WO2022220287A1 - 検出装置 - Google Patents

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WO2022220287A1
WO2022220287A1 PCT/JP2022/017851 JP2022017851W WO2022220287A1 WO 2022220287 A1 WO2022220287 A1 WO 2022220287A1 JP 2022017851 W JP2022017851 W JP 2022017851W WO 2022220287 A1 WO2022220287 A1 WO 2022220287A1
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WO
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data
detection
light
signal
detection device
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PCT/JP2022/017851
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Inventor
博文 加藤
義貴 小島
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G—PHYSICS
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    • G06V40/145—Sensors therefor
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/12—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with one sensor only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation

Definitions

  • the present invention relates to a detection device.
  • Patent Document 1 describes an optical sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements such as photodiodes are arranged on a semiconductor substrate.
  • the optical sensor can detect biological information by changing the signal output from the photoelectric conversion element according to the amount of light irradiated.
  • the optical sensor disclosed in Patent Document 1 can detect unevenness on the surface of a finger at fine pitches, and is used as a fingerprint sensor.
  • Patent Literature 2 describes a display device including a plurality of sensors that detect infrared rays. The display device of Patent Document 2 can detect the position of the finger, the fingerprint pattern, and the vein pattern based on the reflected infrared light.
  • Optical sensors are required to detect not only the shape of fingerprints of objects to be detected such as fingers and palms, but also various biological information of objects to be detected. For example, it is conceivable to simultaneously detect a plurality of pieces of biological information with different detection conditions, but in this case, it is necessary to link each piece of data detected at the same time with the detection conditions when each piece of data was detected.
  • An object of the present invention is to provide a detection device that can associate data detected under different detection conditions with the detection conditions of the data.
  • a detection device includes a plurality of photosensors arranged in a detection region and outputting signals corresponding to the light irradiated thereto, and a detection circuit supplied with signals from the plurality of photosensors. and a control circuit for outputting first data and second data whose detection conditions for obtaining the signal are different from each other, wherein the control circuit detects the detection condition for the first data and the detection condition for the second data. is added as attribute information to the beginning of a data string in which the first data and the second data are connected, and output detection information data.
  • FIG. 1 is a plan view showing the detection device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the detection device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the detection device.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing multiple partial detection areas.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the sensor section.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of a sensor section of a detection device according to a first modification;
  • FIG. 6 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device.
  • FIG. 7 is a timing waveform diagram showing an operation example during the reset period in FIG.
  • FIG. 8 is a timing waveform diagram showing an operation example during the readout period in FIG.
  • FIG. 9 is a timing waveform diagram showing an example of operation during a drive period for one gate line included in the readout period in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the driving of the sensor section of the detection device and the lighting operation of the light source.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the relationship between the sensor section of the detection device according to the first embodiment and the first and second light sources. 12 is a side view of the detection device shown in FIG. 11 as seen from the first direction Dx.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing a specific example of detection processing of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of division of a detection area when one frame of data is composed of a plurality of pieces of data.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example in which header information is added.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a data format of detection information data output from the detection device.
  • FIG. 17 is a diagram showing a detailed concrete example of the data format shown in FIG.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining an operation example of the detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a plan view schematically showing the relationship between the sensor section and the light source of the detection device according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view schematically showing the relationship between the sensor section and the light source of the detection device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view showing the detection device according to the embodiment.
  • the detection device 1 includes a sensor substrate 21, a sensor section 10, a gate line drive circuit 15, a signal line selection circuit 16, a detection circuit 48, a control circuit 122, and a power supply circuit 123. , and a first light source 61 and a second light source 62 .
  • FIG. 1 shows an example in which a plurality of first light sources 61 are provided on the first light source substrate 51 and a plurality of second light sources 62 are provided on the second light source substrate 52.
  • the arrangement of 61 and second light source 62 is merely an example and can be changed as appropriate.
  • a plurality of first light sources 61 and a plurality of second light sources 62 may be arranged on each of the first light source substrate 51 and the second light source substrate 52 .
  • a group including a plurality of first light sources 61 and a group including a plurality of second light sources 62 may be arranged side by side in the second direction Dy. may be alternately arranged in the second direction Dy.
  • the number of light source substrates on which the first light source 61 and the second light source 62 are provided may be one or three or more. A specific arrangement example of the first light source 61 and the second light source 62 will be described later.
  • the detection device 1 is electrically connected to the host 200 .
  • the host 200 is, for example, a host control device of equipment (not shown) to which the detection device 1 is applied.
  • the host 200 transmits a predetermined detection command signal (start command) to the detection device 1 .
  • the host 200 receives detection information data from the detection device 1 and performs predetermined biometric information acquisition processing.
  • a detection command signal (start command) transmitted to the detection device 1, a data format of detection information data received from the detection device 1, and a specific example of biometric information acquisition processing in the host 200 will be described later.
  • a control board 121 is electrically connected to the sensor base 21 via a flexible printed board 71 .
  • a detection circuit 48 is provided on the flexible printed circuit board 71 .
  • a control circuit 122 , a power supply circuit 123 , and an output circuit 126 are provided on the control board 121 .
  • the control circuit 122 is, for example, a control IC (Control Integrated Circuit) that outputs a logic control signal.
  • the control circuit 122 may be, for example, a PLD (Programmable Logic Device) such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the control circuit 122 supplies control signals to the sensor section 10 , the gate line driving circuit 15 and the signal line selection circuit 16 to control the detection operation of the sensor section 10 .
  • the control circuit 122 also supplies control signals to the first light source 61 and the second light source 62 to control lighting or non-lighting of the first light source 61 and the second light source 62 .
  • the power supply circuit 123 supplies voltage signals such as the sensor power supply potential VDDSNS (see FIG. 4) to the sensor section 10, the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16. Also, the power supply circuit 123 supplies a power supply voltage to the first light source 61 and the second light source 62 .
  • the output circuit 126 is, for example, a USB controller IC, and controls communication between the control circuit 122 and the host 200 .
  • the sensor substrate 21 has a detection area AA and a peripheral area GA.
  • the detection area AA is an area in which a plurality of optical sensors PD (see FIG. 4) of the sensor section 10 are provided.
  • the peripheral area GA is an area between the outer periphery of the detection area AA and the end of the sensor substrate 21, and is an area where the optical sensor PD is not provided.
  • the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 are provided in the peripheral area GA. Specifically, the gate line driving circuit 15 is provided in a region extending along the second direction Dy in the peripheral region GA.
  • the signal line selection circuit 16 is provided in an area extending along the first direction Dx in the peripheral area GA, and is provided between the sensor section 10 and the detection circuit 48 .
  • first direction Dx is one direction in a plane parallel to the sensor substrate 21 .
  • the second direction Dy is one direction in a plane parallel to the sensor substrate 21 and perpendicular to the first direction Dx. Note that the second direction Dy may not be perpendicular to the first direction Dx, but may intersect with it.
  • a third direction Dz is a direction orthogonal to the first direction Dx and the second direction Dy, and is a normal direction of the sensor substrate 21 .
  • the plurality of first light sources 61 are provided on the first light source substrate 51 and arranged along the second direction Dy.
  • a plurality of second light sources 62 are provided on the second light source substrate 52 and arranged along the second direction Dy.
  • the first light source base material 51 and the second light source base material 52 are electrically connected to a control circuit 122 and a power supply circuit 123 via terminal portions 124 and 125 provided on the control board 121, respectively.
  • first light sources 61 and the plurality of second light sources 62 for example, inorganic LEDs (Light Emitting Diodes) or organic ELs (OLEDs: Organic Light Emitting Diodes) are used.
  • the plurality of first light sources 61 and the plurality of second light sources 62 emit first light and second light with different wavelengths, respectively.
  • the first light emitted from the first light source 61 is, for example, mainly reflected by the surface of the object to be detected such as the finger Fg and enters the sensor section 10 .
  • the sensor unit 10 can detect a fingerprint by detecting the uneven shape of the surface of the finger Fg or the like.
  • the second light emitted from the second light source 62 is, for example, reflected inside the finger Fg or transmitted through the finger Fg and enters the sensor section 10 .
  • the sensor unit 10 can detect information about the internal living body such as the finger Fg.
  • the biological information is, for example, finger Fg or palm pulse wave, pulse, blood vessel image, and the like. That is, the detection device 1 may be configured as a fingerprint detection device that detects fingerprints or a vein detection device that detects blood vessel patterns such as veins.
  • the first light may have a wavelength of 520 nm or more and 600 nm or less, for example about 500 nm
  • the second light may have a wavelength of 780 nm or more and 950 nm or less, for example about 850 nm.
  • the first light is blue or green visible light (blue light or green light)
  • the second light is infrared light.
  • the sensor section 10 can detect a fingerprint based on the first light emitted from the first light source 61 .
  • the second light emitted from the second light source 62 is reflected inside the object to be detected such as the finger Fg or is transmitted/absorbed by the finger Fg or the like and enters the sensor section 10 .
  • the sensor unit 10 can detect a pulse wave and a blood vessel image (blood vessel pattern) as information related to the internal living body such as the finger Fg.
  • the first light may have a wavelength of 600 nm or more and 700 nm or less, for example about 660 nm
  • the second light may have a wavelength of 780 nm or more and 950 nm or less, for example about 850 nm.
  • the sensor unit 10 obtains information about the living body in addition to the pulse wave, the pulse, and the blood vessel image. , can detect blood oxygen level.
  • the detection device 1 has a first light source 61 and a plurality of second light sources 62, and by performing detection based on the first light and detection based on the second light, it is possible to detect various living organisms. Information can be detected.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the detection device according to the embodiment. As shown in FIG. 2 , the detection device 1 further has a detection control section 11 and a detection section 40 .
  • the sensor unit 10 has a plurality of optical sensors PD.
  • the optical sensor PD included in the sensor unit 10 is a photodiode, and outputs an electrical signal corresponding to the irradiated light to the signal line selection circuit 16 as the detection signal Vdet. Further, the sensor section 10 performs detection according to the gate drive signal Vgcl supplied from the gate line drive circuit 15 .
  • the detection control unit 11 is a circuit that supplies control signals to the gate line drive circuit 15, the signal line selection circuit 16, and the detection unit 40, respectively, and controls their operations.
  • the detection control unit 11 supplies various control signals such as a start signal STV, a clock signal CK, and a reset signal RST1 to the gate line drive circuit 15 .
  • the detection control unit 11 also supplies various control signals such as the selection signal ASW to the signal line selection circuit 16 .
  • the detection control unit 11 also supplies various control signals to the first light source 61 and the second light source 62 to control lighting and non-lighting of each.
  • the gate line drive circuit 15 is a circuit that drives a plurality of gate lines GCL (see FIG. 3) based on various control signals.
  • the gate line driving circuit 15 sequentially or simultaneously selects a plurality of gate lines GCL and supplies a gate driving signal Vgcl to the selected gate lines GCL. Thereby, the gate line driving circuit 15 selects a plurality of photosensors PD connected to the gate line GCL.
  • the signal line selection circuit 16 is a switch circuit that sequentially or simultaneously selects a plurality of signal lines SGL (see FIG. 3).
  • the signal line selection circuit 16 is, for example, a multiplexer.
  • the signal line selection circuit 16 electrically connects the selected signal line SGL and the detection circuit 48 based on the selection signal ASW supplied from the detection control section 11 . Thereby, the signal line selection circuit 16 outputs the detection signal Vdet of the photosensor PD to the detection section 40 .
  • the detection unit 40 includes a detection circuit 48 , a signal processing unit 44 , a storage unit 46 and a detection timing control unit 47 .
  • the detection timing control section 47 controls the detection circuit 48 and the signal processing section 44 to operate in synchronization based on the control signal supplied from the detection control section 11 .
  • the detection circuit 48 is, for example, an analog front end circuit (AFE: Analog Front End).
  • the detection circuit 48 is a signal processing circuit having at least the functions of the detection signal amplification section 42 and the A/D conversion section 43 .
  • the detection signal amplifier 42 amplifies the detection signal Vdet.
  • the A/D converter 43 converts the analog signal output from the detection signal amplifier 42 into a digital signal.
  • the signal processor 44 is included in the control circuit 122.
  • the signal processing unit 44 is a logic circuit that adds predetermined header information to the output signal of the detection circuit 48 .
  • the header information added by the signal processing unit 44 will be described later.
  • the signal processing unit 44 outputs data Vo to which header information is added.
  • the storage unit 46 is included in the control circuit 122.
  • the storage unit 46 temporarily stores the signal processed by the signal processing unit 44 .
  • the storage unit 46 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a register circuit, or the like.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the detection device.
  • the sensor section 10 has a plurality of partial detection areas PAA arranged in a matrix.
  • a photosensor PD is provided in each of the plurality of partial detection areas PAA.
  • the gate line GCL extends in the first direction Dx and is connected to a plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx.
  • the signal line SGL extends in the second direction Dy and is connected to the optical sensors PD of the plurality of partial detection areas PAA arranged in the second direction Dy.
  • SGL(12) are arranged in the first direction Dx and connected to the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17, respectively.
  • the sensor section 10 is provided between the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17 .
  • the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17 may be connected to the ends of the signal line SGL in the same direction.
  • the gate line drive circuit 15 receives various control signals such as the start signal STV, the clock signal CK, and the reset signal RST1 from the control circuit 122 (see FIG. 1).
  • the gate line drive circuit 15 sequentially selects a plurality of gate lines GCL(1), GCL(2), .
  • the gate line drive circuit 15 supplies a gate drive signal Vgcl to the selected gate line GCL.
  • the gate drive signal Vgcl is supplied to the plurality of first switching elements Tr connected to the gate line GCL, and the plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx are selected as detection targets.
  • the gate line driving circuit 15 detects fingerprints and detects a plurality of different biological information (pulse wave, pulse, blood vessel image, blood oxygen concentration, etc., hereinafter simply referred to as “biological information”) for each detection mode. , different driving may be performed.
  • the gate line drive circuit 15 may bundle and drive a plurality of gate lines GCL.
  • the gate line driving circuit 15 simultaneously selects a predetermined number of gate lines GCL among the gate lines GCL(1), GCL(2), . . . , GCL(8) based on the control signal. For example, the gate line drive circuit 15 simultaneously selects the gate line GCL(6) from the six gate lines GCL(1) and supplies the gate drive signal Vgcl.
  • the gate line drive circuit 15 supplies gate drive signals Vgcl to the plurality of first switching elements Tr through the selected six gate lines GCL.
  • block units PAG1 and PAG2 each including a plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx and the second direction Dy are selected as detection targets.
  • the gate line driving circuit 15 bundles and drives a predetermined number of gate lines GCL, and sequentially supplies a gate driving signal Vgcl for each predetermined number of gate lines GCL.
  • the signal line selection circuit 16 has multiple selection signal lines Lsel, multiple output signal lines Lout, and a third switching element TrS.
  • the plurality of third switching elements TrS are provided corresponding to the plurality of signal lines SGL, respectively.
  • Six signal lines SGL(1), SGL(2), . . . , SGL(6) are connected to a common output signal line Lout1.
  • Six signal lines SGL(7), SGL(8), . . . , SGL(12) are connected to a common output signal line Lout2.
  • the output signal lines Lout1 and Lout2 are connected to the detection circuit 48, respectively.
  • the signal lines SGL(1), SGL(2), . Signal line block A plurality of selection signal lines Lsel are connected to the gates of the third switching elements TrS included in one signal line block. Also, one selection signal line Lsel is connected to the gates of the third switching elements TrS of the plurality of signal line blocks.
  • the selection signal lines Lsel1, Lsel2, . . . , Lsel6 are connected to third switching elements TrS corresponding to the signal lines SGL(1), SGL(2), .
  • the selection signal line Lsel1 is connected to the third switching element TrS corresponding to the signal line SGL(1) and the third switching element TrS corresponding to the signal line SGL(7).
  • the selection signal line Lsel2 is connected to the third switching element TrS corresponding to the signal line SGL(2) and the third switching element TrS corresponding to the signal line SGL(8).
  • the control circuit 122 (see FIG. 1) sequentially supplies the selection signal ASW to the selection signal line Lsel.
  • the signal line selection circuit 16 sequentially selects the signal lines SGL in one signal line block in a time division manner by the operation of the third switching element TrS. Also, the signal line selection circuit 16 selects one signal line SGL in each of the plurality of signal line blocks.
