(57)【要約】【課題】より省電力化可能な検出装置等を提供する。【解決手段】検出装置は、検出面に沿う第１方向に延出する第１電極と、検出面に沿って第１方向と交差する第２方向に延出して第１電極と対向する複数の第２電極と、第１電極に信号を出力する信号出力回路と、信号に応じて第１電極と第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、検出面に対する押圧を検出する押圧センサ素子とを備え、複数の第１電極を含む第１電極ブロックが第２方向に複数並び、信号出力回路は、複数の第１電極ブロックの各々に異なるタイミングで信号を出力する第１モードと一部の第１電極に信号を出力する第２モードとを切り替え可能に設けられ、押圧が検出された場合、第２モードでの動作を開始する。【選択図】図１０
2020144802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出面に沿う第１方向に延出する第１電極と、
前記検出面に沿って前記第１方向と交差する第２方向に延出して前記第１電極と対向する複数の第２電極と、
前記第１電極に信号を出力する信号出力回路と、
前記信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、
前記検出面に対する押圧を検出する押圧センサ素子とを備え、
複数の前記第１電極を含む第１電極ブロックが前記第２方向に複数並び、
前記信号出力回路は、複数の前記第１電極ブロックの各々に異なるタイミングで前記信号を出力する第１モードと一部の前記第１電極に前記信号を出力する第２モードとを切り替え可能に設けられ、前記押圧が検出された場合、前記第２モードでの動作を開始する
検出装置。
【請求項２】
前記押圧センサ素子は、前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方に並ぶ複数の部分領域ごとに押圧を検出し、
前記第２モードでは、前記複数の部分領域のうち最も高い押圧が検出された部分領域に対応する前記第１電極に前記信号が出力される
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第２モードで検出された静電容量に基づいて得られた指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致するか判定する判定部を備え、
前記指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された場合、前記信号出力回路は、前記第２モードでの動作を終了する
請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された後、前記信号出力回路は、前記押圧センサ素子による押圧の検出が継続する限り前記第２モードで動作しない
請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された後、前記信号出力回路は、前記第１モードで動作し、前記第１モードでのタッチ検出が継続する限り前記第２モードで動作しない
請求項３又は４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記信号出力回路は、前記第２モードで所定時間連続動作した後に自動的に前記第１モードに移行する
請求項１から５のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項７】
表示面に画像を表示する表示部と、
前記表示面に沿う第１方向に延出する第１電極と、
前記表示面に沿って前記第１方向と交差する第２方向に延出して前記第１電極と対向する複数の第２電極と、
前記第１電極に信号を出力する信号出力回路と、
前記信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、
前記表示面に対する押圧を検出する押圧センサ素子とを備え、
複数の前記第１電極を含む第１電極ブロックが前記第２方向に複数並び、
前記信号出力回路は、複数の前記第１電極ブロックの各々に異なるタイミングで前記信号を出力する第１モードと一部の前記第１電極に前記信号を出力する第２モードとを切り替え可能に設けられ、前記押圧が検出された場合、前記第２モードでの動作を開始する
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ検出機能付き表示装置を指紋の検出装置として機能させる構成が知られている（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２０００−３１５１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
指紋を判別可能な分解能で検出を行う場合、単なるタッチ検出よりも高い分解能が要求されるために消費電力が高くなる。従って、省電力化には、指紋の検出が必要な状況に限定して指紋の検出を行うことが要求される。しかしながら、従来はこのような省電力化を行うことができていなかった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、より省電力化可能な検出装置及び表示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、検出面に沿う第１方向に延出する第１電極と、前記検出面に沿って前記第１方向と交差する第２方向に延出して前記第１電極と対向する複数の第２電極と、前記第１電極に信号を出力する信号出力回路と、前記信号に応じて前記第１電極と前記第２電極の間に生じた静電容量を検出する検出回路と、前記検出面に対する押圧を検出する押圧センサ素子とを備え、複数の前記第１電極を含む第１電極ブロックが前記第２方向に複数並び、前記信号出力回路は、複数の前記第１電極ブロックの各々に異なるタイミングで前記信号を出力する第１モードと一部の前記第１電極に前記信号を出力する第２モードとを切り替え可能に設けられ、前記押圧が検出された場合、前記第２モードでの動作を開始する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、センサ部の構成並びにセンサ部による指及び指紋パターンの検出方法を示す概略図である。
【図５】図５は、相互静電容量方式の検出制御を説明するための説明図である。
【図６】図６は、押圧検出の動作の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、第１モードの説明図である。
【図８】図８は、第２モードの説明図である。
【図９】図９は、第３モードの説明図である。
【図１０】図１０は、動作モードの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、検出装置の主要構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。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】
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１に示すように、実施形態の表示装置１００は、表示領域ＡＡと、周辺領域ＰＡと、検出領域ＦＡとを有する。表示領域ＡＡは表示パネル３０（図２参照）の画像を表示する領域である。言い換えると、表示領域ＡＡは、表示パネル３０を構成する表示素子Ｐｉｘ（画素）が配置される領域である。検出領域ＦＡは、接触又は近接する指Ｆｉｎ（図２等参照）等の表面の凹凸を検出する領域である。言い換えると、検出領域ＦＡは、第１センサ素子１０ｆ（指紋センサ素子）、第２センサ素子１０ｐ（押圧センサ素子）等のセンサ素子が配置された領域である。検出領域ＦＡは、表示領域ＡＡに重なって設けられる。周辺領域ＰＡは、検出領域ＦＡの外側の領域である。また、周辺領域ＰＡは、表示領域ＡＡの外側の領域である。言い換えると、周辺領域ＰＡは、検出領域ＦＡに配置されるセンサ素子を駆動するための回路や配線等が配置される領域である。
