JP7699045B2 - 検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出装置に関する。

皮膚から体の内部に光を入射し、動脈を透過又は反射する光を検出して取得される経皮データに基づき、血液中の酸素飽和度（以下、血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）と称する）を取得する検出装置が知られている。血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）とは、血液中のヘモグロビンの全てに酸素が結合したと仮定した場合の総酸素量に対し、実際にヘモグロビンに結合している酸素量の比である。血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）を取得する場合、例えば、赤外光により取得された脈波と、赤色光により取得された脈波とを用いる（例えば、特許文献１）。

特開２０１９－１８０８６１号公報

経皮データは、皮下の血管の分布により必ずしも高精度なデータが取得できない可能性がある。また、経皮データには、外乱や被験者の体動に起因するノイズ成分が含まれる。

本発明は、生体に関する高精度なデータの取得が可能な検出装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る検出装置は、複数の部分検出領域に分割された検出領域を有するセンサ部と、複数の前記部分検出領域のうち、各部分検出領域において取得されるデータの信号強度が所定条件を満たす部分検出領域を抽出し、当該抽出した部分検出領域を含む生体データ取得領域において検出される検出信号に基づき、被検出体の生体データを取得する検出部と、を備える。

図１は、実施形態に係る検出装置を示す平面図である。 図２は、実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、検出装置を示す回路図である。 図４は、複数の部分検出領域を示す回路図である。 図５Ａは、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。 図５Ｂは、第１変形例に係る検出装置のセンサ部の概略断面構成を示す断面図である。 図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図７は、図６におけるリセット期間の動作例を表すタイミング波形図である。 図８は、図６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９は、図６における読み出し期間に含まれる１つのゲート線の駆動期間の動作例を表すタイミング波形図である。 図１０は、検出装置のセンサ部の駆動と、光源の点灯動作との関係を説明するための説明図である。 図１１は、実施形態に係る検出装置のセンサ部と第１光源及び第２光源との関係を模式的に示す平面図である。 図１２は、図１１に示す検出装置を第１方向Ｄｘから見た側面図である。 図１３は、実施形態に係る検出装置の動作例を説明するための説明図である。 図１４は、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１５は、センサ部の検出領域と被検出体との位置関係を示す概略図である。 図１６Ａは、図１５に示す部分検出領域Ａにおいて検出される検出信号に基づき取得される脈波の波形を示す図である。 図１６Ｂは、図１５に示す部分検出領域Ｂにおいて検出される検出信号に基づき取得される脈波の波形を示す図である。 図１６Ｃは、図１５に示す部分検出領域Ｃにおいて検出される検出信号に基づき取得される脈波の波形を示す図である。 図１７は、検出信号波形の一例を示す図である。 図１８は、実施形態１に係る検出装置における検出処理フローの一例を示すフローチャートである。 図１９は、記憶部に一時記憶される検出領域内の各部分検出領域におけるＦフレーム分の検出値を示す図である。 図２０Ａは、各部分検出領域における時間領域データの具体例を示す図である。 図２０Ｂは、各部分検出領域における時間領域データの具体例を示す図である。 図２１Ａは、各部分検出領域における周波数領域データの具体例を示す図である。 図２１Ｂは、各部分検出領域における周波数領域データの具体例を示す図である。 図２２は、実施形態１に係る検出装置における生体データ取得領域設定処理フローの一例を示すフローチャートである。 図２３Ａは、生体データ取得領域の具体例を示す図である。 図２３Ｂは、生体データ取得領域の具体例を示す図である。 図２３Ｃは、生体データ取得領域の具体例を示す図である。 図２４は、実施形態１の変形例に係る検出装置における生体データ取得領域設定処理フローの一例を示すフローチャートである。 図２５は、実施形態２に係る検出装置における検出処理フローの一例を示すフローチャートである。 図２６Ａは、ＬＰＦ処理及びＨＰＦ処理実行後のデータの一例を示す図である。 図２６Ｂは、ＳＳＦ処理後のデータの一例を示す図である。 図２７は、ピーク検出手法の一例を示す概念図である。 図２８Ａは、記憶部に一時記憶されるピーク積算値を示す図である。 図２８Ｂは、記憶部に一時記憶されるピーク積算回数を示す図である。

本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。なお、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。また、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。

図１は、実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図１に示すように、検出装置１は、センサ基材２１と、センサ部１０と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、検出回路４８と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、第１光源６１及び第２光源６２と、を有する。図１では、第１光源基材５１に複数の第１光源６１が設けられ、第２光源基材５２に複数の第２光源６２が設けられる例を示したが、図１に示す第１光源６１及び第２光源６２の配置は、あくまで一例であり適宜変更することができる。例えば、第１光源基材５１及び第２光源基材５２のそれぞれに、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が配置されていてもよい。この場合、複数の第１光源６１を含むグループと、複数の第２光源６２を含むグループとが、第２方向Ｄｙに並んで配置されていてもよいし、第１光源６１と第２光源６２とが交互に第２方向Ｄｙに配置されていてもよい。また、第１光源６１及び第２光源６２が設けられる光源基材は１つ又は３つ以上であってもよい。第１光源６１及び第２光源６２の具体的な配置例については後述する。

検出装置１は、ホスト２００と電気的に接続される。ホスト２００は、例えば検出装置１が適用される機器（不図示）の上位制御装置である。ホスト２００は、検出装置１から出力されるデータに基づき、所定の生体情報取得処理を行う。

センサ基材２１には、フレキシブルプリント基板７１を介して制御基板１２１が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板７１には、検出回路４８が設けられている。制御基板１２１には、制御回路１２２、電源回路１２３、及び出力回路１２６が設けられている。

制御回路１２２は、例えばロジック制御信号を出力する制御ＩＣ（Control Integrated Circuit）である。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device）であっても良い。

制御回路１２２は、センサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。また、制御回路１２２は、第１光源６１及び第２光源６２に制御信号を供給して、第１光源６１及び第２光源６２の点灯又は非点灯を制御する。

電源回路１２３は、センサ電源電位ＶＤＤＳＮＳ（図４参照）等の電圧信号をセンサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。また、電源回路１２３は、電源電圧を第１光源６１及び第２光源６２に供給する。

出力回路１２６は、例えばＵＳＢコントローラＩＣであり、制御回路１２２とホスト２００との間の通信制御を行う。

センサ基材２１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、センサ部１０が有する複数の光センサＰＤ（図４参照）が設けられた領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と、センサ基材２１の端部との間の領域であり、光センサＰＤが設けられない領域である。

ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、周辺領域ＧＡのうち第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路４８との間に設けられる。

なお、第１方向Ｄｘは、センサ基材２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、センサ基材２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、センサ基材２１の法線方向である。

複数の第１光源６１は、第１光源基材５１に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。複数の第２光源６２は、第２光源基材５２に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。第１光源基材５１及び第２光源基材５２は、それぞれ、制御基板１２１に設けられた端子部１２４、１２５を介して、制御回路１２２及び電源回路１２３と電気的に接続される。

複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、例えば、無機ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）等が用いられる。複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、それぞれ異なる波長の第１光及び第２光を出射する。

第１光源６１から出射された第１光は、例えば、被験者の指や手首等の被検出体の表面で反射されセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指Ｆｇ等の表面の凹凸の形状を検出することで指紋を検出することができる。第２光源６２から出射された第２光は、例えば、指Ｆｇ等の内部で反射し又は指Ｆｇ等を透過してセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、被験者の指や手首等の内部の生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、被験者の脈波、脈拍、血管像等である。すなわち、検出装置１は、指紋を検出する指紋検出装置や、静脈などの血管パターンを検出する静脈検出装置として構成されてもよい。

第１光は、５２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、例えば５００ｎｍ程度の波長を有し、第２光は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の波長を有していてもよい。この場合、第１光は、青色又は緑色の可視光（青色光又は緑色光）であり、第２光は、赤外光である。センサ部１０は、第１光源６１から出射された第１光に基づいて、指紋を検出することができる。第２光源６２から出射された第２光は、被検出体の内部で反射し又は透過・吸収されてセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、被験者の指や手首等の内部の生体に関する情報として、脈波や血管像（血管パターン）等の生体データを検出できる。

又は、第１光は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の波長を有し、第２光は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の波長を有していてもよい。この場合、第１光源６１から出射された第１光及び第２光源６２から出射された第２光に基づいて、センサ部１０は、生体に関する情報として、脈波、脈拍や血管像に加えて、血中酸素濃度を検出することができる。このように、検出装置１は、第１光源６１及び複数の第２光源６２を有し、第１光に基づいた検出と、第２光に基づいた検出とを行うことで、種々の生体に関する情報を検出することができる。

図２は、実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、検出装置１は、さらに検出制御部１１と検出部４０と、有する。

センサ部１０は、複数の光センサＰＤを有する。センサ部１０が有する光センサＰＤは有機フォトダイオード（ＯＰＤ：Organic Photodiode）であり、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にしたがって検出を行う。

検出制御部１１は、ゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及び検出部４０にそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号をゲート線駆動回路１５に供給する。また、検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。また、検出制御部１１は、各種制御信号を第１光源６１及び第２光源６２に供給して、それぞれの点灯及び非点灯を制御する。

ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて複数のゲート線ＧＣＬ（図３参照）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光センサＰＤを選択する。

信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図３参照）を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路１６は、検出制御部１１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと検出回路４８とを電気的に接続する。これにより、信号線選択回路１６は、光センサＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。

検出部４０は、検出回路４８と、信号処理部４４と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７とを備える。検出タイミング制御部４７は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出回路４８と、信号処理部４４と、が同期して動作するように制御する。

