CN113439273A - 检测装置以及认证方法 - Google Patents
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Abstract
抑制认证的麻烦。检测装置(100)具有:输入部(1),接收用户的操作;以及传感器部(10),设置于输入部(1),在用户操作了输入部(1)时检测用户的生物体信息。
Description
技术领域
本发明涉及检测装置以及认证方法。
背景技术
为了限制对电子设备的访问,有时会将认证系统搭载于电子设备。例如,在专利文献1中记载了显示用于使用户进行认证的显示器的内容。此外,在专利文献1中也记载了在电子设备的键盘设置认证用的传感器的内容。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:特开2017-117477号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在如专利文献1那样显示用于进行认证的显示器的情况下,用户需要进行仅用于使电子设备进行动作的认证的操作,对用户来说有可能会是麻烦的。因此,要求抑制认证的麻烦。
本发明是鉴于上述技术问题而完成的,目的在于提供能够抑制认证的麻烦的检测装置以及认证方法。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的一方面的检测装置具有接收用户的操作的输入部和设置于所述输入部的传感器部,在所述用户操作了所述输入部时,所述传感器部检测所述用户的生物体信息。
根据本发明的一方面的认证方法是使用检测装置的用户的认证方法,所述检测装置具有输入部和传感器部,所述输入部接收所述用户的操作,所述传感器部设置于所述输入部,在所述用户操作了所述输入部时,所述传感器部检测所述用户的生物体信息,在所述认证方法中,基于所述传感器部检测出的所述用户的生物体信息,判断是否执行预定的功能。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的检测装置的示意图。
图2是示出第一实施方式所涉及的键盘的一个例子的图。
图3是示出第一实施方式所涉及的检测装置的概略剖面结构的截面图。
图4是示出第一实施方式所涉及的检测装置的构成例的框图。
图5是示出第一实施方式所涉及的检测装置的电路图。
图6是示出第一实施方式所涉及的第一传感器部的等效电路图。
图7是表示第一实施方式所涉及的检测装置的动作例的定时波形图。
图8是示意性地示出第一实施方式所涉及的第一传感器部的局部检测区域的俯视图。
图9是图8的IX-IX截面图。
图10是示意性地示出第一光电二极管以及第二光电二极管的波长与光吸收系数的关系的图表。
图11是示出驱动电路具有的开关元件的概略剖面结构的截面图。
图12是示出第一实施方式所涉及的第二传感器部的等效电路图。
图13是第二传感器部的局部检测区域的示意性截面图。
图14A是说明用户认证的流程的流程图。
图14B是说明用户认证的流程的流程图。
图15是示出键盘的其它示例的图。
图16是示出将传感器部设置于鼠标的示例的图。
图17是示出鼠标和传感器部的光源的配置例的示意图。
图18是示出鼠标和传感器部的光源的配置例的示意图。
图19是第二实施方式所涉及的检测装置的示意图。
图20是示出第二实施方式所涉及的键盘的一个例子的图。
图21是第三实施方式所涉及的检测装置的示意图。
图22是第三实施方式所涉及的检测装置的示意图。
图23是第三实施方式所涉及的检测装置的示意图。
图24是第三实施方式所涉及的检测装置的示意图。
具体实施方式
参照附图,对用于实施发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明不受以下实施方式所记载的内容限定。此外,在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的构成要素、实质上相同的构成要素。进一步地,能够适当地组合以下记载的构成要素。需要指出,公开只不过是一个例子,关于本领域技术人员可容易想到的保持发明的主旨的适当变更,当然包含在本发明的范围之内。此外,为了使说明更加清楚,附图与实际的情况相比,有时会示意性地表示各部的宽度、厚度、形状等,但只不过是一个例子,并非限定本发明的解释。此外,在本说明书和各图中,对与之前针对已经出现的图进行了说明的要素同样的要素标注相同的附图标记,有时会适当省略详细的说明。
(第一实施方式)
(整体构成)
图1是第一实施方式所涉及的检测装置的示意图。第一实施方式所涉及的检测装置100是通过输入部1接收用户的操作并基于输入到输入部1的用户的操作来执行规定的动作(处理)的电子设备。此外,检测装置100在输入部1中具备在用户操作了输入部1时检测用户的生物体信息的传感器部10(参照图2)。
如图1所示,第一实施方式所涉及的检测装置100是计算机,具有输入部1、显示部5以及后述的控制部6和存储部8。输入部1是接收用户的操作的输入装置,在本实施方式中,具备键盘2以及鼠标4。作为输出部的显示部5是显示图像的显示装置。需要指出,图1中的检测装置100是膝上型计算机,但并不限于此,也可以是台式计算机。
图2是示出第一实施方式所涉及的键盘的一个例子的图。如图2所示,键盘2具有多个按钮(键)2A、操作部2B和壳体2C。壳体2C是键盘2的主体部,在表面具备多个按钮2A和操作部2B。以下,将沿着按钮2A的表面的一方向设为方向X,将沿着按钮2A的表面的与方向X交叉的一方向设为方向Y。进一步而言,在本实施方式中,方向Y与方向X正交。而且,将与按钮2A的表面正交的方向、即与方向X、Y正交的一方向设为方向Z。方向Z是朝向按钮2A的表面侧的方向。
按钮2A是物理按钮,在方向X、Y上呈矩阵状排列。操作部2B是用于用户以描摹操作部2B的表面的方式进行操作而使显示于显示部5的光标移动的操作盘。操作部2B位于比多个按钮2A更靠方向Y的反方向侧的位置。在键盘2中,方向Y侧是远离用户的一侧,与方向Y相反的一侧是靠近用户的一侧。
第一实施方式所涉及的检测装置100在这样构成的键盘2设置有检测用户的生物体信息的传感器部10。传感器部10在键盘2设置有多个,但传感器部10的数量是任意的,也可以是一个。
更详细而言,第一实施方式所涉及的检测装置100具有第一传感器部10A和第二传感器部10B作为传感器部10。第一传感器部10A设置于按钮2A。在图2的示例中,第一传感器部10A设置于多个按钮2A中的一部分。例如,第一传感器部10A设置于配置左右食指的时间较长的输入F的按钮2A、输入J的按钮2A、配置拇指的时间较长的输入空格的按钮2A、以及按下的频率较高的输入回车的按钮2A、控制按钮、Alt按钮。不过,设置第一传感器部10A的按钮2A并不限于此,而是任意的。例如,第一传感器部10A也可以设置于所有的按钮2A。
第二传感器部10B设置于区域2D。区域2D是壳体2C的表面,且是比按钮2A更靠近用户的一侧、即比按钮2A更靠方向Y的相反侧的区域。更详细而言,区域2D位于操作部2B的两侧方,即、位于操作部2B的方向X侧以及操作部2B的与方向X相反的一侧。即,第二传感器部10B设置于在用户操作键盘2时使手掌接触的部位。不过,设置第二传感器部10B的位置并不限于此。此外,也可以不设置第二传感器部10B。此外,也可以是将第一传感器部10A嵌入操作部2B的结构。
第一传感器部10A是获取用户的生物体信息的传感器,在第一实施方式中,检测用户的指纹以及用户的血管图案(blood vessel pattern)。血管图案是指血管的影像,在本实施方式中是静脉图案。此外,第二传感器部10B是检测用户的手的血管图案的传感器。第二传感器部10B也可以构成为能够检测用户的指纹或者掌纹等。这样,传感器部10检测指纹以及血管图案来作为用户的生物体信息,但也可以检测指纹以及血管图案中的至少一者。此外,传感器部10也可以检测指纹以及血管图案以外的生物体信息(例如脉搏、脉波等)。后述传感器部10的构成。
图3是示出第一实施方式所涉及的检测装置的概略剖面结构的截面图。图3示出了输入部1、传感器部10和光源部110的层叠结构。光源部110、传感器部10和输入部1朝向方向Z依次排列设置。需要指出,在图3的示例中,作为输入部1而示出了按钮2A,但在将传感器部10设置于鼠标4等其它输入部1的情况下,也为同样的层叠结构。此外,在将传感器部10(第二传感器部10B)设置于区域2D的情况下,也为同样的层叠结构。
光源部110具有照射光的光照射面110a,从光照射面110a朝向检测装置100的传感器部10照射光L1。光源部110是背光源。光源部110例如也可以具有发出规定颜色的光的发光二极管(LED:Light Emitting Diode)作为光源。作为光源,也可以使用搭载在后述的绝缘基板21(参照图9)上的微型LED。此外,光源部110也可以是具有设置于与传感器部10对应的位置的导光板和在导光板的一端或两端排列的多个光源的所谓的侧光式背光源。此外,光源部110也可以是具有设置于传感器部10的正下方的光源(例如,LED)的所谓的正下方型背光源。此外,光源部110并不限定于背光源,也可以设置于检测装置100的侧方,也可以从用户的手指Fg的侧方照射光L1。此外,也可以不使用光源而用自然光进行检测。