【００１０】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。図２に示すように、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と押圧検出部材１３０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。表示装置１００は、接触又は近接する指Ｆｉｎ等の表面の凹凸を検出する検出面を有する。また、表示装置１００は、表示パネル３０の画像を表示する表示面を有する。表示面及び検出面は表示装置１００の最表面に対応し、本実施形態において、カバー部材１０１の第１面１０１ａが、検出面及び表示面に対応する。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、樹脂基板、又は、樹脂フィルムである。
【００１１】
実施形態の説明では、検出面に沿う２方向をＸ方向、Ｙ方向とし、検出面に直交する方向をＺ方向とする。Ｘ方向とＹ方向とは、例えば直交するが、これに限られるものでなく、Ｚ方向に直交し、かつ、互いに交差すればよい。
【００１２】
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との平面視での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、或いは周辺領域ＰＡ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。
【００１３】
図１及び図２に示すように、周辺領域ＰＡ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、周辺領域ＰＡ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。
【００１４】
検出装置１は、第１センサ素子１０ｆと第２センサ素子１０ｐとを含むセンサ部１０と、センサ部１０を制御する回路や配線を含む制御部２０を有する。第１センサ素子１０ｆは、検出面に接触又は近接する指Ｆｉｎ等の表面の凹凸（指紋等）を検出する指紋センサ素子である。また、第２センサ素子１０ｐは、指Ｆｉｎ等によって検出面を介して加えられた圧力による変動を検出する押圧センサ素子である。制御部２０は、例えば、センサ部１０を駆動するための信号出力回路である第１電極選択回路２５や、センサ部１０からの第１出力信号Ｖｄｅｔ１に基づいて指紋等や指等の位置座標を検出する第１検出回路４０や、センサ部１０からの第２出力信号Ｖｄｅｔ２に基づいて押圧による変化を検出する第２検出回路１３５を含む。図２に示すように、検出装置１は、第１センサ基板１１と、絶縁層１２、第２電極Ｒｘと、絶縁層１３、第１電極Ｔｘと、制御部２０とを含む。第１センサ基板１１の上に絶縁層１２が配置される。絶縁層１２は、制御部２０を構成するスイッチ素子等を構成する際に用いられ、無機又は有機の絶縁層である。また、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘは、第１センサ基板１１上に絶縁層１３を挟んで対向するように配置される。また、第１センサ素子１０ｆは、第１センサ基板１１上の検出領域ＦＡに配置された第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘで構成される。検出装置１の第１センサ素子１０ｆは、表示パネル３０の上に設けられる。すなわち、第１センサ素子１０ｆ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。第１センサ基板１１には、配線基板７６が接続されており、センサ部１０からの出力信号を外部に出力することができる。配線基板７６は、例えば、フレキシブルプリント基板である。
【００１５】
第１センサ素子１０ｆの一方の面（第１電極Ｔｘ）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、第１センサ素子１０ｆの他方の面（第１センサ基板１１）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。
【００１６】
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に配線基板７５が接続されている。配線基板７５は、例えば、フレキシブルプリント基板である。第１基板３１と、第２基板３２との間には、表示素子Ｐｉｘが配置される。本実施形態において、表示素子Ｐｉｘは、液晶層を含む液晶表示素子である。また、表示パネル３０は、偏光板３５の下側に表示素子Ｐｉｘに対して光を照射する照明装置３７を有する。すなわち、表示パネル３０は、液晶パネルである。表示パネル３０は液晶パネルに限定されず、例えば、無機発光素子や有機発光素子（ＯＬＥＤ：  Organic  Light  Emitting  Diode）を用いた自発光表示パネル、又は、電気泳動素子を用いた電子ペーパ型表示パネルであってもよい。なお、自発光表示パネルや電子ペーパ型表示パネル、もしくは、反射型の液晶パネルの場合は、照明装置３７は無くてもよい。また、自発光表示パネル及び電子ペーパ型表示パネルの場合は、偏光板３４，３５は無くてもよい。
【００１７】
図２に示すように、検出装置１は、更に、押圧検出部材１３０と、接着部材７３とを有する。接着部材７３は、第１電極Ｔｘと押圧検出部材１３０との間において、検出面に対する押圧により変動する可変領域ＶＡを形成するように配置される。接着部材７３は、例えば、両面テープであって、照明装置３７と偏光板３４との間に可変領域ＶＡを形成する。可変領域ＶＡは、例えば、空気層で形成される。第２センサ素子１０ｐは、第１センサ基板１１上に形成された第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘの少なくとも一方と、押圧検出部材１３０で構成される。押圧検出部材１３０は、導通部材１３１および配線基板７６を介して、制御部２０と接続されている。なお、導通部材１３１は、第１センサ基板１１と接続され、押圧検出部材１３０は、第１センサ基板１１上の配線を介して制御部２０と接続されても良い。
【００１８】
センサ部１０の第１センサ素子１０ｆは、Ｚ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、検出電極である第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘ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、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。
【００１９】
次に検出装置１の詳細な構成について説明する。図３は、実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、検出装置１は、センサ部１０と、制御部２０を有し、制御部２０は、検出制御回路２１と、第１電極選択回路２５と、第２電極選択回路２６と、第１検出回路４０と、第２検出回路１３５と、判定部１５０とを備える。
【００２０】
