(57)【要約】【課題】負荷の低減と検出精度との両立が可能な検出装置を提供する。【解決手段】検出装置は、複数の検出電極と、駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、検出電極に接続されて駆動信号に基づいた検出信号を検出する検出回路と、検出電極と検出回路とを接続又は非接続にする第１選択回路とを備え、駆動信号が第１電位から第２電位に遷移する第１タイミングは、第１選択回路が、複数の検出電極のうち第１選択対象の検出電極を検出回路に接続する第１期間と重なり、駆動信号が第２電位から第１電位に遷移する第２タイミングは、第１選択回路が、第１選択対象に含まれない第２選択対象の検出電極を検出回路に接続する第２期間と重なる。【選択図】図１２
2020102173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出電極と、
駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
前記検出電極に接続されて前記駆動信号に基づいた検出信号を検出する検出回路と、
前記検出電極と前記検出回路とを接続又は非接続にする第１選択回路とを備え、
前記駆動信号が第１電位から第２電位に遷移する第１タイミングは、前記第１選択回路が、複数の前記検出電極のうち第１選択対象の検出電極を前記検出回路に接続する第１期間と重なり、
前記駆動信号が前記第２電位から前記第１電位に遷移する第２タイミングは、前記第１選択回路が、前記第１選択対象に含まれない第２選択対象の検出電極を前記検出回路に接続する第２期間と重なる
検出装置。
【請求項２】
複数の前記検出電極のうち、前記第１選択対象の検出電極と前記第２選択対象の検出電極との組み合わせである接続パターンは複数あり、
前記第１選択回路は、複数の前記接続パターンのそれぞれについて前記第１期間の接続と前記第２期間の接続と交互に複数回行う
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１選択回路は、
前記第１期間に、前記第２選択対象の検出電極と前記検出回路とを非接続にし、
前記第２期間に、前記第１選択対象の検出電極と前記検出回路とを非接続にする
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記検出回路にはリセット信号が供給され、
前記第１選択回路は、前記リセット信号が第４電位から第３電位に遷移するタイミングで、前記第１期間から前記第２期間に切り換え、又は前記第２期間から前記第１期間に切り換える
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記検出電極は、第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記検出電極と隣り合う位置に配置される送信用導電体を有し、
前記駆動信号生成回路は、前記駆動信号を前記送信用導電体に供給する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記複数の検出電極は、絶縁性の基材の一面に設けられ、
前記一面からの前記送信用導電体の高さは、前記一面からの前記検出電極の高さよりも高い
請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記駆動信号生成回路は、前記検出電極に接続されて前記駆動信号を前記検出電極に供給する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項９】
前記検出電極のそれぞれに設けられた複数のスイッチング素子と、
複数の前記スイッチング素子に接続された複数のデータ線及び複数の走査線と、を有し、
前記第１選択回路は、前記第１選択対象の検出電極に接続された複数の前記データ線を前記検出回路に接続し、
前記第２選択対象の検出電極に接続された複数の前記データ線には、基準電位が供給される
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１０】
複数の前記走査線のうち、第３選択対象の走査線にゲート選択信号を供給する第２選択回路を備える
請求項９に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記複数の検出電極と非接触の状態で対向する駆動電極を有し、
前記駆動信号生成回路は、前記駆動電極に接続されて前記駆動信号を前記駆動電極に供給する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１２】
複数の前記駆動電極のうち、第３選択対象の駆動電極に前記駆動信号を供給する第２選択回路を備える
請求項１１に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記第１選択回路は、前記第１選択対象の検出電極と前記第２選択対象の検出電極とを、アダマール行列の正負の符号に基づいて決定する
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量の変化に基づいて外部近接物体を検出可能な検出装置において、複数の検出電極のうち検出に用いる検出電極と検出に用いない検出電極との組み合わせのパターンを複数切り替えることによって精度を向上させる方法が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８８１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、１回の検出において、複数の検出電極のうち検出に用いる検出電極と検出に用いない検出電極の位置関係が互いに逆の２つの組み合わせのパターンによる信号を統合することを前提としている。このような方法では、組み合わせのパターン数の増大に伴って、検出のために必要なデータ量が多くなり、検出精度に応じた各種の負荷の増大が生じる場合がある。したがって、負荷の低減と検出精度との両立が可能な検出装置が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、負荷の低減と検出精度との両立が可能な検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による検出装置は、複数の検出電極と、駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、前記検出電極に接続されて前記駆動信号に基づいた検出信号を検出する検出回路と、前記検出電極と前記検出回路とを接続又は非接続にする第１選択回路とを備え、前記駆動信号が第１電位から第２電位に遷移する第１タイミングは、前記第１選択回路が、複数の前記検出電極のうち第１選択対象の検出電極を前記検出回路に接続する第１期間と重なり、前記駆動信号が前記第２電位から前記第１電位に遷移する第２タイミングは、前記第１選択回路が、前記第１選択対象に含まれない第２選択対象の検出電極を前記検出回路に接続する第２期間と重なる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、検出装置の構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、検出装置が備えるセンサ部の構成例を示す模式図である。
【図４】図４は、指を介して検出電極に駆動信号が伝わる様子を模式的に示す図である。
【図５】図５は、検出装置の等価回路の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、検出装置の駆動信号及び検出信号の波形を表す図である。
【図７】図７は、基板の構成例を示す断面図である。
【図８】図８は、検出装置の構成例を示す平面図である。
【図９】図９は、符号選択駆動による検出電極の接続パターンを示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、複数の検出電極ブロックについて、符号選択駆動による検出電極の接続パターンを示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、複数の検出電極ブロックについて、符号選択駆動による検出電極の接続パターンを示す図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る検出装置の動作例を示すタイミング波形図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態に係る第１選択回路の動作例を示すタイミング波形図である。
【図１３】図１３は、複数の接続パターンについて、第１選択回路の動作例を説明するための説明図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、第２実施形態に係る検出装置の第１検出期間及び第２検出期間における動作例を示すタイミング波形図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、第２実施形態に係る検出装置の第３検出期間及び第４検出期間における動作例を示すタイミング波形図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係る、第１Ａ期間の検出動作における選択対象として選択される検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図１６】図１６は、第１Ｂ期間の検出動作における選択対象として選択される検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図１７】図１７は、第１Ｃ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、第１Ｄ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図１９】図１９は、第２Ａ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図２０】図２０は、第３Ａ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図２１】図２１は、第４Ａ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【図２２】図２２は、第３実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図２３】図２３は、第４実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図２４】図２４は、第５実施形態に係る検出装置の平面図である。
【図２５】図２５は、第５実施形態に係る検出装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る指紋検出装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、検出装置１００は、センサ部１と、検出制御回路１１と、第１選択回路１４と、第２選択回路１５と、検出回路４０と、を備える。
【００１０】
センサ部１は、検出電極Ｔｘ（駆動電極）及び複数の検出電極Ｒｘを有し、検出電極Ｒｘと、指Ｆｉｎや掌等の被検出体の表面の凹凸との間の静電容量変化を検出するセンサである。
【００１１】
検出制御回路１１は、センサ部１、第１選択回路１４、第２選択回路１５、検出回路４０の各動作を制御する。また、検出制御回路１１は、検出電極Ｔｘに検出用の駆動信号Ｖｓを供給する。言い換えると、検出電極Ｔｘは、駆動信号Ｖｓが供給される導電体である。
【００１２】
第１選択回路１４は、検出制御回路１１から供給される選択信号Ｖｓｇｌに基づいて、複数のデータ線ＳＧＬのうち、選択対象のデータ線ＳＧＬを検出回路４０に接続する。これにより、第１選択回路１４は、データ線ＳＧＬに接続された検出電極Ｒｘと、検出回路４０とを接続又は非接続にする。第１選択回路１４は、例えば、マルチプレクサである。
【００１３】
第２選択回路１５は、検出制御回路１１から供給される選択信号Ｖｇｃｌに基づいて、走査線ＧＣＬに走査信号を供給して、検出電極Ｒｘを選択する。選択された検出電極Ｒｘは、データ線ＳＧＬを介して第１選択回路１４に接続される。第２選択回路１５は、例えば、ゲートドライバであり、デコーダを含む。
【００１４】
検出回路４０は、検出制御回路１１から供給される信号に応じて第１選択回路１４から出力される検出信号Ｓｈに基づいて、センサ部１に接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出して、指の形状や指紋を検出する回路である。検出回路４０は、検出信号増幅回路４２と、Ａ／Ｄ変換回路４３と、信号演算回路４４と、座標抽出回路４５と、合成回路４６と、検出タイミング制御回路４７と、記憶回路４８とを備える。検出タイミング制御回路４７は、検出制御回路１１から供給されるクロック信号に基づいて、検出信号増幅回路４２と、Ａ／Ｄ変換回路４３と、信号演算回路４４と、座標抽出回路４５と、合成回路４６とが同期して動作するように制御する。
【００１５】
検出信号Ｓｈは、センサ部１から検出回路４０の検出信号増幅回路４２に供給される。検出信号増幅回路４２は、検出信号Ｓｈを増幅する。Ａ／Ｄ変換回路４３は、検出信号増幅回路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。検出信号増幅回路４２及びＡ／Ｄ変換回路４３は、例えば、アナログ・フロント・エンド（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ；以下、ＡＦＥ）回路である。
【００１６】
信号演算回路４４は、Ａ／Ｄ変換回路４３の出力信号に基づいて、センサ部１に対する指の凹凸の接触又は近接の有無を検出する論理回路である。信号演算回路４４は、指の凹凸による検出信号Ｓｈの差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。信号演算回路４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧（第２しきい値Ｖｔｈ２）と比較し、この絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧（第２しきい値Ｖｔｈ２）未満であれば、指の凹部が接触状態であると判断する。一方、信号演算回路４４は、絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧（第２しきい値Ｖｔｈ２）以上であれば、指の凸部が接触状態であると判断する。このようにして、検出回路４０は、指の凹凸の接触又は近接を検出することが可能となる。
【００１７】
また、信号演算回路４４は、検出電極Ｒｘからの検出信号Ｓｈを受け取って、所定の符号に基づいて演算処置を行う。演算された検出信号Ｓｈが記憶回路４８に一時的に保存される。さらに、信号演算回路４４は、記憶回路４８に保存された検出信号Ｓｈを受け取って、所定の符号に基づいて復号を行う。所定の符号は、例えば記憶回路４８に予め記憶されている。検出制御回路１１及び信号演算回路４４は、記憶回路４８に記憶された所定の符号を任意のタイミングで読み出すことができる。記憶回路４８は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、レジスタ回路等のいずれかである。
【００１８】
座標抽出回路４５は、信号演算回路４４において指の凹凸の接触又は近接が検出されたときに、その検出座標を求める論理回路である。座標抽出回路４５は、復号された検出信号に基づいて検出座標を算出し、得られた検出座標を合成回路４６に出力する。合成回路４６は、座標抽出回路４５から出力された検出座標を組み合わせて、接触又は近接する指の形状や指紋を示す二次元情報を生成する。合成回路４６は、二次元情報を検出回路４０の出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。又は、合成回路４６は、二次元情報に基づいた画像を生成し、画像情報を出力信号Ｖｏｕｔとしてもよい。又は、検出回路４０は、座標抽出回路４５及び合成回路４６を有さず、信号演算回路４４により復号された検出信号Ｓｉｄを出力信号Ｖｏｕｔとして出力してもよい。
【００１９】
図２は、検出装置の構成例を示す模式図である。図３は、検出装置が備えるセンサ部の構成例を示す模式図である。
【００２０】