传感器部10与光源部110的光照射面110a相对设置。换言之,在光源部110与输入部1之间设置传感器部10。从光源部110照射的光L1穿过传感器部10以及输入部1。传感器部10例如是光反射型的生物体信息传感器,通过对在输入部1与空气的界面所反射的光L2进行检测,从而能够检测手指Fg、手掌等的表面的凹凸(例如,指纹)。此外,传感器部10通过对在手指Fg、手掌的内部所反射的光L2进行检测,从而可以检测血管图案,也可以检测其它生物体信息。此外,也可以根据检测对象而使来自光源部110的光L1的颜色不同。例如,在为指纹检测的情况下,光源部110能够照射蓝色或绿色的光L1,在为血管图案检测的情况下,光源部110能够照射红外光的光L1。
设置有传感器部10的输入部1构成为覆盖传感器部10以及光源部110。在该情况下,输入部1由具有透光性的部件构成,例如,优选由透明树脂等构成。不过,未设置传感器部10的输入部1也可以不具有透光性。需要指出,在本实施方式中,按每个传感器部10设置有光源部110,但也可以对多个传感器部10设置共同的一个光源部110。
图4是示出第一实施方式所涉及的检测装置的构成例的框图。如图4所示,检测装置100具有控制部6、存储部8、传感器部10、检测控制部11、电源电路13、栅极线驱动电路15、信号线选择电路16和检测部40。控制部6是搭载于检测装置100的运算装置、即CPU(CentralProcessing Unit,中央处理器)。控制部6例如通过从存储部8读出程序而执行各种处理。存储部8是存储控制部6的运算内容、程序的信息等的存储器,例如包括RAM(Random AccessMemory,随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)和HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)等外部存储装置中的至少一者。需要指出,也可以使上述的控制部6和存储部8担负检测部40所具有的信号处理部44、存储部46、坐标提取部45的一部分或全部功能。
传感器部10是具有作为光电转换元件的第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2中的至少一方的光传感器。传感器部10具有的第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2将与照射的光相应的电信号作为检测信号Vdet向信号线选择电路16输出。此外,传感器部10按照从栅极线驱动电路15供给的栅极驱动信号VGCL来进行检测。
检测控制部11是分别向栅极线驱动电路15、信号线选择电路16以及检测部40供给控制信号并控制它们的动作的电路。检测控制部11将启动信号STV、时钟信号CK、重置信号RST1等各种控制信号向栅极线驱动电路15供给。此外,检测控制部11将选择信号SEL等各种控制信号向信号线选择电路16供给。电源电路13是设置于检测装置100的电路,将电源信号SVS(参照图7)等电压信号向传感器部10以及栅极线驱动电路15等供给。
栅极线驱动电路15是基于各种控制信号驱动多个栅极线GCL(参照图5)的电路。栅极线驱动电路15依次或同时选择多个栅极线GCL,并向所选择的栅极线GCL供给栅极驱动信号VGCL。由此,栅极线驱动电路15选择连接于栅极线GCL的多个第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2。
信号线选择电路16是依次或同时选择多个信号线SGL(参照图5)的开关电路。信号线选择电路16基于从检测控制部11供给的选择信号SEL而将所选择的信号线SGL和作为检测电路的后述的AFE48连接。由此,信号线选择电路16将第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2的检测信号Vdet向检测部40输出。信号线选择电路16例如是多路选择器(multiplexer)。此外,检测装置100也可以具备光源驱动电路14。光源驱动电路14基于来自检测控制部11的信号而对第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2进行驱动。光源驱动电路14可以基于来自检测控制部11的信号驱动光源部110,使光源部110照射光L1。
检测部40是具备AFE(Analog Front End;模拟前端电路)48、信号处理部44、坐标提取部45、存储部46和检测定时控制部47的电路。检测定时控制部47基于从检测控制部11供给的控制信号进行控制,以使AFE(Analog Front End;模拟前端电路)48、信号处理部44和坐标提取部45同步动作。
AFE48是至少具有检测信号放大部42以及A/D转换部43的功能的信号处理电路。检测信号放大部42对经由信号线选择电路16从传感器部10输出的检测信号Vdet进行放大。A/D转换部43将从检测信号放大部42输出的模拟信号、即放大后的检测信号Vdet转换为数字信号。
信号处理部44是基于AFE48的输出信号、即转换为数字信号后的检测信号Vdet来检测输入到传感器部10的规定的物理量的逻辑电路。信号处理部44在手指Fg、手掌与输入部1接触或接近了的情况下收到来自控制部6的指示时,能够基于来自AFE48的检测信号Vdet检测手指Fg的表面的凹凸(即指纹)、手指Fg、手掌的血管图案。需要指出,以下,在没有特别说明的情况下,将手指Fg、手掌与输入部1接触了的情况或手指Fg、手掌处于近到能够检测生物体信息的程度的位置的情况记载为“接近”。
存储部46临时保存由信号处理部44运算得到的信号。存储部46例如也可以是RAM(Random Access Memory)、寄存器电路等。
坐标提取部45是在信号处理部44中检测出手指Fg、手掌的接近时求出手指Fg等的表面的凹凸的检测坐标的逻辑电路。坐标提取部45将从传感器部10的各第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2输出的检测信号Vdet组合,生成指示手指Fg的表面的凹凸(即指纹)的形状、手指Fg、手掌的血管图案的形状的二维信息。该二维信息可以说成是用户的生物体信息。需要指出,坐标提取部45也可以不计算检测坐标而输出检测信号Vdet作为传感器输出Vo。在该情况下,也可以将检测信号Vdet称为用户的生物体信息。
控制部6获取坐标提取部45所创建的二维信息、即传感器部10检测出的用户的生物体信息。控制部6从存储部8读出预先存储的二维信息、即作为基准的生物体信息即基准生物体信息。然后,控制部6将基准生物体信息与由传感器部10所检测出的用户的生物体信息进行比对,判断传感器部10所检测出的用户的生物体信息与基准生物体信息是否一致。即,控制部6使用传感器部10所检测出的用户的生物体信息进行用户认证。控制部6在传感器部10所检测出的用户的生物体信息与基准生物体信息一致的情况下,认为认证通过,对检测装置100进行控制,执行规定功能。规定功能例如是用户对检测装置100请求执行的功能,例如可列举检测装置100的程序(应用)的启动、对网站的访问等。控制部6在传感器部10所检测出的用户的生物体信息与基准生物体信息不一致的情况下,认为认证不通过,不执行规定功能。需要指出,在坐标提取部45不计算检测坐标的情况下,由控制部6根据检测信号Vdet生成指示手指Fg的表面的凹凸(即指纹)的形状、手指Fg、手掌的血管图案的形状的二维信息。
(第一传感器部的构成)
接下来,对检测装置100的电路结构例以及动作例、进一步而言对第一传感器部10A的构成进行说明。图5是示出第一实施方式所涉及的检测装置的电路图。图5示出了包含传感器部10中的第一传感器部10A的电路图,但由于包含第二传感器部10B的电路图也与图5所示的电路图是同样的,因此省略共同的部分的说明。图6是示出第一实施方式所涉及的第一传感器部的等效电路图。图7是表示第一实施方式所涉及的检测装置的动作例的定时波形图。
如图5所示,第一传感器部10A具有呈矩阵状排列的多个局部检测区域PAA。如图6所示,第一传感器部10A的局部检测区域PAA包括第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2、电容元件Ca以及第一开关元件Tr。第一开关元件Tr与第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2对应地设置。第一开关元件Tr由薄膜晶体管构成,在该示例中,由n沟道型TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)构成。