  • the detection device 1 can reduce the number of ICs (Integrated Circuits) including the detection circuit 48 or the number of IC terminals.
  • the signal line selection circuit 16 may bundle a plurality of signal lines SGL and connect them to the detection circuit 48 .
  • the control circuit 122 (see FIG. 1) simultaneously supplies the selection signal ASW to the selection signal line Lsel.
  • the signal line selection circuit 16 selects a plurality of signal lines SGL (for example, 6 signal lines SGL) in one signal line block by the operation of the third switching element TrS, and connects the plurality of signal lines SGL and the detection circuit 48 together. to connect.
  • the signals detected by the block units PAG1 and PAG2 are output to the detection circuit 48.
  • FIG. In this case, signals from a plurality of partial detection areas PAA (optical sensors PD) included in block units PAG1 and PAG2 are integrated and output to detection circuit 48 .
  • the strength of the detection signal Vdet obtained by one detection is improved, so that the sensitivity of the sensor is improved. can be done.
  • the detection device 1 can change the number of partial detection areas PAA (optical sensors PD) included in the block units PAG1 and PAG2. Thereby, the resolution per inch (ppi (pixel per inch) value, hereinafter referred to as "definition”) can be set according to the information to be acquired.
  • ppi pixel per inch
  • the number of partial detection areas PAA (optical sensors PD) included in the block units PAG1 and PAG2 is relatively reduced.
  • the detection time becomes long and the frame rate becomes low (for example, 20 fps or less), but high-definition detection (for example, 300 ppi or more) can be performed.
  • the mode in which high-definition detection is performed at a low frame rate will be referred to as a "first mode.”
  • the fingerprint on the surface of the finger Fg can be obtained with high definition.
  • the number of partial detection areas PAA (optical sensors PD) included in the block units PAG1 and PAG2 is relatively increased. This makes it possible to perform detection at a high frame rate (for example, 100 fps or more) that allows detection to be repeatedly executed in a short period of time, although the resolution is low (for example, 50 ppi or less).
  • the mode in which high frame rate and low-definition detection is performed will be referred to as “second mode”.
  • the second mode in which high frame rate and low-definition detection is performed for example, changes in pulse waves over time can be detected with high accuracy.
  • the second mode by using pulse waves acquired at a higher frame rate (for example, 1000 fps or higher), it is possible to calculate the pulse wave propagation velocity, blood pressure, and the like.
  • the number of partial detection areas PAA (optical sensors PD) included in the block units PAG1 and PAG2 is the intermediate value between the first mode and the second mode. do.
  • the frame rate is higher than the first mode and lower than the second mode (for example, higher than 20 fps and lower than 100 fps), and the resolution is lower than the first mode and higher than the second mode. (eg, greater than 50 ppi and less than 300 ppi).
  • the mode in which medium frame rate and medium fine detection are performed will be referred to as "third mode".
  • the third mode which performs medium-frame-rate, medium-definition detection, is suitable, for example, for acquiring blood vessel patterns such as veins.
  • the reset circuit 17 has a reference signal line Lvr, a reset signal line Lrst and a fourth switching element TrR.
  • the fourth switching elements TrR are provided corresponding to the plurality of signal lines SGL.
  • the reference signal line Lvr is connected to one of the sources or drains of the plurality of fourth switching elements TrR.
  • the reset signal line Lrst is connected to gates of the plurality of fourth switching elements TrR.
  • the control circuit 122 supplies the reset signal RST2 to the reset signal line Lrst.
  • the multiple fourth switching elements TrR are turned on, and the multiple signal lines SGL are electrically connected to the reference signal line Lvr.
  • the power supply circuit 123 supplies the reference signal COM to the reference signal line Lvr.
  • the reference signal COM is supplied to the capacitive elements Ca (see FIG. 4) included in the plurality of partial detection areas PAA.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a plurality of partial detection areas of the detection device according to the embodiment. 4 also shows the circuit configuration of the detection circuit 48.
  • the partial detection area PAA includes an optical sensor PD, a capacitive element Ca, and a first switching element Tr1.
  • the capacitive element Ca is a capacitance (sensor capacitance) formed in the photosensor PD and equivalently connected in parallel with the photosensor PD.
  • the signal line capacitance Cc is a parasitic capacitance formed in the signal line SGL, and is equivalently formed between the signal line SGL, the anode of the photosensor PD and one end side of the capacitive element Ca.
  • FIG. 4 shows two gate lines GCL(m) and GCL(m+1) aligned in the second direction Dy among the plurality of gate lines GCL. Also, two signal lines SGL(n) and SGL(n+1) arranged in the first direction Dx among the plurality of signal lines SGL are shown.
  • the partial detection area PAA is an area surrounded by the gate lines GCL and the signal lines SGL.
  • the first switching element Tr is provided corresponding to the optical sensor PD.
  • the first switching element Tr is composed of a thin film transistor, and in this example, is composed of an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFT (Thin Film Transistor).
  • MOS Metal Oxide Semiconductor
  • TFT Thin Film Transistor
  • the gates of the first switching elements Tr belonging to the plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx are connected to the gate line GCL.
  • the sources of the first switching elements Tr belonging to the plurality of partial detection areas PAA arranged in the second direction Dy are connected to the signal line SGL.
  • the drain of the first switching element Tr is connected to the cathode of the photosensor PD and the capacitive element Ca.
  • a sensor power supply signal VDDSNS is supplied from the power supply circuit 123 to the anode of the photosensor PD.
  • a reference signal COM which is the initial potential of the signal line SGL and the capacitor Ca, is supplied from the power supply circuit 123 to the signal line SGL and the capacitor Ca.
  • the detection device 1 can detect a signal corresponding to the amount of light irradiated to the optical sensor PD for each partial detection area PAA or for each block unit PAG1, PAG2.
  • the detection circuit 48 is connected to the signal line SGL when the switch SSW is turned on during the readout period Pdet (see FIG. 6).
  • the detection signal amplifying unit 42 of the detection circuit 48 converts the current fluctuation supplied from the signal line SGL into a voltage fluctuation and amplifies it.
  • a reference potential (Vref) having a fixed potential is input to the non-inverting input section (+) of the detection signal amplifying section 42, and the signal line SGL is connected to the inverting input terminal (-).
  • the same signal as the reference signal COM is input as the reference potential (Vref) voltage.
  • the detection signal amplifying section 42 has a capacitive element Cb and a reset switch RSW. In the reset period Prst (see FIG. 6), the reset switch RSW is turned on to reset the charge of the capacitive element Cb.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the sensor section.
  • the sensor section 10 includes a sensor substrate 21, a TFT layer 22, an insulating layer 23, a photosensor PD, and insulating layers 24a, 24b, 24c, and 25.
  • the sensor base material 21 is an insulating base material, and is made of, for example, glass or a resin material.
  • the sensor substrate 21 is not limited to a flat plate shape, and may have a curved surface. In this case, the sensor substrate 21 may be a film-like resin.
  • the sensor substrate 21 has a first side and a second side opposite the first side.
  • a TFT layer 22, an insulating layer 23, an optical sensor PD, and insulating layers 24 and 25 are laminated in this order on the first surface.
  • the TFT layer 22 is provided with circuits such as the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 described above. Further, the TFT layer 22 is provided with TFTs (Thin Film Transistors) such as the first switching element Tr, and various wirings such as gate lines GCL and signal lines SGL.
  • TFTs Thin Film Transistors
  • the sensor substrate 21 and the TFT layer 22 are driving circuit substrates for driving sensors in predetermined detection regions, and are also called backplanes or array substrates.
  • the insulating layer 23 is an organic insulating layer and is provided on the TFT layer 22 .
  • the insulating layer 23 is a flattening layer that flattens irregularities formed in the first switching element Tr formed in the TFT layer 22 and various conductive layers.
  • the photosensor PD is provided on the insulating layer 23 .
  • the photosensor PD has a lower electrode 35, a semiconductor layer 31 and an upper electrode 34, which are stacked in this order.
  • the lower electrode 35 is provided on the insulating layer 23 and electrically connected to the first switching element Tr of the TFT layer 22 through the contact hole H1.
  • the lower electrode 35 is a cathode of the photosensor PD and an electrode for reading out the detection signal Vdet.
  • a metal material such as molybdenum (Mo) or aluminum (Al) is used for the lower electrode 35 .
  • the lower electrode 35 may be a laminated film in which a plurality of these metal materials are laminated.
  • the lower electrode 35 may be a translucent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • the semiconductor layer 31 is amorphous silicon (a-Si).
  • the semiconductor layer 31 includes an i-type semiconductor layer 32a, a p-type semiconductor layer 32b and an n-type semiconductor layer 32c.
  • the i-type semiconductor layer 32a, the p-type semiconductor layer 32b, and the n-type semiconductor layer 32c are one specific example of a photoelectric conversion element.
  • FIG. 5A in the direction perpendicular to the surface of the sensor substrate 21, an n-type semiconductor layer 32c, an i-type semiconductor layer 32a and a p-type semiconductor layer 32b are stacked in this order.
  • the opposite configuration that is, the p-type semiconductor layer 32b, the i-type semiconductor layer 32a and the n-type semiconductor layer 32c may be stacked in this order.
  • the semiconductor layer 31 may be a photoelectric conversion element made of an organic semiconductor.
  • the n-type semiconductor layer 32c forms an n+ region by doping a-Si with an impurity.
  • the p-type semiconductor layer 32b forms a p+ region by doping a-Si with an impurity.
  • the i-type semiconductor layer 32a is, for example, a non-doped intrinsic semiconductor and has lower conductivity than the p-type semiconductor layer 32b and the n-type semiconductor layer 32c.
  • the upper electrode 34 is the anode of the optical sensor PD and an electrode for supplying the power signal VDDSNS to the photoelectric conversion layer.
  • the upper electrode 34 is, for example, a translucent conductive layer such as ITO, and is provided in common for all the photosensors PD.
  • An insulating layer 24 a and an insulating layer 24 b are provided on the insulating layer 23 .
  • the insulating layer 24 a covers the periphery of the upper electrode 34 and has an opening at a position overlapping the upper electrode 34 .
  • the connection wiring 36 is connected to the upper electrode 34 at a portion of the upper electrode 34 where the insulating layer 24a is not provided.
  • the insulating layer 24b is provided on the insulating layer 24a to cover the upper electrode 34 and the connection wiring 36 .
  • An insulating layer 24c which is a planarizing layer, is provided on the insulating layer 24b.
  • An insulating layer 25 is provided on the insulating layer 24c. However, the insulating layer 25 may be omitted.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the sensor section of the detection device according to the first modified example.
  • the optical sensor PDA is provided on the insulating layer 23a.
  • the insulating layer 23a is an inorganic insulating layer provided to cover the insulating layer 23, and is made of silicon nitride (SiN), for example.
  • the optical sensor PDA has a photoelectric conversion layer 31A, a lower electrode 35 (cathode electrode), and an upper electrode 34 (anode electrode). In the direction perpendicular to the first surface S1 of the sensor substrate 21, the lower electrode 35, the photoelectric conversion layer 31A, and the upper electrode 34 are laminated in this order.
  • the photoelectric conversion layer 31A changes its characteristics (for example, voltage-current characteristics and resistance value) according to the irradiated light.
  • An organic material is used as the material of the photoelectric conversion layer 31A.
  • C60 fulllerene
  • PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester
  • CuPc copper phthalocyanine
  • F16CuPc fluorinated copper phthalocyanine
  • rubrene 5,6,11,12-tetraphenyltetracene
  • PDI perylene derivative
  • the photoelectric conversion layer 31A can be formed by vapor deposition (Dry Process) using these low-molecular-weight organic materials.
  • the photoelectric conversion layer 31A may be, for example, a laminated film of CuPc and F16CuPc or a laminated film of rubrene and C60.
  • the photoelectric conversion layer 31A can also be formed by a coating type (Wet Process). In this case, for the photoelectric conversion layer 31A, a material obtained by combining the above-described low-molecular-weight organic material and high-molecular-weight organic material is used.
  • the photoelectric conversion layer 31A can be a film in which P3HT and PCBM are mixed, or a film in which F8BT and PDI are mixed.
  • the lower electrode 35 and the upper electrode 34 face each other with the photoelectric conversion layer 31A interposed therebetween.
  • a translucent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) is used.
  • a metal material such as silver (Ag) or aluminum (Al) is used for the lower electrode 35 .
  • the lower electrode 35 may be an alloy material containing at least one of these metal materials.
  • the lower electrode 35 can be formed as a translucent electrode having translucency.
  • the lower electrode 35 is formed of an Ag thin film with a thickness of 10 nm and has a light transmittance of about 60%.
  • the optical sensor PDA can detect both the light emitted from both sides of the sensor substrate 21, for example, the light L1 emitted from the first surface S1 and the light emitted from the second surface S2.
  • the insulating layer 24 may be provided to cover the upper electrode 34 .
  • the insulating layer is a passivation film and is provided to protect the optical sensor PDA.
  • the TFT layer 22 is provided with a first switching element Tr electrically connected to the photosensor PDA.
  • the first switching element Tr has a semiconductor layer 81 , a source electrode 82 , a drain electrode 83 and gate electrodes 84 and 85 .
  • the lower electrode 35 of the photosensor PDA is electrically connected to the drain electrode 83 of the first switching element Tr through a contact hole H11 provided in the insulating layers 23, 23a.
  • the first switching element Tr has a so-called dual gate structure in which gate electrodes 84 and 85 are provided on both upper and lower sides of the semiconductor layer 81 .
  • the first switching element Tr may have a top-gate structure or a bottom-gate structure.
  • FIG. 5B schematically shows the second switching element TrA and the terminal portion 72 provided in the peripheral area GA.
  • the second switching element TrA is, for example, a switching element provided in the gate line drive circuit 15 (see FIG. 1).
  • the second switching element TrA has a semiconductor layer 86 , a source electrode 87 , a drain electrode 88 and a gate electrode 89 .
  • the second switching element TrA has a so-called top gate structure in which a gate electrode 89 is provided above the semiconductor layer 86 .
  • a light shielding layer 90 is provided under the semiconductor layer 86 and between the semiconductor layer 86 and the sensor substrate 21 .
  • the second switching element TrA may have a bottom-gate structure or a dual-gate structure.
  • the semiconductor layer 81 of the first switching element Tr and the semiconductor layer 86 of the second switching element TrA are provided in different layers.
  • the semiconductor layer 81 of the first switching element Tr is, for example, an oxide semiconductor.
  • the semiconductor layer 86 of the second switching element TrA is polysilicon, for example.
  • FIG. 6 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device.
  • FIG. 7 is a timing waveform diagram showing an operation example during the reset period in FIG.
  • FIG. 8 is a timing waveform diagram showing an operation example during the readout period in FIG.
  • FIG. 9 is a timing waveform diagram showing an operation example during the drive period of one gate line included in the row readout period VR in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the driving of the sensor section of the detection device and the lighting operation of the light source.
  • the detection device 1 has a reset period Prst, an exposure period Pex, and a readout period Pdet.
  • the power supply circuit 123 supplies the sensor power supply signal VDDSNS to the anode of the photosensor PD over the reset period Prst, the exposure period Pex, and the readout period Pdet.
  • the sensor power supply signal VDDSNS is a signal that applies a reverse bias between the anode and cathode of the photosensor PD.
  • a reference signal COM of substantially 0.75 V is applied to the cathode of the photosensor PD, but by applying a sensor power supply signal VDDSNS of substantially -1.25 V to the anode, the voltage between the anode and the cathode is substantially 2.0 V. is reverse biased.
  • the control circuit 122 After setting the reset signal RST2 to "H", the control circuit 122 supplies the start signal STV and the clock signal CK to the gate line driving circuit 15, and the reset period Prst starts. In the reset period Prst, the control circuit 122 supplies the reference signal COM to the reset circuit 17, and turns on the fourth switching element TrR for supplying the reset voltage by the reset signal RST2.
  • each signal line SGL is supplied with the reference signal COM as a reset voltage.
  • the reference signal COM is, for example, 0.75V.
  • the gate line drive circuit 15 sequentially selects the gate lines GCL based on the start signal STV, clock signal CK, and reset signal RST1.
  • the gate line driving circuit 15 sequentially supplies gate driving signals Vgcl ⁇ Vgcl(1) to Vgcl(M) ⁇ to the gate lines GCL.
