JP2008102418A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサを備えた表示装置の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a display device provided with a sensor.
液晶ディスプレイ等の表示装置は、薄型かつ軽量、低消費電力という大きな利点を持ち、パーソナルコンピュータや携帯電話等のディスプレイとして幅広く用いられている。また、これらの表示装置にタッチパネルやペン入力などの入力機能を付加することにより、更なる用途の拡大が進んでいる(特許文献1参照)。 A display device such as a liquid crystal display has a great advantage of being thin, lightweight, and low power consumption, and is widely used as a display for a personal computer, a mobile phone and the like. Further, by adding an input function such as a touch panel or a pen input to these display devices, the use is further expanded (see Patent Document 1).
このような表示装置は、画素毎に表示部及び撮像部を備えており、画像を表示する表示機能に加え、画素内の撮像部が備える受光部(例えば、光電変換素子)により、環境光やバックライト光等の外光を検出することで、指等の認識対象物の画像を取り込む認識機能を実現している。 Such a display device includes a display unit and an imaging unit for each pixel, and in addition to a display function for displaying an image, a light receiving unit (for example, a photoelectric conversion element) included in the imaging unit in the pixel causes environmental light or By detecting external light such as backlight light, a recognition function for capturing an image of a recognition object such as a finger is realized.
ここで、撮像部の光検出感度は、受光部の幅に比例する。また、受光部は表示部と一体的に設けられるので、受光部の最大幅は表示部の大きさによって制限される。また、受光部の最小幅は、製造プロセスの微細加工技術によって制限される。
しかしながら、画素内の撮像部は、通常、受光部の光検出感度を考慮することなく、開口率のみを考慮して設けられている。このため、光検出感度が低い受光部を多数設置してしまう場合があり、環境光やバックライト光等の外光照度の増加や低下に応じて認識性能(取り込み性能)が低下する問題がある。 However, the imaging unit in the pixel is usually provided with only the aperture ratio taken into consideration without considering the light detection sensitivity of the light receiving unit. For this reason, many light-receiving parts with low light detection sensitivity may be installed, and there is a problem that the recognition performance (capture performance) is lowered in accordance with the increase or decrease in the illuminance of external light such as ambient light and backlight light.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、外光照度の強弱に関係なく光情報を適切且つ確実に得る表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a display device that appropriately and reliably obtains optical information regardless of the intensity of external light illuminance.
第1の本発明に係る表示装置は、複数の画素を備えた画素領域を複数配置した表示領域と、前記画素領域に設けられた等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサと、前記画素領域に設けられた前記幅の最大値と同等又は該最大値より大きい幅の複数のセンサと、を有することを特徴とする。 A display device according to a first aspect of the present invention includes a display region in which a plurality of pixel regions each having a plurality of pixels are arranged, a plurality of sensors having different widths that are provided in the pixel region in an equal or different ratio, And a plurality of sensors having a width equal to or greater than the maximum value of the width provided in the pixel region.
本発明にあっては、等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサにより、画素領域(及び表示領域)の光検出感度の調整が可能であると共に、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はその最大値より大きい幅の複数のセンサにより、画素領域(及び表示領域)の光検出感度の向上を可能とするので、表示装置は外光照度の強弱に関係なく光情報を適切且つ確実に得ることができる。 In the present invention, it is possible to adjust the photodetection sensitivity of the pixel area (and display area) by a plurality of sensors having different widths that are either differentially or equiproportionally, and are also differentially or equally proportional. A plurality of sensors having a width equal to or larger than the maximum value of different widths can improve the light detection sensitivity of the pixel region (and the display region), so that the display device emits light regardless of the intensity of external light illuminance. Information can be obtained appropriately and reliably.
第2の本発明に係る表示装置は、前記等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅を持つセンサの数量は、前記等差的又は等比的に異なる幅を持つセンサの数量の1/3以上であることを特徴とする。 In the display device according to the second aspect of the present invention, the number of sensors having a width equal to or greater than the maximum value of the differently or equally different widths may be the same or differently. The number of sensors having different widths is 1/3 or more.
本発明にあっては、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はその最大値より大きい幅を持つセンサの数量が、等差的又は等比的に異なる幅を持つセンサの数量の1/3以上なので、画素領域の光検出感度をより確実に向上することができる。 In the present invention, the number of sensors having a width that is equal to or greater than the maximum value of the differentially or equally different widths is different from that of the sensor having a differentially or equally different width. Since it is 1/3 or more of the quantity, the light detection sensitivity of the pixel region can be improved more reliably.
第3の本発明に係る表示装置は、前記等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサ、及び前記等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅の複数のセンサを、前記画素領域にランダムに配置したことを特徴とする。 A display device according to a third aspect of the present invention is equivalent to or larger than the maximum value of the plurality of sensors having different widths that are different in the same or different ratio, and the width that is different in the same or different ratio. A plurality of width sensors are randomly arranged in the pixel region.
本発明にあっては、等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサ、及び等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はその最大値より大きい幅の複数のセンサを、画素領域にランダムに配置するので、製造工程中に生じるセンサ特性のバラツキの影響を抑制し、画像取り込み時における周期的なムラを防止することができる。 In the present invention, a plurality of sensors having different widths that are differentially or equally different, and a plurality of sensors having a width that is equal to or greater than the maximum value of differently or equally different widths. Since the pixels are randomly arranged in the pixel region, it is possible to suppress the influence of variations in sensor characteristics that occur during the manufacturing process, and to prevent periodic unevenness during image capture.
第4の本発明に係る表示装置は、前記センサで取り込んだ外光照度に応じて、前記センサの露光時間及び/又はプリチャージ電圧を調整する制御回路を更に有することを特徴とする。 The display device according to a fourth aspect of the present invention further includes a control circuit that adjusts an exposure time and / or a precharge voltage of the sensor in accordance with the external light illuminance captured by the sensor.
本発明にあっては、センサで取り込んだ外光照度に応じて、センサの露光時間及び/又はプリチャージ電圧を調整する制御回路を更に有するので、撮像画像の黒つぶれや白つぶれを確実に防止することができる。 The present invention further includes a control circuit that adjusts the exposure time and / or precharge voltage of the sensor in accordance with the external light illuminance captured by the sensor, thereby reliably preventing blackout or whiteout of the captured image. be able to.
第5の本発明に係る表示装置は、複数の前記画素の透過率が同等であることを特徴とする。 A display device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that a plurality of the pixels have the same transmittance.
本発明にあっては、複数の画素の透過率が同等なので、異なる幅の複数のセンサを配置した場合に生じる輝度バラツキ等の表示品位の低下を防止することができる。 In the present invention, since the transmittance of a plurality of pixels is the same, it is possible to prevent deterioration in display quality such as luminance variation that occurs when a plurality of sensors having different widths are arranged.
第6の本発明に係る表示装置は、前記画素は、赤色,緑色,青色のサブ画素を備えるものであって、前記等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサ、及び前記等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅の複数のセンサは、前記サブ画素のうち少なくとも1つに対して設けられていることを特徴とする。 In a display device according to a sixth aspect of the present invention, the pixels include red, green, and blue sub-pixels, and the plurality of sensors having different widths that are the same or different from each other, and the equal differences. A plurality of sensors having a width equal to or greater than a maximum value of different widths that are different from each other is provided for at least one of the sub-pixels.