図２に示すように、センサ部１は、基材１０１と、複数の検出電極Ｒｘと、複数のスイッチ素子ＰＳＷと、走査線ＧＣＬと、データ線ＳＧＬと、検出電極Ｔｘとを備える。基材１０１は、絶縁性の材料が用いられ、例えばガラス製である。また、センサ部１は、更に、シールド層２４を備える。シールド層２４は、基材１０１の一方の面１０１ａ側に設けられる。複数の検出電極Ｒｘは、シールド層２４の上方に設けられる。
【００２１】
スイッチ素子ＰＳＷは、検出電極Ｒｘと、データ線ＳＧＬとの接続状態を切り換えるスイッチング素子である。基材１０１の一方の面１０１ａと検出電極Ｒｘとの間に、スイッチ素子ＰＳＷ、走査線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬがそれぞれ設けられている。スイッチ素子ＰＳＷは、例えば、薄膜トランジスタである。走査線ＧＣＬは、スイッチ素子ＰＳＷに走査信号を供給するための配線である。走査線ＧＣＬは、例えば、スイッチ素子ＰＳＷがトランジスタの場合、トランジスタのゲートに接続される。データ線ＳＧＬは、走査線ＧＣＬからの走査信号に応じて、検出電極Ｒｘと電気的に接続される配線である。言い換えると、データ線ＳＧＬは、検出電極Ｒｘから検出信号Ｓｈが出力される配線である。データ線ＳＧＬは、例えば、スイッチ素子ＰＳＷがトランジスタの場合、トランジスタのソースに接続される。
【００２２】
第１選択回路１４及び第２選択回路１５は、基材１０１の一方の面１０１ａ側にそれぞれ設けられている。データ線ＳＧＬは第１選択回路１４に接続されている。走査線ＧＣＬは第２選択回路１５に接続されている。シールド層２４は、固定電位（例えば、接地電位）に接続されている。これにより、検出電極Ｒｘの電位がデータ線ＳＧＬ等に影響してノイズとなることが抑制されている。なお、シールド層２４は、電位が固定されていないフローティング状態にされていてもよい。
【００２３】
図３に示す通り、センサ部１は、検出領域ＤＡと、検出領域ＤＡ以外の周辺領域ＰＡを有する。検出領域ＤＡは、例えば、四角形状である。検出領域ＤＡには、検出電極Ｒｘやスイッチ素子ＰＳＷが配置される。センサ部１の周辺領域ＰＡは、検出領域ＤＡが四角形状である場合、少なくとも検出領域ＤＡの１辺に沿って形成される。第１選択回路１４、第２選択回路１５及び検出電極Ｔｘは、センサ部１の周辺領域ＰＡに配置され、複数の検出電極Ｒｘと隣り合う位置に配置される。
【００２４】
また、センサ部１は、更に、導電体２６を備える。導電体２６は、周辺領域ＰＡに配置される。導電体２６は、被検出体（例えば、指Ｆｉｎ）のセンサ部１への接近を検出するための電極である。例えば、指Ｆｉｎが導電体２６に接近すると、導電体２６と指Ｆｉｎとの間に静電容量が生じ、導電体２６の容量値が増大する。導電体２６と接続された検出回路４０によって、導電体２６の容量値の変化を検出することで、被検出体（例えば、指Ｆｉｎ）のセンサ部１への接近を検出することができる。
【００２５】
なお、検出回路４０は、検出回路４０が導電体２６によって指Ｆｉｎの接近を検知するまで、検出制御回路１１の検出電極Ｔｘへの駆動信号Ｖｓの供給および検出回路４０の検出電極Ｒｘからの検出信号Ｓｈの受信を停止し、導電体２６によって指Ｆｉｎの接近を検知した場合に、検出制御回路１１および検出回路４０の検出電極Ｔｘおよび検出電極Ｒｘへの動作を開始するようにしてもよい。ここで、導電体２６のみを動作するモードを待ち受けモードとする。
【００２６】
検出電極Ｔｘは、駆動信号Ｖｓが供給される。検出電極Ｔｘは、例えば、検出電極Ｒｘが配置される検出領域ＤＡの外側に配置される。より具体的には、検出電極Ｔｘは、導電体２６の外側に配置されている。つまり、センサ部１と検出電極Ｔｘとの間に、導電体２６が配置されている。検出電極Ｒｘ、導電体２６及び検出電極Ｔｘは、それぞれ離して配置されている。導電体２６及び検出電極Ｔｘは、それぞれ、センサ部１を囲む四角形の環状である。ただし、導電体２６及び検出電極Ｔｘの形状や配置はこれに限定されない。導電体２６及び検出電極Ｔｘは、それぞれ一部にスリット等が設けられていてもよいし、複数の分離された導電体により構成されていてもよい。
【００２７】
図３に示すように、センサ部１は、複数の走査線ＧＣＬ（ｋ）、ＧＣＬ（ｋ＋１）、ＧＣＬ（ｋ＋２）、ＧＣＬ（ｋ＋３）、…と、データ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋１）、ＳＧＬ（ｌ＋２）、ＳＧＬ（ｌ＋３）、…とを有する。ｋ、ｌはそれぞれ１以上の整数である。なお、以下の説明で、走査線ＧＣＬ（ｋ）、ＧＣＬ（ｋ＋１）、ＧＣＬ（ｋ＋２）、ＧＣＬ（ｋ＋３）、…を区別して説明する必要がないときは、単に走査線ＧＣＬという。また、データ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋１）、ＳＧＬ（ｌ＋２）、ＳＧＬ（ｌ＋３）、…を区別して説明する必要がないときは、単にデータ線ＳＧＬという。
【００２８】
検出電極Ｒｘは、Ｘ方向（第１方向）及びＸ方向と交差するＹ方向（第２方向）にそれぞれ並んで配置されている。走査線ＧＣＬは、スイッチ素子ＰＳＷをオン、オフするための配線である。複数の走査線ＧＣＬは、Ｙ方向に並び、Ｘ方向に延在している。複数のデータ線ＳＧＬは、検出信号Ｓｈを出力するための配線である。複数のデータ線ＳＧＬは、Ｘ方向に並び、Ｙ方向に延在している。
【００２９】
第２選択回路１５は、検出制御回路１１から供給される選択信号Ｖｇｃｌに基づいて、複数の走査線ＧＣＬの中から選択対象の走査線ＧＣＬ（例えば、走査線ＧＣＬ（ｋ））を選択する。そして、第２選択回路１５は、選択した走査線ＧＣＬ（ｋ）に所定の電圧を印加する。これにより、ｋ行目に属する検出電極Ｒｘは、データ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋１）、…を介して第１選択回路１４に接続される。
【００３０】
第１選択回路１４は、検出制御回路１１から供給される選択信号Ｖｓｇｌに基づいて、複数のデータ線ＳＧＬの中から所定のデータ線ＳＧＬ（例えば、データ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋２））を選択する。そして、第１選択回路１４は、選択したデータ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋２）を検出回路４０に接続する。これにより、ｋ行ｌ列目の検出電極Ｒｘと、ｋ行（ｌ＋２）列目の検出電極Ｒｘと、から検出回路４０に検出信号Ｓｈが供給される。
【００３１】
図１に示すように、検出制御回路１１は、クロック信号生成回路１１０と、駆動信号生成回路１１２と、カウンタ回路１１６とを有する。また、カウンタ回路１１６は、第１制御回路１１４と、第２制御回路１１５を有する。第１制御回路１１４は、所定の符号に沿った選択信号Ｖｓｇｌを第１選択回路１４に供給する。選択信号Ｖｓｇｌには、所定の符号である正方行列Ｈｈの成分「１」に対応する選択信号Ｖｓｇｌｐ、および、正方行列Ｈｈの成分「−１」に対応する選択信号Ｖｓｇｌｍを含む。なお、第１制御回路１１４は、反転回路を更に含み、選択信号Ｖｓｇｌｐおよび選択信号Ｖｓｇｌｍの一方の選択信号Ｖｓｇｌを生成し、他方を反転回路によって高レベル部分と低レベル部分を反転させることで生成してもよい。選択信号Ｖｓｇｌは、第１選択回路１４のスイッチ素子ＳＷ１（ｌ）、ＳＷ１（ｌ＋１）、ＳＷ１（ｌ＋２）、ＳＷ１（ｌ＋３）（図１０Ａ、図１０Ｂ参照）のオン、オフを切り換える制御信号である。
【００３２】
クロック信号生成回路１１０は、クロック信号を生成する。クロック信号は、例えば、検出制御回路１１のカウンタ回路１１６と、検出回路４０の検出タイミング制御回路４７とに供給される。
【００３３】
カウンタ回路１１６は、クロック信号生成回路１１０が生成するクロック信号のパルス数を計測する。そして、カウンタ回路１１６は、そのパルス数の計測値に基づいて、データ線ＳＧＬを選択するタイミングを制御するための第１タイミング制御信号を生成して、第１制御回路１１４に供給する。第１制御回路１１４は、カウンタ回路１１６から供給される第１タイミング制御信号に基づいて、検出電極Ｒｘを選択するための選択信号Ｖｓｇｌ（例えば、選択信号Ｖｓｇｌｐ、選択信号Ｖｓｇｌｍ）を生成して、第１選択回路１４に供給する。第１選択回路１４は、第１制御回路１１４から供給される選択信号Ｖｓｇｌに基づいて、スイッチ素子ＳＷ１のオン、オフを切り換える。これにより、複数のデータ線ＳＧＬのうち所定のデータ線ＳＧＬが選択される。選択されたデータ線ＳＧＬに接続される検出電極Ｒｘは、検出回路４０に接続される。
【００３４】
また、カウンタ回路１１６は、上記したクロック信号のパルスの計測値に基づいて、走査線ＧＣＬを選択するタイミングを制御するための第２タイミング制御信号を生成する。そして、カウンタ回路１１６は、生成した第２タイミング制御信号を第２制御回路１１５に供給する。第２制御回路１１５は、カウンタ回路１１６から供給される第２タイミング制御信号に基づいて第２選択回路１５に選択信号Ｖｇｃｌを送信する。第２選択回路１５は、第２制御回路１１５から供給される選択信号Ｖｇｃｌ（例えば、ゲート選択信号Ｖｇｃｌｐ、ゲート選択信号Ｖｇｃｌｍ）に基づいて、走査線ＧＣＬに走査信号を供給する。これにより、複数の走査線ＧＣＬの中から選択対象の走査線ＧＣＬが選択される。選択された走査線ＧＣＬに接続された検出電極Ｒｘは、データ線ＳＧＬに接続される。
【００３５】
駆動信号生成回路１１２は、検出用の駆動信号Ｖｓを生成して、検出電極Ｔｘに出力する。カウンタ回路１１６は、上記したクロック信号のパルスの計測値に基づいて、駆動信号Ｖｓを供給するタイミングを制御するための第３タイミング制御信号を生成する。駆動信号生成回路１１２は、カウンタ回路１１６から供給された第３タイミング制御信号に基づいて駆動信号Ｖｓを出力する。
【００３６】
センサ部１は、検出電極Ｒｘの静電容量の変化を検出する。ここで、図４から図６を参照して、センサ部１による検出動作について説明する。図４は、指を介して検出電極に駆動信号が伝わる様子を模式的に示す図である。図５は、検出装置の等価回路の一例を示す説明図である。図６は、検出装置の駆動信号及び検出信号の波形を表す図である。
【００３７】
図４に示すように、検出電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間に容量素子Ｃ１が形成される。図５に示すように、検出電極Ｔｘは、交流信号源Ｓに接続される。言い換えると、検出電極Ｔｘは、検出制御回路１１から駆動信号Ｖｓが供給される。検出電極Ｒｘは、電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば、検出回路４０の検出信号増幅回路４２に対応する。電圧検出器ＤＥＴは、積分回路である。
【００３８】
検出電極Ｔｘに印加される駆動信号Ｖｓは、例えば、所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波である。検出電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓが印加されると、検出電極Ｒｘから電圧検出器ＤＥＴを介して検出信号Ｓｈが出力される。
【００３９】
指が接触又は近接していない状態（非接触状態）では、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流が流れる。検出回路４０は、駆動信号Ｖｓに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１（図６参照））に変換する。
【００４０】
一方、指が接触又は近接した状態（接触状態）では、図４に示すように、検出電極Ｔｘに指Ｆｉｎが接触する。そして、検出制御回路１１から検出電極Ｔｘに供給される駆動信号Ｖｓは、指Ｆｉｎと、センサ部１を保護する絶縁性の保護層３３（例えば、絶縁性樹脂）とを介して検出電極Ｒｘに影響を与える。つまり、指Ｆｉｎが検出電極Ｔｘの一部として作用する。このため、接触状態では、検出電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの離隔距離が実質的に小さくなり、容量素子Ｃ１は、非接触状態での容量値よりも容量値の大きい容量素子として作用する。そして、図６に示すように、検出回路４０は、駆動信号Ｖｓに応じた電流Ｉ２又はＩ３の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ２又はＶ３）に変換する。ここで、波形Ｖ２は、指Ｆｉｎの凹部が接触した状態の波形に対応し、波形Ｖ３は、指Ｆｉｎの凸部が接触した状態の波形に対応する。
【００４１】
この場合、波形Ｖ２及び波形Ｖ３は、上述した波形Ｖ１と比べて振幅が大きくなる。また、波形Ｖ３は、波形Ｖ２に比べて振幅が大きくなる。これにより、波形Ｖ１と波形Ｖ２との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指Ｆｉｎなどの外部物体の接触又は近接及び外部物体の凹凸に応じて変化することになる。言い換えると、検出回路４０は、検出電極Ｒｘに接続されて、駆動信号Ｖｓに基づいた検出信号Ｓｈを検出する。なお、電圧検出器ＤＥＴは、電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、回路内のリセットスイッチＲＳＷにより、駆動信号Ｖｓの周波数に合わせて、コンデンサＣ２の充放電をリセットする期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。
【００４２】
検出回路４０は、絶対値｜ΔＶ｜を第１しきい値Ｖｔｈ１と比較し、絶対値｜ΔＶ｜が第１しきい値Ｖｔｈ１未満であれば、指が非接触状態であると判断する。一方、検出回路４０は、絶対値｜ΔＶ｜が第１しきい値Ｖｔｈ１以上であれば、指が接触又は近接状態であると判断する。更に、検出回路４０は、絶対値｜ΔＶ｜を第２しきい値Ｖｔｈ２と比較し、絶対値｜ΔＶ｜が第２しきい値Ｖｔｈ２未満であれば、指Ｆｉｎの凹部が接触した状態であると判断する。一方、絶対値｜ΔＶ｜が第２しきい値Ｖｔｈ２以上であれば、指Ｆｉｎの凸部が接触した状態であると判断する。
【００４３】
電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ１、波形Ｖ２、及び、波形Ｖ３のそれぞれについて、基準電位Ｖｒｘとの差分の信号データである第１信号データＶｒ及び第２信号データＶｆをＡ／Ｄ変換回路４３に出力する。第１信号データＶｒは、複数の正の信号値を含むデータである。第２信号データＶｆは複数の負の信号値を含むデータである。具体的には、第１信号データＶｒは、波形Ｖ１、波形Ｖ２、及び、波形Ｖ３の電圧が基準電位Ｖｒｘよりも大きい電圧レベルとなる期間に出力される複数の信号値を含む。第２信号データＶｆは、波形Ｖ１、波形Ｖ２、及び、波形Ｖ３の電圧が基準電位Ｖｒｘよりも小さい電圧レベルとなる期間に出力される複数の信号値を含む。Ａ／Ｄ変換回路４３は、第１信号データＶｒ及び第２信号データＶｆを統合して１つのデジタル信号に変換する。具体的には、Ａ／Ｄ変換回路４３は、第１信号データＶｒ及び第２信号データＶｆを加算した信号値をデジタル信号に変換する。
【００４４】
また、図４に示すように、基板１０は基材１０１を有する。検出電極Ｒｘは基材１０１の一方の面１０１ａ側に位置する。一方の面１０１ａからの検出電極Ｔｘの高さｈ３は、一方の面１０１ａからの検出電極Ｒｘの高さｈ１よりも高い。また、例えば一方の面１０１ａからの検出電極Ｔｘの高さｈ３は、一方の面１０１ａからの保護層３３の高さｈ２よりも高い。これによれば、指Ｆｉｎが検出電極Ｒｘに近づいたときに、指Ｆｉｎが検出電極Ｔｘに自然に接触することが容易となる。
【００４５】
図７は、基板の構成例を示す断面図である。図７は、図８に示すＡ１１−Ａ１２線で切断した断面の一部を示す図である。センサ部１は、基板１０に設けられている。図７に示すように、基板１０は、基材１０１と、半導体層１０３と、絶縁膜１０５と、ゲート電極１０７と、絶縁膜１１１と、ソース電極１１３と、ドレイン電極１１８と、絶縁膜１１７と、シールド層２４と、絶縁膜１２１と、検出電極Ｒｘと、導電体２６と、保護膜１３１とを有する。
【００４６】
半導体層１０３は、基材１０１の一方の面１０１ａ上に設けられている。絶縁膜１０５は、基材１０１上に設けられており、半導体層１０３を覆っている。
【００４７】
ゲート電極１０７は、絶縁膜１０５上に設けられている。絶縁膜１１１は、絶縁膜１０５上に設けられており、ゲート電極１０７を覆っている。
【００４８】
絶縁膜１１１及び絶縁膜１０５には、半導体層１０３を底面とする貫通孔が設けられている。また、絶縁膜１１１上に、ソース電極１１３及びドレイン電極１１８が設けられている。ソース電極１１３及びドレイン電極１１８は、それぞれ、絶縁膜１１１及び絶縁膜１０５に設けられた貫通孔を介して半導体層１０３に接続される。