  • the gate drive signal Vgcl has a pulse-like waveform having a high-level power supply voltage VDD and a low-level power supply voltage VSS.
  • gate lines GCL are provided, and gate drive signals Vgcl(1), .
  • One switching element Tr is sequentially turned on for each row, and a reset voltage is supplied. For example, the voltage of 0.75 V of the reference signal COM is supplied as the reset voltage.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the gate line GCL(1) with the gate drive signal Vgcl(1) of the high level voltage (power supply voltage VDD) in the period V(1). supply.
  • the control circuit 122 selects one of the selection signals ASW1, . feed circuit 16; Thereby, the signal line SGL of the partial detection area PAA selected by the gate drive signal Vgcl( 1 ) is connected to the detection circuit 48 .
  • the reset voltage reference signal COM
  • the gate line driving circuit 15 drives the gate lines GCL(2), . . . , GCL(M ⁇ 1), GCL(M ) are supplied with high level voltage gate drive signals Vgcl(2), . . . , Vgcl(M ⁇ 1), Vgcl(M).
  • the capacitive elements Ca in all the partial detection areas PAA are electrically connected to the signal line SGL in sequence, and supplied with the reference signal COM.
  • the capacitance of the capacitive element Ca is reset.
  • Examples of exposure timing include a gate line non-selected exposure control method and a constant exposure control method.
  • the gate line non-selected exposure control method the gate drive signals ⁇ Vgcl(1) to (M) ⁇ are sequentially supplied to all the gate lines GCL connected to the photosensors PD to be detected, and all the gate lines GCL to be detected are A reset voltage is supplied to the photosensor PD. After that, when all the gate lines GCL connected to the photosensor PD to be detected become low voltage (the first switching element Tr is turned off), exposure is started, and exposure is performed during the exposure period Pex.
  • the gate drive signals ⁇ Vgcl(1) to (M) ⁇ are sequentially supplied to the gate lines GCL connected to the photosensors PD to be detected as described above, and reading is performed during the reading period Pdet.
  • the exposure period Pex(1) starts after the gate drive signal Vgcl(1) is supplied to the gate line GCL during the reset period Prst.
  • the exposure period Pex ⁇ (1) . . . (M) ⁇ is a period during which the photosensor PD charges the capacitive element Ca.
  • a reverse current flows through the photosensor PD due to light irradiation from the charge charged in the capacitive element Ca during the reset period Prst, and the potential difference of the capacitive element Ca decreases.
  • the length of exposure time of each exposure period Pex(1), . . . , Pex(M) is equal.
  • the control circuit 122 sets the reset signal RST2 to a low level voltage. This stops the operation of the reset circuit 17 .
  • the reset signal may be a high level voltage only during the reset period Prst.
  • the gate line drive circuit 15 sequentially supplies the gate drive signals Vgcl(1), . . . , Vgcl(M) to the gate lines GCL.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the gate line GCL(1) with a gate drive signal Vgcl (power supply voltage VDD) of a high level voltage (power supply voltage VDD) in the row readout period VR(1). 1) is supplied.
  • the control circuit 122 sequentially supplies the selection signals ASW1, .
  • the signal lines SGL of the partial detection areas PAA selected by the gate drive signal Vgcl(1) are connected to the detection circuit 48 sequentially or simultaneously.
  • the detection signal Vdet is supplied to the detection circuit 48 for each partial detection area PAA.
  • the gate line drive circuit 15 controls the gate lines GCL(2), . (M) are supplied with gate drive signals Vgcl(2), . That is, the gate line drive circuit 15 supplies the gate drive signal Vgcl to the gate line GCL for each row readout period VR(1), VR(2), . . . , VR(M ⁇ 1), VR(M).
  • the signal line selection circuit 16 sequentially selects the signal lines SGL based on the selection signal ASW each time the gate drive signal Vgcl is at a high level voltage.
  • the signal line selection circuit 16 is sequentially connected to one detection circuit 48 for each signal line SGL. Thereby, the detection device 1 can output the detection signals Vdet of all the partial detection areas PAA to the detection circuit 48 during the readout period Pdet.
  • the output (Vout) of the third switching element TrS is previously reset to the reference potential (Vref) voltage.
  • a reference potential (Vref) voltage is a reset voltage, for example, 0.75V.
  • the gate drive signal Vgcl(j) becomes high level to turn on the first switching element Tr of the row, and the signal line SGL of each row is turned on according to the charge accumulated in the capacitance (capacitive element Ca) of the partial detection area PAA. voltage.
  • the period t1 elapses from the rise of the gate drive signal Vgcl(j), there occurs a period t2 in which the selection signal ASW(k) is high.
  • the capacitance (capacitance element Ca) of the partial detection area PAA connected to the detection circuit 48 via the third switching element TrS is charged. Due to the applied charge, the output (Vout) of the third switching element TrS (see FIG. 4) changes to a voltage corresponding to the charge accumulated in the capacitance (capacitor Ca) of the partial detection area PAA (period t3). In the example of FIG. 9, this voltage drops from the reset voltage as in period t3.
  • the switch SSW is turned on (the high level period t4 of the SSW signal)
  • the charge accumulated in the capacitance (capacitance element Ca) of the partial detection area PAA is transferred to the capacitance (capacitance element Cb) of the detection signal amplifying section 42 of the detection circuit 48.
  • the output voltage of the detection signal amplifier 42 becomes a voltage corresponding to the charge accumulated in the capacitive element Cb.
  • the inverting input portion of the detection signal amplifying portion 42 is at the imaginary short potential of the operational amplifier, so that it returns to the reference potential (Vref).
  • the output voltage of the detection signal amplifier 42 is read out by the A/D converter 43 .
  • the voltage of the capacitive element Cb becomes a voltage corresponding to the charge accumulated in the capacitance (capacitive element Ca) of the partial detection area PAA at the portion where the third switching element TrS is turned on according to the selection signal ASW(k). .
  • the output (Vout) of the third switching element TrS becomes the reference potential (Vref) voltage due to an imaginary short
  • the output of the detection signal amplifying unit 42 becomes a voltage corresponding to the capacitance of the capacitive element Cb.
  • the voltage of the capacitive element Cb is, for example, the voltage between two electrodes provided in the capacitor that constitutes the capacitive element Cb.
  • the period t1 is, for example, 20 [ ⁇ s].
  • the period t2 is, for example, 60 [ ⁇ s].
  • the period t3 is, for example, 44.7 [ ⁇ s].
  • the period t4 is, for example, 0.98 [ ⁇ s].
  • the detection device 1 performs the reset period Prst and the exposure period Pex ⁇ ( 1) . . . (M) ⁇ and readout period Pdet.
  • the gate line driving circuit 15 sequentially scans from the gate line GCL(1) to the gate line GCL(M).
  • the detection in each period t that is, the gate line GCL(1) to the gate line GCL(M) are scanned in the reset period Prst and the readout period Pdet, and the detection signal Vdet is output from the signal line SGL of each column.
  • the detections obtained are referred to as detections of one frame.
  • the control circuit 122 can control lighting and non-lighting of the light source according to the detection target.
  • FIG. 10 shows an example in which the first light source 61 is lit during periods t(1) and t(3), and the second light source 62 is lit during periods t(2) and t(4). That is, in the example shown in FIG. 10, the control circuit 122 alternately turns on and off the first light source 61 and the second light source 62 every time one frame is detected. Not limited to this, for example, the control circuit 122 may switch lighting and non-lighting of the first light source 61 and the second light source 62 every predetermined period, or may light one of them continuously.
  • the gate line drive circuit 15 selects the gate lines GCL individually, but the present invention is not limited to this.
  • the gate line drive circuit 15 may simultaneously select a predetermined number of gate lines GCL, which is two or more, and sequentially supply the gate drive signal Vgcl to each of the predetermined number of gate lines GCL.
  • the signal line selection circuit 16 may also connect a predetermined number of signal lines SGL, which is two or more, to one detection circuit 48 at the same time.
  • the gate line driving circuit 15 may scan a plurality of gate lines GCL by thinning them out.
  • a signal line SGL(1) corresponding to the selection signal ASW1 is charged from the photosensor PD with electric charge corresponding to the exposure period Pex-1.
  • the signal lines SGL are charged during the exposure periods Pex-1, . . . , Pex-6 corresponding to the selection signals ASW1, .
  • the exposure period Pex-6 is the period from when the selection signal ASW6 goes low at time t12 until the gate drive signal Vgcl(1) goes low at time t13. Pex is different.
  • the detection device 1 includes, for example, a plurality of types of light sources (the first light source 61 and the second light source 62) emitting light with different wavelengths, so that the light reflected by the surface of the finger Fg or the like is provided. It is possible to acquire a fingerprint obtained by detecting the light emitted from the finger Fg and various biometric information obtained by detecting the light reflected inside the finger Fg or transmitted through the finger Fg. Further, the detecting device 1 can change the frame rate and the degree of definition according to the information to be acquired, for example.
  • detection is performed by setting detection conditions including the light source emitted to the optical sensor PD (or the wavelength of the light irradiated to the optical sensor PD), the frame rate, the resolution, etc., according to the information to be acquired.
  • detection it is necessary to associate the data after the detection signal Vdet is processed by the signal processing unit 44 with the detection condition when the detection signal Vdet before the processing of the data is detected.
  • a detection condition added to data is hereinafter referred to as "attribute information" of the data.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the relationship between the sensor section of the detection device according to the first embodiment and the first and second light sources.
  • the detection device 1 has a filter 63.
  • the filter 63 is arranged to overlap the detection area AA from one end to the other end of the sensor section 10 in the scanning direction SCAN.
  • the filter 63 has a transmission band for transmitting the first light emitted from the first light source 61 and the second light emitted from the second light source 62 .
  • the filter 63 is not necessarily required, and a configuration without the filter 63 may be used.
  • the scanning direction SCAN is the direction in which the gate line driving circuit 15 scans the gate lines GCL. That is, one gate line GCL is provided extending in the first direction Dx in the detection area AA, and is connected to a plurality of partial detection areas PAA provided in the detection area AA. Also, one signal line SGL is provided extending in the second direction Dy in the detection area AA and connected to the plurality of optical sensors PD in the detection area AA.
  • the first light source substrate 51 and the second light source substrate 52 face each other in the first direction Dx across the detection area AA in plan view.
  • a plurality of first light sources 61 and a plurality of second light sources 62 are provided on the surface of the first light source substrate 51 facing the second light source substrate 52 .
  • a plurality of first light sources 61 and a plurality of second light sources 62 are provided on the surface of the second light source substrate 52 facing the first light source substrate 51 .
  • the plurality of first light sources 61 and the plurality of second light sources 62 are arranged in the first direction Dx along the outer periphery of the detection area AA, and the first light source substrate 51 and the second light source substrate 52 are arranged in the second direction, respectively. Dy are provided alternately.
  • the first light source 61 emits first light in a direction parallel to the first direction Dx. Thereby, the detection area AA is irradiated with the first light. Also, the second light source 62 emits the second light in a direction parallel to the first direction Dx. Thereby, the detection area AA is irradiated with the second light.
  • the first light emitted from the first light source 61 is red visible light (red light) of, for example, 600 nm or more and 700 nm or less, specifically about 660 nm. Further, the first light emitted from the first light source 61 may be, for example, infrared light of 780 nm or more and 950 nm or less, specifically about 850 nm.
  • the second light emitted from the second light source 62 is, for example, 520 nm or more and 600 nm or less, specifically blue or green visible light (blue light or green light) of about 500 nm. be.
  • the pulse wave is obtained by the first light (red light or infrared light) emitted from the first light source 61, and the second light (blue light or green light) emitted from the second light source 62 Get the noise component.
  • FIG. 12 is a side view of the detection device shown in FIG. 11 as seen from the first direction Dx.
  • an object to be detected such as a finger Fg touches or approaches the sensor section 10 via the filter 63 .
  • the first light source 61 and the second light source 62 are arranged above the sensor section 10 and the filter 63, and are arranged to sandwich an object to be detected such as the finger Fg in the first direction Dx.
  • the first light emitted from the first light source 61 travels in a direction parallel to the first direction Dx and enters the finger Fg.
  • the first light which is red light of 600 nm or more and 700 nm or less or infrared light of 780 nm or more and 950 nm or less, penetrates into the living body and is reflected inside the finger Fg. Reflected light reflected inside the finger Fg travels in the third direction Dz, passes through the filter 63 and enters the detection area AA of the sensor unit 10 .
  • the second light emitted from the second light source 62 travels in a direction parallel to the first direction Dx and strikes the finger Fg.
  • the second light which is blue light or green light of 520 nm or more and 600 nm or less, has a shallow penetration into the living body and is mostly reflected on the surface of the finger Fg.
  • the reflected light reflected by the surface of the finger Fg travels in the third direction Dz, passes through the filter 63 and enters the detection area AA of the sensor section 10 .
  • the arrangement of the plurality of first light sources 61 and the plurality of second light sources 62 is not limited to the examples shown in FIGS.
  • the first light or the second light may be irradiated from above the object to be detected such as the finger Fg shown in FIG. 12, specifically from the third direction Dz.
  • the plurality of first light sources 61 and the plurality of second light sources 62 may be, for example, so-called direct type light sources provided directly below the detection area AA.
  • detection is performed in the second mode, which performs high frame rate and low-definition detection.
  • the control circuit 122 (detection control unit 11) turns on the first light source 61 and turns off the second light source 62 during the exposure period Pex. and As a result, the detection device 1 performs detection in the second mode in which high frame rate and low-definition detection is performed using the first light emitted from the first light source 61 . Further, in the detection of one frame during period t(2), the control circuit 122 (detection control unit 11) turns off the first light source 61 and turns on the second light source 62 during the exposure period Pex.
  • the detection device 1 performs detection in the second mode in which detection is performed at a high frame rate and low definition using the first light emitted from the second light source 62 . That is, in the first embodiment, the detection device 1 performs both detection using the first light emitted from the first light source 61 and detection using the first light emitted from the second light source 62 at a high frame rate and Detection is performed in a second mode that performs low-precision detection.
  • the first light source 61 is turned on in the exposure period Pex, and the second light source 62 is turned off, and in the detection of one frame in the period t(4), the exposure period In Pex, the first light source 61 is turned off and the second light source 62 is turned on.
  • the first light source 61 and the second light source 62 are controlled to be turned on/off in a time-divisional manner each time one frame is detected.
  • a first detection signal detected by the optical sensor PD due to the first light and a second detection signal detected by the optical sensor PD due to the second light are output to the detection circuit 48 in a time division manner.
  • the detection circuit 48 processes the first detection signal and the second detection signal in time series, and outputs them to the control circuit 122 (the signal processing section 44).
  • a pulse wave can be obtained from the first detection signal.
  • This first detection signal contains body motion noise due to the movement of the finger Fg.
  • This body motion noise is also the signal detected by the reflected light reflected by the surface of the finger Fg in the second mode, that is, the second detection detected in periods t(2), t(4), . It can be acquired by a signal.
  • the host 200 processes data of the first detection signal detected in periods t(1), t(3), . . . , t(4), .
  • the host 200 converts data (first data) after processing of the first detection signal detected in period t(1) to data after processing of the second detection signal detected in period t(2). Data (second data) is subtracted. Similarly, the host 200 converts the processed data (first data) of the first detection signal detected in period t(3) to the processed data of the second detection signal detected in period t(4). (Second data) is subtracted. By performing the same processing thereafter, it is possible to obtain a pulse wave from which body motion noise has been removed.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing a specific example of detection processing of the detection device according to the first embodiment.
  • the host 200 transmits a start command requesting the detection device 1 to start detection (step S101).
  • the start command contains control information for acquiring fingerprints or biometric information.
  • Control information for obtaining fingerprints or biometric information includes, for example, frame rate control information, definition control information, light source control information, and the like.
  • the frame rate control information includes detecting at least at a high frame rate (eg, 100 fps or higher).
  • the definition control information includes detection at least at low definition (for example, 50 ppi or less).
  • the light source control information includes, for example, turning on the first light source 61 and turning off the second light source 62 in odd-numbered frames, and turning off the first light source 61 and turning off the second light source 62 in even-numbered frames. Including lighting.
