(57)【要約】      （修正有）【課題】認証の手間を抑制する検出システム及び認証方法を提供する。【解決手段】検出システム１は、ユーザの生体情報を検出するセンサ部１０を備え、ユーザが携帯可能な携帯端末１００と、センサ部１０が検出したユーザの生体情報を通信により取得し、ユーザの生体情報に基づいたユーザの認証結果に基づき、所定機能を実行する機能実行装置１１０と、を有する。認証方法は、ユーザが携帯可能な携帯物に設けられてユーザの生体情報を検出するセンサ部から、通信によりユーザの生体情報を取得する生体情報取得ステップと、ユーザの生体情報に基づいたユーザの認証結果に基づき、所定機能を実行する機能実行ステップと、を有する。【選択図】図１４
2020135397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの生体情報を検出するセンサ部を備え、ユーザが携帯可能な携帯物と、
前記センサ部が検出したユーザの生体情報を通信により取得し、前記ユーザの生体情報に基づいた前記ユーザの認証結果に基づき、所定機能を実行する機能実行装置と、を有する、
検出システム。
【請求項２】
前記機能実行装置は、前記携帯物が所定の状態となったことをトリガとして、前記センサ部が検出した前記ユーザの生体情報を取得する、請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
前記機能実行装置は、前記携帯物と前記機能実行装置とが所定の距離範囲内にあることをトリガとして、前記センサ部が検出した前記ユーザの生体情報を取得する、請求項２に記載の検出システム。
【請求項４】
前記機能実行装置は、前記ユーザが前記所定機能を実行するための操作を前記携帯物又は機能実行装置に対して行ったことをトリガとして、前記センサ部が検出した前記ユーザの生体情報を取得する、請求項２又は請求項３に記載の検出システム。
【請求項５】
前記機能実行装置は、前記携帯物の情報を読み取ったことをトリガとして、前記センサ部が検出した前記ユーザの生体情報を取得する、請求項２に記載の検出システム。
【請求項６】
前記携帯物は、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチ、又は、情報を記憶する記憶部を有するカードである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項７】
前記センサ部は、前記ユーザの血管パターンと前記ユーザの指紋との少なくとも一方を検出する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項８】
前記センサ部は、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する、請求項７に記載の検出システム。
【請求項９】
ユーザが携帯可能な携帯物に設けられて前記ユーザの生体情報を検出するセンサ部から、通信により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、
前記ユーザの生体情報に基づいた前記ユーザの認証結果に基づき、所定機能を実行する機能実行ステップと、を有する、
認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出システム及び認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザ認証を行うために、生体情報が利用されるケースがある。例えば特許文献１には、生体情報を検出して入室管理を行う入室管理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１３１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、ユーザは、入室するためには、認証を受けるための操作を入室管理装置に対して行う必要があり、認証に手間を要する場合がある。また、入室管理に限られず、認証の手間を抑制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、認証の手間を抑制することが可能な検出システム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システムは、ユーザの生体情報を検出するセンサ部を備え、ユーザが携帯可能な携帯物と、前記センサ部が検出したユーザの生体情報を通信により取得し、前記ユーザの生体情報に基づいた前記ユーザの認証結果に基づき、所定機能を実行する機能実行装置と、を有する。
【０００７】
本発明の一態様による認証方法は、ユーザが携帯可能な携帯物に設けられて前記ユーザの生体情報を検出するセンサ部から、通信により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、前記ユーザの生体情報に基づいた前記ユーザの認証結果に基づき、所定機能を実行する機能実行ステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る検出システムを示す模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態の携帯端末の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る携帯端末の概略断面構成を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る携帯端末の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、携帯端末の回路図である。
【図６】図６は、部分検出領域を示す等価回路図である。
【図７】図７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。
【図８】図８は、第１実施形態に係るセンサ部の部分検出領域を模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４は、本実施形態に係る機能実行装置と携帯端末との機能構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第１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１６】図１６は、携帯端末の他の例を示す図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態に係る検出システムの模式図である。
【図１８】図１８は、第２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１９】図１９は、第３実施形態に係る検出システムの模式図である。
【図２０】図２０は、カードが機能実行装置に挿入された状態の例を示す模式図である。
【図２１】図２１は、第３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。
【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】
（第１実施形態）
（検出システムの全体構成）
図１は、第１実施形態に係る検出システムを示す模式図である。図１に示すように、第１実施形態に係る検出システム１は、携帯端末１００と、機能実行装置１１０と、被操作装置２００とを有する。検出システム１は、機能実行装置１１０が、携帯端末１００からユーザＵの生体情報を取得して、取得した生体情報に基づき所定機能を実行するシステムである。
【００１１】
