(57)【要約】  指紋キャプチャを開始する電子機器は、センシング領域を備えたタッチスクリーン、タッチコントローラ及び指紋コントローラを有する。電子機器は、指紋センサが低電力モードにあるドーズモードに置かれ、センシング領域に近接したオブジェクトを走査する。オブジェクトがセンシング領域に近接するとき、電子機器は、オブジェクトが指紋であるかどうかを判断するために、妥当性確認モードを実行する。指紋が検出されたとき、電子機器は、指紋コントローラにウェイクアップ信号を送信して、指紋コントローラを高電力モードにする。それから一以上の指紋画像がキャプチャされる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センシング領域を備えたタッチスクリーン、タッチコントローラ及び指紋コントローラを有する電子機器において指紋キャプチャを開始する方法であって、前記方法は、
前記電子機器を第１の電力モードにするステップと、
前記センシング領域に近接したオブジェクトを走査するステップと、
妥当性確認モードを実行して前記オブジェクトが指紋であるか否かを判断するステップと、
前記タッチコントローラから前記指紋コントローラにウェイクアップ信号を直接送信して前記指紋コントローラを第２の電力モードにするステップと、
前記指紋のイメージをキャプチャするステップと、を備え、
前記第１の電力モードは、前記指紋コントローラが低電力モードにあるドーズモードであり、
前記第２の電力モードは、前記第１の電力モードより高い電力の電力モードである方法。
【請求項２】
前記電子機器はホストを備え、前記ホストは前記ドーズモード及び前記妥当性確認モード中に前記第１の電力モードにされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センシング領域に近接した前記オブジェクトの走査は、所定の時間間隔で発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記妥当性確認モードを実行した後、前記ドーズモードに再び入る前に所定の時間間隔だけ待機する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記妥当性確認モードは、前記センシング領域内のタッチのサイズを解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記妥当性確認モードは、前記センシング領域内のタッチ数を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記妥当性確認モードは、前記センシング領域内のタッチの位置を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記オブジェクトが前記センシング領域に近接していることを検出したことに応じて、前記センシング領域の一部を指配置ガイドとして照明するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電子機器の動きを検出したことに応答して、前記センシング領域の一部を指配置ガイドとして照明することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記センシング領域の一部の下に配置された照明素子を照明することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記妥当性確認モードは低電力ウェイクアップジェスチャー（ＬＰＷＧ）を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
滞空状態のオブジェクトを検出するステップと、
前記滞空状態のオブジェクトの検出に応じて、前記センシング領域の一部を照明するステップと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記タッチコントローラからディスプレイコントローラに信号を直接送信し、光学的指紋センシングのためのセンシング領域を照明するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
第１の電力モードにあり、ウェイクアップ信号を受信すると第２の電力モードになるように構成された指紋コントローラと、
指紋コントローラと直接通信し、前記指紋コントローラにウェイクアップ信号を送信するように構成されたタッチコントローラと、を備え、
前記第２の電力モードは、前記第１の電力モードよりも高い電力の電力モードである電子機器。
【請求項１５】
ディスプレイを制御し、前記タッチコントローラと直接通信し、前記ディスプレイの指紋センシング領域を照明するように構成されたディスプレイコントローラをさらに備える、請求項１４に記載の電子機器。
【請求項１６】
前記電子機器は、モーションセンサをさらに備え、
前記ディスプレイコントローラは、動きが検出されると前記指紋センシング領域を照明する、請求項１５に記載の電子機器。
【請求項１７】
前記指紋センシング領域の下に搭載された照明素子をさらに備えた請求項１５に記載の電子機器。
【請求項１８】
前記タッチコントローラと前記指紋コントローラとは単一のダイに統合されている、請求項１４に記載の電子機器。
【請求項１９】
前記タッチコントローラと前記指紋コントローラとは１つの共通のプロセッサを有する、請求項１８に記載の電子機器。
【請求項２０】
前記電子機器は、
前記第１の電力モードになって、前記電子機器のセンシング領域に近接したオブジェクトを走査し、
妥当性確認モードを実行して前記オブジェクトが指紋であるかどうかを判断し、
前記タッチコントローラから前記指紋コントローラに前記ウェイクアップ信号を直接送信して、前記指紋コントローラを前記第２の電力モードにし、
前記指紋のイメージをキャプチャするように構成されている、請求項１４に記載の電子機器。
【請求項２１】
前記電子機器は、前記タッチコントローラと直接通信するディスプレイコントローラをさらに備え、
前記タッチコントローラは、前記ディスプレイコントローラに信号を直接送信して、光学的指紋センシングのためのセンシング領域を照明する、請求項１４に記載の電子機器。
【請求項２２】
電子機器であって、
第１の電力モードにあり、ウェイクアップ信号を受信すると第２の電力モードになるように構成された指紋コントローラを備え、前記第２の電力モードは前記第１の電力モードよりも高位の電力モードであり、
前記指紋コントローラは、別個のタッチコントローラと直接通信して、妥当性確認モードの実行中の有効なタッチの判定後に、前記別個のタッチコントローラから前記ウェイクアップ信号を受信するように構成される、
電子機器。
【請求項２３】
前記指紋コントローラは指紋センサに一体化されている、請求項２２に記載の電子機器。
【請求項２４】
前記指紋コントローラはさらに、キャプチャされた指紋イメージを登録テンプレートと照合するように構成されている、請求項２２に記載の電子機器。
【請求項２５】
前記指紋コントローラはさらに、前記キャプチャされた指紋イメージが前記登録テンプレートと適合した場合にホストに第２のウェイクアップ信号を送信するように構成されている、請求項２４に記載の電子機器。
【請求項２６】
前記指紋コントローラはさらに、ディスプレイコントローラに信号を直接送信して、光学センシングのためのセンシング領域を照明するように構成されている、請求項２２に記載の電子機器。
【請求項２７】
前記指紋コントローラはさらに、前記ディスプレイコントローラに信号を送信して、光学指紋センシングのための前記センシング領域の照明をオフにするように構成されている、請求項２６に記載の電子機器。
【請求項２８】
電子機器であって、
第１の電力モード中にセンシング領域に近接したオブジェクトを走査し、妥当性確認モードを実行して、前記オブジェクトが指紋であるか否かを判断するように構成されたタッチコントローラを備え、
前記タッチコントローラは指紋コントローラと直接通信して、前記妥当性確認モードの結果に基づいて前記指紋コントローラにウェイクアップ信号を送信するように構成される、
電子機器。
【請求項２９】
前記タッチコントローラはさらに、ディスプレイコントローラに信号を直接送信して、光学センシングのための前記センシング領域を照明させるためにように構成されている、請求項２８に記載の電子機器。
【請求項３０】
前記タッチコントローラはさらに、前記ディスプレイコントローラに信号を直接送信して、光学指紋センシングのための前記センシング領域の照明をオフにするように構成されている、請求項２９に記載の電子機器。
【請求項３１】
センシング領域を備えたタッチスクリーンと、ホストと、タッチコントローラと、指紋コントローラを有する電子機器で指紋キャプチャを開始する方法であって、前記方法が、
前記電子機器を第１の電力モードにし、前記第１の電力モードは、前記指紋コントローラが低電力モードにあるドーズモードであり、
前記センシング領域に近接したオブジェクトを走査し、
妥当性確認モードを実行して前記オブジェクトが指紋であるか否かを判断し、
前記タッチコントローラから前記ホストに第１の信号を送信し、前記第１の信号は第１のウェイクアップ信号であり、
前記指紋コントローラから前記ホストに第２の信号を送信して前記指紋キャプチャを開始する、
ことを含む方法。
【請求項３２】
前記第２の信号は第２のウェイクアップ信号である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ホストからディスプレイコントローラに第３の信号を送信して、前記指紋キャプチャ中に前記センシング領域の照明を開始することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
センシング領域を備えたタッチスクリーンを含む電子機器であって、
ドーズモードである第１の電力モードになるように構成された指紋コントローラと、
前記第１の電力モードになるように構成されたホストと、
妥当性確認モード中に有効なタッチが検出されると前記ホストに第１の信号を送信するように構成されたタッチコントローラを備え、前記第１の信号は第１のウェイクアップ信号であり、
前記ホストは前記指紋コントローラ及び前記タッチコントローラと通信し、前記ホストは、前記有効なタッチの検出に応答して第２の信号を前記指紋コントローラに送信して、指紋キャプチャを開始するように構成される、
電子機器。
【請求項３５】
前記第２の信号は第２のウェイクアップ信号である、請求項３４に記載の電子機器。
【請求項３６】
ディスプレイコントローラをさらに備え、前記ホストはさらに、前記ディスプレイコントローラに第３の信号を送信して、前記指紋キャプチャ中に前記センシング領域の照明を開始するように構成されている、請求項３４に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１月２９日に出願された「Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｓｅｎｓｏｒ」という名称の米国仮特許出願第６２／２８８，７８０号の利益を主張し、同仮特許出願の内容は参照により明示的に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は一般に指紋センサに関し、より詳細にはタッチセンサと共に用いられ得る指紋センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
タッチセンサ装置 （一般にタッチパッド、タッチスクリーン又は近接センサ装置とも呼ばれる）ならびに指紋センサ装置を含む入力装置は種々の電子システムにおいて広く用いられている。
【０００４】
タッチセンサ装置は典型的に、多くの場合面によって境界を画定されるセンシング領域を含み、そのセンシング領域内でタッチセンサ装置は、典型的にはユーザに電子システムと相互作用するためのユーザ入力を提供することを可能にするために、１つ以上の入力オブジェクトの存在、位置及び／又は動きを判断する。
