WO2025004665A1 - 検出装置 - Google Patents

検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2025004665A1
WO2025004665A1 PCT/JP2024/019489 JP2024019489W WO2025004665A1 WO 2025004665 A1 WO2025004665 A1 WO 2025004665A1 JP 2024019489 W JP2024019489 W JP 2024019489W WO 2025004665 A1 WO2025004665 A1 WO 2025004665A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
finger
light
unit
sensor unit
dark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/019489
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
彩斗 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2025529549A priority Critical patent/JPWO2025004665A1/ja
Publication of WO2025004665A1 publication Critical patent/WO2025004665A1/ja
Priority to US19/431,377 priority patent/US20260118193A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/248—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet using infrared
    • 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 for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • 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 for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117—Identification of persons
    • A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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
    • G06V40/14—Vascular patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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
    • G06V40/14—Vascular patterns
    • G06V40/145—Sensors therefor
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A61B2562/0238—Optical sensor arrangements for performing transmission measurements on body tissue
    • 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 or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor

Definitions

  • This disclosure relates to a detection device.
  • a mechanism for detecting blood vessels in a human finger by pressing the finger against an optical sensor and using the optical sensor to detect light (for example, see Patent Document 1).
  • This disclosure was made in consideration of the above problems, and aims to provide a detection device that can obtain information about the pressure applied by a finger without providing a dedicated pressure sensor.
  • a detection device includes a sensor unit having a plurality of optical sensors arranged two-dimensionally, and an acquisition unit that acquires the pattern of blood vessels in a human finger contained in the light and dark pattern detected by the sensor unit, and the acquisition unit acquires information regarding the pressure applied from the finger to the sensor unit based on the light and dark pattern.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the main configuration of a detection device.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the sensor module, the light source unit, and their peripheral configuration, and the blood vessels of a finger that are the object to be detected by the sensor module.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a sensor module, a light source unit, and a configuration connected thereto.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a more detailed example of the functional configuration of the configuration shown in FIG.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the sensor module.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a plurality of partial detection regions.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the degree of pressure applied from a finger to the sensor section and the sensing result by the sensor section.
  • the detection device 100 includes a sensor module 1, a light source unit 5, an AFE 91, a control unit 92, a storage unit 93, a notification unit 94, and a communication unit 95.
  • the sensor module 1 is provided so as to be able to detect light.
  • the light source unit 5 is a light source that emits light of a wavelength that can be detected by the sensor module 1.
  • the AFE 91 denotes an analog front end.
  • the light source unit 5 has, for example, a first light source substrate 51 and a second light source substrate 52.
  • the specific configuration example of the light source unit 5 shown in FIG. 2 is merely an example and is not limited thereto, and may have, for example, either the first light source substrate 51 or the second light source substrate 52 and a light source provided on that one, or may have three or more light source substrates and light sources provided on the light source substrates.
  • a louver 99 is provided between the sensor module 1 and the finger Fi.
  • the louver 99 is, for example, a light-shielding member provided with a plurality of light-guiding holes penetrating in the opposing direction between the finger Fi and the sensor unit 10, and acts to limit the direction of travel of light passing between the finger Fi and the sensor unit 10 to the opposing direction between the finger Fi and the sensor unit 10.
  • the light source unit 5 is supported by a light-shielding member 98 on the opposite side of the sensor unit 10 with the finger Fi between them.
  • the light-shielding member 98 is a cover-like member that covers the detection surface of the sensor unit 10 so that light other than the light emitted from the light source unit 5 does not enter the sensor unit 10.
  • the light source unit 5 is provided on the sensor unit 10 side (one side) of the light-shielding member 98.
  • a notification unit 94 is provided on the light-shielding member 98.
  • the notification unit 94 is provided on the other side of the light-shielding member 98. To a user who inserts his finger Fi between the light source unit 5 and the sensor unit 10, the notification unit 94 appears to be provided on the light-shielding member 98.
  • the sensor module 1 and light source unit 5 are described below with reference to Figures 3 to 6.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of the sensor module 1 and the light source unit 5, as well as a configuration connected thereto.
  • the sensor module 1 has a sensor substrate 21, a sensor unit 10, a gate line driving circuit 15, a signal line selection circuit 16, an AFE 91, a control circuit 122, a power supply circuit 123, a first light source substrate 51, a second light source substrate 52, at least one first light source 61, and at least one second light source 62.
  • first light source 61 and second light source 62 are exemplified as the light source in the embodiment, there may be only one type of light source.
  • the sensor substrate 21 has a detection area AA and a peripheral area GA.
  • the detection area AA is an area in which multiple photodiodes PD (see FIG. 6) of the sensor unit 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 that does not overlap with the photodiodes PD.
  • the gate line driving 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 of the peripheral area GA that extends along the second direction Dy. The signal line selection circuit 16 is provided in a region of the peripheral area GA that extends along the first direction Dx, and is provided between the sensor unit 10 and the AFE 91.
  • the first direction Dx is a direction in a plane parallel to the sensor substrate 21.
  • the second direction Dy is a direction in a plane parallel to the sensor substrate 21, and is a direction perpendicular to the first direction Dx.
  • the second direction Dy may intersect the first direction Dx without being perpendicular to it.
  • 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 sensor substrate 21.
  • the multiple first light sources 61 are provided on the first light source substrate 51 and are arranged along the second direction Dy.
  • the multiple second light sources 62 are provided on the second light source substrate 52 and are arranged along the second direction Dy.
  • the first light source substrate 51 and the second light source substrate 52 are electrically connected to the control circuit 122 and the power supply circuit 123 via terminal portions 124 and 125, respectively, provided on the control board 121.
  • the first light sources 61 and the second light sources 62 are, for example, inorganic light emitting diodes (LEDs) or organic light emitting diodes (OLEDs).
  • the first light sources 61 and the second light sources 62 emit first light L61 (see FIG. 38) and second light L62 (see FIG. 31, etc.) of different wavelengths.
  • the first light L61 and the second light L62 have different maximum emission wavelengths.
  • the maximum emission wavelength is the wavelength that shows the maximum emission intensity in the emission spectrum that shows the relationship between the wavelength and emission intensity of each of the first light L61 and the second light L62.
  • the numerical value of the wavelength is simply stated, it is assumed to indicate the assumed maximum emission wavelength.
  • the first light L61 emitted from the first light source 61 is mainly reflected by the surface of the object to be detected, such as a finger Fg, and enters the sensor unit 10. This allows the sensor unit 10 to detect a fingerprint by detecting the uneven shape of the surface of the finger Fg.
  • the second light L62 emitted from the second light source 62 is mainly reflected inside the finger Fg or passes through the finger Fg and enters the sensor unit 10. This allows the sensor unit 10 to detect information about the living body inside the finger Fg.
  • Information about the living body includes, for example, the pulse waves, pulse, and blood vessel images of the finger Fg or palm.
  • the first light L61 may have a wavelength of 520 nm or more and 600 nm or less
  • the second light L62 may have a wavelength of 780 nm or more and 900 nm or less, for example, about 850 nm.
  • the first light L61 is blue or green visible light
  • the second light L62 is infrared light.
  • the sensor unit 10 can detect a fingerprint based on the first light L61 emitted from the first light source 61.
  • the second light L62 emitted from the second light source 62 is reflected inside the detection object such as a finger Fg or transmitted and absorbed by the finger Fg or the like and enters the sensor unit 10. This allows the sensor unit 10 to detect a pulse wave or a blood vessel image (blood vessel pattern) as information about the living body inside the finger Fg or the like.
  • the first light L61 may have a wavelength of 600 nm or more and 700 nm or less, for example, about 660 nm
  • the second light L62 may have a wavelength of 780 nm or more and 900 nm or less, for example, about 850 nm.
  • the sensor unit 10 can detect information about the living body, such as pulse waves, pulse, and blood vessel images, as well as blood oxygen saturation.
  • the detection device 100 since the detection device 100 has the first light source 61 and multiple second light sources 62, it can detect various information about the living body by performing detection based on the first light L61 and detection based on the second light L62.
  • the arrangement of the first light source 61 and the second light source 62 shown in FIG. 3 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, or the first light sources 61 and the second light sources 62 may be arranged alternately 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.
  • either the first light source 61 or the second light source 62 may be provided.
  • a light source that emits light including infrared rays is provided.
  • the infrared rays are infrared rays with a wavelength closer to visible light, so-called near-infrared rays.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a more detailed example of the functional configuration of the configuration shown in FIG. 3.
  • the sensor module 1 further has a detection control unit 11 and a detection unit 40. Some or all of the functions of the detection control unit 11 are included in the control circuit 122. In addition, some or all of the functions of the detection unit 40 other than the AFE 91 are included in the control circuit 122.
  • the sensor unit 10 is an optical sensor having a photodiode PD, which is a photoelectric conversion element.
  • the photodiode PD of the sensor unit 10 outputs an electrical signal corresponding to the irradiated light to the signal line selection circuit 16.
  • the signal line selection circuit 16 sequentially selects the signal lines SGL according to the selection signal ASW from the detection control unit 11. As a result, the electrical signal is output to the detection unit 40 as the detection signal Vdet.
  • the sensor unit 10 also 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 driving circuit 15, the signal line selection circuit 16, and the detection unit 40, respectively, and controls their operation.
  • 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 driving circuit 15.
  • the detection control unit 11 also supplies various control signals, such as a 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, and controls the lighting and non-lighting of each.
  • the signal line selection circuit 16 is a switch circuit that sequentially or simultaneously selects multiple signal lines SGL (see FIG. 5).
  • the signal line selection circuit 16 is, for example, a multiplexer.
  • the signal line selection circuit 16 connects the selected signal line SGL to the AFE 91 based on a selection signal ASW supplied from the detection control unit 11. As a result, the signal line selection circuit 16 outputs the detection signal Vdet of the photodiode PD to the detection unit 40.
  • the detection unit 40 includes an AFE 91, a signal processing unit 44, a storage unit 93, a detection timing control unit 47, and an output processing unit 50.
  • the detection timing control unit 47 controls the AFE 91 and the signal processing unit 44 to operate in synchronization based on a control signal supplied from the detection control unit 11.
  • the AFE 91 is, for example, a signal processing circuit having the functions of a detection signal amplifier 42 and an A/D converter 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 processing unit 44 is a logic circuit that detects a predetermined physical quantity input to the sensor unit 10 based on the output signal of the AFE 91.
  • the signal processing unit 44 can detect the unevenness of the surface of the finger Fg or the palm based on the signal from the AFE 91.
  • the signal processing unit 44 can also detect information about the living body based on the signal from the AFE 91.
  • the information about the living body is, for example, the blood vessel image of the finger Fg or the palm, pulse wave, pulse rate, blood oxygen saturation, etc.
  • the first light L61 When acquiring the blood oxygen saturation of a human, for example, 660 nm (this range is 500 nm to 700 nm) is adopted as the first light L61, and about 850 nm (this range is 800 nm to 930 nm) is adopted as the second light L62. Since the amount of light absorption changes depending on the amount of oxygen taken up by hemoglobin, the amount of light obtained by subtracting the light absorbed by blood (hemoglobin) from the irradiated first light L61 and second light L62 is detected by the photodiode PD. Most of the oxygen in blood is reversibly bound to hemoglobin in red blood cells, and only a small portion is dissolved in plasma.
  • oxygen saturation SpO 2
  • the value of what percentage of the allowable amount of oxygen is bound to the blood as a whole is called oxygen saturation (SpO 2 ).
  • the signal processing unit 44 may also acquire detection signals Vdet (information about the living body) simultaneously detected by multiple photodiodes PD and perform a process of averaging these.
  • the detection unit 40 can suppress measurement errors caused by noise and relative positional deviation between the sensor unit 10 and the detected object such as a finger Fg, enabling stable detection.
  • the memory unit 93 temporarily stores the signal calculated by the signal processing unit 44.
  • the memory unit 93 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a register circuit, etc.
  • the output processing unit 50 functions as a processing unit that performs processing based on the outputs from the multiple photodiodes PD. Specifically, the output processing unit 50 of the embodiment outputs a sensor output Vo that includes at least pulse wave data based on at least the detection signal Vdet acquired via the signal processing unit 44. In the embodiment, the signal processing unit 44 outputs data indicating the change (amplitude) in the output of the detection signal Vdet of each photodiode PD described below, and the output processing unit 50 decides which output is to be adopted as the sensor output Vo, but both may be performed by the signal processing unit 44 or the output processing unit 50.
  • the signal processing unit 44 may be provided with a noise filter as necessary.