図２は、第１実施形態の携帯端末の一例を示す図である。携帯物としての携帯端末１００は、ユーザＵが携帯可能であり、ユーザＵの生体情報を検出するセンサ部１０を備える。第１実施形態に係る携帯端末１００は、ユーザが携帯して操作可能な端末であり、ここではスマートフォンやタブレット端末などである。図２の例では、携帯端末１００は、表面１００Ａ１に、画像を表示したりユーザの操作を受け付けたりする表示領域１００Ｂを有する。また、携帯端末１００は、表面１００Ａ１と反対側の面である背面１００Ａ２に、センサ部１０が備えられている。ただし、携帯端末１００は、スマートフォンやタブレットに限られず、ユーザＵが携帯可能な物であればよい。また、センサ部１０が設けられる位置も、背面１００Ａ２に限られず任意である。
【００１２】
図１に示す機能実行装置１１０は、通信により、センサ部１０からユーザＵの生体情報を取得する。そして、機能実行装置１１０は、ユーザＵの生体情報に基づいたユーザＵの認証結果において認証可である場合に、所定機能を実行する。図１の例では、機能実行装置１１０は、ユーザＵの入室を管理する入室管理装置である。また、図１の例では、被操作装置２００は、電子鍵を備えた扉である。図１の例では、機能実行装置１１０は、ユーザＵの生体情報に基づいてユーザＵが入室可能かを認証し、認証可、すなわち入室を許可する場合に、被操作装置２００を操作して被操作装置２００の電子鍵を開き、ユーザＵが入室可能な状態にする。一方、機能実行装置１１０は、認証不可、すなわち入室を許可しない場合に、被操作装置２００の電子鍵を閉じたままとし、ユーザＵが入室不可な状態にする。すなわち、図１の例では、所定機能は、被操作装置２００を操作する機能となっている。ただし、所定機能は、被操作装置２００を操作する機能に限られず、機能実行装置１１０が実行するように予め設定されている機能であれば、任意の機能であってよい。機能実行装置１１０の詳細な構成などについては後述する。
【００１３】
（携帯端末の構成）
センサ部１０を備えた携帯端末１００の構成について説明する。図３は、第１実施形態に係る携帯端末の概略断面構成を示す断面図である。図３は、カバーガラス１０２と、センサ部１０と、光源部１０４との積層構成を示している。カバーガラス１０２と、センサ部１０と、光源部１０４とは、この順で並んで設けられる。
【００１４】
光源部１０４は、光を照射する光照射面１０４ａを有し、光照射面１０４ａから、センサ部１０に向けて光Ｌ１を照射する。光源部１０４は、バックライトである。光源部１０４は、光源として、例えば、所定の色の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light  Emitting  Diode））を有していてもよい。また、光源部１０４は、センサ部１０に対応する位置に設けられた導光板と、導光板の一方端又は両端に並ぶ複数の光源とを有する、いわゆるサイドライト型のバックライトであってもよい。また、光源部１０４は、センサ部１０の直下に設けられた光源（例えば、ＬＥＤ）を有する、いわゆる直下型のバックライトであっても良い。また、光源部１０４は、バックライトに限定されず、携帯端末１００の側方や上方に設けられていてもよく、ユーザの指Ｆｇの側方や上方から光Ｌ１を照射してもよい。
【００１５】
センサ部１０は、光源部１０４の光照射面１０４ａと対向して設けられる。言い換えると、光源部１０４とカバーガラス１０２との間に、センサ部１０が設けられる。光源部１０４から照射された光Ｌ１は、センサ部１０及びカバーガラス１０２を透過する。センサ部１０は、例えば、光反射型の生体情報センサであり、カバーガラス１０２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、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。また、光源部１０４からの光Ｌ１の色は、検出対象に応じて異ならせてもよい。例えば、指紋検出の場合には、光源部１０４は青色又は緑色の光Ｌ１を照射し、血管パターン検出の場合には、光源部１０４は赤外光の光Ｌ１を照射することができる。
【００１６】
カバーガラス１０２は、センサ部１０及び光源部１０４を保護するための部材であり、センサ部１０及び光源部１０４を覆っている。カバーガラス１０２は、例えばガラス基板である。なお、カバーガラス１０２はガラス基板に限定されず、樹脂基板等であってもよい。また、カバーガラス１０２が設けられていなくてもよい。この場合、携帯端末１００の表面に保護層が設けられ、指Ｆｇは携帯端末１００の保護層に接する。
【００１７】
携帯端末１００は、光源部１０４に換えて表示パネルが設けられていてもよい。表示パネルは、例えば、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（μ−ＬＥＤ、Ｍｉｎｉ−ＬＥＤ）であってもよい。或いは、表示パネルは、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。この場合であっても、表示パネルから照射された表示光がセンサ部１０を透過し、指Ｆｇで反射された光Ｌ２に基づいて、指Ｆｇの指紋や生体に関する情報を検出することができる。
【００１８】
図４は、第１実施形態に係る携帯端末の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、携帯端末１００は、制御部６と、記憶部８と、センサ部１０と、検出制御部１１と、電源回路１３と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、検出部４０とを有する。制御部６は、携帯端末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。
【００１９】
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。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、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。
【００２０】
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。電源回路１３は、携帯端末１００に設けられる回路であり、電源信号ＳＶＳ（図７参照）等の電圧信号をセンサ部１０及びゲート線駆動回路１５などに供給する。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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、検出回路である後述の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。
【００２３】
検出部４０は、ＡＦＥ（Analog  Front  End；アナログフロントエンド回路）４８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、ＡＦＥ（Analog  Front  End；アナログフロントエンド回路）４８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。
【００２４】
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、信号線選択回路１６を介してセンサ部１０から出力された検出信号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、すなわち増幅された検出信号Ｖｄｅｔを、デジタル信号に変換する。
【００２５】
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、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や手のひらがセンサ部１０に重畳するカバーガラス１０２に接触又は近づいた場合に、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。なお、以下、特に断りがない場合は、指Ｆｇや手のひらがセンサ部１０に重畳するカバーガラス１０２に接触した場合、又は、指Ｆｇや手のひらが生体情報を検出可能な程度に近い位置にある場合を、「近接」と記載する。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
