(57)【要約】【課題】  処理情報の増大を抑制して、処理システムの簡素化を図ることが可能な入力装置，電子装置及び入力装置の駆動方法を提供する。【解決手段】  入力装置１００は、マトリクス状に配置される複数の静電容量検出回路３１と、この静電容量検出回路３１からの検出情報を出力する駆動回路４０とを備える。出力処理部１６０は、複数回のフィールド走査による静電容量検出回路３１からの指紋情報の読み出しにより、静電容量検出回路３１を部分的に特定して、処理対象となる検出情報だけを取り出す。【選択図】  図１
2005049193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置される複数のセンサセルと、前記各センサセルからの検出情報を出力する出力手段とを備えた入力装置において、
複数回のフィールド走査によって、前記センサセルから検出情報を読み出し、該センサセルを部分的に特定して処理対象となる検出情報を取り出す選択手段を備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記選択手段は、第１回のフィールド走査により全ての前記センサセルからの検出情報を読み出して、次に選択すべき特定のセンサセルを決定する前処理手段と、第２回以降のフィールド走査により前記特定のセンサセルから検出情報を取り出す後処理手段とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記前処理手段は、全ての前記センサセルから読み出した検出情報を予め定めた閾値と比較して、次に選択すべき特定のセンサセルを決定するものであることを特徴とする請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
複数の走査線と複数のデータ線との交差部に対応して前記センサセルを夫々設け、前記走査線を走査する走査ドライバと、前記データ線を前記出力手段に接続するデータドライバとを備えると共に、
前記後処理手段は、前記特定のセンサセルに対応する前記走査線だけを走査し、前記特定のセンサセルに対応する前記データ線だけから検査情報を取り出せるように、前記走査ドライバと前記データドライバを駆動させるものであることを特徴とする請求項２及び３記載の入力装置。
【請求項５】
複数の走査線と複数のデータ線との交差部に対応して前記センサセルを夫々設け、前記走査線を順に走査する走査ドライバと、前記データ線を前記出力手段に順に接続するデータドライバとを備えると共に、
前記後処理手段は、前記特定のセンサセル以外に対応する走査線を、前記特定のセンサセルに対応する走査線よりも走査速度を高速にして、全ての前記走査線を走査し、前記特定のセンサセルに対応する前記データ線から検査情報を取り出せるように、前記走査ドライバと前記データドライバを駆動させるものであることを特徴とする請求項２及び３記載の入力装置。
【請求項６】
前記センサセルは指紋の凹凸を検出するものであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の入力装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載された入力装置のいずれかひとつを有することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
マトリクス状に配置される複数の各センサセルから検出情報を出力する入力装置の駆動方法において、
前記センサセルに対し複数回のフィールド走査を行なって、該センサセルから検出情報を読み出し、
この読み出した検出情報を基に前記センサセルを部分的に特定して、該特定したセンサセルから処理対象となる検出情報を取り出すことを特徴とする入力装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、特にはマトリクス状にセンサセルを配置した入力装置、電子機器及び入力装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マトリクス状にセンサセルを配置した入力装置としては、例えば、指紋センサ（例えば、特許文献１〜４）や椅子に座ったときの圧力分布を測定する座圧センサなどがある。指紋センサの用途は、従来から、機密性の高い部屋へ入室する人が本人であることを認証する装置に使用する目的が主であったが、例えば半導体を使った静電容量式指紋センサ（例えば、特許文献２〜４）が小型軽量で安価にできるようになり、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯用パソコンなどの携帯用小型電子機器やＩＣカードなどへの用途が考えられている。その他、据え置き型の電子装置であっても、個人用途でプライバシーを守るために、本人を特定するための指紋センサが使われる。
【０００３】
従来の半導体を使った静電容量式指紋センサは、２０ｍｍ×２０ｍｍ位の単結晶シリコンに形成されていた。静電容量式指紋センサの構造と検出原理は、半導体の表面に形成されたマトリクス状のセンサセルに作られた電極と、その電極上の誘電体薄膜を介して指紋の凹凸との間に発生する静電容量の分布をトランジスタ回路で検出するようになっている。検出されたセンサセルの情報は、走査線でマトリクス状のセンサセルを順に走査して、データ線で順にセンサセルの出力端に接続して出力される（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１１８４１５号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６６０８号公報
【特許文献３】特開２００１−５６２０４号公報
【特許文献４】特開２００１−１３３２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これら従来の静電容量式指紋センサは、単結晶シリコン基板上にセンサ電極や誘電体膜が設けられているため、検出面である誘電体膜に指を強く押し付けるとシリコン基板が割れてしまい、耐久性に劣る。更に、指紋センサはその用途から必然的に２０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさが求められ、膨大なエネルギーと労力を要して作成された単結晶シリコン基板に形成した場合、高価になるとの課題を有する。
【０００５】
上記課題を解決する方法として、本願出願人は先にＭＩＳ型薄膜半導体装置（信号増幅用ＴＦＴ）をセンサセルとして用いることにより、安価で耐久性に優れるガラス基板やプラスチック基板にも形成し得る静電容量式指紋センサを提案している。しかし、こうした指紋センサは、マトリクス状に配置された各センサセルの全てから指紋の凹凸情報（指紋情報）が読み出される構成となっている。一方、指紋認証を行なうに際しては、指中央部のみの指紋情報を利用して認証処理を行なうことが場合が多い。そのため、全てのセンサセルからの指紋情報を読み出して認証処理を行なうと、処理情報の増大に伴ない指紋認証の処理システムが複雑になるとの課題を有していた。
