特開 2022-51165 指紋認識装置

(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】P2022051165

(43)【公開日】2022-03-31

(54)【発明の名称】指紋認識装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1172 20160101AFI20220324BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20220324BHJP

【ＦＩ】

A61B5/1172

G06F3/044 120

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020157496

(22)【出願日】2020-09-18

(71)【出願人】

【識別番号】520364428

【氏名又は名称】速博思股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】李祥宇

(72)【発明者】

【氏名】金上

(72)【発明者】

【氏名】杜佳勳

(72)【発明者】

【氏名】林丙村

【テーマコード（参考）】

4C038

【Ｆターム（参考）】

4C038FF01

4C038FG00

(57)【要約】

【課題】測定精度を向上可能な静電容量シールド線を有する指紋認識装置を提供する。
【解決手段】指紋感知装置は、複数の指紋感知電極を有する指紋電極層と、対応する第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線によってその間に挟まれる複数のデータ線と、ゲインが０以上である駆動回路を備える指紋検出回路とを含み、前記指紋検出回路は、指紋検出時において、選択指紋感知電極に静電容量励起信号を伝送し、前記選択指紋感知電極から前記対応データ線により指紋感知信号が入力され、前記駆動回路により前記指紋感知信号を処理して前記指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を出力し、前記対応データ線が対応する前記第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送して指紋検出動作を行うように構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
複数の指紋感知電極を有する指紋電極層と、
複数のトランジスタスイッチ群、及び複数のデータ線を備えるトランジスタスイッチ層と、
静電容量励起信号源、及びゲインが０以上である駆動回路を備える指紋検出回路と、を含み、
前記複数のトランジスタスイッチ群は、前記複数の指紋感知電極と一対一対応し、
前記複数のデータ線は、それぞれ第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に対応することで、対応データ線が前記第１静電容量シールド線と前記第２静電容量シールド線との間に挟まれるように配置され、
前記第１静電容量シールド線は、検出対象の指の前記対応データ線への影響を排除するように、前記対応データ線と前記検出対象の指との間に位置し、
前記指紋検出回路は、前記複数のトランジスタスイッチ群の何れか１つを介して選択指紋感知電極に静電容量励起信号を伝送し、前記選択指紋感知電極から前記対応データ線により指紋感知信号を得て、前記駆動回路により前記指紋感知信号を処理して前記指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を出力し、前記対応データ線が対応する前記第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送して指紋検出動作を行うように構成されることを特徴とする指紋認識装置。

【請求項2】

前記第２静電容量シールド線は、前記対応データ線の前記検出対象の指とは反対側の一側に配置され、当該一側からのノイズの前記対応データ線への影響を排除するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項3】

前記第１静電容量シールド線及び前記第２静電容量シールド線の幅は、それぞれ対応する前記対応データ線の幅以上であることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項4】

前記トランジスタスイッチ群は、それぞれ少なくとも１つの薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項5】

前記指紋検出回路は、前記指紋検出動作時において、前記対応データ線の周囲の指紋感知電極に前記静電容量除去信号を印加することで、前記周囲の指紋感知電極を介して前記対応データ線にクロストークする他の感知信号及びノイズを防止するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項6】

前記指紋検出回路は、第１電源により給電され、
前記指紋認識装置は、第２電源により給電される表示画面をさらに含み、
前記複数の指紋感知電極は、前記表示画面における指紋検出兼タッチ表示エリア内に位置することを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項7】

前記複数の指紋感知電極が組み合わせてタッチ検出用のタッチ電極を兼ねることを特徴とする請求項６に記載の指紋認識装置。

【請求項8】

前記指紋検出動作又はタッチ検出動作時において、前記第１電源と前記第２電源との間に共通の電流回路がないことを特徴とする請求項７に記載の指紋認識装置。

【請求項9】

前記表示画面におけるタッチ表示エリアにタッチ検出用の複数のタッチ電極が配置され、各前記タッチ電極の面積が前記指紋感知電極の面積の５０倍以上であることを特徴とする請求項７に記載の指紋認識装置。

【請求項10】

前記タッチ表示エリアが前記複数の指紋感知電極を備える前記指紋検出兼タッチ表示エリアと同一又は類似の光透過率を有するように、前記タッチ表示エリアに配置される複数の仮想データ線をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の指紋認識装置。

【請求項11】

前記基板は、表示画面の保護ガラス、集積回路のシリコン基板、又は高分子薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項12】

前記データ線は、金属導電線又は透明導電体であることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項13】

前記指紋感知電極は、透明導電性材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項14】

前記透明導電体は、酸化インジウムスズであることを特徴とする請求項１２に記載の指紋認識装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、指紋認識装置に関し、特に、静電容量シールド線を有する指紋認識装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子商取引が盛んになったことで、リモート決済は一日千里の勢いで発展している。そのため、生物識別の商業的需要が急速に拡大しており、特に指紋認識技術が第１候補として選ばれている。ボーダレスモバイルディスプレイ装置が流れとなると、ディスプレイ画面の指紋認識が人気のテーマになる。超音波やアンダーディスプレイ光学検出などのソリューションは、高価で位置合わせが困難であるなど、さまざまな問題に制限があるため、普及が難しい。ＴＦＴ技術を用いて、感知電極及び選択スイッチを保護ガラス上に配置する静電容量式指紋認識技術のみは経済的である。しかしながら、保護ガラスの厚さは数百μｍであるため、感知信号は極めて微小である。また、データ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）の長さは数センチにも及び、その面積は単一の感知電極よりもはるかに大きい。さらに、データ線同士間の距離はわずか数μｍであり、相互のクロストークは深刻である。接地された導電性電極によってノイズを隔離して遮断する従来の方法では、巨大な自己容量を発生して微小な感知信号が消えていき、さらに悪化する問題があった。したがって、データ線で感知された様々なノイズを如何にして解決するかが急務となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、データ線が様々なノイズを感知してしまう上記の従来技術の欠点を改善することにある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記目的を達成するために、本発明に係る指紋認識装置は、基板と、複数の指紋感知電極を有する指紋電極層と、複数のトランジスタスイッチ群、及び複数のデータ線を備えるトランジスタスイッチ層と、静電容量励起信号源、及びゲインが０以上である駆動回路を備える指紋検出回路と、を含み、前記複数のトランジスタスイッチ群は、前記複数の指紋感知電極と一対一対応し、前記複数のデータ線は、それぞれ第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に対応することで、対応データ線が前記第１静電容量シールド線と前記第２静電容量シールド線との間に挟まれるように配置され、前記第１静電容量シールド線は、前記検出対象の指の前記対応データ線への影響を排除するように、前記対応データ線と検出対象の指との間に位置し、前記指紋検出回路は、前記複数のトランジスタスイッチ群の何れか１つを介して選択指紋感知電極に静電容量励起信号を伝送し、前記選択指紋感知電極から前記対応データ線により指紋感知信号が入力され、前記駆動回路により前記指紋感知信号を処理して前記指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を出力し、前記対応データ線が対応する前記第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送して指紋検出動作を行うように構成される。