制御部６は、座標抽出部４５が作成した二次元情報、すなわちセンサ部１０が検出したユーザの生体情報を取得する。
【００２９】
次に、携帯端末１００の回路構成例及び動作例について説明する。図５は、携帯端末の回路図である。図６は、部分検出領域を示す等価回路図である。図７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。
【００３０】
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。図６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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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１３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、携帯端末１００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。
【００３４】
図５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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
検出制御部１１（図４参照）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、携帯端末１００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。
【００４１】
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。
【００４２】
検出制御部１１（図４参照）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１３（図４参照）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。
【００４３】
次に、携帯端末１００の動作例について説明する。図７に示すように、携帯端末１００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１３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、検出制御部１１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。検出制御部１１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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、検出制御部１１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。
【００４９】
例えば、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１が高レベル電圧ＶＧＨの期間に、検出制御部１１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、携帯端末１００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。
【００５０】
携帯端末１００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、携帯端末１００は、指Ｆｇ等が携帯端末１００に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。
【００５１】
次に、センサ部の詳細な構成について説明する。図８は、第１実施形態に係るセンサ部の部分検出領域を模式的に示す平面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。なお、図８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。
【００５２】
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。
【００５３】
図８に示すように、センサ部１０の部分検出領域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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
より具体的には、図９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。携帯端末１００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、携帯端末１００は、検出領域ＡＡの面積を大きくすることが容易である。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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１９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１９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１９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。
【００７０】
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９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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
なお、図６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。
【００７７】
図１０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１０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。
【００７８】
図１０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。
【００７９】
本実施形態の携帯端末１００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。
【００８０】
光Ｌ１（図３参照）は、間隔ＳＰ及び間隔ＳＰａを通って携帯端末１００を透過する。指Ｆｇで反射された光Ｌ２（図３参照）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。これにより携帯端末１００は、同一のデバイス（携帯端末１００）で、種々の生体に関する情報を検出することができる。
【００８１】
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、携帯端末１００は、光感度を向上させることができる。
【００８２】
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、携帯端末１００は、検出の解像度を向上させることができる。
【００８３】
