JP2003060844A - 読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力を図ることができるバックライト
を備えた読取装置を提供する。 【解決手段】 裏面から入射する光を透過させて、表面
に接触した指先で反射させ、この反射した光をダブルゲ
ートトランジスタ１０ａに受光させることで光学的に指
紋を読み取るフォトセンサ部の裏面側に配置されたバッ
クライト５０の配光の最大輝度の出射角をバックライト
５０の正面の垂線方向に対して斜めの方向とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体を読み取る
装置に関するものであり、特に指紋を読み取る読取装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被験者の指先の微細な凹凸により
指紋を読み取る２次元画像の読取装置として、指紋読取
装置が知られている。この指紋読取装置は、指先の指紋
を読み取るフォトセンサ部と、該フォトセンサ部の近傍
に配置されるとともにフォトセンサ部を駆動させる駆動
信号を供給するドライバ回路部とを有するフォトセンサ
デバイスを備えている。この指紋読取装置において、指
先の指紋を読み取る際には、指先をフォトセンサ部に接
触させ、このフォトセンサ部において指紋を形成する皮
膚の凹凸が光学的に認識され指紋が読み取られるように
なっている。

【０００３】ところで、近年、指紋を読み取るフォトセ
ンサ部において、光透過性を高めたものが開発されてい
る。このような光透過性を有するフォトセンサ部を指紋
読取装置に適用した際には、フォトセンサ部の背面にバ
ックライトを設け、このバックライトにより光をフォト
センサ部に出射し、フォトセンサ部が、透過して指先に
当たって反射した光を認識することで指紋を読み取るよ
うに構成できる。このようなフォトセンサには、指先面
に対し法線方向（入射角が小さい）からの光を入射して
指の凸部で反射する光を読み取るものや、プリズムを利
用して全反射臨界角（入射角が大きい）の光を入射して
指の凹部で反射する光を読み取るものがある。

【０００４】上記バックライトの構成としては、冷陰極
蛍光管やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源
を、底面側に反射板を設置した導光板の端に配置し、導
光板から発散される光で指先を照射するサイドライト型
のものが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、液晶表示装置
にも適用される一般的なバックライトを、上述の指先面
に対し法線方向（入射角が小さい）からの光を照射して
指の凸部で反射する光を読み取るフォトセンサに適用す
ると、光がある程度均一に拡散してしまい、フォトセン
サの最適な感度が得られる角度での光の入射量が少な
く、センサとして高精度なセンシングができないといっ
た問題があり、光の全体の輝度を上げるためにバックラ
イトの照度をより高くするとバックライトでの消費電力
が大きくなるといった問題が生じた。本発明の課題は、
より効率的にセンシングできるバックライトを備えた読
取装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、例えば、図１０に示すよう
に、入射光を表面に接触した被検体（例えば、指）で反
射させ、この反射した光を受光素子に受光させ、該受光
素子で受光した光量に基づいて光学的に被検体を読み取
るセンサ部（例えば、フォトセンサ部１０）と、出射角
に応じて輝度が異なる光の最大輝度での出射角が前記セ
ンサ部感度の許容入射角範囲内である光を出射するバッ
クライト（例えば、バックライト部５０）と、を備える
ことを特徴とする。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、バックライ
トの輝度を出射角に応じて変え、その最大輝度となる出
射角を、センサ部感度の許容入射角範囲内に設定するの
で、バックライトを低消費電力で効率よくセンシングす
ることができる。

【０００８】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１記載の読取装置において、前記バックライトの最大
輝度は、前記バックライトの所定の出射角での最小輝度
の二倍以上であることを特徴とする。このように最大輝
度を最低輝度の二倍以上とすることで、よりセンサ部感
度の許容入射角範囲に光を集光するので効率的に被検体
を読み取ることができる。

【０００９】そして、請求項４記載の発明のように、セ
ンサ感度の最大領域範囲が、光入射角３０°〜５５°及
び光入射角−３０°〜−５５°となるようなセンサ部を
適用してもよい。バックライトの光源としてセンサ部の
直下にないようなＬＥＤや蛍光管は、センサ部正面に対
する出射光の輝度を最大に設定することが比較的困難で
あったが、このようなセンサ部を適用することにより光
入射角３０°〜５５°或いは光入射角−３０°〜−５５
°の範囲でセンサ部に入射すればよいので、上記範囲を
最大輝度とした斜め光を出射するようなバックライト
を、比較的簡易な構造で容易に設定することができる。

【００１０】また、請求項５記載の発明のように、前記
バックライトは光源、底面導光板、該底面導光板上方に
設けられ、光の出射側に多数のプリズム部を有する光拡
散板、及び拡散シートを有するようにしてもよい。この
ような構成とすることで例えば図１１に示すような輝度
分布を得ることができ、最小輝度よりも５倍以上もある
最大輝度の光の出射角をセンサ部のセンサ感度の最大領
域範囲内に設定することができるので低消費電力での読
取りが可能となる。

【００１１】請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３
のいずれか一つに記載の読取装置において、前記センサ
部１０は、ダブルゲート型トランジスタ１０ａを有する
ことを特徴とする。

【００１２】ダブルゲート型トランジスタは、入射され
る光の方向が、入射される面の垂線方向よりずれた方向
のときに最大感度を発揮するように設定することができ
る。

【００１３】よって、請求項１４記載の発明によれば、
センサ部のセンサ感度の最大領域の入射光の範囲を正面
以外の斜め方向にすることができるので容易にバックラ
イトを設定することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の指紋読取装置に係
る実施の形態について図面を参照して説明する。

【００１５】＜第１の実施の形態＞図１に示すように、
指紋読取装置Ａは、指紋を定義づける指先での***した
凸部と凸部間に配置する線状の凹部とを光学的に読み取
る装置であって、指先を所定の位置に保持する指先保持
部Ｂと、指先の指紋を読み取るフォトセンサデバイスＣ
とを備えている。図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【００１６】指先保持部Ｂは、内周が指先にフィットす
るような形状に形成され、後述するフォトセンサデバイ
スＣのセンサやドライバ１１〜１３の半導体層を励起す
る励起光に対し不透明な部材であって、フォトセンサデ
バイスＣの表面に載置されるような状態で取り付けられ
ている。指先保持部Ｂにおいて、指先の腹が接触する部
分には、指先の腹程度の大きさに開口された楕円形状の
開口部１が形成されている。そして、開口部１の開口し
た部分に、フォトセンサデバイスＣの後述するフォトセ
ンサ部が配置されるように、指先保持部Ｂがフォトセン
サデバイスＣ上に配置されて取り付けられている。ま
た、指先保持部Ｂは、導電性材料から構成されるととも
に、指先保持部Ｂから連続した配線２を介して、接地さ
れている。従って、被験者が指先を指先保持部Ｂに接触
しても、指先に帯電した静電気によるフォトセンサデバ
イスＣの誤作動・損傷を防ぐことができる。

【００１７】フォトセンサデバイスＣは、図１、２に示
すように、透明絶縁性基板２０上に設けられた、光学的
に指紋を読み取るフォトセンサ部１０と、指先保持部Ｂ
の下方に配置された、該フォトセンサ部１０を駆動させ
る駆動信号を供給する各種ドライバ回路部（トップゲー
トドライバ１１，ボトムゲートドライバ１２，ドレイン
ドライバ１３）と、バックライト部５０とを有する。

【００１８】フォトセンサ部１０は、図１に示すよう
に、前述した指先保持部Ｂの開口部１の開口した部分に
露出した状態で、配置されている。また、フォトセンサ
部１０は、図１に示すように、マトリクス状に配置され
た複数のダブルゲートトランジスタ１０ａ（以下、ＤＧ
−ＴＦＴ１０ａという）により構成されている。トップ
ゲートドライバ１１，ボトムゲートドライバ１２，ドレ
インドライバ１３の上方には不透明な指先保持部Ｂが配
置されているために、上方から照射される紫外線や各ド
ライバのトランジスタを励起する波長帯の光を含む外光
が直接各ドライバ１１〜１３に入射されることを抑える
ので、励起光による各ドライバ１１〜１３のトランジス
タへの誤動作や、紫外線による劣化を防止することがで
きる。

【００１９】図３及び図４に示すように、各ＤＧ−ＴＦ
Ｔ１０ａは、ボトムゲート電極２１と、ボトムゲート絶
縁膜２２と、半導体層２３と、ブロック絶縁膜２４ａ，
２４ｂと、不純物層２５ａ，２５ｂ，２６と、ソース電
極２７ａ，２７ｂと、ドレイン電極２８と、トップゲー
ト絶縁膜２９と、トップゲート電極３０と、保護絶縁膜
３１とを備える。

【００２０】ボトムゲート電極２１は、絶縁性基板２０
上に形成されている。絶縁性基板２０は、可視光に対し
て透過性を有するとともに絶縁性を有する。ボトムゲー
ト電極２１及び絶縁性基板２０を被覆するようにして、
ボトムゲート絶縁膜２２がボトムゲート電極２１及び絶
縁性基板２０上に設けられている。ボトムゲート電極２
１に対向するようにして、半導体層２３がボトムゲート
絶縁膜２２上に設けられている。この半導体層２３はア
モルファスシリコン又はポリシリコン等からなり、この
半導体層２３に対して可視光が入射されると、半導体層
２３には電子−正孔が発生するようになっている。

【００２１】半導体層２３には、ブロック絶縁膜２４
ａ，２４ｂが、互いに離れて並列に配設されている。不
純物層２５ａは半導体層２３のチャネル長方向の一端部
に設けられており、他端部に不純物層２５ｂが設けられ
ている。ブロック絶縁膜２４ａとブロック絶縁膜２４ｂ
との間において、不純物層２６が半導体層２３の中央上
に設けられており、この不純物層２６は不純物層２５
ａ、２５ｂから離れている。そして、不純物層２５ａ，
２５ｂ，２６及びブロック絶縁膜２４ａ，２４ｂによっ
て、半導体層２３は覆われるようになっている。平面視
して、不純物層２５ａの一部はブロック絶縁膜２４ａ上
の一部に重なっており、不純物層２５ｂはブロック絶縁
膜２４ｂ上の一部に重なっている。また、不純物層２５
ａ，２５ｂ，２６は、ｎ型の不純物イオンがドープされ
たアモルファスシリコンからなる。

【００２２】不純物層２５ａ上にソース電極２７ａが設
けられており、不純物層２５ｂ上にソース電極２７ｂが
設けられており、不純物層２６上にドレイン電極２８が
設けられている。平面視して、ソース電極２７ａはブロ
ック絶縁膜２４ａ上の一部に重なっており、ソース電極
２７ｂはブロック絶縁膜２４ｂ上の一部に重なってお
り、ドレイン電極２８はブロック絶縁膜２４ａ，２４ｂ
上の一部に重なっている。また、ソース電極２７ａ，２
７ｂ、ドレイン電極２８は互いに離れている。トップゲ
ート絶縁膜２９は、ボトムゲート絶縁膜２２、ブロック
絶縁膜２４ａ，２４ｂ、ソース電極２７ａ，２７ｂ及び
ドレイン電極２８を覆うように形成されている。トップ
ゲート絶縁膜２９上には、半導体層２３に対向配置され
たトップゲート電極３０が設けられている。トップゲー
ト絶縁膜２９及びトップゲート電極３０上に、保護絶縁
膜３１が設けられている。

【００２３】以上のＤＧ−ＴＦＴ１０ａは、次のような
第一及び第二のダブルゲート型フォトセンサが絶縁性基
板２０上に並列に配置されてなる構成となっている。す
なわち、第一のダブルゲート型フォトセンサは、半導体
層２３、ブロック絶縁膜２４ａ、ソース電極２７ａ、ド
レイン電極２８、トップゲート絶縁膜２９及びトップゲ
ート電極３０で構成される光キャリア蓄積部と、半導体
層２３、ソース電極２７ａ、ドレイン電極２８、ボトム
ゲート絶縁膜２２及びボトムゲート電極２１で構成され
るＭＯＳトランジスタとを備えており、半導体層２３
は、光キャリア蓄積部の光生成領域及びＭＯＳトランジ
スタのチャネル領域をとして機能している。一方、第二
のダブルゲート型フォトセンサは、半導体層２３、ブロ
ック絶縁膜２４ａ、ソース電極２７ｂ、ドレイン電極２
８、トップゲート絶縁膜２９及びトップゲート電極３０
で構成される光キャリア蓄積部と、半導体層２３、ソー
ス電極２７ｂ、ドレイン電極２８、ボトムゲート絶縁膜
２２、ボトムゲート電極２１で構成されるＭＯＳトラン
ジスタとを備えており、半導体層２３は、光キャリア蓄
積部の光生成領域及びＭＯＳトランジスタのチャネル領
域をとして機能している。

