JP2023064621A - 検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】出力応答性をより確保しやすい検出装置を提供する。【解決手段】検出装置は、複数のフォトダイオードが面状に配置された光電変換部と、フォトダイオードに光を照射する光源と、光電変換部と対向するよう設けられ、熱を発して光電変換部に熱を伝導させる加温電極３１０と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、検出装置に関する。
光の明暗を検出可能な受光素子を面状に配置して、画像データのように視認可能な面状の明暗パターンを取得できる検出装置が知られている（例えば特許文献１）。
特開２０１６－１６４７８７号公報
検出装置は、受光素子に採用される光電変換材料に応じた温度依存性を示す。一般的に、受光素子は、温度が低いほど出力応答性が下がる。出力応答性とは、感光の度合いの変化に対する出力の変化の度合いをさす。しかしながら、従来の検出装置では、受光素子の温度が低すぎる場合の対応について考慮されていなかった。
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、出力応答性をより確保しやすい検出装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様による検出装置は、複数のフォトダイオードが面状に配置された光電変換部と、前記フォトダイオードに光を照射する光源と、前記光電変換部と対向するよう設けられ、熱を発して前記光電変換部に熱を伝導させる加温電極と、を備える。
図１は、センサユニットの主要構成を示す模式図である。 図２は、検出装置の積層構造を示す側面図である。 図３は、検出装置に含まれる各構成を示す斜視図である。 図４は、センサユニットを示す平面図である。 図５は、センサユニットの構成例を示すブロック図である。 図６は、センサ部を示す回路図である。 図７は、複数の部分検出領域を示す回路図である。 図８は、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。 図９は、フォトダイオードに入射する光の波長と変換効率との関係を模式的に示すグラフである。 図１０は、センサ部の動作例を表すタイミング波形図である。 図１１は、図１０における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。 図１２は、実施形態のセンサ部による検出の仕組みを示す模式図である。 図１３は、それぞれ温度が異なる３つのフォトダイオードに対する照射光の強度と、当該３つのフォトダイオードによる出力の高さと、の関係を示すグラフである。 図１４は、シートヒータの動作に関する処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、センシングの制御に関する判定の流れを示すフローチャートである。 図１６は、実施形態２である検出装置の積層構造を示す側面図である。 図１７は、実施形態３である検出装置の積層構造を示す側面図である。 図１８は、兼用電極に印加される電圧を制御する仕組みを示す模式図である。 図１９は、兼用電極をシートヒータと同様に機能させる期間と、兼用電極を共通電極と同様に機能させる期間と、が交互に生じる場合のタイムチャートである。 図２０は、実施形態３における検出装置の主要な動作制御の流れを示すフローチャートである。 図２１は、実施形態４である検出装置の積層構造を示す側面図である。 図２２は、実施形態４における複数の部分検出領域ＰＡＡを示す回路図である。 図２３は、実施形態４のセンサ部Ｃによる検出の仕組みを示す模式図である。 図２４は、実施形態５である検出装置の積層構造を示す側面図である。 図２５は、シートヒータの構成例を示す模式図である。 図２６は、シートヒータの構成例を示す模式図である。 図２７は、実施形態６である検出装置の積層構造を示す側面図である。 図２８は、実施形態７である検出装置の積層構造を示す側面図である。 図２９は、温度検出用光源からの光を受けたフォトダイオードの出力と、フォトダイオードの温度と、の関係を示すグラフである。 図３０は、実施形態７における検出装置の主要な動作制御の流れを示すフローチャートである。
以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示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、本開示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。
図１は、センサユニット１の主要構成を示す模式図である。センサユニット１は、基板３０１と、検出装置３０２と、を備える。基板３０１は、一面側に検出装置３０２が実装される基板である。図示しないが、基板３０１には、例えば、後述するシートヒータ３１０に接続される配線等、シートヒータ３１０を動作させるための構成が実装される。なお、図１に示す光電変換部ＡＡ、検出回路４８、フレキシブルプリント基板７１については後述する。
図２は、検出装置３０２の積層構造を示す側面図である。図３は、検出装置３０２に含まれる各構成を示す斜視図である。検出装置３０２は、一面側から他面側に向かって、シートヒータ３１０、センサ部１０、コリメータ３０３の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。以下の説明では、検出装置３０２の積層構造における積層方向を、第３方向Ｄｚとする。また、第３方向Ｄｚに直交する二方向のうち一方を第１方向Ｄｘとし、他方を第２方向Ｄｙとする。基板３０１は、シートヒータ３１０の一面側に位置する。
シートヒータ３１０は、センサ部１０を加熱可能に設けられたフィルムシートヒータである。具体的には、シートヒータ３１０は、電圧の印加に応じて、電気抵抗により発熱する発熱部を含むシート状の構成である。発熱部は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、モリブデンクロム（ＭｏＣｒ）、銀（Ａｇ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）又はチタン（Ｔｉ）であるが、これらのいずれかに限られるものでなく、シート状に加工可能であって電圧の印加に応じて発熱する素材であればよい。シートヒータ３１０は、平面視点で光電変換部ＡＡをカバーするよう設けられる。平面視点とは、第３方向Ｄｚに直交する平面を正面視する視点である。
センサ部１０は、一面側から他面側に向かって、回路基板３２０、フォトダイオードＰＤ、共通電極３２２の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。センサ部１０の構成について、図４から図１１を参照して説明する。
図４は、センサユニット１を示す平面図である。図４に示すように、センサユニット１は、センサ基板２１と、センサ部１０と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、検出回路４８と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、第１光源基材５１と、第２光源基材５２と、第１光源６１と、第２光源６２と、温度検出部３３１と、を有する。
センサ基板２１には、フレキシブルプリント基板７１を介して制御基板１２１が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板７１には、検出回路４８が設けられている。制御基板１２１には、制御回路１２２及び電源回路１２３が設けられている。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）である。制御回路１２２は、センサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。また、制御回路１２２は、第１光源６１及び第２光源６２に制御信号を供給して、第１光源６１及び第２光源６２の点灯又は非点灯を制御する。電源回路１２３は、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図７参照）等の電圧信号をセンサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。また、電源回路１２３は、電源電圧を第１光源６１及び第２光源６２に供給する。
センサ基板２１は、光電変換部ＡＡと、周辺部ＧＡとを有する。光電変換部ＡＡは、センサ部１０が有する複数のフォトダイオードＰＤ（図７参照）が設けられた領域である。周辺部ＧＡは、光電変換部ＡＡの外周と、センサ基板２１の端部との間の領域であり、フォトダイオードＰＤと重ならない領域である。
矩形状の光電変換部ＡＡと周辺部ＧＡとの境界を形成する光電変換部ＡＡの四辺のうち一辺と重なる位置が図２に示す接続部ＣＰ１になる。また、光電変換部ＡＡの四辺のうち光電変換部ＡＡを挟んで当該一辺と対向する位置の他の一辺と重なる位置が図２に示す接続部ＣＰ２になる。
ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６は、周辺部ＧＡに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、周辺部ＧＡのうち第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。信号線選択回路１６は、周辺部ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路４８との間に設けられる。
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る。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、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、センサ基板２１の法線方向である。
複数の第１光源６１は、第１光源基材５１に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。複数の第２光源６２は、第２光源基材５２に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。第１光源基材５１及び第２光源基材５２は、それぞれ、制御基板１２１に設けられた端子部１２４、１２５を介して、制御回路１２２及び電源回路１２３と電気的に接続される。
複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、例えば、無機ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等が用いられる。複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、それぞれ異なる波長の第１の光及び第２の光を出射する。すなわち、第１の光は、第１発光極大波長を有し、第２の光は、第１発光極大波長とは異なる第２発光極大波長を有する。発光極大波長とは、第１の光及び第２の光のそれぞれの波長と発光強度との関係を示す発光スペクトルにおいて、最大の発光強度を示す波長である。