  • the frequency components of noise caused by breathing and changes in posture are, for example, 1 Hz or less, which is a sufficiently lower frequency than the frequency components of the pulse wave, and can be removed by using a bandpass filter as a noise filter.
  • the bandpass filter can be provided, for example, in the detection signal amplifier unit 42.
  • the frequency components of noise caused by human body movements, etc. are, for example, several Hz to 100 Hz, and may overlap with the frequency components of the pulse wave.
  • the frequency is not a constant frequency but has frequency fluctuations, so a noise filter is used to remove frequencies with fluctuation components.
  • a noise filter is used to remove frequencies with fluctuation components.
  • first fluctuation component removal method the property that a time lag occurs in the peak value of a pulse wave depending on the measurement location on the human body may be used.
  • a time lag occurs in the pulse wave depending on the measurement location on the human body, and noise caused by human body movements, etc. does not have a time lag or has a smaller time lag than the pulse wave. Therefore, the pulse wave is measured at at least two different locations, and if the peak values measured at the different locations are within a predetermined time, they are removed as noise.
  • the waveform due to noise and the waveform due to the pulse wave overlap by chance, but in this case, the two waveforms overlap only at one of the different locations, making it possible to distinguish between the waveform due to noise and the waveform due to the pulse wave.
  • This process can be performed, for example, by the signal processing unit 44.
  • a method for removing frequencies having fluctuation components (second fluctuation component removal method)
  • frequency components with different phases are removed by the signal processing unit 44.
  • a short-time Fourier transform may be performed to remove the fluctuation components, and an inverse Fourier transform may be performed.
  • noise sources 50 Hz, 60 Hz
  • noise caused by commercial frequency power sources may be removed by providing a shield on the surface opposite to the detection surface of the detector.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the sensor unit 10.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a plurality of partial detection areas. Note that FIG. 6 also shows the circuit configuration of the AFE 91.
  • the sensor unit 10 has a plurality of partial detection areas PAA arranged in a matrix. Each of the partial detection areas PAA is provided with a photodiode PD.
  • 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 plurality of gate lines GCL(1), GCL(2), ..., GCL(8) are arranged in the second direction Dy and are each connected to the gate line driving circuit 15.
  • gate lines GCL when there is no need to distinguish between the plurality of gate lines GCL(1), GCL(2), ..., GCL(8), they are simply referred to as gate lines GCL.
  • the signal line SGL extends in the second direction Dy and is connected to the photodiodes PD of the multiple partial detection areas PAA arranged in the second direction Dy.
  • the multiple signal lines SGL(1), SGL(2), ..., SGL(12) are arranged in the first direction Dx and are each connected to the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17. In the following description, when it is not necessary to distinguish between the multiple signal lines SGL(1), SGL(2), ..., SGL(12), they will simply be referred to as signal lines SGL.
  • the resolution of the sensor is, for example, 508 dpi (dots per inch), and the number of cells is 252 ⁇ 256.
  • the sensor unit 10 is provided between the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17. This is not limited, and the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17 may be connected to the ends of the signal lines SGL in the same direction.
  • the substantial area of one sensor is, for example, substantially 50 ⁇ 50 ⁇ m 2
  • the area of the detection area AA is, for example, 12.6 ⁇ 12.8 mm 2 .
  • the gate line driving 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. 3). Based on the various control signals, the gate line driving circuit 15 sequentially selects multiple gate lines GCL(1), GCL(2), ..., GCL(8) in a time-division multiplexing manner. The gate line driving circuit 15 supplies a gate driving signal Vgcl to the selected gate line GCL. As a result, the gate driving signal Vgcl is supplied to multiple first switching elements Tr connected to the gate line GCL, and multiple partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx are selected as detection targets.
  • various control signals such as a start signal STV, a clock signal CK, and a reset signal RST1
  • the gate line driving circuit 15 may perform different driving for each detection mode of fingerprint detection and information related to a plurality of different biological bodies (pulse wave, pulse, blood vessel image, blood oxygen saturation, etc.). For example, the gate line driving circuit 15 may drive a bundle of multiple gate lines GCL.
  • the gate line driving circuit 15 may simultaneously select a predetermined number of gate lines GCL from the gate lines GCL(1), GCL(2), ..., GCL(8) based on the control signal. For example, the gate line driving circuit 15 simultaneously selects the six gate lines GCL(1) to GCL(6) and supplies the gate driving signal Vgcl. The gate line driving circuit 15 supplies the gate driving signal Vgcl to the first switching elements Tr via the six selected gate lines GCL. As a result, group areas PAG1 and PAG2 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 drives a predetermined number of gate lines GCL in a bundle and sequentially supplies the gate driving signal Vgcl to each of the predetermined number of gate lines GCL.
  • group areas PAG when the positions of the different group areas such as the group areas PAG1 and PAG2 are not particularly distinguished, they will be referred to as group areas PAG.
  • the signal line selection circuit 16 has 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, Lout2 are each connected to the AFE 91.
  • the signal lines SGL(1), SGL(2), ..., SGL(6) are defined as a first signal line block
  • the signal lines SGL(7), SGL(8), ..., SGL(12) are defined as a second signal line block.
  • the multiple selection signal lines Lsel are each connected to the gate of the third switching element TrS included in one signal line block. Furthermore, one selection signal line Lsel is connected to the gate of the third switching element TrS of multiple 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.
  • 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. 3) 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 through the operation of the third switching element TrS.
  • the signal line selection circuit 16 also selects one signal line SGL each in each of the multiple signal line blocks.
  • the signal line selection circuit 16 may bundle multiple signal lines SGL and connect them to the AFE 91.
  • the control circuit 122 (see FIG. 3) simultaneously supplies the selection signal ASW to the selection signal lines Lsel.
  • the signal line selection circuit 16 selects multiple signal lines SGL (e.g., six signal lines SGL) in one signal line block by the operation of the third switching element TrS, and connects the multiple signal lines SGL to the AFE 91.
  • signals detected in each group area PAG are output to the AFE 91.
  • signals from multiple partial detection areas PAA (photodiodes PD) are integrated in group area PAG units and output to the AFE 91.
  • the sensor module 1 can repeatedly perform detection in a short period of time, improving the S/N ratio and enabling accurate detection of temporal changes in information related to a living body, such as pulse waves.
  • the reset circuit 17 has 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 multiple signal lines SGL.
  • the reference signal line Lvr is connected to one of the sources or drains of the multiple fourth switching elements TrR.
  • the reset signal line Lrst is connected to the gates of the multiple fourth switching elements TrR.
  • the control circuit 122 supplies a reset signal RST2 to the reset signal line Lrst. This turns on the multiple fourth switching elements TrR, and the multiple signal lines SGL are electrically connected to the reference signal line Lvr.
  • the power supply circuit 123 supplies a reference signal COM to the reference signal line Lvr. This causes the reference signal COM to be supplied to the capacitive elements Ca (see FIG. 6) included in the multiple partial detection areas PAA.
  • the partial detection area PAA includes a photodiode PD, a capacitance element Ca, and a first switching element Tr.
  • a photodiode PD two gate lines GCL(m) and GCL(m+1) arranged in the second direction Dy among the multiple gate lines GCL 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 photodiode 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
  • the gates of the first switching elements Tr belonging to the multiple partial detection areas PAA aligned in the first direction Dx are connected to the gate line GCL.
  • the sources of the first switching elements Tr belonging to the multiple partial detection areas PAA aligned in the second direction Dy are connected to the signal line SGL.
  • the drains of the first switching elements Tr are connected to the cathodes of the photodiodes PD and the capacitance elements Ca.
  • the anode of the photodiode PD is supplied with a sensor power supply signal VDDSNS from the power supply circuit 123.
  • the signal line SGL and the capacitance element Ca are supplied with a reference signal COM, which is the initial potential of the signal line SGL and the capacitance element Ca, from the power supply circuit 123.
  • the AFE 91 functions as at least the A/D converter 43, converting an analog signal output from the sensor unit 10 into a digital signal and outputting it to the controller 92.
  • the AFE 91 may also function as the detection signal amplifier 42.
  • the digital signal is a signal that can be interpreted by a calculation circuit provided in the controller 92 and functioning as the signal processor 44.
  • the AFE 91 also outputs a signal for controlling the illumination of the first light source 61 and the second light source 62 under the control of the controller 92.
  • the controller 92 in the embodiment in which the configuration described with reference to FIGS. 3 to 6 is applied includes the signal processor 44, the detection timing controller 47, and the output processor 50.
  • the AFE 91 and the control unit 92 each have one or more circuits implemented to realize the functions described above. Such circuits may be circuits that integrate multiple functions, or may be circuits that are provided separately for each function.
  • the notification unit 94 has a light source that turns on or off in response to the result of a determination regarding the degree of pressure applied from the finger Fi to the sensor unit 10.
  • the light source is, for example, an LED or OLED, but is not limited to this and may be another specific configuration that functions in a similar manner. The determination and the operation of the notification unit 94 will be described in detail later.
  • the communication unit 95 performs processing related to communication with external devices.
  • the communication unit 95 has a circuit to function as a NIC (Network Interface Controller) and performs processing related to communication with external devices according to a predetermined protocol.
  • the communication path used for such communication may be a wired, wireless, or mixed wired and wireless line path, and may include a public communication network such as the Internet as part of it.
  • control unit 92, the storage unit 93, and the communication unit 95 are integrated into the control circuit 122, but the specific implementation form is arbitrary.
  • control unit 92, the storage unit 93, and the communication unit 95 may be provided as independent circuits.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the degree of pressure applied from the finger Fi to the sensor unit 10 and the sensing result by the sensor module 1.
  • the sensing result here refers to the light and dark pattern of the detection area obtained by the multiple photodiodes PD arranged in the detection area individually detecting light.
  • the blood vessels Ve are assumed to be veins, but may also be arteries.
  • the sensor module 1 of the embodiment can identify blood vessels Ve in the finger Fi depending on the distance from the finger Fi, even when the object to be detected (finger Fi) is not in contact with the louver 99. Specifically, as shown in “Pattern 1" in FIG. 7, when the distance between the louver 99 and the finger Fi is distance D1, a sensing result Sd1 is obtained in which there is no shadow of light corresponding to the finger Fi, i.e., no dark area in the sensing result. Note that, as shown in "Pattern 1", the presence of the louver 99 does not substantially cause a shadow in the sensing result.
  • the sensing result when simply referred to as a dark area, it refers to a dark area in the sensing result that is caused by a shadow cast by the finger Fi blocking the light emitted from the light source unit 5 toward the sensor unit 10.
  • the white area surrounding the dark area in the sensing result is a bright area that is caused by the light emitted from the light source unit 5 toward the sensor unit 10 being detected almost as is. Therefore, it can be said that the sensing result shows a light and dark pattern that is either a state of only bright areas, a state of only dark areas, or a state in which bright and dark areas are mixed.
  • a sensing result Sd4 is obtained in which the dark areas corresponding to the finger Fi are darker than in the sensing result Sd3.
  • the pattern of the blood vessels Ve in the sensing result Sd4 can be confirmed, for example, within the area Fa2.
  • Pattern 1 to “Pattern 5" in FIG. 7 can also be seen as examples of the transition from a state in which the finger Fi is separated from the louver 99 to a state in which the finger Fi is pressed against the louver 99.
  • the sensing results transition as in sensing results Sd1, Sd2, Sd3, Sd4, and Sd5, and the dark areas included in the sensing results gradually expand with each transition.
  • the change in the range occupied by the dark area in the sensing result may also include movement due to positional deviation of the finger Fi. Whether the change in the range occupied by the dark area in the sensing result corresponds to movement or enlargement can be identified based on a comparison of the sensing results before and after the transition.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a case where a change in the range occupied by dark areas in the sensing results corresponds to movement.
  • the dark area included in the sensing result from the sensing performed at a relatively earlier timing is designated as dark area Si1.
  • dark area Si2 the dark area included in the sensing result from the sensing performed at a relatively later timing.
  • the dark areas Si1 and Si2 shown in FIG. 8 are positioned differently in the first direction Dx.
  • the difference between the presence and absence of dark areas in the first direction Dx is shown in a graph to show the change in the range occupied by the dark areas in the sensing results.
  • the horizontal axis represents the coordinate (x-coordinate) in the first direction Dx
  • the vertical axis represents the output of the sensing results acquired by the AFE91 from the sensor module 1.
  • the dark areas are increasing relatively in the later sensing results, this is treated as a positive output
  • the dark areas are decreasing relatively in the later sensing results, this is treated as a negative output in the vertical direction.
  • the sensing result at one timing is considered to be the sensing result of "one frame," when a dark area that appears in the sensing result of a relatively later frame among two or more different timings is larger than a dark area that appears in the sensing result of a relatively earlier frame, it can be considered that the pressure from the detected object (e.g., a finger Fi) that creates the dark area toward the detection area of the sensor unit 10 has increased during the multiple timings.
  • the detected object in question can be considered to be a finger Fi.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a case where the change in the range occupied by the dark area in the sensing result corresponds to an enlargement.
  • the dark area included in the sensing result from sensing performed at a relatively later timing is designated as dark area Si3.
  • the change in the dark area in the sensing result i.e., the reduction in the dark area
