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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-25
(45)【発行日】2023-10-03
(54)【発明の名称】検出装置
(51)【国際特許分類】
G06T 7/00 20170101AFI20230926BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20230926BHJP
A61B 5/1172 20160101ALI20230926BHJP
A61B 5/1171 20160101ALI20230926BHJP
【ＦＩ】
G06T7/00 510B
G06T7/00 530
G06T7/00 510E
G06T1/00 400G
G06T1/00 400H
A61B5/1172
A61B5/1171 100
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019027837
(22)【出願日】2019-02-19
(65)【公開番号】P2020135398
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-02-18
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】多田 正浩
(72)【発明者】
【氏名】中村 卓
(72)【発明者】
【氏名】瀧本 昭雄
【審査官】山田 辰美
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－３０４６４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６９８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１２８７８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１８５８２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７０７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１３０８６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｔ ７／００
Ｇ０６Ｔ １／００
Ａ６１Ｂ ５／１１７２
Ａ６１Ｂ ５／１１７１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザの生体情報を検出する生体センサ部と、
前記入力部において、前記ユーザが操作した位置である操作位置を検出する位置センサ部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記位置センサ部が検出した前記操作位置に基づき、前記ユーザが所定の軌跡で前記入力部を操作したかを判断する操作判断部と、
前記ユーザが前記所定の軌跡で前記入力部を操作したと判断した場合に、前記生体センサ部から、前記ユーザが前記所定の軌跡で前記入力部を操作した際の前記ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部と、
取得した前記ユーザの生体情報に基づき、予め定めた機能を実行するかを判断する認証部と、
を有し、
前記生体情報取得部は、前記所定の軌跡のうちで最も遅い時間に検出された前記操作位置における前記生体情報を取得し、
前記認証部は、最も遅い時間に検出された前記操作位置における前記生体情報に基づき、予め定めた機能を実行するかを判断し、
前記生体センサ部は、アモルファスシリコンを含む半導体と、ポリシリコンを含む半導体とを備えて、前記ユーザの血管パターンと前記ユーザの指紋とを検出し、
前記生体情報取得部は、前記所定の軌跡の初期段階において検出された血管パターンと、前記所定の軌跡の最終段階において検出された指紋及び血管パターンとを、前記生体情報として取得し、
前記認証部は、前記所定の軌跡の初期段階において検出された血管パターンと、前記所定の軌跡の最終段階において検出された指紋及び血管パターンとに基づき、予め定めた機能を実行するかを判断する、
検出装置。
【請求項2】
前記入力部と重畳して設けられて画像を表示する表示部をさらに有し、前記制御部は、前記表示部に、所定の軌跡で前記入力部を操作することを誘導する画像を表示させる、請求項１に記載の検出装置。
【請求項3】
前記操作判断部は、前記操作位置に基づき、前記ユーザが複数の指を互いに離すピンチアウトの動作を行ったかを判断し、前記ピンチアウトの動作を行ったと判断した場合に、前記所定の軌跡で前記入力部を操作したと判断する、請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置及び認証方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子デバイスへのアクセスを制限するために、電子デバイスに認証システムが搭載されることがある。例えば特許文献１には、タッチパネルにユーザの生体情報を検出するセンサを設けて、生体情報に基づき認証する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－３３４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
センサによりユーザの生体情報を検出する場合は、タッチパネルにユーザの指などを近接させる必要があるが、指の近接状態によっては、ユーザの生体情報を適切に検出できない場合がある。従って、ユーザの生体情報を適切に検出することが求められている。
【0005】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ユーザの生体情報を適切に検出することが可能な検出装置及び認証方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様による検出装置は、ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザの生体情報を検出する生体センサ部と、前記入力部において、前記ユーザが操作した位置である操作位置を検出する位置センサ部と、制御部と、を有し、前記制御部は、前記位置センサ部が検出した前記操作位置に基づき、前記ユーザが所定の軌跡で前記入力部を操作したかを判断する操作判断部と、前記ユーザが前記所定の軌跡で前記入力部を操作したと判断した場合に、前記生体センサ部から、前記ユーザが前記所定の軌跡で前記入力部を操作した際の前記ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部と、を有する。
【0007】
本発明の一態様による認証方法は、ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザの生体情報を検出する生体センサ部と、前記入力部において、前記ユーザが操作した位置である操作位置を検出する位置センサ部と、を有する検出装置を用いた前記ユーザの認証方法であって、前記位置センサ部が検出した前記操作位置に基づき、前記ユーザが所定の軌跡で前記入力部を操作したかを判断する操作判断ステップと、前記ユーザが前記所定の軌跡で前記入力部を操作したと判断した場合に、前記生体センサ部から、前記ユーザが前記所定の軌跡で前記入力部を操作した際の前記ユーザの生体情報を取得する生体情報取得ステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
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発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。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、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0010】
（検出装置の全体構成）
図１は、本実施形態に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。本実施形態に係る検出装置１００は、ユーザの生体情報を検出可能な表示装置である。図１に示すように、検出装置１００は、生体情報検出装置１と、表示パネル１０１と、タッチパネル１０２と、カバーガラス１０３とを有する。検出装置１００は、生体情報検出装置１と、表示パネル１０１と、タッチパネル１０２とが、カバーガラス１０３とが、重畳するように設けられている。
図１は、本実施形態に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。本実施形態に係る検出装置１００は、ユーザの生体情報を検出可能な表示装置である。図１に示すように、検出装置１００は、生体情報検出装置１と、表示パネル１０１と、タッチパネル１０２と、カバーガラス１０３とを有する。検出装置１００は、生体情報検出装置１と、表示パネル１０１と、タッチパネル１０２とが、カバーガラス１０３とが、重畳するように設けられている。
【0011】
表示パネル１０１は、画像を表示するための複数の表示素子を有し、例えば、表示素子として発光素子を用いた有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）や無機ＥＬディスプレイ（マイクロＬＥＤ、Ｍｉｎｉ－ＬＥＤ）であってもよい。或いは、表示パネル１０１は、表示素子として液晶素子を用いた液晶表示パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、表示素子として電気泳動素子を用いた電気泳動型表示パネル（ＥＰＤ：Electrophoretic Display）であってもよい。
【0012】
表示パネル１０１は、第１主面１０１ａと、第１主面１０１ａと反対側の第２主面１０１ｂとを有する。第１主面１０１ａは、画像を表示する表示面であり、表示パネル１０１の表示素子や光源部からの光Ｌ１を、カバーガラス１０３に向けて照射する。第１主面１０１ａは、画像を表示する表示領域ＤＡを有する。
【0013】
タッチパネル１０２は、表示パネル１０１の第１主面１０１ａに設けられる。タッチパネル１０２は、ユーザの操作を受け付ける入力部である。タッチパネル１０２は、例えば静電容量方式により、カバーガラス１０３の表面に接触又は近づくユーザの指Ｆｇや手のひらを検出する。なお、以下、特に断りがない場合は、指Ｆｇや手のひらが接触した場合、又は、生体情報や位置を検出可能な程度に指Ｆｇや手のひらが近い位置にある場合を、「近接」と記載する。
【0014】
タッチパネル１０２は、位置センサ部１０Ａ（図３参照）を有し、位置センサ部１０Ａにより、カバーガラス１０３の表面に近接するユーザの指Ｆｇや手のひらの位置、すなわち表示パネル１０１の表示領域ＤＡにおける指Ｆｇや手のひらが近接した位置の座標を、検出する。以下、位置センサ部１０Ａが検出する、表示パネル１０１の表示領域ＤＡにおける指Ｆｇや手のひらが近接した位置を、操作位置と記載する。操作位置は、タッチパネル１０２においてユーザが操作した位置（座標）であると言い換えることもできる。なお、位置センサ部１０Ａは、例えば、対向する一対の電極が、表示領域ＤＡにおいてマトリクス状に複数設けられて構成されるが、操作位置が検出可能なセンサであれば、構成は任意である。
【0015】
タッチパネル１０２は、透光性を有し、光Ｌ１及び反射した光Ｌ２を透過できる。光Ｌ２は、カバーガラス１０３と空気との界面での反射光及び指Ｆｇの表面での反射光を含む。なお、表示パネル１０１は、タッチパネル１０２と一体化されていてもよく、タッチパネル１０２の機能を内蔵してもよい。
【0016】
カバーガラス１０３は、表示パネル１０１及びタッチパネル１０２を保護するための部材であり、表示パネル１０１及びタッチパネル１０２を覆っている。カバーガラス１０３は、例えばガラス基板である。なお、カバーガラス１０３に限定されず、樹脂基板等がタッチパネル１０２の上に設けられていてもよい。カバーガラス１０３の表面を、指Ｆｇを検出する検出面と呼んでもよい。
【0017】
生体情報検出装置１は、表示パネル１０１の第２主面１０１ｂと対向して設けられる。言い換えると、生体情報検出装置１とタッチパネル１０２との間に表示パネル１０１が設けられる。生体情報検出装置１は、生体情報を検出可能な生体センサ部１０（図３参照）を有する。生体情報検出装置１とタッチパネル１０２とが重畳して設けられているため、生体センサ部１０は、入力部であるタッチパネル１０２に設けられているということもできる。
【0018】
生体センサ部１０は、本実施形態では、光学式の生体センサであり、例えば、光反射型の生体情報センサである。生体センサ部１０は、カバーガラス１０３と空気との界面で反射した光Ｌ２を検出することで、指Ｆｇや手のひらなどの表面の凹凸（例えば、指紋）を検出できる。また、生体センサ部１０は、指Ｆｇや手のひらの内部で反射した光Ｌ２を検出することで、血管パターンを検出してもよいし、他の生体情報を検出してもよい。生体情報検出装置１は大面積化が容易であるため、生体情報検出装置１の検出領域ＡＡは、表示パネル１０１の表示領域ＤＡの全体と対向して設けられる。なお、これに限定されず、検出領域ＡＡは、表示パネル１０１の表示領域ＤＡの一部と対向していてもよい。また、生体情報検出装置１を表示パネル１０１とカバーガラス１０３との間に設けても良い。この場合、タッチパネル１０２と表示パネル１０１との間に生体情報検出装置１を設けてもよいし、生体情報検出装置１にタッチパネルの機能を組み込むことも可能である。
【0019】
図２は、本実施形態に係る生体情報検出装置を示す平面図である。図２に示すように、生体情報検出装置１は、絶縁基板２１と、生体センサ部１０と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、アナログフロントエンド回路（以下、ＡＦＥ（Analog Front End）と表す）４８と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、を有する。
【0020】
図２に示すように、絶縁基板２１には、フレキシブルプリント基板１１０を介して制御基板１２０が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板１１０には、ＡＦＥ４８が設けられている。制御基板１２０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、生体センサ部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、生体センサ部１０の検出動作を制御する。電源回路１２３は、電源信号ＳＶＳ（図６参照）等の電圧信号を生体センサ部１０及びゲート線駆動回路１５に供給する。
【0021】
絶縁基板２１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、生体センサ部１０が有する複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２（図５参照）と重なる領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外側の領域であり、第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２と重ならない領域である。すなわち、周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と絶縁基板２１の端部との間の領域である。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。
【0022】
図３は、本実施形態に係る検出装置の模式的な構成例を示すブロック図である。図３に示すように、生体情報検出装置１は、さらに検出制御部１１と検出部４０と、を有する。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、ＡＦＥ４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。
【0023】
生体センサ部１０は、光電変換素子である第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２を有する光センサである。生体センサ部１０が有する第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２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、生体センサ部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に従って検出を行う。
【0024】
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ＳＥＬ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。
【0025】
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４参照）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第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２を選択する。
【0026】
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４参照）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第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２を選択する。
【0027】
信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図４参照）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、検出制御部１１から供給される選択信号ＳＥＬに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと、検出回路であるＡＦＥ４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２の検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。
【0028】
検出部４０は、ＡＦＥ４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７と、を備える回路である。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、ＡＦＥ４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、が同期して動作するように制御する。
【0029】
ＡＦＥ４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【0030】
信号処理部４４は、ＡＦＥ４８の出力信号、すなわちデジタル信号に変換された検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、生体センサ部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や手のひらが検出面に近接した場合に、ＡＦＥ４８からの検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、指Ｆｇの表面の凹凸（すなわち指紋）や、指Ｆｇや手のひらの血管パターンを検出できる。
【0031】
記憶部４６は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ回路等であってもよい。
【0032】
座標抽出部４５は、信号処理部４４において指Ｆｇや手のひらの近接が検出されたときに、指Ｆｇ等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、生体センサ部１０の各第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２から出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指Ｆｇの表面の凹凸（すなわち指紋）の形状や、指Ｆｇや手のひらの血管パターンの形状を示す、二次元情報を生成する。この二元情報が、ユーザの生体情報であるといえる。なお、座標抽出部４５は、検出座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。この場合は、検出信号Ｖｄｅｔを、ユーザの生体情報と呼んでもよい。
【0033】
また、タッチパネル１０２は、位置センサ部１０Ａと、検出制御部１１Ａと、検出部４０Ａとを有する。検出制御部１１Ａは、位置センサ部１０Ａを駆動する回路である。位置センサ部１０Ａは、検出制御部１１Ａによって駆動されることで、タッチパネル１０２に近接するユーザの指Ｆｇや手のひらの位置、すなわち操作位置に応じた電子信号を、検出部４０Ａに出力する。検出部４０Ａは、検出部４０と同様の構成を有する回路であってよい。検出部４０Ａは、位置センサ部１０Ａからの電気信号に基づき、操作位置の情報を抽出する。
【0034】
さらに、検出装置１００は、制御部６と記憶部８とを有する。制御部６は、検出装置１００に搭載される演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部６は、例えば、記憶部８からプログラムを読み出すことで、各種処理を実行する。記憶部８は、制御部６の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。尚、検出装置１００は、スマートフォン等の携帯端末装置、コンピューター、自動預け払い機（ＡＴＭ）、入室管理装置等、表示装置を有する電子機器に組み込まれる。記憶部８、制御部６の機能の全て或いは一部を、電子機器が有する演算装置、記憶装置が担うこと可能である。
【0035】
制御部６は、検出部４０Ａから、操作位置の情報を取得する。制御部６は、取得した操作位置に基づき、ユーザが、所定の軌跡でタッチパネル１０２を操作したかを判断する。制御部６は、所定の軌跡でタッチパネル１０２が操作されたと判断したら、座標抽出部４５が作成した二次元情報、すなわち生体センサ部１０が検出したユーザの生体情報を取得する。制御部６は、記憶部８から、予め記憶していた二次元情報、すなわち基準となる生体情報である基準生体情報を読み出す。そして、制御部６は、基準生体情報と、生体センサ部１０が検出したユーザの生体情報とを照合して、生体センサ部１０が検出したユーザの生体情報が基準生体情報と一致するかを判断する。すなわち、制御部６は、生体センサ部１０が検出したユーザの生体情報を用いて、ユーザ認証を行う。制御部６は、生体センサ部１０が検出したユーザの生体情報が基準生体情報と一致する場合、認証可として、検出装置１００を制御して、予め定めた所定機能を実行する。所定機能とは、例えばユーザが検出装置１００に対して実行を要求している機能であり、例えば、検出装置１００のプログラムの起動、スリープ状態からの復帰、ウェブサイトへのアクセスなどが挙げられる。なお、座標抽出部４５が検出座標を算出しない場合は、制御部６が、検出信号Ｖｄｅｔから、指Ｆｇの表面の凹凸（すなわち指紋）の形状や、指Ｆｇや手のひらの血管パターンの形状を示す、二次元情報を生成する。制御部６の詳細な制御フローについては後述する。
【0036】
（生体情報検出装置の全体構成）
次に、生体情報検出装置１の回路構成例及び動作例について説明する。図４は、生体情報検出装置を示す回路図である。図５は、部分検出領域を示す等価回路図である。図６は、生体情報検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
次に、生体情報検出装置１の回路構成例及び動作例について説明する。図４は、生体情報検出装置を示す回路図である。図５は、部分検出領域を示す等価回路図である。図６は、生体情報検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
【0037】
図４に示すように、生体センサ部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。図５に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２と、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。第１スイッチング素子Ｔｒは、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２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チャネル型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成されている。
【0038】
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、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４及び容量素子Ｃａの一端に接続される。第１フォトダイオードＰＤ１のアノード電極３５、第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５及び容量素子Ｃａの他端は、基準電位、例えばグランド電位に接続される。このように、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、第１スイッチング素子Ｔｒに、同方向に並列接続される。
【0039】
信号線ＳＧＬには、第３スイッチング素子ＴｒＳ及び第４スイッチング素子ＴｒＲが接続される。第３スイッチング素子ＴｒＳ及び第４スイッチング素子ＴｒＲは、第１スイッチング素子Ｔｒを駆動する駆動回路を構成する素子である。本実施形態において、駆動回路は、周辺領域ＧＡに設けられたゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及びリセット回路１７等を含む。第３スイッチング素子ＴｒＳは、例えば、ｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳとｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳとを組み合わせたＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）トランジスタで構成される。第４スイッチング素子ＴｒＲも同様にＣＭＯＳトランジスタで構成される。
【0040】
リセット回路１７の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになると、容量素子Ｃａには、電源回路１２３から、容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＶＲ１が供給される。これにより、容量素子Ｃａがリセットされる。部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２にはそれぞれ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ＡＦＥ４８に接続される。これにより、生体情報検出装置１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
【0041】
図４に示すように、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ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８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ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８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。ゲート線ＧＣＬの数は８本であるが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、８本以上、例えば２５６本配列されていてもよい。
【0042】
なお、第１方向Ｄｘは、絶縁基板２１と平行な面内の一方向であり、例えば、ゲート線ＧＣＬと平行な方向である。また、第２方向Ｄｙは、絶縁基板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。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、絶縁基板２１に垂直な方向である。
【0043】
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に接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ１２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。信号線ＳＧＬの数は１２本であるが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、１２本以上、例えば２５２本配列されていてもよい。また、図４では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間に生体センサ部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。
【0044】
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、レベルシフタ１５１を介して受け取る。ゲート線駆動回路１５は、複数の第２スイッチング素子ＴｒＧ（図示は省略する）を有している。ゲート線駆動回路１５は、第２スイッチング素子ＴｒＧの動作により、複数のゲート線ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８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。
【0045】
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ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ７、ＳＧＬ８、…、ＳＧＬ１２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ＡＦＥ４８に接続される。
【0046】
ここで、信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ７、ＳＧＬ８、…、ＳＧＬ１２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、信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６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ＳＧＬ１に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ７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ＳＧＬ２に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ８に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
【0047】
制御回路１２２（図２参照）は、レベルシフタ１６１を介して、選択信号ＳＥＬ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同時に１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、生体情報検出装置１は、ＡＦＥ４８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。
【0048】
図４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。
【0049】
制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を、レベルシフタ１７１を介してリセット信号線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ＶＲ１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に基準信号ＶＲ１が供給される。
【0050】
図６に示すように、生体情報検出装置１は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを有する。電源回路１２３は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔに亘って、電源信号ＳＶＳを第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に供給する。また、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する前の時刻に、制御回路１２２は、高レベル電圧信号の基準信号ＶＲ１及びリセット信号ＲＳＴ２を、リセット回路１７に供給する。制御回路１２２は、ゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。
【0051】
リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ及びリセット信号ＲＳＴ１に基づいて、順次ゲート線ＧＣＬを選択する。ゲート線駆動回路１５は、ゲート駆動信号ＶＧＣＬをゲート線ＧＣＬに順次供給する。ゲート駆動信号ＶＧＣＬは、高レベル電圧ＶＧＨと低レベル電圧ＶＧＬとを有するパルス状の波形を有する。図６では、２５６本のゲート線ＧＣＬが設けられており、各ゲート線ＧＣＬに、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１、…、ＶＧＣＬ２５６が順次供給される。
【0052】
これにより、リセット期間Ｐｒｓｔでは、全ての部分検出領域ＰＡＡの容量素子Ｃａは、順次信号線ＳＧＬと電気的に接続されて、基準信号ＶＲ１が供給される。この結果、容量素子Ｃａの容量がリセットされる。
【0053】
ゲート駆動信号ＶＧＣＬ２５６がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘが開始する。なお、各ゲート線ＧＣＬに対応する部分検出領域ＰＡＡでの、実際の露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、開始のタイミング及び終了のタイミングが異なっている。露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、それぞれ、リセット期間Ｐｒｓｔでゲート駆動信号ＶＧＣＬが高レベル電圧ＶＧＨから低レベル電圧ＶＧＬに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号ＶＧＣＬが低レベル電圧ＶＧＬから高レベル電圧ＶＧＨに変化したタイミングで終了する。露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６の露光時間の長さは等しい。
【0054】
露光期間Ｐｅｘでは、各部分検出領域ＰＡＡで、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に照射された光に応じて電流が流れる。この結果、各容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。
【0055】
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を低レベル電圧にする。これにより、リセット回路１７の動作が停止する。読み出し期間Ｐｄｅｔでは、リセット期間Ｐｒｓｔと同様に、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号ＶＧＣＬ１、…、ＶＧＣＬ２５６を順次供給する。
【0056】
例えば、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１が高レベル電圧ＶＧＨの期間に、制御回路１２２は、選択信号ＳＥＬ１、…、ＳＥＬ６を、信号線選択回路１６に順次供給する。これにより、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが順次、又は同時にＡＦＥ４８に接続される。この結果、検出信号ＶｄｅｔがＡＦＥ４８に供給される。同様に、各ゲート駆動信号ＶＧＣＬが高レベル電圧ＶＧＨとなる期間ごとに、信号線選択回路１６が順次信号線ＳＧＬを選択する。これにより、読み出し期間Ｐｄｅｔで、生体情報検出装置１は、全ての部分検出領域ＰＡＡの検出信号ＶｄｅｔをＡＦＥ４８に出力することができる。
【0057】
生体情報検出装置１は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを、繰り返し実行して検出を行ってもよい。或いは、生体情報検出装置１は、指Ｆｇ等が検出面に接触又は近接したことを検出したタイミングで、検出動作を開始してもよい。
【0058】
次に、生体情報検出装置１の詳細な構成について説明する。図７は、生体情報検出装置の部分検出領域を模式的に示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ’断面図である。なお、図７では、図面を見やすくするために、カソード電極３４及びアノード電極３５を二点鎖線で示している。
【0059】
なお、以下の説明において、絶縁基板２１の表面に垂直な方向において、絶縁基板２１から第１フォトダイオードＰＤ１に向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。第１フォトダイオードＰＤ１から絶縁基板２１に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。また、「平面視」とは、絶縁基板２１の表面に垂直な方向から見た場合を示す。
【0060】
図７に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、複数のゲート線ＧＣＬと、複数の信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第１スイッチング素子Ｔｒは、部分検出領域ＰＡＡ、すなわち、複数のゲート線ＧＣＬと、複数の信号線ＳＧＬとで囲まれた領域に設けられる。第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、例えば、ＰＩＮ（Positive Intrinsic Negative Diode）型のフォトダイオードである。
【0061】
第１フォトダイオードＰＤ１は、第１半導体層３１と、カソード電極３４と、アノード電極３５とを含む。第１半導体層３１は、第１部分半導体層３１ａと、第２部分半導体層３１ｂとを含む。第１フォトダイオードＰＤ１の第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂは、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）である。第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂは、第１方向Ｄｘにおいて、間隔ＳＰを有して隣り合って設けられる。カソード電極３４及びアノード電極３５は、第１部分半導体層３１ａ、第２部分半導体層３１ｂ及び間隔ＳＰと重なる領域に亘って連続して設けられる。なお、以下の説明において、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂを区別して説明する必要がない場合には、単に第１半導体層３１と表す場合がある。
【0062】
第１フォトダイオードＰＤ１は、第２フォトダイオードＰＤ２と重なって設けられる。具体的には、第１フォトダイオードＰＤ１の第１部分半導体層３１ａは、第２フォトダイオードＰＤ２と重なる。第２フォトダイオードＰＤ２は、第２半導体層５１と、カソード電極５４と、アノード電極５５とを含む。第２半導体層５１は、ポリシリコンである。より好ましくは、第２半導体層５１は、低温ポリシリコン（以下、ＬＴＰＳ（Low Temperature Polycrystalline Silicone）と表す）である。
【0063】
第２半導体層５１は、ｉ領域５２ａ、ｐ領域５２ｂ及びｎ領域５２ｃを有する。平面視で、ｉ領域５２ａは、ｐ領域５２ｂとｎ領域５２ｃとの間に配置される。具体的には、第１方向Ｄｘにおいて、ｐ領域５２ｂ、ｉ領域５２ａ、ｎ領域５２ｃの順に配置される。ｎ領域５２ｃは、ポリシリコンに不純物がドープされてｎ＋領域を形成する。ｐ領域５２ｂは、ポリシリコンに不純物がドープされてｐ＋領域を形成する。ｉ領域５２ａは、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｐ領域５２ｂ及びｎ領域５２ｃよりも低い導電性を有する。
【0064】
第２半導体層５１と、第１フォトダイオードＰＤ１の第１部分半導体層３１ａとは、第１中継電極５６及び第２中継電極５７を介して接続される。本実施形態では、第１中継電極５６のうち第２半導体層５１と重なる部分が、カソード電極５４として機能する。第２中継電極５７のうち第２半導体層５１と重なる部分が、アノード電極５５として機能する。なお、第２半導体層５１と、第１フォトダイオードＰＤ１との詳細な接続構成については後述する。
【0065】
第１スイッチング素子Ｔｒは、第１フォトダイオードＰＤ１の第２部分半導体層３１ｂと重なる領域に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、第３半導体層６１、ソース電極６２、ドレイン電極６３及びゲート電極６４を有する。第３半導体層６１は、第２半導体層５１と同様にポリシリコンである。より好ましくは、第３半導体層６１は、ＬＴＰＳである。
【0066】
本実施形態では、第１中継電極５６のうち第３半導体層６１と重なる部分が、ソース電極６２として機能する。信号線ＳＧＬのうち第３半導体層６１と重なる部分が、ドレイン電極６３して機能する。また、ゲート電極６４は、ゲート線ＧＣＬから第２方向Ｄｙに分岐して第３半導体層６１と重なる。本実施形態では、２つのゲート電極６４は第３半導体層６１と重なって設けられた、いわゆるダブルゲート構造である。
【0067】
第１スイッチング素子Ｔｒは、第１中継電極５６を介して、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４及び第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４と接続される。また、第１スイッチング素子Ｔｒは、信号線ＳＧＬとも接続される。
【0068】
より具体的には、図８に示すように、第１スイッチング素子Ｔｒは、絶縁基板２１に設けられている。絶縁基板２１は、例えば透光性を有するガラス基板である。或いは、絶縁基板２１は、透光性を有するポリイミド等の樹脂で構成された樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。生体情報検出装置１は、第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第１スイッチング素子Ｔｒが絶縁基板２１の上に形成される。このため、例えばシリコン基板などの半導体基板を用いた場合に比べ、生体情報検出装置１は、検出領域ＡＡの面積を大きくすることが容易である。
【0069】
絶縁基板２１の上に、遮光層６７、６８が設けられる。アンダーコート膜２２は、遮光層６７、６８を覆って、絶縁基板２１の上に設けられる。アンダーコート膜２２、ゲート絶縁膜２３、第１層間絶縁膜２４は、無機絶縁膜であり、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）等が用いられる。また、各無機絶縁膜は、単層に限定されず積層膜であってもよい。
【0070】
第２半導体層５１及び第３半導体層６１は、アンダーコート膜２２の上に設けられる。つまり、第２フォトダイオードＰＤ２の第２半導体層５１及び第１スイッチング素子Ｔｒの第３半導体層６１は、同層に設けられる。また、第３方向Ｄｚにおいて、第２半導体層５１と絶縁基板２１との間に遮光層６７が設けられる。これにより、光Ｌ１が直接、第２フォトダイオードＰＤ２に照射されることを抑制することができる。また、第３方向Ｄｚにおいて、第３半導体層６１と絶縁基板２１との間に遮光層６８が設けられる。これにより、第１スイッチング素子Ｔｒの光リーク電流を抑制することができる。
【0071】
第３半導体層６１は、ｉ領域６１ａ、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域６１ｂ及びｎ領域６１ｃを含む。ｉ領域６１ａは、それぞれゲート電極６４と重なる領域に形成される。また、ｎ領域６１ｃは、高濃度不純物領域であり、ソース電極６２及びドレイン電極６３と接続される領域に形成される。ＬＤＤ領域６１ｂは、低濃度不純物領域であり、ｎ領域６１ｃとｉ領域６１ａとの間、及び２つのｉ領域６１ａの間に形成される。
【0072】
ゲート絶縁膜２３は、第２半導体層５１及び第３半導体層６１を覆ってアンダーコート膜２２の上に設けられる。ゲート電極６４は、ゲート絶縁膜２３の上に設けられる。つまり、第１スイッチング素子Ｔｒは、第３半導体層６１の上側にゲート電極６４が設けられた、いわゆるトップゲート構造である。ただし、第１スイッチング素子Ｔｒは、ゲート電極６４が第３半導体層６１の上側及び下側の両方に設けられた、いわゆるデュアルゲート構造であってもよいし、ゲート電極６４が第３半導体層６１の下側に設けられたボトムゲート構造でもよい。
【0073】
第１層間絶縁膜２４は、ゲート電極６４を覆ってゲート絶縁膜２３の上に設けられる。第１層間絶縁膜２４は、第２半導体層５１の上側にも設けられる。第１中継電極５６、第２中継電極５７及び信号線ＳＧＬは、第１層間絶縁膜２４の上に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒにおいて、ソース電極６２（第１中継電極５６）は、コンタクトホールＨ８を介して第３半導体層６１と接続される。ドレイン電極６３（信号線ＳＧＬ）は、コンタクトホールＨ７を介して第３半導体層６１と接続される。
【0074】
第２フォトダイオードＰＤ２において、カソード電極５４（第１中継電極５６）は、コンタクトホールＨ６を介して第２半導体層５１のｎ領域５２ｃと接続される。これにより、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４は、第１スイッチング素子Ｔｒと接続される。また、アノード電極５５（第２中継電極５７）は、コンタクトホールＨ５を介して第２半導体層５１のｐ領域５２ｂと接続される。
【0075】
第２層間絶縁膜２５は、第２フォトダイオードＰＤ２及び第１スイッチング素子Ｔｒを覆って、第１層間絶縁膜２４の上に設けられる。第２層間絶縁膜２５は、有機膜であり、各種導電層で形成される凹凸を平坦化する平坦化膜である。なお、第２層間絶縁膜２５は、上述した無機材料により形成してもよい。
【0076】
第１フォトダイオードＰＤ１のアノード電極３５は、バックプレーン２の第２層間絶縁膜２５の上に設けられる。第１フォトダイオードＰＤ１は、アノード電極３５、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂ、カソード電極３４の順に積層される。バックプレーン２は、所定の検出領域ごとにセンサを駆動する駆動回路基板である。バックプレーン２は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１に設けられた第１スイッチング素子Ｔｒ、第２スイッチング素子ＴｒＧ及び各種配線等を有する。
【0077】
第１部分半導体層３１ａは、ｉ型半導体層３２ａ、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃを含む。第２部分半導体層３１ｂは、ｉ型半導体層３３ａ、ｐ型半導体層３３ｂ及びｎ型半導体層３３ｃを含む。ｉ型半導体層３２ａ、３３ａ、ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂ及びｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃは、光電変換素子の一具体例である。図８では、絶縁基板２１の表面に垂直な方向（第３方向Ｄｚ）において、ｉ型半導体層３２ａ、３３ａは、ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂとｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃとの間に設けられる。本実施形態では、アノード電極３５の上に、ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂ、ｉ型半導体層３２ａ、３３ａ及びｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃの順に積層されている。
【0078】
ｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｎ＋領域を形成する。ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｐ＋領域を形成する。ｉ型半導体層３２ａ、３３ａは、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃ及びｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂよりも低い導電性を有する。
【0079】
カソード電極３４及びアノード電極３５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電材料である。カソード電極３４は、電源信号ＳＶＳを光電変換層に供給するための電極である。アノード電極３５は、検出信号Ｖｄｅｔを読み出すための電極である。
【0080】
アノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５の上に設けられる。アノード電極３５は、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂに亘って連続して設けられる。アノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５に設けられたコンタクトホールＨ４を介して第２中継電極５７と接続される。
【0081】
第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂを覆って第３層間絶縁膜２６が設けられる。第３層間絶縁膜２６は有機膜であり、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂで形成される凹凸を平坦化する平坦化膜である。カソード電極３４は、第３層間絶縁膜２６の上に設けられる。カソード電極３４は、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂの上に連続して設けられる。カソード電極３４は、第３層間絶縁膜２６に設けられたコンタクトホールＨ２、Ｈ１を介して第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂと接続される。これにより、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂは、アノード電極３５とカソード電極３４との間に並列に接続され、１つの光電変換素子として機能する。
【0082】
カソード電極３４は、第１部分半導体層３１ａと第２部分半導体層３１ｂとの間隔ＳＰにおいて、コンタクトホールＨ３を介して第１中継電極５６と接続される。コンタクトホールＨ３は、第２層間絶縁膜２５及び第３層間絶縁膜２６を第３方向Ｄｚに貫通する貫通孔である。アノード電極３５の、コンタクトホールＨ３と重なる部分には開口３５ａが設けられており、コンタクトホールＨ３は開口３５ａを通って形成される。このような構成により、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４及び第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４が、第１中継電極５６を介して第１スイッチング素子Ｔｒに接続される。また、第１フォトダイオードＰＤ１のアノード電極３５と第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５とが、第２中継電極５７を介して接続される。
【0083】
なお、図５に示す容量素子Ｃａの容量は、間隔ＳＰにおいて、第３層間絶縁膜２６を介して対向するアノード電極５５とカソード電極３４との間に形成される。又は、第１フォトダイオードＰＤ１の周縁の間隔ＳＰａにおいて、第３層間絶縁膜２６を介して対向するアノード電極５５とカソード電極３４との間に形成される。容量素子Ｃａには、露光期間Ｐｅｘでプラスの電荷が保持される。
【0084】
図９は、第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードの、波長と光吸収係数との関係を模式的に示すグラフである。図９の横軸は、波長を示し、縦軸は、光吸収係数を示す。光吸収係数は、物質中を進行する光の、吸収の程度を示す光学定数である。
【0085】
図９に示すように、ａ－Ｓｉを含む第１フォトダイオードＰＤ１は、可視光領域、例えば３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域で良好な光吸収係数を示す。一方、ポリシリコンを含む第２フォトダイオードＰＤ２は、可視光領域から赤外領域を含む領域、例えば５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長領域で良好な光吸収係数を示す。言い換えると、第１フォトダイオードＰＤ１は、可視光領域で高い感度を有し、第２フォトダイオードＰＤ２は、第１フォトダイオードＰＤ１とは異なる波長領域である赤色の波長領域から赤外領域で高い感度を有する。
【0086】
本実施形態の生体情報検出装置１は、感度波長領域が異なる第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２が積層されている。このため、いずれか一方のフォトダイオードを有する構成に比べて、感度を有する波長領域を広げることができる。
【0087】
光Ｌ１（図１参照）は、間隔ＳＰ及び間隔ＳＰａを通って生体情報検出装置１を透過する。指Ｆｇで反射された光Ｌ２（図１参照）は、第１フォトダイオードＰＤ１に入射する。また、光Ｌ２のうち、第１フォトダイオードＰＤ１に吸収されない波長領域の光は、第１フォトダイオードＰＤ１を透過して第２フォトダイオードＰＤ２に入射する。例えば、指紋検出において、第１フォトダイオードＰＤ１は青色又は緑色の光Ｌ２を良好に検出することができる。また、血管パターン（例えば静脈パターン）検出において、赤外光の光Ｌ２は、第１フォトダイオードＰＤ１に吸収されず、第２フォトダイオードＰＤ２に入射する。これにより、第２フォトダイオードＰＤ２は赤外光の光Ｌ２を良好に検出することができる。これにより生体情報検出装置１は、同一のデバイス（生体情報検出装置１）で、種々の生体に関する情報を検出することができる。
【0088】
また、第１層間絶縁膜２４等の絶縁膜の帯電や不純物の影響で、第２フォトダイオードＰＤ２のｉ領域５２ａがｎ型になった場合でも、ｉ領域５２ａは、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４で中性化される。このため、生体情報検出装置１は、光感度を向上させることができる。
【0089】
また、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、部分検出領域ＰＡＡ、すなわち、複数のゲート線ＧＣＬと複数の信号線ＳＧＬとで囲まれた領域に設けられる。これによれば、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２のそれぞれに第１スイッチング素子Ｔｒ、ゲート線ＧＣＬ及び信号線ＳＧＬを設けた場合に比べて、スイッチング素子の数及び配線の数を少なくすることができる。したがって、生体情報検出装置１は、検出の解像度を向上させることができる。
【0090】
以上のように、生体センサ部１０は、アモルファスシリコンを含む第１半導体層３１を有する第１フォトダイオードＰＤ１と、ポリシリコンを含む第２半導体層５１を有する第２フォトダイオードＰＤ２とを有する。そして、生体センサ部１０は、アモルファスシリコンを含む第１半導体層３１とポリシリコンを含む第２半導体層５１とが、すなわち第１フォトダイオードＰＤ１と第２フォトダイオードＰＤ２とが、第３方向Ｄｚにおいて重なるように積層されている。ただし、生体センサ部１０は、第１フォトダイオードＰＤ１と第２フォトダイオードＰＤ２とが、第３方向Ｄｚにおいて積層されていなくてもよく、例えば同層に設けられていてもよい。
【0091】
また、生体センサ部１０は、生体情報として、第１フォトダイオードＰＤ１によりユーザの指紋を検出して、第２フォトダイオードＰＤ２によりユーザの血管パターンを検出することができる。血管パターンとは、血管の像を指し、本実施形態では、静脈パターンである。ただし、生体センサ部１０は、ユーザの生体情報として、指紋及び血管パターンを検出するが、指紋及び血管パターンの少なくとも１つを検出するものであってもよい。また、生体センサ部１０は、指紋及び血管パターン以外の生体情報（例えば脈拍、脈波など）を検出するものであってもよい。
【0092】
生体センサ部１０が、指紋及び血管パターンのうちいずれかのみを検出する場合の例について説明する。以降では、生体センサ部１０が指紋を検出せずに血管パターンを検出する場合の例を説明する。図１０は、他の例に係る部分検出領域を示す等価回路図である。図１０に示すように、この例での生体センサ部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。図１０に示すように、生体センサ部１０の部分検出領域ＰＡＡは、第２フォトダイオードＰＤ２と、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。第１スイッチング素子Ｔｒは、第２フォトダイオードＰＤ２に対応して設けられる。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、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４及び容量素子Ｃａの一端に接続される。第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５及び容量素子Ｃａの他端は、基準電位、例えばグランド電位に接続される。すなわち、生体センサ部１０は、第１フォトダイオードＰＤ１を含まない構成となっている。
【0093】
図１１は、他の例に係る部分検出領域の模式的な断面図である。図１１に示すように、この例での生体センサ部１０は、図８と同様に、絶縁基板２１上に第１スイッチング素子Ｔｒが設けられている。ただし、この例での生体センサ部１０は、図８と異なり、第１フォトダイオードＰＤ１が設けられていない。そして、この例での生体センサ部１０は、第２フォトダイオードＰＤ２が設けられる位置が、図８とは異なる。この例での生体センサ部１０において、第２フォトダイオードＰＤ２は、第１スイッチング素子Ｔｒよりも上側、すなわち第３方向Ｄｚ側に設けられている。すなわち、第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５の上に設けられる。第２フォトダイオードＰＤ２は、アノード電極３５、第２半導体層５１、カソード電極３４の順に積層される。第２半導体層５１は、アノード電極３５の上に、ｐ領域５２ｂ、ｉ領域５２ａ、ｎ領域５２ｃの順に積層されている。アノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５に設けられたコンタクトホールＨ４を介して、第１スイッチング素子Ｔｒのソース電極６２に接続される。
【0094】
生体センサ部１０は、以上のように、ポリシリコンを含む第２半導体層５１を有する第２フォトダイオードＰＤ２を備え、第１フォトダイオードＰＤ１を備えなくてもよい。この場合、生体センサ部１０は、第２フォトダイオードＰＤ２を備えるため、ユーザの血管パターンを好適に検出できる。
【0095】
生体センサ部１０がユーザの指紋を検出してユーザの血管パターンを検出しないセンサである場合、生体センサ部１０は、第２フォトダイオードＰＤ２を備えず第１フォトダイオードＰＤ１を備えた構成となる。その場合、生体センサ部１０の等価回路は、図１０の第２フォトダイオードＰＤ２を第１フォトダイオードＰＤ１に置き換えたものとなり、生体センサ部１０の積層構成は、図１１において、第２フォトダイオードＰＤ２を第１フォトダイオードＰＤ１に置き換えたものとなることが好ましい。以上、生体センサ部１０の積層構成について説明したが、生体センサ部１０は、ユーザの生体情報を検出可能であれば、以上の説明に限られず任意の構造であってよい。
【0096】
次に、第３スイッチング素子ＴｒＳの積層構成について説明する。図１２は、駆動回路が有するスイッチング素子の概略断面構成を示す断面図である。図１２は、駆動回路スイッチング素子として信号線選択回路１６が有する第３スイッチング素子ＴｒＳについて説明する。ただし、図１２の説明は、他の駆動回路が有するスイッチング素子にも適用できる。すなわち、ゲート線駆動回路１５が有する第２スイッチング素子ＴｒＧ及びリセット回路１７が有する第４スイッチング素子ＴｒＲも図１２と同様の構成を適用できる。
【0097】
図１２に示すように、第３スイッチング素子ＴｒＳのｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳは、第４半導体層７１、ソース電極７２、ドレイン電極７３及びゲート電極７４を含む。また、ｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳは、第５半導体層８１、ソース電極８２、ドレイン電極８３及びゲート電極８４を含む。第４半導体層７１と絶縁基板２１との間には、遮光層７５が設けられ、第５半導体層８１と絶縁基板２１との間には、遮光層８５が設けられる。
【0098】
第４半導体層７１及び第５半導体層８１は、いずれもポリシリコンである。より好ましくは、第４半導体層７１及び第５半導体層８１は、ＬＴＰＳである。第４半導体層７１は、ｉ領域７１ａ、ＬＤＤ領域７１ｂ及びｎ領域６１ｃを含む。また、第５半導体層８１は、ｉ領域８１ａ及びｐ領域８１ｂを含む。
【0099】
ｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳ及びｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳの層構成は、図８に示す第１スイッチング素子Ｔｒと同様である。すなわち、第４半導体層７１及び第５半導体層８１は、図８に示す第２半導体層５１及び第３半導体層６１と同層に設けられる。ゲート電極７４及びゲート電極８４は、図８に示すゲート電極６４と同層に設けられる。ソース電極７２、ドレイン電極７３、ソース電極８２及びドレイン電極８３は、図８に示すソース電極６２（第１中継電極５６）、ドレイン電極６３（信号線ＳＧＬ）と同層に設けられる。
【0100】
このように、検出領域ＡＡに設けられた第１フォトダイオードＰＤ１及び第１スイッチング素子Ｔｒと、周辺領域ＧＡに設けられた第３スイッチング素子ＴｒＳ等のスイッチング素子が、同じ材料が用いられ同層に設けられる。これにより、生体情報検出装置１の製造工程が簡略化され、製造コストを抑制することができる。なお、周辺領域ＧＡに設けられた駆動回路は、ＣＭＯＳトランジスタに限定されず、ｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳ又はｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳのいずれか一方で構成されていてもよい。
【0101】
（認証方法）
検出装置１００は、以上のような構成となっている。次に、制御部６によるユーザの認証方法について説明する。
検出装置１００は、以上のような構成となっている。次に、制御部６によるユーザの認証方法について説明する。
【0102】
図１３は、本実施形態に係る制御部のブロック図である。図１３に示すように、制御部６は、操作位置取得部１６０と、操作判断部１６２と、生体情報取得部１６４と、認証部１６６と、機能制御部１６８とを有する。操作位置取得部１６０と、操作判断部１６２と、生体情報取得部１６４と、認証部１６６と、機能制御部１６８とは、制御部６が記憶部８からソフトウェア（プログラム）を読み出すことで実現されて、後述する処理を実行する。
【0103】
操作位置取得部１６０は、タッチパネル１０２においてユーザが操作した位置である操作位置を取得する。操作位置は、上述のように位置センサ部１０Ａによって検出される。操作位置取得部１６０は、位置センサ部１０Ａから、操作位置の情報を取得する。操作位置取得部１６０は、所定時間毎の操作位置の情報、すなわち所定時間毎のユーザの指Ｆｇや手のひらの近接位置の情報を、取得する。尚、操作位置の検出は、生体情報取得装置の検出部４０の座標抽出部４５が行ってもよい。
【0104】
操作判断部１６２は、位置センサ部１０Ａが検出した操作位置、すなわち操作位置取得部１６０が取得した操作位置に基づき、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作したかを判断する。ここでの軌跡とは、操作位置、すなわちユーザが指Ｆｇや手のひらを近接させたタッチパネル１０２上の位置が、時間経過に伴い連続的に移動していく場合において、操作位置が移動する軌跡を指す。図１４は、操作位置の軌跡の例を説明する模式図である。図１４の例に示すように、操作位置の軌跡Ｍは、タッチパネル１０２上において、さらに言えばタッチパネル１０２の表面に重畳する表示領域ＤＡや表示領域ＤＡ上において、時間経過に伴い連続的に移動する操作位置をトレースした、所定の長さを有するものとなる。もちろん、上記操作位置の軌跡Ｍを、生体情報取得装置の検出部４０の座標抽出部４５が検出するものであってもよい。
【0105】
操作判断部１６２は、操作位置が時間経過に応じて連続的に移動するか、すなわち操作位置が軌跡Ｍを描いているか、を判断することに加え、この軌跡Ｍが、予め定めた所定軌跡となっているかを判断する。本実施形態では、操作位置が、時間経過に伴い互いに方向が異なる複数方向に移動する場合の軌跡Ｍを、所定軌跡として設定する。すなわち、操作判断部１６２は、操作位置が、時間経過に伴い互いに方向が異なる複数の方向に連続的に移動する場合に、操作位置が所定軌跡を描いており、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作したと判断する。一方、操作判断部１６２は、操作位置が、時間経過に伴い互いに方向が異なる複数の方向に連続的に移動しない場合には、操作位置が所定軌跡を描いておらず、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作していないと判断する。例えば、ピンチアウト動作が、この動作、すなわち所定軌跡でのタッチパネル１０２の操作に該当する。尚、表示装置に所定軌跡を表示させ、ユーザを所定軌跡に沿って操作させるものに限らず、例えば、ピンチアウト動作、スライド動作等、所定の動作を指示するだけであってもよい。
【0106】
図１５は、操作位置の軌跡の例を説明する模式図である。図１５は、操作位置が、時間経過に伴い互いに方向が異なる複数の方向に連続的に移動する場合の例を示している。図１５の例では、第１時刻Ｔ１における操作位置は、操作位置Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂとなっている。そして、第１時刻Ｔ１より後の第２時刻Ｔ２における操作位置は、操作位置Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂとなっている。操作位置Ｍ２Ａは、操作位置Ｍ１Ａに対し、方向ＤＡ側にある。また、操作位置Ｍ２Ｂは、操作位置Ｍ１Ｂに対し、方向ＤＡと異なる方向の方向ＤＢ側にある。また、第２時刻Ｔ２より後の第３時刻Ｔ３における操作位置は、操作位置Ｍ３Ａ、Ｍ３Ｂとなっている。操作位置Ｍ３Ａは、操作位置Ｍ２Ａに対し、方向ＤＡ側にある。また、操作位置Ｍ３Ｂは、操作位置Ｍ２Ｂに対し、方向ＤＡと異なる方向の方向ＤＢ側にある。この場合、操作位置の軌跡Ｍは、操作位置Ｍ１Ａから操作位置Ｍ２Ａを経て操作位置Ｍ３Ａへ移動する方向ＤＡと、操作位置Ｍ１Ｂから操作位置Ｍ２Ｂを経て操作位置Ｍ３Ｂへ移動する方向ＤＢ’とに、操作位置が互いに異なる方向へ移動したものとなる。操作判断部１６２は、操作位置が例えば図１５に示すように移動している場合に、操作位置が所定軌跡を描いていると判断する。なお、図１５は所定軌跡の一例であり、本実施形態における操作判断部１６２は、操作位置が互いに異なる複数の方向に連続的に移動する場合に、操作位置が所定軌跡を描いていると判断すればよい。例えば、図１５においては、操作位置Ｍ１Ａから操作位置Ｍ２Ａを経て操作位置Ｍ３Ａまで、同じ方向ＤＡに連続して移動しているが、時間経過に伴い移動方向が変化してもよい移動していてもよい。操作判断部１６２は、同じタイミングにおいて、操作位置が複数の異なる方向に移動している場合に（例えば、操作位置Ｍ１Ａから操作位置Ｍ２Ａまでの方向と、操作位置Ｍ１Ｂから操作位置Ｍ２Ｂまでの方向とが異なる場合に）、所定位置を描いていると判断すればよい。また、図１５の例では、同じタイミングに２つの異なる方向に操作位置が移動していたが、３つ以上の異なる方向に操作位置が移動していてもよい。
【0107】
なお、所定軌跡は、操作位置が、時間経過に伴い互いに方向が異なる複数の方向に連続的に移動するものに限られず、任意に設定できる。例えば、所定軌跡は、操作位置が、時間経過に伴い、所定長さ以上連続的に移動している場合（例えば図１４のように、ユーザが、少なくとも１本の指Ｆｇで画面上をスライド操作している場合）に、所定軌跡を描いていると判断してもよい。
【0108】
図１３に戻り、生体情報取得部１６４は、生体センサ部１０から、ユーザの生体情報（例えば指紋及び血管パターン）を取得する。具体的には、上述のように、生体センサ部１０は、タッチパネル１０２に近接しているユーザの指Ｆｇや手のひらに反射された光Ｌ２に応じた検出信号Ｖｄｅｔを、信号線選択回路１６（図３参照）を介して検出部４０（図３参照）に出力する。そして、検出部４０は、座標抽出部４５によって、検出信号Ｖｄｅｔに基づき、ユーザの生体情報（ここでは指紋や血管パターンの二次元情報）を生成する。生体情報取得部１６４は、検出部４０から、ユーザの生体情報を取得する。
【0109】
より詳しくは、生体情報取得部１６４は、操作判断部１６２により、操作位置が所定軌跡を描いていると判断された場合に、所定軌跡を描いた操作位置におけるユーザの生体情報を取得する。言い換えれば、生体情報取得部１６４は、操作判断部１６２により、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作したと判断された場合に、生体センサ部１０から、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作した際のユーザの生体情報を取得する。すなわち、生体情報取得部１６４は、所定軌跡を描いたタイミングにおける、所定軌跡を描いた操作位置でのユーザの生体情報を、生体センサ部１０から取得する。
【0110】
なお、所定軌跡は、操作位置をトレースしたものであるため、所定軌跡を描く操作位置は、複数存在する。生体情報取得部１６４は、所定軌跡を描いた複数の操作位置のうちの、全ての操作位置におけるユーザの生体情報を取得してもよいし、一部の操作位置におけるユーザの生体情報を取得してもよい。一部の操作位置におけるユーザの生体情報を取得する場合、生体情報取得部１６４は、検出された時刻が遅い側の操作位置の生体情報を取得してもよい。すなわち、図１５の例では、操作位置Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂ、Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂ、Ｍ３Ａ、Ｍ３Ｂのうち、時刻が遅い側の操作位置Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂ、Ｍ３Ａ、Ｍ３Ｂにおける生体情報を取得してもよく、時刻が最も遅い操作位置Ｍ３Ａ、Ｍ３Ｂにおける生体情報を取得してもよい。また、所定軌跡は、操作位置が複数方向に移動している場合にそれぞれの操作位置をトレースしたものとなる。従って、同じタイミングで複数の操作位置が検出される。この場合、生体情報取得部１６４は、同じタイミングにおける複数の操作位置のうちの、全ての操作位置における生体情報（例えば操作位置Ｍ３Ａ（例えばユーザの左手の親指）、Ｍ３Ｂ（例えばユーザの左手の人差し指）の両方における生体情報）を取得してもよいし、一部の操作位置における生体情報（例えば操作位置Ｍ３Ａ、Ｍ３Ｂのうち一方の生体情報）を取得してもよい。また、ユーザが画面上で上述の軌跡をトレースする際、生体情報取得部１６４に対するユーザの指の角度が変化する。そのため、複数の操作位置におけるユーザの生体情報のうち、最も鮮明に取得出来たもの、或いは、予め定められたユーザの指と生体情報取得部１６４との角度に一致する或いは近似するものをユーザの生体情報として選定するものであってもよい。尚、この機能は、検出装置１００が接続される電子機器の演算装置が行ってもよい。
【0111】
認証部１６６は、生体情報取得部１６４が取得したユーザの生体情報に基づき、所定機能を実行するかを判断する。所定機能とは、上述のように、例えばユーザが検出装置１００に対して実行を要求している機能（例えばプログラムの起動やウェブサイトへのアクセスなど）である。認証部１６６は、記憶部８から、予め記憶された基準となる生体情報である基準生体情報を読み出す。基準生体情報は、例えば所定機能の利用が許可されるユーザの生体情報（ここでは指紋や血管パターンの二次元情報）として、予め記憶されたものである。なお、基準生体情報は、記憶部８に記憶されていることに限られず、外部装置などから通信によって取得されてもよい。認証部１６６は、ユーザの生体情報と基準生体情報とを照合して、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致するかを判断する。例えば、認証部１６６は、ユーザの生体情報と基準生体情報とをパターン照合して、特徴点の類似度が所定の度合い以上であれば、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致すると判断し、類似度が所定の度合い未満であれば、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致しないと判断してよい。なお、ユーザの生体情報と基準生体情報とは、周知の技術を用いて照合されてよい。
【0112】
認証部１６６は、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致していると判断した場合に、認証可として、所定機能を実行すると判断する。一方、認証部１６６は、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致していないと判断した場合に、認証不可として、所定機能を実行しないと判断する。
【0113】
機能制御部１６８は、検出装置１００を制御して、検出装置１００に所定機能を実行させる。機能制御部１６８は、認証部１６６が所定機能を実行すると判断した場合、すなわち認証可とされた場合に、検出装置１００に所定機能を実行させる。機能制御部１６８は、認証部１６６が所定機能を実行しないと判断した場合、すなわち認証不可とされた場合には、検出装置１００に所定機能を実行させない。
【0114】
制御部６は、以上のように、ユーザの操作位置が所定軌跡を描いている場合に、ユーザの生体情報を取得して認証を行い、所定機能の実行可否を判断する。ここで、指Ｆｇのタッチパネル１０２への接触面積が小さい場合や、接触時間が短い場合などにおいては、生体情報を適切に検出できなくなり、認証精度が低下するおそれがある。それに対し、本実施形態に係る検出装置１００は、所定軌跡の場合に生体情報を取得することで、ユーザの生体情報を適切に検出して認証精度の低下を抑えることができる。すなわち、所定軌跡を描いている場合は、指Ｆｇのタッチパネル１０２への接触時間や接触面積が大きくなる傾向にあるため、所定軌跡を描いている場合の生体情報を取得することで、ユーザの生体情報を適切に検出することが可能となる。
【0115】
さらに、本実施形態では、所定軌跡は、操作位置が複数の方向に移動する軌跡を指す。所定軌跡がこのようになっている場合、ユーザは、ピンチアウトの動作でタッチパネル１０２を操作している可能性が高い。図１６は、ユーザの操作の例を示す模式図である。図１６の例に示すように、ピンチアウトとは、ユーザが、複数の指Ｆｇを互いに離す動作を指す。このようにピンチアウトの動作をした場合、指Ｆｇが近接した位置である操作位置は、互いに異なる複数方向に移動する軌跡Ｍとなる。ユーザがこのようにピンチアウトの動作をした場合、指Ｆｇは、腹の部分でタッチパネル１０２に接触することになるため、例えば指先で接触するよりも、指Ｆｇのタッチパネル１０２への接触面積が大きくなる。すなわち、検出装置１００は、所定軌跡の場合に、特にピンチアウトの動作がされた場合に、生体情報を取得することで、指Ｆｇのタッチパネル１０２への接触面積が大きい場合の生体情報を取得することが可能となり、ユーザの生体情報を適切に検出することが可能となる。特に、血管パターンの検出は、検出精度向上のため、指Ｆｇのタッチパネル１０２への接触面積を大きくすることが好ましいため、本実施形態に係る検出装置１００は、血管パターンを好適に検出できる。
【0116】
なお、本実施形態においては、検出装置１００が、認証部１６６によって認証を行う。ただし、検出装置１００が認証を行わなくてもよい。この場合、例えば、制御部６は、取得したユーザの生体情報を別の装置に送信し、その別の装置が、認証部１６６として、ユーザの生体情報と基準生体情報とを照合して認証を行ってもよい。そして、その別の装置は、認証した結果、すなわち所定機能の実行可否の判断結果を検出装置１００に送信して、検出装置１００は、その結果に基づき、所定機能を実行、又は実行しないかを決定する。
【0117】
次に、認証処理のフローをフローチャートに基づき説明する。図１７は、本実施形態に係る認証処理を説明するフローチャートである。図１７に示すように、検出装置１００は、所定機能の実行要求があるかを判断する（ステップＳ１０）。検出装置１００は、例えば制御部６により、検出装置１００に所定機能の実行が要求されているかを判断する。所定機能の実行要求は、例えば、ユーザの操作、すなわち、ユーザが、検出装置１００の入力部（例えばタッチパネル１０２）に、所定機能を実行する旨の操作を行うことで、検出装置１００に入力される。ただし、所定機能の実行要求は、ユーザの操作をトリガとして行われることに限られず、例えば、所定時間毎に自動的に行われてもよい。また、検出装置１００を入室管理装置等の電子機器に組み込む場合は、ユーザが装置に近接した場合、或いは、ＡＴＭ等の電子機器に組み込む場合は、ユーザがカード等を電子機器に挿入した場合をトリガとしてもよい。
【0118】
所定機能の実行要求がある場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、表示装置（検出装置１００）にユーザが指等をタッチし、かつ、指をスライド、或いはピンチアウト等を指示する画面、すなわち後述の誘導画像Ｐを表示する（ステップＳ１１）。検出装置１００は、制御部６の操作位置取得部１６０により、位置センサ部１０Ａが検出した操作位置の情報を取得する（ステップＳ１２）。操作位置取得部１６０は、所定時間毎の操作位置の情報、すなわち所定時間毎のユーザの指Ｆｇや手のひらの近接位置の情報を、取得する。なお、所定機能の実行要求がない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り、所定機能の実行要求の受け付けを続ける。
【0119】
操作位置の情報を取得したら、検出装置１００は、制御部６の操作判断部１６２により、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作したかを判断する（ステップＳ１４）。操作判断部１６２は、所定時間毎の操作位置の情報に基づき、操作位置が、所定軌跡を描くように連続的に移動するかを判断する。ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作したと判断した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、検出装置１００は、制御部６の生体情報取得部１６４により、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作した際のユーザの生体情報を取得する（ステップＳ１６）。ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作していないと判断した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、検出装置１００は、例えばステップＳ１１に戻り、誘導画像Ｐを表示して操作位置の取得を続ける。この際、ユーザの手の大きさ等により、表示装置に表示した指示では十分に生体情報が取得できないと判断した場合、表示装置に表示するスライドの距離、角度、時間、又は、ピンチアウトの距離、角度、時間等を変更するための演算を行い、再度生体情報を取得する際の表示に反映させることも可能である。例えば、指が想定よりも短いと判断した場合、ピンチアウトの距離を短くしたり、指が想定よりも長いと判断した場合、ピンチアウトの距離を長くしたりすることで、生体情報の正確な取得が可能となる。すなわち、検出装置１００は、ユーザが所定軌跡でタッチパネル１０２を操作していないと判断した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、誘導画像Ｐを再度表示するための演算を実行して（ステップＳ１５）、ステップＳ１１に戻り、実行した演算に基づき画面を表示する。すなわち、検出装置１００は、所定軌跡でタッチパネル１０２を操作していないと判断した際に用いた操作位置の情報に基づき演算を行って、その演算に基づき、次の誘導画像Ｐの表示内容を前の誘導画像Ｐの表示内容と異ならせてよい。この演算は、誘導画像Ｐを、ユーザの所定軌跡での操作をより取得しやすいものに変更する演算であるといえる。また、ユーザの指のスライド、ピンチアウトは、生体情報取得のために独立して表示するものであってもいいが、ホーム画面内に表示されている所定のアプリケーションを起動する際のボタン、或いは、ＡＴＭにおいては「引き出し」のボタン表示と一体化することも可能である。
【0120】
所定軌跡におけるユーザの生体情報を取得したら、検出装置１００は、制御部６の認証部１６６により、ユーザの生体情報と基準生体情報とを照合し（ステップＳ１８）、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致する場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、認証可として所定機能を実行してよいと判断し、機能制御部１６８により、所定機能を実行する（ステップＳ２２）。ユーザの生体情報が基準生体情報に一致しない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、認証不可として、所定機能を実行しない（ステップＳ２４）。ステップＳ２２、ステップＳ２４により本処理は終了するが、例えば認証不可となった場合でも、一度目であればステップＳ１１やステップＳ１６などに戻り、再度認証処理を続けてもよい。その際、ステップＳ１５に戻って、上述の演算を行ってもよい。認証不可（ステップＳ２０；Ｎｏ）が二度目となった場合は、ステップＳ２４に進んでよい。また、認証可となってステップＳ２２を実行した後でも、ステップＳ１１やステップＳ１６などに戻り、所定時間毎に認証処理を続けてもよい。
【0121】
なお、本実施形態における生体情報取得部１６４は、所定軌跡であると判断した場合に生体情報を取得しているが、所定軌跡と判断されるまでは生体センサ部１０から生体情報を取得せず、所定軌跡であると判断した場合をトリガとして、生体センサ部１０から生体情報を取得してもよい。また、生体情報取得部１６４は、所定軌跡であるとの判断に関係なく、常に生体センサ部１０から生体情報を取得してもよい。この場合、生体情報取得部１６４は、生体センサ部１０からの生体情報を、例えば記憶部８に記憶させておき、所定軌跡であると判断したことをトリガとして、所定軌跡を描いた操作位置に対応する生体情報を、記憶部８から読み出すことで取得して、認証に使用してよい。また、生体センサ部１０は、本実施形態では、ステップＳ１０のように所定機能の実行要求があったことをトリガとして駆動されて、生体情報の検出を行う。ただし、生体センサ部１０が駆動するトリガはこれに限られず、常に駆動されていてもよいし、例えば位置センサ部１０Ａが近接を検出したことをトリガとして駆動されてもよい。
【0122】
以上説明したように、本実施形態に係る検出装置１００は、ユーザの操作を受け付ける入力部（ここではタッチパネル１０２）と、入力部に設けられてユーザの生体情報を検出する生体センサ部１０と、入力部においてユーザが操作した位置である操作位置を検出する位置センサ部１０Ａと、制御部６と、を有する。制御部６は、操作判断部１６２と、生体情報取得部１６４とを有する。操作判断部１６２は、位置センサ部１０Ａが検出した操作位置に基づき、ユーザが所定軌跡で入力部を操作したかを判断する。生体情報取得部１６４は、ユーザが所定軌跡で入力部を操作したと判断した場合に、生体センサ部１０から、ユーザが所定軌跡で入力部を操作した際のユーザの生体情報を取得する。この検出装置１００は、所定軌跡を描いている場合の生体情報を取得することで、ユーザのタッチパネル１０２への近接時間や接触面積を大きくして、ユーザの生体情報を適切に検出することが可能となる。
【0123】
また、制御部６は、取得したユーザの生体情報に基づき、予め定めた所定機能を実行するかを判断する認証部１６６をさらに有する。この検出装置１００は、認証部１６６によってユーザ認証を適切に行うことができる。
【0124】
また、操作判断部１６２は、操作位置に基づき、ユーザが複数の指を互いに離すピンチアウトの動作を行ったかを判断する。操作判断部１６２は、ユーザがピンチアウトの動作を行ったと判断した場合に、ユーザが所定軌跡で入力部を操作したと判断する。ユーザがピンチアウト動作をしている場合は、指Ｆｇの接触面積が大きい傾向にある。従って、検出装置１００は、ピンチアウト動作をしている場合に、所定軌跡を描いているとして生体情報を取得することで、ユーザの生体情報を適切に検出することが可能となる。
【0125】
また、生体センサ部１０は、ユーザの血管パターンとユーザの指紋との少なくとも一方を検出する。この検出装置１００は、生体情報として、血管パターンや指紋を検出することで、ユーザの認証を適切に行うことができる。
【0126】
また、生体センサ部１０は、アモルファスシリコンを含む半導体（第１半導体層３１）と、ポリシリコンを含む半導体（第２半導体層５１）とを備えて、ユーザの血管パターンとユーザの指紋とを検出する。検出装置１００は、このような生体センサ部１０を備えることで、複数種類の生体情報から認証を行う事が可能となり、認証の精度を高くすることができる。例えば、検出装置１００は、ユーザの指紋と血管パターンとの両方が基準生体情報に一致する場合に、認証可として、所定機能を実行してもよい。また、検出装置１００は、ユーザの指紋と血管パターンとのうちの、いずれか一方を取得して、その取得した一方が基準生体情報と一致した場合に、認証可として、所定機能を実行してもよい。検出装置１００は、その後に、ユーザの指紋と血管パターンとのうちの他方を取得して、その他方が基準生体情報と一致しない場合、所定機能の実行を中断してもよい。尚、指紋の検出には可視光を用い、血管パターンの検出には赤外線を用いる。例えば、ピンチアウトの初期段階では赤外線を用いて血管パターンを取得し、ピンチアウトの最終段階で指が十分に検出装置１００と平行になった時点で指紋、或いは、指紋と血管パターンの双方を取得するものであってもよい。また、表示装置と検出装置とを同じサイズで形成した場合、表示装置の画面の何れでも生体情報の検出が可能である。しかし、表示装置の一部にのみ検出装置を配置する場合、スライドの終点、或いは、ピンチアウトの終点を検出装置と合致させるような画面表示を表示装置に行わせることも可能である。
【0127】
なお、検出装置１００は、表示パネル１０１に、所定軌跡でタッチパネル１０２を操作することを誘導する画像である誘導画像Ｐを表示させてもよい。図１８は、誘導画像の例を示す図である。検出装置１００は、例えば制御部６により、表示パネル１０１の表示領域ＤＡに、誘導画像Ｐを表示させる。誘導画像Ｐは、図１８の例では、画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有する。画像Ｐ１、Ｐ２は、バー状の画像である。画像Ｐ１は、画像Ｐ２の領域内であって、画像Ｐ２の中央位置に表示される。すなわち、画像Ｐ１が一方の端部Ｐ１Ａから他方の端部Ｐ１Ｂまで延在する画像であり、画像Ｐ２が一方の端部Ｐ２Ａから他方の端部Ｐ２Ｂまで延在する画像とすると、画像Ｐ１の一方の端部Ｐ１Ａは、画像Ｐ２の一方の端部Ｐ２Ａよりも、他方の端部Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ側（図１８の例では第１方向Ｄｘと反対側）にある。そして、画像Ｐ１の他方の端部Ｐ１Ｂは、画像Ｐ２の他方の端部Ｐ２Ｂよりも、一方の端部Ｐ１Ａ、Ｐ２Ａ側（図１８の例では第１方向Ｄｘ側）にある。画像Ｐ３は、画像Ｐ１を広げることを促す通知が表示されている。
【0128】
この誘導画像Ｐが表示されることで、ユーザは、画像Ｐ１を両側に広げるようにタッチパネル１０２を操作するよう誘導される。画像Ｐ１を両側に広げるようにタッチパネル１０２が操作されると、誘導画像Ｐは、画像Ｐ１の一方の端部Ｐ１Ａが画像Ｐ２の一方の端部Ｐ２Ａ側に広がるように移動し、画像Ｐ１の他方の端部Ｐ２Ａが画像Ｐ２の他方の端部Ｐ２Ｂ側に広がるように移動する。このように画像Ｐ１を両側に広げるようにタッチパネル１０２を操作した場合、操作位置が複数の異なる方向に移動することで所定軌跡を描き、言い換えれば、ユーザがピンチアウト動作を行うような軌跡となる。このように操作位置が所定軌跡を描くことで、検出装置１００は生体情報の検出を行うことができる。
【0129】
このように、検出装置１００は、入力部（タッチパネル１０２）と重畳して設けられて画像を表示する表示パネル１０１を有する。そして、制御部６は、表示パネル１０１に、所定軌跡で入力部を操作することを誘導する誘導画像Ｐを表示させてもよい。この検出装置１００によると、ユーザが所定軌跡で入力部を操作する可能性が高くなり、生体情報を好適に検出できる。なお、誘導画像Ｐは、図１８の例に限られず、任意のものであってよい。
【0130】
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、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0131】
１ 生体情報検出装置
６ 制御部
１０ 生体センサ部
１０Ａ 位置センサ部
１００ 検出装置
１０１ 表示パネル
１０２ タッチパネル
１６０ 操作位置取得部
１６２ 操作判断部
１６４ 生体情報取得部
１６６ 認証部
１６８ 機能制御部
ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＰＤ２ 第２フォトダイオード
６ 制御部
１０ 生体センサ部
１０Ａ 位置センサ部
１００ 検出装置
１０１ 表示パネル
１０２ タッチパネル
１６０ 操作位置取得部
１６２ 操作判断部
１６４ 生体情報取得部
１６６ 認証部
１６８ 機能制御部
ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＰＤ２ 第２フォトダイオード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】