第7の本発明に係る表示装置は、赤色,緑色,青色の前記サブ画素のそれぞれの透過率が同等であることを特徴とする。 The display device according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that the red, green, and blue sub-pixels have the same transmittance.
本発明にあっては、赤色,緑色,青色のサブ画素のそれぞれの透過率が同等なので、表示装置のホワイトバランスの低下を防止することができる。 In the present invention, since the transmittances of the red, green, and blue sub-pixels are the same, it is possible to prevent the white balance of the display device from being lowered.
第8の本発明に係る表示装置は、前記制御回路が、前記等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサからのセンサ信号値の少なくとも一部を、前記等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅の複数のセンサからのセンサ信号値で置き換えて、前記センサの露光時間及び/又は前記プリチャージ電圧を調整することを特徴とする。 In the display device according to an eighth aspect of the present invention, the control circuit uses at least a part of the sensor signal values from the plurality of sensors having different widths that are different from each other in the same or different ratio. The sensor exposure value and / or the precharge voltage of the sensor are adjusted by replacing with sensor signal values from a plurality of sensors having a width equal to or greater than the maximum value of different widths.
本発明にあっては、等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサからのセンサ信号値の少なくとも一部を、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅の複数のセンサからのセンサ信号値で置き換えるので、外光照度が低い場合であっても、表示装置に近接した対象物をより確実に認識することができる。 In the present invention, at least a part of sensor signal values from a plurality of sensors having different widths that are differentially or equally different are equal to or the maximum of the maximum values of differently or equally different widths. Since the sensor signal values from a plurality of sensors having a width larger than the value are replaced, the object close to the display device can be more reliably recognized even when the external light illuminance is low.
本発明によれば、外光照度の強弱に関係なく光情報を適切且つ確実に得ることができる。 According to the present invention, optical information can be obtained appropriately and reliably regardless of the intensity of external light illuminance.
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
<表示装置の全体構成についての説明>
図1は、本実施の形態における表示装置1の概略的な構成を示す構成図である。表示装置1は、ガラス基板等の透光性基板により形成されたアレイ基板2、及び、アレイ基板2にフレキシブル基板3を介して接続された外部基板4を備える。
<Description of overall configuration of display device>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a
アレイ基板2には、画像を表示する表示領域部11、走査線G(n:正の整数)に走査信号GATEを出力する走査線駆動回路12、信号線S(m:正の整数)に映像信号を出力する信号線駆動回路13、リセット制御線C(n:正の整数)にリセット制御信号CRTを出力するリセット制御線駆動回路14、出力制御線O(n:正の整数)に出力制御信号OPTを出力する出力制御線駆動回路15、外部基板4に対してセンサ出力データを出力するセンサ出力回路16、及び、外部基板4に対するインタフェース回路17等が設けられている。
The
フレキシブル基板3には、アレイ基板2と外部基板4とを電気的に接続する複数本の配線が設けられている。
The
外部基板4には、アレイ基板2に対して制御信号を含む各種の信号を出力する制御回路18、アレイ基板2に対してコモン電圧を供給するコモン回路19、及び、アレイ基板2に対して各種の電圧を供給する電源回路20等が設けられている。外部基板4としては、例えば、プリント基板等を用いる。
The
表示領域部11は、複数の画素を備えた画素領域を複数配置した表示領域であり、アレイ基板2の中央部に配置されている。また、走査線駆動回路12、信号線駆動回路13、リセット制御線駆動回路14、出力制御線駆動回路15、センサ出力回路16、及び、インタフェース回路17は、アレイ基板2上の表示領域部11が設けられた表示領域以外の領域、即ち、額縁領域に位置付けられて設けられている。
The display area unit 11 is a display area in which a plurality of pixel areas each including a plurality of pixels are arranged, and is arranged in the center of the
また、表示領域部11は、互いに交差させてそれぞれ設けられた複数本の走査線G(n)及び複数本の信号線S(m)、走査線G(n)と平行に設けられた複数本のリセット制御線C(n)及び複数本の出力制御線O(n)、及び、それらの走査線G(n),信号線S(m),リセット制御線C(n),出力制御線O(n)にそれぞれ接続された複数のセンサ内蔵画素11a等を備える。この表示領域部11は、映像データに基づいて画像を表示する表示機能と、表示領域部11に接近してきた指等の認識対象物の画像を撮像する取り込み機能(光入力機能)とを有する。 The display area 11 includes a plurality of scanning lines G (n), a plurality of signal lines S (m), and a plurality of scanning lines G (n) provided in parallel with each other. Reset control line C (n) and a plurality of output control lines O (n), their scanning lines G (n), signal lines S (m), reset control lines C (n), output control lines O A plurality of sensor-incorporated pixels 11a connected to (n), respectively. The display area unit 11 has a display function for displaying an image based on video data, and a capturing function (light input function) for capturing an image of a recognition object such as a finger approaching the display area unit 11.
図2は、センサ内蔵画素11aの回路構成を示す回路構成図である。センサ内蔵画素11aは、赤色(R),緑色(G),青色(B)に用いる3本の信号線S(m)〜S(m+2)と走査線G(n)との各交差部にそれぞれ配置された3個の画素トランジスタ31、リセット制御線C(n)とBに用いる信号線S(m+2)の交差部に配置された制御トランジスタ33、出力制御線O(n)とRに用いる信号線S(m+3)の交差部に配置された制御トランジスタ34、及び、制御トランジスタ33と制御トランジスタ34とに接続された1個の光センサ32が設けられている。尚、制御トランジスタ34とRに用いる信号線S(m+3)との間には、図示しないバッファ回路が設けられている。画素トランジスタ31、制御トランジスタ33、及び、制御トランジスタ34としては、例えば、MOS型薄膜トランジスタ等を用いる。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a circuit configuration of the sensor-embedded pixel 11a. The sensor built-in pixel 11a is provided at each intersection of the three signal lines S (m) to S (m + 2) used for red (R), green (G), and blue (B) and the scanning line G (n). Signals used for the three
それぞれの画素トランジスタ31のゲート電極は、走査線G(n)に接続されており、それぞれのソース電極は信号線S(m)〜S(m+2)に接続されており、それぞれのドレイン電極は画素容量Cls及び補助容量Csに接続されている。尚、画素トランジスタ31、画素容量Cls、及び、補助容量Csは、前述の映像データに基づいて画像を出力する表示機能として動作する。
The gate electrode of each
一方、光センサ32は、光を電気エネルギーに変換する光電変換素子32a、センサ容量(図示せず)、及び、ソースフォロア回路等で構成されたアンプ回路(図示せず)等を備える。光センサ32は、制御トランジスタ33及び制御トランジスタ34のドレイン電極に接続されている。制御トランジスタ33のソース電極はBに用いる信号線S(m+2)に接続されており、そのゲート電極はリセット制御線C(n)に接続されている。制御トランジスタ34のソース電極はバッファ回路を介してRに用いる信号線S(m+3)に接続されており、そのゲート電極は出力制御線O(n)に接続されている。また、光センサ32の接地電極は信号線GND(図示せず)に接続されている。尚、光センサ32、制御トランジスタ33、及び、制御トランジスタ34は、前述の認識対象物の画像を撮像する取り込み機能(光入力機能)として動作する。光電変換素子32aとしては、例えばフォトダイオード等を用いる。
On the other hand, the
尚、表示装置1は、液晶層を用いた液晶表示装置に限るものではなく、例えば発光体により形成し、有機ELディスプレイとして形成するようにしてもよい。
The
<表示装置を構成する各回路についての説明>
図1及び図2を用いて、表示装置を構成する各回路について説明する。
<Description of each circuit constituting the display device>
Each circuit included in the display device will be described with reference to FIGS.
