(57)【要約】【課題】回路規模を抑制しつつ良好に指紋検出を実現できる検出装置及び表示装置を提供する。【解決手段】基板と、基板に設けられた複数の第１電極と、第１検出期間において、時分割で第１電極ブロックごとに選択し、第２検出期間において、第１電極ごとに選択する第１電極選択回路と、を有し、第１電極ブロックは、第１検出期間に第１駆動信号が供給され、第１電極は、第２検出期間に、第１駆動信号とは異なる電圧レベルの第２駆動信号が供給される。【選択図】図１４
2019067157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた複数の第１電極と、
第１検出期間において、時分割で、複数の前記第１電極を含む第１電極ブロックごとに選択し、第２検出期間において、前記第１電極ごとに選択する第１電極選択回路と、を有し、
前記第１電極ブロックは、
前記第１検出期間に第１駆動信号が供給され、
前記第１電極は、前記第２検出期間に、前記第１駆動信号とは異なる電圧レベルの第２駆動信号が供給される検出装置。
【請求項２】
前記第２駆動信号は、前記第１駆動信号よりも高い電圧レベルを有する請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号を前記第１電極に供給する第１電極駆動回路を有し、
前記第１電極駆動回路は、
前記第１駆動信号を生成する第１駆動信号生成部と、
前記第２駆動信号を生成する第２駆動信号生成部と、
前記第１駆動信号生成部及び前記第２駆動信号生成部と、前記第１電極との接続を切り換えるスイッチと、を含む請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記第１電極との間に静電容量を形成する複数の第２電極と、
前記第２電極を選択する第２電極選択回路を有し、
前記第２電極選択回路は、前記第１検出期間に、第１個数の前記第２電極を１つの第１出力信号線に接続し、前記第２検出期間に、前記第１個数よりも少ない第２個数の前記第２電極を、第２出力信号線に接続する請求項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】
前記第１出力信号線に接続された第１アナログフロントエンド回路と、
前記第２出力信号線に接続された第２アナログフロントエンド回路と、を有する請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記第１アナログフロントエンド回路は第１容量の第１容量素子を有し、前記第２アナログフロントエンド回路は前記第１容量よりも小さい第２容量の第２容量素子を有する請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記第１出力信号線及び前記第２出力信号線に接続された共通のアナログフロントエンド回路を有する請求項４に記載の検出装置。
【請求項８】
前記アナログフロントエンド回路は、容量が可変である容量素子を有する請求項７に記載の検出装置。
【請求項９】
前記アナログフロントエンド回路は、増幅器と、第１容量素子と、前記第１容量素子よりも小さい容量値を有する第２容量素子と、前記第１容量素子及び前記第２容量素子と、前記増幅器との接続を切り換えるスイッチ素子とを有する請求項７に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記第１電極選択回路は、複数の前記第１電極ごとに位相が定められた第１選択信号を生成する第１選択回路と、複数の前記第１電極ブロックごとに位相が定められた第２選択信号を出力する第２選択回路と、を含む請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記第１電極選択回路は、さらに、前記第１選択信号及び前記第２選択信号に基づいて、複数の前記第１電極ブロックに含まれる前記第１電極を選択する第３選択信号を演算する第３選択回路を含む請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記第１電極は、前記基板に平行な面内の第１方向に配列された複数の電極部と、前記電極部を前記第１方向に接続する複数の接続部とを含み、
複数の前記第２電極は、平面視で前記接続部と交差して、前記第１方向に交差する第２方向に長手を有する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１３】
複数の前記電極部は、前記第２電極に沿って配列され、
前記電極部の第１幅は前記第２電極の第２幅よりも大きい請求項１２に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記電極部は、透光性を有する導電性材料であり、
前記第２電極は、金属材料である請求項１２又は請求項１３に記載の検出装置。
【請求項１５】
前記第１電極の配置間隔は、１００μｍ以下である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１６】
基板と、
前記基板に設けられ複数の第１電極ブロックを有し、１つの前記第１電極ブロックには、複数の第１電極が含まれ、
前記基板に設けられ、１つの前記第１電極ブロックに含まれる複数の前記第１電極ごとに位相が定められた第１選択信号を生成する第１選択回路と、複数の前記第１電極を含む前記第１電極ブロックごとに第２選択信号を生成する第２選択回路と、を含む第１電極選択回路と、を有し、
前記第１選択回路は、少なくとも隣接する前記第１電極ブロックにおいて、各第１ブロック内の隣接方向における位置が同一の電極に対して同一の前記第１選択信号を供給し、
前記第２選択回路は、少なくとも１つの前記第１電極ブロックに含まれる前記第１電極には、同一の前記第２駆動信号を供給し、
第１検出期間において、前記第１選択信号及び前記第２選択信号に基づいて、時分割で前記第１電極ブロックごとに同じ第１電圧を有する第１駆動信号を供給し、
第２検出期間において、前記第１選択信号及び前記第２選択信号に基づいて、前記第１電極ごとに位相が定められ、前記第１電圧とは異なる第２電圧を有する第２駆動信号を、前記第１電極に供給する、検出装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の検出装置と、
画像を表示させる表示機能層を有する表示パネルとを、含み、
前記検出装置は、前記表示パネルの上に設けられる表示装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の検出装置と、
画像を表示させる表示機能層を有する表示パネルとを、含み、
前記第１電極は、前記表示パネルの複数の画素に共通の電位を与える共通電極である表示装置。
【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】
近年、例えば、個人認証等に用いられる指紋検出を静電容量方式で実現することが要求されている。指紋検出では、手や指の接触を検出する場合に比べ、面積の小さい電極が用いられる。小さい電極から信号を得る場合でも、符号分割選択駆動により、良好な検出感度が得られる。符号分割選択駆動は、複数の駆動電極を同時に選択して、選択された複数の駆動電極のそれぞれに対して、所定の符号に基づいて位相が決められた駆動信号を供給する駆動方式である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９９６０５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に記載のタッチ検出機能付き表示装置では、駆動電極ブロックごとにシフトレジスタが設けられている。シフトレジスタの動作により駆動電極ブロックに順次選択信号が供給される。これにより、駆動電極ブロックごとに選択される。このため、電極の数が多くなると、シフトレジスタなどの回路規模が増大する可能性がある。また、タッチ検出と、指紋検出とでは、検出する対象の大きさ及び要求される分解能も異なる。このため、タッチ検出に用いられる駆動回路では、良好に指紋検出を行うことができない可能性がある。
【０００５】
本発明は、回路規模を抑制しつつ良好に指紋検出を実現できる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】
本発明の一態様の検出装置は、基板と、前記基板に設けられた複数の第１電極と、第１検出期間において、時分割で前記第１電極ブロックごとに選択し、第２検出期間において、前記第１電極ごとに選択する第１電極選択回路と、を有し、前記第１電極ブロックは、前記第１検出期間に第１駆動信号が供給され、前記第１電極は、前記第２検出期間に、前記第１駆動信号とは異なる電圧レベルの第２駆動信号が供給される。
【０００７】
本発明の一態様の検出装置は、基板と、前記基板に設けられ複数の第１電極ブロックを有し、１つの前記第１電極ブロックには、複数の第１電極が含まれ、前記基板に設けられ、１つの前記第１電極ブロックに含まれる複数の前記第１電極ごとに位相が定められた第１選択信号を生成する第１選択回路と、複数の前記第１電極を含む前記第１電極ブロックごとに第２選択信号を生成する第２選択回路と、を含む第１電極選択回路と、を有し、前記第１選択回路は、少なくとも隣接する前記第１電極ブロックにおいて、各第１ブロック内の隣接方向における位置が同一の電極に対して同一の前記第１選択信号を供給し、前記第２選択回路は、少なくとも１つの前記第１電極ブロックに含まれる前記第１電極には、同一の前記第２駆動信号を供給し、第１検出期間において、前記第１選択信号及び前記第２選択信号に基づいて、時分割で前記第１電極ブロックごとに同じ第１電圧を有する第１駆動信号を供給し、第２検出期間において、前記第１選択信号及び前記第２選択信号に基づいて、前記第１電極ごとに位相が定められ、前記第１電圧とは異なる第２電圧を有する第２駆動信号を、前記第１電極に供給する。
【０００８】
本発明の一態様の表示装置は、上記の検出装置と、画像を表示させる表示機能層を有する表示パネルとを、含み、前記検出装置は、前記表示パネルの上に設けられる。
【０００９】
本発明の一態様の表示装置は、上記の検出装置と、画像を表示させる表示機能層を有する表示パネルとを、含み、前記第１電極は、前記表示パネルの複数の画素に共通の電位を与える共通電極である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１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、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４】図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る検出装置の平面図である。
【図６】図６は、第１電極及び第２電極の一部を拡大して示す平面図である。
【図７】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’線に沿う断面図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る検出装置の第１検出モードを説明するための説明図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る検出装置の第２検出モードを説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る検出装置の第３検出モードを説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る検出装置の第４検出モードを説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、符号分割選択駆動の動作例を説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、符号分割選択駆動の他の動作例を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、第１実施形態に係る第１電極選択回路のブロック図である。
【図１５】図１５は、第１電極選択回路の第１選択回路のブロック図である。
【図１６】図１６は、カウンタ回路の動作の一例を示すタイミング波形図である。
【図１７】図１７は、第１符号生成回路の一例を示す回路図である。
【図１８】図１８は、第１制御信号と第１部分選択信号との関係を示す表である。
【図１９】図１９は、第２符号生成回路の一例を示す回路図である。
【図２０】図２０は、第２制御信号及び反転制御信号と、第２部分選択信号との関係を示す表である。
【図２１】図２１は、第３符号生成回路の一例を示す回路図である。
【図２２】図２２は、反転制御信号が高レベル電圧の場合に、第３符号生成回路で生成されるパターンコードの一例を示す図である。
【図２３】図２３は、反転制御信号が低レベル電圧の場合に、第３符号生成回路で生成されるパターンコードの一例を示す図である。
【図２４】図２４は、第１制御信号、第２制御信号及び反転制御信号と、検出信号との関係を示す表である。
【図２５】図２５は、第１電極選択回路の第２選択回路のブロック図である。
【図２６】図２６は、第１選択信号、第２選択信号、第１電極ブロック選択信号及び駆動信号の関係を示す表である。
【図２７】図２７は、第２検出モードにおける、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図２８】図２８は、第２検出モードにおける、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【図２９】図２９は、各第１電極ブロックに対する第２選択信号を、保持期間ごとに示す表である。
【図３０】図３０は、各第１電極ブロックに対する第２選択信号の他の例を、保持期間ごとに示す表である。
【図３１】図３１は、第３検出モードにおける、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図３２】図３２は、第３検出モードにおける、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【図３３】図３３は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図３４】図３４は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【図３５】図３５は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図３６】図３６は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【図３７】図３７は、第１電極駆動回路を説明するための回路図である。
【図３８】図３８は、第１駆動信号と第２駆動信号を説明するための模式図である。
【図３９】図３９は、第１電極に供給される電圧と、Ｓ／Ｎとの関係を模式的に示すグラフである。
【図４０】図４０は、第１電極駆動回路の他の例を説明するための回路図である。
【図４１】図４１は、第１実施形態に係る検出電極選択回路を示す回路図である。
【図４２】図４２は、第１実施形態に係るＡＦＥ回路を示す回路図である。
【図４３】図４３は、第１実施形態に係る検出電極選択回路の他の例を示す回路図である。
【図４４】図４４は、第１実施形態に係るＡＦＥ回路の他の例を示す回路図である。
【図４５】図４５は、第１実施形態に係る検出電極選択回路の他の例を示す回路図である。
【図４６】図４６は、第２実施形態に係る第１電極選択回路のブロック図である。
【図４７】図４７は、第２実施形態に係る第１電極選択回路の第１選択回路のブロック図である。
【図４８】図４８は、第２検出モードの、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図４９】図４９は、第２検出モードの、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５０】図５０は、第３検出モードの、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５１】図５１は、第３検出モードの、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５２】図５２は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５３】図５３は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５４】図５４は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５５】図５５は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【図５６】図５６は、第３実施形態に係る第１電極選択回路のブロック図である。
【図５７】図５７は、第４実施形態に係る検出装置を有する表示装置の概略断面構造を示す断面図である。
【図５８】図５８は、第４実施形態に係る検出装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る検出装置を有する表示装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置１００は、表示領域ＡＡと、額縁領域ＧＡと、検出領域ＦＡとを有する。表示領域ＡＡは表示パネル３０の画像を表示する領域である。額縁領域ＧＡは、表示領域ＡＡの外側の領域である。検出領域ＦＡは、接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出する領域である。検出領域ＦＡは、表示領域ＡＡの全面に重なって設けられる。
【００１３】
図２に示すように、本実施形態の表示装置１００は、カバー部材１０１と、検出装置１と、表示パネル３０とを含む。カバー部材１０１は、第１面１０１ａと、第１面１０１ａと反対側の第２面１０１ｂとを有する板状の部材である。カバー部材１０１の第１面１０１ａは、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であり、かつ、表示パネル３０の画像を表示する表示面である。カバー部材１０１の第２面１０１ｂ側に、表示パネル３０及び検出装置１のセンサ部１０が設けられる。カバー部材１０１はセンサ部１０及び表示パネル３０を保護するための部材であり、センサ部１０及び表示パネル３０を覆って設けられる。カバー部材１０１は、例えばガラス基板、又は樹脂基板である。
【００１４】
なお、カバー部材１０１、センサ部１０及び表示パネル３０は、平面視で長方形状である場合に限られず、円形状、長円形状、或いは、これらの外形形状の一部を欠落させた異形状の構成であってもよい。また、例えば、カバー部材１０１が円形状であり、センサ部１０及び表示パネル３０が正多角形状等である場合のように、カバー部材１０１と、センサ部１０及び表示パネル３０との外形形状が異なっていてもよい。カバー部材１０１は、平板状のみならず、例えば表示領域ＡＡが曲面で構成され、或いは額縁領域ＧＡが表示パネル３０側に湾曲する等、曲面を有する曲面ディスプレイも採用可能である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、額縁領域ＧＡにおいて、カバー部材１０１の第２面１０１ｂに加飾層１１０が設けられている。加飾層１１０は、カバー部材１０１よりも光の透過率が小さい着色層である。加飾層１１０は、額縁領域ＧＡに重畳して設けられる配線や回路等が観察者に視認されることを抑制することができる。図２に示す例では、加飾層１１０は第２面１０１ｂに設けられているが、第１面１０１ａに設けられていてもよい。また、加飾層１１０は、単層に限定されず、複数の層を重ねた構成であってもよい。
【００１６】
検出装置１は、カバー部材１０１の第１面１０１ａに接触又は近接する指Ｆｉｎ等の表面の凹凸を検出するセンサ部１０を含む。図２に示すように、検出装置１のセンサ部１０は、表示パネル３０の上に設けられる。すなわち、センサ部１０は、カバー部材１０１と表示パネル３０との間に設けられ、第１面１０１ａに対して垂直な方向から見たときに、表示パネル３０と重なっている。センサ部１０には、フレキシブルプリント基板７６が接続されており、センサ部１０からの検出信号を外部に出力することができる。
【００１７】