以上のように、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、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、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。
【００８４】
また、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、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、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。
【００８５】
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、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１１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１１に示すように、この例でのセンサ部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１１に示すように、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、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。
【００８６】
図１２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１２に示すように、この例でのセンサ部１０は、図９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、この例でのセンサ部１０は、図９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９とは異なる。この例でのセンサ部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。
【００８７】
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、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。
【００８８】
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、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、センサ部１０の等価回路は、図１１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、センサ部１０の積層構成は、図１２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。
【００８９】
以上、センサ部１０の積層構成について説明したが、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。
【００９０】
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１３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１３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１３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１３と同様の構成を適用できる。
【００９１】
図１３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。
【００９２】
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。
【００９３】
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９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９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９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９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。
【００９４】
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、携帯端末１００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。
【００９５】
（機能実行装置）
携帯端末１００は、以上のような構成となっている。次に、機能実行装置１１０の構成について説明する。
【００９６】
図１４は、本実施形態に係る機能実行装置と携帯端末との機能構成を示すブロック図である。図１４に示すように、携帯端末１００は、入力部２、表示部４、及び通信部５と、上述の制御部６、記憶部８、及びセンサ部１０と、を有する。入力部２は、ユーザＵの操作を受け付ける入力装置であり、表示部４は、画像を表示するディスプレイである。第１実施形態においては、入力部２と表示部４とは、重畳して構成されることで、タッチパネルを構成する。通信部５は、制御部６の制御により、機能実行装置１１０などの外部機器と通信を行うよう構成される。すなわち、通信部５は、通信を行うための通信インターフェイスである。なお、携帯端末１００と機能実行装置１１０とは、無線通信を行い、無線通信の方式としては、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース（登録商標）等が用いられる。
【００９７】
制御部６は、上述のように、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する。制御部６は、ユーザＵの生体情報を、通信部５を介して機能実行装置１１０に送信する。
【００９８】
図１４に示すように、機能実行装置１１０は、通信部１１２と、制御部１１４と、記憶部１１６とを有する。通信部１１２は、制御部１１４の制御により、携帯端末１００などの外部機器と通信を行うよう構成される。すなわち、通信部１１２は、通信を行うための通信インターフェイスである。制御部１１４は、機能実行装置１１０に搭載される演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。制御部１１４は、例えば、記憶部１１６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１１６は、制御部１１４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。
【００９９】
制御部１１４は、状態検出部１２０と、生体情報取得部１２２と、認証部１２４と、機能制御部１２６とを有する。状態検出部１２０と、生体情報取得部１２２と、認証部１２４と、機能制御部１２６とは、制御部１１４が記憶部１１６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。
【０１００】