一例として、第１の光は、５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、例えば５００ｎｍ程度の第１発光極大波長を有し、第２の光は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の第２発光極大波長を有する。つまり、第２の光の第２発光極大波長は、第１の光の第１発光極大波長よりも長い。この場合、第１の光及び第２の光は、可視光である。第１の光は青色又は緑色の光であり、第２の光は赤色の光である。
第１光源６１から出射された第１の光は、指Ｆｇ等の被検出体の表面で反射されセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指Ｆｇ等の表面の凹凸の形状を検出することで指紋を検出することができる。第２光源６２から出射された第２の光は、指Ｆｇ等の内部で反射し又は指Ｆｇ等を透過してセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指Ｆｇ等の内部の生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、指Ｆｇや掌の脈拍等である。
第１の光及び第２の光の波長は、上述した例に限定されず適宜変更できる。例えば、第１の光は、５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、例えば５００ｎｍ程度の第１発光極大波長を有し、第２の光は、７８０ｎｍ以上９００ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の第２発光極大波長を有していてもよい。この場合、第１の光は、青色又は緑色の可視光であり、第２の光は、赤外光である。センサ部１０は、第１光源６１から出射された第１の光に基づいて、指紋を検出することができる。第２光源６２から出射された第２の光は、指Ｆｇ等の被検出体の内部で反射し又は指Ｆｇ等を透過してセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指Ｆｇ等の内部の生体に関する情報として血管像（静脈パターン）を検出できる。
又は、第１の光は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の第１発光極大波長を有し、第２の光は、７８０ｎｍ以上９００ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の第２発光極大波長を有していてもよい。この場合、第１光源６１から出射された第１の光及び第２光源６２から出射された第２の光に基づいて、センサ部１０は、生体に関する情報として、脈拍や血管像に加えて、血中酸素濃度を検出することができる。このように、センサユニット１は、第１光源６１及び複数の第２光源６２を有しているので、第１の光に基づいた検出と、第２の光に基づいた検出とを行うことで、種々の生体に関する情報を検出することができる。
なお、図４に示す第１光源６１及び第２光源６２の配置は、あくまで一例であり適宜変更することができる。例えば、第１光源基材５１及び第２光源基材５２のそれぞれに、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が配置されていてもよい。この場合、複数の第１光源６１を含むグループと、複数の第２光源６２を含むグループとが、第２方向Ｄｙに並んで配置されていてもよいし、第１光源６１と第２光源６２とが交互に第２方向Ｄｙに配置されていてもよい。また、第１光源６１及び第２光源６２が設けられる光源基材は１つ又は３つ以上であってもよい。
図５は、センサユニット１の構成例を示すブロック図である。図５に示すように、センサユニット１は、さらに検出制御部１１と検出部４０と、有する。検出制御部１１の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。また、検出部４０のうち、検出回路４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。
センサ部１０は、光電変換素子であるフォトダイオードＰＤを有する光センサである。センサ部１０が有するフォトダイオードＰＤは、照射される光に応じた電気信号を、検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路１６に出力する。また、センサ部１０は、ゲート線駆動回路１５から供給されるゲート駆動信号Ｖｇｃｌにしたがって検出を行う。
検出制御部１１は、ゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及び検出部４０に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、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号をゲート線駆動回路１５に供給する。また、検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。また、検出制御部１１は、各種制御信号を第１光源６１及び第２光源６２に供給して、それぞれの点灯及び非点灯を制御する。
ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて複数のゲート線ＧＣＬ（図６参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを順次又は同時に選択し、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬに接続された複数のフォトダイオードＰＤを選択する。
信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図６参照）を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路１６は、検出制御部１１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、フォトダイオードＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
検出部４０は、検出回路４８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、画像処理部４９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、検出回路４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、画像処理部４９と、が同期して動作するように制御する。
検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）である。検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔ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。
信号処理部４４は、検出回路４８の出力信号に基づいて、センサ部１０に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指Ｆｇが検出面に接触又は近接した場合に、検出回路４８からの信号に基づいて指Ｆｇや掌の表面の凹凸を検出できる。また、信号処理部４４は、検出回路４８からの信号に基づいて生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、指Ｆｇや掌の血管像、脈波、脈拍、血中酸素濃度等である。また、信号処理部４４は、複数のフォトダイオードＰＤにより同時に検出された検出信号Ｖｄｅｔ（生体に関する情報）を取得し、これらを平均化する処理を実行してもよい。この場合、検出部４０は、ノイズや、指Ｆｇ等の被検出体とセンサ部１０との相対的な位置ずれに起因する測定誤差を抑制して、安定した検出が可能となる。
記憶部４６は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、レジスタ回路等であってもよい。
座標抽出部４５は、信号処理部４４において指の接触又は近接が検出されたときに、指等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。また、座標抽出部４５は、指Ｆｇや掌の血管の検出座標を求める論理回路である。画像処理部４９は、センサ部１０の各フォトダイオードＰＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指Ｆｇ等の表面の凹凸の形状を示す二次元情報及び指Ｆｇや掌の血管の形状を示す二次元情報を生成する。なお、座標抽出部４５は、検出座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。また、座標抽出部４５及び画像処理部４９は、検出部４０に含まれていない場合であってもよい。
次に、センサ部１０の回路構成例について説明する。図６は、センサ部１０を示す回路図である。図７は、複数の部分検出領域ＰＡＡを示す回路図である。なお、図７では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。
図６に示すように、センサ部１０は、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれフォトダイオードＰＤが設けられている。
ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。また、図６では説明を分かりやすくするために、８本のゲート線ＧＣＬを示しているが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、Ｍ本（Ｍは８以上、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。
信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡのフォトダイオードＰＤに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。
また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、図６では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間にセンサ部１０が設けられている。これに限定されず、信号線選択回路１６とリセット回路１７とは、信号線ＳＧＬの同じ方向の端部にそれぞれ接続されていてもよい。
ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号を、制御回路１２２（図５参照）から受け取る。ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線ＧＣＬに接続された複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡが、検出対象として選択される。
なお、ゲート線駆動回路１５は、指紋の検出及び異なる複数の生体に関する情報（脈波、脈拍、血管像、血中酸素濃度等）のそれぞれの検出モードごとに、異なる駆動を実行してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動してもよい。
具体的には、ゲート線駆動回路１５は、制御信号に基づいて、ゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）のうち、所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択する。例えば、ゲート線駆動回路１５は、６本のゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（６）を同時に選択し、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。ゲート線駆動回路１５は、選択された６本のゲート線ＧＣＬを介して、複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを含む検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２が、それぞれ検出対象として選択される。ゲート線駆動回路１５は、所定数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。
信号線選択回路１６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、第３スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第３スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路４８に接続される。
ここで、信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートにそれぞれ接続される。また、１本の選択信号線Ｌｓｅｌは、複数の信号線ブロックの第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。
具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、それぞれ信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、信号線ＳＧＬ（１）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（７）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、信号線ＳＧＬ（２）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（８）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
制御回路１２２（図４参照）は、選択信号ＡＳＷを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、センサユニット１は、検出回路４８を含むＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の数、又はＩＣの端子数を少なくすることができる。
なお、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを束ねて検出回路４８に接続してもよい。具体的には、制御回路１２２（図４参照）は、選択信号ＡＳＷを同時に選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて複数の信号線ＳＧＬ（例えば６本の信号線ＳＧＬ）を選択し、複数の信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２で検出された信号が検出回路４８に出力される。この場合、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）からの信号が統合されて検出回路４８に出力される。
ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６の動作により、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに検出を行うことで、１回の検出で得られる検出信号Ｖｄｅｔの強度が向上するのでセンサ感度を向上させることができる。また、検出に要する時間を短縮することができる。このため、センサユニット１は、検出を短時間で繰り返し実行することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、又、脈波等の生体に関する情報の時間的な変化を精度よく検出することができる。
図６に示すように、リセット回路１７は、基準信号線Ｌｖｒ、リセット信号線Ｌｒｓｔ及び第４スイッチング素子ＴｒＲを有する。第４スイッチング素子ＴｒＲは、複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。基準信号線Ｌｖｒは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのソース又はドレインの一方に接続される。リセット信号線Ｌｒｓｔは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。
制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２をリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになり、複数の信号線ＳＧＬは基準信号線Ｌｖｒと電気的に接続される。電源回路１２３は、基準信号ＣＯＭを基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａ（図７参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
図７に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、フォトダイオードＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。図７では、複数のゲート線ＧＣＬのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのゲート線ＧＣＬ（ｍ）、ＧＣＬ（ｍ＋１）を示す。また、複数の信号線ＳＧＬのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つの信号線ＳＧＬ（ｎ）、ＳＧＬ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１スイッチング素子Ｔｒは、フォトダイオードＰＤに対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されている。
第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、フォトダイオードＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
フォトダイオードＰＤには、電源回路１２３からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａには、電源回路１２３から、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＣＯＭが供給される。
部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、フォトダイオードＰＤには光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。第１スイッチング素子Ｔｒがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８に接続される。これにより、センサ部１０は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又は検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとにフォトダイオードＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
検出回路４８は、読み出し期間Ｐｄｅｔ（図１０参照）にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。検出回路４８の検出信号増幅部４２は、信号線ＳＧＬから供給された電流の変動を電圧の変動に変換して増幅する。検出信号増幅部４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆとして基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。また、検出信号増幅部４２は、容量素子Ｃｂ及びリセットスイッチＲＳＷを有する。リセット期間Ｐｒｓｔ（図１０参照）において、リセットスイッチＲＳＷがオンになり、容量素子Ｃｂの電荷がリセットされる。
次に、フォトダイオードＰＤの構成について説明する。図８は、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。図９は、フォトダイオードに入射する光の波長と変換効率との関係を模式的に示すグラフである。
図８に示すように、センサ部１０は、センサ基板２１と、ＴＦＴ層２２と、個別電極３２１と、フォトダイオードＰＤと、共通電極３２２と、を備える。センサ基板２１は、可撓性を有する絶縁性の基材であり、例えば、フィルム状の樹脂である。センサ基板２１は、第１面２１１と、第１面２１１の反対側の第２面２１２とを有する。第１面２１１に、ＴＦＴ層２２、個別電極３２１、フォトダイオードＰＤ、共通電極３２２の順に積層される。
ＴＦＴ層２２は、上述したゲート線駆動回路１５や信号線選択回路１６等の回路が設けられる。また、ＴＦＴ層２２には、第１スイッチング素子Ｔｒ等のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や、ゲート線ＧＣＬ、信号線ＳＧＬ等の各種配線が設けられる。センサ基板２１及びＴＦＴ層２２は、所定の検出領域ごとにセンサを駆動する駆動回路基板であり、バックプレーンとも呼ばれる。