第一开关元件Tr的栅极连接于栅极线GCL。第一开关元件Tr的源极连接于信号线SGL。第一开关元件Tr的漏极连接于第一光电二极管PD1的阴极电极34、第二光电二极管PD2的阴极电极54以及电容元件Ca的一端。第一光电二极管PD1的阳极电极35、第二光电二极管PD2的阳极电极55以及电容元件Ca的另一端连接于基准电位、例如接地电位。这样,第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2在相同方向上与第一开关元件Tr并联连接。
第三开关元件TrS以及第四开关元件TrR连接于信号线SGL。第三开关元件TrS以及第四开关元件TrR是构成对第一开关元件Tr进行驱动的驱动电路的元件。在本实施方式中,驱动电路包括设置于不与局部检测区域PAA重叠的周边区域的栅极线驱动电路15、信号线选择电路16以及重置电路17等。第三开关元件TrS例如由组合有p沟道晶体管p-TrS和n沟道晶体管n-TrS的CMOS(互补型MOS)晶体管构成。第四开关元件TrR也同样地由CMOS晶体管构成。
当重置电路17的第四开关元件TrR导通时,从电源电路13向电容元件Ca供给作为电容元件Ca的初始电位的基准信号VR1。由此,电容元件Ca被重置。当向局部检测区域PAA照射了光时,与光量相应的电流分别流经第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2,由此,电荷被蓄积在电容元件Ca中。当第一开关元件Tr导通时,根据蓄积在电容元件Ca中的电荷,电流流经信号线SGL。信号线SGL经由信号线选择电路16的第三开关元件TrS而连接于AFE48。由此,检测装置100能够按每个局部检测区域PAA检测与照射于第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2的光的光量相应的信号。
如图5所示,栅极线GCL在第一方向Dx上延伸,并与在第一方向Dx上排列的多个局部检测区域PAA连接。此外,多个栅极线GCL1、GCL2、······、GCL8在第二方向Dy上排列,分别连接于栅极线驱动电路15。需要指出,在以下的说明中,在不需要对多个栅极线GCL1、GCL2、······、GCL8进行区分说明的情况下,简单地表述为栅极线GCL。栅极线GCL的数量是八条,但只不过是一个例子,也可以排列八条以上栅极线GCL。
需要指出,第一方向Dx是与传感器部10的绝缘基板21平行的面内的一方向,例如是与栅极线GCL平行的方向。此外,第二方向Dy是与绝缘基板21平行的面内的一方向,是与第一方向Dx正交的方向。需要指出,第二方向Dy也可以不与第一方向Dx正交,而是交叉。第三方向Dz是与第一方向Dx以及第二方向Dy正交的方向,是与绝缘基板21垂直的方向。第三方向Dz与上述的方向Z一致。
信号线SGL在第二方向Dy上延伸,连接于在第二方向Dy上排列的多个局部检测区域PAA。此外,多个信号线SGL1、SGL2、······、SGL12在第一方向Dx上排列,分别连接于信号线选择电路16以及重置电路17。信号线SGL的数量是十二条,但只不过是一个例子,也可以排列十二条以上的信号线SGL。此外,在图5中,在信号线选择电路16与重置电路17之间设置有第一传感器部10A。并不限定于此,信号线选择电路16和重置电路17也可以分别连接于信号线SGL的相同方向的端部。
栅极线驱动电路15经由电平移位器151而接收启动信号STV、时钟信号CK、重置信号RST1等各种控制信号。栅极线驱动电路15具有多个第二开关元件TrG(省略图示)。栅极线驱动电路15通过第二开关元件TrG的动作而分时地依次选择多个栅极线GCL1、GCL2、······、GCL8。栅极线驱动电路15经由所选择的栅极线GCL向多个第一开关元件Tr供给栅极驱动信号VGCL。由此,将在第一方向Dx上排列的多个局部检测区域PAA选择作为检测对象。
信号线选择电路16具有多个选择信号线Lsel、多个输出信号线Lout和第三开关元件TrS。多个第三开关元件TrS分别与多个信号线SGL对应地设置。六条信号线SGL1、SGL2、······、SGL6连接于共同的输出信号线Lout1。六条信号线SGL7、SGL8、······、SGL12连接于共同的输出信号线Lout2。输出信号线Lout1、Lout2分别连接于AFE48。
这里,将信号线SGL1、SGL2、······、SGL6设为第一信号线区块,将信号线SGL7、SGL8、······、SGL12设为第二信号线区块。多个选择信号线Lsel分别连接于一个信号线区块所包含的第三开关元件TrS的栅极。此外,一条选择信号线Lsel连接于多个信号线区块的第三开关元件TrS的栅极。具体而言,选择信号线Lsel1、Lsel2、······、Lsel6与和信号线SGL1、SGL2、······、SGL6对应的第三开关元件TrS连接。此外,选择信号线Lsel1连接于与信号线SGL1对应的第三开关元件TrS和与信号线SGL7对应的第三开关元件TrS。选择信号线Lsel2连接于与信号线SGL2对应的第三开关元件TrS和与信号线SGL8对应的第三开关元件TrS。
检测控制部11(参照图4)经由电平移位器161而将选择信号SEL依次向选择信号线Lsel供给。由此,信号线选择电路16通过第三开关元件TrS的动作而在一个信号线区块中分时地依次选择信号线SGL。此外,信号线选择电路16在多个信号线区块中同时各选择一条信号线SGL。通过这样的构成,检测装置100能够减少包含AFE48的IC(Integrated Circuit,集成电路)的数量或IC的端子数。
如图5所示,重置电路17具有基准信号线Lvr、重置信号线Lrst以及第四开关元件TrR。第四开关元件TrR与多个信号线SGL对应地设置。基准信号线Lvr连接于多个第四开关元件TrR的源极或漏极一方。重置信号线Lrst连接于多个第四开关元件TrR的栅极。
检测控制部11(参照图4)将重置信号RST2经由电平移位器171而向重置信号线Lrst供给。由此,多个第四开关元件TrR变为导通,多个信号线SGL与基准信号线Lvr电连接。电源电路13(参照图4)将基准信号VR1向基准信号线Lvr供给。由此,向多个局部检测区域PAA所包含的电容元件Ca供给基准信号VR1。
以上是连接于第一传感器部10A的电路的电路构成。需要指出,在以上的说明中,以对一个第一传感器部10A分别设置一个检测控制部11、一个栅极线驱动电路15、一个信号线选择电路16、一个重置电路17以及一个检测部40等电路的方式进行了说明,但可以是对多个第一传感器部10A设置共同的一个电路的构成。即,在该情况下,也可以对多个第一传感器部10A设置一个栅极线驱动电路15、一个信号线选择电路16、一个重置电路17以及一个检测部40等电路。
接下来,对检测装置100的动作例进行说明。如图7所示,检测装置100具有重置期间Prst、曝光期间Pex以及读出期间Pdet。电源电路13在整个重置期间Prst、曝光期间Pex以及读出期间Pdet向第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2供给电源信号SVS。此外,在重置期间Prst开始之前的时刻,检测控制部11将高电平电压信号的基准信号VR1以及重置信号RST2向重置电路17供给。检测控制部11向栅极线驱动电路15供给启动信号STV,开始重置期间Prst。
在重置期间Prst中,栅极线驱动电路15基于启动信号STV、时钟信号CK以及重置信号RST1,依次选择栅极线GCL。栅极线驱动电路15向栅极线GCL依次供给栅极驱动信号VGCL。栅极驱动信号VGCL具有脉冲状的波形,该脉冲状的波形具有高电平电压VGH和低电平电压VGL。在图7的示例中,设置有二百五十六条栅极线GCL,向各栅极线GCL依次供给栅极驱动信号VGCL1、······、VGCL256。
由此,在重置期间Prst中,所有局部检测区域PAA的电容元件Ca依次与信号线SGL电连接,被供给基准信号VR1。其结果,电容元件Ca的电容被重置。
在栅极驱动信号VGCL256被供给到栅极线GCL之后,开始曝光期间Pex。需要指出,与各栅极线GCL对应的局部检测区域PAA中的实际的曝光期间Pex1、······、Pex256的开始的定时以及结束的定时不同。分别在重置期间Prst中栅极驱动信号VGCL从高电平电压VGH变化为低电平电压VGL的定时开始曝光期间Pex1、······、Pex256。此外,分别在读出期间Pdet中栅极驱动信号VGCL从低电平电压VGL变化为高电平电压VGH的定时结束曝光期间Pex1、······、Pex256。曝光期间Pex1、······、Pex256的曝光时间的长度相等。
在曝光期间Pex中,在各局部检测区域PAA中,根据照射到第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2的光流过电流。其结果,在各电容元件Ca蓄积电荷。