状態検出部１２０は、携帯端末１００が所定状態になっているかを検出する。所定状態とは、携帯端末１００が予め決められた状態にあることを指す。第１実施形態においては、携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にあることを、所定状態とする。例えば、携帯端末１００は、所定期間毎に、携帯端末１００の位置情報を取得する。携帯端末１００の位置情報は、例えば携帯端末１００が、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を介して取得してよい。また、携帯端末１００は、センサ部１０により、携帯端末１００の位置情報を取得したタイミングにおいて、ユーザＵの生体情報を検出する。言い換えれば、携帯端末１００は、センサ部１０がユーザＵの生体情報を検出したタイミング、すなわちセンサ部１０がある箇所に指Ｆｇや手のひらなどが近接したタイミングにおける、携帯端末１００の位置情報を取得する。そして、状態検出部１２０は、携帯端末１００から、通信部１１２を介して、携帯端末１００の位置情報を取得する。状態検出部１２０は、取得した携帯端末１００の位置情報から、機能実行装置１１０と携帯端末１００との間の距離を算出して、機能実行装置１１０と携帯端末１００との間の距離が、予め定めた所定距離範囲内にあるかを判断する。状態検出部１２０は、機能実行装置１１０と携帯端末１００との間の距離が、予め定めた所定距離範囲内にある場合に、所定状態にあると判断し、予め定めた所定距離範囲内にない場合に、所定状態でないと判断する。なお、状態検出部１２０は、予め記憶された機能実行装置１１０の位置情報を、記憶部１１６から読み出すことで、機能実行装置１１０の位置情報を取得して、機能実行装置１１０の位置情報と携帯端末１００の位置情報とから、機能実行装置１１０と携帯端末１００との間の距離を算出してよい。ただし、機能実行装置１１０と携帯端末１００との間の距離の算出方法は、携帯端末１００が発するＷｉ−Ｆｉやブルートゥースの信号を機能実行装置１１０が受信することで、携帯端末１００の機能実行装置１１０への近接を検出する等、任意に行ってよい。尚、機能実行装置１１０へ携帯端末１００が近接したことを、携帯端末の画面、或いは、携帯端末のバイブ機能等によってユーザＵに知らせる機能を有してもよい。
【０１０１】
なお、状態検出部１２０が検出する所定状態は、携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にある状態であることに限られず、予め設定された任意の状態であってよい。例えば、状態検出部１２０は、所定機能の実行が要求されたことを、所定状態としてもよい。この場合、例えば、ユーザＵは、機能実行装置１１０に所定機能の実行を要求する操作を、携帯端末１００に入力する。或いは、上述のように、携帯端末１００が機能実行装置１１０に近接したことを知らせる携帯端末１００の画面、或いは、携帯端末１００のバイブ機能等によってユーザＵに操作を要求するものであってもよい。携帯端末１００は、入力部２が所定機能の実行を要求するユーザＵの操作を受け付けた場合に、所定機能の実行を要求する信号を生成する。そして、携帯端末１００は、所定機能の実行を要求する信号を生成したタイミングにおいて、センサ部１０により、ユーザＵの生体情報を検出する。状態検出部１２０は、携帯端末１００が生成した、所定機能の実行を要求する信号を取得する。この場合、状態検出部１２０は、所定機能の実行を要求する信号を取得した場合に、携帯端末１００が所定状態になっていると判断する。また、ユーザＵは、機能実行装置１１０に所定機能の実行を要求する操作を、機能実行装置１１０に入力してもよい。この場合、状態検出部１２０は、所定機能の実行を要求する操作を受け付けた場合に、所定状態になっていると判断する。なお、ユーザＵが機能実行装置１１０を操作する場合は、ユーザＵが携帯する携帯端末１００は、機能実行装置１１０に近い位置にあると言える。従って、ユーザＵが機能実行装置１１０を操作することを、携帯端末１００が所定状態にある、と言ってよい。また、状態検出部１２０は、所定機能の実行が要求され、かつ、携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にある場合に、携帯端末１００が所定状態になっていると判断してもよい。また、状態検出部１２０は、機能実行装置１１０に設けられているが、携帯端末１００に設けられていてもよい。
【０１０２】
生体情報取得部１２２は、通信により、携帯端末１００から、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する。生体情報取得部１２２は、状態検出部１２０が所定状態であると判断したことをトリガとして、ここでは携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にあると判断したことをトリガとして、携帯端末１００から、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する。さらに言えば、生体情報取得部１２２は、所定状態であると判断された際にセンサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得することが好ましい。すなわち、例えば第１実施形態においては、生体情報取得部１２２は、所定状態であると判断された際に用いられた携帯端末１００の位置情報を取得したタイミングで、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を、取得することが好ましい。これにより、生体情報取得部１２２は、携帯端末１００が所定状態にあるタイミングでの、ここでは携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にあるタイミングでの、ユーザＵの生体情報を取得できる。
【０１０３】
認証部１２４は、生体情報取得部１２２が取得したユーザＵの生体情報に基づき、ユーザＵの認証を行い、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、機能実行装置１１０が実行するように予め設定されている機能（例えば開錠）である。認証部１２４は、記憶部１１６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１１６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１２４は、ユーザＵの生体情報と基準生体情報とを照合して、ユーザＵの生体情報が基準生体情報に一致するかを判断することで、認証を行う。例えば、認証部１２４は、ユーザＵ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Ｕ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Ｕ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Ｕ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。
【０１０４】
認証部１２４は、ユーザＵ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１２４は、ユーザＵ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。
【０１０５】
機能制御部１２６は、機能実行装置１１０を制御して、機能実行装置１１０に所定機能を実行させる。機能制御部１２６は、認証部１２４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、機能実行装置１１０に所定機能を実行させる。機能制御部１２６は、認証部１２４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、機能実行装置１１０に所定機能を実行させない。
【０１０６】