【０００５】
指紋センサ装置はさらに典型的にセンシング領域も含み、その領域内で指紋センサ装置は、ユーザ認証又はユーザの識別に関連付けるための指紋の存在、部分的指紋の存在、位置、動き及び／又は特徴を判断する。
【０００６】
タッチセンサ装置と指紋センサ装置はこのように、電子システムに対するインターフェースを提供するために用いられ得る。例えば、タッチセンサ装置と指紋センサ装置は多くの場合、より大型のコンピューティングシステム（ノートブック又はデスクトップコンピュータに一体化された又はそれらの周辺機器である不透明なタッチパッド及び指紋リーダ等）用の入力装置として用いられる。タッチセンサ装置と指紋センサは多くの場合、より小型のコンピューティングシステム（スマートフォン及びタブレット等のモバイル機器に一体化されたタッチスクリーン等）でも用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子システム、タッチセンサ装置及び／又は指紋センサ装置と連携するホストプロセッサ又は他のコンポーネントの、誤った、又は不要な起動を極減することは、電力消費を最小化するために望ましくあり得る。従来の起動スキームは、指紋センサの起動が必要であり得る場合に合図するにあたりボタンの押下に頼っている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態は、センシング領域を備えたタッチスクリーンと、タッチコントローラと、指紋コントローラを有する電子機器において指紋キャプチャを開始する方法を提供する。方法は、電子機器を第１の電力モードにすることを含み、第１の電力モードは、指紋コントローラが低電力モードにあるドーズモードであり、方法はさらに、センシング領域に近接したオブジェクトを走査し、妥当性確認モードを実行してそのオブジェクトが指紋であるか否かを判断し、タッチコントローラから指紋コントローラにウェイクアップ信号を直接送信して指紋コントローラを第２の電力モードにし、 第２の電力モードは第１の電力モードよりも高位の電力モードであり、さらに、指紋の画像をキャプチャすることを含む。
【０００９】
別の実施形態は電子機器を提供する。電子機器は、第１の電力モードにあり、ウェイクアップ信号を受信すると第２の電力モードになるように構成された指紋コントローラを含み、第２の電力モードは第１の電力モードよりも高位の電力モードであり、電子機器はさらに、指紋コントローラと直接通信し指紋コントローラにウェイクアップ信号を送信するように構成されたタッチコントローラを含む。
【００１０】
さらに別の実施形態は電子機器を提供する。電子機器は、第１の電力モードにあり、ウェイクアップ信号を受信すると第２の電力モードになるように構成された指紋コントローラを含み、第２の電力モードは第１の電力モードよりも高位であり、指紋コントローラは、別個のタッチコントローラと直接通信して、妥当性確認モードの実行中に有効なタッチを判断した後に別個のタッチコントローラからウェイクアップ信号を受信するように構成される。
【００１１】
さらに別の実施形態は電子機器を提供する。電子機器は、第１の電力モード中にセンシング領域に近接したオブジェクトを走査し、妥当性確認モードを実行してオブジェクトが指紋であるかどうかを判断するように構成されたタッチコントローラを含み、タッチコントローラは、指紋コントローラと直接通信して、妥当性確認モードの結果に基づいて指紋コントローラにウェイクアップ信号を送信するように構成される。
【００１２】
さらに別の実施形態は、センシング領域を備えたタッチスクリーン、ホスト、タッチコントローラ及び指紋コントローラを有する電子機器で指紋キャプチャを開始する方法を提供する。方法は、電子機器を第１の電力モードにすることを含み、第１の電力モードは、指紋コントローラが低電力モードにあるドーズモードであり、方法はさらに、センシング領域に近接したオブジェクトを走査し、妥当性確認モードを実行してそのオブジェクトが指紋であるか否かを判断し、タッチコントローラからホストに第１の信号を送信することを含み、第１の信号は第１のウェイクアップ信号であり、さらに、ホストから指紋コントローラに第２の信号を送信して指紋キャプチャを開始することを含む。
【００１３】
さらに別の実施形態は、センシング領域を備えたタッチスクリーンを含む電子機器を提供する。電子機器は、第１の電力モードになるように構成された指紋コントローラと、有効なタッチを検出すると第１の信号をホストに送信するように構成されたタッチコントローラを含み、第１の信号は第１のウェイクアップ信号であり、機器はさらに、指紋コントローラ及びタッチコントローラと通信するホストを含み、ホストは、妥当性確認モード中の有効なタッチの検出に応答して第２の信号を指紋コントローラに送信して指紋キャプチャを開始するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的入力装置のブロック図である。
【００１５】
【図２Ａ】乃至
【図２Ｂ】別の例示的入力装置のブロック図である。
【００１６】
【図３Ａ】乃至
【図３Ｂ】タッチスクリーンインターフェースと指紋センシングインターフェースの両方を有する例示的電子機器を示すブロック図である。
【００１７】
【図４】有効表示領域内に指紋センサを有する例示的電子機器のブロック図である。
【００１８】
【図５】ディスプレイの下の例示的照明源のブロック図である。
【００１９】
【図６】指紋センサを照明するための例示的方法の流れ図である。
【００２０】
【図７Ａ】乃至
【図７Ｂ】特定の実施形態による、電子機器の制御回路構成アーキテクチャを示すブロック図である。
【００２１】
【図８】ドーズモードと妥当性確認モードを用いて指紋キャプチャを開始する例示的方法の流れ図である。
【００２２】
【図９】妥当性確認モード中に評価され得る例示的「タッチ」の図である。
【００２３】
【図１０】ドーズモードと妥当性確認モードを用いて指紋キャプチャを開始する方法を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の詳細な説明は本質的に例示的であり、本発明、本発明の適用又は本発明の用途を限定する意図はない。さらに、前述の技術分野、発明の背景、発明の概要、図面の簡単な説明又は以下の詳細な説明に提示される明示的又は暗示的な理論によって制約される意図もない。
【００２５】
指紋センサ装置は、モバイル機器にとって重要なオペレーティングパラメータと見做されている因子である電力消費とレイテンシを極減するために種々のウェイクアップ及び指の存在検出スキームを用いてよい。従来のウェイクアップスキームは典型的に、物理的なボタンの押下やその他の技法に依存しており、それらは、指紋センサが表示有効領域に一体化されている場合に実装が困難であるか、又は使用性を損なう。指紋読み取りを開始する前に人間の指を調査するために、ボタン領域からの電気的接触測定又は指紋センサ内の変動の調査が用いられ得る。しかしながら、これらの調査は、指紋センサがディスプレイの有効領域内に一体化されている場合、又は指紋センサが指紋をキャプチャするのに非容量式センシング技術（例えば、光学的、超音波等）を用いる場合に不正確又は実行不能であり得る。そのような方法はまた、付加的なコンポーネントを要する、又は、システム及び指紋センサ設計に複雑さを付加し、また、ボタン押下の必要は使用性を損なう可能性がある。
【００２６】
指紋センサがディスプレイの有効領域に一体化されている場合に指紋センサ装置を起動し指紋キャプチャを開始するためにタッチスクリーンセンサ（単に「タッチセンサ」とも呼ばれる）を用いる技法が本明書で説明される。電力消費を極減するためにも重要であり得る、ホストプロセッサの誤った起動を極減するための技法も本明細書で説明される。指の存在を交差し、また、指紋タッチを妥当性確認するためにタッチスクリーンセンサを用いることは、機器のスリープ状態からの起動を開始するために、機械的ボタンを押下する必要を排除する。いくつかの実施形態において、妥当性確認と起動のために指紋センサ自体が、タッチセンサと組み合わせられたり、タッチセンサの代わりに用いられたりしてもよい。
【００２７】
指紋センサが電子機器の有効表示領域内に一体化されている場合、ユーザが指紋領域を容易に位置特定することを可能にする機械的ボタン又は触覚特徴は存在しない可能性がある。不正確な指の配置は誤った拒絶と、ユーザのフラストレーションにつながる可能性がある。本明細書に説明されるシステム及び方法は、滞空状態の（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）指を検出した場合、また、指がセンシング面に触れる前に任意選択的に指紋センシング領域を照明してユーザの指の配置をガイドすることによってそのような問題を軽減できる。
【００２８】
さらに、指紋センシング領域がディスプレイの有効領域内に一体化されている場合、ディスプレイの光は、指紋センシング領域を光学的指センシング又はその他の目的で照明するために用いられてよい。ディスプレイ内の指紋センシング領域の照明を開始するためにタッチセンサが用いられる場合、タッチコントローラとディスプレイコントローラの間の直接通信を用い、それによってホストを起動する必要をなくすることで、レイテンシと電力消費が低減され得る。
【００２９】
上記により、説明されたシステム及び方法は、先ず低電力走査（「ドーズモード」）を用いて指の存在を調査するウェイクアップスキームを用いてよい。ドーズモードは、タッチコントローラによって実行されてもよいし、指紋コントローラによって実行されてもよい。指の存在が検出された後で、システム及び方法は、「妥当性確認モード」中に、タッチセンサ及び／又は指紋センサから、指紋センシング領域の内部と外部の両方の情報を含むより詳細な情報をキャプチャしてよい。このより詳細な情報は次に、指紋コントローラを起動（又は完全に起動）して指紋キャプチャを開始する前に有効な指紋タッチを調査するために用いられてよい。例えば、妥当性確認モードでは、タッチのサイズ、タッチの位置又は複数のタッチの存在等の情報が、誤った起動を回避するために、指紋をキャプチャする前に指紋センシングのタッチを妥当性確認するために用いられてよい。
【００３０】
さらに、システム及び方法は、滞空状態の指を検出し、それに応答して、指がセンシング面にタッチする前にユーザの指の配置をガイドするために指紋センシング領域の照明を開始するために用いられてよい。光学的指紋センシングのため、ディスプレイは、光学的イメージングプロセスの一環として指を照明するために用いられてよい。
【００３１】
特定の実施形態において、タッチスクリーンコントローラは、ディスプレイを介して、レイテンシを低減させて指紋センシング領域を照明するためにディスプレイコントローラへの直接接続（例えば、ホストを介した通信なしで）を用いてよい。こうして、ホストが起動される前にシステムウェイクアップ手順の段階を開始するために、タッチコントローラ、指紋コントローラと、ディスプレイコントローラ（例えばディスプレイドライバ集積回路 （「ＤＤＩＣ」）等の他のシステムコンポーネントとの通信が用いられ得る。例えば、タッチコントローラは、ディスプレイコントローラを直接作動させて、グラフィックを表示し照明を提供してもよく（光学的指紋センサの場合）、及び／又は指紋コントローラを直接起動して、それにより、起動のためにボタンを押下する必要なくレイテンシと電力消費を改良してもよい。
【００３２】