図４は、センサ部の構成並びにセンサ部による指Ｆｉｎ及び指紋パターンの検出方法を示す概略図である。センサ部１０は、複数の第１電極Ｔｘ（図５参照）と、複数の第２電極Ｒｘとを備える。第１電極Ｔｘは、Ｘ方向に延出する。また、センサ部１０では、複数の第１電極Ｔｘを含む第１電極ブロックＴｘＢがＹ方向に複数並んでいる。
【００２１】
図４では、センサ部１０のＹ方向の一端から他端に向かって順に、第１電極ブロックＴｘＢ１、第１電極ブロックＴｘＢ２、第１電極ブロックＴｘＢ３、第１電極ブロックＴｘＢ４…のように、複数の第１電極ブロックがＹ方向に並んでいる。
【００２２】
各第１電極ブロックＴｘＢは、ｎ個の第１電極Ｔｘを含む。本実施例において、ｎ＝５であるが、これに限らず、２以上の整数であればよい。例えば、Ｙ方向の一方の端部からＮ番目の第１電極ブロックＴｘＢＮは、第１電極ＴｘＮ１、第１電極ＴｘＮ２、第１電極ＴｘＮ３、第１電極ＴｘＮ４及び第１電極ＴｘＮ５を含む。なお、Ｎは１以上の整数である。
【００２３】
実施形態では、第１電極選択回路２５は、第１電極ブロック選択回路２５ａと、単位第１電極選択回路２５ｂとを含む。第１電極ブロック選択回路２５ａは、駆動信号Ｖｔｘを供給する第１電極Ｔｘを含む第１電極ブロックＴｘＢを選択する選択回路である。言い換えると、第１電極ブロック選択回路２５ａは、第１電極ブロック選択信号Ｖｆｂｓを、選択された第１電極ブロックＴｘＢに含まれる第１電極Ｔｘに接続された単位第１電極選択回路２５ｂに供給する。各単位第１電極選択回路２５ｂは、第１電極ブロック選択回路２５ａによって選択された第１電極ブロックＴｘＢ内で駆動信号Ｖｔｘを供給する第１電極Ｔｘを選択する選択回路である。言い換えると、各単位第１電極選択回路２５ｂは、第１電極ブロック選択回路２５ａから第１電極ブロック選択信号Ｖｆｂｓに基づいて、第１電極ブロックＴｘＢ内で選択された第１電極Ｔｘに駆動信号Ｖｔｘを供給する。
【００２４】
例えば、第１電極ブロック選択回路２５ａは、シフトレジスタで有り、検出制御回路２１からのクロック信号に基づいて、選択された第１電極ブロックＴｘＢに含まれる第１電極Ｔｘに対応する単位第１電極選択回路２５ｂに同時に第１電極ブロック選択信号Ｖｆｂｓを供給する。また、単位第１電極選択回路２５ｂは、例えば、デコーダとＡＮＤ回路とスイッチ素子と駆動信号供給配線を含み、デコーダによって第１電極ブロックＴｘＢの中で駆動信号Ｖｔｘを供給する第１電極Ｔｘに第１電極選択信号Ｖｆｓが供給され、ＡＮＤ回路を介して第１電極ブロック選択信号Ｖｆｂｓと第１電極選択信号Ｖｆｓが供給されたスイッチ素子を介して、第１電極Ｔｘと駆動信号供給配線が接続される。
【００２５】
また、第１電極Ｔｘは、第２検出回路１３５と接続される。なお、第１電極Ｔｘは、第２検出回路１３５は、第１電極ブロックＴｘＢ単位で一つの出力信号を出力しても良い。例えば、各第１電極Ｔｘに一方端が接続されるスイッチ素子１３５ｓが配置され、第１電極ブロックＴｘＢに含まれる第１電極Ｔｘに対応する全てのスイッチ素子１３５ｓの他方端が１つの共通配線と接続される。それによって、第１電極ブロックＴｘＢに対応する全てのスイッチ素子１３５ｓが同時にオンすることで、第１電極ブロックＴｘＢ単位で一つの出力信号が出力される。
【００２６】
第２電極Ｒｘは、Ｙ方向に延出する。また、第２電極Ｒｘは、第１電極Ｔｘと非接触状態でＺ方向に対向する。第２電極Ｒｘは、第２電極選択回路２６と接続されている。
【００２７】
検出装置１は、静電容量型の検出制御がなされる。ここで、図５を参照して、実施形態の検出装置１の相互静電容量方式による検出制御について説明する。図５は、相互静電容量方式の検出制御を説明するための説明図である。なお、図５は、第１検出回路４０を併せて示している。
【００２８】
図５に示すように、絶縁層１３を挟んで互いに対向配置された一対の電極、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘにより容量素子Ｃ１が形成される。容量素子Ｃ１は、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとの対向面同士の間に形成される電界に加え、第１電極Ｔｘの端部から第２電極Ｒｘの上面に向かって延びるフリンジ電界が生じる。第１電極Ｔｘは、第１電極選択回路２５を介して駆動信号Ｖｔｘが供給され、第２電極Ｒｘは、第１検出回路４０に接続される。第１検出回路４０には、複数の検出回路（電圧検出器ＤＥＴ）が含まれ、電圧検出器ＤＥＴは例えば、積分回路である。
【００２９】
第１電極Ｔｘに供給される駆動信号は、例えば、所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇである。電圧検出器ＤＥＴには、容量素子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。
【００３０】
導体（指Ｆｉｎ）によって形成される静電容量Ｃ２が、第２電極Ｒｘ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、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとの間にあるフリンジ電界が導体（指Ｆｉｎ）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。
【００３１】
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の凹凸等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、接触又は近接する被検出体の影響に応じて変化することになる。第１検出回路４０は、絶対値｜ΔＶ｜に基づいて指Ｆｉｎの凹凸等を判断する。また、第１検出回路４０は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較することで、被検出体が非接触状態であるか、接触状態又は近接状態であるかを判断する。このようにして、第１検出回路４０検出装置１（センサ部１０）は相互静電容量方式の検出制御が可能となる。なお、「接触状態」とは、指Ｆｉｎが検出面に接触した状態又は接触と同視し得るほど近接した状態を含む。また、「非接触状態」とは、指Ｆｉｎが検出面に接触していない状態又は接触と同視できるほどには近接していない状態を含む。
【００３２】
センサ部１０は、時分割選択駆動により、第１電極選択回路２５から供給される第１駆動信号Ｖｔｘ１に従って第１電極ブロックＴｘＢ単位で走査されることで、検出領域ＦＡ全体にわたって検出面に対するタッチ操作の検出（タッチ検出）を行うことができる。以下、係るタッチ検出を行う場合の動作モードを第１モードＭ１と記載する。例えば、第１モードＭ１の第１タッチ検出期間において、第１電極ブロック選択回路２５ａは、第１電極ブロックＴｘＢ１が選択し、単位第１電極選択回路２５ｂは、第１電極ブロックＴｘＢ１に含まれる隣接するｍ個の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。なお、ｍはｎ以下の整数である。また、第１タッチ検出期間に続く第２タッチ検出期間において、第１電極ブロック選択回路２５ａは、第１電極ブロックＴｘＢ２を選択し、単位第１電極選択回路２５ｂは、第１電極ブロックＴｘＢ２に含まれる隣接するｍ個の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。
【００３３】