検出回路４８は、センサ部１０から出力される各光センサＰＤの検出信号に基づき、各光センサＰＤの検出値を生成する。検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ：Analog Front End）である。

検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅部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。

本開示において、信号処理部４４及び記憶部４６は、制御回路１２２に含まれる。

信号処理部４４は、検出回路４８から出力される各光センサＰＤの検出値に基づき、生体に関する情報を生成するための生体データを取得する。本開示において、生体に関する情報は、赤外光や赤色光により取得された脈波を含む。

記憶部４６は、信号処理部４４で処理された信号を一時的に保存する。また、本開示において、記憶部４６には、信号処理部４４において生体データの取得を行う際に、後述する生体データ取得領域設定処理フローにおいて設定される生体データ取得領域や、各種設定情報が格納される。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等を含む態様であっても良い。また、記憶部４６は、レジスタ回路等であっても良い。

次に、検出装置１の回路構成例について説明する。図３は、検出装置を示す回路図である。図３に示すように、センサ部１０は、行列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、それぞれ光センサＰＤが設けられている。

ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。また、図３では説明を分かりやすくするために、８本のゲート線ＧＣＬを示しているが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、Ｍ本（Ｍは自然数、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。

信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡの光センサＰＤに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。

また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは自然数、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、図３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。

ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号を、制御回路１２２（図１参照）から受け取る。ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線ＧＣＬに接続された複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡが、検出対象として選択される。

なお、ゲート線駆動回路１５は、指紋の検出及び異なる複数の生体に関する情報（脈波、脈拍、血管像、血中酸素濃度等、以下、単に「生体情報」とも称する）のそれぞれの検出モードごとに、異なる駆動を実行してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動してもよい。

具体的には、ゲート線駆動回路１５は、制御信号に基づいて、ゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）のうち、所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択する。例えば、ゲート線駆動回路１５は、６本のゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（６）を同時に選択し、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。ゲート線駆動回路１５は、選択された６本のゲート線ＧＣＬを介して、複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを含むブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２が、それぞれ検出対象として選択される。ゲート線駆動回路１５は、所定数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。

信号線選択回路１６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、第３スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第３スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路４８に接続される。

ここで、信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートにそれぞれ接続される。また、１本の選択信号線Ｌｓｅｌは、複数の信号線ブロックの第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。

具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、それぞれ信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、信号線ＳＧＬ（１）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（７）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、信号線ＳＧＬ（２）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（８）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。

制御回路１２２（図１参照）は、選択信号ＡＳＷを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、検出装置１は、検出回路４８を含むＩＣ（Integrated Circuit）の数、又はＩＣの端子数を少なくすることができる。

なお、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを束ねて検出回路４８に接続してもよい。具体的には、制御回路１２２（図１参照）は、選択信号ＡＳＷを同時に選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて複数の信号線ＳＧＬ（例えば６本の信号線ＳＧＬ）を選択し、複数の信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２で検出された信号が検出回路４８に出力される。この場合、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる複数の部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）からの信号が統合されて検出回路４８に出力される。

ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６の動作により、ブロック単位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。

本開示において、検出装置１は、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を変更することができる。これにより、取得する情報に応じて、１インチ当たりの解像度（ｐｐｉ（pixel per inch）値、以下「精細度」と称する）を設定することができる。

例えば、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を相対的に少なくする。これにより、検出時間が長くなり低フレームレート（例えば、２０ｆｐｓ以下）となる反面、高精細（例えば、３００ｐｐｉ以上）な検出を行うことができる。以下、低フレームレート且つ高精細な検出を行うモードを「第１モード」と称する。低フレームレート且つ高精細な検出を行う第１モードを選択することで、例えば、指の表面の指紋を高精細に取得することができる。

また、例えば、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を相対的に多くする。これにより、低精細となる（例えば、５０ｐｐｉ以下）反面、１フレームにおいて検出を短時間で繰り返し実行することができる高フレームレート（例えば、１００ｆｐｓ以上）で検出を行うことができる。以下、高フレームレート且つ低精細な検出を行うモードを「第２モード」と称する。高フレームレート且つ低精細な検出を行う第２モードを選択することで、例えば、脈波の時間的な変化を精度よく検出することができる。また、この第２モードにおいて、より高いフレームレート（例えば、１０００ｆｐｓ以上）で取得した脈波を用いることで、脈波伝搬速度の算出や血圧等の算出が可能となる。

また、例えば、血管像（静脈パターン）を取得する場合には、ブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる部分検出領域ＰＡＡ（光センサＰＤ）の数を、第１モードと第２モードとの中間値とする。これにより、フレームレートが第１モードよりも高く第２モードよりも低い中フレームレート（例えば、２０ｆｐｓより大きく１００ｆｐｓ未満）、且つ、精細度が第１モードよりも低く第２モードよりも高い中精細（例えば、５０ｐｐｉより大きく３００ｐｐｉ未満）で検出を行うことができる。以下、中フレームレート且つ中精細な検出を行うモードを「第３モード」と称する。この中フレームレート且つ中精細な検出を行う第３モードは、例えば、静脈などの血管パターンを取得する場合に適している。

図３に示すように、リセット回路１７は、基準信号線Ｌｖｒ、リセット信号線Ｌｒｓｔ及び第４スイッチング素子ＴｒＲを有する。第４スイッチング素子ＴｒＲは、複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。基準信号線Ｌｖｒは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのソース又はドレインの一方に接続される。リセット信号線Ｌｒｓｔは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。

制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２をリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになり、複数の信号線ＳＧＬは基準信号線Ｌｖｒと電気的に接続される。電源回路１２３は、基準信号ＣＯＭを基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａ（図４参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。

図４は、実施形態に係る検出装置の複数の部分検出領域を示す回路図である。なお、図４では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。図４に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、光センサＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒ１とを含む。容量素子Ｃａは、光センサＰＤに形成される容量（センサ容量）であり、等価的に光センサＰＤと並列に接続される。さらに、信号線容量Ｃｃは、信号線ＳＧＬに形成される寄生容量であり、等価的に、信号線ＳＧＬと、光センサＰＤのアノード及び容量素子Ｃａの一端側との間に形成される。

図４では、複数のゲート線ＧＣＬのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのゲート線ＧＣＬ（ｍ）、ＧＣＬ（ｍ＋１）を示す。また、複数の信号線ＳＧＬのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つの信号線ＳＧＬ（ｎ）、ＳＧＬ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。

第１スイッチング素子Ｔｒは、光センサＰＤに対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成されている。

第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、光センサＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。

光センサＰＤのアノードには、電源回路１２３からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａには、電源回路１２３から、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＣＯＭが供給される。

部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、光センサＰＤには光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。第１スイッチング素子Ｔｒがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８に接続される。これにより、検出装置１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又はブロック単位ＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに光センサＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。

検出回路４８は、読み出し期間Ｐｄｅｔ（図６参照）にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。検出回路４８の検出信号増幅部４２は、信号線ＳＧＬから供給された電流の変動を電圧の変動に変換して増幅する。検出信号増幅部４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電位（Ｖｒｅｆ）が入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。実施形態では、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧として基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。また、検出信号増幅部４２は、容量素子Ｃｂ及びリセットスイッチＲＳＷを有する。リセット期間Ｐｒｓｔ（図６参照）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。

次に、光センサＰＤの構成について説明する。図５Ａは、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。図５Ａに示すように、センサ部１０は、センサ基材２１と、ＴＦＴ層２２と、絶縁層２３と、光センサＰＤと、絶縁層２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２５を備える。センサ基材２１は、絶縁性の基材であり、例えば、ガラスや樹脂材料が用いられる。センサ基材２１は、平板状に限定されず、曲面を有していてもよい。この場合、センサ基材２１は、フィルム状の樹脂であってもよい。センサ基材２１は、第１面と、第１面の反対側の第２面とを有する。第１面に、ＴＦＴ層２２、絶縁層２３、光センサＰＤ、絶縁層２４、２５の順に積層される。

ＴＦＴ層２２は、上述したゲート線駆動回路１５や信号線選択回路１６等の回路が設けられる。また、ＴＦＴ層２２には、第１スイッチング素子Ｔｒ等のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や、ゲート線ＧＣＬ、信号線ＳＧＬ等の各種配線が設けられる。センサ基材２１及びＴＦＴ層２２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り、バックプレーン又はアレイ基板とも呼ばれる。

絶縁層２３は、有機絶縁層であり、ＴＦＴ層２２の上に設けられる。絶縁層２３は、ＴＦＴ層２２に形成される第１スイッチング素子Ｔｒや、各種導電層で形成される凹凸を平坦化する平坦化層である。

光センサＰＤは、絶縁層２３の上に設けられる。光センサＰＤは、下部電極３５、半導体層３１及び上部電極３４を有し、この順で積層される。

下部電極３５は、絶縁層２３の上に設けられ、コンタクトホールＨ１を介してＴＦＴ層２２の第１スイッチング素子Ｔｒと電気的に接続される。下部電極３５は、光センサＰＤのカソードであり、検出信号Ｖｄｅｔを読み出すための電極である。下部電極３５は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が用いられる。又は、下部電極３５は、これらの金属材料が複数積層された積層膜であってもよい。下部電極３５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電材料であってもよい。

半導体層３１は、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）である。半導体層３１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。ｉ型半導体層３２ａ、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃは、光電変換素子の一具体例である。図５Ａでは、センサ基材２１の表面に垂直な方向において、ｎ型半導体層３２ｃ、ｉ型半導体層３２ａ及びｐ型半導体層３２ｂの順に積層されている。ただし、反対の構成、つまり、ｐ型半導体層３２ｂ、ｉ型半導体層３２ａ及びｎ型半導体層３２ｃの順に積層されていてもよい。また半導体層３１は、有機半導体からなる光電変換素子であってもよい。

