WO2023195393A1 - 検出装置 - Google Patents

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WO2023195393A1
WO2023195393A1 PCT/JP2023/012604 JP2023012604W WO2023195393A1 WO 2023195393 A1 WO2023195393 A1 WO 2023195393A1 JP 2023012604 W JP2023012604 W JP 2023012604W WO 2023195393 A1 WO2023195393 A1 WO 2023195393A1
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WO
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flexible substrate
optical sensor
detection
circuit
connection terminal
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/012604
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English (en)
French (fr)
Inventor
敦則 大山
元 小出
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors

Definitions

  • the present disclosure relates to a detection device.
  • Patent Document 1 discloses a pulse wave sensor that can measure a pulse wave without restricting the behavior of a subject.
  • an optical sensor having a plurality of photodiodes, a light source, and a battery are separately fixed and housed inside the annular casing, the casing becomes large.
  • An object of the present disclosure is to provide a small-sized detection device in which an optical sensor having a plurality of photodiodes, a light source, and a battery can be easily housed inside an annular casing.
  • a detection device includes: an annular casing; a first flexible substrate provided along the shape of the annular casing; and a first flexible substrate provided on a first surface of the first flexible substrate.
  • a light source provided in a first region of a second surface of the first flexible substrate opposite to the first surface; an optical sensor provided in a second region different from the first region and having a plurality of photodiodes.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the external appearance of the detection device according to the first embodiment when a finger is placed inside the detection device when viewed from the side of the housing.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II' shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III' shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV' shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical sensor module according to the first embodiment before being housed in a housing.
  • FIG. 6 is a top view of the optical sensor module of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a bottom view of the optical sensor module of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing the optical sensor of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the optical sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of the optical sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing the sensor detection area.
  • FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of the optical sensor of Embodiment 1.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a procedure for attaching an optical sensor to the first flexible substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the optical sensor module according to the second embodiment before being housed in a housing.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the optical sensor of Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of the optical sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing the sensor detection area.
  • FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of the optical sensor of Embodiment 1.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a procedure for attaching an
  • FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a procedure for attaching an optical sensor to a first flexible substrate according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the optical sensor module according to the third embodiment before being housed in a housing.
  • FIG. 18 is a top view of the optical sensor module of FIG. 17.
  • FIG. 19 is a bottom view of the optical sensor module of FIG. 17.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of the external appearance of the detection device according to the fourth embodiment when the arm is housed inside the case when viewed from the side of the housing.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the external appearance of the detection device according to the first embodiment when a finger is placed inside the detection device when viewed from the side of the housing.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II' shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III' shown in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV' shown in FIG.
  • the detection apparatus 100 shown in FIGS. 1 and 2 is a ring-shaped device that can be attached to and detached from the human body, and is attached to the detected object Fg of the human body.
  • the detected object Fg in the first embodiment is a finger, and may be any of the thumb, index finger, middle finger, ring finger, little finger, and the like.
  • the detection device 100 can detect biological information regarding a living body from the detected object Fg attached thereto.
  • the detection device 100 includes a housing 200, and at least a light source 60 and an optical sensor 1 provided on at least the first flexible substrate 70.
  • the housing 200 houses the light source 60 and the optical sensor 1 therein.
  • components other than the housing 200, the first flexible substrate 70, the light source 60, the light irradiation section 60R, and the optical sensor 1 are omitted.
  • the housing 200 is formed in a ring shape that can be attached to the detected object Fg, and is an attachment member that is attached to the living body.
  • the housing 200 is made of a housing material such as synthetic resin, for example.
  • the outer surface of the housing 200 is made of light-shielding resin. This suppresses noise caused by external light.
  • the inner surface of the housing 200 is made of translucent resin. Thereby, the light emitted by the light source 60 can be irradiated onto the detected object Fg, and the light from the detected object Fg can be received by the optical sensor 1.
  • the light source 60 and the light source are arranged so that the angle between the virtual line connecting the light source 60 and the center of the housing 200 and the virtual line connecting the optical sensor 1 and the center of the housing 200 is 90 degrees.
  • the angle between the virtual line connecting the light source 60 and the center of the housing 200 and the virtual line connecting the optical sensor 1 and the center of the housing 200 may be an acute angle, or an obtuse angle. It may be placed in
  • the optical sensor 1 is arranged inside the first flexible substrate 70 so that the optical sensor 1 can receive light from the detected object Fg.
  • a control circuit 123 is arranged outside the first flexible substrate 70.
  • the light from the light source 60 is irradiated onto the detected object Fg via the light irradiation part 60R that protrudes inward.
  • the light irradiation section 60R is, for example, a convex lens having translucency.
  • a control circuit 124 is arranged outside the first flexible substrate 70.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical sensor module according to Embodiment 1 before being housed in a housing.
  • FIG. 6 is a top view of the optical sensor module of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a bottom view of the optical sensor module of FIG. 5.
  • the optical sensor module 120 includes an optical sensor 1, a light source 60, a control circuit 122, a control circuit 123, a control circuit 124, and a control circuit 126. , a battery charging coil 127, and a battery 128 are assembled to the first flexible substrate 70.
  • the width FW of the second flexible substrate 21 in the first direction Dx is larger than the width SW of the sensor area 10
  • the length FL of the second flexible substrate 21 in the second direction Dx is larger than the width SW of the sensor area 10. is larger than the length SL of the sensor region 10.
  • the width FW of the optical sensor 1 in the first direction Dx is less than or equal to the width W of the first flexible substrate 70 in the first direction Dx
  • the length Dy of the optical sensor 1 in the second direction FL is smaller than the length L of the first flexible substrate 70 in the second direction Dy.
  • the light source 60 is provided in the first region AR1 of the second surface 70A of the first flexible substrate 70.
  • the optical sensor 1 is provided in the second region AR2 of the second surface 70A of the first flexible substrate 70.
  • the battery charging coil 127 for charging the battery 128 is formed by winding a conductor inside the third region AR3 of the second surface 70A of the first flexible substrate 70.
  • the control circuit 122 is provided in the fourth region AR4 of the second surface 70A of the first flexible substrate 70.
  • the control circuit 124 is provided in the first area AF1 of the first surface 70B of the first flexible substrate 70.
  • the control circuit 126 is provided in the second area AF2 of the first surface 70B of the first flexible substrate 70.
  • the control circuit 123 is provided in the third area AF3 of the first surface 70B of the first flexible substrate 70.
  • the battery 128 is a film-type lithium ion battery and is bendable.
  • the battery 128 is provided in the fourth area AF4 of the first surface 70B of the first flexible substrate 70.
  • the width of the battery 128 in the first direction Dx is less than or equal to the width W of the first flexible substrate 70 in the first direction Dx
  • the length BL of the battery 128 in the second direction Dy is less than or equal to the width W of the first flexible substrate 70 in the first direction Dx. is smaller than the length L in the second direction Dy.
  • the control circuit 124 is arranged in a first area AF1 of the first flexible substrate 70, which is opposite to the first area AR1. Since the control circuit 124 controls the light emission of the light source 60, the light source 60 and the control circuit 124 can be electrically connected while the distance between the light source 60 and the control circuit 124 is short, and unnecessary noise is suppressed.
  • the control circuit 122 including the detection circuit 48 is arranged on the second surface 70A of the first flexible substrate 70 and in the fourth region AR4 adjacent to the optical sensor 1. Since the optical sensor 1 and the detection circuit 48 are adjacent to each other, the optical sensor 1 and the detection circuit 48 can be electrically connected while the distance between the optical sensor 1 and the detection circuit 48 is short, and unnecessary noise is suppressed. Ru.
  • control circuit 122 may be arranged in the third area AF, and the control circuit 123 may be arranged in the fourth area AR4.
  • the detection circuit 48 is arranged on the opposite side of the optical sensor 1, and the distance between the optical sensor 1 and the detection circuit 48 is short. It can be electrically connected and unnecessary noise is suppressed.
  • the light source 60 is, for example, an inorganic LED (Light Emitting Diode) or an organic EL (OLED).
  • the light source 60 emits light of a predetermined wavelength.
  • the light source 60 includes a first light source 61 that emits red light and a second light source 62 that emits near-infrared light.
  • the first light has a wavelength of, for example, about 660 nm
  • the second light has a wavelength of, for example, about 850 nm.