また、センサ部１０は、時分割選択駆動により、第１電極選択回路２５から供給される第２駆動信号Ｖｔｘ２に従って指Ｆｉｎが検出された第１電極ブロックＴｘＢの第１電極Ｔｘごとに走査することで、導体（指Ｆｉｎ等）の表面の凹凸（指紋）の検出（指紋検出）を行うことができる。以下、係る指紋検出を行う場合の動作モードを第２モードＭ２と記載する。例えば、第２モードＭ２の第１指紋検出期間において、第１電極ブロック選択回路２５ａは、第１電極ブロックＴｘＢ１を選択し、単位第１電極選択回路２５ｂは、第１電極ブロックＴｘＢ１の中から所定の符号に基づく第１選択パターンによって選択された第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。なお、所定の符号は例えば、アダマール行列であって、所定の符号に基づく第１選択パターンとは、アダマール行列の各行、又は、各列に対応するパターンである。また、第１指紋検出期間に続く第２指紋検出期間において、第１電極ブロック選択回路２５ａは、第１電極ブロックＴｘＢ１を選択し、単位第１電極選択回路２５ｂは、第１電極ブロックＴｘＢ１の中から所定の符号に基づく第２選択パターンによって選択された第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。言い換えると、第２モードＭ２において、第１電極選択回路２５は、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）駆動を行う。なお、第１駆動信号Ｖｔｘ１と第２駆動信号Ｖｔｘ２は、同一の振幅又は電位を有する信号であっても良い。
【００３４】
本実施例において、第２モードＭ２は、第１モードＭ１の後に実行され、第１モードＭ１のタッチ検出において、導体（指Ｆｉｎ）の近接、又は、接触が検知された領域に基づいて実施される。例えば、図４に示す通り、第１モードＭ１での動作によって第１電極ブロックＴｘＢ４に第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給し、第２電極Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４，Ｒｘ５を含む第２電極ブロックＲｘＳからの出力信号に基づいて導体の近接又は接触を検知した場合、第１電極ブロックＴｘＢ４、及び、第２電極ブロックＲｘＳと重畳する位置の検出面上で第２モードＭ２の指紋検出が実施される。例えば、第１電極ブロックＴｘＢ４に含まれる第１電極Ｔｘに所定の符号に基づいて第２駆動信号Ｖｔｘ２が供給され、第２電極ブロックＲｘＳに含まれる第２電極Ｒｘ毎に時分割、又は、異なる検出回路（電圧検出器ＤＥＴ）で出力信号が検出される。
【００３５】
検出制御回路２１は、第１電極選択回路２５、第２電極選択回路２６、第１検出回路４０、及び、第２検出回路１３５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。検出制御回路２１は、信号供給回路２１ａと、クロック信号出力回路２１ｂと、カウンタ２１ｃとを含む。信号供給回路２１ａは、第１駆動信号Ｖｔｘ１、第２駆動信号Ｖｔｘ２、及び、第３駆動信号Ｖｔｘ３のいずれかを選択的に供給する回路である。また、信号供給回路１１ａは、第１電極選択回路２５に、非選択の第１電極Ｔｘに供給する所定の電位Ｖｕｓを供給する回路である。なお、所定の電位Ｖｕｓは、例えば、基準電位（グランド電位）である。検出制御回路２１は、クロック信号出力回路２１ｂ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２５に供給する。カウンタ２１ｃは、後述する第２モードでの動作時間をカウントする。
【００３６】
第１電極選択回路２５は、各種制御信号Ｖｃｔｒｌに基づいて複数の第１電極Ｔｘを同時に選択する回路である。第１電極選択回路２５は、選択された複数の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１、第２駆動信号Ｖｔｘ２又は後述する第３駆動信号Ｖｔｘ３を供給する。センサ部１０は、第１電極選択回路２５により第１電極Ｔｘの選択の状態を異ならせることで、第１モードＭ１、第２モードＭ２及び後述する第３モードＭ３（図７から図９参照）のような複数の動作モードを実現できる。
【００３７】
第２電極選択回路２６は、複数の第２電極Ｒｘ（図４参照）のうち１つ以上選択するスイッチ回路である。第２電極選択回路２６は、例えば、検出制御回路２１から供給される第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌに基づいて、第１モードにおいて、複数の第２電極Ｒｘからなる第２電極ブロックＲｘＳ単位で第１検出回路４０に接続し、第１出力信号Ｖｄｅｔ１を出力する。また、第２モードにおいて、第２電極ブロックＲｘＳに含まれる各第２電極Ｒｘを時分割で第１検出回路４０に接続し、第２出力信号Ｖｄｅｔ２を出力する。
【００３８】
第１検出回路４０は、検出制御回路２１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出力信号Ｖｄｅｔ１及び第２出力信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、タッチの有無を検出する回路である。第１検出回路４０は、信号増幅回路４２と、Ａ／Ｄ変換回路４３と、信号処理回路４４と、座標抽出回路４５と、メモリ４６と、検出タイミング制御回路４７と、を備える。検出タイミング制御回路４７は、検出制御回路２１から供給される制御信号に基づいて、信号増幅回路４２と、Ａ／Ｄ変換回路４３と、信号処理回路４４と、座標抽出回路４５と、が同期して動作するように制御する。
【００３９】
センサ部１０は、第１出力信号Ｖｄｅｔ１及び第２出力信号Ｖｄｅｔ２を信号増幅回路４２に供給する。信号増幅回路４２は、第１出力信号Ｖｄｅｔ１及び第２出力信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。なお、信号増幅回路４２は、電圧検出器ＤＥＴに対応する。Ａ／Ｄ変換回路４３は、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。
【００４０】
信号処理回路４４は、Ａ／Ｄ変換回路４３を介して、第１出力信号Ｖｄｅｔ１を受け取って、センサ部１０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。また、信号処理回路４４は、第２電極選択回路２６を介して、所定の符号に基づくＣＤＭ駆動により得られた第２出力信号Ｖｄｅｔ２を受け取って、復号処理を行う。
【００４１】
第１検出回路４０は、検出制御回路２１から供給される制御信号と、センサ部１０から供給される出力信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチの有無を検出する。具体的には、信号処理回路４４は、第２電極選択回路２６を介して、センサ部１０からの出力信号Ｖｄｅｔを受け取る。信号処理回路４４は、指Ｆｉｎによる出力信号Ｖｄｅｔの差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。信号処理回路４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較し、この絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理回路４４は、絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。
【００４２】
メモリ４６は、信号処理回路４４の演算結果を示すデータを一時的に保存する。メモリ４６は、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、レジスタ回路等であってもよい。
【００４３】