  • control circuit 122 When the control circuit 122 receives a start command from the host 200 via the output circuit 126, the control circuit 122 sends the start command to the sensor unit 10, the gate line driving circuit 15, the signal line selection circuit 16, the first light source 61 and the second light source 62. A control signal corresponding to the control information contained in is supplied to start the detection operation (step S102).
  • the detection circuit 48 adds header information indicating what frame the data to be output is to the beginning of the data, and outputs the data to the signal processing unit 44 (step S103).
  • the data output from the detection circuit 48 may be, for example, a form in which one frame of data is composed of a plurality of data. In this case, header information is added to indicate the number of the frame of each data.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of dividing the detection area when one frame of data is composed of a plurality of pieces of data.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example in which header information is added.
  • FIG. 14 shows an example in which the detection area AA is divided into four sub-areas SAA1, SAA2, SAA3 and SAA4 in the second direction Dy.
  • the detection circuit 48 puts header information at the head of the data of each of the sub-areas SAA1, SAA2, SAA3 and SAA4 indicating what frame number each data item is. It is added and output to the signal processing unit 44 .
  • control circuit 122 knows what frame the data output from the detection circuit 48 belongs to, or what frame and what number the data is, the header information is not necessarily added. do not have to.
  • the signal processing unit 44 sequentially stores and holds each data output from the detection circuit 48 in the storage unit 46 . At this time, the signal processing unit 44 adds the attribute information of the multiple frames of data to the beginning of the multiple frames of data based on at least the control information included in the start command (step S104). Alternatively, when header information is added to the data output from the detection circuit 48, the signal processing unit 44 detects the header information added to each data output from the detection circuit 48 and the header information included in the start command. Based on the control information, it outputs detection information data in which attribute information of data for a plurality of frames is added to the head of the data for a plurality of frames.
  • the attribute information added to the data for a plurality of frames is data (first data) in which at least the odd-numbered frames data turn on the first light source 61 and turn off the second light source 62 .
  • light source information indicating that the data of the even-numbered frames are data (second data) in which the first light source 61 is turned off and the second light source 62 is turned on.
  • the light source information included in the attribute information is as follows: At least, the data of the first frame among the data for a plurality of frames is data for which of the first light source 61 and the second light source 62 is turned on, in other words, the first light and the second light. and which of them is the data acquired by irradiation.
  • the signal processing unit 44 reads the data for a plurality of frames held in the storage unit 46, and transmits them to the host 200 via the output circuit 126 (step S105).
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the data format of detection information data output from the detection device. As shown in FIG. 16, in the detection information data output from the detection device 1, attribute information of data of each frame is added to the head of data for a plurality of frames (here, frame 1 to frame N). .
  • FIG. 17 is a diagram showing a detailed specific example of the data format shown in FIG.
  • the header mark ALL "1" in the FPGA header category indicates the start of the header.
  • a reserved area indicates an area that can be set by the user. For example, the lighting information of the light source (blue light, green light, red light, infrared light) and the like are added to the reserved area.
  • AFE headers 1, 2, . . . , 16 in the AFE header category are headers added by the detection circuit 48, and are areas in which register setting information is stored.
  • 16-bit Raw data for one address is divided into 8-bit units, with Unit data MSB (most significant) on the Raw 9, 10, .
  • Data is defined as LSB (least significant).
  • the footer mark ALL "0" in the FPGA footer category indicates the start of the footer, and Frame number seq 1, 2, ..., 12 is counted up for each page number.
  • At least the odd-numbered frame data is data indicating that the first light source 61 is lit and the second light source 62 is not lit. It includes light source information indicating that the data (second data) of the even-numbered frame is data in which the first light source 61 is turned off and the second light source 62 is turned on.
  • the light source information included in the attribute information is at least data for the first frame of the data for a plurality of frames, which is the data for turning on the first light source 61 or the second light source 62, or the data for the first light and the second light. including which of them is the data acquired by irradiation.
  • the control circuit 122 knows that the first light source 61 and the second light source 62 are alternately turned on and off for each detection of one frame
  • the light source information included in the attribute information is at least data for the first frame of the data for a plurality of frames, which is the data for turning on the first light source 61 or the second light source 62, or the data for the first light and the second light. including which of them is the data acquired by irradiation.
  • the host 200 performs predetermined biological information acquisition processing based on the detection information data transmitted from the detection device 1 (step S106). Specifically, in the first embodiment, the host 200 reads the attribute information added to the data for a plurality of frames transmitted from the detecting device 1, and converts the odd-numbered frame data (first data) to the even-numbered frame data ( second data). As a result, a pulse wave from which body motion noise has been removed can be obtained.
  • red visible light 600 nm or more and 700 nm or less, specifically about 660 nm
  • second light emitted from the second light source 62 infrared light of 780 nm or more and 950 nm or less, specifically about 850 nm is adopted.
  • the pulse wave acquired by the first light and the pulse wave acquired by the second light are used.
  • the optical sensor PD detects the amount of light obtained by subtracting the amount of light absorbed by blood (hemoglobin) from the first and second irradiated light.
  • Most of the blood oxygen is reversibly bound to hemoglobin in red blood cells and only a small portion is dissolved in plasma. More specifically, the oxygen saturation (SpO2) is a value indicating what percentage of the permissible amount of oxygen is bound in the blood as a whole. With the two wavelengths of the first light and the second light, it is possible to calculate the blood oxygen saturation from the amount obtained by subtracting the light absorbed by the blood (hemoglobin) from the irradiated light.
  • Oxygen saturation is determined by the ratio of when hemoglobin in the blood is bound with oxygen (O2Hb: oxygenated hemoglobin) and when it is not (HHb: reduced hemoglobin).
  • O2Hb oxygenated hemoglobin
  • HHb reduced hemoglobin
  • a high frame rate and Detection is performed in a second mode that performs low-precision detection.
  • the pulse wave acquired by the first light and the pulse wave acquired by the second light are used, so the first detection signal detected by the first light and the second detection signal detected by the second light is desirably small.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining an operation example of the detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device according to the second embodiment.
  • the reset periods Prst of the periods t(1), t(2), t(3), and t(4) are indicated by solid arrows, and the readout periods Pdet are indicated by dashed arrows.
  • the reset period Prst of the period t(1) in which the period T1 for lighting the first light source 61 is provided and the readout period Pdet of the previous frame are executed in parallel.
  • the reset period Prst of the period t(2) in which the period T2 for turning on the second light source 62 is provided, and the readout period Pdet of the previous frame are executed in parallel.
  • the reset period Prst of the period t(3) in which the period T3 for lighting the first light source 61 is provided and the readout period Pdet of the previous frame are executed in parallel, and the period for lighting the second light source 62.
  • the reset period Prst of the period t(4) in which T4 is provided and the readout period Pdet of the previous frame are executed in parallel. Specifically, for example, immediately after each row in the frame of period t(1) is read out, the row in the frame of period t(2) is reset, and light is irradiated in period T2. After that, immediately after each row in the frame of period t(2) is read out, the row in the frame of period t(3) is reset, and light is irradiated in period T3. After that, the same operation is repeated. Thereby, in each row, the timing difference between the detection by the first light emitted from the first light source 61 and the detection by the first light emitted from the second light source 62 can be reduced.
  • the gate drive signal Vgcl is supplied to the gate line GCL row by row, and the plurality of first switching elements Tr belonging to a predetermined row are connected. Specifically, as shown in FIG. 19, at time t21, the gate line drive circuit 15 supplies the gate drive signal Vgcl(1) of the high level voltage (power supply voltage VDD) to the gate line GCL(1). .
  • the row readout period VR(1) starts at time t21 when the gate drive signal Vgcl(1) becomes a high level voltage.
  • the control circuit 122 sequentially supplies the selection signals ASW1, .
  • the third switching elements TrS are sequentially connected according to the selection signals ASW1, . . . , ASW6. That is, in a row-by-row readout period (row readout period VR(1)), the signal line selection circuit 16 selects the plurality of signal lines SGL for each column while the plurality of first switching elements Tr in a predetermined row are connected. They are connected to the detection circuit 48 in a predetermined order. As a result, the detection signal Vdet is supplied to the detection circuit 48 for each partial detection area PAA.
  • the control circuit 122 sets the selection signal ASW6 to a low level voltage, and reading of the last column is completed. That is, in the present embodiment, the row readout period VR(1) ends at the timing when the gate drive signal Vgcl(1) is at the high level voltage and the selection signal ASW6 is shifted to the low level voltage.
  • a reset potential (reference signal COM) is supplied to the plurality of photosensors PD and the plurality of signal lines SGL belonging thereto.
  • the control circuit 122 supplies the reset signal RST2 to the reset signal line Lrst at time t22.
  • the plurality of fourth switching elements TrR are turned on, and the reference signal COM is supplied to the photosensor PD and the plurality of signal lines SGL corresponding to the gate line GCL(1).
  • the timing at which the reset signal RST2 becomes a high level voltage and the timing at which the selection signal ASW6 becomes a low level voltage coincide at time t22.
  • the present invention is not limited to this, and the reset signal RST2 may be set to a high level voltage after a predetermined period of time has elapsed after the selection signal ASW6 has been set to a low level voltage.
  • the gate line driving circuit 15 sets the gate driving signal Vgcl(1) to a low level voltage.
  • the control circuit 122 sets the reset signal RST2 to a low level voltage.
  • the readout period Pdet and the reset period Prst for the first row are completed.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the gate drive signal Vgcl(2) of the high level voltage (power supply voltage VDD) to the second row gate line GCL(2).
  • the readout period Pdet and the reset period Prst of the second row are executed from time t26 to time t28. By repeatedly scanning this operation up to the last row (gate line GCL (256)), one frame can be detected.
  • the host 200 reads the attribute information of the detection information data transmitted from the detection device 1 in step S106 of the detection process (see FIG. 13) described in the first embodiment, and reads the odd frame data ( The blood oxygen saturation level is calculated using the pulse wave acquired based on the first data) and the pulse wave acquired based on the even-numbered frame data (second data).
  • the readout period Pdet and the reset period Prst in the detection of two frames before and after are executed in parallel. It is possible to reduce the detection timing deviation from the detected second detection signal.
  • FIG. 20 is a plan view schematically showing the relationship between the sensor section and the light source in the detection device according to the third embodiment.
  • the first light source 61 and the second light source 62 are referred to as light sources 61 (62).
  • red visible light with a wavelength of 600 nm or more and 700 nm or less, specifically about 660 nm, is employed as the light emitted from the light source 61 (62).
  • the light emitted from the light source 61 (62) may be infrared light of 780 nm or more and 950 nm or less, specifically about 850 nm.
  • blood vessel patterns such as veins are acquired in odd-numbered frame detection, and pulse waves are acquired in even-numbered frame detection.
  • the sensor unit 10a shown in FIG. 20 detects, for example, in odd-numbered frames for acquiring a blood vessel pattern such as a vein, in a third mode that performs detection at a medium frame rate and medium definition, and detects a pulse wave. Detection of even-numbered frames to be acquired is performed in the second mode in which high frame rate and low-definition detection is performed. Therefore, in the third embodiment, the control information included in the start command transmitted from the host 200 in step S101 of the detection process (see FIG. 13) described in the first embodiment includes, for example, frame rate control information , definition control information, and the like.
  • the frame rate control information detects odd frames at a medium frame rate (for example, greater than 20 fps and less than 100 fps), and detects even frames at a high frame rate (here, for example, 1000 fps or higher). Including doing.
  • the resolution control information indicates that detection is performed at medium resolution (for example, greater than 50 ppi and less than 300 ppi) in odd-numbered frames, and low resolution (for example, 50 ppi or less) is performed in even-numbered frames. include.
  • the attribute information added to the data for a plurality of frames is at least the data acquired in the odd-numbered frames (first data) is data detected at a medium frame rate (for example, greater than 20 fps and less than 100 fps), and data acquired in even frames (second data) is detected at a high frame rate (here, for example, 1000 fps or more) Frame rate information including that it is detected data, data acquired in odd frames (first data) is data detected at medium definition (for example, greater than 50 ppi and less than 300 ppi), and even frames includes definition information including that the data (second data) acquired in is data detected at low definition (for example, 50 ppi or less).
  • the frame rate information included in the attribute information is at least for a plurality of frames.
  • the data of the first frame of the data may include whether the data was acquired at a medium frame rate or a high frame rate.
  • the definition information included in the attribute information is at least the amount of data for a plurality of frames.
  • the data of the first one frame may include whether the data was acquired in medium definition or low definition.
  • step S106 the host 200 reads the attribute information of the detection information data transmitted from the detection apparatus 1, and performs detection processing of blood vessel patterns such as veins based on the data (first data) acquired in the odd-numbered frames.
  • pulse wave detection processing is performed based on the data (second data) acquired in the even-numbered frames.
  • the pulse wave can be acquired using data detected in the third mode in which detection is performed at a medium frame rate and medium definition.
  • By acquiring the pulse wave using the data detected in the second mode it is possible to calculate the pulse wave propagation velocity, the blood pressure, and the like.
  • the detection of a blood vessel pattern such as a vein and the detection of a pulse wave capable of calculating the pulse wave propagation velocity and the blood pressure can be performed at the same time.
  • FIG. 21 is a plan view schematically showing the relationship between the sensor section and the light source of the detection device according to the fourth embodiment.
  • the detection area AA is divided into two areas, a first division detection area R1 and a second division detection area R2, which are adjacent in the second direction Dy.
  • the detection device 1 has a first filter 63 and a second filter 64 .
  • the first filter 63 is arranged so as to overlap the first divided detection region R1.
  • the second filter 64 is arranged so as to overlap the second divided detection region R2.
  • the first filter 63 and the second filter 64 are adjacent in a direction (second direction Dy) crossing the scanning direction SCAN.
  • the first filter 63 and the second filter 64 may be the same filter.
  • One gate line GCL is provided in either the first divided detection region R1 or the second divided detection region R2, and is connected to the plurality of photosensors PD in the first divided detection region R1 or the plurality of second divided detection regions R2. is connected to the optical sensor PD of Further, one signal line SGL is provided across the first divided detection region R1 and the second divided detection region R2, and a plurality of signal lines provided in the first divided detection region R1 and the second divided detection region R2. It is connected with the partial detection area PAA.
  • the first light source base material 51 and the second light source base material 52 face each other in the first direction Dx with the sensor section 10b interposed therebetween in plan view.
  • a plurality of first light sources 61 or a plurality of second light sources 62 are provided on the surface of the first light source substrate 51 facing the second light source substrate 52 .
  • a plurality of first light sources 61 or a plurality of second light sources 62 are provided on the surface of the second light source substrate 52 facing the first light source substrate 51 .
  • the first light source 61 and the second light source 62 emit light of the same wavelength (600 nm to 700 nm) in the direction parallel to the first direction Dx. Thereafter, specifically, red visible light (red light) of about 660 nm, or infrared light of about 850 nm (780 nm to 950 nm, specifically, about 850 nm) is emitted.
  • red light red light
  • infrared light about 850 nm (780 nm to 950 nm, specifically, about 850 nm
  • the first light source 61 and the second light source 62 are referred to as light sources 61 (62).
  • the sensor unit 10b shown in FIG. 21 performs fingerprint detection of the finger Fg in the first split detection area R1, and detects blood vessel patterns such as pulse waves and veins in the second split detection area R2.
  • the first filter 63 which is arranged so as to overlap at least the first divided detection region R1, acquires the fingerprint of the finger Fg with high definition. , collimator film) is employed.
  • the second filter 64 which is arranged to overlap the second divided detection region R2, is, for example, an optical system film (for example, a louver film) having a wider light transmission range than the first filter 63. good.
  • the fourth embodiment detection is performed in the first divided detection region R1 in which fingerprint detection of the finger Fg is performed in the first mode in which detection is performed at a low frame rate and with high definition, and blood vessel patterns such as pulse waves and veins are detected.
  • the second divided detection area R2 detection is performed in a third mode in which detection is performed at a medium frame rate and medium definition. Therefore, in the fourth embodiment, the control information included in the start command transmitted from the host 200 in step S101 of the detection process (see FIG. 13) described in the first embodiment includes, for example, frame rate control information , definition control information, and the like.
  • the frame rate control information is detected at a low frame rate (for example, 20 fps or less) in the first divided detection region R1, and at a medium frame rate (for example, 100 fps greater than 20 fps) in the second divided detection region R2. less than).
  • the resolution control information performs detection in high definition (for example, 300 ppi or more) in the first divided detection region R1, and medium definition (for example, 300 ppi greater than 50 ppi) in the second divided detection region R2. less than).
  • an optical film for example, a louver film
  • the first filter 63 is provided.
  • High-definition detection can be performed in the first divided detection region R1, and lower-definition detection can be performed in the second divided detection region R2 provided with the second filter 64 than in the first divided detection region R1.
  • the control information included in the start command transmitted from the host 200 may not include the definition control information.
  • step S104 of the detection process the attribute information added to the data for a plurality of frames is obtained at least in the first divided detection region R1.
  • Data (first data) is data detected at a low frame rate (e.g., 20 fps or less), and data (second data) obtained in the second divided detection region R2 is medium frame rate (e.g., 20 fps or higher).
  • Frame rate information including that the data was detected at a high speed (largely less than 100 fps), and the data (first data) acquired in the first divided detection region R1 were detected at high definition (e.g., 300 ppi or more).
  • attribute information may be added to the beginning of each frame of data.
  • an optical system film for example, a louver film
  • the second High-definition detection can be performed in the first divided detection region R1 provided with the 1 filter 63
  • lower-definition detection can be performed in the second divided detection region R2 provided with the second filter 64 than in the first divided detection region R1. It can be performed.
  • the attribute information of the detection information data transmitted from the detection device 1 may not include the definition information.
  • step S106 the host 200 reads the attribute information of the detection information data transmitted from the detection device 1, and performs fingerprint detection processing of the finger Fg based on the data (first data) obtained in the first divided detection area R1. , and detection processing of blood vessel patterns such as pulse waves and veins is performed based on the data (second data) acquired in the second divided detection region R2. As a result, fingerprint detection of the finger Fg and blood vessel pattern detection such as pulse waves and veins can be performed at the same time.

Abstract

検出装置は、検出領域に配置され、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光センサと、複数の光センサからの信号が供給される検出回路と、信号を取得する検出条件が互いに異なる第１データ及び第２データを出力する制御回路と、を備える。制御回路は、第１データの検出条件と第２データの検出条件とを、第１データと第２データとが連なるデータ列の先頭に属性情報として付加した検出情報データを出力する。

Description

検出装置
　本発明は、検出装置に関する。
　特許文献１には、フォトダイオード等の光電変換素子が半導体基板上に複数配列された光学式センサが記載されている。光学式センサは、照射される光量に応じて光電変換素子から出力される信号が変化することで、生体情報を検出できる。特許文献１の光学式センサは、細かいピッチで指の表面の凹凸を検出することができ、指紋センサとして用いられる。特許文献２には、赤外線を感知する複数のセンサを備えた表示装置が記載されている。特許文献２の表示装置は、赤外光の反射光に基づいて、指の位置や、指紋パターンや静脈パターンを検出することができる。
米国特許出願公開第２０１８／００１２０６９号明細書 特開２００９－３２００５号公報
　光学式センサは、指や掌等の被検出体の指紋の形状に限られず、被検出体の種々の生体情報を検出することが要求されている。例えば、検出条件が異なる複数の生体情報を同時に検出することが考えられるが、この場合、同時に検出した各データと、各データを検出した際の検出条件とを紐づける必要がある。
　本発明は、異なる検出条件において検出したデータと当該データの検出条件とを紐づけることができる検出装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る検出装置は、検出領域に配置され、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光センサと、複数の前記光センサからの信号が供給される検出回路と、前記信号を取得する検出条件が互いに異なる第１データ及び第２データを出力する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１データの検出条件と前記第２データの検出条件とを、前記第１データと前記第２データとが連なるデータ列の先頭に属性情報として付加した検出情報データを出力する。
図１は、実施形態に係る検出装置を示す平面図である。 図２は、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は、検出装置を示す回路図である。 図４は、複数の部分検出領域を示す回路図である。 図５Ａは、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。 図５Ｂは、第１変形例に係る検出装置のセンサ部の概略断面構成を示す断面図である。 図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図７は、図６におけるリセット期間の動作例を表すタイミング波形図である。 図８は、図６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９は、図６における読み出し期間に含まれる１つのゲート線の駆動期間の動作例を表すタイミング波形図である。 図１０は、検出装置のセンサ部の駆動と、光源の点灯動作との関係を説明するための説明図である。 図１１は、第１実施形態に係る検出装置のセンサ部と第１光源及び第２光源との関係を模式的に示す平面図である。 図１２は、図１１に示す検出装置を第１方向Ｄｘから見た側面図である。 図１３は、第１実施形態に係る検出装置の検出処理の具体例を示すシーケンス図である。 図１４は、複数のデータで１フレーム分のデータが構成される場合の検出領域の分割例を示す図である。 図１５は、ヘッダ情報を付加した例を示す図である。 図１６は、検出装置から出力される検出情報データのデータフォーマットの一例を示す図である。 図１７は、図１６に示すデータフォーマットの詳細な具体例を示す図である。 図１８は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を説明するための説明図である。 図１９は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図２０は、第３実施形態に係る検出装置のセンサ部と光源との関係を模式的に示す平面図である。 図２１は、第４実施形態に係る検出装置のセンサ部と光源との関係を模式的に示す平面図である。
　本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。なお、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。また、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。
　図１は、実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図１に示すように、検出装置１は、センサ基材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６１及び第２光源６２と、を有する。図１では、第１光源基材５１に複数の第１光源６１が設けられ、第２光源基材５２に複数の第２光源６２が設けられる例を示したが、図１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。第１光源６１及び第２光源６２の具体的な配置例については後述する。
　検出装置１は、ホスト２００と電気的に接続される。ホスト２００は、例えば検出装置１が適用される機器（不図示）の上位制御装置である。ホスト２００は、検出装置１に対し、所定の検出指令信号（スタートコマンド）を送信する。また、ホスト２００は、検出装置１から検出情報データを受信して、所定の生体情報取得処理を行う。検出装置１に対して送信される検出指令信号（スタートコマンド）、検出装置１から受信する検出情報データのデータフォーマット、及びホスト２００における生体情報取得処理の具体例については後述する。
　センサ基材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、電源回路１２３、及び出力回路１２６が設けられている。
　制御回路１２２は、例えばロジック制御信号を出力する制御ＩＣ（Control　Integrated　Circuit）である。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等のＰＬＤ（Programmable　Logic　Device）であっても良い。
　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、センサ電源電位ＶＤＤＳＮＳ（図４参照）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。
　出力回路１２６は、例えばＵＳＢコントローラＩＣであり、制御回路１２２とホスト２００との間の通信制御を行う。
　センサ基材２１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、センサ部１０が有する複数の光センサＰＤ（図４参照）が設けられた領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と、センサ基材２１の端部との間の領域であり、光センサＰＤが設けられない領域である。
　ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、周辺領域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、周辺領域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、センサ基材２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、センサ基材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、センサ基材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光及び第２光を出射する。
　第１光源６１から出射された第１光は、例えば、主に指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光は、例えば、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や掌の脈波、脈拍、血管像等である。すなわち、検出装置１は、指紋を検出する指紋検出装置や、静脈などの血管パターンを検出する静脈検出装置として構成されてもよい。
　第１光は、５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、例えば５００ｎｍ程度の波長を有し、第２光は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の波長を有していてもよい。この場合、第１光は、青色又は緑色の可視光（青色光又は緑色光）であり、第２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・吸収されてセンサ部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脈波や血管像（血管パターン）を検出できる。
　又は、第１光は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の波長を有し、第２光は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の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光及び第２光源６２から出射された第２光に基づいて、センサ部１０は、生体に関する情報として、脈波、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、検出装置１は、第１光源６１及び複数の第２光源６２を有し、第１光に基づいた検出と、第２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。
　図２は、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２に示すように、検出装置１は、さらに検出制御部１１と検出部４０と、を有する。
　センサ部１０は、複数の光センサＰＤを有する。センサ部１０が有する光センサＰＤはフォトダイオードであり、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３参照）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光センサＰＤを選択する。
　信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図３参照）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とを電気的に接続する。これにより、信号線選択回路１６は、光センサ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、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、検出回路４８と、信号処理部４４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。
　本開示において、信号処理部４４は、制御回路１２２に含まれる。信号処理部４４は、検出回路４８の出力信号に所定のヘッダ情報を付加する論理回路である。信号処理部４４により付加されるヘッダ情報については後述する。信号処理部４４は、ヘッダ情報を付加したデータＶｏを出力する。
　本開示において、記憶部４６は、制御回路１２２に含まれる。記憶部４６は、信号処理部４４で処理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。
　次に、検出装置１の回路構成例について説明する。図３は、検出装置を示す回路図である。図３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、それぞれ光センサ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３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の光センサ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３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１参照）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、以下、単に「生体情報」とも称する）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を含むブロック単位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１参照）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、検出装置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１参照）は、選択信号ＡＳＷを同時に選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。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、ブロック単位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、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる複数の部分検出領域ＰＡＡ（光センサ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、ブロック単位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。
　本開示において、検出装置１は、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を変更することができる。これにより、取得する情報に応じて、１インチ当たりの解像度（ｐｐｉ（pixel　per　inch）値、以下「精細度」と称する）を設定することができる。
　例えば、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を相対的に少なくする。これにより、検出時間が長くなり低フレームレート（例えば、２０ｆｐｓ以下）となる反面、高精細（例えば、３００ｐｐｉ以上）な検出を行うことができる。以下、低フレームレート且つ高精細な検出を行うモードを「第１モード」と称する。低フレームレート且つ高精細な検出を行う第１モードを選択することで、例えば、指Ｆｇの表面の指紋を高精細に取得することができる。
　また、例えば、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を相対的に多くする。これにより、低精細となる（例えば、５０ｐｐｉ以下）反面、１フレームにおいて検出を短時間で繰り返し実行することができる高フレームレート（例えば、１００ｆｐｓ以上）で検出を行うことができる。以下、高フレームレート且つ低精細な検出を行うモードを「第２モード」と称する。高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードを選択することで、例えば、脈波の時間的な変化を精度よく検出することができる。また、この第２モードにおいて、より高いフレームレート（例えば、１０００ｆｐｓ以上）で取得した脈波を用いることで、脈波伝搬速度の算出や血圧等の算出が可能となる。
　また、例えば、血管像（静脈パターン）を取得する場合には、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を、第１モードと第２モードとの中間値とする。これにより、フレームレートが第１モードよりも高く第２モードよりも低い中フレームレート（例えば、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満）、且つ、精細度が第１モードよりも低く第２モードよりも高い中精細（例えば、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満）で検出を行うことができる。以下、中フレームレート且つ中精細な検出を行うモードを「第３モード」と称する。この中フレームレート且つ中精細な検出を行う第３モードは、例えば、静脈などの血管パターンを取得する場合に適している。
　図３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４参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
　図４は、実施形態に係る検出装置の複数の部分検出領域を示す回路図である。なお、図４では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。図４に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、光センサＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒ１とを含む。容量素子Ｃａは、光センサＰＤに形成される容量（センサ容量）であり、等価的に光センサＰＤと並列に接続される。さらに、信号線容量Ｃｃは、信号線ＳＧＬに形成される寄生容量であり、等価的に、信号線ＳＧＬと、光センサＰＤのアノード及び容量素子Ｃａの一端側との間に形成される。
　図４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、光センサ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、光センサＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
　光センサＰＤのアノードには、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、光センサ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、検出装置１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又はブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに光センサ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６参照）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位（Ｖｒｅｆ）が入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。実施形態では、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧として基準信号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６参照）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、光センサＰＤの構成について説明する。図５Ａは、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。図５Ａに示すように、センサ部１０は、センサ基材２１と、ＴＦＴ層２２と、絶縁層２３と、光センサＰＤと、絶縁層２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２５を備える。センサ基材２１は、絶縁性の基材であり、例えば、ガラスや樹脂材料が用いられる。センサ基材２１は、平板状に限定されず、曲面を有していてもよい。この場合、センサ基材２１は、フィルム状の樹脂であってもよい。センサ基材２１は、第１面と、第１面の反対側の第２面とを有する。第１面に、ＴＦＴ層２２、絶縁層２３、光センサＰＤ、絶縁層２４、２５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。センサ基材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、バックプレーン又はアレイ基板とも呼ばれる。
　絶縁層２３は、有機絶縁層であり、ＴＦＴ層２２の上に設けられる。絶縁層２３は、ＴＦＴ層２２に形成される第１スイッチング素子Ｔｒや、各種導電層で形成される凹凸を平坦化する平坦化層である。
　光センサＰＤは、絶縁層２３の上に設けられる。光センサＰＤは、下部電極３５、半導体層３１及び上部電極３４を有し、この順で積層される。
　下部電極３５は、絶縁層２３の上に設けられ、コンタクトホールＨ１を介してＴＦＴ層２２の第１スイッチング素子Ｔｒと電気的に接続される。下部電極３５は、光センサＰＤのカソードであり、検出信号Ｖｄｅｔを読み出すための電極である。下部電極３５は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が用いられる。又は、下部電極３５は、これらの金属材料が複数積層された積層膜であってもよい。下部電極３５は、ＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide）等の透光性を有する導電材料であってもよい。
　半導体層３１は、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）である。半導体層３１は、ｉ型半導体層３２ａ、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃを含む。ｉ型半導体層３２ａ、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃは、光電変換素子の一具体例である。図５Ａでは、センサ基材２１の表面に垂直な方向において、ｎ型半導体層３２ｃ、ｉ型半導体層３２ａ及びｐ型半導体層３２ｂの順に積層されている。ただし、反対の構成、つまり、ｐ型半導体層３２ｂ、ｉ型半導体層３２ａ及びｎ型半導体層３２ｃの順に積層されていてもよい。また半導体層３１は、有機半導体からなる光電変換素子であってもよい。
　ｎ型半導体層３２ｃは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｎ＋領域を形成する。ｐ型半導体層３２ｂは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｐ＋領域を形成する。ｉ型半導体層３２ａは、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃよりも低い導電性を有する。
　上部電極３４は、光センサＰＤのアノードであり、電源信号ＶＤＤＳＮＳを光電変換層に供給するための電極である。上部電極３４は、例えばＩＴＯ等の透光性導電層であり、全ての光センサＰＤに対して共通に設けられる。
　絶縁層２３の上に絶縁層２４ａ及び絶縁層２４ｂが設けられている。絶縁層２４ａは、上部電極３４の周縁部を覆い、上部電極３４と重なる位置に開口が設けられている。接続配線３６は、上部電極３４のうち、絶縁層２４ａが設けられていない部分で上部電極３４と接続される。絶縁層２４ｂは、上部電極３４及び接続配線３６を覆って絶縁層２４ａの上に設けられる。絶縁層２４ｂの上に平坦化層である絶縁層２４ｃが設けられる。絶縁層２４ｃの上に絶縁層２５が設けられる。ただし、絶縁層２５は、なくてもよい。
　図５Ｂは、第１変形例に係る検出装置のセンサ部の概略断面構成を示す断面図である。図５Ｂに示すように、第１変形例の検出装置１Ａにおいて、光センサＰＤＡは、絶縁層２３ａの上に設けられる。絶縁層２３ａは、絶縁層２３を覆って設けられた無機絶縁層であり、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）で形成される。光センサＰＤＡは、光電変換層３１Ａと、下部電極３５（カソード電極）と、上部電極３４（アノード電極）と、を有する。センサ基材２１の第１面Ｓ１に垂直な方向において、下部電極３５、光電変換層３１Ａ、上部電極３４の順に積層される。
　光電変換層３１Ａ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３１Ａ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３１Ａ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３１Ａ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３１Ａ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３１Ａ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３１Ａ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３１Ａ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。
　下部電極３５と、上部電極３４とは、光電変換層３１Ａを挟んで対向する。上部電極３４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。下部電極３５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、下部電極３５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。
　下部電極３５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下部電極３５を形成できる。例えば、下部電極３５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、光センサＰＤＡは、センサ基材２１の両面側から照射される光、例えば第１面Ｓ１側から照射される光Ｌ１及び第２面Ｓ２側から照射される光の両方を検出できる。
　図５Ｂでは図示を省略するが、上部電極３４を覆って絶縁層２４が設けられてもよい。絶縁層は、パッシベーション膜であり、光センサＰＤＡを保護するために設けられている。
　図５Ｂに示すように、ＴＦＴ層２２には、光センサＰＤＡに電気的に接続される第１スイッチング素子Ｔｒが設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、半導体層８１、ソース電極８２、ドレイン電極８３及びゲート電極８４、８５を有する。光センサＰＤＡの下部電極３５は、絶縁層２３、２３ａに設けられたコンタクトホールＨ１１を介して、第１スイッチング素子Ｔｒのドレイン電極８３と電気的に接続される。
　第１スイッチング素子Ｔｒは、半導体層８１の上側及び下側の両方にゲート電極８４、８５が設けられた、いわゆるデュアルゲート構造である。ただし、これに限定されず、第１スイッチング素子Ｔｒはトップゲート構造でもよく、ボトムゲート構造でもよい。
　なお、図５Ｂでは、周辺領域ＧＡに設けられた第２スイッチング素子ＴｒＡ及び端子部７２を、模式的に示している。第２スイッチング素子ＴｒＡは、例えば、ゲート線駆動回路１５（図１参照）に設けられたスイッチング素子である。第２スイッチング素子ＴｒＡは、半導体層８６、ソース電極８７、ドレイン電極８８及びゲート電極８９を有する。第２スイッチング素子ＴｒＡは、半導体層８６の上側にゲート電極８９が設けられた、いわゆるトップゲート構造である。半導体層８６の下側で、半導体層８６とセンサ基材２１との間には、遮光層９０が設けられる。ただし、これに限定されず、第２スイッチング素子ＴｒＡはボトムゲート構造でもよく、デュアルゲート構造でもよい。
　第１スイッチング素子Ｔｒの半導体層８１と、第２スイッチング素子ＴｒＡの半導体層８６とは、異なる層に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒの半導体層８１は、例えば酸化物半導体である。第２スイッチング素子ＴｒＡの半導体層８６は、例えばポリシリコンである。
　次に、検出装置１の動作例について説明する。図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。図７は、図６におけるリセット期間の動作例を表すタイミング波形図である。図８は、図６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９は、図６における行読み出し期間ＶＲに含まれる１つのゲート線の駆動期間の動作例を表すタイミング波形図である。図１０は、検出装置のセンサ部の駆動と、光源の点灯動作との関係を説明するための説明図である。
　図６に示すように、検出装置１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を光センサＰＤのアノードに供給する。センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳは光センサＰＤのアノード－カソード間に逆バイアスを印加する信号である。例えば、光センサＰＤのカソードには実質０．７５Ｖの基準信号ＣＯＭがされているが、アノードに実質－１．２５Ｖのセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳを印加することにより、アノード－カソード間は実質２．０Ｖで逆バイアスされる。制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を”Ｈ”とした後にゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶおよびクロック信号ＣＫ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、制御回路１２２は、基準信号ＣＯＭをリセット回路１７に供給し、リセット信号ＲＳＴ２によってリセット電圧を供給するための第４スイッチング素子ＴｒＲをオンさせる。これにより各信号線ＳＧＬにはリセット電圧として基準信号ＣＯＭが供給される。基準信号ＣＯＭは、例えば０．７５Ｖとされる。
　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｛Ｖｇｃｌ（１）～Ｖｇｃｌ（Ｍ）｝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６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、複数の第１スイッチング素子Ｔｒは各行毎に順次導通され、リセット電圧が供給される。リセット電圧として例えば、基準信号ＣＯＭの電圧０．７５Ｖが供給される。
　具体的には、図７に示すように、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（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のいずれか１つ（図７では選択信号ＡＳＷ１）を、信号線選択回路１６に供給する。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が検出回路４８に接続される。この結果、第３スイッチング素子ＴｒＳと検出回路４８との間の接続配線にもリセット電圧（基準信号ＣＯＭ）が供給される。
　同様に、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（２）、…、Ｖ（Ｍ－１）、Ｖ（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。
　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。尚、部分的にゲート線、および信号線ＳＧＬを選択することにより部分検出領域ＰＡＡのうち一部の容量素子Ｃａの容量をリセットすることも可能である。
　露光するタイミングの例として、ゲート線非選択時露光制御方法と常時露光制御方法がある。ゲート線非選択時露光制御方法においては、検出対象の光センサＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、検出対象の全ての光センサＰＤにリセット電圧が供給される。その後、検出対象の光センサＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬが低電圧（第１スイッチング素子Ｔｒがオフ）になると露光が開始され、露光期間Ｐｅｘの間に露光が行われる。露光が終了すると前述のように検出対象の光センサＰＤに接続されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、読み出し期間Ｐｄｅｔに読み出しが行われる。常時露光制御方法においては、リセット期間Ｐｒｓｔ、読み出し期間Ｐｄｅｔにおいても露光を行う制御（常時露光制御）をすることも可能である。この場合は、リセット期間Ｐｒｓｔにゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘ（１）が開始する。ここで、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝とは光センサＰＤから容量素子Ｃａへ充電される期間とされる。リセット期間Ｐｒｓｔに容量素子Ｃａにチャージされた電荷が光照射によって光センサＰＤに逆方向電流（カソードからアノードへ）が流れ、容量素子Ｃａの電位差は減少する。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。各露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）の露光時間の長さは等しい。
　露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝では、各部分検出領域ＰＡＡで、光センサ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。尚、リセット信号はリセット期間Ｐｒｓｔのみ高レベル電圧としてもよい。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８に示すように、ゲート線駆動回路１５は、行読み出し期間ＶＲ（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、行読み出し期間ＶＲ（２）、…、ＶＲ（Ｍ－１）、ＶＲ（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、行読み出し期間ＶＲ（１）、ＶＲ（２）、…、ＶＲ（Ｍ－１）、ＶＲ（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、検出装置１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。
　以下、図９を参照して、図６における１つのゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の供給期間である行読み出し期間ＶＲ中の動作例について説明する。図６では、最初のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）に行読み出し期間ＶＲの符号を付しているが、他のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）についても同様である。ｊは、１からＭのいずれかの自然数である。
　図９および図４に示すように、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）は予め基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧にリセットされている。基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧はリセット電圧とされ、例えば０．７５Ｖとされる。次にゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）がハイレベルとなり当該行の第１スイッチング素子Ｔｒがオンし、各行の信号線ＳＧＬは当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧になる。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の立ち上がりから期間ｔ１の経過後、選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになる期間ｔ２が生じる。選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳがオンすると、当該第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８と接続されている部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に充電された電荷により、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）（図４参照）が当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧に変化する（期間ｔ３）。図９の例では期間ｔ３のようにこの電圧はリセット電圧から下がっている。その後、スイッチＳＳＷがオン（ＳＳＷ信号のハイレベルの期間ｔ４）すると当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷が検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動し、検出信号増幅部４２の出力電圧は容量素子Ｃｂに蓄積された電荷に応じた電圧となる。このとき検出信号増幅部４２の反転入力部はオペアンプのイマジナリショート電位となるため、基準電位（Ｖｒｅｆ）に戻っている。検出信号増幅部４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換部４３で読み出す。図９の例では、各列の信号線ＳＧＬに対応する選択信号ＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）、…の波形がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳを順次オンさせ、同様の動作を順次行うことで当該ゲート線ＧＣＬに接続された部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷を順次読み出している。なお図９におけるＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）…は、例えば、図９におけるＡＳＷ１からＡＳＷ６のいずれかである。
　具体的には、スイッチＳＳＷがオンになる期間ｔ４が生じると、部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）から検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動する。このとき検出信号増幅部４２の非反転入力（＋）は、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧（例えば、０．７５［Ｖ］）にバイアスされている。このため、検出信号増幅部４２の入力間のイマジナリショートにより第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）も基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になる。また、容量素子Ｃｂの電圧は、選択信号ＡＳＷ（ｋ）に応じて第３スイッチング素子ＴｒＳがオンした箇所の部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧となる。検出信号増幅部４２の出力は、イマジナリショートによって第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になった後に、容量素子Ｃｂの容量に応じた電圧になり、この出力電圧をＡ／Ｄ変換部４３で読み取る。なお、容量素子Ｃｂの電圧とは、例えば、容量素子Ｃｂを構成するコンデンサに設けられる２つの電極間の電圧である。
　なお、期間ｔ１は、例えば２０［μｓ］である。期間ｔ２は、例えば６０［μｓ］である。期間ｔ３は、例えば４４．７［μｓ］である。期間ｔ４は、例えば０．９８［μｓ］である。