  • the optical sensor 1 Based on the first light emitted from the first light source 61 and the second light emitted from the second light source 62, the optical sensor 1 collects blood information, in addition to pulse waves, pulses, and blood vessel images, as information regarding the living body. Oxygen concentration can be detected. Red blood cells contained in blood have hemoglobin. Near-infrared light emitted from the light source 60 is easily absorbed by hemoglobin. In other words, the near-infrared light absorption coefficient of hemoglobin is higher than that of other parts of the body. Therefore, blood vessel patterns such as veins can be detected by reading the amount of light received by a plurality of photodiodes PD and identifying a location where the amount of near-infrared light received is relatively small.
  • the reflected near-infrared light and red light include information for measuring oxygen saturation in blood (hereinafter referred to as blood oxygen saturation (SpO 2 )).
  • blood oxygen saturation (SpO 2 ) is the ratio of the amount of oxygen actually bound to hemoglobin to the total amount of oxygen, assuming that oxygen is bound to all of the hemoglobin in the blood.
  • the pulse wave acquired by the first light and the pulse wave acquired by the second light are used.
  • Hemoglobin in blood includes oxygenated hemoglobin and deoxyhemoglobin.
  • Blood oxygen saturation (SpO 2 ) is determined by the ratio between when hemoglobin in the blood is bound to oxygen (O 2 Hb: oxygenated hemoglobin) and when it is not bound to oxygen (HHb: reduced hemoglobin).
  • the absorption characteristic of red light is HHb >> O 2 Hb, and the absorbance of HHb is extremely large, whereas the absorption characteristic of near-infrared light is HHb ⁇ O 2 Hb, which is slightly higher than that of O 2 Hb. High absorbance.
  • blood oxygen saturation SpO 2
  • SpO 2 blood oxygen saturation
  • the light emitted from the light source 60 is not limited to the above.
  • the light source 60 may emit only near-infrared light with a wavelength of 800 nm or more and less than 1000 nm, or may emit only red light with a wavelength of 600 nm or more and less than 800 nm.
  • the optical sensor 1 includes a second flexible substrate 21 , a sensor structure 22 formed on the second flexible substrate 21 , and a protective film 23 covering the sensor structure 22 .
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing the optical sensor of Embodiment 1.
  • the optical sensor 1 includes a photodiode PD that is a photoelectric conversion element.
  • the photodiode PD included in the optical sensor 1 outputs an electric signal corresponding to the irradiated light to the signal line selection circuit 16 as a detection signal Vdet. Further, the optical sensor 1 performs detection according to the gate drive signal Vgcl supplied from the gate line drive circuit 15.
  • the control circuit 122 includes a detection circuit 48 (see FIG. 9).
  • the control circuit 122 is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the second connection terminal 29 of the second flexible substrate 21 is connected to the control circuit 122 of the first flexible substrate 70 via an anisotropic conductive film (ACF) 71 (see FIG. 5). connected.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the control circuit 122 supplies control signals to the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 to control the detection operation of the sensor region 10 (see FIG. 9) in the optical sensor 1.
  • the charging control circuit 123 controls the power of wireless power transmission in which electrical energy reaches the battery charging coil 127 from the outside by electromagnetic means.
  • the coupling method for wireless power transmission one of an electromagnetic induction method, an electromagnetic resonance method, a radio wave method, etc. is selected.
  • Control circuit 123 charges battery 128 using the wirelessly transmitted power.
  • control circuit 124 supplies a control signal to the light source 60 to control whether the light source 60 is turned on or off. Further, the control circuit 124 supplies a power supply voltage to the light source 60.
  • a control circuit 126 that performs power management supplies voltage signals such as a sensor power signal VDDSNS (see FIG. 11) to the optical sensor 1, the gate line drive circuit 15, and the signal line selection circuit 16 based on the power of the battery 128.
  • VDDSNS sensor power signal
  • the second flexible substrate 21 has a detection area AA and a peripheral area GA.
  • the detection area AA is an area where a plurality of photodiodes PD included in the optical sensor 1 are provided.
  • the peripheral area GA is an area between the outer periphery of the detection area AA and the end of the second flexible substrate 21, and is an area that does not overlap with the photodiode PD.
  • the boundaries between the rectangular detection area AA and the surrounding area GA are the sides CP1, CP2, CP3, and CP4 of the detection area AA.
  • the width SW of the detection area AA in the first direction Dx is the distance between the side CP3 and the side CP4.
  • the length SL of the detection area AA in the DY direction is the distance between the side CP1 and the side CP2. Note that the width FW of the second flexible substrate 21 in the first direction Dx is larger than the width SW, and the length FL of the second flexible substrate 21 in the second direction Dy is larger than the length SL.
  • the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 are provided in the peripheral area GA. Specifically, the gate line drive 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 a region extending along the first direction Dx in the peripheral area GA, and is provided between the optical sensor 1 and the detection circuit 48 .
  • first direction Dx is one direction within a plane parallel to the second flexible substrate 21.
  • the second direction Dy is one direction within a plane parallel to the second flexible substrate 21, and is a direction 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 the first direction Dx.
  • the third direction Dz is a direction perpendicular to the first direction Dx and the second direction Dy, and is a normal direction of the second flexible substrate 21.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the optical sensor of Embodiment 1.
  • the detection device 100 further includes a detection control circuit 11 and a detection section 40.
  • a part or all of the functions of the detection control circuit 11 are included in the control circuit 122.
  • some or all of the functions of the detection section 40 other than the detection circuit 48 are included in the control circuit 122.
  • the detection control circuit 11 is a circuit that supplies control signals to the gate line drive circuit 15, signal line selection circuit 16, and detection section 40, respectively, and controls their operations.
  • the detection control circuit 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. Further, the detection control circuit 11 supplies various control signals such as a selection signal ASW to the signal line selection circuit 16. Further, the detection control circuit 11 supplies various control signals to the light source 60 to control lighting and non-lighting of each light source 60.
  • the gate line drive circuit 15 is a circuit that drives multiple gate lines GCL (see FIG. 10) based on various control signals.
  • the gate line drive circuit 15 selects a plurality of gate lines GCL sequentially or simultaneously and supplies a gate drive signal Vgcl to the selected gate lines GCL. Thereby, the gate line drive circuit 15 selects a plurality of photodiodes PD connected to the gate line GCL.
  • the signal line selection circuit 16 is a switch circuit that selects a plurality of signal lines SGL (see FIG. 11) sequentially or simultaneously.
  • the signal line selection circuit 16 is, for example, a multiplexer.
  • the signal line selection circuit 16 connects the selected signal line SGL and the detection circuit 48 based on the selection signal ASW supplied from the detection control circuit 11. Thereby, the signal line selection circuit 16 outputs the detection signal Vdet of the photodiode PD to the detection section 40.
  • the detection unit 40 includes a detection circuit 48, a signal processing circuit 44, a coordinate extraction circuit 45, a storage circuit 46, a detection timing control circuit 47, and an image processing circuit 49.
  • the detection timing control circuit 47 the detection circuit 48, the signal processing circuit 44, the coordinate extraction circuit 45, and the image processing circuit 49 operate in synchronization based on the control signal supplied from the detection control circuit 11. Control as follows.
  • the detection circuit 48 is, for example, an analog front end circuit (AFE).
  • the detection circuit 48 is a signal processing circuit having at least the functions of the detection signal amplification circuit 42 and the A/D conversion circuit 43.
  • the detection signal amplification circuit 42 amplifies the detection signal Vdet.
  • the A/D conversion circuit 43 converts the analog signal output from the detection signal amplification circuit 42 into a digital signal.
  • the signal processing circuit 44 is a logic circuit that detects a predetermined physical quantity input to the optical sensor 1 based on the output signal of the detection circuit 48.
  • the signal processing circuit 44 can detect the unevenness of the biological surface of the subject Fg or the palm based on the signal from the detection circuit 48 when the subject Fg contacts or approaches the detection surface. Further, the signal processing circuit 44 can detect information regarding the living body based on the signal from the detection circuit 48.
  • the information regarding the living body is, for example, the pulse of the subject Fg, the blood oxygen saturation level, and the like.
  • the signal processing circuit 44 may acquire detection signals Vdet (information regarding the living body) detected simultaneously by a plurality of photodiodes PD, and perform a process of averaging them.
  • the detection unit 40 suppresses noise and measurement errors caused by relative positional deviation between the detected object such as the detected object Fg and the optical sensor 1, and can perform stable detection.
