特開 2022-170448 検出装置及び検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170448

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】検出装置及び検出システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20221102BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 512

G06F3/044 126

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021076582

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 史掘

(57)【要約】

【課題】検出信号のクリップを抑制しつつ良好な指紋検出を実現できる検出装置及び検出システムを提供する。
【解決手段】検出装置は、絶縁層を挟んで互いに対向配置され、第１方向に延出する複数の第１電極、及び、第１方向と交差する第２方向に延出する複数の第２電極と、供給された第１符号又は第２符号の信号に応じて、第１電極に第１駆動信号又は第１駆動信号よりも低電位の第２駆動信号を供給する第１電極選択回路と、駆動信号に応じて第１電極と第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、を備える。第１電極選択回路は、複数の前記第１電極のうち、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に第１符号が割り付けられている第１期間と、検出単位に含まれる一の第１電極部に第１符号が割り付けられている第２期間と、を有する。第２期間において、第１符号が割り付けられた第１電極に前記第１駆動信号を供給し、第１期間において、全ての第１電極に第２駆動信号を供給する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層を挟んで互いに対向配置され、第１方向に延出する複数の第１電極、及び、前記第１方向と交差する第２方向に延出する複数の第２電極と、
供給された第１符号又は第２符号の信号に応じて、前記第１電極に第１駆動信号又は前記第１駆動信号よりも低電位の第２駆動信号を供給する第１電極選択回路と、
前記駆動信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、
を備え、
前記第１電極選択回路は、
複数の前記第１電極のうち、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に前記第１符号が割り付けられている第１期間と、前記検出単位に含まれる一部の第１電極に前記第１符号が割り付けられている第２期間と、を有し、
前記第２期間において、前記第１符号が割り付けられた第１電極に前記第１駆動信号を供給し、
前記第１期間において、全ての第１電極に前記第２駆動信号を供給する、
検出装置。

【請求項2】

前記第１電極選択回路及び前記検出回路を制御する検出制御部を備え、
前記検出制御部は、
前記第１電極の数を次数とする正方行列で定義される所定の符号に基づく所定のコード信号を、前記第１期間及び前記第２期間ごとに前記第１電極選択回路に供給し、
前記検出回路は、
前記検出制御部から供給される制御信号に基づき、前記第１期間及び前記第２期間ごとに、前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する、
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記検出制御部は、
前記第１期間において、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に前記第１符号を割り付け、
前記第２期間において、１つの検出単位に含まれる一部の第１電極に前記第１符号を割り付ける、
請求項２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記検出制御部は、
前記第２期間において、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極のうちの半数に前記第１符号を割り付ける、
請求項３に記載の検出装置。

【請求項5】

前記第１電極選択回路は、
前記第１期間において、前記第１符号が割り付けられた全ての第１電極に前記第２駆動信号を供給し、
前記第２期間において、前記第２符号が割り付けられた第１電極に前記第２駆動信号を供給する、
請求項３又は４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記第１電極選択回路は、
前記コード信号が入力される否定論理積回路と、
前記否定論理積回路の出力値、及び、前記コード信号に含まれる、前記第１電極に対応した１つの符号が入力される複数の論理積回路と、
を備え、
複数の前記論理積回路の出力値に基づき、前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号を出力する、
請求項２から５の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項7】

前記第１期間と前記第２期間とが交互に設けられる、
請求項１から６の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項8】

絶縁層を挟んで互いに対向配置され、第１方向に延出する複数の第１電極、及び、前記第１方向と交差する第２方向に延出する複数の第２電極と、
供給された第１符号又は第２符号の信号に応じて、前記第１電極に第１駆動信号又は前記第１駆動信号よりも低電位の第２駆動信号を供給する第１電極選択回路と、
前記駆動信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、
を備える検出装置と、
前記検出装置の出力に基づき、指紋パターン生成する指紋パターン生成装置と、
を備え、
前記第１電極選択回路は、
複数の前記第１電極のうち、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に前記第１符号が割り付けられている第１期間と、前記検出単位に含まれる一部の第１電極に前記第１符号が割り付けられている第２期間と、を有し、
前記第２期間において、前記第１符号が割り付けられた第１電極に前記第１駆動信号を供給し、
前記第１期間において、全ての第１電極に前記第２駆動信号を供給する、
検出システム。