【００２４】そして、ＤＧ−ＴＦＴ１０ａにおいて、図
１及び図３に示すように、トップゲート電極３０はトッ
プゲートライン（以下、ＴＧＬという）に、ボトムゲー
ト電極２１はボトムゲートライン（以下、ＢＧＬとい
う）に、ドレイン電極２８はドレインライン（以下、Ｄ
Ｌという）に、ソース電極２７ａ，２７ｂは接地された
グラウンドライン（以下、ＧＬという）にそれぞれ接続
されている。

【００２５】なお、図１〜４において、ブロック絶縁膜
２４ａ，２４ｂ、トップゲート絶縁膜２９、トップゲー
ト電極３０上に設けられた保護絶縁膜３１は、窒化シリ
コン等の透光性の絶縁膜からなり、また、トップゲート
電極３０及びＴＧＬはＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の
透光性の導電性材料からなり、ともに可視光に対し高い
透過率を示す。一方、ソース電極２７ａ，２７ｂ、ドレ
イン電極２８、ボトムゲート電極２１及びＢＧＬは、ク
ロム、クロム合金、アルミ、アルミ合金等から選択され
た可視光の透過を遮断する材質により構成されている。
なお、保護絶縁膜３１は、図１に示す指先支持部Ｂの開
口部１から露出し、指先の凸部が接触する箇所となる。
なお、絶縁性基板２０の下方には、ＤＧ−ＴＦＴ１０ａ
が励起する波長域の光をフォトセンサ部１０に照射する
バックライト５０（後述する）が配置されている。

【００２６】上述したフォトセンサ部１０は、指先保持
部Ｂの開口部１及びその周辺にマトリクス状にＤＧ−Ｔ
ＦＴ１０ａが配置される状態になっている。そして、指
紋照合時に帯電した指先が指先保持部Ｂに接触し保持さ
れると、指先を介して放電されるとともに、指の容量に
よる電圧変化又は電流変化を後述するコントローラ１４
が検知し、フォトセンス、すなわち指紋読取処理するた
めに光源部５２を発光するとともに制御信号Ｔcntをト
ップゲートドライバ１１に、制御信号Ｂcntをボトムゲ
ートドライバ１２に、制御信号Ｄcntをドレインドライ
バ１３に、送信する。コントローラ１４は、指特有のキ
ャパシタによる電気的変位を読み取り制御信号Ｔcnt、
制御信号Ｂcnt、制御信号Ｄcntを出力することが可能で
あるのみならず指以外の指とは異なるキャパシタの被検
体が接触した場合の電気的変位を読み取り、被検体が指
でないことを認証して制御信号Ｔcnt、制御信号Ｂcnt、
制御信号Ｄcntを出力しないようにすることが可能であ
る。

【００２７】ここで、図１に示すように、トップゲート
ドライバ１１は、フォトセンサ部１０のＴＧＬに接続さ
れ、駆動信号を各ＴＧＬに順次選択的に出力するシフト
レジスタであって、コントローラ１４から出力される制
御信号群Ｔｃｎｔに応じて、複数のＴＧＬに適宜リセッ
ト電圧（＋２５〔Ｖ〕）又はキャリア蓄積電圧（−１５
〔Ｖ〕）を印加するものである。ボトムゲートドライバ
１２は、フォトセンサ部１０のＢＧＬに接続され、駆動
信号を各ＢＧＬに順次選択的に出力するシフトレジスタ
であって、コントローラ１４から出力される制御信号群
Ｂｃｎｔに応じて複数のＢＧＬに適宜チャネル形成用電
圧（＋１０〔Ｖ〕）又はチャネル非形成用電圧（±０
〔Ｖ〕）を印加するものである。ドレインドライバ１３
は、フォトセンサ部１０のＤＬに接続され、コントロー
ラ１４から出力される制御信号群Ｄｃｎｔに応じて全て
のＤＬに基準電圧（＋１０〔Ｖ〕）を印加することで、
電荷をプリチャージさせる。そして、ドレインドライバ
１３は、プリチャージ後の所定期間において、各ダブル
ゲートトランジスタ１０ａでの入射された光量に応じて
変位するＤＬ電圧又は各ＤＧ−ＴＦＴ１０ａのソース−
ドレイン間を流れるドレイン電流を検知し、データ信号
ＤＡＴＡとしてコントローラ１４に出力するものであ
る。

【００２８】コントローラ１４は、制御信号群Ｔｃｎ
ｔ，Ｂｃｎｔによってそれぞれトップゲートドライバ１
１，ボトムゲートドライバ１２を制御して、両ドライバ
から行毎に所定のタイミングで所定レベルの信号を出力
させる。これにより、フォトセンサ部１０の各行を順次
リセット状態、フォトセンス状態、読み出し状態とさせ
る。コントローラ１４は、また、制御信号群Ｄｃｎｔに
よりドレインドライバ１３にＤＬの電位変化を読み出さ
せ、データ信号ＤＡＴＡとして順次取り込んでいくもの
である。

【００２９】次に、フォトセンスについて詳細に説明す
ると、フォトセンサ部１０を構成するＤＧ−ＴＦＴ１０
ａはトップゲート電極３０に印加されている電圧が＋２
５〔Ｖ〕で、ボトムゲート電極２１に印加されている電
圧が±０〔Ｖ〕であると、トップゲート電極３０と半導
体層２３との間に配置される窒化シリコンからなるトッ
プゲート絶縁膜２９と半導体層２３とに蓄積されている
正孔が吐出され、リセット状態とされる。ＤＧ−ＴＦＴ
１０ａは、ソース電極２７ａ，２７ｂとドレイン電極２
８間が±０〔Ｖ〕、トップゲート電極３０に印加されて
いる電圧が−１５〔Ｖ〕、ボトムゲート電極２１に印加
されている電圧が±０〔Ｖ〕の場合、半導体層２３への
光の入射によって発生した正孔−電子対のうちの正孔が
半導体層２３及びトップゲート絶縁膜２９に蓄積される
フォトセンス状態となる。この所定期間に蓄積される正
孔の量は光量に依存している。

【００３０】フォトセンス状態において、バックライト
５０はＤＧ−ＴＦＴ１０ａに向け光を照射するが、この
ままではＤＧ−ＴＦＴ１０ａの半導体層２３の下方に位
置するボトムゲート電極２１が遮光するので、半導体層
２３には充分なキャリアが生成されない。このとき、Ｄ
Ｇ−ＴＦＴ１０ａ上方の保護絶縁膜３１上に指先を載置
すると、指紋の紋様に沿った指先の凹部の直下にあたる
半導体層２３には、保護絶縁膜３１等で反射された光が
あまり入射されない。

【００３１】このように光の入射量が少なくて充分な量
の正孔が半導体層２３に蓄積されずに、トップゲート電
極３０に印加されている電圧が−１５〔Ｖ〕で、ボトム
ゲート電極に印加されている電圧が＋１０〔Ｖ〕となる
と、トップゲート電極３０の電界により半導体層内に空
乏層が広がり、ｎチャネルがピンチオフされ、半導体層
２３が高抵抗となる。一方、フォトセンス状態におい
て、指先の凸部の直下にあたるＤＧ−ＴＦＴ１０ａの半
導体層２３には、保護絶縁膜３１等で反射された光が入
射されるとともに、充分な量の正孔が半導体層内に蓄積
された状態で、このような電圧が印加された場合は、蓄
積されている正孔がトップゲート電極３０に引き寄せら
れて保持されることにより、この正孔の電荷がトップゲ
ート電極３０の電界を緩和するので、半導体層２３のボ
トムゲート電極２１側にｎチャネルが形成され、半導体
層２３が低抵抗となる。これらの読み出し状態における
半導体層２３の抵抗値の違いが、ＤＬの電位の変化とな
って現れる。

【００３２】さらに上述したフォトセンスに関して、フ
ォトセンサ部１０を構成するＤＧ−ＴＦＴ１０ａの駆動
原理について、図５（ａ）〜（ｆ）の模式図を参照して
説明する。

【００３３】ＤＧ−ＴＦＴ１０ａの半導体層２３のチャ
ネル形成領域は、不純物層２５ａ、２６間及び不純物層
２５ｂ、２６間のブロック絶縁膜２４ａ，２４ｂの下に
発生するため、チャネル長はブロック絶縁膜２４ａ，２
４ｂのチャネル長方向の長さに等しい。したがって、図
５（ａ）に示すように、ボトムゲート電極２１（ＢＧ）
に印加されている電圧が±０〔Ｖ〕であるときは、トッ
プゲート電極３０（ＴＧ）に印加されている電圧が＋２
５〔Ｖ〕であっても、ソース、ドレイン電極２７ａ，２
７ｂ，２８の直下の半導体層２３では、トップゲート電
極３０（ＴＧ）に印加されている電圧でなく、ソース、
ドレイン電極２７ａ，２７ｂ，２８の印加電圧に、より
強く影響されるので半導体層２３にはチャネル長方向に
連続したｎチャネルが形成されず、ドレイン電極２８
（Ｄ）に＋１０〔Ｖ〕の電圧が印加されても、ドレイン
電極２８（Ｄ）とソース電極２７ａ，２７ｂ（Ｓ）との
間に電流は流れない。また、この状態では、後述するよ
うに半導体層２３及び半導体層２３のチャネル領域直上
のブロック絶縁膜２４ａ，２４ｂに蓄積された正孔が同
じ極性のトップゲート電極３０（ＴＧ）の電圧により反
発し、吐出される。以下、この状態をリセット状態とい
う。

【００３４】図５（ｂ）に示すように、トップゲート電
極３０（ＴＧ）に印加されている電圧が−１５〔Ｖ〕で
あり、ボトムゲート電極２１（ＢＧ）に印加されている
電圧が±０〔Ｖ〕であるときは、半導体層２３にはｎチ
ャネルが形成されず、ドレイン電極２８（Ｄ）に＋１０
〔Ｖ〕の電圧が印加されても、ドレイン電極２８（Ｄ）
とソース電極２７ａ，２７ｂ（Ｓ）との間に電流は流れ
ない。

【００３５】このように、半導体層２３のチャネル領域
の両端とトップゲート電極３０（ＴＧ）との間にそれぞ
れドレイン電極２８（Ｄ）とソース電極２７ａ，２７ｂ
（Ｓ）が配置されているため、チャネル領域の両端は、
ドレイン電極２８（Ｄ）とソース電極２７ａ，２７ｂ
（Ｓ）との電界に影響されるため、トップゲート電極３
０（ＴＧ）のみの電界では連続したチャネルを形成する
ことができない。従って、ボトムゲート電極２１（Ｂ
Ｇ）に印加されている電圧が±０〔Ｖ〕である場合に
は、トップゲート電極３０（ＴＧ）に印加されている電
圧の如何に関わらず、半導体層２３にチャネルが形成さ
れることはない。

【００３６】図５（ｃ）に示すように、トップゲート電
極３０（ＴＧ）に印加されている電圧が＋２５〔Ｖ〕で
あり、ボトムゲート電極２１（ＢＧ）に印加されている
電圧が＋１０（Ｖ）であるときは、半導体層２３のボト
ムゲート電極（ＢＧ）２１側にｎチャネルが形成され
る。これにより、半導体層２３が低抵抗化し、ドレイン
電極２８に＋１０〔Ｖ〕の電圧が印加されると、ドレイ
ン電極２８（Ｄ）とソース電極２７ａ，２７ｂ（Ｓ）と
の間に電流が流れる。

【００３７】図５（ｄ）に示すように、後述するように
半導体層２３内に十分な量の正孔が蓄積されず、トップ
ゲート電極３０（ＴＧ）に印加されている電圧が−１５
〔Ｖ〕であると、ボトムゲート電極２１（ＢＧ）に印加
されている電圧が＋１０〔Ｖ〕であっても、半導体層２
３の内部に空乏層が広がり、ｎチャネルがピンチオフさ
れて、半導体層２３が高抵抗化する。このため、ドレイ
ン電極２８に＋１０〔Ｖ〕の電圧が印加されても、ドレ
イン電極２８（Ｄ）とソース電極２７ａ，２７ｂ（Ｓ）
との間に電流が流れない。以下、この状態を第１の読み
出し状態という。