  • the storage circuit 46 temporarily stores the signal calculated by the signal processing circuit 44.
  • the storage circuit 46 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a register circuit, or the like.
  • the coordinate extraction circuit 45 is a logic circuit that obtains the detected coordinates of irregularities on the surface of a living body such as a finger when the contact or proximity of a finger is detected in the signal processing circuit 44. Further, the coordinate extraction circuit 45 is a logic circuit that obtains the detected coordinates of the detected object Fg and the blood vessels of the palm.
  • the image processing circuit 49 combines the detection signals Vdet output from each photodiode PD of the optical sensor 1, and generates two-dimensional information indicating the shape of unevenness on the surface of the living body such as the detected object Fg and the detected object Fg and the palm. Generate two-dimensional information indicating the shape of blood vessels. Note that the coordinate extraction circuit 45 may output the detection signal Vdet as the sensor output Vo without calculating the detected coordinates. Further, the coordinate extraction circuit 45 and the image processing circuit 49 may not be included in the detection unit 40.
  • the detection control circuit 11 has a function of comparing information regarding the detected living body with authentication information stored in advance, and authenticating the person to be authenticated based on the comparison result.
  • the detection control circuit 11 has a function of controlling the transmission of information regarding the detected living body to an external device via a communication device (not shown).
  • FIG. 10 is a circuit diagram of the optical sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing the sensor detection area. Note that FIG. 11 also shows the circuit configuration of the detection circuit 48.
  • the optical sensor 1 has a plurality of unit detection areas PAA arranged in a matrix.
  • a photodiode PD is provided in each of the plurality of unit detection areas PAA.
  • the signal line SGL extends in the second direction Dy and is connected to the photodiodes PD of the plurality of unit detection areas PAA arranged in the second direction Dy. Further, the plurality of signal lines SGL(1), SGL(2), . . . , SGL(12) are arranged in the first direction Dx and connected to the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17, respectively. In the following description, if there is no need to distinguish between the plurality of signal lines SGL(1), SGL(2), . . . , SGL(12), they will be simply referred to as signal lines SGL.
  • the optical sensor 1 is provided between the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17.
  • the present invention is not limited to this, and the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17 may be connected to ends of the signal line SGL in the same direction.
  • the gate line drive circuit 15 receives various control signals such as a start signal STV, a clock signal CK, and a reset signal RST1 from the control circuit 122 (see FIG. 8).
  • the gate line drive circuit 15 sequentially selects a plurality of gate lines GCL(1), GCL(2), . . . , GCL(8) in a time-sharing manner based on various control signals.
  • 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 unit detection areas PAA arranged in the first direction Dx are selected as detection targets.
  • the gate line drive circuit 15 may perform different drives for each detection mode of fingerprint detection and information regarding a plurality of different living organisms (for example, pulse rate, blood oxygen saturation level, etc.). For example, the gate line drive circuit 15 may drive a plurality of gate lines GCL in a bundle.
  • the gate line drive circuit 15 simultaneously selects a predetermined number of gate lines GCL from 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 the gate drive signal Vgcl to the plurality of first switching elements Tr via the selected six gate lines GCL.
  • detection area groups PAG1 and PAG2 including a plurality of unit detection areas PAA arranged in the first direction Dx and the second direction Dy are selected as detection targets, respectively.
  • the gate line drive circuit 15 bundles and drives a predetermined number of gate lines GCL, and sequentially supplies a gate drive signal Vgcl to each predetermined number of gate lines GCL.
  • the signal line selection circuit 16 includes a plurality of selection signal lines Lsel, a plurality of 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.
  • the six signal lines SGL(1), SGL(2),..., SGL(6) are connected to a common output signal line Lout1.
  • the 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 each connected to a detection circuit 48.
  • the signal lines SGL(1), SGL(2),..., SGL(6) are the first signal line block
  • the signal lines SGL(7), SGL(8),..., SGL(12) are the second signal line block. It is a signal line block.
  • the plurality of selection signal lines Lsel are respectively connected to the gates of the third switching elements TrS included in one signal line block. Further, 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 the third switching elements TrS corresponding to the signal lines SGL(1), SGL(2), ..., SGL(6), respectively. Further, 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 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-sharing manner by the operation of the third switching element TrS. Further, the signal line selection circuit 16 selects one signal line SGL in each of the plurality of signal line blocks.
  • 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. 8) simultaneously supplies the selection signal ASW to the plurality of selection signal lines Lsel.
  • the signal line selection circuit 16 selects a plurality of signal lines SGL (for example, six signal lines SGL) in one signal line block by the operation of the third switching element TrS, and detects a plurality of signal lines SGL.
  • the circuit 48 is connected.
  • the signals detected in the detection area groups PAG1 and PAG2 are output to the detection circuit 48.
  • signals from a plurality of unit detection areas PAA (photodiodes PD) included in detection area groups PAG1 and PAG2 are integrated and output to the detection circuit 48.
  • the detection device 100 can repeatedly perform detection in a short time, thereby improving the S/N ratio, and detecting temporal changes in biological information such as pulse waves with high accuracy. can do.
  • the reset circuit 17 includes a reference signal line Lvr, a reset signal line Lrst, and a fourth switching element TrR.
  • the fourth switching element TrR is provided corresponding to the plurality of signal lines SGL.
  • the reference signal line Lvr is connected to one of the sources and drains of the plurality of fourth switching elements TrR.
  • the reset signal line Lrst is connected to the 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 plurality of fourth switching elements TrR are turned on, and the plurality of signal lines SGL are electrically connected to the reference signal line Lvr.
  • the control 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. 11) included in the plurality of unit detection areas PAA.
  • the unit detection area PAA includes a photodiode PD, a capacitive element Ca, and a first switching element Tr.
  • FIG. 11 shows two gate lines GCL(m) and GCL(m+1) lined up in the second direction Dy among the plurality of gate lines GCL. Also, among the plurality of signal lines SGL, two signal lines SGL(n) and SGL(n+1) lined up in the first direction Dx are shown.
  • Unit detection area PAA is an area surrounded by gate line GCL and signal line SGL.
  • the first switching element Tr is provided corresponding to the photodiode PD.
  • the first switching element Tr is constituted by a thin film transistor, and in this example, is constituted by an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFT (Thin Film Transistor).
  • MOS Metal Oxide Semiconductor
  • the gates of the first switching elements Tr belonging to the plurality of unit detection areas PAA lined up 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 unit 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 photodiode PD and the capacitive element Ca.
  • a sensor power signal VDDSNS is supplied from the control circuit 123 to the anode of the photodiode PD. Further, a reference signal COM, which becomes the initial potential of the signal line SGL and the capacitive element Ca, is supplied from the control circuit 123 to the signal line SGL and the capacitive element Ca.
  • the detection device 100 can detect a signal according to the amount of light irradiated to the photodiode PD for each unit detection area PAA or for each detection area group PAG1, PAG2.
  • the switch SSW is turned on during the read period, and the detection circuit 48 is connected to the signal line SGL.
  • the detection signal amplification circuit 42 of the detection circuit 48 converts the current fluctuation supplied from the signal line SGL into voltage fluctuation and amplifies the voltage fluctuation.
  • a reference voltage Vref having a fixed potential is input to the non-inverting input terminal (+) of the detection signal amplifying circuit 42, and a signal line SGL is connected to the inverting input terminal (-).
  • the same signal as the reference signal COM is input as the reference voltage Vref.
  • the detection signal amplification circuit 42 includes a capacitive element Cb and a reset switch RSW. In the reset period, the reset switch RSW is turned on and the charge of the capacitive element Cb is reset.
  • the detection device 100 has a plurality of photodiodes PD to detect and detect information regarding the living body such as the vein pattern, skin pattern, blood oxygen saturation, and pulse of the detected object Fg.
  • Biometric information including information can be supplied to the outside of the device.
  • FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of the optical sensor of Embodiment 1.
  • the optical sensor 1 includes a second flexible substrate 21, a sensor structure 22, and a protective film 23.
  • the second flexible substrate 21 is an insulating base material, and is a second flexible substrate formed of a film-like resin.
  • the sensor structure 22 includes a TFT layer 221, a cathode electrode 222, a photodiode PD, and an anode electrode 226.
  • the TFT layer 221 is provided with TFTs (Thin Film Transistors) such as the first switching element Tr, and various wirings such as the gate line GCL and the signal line SGL.
