(57)【要約】【課題】同一のデバイスで種々の生体情報を検出することが可能な検出装置を提供する。【解決手段】検出装置は、センサ基材と、センサ基材に設けられ、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光電変換素子と、を含む光学センサと、第１発光極大波長を有する第１光を照射する複数の第１発光素子と、第２発光極大波長を有する第２光を照射する複数の第２発光素子と、を含む照明装置と、を有し、複数の光電変換素子のそれぞれは、第１光の波長領域及び第２光の波長領域を含む波長領域において受光感度を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ基材と、前記センサ基材に設けられ、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光電変換素子と、を含む光学センサと、
第１発光極大波長を有する第１光を照射する複数の第１発光素子と、第２発光極大波長を有する第２光を照射する複数の第２発光素子と、を含む照明装置と、を有し、
複数の前記光電変換素子のそれぞれは、前記第１光の波長領域及び前記第２光の波長領域を含む波長領域において受光感度を有する
検出装置。
【請求項２】
前記第１発光素子は、可視光領域の前記第１光を照射し、前記第２発光素子は、近赤外光領域の前記第２光を照射する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
複数の前記第１発光素子及び複数の前記第２発光素子は、時分割で異なる波長ごとに前記第１光及び前記第２光を照射する
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
さらに、前記センサ基材と垂直な方向において前記光学センサと前記照明装置との間に設けられ、複数の前記光電変換素子と対向する波長選択フィルタ、を有し、
前記波長選択フィルタは、前記光電変換素子に入射する光を透過させる透過帯域と、前記光を非透過にする非透過帯域と、を時分割で変更する
請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記光学センサは、時分割で設けられた複数の検出期間ごとに複数の前記光電変換素子により検出を行い、
第１検出期間に、前記照明装置は、前記第１発光素子により前記第１光を照射し、前記波長選択フィルタは、前記第１発光極大波長を含む波長領域を透過状態とし、
第２検出期間に、前記照明装置は、前記第２発光素子により前記第２光を照射し、前記波長選択フィルタは、前記第２発光極大波長を含む波長領域を透過状態とし、
前記光電変換素子は、前記第１検出期間で前記第１光に基づく信号を検出回路に出力し、前記第２検出期間で前記第２光に基づく信号を前記検出回路に出力する
請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
複数の前記第１発光素子及び複数の前記第２発光素子は、同じ検出期間に前記第１光及び前記第２光を照射する
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項７】
さらに、前記センサ基材と垂直な方向において前記光学センサと前記照明装置との間に設けられ、複数の前記光電変換素子と対向する波長選択フィルタ、を有し、
前記波長選択フィルタは、平面視での領域ごとに、前記光電変換素子に入射する光を透過させる波長領域を異ならせる
請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
同じ前記検出期間に、前記波長選択フィルタは、第１領域において、前記第１発光極大波長を含む波長領域を透過状態とし、第２領域において、前記第２発光極大波長を含む波長領域を透過状態とし、
複数の前記光電変換素子は、前記第１領域と重なる位置に設けられた第１光電変換素子と、前記第２領域と重なる位置に設けられた第２光電変換素子とを含み、
前記第１光電変換素子は、前記第１光に基づく信号を検出回路に出力し、前記第２光電変換素子は、前記第２光に基づく信号を検出回路に出力する
請求項７に記載の検出装置。
【請求項９】
前記照明装置の前記光学センサと対向する面の反対側に、アレイ基板と、前記アレイ基板と対向する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを含む液晶表示パネルを有し、
前記液晶表示パネルは、表示領域のうち一部の領域で、前記光電変換素子に入射する光を透過させる
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項１０】
さらに、検出面に接触又は近接する被検出体を検出するタッチパネルを有し、
前記液晶表示パネルは、前記表示領域のうち、前記被検出体が接触又は近接する重畳領域で、前記光電変換素子に入射する光を透過させる
請求項９に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記光学センサは、複数の前記光電変換素子に接続された容量と、スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続されたセンサ信号線とを有し、
前記液晶表示パネルは、表示期間と非表示期間とを時分割で行い、
前記センサ信号線と前記光電変換素子とが非接続状態となる露光期間は、前記液晶表示パネルの前記非表示期間と重なる
請求項９又は請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記センサ信号線を介して前記容量に基準電位が供給されるリセット期間は、前記液晶表示パネルの表示期間の一部と重なる
請求項１１に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記波長選択フィルタは、フィルタアレイ基板と、前記フィルタアレイ基板と対向するフィルタ対向基板と、前記フィルタアレイ基板と前記フィルタ対向基板との間に設けられた液晶層とを含む
請求項４又は請求項７に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記光電変換素子は、ＰＩＮ型ダイオードである
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１５】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、無機発光素子である
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１６】
複数の透光領域と、非透光領域とを含み、前記センサ基材と垂直な方向において、前記光学センサと前記照明装置との間に設けられた光学素子を有し、
複数の前記透光領域は、複数の前記光電変換素子のそれぞれと重なる位置で前記光学素子の厚さ方向に貫通して設けられ、前記光電変換素子に入射する光を透過させ、
前記非透光領域は、複数の前記透光領域の間に設けられ、前記透光領域よりも光の透過率が小さい
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１７】
アレイ基板と、前記アレイ基板と対向する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを含む液晶表示パネルと、
センサ基材と、前記センサ基材に設けられ、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光電変換素子と、を含む光学センサと、
第１発光極大波長を有する第１光を照射する複数の第１発光素子と、第２発光極大波長を有する第２光を照射する複数の第２発光素子と、を含む照明装置と、を有し、
複数の前記光電変換素子のそれぞれは、前記第１光の波長領域及び前記第２光の波長領域を含む波長領域において受光感度を有し、
複数の前記第１発光素子及び複数の前記第２発光素子は、時分割で異なる波長ごとに前記第１光及び前記第２光を照射する
検出装置。
【請求項１８】
アレイ基板と、前記アレイ基板と対向する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを含む液晶表示パネルと、
センサ基材と、前記センサ基材に設けられ、異なる波長領域で受光感度を有し、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の第１光電変換素子及び第２光電変換素子と、を含む光学センサと、
前記第１光電変換素子が受光感度を有する波長領域及び前記第２光電変換素子が受光感度を有する波長領域に亘って発光強度を有する複数の発光素子と、を有し、
複数の前記第１光電変換素子及び複数の前記第２光電変換素子は、同じ検出期間に、それぞれ異なる前記波長領域の光を受光する
検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、静脈像を撮像する静脈像撮像装置が記載されている。静脈像撮像装置は、発光部、受光部、遮光層及びカバーガラスを備える。カバーガラス上に置かれた生体に対して発光部から近赤外光を照射し、生体からの反射光を前記受光部で受光する。これにより、静脈像撮像装置は、生体の静脈像を撮像することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６４７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学式センサを備えた検出装置において、静脈像の検出に限られず、指紋等、被検出体の種々の生体情報を検出することが要求されている。この場合、光学式センサは、複数の異なる波長の光を照射する光源を備える必要がある。例えば、静脈像の検出の際には近赤外光を生体に照射し、指紋の検出の際には可視光を生体に照射することで、複数の異なる生体情報を検出することができる。特許文献１の静脈像撮像装置は、同一のデバイスで種々の生体情報を検出する構成について記載されていない。
【０００５】
本発明は、同一のデバイスで種々の生体情報を検出することが可能な検出装置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】
本発明の一態様の検出装置は、センサ基材と、前記センサ基材に設けられ、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光電変換素子と、を含む光学センサと、第１発光極大波長を有する第１光を照射する複数の第１発光素子と、第２発光極大波長を有する第２光を照射する複数の第２発光素子と、を含む照明装置と、を有し、複数の前記光電変換素子のそれぞれは、前記第１光の波長領域及び前記第２光の波長領域を含む波長領域において受光感度を有する。
【０００７】
本発明の一態様の検出装置は、アレイ基板と、アレイ基板と対向する対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に設けられた液晶層とを含む液晶表示パネルと、センサ基材と、前記センサ基材に設けられ、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の光電変換素子と、を含む光学センサと、第１発光極大波長を有する第１光を照射する複数の第１発光素子と、第２発光極大波長を有する第２光を照射する複数の第２発光素子と、を含む照明装置と、を有し、複数の前記光電変換素子のそれぞれは、前記第１光の波長領域及び前記第２光の波長領域を含む波長領域において受光感度を有し、複数の前記第１発光素子及び複数の前記第２発光素子は、時分割で異なる波長ごとに前記第１光及び前記第２光を照射する。
【０００８】
本発明の一態様の検出装置は、アレイ基板と、アレイ基板と対向する対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に設けられた液晶層とを含む液晶表示パネルと、センサ基材と、前記センサ基材に設けられ、異なる波長領域で受光感度を有し、それぞれに照射された光に応じた信号を出力する複数の第１光電変換素子及び第２光電変換素子と、を含む光学センサと、前記第１光電変換素子が受光感度を有する波長領域及び前記第２光電変換素子が受光感度を有する波長領域に亘って発光強度を有する複数の発光素子と、を有し、複数の前記第１光電変換素子及び複数の前記第２光電変換素子は、同じ検出期間に、それぞれ異なる前記波長領域の光を受光する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１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。
【図２】図２は、第１実施形態に係る検出装置の主要構成例を示す説明図である。
【図３】図３は、表示パネルの概略断面構成を示す断面図である。
【図４】図４は、表示領域の画素配列を表す回路図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る検出装置が有する照明装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、複数の発光素子を示す平面図である。