機能実行装置１１０は、以上のような構成になっている。次に、機能実行装置１１０による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１５は、第１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１５に示すように、機能実行装置１１０は、状態検出部１２０により、携帯端末１００が所定状態であるか、ここでは携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にあるか、を判断し（ステップＳ１０）、所定距離範囲内にある場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、生体情報取得部１２２により、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する（ステップＳ１２）。生体情報取得部１２２は、携帯端末１００の位置情報を取得した際にセンサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を、取得する。なお、所定距離範囲内にない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、すなわち所定状態にない場合、ステップＳ１０に戻る。
【０１０７】
生体情報を取得したら、機能実行装置１１０は、認証部１２４により、取得したユーザＵの生体情報と、基準生体情報とを照合して、ユーザＵの認証を行う（ステップＳ１４）。ユーザＵの生体情報が基準生体情報に一致する場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、機能実行装置１１０は、認証部１２４が所定機能を実行すると判断し、機能制御部１２６が、所定機能（ここでは開錠）を実行する（ステップＳ１８）。一方、ユーザＵの生体情報が基準生体情報に一致しない場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、機能実行装置１１０は、認証部１２４が所定機能を実行しないと判断し、機能制御部１２６が、所定機能を実行しない（ステップＳ２０）、すなわちここでは開錠しない。ステップＳ１８、ステップＳ２０により本処理は終了するが、例えば認証不可となってステップＳ２０に進んだ場合でも、ステップＳ１０やステップＳ１２などに戻り、再度認証処理を続けてもよい。
【０１０８】
なお、第１実施形態においては、機能実行装置１１０が、認証部１２４を有して認証を行う。ただし、機能実行装置１１０は、認証を行わなくてもよい。この場合、機能実行装置１１０は、取得したユーザＵの生体情報を、認証部１２４を有する別のサーバに送信し、このサーバが認証を行ってよい。そして、機能実行装置１１０は、このサーバによる認証結果、すなわち所定機能の実行可否の判断結果を取得し、その判断結果に基づき、機能制御部１２６によって所定機能を実行する。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態に係る検出システム１は、携帯物としての携帯端末１００と、機能実行装置１１０とを有する。携帯端末１００は、ユーザＵの生体情報を検出するセンサ部１０を備え、ユーザＵが携帯可能な端末である。機能実行装置１１０は、生体情報取得部１２２により、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を通信により取得する。そして、機能実行装置１１０は、ユーザＵの生体情報に基づいたユーザＵの認証結果に基づき、機能制御部１２６によって所定機能を実行する。この検出システム１は、ユーザＵが携帯している携帯端末１００によって、ユーザＵの生体情報を検出する。そして、機能実行装置１１０は、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を、通信で取得する。そして、機能実行装置１１０は、その生体情報による認証結果において、認証可である場合に、所定機能を実行する。従って、この検出システム１によると、ユーザＵが携帯している携帯端末１００で生体情報の検出が可能となるため、認証のためにユーザＵが機能実行装置１１０を操作する必要がなくなる。また、ユーザＵは、携帯端末１００を携帯しているため、その携帯端末１００で生体情報を検出する場合には、単に携帯端末１００を把持している状態で生体情報が検出可能となり、認証のための慣れない操作などが不要となる。従って、この検出システム１によると、認証の手間を抑制することができる。
【０１１０】
また、機能実行装置１１０は、携帯端末１００が所定状態となったことをトリガとして、センサ部１０からユーザＵの生体情報を取得する。ここで、機能実行装置１１０は、ユーザＵにとって適切なタイミングで所定機能を実行することが好ましい。それに対し、本実施形態の機能実行装置１１０は、携帯端末１００が所定状態となったことをトリガとして、ユーザＵの生体情報を取得して、認証結果に基づく所定機能の実行を行う。従って、検出システム１によると、携帯端末１００が所定状態となったタイミングで、所定機能を実行することが可能となるため、ユーザＵにとって適切なタイミングで所定機能を実行することができる。
【０１１１】
また、機能実行装置１１０は、携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にあることをトリガとして、センサ部１０からユーザＵの生体情報を取得して、認証結果に基づく所定機能の実行を行う。従って、検出システム１によると、ユーザが機能実行装置１１０に近づいたタイミングで、所定機能を実行することが可能となるため、ユーザＵにとって適切なタイミングで所定機能を実行することができる。例えば、機能実行装置１１０が開錠を行う場合、ユーザが遠い位置にいる際に開錠を行っても、ユーザＵが到着するまでに閉錠されてしまったり、別人に入室されてしまったりするなどの可能性が生じる。それに対し、検出システム１によると、ユーザが機能実行装置１１０に近づいたタイミングで、所定機能を実行することが可能となるため、そのような問題が生じることを抑制することができる。尚、本実施形態の検出システム１は、例えば入室時に一人一人が機能実行装置１１０に設けられたセンサを介して個人認証を行う必要が無くなり、例えば入室がスムーズに行える。しかし、一人一人を通過させるゲートが不要となるため、認証されていない人まで入室される可能性がある。そのため、携帯端末１００が取得した生体情報は、例えば一人一人が通過できるゲートをユーザが通過する際に機能実行装置１１０に転送し、ゲートをユーザが通過している際に基準生体情報と照合し認証を行い、認証が出来なかった場合は当該ユーザがゲートを通過し終わる前にゲートを閉鎖する、といった機構を設けることも可能である。また、前述のゲートにセンサを設け、携帯端末１００を所持していないユーザはゲートに設けられたセンサを用いて認証を行う構成であってもよい。
【０１１２】
また、センサ部１０は、ユーザＵの血管パターンとユーザＵの指紋との少なくとも一方を検出する。検出システム１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Ｕの認証を適切に行うことができる。
【０１１３】
また、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。検出システム１は、このようなセンサ部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、検出システム１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、検出システム１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。検出システム１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。
【０１１４】