【０００６】
そこで本発明は上述の諸事情を鑑み、処理情報の増大を抑制して、処理システムの簡素化を図ることが可能な入力装置、電子機器及び入力装置の駆動方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における入力装置は、マトリクス状に配置される複数のセンサセルと、前記各センサセルからの検出情報を出力する出力手段とを備えた入力装置において、複数回のフィールド走査によって、前記センサセルから検出情報を読み出し、該センサセルを部分的に特定して処理対象となる検出情報を取り出す選択手段を備えたものである。
【０００８】
また本発明における入力装置の駆動方法は、マトリクス状に配置される複数の各センサセルから検出情報を出力する入力装置の駆動方法において、前記センサセルに対し複数回のフィールド走査を行なって、該センサセルから検出情報を読み出し、この読み出した検出情報を基に前記センサセルを部分的に特定して、該特定したセンサセルから処理対象となる検出情報を取り出すことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ｍ行ｎ列に配置された複数のセンサセルに対し、複数回のフィールド走査が行なわれる。その際に読み出された検出情報は、全てのセンサセルから必要なセンサセルを部分的に特定するのに利用され、この特定したセンサセルからの検出情報だけで、各種の処理動作が行なわれる。従って、処理情報を必要最小限に抑制して処理システムの簡素化を図ることが可能になる。
【００１０】
本発明の入力装置は、前記選択手段が、第１回のフィールド走査により全ての前記センサセルからの検出情報を読み出して、次に選択すべき特定のセンサセルを決定する前処理手段と、第２回以降のフィールド走査により前記特定のセンサセルから検出情報を取り出す後処理手段とにより構成される。
【００１１】
また本発明における入力装置の駆動方法は、マトリクス状に配置される複数の各センサセルから検出情報を出力する入力装置の駆動方法において、前記センサセルに対し第１回のフィールド走査を行なって、全ての前記センサセルから検出情報を読み出し、この読み出した検出情報を基に次に選択すべき部分的な特定のセンサセルを決定する第１の手順と、第２回以降一乃至複数のフィールド走査を行ない、前記特定のセンサセルから処理対象となる検出情報を取り出す第２の手順とを順に行なうことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、全ての前記センサセルからの検出情報を読み出すのは、最初に行なわれる第１回目のフィールド走査だけで、その後は部分的に特定した処理対象となるセンサセルの検出情報だけが取り出される。即ち、僅か１回のフィールド走査で処理対象となるセンサセルを特定することができる。
【００１３】
本発明における前記前処理手段は、全ての前記センサセルから読み出した検出情報を予め定めた閾値と比較して、次に選択すべき特定のセンサセルを決定するように構成される。
【００１４】
また本発明における入力装置の駆動方法は、前記第１の手順で、全ての前記センサセルから読み出した検出情報を予め定めた閾値と比較して、次に選択すべき部分的な特定のセンサセルを決定することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、全てのセンサセルから読み出された検出情報を基に、予め定めた閾値との比較によるより正確なセンサセルの特定が可能になる。
【００１６】
本発明では、複数の走査線と複数のデータ線との交差部に対応して前記センサセルを夫々設け、前記走査線を走査する走査ドライバと、前記データ線を前記出力手段に接続するデータドライバとを備えると共に、前記後処理手段は、前記特定のセンサセルに対応する前記走査線だけを走査し、前記特定のセンサセルに対応する前記データ線だけから検査情報を取り出せるように、前記走査ドライバと前記データドライバを駆動させる構成とするのが好ましい。
【００１７】
また本発明における入力装置の駆動方法では、前記センサセルは複数の走査線と複数のデータ線との交差部に夫々設けられ、前記第２の手順で、前記特定のセンサセルに対応する前記走査線だけを走査し、前記特定のセンサセルに対応する前記データ線から検査情報を取り出すのが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、第２回以降のフィールド走査では、特定のセンサセルに対応する走査線だけを選択して走査が行なわれ、対応するデータ線のみを出力手段に繋いで検出情報が取り出される。しかし、それ以外のセンサセルに対応する走査や、検出情報を取り出す動作は全く行なわれない。こうして、各センサセルに対する走査と、データ線からの検出情報の取り出しに関し、不要な動作を削減して、センサセルを駆動する上での低消費電力化を図ることが可能になる。
【００１９】
本発明では、複数の走査線と複数のデータ線との交差部に対応して前記センサセルを夫々設け、前記走査線を順に走査する走査ドライバと、前記データ線を前記出力手段に順に接続するデータドライバとを備えると共に、前記後処理手段は、前記特定のセンサセル以外に対応する走査線を、前記特定のセンサセルに対応する走査線よりも走査速度を高速にして、全ての前記走査線を走査し、前記特定のセンサセルに対応する前記データ線から検査情報を取り出せるように、前記走査ドライバと前記データドライバを駆動させる構成とするのが好ましい。
【００２０】
また本発明における入力装置の駆動方法では、前記センサセルは複数の走査線と複数のデータ線との交差部に夫々設けられ、前記第２の手順で、前記特定のセンサセル以外に対応する走査線を、前記特定のセンサセルに対応する走査線よりも走査速度を高速にして、全ての前記走査線を走査し、前記特定のセンサセルに対応する前記データ線から検査情報を取り出すのが好ましい。
【００２１】
本発明によれば、第２回以降のフィールド走査では、全ての走査線について順に走査を行なうが、検出情報を取り出さないセンサセルに対応する走査線の走査速度を、検出情報を取り出すセンサセルに対応する走査線よりも高速にして、特定のセンサセルから検出情報を取り出す。こうして、各センサセルに対する走査と、データ線からの検出情報の取り出しに関し、不要な動作を削減して、センサセルを駆動する上での低消費電力化を図ることが可能になる。
【００２２】