ｎ型半導体層３２ｃ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は、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃよりも低い導電性を有する。

上部電極３４は、光センサＰＤのアノードであり、電源信号ＶＤＤＳＮＳを光電変換層に供給するための電極である。上部電極３４は、例えばＩＴＯ等の透光性導電層であり、全ての光センサＰＤに対して共通に設けられる。

絶縁層２３の上に絶縁層２４ａ及び絶縁層２４ｂが設けられている。絶縁層２４ａは、上部電極３４の周縁部を覆い、上部電極３４と重なる位置に開口が設けられている。接続配線３６は、上部電極３４のうち、絶縁層２４ａが設けられていない部分で上部電極３４と接続される。絶縁層２４ｂは、上部電極３４及び接続配線３６を覆って絶縁層２４ａの上に設けられる。絶縁層２４ｂの上に平坦化層である絶縁層２４ｃが設けられる。絶縁層２４ｃの上に絶縁層２５が設けられる。ただし、絶縁層２５は、なくてもよい。

図５Ｂは、第１変形例に係る検出装置のセンサ部の概略断面構成を示す断面図である。図５Ｂに示すように、第１変形例の検出装置１Ａにおいて、光センサＰＤＡは、絶縁層２３ａの上に設けられる。絶縁層２３ａは、絶縁層２３を覆って設けられた無機絶縁層であり、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）で形成される。光センサＰＤＡは、光電変換層３１Ａと、下部電極３５（カソード電極）と、上部電極３４（アノード電極）と、を有する。センサ基材２１の第１面Ｓ１に垂直な方向において、下部電極３５、光電変換層３１Ａ、上部電極３４の順に積層される。

光電変換層３１Ａは、照射される光に応じて特性（例えば、電圧電流特性や抵抗値）が変化する。光電変換層３１Ａの材料として、有機材料が用いられる。具体的には、光電変換層３１Ａとして、例えば、低分子有機材料であるＣ６０（フラーレン）、ＰＣＢＭ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル：Phenyl C61-butyric acid methyl ester）、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン：Copper Phthalocyanine）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（フッ素化銅フタロシアニン）、ｒｕｂｒｅｎｅ（ルブレン：5,6,11,12-tetraphenyltetracene）、ＰＤＩ（Perylene（ペリレン）の誘導体）等を用いることができる。

光電変換層３１Ａは、これらの低分子有機材料を用いて蒸着型（Dry Process）で形成することができる。この場合、光電変換層３１Ａは、例えば、ＣｕＰｃとＦ１６ＣｕＰｃとの積層膜、又はｒｕｂｒｅｎｅとＣ６０との積層膜であってもよい。光電変換層３１Ａは、塗布型（Wet Process）で形成することもできる。この場合、光電変換層３１Ａは、上述した低分子有機材料と高分子有機材料とを組み合わせた材料が用いられる。高分子有機材料として、例えばＰ３ＨＴ（poly（3-hexylthiophene））、Ｆ８ＢＴ（F8-alt-benzothiadiazole）等を用いることができる。光電変換層３１Ａは、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとが混合した状態の膜、又はＦ８ＢＴとＰＤＩとが混合した状態の膜とすることができる。

下部電極３５と、上部電極３４とは、光電変換層３１Ａを挟んで対向する。上部電極３４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。下部電極３５は、例えば、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が用いられる。又は、下部電極３５は、これらの金属材料の少なくとも１以上を含む合金材料であってもよい。

下部電極３５の膜厚を制御することで、透光性を有する半透過型電極として下部電極３５を形成できる。例えば、下部電極３５は、膜厚１０ｎｍのＡｇ薄膜で形成することで、６０％程度の透光性を有する。この場合、光センサＰＤＡは、センサ基材２１の両面側から照射される光、例えば第１面Ｓ１側から照射される光Ｌ１及び第２面Ｓ２側から照射される光の両方を検出できる。

図５Ｂでは図示を省略するが、上部電極３４を覆って絶縁層２４が設けられてもよい。絶縁層は、パッシベーション膜であり、光センサＰＤＡを保護するために設けられている。

図５Ｂに示すように、ＴＦＴ層２２には、光センサＰＤＡに電気的に接続される第１スイッチング素子Ｔｒが設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、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、８５を有する。光センサＰＤＡの下部電極３５は、絶縁層２３、２３ａに設けられたコンタクトホールＨ１１を介して、第１スイッチング素子Ｔｒのドレイン電極８３と電気的に接続される。

第１スイッチング素子Ｔｒは、半導体層８１の上側及び下側の両方にゲート電極８４、８５が設けられた、いわゆるデュアルゲート構造である。ただし、これに限定されず、第１スイッチング素子Ｔｒはトップゲート構造でもよく、ボトムゲート構造でもよい。

なお、図５Ｂでは、周辺領域ＧＡに設けられた第２スイッチング素子ＴｒＡ及び端子部７２を、模式的に示している。第２スイッチング素子ＴｒＡは、例えば、ゲート線駆動回路１５（図１参照）に設けられたスイッチング素子である。第２スイッチング素子ＴｒＡは、半導体層８６、ソース電極８７、ドレイン電極８８及びゲート電極８９を有する。第２スイッチング素子ＴｒＡは、半導体層８６の上側にゲート電極８９が設けられた、いわゆるトップゲート構造である。半導体層８６の下側で、半導体層８６とセンサ基材２１との間には、遮光層９０が設けられる。ただし、これに限定されず、第２スイッチング素子ＴｒＡ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。

第１スイッチング素子Ｔｒの半導体層８１と、第２スイッチング素子ＴｒＡの半導体層８６とは、異なる層に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒの半導体層８１は、例えば酸化物半導体である。第２スイッチング素子ＴｒＡの半導体層８６は、例えばポリシリコンである。

次に、検出装置１の動作例について説明する。図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。図７は、図６におけるリセット期間の動作例を表すタイミング波形図である。図８は、図６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９は、図６における行読み出し期間ＶＲに含まれる１つのゲート線の駆動期間の動作例を表すタイミング波形図である。図１０は、検出装置のセンサ部の駆動と、光源の点灯動作との関係を説明するための説明図である。

図６に示すように、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、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳを光センサＰＤのアノードに供給する。センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳは光センサＰＤのアノード－カソード間に逆バイアスを印加する信号である。例えば、光センサＰＤのカソードには実質０．７５Ｖの基準信号ＣＯＭがされているが、アノードに実質－１．２５Ｖのセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳを印加することにより、アノード－カソード間は実質２．０Ｖで逆バイアスされる。制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を”Ｈ”とした後にゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶおよびクロック信号ＣＫを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、制御回路１２２は、基準信号ＣＯＭをリセット回路１７に供給し、リセット信号ＲＳＴ２によってリセット電圧を供給するための第４スイッチング素子ＴｒＲをオンさせる。これにより各信号線ＳＧＬにはリセット電圧として基準信号ＣＯＭが供給される。基準信号ＣＯＭは、例えば０．７５Ｖとされる。

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｛Ｖｇｃｌ（１）～Ｖｇｃｌ（Ｍ）｝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６では、Ｍ本（例えばＭ＝２５６）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Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）が順次供給され、複数の第１スイッチング素子Ｔｒは各行毎に順次導通され、リセット電圧が供給される。リセット電圧として例えば、基準信号ＣＯＭの電圧０．７５Ｖが供給される。

具体的には、図７に示すように、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（１）において、ゲート線ＧＣＬ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を供給する。制御回路１２２は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）の期間に、選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６のいずれか１つ（図７では選択信号ＡＳＷ１）を、信号線選択回路１６に供給する。これにより、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが検出回路４８に接続される。この結果、第３スイッチング素子ＴｒＳと検出回路４８との間の接続配線にもリセット電圧（基準信号ＣＯＭ）が供給される。

同様に、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（２）、…、Ｖ（Ｍ－１）、Ｖ（Ｍ）において、ゲート線ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（Ｍ－１）、ＧＣＬ（Ｍ）に、それぞれ高レベル電圧のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ－１）、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を供給する。

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。尚、部分的にゲート線、および信号線ＳＧＬを選択することにより部分検出領域ＰＡＡのうち一部の容量素子Ｃａの容量をリセットすることも可能である。

露光するタイミングの例として、ゲート線非選択時露光制御方法と常時露光制御方法がある。ゲート線非選択時露光制御方法においては、検出対象の光センサＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、検出対象の全ての光センサＰＤにリセット電圧が供給される。その後、検出対象の光センサＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬが低電圧（第１スイッチング素子Ｔｒがオフ）になると露光が開始され、露光期間Ｐｅｘの間に露光が行われる。露光が終了すると前述のように検出対象の光センサＰＤに接続されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、読み出し期間Ｐｄｅｔに読み出しが行われる。常時露光制御方法においては、リセット期間Ｐｒｓｔ、読み出し期間Ｐｄｅｔにおいても露光を行う制御（常時露光制御）をすることも可能である。この場合は、リセット期間Ｐｒｓｔにゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘ（１）が開始する。ここで、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝とは光センサＰＤから容量素子Ｃａへ充電される期間とされる。リセット期間Ｐｒｓｔに容量素子Ｃａにチャージされた電荷が光照射によって光センサＰＤに逆方向電流（カソードからアノードへ）が流れ、容量素子Ｃａの電位差は減少する。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Ｖｇｃｌ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Ｖｇｃｌ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。各露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）の露光時間の長さは等しい。

露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝では、各部分検出領域ＰＡＡで、光センサＰＤ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。