　図１０に示すように、期間ｔ（１）、期間ｔ（２）、期間ｔ（３）、期間ｔ（４）のそれぞれにおいて、検出装置１は、上述したリセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝及び読み出し期間Ｐｄｅｔを実行する。リセット期間Ｐｒｓｔ及び読み出し期間Ｐｄｅｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（Ｍ）まで順次走査する。以下の説明において、各期間ｔでの検出、すなわち、リセット期間Ｐｒｓｔ及び読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（Ｍ）まで走査され、各列の信号線ＳＧＬから検出信号Ｖｄｅｔを取得する検出を、１フレームの検出と表す。
　制御回路１２２は、検出対象に応じて光源の点灯、非点灯を制御することができる。図１０では、期間ｔ（１）及び期間ｔ（３）に第１光源６１が点灯され、期間ｔ（２）及び期間ｔ（４）に第２光源６２が点灯される例を示している。すなわち、図１０に示す例において、制御回路１２２は、１フレームの検出ごとに、第１光源６１と第２光源６２とを交互に点灯、非点灯を切り換える。これに限らず、例えば、制御回路１２２は、所定期間ごとに第１光源６１及び第２光源６２の点灯、非点灯を切り換えてもよいし、いずれか一方を連続して点灯してもよい。
　なお、図６から図１０では、ゲート線駆動回路１５がゲート線ＧＣＬを個別に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。
　図８に示すように、行読み出し期間ＶＲ（１）において、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が、信号線選択回路１６に順次供給される。すなわち、時刻ｔ１１で選択信号ＡＳＷ１が低レベル電圧になった後も、時刻ｔ１３でゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が低レベル電圧になるまでの露光期間Ｐｅｘ－１に、継続して露光される。露光期間Ｐｅｘ－１に応じた電荷が、光センサＰＤから、選択信号ＡＳＷ１に対応する信号線ＳＧＬ（１）にチャージされる。
　同様に、各選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６に応じた露光期間Ｐｅｘ－１、…、Ｐｅｘ－６のそれぞれで、各信号線ＳＧＬに電荷がチャージされる。例えば、露光期間Ｐｅｘ－６は時刻ｔ１２で選択信号ＡＳＷ６が低レベル電圧になった後、時刻ｔ１３でゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が低レベル電圧になるまでの期間であり、列ごとに露光期間Ｐｅｘが異なる。
　そして、次の行読み出し期間ＶＲ（２）では、２行目の検出信号Ｖｄｅｔに、前の行読み出し期間ＶＲ（１）の露光期間Ｐｅｘ－１（ＳＧＬ（１））・・・・Ｐｅｘ－６（ＳＧＬ（６））の期間でチャージされた電荷分が合計された信号が、検出回路４８に供給される。
　上述したように、検出装置１は、例えば、出射する光の波長が異なる複数種の光源（第１光源６１、第２光源６２）を具備した構成とすることで、指Ｆｇ等の表面で反射した光を検出することによって取得される指紋や、指Ｆｇ等の内部で反射あるいは指Ｆｇ等を透過した光を検出することによって取得される種々の生体情報を取得可能となる。また、検出装置１は、例えば、取得する情報に応じてフレームレートや精細度を変更することができる。このように、取得する情報に応じて、光センサＰＤに出射する光源（あるいは、光センサＰＤに照射される光の波長）、フレームレート、精細度等を含む検出条件を設定して検出を行う場合、検出信号Ｖｄｅｔを信号処理部４４において処理した後のデータと、当該データの処理前の検出信号Ｖｄｅｔを検出した際の検出条件とを紐づける必要がある。
　本開示では、取得する情報に応じて設定された検出条件をデータに付加することで、データと、当該データの検出条件との紐づけを行う。以下、データに付加される検出条件を、当該データの「属性情報」と称する。
　以下、検出装置１により取得される情報の具体例を示した各実施形態について説明する。
（第１実施形態）
　第１実施形態では、例えば、取得した脈波から指Ｆｇが動いたことによる体動ノイズや、センサ部１０の駆動に起因するノイズ、外乱等による環境ノイズ等のノイズ成分を除去する例について説明する。図１１は、第１実施形態に係る検出装置のセンサ部と第１光源及び第２光源との関係を模式的に示す平面図である。
　図１１に示すように、検出装置１は、フィルタ６３を有する。フィルタ６３は、走査方向ＳＣＡＮにおいて、センサ部１０の一端から他端まで検出領域ＡＡと重なって配置される。フィルタ６３は、第１光源６１から出射された第１光及び第２光源６２から出射された第２光を透過させる透過帯域を有する。第１実施形態に係る構成において、フィルタ６３は必ずしも必要ではなく、フィルタ６３を有さない構成であっても良い。
　図１１に示す構成において、走査方向ＳＣＡＮは、ゲート線駆動回路１５がゲート線ＧＣＬを走査する方向である。つまり、１本のゲート線ＧＣＬは、検出領域ＡＡにおいて第１方向Ｄｘに延在して設けられ、検出領域ＡＡに設けられた複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、１本の信号線ＳＧＬは、検出領域ＡＡにおいて第２方向Ｄｙに延在して設けられ、検出領域ＡＡの複数の光センサＰＤと接続される。
　第１光源基材５１と第２光源基材５２とは、平面視で、検出領域ＡＡを挟んで第１方向Ｄｘに対向する。第１光源基材５１の、第２光源基材５２と対向する面に複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が設けられている。また、第２光源基材５２の、第１光源基材５１と対向する面に複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が設けられている。複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、検出領域ＡＡの外周に沿って第１方向Ｄｘに並び、第１光源基材５１及び第２光源基材５２のそれぞれに、第２方向Ｄｙに交互に設けられている。
　第１光源６１は、第１方向Ｄｘと平行方向に第１光を出射する。これにより、検出領域ＡＡに第１光が照射される。また、第２光源６２は、第１方向Ｄｘと平行方向に第２光を出射する。これにより、検出領域ＡＡに第２光が照射される。
　第１実施形態において、第１光源６１から出射される第１光は、例えば、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、具体的には、６６０ｎｍ程度の赤色の可視光（赤色光）である。また、第１光源６１から出射される第１光は、例えば、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、具体的には、８５０ｎｍ程度の赤外光であっても良い。
　また、第１実施形態において、第２光源６２から出射される第２光は、例えば、５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、具体的には、５００ｎｍ程度の青色又は緑色の可視光（青色光又は緑色光）である。
　本実施形態では、第１光源６１から出射される第１光（赤色光又は赤外光）によって脈波を取得し、第２光源６２から出射される第２光（青色光又は緑色光）によってノイズ成分を取得する。
　図１２は、図１１に示す検出装置を第１方向Ｄｘから見た側面図である。図１２に示すように、指Ｆｇ等の被検出体は、フィルタ６３を介してセンサ部１０の上に接触又は近接する。第１光源６１及び第２光源６２は、センサ部１０及びフィルタ６３よりも上方に配置され、第１方向Ｄｘで指Ｆｇ等の被検出体を挟んで配置される。
　第１光源６１から出射された第１光は、第１方向Ｄｘと平行方向に進行し、指Ｆｇに入射する。６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の赤色光、又は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の赤外光である第１光は、生体内部へ浸透し、指Ｆｇの内部で反射される。指Ｆｇの内部で反射された反射光は、第３方向Ｄｚに進行して、フィルタ６３を通ってセンサ部１０の検出領域ＡＡに入射する。
　第２光源６２から出射された第２光は、第１方向Ｄｘと平行方向に進行し、指Ｆｇに入射する。５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の青色光又は緑色光である第２光は、生体内部への浸透が浅く、大半が指Ｆｇの表面で反射される。指Ｆｇの表面で反射された反射光は、第３方向Ｄｚに進行して、フィルタ６３を通ってセンサ部１０の検出領域ＡＡに入射する。
　なお、第１実施形態において、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２の配置は、図１１及び図１２に示す例に限定されない。例えば、図１２に示す指Ｆｇ等の被検出体の上方、具体的には、第３方向Ｄｚから第１光又は第２光が照射される態様であっても良い。あるいは、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、例えば、検出領域ＡＡの直下に設けられた、いわゆる直下型の光源であっても良い。
　第１実施形態では、脈波を取得するため、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行う。
　第１実施形態では、図１０に示したように、期間ｔ（１）、期間ｔ（２）、期間ｔ（３）、期間ｔ（４）のそれぞれの１フレームの検出において、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔが設けられている。リセット期間Ｐｒｓｔ及び読み出し期間Ｐｄｅｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（Ｍ）まで順次走査する。
　図１０に示したように、期間ｔ（１）における１フレームの検出では、制御回路１２２（検出制御部１１）は、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を点灯させ、第２光源６２を非点灯とする。これにより、検出装置１は、第１光源６１から出射された第１光により、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行う。また、期間ｔ（２）における１フレームの検出では、制御回路１２２（検出制御部１１）は、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を非点灯とし、第２光源６２を点灯させる。これにより、検出装置１は、第２光源６２から出射された第１光により、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行う。すなわち、第１実施形態において、検出装置１は、第１光源６１から出射された第１光による検出と、第２光源６２から出射された第１光による検出との双方において、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行う。同様に、期間ｔ（３）における１フレームの検出では、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を点灯させ、第２光源６２を非点灯とし、期間ｔ（４）における１フレームの検出では、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を非点灯とし、第２光源６２を点灯させる。
　このように、第１光源６１及び第２光源６２は、１フレームの検出ごとに時分割的に点灯・非点灯が制御される。これにより、第１光により光センサＰＤで検出された第１検出信号と、第２光により光センサＰＤで検出された第２検出信号とが、時分割で検出回路４８に出力される。
　検出回路４８は、第１検出信号及び第２検出信号をそれぞれ時系列で処理し、制御回路１２２（信号処理部４４）に出力する。
　高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードにおいて指Ｆｇの内部で反射された反射光によって検出される信号、すなわち、期間ｔ（１），ｔ（３），・・・において検出される第１検出信号により、脈波を取得することができる。この第１検出信号には、指Ｆｇが動いたことによる体動ノイズが含まれている。この体動ノイズは、同じく第２モードにおいて指Ｆｇの表面で反射された反射光により検出された信号、すなわち、期間ｔ（２），ｔ（４），・・・において検出された第２検出信号により取得することができる。
　第１実施形態において、ホスト２００は、生体情報取得処理として、期間ｔ（１），ｔ（３），・・・において検出された第１検出信号の処理後のデータを、期間ｔ（２），ｔ（４），・・・において検出された第２検出信号の処理後のデータに基づき補正することで、体動ノイズのキャンセリングを行う。
　具体的に、ホスト２００は、期間ｔ（１）において検出された第１検出信号の処理後のデータ（第１データ）から、期間ｔ（２）において検出された第２検出信号の処理後のデータ（第２データ）を減算処理する。同様に、ホスト２００は、期間ｔ（３）において検出された第１検出信号の処理後のデータ（第１データ）から、期間ｔ（４）において検出された第２検出信号の処理後のデータ（第２データ）を減算処理する。以下、同様の処理を行うことで、体動ノイズが除去された脈波を取得することができる。
　図１３は、第１実施形態に係る検出装置の検出処理の具体例を示すシーケンス図である。
　図１３に示すように、ホスト２００は、検出装置１に対し、検出装置１の検出開始を要求するスタートコマンドを送信する（ステップＳ１０１）。
　スタートコマンドには、指紋あるいは生体情報を取得する際の制御情報が含まれている。指紋あるいは生体情報を取得する際の制御情報としては、例えば、フレームレート制御情報、精細度制御情報、光源制御情報等を含む。第１実施形態において、フレームレート制御情報は、少なくとも高フレームレート（例えば、１００ｆｐｓ以上）で検出を行うことを含む。また、第１実施形態において、精細度制御情報は、少なくとも低精細（例えば、５０ｐｐｉ以下）で検出を行うことを含む。また、第１実施形態において、光源制御情報は、例えば、奇数フレームにおいて第１光源６１を点灯、第２光源６２を非点灯とし、偶数フレームにおいて第１光源６１を非点灯、第２光源６２を点灯とすることを含む。
　制御回路１２２は、ホスト２００から出力回路１２６を介してスタートコマンドを受信すると、センサ部１０、ゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６、第１光源６１及び第２光源６２に対し、スタートコマンドに含まれる制御情報に応じた制御信号を供給して、検出動作を開始する（ステップＳ１０２）。
　検出回路４８は、出力するデータが何フレーム目のデータであるかを示すヘッダ情報をデータの先頭に付加して信号処理部４４に出力する（ステップＳ１０３）。検出回路４８から出力されるデータは、例えば、複数のデータで１フレーム分のデータが構成される態様であっても良い。この場合、各データが何フレーム目の何番目のデータであるかを示すヘッダ情報を付加する。
　図１４は、複数のデータで１フレーム分のデータが構成される場合の検出領域の分割例を示す図である。図１５は、ヘッダ情報を付加した例を示す図である。図１４では、検出領域ＡＡを第２方向Ｄｙに４つのサブ領域ＳＡＡ１，ＳＡＡ２，ＳＡＡ３，ＳＡＡ４に分割した例を示している。この場合、検出回路４８は、図１５に示すように、各サブ領域ＳＡＡ１，ＳＡＡ２，ＳＡＡ３，ＳＡＡ４のデータの先頭に、各データが何フレーム目の何番目のデータであるかを示すヘッダ情報を付加して信号処理部４４に出力する。
　なお、制御回路１２２において、検出回路４８から出力されるデータが何フレーム目の属するか、あるいは、何フレーム目の何番目のデータであるかを把握している場合には、必ずしもヘッダ情報を付加する必要はない。
　信号処理部４４は、検出回路４８から出力された各データを、順次、記憶部４６に記憶して保持する。このとき、信号処理部４４は、少なくともスタートコマンドに含まれる制御情報に基づき、複数フレーム分のデータの属性情報を複数フレーム分のデータの先頭に付加する（ステップＳ１０４）。あるいは、検出回路４８から出力されるデータにヘッダ情報が付加されている場合、信号処理部４４は、検出回路４８から出力された各データに付加されているヘッダ情報、及び、スタートコマンドに含まれる制御情報に基づき、複数フレーム分のデータの属性情報を複数フレーム分のデータの先頭に付加した検出情報データを出力する。
　第１実施形態において、複数フレーム分のデータに付加される属性情報は、少なくとも、奇数フレームのデータが第１光源６１を点灯、第２光源６２を非点灯としたデータ（第１データ）であり、偶数フレームのデータが第１光源６１を非点灯、第２光源６２を点灯としたデータ（第２データ）であることを示す光源情報を含む。あるいは、制御回路１２２において、１フレームの検出ごとに、第１光源６１と第２光源６２とを交互に点灯、非点灯を切り換えることを把握している場合、属性情報に含まれる光源情報は、少なくとも、複数フレーム分のデータのうち最初の１フレームのデータが、第１光源６１と第２光源６２とのうちのいずれを点灯したデータであるか、換言すれば、第１光と第２光とのうちのいずれが照射されたことによって取得されたデータであるかを含む態様であっても良い。
　信号処理部４４は、記憶部４６に保持した複数フレーム分のデータを読み出し、出力回路１２６を介してホスト２００に送信する（ステップＳ１０５）。
　図１６は、検出装置から出力される検出情報データのデータフォーマットの一例を示す図である。図１６に示すように、検出装置１から出力される検出情報データは、複数フレーム分（ここでは、フレーム１からフレームＮ）のデータの先頭に、各フレームのデータの属性情報が付加されている。
　図１７は、図１６に示すデータフォーマットの詳細な具体例を示す図である。
　図１７において、ＦＰＧＡヘッダカテゴリのヘッダ目印のＡＬＬ“１”は、ヘッダ開始の目印を示している。また、Ｆｒａｍｅ番号のｓｅｑ１，２，・・・，１２は、フレームのカウント数を示し、フレームごとにカウントアップされる。予約領域は、ユーザ設定可能な領域を示している。予約領域には、例えば、光源（青色光又は緑色光、赤色光、赤外光）の点灯情報等が付加される。
　ＡＦＥヘッダカテゴリのＡＦＥヘッダ１，２，・・・，１６は、検出回路４８で付加されるヘッダであり、レジスタ設定情報が格納される領域である。
　フレームデータカテゴリでは、１アドレス分のＲａｗデータ１６ｂｉｔは、８ｂｉｔごとに区切り、Ｒａｗ９，１０，・・・，１６側をＵｎｉｔデータＭＳＢ（最上位）、Ｒａｗ１，２，・・・，８側をＵｎｉｔデータＬＳＢ（最下位）と定義されている。
　ＦＰＧＡフッタカテゴリのフッタ目印のＡＬＬ“０”は、フッタ開始の目印を示し、Ｆｒａｍｅ番号のｓｅｑ１，２，・・・，１２は、面数ごとにカウントアップされる。
　第１実施形態では、上述したように、各フレームのデータの属性情報として、少なくとも、奇数フレームのデータ（第１データ）が第１光源６１を点灯、第２光源６２を非点灯としたデータであり、偶数フレームのデータ（第２データ）が第１光源６１を非点灯、第２光源６２を点灯としたデータであることを示す光源情報を含む。あるいは、制御回路１２２において、１フレームの検出ごとに、第１光源６１と第２光源６２とを交互に点灯、非点灯を切り換えることを把握している場合には、属性情報に含まれる光源情報は、少なくとも、複数フレーム分のデータのうち最初の１フレームのデータが、第１光源６１と第２光源６２とのいずれを点灯したデータであるか、あるいは、第１光と第２光とのうちのいずれが照射されたことによって取得されたデータであるかを含む。これにより、各フレームのデータがどの光源から出射された光に基づいて取得されたものかを紐づけることができる。
　ホスト２００は、検出装置１から送信された検出情報データに基づき、所定の生体情報取得処理を行う（ステップＳ１０６）。具体的に、第１実施形態において、ホスト２００は、検出装置１から送信された複数フレーム分のデータに付加された属性情報を読み出し、奇数フレームのデータ（第１データ）を偶数フレームのデータ（第２データ）に基づき補正する。これにより、体動ノイズが除去された脈波を取得することができる。
（第２実施形態）
　第２実施形態では、血中酸素飽和度を算出するための生体情報として脈波を取得する例について説明する。第２実施形態では、第１実施形態に対し、第１光源６１から出射される第１光の波長、及び、第２光源６２から出射される第２光の波長が異なっている。
　ヒトの血中酸素飽和度を取得する場合、例えば、第１光源６１から出射される第１光として、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、具体的には、６６０ｎｍ程度の赤色の可視光（赤色光）が採用され、第２光源６２から出射される第２光として、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、具体的には、８５０ｎｍ程度の赤外光が採用される。第２実施形態では、第１光により取得された脈波と、第２光により取得された脈波とを用いる。
　ヘモグロビンが酸素を取り込んだ量によって光の吸収量が変化するので、照射した第１光、第２光から血液（ヘモグロビン）に吸収された光を差し引いた量の光を光センサＰＤで検出する。血中酸素のほとんどは赤血球中のヘモグロビンと可逆的に結合しており、ごく一部が血漿中に溶解している。より具体的には、血液全体として、その許容量の何％の酸素が結合しているかの値を酸素飽和度（ＳｐＯ２）と呼ぶ。第１光と第２光の２波長にて、照射した光から血液（ヘモグロビン）に吸収された光を差し引いた量から血中酸素飽和度を算出することが可能となる。
　酸素飽和度（ＳｐＯ２）は、血液中のヘモグロビンが酸素と結合した場合（Ｏ２Ｈｂ：酸素化ヘモグロビン）と結合していない場合（ＨＨｂ：還元ヘモグロビン）の比で決まる。赤色光の吸光特性は、ＨＨｂ＞＞Ｏ２Ｈｂであり、ＨＨｂの吸光度が著しく大きいのに対して、赤外光の吸光特性は、ＨＨｂ≒Ｏ２Ｈｂであり、わずかにＯ２Ｈｂの吸光度が大きい。
　第２実施形態では、脈波を取得するため、第１光源６１から出射された第１光による検出と、第２光源６２から出射された第１光による検出との双方において、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行う。上述したように、血中酸素飽和度の算出では、第１光により取得された脈波と、第２光により取得された脈波とを用いるため、第１光により検出される第１検出信号と第２光により検出される第２検出信号との検出タイミングのずれが小さいことが望ましい。
　図１８は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を説明するための説明図である。図１９は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。図１８では、各期間ｔ（１），ｔ（２），ｔ（３），ｔ（４）のリセット期間Ｐｒｓｔを実線で矢示し、読み出し期間Ｐｄｅｔを破線で矢示している。