上記各発明において、センサセルは様々な物理量を検出できるが、とりわけ指紋の凹凸を検出する指紋センサに適用するのが好ましい。こうすれば、指の指紋を検出情報とした種々の制御が可能になる。また、指紋情報を出力する指紋センサを用いることで、超小型且つ超軽量な入力装置を提供できる。
【００２３】
また本発明は、指紋センサを備えた入力装置を、各種の電子機器に組み込んでもよい。
【００２４】
このような電子機器としては、例えばスマートカード，ＰＤＡ，携帯電話等がある。いずれの場合も、超小型且つ超軽量な電子機器としての提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来のセンサ部の回路構成をそのまま用いつつ、従来とは異なる新規な駆動方法を採用することにより、認証に必要となる被検出部の特定箇所を部分的に選択する方法について夫々記述する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、入力装置のセンサ部となる静電容量式指紋センサ１のブロック図である。指紋センサ１は、データ線３７を選択するためのデータドライバ１０と、走査線３６を選択するための走査ドライバ２０と、被検出物である指紋の検出領域として形成されるアクティブマトリクス部３０と、このアクティブマトリクス部３０からの検出信号を増幅するための増幅回路４０とにより構成される。指の表面形状を採取する情報採取部としてのアクティブマトリクス部３０は、ｍ行ｎ列のマトリクス（行列）状に配置されたｍ本（ｍは２以上の整数）の走査線３６と、ｎ本（ｎは２以上の整数）のデータ線３７、及び走査線３６とデータ線３７との交点に設けられたセンサセルに相当する静電容量検出回路３１を最小限の構成要素としている。また、各静電容量検出回路３１には低電位側電源（図示せず）に繋がる供給線３９がそれぞれ接続され、アクティブな走査線３６に発生する高電位ＶＤＤと、供給線３９に発生する低電位ＶＳＳとの電位差が、静電容量検出回路３１に印加される構成となっている。
【００２７】
前記データドライバ１０は、デジタルコード信号により任意のデータ線３７を選択するためのデータデコーダ５１と、各データ線３７にスイッチ素子１４を夫々挿入接続して構成されるアレイ状のアナログスイッチ１２からなる。また、各データ線３７の一端は共通するデータ幹線３８に接続され、このデータ幹線３８が増幅回路４０の入力側に接続される。Ｎ個のスイッチ素子１４は、データデコーダ５１から順次適時選択信号が入力され、結果として選択されたデータ線３７とデータ幹線３８との電気的な導通が順次取られて行く。走査ドライバ２０は、デジタルコード信号により任意の走査線３６を選択するための走査デコーダ５２により構成され、これによりアクティブな走査線３６と選択されたデータ線３７との交点にある静電容量検出回路３１から、データ幹線３８を通して増幅回路４０に検出情報が取り出される。
【００２８】
静電容量検出回路３１は、アクティブマトリクス部３０においてｍ行ｎ列のマトリクス状に配置され、被検出物との距離に応じて変化する静電容量を検出する。より具体的には、図２に示すように、選択素子である選択トランジスタ３２と、例えば指紋のような被検出物の表面の凹凸形状に依存して静電容量Ｃｄが変化する信号検出素子３３と、信号増幅素子である信号増幅トランジスタ３４と、固定の静電容量Ｃｓを持つ基準コンデンサ３５を含んで構成される。信号増幅トランジスタ３４は、好ましくはゲート電極とゲート絶縁膜と半導体膜とからなる信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置から構成される。また選択トランジスタ３２は、好ましくはゲート電極とゲート絶縁膜と半導体膜とからなる選択用ＭＩＳ型薄膜半導体装置から構成される。本発明では、信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のドレインが選択用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のソースに接続され、信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のソースが供給線３９に接続され、信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のゲート電極が信号検出素子３３を構成する容量検出電極と基準コンデンサ３５との接続点に接続される（図２ではＭＩＳ型薄膜半導体装置のソースをＳ、ドレインをＤ、ゲート電極をＧと表示している）。こうして選択用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のソースと供給線３９とは、容量検出電極にて検出された電荷Ｑに感応する信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置を介在してお互いに接続される。また本発明では、選択用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のドレインがデータ線３７に接続され、選択用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のゲート電極が走査線３６と基準コンデンサ３５の一端に接続される。
【００２９】
本発明では、静電容量Ｃｓを持つコンデンサと、被検出物の表面形状に応じて変化する静電容量Ｃｄを持つコンデンサとの間に発生した電荷Ｑにより、信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のゲート電位を変化させる。そして、選択用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のドレイン・ソース間を導通させて、信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のドレインに所定の電圧を印加すると、誘起された電荷Ｑに応じて信号増幅用ＭＩＳ型薄膜半導体装置のドレイン・ソース間に流れる電流Ｉが著しく増幅される。誘起された電荷Ｑ自体は何処にも流れずに保存されるので、ドレイン電圧を高くしたり或いは測定時間を長くする等で電流Ｉの測定も容易になる。
【００３０】
上記金属−絶縁膜−半導体膜から成るＭＩＳ型薄膜半導体装置は、通常ガラス基板に作成されるために、大面積を要する半導体集積回路を安価に製造する技術として知られ、具体的に昨今では液晶表示装置等に応用されている。従って指紋センサ等に適用される静電容量検出回路３１を薄膜半導体装置にて作成すると、単結晶シリコン基板と云った多大なエネルギーを消費して作られた高価な基板を使用する必要がなく、貴重な地球資源を消費することなく安価に当該装置を作成し得る。また、薄膜半導体装置はＳＵＦＴＬＡ（特開平１１−３１２８１１号公報やS. Utsunomiya et. al. Society for Information Display p.916(2000)）と呼ばれる転写技術を適用する事で、半導体集積回路をプラスチック基板上に作成できるので、静電容量検出回路３１も単結晶シリコン基板から解放されて、プラスチック基板上に形成し得るのである。