【図７】図７は、発光素子の断面図である。
【図８】図８は、図７の発光素子を拡大して示す断面図である。
【図９】図９は、波長選択フィルタを透過する光の偏光状態を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、光学素子を示す平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ’断面図である。
【図１２】図１２は、第１変形例に係る光学素子を示す断面図である。
【図１３】図１３は、光学センサを示す平面図である。
【図１４】図１４は、光学センサを示す回路図である。
【図１５】図１５は、複数の部分検出領域を示す回路図である。
【図１６】図１６は、光電変換素子の概略断面構成を示す断面図である。
【図１７】図１７は、光電変換素子の受光感度と、複数の発光素子の発光強度と、波長との関係を示すグラフである。
【図１８】図１８は、光学センサの動作例を表すタイミング波形図である。
【図１９】図１９は、図１８における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。
【図２０】図２０は、第１実施形態に係る検出装置における、表示パネル、照明装置、波長選択フィルタ及び光学センサの動作例を表すタイミング波形図である。
【図２１】図２１は、図２０における非表示期間を拡大して示すタイミング波形図である。
【図２２】図２２は、第２実施形態に係る検出装置の、波長選択フィルタ、光学素子及び光学センサの配置関係を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２３は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
【図２４】図２４は、第２実施形態の第２変形例に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
【図２５】図２５は、第３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。
【図２６】図２６は、第３実施形態に係る表示パネルの表示領域を模式的に示す平面図である。
【図２７】図２７は、第３実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
【図２８】図２８は、第４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。
【図２９】図２９は、第４実施形態の第３変形例に係る検出装置の、光電変換素子の受光感度と、複数の発光素子の発光強度と、波長との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１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。図１に示すように、検出装置１は、表示パネル２と、照明装置３と、波長選択フィルタ４と、光学素子５と、光学センサ６とを有する。第３方向Ｄｚにおいて、光学センサ６、光学素子５、波長選択フィルタ４、照明装置３、表示パネル２の順に積層されている。
【００１２】
なお、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙは、光学センサ６の基体であるセンサ基材６１の表面に対して平行な方向である。第１方向Ｄｘは、第２方向Ｄｙと直交する。ただし、第１方向Ｄｘは、第２方向Ｄｙ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る。第３方向Ｄｚは、例えば、センサ基材６１の法線方向に対応する。なお、以下、平面視とは、第３方向Ｄｚから見た場合の位置関係を示す。
【００１３】
表示パネル２は、表示領域ＤＡと、周辺領域ＢＥとを有する。表示領域ＤＡは、複数の画素ＰＸ（図２参照）を有し、画像を表示する領域である。周辺領域ＧＡは、複数の画素ＰＸと重ならない領域であり、表示領域ＤＡの外側に配置される。
【００１４】
表示パネル２は、表示素子として液晶層ＬＣ（図３参照）を有する液晶表示パネルである。表示パネル２は、アレイ基板ＳＵＢ１と、対向基板ＳＵＢ２と、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。アレイ基板ＳＵＢ１は、第１基板２１（図３参照）と、画素ＰＸと、駆動回路１２０と（図２参照）と、を有する。第１基板２１、複数のトランジスタ、複数の容量及び各種配線等により、各画素ＰＸを駆動するためのアレイ基板ＳＵＢ１が構成される。アレイ基板ＳＵＢ１は、駆動回路基板であり、バックプレーン又はアクティブマトリクス基板とも呼ばれる。
【００１５】
照明装置３は、光源基材３１と、複数の発光素子７とを備える。照明装置３は、アレイ基板ＳＵＢ１と対向して設けられ、第３方向Ｄｚにおいて、表示パネル２と光学センサ６との間に設けられる。より具体的には、照明装置３は、第３方向Ｄｚにおいて、表示パネル２と波長選択フィルタ４との間に設けられる。光源基材３１は、透光性を有する絶縁性の基材であり、例えばガラス基板である。あるいは、光源基材３１は、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。
【００１６】
複数の発光素子７は、光源基材３１の表示パネル２と対向する面に設けられる。複数の発光素子７は、無機発光素子（ＬＥＤ、Light  Emitting  Diode）であり、光Ｌ１を表示パネル２に向けて照射する。
【００１７】
波長選択フィルタ４は、第３方向Ｄｚにおいて、光学センサ６と、照明装置３及び表示パネル２との間に設けられる。波長選択フィルタ４は、複数の光電変換素子８の光入射面側に設けられ、複数の光電変換素子８と対向する。波長選択フィルタ４は、フィルタアレイ基板ＳＵＢＦ１と、フィルタ対向基板ＳＵＢＦ２と、第１偏光板ＰＬＦ１と、第２偏光板ＰＬＦ２と、を備える。波長選択フィルタ４は、表示パネル２と類似した構成を有し、フィルタアレイ基板ＳＵＢＦ１と、フィルタ対向基板ＳＵＢＦ２との間に、液晶層ＬＣＡ（図９参照）を有する。指Ｆｇの表面又は内部で反射した光Ｌ２は、液晶層ＬＣＡにより偏光状態が変化する。波長選択フィルタ４は、液晶層ＬＣＡの位相差δを制御することで、光Ｌ２を透過させる透過帯域と光Ｌ２を非透過にする非透過帯域とを可変とすることができる。
【００１８】
光学素子５は、第３方向Ｄｚにおいて、光学センサ６と、照明装置３及び表示パネル２との間、より具体的には、光学センサ６と波長選択フィルタ４との間に設けられる。光学素子５は、平板状であり、少なくとも複数の光電変換素子８と重なる領域に設けられる。光学素子５は、透光領域５１及び非透光領域５２を含む。透光領域５１は、複数の光電変換素子８のそれぞれと重なる位置で光学素子５の厚さ方向に貫通して設けられる。透光領域５１は、透光性を有し、光電変換素子８に入射する光Ｌ２を透過させる。非透光領域５２は、複数の透光領域５１の間に設けられ、透光領域５１よりも光の透過率が小さい。つまり、光Ｌ２は、非透光領域５２を透過しない。
【００１９】
光学センサ６は、センサ基材６１と、複数の光電変換素子８とを有する。センサ基材６１は、絶縁性の基材であり、例えばガラス基板である。或いは、センサ基材６１は、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。光学センサ６は、アレイ基板ＳＵＢ１と対向して設けられ、複数の光電変換素子８は、センサ基材６１の表示パネル２側の面に設けられる。複数の光電変換素子８は、センサ基材６１の表示領域ＤＡと重なる領域に設けられる。ただし、複数の光電変換素子８は、表示領域ＤＡの一部と重なる領域に設けられていてもよい。
【００２０】
光電変換素子８は、例えばアモルファスシリコン等により形成されたフォトダイオードである。光電変換素子８は、照射される光Ｌ２に応じた電気信号を検出回路１６３（図１５参照）に出力する。
【００２１】
このような構成により、発光素子７から照射される光Ｌ１は、表示パネル２に入射する。光Ｌ１は、表示パネル２を透過して指Ｆｇの表面又は内部で反射する。指Ｆｇで反射された光Ｌ２は、表示パネル２及び照明装置３を透過して、波長選択フィルタ４に入射する。波長選択フィルタ４は、光Ｌ２のうち透過帯域の波長成分の光を透過させる。波長選択フィルタ４を透過した光Ｌ２は、光学素子５の透光領域５１と透過して光電変換素子８に入射する。これにより、光学センサ６は、光Ｌ２に基づいて、指Ｆｇの指紋や血管像（静脈パターン）等の生体に関する情報を検出することができる。また、表示パネル２は、表示の際には、表示パネル２を透過した光Ｌ１により画像を表示できる。このように、複数の発光素子７は、検出用の光源と、表示用の光源とを兼ねる。
【００２２】
図２は、第１実施形態に係る検出装置の主要構成例を示す説明図である。検出装置１は、さらに、制御回路１００と、信号処理回路１０１と、駆動回路１２０と、光源制御回路１３１と、フィルタ制御回路１４１と、検出制御回路１６１と、を有する。
【００２３】
制御回路１００は、検出装置１の表示及び生体情報の検出を制御する回路である。信号処理回路１０１は、制御回路１００から入力される入力信号ＩＰに基づいた各種信号の出力を行う。入力信号ＩＰは、画像を表示させるための信号（例えばＲＧＢ画像信号）や、検出の制御を行う信号を含む。表示の際に、信号処理回路１０１は、入力信号ＩＰに基づいて画像信号ＯＰを生成する。信号処理回路１０１は、駆動回路１２０を介して画像信号ＯＰを各画素ＰＸに出力する。信号処理回路１０１は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）のような集積回路である。
【００２４】
表示パネル２は複数の画素ＰＸを有し、複数の画素ＰＸは、表示領域ＤＡにおいて、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列される。駆動回路１２０は、信号出力回路１２１及び走査回路１２２を有する。信号出力回路１２１及び走査回路１２２は、周辺領域ＢＥに設けられる。走査回路１２２は、信号処理回路１０１からの各種制御信号に基づいて複数の走査線ＧＬを駆動する回路である。走査回路１２２は、複数の走査線ＧＬを順次又は同時に選択し、選択された走査線ＧＬにゲート駆動信号を供給する。これにより、走査回路１２２は、走査線ＧＬに接続された複数の画素ＰＸを選択する。信号出力回路１２１は、画素信号線ＳＬを介して選択された複数の画素ＰＸに画像信号ＯＰを出力する。
【００２５】
また、信号処理回路１０１は、入力信号ＩＰに基づいて光源制御信号Ｖ１、フィルタ制御信号Ｖ２、検出制御信号Ｖ３を生成する。信号処理回路１０１は、光源制御信号Ｖ１を光源制御回路１３１に出力する。光源制御回路１３１は、照明装置３の複数の発光素子７の点灯を制御する回路である。光源制御回路１３１は、光源制御信号Ｖ１に基づいて発光素子７ごとに点灯及び非点灯を制御する。
【００２６】
信号処理回路１０１は、フィルタ制御信号Ｖ２をフィルタ制御回路１４１に出力する。フィルタ制御回路１４１は、波長選択フィルタ４の透過帯域と非透過帯域とを制御する。波長選択フィルタ４のフィルタアレイ基板ＳＵＢＦ１には、複数の単位フィルタ領域ＦＡが設けられている。複数の単位フィルタ領域ＦＡは、平面視において表示領域ＤＡと重なる位置に設けられる。フィルタ制御回路１４１は、単位フィルタ領域ＦＡごとに、それぞれの光の透過帯域を変更することができ、あるいは、全ての単位フィルタ領域ＦＡで光の透過帯域を変更することができる。単位フィルタ領域ＦＡの配置ピッチは、画素ＰＸの配置ピッチＰ１、Ｐ２と等しくてもよく、配置ピッチＰ１、Ｐ２よりも大きくてもよい。
【００２７】
信号処理回路１０１は、検出制御信号Ｖ３を検出制御回路１６１に出力する。検出制御回路１６１は、光学センサ６の光電変換素子８による光Ｌ２の検出を制御する。光学センサ６には、複数の部分検出領域ＰＡＡが設けられている。複数の部分検出領域ＰＡＡは、複数の単位フィルタ領域ＦＡ及び表示領域ＤＡと重なる位置に設けられる。光電変換素子８は、部分検出領域ＰＡＡごとに設けられており、検出制御回路１６１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、光電変換素子８による光Ｌ２の検出を制御する。部分検出領域ＰＡＡの配置ピッチは、画素ＰＸの配置ピッチＰ１、Ｐ２と等しくてもよく、配置ピッチＰ１、Ｐ２よりも大きくてもよい。
【００２８】
制御回路１００、信号処理回路１０１、光源制御回路１３１、フィルタ制御回路１４１及び検出制御回路１６１は、それぞれ個別のＩＣで構成されてもよいし、１つのＩＣで構成されてもよい。各ＩＣは、アレイ基板ＳＵＢ１、フィルタアレイ基板ＳＵＢＦ１、光源基材３１及びセンサ基材６１にそれぞれ接続されたフレキシブルプリント基板やリジット基板の上にＣＯＦ（Chip  On  Film）として実装されてもよい。これに限定されず、各ＩＣは、アレイ基板ＳＵＢ１、フィルタアレイ基板ＳＵＢＦ１、光源基材３１及びセンサ基材６１のそれぞれの周辺領域にＣＯＧ（Chip  On  Glass）として実装されてもよい。
【００２９】
表示期間ＴＡに、複数の発光素子７は、光源制御信号Ｖ１に基づいて可視光（例えば白色光）を表示パネル２の表示領域ＤＡに向けて照射する。これにより、照明装置３は、表示パネル２のバックライトとして機能する。また、表示の際に、フィルタ制御回路１４１は、フィルタ制御信号Ｖ２に基づいて、全ての単位フィルタ領域ＦＡを非透過にする。これにより、光Ｌ２は、波長選択フィルタ４により遮られて光電変換素子８に入射することが抑制される。また、表示の際に、検出制御回路１６１は、光電変換素子８による光Ｌ２の検出を停止する。なお、フィルタ制御回路１４１及び検出制御回路１６１は、表示期間ＴＡに、検出を実行してもよい。
【００３０】
非表示期間ＴＢに、複数の発光素子７は、光源制御信号Ｖ１に基づいて、異なる波長の光Ｌ１（例えば可視光及び近赤外光）を表示パネル２に向けて照射する。光Ｌ１の波長は検出する生体情報（例えば、指紋や血管像（静脈パターン）等）に応じて定められる。非表示期間ＴＢに、フィルタ制御回路１４１は、指Ｆｇで反射した光Ｌ２の波長領域を透過させるように、波長選択フィルタ４の複数の単位フィルタ領域ＦＡの透過帯域と非透過帯域を設定する。検出制御回路１６１は異なる波長の光Ｌ２ごとに検出を行う。これにより、検出装置１は、１つのデバイスで種々の生体情報を検出することができる。
【００３１】
次に、表示パネル２、照明装置３、波長選択フィルタ４、光学素子５及び光学センサ６の詳細な構成について説明する。図３は、表示パネルの概略断面構成を示す断面図である。図３に示すように、対向基板ＳＵＢ２は、アレイ基板ＳＵＢ１の表面に垂直な方向に対向して配置される。液晶層ＬＣは、アレイ基板ＳＵＢ１と対向基板ＳＵＢ２との間に設けられる。アレイ基板ＳＵＢ１は、基体として第１基板２１を有する。対向基板ＳＵＢ２は、基体として第２基板２５を有する。第１基板２１及び第２基板２５は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透光性を有する材料で形成される。
【００３２】
アレイ基板ＳＵＢ１は、第１基板２１の対向基板ＳＵＢ２と対向する側に、画素電極２２、共通電極２３、絶縁膜２４、第１配向膜ＡＬ１等を備えている。
【００３３】
なお、本明細書において、第１基板２１に垂直な方向において、第１基板２１から第２基板２５に向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、第２基板２５から第１基板２１に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。
【００３４】
共通電極２３は、第１基板２１の上側に設けられる。共通電極２３は、表示領域ＤＡに亘って連続して設けられている。ただし、これに限定されず、共通電極２３はスリットが設けられ、複数に分割されていてもよい。共通電極２３は、絶縁膜２４によって覆われている。
【００３５】
画素電極２２は、絶縁膜２４の上に設けられ、絶縁膜２４を介して共通電極２３と対向している。画素電極２２及び共通電極２３は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透光性を有する導電材料によって形成されている。絶縁膜２４は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの透光性を有する無機系材料によって形成されている。画素電極２２及び絶縁膜２４は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。
【００３６】
対向基板ＳＵＢ２は、第２基板２５のアレイ基板ＳＵＢ１と対向する側に、カラーフィルタＣＦ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。カラーフィルタＣＦは、第２基板２５のアレイ基板ＳＵＢ１と対向する側に位置する。カラーフィルタＣＦは、一例では、異なる色を表示するカラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢを含み、それぞれ赤色、緑色、青色に着色された樹脂材料によって形成されている。
【００３７】
第２配向膜ＡＬ２は、カラーフィルタＣＦのアレイ基板ＳＵＢ１と対向する側に位置する。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、例えば、水平配向性を示す材料によって形成されている。
【００３８】
第１偏光板ＰＬ１は、第１基板２１の外面、あるいは、照明装置３（図１参照）と対向する面に配置される。第２偏光板ＰＬ２は、第２基板２５の外面、あるいは、観察位置側の面に配置される。第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸及び第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸は、例えばＸ−Ｙ平面においてクロスニコルの位置関係にある。なお、表示パネル２は、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２に加え、位相差板などの他の光学機能素子を含んでいてもよい。
【００３９】
アレイ基板ＳＵＢ１及び対向基板ＳＵＢ２は、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。液晶層ＬＣは、第１配向膜ＡＬ１、第２配向膜ＡＬ２及びシール部２９で囲まれた空間に封入されている。液晶層ＬＣは、誘電率異方性が負のネガ型液晶材料、あるいは、誘電率異方性が正のポジ型液晶材料によって構成されている。
【００４０】
例えば、液晶層ＬＣがネガ型液晶材料である場合であって、液晶層ＬＣに電圧が印加されていない状態では、液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面内において、その長軸が第１方向Ｄｘに沿う方向に初期配向している。一方、液晶層ＬＣに電圧が印加された状態、つまり、画素電極２２と共通電極２３との間に電界が形成されたオン時において、液晶分子は、電界の影響を受けてその配向状態が変化する。オン時において、入射した直線偏光は、その偏光状態が液晶層ＬＣを通過する際に液晶分子の配向状態に応じて変化する。
【００４１】
図４は、表示領域の画素配列を表す回路図である。アレイ基板ＳＵＢ１には、図４に示す各副画素ＳＰＸのスイッチング素子Ｔｒ、画素信号線ＳＬ、走査線ＧＬ等が形成されている。画素信号線ＳＬは、第２方向Ｄｙに延在する。画素信号線ＳＬは、各画素電極２２（図３参照）に画素信号を供給するための配線である。走査線ＧＬは、第１方向Ｄｘに延在する。走査線ＧＬは、各スイッチング素子Ｔｒを駆動する駆動信号（走査信号）を供給するための配線である。
【００４２】
画素ＰＸは、複数の副画素ＳＰＸが含まれる。副画素ＳＰＸは、それぞれスイッチング素子Ｔｒ及び液晶層ＬＣの容量を備えている。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で構成されている。図３に示す画素電極２２と共通電極２３との間に絶縁膜２４が設けられ、これらによって図４に示す保持容量Ｃｓが形成される。
【００４３】
カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域が周期的に配列されている。各副画素ＳＰＸ−Ｒ、ＳＰＸ−Ｇ、ＳＰＸ−Ｂに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域が１組として対応付けられる。そして、３色の色領域に対応する副画素ＳＰＸを１組として画素ＰＸが構成される。なお、カラーフィルタは、４色以上の色領域を含んでいてもよい。この場合、画素ＰＸは、４つ以上の副画素ＳＰＸを含んでいてもよい。
【００４４】
図５は、第１実施形態に係る検出装置が有する照明装置を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、複数の発光素子７は、光源基材３１の表示領域ＤＡと重なる領域に配列される。複数の発光素子７は、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列される。複数の発光素子７を駆動するための周辺回路ＧＣ、接続端子ＣＮは、周辺領域ＢＥに配置される。
【００４５】
光源走査線ＧＬＡ及び光源信号線ＳＬＡ（図６参照）は、光源基材３１に設けられる。発光素子７は、光源走査線ＧＬＡ及び光源信号線ＳＬＡで囲まれた領域に設けられる。複数の光源走査線ＧＬＡは、それぞれ周辺回路ＧＣに接続される。光源信号線ＳＬＡ及び周辺回路ＧＣは、複数の接続端子ＣＮを介して、複数の発光素子７を制御する光源制御回路１３１及び電源回路と接続される。
【００４６】
図６は、複数の発光素子を示す平面図である。発光素子７は、平面視で、１００μｍ以上、２００μｍ以下程度の大きさを有するミニＬＥＤ（ｍｉｎｉ  ＬＥＤ）を適用することができる。あるいは、発光素子７は、平面視で、３μｍ以上、１００μｍ以下程度の大きさを有するマイクロＬＥＤ（ｍｉｃｒｏ  ＬＥＤ）を適用してもよい。図６に示すように、発光素子７は、異なる波長の光を照射する第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲを含む。第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色の可視光の光Ｌ１（第１光）を照射する。第２発光素子７−ＩＲは、赤外光、より好ましくは近赤外光の光Ｌ１（第１光）を照射する。
【００４７】
第１方向Ｄｘにおいて、第１発光素子７−Ｒは第１発光素子７−Ｇと隣り合って配置される。第２方向Ｄｙにおいて、第１発光素子７−Ｂは第１発光素子７−Ｒと隣り合って配置される。第２方向Ｄｙにおいて、第２発光素子７−ＩＲは第１発光素子７−Ｇと隣り合って配置される。第１方向Ｄｘにおいて、第１発光素子７−Ｂは第２発光素子７−ＩＲと隣り合って配置される。
【００４８】
ひとまとまりの第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲを含む発光素子群は、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列される。なお、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲの配置は、図６に示す例に限定されない。第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲのうち、いくつかの発光素子を入れ換えてもよい。また、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲは、第１方向Ｄｘに配列されてもよい。第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂは、３色に限定されず４色以上、例えば、白色光を照射する発光素子を有していてもよい。
【００４９】
照明装置３は、表示パネル２の表示の際には、複数の発光素子７のうち第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂが光Ｌ１を照射し、光学センサ６の検出の際には、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲが光Ｌ１を照射する。検出の際には、光学センサ６が検出する生体情報、例えば、指Ｆｇや掌の凹凸（指紋）、血管像、脈波、脈拍、血中酸素濃度等に応じて、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲは異なる波長の光Ｌ１を照射することができる。例えば、指紋検出の際に、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂが可視光を照射し、血管像（静脈パターン）の検出の際に、第２発光素子７−ＩＲが赤外光を照射してもよい。
【００５０】
図７は、発光素子の断面図である。なお、図７では、駆動トランジスタＤＲＴの断面構成も模式的に示している。図７に示すように、発光素子７及び駆動トランジスタＤＲＴは、光源基材３１の上に設けられる。駆動トランジスタＤＲＴは、半導体層ＰＳ、光源走査配線ＧＬＡ、ドレイン電極ＤＥ、ソース電極ＳＥを含む。光源基材３１の一方の面に、遮光層ＬＳ、絶縁層３２、半導体層ＰＳ、絶縁層３３、光源走査線ＧＬＡ、絶縁層３４、台座ＢＳ（ソース電極ＳＥ）及びアノード電源線ＩＰＬ（ドレイン電極ＤＥ）、第１有機絶縁層３５の順に設けられている。絶縁層３２、３３、３４、３６等の無機絶縁層は、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、各無機絶縁層は、単層に限定されず積層膜であってもよい。
【００５１】
遮光層ＬＳは、光源基材３１よりも光の透過率が小さい材料で形成され、半導体層ＰＳの下に設けられる。絶縁層３２は、遮光層ＬＳを覆って光源基材３１の上に設けられる。半導体層ＰＳは、絶縁層３２の上に設けられる。半導体層ＰＳは、例えばポリシリコンや酸化物半導体が用いられる。
【００５２】
絶縁層３３は、半導体層ＰＳを覆って絶縁層３２の上に設けられる。光源走査線ＧＬＡは、絶縁層３３の上に設けられる。光源走査線ＧＬＡの、半導体層ＰＳと重なる部分がゲート電極として機能する。駆動トランジスタＤＲＴは、光源走査線ＧＬＡが半導体層ＰＳの上側に設けられたトップゲート構造である。ただし、これに限定されず、駆動トランジスタＤＲＴは、ボトムゲート構造でもよく、デュアルゲート構造でもよい。
【００５３】
絶縁層３４は、光源走査線ＧＬＡを覆って絶縁層３３の上に設けられる。ソース電極ＳＥ（台座ＢＳ）及びドレイン電極ＤＥ（アノード電源線ＩＰＬ）は、絶縁層３４の上に設けられる。アノード電源線ＩＰＬのうち、半導体層ＰＳＢと重なる部分が駆動トランジスタＤＲＴのドレイン電極ＤＥとして機能する。台座ＢＳのうち、半導体層ＰＳＢと重なる部分が駆動トランジスタＤＲＴのソース電極ＳＥとして機能する。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、それぞれ、絶縁層３３、３４に設けられたコンタクトホールを介して半導体層ＰＳと接続される。
【００５４】
第１有機絶縁層３５は、アノード電源線ＩＰＬ及び台座ＢＳを覆って絶縁層３４の上に設けられる。光源共通電極ＣＥ、重畳電極ＰＥ及びカソード電極ＣＤは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。絶縁層３６は、光源基材３１の法線方向において、光源共通電極ＣＥと重畳電極ＰＥとの間に設けられる。
【００５５】
アノード電極ＡＤは、例えば、ＩＴＯ、銀（Ａｇ）、ＩＴＯの積層体である。アノード電極ＡＤは、重畳電極ＰＥの上に設けられ、第１有機絶縁層３５に設けられたコンタクトホールＣＨを介して台座ＢＳに接続される。接続層ＣＬは、銀ペーストにより形成され、光源基材３１と発光素子７との間において、アノード電極ＡＤの上に設けられる。発光素子７は、接続層ＣＬの上に設けられ、接続層ＣＬと電気的に接続される。つまり、発光素子７は、接続層ＣＬを介してアノード電極ＡＤと電気的に接続される。
【００５６】
第２有機絶縁層３７は、発光素子７の側面を覆って絶縁層３６の上に設けられる。カソード電極ＣＤは、第２有機絶縁層３７及び発光素子７の上に設けられ、発光素子７のカソード端子ＥＬＥＤ２（図８参照）と電気的に接続される。カソード電極ＣＤは、複数の発光素子７のカソード端子ＥＬＥＤ２と電気的に接続される。オーバーコート層ＯＣは、カソード電極ＣＤの上に設けられる。
【００５７】
照明装置３において、発光素子７、接続層ＣＬ及びアノード電極ＡＤと重なる領域が、光Ｌ１を照射する発光領域ＥＡである。複数の発光素子７の間の領域は、開口領域ＯＡである。言い換えると、開口領域ＯＡは、発光素子７、接続層ＣＬ及びアノード電極ＡＤや、光源走査線ＧＬＡ等の各種配線と重ならない領域である。指Ｆｇで反射した光Ｌ２（図１参照）は、開口領域ＯＡを透過して、波長選択フィルタ４、光学素子５及び光学センサ６に向かって進行する。
【００５８】
図８は、図７の発光素子を拡大して示す断面図である。図８に示すように、発光素子７は、発光素子基板ＳＵＬＥＤ、ｎ型クラッド層ＮＣ、発光層ＥＭ、ｐ型クラッド層ＰＣ、アノード端子ＥＬＥＤ１及びカソード端子ＥＬＥＤ２を有する。発光素子基板ＳＵＬＥＤの上に、ｎ型クラッド層ＮＣ、発光層ＥＭ、ｐ型クラッド層ＰＣ及びカソード端子ＥＬＥＤ２の順に積層される。アノード端子ＥＬＥＤ１は、発光素子基板ＳＵＬＥＤと接続層ＣＬとの間に設けられる。
【００５９】
発光層ＥＭは、例えば窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）である。ｐ型クラッド層ＰＣとｎ型クラッド層ＮＣは、窒化ガリウム（ＧａＮ）である。発光素子基板ＳＵＬＥＤは、炭化珪素（ＳｉＣ）である。アノード端子ＥＬＥＤ１及びカソード端子ＥＬＥＤ２は、いずれもアルミニウムである。発光層ＥＭ、ｐ型クラッド層ＰＣ及びｎ型クラッド層ＮＣの材料は例示であり、異なる波長の光を照射する第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＮＩＲに応じて、それぞれ異なる材料で形成されていてもよい。
【００６０】
各発光素子７の製造工程において、製造装置は、発光素子基板ＳＵＬＥＤの上に、ｎ型クラッド層ＮＣ、発光層ＥＭ、ｐ型クラッド層ＰＣ及びカソード端子ＥＬＥＤ２を成膜する。その後、製造装置は、発光素子基板ＳＵＬＥＤを薄膜化して、発光素子基板ＳＵＬＥＤの底面にアノード端子ＥＬＥＤ１を形成する。そして、製造装置は、方形に切断加工した発光素子７を接続層ＣＬの上に配置した。
【００６１】
このような構成により、発光素子７のアノード（アノード端子ＥＬＥＤ１）は、駆動トランジスタＤＲＴを介してアノード電源線ＩＰＬに接続される。アノード電源線ＩＰＬには、アノード電源電位ＰＶＤＤが供給される。発光素子７のカソード（カソード端子ＥＬＥＤ２）には、カソード基準電位が供給される。アノード電源電位ＰＶＤＤは、カソード基準電位よりも高い電位である。これにより、発光素子７は、アノード電源電位ＰＶＤＤとカソード基準電位との電位差により順方向電流（駆動電流）が供給され発光する。なお、図７、図８に示す発光素子７の構成はあくまで一例であり、他の構成の発光素子を適用してもよい。
【００６２】
図９は、波長選択フィルタを透過する光の偏光状態を説明するための説明図である。波長選択フィルタ４の構成は、図３に示す表示パネル２と同様であり、詳細な説明は省略する。ただし、波長選択フィルタ４は、図３に示すカラーフィルタＣＦを備えなくてもよい。また、波長選択フィルタ４の画素電極の配置ピッチは、副画素ＳＰＸの配置ピッチよりも大きい。
【００６３】
図９に示すように、第１偏光板ＰＬＦ１の第１偏光軸及び第２偏光板ＰＬＦ２の第２偏光軸は、クロスニコルの位置関係にある。指Ｆｇで反射した光Ｌ２は、第２偏光板ＰＬＦ２により、第２偏光板ＰＬＦ２の第２偏光軸に平行な直線偏光となり、液晶層ＬＣＡに入射する。光Ｌ２は、液晶層ＬＣＡを透過することで、液晶層ＬＣＡの位相差δに応じた楕円偏光となる。そして、第１偏光板ＰＬＦ１の第１偏光軸に平行な成分が波長選択フィルタ４を透過して光学センサ６に入射する。
【００６４】
ここで、波長選択フィルタ４を透過する光Ｌ２の光強度Ｔは、下記の式（１）で表される。また、液晶層ＬＣＡの位相差δは、下記の式（２）で表される。式（２）において、Δｎは液晶層ＬＣＡの複屈折率であり、ｄは、液晶層ＬＣＡの厚さである。液晶層ＬＣＡの位相差δは、波長λに反比例する。また、複屈折率Δｎは液晶層ＬＣＡに印加される電圧によって連続的に変化する。すなわち、光強度Ｔは、液晶層ＬＣＡに電圧を印加することで制御することができる。これにより、波長選択フィルタ４は、光Ｌ２を透過させる透過帯域と、光Ｌ２を非透過にする非透過帯域とを可変にできる。
Ｔ＝ｓｉｎ（δ／２）＾２  …  （１）
δ＝（２π／λ）×Δｎ×ｄ  …  （２）
【００６５】
図１０は、光学素子を示す平面図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ’断面図である。光学素子５は、透光領域５１及び非透光領域５２を含む。透光領域５１は、それぞれ光電変換素子８と重なる位置に設けられる。透光領域５１は、平面視で、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列される。非透光領域５２は、透光領域５１の間の領域である。透光領域５１は、平面視で円形状である。ただし、透光領域５１の平面視での形状は、光電変換素子８の受光面の形状に応じて、適宜変更してもよい。透光領域５１は、円形状に限定されず、四角形状、多角形状、楕円形状、異形状等であってもよい。
【００６６】
図１１に示すように、光学素子５は、透光性樹脂５５と、非透光性樹脂５６とを有する。複数の透光性樹脂５５は、第３方向Ｄｚに積層される。非透光性樹脂５６は、非透光領域５２と重なる領域において、透光性樹脂５５の層間に設けられる。透光性樹脂５５は、可視光及び近赤外光を透過する透光性の樹脂材料である。非透光性樹脂５６は、透光性樹脂５５よりも光の透過率が小さい材料である。非透光性樹脂５６は、着色された樹脂材料であり、例えば黒色の樹脂材料である。
【００６７】
言い換えると、透光領域５１は、非透光性樹脂５６と重ならない領域であり、光学素子５の一方の面から他方の面まで透光性樹脂５５のみで構成される。非透光領域５２は、光学素子５の一方の面と他方の面との間で、少なくとも一層の非透光性樹脂５６を有する領域である。このような構成により、光学素子５は、透光領域５１において光Ｌ２を透過させ、非透光領域５２において、光Ｌ２を非透過にすることができる。
【００６８】
図１２は、第１変形例に係る光学素子を示す断面図である。図１２に示すように、第１変形例に係る光学素子５Ａにおいて、非透光性樹脂５６は平板状に形成され、透光領域５１と重なる領域に貫通孔Ｈ１が設けられている。貫通孔Ｈ１は、光学素子５Ａの一方の面から他方の面まで貫通している。透光性樹脂５５は、貫通孔Ｈ１の内部に設けられ、第３方向Ｄｚに延びる柱状に形成される。
【００６９】
図１３は、光学センサを示す平面図である。図１３に示すように、光学センサ６は、センサ基材６１と、センサ部１０と、ゲート線駆動回路１６５と、信号線選択回路１６６と、検出制御回路１６１と、電源回路１６２と、検出回路１６３と、を有する。
【００７０】
センサ基材６１には、フレキシブルプリント基板１６８を介して制御基板１６９が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板１６８には、検出回路１６３が設けられている。制御基板１６９には、検出制御回路１６１及び電源回路１６２が設けられている。検出制御回路１６１は、例えばＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）である。検出制御回路１６１は、センサ部１０、ゲート線駆動回路１６５及び信号線選択回路１６６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。電源回路１６２は、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図１５参照）等の電圧信号をセンサ部１０、ゲート線駆動回路１６５及び信号線選択回路１６６に供給する。
【００７１】
センサ基材６１の、表示領域ＤＡと重なる領域にセンサ部１０が設けられる。センサ部１０は、複数の光電変換素子８が設けられる。つまり、表示領域ＤＡの全体と重なる領域で、光学センサ６は指Ｆｇ等の生体情報を検出することができる。ゲート線駆動回路１６５及び信号線選択回路１６６は、周辺領域ＢＥに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１６５は、周辺領域ＢＥ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１６６は、周辺領域ＢＥのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路１６３との間に設けられる。
【００７２】
ゲート線駆動回路１６５は、各種制御信号に基づいて複数のセンサ走査線ＧＬＢ（図１４参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路１６５は、複数のセンサ走査線ＧＬＢを順次又は同時に選択し、選択されたセンサ走査線ＧＬＢにゲート駆動信号Ｖｇｌを供給する。これにより、ゲート線駆動回路１６５は、センサ走査線ＧＬＢに接続された複数の光電変換素子８を選択する。
【００７３】
信号線選択回路１６６は、複数のセンサ信号線ＳＬＢ（図１４参照）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１６６は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路１６６は、検出制御回路１６１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択されたセンサ信号線ＳＬＢと検出回路１６３とを接続する。これにより、信号線選択回路１６６は、光電変換素子８の検出信号Ｖｄｅｔを検出回路１６３に出力する。
【００７４】
検出回路１６３は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ、Analog  Front  End）である。検出回路１６３は、少なくとも検出信号増幅部及びＡ／Ｄ変換部の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部は、検出信号増幅部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。
【００７５】
図１４は、光学センサを示す回路図である。図１５は、複数の部分検出領域を示す回路図である。図１４に示すように、センサ部１０は、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれ光電変換素子８が設けられている。
【００７６】
センサ走査線ＧＬＢ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、複数のセンサ走査線ＧＬＢ（１）、ＧＬＢ（２）、…、ＧＬＢ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１６５に接続される。なお、以下の説明において、複数のセンサ走査線ＧＬＢ（１）、ＧＬＢ（２）、…、ＧＬＢ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にセンサ走査線ＧＬＢと表す。また、図１４では説明を分かりやすくするために、８本のセンサ走査線ＧＬＢを示しているが、あくまで一例であり、センサ走査線ＧＬＢは、Ｍ本（Ｍは８以上、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。
【００７７】
センサ信号線ＳＬＢは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡの光電変換素子８に接続される。また、複数のセンサ信号線ＳＬＢ（１）、ＳＬＢ（２）、…、ＳＬＢ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６６及びリセット回路１６７に接続される。なお、以下の説明において、複数のセンサ信号線ＳＬＢ（１）、ＳＬＢ（２）、…、ＳＬＢ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単にセンサ信号線ＳＬＢと表す。
【００７８】
また、説明を分かりやすくするために、１２本のセンサ信号線ＳＬＢを示しているが、あくまで一例であり、センサ信号線ＳＬＢは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、図１４では、信号線選択回路１６６とリセット回路１６７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１６６とリセット回路１６７とは、センサ信号線ＳＬＢの同じ方向の端部にそれぞれ接続されていてもよい。
【００７９】
ゲート線駆動回路１６５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、検出制御回路１６１（図１３参照）から受け取る。ゲート線駆動回路１６５は、各種制御信号に基づいて、複数のセンサ走査線ＧＬＢ（１）、ＧＬＢ（２）、…、ＧＬＢ（８）を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたセンサ走査線ＧＬＢＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｌを供給する。これにより、センサ走査線ＧＬＢに接続された複数のセンサスイッチング素子ＴｒＡにゲート駆動信号Ｖｇｌ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。
【００８０】
なお、ゲート線駆動回路１６５は、指紋の検出及び異なる複数の生体に関する情報（脈波、脈拍、血管像、血中酸素濃度等）のそれぞれの検出モードごとに、異なる駆動を実行してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１６５は、複数のセンサ走査線ＧＬＢを束ねて駆動してもよい。また、ゲート線駆動回路１６５は、光Ｌ２の波長に応じて、所定の領域ごとに駆動してもよい。
【００８１】
具体的には、ゲート線駆動回路１６５は、制御信号に基づいて、センサ走査線ＧＬＢ（１）、ＧＬＢ（２）、…、ＧＬＢ（８）のうち、所定数のセンサ走査線ＧＬＢを同時に選択する。例えば、ゲート線駆動回路１６５は、６本のセンサ走査線ＧＬＢ（１）からゲート線ＧＬＢ（６）を同時に選択し、ゲート駆動信号Ｖｇｌを供給する。ゲート線駆動回路１６５は、選択された６本のセンサ走査線ＧＬＢを介して、複数のセンサスイッチング素子ＴｒＡにゲート駆動信号Ｖｇｌを供給する。これにより、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを含む検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２が、それぞれ検出対象として選択される。ゲート線駆動回路１６５は、所定数のセンサ走査線ＧＬＢを束ねて駆動し、所定数のセンサ走査線ＧＬＢごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｌを供給する。
【００８２】
信号線選択回路１６６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、信号線スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の信号線スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数のセンサ信号線ＳＬＢに対応して設けられている。６本のセンサ信号線ＳＬＢ（１）、ＳＬＢ（２）、…、ＳＬＢ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本のセンサ信号線ＳＬＢ（７）、ＳＬＢ（８）、…、ＳＬＢ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路１６３に接続される。
【００８３】
ここで、センサ信号線ＳＬＢ（１）、ＳＬＢ（２）、…、ＳＬＢ（６）を第１信号線ブロックとし、センサ信号線ＳＬＢ（７）、ＳＬＢ（８）、…、ＳＬＢ（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信号線スイッチング素子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信号線スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。
【００８４】
具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、それぞれセンサ信号線ＳＬＢ（１）、ＳＬＢ（２）、…、ＳＬＢ（６）に対応する信号線スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、センサ信号線ＳＬＢ（１）に対応する信号線スイッチング素子ＴｒＳと、センサ信号線ＳＬＢ（７）に対応する信号線スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、センサ信号線ＳＬＢ（２）に対応する信号線スイッチング素子ＴｒＳと、センサ信号線ＳＬＢ（８）に対応する信号線スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
【００８５】
検出制御回路１６１（図１３参照）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１６６は、信号線スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいてセンサ信号線ＳＬＢを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつセンサ信号線ＳＬＢを選択する。このような構成により、光学センサ６は、検出回路１６３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。
【００８６】
なお、信号線選択回路１６６は、複数のセンサ信号線ＳＬＢを束ねて検出回路１６３に接続してもよい。具体的には、検出制御回路１６１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１６６は、信号線スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて複数のセンサ信号線ＳＬＢ（例えば６本のセンサ信号線ＳＬＢ）を選択し、複数のセンサ信号線ＳＬＢと検出回路１６３とを接続する。これにより、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２で検出された信号が検出回路１６３に出力される。この場合、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）からの信号が統合されて検出回路１６３に出力される。
【００８７】
ゲート線駆動回路１６５及び信号線選択回路１６６の動作により、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに検出を行うことで、１回の検出で得られる検出信号Ｖｄｅｔの強度が向上するのでセンサ感度を向上させることができる。また、検出に要する時間を短縮することができる。このため、光学センサ６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。
【００８８】
図１４に示すように、リセット回路１６７は、基準信号線Ｌｖｒ、リセット信号線Ｌｒｓｔ及びリセットスイッチング素子ＴｒＲを有する。リセットスイッチング素子ＴｒＲは、複数のセンサ信号線ＳＬＢに対応して設けられている。基準信号線Ｌｖｒは、複数のリセットスイッチング素子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、複数のリセットスイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。
【００８９】
検出制御回路１６１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、複数のリセットスイッチング素子ＴｒＲがオンになり、複数のセンサ信号線ＳＬＢは基準信号線Ｌｖｒと電気的に接続される。電源回路１６２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１５参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
【００９０】
図１５に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、光電変換素子８と、容量素子Ｃａと、センサスイッチング素子ＴｒＡとを含む。図１５では、複数のセンサ走査線ＧＬＢのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのセンサ走査線ＧＬＢ（ｍ）、ＧＬＢ（ｍ＋１）を示す。また、複数のセンサ信号線ＳＬＢのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つのセンサ信号線ＳＬＢ（ｎ）、ＳＬＢ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、センサ走査線ＧＬＢとセンサ信号線ＳＬＢとで囲まれた領域である。センサスイッチング素子ＴｒＡは、光電変換素子８に対応して設けられる。センサスイッチング素子ＴｒＡ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型のＴＦＴで構成されている。
【００９１】
第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属するセンサスイッチング素子ＴｒＡのゲートは、センサ走査線ＧＬＢに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属するセンサスイッチング素子ＴｒＡのソースは、センサ信号線ＳＬＢに接続される。センサスイッチング素子ＴｒＡのドレインは、光電変換素子８のカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
【００９２】
光電変換素子８のアノードには、電源回路１６２からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、センサ信号線ＳＬＢ及び容量素子Ｃａには、電源回路１６２から、センサ信号線ＳＬＢ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。
【００９３】
部分検出領域ＰＡＡに光Ｌ２が照射されると、光電変換素子８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。センサスイッチング素子ＴｒＡがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、センサ信号線ＳＬＢに電流が流れる。センサ信号線ＳＬＢは、信号線選択回路１６６の信号線スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路１６３に接続される。これにより、光学センサ６は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又は検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに光電変換素子８に照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
【００９４】
検出回路１６３は、読み出し期間Ｐｄｅｔ（図７参照）にスイッチＳＳＷがオンになり、センサ信号線ＳＬＢと接続される。検出回路１６３の検出信号増幅部１６３ａは、センサ信号線ＳＬＢ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１６３ａの非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、反転入力端子（−）には、センサ信号線ＳＬＢが接続される。本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆとして基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。また、検出信号増幅部１６３ａ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１８参照）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。
【００９５】
次に、光電変換素子８の構成について説明する。図１６は、光電変換素子の概略断面構成を示す断面図である。図１６は、センサスイッチング素子ＴｒＡの断面構成も併せて示している。図１６に示すように、光電変換素子８は、センサアレイ基板ＳＵＢＡの第１有機絶縁層６５の上に、下部電極８４、半導体８１、上部電極８５の順に積層される。つまり、センサ基材６１の表面に垂直な方向において、下部電極８４と上部電極８５とは、光電変換層である半導体８１を挟んで対向する。センサアレイ基板ＳＵＢＡ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。センサアレイ基板ＳＵＢＡは、センサ基材６１と、センサスイッチング素子ＴｒＡ及び各種配線等を有する。
【００９６】
光電変換素子８は、ＰＩＮ型のフォトダイオードである。半導体８１は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）である。半導体８１は、ｉ型半導体８１ａ、ｐ型半導体８１ｂ及びｎ型半導体８１ｃを含む。ｉ型半導体８１ａ、ｐ型半導体８１ｂ及びｎ型半導体８１ｃは、光電変換素子の一具体例である。図１６では、センサ基材６１の表面に垂直な方向において、ｎ型半導体８１ｃ、ｉ型半導体８１ａ及びｐ型半導体８１ｂの順に積層されている。ただし、反対の構成、つまり、ｐ型半導体８１ｂ、ｉ型半導体８１ａ及びｎ型半導体８１ｃの順に積層されていてもよい。
【００９７】
下部電極８４は、光電変換素子８のカソードであり、検出信号を読み出すための電極である。上部電極８５は、光電変換素子８のアノードであり、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳを光電変換素子８に供給するための電極である。
【００９８】
第１有機絶縁層６５の上に絶縁層６６及び絶縁層６７が設けられている。絶縁層６６は、上部電極８５の周縁部を覆い、上部電極８５と重なる位置に開口が設けられている。接続配線８７は、上部電極８５のうち、絶縁層６６が設けられていない部分で上部電極８５と接続される。接続配線８７は、上部電極８５と電源信号線Ｌｖｓとを接続する配線である。絶縁層６７は、上部電極８５及び接続配線８７を覆って絶縁層６６の上に設けられる。絶縁層６７の上に平坦化層である第２有機絶縁層６８及びオーバーコート層６９が設けられる。
【００９９】
図１６に示すように、センサスイッチング素子ＴｒＡは、センサ基材６１に設けられている。具体的には、センサ基材６１の一方の面に、遮光層ＬＳＡ、絶縁層６２、半導体層ＰＳＡ、絶縁層６３、センサ走査線ＧＬＢ、絶縁層６４、ソース電極ＳＥＡ及び接続線８８（ドレイン電極ＤＥＡ）、第１有機絶縁層６５の順に設けられている。絶縁層６２、６３、６４、６６、６７等の無機絶縁層は、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、各無機絶縁層は、単層に限定されず積層膜であってもよい。光電変換素子８の下部電極８４は、第１有機絶縁層６５に設けられたコンタクトホールを介して接続線８８に接続される。なお、センサスイッチング素子ＴｒＡは、上述した駆動トランジスタＤＲＴ（図７参照）と類似しているので、詳細な説明は省略する。
【０１００】
光電変換素子８としてアモルファスシリコン材料を用いていたが、代わりに有機材料等を用いてもよい。また、光電変換素子８としてポリシリコンを用いてＰＩＮ型のフォトダイオードを形成してもよい。
【０１０１】
図１７は、光電変換素子の受光感度と、複数の発光素子の発光強度と、波長との関係を示すグラフである。図１７に示すグラフは、横軸が波長であり、縦軸が光電変換素子８の受光感度及び発光素子７の発光強度である。図１７に示すように、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲ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、発光素子７から照射される光Ｌ１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。
【０１０２】
第１発光素子７−Ｒは、５８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の第１発光極大波長ＭＷ１を有する。第１発光素子７−Ｇは、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下、例えば５６０ｎｍ程度の第１発光極大波長ＭＷ１を有する。第１発光素子７−Ｂは、４２０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下、例えば４７０ｎｍ程度の第１発光極大波長ＭＷ１を有する。第２発光素子７−ＩＲは、８５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、例えば９００ｎｍ程度の第２発光極大波長ＭＷ２を有する。
【０１０３】
光電変換素子８は、可視光領域から近赤外光領域に亘って受光感度を有する。すなわち、光電変換素子８は、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂの第１発光極大波長ＭＷ１及び第２発光素子７−ＮＩＲの第２発光極大波長ＭＷ２を含む波長領域において受光感度を有する。これにより、光電変換素子８を有する光学センサ６は、異なる波長の光Ｌ２に基づいて、種々の生体情報を検出することができる。
【０１０４】
次に、検出装置１の動作例について説明する。図１８は、光学センサの動作例を表すタイミング波形図である。図１９は、図１８における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。
【０１０５】
図１８に示すように、光学センサ６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１６２は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔに亘って、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳを光電変換素子８に供給する。また、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する前の時刻に、検出制御回路１６１は、基準信号ＣＯＭ及び高レベル電圧信号のリセット信号ＲＳＴ２を、リセット回路１６７に供給する。このとき、基準信号ＣＯＭは０．７５Ｖとする。検出制御回路１６１は、ゲート線駆動回路１６５にスタート信号ＳＴＶを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。
【０１０６】
リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、ゲート線駆動回路１６５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、順次センサ走査線ＧＬＢを選択する。ゲート線駆動回路１６５は、ゲート駆動信号Ｖｇｌをセンサ走査線ＧＬＢに順次供給する。ゲート駆動信号Ｖｇｌは、高レベル電圧である電源電圧ＶＤＤと低レベル電圧である電源電圧ＶＳＳとを有するパルス状の波形を有する。図１８では、Ｍ本（例えばＭ＝２５６）のセンサ走査線ＧＬＢが設けられており、各センサ走査線ＧＬＢに、ゲート駆動信号Ｖｇｌ（１）、…、Ｖｇｌ（Ｍ）が順次供給される。
【０１０７】
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、順次センサ信号線ＳＬＢと電気的に接続されて、基準信号ＣＯＭが供給される。この結果、容量素子Ｃａの容量がリセットされる。
【０１０８】
ゲート駆動信号Ｖｇｌ（Ｍ）がセンサ走査線ＧＬＢに供給された後に、露光期間Ｐｅｘが開始する。なお、各センサ走査線ＧＬＢに対応する部分検出領域ＰＡＡでの、実際の露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、開始のタイミング及び終了のタイミングが異なっている。露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、リセット期間Ｐｒｓｔでゲート駆動信号Ｖｇｌが高レベル電圧の電源電圧ＶＤＤから低レベル電圧の電源電圧ＶＳＳに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号Ｖｇｌが電源電圧ＶＳＳから電源電圧ＶＤＤに変化したタイミングで終了する。露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）の露光時間の長さは等しい。
【０１０９】
露光期間Ｐｅｘでは、各部分検出領域ＰＡＡで、光電変換素子８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。
【０１１０】
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、検出制御回路１６１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１６７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１６５は、センサ走査線ＧＬＢにゲート駆動信号Ｖｇｌ（１）、…、Ｖｇｌ（Ｍ）を順次供給する。
【０１１１】
具体的には、図１９に示すように、ゲート線駆動回路１６５は、期間ｔ（１）において、センサ走査線ＧＬＢ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｌ（１）を供給する。検出制御回路１６１は、ゲート駆動信号Ｖｇｌ（１）が高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）の期間に、選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６を、信号線選択回路１６６に順次供給する。これにより、ゲート駆動信号Ｖｇｌ（１）により選択された部分検出領域ＰＡＡのセンサ信号線ＳＬＢが順次、又は同時に検出回路１６３に接続される。この結果、検出信号Ｖｄｅｔが部分検出領域ＰＡＡごとに検出回路１６３に供給される。
【０１１２】
同様に、ゲート線駆動回路１６５は、期間ｔ（２）、…、ｔ（Ｍ−１）、ｔ（Ｍ）において、センサ走査線ＧＬＢ（２）、…、ＧＬＢ（Ｍ−１）、ＧＬＢ（Ｍ）に、それぞれ高レベル電圧のゲート駆動信号Ｖｇｌ（２）、…、Ｖｇｌ（Ｍ−１）、Ｖｇｌ（Ｍ）を供給する。すなわち、ゲート線駆動回路１６５は、期間ｔ（１）、ｔ（２）、…、ｔ（Ｍ−１）、ｔ（Ｍ）ごとに、センサ走査線ＧＬＢにゲート駆動信号Ｖｇｌを供給する。各ゲート駆動信号Ｖｇｌが高レベル電圧となる期間ごとに、信号線選択回路１６６は選択信号ＡＳＷに基づいて、順次センサ信号線ＳＬＢを選択する。信号線選択回路１６６は、センサ信号線ＳＬＢごとに順次、１つの検出回路１６３に接続する。これにより、読み出し期間Ｐｄｅｔで、光学センサ６は、全ての部分検出領域ＰＡＡの検出信号Ｖｄｅｔを検出回路１６３に出力することができる。
【０１１３】
なお、図１９では、ゲート線駆動回路１６５が期間ｔごとに１本のセンサ走査線ＧＬＢを選択する例を示したが、これに限定されない。ゲート線駆動回路１６５は、２以上の所定数のセンサ走査線ＧＬＢを同時に選択し、所定数のセンサ走査線ＧＬＢごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｌを供給してもよい。また、信号線選択回路１６６も、２以上の所定数のセンサ信号線ＳＬＢを同時に１つの検出回路１６３に接続してもよい。また更には、ゲート線駆動回路１６５は、複数のセンサ走査線ＧＬＢを間引いて走査してもよい。
【０１１４】
図２０は、第１実施形態に係る検出装置における、表示パネル、照明装置、波長選択フィルタ及び光学センサの動作例を表すタイミング波形図である。図２１は、図２０における非表示期間を拡大して示すタイミング波形図である。
【０１１５】
表示パネル２は、１枚の画像（１フレーム）を表示する１表示フレーム１Ｆにおいて、表示期間ＴＡと非表示期間ＴＢとを含む。表示期間ＴＡは、画像信号ＯＰが各画素ＰＸに供給されて複数の画素ＰＸにより画像の表示を行う期間である。非表示期間ＴＢは、例えば垂直ブランキング期間である。表示パネル２は、表示期間ＴＡと非表示期間ＴＢとを交互に繰り返し実行することで、複数の１表示フレーム１Ｆの表示を実行する。
【０１１６】
表示期間ＴＡにおいて、照明装置３は、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂを点灯させて、可視光の光Ｌ１を照射する。表示期間ＴＡにおいて、照明装置３は、第２発光素子７−ＩＲを非点灯にする。表示パネル２は、光Ｌ１により表示を行う。一方で、光学センサ６は、表示期間ＴＡにおいて、光電変換素子８による検出を実行しない。具体的には、光学センサ６は、表示期間ＴＡにおいて、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔのうち、少なくとも露光期間Ｐｅｘを実行しない。この際、波長選択フィルタ４は、可視光及び赤外光の光Ｌ２を非透過とする。これにより、光学センサ６の光電変換素子８への光Ｌ２の入射が抑制される。
【０１１７】
照明装置３、波長選択フィルタ４、光学素子５（図１参照）及び光学センサ６は、非表示期間ＴＢにおいて各種生体情報の検出を行う。なお、表示パネル２は、非表示期間ＴＢにおいて、可視光から赤外光に亘る波長領域の光Ｌ１、Ｌ２を透過させる透過状態とする。図２１に示すように、非表示期間ＴＢ（検出期間）は、時分割で設けられた第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒと第２検出期間ＴＢ−ＩＲとを含む。第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒと第２検出期間ＴＢ−ＩＲとは、この順で順次実行される。ただし、各検出期間の順番は、適宜変更してもよい。
【０１１８】
照明装置３は、第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒ及び第２検出期間ＴＢ−ＩＲにおいて、時分割で、第１発光素子７−Ｂ、７−Ｇ、７−Ｒ及び第２発光素子７−ＩＲを点灯させる。具体的には、照明装置３は、第１検出期間ＴＢ−Ｂにおいて、第１発光素子７−Ｂを点灯させ、第１発光素子７−Ｇ、７−Ｒ及び第２発光素子７−ＩＲを非点灯とする。これにより、照明装置３は、第１発光素子７−Ｂにより可視光（例えば、青色）の光Ｌ１（第１光）を照射する。
【０１１９】
同様に、照明装置３は、第１検出期間ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒにおいて、それぞれ、第１発光素子７−Ｇ、７−Ｒにより可視光（例えば、緑色、赤色）の光Ｌ１（第１光）を照射する。また、照明装置３は、第２検出期間ＴＢ−ＩＲにおいて、第２発光素子７−ＩＲにより赤外光、より好ましくは近赤外光の光Ｌ１（第２光）を照射する。
【０１２０】
波長選択フィルタ４は、第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒ及び第２検出期間ＴＢ−ＩＲにおいて、時分割で、光Ｌ２を透過させる透過帯域と、光Ｌ２を非透過にする非透過帯域とを変更する。波長選択フィルタ４は、第１検出期間ＴＢ−Ｂにおいて、第１発光素子７−Ｂの第１発光極大波長ＭＷ１（図１７参照）を含む波長領域を透過状態とする。
【０１２１】
同様に、波長選択フィルタ４は、第１検出期間ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒにおいて、それぞれ、第１発光素子７−Ｇ、７−Ｒの第１発光極大波長ＭＷ１（図１７参照）を含む波長領域を透過状態とする。また、波長選択フィルタ４は、第２検出期間ＴＢ−ＩＲにおいて、第２発光素子７−ＩＲの第２発光極大波長ＭＷ２（図１７参照）を含む波長領域を透過状態とする。これにより、第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒ及び第２検出期間ＴＢ−ＩＲにおいて、それぞれ異なる波長の光Ｌ２が、表示パネル２、照明装置３の開口部ＯＡ、波長選択フィルタ４及び光学素子５の透光領域５１を透過して光学センサ６に入射する。
【０１２２】
光学センサ６は、第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒ及び第２検出期間ＴＢ−ＩＲの各期間で、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ、読み出し期間Ｐｄｅｔを実行する。具体的には、光学センサ６は、第１検出期間ＴＢ−Ｂにおいて、センサ走査線ＧＬＢ（１）、ＧＬＢ（２）、…、ＧＬＢ（Ｍ）を順次走査して、露光期間Ｐｅｘを実行する。読み出し期間Ｐｄｅｔでは、ゲート線駆動回路１６５がセンサ走査線ＧＬＢを順次走査することで、各光電変換素子８は、可視光（例えば、青色）の光Ｌ２に基づく信号を検出回路１６３に出力する。
【０１２３】
同様に、光学センサ６の各光電変換素子８は、第１検出期間ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒにおいて、可視光（例えば、緑色、赤色）の光Ｌ２に基づく信号を検出回路１６３に出力する。これにより、第１検出期間ＴＢ−Ｂ、ＴＢ−Ｇ、ＴＢ−Ｒでは、光学センサ６は、可視光の光Ｌ２に基づいて、指Ｆｇの指紋を検出することができる。光学センサ６の各光電変換素子８は、第２検出期間ＴＢ−ＩＲにおいて、赤外光（例えば、近赤外光）の光Ｌ２に基づく信号を検出回路１６３に出力する。第２検出期間ＴＢ−ＩＲでは、光学センサ６は、近赤外光の光Ｌ２に基づいて、血管像（静脈パターン）の検出することができる。
【０１２４】
なお、図２０及び図２１に示す動作例は、あくまで一例であり、適宜変更してもよい。例えば、検出装置１は、１表示フレーム１Ｆごとに異なる波長の光Ｌ２に基づいて検出を行ってもよい。つまり、照明装置３は、１つの１表示フレーム１Ｆの非表示期間ＴＢで、第１発光素子７−Ｂ、７−Ｇ、７−Ｒ及び第２発光素子７−ＩＲのうちいずれか１種の発光素子を点灯させてもよい。また、検出装置１は、可視光の光Ｌ２による検出を行う場合に、非表示期間ＴＢで、第１発光素子７−Ｂ、７−Ｇ、７−Ｒのうち少なくとも１つを点灯させればよい。言い換えると、第１発光素子７−Ｂ、７−Ｇ、７−Ｒのうち、検出に用いられないものが含まれていてもよい。
【０１２５】
以上説明したように、検出装置１は、表示パネル２と、光学センサ６と、照明装置３と、を有する。表示パネル２は、アレイ基板ＳＵＢ１と、アレイ基板ＳＵＢ１と対向する対向基板ＳＵＢ２と、アレイ基板ＳＵＢ１と対向基板ＳＵＢ２との間に設けられた液晶層ＬＣとを含む。光学センサ６は、センサ基材６１と、センサ基材６１に設けられ、それぞれに照射された光Ｌ２に応じた信号を出力する複数の光電変換素子８と、を含み、表示パネル２のアレイ基板ＳＵＢ１と対向する。照明装置３は、第１発光極大波長ＭＷ１を有する第１光を照射する複数の第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂと、第２発光極大波長Ｍ２を有する第２光を照射する複数の第２発光素子７−ＩＲと、を含む。複数の光電変換素子８のそれぞれは、第１光の波長領域及び第２光の波長領域を含む波長領域において受光感度を有する。
【０１２６】
光学センサ６の各光電変換素子８は、広い波長領域で受光感度を有するので、光学センサ６は、複数の発光素子７から照射された異なる波長の光Ｌ２に基づいて、種々の異なる生体情報を検出することができる。
【０１２７】
また、複数の第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び複数の第２発光素子７−ＩＲは、時分割で異なる波長ごとに第１光及び第２光を照射する。検出装置１は、照明装置３、波長選択フィルタ４、光学センサ６を時分割で駆動して、異なる波長領域の光Ｌ２ごとに、種々の生体に関する情報を検出することができる。
【０１２８】
また、波長選択フィルタ４により、検出対象の生体情報に応じて、光学センサ６に入射する光Ｌ２の透過状態を変更することができる。すなわち、指Ｆｇで反射した光Ｌ２のうち、検出対象の生体情報に適した所定の波長領域の光Ｌ２の成分が光学センサ６に入射する。また、波長選択フィルタ４は、所定の波長領域以外の光Ｌ２の成分が光学センサ６に入射することを抑制できる。このため、検出装置１は、種々の異なる生体に関する情報の検出精度を向上させることができる。
【０１２９】
（第２実施形態）
図２２は、第２実施形態に係る検出装置の、波長選択フィルタ、光学素子及び光学センサの配置関係を模式的に示す断面図である。図２３は、第２実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。なお、図２２では、表示パネル２及び照明装置３を省略して示しているが、第１実施形態と同様に、波長選択フィルタ４の上に照明装置３及び表示パネル２が積層されている。また、以下の説明において、上述した実施形態で説明した構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。
【０１３０】
図２２に示すように、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３、ＦＡ４ごとに、光Ｌ２を透過させる波長領域を異ならせる。具体的には、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ１において、第１発光素子７−Ｒの第１発光極大波長ＭＷ１を含む波長領域を透過状態とする。すなわち、単位フィルタ領域ＦＡ１は、５８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下程度の波長領域の光Ｌ２（例えば、赤色の光Ｌ２）を透過させ、５８０ｎｍよりも短い波長領域及び７００ｎｍよりも長い波長領域の光Ｌ２を非透過とする。
【０１３１】
同様に、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ２において、第１発光素子７−Ｇの第１発光極大波長ＭＷ１を含む波長領域を透過状態とする。これにより、例えば、緑色の光Ｌ２は単位フィルタ領域ＦＡ２を透過する。また、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ３において、第１発光素子７−Ｂの第１発光極大波長ＭＷ１を含む波長領域を透過状態とする。例えば、青色の光Ｌ２は、単位フィルタ領域ＦＡ３を透過する。波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ４において、第２発光素子７−ＩＲの第２発光極大波長ＭＷ２を含む波長領域を透過状態とする。例えば、近赤外光の光Ｌ２は、単位フィルタ領域ＦＡ４を透過する。
【０１３２】
光電変換素子８は、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲを含む。単位フィルタ領域ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３、ＦＡ４は、それぞれ、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲと重なる位置に設けられる。第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲは、いずれも同じ光電変換素子で構成されていてもよい。この場合、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲは、図１７と同様に、可視光領域から近赤外光領域に亘って受光感度を有する。又は、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲは、それぞれ異なる波長領域で受光感度を有していてもよい。
【０１３３】
第１光電変換素子８−Ｒは、単位フィルタ領域ＦＡ１及び透光領域５１を透過した光Ｌ２（例えば、赤色の光Ｌ２）を受光し、光Ｌ２に基づいた信号を検出回路１６３に出力する。同様に、第１光電変換素子８−Ｇは、単位フィルタ領域ＦＡ２及び透光領域５１を透過した光Ｌ２（例えば、緑色の光Ｌ２）を受光し、光Ｌ２に基づいた信号を検出回路１６３に出力する。第１光電変換素子８−Ｂは、単位フィルタ領域ＦＡ３及び透光領域５１を透過した光Ｌ２（例えば、青色の光Ｌ２）を受光し、光Ｌ２に基づいた信号を検出回路１６３に出力する。第２光電変換素子８−ＩＲは、単位フィルタ領域ＦＡ４及び透光領域５１を透過した光Ｌ２（例えば、近赤外光の光Ｌ２）を受光し、光Ｌ２に基づいた信号を検出回路１６３に出力する。
【０１３４】
これにより、検出装置１は、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂにより、指Ｆｇの指紋を検出することができ、第２光電変換素子８−ＩＲにより、血管像（静脈パターン）を検出することができる。すなわち、検出装置１は、平面視での単位フィルタ領域ＦＡごとに異なる波長の光Ｌ２に基づいて、種々の生体に関する情報を検出することができる。
【０１３５】
図２３に示すように、照明装置３は、同じ非表示期間ＴＢ（検出期間）に、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲを点灯させる。これにより、同じ非表示期間ＴＢ（検出期間）に、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂはそれぞれ異なる波長の光Ｌ１（第１光）を照射し、第２発光素子７−ＩＲは近赤外光の光Ｌ１（第２光）を照射する。
【０１３６】
非表示期間ＴＢに、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３（第１領域）において、それぞれ各第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂの第１発光極大波長ＭＷ１を含む波長領域を透過可能とする。また、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ４（第２領域）において、第２発光素子７−ＩＲの第２発光極大波長ＭＷ２を含む波長領域を透過可能とする。
【０１３７】
光学センサ６は、非表示期間ＴＢにおいて、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲのリセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを実行する。第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲのそれぞれのリセット期間Ｐｒｓｔは同じ期間に実行される。また、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲのそれぞれの露光期間Ｐｅｘは、同じ期間に実行される。第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲのそれぞれの読み出し期間Ｐｄｅｔは、同じ期間に実行される。
【０１３８】
これにより、同じ非表示期間ＴＢで、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂは、可視光の光Ｌ２（第１光）に基づく信号を検出回路１６３に出力し、第２光電変換素子８−ＩＲは、近赤外光の光Ｌ２（第２光）に基づく信号を検出回路１６３に出力する。
【０１３９】
第２実施形態では、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３、ＦＡ４ごとに、光Ｌ２を透過させる波長領域を変更することができる。このため、非表示期間ＴＢにおいて、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲを同時に点灯させ、第１光電変換素子８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ及び第２光電変換素子８−ＩＲは、それぞれ異なる波長の光Ｌ２を同時に検出することができる。このため、検出装置１は、同じ期間に異なる種類の生体情報を検出することができる。また、非表示期間ＴＢで、時分割で各発光素子７を点灯させる必要がないので、照明装置３の制御を簡易にすることができる。
【０１４０】
図２４は、第２実施形態の第２変形例に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。図２３では、光学センサ６は、非表示期間ＴＢにリセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを実行したが、これに限定されない。図２４に示すように、第２変形例において、リセット期間Ｐｒｓｔは、表示パネル２の表示期間ＴＡの一部と重なる。また、読み出し期間Ｐｄｅｔは、次の１表示フレーム１Ｆの表示期間ＴＡの一部と重なる。
【０１４１】
これにより、図２３に示した第２実施形態に比べ、各光電変換素子８の露光期間Ｐｅｘを長くすることができ、光学センサ６の検出精度を高めることができる。なお、図２４に示す第２変形例の動作例は、第１実施形態の検出装置１にも適用することができる。すなわち、図２１に示す第１検出期間ＴＢ−Ｂのリセット期間Ｐｒｓｔは、表示期間ＴＡの一部と重なっていてもよいし、第２検出期間ＴＢ−ＩＲの読み出し期間Ｐｄｅｔは、次の１表示フレーム１Ｆの表示期間ＴＡの一部と重なっていてもよい。
【０１４２】
（第３実施形態）
図２５は、第３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。図２６は、第３実施形態に係る表示パネルの表示領域を模式的に示す平面図である。図２７は、第３実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
【０１４３】
図２５に示すように、第３実施形態に係る検出装置１Ａは、さらに、検出面に接触又は近接する指Ｆｇを検出するタッチパネル９を有する。タッチパネル９は、表示パネル２の第２偏光板ＰＬ２の上に設けられる。タッチパネル９は、自己容量方式（セルフ方式）でもよく、相互容量方式（ミューチャル方式）でもよい。また、タッチパネル９は表示パネル２と一体に形成されていてもよい。すなわち、表示パネル２の基材や電極の一部が、タッチパネル９の基材や電極として兼用された構成であってもよい。
【０１４４】
タッチパネル９は、基材９１と、複数の検出電極９２と、保護層９３とを含む。基材９１は、透光性を有する絶縁材料で形成され、例えばガラスや樹脂材料が用いられる。複数の検出電極９２は、基材９１の上に設けられ、ＩＴＯやＩＺＯなどの透光性を有する導電材料によって形成されている。保護層９３は、複数の検出電極９２を覆う。保護層９３の表面はタッチパネル９の検出面である。ただし、タッチパネル９の上にカバーガラスが設けられていてもよく、この場合、カバーガラスの表面が検出面となる。
【０１４５】
本実施形態では、表示パネル２が波長選択フィルタ４を兼ねる。つまり、検出装置１Ａは波長選択フィルタ４を有さず、第３方向Ｄｚにおいて、光学センサ６、光学素子５、照明装置３、表示パネル２，タッチパネル９の順に積層される。
【０１４６】
図２６に示すように、表示パネル２は、表示領域ＤＡにおいて画像表示を行う。指Ｆｇが検出面に接触又は近接した場合に、表示パネル２は、タッチパネル９から指Ｆｇの位置情報を取得する。表示パネル２は、表示領域ＤＡのうち、指Ｆｇと重畳する重畳領域ＤＡｆにおいて、光電変換素子８に入射する所定の波長領域の光Ｌ２を透過させるように、液晶層ＬＣに電圧を印加する。表示パネル２は、表示領域ＤＡのうち重畳領域ＤＡｆ以外の部分では、画像信号ＯＰに基づいて液晶層ＬＣを駆動し、重畳領域ＤＡｆでは、表示領域ＤＡとは光Ｌ１、Ｌ２の透過状態を異ならせる。
【０１４７】
これにより、指Ｆｇと重ならない部分の表示領域ＤＡでは、発光素子７から照射された光Ｌ１に基づいて画像が表示される。重畳領域ＤＡｆと重なる位置に設けられた発光素子７は、表示用の光Ｌ１とは異なる検出用の光Ｌ１を照射する。発光素子７は、検出対象の生体情報に応じて可視光又は近赤外光の光Ｌ１を照射する。重畳領域ＤＡｆにおいて、光Ｌ１は、表示パネル２及びタッチパネル９を透過して指Ｆｇに入射する。指Ｆｇで反射された光Ｌ２は、タッチパネル９、表示パネル２、照明装置３及び光学素子５の透光領域５１を透過して光電変換素子８に入射する。
【０１４８】
図２７に示すように、表示パネル２は、１表示フレーム１Ｆごとに検出用の光Ｌ１、Ｌ２を透過させる波長領域を変更する。１表示フレーム１Ｆの非表示期間ＴＢにおいて、照明装置３は第１発光素子７−Ｇを点灯し、表示パネル２は、重畳領域ＤＡｆにおいて可視光（例えば、緑色の光）を透過させる。次の１表示フレーム１Ｆの非表示期間ＴＢにおいて、照明装置３は第２発光素子７−ＩＲを点灯し、表示パネル２は、重畳領域ＤＡｆにおいて近赤外光の光を透過させる。表示パネル２は、重畳領域ＤＡｆのみで検出用の光Ｌ１、Ｌ２を透過させるので、表示期間ＴＡに同時に検出を行ってもよい。
【０１４９】
これにより、検出装置１Ａは、表示パネル２の画像表示と、光学センサ６による生体情報の検出を両立できる。また、表示パネル２が波長選択フィルタ４を兼ねるので、第１実施形態及び第２実施形態と比べて、検出装置１Ａは、薄型化を図ることができる。
【０１５０】
（第４実施形態）
図２８は、第４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。図２８に示すように、検出装置１Ｂは、照明装置３と、波長選択フィルタ４と、光学素子５と、光学センサ６と、を有する。検出装置１Ｂは、第１実施形態から第３実施形態と比べて表示パネル２を有していない構成である。
【０１５１】
本実施形態においても、複数の発光素子７は、異なる波長の光を照射する第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲを含む。また、複数の光電変換素子８のそれぞれは、図１７と同様に、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂから照射される光Ｌ１（第１光）の波長領域及び第２発光素子７−ＩＲから照射される光Ｌ２（第２光）の波長領域を含む波長領域において受光感度を有する。
【０１５２】
検出装置１Ｂは、図１７に示す例と同様に、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲが時分割で照射し、複数の光電変換素子８は、期間ごとに異なる波長の光Ｌ２に基づいて生体情報を検出することができる。この場合、検出装置１Ｂは、波長選択フィルタ４を有していなくてもよく、光学素子５の上に照明装置３が設けられていてもよい。
【０１５３】
あるいは、検出装置１Ｂは、図２３に示す例と同様に、第１発光素子７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ及び第２発光素子７−ＩＲを同時に照射し、波長選択フィルタ４は、単位フィルタ領域ＦＡごとに、透過させる波長領域を異ならせてもよい。複数の光電変換素子８は、単位フィルタ領域ＦＡごとに、異なる波長の光Ｌ２に基づいて生体情報を検出することができる。
【０１５４】
図２９は、第４実施形態の第３変形例に係る検出装置の、光電変換素子の受光感度と、複数の発光素子の発光強度と、波長との関係を示すグラフである。図２９に示すように、検出装置１Ｂの複数の発光素子７は、可視光領域から近赤外光領域に亘って発光強度を有する。また、複数の光電変換素子８は、第１光電変換素子８−Ｂ、８−Ｇ、８−Ｒ及び第２光電変換素子８−ＩＲを含む。第１光電変換素子８−Ｂ、８−Ｇ、８−Ｒは、可視光領域で受光感度を有する。第２光電変換素子８−ＩＲは、近赤外光領域で受光感度を有する。
【０１５５】
第１光電変換素子８−Ｂ、８−Ｇ、８−Ｒ及び第２光電変換素子８−ＩＲは、同じ検出期間に、それぞれ異なる波長領域の光を受光できる。より具体的には、第１光電変換素子８−Ｂ、８−Ｇ、８−Ｒ及び第２光電変換素子８−ＩＲは、発光素子７から照射された光Ｌ１のうち、それぞれの受光感度を有する波長領域の光Ｌ２を受光して、生体情報を検出することができる。
【０１５６】
なお、本変形例において、検出装置１Ｂは、波長選択フィルタ４を有していなくてもよい。
【０１５７】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【０１５８】
１、１Ａ、１Ｂ  検出装置
２  表示パネル
３  照明装置
４  波長選択フィルタ
５  光学素子
６  光学センサ
７  発光素子
７−Ｒ、７−Ｇ、７−Ｂ  第１発光素子
７−ＩＲ  第２発光素子
８  光電変換素子
８−Ｒ、８−Ｇ、８−Ｂ  第１光電変換素子
８−ＩＲ  第２光電変換素子
９  タッチパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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