【発明の効果】

【0005】

本発明の指紋認識装置では、第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線と、それらに対応する対応データ線とは、同相電圧を有するため、その間の容量値を下げることができ、指紋認識装置の測定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1A】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置の原理を説明するための模式図である。

【図1B】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置の原理を説明するための模式図である。

【図1C】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置の原理を説明するための模式図である。

【図2】従来の指紋認識装置におけるタッチ容量検出に対するデータ線の影響を説明するための模式図である。

【図3】従来の指紋認識装置におけるタッチ容量検出に対するデータ線の影響を説明するための他の模式図である。

【図4】本発明の静電容量シールド線によりタッチ容量検出が改善されることを説明するための模式図である。

【図5】表示画面におけるタッチ表示エリア及び指紋検出兼タッチ表示エリアの分布を示す模式図である。

【図6】表示画面におけるタッチ表示エリア及び指紋検出兼タッチ表示エリアの分布を示す他の模式図である。

【図7A】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。

【図7B】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。

【図8A】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。

【図8B】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。

【図9】表示画面におけるタッチ表示エリア及び指紋検出兼タッチ表示エリアの分布を示す模式図である。

【図10】本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。

【図11A】隣接するデータ線の相互容量を示す模式図である。

【図11B】データ線の自己容量を示す模式図である。

【図11C】本発明の一実施形態による静電容量シールド線を有する指紋認識装置の静電容量シールド線の構成を示す断面図である。

【図11D】本発明の他の実施形態による静電容量シールド線を有する指紋認識装置の静電容量シールド線の構成を示す断面図である。

【図11E】本発明の別の実施形態による静電容量シールド線を有する指紋認識装置の静電容量シールド線の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の詳細な説明及び技術内容について、図面を参照しながら以下に説明するが、図面は参照及び説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。

【0008】

図１Ａ～図１Ｃのそれぞれは、本発明の静電容量シールド線（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ－ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｗｉｒｅ）を有する指紋認識装置の原理を説明するための模式図である。図１Ａを参照すると、データ線１３０の近接位置に第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂがそれぞれ配置されている。例えば、データ線１３０の上方に第１静電容量シールド線１４０Ａ、下方に第２静電容量シールド線１４０Ｂがそれぞれ配置されている。上記のいわゆる上方及び下方は、例えば、指紋認識装置を使用する際に操作者が一般的に使用する方向とすることができる。なお、本発明によれば、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂは、データ線１３０をその間に挟むように配置されればよい。例えば、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂは、データ線１３０の左右両側に配置されてもよい。また、本発明では、ノイズが主にデータ線１３０の片側（例えば下側）から来る場合、例えば図４に示すように単一の静電容量シールド線のみを有しても、本発明の効果を達成することができるが、本発明の特許請求の範囲は図示の実施形態に限定されない。図１Ａに示すように、第１静電容量シールド線１４０Ａは幅Ｗ１、第２静電容量シールド線１４０Ｂは幅Ｗ２、及びデータ線１３０は幅Ｗ３を有している。上記の静電容量シールド線によりデータ線１３０を上下方向に挟む方式では、静電容量シールド線により上下方向からのノイズ干渉をシールドすることができるが、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂに適切にバイアスされていなければ、深刻なクロストーク干渉問題が発生する。換言すると、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂの一端が接地し、且つデータ線１３０の一端が駆動回路（例えば増幅器）Ａ１を介して指紋感知信号を出力すると、第１静電容量シールド線１４０Ａとデータ線１３０との間に第１容量Ｃ１が生成され、第２静電容量シールド線１４０Ｂとデータ線１３０との間に第２容量Ｃ２が生成されてしまう。ここで、第１容量Ｃ１及び第２容量Ｃ２は、指紋感知信号のクロストークを引き起こし、指紋検出の精度に影響を与える。

【0009】

図１Ｂを参照すると、データ線１３０の指紋感知信号（選択指紋感知電極の容量検出結果から）を、ゲインが０以上である駆動回路（例えば増幅器）Ａ２により静電容量除去信号（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ－ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）に増幅して第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂに印加すると、第１静電容量シールド線１４０Ａとデータ線１３０との間に生成された第１容量Ｃ１が０になり、且つ第２静電容量シールド線１４０Ｂとデータ線１３０との間に生成された第２容量Ｃ２も０になる。そのため、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが配置されても、出力指紋感知信号のクロストークが発生せず、検出精度にも影響しない。第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂは、データ線１３０にシールド効果をさらに提供することができる。つまり、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、指紋感知容量Ｃｆｓ（選択指紋感知電極に指を押すことにより生成され、データ線１３０を介して出力される検出結果）を正しく検出することができる。上記の説明では、駆動回路Ａ２のゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号を同相増幅するために、駆動回路Ａ２のゲインが０より大きい（例えば１）。