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。尚、リセット信号はリセット期間Ｐｒｓｔのみ高レベル電圧としてもよい。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Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を順次供給する。

具体的には、図８に示すように、ゲート線駆動回路１５は、行読み出し期間ＶＲ（１）において、ゲート線ＧＣＬ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を供給する。制御回路１２２は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（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１６に順次供給する。これにより、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが順次、又は同時に検出回路４８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４８に供給される。

同様に、ゲート線駆動回路１５は、行読み出し期間ＶＲ（２）、…、ＶＲ（Ｍ－１）、ＶＲ（Ｍ）において、ゲート線ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（Ｍ－１）、ＧＣＬ（Ｍ）に、それぞれ高レベル電圧のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ－１）、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を供給する。すなわち、ゲート線駆動回路１５は、行読み出し期間ＶＲ（１）、ＶＲ（２）、…、ＶＲ（Ｍ－１）、ＶＲ（Ｍ）ごとに、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。各ゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧となる期間ごとに、信号線選択回路１６は選択信号ＡＳＷに基づいて、順次信号線ＳＧＬを選択する。信号線選択回路１６は、信号線ＳＧＬごとに順次、１つの検出回路４８に接続する。これにより、読み出し期間Ｐｄｅｔで、検出装置１は、全ての部分検出領域ＰＡＡの検出信号Ｖｄｅｔを検出回路４８に出力することができる。

以下、図９を参照して、図６における１つのゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の供給期間である行読み出し期間ＶＲ中の動作例について説明する。図６では、最初のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）に行読み出し期間ＶＲの符号を付しているが、他のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）についても同様である。ｊは、１からＭのいずれかの自然数である。

図９および図４に示すように、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）は予め基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧にリセットされている。基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧はリセット電圧とされ、例えば０．７５Ｖとされる。次にゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）がハイレベルとなり当該行の第１スイッチング素子Ｔｒがオンし、各行の信号線ＳＧＬは当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧になる。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の立ち上がりから期間ｔ１の経過後、選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになる期間ｔ２が生じる。選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳがオンすると、当該第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８と接続されている部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に充電された電荷により、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）（図４参照）が当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧に変化する（期間ｔ３）。図９の例では期間ｔ３のようにこの電圧はリセット電圧から下がっている。その後、スイッチＳＳＷがオン（ＳＳＷ信号のハイレベルの期間ｔ４）すると当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷が検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動し、検出信号増幅部４２の出力電圧は容量素子Ｃｂに蓄積された電荷に応じた電圧となる。このとき検出信号増幅部４２の反転入力部はオペアンプのイマジナリショート電位となるため、基準電位（Ｖｒｅｆ）に戻っている。検出信号増幅部４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換部４３で読み出す。図９の例では、各列の信号線ＳＧＬに対応する選択信号ＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）、…の波形がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳを順次オンさせ、同様の動作を順次行うことで当該ゲート線ＧＣＬに接続された部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷を順次読み出している。なお図９におけるＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）…は、例えば、図９におけるＡＳＷ１からＡＳＷ６のいずれかである。

具体的には、スイッチＳＳＷがオンになる期間ｔ４が生じると、部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）から検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動する。このとき検出信号増幅部４２の非反転入力（＋）は、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧（例えば、０．７５［Ｖ］）にバイアスされている。このため、検出信号増幅部４２の入力間のイマジナリショートにより第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）も基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になる。また、容量素子Ｃｂの電圧は、選択信号ＡＳＷ（ｋ）に応じて第３スイッチング素子ＴｒＳがオンした箇所の部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧となる。検出信号増幅部４２の出力は、イマジナリショートによって第３スイッチング素子ＴｒＳの出力（Ｖｏｕｔ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になった後に、容量素子Ｃｂの容量に応じた電圧になり、この出力電圧をＡ／Ｄ変換部４３で読み取る。なお、容量素子Ｃｂの電圧とは、例えば、容量素子Ｃｂを構成するコンデンサに設けられる２つの電極間の電圧である。

なお、期間ｔ１は、例えば２０［μｓ］である。期間ｔ２は、例えば６０［μｓ］である。期間ｔ３は、例えば４４．７［μｓ］である。期間ｔ４は、例えば０．９８［μｓ］である。

図１０に示すように、期間ｔ（１）、期間ｔ（２）、期間ｔ（３）、期間ｔ（４）のそれぞれにおいて、検出装置１は、上述したリセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝及び読み出し期間Ｐｄｅｔを実行する。リセット期間Ｐｒｓｔ及び読み出し期間Ｐｄｅｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（Ｍ）まで順次走査する。以下の説明において、各期間ｔでの検出、すなわち、リセット期間Ｐｒｓｔ及び読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（Ｍ）まで走査され、各列の信号線ＳＧＬから検出信号Ｖｄｅｔを取得する検出を、１フレームの検出と表す。

制御回路１２２は、検出対象に応じて光源の点灯、非点灯を制御することができる。図１０では、期間ｔ（１）及び期間ｔ（３）に第１光源６１が点灯され、期間ｔ（２）及び期間ｔ（４）に第２光源６２が点灯される例を示している。すなわち、図１０に示す例において、制御回路１２２は、１フレームの検出ごとに、第１光源６１と第２光源６２とを交互に点灯、非点灯を切り換える。これに限らず、例えば、制御回路１２２は、所定期間ごとに第１光源６１及び第２光源６２の点灯、非点灯を切り換えてもよいし、いずれか一方を連続して点灯してもよい。

なお、図６から図１０では、ゲート線駆動回路１５がゲート線ＧＣＬを個別に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１５は、２以上の所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給してもよい。また、信号線選択回路１６も、２以上の所定数の信号線ＳＧＬを同時に１つの検出回路４８に接続してもよい。また更には、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを間引いて走査してもよい。

図８に示すように、行読み出し期間ＶＲ（１）において、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）の期間に、選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６が、信号線選択回路１６に順次供給される。すなわち、時刻ｔ１１で選択信号ＡＳＷ１が低レベル電圧になった後も、時刻ｔ１３でゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が低レベル電圧になるまでの露光期間Ｐｅｘ－１に、継続して露光される。露光期間Ｐｅｘ－１に応じた電荷が、光センサＰＤから、選択信号ＡＳＷ１に対応する信号線ＳＧＬ（１）にチャージされる。

同様に、各選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６に応じた露光期間Ｐｅｘ－１、…、Ｐｅｘ－６のそれぞれで、各信号線ＳＧＬに電荷がチャージされる。例えば、露光期間Ｐｅｘ－６は時刻ｔ１２で選択信号ＡＳＷ６が低レベル電圧になった後、時刻ｔ１３でゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が低レベル電圧になるまでの期間であり、列ごとに露光期間Ｐｅｘが異なる。

そして、次の行読み出し期間ＶＲ（２）では、２行目の検出信号Ｖｄｅｔに、前の行読み出し期間ＶＲ（１）の露光期間Ｐｅｘ－１（ＳＧＬ（１））・・・・Ｐｅｘ－６（ＳＧＬ（６））の期間でチャージされた電荷分が合計された信号が、検出回路４８に供給される。

上述したように、検出装置１は、例えば、出射する光の波長が異なる複数種の光源（第１光源６１、第２光源６２）を具備した構成とすることで、被験者の指の表面で反射した光を検出することによって取得される指紋や、被験者の指や手首等の内部で反射あるいは透過した光を検出することによって取得される種々の生体情報を取得可能となる。

以下、検出装置１により取得される生体に関する情報の具体例として、血液中の酸素飽和度（以下、血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）と称する）を算出するための生体情報である脈波を取得する例について説明する。図１１は、実施形態に係る検出装置のセンサ部と第１光源及び第２光源との関係を模式的に示す平面図である。

図１１に示すように、検出装置１は、フィルタ６３を有する。フィルタ６３は、走査方向ＳＣＡＮにおいて、センサ部１０の一端から他端まで検出領域ＡＡと重なって配置される。フィルタ６３は、第１光源６１から出射された第１光及び第２光源６２から出射された第２光を透過させる透過帯域を有する。第１実施形態に係る構成において、フィルタ６３は必ずしも必要ではなく、フィルタ６３を有さない構成であっても良い。

図１１に示す構成において、走査方向ＳＣＡＮは、ゲート線駆動回路１５がゲート線ＧＣＬを走査する方向である。つまり、１本のゲート線ＧＣＬは、検出領域ＡＡにおいて第１方向Ｄｘに延在して設けられ、検出領域ＡＡに設けられた複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、１本の信号線ＳＧＬは、検出領域ＡＡにおいて第２方向Ｄｙに延在して設けられ、検出領域ＡＡの複数の光センサＰＤと接続される。

第１光源基材５１と第２光源基材５２とは、平面視で、検出領域ＡＡを挟んで第１方向Ｄｘに対向する。第１光源基材５１の、第２光源基材５２と対向する面に複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が設けられている。また、第２光源基材５２の、第１光源基材５１と対向する面に複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が設けられている。複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、検出領域ＡＡの外周に沿って第１方向Ｄｘに並び、第１光源基材５１及び第２光源基材５２のそれぞれに、第２方向Ｄｙに交互に設けられている。

第１光源６１は、第１方向Ｄｘと平行方向に第１光を出射する。これにより、検出領域ＡＡに第１光が照射される。また、第２光源６２は、第１方向Ｄｘと平行方向に第２光を出射する。これにより、検出領域ＡＡに第２光が照射される。

図１２は、図１１に示す検出装置を第１方向Ｄｘから見た側面図である。図１２に示すように、被験者の指Ｆｇや手首等の被検出体は、フィルタ６３を介してセンサ部１０の上に接触又は近接する。第１光源６１及び第２光源６２は、センサ部１０及びフィルタ６３よりも上方に配置され、第１方向Ｄｘで被験者の指Ｆｇや手首等の被検出体を挟んで配置される。