個別電極３２１は、第１スイッチング素子Ｔｒを介して信号線ＳＧＬと接続される。個別電極３２１は、部分検出領域ＰＡＡ毎に個別に設けられる。個別電極３２１には、例えば、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が用いられる。又は、個別電極３２１は、これらの金属材料の少なくとも１以上を含む合金材料であってもよい。個別電極３２１の膜厚を制御することで、透光性を有する半透過型電極として個別電極３２１を形成できる。例えば、個別電極３２１は、膜厚１０ｎｍのＡｇ薄膜で形成することで、６０％程度の透光性を有する。この場合、フォトダイオードＰＤは、センサ基板２１の両面側から照射される光、例えば第１面２１１側から照射される第１の光及び第２面２１２側から照射される第２の光の両方を検出できる。
なお、図２、図３等に示す回路基板３２０は、センサ基板２１のうち、光電変換部ＡＡ内に含まれる部分であって、個別電極３２１よりも他面側（フォトダイオードＰＤと、フォトダイオードＰＤより上側の構成）を除いた部分である。
なお、図示しないが、ＴＦＴ層２２と個別電極３２１との間には絶縁層が設けられる。当該絶縁層は、無機絶縁層である。当該絶縁層として、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の酸化物や、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の窒化物が用いられる。当該絶縁層には、ＴＦＴ層２２の第１スイッチング素子Ｔｒと個別電極３２１とを接続するためのコンタクトホールが設けられる。
フォトダイオードＰＤは、個別電極３２１の上に設けられる。フォトダイオードＰＤは、光電変換層３１と、正孔輸送層３５と、電子輸送層３４と、を有する。センサ基板２１の第１面２１１に垂直な方向において、正孔輸送層３５、光電変換層３１、電子輸送層３４の順に積層される。なお、フォトダイオードＰＤの積層順は、電子輸送層３４、光電変換層３１、正孔輸送層３５の順であってもよい。
光電変換層３１は、照射される光に応じて特性（例えば、電圧電流特性や抵抗値）が変化する。光電変換層３１の材料として、有機材料が用いられる。具体的には、光電変換層３１として、例えば、低分子有機材料であるＣ６０（フラーレン）、ＰＣＢＭ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル：Ｐｈｅｎｙｌ Ｃ６１－ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ）、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン：Ｃｏｐｐｅｒ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（フッ素化銅フタロシアニン）、ｒｕｂｒｅｎｅ（ルブレン：５，６，１１，１２－ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ＰＤＩ（Ｐｅｒｙｌｅｎｅ（ペリレン）の誘導体）等を用いることができる。
光電変換層３１は、これらの低分子有機材料を用いて蒸着型（Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ）で形成することができる。この場合、光電変換層３１は、例えば、ＣｕＰｃとＦ１６ＣｕＰｃとの積層膜、又はｒｕｂｒｅｎｅとＣ６０との積層膜であってもよい。光電変換層３１は、塗布型（Ｗｅｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ）で形成することもできる。この場合、光電変換層３１は、上述した低分子有機材料と高分子有機材料とを組み合わせた材料が用いられる。高分子有機材料として、例えばＰ３ＨＴ（poly（３－ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、Ｆ８ＢＴ（Ｆ８－ａｌｔ－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）等を用いることができる。光電変換層３１は、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとが混合した状態の膜、又はＦ８ＢＴとＰＤＩとが混合した状態の膜とすることができる。
正孔輸送層３５と、電子輸送層３４とは、光電変換層３１を挟んで対向する。正孔輸送層３５は、フォトダイオードＰＤのアノード側に設けられる。正孔輸送層３５は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）又はＩＧＺＯ（登録商標）、すなわち、インジウム (Ｉｎｄｉｕｍ) 、ガリウム (Ｇａｌｌｉｕｍ) 、亜鉛 (Ｚｉｎｃ) 、酸素 (Ｏｘｙｇｅｎ) から構成される物質を素材として形成される。電子輸送層３４は、フォトダイオードＰＤのカソード側に設けられる。電子輸送層３４は、三酸化タングステン（ＷＯ３）又は三酸化モリブデンを素材として形成される。
共通電極３２２は、平面視点で光電変換部ＡＡをカバーするよう設けられる薄膜状の電極である。共通電極３２２には、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。
なお、図示しないが、共通電極３２２とコリメータ３０３との間に保護膜が設けられてもよい。当該保護膜は、例えば、パッシベーション膜であり、共通電極３２２を挟んで当該保護膜と対向する位置のフォトダイオードＰＤを保護するために設けられている。
図９は、フォトダイオードに入射する光の波長と効率との関係を模式的に示すグラフである。図９に示すグラフの横軸は、フォトダイオードＰＤに入射する光の波長であり、縦軸は、フォトダイオードＰＤの外部量子効率である。外部量子効率は、例えば、フォトダイオードＰＤに入射する光の光量子数と、フォトダイオードＰＤから外部の検出回路４８に流れる電流との比で表される。
図９に示すように、フォトダイオードＰＤは、３００ｎｍから１０００ｎｍ程度の波長帯で良好な効率を有する。すなわち、フォトダイオードＰＤは、第１光源６１から出射される第１の光及び第２光源６２から出射される第２の光の両方の波長に対して感度を有している。このため、１つのフォトダイオードＰＤで、異なる波長を有する複数の光を検出することができる。
次に、センサ部１０の動作例について説明する。図１０は、センサ部１０の動作例を表すタイミング波形図である。図１１は、図１０における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。
図１０に示すように、センサ部１０は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを有する。電源回路１２３は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔに亘って、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳをフォトダイオードＰＤに供給する。また、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する前の時刻に、制御回路１２２は、基準信号ＣＯＭ及び高レベル電圧信号のリセット信号ＲＳＴ２を、リセット回路１７に供給する。このとき、基準信号ＣＯＭは０．７５Ｖとする。制御回路１２２は、ゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。
リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ及びリセット信号ＲＳＴ１に基づいて、順次ゲート線ＧＣＬを選択する。ゲート線駆動回路１５は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌをゲート線ＧＣＬに順次供給する。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌは、高レベル電圧である電源電圧ＶＤＤと低レベル電圧である電源電圧ＶＳＳとを有するパルス状の波形を有する。図１０では、Ｍ本（例えばＭ＝２５６）のゲート線ＧＣＬが設けられており、各ゲート線ＧＣＬに、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）が順次供給される。
これにより、リセット期間Ｐｒｓｔでは、全ての部分検出領域ＰＡＡの容量素子Ｃａは、順次信号線ＳＧＬと電気的に接続されて、基準信号ＣＯＭが供給される。この結果、容量素子Ｃａの容量がリセットされる。
ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（Ｍ）がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘが開始する。なお、各ゲート線ＧＣＬに対応する部分検出領域ＰＡＡでの、実際の露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、開始のタイミング及び終了のタイミングが異なっている。露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、リセット期間Ｐｒｓｔでゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧の電源電圧ＶＤＤから低レベル電圧の電源電圧ＶＳＳに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号Ｖｇｃｌが電源電圧ＶＳＳから電源電圧ＶＤＤに変化したタイミングで終了する。露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）の露光時間の長さは等しい。
露光期間Ｐｅｘでは、各部分検出領域ＰＡＡで、フォトダイオードＰＤに照射された光に応じて電流が流れる。この結果、各容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を低レベル電圧にする。これにより、リセット回路１７の動作が停止する。読み出し期間Ｐｄｅｔでは、リセット期間Ｐｒｓｔと同様に、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を順次供給する。
具体的には、図１１に示すように、ゲート線駆動回路１５は、期間ｔ（１）において、ゲート線ＧＣＬ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を供給する。制御回路１２２は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）の期間に、選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６を、信号線選択回路１６に順次供給する。これにより、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが順次、又は同時に検出回路４８に接続される。この結果、検出信号Ｖｄｅｔが部分検出領域ＰＡＡごとに検出回路４８に供給される。