  • the change in the dark area in the sensing result is considered to be due to a change in the relative distance between the finger Fi and the sensor unit 10 (increasing distance) or a decrease in the pressure from the finger Fi toward the sensor unit 10.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the process flow of the detection device 100, including the determination and notification that the pressure from the finger Fi toward the sensor unit 10 is too strong.
  • sensing is performed (step S1). Specifically, the photodiode PD of the sensor module 1 operates, and an output is generated according to the intensity of the light emitted from the light source unit 5 and detected by the photodiode PD. This output is processed by the AFE 91 and the control unit 92, and becomes data that can be interpreted as a sensing result as described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the control unit 92 judges whether a finger is detected by the sensing process of step S1 (step S2). Specifically, the control unit 92 performs a judgment process to judge whether the sensing result obtained by the process of step S1 includes a dark area that can be judged to have been caused by the finger Fi.
  • the judgment process includes a number of judgments, such as whether a dark area has been generated, whether the ratio of the dark area to the entire sensing result is an appropriate ratio that can be interpreted as a dark area caused by the finger Fi if a dark area has been generated, and whether the shape of the dark area is an appropriate shape that can be interpreted as a dark area caused by the finger Fi if a dark area has been generated, but the specific content can be changed as appropriate.
  • a range of the ratio that can be considered as an appropriate ratio that can be interpreted as a dark area caused by the finger Fi is determined in advance based on a prior test or the like, and is held by the control unit 92.
  • whether the shape of the dark area can be interpreted as a dark area caused by a finger Fi is determined based on, for example, pattern matching with sample data of dark areas caused by a finger Fi that has been prepared in advance, and when such pattern matching is used, the sample data is stored in the control unit 92 or a storage device that can be referenced by the control unit 92 and is provided in the detection device 100.
  • step S2 If it is determined in step S2 that a finger has not been detected (step S2; No), the process proceeds to step S1. That is, sensing is performed again. On the other hand, if it is determined in step S2 that a finger has been detected (step S2; Yes), the control unit 92 performs a process of acquiring a pattern of the blood vessels Ve from the sensing results obtained in step S1 (step S3).
  • the process of acquiring the pattern of the blood vessels Ve is based on, for example, the contrast between the blood vessels Ve and the area other than the blood vessels Ve in the dark area created by the finger Fi, and pattern matching with the shape of the area determined to be possibly a blood vessel Ve based on the contrast, but the specific content can be changed as appropriate.
  • the sample data is stored in the control unit 92 or a storage device that can be referenced by the control unit 92 and is provided in the detection device 100.
  • step S5 determines whether sufficient data corresponding to the purpose of the predetermined process has been obtained.
  • the predetermined process is a "personal authentication process based on the blood vessel pattern”. In this case, it is sufficient that one or more patterns of the blood vessel Ve that can be compared with the blood vessel pattern prepared in advance are obtained in the process of step S3.
  • the predetermined process is a "pulse measurement process”. In this case, it is sufficient that multiple sensing results are obtained in a predetermined cycle.
  • step S5 makes it possible to calculate the pulse from the relationship between the pulsation indicated by the patterns of the multiple blood vessels Ve and the time length of the predetermined cycle. Even in the case of processes other than those exemplified here, the result of the process of step S5 corresponds to the specific content of the predetermined process.
  • step S5 If it is determined in step S5 that sufficient data according to the purpose has been obtained in the predetermined process (step S5; Yes), the process by the detection device 100 ends. On the other hand, if it is determined in step S5 that sufficient data according to the purpose has not been obtained in the predetermined process (step S5; No), difference extraction is performed in n-frame units (step S6). Specifically, after the process starts, of the sensing results obtained in step S1 that has already been performed up to the process of step S6, the most recent n sensing results (n is a natural number equal to or greater than 2) are extracted as targets for the process of step S7 described below. Note that if the number of times that step S1 has already been performed up to the process of step S6 is less than n, all sensing results are extracted as targets for the process of step S7.
  • the control unit 92 determines whether there is excessive pressure from the finger Fi toward the sensor unit 10 (step S7). Specifically, the control unit 92 compares the sensing results obtained in later sensing with earlier sensing results among the sensing results extracted in the processing of step S6. If the result of such comparison indicates that the pattern of the blood vessel Ve is unclear or has disappeared in the sensing result obtained in the later sensing compared to the earlier sensing result, the control unit 92 determines that there is excessive pressure from the finger Fi toward the sensor unit 10 to the extent that the above-mentioned crushing Cr occurs.
  • control unit 92 may determine that the cause of the disappearance of the pattern of the blood vessel Ve in the sensing result obtained in the later sensing is not due to the movement of the finger Fi from the earlier sensing result, using a concept similar to that described with reference to FIG. 8. Conversely, if the finger Fi has moved, and the pattern of blood vessels Ve in the finger Fi that was generated in the previous sensing result is generated at a position corresponding to the finger Fi after the movement, it is deemed that there is no excessive pressure from the finger Fi toward the sensor unit 10.
  • step S7 determines that there is excessive pressure from the finger Fi towards the sensor unit 10 (step S7; Yes)
  • the detection device 100 performs a pressure response operation (step S8).
  • the control unit 92 turns on the notification unit 94.
  • the notification unit 94 it is possible to notify a person who can see the notification unit 94, such as a user who is pressing the finger Fi against the sensor unit 10, that excessive pressure from the finger Fi is occurring towards the sensor unit 10.
  • the notification unit 94 functions as a component for notifying that excessive pressure from the finger Fi is occurring towards the sensor unit 10.
  • step S8 After the processing of step S8 or in the processing of step S7, if it is determined that there is no excessive pressure from the finger Fi toward the sensor unit 10 (step S7; No), the processing proceeds to step S1.
  • step S2 can be omitted. That is, after the processing of step S1, the process may automatically proceed to the processing of step S3.
  • the control unit 92 may determine that the finger Fi has been detected when the pattern of the blood vessel Ve is obtained in the processing of step S4 (step S4; Yes). That is, the processing of step S4 may also serve as the processing of step S2.
  • the lighting of the notification unit 94 is not limited to the processing of step S8.
  • the notification unit 94 may be configured to light up in the first pattern when the pattern of the blood vessel Ve is obtained in the processing of step S4 (step S4; Yes), and to light up in the second pattern when the processing of step S8 is performed.
  • the first pattern indicates that the pattern of the blood vessel Ve has been obtained normally.
  • the second pattern indicates that the pressing force from the finger Fi to the sensor unit 10 side is too strong.
  • the first pattern and the second pattern are different lighting patterns, but how they are made different is arbitrary.
  • the color of the light source that is turned on in the first pattern may be different from the color of the light source that is turned on in the second pattern.
  • the lighting state according to the first pattern and the lighting state according to the second pattern may be different.
  • the light source continues to light up in the first pattern, and the light source repeatedly flashes in the second pattern.
  • the detection device includes a sensor unit (sensor unit 10) having a plurality of optical sensors (photodiodes PD) arranged two-dimensionally, and an acquisition unit (control unit 92) that acquires the pattern of blood vessels (blood vessels Ve) of a human finger (finger Fi) contained in the light and dark pattern detected by the sensor unit, and the acquisition unit acquires information regarding the pressure from the finger toward the sensor unit based on the light and dark pattern. Therefore, according to the embodiment, the pressure can be detected based on the light and dark pattern without providing a dedicated pressure sensor for detecting the pressure.
  • the acquisition unit determines that the pressure from the finger (finger Fi) has increased during acquisition of the multiple light and dark patterns. This makes it possible to detect whether the pressure has increased based on whether the size of the dark areas included in the light and dark patterns has increased.
  • the acquisition unit determines that the pressure from the finger (finger Fi) was too strong when the relatively later light and dark pattern was obtained. This makes it possible to detect that the pressure is too strong based on the blood vessel pattern contained in the light and dark patterns.
  • the detection device also includes a notification unit (notification unit 94) that notifies the user of the pressure from the finger (finger Fi) to the sensor unit (sensor unit 10). This makes it possible to notify information about the pressure to a person who can receive a notification from the notification unit, such as a user who is pressing the finger (finger Fi) against the sensor unit.
  • a notification unit notification unit 94
  • the device also has a light source (second light source 62) that is disposed opposite the surface on which the multiple optical sensors (photodiodes PD) are arranged and emits light that includes at least one of visible light and infrared light. This makes it easier and more reliable for the finger (finger Fi) to create dark areas on the surface.
  • a light source (second light source 62) that is disposed opposite the surface on which the multiple optical sensors (photodiodes PD) are arranged and emits light that includes at least one of visible light and infrared light. This makes it easier and more reliable for the finger (finger Fi) to create dark areas on the surface.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the main configuration of a detection device 100A according to a modified example.
  • the detection device 100A further includes an operating unit 96.
  • the operating unit 96 is provided so as to be switchable between a state in which it protrudes toward the finger Fi and a state in which it does not protrude toward the finger Fi, based on the closest position of the finger Fi to the sensor unit 10.
  • the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" is, for example, the position BL of the surface of the louver 99 on the finger Fi side.
  • the finger Fi when the finger Fi abuts against the surface of the louver 99 on the finger Fi side, the finger Fi is considered to be closest to the sensor unit 10.
  • the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" is the surface on which the multiple photodiodes PD are provided in the sensor unit 10, i.e., the surface of the detection area.
  • the operating unit 96 drives the operating unit to push up the finger Fi.
  • the pressing force of the finger Fi is too high, it is, for example, the case of pattern 5 described with reference to FIG. 7, and in such a case, the pressing force of the finger Fi is deemed to be too high (above a predetermined value).
  • which part of the eccentric cam is on the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" side changes depending on the rotation angle of the rotation shaft.
  • the operating unit 96 is arranged so that both a rotation angle of the rotation shaft at which a part of the outer circumferential surface of the eccentric cam protrudes toward the finger Fi from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" and a rotation angle of the rotation shaft at which the eccentric cam does not protrude toward the finger Fi from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" are generated.
  • this example is merely one example of a specific configuration of the operating unit 96 and is not limited to this.
  • the operating unit 96 may be an operating mechanism that is configured to be able to switch between protruding and not protruding toward the finger Fi from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" by linear motion of an actuator.
  • the operating unit 96 only needs to be configured to be able to switch between protruding and not protruding toward the finger Fi based on the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10", and the specific configuration is not limited to this.
  • the operating unit 96 operates to protrude toward the finger Fi from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" when the pressing force from the finger Fi is deemed to be too strong.
  • the control unit 92 operates the operating unit 96 to protrude toward the finger Fi from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10".
  • the finger Fi is placed in a state in which it receives a biasing force from the operating unit 96 in a direction away from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10".
  • the operation of the operating unit 96 is intended to suggest to the user of the finger Fi through the tactile contact with the operating unit 96 that the pressing force toward the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10" is to be reduced.
  • the user of the finger Fi can easily realize that the pressing force applied from the finger Fi to the sensor unit 10 side is too strong.
  • step S7 determines that there is no excessive pressure from the finger Fi towards the sensor unit 10 (step S7; No)
  • the control unit 92 operates the operating unit 96 so that it does not protrude towards the finger Fi from the "closest position of the finger Fi to the sensor unit 10". This makes it easier for the user of the finger Fi to realize that the state in which the pressure applied from the finger Fi towards the sensor unit 10 is too strong has been resolved.
  • lighting control of the notification unit 94 may also be performed as in the embodiment.
  • the modified example is the same as the embodiment.
  • an operating unit (operating unit 96) is provided adjacent to the sensor unit (sensor unit 10) and is switchable between a state in which it protrudes toward the finger and a state in which it does not protrude toward the finger in response to the pressure from the finger toward the sensor unit, based on the closest position (position BL) of the finger (finger Fi) to the sensor unit. This allows output according to the pressure to be generated via the operating unit.
  • the operating unit (operating unit 96) also protrudes toward the finger when the pressure from the finger (finger Fi) is deemed to be too strong. This allows the operating unit to indicate to the user, who is pressing the finger (finger Fi) against the sensor unit (sensor unit 10), that the pressure is too strong, through the feeler sensations that the operating unit creates on the finger.
  • the configuration that functions as the notification unit is not limited to the notification unit 94 and the operation unit 96, and the specific configuration can be changed as appropriate.
  • a voice output device including a speaker that notifies the user by voice that the pressing force is too strong, an amplifier, and a storage device that stores voice data may be used as the notification unit.
  • a display device that provides notifications by outputting images, such as images including text information, a display driver circuit, and a storage device that stores image data output by the display may be used as the notification unit.
  • Reference Signs List 1 sensor module 5: light source unit 10: sensor unit 62: second light source 92: control unit 94: notification unit 96: operation unit 100, 100A: detection device Fi: finger Ve: blood vessel