走査線駆動回路12は、各走査線G(n)に対し1水平期間毎、即ち1水平期間中の映像書き込み期間毎に走査信号GATEを順次出力し、各走査線G(n)をそれぞれ駆動する回路である。ここで、走査信号GATEは画素トランジスタ31を駆動(オン)するための信号である。
The scanning
信号線駆動回路13は、各信号線S(m)に対し走査信号GATEに同期させて映像信号をそれぞれ出力し、各信号線S(m)をそれぞれ駆動する回路である。ここで、映像信号は映像データに基づいて画素容量Cls及び補助容量Csに電圧を与える信号である。尚、信号線駆動回路13に関する詳細な構成及び動作については後述する。 The signal line driving circuit 13 is a circuit that outputs each video signal to each signal line S (m) in synchronization with the scanning signal GATE, and drives each signal line S (m). Here, the video signal is a signal for applying a voltage to the pixel capacitor Cls and the auxiliary capacitor Cs based on the video data. The detailed configuration and operation relating to the signal line drive circuit 13 will be described later.
リセット制御線駆動回路14は、シフトレジスタ(図示せず)とバッファ回路(図示せず)を備える。このリセット制御線駆動回路14は、シフトレジスタを順に伝播するシフトパルスに基づいて、バッファ回路によりリセット制御信号CRTを各リセット制御線C(n)に出力し、各リセット制御線C(n)を順に駆動する回路である。ここで、リセット制御信号CRTは制御トランジスタ33を駆動(オン)するための信号である。 The reset control line drive circuit 14 includes a shift register (not shown) and a buffer circuit (not shown). The reset control line driving circuit 14 outputs a reset control signal CRT to each reset control line C (n) by the buffer circuit based on the shift pulse that sequentially propagates through the shift register, and outputs each reset control line C (n). It is a circuit which drives in order. Here, the reset control signal CRT is a signal for driving (turning on) the control transistor 33.
出力制御線駆動回路15は、シフトレジスタ(図示せず)とバッファ回路(図示せず)を備える。この出力制御線駆動回路15は、シフトレジスタを順に伝播するシフトパルスに基づいて、バッファ回路により出力制御信号OPTを各出力制御線O(n)に出力し、各出力制御線O(n)を順に駆動する回路である。ここで、出力制御信号OPTは制御トランジスタ34を駆動(オン)するための信号である。 The output control line drive circuit 15 includes a shift register (not shown) and a buffer circuit (not shown). The output control line drive circuit 15 outputs an output control signal OPT to each output control line O (n) by the buffer circuit based on the shift pulse that sequentially propagates through the shift register, and outputs each output control line O (n). It is a circuit which drives in order. Here, the output control signal OPT is a signal for driving (turning on) the control transistor 34.
センサ出力回路16は、AD変換回路16a、シフトレジスタ16b、出力バッファ16c、及び、同期信号発生回路16dを備える。センサ出力回路16は、AD変換回路16aにより、光センサ32から制御トランジスタ34を介してシフトレジスタ16bに伝播されたセンサ出力信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を出力バッファ16cに格納後、同期信号発生回路16dから出力される制御クロックに同期させて、格納したデジタル信号をセンサ出力データとして1ビットずつ制御回路18に出力する。出力バッファ16cは、シフトレジスタ16bから出力されるデジタル信号の振幅を制御回路18等のインタフェースに合わせて調節する動作や、制御回路18等の外部回路に到達するまでの駆動負荷に合わせて増幅動作を行う機能を備える。
The
制御回路18は、図3に示すように、センサ出力データ処理回路18a、制御信号生成回路18b、及び、映像データ処理回路18c等を備える。同図は、制御回路18の回路構成を示すブロック図である。センサ出力データ処理回路18aは、センサ出力回路16から送信されたセンサ出力データを受信し、そのセンサ出力データに対して所定の画像処理を実行し、その画像処理後のデータをホスト装置(図示せず)に送信する。また、制御信号生成回路18bは、ホスト装置から送信された制御コマンドに応じて制御信号を生成し、生成した制御信号を信号線駆動回路13等に送信する。映像データ処理回路18cは、ホスト装置に対するインタフェースであるシリアルインタフェース41、シリアルインタフェース41を介してホスト装置から送信された映像データを格納するフレームメモリ42、及び、フレームメモリ42に格納された映像データを並び替え分周する並び替え分周回路43等を備える。この映像データ処理回路18cは、シリアルインタフェース41を介してホスト装置から送信されたデジタルの映像データを受信し、受信した映像データをフレームメモリ42に格納し、並び替え分周回路18cにより並び替え分周された映像データを信号線駆動回路13に送信する。これにより、ホスト装置から送信されたデジタルの映像データは、アレイ基板2の信号線駆動回路13の回路構造に合わせて並び替えて送信される。
As shown in FIG. 3, the
この制御回路18は、高速なロジック回路及びメモリ回路等を有するため、別個のLSI(集積回路)として形成するよりも、一体のLSIとして形成した方がコスト及びサイズの面から有利である。また、ホスト装置に対するインタフェースは低電圧(1.8V)/高周波数(40MHz)のシリアルインタフェースであるが、信号線駆動回路13等を配置するアレイ基板2に対するインタフェースは高電圧(3V)/低周波数(1MHz)の分周インタフェースとする。アレイ基板2等の絶縁基板上に形成される回路の動作は、外部基板4等のシリコン基板上に形成される回路の動作に比べて遅いためである。
Since the
<信号線駆動回路の詳細な構成及び動作についての説明>
図1に戻り、信号線駆動回路13の詳細な構成及び動作について説明する。
<Detailed Configuration and Operation of Signal Line Driver Circuit>
Returning to FIG. 1, the detailed configuration and operation of the signal line driving circuit 13 will be described.
信号線駆動回路13は、制御回路18から送信された映像データを格納するデータラッチ回路13a、データラッチ回路13aに格納されたデジタルの映像データをアナログ信号に変換した後に映像信号として出力するDA変換回路13b、各信号線S(m)を所定の電位にプリチャージするプリチャージ回路13c、及び、DA変換回路13bの出力やプリチャージ回路13cの出力等と各信号線S(m)との接続を選択的に行う選択回路13d等を備える。尚、プリチャージ回路13cは、制御回路18から送信されたRに用いるプリチャージ制御信号PRCR,Gに用いるプリチャージ制御信号PRCG,Bに用いるプリチャージ制御信号PRCBに基づいて、電源回路20から供給されて制御回路18により調整されたプリチャージ電圧Vprcを各信号線S(m)に供給する。
The signal line driving circuit 13 is a data latch circuit 13a for storing the video data transmitted from the
図4は、信号線駆動回路13における選択回路13dの構成を示す構成図である。同図に示すように、各信号線S(m)は複数の信号線群SS(j:正の整数)に分割されている。各信号線S(m)は、例えば、RGBのそれぞれに用いる3本の信号線S(m)〜S(m+2)を1つ信号線群SS(j)として複数の信号線群SS(j)に分割されている。従って、1つの信号線群SS(j)は3本の信号線S(m)〜S(m+2)の集合である。 FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the selection circuit 13d in the signal line driving circuit 13. As shown in FIG. As shown in the figure, each signal line S (m) is divided into a plurality of signal line groups SS (j: positive integer). Each signal line S (m) includes, for example, a plurality of signal line groups SS (j) with three signal lines S (m) to S (m + 2) used for RGB as one signal line group SS (j). It is divided into Accordingly, one signal line group SS (j) is a set of three signal lines S (m) to S (m + 2).