【００３８】半導体層２３には入射された励起光の光量
に応じて正孔−電子対が生じる。このとき図５（ｅ）に
示すように、トップゲート電極３０（ＴＧ）に印加され
ている電圧が−１５〔Ｖ〕であり、ボトムゲート電極２
１（ＢＧ）に印加されている電圧が±０〔Ｖ〕である
と、電子−正孔対のうち正極性の正孔が半導体層２３及
び半導体層２３のチャネル領域直上のブロック絶縁膜２
４ａ，２４ｂに蓄積される。以下、上述したリセット状
態となり、後述する読み出し状態となるまでにおけるこ
の状態をフォトセンス状態という。なお、こうしてトッ
プゲート電極３０（ＴＧ）の電界に応じて半導体層２３
内に蓄積された正孔は、リセット状態となるまで半導体
層２３から吐出されることはない。

【００３９】図５（ｆ）に示すように、トップゲート電
極３０（ＴＧ）に印加されている電圧が−１５〔Ｖ〕で
あり、ボトムゲート電極２１（ＢＧ）に印加されている
電圧が＋１０（Ｖ）であっても、半導体層２３内に正孔
が蓄積されている場合には、蓄積されている正孔が負電
圧の印加されているトップゲート電極３０（ＴＧ）に引
き寄せられて保持され、トップゲート電極３０（ＴＧ）
に印加されている負電圧が半導体層２３に及ぼす影響を
緩和する方向に働く。このため、半導体層２３のボトム
ゲート電極２１（ＢＧ）側にｎチャネルが形成され、半
導体層２３が低抵抗化して、ドレイン電極２８に＋１０
（Ｖ）の電圧が供給されると、ドレイン電極２８（Ｄ）
とソース電極２７ａ，２７ｂ（Ｓ）との間に電流が流れ
る。以下、この状態を第２の読み出し状態という。

【００４０】ここで、トップゲートドライバ１１，ボト
ムゲートドライバ１２，ドレインドライバ１３を備える
ドライバ回路部は、基本構成として複数のＴＦＴ（Thin
Film Transistor）を備えている。各ＴＦＴは、いずれ
もｎチャネルＭＯＳ型の電界効果トランジスタで構成さ
れ、ゲート絶縁膜に窒化シリコンを用い、半導体層にア
モルファスシリコンを用いている。上記各ＴＦＴは、Ｄ
Ｇ−ＴＦＴ１０ａとともに同じ製造プロセス中に製造さ
れ、概ねＤＧ−ＴＦＴ１０ａと同じ構造である。

【００４１】具体的には、図４に示すＤＧ−ＴＦＴ１０
ａの断面構造を参照して説明すると、上述したドライバ
回路部は、トップゲート電極３０が積層されていないト
ランジスタ群３４を備えている。トランジスタ群３４の
各トランジスタは、基本構造は概ね同じであるが後述す
るようにその機能により寸法、形状が異なるように設計
されている。そして、ドライバ回路部に備えられるトラ
ンジスタ群３４を覆うように、指先保持部Ｂが設けられ
ている。

【００４２】ここで、上述したトップゲートドライバ１
１及びボトムゲートドライバ１２（図１参照）につい
て、詳細に説明する。なお、トップゲートドライバ１１
及びボトムゲートドライバ１２は、図６に示すシフトレ
ジスタが適用されたものである。フォトセンサ部１０に
配設されたＤＧ−ＴＦＴ１０ａの行数（ＴＧＬ、ＢＧＬ
の数）をｎとすると、トップゲートドライバ１１及びボ
トムゲートドライバ１２は、図６に示すように、ゲート
信号を出力するｎ個の段ＲＳ（１）〜ＲＳ（ｎ）と、段
ＲＳ（ｎ）等を制御するためのダミー段ＲＳ（ｎ＋１）
及びダミー段ＲＳ（ｎ＋２）とから構成される。なお、
図６に示すシフトレジスタは、ｎが２以上の偶数である
場合の構成を示すものである。また、段ＲＳ（１）は一
段目、段ＲＳ（２）は二段目、…、段ＲＳ（ｎ）はｎ段
目、段ＲＳ（ｎ＋１）はｎ＋１段目、段ＲＳ（ｎ＋２）
はｎ＋２段目をそれぞれ示すものである。

【００４３】一番目の段ＲＳ（１）には、コントローラ
１４からのスタート信号Ｄｓｔが入力される。図６に示
すシフトレジスタがトップゲートドライバ１１である場
合、スタート信号Ｄｓｔのハイレベルは＋２５〔Ｖ〕で
あり、スタート信号Ｄｓｔのローレベルは−１５〔Ｖ〕
である。一方、図６に示すシフトレジスタがボトムゲー
トドライバ１２である場合、スタート信号Ｄｓｔのハイ
レベルは＋１０〔Ｖ〕であり、スタート信号Ｄｓｔのロ
ーレベルは−１５〔Ｖ〕である。

【００４４】また、二番目以降の段ＲＳ（２）〜段ＲＳ
（ｎ）には、それぞれの前段ＲＳ（１）〜段ＲＳ（ｎ−
１）からの出力信号ＯＵＴ（１）〜ＯＵＴ（ｎ−１）が
入力信号として入力される。図６に示すシフトレジスタ
がトップゲートドライバ１１である場合、各段の出力信
号ＯＵＴ（１）〜出力信号ＯＵＴ（ｎ）が、対応する１
〜ｎ行目のＴＧＬに出力される。一方、図６に示すシフ
トレジスタがボトムゲートドライバ１２である場合、各
段の出力信号ＯＵＴ（１）〜出力信号ＯＵＴ（ｎ）が、
対応する１〜ｎ行目のＢＧＬに出力される。

【００４５】さらに、段ＲＳ（ｎ＋２）以外の段ＲＳ
（１）〜段ＲＳ（ｎ＋１）には、それぞれの後段ＲＳ
（２）〜段ＲＳ（ｎ＋２）からの出力信号ＯＵＴ（２）
〜ＯＵＴ（ｎ＋２）がリセット信号として入力される。
段ＲＳ（ｎ＋２）には、コントローラ１４からのリセッ
ト信号Ｄｅｎｔが入力される。図６に示すシフトレジス
タがトップゲートドライバ１１である場合、リセット信
号Ｄｅｎｔのハイレベルは＋２５〔Ｖ〕であり、リセッ
ト信号Ｄｅｎｔのローレベルは−１５〔Ｖ〕である。一
方、図６に示すシフトレジスタがボトムゲートドライバ
１２である場合、リセット信号Ｄｅｎｔのハイレベルは
＋１０〔Ｖ〕であり、リセット信号Ｄｅｎｔのローレベ
ルは−１５〔Ｖ〕である。

【００４６】各段ＲＳ（ｋ）（ｋは１〜ｎ＋２の任意の
整数）には、コントローラ１４から基準電圧Ｖｓｓが印
加される。図６に示すシフトレジスタがトップゲートド
ライバ１１である場合、基準電圧Ｖｓｓのレベルは−１
５〔Ｖ〕である。一方、図６に示すシフトレジスタがボ
トムゲートドライバ１２である場合、基準電圧Ｖｓｓの
レベルは±０〔Ｖ〕である。また各段ＲＳ（ｋ）には、
コントローラ１４から定電圧Ｖｄｄが印加される。図６
に示すシフトレジスタがトップゲートドライバ１１であ
る場合、定電圧Ｖｄｄのレベルは＋２５〔Ｖ〕である。
一方、図６に示すシフトレジスタがボトムゲートドライ
バ１２である場合、定電圧Ｖｄｄのレベルは＋１０
〔Ｖ〕である。

【００４７】奇数番目の段ＲＳ（ｋ）には、コントロー
ラ１４からのクロック信号ＣＫ１が入力される。また、
偶数番目の段ＲＳ（ｋ）には、クロック信号ＣＫ２が入
力される。クロック信号ＣＫ１，ＣＫ２はそれぞれ、シ
フトレジスタの出力信号をシフトしていくタイムスロッ
トのうちの所定期間、タイムスロット毎に交互にハイレ
ベルとなる。すなわち、一のタイムスロットのうちの所
定の間クロック信号ＣＫ１がハイレベルとなった場合、
そのタイムスロットの間ではクロック信号ＣＫ２がロー
レベルとなり、次のタイムスロットの間ではクロック信
号ＣＫ１がローレベルであるとともに所定期間の間クロ
ック信号ＣＫ２がハイレベルとなる。

【００４８】図６に示すシフトレジスタがトップゲート
ドライバ１１である場合、クロック信号ＣＫ１，ＣＫ２
は、ハイレベルが＋２５〔Ｖ〕、ローレベルが−１５
〔Ｖ〕である。一方、図６に示すシフトレジスタがボト
ムゲートドライバ１２である場合、ハイレベルが＋１０
〔Ｖ〕、ローレベルが±０〔Ｖ〕である。

【００４９】そして、図６に示すように、トップゲート
ドライバ１１及びボトムゲートドライバ１２を構成する
上述したシフトレジスタの各段ＲＳ（ｋ）は、基本構成
として、トランジスタ群３４である六つのＴＦＴ４１〜
４６を備えている。なお、ＴＦＴ４１〜４６は、いずれ
もｎチャネルＭＯＳ型の電界効果トランジスタであり、
ゲート絶縁膜に窒化シリコンが用いられ、半導体層にア
モルファスシリコンが用いられている。

【００５０】図６及び図７に示すように、一番目の段Ｒ
Ｓ（１）のゲート電極及びドレイン電極には、スタート
信号Ｄｓｔが入力されている。一番目の段ＲＳ（１）以
外の各段ＲＳ（ｋ）のＴＦＴ４１のゲート電極及びドレ
イン電極は、前段ＲＳ（ｋ−１）のＴＦＴ４５のソース
電極に接続され、ＴＦＴ４１のソース電極は、ＴＦＴ４
４のゲート電極、ＴＦＴ４２のドレイン電極及びＴＦＴ
４３のゲート電極に接続されている。各段ＲＳ（ｋ）の
ＴＦＴ４１のソース電極、ＴＦＴ４４のゲート電極、Ｔ
ＦＴ４２のドレイン電極、ＴＦＴ４３のゲート電極に接
続される配線には、この配線自体に関係するＴＦＴ４１
〜４４の寄生容量やこの配線自体によって、電荷を蓄積
するための容量Ｃａ（ｋ）が形成される。

【００５１】ＴＦＴ４３のドレイン電極は、ＴＦＴ４６
のソース電極及びＴＦＴ４５のゲート電極に接続され、
ＴＦＴ４２のソース電極及びＴＦＴ４３のソース電極に
は基準電圧Ｖｓｓが印加されている。そして、ＴＦＴ４
６のゲート電極及びドレイン電極には、定電圧Ｖｄｄが
印加されている。また、奇数段のＴＦＴ４４のドレイン
電極にはクロック信号ＣＫ１が入力され、偶数段のＴＦ
Ｔ４４のドレイン電極にはクロック信号ＣＫ２が入力さ
れている。各段のＴＦＴ４４のソース電極は、ＴＦＴ４
５のドレイン電極に接続され、ＴＦＴ４５のソース電極
には、基準電圧Ｖｓｓが印加されている。ＴＦＴ４２の
ゲート電極には、次段からの出力信号ＯＵＴ（ｋ＋１）
が入力されている。

【００５２】次に、各段ＲＳ（ｋ）に備えられているＴ
ＦＴ４１〜４６の機能を説明する。ＴＦＴ４１のゲート
電極及びドレイン電極には、前段ＲＳ（ｋ−１）からの
出力信号ＯＵＴ（ｋ−１）が入力されているか（この場
合、ｋは２〜ｎ＋２）、或いは、コントローラ１４から
スタート信号Ｄｓｔが入力されている（この場合、ｋは
１）。出力信号ＯＵＴ（ｋ−１）又はスタート信号Ｄｓ
ｔがハイレベルになった場合に、ＴＦＴ４１はオン状態
となり、ドレイン電極からソース電極に電流が流れ、Ｔ
ＦＴ４１はハイレベルの出力信号ＯＵＴ（ｋ−１）また
はスタート信号Ｄｓｔをソース電極に出力するようにな
っている。ここで、ＴＦＴ４２がオフ状態である場合に
は、ＴＦＴ４１のソース電極から出力されたハイレベル
の出力信号ＯＵＴ（ｋ−１）またはスタート信号Ｄｓｔ
により、容量Ｃａ（ｋ）が蓄積されるようになってい
る。一方、出力信号ＯＵＴ（ｋ−１）又はスタート信号
Ｄｓｔがローレベルになった場合に、ＴＦＴ４１はオフ
状態となり、ＴＦＴ４１のドレイン電極〜ソース電極に
電流が流れないようになっている。