  • TFTs Thin Film Transistors
  • the second flexible substrate 21 and the TFT layer 221 are a drive circuit board that drives a sensor for each predetermined unit detection area PAA, and is also called a backplane.
  • the photodiode PD includes an active layer 224, a hole transport layer 223 (first carrier transport layer) provided between the active layer 224 and the cathode electrode 222, and a hole transport layer 223 (first carrier transport layer) provided between the active layer 224 and the anode electrode 226. and an electron transport layer 225 (second carrier transport layer).
  • the hole transport layer 223, active layer 224, and electron transport layer 225 of the photodiode PD are stacked in this order in a direction perpendicular to the second flexible substrate 21.
  • the active layer 224 has characteristics (for example, voltage-current characteristics and resistance value) that change depending on the light irradiated with it.
  • An organic material is used as the material for the active layer 224.
  • the active layer 224 is a bulk heterostructure in which a p-type organic semiconductor and an n-type fullerene derivative (PCBM), which is an n-type organic semiconductor, coexist.
  • the active layer 224 may include, for example, low-molecular organic materials such as C 60 (fullerene), PCBM (Phenyl C61-butyric acid methyl ester), CuPc (Copper Phthalocyanine), and F 16 CuPc (fluorine). Copper phthalocyanine), rubrene (5,6,11,12-tetraphenyltetracene), PDI (perylene derivative), etc. can be used.
  • the active layer 224 can be formed using these low-molecular organic materials using a dry process.
  • the active layer 224 may be a laminated film of CuPc and F 16 CuPc, or a laminated film of rubrene and C 60 , for example.
  • the active layer 224 can also be formed using a wet process.
  • the active layer 224 is made of a combination of the above-described low-molecular organic material and high-molecular organic material.
  • the polymeric organic material for example, P3HT (poly(3-hexylthiophene)), F8BT (F8-alt-benzothiadiazole), etc. can be used.
  • the active layer 224 may be a mixture of P3HT and PCBM, or a mixture of F8BT and PDI.
  • the hole transport layer 223 and the electron transport layer 225 are provided to allow holes and electrons generated in the active layer 224 to easily reach the cathode electrode 222 or the anode electrode 226.
  • the hole transport layer 223 is in direct contact with the cathode electrode 222 through the opening OP of the insulating film 95.
  • the active layer 224 is directly on top of the hole transport layer 223 .
  • the hole transport layer 223 is a metal oxide layer. Tungsten oxide (WO 3 ), molybdenum oxide, or the like is used as the metal oxide layer.
  • the electron transport layer 225 is in direct contact with the top of the active layer 224, and the anode electrode 226 is in direct contact with the top of the electron transport layer 225.
  • ethoxylated polyethyleneimine PEIE
  • PEIE ethoxylated polyethyleneimine
  • the materials and manufacturing methods for the hole transport layer 223, active layer 224, and electron transport layer 225 are merely examples, and other materials and manufacturing methods may be used.
  • the cathode electrode 222 and the anode electrode 226 face each other with the photodiode PD in between.
  • a conductive material having light-transmitting properties such as ITO (Indium Tin Oxide) is used, for example.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • a metal material such as silver (Ag) or aluminum (Al) is used, for example.
  • the cathode electrode 222 may be an alloy material containing at least one of these metal materials.
  • the cathode electrode 222 can be formed as a semi-transparent electrode having light-transmitting properties.
  • the cathode electrode 222 has a light transmittance of about 60% by being formed of a 10 nm thick Ag thin film.
  • the photodiode PD can detect the first light LD emitted from the first surface FD side of the optical sensor 1, for example.
  • the protective film 23 is provided to cover the anode electrode 226.
  • the protective film 23 is a passivation film, and is provided to protect the photodiode PD.
  • the second surface FU (see FIG. 12) of the optical sensor 1 faces the second surface 70A of the first flexible substrate 70 shown in FIG.
  • the detection device 100 lights up the light source 60 at the detection timing while being attached to the detected object Fg.
  • the detection timing includes, for example, a preset date and time, a time when a detection instruction is received, and the like.
  • the light emitted by the turned-on light source 60 is received by the optical sensor 1 via the detected object Fg.
  • the detection device 100 includes the annular housing 200, the first flexible substrate 70, the battery 128, the light source 60, and the optical sensor 1.
  • the first flexible substrate 70 is provided along the shape of the annular housing 200.
  • the battery 128 is provided on the first surface 70B of the first flexible substrate 70, and the light source 60 and the optical sensor 1 are provided on the second surface 70A of the first flexible substrate 70.
  • the light source 60 is provided in the first region AR1
  • the optical sensor 1 is provided in the second region AR2, which is different from the first region AR1.
  • the light is emitted from the light source 60 at a position different from the second area AR2 where the optical sensor 1 is located. It is possible to receive light transmitted or reflected by the object to be detected Fg.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating the procedure for attaching the optical sensor to the first flexible substrate of Embodiment 1.
  • the second connection terminal 29 shown in FIG. 13 is exposed on the first surface FD (see FIG. 12), and the second connection terminal 29 shown in FIG. Overlap it so that it faces 29A.
  • An ACF 71 (FIG. 5) is interposed between the first connection terminal 29A and the second connection terminal 29, and electrically connects the first connection terminal 29A and the second connection terminal 29. This facilitates electrical connection between the optical sensor 1 and the first flexible substrate 70.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the optical sensor module according to the second embodiment before being housed in a housing.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the optical sensor of Embodiment 2.
  • Embodiment 2 the same components as those described in Embodiment 1 are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical sensor 1 is attached in the opposite direction. Therefore, as shown in FIG. 14, the second flexible substrate 21 faces the second surface 70A of the first flexible substrate 70.
  • the photodiode PD can detect the first light LD emitted from, for example, the second surface FU side of the optical sensor 1.
  • the thickness of the cathode electrode 222 can be increased to make it opaque, and the electrical resistance of the cathode electrode 222 can be reduced.
  • the electrical connection between the optical sensor 1 and the first flexible substrate 70 is performed by placing a low melting point metal 71A such as solder so as to cover the end surface of the second flexible substrate 21 of the optical sensor 1. Thereby, the first connection terminal 29A and the second connection terminal 29 are electrically connected.
  • a low melting point metal 71A such as solder
  • FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a procedure for attaching an optical sensor to a first flexible substrate according to a modification of the second embodiment.
  • the first connection terminal 29 is exposed on the first surface 70B of the first flexible substrate 70.
  • the first flexible substrate 70 has a first notch NT1.
  • the second flexible substrate 21 has a second notch NT2.
  • the second flexible substrate 21 has a first surface 21A of the second flexible substrate on which the photodiode of the sensor region 10 is formed, and a second surface 21A of the second flexible substrate 21 opposite to the first surface 21A of the second flexible substrate 21. 2.
  • the flexible substrate 21 has a second surface 21B.
  • the second flexible substrate 21 has a second connection terminal 29 exposed on the first surface 21A of the second flexible substrate 21.
  • the second notch NT2 of the second flexible substrate 21 is fitted with the first notch NT1 of the first flexible substrate 70.
  • the second connection terminal 29 faces the first connection terminal 29, and the second connection terminal 29 is electrically connected to the first connection terminal 29 by AFC.
  • the second flexible substrate 21 is on both the first surface 70B and the second surface 70A of the first flexible substrate 70, and the second flexible substrate 21 is on the first flexible substrate 70. It does not easily come off from the sexual substrate 70.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the optical sensor module according to the third embodiment before being housed in a housing.
  • FIG. 18 is a top view of the optical sensor module of FIG. 17.
  • FIG. 19 is a bottom view of the optical sensor module of FIG. 17.
  • the same components as those described in Embodiment 1 and Embodiment 2 are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the battery charging coil 127 is arranged at a position overlapping the charging control circuit 123 of the first flexible substrate 70 in plan view.
  • the control circuit 123 can be electrically connected to the battery charging coil 127 over a short distance, thereby suppressing power loss.
  • the optical sensor 1 is arranged at a position overlapping the battery 128 of the first flexible substrate 70 in plan view.
  • the battery 128 and the optical sensor 1 are overlapped. Since the area of the battery 128 in plan view is larger than that of the optical sensor 1, the outer shape of the battery 128 surrounds the outer shape of the optical sensor 1. Therefore, even if the first flexible substrate 70 is curved along the shape of the casing, stress applied to the optical sensor 1 is unlikely to be locally concentrated. As a result, the quality of the optical sensor 1 is improved.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of the external appearance of the detection device according to the fourth embodiment when the arm is housed inside the case when viewed from the side of the housing.