在开始读出期间Pdet之前的定时,检测控制部11使重置信号RST2为低电平电压。由此,重置电路17的动作停止。在读出期间Pdet中,与重置期间Prst同样地,栅极线驱动电路15向栅极线GCL依次供给栅极驱动信号VGCL1、······、VGCL256。
例如,在栅极驱动信号VGCL1为高电平电压VGH的期间,检测控制部11向信号线选择电路16依次供给选择信号SEL1、······、SEL6。由此,被栅极驱动信号VGCL1选择的局部检测区域PAA的信号线SGL依次或同时连接于AFE48。其结果,向AFE48供给检测信号Vdet。同样地,各栅极驱动信号VGCL变为高电平电压VGH的每个期间,信号线选择电路16依次选择信号线SGL。由此,在读出期间Pdet中,检测装置100能够将所有局部检测区域PAA的检测信号Vdet向AFE48输出。
检测装置100也可以反复执行重置期间Prst、曝光期间Pex以及读出期间Pdet来进行检测。或者,检测装置100也可以在检测出手指Fg等接近输入部1的定时开始检测动作。
接下来,对第一传感器部10A的详细构成进行说明。图8是示意性地示出第一实施方式所涉及的第一传感器部的局部检测区域的俯视图。图9是图8的IX-IX截面图。需要指出,在图8中,为了便于观察附图,以双点划线示出阴极电极34以及阳极电极35。
需要指出,在以下的说明中,在与绝缘基板21的表面垂直的方向上,将从绝缘基板21朝向第一光电二极管PD1的方向、即第三方向Dz侧设为“上侧”或单纯地设为“上”。将从第一光电二极管PD1朝向绝缘基板21的方向、即第三方向Dz的反方向侧设为“下侧”或单纯地设为“下”。此外,“俯视观察”表示从与绝缘基板21的表面垂直的方向观察的情况。
如图8所示,第一传感器部10A的局部检测区域PAA是由多个栅极线GCL和多个信号线SGL包围的区域。第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2以及第一开关元件Tr设置于局部检测区域PAA、即由多个栅极线GCL和多个信号线SGL包围的区域。第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2例如是PIN(Positive Intrinsic Negative Diode,正-本征-负二极管)型光电二极管。
第一光电二极管PD1包括第一半导体层31、阴极电极34和阳极电极35。第一半导体层31包括第一局部半导体层31a和第二局部半导体层31b。第一光电二极管PD1的第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b是非晶硅(a-Si)。第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b在第一方向Dx上具有间隔SP而相邻设置。阴极电极34以及阳极电极35在与第一局部半导体层31a、第二局部半导体层31b以及间隔SP重叠的整个区域连续设置。需要指出,在以下的说明中,在不需要对第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b进行区分说明的情况下,有时会简单地表述为第一半导体层31。
第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2重叠设置。具体而言,第一光电二极管PD1的第一局部半导体层31a与第二光电二极管PD2重叠。第二光电二极管PD2包括第二半导体层51、阴极电极54和阳极电极55。第二半导体层51是多晶硅。更优选地,第二半导体层51是低温多晶硅(以下,表述为LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicone))。
第二半导体层51具有i区域52a、p区域52b以及n区域52c。在俯视观察下,i区域52a配置于p区域52b与n区域52c之间。具体而言,在第一方向Dx上,按p区域52b、i区域52a、n区域52c的顺序配置。在n区域52c中,对多晶硅掺杂杂质而形成n+区域。在p区域52b中,对多晶硅掺杂杂质而形成p+区域。i区域52a例如是非掺杂的本征半导体,具有比p区域52b以及n区域52c低的导电性。
第二半导体层51与第一光电二极管PD1的第一局部半导体层31a经由第一中继电极56以及第二中继电极57而连接。在本实施方式中,第一中继电极56中与第二半导体层51重叠的部分作为阴极电极54发挥功能。第二中继电极57中与第二半导体层51重叠的部分作为阳极电极55发挥功能。需要指出,后述第二半导体层51与第一光电二极管PD1的详细连接结构。
第一开关元件Tr设置于与第一光电二极管PD1的第二局部半导体层31b重叠的区域。第一开关元件Tr具有第三半导体层61、源极电极62、漏极电极63以及栅极电极64。第三半导体层61与第二半导体层51同样地是多晶硅。更优选地,第三半导体层61是LTPS。
在本实施方式中,第一中继电极56中与第三半导体层61重叠的部分作为源极电极62发挥功能。信号线SGL中与第三半导体层61重叠的部分作为漏极电极63发挥功能。此外,栅极电极64从栅极线GCL在第二方向Dy上分支,与第三半导体层61重叠。在本实施方式中,两个栅极电极64是与第三半导体层61重叠设置的所谓的双栅结构。
第一开关元件Tr经由第一中继电极56而与第一光电二极管PD1的阴极电极34以及第二光电二极管PD2的阴极电极54连接。此外,第一开关元件Tr也与信号线SGL连接。
更具体而言,如图9所示,第一开关元件Tr设置于绝缘基板21。绝缘基板21例如是具有透光性的玻璃基板。或者,绝缘基板21也可以是由具有透光性的聚酰亚胺等树脂构成的树脂基板或树脂膜。第一传感器部10A的第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2以及第一开关元件Tr形成于绝缘基板21之上。
在绝缘基板21之上设置遮光层67、68。底涂膜22覆盖遮光层67、68,设置于绝缘基板21之上。底涂膜22、栅极绝缘膜23、第一层间绝缘膜24是无机绝缘膜,使用氧化硅膜(SiO)、氮化硅膜(SiN)或氮氧化硅膜(SiON)等。此外,各无机绝缘膜并不限定于单层,也可以是层叠膜。
第二半导体层51以及第三半导体层61设置于底涂膜22之上。也就是说,第二光电二极管PD2的第二半导体层51以及第一开关元件Tr的第三半导体层61设置于同层。此外,在第三方向Dz上,在第二半导体层51与绝缘基板21之间设置遮光层67。由此,能够抑制来自光源部110(参照图3)的光L1直接照射于第二光电二极管PD2。此外,在第三方向Dz上,在第三半导体层61与绝缘基板21之间设置遮光层68。由此,能够抑制第一开关元件Tr的光漏电流。
第三半导体层61包括i区域61a、LDD(Lightly Doped Drain,轻掺杂漏极)区域61b以及n区域61c。i区域61a分别形成于与栅极电极64重叠的区域。此外,n区域61c是高浓度杂质区域,形成于与源极电极62以及漏极电极63连接的区域。LDD区域61b是低浓度杂质区域,形成于n区域61c与i区域61a之间以及两个i区域61a之间。
栅极绝缘膜23覆盖第二半导体层51以及第三半导体层61而设置于底涂膜22之上。栅极电极64设置于栅极绝缘膜23之上。也就是说,第一开关元件Tr是在第三半导体层61的上侧设置有栅极电极64的所谓的顶栅结构。不过,第一开关元件Tr也可以是在第三半导体层61的上侧以及下侧双方设置有栅极电极64的所谓的双栅极结构,还可以是在第三半导体层61的下侧设置有栅极电极64的底栅结构。
第一层间绝缘膜24覆盖栅极电极64而设置于栅极绝缘膜23之上。第一层间绝缘膜24也被设置于第二半导体层51的上侧。第一中继电极56、第二中继电极57以及信号线SGL设置于第一层间绝缘膜24之上。在第一开关元件Tr中,源极电极62(第一中继电极56)经由接触孔H8而与第三半导体层61连接。漏极电极63(信号线SGL)经由接触孔H7而与第三半导体层61连接。
在第二光电二极管PD2中,阴极电极54(第一中继电极56)经由接触孔H6而与第二半导体层51的n区域52c连接。由此,第二光电二极管PD2的阴极电极54与第一开关元件Tr连接。此外,阳极电极55(第二中继电极57)经由接触孔H5而与第二半导体层51的p区域52b连接。
第二层间绝缘膜25覆盖第二光电二极管PD2以及第一开关元件Tr而设置于第一层间绝缘膜24之上。第二层间绝缘膜25是有机膜,是对由各种导电层形成的凹凸进行平坦化的平坦化膜。需要指出,第二层间绝缘膜25也可以由上述无机材料形成。