【請求項9】

前記第１電極選択回路及び前記検出回路を制御する検出制御部を備え、
前記検出制御部は、
前記第１電極の数を次数とする正方行列で定義される所定の符号に基づく所定のコード信号を、前記第１期間及び前記第２期間ごとに前記第１電極選択回路に供給し、
前記検出回路は、
前記検出制御部から供給される制御信号に基づき、前記第１期間及び前記第２期間ごとに、前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する、
請求項８に記載の検出システム。

【請求項10】

前記検出制御部は、
前記第１期間において、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に前記第１符号を割り付け、
前記第２期間において、１つの検出単位に含まれる一部の第１電極に前記第１符号を割り付ける、
請求項９に記載の検出システム。

【請求項11】

前記検出制御部は、
前記第２期間において、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極のうちの半数に前記第１符号を割り付ける、
請求項１０に記載の検出システム。

【請求項12】

前記第１電極選択回路は、
前記第１期間において、前記第１符号が割り付けられた全ての第１電極に前記第２駆動信号を供給し、
前記第２期間において、前記第２符号が割り付けられた第１電極に前記第２駆動信号を供給する、
請求項１０又は１１に記載の検出システム。

【請求項13】

前記第１電極選択回路は、
前記コード信号が入力される否定論理積回路と、
前記否定論理積回路の出力値、及び、前記コード信号に含まれる、前記第１電極に対応した１つの符号が入力される複数の論理積回路と、
を備え、
複数の前記論理積回路の出力値に基づき、前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号を出力する、
請求項９から１２の何れか一項に記載の検出システム。

【請求項14】

前記第１期間と前記第２期間とが交互に設けられる、
請求項８から１３の何れか一項に記載の検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出装置及び検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば、個人認証等に用いられる指紋検出を静電容量方式で実現することが要求されている。指紋検出では、手や指の接触を検出する場合に比べ、面積の小さい電極が用いられる。小さい電極から信号を得る場合、良好な検出感度が得られる符号分割選択駆動が用いられる。符号分割選択駆動は、複数の駆動電極を同時に選択して、選択された複数の駆動電極のそれぞれに対して、所定の符号に基づいて位相が決められた駆動信号を供給する駆動方式である（特許文献１参照）。特許文献１に記載の指紋センサでは、符号発生部が複数の列配線のそれぞれに対応した符号を発生し、列配線駆動部は符号に基づいて複数の列配線を第１の配線群と第２の配線群とに分けて、それぞれを駆動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１５２２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献では、同時に選択する駆動電極の数により、駆動電極と検出電極との間に形成される容量素子の容量値が変化する。具体的には、同時に選択する駆動電極の数が多くなると、駆動電極と検出電極との間に形成される容量素子の容量値が大きくなる。このため、同時に選択する駆動電極の数が多い状態では、検出電極から出力される検出信号がクリップする可能性がある。あるいは、同時に選択する駆動電極の数が相対的に多い状態に合わせてゲイン設計を行うと、同時に選択する駆動電極の数が相対的に少ない状態では、検出電極から出力される検出信号が小さくなり、検出精度が低下する可能性がある。

【0005】

本発明は、検出信号のクリップを抑制しつつ良好な指紋検出を実現できる検出装置及び検出システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る検出装置は、絶縁層を挟んで互いに対向配置され、第１方向に延出する複数の第１電極、及び、前記第１方向と交差する第２方向に延出する複数の第２電極と、供給された第１符号又は第２符号の信号に応じて、前記第１電極に第１駆動信号又は前記第１駆動信号よりも低電位の第２駆動信号を供給する第１電極選択回路と、前記駆動信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、を備え、前記第１電極選択回路は、複数の前記第１電極のうち、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に前記第１符号が割り付けられている第１期間と、前記検出単位に含まれる一部の第１電極に前記第１符号が割り付けられている第２期間と、を有し、前記第２期間において、前記第１符号が割り付けられた第１電極に前記第１駆動信号を供給し、前記第１期間において、全ての第１電極に前記第２駆動信号を供給する。