  • the same components as those described in Embodiment 1, Embodiment 2, and Embodiment 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the detection device 100 shown in FIG. 20 is a ring-shaped device that can be attached to and detached from the human body, and is attached to the detected object Fg of the human body.
  • the detected object Fg in the fourth embodiment is a wrist.
  • the detection device 100 can detect biological information regarding a living body from the detected object Fg attached thereto.
  • Optical sensor 10 Sensor area 21 Second flexible substrate 22 Sensor structure 23 Protective film 29 Second connection terminal 48 Detection circuit 60 Light source 60R Light irradiation section 61 First light emitting element 62 Second light emitting element 70 First flexibility Substrate 71A Low melting point metal 79, 79A First connection terminal 100 Detection device 120 Optical sensor module 122, 123, 124, 126 Control circuit 127 Battery charging coil 128 Battery 200 Housing

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Abstract

複数のフォトダイオードを有する光センサ、光源及び電池を、環状の筐体の内部に容易に収容可能であって、小型の検出装置を提供する。検出装置は、環状の筐体と、環状の筐体の形状に沿って設けられる第１可撓性基板と、第１可撓性基板の第１面に設けられた電池と、第１面とは反対側の第１可撓性基板の第２面の第１領域に設けられた光源と、第１可撓性基板の第２面の第１領域とは異なる第２領域に設けられ、複数のフォトダイオードを有する光センサと、を含む。

Description

検出装置
　本開示は、検出装置に関する。
　人体から生体に関する情報を検出する装置が知られている。特許文献１には、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能な脈波センサが開示されている。
特開２０１２－０６５９００号公報
　環状の筐体の内部に、複数のフォトダイオードを有する光センサと、光源と、電池とがそれぞれ別々に固定され収納すると、筐体が大きくなる。
　本開示の目的は、複数のフォトダイオードを有する光センサ、光源及び電池を、環状の筐体の内部に容易に収容可能であって、小型の検出装置を提供することにある。
　本開示の一態様の検出装置は、環状の筐体と、前記環状の筐体の形状に沿って設けられる第１可撓性基板と、前記第１可撓性基板の第１面に設けられた電池と、前記第１面とは反対側の前記第１可撓性基板の第２面の第１領域に設けられた光源と、前記第１可撓性基板の第２面の前記第１領域とは異なる第２領域に設けられ、複数のフォトダイオードを有する光センサと、を含む。
図１は、実施形態１の検出装置の内側に指を収めた状態を筐体の側方から見た場合の外観例を示す模式図である。 図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ’断面における断面図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ’断面における断面図である。 図４は、図２に示すＩＶ－ＩＶ’断面における断面図である。 図５は、筐体に収容する前の、実施形態１に係る光センサモジュールの断面図である。 図６は、図５の光センサモジュールの上面図である。 図７は、図５の光センサモジュールの下面図である。 図８は、実施形態１の光センサを示す構成図である。 図９は、実施形態１の光センサの構成例を示すブロック図である。 図１０は、実施形態１の光センサの回路図である。 図１１は、センサ検出領域を示す回路図である。 図１２は、実施形態１の光センサの模式的な部分断面図である。 図１３は、実施形態１の第１可撓性基板へ光センサを取り付ける手順を説明する説明図である。 図１４は、筐体に収容する前の、実施形態２に係る光センサモジュールの断面図である。 図１５は、実施形態２の光センサの模式的な断面図である。 図１６は、実施形態２の変形例の第１可撓性基板へ光センサを取り付ける手順を説明する説明図である。 図１７は、筐体に収容する前の、実施形態３に係る光センサモジュールの断面図である。 図１８は、図１７の光センサモジュールの上面図である。 図１９は、図１７の光センサモジュールの下面図である。 図２０は、実施形態４の検出装置の内側に腕を収めた状態を筐体の側方から見た場合の外観例を示す模式図である。
　発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
　本開示において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
（実施形態１）
　図１は、実施形態１の検出装置の内側に指を収めた状態を筐体の側方から見た場合の外観例を示す模式図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ’断面における断面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ’断面における断面図である。図４は、図２に示すＩＶ－ＩＶ’断面における断面図である。
　図１及び図２に示す検出装置１００は、人体に着脱自在な指輪型のデバイスであり、人体の被検出体Ｆｇに装着される。実施形態１の被検出体Ｆｇは、指であり、拇指、示指、中指、薬指、小指等のいずれでもよい。検出装置１００は、装着された被検出体Ｆｇから生体に関する生体情報を検出できる。
　図２に示すように、検出装置１００は、筐体２００と、少なくとも第１可撓性基板７０に設けられた光源６０及び光センサ１を少なくとも備える。筐体２００は、光源６０及び光センサ１を内部に収容する。図２では、筐体２００、第１可撓性基板７０、光源６０、光照射部６０Ｒ及び光センサ１以外の部品は、省略している。
　筐体２００は、被検出体Ｆｇに装着可能なリング状（環状）に形成されており、生体に装着される装着部材である。筐体２００は、例えば、合成樹脂等の筐体材料によって形成されている。筐体２００の外側面は、遮光性の樹脂である。これにより、外部の光によるノイズを抑制する。筐体２００の内側面は、透光性の樹脂である。これにより、光源６０が照射した光を被検出体Ｆｇへ照射し、被検出体Ｆｇからの光を光センサ１に受光させることができる。
　実施形態１では、光源６０と筐体２００の中心とを結ぶ仮想線と、光センサ１と筐体２００の中心とを結ぶ仮想線とがなす角度が９０度となるように、光源６０と光センサ１とが離れた位置に配置される場合について説明するが、これに限定されない。光源６０と筐体２００の中心とを結ぶ仮想線と、光センサ１と筐体２００の中心とを結ぶ仮想線とがなす角度は、鋭角となるように配置してもよく、鈍角となるように配置してもよい。
　図２及び図３に示すように、被検出体Ｆｇからの光を光センサ１に受光できるように、光センサ１が第１可撓性基板７０よりも内側に配置されている。図３に示すように、第１可撓性基板７０の外側には、制御回路１２３が配置されている。
　図２及び図４に示すように、光源６０の光は、内側へ突出する光照射部６０Ｒを介して被検出体Ｆｇへ照射される。光照射部６０Ｒは、例えば透光性を有する凸レンズである。図４に示すように、第１可撓性基板７０の外側には、制御回路１２４が配置されている。
　図５は、筐体に収容する前の、実施形態１に係る光センサモジュールの断面図である。図６は、図５の光センサモジュールの上面図である。図７は、図５の光センサモジュールの下面図である。
　図２、図３、図４、図５、図６及び図７に示すように、光センサモジュール１２０は、光センサ１、光源６０、制御回路１２２、制御回路１２３、制御回路１２４、制御回路１２６、電池充電用コイル１２７、電池１２８が第１可撓性基板７０に組み付けられている。
　図８に示すように、第２可撓性基板２１の第１方向Ｄｘの幅ＦＷは、センサ領域１０の幅ＳＷよりも大きく、第２可撓性基板２１の第２方向Ｄｙの長さＦＬは、センサ領域１０の長さＳＬよりも大きい。図７に示すように、光センサ１の第１方向Ｄｘの幅ＦＷは、第１可撓性基板７０の第１方向Ｄｘの幅Ｗ以下であり、光センサ１の第２方向Ｄｙの長さＦＬは、第１可撓性基板７０の第２方向Ｄｙの長さＬよりも小さい。これにより、光センサ１が第１可撓性基板７０からはみ出さないように、第１可撓性基板７０へ搭載できる。
　光源６０は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａの第１領域ＡＲ１に設けられる。光センサ１は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａの第２領域ＡＲ２に設けられる。電池１２８に充電を行うための電池充電用コイル１２７は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａの第３領域ＡＲ３の内部で、導電体を巻回することで形成される。制御回路１２２は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａの第４領域ＡＲ４に設けられる。
　制御回路１２４は、第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂの第１領域ＡＦ１に設けられる。制御回路１２６は、第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂの第２領域ＡＦ２に設けられる。制御回路１２３は、第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂの第３領域ＡＦ３に設けられる。
　図６に示すように、電池１２８は、フィルム型のリチウムイオン電池であり、湾曲可能である。電池１２８は、第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂの第４領域ＡＦ４に設けられる。電池１２８の第１方向Ｄｘの幅は、第１可撓性基板７０の第１方向Ｄｘの幅Ｗ以下であり、電池１２８の第２方向Ｄｙの長さＢＬは、第１可撓性基板７０の第２方向Ｄｙの長さＬよりも小さい。これにより、電池１２８が第１可撓性基板７０からはみ出さないように、第１可撓性基板７０へ搭載できる。
　制御回路１２４は、第１可撓性基板７０の第１領域ＡＲ１の反対側である第１領域ＡＦ１に配置される。制御回路１２４は、光源６０の発光を制御するので、光源６０と制御回路１２４との距離が短い状態で、光源６０と制御回路１２４とを電気的に接続でき、不要なノイズが抑制される。
　検出回路４８を含む制御回路１２２は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａに配置され、かつ光センサ１に隣接した第４領域ＡＲ４に配置されている。光センサ１と検出回路４８とが隣接しているので、光センサ１と検出回路４８との距離が短い状態で光センサ１と検出回路４８とを電気的に接続でき、不要なノイズが抑制される。
　なお、制御回路１２２が第３領域ＡＦに配置され、制御回路１２３が第４領域ＡＲ４に配置されるようにしてもよい。第１可撓性基板７０において、光センサ１の反対側に検出回路４８が配置されることになり、光センサ１と検出回路４８との距離が短い状態で光センサ１と検出回路４８とを電気的に接続でき、不要なノイズが抑制される。