座標抽出回路４５は、出力信号の差分の信号に基づいて検出領域ＦＡ内の座標を算出し、得られたタッチパネル座標をセンサ出力Ｖｏとして出力する。センサ出力Ｖｏは、後述する第１モードにおけるタッチ検出の結果を示す出力又は後述する第２モードにおける指紋検出の結果を示す出力として機能する。また、検出制御回路２１は、動作モードの制御及び第２モードで駆動される第１電極Ｔｘの選択においてセンサ出力Ｖｏを参照する。なお、座標抽出回路４５は、検出領域ＦＡ内の座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして復号信号を出力してもよい。
【００４４】
少なくとも第２モードＭ２中のセンサ出力Ｖｏは、判定部１５０に出力される。判定部１５０は、例えば、メモリ１５１と判定回路１５２とを含む。メモリ１５１は、表示装置１００のユーザとして登録された登録指紋データを記憶する。判定回路１５２は、指紋認証を行う。具体的には、判定回路１５２は、第２モードＭ２中のセンサ出力Ｖｏが示す検出装置１で検出された検出指紋データと、メモリ１５１に記憶されている登録指紋データとを照合し、検出指紋データが登録指紋データと一致するか判定する。判定回路１５２は、指紋認証の判定結果を認証結果出力Ｌｏとして出力する。なお、判定回路１５２は、検出される全てのセンサ出力Ｖｏではなく、特徴点を示す一部のパターンのみを比較しても良い。検出制御回路２１は、第２モードを継続するかの判定において認証結果出力Ｌｏを参照する。その詳細については後述する。
【００４５】
また、判定部１５０の認証結果出力Ｌｏは、設定部１６０に入力される。設定部１６０は、設定回路１６１とメモリ１６２を有する。メモリ１６２には、指紋認証の判定結果に応じて異なる複数のセキュリティ設定データが記録されている。設定回路１６１は、認証結果出力Ｌｏに含まれる指紋認証の判定結果に応じてメモリ１６２に記録されるセキュリティ設定データを設定する。
【００４６】
判定回路１５２によるセンサ出力Ｖｏの識別、すなわち、センサ出力Ｖｏと動作モードとの関係の管理は、センサ出力Ｖｏに動作モード識別のための情報（例えば、ヘッダ等）が第１検出回路４０から与えられることによって管理されてもよいし、各種制御信号Ｖｃｔｒｌと同様に動作モードを識別可能な情報を含む信号が検出制御回路２１から判定回路１５２に与えられることによって管理されてもよい。また、第２モードの時にセンサ出力Ｖｏが判定回路１５２に入力され、第１モードの時にセンサ出力Ｖｏが判定回路１５２に入力されないように制御するスイッチ回路が第１検出回路４０と判定回路１５２との間に設けられてもよい。
【００４７】
実施形態では、判定部１５０は、表示装置１００の構成として設けられるが、表示装置１００の外部に設けられてもよい。例えば、判定部１５０は、配線基板７６に接続された外部基板上に配置されたＣＰＵやＭＰＵ内に設けられてもよく、表示装置１００と無線または有線の通信部を介して接続されるデバイスに配置されてもよい。
【００４８】
また、センサ部１０は、第１電極選択回路２５から供給される第３駆動信号Ｖｔｘ３に従って複数の第１電極Ｔｘを含む第１電極ブロックＴｘＢが走査されることで、検出領域ＦＡ全体にわたって検出面に対する押圧の検出（押圧検出）を行うことができる。以下、係る押圧検出を行う場合の動作モードを第３モードと記載する。例えば、第３モードＭ３において、第１電極ブロック選択回路２５ａは、Ｍ個の第１電極ブロックＴｘＢ１を選択し、単位第１電極選択回路２５ｂは、Ｍ個の第１電極ブロックＴｘＢに含まれる隣接するｌ個の第１電極Ｔｘに第３駆動信号Ｖｔｘ３を供給する。なお、ｌはｎ以下の整数である。ｌはｍと同数でも良い。また、Ｍは、Ｎ以下の整数であって、全ての第１電極ブロックＴｘＢが選択されても良い。また、Ｍ個の第１電極ブロックＴｘＢは、第２検出回路１３５に接続され、第２検出回路１３５に含まれる異なる電圧検出器ＤＥＴに接続される。例えば、第１電極ブロックＴｘＢ１に含まれるｌ個の第１電極Ｔｘは全て第２検出回路１３５の電圧検出器ＤＥＴ１に接続され、第１電極ブロックＴｘＢ２に含まれるｌ個の第１電極Ｔｘは全て第２検出回路１３５の電圧検出器ＤＥＴ２に接続される。第２検出回路１３５は、各第１電極ブロックＴｘＢから出力された押圧検出信号Ｄｔｘに基づいて、各第１電極ブロックＴｘＢごとの押圧センサ出力Ｐｏが検出制御回路２１に出力される。
【００４９】
図６は、押圧検出の動作の一例を示す概略図である。実施形態では、図２に示すように、表示パネル３０を挟んでセンサ部１０の反対側に押圧検出部材１３０が設けられている。押圧検出部材１３０は、例えば、金属、合金又は化合物である。また、押圧検出部材１３０は、基準電位（ＧＮＤ）を示す部材である。
【００５０】
第３駆動信号Ｖｔｘ３が与えられた第１電極ブロックＴｘＢには、押圧検出部材１３０との距離に応じた静電容量が生じる。検出面に対して押圧が加えられると、センサ部１０が押圧に応じて撓むことで、第１電極ブロックＴｘＢと押圧検出部材１３０との間の距離が変化する。このため、例えば時分割選択駆動により、第１電極ブロックＴｘＢ１、…、第１電極ブロックＴｘＢｎの各々に第３駆動信号Ｖｔｘ３を与え、第１電極ブロックＴｘＢ１の静電容量Ｃ３１、…、第１電極ブロックＴｘＢｎの静電容量Ｃ３ｎの変化に応じた押圧検出信号Ｄｔｘを取得することで、各第１電極ブロックＴｘＢが配置された位置毎の押圧を検出することができる。第２検出回路１３５（図３参照）は、静電容量Ｃ３１、…、第１電極ブロックＴｘＢｎの静電容量Ｃ３ｎに応じた第１電極ブロックＴｘＢの各々からの押圧検出信号Ｄｔｘ（図３参照）を検出して、第１電極ブロックＴｘＢの各々の位置における押圧検出結果を示す信号を押圧センサ出力Ｐｏとして出力する。第２検出回路１３５は、例えば、第１検出回路４０と同様に、検出信号増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路、及び、信号処理回路を有し、検出信号増幅部によって押圧検出信号Ｄｔｘを増幅し、Ａ／Ｄ変換回路によってアナログ信号からデジタル信号に変換した上で、信号処理回路によって信号の差分が所定の閾値を越えるか否かに応じて押圧されたか否かを判定し、判定結果を押圧センサ出力Ｐｏとして出力する。検出制御回路２１は、動作モードを第２モードにするかの判定において押圧センサ出力Ｐｏを参照する。その詳細については後述する。
【００５１】
実施形態では、第２センサ素子１０ｐは、第１電極ブロックＴｘＢ、押圧検出部材１３０及び第２検出回路１３５からなるが、第２センサ素子の具体的構成はこれに限られない。例えば、第１電極ブロックＴｘＢは、１つ以上の第１電極Ｔｘ又は第２電極Ｒｘに置換可能である。また、第１電極Ｔｘ（第１電極ブロックＴｘＢ）を利用した押圧検出を行う場合、Ｙ方向の押圧検出の分解能を得られるが、第２電極Ｒｘを利用した押圧検出を行うことで、Ｘ方向の押圧検出の分解能を得られる。なお、第２電極Ｒｘを第２センサ素子１０ｐとして利用する場合、第２検出回路１３５を設ける代わりに第２電極選択回路２６が、選択する第２電極Ｒｘもしくは第２電極ブロックＲｘＳに第３駆動信号Ｖｔｘ３を供給する構成としても良い。また押圧検出部材１３０をカバー部材１０１に設け、変動領域ＶＡをカバー部材１０１とセンサ部１０との間に配置してもよい。また、第２センサ素子は、センサ部１０を利用する例に限らず、他の形態の押圧センサを設けてもよい。係る押圧センサとして、例えばＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）のダイアフラムゲージでもよいし、ひずみゲージでもよいし、部材の支点間の変形の度合いに応じた電位を示すコイル等であってもよい。また、押圧センサは、押圧検出部材１３０に代えて、カバー部材１０１と加飾層１１０との間のように周辺領域ＰＡに配置されてもよいし、表示パネル３０の背面側に配置されてもよい。
【００５２】