さらに、タッチコントローラ、指紋コントローラと、ディスプレイコントローラ等の他のシステムコンポーネントとの通信は、ホストが依然として使用されている間にホストにウェイクアップ信号が送信された後で指紋機能を助長もできる。例えば、指紋コントローラは、数十ミリ秒で起動して完全稼動状態になるのに対し、ホストは完全にブートアップするまで数百ミリ秒かかり得る。ホストが起動中に、タッチコントローラ、ディスプレイコントローラ及び指紋コントローラは協働して指紋画像（又は画像のサブセット）をキャプチャして、種々のメトリックを用いて最終画像の質を向上させる。例えば、タッチコントローラは、指が定着した（「フレーム選択」）場合に指紋コントローラに通信してもよく、その結果指紋コントローラは、指の準備が整うまで完全解像度画像をキャプチャする必要がなくなる。別法として、指紋コントローラとディスプレイコントローラは照明及び露出設定を反復（ｉｔｅｒａｔｅ）又は自動較正して、最終画像が可能な限り最高品質となることを確実にしてもよい。ホストが初期化を完了する時点では、最高品質の指紋が既にキャプチャされ、送信するばかりになっているはずであり、それによって、全体的なシステムレイテンシを低減してユーザの経験を改善する。
【００３３】
さらに、指紋コントローラは、ホストを起動する前に、センングシ面に接触しているオブジェクトが実際に指であるということをさらに妥当性確認してもよい。例えば、指紋コントローラは稜線と谷線の存在を探してもよい。このように、指紋コントローラは、妥当性確認プロセスの一環として、タッチセンサの代わりとして用いられてもよいし、タッチセンサと併せて用いられてもよい。
【００３４】
ここで図面を参照すると、図１は例示的入力装置１００のブロック図である。入力装置１００は、電子システム（図示せず）への入力を提供するように構成されてよい。本明細書で用いられる場合、用語「電子システム」（又は「電子機器」）は、情報を電子的に処理することが可能な任意のシステムを広範に指す。電子システム１００のいくつかの非限定的な例は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレット、ウェブブラウザ、ｅブックリーダ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）及び（スマートウォッチやアクティビティトラッカーデバイスのようなウェアラブル・コンピュータ等の、あらゆるサイズ及び形状のパーソナルコンピュータを含む。付加的な例の電子システムは、入力装置１００と、別個のジョイスティック又はキースイッチを含む物理的キーボード等の複合入力装置を含む。電子システムのさらなる例は、データ入力装置（リモコン及びマウスを含む）及びデータ出力装置（表示スクリーン及びプリンタを含む）等の周辺機器を含む。他の例は、遠隔端末、キオスク及びビデオゲーム機（例えば、ビデオゲームコンソール、形態ゲーム機等）を含む。他の例は、通信機器（スマートフォン等のセルラフォンを含む）及びメディア機器（レコーダ、エディタ及び、テレビ、セットトップボックス、音楽プレーヤー、デジタルフォトフレーム及びデジタルカメラ等のプレーヤーを含む）を含む。さらに、電子システムは入力装置に対してホストであってもスレーブであってもよい。
【００３５】
入力装置１００は電子システムの物理的部分として実装されてもよいし、電子システムとは物理的に分離していてもよい。入力装置１００は、バス、ネットワーク、及び他の有線又は無線相互接続のうち任意の１つ以上を用いて電子システムの部分と適宜通信してよい。例は、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ、ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ブルートゥース、ＲＦ及びＩＲＤＡを含む。
【００３６】
図１において、センサ１０２は入力装置１００に含まれている。センサ１０２は、センシング領域内の１つ以上の入力オブジェクトによって提供された入力を感知するように構成された１つ以上のセンシング素子を備える。入力オブジェクトの例は、指、スタイラス及び手を含む。センシング領域は、センサ１０２の上方、周囲、内部及び／又はその付近の、入力装置１００がユーザ入力（例えば、１つ以上の入力オブジェクトによって提供されるユーザ入力）を検出できるあらゆる空間を包含する。特定のセンシング領域のサイズ、形状及び位置は実施形態ごとに異なり得る。いくつかの実施形態において、センシング領域は、入力装置１００の一表面から、信号対雑音比が十分に正確なオブジェクト検出を妨げるまで、空間内に一方向に延在する。種々の実施形態において、このセンシング領域が特定の方向に延在する距離は、一ミリメートル未満、数ミリメートル、センチメートル又はそれ以上の程度であってよく、使用されるセンシング技術のタイプ及び望まれる精度によって大きく異なり得る。したがって、入力装置１００の表面への接触が全くない入力を感知する実施形態もあり、入力装置１００の入力面（例えば、タッチ面）に接触する入力を感知する実施形態もあり、幾分か力又は圧力がかかって結合された入力装置１００の入力面に接触する入力を感知する実施形態もあり、及び／又はそれらの組み合わせで感知する実施形態もある。種々の実施形態において、入力面は、センサ素子がその中若しくはその上に配置されているセンサ基板の表面によって提供されるか、又は、センサ素子の上に配置された表面シート若しくはその他のカバー層によって提供されてよい。
【００３７】
入力装置１００は、センサコンポーネントとセンシング技術の任意の適切な組み合わせを用いてセンシング領域におけるユーザ入力を検出してよい。いくつかの実装は、多数のセンシング素子のアレイ又はその他の規則的若しくは不規則的パターンを用いて入力を検出する。入力装置１００が用い得る例示的センシング技法は、容量式センシング技法、光学センシング技法、音響（例えば、超音波）センシング技法、圧力に基づく（例えば、圧電）センシング技法、抵抗センシング技法、サーマルセンシング技法、誘導センシング技法、弾性センシング技法、磁気センシング技法、及び／又はレーダーセンシング技法を含む。
【００３８】
一例において、入力装置１００は、入力オブジェクトからの接触が電気回路を閉じ、入力を検出するために用いられ得る抵抗センシング技法を用いてよい。１つの例示的技法において、センサ１０２は、１つ以上のスペーサ要素によって導電性第２の層から隔離された可撓性で導電性の第１の層を含む。動作中、両層にわたり１つ以上の電圧勾配が形成される。可撓性の第１の層を押すと、両層間に電気的接触をもたらすのに十分なほどに第１の層を偏向させ、両層間の接点（複数可）を反映した電圧出力が生じる。これらの電圧出力は、入力オブジェクトに対応する空間的情報を決定するために用いられ得る。
【００３９】
別の例では、入力装置１００は、１つ以上のセンシング素子が、１つの共振コイル又は一対のコイルによって誘導されるループ電流をピックアップする誘導センシング技法を用いてよい。次に、電流の大きさ、位相及び周波数の何らかの組み合わせが、入力オブジェクトに対応する空間情報を決定するために用いられてよい。
【００４０】
別の例では、入力装置１００は、１つ以上の音響センシング素子が、付近にある入力オブジェクトからの音波を検出する音響センシング技法を用いてよい。音波は可聴周波数又は超音波周波数であってよい。検出された音波は、周囲音波及び／又は入力オブジェクトの表面から反射される、入力装置によって発せられた音波のエコーを含んでよい。電気信号の振幅、位相、周波数及び／又は時間遅延の何らかの組み合わせが、入力オブジェクトに対応する空間情報を決定するために用いられてよい。
【００４１】
１つの例示的音響センシング技法は、有効な超音波センシングを用いて、センシング領域に伝播する高周波ソース波を発する。高周波音波をセンシング領域に発するために１つ以上の超音波トランスミッタ素子（「超音波エミッタ」とも呼ばれる）が用いられてよく、１つ以上の超音波受信素子（「超音波レシーバ」とも呼ばれる）が、発せられた音波のエコーを検出してよい。送受信に別個の素子が用いられてもよく、又は、送受信の両方を行う共通の素子が用いられてもよい（例えば、超音波トランシーバ）。いくつかの事例では、発せられた超音波は、人間の指の皮層等の入力オブジェクトの表面下に貫通できる。
【００４２】
別の例では、入力装置１００は、１つ以上のセンシング素子がセンシング領域からの光を検出する光学センシング技法を用いてよい。検出光は、入力オブジェクトから反射されても、入力オブジェクトを透過しても、入力オブジェクトによって発せられても、又はそれらの何らかの組み合わせでもよい。検出光は可視又は不可視スペクトル（赤外又は紫外光等）にあってよい。例としての光学センシング素子は、ＣＭＯＳイメージセンサアレイ、ＣＣＤアレイ、フォトダイオード及び、対象波長（複数可）の光に対して感応する他の適切な光センサを含む。センシング領域に光を供給するために有効な照明が用いられてよく、センシング領域からの照明波長（複数可）での反射が、入力オブジェクトに対応する入力情報を決定するために検出されてよい。
【００４３】
一例の光学技術は、構成次第でセンシング領域の入力面に接触する場合と接触しない場合とがある入力オブジェクトの直接照明を利用する。１つ以上の光源及び／又はライトガイド構造が、センシング領域に光を向けるために用いられる。入力オブジェクトが存在する場合、この光は入力オブジェクトの表面から直接反射され、その反射は光センシング素子によって検出されて、入力オブジェクトに関する入力情報を判断するために用いられ得る。
【００４４】
他の例の光学技術は、センシング領域の入力面と接触している入力オブジェクトを検出するために内部反射に基づく間接照明を利用する。１つ以上の光源は、入力面によって画定されるインターフェースの対向する側部での異なる屈折率により、センシング領域の入力面で内部反射する角度でライトガイド素子内の光を向けるために用いられ得る。入力オブジェクトによる入力面の接触は、この境界にわたる屈折率の変化を生じさせ、それが、入力面での内部反射を変える。多くの場合、より高いコントラスト信号は、入力オブジェクトを検出するために、漏れ全内部反射（ＦＴＩＲ）の原理が用いられた場合に達成され得る。そのような場合、入力オブジェクトが入力面と接触していて、この界面にわたり光を部分的に透過させる位置以外は、光は、全内部反射する入射角で入力面に向けられてよい。この一例は、ガラス（又は他の透過性物質）から空気への界面によって画定される入力面に導入される指の存在である。空気と比べて高い、人間の肌の屈折率は、空気への界面の、他の場合ではガラスから空気への界面で全内部反射されることになる臨界角度での入力面での入射光を、指を通して部分的に透過させる。この光学的応答はシステムによって検出されて、空間情報を決定するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、これは入射光の内部反射率が、入力面のその部分と指の稜線が接触しているのか指の谷線が接触しているかによって異なる、指紋パターンのような入力オブジェクトの面の小さい範囲のバリエーションをイメージングするために用いられ得る。
【００４５】
別の例では、入力装置１００は、電界を形成するために電圧又は電流が印加される容量式技法が用いられてよい。接近している入力オブジェクトは電界に変化をもたらし、容量カップリングに検出可能な変化をもたらし、それは、電圧、電流等への変化として検出され得る。センサ電極が容量式センシング素子として利用されてよい。容量式センシング素子のアレイ又は他の規則的若しくは不規則なパターンが、電界を形成するために用いられてよい。別個のセンサ電極が共に抵抗性短絡を施されてより大きなセンシング素子を形成してもよい。
【００４６】
１つの例示的技法は、センサ電極と入力オブジェクトの間の容量カップリングにおける変化に基づく「自己容量」（又は「絶対容量」）センシング方法を用いる。センサ電極付近の入力オブジェクトはセンサ電極付近の電界を変化させ、よって、測定される容量カップリングを変える可能性がある。絶対容量式センシング方法は、センサ電極を基準電圧（例えばシステムグランド）に対して変調し、センサ電極と入力オブジェクトの間の容量カップリングを検出することによって動作してよい。例えば、センシング素子アレイが変調されてもよく、又は、入力オブジェクトに抵抗カップリング若しくは容量カップリングされたドライブリングであったり、他の導電性素子が変調されたりしてもよい。基準電圧は実質的に一定の電圧若しくは変動する電圧であってもよく、又は、基準電圧はシステムグランドであってもよい。