【００５３】ＴＦＴ４６のゲート電極及びドレイン電極
には、定電圧Ｖｄｄが印加されている。これにより、Ｔ
ＦＴ４６は常にオン状態となっており、ＴＦＴ４６のド
レイン電極〜ソース電極に電流が流れ、ＴＦＴ４６は略
定電圧Ｖｄｄレベルの信号をソース電極に出力するよう
になっている。ＴＦＴ４６は、定電圧Ｖｄｄを分圧する
負荷としての機能を有する。

【００５４】ＴＦＴ４３は、容量Ｃａ（ｋ）に電荷が蓄
積されていないときにオフ状態となり、ＴＦＴ４６から
出力された定電圧Ｖｄｄレベルの信号によって容量Ｃｂ
（ｋ）が蓄積するようになっている。一方、ＴＦＴ４３
は、容量Ｃａ（ｋ）に電荷が蓄積されているときにオン
状態となり、ＴＦＴ４３のドレイン電極〜ソース電極に
電流が流れることにより、ＴＦＴ４３は容量Ｃｂ（ｋ）
に蓄積された電荷を排出するようになっている。

【００５５】ＴＦＴ４５は、容量Ｃｂ（ｋ）に電荷が蓄
積されていないときにオフ状態となり、容量Ｃｂ（ｋ）
に電荷が蓄積されているときにオン状態となる。ＴＦＴ
４４は、容量Ｃａ（ｋ）に電荷が蓄積されているときに
オン状態となり、容量Ｃａ（ｋ）に電荷が蓄積されてい
ないときにオフ状態となる。従って、ＴＦＴ４５がオフ
状態のときにはＴＦＴ４４はオン状態となり、ＴＦＴ４
５がオン状態のときにはＴＦＴ４４はオフ状態となるよ
うになっている。

【００５６】ＴＦＴ４５のソース電極には、基準電圧Ｖ
ｓｓが印加されている。オン状態となったＴＦＴ４５
は、基準電圧Ｖｓｓレベル（ローレベル）の信号を、ド
レイン電極から当該段ＲＳ（ｋ）の出力信号ＯＵＴ
（ｋ）として出力するようになっている。オフ状態とな
ったＴＦＴ４５は、ＴＦＴ４４のソース電極から出力さ
れた信号のレベルを当該段ＲＳ（ｋ）の出力信号ＯＵＴ
（ｋ）として出力するようになっている。

【００５７】ＴＦＴ４４のドレイン電極には、クロック
信号ＣＫ１又はＣＫ２が入力されている。ＴＦＴ４４が
オフ状態である場合には、ＴＦＴ４４は、ドレイン電極
に入力されたクロック信号ＣＫ１又はＣＫ２の出力を遮
断するようになっている。ＴＦＴ４４がオン状態である
場合に、ＴＦＴ４４は、ローレベルのクロック信号ＣＫ
１又はＣＫ２をソース電極に出力するようになってい
る。ここで、ＴＦＴ４４がオン状態である場合には、Ｔ
ＦＴ４５がオフ状態であるから、ローレベルのクロック
信号ＣＫ１又はＣＫ２が当該段ＲＳ（ｋ）の出力信号Ｏ
ＵＴ（ｋ）として出力される。

【００５８】一方、ＴＦＴ４４がオン状態である場合
に、ハイレベルのクロック信号ＣＫ１又はＣＫ２がドレ
イン電極に入力されると、ゲート電極及びソース電極並
びにそれらの間のゲート絶縁膜からなる寄生容量に電荷
が蓄積される。すなわち、ブートストラップ効果によっ
て、容量Ｃａ（ｋ）の電位が上昇して、容量Ｃａ（ｋ）
の電位がゲート飽和電圧にまで達すると、ＴＦＴ４４の
ソース−ドレイン電流が飽和するようになっている。こ
れにより、オン状態のＴＦＴ４４は、ハイレベルのクロ
ック信号ＣＫ１又はＣＫ２と略同電位となる信号を、ソ
ース電極に出力するようになっている。ここで、ＴＦＴ
４４がオン状態である場合には、ＴＦＴ４５がオフ状態
であるから、ハイレベルのクロック信号ＣＫ１又はＣＫ
２が、当該段ＲＳ（ｋ）の出力信号ＯＵＴ（ｋ）として
出力される。

【００５９】ＴＦＴ４２のゲート電極には、次の段ＲＳ
（ｋ＋１）（この場合、ｋは１〜ｎ＋１）の出力信号Ｏ
ＵＴ（ｋ＋１）が入力される。ＴＦＴ４２は、ゲート電
極に入力される出力信号ＯＵＴ（ｋ＋１）がハイレベル
の場合にオン状態となり、容量Ｃａ（ｋ）に蓄積された
電荷を排出するようになっている。

【００６０】なお、ダミー段ＲＳ（ｎ＋２）のＴＦＴ４
２においては、リセット信号Ｄｅｎｄが、コントローラ
１４からＴＦＴ４２のゲート電極に入力されるが、次の
走査での三番目の出力信号ＯＵＴ（３）を代用してもよ
い。

【００６１】次に、上述したトップゲートドライバ１１
及びボトムゲートドライバ１２の動作について図８を参
照して説明する。図中、１つのＴ分の期間が一選択期間
である。なお、トップゲートドライバ１１とボトムゲー
トドライバ１２とは、実質的には信号の入力タイミング
と基準電圧Ｖｓｓのレベルが異なり、これに合わせて出
力信号の出力タイミングとレベルとが異なるだけなの
で、ボトムゲートドライバ１２については、トップゲー
トドライバ１１と異なる部分だけを説明することとす
る。

【００６２】図８に示すように、タイミングＴ０におい
て、ハイレベル（＋２５〔Ｖ〕）のスタート信号Ｄｓｔ
がコントローラ１４から一番目の段ＲＳ（１）に入力さ
れる。スタート信号Ｄｓｔは、一水平期間が終了するタ
イミングＴ１までの所定期間においてハイレベルのまま
となっている。

【００６３】タイミングＴ０では、ＴＦＴ４１がオン状
態となり、ＴＦＴ４１のドレイン電極に入力されたハイ
レベルの入力信号（スタート信号Ｄｓｔ）がソース電極
から出力される。ＴＦＴ４２がオフ状態となっているた
め、ＴＦＴ４１のソース電極から出力されたハイレベル
の入力信号によって、容量Ｃａ（１）に電荷が蓄積され
る。容量Ｃａ（１）に電荷が蓄積されることによって、
容量Ｃａ（１）の電位が上昇し、ＴＦＴ４３，４４がそ
れぞれオン状態となる。そして、ハイレベルのスタート
信号Ｄｓｔが入力されている期間はオン状態のＴＦＴ４
４のドレイン電極にローレベル（−１５〔Ｖ〕）のクロ
ック信号ＣＫ１が入力され、このローレベルのクロック
信号ＣＫ１が当該段ＲＳ（１）の出力信号ＯＵＴ（１）
として出力される。

【００６４】タイミングＴ０後タイミングＴ１の前に、
スタート信号Ｄｓｔがローレベルとなり、ＴＦＴ４３，
４４がオフ状態となる。なお、この場合、容量Ｃａ
（１）には電荷が蓄積されている。ＴＦＴ４４がオフ状
態となることによって、ＴＦＴ４６のソース電極に定電
圧Ｖｄｄレベル（＋２５〔Ｖ〕）の信号が出力され、容
量Ｃｂ（１）に電荷が蓄積される。容量Ｃｂ（１）に電
荷が蓄積されることによって、ＴＦＴ４５がオン状態と
なり、これにより、基準電圧Ｖｓｓレベル（−１５
〔Ｖ〕）の信号が当該段ＲＳ（１）の出力信号ＯＵＴ
（１）として出力される。

【００６５】次に、タイミングＴ１でクロック信号ＣＫ
１がハイレベル（＋２５〔Ｖ〕）になる。すると、ＴＦ
Ｔ４４のゲート電極及びソース電極並びにそれらの間の
ゲート絶縁膜からなる寄生容量がチャージアップされ
る。すなわち、容量Ｃａ（１）がチャージアップされ、
ブートストラップ効果によって容量Ｃａ（１）の電位が
ゲート飽和電圧に達すると、ＴＦＴ４４のドレイン電極
とソース電極との間に流れる電流が飽和する。これによ
り、当該段ＲＳ（１）から出力される出力信号ＯＵＴ
（１）は、クロック信号ＣＫ１と略同電位の＋２５
〔Ｖ〕となり、ハイレベルである。なお、クロック信号
ＣＫ１がハイレベルである期間は、ＴＦＴ４４の寄生容
量がチャージアップされることにより、容量Ｃａ（１）
の電位も略＋４５〔Ｖ〕にまで達する。

【００６６】次に、タイミングＴ１後タイミングＴ２の
前に、クロック信号ＣＫ１がローレベル（−１５
〔Ｖ〕）になる。これにより、出力信号ＯＵＴ（１）の
レベルも略−１５〔Ｖ〕となる。また、ＴＦＴ４４の寄
生容量へチャージされた電荷が放出され、容量Ｃａ
（１）の電位が低下する。

【００６７】また、タイミングＴ１からＴ２までの所定
期間、一番目の段ＲＳ（１）から出力されているハイレ
ベルの出力信号ＯＵＴ（１）は、二番目の段ＲＳ（２）
のＴＦＴ４１のゲート電極及びドレイン電極に入力され
ている。これにより、一番目の段ＲＳ（１）にハイレベ
ルのスタート信号Ｄｓｔが入力された場合と同様に、二
番目の段ＲＳ（２）の容量Ｃａ（２）に電荷が蓄積され
る。タイミングＴ１からＴ２までの一部の間、二番目の
段ＲＳ（２）においては、ＴＦＴ４４がオン状態、ＴＦ
Ｔ４５がオフ状態となる。そして、ハイレベルの入力信
号（出力信号ＯＵＴ（１））が入力されている期間は、
オン状態のＴＦＴ４４のドレイン電極にローレベル（−
１５〔Ｖ〕）のクロック信号ＣＫ２が入力され、このロ
ーレベルのクロック信号ＣＫ２が当該段ＲＳ（２）の出
力信号ＯＵＴ（２）として出力される。

【００６８】次に、タイミングＴ２になると、クロック
信号ＣＫ２がハイレベル（＋２５〔Ｖ〕）になる。する
と、段ＲＳ（２）のＴＦＴ４４のゲート電極及びソース
電極並びにそれらの間のゲート絶縁膜からなる寄生容量
がチャージアップされる。すなわち、容量Ｃａ（２）が
チャージアップされ、ブートストラップ効果によって容
量Ｃａ（２）の電位がゲート飽和電圧に達すると、ＴＦ
Ｔ４４のドレイン電極とソース電極との間に流れる電流
が飽和する。これにより、当該段ＲＳ（２）から出力さ
れる出力信号ＯＵＴ（２）は、クロック信号ＣＫ２と略
同電位の＋２５〔Ｖ〕となり、ハイレベルである。な
お、クロック信号ＣＫ２がハイレベルである期間は、Ｔ
ＦＴ４４の寄生容量がチャージアップされることによ
り、容量Ｃａ（２）の電位も略＋４５〔Ｖ〕にまで達す
る。

【００６９】また、タイミングＴ２後タイミングＴ３前
において、ハイレベルの出力信号ＯＵＴ（２）が、一番
目の段ＲＳ（１）のＴＦＴ４２のゲート電極に入力され
る。これにより、段ＲＳ（１）の容量Ｃａ（１）の電位
は基準電圧Ｖｓｓとなる。

【００７０】次に、タイミングＴ２後タイミングＴ３の
前に、クロック信号ＣＫ２がローレベル（−１５
〔Ｖ〕）になる。これにより、出力信号ＯＵＴ（２）の
レベルも略−１５〔Ｖ〕となる。また、ＴＦＴ４４の寄
生容量へチャージされた電荷が放出され、容量Ｃａ
（２）の電位が低下する。

【００７１】以下同様に、次のタイミングＴ１までの間
で、一走査期間Ｑ以内に、各段の出力信号ＯＵＴ（１）
〜ＯＵＴ（ｎ）が順次ハイレベルとなる。すなわち、ハ
イレベルの出力信号の出力される段が順次次の段にシフ
トしていくようになっている。ハイレベルの出力信号Ｏ
ＵＴ（１）〜ＯＵＴ（ｎ）は、次段にシフトされても逓
減することがない。そして、一走査期間Ｑ後に再びスタ
ート信号Ｄｓｔがハイレベルとなり、以降の段ＲＳ
（１）〜段ＲＳ（ｎ）で上述の動作が繰り返されるよう
になっている。