【0007】

本発明の一態様に係る検出システムは、絶縁層を挟んで互いに対向配置され、第１方向に延出する複数の第１電極、及び、前記第１方向と交差する第２方向に延出する複数の第２電極と、供給された第１符号又は第２符号の信号に応じて、前記第１電極に第１駆動信号又は前記第１駆動信号よりも低電位の第２駆動信号を供給する第１電極選択回路と、前記駆動信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、を備える検出装置と、前記検出装置の出力に基づき、指紋パターン生成する指紋パターン生成装置と、を備え、前記第１電極選択回路は、複数の前記第１電極のうち、１つの検出単位に含まれる全ての第１電極に前記第１符号が割り付けられている第１期間と、前記検出単位に含まれる一部の第１電極に前記第１符号が割り付けられている第２期間と、を有し、前記第２期間において、前記第１符号が割り付けられた第１電極に前記第１駆動信号を供給し、前記第１期間において、全ての第１電極に前記第２駆動信号を供給する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、センサ部の構成並びにセンサ部による指紋パターンの検出方法を示す概略図である。

【図3】図３は、コード信号に応じて第１電極に割り付けられる符号例を示す図である。

【図4】図４は、相互静電容量方式の検出制御を説明するための説明図である。

【図5】図５は、実施形態に係る指紋パターン生成処理の具体例を示す概念図である。

【図6】図６は、第１期間における第１電極の状態を示す図である。

【図7】図７は、第２期間における第１電極の状態を示す図である。

【図8】図８は、実施形態に係る第１電極に出力される駆動信号のタイミングチャートである。

【図9】図９は、第１電極選択回路の論理回路ブロックの一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る検出システムの構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0010】

図１は、実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態に係る検出装置１は、センサ部１０と、検出制御部１１と、第１電極選択回路１５と、検出部４０とを備える。

【0011】

図２は、センサ部の構成並びにセンサ部による指紋パターンの検出方法を示す概略図である。センサ部１０は、Ｘ方向に延在し、Ｙ方向に並ぶ複数の第１電極Ｔｘと、Ｙ方向に延在し、Ｘ方向に並ぶ複数の第２電極Ｒｘとを備える。第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、非接触状態でＺ方向に対向する。第１電極Ｔｘは、第１電極選択回路１５と接続されている。第２電極Ｒｘは、検出部４０と接続されている。

【0012】

図２では、８本の第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）と、８本の第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）とを備える例を示したが、これに限らず、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの数は、それぞれ２以上の整数であれば良く、例えば、６４本、１２８本等の８の倍数であっても良い。また、例えば、複数（図２に示す例では８本）の第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）と複数（図２に示す例では８本）の第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）とを１つの検出単位とする領域を複数有する構成であっても良い。

【0013】

センサ部１０は、符号分割選択駆動（以下、ＣＤＭ（Code Division Multiplexing）駆動と表す）により、第１電極選択回路１５から供給される駆動信号Ｖｔｘに従って検出を行う。

【0014】

検出制御部１１は、第１電極選択回路１５及び検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、符号生成部１１ａと、クロック信号出力部１１ｂとを含む。符号生成部１１ａは、例えば下記式（１）の正方行列で定義される所定の符号に基づく所定のコード信号ＣＤＭを第１電極選択回路１５に供給する。本実施形態において、正方行列の次数は、第１電極Ｔｘの数である８になる。所定の符号は、「１」又は「－１」、若しくは「１」又は「０」を要素とし、任意の異なった２つの行が直交行列となる正方行列、例えば、アダマール行列に基づく符号である。クロック信号出力部１１ｂは、クロック信号ＣＬＫ及びコード切替信号ＨＤを第１電極選択回路１５に供給する。