【００４９】
絶縁膜１１７は、絶縁膜１１１上に設けられており、ソース電極１１３及びドレイン電極１１８を覆っている。シールド層２４は、絶縁膜１１７上に設けられている。絶縁膜１２１は、絶縁膜１１７上に設けられており、シールド層２４を覆っている。絶縁膜１２１及び絶縁膜１１７には、ドレイン電極１１８を底面とする貫通孔が設けられている。検出電極Ｒｘは、絶縁膜１２１上に設けられている。検出電極Ｒｘは、絶縁膜１２１及び絶縁膜１１７に設けられた貫通孔を介してドレイン電極１１８に接続される。また、導電体２６は、絶縁膜１２１上に設けられている。保護膜１３１は、絶縁膜１２１上に設けられており、検出電極Ｒｘ及び導電体２６を覆っている。
【００５０】
基材１０１上に積層される各膜の材料について、一例を挙げる。絶縁膜１０５、絶縁膜１１１、絶縁膜１１７、及び、絶縁膜１２１は、無機絶縁膜、例えば、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で構成されている。なお、絶縁膜１０５、絶縁膜１１１、絶縁膜１１７、及び、絶縁膜１２１のいずれか一つは、有機絶縁膜であってもよい。また、絶縁膜１０５、絶縁膜１１１、絶縁膜１１７、及び、絶縁膜１２１のいずれか一つは、単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、絶縁膜１０５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。なお、絶縁膜１０５、絶縁膜１１１、絶縁膜１１７、及び、絶縁膜１２１はいずれも上面が平坦化されている。
【００５１】
半導体層１０３は、例えば、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜又は酸化物半導体膜のいずれかで構成されている。ゲート電極１０７は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金膜で構成されている。ソース電極１１３と、ドレイン電極１１８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）膜で構成されている。シールド層２４、検出電極Ｒｘ及び導電体２６は、可視光を透過可能な導電膜で構成されている。以下、可視光を透過可能な性質を透光性という。透光性の導電膜として、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜が挙げられる。なお、検出電極Ｒｘ及び導電体２６は、メッシュ状の開口部を有する金属細線で形成されもよい。保護膜１３１は、例えば、パッシベーション膜である。保護膜１３１は、例えば、絶縁膜であり、シリコン窒化膜等の無機材料の膜、又は樹脂膜で構成されている。保護膜１３１は、図４に示す保護層３３に対応する。なお、保護膜１３１と保護層３３は、別層でも良く、それぞれ異なる材料で構成されていてもよい。
【００５２】
ゲート電極１０７は、半導体層１０３の上に配置されるトップゲート構造を取っているが、これに限らず、ゲート電極１０７は、半導体層１０３の下に配置されるボトムゲート構造であってもよい。また、検出装置１００は、シールド層２４、及び、絶縁膜１２１を有さなくてもよい。
【００５３】
図８は、検出装置の構成例を示す平面図である。図８に示すように、検出装置１００は、基板１０と、第１回路基板２０と、第２回路基板３０とを備える。例えば、第２回路基板３０の一方の面３０ａ側に基板１０と第１回路基板２０とが配置されている。第１回路基板２０は、フレキシブル基板である。第２回路基板３０は、プリント回路板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）等のリジッド基板である。第１回路基板２０は、基板１０と第２回路基板３０とを中継している。
【００５４】
基板１０には、センサ部１と、第１選択回路１４と、第２選択回路１５と、駆動信号生成回路１１２と、カウンタ回路１１６とが設けられている。カウンタ回路１１６は、第１制御回路１１４と、第２制御回路１１５を含む。カウンタ回路１１６は、第１選択回路１４と、第２選択回路１５と、駆動信号生成回路１１２とに配線を介して接続している。第２選択回路１５は、検出電極Ｒｘと検出電極Ｔｘとの間に配置される。また、導電体２６は、第２選択回路１５と検出電極Ｒｘとの間に配置される。
【００５５】
第１回路基板２０には、ＩＣ２１が設けられている。第１選択回路１４の出力側は、複数の配線１６Ａを介してＩＣ２１の複数の端子に接続している。また、導電体２６は、配線１６Ｂを介してＩＣ２１の１つの端子に接続している。また、カウンタ回路１１６は、配線を介してＩＣ２１に接続している。
【００５６】
第２回路基板３０の一方の面３０ａ側には、検出電極Ｔｘが設けられている。駆動信号生成回路１１２は、ＩＣ２１及び第２回路基板３０上の配線を介して検出電極Ｔｘに接続している。検出電極Ｔｘは、センサ部１を囲むリング形状でもよいが、図８に示すように、センサ部１を囲むリングの一部を欠いた形状であってもよい。例えば、センサ部１を囲む四角形のリングにおいて、４辺のうちの１辺を欠いた形状であってもよい。また、検出電極Ｔｘは、円状のリングであっても良い。例えば、検出電極Ｔｘは、平面視において、センサ部１と第１選択回路１４とを接続するデータ線ＳＧＬに検出電極Ｔｘが重畳しないように配置してもよい。また、第１選択回路１４とＩＣ２１とを接続する配線１６Ａに検出電極Ｔｘが重畳しないように配置してもよい。これにより、検出電極Ｔｘに供給される駆動信号Ｖｓが、データ線ＳＧＬ又は配線１６Ａに影響してノイズとなることを抑制することができる。
【００５７】
図１に示した検出制御回路１１の少なくとも一部の構成と、検出回路４０の少なくとも一部の構成は、ＩＣ２１に含まれている。例えば、図１に示した検出回路４０の各種構成のうち、検出信号増幅回路４２と、Ａ／Ｄ変換回路４３と、信号演算回路４４と、座標抽出回路４５と、合成回路４６と、検出タイミング制御回路４７と、記憶回路４８は、ＩＣ２１に含まれている。また、図１に示した検出制御回路１１の各種構成のうち、クロック信号生成回路１１０は、ＩＣ２１に含まれている。また、図１に示した検出回路４０の少なくとも一部の構成は、基板１０上に形成される。例えば、図１に示した検出回路４０の各種構成のうち、カウンタ回路１１６及び駆動信号生成回路１１２は、基板１０上に形成されている。なお、ＩＣ２１は、駆動信号生成回路１１２及び検出電極Ｔｘと接続される回路として保護回路を有してもよい。保護回路は、例えば、ダイオードであり、検出電極ＴｘからＩＣ２１を伝ってセンサ部１にＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が伝うことから保護する。
【００５８】
なお、図１に示した検出制御回路１１の少なくとも一部の構成は、第２選択回路１５に含まれていてもよい。例えば、第２制御回路１１５は、第２選択回路１５に含まれていてもよい。また、図１に示した検出制御回路１１の少なくとも一部の構成、又は、検出回路４０の少なくとも一部の構成は、ＩＣ２１とは別個に第２回路基板３０上に配置されたＩＣに含まれていてもよい。例えば、保護回路は、第２回路基板３０上に設けられ、ＩＣ２１を介さずに、駆動信号生成回路１１２と検出電極Ｔｘとに接続されてもよい。また、図１に示した検出制御回路１１の少なくとも一部の構成、又は、検出回路４０の少なくとも一部の構成は、第２回路基板３０に接続された外部基板上に配置されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に含まれていてもよい。また、基板１０は、集積回路を有していてもよい。この場合、図１に示した検出制御回路１１の少なくとも一部の構成、又は、検出回路４０の少なくとも一部の構成は、基板１０が有する集積回路に含まれていてもよい。例えば、検出回路４０の各種構成のうち、検出信号増幅回路４２及びＡ／Ｄ変換回路４３の少なくともいずれかは、基板１０が有する集積回路に含まれていてもよい。
【００５９】
次に、検出装置１００による指紋の検出方法について説明する。検出装置１００は、複数の検出電極Ｒｘを含む検出電極ブロックＢＫＮＢについて、符号選択駆動を行うことで、指紋を検出する。図９は、符号選択駆動による検出電極の接続パターンを示す図である。図９に示すように、検出装置１００は、第１選択回路１４の動作により、検出動作Ｔｃ１、検出動作Ｔｃ２、検出動作Ｔｃ３及び検出動作Ｔｃ４を行う。図９は、各検出動作Ｔｃにおける検出電極Ｒｘの接続パターンを示す。なお、接続パターンとは、第１選択対象の検出電極Ｒｘと、第２選択対象の検出電極Ｒｘとの組み合わせのパターンである。言い換えると、接続パターンとは、複数の検出電極Ｒｘのそれぞれと、検出回路４０（電圧検出器ＤＥＴ）との、接続状態又は非接続状態の組み合わせを示す。
【００６０】
まず、１つの検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）について、符号選択駆動を行うことを説明する。図９に示すように、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）は、行方向（Ｘ方向）に並ぶ４つの検出電極Ｒｘを含む。４つの検出電極Ｒｘは、スイッチ素子ＰＳＷを介して共通の走査線ＧＣＬ（ｋ）（図３参照）に接続している。検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）において、選択された検出電極Ｒｘに対応するスイッチ素子ＳＷ１に選択信号Ｖｓｇｌが供給され、第１選択回路１４のスイッチ素子ＳＷ１がオンになる。これにより、選択された検出電極Ｒｘはデータ線ＳＧＬを介して共通の配線Ｌ３に接続され、配線Ｌ３から検出回路４０に検出信号Ｓｈが出力される。
【００６１】
所定の符号を正方行列Ｈｈとした場合において、任意のｆ行のｇ番目の成分をＨｈｆｇとすると、ｆ回目の正方行列Ｈｈに基づく検出動作Ｔｃにおいて出力される検出信号Ｓｃｆと、検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれるｇ番目の検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉｇとの関係は、下記の式（１）で表される。式（１）が示すように、選択された検出電極Ｒｘの検出信号Ｓｉｇを統合した値が、検出信号Ｓｃｆとして出力される。すなわち、検出信号Ｓｃｆは、選択された検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉｇの和で表される。なお、ｆおよびｇは、例えば、１以上の整数である。
【００６２】
【数１】
2020102173.tif 000003
【００６３】
検出信号Ｓｃｆは、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）のうち所定の符号に基づいて選択された検出電極Ｒｘから出力される信号を演算して求められる。所定の符号は、例えば、下記の式（２）の正方行列Ｈｈで定義される。正方行列Ｈｈは、アダマール行列であり、「１」又は「−１」を要素とし、任意の異なった２つの行が直交行列となる正方行列である。例えば、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）において、検出電極Ｒｘの選択は、アダマール行列の正負の符号に基づいて行われる。このため、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から出力される信号（つまり、選択された検出電極Ｒｘから出力される信号）の位相は、アダマール行列の正負の符号によって決定される。
【００６４】
【数２】
2020102173.tif 000004
【００６５】
正方行列Ｈｈの次数ｄは、２Ｎａで示される。ここで、Ｎａは１以上の整数であって、実施形態１において、式（２）で示す通り、２である。また、正方行列Ｈｈの次数ｄは、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）に含まれる検出電極Ｒｘの数ｎ以上である。実施形態１において、正方行列Ｈｈの次数ｄと検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘの数ｎは等しく、図９に示す例では４となる。なお、正方行列Ｈｈの次数ｄとは、例えば、行列の縦方向または横方向のいずれか一方の方向の要素の数を示す。
【００６６】
図９に示すように、検出動作Ｔｃ１、検出動作Ｔｃ２、検出動作Ｔｃ３、及び、検出動作Ｔｃ４の４つの検出動作に分けて符号選択駆動の一例を説明する。連続する検出動作Ｔｃ１、検出動作Ｔｃ２、検出動作Ｔｃ３、検出動作Ｔｃ４は、正符号選択動作Ｔｃｐ１、Ｔｃｐ２、Ｔｃｐ３、Ｔｃｐ４及び負符号選択動作Ｔｃｍ１、Ｔｃｍ２、Ｔｃｍ３、Ｔｃｍ４を含む。なお、以下の説明において、検出動作Ｔｃ１、検出動作Ｔｃ２、検出動作Ｔｃ３、検出動作Ｔｃ４を区別して説明する必要がないときは、検出動作Ｔｃという。同様に、正符号選択動作Ｔｃｐ１、Ｔｃｐ２、Ｔｃｐ３、Ｔｃｐ４を区別して説明する必要がないときは、単に正符号選択動作Ｔｃｐという。同様に、負符号選択動作Ｔｃｍ１、Ｔｃｍ２、Ｔｃｍ３、Ｔｃｍ４を区別して説明する必要がないときは、単に負符号選択動作Ｔｃｍという。
【００６７】
図９に示すように、正符号選択動作Ｔｃｐにおいて、検出制御回路１１（図１参照）は、正方行列Ｈｈの成分「１」に対応する選択信号Ｖｓｇｌｐに応じて、第１選択対象の検出電極Ｒｘを選択する。また、検出制御回路１１は、負符号選択動作Ｔｃｍにおいて、正方行列Ｈｈの成分「−１」に対応する選択信号Ｖｓｇｌｍに応じて、検出電極Ｒｘのうち、第１選択対象の検出電極Ｒｘに含まれない第２選択対象の検出電極Ｒｘを選択する。検出制御回路１１は第１選択回路１４（図１参照）に選択信号Ｖｓｇｌｐ又は選択信号Ｖｓｇｌｍを供給する。第１選択回路１４は、正符号選択動作Ｔｃｐにおいて、選択信号Ｖｓｇｌｐに基づいてスイッチ素子ＳＷ１をオンし、負符号選択動作Ｔｃｍにおいて、選択信号Ｖｓｇｌｍに基づいてスイッチ素子ＳＷ１をオンにする。
【００６８】
これにより、正符号選択動作Ｔｃｐにおいて、第１選択対象の検出電極Ｒｘは検出回路４０に対して接続状態となり、第２選択対象の検出電極Ｒｘは検出回路４０に対して非接続状態となる。接続状態とは、選択された検出電極Ｒｘが、データ線ＳＧＬ及び第１選択回路１４（図１参照）を介して検出回路４０に接続される状態のことである。非接続状態とは、選択された検出電極Ｒｘが検出回路４０に接続されない状態のことである。なお、図９では、第１選択対象と第２選択対象とを区別しやすくするために、第１選択対象の検出電極Ｒｘに斜線を付して示している。
【００６９】
検出信号Ｓｈｐは、検出電極Ｒｘからデータ線ＳＧＬ、第１選択回路１４及び配線Ｌ３を介して検出回路４０に出力される。ここで、検出信号Ｓｈｐは、選択信号Ｖｓｇｌｐに応じて選択された第１選択対象の検出電極Ｒｘからの検出信号が統合された信号である。検出信号Ｓｈｐは、正の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｐが積算されて第１信号データＶｒが構成される。
【００７０】
負符号選択動作Ｔｃｍにおいて、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの成分「−１」に対応する選択信号Ｖｓｇｌｍに応じて、検出電極Ｒｘのうち、第１選択対象の検出電極Ｒｘに含まれない第２選択対象の検出電極Ｒｘを選択する。具体的には、第１選択回路１４は選択信号Ｖｓｇｌｍに基づいてスイッチ素子ＳＷ１をオンにする。これにより、第２選択対象の検出電極Ｒｘは接続状態となり、第１選択対象の検出電極Ｒｘは非接続状態となる。つまり負符号選択動作Ｔｃｍは、正符号選択動作Ｔｃｐの検出電極Ｒｘの接続パターンを反転させた動作となる。
【００７１】
検出信号Ｓｈｍは、検出電極Ｒｘからデータ線ＳＧＬ、第１選択回路１４及び配線Ｌ３を介して検出回路４０に出力される。ここで、検出信号Ｓｈｍは、選択信号Ｖｓｇｌｍに応じて選択された第２選択対象の検出電極Ｒｘからの検出信号が統合された信号である。検出信号Ｓｈｍは、負の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｍが積算されて第２信号データＶｆが構成される。
【００７２】
信号演算回路４４は、検出信号Ｓｈｐ又は検出信号Ｓｈｍを記憶回路４８に出力して、検出信号Ｓｈを一時的に記憶させる。
【００７３】