【００７２】なお、ＴＧＬの最終段ＲＳ（ｎ）におい
て、ハイレベルの出力信号ＯＵＴ（ｎ）が次段のダミー
ＲＳ（ｎ＋１）に出力された後も、容量Ｃａ（ｎ）の電
位はハイレベルのままである。そして、ハイレベルの出
力信号ＯＵＴ（ｎ）が次段ＲＳ（ｎ＋１）に出力される
と、ダミー段ＲＳ（ｎ＋１）の出力信号ＯＵＴ（ｎ＋
１）により、最終段ＲＳ（ｎ）のＴＦＴ４２がオン状態
となり、容量Ｃａ（ｎ）の電位は基準電圧Ｖｓｓにな
る。同様に、ダミー段ＲＳ（ｎ＋２）の出力信号ＯＵＴ
（ｎ＋２）により、ダミー段ＲＳ（ｎ＋１）のＴＦＴ４
２がオン状態となり、容量Ｃａ（ｎ＋１）の電位は基準
電圧Ｖｓｓになる。そして、ハイレベルのリセット信号
Ｄｅｎｔがダミー段ＲＳ（ｎ＋２）のＴＦＴ４２に入力
されることにより、ダミー段ＲＳ（ｎ＋２）の電位は、
ハイレベルから基準電圧Ｖｓｓになる。

【００７３】また、ボトムゲートドライバ１２の動作
は、トップゲートドライバ１１の動作とほぼ同じである
が、コントローラ１４から入力されるクロック信号ＣＫ
１，ＣＫ２のハイレベルが＋１０〔Ｖ〕であるため、各
段ＲＳ（ｋ）（この場合、ｋは１〜ｎ）の出力信号ｏｕ
ｔ（ｋ）のハイレベルはほぼ＋１０〔Ｖ〕であり、この
際の容量Ｃａ（ｋ）のレベルは＋１８〔Ｖ〕程度であ
る。ボトムゲートドライバ１２のクロック信号ＣＫ１，
ＣＫ２がハイレベルとなっている期間は、トップゲート
ドライバ１１のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２がハイレベ
ルとなっている期間より短い。

【００７４】なお、上記のシフトレジスタを適用したト
ップゲートドライバ１１及びボトムゲートドライバ１２
は、コントローラ１４からの制御信号群Ｔｃｎｔ，Ｂｃ
ｎｔに従って、ＴＧＬ，ＢＧＬを順次選択して所定の電
圧を印加するものである。この制御信号群Ｔｃｎｔ，Ｂ
ｃｎｔに、上記したクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２、スタ
ート信号Ｄｓｔ、リセット信号Ｄｅｎｄ、定電圧Ｖｄｄ
及び基準電圧Ｖｓｓが含まれる。

【００７５】図９に、上述したフォトセンサ部１０の光
の感度の分布データを示した。この図９では、横軸をフ
ォトセンサ部１０に入射する光の角度を示し、フォトセ
ンサ部１０の入射面に対する垂線方向を０°としてい
る。なお、フォトセンサ部１０では図３に示すように実
質的に左右対称形状に構成されているため、マイナス方
向の角度においてもグラフ縦軸に対して対称な同じ感度
特性を有するものとなっている。また、縦軸をフォトセ
ンサ部１０に入射される光の角度に応じて貯まる電荷を
示し、ここではフォトセンサ部１０の垂直方向０°方向
から入射される際に貯まる電荷量（白電圧）を２Ｖとし
ている。縦軸において数値が高いほど、感度が高くなっ
ている。つまり、上記構成のフォトセンサ部１０のセン
サ感度の最大領域は、光入射角３０°〜５５°及び光入
射角−３０°〜−５５°、フォトセンサ部１０のセンサ
感度の許容入射角約−７５°〜約７５°となっており、
垂直方向から入射される場合より斜めに入射される光の
方がセンサ感度が高いものとなっている。

【００７６】ここで、図２及び図４で示された絶縁性基
板２０の下方に設けられたバックライト５０の詳細な構
成の一例を図１０に示す。図１０に示すバックライト５
０は、平面形状の底面拡散導光板５１１を備える導光シ
ステム部５１と該導光システム部５１の導光板５１１の
周囲に配置されたＬＥＤ（Light-Emitting Diode）或い
は熱陰極放電管や冷陰極放電管からなる直管型やＬ字型
の蛍光管等からなる光源部５２とから構成される。な
お、本実施の形態では光源部５２をＬＥＤとし、コント
ローラ１４に従いＤＧ−ＴＦＴ１０ａが励起する波長域
の光を導光板５１１に照射するように構成されている。

【００７７】図１０に示す導光システム部５１は、一側
面５１１ａから光源部５２の光が入射し、内部で拡散し
て光を放射する底面拡散導光板（導光体）５１１と、拡
散導光板５１１の底面５１１ｃを覆う反射板５１２と、
底面拡散導光板５１１の表面（光出射面）５１１ｂを覆
うように、且つ、底面拡散導光板５１１の表面５１１ｂ
から放射される配光を導光板５１１の表面５１１ｂに対
して該上面５１１ｂの垂直方向からずれた方向に集め、
出射光を、バックライト５０の配光の最大輝度の出射角
を、バックライト５０の正面の垂線上からずれた方向と
なるように出射する光拡散板５１３と、光拡散板５１３
の表面を覆うように配置された拡散シート５１４とを備
える。なお、上記拡散導光板５１１は、底面５１１ｃを
覆っている反射板５１２の他に、図示しないが、ＬＥＤ
である光源部５２が配置された側面及び上面を除いて反
射部材で覆われた状態となっている。拡散シート５１４
の面は、フォトセンサ部１０の面と平行に配置されてい
る。

【００７８】底面拡散導光板５１１は、例えばアクリル
などの透明樹脂製のものである。この実施の形態の底面
拡散導光板５１１では、底面に光を拡散させる処理、例
えば白色拡散ドットが印刷されている。そして、光源部
５２に対向する一端面５１１ａで入射した光源部５２の
光が内部で拡散するように構成されている。反射板５１
２は、導光板５１１内に入射された光が漏れるのを防ぐ
ためのものであり鏡面反射性を有している。

【００７９】拡散板（図１０ではプリズムシートで示
す）５１３は、基本的に透明で、かつ、表面に細かい多
数の凹凸を有する周知のものである。また、拡散板５１
３は、例えば、光の出射側に断面三角形状の山の面と谷
の面とが多数連続して配置された、多数のプリズム部５
１５が形成された状態となっている。そして、このよう
な拡散板５１３においては、様々な角度で透過する光を
屈折させて、前方に向かう光の成分を増加させることが
知られている。なお、拡散板５１３は、その表面に多数
の細かな凹凸を有し、透過させる光の角度を各凹凸の面
の角度と、光の入射角と、界面における屈折率の違い当
により、変えるとともに、反射する光を乱反射した状態
とするものである。この実施の形態の拡散板５１３は、
上面に段面三角形状の突条部が、対向する２つの側辺間
に多数平行に並べた状態で設けられた状態となってい
る。そして、拡散板５１３は、導光板５１１上に、拡散
板５１３の上面のプリズム部５１５を、光源部５２から
光が入射する端面５１１ａから該端面５１１ａに対向す
る端面５１１ｄに延在するように設置されている。つま
り、光源部５２から底面拡散導光板５１１への入射する
光の伝播方向と平行にプリズム部５１５が延在するよう
に配置されている。

【００８０】なお、この例の拡散板５１３として使用で
きるものとしては、例えば、ＫＩＭＯＴＯ社製のライト
アップ１００ＰＢＵ、ライトアップ１００Ｓ、ライトア
ップ１００ＳＸ、ライトアップ１００ＭＸ−Ａ、ライト
アップ１００ＴＬ、ライトアップ１００ＳＨ等や、住友
スリーエム株式会社製の輝度上昇フィルム（ＢＥＦIII
９０／５０Ｔ、ＢＥＦIII９０／５０Ｍ等）などがあ
る。なお、その他の拡散板を使用するものとしても良
い。また、拡散シート５１４は、周知のものもであり、
反射ドットを目立たなくできるとともに、光を正面方向
に集めてバックライト５０の正面輝度を高くする働きを
有している。

【００８１】上記バックライト５０の構成では、光源部
５２、例えばＬＥＤを駆動させることで発光させ、光源
部５２からの光が導光システム部５１の拡散導光板５１
１に入射すると、バックライト５０の配光の最大輝度
が、バックライト５０の正面、ここでは拡散シート５１
４の出射面の垂線方向（フォトセンサ部１０の入射面に
対する垂線方向）に対して斜めの方向、詳細には、バッ
クライト５０の正面の垂線方向を０°とした際に、−１
０°〜−７０°の範囲内となっている。

【００８２】本実施の形態のバックライト５０による明
るさの分布を図１１に示す。図１１では、住友スリーエ
ム株式会社製の輝度上昇フィルム（ＢＥＦIII９０）を
用いたときのバックライト５０の正面の垂線方向を０°
とした際の配光の分布を示し、この０°の垂線を軸とし
て拡散シート５１４からの光の出射角が光源部５２側に
傾斜するほど出射角の正の値が増大し、光源部５２と反
対側に傾斜するほど負の角度の絶対値が増大するように
定義されている。縦軸は単位面積当たりの明るさを示
す。この図１１に示すように、本実施の形態のバックラ
イト５０の配光の最大輝度の出射角は、バックライト５
０の正面の出射面の垂線方向（フォトセンサ部１０の入
射面に対する垂線方向）を０°とした際に、垂線方向に
対して４５°以上傾いた方向、つまり、−５０°付近の
方向となっている。

【００８３】次に、指紋読取装置Ａにおいて、被験者の
指紋を読み取る際の動作を説明する。被験者は、まず、
図１に示すように、指先が指先保持部Ｂにフィットする
ように、指先を指先保持部Ｂに接触させる。また指先が
指先保持部Ｂに接触すると、指のキャパシタが加わるこ
とにより指先保持部Ｂで変位する電圧又は電流をコント
ローラ１４が検知する。そして、コントローラ１４は、
フォトセンスを開始するように制御信号群Ｔｃｎｔ，Ｂ
ｃｎｔ，Ｄｃｎｔをそれぞれトップゲートドライバ１
１、ボトムゲートドライバ１２，ドレインドライバ１３
に供給するとともに、光源部５２に発光信号を供給す
る。これに応じて光源部５２からの光が拡散板５１３に
より適宜所定の角度に集光されて拡散シート５１４の表
面からフォトセンサ部１０に向けて出射され、トップゲ
ートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２，ドレイ
ンドライバ１３は、フォトセンサ部１０の各ＤＧ−ＴＦ
Ｔ１０ａに適宜信号を出力し、行毎にフォトセンスす
る。

【００８４】ここで、図１を参照して、フォトセンスに
ついて説明すると、導光システム部５１から照射される
照射光は、ボトムゲート電極２１により、直接、半導体
層２３には入射されず、保護絶縁膜３１に向かって進行
する。指先の凸部は、保護絶縁膜３１に接触しており、
バックライト５０から出射され指先に当たった照射光は
乱反射し、凸部の直下に配置されたＤＧ−ＴＦＴ１０ａ
の半導体層２３に入射され、半導体層２３で光量に応じ
て電子−正孔対が生成される。一方、指先の凹部は、保
護絶縁膜３１に接触していないので乱反射が起こらず、
その直下のＤＧ−ＴＦＴ１０ａの半導体層２３に、充分
なキャリアが生成される程の光が入射されることはな
い。

【００８５】ＤＧ−ＴＦＴ１０ａは、生成された電子−
正孔対のうちの正孔を、トップゲート電極３０に印加さ
れたキャリア蓄積電圧（−１５〔Ｖ〕）により、半導体
層２３及びトップゲート絶縁膜２９に蓄積させ、この正
孔による電荷がキャリア蓄積電圧の影響を緩和させる。
一定時間経過後、ボトムゲート電極２１の電位は、チャ
ネル非形成電圧（０〔Ｖ〕）からチャネル形成電圧（＋
１０〔Ｖ〕）に変わると、蓄積された正孔の量が多い
程、言い換えると、入射された光の量が多い程、ＤＧ−
ＴＦＴ１０ａでドレイン電流値が大きくなり、ＤＬの電
位の変位も大きくなる。そして、ドレインドライバ１３
は、ＤＬの電位を行毎に読み取り、データ信号ＤＡＴＡ
に変換してコントローラ１４に出力し、その結果、被験
者の指紋パターンが読み取られるようになっている。