なお、本実施形態に係る携帯端末１００は、ユーザが把持して操作するスマートフォンやタブレット型端末であったが、それに限られず任意の端末であってよい。図１６は、携帯端末の他の例を示す図である。例えば、図１６に示すように、携帯端末１００は、センサ部１０を備えた腕時計、いわゆるスマートウォッチであってもよい。この場合、センサ部１０は、時刻などを表示する表示領域１００Ｂが設けられた表面１００Ａ１とは反対側の面である、背面１００Ａ２に設けられることが好ましい。この場合、携帯端末１００は、背面１００Ａ２側が常にユーザＵの腕と接触することになるため、センサ部１０により生体情報を容易に検出でき、認証の手間を抑制できる。
【０１１５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、機能実行装置１１０ａが、第１実施形態の機能実行装置１１０と異なる。第１実施形態の機能実行装置１１０は、所定機能として、他の装置である被操作装置２００を操作するものであったが、第２実施形態の機能実行装置１１０ａは、所定機能として、機能実行装置１１０ａ自身を操作する。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【０１１６】
図１７は、第２実施形態に係る検出システムの模式図である。図１７に示すように、第２実施形態に係る検出システム１ａは、携帯端末１００と、機能実行装置１１０ａとを有する。図１７の例において、機能実行装置１１０ａは、現金の出入金を行う事が可能な装置であり、例えば、金融機関などに設置される現金自動預払機（ＡＴＭ；Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）や、コンビニエンスストア等に設置される現金を取り扱う複合機などである。機能実行装置１１０ａは、表示部１３０と、カード投入部１３２と、入力部１３４と、紙幣処理部１３６とを有する。
【０１１７】
表示部１３０は、操作内容などを表示する画面である。表示部１３０は、ユーザＵの操作を受け付ける入力部が重畳して設けられるタッチパネルであってもよい。カード投入部１３２は、キャッシュカード等のカードを用いる取引において、カードの挿入と排出とを行うよう構成される。また、カード投入部１３２は、取引終了時に発行するレシートを排出する。入力部１３４は、ユーザＵの操作を受け付ける装置であり、例えばキーボードである。紙幣処理部１３６は、入金及び出金取引の際に、紙幣の受け渡しを行う。
【０１１８】
機能実行装置１１０ａは、第１実施形態の機能実行装置１１０と同様に、通信部１１２と、制御部１１４と、記憶部１１６とを有する。ただし、機能実行装置１１０ａは、認証処理を行う認証部１２４を備えていない。また、機能実行装置１１０ａは、ネットワーク２１０を介して、外部機器であるサーバ２２０に接続されており、サーバ２２０と情報の送受信を行う。サーバ２２０は、ＣＰＵである制御部とメモリである記憶部とを有しており、制御部が、認証処理を行う認証部１２４を備えている。
【０１１９】
機能実行装置１１０ａは、ユーザＵによって機能実行装置１１０ａに所定機能の実行要求が入力されたことをトリガとして、携帯端末１００からユーザＵの生体情報を取得して、所定機能を実行する。すなわち、ユーザＵは、機能実行装置１１０ａの入力部１３４や、表示部１３０に重畳する入力部などを操作して、機能実行装置１１０ａに対して所定機能の実行を要求する操作を入力する。ここでの所定機能は、例えば入金や出金などである。機能実行装置１１０ａは、入力部がユーザＵからの所定機能の実行要求を受け付けたことをトリガとして、携帯端末１００からユーザＵの生体情報を取得して、所定機能を実行する。すなわち、機能実行装置１１０ａは、機能実行装置１１０ａに対して所定機能の実行要求があることを、所定状態として検出する。
【０１２０】
また、機能実行装置１１０ａは、機能実行装置１１０ａへの所定機能の実行要求が、携帯端末１００に入力されたことをトリガとして、携帯端末１００からユーザＵの生体情報を取得して、所定機能を実行してもよい。この場合、ユーザＵは、機能実行装置１１０ａに対して所定機能を実行する要求を、携帯端末１００に入力する。この場合、携帯端末１００は、所定機能の実行を要求する信号を生成し、機能実行装置１１０ａに送信する。機能実行装置１１０ａは、所定機能の実行を要求する信号を取得した場合に、携帯端末１００が所定状態になっていると判断して、携帯端末１００からユーザＵの生体情報を取得して、所定機能を実行する。
【０１２１】
すなわち、機能実行装置１１０ａは、ユーザＵが所定機能を実行するための操作を携帯端末１００又は機能実行装置１１０ａに対して行ったことをトリガとして、センサ部１０からユーザＵの生体情報を取得して、認証結果に基づく所定機能の実行を行ってよい。
【０１２２】
機能実行装置１１０ａは、取得したユーザＵの生体情報を、ネットワーク２１０を介してサーバ２２０に送信する。サーバ２２０は、第１実施形態の認証部１２４と同様の方法で、ユーザＵの生体情報から認証を行う。サーバ２２０は、認証の結果、すなわち所定機能の実行可否の結果を、機能実行装置１１０ａに送信する。そして、機能実行装置１１０ａは、このサーバ２２０による認証結果、すなわち所定機能の実行可否の判断結果を取得し、その判断結果に基づき、機能制御部１２６によって所定機能を実行する。ただし、機能実行装置１１０ａは、サーバ２２０と通信を行わずに、第１実施形態と同様に、認証部１２４を備えて、自身で認証処理を行ってもよい。
【０１２３】
図１８は、第２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１８に示すように、機能実行装置１１０ａは、状態検出部１２０により、携帯端末１００が所定状態であるか、ここでは機能実行装置１１０ａに対して所定機能の実行を要求する操作があるかを判断し（ステップＳ３０）、所定機能の実行要求がある場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、生体情報取得部１２２により、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する（ステップＳ３２）。生体情報取得部１２２は、所定状態であると判断された際、言い換えれば機能実行装置１１０ａに対して所定機能の実行を要求する操作があった際にセンサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を、取得する。なお、所定機能の実行要求がない場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、すなわち所定状態にない場合、ステップＳ３０に戻る。ステップＳ３２以降の処理は、第１実施形態の処理、すなわち図１５のステップＳ１２以降の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１２４】
以上説明したように、機能実行装置１１０ａは、ユーザＵが所定機能を実行するための操作を携帯端末１００又は機能実行装置１１０ａに対して行ったことをトリガとして、センサ部１０からユーザＵの生体情報を取得して、認証結果に基づく所定機能の実行を行う。従って、本実施形態に係る検出システム１によると、ユーザＵが所定機能を必要とするタイミングに合わせて、所定機能を実行することが可能となるため、ユーザＵにとって適切なタイミングで所定機能を実行することができる。また、機能実行装置１１０ａに対する認証のための操作をユーザが行うことが不要となるため、認証の手間を抑制できる。また、機能実行装置１１０ａは、携帯端末１００と機能実行装置１１０とが所定距離範囲内にあり、かつ、ユーザＵが所定機能を実行するための操作を携帯端末１００又は機能実行装置１１０ａに対して行った場合に、センサ部１０からユーザＵの生体情報を取得して、認証結果に基づく所定機能の実行を行ってもよい。この場合、ユーザＵにとってさらに適切なタイミングで所定機能を実行することができる。