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

検出装置は、二次元的に配置された複数の光センサを有するセンサ部と、センサ部によって検出された光の明暗パターンに含まれるヒトの指の血管のパターンを取得する取得部と、を備え、取得部は、明暗パターンに基づいて指からセンサ部に向かう押圧力に関する情報を取得する。

Description

検出装置
　本開示は、検出装置に関する。
　ヒトの指を光センサに押し付けた状態で光センサによって光を検出することで、指の血管を検出する仕組みが知られている（例えば特許文献１）。
特開２００４－２６５２６９号公報
　指の血管の検出では、光センサに対する指からの押圧力が強すぎると、血管の像が薄れてしまうことが知られている。このため、光センサに対する指からの押圧力が強すぎる場合、そのことを検出して光センサに指を押し付けているユーザにフィードバックすることが望ましい。しかしながら、従来の構成でそのようなフィードバックを実現するためには、まず光センサに対する指からの押圧力を検出するために専用の圧力センサを設ける必要があり、部品増加及びコスト増を招くという問題があった。
　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、専用の圧力センサを設けることなく指からの押圧力に関する情報を取得可能な検出装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様による検出装置は、二次元的に配置された複数の光センサを有するセンサ部と、前記センサ部によって検出された光の明暗パターンに含まれるヒトの指の血管のパターンを取得する取得部と、前記取得部は、前記明暗パターンに基づいて前記指から前記センサ部に向かう押圧力に関する情報を取得する。
図１は、検出装置の主要構成例を示すブロック図である。 図２は、センサモジュール、光源部及びその周辺の構成と、センサモジュールによる被検出対象である指の血管と、の位置関係を示す概略図である。 図３は、センサモジュール及び光源部ならびにこれらに接続される構成の一例を示す平面図である。 図４は、図３に示す構成のより詳細な機能構成例を示すブロック図である。 図５は、センサモジュールを示す回路図である。 図６は、複数の部分検出領域を示す回路図である。 図７は、指からセンサ部へ与えられる押圧の度合いと、センサ部によるセンシング結果と、の関係を示す概略図である。 図８は、センシング結果において暗部が占める範囲の変化が移動に該当する場合を示す概略図である。 図９は、センシング結果において暗部が占める範囲の変化が拡大に該当する場合を示す概略図である。 図１０は、指からセンサ部に向かう押圧力が強すぎることの判定及び報知を含む検出装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、変形例に係る検出装置の主要構成例を示すブロック図である。 図１２は、変形例に係る検出装置におけるセンサモジュール、光源部、動作部及びその周辺の構成と、センサモジュールによる被検出対象である指の血管と、の位置関係を示す概略図である。
　以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
（実施形態）
　図１は、実施形態に係る検出装置１００の主要構成例を示すブロック図である。検出装置１００は、センサモジュール１、光源部５、ＡＦＥ９１、制御部９２、記憶部９３、報知部９４及び通信部９５を備える。センサモジュール１は、光を検出可能に設けられる。光源部５は、センサモジュール１で検出可能な波長の光を発する光源である。なお、符号９１のＡＦＥとは、アナログフロントエンド（Ａｎａｌｏｇ　Ｆｒｏｎｔ　Ｅｎｄ）を示す。
　図２は、センサモジュール１、光源部５及びその周辺の構成と、センサモジュール１による被検出対象である指Ｆｉの血管Ｖｅと、の位置関係を示す概略図である。図２に示すように、光源部５は、例えば第１光源基材５１と第２光源基材５２とを有する。図２に示す光源部５の具体的構成例はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、例えば第１光源基材５１又は第２光源基材５２の一方と、当該一方に設けられる光源と、を有していてもよいし、３以上の光源基材と、係る光源基材に設けられる光源と、を有していてもよい。
　センサモジュール１のセンサ部１０は、指Ｆｉを挟んで光源部５と対向する。光源部５に設けられた光源（例えば、後述する第１光源６１、第２光源６２）からの光は、一部が指Ｆｉ及び指Ｆｉ内の血管Ｖｅによって遮蔽、吸収されるが、遮蔽及び吸収されなかった光がセンサ部１０に設けられたフォトダイオードＰＤによって検出される。ここで、血管Ｖｅと、指Ｆｉのうち血管Ｖｅ以外の部分と、の間には、光の遮蔽、吸収の度合いに差がある。係る差が、血管Ｖｅと、指Ｆｉのうち血管Ｖｅ以外の部分と、の間にコントラストを生じさせる。検出装置１００は、係るコントラストをセンサモジュール１による光の検出で可視化することで、血管Ｖｅのパターン検出を可能としている。
　なお、図２に示す例では、センサモジュール１と指Ｆｉとの間にルーバー９９が設けられている。ルーバー９９は、例えば指Ｆｉとセンサ部１０との対向方向に貫通する複数の導光孔が設けられた遮光部材であり、指Ｆｉとセンサ部１０との間を通る光の進行方向を指Ｆｉとセンサ部１０との対向方向に限定するように作用する。
　また、図２に示す例では、光源部５は、指Ｆｉを挟んでセンサ部１０の反対側で、遮光部材９８によって支持されている。遮光部材９８は、光源部５から発せられる光以外の光がセンサ部１０に入射しないようセンサ部１０の検出面を覆うカバー状の部材である。光源部５は、遮光部材９８のセンサ部１０側（一面側）に設けられる。また、図２に示す例では、報知部９４が遮光部材９８に設けられている。報知部９４は、遮光部材９８の他面側に設けられる。光源部５とセンサ部１０との間に指Ｆｉをさし入れるユーザからは、遮光部材９８上に報知部９４が設けられているように見える。
　以下、センサモジュール１及び光源部５について、図３から図６を参照して説明する。
　図３は、センサモジュール１及び光源部５ならびにこれらに接続される構成の一例を示す平面図である。図３に示すように、センサモジュール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、ＡＦＥ９１と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、第１光源基材５１と、第２光源基材５２と、少なくとも１つの第１光源６１と、少なくとも１つの第２光源６２と、を有する。なお、実施形態では、光源として複数種類の光源（第１光源６１と第２光源６２）を例示しているが、光源は１種類であってもよい。
　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、ＡＦＥ９１が設けられている。制御基板１２１には、制御回路１２２及び電源回路１２３が設けられている。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）である。制御回路１２２は、センサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。また、制御回路１２２は、第１光源６１及び第２光源６２に制御信号を供給して、第１光源６１及び第２光源６２の点灯又は非点灯を制御する。電源回路１２３は、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図６参照）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、ＡＦＥ９１の制御下で、電源電圧を第１光源６１及び第２光源６２に供給する。
　センサ基材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が有する複数のフォトダイオードＰＤ（図６参照）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、フォトダイオードＰＤと重ならない領域である。
　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ＡＦＥ９１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Ｌ６１（図３８参照）及び第２光Ｌ６２（図３１等参照）を出射する。第１光Ｌ６１と第２光Ｌ６２は、それぞれ異なる発光極大波長を有する。発光極大波長とは、第１光Ｌ６１及び第２光Ｌ６２のそれぞれの波長と発光強度との関係を示す発光スペクトルにおいて、最大の発光強度を示す波長である。以後、単に波長の数値を記載した場合、想定された発光極大波長を示すものとする。
　第１光源６１から出射された第１光Ｌ６１は、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Ｌ６２は、主に指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。生体に関する情報とは、例えば、指Ｆｇや掌の脈波、脈拍、血管像等である。
　一例として、第１光Ｌ６１は、５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長を有し、第２光Ｌ６２は、７８０ｎｍ以上９００ｎｍ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Ｌ６１は、青色又は緑色の可視光であり、第２光Ｌ６２は、赤外線である。センサ部１０は、第１光源６１から出射された第１光Ｌ６１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Ｌ６２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Ｌ６１は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の波長を有し、第２光Ｌ６２は、７８０ｎｍ以上９００ｎｍ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Ｌ６１及び第２光源６２から出射された第２光Ｌ６２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、血中酸素飽和度を検出することができる。このように、検出装置１００は、第１光源６１及び複数の第２光源６２を有しているので、第１光Ｌ６１に基づいた検出と、第２光Ｌ６２に基づいた検出とを行うことで、種々の生体に関する情報を検出することができる。
　なお、図３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。また、第１光源６１又は第２光源６２の一方が設けられていてもよい。ただし、実施形態のように指Ｆｉの血管Ｖｅのパターンを取得することが想定される場合、赤外線を含む光を発する光源が設けられていることが望ましい。また、係る赤外線は、より可視光に近い波長の赤外線、いわゆる近赤外線であることがより望ましい。
　図４は、図３に示す構成のより詳細な機能構成例を示すブロック図である。図４に示すように、センサモジュール１は、さらに検出制御部１１と検出部４０を有する。検出制御部１１の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。また、検出部４０のうち、ＡＦＥ９１以外の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。
　センサ部１０は、光電変換素子であるフォトダイオードＰＤを有する光センサである。センサ部１０が有するフォトダイオードＰＤは、照射される光に応じた電気信号を信号線選択回路１６へ出力する。信号線選択回路１６は検出制御部１１からの選択信号ＡＳＷに従い順次信号線ＳＧＬを選択する。これによって、当該電気信号は、検出信号Ｖｄｅｔとして検出部４０へ出力される。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５参照）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５参照）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ＡＦＥ９１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、ＡＦＥ９１と、信号処理部４４と、記憶部９３と、検出タイミング制御部４７と、出力処理部５０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、ＡＦＥ９１と、信号処理部４４と、が同期して動作するように制御する。
　ＡＦＥ９１は、例えば、検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
　信号処理部４４は、ＡＦＥ９１の出力信号に基づいて、センサ部１０に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指Ｆｇが検出領域ＡＡに接触又は近接した場合に、ＡＦＥ９１からの信号に基づいて指Ｆｇや掌の表面の凹凸を検出できる。また、信号処理部４４は、ＡＦＥ９１からの信号に基づいて生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、指Ｆｇや掌の血管像、脈波、脈拍、血中酸素飽和度等である。