　第２実施形態では、図１８に示すように、第１光源６１を点灯させる期間Ｔ１が設けられた期間ｔ（１）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行される。また、第２光源６２を点灯させる期間Ｔ２が設けられた期間ｔ（２）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行される。以下同様に、第１光源６１を点灯させる期間Ｔ３が設けられた期間ｔ（３）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行され、第２光源６２を点灯させる期間Ｔ４が設けられた期間ｔ（４）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行される。具体的には、例えば、期間ｔ（１）のフレームの各行の読み出しを行った直後に期間ｔ（２）のフレームの当該行のリセットが行われ、期間Ｔ２において光照射される。その後、期間ｔ（２）のフレームの各行の読み出しを行った直後に期間ｔ（３）のフレームの当該行のリセットが行われ、期間Ｔ３において光照射される。以降、同様の動作を繰り返し行う。これにより、各行において、第１光源６１から出射された第１光による検出と、第２光源６２から出射された第１光による検出とのタイミングのずれを小さくすることができる。
　第２実施形態では、行ごとにゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、所定の行に属する複数の第１スイッチング素子Ｔｒが接続状態となる。具体的には、図１９に示すように、時刻ｔ２１に、ゲート線駆動回路１５は、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。行読み出し期間ＶＲ（１）は、時刻ｔ２１において、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧になるタイミングで開始される。
　具体的には、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。選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６に応じて、第３スイッチング素子ＴｒＳが順次接続状態となる。すなわち、行ごとの読み出し期間（行読み出し期間ＶＲ（１））に、所定の行の複数の第１スイッチング素子Ｔｒが接続状態で、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを列ごとに所定の順番で検出回路４８に接続する。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。
　図１９では、期間Ｔ１１、・・・、Ｔ１６の順に時分割で選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６が供給される。時刻ｔ２２に、制御回路１２２は、選択信号ＡＳＷ６を低レベル電圧とし、最後の列の読み出しが終了する。つまり、本実施形態では、行読み出し期間ＶＲ（１）は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧であって、選択信号ＡＳＷ６が低レベル電圧に変位したタイミングで終了する。
　所定の行の読み出し期間（行読み出し期間ＶＲ（１））の完了後、かつ、所定の行の、次の行の読み出し期間（行読み出し期間ＶＲ（２））の開始前に、所定の行に属する複数の光センサＰＤ及び複数の信号線ＳＧＬにリセット電位（基準信号ＣＯＭ）が供給される。具体的には、制御回路１２２は、時刻ｔ２２でリセット信号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、ゲート線ＧＣＬ（１）に対応する光センサＰＤ及び複数の信号線ＳＧＬに基準信号ＣＯＭが供給される。
　なお、図１９では、リセット信号ＲＳＴ２が高レベル電圧になるタイミングと、選択信号ＡＳＷ６を低レベル電圧になるタイミングとが時刻ｔ２２で一致している。ただしこれに限定されず、選択信号ＡＳＷ６が低レベル電圧になったあと、所定の期間経過後に、リセット信号ＲＳＴ２を高レベル電圧としてもよい。
　その後、時刻ｔ２３で、ゲート線駆動回路１５は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を低レベル電圧とする。これにより、所定の行の複数の第１スイッチング素子Ｔｒが非接続状態となる。時刻ｔ２４で、制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を低レベル電圧とする。これにより、１行目の読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔが終了する。
　その後、時刻ｔ２５に、ゲート線駆動回路１５は、２行目のゲート線ＧＣＬ（２）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）を供給する。以下、１行目と同様に、時刻ｔ２６から時刻ｔ２８で２行目の読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔが実行される。この動作を、最終行（ゲート線ＧＣＬ（２５６））まで繰り返し走査することで、１フレームの検出を行うことができる。
　各光源を点灯させる期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（図１８）は、いずれのゲート線ＧＣＬも非選択の状態（ゲート駆動信号Ｖｇｃｌが低レベル電圧）である。つまり、所定の行の第１スイッチング素子Ｔｒが接続状態である行読み出し期間ＶＲで光源が非点灯となり、全ての第１スイッチング素子Ｔｒが非接続状態である期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で光源が点灯される。
　第２実施形態において、ホスト２００は、第１実施形態において説明した検出処理（図１３参照）のステップＳ１０６において、検出装置１から送信された検出情報データの属性情報を読み出し、奇数フレームのデータ（第１データ）に基づき取得した脈波と、偶数フレームのデータ（第２データ）に基づき取得した脈波とを用いて血中酸素飽和度を算出する。第２実施形態では、上述したように、前後２フレームの検出における読み出し期間Ｐｄｅｔとリセット期間Ｐｒｓｔとが並行して実行されるので、第１光により検出される第１検出信号と第２光により検出される第２検出信号との検出タイミングのずれを小さくすることができる。
（第３実施形態）
　第３実施形態では、静脈などの血管パターンと脈波とを取得する例について説明する。図２０は、第３実施形態に係る検出装置における、センサ部と、光源との関係を模式的に示す平面図である。
　第３実施形態では、第１光源６１及び第２光源６２の区別はなく、いずれの光源も第１方向Ｄｘと平行方向に同一の波長の光を出射する。以下の説明では、第１光源６１及び第２光源６２を光源６１（６２）と称する。第３実施形態において、光源６１（６２）から出射される光として、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、具体的には、６６０ｎｍ程度の赤色の可視光（赤色光）が採用される。又は、光源６１（６２）から出射される光として、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、具体的には、８５０ｎｍ程度の赤外光が採用される態様であっても良い。
　第３実施形態では、奇数フレームの検出において静脈などの血管パターンを取得し、偶数フレームの検出において脈波を取得する。具体的に、図２０に示すセンサ部１０ａは、例えば、静脈などの血管パターンを取得する奇数フレームの検出において、中フレームレート且つ中精細な検出を行う第３モードで検出を行い、脈波を取得する偶数フレームの検出において、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行う。このため、第３実施形態では、第１実施形態において説明した検出処理（図１３参照）のステップＳ１０１において、ホスト２００から送信されるスタートコマンドに含まれる制御情報としては、例えば、フレームレート制御情報、精細度制御情報等を含む。第３実施形態において、フレームレート制御情報は、奇数フレームでは中フレームレート（例えば、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満）で検出を行い、偶数フレームでは高フレームレート（ここでは、例えば、１０００ｆｐｓ以上）で検出を行うことを含む。また、第３実施形態において、精細度制御情報は、奇数フレームでは中精細（例えば、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満）で検出を行い、偶数フレームでは低精細（例えば、５０ｐｐｉ以下）で検出を行うことを含む。
　第３実施形態では、第１実施形態において説明した検出処理（図１３参照）のステップＳ１０４において、複数フレーム分のデータに付加される属性情報は、少なくとも、奇数フレームにおいて取得されたデータ（第１データ）が中フレームレート（例えば、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満）で検出を行ったデータであり、偶数フレームにおいて取得されたデータ（第２データ）が高フレームレート（ここでは、例えば、１０００ｆｐｓ以上）で検出を行ったデータであることを含むフレームレート情報と、奇数フレームにおいて取得されたデータ（第１データ）が中精細（例えば、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満）で検出を行ったデータであり、偶数フレームにおいて取得されたデータ（第２データ）が低精細（例えば、５０ｐｐｉ以下）で検出を行ったデータであることを含む精細度情報を含む。あるいは、制御回路１２２において、１フレームの検出ごとに、中フレームレートと高フレームレートとを交互に切り換えることを把握している場合、属性情報に含まれるフレームレート情報は、少なくとも、複数フレーム分のデータのうち最初の１フレームのデータが、中フレームレートと高フレームレートとのいずれで取得されたデータであるかを含む態様であっても良い。また、制御回路１２２において、１フレームの検出ごとに、中精細と低精細とを交互に切り換えることを把握している場合、属性情報に含まれる精細度情報は、少なくとも、複数フレーム分のデータのうち最初の１フレームのデータが、中精細と低精細とのいずれで取得されたデータであるかを含む態様であっても良い。
　そして、ホスト２００は、ステップＳ１０６において、検出装置１から送信された検出情報データの属性情報を読み出し、奇数フレームにおいて取得されたデータ（第１データ）に基づき静脈などの血管パターンの検出処理を行い、偶数フレームにおいて取得されたデータ（第２データ）に基づき脈波の検出処理を行う。なお、脈波は、中フレームレート且つ中精細に検出を行う第３モードで検出を行ったデータを用いて取得することも可能であるが、上述したように、高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードで検出を行ったデータを用いて脈波を取得することにより、脈波伝搬速度の算出や血圧等の算出が可能となる。これにより、静脈などの血管パターンの検出と脈波伝搬速度の算出や血圧等の算出が可能な脈波の検出とを同時に行うことができる。
（第４実施形態）
　第４実施形態では、検出領域ＡＡを複数の領域に分け、それぞれの領域において異なる生体情報を取得する例について説明する。図２１は、第４実施形態に係る検出装置のセンサ部と光源との関係を模式的に示す平面図である。
　第４実施形態において、検出領域ＡＡは、図２１に示すように、第２方向Ｄｙに隣り合う第１分割検出領域Ｒ１と、第２分割検出領域Ｒ２との２つの領域に分割されている。検出装置１は、第１フィルタ６３及び第２フィルタ６４を有する。第１フィルタ６３は、第１分割検出領域Ｒ１と重なって配置される。第２フィルタ６４は、第２分割検出領域Ｒ２と重なって配置される。第１フィルタ６３及び第２フィルタ６４は、走査方向ＳＣＡＮと交差する方向（第２方向Ｄｙ）で隣接している。第４実施形態に係る構成において、第１フィルタ６３及び第２フィルタ６４は、同一のフィルタであっても良い。
　１本のゲート線ＧＣＬは、第１分割検出領域Ｒ１又は第２分割検出領域Ｒ２のいずれか一方に設けられ、第１分割検出領域Ｒ１の複数の光センサＰＤ又は第２分割検出領域Ｒ２の複数の光センサＰＤと接続される。また、１本の信号線ＳＧＬは、第１分割検出領域Ｒ１及び第２分割検出領域Ｒ２に跨がって設けられ、第１分割検出領域Ｒ１及び第２分割検出領域Ｒ２に設けられた複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。
　第１光源基材５１と第２光源基材５２とは、平面視で、センサ部１０ｂを挟んで第１方向Ｄｘに対向する。第１光源基材５１の、第２光源基材５２と対向する面に複数の第１光源６１又は複数の第２光源６２が設けられている。また、第２光源基材５２の、第１光源基材５１と対向する面に複数の第１光源６１又は複数の第２光源６２が設けられている。
　第４実施形態においても、第３実施形態と同様に、第１光源６１及び第２光源６２の区別はなく、いずれの光源も第１方向Ｄｘと平行方向に同一の波長の光（６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、具体的には、６６０ｎｍ程度の赤色の可視光（赤色光）、又は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、具体的には、８５０ｎｍ程度の赤外光）を出射する。以下の説明では、第１光源６１及び第２光源６２を光源６１（６２）と称する。
　第４実施形態において、図２１に示すセンサ部１０ｂは、第１分割検出領域Ｒ１において指Ｆｇの指紋検出を行い、第２分割検出領域Ｒ２において脈波や静脈などの血管パターンを検出する。少なくとも第１分割検出領域Ｒ１と重なって配置される第１フィルタ６３は、指Ｆｇの指紋を高精細に取得するため、例えば、第３方向Ｄｚに並行な直進光を透過する光学系フィルム（例えば、コリメータフィルム）が採用される。第２分割検出領域Ｒ２と重なって配置される第２フィルタ６４は、例えば、第１フィルタ６３よりも光の透過範囲が広い光学系フィルム（例えば、ルーバーフィルム）が採用される態様であっても良い。
　第４実施形態では、指Ｆｇの指紋検出を行う第１分割検出領域Ｒ１において、低フレームレート且つ高精細に検出を行う第１モードで検出を行い、脈波や静脈などの血管パターンを検出する第２分割検出領域Ｒ２において、中フレームレート且つ中精細に検出を行う第３モードで検出を行う。このため、第４実施形態では、第１実施形態において説明した検出処理（図１３参照）のステップＳ１０１において、ホスト２００から送信されるスタートコマンドに含まれる制御情報としては、例えば、フレームレート制御情報、精細度制御情報等を含む。第４実施形態において、フレームレート制御情報は、第１分割検出領域Ｒ１では低フレームレート（例えば、２０ｆｐｓ以下）で検出を行い、第２分割検出領域Ｒ２では中フレームレート（例えば、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満）で検出を行うことを含む。また、第４実施形態において、精細度制御情報は、第１分割検出領域Ｒ１では高精細（例えば、３００ｐｐｉ以上）で検出を行い、第２分割検出領域Ｒ２では中精細（例えば、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満）で検出を行うことを含む。なお、第４実施形態では、第２フィルタ６４として、例えば、第１フィルタ６３よりも光の透過範囲が広い光学系フィルム（例えば、ルーバーフィルム）を採用した場合には、第１フィルタ６３を設けた第１分割検出領域Ｒ１では高精細な検出を行うことができ、第２フィルタ６４を設けた第２分割検出領域Ｒ２では、第１分割検出領域Ｒ１よりも低精細な検出を行うことができる。この場合には、ホスト２００から送信されるスタートコマンドに含まれる制御情報として、精細度制御情報を含まない態様であっても良い。
　第４実施形態では、第１実施形態において説明した検出処理（図１３参照）のステップＳ１０４において、複数フレーム分のデータに付加される属性情報は、少なくとも、第１分割検出領域Ｒ１において取得されたデータ（第１データ）が低フレームレート（例えば、２０ｆｐｓ以下）で検出を行ったデータであり、第２分割検出領域Ｒ２において取得されたデータ（第２データ）が中フレームレート（例えば、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満）で検出を行ったデータであることを含むフレームレート情報と、第１分割検出領域Ｒ１において取得されたデータ（第１データ）が高精細（例えば、３００ｐｐｉ以上）で検出を行ったデータであり、第２分割検出領域Ｒ２において取得されたデータ（第２データ）が中精細（例えば、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満）で検出を行ったデータであることを含む精細度情報を含む。なお、第４実施形態では、１フレーム分のデータの先頭に、それぞれ属性情報が付加される態様であっても良い。また、第４実施形態では、第２フィルタ６４として、例えば、第１フィルタ６３よりも光の透過範囲が広い光学系フィルム（例えば、ルーバーフィルム）を採用した場合には、上述したように、第１フィルタ６３を設けた第１分割検出領域Ｒ１では高精細な検出を行うことができ、第２フィルタ６４を設けた第２分割検出領域Ｒ２では、第１分割検出領域Ｒ１よりも低精細な検出を行うことができる。この場合には、検出装置１から送信する検出情報データの属性情報として、精細度情報を含まない態様であっても良い。
　そして、ホスト２００は、ステップＳ１０６において、検出装置１から送信された検出情報データの属性情報を読み出し、第１分割検出領域Ｒ１において取得されたデータ（第１データ）に基づき指Ｆｇの指紋検出処理を行い、第２分割検出領域Ｒ２において取得されたデータ（第２データ）に基づき脈波や静脈などの血管パターンの検出処理を行う。これにより、指Ｆｇの指紋検出と脈波や静脈などの血管パターンの検出とを同時に行うことができる。
　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。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
　１　検出装置
　１０，１０ａ，１０ｂ　センサ部
　１１　検出制御部
　１５　ゲート線駆動回路
　１６　信号線選択回路
　２１　センサ基材
　４０　検出部
　４８　検出回路
　６１　第１光源（光源）
　６２　第２光源（光源）
　１２２　制御回路
　１２３　電源回路
　１２６　出力回路
　２００　ホスト
　ＡＡ　検出領域
　ＧＡ　周辺領域
　ＧＣＬ　ゲート線
　ＰＤ　光センサ
　ＳＧＬ　信号線
　Ｔｒ　第１スイッチング素子
　Ｖｇｃｌ　ゲート駆動信号

Claims (17)

  1. 　検出領域に配置され、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光センサと、
    　複数の前記光センサからの信号が供給される検出回路と、
    　前記信号を取得する検出条件が互いに異なる第１データ及び第２データを出力する制御回路と、
    　を備え、
    　前記制御回路は、
    　前記第１データの検出条件と前記第２データの検出条件とを、前記第１データと前記第２データとが連なるデータ列の先頭に属性情報として付加した検出情報データを出力する、
    　検出装置。
  2. 　前記検出領域に第１光を照射する第１光源と、
    　前記検出領域に第１光とは波長が異なる第２光を照射する第２光源と、
    　を備え、
    　前記第１データ及び前記第２データのうちの一方は、前記第１光の照射により取得され、
    　前記第１データ及び前記第２データのうちの他方は、前記第２光の照射により取得され、
    　前記属性情報は、少なくとも前記第１データが前記第１光と前記第２光とのうちのいずれが照射されて取得されたかを示す光源情報を含む、
    　請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記第１光及び前記第２光のうちの一方は、赤外光又は赤色光である、
    　請求項２に記載の検出装置。
  4. 　前記第１光及び前記第２光のうちの一方は、青色光又は緑色光である、
    　請求項２又は３に記載の検出装置。
  5. 　前記第１光及び前記第２光のうちの一方は、赤外光である、
    　請求項２に記載の検出装置。
  6. 　前記第１光及び前記第２光のうちの一方は、赤色光である、
    　請求項５に記載の検出装置。
  7. 　前記第１データ及び前記第２データは、それぞれ取得された際の前記検出領域における精細度が異なり、
    　前記第１データ及び前記第２データのうちの一方は、第１精細度により取得され、
    　前記第１データ及び前記第２データのうちの他方は、前記第１精細度とは異なる第２精細度により取得され、
    　前記属性情報は、少なくとも前記第１データが前記第１精細度と前記第２精細度とのうちのいずれで取得されたかを示す精細度情報を含む、
    　請求項１から６の何れか一項に記載の検出装置。
  8. 　前記第１精細度及び前記第２精細度のうちの一方は、３００ｐｐｉ以上である、
    　請求項７に記載の検出装置。
  9. 　前記第１精細度及び前記第２精細度のうちの一方は、５０ｐｐｉ以下である、
    　請求項７又は８に記載の検出装置。
  10. 　前記第１精細度及び前記第２精細度のうちの一方は、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満である、
    　請求項７から９の何れか一項に記載の検出装置。
  11. 　前記第１データ及び前記第２データは、それぞれ取得された際の前記検出領域におけるフレームレートが異なり、
    　前記第１データ及び前記第２データのうちの一方は、第１フレームレートにより取得され、
    　前記第１データ及び前記第２データのうちの他方は、前記第１フレームレートとは異なる第２フレームレートにより取得され、
    　前記属性情報は、少なくとも前記第１データが前記第１フレームレートと前記第２フレームレートとのうちのいずれで取得されたかを示すフレームレート情報を含む、
    　請求項１から１０の何れか一項に記載の検出装置。
  12. 　前記第１フレームレート及び前記第２フレームレートのうちの一方は、２０ｆｐｓ以下である、
    　請求項１１に記載の検出装置。
  13. 　前記第１フレームレート及び前記第２フレームレートのうちの一方は、１００ｆｐｓ以上である、
    　請求項１１又は１２に記載の検出装置。
  14. 　前記第１フレームレート及び前記第２フレームレートのうちの一方は、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満である、
    　請求項１１から１３の何れか一項に記載の検出装置。
  15. 　前記第１データは、第１フレームにおいて取得され、
    　前記第２データは、前記第１フレームとは異なる第２フレームにおいて取得される、
    　請求項１から１４の何れか一項に記載の検出装置。
  16. 　前記第１データは、奇数フレームにおいて取得され、
    　前記第２データは、偶数フレームにおいて取得される、
    　請求項１から１４の何れか一項に記載の検出装置。
  17. 　前記検出領域は、第１分割検出領域及び第２分割検出領域に分割され、
    　前記第１データは、前記第１分割検出領域において取得され、
    　前記第２データは、前記第２分割検出領域において取得される、
    　請求項１から１４の何れか一項に記載の検出装置。
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