【００４７】
別の例示的技法は、センサ電極間の容量カップリングの変化に基づく「相互容量」（又は「トランスキャパシタンス」）センシング方法を用いる。センサ電極付近の入力オブジェクトはセンサ電極間の電界を変化させ、よって、測定される容量カップリングを変える可能性がある。トランスキャパシタンスセンシング方法は、１つ以上のトランスミッタセンサ電極（「トランスミッタ電極」とも呼ばれる）と１つ以上のレシーバセンサ電極（「レシーバ電極」とも呼ばれる）間の容量カップリングを検出することによって動作してよい。トランスミッタセンサ電極は基準電圧に対して変調されて、トランスミッタ信号を送出してよい。レシーバセンサ電極は、結果として得られる信号の受信を促進するために、基準電圧に対して実質的に一定に保持されてよい。基準電圧は実質的に一定の電圧であってよい、又はシステムグランドであってよい。トランスミッタ電極は、トランスミッタ信号を送出するため、また、結果として得られる信号の受信を促進するためにレシーバ電極に対して変調される。結果として得られる信号は、１つ以上のトランスミッタ信号に対応する、及び／又は、環境的干渉（例えば、他の電磁信号）の１つ以上の源に対応する効果（複数可）を備えてよい。センサ電極は専用トランスミッタ又はレシーバで構成されてもよいし、送受信両方向けに構成されてよい。さらに、センサ電極は専用トランスキャパシタンスセンシング素子又は絶対容量式センシング素子であってよく、又は、トランスキャパシタンス及び絶対容量式センシング素子両方として動作してもよい。
【００４８】
入力装置１００は複数のセンシング技術を用いてよいことが理解されよう。１つの非限定的な例として、入力装置１００は、指紋イメージング等の他の目的には光学センシングを用いながら、容量式センシングを用いて入力オブジェクトの位置、ジェスチャー等を検出してもよい。
【００４９】
図１において、処理システム１０４は入力装置１００に含まれている。処理システム１０４は１つ以上の集積回路（ＩＣ）の一部又は全部、及び／又は他の回路構成コンポーネントを備え、典型的に、ＣＰＵ、メモリ等を含む。処理システム１０４はセンサ１０２に結合され、センサ１０２のセンシングハードウェアを用いてセンシング領域における入力を検出するように構成される。処理システムは、センサ１０２専用であっても、電子システム向けのホストプロセッサの一部として実装されてもよい。
【００５０】
処理システム１０４は、センシング信号を、入力装置のセンシングハードウェアで駆動するように構成されたドライバ回路構成、及び／又は、結果として得られる信号をセンシングハードウェアで受信するように構成されたレシーバ回路構成を含んでよい。例えば、相互容量センサ装置の処理システムは、信号を、センサ１０２の１つ以上のトランスミッタセンサ電極で送信するように構成されたトランスミッタ回路構成及び／又は、結果として得られる信号をセンサ１０２の１つ以上のレシーバセンサ電極で受信するように構成されたレシーバ回路構成を含んでよい。別の例として、自己容量センサ装置の処理システムは、絶対容量信号をセンサ１０２の１つ以上のセンサ電極に駆動するように構成されたドライバ回路構成及び／又は、結果として得られる信号を、センサ１０２の同じ又は異なるセンサ電極で受信するように構成されたレシーバ回路構成を備えてよい。さらなる例として、超音波センサ装置の処理システムは、音響信号を超音波トランスミッタ素子で駆動するドライバ回路構成、及び／又は信号を超音波受信素子で受信するように構成されたレシーバ回路構成を備えてよい。さらに別の例として、光学的センサ装置の処理システムは、照明信号を１つ以上のＬＥＤ又は他の光源に駆動するように構成されたドライバ回路構成、及び／又は信号を光学センシング素子で受信するように構成されたレシーバ回路構成を備えてよい。
【００５１】
処理システム１０４は、ファームウェアコード、ソフトウェアコード及び／又は同等物等の電子的に読み取り可能な命令を含んでよい。処理システム１０４は、センサ１０２の物理的部分として実装されても、又は、センサ１０２から物理的に分離していてもよい。さらに、処理システム１０４の構成要素は一緒に配置されても、又は互いに物理的に分離して配置されてもよい。例えば、入力装置１００はコンピューティングデバイスに周辺カップリングされてもよく、処理システム１０４は、コンピューティングデバイスの中央処理装置で動作するように構成されたソフトウェアと、中央処理装置とは別個の１つ以上のＩＣ（例えば、関連するファームウェアを備えた）を備えてよい。別の例として、入力装置１００はモバイル機器に物理的に一体化されてよく、処理システム１０４は、そのモバイル機器の主プロセッサの一部である回路とファームウェアを備えてよい。処理システム１０４は、入力装置１００の実装専用であってもよく、又は表示スクリーンの操作、ハプティックアクチュエータの駆動等の他の機能を実行してもよい。
【００５２】
処理システム１０４は入力装置１００のセンシング素子（複数可）を作動させて、センシング領域内の入力（又は入力の欠如）を示す電気信号を生成してもよい。処理システム１０４は、電子システムに供給される情報を生成するにあたり電気信号に任意の適切な量の処理を実行してよい。例えば、処理システム１０４は、センサ電極から得られたアナログ信号をデジタル化してよい。別の例として、処理システム１０４はフィルタリング又は他の信号調節を行ってよい。さらに別の例として、処理システム１０４はベースラインを差し引くか又は他の処理をして、その情報が電気信号とベースラインとの差を反映するようにしてもよい。さらなる別例として、処理システム１０４は位置情報を決定する、入力をコマンドとして認識する、筆跡を識別する、生体認証サンプルを照合する等を行ってよい。
【００５３】
図３Ａ、３Ｂ及び４に関連してさらに説明するように、例えば、 センサ１０２がタッチスクリーンインターフェースを提供する場合、入力装置１００のセンシング領域は表示装置の有効領域の一部又は全部に重複してよい。表示装置はユーザに視覚的インターフェースを表示することが可能な任意の適切なタイプのダイナミックディスプレイであってよく、無機発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイ、又は他のディスプレイ技術を含む。ディスプレイは可撓性でも剛性でも、平坦でも湾曲していても、又は他の幾何学的形状を有していてもよい。ディスプレイは、視覚的情報を提供するため、及び／又は他の機能性を提供するために表示画素をアドレスするために用いられ得るＴＦＴ回路構成のガラス又はプラスチック基板を含んでよい。表示装置は、ディスプレイ回路構成の上且つディスプレイモジュールの内部層の上に配置されたカバーレンズ（「カバーガラス」と呼ばれる場合もある）を含んでよく、そのカバーレンズも入力装置１００の入力面を提供する。カバーレンズ材料の例は、化学硬化ガラス及びサファイア等の光学的に透明な光学用透明晶質構造を含む。
【００５４】
入力装置１００と表示装置は物理的素子を共有してよい。例えば、１つ以上の表示電極を、表示の更新及び入力センシングの両方に用いる等で、同じ電気的構成要素のうちいくつかが、視覚的情報の表示と入力装置１００での入力センシングの両方に用いられてよい。別の例として、表示スクリーンは、入力装置と通信する処理システム１０４によって部分的に又は全体的に操作されてよい。
【００５５】
図２Ａ−２Ｂはさらなる例示的入力装置１００を描写する。図２Ａにおいて、入力装置１００はタッチセンサ２０２を含んで示されている。タッチセンサ２０２は、センシング領域２０４内の入力オブジェクト２０６の位置情報を検出するように構成される。入力オブジェクト２０６は図２Ａに示すように指又はスタイラスを含んでよい。センシング領域２０４は、入力オブジェクトより大きい面積を有する入力面を含んでよい。タッチセンサ２０２は入力面へのタッチの位置を検出するように構成された解像度を有するセンシング素子のアレイを含んでよい。センシング領域２０４又はその一部分も、指紋センサとして用いられてよい。
【００５６】
図２Ｂにおいて、入力装置１００は、特定の実施形態においてはタッチセンサ２０２と一体化されている指紋センサ２１４を含んで示されている。指紋センサ２１４は指２１６から指紋をキャプチャするように構成される。センサ２１４は、センサ２１４の上に配置又はスワイプされる指紋の入力面を提供するカバー層２１２の下に配置される。センシング領域２１８は、指紋全体のサイズよりも面積が大きい、小さい、又は同サイズである入力面を含んでよい。指紋センサ２１４は、指２１６の表面変動を検出するように構成された解像度を備えたセンシング素子のアレイを有し、指紋センサ２１４は典型的に、図２Ａのタッチセンサ２０２よりも高い解像度を有する。
【００５７】
前に説明したように、タッチセンサと指紋センサには任意の適切な技術が用いられてよい（例えば、容量式、光学、超音波及びそれらの組み合わせ）。
【００５８】
図３Ａ−３Ｂは、タッチスクリーンインターフェースと指紋センシングインターフェースの両方を有する例示的電子機器３０１ａ及び３０１ｂを示すブロック図である。図３Ａにおいて、電子機器（例えば、スマートフォン又はタブレット等のモバイル機器）３０１ａは、タッチセンサ３０５ａとは別個の指紋センサ３０５ｂを有し、その結果、指紋センサと（タッチスクリーンの）タッチセンサが別個のインターフェースを有する。図３Ｂにおいて、電子機器３００ｂはタッチセンサ３０５ａに一体化された指紋センサ３０５ｂを有し、その結果、指紋センサ用のインターフェースがタッチセンサ用のインターフェースと重複する。指紋センサ３０５ｂは、概して示すようにタッチセンサ３０５ａの領域のサブセットによってのみ限定され得る、又は、タッチセンサ３０５ａと概ね同じ広がりの領域をカバーし得ることが理解されよう。
【００５９】
」
図４は、ディスプレイの有効領域に一体化されたタッチセンサ４０２及び指紋センサ４０４両方を有する別の例示的電子機器４００を示すブロック図である。特定の実施形態において、指紋センサ４０４は、ユーザが認証されると電子機器４００（ホスト）をスリープから起動する。通常、ディスプレイは、デバイスが低電力「スリープ」モードにある場合にオフになるか暗くなっている。指紋センサ４０４がディスプレイのカバーレンズの下にあって、デバイスがスリープモードにある場合、ディスプレイがオフになっていて指紋センサの位置の表示を提供できないため、ユーザは生体認証センサを位置特定することが難しい可能性がある。別の低電力照明源があれば、ディスプレイがオフになっている場合にユーザに指紋センサの位置の視覚表示を提供できる。
【００６０】
上記に従って、図５は、指紋センサ５０４がディスプレイ５０２の有効領域内にある指紋センサ５０４の位置を照明する例示的照明装置又は素子５０６を描写する。ディスプレイ５０２の有効領域内の菱形パターンのタッチセンサ５０８も示されている。 照明装置５０６の例は、プラスチック光ディフューザを側部から駆動するバルクＯＬＥＤ又は離散型ＬＥＤも含む。照明素子５０６の電力消費は、照明装置を暗くすることによって（例えば、駆動電流を低減することによって、及び／又は駆動デューティサイクルを低下させることによって）、又は、照明装置をスローブさせる（ｔｈｒｏｂｂｉｎｇ）ことによって（一定期間点灯し、次に一定期間消することを繰り返す）低減され得る。
【００６１】