センサ部１０の一方の面は、接着層７１を介してカバー部材１０１と貼り合わされる。また、センサ部１０の他方の面は、接着層７２を介して、表示パネル３０の偏光板３５と貼り合わされる。接着層７１は、例えば、液状のＵＶ硬化型樹脂である光学透明樹脂（ＯＣＲ：Optical  Clear  Resin又は、ＬＯＣＡ：Liquid  Optically  Clear  Adhesive）である。接着層７２は、例えば、光学粘着フィルム（ＯＣＡ：Optical  Clear  Adhesive）である。
【００１８】
表示パネル３０は、第１基板３１と、第２基板３２と、第１基板３１の下側に設けられた偏光板３４と、第２基板３２の上側に設けられた偏光板３５とを有する。第１基板３１にフレキシブルプリント基板７５が接続されている。第１基板３１と、第２基板３２との間には、表示機能層として液晶表示素子が設けられる。すなわち、表示パネル３０は、液晶パネルである。これに限定されず、表示パネル３０は、例えば、有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＬＥＤ：  Organic  Light  Emitting  Diode）であってもよい。
【００１９】
図２に示すように、センサ部１０は、カバー部材１０１の第２面１０１ｂと垂直な方向において、表示パネル３０よりもカバー部材１０１に近い位置に配置される。このため、例えば、表示パネル３０と一体に指紋検出用の検出電極を設けた場合に比べ、検出電極と、検出面である第１面１０１ａとの距離を小さくすることができる。したがって、本実施形態の検出装置１を備える表示装置１００によれば、検出性能を向上させることができる。
【００２０】
次に検出装置１の詳細な構成について説明する。図３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３に示すように、検出装置１は、センサ部１０と、検出制御部１１と、第１電極選択回路１５と、検出電極選択回路１６と、検出部４０とを備える。
【００２１】
センサ部１０は、符号分割選択駆動（以下、ＣＤＭ（Code  Division  Multiplexing）駆動と表す）により、第１電極選択回路１５から供給される第２駆動信号Ｖｔｘ２に従って検出を行う。すなわち、第１電極選択回路１５の動作により複数の第１電極Ｔｘ（図５参照）を同時に選択する。そして、第１電極選択回路１５は、選択された複数の第１電極Ｔｘのそれぞれに対して、所定の符号に基づいて位相が決められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。センサ部１０は、相互静電容量方式の検出原理に基づいて、接触又は近接する指Ｆｉｎ又は手の表面の凹凸を検出することで、指紋や掌紋の形状を検出する。
【００２２】
また、センサ部１０は、時分割選択駆動（以下、ＴＤＭ（Time  Division  Multiplexing）駆動と表す）により、第１電極選択回路１５から供給される第１駆動信号Ｖｔｘ１に従って、接触又は近接する指Ｆｉｎ等の位置の検出も可能となっている。ＴＤＭ駆動では、センサ部１０は、複数の第１電極Ｔｘを含む第１電極ブロックＢＫごとに走査することで、検出領域ＦＡ全体にわたって検出することができる。
【００２３】
検出制御部１１は、第１電極選択回路１５、検出電極選択回路１６及び検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、駆動部１１ａと、クロック信号出力部１１ｂとを含む。駆動部１１ａは、電源電圧Ｖｄｄを第１電極選択回路１５に供給する。検出制御部１１は、クロック信号出力部１１ｂのクロック信号に基づいて、各種制御信号Ｖｃｔｒｌを第１電極選択回路１５に供給する。
【００２４】
第１電極選択回路１５は、各種制御信号Ｖｃｔｒｌに基づいて複数の第１電極Ｔｘを同時に選択する回路である。第１電極選択回路１５は、選択された複数の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。センサ部１０は、第１電極選択回路１５により第１電極Ｔｘの選択の状態を異ならせることで、複数の第１検出モードＭ１、第２検出モードＭ２、第３検出モードＭ３、第４検出モードＭ４（図８から図１１参照）を実現できる。なお、第１電極選択回路１５は、後述する第１電極駆動回路１７０やバッファ１６６を含む。
【００２５】
検出電極選択回路１６は、複数の第２電極Ｒｘ（図５参照）を同時に選択するスイッチ回路である。検出電極選択回路１６は、検出制御部１１から供給される第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌに基づいて、ＣＤＭ駆動を行う。これにより、検出電極選択回路１６は、複数の第２電極Ｒｘを選択する。
【００２６】
検出部４０は、ＣＤＭ駆動において、検出制御部１１から供給される制御信号と、センサ部１０から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、細かいピッチでタッチの有無を検出する回路である。検出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７と、を備える。検出タイミング制御部４７は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、が同期して動作するように制御する。なお、以下の説明において第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を区別して説明する必要がない場合には、単に検出信号Ｖｄｅｔと表す。
【００２７】
センサ部１０は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を検出信号増幅部４２に供給する。検出信号増幅部４２は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。後述するとおり、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する回路をアナログフロントエンド回路（以下、ＡＦＥ（Analog  Front  End）回路）としてもよい。
【００２８】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、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。信号処理部４４は、検出電極選択回路１６を介して、第１電極Ｔｘからの第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２を受け取って、第３検出信号Ｖｄｅｔ３を演算する。信号処理部４４は、演算された第３検出信号Ｖｄｅｔ３を受け取って、所定の符号に基づいて復号処理を行う。
【００２９】
また、検出部４０は、ＴＤＭ駆動において、検出制御部１１から供給される制御信号と、センサ部１０から供給される検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチの有無を検出する。ＴＤＭ駆動では、信号処理部４４は、検出電極選択回路１６を介して、第１電極Ｔｘからの検出信号Ｖｄｅｔを受け取る。信号処理部４４は、指による検出信号Ｖｄｅｔの差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較し、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、信号処理部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。
【００３０】
記憶部４６は、演算された第３検出信号Ｖｄｅｔ３を一時的に保存する。記憶部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。
【００３１】
座標抽出部４５は、検出信号の差分の信号に基づいてタッチパネル座標を算出し、得られたタッチパネル座標をセンサ出力Ｖｏとして出力する。なお、座標抽出部４５は、タッチパネル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。
【００３２】
検出装置１は、静電容量型のタッチ検出の基本原理に基づいたタッチ制御がなされる。ここで、図４を参照して、本実施形態の検出装置１の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。なお、図４は、検出回路を併せて示している。
【００３３】
図４に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及び検出電極Ｅ２を備えている。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電気力線（図示しない）に加え、駆動電極Ｅ１の端部から検出電極Ｅ２の上面に向かって延びるフリンジ分の電気力線が生じる。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）に接続され、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば、図３に示す検出部４０に含まれる積分回路である。
【００３４】
交流信号源から駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。電圧検出器ＤＥＴには、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動に変換する。
【００３５】
指によって形成される静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ２と接触し、又は接触と同視し得るほど近傍に近づくにつれて、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との間にあるフリンジ分の電気力線が導体（指）により遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、非接触状態での容量値よりも接近に応じて徐々に容量値の小さい容量素子として作用する。
【００３６】
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。検出部４０は、絶対値｜ΔＶ｜に基づいて指Ｆｉｎの凹凸等を判断する。また、検出部４０は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較することで、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、検出部４０は相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能となる。なお、「接触状態」とは、指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。
【００３７】
次に、検出装置１の第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの構成について説明する。図５は、第１実施形態に係る検出装置の平面図である。図６は、第１電極及び第２電極の一部を拡大して示す平面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’線に沿う断面図である。
【００３８】
図５に示すように、検出装置１は、センサ基板２１と、センサ基板２１に設けられた複数の第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘと、を含む。センサ基板２１は、可視光を透過可能な透光性を有するガラス基板である。又は、センサ基板２１は、ポリイミド等の樹脂で構成された透光性の樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。センサ部１０は、透光性を有するセンサである。
【００３９】
第１電極Ｔｘは、第１方向Ｄｘに延びており、第２方向Ｄｙに複数配列される。第２電極Ｒｘは、第２方向Ｄｙに延びており、第１方向Ｄｘに複数配列される。第２電極Ｒｘは、平面視で、第１電極Ｔｘと交差する方向に延びている。各第２電極Ｒｘは、額縁配線（図示せず）を介して、センサ基板２１の額縁領域ＧＡの短辺側に設けられたフレキシブルプリント基板７６に接続される。第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘは、検出領域ＦＡに設けられている。第１電極Ｔｘは、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）等の透光性の導電材料で構成されている。第２電極Ｒｘは、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属材料で構成されている。なお、第１電極Ｔｘを金属材料で構成し、第２電極ＲｘをＩＴＯで形成してもよい。ただし、第２電極Ｒｘを金属材料とすることで、検出信号Ｖｄｅｔに係る抵抗を低減することができる。
【００４０】
なお、第１方向Ｄｘは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、例えば、検出領域ＦＡの一辺と平行な方向である。また、第２方向Ｄｙは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、本明細書において、「平面視」とは、センサ基板２１に垂直な方向から見た場合を示す。
【００４１】
第２電極Ｒｘと第１電極Ｔｘとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。センサ部１０において、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、第１電極選択回路１５は、第１電極Ｔｘを選択し、選択された第１電極Ｔｘに同時に第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。そして、接触又は近接する指等の表面の凹凸による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極Ｒｘから出力されることにより、指紋検出が行われる。又は、接触又は近接する指等による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極Ｒｘから出力されることにより、タッチ検出が行われる。
【００４２】
図５に示すように、第１電極選択回路１５及び検出電極選択回路１６等の各種回路は、センサ基板２１の額縁領域ＧＡに設けられている。第１電極選択回路１５は、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４を含む。ただし、これはあくまで一例である。各種回路の少なくとも一部は、フレキシブルプリント基板７６に実装された検出用ＩＣ（Integrated  Circuit）に含まれていてもよい。或いは、各種回路の少なくとも一部は、外部の制御基板に設けられていてもよい。また、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４は、それぞれ個別の回路として設けられる構成に限定されない。第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４の機能を含む１つの集積回路として、第１電極選択回路１５が設けられていてもよい。第１電極選択回路１５は、半導体集積回路（ＩＣ）であってもよい。
【００４３】
次に、第１電極Ｔｘ及び第２電極Ｒｘの構成について説明する。図６に示すように、第２電極Ｒｘは、ジグザグ状の線であり、全体として第２方向Ｄｙに長手を有する。例えば、第２電極Ｒｘは、複数の第１直線部２６ａと、複数の第２直線部２６ｂと、複数の屈曲部２６ｘと、を有する。第２直線部２６ｂは、第１直線部２６ａと交差する方向に延びている。また、屈曲部２６ｘは、第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂとを接続している。
【００４４】
第１直線部２６ａは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第２直線部２６ｂも、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂは、第１方向Ｄｘに平行な仮想線（図示せず）を軸に、対称となるように配置されている。第２電極Ｒｘは、第１直線部２６ａと第２直線部２６ｂとが第２方向Ｄｙに交互に接続される。
【００４５】
複数の第２電極Ｒｘの各々において、第２方向Ｄｙにおける屈曲部２６ｘの配置間隔をＰｒｙとする。また、隣り合う第２電極Ｒｘ間において、第１方向Ｄｘにおける屈曲部２６ｘの配置間隔をＰｒｘとする。本実施形態では、例えば、Ｐｒｘ＜Ｐｒｙであることが好ましい。なお、第２電極Ｒｘは、ジグザグ状に限定されず、波線状、直線状など他の形状であってもよい。
【００４６】
図６に示すように、複数の第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４…は、複数の電極部２３ａ、２３ｂと、複数の接続部２４とをそれぞれ有する。なお、以下の説明において、第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４…を区別して説明する必要がない場合には、単に第１電極Ｔｘと表す。
【００４７】
第２電極Ｒｘの第２直線部２６ｂと交差する第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２は、第２直線部２６ｂと平行な２辺を有する電極部２３ａを備える。また、第２電極Ｒｘの第１直線部２６ａと交差する第１電極Ｔｘ−３、Ｔｘ−４は、第１直線部２６ａと平行な２辺を有する電極部２３ｂを備える。言い換えると、電極部２３ａ、２３ｂは、第２電極Ｒｘに沿って複数配置されている。これにより、平面視で、ジグザグ状の第２電極Ｒｘと、電極部２３ａ、２３ｂとの離隔距離を一定の大きさにすることができる。
【００４８】
複数の第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２において、複数の電極部２３ａは第１方向Ｄｘに並んでおり、互いに離れて配置されている。また、複数の第１電極Ｔｘの各々において、接続部２４は、複数の電極部２３ａのうち隣り合う電極部２３ａを接続している。また、平面視で、複数の第２電極Ｒｘの各々は、隣り合う電極部２３ａの間を通って接続部２４と交差している。第１電極Ｔｘ−３、Ｔｘ−４も同様の構成である。第２電極Ｒｘは、金属細線であり、第２電極Ｒｘの第１方向Ｄｘの幅は、電極部２３ａ、２３ｂの第１方向Ｄｘの幅よりも小さい。このような構成により、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとが重なり合う面積が小さくなり、寄生容量を抑制することができる。
【００４９】
また、第２方向Ｄｙにおける第１電極Ｔｘの配置間隔をＰｔとする。配置間隔Ｐｔは、第２電極Ｒｘの屈曲部２６ｘの配置間隔Ｐｒｙの１／２程度である。なお、これに限定されず、配置間隔Ｐｔは、配置間隔Ｐｒｙの半整数倍以外であってもよい。配置間隔Ｐｔは、例えば５０μｍ以上、１００μｍ以下である。また、１つの第１電極Ｔｘにおいて、第１方向Ｄｘに隣り合う接続部２４は、第２方向Ｄｙでの配置間隔Ｐｂを有して、互い違いに配置される。なお、電極部２３ａ、２３ｂは、それぞれ平行四辺形状であるが、その他の形状であってもよい。例えば、電極部２３ａ、２３ｂは、矩形状、多角形状、異形状であってもよい。
【００５０】
次に、図７を参照しつつ、検出装置１の層構造について説明する。なお、図７において、額縁領域ＧＡの断面は、第１電極選択回路１５に含まれる薄膜トランジスタＴｒを含む部分を切断した断面である。図７では、検出領域ＦＡの層構造と額縁領域ＧＡの層構造との関係を示すために、検出領域ＦＡのＶＩＩ−ＶＩＩ’線に沿う断面と、額縁領域ＧＡの薄膜トランジスタＴｒを含む部分の断面とを、模式的に繋げて示している。
【００５１】