【0015】

【数1】

【0016】

第１電極選択回路１５は、各第１電極Ｔｘに対し、１フレーム期間を８分割したコード切替信号ＨＤに基づき、コード信号ＣＤＭに応じた符号を割り付ける。図３は、コード信号に応じて第１電極に割り付けられる符号例を示す図である。

【0017】

コード信号ＣＤＭ１，ＣＤＭ２，・・・ＣＤＭ８は、コード切替信号ＨＤで定義される各期間ｔ１，ｔ２，・・・，ｔ８ごとに出力される。なお、センサ部１０が画像表示機能を有している場合、これら各期間ｔ１，ｔ２，・・・，ｔ８の間に画像表示期間を設ける構成も採用可能である。

【0018】

コード信号ＣＤＭ１が出力される期間ｔ１では、図２に示す全ての第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）に符号「１」が割り付けられる。以下、符号「１」を「第１符号」とも称する。また、図２に示す全ての第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）に第１符号が割り付けられる期間ｔ１を、「第１期間」とも称する。

【0019】

コード信号ＣＤＭ２が出力される期間ｔ２では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ３，Ｔｘ５，Ｔｘ７に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６，Ｔｘ８に符号「０」が割り付けられる。以下、符号「０」を「第２符号」とも称する。

【0020】

コード信号ＣＤＭ３が出力される期間ｔ３では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ５，Ｔｘ６に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ３，Ｔｘ４，Ｔｘ７，Ｔｘ８に第２符号が割り付けられる。

【0021】

コード信号ＣＤＭ４が出力される期間ｔ４では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ４，Ｔｘ５，Ｔｘ８に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｘ６，Ｔｘ７に第２符号が割り付けられる。

【0022】

コード信号ＣＤＭ５が出力される期間ｔ５では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｘ４に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ５，Ｔｘ６，Ｔｘ７，Ｔｘ８に第２符号が割り付けられる。

【0023】

コード信号ＣＤＭ６が出力される期間ｔ６では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ３，Ｔｘ６，Ｔｘ８に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ５，Ｔｘ７に第２符号が割り付けられる。

【0024】

コード信号ＣＤＭ７が出力される期間ｔ７では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ７，Ｔｘ８に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ３，Ｔｘ４，Ｔｘ５，Ｔｘ６に第２符号が割り付けられる。

【0025】

コード信号ＣＤＭ８が出力される期間ｔ８では、第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ４，Ｔｘ６，Ｔｘ７に第１符号が割り付けられ、第１電極Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｘ５，Ｔｘ８に第２符号が割り付けられる。

【0026】

以下、コード信号ＣＤＭ２，ＣＤＭ３，・・・，ＣＤＭ８が出力される期間ｔ２，ｔ３，・・・，ｔ８を、「第２期間」とも称する。

【0027】

本開示において、第１電極選択回路１５は、第２期間において第１符号が割り付けられた第１電極Ｔｘに対し、クロック信号ＣＬＫに同期した駆動パルスを出力する。以下、クロック信号ＣＬＫに同期した駆動パルスを「第１駆動信号」とも称する。また、第１電極選択回路１５は、第２期間において第２符号が割り付けられた第１電極Ｔｘに対し、第１駆動信号よりも低電位の駆動信号を出力する。以下、第１駆動信号よりも低電位の駆動信号を「第２駆動信号」とも称する。

【0028】

検出部４０は、検出制御部１１から供給される制御信号と、センサ部１０から供給される検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、指紋パターンを検出する回路である。検出部４０は、検出回路４８と、信号処理部４４と、指紋パターン生成部４５と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７と、を備える。検出回路４８は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、を備える。

【0029】

検出タイミング制御部４７は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、指紋パターン生成部４５と、が同期して動作するように制御する。

【0030】

センサ部１０は、検出信号Ｖｄｅｔを検出回路４８に供給する。

【0031】

検出信号増幅部４２は、センサ部１０から供給された検出信号Ｖｄｅｔを増幅した信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