　図７に示すように、光源６０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。光源６０は、所定の波長の光を照射する。本実施形態では、光源６０は、赤色を照射する第１光源６１と、近赤外光を照射する第２光源６２を有する。第１光は、例えば６６０ｎｍ程度の波長を有し、第２光は、例えば８５０ｎｍ程度の波長を有している。
　第１光源６１から出射された第１光および第２光源６２から出射された第２光に基づいて、光センサ１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。血液に含まれている赤血球は、ヘモグロビンを有する。光源６０から照射される近赤外光は、ヘモグロビンにより吸光され易い。言い換えると、ヘモグロビンよる近赤外光の吸光係数は、体の内部の他の部分よりも吸光係数が高い。よって、複数のフォトダイオードＰＤの受光量を読み込み、近赤外光の受光量が相対的に少ない箇所を特定することで、静脈などの血管パターンを検出できる。
　また、近赤外光と赤色光の反射光は、血液中の酸素飽和度（以下、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）と称する）を測定するための情報を含む。なお、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）は、血液中のヘモグロビンの全てに酸素が結合したと仮定した場合の総酸素量に対し、実際にヘモグロビンに結合している酸素量の比である。血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）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。
　血液中のヘモグロビンは、酸素化ヘモグロビンと、還元ヘモグロビンとを含む。血中酸素飽和度（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、近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。
　この吸光特性の差を利用して、近赤外光の測定値とＲｅｄ光の測定値との比を用いて、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）が評価できる。
　なお、本開示において、光源６０から照射される光は上記に限定されない。光源６０は、用途に応じて、波長が８００以上１０００ｎｍ未満の近赤外光のみを照射してもよいし、波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の赤色光のみを照射してもよい。
　光センサ１は、第２可撓性基板２１と、第２可撓性基板２１の上に形成されたセンサ構造体２２と、センサ構造体２２を覆う保護膜２３とを有する。
　図８は、実施形態１の光センサを示す構成図である。図８に示すように、光センサ１は、光電変換素子であるフォトダイオードＰＤを有する。光センサ１が有するフォトダイオードＰＤは、照射される光に応じた電気信号を、検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路１６に出力する。また、光センサ１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。
　制御回路１２２には、検出回路４８（図９参照）を含む。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）である。第２可撓性基板２１の第２接続端子２９には、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）７１（図５参照）を介して第１可撓性基板７０の制御回路１２２へ電気的に接続される。
　制御回路１２２は、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、光センサ１におけるセンサ領域１０（図９参照）の検出動作を制御する。
　充電用の制御回路１２３では、外部から電磁的手段により電気エネルギーが電池充電用コイル１２７へ到達したワイヤレス電力伝送の電力の制御が行われる。ワイヤレス電力伝送の結合方式は、電磁誘導方式、電磁共鳴方式、電波方式等のいずれかが選択される。制御回路１２３は、ワイヤレス電力伝送された電力を用いて電池１２８を充電する。
　また、制御回路１２４は、光源６０に制御信号を供給して、光源６０の点灯又は非点灯を制御する。また、制御回路１２４は、電源電圧を光源６０に供給する。
　電源マネージメントを行う制御回路１２６は、電池１２８の電力に基づいて、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図１１参照）等の電圧信号を光センサ１、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。
　第２可撓性基板２１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、光センサ１が有する複数のフォトダイオードＰＤ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、第２可撓性基板２１の端部との間の領域であり、フォトダイオードＰＤと重ならない領域である。
　矩形状の検出領域ＡＡと周辺領域ＧＡとの境界は、検出領域ＡＡの辺ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３及びＣＰ４である。検出領域ＡＡの第１方向Ｄｘの幅ＳＷは、辺ＣＰ３と辺ＣＰ４との距離である。検出領域ＡＡのＤＹ方向の長さＳＬは、辺ＣＰ１と辺ＣＰ２との距離である。なお、第２可撓性基板２１の第１方向Ｄｘの幅ＦＷは、幅ＳＷよりも大きく、第２可撓性基板２１の第２方向Ｄｙの長さＦＬは、長さＳＬよりも大きい。
　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、光センサ１と検出回路４８との間に設けられる。
　なお、第１方向Ｄｘは、第２可撓性基板２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、第２可撓性基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、第２可撓性基板２１の法線方向である。
　図９は、実施形態１の光センサの構成例を示すブロック図である。図９に示すように、検出装置１００は、さらに検出制御回路１１と検出部４０と、有する。検出制御回路１１の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。また、検出部４０のうち、検出回路４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。
　検出制御回路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。検出制御回路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、検出制御回路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、検出制御回路１１は、各種制御信号を光源６０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１０参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを順次又は同時に選択し、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬに接続された複数のフォトダイオードＰＤを選択する。
　信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図１１参照）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、検出制御回路１１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、フォトダイオードＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
　検出部４０は、検出回路４８と、信号処理回路４４と、座標抽出回路４５と、記憶回路４６と、検出タイミング制御回路４７と、画像処理回路４９と、を備える。検出タイミング制御回路４７は、検出制御回路１１から供給される制御信号に基づいて、検出回路４８と、信号処理回路４４と、座標抽出回路４５と、画像処理回路４９と、が同期して動作するように制御する。
　検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ　Ｆｒｏｎｔ　Ｅｎｄ）である。検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅回路４２及びＡ／Ｄ変換回路４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅回路４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換回路４３は、検出信号増幅回路４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
　信号処理回路４４は、検出回路４８の出力信号に基づいて、光センサ１に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理回路４４は、被検出体Ｆｇが検出面に接触又は近接した場合に、検出回路４８からの信号に基づいて被検出体Ｆｇや掌の生体表面の凹凸を検出できる。また、信号処理回路４４は、検出回路４８からの信号に基づいて生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、被検出体Ｆｇの脈拍、血中酸素飽和度等である。
　また、信号処理回路４４は、複数のフォトダイオードＰＤにより同時に検出された検出信号Ｖｄｅｔ（生体に関する情報）を取得し、これらを平均化する処理を実行してもよい。この場合、検出部４０は、ノイズや、被検出体Ｆｇ等の被検出体と光センサ１との相対的な位置ずれに起因する測定誤差を抑制して、安定した検出が可能となる。
　記憶回路４６は、信号処理回路４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶回路４６は、例えばＲＡＭ（Random　Access　Memory）、レジスタ回路等であってもよい。
　座標抽出回路４５は、信号処理回路４４において指の接触又は近接が検出されたときに、指等の生体表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。また、座標抽出回路４５は、被検出体Ｆｇや掌の血管の検出座標を求める論理回路である。画像処理回路４９は、光センサ１の各フォトダイオードＰＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、被検出体Ｆｇ等の生体表面の凹凸の形状を示す二次元情報及び被検出体Ｆｇや掌の血管の形状を示す二次元情報を生成する。なお、座標抽出回路４５は、検出座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。また、座標抽出回路４５及び画像処理回路４９は、検出部４０に含まれていない場合であってもよい。
　検出制御回路１１は、検出した生体に関する情報と予め記憶している認証情報とを比較し、比較結果に基づいて被認証者の認証を行う機能を有する。検出制御回路１１は、図示しない通信装置を介して、外部の装置に検出した生体に関する情報を送信する制御を行う機能を有する。
　次に、検出装置１００の回路構成例について説明する。図１０は、実施形態１の光センサの回路図である。図１１は、センサ検出領域を示す回路図である。なお、図１１では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。
　図１０に示すように、光センサ１は、マトリクス状に配列された複数の単位検出領域ＰＡＡを有する。複数の単位検出領域ＰＡＡには、それぞれフォトダイオードＰＤが設けられている。
　ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の単位検出領域ＰＡＡのスイッチング素子と接続される。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１１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単位検出領域ＰＡＡのフォトダイオードＰＤに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。
　また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、図８では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間に光センサ１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８参照）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単位検出領域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（例えば、脈拍、血中酸素飽和度等）のそれぞれの検出モードごとに、異なる駆動を実行してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動してもよい。
　具体的には、ゲート線駆動回路１５は、制御信号に基づいて、ゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）のうち、所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択する。例えば、ゲート線駆動回路１５は、６本のゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（６）を同時に選択し、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。ゲート線駆動回路１５は、選択された６本のゲート線ＧＣＬを介して、複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列された複数の単位検出領域ＰＡＡを含む検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２が、それぞれ検出対象として選択される。ゲート線駆動回路１５は、所定数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。
　信号線選択回路１６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、第３スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第３スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路４８に接続される。
　ここで、信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートにそれぞれ接続される。また、１本の選択信号線Ｌｓｅｌは、複数の信号線ブロックの第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。
　具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、それぞれ信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、信号線ＳＧＬ（１）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（７）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、信号線ＳＧＬ（２）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（８）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
　制御回路１２２（図８参照）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。
　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８参照）は、選択信号ＡＳＷを同時に複数の選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて複数の信号線ＳＧＬ（例えば６本の信号線ＳＧＬ）を選択し、複数の信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２で検出された信号が検出回路４８に出力される。この場合、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる複数の単位検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）からの信号が統合されて検出回路４８に出力される。
　ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６の動作により、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに検出を行うことで、１回の検出で得られる検出信号Ｖｄｅｔの強度が向上するのでセンサ感度を向上させることができる。また、検出に要する時間を短縮することができる。このため、検出装置１００は、検出を短時間で繰り返し実行することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、又、脈波等の生体に関する情報の時間的な変化を精度よく検出することができる。
　図１０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。制御回路１２３は、基準信号ＣＯＭを基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の単位検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａ（図１１参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
　図１１に示すように、単位検出領域ＰＡＡは、フォトダイオードＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。図１１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。単位検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１スイッチング素子Ｔｒは、フォトダイオードＰＤに対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されている。
　第１方向Ｄｘに並ぶ複数の単位検出領域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に並ぶ複数の単位検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、フォトダイオードＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
　フォトダイオードＰＤのアノードには、制御回路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、制御回路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。
　単位検出領域ＰＡＡに光が照射されると、フォトダイオードＰＤには光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに蓄積される電荷が決まる。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１００は、単位検出領域ＰＡＡごとに、又は検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとにフォトダイオードＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
　検出回路４８は、読み出し期間にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。検出回路４８の検出信号増幅回路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。検出信号増幅回路４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆとして基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。また、検出信号増幅回路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。
　このような構成により、検出装置１００は、複数のフォトダイオードＰＤを有することで、被検出体Ｆｇの静脈パターン、皮膚紋理、血中酸素飽和度、脈拍等の生体に関する情報を検出し、検出した情報を含む生体情報を装置の外部に供給することができる。
　図１２は、実施形態１の光センサの模式的な部分断面図である。光センサ１は、第２可撓性基板２１と、センサ構造体２２と、保護膜２３と、を備える。第２可撓性基板２１は、絶縁性の基材であり、フィルム状の樹脂で形成された第２可撓性基板である。
　センサ構造体２２は、ＴＦＴ層２２１と、カソード電極２２２と、フォトダイオードＰＤと、アノード電極２２６と、を有する。
　ＴＦＴ層２２１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。第２可撓性基板２１及びＴＦＴ層２２１は、所定の単位検出領域ＰＡＡごとにセンサを駆動する駆動回路基板であり、バックプレーンとも呼ばれる。
　フォトダイオードＰＤは、活性層２２４と、活性層２２４とカソード電極２２２との間に設けられた正孔輸送層２２３（第１キャリア輸送層）と、活性層２２４とアノード電極２２６との間に設けられた電子輸送層２２５（第２キャリア輸送層）と、を有する。言い換えると、フォトダイオードＰＤの正孔輸送層２２３、活性層２２４、電子輸送層２２５は、第２可撓性基板２１に垂直な方向で、この順で積層される。
　活性層２２４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。活性層２２４の材料として、有機材料が用いられる。具体的には、活性層２２４は、ｐ型有機半導体と、ｎ型有機半導体であるｎ型フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）とが混在するバルクヘテロ構造である。活性層２２４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。
　活性層２２４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、活性層２２４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。活性層２２４は、塗布型（Wet　Process）で形成することもできる。この場合、活性層２２４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。活性層２２４は、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとが混合した状態の膜、又はＦ８ＢＴとＰＤＩとが混合した状態の膜とすることができる。
　正孔輸送層２２３及び電子輸送層２２５は、活性層２２４で発生した正孔及び電子がカソード電極２２２又はアノード電極２２６に到達しやすくするために設けられる。正孔輸送層２２３は、絶縁膜９５の開口ＯＰを介してカソード電極２２２の上に直接、接する。活性層２２４は、正孔輸送層２２３の上に直接、接する。正孔輸送層２２３は、酸化金属層とされる。酸化金属層として、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化モリブデン等が用いられる。