データラッチ回路13a、DA変換回路13b、及び、プリチャージ回路13cは、各信号線群SS(j)にそれぞれ対応させてアレイ基板2に複数設けられている。また、複数のデータラッチ回路13aは、各DA変換回路13bにそれぞれ接続されている。
A plurality of data latch circuits 13a, DA conversion circuits 13b, and
選択回路13dは、同図に示すように、各信号線群SS(j)を構成する3本の信号線S(m)〜S(m+2)に対してそれぞれ対応させて接続された3つのスイッチ素子SWA1〜SWA3、及び、それらのスイッチ素子SWA1〜SWA3に対してそれぞれ対応させて接続された複数のスイッチ素子SWB1〜SWB3により構成されている。 As shown in the figure, the selection circuit 13d includes three switches connected in correspondence to the three signal lines S (m) to S (m + 2) constituting each signal line group SS (j). It is composed of the elements SWA1 to SWA3 and a plurality of switch elements SWB1 to SWB3 connected in correspondence to the switch elements SWA1 to SWA3.
スイッチ素子SWA1〜SWA3は、制御回路18から送信されるスイッチ制御信号A1〜A3により駆動制御、即ちオンオフ制御(開閉制御)される。また、スイッチ素子SWB1〜SWB3は、制御回路18から送信されるスイッチ制御信号B1〜B3により駆動制御、即ちオンオフ制御(開閉制御)される。
The switch elements SWA1 to SWA3 are subjected to drive control, that is, on / off control (open / close control) by switch control signals A1 to A3 transmitted from the
この選択回路13dは、各信号線群SS(j)に対する各DA変換回路13bの接続と、各信号線群SS(j)に対する各プリチャージ回路13cと、各信号線群SS(j)に対する各AD変換回路16aの接続と、のいずれかを選択する。
The selection circuit 13d includes connection of each DA converter circuit 13b to each signal line group SS (j), each
ここで、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)に各DA変換回路13bを接続する場合には、スイッチ制御信号A1及びスイッチ制御信号B1をアクティブ状態にする。これに応じて、各スイッチ素子SWA1及び各スイッチ素子SWB1がオン状態になり、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)と各DA変換回路13bとは接続状態になる。これにより、各DA変換回路13bの出力がRの信号線S1,S4,〜,S(m−2)に書き込まれる。同様に、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)に各DA変換回路13bを接続する場合には、スイッチ制御信号A2及びスイッチ制御信号B1をアクティブ状態にする。また、Bの信号線S3,S6,〜,S(m)に各DA変換回路13bを接続する場合には、スイッチ制御信号A3及びスイッチ制御信号B1をアクティブ状態にする。 Here, when each DA converter circuit 13b is connected to the R signal lines S1, S4,..., S (m−2), the switch control signal A1 and the switch control signal B1 are activated. Accordingly, each switch element SWA1 and each switch element SWB1 are turned on, and the R signal lines S1, S4,..., S (m−2) and each DA converter circuit 13b are connected. As a result, the output of each DA converter circuit 13b is written to the R signal lines S1, S4,..., S (m−2). Similarly, when each DA converter circuit 13b is connected to the G signal lines S2, S5,..., S (m−1), the switch control signal A2 and the switch control signal B1 are activated. Further, when each DA converter circuit 13b is connected to the B signal lines S3, S6,..., S (m), the switch control signal A3 and the switch control signal B1 are activated.
これにより、各データラッチ回路13aに格納されたデジタルの映像データが、各DA変換回路13bによりアナログ信号に変換された後に映像信号として各信号線S(m)に書き込まれる。 As a result, the digital video data stored in each data latch circuit 13a is converted into an analog signal by each DA conversion circuit 13b and then written to each signal line S (m) as a video signal.
Bの信号線S3,S6,〜,S(m)に各プリチャージ回路13cを接続する場合には、スイッチ制御信号A3及びスイッチ制御信号B2をアクティブ状態にする。これに応じて、各スイッチ素子SWA3及び各スイッチ素子SWB2がオン状態になり、Bの信号線S3,S6,〜,S(m)と各プリチャージ回路13cとは接続状態になる。
When each
これにより、プリチャージ電圧VprcがBの信号線S3,S6,〜,S(m)に書き込まれ、書き込まれたプリチャージ電圧Vprcは、リセット制御信号CRTによる制御トランジスタ33の駆動に応じて各光センサ32に供給される。
As a result, the precharge voltage Vprc is written to the B signal lines S3, S6,..., S (m), and the written precharge voltage Vprc is applied to each light according to the drive of the control transistor 33 by the reset control signal CRT. It is supplied to the
勿論、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)に各プリチャージ回路13cを接続する場合には、スイッチ制御信号A1及びスイッチ制御信号B2をアクティブ状態にすることも可能である。これに応じて、各スイッチ素子SWA1及び各スイッチ素子SWB2がオン状態になり、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)と各プリチャージ回路13cとは接続状態になる。同様に、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)に各プリチャージ回路13cを接続する場合には、スイッチ制御信号A2及びスイッチ制御信号B2をアクティブ状態にすることも可能である。これに応じて、各スイッチ素子SWA2及び各スイッチ素子SWB2がオン状態になり、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)と各プリチャージ回路13cとは接続状態になる。
Of course, when each
Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)に各AD変換回路16aを接続する場合には、スイッチ制御信号A1及びスイッチ制御信号B3をアクティブ状態にする。これに応じて、各スイッチ素子SWA1及び各スイッチ素子SWB3がオン状態になり、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)と各AD変換回路16aとは接続された状態になる。
When each
これにより、各光センサ32から出力されたセンサ出力信号は、出力制御信号OPTによる制御トランジスタ34の駆動に応じて各AD変換回路16aに送信される。
Thereby, the sensor output signal output from each
勿論、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)に各AD変換回路16aを接続する場合には、スイッチ制御信号A2及びスイッチ制御信号B3をアクティブ状態にすることも可能である。これに応じて、各スイッチ素子SWA2及び各スイッチ素子SWB3がオン状態になり、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)と各AD変換回路16aとは接続された状態になる。同様に、Bの信号線S3,S6,〜,S(m)に各AD変換回路16aを接続する場合には、スイッチ制御信号A3及びスイッチ制御信号B3をアクティブ状態にすることも可能である。これに応じて、各スイッチ素子SWA3及び各スイッチ素子SWB3がオン状態になり、Bの信号線S3,S6,〜,S(m)と各AD変換回路16aとは接続された状態になる。