信号演算回路４４は、検出信号Ｓｈｐおよび検出信号Ｓｈｍから検出信号Ｓｃを出力する。正方行列Ｈｈの次数ｄが４の場合、下記の式（３）に示すように、１つの検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から、４つの検出信号Ｓｃ（Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４）が得られる。この場合、４つの検出信号Ｓｈｐ１、Ｓｈｐ２、Ｓｈｐ３、Ｓｈｐ４及び４つの検出信号Ｓｈｍ１、Ｓｈｍ２、Ｓｈｍ３、Ｓｈｍ４から、検出信号Ｓｃ（Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４）がそれぞれ求められる。ここで、正方行列Ｈｈｐは、正方行列Ｈｈの成分「−１」を「０」に置き換えた行列を示し、正方行列Ｈｈｍは、正方行列Ｈｈの成分「−１」を「１」に置き換え、成分「１」を「０」に置き換えた行列を示す。また、行列ＳｈｐＸ、ＳｈｍＸは、選択された検出電極Ｒｘから出力される複数の検出信号Ｓｈｐ及びＳｈｍからなる行列を示し、行列ＳｃＸは、複数の検出信号Ｓｈｐ及びＳｈｍに基づき演算される複数の検出信号Ｓｃからなる行列を示す。さらに、行列ＳｉＸは、複数の検出電極Ｒｘからそれぞれ出力される複数の検出信号Ｓｉからなる行列を示す。
【数３】
2020102173.tif 000005
【００７４】
ここで、一例として、４つの検出信号Ｓｈｐ１、Ｓｈｐ２、Ｓｈｐ３、Ｓｈｐ４及び４つの検出信号Ｓｈｍ１、Ｓｈｍ２、Ｓｈｍ３、Ｓｈｍ４から検出信号Ｓｃ（Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４）を求める方法について説明する。この説明では、仮に、検出信号Ｓｉが（Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３、Ｓｉ４）＝（１、７、３、２）である場合を例にとって説明する。検出信号Ｓｉ１は、検出電極Ｒｘ（ｌ）から出力される信号である。検出信号Ｓｉ２は、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）から出力される信号である。検出信号Ｓｉ３は、検出電極Ｒｘ（ｌ＋２）から出力される信号である。検出信号Ｓｉ４は、検出電極Ｒｘ（ｌ＋３）から出力される信号である。センサ部１では、１つの検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３、Ｓｉ４を統合した１つの検出信号Ｓｈが出力される。そこで、検出回路４０は、以下のような演算により個別の検出信号Ｓｉｄを算出する。
【００７５】
図９に示すように、検出動作Ｔｃ１の正符号選択動作Ｔｃｐ１において、検出制御回路１１（図１参照）は、正方行列Ｈｈの１行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、４つの検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋２）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋２）、Ｒｘ（ｌ＋３）は接続状態になる。第２選択対象の検出電極Ｒｘは、選択されない。このとき、検出制御回路１１は検出電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを供給し、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｐ１が出力される。検出信号Ｓｈｐ１は、正符号選択動作Ｔｃｐ１において、第１選択対象の検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉが統合された信号値である。
【００７６】
検出信号Ｓｈｐ１は、Ｓｈｐ１＝１×１＋１×７＋１×３＋１×２＝１３となる。
【００７７】
負符号選択動作Ｔｃｍ１において、正方行列Ｈｈの１行目の成分「−１」が存在しないため、成分「−１」に対応する第２選択対象として検出電極Ｒｘは選択されない。つまり、４つの検出電極Ｒｘは非接続状態となる。よって検出信号Ｓｈｍ１は、Ｓｈｍ１＝０×１＋０×７＋０×３＋０×２＝０となる。検出信号Ｓｃ１は、検出信号Ｓｈｐ１と検出信号Ｓｈｍ１との和から、Ｓｃ１＝Ｓｈｐ１＋Ｓｈｍ１＝１３＋０＝１３となる。
【００７８】
次に、図９に示すように、検出動作Ｔｃ２の正符号選択動作Ｔｃｐ２において、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの２行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋２）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋２）は接続状態になる。また、検出制御回路１１は、第２選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋３）は非接続状態になる。このとき、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｐ２が出力される。検出信号Ｓｈｐ２は、正符号選択動作Ｔｃｐ２において、第１選択対象の検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉが統合された信号値である。
【００７９】
検出信号Ｓｈｐ２は、正の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｐ２が積算されて第１信号データＶｒ２が構成される。検出信号Ｓｈｐ２は、Ｓｈｐ２＝１×１＋０×７＋１×３＋０×２＝４となる。
【００８０】
検出動作Ｔｃ２の負符号選択動作Ｔｃｍ２において、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの２行目の成分「−１」に対応する第２選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋３）は接続状態になる。また、検出制御回路１１は、第１選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋２）を選択する。検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋２）は非接続状態となる。このとき、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｍ２が出力される。検出信号Ｓｈｍ２は、負符号選択動作Ｔｃｍ２において、第２選択対象の検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉが統合された信号値である。
【００８１】
検出信号Ｓｈｍ２は、負の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｍ２が積算されて第２信号データＶｆ２が構成される。検出信号Ｓｈｍ２は、Ｓｈｍ２＝０×（−１）＋１×（−７）＋０×（−３）＋１×（−２）＝−９となる。検出信号Ｓｃ２は、Ｓｃ２＝Ｓｈｐ２＋Ｓｈｍ２＝４＋（−９）＝−５が得られる。
【００８２】
次に、検出動作Ｔｃ３の正符号選択動作Ｔｃｐ３において、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの３行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋１）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋１）は接続状態になる。また、検出制御回路１１は、第２選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ＋２）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ＋２）、Ｒｘ（ｌ＋３）は非接続状態になる。このとき、検出制御回路１１は検出電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを供給し、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｐ３が出力される。
【００８３】
検出信号Ｓｈｐ３は、正の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｐ３が積算されて第１信号データＶｒ３が構成される。検出信号Ｓｈｐ３は、Ｓｈｐ３＝１×１＋１×７＋０×３＋０×２＝８となる。
【００８４】
検出動作Ｔｃ３の負符号選択動作Ｔｃｍ３において、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの３行目の成分「−１」に対応する第２選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ＋２）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ＋２）、Ｒｘ（ｌ＋３）は接続状態になる。また、検出制御回路１１は、第１選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋１）を選択する。検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋１）は非接続状態となる。このとき、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｍ３が出力される。検出信号Ｓｈｍ３は、負符号選択動作Ｔｃｍ３において、第２選択対象の検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉが統合された信号値である。
【００８５】
検出信号Ｓｈｍ３は、負の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｍ３が積算されて第２信号データＶｆ３が構成される。検出信号Ｓｈｍ３は、Ｓｈｍ３＝０×（−１）＋０×（−７）＋１×（−３）＋１×（−２）＝−５となる。検出信号Ｓｃ３は、Ｓｃ３＝Ｓｈｐ３＋Ｓｈｍ３＝８＋（−５）＝３が得られる。
【００８６】
次に、検出動作Ｔｃ４の正符号選択動作Ｔｃｐ４において、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの４行目の成分「１」に対応する第１選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋３）は接続状態になる。また、検出制御回路１１は、第２選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋２）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋２）は非接続状態になる。このとき、検出制御回路１１は検出電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを供給し、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｐ４が出力される。
【００８７】
検出信号Ｓｈｐ４は、正の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｐ４が積算されて第１信号データＶｒ４が構成される。検出信号Ｓｈｐ４は、Ｓｈｐ４＝１×１＋０×７＋０×３＋１×２＝３となる。
【００８８】
負符号選択動作Ｔｃｍ４において、検出制御回路１１は、正方行列Ｈｈの４行目の成分「−１」に対応する第２選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋２）を選択する。これにより、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）、Ｒｘ（ｌ＋２）は接続状態になる。また、検出制御回路１１は、第１選択対象として、検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋３）を選択する。検出電極Ｒｘ（ｌ）、Ｒｘ（ｌ＋３）は非接続状態となる。このとき、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）から検出信号Ｓｈｍ４が出力される。検出信号Ｓｈｍ４は、負符号選択動作Ｔｃｍ４において、第２選択対象の検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｓｉが統合された信号値である。
【００８９】
検出信号Ｓｈｍ４は、負の信号値であり、複数の検出信号Ｓｈｍ４が積算されて第２信号データＶｆ４が構成される。検出信号Ｓｈｍ４は、Ｓｈｍ４＝０×（−１）＋１×（−７）＋１×（−３）＋０×（−２）＝−１０となる。検出信号Ｓｃ４は、Ｓｃ４＝Ｓｈｐ４＋Ｓｈｍ４＝３＋（−１０）＝−７が得られる。
【００９０】
信号演算回路４４は、４つの検出信号Ｓｃ（Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４）＝（１３、−５、３、−７）を順次、記憶回路４８に出力する。
【００９１】
信号演算回路４４は、４つの検出信号Ｓｃ（Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４）＝（１３、−５、３、−７）を下記の式（４）で復号する。信号演算回路４４は、式（４）に基づいて、復号した検出信号（Ｓｉ１ｄ、Ｓｉ２ｄ、Ｓｉ３ｄ、Ｓｉ４ｄ）＝（４、２８、１２、８）を算出する。なお、行列Ｓｉｄは、複数の検出信号Ｓｃから復号された複数の検出信号Ｓｉｄからなる行列を示す。
【００９２】
【数４】
2020102173.tif 000006
【００９３】
復号した検出信号Ｓｉ１ｄは、検出電極Ｒｘ（ｌ）に割り当てられる。復号した検出信号Ｓｉ２ｄは、検出電極Ｒｘ（ｌ＋１）に割り当てられる。復号した検出信号Ｓｉ３ｄは、検出電極Ｒｘ（ｌ＋２）に割り当てられる。復号した検出信号Ｓｉ４ｄは、検出電極Ｒｘ（ｌ＋３）に割り当てられる。指の凹凸が接触又は近接した場合、その位置に対応する検出電極Ｒｘの復号した検出信号Ｓｉ１ｄ、Ｓｉ２ｄ、Ｓｉ３ｄ、Ｓｉ４ｄの値が変化する。
【００９４】
以上の符号選択駆動によれば、検出信号Ｓｉ（Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３、Ｓｉ４）＝（１、７、３、２）に対して、式（４）による信号演算回路４４の復号処理により、復号した検出信号Ｓｉｄ（Ｓｉ１ｄ、Ｓｉ２ｄ、Ｓｉ３ｄ、Ｓｉ４ｄ）＝（４、２８、１２、８）が得られる。検出信号Ｓｉ（Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３、Ｓｉ４）＝（１、７、３、２）と、復号した検出信号Ｓｉｄ（Ｓｉ１ｄ、Ｓｉ２ｄ、Ｓｉ３ｄ、Ｓｉ４ｄ）＝（４、２８、１２、８）とを比較してわかるように、復号した検出信号Ｓｉｄは、検出信号Ｓｉを正方行列Ｈｈの次数ｄ倍の信号強度となっている。すなわち、第１実施形態において、駆動信号Ｖｓの電圧を上げることなく、時分割選択駆動の４倍の信号強度が得られることとなる。このため、外部からノイズが侵入した場合であっても、信号強度を高めることによって検出装置１００のノイズ耐性を向上させることができる。
【００９５】
また、第１実施形態によれば、検出制御回路１１は、所定の符号に基づいて選択された第１選択対象の検出電極Ｒｘと、第１選択対象に含まれない第２選択対象の検出電極Ｒｘとについて、接続状態と非接続状態とを切り換える。検出回路４０は、異なる検出電極Ｒｘの接続パターンごとに検出電極Ｒｘから出力された各検出信号の復号処理を行う。
【００９６】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、複数の検出電極ブロックについて、符号選択駆動による検出電極の接続パターンを示す図である。図１１は、第１実施形態に係る検出装置の動作例を示すタイミング波形図である。
【００９７】
図１０Ａでは、検出動作Ｔｃ１の正符号選択動作Ｔｃｐ１及び負符号選択動作Ｔｃｍ１を行う場合を説明する。図１０Ｂでは、検出動作Ｔｃ２の正符号選択動作Ｔｃｐ２及び負符号選択動作Ｔｃｍ２を行う場合を説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、複数のデータ線ＳＧＬには、それぞれ配線Ｌ３及び基準電位供給配線Ｌｖｒが接続可能となっている。スイッチ素子ＳＷ１は、データ線ＳＧＬと配線Ｌ３との接続と非接続とを切り換える。スイッチ素子ＳＷ２は、データ線ＳＧＬと基準電位供給配線Ｌｖｒとの接続と非接続とを切り換える。
【００９８】