　ヒトの血中酸素飽和度を取得する場合、例えば、第１光Ｌ６１として６６０ｎｍ（この範囲は５００ｎｍ～７００ｎｍ）が採用され、第２光Ｌ６２として約８５０ｎｍ（この範囲は８００ｎｍ～９３０ｎｍ）が採用される。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Ｌ６１、第２光Ｌ６２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フォトダイオード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Ｌ６１と第２光Ｌ６２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。
　また、信号処理部４４は、複数のフォトダイオードＰＤにより同時に検出された検出信号Ｖｄｅｔ（生体に関する情報）を取得し、これらを平均化する処理を実行してもよい。この場合、検出部４０は、ノイズや、指Ｆｇ等の被検出体とセンサ部１０との相対的な位置ずれに起因する測定誤差を抑制して、安定した検出が可能となる。
　記憶部９３は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶部９３は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、レジスタ回路等であってもよい。
　出力処理部５０は、複数のフォトダイオードＰＤからの出力に基づいた処理を行う処理部として機能する。具体的には、実施形態の出力処理部５０は、少なくとも、信号処理部４４を経て取得された検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、少なくとも脈波データを含むセンサ出力Ｖｏを出力する。実施形態では、後述する各フォトダイオードＰＤの検出信号Ｖｄｅｔの出力の変化（振幅）を示すデータを信号処理部４４が出力し、どの出力がセンサ出力Ｖｏに採用されるかを出力処理部５０が決定するが、この両方を信号処理部４４又は出力処理部５０が行うようにしてもよい。
　尚、脈波等の検出装置を人体に装着すると、呼吸や姿勢の変化、人体の運動等に伴うノイズも検出されるため、信号処理部４４は、必要に応じてノイズフィルタを設けてもよい。呼吸や姿勢の変化によって生じるノイズの周波数成分は例えば１Ｈｚ以下とされ、脈波の持つ周波数成分よりも十分に低い周波数であるため、ノイズフィルタとしてバンドパスフィルタを用いることで除去することができる。バンドパスフィルタは、例えば検出信号増幅部４２に設けることができる。人体の運動等によって生じるノイズの周波数成分は例えば数Ｈｚ～１００Ｈｚ程度とされ脈波の持つ周波数成分と重なる場合がある。しかし、この場合の周波数は一定の周波数ではなく周波数のゆらぎを有するため、ゆらぎ成分を有する周波数に対して除去を行うノイズフィルタを用いる。ゆらぎ成分を有する周波数を除去する方法の一例（第１のゆらぎ成分除去方法）として、脈波は人体の測定場所によってピーク値のタイムラグが生じるという性質を利用してもよい。すなわち、脈波は人体の測定箇所によってタイムラグが生じ、人体の運動等によって生じるノイズはタイムラグが生じないか、あるいは脈波に比べてタイムラグが小さい。従って、少なくとも２点の異なる場所において脈波を測定し、異なる複数の場所で測定されたピーク値が所定時間以内であればノイズとして除去する。この場合においても、ノイズによる波形と脈波による波形が偶然重なる場合が考えられるが、この場合は異なる複数の場所の一方の場所のみで２つの波形が重なることになるため、ノイズによる波形と脈波による波形の判別が可能となる。この処理は、例えば信号処理部４４にて実施することができる。ゆらぎ成分を有する周波数を除去する方法の他の一例（第２のゆらぎ成分除去方法）として、信号処理部４４にて位相が異なる周波数成分を除去する。この場合、例えば短時間フーリエ変換を行い、ゆらぎ成分を除去し、逆フーリエ変換を行ってもよい。更に、商用周波数電源（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）もノイズ源となるが、この場合も人体の運動等によって生じるノイズと同様に異なる複数の場所で測定されたピーク値のタイムラグが生じないか脈波によるタイムラグよりも小さい。このため、上記の第１のゆらぎ成分除去方法と同様の方法にてノイズ除去が可能である。あるいは、検出器の検出面と反対側の面にシールドを設けることで商用周波数電源によって生じるノイズを除去してもよい。
　次に、センサ部１０の回路構成例について説明する。図５は、センサ部１０を示す回路図である。図６は、複数の部分検出領域を示す回路図である。なお、図６では、ＡＦＥ９１の回路構成も併せて示している。
　図５に示すように、センサ部１０は、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれフォトダイオードＰＤが設けられている。
　ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。また、図５では説明を分かりやすくするために、８本のゲート線ＧＣＬを示しているが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、Ｍ本（Ｍは８以上、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。
　信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡのフォトダイオードＰＤに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。
　また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、センサの解像度は例えば５０８ｄｐｉ（ｄｏｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）とされ、セル数は２５２×２５６とされる。また、図５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。また、１つのセンサの実質的な面積は例えば実質５０×５０μｍ２とされ、検出領域ＡＡの面積は例えば１２．６×１２．８ｍｍ２とされる。
　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３参照）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を同時に選択してもよい。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を含むグループ領域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。以下、グループ領域ＰＡＧ１，ＰＡＧ２のようにそれぞれ異なるグループ領域の各々の位置を特に区別しない場合、グループ領域ＰＡＧと記載する。
　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ＡＦＥ９１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３参照）は、選択信号ＡＳＷを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、センサモジュール１は、ＡＦＥ９１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ＡＦＥ９１に接続してもよい。具体的には、制御回路１２２（図３参照）は、選択信号ＡＳＷを同時に選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて複数の信号線ＳＧＬ（例えば６本の信号線ＳＧＬ）を選択し、複数の信号線ＳＧＬとＡＦＥ９１とを接続する。これにより、各グループ領域ＰＡＧで検出された信号がＡＦＥ９１に出力される。この場合、グループ領域ＰＡＧ単位で複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）からの信号が統合されてＡＦＥ９１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、グループ領域ＰＡＧごとに検出を行うことで、１回の検出で得られる検出信号Ｖｄｅｔの強度が向上するのでセンサ感度を向上させることができる。また、検出に要する時間を短縮することができる。このため、センサモジュール１は、検出を短時間で繰り返し実行することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、又、脈波等の生体に関する情報の時間的な変化を精度よく検出することができる。
　図５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６参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
　図６に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、フォトダイオードＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。図６では、複数のゲート線ＧＣＬのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのゲート線ＧＣＬ（ｍ）、ＧＣＬ（ｍ＋１）を示す。また、複数の信号線ＳＧＬのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つの信号線ＳＧＬ（ｎ）、ＳＧＬ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１スイッチング素子Ｔｒは、フォトダイオードＰＤに対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されている。
　第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、フォトダイオードＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
　フォトダイオードＰＤ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、フォトダイオードＰＤには光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。第１スイッチング素子Ｔｒがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第３スイッチング素子ＴｒＳを介してＡＦＥ９１に接続される。これにより、センサモジュール１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又はグループ領域ＰＡＧ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。
　ＡＦＥ９１は、読み出し期間Ｐｄｅｔ（図７参照）にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。ＡＦＥ９１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７参照）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。
　図１に示すＡＦＥ９１は、少なくともＡ／Ｄ変換部４３として機能し、センサ部１０からの出力によるアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部９２へ出力する。実施形態のように、ＡＦＥ９１は、さらに検出信号増幅部４２として機能してもよい。当該デジタル信号は、制御部９２が備える演算回路であって信号処理部４４として機能する回路で解釈可能な信号である。また、ＡＦＥ９１は、制御部９２の制御下で、第１光源６１及び第２光源６２の点灯を制御するための信号を出力する。図３から図６を参照して説明した形態が適用される場合の実施形態の制御部９２は、信号処理部４４、検出タイミング制御部４７及び出力処理部５０を含む。
　制御部９２は、指Ｆｉが検知されたことの判定、血管Ｖｅのパターンを取得する処理等、ヒトの指の血管パターンの検出に係る複数の処理を行う。また、制御部９２は、指Ｆｉからセンサ部１０へ与えられる押圧の度合いに係る判定を行い、係る判定に基づいて報知部９４を制御する。
　ＡＦＥ９１及び制御部９２はそれぞれ、上述した機能を実現するために実装された１以上の回路を有する。係る回路は、複数の機能が統合された回路であってもいいし、機能ごとに個別に設けられた回路であってもよい。
　報知部９４は、指Ｆｉからセンサ部１０へ与えられる押圧の度合いに係る判定の結果に対応して点灯又は消灯する光源を有する。当該光源は、例えばＬＥＤ又はＯＬＥＤであるが、これに限られるものでなく、同様に機能する他の具体的構成であってもよい。係る判定及び報知部９４の動作の詳細については後述する。