ここでは、例えば、第１光源６１から出射される第１光として、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、具体的には、６６０ｎｍ程度の赤色の可視光（赤色光）が採用され、第２光源６２から出射される第２光として、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、具体的には、８５０ｎｍ程度の赤外光が採用される。ヒトの血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）を取得する場合、第１光（赤色光）により取得された脈波と、第２光（赤外光）により取得された脈波とを用いる。

ヘモグロビンが酸素を取り込んだ量によって光の吸収量が変化するので、照射した第１光、第２光から血液（ヘモグロビン）に吸収された光を差し引いた量の光を光センサＰＤで検出する。血中酸素のほとんどは赤血球中のヘモグロビンと可逆的に結合しており、ごく一部が血漿中に溶解している。より具体的には、血液全体として、その許容量の何％の酸素が結合しているかの値を酸素飽和度（ＳｐＯ_２）と呼ぶ。第１光と第２光の２波長にて、照射した光から血液（ヘモグロビン）に吸収された光を差し引いた量から血中酸素飽和度を算出することが可能となる。

酸素飽和度（ＳｐＯ_２）は、血液中のヘモグロビンが酸素と結合した場合（Ｏ２Ｈｂ：酸素化ヘモグロビン）と結合していない場合（ＨＨｂ：還元ヘモグロビン）の比で決まる。赤色光の吸光特性は、ＨＨｂ＞＞Ｏ２Ｈｂであり、ＨＨｂの吸光度が著しく大きいのに対して、赤外光の吸光特性は、ＨＨｂ≒Ｏ２Ｈｂであり、わずかにＯ２Ｈｂの吸光度が大きい。

第１光源６１から出射された第１光は、第１方向Ｄｘと平行方向に進行し、被験者の指Ｆｇや手首に入射する。第１光源６１から出射された第１光は、生体内部へ浸透し、被験者の指Ｆｇや手首の内部で反射される。被験者の指Ｆｇや手首の内部で反射された反射光は、第３方向Ｄｚに進行して、フィルタ６３を通ってセンサ部１０の検出領域ＡＡに入射する。

第２光源６２から出射された第２光は、第１方向Ｄｘと平行方向に進行し、被験者の指Ｆｇや手首に入射する。第２光源６２から出射された第２光は、生体内部へ浸透し、被験者の指Ｆｇや手首の内部で反射される。被験者の指Ｆｇや手首の内部で反射された反射光は、第３方向Ｄｚに進行して、フィルタ６３を通ってセンサ部１０の検出領域ＡＡに入射する。

なお、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２の配置は、図１１及び図１２に示す例に限定されない。例えば、図１２に示す被験者の指Ｆｇや手首等の被検出体の上方、具体的には、第３方向Ｄｚから第１光又は第２光が照射される態様であっても良い。あるいは、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、例えば、検出領域ＡＡの直下に設けられた、いわゆる直下型の光源であっても良い。

図１０に示す例では、期間ｔ（１）、期間ｔ（２）、期間ｔ（３）、期間ｔ（４）のそれぞれの１フレームの検出において、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔが設けられている。リセット期間Ｐｒｓｔ及び読み出し期間Ｐｄｅｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（Ｍ）まで順次走査する。

図１０に示したように、期間ｔ（１）における１フレームの検出では、制御回路１２２（検出制御部１１）は、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を点灯させ、第２光源６２を非点灯とする。また、期間ｔ（２）における１フレームの検出では、制御回路１２２（検出制御部１１）は、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を非点灯とし、第２光源６２を点灯させる。同様に、期間ｔ（３）における１フレームの検出では、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を点灯させ、第２光源６２を非点灯とし、期間ｔ（４）における１フレームの検出では、露光期間Ｐｅｘにおいて第１光源６１を非点灯とし、第２光源６２を点灯させる。

このように、第１光源６１及び第２光源６２は、１フレームの検出ごとに時分割的に点灯・非点灯が制御される。これにより、第１光により光センサＰＤで検出された第１検出信号と、第２光により光センサＰＤで検出された第２検出信号とが、時分割で検出回路４８に出力される。

なお、血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）の算出では、第１光により取得された脈波と、第２光により取得された脈波とを用いるため、第１光により検出される第１検出信号と第２光により検出される第２検出信号との検出タイミングのずれが小さいことが望ましい。以下、第１光により検出される第１検出信号と第２光により検出される第２検出信号との検出タイミングのずれを小さくすることができる動作例について、図１３及び図１４を参照」して説明する。

図１３は、実施形態に係る検出装置の動作例を説明するための説明図である。図１４は、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１３に示す例では、各期間ｔ（１），ｔ（２），ｔ（３），ｔ（４）のリセット期間Ｐｒｓｔを実線で矢示し、読み出し期間Ｐｄｅｔを破線で矢示している。

図１３に示す動作例では、第１光源６１を点灯させる期間Ｔ１が設けられた期間ｔ（１）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行される。また、第２光源６２を点灯させる期間Ｔ２が設けられた期間ｔ（２）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行される。以下同様に、第１光源６１を点灯させる期間Ｔ３が設けられた期間ｔ（３）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行され、第２光源６２を点灯させる期間Ｔ４が設けられた期間ｔ（４）のリセット期間Ｐｒｓｔと、前フレームの読み出し期間Ｐｄｅｔとが平行して実行される。具体的には、例えば、期間ｔ（１）のフレームの各行の読み出しを行った直後に期間ｔ（２）のフレームの当該行のリセットが行われ、期間Ｔ２において光照射される。その後、期間ｔ（２）のフレームの各行の読み出しを行った直後に期間ｔ（３）のフレームの当該行のリセットが行われ、期間Ｔ３において光照射される。以降、同様の動作を繰り返し行う。これにより、各行において、第１光源６１から出射された第１光による検出と、第２光源６２から出射された第１光による検出とのタイミングのずれを小さくすることができる。

図１３に示す動作例では、行ごとにゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、所定の行に属する複数の第１スイッチング素子Ｔｒが接続状態となる。具体的には、図１４に示すように、時刻ｔ２１に、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を供給する。行読み出し期間ＶＲ（１）は、時刻ｔ２１において、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧になるタイミングで開始される。

具体的には、制御回路１２２は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（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１６に順次供給する。選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６に応じて、第３スイッチング素子ＴｒＳが順次接続状態となる。すなわち、行ごとの読み出し期間（行読み出し期間ＶＲ（１））に、所定の行の複数の第１スイッチング素子Ｔｒが接続状態で、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを列ごとに所定の順番で検出回路４８に接続する。この結果、検出信号Ｖｄｅｔが部分検出領域ＰＡＡごとに検出回路４８に供給される。

図１４では、期間Ｔ１１、・・・、Ｔ１６の順に時分割で選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６が供給される。時刻ｔ２２に、制御回路１２２は、選択信号ＡＳＷ６を低レベル電圧とし、最後の列の読み出しが終了する。つまり、行読み出し期間ＶＲ（１）は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧であって、選択信号ＡＳＷ６が低レベル電圧に変位したタイミングで終了する。

所定の行の読み出し期間（行読み出し期間ＶＲ（１））の完了後、かつ、所定の行の、次の行の読み出し期間（行読み出し期間ＶＲ（２））の開始前に、所定の行に属する複数の光センサＰＤ及び複数の信号線ＳＧＬにリセット電位（基準信号ＣＯＭ）が供給される。具体的には、制御回路１２２は、時刻ｔ２２でリセット信号ＲＳＴ２をリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになり、ゲート線ＧＣＬ（１）に対応する光センサＰＤ及び複数の信号線ＳＧＬに基準信号ＣＯＭが供給される。

なお、図１４に示す例では、リセット信号ＲＳＴ２が高レベル電圧になるタイミングと、選択信号ＡＳＷ６を低レベル電圧になるタイミングとが時刻ｔ２２で一致している。ただしこれに限定されず、選択信号ＡＳＷ６が低レベル電圧になったあと、所定の期間経過後に、リセット信号ＲＳＴ２を高レベル電圧としてもよい。

その後、時刻ｔ２３で、ゲート線駆動回路１５は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を低レベル電圧とする。これにより、所定の行の複数の第１スイッチング素子Ｔｒが非接続状態となる。時刻ｔ２４で、制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を低レベル電圧とする。これにより、１行目の読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔが終了する。

その後、時刻ｔ２５に、ゲート線駆動回路１５は、２行目のゲート線ＧＣＬ（２）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）を供給する。以下、１行目と同様に、時刻ｔ２６から時刻ｔ２８で２行目の読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔが実行される。この動作を、最終行（ゲート線ＧＣＬ（２５６））まで繰り返し走査することで、１フレームの検出を行うことができる。

各光源を点灯させる期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（図１３参照）は、いずれのゲート線ＧＣＬも非選択の状態（ゲート駆動信号Ｖｇｃｌが低レベル電圧）である。つまり、所定の行の第１スイッチング素子Ｔｒが接続状態である行読み出し期間ＶＲで光源が非点灯となり、全ての第１スイッチング素子Ｔｒが非接続状態である期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で光源が点灯される。

図１３及び図１４に示す例では、上述したように、前後２フレームの検出における読み出し期間Ｐｄｅｔとリセット期間Ｐｒｓｔとが並行して実行される。これにより、第１光により検出される第１検出信号と第２光により検出される第２検出信号との検出タイミングのずれを小さくすることができる。