第２制御回路１１５は、走査線ＧＣＬ（ｋ）を選択する選択信号Ｖｇｃｌを供給する。第２選択回路１５は、選択信号Ｖｇｃｌに基づいて、選択された走査線ＧＣＬ（ｋ）に接続されたスイッチ素子ＰＳＷをオンにする走査信号を供給する。言い換えると、第２選択回路１５によって、走査線ＧＣＬ（ｋ）にスイッチ素子ＰＳＷを介して接続された検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択される。実施形態１において、スイッチ素子ＰＳＷをオンにする走査信号は、高レベル電圧の走査信号である。走査線ＧＣＬ（ｋ）に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）は、第１選択回路１４の選択対象として選択可能となる。検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）の各検出電極Ｒｘから、データ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋１）、ＳＧＬ（ｌ＋２）、ＳＧＬ（ｌ＋３）を介して検出信号が出力可能となっている。
【００９９】
一方、走査線ＧＣＬ（ｋ＋１）、ＧＣＬ（ｋ＋２）、ＧＣＬ（ｋ＋３）には、第２選択回路１５からスイッチ素子ＰＳＷをオフにする走査信号が供給される。言い換えると、第２選択回路１５によって、走査線ＧＣＬ（ｋ＋１）、ＧＣＬ（ｋ＋２）、ＧＣＬ（ｋ＋３）にスイッチ素子ＰＳＷを介して接続された検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。第４選択対象の検出電極Ｒｘは、第３選択対象の検出電極Ｒｘ以外の検出電極Ｒｘである。実施形態１において、スイッチ素子ＰＳＷをオフにする走査信号は、低レベル電圧の走査信号である。検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋１）、ＢＫＮＢ（ｋ＋２）、ＢＫＮＢ（ｋ＋３）の各検出電極Ｒｘは、第１選択回路１４の選択対象として選択されない。
【０１００】
第２選択回路１５により、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）が選択された状態で、上述した検出動作Ｔｃ１の正符号選択動作Ｔｃｐ１、負符号選択動作Ｔｃｍ１、検出動作Ｔｃ２の正符号選択動作Ｔｃｐ２、負符号選択動作Ｔｃｍ２を実行する。例えば、正符号選択動作Ｔｃｐ１では、第１選択回路１４は、第１選択対象の検出電極Ｒｘに接続された複数のデータ線ＳＧＬを、スイッチ素子ＳＷ１を介して検出回路４０に接続する。また、第１選択回路１４は、第２選択対象の検出電極Ｒｘに接続された複数のデータ線ＳＧＬを、スイッチ素子ＳＷ２を介して基準電位供給配線Ｌｖｒに接続する。これにより、第２選択対象の検出電極Ｒｘには、基準電位Ｖｒｘが供給される。負符号選択動作Ｔｃｍ１では、第１選択回路１４は、第２選択対象の検出電極Ｒｘに接続された複数のデータ線ＳＧＬを、検出回路４０に接続する。また、第１選択回路１４は、第１選択対象の検出電極Ｒｘに接続された複数のデータ線ＳＧＬを、スイッチ素子ＳＷ２を介して基準電位供給配線Ｌｖｒに接続する。これにより、第１選択対象の検出電極Ｒｘには、基準電位Ｖｒｘが供給される。
【０１０１】
複数の正符号選択動作Ｔｃｐ及び複数の負符号選択動作Ｔｃｍにより、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）の検出電極Ｒｘから検出信号Ｓｈｐと検出信号Ｓｈｍとが検出回路４０を介して出力される。これにより、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）の各検出電極Ｒｘと重なる領域における、接触又は近接する指等のＸ方向の位置が検出される。
【０１０２】
図１１に示すように、第２選択回路１５は、ゲート駆動期間Ｐｇ１、Ｐｇ２、Ｐｇ３、Ｐｇ４ごとに、選択信号Ｖｇｃｌによる選択対象の走査線ＧＣＬ（ｋ）、ＧＣＬ（ｋ＋１）、ＧＣＬ（ｋ＋２）、ＧＣＬ（ｋ＋３）に順次高レベル電圧の走査信号を供給する。また、第２選択回路１５は、ゲート駆動期間Ｐｇ１、Ｐｇ２、Ｐｇ３、Ｐｇ４のそれぞれで選択対象として選択されていない走査線ＧＣＬに、低レベル電圧の走査信号を供給する。ゲート駆動期間Ｐｇ１、Ｐｇ２、Ｐｇ３、Ｐｇ４では、それぞれ、第１選択回路１４により上述した検出動作Ｔｃ１から検出動作Ｔｃ４が実行される。これにより、Ｘ方向及びＹ方向に並ぶ検出電極Ｒｘから、検出信号Ｓｈｐ及び検出信号Ｓｈｍを検出することができる。
【０１０３】
ゲート駆動期間Ｐｇ１、Ｐｇ２、Ｐｇ３、Ｐｇ４に亘って、検出制御回路１１は検出電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを供給する。駆動信号Ｖｓは、ゲート駆動期間Ｐｇ１、Ｐｇ２、Ｐｇ３、Ｐｇ４よりも短い周期でオン、オフを繰り返す。言い換えると、駆動信号Ｖｓのパルス幅は、走査信号のパルス幅よりも小さい。
【０１０４】
図１２は、第１実施形態に係る第１選択回路の動作例を示すタイミング波形図である。図１２では、検出動作Ｔｃ２における、駆動信号Ｖｓと、リセット信号Ｖｒｓｔと、検出信号Ｓｈと、各スイッチ素子ＳＷ１の動作との関係を示す。
【０１０５】
検出制御回路１１から供給される制御信号ＴＳＨＤに基づいて、検出動作Ｔｃ２の正符号選択動作Ｔｃｐ２及び負符号選択動作Ｔｃｍ２が開始する。正符号選択動作Ｔｃｐ２及び負符号選択動作Ｔｃｍ２は、複数回繰り返し実行される。すなわち、各スイッチ素子ＳＷ１には、選択信号Ｖｓｇｌｐ及び選択信号Ｖｓｇｌｍに基づくスイッチ制御信号が、繰り返し供給される。
【０１０６】
ここで、正符号選択動作Ｔｃｐが実行される期間、すなわち、第１選択回路１４が、複数の検出電極Ｒｘのうち第１選択対象の検出電極Ｒｘを検出回路４０に接続する期間を、第１期間Ｐｒｘ１とする。また、負符号選択動作Ｔｃｍが実行される期間、すなわち、第１選択回路１４が、第１選択対象に含まれない第２選択対象の検出電極Ｒｘを検出回路４０に接続する期間を、第２期間Ｐｒｘ２とする。また、第１選択回路１４は、第１期間Ｐｒｘ１において、複数の検出電極Ｒｘのうち第２選択対象の検出電極Ｒｘを検出回路４０と非接続とし、第２期間Ｐｒｘ２において、複数の検出電極Ｒｘのうち第１選択対象の検出電極Ｒｘを検出回路４０と非接続とする。
【０１０７】
より具体的には、第１期間Ｐｒｘ１は、第１選択対象の検出電極Ｒｘに接続されたスイッチ素子ＳＷ１（ｌ）、ＳＷ１（ｌ＋２）に供給されるスイッチ制御信号が立ち上がるタイミングから立ち下がるタイミングまでの期間である。第２期間Ｐｒｘ２は、第２選択対象の検出電極Ｒｘに接続されたスイッチ素子ＳＷ１（ｌ＋１）、ＳＷ１（ｌ＋３）に供給されるスイッチ制御信号が立ち上がるタイミングから立ち下がるタイミングまでの期間である。第１選択回路１４は、第１期間Ｐｒｘ１と第２期間Ｐｒｘ２とを交互に複数回、例えば４回ずつ行う。
【０１０８】
リセット信号Ｖｒｓｔは電圧検出器ＤＥＴが有するリセットスイッチＲＳＷ（図５参照）を制御するための信号である。リセット信号Ｖｒｓｔが高レベル電圧の期間に、リセットスイッチＲＳＷがオンとなり、コンデンサＣ２がリセットされる。これにより、電圧検出器ＤＥＴの出力信号が、基準電位Ｖｒｘと同電位となり、検出回路４０の検出動作がリセットされる。リセット信号Ｖｒｓｔがオフとなるタイミングで、各スイッチ素子ＳＷ１に供給される選択信号Ｖｓｇｌｐと選択信号Ｖｓｇｌｍとに基づくスイッチ制御信号が切り換えられる。つまり、リセット信号Ｖｒｓｔが第４電位（高レベル電圧）から第３電位（低レベル電圧）に遷移するタイミングで、第１選択回路１４は、第１期間Ｐｒｘ１から第２期間Ｐｒｘ２に切り換え、又は、第２期間Ｐｒｘ２から第１期間Ｐｒｘ１に切り換える。
【０１０９】
一例として、スイッチ素子ＳＷ１（ｌ）において、リセット信号Ｖｒｓｔが第４電位（高レベル電圧）から第３電位（低レベル電圧）に遷移するタイミングで、選択信号Ｖｓｇｌｐに基づくスイッチ制御信号から選択信号Ｖｓｇｌｍに基づくスイッチ制御信号に遷移し、第１期間Ｐｒｘ１から第２期間Ｐｒｘ２に切り換えられる。次に、リセット信号Ｖｒｓｔが第４電位（高レベル電圧）から第３電位（低レベル電圧）に遷移するタイミングで、選択信号Ｖｓｇｌｍに基づくスイッチ制御信号から選択信号Ｖｓｇｌｐに基づくスイッチ制御信号に遷移し、第２期間Ｐｒｘ２から第１期間Ｐｒｘ１に切り換えられる。このように、第１選択回路１４は、リセット信号Ｖｒｓｔが第４電位（高レベル電圧）から第３電位（低レベル電圧）に遷移するタイミングで、第１選択対象の検出電極Ｒｘと検出回路４０との接続状態（第１期間Ｐｒｘ１）と、第２選択対象の検出電極Ｒｘと検出回路４０との接続状態（第２期間Ｐｒｘ２）とを交互に切り換える。
【０１１０】
リセット信号Ｖｒｓｔがオフとなるタイミングから所定の期間を経過した後で、駆動信号Ｖｓのオンとオフとが切り換えられる。すなわち、駆動信号Ｖｓが第１電位（低レベル電圧）から第２電位（高レベル電圧）に遷移する第１タイミングｔｏｎは、第１期間Ｐｒｘ１と重なる。また、駆動信号Ｖｓが第２電位（高レベル電圧）から第１電位（低レベル電圧）に遷移する第２タイミングｔｏｆｆは、第２期間Ｐｒｘ２と重なる。
【０１１１】
このように、第１選択回路１４は、駆動信号Ｖｓの第１タイミングｔｏｎ及び第２タイミングｔｏｆｆに応じて、選択信号Ｖｓｇｌｐに応じたスイッチ制御信号及び選択信号Ｖｓｇｌｍに応じたスイッチ制御信号を供給するタイミングを切り換える。これにより、正符号選択動作Ｔｃｐ２では、第１選択対象の検出電極Ｒｘから、正の信号値を有する検出信号Ｓｈｐ２が出力される。また、負符号選択動作Ｔｃｍ２では、第２選択対象の検出電極Ｒｘから、負の信号値を有する検出信号Ｓｈｍ２が出力される。
【０１１２】
本実施形態では、複数の第１期間Ｐｒｘ１及び複数の第２期間Ｐｒｘ２で、それぞれ検出信号Ｓｈｐ２と検出信号Ｓｈｍ２とが検出される。複数の検出信号Ｓｈｐ２と、複数の検出信号Ｓｈｍ２とが統合された信号がＡ／Ｄ変換回路４３に出力される。Ａ／Ｄ変換回路４３は、複数の検出信号Ｓｈｐ２と、複数の検出信号Ｓｈｍ２とが統合された検出信号Ｓｃ２を、１つのデジタルデータとして変換し、信号演算回路４４に出力する。
【０１１３】
具体的には、図１２では、正符号選択動作Ｔｃｐ２及び負符号選択動作Ｔｃｍ２は、それぞれ４回ずつ行われる。この場合、Ａ／Ｄ変換回路４３は、４つの検出信号Ｓｈｐ２と、４つの検出信号Ｓｈｍ２とを加算して、１つのデジタル信号を検出信号Ｓｃ２として出力する。
【０１１４】
したがって、正符号選択動作Ｔｃｐ２及び負符号選択動作Ｔｃｍ２のそれぞれでデータ出力する場合に比べて、信号演算回路４４が取り扱うデータ量が半減し、データ処理の負荷を抑制することができる。また、検出信号Ｓｈｍ２が負の信号値を有するので、信号演算回路４４で、信号の極性を反転させる処理を省略することができる。
【０１１５】
なお、同一の検出動作Ｔｃに含まれる正符号選択動作Ｔｃｐ及び負符号選択動作Ｔｃｍは、それぞれ、３回以下でもよいし、５回以上でもよい。図１２では、検出動作Ｔｃ２でのタイミング波形図を示したが、他の検出動作Ｔｃ１、検出動作Ｔｃ３、検出動作Ｔｃ４でも同様に、駆動信号Ｖｓの第１タイミングｔｏｎ及び第２タイミングｔｏｆｆに応じて、正符号選択動作Ｔｃｐ及び負符号選択動作Ｔｃｍが切り換えられる。
【０１１６】
図１３は、複数の接続パターンについて、第１選択回路の動作例を説明するための説明図である。
【０１１７】
図１３では、各データ線ＳＧＬ（ｌ）、ＳＧＬ（ｌ＋１）、ＳＧＬ（ｌ＋２）、ＳＧＬ（ｌ＋３）に接続された検出電極Ｒｘが接続状態の場合、すなわち、検出電極Ｒｘが検出回路４０（電圧検出器ＤＥＴ）に接続されている場合に、ハッチングを付けて示す。また、検出電極Ｒｘが非接続状態の場合、すなわち、検出電極Ｒｘが基準電位供給配線Ｌｖｒに接続されている場合には、ハッチングを付けずに示している。検出動作Ｔｃ１から検出動作Ｔｃ４でのそれぞれの接続パターンは、図９と同様であり、詳細な説明は省略する。
【０１１８】
検出動作Ｔｃ１では、駆動信号Ｖｓの第１タイミングｔｏｎは、第１期間Ｐｒｘ１（正符号選択動作Ｔｃｐ１）と重なる。また、駆動信号Ｖｓの第２タイミングｔｏｆｆは、第２期間Ｐｒｘ２（負符号選択動作Ｔｃｍ１）と重なる。これにより、正符号選択動作Ｔｃｐ１では、第１選択対象の検出電極Ｒｘから、正の信号値を有する検出信号Ｓｈｐ１が出力される。負符号選択動作Ｔｃｍ１では、全ての検出電極Ｒｘが非接続状態であり、０の検出信号Ｓｈｍ１が出力される。複数の検出信号Ｓｈｐ１と複数の検出信号Ｓｈｍ１とが統合された検出信号Ｓｃ１が１つのデジタル信号として出力される。
【０１１９】
検出動作Ｔｃ２から検出動作Ｔｃ４では、駆動信号Ｖｓの第１タイミングｔｏｎは、第１期間Ｐｒｘ１（正符号選択動作Ｔｃｐ２、Ｔｃｐ３、Ｔｃｐ４）と重なる。また、駆動信号Ｖｓの第２タイミングｔｏｆｆは、第２期間Ｐｒｘ２（負符号選択動作Ｔｃｍ２、Ｔｃｍ３、Ｔｃｍ４）と重なる。これにより、正符号選択動作Ｔｃｐ２、Ｔｃｐ３、Ｔｃｐ４では、それぞれ、第１選択対象の検出電極Ｒｘから、正の信号値を有する検出信号Ｓｈｐ２、Ｓｈｐ３、Ｓｈｐ４が出力される。負符号選択動作Ｔｃｍ２、Ｔｃｍ３、Ｔｃｍ４ではそれぞれ、負の信号値を有する検出信号Ｓｈｍ２、Ｓｈｍ３、Ｓｈｍ４が出力される。このように、第１選択回路１４は、複数の検出動作Ｔｃ（検出動作Ｔｃ１から検出動作Ｔｃ４）のそれぞれの接続パターンについて第１期間Ｐｒｘ１の接続と第２期間Ｐｒｘ２の接続と交互に複数回行う。
【０１２０】
これにより、検出動作Ｔｃ２では、複数の検出信号Ｓｈｐ２と複数の検出信号Ｓｈｍ２とが統合された検出信号Ｓｃ２が１つのデジタル信号として出力される。検出動作Ｔｃ３では、複数の検出信号Ｓｈｐ３と複数の検出信号Ｓｈｍ３とが統合された検出信号Ｓｃ３が１つのデジタル信号として出力される。検出動作Ｔｃ４では、複数の検出信号Ｓｈｐ４と複数の検出信号Ｓｈｍ４とが統合された検出信号Ｓｃ４が１つのデジタル信号として出力される。
【０１２１】
信号演算回路４４は、４つの検出信号Ｓｃ（Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４）を復号して、復号した検出信号Ｓｉｄ（Ｓｉ１ｄ、Ｓｉ２ｄ、Ｓｉ３ｄ、Ｓｉ４ｄ）が得られる。
【０１２２】
なお、第１実施形態では、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｌ）に含まれる検出電極Ｒｘの個数ｎが４つである場合について説明したが、これに限定されず、検出電極Ｒｘの個数ｎは２つ、３つ又は５つ以上であってもよい。この場合、正方行列Ｈｈの次数ｄも検出電極Ｒｘの個数ｎに応じて変更される。
【０１２３】
また、上記の第１実施形態では、検出装置１００が指Ｆｉｎの形状や指紋を検出することを説明した。しかしながら、検出装置１００の検出対象は指Ｆｉｎに限定されるものではない。検出装置１００は、指Ｆｉｎではなく、手のひらを検出対象としてもよい。検出装置１００の検出対象は、検出電極Ｒｘとの間の距離で容量が変化する微細な凹凸を有する外部物体であれば良い。また、検出装置１００、指Ｆｉｎ及び手のひらの両方を検出対象としてもよい。検出装置は、手のひらの凹凸による容量変化を検出することで、手のひらの形状や掌紋を検出することができる。
【０１２４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、Ｙ方向の指紋検出について、時分割選択駆動（以下、ＴＤＭ（Time  Division  Multiplexing）駆動を適用した場合の動作例を説明した。より具体的には、第２選択回路１５が、Ｙ方向に配列された検出電極Ｒｘを、スイッチＰＳＷで接続された走査線ＧＣＬを介して、時分割で１つずつ選択する駆動について説明した。第２実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向の指紋検出について、符号選択駆動を適用した場合の動作例を説明する。
【０１２５】
図１４は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を示すタイミング波形図である。図１４Ａは、第２実施形態に係る検出装置の第１検出期間及び第２検出期間における動作例を示すタイミング波形図である。図１４Ｂは、第２実施形態に係る検出装置の第３検出期間及び第４検出期間における動作例を示すタイミング波形図である。図１５は、第２実施形態に係る、第１Ａ期間の検出動作における選択対象として選択される検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。図１６は、第１Ｂ期間の検出動作における選択対象として選択される検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。図１７は、第１Ｃ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。図１８は、第１Ｄ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。図１９は、第２Ａ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。図２０は、第３Ａ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。図２１は、第４Ａ期間の検出動作における選択対象の検出電極の接続パターンの例を説明するための説明図である。