図７に示すように、検出装置１は、額縁領域ＧＡに薄膜トランジスタＴｒが設けられている。薄膜トランジスタＴｒは、半導体層６１と、ソース電極６２と、ドレイン電極６３と、ゲート電極６４と、を含む。ゲート電極６４は、センサ基板２１上に設けられる。第１層間絶縁膜８１は、センサ基板２１上に設けられてゲート電極６４を覆う。ゲート電極６４の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金が用いられる。第１層間絶縁膜８１の材料としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）が用いられる。また、第１層間絶縁膜８１は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第１層間絶縁膜８１は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
【００５２】
また、半導体層６１は、第１層間絶縁膜８１上に設けられる。第２層間絶縁膜８２は、第１層間絶縁膜８１上に設けられて半導体層６１を覆う。第２層間絶縁膜８２に設けられたコンタクトホールの底部では、半導体層６１が露出している。半導体層６１の材料としては、ポリシリコン又は酸化物半導体が用いられる。第２層間絶縁膜８２の材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はシリコン酸化窒化膜が用いられる。また、第２層間絶縁膜８２は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第２層間絶縁膜８２は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
【００５３】
また、ソース電極６２と、ドレイン電極６３とは、第２層間絶縁膜８２上に設けられる。ソース電極６２と、ドレイン電極６３とは、それぞれ第２層間絶縁膜８２に設けられたコンタクトホールを介して半導体層６１に接続される。ソース電極６２と、ドレイン電極６３及び接続部２４の材料としては、チタンとアルミニウムとの合金である、チタンアルミニウム（ＴｉＡｌ）が用いられる。
【００５４】
さらに、第２層間絶縁膜８２上には、絶縁性の樹脂層２７と、第１電極Ｔｘの電極部２３ｂ及び接続部２４が設けられている。額縁領域ＧＡに設けられた樹脂層２７は、ソース電極６２及びドレイン電極６３を覆っている。また、額縁領域ＧＡに設けられた樹脂層２７に設けられたコンタクトホールを介して、ドレイン電極６３は、第１電極Ｔｘと電気的に接続される。
【００５５】
一方、検出領域ＦＡに設けられた樹脂層２７は、第１樹脂層２７Ａと、第１樹脂層２７Ａよりも薄膜の第２樹脂層２７Ｂとを有する。第１樹脂層２７Ａは、接続部２４において、第２電極Ｒｘの直下に位置する部位を覆っている。また、検出領域ＦＡに設けられた第２樹脂層２７Ｂは、接続部２４において、電極部２３ｂの直下に位置する部位を覆っている。
【００５６】
第２樹脂層２７ＢにはコンタクトホールＨ１、Ｈ２が設けられている。検出領域ＦＡにおいて、電極部２３ｂの周縁部は、コンタクトホールＨ１、Ｈ２を介して接続部２４に接続されている。なお、この例では、電極部２３ｂは第２層間絶縁膜８２に接している。
【００５７】
第２電極Ｒｘは、第１樹脂層２７Ａ上に設けられている。第２電極Ｒｘは、例えば、第１金属層１４１、第２金属層１４２及び第３金属層１４３を有する。第３金属層１４３上に第２金属層１４２が設けられており、第２金属層１４２上に第１金属層１４１が設けられている。例えば、第１金属層１４１、第３金属層１４３の材料には、モリブデン又はモリブデン合金が用いられている。第２金属層１４２の材料には、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。第１金属層１４１を構成するモリブデン又はモリブデン合金は、第２金属層１４２を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金よりも可視光の反射率が低い。これにより、第２電極Ｒｘの不可視化を図ることができる。
【００５８】
樹脂層２７、電極部２３ｂ及び第２電極Ｒｘ上に絶縁膜８３が設けられている。絶縁膜８３によって、第２電極Ｒｘの上面及び側面は覆われている。絶縁膜８３には、シリコン窒化膜など、高屈折率で低反射率の膜が用いられる。
【００５９】
以上のような構成により、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、同一のセンサ基板２１の上に形成される。そして、第１電極Ｔｘと第２電極Ｒｘとは、絶縁層である樹脂層２７を介して異なる層に設けられる。
【００６０】
次に、検出装置１における各種検出モードについて説明する。図８は、第１実施形態に係る検出装置の第１検出モードを説明するための説明図である。図８に示すように、第１検出モードＭ１では、検出装置１は、第２検出モードＭ２（図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検出モードＭ１では、第１電極選択回路１５は、複数の第１電極Ｔｘを束ねて、第１電極ブロックＢＫ（図１５参照）ごとに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。少なくとも１つの第１電極ブロックＢＫに含まれる複数の第１電極Ｔｘには、同じ第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。これにより、第１検出モードＭ１では、後述する第２検出モードＭ２と比較して大きい第１検出ピッチＰｔｓで検出ができる。例えば、第１検出モードＭ１では、指Ｆｉｎ等のタッチ検出を行うことができる。なお、第１検出モードＭ１では、検出装置１は、第１電極ブロックＢＫ単位でＣＤＭ駆動によりタッチ検出を行ってもよく、ＴＤＭ駆動によりタッチ検出を行ってもよい。
【００６１】
図９は、第１実施形態に係る検出装置の第２検出モードを説明するための説明図である。図９に示すように、第２検出モードＭ２では、検出装置１は、第１検出モードＭ１（図８参照）に比べて小さい第２検出ピッチＰｆで、検出領域ＦＡの全面を走査することで、指Ｆｉｎ等の検出を行う。第２検出モードＭ２では、第１電極選択回路１５は、複数の第１電極Ｔｘにそれぞれ所定の符号に基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。これにより、第２検出モードＭ２では、検出装置１は、第１検出モードＭ１と比較してより小さい第２検出ピッチＰｆで検出を行うことができる。例えば、第２検出モードＭ２では、ＣＤＭ駆動を行うことによって指Ｆｉｎ等の指紋検出を行うことができる。
【００６２】
第２検出モードＭ２では、検出装置１は、検出領域ＦＡの全面で検出を行う。このため、検出装置１は、指紋検出のみに限定されず、例えば掌紋を検出することができる。或いは、検出装置１は、検出領域ＦＡに接触又は近接する手の形状を検出し、指先の位置を特定することができる。この場合、指先が接触又は近接する領域のみで、信号処理や演算処理を行うことで指紋を検出することができる。
【００６３】
図１０は、第１実施形態に係る検出装置の第３検出モードを説明するための説明図である。図１０に示すように、第３検出モードＭ３では、検出装置１は、検出領域ＦＡのうち一部分の第１部分領域ＦＡ１において第２検出ピッチＰｆで検出を行う。第３検出モードＭ３では、第１電極選択回路１５は、第１部分領域ＦＡ１に含まれる複数の第１電橋Ｔｘにそれぞれ所定の符号に基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。第３検出モードＭ３においても、検出装置１は、第２検出ピッチＰｆで検出を行うことができる。例えば、第３検出モードＭ３では、ＣＤＭ駆動を行うことによって指Ｆｉｎ等の指紋検出を行うことができる。第１部分領域ＦＡ１のみで検出を行うため、検出に要する時間を短縮し、また、検出部４０（図３参照）が行う処理を低減できる。第１部分領域ＦＡ１は、あらかじめ設定された固定領域である。ただし、第１部分領域ＦＡ１の位置や大きさは、適宜変更してもよい。
【００６４】
図１１は、第１実施形態に係る検出装置の第４検出モードを説明するための説明図である。図１１に示すように、検出装置１は、第１検出モードＭ１のタッチ検出を実行し、接触又は近接する指Ｆｉｎ等を検出する。指Ｆｉｎ等が検出された場合、検出装置１は、第４検出モードＭ４の検出を行う。第４検出モードＭ４の検出では、検出装置１は、指Ｆｉｎ等が検出された位置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。例えば、第４検出モードＭ４ではＣＤＭ駆動で指Ｆｉｎ等の指紋検出を行う。第２部分領域ＦＡ２の位置や大きさは、検出された指Ｆｉｎ等の情報に基づいて変更できる。このように、第１検出モードＭ１の検出結果に基づいて第４検出モードＭ４の指紋検出を行ってもよい。これにより、第２部分領域ＦＡ２の面積を小さくすることができるため、検出に要する時間を短縮できる。
【００６５】
なお、検出装置１は、各検出モードについて、例えば、操作者が各検出モードを選択することでそれぞれ切り換えてもよいし、所定の期間ごとに時分割で実行してもよい。また、検出装置１は、第１検出モードＭ１から第４検出モードＭ４のうち、いずれかを実行しない場合であってもよい。
【００６６】
次に、検出装置１におけるＣＤＭ駆動について説明する。図１２は、符号分割選択駆動の動作例を説明するための説明図である。図１２では、説明をわかりやすくするために、４つの第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４についてＣＤＭ駆動の動作例を示す。図１２に示すように、第１電極選択回路１５（図３参照）は、第１電極ブロックＢＫの４つの第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４を同時に選択する。そして、第１電極選択回路１５は、所定の符号に基づいて位相が決められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を、各第１電極Ｔｘに供給する。例えば、所定の符号は、下記式（１）の正方行列で定義され、正方行列の次数は第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４の数である４になる。下記式（１）の正方行列の対角成分「−１」は、当該正方行列の対角成分以外の成分「１」と異なる。第１電極選択回路１５は、下記式（１）の正方行列に基づいて、正方行列の対角成分以外の成分「１」に対応する交流矩形波の位相と、正方行列の対角成分「−１」に対応する交流矩形波の位相とが、反転するように、第２駆動信号Ｖｔｘ２を印加する。また、成分「−１」は、成分「１」とは位相が異なるように決められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する成分である。
【００６７】
【数１】
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【００６８】
第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４のうち第１電極Ｔｘ−２に、指などの外部近接物体ＣＱがある場合、相互誘導により外部近接物体ＣＱによる差分の電圧が生じる（例えば差分の電圧は２０％とする）。なお、図１２に示す例では、成分「１」に対応する第１検出信号Ｖｄｅｔ１と、成分「−１」に対応する第２検出信号Ｖｄｅｔ２と、が統合された信号が、第３検出信号Ｖｄｅｔ３として第２電極Ｒｘから出力される。検出部４０が第１時間帯で検出する第３検出信号Ｖｄｅｔ３は、（−１）＋（０．８）＋（１）＋（１）＝１．８になる。次に、第２時間帯の第３検出信号Ｖｄｅｔ３は、（１）＋（−０．８）＋（１）＋（１）＝２．２になる。次に、第３時間帯の第３検出信号Ｖｄｅｔ３は、（１）＋（０．８）＋（−１）＋（１）＝１．８になる。次に、第４時間帯の第３検出信号Ｖｄｅｔ３は、（１）＋（０．８）＋（１）＋（−１）＝１．８になる。
【００６９】
信号処理部４４は、各時間帯で検出された第３検出信号Ｖｄｅｔ３を、記憶部４６に保存する。信号処理部４４は、第３検出信号Ｖｄｅｔ３を、式（１）の正方行列で掛け合わせ、複合を行う。これにより、信号処理部４４は、復号信号Ｖｄｅｔ４としてＶｄｅｔ４＝（４．０、３．２、４．０、４．０）を演算する。検出部４０は、復号信号Ｖｄｅｔ４に基づいて、第１電極Ｔｘ−２の位置に、指などの外部近接物体ＣＱの有無、又は、外部近接物体ＣＱの表面の凹凸を検出できる。このように、電圧を上げることなく時分割選択（ＴＤＭ）駆動の４倍の検出感度で検出する。そして、座標抽出部４５は、タッチパネル座標または復号信号Ｖｄｅｔ４をセンサ出力Ｖｏとして出力する。
【００７０】
図１３は、符号分割選択駆動の他の動作例を説明するための説明図である。図１３では、正方行列の成分「１」に対応する第１電極Ｔｘと、正方行列の成分「−１」に対応する第１電極Ｔｘとが、異なる時間帯に第２駆動信号Ｖｔｘ２が印加される。この場合、正方行列の成分「１」に対応する交流矩形波の位相と、正方行列の成分「−１」に対応する交流矩形波の位相とは同じである。具体的には、第１電極選択回路１５は、第１時間帯、第３時間帯、第５時間帯及び第７時間帯では、成分「１」に対応する第１電極Ｔｘに、第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。そして、第１電極選択回路１５は、は、成分「−１」に対応する第１電極Ｔｘには、第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給しない。第２時間帯、第４時間帯、第６時間帯及び第８時間帯では、成分「１」に対応する第１電極Ｔｘに、第２駆動信号Ｖｔｘ２が供給されず、成分「−１」に対応する第１電極Ｔｘに、第２駆動信号Ｖｔｘ２が供給される。
【００７１】
信号処理部４４は、第１時間帯で検出された第１検出信号Ｖｄｅｔ１＝２．８と、第２時間帯で検出された第２検出信号Ｖｄｅｔ２＝１．０との差分から、第３検出信号Ｖｄｅｔ３＝１．８を演算する。信号処理部４４は、第３時間帯で検出された第１検出信号Ｖｄｅｔ１＝３．０と、第４時間帯で検出された第２検出信号Ｖｄｅｔ２＝０．８との差分から、第３検出信号Ｖｄｅｔ３＝２．２を演算する。第５時間帯以降も同様である。信号処理部４４は、演算された各第３検出信号Ｖｄｅｔ３を復号することで、復号信号Ｖｄｅｔ４としてＶｄｅｔ４＝（４．０、３．２、４．０、４．０）を演算する。
【００７２】
ここで、第１電極Ｔｘの配列ピッチが小さく、第１電極Ｔｘが、例えば、数百から１０００以上の設けられている場合において、所定の符号に基づく選択信号や駆動信号を供給するための回路規模が増大する場合がある。また、各第１電極Ｔｘにシフトレジスタなどにより選択信号を順次、送る方式では、信号の遅延などにより、検出性能が低下する可能性がある。本実施形態では、第１電極選択回路１５が、所定の符号に基づいて位相が定められた信号を同時並列で生成する回路を内蔵するため、回路規模を抑制しつつ、良好に指紋検出及びタッチ検出が可能である。
【００７３】
次に、第１電極選択回路１５の構成について説明する。図１４は、第１実施形態に係る第１電極選択回路のブロック図である。図１４に示すように、第１電極選択回路１５は、第１選択回路１５１と、第２選択回路１５２と、第３選択回路１５３と、第１電極ブロック選択回路１５４とを含む。図１４では、検出装置１は、４つの第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４を含む。第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４は、それぞれ複数の第１電極Ｔｘ（例えば６４個のＴｘ−１からＴｘ−６４）を含む（図１５参照）。なお、以下の説明において第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４を区別して説明する必要がない場合には、第１電極ブロックＢＫと表す。検出装置１は、例えば、５つ以上の第１電極ブロックＢＫを有していてもよい。
【００７４】
第１選択回路１５１は、複数の第１電極Ｔｘごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第１選択信号Ｖｃを生成する回路である。また、第１選択回路１５１は、第１電極ブロックＢＫごとに構成される第３符号生成回路ブロック１４Ｂを含む。第２選択回路１５２は、複数の第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第２選択信号Ｖｇを供給する回路である。第３選択回路１５３は、第１選択信号Ｖｃ及び第２選択信号Ｖｇに基づいて、第３選択信号Ｖｋを生成する回路である。第１電極ブロック選択回路１５４は、第１電極ブロックＢＫを選択する第１電極ブロック選択信号Ｖｈを生成する回路である。第３選択回路１５３は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈ及び第３選択信号Ｖｋに基づいて、選択された第１電極ブロックＢＫに含まれる各第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。
【００７５】
図１５は、第１電極選択回路の第１選択回路のブロック図である。なお、図１５は、説明を分かりやすくするために、１つの第１電極ブロックＢＫについて説明する。図１４及び図１５に示すように、第１選択回路１５１は、第１符号生成回路１２と、第２符号生成回路１３と、第３符号生成回路１４と、カウンタ回路１７とを含む。なお、図１５において記載は省略するが、第３符号生成回路１４からの第３選択信号Ｖｃは、図１４に示すとおり、第３選択回路１５３及びバッファ１６６を介して、第１電極Ｔｘに供給される。
【００７６】
第１符号生成回路１２及び第２符号生成回路１３はデコーダー回路である。第１符号生成回路１２は、第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３に基づいて第１部分選択信号Ｖｄを生成し、第１部分選択信号Ｖｄを第３符号生成回路１４に供給する。第２符号生成回路１３は、第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３に基づいて第２部分選択信号Ｖｆを生成し、第２部分選択信号Ｖｆを第３符号生成回路１４に供給する。第３符号生成回路１４は、例えば排他論理和（ＸＯＲ）回路である。第３符号生成回路１４は、第１部分選択信号Ｖｄ及び第２部分選択信号Ｖｆに基づいて、第１選択信号Ｖｃを生成し、第１電極Ｔｘに第１選択信号Ｖｃに基づく信号を供給する。カウンタ回路１７は、検出制御部１１（図３参照）から供給される第１リセット信号ＦＰＳ＿ＲＳＴ及び第１クロック信号ＦＰＳ＿ＣＬＫに基づいて第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３及び反転制御信号Ｖｓを生成する。
【００７７】
図１５に示すように、第１符号生成回路１２、第２符号生成回路１３、第３符号生成回路１４及びカウンタ回路１７は、センサ基板２１に設けられている。第１符号生成回路１２は、第１入力端子Ａ１、Ａ２、Ａ３と、電源電圧端子ＶＤＤと、第１出力端子Ｙａ１、Ｙａ２、Ｙａ３、Ｙａ４、Ｙａ５、Ｙａ６、Ｙａ７、Ｙａ８とを有する。なお、以下の説明において、第１出力端子Ｙａ１、Ｙａ２、Ｙａ３、Ｙａ４、Ｙａ５、Ｙａ６、Ｙａ７、Ｙａ８を区別して説明する必要がない場合には、単に第１出力端子Ｙａと表す。本実施形態において、第１符号生成回路１２の出力端子である第１出力端子Ｙａの数Ｐは、８個である。第１入力端子Ａ１、Ａ２、Ａ３には、カウンタ回路１７から第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３が入力される。第１符号生成回路１２は、第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３に基づいて第１部分選択信号Ｖｄを生成する回路である。第１出力端子Ｙａは、第１部分選択信号Ｖｄを、第１選択信号線ＬＳａ１、ＬＳａ２、…、ＬＳａ８に出力する。
【００７８】