【0032】

信号処理部４４は、デジタル信号に変換された信号に対し、所定の復号処理を行う。

【0033】

記憶部４６は、復号処理後のデータを一時的に保存する。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、レジスタ回路等であってもよい。

【0034】

指紋パターン生成部４５は、記憶部４６に一時記憶された復号処理後のデータに基づいて、指紋パターンを生成し、得られた指紋パターンをセンサ出力Ｖｏとして出力する。

【0035】

検出装置１は、静電容量型の検出制御がなされる。ここで、図４を参照して、実施形態の検出装置１の相互静電容量方式による検出制御について説明する。図４は、相互静電容量方式の検出制御を説明するための説明図である。なお、図４は、検出回路４８を併せて示している。検出回路４８は、第２電極Ｒｘごとに電圧検出器ＤＥＴが設けられている。電圧検出器ＤＥＴは、検出信号増幅部４２に設けられる。すなわち、検出信号増幅部４２は、複数の第２電極Ｒｘにそれぞれ対応した複数の電圧検出器ＤＥＴを含む。

【0036】

図４に示すように、絶縁層１３を挟んで互いに対向配置された一対の電極、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘにより容量Ｃｔｘが形成される。容量Ｃｔｘは、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとの対向面同士の間に形成される電界に加え、第１電極Ｔｘの端部から第２電極Ｒｘの上面に向かって延びるフリンジ電界が生じる。なお、当該絶縁層１３は、単層の絶縁膜によって構成することが可能であることはもちろん、複数も絶縁膜を積層する構成や、これら絶縁膜に加えて誘電体や空気層、第２電極Ｒｘを支持する樹脂やガラス等の基板を積層する構成も採用可能である。

【0037】

第１電極Ｔｘに供給される第１駆動信号は、例えば、所定の周波数（例えば数ｋＨｚ～数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇである。電圧検出器ＤＥＴには、容量Ｃｔｘに応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動に変換する。

【0038】

電圧検出器ＤＥＴから出力される電圧信号の振幅は、指Ｆｉｎが近づくにつれて小さくなる。この電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、接触又は近接する被検出体の影響に応じて変化することになる。検出部４０は、絶対値｜ΔＶ｜に基づいて指Ｆｉｎの凹凸等を判断する。このようにして、検出装置１は、相互静電容量方式による指紋パターンの検出制御が可能となる。

【0039】

図５は、実施形態に係る指紋パターン生成処理の具体例を示す概念図である。

【0040】

図５において、左辺左側の正方行列は、コード切替信号ＨＤで定義される各期間ｔ１，ｔ２，・・・，ｔ８ごとに取得されるデータを示している。例えば、Ｄ_１１は、期間ｔ１において第２電極Ｒｘ１によって取得されたデータを示している。また、例えば、Ｄ_８８は、期間ｔ８において第２電極Ｒｘ８によって取得されたデータを示している。すなわち、データＤ_１１，Ｄ_１２，・・・，Ｄ_１８は、期間ｔ１においてそれぞれ各第２電極Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８によって取得されたデータ行を示し、データＤ_１１，Ｄ_２１，・・・，Ｄ_８１は、それぞれ各期間ｔ１，ｔ２，・・・，ｔ８において第２電極Ｒｘ１によって取得されたデータ列を示している。また、図５において、左辺右側の正方行列は、上述したアダマール行列に基づく符号である。

【0041】

図６は、第１期間における第１電極の状態を示す図である。図７は、第２期間における第１電極の状態を示す図である。図６及び図７に示す例では、第１符号が割り付けられた第１電極Ｔｘを実線で示し、第２符号が割り付けられた第１電極Ｔｘを破線で示している。図７では、第２期間の一例として、期間ｔ２における第１電極Ｔｘの状態を示している。