構造上、透明なディスプレイもあり、半透明なディスプレイもある。照明装置５０６は、そのような透明又は半透明なディスプレイの下に配置されてよい。そのような構成において、指紋センサ５０４も、ディスプレイ内部又はディスプレイの上にあってもよい。例えば、指紋センサは、ディスプレイの上に配置された、ＩＴＯで形成された実質的に透明なセンサ電極、マイクロワイヤ又はそれらの組み合わせを含んでよく、照明素子５０６がディスプレイの下に配置されて、指紋センシング領域の位置を示す。スリープ中に、この照明装置はタッチコントローラ又は指紋ＩＣ／コントローラによって駆動され得る。
【００６２】
図５の例において、離散型指紋センサ５０４を照明するために離散型照明装置５０６が示されている。いくつかの実施形態において、指紋センサはディスプレイ全体に一体化されてよく、その場合、指紋センシング領域を照明するために選択ディスプレイ素子（例えば、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ画素等）が用いられてよい。
【００６３】
図６は、加速度計等のモーションセンサを用いた指紋センサ用の照明装置の例示的操作方法を描写する。図６において、モバイル機器の加速度計は、動きを検出するために用いられ、それは次に、指紋センサの位置の照明を開始するために用いられる。図６に描写されるように、加速度計によって動きが検出されたことに応答して、照明装置は指紋センサ位置を照明する（状態６０２）。Ｔ秒間動きがなかった後で、照明装置はオフにされる（よって照明装置による指紋センサ位置の照明が、状態６０４に示すように停止される）。
【００６４】
指紋センサは、図３Ｂに示されるように有効表示領域内に位置決めされる必要はないことが理解されよう。例えば、カバーガラス又はカバーレンズの下のいずれかの場所でる場合、又は、図３Ａに示すようにデバイス上に位置する場合は、指紋センサの照明を提供することが助けになるであろう。さらに、照明素子５０６は他の用途も有し得る。例えば、照明素子５０６は、ユーザが指紋プロセス中に認証されない場合に光ってもよい。さらに、ＯＬＥＤディスプレイの場合、照明は、指紋センサ領域におけるＯＬＥＤディスプレイの選択された画素を作動させるだけで低電力で提供され得る。さらに、緑色等の、サブピクセルのサブセットのみを用いて低電力照明を提供してもよい。
【００６５】
図７Ａは、先行図に関連して図示し説明したタッチセンサ及び指紋センサを有する電子機器用の制御回路構成７００のアーキテクチャの一例を示す。制御回路構成７００は、ホスト７０２、ディスプレイコントロー７０４、タッチコントローラ７０６及び指紋コントローラ７０８を含む。図７Ａのアーキテクチャは例えば、図８に関連して説明される起動方法を実施するために用いられてよい。
【００６６】
ホスト７０２は、上記の例で説明したモバイルフォン又は他の電子機器等の電子機器用の処理システム（例えば、ホストＣＰＵ、メモリ及びサポート回路構成及びソフトウェア）を含む。ホストは典型的に、ディスプレイコントローラ７０４、タッチコントローラ７０６及び指紋コントローラ７０８と通信するための電気的インターフェース（例えば、７１０、７１２、７１４）を含む。
【００６７】
ディスプレイコントローラ７０４は、電子機器のディスプレイのための処理システム（ディスプレイＣＰＵ、メモリ等）を含む。ディスプレイコントローラ７０４の例は、ディスプレイドライバ集積回路（ＤＤＩＣ）である。ディスプレイコントローラ７０４は電子機器のディスプレイに接続して駆動し、ＯＬＥＤ又はＬＣＤディスプレイ等のディスプレイ上でユーザに見えるグラフィック、文字等の表示を制御する。ディスプレイコントローラ７０４はさらに、特定のプロセッサを助長するためにグラフィックを表示するための予め構成されたフレームを格納してもよい。例えば、特定の実施形態において、ディスプレイコントローラ７０４は指紋センシング領域に対応するディスプレイの部分を照明してもよく（例えば、指配置ガイドを作成する）、及び／又は光学的指紋センサを用いて、イメージングする指の照明を提供してもよい。ディスプレイコントローラ７０４はさらに、指紋がキャプチャされたときに適合／不適合を示す色を提供してもよい。
【００６８】
指紋コントローラ７０８は、稜線と谷線等の指紋の特徴、及び場合によっては細孔等の小さな特徴を検出する精度を有する指紋センサ（例えば、光学的、容量性超音波センシング素子のアレイ）とインターフェースするための処理システム（指紋ＣＰＵ、メモリ等）を含む。指紋コントローラ７０８は、指紋センサと一体化されてもよく、又は別個の指紋センサとインターフェースしてもよい。指紋センサはタッチセンシング領域（例えば、ディスプレイ）の全域にわたり延在しても、又は、その離散した部分のみに延在してもよい。別法として、指紋センサは、タッチセンシング領域に比較して別個の領域に含まれてよい。指紋がキャプチャされると、指紋コントローラ７０８は、登録テンプレートと照合するためにホスト７０２に指紋画像を送信する。又は、指紋コントローラ７０８に照合機能が備わっている場合は、指紋コントローラ７０８はそれ自体で照合を行ってもよく（例えば、キャプチャされた指紋を登録テンプレートに照らして比較する）、また、必要に応じて、指紋認証が成功した後でホスト７０２を起動してもよい。
【００６９】
タッチコントローラ７０６は、電子機器のタッチセンサとインターフェースするための処理システム（タッチＣＰＵ、メモリ等）を含む。タッチコントローラ７０６は、例えば、タッチ特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であってよい。タッチコントローラは、制御回路構成とソフトウェアを含み、スタイラス又は指等の入力オブジェクトによるタッチを感知し処理するためにタッチセンサ（例えば、ディスプレイに一体化されてよいタッチセンシング素子のアレイ）とインターフェースする。以前に説明した容量式タッチセンシング、光学的タッチセンシング等を含む任意の適切な技術が、タッチセンサに用いられてよい。
【００７０】
特定の実施形態において、タッチコントローラ７０６は、ディスプレイコントローラ７０４との、電気的インターフェース７１６によって表される双方向通信と、指紋コントローラ７０８との、電気的インターフェース７１８によって表される双方向通信を用いる。タッチコントローラ７０６と指紋コントローラ７０８の間の直接接続は、例えば、タッチコントローラ７０６が、指紋コントローラ７０８を起動するために信号を送信し、ホスト７０２を起動せずに有効なタッチに応答して指紋キャプチャを開始することを可能にする。タッチコントローラ７０６とディスプレイコントローラ７０４の間の直接接続は、ホスト７０２を起動せずに、ディスプレイが、光学的指紋センサのために指を照明するための光源として用いられることを可能にする。しかしながら、ホスト７０２は、プロセス中の任意の時点で、タッチコントローラ７０６、ディスプレイコントローラ７０４及び／又は指紋コントローラ７０８との通信のために任意で用いられてよいことが理解される。
【００７１】
特定の実施形態において、指紋コントローラ７０８は、ディスプレイコントローラ７０４との間に、電気的インターフェース７１９で表される直接双方向通信を有してよい。この実施形態において、タッチコントローラ７０６は、指が検出されると指紋コントローラ７０８を起動してよい。指紋をイメージングする準備が整うと、指紋コントローラ７０８はディスプレイコントローラ７０４に信号を直接送信して、光学イメージングに対応するディスプレイ上の領域の照明を提供することができる。指紋がイメージングされると、指紋コントローラ７０８はディスプレイコントローラ７０４に別の信号を送信することができ、ディスプレイコントローラ７０４は、イメージングに対応するディスプレイの領域をオフにするか、又は、指紋イメージングが完了したという視覚的信号を供給できる。ディスプレイコントローラ７０４との直接双方向通信は、指紋コントローラ７０８が、例えば指配置の目標ゾーンを表示する等の、ディスプレイの他の態様を制御することも可能にする。
【００７２】
タッチセンシングと指紋センシングには同じ技術を用いても違う技術を用いてもよいことが理解されよう。例えば、タッチセンサと指紋センサは両方が容量式であっても、両方が光学式であってもよい。別法として、指紋センサが光学式であってタッチセンサが容量式である、又は指紋センサが容量式であってタッチセンサが光学式であってもよい。
【００７３】
ディスプレイコントローラ７０４、タッチコントローラ７０６及び／又は指紋コントローラ７０８又はそれらの部分は、別個の構成要素として示されているが、例えば、図７Ｂに示すように、単一のコントローラに統合されてもよい。図７Ａと同様に、図７Ｂのアーキテクチャは、ホストＣＰＵとメモリを有するホスト７０２を含む。しかしながら、図７Ａでは、指紋コントローラ７０８とタッチコントローラ７０６はそれぞれそれ自体のＣＰＵとメモリを有する。図７Ｂにおいて、指紋コントローラはアナログ指紋センサ回路７２０と置き換えられ、タッチコントローラはアナログタッチセンサ回路７２４と置き換えられている。アナログ指紋センサ回路７２０及び／又はアナログタッチセンサ回路７２４は、離散型回路又は別個のＩＣ等の任意の適切な手段を用いて実装されてよい。アナログ指紋センサ回路７２０及び／又はアナログタッチセンサ回路７２４は、例えばアナログフロントエンド（ＡＦＥ）、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）等の、指紋センサ及び／又はタッチセンサからの信号をそれぞれ調節するためのアナログ回路構成を含んでよい。種々のコンポーネント間の通信を提供する電気的インターフェース７３０、７３２、７３４も示されている。
【００７４】
タッチセンサと指紋センサのＣＰＵと処理は、共通のデジタル指紋及びタッチセンサコントローラ７２２内で共有される。図示のように、デジタル指紋及びタッチセンサコントローラ７２２は、共通のセンサＣＰＵ（プロセッサ）、メモリ、指紋ロジック、タッチロジック及びウェイクアップロジックを含む。デジタル指紋及びタッチセンサコントローラ７２２は単一のダイから製造されてよく、アナログ指紋センサ回路７２０とアナログタッチセンサ回路７２４は１つ以上の別個のダイから製造されるか、又はアナログ回路構成で実装される。デジタル指紋及びタッチセンサコントローラ７２２、アナログ指紋センサ回路７２０及びアナログタッチセンサ回路７２４は単一のＩＣを形成しても、又は複数のＩＣを形成してもよい。図７Ｂのアーキテクチャはコスト低減を提供できる、及び／又は、複数の集積回路間に延在する複数のプロセッサ間のより少ない通信の結果としてレイテンシを低減するために用いられ得る。
【００７５】
簡略にするため、図７Ｂにディスプレイコントローラは図示しないが、例えば、ホスト７０２とデジタル指紋及びタッチセンサコントローラ７２２に接続される。または、ディスプレイコントローラはコントローラ７２２に含まれてもよい。
【００７６】
図７Ａ及び図７Ｂを参照して図示し説明したアーキテクチャは一例であり、実施に関していくつかの変形が可能であることが理解されよう。一例として、ディスプレイコントローラ、タッチコントローラ及び指紋コントローラ（例えば、図７Ａのブロック７０４、７０６、７０８）はそれぞれ別個のＩＣを形成してよい。さらに別の実施形態として、指紋コントローラ、タッチコントローラ及びディスプレイコントローラ（図７Ａのブロック７０４、７０６及び７０８）は全て、単一のＩＣに一体化されてもよい。さらに別法として、指紋コントローラが１つのＩＣを形成し、一体型タッチ及びディスプレイコントローラが１つの別個のＩＣを形成してもよい。さらに別の例として、また、図７Ｂに図示され説明されるように、指紋及びタッチセンサ回路（７２０，７２４）は別個であるが、共通の集積制御回路構成７２２を用いてもよい。この場合、ディスプレイ制御回路構成はデジタル指紋及びタッチコントローラ７２２とは別個であってよいか、又は、デジタル及び指紋タッチコントローラ７２２に一体化されていてもよい。
【００７７】