【００３１】
図３は、増幅回路４０の回路図である。増幅回路４０は、二段のカレントミラー回路４１，４２にて構成され、一段目のカレントミラー回路４１の一部が前記静電容量検出回路３１により置き換えられた構成となっている。より具体的には、カレントミラー回路４１は静電容量検出回路３１の他に、Ｐチャンネルトランジスタ６１〜６５と、Ｎチャンネルトランジスタ６６，６７とを備え、高電位ＶＤＤラインと低電位ＶＳＳラインとの間に、トランジスタ６１，選択トランジスタ３２及び信号増幅トランジスタ３４を順に接続した直列回路と、トランジスタ６４，６６，６７を順に接続した直列回路が夫々接続される。また、トランジスタ６１，３２との接続点とトランジスタ６４，６６の接続点との間に、トランジスタ６５のドレイン・ソースが夫々接続され、トランジスタ６１，６４，６５の各ゲートにクロックＣＬＫが与えられる。高電位ＶＤＤラインとトランジスタ６５のドレイン，及び高電位ＶＤＤラインとトランジスタ６５のソースとの間には、トランジスタ６２，６３のドレインが夫々接続され、これらのトランジスタ６２，６３のゲートがトランジスタ６３のドレインに接続される。そして、クロックＣＬＫがＨ（高）レベルのときに、静電容量検出回路３１のトランジスタ３２，３４に流れ込む電流量Ｉと、トランジスタ６７のゲートに与えられる基準電圧ＶＲにより、トランジスタ６６，６７に流れ込む電流量Ｉ’との差が、トランジスタ６５のドレイン・ソース間に電圧として発生するようになっている。
【００３２】
一方、二段目のカレントミラー回路４２は、Ｐチャンネルトランジスタ６８〜７０と、Ｎチャンネルトランジスタ７１〜７３とを備え、トランジスタ６８，７１の直列回路と、トランジスタ６９，７２の直列回路が、高電位ＶＤＤラインとトランジスタ７３のドレインとの間に夫々接続される。また、トランジスタ６８，７１の接続点とトランジスタ６９，７２の接続点との間に、トランジスタ７０のドレイン・ソースが夫々接続され、トランジスタ７０，７３の各ゲートにクロックＣＬＫが与えられる。更に、トランジスタ６８，６９のゲートがトランジスタ６９のドレインに接続され、トランジスタ７３のソースが低電位ＶＳＳラインに接続される。そして、クロックＣＬＫがＨレベルのときに、前記電流量ＩとＩ’との差に見合う電圧がトランジスタ７１，７２の各ゲートに印加され、トランジスタ６８，７１の接続点から増幅された出力ＯＵＴが取り出される。なお、図中に示す増幅回路４０はあくまでも一例であり、他の回路構成に適宜置き換えてもよい。
【００３３】
上記指紋センサ１の動作について説明すると、走査ドライバ２０に与えられるデジタルコード信号により、ｍ本の走査線３６の中から特定の１本の走査線３６が順次選択されると、当該走査線３６がアクティブになって高電位ＶＤＤとなる。その結果、当該走査線３６に繋がる静電容量検出回路３１の選択用増幅トランジスタ３２がオン状態となる。一方、信号増幅トランジスタ３４のゲート電圧は、信号増幅トランジスタ３４自身に寄生する容量Ｃｔ（図２参照）及び基準コンデンサ３５の容量Ｃｓと、信号検出素子３３の容量Ｃｄとの容量比により定まる。
【００３４】
指紋の山（凸部）が静電容量検出回路３１の表面に接した時は、信号検出素子３３の容量Ｃｄが容量Ｃｔ，Ｃｓに対し十分大きくなり、信号増幅トランジスタ３４のゲート電圧はＧＮＤ（グランド）電位に近づく。その結果、信号増幅トランジスタ３４は略オフ状態となり、信号増幅トランジスタ３４のドレイン・ソース間には極めて微弱な電流Ｉが流れる。この電流Ｉを測定することで、測定箇所が指紋パターンの山であることが判定できる。反対に、指紋の谷（凹部）が静電容量検出回路３１の表面に対向した時は、信号検出素子３３の容量Ｃｄが容量Ｃｔ，Ｃｓに対し十分小さくなり、信号増幅トランジスタ３４のゲート電圧は高電位ＶＤＤに近づく。その結果、信号増幅トランジスタ３４は略オン状態となり、信号増幅トランジスタ３４のドレイン・ソース間には大きな電流Ｉが流れる。この電流Ｉを測定することで、測定箇所が指紋パターンの谷であることが判定できる。
【００３５】
ここで、信号増幅トランジスタ３４のソースは低電位ＶＳＳの供給線３９と接続されているため、電流Ｉの流れる向きはデータ線３７から静電容量検出回路３１へと流れ込む方向となる。上記特定の走査線３６がアクティブな状態において、データドライバ１０に与えられるデジタルコード信号により、データ線３７と増幅回路４０とを結ぶｎ個のアナログスイッチ１２の中から、特定の１個のアナログスイッチ１２が順次選択されアクティブになる。その結果、増幅回路４０から該アクティブなアナログスイッチ１２を通って静電容量検出回路３１に向けて、指紋の凹凸情報に応じた電流Ｉが流れる。静電容量検出回路３１からの検出情報を出力する出力部としての増幅回路４０は、前述の通り二段のカレントミラー回路４１，４２にて構成される。一段目のカレントミラー回路４１において、ＨレベルのクロックＣＬＫが与えられている時に、静電容量検出回路３１に向けて流れ込む電流量Ｉと、基準電圧ＶＲによりトランジスタ６６，６７に流れ込む電流量Ｉ’との比較が行なわれる。この比較結果は、二段目のカレントミラー回路４１においてトランジスタ７１，７２の各ゲートに印加され、増幅された出力ＯＵＴが取り出される。
【００３６】
ここで、増幅回路４０の構成をより詳細に説明する。クロックＣＬＫがＬレベルのときには、トランジスタ６１と６４が共にオンになる。また、トランジスタ６５も導通し、トランジスタ６５の両端（ソース及びドレイン）はいずれもＨレベルになる。この電圧が２段目のカレントミラー回路４２に印加されるが、この２段目のカレントミラー回路４２においてはトランジスタ７３がオフで、トランジスタ７０がオンしているので、出力はトランジスタ６８，６９の閾値電圧（スレッシュホルド電圧）に近くなる。
【００３７】
一方、クロックＣＬＫがＨレベルのときには、トランジスタ６１と６４が共にオフになる。また、トランジスタ６５もオフになり、トランジスタ６５の両端（ソース及びドレイン）に、静電容量検出回路のトランジスタ３２，３４に流れる電流Ｉと、トランジスタ６７のゲートに与えられる基準電圧ＶＲによりトランジスタ６６，６７に流れる電流I’との差がトランジスタ６５の両端（ソース及びドレイン）に生じる。この電圧が２段目のカレントミラー回路４２のトランジスタ７１，７２のゲートに印加される。トランジスタ７３はオンして一種の抵抗として機能し、トランジスタ７０はオフしている。従って、トランジスタ７１，７２のゲートに加わる電圧が増幅されて、トランジスタ７１のドレインから出力される。