第一光电二极管PD1的阳极电极35设置于背板19的第二层间绝缘膜25之上。第一光电二极管PD1中,阳极电极35、第一局部半导体层31a和第二局部半导体层31b、阴极电极34依次层叠。背板19是按每个规定的检测区域驱动传感器的驱动电路基板。背板19具有绝缘基板21、设置于绝缘基板21的第一开关元件Tr、第二开关元件TrG以及各种布线等。
第一局部半导体层31a包括i型半导体层32a、p型半导体层32b以及n型半导体层32c。第二局部半导体层31b包括i型半导体层33a、p型半导体层33b以及n型半导体层33c。i型半导体层32a、33a、p型半导体层32b、33b以及n型半导体层32c、33c是光电转换元件的一个具体例。在图9中,在与绝缘基板21的表面垂直的方向(第三方向Dz)上,i型半导体层32a、33a设置于p型半导体层32b、33b与n型半导体层32c、33c之间。在本实施方式中,p型半导体层32b、33b、i型半导体层32a、33a以及n型半导体层32c、33c依次层叠于阳极电极35之上。
在n型半导体层32c、33c中,对a-Si掺杂杂质而形成n+区域。在p型半导体层32b、33b中,对a-Si掺杂杂质而形成p+区域。i型半导体层32a、33a例如是非掺杂的本征半导体,具有比n型半导体层32c、33c以及p型半导体层32b、33b低的导电性。
阴极电极34以及阳极电极35是ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)等具有透光性的导电材料。阴极电极34是用于将电源信号SVS向光电转换层供给的电极。阳极电极35是用于读出检测信号Vdet的电极。
阳极电极35设置于第二层间绝缘膜25之上。阳极电极35跨第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b而连续设置。阳极电极35经由设置于第二层间绝缘膜25的接触孔H4而与第二中继电极57连接。
覆盖第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b而设置第三层间绝缘膜26。第三层间绝缘膜26是有机膜,是对由第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b形成的凹凸进行平坦化的平坦化膜。阴极电极34设置于第三层间绝缘膜26之上。阴极电极34在第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b之上连续设置。阴极电极34经由设置于第三层间绝缘膜26的接触孔H2、H1而与第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b连接。由此,第一局部半导体层31a以及第二局部半导体层31b并联连接在阳极电极35与阴极电极34之间,作为一个光电转换元件发挥功能。
阴极电极34在第一局部半导体层31a与第二局部半导体层31b之间的间隔SP处经由接触孔H3而与第一中继电极56连接。接触孔H3是在第三方向Dz上贯通第二层间绝缘膜25以及第三层间绝缘膜26的贯通孔。在阳极电极35的与接触孔H3重叠的部分设置有开口35a,接触孔H3通过开口部35a而形成。通过这样的结构,第一光电二极管PD1的阴极电极34以及第二光电二极管PD2的阴极电极54经由第一中继电极56而连接于第一开关元件Tr。此外,第一光电二极管PD1的阳极电极35与第二光电二极管PD2的阳极电极55经由第二中继电极57而连接。
需要指出,图6所示的电容元件Ca的电容在间隔SP处形成于隔着第三层间绝缘膜26而相对的阳极电极55与阴极电极34之间。或者,在第一光电二极管PD1的周缘的间隔SPa处形成于隔着第三层间绝缘膜26而相对的阳极电极55与阴极电极34之间。在曝光期间Pex中,正的电荷被保持于电容元件Ca。
第一传感器部10A为以上那样的结构。即,第一传感器部10A具有第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2,该第一光电二极管PD1具有包含非晶硅的第一半导体层31,该第二光电二极管PD2具有包含多晶硅的第二半导体层51。此外,在第一传感器部10A中,包含非晶硅的第一半导体层31与包含多晶硅的第二半导体层51、即第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2以在第三方向Dz上重叠的方式层叠。不过,在第一传感器部10A中,第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2也可以不在第三方向Dz上层叠,例如也可以设置于同层。
接下来,对第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2的光吸收进行说明。图10是示意性示出第一光电二极管以及第二光电二极管的波长与光吸收系数的关系的图表。图10的横轴表示波长,纵轴表示光吸收系数。光吸收系数是表示在物质中前进的光的吸收程度的光学常数。
如图10所示,包含非晶硅的第一光电二极管PD1在可见光区域、例如在300nm以上且800nm以下的波长区域中示出良好的光吸收系数。另一方面,包含多晶硅的第二光电二极管PD2在包括从可见光区域到红外区域的区域、例如在500nm以上且1100nm以下的波长区域中示出良好的光吸收系数。换言之,第一光电二极管PD1在可见光区域具有高灵敏度,第二光电二极管PD2在与第一光电二极管PD1不同的波长区域即从红色的波长区域到红外区域具有高灵敏度。
本实施方式的第一传感器部10A层叠有灵敏度波长区域不同的第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2。因此,与具有任一方的光电二极管的构成相比,能够拓宽具有灵敏度的波长区域。
光L1(参照图3)通过间隔SP以及间隔SPa而穿过检测装置100。由手指Fg所反射的光L2(参照图3)向第一光电二极管PD1入射。此外,光L2中未被第一光电二极管PD1吸收的波长区域的光穿过第一光电二极管PD1而向第二光电二极管PD2入射。例如,在指纹检测中,第一光电二极管PD1能够良好地检测蓝色或绿色的光L2。此外,在缺陷图案检测中,红外光的光L2不被第一光电二极管PD1吸收而向第二光电二极管PD2入射。由此,第二光电二极管PD2能够良好地检测红外光的光L2。由此,第一传感器部10A能够检测各种与生物体相关的信息。
此外,即使在第一层间绝缘膜24等绝缘膜的带电、杂质的影响下第二光电二极管PD2的i区域52a变为了n型的情况下,i区域52a也因第一光电二极管PD1的阴极电极34而被中性化。因此,检测装置100能够提高光灵敏度。
此外,第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2设置于局部检测区域PAA、即由多个栅极线GCL和多个信号线SGL包围的区域。据此,与分别对第一光电二极管PD1以及第二光电二极管PD2设置第一开关元件Tr、栅极线GCL以及信号线SGL的情况相比,能够减少开关元件的数量以及布线的数量。因此,检测装置100能够提高检测的分辨率。
接下来,对第三开关元件TrS以及第四开关元件TrR进行说明。图11是示出驱动电路所具有的开关元件的概略剖面结构的截面图。作为驱动电路开关元件,图11对信号线选择电路16所具有的第三开关元件TrS进行说明。不过,图11的说明也能够适用于其它驱动电路所具有的开关元件。即,栅极线驱动电路15所具有的第二开关元件TrG以及重置电路17所具有的第四开关元件TrR也能够适用与图11同样的结构。
如图11所示,第三开关元件TrS的n沟道晶体管n-TrS包括第四半导体层71、源极电极72、漏极电极73以及栅极电极74。此外,p沟道晶体管p-TrS包括第五半导体层81、源极电极82、漏极电极83以及栅极电极84。在第四半导体层71与绝缘基板21之间设置遮光层75,在第五半导体层81与绝缘基板21之间设置遮光层85。
第四半导体层71以及第五半导体层81均是多晶硅。更优选地,第四半导体层71以及第五半导体层81是LTPS。第四半导体层71包括i区域71a、LDD区域71b以及n区域61c。此外,第五半导体层81包括i区域81a以及p区域81b。
n沟道晶体管n-TrS以及p沟道晶体管p-TrS的层结构与图9所示的第一开关元件Tr是同样的。即,第四半导体层71以及第五半导体层81与图9所示的第二半导体层51以及第三半导体层61设置于同层。栅极电极74以及栅极电极84与图9所示的栅极电极64设置于同层。源极电极72、漏极电极73、源极电极82以及漏极电极83与图9所示的源极电极62(第一中继电极56)、源极电极63(信号线SGL)设置于同层。
这样,在第一传感器部10A中,第一光电二极管PD1及第一开关元件Tr与第三开关元件TrS等开关元件使用相同的材料设置于同层。由此,检测装置100的制造工艺被简化,能够抑制制造成本。需要指出,第三开关元件TrS并不限定于CMOS晶体管,也可以由n沟道晶体管n-TrS和p沟道晶体管p-TrS中的任一方构成。不过,第一传感器部10A的材料、层叠构造并不限于以上所说明的。