【０１２６】
第２実施形態において、第２制御回路１１５および第２選択回路１５によって、所定の符号に基づいてＹ方向の符号選択駆動がなされる。Ｙ方向の符号選択駆動において用いられる所定の符号とは、アダマール行列であって、次数ｒの正方行列Ｈｖである。正方行列Ｈｖの次数ｒは、２Ｎｂで示される。ここで、Ｎｂは１以上の整数であって、実施形態２において、式（５）で示す通り、２である。第２選択回路１５によって選択される検出電極ブロックＲｘＢに含まれるＹ方向に配列される検出電極Ｒｘの数ｕ以上である。
【０１２７】
【数５】
2020102173.tif 000007
【０１２８】
図１４に示すとおり、第２実施形態において、第１選択回路１４によって、正方行列Ｈｈに基づいてＸ方向の符号選択駆動を行い、第２選択回路１５によって、正方行列Ｈｖに基づいてＹ方向の符号選択駆動を行う。この場合において、図１２で示す第１期間Ｐｒｘ１において、第１選択回路１４は、正方行列Ｈｈの各列の成分「１」に基づく正符号選択動作を行い、かつ、第２選択回路１５は、正方行列Ｈｖの各行の成分「１」に基づく正符号選択動作を行う検出動作Ｔｅｐｐを行う。また、図１２で示す第１期間Ｐｒｘ１において、第１選択回路１４は、正方行列Ｈｈの各列の成分「−１」に基づく負符号選択動作を行い、かつ、第２選択回路１５は、正方行列Ｈｖの各行の成分「−１」に基づく負符号選択動作を行う検出動作Ｔｅｍｍを行う。そして、図１２で示す第２期間Ｐｒｘ２において、第１選択回路１４は、正方行列Ｈｈの各列の成分「１」に基づく正符号選択動作を行い、かつ、第２選択回路１５は、正方行列Ｈｖの各行の成分「−１」に基づく負符号選択動作を行う検出動作Ｔｅｍｐを行う。また、図１２で示す第２期間Ｐｒｘ２において、第１選択回路１４は、正方行列Ｈｈの各列の成分「−１」に基づく負符号選択動作を行い、かつ、第２選択回路１５は、正方行列Ｈｖの各行の成分「１」に基づく正符号選択動作を行う検出動作Ｔｅｐｍを行う。このようにすることで、検出動作Ｔｅｐｐ及び検出動作Ｔｅｍｍから正の信号値を有する検出信号Ｓｈｐｐ及び検出信号Ｓｈｍｍを取得することができ、検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｐから負の信号値を有する検出信号Ｓｈｐｍ及び検出信号Ｓｈｍｐを取得することができる。したがって、式（６）から、検出信号Ｓｈｐｐ、検出信号Ｓｈｍｍ、検出信号Ｓｈｐｍ、及び、検出信号Ｓｈｍｐから検出信号Ｓｃを取得することができる。なお、正方行列Ｈｖｐは、正方行列Ｈｖの成分「−１」を「０」に置き換えた行列を示し、正方行列Ｈｖｍは、正方行列Ｈｖの成分「−１」を「１」に置き換え、成分「１」を「０」に置き換えた行列を示す。
【０１２９】
【数６】
2020102173.tif 000008
【０１３０】
検出回路４０は、検出信号Ｓｃを式（７）に基づいて復号することで復号された検出信号Ｓｉｄｒを得ることができる。より具体的には、第２実施形態において、１６個の復号された検出信号Ｓｉｄｒ（Ｓｉ１１ｄｒ、Ｓｉ１２ｄｒ、Ｓｉ１３ｄｒ、Ｓｉ１４ｄｒ、Ｓｉ２１ｄｒ、Ｓｉ２２ｄｒ、Ｓｉ２３ｄｒ、Ｓｉ２４ｄｒ、Ｓｉ３１ｄｒ、Ｓｉ３２ｄｒ、Ｓｉ３３ｄｒ、Ｓｉ３４ｄｒ、Ｓｉ４１ｄｒ、Ｓｉ４２ｄｒ、Ｓｉ４３ｄｒ、Ｓｉ４４ｄｒ）が取得される。ここで、これらの復号された検出信号Ｓｉｄｒは、ｋ行からｋ＋３行およびｌ列からｌ＋３列までに含まれる検出電極Ｒｘに対応付けられる。例えば、検出信号Ｓｉ１１ｄｒは、ｋ行ｌ列の検出電極Ｒｘと対応付けられ、検出信号Ｓｉ４４ｄｒは、ｋ＋３行ｌ＋３列の検出電極Ｒｘと対応付けられる。これらの復号された検出信号Ｓｉｄｒは、各検出電極Ｒｘからの検出信号Ｓｉに正方行列Ｈｖの次数ｒおよび正方行列Ｈｈの次数ｄをかけた値に対応する。したがって、第２実施形態において、１６倍の信号値を取得することができる。なお、行列ｄｒ（Ｓｉ）Ｘは、複数の検出信号Ｓｃから復号された複数の検出信号Ｓｉｄｒからなる行列を示す。
【０１３１】
【数７】
2020102173.tif 000009
【０１３２】
図１５（Ａ）は、第１Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｐ１１を示し、図１５（Ｂ）は、第１Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｍ１１を示す。図１５（Ｃ）は、第１Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｍ１１を示し、図１５（Ｄ）は、第１Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｐ１１を示す。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）において、Ｙ方向の符号選択駆動は、式（５）に示す正方行列Ｈｖの１行目の成分「１」に対応して、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）、ＢＫＮＢ（ｋ＋１）、ＢＫＮＢ（ｋ＋２）、ＢＫＮＢ（ｋ＋３）に属する検出電極Ｒｘが、正方行列Ｈｖの第３選択対象の検出電極Ｒｘとして選択される。一方で、図１５（Ｃ）及び図１５（Ｄ）において、Ｙ方向の符号選択駆動は、式（５）に示す正方行列Ｈｖの１行目に成分「−１」が含まれないため、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）、ＢＫＮＢ（ｋ＋１）、ＢＫＮＢ（ｋ＋２）、ＢＫＮＢ（ｋ＋３）のいずれも選択されない。言い換えると、Ｙ方向の符号選択駆動において第４選択対象として検出電極Ｒｘが選択されない。また、検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作ＴｅｐｍにおけるＹ方向における接続パターン（第３選択対象）は、検出動作Ｔｅｍｍおよび検出動作ＴｅｍｐにＹ方向における接続パターン（第４選択対象）の反転パターンとなる。
【０１３３】
なお、検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）は、走査線ＧＣＬ（ｋ）に接続された検出電極Ｒｘである。検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋１）は、走査線ＧＣＬ（ｋ＋１）に接続された検出電極Ｒｘである。検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋２）は、走査線ＧＣＬ（ｋ＋２）に接続された検出電極Ｒｘである。検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋３）は、走査線ＧＣＬ（ｋ＋３）に接続された検出電極Ｒｘである。第２選択回路１５は、検出動作Ｔｅｐｐ及び検出動作Ｔｅｐｍにおいて、正方行列Ｈｖの「１」に対応する走査線ＧＣＬにゲート選択信号Ｖｇｃｌｐに基づく走査信号を供給する。これにより、複数の走査線ＧＣＬのうち、正方行列Ｈｖの第３選択対象の走査線ＧＣＬが選択される。この結果、第３選択対象の走査線ＧＣＬに接続された検出電極Ｒｘが選択される。
【０１３４】
また、Ｘ方向の符号選択駆動は、第１選択回路１４によって、正符号選択動作と負符号選択動作とが交互に複数回実行される。検出動作Ｔｅｐｐ１１及び検出動作Ｔｅｍｐ１１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ）、ＲｘＢ（ｌ＋１）、ＲｘＢ（ｌ＋２）、ＲｘＢ（ｌ＋３）に属する検出電極Ｒｘが、正方行列Ｈｈの第１選択対象の検出電極Ｒｘとして選択され、第２選択回路１５を介して検出回路４０に接続される。検出動作Ｔｅｍｐ１１及び検出動作Ｔｅｍｍ１１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「−１」が存在しないため、成分「−１」に対応する正方行列Ｈｈの第２選択対象として検出電極Ｒｘは選択されない。
【０１３５】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ１１において、検出信号Ｓｈｐｐ１１が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ１１において、検出信号Ｓｈｐｍ１１が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ１１において、検出信号Ｓｈｍｍ１１が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ１１において、検出信号Ｓｈｍｐ１１が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ１１及び検出動作Ｔｅｍｍ１１は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ１１及び検出信号Ｓｈｍｍ１１は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ１１及び検出動作Ｔｅｍｐ１１は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ１１及び検出信号Ｓｈｍｐ１１は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ１１が算出される。なお、検出信号Ｓｈｐｍ１１、検出信号Ｓｈｍｐ１１、及び、検出信号Ｓｈｍｍ１１は、Ｘ方向またはＹ方向の負符号選択動作において、第２選択対象又は第４選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１３６】
図１６（Ａ）は、第１Ｂ期間における検出動作Ｔｅｐｐ１２を示し、図１６（Ｂ）は、第１Ｂ期間における検出動作Ｔｅｐｍ１２を示す。図１６（Ｃ）は、第１Ｂ期間における検出動作Ｔｅｍｍ１２を示し、図１６（Ｄ）は、第１Ｂ期間における検出動作Ｔｅｍｐ１２を示す。第１Ｂ期間におけるＹ方向の符号選択動作は、第１Ａ期間におけるＹ方向の符号選択動作と同様の選択となっている。検出動作Ｔｅｐｐ１２及び検出動作Ｔｅｐｍ１２において、正方行列Ｈｖの１行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｍｐ１２及び検出動作Ｔｅｍｍ１２において、正方行列Ｈｖの１行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。
【０１３７】
第１Ｂ期間におけるＸ方向の符号選択駆動は、図１６（Ａ）及び図１６（Ｄ）に示すとおり、正方行列Ｈｈの２列目の成分「１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ）、ＲｘＢ（ｌ＋２）の検出電極Ｒｘが正方行列Ｈｈの第１選択対象として選択される。また、図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）に示すとおり、正方行列Ｈｈの２列目の成分「−１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ＋１）、ＲｘＢ（ｌ＋３）の検出電極Ｒｘが正方行列Ｈｈの第２選択対象として選択される。Ｘ方向の符号選択駆動において、正方行列Ｈｈの正府号選択動作と、負符号選択動作とが繰り返し複数回実行される。
【０１３８】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ１２において、検出信号Ｓｈｐｐ１２が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ１２において、検出信号Ｓｈｐｍ１２が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ１２において、検出信号Ｓｈｍｍ１２が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ１２において、検出信号Ｓｈｍｐ１２が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ１２及び検出動作Ｔｅｍｍ１２は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ１２及び検出信号Ｓｈｍｍ１２は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ１２及び検出動作Ｔｅｍｐ１２は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ１２及び検出信号Ｓｈｍｐ１２は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ１２が算出される。なお、検出信号Ｓｈｍｐ１２、及び、検出信号Ｓｈｍｍ１２は、Ｙ方向の負符号選択動作において、第４選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１３９】
図１７（Ａ）は、第１Ｃ期間における検出動作Ｔｅｐｐ１３を示し、図１７（Ｂ）は、第１Ｃ期間における検出動作Ｔｅｐｍ１３を示す。図１７（Ｃ）は、第１Ｃ期間における検出動作Ｔｅｍｍ１３を示し、図１７（Ｄ）は、第１Ｃ期間における検出動作Ｔｅｍｐ１３を示す。第１Ｃ期間におけるＹ方向の符号選択動作は、第１Ａ期間におけるＹ方向の符号選択動作と同様の選択となっている。検出動作Ｔｅｐｐ１３及び検出動作Ｔｅｐｍ１３において、正方行列Ｈｖの１行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｍｐ１３及び検出動作Ｔｅｍｍ１３において、正方行列Ｈｖの１行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。
【０１４０】
第１Ｃ期間におけるＸ方向の符号選択駆動は、図１７（Ａ）及び図１７（Ｄ）に示すとおり、正方行列Ｈｈの３列目の成分「１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ）、ＲｘＢ（ｌ＋１）の検出電極Ｒｘが正方行列Ｈｈの第１選択対象として選択される。また、図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）において、正方行列Ｈｈの３列目の成分「−１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ＋２）、ＲｘＢ（ｌ＋３）の検出電極Ｒｘが正方行列Ｈｈの第２選択対象として選択される。
【０１４１】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ１３において、検出信号Ｓｈｐｐ１３が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ１３において、検出信号Ｓｈｐｍ１３が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ１３において、検出信号Ｓｈｍｍ１３が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ１３において、検出信号Ｓｈｍｐ１３が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ１３及び検出動作Ｔｅｍｍ１３は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ１３及び検出信号Ｓｈｍｍ１３は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ１３及び検出動作Ｔｅｍｐ１３は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ１３及び検出信号Ｓｈｍｐ１３は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ１３が算出される。なお、検出信号Ｓｈｍｐ１３、及び、検出信号Ｓｈｍｍ１３は、Ｙ方向の負符号選択動作において、第４選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１４２】