【0010】

図１Ｃを参照すると、データ線１３０の指紋感知信号を、ゲインが０以上である駆動回路（例えば増幅器）Ａ２により静電容量除去信号に増幅して第１静電容量シールド線１４０Ａに印加し、ゲインが０以上である他の駆動回路（例えば増幅器）Ａ３により静電容量除去信号に増幅して第２静電容量シールド線１４０Ｂに印加すると、同様に、第１静電容量シールド線１４０Ａとデータ線１３０との間に生成された第１容量Ｃ１が０になり、且つ第２静電容量シールド線１４０Ｂとデータ線１３０との間に生成された第２容量Ｃ２も０になるので、出力指紋感知信号のクロストークが発生せず、検出精度にも影響しない。つまり、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、指紋感知容量Ｃｆｓを正しく検出することができる。同様に、上記の説明では、駆動回路Ａ２及び駆動回路Ａ３のゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号を同相増幅するために、駆動回路Ａ２及び駆動回路Ａ３のゲインが０より大きい（例えば１）。

【0011】

図２は、従来の指紋認識装置におけるタッチ容量検出に対するデータ線の影響を説明するための模式図である。同図に示すように、データ線１３０の延在長さは一般に非常に長い（指紋感知電極ＳＥに比べる）。例えば、データ線１３０の長さが２０，０００μｍである場合、その幅がわずか５μｍ（指紋感知電極ＳＥの幅より小さい）であっても、面積は１００，０００μｍ^２に達し、面積が５０ｘ５０＝２，５００μｍ^２である指紋感知電極ＳＥよりも４０倍多い。換言すると、データ線１３０が指紋感知電極ＳＥに隣接すると、使用者の指とデータ線１３０との間の静電容量Ｃｆｄｌは、指紋感知容量Ｃｆｓｅの４０倍となり、検出の精度に影響を及ぼす。

【0012】

図３は、従来の指紋認識装置におけるタッチ容量検出に対するデータ線の影響を説明するための他の模式図である。同図に示すように、データ線１３０の影響に加えて、データ線１３０近傍の非選択指紋感知電極ＳＥ１～ＳＥｎと指との間にも容量Ｃｆｓｅ１～Ｃｆｓｅｎがそれぞれ存在し、非選択指紋感知電極ＳＥ１～ＳＥｎとデータ線１３０との間にも容量Ｃｆｓｅｄ１１～Ｃｆｓｅｄ１ｎが存在する。これらの容量Ｃｆｓｅｄ１１～Ｃｆｓｅｄ１ｎは、選択指紋感知電極ＳＥｍに対する指紋感知容量Ｃｆｓｅの感知精度にも影響を与える。特に、非選択指紋感知電極ＳＥ１～ＳＥｎの数は、選択指紋感知電極ＳＥｍの数よりも大きくなり、指紋感知容量Ｃｆｓｅの干渉がより深刻である。

【0013】

図４は、本発明による静電容量シールド線により、指紋認識装置におけるタッチ容量検出に対するデータ線の影響が改善されることを説明するための模式図である。図１Ｂ及び１Ｃと併せて同図を参照すると、各データ線１３０に対して少なくとも１つの静電容量シールド線（例えば、図示の第１静電容量シールド線１４０Ａ）を配置し、且つゲインが０以上である駆動回路（例えば増幅器）Ａ１によりデータ線１３０の指紋感知信号を増幅することで、当該指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を生成して第１静電容量シールド線１４０Ａに印加すると、データ線１３０と第１の静電容量シールド線１４０Ａとの間に静電容量をなくすことができる（電位差がない）。同様に、非選択指紋感知電極ＳＥ１～ＳＥｎとデータ線１３０との間に静電容量をなくすために、この静電容量除去信号を非選択指紋感知電極ＳＥ１～ＳＥｎに印加してもよい。これにより、選択指紋感知電極ＳＥｍに対する指紋感知容量Ｃｆｓｅをより正確に検出することができる。図４の実施形態では、１本の静電容量シールド線（即ち、第１静電容量シールド線１４０Ａ）のみが示され、且つ非選択指紋感知電極ＳＥ１～ＳＥｎに対して静電容量除去信号が印加されているが、本発明の他の実施形態では、干渉を低減するために、図１Ｂ及び図１Ｃと同様に、データ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂを設けて、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂに静電容量除去信号を印加してもよい。上記の説明では、駆動回路Ａ１のゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号を同相増幅して静電容量除去信号を生成するために、駆動回路Ａ１のゲインが０より大きい（例えば１）。

【0014】

図９は、表示画面４００におけるタッチ表示エリア４００Ａ及び指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂを示す模式図である。携帯用電子機器の表示画面４００には、通常、使用者がタッチ入力して情報を表示するためのタッチ表示エリア４００Ａと、使用者の身元を識別するための指紋検出エリアとが設けられている。指紋検出の解像度はタッチの解像度よりも大きいので、本発明の実施形態によれば、複数の指紋感知電極Ａ１１…Ａ１ｎ…Ａｍ１…Ａｍｎは、１つの指紋検出兼タッチ表示ユニットＡ（即ち、タッチ電極）を構成し、複数の指紋検出兼タッチ表示ユニットＡ、Ｂ、Ｃは、１つの指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂを構成することができる。表示画面４００は、複数のタッチ感知電極Ｄ、Ｅ…Ｋ、Ｌを有するタッチ表示エリア４００Ａと、指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂとを含む。上記の説明において、各タッチ感知電極の面積は、指紋感知電極の面積の５０倍以上であり、例えば、５０～１００倍であってもよく、１０００倍であってもよい。また、指紋感知電極Ａ１１…Ａ１ｎ…Ａｍ１…Ａｍｎの密度がタッチ感知電極Ｄ、Ｅ…Ｋ、Ｌの密度よりもはるかに大きいため、指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂのデータ線密度は比較的高い。タッチ表示エリア４００Ａが複数の指紋感知電極を有する指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂと同じ又は近い光透過率を有するように、タッチ表示エリア４００Ａには、複数の仮想データ線（ｄｕｍｍｙ ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１３２が設けられていてもよい。これらの仮想データ線１３２は、その配列密度がデータ線１３０の配列密度に近くてもよく、タッチ表示エリア４００Ａ及び指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂが同じ又は近い光透過率を有し、使用者の操作時の視覚的快適度を高めるために、いかなる制御回路の接続も必要としない。

【0015】

図５を参照すると、表示画面４００のタッチ領域は、例えば、上部のタッチ表示エリア４００Ａと下部の指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂとの２つの部分に分けることができる。図５及び図９と併せて参照すると、指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂにおける指紋検出兼タッチ表示ユニットＡは、複数の指紋感知電極Ａ１１…Ａ１ｎ…Ａｍ１…Ａｍｎから構成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、干渉を低減するために、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂを設けて、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を印加する。したがって、図５に示す表示画面４００の指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂは、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。

【0016】

図６を参照すると、表示画面４００のタッチ領域は、タッチ表示エリア４００Ａと指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂとを有している。しかし、図５の実施形態に比べて、指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂの面積は小さい。同様に、図６及び図９と併せて参照すると、指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂにおける指紋検出兼タッチ表示ユニットＡは、複数の指紋感知電極Ａ１１…Ａ１ｎ…Ａｍ１…Ａｍｎから構成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、干渉を低減するために、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂを設けて、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を印加する。したがって、図６に示す表示画面４００の指紋検出兼タッチ表示エリア４００Ｂは、より正確な検出結果を有し、データ線のクロストークを除去する効果を有する。

【0017】

図７Ａは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。この指紋認識装置１０は、自己容量構造に用いられ、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００とを備えている。ここで、指紋／タッチ検出回路２００は、第１電源２１０と第１接地２１２とを有し、表示制御回路３００は、第２電源３１０と、第１接地２１２とは異なる接地である第２接地３１２とを有している。また、指紋／タッチ検出回路２００は、静電容量励起信号源（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ－ｅｘｃｉｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）２３０と、第１増幅器２２０Ａと、第２増幅器２２０Ｂとをさらに有している。指紋認識装置１０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とをさらに有している。図７Ａを参照すると、指紋検出時において（又はタッチ検出時において、図９を参照すると、複数の指紋感知電極Ａ１１…Ａ１ｎ…Ａｍ１…Ａｍｎは、タッチ検出を行うために、指紋検出兼タッチ表示ユニットＡを構成することができる）、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンになる（閉じる）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号は、第１スイッチＳＷ１を介して選択された検知電極ＳＥｍに伝送され、感知電極ＳＥｍにおける（指紋検出結果に反応する）静電容量感知信号は、第２スイッチＳＷ２及びデータ線（図４参照）を介して第１増幅器２２０Ａに伝送され、第１増幅器２２０Ａによって指紋感知信号ＶＳに処理されることができる。また、指紋感知信号ＶＳは、第２増幅器２２０Ｂ（ゲインが０以上である駆動回路）によって指紋感知信号ＶＳと同じ位相の静電容量除去信号ＶＥに形成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが設けられ、指紋／タッチ検出回路２００は、干渉を低減するために、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ静電容量除去信号を印加する。したがって、図７Ａに示す静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。上記の説明では、第２増幅器（駆動回路）２２０Ｂのゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号ＶＳを同相増幅して静電容量除去信号ＶＥを生成するために、第２増幅器２２０Ｂのゲインが０より大きい（例えば１）。また、指紋検出時又はタッチ検出時において、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は単一の物理的な導線により接続されており、第１接地２１２は第２接地３１２と異なる接地であり、第１電源２１０と第２電源３１０との間に共通の電流回路がないことにより、指紋検出又はタッチ検出の精度をさらに向上させることができる。

【0018】

図７Ｂは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。ここで、指紋認識装置１０は、指紋検出以外の時（例えば、表示時又は信号通信時）において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオフになる（開く）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号が選択された感知電極ＳＥｍに伝達されないようにする。また、この時、表示制御回路３００が指紋／タッチ検出回路２００を充電したり、表示制御回路３００が指紋／タッチ検出回路２００との間で信号を通信したりするために、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は２本の導線を介して電気的に接続されていてもよい。

【0019】

図８Ａは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。この指紋認識装置１０は、相互容量構造に用いられ、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００とを備えている。ここで、指紋／タッチ検出回路２００は、第１電源２１０と第１接地２１２とを有し、表示制御回路３００は、第２電源３１０と、第１接地２１２とは異なる接地である第２接地３１２とを有している。また、指紋／タッチ検出回路２００は、静電容量励起信号源２３０と、第１増幅器２２０Ａと、第２増幅器２２０Ｂとをさらに有している。指紋認識装置１０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とをさらに有している。図８Ａを参照すると、指紋検出時又はタッチ検出時において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンになる（閉じる）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号は、第１スイッチＳＷ１を介して選択された検知電極ＳＥｍ１に伝送されることができる。さらに、指紋／タッチ検出回路２００は、第２スイッチＳＷ２を介して他の選択された感知電極ＳＥｍ２からの（指紋検出結果に反応する）静電容量感知信号を受信して、第１増幅器２２０Ａを介して静電容量感知信号を指紋感知信号ＶＳになるように処理する。そして、指紋感知信号ＶＳは、第２増幅器２２０Ｂ（ゲインが０以上である駆動回路）によって指紋感知信号ＶＳと同じ位相の静電容量除去信号ＶＥに形成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが設けられ、指紋／タッチ検出回路２００は、干渉を低減するために、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ静電容量除去信号を印加する。したがって、図８Ａに示す静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。上記の説明では、第２増幅器（駆動回路）２２０Ｂのゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号ＶＳを同相増幅して静電容量除去信号ＶＥを生成するために、第２増幅器２２０Ｂのゲインが０より大きい（例えば１）。また、指紋検出時又はタッチ検出時において、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は単一の物理的な導線により接続されており、第１接地２１２は第２接地３１２と異なる接地であり、第１電源２１０と第２電源３１０との間に共通の電流回路がないことにより、指紋検出又はタッチ検出の精度をさらに向上させることができる。

【0020】

図８Ｂは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。この指紋認識装置１０は、自己容量／相互容量構造に用いられ、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００とを備えている。ここで、指紋／タッチ検出回路２００は、第１電源２１０と第１接地２１２とを有し、表示制御回路３００は、第２電源３１０と、第１接地２１２とは異なる接地である第２接地３１２とを有している。また、指紋／タッチ検出回路２００は、静電容量励起信号源２３０と、第１増幅器２２０Ａと、第２増幅器２２０Ｂとをさらに有している。指紋認識装置１０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とをさらに有している。図８Ｂを参照すると、指紋検出時において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンになる（閉じる）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号は、第１スイッチＳＷ１を介して選択された検知電極ＳＥｍ１、及び他の選択された検知電極ＳＥｍ２に伝送されることができる（静電容量励起信号は、第３増幅器２２０Ｃによって増幅されて他の選択された感知電極ＳＥｍ２に印加される）。さらに、指紋／タッチ検出回路２００は、第２スイッチＳＷ２を介して他の選択された感知電極ＳＥｍ２からの（指紋検出結果に反応する）静電容量感知信号を受信して、第１増幅器２２０Ａを介して静電容量感知信号を指紋感知信号ＶＳになるように処理する。そして、指紋感知信号ＶＳは、第２増幅器２２０Ｂ（ゲインが０以上である駆動回路）によって指紋感知信号ＶＳと同じ位相の静電容量除去信号ＶＥに形成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが設けられ、指紋／タッチ検出回路２００は、干渉を低減するために、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ静電容量除去信号を印加する。したがって、図８Ｂに示す静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。上記の説明では、第２増幅器（駆動回路）２２０Ｂのゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号ＶＳを同相増幅して静電容量除去信号ＶＥを生成するために、第２増幅器２２０Ｂのゲインが０より大きい（例えば１）。また、指紋検出時又はタッチ検出時において、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は単一の物理的な導線により接続されており、第１接地２１２は第２接地３１２と異なる接地であり、第１電源２１０と第２電源３１０との間に共通の電流回路がないことにより、指紋検出又はタッチ検出の精度をさらに向上させることができる。

【0021】

図１０は、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。ここで、複数の指紋感知電極及び対応する複数のトランジスタスイッチ群が示されている。つまり、複数のトランジスタスイッチ群と複数の指紋感知電極とは一対一に対応している。図１０には、各指紋感知電極に対応するトランジスタスイッチ群は３つのトランジスタスイッチ（例えば、薄膜トランジスタ）を有することが示されているが、本発明によれば、各トランジスタスイッチ群はトランジスタスイッチを１つのみ有すれば、所望な指紋感知電極選択機能を達成することができる。

【0022】

図１１Ａは、隣接するデータ線の相互容量を示す模式図である。隣接するデータ線２１Ｌ１と２１Ｌ２との間に相互容量Ｃｄｌが存在し、隣接するデータ線２１Ｌ２及び２１Ｌ３の間にも相互容量Ｃｄｌが存在する。データ線間の距離が非常に短いため、相互容量Ｃｄｌが指紋感知容量Ｃｆｓよりもはるかに大きいので、指紋感知の精度に影響を与えてしまう。図１１Ｂは、データ線の自己容量を示す模式図である。同図に示すように、第１静電容量シールド線１４０Ａ又はデータ線１３０の近接導体が接地し、第１静電容量シールド線１４０Ａ（又はデータ線１３０の近接導体）が適切にバイアスされていないため、データ線１３０と接地との間にも極めて大きな自己容量Ｃｓｅｌｆが存在してしまう。

【0023】

図１１Ｃは、本発明の一実施形態による静電容量シールド線を有する指紋認識装置の静電容量シールド線の構成を示す断面図である。同図に示すように、指紋認識装置は、上からの順に、第１静電容量シールド線１４０Ａと、第１絶縁層１５０Ａと、データ線１３０（２１Ｌ１、２１Ｌ２、２１Ｌ３）と、第２絶縁層１５０Ｂと、第２静電容量シールド線１４０Ｂとを含んでもよい。本発明の一実施形態によれば、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂの幅は、データ線１３０の幅以上であってもよい。また、データ線１３０（２１Ｌ１、２１Ｌ２、２１Ｌ３）は、通常エッチング工程により金属層をエッチングして間隔を形成するように作製されるため、データ線２１Ｌ１、データ線２１Ｌ２、及びデータ線２１Ｌ３の間には空隙が存在する。第１絶縁層１５０Ａ及び第２絶縁層１５０Ｂの厚さが極薄の場合（例えば１μｍ未満）、データ線２１Ｌ１、データ線２１Ｌ２、及びデータ線２１Ｌ３の周辺は、ほぼ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂによってシールドされる。そして、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが適切にバイアスされているときに、データ線のクロストーク、自己容量及び相互容量を除去することができる。

【0024】

図１１Ｄは、本発明の他の実施形態による静電容量シールド線を有する指紋認識装置の静電容量シールド線の構成を示す断面図である。同図に示すように、指紋認識装置は、上からの順に、複数の指紋感知電極１１２を含む指紋電極層１１０と、第３絶縁層１５０Ｃ、第１静電容量シールド線１４０Ａと、第１絶縁層１５０Ａと、データ線１３０（２１Ｌ１、２１Ｌ２、２１Ｌ３）と、第２絶縁層１５０Ｂと、第２静電容量シールド線１４０Ｂと、基板１００とを含む。しかし、この実施形態では、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂの幅は、データ線１３０の幅よりもやや大きく形成されている。そのため、第２静電容量シールド線１４０Ｂと共にデータ線１３０を包含するように、第１静電容量シールド線１４０Ａの両端が少し垂れ下がってもよい。この場合、第１絶縁層１５０Ａ及び第２絶縁層１５０Ｂの厚さを厚くすることで、データ線の自己容量及び相互容量をさらに低減することができる。

【0025】

図１１Ｅは、本発明の別の実施形態による静電容量シールド線を有する指紋認識装置の静電容量シールド線の構成を示す断面図である。図１１Ｅに示す実施形態は、図１１Ｄの実施形態と類似しているが、指紋電極層１１０が基板１００上に直接形成されている点で異なっている。同様に、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂの幅は、データ線１３０の幅よりもやや大きく形成されている。そのため、第２静電容量シールド線１４０Ｂと共にデータ線１３０を包含するように、第１静電容量シールド線１４０Ａの両端が少し垂れ下がってもよい。この場合、第１絶縁層１５０Ａ及び第２絶縁層１５０Ｂの厚さを厚くすることで、データ線の自己容量及び相互容量をさらに低減することができる。上述した図１１Ｄ及び図１１Ｅでは、基板１００は、表示画面の保護ガラス、集積回路のシリコン基板、又は高分子薄膜であってもよい。上述した実施形態では、複数のデータ線は、金属導電線又は透明導電体であり、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）であってもよい。また、複数の指紋感知電極は、透明導電性材料で形成されてもよい。

【0026】

以上のように、本発明に係る静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線にそれぞれ静電容量除去信号を印加するとともに、第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線によりデータ線を挟むことにより、干渉を低減することができ、より正確な検出結果を得ることができる。

【0027】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の全ての範囲は以下の特許請求の範囲に基づくものであり、本発明の特許請求の範囲に合致する精神とその類似の変形例は、本発明の範囲に含まれるべきであり、当業者であれば、本発明の技術的範囲内において、容易に思いつくことができ、また、その変形例や修正例も、以下の特許請求の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0028】

１０ 指紋認識装置
１１Ｌ１、２１Ｌ１～２１Ｌ３、２２Ｌ１～２２Ｌ３、２３Ｌ１～２３Ｌ３、１ｍＬ１、２ｍＬ１～２ｍＬ３、２ｎＬ１～２ｎＬ３ データ線
１Ｙ１～１Ｙ３～８Ｙ１～８Ｙ３ ゲート線
１００ 基板
１１０ 指紋電極層
１１２ 指紋感知電極
１３０ データ線
１３２ 仮想データ線
１４０Ａ 第１静電容量シールド線
１４０Ｂ 第２静電容量シールド線
１５０Ａ 第１絶縁層
１５０Ｂ 第２絶縁層
１５０Ｃ 第３絶縁層
２００ 指紋／タッチ検出回路
２１０ 第１電源
２１２ 第１接地
２２０Ａ 第１増幅器
２２０Ｂ 第２増幅器
２２０Ｃ 第３増幅器
２３０ 静電容量励起信号源
３００ 表示制御回路
３１０ 第２電源
３１２ 第２接地
４００ 表示画面
４００Ａ タッチ表示エリア
４００Ｂ 指紋検出兼タッチ表示エリア
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 駆動回路
Ｃ１ 第１容量
Ｃ２ 第２容量
Ｃｆｓ、Ｃｆｓｅ 指紋感知容量
Ｃｆｄｌ、Ｃｓｅｄｌ１、Ｃｓｅｄｌ２～Ｃｓｅｄｌｎ、Ｃｆｓｅ１～Ｃｆｓｅｎ、Ｃｆｓｅｍ、Ｃｄｌ 容量
Ｃｓｅｌｆ 自己容量
ＳＥ 指紋感知電極
ＳＥｍ、ＳＥｍ１、ＳＥｍ２ 選択指紋感知電極
ＳＥ１～ＳＥｎ 非選択指紋感知電極
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 幅
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＶＳ 指紋感知信号
ＶＥ 静電容量除去信号
Ａ１１～Ａ１ｎ、Ａｍ１～Ａｍｎ 指紋感知電極
Ａ、Ｂ、Ｃ 指紋検出兼タッチ表示ユニット
Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ タッチ感知電極

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【手続補正書】

【提出日】2022-01-19

【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】

基板と、
複数の指紋感知電極を有する指紋電極層と、
複数のトランジスタスイッチ群、及び複数のデータ線を備えるトランジスタスイッチ層と、
静電容量励起信号源、及びゲインが０以上である駆動回路を備える指紋検出回路と、を含み、
前記複数のトランジスタスイッチ群は、前記複数の指紋感知電極と一対一対応し、
前記複数のデータ線は、それぞれ第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に対応し、
前記指紋電極層、前記トランジスタスイッチ層、前記複数のデータ線、前記第１静電容量シールド線及び前記第２静電容量シールド線は、前記基板と検出対象の指との間に位置し、
前記指紋検出回路は、前記指紋電極層と、前記複数のトランジスタスイッチ群と、前記複数のデータ線とに電気的に接続され、
前記第１静電容量シールド線は、前記検出対象の指と、対応するデータ線との間に位置し、前記第２静電容量シールド線は、前記対応するデータ線と、前記基板との間に位置し、前記対応するデータ線が前記第１静電容量シールド線と前記第２静電容量シールド線との間に位置し、
前記指紋検出回路は、前記複数のトランジスタスイッチ群の何れか１つを介して選択指紋感知電極に静電容量励起信号を伝送し、前記選択指紋感知電極から前記対応するデータ線により指紋感知信号が入力されて、指紋検出動作を行うように構成されており、
前記指紋検出回路は、前記駆動回路により前記指紋感知信号を処理して前記指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を出力し、前記対応するデータ線に対応する前記第１静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送して、前記検出対象の指の前記対応するデータ線への影響を排除するとともに、前記対応するデータ線に対応する前記第２静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送することを特徴とする指紋認識装置。

【請求項2】

前記第２静電容量シールド線は、前記対応するデータ線の前記検出対象の指とは反対側の一側に配置され、当該一側からのノイズの前記対応するデータ線への影響を排除するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項3】

前記第１静電容量シールド線及び前記第２静電容量シールド線の幅は、それぞれ対応する前記対応するデータ線の幅以上であることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項4】

前記トランジスタスイッチ群は、それぞれ少なくとも１つの薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項5】

前記指紋検出回路は、前記指紋検出動作時において、前記対応するデータ線の周囲の指紋感知電極に前記静電容量除去信号を印加することで、前記周囲の指紋感知電極を介して前記対応するデータ線にクロストークする他の感知信号及びノイズを防止するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項6】

前記指紋検出回路は、第１電源により給電され、
前記指紋認識装置は、第２電源により給電される表示画面をさらに含み、
前記複数の指紋感知電極は、前記表示画面における指紋検出兼タッチ表示エリア内に位置することを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項7】

前記複数の指紋感知電極が組み合わせてタッチ検出用のタッチ電極を兼ねることを特徴とする請求項６に記載の指紋認識装置。

【請求項8】

前記指紋検出動作又はタッチ検出動作時において、前記第１電源と前記第２電源との間に共通の電流回路がないことを特徴とする請求項７に記載の指紋認識装置。

【請求項9】

前記表示画面におけるタッチ表示エリアにタッチ検出用の複数のタッチ電極が配置され、各前記タッチ電極の面積が前記指紋感知電極の面積の５０倍以上であることを特徴とする請求項７に記載の指紋認識装置。

【請求項10】

前記タッチ表示エリアが前記複数の指紋感知電極を備える前記指紋検出兼タッチ表示エリアと同一又は類似の光透過率を有するように、前記タッチ表示エリアに配置される複数の仮想データ線をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の指紋認識装置。

【請求項11】

前記基板は、表示画面の保護ガラス、集積回路のシリコン基板、又は高分子薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項12】

前記データ線は、金属導電線又は透明導電体であることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項13】

前記指紋感知電極は、透明導電性材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認識装置。

【請求項14】

前記透明導電体は、酸化インジウムスズであることを特徴とする請求項１２に記載の指紋認識装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0004】

上記目的を達成するために、本発明に係る指紋認識装置は、基板と、複数の指紋感知電極を有する指紋電極層と、複数のトランジスタスイッチ群、及び複数のデータ線を備えるトランジスタスイッチ層と、静電容量励起信号源、及びゲインが０以上である駆動回路を備える指紋検出回路と、を含み、前記複数のトランジスタスイッチ群は、前記複数の指紋感知電極と一対一対応し、前記複数のデータ線は、それぞれ第１静電容量シールド線及び第２静電容量シールド線に対応し、前記指紋電極層、前記トランジスタスイッチ層、前記複数のデータ線、前記第１静電容量シールド線及び前記第２静電容量シールド線は、前記基板と検出対象の指との間に位置し、前記指紋検出回路は、前記指紋電極層と、前記複数のトランジスタスイッチ群と、前記複数のデータ線とに電気的に接続され、前記第１静電容量シールド線は、前記検出対象の指と、対応するデータ線との間に位置し、前記第２静電容量シールド線は、前記対応するデータ線と、前記基板との間に位置し、前記対応するデータ線が前記第１静電容量シールド線と前記第２静電容量シールド線との間に位置し、前記指紋検出回路は、前記複数のトランジスタスイッチ群の何れか１つを介して選択指紋感知電極に静電容量励起信号を伝送し、前記選択指紋感知電極から前記対応するデータ線により指紋感知信号が入力されて、指紋検出動作を行うように構成されており、前記指紋検出回路は、前記駆動回路により前記指紋感知信号を処理して前記指紋感知信号と同じ位相の静電容量除去信号を出力し、前記対応するデータ線に対応する前記第１静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送して、前記検出対象の指の前記対応するデータ線への影響を排除するとともに、前記対応するデータ線に対応する前記第２静電容量シールド線に前記静電容量除去信号を伝送する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0017】