Of course, when each
<光センサの光検出感度についての説明>
図2を用いて説明した光センサ32の光検出感度について説明する。
<Explanation about photodetection sensitivity of photosensor>
The light detection sensitivity of the
光センサ32の光検出感度は、光センサ32の大きさ、特に、光センサ32の幅に比例する。また、光センサ32の最小幅は、製造工程の加工精度によって制限され、最大幅は、表示領域部11の大きさによって制限される。ここで、光検出感度を上げるため、光センサ32の幅を大きくし過ぎると、開口率が著しく低下してしまう。従い、光センサ32の幅は、開口率とのトレードオフを考慮して決定する必要がある。尚、開口率とは、1画素全体の面積に対する1画素の配線やトランジスタ等を除いた光を通過させる部分の面積の割合を示すものであり、開口率が高い程、光の透過率が高いことを意味する。
The light detection sensitivity of the
例えば、光センサ32の幅を可能な限り大きくし、且つ、その幅を同等とする光センサ32を備えた複数の画素を画素領域に配置し、この画素領域を表示領域である表示領域部11に複数配置することで、表示装置1の光検出感度を最も高めることができる。この場合には、暗い場所では有利であるが、光検出感度が高すぎるため、明るい場所では検出した受光量に応じて流す電流が多すぎ、取り込み画像の飽和が発生する(例えば、全面白の撮像画像)。更に、各光センサ32の特性バラツキが取り込み画像のバラツキに直接影響するので、撮像画像のムラが発生し易い。
For example, a plurality of pixels provided with a photosensor 32 having the same width as the width of the photosensor 32 are arranged in the pixel area, and the pixel area is a display area 11 as a display area. By disposing a plurality of optical detectors, the light detection sensitivity of the
そのため、表示装置1は、幅の小さい光センサ32から等差的に大きくした光センサ32を備えた複数の画素を画素領域に配置させる。画素領域内における幅の異なる光センサ32を順次飽和させることで、暗い場所から明るい場所までの広い範囲で、認識対象物を取り込む機能を実現することができる。具体的には、例えば、4μm,8μm,12μm,16μm,20μm,24μm,28μm,32μm,36μmの幅を持つ等差9水準の光センサ32のそれぞれを、3×3の画素領域に配置し、その画素領域を表示領域である表示領域部11に複数配置させた構成とする。
Therefore, the
これにより、光センサ32の幅のサイジングを行うことで、光検出感度の調整(キャリブレーション)をすることができる。
Thereby, by adjusting the width of the
また、表示装置1は、前述の等差9水準の複数の光センサ32に対し、この等差9水準の複数の光センサ32の最大幅と同等の幅を持つ複数の光センサ32を更に画素領域に追加させることも可能である。
In addition, the
図5は、等差9水準の複数の光センサ32と等差9水準の複数の光センサ32の最大幅と同等の幅を持つ複数の光センサ32とを配置した画素領域を、表示領域である表示領域部11に複数配置した構成を示す平面図である。同図に記載された数字は、1画素に設けられた光センサ32の幅(単位:μm)を表している。表示装置1は、9種類の異なる幅を持つ複数の光センサ32を配置した4×4の画素領域を、表示領域部11に繰り返し配列した構成を備えている。この4×4の画素領域は、前述の4μm〜36μmまでの等差9水準の9つの光センサに対し、等差9水準の光センサ32の最大幅である36μmの光センサ32を7つ更に追加している。このため、同図の画素領域は、4x4の画素に配置された計16個の光センサ32のうち、半分を最大幅(36μm)とする光センサ32で構成されている。
FIG. 5 shows a pixel region in which a plurality of
幅を36μmとする均一水準の光センサ32のみを3×3の画素領域に配置した表示領域部11の光検出感度と、4μm〜36μmまでの等差9水準の光センサ32を3×3の画素領域に配置した表示領域部11の光検出感度とを比較した場合、後者の光検出感度は前者の光検出感度に比べて約5/8に低下する。しかしながら、図5を用いて説明した等差9水準の複数の光センサ32の最大幅である36μmの光センサ32を更に追加することで、開口率を低下させることなく、光検出感度を向上させることができる。
The photodetection sensitivity of the display region 11 in which only the
従い、図5に示す表示装置1は、等差9水準の複数の光センサ32により、撮像画像の黒つぶれや白つぶれを抑制するためのキャリブレーションを実現すると共に、等差9水準の複数の光センサ32の最大幅である36μmの複数の光センサ32を更に追加することで、全体としての光検出感度を嵩上げすることができる。
Accordingly, the
尚、等差水準を構成した複数の光センサ32は等比水準でもよい。また、追加する光センサ32の幅は、等差9水準の最大幅と同等な幅を用いて説明したが、その最大幅よりも大きくすることも可能である。これにより、光検出感度を更に向上することができる。
It should be noted that the plurality of
また、図5では、4×4の画素を備えた画素領域を一例とし、3×3の画素領域に対して追加した光センサ32の数量を7つとして説明したが、この追加する光センサ32の数量はこれに限られるものではない。但し、追加した光センサ32の数量が少なすぎる場合には、光検出感度特性の向上を得ることができないので、追加する光センサ32の数量は、等差9水準の光センサ32の数量の少なくとも1/3以上であることが望ましい。
Further, in FIG. 5, the pixel area including 4 × 4 pixels is taken as an example, and the number of the
更に、各光センサ32を画素領域にランダムに配置することが望ましい。これにより、製造工程等で生じるセンサ特性のバラツキ影響を抑制して画像取り込み時における周期的なムラを防止できる。 Furthermore, it is desirable to arrange each photosensor 32 at random in the pixel region. As a result, it is possible to suppress the variation in the sensor characteristics generated in the manufacturing process and the like, and to prevent periodic unevenness during image capture.
また、図2及び図5では、1画素に1個の光センサ32を配置したが、これに限定されるものではなく、画素数や画素密度が高い表示装置の場合では、例えば4画素に1個のように光センサ32の配置密度を低下させてもよい。勿論、1画素を構成するRGBのサブ画素毎に1個の光センサ32を対応させて配置密度を上げてもよい。
2 and FIG. 5, one
更に、光センサ32が配置されている画素又はサブ画素の光透過率が異なることは望ましくないので、光センサ32に電位を供給する金属配線を用いて光センサ32の上を覆うようにして透過率の差を小さくすることが望ましい。このような構成にすることにより、アレイ基板2側からの光入射に対しては、金属配線からなる遮光層が、バックライトからの光を遮光する役目を果たすとともに、アレイ基板2側から入射した光の一部を反射して光センサ32に入射させるという役目を果たすため望ましい。例えば、図6に示すように、ポリシリコン(p−Si)層32b又はAlの金属配線層32cの幅を変化させることで、画素又はサブ画素の透過率を略同等となるよう調整する。
Further, since it is not desirable that the light transmittance of the pixel or sub-pixel in which the
これにより、画素又はサブ画素の透過率を略同等とすることで、表示装置1の輝度バラツキ等の表示品位の低下を防止することができる。
Thereby, by making the transmittance of the pixels or sub-pixels substantially the same, it is possible to prevent display quality degradation such as luminance variations of the
更に、光センサ32をRGBのサブ画素のいずれかに配置する場合は、光センサ32を配置したサブ画素の透過率が低下するので、白色を表示した場合にホワイトバランスが悪化するのを抑制するために、光センサ32を配置したサブ画素の幅と他のサブ画素の幅を調整して、サブ画素毎の透過率を略等しくすることが望ましい。このとき、光センサ32を駆動させる回路は、光センサ32が配置されていないサブ画素内に配置することもできる。尚、階調差がどの程度であれば指等の認識対象物を検出できるかの度合いは、制御回路18に格納された検知判定プログラムのアルゴリズムに依存する。
Further, when the
<センサ内蔵画素の動作についての説明>
図2、図4、及び図7を用いて、センサ内蔵画素11aの動作について説明する。
<Description of operation of pixel with built-in sensor>
The operation of the sensor built-in pixel 11a will be described with reference to FIG. 2, FIG. 4, and FIG.