　通信部９５は、外部の機器との通信に係る処理を行う。通信部９５は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）として機能するための回路を有し、予め定められたプロトコルに従って外部の機器との通信に係る処理を行う。なお、係る通信で利用される通信経路は、有線、無線又は有線と無線の混在した回線経路のいずれであってもよく、その一部にインターネット等の公衆通信網を含んでいてもよい。
　実施形態では、制御部９２、記憶部９３及び通信部９５は、制御回路１２２に統合されているが、その具体的な実装形態は任意である。例えば、制御部９２、記憶部９３及び通信部９５の一部又は全部が独立した回路として設けられていてもよい。
　次に、指Ｆｉからセンサ部１０へ与えられる押圧の度合いについて、図７を参照して説明する。
　図７は、指Ｆｉからセンサ部１０へ与えられる押圧の度合いと、センサモジュール１によるセンシング結果と、の関係を示す概略図である。ここでいうセンシング結果とは、検出領域に配置された複数のフォトダイオードＰＤが個別に光を検出することで得られる検出領域の明暗パターンをさす。また、血管Ｖｅは、静脈であることが想定されるが、動脈であってもよい。
　実施形態のセンサモジュール１は、ルーバー９９に被検出体（指Ｆｉ）が当接していない状態であっても、指Ｆｉとの距離によっては指Ｆｉ内の血管Ｖｅを識別可能である。具体的には、図７の「パターン１」で示すように、ルーバー９９と指Ｆｉとの距離が距離Ｄ１である場合には、指Ｆｉに対応した光の影、すなわち、センシング結果内の暗部が生じていないセンシング結果Ｓｄ１が得られている。なお、「パターン１」で示すように、ルーバー９９の存在は、実質的にセンシング結果に影を生じさせない。
　以下、単に暗部と記載した場合、光源部５からセンサ部１０に向かって発せられた光が指Ｆｉに遮られることによって生じた影がセンシング結果に生じさせた暗部をさす。言い換えれば、センシング結果における暗部の周囲にある白い範囲は、光源部５からセンサ部１０に向かって発せられた光がほぼそのまま検出されたことによる明部である。従って、センシング結果は、明部のみの状態、暗部のみの状態又は明部と暗部が混在した状態のいずれかになる明暗パターンを示すものといえる。
　上述した「パターン１」に対し、「パターン２」で示すように、ルーバー９９と指Ｆｉとの距離が距離Ｄ１よりも短い距離Ｄ２である場合には、指Ｆｉに対応した暗部が生じているセンシング結果Ｓｄ２が得られている。さらに、「パターン３」で示すように、ルーバー９９と指Ｆｉとの距離が距離Ｄ２よりも短い距離Ｄ３である場合には、指Ｆｉに対応した暗部及び当該暗部内における血管Ｖｅのパターンが生じているセンシング結果Ｓｄ３が得られている。センシング結果Ｓｄ３における血管Ｖｅのパターンは、例えば領域Ｆａ１内で確認できる。
　また、図７の「パターン４」で示すように、指Ｆｉとルーバー９９とが当接することで、センシング結果Ｓｄ３に比して指Ｆｉに対応した暗部がより濃くなったセンシング結果Ｓｄ４が得られている。センシング結果Ｓｄ４における血管Ｖｅのパターンは、例えば領域Ｆａ２内で確認できる。
　一方、指Ｆｉとルーバー９９とが当接する場合であって、かつ、指Ｆｉをセンサ部１０側に押し付ける押圧力が強すぎるとき、このような強すぎる押圧力によって指Ｆｉ内の血管Ｖｅの一部が押しつぶされてしまうことがある。このようにして押しつぶされた血管Ｖｅは、センシング結果に像として現れにくくなる。例えば、図７の「パターン５」で示すように、指Ｆｉがルーバー９９に強く押し付けられることで、血管Ｖｅに潰れＣｒが生じている。潰れＣｒが生じた部位には血液が流れないか又は流れにくくなる。このため、センシング結果Ｓｄ５の領域Ｆａ３では、領域Ｆａ１，Ｆａ２に比して血管Ｖｅの像が識別困難になっている。
　なお、図７の「パターン１」から「パターン５」までを、指Ｆｉとルーバー９９とが離隔した状態から、指Ｆｉがルーバー９９に押し付けられる状態までの遷移の例とみることもできる。このようにみた場合、センシング結果は、センシング結果Ｓｄ１，Ｓｄ２，Ｓｄ３，Ｓｄ４，Ｓｄ５のように遷移し、遷移に応じてセンシング結果に含まれる暗部が次第に拡大している。
　なお、センシング結果において暗部が占める範囲の変化には、上述した拡大の他に、指Ｆｉの位置ぶれ等に応じた移動がありうる。センシング結果において暗部が占める範囲の変化が移動に該当するのか拡大に該当するのかは、遷移前後のセンシング結果の比較に基づいて識別できる。
　図８は、センシング結果において暗部が占める範囲の変化が移動に該当する場合を示す概略図である。図８及び後述する図９では、実施タイミングが異なる２回のセンシング結果のうち、相対的に前のタイミングに実施されたセンシングによるセンシング結果に含まれる暗部を暗部Ｓｉ１としている。また、図８では、相対的に後のタイミングに実施されたセンシングによるセンシング結果に含まれる暗部を暗部Ｓｉ２としている。
　図８に示す暗部Ｓｉ１と暗部Ｓｉ２とでは、第１方向Ｄｘの位置が異なっている。図８及び後述する図９では、センシング結果における暗部が占める範囲の変化を示す目的で、第１方向Ｄｘにおける暗部の有無の相違をグラフで示している。当該グラフは、第１方向Ｄｘの座標（ｘ座標）を横軸とし、ＡＦＥ９１がセンサモジュール１から取得するセンシング結果の出力を縦軸で示している。当該グラフでは、判定位置Ｃｓにおいて、相対的に後のセンシング結果で暗部が増加している場合にプラス出力として扱われ、相対的に後のセンシング結果で暗部が減少している場合に縦方向でマイナス出力として扱われる。
　図８に示す暗部Ｓｉ１と暗部Ｓｉ２とを比較すると、ｘ座標の一方側の範囲Ｄｂでマイナス出力が生じ、ｘ座標の他方側の範囲Ｄａでプラス出力が生じている。ここで、範囲Ｄｂと範囲Ｄａとはほぼ同一である。従って、センシング結果の出力全体で見た場合、当該マイナス出力と当該プラス出力との差し引きによって、暗部Ｓｉ１を含む相対的に前のセンシング出力と暗部Ｓｉ２を含む相対的に後のセンシング出力と、は暗部が占める範囲の大きさが実質的に同一である。このように、暗部が占める範囲の大きさが変わらない場合、センシング結果における暗部の変化は、指Ｆｉの移動によるものであるとみなされる。
　従って、ある１タイミングのセンシング結果を「１フレーム」のセンシング結果であるものとすると、異なる２以上の複数タイミングのうち相対的に前のフレームのセンシング結果に現れた暗部に比して、相対的に後のフレームのセンシング結果に現れた暗部がより大きい場合、当該暗部を生じさせる被検出物（例えば、指Ｆｉ）からセンサ部１０の検出領域側に向かう押圧力が当該複数タイミング間に増加したものとみなせる。特に、当該暗部に血管Ｖｅのパターンが含まれる場合、係る被検出物は、指Ｆｉであるとみなせる。
　図９は、センシング結果において暗部が占める範囲の変化が拡大に該当する場合を示す概略図である。図９では、相対的に後のタイミングに実施されたセンシングによるセンシング結果に含まれる暗部を暗部Ｓｉ３としている。
　図９に示す暗部Ｓｉ１と暗部Ｓｉ３とを比較すると、ｘ座標の一方側の範囲Ｄｃ及びｘ座標の他方側の範囲Ｄｄでプラス出力が生じている。従って、センシング結果の出力全体で見た場合、暗部Ｓｉ３を含む相対的に後のセンシング出力では、暗部Ｓｉ１を含む相対的に前のセンシング出力に比して、暗部が占める範囲が拡大している。このように、暗部が占める範囲の大きさが変化した場合、センシング結果における暗部の変化は、指Ｆｉとセンサ部１０との相対的な距離の変化（近距離化）又は指Ｆｉからセンサ部１０側に向かう押圧力の増加によるものとみなされる。
　なお、逆に、図９に示す暗部Ｓｉ３が相対的に前のセンシング結果であり、暗部Ｓｉ１が相対的に後のセンシング結果であるとすると、センシング結果における暗部の変化、すなわち、暗部の縮小は、指Ｆｉとセンサ部１０との相対的な距離の変化（遠距離化）又は指Ｆｉからセンサ部１０側に向かう押圧力の減少によるものとみなされる。
　実施形態では、図７を参照して説明した潰れＣｒのような、センシング結果に含まれる暗部における血管Ｖｅのパターンのつぶれの発生に基づいて、指Ｆｉからセンサ部１０に向かう押圧力が強すぎることの判定及び報知を行える。係る判定及び報知に際して、図８及び図９を参照して説明した押圧力の増加の識別をさらに利用してもよい。
　図１０は、指Ｆｉからセンサ部１０に向かう押圧力が強すぎることの判定及び報知を含む検出装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。まず、センシングが行われる（ステップＳ１）。具体的には、センサモジュール１のフォトダイオードＰＤが動作し、光源部５から発せられてフォトダイオードＰＤによって検出された光の強さに応じた出力が生じる。当該出力は、ＡＦＥ９１及び制御部９２による処理を経て、図７及び図８を参照して説明したようなセンシング結果として解釈可能なデータになる。
　制御部９２は、ステップＳ１の処理によるセンシングで指が検知されたかを判定する（ステップＳ２）。具体的には、制御部９２は、ステップＳ１の処理によって得られたセンシング結果に、指Ｆｉによって生じたと判定できる暗部が含まれるかを判定する判定処理を行う。係る判定処理は、例えば、暗部が生じているか、暗部が生じている場合にセンシング結果全体に対する暗部の割合が指Ｆｉによる暗部と解釈可能な程度の適当な割合であるか、暗部が生じている場合に当該暗部の形状が指Ｆｉによる暗部と解釈可能な形状であるか、等の複数の判定を含むが、その具体的な内容については適宜変更可能である。また、センシング結果全体に対する暗部の割合については、事前の試験等に基づいて、指Ｆｉによる暗部と解釈可能な程度の適当な割合とみなせる割合の範囲が事前に決定されており、制御部９２によって保持されている。また、暗部の形状が指Ｆｉによる暗部と解釈可能な形状であるかについては、例えば事前に用意された指Ｆｉによる暗部のサンプルデータとのパターンマッチング等に基づくが、係るパターンマッチングが採用される場合には当該サンプルデータが制御部９２又は制御部９２から参照可能な記憶装置であって検出装置１００に設けられる記憶装置に保持されている。
　ステップＳ２の処理で指が検知されなかったと判定された場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に移行する。すなわち、再度センシングが行われる。一方、ステップＳ２の処理で指が検知されたと判定された場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御部９２は、ステップＳ１の処理で得られたセンシング結果から血管Ｖｅのパターンを取得する処理を行う（ステップＳ３）。血管Ｖｅのパターンを取得する処理は、例えば指Ｆｉが生じさせた暗部における血管Ｖｅと血管Ｖｅ以外の範囲とのコントラスト、当該コントラストに基づいて血管Ｖｅの可能性があると判定された範囲の形状とのパターンマッチング等に基づくが、その具体的な内容については適宜変更可能である。また、係るパターンマッチングが採用される場合には当該サンプルデータが制御部９２又は制御部９２から参照可能な記憶装置であって検出装置１００に設けられる記憶装置に保持されている。
　ステップＳ３の処理を経て、血管Ｖｅのパターンが得られなかった場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に移行する。一方、ステップＳ３の処理を経て、血管Ｖｅのパターンが得られた場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、制御部９２は、予め定められた処理に目的に応じた十分なデータを得られたか判定する（ステップＳ５）。例えば、予め定められた処理が「血管パターンに基づいた個人認証処理」である場合を想定する。この場合、予め用意された血管パターンとの比較対照が可能な１つ以上の血管ＶｅのパターンがステップＳ３の処理で得られればよい。また、予め定められた処理が「脈拍の測定処理」である場合を想定する。この場合、予め定められた周期で複数回のセンシング結果が得られればよい。これによって、複数の血管Ｖｅのパターンが示す脈動と当該所定周期の時間長との関係から脈拍を算出できる。ここに例示した以外の処理であっても、ステップＳ５の処理の結果は、予め定められた処理の具体的内容に応じる。
　ステップＳ５の処理で予め定められた処理に目的に応じた十分なデータを得られたと判定された場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、検出装置１００による処理は終了する。一方、ステップＳ５の処理で予め定められた処理に目的に応じた十分なデータを得られていないと判定された場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ｎフレーム単位での差分抽出が行われる（ステップＳ６）。具体的には、処理の開始後、ステップＳ６の処理までに既に行われたステップＳ１の処理で得られたセンシング結果のうち、直近のｎ回（ｎは、２以上の自然数）分のセンシング結果を、後述するステップＳ７の処理の対象として抽出する。なお、ステップＳ６の処理までに既に行われたステップＳ１の処理の回数がｎ未満である場合、全てのセンシング結果をステップＳ７の処理の対象として抽出する。