第２符号生成回路１３は、第２入力端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｓと、第２出力端子Ｙｂ１、Ｙｂ２、Ｙｂ３、Ｙｂ４、Ｙｂ５、Ｙｂ６、Ｙｂ７、Ｙｂ８とを有する。なお、以下の説明において、第２出力端子Ｙｂ１、Ｙｂ２、Ｙｂ３、Ｙｂ４、Ｙｂ５、Ｙｂ６、Ｙｂ７、Ｙｂ８を区別して説明する必要がない場合には、単に第２出力端子Ｙｂと表す。本実施形態において、第２符号生成回路１３の出力端子である第２出力端子Ｙｂの数Ｑは、８個である。第２入力端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３には、カウンタ回路１７からから第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３が入力される。第２入力端子Ｓには、カウンタ回路１７からから反転制御信号Ｖｓが入力される。第２符号生成回路１３は、第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３及び反転制御信号Ｖｓに基づいて第２部分選択信号Ｖｆを生成する回路である。反転制御信号Ｖｓは、所定の符号の成分「１」と「−１」とを反転させる信号である。第２出力端子Ｙｂは、第２部分選択信号Ｖｆを、第２選択信号線ＬＳｂ１、ＬＳｂ２、…、ＬＳｂ８に出力する。
【００７９】
図１５に示すように、複数の第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、…、Ｔｘ−６４からなる第１電極ブロックＢＫが複数配置されている。本実施形態において、第１電極ブロックＢＫに含まれる第１電極Ｔｘの個数Ｎは、６４個である。第１電極Ｔｘにそれぞれ駆動信号供給線Ｌｄ１、Ｌｄ２、…、Ｌｄ６４が接続されている。駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬ１、ｓＢＫＬ２、ｓＢＫＬ３、ｓＢＫＬ４、ｓＢＫＬ５、ｓＢＫＬ６、ｓＢＫＬ７、ｓＢＫＬ８は、それぞれ８本の駆動信号供給線Ｌｄを含む。第１電極ブロックＢＫは、駆動信号供給線ブロックＢＫＬと接続されており、駆動信号供給線ブロックＢＫＬは、第２出力端子Ｙｂの数Ｑに対応する８個の駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬからなる。
【００８０】
第１選択信号線ＬＳａ１、ＬＳａ２、…、ＬＳａ８は、それぞれ駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬごとに１本の駆動信号供給線Ｌｄと接続されることで、複数の駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬ１、ｓＢＫＬ２、ｓＢＫＬ３、ｓＢＫＬ４、ｓＢＫＬ５、ｓＢＫＬ６、ｓＢＫＬ７、ｓＢＫＬ８に並列に接続される。第１選択信号線ＬＳａ１、ＬＳａ２、…、ＬＳａ８は、互いに異なる駆動信号供給線Ｌｄと接続される。言い換えると、１つの駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬに含まれる複数の駆動信号供給線Ｌｄは、それぞれ第１選択信号線ＬＳａ１、ＬＳａ２、…、ＬＳａ８に接続される。例えば、駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬ１に含まれる駆動信号供給線Ｌｄ１、Ｌｄ２、…、Ｌｄ８は、第１選択信号線ＬＳａ１、ＬＳａ２、…、ＬＳａ８にそれぞれ接続される。駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬ２、ｓＢＫＬ３、…、ｓＢＫＬ８も同様である。
【００８１】
第３符号生成回路１４−１、１４−２、…、１４−８からなる第３符号生成回路ブロック１４Ｂは、それぞれ駆動信号供給線ブロックＢＫＬ１、ＢＫＬ２、…、ＢＫＬ８に対応して設けられている。言い換えると、隣接する第１電極ブロックＢＫにおいて、各第１電極ブロックに含まれる第１電極Ｔｘであって、隣接する方向で同一の位置にある第１電極Ｔｘは、同一の第２選択信号線ＬＳｂと接続された第３符号生成回路１４と接続されている。また、第２選択信号線ＬＳｂ１、ＬＳｂ２、…、ＬＳｂ８は、それぞれ第３符号生成回路１４−１、１４−２、…、１４−８に接続される。言い換えると、第２選択信号線ＬＳｂ１、ＬＳｂ２、…、ＬＳｂ８は、それぞれ駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬ１、ｓＢＫＬ２、…、ｓＢＫＬ８に接続される。なお、図１５では、説明を分かりやすくするために、第３符号生成回路ブロック１４Ｂを、駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬごとに第３符号生成回路１４−１、１４−２、…、１４−８に分けて表している。ただし、第３符号生成回路１４−１、１４−２、…、１４−８は１つの回路として形成されていてもよい。駆動信号供給線ブロックＢＫＬ０は、複数の駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬに対応する。駆動信号供給線ブロックＢＫＬ０は、複数の駆動信号供給線ブロックＢＫＬ１、ＢＫＬ２、…、ＢＫＬｎと接続され、駆動信号供給線ブロックＢＫＬ１、ＢＫＬ２、…、ＢＫＬｎは、それぞれ第１電極ブロックＢＫ１、…、ＢＫｎに対応する。これにより、第３符号生成回路ブロック１４Ｂから、複数の第１電極ブロックＢＫに同じ信号が出力される。
【００８２】
次に、カウンタ回路１７、第１符号生成回路１２、第２符号生成回路１３及び第３符号生成回路１４の動作について説明する。図１６は、カウンタ回路の動作の一例を示すタイミング波形図である。図１５に示すカウンタ回路１７は、例えばバイナリカウンタ回路であり、２進数を出力する。カウンタ回路１７は、複数のフリップフロップ回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇを有する。フリップフロップ回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇは１ビットの情報を保持することができるレジスタである。なお、以下の説明において、フリップフロップ回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇを区別して説明する必要がない場合には、単にフリップフロップ回路１８と表す。なお、カウンタ回路１７は、センサ基板２１上に設けられているが、これに限定されず、検出制御部１１や外部の制御基板に設けられていてもよい。
【００８３】
図１５及び図１６に示すように、フリップフロップ回路１８ａの出力信号は、反転制御信号Ｖｓとして第２符号生成回路１３の第２入力端子Ｓに供給される。さらに、フリップフロップ回路１８ａの出力信号は、次のフリップフロップ回路１８ｂに出力される。反転制御信号Ｖｓの周波数は、第１クロック信号ＦＰＳ＿ＣＬＫの周波数の１／２である。２段目のフリップフロップ回路１８ｂの出力信号は、第２制御信号Ｖｂ３として第２符号生成回路１３の第２入力端子Ｂ３に供給される。さらに、フリップフロップ回路１８ｂの出力信号は、次のフリップフロップ回路１８ｃに出力される。第２制御信号Ｖｂ３の周波数は、反転制御信号Ｖｓの周波数の１／２である。同様に、フリップフロップ回路１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇから、それぞれ、第２制御信号Ｖｂ２、Ｖｂ１、第１制御信号Ｖａ３、Ｖａ２、Ｖａ１が出力される。
【００８４】
全てのフリップフロップ回路１８の状態が「１」になると、第１リセット信号ＦＰＳ＿ＲＳＴに基づいて、フリップフロップ回路１８が「０」にリセットされる。
【００８５】
図１７は、第１符号生成回路の一例を示す回路図である。図１８は、第１制御信号と第１部分選択信号との関係を示す表である。図１７に示すように、第１符号生成回路１２は、複数の排他論理和回路５１−１、５１−２、…、５１−７を含む。排他論理和回路５１−１、５１−２、…、５１−７には、第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３のいずれか１つと、電源電圧Ｖｄｄ又は他の排他論理和回路５１からの出力信号が入力される。第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３は、図１５に示すカウンタ回路１７からの出力信号である。排他論理和回路５１−１、５１−２、…、５１−７は、それぞれに入力された信号の排他論理和の値を、第１部分選択信号Ｖｄ２、Ｖｄ３、…、Ｖｄ８として出力する。また、電源電圧Ｖｄｄと同じ信号が、第１部分選択信号Ｖｄ１として出力される。
【００８６】
第１符号生成回路１２は、図１８に示す真理値表に従って、第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３及び電源電圧Ｖｄｄに対応した第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８を生成する。図１８では、各信号が高レベル電圧の場合に「１」が割り当てられ、各信号が低レベル電圧の場合に「０」が割り当てられる。これにより、第１符号生成回路１２は、所定の符号に基づいて位相が決められた第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８を、各駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬに出力する。例えば、所定の符号は、下記式（２）の正方行列で定義される。正方行列の次数は第１出力端子Ｙａの数である８になる。所定の符号は、「１」又は「−１」、若しくは「１」又は「０」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、例えば、アダマール行列に基づく符号である。
【００８７】
【数２】
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【００８８】
第１符号生成回路１２は、各期間ｔａ１、ｔａ２、…、ｔａ８ごとに、第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８を第１出力端子Ｙａから出力する。各期間ｔａ１、ｔａ２、…、ｔａ８での、第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８のオン、オフの組み合わせのパターンはそれぞれ異なっている。第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８のオン、オフの組み合わせのパターンは、第１出力端子Ｙａの数と同じ８つとなる。
【００８９】
図１９は、第２符号生成回路の一例を示す回路図である。図２０は、第２制御信号及び反転制御信号と、第２部分選択信号との関係を示す表である。図１９に示すように、第２符号生成回路１３は、複数の排他論理和回路５２−１、５２−２、…、５２−７と、インバータ５３と、を含む。インバータ５３は、反転制御信号Ｖｓを反転した電圧信号を第２部分選択信号Ｖｆ１として出力する。すなわち、インバータ５３は、反転制御信号Ｖｓが高レベル電圧の場合に、低レベル電圧信号を出力し、反転制御信号Ｖｓが低レベル電圧の場合には、高レベル電圧信号を出力する。排他論理和回路５２−１、５２−２、…、５２−７には、第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３のいずれか１つと、インバータ５３からの出力信号又は他の排他論理和回路５２からの出力信号が入力される。反転制御信号Ｖｓ及び第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３は、図１５に示すカウンタ回路１７からの出力信号である。排他論理和回路５２−１、５２−２、…、５２−７は、それぞれに入力された信号の排他論理和の値を、第２部分選択信号Ｖｆ２、Ｖｆ３、…、Ｖｆ８として出力する。なお、インバータ５３は必須ではなく、第２選択回路１３は、反転制御信号Ｖｓを第２選択信号Ｖｆ１として出力してもよい。
【００９０】
第２符号生成回路１３は、図２０に示す真理値表に従って、第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３及び反転制御信号Ｖｓに対応した、第２部分選択信号Ｖｆを生成する。図２０では、各信号が高レベル電圧の場合に「１」が割り当てられ、各信号が低レベル電圧の場合に「０」が割り当てられる。これにより、第２符号生成回路１３は、各期間ｔｂ１、ｔｂ２、…、ｔｂ１６ごとに、所定の符号に基づいて位相が決められた第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８を、各駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬに出力する。例えば、所定の符号は、式（２）の正方行列で定義される。反転制御信号Ｖｓがオフ（「０」）の場合、正方行列の成分「１」に対応した第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８が生成される。反転制御信号Ｖｓがオン（「１」）の場合、正方行列の成分「−１」に対応した第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８が生成される。なお、正方行列の次数は第２出力端子Ｙｂの数である８になる。
【００９１】
第２符号生成回路１３は、各期間ｔｂ１、ｔｂ２、…、ｔｂ１６ごとに、第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８を第２出力端子Ｙｂから出力する。各期間ｔｂ１、ｔｂ２、…、ｔｂ１６での、第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８のオン、オフの組み合わせのパターンはそれぞれ異なっている。
【００９２】
ここで、第２符号生成回路１３は、反転制御信号Ｖｓが入力されるため、第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８のオン、オフが反転された組み合わせのパターンを含む。具体的には、期間ｔｂ１、ｔｂ３、ｔｂ５、ｔｂ７、ｔｂ９、ｔｂ１１、ｔｂ１３、ｔｂ１５は、反転制御信号Ｖｓがオフであり、期間ｔｂ２、ｔｂ４、ｔｂ６、ｔｂ８、ｔｂ１０、ｔｂ１２、ｔｂ１４、ｔｂ１６は、反転制御信号Ｖｓがオンである。例えば、期間ｔｂ１と期間ｔｂ２とで、それぞれ、第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８のオン、オフが反転された組み合わせのパターンとなる。期間ｔｂ３から期間ｔｂ１６も同様である。このため、第２部分選択信号Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆ８のオン、オフの組み合わせのパターンは、第２出力端子Ｙｂの数の２倍である１６個となる。
【００９３】
図２１は、第３符号生成回路の一例を示す回路図である。図２２は、反転制御信号が高レベル電圧の場合に、第３符号生成回路で生成されるパターンコードの一例を示す図である。図２３は、反転制御信号が低レベル電圧の場合に、第３符号生成回路で生成されるパターンコードの一例を示す図である。図２４は、第１制御信号、第２制御信号及び反転制御信号と、検出信号との関係を示す表である。
【００９４】
図２１は、複数の駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬのうち、駆動信号供給線部分ブロックｓＢＫＬ１に設けられた第３符号生成回路１４−１を示す。図２１に示すように、第３符号生成回路１４−１は複数の排他論理和回路５４−１、５４−２、…、５４−８を含む。排他論理和回路５４−１、５４−２、…、５４−８には、それぞれ第１符号生成回路１２の各第１出力端子Ｙａから第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８が入力される。また、排他論理和回路５４−１、５４−２、…、５４−８には、それぞれ第２符号生成回路１３の第２出力端子Ｙｂ１から第２部分選択信号Ｖｆ１が入力される。排他論理和回路５４−１、５４−２、…、５４−８は、第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８と第２部分選択信号Ｖｆ１との排他論理和を演算する。排他論理和回路５４−１、５４−２、…、５４−８で演算された値が、第１選択信号Ｖｃとして、駆動信号供給線Ｌｄ１、Ｌｄ２、…、Ｌｄ８を介して第１電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、…、Ｔｘ−８に供給される。
【００９５】
図１５に示すように、第３符号生成回路１４−２、１４−３、…、１４−８には、それぞれ第２符号生成回路１３の第２出力端子Ｙｂ２、Ｙｂ３、…、Ｙｂ８から、第２部分選択信号Ｖｆ２、Ｖｆ３、…、Ｖｆ８（図１９参照）が入力される。第３符号生成回路１４−２、１４−３、…、１４−８も、同様に第１部分選択信号Ｖｄ１、Ｖｄ２、…、Ｖｄ８と、それぞれに入力された第２部分選択信号Ｖｆ２、Ｖｆ３、…、Ｖｆ８との排他論理和を演算する。
【００９６】
図１８に示したように、第１部分選択信号Ｖｄの組み合わせのパターンは８である。また、図２０に示したように、第２部分選択信号Ｖｆの組み合わせのパターンは、反転制御信号Ｖｓが０、１のそれぞれの場合で８、計１６である。したがって、図２２に示すように、第３符号生成回路１４で生成される第１部分選択信号Ｖｄのパターンコード（所定の符号）の次数は、反転制御信号Ｖｓが０の場合に８×８＝６４となる。同様に、図２３に示すように、第３符号生成回路１４で生成される第１部分選択信号Ｖｄのパターンコードの次数は、反転制御信号Ｖｓが１の場合に８×８＝６４となる。図２３に示すパターンコードは、図２２に示すパターンコードの「０」と「１」とを反転させたものとなる。
【００９７】
第１符号生成回路１２、第２符号生成回路１３及び第３符号生成回路１４は、図２４に示す真理値表に従って、図２２及び図２３に示すパターンコードに応じた第１選択信号Ｖｃ１…Ｖｃ６４を生成する。第１選択信号Ｖｃ１…Ｖｃ６４は、実質的に同時に、第１電極Ｔｘ−１からＴｘ−６４に供給される。図２４に示すように、反転制御信号Ｖｓが１の場合に、第２電極Ｒｘは、第１検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。反転制御信号Ｖｓが０の場合に、第２電極Ｒｘは、第２検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。第１検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２検出信号Ｖｄｅｔ２は、パターンコードに応じた６４個ずつ出力される。
【００９８】
信号処理部４４（図３参照）は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１と第２検出信号Ｖｄｅｔ２との差分を演算する。これにより、６４個の第３検出信号Ｖｄｅｔ３が算出される。信号処理部４４は、図２２及び図２３に示すパターンコードに対応する所定の符号に基づいて第３検出信号Ｖｄｅｔ３を復号する。信号処理部４４が演算した復号信号Ｖｄｅｔ４に基づいて、外部近接物体ＣＱの接触又は近接、または、外部近接物体ＣＱの検出面に対して対向する表面の凹凸形状を検出できる。
【００９９】
図２４に示すように、反転制御信号Ｖｓが１の期間と、反転制御信号Ｖｓが０の期間とが交互に実行される。このため、第１検出信号Ｖｄｅｔ１と第２検出信号Ｖｄｅｔ２の検出時間の間隔が短くなる。したがって、外部からノイズ成分が入った場合でも、第１検出信号Ｖｄｅｔ１と第２検出信号Ｖｄｅｔ２との差分を演算することでノイズ成分がキャンセルされる。したがって、検出装置１は、検出精度を向上することができる。
【０１００】
なお、第１部分選択信号Ｖｄと、第２部分選択信号Ｖｆとの、組み合わせの順番は、図２４に示すものに限定されない。例えば、反転制御信号Ｖｓが１の期間を、複数回連続して実行した後に、反転制御信号Ｖｓが０の期間を、複数回連続して実行してもよい。
【０１０１】