同様に、ゲート線駆動回路１５は、期間ｔ（２）、…、ｔ（Ｍ－１）、ｔ（Ｍ）において、ゲート線ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（Ｍ－１）、ＧＣＬ（Ｍ）に、それぞれ高レベル電圧のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ－１）、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を供給する。すなわち、ゲート線駆動回路１５は、期間ｔ（１）、ｔ（２）、…、ｔ（Ｍ－１）、ｔ（Ｍ）ごとに、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。各ゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧となる期間ごとに、信号線選択回路１６は選択信号ＡＳＷに基づいて、順次信号線ＳＧＬを選択する。信号線選択回路１６は、信号線ＳＧＬごとに順次、１つの検出回路４８に接続する。これにより、読み出し期間Ｐｄｅｔで、センサ部１０は、全ての部分検出領域ＰＡＡの検出信号Ｖｄｅｔを検出回路４８に出力することができる。
なお、図１１では、ゲート線駆動回路１５が期間ｔごとに１本のゲート線ＧＣＬを選択する例を示したが、これに限定されない。ゲート線駆動回路１５は、２以上の所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給してもよい。また、信号線選択回路１６も、２以上の所定数の信号線ＳＧＬを同時に１つの検出回路４８に接続してもよい。また更には、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを間引いて走査してもよい。
以上、図１０を参照した説明では、ゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（Ｍ－１）、ＧＣＬ（Ｍ）に対するゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）、Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ－１）、Ｖｇｃｌ（Ｍ）の供給を前提とした説明を行ったが、実施形態におけるセンサ部１０の動作は、これに限られるものでない。例えば、これらのゲート線の一部に対してゲート駆動信号を供給するシーケンスが複数含まれる動作モードが採用されてもよい。
温度検出部３３１は、光電変換部ＡＡの温度を検出する。温度検出部３３１は、例えばサーミスタ又は測温抵抗体のように、温度と電気抵抗との関係に基づいて温度を検出可能に設けられている。温度検出部３３１は、図４に示すように、制御基板１２１に設けられた端子部３３２を介して、制御回路１２２及び電源回路１２３と電気的に接続される。なお、図４では、温度検出部３３１はセンサ基板２１から離隔しているが、実際には、温度検出部３３１は、センサ基板２１と当接する。具体的には、温度検出部３３１は、光電変換部ＡＡの両面に対する光の進入を妨げない位置であって、光電変換部ＡＡにできるだけ近い位置でセンサ基板２１に当接する。
図１２は、実施形態のセンサ部１０による検出の仕組みを示す模式図である。実施形態のセンサ部１０では、共通電極３２２側からの第１光源６１及び第２光源６２のうち少なくとも一方の光がフォトダイオードＰＤによって検出される。具体的には、指Ｆｇのように光に影響を与える検出対象がフォトダイオードＰＤの近傍に位置する場合、第１光源６１からの光Ｌ６１がフォトダイオードＰＤに到達する度合いが当該検出対象によって変化する。また、当該検出対象がフォトダイオードＰＤの近傍に位置する場合、第２光源６２からの光Ｌ６２が当該検出対象によって反射されてフォトダイオードＰＤに進入することで、第２光源６２からの光Ｌ６２がフォトダイオードＰＤに到達する度合いが当該検出対象によって変化する。このように、検出対象との関係によって変化する光の到達の度合いをフォトダイオードＰＤによって検出することで、センサ部１０は、検出対象に関する情報を光の明暗パターンとして取得できる。
なお、図１２では図示を省略しているが、光Ｌ６１及び光Ｌ６２は、図３に示すコリメータ３０３に設けられた導光孔３０３ａを通過して共通電極３２２側からフォトダイオードＰＤに到達する。コリメータ３０３は、光を遮光する部材である。導光孔３０３ａは、コリメータ３０３に設けられた挿通孔である。フォトダイオードＰＤに到達する光（例えば、光Ｌ６１及び光Ｌ６２）を、導光孔３０３ａを通過した光に限定することで、フォトダイオードＰＤに検知させる光を第３方向Ｄｚに沿う光又は第３方向Ｄｚに交差する方向の光だったとしても第３方向Ｄｚに対する交差角がほとんどない光に限定できる。第３方向Ｄｚに対する交差角が大きい光ほど、仮に導光孔３０３ａに進入したとしても、その光は導光孔３０３ａの側壁に遮光される。なお、平面視点で、導光孔３０３ａの配置と、個別電極３２１の配置と、は重なる。
フォトダイオードＰＤには、上述したセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳによる電圧Ｖｒ１が、個別電極３２１に与えられている。電圧Ｖｒ１は、フォトダイオードＰＤに対する逆バイアスとして作用する。具体的には、電圧Ｖｒ１によって、共通電極３２２に相対的高電圧が印加され、個別電極３２１に相対的低電圧が印加される。個別電極３２１には、フォトダイオードＰＤのアノードが接続される。共通電極３２２には、フォトダイオードＰＤのカソードが接続される。フォトダイオードＰＤは、光電変換層３１を挟んで、アノード側に正孔輸送層３５が設けられ、カソード側に電子輸送層３４が設けられる。従って、個別電極３２１と正孔輸送層３５とが当接し、共通電極３２２と電子輸送層３４とが当接する。電圧Ｖｒ１は、例えば２ボルト（Ｖ）であるが、これに限られるものでなく、例えばフォトダイオードＰＤで採用される材料等の諸条件に応じて適宜変更可能である。電圧Ｖｒ１は、電源回路１２３から供給される。
上述したように光電変換層３１に有機材料が採用された場合、フォトダイオードＰＤは、温度によって感度が変化する温度依存性を示す。以下、当該温度依存性について、図１３を参照して説明する。
図１３は、それぞれ温度が異なる３つのフォトダイオードＰＤに対する照射光の強度と、当該３つのフォトダイオードＰＤによる出力の高さと、の関係を示すグラフである。図１３に示すグラフ４０１は、それぞれ温度が異なる３つのフォトダイオードＰＤのうち、最も温度が低いフォトダイオードＰＤに対する照射光の強度と、当該３つのフォトダイオードＰＤによる出力の高さと、の関係を示すグラフである。グラフ４０３は、それぞれ温度が異なる３つのフォトダイオードＰＤのうち、最も温度が高いフォトダイオードＰＤに対する照射光の強度と、当該３つのフォトダイオードＰＤによる出力の高さと、の関係を示すグラフである。グラフ４０２は、それぞれ温度が異なる３つのフォトダイオードＰＤのうち、中間の温度のフォトダイオードＰＤに対する照射光の強度と、当該３つのフォトダイオードＰＤによる出力の高さと、の関係を示すグラフである。
図１３に示すように、フォトダイオードＰＤは、温度が低いほど、フォトダイオードＰＤに対する照射光の強度の強弱に対応した出力の応答性が鈍くなる温度依存性を示す。従って、フォトダイオードＰＤの温度が低すぎると、図１２に示す指Ｆｇのような検出対象の有無を良好に識別することが困難になることがある。
実施形態のフォトダイオードＰＤで採用される有機材料は、例えば、２５度（℃）を超えていれば、図１３に示すグラフ４０２及びグラフ４０３のように、フォトダイオードＰＤに対する照射光の強弱を十分に識別可能な出力応答性を得られる。従って、実施形態では、光電変換部ＡＡに含まれるフォトダイオードＰＤが設けられたセンサ基板２１の温度を温度検出部３３１で検出し、センサ基板２１の温度が２５℃を超えている場合にセンシングを行う。センシングとは、図１０及び図１１を参照して説明したフォトダイオードＰＤの動作による、光電変換部ＡＡ内の明暗パターンの取得をさす。すなわち、第１光源６１、第２光源６２は、センシング時に点灯する。言い換えれば、第１光源６１、第２光源６２は、センシング時を除いて点灯しない。なお、実施形態では、温度検出部３３１によって検出されたセンサ基板２１の温度を、光電変換部ＡＡ及び光電変換部ＡＡに含まれるフォトダイオードＰＤの温度として扱う。
また、実施形態では、２５℃以上でのフォトダイオードＰＤの動作環境をより確実に確保する目的で、所定の温度条件下でシートヒータ３１０の動作によるフォトダイオードＰＤの加熱が行われる。以下、単に温度条件と記載した場合、当該所定の温度条件をさす。温度条件とは、例えば、フォトダイオードＰＤの温度が、３０℃よりも低いことである。３０℃よりも低いことが検出された時点からシートヒータ３１０を動作させるようにすることで、フォトダイオードＰＤの温度が２５℃を超える状態をより確実に生じさせることができる。
さらに、実施形態では、フォトダイオードＰＤの温度が高すぎる場合にもセンシングを行わないようにしている。実施形態では、上述したシートヒータ３１０を動作させる温度条件と、当該温度条件を基準として定められたセンシングが行われる温度範囲と、の組み合わせで、シートヒータ３１０及びフォトダイオードＰＤの動作を制御している。
具体的には、温度条件で定められるシートヒータ３１０を動作させる温度をＴｓ℃とする。Ｔｓ°は、例えば、上述の３０℃である。温度範囲は、Ｔｓ°を中心とした±ｔｄ°の範囲である。ｔｄは、例えば５である。従って、実施形態では、Ｔｓ°－ｔｄ°＝２５℃となるように温度範囲が設定されている。
図１４は、シートヒータ３１０の動作に関する処理の流れを示すフローチャートである。まず、制御回路１２２による温度条件の設定が行われる（ステップＳ１）。具体的には、制御回路１２２内で保持又は制御回路１２２から読み出し可能な図示しない外部の記憶回路に保持されている、上述のＴｓ°を示すデータの読み出しが制御回路１２２によって行われる。
次に、制御回路１２２は、フォトダイオードＰＤの温度を測定する（ステップＳ２）。具体的には、制御回路１２２は、温度検出部３３１の出力に基づいて、光電変換部ＡＡが設けられたセンサ基板２１の温度、すなわち、実施形態でフォトダイオードＰＤの温度として扱われる温度を測定する。制御回路１２２は、ステップＳ２の処理で取得されたフォトダイオードＰＤの温度をＴｍ℃とする。
制御回路１２２は、Ｔｍ＜Ｔｓが成立するか判定する（ステップＳ３）。Ｔｍ＜Ｔｓが成立する場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、制御回路１２２は、シートヒータ３１０を動作させる（ステップＳ４）。一方、Ｔｍ＜Ｔｓが成立しない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、制御回路１２２は、シートヒータ３１０を動作させない（ステップＳ５）。