【００３８】
以上の動作を、アクティブマトリクス部３０内において、ｍ行ｎ列に設けられた静電容量検出回路３１の各々に対し繰返し実施することで、アクティブマトリクス部３０の表面に当接した指紋パターンの検出が実現される。より具体的には、例えば第１行の各列に位置する静電容量検出回路３１から順に指紋の凹凸を検出した後、第２行の指紋の凹凸を検出するといったように、センサセル毎に指紋の凹凸を検出してゆく。その結果、指紋センサ１を用いて周期的に指紋画像を取り込むことができる。
【００３９】
静電容量検出回路３１は上述したＳＵＦＴＬＡ技術を用いて、プラスチック基板上に形成され得る。単結晶シリコン技術に基づく指紋センサは、プラスチック上では直ぐに割れてしまったり、或いは十分な大きさを有しないために実用性に乏しい。これに対して本実施例によるプラスチック基板上の静電容量検出回路３１は、プラスチック基板上で指を被うに十分大きい面積としても割れる心配がなく、プラスチック基板上での指紋センサ１として利用し得る。
【００４０】
指紋センサ１から読み出される検出情報（指紋情報）は、この指紋センサ１に接続する様々な処理システムに利用することができる。図４は、指紋センサ１を含む入力装置の概要構成を示している。本実施例における入力装置１００は、登録した指紋データの画像と、指紋センサ１から取り込まれる指紋情報の画像とを比較し、その比較結果に応じて制御情報としての認証情報を出力する。また本実施例では、処理システムからデータドライバ１０と走査ドライバ２０に、どの位置にある静電容量検出回路３１からどのような順番で指紋情報を取り出すのかを指令するデジタルコード信号を出力できるようになっている。そのため、ここでの入力装置１００は、指紋情報取込部としての指紋センサ１の他に、指紋情報解析部１３０、指紋データ登録部１４０、指紋データ記憶部１５０、出力処理部１６０を含む。
【００４１】
指紋情報解析部１３０は、指紋センサ１から取り込んだ１フィールド毎の指紋情報を解析し、その解析結果を出力処理部１６０に対して出力する。指紋データ登録部１４０は、上述の指紋データを登録する処理を行なう。より具体的には、指紋データ登録部１４０は、指紋センサ１から取り込まれる被検出部の各部位の出力ＯＵＴを繋ぎ合せて１つの指紋データとし、これを登録する。また指紋データ記憶部１５０は、指紋データ登録部１４０で登録された指紋データを記憶する。出力処理部１６０は、指紋センサ１から取り込んだ指紋情報と、指紋データ記憶部１５０に記憶された指紋データとを照合する認証処理を行なう認証回路を含む。この認証回路は、図中の認証手段１６２に相当する。また出力処理部１６０は、認証手段１６２による認証処理の結果を認証情報として出力する認証情報出力手段１６４を備える。
【００４２】
特に本実施例の認証手段１６２は、出力処理部１６０における処理情報の増大を抑制して処理システムの簡素化を図るための選択手段１７０を備えている。この選択手段１７０は、指紋センサ１に供給するデジタルコード信号ＤＣＯＤＥに基づく複数回のフィールド走査により、ｍ行ｎ列に配置された静電容量検出回路３１の全て又は一部から指紋情報を読み出し、指紋認証に必要な位置にある静電容量検出回路３１を特定する。そして、この特定された静電容量検出回路３１から、指紋認証の処理対象となる検出情報を効率よく取り出す機能を有する。即ち選択手段１７０を付加することにより、複数回のフィールド走査によって検出部から取り出される検出情報に基づき、処理対象として必要な検出部の位置を特定して、その特定した検出部だけから効率的に検出情報を取り出すようになっている。
【００４３】
選択手段１７０は、指紋センサ１に対し複数回のフィールド走査を行なうデジタルコード信号ＤＣＯＤＥを供給する。ここでは機能上、第１回のフィールド走査を行なう前処理手段１７２と、第２回以降の一乃至複数回のフィールド走査を行なう後処理手段１７４を備えて構成される。前処理手段１７２は、第１回のフィールド走査により全ての静電容量検出回路３１からの指紋情報を読み出し、この読み出した指紋情報と指紋データ記憶部１５０に予め記憶された閾値となる指紋データとの比較によって、次に選択すべき特定の静電容量検出回路３１を決定する。これにより、全ての静電容量検出回路３１からの指紋情報を基に、予め定めた閾値との比較によるより正確な静電容量検出回路３１の特定が可能になる。また後処理手段１７４は、第２回以降のフィールド走査により特定の静電容量検出回路３１から指紋認証の処理対象となる指紋情報を取り出す。特に本実施例では、後処理手段１７４からデータドライバ１０及び走査ドライバ２０に与えられるデジタルコード信号により、処理対象となる特定の静電容量検出回路３１に対応した走査線３６だけが走査され、且つ特定の静電容量検出回路３１に対応したデータ線３７だけが、スイッチ素子１４によりデータ幹線３８と接続される。即ち、特定の静電容量検出回路３１以外の静電容量検出回路３１は、走査ドライバ２０による走査も、データドライバ１０による指紋情報の取り出しも行なわない。これにより、指紋センサ１における不要な動作を削減し、静電容量検出回路３１を駆動する上での低消費電力化を図っている。
【００４４】
上記構成の入力装置１００は、個人認証機能を兼ね備えたスマートカードに適用される。スマートカードはキャッシュカード（bankcard）やクレジットカード（credit card）、身分証明書（Identity card）等で使用され、これらのセキュリティレベルを著しく高めた上で尚、個人指紋情報をカード外に流出させずに保護するとの優れた機能を有する。図６は、スマートカード８１への適用例を示したものである。カード母材８０の表面上には、静電容量式の指紋センサ１、ＩＣチップ８２、例えば液晶パネル等の表示装置８３が夫々設けられる。ＩＣチップ８２には、前記図４に示す指紋センサ１以外の入力装置１００の各部が埋め込まれる。
【００４５】
個人認証を行なわないカードでは、予めカードに記憶登録された暗証番号と、カード使用者が入力した暗証番号が等しい場合に、そのカードを使用できる。そのため、カード所有者以外でも暗証番号を知ることができれば、カードを不正使用することが可能である。一方、指紋センサ１による個人認証を行なうカードでは、予めカード内のメモリに蓄えられた指紋データと、指紋センサ１からの指紋情報が合致した場合にのみ暗証番号を発行する。この発行された暗証番号と、カード使用者が入力した暗証番号が等しければ、そのカードを使用できる。
【００４６】
図６は、本実施例における入力装置１００の処理フローを示すものである。図６に示す処理を実行するためのプログラムは、前記ＩＣチップ８２内の記憶手段（図示せず）に格納される。同じＩＣチップ８２に設けられるＣＰＵ（図示せず）は、このプログラムに従って処理を行なう。