次に、検出装置１における各種の動作モードについて説明する。図７は、第１モードの説明図である。図７に示すように、第１モードＭ１では、検出装置１は、第２モードＭ２（図９参照）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等の検出を行う。第１モードＭ１では、第１電極選択回路２５は、第１電極ブロックＴｘＢ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ＴｘＢ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。例えば、第１タッチ検出期間において、第１電極ブロック選択回路２５ａから第１電極ブロックＴｘＢＮに対して、Ｈｉｇｈの第１電極ブロック選択信号Ｖｆｂｓが出力され、第１電極ブロックＴｘＢＮにおいて選択されたｍ個の第１電極ＴｘＮ１・・・第１電極ＴｘＮ４（本実施例において、ｍ＝４）に第１電極選択信号Ｖｆｓが供給される。これによって、第１電極選択回路２５から第１電極ＴｘＮ１・・・第１電極ＴｘＮ４に対して第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。更に、第１タッチ検出期間中の第１部分タッチ検出期間において、第２電極選択回路２６は、隣接するｐ個の第２電極Ｒｘからなる第２電極ブロックＲｘＳを順次検出回路（電圧検出器ＤＥＴ）と接続させて第１出力信号Ｖｄｅｔ１を出力させる（本実施例において、ｐ＝５）。なお、ｐは１以上の整数である。また、各第１タッチ期間は、第２電極ブロックＲｘＳ１からの第１出力信号Ｖｄｅｔ１を出力させる第１部分タッチ検出期間から、第２電極ブロックＲｘＳＰから第１出力信号Ｖｄｅｔ１を出力させる第Ｐ部分タッチ検出期間を含む。Ｐは１以上の整数である。これにより、第１モードＭ１では、後述する第２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。例えば、第１モードＭ１では、指Ｆｉｎ等のタッチ検出を行うことができる。なお、非選択の第１電極Ｔｘには所定の電位Ｖｕｓが供給される。
【００５３】
図８は、第３モードの説明図である。図８に示すように、第３モードＭ３では、検出装置１は、例えば第１モードＭ１と同様の第１検出ピッチＰｔｓで、第２モードＭ２（図９参照）に比べて大きい第１検出ピッチＰｔｓで、Ｙ方向に検出領域ＦＡの全面を走査することで、指Ｆｉｎから加えられる押圧の検出を行う。より具体的には、第３モードＭ３では、第１電極選択回路２５は、Ｍ個の第１電極ブロックＴｘＢに第３駆動信号Ｖｔｘ３を供給し、第２検出回路１３５は、第３駆動信号Ｖｔｘ３が供給されたＭ個の第１電極ブロックＴｘＢのそれぞれを異なる電圧検出器ＤＥＴに接続する。それによって、第２検出回路１３５は、センサ部１０から押圧検出信号Ｄｔｘが供給される。なお、少なくとも１つの第１電極ブロックＴｘＢに含まれる複数の第１電極Ｔｘには、同じ第３駆動信号Ｖｔｘ３が供給される。
【００５４】
図９は、第２モードの説明図である。図９に示すように、第２モードＭ２では、検出装置１は、第１モードＭ１（図７参照）に比べて小さい第２検出ピッチＰｆで、検出領域ＦＡの一部を走査することで、指Ｆｉｎ等の検出を行う。第２モードＭ２では、第１電極選択回路２５は、複数の第１電極Ｔｘにそれぞれ第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。これにより、第２モードＭ２では、検出装置１は、第１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。例えば、第２モードＭ２では、所定の符号に基づいて選択された第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給するＣＤＭ駆動を行うことによって指Ｆｉｎ等の指紋検出をより鮮明に行うことができる。
【００５５】
第２モードＭ２では、検出装置１は、第１モードＭ１で指Ｆｉｎ等が検出された位置と重なる領域である第２部分領域ＦＡ２において、第２検出ピッチＰｆで検出を行う。具体的には、検出制御回路２１は、第１モードＭ１で指Ｆｉｎが検出された座標に対応する第１電極ブロックＴｘＢに含まれる第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給するよう第１電極選択回路２５を制御する各種制御信号Ｖｃｔｒｌを出力する。例えば、第１モードＭ１で指Ｆｉｎが検出された座標に対応する第１電極ブロックＴｘＢを第１電極ブロックＴｘＢＬとする。この場合において、第１電極選択回路２５は、第１電極ブロックＴｘＢＬを選択する第１電極ブロック選択信号Ｖｆｂｓが供給され、第１電極ブロックＴｘＢＬを対象として、所定の符号に基づくコードに応じた第１電極選択信号Ｖｆｓが供給される。これによって、第１電極ブロックＴｘＢＬにおいてＣＤＭ駆動が実行される。また、指Ｆｉｎが検出された座標に対応する第２電極ブロックＲｘＳを第２ブロックＲｘＳＯとする。この場合、検出制御回路２１は、第２電極選択回路２６が選択する第２電極Ｒｘを、第１モードＭ１で指Ｆｉｎが検出された座標に対応する第２電極Ｒｘに限定するよう第２電極選択回路２６を制御する第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌを出力する。係る各種制御信号Ｖｃｔｒｌ及び第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌに応じて第２電極選択回路２６は、選択された第２電極ＲｘＳＯに含まれる第２電極を順次駆動する。このように、限定された第１電極Ｔｘと第２電極ＲｘがＸ−Ｙ平面上で交差する領域に限定された第２部分領域ＦＡ２とすることで、第２部分領域ＦＡ２の面積を小さくすることができるため、検出に要する消費電力を低減でき、省電力化を実現できる。
【００５６】
なお、実施形態では、第３モードＭ３は第１モードＭ１でタッチ操作が検出された場合に行われる。すなわち、実施形態の第３モードＭ３は、第１モードＭ１に伴って押圧が加えられているかを検出するモードである。
【００５７】
また、検出装置１によるタッチ検出及び押圧検出では、検出面に対するマルチタッチによる複数個所での検出が生じることがある。実施形態では、検出制御回路２１は、第２検出回路１３５から出力された押圧センサ出力Ｐｏに含まれる圧力データの中で最も高い押圧が検出された座標に対応する第１電極ブロックＴｘＢを、第２モードＭ２における第２部分領域ＦＡ２としても良い。無論、シングルタッチによってタッチ検出箇所が１箇所である場合、最も高い押圧が検出された座標は、当該１箇所の座標になる。また、第２検出回路１３５が、最も高い押圧が検出された座標を押圧センサ出力Ｐｏとして検出制御回路２１に出力しても良い。さらに、検出制御回路２１は、最も高い押圧が検知された第１電極ブロックＴｘＢに対して第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給されたタイミングで指（Ｆｉｎ）が検出された第２電極Ｒｘを第２モードＭ２における第２部分領域ＦＡ２に含まれる第２電極Ｒｘとしても良い。
【００５８】
検出制御回路２１は、検出装置１の動作モードを制御する。図１０は、動作モードの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。検出制御回路２１は、表示装置１００のユーザの指紋パターンの認証状態を管理するためのフラグ値（認証フラグ）を初期値（０）で設定する（ステップＳ１）。認証フラグ値は、例えば、メモリ１５１に記憶されている。実施形態では、認証フラグ値は、２ビット以上のデータである。
【００５９】