図１５は、センシングの制御に関する判定の流れを示すフローチャートである。なお、センシングの制御に関する判定では、図１４を参照して説明したシートヒータ３１０の動作に関する処理が既に行われているものとする。また、当該シートヒータ３１０の動作に関する処理後、当該処理に含まれるステップＳ２の処理で取得されたフォトダイオードＰＤの温度の妥当性が失われない経過時間内に、図１５を参照して説明するセンシングの制御に関する判定が行われる。
まず、制御回路１２２による温度範囲の設定が行われる（ステップＳ１１）。具体的には、制御回路１２２内で保持又は制御回路１２２から読み出し可能な図示しない外部の記憶回路に保持されている、上述のｔｄを示すデータの読み出しが制御回路１２２によって行われる。
制御回路１２２は、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立するか判定する（ステップＳ１２）。当該ステップＳ１２の処理におけるＴｓは、図１４に示すステップＳ１の処理で設定された温度条件（Ｔｓ℃）のＴｓである。また、当該ステップＳ１２の処理におけるＴｍは、図１４に示すステップＳ２の処理で取得されたフォトダイオードＰＤの温度（Ｔｍ℃）のＴｍである。Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立する場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、センシングが行われる（ステップＳ１３）。一方、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立しない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１３の処理は行われない。すなわち、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立しない場合、センシングは行われない。
なお、本開示による検出装置の実施形態は、図１から図１５を参照して説明した形態に限られるものでない。以下、他の実施形態について説明する。
（実施形態２）
図１６は、実施形態２である検出装置３０２Ａの積層構造を示す側面図である。検出装置３０２Ａは、図２を参照して説明した検出装置３０２と異なり、一面側から他面側に向かって、センサ部１０、シートヒータ３１０、コリメータ３０３の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。すなわち、検出装置３０２Ａでは、コリメータ３０３とセンサ部１０との間にシートヒータ３１０が介在する。
実施形態２では、コリメータ３０３側からフォトダイオードＰＤに進入する光の経路上にシートヒータ３１０が位置する。従って、実施形態２のシートヒータ３１０は、透光性を有する。このようなシートヒータ３１０は、上述したＩＴＯ、ＩＺＯのような透光性を示す導電材料を素材に採用することで実現できる。以上、特筆した事項を除いて、実施形態２の検出装置３０２Ａは、実施形態１の検出装置３０２と同様である。
（実施形態３）
図１７は、実施形態３である検出装置３０２Ｂの積層構造を示す側面図である。検出装置３０２Ｂは、一面側から他面側に向かって、センサ部１０Ａ、コリメータ３０３の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。センサ部１０Ａは、一面側から他面側に向かって、回路基板３２０、フォトダイオードＰＤ、兼用電極３４１の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。兼用電極３４１は、図１６を参照して説明した実施形態２のシートヒータ３１０と、図１から図１５を参照して説明した実施形態１の共通電極３２２と、が統合された構成である。
図１８は、兼用電極３４１に印加される電圧を制御する仕組みを示す模式図である。図１８に示すように、実施形態３では、図１２を参照して説明した電圧Ｖｒ１に加えて、可変電圧Ｖｈを兼用電極３４１に印加可能に設けられている。兼用電極３４１は、延出方向の一端側が電圧Ｖｒ１と接続され、他端側が可変電圧Ｖｈと接続される。可変電圧Ｖｈから印加される電圧は、制御回路１２２の制御下で、電源回路１２３によって決定される。
センシング中、制御回路１２２は、兼用電極３４１を、上述の共通電極３２２と同様に機能させる。具体的には、センシング中、制御回路１２２は、可変電圧Ｖｈを電圧Ｖｒ１と同電圧にする。これによって、電圧Ｖｒ１と可変電圧Ｖｈは並列の関係で共通電極３２２に電圧Ｖｒ１の電位を与える。
兼用電極３４１を上述のシートヒータ３１０と同様に機能させる場合、制御回路１２２は、可変電圧Ｖｈを電圧Ｖｒ１と異なる電圧Ｖｒ２にする。これによって、兼用電極３４１には、電圧Ｖｒ１と可変電圧Ｖｈとの電位差に応じた電流が流れる。兼用電極３４１は、当該電流によって発熱し、上述のシートヒータ３１０と同様に機能する。実施形態３では、兼用電極３４１を上述のシートヒータ３１０と同様に機能させる場合の可変電圧Ｖｈを、電圧Ｖｒ１よりも１Ｖ高い電圧（例えば、３Ｖ）又は電圧Ｖｒ１よりも１Ｖ低い電圧（例えば、１Ｖ）としている。ただし、兼用電極３４１を上述のシートヒータ３１０と同様に機能させる場合の可変電圧Ｖｈはこれに限られるものでなく、求められる発熱性能等の諸条件に応じて適宜変更可能である。
図１９は、兼用電極３４１をシートヒータ３１０と同様に機能させる期間と、兼用電極３４１を共通電極３２２と同様に機能させる期間と、が交互に生じる場合のタイムチャートである。図１９では、電圧Ｖｒ２を、電圧Ｖｒ１よりも１Ｖ低い電圧（例えば、１Ｖ）とした場合の例である。
図１９に示すタイムチャートにおいて、電圧Ｖｒ２が電圧Ｖｒ１と異なる期間中、兼用電極３４１は、上述のシートヒータ３１０と同様に機能し、フォトダイオードＰＤを加熱する。図１９に示すタイムチャートにおいて、電圧Ｖｒ２が電圧Ｖｒ１と等しい期間中、兼用電極３４１は、上述の回路基板３２０と同様に機能し、フォトダイオードＰＤに逆バイアスを印加する。
図２０は、実施形態３における検出装置３０２Ｂの主要な動作制御の流れを示すフローチャートである。まず、制御回路１２２による温度条件の設定が行われる（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理は、上述したステップＳ１の処理と同様である。また、制御回路１２２による温度範囲の設定が行われる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理は、上述したステップＳ１１の処理と同様である。
次に、制御回路１２２は、フォトダイオードＰＤの温度を測定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の処理は、上述したステップＳ２の処理と同様である。制御回路１２２は、Ｔｍ＜Ｔｓが成立するか判定する（ステップＳ２４）。Ｔｍ＜Ｔｓが成立する場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、制御回路１２２は、兼用電極３４１を、シートヒータ３１０と同様に機能させる（ステップＳ２５）。
ステップＳ２５の処理後、制御回路１２２は、フォトダイオードＰＤの温度を測定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の処理後、制御回路１２２は、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立するか判定する（ステップＳ２７）。当該ステップＳ２７の処理におけるＴｓは、ステップＳ２１の処理で設定された温度条件（Ｔｓ℃）のＴｓである。また、当該ステップＳ２７の処理におけるｔｄは、ステップＳ２２の処理で設定された温度範囲（±ｔｄ℃）のｔｄである。また、当該ステップＳ２７の処理におけるＴｍは、最新のステップＳ２６の処理で取得されたフォトダイオードＰＤの温度（Ｔｍ℃）のＴｍである。Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立する場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、制御回路１２２は、兼用電極３４１をシートヒータ３１０と同様に機能させることをやめ（ステップＳ２８）、兼用電極３４１を共通電極３２２と同様に機能させてセンシングを行う（ステップＳ２９）。一方、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立しない場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）、再度、ステップＳ２６の処理に移行する。
なお、ステップＳ２５の処理後にステップＳ２６の処理が行われるまでの経過時間及びステップＳ２７の処理でＴｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立しない場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）に再度ステップＳ２６の処理が繰り返されるまでの経過時間は任意であるが、事前の測定等に基づいて予め妥当性を以て決定された時間であることが望ましい。例えば、当該経過時間は、兼用電極３４１がシートヒータ３１０と同様に機能することでフォトダイオードＰＤが兼用電極３４１によって加熱されることによるフォトダイオードＰＤの温度上昇が有意に生じると考えられる程度の時間（例えば、２秒から３秒までの範囲内）であることが望ましい。
ステップＳ２４の処理でＴｍ＜Ｔｓが成立しない場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、制御回路１２２は、センシングを行う（ステップＳ２９）。以上、特筆した事項を除いて、実施形態３の検出装置３０２Ｂは、実施形態２の検出装置３０２Ａと同様である。
（実施形態４）
図２１は、実施形態４である検出装置３０２Ｃの積層構造を示す側面図である。検出装置３０２Ｃは、一面側から他面側に向かって、コリメータ３０３、シートヒータ３１０、センサ部１０Ｃの順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。センサ部１０Ｃは、一面側から他面側に向かって、回路基板３２０、フォトダイオードＰＤ２、共通電極３２２の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。センサ部１０ＣにおけるフォトダイオードＰＤ２は、アノードとカソードの個別電極３２１、共通電極３２２に対する位置関係が上述したフォトダイオードＰＤと逆である点を除いて、フォトダイオードＰＤと同様である。センサ部１０Ｃは、回路基板３２０と共通電極３２２との間にあるのがフォトダイオードＰＤからフォトダイオードＰＤ２になっている点を除いて、センサ部１０と同様である。