　制御部９２は、指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧があるとみなされるか判定する（ステップＳ７）。具体的には、制御部９２は、ステップＳ６の処理で抽出されたセンシング結果のうち、より後のセンシングで得られたセンシング結果と、それよりも前のセンシング結果と、を比較する。制御部９２は、係る比較の結果、より後のセンシングで得られたセンシング結果が、それよりも前のセンシング結果に比して血管Ｖｅのパターンが不鮮明になる又は消失していた場合、上述した潰れＣｒが生じるほどに指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧があるとみなす。制御部９２は、係るみなし処理において、より後のセンシングで得られたセンシング結果における血管Ｖｅのパターンの消失の原因がそれよりも前のセンシング結果からの指Ｆｉの移動によるものでないことを、図８を参照した説明と同様の考え方で判定するようにしてもよい。逆に言えば、指Ｆｉの移動が生じていた場合には、前のセンシング結果で生じていた指Ｆｉ内における血管Ｖｅのパターンが、移動後の指Ｆｉに対応した位置で生じていれば、指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧は生じていないものとみなされる。
　ステップＳ７の処理で指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧があるとみなされた場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、検出装置１００は、押圧対応動作を行う（ステップＳ８）。具体的には、制御部９２は、報知部９４を点灯させる。報知部９４が点灯することで、指Ｆｉをセンサ部１０側に押し付けているユーザ等、報知部９４を視認可能な者に対して指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧が生じていることを報知できる。すなわち、報知部９４は、点灯することで、指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧が生じていることを報知するための構成として機能する。
　ステップＳ８の処理後又はステップＳ７の処理で指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧がないとみなされた場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、ステップＳ１の処理へ移行する。
　なお、ステップＳ２は省略可能である。すなわち、ステップＳ１の処理後、自動的にステップＳ３の処理に移行するようにしてもよい。また、この場合、制御部９２は、ステップＳ４の処理で血管Ｖｅのパターンが得られた場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）に指Ｆｉが検知されたものとみなしてもよい。すなわち、ステップＳ４の処理が、ステップＳ２の処理を兼ねるようにしてもよい。
　なお、報知部９４の点灯は、ステップＳ８の処理時に限定されるものでない。例えば、ステップＳ４の処理で血管Ｖｅのパターンが得られた場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）に第１パターンで点灯し、ステップＳ８の処理が行われる場合に第２パターンで点灯する構成であってもよい。この場合、第１パターンは、正常に血管Ｖｅのパターンが得られたことを示すものである。また、第２パターンは、指Ｆｉからセンサ部１０側への押圧力が強すぎることを示すものである。第１パターンと第２パターンは異なる点灯パターンであるが、どのように異ならせるかは任意である。例えば、第１パターンで点灯する光源の色と第２パターンで点灯する光源の色とを異ならせてもよい。また、ある光源の点灯パターンとして、第１パターンによる点灯の状態と第２パターンによる点灯の状態とを異ならせてもよい。具体例を挙げると、第１パターンによる点灯では光源が点灯し続け、第２パターンによる点灯では光源が点滅を繰り返す、等である。
　以上、実施形態によれば、検出装置（検出装置１００）は、二次元的に配置された複数の光センサ（フォトダイオードＰＤ）を有するセンサ部（センサ部１０）と、当該センサ部によって検出された光の明暗パターンに含まれるヒトの指（指Ｆｉ）の血管（血管Ｖｅ）のパターンを取得する取得部（制御部９２）と、を備え、当該取得部は、当該明暗パターンに基づいて当該指から当該センサ部に向かう押圧力に関する情報を取得する。従って、実施形態によれば、押圧力の検出のための専用の圧力センサを設けることなく、明暗パターンに基づいて押圧力を検出できる。
　また、取得部（制御部９２）は、例えば図７及び図８を参照して説明したように、異なるタイミングで得られた複数回の明暗パターンのうち相対的に後の明暗パターンにおける暗部が相対的に前の明暗パターンにおける暗部よりも大きい場合、当該複数回の明暗パターンの取得中に指（指Ｆｉ）からの押圧力が強まったとみなす。これによって、明暗パターンに含まれる暗部の大きさの拡大の有無に基づいて、押圧力が強まったかを検出できる。
　また、取得部（制御部９２）は、例えば図７を参照して説明したように、異なるタイミングで得られた複数回の明暗パターンのうち相対的に前の明暗パターンに含まれていた血管のパターンが相対的に後の明暗パターンで不鮮明になるか又は消失していた場合、当該相対的に後の明暗パターンの取得時に指（指Ｆｉ）からの押圧力が強すぎる状態になったとみなす。これによって、明暗パターンに含まれる血管のパターンに基づいて、押圧力が強すぎる状態であることを検出できる。
　また、検出装置（検出装置１００）は、指（指Ｆｉ）からセンサ部（センサ部１０）に向かう押圧力に関する報知を行う報知部（報知部９４）を備える。これによって、当該センサ部に指（指Ｆｉ）を押し付けているユーザ等、当該報知部による報知を受けられる者に対して押圧力に関する情報を報知できる。
　また、複数の光センサ（フォトダイオードＰＤ）が配置された面と対向する位置に設けられて可視光及び赤外線の少なくとも一方を含む光を発する光源（第２光源６２）を有する。これによって、指（指Ｆｉ）が当該面に生じさせる暗部をより確実に発生させやすくなる。
（変形例）
　以下、実施形態の変形例について、図１１及び図１２を参照して説明する。変形例に係る説明では、実施形態と同様の構成については特筆せず、同じ符号を付して説明を省略する。
　図１１は、変形例に係る検出装置１００Ａの主要構成例を示すブロック図である。検出装置１００Ａは、検出装置１００が備える構成に加えて、さらに、動作部９６を備える。
　図１２は、検出装置１００Ａにおけるセンサモジュール１、光源部５、動作部９６及びその周辺の構成と、センサモジュール１による被検出対象である指Ｆｉの血管Ｖｅと、の位置関係を示す概略図である。動作部９６は、センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置を基準として指Ｆｉ側に突出する状態と指Ｆｉ側に突出しない状態とを切替可能に設けられる。ここで、「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」は、例えばルーバー９９の指Ｆｉ側の面の位置ＢＬである。すなわち、ルーバー９９の指Ｆｉ側の面に指Ｆｉが当接する場合に、指Ｆｉがセンサ部１０に最も近接したものとみなされる。なお、ルーバー９９が省略される場合、「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」は、センサ部１０において複数のフォトダイオードＰＤが設けられた面、すなわち、検出領域の面である。
　動作部９６は、指Ｆｉによる押圧力が高すぎる場合、指Ｆｉを押し上げるように動作部を駆動させる。指Ｆｉによる押圧力が高すぎる場合とは、例えば図７を参照して説明したパターン５のような場合であり、このような場合に指Ｆｉによる押圧力が高すぎる（所定値以上である）とみなされる。例えば、回転駆動する電動機と、当該電動機の出力軸に固定されて当該出力軸の回転中心に対する外径が回転角度によって異なるよう設けられた偏心カムと、を有する。当該例による動作部９６では、当該回転軸の回転角度によって、当該偏心カムのどの部分が「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」側になるかが変化する。そして、動作部９６は、当該偏心カムの外周面の一部分が「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」よりも指Ｆｉ側に突出する当該回転軸の回転角度と、偏心カムが「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」から指Ｆｉ側に突出しない当該回転軸の回転角度と、の両方が生じるよう設けられる。なお、当該例はあくまでも動作部９６の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、動作部９６は、アクチュエータの直動によって「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」から指Ｆｉ側への突出の有無を切替可能に設けられた動作機構であってもよい。動作部９６は、「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」を基準として指Ｆｉ側への突出の有無を切替可能に設けられていればよく、その具体的構成については限定されるものでない。
　動作部９６は、指Ｆｉからの押圧力が強すぎる状態になったとみなされたときに「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」よりも指Ｆｉ側に突出するよう動作する。変形例では、図１０を参照して説明したステップＳ８の処理に際して、制御部９２が動作部９６を「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」よりも指Ｆｉ側に突出する状態になるよう動作させる。これによって、指Ｆｉは、「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」から遠ざける方向の付勢力を動作部９６から受ける状態になる。係る動作部９６の動作は、指Ｆｉのユーザに対して、「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」への押圧力を緩和するように動作部９６との触角を介して示唆することを目的としたものである。指Ｆｉのユーザは、「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」から指Ｆｉを押し上げられるような感触を動作部９６から受けることで、指Ｆｉからセンサ部１０側に加える押圧力が強すぎるのだということを察しやすくなる。
　また、変形例では、１回以上ステップＳ８の処理が行われた後に行われたステップＳ７の処理で指Ｆｉからのセンサ部１０側へ向かう過剰な押圧がないとみなされた場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、制御部９２が動作部９６を「センサ部１０に対する指Ｆｉの最近接位置」から指Ｆｉ側に突出しない状態になるよう動作させる。これによって、指Ｆｉのユーザは、指Ｆｉからセンサ部１０側に加える押圧力が強すぎる状態が解消されたのだと察しやすくなる。
　なお、変形例においても、動作部９６の動作制御に限らず、実施形態と同様の報知部９４の点灯制御をさらに実施してもよい。以上、特筆した事項を除いて、変形例は、実施形態と同様である。
　以上、変形例によれば、センサ部（センサ部１０）と隣接して設けられ、当該センサ部に対する指（指Ｆｉ）の最近接位置（位置ＢＬ）を基準として、指から当該センサ部に向かう押圧力に応じて指側に突出する状態と指側に突出しない状態とを切替可能に設けられた動作部（動作部９６）を備える。これによって、動作部を介して押圧力に応じた出力を行える。
　また、動作部（動作部９６）は、指（指Ｆｉ）からの押圧力が強すぎる状態になったとみなされたときに指側に突出する。これによって、指（指Ｆｉ）をセンサ部（センサ部１０）に押し付けるユーザに対して、動作部が指に生じさせる触角を通じて押圧力が強すぎることを示唆できる。
　なお、報知部として機能する構成は、報知部９４や動作部９６に限られるものでなく、その具体的構成については適宜変更可能である。例えば、音声によってユーザに押圧力が強すぎることを報知するスピーカ、アンプ及び音声データを記憶する記憶装置等を備える音声出力装置が報知部として採用されてもよい。また、文字情報を含む画像等、画像出力で報知を行うディスプレイ、ディスプレイドライバ回路及び当該ディスプレイで出力される画像データを記憶する記憶装置等を備える表示装置が報知部として採用されてもよい。
　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　センサモジュール
５　光源部
１０　センサ部
６２　第２光源
９２　制御部
９４　報知部
９６　動作部
１００，１００Ａ　検出装置
Ｆｉ　指
Ｖｅ　血管