図１８（Ａ）は、第１Ｄ期間における検出動作Ｔｅｐｐ１４を示し、図１８（Ｂ）は、第１Ｄ期間における検出動作Ｔｅｐｍ１４を示す。図１８（Ｃ）は、第１Ｄ期間における検出動作Ｔｅｍｍ１４を示し、図１８（Ｄ）は、第１Ｄ期間における検出動作Ｔｅｍｐ１４を示す。第１Ｄ期間におけるＹ方向の符号選択動作は、第１Ａ期間におけるＹ方向の符号選択動作と同様の選択となっている。検出動作Ｔｅｐｐ１４及び検出動作Ｔｅｐｍ１４において、正方行列Ｈｖの１行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｍｐ１４及び検出動作Ｔｅｍｍ１４において、正方行列Ｈｖの１行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。
【０１４３】
第１Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択駆動は、図１８（Ａ）及び図１８（Ｄ）に示すとおり、正方行列Ｈｈの４列目の成分「１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ）、ＲｘＢ（ｌ＋３）の検出電極Ｒｘが正方行列Ｈｈの第１選択対象として選択される。また、図１８（Ｂ）及び図１８（Ｃ）において、正方行列Ｈｈの４列目の成分「−１」に対応して、検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ＋１）、ＲｘＢ（ｌ＋２）の検出電極Ｒｘが正方行列Ｈｈの第２選択対象として選択される。
【０１４４】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ１４において、検出信号Ｓｈｐｐ１４が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ１４において、検出信号Ｓｈｐｍ１４が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ１４において、検出信号Ｓｈｍｍ１４が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ１４において、検出信号Ｓｈｍｐ１４が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ１４及び検出動作Ｔｅｍｍ１４は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ１４及び検出信号Ｓｈｍｍ１４は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ１４及び検出動作Ｔｅｍｐ１４は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ１４及び検出信号Ｓｈｍｐ１４は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ１４が算出される。なお、検出信号Ｓｈｍｐ１４、及び、検出信号Ｓｈｍｍ１４は、Ｙ方向の負符号選択動作において、第４選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１４５】
図１９（Ａ）は、第２Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｐ２１を示し、図１９（Ｂ）は、第２Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｍ２１を示す。図１９（Ｃ）は、第２Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｍ２１を示し、図１９（Ｄ）は、第２Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｐ２１を示す。第２Ａ期間におけるＹ方向の符号選択動作は、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すとおり、正方行列Ｈｖの２行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）およびＢＫＮＢ（ｋ＋２）に含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、図１９（Ｃ）及び図１９（Ｄ）に示すとおり、正方行列Ｈｖの２行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋１）およびＢＫＮＢ（ｋ＋３）に含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。言い換えると、検出動作Ｔｅｐｐ２１及び検出動作Ｔｅｐｍ２１において、第３選択対象として選択された検出電極Ｒｘが示す接続パターンは、検出動作Ｔｅｍｐ２１及び検出動作Ｔｅｍｍ２１において、第４選択対象として選択された検出電極Ｒｘが示す接続パターンの反転パターンである。
【０１４６】
一方で、第２Ａ期間におけるＸ方向の符号選択動作は、図１５（Ａ）から図１５（Ｄ）と同様に、検出動作Ｔｅｐｐ２１及び検出動作Ｔｅｍｐ２１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第１選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｐｍ２１及び検出動作Ｔｅｍｍ２１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第２選択対象として選択される。
【０１４７】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ２１において、検出信号Ｓｈｐｐ２１が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ２１において、検出信号Ｓｈｐｍ２１が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ２１において、検出信号Ｓｈｍｍ２１が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ２１において、検出信号Ｓｈｍｐ２１が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ２１及び検出動作Ｔｅｍｍ２１は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ２１及び検出信号Ｓｈｍｍ２１は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ２１及び検出動作Ｔｅｍｐ２１は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ２１及び検出信号Ｓｈｍｐ２１は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ２１が算出される。なお、検出信号Ｓｈｐｍ２１、及び、検出信号Ｓｈｍｍ２１は、Ｘ方向の負符号選択動作において、第２選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１４８】
続いて、図１４Ａに示すとおり、第２Ｂ期間、第２Ｃ期間、第２Ｄ期間の検出動作が実施される。第２Ｂ期間、第２Ｃ期間、第２Ｄ期間におけるＹ方向の符号選択駆動は、第２Ａ期間のＹ方向の符号選択駆動と同様で、検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作Ｔｅｐｍにおいて、正方行列Ｈｖの２行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｍｐ及び検出動作Ｔｅｍｍにおいて、正方行列Ｈｖの２行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。
【０１４９】
一方で、第２Ｂ期間、第２Ｃ期間、第２Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択動作は、それぞれ、第１Ｂ期間、第１Ｃ期間、第１Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択動作と同様である。検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作Ｔｅｍｐにおいて、正方行列Ｈｈの各列の成分「１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第１選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｍにおいて、正方行列Ｈｈの各列の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第２選択対象として選択される。
【０１５０】
ここで、第２Ｂ期間、第２Ｃ期間、第２Ｄ期間の検出動作Ｔｅｐｐ及び検出動作Ｔｅｍｍは、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ（Ｓｈｐｐ２２、Ｓｈｐｐ２３、Ｓｈｐｐ２４）及び検出信号Ｓｈｍｍ（Ｓｈｍｍ２２、Ｓｈｍｍ２３、Ｓｈｍｍ２４）は、正の信号値を示す。また、第２Ｂ期間、第２Ｃ期間、第２Ｄ期間の検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｐは、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ（Ｓｈｐｍ２２、Ｓｈｐｍ２３、Ｓｈｐｍ２４）及び検出信号Ｓｈｍｐ（Ｓｈｍｐ２２、Ｓｈｍｐ２３、Ｓｈｍｐ２４）は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ（Ｓｃ２２、Ｓｃ２３、Ｓｃ２４）が算出される。
【０１５１】
図２０（Ａ）は、第３Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｐ３１を示し、図２０（Ｂ）は、第３Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｍ３１を示す。図２０（Ｃ）は、第３Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｍ３１を示し、図２０（Ｄ）は、第３Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｐ３１を示す。第３Ａ期間におけるＹ方向の符号選択動作は、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すとおり、正方行列Ｈｖの３行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）およびＢＫＮＢ（ｋ＋１）に含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、図２０（Ｃ）及び図２０（Ｄ）に示すとおり、正方行列Ｈｖの３行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋２）およびＢＫＮＢ（ｋ＋３）に含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。言い換えると、検出動作Ｔｅｐｐ３１及び検出動作Ｔｅｐｍ３１において、第３選択対象として選択された検出電極Ｒｘが示す接続パターンは、検出動作Ｔｅｍｐ３１及び検出動作Ｔｅｍｍ３１において、第４選択対象として選択された検出電極Ｒｘが示す接続パターンの反転パターンである。
【０１５２】
一方で、第３Ａ期間におけるＸ方向の符号選択動作は、図１５（Ａ）から図１５（Ｄ）と同様に、検出動作Ｔｅｐｐ３１及び検出動作Ｔｅｍｐ３１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第１選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｐｍ３１及び検出動作Ｔｅｍｍ３１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第２選択対象として選択される。
【０１５３】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ３１において、検出信号Ｓｈｐｐ３１が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ３１において、検出信号Ｓｈｐｍ３１が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ３１において、検出信号Ｓｈｍｍ３１が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ３１において、検出信号Ｓｈｍｐ３１が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ３１及び検出動作Ｔｅｍｍ３１は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ３１及び検出信号Ｓｈｍｍ３１は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ３１及び検出動作Ｔｅｍｐ３１は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ３１及び検出信号Ｓｈｍｐ３１は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ３１が算出される。なお、検出信号Ｓｈｐｍ３１、及び、検出信号Ｓｈｍｍ３１は、Ｘ方向の負符号選択動作において、第２選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１５４】
続いて、図１４Ｂに示すとおり、第３Ｂ期間、第３Ｃ期間、第３Ｄ期間の検出動作が実施される。第３Ｂ期間、第３Ｃ期間、第３Ｄ期間におけるＹ方向の符号選択駆動は、第３Ａ期間のＹ方向の符号選択駆動と同様で、検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作Ｔｅｐｍにおいて、正方行列Ｈｖの３行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｍｐ及び検出動作Ｔｅｍｍにおいて、正方行列Ｈｖの３行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。
【０１５５】
一方で、第３Ｂ期間、第３Ｃ期間、第３Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択駆動は、それぞれ、第１Ｂ期間、第１Ｃ期間、第１Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択駆動と同様である。検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作Ｔｅｍｐにおいて、正方行列Ｈｈの各列の成分「１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第１選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｍにおいて、正方行列Ｈｈの各列の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第２選択対象として選択される。
【０１５６】
ここで、第３Ｂ期間、第３Ｃ期間、第３Ｄ期間の検出動作Ｔｅｐｐ及び検出動作Ｔｅｍｍは、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ（Ｓｈｐｐ３２、Ｓｈｐｐ３３、Ｓｈｐｐ３４）及び検出信号Ｓｈｍｍ（Ｓｈｍｍ３２、Ｓｈｍｍ３３、Ｓｈｍｍ３４）は、正の信号値を示す。また、第３Ｂ期間、第３Ｃ期間、第３Ｄ期間の検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｐは、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ（Ｓｈｐｍ３２、Ｓｈｐｍ３３、Ｓｈｐｍ３４）及び検出信号Ｓｈｍｐ（Ｓｈｍｐ３２、Ｓｈｍｐ３３、Ｓｈｍｐ３４）は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ（Ｓｃ３２、Ｓｃ３３、Ｓｃ３４）が算出される。