検出制御回路２１は、認証フラグ値を初期値（０）とした後に、第１電極選択回路２５を第１モードＭ１で動作させるための各種制御信号Ｖｃｔｒｌを出力する。これによって、第１電極選択回路２５から第１駆動信号Ｖｔｘ１が第１電極ブロックＴｘＢごとに供給され、第１モードＭ１でのタッチ検出が行われる（ステップＳ２）。
【００６０】
実施形態では、ステップＳ２の処理で検出面に対するタッチ操作が検出されなかった場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、処理を完了する。なお、検出面に対するタッチ操作が検出されなくなると処理が完了し、再度、第１モードでのタッチ検出がなされる場合、認証フラグ値が初期値（０）にリセットされる（ステップＳ１）。
【００６１】
ステップＳ２の処理で検出面に対するタッチ操作が検出された場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、検出制御回路２１は、第１電極選択回路２５を第３モードＭ３で動作させるための各種制御信号Ｖｃｔｒｌを出力する。これによって、これによって、第１電極選択回路２５から第３駆動信号Ｖｔｘ３が第１電極ブロックＴｘＢごとに供給され、押圧検出が行われる（ステップＳ４）。
【００６２】
実施形態では、ステップＳ４の処理で押圧が検出されなかった場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、処理を完了する。なお、押圧が検出されなくなると処理が完了し、再度、認証フラグ値が初期値（０）にリセットされた後に（ステップＳ１）、第１モードでのタッチ検出が行なわれる（ステップＳ２）。
【００６３】
ステップＳ４の処理で押圧が検出され（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、かつ、認証フラグが０である場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、検出制御回路２１は、第１電極選択回路２５を第２モードＭ２で動作させるための各種制御信号Ｖｃｔｒｌを出力する。これによって、第１電極選択回路２５から第２駆動信号Ｖｔｘ２が第２部分領域ＦＡ２の位置に対応する第１電極Ｔｘごとに供給され、最も押圧が高い位置で第２モードＭ２での指紋検出が行われる（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理に伴い、カウンタ２１ｃが第２モードＭ２の動作継続時間をカウントする。このカウントは、第２モードＭ２から他の動作モードに移行するまでリセットされない。なお、カウンタ１１ｃは、本フローチャートの処理を完了するタイミングでリセットしてもよい（ステップＳ３：Ｎｏ、ステップＳ５：Ｎｏ）。
【００６４】
ステップＳ７の処理後、判定回路１５２が指紋認証を行う（ステップＳ８）。ステップＳ７の処理で得られた指紋パターンと、メモリ１５１に記憶されている指紋パターンデータが示すユーザの指紋パターンとが一致した場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、検出制御回路２１は、認証フラグを１にする（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理に伴い、カウンタ２１ｃのカウントがリセットされる。ステップＳ１０の処理後、ステップＳ２の処理に移行する。また、認証フラグ１が設定された場合に、認証フラグが１である旨を含む認証結果出力Ｌｏが設定部１６０に出力される。設定部１６０は、認証フラグが１である場合に、セキュリティレベルが相対的に高い第１セキュリティ設定データを設定する。なお、設定部１６０によって設定されるセキュリティ設定は、本フローチャートの処理を完了するタイミングでリセットされる（ステップＳ３：Ｎｏ、ステップＳ５：Ｎｏ）。
【００６５】
ステップＳ１０の処理によって認証フラグが１になった後、継続的に、タッチ検出が行われ（ステップＳ２）、タッチ操作が検出され（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、押圧検出が行われ（ステップＳ４）、押圧が検出された場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）を想定する。この場合、認証フラグが０でない（ステップＳ６；Ｎｏ）ため、ステップＳ２の処理に移行する。すなわち、指紋認証によってユーザの指紋パターンとの一致照合が完了した場合、タッチ操作が検出されなくなって本フローチャートの処理が完了するまでは再度第２モードＭ２が行われることはない。
【００６６】
一方、ステップＳ７の処理で得られた指紋パターンと、メモリ１５１に記憶されている指紋パターンデータが示すユーザの指紋パターンとが一致しなかった場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、検出制御回路２１は、カウンタ２１ｃでカウントされている第２モードＭ２の動作継続時間に基づいて、第２モードＭ２の開始後に所定時間が経過したか判定する（ステップＳ１１）。当該所定時間を示すデータは、検出制御回路２１又は検出制御回路２１が参照可能なメモリに記憶されている。第２モードＭ２の開始後に所定時間が経過していないと判定された場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ７の処理に移行する。すなわち、第２モードＭ２の継続による再度の指紋パターンの取得、指紋認証が行われる。
【００６７】
一方、ステップＳ１１の処理で第２モードＭ２の開始後に所定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、検出制御回路２１は、認証フラグを２にする（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理に伴い、カウンタ２１ｃのカウントがリセットされる。ステップＳ１２の処理後、ステップＳ２の処理に移行する。また、認証フラグ２が設定された場合に、認証フラグが２である旨を含む認証結果出力Ｌｏが設定部１６０に出力される。設定部１６０は、認証フラグが２である場合に、セキュリティレベルが相対的に低い第２セキュリティ設定データを設定する。なお、設定部１６０によって設定されるセキュリティ設定は、本フローチャートの処理を完了するタイミングでリセットされる（ステップＳ３：Ｎｏ、ステップＳ５：Ｎｏ）。
【００６８】
ステップＳ１２の処理によって認証フラグが２になった後、継続的に、タッチ検出が行われ（ステップＳ２）、タッチ操作が検出され（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、押圧検出が行われ（ステップＳ４）、押圧が検出された場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）を想定する。この場合、認証フラグが０でない（ステップＳ６；Ｎｏ）ため、ステップＳ２の処理に移行する。すなわち、所定時間継続して第２モードＭ２で動作しても指紋認証によってユーザの指紋パターンと一致する指紋パターンが得られなかった場合、その後にタッチ操作が継続していても、タッチ操作が検出されなくなってリセット状態に移行するまでは再度第２モードＭ２が行われることはない。
【００６９】
以上説明したように、実施形態によれば、検出装置１は、複数の第１電極ブロックＴｘＢの各々に異なるタイミングで第１駆動信号Ｖｔｘ１を出力する第１モードＭ１と複数の第１電極Ｔｘのうち一部に第２駆動信号Ｖｔｘ２を出力する第２モードＭ２とを切り替え可能に設けられ、押圧が検出された場合に第２モードでの動作を開始する。これによって、押圧の検出を検出装置１による指紋検出の開始条件にすることができる。従って、押圧が検出されない場合に第２モードを開始しないことで、指紋パターンの取得のために複数の第１電極Ｔｘを個別に駆動することによる消費電力の高まりを抑制することができ、より省電力化できる。また、第２モードＭ２で複数の第１電極Ｔｘのうち一部に信号を出力することで、駆動される第１電極Ｔｘを限定することができ、より省電力化できる。