【００８６】上述した指紋パターンを読み取る動作にお
いて、フォトセンサ部１０に備えられているＤＧ−ＴＦ
Ｔ１０ａの具体的な動作について、図１２（ａ）〜
（ｉ）に示す模式図を参照して説明する。なお、以下の
説明において、１Ｔの期間は、図８に示す１Ｔ分の一選
択期間と同じ長さを有するものとする。また、説明を簡
単にするため、フォトセンサ部１０に配置されているＤ
Ｇ−ＴＦＴ１０ａのうち、最初の三行のみを考えること
とする。

【００８７】まず、タイミングＴ１からＴ２までの１Ｔ
の期間において、図１２（ａ）に示すように、トップゲ
ートドライバ１１は、一行目のＴＧＬに＋２５〔Ｖ〕を
印加し、二、三行目（他の全行）のＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。すなわち、トップゲートドライバ１
１の段ＲＳ（１）からハイレベルの出力信号が出力さ
れ、段ＲＳ（２），ＲＳ（３）からローレベルの出力信
号が出力される。一方、ボトムゲートドライバ１２は、
すべてのＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。すなわち、ボト
ムゲートドライバ１２の段ＲＳ（１）〜ＲＳ（３）から
ローレベルの出力信号が出力される。この期間におい
て、一行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａがリセット状態（図５
（ａ）参照）となり、二、三行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａ
が前の垂直期間での読み出し状態を終了した状態（フォ
トセンスに影響しない状態）となる。

【００８８】次に、タイミングＴ２からＴ３までの１Ｔ
の期間において、図１２（ｂ）に示すように、ハイレベ
ルの出力信号がトップゲートドライバ１１の段ＲＳ
（２）にシフトして、トップゲートドライバ１１は、二
行目のＴＧＬに＋２５〔Ｖ〕を印加し、他のＴＧＬに−
１５〔Ｖ〕を印加する。一方、ボトムゲートドライバ１
２は、すべてのＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。この期間
において、一行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａがフォトセンス
状態（図５（ｅ）参照）となり、二行目のＤＧ−ＴＦＴ
１０ａがリセット状態（図５（ａ）参照）となり、三行
目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａが前の垂直期間での読み出し状
態を終了した状態（フォトセンスに影響しない状態）と
なる。

【００８９】次に、タイミングＴ３からＴ４までの１Ｔ
の期間において、図１２（ｃ）に示すように、ハイレベ
ルの出力信号がトップゲートドライバ１１の段ＲＳ
（３）にシフトして、トップゲートドライバ４は、三行
目のＴＧＬに＋２５〔Ｖ〕を印加し、他のＴＧＬに−１
５〔Ｖ〕を印加する。一方、ボトムゲートドライバ１２
は、すべてのＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。この期間に
おいて、一、二行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａがフォトセン
ス状態（図５（ｅ）参照）となり、三行目のＤＧ−ＴＦ
Ｔ１０ａがリセット状態（図５（ａ）参照）となる。

【００９０】次に、タイミングＴ４からＴ４．５までの
０．５Ｔの期間において、図１２（ｄ）に示すように、
トップゲートドライバ１１は、すべてのＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。一方、ボトムゲートドライバ１２
は、すべてのＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。また、ドレ
インドライバ１３は、すべてのＤＬに＋１０〔Ｖ〕を印
加する。この期間において、すべての行のＤＧ−ＴＦＴ
１０ａがフォトセンス状態（図５（ｅ）参照）となる。

【００９１】次に、タイミングＴ４．５からＴ５までの
０．５Ｔの期間において、図１２（ｅ）に示すように、
トップゲートドライバ１１は、すべてのＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。一方、ボトムゲートドライバ５は、
一行目のＢＧＬに＋１０〔Ｖ〕を印加し、他のＢＧＬに
０〔Ｖ〕を印加する。すなわち、ボトムゲートドライバ
１２の段ＲＳ（１）からハイレベルの出力信号が出力さ
れ、段ＲＳ（２），ＲＳ（３）からローレベルの出力信
号が出力される。この期間において、一行目のＤＧ−Ｔ
ＦＴ１０ａが第一または第二の読み出し状態（図５
（ｄ）又は（ｆ）参照）となり、二、三行目のＤＧ−Ｔ
ＦＴ１０ａがフォトセンス状態（図５（ｅ）参照）のま
まとなる。

【００９２】ここで、一行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａで
は、フォトセンス状態となっていたタイミングＴ２から
Ｔ４．５までの期間で十分な光が半導体層２３に照射さ
れていると、第二の読み出し状態（図５（ｆ）参照）と
なって半導体層２３内にｎチャネルが形成されるため、
対応するＤＬ上の電荷がディスチャージされる。一方、
タイミングＴ２からＴ４．５までの期間で十分な光が半
導体層２３に照射されていないと、第一の読み出し状態
（図５（ｄ）参照）となって半導体層２３内のｎチャネ
ルがピンチオフされるため、対応するＤＬ上の電荷はデ
ィスチャージされない。ドレインドライバ１３は、タイ
ミングＴ４．５からＴ５までの期間で各ＤＬ上の電位を
読み出して、データ信号ＤＡＴＡに変換し、一行目のＤ
Ｇ−ＴＦＴ１０ａが検出したデータとしてコントローラ
１４に供給する。

【００９３】次に、タイミングＴ５からＴ５．５までの
０．５Ｔの期間において、図１２（ｆ）に示すように、
トップゲートドライバ１１は、すべてのＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。一方、ボトムゲートドライバ１２
は、すべてのＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。また、ドレ
インドライバ１３は、すべてのＤＬに＋１０〔Ｖ〕を印
加する。この期間において、一行目のＤＧ−ＴＦＴ１０
ａが読み出しを終了した状態となり、二、三行目のＤＧ
−ＴＦＴ１０ａがフォトセンス状態（図５（ｅ）参照）
となる。なお、タイミングＴ５からＴ５．５の間では、
ボトムゲートドライバ１２の段ＲＳ（１）のハイレベル
の出力信号が段ＲＳ（２）に入力されるが、段ＲＳ
（２）に入力されるクロック信号ＣＫ２がハイレベルに
なっていないため、二行目のＢＧＬが０〔Ｖ〕に印加さ
れている。

【００９４】次に、タイミングＴ５．５からＴ６までの
０．５Ｔの期間において、図１２（ｇ）に示すように、
トップゲートドライバ１１は、すべてのＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。一方、ハイレベルの出力信号がボト
ムゲートドライバ１２の段ＲＳ（２）にシフトして、ボ
トムゲートドライバ１２は、二行目のＢＧＬに＋１０
〔Ｖ〕を印加し、他のＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。こ
の期間において、一行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａが読み出
しを終了した状態となり、二行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａ
が第一または第二の読み出し状態（図５（ｄ）または
（ｆ）参照）となり、三行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａがフ
ォトセンス状態（図５（ｅ）参照）となる。

【００９５】ここで、二行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａで
は、フォトセンス状態となっていたタイミングＴ３から
Ｔ５．５までの期間で十分な光が半導体層２３に照射さ
れていると、第二の読み出し状態（図５（ｆ）参照）と
なって半導体層２３内にｎチャネルが形成されるため、
対応するＤＬ上の電荷がディスチャージされる。一方、
タイミングＴ３からＴ５．５までの期間で十分な光が半
導体層２３に照射されていないと、第一の読み出し状態
（図５（ｄ）参照）となって半導体層２３内のｎチャネ
ルがピンチオフされるため、対応するＤＬ上の電荷はデ
ィスチャージされない。ドレインドライバ１３は、タイ
ミングＴ５．５からＴ６までの期間で各ＤＬ上の電位を
読み出して、データ信号ＤＡＴＡに変換し、二行目のＤ
Ｇ−ＴＦＴ１０ａが検出したデータとしてコントローラ
１４に供給する。

【００９６】次に、タイミングＴ６からＴ６．５までの
０．５Ｔの期間において、図１２（ｈ）に示すように、
トップゲートドライバ１１は、すべてのＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。一方、ボトムゲートドライバ１２
は、すべてのＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。また、ドレ
インドライバ１３は、すべてのＤＬに＋１０〔Ｖ〕を印
加する。この期間において、一、二行目のＤＧ−ＴＦＴ
１０ａが読み出しを終了した状態となり、三行目のＤＧ
−ＴＦＴ１０ａがフォトセンス状態（図５（ｅ）参照）
となる。

【００９７】次に、タイミングＴ６．５からＴ７までの
０．５Ｔの期間において、図１２（ｉ）に示すように、
トップゲートドライバ１１は、すべてのＴＧＬに−１５
〔Ｖ〕を印加する。一方、ハイレベルの出力信号がボト
ムゲートドライバ１２の段ＲＳ（３）にシフトして、ボ
トムゲートドライバ１２は、三行目のＢＧＬに＋１０
〔Ｖ〕を印加し、他のＢＧＬに０〔Ｖ〕を印加する。こ
の期間において、一、二行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａが読
み出しを終了した状態となり、三行目のＤＧ−ＴＦＴ１
０ａが第一または第二の読み出し状態（図５（ｄ）また
は（ｆ）参照）となる。

【００９８】ここで、三行目のダブルゲートトランジス
タ７では、フォトセンス状態となっていたタイミングＴ
４からＴ６．５までの期間で十分な光が半導体層２３に
照射されていると、第二の読み出し状態（図５（ｆ）参
照）となって半導体層２３内にｎチャネルが形成される
ため、対応するＤＬ上の電荷がディスチャージされる。
一方、タイミングＴ４からＴ６．５までの期間で十分な
光が半導体層２３に照射されていないと、第一の読み出
し状態（図５（ｄ）参照）となって半導体層２３内のｎ
チャネルがピンチオフされるため、対応するＤＬ上の電
荷はディスチャージされない。ドレインドライバ１３
は、タイミングＴ６．５からＴ７までの期間で各ＤＬ上
の電位を読み出して、データ信号ＤＡＴＡに変換し、三
行目のＤＧ−ＴＦＴ１０ａが検出したデータとしてコン
トローラ１４に供給する。

【００９９】こうしてドレインドライバ１３から行毎に
供給されたデータ信号ＤＡＴＡに対して、コントローラ
１４が所定の処理を行うことで、被験者の指先の指紋パ
ターンが読み取られるようになっている。

【０１００】ここで、フォトセンサ部１０の入射角を図
１１の出射角の定義に合わせて、バックライト５０の出
射面の垂線方向、つまりフォトセンサ部１０の入射面の
垂線方向を０°の軸として光源部５２側に傾斜するほど
入射角の負の絶対値が増大し、光源部５２と反対側に傾
斜するほど入射角の正の値が増大するように定義する
と、上記フォトセンサ部１０の最大センサ感度領域は、
図９での説明から明らかなように、フォトセンサ部１０
での光入射角３０°〜５５°（拡散シート５１４での光
出射角３０°〜５５°に対応）、フォトセンサ部１０で
の光入射角−３０°〜−５５°（拡散シート５１４での
光出射角−３０°〜−５５°に対応）、となっており、
本実施の形態の指紋読取装置Ａのバックライト５０はこ
の範囲内に最大輝度の出射角があるように光を集光する
ことができるので、垂直方向から出射されるバックライ
トに比べて、つまり、フォトセンサ部１０の裏面から該
裏面の垂線方向から入射される場合よりセンサ感度が高
いものとなっている。なおこの最大センサ感度領域内の
最大輝度は、輝度が最低の角度での輝度の二倍以上が望
ましく、より望ましくは三倍以上、さらに望ましくは五
倍以上あるとよい。そして、本実施の形態の指紋読取装
置Ａのバックライト５０は、この角度の範囲内に最大輝
度を設けるように集光しているため、指紋読取装置Ａで
は、バックライト５０は光源部５２の消費電力を少なく
して導光システム部５１から、より効率的に光を出射す
ることができ、この出射光により、フォトセンサ部１０
が最大感度領域、つまり安定した読み取りが行える領域
で指紋を読み取ることができる。

【０１０１】このように上記指紋読取装置Ａによれば、
フォトセンサ部１０に光を照射するバックライト５０の
光の最大輝度の出射角を、許容入射角の範囲約−７５°
〜約７５°（拡散シート５１４での許容出射角約−７５
°〜約７５°）内にしただけでなく、特に最大センサ感
度領域となるフォトセンサ部１０での光入射角３０°〜
５５°、−３０°〜−５５°内にすることにより光源部
の消費電力の低減化を図ったが、許容入射角の範囲内に
十分大きい輝度があれば、効率よくセンシングできる。