【０１５７】
図２１（Ａ）は、第４Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｐ４１を示し、図２１（Ｂ）は、第４Ａ期間における検出動作Ｔｅｐｍ４１を示す。図２１（Ｃ）は、第４Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｍ４１を示し、図２１（Ｄ）は、第４Ａ期間における検出動作Ｔｅｍｐ４１を示す。第４Ａ期間におけるＹ方向の符号選択動作は、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すとおり、正方行列Ｈｖの４行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）およびＢＫＮＢ（ｋ＋３）に含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、図２１（Ｃ）及び図２１（Ｄ）に示すとおり、正方行列Ｈｖの４行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ＋１）およびＢＫＮＢ（ｋ＋２）に含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。言い換えると、検出動作Ｔｅｐｐ４１及び検出動作Ｔｅｐｍ４１において、第３選択対象として選択された検出電極Ｒｘが示す接続パターンは、検出動作Ｔｅｍｐ４１及び検出動作Ｔｅｍｍ４１において、第４選択対象として選択された検出電極Ｒｘが示す接続パターンの反転パターンである。
【０１５８】
一方で、第４Ａ期間におけるＸ方向の符号選択動作は、図１５（Ａ）から図１５（Ｄ）と同様に、検出動作Ｔｅｐｐ４１及び検出動作Ｔｅｍｐ４１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第１選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｐｍ４１及び検出動作Ｔｅｍｍ４１において、正方行列Ｈｈの１列目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第２選択対象として選択される。
【０１５９】
したがって、検出動作Ｔｅｐｐ４１において、検出信号Ｓｈｐｐ４１が出力され、検出動作Ｔｅｐｍ４１において、検出信号Ｓｈｐｍ４１が出力され、検出動作Ｔｅｍｍ４１において、検出信号Ｓｈｍｍ４１が出力され、検出動作Ｔｅｍｐ４１において、検出信号Ｓｈｍｐ４１が出力される。ここで、検出動作Ｔｅｐｐ４１及び検出動作Ｔｅｍｍ４１は、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ４１及び検出信号Ｓｈｍｍ４１は、正の信号値を示す。また、検出動作Ｔｅｐｍ４１及び検出動作Ｔｅｍｐ４１は、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ４１及び検出信号Ｓｈｍｐ４１は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ４１が算出される。なお、検出信号Ｓｈｐｍ４１、及び、検出信号Ｓｈｍｍ４１は、Ｘ方向の負符号選択動作において、第２選択対象として検出電極Ｒｘが選択されないため、０となる。
【０１６０】
続いて、図１４Ｂに示すとおり、第４Ｂ期間、第４Ｃ期間、第４Ｄ期間の検出動作が実施される。第４Ｂ期間、第４Ｃ期間、第４Ｄ期間におけるＹ方向の符号選択駆動は、第４Ａ期間のＹ方向の符号選択駆動と同様で、検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作Ｔｅｐｍにおいて、正方行列Ｈｖの４行目の成分「１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第３選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｍｐ及び検出動作Ｔｅｍｍにおいて、正方行列Ｈｖの４行目の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＢＫＮＢに含まれる検出電極Ｒｘが第４選択対象として選択される。
【０１６１】
一方で、第４Ｂ期間、第４Ｃ期間、第４Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択駆動は、それぞれ、第１Ｂ期間、第１Ｃ期間、第１Ｄ期間におけるＸ方向の符号選択駆動と同様である。検出動作Ｔｅｐｐおよび検出動作Ｔｅｍｐにおいて、正方行列Ｈｈの各列の成分「１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第１選択対象として選択され、検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｍにおいて、正方行列Ｈｈの各列の成分「−１」に対応する検出電極ブロックＲｘＢに含まれる検出電極Ｒｘが第２選択対象として選択される。
【０１６２】
ここで、第４Ｂ期間、第４Ｃ期間、第４Ｄ期間の検出動作Ｔｅｐｐ及び検出動作Ｔｅｍｍは、図１２に示す第１期間Ｐｒｘ１に対応するため、検出信号Ｓｈｐｐ（Ｓｈｐｐ４２、Ｓｈｐｐ４３、Ｓｈｐｐ４４）及び検出信号Ｓｈｍｍ（Ｓｈｍｍ４２、Ｓｈｍｍ４３、Ｓｈｍｍ４４）は、正の信号値を示す。また、第４Ｂ期間、第４Ｃ期間、第４Ｄ期間の検出動作Ｔｅｐｍ及び検出動作Ｔｅｍｐは、図１２に示す第２期間Ｐｒｘ２に対応するため、検出信号Ｓｈｐｍ（Ｓｈｐｍ４２、Ｓｈｐｍ４３、Ｓｈｐｍ４４）及び検出信号Ｓｈｍｐ（Ｓｈｍｐ４２、Ｓｈｍｐ４３、Ｓｈｍｐ４４）は、負の信号値を示す。したがって、これらを加算することで、検出信号Ｓｃ（Ｓｃ４２、Ｓｃ４３、Ｓｃ４４）が算出される。
【０１６３】
以上説明したように、第１検出動作から第１６検出動作により、信号演算回路４４（図１参照）は、１６個の検出信号Ｓｃのデータを算出する。検出信号Ｓｃのデータは記憶回路４８に保存される。信号演算回路４４（図１参照）は、記憶回路４８から検出信号Ｓｃのデータを受け取って、式（７）に基づいて復号処理を行う。
【０１６４】
ここで、Ｓｉｄｒは、復号された検出信号であり、ｄｒ（Ｓｉ）Ｘは、図１５から図２１に示す各検出電極Ｒｘに対応する行列である。Ｈｖは式（５）に示す正方行列であり、Ｙ方向の変換行列である。Ｈｈは式（２）に示す正方行列であり、Ｘ方向の変換行列である。信号演算回路４４（図１参照）は、復号処理を実行することで検出電極ブロックＢＫＮＢ（ｋ）又は検出電極ブロックＲｘＢ（ｌ）に含まれる各検出電極の検出信号を取得することができる。座標抽出回路４５は、復号された検出信号Ｓｉｄｒに基づいて、接触又は近接する指の凹凸等の二次元座標を算出することができる。第２実施形態においても、各検出電極Ｒｘの検出信号Ｓｉを統合した検出信号Ｓｃに基づいて復号処理を行うことで、各ノードの信号値の電圧を上げることなく、時分割選択駆動の１６倍の信号強度が得られることとなる。
【０１６５】
なお、検出装置の具体的な構成は、図１から図４、図８を参照した形態に限られるものでない。
【０１６６】
（第３実施形態）
図２２は、第３実施形態に係る検出装置の概略構成図である。第３実施形態において、図２２に示すセンサ部２０１には、図３に示す構成のうち検出電極Ｔｘ及び指Ｆｉｎを除かれ、検出電極Ｓｘが検出電極Ｒｘと同様にマトリクス状に配置されており、スイッチ素子ＰＳＷを介して走査線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬと接続されている。センサ部２０１は、いわゆる自己静電容量方式により、指Ｆｉｎ等の表面の凹凸を検出する。第１選択回路２１４は、第１選択回路１４と同様の機能を有する。第２選択回路２１５は、第２選択回路１５と同様の機能を有する。検出制御回路２１１は、検出制御回路１１と同様の機能を有する。
【０１６７】
図２２に示すように、第１選択回路２１４と検出回路２４０との間に、配線Ｌ３、複数のスイッチ素子ＳＷ３、複数のスイッチ素子ｘＳＷ３及び配線Ｌ２が設けられている。また、検出制御回路２１１は、配線Ｌ１及び複数のスイッチ素子ｘＳＷ３を介して検出電極Ｓｘに駆動信号Ｖｓを供給する。すなわち、検出制御回路２１１が備える駆動信号生成回路１１２は、センサ部２０１に設けられた検出電極Ｓｘに接続されて、駆動信号Ｖｓを検出電極Ｓｘに供給する。
【０１６８】
駆動信号Ｖｓの供給と、検出信号Ｓｈの出力とは、例えばスイッチ素子ＳＷ３、ｘＳＷ３により切り替え可能になっている。スイッチ素子ＳＷ３がオフ（非接続状態）のとき、スイッチ素子ｘＳＷ３がオン（接続状態）となり、駆動信号Ｖｓが配線Ｌ１、配線Ｌ３、第１選択回路２１４及びデータ線ＳＧＬを介して、選択対象の検出電極Ｓｘに供給される。スイッチ素子ＳＷ３がオン（接続状態）のとき、スイッチ素子ｘＳＷ３がオフ（非接続状態）となり、配線Ｌ２及び配線Ｌ３を介して、選択対象の検出電極Ｓｘからの検出信号Ｓｈが検出回路２４０に出力される。つまり、実施形態３における検出電極Ｓｘは、実施形態１における検出電極Ｒｘおよび検出電極Ｔｘ（駆動電極）を兼ねる電極である。
【０１６９】
なお、スイッチ素子ＳＷ３、ｘＳＷ３、及び、配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、第１選択回路２１４に含まれていてもよいし、第１選択回路２１４とは別に設けられた回路であってもよい。検出制御回路１１が駆動信号生成回路１１２の機能を含んでいてもよい。スイッチ素子ＳＷ３、ｘＳＷ３及び配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、例えば基材１０１上に設けられる。なお、スイッチ素子ＳＷ３、ｘＳＷ３、及び、配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、ＩＣ２１の内部に設けられても良い。
【０１７０】
（第４実施形態）
図２３は、第４実施形態に係る検出装置の概略構成図である。図２３に示すように第４実施形態では、複数の検出電極Ｒｘと非接触の状態で対向する駆動電極Ｔｘがさらに設けられる。また、検出制御回路３１１の駆動信号生成回路１１２は、第２選択回路３１５を介して検出電極Ｔｘに接続され、駆動信号Ｖｓを検出電極Ｔｘに供給する。また、センサ部３０１は、検出領域ＤＡにおいて検出電極Ｔｘと接続されるスイッチ素子ＰＳＷを有さず、検出電極Ｔｘが検出領域ＤＡに配置される。また、検出電極Ｔｘと第２選択回路３１５は周辺領域ＰＡで接続されている。また、検出電極Ｒｘは、検出領域ＤＡにおいてスイッチ素子ＰＳＷを介さずに、データ線ＳＧＬと接続されている。なお、駆動信号生成回路１１２は、第２選択回路３１５に設けられてもよい。すなわち、第２選択回路３１５が駆動信号生成回路１１２と同様に駆動信号Ｖｓを生成する機能を有してもよい。
【０１７１】
第２選択回路３１５は、複数の駆動電極Ｔｘのうち、第３選択対象の駆動電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを供給する。これにより、第２選択回路３１５は、上述したＹ方向の符号選択駆動を行う。あるいは、第２選択回路３１５は、所定数の駆動電極Ｔｘごとに、順次駆動信号Ｖｓを供給することで、時分割選択駆動を行ってもよい。
【０１７２】
駆動電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓが供給されると、検出電極Ｒｘに対する指Ｆｉｎ等の被検出体の凹凸の近接が検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間に生じる相互静電容量に影響を与える。図２３に示す構成では、検出信号Ｓｈに現れる相互静電容量の変化の有無及び変化の度合いに基づいて検出を行う。駆動電極Ｔｘは、長手方向がＸ方向に沿うよう設けられて、Ｘ方向に並ぶ複数の検出電極Ｒｘを同時に駆動可能となっている。また、駆動電極Ｔｘは、検出電極ＲｘのＹ方向の配置に対応するよう複数並んで設けられている。ただし、図２３に示す駆動電極Ｔｘの形態は、一例であってこれに限られるものでなく、駆動電極Ｔｘの形状及び配置は適宜変更可能である。
【０１７３】
第１選択回路３１４と検出電極Ｒｘとを接続するデータ線ＳＧＬは、検出電極Ｒｘに接続されている。Ｙ方向に並ぶ検出電極Ｒｘの選択動作は、駆動信号Ｖｓが供給される駆動電極Ｔｘの選択動作によって行われる。その他の点で、第１選択回路３１４及び検出回路３４０の機能は、第１選択回路１４及び検出回路４０と同様である。
【０１７４】
（第５実施形態）
第１実施形態において、図７に示す通り、シールド層２４は、検出電極Ｒｘが形成される層とスイッチ素子ＰＳＷが形成されるとの間に配置されるがこれに限られない。図２４は、第５実施形態に係る検出装置５００の平面図である。図２４に示す通り、シールド層１２４Ａは、第１選択回路１４及び第２選択回路１５等の基材１０１上に形成される回路に対して平面視で重畳するように配置される。また、シールド層１２４Ａは、検出領域ＤＡの周辺を囲う様に配置されている。なお、第５実施形態において、シールド層１２４Ａは、四角形の検出領域ＤＡの４辺を囲う様に配置されるが、これに限られない。少なくとも基材１０１上に配置される回路と重畳するように配置されていれば良く、例えば、第１選択回路１４や第２選択回路１５が配置される検出領域ＤＡの２辺に沿って配置されていてもよい。
【０１７５】
また、図２５は、第５実施形態に係る検出装置５００の断面図である。図２５に示す通り、検出装置５００はシールド層２４を設けずに、検出電極Ｒｘと同一の電極層を用いてシールド層１２４Ａを構成し、基材１０１に構成された回路に含まれるスイッチ素子ＳＳＷを覆う様に形成される。シールド層１２４Ａは、透明性の導電体、例えば、ＩＴＯ等で形成される。スイッチ素子ＳＳＷは、例えば、第１選択回路１４を構成するスイッチ素子ＳＷ１である。なお、第５実施形態において、シールド層２４を設けない場合について例示したが、これに限らず、シールド層１２４Ａ及びシールド層２４の両方を配置してもよい。
【０１７６】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【０１７７】
１  センサ部
１０  基板
１１、２１１、３１１  検出制御回路
１４、２１４、３１４  第１選択回路
１５、２１５、３１５  第２選択回路
２０  第１回路基板
２４  シールド層
２６  導電体
４０  検出回路
１００  検出装置
１０１  基材
１１２  駆動信号生成回路
１１４  第１制御回路
１１５  第２制御回路
ＢＫＮＢ、ＲｘＢ  検出電極ブロック
Ｓｘ、Ｒｘ、Ｔｘ  検出電極
Ｔｘ  駆動電極
Ｖｓｇｌ、Ｖｇｃｌ  選択信号
Ｐｇ  ゲート駆動期間
Ｐｒｘ１  第１期間
Ｐｒｘ２  第２期間
【図１】
2020102173.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020102173.tif 000014
【図６】
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【図７】
2020102173.tif 000016
【図８】
2020102173.tif 000017
【図９】
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【図１０Ａ】
2020102173.tif 000019
【図１０Ｂ】
2020102173.tif 000020
【図１１】
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【図１２】
2020102173.tif 000022
【図１３】
2020102173.tif 000023
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2020102173.tif 000025
【図１５】
2020102173.tif 000026
【図１６】
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【図１７】
2020102173.tif 000028
【図１８】
2020102173.tif 000029
【図１９】
2020102173.tif 000030
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020102173.tif 000033
【図２３】
2020102173.tif 000034
【図２４】
2020102173.tif 000035
【図２５】
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