【００７０】
また、実施形態の第２センサ素子は、Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも一方（例えば、Ｙ方向）に並ぶ複数の部分領域（例えば、Ｘ−Ｙ平面上で各第１電極ブロックＴｘＢと重畳する部分領域）ごとに押圧を検出する。第２モードＭ２では、係る複数の部分領域のうち最も高い押圧が検出された部分領域に対応する第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２が出力される。これによって、マルチタッチが行われた場合であっても、第２モードＭ２で用いられる第１電極Ｔｘを最も高い押圧が検出された部分領域に対応する第１電極Ｔｘに限定することができ、より省電力化できる。
【００７１】
また、実施形態によれば、検出装置１は、第２モードＭ２で検出された静電容量に基づいて得られた指紋パターンが既知の指紋パターンデータ（例えば、メモリ１５１に記憶されている指紋パターンデータ）と一致するか判定する判定部１５０を備える。係る指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された場合、第１電極選択回路２５は、第２モードでの動作を終了する。これによって、指紋認証が完了した後に不必要に第２モードＭ２を継続することを抑制することができ、より省電力化できる。
【００７２】
また、第２モードＭ２で検出された指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された後、第１電極選択回路２５は、第２センサ素子１０ｐによる押圧の検出が継続する限り第２モードＭ２で動作しない。これによって、指紋認証が完了した後に継続するタッチ操作に伴う押圧の検出を、指紋認証が完了したユーザによる一連のタッチ操作に伴う押圧の検出として扱うことができる。従って、指紋認証が完了した後に不必要に第２モードＭ２を再開することを抑制することができ、より省電力化できる。
【００７３】
また、第２モードＭ２で検出された指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された後、信号出力回路（第１電極選択回路２５）は、第１モードＭ１でのタッチ検出が継続する限り第２モードＭ２で動作しない。これによって、指紋認証が完了した後に継続するタッチ操作を、指紋認証が完了したユーザによる一連のタッチ操作として扱うことができる。従って、指紋認証が完了した後に不必要に第２モードＭ２を再開することを抑制することができ、より省電力化できる。
【００７４】
なお、実施形態では、第２モードＭ２で検出された指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致すると判定された後、タッチ操作又は押圧の一方でも検出されなくなるとリセット状態に移行して認証フラグが０になっているが、押圧が検出されなくなってもタッチ操作が継続する限りリセット状態に移行しないようにしてもよいし、タッチ操作が検出されなくなっても押圧が継続する限りリセット状態に移行しないようにしてもよい。すなわち、完了した指紋認証に対応する第２モードＭ２の開始条件として機能したタッチ操作及び押圧の少なくとも一方が継続する限り、検出装置１が再度第２モードＭ２で動作しないようにしてもよい。これによって、より省電力化できる。
【００７５】
また、第１電極選択回路２５は、第２モードＭ２で所定時間連続動作した後に自動的に第１モードＭ１に移行する。これによって、例えば、未知のユーザの指紋パターンが取得された場合等、第２モードＭ２で検出された指紋パターンが既知の指紋パターンデータと一致せずに指紋認証が完了しない状態が所定時間継続した場合に第２モードＭ２を自動的に打ち切ることができる。従って、第２モードＭ２での動作時間の不必要な長大化を抑制することができ、より省電力化できる。
【００７６】
図１１は、検出装置１ｚの主要構成例を示す図である。実施形態では、表示パネル３０を備える表示装置１００を例とした説明を行っているが、表示パネル３０は省略可能である。例えば、図１１に示す検出装置１ｚのように、ノートパソコンに設けられたタッチパッドのように、表示機能を有しない検出装置であってもよい。また、検出装置１ｚに示すように、カバー部材１０１を有さずに、保護層２０１でセンサ部１０を覆うようにしても良い。保護層２０１は、例えば、無機又は有機の樹脂層である。なお、検出装置１ｚでは、保護層２０１が検出面を構成する。また、第２電極Ｒｘは、検出装置１ｚに示すように、第１センサ基板１１に対して第１検出電極Ｔｘより検出面に近い位置に配置してもよく、同層で形成して絶縁層とブリッジ電極を介して接続しても良い。また、押圧検出部材１３０ｚは、第１センサ基板１１に接続部材７３ｚを介して接続される。第２センサ素子（押圧センサ素子）は、第１センサ基板１１と押圧検出部材１３０ｚの間に形成された変動領域ＶＡｚが、押圧によって変化することで、第１検出電極Ｔｘと押圧検出部材１３０ｚとの距離が変動し、それによって生じる容量変化に基づく信号を検出する。また、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。
【００７７】
また、実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【００７８】
１  検出装置
１０  センサ部
１０ｐ  第１センサ素子（指紋センサ）
１０ｆ  第２センサ素子（圧力センサ）
１１  第１センサ基板
１２  絶縁層
１３  絶縁層
２０  制御部
２１  検出制御回路
２１ａ  信号供給回路
２１ｂ  クロック信号出力回路
２１ｃ  カウンタ
２５  第１電極選択回路
２５ａ  第１電極ブロック選択回路
２５ｂ  単位第１電極選択回路
２６  第２電極選択回路
３０  表示パネル
３１  第１基板
３２  第２基板
３４  偏光板
３５  偏光板
３７  照明装置
４０  第１検出回路
４２  信号増幅回路
４３  Ａ／Ｄ変換回路
４４  信号処理回路
４５  座標抽出回路
４６  メモリ
４７  検出タイミング制御回路
７１  接着層  （カバー・センサ部）
７２  接着層  （センサ部・表示パネル）
７３  接着部材
７５  配線基板（表示パネル用）
７６  配線基板（センサ用）
１００  表示装置
１０１  カバー部材
１０１ａ  第１面
１０１ｂ  第２面
１１０  加飾層
１３０  押圧検出部材
１３１  導通部材
１３５  第２検出回路
１５０  判定部
１５１  メモリ
１５２  判定回路
１６０  設定部
１６１  設定回路
１６２  メモリ
２０１  保護層
ＡＡ  表示領域
ＰＡ  周辺領域
ＦＡ  検出領域
ＶＡ  可変領域
ＤＥＴ  電圧検出器ＤＥＴ
Ｒｘ  第２電極
ＲｘＳ  第２電極ブロック
Ｔｘ  第１電極
ＴｘＢ  第１電極ブロック
Ｖｔｘ  駆動信号
Ｖｔｘ１  第１駆動信号
Ｖｔｘ２  第２駆動信号
Ｖｔｘ３  第３駆動信号
Ｖｕｓ  電位（非選択）
Ｖｄｅｔ１  第１出力信号
Ｖｄｅｔ２  第２出力信号
Ｄｔｘ  押圧検出信号
Ｐｏ  押圧センサ出力
Ｖｆｂｓ  第１電極ブロック選択信号
Ｖｆｓ  第１電極選択信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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