図２２は、実施形態４における複数の部分検出領域ＰＡＡを示す回路図である。図２３は、実施形態４のセンサ部１０Ｃによる検出の仕組みを示す模式図である。図２２及び図２３に示すように、実施形態４では、実施形態１とは逆に、個別電極３２１には、フォトダイオードＰＤ２のカソードが接続される。共通電極３２２には、フォトダイオードＰＤ２のアノードが接続される。従って、個別電極３２１と電子輸送層３４とが当接し、共通電極３２２と正孔輸送層３５とが当接する。
また、実施形態４では、実施形態１とは異なり、上述したセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳによる電圧Ｖｒ１をフォトダイオードＰＤに与えるための個別電極３２１と共通電極３２２との相対的電圧の高低関係が、実施形態１と逆である。具体的には、電圧Ｖｒ１によって、個別電極３２１に相対的高電圧が印加され、共通電極３２２に相対的低電圧が印加される。これによって、実施形態４でも、電圧Ｖｒ１は、フォトダイオードＰＤ２に対する逆バイアスとして作用する。
図２１に示すように、実施形態４のコリメータ３０３は、回路基板３２０側に位置する。従って、図２３に示すように、実施形態４でフォトダイオードＰＤによって検出される光（例えば、光Ｌ６１、光Ｌ６２）は、個別電極３２１側から進入する。従って、個別電極３２１は、ＩＴＯ、ＩＺＯのような透光性を示す導電材料を素材に形成されることが望ましい。
また、実施形態４では、上述した実施形態２と同様、コリメータ３０３側からフォトダイオードＰＤ２に進入する光の経路上にシートヒータ３１０が位置する。従って、実施形態４のシートヒータ３１０は、実施形態２と同様、透光性を有する。このようなシートヒータ３１０は、上述したＩＴＯ、ＩＺＯのような透光性を示す導電材料を素材に採用することで実現できる。
また、実施形態４では、フォトダイオードＰＤ２に対して一面側にコリメータ３０３があり、さらにコリメータ３０３の一面側に基板３０１があることになる。従って、実施形態４の基板３０１は、透光性を有することが望ましい。具体的には、実施形態４の基板３０１は、例えばガラス基板又は透光性を有するフレキシブル基板である。以上、特筆した事項を除いて、実施形態４の検出装置３０２Ｃは、実施形態１の検出装置３０２と同様である。
（実施形態５）
図２４は、実施形態５である検出装置３０２Ｄの積層構造を示す側面図である。検出装置３０２Ｄは、一面側から他面側に向かって、コリメータ３０３、センサ部１０Ｃ、シートヒータ３１０の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。
実施形態５のシートヒータ３１０は、コリメータ３０３側からフォトダイオードＰＤ２に到達する光の経路上に位置しない。従って、実施形態５のシートヒータ３１０は、必ずしも透光性を有する素材で形成される必要はない。無論、実施形態５のシートヒータ３１０は、透光性を有する素材で形成されてもよい。以上、特筆した事項を除いて、実施形態５の検出装置３０２Ｄは、実施形態４の検出装置３０２Ｃと同様である。
（実施形態５の変形例）
ここで、実施形態５の変形例について、図２５及び図２６を参照して説明する。実施形態５の変形例では、シートヒータ３１０に代えて、図２５に示す短冊状電極３１０１又は図２６に示す帯状電極３１０２を設けてもよい。
図２５は、短冊状電極３１０１の構成例を示す模式図である。図２５に示すように、複数の短冊状電極３１０１が平行に並ぶ構成をシートヒータ３１０に代えて設けてもよい。また、シートヒータ３１０に複数のスリット３１０１ａを設けることで、図２５に示す形態を形成してもよい。
図２６は、帯状電極３１０２の構成例を示す模式図である。図２６に示すように、一端から他端にかけて複数の屈曲箇所がある帯状電極３１０２をシートヒータ３１０に代えて設けてもよい。なお、図２６において屈曲している箇所は、湾曲であってもよい。また、図２６に示す形態は、シートヒータ３１０に設けられたスリット３１０２ａが、シートヒータ３１０を分断しきらないように互い違いに形成されることによっても形成できる。
なお、短冊状電極３１０１、帯状電極３１０２は、シートヒータ３１０の発熱部と同様の発熱部を有する。言い換えれば、シートヒータ３１０が有していたシート状の形態が、図２５、図２６に示す形態に置き換えられてもよい、ということである。
なお、図２５及び図２６に示す電圧Ｖｒ３は、短冊状電極３１０１、帯状電極３１０２を上述したシートヒータ３１０と同様にフォトダイオードＰＤ２（又はフォトダイオードＰＤ）を加熱する構成として機能させるために短冊状電極３１０１、帯状電極３１０２に印加される電圧（例えば、１Ｖ）である。また、図２５及び図２６に示すスイッチＳｗは、短冊状電極３１０１、帯状電極３１０２によるフォトダイオードＰＤ２（又はフォトダイオードＰＤ）の加熱機能をＯＮ／ＯＦＦできることを模式的に示すものである。スイッチＳｗは、制御回路１２２によって開閉を制御される。
以上、図２５及び図２６を参照して実施形態５の変形例について説明したが、図２５、図２６を参照して説明した短冊状電極３１０１、帯状電極３１０２は、実施形態１において、シートヒータ３１０を代える構成として採用されてもよい。
（実施形態６）
図２７は、実施形態６である検出装置３０２Ｅの積層構造を示す側面図である。検出装置３０２Ｅは、一面側から他面側に向かって、コリメータ３０３、センサ部１０Ｅの順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。センサ部１０Ｅは、一面側から他面側に向かって、回路基板３２０、フォトダイオードＰＤ、兼用電極３４１の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。実施形態６における兼用電極３４１は、実施形態３における兼用電極３４１と同様の構成である。ただし、実施形態１と実施形態４とで電圧Ｖｒ１の高低と個別電極３２１、共通電極３２２との関係が逆転しているのと同様、実施形態３と実施形態６とでは、電圧Ｖｒ１及び可変電圧Ｖｈの高低と個別電極３２１、兼用電極３４１との関係が逆転している。すなわち、実施形態６では、電圧Ｖｒ１及び可変電圧Ｖｈの相対的高電圧が個別電極３２１に与えられ、相対的低電圧が兼用電極３４１に与えられる。言い換えれば、実施形態６の検出装置３０２Ｅは、実施形態５の検出装置３０２Ｄにおける共通電極３２２とシートヒータ３１０とを、兼用電極３４１で置換した構成である。なお、個別電極３２１からフォトダイオードＰＤを介して兼用電極３４１側に向かう電流の経路が示す電気抵抗が、兼用電極３４１の延出方向の一端側と他端側との間の電流の経路の電気抵抗よりも有意に高いことで、このような接続でも兼用電極３４１に電流を流せる。一例として、兼用電極３４１のシート抵抗が４０Ω／ｓｑ程度であったとすると、５０ｍＡの電流が流れることで０．１Ｗ程度の発熱を期待できる。
なお、実施形態６には、実施形態５と異なり、実施形態５の変形例を適用できない。なぜならば、実施形態６の兼用電極３４１は、個別電極３２１に対する共通電極３２２の機能を兼ねるためである。以上、特筆した事項を除いて、実施形態６の検出装置３０２Ｅは、実施形態５の検出装置３０２Ｄと同様である。
（実施形態７）
図２８は、実施形態７である検出装置３０２Ｆの積層構造を示す側面図である。検出装置３０２Ｆは、一面側から他面側に向かって、温度検出用光源３９０、シートヒータ３１０、センサ部１０、コリメータ３０３の順にこれらの構成が積層された積層構造を有する。すなわち、実施形態７の検出装置３０２Ｆは、実施形態１の検出装置３０２の一面側に、さらに温度検出用光源３９０を設けたものである。
温度検出用光源３９０は、フォトダイオードＰＤに一定強度の光を照射する光源を有する。当該光源は、例えばＬＥＤであるが、これに限られるものでなく、電力供給に応じてフォトダイオードＰＤに一定強度の光を照射することができる構成であればよい。
なお、図２８に示すように、温度検出用光源３９０とフォトダイオードＰＤとの間にはシートヒータ３１０が介在する。従って、実施形態７のシートヒータ３１０は、実施形態２と同様、透光性を有する。また、温度検出用光源３９０は、回路基板３２０側からフォトダイオードＰＤに光を照射する。従って、実施形態６の個別電極３２１は、実施形態４と同様、透光性を有することが望ましい。
図２９は、温度検出用光源３９０からの光を受けたフォトダイオードＰＤの出力と、フォトダイオードＰＤの温度と、の関係を示すグラフである。上述のように、フォトダイオードＰＤの出力は、温度依存性を示す。従って、温度検出用光源３９０からの一定強度の光を受けたフォトダイオードＰＤの出力の高低は、フォトダイオードＰＤの温度に対応する。言い換えれば、温度検出用光源３９０から一定強度の光を受ける条件下でのフォトダイオードＰＤの出力から、フォトダイオードＰＤの温度を特定できる。フォトダイオードＰＤの温度が高いほど、温度検出用光源３９０から一定強度の光を受ける条件下でのフォトダイオードＰＤの出力が高まるからである。
温度検出用光源３９０は、温度検出部３３１に対応した端子部３３２のように、温度検出用光源３９０に対応して制御基板１２１に設けられたインタフェースを介して制御回路１２２と接続され、制御回路１２２の制御下で電源回路１２３から電力供給を受けて動作する。温度検出用光源３９０を備える実施形態７では、温度検出部３３１及び端子部３３２を省略できる。すなわち、温度検出用光源３９０から一定強度の光を受ける条件下でのフォトダイオードＰＤの出力とフォトダイオードＰＤの温度との関係を示すデータを予め制御回路１２２内で保持又は制御回路１２２から読み出し可能な図示しない外部の記憶回路に保持させておく。そして、第１光源６１及び第２光源６２を点灯させず、かつ、温度検出用光源３９０を点灯させる点灯期間を検出装置３０２Ｆの動作期間に含めることで、フォトダイオードＰＤの温度を測定できる。
図３０は、実施形態７における検出装置３０２Ｆの主要な動作制御の流れを示すフローチャートである。まず、制御回路１２２による温度条件の設定が行われる（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理は、上述したステップＳ１の処理と同様である。また、制御回路１２２による温度範囲の設定が行われる（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の処理は、上述したステップＳ１１の処理と同様である。
制御回路１２２は、温度検出用光源３９０を点灯させる（ステップＳ３３）。制御回路１２２は、温度検出用光源３９０の点灯期間中におけるフォトダイオードＰＤの出力に基づいて、フォトダイオードＰＤの温度を測定する（ステップＳ３４）。制御回路１２２は、Ｔｍ＜Ｔｓが成立するか判定する（ステップＳ３５）。Ｔｍ＜Ｔｓが成立する場合（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、制御回路１２２は、シートヒータ３１０を動作させる（ステップＳ３６）。
ステップＳ３６の処理後、制御回路１２２は、フォトダイオードＰＤの温度を測定する（ステップＳ３７）。なお、ステップＳ３７の処理は、ステップＳ３３の処理で点灯した温度検出用光源３９０からの一定強度の光が継続して照射されていることによるものである。
制御回路１２２は、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立するか判定する（ステップＳ３８）。当該ステップＳ３８の処理におけるＴｓは、ステップＳ３１の処理で設定された温度条件（Ｔｓ℃）のＴｓである。また、当該ステップＳ３８の処理におけるｔｄは、ステップＳ３２の処理で設定された温度範囲（±ｔｄ℃）のｔｄである。また、当該ステップＳ３８の処理におけるＴｍは、最新のステップＳ３７の処理で取得されたフォトダイオードＰＤの温度（Ｔｍ℃）のＴｍである。Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立する場合（ステップＳ３８；Ｙｅｓ）、制御回路１２２は、シートヒータ３１０の動作を終了させ（ステップＳ３９）、温度検出用光源３９０を消灯させ（ステップＳ４０）、センシングを行う（ステップＳ４１）。一方、Ｔｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立しない場合（ステップＳ３８；Ｎｏ）、再度、ステップＳ３７の処理に移行する。
なお、ステップＳ３６の処理後にステップＳ３７の処理が行われるまでの経過時間及びステップＳ３８の処理でＴｓ－ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｓ＋Ｔｄが成立しない場合（ステップＳ３８；Ｎｏ）に再度ステップＳ３７の処理が繰り返されるまでの経過時間は任意であるが、事前の測定等に基づいて予め妥当性を以て決定された時間であることが望ましい。例えば、当該経過時間は、シートヒータ３１０が動作することでフォトダイオードＰＤがシートヒータ３１０によって加熱されることによるフォトダイオードＰＤの温度上昇が有意に生じると考えられる程度の時間（例えば、１０秒）であることが望ましい。
ステップＳ３５の処理でＴｍ＜Ｔｓが成立しない場合（ステップＳ３５；Ｎｏ）、制御回路１２２は、ステップＳ４０の処理後、センシングを行う（ステップＳ４１）。以上、特筆した事項を除いて、実施形態７の検出装置３０２Ｆは、実施形態１の検出装置３０２と同様である。
なお、実施形態７の温度検出用光源３９０は、実施形態２から実施形態６にも設けることができる。実施形態２から実施形態６に温度検出用光源３９０を設ける場合、フォトダイオードＰＤ（又はフォトダイオードＰＤ２）を挟んで、温度検出用光源３９０とコリメータ３０３とが対向する位置関係になるように温度検出用光源３９０がさらに積層されればよい。
以上説明したように、本開示による検出装置（検出装置３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｆ）は、複数のフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ又はフォトダイオードＰＤ２）が面状に配置された光電変換部（光電変換部ＡＡ）と、当該フォトダイオードに光を照射する光源（第１光源６１、第２光源６２）と、当該光電変換部と対向するよう設けられ、熱を発して当該光電変換部に熱を伝導させる加温電極（シートヒータ３１０又は兼用電極３４１）と、を備える。
本開示によれば、熱を発して光電変換部（光電変換部ＡＡ）に熱を伝導させる加温電極（シートヒータ３１０又は兼用電極３４１）によって、当該光電変換部に配置された複数のフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ又はフォトダイオードＰＤ２）を加熱することができる。すなわち、本開示によれば、当該フォトダイオードの温度を上げることができる。従って、本開示によれば、温度が低すぎる場合に生じ得る当該フォトダイオードの出力応答性の低下を抑制できる。よって、本開示によれば、出力応答性をより確保しやすい検出装置（検出装置３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｆ）を提供できる。
また、検出装置（検出装置３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｆ）は、複数のフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ又はフォトダイオードＰＤ２）の各々のアノード又はカソードが個別に接続される複数の電極（個別電極３２１）を有する回路基板（回路基板３２０）を備える。検出装置（例えば、検出装置３０２）は、加温電極（シートヒータ３１０）と光電変換部（光電変換部ＡＡ）が当該回路基板を挟む位置関係で、一面側から他面側に向かって当該加温電極、当該回路基板、当該光電変換部の順に積層される。光源（第１光源６１、第２光源６２）は、当該光電変換部の他面側に位置する（図１２、図１８参照）。これによって、光源（第１光源６１、第２光源６２）からの光（光Ｌ６１，Ｌ６２）をより良好に当該光電変換部に到達させやすくなる。
また、検出装置（例えば、検出装置３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ）は、複数のフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ）の各々のアノードが個別に複数の電極（個別電極３２１）に接続されるようにしてもよいし、検出装置（例えば、検出装置３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ）は、複数のフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ２）の各々のカソードが個別に複数の電極（個別電極３２１）に接続されるようにしてもよい。
また、検出装置（例えば、検出装置３０２Ａ，３０２Ｂ）は、回路基板（回路基板３２０）と加温電極（シートヒータ３１０又は兼用電極３４１）が光電変換部（光電変換部ＡＡ）を挟む位置関係で、一面側から他面側に向かって当該回路基板、当該光電変換部、当該加温電極の順に積層され、光源（第１光源６１、第２光源６２）は、当該加温電極の他面側に位置するようにしてもよい。
また、加温電極（兼用電極３４１）には、複数のフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ又はフォトダイオードＰＤ２）のアノード又はカソードのうち複数の電極（個別電極３２１）に接続されない方が接続され、当該複数のフォトダイオードを動作させる場合の電圧と熱を発する場合の電圧とを切り替え可能に設けられる（例えば、図１８参照）。
また、短冊状電極３１０１，３１０２で例示したように、加温電極は、スリット（例えば、スリット３１０１ａ，３１０２ａ）を有していてもよい。
また、検出装置３０２Ｆのように、光源（第１光源６１、第２光源６２）とは異なる位置であって光電変換部（光電変換部ＡＡ）への光路上に外部の物体が進入しない位置に設けられる温度検出用光源（温度検出用光源３９０）を備え、当該光源と、当該温度検出用光源と、は、当該光電変換部を挟んで対向する位置に設けられるようにしてもよい（例えば、図２８における温度検出用光源３９０の位置と、図１２における第１光源６１、第２光源６２の位置と、の関係を参照）。これによって、上述したように、当該温度検出用光源を点灯させることで、光電変換部（光電変換部ＡＡ）の温度を測定できる。
また、光源（第１光源６１、第２光源６２）と、温度検出用光源（温度検出用光源３９０）と、は、異なるタイミングで点灯し、当該温度検出用光源からの一定強度の光に対するフォトダイオード（フォトダイオードＰＤ）の出力が、当該フォトダイオードの温度が所定温度を超える場合の出力になるまで、当該加温電極が動作する。これによって、当該所定温度を、当該フォトダイオードの出力応答性を十分確保可能な温度にすることで、当該フォトダイオードの出力応答性の低下を抑制できる。
なお、上述した実施形態及び変形例における「一面側」と「他面側」は、形式的に逆であってもよい。すなわち、上述した実施形態及び変形例における「一面側」を「他面側」と読み替え、かつ、上述した実施形態及び変形例における「他面側」を「一面側」と読み替えてもよい。
また、上述の実施形態及び変形例において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。
３４ 電子輸送層
３５ 正孔輸送層
６１ 第１光源
６２ 第２光源
３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｆ 検出装置
３１０ シートヒータ
３２０ 回路基板
３２１ 個別電極
３２２ 共通電極
３４１ 兼用電極
３９０ 温度検出用光源
ＡＡ 光電変換部
ＰＤ フォトダイオード

Claims (9)

  1. 複数のフォトダイオードが面状に配置された光電変換部と、
    前記フォトダイオードに光を照射する光源と、
    前記光電変換部と対向するよう設けられ、熱を発して前記光電変換部に熱を伝導させる加温電極と、
    を備える検出装置。
  2. 前記複数のフォトダイオードの各々のアノード又はカソードが個別に接続される複数の電極を有する回路基板を備え、
    前記加温電極と前記光電変換部が前記回路基板を挟む位置関係で、一面側から他面側に向かって前記加温電極、前記回路基板、前記光電変換部の順に積層され、
    前記光源は、前記光電変換部の他面側に位置する、
    請求項１に記載の検出装置。
  3. 前記複数のフォトダイオードの各々のアノードが個別に前記複数の電極に接続される、
    請求項２に記載の検出装置。
  4. 前記複数のフォトダイオードの各々のカソードが個別に前記複数の電極に接続される、
    請求項２に記載の検出装置。
  5. 前記回路基板と前記加温電極が前記光電変換部を挟む位置関係で、一面側から他面側に向かって前記回路基板、前記光電変換部、前記加温電極の順に積層され、
    前記光源は、前記加温電極の他面側に位置する、
    請求項２から４のいずれか一項に記載の検出装置。
  6. 前記加温電極には、前記複数のフォトダイオードのアノード又はカソードのうち前記複数の電極に接続されない方が接続され、前記複数のフォトダイオードを動作させる場合の電圧と前記熱を発する場合の電圧とを切り替え可能に設けられる、
    請求項２から５のいずれか一項に記載の検出装置。
  7. 前記加温電極はスリットを有する、
    請求項２から５のいずれか一項に記載の検出装置。
  8. 前記光源とは異なる位置であって前記光電変換部への光路上に外部の物体が進入しない位置に設けられる温度検出用光源を備え、
    前記光源と、前記温度検出用光源と、は、前記光電変換部を挟んで対向する位置に設けられる、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の検出装置。
  9. 前記光源と、前記温度検出用光源と、は、異なるタイミングで点灯し、
    前記温度検出用光源からの一定強度の光に対する前記フォトダイオードの出力が、前記フォトダイオードの温度が所定温度を超える場合の出力になるまで、前記加温電極が動作する、
    請求項８に記載の検出装置。
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