図８は、低電力ドーズモードを妥当性確認モードと併せて用いる指紋キャプチャ開始方法を示す。タッチコントローラは、例えば、最初に、「ドーズモード」とも呼ばれる低電力モードでタッチセンサインターフェース（例えば、ディスプレイ）を指の存在に関して走査する。指の存在が検出された後で、タッチコントローラ（又は指紋コントローラ）は、タッチセンサインターフェース（及び／又は指紋センシング領域）を、より詳細な情報に関して走査して、指紋センシングのためにタッチを妥当性確認する。タッチが妥当性確認された後で、指紋キャプチャが指紋コントローラで開始される。
【００７８】
ステップ８０２において、システムは低電力ドーズモードにされ、そこで、タッチ位置を決定するための詳細な空間情報は必要ないため、通常の動作モード中に用いられる有効な回路構成のうちいくつかは例えばタッチコントローラによってパワーダウンされる。ドーズモード８０２にある間、タッチコントローラは、指のタッチ又は滞空状態の指を含み得る、指（又は他のオブジェクト）の存在に関して走査する。走査は連続的であっても、又は所定の間隔で行われてもよい。一例において、タッチコントローラは、タッチインターフェース上又はタッチインターフェース付近にわたるあらゆる場所を指の存在に関して走査する。別の例では、タッチコントローラは指紋センシング領域の位置に対応する領域を選択的に走査する。ドーズモードで指の存在を検出するためにタッチコントローラを用いることの代替として、指紋コントローラは同様な低位電力モードで用いられ得る。
【００７９】
タッチコントローラはドーズモードでの修正された走査技法を用いて、検出の関連領域（例えば、指紋センシング領域内又はその付近、又はタッチインターフェースにわたるあらゆる場所）での指の存在（タッチ及び／又は滞空）を検出してもよい。例えば、容量式センサを用いて、個々の電極は一緒に纏められて、より大きな領域からの容量を、より少数のレシーバ回路で測定してもよい。並列に延在する電極は同時に駆動されて、検出面全体をカバーする多数の走査の必要を低減又は排除できる。容量式測定、例えば、閾値を超えることは指の存在を示唆し得る。
【００８０】
例えば、滞空状態の指が検出された場合、ディスプレイコントローラは、指を配置する目標ゾーンを照明してもよい。別法として、照明素子５０６（図５）等の素子が作動されてもよい。
【００８１】
潜在的な指が検出されると、プロセスは、ステップ８０４によって示されるような妥当性確認モードを実行することによって進行する。妥当性確認モード８０４において、偶発的又は指紋でないタッチによって生じた偽の作動が、タッチインターフェースの後続の走査（「タッチ確認」）によって軽減されて、有効な指紋タッチがなされたかどうかが判断される。有効な指紋タッチがなされた場合、プロセスはステップ８０６に進み、そこで、指紋コントローラが起動される、例えば、高位電力モードにされ（例えば、ホストを介して、又はタッチコントローラによって直接）、ステップ８０６に示すように指紋がキャプチャされる（例えば、指紋稜線、谷線、細孔、ミニチュア又は生体認証データがイメージング、測定等をなされてよい）。プロセスが、有効な指紋タッチがなされていないと判断した場合、指紋回路構成は起動されず（又は省電力モード状態を保つ）、システムは低電力モードに留まる。例えば、システムはドーズモード８０２に戻ってよい。
【００８２】
ステップ８０４においてタッチ確認のための種々の方法が用いられてよく、方法は所望のとおりに多かれ少なかれ厳密であってよい。例えば、ドーズモードにおいて、タッチコントローラは最初、指紋センシング領域においてのみ指の存在を走査してよい。指紋センシング領域において指が検出された場合、次にタッチコントローラは、妥当性確認モードで、タッチインターフェースにわたるあらゆる場所で指の存在を走査してもよい。タッチが、タッチインターフェースの非指紋センシング領域にわたって検出されると、指紋は妥当性確認されない。逆に、非指紋センシング領域にわたってタッチが全く検出されない場合、指紋は妥当性確認される。
【００８３】
逆の手順も用いられてよい。例えば、ドーズモードにおいて、タッチコントローラは指の存在を、タッチインターフェースにわたるあらゆる場所で走査してよい。妥当性確認モードでは、指紋センサの偽の作動は、例えば、指紋センシング領域におけるタッチの存在を調査することによって回避され得る。タッチが指紋センシング領域内にあれば、指紋の存在は妥当性確認され、プロセスは、ステップ８０６の指紋キャプチャに進んでよい。タッチが指紋領域の外部であれば、指紋の存在は妥当性確認されず、プロセスは低位電力状態に留まる、例えば、ドーズモードに戻る。
【００８４】
タッチコントローラがドーズモードか妥当性確認モードのいずれかにあれば、完全センシング能力、例えば、オブジェクト（例えば潜在的に指）の検出とオブジェクトの位置特定の両方を提供する能力の両方で用いられ得ることが理解されよう。別法として、タッチコントローラは、容量式測定が用いられる場合に、例えば電極を一緒に纏めることによって低電力モードで用いられてよい。そのような代替モードにおいて、位置情報を取得する能力は制約される可能性があるが、低減された回路構成を用いてオブジェクトの存在を検出できる。
【００８５】
同様に、妥当性確認モードでは、省電力状態で動作する指紋コントローラを用いて、指紋センシング領域におけるタッチの存在を検出してもよい。指紋センシング領域内でタッチが検出されると、プロセスはステップ８０６に進み、そうでない場合、プロセスは低電力状態に留まる。より厳密な方法として、妥当性確認モードにおいて、指紋コントローラは、オブジェクト上の稜線と谷線の存在を、有効なタッチを示唆するそのような特徴の存在と、無効なタッチを示唆するそのような特徴の欠如によって調査してよい。
【００８６】
別の例として、タッチコントローラは、指紋測定のために指紋コントローラを作動させる次の段階に進むために、「低電力ウェイクアップジェスチャー」（ＬＰＷＧ）を必要とする可能性がある。ＬＰＷＧは複数の段階を有し得る。例えば、第１の段階は非常に低い電力消費を有してよく、タッチインターフェースに近接したオブジェクトタッチ又はオブジェクトの存在のみを検出するために用いられてよい（ドーズモード）。次の段階において（妥当性確認モード）、オブジェクトにタッチした有効性の調査がなされる、例えば、オブジェクトが生きた指であるかが判断され、次に、ジェスチャーが正しいかどうかの判断がなされる。ＬＰＷＧの例は、タップ及びプレス、ダブルタップ、上向きのスワイプ等を含む。指紋センサが光学的センサであれば、ジェスチャーが完了した後で、照明源（例えば、表示画素又は他の源）がＬＰＷＧの第１の段階でオンにされてよい。
【００８７】
代替的に、タッチ妥当性確認モード（ステップ８０４）では、タッチコントローラはタッチインターフェースを再度走査して、ドーズモード（ステップ８０２）で得られるよりも詳細な情報をキャプチャしてもよい。一例において、タッチコントローラは通常動作モードを用いて完全解像度走査（例えば完全二次元タッチ画像）をキャプチャし、この情報は有効なタッチを調査するために用いられる。別の例では、タッチコントローラは、通常の動作モードでキャプチャする全体タッチ画像の代わりにプロファイル走査をキャプチャし、このプロファイル情報が調査される。プロセスは、水平に延在する電極と垂直に延在する電極を別個に走査してそれぞれ垂直（「ｙ」）プロファイルと水平（「ｘ」）プロファイルをキャプチャすることを包含してよい。この技法は、有効なタッチを調査するための十分な空間情報も依然として提供しながら、全体タッチ画像走査と比較して低減したレイテンシ又は電力消費を可能にできる。複数の走査もこの段階で調査されて互いに比較されて、指が指紋センサの上に定着したかどうか（例えば、動きを停止する、及び／又は指との接触領域がそれ以上拡張しない）を検出できる。指が定着したかどうかを調査することは、より高解像度の指紋センサキャプチャ（例えば、画像）でのそのような調査の必要を避けることができ、電力消費とレイテンシをさらに低減する。
【００８８】
妥当性確認モードの実施に関する付加的な例が図９を参照して示され説明されており、それは、単独で用いられても、上記の例と組み合わせて用いられてもよい。図９は、指紋センシング領域９０６を有するデバイス９０４の表示領域９０２に重畳されたタッチのいくつかの例を示す。タッチは妥当性確認モード中に解析されてよい。
【００８９】
タッチ９１０−９１８は、無効と見做され得る一連のタッチを示す。例えば、図９に示すように、タッチ９１０は指紋センシング領域９０６をカバーしているが、実質的に表示領域９０２にも延在しており、タッチが指紋にしては大きすぎ、したがって、無効なタッチであることを意味している。タッチ９１２は概ね指紋センシング領域９０６内に収まるが、有効な指紋にしては小さすぎ、従って無効なタッチである。タッチ９１４は全面的に指紋センシング領域９０６の外部にあり、したがって無効なタッチである。タッチ９１６はほぼ適正なサイズであり指紋センシング領域９０６の上にあると思われるが、タッチ９１６と同時の第２のタッチ９１８がそのタッチを無効にしている。
【００９０】
それぞれ適正なタッチサイズであり、それぞれが指紋センシング領域９０６に十分に重なる一連のタッチ９２０−９２６も示されている。したがって、この例では、タッチ９２０−９２６それぞれが、ステップ８０４で妥当性確認される有効なタッチを表し、よって、プロセスを、指紋キャプチャ用のステップ８０６に進ませる。
【００９１】
図９の例において、基準（例えば、タッチサイズ、タッチ数及びタッチ位置）は、指紋を提供しようとするユーザが、例えば、指先の小さい縁、スタイラスのより小さい先端、多数タッチ入力又は、偶発的タッチ又は指紋タッチでないインターフェース入力を示唆する可能性がより高い指紋領域外のタッチではなく、指の大きな面を用いて指紋位置に単一のタッチ入力を提供する可能性があるという仮定のもとに調査される。そのような仮定は勿論例として挙げたものである。任意の適切なタッチ又はタッチの組み合わせが有効又は逆に無効と見做されてよい。
【００９２】
図８のステップ８０４に戻ると、種々のタッチセンシング技法はさらに、妥当性確認モードの一環として、接地されたオブジェクト（例えば、指）と接地されないオブジェクト（例えば、表面に載ったコイン又は水）の弁別も行える。他の情報又はデバイス内の他のセンサも、妥当性確認段階においてタッチを妥当性確認するために用いられ得る。例えば、タッチスクリーンに力センシング能力が備わっていれば、力情報は、タッチが力閾値を超えているか、又は所定の力範囲内にあるかを調査する等で、力情報が意図的な指紋タッチであるかに関して調査されてよい。
【００９３】
上記で説明したタッチ妥当性確認基準と走査技法は、ホストデバイス又は指紋コントローラをスリープ状態から起動するための技法を説明する図８で説明したプロセスフローに限定されない。例えば、これらの技法は、デバイスディスプレイがオンであり、デバイスがアンロック状態である場合に、指紋キャプチャが望まれる状況（バンキング取引等）が依然としてあり得るため、用いられてよい。そのような事例では、最初のドーズモード走査は必要ないが、不要な指紋キャプチャを避けるため、又は、指紋がイメージングの準備ができていない場合に画像キャプチャが低品質になる故の誤った拒絶を避けるために、指紋キャプチャを開始する前に、タッチセンサ情報が有効なタッチに関して調査されてよい。加えて、指紋コントローラは、ブート時間を節約し、有効なタッチと指紋キャプチャの決定の間のレイテンシを極減するために、タッチ妥当性確認中に、パワーダウン状態から起動されているのではなく、起動しているがアイドル状態（例えば、低電力状態）を保ってよい。
【００９４】
上記を説明するために、図７Ａのアーキテクチャを用いた図８のプロセスの例を、例示としてここで説明する。図７Ａを参照して説明するが、このプロセスは、限定はしないが図７Ｂのアーキテクチャを含む任意の適切なアーキテクチャにも同様に適用可能である。
【００９５】