図7は、センサ内蔵画素11aにおける処理動作のタイミングチャートである。同図では、画素トランジスタ31に対する走査信号GATE(n)、光センサ32に対するリセット制御信号CRT(n)、光センサ32に対する出力制御信号OPT(n)、及び、プリチャージ回路13cに対するプリチャージ制御信号PRCR,PRCG,PRCB、の関係を示している。ここで、1水平期間は、水平ブランキング期間及び映像書き込み期間で構成されている。
FIG. 7 is a timing chart of the processing operation in the sensor built-in pixel 11a. In the figure, a scanning signal GATE (n) for the
1水平期間中の時刻t1において、制御回路18により、プリチャージ制御信号PRCBがハイレベルになると、所定のタイミングで、スイッチ制御信号A3及びスイッチ制御信号B2がアクティブ状態になり、各スイッチ素子SWA3及び各スイッチ素子SWB2がオン状態になる。これにより、Bの信号線S3,S6,〜,S(m)と各プリチャージ回路13cとが接続され、プリチャージ回路13cからBの信号線S3,S6,〜,S(m)に光センサ32用のプリチャージ電圧Vprc(例えば、5V)が書き込まれる。
At time t1 in one horizontal period, when the precharge control signal PRCB becomes high level by the
勿論、同時に、制御回路18により、プリチャージ制御信号PRCRをハイレベルにすることも可能である。これにより、所定のタイミングで、スイッチ制御信号A1及びスイッチ制御信号B2もアクティブ状態となり、各スイッチ素子SWA1及び各スイッチ素子SWB2がオン状態になる。これにより、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)と各プリチャージ回路13cとが接続され、プリチャージ回路13cからRの信号線S1,S4,〜,S(m−2)に光センサ用のプリチャージ電圧Vprcが書き込まれる。
Of course, at the same time, the precharge control signal PRCR can be set to the high level by the
勿論、更に同時に、制御回路18により、プリチャージ制御信号PRCGをハイレベルにすることも可能である。これにより、所定のタイミングで、スイッチ制御信号A2及びスイッチ制御信号B2がアクティブ状態により、各スイッチ素子SWA2及び各スイッチ素子SWB2がオン状態となる。これにより、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)と各プリチャージ回路13cとが接続され、プリチャージ回路13cからGの信号線S2,S5,〜,S(m−1)に光センサ用のプリチャージ電圧Vprcが書き込まれる。
Of course, at the same time, the precharge control signal PRCG can be set to the high level by the
本実施の形態では、図2に示すように、光センサ32は、制御トランジスタ33を介してBに用いる信号線に接続されているので、プリチャージ制御信号PRCR,PRCGをハイレベルにする必要はないが、他の光センサ32がRに用いる信号線又はGに用いる信号線に接続されている場合等を考慮して、上述のようにプリチャージ制御信号PRCR,PRCGをハイレベルにすることも可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, since the
次に、1水平期間中の時刻t2において、リセット制御線駆動回路14により、リセット制御信号CRT(n)がハイレベルになると、リセット制御線C(n)に接続された制御トランジスタ33がオン状態になり、Bの信号線S3,S6,〜,S(m)に書き込まれたプリチャージ電圧Vprc(5V)がセンサ内蔵画素11aの光センサ32を構成するセンサ容量にプリチャージされる。
Next, at time t2 in one horizontal period, when the reset control signal CRT (n) becomes high level by the reset control line driving circuit 14, the control transistor 33 connected to the reset control line C (n) is turned on. Thus, the precharge voltage Vprc (5 V) written to the B signal lines S3, S6,..., S (m) is precharged to the sensor capacitor constituting the
また、出力制御線駆動回路15により、出力制御信号OPT(n)がハイレベルになると、出力制御線O(n)に接続された制御トランジスタ34がオン状態になり、センサ内蔵画素11aの光センサ32が信号線S(m)(図2で示す、Rに用いるS(m+3)に相当)に電気的に接続される。このとき、センサ容量の電位が高い場合には、信号線S(m)に出力される電位は5Vからほとんど変化しない。このようにして、センサ出力信号が、光センサ32から信号線S(m)に出力される。
Further, when the output control signal OPT (n) becomes high level by the output control line driving circuit 15, the control transistor 34 connected to the output control line O (n) is turned on, and the photosensor of the sensor built-in pixel 11a. 32 is electrically connected to a signal line S (m) (corresponding to S (m + 3) used for R shown in FIG. 2). At this time, when the potential of the sensor capacitor is high, the potential output to the signal line S (m) hardly changes from 5V. In this way, the sensor output signal is output from the
続いて、1水平期間中の時刻t3において、走査線駆動回路12により、走査信号GATE(n)がハイレベルになると、信号線駆動回路13により、各信号線S(m)に対して映像信号の書き込みが開始される。このとき、スイッチ制御信号A1及びスイッチ制御信号B1がアクティブ状態になり、各スイッチ素子SWA1及び各スイッチ素子SWB1がオン状態となる。これにより、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)と各DA変換回路13bとは接続される。各DA変換回路13bから出力されたアナログの映像信号が、Rの信号線S1,S4,〜,S(m−2)に書き込まれる。同様に、Gの信号線S2,S5,〜,S(m−1)及びBの信号線S3,S6,〜,S(m)にも、各DA変換回路13bから出力されたアナログの映像信号が書き込まれる。その後、映像信号の書き込みが終了し、書き込みの終了とともに1水平期間が終了する。1水平期間は、例えば50μsの非常に短い期間で設定される。
Subsequently, when the scanning signal GATE (n) becomes a high level by the scanning
このように、光センサ32に対するプリチャージ及び出力処理と映像信号の書き込み処理とを順次行うことで、前述の外部の認識対象物の画像を撮像する取り込み機能(光入力機能)と映像データに基づいて画像を出力する表示機能とを実現する。尚、取り込み取り機能(光入力機能)及び表示機能における詳細な処理については後述する。
As described above, the precharge and output processing for the
光センサ32からのセンサ出力信号をセンサ出力回路16に出力する時に利用する信号線を、映像書き込みのための信号線S(m)と共有する駆動方法について説明したが、光センサ32のプリチャージやセンサ信号読み出しのための専用線を用いることも可能である。