以上のように、本実施形態の検出装置１は、第１符号生成回路１２と第２符号生成回路１３（図１５参照）を有している。第１符号生成回路１２から出力される第１部分選択信号Ｖｄと、第２符号生成回路１３から出力される第２部分選択信号Ｖｆとに基づいて、第１電極Ｔｘごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第１選択信号Ｖｃが生成される。これにより、１つの第１電極ブロックＢＫでＣＤＭ駆動が行われる。本実施形態によれば、例えばシフトレジスタなどにより、全ての第１電極Ｔｘに第１選択信号Ｖｃを供給する場合に比べて、信号の遅延を抑制して検出精度を高めることができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、センサ基板２１に設けられたカウンタ回路１７は、第１クロック信号ＦＰＳ＿ＣＬＫ及び第１リセット信号ＦＰＳ＿ＲＳＴが入力される２つの外部制御端子を有する。すなわち、検出制御部１１とセンサ基板２１のカウンタ回路１７とを接続する配線を少なくすることができる。また、カウンタ回路１７の出力端子の数は、第１符号生成回路１２の第１入力端子Ａ１、Ａ２、Ａ３の数と、第２符号生成回路１３の第２入力端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｓの数との合計と等しい。第１符号生成回路１２、第２符号生成回路１３及び第３符号生成回路１４を有しているため、カウンタ回路１７の構成を簡易にできる。具体的には、７段のフリップフロップ回路１８の出力信号から、例えば、図２２及び図２３に示す６４個のパターンコードを反転制御信号Ｖｓがオン、オフのそれぞれについて生成される。このような構成により、カウンタ回路１７での信号の遅延を抑制して、多数の第１電極Ｔｘに対応する第１選択信号Ｖｃを、実質的に同時に第３選択回路１５３に供給することができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、第３符号生成回路１４は、第１部分選択信号Ｖｄと第２部分選択信号Ｖｆ１との排他論理和の否定（Ｘｎｏｒ）を演算してもよい。或いは、排他論理和排又は他論理和の否定の論理演算と実質的に等しい演算を行う回路であってもよい。また、第１符号生成回路１２及び第２符号生成回路１３の構成も、同様に適宜変更してもよい。
【０１０４】
次に第２選択回路１５２について説明する。図２５は、第１電極選択回路の第２選択回路のブロック図である。図２５に示すように、第２選択回路１５２は、複数の転送回路を含むシフトレジスタであり、例えば、転送回路として、複数のフリップフロップ回路１６１−１、１６１−２、１６１−３、…を含む。第２選択回路１５２は、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶ、コードクロック信号ＣＯＤＥ＿ＣＫＶ及びコードリセット信号ＣＯＤＥ＿ＲＳＴに基づいて動作する。
【０１０５】
複数のフリップフロップ回路１６１−１、１６１−２、１６１−３は、コードクロック信号ＣＯＤＥ＿ＣＫＶに応じて、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶを、次のフリップフロップ回路１６１−１、１６１−２、１６１−３に順次送信する論理回路である。また、各フリップフロップ回路１６１−１、１６１−２、１６１−３は、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶに基づいて第２選択信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３を生成し、第２選択信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３を順次ラッチ１６２（図１４参照）に出力する。ラッチ１６２は、第２選択信号Ｖｇを一時的に記憶する回路である。そして、全てのフリップフロップ回路１６１−１、１６１−２、１６１−３にコード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶが送信されると、コードリセット信号ＣＯＤＥ＿ＲＳＴによりフリップフロップ回路１６１−１、１６１−２、１６１−３がリセットされる。
【０１０６】
図１４に示すように、フリップフロップ回路１６１及びラッチ１６２を含む第２選択回路１５２は、第１電極ブロックＢＫごとに設けられている。ここで、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶは、外部の、例えば検出制御部１１（図３参照）で生成された信号である。コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶは、第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた制御信号である。すなわち、第２選択信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３は、第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた制御信号である。
【０１０７】
全てのラッチ１６２に、それぞれ第２選択信号Ｖｇが供給されると、イネーブル信号ＯＵＴ＿ＥＮＢに基づいて、ラッチ１６２は実質的に同時に第２選択信号Ｖｇを第３選択回路１５３に供給する。
【０１０８】
図１４に示すように、第３選択回路１５３は、複数の排他論理和（ＸＯＲ）回路１６４と、否定論理積（ＮＡＮＤ）回路１６５とを含む。排他論理和回路１６４と、否定論理積回路１６５とは、それぞれ第１電極Ｔｘごとに設けられている。また第１選択回路１５１の第３符号生成回路１４は第１電極ブロックＢＫごとに、各第１電極ブロックＢＫに含まれる第１電極Ｔｘに対して所定の符号に基づく位相の異なる信号を供給するように配置されている。また、隣接する２つの第１電極ブロックＢＫにおいて、各第１電極ブロックＢＫの隣接方向において同一の位置にある第１電極ブロックＢＫには、同一の信号が供給される。一方で、第２選択回路１５２および第１電極ブロック選択回路１５４の出力は、１つの第１電極ブロックＢＫに含まれる複数の排他論理和（ＸＯＲ）回路１６４と、否定論理積（ＮＡＮＤ）回路１６５に共通した信号が入力される。複数の第３符号生成回路１４は、図２２及び図２３に示すパターンコードに応じた第１選択信号Ｖｃを排他論理和回路１６４に出力する。また、第２選択回路１５２は、第２選択信号Ｖｇを排他論理和回路１６４に出力する。排他論理和回路１６４は、第１選択信号Ｖｃと第２選択信号Ｖｇとの排他論理和の値を第３選択信号Ｖｋとして否定論理積回路１６５に出力する。
【０１０９】
第２検出モードＭ２（図９参照）又は第３検出モードＭ３（図１０参照）の場合において、第３符号生成回路１４は、複数の第１電極Ｔｘごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第１選択信号Ｖｃを生成する。複数の第３符号生成回路１４は、第１電極ブロックＢＫごとにそれぞれ同じパターンコードに対応する第１選択信号Ｖｃを生成する。
【０１１０】
第２選択信号Ｖｇは、第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた信号である。排他論理和回路１６４は、第１選択信号Ｖｃと第２選択信号Ｖｇとの排他論理和を演算することで、第１電極ブロックＢＫごとに異なる第３選択信号Ｖｋが生成される。第３選択信号Ｖｋは、複数の第１電極ブロックＢＫに含まれる第１電極Ｔｘを選択する信号である。第３選択回路１５３は、第３選択信号Ｖｋに基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を複数の第１電極Ｔｘに供給する。これにより、検出領域ＦＡ全体でＣＤＭ駆動を実行できる。
【０１１１】
図１４に示すように、第１電極ブロック選択回路１５４は、複数の転送回路を含むシフトレジスタであり、例えば、転送回路として、複数のフリップフロップ回路１６３を含む。複数のフリップフロップ回路１６３は、第１電極ブロックＢＫごとに設けられた論理回路である。第１電極ブロック選択回路１５４は、マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶ、マスククロック信号ＭＡＳＫ＿ＣＫＶ及びマスクリセット信号ＭＡＳＫ＿ＲＳＴに基づいて動作する。マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶがオン（高レベル電圧）の場合、フリップフロップ回路１６３は、高レベル電圧の第１電極ブロック選択信号Ｖｈを第３選択回路１５３に出力する。これにより、第１電極ブロックＢＫが駆動対象として選択される。マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶがオフ（低レベル電圧）の場合、フリップフロップ回路１６３は、低レベル電圧の第１電極ブロック選択信号Ｖｈを第３選択回路１５３に出力する。これにより、第１電極ブロックＢＫが非選択となる。
【０１１２】
第３選択回路１５３の否定論理積回路１６５は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈを受け取って、第３選択信号Ｖｋと第１電極ブロック選択信号Ｖｈとの否定論理積を演算する。すなわち、否定論理積回路１６５は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈが高レベル電圧の場合に、第３選択信号Ｖｋに応じた第１電極選択信号Ｖｓｅｌをバッファ１６６に出力する。また、否定論理積回路１６５は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈが低レベル電圧の場合に、低レベル電圧の第１電極選択信号Ｖｓｅｌをバッファ１６６に出力する。バッファ１６６は、第１電極駆動回路１７０から供給された第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を、第１電極選択信号Ｖｓｅｌに基づいて選択された複数の第１電極ブロックＢＫに実質的に同時に供給する。
【０１１３】
以上のような動作により、第３選択回路１５３は、下記の式（３）に従って駆動信号Ｖｔｘ（第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２）を生成する。図２６は、第１選択信号、第２選択信号、第１電極ブロック選択信号及び駆動信号の関係を示す表である。第１電極選択回路１５は、図２６に示す真理値表に従って、第１選択信号Ｖｃ、第２選択信号Ｖｇ及び第１電極ブロック選択信号Ｖｈに対応する駆動信号Ｖｔｘ（第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２）を生成する。
【０１１４】
（数３）
Ｖｔｘ  ＝（Ｖｃ  ＸＯＲ  Ｖｇ）ＮＡＮＤ  Ｖｈ  …  （３）
【０１１５】
次に各検出モードでの第１電極選択回路１５の動作例を説明する。図２７は、第２検出モードにおける、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図２８は、第２検出モードにおける、第１電極選択回路のタイミング波形図である。なお、図２７では、説明を分かりやすくするため、４つの第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４を示す。また、図２７では、各第１電極ブロックＢＫは、８個の第１電極Ｔｘを有する場合を示す。
【０１１６】
第２検出モードＭ２（図９参照）は、検出領域ＦＡの全面について指紋検出を行う。図２７に示すように、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶに基づいて、高レベル電圧の第１電極ブロック選択信号Ｖｈを第３選択回路１５３に供給する。全ての第１電極ブロックＢＫに対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈがオン（「１」）になる。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。第１選択回路１５１及び第２選択回路１５２は、それぞれ所定の符号に基づいて位相が定められた第１選択信号Ｖｃ及び第２選択信号Ｖｇを生成し、第３選択回路１５３に供給する。第３選択回路１５３は、第１選択信号Ｖｃと第２選択信号Ｖｇとを掛け合わせることで、第１電極Ｔｘごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。第３選択回路１５３は、第２駆動信号Ｖｔｘ２を各第１電極Ｔｘに供給する。これにより、検出装置１は、検出領域ＦＡの全面についてＣＤＭ駆動を実行できる。
【０１１７】
図２８に示すように、第１期間ｔｃ１では、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスクリセット信号ＭＡＳＫ＿ＲＳＴをトリガとして動作を開始する。マスククロック信号ＭＡＳＫ＿ＣＫＶに応じて、高レベル電圧のマスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶが全てのフリップフロップ回路１６３に送信される。第１電極ブロック選択回路１５４は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈを生成し、全ての第１電極ブロックＢＫに対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。
【０１１８】
第２期間ｔｃ２では、第２選択回路１５２は、コードクロック信号ＣＯＤＥ＿ＣＫＶに応じて、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶが各フリップフロップ回路１６１に供給される。第２選択回路１５２は、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶに基づいて、第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第２選択信号Ｖｇを生成する。フリップフロップ回路１６１ごとに第２選択信号Ｖｇがラッチ１６２に保持される。コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶの全データが送信されると、イネーブル信号ＯＵＴ＿ＥＮＢに基づいて、各ラッチ１６２は第２選択信号Ｖｇを第３選択回路１５３に出力する。
【０１１９】
第３期間ｔｃ３では、第１選択回路１５１は、第１リセット信号ＦＰＳ＿ＲＳＴ及び第１クロック信号ＦＰＳ＿ＣＬＫに基づいて、第１電極Ｔｘごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第１選択信号Ｖｃを生成する。第３期間ｔｃ３では、パターンコードの数に応じて、異なる組み合わせの第１選択信号Ｖｃがそれぞれ第３選択回路１５３に供給される。例えば、図２７に示す例では、パターンコードの数は８である。つまり、第３期間ｔｃ３では、異なる組み合わせの第１選択信号Ｖｃが８回、第１選択回路１５１で生成される。そして、それぞれに対応する組み合わせの第２駆動信号Ｖｔｘ２が各第１電極ブロックＢＫに供給され、８回の検出が行われる。
【０１２０】
第４期間ｔｃ４では、第２選択回路１５２は、第２期間ｔｃ２とは異なるコード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶに基づいて、所定の符号に基づいて位相が定められた第２選択信号Ｖｇを生成する。第５期間ｔｃ５は、第３期間ｔｃ３と同様である。以上の動作を繰り返すことで、第１選択回路１５１の第１選択信号Ｖｃと、第２選択回路１５２の第２選択信号Ｖｇとの全ての組み合わせについて検出を実行する。例えば、上述のように所定の符号（第１符号）に対応する第１選択信号Ｖｃの組み合わせを８個とする。第１電極ブロックＢＫの数が４つの場合、所定の符号（第２符号）に対応する第２選択信号Ｖｇの組み合わせは４個である。この場合、これらの全ての組み合わせに対応する第２駆動信号Ｖｔｘ２は、３２（＝４×８）である。したがって、全ての第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する期間は、合計で３２である。これにより、検出装置１は、第２検出モードＭ２のＣＤＭ駆動を実行することができる。なお、この場合、第３検出信号Ｖｄｅｔ３からの復号信号Ｖｄｅｔ４を得る場合は、第１符号および第２符号に基づいて複合信号を得る。具体的には、第１
符号に対応する第１アダマール行列、及び、第２符号に対応する第２アダマール行列を段階的に逆演算することによって復号信号を得ることとなる。
【０１２１】
より具体的に、所定の符号（第２符号）が式１に示されたアダマール行列である場合に、第２選択回路１５２が、所定の符号（第２符号）に基づいて、第２選択信号Ｖｇを出力する場合について説明する。図２９は、各第１電極ブロックに対する第２選択信号を、保持期間ごとに示す表である。図２９に示す通り、第１保持期間Ｖｃｇ１において、第１電極ブロックＢＫ１に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「０」）となり、第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「１」）となる。さらに、第２保持期間Ｖｃｇ２において、第１電極ブロックＢＫ２に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「０」）となり、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ３、ＢＫ４に対する第２選択信号Ｖｇがオン（「１」）となる。第３保持期間Ｖｃｇ３において、第１電極ブロックＢＫ３に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「０」）となり、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ４に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「１」）となる。第４保持期間Ｖｃｇ４において、第１電極ブロックＢＫ４に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「０」）となり、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３に対する第２選択信号Ｖｇがオフ（「１」）となる。また、第１保持期間Ｖｃｇ１から第４保持期間Ｖｃｇ４は、図２８および後述する図３２の第２期間ｔｃ２および第４期間ｔｃ４に対応する。
【０１２２】
なお、第２選択回路１５２が、反転制御を行うこととしてもよい。図３０は、各第１電極ブロックに対する第２選択信号の他の例を、保持期間ごとに示す表である。図３０に示すように、第２選択回路１５２が、所定の符号に基づく第２選択信号Ｖｇ１と、第２選択信号Ｖｇ１を反転させた第２選択信号Ｖｇ２を出力するようにしてもよい。
【０１２３】
より具体的には、図３０に示すとおり、第２選択信号Ｖｇ１に対応する信号を第２保持期間Ｖｃｇ１１から第２保持期間Ｖｃｇ１４の期間に出力し、第２選択信号Ｖｇ２に対応する信号を第２保持期間Ｖｃｇ２１から第２保持期間Ｖｃｇ２４の期間に出力するようにしてもよい。なお、図３０において、第２選択信号Ｖｇ１に含まれる全ての組み合わせパターンの出力が完了してから、第２選択信号Ｖｇ２含まれる組み合わせパターンを実施することとしたが、これに限らない。第２選択信号Ｖｇ１に含まれる１つの組み合わせパターンを実施した後に、この組み合わせパターンを反転させた第２選択信号Ｖｇ２を出力するようにしてもよい。
【０１２４】
また、このように第２選択回路１５２が反転制御を行うこととすると、第１選択回路１５１や後述するように第２選択回路１５２に反転制御用の回路を設ける必要が無くなる。具体的には、後述する図４０に記載のように、反転制御信号Ｖｓを生成し、出力する回路を設ける必要がなくなり、図３９に示すように、反転制御回路１５５を設けなくてもよい。
【０１２５】
図３１は、第３検出モードにおける、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図３２は、第３検出モードにおける、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【０１２６】
第３検出モードＭ３（図１０参照）では、検出装置１は、検出領域ＦＡのうち一部分の第１部分領域ＦＡ１において指紋検出を行う。図３１に示すように、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶに基づいて、全ての第１電極ブロックＢＫのうち、第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。第１電極ブロック選択回路１５４は、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ４に対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオフ（「０」）とする。これにより、一部の第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３が選択される。