第１の例として、図７Ａに示すアーキテクチャは、図８のプロセスを用いて、光学的指紋センサのタッチコントローラ起動プロセスを開始する。この例は、デバイスを低電力状態から起動するプロセスを示す（例えば、スリープ及びロック状態にあるモバイル機器）。
【００９６】
最初に、ドーズモード８０２において、ホスト７０２はタッチコントローラ７０６を低電力「指紋センシング」モードにし、その場合タッチコントローラ７０６はタッチインターフェースを、指紋センシング領域（例えば図３Ａ−３Ｂの３０５ｂ）のみにおいて、又はタッチインターフェースにわたるあらゆる場所で、指又は他のオブジェクトに関して走査する。この時点で、指紋コントローラ７０８は低電力のイベント起動（ｗａｋｅ  ｏｎ  ｅｖｅｎｔ）モードにある。ディスプレイコントローラ７０４は、ディスプレイ３０５ｂの部分（図３Ｂ）を照明することによって、又は、照明素子５０６（図５）を作動させることによって指紋センシング領域の位置をかすかに示唆してもよい。ホスト７０２は低電力モードに入ってよい。
【００９７】
ドーズモード８０２において、タッチコントローラ７０６は指に関して周期的に走査する。指（又は他のオブジェクト）が検出されると、タッチコントローラ７０６はより高位の電力モードに起動する。高位の電力モードで、タッチコントローラ７０６は妥当性確認モード８０４において完全タッチプロファイルを読み取る。完全タッチプロファイルの一例が図９に関連して説明されたが、図８でステップ８０４に関連して説明した他の例を含めた任意の適切な妥当性確認方法が用いられてよい。タッチコントローラ７０６は、誤った起動を防止するため有効なタッチを調査するために完全タッチプロファイルを用いる。タッチコントローラ７０６が有効なタッチの調査を行い得るため、この段階ではタッチ情報をホスト７０２に送信する必要はない。
【００９８】
ステップ８０４において有効なタッチが検出されると、タッチコントローラ７０６はディスプレイコントローラ７０４及び指紋コントローラ７０８に、有効な指紋タッチが検出されたことを通知する。そのような通知は直接であってよく、例えば、ホストとの通信又はホストによるアクションは必要ないが、それでも、ホスト７０２はオプションで用いられてもよく、例えば、タッチコントローラ７０６がホスト７０２に通知してもよく、するとホストは指紋コントローラ７０８及び／又はディスプレイコントローラ７０４に通知してもよい。プロセスは次にステップ８０６に進む。この段階で、ディスプレイコントローラ７０４は、光学指紋イメージングの一環として指紋をディスプレイで照明してもよい。この段階の間、ディスプレイ輝度を増加させて、光学指紋イメージキャプチャのための十分なコントラストを提供してもよい。指紋コントローラ７０８が指検出信号を受信すると、指紋コントローラ７０８は光学センサを介してデータをキャプチャし始める。
【００９９】
ステップ８０６において、指紋コントローラ７０８は、指紋データをキャプチャする、例えば、光学イメージングを介して稜線、谷線及び他の特徴をイメージングする。データをキャプチャ中に、指紋コントローラ７０８は、データを解析して、本当に指がセンサをタッチしているかを判断してよい。指紋センサはさらに、データを解析して、指紋照合のために用いる最良のフレームを選択してもよい。ホスト７０２は、指紋照合のためのフレームが選択されるまで通知を受ける必要はない。指紋データのキャプチャ中に、ホスト７０２は低電力状態に留まってもよい、又は、タッチコントローラ７０６は、レイテンシを低減するために起動を開始するようにホスト７０２に合図してもよい。
【０１００】
指紋コントローラ７０８は、フレームが選択されたことをホスト７０２及びタッチコントローラ７０６に通知する。例えば、指紋コントローラ７０８が指紋照合用のフレームを選択した場合、指紋コントローラ７０８は中断信号をホスト７０２に送信して、画像が待機中であることをアラートし、また、必要に応じ、ホスト７０２に起動するようにアラートする。それと並行して指紋コントローラ７０８はタッチコントローラ７０６に、指紋イメージキャプチャが終了したことを通知する。 代替的に、ホスト７０２は、指紋走査が完了したことをタッチコントローラ７０６に通知してもよい。
【０１０１】
指紋コントローラ７０８は選択されたフレームをホストに送信する。それと並行して、タッチコントローラ７０６は、ディスプレイコントローラ７０４が指紋センシング領域内の照明をオフにしてもよいように、指紋キャプチャが完了したことをディスプレイコントローラ７０４に通知してもよい。代替的に、ホスト７０２はディスプレイコントローラ７０４に照明をオフにするように通知してもよい。特定の実施形態において、照明をオンオフする通知は指紋コントローラ７０８から来てもよい。
【０１０２】
指紋キャプチャが完了してホスト７０２がデータを受信すると、ホスト７０２は照合（例えば、認証）を実行し、次のステップを決定する。照合が失敗した場合、ホスト７０２はもう一度低電力指紋ウェイクアップを開始することを決めるか、又は、単にユーザにさらなる指紋をと合図してもよい。照合が成功した場合、ホスト７０２はデバイスをアンロックしてシステムの残りの部分をフルパワーにするように進めてよい。
【０１０３】
さらに別の例として、ホストデバイスがフルパワー状態（例えば、起動しておりアンロック状態であるモバイル機器）だと仮定する。処理の認証又は指識別等の、デバイスのアンロック以外の目的で指紋照合が望まれる場合に、図７Ａのアーキテクチャと図８の方法が、指紋キャプチャを開始するために用いられてよい。しかしながら、この例においてドーズモードは必要ない。
【０１０４】
前の例と同様に、ホスト７０２はタッチコントローラ７０６を「指紋センシング」モードにする。指紋センシングモードにおいて、タッチコントローラ７０６はタッチインターフェース（通常モード）上のあらゆる場所でのタッチに、完全解像度で応答してタッチ位置を判定する。ホスト７０２は、指紋センシング領域上のスクリーン上に指紋インジケータを表示するようにディスプレイコントローラ７０４に合図する。レイテンシを低減するために、ホスト７０２はブート時間を節約するために指紋コントローラ７０８を起動してもよい。指紋センシング領域上で指が検出されると、タッチコントローラ７０６は指紋コントローラ７０８とディスプレイコントローラ７０４に通知する。代替的に、ホスト７０２はタッチコントローラ７０６から信号を受信して、ホストがディスプレイコントローラ７０４に通知してもよい。
【０１０５】
タッチコントローラ７０６は例えば所定の間隔で指を走査する。タッチコントローラ７０６はスクリーン上のあらゆる場所でのタッチに応答する（通常モード）。ディスプレイコントローラ７０４は、指紋センサ領域にインジケータを表示し続け、その間指紋コントローラ７０８はアイドル（低電力）状態に留まる。
【０１０６】
残りのステップは、ホスト７０２が終始起動状態に留まることを除いては前述の例で説明したステップと同じである。したがって、タッチコントローラ７０６が指を検出すると、指紋コントローラ７０８は起動されて、指紋又は一連の指紋がキャプチャされる。指紋コントローラ７０８は次に、フレームが選択されたことをホスト７０２とタッチコントローラ７０６に通知する。指紋コントローラ７０８は次に選択されたフレームをホスト７０２に送信する。ホスト７０２は次に照合を実行して次のステップを確定する。
【０１０７】
上記の例において、指紋画像を照合のためにホスト７０２に送信する必要はない。別法として、指紋照合は、セキュリティ増強及び／又はレイテンシ減少のために、指紋コントローラ７０８に直接実行されてもよい。この場合、上記のステップは、フレームが選択されたときにではなく、指紋照合がうまく達成された場合に指紋コントローラ７０８がホスト７０２に通知するように修正されてよい。
【０１０８】
さらに、上記の例において、インジケータは指紋センシング領域に終始表示される必要はない、又は、排除されてよい。さらに、タッチコントローラ７０６は、センシング面に未だ接触していない滞空状態の指を検出するように構成されてよく、滞空状態の指の検出に応答して、ディスプレイコントローラ７０４はオプションで指紋センシング領域内にインジケータを表示してもよい。滞空状態の指は、プロファイルセンシング（多数の１Ｄ応答）及び２Ｄ直接容量式イメージ解析等の既知の技法によって検出されてよい。
【０１０９】
上記の例いずれにおいても、ホスト７０２は、指紋センサの誤った作動を回避するために、有効なタッチに関してタッチセンサ情報を調査できる。ホストプロセッサがタッチセンサ情報を調査する場合、タッチコントローラ７０６と指紋コントローラ７０８の間の直接通信、及びタッチコントローラ７０６とディスプレイコントローラ７０４の間の直接通信は省かれてよい。この場合、タッチコントローラ７０６はタッチ座標又はその他の空間的タッチ情報をホスト７０２に送信してもよく、ホスト７０２は、指紋コントローラ７０８を起動する前に又は指紋キャプチャを開始する前に、有効なタッチに関してこの情報を調査してよい。しかしながら、記載したように、タッチコントローラ７０６が有効なタッチに関する調査を実行する場合、ホスト７０２の関与は不要にされ、それは、デバイスが低電力ロック状態とフルパワーにある場合を含めてレイテンシを改良できる。
【０１１０】
図１０は、指紋キャプチャをタッチスクリーンセンサで開始するプロセスの状態図の一例を示し、さらに、特定の待機時間と、用いられ得るカウンタの例をさらに示している。
【０１１１】
状態１００２において、電子機器は低電力状態に移行し、タッチコントローラと指紋コントローラはドーズモードに移行する。特定の実施形態において、デバイスはこの状態にロックされてよい。
【０１１２】
指（又は他のオブジェクト）の存在がドーズモードで検出された場合、デバイスは、状態１００４で示されるようにタッチ妥当性確認モードに移行する。状態１００４において、妥当性確認調査が、例えば以前に説明した方法のうち１つ以上を用いて実行される。タッチ妥当性確認モード（状態１００４）において有効なタッチが判断されると、デバイスは、状態１００６によって示される指紋キャプチャ状態に移行する。
【０１１３】
状態１００２の間に、プロセスが、タッチドーズモードでの走査後に指が存在しないと判断した場合、デバイスは所定の時間間隔又は期間（「Ｔ１」）だけ待機して、その後再度ドーズモード走査を行う。例えば、Ｔ１は１０から３０ｍｓ程度であってよい。
【０１１４】
状態１００４の間に、プロセスが、タッチ妥当性確認中にタッチが無効であると判断した場合、デバイスは所定の時間間隔又は期間（「Ｔ２」）だけ待機して、その後タッチドーズ状態１００２に再び入ってもよい。Ｔ２に関して、システムは、有効なタッチに応答してカウンタに追加してもよく、いくつかの複数の無効なタッチが検出された後で、さらに省電力化するために、Ｔ２を設定してもよい。誤った作動による電力消費を極減するために、タッチドーズ走査がタッチを検出し損なった後でデバイスが待機する期間（Ｔ１）は、デバイスが有効なタッチ後に待機する期間（Ｔ２）よりもずっと少なくてよい（すなわち、Ｔ２＞＞Ｔ１）。
【０１１５】
任意選択的な滞空検出状態１００８も示されている。状態１００８において、プロセスは滞空状態の指又は他のオブジェクトを検出（例えば走査）する。滞空状態の指が検出された場合、プロセスは指紋センサ又は指紋センシング領域に対応するディスプレイ／タッチスクリーンの部分を照明し、それによってユーザに、例えば、指紋をどこに配置するかの目標位置を提供してもよい。指紋がタッチすると、指紋センシング領域の照明は変えられてよく、例えば、指紋の光学的イメージングを助長するためにより明るくされてよい。
【０１１６】
上記の説明は、指紋センサをディスプレイの有効領域内のタッチスクリーンセンサと一体化するための特に有利な例を含むが、上記の技法は指紋センサを不透明なタッチパッドセンサに一体化するために用いられてもよい。さらに、上記の技法は、単に指紋パターン及びタッチ位置を検出するように構成されたセンサに限らず、異なる解像度を有する他のタイプの生体認証センサを一体化するために用いられてもよい。