Claims (7)

  1. 　二次元的に配置された複数の光センサを有するセンサ部と、
    　前記センサ部によって検出された光の明暗パターンに含まれるヒトの指の血管のパターンを取得する取得部と、を備え、
    　前記取得部は、前記明暗パターンに基づいて前記指から前記センサ部に向かう押圧力に関する情報を取得する、
    　検出装置。
  2. 　前記取得部は、異なるタイミングで得られた複数回の前記明暗パターンのうち相対的に後の明暗パターンにおける暗部が相対的に前の明暗パターンにおける暗部よりも大きい場合、当該複数回の前記明暗パターンの取得中に前記指からの押圧力が強まったとみなす、
    　請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記取得部は、異なるタイミングで得られた複数回の前記明暗パターンのうち相対的に前の明暗パターンに含まれていた血管のパターンが相対的に後の明暗パターンで不鮮明になるか又は消失していた場合、当該相対的に後の明暗パターンの取得時に前記指からの押圧力が強すぎる状態になったとみなす、
    　請求項１又は２に記載の検出装置。
  4. 　前記指から前記センサ部に向かう押圧力に関する報知を行う報知部を備える、
    　請求項１又は２に記載の検出装置。
  5. 　前記複数の光センサが配置された面と対向する位置に設けられて可視光及び赤外線の少なくとも一方を含む光を発する光源を有する、
    　請求項１又は２に記載の検出装置。
  6. 　前記センサ部と隣接して設けられ、前記センサ部に対する前記指の最近接位置を基準として、前記指から前記センサ部に向かう押圧力に応じて前記指側に突出する状態と前記指側に突出しない状態とを切替可能に設けられた動作部を備える、
    　請求項３に記載の検出装置。
  7. 　前記動作部は、前記指からの押圧力が強すぎる状態になったとみなされたときに前記指側に突出する、
    　請求項６に記載の検出装置。
PCT/JP2024/019489 2023-06-29 2024-05-28 検出装置 Ceased WO2025004665A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025529549A JPWO2025004665A1 (ja) 2023-06-29 2024-05-28
US19/431,377 US20260118193A1 (en) 2023-06-29 2025-12-23 Detection device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023107160 2023-06-29
JP2023-107160 2023-06-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US19/431,377 Continuation US20260118193A1 (en) 2023-06-29 2025-12-23 Detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025004665A1 true WO2025004665A1 (ja) 2025-01-02

Family

ID=93938127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/019489 Ceased WO2025004665A1 (ja) 2023-06-29 2024-05-28 検出装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20260118193A1 (ja)
JP (1) JPWO2025004665A1 (ja)
WO (1) WO2025004665A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011525284A (ja) * 2008-06-19 2011-09-15 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 弾性撮像を使用する接触センサ
JP2011191838A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Hitachi Ltd 指静脈認証装置
JP2012098974A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Hitachi Ltd 生体認証装置および方法
US20170316248A1 (en) * 2015-10-23 2017-11-02 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Optical fingerprint sensor with force sensing capability

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011525284A (ja) * 2008-06-19 2011-09-15 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 弾性撮像を使用する接触センサ
JP2011191838A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Hitachi Ltd 指静脈認証装置
JP2012098974A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Hitachi Ltd 生体認証装置および方法
US20170316248A1 (en) * 2015-10-23 2017-11-02 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Optical fingerprint sensor with force sensing capability

Also Published As

Publication number Publication date
US20260118193A1 (en) 2026-04-30
JPWO2025004665A1 (ja) 2025-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102202342B1 (ko) 생물학적 특성을 검출하는 일체형 발광 디스플레이 및 센서
US10713458B2 (en) Integrated light emitting display and sensors for detecting biologic characteristics
US10963671B2 (en) Multifunction fingerprint sensor having optical sensing capability
JP6388604B2 (ja) 被験者のバイタルサイン情報を決定するためのシステム及び方法
US12490912B2 (en) Heart rate detection method, heart rate detection apparatus and electronic device
US20090039241A1 (en) Biometric device and information terminal
JP7253751B2 (ja) 検出装置
US20180098708A1 (en) Human Body Wearable Device and Operation Method Thereof
US8045001B2 (en) Compound-eye imaging device
EP1410755A1 (en) Monitoring apparatus
CN114241528A (zh) 指纹感测装置及其操作方法
KR20050096142A (ko) 인체 인식 방법 및 장치
KR20190025841A (ko) 생물학적 특성을 검출하는 발광기 및 센서
JP2016512445A (ja) バイタルサイン情報の決定に使用する発光エリアを有するマーカー
US20250241550A1 (en) Detection device
JP2009502270A (ja) 少なくとも１つの組織表面部、特に皮膚組織における酸素分圧分布を決定するための方法及び測定システム
US11741745B2 (en) Multicolor illumination in an optical fingerprint sensor for anti-spoofing
WO2025004665A1 (ja) 検出装置
US12417653B2 (en) Detection device
TWI670043B (zh) 具有生醫感測功能之光學指紋感測裝置
US20230011192A1 (en) Detection device
JP2021076946A (ja) 検出装置
JP2005211329A (ja) 眼球運動測定装置
JP2025167900A (ja) 計測装置
CN121549817A (zh) 一种心率和血氧饱和度的ppg检测装置的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24831536

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025529549

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025529549

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE