WO2022025271A1 - 検出装置、表示装置、検出システム、及び検出方法 - Google Patents

検出装置、表示装置、検出システム、及び検出方法 Download PDF

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株式会社ジャパンディスプレイ
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Definitions

  • the present invention relates to a detection device, a display device, a detection system, and a detection method.
  • a fingerprint sensor may be provided in a detection device that can detect an external proximity object, which is a so-called touch panel.
  • a configuration is disclosed that realizes both touch detection and fingerprint detection by a capacitance method (see, for example, Patent Document 1).
  • fingerprint detection since the shape of the fingerprint of the finger in contact with the detection device is detected by detecting the capacity change according to the unevenness of the fingerprint, an electrode having a smaller area than the case of detecting the contact of the hand or finger is used. Be done.
  • Fingerprint detection used for personal authentication etc. is generally performed at the timing of fingerprint acquisition request from the host device of the device equipped with the touch sensor.
  • the host device makes a fingerprint acquisition request again according to the authentication result (for example, when the authentication is NG). Further, if the finger is moving at the timing of the fingerprint acquisition request from the host device (for example, the user is swiping), there is a high possibility that the authentication will be NG. For this reason, the authentication rate may decrease, time loss may occur, and the authentication accuracy may decrease.
  • An object of the present invention is to provide a detection device, a display device, a detection system, and a detection method capable of improving authentication accuracy.
  • the detection device includes a sensor unit, a detection unit that receives an output from the sensor, a detection control unit that drives and controls the sensor unit and the detection unit, and processing according to the output of the detection unit.
  • the detection control unit has a touch detection period for driving the sensor unit and the detection unit to detect the coordinates of a finger in contact with or close to the sensor unit, and a fingerprint of the finger.
  • a fingerprint detection period for detecting an image is defined, the detection unit alternately executes the coordinate detection of the finger in the touch detection period and the fingerprint image detection in the fingerprint detection period, and the processing unit receives the fingerprint detection period.
  • the coordinates of the finger and the fingerprint image are sequentially acquired from the detection unit, and the difference value of the coordinates of the finger detected in the touch detection period before and after the fingerprint detection period in which the fingerprint image is acquired is calculated, and the difference is calculated.
  • the value is equal to or less than a predetermined value
  • the acquired fingerprint image is retained, and when the difference value is larger than the predetermined value, the acquired fingerprint image is discarded.
  • the display device includes the detection device and a display panel provided with a display area for displaying an image overlapping the detection area of the detection device.
  • the detection system includes a detection device that defines a touch detection period for detecting the coordinates of a finger in contact with or close to the sensor unit and a fingerprint detection period for detecting the fingerprint of the finger, and the detection device.
  • the detection device alternately determines the touch detection period and the fingerprint detection period, and the control circuit acquires a fingerprint image during the fingerprint detection period.
  • the difference value of the coordinates of the finger detected in the touch detection period before and after the fingerprint detection period in which the fingerprint image was acquired is calculated, and when the difference value is equal to or less than a predetermined value, the acquired fingerprint image is retained. Then, when the difference value is larger than the predetermined value, the acquired fingerprint image is discarded.
  • a touch detection period for detecting the coordinates of a finger in contact with or close to the sensor unit and a fingerprint detection period for detecting the fingerprint of the finger are alternately provided, and the fingerprint is detected during the fingerprint detection period.
  • the detection device includes a sensor unit, a detection unit that receives an output from the sensor, a detection control unit that drives and controls the sensor unit and the detection unit, and processing according to the output of the detection unit.
  • the detection control unit has a coordinate detection period for driving the sensor unit and the detection unit to detect the coordinates of the object to be detected in contact with or in the vicinity of the sensor unit, and the subject.
  • the surface information detection period for detecting the unevenness pattern on the surface of the detector is defined, and the detection unit determines the coordinate detection of the object to be detected during the coordinate detection period and the detection of the unevenness pattern during the surface information detection period.
  • the processing unit alternately acquires the coordinates of the object to be detected and the unevenness pattern from the detection unit, and the detection is detected in the coordinate detection period before and after the surface information detection period in which the unevenness pattern is acquired.
  • the difference value of the coordinates of the detected object is calculated, and when the difference value is equal to or less than a predetermined value, the acquired unevenness pattern is retained, and when the difference value is larger than the predetermined value, the acquired unevenness pattern is used. Discard.
  • FIG. 1 is a plan view of a display device having the detection device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II'of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the detection system according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the basic principle of touch detection of the mutual capacitance method.
  • FIG. 6 is a plan view of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view showing a part of the first electrode and the second electrode.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII'of FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a timing chart showing an example of the switching operation between the first period and the second period.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a first detection mode for executing touch detection during the touch detection period.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a second detection mode for executing fingerprint detection during the fingerprint detection period.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a third detection mode for performing fingerprint detection during the fingerprint detection period.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a fourth detection mode for repeatedly executing touch detection and fingerprint detection.
  • FIG. 14A is a flowchart showing an example of authentication data acquisition processing in the processing unit of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 14B is a diagram showing a modified example of the authentication data acquisition process shown in FIG. 14A.
  • FIG. 14A is a flowchart showing an example of authentication data acquisition processing in the processing unit of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 14B is a diagram showing a modified example of the authentication data acquisition
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of authentication processing in the processing unit of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of the detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a sequence diagram showing a specific example of the authentication data acquisition process of the detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing a specific example of the authentication process of the detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of the detection system according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of a display device having the detection device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II'of FIG.
  • the display device 100 of the present embodiment has a display area AA, a frame area GA, and a detection area FA.
  • the display area AA is an area for displaying the image of the display panel 30.
  • the frame area GA is an area outside the display area AA.
  • the detection area FA is a region for detecting unevenness on the surface of a finger or the like that is in contact with or in close proximity to the detection area FA.
  • the detection area FA is provided so as to overlap the entire surface of the display area AA.
  • the display device 100 of the present embodiment includes a cover member 101, a detection device 1, and a display panel 30.
  • the cover member 101 is a plate-shaped member having a first surface 101a and a second surface 101b opposite to the first surface 101a.
  • the first surface 101a of the cover member 101 is the detection surface of the detection device 1, and when the detected object comes into contact with the detected surface, the plane coordinate position on the detected surface of the detected object and the detected object are detected. Unevenness on the surface of the body is detected.
  • the object to be detected is the finger of the user, and the unevenness on the surface of the object to be detected includes a fingerprint.
  • the detected body is described below as a finger, the detected body may be another part of the user's body such as a palm or a sole of the foot instead of the finger.
  • the unevenness (unevenness pattern) on the surface is a skin pattern of the other part such as a palm pattern, a foot pattern, or a toe pattern.
  • the first surface 101a of the cover member 101 is a display surface for displaying an image of the display panel 30, and is also an observation surface for the user to observe the image.
  • the display panel 30 and the sensor unit 10 of the detection device 1 are provided on the second surface 101b side of the cover member 101.
  • the cover member 101 is a member for protecting the sensor unit 10 and the display panel 30, and is provided so as to cover the sensor unit 10 and the display panel 30.
  • the cover member 101 is, for example, a glass substrate or a resin substrate.
  • the cover member 101, the sensor unit 10, and the display panel 30 are not limited to having a rectangular shape in a plan view, but have a circular shape, an oval shape, or an irregular shape in which a part of these external shapes is omitted. It may be a configuration. Further, for example, when the cover member 101 has a circular shape and the sensor unit 10 and the display panel 30 have a regular polygonal shape or the like, the external shapes of the cover member 101 and the sensor unit 10 and the display panel 30 are different. May be.
  • As the cover member 101 not only a flat plate shape but also a curved surface display having a curved surface such that the display area AA is formed of a curved surface or the frame area GA is curved toward the display panel 30 can be adopted.
  • the decorative layer 110 is provided on the second surface 101b of the cover member 101.
  • the decorative layer 110 is a colored layer having a smaller light transmittance than the cover member 101.
  • the decorative layer 110 can prevent the observer from seeing the wiring, the circuit, or the like superimposed on the frame region GA.
  • the decorative layer 110 is provided on the second surface 101b, but may be provided on the first surface 101a.
  • the decorative layer 110 is not limited to a single layer, and may have a configuration in which a plurality of layers are stacked.
  • the detection device 1 includes a sensor unit 10 that detects surface irregularities such as a finger Fin that is in contact with or is close to the first surface 101a of the cover member 101.
  • the sensor unit 10 of the detection device 1 is provided on the display panel 30. That is, the sensor unit 10 is provided between the cover member 101 and the display panel 30, and overlaps with the display panel 30 when viewed from a direction perpendicular to the first surface 101a.
  • a flexible printed circuit board 76 is connected to the sensor unit 10, and a detection signal from the sensor unit 10 can be output to the outside.
  • the adhesive layer 71 is, for example, an optical transparent resin (OCR: Optical Clear Resin or LOCA: Liquid Optically Clear Adhesive) which is a liquid UV curable resin.
  • the adhesive layer 72 is, for example, an optical adhesive film (OCA: Optical Clear Adhesive).
  • the display panel 30 has a first substrate 31, a second substrate 32, a polarizing plate 34 provided on the lower side of the first substrate 31, and a polarizing plate 35 provided on the upper side of the second substrate 32.
  • a flexible printed circuit board 75 is connected to the first board 31.
  • a liquid crystal display element is provided as a display functional layer between the first substrate 31 and the second substrate 32. That is, the display panel 30 is a liquid crystal panel.
  • the display panel 30 is not limited to this, and may be, for example, an organic EL display panel (OLED: Organic Light Emitting Diode) or an inorganic EL display (micro LED, mini LED).
  • the display panel may be a liquid crystal display panel (LCD: Liquid Crystal Display) using a liquid crystal element as a display element, or an electrophoresis type display panel (EPD: Electrophoretic Display) using an electrophoresis element as a display element. good.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • EPD Electrophoretic Display
  • the sensor unit 10 is arranged at a position closer to the cover member 101 than the display panel 30 in the direction perpendicular to the second surface 101b of the cover member 101. Therefore, for example, the distance between the detection electrode and the first surface 101a, which is the detection surface, can be reduced as compared with the case where the detection electrode for fingerprint detection is provided integrally with the display panel 30. Therefore, according to the display device 100 including the detection device 1 of the present embodiment, the detection performance can be improved.
  • the display device 100 has a so-called out-cell configuration in which the sensor unit 10 and the display panel 30 are independent of each other, but the sensor unit 10 and a part of the display panel 30 or electrodes are also used. It may be an in-cell system or an on-cell system.
  • FIG. 3 is a plan view showing the detection system according to the embodiment.
  • the detection system 2 includes a substrate 3, a wiring board 4, and a control board 5.
  • the control board 5 is electrically connected to the board 3 via the wiring board 4.
  • the substrate 3 has the above-mentioned detection region AA and peripheral region GA.
  • the sensor unit 10 is provided in the detection area AA.
  • the first electrode selection circuit 15 and the detection electrode selection circuit 16 are provided in the peripheral region GA.
  • the wiring board 4 is provided with a detection circuit 6.
  • the detection circuit 6 is, for example, a detection IC.
  • a control circuit 7 is provided on the control board 5.
  • the control circuit 7 is a host IC composed of, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the control circuit 7 supplies a control signal to the sensor unit 10, the first electrode selection circuit 15, the detection electrode selection circuit 16, and the detection circuit 6 to control the detection operation of the sensor unit 10. It is also possible to adopt a configuration in which one or both of the first electrode selection circuit 15 and the detection electrode selection circuit 16 is provided in the detection circuit 6 or the control circuit 7.
  • the first electrode selection circuit 15 is provided in a region extending along the second direction Dy in the peripheral region GA.
  • the detection electrode selection circuit 16 is provided in a region extending along the first direction Dx in the peripheral region GA, and is provided between the sensor unit 10 and the detection circuit 6.
  • the detection device 1 includes a sensor unit 10, a first electrode selection circuit 15, a detection electrode selection circuit 16, and a detection circuit 6.
  • the detection system 2 includes a detection device 1 and a control circuit 7.
  • the first direction Dx is one direction in a plane parallel to the substrate 3.
  • the second direction Dy is one direction in a plane parallel to the substrate 3 and is a direction orthogonal to the first direction Dx.
  • the second direction Dy may intersect with the first direction Dx without being orthogonal to each other.
  • the third direction Dz is a direction orthogonal to the first direction Dx and the second direction Dy, and is a normal direction of the substrate 3.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the detection system according to the first embodiment.
  • the detection system 2 includes a detection device 1 and a control circuit 7 as a host device of the detection device 1.
  • the detection device 1 includes a sensor unit 10, a detection control unit 11, a first electrode selection circuit 15, a detection electrode selection circuit 16, a detection unit 40, and a processing unit 50.
  • the control circuit 7 shown in FIG. 3 includes a detection control unit 11.
  • the detection circuit 6 shown in FIG. 3 includes a detection unit 40 and a processing unit 50.
  • the sensor unit 10 performs detection according to the second drive signal Vtx2 supplied from the first electrode selection circuit 15. That is, a plurality of first electrodes Tx (see FIG. 6) are individually or simultaneously selected by the operation of the first electrode selection circuit 15. Then, the first electrode selection circuit 15 supplies the second drive signal Vtx2 whose phase is determined based on a predetermined code to each of the selected plurality of first electrodes Tx. Based on the detection principle of the mutual capacitance method, the sensor unit 10 converts changes in the surface irregularities of the finger Fin or the hand close to each other into changes in the electric signal and outputs the changes to the detection circuit 6.
  • the sensor unit 10 can also detect the position (coordinates) of a finger Fin or the like that is in contact with or is close to the sensor unit 10 according to the first drive signal Vtx1 supplied from the first electrode selection circuit 15.
  • the sensor unit 10 scans the first electrode Tx for each first electrode block containing the plurality of first electrode Tx or at a ratio of one for each of the plurality of first electrodes Tx, and detects the entire detection region FA.
  • the sensor unit 10 outputs to the detection circuit 6 a change in the electric signal due to the presence or absence of a finger Fin in contact with the detection surface, based on the detection principle of the mutual capacitance method.
  • the touch detection of the detection surface by the first drive signal Vtx1 requires only the coordinates of the finger to be detected and specified, so that the detection resolution is lower than the detection by the second drive signal Vtx2.
  • the detection control unit 11 is a circuit that supplies control signals to the first electrode selection circuit 15, the detection electrode selection circuit 16, and the detection unit 40, respectively, and controls their operations.
  • the detection control unit 11 includes a drive unit 11a and a clock signal output unit 11b.
  • the drive unit 11a supplies the power supply voltage Vdd to the first electrode selection circuit 15.
  • the detection control unit 11 supplies various control signals Vctrl to the first electrode selection circuit 15 based on the clock signal of the clock signal output unit 11b.
  • the first electrode selection circuit 15 is a circuit that simultaneously or individually selects a plurality of first electrode Tx based on various control signals Vctrl.
  • the first electrode selection circuit 15 supplies the first drive signal Vtx1 or the second drive signal Vtx2 to the plurality of selected first electrodes Tx based on various control signals Vctrl and the power supply voltage Vdd.
  • the first drive signal Vtx1 and the second drive signal Vtx2 have different waveforms themselves including wavelengths and amplitudes, and also include those having the same waveform but different periods of output to the sensor unit 10.
  • the sensor unit 10 has a plurality of first detection modes M1, second detection mode M2, third detection mode M3, and fourth detection mode by differentiating the selection state of the first electrode Tx by the first electrode selection circuit 15. M4 (see FIGS. 10 to 13) can be realized.
  • the detection electrode selection circuit 16 is a switch circuit that simultaneously selects a plurality of second electrodes Rx (see FIG. 6).
  • the detection electrode selection circuit 16 selects a plurality of second electrodes Rx based on the second electrode selection signal Vhsel supplied from the detection control unit 11, and connects the plurality of second electrodes Rx to the detection circuit 6. ..
  • the detection unit 40 is a finger on the detection surface at a relatively large pitch based on the control signal supplied from the detection control unit 11 and the first detection signal Vdet1 and the second detection signal Vdet2 supplied from the sensor unit 10. It is a circuit that detects the presence or absence of a touch and detects the fingerprint of the finger at a relatively fine pitch.
  • the detection unit 40 includes a detection signal amplification unit 42, an A / D conversion unit 43, a signal processing unit 44, a coordinate extraction unit 45, a fingerprint image generation unit 46, a detection timing control unit 47, and a first storage unit. It includes 48 and a detection data generation unit 49.
  • the detection timing control unit 47 includes a detection signal amplification unit 42, an A / D conversion unit 43, a signal processing unit 44, a coordinate extraction unit 45, and a fingerprint image based on the control signal supplied from the detection control unit 11.
  • the generation unit 46 and the detection data generation unit 49 are controlled to operate in synchronization with each other. When it is not necessary to distinguish between the first detection signal Vdet1 and the second detection signal Vdet2 in the following description, it is simply referred to as a detection signal Vdet.
  • the first storage unit 48 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a register circuit, or the like. In the present embodiment, the first storage unit 48 stores the touch detection coordinates acquired by the coordinate extraction unit 45 and the fingerprint image generated by the fingerprint image generation unit 46 as buffering data.
  • the sensor unit 10 supplies the first detection signal Vdet1 and the second detection signal Vdet2 to the detection signal amplification unit 42.
  • the detection signal amplification unit 42 amplifies the first detection signal Vdet1 and the second detection signal Vdet2.
  • the A / D conversion unit 43 converts the analog signal output from the detection signal amplification unit 42 into a digital signal.
  • the signal processing unit 44 performs a predetermined decoding process based on the output signal of the A / D conversion unit 43. Specifically, the signal processing unit 44 performs a process of extracting a signal (absolute value
  • the coordinate extraction unit 45 calculates the touch panel coordinates based on the determination result of the signal processing unit 44, and stores the obtained touch panel coordinates in the first storage unit 48 as buffering data.
  • the fingerprint image generation unit 46 generates a fingerprint image based on the determination result of the signal processing unit 44, and stores the obtained fingerprint image as buffering data in the first storage unit 48.
  • the disclosure is not limited by the method for generating a fingerprint image.
  • the coordinate extraction circuit 45 generates a fingerprint image of the finger Fin instead of the fingerprint image generation unit 46.
  • the coordinate extraction circuit alone can form the coordinate position of the finger and the generation of the fingerprint image, and the fingerprint image generation unit becomes unnecessary.
  • the detection data generation unit 49 combines the buffering data stored in the first storage unit 48 and outputs it as a sensor output Vo.
  • the detection device 1 detects a finger Fin that comes into contact with the detection surface of the sensor unit 10 based on the capacitance type detection principle (hereinafter referred to as "touch detection”). Further, the detection device 1 detects a fingerprint by detecting the unevenness of the surface of the finger Fin in contact with the sensor unit 10 based on the capacitance type detection principle (hereinafter, referred to as “fingerprint detection”). ).
  • touch state the state in which the capacitance is changed by the contact of the finger Fin.
  • non-touch state a state in which the capacity is not changed by the finger Fin.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the basic principle of touch detection of the mutual capacitance method. Note that FIG. 5 also shows a detection circuit.
  • the capacitive element C1 includes a pair of electrodes, a drive electrode E1 and a detection electrode E2 that are arranged so as to face each other with the dielectric D interposed therebetween.
  • an electric field (not shown) formed between the facing surfaces of the drive electrode E1 and the detection electrode E2
  • an electric field extending from the end of the drive electrode E1 toward the upper surface of the detection electrode E2 is generated. ..
  • One end of the capacitive element C1 is connected to an AC signal source (drive signal source), and the other end is connected to the voltage detector DET.
  • the voltage detector DET is, for example, an integrating circuit included in the detection unit 40 shown in FIG.
  • An AC square wave Sg having a predetermined frequency (for example, about several kHz to several hundred kHz) is applied from the AC signal source to the drive electrode E1 (one end of the capacitive element C1).
  • a current corresponding to the capacitance value of the capacitance element C1 flows through the voltage detector DET.
  • the voltage detector DET converts the fluctuation of the current corresponding to the AC square wave Sg into the fluctuation of the voltage.
  • the capacitive element C1 gradually acts as a capacitive element having a smaller capacitive value in response to the approach than the capacitive value in the non-contact state.
  • the amplitude of the voltage signal output from the voltage detector DET becomes smaller as the finger Fin approaches the contact state as compared with the non-contact state.
  • of this voltage difference changes according to the influence of the finger Fin in contact with the detection surface.
  • the detection unit 40 determines whether or not the finger Fin is in contact with the detection surface by comparing the absolute value
  • the detection unit 40 determines the unevenness of the finger Fin based on the absolute value
  • the fingerprint image is data as surface information formed based on outputs from a plurality of second electrodes Rx, and is a touch that specifies one or several coordinate positions on the detection surface. It is different from the coordinates (point information). More specifically, the fingerprint image is a collection of detection data in a plurality of detection unit regions, and each detection data includes, for example, the coordinates of the detection unit region and the determination result of unevenness at each coordinate position. As for the judgment of the unevenness, it is possible to adopt a binary judgment result such that the detection result is judged to be concave when the detection result is larger than the threshold value and the detection result is judged to be convex when the detection result is larger than the threshold value as described above. can. Further, instead of this, the actual detection signal may be more finely digitized data based on a plurality of threshold values. By accumulating the data for each of these coordinates, surface information with a two-dimensional spread is formed.
  • the present embodiment targets the finger Fin as the detected body and its fingerprint, it goes without saying that the detected body is not limited to the finger and the unevenness of the detected body is not limited to the fingerprint.
  • FIG. 6 is a plan view of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view showing a part of the first electrode and the second electrode.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII'of FIG.
  • the detection device 1 includes a sensor substrate 21 and a plurality of first electrodes Tx and second electrodes Rx provided on the sensor substrate 21.
  • the sensor substrate 21 is a glass substrate having a translucency capable of transmitting visible light.
  • the sensor substrate 21 may be a translucent resin substrate or a resin film made of a resin such as polyimide.
  • the sensor unit 10 is a translucent sensor.
  • the first electrode Tx extends in the first direction Dx, and a plurality of the first electrodes Tx are arranged in the second direction Dy.
  • the second electrode Rx extends in the second direction Dy, and a plurality of the second electrodes Rx are arranged in the first direction Dx.
  • the second electrode Rx extends in a direction intersecting the first electrode Tx in a plan view.
  • Each second electrode Rx is connected to a flexible printed circuit board 76 provided on the short side of the frame region GA of the sensor board 21 via a frame wiring (not shown).
  • the first electrode Tx and the second electrode Rx are provided in the detection region FA.
  • the first electrode Tx is made of a translucent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • the second electrode Rx is made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the first electrode Tx may be made of a metal material, and the second electrode Rx may be made of ITO. However, by using the second electrode Rx as a metal material, the resistance related to the detection signal Vdet can be reduced.
  • the first direction Dx is one direction in a plane parallel to the sensor substrate 21, for example, a direction parallel to one side of the detection region FA.
  • the second direction Dy is one direction in a plane parallel to the sensor substrate 21 and is a direction orthogonal to the first direction Dx.
  • the second direction Dy may intersect with the first direction Dx without being orthogonal to each other.
  • plane view refers to a case of being viewed from a direction perpendicular to the sensor substrate 21.
  • Capacitance is formed at the intersection of the second electrode Rx and the first electrode Tx.
  • the first electrode selection circuit 15 selects the first electrode Tx, and at the same time, the first drive signal Vtx1 or the first drive signal Vtx1 or the first is sent to the selected first electrode Tx. 2 Drive signal Vtx2 is supplied.
  • fingerprint detection is performed by outputting a detection signal Vdet corresponding to a capacitance change due to surface irregularities of a finger or the like that is in contact with or adjacent to the second electrode Rx.
  • touch detection is performed by outputting a detection signal Vdet corresponding to a change in capacitance due to contact or a nearby finger or the like from the second electrode Rx.
  • the first electrode selection circuit 15 includes a first selection circuit 151, a second selection circuit 152, a third selection circuit 153, and a first electrode block selection circuit 154.
  • first selection circuit 151, the second selection circuit 152, the third selection circuit 153, and the first electrode block selection circuit 154 are not limited to the configurations provided as individual circuits.
  • the first electrode selection circuit 15 may be provided as one integrated circuit including the functions of the first selection circuit 151, the second selection circuit 152, the third selection circuit 153, and the first electrode block selection circuit 154.
  • the first electrode selection circuit 15 may be a semiconductor integrated circuit (IC).
  • the second electrode Rx is a zigzag-shaped line and has a longitudinal axis in the second direction Dy as a whole.
  • the second electrode Rx has a plurality of first straight line portions 26a, a plurality of second straight line portions 26b, and a plurality of bending portions 26x.
  • the second straight line portion 26b extends in a direction intersecting with the first straight line portion 26a.
  • the bent portion 26x connects the first straight line portion 26a and the second straight line portion 26b.
  • the first straight line portion 26a extends in a direction intersecting the first direction Dx and the second direction Dy.
  • the second straight line portion 26b also extends in a direction intersecting the first direction Dx and the second direction Dy.
  • the first straight line portion 26a and the second straight line portion 26b are arranged so as to be symmetrical with respect to a virtual line (not shown) parallel to the first direction Dx.
  • the first straight line portion 26a and the second straight line portion 26b are alternately connected in the second direction Dy.
  • the arrangement interval of the bent portion 26x in the second direction Dy is set to Pry. Further, the arrangement interval of the bent portions 26x in the first direction Dx between the adjacent second electrodes Rx is defined as Prx. In this embodiment, for example, Prx ⁇ Pry is preferable.
  • the second electrode Rx is not limited to the zigzag shape, and may have other shapes such as a wavy line shape and a linear shape.
  • the plurality of first electrodes Tx-1, Tx-2, Tx-3, Tx-4 ... Have a plurality of electrode portions 23a, 23b and a plurality of connection portions 24, respectively.
  • the first electrode Tx when it is not necessary to distinguish and explain the first electrode Tx-1, Tx-2, Tx-3, Tx-4 ..., it is simply referred to as the first electrode Tx.
  • the first electrodes Tx-1 and Tx-2 intersecting the second straight line portion 26b of the second electrode Rx include an electrode portion 23a having two sides parallel to the second straight line portion 26b.
  • the first electrodes Tx-3 and Tx-4 intersecting the first straight line portion 26a of the second electrode Rx include an electrode portion 23b having two sides parallel to the first straight line portion 26a.
  • a plurality of electrode portions 23a and 23b are arranged along the second electrode Rx. As a result, the separation distance between the zigzag-shaped second electrode Rx and the electrode portions 23a and 23b can be made constant in a plan view.
  • the plurality of electrode portions 23a are arranged in the first direction Dx and are arranged apart from each other. Further, in each of the plurality of first electrodes Tx, the connecting portion 24 connects the adjacent electrode portions 23a among the plurality of electrode portions 23a. Further, in a plan view, each of the plurality of second electrodes Rx passes between the adjacent electrode portions 23a and intersects with the connecting portion 24.
  • the first electrodes Tx-3 and Tx-4 have the same configuration.
  • the second electrode Rx is a thin metal wire, and the width of the first direction Dx of the second electrode Rx is smaller than the width of the first direction Dx of the electrode portions 23a and 23b. With such a configuration, the area where the first electrode Tx and the second electrode Rx overlap is reduced, and the parasitic capacitance can be suppressed.
  • the arrangement interval of the first electrode Tx in the second direction Dy is Pt.
  • the arrangement interval Pt is about 1 ⁇ 2 of the arrangement interval Pry of the bent portion 26x of the second electrode Rx.
  • the arrangement interval Pt is not limited to this, and may be other than a half-integer multiple of the arrangement interval Pry.
  • the arrangement interval Pt is, for example, 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the connecting portions 24 adjacent to the first direction Dx have an arrangement interval Pb in the second direction Dy and are arranged alternately.
  • the electrode portions 23a and 23b have parallel four-sided shapes, respectively, but may have other shapes.
  • the electrode portions 23a and 23b may have a rectangular shape, a polygonal shape, or an irregular shape.
  • the cross section of the frame region GA is a cross section obtained by cutting a portion including the thin film transistor Tr included in the first electrode selection circuit 15.
  • FIG. 8 in order to show the relationship between the layer structure of the detection region FA and the layer structure of the frame region GA, a cross section of the detection region FA along the VII-VII'line and a cross section of the portion of the frame region GA including the thin film transistor Tr are shown. And are shown schematically connected.
  • the detection device 1 is provided with a thin film transistor Tr in the frame region GA.
  • the thin film transistor Tr includes a semiconductor layer 61, a source electrode 62, a drain electrode 63, and a gate electrode 64.
  • the gate electrode 64 is provided on the sensor substrate 21.
  • the first interlayer insulating film 81 is provided on the sensor substrate 21 and covers the gate electrode 64.
  • As the material of the gate electrode 64 aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), molybdenum (Mo) or an alloy thereof is used.
  • As the material of the first interlayer insulating film 81 a silicon oxide film (SiO), a silicon nitride film (SiN), or a silicon oxide nitride film (SiON) is used.
  • the first interlayer insulating film 81 is not limited to a single layer, and may be a film having a laminated structure.
  • the first interlayer insulating film 81 may be a film having a laminated structure in which a silicon nitride film is formed on a silicon oxide film.
  • the semiconductor layer 61 is provided on the first interlayer insulating film 81.
  • the second interlayer insulating film 82 is provided on the first interlayer insulating film 81 and covers the semiconductor layer 61.
  • the semiconductor layer 61 is exposed at the bottom of the contact hole provided in the second interlayer insulating film 82.
  • As the material of the semiconductor layer 61 polysilicon or an oxide semiconductor is used.
  • As the material of the second interlayer insulating film 82 a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxide nitride film is used.
  • the second interlayer insulating film 82 is not limited to a single layer, and may be a film having a laminated structure.
  • the second interlayer insulating film 82 may be a film having a laminated structure in which a silicon nitride film is formed on a silicon oxide film.
  • the source electrode 62 and the drain electrode 63 are provided on the second interlayer insulating film 82.
  • the source electrode 62 and the drain electrode 63 are connected to the semiconductor layer 61 via contact holes provided in the second interlayer insulating film 82, respectively.
  • titanium aluminum (TiAl) which is an alloy of titanium and aluminum, is used.
  • an insulating resin layer 27, an electrode portion 23b of the first electrode Tx, and a connecting portion 24 are provided on the second interlayer insulating film 82.
  • the resin layer 27 provided in the frame region GA covers the source electrode 62 and the drain electrode 63. Further, the drain electrode 63 is electrically connected to the first electrode Tx via a contact hole provided in the resin layer 27 provided in the frame region GA.
  • the resin layer 27 provided in the detection region FA has a first resin layer 27A and a second resin layer 27B that is thinner than the first resin layer 27A.
  • the first resin layer 27A covers a portion of the connecting portion 24 located directly below the second electrode Rx.
  • the second resin layer 27B provided in the detection region FA covers a portion of the connecting portion 24 located directly below the electrode portion 23b.
  • Contact holes H1 and H2 are provided in the second resin layer 27B.
  • the peripheral edge portion of the electrode portion 23b is connected to the connection portion 24 via the contact holes H1 and H2.
  • the electrode portion 23b is in contact with the second interlayer insulating film 82.
  • the second electrode Rx is provided on the first resin layer 27A.
  • the second electrode Rx has, for example, a first metal layer 141, a second metal layer 142, and a third metal layer 143.
  • the second metal layer 142 is provided on the third metal layer 143, and the first metal layer 141 is provided on the second metal layer 142.
  • molybdenum or a molybdenum alloy is used as the material of the first metal layer 141 and the third metal layer 143.
  • Aluminum or an aluminum alloy is used as the material of the second metal layer 142.
  • the molybdenum or molybdenum alloy constituting the first metal layer 141 has a lower visible light reflectance than the aluminum or aluminum alloy constituting the second metal layer 142. This makes it possible to make the second electrode Rx invisible.
  • An insulating film 83 is provided on the resin layer 27, the electrode portion 23b, and the second electrode Rx. The upper surface and the side surface of the second electrode Rx are covered with the insulating film 83.
  • a film having a high refractive index and a low reflectance such as a silicon nitride film, is used.
  • the first electrode Tx and the second electrode Rx are formed on the same sensor substrate 21.
  • the first electrode Tx and the second electrode Rx are provided in different layers via the resin layer 27 which is an insulating layer.
  • the detection period in the detection device 1 includes a first period in which a touch detection period (coordinate detection period) for executing touch detection is continuously provided, a touch detection period, and a fingerprint detection period (plane) for executing fingerprint detection. It has a second period in which the information detection period) is alternately and repeatedly provided.
  • FIG. 9 is a timing chart showing an example of the switching operation between the first period and the second period.
  • TP indicates a touch detection period (coordinate detection period)
  • FP indicates a fingerprint detection period (plane information detection period).
  • the detection device 1 switches between the first period and the second period according to the touch determination result in the touch detection period TP of the first period and the second period. More specifically, as shown in FIG. 9, when a touch state is detected in the touch detection period TP of the first period, the process shifts to the second period, and the touch detection period TP of the second period does not touch. When it is detected that it is in a state, it shifts to the first period.
  • FIG. 9 shows an example in which touch detection and fingerprint detection are alternately executed in the second period, but the present invention is not limited to this, and for example, the fingerprint detection is executed after a plurality of touch detection executions. Is also good.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a first detection mode for executing touch detection during the touch detection period.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a second detection mode for executing fingerprint detection during the fingerprint detection period.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a third detection mode for performing fingerprint detection during the fingerprint detection period.
  • the detection device 1 scans the entire surface of the detection region FA at the first detection pitch Pts, which is larger than that of the second detection mode M2 (see FIG. 11). , Finger Fin, etc., more specifically, the position of the finger on the detection surface (the coordinate position of the finger on the detection surface) is detected.
  • the first electrode selection circuit 15 bundles a plurality of first electrodes Tx adjacent to each other or arranged at a predetermined pitch to form a first electrode block, and first drives each of the first electrode blocks.
  • the signal Vtx1 is supplied.
  • the same first drive signal Vtx1 is supplied to a plurality of first electrodes Tx included in at least one first electrode block BK.
  • the detection electrode selection circuit 16 bundles a plurality of second electrodes Rx adjacent to each other or arranged at a predetermined pitch to form a second electrode block, and each second electrode block is second.
  • the drive signal Vtx2 may be supplied. Further, all the second electrodes Rx may be connected to the detection unit 40, respectively.
  • the detection device 1 scans the entire surface of the detection region FA with a second detection pitch Pf smaller than that of the first detection mode M1 (see FIG. 10).
  • Finger Fin, etc. more specifically, the unevenness of the surface of the detected object on the detection surface (for example, the fingerprint image of the detected object in contact with the detection surface) is detected.
  • the first electrode selection circuit 15 supplies the second drive signal Vtx2 whose phase is determined based on a predetermined code to each of the plurality of first electrodes Tx. Further, the first electrode selection circuit 15 can also adopt a configuration in which each first electrode is individually scanned and a pulse wave as a second drive signal Vtx2 is supplied in association with the scanning.
  • the supply of the second drive signal Vtx2 includes any of these aspects.
  • the detection device 1 can perform detection at a second detection pitch Pf smaller than that of the first detection mode M1. More specifically, even if the finger is in contact with the detection surface when viewed from a macro perspective, a part of the finger is detected due to the unevenness of the finger surface when viewed from a micro perspective. It comes into contact with the surface, and a part of it is slightly separated from the detection surface.
  • the unevenness of the surface of the object to be detected here, the unevenness of the surface of the finger, that is, the fingerprint
  • the second detection pitch may be smaller than the first detection pitch, and the smallest second detection pitch is two adjacent first electrodes or two adjacent detection electrodes intersecting them. Is the pitch formed by.
  • the detection device 1 performs detection on the entire surface of the detection area FA. Therefore, the detection device 1 is not limited to fingerprint detection only, and can detect, for example, a palm print. Alternatively, the detection device 1 can detect the shape of the hand in contact with or close to the detection area FA and specify the position of the fingertip. In this case, the fingerprint can be detected by performing signal processing or arithmetic processing only in the area where the fingertips are in contact with or close to each other.
  • touch detection is executed by the first detection mode M1
  • touch detection by the first detection mode M1 and fingerprint detection by the second detection mode M2 are repeatedly executed.
  • the area where fingerprint detection is performed on the detection surface may be a part of the detection surface.
  • the detection device 1 performs detection at the second detection pitch Pf in the first partial region FA1 of a part of the detection region FA.
  • the first electrode selection circuit 15 supplies the second drive signal Vtx2 only to the plurality of first electrodes Tx included in the first partial region FA1.
  • the detection device 1 can perform detection at the second detection pitch Pf.
  • the first partial region FA1 is a preset fixed region. However, the position and size of the first partial region FA1 may be changed as appropriate.
  • the fingerprint detection may be executed in the third detection mode M3. Specifically, in the first period, touch detection is executed by the first detection mode M1, and in the second period, touch detection by the first detection mode M1 and fingerprint detection by the third detection mode M3 are repeatedly executed. As a result, although the region for performing fingerprint detection is limited to the first partial region FA1 which is smaller than the detection region FA, the fingerprint detection period FP can be shortened and the time required for detection can be shortened.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a fourth detection mode for repeatedly executing touch detection and fingerprint detection.
  • the detection device 1 executes touch detection in the first detection mode M1 in the touch detection period TP of the first period, and detects whether or not a finger is in contact with the detection surface.
  • the detection device 1 shifts to the second period, and repeatedly executes touch detection by the first detection mode M1 and fingerprint detection by the fourth detection mode M4.
  • the detection device 1 performs detection at the second detection pitch Pf only in the second partial region FA2 which is a predetermined region including the position where the finger Fin or the like is detected.
  • the position and size of the second partial region FA2 can be changed based on the information such as the finger Fin detected in the touch detection period TP.
  • fingerprint detection in the fourth detection mode M4 may be performed based on the detection result in the first detection mode M1.
  • the area of the second partial region FA2 can be reduced, so that the time required for detection can be shortened.
  • the processing unit 50 includes a touch determination unit 51, a second storage unit 52, a coordinate determination unit 53, an authentication determination unit 54, and a third storage unit 55.
  • the second storage unit 52 and the third storage unit 55 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a register circuit, or the like.
  • the second storage unit 52 stores the fingerprint image output as the sensor output Vo from the detection unit 40 as buffering data.
  • the third storage unit 55 stores the fingerprint image stored as buffering data in the second storage unit 52 as authentication data. Further, the third storage unit 55 stores the determination result by the authentication determination unit 54.
  • the touch determination unit 51 determines whether or not it is in the touch state based on the sensor output Vo output from the detection unit 40. Specifically, for example, when the touch determination unit 51 determines that the touch state is in the touch detection period TP of the first period, the touch determination unit 51 outputs a first control signal for shifting to the second period to the detection control unit 11. do. Further, for example, when the touch determination unit 51 determines that the touch detection period TP in the second period is in the non-touch state, the detection control unit 11 and the authentication determination determine the second control signal for shifting to the first period. Output to unit 54.
  • the coordinate determination unit 53 stores the sensor output Vo output from the detection data generation unit 49 of the detection unit 40 in the second storage unit 52 as buffering data. More specifically, after the detection period enters the second period, the touch panel coordinates detected in the touch detection period by the detection data generation unit 49 and the fingerprint image generated in the fingerprint detection period immediately after the touch detection period. The data is combined, and the combined data is output to the processing unit 50 as a sensor output Vo. The touch panel coordinates and the fingerprint image data in such a set are stored in the second storage unit 52 as buffering data.
  • the coordinate determination unit 53 obtains a difference value between the touch panel coordinates stored as buffering data in the second storage unit 52 and the touch panel coordinates acquired after the fingerprint detection period FP of the second period, and the difference value is obtained.
  • the fingerprint image generated in the immediately preceding fingerprint detection period FP and stored in the second storage unit 52 as buffering data is discarded.
  • the coordinate determination unit 53 obtains a difference value between the touch panel coordinates stored as buffering data in the second storage unit 52 and the touch panel coordinates acquired after the fingerprint detection period FP of the second period, and the difference value is obtained.
  • the fingerprint image generated in the immediately preceding fingerprint detection period FP and stored in the second storage unit 52 as buffering data is stored in the third storage unit 55 as authentication data.
  • the authentication determination unit 54 performs an authentication determination of the authentication data stored in the third storage unit 55 based on the second control signal from the touch determination unit 51, and stores the authentication result in the third storage unit 55.
  • the present disclosure is not limited by this authentication determination method.
  • FIG. 14A is a flowchart showing an example of authentication data acquisition processing in the processing unit of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of authentication processing in the processing unit of the detection device according to the first embodiment.
  • the touch determination unit 51 determines whether or not it is in the touch state based on the touch panel coordinates acquired in the touch detection period of the first period (step S101). If it is not in the touch state (step S101; No), the touch determination unit 51 repeatedly executes the process of step S101.
  • the touch determination unit 51 When it is determined that the touch state is reached (step S101; Yes), the touch determination unit 51 outputs the first control signal to the detection control unit 11 (step S102). As a result, the detection device 1 shifts to the second period.
  • the sensor output Vo (n) in the second period thereafter is acquired in the touch panel coordinates (x n , y n ) acquired in the touch detection period TP (n) and the fingerprint detection period FP (n) immediately after the touch detection period. It is paired with the fingerprint image data (Dn) that has been created.
  • the coordinate determination unit 53 receives the sensor output Vo (n) from the detection data generation unit 49 of the detection unit 40, and the touch panel coordinates (x n , y n ) acquired in the touch detection period TP (n) of the second period. , And the fingerprint image data (Dn) acquired in the fingerprint detection period FP ( n ) of the second period is stored in the second storage unit 52 as buffering data (step S103).
  • the coordinate determination unit 53 determines the touch panel coordinates (x n + 1 , y) of the touch detection period TP (n + 1) included in the next sensor output Vo (n + 1). n + 1 ) and the fingerprint image data (D n + 1 ) of the fingerprint detection period FP (n + 1) are further stored in the second storage unit 52 as buffering data (step S108).
  • the coordinate determination unit 53 determines the difference between two consecutive touch panel coordinates stored in the second storage unit 52, that is, the touch panel coordinates (x n , y n ) and the touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1 ). It is determined whether or not the value ( ⁇ x, ⁇ y) is equal to or less than the predetermined value (step S109).
  • step S109 When the difference value ( ⁇ x, ⁇ y) is larger than the predetermined value (step S109; No), the coordinate determination unit 53 uses the touch panel coordinates (x n , y n ) stored in the second storage unit 52 and the fingerprint image data (D). n ) is discarded (step S110), and the process proceeds to step S113.
  • the predetermined value is preferably 0.
  • the coordinate determination unit 53 uses the fingerprint image data ( Dn ) stored in the second storage unit 52 as authentication data. 3 Stored in the storage unit 55 (step S111). At this time, the processing unit 50 increments the authentication data storage number m (step S112), and shifts to the processing of step S113. As a result, a plurality of fingerprint image data are sequentially accumulated as authentication data.
  • step S113 the processing unit 50 determines whether or not the authentication data storage number m is smaller than the upper limit value M of the predetermined authentication data storage number.
  • step S113 When the authentication data storage number m is smaller than the upper limit value M of the predetermined authentication data storage number (step S113; Yes), the process proceeds to step S114.
  • step S114 the processing unit 50 determines whether or not the authentication data acquisition time (count value) t is smaller than the upper limit value T of the predetermined authentication data acquisition time.
  • the processing unit 50 has the authentication data storage number m and the authentication data acquisition time.
  • the touch determination unit 51 outputs the second control signal to the detection control unit 11 (step S107).
  • the detection device 1 shifts to the first period and repeatedly executes the processes after step S101.
  • step S114 When the authentication data acquisition time (count value) t is smaller than the upper limit value T of the predetermined authentication data acquisition time (step S114; Yes), the touch panel coordinates (x n + 1 , y) acquired in the touch detection period TP (n + 1). With n + 1 ) as the touch panel coordinates (x n , y n ) acquired in the touch detection period TP (n) (step S115), the processes after step S103 are repeatedly executed.
  • step S104 determines whether it is determined that the touch state is not reached in the second period (step S104; No), whether the authentication data storage number m has reached the upper limit value M of the predetermined authentication data storage number (step S113; No), or authentication.
  • the processing unit 50 stores the data in the third storage unit 55.
  • the plurality of authenticated data for authentication are retained as protected data, and the authentication process shown in FIG. 15 is executed.
  • the authentication determination unit 54 determines whether or not there is authentication data (hereinafter, also referred to as “pre-judgment data”) before authentication determination stored in the third storage unit 55 as protected data (step S201).
  • pre-judgment data hereinafter, also referred to as “pre-judgment data”
  • the authentication determination unit 54 reads the remaining pre-judgment data from the third storage unit 55 (step S202), and performs a predetermined authentication determination process. It is executed (step S203), and the result of the authentication determination process is stored in the third storage unit 55 (step S204).
  • the verification data required for the authentication determination process is previously sent from the host to the authentication determination unit 54 and stored.
  • step S201 When the pre-judgment data does not remain in the third storage unit 55 (step S201; No), the authentication process shown in FIG. 15 is terminated.
  • the authentication data By storing the authentication data as protected data in the third storage unit 55, it is possible to manage the authentication data in time series, prioritize, and the like.
  • the processing unit 50 outputs the authentication determination processing result stored in the third storage unit 55 in response to the authentication result request from the host device, the higher-level control circuit 7.
  • the third storage unit 55 has touch panel coordinates (x n , y n ) which are touch detection coordinates in the touch detection period TP (n), and touch detection.
  • a fingerprint image is acquired when the difference value ( ⁇ x, ⁇ y) from the touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1 ), which is the touch detection coordinates in the period TP (n + 1), is less than a predetermined value (step S109; Yes). Can be accumulated. This makes it possible to improve the accuracy of the fingerprint image used in the authentication process shown in FIG.
  • the authentication determination process result is stored in the third storage unit 55 before the authentication result request.
  • the time loss for the authentication result request can be reduced.
  • the authentication result can be accumulated regardless of whether or not the authentication result is requested from the host device, and as a result, the time loss associated with fingerprint authentication can be reduced.
  • the upper limit value M is provided for the authentication data storage number m and the upper limit value T is provided for the authentication data acquisition time (count value) t has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the upper limit value M may not be provided for the authentication data storage number m, and the reset process of the authentication data storage number m in steps S112 and S113 and step S106 shown in FIG. 14A may be omitted, or authentication may be performed.
  • the upper limit value T may not be provided for the data acquisition time (count value) t, and the reset process of the authentication data acquisition time (count value) t in steps S114 and S106 shown in FIG. 14A may be omitted. ..
  • the detection device 1 capable of improving the authentication accuracy.
  • FIG. 14B is a modified example of the authentication data acquisition process shown in FIG. 14A. Where the content overlaps with FIG. 14A, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.
  • step S113 whether the authentication data storage number m has reached the upper limit value M of the predetermined data storage number (step S113; No), or the authentication data acquisition time (count value) t is for predetermined authentication.
  • step S104 When the touch state is determined to be No in step S104, that is, when it is determined that the finger is away from the detection surface, the touch determination unit 51 has touch panel coordinates (x n , y n ) stored in the second storage unit 52. And the fingerprint image data ( Dn ) is discarded (step S105). Further, the processing unit 50 determines whether or not the authentication data storage number m is less than the value MT of the predetermined data storage number (step S121), and further, the authentication data acquisition time (count value) t is predetermined. It is determined whether or not the data acquisition time value is less than TT (step S122).
  • step S121 or step S122 the processing unit 50 authenticates to the third storage unit 55, assuming that the fingerprint image data (authentication data) for shifting to the fingerprint authentication is not sufficiently accumulated.
  • the touch determination unit 51 outputs the second control signal to the detection control unit 11 (step S126). As a result, the detection device 1 shifts to the first period and repeatedly executes the processes after step S101.
  • the processing unit 50 considers that the fingerprint image data (data for authentication) for shifting to the fingerprint authentication is sufficiently accumulated, and the third storage unit 55.
  • a plurality of fingerprint image data stored as accumulated data in the third storage unit 55 are held as protected data for authentication and stored in the third storage unit 55 (step S123).
  • the authentication determination unit 54 executes the fingerprint authentication shown in FIG. 15 using the protect data stored in the third storage unit 55. Further, the touch determination unit 51 outputs the second control signal to the detection control unit 11 (step S127). As a result, the detection device 1 shifts to the first period and repeatedly executes the processes after step S101.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of the detection system according to the second embodiment. It should be noted that duplicate description will be omitted for the components equivalent to or the same as those in the first embodiment described above.
  • the detection system 2a shown in FIG. 16 includes a detection device 1a and a control circuit 7a.
  • the control circuit 7a includes a detection control unit 11 and a processing unit 50. Further, the detection circuit 6a includes a detection unit 40.
  • FIG. 17 is a sequence diagram showing a specific example of the authentication data acquisition process of the detection system according to the second embodiment. Since the flowchart of the authentication data acquisition process according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the overlapping process will be described with reference to FIG. 14A.
  • the control circuit 7a touches based on the touch panel coordinates acquired in the touch detection period of the first period (step S2). It is determined whether or not it is in a state (step S101 in FIG. 14A), and when it is determined that it is in a touch state (step S101; Yes), the first control signal is output to the detection device 1a (step S102 in FIG. 14A). ). As a result, the detection circuit 6a shifts to the second period (step S3).
  • the control circuit 7a receives the sensor output Vo (n) from the detection data generation unit 49 of the detection unit 40, and the touch panel coordinates (x n , y n ) acquired in the touch detection period TP (n) of the second period. Further, the fingerprint image data ( Dn ) (step S4) acquired in the fingerprint detection period FP (n) of the second period is stored in the second storage unit 52 as buffering data (step S103 in FIG. 14A).
  • the control circuit 7a determines whether or not it is in the touch state (step S104 in FIG. 14A) based on the touch panel coordinates (x n , y n ) (step S9), and when it is determined that it is in the touch state (step S104).
  • Step S104; Yes) the touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1) of the touch detection period TP (n + 1) included in the next sensor output Vo (n + 1 ), and the fingerprint image data (D n + 1) of the fingerprint detection period FP (n + 1). ) (Step S4) is further stored in the second storage unit 52 as buffering data (step S108 in FIG. 14A).
  • the control circuit 7a is a difference value between two consecutive touch panel coordinates stored in the second storage unit 52, that is, touch panel coordinates (x n , y n ) and touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1 ). It is determined whether or not ( ⁇ x, ⁇ y) is less than a predetermined value (step S109 in FIG. 14A), and when the difference value ( ⁇ x, ⁇ y) is less than a predetermined value (step S109; Yes), the second storage unit.
  • the fingerprint image data ( Dn ) stored in the 52 is stored in the third storage unit 55 as authentication data (step S111 in FIG. 14A).
  • control circuit 7a uses the touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1 ) acquired in the touch detection period TP (n + 1) as the touch panel coordinates (x n , y n ) acquired in the touch detection period TP (n). (Step S115 in FIG. 14A).
  • step S6 determines whether or not it is in the touch state based on the touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1 ) acquired in the touch detection period TP (n + 1) of the second period (step S6) (step S6).
  • step S104 of FIG. 14A when it is determined that the state is not touched (step S104; No), the touch panel coordinates (x n , y n ) and the fingerprint image data (D n ) stored in the second storage unit 52 are stored. Is discarded (step S110), and the second control signal is output to the detection circuit 6a (step S107 in FIG. 14A). As a result, the detection circuit 6a shifts to the first period (step S7).
  • the control circuit 7a has the touch panel coordinates (x n , y n ) which are the touch detection coordinates in the touch detection period TP (n) and the touch detection coordinates in the touch detection period TP (n + 1). It is possible to acquire a fingerprint image when the difference value ( ⁇ x, ⁇ y) from a certain touch panel coordinates (x n + 1 , y n + 1 ) is less than a predetermined value (step S109; Yes). As a result, highly accurate authentication data can be obtained.
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing a specific example of the authentication process of the detection system according to the second embodiment. Since the flowchart of the authentication process according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the overlapping process will be described with reference to FIG.
  • the control circuit 7a determines the presence / absence of pre-judgment data (step S201), reads out the remaining pre-judgment data (step S202) when the pre-judgment data remains (step S201; Yes), and performs a predetermined authentication determination process. It is executed (step S203), and the result of the authentication determination process is stored (step S204).
  • control circuit 7a determines the presence / absence of the pre-judgment data (step S201), and if the pre-judgment data does not remain (step S201; No), the authentication process ends (step S21).
  • the control circuit 7a outputs the stored authentication determination processing result (step S23) in response to the authentication result request (step S22). As a result, the time loss for the authentication result request can be reduced.
  • control circuit 7a may include only the authentication determination unit 54, and the touch determination unit 51, the second storage unit 52, the coordinate determination unit 53, and the third storage unit 55 may be included in the detection circuit.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of the detection system according to the third embodiment.