(第二传感器部的构成)
接下来,对第二传感器部10B的构成进行说明。包括第二传感器部10B的电路结构由于与图5所示的电路结构是同样的,因此省略说明。图12是示出第一实施方式所涉及的第二传感器部的等效电路图。如图12所示,第二传感器部10B具有呈矩阵状排列的多个局部检测区域PAA。如图12所示,第二传感器部10B的局部检测区域PAA包括第二光电二极管PD2、电容元件Ca和第一开关元件Tr。第一开关元件Tr与第二光电二极管PD2对应地设置。第一开关元件Tr的栅极连接于栅极线GCL。第一开关元件Tr的源极连接于信号线SGL。第一开关元件Tr的漏极连接于第二光电二极管PD2的阴极电极54以及电容元件Ca的一端。第二光电二极管PD2的阳极电极55以及电容元件Ca的另一端连接于基准电位、例如接地电位。即,第二传感器部10B相对于第一传感器部10A为不包括第一光电二极管PD1的构成。需要指出,第二传感器部10B也可以是能够检测用户的指纹或者掌纹等的构成。在该情况下,第二传感器部10B例如可以为与第一传感器部10A同样的构成。
图13是第二传感器部的局部检测区域的示意性截面图。如图13所示,第二传感器部10B与图9所示的第一传感器部10A同样地在绝缘基板21上设置有第一开关元件Tr。不过,第二传感器部10B与第一传感器部10A不同,未设置第一光电二极管PD1。此外,第二传感器部10B中设置第二光电二极管PD2的位置与第一传感器部10A不同。在第二传感器部10B中,第二光电二极管PD2设置于比第一开关元件Tr更靠上侧、即更靠第三方向Dz侧的位置。即,第二光电二极管PD2的阳极电极35设置于第二层间绝缘膜25之上。第二光电二极管PD2中,阳极电极35、第二半导体层51、阴极电极34依次层叠。第二半导体层51中,p区域52b、i区域52a、n区域52c依次层叠于阳极电极35之上。阳极电极35经由设置于第二层间绝缘膜25的接触孔H4而连接于第一开关元件Tr的源极电极62。需要指出,第二传感器部10B中的第三开关元件TrS以及第四开关元件TrR的层叠结构与图11是同样的。
如上所述,第二传感器部10B由于具备第二光电二极管PD2,该第二光电二极管PD2具有包含多晶硅的第二半导体层51,因此能够适合检测用户的血管图案。不过,第二传感器部10B的材料、层叠结构并不限于以上所说明的。
需要指出,在第一传感器部10A是检测用户的指纹而不检测用户的血管图案的传感器的情况下,第一传感器部10A可以为不具备第二光电二极管PD2而具备第一光电二极管PD1的构成。在该情况下,第一传感器部10A的等效电路将图12的第二光电二极管PD2置换为第一光电二极管PD1,第一传感器部10A的层叠结构在图13中优选将第二光电二极管PD2置换为第一光电二极管PD1。
(认证流程)
接下来,对使用如上那样构成的传感器部10的用户认证的流程进行说明。图14A是说明用户认证的流程的流程图。如图14A所示,检测装置100通过控制部6来判断是否有规定功能的执行请求(步骤S1)。用户操作设置有传感器部10的输入部1,向检测装置100请求执行规定功能(检测装置100的启动、自休眠状态恢复、程序的启动、对网站的访问等)。换言之,有时会对设置有传感器部10的输入部1分配接收来自用户的规定功能的执行请求的功能。控制部6从输入部1获取对输入部1进行了操作这一意思的信息,判断是否对该输入部1分配有接收规定功能的执行请求的功能。控制部6在对被操作了的输入部1分配有接收规定功能的执行请求的功能的情况下,判断为有规定功能的执行请求。另一方面,控制部6在未对被操作了的输入部1分配有接收规定功能的执行请求的功能的情况下,判断为无规定功能的执行请求。
在有规定功能的执行请求的情况下(步骤S1;是),控制部6获取用户的生物体信息(步骤S2)。更详细而言,控制部6从传感器部10获取进行了规定功能的执行请求的操作时的用户的生物体信息。传感器部10在有对接收规定功能的执行请求的输入部1的接近的情况下,即、在用户操作了该输入部1的情况下,检测用户的生物体信息。具体而言,传感器部10将与被接近输入部1的用户的手指Fg、手掌所反射的光L2相应的检测信号Vdet经由信号线选择电路16(参照图4)而向检测部40(参照图4)输出。然后,检测部40通过坐标提取部45而基于检测信号Vdet生成用户的生物体信息(这里是指纹、血管图案的二维信息),并向控制部6输出该生物体信息。这样,在对接收规定功能的执行请求且设置有传感器部10的输入部1有规定功能的执行请求的操作的情况下,控制部6从传感器部10获取进行了该执行请求的操作时的用户的生物体信息。在无规定功能的执行请求的情况下(步骤S1;否),返回到步骤S1,继续接收规定功能的执行请求。需要指出,传感器部10可以将有规定功能的执行请求作为触发而开始驱动,也可以一直进行驱动。
如果获取到用户的生物体信息,则控制部6将用户的生物体信息与基准生物体信息进行比对(步骤S3),来判断用户的生物体信息与基准生物体信息是否一致(步骤S4)。具体而言,控制部6从存储部8读出预先存储的作为基准的生物体信息即基准生物体信息。基准生物体信息例如作为允许利用规定功能的用户的生物体信息(这里是指纹、血管图案的二维信息)而被预先存储。控制部6将用户的生物体信息与基准生物体信息进行比对,来判断用户的生物体信息与基准生物体信息是否一致。例如,也可以是,控制部6对用户的生物体信息与基准生物体信息进行图案比对,若特征点的类似度在规定程度以上,则判断为用户的生物体信息与基准生物体信息一致,若类似度小于规定程度,则判断为用户的生物体信息与基准生物体信息不一致。需要指出,可以使用众所周知的技术将用户的生物体信息与基准生物体信息进行比对。
在判断为用户的生物体信息与基准生物体信息一致的情况下(步骤S4;是),控制部6认为认证通过,并控制检测装置100执行被请求执行的规定功能(步骤S5)。此外,在判断为用户的生物体信息与基准生物体信息不一致的情况下(步骤S4;否),控制部6认为认证不通过,不执行规定功能(步骤S6)。通过以上说明的步骤S5、步骤S6,结束本处理,但例如在认证不通过而进入到步骤S6的情况下,也可以返回到步骤S2,若有用户的接近,则再次继续进行认证处理。此外,在认证通过而执行步骤S5之后,也可以返回到步骤S2,每隔规定时间继续进行认证处理。
这样,本实施方式涉及的检测装置100基于用户进行了请求执行规定功能的操作时的生物体信息进行认证,若认证通过,则执行规定功能。即,该检测装置100仅基于请求执行规定功能的操作而进行认证动作和规定功能的执行动作。因此,根据检测装置100,不需要进行仅用于认证的操作,而只进行规定功能的执行请求的动作(例如应用的启动动作),就能够与认证一起执行规定功能,能够抑制认证的麻烦。
此外,如以下的图14B所示,除了在用户操作了输入部1的情况下进行认证处理并执行规定功能以外,检测装置100可以还执行分配给该输入部1的动作。图14B是说明用户认证的流程的流程图。
如图14B所示,检测装置100检测是否有接近设置有传感器部10的输入部1的物体(步骤S10)。即,检测装置100检测用户的手指Fg、手掌是否接近设置有传感器部10的输入部1。例如,检测装置100一直对传感器部10进行驱动,检测由输入部1所反射的光L2(参照图3),通过传感器部10来检测用户的手指Fg、手掌是否接近输入部1。例如,检测装置100的控制部6(参照图4)可以获取由传感器部10检测出的光L2的信息,并基于该光L2的信息判断用户的手指Fg、手掌是否接近输入部1。在该情况下,控制部6例如在光L2的强度、这里是传感器部10输出的检测信号Vdet在规定的阈值以上的情况下,判断为用户的手指Fg、手掌接近输入部1,在光L2的强度小于阈值的情况下,判断为用户的手指Fg、手掌未接近输入部1。此外,用户通过按下输入部1的设置有传感器部10的键来对检测装置100例如进行字符输入。控制部6也可以通过用户按下键来识别用户的接近。
在判断为有对设置有传感器部10的输入部1的接近的情况下(步骤S10;是),检测装置100获取用户的生物体信息(步骤S12)。即,设置于检测出接近的输入部1的传感器部10对用户操作了该输入部1时的用户的生物体信息进行检测。然后,控制部6从该传感器部10获取操作了输入部1时的用户的生物体信息。在步骤S10中判断为没有对设置有传感器部10的输入部1的接近的情况下(步骤S10;否),返回到步骤S10,继续进行接近检测。
如果获取到用户的生物体信息,则检测装置100通过控制部6将用户的生物体信息与基准生物体信息进行比对(步骤S14),来判断用户的生物体信息与基准生物体信息是否一致(步骤S16)。在判断为用户的生物体信息与基准生物体信息一致的情况下(步骤S16;是),控制部6控制检测装置100执行预定的规定功能(步骤S18)。这里的规定功能可以是预先设定的功能。即,规定功能也可以作为在用户操作了输入部1的情况下所执行的功能而预先设定于检测装置100。不过,规定功能也可以是用户通过操作而请求了执行的功能。