【０１２７】
第２選択回路１５２は、選択された第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に対応する第２選択信号Ｖｇを生成する。第１選択回路１５１の第１選択信号Ｖｃは、図２７と同様である。第３選択回路１５３は、第１選択信号Ｖｃと第２選択信号Ｖｇとを掛け合わせることで、第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。第３選択回路１５３は、第１電極ブロック選択回路１５４により選択された第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。これにより、検出装置１は、検出領域ＦＡの一部分の第１部分領域ＦＡ１においてＣＤＭ駆動を実行できる。
【０１２８】
図３２に示すように、第１期間ｔｃ１では、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスククロック信号ＭＡＳＫ＿ＣＫＶに応じて、高レベル電圧のマスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶが、第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に対応するフリップフロップ回路１６３に送信される。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫのうち第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３が選択される。
【０１２９】
第２期間ｔｃ２及び第４期間ｔｃ４において、第２選択回路１５２は、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶが、第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に対応するフリップフロップ回路１６１に供給される。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫのうち選択された第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３でＣＤＭ駆動が実行される。なお、第３期間ｔｃ３、第５期間ｔｃ５における第１選択回路１５１の動作は、図２８と同様である。
【０１３０】
図３３は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図３４は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【０１３１】
図３３に示すように、第１検出モードＭ１（図９参照）のＴＤＭ駆動では、第１選択回路１５１は、第１選択信号Ｖｃを全てオフ（「０」）とする。また、第２選択回路１５２は、第２選択信号Ｖｇを全てオン（「１」）とする。これにより、ＣＤＭ駆動は行われないようになる。そして、第１電極ブロック選択回路１５４は、第１電極ブロックＢＫのうち第１電極ブロックＢＫ２に対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。これにより、第１電極ブロックＢＫ２に第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。第１電極ブロック選択回路１５４が、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４を順次選択することにより、第３選択回路１５３は、選択された第１電極ブロックＢＫごとに時分割で第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。図３３では、選択された第１電極ブロックＢＫ２において、全ての第１電極Ｔｘに同じ第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。これにより、検出装置１は、ＴＤＭ駆動のタッチ検出を実行できる。
【０１３２】
図３４に示すように、第１期間ｔｄ１では、第２選択回路１５２は、コードクロック信号ＣＯＤＥ＿ＣＫＶに応じて、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶが各フリップフロップ回路１６１に供給される。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。そして、第２期間ｔｄ２では、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスククロック信号ＭＡＳＫ＿ＣＫＶに応じて、高レベル電圧のマスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶが、順次、各フリップフロップ回路１６３に供給される。これにより、第２期間ｔｄ２では、例えば第１電極ブロックＢＫ１が選択される。第３期間ｔｄ３以降は、第２期間ｔｄ２と同じ動作が繰り返され、第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４が順次走査される。第１検出モードＭ１で全ての第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する期間は、第１電極ブロックＢＫの数と同じ４である。
【０１３３】
このように、第１電極選択回路１５が、第２検出モードＭ２において、所定の符号に基づいた全ての第２駆動信号Ｖｔｘ２を第１電極Ｔｘに供給する期間（図２８参照）は、第１検出モードＭ１において、全ての複数の第１電極ブロックＢＫに、順次第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する期間（図３４参照）よりも長い。例えば、図２８に示す例では、第２検出モードＭ２で全ての第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する期間は、合計で３２である。また、図３４に示す例では、第１検出モードＭ１で全ての第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する期間は、４である。
【０１３４】
また、図３３では、選択された第１電極ブロックＢＫ２において、全ての第１電極Ｔｘに同じ第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。これに限定されず、選択された第１電極ブロックＢＫ２のうち一部の第１電極Ｔｘに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給してもよい。例えば、第１電極ブロックＢＫ２のうち第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給しない第１電極Ｔｘに対応して、第１選択回路１５１が第１選択信号Ｖｃを生成することで、間引き駆動を行うことができる。これにより、消費電力を抑制することができる。
【０１３５】
図３５は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図３６は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、第１電極選択回路のタイミング波形図である。
【０１３６】
図３５に示すように、第１検出モードＭ１（図９参照）のＣＤＭ駆動では、第１電極ブロック選択回路１５４は、高レベル電圧の第１電極ブロック選択信号Ｖｈを第３選択回路１５３に供給する。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫに対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈがオン（「１」）となり、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。第１選択回路１５１は、低レベル電圧の第１選択信号Ｖｃを第３選択回路１５３に供給する。これにより、第１選択信号Ｖｃが全てオフ（「０」）となり、第１電極ＴｘごとのＣＤＭ駆動は実行されないようになる。
【０１３７】
また、第２選択回路１５２は、第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第２選択信号Ｖｇを第３選択回路１５３に供給する。これにより、所定の符号に基づいて選択された第１電極ブロックＢＫに第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。第２選択回路１５２が、第１電極ブロックＢＫごとに第２選択信号Ｖｇの組み合わせのパターンを異ならせて第２選択信号Ｖｇを出力することで、ＣＤＭ駆動のタッチ検出が実行される。
【０１３８】
図３６に示すように、第１期間ｔｄ１では、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスククロック信号ＭＡＳＫ＿ＣＫＶに応じて、高レベル電圧のマスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶが、各フリップフロップ回路１６３に供給される。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。そして、第２期間ｔｄ２では、第２選択回路１５２の動作により、第１電極ブロックＢＫごとに第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。第３期間ｔｄ３以降は、第２期間ｔｄ２と異なる第１電極ブロックＢＫの組み合わせで、第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。
【０１３９】
また、第４検出モードＭ４において、第１検出モードＭ１で外部近接物体が検出された第１電極ブロックＢＫを含む一部の領域において、第３検出モードＭ３と同様に、ＣＤＭ駆動を行う。より具体的には、第１検出モードＭ１で外部近接物体が検出された第１電極ブロックＢＫを含む一部の領域を選択するように、第１電極ブロック選択回路１５４から第１電極ブロック選択信号Ｖｈが出力される。第１選択回路、第２選択回路、第３選択回路の動作は、第３検出モードＭ３と同様なので省略する。
【０１４０】
以上のように、第１電極選択回路１５が、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４を有しているため、第１検出モードＭ１と第２検出モードＭ２を良好に実行できる。さらに、第３検出モードＭ３、第４検出モードＭ４において、検出領域ＦＡのうち一部分を検出するなどの部分検出も可能である。第１電極ブロック選択回路１５４及び第２選択回路１５２が、第１検出モードＭ１において第１電極ブロックＢＫを選択する機能を有するため、タッチ検出のための制御回路や、タッチ検出と指紋検出とを切り換える切り換え回路を追加する必要がない。このため回路規模を抑制できる。第１選択回路１５１が、所定の符号に基づいて第１選択信号Ｖｃを生成するため、外部からの制御信号を第１選択回路１５１に供給するための外部端子、及び配線の本数を少なくすることができる。
【０１４１】
なお、図１４及び図１５に示すように、第１選択回路１５１は、カウンタ回路１７を有しているが、これに限定されない。第１選択回路１５１は、カウンタ回路１７を有さず、第１符号生成回路１２、第２符号生成回路１３及び第３符号生成回路１４を有していてもよい。この場合、外部の検出制御部１１（図３参照）が、図１６に示す反転制御信号Ｖｓ、第１制御信号Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３及び第２制御信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３を第１符号生成回路１２及び第２符号生成回路１３に供給してもよい。
【０１４２】
図３７は、第１電極駆動回路を説明するための回路図である。図３８は、第１駆動信号と第２駆動信号を説明するための模式図である。図３９は、第１電極に供給される電圧と、Ｓ／Ｎとの関係を模式的に示すグラフである。図４０は、第１電極駆動回路の他の例を説明するための回路図である。図４１は、第１実施形態に係る検出電極選択回路を示す回路図である。図４２は、第１実施形態に係るＡＦＥ回路を示す回路図である。
【０１４３】
ここで、検出部４０が検出する電荷量ｑは、下記の式（４）で決定される。ここで、ｄは、第１電極Ｔｘと近接物体（例えば、指）との距離である。Ｓｔｘは、第１電極ブロックＢＫ又は個別の第１電極Ｔｘの面積である。Ｖは、第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２の電圧値である。εは、第１電極Ｔｘと近接物体（例えば、指）との間の誘電率、例えば、カバー部材１０１の誘電率、若しくは、カバー部材１０１や空気層の合成の誘電率である。
【０１４４】
（数４）
ｑ＝ε×Ｖ×（Ｓｔｘ／ｄ）  …  （４）
【０１４５】
図８及び図９に示すように、第１検出モードＭ１の第１検出ピッチＰｔｓと、第２検出モードＭ２の第２検出ピッチＰｆとは、大きく異なる。第１検出ピッチＰｔｓは、例えば、４ｍｍ以上、或いは、１ｍｍ以上である。第２検出ピッチＰｆは、例えば５０μｍ以上、１００μｍ以下である。このため、式（４）においてＳｔｘの値が大きく異なる。同一の駆動電圧、同一の検出部４０を用いた場合、第１検出モードＭ１及び第２検出モードＭ２のいずれか一方の検出を良好に実行できない可能性がある。
【０１４６】
図３７に示すように、第１電極駆動回路１７０は、第１駆動信号生成部１７１と、第２駆動信号生成部１７２と、第１スイッチング素子Ｔｒ１と、第２スイッチング素子Ｔｒ２とを含む。第１駆動信号生成部１７１は、交流矩形波の第１駆動信号Ｖｔｘ１を生成し、第１駆動信号Ｖｔｘ１を第１配線Ｌ１に供給する回路である。第２駆動信号生成部１７２は、交流矩形波の第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成し、第２駆動信号Ｖｔｘ２を第２配線Ｌ２に供給する回路である。
【０１４７】
第１スイッチング素子Ｔｒ１及び第４スイッチング素子Ｔｒ４は、同じ駆動電圧選択信号ＴＰ＿ＶＥＮＢが供給された場合に、オンとオフが逆になるように動作する。つまり、第１スイッチング素子Ｔｒ１がオンの場合、第２スイッチング素子Ｔｒ２はオフになる。また、第１スイッチング素子Ｔｒ１がオフの場合、第２スイッチング素子Ｔｒ２はオンになる。
【０１４８】
第１検出モードＭ１では、高レベル電圧の駆動電圧選択信号ＴＰ＿ＶＥＮＢが供給される。駆動電圧選択信号ＴＰ＿ＶＥＮＢにより、第１スイッチング素子Ｔｒ１はオン、第２スイッチング素子Ｔｒ２はオフになる。これにより、第１駆動信号生成部１７１は、第１配線Ｌ１及び第３配線Ｌ３を介してバッファ１６６と接続される。また、第２駆動信号生成部１７２は、バッファ１６６と遮断される。第１駆動信号Ｖｔｘ１は、バッファ１６６を介して、選択された第１電極ブロックＢＫに供給される。
【０１４９】
第２検出モードＭ２又は第３検出モードＭ３では、低レベル電圧の駆動電圧選択信号ＴＰ＿ＶＥＮＢが供給される。駆動電圧選択信号ＴＰ＿ＶＥＮＢにより、第１スイッチング素子Ｔｒ１はオフ、第２スイッチング素子Ｔｒ２はオンになる。これにより、第１駆動信号生成部１７１は、バッファ１６６と遮断される。また、第２駆動信号生成部１７２は、第２配線Ｌ２及び第３配線Ｌ３を介して、バッファ１６６と接続される。第２駆動信号Ｖｔｘ２は、バッファ１６６を介して、選択された第１電極Ｔｘに供給される。
【０１５０】
図３８に示すように、第１駆動信号Ｖｔｘ１は、第３電圧Ｖ３（例えば、グランド電圧ＧＮＤ）と、第３電圧Ｖ３より高い電圧である第１電圧Ｖ１とが交互に繰り返される交流矩形波である。第２駆動信号Ｖｔｘ２は、第４電圧Ｖ４（例えば、グランド電圧ＧＮＤ）と、第４電圧Ｖ４より高い電圧である第２電圧Ｖ２とが交互に繰り返される交流矩形波である。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１よりも高い電圧レベルである。言い換えると、第１駆動信号Ｖｔｘ１は、低レベル電圧であるグランド電圧ＧＮＤと、高レベル電圧である第１電圧Ｖ１との第１電位差ΔＶ１を有する。第２駆動信号Ｖｔｘ２は、低レベル電圧であるグランド電圧ＧＮＤと、高レベル電圧である第２電圧Ｖ２との第２電位差ΔＶ２を有する。第２電位差ΔＶ２は、第１電位差ΔＶ１よりも大きい。
【０１５１】
なお、第１駆動信号Ｖｔｘ１の低レベル電圧（第３電圧Ｖ３）と第２駆動信号Ｖｔｘ２の低レベル電圧（第４電圧Ｖ４）は、いずれもグランド電圧ＧＮＤであるが、第２電位差ΔＶ２が第１電位差ΔＶ１よりも大きければ、互いに異なる電圧であってもよい。また、第１駆動信号Ｖｔｘ１の周波数と、第２駆動信号Ｖｔｘ２の周波数は同じである。第１駆動信号Ｖｔｘ１の１つのパルスのパルス幅Ｗ１と、第２駆動信号Ｖｔｘ２の１つのパルスのパルス幅Ｗ２とは、同じである。これに限定されず、第２駆動信号Ｖｔｘ２のパルス幅Ｗ２は、第１駆動信号Ｖｔｘ１のパルス幅Ｗ１より大きくてもよい。
【０１５２】
第１電極駆動回路１７０により、第１電極ブロックＢＫ（図１４参照）は、第１検出モードＭ１を行う第１検出期間ｔｄに、第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。また、第１電極駆動回路１７０により、第１電極Ｔｘ（図１５参照）は、第２検出モードＭ２又は第３検出モードＭ３を行う第２検出期間ｔｃに、第１駆動信号Ｖｔｘ１とは異なる電圧レベルの第２駆動信号Ｖｔｘ２が供給される。そして、第２駆動信号Ｖｔｘ２は、第１駆動信号Ｖｔｘ１よりも高い電圧レベル（第２電圧Ｖ２）を有する。言い換えると、タッチ検出を行う第１検出期間ｔｄに、第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給し、指紋検出を行う第２検出期間ｔｃに第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。
【０１５３】
図３９は、第２検出モードＭ２での、センサ部からの検出信号ＶｄｅｔのＳ／Ｎ比を示す。より具体的には、検出部４０に含まれる第２ＡＦＥ回路４８Ｂ（図４１、４０参照）の出力信号のＳ／Ｎ比を示す。図３９に示すように、第２検出モードＭ２での第２駆動信号Ｖｔｘ２の電圧を、第１駆動信号Ｖｔｘ１と同じ第１電圧Ｖ１とすると、Ｓ／Ｎ比は、点線で示す基準値ＣＬよりも小さくなる。本実施形態では、第２駆動信号Ｖｔｘ２の電圧を、第１電圧Ｖ１よりも大きい第２電圧Ｖ２とすると、Ｓ／Ｎ比は、基準値ＣＬよりも大きくなる。
【０１５４】
これにより、第１検出モードＭ１と第２検出モードＭ２とで、検出ピッチが異なる場合であっても、第２電圧Ｖ２を第１電圧Ｖ１よりも高い電圧レベルにすることにより、式（４）に示す電荷量ｑの差を抑制できる。したがって、同一の検出部４０で、第１検出モードＭ１及び第２検出モードＭ２の検出を良好に実現できる。
【０１５５】
図１４に示すように、第１電極駆動回路１７０は、センサ基板２１に設けられる。これに限定されず、第１電極駆動回路１７０の一部又は全部は、外部の制御基板やフレキシブルプリント基板７６（図５参照）に設けられていてもよい。
【０１５６】
図３７に示す第１電極駆動回路１７０の構成はあくまで一例であり、適宜変更してもよい。図４０に示すように、第１電極駆動回路１７０Ａは、第１駆動信号生成部１７１Ａ、第２駆動信号生成部１７２Ａ及びスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を有していてもよい。第１駆動信号生成部１７１Ａは、第１電圧生成部１７３と第３電圧生成部１７４とを含む。第２駆動信号生成部１７２Ａは、第２電圧生成部１７５と第４電圧生成部１７６とを含む。
【０１５７】
第１電圧生成部１７３は、第１電圧Ｖ１（図３８参照）と同じ電位を有する直流電圧信号ＶＤＣ１を生成する回路である。第３電圧生成部１７４は、第１電圧Ｖ１よりも小さい第３電圧Ｖ３と同じ電位（例えばグランド電圧ＧＮＤ）を有する直流電圧信号ＶＤＣ３を生成する回路である。スイッチＳＷ２が交互にオン、オフを繰り返すことで、第１駆動信号生成部１７１Ａは、交流信号である第１駆動信号Ｖｔｘ１を生成できる。