【0042】

図６に示す第１期間では、図７に示す第２期間に対し、図４に示す容量Ｃｔｘが大きくなる。このため、第１期間において各第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）から検出回路４８に入力される各検出信号Ｖｄｅｔがクリップする可能性がある。あるいは、第１期間において各第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）から検出回路４８に入力される各検出信号Ｖｄｅｔがクリップしないようにゲインを下げると、第１期間（期間ｔ１）を除く第２期間（期間ｔ２，ｔ３，・・・，ｔ８）において各第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）から検出回路４８に入力される各検出信号Ｖｄｅｔが小さくなり、検出精度が低下する可能性がある。

【0043】

図８は、実施形態に係る第１電極に出力される駆動信号のタイミングチャートである。

【0044】

本開示において、第１電極選択回路１５は、図８に示すように、期間ｔ１、すなわち第１期間において、図２に示す全ての第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）を低電位とし、期間ｔ１（第１期間）を除く期間ｔ２，ｔ３，・・・，ｔ８、すなわち第２期間において、コード信号ＣＤＭに応じて選択された第１駆動電極Ｔｘに、クロック信号ＣＬＫに同期した駆動パルスを出力する。これにより、期間ｔ１（第１期間）において各第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）から検出回路４８に入力される各検出信号Ｖｄｅｔの値を略０とすることができる。なお、上述したように、センサ部１０が画像表示機能を有している場合、これら各期間の間に画像表示期間を設ける構成も採用可能である。

【0045】

図９は、第１電極選択回路の論理回路ブロックの一例を示す図である。図９に示すように、第１電極選択回路１５は、１つの否定論理積回路１５１と、複数の論理積回路１５２－１，１５２－２，１５２－３，１５２－４，１５２－５，１５２－６，１５２－７，１５２－８とを含む。図９において、例えばＣｏｄｅ１は、第１電極Ｔｘ１に対応するコード信号ＣＤＭの符号を示している。

【0046】

論理積回路１５２－１，１５２－２，１５２－３，１５２－４，１５２－５，１５２－６，１５２－７，１５２－８は、第１電極Ｔｘごとに設けられている。否定論理積回路１５１は、コード信号ＣＤＭを受け取って、コード信号ＣＤＭに含まれる各符号Ｃｏｄｅ１，Ｃｏｄｅ２，Ｃｏｄｅ３，Ｃｏｄｅ４，Ｃｏｄｅ５，Ｃｏｄｅ６，Ｃｏｄｅ７，Ｃｏｄｅ８の否定論理積を演算する。

【0047】

論理積回路１５２－１は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ１と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ１が反転した符号Ｃｏｄｅ１’が出力される。

【0048】

論理積回路１５２－２は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ２と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ２が反転した符号Ｃｏｄｅ２’が出力される。

【0049】

論理積回路１５２－３は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ３と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ３が反転した符号Ｃｏｄｅ３’が出力される。

【0050】

論理積回路１５２－４は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ４と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ４が反転した符号Ｃｏｄｅ４’が出力される。

【0051】

論理積回路１５２－５は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ５と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ５が反転した符号Ｃｏｄｅ５’が出力される。

【0052】

論理積回路１５２－６は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ６と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ６が反転した符号Ｃｏｄｅ６’が出力される。

【0053】

論理積回路１５２－７は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ７と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ７が反転した符号Ｃｏｄｅ７’が出力される。

【0054】

論理積回路１５２－８は、コード信号ＣＤＭに含まれる符号Ｃｏｄｅ８と否定論理積回路１５１の出力値との論理積を演算する。これにより、期間ｔ１（第１期間）に入力されるコード信号ＣＤＭ１に含まれる符号Ｃｏｄｅ８が反転した符号Ｃｏｄｅ８’が出力される。

【0055】

期間ｔ１（第１期間）を除く各期間ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８（第２期間）に入力される各コード信号ＣＤＭ２，ＣＤＭ３，・・・，ＣＤＭ８の各符号Ｃｏｄｅ１，Ｃｏｄｅ２，・・・，Ｃｏｄｅ８は反転されず、各符号Ｃｏｄｅ１’，Ｃｏｄｅ２’，・・・，Ｃｏｄｅ８’が出力される。第１電極選択回路１５は、図９に示す論理回路ブロックの出力に基づき、各第１電極Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８に供給する各駆動信号Ｖｔｘ１，Ｖｔｘ２，・・・Ｖｔｘ８を生成する。