図７Ａは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。この指紋認識装置１０は、自己容量構造に用いられ、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００とを備えている。ここで、指紋／タッチ検出回路２００は、第１電源２１０と第１接地２１２とを有し、表示制御回路３００は、第２電源３１０と、第１接地２１２とは異なる接地である第２接地３１２とを有している。また、指紋／タッチ検出回路２００は、静電容量励起信号源（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ－ｅｘｃｉｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）２３０と、第１増幅器２２０Ａと、第２増幅器２２０Ｂとをさらに有している。指紋認識装置１０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とをさらに有している。図７Ａを参照すると、指紋検出時において（又はタッチ検出時において、図９を参照すると、複数の指紋感知電極Ａ１１…Ａ１ｎ…Ａｍ１…Ａｍｎは、タッチ検出を行うために、指紋検出兼タッチ表示ユニットＡを構成することができる）、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンになる（閉じる）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号は、第１スイッチＳＷ１を介して選択された感知電極ＳＥｍに伝送され、感知電極ＳＥｍにおける（指紋検出結果に反応する）静電容量感知信号は、第２スイッチＳＷ２及びデータ線（図４参照）を介して第１増幅器２２０Ａに伝送され、第１増幅器２２０Ａによって指紋感知信号ＶＳに処理されることができる。また、指紋感知信号ＶＳは、第２増幅器２２０Ｂ（ゲインが０以上である駆動回路）によって指紋感知信号ＶＳと同じ位相の静電容量除去信号ＶＥに形成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが設けられ、指紋／タッチ検出回路２００は、干渉を低減するために、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ静電容量除去信号を印加する。したがって、図７Ａに示す静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。上記の説明では、第２増幅器（駆動回路）２２０Ｂのゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号ＶＳを同相増幅して静電容量除去信号ＶＥを生成するために、第２増幅器２２０Ｂのゲインが０より大きい（例えば１）。また、指紋検出時又はタッチ検出時において、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は単一の物理的な導線により接続されており、第１接地２１２は第２接地３１２と異なる接地であり、第１電源２１０と第２電源３１０との間に共通の電流回路がないことにより、指紋検出又はタッチ検出の精度をさらに向上させることができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0019】

図８Ａは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。この指紋認識装置１０は、相互容量構造に用いられ、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００とを備えている。ここで、指紋／タッチ検出回路２００は、第１電源２１０と第１接地２１２とを有し、表示制御回路３００は、第２電源３１０と、第１接地２１２とは異なる接地である第２接地３１２とを有している。また、指紋／タッチ検出回路２００は、静電容量励起信号源２３０と、第１増幅器２２０Ａと、第２増幅器２２０Ｂとをさらに有している。指紋認識装置１０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とをさらに有している。図８Ａを参照すると、指紋検出時又はタッチ検出時において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンになる（閉じる）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号は、第１スイッチＳＷ１を介して選択された感知電極ＳＥｍ１に伝送されることができる。さらに、指紋／タッチ検出回路２００は、第２スイッチＳＷ２を介して他の選択された感知電極ＳＥｍ２からの（指紋検出結果に反応する）静電容量感知信号を受信して、第１増幅器２２０Ａを介して静電容量感知信号を指紋感知信号ＶＳになるように処理する。そして、指紋感知信号ＶＳは、第２増幅器２２０Ｂ（ゲインが０以上である駆動回路）によって指紋感知信号ＶＳと同じ位相の静電容量除去信号ＶＥに形成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが設けられ、指紋／タッチ検出回路２００は、干渉を低減するために、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ静電容量除去信号を印加する。したがって、図８Ａに示す静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。上記の説明では、第２増幅器（駆動回路）２２０Ｂのゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号ＶＳを同相増幅して静電容量除去信号ＶＥを生成するために、第２増幅器２２０Ｂのゲインが０より大きい（例えば１）。また、指紋検出時又はタッチ検出時において、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は単一の物理的な導線により接続されており、第１接地２１２は第２接地３１２と異なる接地であり、第１電源２１０と第２電源３１０との間に共通の電流回路がないことにより、指紋検出又はタッチ検出の精度をさらに向上させることができる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0020】

図８Ｂは、本発明の静電容量シールド線を有する指紋認識装置を示す回路ブロック図である。この指紋認識装置１０は、自己容量／相互容量構造に用いられ、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００とを備えている。ここで、指紋／タッチ検出回路２００は、第１電源２１０と第１接地２１２とを有し、表示制御回路３００は、第２電源３１０と、第１接地２１２とは異なる接地である第２接地３１２とを有している。また、指紋／タッチ検出回路２００は、静電容量励起信号源２３０と、第１増幅器２２０Ａと、第２増幅器２２０Ｂとをさらに有している。指紋認識装置１０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とをさらに有している。図８Ｂを参照すると、指紋検出時において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンになる（閉じる）ことで、静電容量励起信号源２３０の静電容量励起信号は、第１スイッチＳＷ１を介して選択された感知電極ＳＥｍ１、及び他の選択された感知電極ＳＥｍ２に伝送されることができる（静電容量励起信号は、第３増幅器２２０Ｃによって増幅されて他の選択された感知電極ＳＥｍ２に印加される）。さらに、指紋／タッチ検出回路２００は、第２スイッチＳＷ２を介して他の選択された感知電極ＳＥｍ２からの（指紋検出結果に反応する）静電容量感知信号を受信して、第１増幅器２２０Ａを介して静電容量感知信号を指紋感知信号ＶＳになるように処理する。そして、指紋感知信号ＶＳは、第２増幅器２２０Ｂ（ゲインが０以上である駆動回路）によって指紋感知信号ＶＳと同じ位相の静電容量除去信号ＶＥに形成される。図１Ｂ及び１Ｃを再び参照すると、指紋感知電極のデータ線１３０の上下にそれぞれ第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂが設けられ、指紋／タッチ検出回路２００は、干渉を低減するために、第１静電容量シールド線１４０Ａ及び第２静電容量シールド線１４０Ｂにそれぞれ静電容量除去信号を印加する。したがって、図８Ｂに示す静電容量シールド線を有する指紋認識装置は、より正確な検出結果を得ることができ、データ線のクロストークを除去する効果を有する。上記の説明では、第２増幅器（駆動回路）２２０Ｂのゲインが０以上であり、指紋検出が実行される場合には、指紋感知信号ＶＳを同相増幅して静電容量除去信号ＶＥを生成するために、第２増幅器２２０Ｂのゲインが０より大きい（例えば１）。また、指紋検出時又はタッチ検出時において、指紋／タッチ検出回路２００と表示制御回路３００との間は単一の物理的な導線により接続されており、第１接地２１２は第２接地３１２と異なる接地であり、第１電源２１０と第２電源３１０との間に共通の電流回路がないことにより、指紋検出又はタッチ検出の精度をさらに向上させることができる。