The driving method for sharing the signal line used when outputting the sensor output signal from the
ここで、認識対象物の検出方法について簡単に説明する。制御トランジスタ33をオン状態にしてプリチャージ電圧Vprcを印加した時刻から、制御トランジスタ34をオン状態にして光センサ32からセンサ出力信号を信号線S(m)に出力して取り出すまでの時間を「露光時間」と定義する。光センサ32の出力は、プリチャージ電圧Vprcの大きさと光センサ32に照射された光の強度及び露光時間により変化する。即ち、プリチャージ電圧Vprcの大きさ、露光時間の長さ、光センサ32の光リーク量から光センサ32に照射されている光の強弱を検出することで、表示領域部11に近接した認識対象物、例えば指等の影を検出することができる。
Here, a method for detecting a recognition object will be briefly described. The time from when the precharge voltage Vprc is applied after the control transistor 33 is turned on to when the sensor transistor 34 is turned on and the sensor output signal is output from the
露光時間とプリチャージ電圧Vprcは、取得する撮像画像が黒つぶれしたり、白つぶれしないように調整することが望ましい。つまり、外光が強いほど光センサ32の光リーク量が大きくなり、露光時間に比例して電荷は放電するので、プリチャージ電圧Vprcは、一定の電圧を印加した場合、露光時間を短くする必要がある。逆に外光が弱い場合は露光時間を長くするようにするとよい。露光時間を短くしても放電が大きい場合はプリチャージ電圧Vprcを高く設定するようにするとよい。
It is desirable to adjust the exposure time and the precharge voltage Vprc so that the captured image to be acquired is not blacked out or whited out. That is, as the external light is stronger, the light leak amount of the
即ち、表示装置1は、制御回路18により、露光時間及びプリチャージ電圧Vprcを適切に制御することで、光検出感度をより細かく調整することができる。尚、露光時間とプリチャージ電圧Vprcの制御は、それぞれ独立して制御することができる。
That is, the
また、外光により生じる指等の認識対象物の影を取り込むことにより認識対象物を認識する方式に限るものでなく、例えば、指等の認識対象物により反射されたバックライト光を取り込むことにより認識対象物を認識するようにしてもよい。外光照度が低い場合に有効な方法である。 Further, the method is not limited to a method of recognizing a recognition target object by capturing a shadow of a recognition target object such as a finger caused by external light. For example, by capturing backlight light reflected by a recognition target object such as a finger. You may make it recognize a recognition target object. This is an effective method when the ambient light illuminance is low.
指等の認識対象物により反射したバックライト光は、外光よりも照度が低いので、指が近接した部分に配置された光検出感度の異なる複数の光センサ32の全てを確実に飽和させることができず、結果として認証対象物の存在を確実に把握することができない。また、バックライト光自身も抑制される場合がある。故に、等差的又は等比的に異なる幅の複数の光センサ32から取り込んだデータ(センサ信号値)の少なくとも一部を、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はこの最大値より大きい幅の複数の光センサ32から取り込んだデータ(センサ信号値)で置き換えて、表示装置1全体のセンサ感度を上げるようにしてもよい。例えば、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はこの最大値より大きい幅の複数の光センサ32から取り込んだデータ(センサ信号値)の平均値を用いて、等差的又は等比的に異なる幅の複数の光センサ32から取り込んだデータ(センサ信号値)を置き換える画像処理演算をセンサ出力データ処理回路18a又はホスト装置で実行させる。この置き換えにより、認識対象物により反射した光が弱い場合であっても、光検出感度の高い光センサ32で取り込んだデータを、光検出感度の低い光センサ32で取り込んだデータとみなすので、表示装置1に接近した対象物をより確実に認識することができる。
Since the backlight light reflected by the recognition object such as a finger has lower illuminance than external light, it is possible to reliably saturate all of the plurality of
<表示処理についての説明>
制御回路18は、ホスト装置から供給された映像データを信号線駆動回路13に与える。これにより、最初の1水平期間では、信号線駆動回路13は、各信号線S(m)に供給する映像データの電圧を、表示画像の例えば最上列における水平方向の対応位置のS/N感度に応じた電圧にする。
<Description of display processing>
The
また、前述の水平期間では、走査線駆動回路12は、最上列に対応する走査線G(1)を駆動する。これにより、この走査線G(1)に接続された画素トランジスタ31が導通し、その画素トランジスタ31に接続された画素容量Clsに映像信号(対応するS/N感度に応じた電圧)が書き込まれる。即ち、画素容量ClsがS/N感度に応じて充電される。これにより、画素容量Clsにおける光の透過量がS/N感度に応じた透過量となり、表示領域部11の最上列が表示画像の最上列を表示する。
In the horizontal period described above, the scanning
続く水平期間では、最上列の表示を維持しつつ、同様な処理により、表示領域部11の第2列が映像データの第2列を表示する。以下、同様な処理を順次行い、フレーム期間における最後の水平期間では、表示領域部11の最下列が映像データの最下列を表示する。このようにして、1フレーム期間で映像データの全てが表示される。なお、その1フレーム期間での表示をその後の各フレーム期間でも行うことで映像データが継続的に表示される。 In the subsequent horizontal period, the second column of the display area unit 11 displays the second column of the video data by the same processing while maintaining the display of the uppermost column. Thereafter, similar processing is sequentially performed, and in the last horizontal period in the frame period, the lowermost column of the display area unit 11 displays the lowermost column of the video data. In this way, all the video data is displayed in one frame period. Note that video data is continuously displayed by performing display in the one frame period in each subsequent frame period.