【０１０２】ここで図１３に示すように、バックライト
５００の構成として、反射板５１２の上部の底面拡散導
光板５１１の上方に、２枚の拡散板５１３を、互いのプ
リズム部５１５の延在方向が直交するように配置する。
すると、バックライト５００では、図１４に示すように
最大輝度の出射角が垂直方向に近づくようになる。図１
４は、２枚の拡散板５１３として住友スリーエム株式会
社製の輝度上昇フィルム（ＢＥＦIII９０）を用いたと
きのバックライト５００の輝度分布を示すグラフである
が、光出射面に対する垂直方向の角度を０°とした場
合、−２２°付近に集光され、−２２°付近が最大輝度
の出射角となり、許容入射角の範囲内に光を集光するこ
とによりバックライトの消費電力を抑えることができ
る。ただしバックライト５００はバックライト５０に比
べて拡散板５１３の数が増えるためにコスト高になると
ともに拡散板５１３の光吸収により輝度が全体的に低く
なる。

【０１０３】また、上記のように構成された指紋読取装
置Ａにおいて、バックライトは該バックライトの上部に
配置されたフォトセンサ部１０に、バックライトの正面
の垂線に対して傾いた斜め方向が最大輝度の出射角であ
る光を照射するように構成されていれば、どのように構
成されていてもよい。以下、図１５〜図２７を参照し
て、指紋読取装置Ａが備えるバックライトの構成の変形
例を説明する。なお、変形例としてのバックライトを説
明する上で、上述したバックライト５０を構成する部材
と同部材を用いた場合には、同符号、同名称を付して説
明は省略する。

【０１０４】＜変形例１＞図１５に、上述した構成の指
紋読取装置Ａの有するバックライト５０の変形例として
のバックライトの構成を示す。図１５に示すバックライ
ト５０Ａは、光源部５２と、導光システム部５１の構成
において、拡散板５１３を拡散導光板５１１の上面５１
１ｂに密着して設けた導光システム部５１Ａとを備え
る。なお、拡散板５１３のプリズム部５１５の延在方向
は上述した導光システム部５１における拡散板５１３の
プリズム部５１５と同様な方向で配置されている。つま
り、導光システム部５１Ａでは、拡散板５１３を底面拡
散導光板５１１との間に空気層を形成させず、密着した
状態で配置させている。なお、これら拡散板５１３及び
底面拡散導光板５１１とは粘着材などで接着させた構成
としてもよい。このとき粘着材は、底面拡散導光板５１
１あるいは拡散板５１３の基材に近い屈折率を有するも
のを用いると、内部での乱反射による光の減衰を抑制し
てより好適な効果を得ることができる。

【０１０５】＜変形例２＞図１６に上述した構成の指紋
読取装置Ａの有するバックライト５０の変形例２として
のバックライトの構成を示す。図１６に示す導光システ
ム部５１Ｂは、光源部（ＬＥＤ）５２に隣接する一端面
５１１ｆから該光源部５２の光が入射し、内部で拡散し
て光を放射する拡散導光板（導光体）５１１Ｂと、拡散
導光板５１１Ｂの底面５１１ｃを覆う反射板５１２と、
拡散導光板５１１Ｂの上面５１１ｇを覆うように配置さ
れた拡散シート５１４とを備える。なお、上記拡散導光
板５１１Ｂは、底面５１１ｃを反射板５１２で覆ってい
る反射板５１２の他に、図示しないが、光源部５２が配
置された側面及び上面を除いて反射板で覆われた状態と
なっている。

【０１０６】拡散導光板５１１Ｂの表面５１１ｇは、多
数の細かい凹凸部を備えるプリズム形状に形成され、凸
部は光源部５２から光が入射する端面５１１ｆから該端
面５１１ｆに対向する端面５１１ｈに延在するように形
成されている。つまり、光源部５２から拡散導光板５１
１Ｂへの入射する光の伝播方向と平行にプリズムを構成
する凸部が延在するように配置され、上面５１１ｇから
出射される光を表面５１１ｇに対して該表面５１１ｇの
垂直方向からずれた方向に集め、最大輝度の出射角がバ
ックライト５０Ｂの表面（ここでは、拡散シート５１４
の表面）の垂線からずれる方向となるようになってい
る。このように、拡散導光板５１１Ｂの表面に直接プリ
ズム部が形成された状態となっているので、両者を別体
にした構成と比べて光透過性が向上されている。

【０１０７】＜変形例３＞図１７に上述した構成の指紋
読取装置Ａの有するバックライト５０の変形例３として
のバックライトの構成を示す。図１７に示すバックライ
ト５０Ｃでは、バックライト５０の構成において、表面
に断面三角形のプリズム部５１５を多数備えた拡散板５
１３に代えて、表面に断面略半円形状の多数のプリズム
部（住友化学製 ルミスルー）５１６を備える第２拡散
板５１３Ｃを備えた構成となっている。つまり、第２拡
散板５１３Ｃを拡散導光板５１１の上面に配置した導光
システム部５０Ｃでは、光源部５２から底面拡散導光板
５１１への入射する光の伝播方向と平行に多数のプリズ
ム部５１６が延在するように配置され、バックライト５
０Ｄの表面から出射される光を表面に対して該表面の垂
直方向からずれた方向に集められ、バックライト５０Ｄ
の配光の最大輝度の出射角がバックライト５０Ｄの表面
（ここでは、拡散シート５１４の表面）の垂線からずれ
る方向となるようになっている。また、光源部５２の光
は段面半円形のプリズム部５１６を備えた第２拡散板５
１３Ｄを透過することで、バックライト５０Ｄ正面から
出射される光の面内均一化が図られている。つまり、配
光の最大輝度の出射角が傾いているとともに、略均一化
された光をフォトセンサ部１０に出射することができ
る。

【０１０８】なお、図１７では、多数の段面半円形状の
プリズム部５１６を第２拡散導光板５１１Ｃに形成した
構成としたが、これに限らず、底面拡散導光板５１１の
表面形状を、同断面略半円形状に形成してもよい。この
ように底面拡散導光板５１１の表面を断面略半円形状の
プリズム形状に形成すれば、上述したものと同様の効果
を得ることができることは勿論、上述のものと比べて、
光透過率が向上するとともに、一層の薄型化を図ること
ができる。

【０１０９】＜変形例４＞図１８に示すバックライト５
０Ｄの構成は、ＬＥＤからなる光源部５２と、光源部５
２の光を図示しないフォトセンサ部１０側に照射する導
光システム部５１Ｄとを備える。

【０１１０】導光システム部５１Ｄは、略平面状に形成
され、一端面５１１ｊから光源部５２の光が入射される
とともに底面部に多数のプリズム部５１７が形成された
底面プリズム導光板５１１Ｄと、底面プリズム導光板５
１１Ｄの底面５１１ｋを覆う反射板５１２と、底面プリ
ズム導光板５１１Ｄの光出射面である表面５１１ｂを覆
うように配置された光拡散板５１３と、光拡散板５１３
を上方から覆う拡散シート５１４とを備える。

【０１１１】底面プリズム導光板５１１Ｄは、透明樹脂
から成形され、一端面から入射した光源部５２の光が底
面部に至った際に、該底面部のプリズム部５１７で散乱
させて、表面５１１ｂである光出射面から出射させるよ
うに構成されている。多数のプリズム部５１７は略水平
な底面プリズム導光板５１１Ｄの底面に、光源部５２か
ら入射する光の方向と交差する方向に延在する切欠部５
１７ａを多数所定間隔開けて平行に形成することでな
る。

【０１１２】このように形成されたバックライト５０Ｄ
の配光の最大輝度の出射角は、図１９に示すように、バ
ックライトの出射面の垂線方向（フォトセンサ部１０の
入射面に対する垂線方向）を０°とした場合、０°〜−
４０°の角度範囲の方向となる。このように構成された
バックライト５０Ｄによれば、上述したバックライト５
０と比べ、底面拡散型の導光板５１１に変えて、底面プ
リズム導光板５１１Ｄを用いているので、底面拡散せ
ず、導光板内部での光の損失が少なく、広い角度領域の
光を高効率で光出射面から出射することができる。この
ように光効率が向上されているので、一層の低消費電力
化が図られた指紋読取装置を実現することができる。な
お、図１８の導光システム部５１Ｄでは、拡散板５１３
の代わりに図１７に示す断面略半円形状の多数のプリズ
ム部５１６を備える第２拡散板５１３Ｃを適用してもよ
い。

【０１１３】＜変形例５＞図２０に上述した構成の指紋
読取装置Ａの有するバックライト５０の変形例５として
のバックライトの構成を示す。図２０に示すバックライ
ト５０Ｅの構成は、ＬＥＤからなる光源部５２と、該光
源部５２の光を図示しないフォトセンサ部１０側に照射
する導光システム部５１Ｅとを備える。導光システム部
５１Ｅは、上述した変形例４のバックライト５０Ｄの導
光システム部５１Ｄの構成（図１８参照）において、拡
散板５１３を省いた構成であり、導光システム部５１Ｄ
で用いられたものと同様の反射板５１２と拡散シート５
１４との間に、底面プリズム導光板５１１Ｄが配設され
たものである。

【０１１４】図２１にバックライト５０Ｅの出射面の垂
線方向（フォトセンサ部１０の入射面に対する垂線方
向）を０°とした際の明るさの分布を示す。つまり、バ
ックライト５０Ｅによれば、バックライト５０Ｅの正面
の配光の最大輝度の出射角が、前記正面の垂線方向より
傾いた方向となっており、垂線方向より４５°（または
−４５°）以上傾いた方向、−７０°の方向となってお
り、−７０°の方向となっている。このように、配光最
大輝度の出射角の方向が−７０°であるバックライト５
０Ｅを用いて、該バックライト５０Ｅの上部に配置され
たフォトセンサ部１０を照射する構成としても、フォト
センサ部１０を正面配光時と同じ感度を維持させた状態
にすることができる。

【０１１５】＜変形例６＞上記変形例５としてのバック
ライト５０Ｅで用いられた底面プリズム導光板５１１Ｄ
は透明樹脂製のものとしたが、図２２に示すように、反
射板５１２、拡散シート５１４との間に配設された導光
板を、該導光板の主材料と異なる屈折率を有する物質と
の混合材料からなり、その屈折率差によって光を拡散さ
せるように構成した拡散材入り底面プリズム導光板５１
８としてもよい。図２２に示すバックライト５０Ｆは、
光源部５２と、光源部５２からの光をフォトセンサ部１
０側に照射する導光システム部５１Ｆとを備え、導光シ
ステム部５１Ｆの有する拡散材入り底面プリズム導光板
５１８を、該導光板５１８の主材料と屈折率の異なるフ
ィラー材料を混合して形成している。

【０１１６】ここでは、導光板５１８の主原料５１８ａ
を屈折率ｎ＝１．４９のアクリルとし、フィラー材料
（拡散材）５１８ｂとして屈折率ｎ＝１．４２の樹脂ビ
ーズ５１８ｂとしている。この樹脂ビーズ５１８ｂをア
クリル５１８ａに混合することで拡散材入り底面プリズ
ム導光板５１８は形成されている。この樹脂ビーズ５１
８ｂにより、拡散材入り底面プリズム導光板５１８内を
光が伝播する際に、該光が拡散される。なお、樹脂ビー
ズ５１８ｂとしてシリコン、エポキシ樹脂などが挙げら
れる。また、上記拡散材入り底面プリズム導光板５１８
を構成する主原料とフィラー材料（拡散材）との屈折率
差は、０．０３〜０．４であることが好ましい。

【０１１７】＜変形例７＞図２３に示すバックライト５
０Ｇは、光源部５２と導光システム部５１Ｇとを備え
る。導光システム部５１Ｇは、反射板５１２と、光源部
５２に対向する一端面５１９ａを有し該一端面５１９ａ
から光源部５２の光が入射する楔形導光板５１９と、楔
形導光板５１９の上面を覆うように配置された拡散シー
ト５１４とを備える。楔形導光板５１９は、光出射面と
なる表面５１９ｂが略水平に設けられ、底面５１９ｃが
前記表面５１９ｂに対して傾斜し、光源部５２側から漸
次細くなるように断面略三角形状に形成されている。