进一步地,控制部6在判断为用户的生物体信息与基准生物体信息一致的情况下,换言之,在判断为执行规定功能的情况下,除了执行规定功能之外,还执行对检测出接近的输入部1分配的动作(步骤S20)。换言之,对检测出接近的输入部1分配的动作是指,在步骤S18所执行的规定功能(例如启动的程序)中,对传感器部10检测出生物体信息时用户所操作的输入部1分配的动作。例如,在规定功能是程序的启动,且对作为输入部1的回车键进行了操作的情况下,检测装置100在启动的程序中执行与对回车键的输入对应的处理作为对检测出接近的回车键分配的动作。这样,检测装置100在用户操作了设置有传感器部10的输入部1的情况下,检测出用户对该输入部1的接近,通过设置于该输入部1的传感器部10检测用户的生物体信息,并通过控制部6进行用户的生物体信息与基准生物体信息的比对。检测装置100在用户的生物体信息与基准生物体信息的比对一致的情况下,除了执行规定功能之外,还接收对该输入部1的输入,执行分配给该输入部1的动作。
此外,在判断为用户的生物体信息与基准生物体信息不一致的情况下(步骤S16;否),控制部6不执行规定功能且不执行对检测出接近的输入部1分配的动作(步骤S22)。即,控制部6在判断为不执行规定功能的情况下,不执行对检测出接近的输入部1分配的动作。
如以上所说明的那样,第一实施方式所涉及的检测装置100具有接收用户的操作的输入部1和设置于输入部1并在用户操作了输入部1时检测用户的生物体信息的传感器部10。该检测装置100的传感器部10在用户操作了输入部1时检测用户的生物体信息。因此,根据该检测装置100,用户只进行用于使检测装置100动作的操作(例如,规定功能的执行请求操作),就能够利用生物体信息进行认证。因此,根据该检测装置100,不需要进行用户的密码输入、指纹认证画面中的用户操作等仅用于认证的操作,能够抑制认证的麻烦。
此外,检测装置100具有基于传感器部10检测出的用户的生物体信息判断是否执行规定功能的控制部6。控制部6在用户向输入部1输入了请求执行规定功能的操作的情况下,从传感器部10获取进行了请求规定功能的执行的操作时的用户的生物体信息,并基于获取到的用户的生物体信息判断是否执行规定功能。该检测装置100由于具有控制部6,因此能够适当进行认证。进一步而言,根据检测装置100,不需要进行仅用于认证的用户操作,只进行规定功能的执行请求的动作就能够与认证一起执行规定功能,能够抑制认证的麻烦。需要指出,检测装置100也可以不具备控制部6。在该情况下,例如,检测装置100将传感器部10检测出的用户的生物体信息向具备控制部6的别的装置(外部服务器等)发送,该别的装置可以通过控制部6进行认证,并将认证的结果向检测装置100发送。
此外,控制部6在判断为不执行规定功能的情况下,即、在判断为用户的生物体信息与基准生物体信息不一致的情况下,不执行对检测出生物体信息时用户所操作的输入部1分配的动作。此外,控制部6在判断为执行规定功能的情况下,执行对检测出生物体信息时用户所操作的输入部1分配的动作。在认证通过的情况下,该检测装置100执行规定功能,并在该规定功能中执行分配给输入部1的动作。即,通过用户对输入部1的操作,该检测装置100不仅进行认证而执行规定功能,而且还进行规定功能中的动作,因此不需要进行仅用于认证的操作,能够抑制认证的麻烦。
此外,在第一实施方式中,作为传感器部10,具有检测用户的指纹的第一传感器部10A和检测用户的血管图案的第二传感器部10B。这样,通过具备第一传感器部10A和第二传感器部10B,从而能够根据多种生物体信息进行认证,能够提高认证的精度。例如,检测装置100也可以在第一传感器部10A获取到的用户的生物体信息(指纹)与基准生物体信息(基准生物体信息中的指纹)一致、且第二传感器部10B获取到的用户的生物体信息(血管图案)与基准生物体信息(基准生物体信息中的血管图案)一致的情况下,认为认证通过,执行规定功能。此外,检测装置100也可以获取第一传感器部10A获取到的用户的生物体信息和第二传感器部10B获取到的用户的生物体信息中的任一方,并在该获取到的一方的生物体信息与基准生物体信息一致的情况下,认为认证通过,执行规定功能。检测装置100也可以在这之后获取第一传感器部10A获取到的用户的生物体信息和第二传感器部10B获取到的用户的生物体信息中的另一方,并在该另一方的生物体信息与基准生物体信息不一致的情况下,中断规定功能的执行。
此外,第一传感器部10A具备包含非晶硅的半导体(第一半导体层31),第二传感器部10B具备包含多晶硅的半导体(第二半导体层51)。因此,该检测装置100能够适合检测用户的指纹和血管图案。
需要指出,在图2的示例中,将第一传感器部10A设置于键盘2的按钮2A,将第二传感器部10B设置于手掌接近的区域2D。由此,可适合通过用户用手指Fg进行操作的按钮2A的第一传感器部10A检测指纹,适合在手掌接近的区域2D通过第二传感器部10B检测血管图案。不过,第一传感器部10A以及第二传感器部10B的位置并不限于此。图15是示出键盘的其它示例的图。在图15的示例中,在按钮2A1设置有第一传感器部10A,在按钮2A2设置有第二传感器部10B。进一步而言,在比设置有第一传感器部10A的按钮2A1更远离用户的一侧、即方向Y侧的按钮2A2设置有第二传感器部10B。在图15的示例中,将输入F和J的按钮2A设为设置第一传感器部10A的按钮2A1,将输入R和U的按钮2A设为设置第二传感器部10B的按钮2A2,但并不限于此。需要指出,在图15中,优选第一传感器部10A是不检测血管图案而检测指纹的传感器,但可以是检测血管图案和指纹两者的传感器。
这样,检测装置100也可以在靠近用户的一侧的按钮2A1设置第一传感器部10A,在比按钮2A1更远离用户的一侧的按钮2A2设置第二传感器部10B。这里,在检测血管图案的情况下,比起检测指纹的情况,优选增大手指Fg的接触面积。按钮2A2由于位于比按钮2A1远的一侧,因此在用户操作按钮2A2时,存在不是使指尖而是使指腹与按钮2A2接触的倾向,按钮2A2与手指Fg的接触面积增大。因此,通过这样地配置第一传感器部10A和第二传感器部10B,能够适合检测血管图案和指纹。需要指出,也可以分别在按钮2A1和按钮2A2设置第一传感器部10A和第二传感器部10B,根据用户对输入部1的使用模式、用户的手的大小等适当地灵活使用它们。此外,也可以不是通过被按下的按钮来检测指纹、血管图案,而是使用设置于与被按下的按钮相邻的按钮的传感器部10来检测指纹、血管图案。具体而言,也可以在按下比R、U的按钮2A2进一步远离用户的“5”、“7”的按钮2A3时,通过驱动设置于R、U、F、J的传感器部来检测指纹或者血管图案。以上是一个例子,可根据输入部1的大小、输入部1的键的排列、用户对键的使用频率等适当地变更设置传感器部的键。此外,在数字键的使用频率高的情况下,也能够设置于数字键。在本实施方式中,其特征在于,根据距用户的距离的差异而使检测的生物体信息的种类、检测的生物体信息位置不同。
此外,检测装置100并不限于在键盘2设置传感器部10,也可以在其它输入部1、例如鼠标4设置传感器部10。此外,检测装置100也可以在键盘2和鼠标4两者设置传感器部10。即,检测装置100可以在作为输入部1的键盘2以及鼠标4中的至少一方设置传感器部10。
图16是示出在鼠标设置传感器部的示例的图。如图16所示,鼠标4具有壳体部4A和按钮4B。壳体部4A是鼠标4的主体,在内部具备各种设备。按钮4B设置于壳体部4A的前端部分,接收用户的点击操作。此外,用户通过把持并移动壳体部4A而能移动显示于显示部5的光标。
在图16的示例中,在这样的鼠标4设置传感器部10。更详细而言,在按钮4B设置第一传感器部10A,在壳体部4A的表面4Aa设置第二传感器部10B。壳体部4A的表面4Aa设置于比按钮4B更靠鼠标4的后端侧的位置。因此,在用户操作鼠标4的情况下,手掌接近壳体部4A的表面4Aa,用户的手指Fg接近按钮4B。这样,通过在用户按压的按钮4B设置第一传感器部10A,在接近用户的手掌的壳体部4A设置第二传感器部10B,能够适合检测血管图案和指纹。
此外,在鼠标4是光学鼠标的情况下,能够使传感器部10的光源部和鼠标4的光源部通用化。图17以及图18是示出鼠标和传感器部的光源的配置例的示意图。图17是鼠标4具有光源部而传感器部10不具有光源部时的示例。在图17的示例中,鼠标4在壳体部4A的内部具备光源部4C和受光部4D。在图17的示例中,未设置传感器部10用的光源部110。鼠标4的壳体部4A的底面4Ab与接触面G接触,在底面4Ab设置有用于向接触面G照射来自光源部4C的光L0的开口4Ac。从光源部4C照射的光L0通过开口4Ac被接触面G反射,作为光L1照射于受光部4D。通过照射到受光部4D的光L1来检测鼠标4的移动量以及移动方向。此外,也向传感器部10照射光L1,传感器部10能够利用该光L1检测生物体信息。