【0056】

すなわち、第１電極選択回路１５は、期間ｔ１（第１期間）を除く各期間ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８（第２期間）において第１符号が割り付けられた第１電極に第１駆動信号を出力する。また、第１電極選択回路１５は、各期間ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８（第２期間）において第２符号が割り付けられた第１電極Ｔｘに第２駆動信号を出力する。さらに、本開示において、第１電極選択回路１５は、第１期間において全ての第１電極Ｔｘに第２駆動信号を出力する。

【0057】

以上のような動作により、実施形態に係る検出装置１は、期間ｔ１（第１期間）において、図２に示す全ての第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）を低電位とすることができ、各第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）から検出回路４８に入力される各検出信号Ｖｄｅｔの値を略０とすることができる。これにより、期間ｔ１（第１期間）を除く各期間ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８（第２期間）に取得したデータを用いて、良好な指紋検出を実現できる。

【0058】

図１０は、実施形態に係る検出システムの構成例を示すブロック図である。なお、図１に示す検出装置１と同一の構成部には同一の符号を付して、ここでの詳細な説明は省略する。

【0059】

図１０に示すように、実施形態に係る検出システム１００は、検出装置１ａと、指紋パターン生成装置２とを備える。検出装置１ａは、センサ部１０と、検出制御部１１と、第１電極選択回路１５と、検出部４０ａとを備える。

【0060】

図１０に示す検出システム１００において、検出装置１ａの検出タイミング制御部４７ａは、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、データ出力部４９と、が同期して動作するように制御する。データ出力部４９は、記憶部４６に一時記憶された復号処理後のデータをセンサ出力Ｖｏとして指紋パターン生成装置２に出力する。指紋パターン生成装置２は、検出部４０ａから出力されたセンサ出力Ｖｏに基づき、図５に示した指紋パターン生成処理により指紋パターンを生成する。

【0061】

図１０に示す実施形態に係る検出システム１００においても、図１に示す検出装置１と同様に、期間ｔ１（第１期間）において、図２に示す全ての第１電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２，・・・，Ｔｘ８）を低電位とすることで、各第２電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，・・・，Ｒｘ８）から検出回路４８に入力される各検出信号Ｖｄｅｔの値を略０とすることができる。これにより、期間ｔ１（第１期間）を除く各期間ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８（第２期間）に取得したデータを用いて、良好な指紋検出を実現できる。

【0062】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

【符号の説明】

【0063】

１，１ａ 検出装置
２ 指紋パターン生成装置
１０ センサ部
１１ 検出制御部
１１ａ 符号生成部
１１ｂ クロック信号出力部
１５ 第１電極選択回路
４０，４０ａ 検出部
４２ 検出信号増幅部
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ 信号処理部
４５ 指紋パターン生成部
４６ 記憶部
４７ 検出タイミング制御部
４８ 検出回路
４９ データ出力部
１００ 検出システム
１５１ 否定論理積回路
１５２－１，１５２－２，１５２－３，１５２－４，１５２－５，１５２－６，１５２－７，１５２－８ 論理積回路
ＣＤＭ，ＣＤＭ１，ＣＤＭ２，ＣＤＭ３，ＣＤＭ４，ＣＤＭ５，ＣＤＭ６，ＣＤＭ７，ＣＤＭ８ コード信号
ＤＥＴ 電圧検出器
Ｒｘ，Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４，Ｒｘ５，Ｒｘ６，Ｒｘ７，Ｒｘ８ 第２電極
Ｔｘ，Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｘ４，Ｔｘ５，Ｔｘ６，Ｔｘ７，Ｔｘ８ 第１電極
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８ 期間
Ｖｄｅｔ 検出信号
Ｖｔｘ，Ｖｔｘ１，Ｖｔｘ２，Ｖｔｘ３，Ｖｔｘ４，Ｖｔｘ５，Ｖｔｘ６，Ｖｔｘ７，Ｖｔｘ８ 駆動信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】