図１５は、センサ部の検出領域と被検出体との位置関係を示す概略図である。図１５では、被検出体として被験者の指Ｆｇを例示している。

図１６Ａは、図１５に示す部分検出領域Ａにおいて検出される検出信号に基づき取得される脈波の波形を示す図である。図１６Ｂは、図１５に示す部分検出領域Ｂにおいて検出される検出信号に基づき取得される脈波の波形を示す図である。図１６Ｃは、図１５に示す部分検出領域Ｃにおいて検出される検出信号に基づき取得される脈波の波形を示す図である。図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は脈波データのデータ値を示している。

図１７は、検出信号波形の一例を示す図である。図１７横軸は時間を示し、縦軸は検出信号ＶｄｅｔのＡ／Ｄ変換後のデータ値を示している。

以下の説明では、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、及び図１７において、データ値のＰ－Ｐ（Peak to Peak）値の大きさを「信号強度」と称する。

検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおいて検出される信号の強度は、被験者の指Ｆｇの皮下の血管の分布によって異なる。具体的に、例えば、図１５に示す部分検出領域Ｂにおいて検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき取得される脈波の信号強度（図１６Ｂ）は、図１５に示す部分検出領域Ａにおいて検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき取得される脈波の信号強度（図１６Ａ）、及び、図１５に示す部分検出領域Ｃにおいて検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき取得される脈波の信号強度（図１６Ｃ）に対して相対的に大きい。

また、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおいて検出される検出信号Ｖｄｅｔは、図１７に示すように、外乱や被験者の体動に起因するノイズ成分が含まれている。

本開示では、脈波データを取得するための前処理として、各部分検出領域ＰＡＡにおいて取得されるデータの信号強度が所定条件を満たす部分検出領域ＰＡＡを抽出する。より具体的には、検出領域ＡＡ内の部分検出領域ＰＡＡのうち、各部分検出領域ＰＡＡにおいて取得されるデータの信号強度が相対的に大きい部分検出領域ＰＡＡを抽出する。そして、抽出した部分検出領域ＰＡＡを含む生体データ取得領域ＢＡＡ（図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ参照）において検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき、生体に関するデータ（ここでは、脈波データ）を取得する。これにより、生体に関する高精度なデータの取得が可能となる。

（実施形態１）
図１８は、実施形態１に係る検出装置における検出処理フローの一例を示すフローチャートである。図１８に示す各処理は、主に検出部４０の信号処理部４４により実行される。

以下の説明において、Ｘ＜ｍ，ｎ＞は、ｍ列ｎ行目の部分検出領域ＰＡＡにおける変数を示している。変数Ｘ＜ｍ，ｎ＞は、当該変数Ｘ＜ｍ，ｎ＞を取得した部分検出領域ＰＡＡの座標情報を含む。また、Ｘ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞は、ｆフレーム目の変数Ｘ＜ｍ，ｎ＞を示している。

図１８に示す検出処理フローにおいて、まず、信号処理部４４は、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおける複数フレーム分の検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞を取得する。複数フレーム分の検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞を取得する際のフレーム数Ｆは、脈波のピークが複数回（例えば１０回程度）取得可能な数が設定される。フレーム数Ｆは、例えば記憶部４６に記憶されている。

また、図１８に示す検出処理フローのステップＳ１０２からステップＳ１１０の処理において、制御回路１２２は、例えば、図１０に示す期間ｔ（１）、期間ｔ（２）、期間ｔ（３）、期間ｔ（４）において、第１光源６１又は第２光源６２のいずれか一方を連続して点灯する。各検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞は、例えば記憶部４６に一時記憶される。図１９は、記憶部に一時記憶される検出領域内の各部分検出領域におけるＦフレーム分の検出値を示す図である。

信号処理部４４は、初期フレームｆを１（ｆ＝１）とする（ステップＳ１０１）。信号処理部４４は、ｍ＝１、ｎ＝１として（ステップＳ１０２）、検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞を取得し（ステップＳ１０３）、取得した検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞を記憶部４６に一時記憶する（ステップＳ１０４）。

続いて、信号処理部４４は、ｍ＝ｍ＋１とし（ステップＳ１０５）、ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ｍがＭ未満（ｍ＜Ｍ）であれば（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理に戻る。

ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）となると（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ１０７）、ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ｎがＮ未満（ｎ＜Ｎ）であれば（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理に戻る。

ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）となると（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｆ＝ｆ＋１とし（ステップＳ１０９）、ｆがＦ（ｆ＝Ｆ）であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ｆがＦ未満（ｆ＜Ｆ）であれば（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

上記ステップＳ１０２からステップＳ１１０の処理をＦ回繰り返すことにより、図１９に示す検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおけるＦフレーム分の検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞が記憶部４６に一時記憶される。

ｆがＦ（ｆ＝Ｆ）となると（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｍ＝１、ｎ＝１とし（ステップＳ１１１）、初期フレームｆを１（ｆ＝１）とし（ステップＳ１１２）、記憶部４６から検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞を読み出す（ステップＳ１１３）。さらに、信号処理部４４は、ｆ＝ｆ＋１とし（ステップＳ１１４）、ｆがＦ（ｆ＝Ｆ）であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ｆがＦ未満（ｆ＜Ｆ）であれば（ステップＳ１１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１３の処理に戻る。

上記ステップＳ１１３からステップＳ１１５の処理により、ｍ列ｎ行目の部分検出領域ＰＡＡにおけるＦフレーム分の検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞が読み出される。

ｆがＦ（ｆ＝Ｆ）となると（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、記憶部４６から読み出したＦフレーム分の検出値Ｒａｗ（ｆ）＜ｍ，ｎ＞に基づき、ｍ列ｎ行目の部分検出領域ＰＡＡにおける時間領域データＤｅｔ＜ｍ，ｎ＞を生成する（ステップＳ１１６）。図２０Ａ及び図２０Ｂは、各部分検出領域における時間領域データの具体例を示す図である。図２０Ａでは、図１５に示す部分検出領域Ａにおける時間領域データを例示している。図２０Ｂでは、図１５に示す部分検出領域Ｂにおける時間領域データを例示している。

信号処理部４４は、生成したｍ列ｎ行目の部分検出領域ＰＡＡにおける時間領域データＤｅｔ＜ｍ，ｎ＞に対し、フーリエ変換処理（ここでは、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理）を実行し、周波数領域データＳｄｅｔ＜ｍ，ｎ＞を生成する（ステップＳ１１７）。図２１Ａ及び図２１Ｂは、各部分検出領域における周波数領域データの具体例を示す図である。図２１Ａでは、図１５に示す部分検出領域Ａにおける周波数領域データを例示している。図２１Ｂでは、図１５に示す部分検出領域Ｂにおける周波数領域データを例示している。

信号処理部４４は、図２１Ａ及び図２１Ｂに示す周波数領域データの第１周波数ｆ１以上第２周波数ｆ２未満の周波数領域におけるピーク値Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞を抽出する（ステップＳ１１８）。第１周波数ｆ１は、例えば０．５［Ｈｚ］（ｆ１＝０．５［Ｈｚ］）とされ、第２周波数ｆ２は、例えば３［Ｈｚ］（ｆ２＝３［Ｈｚ］）とされる。信号処理部４４は、抽出したピーク値Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞を、ｍ列ｎ行目の部分検出領域ＰＡＡにおける信号強度として記憶部４６に一時記憶する（ステップＳ１１９）。

そして、信号処理部４４は、ｍ＝ｍ＋１とし（ステップＳ１２０）、ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）であるか否かを判定する（ステップＳ１２１）。ｍがＭ未満（ｍ＜Ｍ）であれば（ステップＳ１２１；Ｎｏ）、ステップＳ１１２の処理に戻る。

ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）となると（ステップＳ１２１；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ１２２）、ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ１２３）。ｎがＮ未満（ｎ＜Ｎ）であれば（ステップＳ１２３；Ｎｏ）、ステップＳ１１２の処理に戻る。

上記ステップＳ１１２からステップＳ１２３の処理をＭ×Ｎ回繰り返すことにより、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡごとの信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が記憶部４６に一時記憶される。

信号処理部４４は、以上の処理により抽出された検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡごとの信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞に基づき、脈波データの取得を行う際の生体データ取得領域を設定する（ステップＳ１２４）。

図２２は、実施形態１に係る検出装置における生体データ取得領域設定処理フローの一例を示すフローチャートである。

図２２に示す生体データ取得領域設定処理フローにおいて、まず、信号処理部４４は、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおける信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞の比較演算処理を実行し、信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が極大となる部分検出領域ＰＡＡの位置の座標を抽出する。

信号処理部４４は、極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞を０（Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞＝０）として初期設定する（ステップＳ２０１）。信号処理部４４は、ｍ＝１、ｎ＝１として（ステップＳ２０２）、信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞を読み出す（ステップＳ２０３）。

信号処理部４４は、読み出した信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞よりも大きい（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞＞Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞）か否かを判定する（ステップＳ２０４）。信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞以下（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞≦Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞）である場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ステップＳ２０６の処理に移行する。

読み出した信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞よりも大きい（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞＞Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞）場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞を信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞に置き換えて（Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞＝Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞）、記憶部４６に一時記憶する（ステップＳ２０５）。

続いて、信号処理部４４は、ｍ＝ｍ＋１とし（ステップＳ２０６）、ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ｍがＭ未満（ｍ＜Ｍ）であれば（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、ステップＳ２０３の処理に戻る。

ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）となると（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ２０８）、ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ｎがＮ未満（ｎ＜Ｎ）であれば（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、ステップＳ２０３の処理に戻る。

上記ステップＳ２０３からステップＳ２０９の処理をＭ×Ｎ回繰り返すことにより、検出領域ＡＡにおける極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞及び当該極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞を取得した部分検出領域ＰＡＡの座標情報が記憶部４６に一時記憶される。

ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）となると（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、記憶部４６に一時記憶された極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞を読み出し（ステップＳ２１０）、当該極大信号強度Ｓｐｅａｋ＿ｍａｘ＜ｍ，ｎ＞を取得した部分検出領域ＰＡＡの座標を信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）として記憶部４６に記憶する（ステップＳ２１１）。

信号処理部４４は、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）を中心座標とする所定領域を、生体データ取得領域ＢＡＡとして設定する（ステップＳ２１２）。図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃは、生体データ取得領域の具体例を示す図である。

図２３Ａに示す例において、生体データ取得領域ＢＡＡは、検出領域ＡＡ内において、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡを中心とする３列３行の部分検出領域ＰＡＡを含む。図２３Ｂに示す例において、生体データ取得領域ＢＡＡは、検出領域ＡＡ内において、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡを中心とする５列５行の部分検出領域ＰＡＡを含む。図２３Ｃに示す例において、生体データ取得領域ＢＡＡは、検出領域ＡＡ内において、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡを中心とする７列７行の部分検出領域ＰＡＡを含む。

生体データ取得領域ＢＡＡは、図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃに示す態様に限定されない。生体データ取得領域ＢＡＡは、少なくとも信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡを含む態様であれば良く、例えば、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡのみを含む領域であっても良い。

ステップＳ２１２において設定された生体データ取得領域ＢＡＡは、記憶部４６に格納される。

なお、生体データ取得領域設定処理フローは、図２２に示す態様に限定されない。図２４は、実施形態１の変形例に係る検出装置における生体データ取得領域設定処理フローの一例を示すフローチャートである。

図２４に示す生体データ取得領域設定処理フローにおいて、予め信号強度に対する所定の信号強度閾値Ｓｔｈが設定され、記憶部４６に格納されている。信号処理部４４は、ｍ＝１、ｎ＝１として（ステップＳ３０１）、信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞を読み出し（ステップＳ３０２）、信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が信号強度閾値Ｓｔｈよりも大きい（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞＞Ｓｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ３０３）。

信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が信号強度閾値Ｓｔｈ以下（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞≦Ｓｔｈ）である場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、ステップＳ３０５の処理に移行する。

信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞が信号強度閾値Ｓｔｈよりも大きい（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞＞Ｓｔｈ）場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、当該信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞を取得した部分検出領域ＰＡＡの座標を信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）として記憶部４６に記憶する（ステップＳ３０４）。

続いて、信号処理部４４は、ｍ＝ｍ＋１とし（ステップＳ３０５）、ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ｍがＭ未満（ｍ＜Ｍ）であれば（ステップＳ３０６；Ｎｏ）、ステップＳ３０２の処理に戻る。

ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）となると（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ３０７）、ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。ｎがＮ未満（ｎ＜Ｎ）であれば（ステップＳ３０８；Ｎｏ）、ステップＳ３０２の処理に戻る。

上記ステップＳ３０２からステップＳ３０８の処理をＭ×Ｎ回繰り返すことにより、検出領域ＡＡにおける信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）が記憶部４６に記憶される。

信号処理部４４は、記憶部４６に記憶された信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）を読出し（ステップＳ３０９）、図２２に示す生体データ取得領域設定処理フローと同様に、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）の部分検出領域ＰＡＡを含む生体データ取得領域ＢＡＡを設定する（ステップＳ３１０）。

ステップＳ３１０において設定された生体データ取得領域ＢＡＡは、記憶部４６に格納される。上記ステップＳ３０２からステップＳ３０８の処理において複数の信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）が抽出される場合、検出領域ＡＡ内において複数の生体データ取得領域ＢＡＡが設定される。

なお、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）は、検出領域ＡＡ内において１つ以上抽出される態様であれば良く、例えば、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおいて検出される信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞のうち、上位の所定割合に含まれる複数の信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，ｎ）が抽出される態様であっても良い。

図１８に戻り、信号処理部４４は、生体データ取得処理（ステップＳ１２５）において、記憶部４６に格納された生体データ取得領域ＢＡＡを読み出し、当該生体データ取得領域ＢＡＡに含まれる部分検出領域ＰＡＡで検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき、脈波データを取得する。

なお、図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃに示すように、生体データ取得領域ＢＡＡ内に複数の部分検出領域ＰＡＡを有する場合や、検出領域ＡＡ内において複数の生体データ取得領域ＢＡＡが設定される場合、信号処理部４４は、生体データ取得領域ＢＡＡ内の複数の部分検出領域ＰＡＡから出力される検出信号Ｖｄｅｔを平均化して、脈波データを取得する。これにより、脈波データ品質の向上が見込める。

上述したように、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおいて検出される信号の強度は、被験者の指Ｆｇの皮下の血管の分布によって異なる。本実施形態に係る検出装置１は、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおいて取得されるデータの信号強度が相対的に大きい部分検出領域ＰＡＡを抽出し、抽出した部分検出領域ＰＡＡを含む生体データ取得領域ＢＡＡ（図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ参照）において検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき脈波データを取得する。これにより、高精度な脈波データの取得が可能となる。

（実施形態２）
図２５は、実施形態２に係る検出装置における検出処理フローの一例を示すフローチャートである。図２５に示す各処理は、主に信号処理部４４により実行される。

図２５に示す検出処理フローにおいて、信号処理部４４は、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおける検出値Ｒａｗ＜ｍ，ｎ＞を取得してＬＰＦ処理及びＨＰＦ処理を実行後、所定のピーク検出処理を実行する。ここでは、ピーク検出処理に用いるデータ変換処理の一例として、ＳＳＦ（Slope Sum Function）処理を例示して説明する。図２６Ａは、ＬＰＦ処理及びＨＰＦ処理実行後のデータの一例を示す図である。図２６Ｂは、ＳＳＦ処理後のデータの一例を示す図である。

ＳＳＦ処理では、検出値Ｒａｗに対し、下記演算式を適用する。下記演算式において、ｘ_ｐは検出値Ｒａｗに対してＬＰＦ処理及びＨＰＦ処理を実行した後のデータ値を示し、ｙ_ｐはＳＳＦ処理後のデータ値Ｄを示している。ＰはＳＳＦ処理に用いるサンプル数を示している。下記演算式は、例えば記憶部４６に格納されている。サンプル数Ｐは、例えば記憶部４６に格納されている。

図２７は、ピーク検出手法の一例を示す概念図である。信号処理部４４は、ＳＳＦ処理後のデータ値Ｄに対し、第１閾値Ｄｔｈ１及び第２閾値Ｄｔｈ２（Ｄｔｈ１＞Ｄｔｈ２）が設定されている。第１閾値Ｄｔｈ１及び第２閾値Ｄｔｈ２は、例えば記憶部４６に格納されている。

信号処理部４４は、ＳＳＦ処理後のデータ値Ｄが第１閾値Ｄｔｈ１を上回ってから第２閾値Ｄｔｈ２を下回るまでの期間において、ＳＳＦ処理後のデータ値Ｄのピーク値Ｄｐを検出し、逐次、記憶部４６に一時記憶する。

信号処理部４４は、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡごとに、ピーク値Ｄｐを積算して記憶部４６に一時記憶する。また、信号処理部４４は、ピーク値Ｄｐの積算回数を記憶部４６に一時記憶する。図２８Ａは、記憶部に一時記憶されるピーク積算値を示す図である。図２８Ｂは、記憶部に一時記憶されるピーク積算回数を示す図である。

信号処理部４４は、所定のピーク検出期間Ｔの間に検出されるピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞の積算値であるピーク積算値Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞（図２８Ａ参照）を、ピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞の積算回数であるピーク積算回数Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞（図２８Ｂ）で除算し、各部分検出領域ＰＡＡごとの信号強度Ｓｐｅａｋとして、実施形態１と同様の生体データ取得領域の設定を行う。ピーク検出期間Ｔは、ピーク値Ｄｐが複数回（例えば１０回程度）取得可能な期間が設定され、記憶部４６に記憶されている。

信号処理部４４は、まず、図２５に示す検出処理フローの初期設定として、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡごとのピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞、ピーク積算値Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞、ピーク積算回数Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞、ピーク検出期間Ｔのタイマー値ｔ、ピークフラグＦｌｇをリセット（Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞＝０，Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞＝０，Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞＝０，ｔ＝０，Ｆｌｇ＝０）する（ステップＳ４０１）。

以下のステップＳ４０２からステップＳ４１７の処理において、制御回路１２２は、例えば、図１０に示す期間ｔ（１）、期間ｔ（２）、期間ｔ（３）、期間ｔ（４）において、第１光源６１又は第２光源６２のいずれか一方を連続して点灯する。各検出値Ｒａｗ＜ｍ，ｎ＞は、例えば記憶部４６に一時記憶される。各検出値Ｒａｗ＜ｍ，ｎ＞は、ＳＳＦ処理におけるサンプル数Ｐ、すなわちＰフレーム分記憶される。

信号処理部４４は、ｍ＝１、ｎ＝１として（ステップＳ４０２）、検出値Ｒａｗ＜ｍ，ｎ＞を取得し（ステップＳ４０３）、取得した検出値Ｒａｗ＜ｍ，ｎ＞に対してＬＰＦ処理及びＨＰＦ処理を実行する（ステップＳ４０４）。これにより、検出値Ｒａｗ＜ｍ，ｎ＞のＤＣ成分及びノイズ成分が除去される。

信号処理部４４は、ＬＰＦ処理及びＨＰＦ処理後のデータに対して、上記演算式を用いてＳＳＦ処理を実行してデータ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞を生成し（ステップＳ４０５）、データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が第１閾値Ｄｔｈ１よりも大きい（Ｄ＜ｍ，ｎ＞＞Ｄｔｈ１）か否かを判定する（ステップＳ４０６）。

データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が第１閾値Ｄｔｈ１よりも大きい（Ｄ＜ｍ，ｎ＞＞Ｄｔｈ１）場合（ステップＳ４０６；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が記憶部４６に一時記憶されたピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞よりも大きい（Ｄ＜ｍ，ｎ＞＞Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞）か否かを判定する（ステップＳ４０７）。

データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞がピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞以下（Ｄ＜ｍ，ｎ＞≦Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞）である場合（ステップＳ４０７；Ｎｏ）、ステップＳ４１３の処理に移行する。

データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞がピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞よりも大きい（Ｄ＜ｍ，ｎ＞＞Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞）場合（ステップＳ４０７；Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、ピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞をデータ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞に置き換え（Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞＝Ｄ＜ｍ，ｎ＞）、ピークフラグＦｌｇを「１」（Ｆｌｇ＝１）として、記憶部４６に一時記憶する（ステップＳ４０８）。

データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が第１閾値Ｄｔｈ１以下（Ｄ＜ｍ，ｎ＞≦Ｄｔｈ１）である場合（ステップＳ４０６；Ｎｏ）、続いて、信号処理部４４は、データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が第２閾値Ｄｔｈ２よりも大きい（Ｄ＜ｍ，ｎ＞＞Ｄｔｈ２）か否かを判定する（ステップＳ４０９）。

データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が第２閾値Ｄｔｈ２よりも大きい（Ｄ＜ｍ，ｎ＞＞Ｄｔｈ２）場合（ステップＳ４０９；Ｙｅｓ）、ステップＳ４１３の処理に移行する。

データ値Ｄ＜ｍ，ｎ＞が第２閾値Ｄｔｈ２以下（Ｄ＜ｍ，ｎ＞≦Ｄｔｈ２）である場合（ステップＳ４０９；Ｎｏ）、信号処理部４４は、記憶部４６６に記憶されたピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞をピーク積算値Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞に加算（Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞＝Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞＋Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞）し（ステップＳ４１０）、ピーク積算回数Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞にピークフラグＦｌｇ（Ｆｌｇ＝１）を加算（Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞＝Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞＋Ｆｌｇ）する（ステップＳ４１１）。そして、ピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞及びピークフラグＦｌｇをリセット（Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞＝０，Ｆｌｇ＝０）して（ステップＳ４１２）、ステップＳ４１３の処理に移行する。

続いて、信号処理部４４は、ｍ＝ｍ＋１とし（ステップＳ４１３）、ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）であるか否かを判定する（ステップＳ４１４）。ｍがＭ未満（ｍ＜Ｍ）であれば（ステップＳ４１４；Ｎｏ）、ステップＳ４０３の処理に戻る。

ｍがＭ（ｍ＝Ｍ）となると（ステップＳ４１４；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ４１５）、ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ４１６）。ｎがＮ未満（ｎ＜Ｎ）であれば（ステップＳ４１６；Ｎｏ）、ステップＳ４０３の処理に戻る。

ｎがＮ（ｎ＝Ｎ）となると（ステップＳ４１６；Ｙｅｓ）、続いて、信号処理部４４は、タイマー値ｔがピーク検出期間Ｔを超えた（ｔ＞Ｔ）か否かを判定する（ステップＳ４１７）。タイマー値ｔがピーク検出期間Ｔ以下（ｔ≦Ｔ）であれば（ステップＳ４１７；Ｎｏ）、ステップＳ４０２の処理に戻る。

上記ステップＳ４０２からステップＳ４１７の処理を繰り返すことにより、ピーク検出期間Ｔにおいて検出される検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡにおけるピーク値Ｄｐ＜ｍ，ｎ＞のピーク積算値Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞（図２８Ａ）及びピーク積算回数Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞（図２８Ｂ）が記憶部４６に一時記憶される。

タイマー値ｔがピーク検出期間Ｔを超えると（ｔ＞Ｔ）（ステップＳ４１７；Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡごとの信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞を算出する（Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞＝Ｄｐ＿ａｄｄ＜ｍ，ｎ＞／Ｄｐ＿ｃｎｔ＜ｍ，ｎ＞）（ステップＳ４１８）。

信号処理部４４は、以上の処理により抽出された検出領域ＡＡ内の各部分検出領域ＰＡＡごとの信号強度Ｓｐｅａｋ＜ｍ，ｎ＞に基づき、脈波データの取得を行う際の生体データ取得領域を設定し（ステップＳ４１９）、生体データ取得処理（ステップＳ４２０）において、記憶部４６に格納された生体データ取得領域ＢＡＡを読み出し、当該生体データ取得領域ＢＡＡに含まれる部分検出領域ＰＡＡで検出される検出信号Ｖｄｅｔに基づき脈波データを取得する。これにより、実施形態１と同様に、高精度な脈波データの取得が可能となる。なお、生体データ取得領域設定処理（ステップＳ４１９）及び生体データ取得処理（ステップＳ４２０）については、実施形態１と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

なお、上述した実施形態では、複数の部分検出領域ＰＡＡが検出領域ＡＡ内においてＭ列Ｎ行の行列状に設けられた例を示したが、例えば、Ｍ個の部分検出領域ＰＡＡが検出領域ＡＡ内において第１方向Ｄｘに並び設けられた態様であっても良く、この場合、生体データ取得領域ＢＡＡは、少なくとも信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，１）に位置する部分検出領域ＰＡＡを含む態様であれば良い。また、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（ｍ，１）に位置する部分検出領域ＰＡＡを中心とする３、５、あるいは７等のＭ未満の複数の部分検出領域ＰＡＡを含む態様であっても良い。また、例えば、Ｎ個の部分検出領域ＰＡＡが検出領域ＡＡ内において第２方向Ｄｙに並び設けられた態様であっても良く、この場合、生体データ取得領域ＢＡＡは、少なくとも信号強度極大座標Ｓｍａｘ（１，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡを含む態様であれば良い。また、信号強度極大座標Ｓｍａｘ（１，ｎ）に位置する部分検出領域ＰＡＡを中心とする３、５、あるいは７等のＮ未満の複数の部分検出領域ＰＡＡを含む態様であっても良い。

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。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ 検出装置
１０ センサ部
１１ 検出制御部
１５ ゲート線駆動回路
１６ 信号線選択回路
２１ センサ基材
４０ 検出部
４２ 検出信号増幅部
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ 信号処理部
４６ 記憶部
４７ 検出タイミング制御部
４８ 検出回路
６１ 第１光源（光源）
６２ 第２光源（光源）
１２２ 制御回路
１２３ 電源回路
１２６ 出力回路
２００ ホスト
ＡＡ 検出領域
ＧＡ 周辺領域
ＧＣＬ ゲート線
ＰＤ 光センサ
ＳＧＬ 信号線
Ｔｒ 第１スイッチング素子
Ｖｇｃｌ ゲート駆動信号

Claims (11)

1. 複数の部分検出領域に分割された検出領域を有するセンサ部と、
   前記部分検出領域ごとの周波数領域データを生成し、当該周波数領域データの被検出体の脈波成分を含む０．５［Ｈｚ］以上３［Ｈｚ］未満の周波数範囲内におけるピーク値を、前記部分検出領域ごとの信号強度として、複数の前記部分検出領域のうち前記信号強度が相対的に大きい部分検出領域を抽出し、当該抽出した部分検出領域を含む生体データ取得領域において検出される検出信号に基づき、被検出体の脈波データを取得する検出部と、
   を備える、
   検出装置。
2. 複数の部分検出領域に分割された検出領域を有するセンサ部と、
   所定の期間内において前記部分検出領域ごとに取得されるＳＳＦ（Slope Sum Function）処理後のデータのピーク検出処理を実行し、前記期間内において検出されるピーク値の積算値をピーク検出回数で除算した値を、前記部分検出領域ごとの信号強度として、複数の前記部分検出領域のうち前記信号強度が相対的に大きい部分検出領域を抽出し、当該抽出した部分検出領域を含む生体データ取得領域において検出される検出信号に基づき、被検出体の脈波データを取得する検出部と、
   を備える、
   検出装置。
3. 複数の前記部分検出領域は、前記検出領域内において行列状に設けられ、
   前記検出部は、
   前記部分検出領域ごとの信号強度の比較演算処理を実行して信号強度が極大となる部分検出領域の位置の座標を抽出し、当該抽出した座標を中心座標とする所定領域を前記生体データ取得領域として設定する、
   請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記生体データ取得領域は、少なくとも前記中心座標に位置する部分検出領域を含む、
   請求項３に記載の検出装置。
5. 前記生体データ取得領域は、前記中心座標に位置する部分検出領域を含む複数の部分検出領域を含む、
   請求項３に記載の検出装置。
6. 前記生体データ取得領域は、前記中心座標に位置する部分検出領域を中心とする３列３行の部分検出領域を含む、
   請求項５に記載の検出装置。
7. 前記生体データ取得領域は、前記中心座標に位置する部分検出領域を中心とする５列５行の部分検出領域を含む、
   請求項５に記載の検出装置。
8. 前記生体データ取得領域は、前記中心座標に位置する部分検出領域を中心とする７列７行の部分検出領域を含む、
   請求項５に記載の検出装置。
9. 前記検出部は、
   前記生体データ取得領域内の複数の部分検出領域から出力される検出信号を平均化して、前記生体データを取得する、
   請求項５から８の何れか一項に記載の検出装置。
10. 前記センサ部は、複数の前記部分検出領域にそれぞれ設けられた複数の光センサを有する、
    請求項１から９の何れか一項に記載の検出装置。
11. 前記光センサは、有機フォトダイオードである、
    請求項１０に記載の検出装置。

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