【０１１８】また、楔形導光板５１９の底面部には、底
面５１９ｃに互いに平行で且つ前記一端面５１９ａと平
行に延在する切欠部５１９ｄが形成されることでなる多
数のプリズム部５２０が設けられ、これらプリズム部５
２０の一面（一辺）は反射板して機能している。これら
プリズム部５２０により楔形導光板５１９内で伝播され
た光は拡散されるようになっている。反射板５１２は、
傾斜する底面５１９ｃに沿って配置されており、楔形導
光板５１９の底面５１９ｃから外方に出射される光を反
射させるものである。

【０１１９】この導光システム部５１Ｇでは、光源部５
２からの入射される光を光出射面である表面５１９ｂか
ら出射させる機能を有する導光板５１９を楔形としてい
るので、光源部５２からの光を集中させて光出射面５１
９ｂから出射させることができる。よって、平面視同形
状の平板の導光板よりも出射効率を増加させることがで
き、これにより平板状の導光板を用いて上方のフォトセ
ンサ部１０に該フォトセンサ部が指紋読み取りに必要な
光の量を出射する構成のバックライトよりも、光源部の
光を弱くして、平板状の導光板と同等の光出力量を得る
ことができる。よって、光源部の低消費電力化を実現す
ることができる。なお、図２３の導光システム部５１Ｇ
では、楔形導光板５１９内に図２２の導光板５１９の主
材料と屈折率の異なるフィラー材料からなる樹脂ビーズ
５１８ｂを混合してもよい。

【０１２０】＜変形例８＞図２４に変形例８としてのバ
ックライト５０Ｈを示す。図２４に示すバックライト５
０Ｈは、光源部５２と、該光源部５２からの光を上方の
フォトセンサ部に出射する導光システム部５１Ｈとを備
える。導光システム部５１Ｈは、対向配置された反射板
５１２Ｈと拡散シート５１４との間に配置される導光板
を、光源部側の一端面５２１ａから離れる方向に向かっ
て漸次細くなる断面略三角形状とし、且つ底面５２１ｂ
を湾曲させた形状の底面湾曲型導光板５２１としてい
る。この底面湾曲型導光板５２１の表面、つまり光出射
面は水平面となっている。なお、反射板５１２Ｈは前記
底面湾曲型導光板５２１の底面５２１ｂに沿った形状に
湾曲しており、断面円弧状のものとなっている。

【０１２１】底面湾曲型導光板５２１の底面５２１ｂの
湾曲度合いは、光源に近い側では、光出射面である上面
５２１ｃに対する角度差が大きくなるように構成されて
いる。つまり、図２５に示すように、底面５２１ｂにお
いて、表面５２１ｃに対する角度が大きい光源側部分で
反射した光Ｌ１は底面湾曲型導光板５２１の表面５２１
ｃの光源側で出射され、表面５２１ｃに対する角度が小
さい底面部分で反射した光Ｌ２は表面５２１において光
源部５２から離れた部分から出射される。この構成より
底面湾曲型導光板５２１の光出射面である表面５２１ｃ
から出射される光は、その最大輝度の出射角は表面５２
１ｃの垂線に対して傾いた方向であるが、画内均一性の
向上が図られたものとなっている。なお、図２４の導光
システム部５１Ｈでは、底面湾曲型導光板５２１内に図
２２の導光板５１９の主材料と屈折率の異なるフィラー
材料からなる樹脂ビーズ５１８ｂを混合してもよい。

【０１２２】＜変形例９＞図２６に示すバックライト５
０Ｉは、光源部５２と導光システム部５１Ｉとを備え、
この導光システム部５１Ｉは、反射板５１２と拡散シー
ト５１４との間に、一側面５２２ａから光源部５２の光
が入射する階段状導光板５２２が配設されたものであ
る。この階段状導光板５２２は、平面視矩形状をなし、
光出射面５２２ｂとなる上面が階段状に形成されてい
る。

【０１２３】つまり、階段状導光板５２２の上面５２２
ｂは複数の高さの異なる段面５２３と、段面５２３とを
接続する段差面５２４とを有し、光源部５２側から離隔
するにしたがって断面５２３の高さが低くなっている。
また、各段面５２３は底面５２２ｃと平行に形成され、
段差面５２４は底面５２２ｃと直交するように形成され
ており、段面５２３と段差面５２４との接合部分でる角
がすべて同一平面内に配置されるものとなっている。

【０１２４】階段状導光板５２２は、角が水平面に位置
するように設置され、これにより底面５２２ｃは光源部
５２側から離隔する方向に向かって上がるように傾斜し
て配置される。そして、反射板５１２は 傾斜した底面
５２２ｃに沿って該底面５２２ｃを覆うように配置され
ている。このバックライト５０Ｉでは、図２７に示すよ
うに、階段状導光板５２２の一端面５２２ａ側から入射
した光源部５２の光は、階段状導光板５２２内では、上
下の界面（底面や段面等）で効率の高い全反射を繰り返
し（図中矢印Ｌ３参照）、光出射面、特に、段差面５２
４から、バックライト上方のフォトセンサ部１０側に出
射する。このような光出射面では効率の高い垂直出射が
多くなる。これにより、階段状導光板５２２内での出射
効率が上昇し、光源部５２からの光出力を小さくして
も、フォトセンサ部が必要な光をフォトセンサ部に出射
することができる。つまり、光源部５２の低消費電力化
が可能となる。

【０１２５】このような上述した各変形例１〜９のバッ
クライトを備えた指紋読取装置Ａでは、上述したバック
ライト５０，５００を備える指紋読取装置Ａと同様の作
用を得ることができることにより、フォトセンサ部１０
の光を集光させてセンサ感度を維持しつつ、光効率が向
上され、低消費電力化を図ることができる。

【０１２６】なお、上記読取装置は、携帯電話等の情報
端末、パーソナルコンピュータに付属して未登録者のア
クセス制限するため、またドアや出入り口に配置するこ
とで予め登録されていない者の侵入防止を行うため、の
個人認証デバイスに適用することができる。

【０１２７】

【発明の効果】本発明によれば、バックライトの輝度を
出射角に応じて変え、その最大輝度となる出射角を、セ
ンサ部感度の許容入射角範囲内に設定するので、バック
ライトを低消費電力で効率よくセンシングすることがで
きる。

【０１２８】また、センサ部を、ダブルゲート型ＴＦＴ
イメージセンサを有するものとすると、斜め光を最大感
度で被検体を読み取ることができ、バックライト光源の
出射光の角度の設定が容易なので、全面的により明るく
発光させる必要がなく、該バックライトの低消費電力化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る指紋読取装置のフォトセン
サデバイスの回路構成を示す図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面を示す断面図である。

【図３】前記指紋読取装置に設けられたフォトセンサ部
のダブルゲートトランジスタの具体的な態様を示す平面
図である。

【図４】前記ダブルゲートトランジスタの具体的な態様
を示す図であり、図３におけるＺ−Ｚ断面を示す断面図
である。

【図５】前記フォトセンサ部を構成するダブルゲートト
ランジスタの駆動原理を説明するための模式図である。

【図６】前記ドライバ回路部を構成するトップゲートド
ライバ又はボトムゲートドライバの全体構成を示す図で
ある。

【図７】前記トップゲートドライバ又はボトムゲートド
ライバの各段の回路構成を示す図である。

【図８】前記トップゲートドライバ又はボトムゲートド
ライバの動作を示すタイミングチャートである。

【図９】フォトセンサ部１０の光の感度のデータを示す
図である。

【図１０】本実施の形態の指紋読取装置のバックライト
の構成を示す斜視図である。

【図１１】図１０で示すバックライトにより出射される
光の明るさの分布を示す図である。

【図１２】前記指紋読取装置において、被験者の指紋読
取動作を説明するための模式図である。

【図１３】表面に多数のプリズム部が設けられた拡散板
を２枚用いて構成されたバックライトの構成を示す斜視
図である。

【図１４】図１３のバックライトにより出射される光の
配光曲線を示す図である。

【図１５】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図１６】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図１７】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図１８】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図１９】図１８で示すバックライトが出射する光の配
光曲線を示した図である。

【図２０】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図２１】図２０で示すバックライトが出射する光の配
光曲線を示す図である。

【図２２】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図２３】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図２４】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図２５】図２４のバックライトが備える底面湾曲型導
光板において光の反射状態を示す図である。

【図２６】指紋読取装置が備えるバックライトの構成の
変形例を示す図である。

【図２７】図２６で示すバックライトの備える階段状導
光板の断面図である。

【符号の説明】

Ａ 指紋読取装置（読み取り装置） Ｂ 指先保持部 Ｃ フォトセンサデバイス １０ フォトセンサ部（センサ部） １０ａ ダブルゲートトランジスタ ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０
Ｆ，５０Ｇ，５０Ｈ，５０Ｉ バックライト（バック
ライト部） ５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１
Ｆ，５１Ｇ，５１Ｈ，５１Ｉ 導光システム部 ５２ 光源部 ５１１ 底面拡散導光板（導光体） ５１１ａ 一側面 ５１１ｂ 光出射面 ５１１Ｂ 拡散導光板（導光体） ５１１Ｃ 拡散導光板（導光体） ５１１Ｄ 底面プリズム導光板（導光体） ５１２Ｈ 反射板 ５１３，５１３Ｃ，５１３Ｄ 拡散板 ５１５，５１６，５１７ プリズム部 ５１８ 底面プリズム導光板（導光体） ５１８ａ 主原料 ５１８ｂ 樹脂ビーズ（混合材料） ５１９ 楔形導光板（導光体） ５２０ プリズム部 ５２１ 底面湾曲型導光板（導光体） ５２２ 階段状導光板（導光体） ５２２ｂ 上面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA49 AA56 BB05 CC16 DD01 DD05 FF42 FF63 GG03 GG07 HH02 HH12 HH15 JJ03 JJ18 JJ26 LL01 LL12 QQ03 QQ12 QQ31 QQ47 UU07 5B047 AA01 AA25 BB02 BC12 BC14 CA19 CB04 CB05 5C024 AX03 DX04 EX47 GX04 5C051 AA01 DB28 DC07

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を表面に接触した被検体で反射さ
   せ、この反射した光を受光素子に受光させ、該受光素子
   で受光した光量に基づいて光学的に被検体を読み取るセ
   ンサ部と、 出射角に応じて輝度が異なる光の最大輝度での出射角が
   前記センサ部感度の許容入射角範囲内である光を出射す
   るバックライトと、 を備えることを特徴とする読取装置。
2. 【請求項２】 前記バックライトの最大輝度は、前記バ
   ックライトの所定の出射角での最小輝度の二倍以上であ
   ることを特徴とする請求項１記載の読取装置。
3. 【請求項３】 前記センサ部の感度の許容入射角範囲は
   約−７５°〜約７５°であることを特徴とする請求項１
   または２記載の読取装置。
4. 【請求項４】 前記センサ部のセンサ感度の最大領域範
   囲は、光入射角３０°〜５５°及び光入射角−３０°〜
   −５５°であることを特徴とする請求項１〜請求項３の
   いずれか一つに記載の読取装置。
5. 【請求項５】 前記バックライトは光源、底面導光板、
   該底面導光板上方に設けられ、光の出射側に多数のプリ
   ズム部を有する光拡散板、及び拡散シートを有すること
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載
   の読取装置。
6. 【請求項６】 前記光拡散板の備える多数のプリズム部
   は、それぞれ断面略半円型であることを特徴とする請求
   項５記載の読取装置。
7. 【請求項７】 前記底面導光板は、底面に切欠部を有す
   る底面プリズム導光板であることを特徴とする請求項５
   または６記載の読取装置。
8. 【請求項８】 前記バックライトは光源、光の出射側に
   多数のプリズム部を有する導光板、及び拡散シートを有
   することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一
   つに記載の読取装置。
9. 【請求項９】 前記バックライトは光源、底面に切欠部
   を有する底面プリズム導光板、及び拡散シートを有する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに
   記載の読取装置。
10. 【請求項１０】 前記底面プリズム導光板は、前記底面
    プリズム導光板の主材料と屈折率の異なるフィラー材料
    を混合してなることを特徴とする請求項９記載の読取装
    置。
11. 【請求項１１】 前記底面プリズム導光板は楔形導光板
    であることを特徴とする請求項９または１０記載の読取
    装置。
12. 【請求項１２】 前記導光体の底面は湾曲面であること
    を特徴とする請求項９または１０記載の読取装置。
13. 【請求項１３】 前記バックライトは光源、光出射面が
    階段形状に形成されている導光板、及び拡散シートを有
    することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一
    つに記載の読取装置。
14. 【請求項１４】 前記センサ部は、ダブルゲート型トラ
    ンジスタを有することを特徴とする請求項１〜１３のい
    ずれか一つに記載の読取装置。