-level gray scale fingerprint images can be captured to increase the accuracy of identification. This confirms that the scheme is effective for capturing consistent clear images during long-time use.

픽셀단위 자동보상회로가 적용된 용량형 지문센서의 CMOS구현

본 논문에서는 지문센서의 주변환경 변화에 따른 획득 이미지의 왜곡을 보상하기 위한 픽셀 수준의 자동보상회로를 설계하고 $0.35{\mu}m$ CMOS공정을 적용하여 칩으로 구현하였다. 적용된 센서는 $48\times48$ 픽셀의 용량형 센서로서 센서의 출력 전압과 기준 전압을 비교하여 이진의 영상을 출력하게 된다. 기준전압을 제어하여 왜곡된 이미지를 보상하기 위한 알고리즘을 제안하였으며 기준전압제어를 위하여 기존의 DAC와 같은 복잡한 회로 대신 비휘발성 메모리에 적용되는 승압회로를 픽셀별로 적용하였다. 본 논문에서는 승압회로에 의한 이미지보상효과를 얻을 수 있었으며 아울러 16단계의 회색 이미지를 얻음으로써 지문의 인증율을 높일 수 있었다.