图18是鼠标4不具有光源部而传感器部10具有光源部110时的示例。在图18的示例中,鼠标4在壳体部4A的内部设有受光部4D。从光源部110照射的光L1向传感器部10照射,传感器部10利用该光L1检测生物体信息。此外,在图18的示例中,光源部110构成为使光L1也朝向接触面G照射。因此,来自光源部110的光L1由接触面G反射,作为光L3照射于受光部4D。通过照射到受光部4D的光L3来检测鼠标4的移动量以及移动方向。在以上所示的实施方式中,在个人电脑等终端上进行用户认证的情况下,能够边进行用户利用键盘输入字符等的作业边进行用户认证。因此,也可以不进行用于认证的另外的操作。此外,可以在用户操作键盘的整个期间,或者每隔规定的间隔进行用户的认证。此外,在多个用户共享同一检测装置100(终端)的情况下,每当用户变更时都需要进行认证,但在本实施方式中,与用户进行某种输入、鼠标的操作同时地,检测装置100识别用户的变更,用户的便利性提高。
(第二实施方式)
接下来,对第二实施方式进行说明。第二实施方式所涉及的检测装置100a是进行金融交易的装置,在这一点上与第一实施方式不同。在第二实施方式中,对结构与第一实施方式通用的部位省略说明。
图19是第二实施方式所涉及的检测装置的示意图。如图19所示,检测装置100a是能够进行现金的存取的装置,例如是设置于金融机构等的自动柜员机(AMT;AutomatedTeller Machine)、设置于便利店等的对现金进行处理的复合机等。检测装置100a具有作为输入部1a的键盘2a、显示部5a、插卡部200和纸币处理部202。此外,虽省略图示,但检测装置100a与第一实施方式的检测装置100同样地,具有用于检测生物体信息的各种电路(检测控制部11、检测部40等)。插卡部200构成为在使用银行卡等卡进行交易时进行卡的插入和排出。此外,插卡部200在交易结束时排出发行的收条。纸币处理部202在入款以及支款交易时收付纸币。
此外,检测装置100a经由网络210而连接于作为外部设备的服务器220,与服务器220进行信息的收发。服务器220具有执行与第一实施方式的控制部6同样的功能的控制部6a和存储部8a。
图20是示出第二实施方式所涉及的键盘的一个例子的图。键盘2a具有多个按钮2Aa,在按钮2Aa设置有传感器部10。这里的传感器部10优选是第一传感器部10A,但也可以是第二传感器部10B。
当用户操作按钮2Aa时,传感器部10检测用户的生物体信息。传感器部10检测出的用户的生物体信息经由网络210而向服务器220发送,服务器220的控制部6a与第一实施方式的控制部6同样地,从存储部8a读出基准生物体信息,并将基准生物体信息与用户的生物体信息进行比对,从而进行认证。在基准生物体信息与用户的生物体信息一致的情况下,服务器220的控制部6a经由网络210将该意思的信息传达给检测装置100a。检测装置100a开始规定功能(例如入款、支款的手续)。此外,检测装置100a一面开始规定功能,一面执行分配给所操作的按钮2Aa的动作(例如数值输入)。
这样,检测装置100是进行金融交易的装置、控制进出门的装置等,通过应用于具有键盘等用户接口,通过进行用户的生物体认证而进行规定的处理的系统,从而不需要进行仅用于认证的操作,能够抑制认证的麻烦。
(第三实施方式)
接下来,对第三实施方式进行说明。第三实施方式所涉及的检测装置100b设置有传感器部10的位置与第一实施方式不同,此外,其是显示部和输入部成为一体的触摸式计算机、所谓的平板型终端,在这一点上与第一实施方式不同。在第三实施方式中,对结构与第一实施方式通用的部位省略说明。
图21到图24是第三实施方式所涉及的检测装置的示意图。如图21所示,第三实施方式所涉及的检测装置100b是输入部1b和显示部5b层叠而构成为一体的触摸面板设置于壳体部230的表面230A的平板型计算机。此外,虽省略图示,但检测装置100b与第一实施方式的检测装置100同样地,具有用于检测生物体信息的各种电路(检测控制部11、检测部40等)。需要指出,这里,检测装置100b是矩形,将沿着长边的方向设为方向X,将沿着短边的方向设为方向Y,将与表面230A正交的方向设为方向Z。
如图22以及图23所示,在第三实施方式中,传感器部10设置于壳体部230的背面230B。背面230B是设置触摸面板的表面230A的相反侧的面。即,传感器部10设置于未设置有输入部1b和显示部5b的区域。例如,如图22所示,传感器部10可以设置于背面230B的方向Y上的一端部侧和另一端部侧。此外,传感器部10可以分别在背面230B的方向Y上的一端部侧和另一端部侧沿着方向X设置有多个。于是,也可以将沿着方向X排列的传感器部10中的一方设为第一传感器部10A,将另一方设为第二传感器部10B。通过这样设置,将传感器部10设置于用户把持检测装置100b时所触碰的位置,能够适合检测用户的生物体信息。不过,设置传感器部10的位置并不限于图22的示例,例如,如图23那样,也可以设置于背面230B的任意位置处。此外,传感器部10并不限于设置在背面230B,也可以设置于检测装置100b的侧面、表面230A中未设置输入部1b和显示部5b的边框区域。关于平板型终端,在商品管理业务等场景中,有时会多个用户共享多个终端。根据本实施方式,能够总是掌握用户与终端的关联,能够按每个终端高效地切换显示的画面。此外,在用户总是使用的终端中,为了提高手的保持性,有时会从终端壳体的侧面至背面设置符合手指形状的支承部件。在该情况下,通过将传感器部10设置于支承部件的手指进行接触的部分,从而能够在用户没有意识到传感器部10的情况下进行认证。此外,如图24所示,也可以在连接于作为平板终端的检测装置100b的笔输入单元240的表面设置传感器部10。在该情况下,优选将第一传感器部10A配置于比第二传感器部10B更靠笔输入单元240的前端侧的位置。笔输入单元240的前端是指笔输入单元240中触摸画面的部分。
此外,关于通过本实施方式中所描述的方式带来的其它作用效果,从本说明书的记载显而易见的效果、或本领域技术人员可适当想到的作用效果,当然可理解为是由本发明所带来的。
附图标记说明
1 输入部
2 键盘
2A 按钮
4 鼠标
6 控制部
10 传感器部
10A 第一传感器部
10B 第二传感器部
100 检测装置
PD1 第一光电二极管
PD2 第二光电二极管。
Claims (10)
1.一种检测装置,具有:
输入部,接收用户的操作;以及
传感器部,设置于所述输入部,在所述用户操作了所述输入部时,所述传感器部检测所述用户的生物体信息。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
所述检测装置还具有控制部,所述控制部基于获取到的所述用户的生物体信息,判断是否执行规定功能。
3.根据权利要求2所述的检测装置,其中,
在所述用户向所述输入部输入了请求执行所述规定功能的操作的情况下,所述控制部从所述传感器部获取进行了请求执行所述规定功能的操作时的所述用户的生物体信息,并基于获取到的所述用户的生物体信息判断是否执行所述规定功能。
4.根据权利要求2所述的检测装置,其中,
所述控制部在判断为不执行所述规定功能的情况下,不执行对检测出所述生物体信息时所述用户所操作的所述输入部分配的动作,
所述控制部在判断为执行所述规定功能的情况下,执行对检测出所述生物体信息时所述用户所操作的所述输入部分配的动作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置,其中,
所述传感器部设置于作为所述输入部的键盘以及鼠标中的至少一方。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测装置,其中,
所述检测装置具有第一传感器部和第二传感器部作为所述传感器部,所述第一传感器部检测所述用户的指纹,所述第二传感器部检测所述用户的血管图案。
7.根据权利要求6所述的检测装置,其中,
所述第一传感器部具备包含非晶硅的半导体,所述第二传感器部具备包含多晶硅的半导体。
8.根据权利要求6或7所述的检测装置,其中,
所述第一传感器部在作为所述输入部的键盘中设置于靠近所述用户的一侧,所述第二传感器部在所述键盘中设置于比所述第一传感器部更远离所述用户的一侧。
9.根据权利要求6或7所述的检测装置,其中,
所述第一传感器部在作为所述输入部的鼠标中设置于所述用户进行按压的按钮,所述第二传感器部在所述鼠标中设置于接近所述用户的手掌的壳体部。
10.一种认证方法,是使用检测装置的用户的认证方法,所述检测装置具有输入部和传感器部,所述输入部接收所述用户的操作,所述传感器部设置于所述输入部,在所述用户操作了所述输入部时,所述传感器部检测所述用户的生物体信息,
在所述认证方法中,基于所述传感器部检测出的所述用户的生物体信息,判断是否执行预定的功能。
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