　電子輸送層２２５は、活性層２２４の上に直接、接し、アノード電極２２６は、電子輸送層２２５の上に直接、接する。電子輸送層２２５の材料は、エトキシ化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）が用いられる。
　なお、正孔輸送層２２３、活性層２２４及び電子輸送層２２５の材料、製法はあくまで一例であり、他の材料、製法であってもよい。
　カソード電極２２２と、アノード電極２２６とは、フォトダイオードＰＤを挟んで対向する。アノード電極２２６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。カソード電極２２２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、カソード電極２２２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。
　カソード電極２２２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カソード電極２２２を形成できる。例えば、カソード電極２２２は、膜厚１０ｎｍのＡｇ薄膜で形成することで、６０％程度の透光性を有する。この場合、フォトダイオードＰＤは、光センサ１の、例えば第１面ＦＤ側から照射される第１光ＬＤを検出できる。
　保護膜２３は、アノード電極２２６を覆って設けられる。保護膜２３は、パッシベーション膜であり、フォトダイオードＰＤを保護するために設けられている。光センサ１の、第２面ＦＵ（図１２参照）は、図５に示す第１可撓性基板７０の第２面７０Ａに対向する。
　検出装置１００は、被検出体Ｆｇに装着された状態で、光源６０を検出タイミングに点灯させる。検出タイミングは、例えば、予め設定された日時又は時刻、検出の指示を受けた時等を含む。点灯させた光源６０の照射した光が被検出体Ｆｇを介して光センサ１が受光する。
　以上説明したように、検出装置１００は、環状の筐体２００と、第１可撓性基板７０と、電池１２８と、光源６０と、光センサ１とを含む。第１可撓性基板７０は、環状の筐体２００の形状に沿って設けられる。電池１２８は、第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂに設けられ、光源６０及び光センサ１は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａに設けられる。光源６０は、第１領域ＡＲ１に設けられ、光センサ１は、第１領域ＡＲ１とは異なる第２領域ＡＲ２に設けられる。
　第１可撓性基板７０の第２面７０Ａは、環状の筐体２００の内側を向いているので、光は、光センサ１がある第２領域ＡＲ２とは異なる位置で光源６０から照射され、被検出体Ｆｇを透過又は反射した光を受光することができる。
　図１３は、実施形態１の第１可撓性基板へ光センサを取り付ける手順を説明する説明図である。実施形態１では、図１３に示す第２接続端子２９は、第１面ＦＤ（図１２参照）に露出しており、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａに露出する第１接続端子２９Ａと対向するように重ね合わせる。そして、第１接続端子２９Ａと、第２接続端子２９との間にＡＣＦ７１（図５）が介在し、第１接続端子２９Ａと、第２接続端子２９とを電気的に接続する。これにより、光センサ１と第１可撓性基板７０との電気的な接続が容易に行われる。
（実施形態２）
　図１４は、筐体に収容する前の、実施形態２に係る光センサモジュールの断面図である。図１５は、実施形態２の光センサの模式的な断面図である。実施形態２では、実施形態１で説明した構成と同じ構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
　実施形態２の光センサモジュール１２０では、実施形態１と異なり、光センサ１の向きが反対に取り付けられている。このため、図１４に示すように、第２可撓性基板２１は、第１可撓性基板７０の第２面７０Ａと対向している。
　図１５に示すように、フォトダイオードＰＤは、光センサ１の、例えば第２面ＦＵ側から照射される第１光ＬＤを検出できる。これにより、カソード電極２２２の厚みを大きくして、不透過としてもよくなり、カソード電極２２２の電気抵抗を小さくすることができる。
　光センサ１と第１可撓性基板７０との電気的な接続は、半田などの低融点金属７１Ａを光センサ１の第２可撓性基板２１の端面を覆うように配置して行われる。これにより、第１接続端子２９Ａと、第２接続端子２９とを電気的に接続する。
（実施形態２の変形例）
　図１６は、実施形態２の変形例の第１可撓性基板へ光センサを取り付ける手順を説明する説明図である。実施形態２の変形例では、第１接続端子２９が第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂに露出している。
　第１可撓性基板７０は、第１切欠き部ＮＴ１を有している。第２可撓性基板２１は、第２切欠き部ＮＴ２を有している。第２可撓性基板２１は、センサ領域１０のフォトダイオードが形成されている第２可撓性基板の第１面２１Ａと、第２可撓性基板２１の第１面２１Ａと反対側の第２可撓性基板２１の第２面２１Ｂとを有している。第２可撓性基板２１は、第２可撓性基板２１の第１面２１Ａに露出する、第２接続端子２９を有する。
　第２可撓性基板２１の第２切欠き部ＮＴ２は、第１可撓性基板７０の第１切欠き部ＮＴ１と嵌め合わせられる。第２接続端子２９が第１接続端子２９と対向し、ＡＦＣで第２接続端子２９が第１接続端子２９に電気的に接続している。
　実施形態２の変形例では、第２可撓性基板２１が第１可撓性基板７０の第１面７０Ｂ及び第２面７０Ａの両方にあり、第２可撓性基板２１が第１可撓性基板７０から外れにくい。
（実施形態３）
　図１７は、筐体に収容する前の、実施形態３に係る光センサモジュールの断面図である。図１８は、図１７の光センサモジュールの上面図である。図１９は、図１７の光センサモジュールの下面図である。実施形態３では、実施形態１及び実施形態２で説明した構成と同じ構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
　電池充電用コイル１２７は、平面視で、第１可撓性基板７０の充電用の制御回路１２３と重なる位置に配置される。制御回路１２３は、電池充電用コイル１２７と短い距離で電気的に接続でき、電力の損失が抑制される。
　光センサ１は、平面視で、第１可撓性基板７０の電池１２８と重なる位置に配置される。第１可撓性基板７０において、電池１２８と、光センサ１とが重畳する。平面視した電池１２８の面積が光センサ１よりも大きいので、電池１２８の外形は、光センサ１の外形を囲む。このため、筐体の形状に沿って、第１可撓性基板７０が湾曲しても、光センサ１に加わる応力が局所的に集中しにくい。その結果、光センサ１の品質が向上する。
（実施形態４）
　図２０は、実施形態４の検出装置の内側に腕を収めた状態を筐体の側方から見た場合の外観例を示す模式図である。実施形態４では、実施形態１、実施形態２及び実施形態３で説明した構成と同じ構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
　図２０に示す検出装置１００は、人体に着脱自在な指輪型のデバイスであり、人体の被検出体Ｆｇに装着される。実施形態４の被検出体Ｆｇは、手首である。検出装置１００は、装着された被検出体Ｆｇから生体に関する生体情報を検出できる。
　上述した各実施形態は、各構成要素を適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。
１　光センサ
１０　センサ領域
２１　第２可撓性基板
２２　センサ構造体
２３　保護膜
２９　第２接続端子
４８　検出回路
６０　光源
６０Ｒ　光照射部
６１　第１発光素子
６２　第２発光素子
７０　第１可撓性基板
７１Ａ　低融点金属
７９、７９Ａ　第１接続端子
１００　検出装置
１２０　光センサモジュール
１２２、１２３、１２４、１２６　制御回路
１２７　電池充電用コイル
１２８　電池
２００　筐体

Claims (9)

  1. 　環状の筐体と、
    　前記環状の筐体の形状に沿って設けられる第１可撓性基板と、
    　前記第１可撓性基板の第１面に設けられた電池と、
    　前記第１面とは反対側の前記第１可撓性基板の第２面の第１領域に設けられた光源と、
    　前記第１可撓性基板の第２面の前記第１領域とは異なる第２領域に設けられ、複数のフォトダイオードを有する光センサと、
    　を含む
    　検出装置。
  2. 　前記第１可撓性基板の第２面は、前記環状の筐体の内側を向いている、請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記第１可撓性基板の第１面に、前記光源の発光を制御する制御回路と、前記光センサの検出回路とをさらに備え、
    　前記光源の発光を制御する制御回路は、前記第１可撓性基板の前記第１領域の反対側に配置され、
    　前記検出回路は、前記第１可撓性基板の前記第２面に配置され、かつ前記光センサに隣接して配置されている、
    　請求項１に記載の検出装置。
  4. 　前記第１可撓性基板の第１面又は前記第１可撓性基板の第２面に第１接続端子を有し、前記光センサと電気的に接続されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の検出装置。
  5. 　前記第１可撓性基板は、前記電池に充電を行うためのコイルをさらに有する
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の検出装置。
  6. 　前記光センサは、第２可撓性基板と、前記第２可撓性基板の検出領域に設けられた複数のフォトダイオードと、を含み、
    　前記第２可撓性基板は、前記第１可撓性基板よりも幅が小さく、前記第２可撓性基板が前記第１可撓性基板と重ね合わせて取り付けられている、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の検出装置。
  7. 　前記第１可撓性基板は、前記第１可撓性基板の第２面に第１接続端子を有し、
    　前記第２可撓性基板は、前記フォトダイオードが形成されている前記第２可撓性基板の第１面と、前記第２可撓性基板の第１面と反対側の前記第２可撓性基板の第２面とを有し、
    　前記第２可撓性基板は、前記第２可撓性基板の第２面に、第２接続端子を有し、
    　前記第２可撓性基板の第２面は、前記第１可撓性基板の第２面と対向しており、
    　前記第２接続端子が前記第１接続端子に電気的に接続している、
    　請求項６に記載の検出装置。
  8. 　前記第１可撓性基板は、前記第１可撓性基板の第２面に第１接続端子を有し、
    　前記第２可撓性基板は、前記フォトダイオードが形成されている前記第２可撓性基板の第１面と、前記第２可撓性基板の第１面と反対側の前記第２可撓性基板の第２面とを有し、
    　前記第２可撓性基板は、前記第２可撓性基板の第１面に、第２接続端子を有し、
    　前記第２可撓性基板の第１面は、前記第１可撓性基板の第２面と対向しており、
    　前記第２接続端子が前記第１接続端子に電気的に接続している、
    　請求項６に記載の検出装置。
  9. 　前記第１可撓性基板は、第１切欠き部を有し、前記第１可撓性基板の第１面に第１接続端子を有し、
    　前記第２可撓性基板は、第２切欠き部を有し、かつ前記フォトダイオードが形成されている前記第２可撓性基板の第１面と、前記第２可撓性基板の第１面と反対側の前記第２可撓性基板の第２面とを有し、
    　前記第２可撓性基板は、前記第２可撓性基板の第１面に、第２接続端子を有し、
    　前記第２可撓性基板の第２切欠き部は、前記第１可撓性基板の第１切欠き部と嵌め合わせられ、
    　前記第２接続端子が前記第１接続端子と対向し、前記第１接続端子に電気的に接続している、
    　請求項６に記載の検出装置。
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