【００４７】
先ず入力装置１００は、指紋データ登録部１４０が処理実行する登録モードにおいて、取り込み対象となるユーザの指紋登録を行なう。その際、３次元形状の指の指紋について、１枚の画像を指紋データとして登録する。そのため指の各部位の画像を取り込んで、１つの指紋データを生成する。指紋データ登録部１４０は、指をアクティブマトリクス部３０の表面（検出面）に対し自然な角度で押し当てたときの指紋センサ１からの指紋情報を取り込む。同様に、指を最大限左に傾けた状態と、指を最大限右に傾けた状態と、指を最大限手前に傾けた状態と、指を最大限奥に傾けた状態の各指紋情報を夫々取り込む。指紋データ登録部１４０は、これら５つの指紋情報により得られる指紋の画像を繋ぎ合せて、１つの登録指紋画像である指紋データを生成し、これを指紋データ記憶部１５０に記憶する（ステップＳ４００）。
【００４８】
上記指紋データの登録を行なった後、出力処理部１６０の認証手段１６２による指紋認証が行なわれる。認証手段１６２は、指紋認証の処理を行なうに際し、指紋センサ１に対し複数回のフィールド走査を行なって、検出面に指を置いた指紋センサ１から指紋情報を読み出す。このときの指紋センサ１における走査ドライバ２０のタイミングチャートを図７に示す。併せて、指紋認証に必要な指紋情報の取り出し位置の概念図を図８に示す。走査ドライバ２０に接続するｍ本の走査線３６は、ＹＳＥＬ１，ＹＳＥＬ２，…，ＹＳＥＬ｛ｍ−１｝，ＹＳＥＬ｛ｍ｝の順に並んで構成される。また、データドライバ１０に接続するｎ本のデータ線３７は、ＸＳＥＬ１，ＸＳＥＬ２，…，ＸＳＥＬ｛ｎ−１｝，ＸＳＥＬ｛ｎ｝の順に並んで構成され、これらの格子状に配列された走査線３６及びデータ線３７によって、アクティブマトリクス部３０に読み出し領域Ａ１が形成される。
【００４９】
認証手段１６２は認証対象位置を探索するために、ステップＳ４１０において、認証手段１６２を起動した直後の第１フィールドの走査で、アクティブマトリクス部３０に配置された全ての静電容量検出回路３１から、指紋の凹凸情報を読み出す。この動作は、前処理手段１７２によって行なわれる。前処理手段１７２は、ＹＳＥＬ１，ＹＳＥＬ２，…，ＹＳＥＬ｛ｍ−１｝，ＹＳＥＬ｛ｍ｝の順に、全ての走査線３６を順次選択して、その選択した走査線３６に高電位ＶＤＤの電源電圧を供給するように、走査ドライバ２０に対しデジタルコード信号を出力する（図７の第１フィールド参照）。そして、データドライバ１０に与えられるデジタルコード信号ＤＣＯＤＥにより、選択した１本の走査線３６が高電位ＶＤＤになっている間に、ＸＳＥＬ１，ＸＳＥＬ２，…，ＸＳＥＬ｛ｎ−１｝，ＸＳＥＬ｛ｎ｝の順で、全てのデータ線３７を順次選択して、その選択したデータ線３７に接続するスイッチ素子１４をオンにする。これにより、選択した走査線３６と選択したデータ線３７との交差点にある全ての静電容量検出回路３１から指紋の凹凸情報が読み出される。
【００５０】
この指紋情報は増幅回路４０にて増幅された後、指紋センサ１から出力されて指紋情報解析部１３０に取り込まれる。前処理手段１７２は、指紋情報解析部１３０で解析された指紋情報を基に、指紋認証として必要な静電容量検出回路３１の二次元状の位置を特定する。この認証に必要なセンサセルの位置決定は、例えば第１回目のフィールド走査で指紋センサ１から得られた指紋画像の輪郭を基にしてもよいし、あるいは指紋画像の中にある幾つかの特徴点を基にしてもよい。ステップＳ４２０で選択すべき特定の静電容量検出回路３１が決定すると、認証手段１６２は後処理手段１７４による第２回目以降のフィールド走査を実行する。なお、ここでは走査線３６のＹＳＥＬ｛ｐ０｝からＹＳＥＬ｛ｐ３｝に対応した位置が、指紋認証に必要であるとする。また、図示しないがデータドライバ１０側においても同様の決定を行ない、データ線３７のＸＳＥＬ｛ｑ０｝からＸＳＥＬ｛ｑ３｝に対応した位置が、指紋認証に必要であるとする。図８には、前処理手段１７２により決定した指紋認証対応箇所Ａ２が示されている。
【００５１】
ステップＳ４３０において、第１回のフィールド走査に続く第２回以降のフィールド走査では、指紋認証に必要な特定の静電容量検出回路３１に対応する走査線３６だけを順に走査し、且つこの特定の静電容量検出回路３１に対応するデータ線３７だけから指紋情報を取り出せるようなデジタルコード信号ＤＣＯＤＥが、後処理手段１７４から走査ドライバ２０及びデータドライバ１０に送り出される。走査ドライバ２０の走査デコーダ５２は、指紋認証に必要のない走査線３６（ＹＳＥＬ１〜ＹＳＥＬ｛ｐ０−１｝、及びＹＳＥＬ｛ｐ３＋１｝〜ＹＳＥＬ｛ｍ｝）は選択せず、指紋認証に必要な走査線３６（ＹＳＥＬ｛ｐ０｝からＹＳＥＬ｛ｐ３｝）のみを選択して、この選択した走査線３６に高電位ＶＤＤの電源電圧を順次供給する。一方、データドライバ１０のデータデコーダ５１も、指紋認証に必要のないデータ線３７（ＸＳＥＬ１〜ＸＳＥＬ｛ｑ０−１｝、及びＸＳＥＬ｛ｑ３＋１｝〜ＸＳＥＬ｛ｎ｝）は選択せず、指紋認証に必要なデータ線３７（ＸＳＥＬ｛ｑ０｝からＸＳＥＬ｛ｑ３｝）のみを選択して、この選択したデータ線３７に接続するスイッチ素子１４だけを順次オンにする。これにより、前記指紋認証対応箇所Ａ２に位置する静電容量検出回路３１からの指紋情報だけが、出力手段である駆動回路４０から出力される。
【００５２】
上記ステップＳ４３０におけるフィールド走査は、好ましくは複数回繰返し行なわれ（ステップＳ４４０）、所定回数（例えば３回）のフィールド走査が終了すると、ステップＳ４５０における指紋データとの認証確認が認証手段１６２により行なわれる。ここで認証手段１６２は、第２回目以降の各回のフィールド走査で取り込んだ指紋情報を平均化し、最終的な指紋情報を作成する。この最終的な指紋情報は、指紋データ記憶部１５０に予め記憶した指紋データと比較照合され、指紋による認証が行なわれる。認証の結果は認証情報出力手段１６４に出力され、例えば表示装置８３に表示される。
【００５３】
なお、図６の処理フローにおける指紋データ記憶部１４０や出力処理部１６０の起動は、例えば検出面に指を置いたときの圧力を検出して行なってもよいし、入力装置１００にスタートスイッチを設け、このスタートスイッチの押動検出により行なってもよい。
【００５４】
上述した処理フローでは、前処理手段１７２により、指紋認証に必要となる指の位置に対応した静電容量検出回路３１のみを選択している。これにより、指紋認証に不要な静電容量検出回路３１に電源電圧を供給することも、指紋情報を取り出すためのスイッチ素子１４の動作を行なうことも省略して、指紋センサ１の高速動作を図ることが可能になる。また、データドライバ１０及び走査ドライバ２０の不要な動作を削減して、指紋センサ１としての低消費電力化が可能になる。さらに、指紋センサ１からの指紋情報を利用して認証処理などの処理動作を行なう際にも、処理情報の増大を抑制し、指紋認証システムを簡素化することができる。