【０１１７】
タッチセンサは、ドーズモード検出と妥当性確認モードに用いられ得ること又は指紋センサが他のモード向けに使用されている間に１つのモード向けに使用されてよいことが理解されよう。または、指紋センサはドーズモードと妥当性確認モードの両方に用いられてよい。例えば、タッチセンサが指紋センシング領域に感応しない場合、指紋センサをドーズモード検出に用いることが望ましくあり得る。指紋センサは、指紋稜線を調査することによって妥当性確認のためにも用いられ得る。
【０１１８】
特定の実施形態を、完全機能性装置の文脈で説明してきたが、本明細書で説明されるメカニズムは、種々の形式でのプログラム製品（例えば、ソフトウェア）として分散されてもよい。例えば、メカニズムは、電子プロセッサによって読み取り可能な情報担持媒体上のソフトウェアプログラムとして実装され分散されてもよい（例えば、処理システム１０４によって読み取り可能な、非一時的コンピュータ可読及び／又は記録可能／書き込み可能な情報担持媒体）。さらに、分散を実行するために他のタイプの媒体が用いられてよい。非一時的、電子的に読み取り可能な媒体の例は、種々のディスク、メモリスティック、メモリカード、メモリモジュール等を含む。電子的に読み取り可能な媒体は、フラッシュ、光学的、磁気、ホログラフィック又は任意の他の記憶技術に基づいていてよい。
【０１１９】
上記の実施形態は、ディスプレイの有効領域というよりも、不透明なタッチパッド内に一体化された指紋センサ向けに用いられ得る。この場合、上記のタッチスクリーンセンサは、タッチパッドセンサで置き換えられ得る。
【０１２０】
光学的指紋センサが用いられた場合、指紋を照明するためにディスプレイの代わり又はディスプレイに加えて補助光源が用いられてよい。ディスプレイが指紋を照明するための光源として用いられる例において、これは、パルス検出、活性検出又はこれらの何らかの組み合わせのために指紋イメージキャプチャ用に十分なコントラストを提供するために用いられ得る。電力をさらに省くために、ディスプレイからの照明はディスプレイ画素のサブセット又はより低輝度を用いて、指紋イメージを取得するために指が十分に定着したときを検出する。この時点で、照明は増加されて、実際の指紋取得のためにより高いＳＮＲを提供してよい。
【０１２１】
上記の例において、ドーズモード、妥当性確認モード又は両モードとも、誤ったウェイクアップを回避するために低電力タッチウェイクアップジェスチャーと置き換えられてよい。
【０１２２】
本明細書で言及した、刊行物、特許出願及び特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が個々に及び特定的に、あたかも参照により本明細書に組み込まれまたその全体が記載されたと明示したのと同じ程度に、本明細書に参照として組み込まれる。
【０１２３】
本発明を説明する文脈での用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、「少なくとも１つの」及び同様な言い回しは（特に以下の請求項の文脈において）、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈により明白に相反しない限り、単数と複数の両方を網羅すると解釈されるものとする。用語「少なくとも１つの」の、１つ以上のアイテムが後に続いた使用（例えば、「Ａ及びＢのうち少なくとも１つ」）は、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈により明白に相反しない限り、列挙されたアイテムから１つのアイテム（Ａ又はＢ）が選択される又は列挙されたアイテムのうち２つ以上（Ａ及びＢ）の任意の組み合わせが選択されると解釈されるものとする。用語「備える」、「有する」、「含む」及び「包含する」は、別段記載されない限り制約のない用語（すなわち、「限定はしないが、を含む」を意味する）として解釈されるものとする。本明細書での値の範囲の記載は、本明細書で別段の指示がない限り、その範囲内にあるそれぞれ別個の値に個々に言及する簡潔な方法として機能することを意図しているのみであり、各別個の値は、本明細書で個々に記載されるように本明細書に組み込まれる。
【０１２４】
本明細書で説明される全ての方法は、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈により明白に相反しない限り、任意の適切な順で実行されてよい。本明細書で提供されるあらゆる例又は例示的言語（例えば、「等の」）は、本発明をより明らかにすることのみを目的としており、別途主張されない限り、本発明の範囲への限定を課するものではない。明細書内の言語は全て、請求項に記載されない如何なる要素をも本発明の実施に必須のものとして示すと解釈されるべきではない。
【０１２５】
以上、本発明の実施例が説明された。これらの例示された実施形態の変形例は、上記の説明を読めば当業者には明らかとなろう。発明者らは、当業者がそのような変形例を適宜用いることを予期するものであり、発明者らは、本発明が本明細書で特定的に説明されたのとは別の方式で実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法によって許容されるように、本明細書に添付の請求項に記載される主題の全ての変形形態及び等価物を含む。さらに、上記の素子の、全てのそれらの可能な変形例における任意の組み合わせは、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈により明白に相反しない限り、本発明によって包含される。
【符号の説明】
【０１２６】
１００  入力装置
１０２  センサ
１０４  処理システム
２０２  タッチセンサ
２０４  センシング領域
２０６  オブジェクト
２１２  カバー層
２１４  指紋センサ
２１８  センシング領域
２１６  指
３０１ａ、ｂ  電子機器
３０５ａ、ｂ  タッチセンサ
４００  電子機器
４０２  タッチセンサ
４０４  指紋センサ
５０２  ディスプレイ
５０４、５０８  指紋センサ
５０６  照明素子
【図１】
2019512114.tif 000003
【図２Ａ】
2019512114.tif 000004
【図２Ｂ】
2019512114.tif 000005
【図３Ａ】
2019512114.tif 000006
【図３Ｂ】
2019512114.tif 000007
【図４】
2019512114.tif 000008
【図５】
2019512114.tif 000009
【図６】
2019512114.tif 000010
【図７Ａ】
2019512114.tif 000011
【図７Ｂ】
2019512114.tif 000012
【図８】
2019512114.tif 000013
【図９】
2019512114.tif 000014
【図１０】
2019512114.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月5日(2018.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センシング領域を備えたタッチスクリーン、タッチコントローラ及び指紋コントローラを有する電子機器において指紋キャプチャを開始する方法であって、前記方法は、
前記電子機器を第１の電力モードにするステップと、
前記センシング領域に近接したオブジェクトを走査するステップと、
妥当性確認モードを実行して前記オブジェクトが指紋であるか否かを判断するステップと、
前記タッチコントローラから前記指紋コントローラにウェイクアップ信号を直接送信して前記指紋コントローラを第２の電力モードにするステップと、
前記指紋のイメージをキャプチャするステップと、を備え、
前記第１の電力モードは、前記指紋コントローラが低電力モードにあるドーズモードであり、
前記第２の電力モードは、前記第１の電力モードより高い電力の電力モードである方法。
【請求項２】
前記センシング領域に近接した前記オブジェクトの走査は、所定の時間間隔で発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記妥当性確認モードを実行した後、前記ドーズモードに再び入る前に所定の時間間隔だけ待機する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記妥当性確認モードは、前記センシング領域内のタッチのサイズを解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記妥当性確認モードは、前記センシング領域内のタッチ数を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記妥当性確認モードは、前記センシング領域内のタッチの位置を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記オブジェクトが前記センシング領域に近接していることを検出したことに応じて、前記センシング領域の一部を指配置ガイドとして照明するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
滞空状態のオブジェクトを検出するステップと、
前記滞空状態のオブジェクトの検出に応じて、前記センシング領域の一部を照明するステップと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記タッチコントローラからディスプレイコントローラに信号を直接送信し、光学的指紋センシングのためのセンシング領域を照明するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１の電力モードにあり、ウェイクアップ信号を受信すると第２の電力モードになるように構成された指紋コントローラと、
指紋コントローラと直接通信し、前記指紋コントローラにウェイクアップ信号を送信するように構成されたタッチコントローラと、を備え、
前記第２の電力モードは、前記第１の電力モードよりも高い電力の電力モードである電子機器。
【請求項１１】
ディスプレイを制御し、前記タッチコントローラと直接通信し、前記ディスプレイの指紋センシング領域を照明するように構成されたディスプレイコントローラをさらに備える、請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記タッチコントローラと前記指紋コントローラとは単一のダイに統合されている、請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記タッチコントローラと前記指紋コントローラとは１つの共通のプロセッサを有する、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記電子機器は、
前記第１の電力モードになって、前記電子機器のセンシング領域に近接したオブジェクトを走査し、
妥当性確認モードを実行して前記オブジェクトが指紋であるかどうかを判断し、
前記タッチコントローラから前記指紋コントローラに前記ウェイクアップ信号を直接送信して、前記指紋コントローラを前記第２の電力モードにし、
前記指紋のイメージをキャプチャするように構成されている、請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記電子機器は、前記タッチコントローラと直接通信するディスプレイコントローラをさらに備え、
前記タッチコントローラは、前記ディスプレイコントローラに信号を直接送信して、光学的指紋センシングのためのセンシング領域を照明する、請求項１０に記載の電子機器。
【国際調査報告】
2019512114.tif 000016
2019512114.tif 000017