  • the detection device 1b includes a sensor unit 10, a detection control unit 11, a first electrode selection circuit 15, a detection electrode selection circuit 16, a detection unit 40, and a processing unit 50.
  • a detection control unit 11 is provided.
  • the detection circuit 6b includes a detection control unit 11, a detection unit 40, and a processing unit 50.
  • the authentication determination processing result stored in the third storage unit 55 of the processing unit 50 is output in response to the authentication result request from the upper control device which is the host device. It is a configuration to do. Also in the configuration according to the third embodiment, the same effect as the configuration described in the above-described first and second embodiments can be obtained.
  • the first storage unit that stores the touch detection coordinates and the fingerprint image as buffering data and the second storage unit that stores the fingerprint image output as the sensor output Vo from the detection unit as buffering data.
  • a configuration is shown in which a fingerprint image stored as buffering data is stored in the second storage unit as authentication data, or a third storage unit for storing the determination result by the authentication determination unit is provided.
  • the composition of the part is not limited to this.
  • the first storage unit, the second storage unit, and the third storage unit may be provided as one storage unit.
  • the second storage unit and the third storage unit of the processing unit may be provided as one storage unit. It may be configured as a storage unit.

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Abstract

認証精度を向上することができる検出装置、表示装置、検出システム、及び検出方法を提供する。検出装置は、センサ部と、センサからの出力を受ける検出部と、当該センサ部と検出部とを駆動制御する検出制御部と、検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、を備える。検出制御部は、センサ部及び検出部を駆動して、センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と、当該指の指紋イメージを検出する指紋検出期間と、を定める。検出部は、タッチ検出期間における指の座標検出と指紋検出期間における指紋イメージ検出とを交互に実行する。処理部は、検出部から指の座標及び指紋イメージを順次取得し、当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された指の座標の差分値を算出し、差分値が所定値以下である場合に、取得した指紋イメージを保持し、差分値が所定値より大きい場合に、取得した指紋イメージを破棄する。

Description

検出装置、表示装置、検出システム、及び検出方法
　本発明は、検出装置、表示装置、検出システム、及び検出方法に関する。
　近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能な検出装置に指紋センサが設けられることがある。例えば、タッチ検出と指紋検出の双方を静電容量方式で実現する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。指紋検出では、指紋の凹凸に応じた容量変化を検出することで検出装置に接触した指の指紋の形状を検出するため、手や指の接触を検出する場合に比べて面積の小さい電極が用いられる。
特開２０１７－１９２１７６号公報
　個人認証等に用いられる指紋検出は、一般に、タッチセンサが搭載される機器のホストデバイスからの指紋取得要求タイミングで行っている。ホストデバイスは、認証結果に応じて（例えば、認証ＮＧとなった場合に）再度指紋取得要求を行う。また、ホストデバイスからの指紋取得要求タイミングで指が動いている（例えば、ユーザーがスワイプ動作をしている）場合、認証ＮＧとなる可能性が高い。このため、認証率の低下やタイムロスを招き、認証精度が低下する可能性がある。
　本発明は、認証精度を向上することができる検出装置、表示装置、検出システム、及び検出方法を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る検出装置は、センサ部と、センサからの出力を受ける検出部と、当該センサ部と検出部とを駆動制御する検出制御部と、前記検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、を備え、前記検出制御部は、前記センサ部及び前記検出部を駆動して、前記センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と、当該指の指紋イメージを検出する指紋検出期間と、を定め、前記検出部は、前記タッチ検出期間における前記指の座標検出と前記指紋検出期間における前記指紋イメージの検出とを交互に実行し、前記処理部は、前記検出部から前記指の座標及び前記指紋イメージを順次取得し、当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された前記指の座標の差分値を算出し、前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した指紋イメージを保持し、前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した指紋イメージを破棄する。
　本開示の一態様に係る表示装置は、上記検出装置と、画像を表示するための表示領域が前記検出装置の検出領域に重なって設けられている表示パネルと、を有する。
　本開示の一態様に係る検出システムは、センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と、前記指の指紋を検出する指紋検出期間と、を定める検出装置と、前記検出装置の出力に応じた処理を行う制御回路と、を含み、前記検出装置は、前記タッチ検出期間と前記指紋検出期間とを交互に定め、前記制御回路は、指紋検出期間において指紋イメージを取得し、当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された前記指の座標の差分値を算出し、前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した指紋イメージを保持し、前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した指紋イメージを破棄する。
　本開示の一態様に係る検出方法は、センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と前記指の指紋を検出する指紋検出期間とが交互に設けられ、指紋検出期間において指紋イメージを取得するステップと、当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された前記指の座標の差分値を算出するステップと、前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した指紋イメージを保持するステップと、前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した指紋イメージを破棄するステップと、を有する。
　本開示の一態様に係る検出装置は、センサ部と、センサからの出力を受ける検出部と、当該センサ部と検出部とを駆動制御する検出制御部と、前記検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、を備え、前記検出制御部は、前記センサ部及び前記検出部を駆動して、前記センサ部に接触又は近接する被検出体の座標を検出する座標検出期間と、前記被検出体の表面の凹凸パターンを検出する面情報検出期間と、を定め、前記検出部は、前記座標検出期間における前記被検出体の座標検出と前記面情報検出期間における前記凹凸パターンの検出とを交互に実行し、前記処理部は、前記検出部から前記被検出体の座標及び前記凹凸パターンを取得し、当該凹凸パターンを取得した面情報検出期間の前後の座標検出期間にて検出された前記被検出体の座標の差分値を算出し、前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した凹凸パターンを保持し、前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した凹凸パターンを破棄する。
図１は、実施形態に係る検出装置を有する表示装置の平面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿う断面図である。 図３は、実施形態に係る検出システムを示す平面図である。 図４は、実施形態１に係る検出システムの構成例を示すブロック図である。 図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。 図６は、実施形態１に係る検出装置の平面図である。 図７は、第１電極及び第２電極の一部を拡大して示す平面図である。 図８は、図７のＶＩＩ－ＶＩＩ’線に沿う断面図である。 図９は、第１期間と第２期間との切替動作の一例を示すタイミングチャートである。 図１０は、タッチ検出期間においてタッチ検出を実行するための第１検出モードの一例を示す図である。 図１１は、指紋検出期間において指紋検出を実行するための第２検出モードの一例を示す図である。 図１２は、指紋検出期間において指紋検出を実行するための第３検出モードの一例を示す図である。 図１３は、タッチ検出と指紋検出とを繰り返し実行するための第４検出モードの一例を示す図である。 図１４Ａは、実施形態１に係る検出装置の処理部における認証用データ取得処理の一例を示すフローチャートである。 図１４Ｂは、図１４Ａに示す認証用データ取得処理の変形例を示す図である。 図１５は、実施形態１に係る検出装置の処理部における認証処理の一例を示すフローチャートである。 図１６は、実施形態２に係る検出システムの構成例を示すブロック図である。 図１７は、実施形態２に係る検出システムの認証用データ取得処理の具体例を示すシーケンス図である。 図１８は、実施形態２に係る検出システムの認証処理の具体例を示すシーケンス図である。 図１９は、実施形態３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（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。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。なお、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。
　図１は、実施形態に係る検出装置を有する表示装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ’線に沿う断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置１００は、表示領域ＡＡと、額縁領域ＧＡと、検出領域ＦＡとを有する。表示領域ＡＡは表示パネル３０の画像を表示する領域である。額縁領域ＧＡは、表示領域ＡＡの外側の領域である。検出領域ＦＡは、接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出する領域である。検出領域ＦＡは、表示領域ＡＡの全面に重なって設けられる。
　図２に示すように、本実施形態の表示装置１００は、カバー部材１０１と、検出装置１と、表示パネル３０とを含む。カバー部材１０１は、第１面１０１ａと、第１面１０１ａと反対側の第２面１０１ｂとを有する板状の部材である。カバー部材１０１の第１面１０１ａは、検出装置１の検出面であり、検出面に被検出体が接触することにより、当該被検出体の検出面上における平面的な座標位置、及び当該被検出体の表面の凹凸が検出される。なお、本実施形態においては、被検出体は使用者の手指であり、被検出体の表面の凹凸とは指紋を含む。また、以下では被検出体を指として説明をしているが、当該被検出体としては、指に替えて掌や足の裏等、使用者の身体の他の部位でも構わない。その場合、表面の凹凸（凹凸パターン）としては掌紋や足紋、趾紋等当該他の部位の皮膚紋理となる。
　カバー部材１０１の第１面１０１ａは、表示パネル３０の画像を表示する表示面であり、使用者が当該画像を観察する観察面ともなる。カバー部材１０１の第２面１０１ｂ側に、表示パネル３０及び検出装置１のセンサ部１０が設けられる。カバー部材１０１はセンサ部１０及び表示パネル３０を保護するための部材であり、センサ部１０及び表示パネル３０を覆って設けられる。カバー部材１０１は、例えばガラス基板、又は樹脂基板である。
　なお、カバー部材１０１、センサ部１０及び表示パネル３０は、平面視で長方形状である場合に限られず、円形状、長円形状、或いは、これらの外形形状の一部を欠落させた異形状の構成であってもよい。また、例えば、カバー部材１０１が円形状であり、センサ部１０及び表示パネル３０が正多角形状等である場合のように、カバー部材１０１と、センサ部１０及び表示パネル３０との外形形状が異なっていてもよい。カバー部材１０１は、平板状のみならず、例えば表示領域ＡＡが曲面で構成され、或いは額縁領域ＧＡが表示パネル３０側に湾曲する等、曲面を有する曲面ディスプレイも採用可能である。
　図１及び図２に示すように、額縁領域ＧＡにおいて、カバー部材１０１の第２面１０１ｂに加飾層１１０が設けられている。加飾層１１０は、カバー部材１０１よりも光の透過率が小さい着色層である。加飾層１１０は、額縁領域ＧＡに重畳して設けられる配線や回路等が観察者に視認されることを抑制することができる。図２に示す例では、加飾層１１０は第２面１０１ｂに設けられているが、第１面１０１ａに設けられていてもよい。また、加飾層１１０は、単層に限定されず、複数の層を重ねた構成であってもよい。
　検出装置１は、カバー部材１０１の第１面１０１ａに接触又は近接する指Ｆｉｎ等の表面の凹凸を検出するセンサ部１０を含む。図２に示すように、検出装置１のセンサ部１０は、表示パネル３０の上に設けられる。すなわち、センサ部１０は、カバー部材１０１と表示パネル３０との間に設けられ、第１面１０１ａに対して垂直な方向から見たときに、表示パネル３０と重なっている。センサ部１０には、フレキシブルプリント基板７６が接続されており、センサ部１０からの検出信号を外部に出力することができる。
　センサ部１０の一方の面は、接着層７１を介してカバー部材１０１と貼り合わされる。また、センサ部１０の他方の面は、接着層７２を介して、表示パネル３０の偏光板３５と貼り合わされる。接着層７１は、例えば、液状のＵＶ硬化型樹脂である光学透明樹脂（ＯＣＲ：Optical　Clear　Resin又は、ＬＯＣＡ：Liquid　Optically　Clear　Adhesive）である。接着層７２は、例えば、光学粘着フィルム（ＯＣＡ：Optical　Clear　Adhesive）である。
　表示パネル３０は、第１基板３１と、第２基板３２と、第１基板３１の下側に設けられた偏光板３４と、第２基板３２の上側に設けられた偏光板３５とを有する。第１基板３１にフレキシブルプリント基板７５が接続されている。第１基板３１と、第２基板３２との間には、表示機能層として液晶表示素子が設けられる。すなわち、表示パネル３０は、液晶パネルである。これに限定されず、表示パネル３０は、例えば、有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＬＥＤ：Organic　Light　Emitting　Diode）や無機ＥＬディスプレイ（マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤ）であってもよい。或いは、表示パネルは、表示素子として液晶素子を用いた液晶表示パネル（ＬＣＤ：Liquid　Crystal　Display）や、表示素子として電気泳動素子を用いた電気泳動型表示パネル（ＥＰＤ：Electrophoretic　Display）であってもよい。
　図２に示すように、センサ部１０は、カバー部材１０１の第２面１０１ｂと垂直な方向において、表示パネル３０よりもカバー部材１０１に近い位置に配置される。このため、例えば、表示パネル３０と一体に指紋検出用の検出電極を設けた場合に比べ、検出電極と、検出面である第１面１０１ａとの距離を小さくすることができる。したがって、本実施形態の検出装置１を備える表示装置１００によれば、検出性能を向上させることができる。
　なお、表示装置１００は、センサ部１０と表示パネル３０がそれぞれ独立している所謂アウトセル方式の構成であるが、センサ部１０と表示パネル３０の一部の基板、又は、電極が兼用された所謂インセル方式やオンセル方式の構成であってもよい。
　図３は、実施形態に係る検出システムを示す平面図である。図３に示すように、検出システム２は、基板３と、配線基板４と、制御基板５と、を有する。基板３には、配線基板４を介して制御基板５が電気的に接続される。
　基板３は、上述した検出領域ＡＡ及び周辺領域ＧＡを有する。センサ部１０は、検出領域ＡＡに設けられる。第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。
　配線基板４には、検出回路６が設けられている。検出回路６は、例えば検出用ＩＣである。
　制御基板５には、制御回路７が設けられている。制御回路７は、例えばＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）で構成されるホストＩＣである。制御回路７は、センサ部１０、第１電極選択回路１５、検出電極選択回路１６、及び検出回路６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。なお、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６のいずれかのうち一方又は両方を検出回路６又は制御回路７に設ける構成も採用可能である。
　第１電極選択回路１５は、周辺領域ＧＡのうち第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。検出電極選択回路１６は、周辺領域ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路６との間に設けられる。
　本実施形態において、検出装置１は、センサ部１０と、第１電極選択回路１５と、検出電極選択回路１６と、検出回路６と、を含む。検出システム２は、検出装置１と、制御回路７と、を含む。
　なお、第１方向Ｄｘは、基板３と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、基板３と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、基板３の法線方向である。
（実施形態１）
　次に検出装置１の詳細な構成について説明する。図４は、実施形態１に係る検出システムの構成例を示すブロック図である。図４に示すように、検出システム２は、検出装置１と、検出装置１のホストデバイスとしての制御回路７とを含む。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、検出電極選択回路１６と、検出部４０と、処理部５０とを備える。本実施形態において、図３に示す制御回路７は、検出制御部１１を含む。また、本実施形態において、図３に示す検出回路６は、検出部４０及び処理部５０を含む。
　センサ部１０は、第１電極選択回路１５から供給される第２駆動信号Ｖｔｘ２に従って検出を行う。すなわち、第１電極選択回路１５の動作により複数の第１電極Ｔｘ（図６参照）を個々に又は同時に選択する。そして、第１電極選択回路１５は、選択された複数の第１電極Ｔｘ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第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。センサ部１０は、相互静電容量方式の検出原理に基づいて、接触又は近接する指Ｆｉｎ又は手の表面の凹凸の変化を電気信号の変化に変換して検出回路６に出力する。
　また、センサ部１０は、第１電極選択回路１５から供給される第１駆動信号Ｖｔｘ１に従って、接触又は近接する指Ｆｉｎ等の位置（座標）の検出も可能となっている。センサ部１０は、複数の第１電極Ｔｘを含む第１電極ブロックごと又は複数本に１本の割合で第１電極Ｔｘを走査し、検出領域ＦＡ全体にわたって検出する。センサ部１０は、相互静電容量方式の検出原理に基づいて、検出面に接触している指Ｆｉｎの有無に伴う電気信号の変化を検出回路６に出力する。なお、上記第１駆動信号Ｖｔｘ１による検出面のタッチ検出は、指の座標さえ検出・特定できればよいので、検出解像度は第２駆動信号Ｖｔｘ２による検出よりも低い。
　検出制御部１１は、第１電極選択回路１５、検出電極選択回路１６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、駆動部１１ａと、クロック信号出力部１１ｂとを含む。駆動部１１ａは、電源電圧Ｖｄｄを第１電極選択回路１５に供給する。検出制御部１１は、クロック信号出力部１１ｂのクロック信号に基づいて、各種制御信号Ｖｃｔｒｌを第１電極選択回路１５に供給する。
　第１電極選択回路１５は、各種制御信号Ｖｃｔｒｌに基づいて複数の第１電極Ｔｘを同時に又は個々に選択する回路である。第１電極選択回路１５は、各種制御信号Ｖｃｔｒｌと電源電圧Ｖｄｄに基づいて、選択された複数の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。第１駆動信号Ｖｔｘ１と第２駆動信号Ｖｔｘ２は、それぞれ波長や振幅を含む波形そのものが異なるものであることはもちろん、波形を同じくする一方センサ部１０に出力される期間が異なるものも含む。センサ部１０は、第１電極選択回路１５により第１電極Ｔｘの選択の状態を異ならせることで、複数の第１検出モードＭ１、第２検出モードＭ２、第３検出モードＭ３、第４検出モードＭ４（図１０から図１３参照）を実現できる。
　検出電極選択回路１６は、複数の第２電極Ｒｘ（図６参照）を同時に選択するスイッチ回路である。検出電極選択回路１６は、検出制御部１１から供給される第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌに基づいて、複数の第２電極Ｒｘを選択し、当該複数の第２電極Ｒｘと検出回路６とを接続する。
　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から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、比較的大きなピッチで検出面への指のタッチの有無を検出し、また、比較的細かいピッチで当該指の指紋を検出する回路である。検出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、指紋イメージ生成部４６と、検出タイミング制御部４７と、第１記憶部４８と、検出データ生成部４９と、を備える。
　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、座標抽出部４５と、指紋イメージ生成部４６と、検出データ生成部４９と、が同期して動作するように制御する。なお、以下の説明において第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を区別して説明する必要がない場合には、単に検出信号Ｖｄｅｔと表す。
　第１記憶部４８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。本実施形態において、第１記憶部４８は、座標抽出部４５により取得されたタッチ検出座標、指紋イメージ生成部４６により生成された指紋イメージをバッファリングデータとして記憶する。
　センサ部１０は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を検出信号増幅部４２に供給する。検出信号増幅部４２は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。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。
　信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、所定の復号処理を行う。具体的に、信号処理部４４は、検出信号Ｖｄｅｔの差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較して出力する。
　座標抽出部４５は、信号処理部４４の判定結果に基づいてタッチパネル座標を算出し、得られたタッチパネル座標をバッファリングデータとして第１記憶部４８に記憶する。
　指紋イメージ生成部４６は、信号処理部４４の判定結果に基づいて指紋イメージを生成し、得られた指紋イメージをバッファリングデータとして第１記憶部４８に記憶する。指紋イメージの生成手法により本開示が限定されるものではない。
　なお、上記指紋イメージ生成部４６に替えて、座標抽出回路４５が当該指Ｆｉｎの指紋イメージを生成する構成を採用することも可能である。その場合、座標抽出回路単独で指の座標位置と指紋イメージの生成とを形成でき、指紋イメージ生成部は不要となる。
　検出データ生成部４９は、第１記憶部４８に記憶されたバッファリングデータを組み合わせ、センサ出力Ｖｏとして出力する。
　検出装置１は、静電容量型の検出原理に基づいて、センサ部１０の検出面に接触する指Ｆｉｎを検出する（以下、「タッチ検出」と称する）。また、検出装置１は、静電容量型の検出原理に基づいて、センサ部１０に接触している指Ｆｉｎの表面の凹凸を検出することで指紋を検出する（以下、「指紋検出」と称する）。
　なお、静電容量型のタッチ検出動作において、指Ｆｉｎの接触によって容量変化が生じている状態を、以下「タッチ状態」と称する。また、指Ｆｉｎによる容量変化が生じていない状態を、以下「非タッチ状態」と称する。
　ここで、図５を参照して、本実施形態の検出装置１の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。なお、図５は、検出回路を併せて示している。
　図５に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及び検出電極Ｅ２を備えている。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電界（図示しない）に加え、駆動電極Ｅ１の端部から検出電極Ｅ２の上面に向かって延びる電界が生じる。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）に接続され、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば、図４に示す検出部４０に含まれる積分回路である。
　交流信号源から駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ～数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。電圧検出器ＤＥＴには、容量素子Ｃ１の容量値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。
　指によって形成される静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ２と接触し、又は接触と同視し得るほど近傍近づくにつれて、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との間にあるフリンジ分の電気力線が導体（指）により遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、非接触状態での容量値よりも接近に応じて徐々に容量値の小さい容量素子として作用する。
　電圧検出器ＤＥＴから出力される電圧信号の振幅は、非接触状態に比べて指Ｆｉｎが接触状態に近づくにつれて小さくなる。この電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、検出面に接触する指Ｆｉｎ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｜を所定のしきい値電圧と比較することで、指Ｆｉｎの検出面への接触／非接触を判断する。なお、本実施形態においては、かかる判断は、検出部４０の信号処理部４４と座標抽出部４５のいずれか一方又は両方の協働によってなされる。
　また、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。当該凹凸の判断においても絶対値｜ΔＶ｜と所定のしきい値と比較することで判断することも可能であるが、当該しきい値は指Ｆｉｎの接触／近接を判断するしきい値とは異なる値を採用することもできるし、複数のしきい値を用いることも可能である。なお、本実施形態においては、かかる判断は、検出部４０の信号処理部４４と指紋イメージ生成部４６のいずれか一方又は両方の協働によってなされる。このようにして、検出部４０は相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出及び指紋の検出が可能となる。
　なお、本開示において、指紋イメージとは、複数の第２電極Ｒｘからの出力に基づいて形成される面情報としてのデータであって、検出面における１又は数か所の座標位置を特定するタッチ座標（点情報）とは異なる。より具体的には、指紋イメージとは、複数の検出単位領域における検出データの集合体で、各検出データとは、例えば、検出単位領域の座標及び各座標位置における凹凸の判断結果を含む。当該凹凸の判断は、上述の如くあるしきい値を境としてしきい値よりも検出結果が大きいと凹と判断し、小さいと凸と判断するといったような２値の判断結果を採用することができる。また、これに替えて、実際の検出信号を複数のしきい値に基づいてより細かくデジタル化したデータであっても構わない。これら座標ごとのデータが集積されることにより、二次元の広がりを持った面情報が形成される。
　なお、本実施形態は被検出体としての指Ｆｉｎ及びその指紋を検出対象としているが、被検出体は指に限定されず、被検出体の凹凸としても、指紋に限定されないことは言うまでもない。
　次に、検出装置１の第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの構成について説明する。図６は、実施形態１に係る検出装置の平面図である。図７は、第１電極及び第２電極の一部を拡大して示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩ－ＶＩＩ’線に沿う断面図である。
　図６に示すように、検出装置１は、センサ基板２１と、センサ基板２１に設けられた複数の第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘと、を含む。センサ基板２１は、可視光を透過可能な透光性を有するガラス基板である。又は、センサ基板２１は、ポリイミド等の樹脂で構成された透光性の樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。センサ部１０は、透光性を有するセンサである。
　第１電極Ｔｘは、第１方向Ｄｘに延びており、第２方向Ｄｙに複数配列される。第２電極Ｒｘは、第２方向Ｄｙに延びており、第１方向Ｄｘに複数配列される。第２電極Ｒｘは、平面視で、第１電極Ｔｘと交差する方向に延びている。各第２電極Ｒｘは、額縁配線（図示せず）を介して、センサ基板２１の額縁領域ＧＡの短辺側に設けられたフレキシブルプリント基板７６に接続される。第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘは、検出領域ＦＡに設けられている。第１電極Ｔｘは、ＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide）等の透光性の導電材料で構成されている。第２電極Ｒｘは、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属材料で構成されている。なお、第１電極Ｔｘを金属材料で構成し、第２電極ＲｘをＩＴＯで形成してもよい。ただし、第２電極Ｒｘを金属材料とすることで、検出信号Ｖｄｅｔに係る抵抗を低減することができる。
　なお、第１方向Ｄｘは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、例えば、検出領域ＦＡの一辺と平行な方向である。また、第２方向Ｄｙは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、本明細書において、「平面視」とは、センサ基板２１に垂直な方向から見た場合を示す。
　第２電極Ｒｘと第１電極Ｔｘとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。センサ部１０において、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、第１電極選択回路１５は、第１電極Ｔｘを選択し、選択された第１電極Ｔｘに同時に第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。そして、接触又は近接する指等の表面の凹凸による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極Ｒｘから出力されることにより、指紋検出が行われる。又は、接触又は近接する指等による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極Ｒｘから出力されることにより、タッチ検出が行われる。
　図６に示すように、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６等の各種回路は、センサ基板２１の額縁領域ＧＡに設けられている。第１電極選択回路１５は、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４を含む。ただし、これはあくまで一例である。各種回路の少なくとも一部は、フレキシブルプリント基板７６に実装された検出用ＩＣ（Integrated　Circuit）に含まれていてもよい。或いは、各種回路の少なくとも一部は、外部の制御基板に設けられていてもよい。また、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４は、それぞれ個別の回路として設けられる構成に限定されない。第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４の機能を含む１つの集積回路として、第１電極選択回路１５が設けられていてもよい。第１電極選択回路１５は、半導体集積回路（ＩＣ）であってもよい。
　次に、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの構成について説明する。図７に示すように、第２電極Ｒｘは、ジグザグ状の線であり、全体として第２方向Ｄｙに長手を有する。例えば、第２電極Ｒｘは、複数の第１直線部２６ａと、複数の第２直線部２６ｂと、複数の屈曲部２６ｘと、を有する。第２直線部２６ｂは、第１直線部２６ａと交差する方向に延びている。また、屈曲部２６ｘは、第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂとを接続している。
　第１直線部２６ａは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第２直線部２６ｂも、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂは、第１方向Ｄｘに平行な仮想線（図示せず）を軸に、対称となるように配置されている。第２電極Ｒｘは、第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂとが第２方向Ｄｙに交互に接続される。
　複数の第２電極Ｒｘの各々において、第２方向Ｄｙにおける屈曲部２６ｘの配置間隔をＰｒｙとする。また、隣り合う第２電極Ｒｘ間において、第１方向Ｄｘにおける屈曲部２６ｘの配置間隔をＰｒｘとする。本実施形態では、例えば、Ｐｒｘ＜Ｐｒｙであることが好ましい。なお、第２電極Ｒｘは、ジグザグ状に限定されず、波線状、直線状など他の形状であってもよい。
　図７に示すように、複数の第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２、Ｔｘ－３、Ｔｘ－４…は、複数の電極部２３ａ、２３ｂと、複数の接続部２４と、をそれぞれ有する。なお、以下の説明において、第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２、Ｔｘ－３、Ｔｘ－４…を区別して説明する必要がない場合には、単に第１電極Ｔｘと表す。
　第２電極Ｒｘの第２直線部２６ｂと交差する第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２は、第２直線部２６ｂと平行な２辺を有する電極部２３ａを備える。また、第２電極Ｒｘの第１直線部２６ａと交差する第１電極Ｔｘ－３、Ｔｘ－４は、第１直線部２６ａと平行な２辺を有する電極部２３ｂを備える。言い換えると、電極部２３ａ、２３ｂは、第２電極Ｒｘに沿って複数配置されている。これにより、平面視で、ジグザグ状の第２電極Ｒｘと、電極部２３ａ、２３ｂとの離隔距離を一定の大きさにすることができる。
　複数の第１電極Ｔｘ－１、Ｔｘ－２において、複数の電極部２３ａは第１方向Ｄｘに並んでおり、互いに離れて配置されている。また、複数の第１電極Ｔｘの各々において、接続部２４は、複数の電極部２３ａのうち隣り合う電極部２３ａを接続している。また、平面視で、複数の第２電極Ｒｘの各々は、隣り合う電極部２３ａの間を通って接続部２４と交差している。第１電極Ｔｘ－３、Ｔｘ－４も同様の構成である。第２電極Ｒｘは、金属細線であり、第２電極Ｒｘの第１方向Ｄｘの幅は、電極部２３ａ、２３ｂの第１方向Ｄｘの幅よりも小さい。このような構成により、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとが重なり合う面積が小さくなり、寄生容量を抑制することができる。
　また、第２方向Ｄｙにおける第１電極Ｔｘの配置間隔をＰｔとする。配置間隔Ｐｔは、第２電極Ｒｘの屈曲部２６ｘの配置間隔Ｐｒｙの１／２程度である。なお、これに限定されず、配置間隔Ｐｔは、配置間隔Ｐｒｙの半整数倍以外であってもよい。配置間隔Ｐｔは、例えば５０μｍ以上、１００μｍ以下である。また、１つの第１電極Ｔｘにおいて、第１方向Ｄｘに隣り合う接続部２４は、第２方向Ｄｙでの配置間隔Ｐｂを有して、互い違いに配置される。なお、電極部２３ａ、２３ｂは、それぞれ平行四辺形状であるが、その他の形状であってもよい。例えば、電極部２３ａ、２３ｂは、矩形状、多角形状、異形状であってもよい。
　次に、図８を参照しつつ、検出装置１の層構造について説明する。なお、図８において、額縁領域ＧＡの断面は、第１電極選択回路１５に含まれる薄膜トランジスタＴｒを含む部分を切断した断面である。図８では、検出領域ＦＡの層構造と額縁領域ＧＡの層構造との関係を示すために、検出領域ＦＡのＶＩＩ－ＶＩＩ’線に沿う断面と、額縁領域ＧＡの薄膜トランジスタＴｒを含む部分の断面とを、模式的に繋げて示している。
　図８に示すように、検出装置１は、額縁領域ＧＡに薄膜トランジスタＴｒが設けられている。薄膜トランジスタＴｒは、半導体層６１と、ソース電極６２と、ドレイン電極６３と、ゲート電極６４と、を含む。ゲート電極６４は、センサ基板２１上に設けられる。第１層間絶縁膜８１は、センサ基板２１上に設けられてゲート電極６４を覆う。ゲート電極６４の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金が用いられる。第１層間絶縁膜８１の材料としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）が用いられる。また、第１層間絶縁膜８１は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第１層間絶縁膜８１は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
　また、半導体層６１は、第１層間絶縁膜８１上に設けられる。第２層間絶縁膜８２は、第１層間絶縁膜８１上に設けられて半導体層６１を覆う。第２層間絶縁膜８２に設けられたコンタクトホールの底部では、半導体層６１が露出している。半導体層６１の材料としては、ポリシリコン又は酸化物半導体が用いられる。第２層間絶縁膜８２の材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はシリコン酸化窒化膜が用いられる。また、第２層間絶縁膜８２は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第２層間絶縁膜８２は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
　また、ソース電極６２と、ドレイン電極６３とは、第２層間絶縁膜８２上に設けられる。ソース電極６２と、ドレイン電極６３とは、それぞれ第２層間絶縁膜８２に設けられたコンタクトホールを介して半導体層６１に接続される。ソース電極６２と、ドレイン電極６３及び接続部２４の材料としては、チタンとアルミニウムとの合金である、チタンアルミニウム（ＴｉＡｌ）が用いられる。
　さらに、第２層間絶縁膜８２上には、絶縁性の樹脂層２７と、第１電極Ｔｘの電極部２３ｂ及び接続部２４が設けられている。額縁領域ＧＡに設けられた樹脂層２７は、ソース電極６２及びドレイン電極６３を覆っている。また、額縁領域ＧＡに設けられた樹脂層２７に設けられたコンタクトホールを介して、ドレイン電極６３は、第１電極Ｔｘと電気的に接続される。
　一方、検出領域ＦＡに設けられた樹脂層２７は、第１樹脂層２７Ａと、第１樹脂層２７Ａよりも薄膜の第２樹脂層２７Ｂとを有する。第１樹脂層２７Ａは、接続部２４において、第２電極Ｒｘの直下に位置する部位を覆っている。また、検出領域ＦＡに設けられた第２樹脂層２７Ｂは、接続部２４において、電極部２３ｂの直下に位置する部位を覆っている。
　第２樹脂層２７ＢにはコンタクトホールＨ１、Ｈ２が設けられている。検出領域ＦＡにおいて、電極部２３ｂの周縁部は、コンタクトホールＨ１、Ｈ２を介して接続部２４に接続されている。なお、この例では、電極部２３ｂは第２層間絶縁膜８２に接している。
　第２電極Ｒｘは、第１樹脂層２７Ａ上に設けられている。第２電極Ｒｘは、例えば、第１金属層１４１、第２金属層１４２及び第３金属層１４３を有する。第３金属層１４３上に第２金属層１４２が設けられており、第２金属層１４２上に第１金属層１４１が設けられている。例えば、第１金属層１４１、第３金属層１４３の材料には、モリブデン又はモリブデン合金が用いられている。第２金属層１４２の材料には、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。第１金属層１４１を構成するモリブデン又はモリブデン合金は、第２金属層１４２を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金よりも可視光の反射率が低い。これにより、第２電極Ｒｘの不可視化を図ることができる。
　樹脂層２７、電極部２３ｂ及び第２電極Ｒｘ上に絶縁膜８３が設けられている。絶縁膜８３によって、第２電極Ｒｘの上面及び側面は覆われている。絶縁膜８３には、シリコン窒化膜など、高屈折率で低反射率の膜が用いられる。
　以上のような構成により、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、同一のセンサ基板２１の上に形成される。そして、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、絶縁層である樹脂層２７を介して異なる層に設けられる。
　本開示において、検出装置１における検出期間は、タッチ検出を実行するタッチ検出期間（座標検出期間）を連続して設けた第１期間と、タッチ検出期間と指紋検出を実行する指紋検出期間（面情報検出期間）とを交互に繰り返し設けた第２期間と、を有している。図９は、第１期間と第２期間との切替動作の一例を示すタイミングチャートである。図９において、ＴＰはタッチ検出期間（座標検出期間）を示し、ＦＰは指紋検出期間（面情報検出期間）を示している。
　本実施形態に係る検出装置１は、図９に示すように、第１期間及び第２期間のタッチ検出期間ＴＰにおけるタッチ判定結果に応じて、第１期間と第２期間とを切り替える。より具体的には、図９に示すように、第１期間のタッチ検出期間ＴＰにおいてタッチ状態であることを検出した場合に第２期間に移行し、第２期間のタッチ検出期間ＴＰにおいて非タッチ状態であることを検出した場合に第１期間に移行する。
　なお、図９では、第２期間においてタッチ検出と指紋検出とを交互に実行する例を示したが、これに限らず、例えば、複数回のタッチ検出実行後に指紋検出を実行する態様であっても良い。
　次に、タッチ検出及び指紋検出における具体的な検出モードについて説明する。図１０は、タッチ検出期間においてタッチ検出を実行するための第１検出モードの一例を示す図である。図１１は、指紋検出期間において指紋検出を実行するための第２検出モードの一例を示す図である。図１２は、指紋検出期間において指紋検出を実行するための第３検出モードの一例を示す図である。
　図１０に示すように、第１検出モードＭ１では、検出装置１は、第２検出モードＭ２（図１１参照）に比べて大きい第１検出ピッチＰｔｓで、検出領域ＦＡの全面を走査することで、指Ｆｉｎ等の検出、より具体的には、検出面における指の位置（検出面における指の座標位置）の検出を行う。第１検出モードＭ１では、第１電極選択回路１５は、隣り合う又は所定のピッチで配される複数の第１電極Ｔｘを束ねて第１電極ブロックとし、該第１電極ブロックごとに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。少なくとも１つの第１電極ブロックＢＫに含まれる複数の第１電極Ｔｘには、同じ第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。これにより、第１検出モードＭ１では、後述する第２検出モードＭ２と比較して大きい第１検出ピッチＰｔｓで検出ができる。なお、第１検出モードＭ１では、検出電極選択回路１６は、隣り合う又は所定のピッチで配される複数の第２電極Ｒｘを束ねて第２電極ブロックとし、該第２電極ブロックごとに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する構成としても良い。また、全ての第２電極Ｒｘがそれぞれ検出部４０に接続される態様であっても良い。
　図１１に示すように、第２検出モードＭ２では、検出装置１は、第１検出モードＭ１（図１０参照）に比べて小さい第２検出ピッチＰｆで、検出領域ＦＡの全面を走査することで、指Ｆｉｎ等の検出、より具体的には、検出面における被検出体の表面の凹凸（例えば、検出面に接触している被検出体の指紋イメージ）の検出を行う。第２検出モードＭ２では、第１電極選択回路１５は、複数の第１電極Ｔｘにそれぞれ所定の符号に基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。また、第１電極選択回路１５は、各第１電極を個々に走査し、当該走査に伴って第２駆動信号Ｖｔｘ２としてのパルス波を供給する構成も採用可能である。以下、第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給とは、これらいずれの態様も含むものとする。これにより、第２検出モードＭ２では、検出装置１は、第１検出モードＭ１と比較してより小さい第２検出ピッチＰｆで検出を行うことができる。より具体的には、マクロ的な視点で見た場合には検出面に指が接触している状態であっても、ミクロの視点で見ると指の表面の凹凸によって当該指の一部は検出面に接触し、一部は検出面からやや離間している、という状態になる。該第２検出モードＭ２では、当該ミクロ的な観点で見たときの被検出体の表面の凹凸（ここでは指の表面の凹凸、すなわち指紋）を検出するものである。なお、当該第２検出ピッチは、第１検出ピッチよりも小さいものであればよく、最も小さい第２検出ピッチは、隣り合う２本の第１電極又はそれらに交差する隣り合う２本の検出電極によって形成されるピッチである。
　第２検出モードＭ２では、検出装置１は、検出領域ＦＡの全面で検出を行う。このため、検出装置１は、指紋検出のみに限定されず、例えば掌紋を検出することができる。或いは、検出装置１は、検出領域ＦＡに接触又は近接する手の形状を検出し、指先の位置を特定することができる。この場合、指先が接触又は近接する領域のみで、信号処理や演算処理を行うことで指紋を検出することができる。
　第１期間では、第１検出モードＭ１によりタッチ検出を実行し、第２期間では、第１検出モードＭ１によるタッチ検出と、第２検出モードＭ２による指紋検出とを繰り返し実行する。これにより、タッチ検出期間ＴＰを連続して設けた第１期間と、タッチ検出期間ＴＰと指紋検出期間ＦＰとを交互に繰り返し設けた第２期間とを実現することができる。
　指紋検出では、検出面において指紋検出を行う領域を検出面の一部の領域としても良い。例えば、図１２に示すように、第３検出モードＭ３では、検出装置１は、検出領域ＦＡのうち一部分の第１部分領域ＦＡ１において第２検出ピッチＰｆで検出を行う。第３検出モードＭ３では、第１電極選択回路１５は、第１部分領域ＦＡ１に含まれる複数の第１電極Ｔｘにのみ第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。第３検出モードＭ３においても、検出装置１は、第２検出ピッチＰｆで検出を行うことができる。例えば、第３検出モードＭ３では、第１部分領域ＦＡ１のみで検出を行うため、検出に要する時間を短縮し、また、検出部４０（図４参照）が行う処理９を低減できる。第１部分領域ＦＡ１は、あらかじめ設定された固定領域である。ただし、第１部分領域ＦＡ１の位置や大きさは、適宜変更してもよい。
　上述した第２検出モードＭ２に代えて、第３検出モードＭ３により指紋検出を実行する態様であっても良い。具体的に、第１期間では、第１検出モードＭ１によりタッチ検出を実行し、第２期間では、第１検出モードＭ１によるタッチ検出と、第３検出モードＭ３による指紋検出とを繰り返し実行する。これにより、指紋検出を行う領域は検出領域ＦＡより小さい第１部分領域ＦＡ１に限定されるものの、指紋検出期間ＦＰを短縮することができ、検出に要する時間を短縮できる。
　図１３は、タッチ検出と指紋検出とを繰り返し実行するための第４検出モードの一例を示す図である。例えば、検出装置１は、第１期間のタッチ検出期間ＴＰで第１検出モードＭ１のタッチ検出を実行し、検出面上に指が接触しているか否かを検出する。指Ｆｉｎ等が検出された場合、検出装置１は、第２期間に移行し、第１検出モードＭ１によるタッチ検出と、第４検出モードＭ４による指紋検出とを繰り返し実行する。第４検出モードＭ４の検出では、検出装置１は、指Ｆｉｎ等が検出された位置を含む所定の領域である第２部分領域ＦＡ２においてのみ、第２検出ピッチＰｆで検出を行う。第２部分領域ＦＡ２の位置や大きさは、タッチ検出期間ＴＰにおいて検出された指Ｆｉｎ等の情報に基づいて変更できる。このように、第１検出モードＭ１の検出結果に基づいて第４検出モードＭ４の指紋検出を行ってもよい。これにより、第２部分領域ＦＡ２の面積を小さくすることができるため、検出に要する時間を短縮できる。
　図４に戻り、処理部５０は、タッチ判定部５１と、第２記憶部５２と、座標判定部５３と、認証判定部５４と、第３記憶部５５と、を備える。
　第２記憶部５２及び第３記憶部５５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。本実施形態において、第２記憶部５２は、検出部４０からセンサ出力Ｖｏとして出力された指紋イメージをバッファリングデータとして記憶する。第３記憶部５５は、第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶された指紋イメージを認証用データとして格納する。また、第３記憶部５５は、認証判定部５４による判定結果を格納する。
　タッチ判定部５１は、検出部４０から出力されたセンサ出力Ｖｏに基づき、タッチ状態であるか否かを判定する。具体的に、タッチ判定部５１は、例えば、第１期間のタッチ検出期間ＴＰにおいてタッチ状態であると判定した場合に、第２期間に移行するための第１制御信号を検出制御部１１に出力する。また、タッチ判定部５１は、例えば、第２期間のタッチ検出期間ＴＰにおいて非タッチ状態であると判定した場合に、第１期間に移行するための第２制御信号を検出制御部１１及び認証判定部５４に出力する。
　座標判定部５３は、検出部４０の検出データ生成部４９から出力されるセンサ出力Ｖｏをバッファリングデータとして第２記憶部５２に記憶する。より具体的には、検出期間が第２期間に入った後、検出データ生成部４９にてタッチ検出期間に検出されたタッチパネル座標と当該タッチ検出期間の直後の指紋検出期間に生成された指紋イメージデータとが組み合わされ、当該組み合わされたデータがセンサ出力Ｖｏとして処理部５０に出力される。かかる組となったタッチパネル座標と指紋イメージデータとがバッファリングデータとして第２記憶部５２に記憶される。
　また、座標判定部５３は、第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶されているタッチパネル座標と、第２期間の指紋検出期間ＦＰの後に取得したタッチパネル座標との差分値を求め、当該差分値が所定値以上であるとき、直前の指紋検出期間ＦＰにおいて生成され、バッファリングデータとして第２記憶部５２に記憶された指紋イメージを破棄する。
　また、座標判定部５３は、第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶されたタッチパネル座標と、第２期間の指紋検出期間ＦＰの後に取得したタッチパネル座標との差分値を求め、当該差分値が所定値未満であるとき、直前の指紋検出期間ＦＰにおいて生成され、バッファリングデータとして第２記憶部５２に記憶された指紋イメージを、認証用データとして第３記憶部５５に格納する。
　認証判定部５４は、タッチ判定部５１からの第２制御信号に基づき、第３記憶部５５に格納された認証用データの認証判定を行い、認証結果を第３記憶部５５に格納する。この認証判定手法により本開示が限定されるものではない。
　以下、実施形態１に係る検出装置の処理部５０における処理の具体例について、図１４Ａ及び図１５を参照して説明する。図１４Ａは、実施形態１に係る検出装置の処理部における認証用データ取得処理の一例を示すフローチャートである。図１５は、実施形態１に係る検出装置の処理部における認証処理の一例を示すフローチャートである。
　図１４Ａに示す認証用データ取得処理の前提条件として、検出装置１は、第１期間において検出面へのタッチの有無を検出すべくタッチ検出を連続して実行しているものとする。また、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔがリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）されているものとする。
　タッチ判定部５１は、第１期間のタッチ検出期間において取得されたタッチパネル座標に基づき、タッチ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。タッチ状態でなければ（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、タッチ判定部５１は、ステップＳ１０１の処理を繰り返し実行する。
　タッチ状態であると判定した場合に（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、タッチ判定部５１は、第１制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１０２）。これにより、検出装置１は、第２期間に移行する。以後の第２期間のセンサ出力Ｖｏ（ｎ）は、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）と当該タッチ検出期間直後の指紋検出期間ＦＰ（ｎ）において取得された指紋イメージデータ（Ｄｎ）とが組になっている。
　座標判定部５３は、検出部４０の検出データ生成部４９からのセンサ出力Ｖｏ（ｎ）を受け取り、第２期間のタッチ検出期間ＴＰ（ｎ）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）、及び、第２期間の指紋検出期間ＦＰ（ｎ）において取得された指紋イメージデータ（Ｄｎ）を第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶する（ステップＳ１０３）。
　タッチ判定部５１は、当該タッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）に基づき、タッチ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。タッチ状態でなければ（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、タッチ判定部５１は、第２記憶部５２に記憶したタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）及び指紋イメージデータ（Ｄｎ）を破棄する（ステップＳ１０５）。このとき、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔをリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）する（ステップＳ１０６）。そして、タッチ判定部５１は、第２制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１０７）。これにより、検出装置１は、第１期間に移行し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。
　タッチ判定部５１がタッチ状態であると判定すると（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、座標判定部５３は、次センサ出力Ｖｏ（ｎ＋１）に含まれるタッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）のタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）、及び、指紋検出期間ＦＰ（ｎ＋１）の指紋イメージデータ（Ｄｎ＋１）をさらに第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶する（ステップＳ１０８）。
　続いて、座標判定部５３は、第２記憶部５２に記憶されている連続する２つのタッチパネル座標、すなわち、タッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）とタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）との差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。
　差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値より大きい場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、座標判定部５３は、第２記憶部５２に記憶されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）と指紋イメージデータ（Ｄｎ）を破棄し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１３の処理に移行する。なお、好ましくは、当該所定値は０である。
　差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値以下である場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、座標判定部５３は、第２記憶部５２に記憶された指紋イメージデータ（Ｄｎ）を、認証用データとして第３記憶部５５に格納する（ステップＳ１１１）。このとき、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍをインクリメントし（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１３の処理に移行する。これにより、複数の指紋イメージデータが認証用データとして順次蓄積されることになる。
　ステップＳ１１３において、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍが所定の認証用データ蓄積数の上限値Ｍより小さいか否かを判定する。認証用データ蓄積数ｍが所定の認証用データ蓄積数の上限値Ｍに達した場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔをリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）する（ステップＳ１０６）。そして、タッチ判定部５１は、第２制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１０７）。これにより、検出装置１は、第１期間に移行し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。
　認証用データ蓄積数ｍが所定の認証用データ蓄積数の上限値Ｍより小さい場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４の処理に移行する。
　ステップＳ１１４において、処理部５０は、認証用データ取得時間（カウント値）ｔが所定の認証用データ取得時間の上限値Ｔより小さいか否かを判定する。認証用データ取得時間（カウント値）ｔが所定の認証用データ取得時間の上限値Ｔに達した場合（ステップＳ１１４；Ｎｏ）、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔをリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）する（ステップＳ１０６）。そして、タッチ判定部５１は、第２制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１０７）。これにより、検出装置１は、第１期間に移行し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。
　認証用データ取得時間（カウント値）ｔが所定の認証用データ取得時間の上限値Ｔより小さい場合（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）をタッチ検出期間ＴＰ（ｎ）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）として（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返し実行する。
　上述した認証用データ取得処理により、確度の高い認証用データが第３記憶部５５に蓄積する。
　第２期間においてタッチ状態でないと判定したか（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、認証用データ蓄積数ｍが所定の認証用データ蓄積数の上限値Ｍに達したか（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、又は、認証用データ取得時間（カウント値）ｔが所定の認証用データ取得時間の上限値Ｔに達したか（ステップＳ１１４；Ｎｏ）の何れかである場合、処理部５０は、第３記憶部５５に格納された複数の認証用データをプロテクトデータとして保持し、図１５に示す認証処理を実行する。
　認証判定部５４は、プロテクトデータとして第３記憶部５５に蓄積した認証判定前の認証用データ（以下、「判定前データ」とも称する）の有無を判定する（ステップＳ２０１）。第３記憶部５５に判定前データが残存する場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、認証判定部５４は、残存する判定前データを第３記憶部５５から読み出し（ステップＳ２０２）、所定の認証判定処理を実行し（ステップＳ２０３）、当該認証判定処理の結果を第３記憶部５５に格納する（ステップＳ２０４）。なお、認証判定処理に必要な照合データは、前もってホストから認証判定部５４に送られ、格納されている。
　第３記憶部５５に判定前データが残存しない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、図１５に示す認証処理を終了する。なお、第３記憶部５５に認証用データをプロテクトデータとして格納することで、認証用データの時系列の管理や優先順位付け等の管理が可能となる。
　上述した認証処理後に、処理部５０は、ホストデバイスである上位の制御回路７からの認証結果要求に応じて、第３記憶部５５に格納された認証判定処理結果を出力する。
　図１４Ａに示す認証用データ取得処理では、第２期間において、第３記憶部５５には、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ）におけるタッチ検出座標であるタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）と、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）におけるタッチ検出座標であるタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）との差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値未満である（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）場合の指紋イメージを取得し、それを蓄積することができる。これにより、図１５に示す認証処理で用いる指紋イメージの精度を高めることができる。
　また、図１５に示す認証処理では、認証結果要求の前に認証判定処理結果が第３記憶部５５に格納される。これにより、認証結果要求に対するタイムロスを縮小することができる。あるいは、ホストデバイスからの認証結果要求の有無にかかわらず認証結果を蓄積しておくことができ、結果として指紋認証に伴うタイムロスを縮小することができる。
　なお、本実施形態では、認証用データ蓄積数ｍに上限値Ｍを設け、認証用データ取得時間（カウント値）ｔに上限値Ｔを設けた例について説明したが、これに限定されない。例えば、認証用データ蓄積数ｍに上限値Ｍを設けず、図１４Ａに示すステップＳ１１２，Ｓ１１３、及びステップＳ１０６の認証用データ蓄積数ｍのリセット処理を省略した態様であっても良いし、認証用データ取得時間（カウント値）ｔに上限値Ｔを設けず、図１４Ａに示すステップＳ１１４、及びステップＳ１０６の認証用データ取得時間（カウント値）ｔのリセット処理を省略した態様であっても良い。
　本実施形態により、認証精度を向上することができる検出装置１を得ることができる。
　図１４Ｂは、図１４Ａに示す認証用データ取得処理の変形例である。なお、図１４Ａと内容が重複するところは同じ符号を付してその説明を省略する。
　図１４Ｂに示す如く、認証用データ蓄積数ｍが所定のデータ蓄積数の上限値Ｍに達したか（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、又は、認証用データ取得時間（カウント値）ｔが所定の認証用データ取得時間の上限値Ｔに達したか（ステップＳ１１４；Ｎｏ）の何れかである場合、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔをリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）（ステップＳ１０６ａ）し、その後、ステップＳ１１５に戻る。
　ステップＳ１０４にてタッチ状態がＮｏと判断された場合、すなわち指が検出面から離れたと判断される場合、タッチ判定部５１は、第２記憶部５２に記憶したタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）及び指紋イメージデータ（Ｄｎ）を破棄する（ステップＳ１０５）。そして、さらに、処理部５０は、認証用データ蓄積数ｍが所定のデータ蓄積数の値ＭＴ未満か否か（ステップＳ１２１）を判断し、さらに、認証用データ取得時間（カウント値）ｔが所定のデータ取得時間の値ＴＴ未満か否かを判断する（ステップＳ１２２）。
　ステップＳ１２１又はステップＳ１２２にてＹｅｓと判断された場合、処理部５０は、指紋認証に移行するための指紋イメージデータ（認証用データ）が十分に蓄積されていないとして、第３記憶部５５に認証用蓄積データとして記憶しておいた複数の指紋イメージデータを破棄し（ステップＳ１２４）、さらに、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔをリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）（ステップＳ１２５）する。そして、タッチ判定部５１は、第２制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１２６）。これにより、検出装置１は、第１期間に移行し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。
　一方、ステップＳ１２１及びステップＳ１２２にてＮｏと判断された場合、処理部５０は、指紋認証に移行するための指紋イメージデータ（認証用データ）が十分に蓄積されているとして、第３記憶部５５に蓄積データとして記憶しておいた複数の指紋イメージデータを認証用のプロテクトデータとして保持し、第３記憶部５５に格納する（ステップＳ１２３）。
　その後、認証判定部５４は、第３記憶部５５に格納されたプロテクトデータを用いて図１５に示す指紋認証を実行する。また、タッチ判定部５１は、第２制御信号を検出制御部１１に出力する（ステップＳ１２７）。これにより、検出装置１は、第１期間に移行し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。
　なお、上記変形例の認証用データ取得処理において、ステップＳ１２１とＳ１２２のいずれか一方を省略する構成も採用可能である。同様に、ステップＳ１１３とＳ１１４のいずれか一方又は両方を省略する構成も採用可能である。
（実施形態２）
　図１６は、実施形態２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、上述した実施形態１と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
　図１６に示す検出システム２ａは、検出装置１ａと、制御回路７ａと、を含む。
　本実施形態では、実施形態１の検出装置１が備える処理部５０を、ホストデバイスである上位の制御回路７ａが有する構成について説明する。すなわち、図１６に示す検出システム２ａにおいて、制御回路７ａは、検出制御部１１及び処理部５０を含む。また、検出回路６ａは、検出部４０を含む。
　図１７を用いて、実施形態２に係る検出システム２ａの認証用データ取得処理の具体例について説明する。図１７は、実施形態２に係る検出システムの認証用データ取得処理の具体例を示すシーケンス図である。なお、実施形態２に係る認証用データ取得処理のフローチャートは、実施形態１と同様であるので、重複する処理については、図１４Ａを参照して説明する。
　図１７に示す処理の前提条件として、検出回路６ａは、センサ出力Ｖｏを制御回路７ａに出力しているものとする。また、制御回路７ａは、認証用データ蓄積数ｍ及び認証用データ取得時間（カウント値）ｔがリセット（ｍ＝０，ｔ＝０）されているものとする。
　検出回路６ａが第１期間においてタッチ検出を連続して実行しているとき（ステップＳ１）、制御回路７ａは、第１期間のタッチ検出期間において取得されたタッチパネル座標に基づき（ステップＳ２）、タッチ状態であるか否かを判定し（図１４ＡのステップＳ１０１）、タッチ状態であると判定した場合に（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、第１制御信号を検出装置１ａに出力する（図１４ＡのステップＳ１０２）。これにより、検出回路６ａは、第２期間に移行する（ステップＳ３）。
　制御回路７ａは、検出部４０の検出データ生成部４９からのセンサ出力Ｖｏ（ｎ）を受け取り、第２期間のタッチ検出期間ＴＰ（ｎ）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）、及び、第２期間の指紋検出期間ＦＰ（ｎ）において取得された指紋イメージデータ（Ｄｎ）（ステップＳ４）を第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶する（図１４ＡのステップＳ１０３）。
　制御回路７ａは、当該タッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）に基づき（ステップＳ９）、タッチ状態であるか否かを判定し（図１４ＡのステップＳ１０４）、タッチ状態であると判定した場合に（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、次センサ出力Ｖｏ（ｎ＋１）に含まれるタッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）のタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）、及び、指紋検出期間ＦＰ（ｎ＋１）の指紋イメージデータ（Ｄｎ＋１）（ステップＳ４）をさらに第２記憶部５２にバッファリングデータとして記憶する（図１４ＡのステップＳ１０８）。
　続いて、制御回路７ａは、第２記憶部５２に記憶されている連続する２つのタッチパネル座標、すなわち、タッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）とタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）との差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値未満であるか否かを判定し（図１４ＡのステップＳ１０９）、差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値未満である場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、第２記憶部５２に記憶された指紋イメージデータ（Ｄｎ）を、認証用データとして第３記憶部５５に格納する（図１４ＡのステップＳ１１１）。また、制御回路７ａは、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）をタッチ検出期間ＴＰ（ｎ）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）とする（図１４ＡのステップＳ１１５）。
　続いて、制御回路７ａは、第２期間のタッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）において取得されたタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）に基づき（ステップＳ６）、タッチ状態であるか否かを判定し（図１４ＡのステップＳ１０４）、非タッチ状態であると判定した場合に（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、第２記憶部５２に記憶されたタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）と指紋イメージデータ（Ｄｎ）を破棄し（ステップＳ１１０）、第２制御信号を検出回路６ａに出力する（図１４ＡのステップＳ１０７）。これにより、検出回路６ａは、第１期間に移行する（ステップＳ７）。
　このように、制御回路７ａは、第２期間において、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ）におけるタッチ検出座標であるタッチパネル座標（ｘｎ，ｙｎ）と、タッチ検出期間ＴＰ（ｎ＋１）におけるタッチ検出座標であるタッチパネル座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）との差分値（Δｘ，Δｙ）が所定値未満である（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）場合の指紋イメージを取得することができる。これにより、確度の高い認証用データを得ることができる。
　次に、図１８を用いて、実施形態２に係る検出システム２ａの認証処理の具体例について説明する。図１８は、実施形態２に係る検出システムの認証処理の具体例を示すシーケンス図である。なお、実施形態２に係る認証処理のフローチャートは、実施形態１と同様であるので、重複する処理については、図１５を参照して説明する。
　制御回路７ａは、判定前データの有無を判定し（ステップＳ２０１）、判定前データが残存する場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、残存する判定前データを読み出し（ステップＳ２０２）、所定の認証判定処理を実行し（ステップＳ２０３）、当該認証判定処理の結果を記憶する（ステップＳ２０４）。
　続いて、制御回路７ａは、判定前データの有無を判定し（ステップＳ２０１）、判定前データが残存しない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、認証処理を終了する（ステップＳ２１）。
　制御回路７ａは、認証結果要求に応じて（ステップＳ２２）、記憶した認証判定処理の結果を出力する（ステップＳ２３）。これにより、認証結果要求に対するタイムロスを縮小することができる。
　本実施形態により、認証精度を向上することができる検出システム２ａを得ることができる。
　なお、上述した実施形態２では、処理部５０の構成部の全てが制御回路７ａに含まれる例について説明したが、これに限らない。例えば、制御回路は、認証判定部５４のみを含み、タッチ判定部５１、第２記憶部５２、座標判定部５３、及び第３記憶部５５は検出回路に含まれる態様であっても良い。
　なお、実施形態２においても、上述の図１４Ｂに示す認証用データ取得処理を実行することが可能である。
（実施形態３）
　図１９は、実施形態３に係る検出システムの構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る検出システム２ｂにおいて、検出装置１ｂは、センサ部１０と、検出制御部１１と、第１電極選択回路１５と、検出電極選択回路１６と、検出部４０と、処理部５０と、検出制御部１１とを備える。検出回路６ｂは、検出制御部１１、検出部４０、及び処理部５０を含む。
　図１９に示す実施形態３に係る検出システム２ｂでは、ホストデバイスである上位の制御装置からの認証結果要求に応じて、処理部５０の第３記憶部５５に格納された認証判定処理結果を出力する構成である。実施形態３に係る構成においても、上述した実施形態１及び実施形態２で説明した構成と同様の効果を得ることができる。
　なお、上述した実施形態では、タッチ検出座標及び指紋イメージをバッファリングデータとして記憶する第１記憶部、検出部からセンサ出力Ｖｏとして出力された指紋イメージをバッファリングデータとして記憶する第２記憶部、及び、第２記憶部にバッファリングデータとして記憶された指紋イメージを認証用データとして格納、あるいは、認証判定部による判定結果を格納する第３記憶部をそれぞれ設けた構成を示したが、これら記憶部の構成はこれに限定されない。例えば、第１記憶部、第２記憶部、及び第３記憶部を１つの記憶部として設けた構成であっても良いし、例えば、処理部の第２記憶部及び第３記憶部を１つの記憶部として設けた構成であっても良い。
　なお、実施形態３においても、上述の図１４Ｂに示す認証用データ取得処理を実行することが可能である。
　以上、本開示の好適な実施の形態を説明したが、本開示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、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本開示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、当然に本開示の技術的範囲に属する。
　１　検出装置
　２，２ａ　検出システム
　３　基板
　４　配線基板
　５　制御基板
　６，６ａ，６ｂ　検出回路
　７，７ａ　制御回路
　１０　センサ部
　１１　検出制御部
　２１　センサ基板
　２３ａ，２３ｂ　電極部
　２４　接続部
　３０　表示パネル
　３１　第１基板
　３２　第２基板
　４０　検出部
　４２　検出信号増幅部
　４３　Ａ／Ｄ変換部
　４４　信号処理部
　４５　座標抽出部
　４６　指紋イメージ生成部
　４７　検出タイミング制御部
　４８　第１記憶部
　４９　検出データ生成部
　５０　処理部
　５１　タッチ判定部
　５２　第２記憶部
　５３　座標判定部
　５４　認証判定部
　５５　第３記憶部
　１００　表示装置
　１０１　カバー部材
　１５１　第１選択回路
　１５２　第２選択回路
　１５３　第３選択回路
　１５４　第１電極ブロック選択回路
　Ｖｔｘ１　第１駆動信号
　Ｖｔｘ２　第２駆動信号

Claims (18)

  1. 　センサ部と、
    　センサからの出力を受ける検出部と、
    　当該センサ部と検出部とを駆動制御する検出制御部と、
    　前記検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、を備え、
    　前記検出制御部は、前記センサ部及び前記検出部を駆動して、
    　　前記センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と、
    　　当該指の指紋イメージを検出する指紋検出期間と、を定め、
    　前記検出部は、
    　　前記タッチ検出期間における前記指の座標検出と前記指紋検出期間における前記指紋イメージの検出とを交互に実行し、
    　前記処理部は、
    　　前記検出部から前記指の座標及び前記指紋イメージを順次取得し、
    　　当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された前記指の座標の差分値を算出し、
    　前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した指紋イメージを保持し、
    　前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した指紋イメージを破棄する、
    　検出装置。
  2. 　前記検出制御部は、前記センサ部及び前記検出部を駆動して、
    　　前記タッチ検出期間が連続する第１期間と、
    　　前記タッチ検出期間と前記指紋検出期間とが交互に設けられた第２期間と、を定め、
    　前記処理部は、
    　前記第１期間のタッチ検出期間において前記指を検出した場合に、前記第２期間に移行するための第１制御信号を前記検出制御部に出力し、
    　前記第２期間のタッチ検出期間において前記指を検出しなかった場合に、前記第１期間に移行するための第２制御信号を前記検出制御部に出力する、
    　請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記処理部は、
    　前記第２期間において、前記指紋検出期間に取得した指紋イメージを認証用データとして蓄積する、
    　請求項２に記載の検出装置。
  4. 　前記処理部は、
    　前記第２期間において取得した認証用データの蓄積数が所定の上限値に達した場合に、前記第１期間に移行するための第２制御信号を前記検出部に出力する、
    　請求項３に記載の検出装置。
  5. 　前記処理部は、
    　前記第２期間において、認証用データの取得時間が所定の上限値に達した場合に、前記第１期間に移行するための第２制御信号を前記検出部に出力する、
    　請求項３又は４に記載の検出装置。
  6. 　前記処理部は、
    　前記第２期間において蓄積した認証用データをプロテクトデータとして保持する、
    　請求項３から５の何れか一項に記載の検出装置。
  7. 　前記処理部は、
    　プロテクトデータとして保持した認証用データの認証判定処理を行い、認証用データ毎に処理結果を記憶する、
    　請求項６に記載の検出装置。
  8. 　請求項１から７の何れか一項に記載の検出装置と、
    　画像を表示するための表示領域が前記検出装置の検出領域に重なって設けられている表示パネルと、
    　を有する、
    　表示装置。
  9. 　センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と、前記指の指紋を検出する指紋検出期間と、を定める検出装置と、
    　前記検出装置の出力に応じた処理を行う制御回路と、
    　を含み、
    　前記検出装置は、
    　前記タッチ検出期間と前記指紋検出期間とを交互に定め、
    　前記制御回路は、
    　指紋検出期間において指紋イメージを取得し、
    　当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された前記指の座標の差分値を算出し、
    　前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した指紋イメージを保持し、
    　前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した指紋イメージを破棄する、
    　検出システム。
  10. 　前記検出装置は、
    　前記タッチ検出期間が連続する第１期間と、前記タッチ検出期間と前記指紋検出期間とが交互に設けられた第２期間と、定め、
    　前記制御回路は、
    　前記第１期間のタッチ検出期間において前記指を検出した場合に、前記第２期間に移行するための第１制御信号を前記検出装置に出力し、
    　前記第２期間のタッチ検出期間において前記指を検出しなかった場合に、前記第１期間に移行するための第２制御信号を前記検出装置に出力する、
    　請求項９に記載の検出システム。
  11. 　前記制御回路は、
    　前記第２期間において、前記指紋検出期間に取得した指紋イメージを認証用データとして蓄積する、
    　請求項１０に記載の検出システム。
  12. 　前記制御回路は、
    　前記第２期間において取得した認証用データの蓄積数が所定の上限値に達した場合に、前記第１期間に移行するための第２制御信号を前記検出装置に出力する、
    　請求項１１に記載の検出システム。
  13. 　前記制御回路は、
    　前記第２期間において、認証用データの取得時間が所定の上限値に達した場合に、前記第１期間に移行するための第２制御信号を前記検出装置に出力する、
    　請求項１１又は１２に記載の検出システム。
  14. 　前記制御回路は、
    　前記第２期間において蓄積した認証用データをプロテクトデータとして保持する、
    　請求項１１から１３の何れか一項に記載の検出システム。
  15. 　前記制御回路は、
    　プロテクトデータとして保持した認証用データの認証判定処理を行い、認証用データ毎に処理結果を記憶する、
    　請求項１４に記載の検出システム。
  16. 　画像を表示するための表示領域が前記検出装置の検出領域に重なって設けられている表示パネルをさらに含む、
    　請求項９から１５の何れか一項に記載の検出システム。
  17. 　センサ部に接触又は近接する指の座標を検出するタッチ検出期間と前記指の指紋を検出する指紋検出期間とが交互に設けられ、
    　指紋検出期間において指紋イメージを取得するステップと、
    　当該指紋イメージを取得した指紋検出期間の前後のタッチ検出期間にて検出された前記指の座標の差分値を算出するステップと、
    　前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した指紋イメージを保持するステップと、
    　前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した指紋イメージを破棄するステップと、
    　を有する、
    　検出方法。
  18. 　センサ部と、
    　センサからの出力を受ける検出部と、
    　当該センサ部と検出部とを駆動制御する検出制御部と、
    　前記検出部の出力に応じた処理を行う処理部と、を備え、
    　前記検出制御部は、前記センサ部及び前記検出部を駆動して、
    　　前記センサ部に接触又は近接する被検出体の座標を検出する座標検出期間と、
    　　前記被検出体の表面の凹凸パターンを検出する面情報検出期間と、を定め、
    　前記検出部は、
    　　前記座標検出期間における前記被検出体の座標検出と前記面情報検出期間における前記凹凸パターンの検出とを交互に実行し、
    　前記処理部は、
    　　前記検出部から前記被検出体の座標及び前記凹凸パターンを取得し、
    　　当該凹凸パターンを取得した面情報検出期間の前後の座標検出期間にて検出された前記被検出体の座標の差分値を算出し、
    　前記差分値が所定値以下である場合に、前記取得した凹凸パターンを保持し、
    　前記差分値が所定値より大きい場合に、前記取得した凹凸パターンを破棄する、
    　検出装置。
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