【００５５】
以上のように本実施例では、マトリクス状に配置される複数の静電容量検出回路３１と、この静電容量検出回路３１からの検出情報を出力する駆動回路４０とを備えた入力装置１００において、複数回のフィールド走査によって、静電容量検出回路３１から検出情報を読み出し、さらに静電容量検出回路３１を部分的に特定して処理対象となる検出情報を取り出す選択手段としての認証手段１６２を備えている。
【００５６】
この場合、ｍ行ｎ列に配置された複数の静電容量検出回路３１に対し、複数回のフィールド走査が行なわれる。その際に静電容量検出回路３１から読み出された検出情報が、必要な静電容量検出回路３１を部分的に特定するのに利用され、この特定した静電容量検出回路３１からの検出情報だけで、認証処理などの各種処理動作が実行される。従って、処理情報を必要最小限に抑制して、処理システムの簡素化を図ることが可能になる。
【００５７】
そしてこれは、マトリクス状に配置される複数の各静電容量検出回路３１から指紋情報を出力する入力装置１００の駆動方法において、静電容量検出回路３１に対し複数回のフィールド走査を行なって、静電容量検出回路３１から指紋情報を読み出し、この読み出した指紋情報を基に静電容量検出回路３１を部分的に特定して、処理対象となる指紋情報だけを取り出すことでも実現する。
【００５８】
本実施例の認証手段１６２は、第１回のフィールド走査により全ての静電容量検出回路３１からの指紋情報を読み出して、次に選択すべき特定の静電容量検出回路３１を決定する前処理手段１７２と、第２回以降のフィールド走査により特定の静電容量検出回路３１から検出情報を取り出す後処理手段１７４とにより構成される。
【００５９】
こうすると、全ての静電容量検出回路３１からの検出情報を読み出すのは、最初に行なわれる第１回目のフィールド走査だけで、その後は処理対象となる静電容量検出回路３１の検出情報だけが部分的に取り出される。即ち、僅か１回のフィールド走査だけで処理対象となる静電容量検出回路３１を特定することができる。
【００６０】
そしてこれは、静電容量検出回路３１に対し第１回のフィールド走査を行なって、全ての静電容量検出回路３１から指紋情報を読み出し、この読み出した指紋情報を基に次に選択すべき部分的な特定の静電容量検出回路３１を決定する第１の手順と、第２回以降のフィールド走査を行ない、特定の静電容量検出回路３１から処理対象となる指紋情報を取り出す第２の手順とを順に行なう方法でも実現する。
【００６１】
また、特に前処理手段１７２は、全ての静電容量検出回路３１から読み出した指紋情報を予め定めた閾値と比較して、次に選択すべき特定の静電容量検出回路３１を決定する構成とするのが好ましい。こうすれば、全ての静電容量検出回路３１から読み出した指紋情報を基に、予め定めた閾値との比較によるより正確な静電容量検出回路３１の特定が可能になる。そしてこれは、前記第１の手順で、全ての静電容量検出回路３１から読み出した指紋情報を予め定めた閾値と比較して、次に選択すべき部分的な静電容量検出回路３１を特定する方法でも実現する。
【００６２】
本実施例では、複数の走査線３６と複数のデータ線３７との交差部に対応して静電容量検出回路３１を夫々設け、走査線３６を順に走査する走査ドライバ２０と、データ線３７を駆動回路４０に順に接続するデータドライバ１０とを備えている。このような構成において、後処理手段１７４は、特定の静電容量検出回路３１に対応する走査線３６だけを順に走査し、且つ特定の静電容量検出回路３１に対応するデータ線３７だけを駆動回路４０に繋いで指紋情報を取り出せるように、走査ドライバ２０とデータドライバ１０を駆動させている。
【００６３】
こうすると、第２回目以降のフィールド走査では、特定の静電容量検出回路３１に対応する走査線３６だけを選択して走査が行なわれ、対応するデータ線３７のみを駆動回路４０に繋いで指紋情報が取り出される。しかし、それ以外の必要のない静電容量検出回路３１に対応する走査線３６の走査や、データ線３７を駆動回路４０に繋いでの指紋情報を取り出しは全く行なわれない。こうして、各静電容量検出回路３１に対する走査と、データ線からの指紋情報の取り出しに関し、不要な動作を削減して、静電容量検出回路３１を駆動する上での低消費電力化を図ることが可能になる。
【００６４】
またこれは、前記第２の手順で、特定の静電容量検出回路３１に対応する走査線３６だけを順に走査し、特定の静電容量検出回路３１に対応するデータ線３７から指紋情報を取り出す方法を採用しても実現する。
【実施例２】
【００６５】
図９は、第２の実施例における静電容量式指紋センサ１のブロック図である。この実施例では、前述のデータデコーダ５１に代わって、通常の表示装置におけるアナログ点の順次駆動を実現するためのシフトレジスタ１１がデータドライバ１０に設けられている。また、走査ドライバ２０には、走査線３６を順次選択するためのシフトレジスタ２１が走査デコーダ５２に代わって設けられる。シフトレジスタ１１は、外部からスタートパルスが与えられると、別に与えられるクロックに同期して、全ての走査線３６を順に選択走査する。それ以外の指紋センサ１の構成は、各静電容量検出回路３１や増幅回路４０の回路構成を含めて、第１の実施例と共通している。
【００６６】
図１０は入力装置の構成ブロック図である。第１の実施例と異なる点は、認証手段１６２から指紋センサ１へのデジタルコード信号ＤＣＯＤＥの出力線に代わり、スタートパルスＳＰとクロックＣＬＫの出力線が設けられている点である。入力装置１００の各部の機能的な構成は、第１の実施例と共通している。
【００６７】
指紋データの登録や、指紋情報の読み出し及び取り出しの仕組みは、図６における処理フローと同様であるので、ここでは第１の実施例と異なる動作についてのみ説明する。図１１は、本実施例における走査ドライバ２０のタイミングチャートを示すものであるが、ここでは指紋センサ１にスタートパルスＳＰを与えることにより、各フィールドの走査が開始される。また、走査ドライバ２０のシフトレジスタ２１は、スタートパルスＳＰが与えられると、クロックＣＬＫに同期して全ての走査線３６を１本ずつアクティブにする。
【００６８】
より具体的な動作を説明すると、第１の手順として、認証手段１６２は認証対象位置を探索するために、ステップＳ４１０において、認証手段１６２を起動した直後の第１フィールドの走査で、アクティブマトリクス部３０に配置された全ての静電容量検出回路３１から、指紋の凹凸情報を読み出す。この動作は、前処理手段１７２によって行なわれるが、走査ドライバ２０やデータドライバ１０に与えられるクロックＣＬＫの周波数は、全て標準値に設定される。前処理手段１７２は、ＹＳＥＬ１，ＹＳＥＬ２，…，ＹＳＥＬ｛ｍ−１｝，ＹＳＥＬ｛ｍ｝の順に、全ての走査線３６を順次選択して、その選択した走査線３６に高電位ＶＤＤの電源電圧を供給する。そして、選択した１本の走査線３６が高電位ＶＤＤになっている間に、全てのデータ線３７に接続するスイッチ素子１４を順次選択してオンにする。これにより、選択した走査線３６と選択したデータ線３７との交差点にある全ての静電容量検出回路３１から指紋の凹凸情報が読み出される。