【０１５８】
第２電圧生成部１７５は、第２電圧Ｖ２（図３８参照）と同じ電位を有する直流電圧信号ＶＤＣ２を生成する回路である。第４電圧生成部１７６は、第２電圧Ｖ２よりも小さい第４電圧Ｖ４と同じ電位（例えばグランド電圧ＧＮＤ）を有する直流電圧信号ＶＤＣ４を生成する回路である。スイッチＳＷ３が交互にオン、オフを繰り返すことで、第２駆動信号生成部１７２Ａは、交流信号である第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成できる。 
【０１５９】
スイッチＳＷ１は、駆動電圧選択信号ＴＰ＿ＶＥＮＢによりオン、オフが切り換えられる。例えば、スイッチＳＷ１は、図３７の第１スイッチ素子Ｔｒ１および第２スイッチ素子Ｔｒ２にと同様の構成としてもよい。スイッチＳＷ１の動作により、第１検出モードＭ１では、第１駆動信号生成部１７１Ａは、バッファ１６６と接続される。また、第２駆動信号生成部１７２Ａは、バッファ１６６と遮断される。第１駆動信号Ｖｔｘ１は、バッファ１６６を介して、選択された第１電極ブロックＢＫに供給される。スイッチＳＷ１の動作により、第２検出モードＭ２では、第１駆動信号生成部１７１Ａは、バッファ１６６と遮断される。また、第２駆動信号生成部１７２Ａは、バッファ１６６と接続される。第２駆動信号Ｖｔｘ２は、バッファ１６６を介して、選択された第１電極Ｔｘに供給される。
【０１６０】
図４１は、第１実施形態に係る検出電極選択回路を示す回路図である。図４２は、第１実施形態に係るＡＦＥ回路を示す回路図である。図４１に示すように、第２電極ブロックＢＫＲは、それぞれ、複数の第２電極Ｒｘ−１、Ｒｘ−２、…、Ｒｘ−８を含む。図４１では、第２電極Ｒｘ−１からＲｘ−１２８まで１２８個の第２電極Ｒｘが設けられている。検出電極選択回路１６は、第３スイッチング素子Ｔｒ３、第４スイッチング素子Ｔｒ４、第５スイッチング素子Ｔｒ５、第６スイッチング素子Ｔｒ６、基準電位供給線Ｌｒ０、第２電極選択信号線Ｌｒ１、Ｌｒ２、…、Ｌｒ８及び第１出力信号線Ｌｓｉｇ１、第２出力信号線Ｌｓｉｇ２を含む。各第２電極ブロックＢＫＲには、２つの第１出力信号線Ｌｓｉｇ１及び第２出力信号線Ｌｓｉｇ２が接続されている。検出電極選択回路１６は、第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌに基づいて検出対象の第２電極Ｒｘを選択する回路である。
【０１６１】
第１出力信号線Ｌｓｉｇ１は、第５スイッチング素子Ｔｒ５及び第１接続配線Ｌｏｕｔ１を介して第１ＡＦＥ回路（ＡＦＥ−ＴＰ）４８Ａに接続される。１つの第１接続配線Ｌｏｕｔ１には、複数の第１出力信号線Ｌｓｉｇ１が接続される。つまり、第１ＡＦＥ回路４８Ａには、複数の第２電極ブロックＢＫＲがまとめて接続される。
【０１６２】
また、第２出力信号線Ｌｓｉｇ２は、第６スイッチング素子Ｔｒ６及び第２接続配線Ｌｏｕｔ２を介して第２ＡＦＥ回路（ＡＦＥ−ＦＰ）４８Ｂに接続される。１つの第１接続配線Ｌｏｕｔ１には、１つの第１出力信号線Ｌｓｉｇ１が接続される。つまり、第１ＡＦＥ回路４８Ａは第２電極ブロックＢＫＲごとに個別に複数設けられている。
【０１６３】
第１検出モードＭ１では、低レベル電圧の第１検出切替信号ＦＰ＿ＥＮＢが各第６スイッチング素子Ｔｒ６に供給される。言い換えると、タッチ検出を行う場合、低レベル電圧の第１検出切替信号ＦＰ＿ＥＮＢが各第６スイッチング素子Ｔｒ６に供給される。また、高レベル電圧の第２イネーブル信号ｘＦＰ＿ＥＮＢが各第５スイッチング素子Ｔｒ５に供給される。これにより、第５スイッチング素子Ｔｒ５がオン、第６スイッチング素子Ｔｒ６がオフになる。よって、第１検出モードＭ１では、複数の第２電極ブロックＢＫＲがまとめて第１接続配線Ｌｏｕｔ１を介して第１ＡＦＥ回路４８Ａに接続される。
【０１６４】
第２検出モードＭ２または第３検出モードでは、高レベル電圧の第１検出切替信号ＦＰ＿ＥＮＢが各第６スイッチング素子Ｔｒ６に供給される。言い換えると、高レベル電圧の第１検出切替信号ＦＰ＿ＥＮＢが各第６スイッチング素子Ｔｒ６に供給される。また、低レベル電圧の第２イネーブル信号ｘＦＰ＿ＥＮＢが各第５スイッチング素子Ｔｒ５に供給される。これにより、第５スイッチング素子Ｔｒ５がオフ、第６スイッチング素子Ｔｒ６がオンになる。よって、第２検出モードＭ２では、第２電極ブロックＢＫＲごとに第２接続配線Ｌｏｕｔ２を介して第２ＡＦＥ回路４８Ｂに接続される。なお、第２検出切替信号ｘＦＰ＿ＥＮＢは、第１検出切替信号ＦＰ＿ＥＮＢの反転信号である。
【０１６５】
各第２電極Ｒｘには、第３スイッチング素子Ｔｒ３及び第４スイッチング素子Ｔｒ４が接続されている。第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌは、それぞれ第２電極選択信号線Ｌｒ１、Ｌｒ２、…、Ｌｒ８を介して第３スイッチング素子Ｔｒ３及び第４スイッチング素子Ｔｒ４に供給される。第３スイッチング素子Ｔｒ３及び第４スイッチング素子Ｔｒ４は、同じ第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌが供給された場合に、オンとオフが逆になるように動作する。つまり、第３スイッチング素子Ｔｒ３がオンの場合、第４スイッチング素子Ｔｒ４はオフになる。また、第３スイッチング素子Ｔｒ３がオフの場合、第４スイッチング素子Ｔｒ４はオンになる。また、第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌは、例えば、検出制御部１１から供給される各種制御信号に基づいて生成することができる。
【０１６６】
第３スイッチング素子Ｔｒ３及び第４スイッチング素子Ｔｒ４の動作により、第２電極ブロックＢＫＲに含まれる第２電極Ｒｘと、第１出力信号線Ｌｓｉｇ１及び第２出力信号線Ｌｓｉｇ２との接続状態が切り換えられる。第３スイッチング素子Ｔｒ３がオンの場合、第２電極Ｒｘは、第１出力信号線Ｌｓｉｇ１及び第２出力信号線Ｌｓｉｇ２に接続され、第４スイッチング素子Ｔｒ４がオンの場合、第２電極Ｒｘは、基準電位供給線Ｌｒ０に接続される。
【０１６７】
第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌは、所定の符号に基づいた選択信号である。所定の符号は、例えば式（２）に示す正方行列である。第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌは、第１符号生成回路１２（図１７参照）又は第２符号生成回路１３（図１９参照）と同様の回路で生成される。式（２）の成分「１」に対応する第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌが供給されると、第３スイッチング素子Ｔｒ３がオンになる。また、式（２）の成分「−１」に対応する第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌが供給されると、第４スイッチング素子Ｔｒ４がオンになる。これにより、図１３に示すＣＤＭ駆動の基本原理と同様に、所定の符号に基づいて第２電極Ｒｘが選択される。
【０１６８】
具体的には、式（２）の成分「１」に対応する複数の第２電極Ｒｘが選択された場合に、選択された第２電極Ｒｘは、第２出力信号線Ｌｓｉｇ２に接続される。選択された各第２電極Ｒｘの第１検出信号Ｖｄｅｔ１が統合された第１出力信号Ｖｏｕｔ１が、第２出力信号線Ｌｓｉｇ２から出力される。非選択の第２電極Ｒｘは、基準電位供給線Ｌｒ０に接続され、基準電位信号Ｖｒｅｆが供給される。基準電位信号Ｖｒｅｆは、検出の際に第２電極Ｒｘに供給される電圧信号と同じ電位を有する直流電圧信号である。これにより、選択された第２電極Ｒｘと、非選択の第２電極Ｒｘとの間の容量結合を抑制できる。このため、検出誤差や検出感度の低下を抑制することができる。
【０１６９】
式（２）の成分「−１」に対応する複数の第２電極Ｒｘが選択された場合に、選択された第２電極Ｒｘは、第２出力信号線Ｌｓｉｇ２に接続される。選択された各第２電極Ｒｘの第２検出信号Ｖｄｅｔ２が統合された第２出力信号Ｖｏｕｔ２が、第２出力信号線Ｌｓｉｇ２から出力される。非選択の第２電極Ｒｘは、基準電位供給線Ｌｒ０に接続され、基準電位信号Ｖｒｅｆが供給される。信号処理部４４は、第１出力信号Ｖｏｕｔ１と第２出力信号Ｖｏｕｔ２との差分の値である第３出力信号Ｖｏｕｔ３を演算する。
【０１７０】
式（２）に示す例では、正方行列の次数は８であり、８個の第２電極Ｒｘの組み合わせパターンが得られる。すなわち、異なる第２電極Ｒｘの組み合わせパターンに対応して、８個の第３出力信号Ｖｏｕｔ３が得られる。信号処理部４４は、式（２）に示す正方行列の転置行列を用いて、８個の第３出力信号Ｖｏｕｔ３を復号する。演算された復号信号に基づいて外部近接物体ＣＱの接触又は近接、または外部近接物体ＣＧの検出面に対向する表面の凹凸を検出できる。
【０１７１】
本実施形態において、第１電極ＴｘについてＣＤＭ駆動を行うとともに、第２電極ＲｘについてもＣＤＭ駆動を行う。これにより、第１電極Ｔｘの配置間隔Ｐｔが小さく、電極部２３ａ、２３ｂの面積が小さい場合、又は、第２電極Ｒｘの幅（面積）が小さい場合であっても、検出感度を高めることができる。なお、第２電極ブロックＢＫＲに含まれる第２電極Ｒｘの数は、７個以下でもよく、９個以上であってもよい。
【０１７２】
また、ＴＤＭ駆動では、複数の第２電極ブロックＢＫＲの第４出力信号Ｖｏｕｔ４が統合されて第１出力信号線Ｌｓｉｇ１に出力される。これにより、検出の解像度を適切に設定することができる。また、ＴＤＭ駆動では、第３スイッチング素子Ｔｒ３及び第４スイッチング素子Ｔｒ４の動作により、第２電極ブロックＢＫＲのうち、１又は複数の第２電極Ｒｘを非選択としてもよい。第２電極Ｒｘを間引いて検出することで、第４出力信号Ｖｏｕｔ４の信号強度を適切に設定することができる。
【０１７３】
図４２に示すように、第１ＡＦＥ回路４８Ａ及び第２ＡＦＥ回路４８Ｂは、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３とを有する。検出信号増幅部４２は、増幅器４２１と、コンデンサ４９Ａと、スイッチＳＷ１１と、を有する。検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３は、図３に示す検出部４０に含まれる。第１ＡＦＥ回路４８Ａ及び第２ＡＦＥ回路４８Ｂは、第２電極ブロックＢＫＲからの各出力信号Ｖｏｕｔをデジタル信号に変換して信号処理部４４に出力するアナログ信号処理回路である。なお、図４２に示す出力信号Ｖｏｕｔは、第１出力信号Ｖｏｕｔ１、第２出力信号Ｖｏｕｔ２及び第４出力信号Ｖｏｕｔ４のいずれかの信号である。
【０１７４】
第１ＡＦＥ回路４８Ａ及び第２ＡＦＥ回路４８Ｂのコンデンサ４９Ａの容量は、各出力信号Ｖｏｕｔの電圧値に応じて設定される。また、スイッチＳＷ１１の動作により、検出信号増幅部４２がリセットされる。
【０１７５】
本実施形態では、第１電極駆動回路１７０（図３７参照）は、第２検出モードＭ２において、第１駆動信号Ｖｔｘ１よりも高い電圧レベルの第２駆動信号Ｖｔｘ２を各第１電極Ｔｘに供給する。このため、第１ＡＦＥ回路４８Ａ及び第２ＡＦＥ回路４８Ｂに供給される各出力信号Ｖｏｕｔの差が抑制される。このため、第１ＡＦＥ回路４８Ａ及び第２ＡＦＥ回路４８Ｂを、共通の構成とすることができる。
【０１７６】
なお、第１ＡＦＥ回路４８Ａと第２ＡＦＥ回路４８Ｂとは、互いに異なる容量のコンデンサ４９Ａを有していてもよい。本実施形態では、第１ＡＦＥ回路４８Ａのコンデンサ４９Ａの容量値は、第２ＡＦＥ回路４８Ｂのコンデンサ４９Ａの容量値よりも大きい。
【０１７７】
図４３は、第１実施形態に係る検出電極選択回路の他の例を示す回路図である。図４４は、第１実施形態に係るＡＦＥ回路の他の例を示す回路図である。図４３に示すように、本変形例の検出電極選択回路１６Ａでは、第１接続配線Ｌｏｕｔ１及び第２接続配線Ｌｏｕｔ２は、接続切換回路１７７を介して、共通のＡＦＥ回路４８に接続される。
【０１７８】
接続切換回路１７７は、例えばマルチプレクサなどのスイッチ回路である。接続切換回路１７７は、第１検出モードＭ１では、第１接続配線Ｌｏｕｔ１とＡＦＥ回路４８とを接続し、第２接続配線Ｌｏｕｔ２とＡＦＥ回路４８とを接続しない。言い換えると、タッチ検出を行う場合、接続切換回路１７７は、複数の第２電極ブロックＢＫＲと第１接続配線Ｌｏｕｔ１を介して接続され、複数の第２電極ブロックＢＫＲからの出力信号を統合してＡＦＥ回路４８に出力する。また、接続切換回路１７７は、第２検出モードＭ２または第３検出モードでは、第２接続配線Ｌｏｕｔ２とＡＦＥ回路４８とを接続し、第１接続配線Ｌｏｕｔ１とＡＦＥ回路４８とを接続しない。言い換えると、指紋検出を行う場合、接続切換回路１１７は、複数の第２電極ブロックＢＫＲと第２接続配線Ｌｏｕｔ２を介して接続され、複数の第２電極ブロックＢＫＲからの出力信号を時分割でＡＦＥ回路４８に出力する。
【０１７９】
これにより、第２電極ブロックＢＫＲから第１出力信号Ｖｏｕｔ１、第２出力信号Ｖｏｕｔ２又は第４出力信号Ｖｏｕｔ４が共通のＡＦＥ回路４８に供給される。
【０１８０】
図４４に示すように、ＡＦＥ回路４８は、検出信号増幅部４２Ａと、Ａ／Ｄ変換部４３とを有する。検出信号増幅部４２Ａは、増幅器４２１と、第１コンデンサ４９Ｂと、第２コンデンサ４９Ｃと、スイッチＳＷ１１と、スイッチＳＷ１２と、を有する。本変形例では、第１コンデンサ４９Ｂは、第２コンデンサ４９Ｃよりも大きい容量値を有する。スイッチＳＷ１２の動作により、第１コンデンサ４９Ｂ又は第２コンデンサ４９Ｃのいずれか一方が、増幅器４２１と接続される。
【０１８１】
第１検出モードＭ１では、スイッチＳＷ１２の動作により、第２電極Ｒｘの出力信号Ｖｏｕｔの出力配線が第１コンデンサ４９Ｂと接続される。言い換えると、タッチ検出では、スイッチＳＷ１２の動作により、第２電極Ｒｘの出力信号Ｖｏｕｔの出力配線が第１コンデンサ４９Ｂと接続される。また、第２検出モードＭ２または第３検出モードでは、スイッチＳＷ１２の動作により、第２電極Ｒｘの出力信号Ｖｏｕｔの出力配線が第２コンデンサ４９Ｃと接続される。言い換えると、指紋検出では、スイッチＳＷ１２の動作により第２電極Ｒｘの出力信号Ｖｏｕｔの出力配線が第２コンデンサ４９Ｃと接続される。これにより、ＡＦＥ回路４８に供給される各出力信号Ｖｏｕｔの電圧に応じて、第１コンデンサ４９Ｂと第２コンデンサ４９Ｃとが切り換えられる。このため、第１検出モードＭ１と第２検出モードＭ２のように、検出ピッチが異なる場合であっても、良好に検出することができる。
【０１８２】
なお、図４４に示すＡＦＥ回路４８は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、ＡＦＥ回路４８は、図４２に示す第１コンデンサ４８Ａ又は第２コンデンサ４８Ｂと同様の構成としてもよい。この場合、コンデンサ４９Ａとして可変容量素子を用いることができる。
【０１８３】
図４５は、第１実施形態に係る検出電極選択回路の他の例を示す回路図である。本変形例の検出電極選択回路１６Ｂは、カウンタ回路１７Ａと第４選択回路１５８とを備える。本変形例のカウンタ回路１７Ａは、検出制御部１１からのクロック信号ＣＬＫとリセット信号ＲＳＴとに基づいて動作する。カウンタ回路１７Ａは、例えば４段のフリップフロップ回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを有する。カウンタ回路１７Ａは、反転制御信号Ｖｓａと制御信号Ｖｂａを第４選択回路１５８に出力する。
【０１８４】
第４選択回路１５８は、例えば図１５に示す第２符号生成回路１３と同様の回路構成である。第４選択回路１５８は、反転制御信号Ｖｓａと３つの制御信号Ｖｂａに基づいて、第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌを生成する。第２電極選択信号Ｖｈｓｅｌは、第２電極選択信号線Ｌｒ１、Ｌｒ２、Ｌｒ３、…、Ｌｒ８を介して第３スイッチング素子Ｔｒ３及び第４スイッチング素子Ｔｒ４に供給される。これにより、検出電極選択回路１６Ｂは、第２電極ＲｘについてＣＤＭ駆動を行うことができる。本変形例では、検出電極選択回路１６Ｂの外部入力端子の数が、カウンタ回路１７Ａの２つの入力端子となる。このため、検出制御部１１との接続を簡易にすることができ、回路規模を抑制できる。なお、第４選択回路１５８を第１符号生成回路１２及び第２符号生成回路１３と同様の構成としてもよい。言い換えると、検出電極選択回路１６を第１選択回路１５１と同様の回路としてもよい。また、カウンタ回路１７Ａを設けず、外部制御部から制御信号Ｖｂａ１から制御信号Ｖｂａ２を供給してもよい。
【０１８５】
（第２実施形態）
図４６は、第２実施形態に係る第１電極選択回路のブロック図である。図４７は、第２実施形態に係る第１電極選択回路の第１選択回路のブロック図である。図４６に示すように、本実施形態の検出装置１Ａにおいて、第１電極選択回路１５Ａは、第１選択回路１５１、第２選択回路１５２、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４に加えて、反転制御回路１５５を有する。反転制御回路１５５は、例えば図２０に示す所定の符号の「１」と「０」とを反転させる回路である。
【０１８６】
反転制御回路１５５は、複数の排他論理和回路１６７を有する。排他論理和回路１６７は、それぞれ第１電極ブロックＢＫごとに設けられている。排他論理和回路１６７は、外部から供給される反転制御信号ＶＩＮＶと、第２選択回路１５２から供給される第２選択信号Ｖｇとの排他論理和を演算する。反転制御回路１５５は、演算された第４選択信号Ｖｉを第３選択回路１５３に出力する。
【０１８７】
第３選択回路１５３の排他論理和回路１６４は、第４選択信号Ｖｉと第１選択信号Ｖｃの排他論理和を第３選択信号Ｖｋとして否定論理積回路１６５に出力する。否定論理積回路１６５は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈを受け取って、第３選択信号Ｖｋと第１電極ブロック選択信号Ｖｈとの否定論理積を演算する。すなわち、否定論理積回路１６５は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈが高レベル電圧の場合に、第３選択信号Ｖｋに応じた第１電極選択信号Ｖｓｅｌをバッファ１６６に出力する。また、否定論理積回路１６５は、第１電極ブロック選択信号Ｖｈが低レベル電圧の場合に、低レベル電圧の第１電極選択信号Ｖｓｅｌをバッファ１６６に出力する。バッファ１６６は、第１電極駆動回路１７０から供給された第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２を、第１電極選択信号Ｖｓｅｌに基づいて選択された複数の第１電極ブロックＢＫに実質的に同時に供給する。つまり、第３選択回路１５３は、下記の式（５）に従って駆動信号Ｖｔｘ（第１駆動信号Ｖｔｘ１又は第２駆動信号Ｖｔｘ２）を生成する。
【０１８８】
（数５）
Ｖｔｘ  ＝（Ｖｃ  ＸＯＲ（Ｖｇ  ＸＯＲ  ＶＩＮＶ）ＮＡＮＤ  Ｖｈ  …  （５）
【０１８９】
本実施形態では、反転制御回路１５５が設けられている。このため、図４７に示すように、第２符号生成回路１３の、反転制御信号Ｖｓが入力される第２入力端子Ｓ（図１５参照）を省略することができる。また、カウンタ回路１７は、６段のフリップフロップ回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆを有する。なお、第２符号生成回路１３には、反転制御信号Ｖｓの代わりに電源電圧Ｖｄｄが供給される。
【０１９０】
フリップフロップ回路１８ａの出力信号は、第２制御信号Ｖｂ３として第２符号生成回路１３の第２入力端子Ｂ３に供給される。フリップフロップ回路１８ｂの出力信号は、第２制御信号Ｖｂ２として第２符号生成回路１３の第２入力端子Ｂ２に供給される。同様に、フリップフロップ回路１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆから、それぞれ、第２制御信号Ｖｂ１、第１制御信号Ｖａ３、Ｖａ２、Ｖａ１が出力される。
【０１９１】