【０１２５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、センサ部１０が設けられる携帯物がカード１００ｂである点で、第１実施形態と異なる。第３実施形態において、第１実施形態に構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【０１２６】
図１９は、第３実施形態に係る検出システムの模式図である。図１９に示すように、第３実施形態に係る検出システム１ｂは、携帯物としてのカード１００ｂと、機能実行装置１１０ｂとを有する。カード１００ｂは、ユーザＵが携帯可能なカードであり、背面１００ｂ１に、記憶部１００ｂＡと、センサ部１０とを備える。記憶部１００ｂＡは、カード１００ｂの情報を記憶する端子、ここではＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップである。記憶部１００ｂＡは、例えば、カード１００ｂのＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報を記憶する。なお、センサ部１０と記憶部１００ｂＡとは、同じ面である背面１００ｂ１に設けられるが、異なる面に設けられてもよい。カード１００ｂは、例えば、クレジットカードである。
【０１２７】
機能実行装置１１０ｂは、カード１００ｂからＩＤ情報を読み取って、所定機能を実行する装置である。機能実行装置１１０ｂは、例えば、所定機能として、カード１００ｂから決済を行う。機能実行装置１１０ｂは、カード１００ｂが挿入可能なスロットである挿入部１１０ｂ１と、カード１００ｂの記憶部１００ｂＡからＩＤ情報等のカードが記憶している情報を読み出す端子である読取り部１１０ｂ２とを備える。また、機能実行装置１１０ｂは、第１実施形態の機能実行装置１１０と同様に、通信部１１２と、制御部１１４と、記憶部１１６とを有する。ただし、機能実行装置１１０ａは、認証処理を行う認証部１２４を備えていない。また、機能実行装置１１０ａは、ネットワーク２１０を介して、外部機器であるサーバ２２０に接続されており、サーバ２２０と情報の送受信を行う。サーバ２２０は、ＣＰＵである制御部とメモリである記憶部とを有しており、制御部が、認証処理を行う認証部１２４を備えている。
【０１２８】
図２０は、カードが機能実行装置に挿入された状態の例を示す模式図である。図２０に示すように、機能実行装置１１０ｂに所定機能を実行させる際、カード１００ｂは、挿入部１１０ｂ１から、機能実行装置１１０ｂ内に挿入される。カード１００ｂは、記憶部１００ｂＡと、機能実行装置１１０ｂの読取り部１１０ｂ２とが対向するように、機能実行装置１１０ｂ内に挿入される。そして、ユーザＵは、カード１００ｂのセンサ部１０を保持した状態（ユーザの指Ｆｇがセンサ部１０に近接した状態）でカード１００ｂを機能実行装置１１０ｂ内に挿入する。
【０１２９】
機能実行装置１１０ｂは、この状態で、読取り部１１０ｂ２から、記憶部１００ｂＡに記憶されているＩＤ情報を読み出す。そして、機能実行装置１１０ｂは、カード１００ｂが機能実行装置１１０ｂ内に挿入された状態で、例えばカード１００ｂのセンサ部１０に電力を供給して、センサ部１０を駆動させる。カード１００ｂは、センサ部１０の駆動により、ユーザＵの生体情報を検出し、検出した生体情報を機能実行装置１１０ｂに送信する。すなわち、機能実行装置１１０ｂは、カード１００ｂが機能実行装置１１０ｂ内に挿入されたことをトリガとして、さらに言えば記憶部１００ｂＡからＩＤ情報を読み出したことをトリガとして、カード１００ｂからユーザＵの生体情報を取得する。
【０１３０】
機能実行装置１１０ｂは、取得したＩＤ情報とユーザＵの生体情報とを、ネットワーク２１０を介してサーバ２２０に送信する。サーバ２２０は、認証部１２４により、ＩＤ情報に基づき、記憶部から基準生体情報を読み出す。すなわち、サーバ２２０の記憶部は、ＩＤ情報と基準生体情報とを関連付けて記憶している。サーバ２２０の認証部１２４は、機能実行装置１１０ｂから取得したＩＤ情報と一致するＩＤ情報を、記憶部が記憶しているＩＤ情報から抽出する。サーバ２２０の認証部１２４は、抽出したＩＤ情報に関連付いた基準生体情報を読み出す。そして、サーバ２２０の認証部１２４は、第１実施形態の認証部１２４と同様の方法で、ユーザＵの生体情報と読み出した基準生体情報とを照合して、ユーザＵの生体情報から認証を行う。サーバ２２０は、認証の結果、すなわち所定機能の実行可否の結果を、機能実行装置１１０ｂに送信する。そして、機能実行装置１１０ｂは、このサーバ２２０による認証結果、すなわち所定機能の実行可否の判断結果を取得し、その判断結果に基づき、機能制御部１２６によって所定機能を実行する。例えば、機能実行装置１１０ｂは、認証可とされた場合、所定機能として、カード１００ｂによる決済処理を行い、認証不可とされた場合、カード１００ｂによる決済処理を行わない。なお、機能実行装置１１０ａは、サーバ２２０と通信を行わずに、認証部１２４を備えて自身で認証処理を行ってもよい。
【０１３１】
図２１は、第３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２１に示すように、機能実行装置１１０ｂは、カード１００ｂが機能実行装置１１０ｂ内に挿入した状態で、カード１００ｂの記憶部１００ｂＡに記憶されているＩＤ情報を読み出し（ステップＳ５０）、カード１００ｂのセンサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する（ステップＳ５２）。機能実行装置１１０ｂは、取得したＩＤ情報と生体情報とを、サーバ２２０に送信する。サーバ２２０は、ＩＤ情報に基づき基準生体情報を読み出し（ステップＳ５３）、取得したユーザＵの生体情報と基準生体情報とを照合する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４以降は、図１５のステップＳ１４以降と同様の処理のため、説明を省略する。
【０１３２】
以上説明したように、機能実行装置１１０ｂは、携帯物としてのカード１００ｂの情報（ここではＩＤ情報）を読み取ったことをトリガとして、センサ部１０が検出したユーザＵの生体情報を取得する。従って、本実施形態に係る検出システム１によると、ユーザＵが所定機能を必要とするタイミングに合わせて、所定機能を実行することが可能となるため、ユーザＵにとって適切なタイミングで所定機能を実行することができる。また、機能実行装置１１０ａに対する認証のための操作をユーザが行うことが不要となるため、認証の手間を抑制できる。尚、カードを機能実行装置１１０ｂに挿入する構成に限らず、機能実行装置１１０ｂにかざす（近接させる）構成であってもよい。また、センサ部１０に生体情報を取得する光源を設け、機能実行装置からの供給される電力により光源を起動させるものであってもよい。また、機能実行装置と一体に、或いは、機能実行装置とは離間した位置で、ユーザの指に対し、センサ部１０と反対の位置に光源を設ける構成であってもよい。この場合、取得する生体情報に応じて機能実行装置等が出射する光源の波長を可視光或いは赤外光等に切り替える構成であってもよい。
【０１３３】
また、携帯物は、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチ、又は、ユーザＵの情報を記憶する記憶部を有するカードであってよい。このような携帯物がセンサ部１０を備えることで、ユーザＵによる認証の手間を抑制できる。
【０１３４】
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】
【０１３５】
１  検出システム
６，１１４  制御部
１０  センサ部
１００  携帯端末（携帯物）
１１０  機能実行装置
１２０  状態検出部
１２２  生体情報取得部
１２４  認証部
１２６  機能制御部
【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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