【００６９】
前処理手段１７２は、第１回目のフィールド走査により得られた指紋情報を基に、指紋認証として必要な静電容量検出回路３１の位置を特定する。ここでは走査線３６のＹＳＥＬ｛ｐ０｝からＹＳＥＬ｛ｐ３｝に対応した位置が、指紋認証に必要であるとする。図１２では、前処理手段１７２により決定した指紋認証対応箇所Ａ２が示されている。
【００７０】
第２の手順として、第１回のフィールド走査に続く第２回以降のフィールド走査では、後処理手段１７４は同様に全ての走査線３６を順に選択し走査を行なう。但し、走査ドライバ２０により指紋認証に必要のない走査線３６（ＹＳＥＬ１〜ＹＳＥＬ｛ｐ０−１｝、及びＹＳＥＬ｛ｐ３＋１｝〜ＹＳＥＬ｛ｍ｝）の順次選択を高速に行なわせ、この際データドライバ１０は動作させないようにする。この走査ドライバ２０の高速化を実現するために、走査ドライバ２０に与えるクロックＣＬＫの周波数を前記標準値よりも高くし、またクロックＣＬＫを高速に与えている間は、データドライバ１０へのスタートパルスやクロックを供給しないようにする。図１１では指紋認証に必要のない走査線３６について、クロック周波数を２倍にして順次選択を行なっているが、実際には数百倍の高速動作が可能である。一方、指紋認証に必要な走査線３６（ＹＳＥＬ｛ｐ０｝からＹＳＥＬ｛ｐ３｝）に関しては、走査ドライバ２０に与えるクロックＣＬＫの周波数を通常の速度である標準値に戻す。同時にデータドライバ１０にスタートパルスやクロックを与えて、このデータドライバ１０を動作させ、スイッチ素子１４をオンにしたデータ線３７より、静電容量検出回路３１からの指紋情報を順次取り出す。
【００７１】
このように本実施例では、指紋認証に必要のない静電容量検出回路３１を高速で動作させた結果、指紋センサ１の高速動作を図ることができる。またデータドライバ１０は、指紋認証に必要となる指の位置に対応した走査線３６の選択時にのみ動作するので、データドライバ１０及び走査ドライバ２０の不要な動作を削減して、指紋センサ１の低消費電力化も可能になる。さらに、指紋センサ１からの指紋情報を利用して認証処理などの処理動作を行なう際にも、処理情報の増大を抑制し、指紋認証システムを簡素化することができる。
【００７２】
以上のように本実施例では、複数の走査線３６と複数のデータ線３７との交差部に対応して静電容量検出回路３１を夫々設け、走査線３６を順に走査する走査ドライバ２０と、データ線３７を駆動回路４０に順に接続するデータドライバ１０とを備えている。そして後処理手段１７４は、特定の静電容量検出回路３１以外に対応する走査線３６を、特定の静電容量検出回路３１に対応する走査線３６よりも走査速度を高速にして、全ての走査線３６を順に走査し、特定の静電容量検出回路３１に対応するデータ線３７から指紋情報を取り出せるように、走査ドライバ２０とデータドライバ１０を駆動させる構成を有している。
【００７３】
この場合、第２回以降のフィールド走査では、全ての走査線３６について順に走査を行なうが、指紋情報を取り出さない静電容量検出回路３１に対応する走査線３６の走査速度を、指紋情報を取り出す静電容量検出回路３１に対応する走査線３６よりも高速にして、特定の静電容量検出回路３１から指紋情報を取り出す。こうして、各静電容量検出回路３１に対する走査と、データ線３７からの指紋情報の取り出しに関し、不要な動作を削減して、静電容量検出回路３１を駆動する上での低消費電力化を図ることが可能になる。
【００７４】
そしてこれは、前記第２の手順で、前記特定の静電容量検出回路３１以外に対応する走査線３６を、前記特定の静電容量検出回路３１に対応する走査線３６よりも走査速度を高速にして、全ての前記走査線３６を順に走査し、特定の静電容量検出回路３１に対応するデータ線３７から指紋情報を取り出すことでも実現される。
【００７５】
上記いずれの実施例においても、センサセルとして指紋の凹凸を検出する例えば静電容量検出回路３１が利用されている。これにより、指の指紋を検出情報とした種々の制御が可能になる。また、指紋情報を出力する指紋センサ１を用いることで、超小型且つ超軽量な入力装置を提供できる。
【００７６】
さらには、こうした指紋センサ１を備えた入力装置１００を組み込んで、例えばスマートカード８１の他に、ＰＤＡや携帯電話等の各種の電子機器に利用できる。これにより、超小型且つ超軽量で、指紋の登録や指紋の認証に適した電子機器としての提供が可能になる。
【００７７】
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、被検出物としては指紋以外のものであってもよく、例えば圧力分布や温度分布を測定する各種センサ等にも適用できる。また指紋センサ１として、上記各実施例のような静電容量を検出する方式以外のものを適用してもよい。各実施例では、指紋センサ１から取り出した指紋情報を個人の認証に利用しているが、それ以外の各種処理にも利用できる。例えば指紋の６軸方向の移動を捕らえて、表示装置におけるポインタの移動や、表示画像のスクロール等の表示制御に利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施例における指紋センサの全体構成を示す説明図。
【図２】静電容量検出回路の回路図。
【図３】増幅回路の回路図。
【図４】入力装置の構成ブロック図。
【図５】スマートカードへの適用例を示す外観構成図。
【図６】入力装置の処理フローを示すフローチャート。
【図７】走査ドライバのタイミングチャート。
【図８】指紋情報の取り出し位置の概念説明図。
【図９】第２の実施例における指紋センサの全体構成を示す説明図。
【図１０】入力装置の構成ブロック図。
【図１１】走査ドライバのタイミングチャート。
【図１２】指紋情報の取り出し位置の概念説明図。
【符号の説明】
【００７９】
１  指紋センサ、  １０  データドライバ、  ２０  走査ドライバ、  ３１  静電容量検出回路、  ３６  走査線、  ３７  データ線、  ８１  スマートカード、  １００  入力装置、  １６２  認証手段、  １７２  前処理手段、  １７４  後処理手段
【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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