本実施形態では、図１５に示す例に比べて、カウンタ回路１７の構成を簡易にできる。具体的にはカウンタ回路１７と第２符号生成回路１３とを接続する端子数及び配線を少なくすることができる。本実施形態においても、第１符号生成回路１２、第２符号生成回路１３及び第３符号生成回路１４は、６段のフリップフロップ回路１８の出力信号から、例えば、図２０に示す６４個のパターンコードを生成できる。そして、反転制御回路１５５の動作により、例えば、図２０に示すパターンコードの「１」と「０」とを置き換えたパターンコードを生成することができる。
【０１９２】
図４８は、第２検出モードの、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図４９は、第２検出モードの、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【０１９３】
図４８及び図４９に示すように、第２検出モードＭ２（図９参照）において、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶに基づいて、全ての第１電極ブロックＢＫに対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。第１選択回路１５１及び第２選択回路１５２は、それぞれ所定の符号に基づいて位相が定められた第１選択信号Ｖｃ及び第２選択信号Ｖｇを生成する。
【０１９４】
図４８では、反転制御信号ＶＩＮＶがオフ（「０」）であり、反転動作は行われない。第３選択回路１５３は、式（５）に基づいて演算し、第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。図４９では、反転制御信号ＶＩＮＶがオン（「１」）であり、所定の符号が反転される。第３選択回路１５３は、式（５）に基づいて演算し、図４８に示す第２駆動信号Ｖｔｘ２とは反転された第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。言い換えると、反転制御信号ＶＩＮＶがオンになると、反転制御信号ＶＩＮＶがオフの場合に非選択の第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２が供給され、反転制御信号ＶＩＮＶがオフの場合に選択された第１電極Ｔｘに第２駆動信号Ｖｔｘ２が供給されない。これにより、検出装置１Ａは、検出領域ＦＡの全面についてＣＤＭ駆動を実行できる。
【０１９５】
図５０は、第３検出モードの、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図５１は、第３検出モードの、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【０１９６】
第３検出モードＭ３（図１０参照）では、検出装置１Ａは、検出領域ＦＡのうち一部分の第１部分領域ＦＡ１において指紋検出を行う。図５０に示すように、第１電極ブロック選択回路１５４は、マスク制御信号ＭＡＳＫ＿ＳＴＶに基づいて、全ての第１電極ブロックＢＫのうち、第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。第１電極ブロック選択回路１５４は、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ４に対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオフ（「０」）とする。これにより、一部の第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３が選択される。
【０１９７】
第２選択回路１５２は、選択された第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に対応する第２選択信号Ｖｇを生成する。第１選択回路１５１の第１選択信号Ｖｃは、図４８及び図４９と同様である。図５０では、反転制御信号ＶＩＮＶがオフ（「０」）であり、反転動作は行われない。第３選択回路１５３は、式（５）に基づいて演算し、第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。第３選択回路１５３は、選択された第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ３に第２駆動信号Ｖｔｘ２を供給する。図５１では、反転制御信号ＶＩＮＶがオン（「１」）であり、所定の符号が反転される。第３選択回路１５３は、式（５）に基づいて演算し、図５０に示す第２駆動信号Ｖｔｘ２とは位相が反転された第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。これにより、検出装置１Ａは、検出領域ＦＡの一部分の第１部分領域ＦＡ１においてＣＤＭ駆動を実行できる。
【０１９８】
図５２は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図５３は、第１検出モードのＴＤＭ駆動における、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【０１９９】
図５２に示すように、第１検出モードＭ１（図８参照）のＴＤＭ駆動では、第１選択回路１５１は、第１選択信号Ｖｃを全てオフ（「０」）とする。また、第２選択回路１５２は、第２選択信号Ｖｇを全てオン（「１」）とする。これにより、ＣＤＭ駆動は行われないようになる。そして、第１電極ブロック選択回路１５４は、第１電極ブロックＢＫのうち第１電極ブロックＢＫ２に対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。図５２では、反転制御信号ＶＩＮＶがオフ（「０」）であり、反転動作は行われない。このため、第１電極ブロック選択回路１５４により選択された第１電極ブロックＢＫ２に第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。第１電極ブロック選択回路１５４が、第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３、ＢＫ４を順次選択することにより、選択された第１電極ブロックＢＫごとに順次第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。図５２では、選択された第１電極ブロックＢＫ２において、全ての第１電極Ｔｘに同じ第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。図５３では、反転制御信号ＶＩＮＶがオン（「１」）である。このため、第１電極ブロック選択回路１５４により選択された第１電極ブロックＢＫ２に第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給されない。これにより、検出装置１Ａは、ＴＤＭ駆動のタッチ検出を実行できる。
【０２００】
図５４は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、反転制御信号がオフの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。図５５は、第１検出モードのＣＤＭ駆動における、反転制御信号がオンの場合での、各第１電極ブロックと、各選択信号の関係を示す表である。
【０２０１】
図５４に示すように、第１検出モードＭ１（図８参照）のＣＤＭ駆動では、第１電極ブロック選択回路１５４は、全ての第１電極ブロックＢＫに対応する第１電極ブロック選択信号Ｖｈをオン（「１」）とする。これにより、全ての第１電極ブロックＢＫが選択される。第１選択回路１５１は、第１選択信号Ｖｃを全てオフ（「０」）とする。つまり、第１電極ＴｘごとのＣＤＭ駆動は実行されないようになる。
【０２０２】
また、第２選択回路１５２は、第１電極ブロックＢＫごとに所定の符号に基づいて位相が定められた第２選択信号Ｖｇを出力する。図５４では、反転制御信号ＶＩＮＶがオフ（「０」）であり、反転動作は行われない。第３選択回路１５３は、式（５）に基づいて演算し、第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。これにより、所定の符号に基づいて選択された第１電極ブロックＢＫ１、ＢＫ３に第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。図５５では、反転制御信号ＶＩＮＶがオン（「１」）であり、所定の符号が反転される。第３選択回路１５３は、式（５）に基づいて演算し、第２駆動信号Ｖｔｘ２を生成する。これにより、所定の符号に基づいて選択された第１電極ブロックＢＫ２、ＢＫ４に第１駆動信号Ｖｔｘ１が供給される。第２選択回路１５２が、第１電極ブロックＢＫごとに第２選択信号Ｖｇの組み合わせのパターンを異ならせて第２選択信号Ｖｇを出力することで、ＣＤＭ駆動のタッチ検出が実行される。
【０２０３】
（第３実施形態）
図５６は、第３実施形態に係る第１電極選択回路のブロック図である。本実施形態の検出装置１Ｂにおいて、第１電極選択回路１５Ｂは、第１選択回路１５１と、第２選択回路１５２と、動作モード選択回路１５６と、を有する。第１選択回路１５１は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。第２選択回路１５２は、コードリセット信号ＣＯＤＥ＿ＲＳＴ、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶ、コードクロック信号ＣＯＤＥ＿ＣＫＶに基づいて、第１電極ブロックＢＫごとに順次選択する。なお、第２選択回路１５２は、ラッチ１６２（図１４参照）を有していない。
【０２０４】
動作モード選択回路１５６は、複数の接続切り換え回路１６８を有する。接続切り換え回路１６８は、選択信号Ｔｘ＿ＳＥＬに基づいて、各第１電極ブロックＢＫと、第１選択回路１５１及び第２選択回路１５２と、の接続を切り換える。第１検出モードＭ１（図８参照）では、接続切り換え回路１６８は、選択信号Ｔｘ＿ＳＥＬに基づいて、各第１電極ブロックＢＫと、第２選択回路１５２とを接続する。第２選択回路１５２は、コード制御信号ＣＯＤＥ＿ＳＴＶ、コードクロック信号ＣＯＤＥ＿ＣＫＶに応じて順次、第２選択信号Ｖｇを、接続切り換え回路１６８に出力する。これにより、第１電極ブロックＢＫが順次、選択され、第１電極選択回路１５Ｂは、選択された第１電極ブロックＢＫに第１駆動信号Ｖｔｘ１を供給する。
【０２０５】
第２検出モードＭ２（図９参照）では、接続切り換え回路１６８は、選択信号Ｔｘ＿ＳＥＬに基づいて、各第１電極ブロックＢＫと、第１選択回路１５１とを接続する。第１選択回路１５１は、第１リセット信号ＦＰＳ＿ＲＳＴ及び第１クロック信号ＦＰＳ＿ＣＬＫに基づいて、第１選択信号Ｖｃを生成する。第１選択信号Ｖｃは、第１電極Ｔｘごとに所定の符号に基づいて位相が定められた電圧信号である。接続切り換え回路１６８は、第１選択信号Ｖｃに基づいた第２駆動信号Ｖｔｘ２を各第１電極ブロックＢＫの第１電極Ｔｘに出力する。これにより、検出装置１Ｂは、検出領域ＦＡの全面についてＣＤＭ駆動を実行できる。
【０２０６】
また、第３検出モードＭ３（図１０参照）では、接続切り換え回路１６８は、選択信号Ｔｘ＿ＳＥＬに基づいて、一部の第１電極ブロックＢＫと、第１選択回路１５１とを接続する。これにより、第１電極選択回路１５Ｂは、選択された第１電極ブロックＢＫに第２駆動信号Ｖｔｘ２を出力する。これにより、検出装置１Ｂは、検出領域ＦＡのうち一部分の第１部分領域ＦＡ１において指紋検出を行う。
【０２０７】
本実施形態では、第３選択回路１５３及び第１電極ブロック選択回路１５４（図１４参照）が設けられていないため、第１電極選択回路１５Ｂの回路規模を抑制できる。
【０２０８】
（第４実施形態）
図５７は、第４実施形態に係る検出装置を有する表示装置の概略断面構造を示す断面図である。図５８は、第４実施形態に係る検出装置の平面図である。本実施形態の表示装置１００Ａは、表示パネル３０と検出装置１Ｃとが一体化した装置である。表示パネル３０と検出装置１Ｃとが一体化した装置とは、例えば、表示パネル３０又は検出装置１Ｃに使用される基板や電極の一部を兼用することを示す。
【０２０９】
具体的には、図５７に示すように、表示装置１００Ａは、画素基板２と、画素基板２に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に設けられた液晶層６とを備えている。
【０２１０】
画素基板２は、第１基板３１と、複数の画素電極３９と、複数の第１電極ＴｘＡと、絶縁層８５と、を含む。第１基板３１は、ＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）や各種配線が設けられた回路基板である。複数の画素電極３９は、第１基板３１の上方にマトリクス状に配列される。複数の第１電極ＴｘＡは、第１基板３１と画素電極３９との間に設けられている。絶縁層８５は、画素電極３９と第１電極ＴｘＡとを絶縁する。さらに、第１基板３１の下側には、接着層３６を介して偏光板３４が設けられている。
【０２１１】
対向基板３は、第２基板３２と、カラーフィルタ３８と、第２電極ＲｘＡと、を含む。
カラーフィルタ３８は、第２基板３２の一方の面に設けられる。第２電極ＲｘＡは、第２基板３２の他方の面に設けられる。さらに、第２基板３２の上には、第２電極ＲｘＡを覆う絶縁層８４が設けられる。絶縁層８４の上には、接着層３７を介して偏光板３５が設けられている。本実施形態において、第１基板３１及び第２基板３２は、例えば、ガラス基板又は樹脂基板である。
【０２１２】
第１基板３１には、ドライバＩＣ１９及びフレキシブルプリント基板７５Ａが接続される。第２基板３２には、フレキシブルプリント基板７５Ｂが接続される。ドライバＩＣ１９は、表示装置１００Ａの表示及び検出を制御する制御回路である。第１電極選択回路１５の一部、検出制御部１１及び検出部４０の機能の一部又は全部は、ドライバＩＣ１９に含まれていてもよく、又は、他のタッチＩＣや制御基板に設けられていてもよい。例えば、カウンタ回路１７、第１電極駆動回路１７０、ＡＦＥ回路４８の少なくともいずれかはドライバＩＣ１９、他のタッチＩＣ、制御基板に設けられてもよい。
【０２１３】
第１基板３１と第２基板３２とは、シール部８６により所定の間隔を設けて対向して配置される。第１基板３１、第２基板３２、及びシール部８６によって囲まれた空間に液晶層６が設けられる。液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図５７に示す液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
【０２１４】
第１基板３１の下方には、照明部が設けられる。照明部は、例えばＬＥＤ等の光源を有しており、光源からの光を第１基板３１に向けて射出する。照明部からの光は、画素基板２を通過して、その位置の液晶の状態により光が遮られて射出しない部分と射出する部分とが切り換えられることで、表示面に画像が表示される。なお、画素電極３９として、第２基板３２側から入射する光を反射する反射電極が設けられ、対向基板３側に透光性の第２電極ＲｘＡが設けられた反射型液晶表示装置の場合、第１基板３１の下方に照明部は設けなくてもよい。反射型液晶表示装置は、第２基板３２の上方にフロントライトを設けていてもよい。この場合、第２基板３２側から入射する光は、反射電極（画素電極３９）で反射されて、第２基板３２を通過して観察者の目に到達する。また、表示パネル３０（図５７参照）として有機ＥＬ表示パネルを用いた場合には、画素毎に自発光体を有しており、自発光体の点灯量を制御することにより画像が表示されるため、照明部は設ける必要がない。また、表示パネル３０として有機ＥＬ表示パネルを用いた場合には、表示機能層は画素基板２に含まれていてもよい。例えば、表示機能層である発光層が第１電極ＴｘＡと画素電極３９の間に配置されてもよい。
【０２１５】
図５８に示すように、表示装置１００Ａは、表示領域ＡＡに重畳する領域に複数の第１電極ＴｘＡ及び第２電極ＲｘＡが設けられている。複数の第１電極ＴｘＡは、それぞれ、表示領域ＡＡの一辺に沿った方向（第２方向Ｄｙ）に延出しており、表示領域ＡＡの他辺に沿った方向（第１方向Ｄｘ）において、間隔を設けて配列されている。複数の第１電極ＴｘＡは第１電極選択回路１５Ｃに接続されている。第１電極ＴｘＡは、例えば、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料が用いられる。
【０２１６】
複数の第２電極ＲｘＡは、それぞれ、第１方向Ｄｘに延出しており、第２方向Ｄｙにおいて、間隔を設けて配列されている。つまり、複数の第１電極ＴｘＡと、複数の第２電極ＲｘＡとは、平面視で交差するように配置されており、互いに重畳する部分で静電容量が形成される。複数の第２電極ＲｘＡは検出電極選択回路１６Ｂに接続されている。第２電極ＲｘＡは、例えば、金属材料が用いられる。第２電極ＲｘＡは、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料であってもよい。
【０２１７】
第１基板３１には、さらに、ゲートドライバ１２０及びソースドライバ１２１が設けられている。ゲートドライバ１２０は、表示パネル３０の、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。ソースドライバ１２１は、表示パネル３０の、各画素に画素信号を供給する回路である。
【０２１８】
表示動作の際に、ゲートドライバ１２０は、画素のうちの１水平ラインを表示駆動の対象として順次選択する。また、表示装置１００Ａは、１水平ラインに属する画素に対して、ソースドライバ１２１が画素信号を供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この際、ドライバＩＣ１９は、全ての第１電極ＴｘＡに表示駆動信号を印加する。つまり、第１電極ＴｘＡは、複数の画素に共通電位を与える共通電極として機能する。
【０２１９】
また、検出動作の際には、第１電極選択回路１５Ｃは、所定の符号に基づいて位相が定められた第２駆動信号Ｖｔｘ２を第１電極ＴｘＡに供給する。これにより、ＣＤＭ駆動が行われる。また、第１電極選択回路１５Ｃは、第１駆動信号Ｖｔｘ１を第１電極ブロックＢＫごとに供給する。第１電極選択回路１５Ｃは、第１実施形態から第３実施形態のいずれかと同様の構成である。
【０２２０】
第１電極ＴｘＡと第２電極ＲｘＡとの間の容量変化に応じた信号が第２電極ＲｘＡから出力される。検出電極選択回路１６Ｂは、所定の符号に基づいて、第２電極ＲｘＡを選択する。これにより、タッチ検出又は指紋検出が行われる。
【０２２１】
表示装置１００Ａにおいて、表示動作と検出動作とは、時分割に行ってもよい。表示動作と検出動作とはどのように分けて行ってもよいが、例えば、表示パネル３０の１フレーム期間、すなわち、一画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出動作と表示動作とをそれぞれ複数回に分割して行う。
【０２２２】
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】
【０２２３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  検出装置
１０  センサ部
１１  検出制御部
１２  第１符号生成回路
１３  第２符号生成回路
１４  第３符号生成回路
１５  第１電極選択回路
１６  検出電極選択回路
１７  カウンタ回路
２１  センサ基板
２３ａ、２３ｂ  電極部
２４  接続部
３０  表示パネル
３１  第１基板
３２  第２基板
３９  画素電極
４０  検出部
５１、５２、５４−１、５４−２  排他論理和回路
１００、１００Ａ  表示装置
１０１  カバー部材
１５１  第１選択回路
１５２  第２選択回路
１５３  第３選択回路
１５４  第１電極ブロック選択回路
１５８  第４選択回路
ＢＫＬ  駆動信号供給線ブロック
ｓＢＫＬ  駆動信号供給線部分ブロック
Ｌｓｉｇ  出力信号線
Ｖｃ  第１選択信号
Ｖｄ  第１部分選択信号
Ｖｆ  第２部分選択信号
Ｖｇ  第２選択信号
Ｖｈ  第１電極ブロック選択信号
Ｖｋ  第３選択信号
Ｖｉ  第４選択信号
Ｖｓ、ＶＩＮＶ  反転制御信号
Ｖｔｘ１  第１駆動信号
Ｖｔｘ２  第２駆動信号
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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