<取り込み取り処理(光入力処理)についての説明>
制御回路18が、ホスト装置等の外部から供給された映像データを信号線駆動回路13に与えることで、表示装置1は、前述の表示処理を行い、映像データを表示領域部11に表示する。さらに、表示装置1は、映像書き込み期間と映像書き込み期間の間の水平ブランキング期間に次の処理を行う。
<Explanation of capture processing (light input processing)>
The
まず、最初の水平ブランキング期間では、制御回路18は、各信号線S(m)の電圧を所定のプリチャージ電圧Vprcに制御し、さらに、最上列のリセット制御線C(1)及び出力制御線O(1)をハイレベルに制御する。最上列のセンサ内蔵画素11aでは、光センサ32を構成するセンサ容量が所定のプリチャージ電圧になるまで充電される。プリチャージ後、制御回路18は、リセット制御線C(1)及び出力制御線O(1)をローレベルに制御する。そして、環境光やバックライト光等の光が各光電変換素子32aに照射される場合には、センサ容量の放電が進むことになる。
First, in the first horizontal blanking period, the
次いで、リセット制御線駆動回路14及び出力制御線駆動回路15は、制御回路18により設定された露光時間データに応じた露光時間が経過すると、出力制御線O(n)をハイレベルに制御し、制御トランジスタ34をオン状態にして制御トランジスタ34と信号線S(m)(図2で示す、Rに用いるS(m+3)に相当)との間に接続されたバッファ回路を動作させる。これにより、バッファ回路は、そのときのセンサ容量の電圧を一時的に保持し、その後、その電圧をセンサ出力信号として信号線S(m)に出力する。これに応じて、センサ出力回路16は、各信号線S(m)から入力されたセンサ出力信号をシリアル信号に変換して、制御回路18にセンサ出力データとして出力する。
Next, the reset control line drive circuit 14 and the output control line drive circuit 15 control the output control line O (n) to a high level when the exposure time corresponding to the exposure time data set by the
続く水平ブランキング期間では、同様の処理により、センサ出力回路16は、第2列のシリアル信号を制御回路18に出力する。以下同様な処理を順次行い、最後の水平ブランキング期間では、センサ出力回路16は、最下列のシリアル信号を制御回路18に出力する。これにより、水平ブランキング時間に、制御回路18は、各シリアル信号つまり2階調画像を取得する。このような処理を引き続き行うことで、制御回路18は2階調画像を継続的に取得する。
In the subsequent horizontal blanking period, the
本実施の形態によれば、4μm〜36μmの等差9水準などの等差的又は等比的に異なる幅の複数の光センサ32により、画素領域(及び表示領域)の光検出感度の調整を可能とする。更に、36μmなどの等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はその最大値より大きい幅の複数の光センサ32により、画素領域(及び表示領域)の光検出感度の向上を可能とする。従い、表示装置1は外光照度の強弱に関係なく光情報を適切且つ確実に得ることができる。
According to the present embodiment, the photodetection sensitivity of the pixel region (and display region) is adjusted by the plurality of
本実施の形態によれば、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はその最大値より大きい幅を持つ光センサ32の数量が、等差的又は等比的に異なる幅を持つ光センサ32の数量の1/3以上とすることで、画素領域の光検出感度をより確実に向上することができる。
According to the present embodiment, the number of
本実施の形態によれば、等差的又は等比的に異なる幅の複数の光センサ32、及び等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又はその最大値より大きい幅の複数の光センサ32を、画素領域にランダムに配置することで、製造工程中に生じる光センサ特性のバラツキの影響を抑制し、画像取り込み時における周期的なムラを防止することができる。
According to the present embodiment, a plurality of
本実施の形態によれば、光センサ32で取り込んだ外光照度に応じて、光センサ32の露光時間及び/又はプリチャージ電圧を調整する制御回路を更に有することで、撮像画像の黒つぶれや白つぶれを確実に防止することができる。
According to the present embodiment, by further including a control circuit that adjusts the exposure time and / or precharge voltage of the
本実施の形態によれば、複数の画素の透過率が略同等とすることで、異なる幅の複数の光センサ32を配置した場合に生じる輝度バラツキ等の表示品位の低下を防止することができる。
According to the present embodiment, since the transmittance of the plurality of pixels is substantially equal, it is possible to prevent deterioration in display quality such as luminance variation that occurs when a plurality of
本実施の形態によれば、赤色,緑色,青色のサブ画素のそれぞれの透過率が略同等とすることで、表示装置1のホワイトバランスの低下を防止することができる。
According to the present embodiment, the white balance of the
本実施の形態によれば、等差的又は等比的に異なる幅の複数の光センサ32からのセンサ信号値の少なくとも一部を、等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅の複数の光センサ32からのセンサ信号値で置き換えることで、外光照度が低い場合であっても、表示装置1に近接した対象物をより確実に認識することができる。
According to the present embodiment, at least a part of the sensor signal values from the plurality of
A1〜A3,B1〜B3…スイッチ制御信号
PRCR,PRCG,PRCB…プリチャージ制御信号
C…リセット制御線
G…走査線
O…出力制御線
S…信号線
1…表示装置
2…アレイ基板
3…フレキシブル基板
4…外部基板
11…表示領域部
11a…センサ内蔵画素
12…走査線駆動回路
13…信号線駆動回路
13a…データラッチ回路
13b…DA変換回路
13c…プリチャージ回路
13d…選択回路
14…リセット制御線駆動回路
15…出力制御線駆動回路
16…センサ出力回路
16a…AD変換回路
16b…シフトレジスタ
16c…出力バッファ
16d…同期信号発生回路
17…インタフェース回路
18…制御回路
18a…センサ出力データ処理回路
18b…制御信号生成回路
18c…分周回路
18c…映像データ処理回路
19…コモン回路
20…電源回路
31…画素トランジスタ
32…光センサ
32a…光電変換素子
32b…ポリシリコン層
32c…金属配線層
33,34…制御トランジスタ
41…シリアルインタフェース
42…フレームメモリ
43…分周回路
A1 to A3, B1 to B3, switch control signal PRCR, PRCG, PRCB, precharge control signal C, reset control line G, scanning line O, output control line S,
Claims (8)
前記画素領域に設けられた等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサと、
前記画素領域に設けられた前記幅の最大値と同等又は該最大値より大きい幅の複数のセンサと、
を有することを特徴とする表示装置。 A display area in which a plurality of pixel areas each having a plurality of pixels are arranged;
A plurality of sensors with different widths provided in the pixel region in an equal or different ratio;
A plurality of sensors having a width equal to or greater than the maximum value of the width provided in the pixel region;
A display device comprising:
前記等差的又は等比的に異なる幅の複数のセンサ、及び前記等差的又は等比的に異なる幅の最大値と同等又は当該最大値より大きい幅の複数のセンサは、前記サブ画素のうち少なくとも1つに対して設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の表示装置。 The pixel includes red, green, and blue sub-pixels,
The plurality of sensors having different widths with the same or different ratio and the plurality of sensors having a width equal to or larger than the maximum value of the different widths with the same or different ratio are the sub pixels. The display device according to claim 1, wherein the display device is provided for at least one of them.
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---|---|
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010055578A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sharp Corp | Image analyzing device, image analysis method, imaging apparatus, image analysis program and recording medium |
WO2010032539A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-25 | シャープ株式会社 | Display panel with built-in optical sensor |
KR20100138840A (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-31 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Touch panel and driving method of the same |
JP2011043813A (en) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Silicon Works Co Ltd | Timing adjusting method for touch screen liquid crystal display device |
JP2011107761A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Sony Corp | Display device with image pickup function, driving method, and electronic device |
WO2012014865A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-02 | シャープ株式会社 | Display device and drive method for same |
JP2012505558A (en) * | 2007-09-27 | 2012-03-01 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | Pixel matrix with voltage regulator |
JP5132771B2 (en) * | 2008-06-03 | 2013-01-30 | シャープ株式会社 | Display device |
JP2015149071A (en) * | 2010-03-11 | 2015-08-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | semiconductor device |
JP2023525941A (en) * | 2021-04-19 | 2023-06-20 | 深▲セン▼市▲華▼星光▲電▼半▲導▼体▲顕▼示技▲術▼有限公司 | Display panel and photosensitive display device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07115643A (en) * | 1993-10-19 | 1995-05-02 | Toyota Motor Corp | On-vehicle image pickup device |
JP2005352461A (en) * | 2004-05-11 | 2005-12-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Image display medium and image write apparatus |
JP2006018219A (en) * | 2004-05-31 | 2006-01-19 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device with image capture function |
JP2007316243A (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device and method for controlling the same |
JP2007322830A (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device and control method therefor |
-
2006
- 2006-10-20 JP JP2006286371A patent/JP2008102418A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07115643A (en) * | 1993-10-19 | 1995-05-02 | Toyota Motor Corp | On-vehicle image pickup device |
JP2005352461A (en) * | 2004-05-11 | 2005-12-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Image display medium and image write apparatus |
JP2006018219A (en) * | 2004-05-31 | 2006-01-19 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device with image capture function |
JP2007316243A (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device and method for controlling the same |
JP2007322830A (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device and control method therefor |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012505558A (en) * | 2007-09-27 | 2012-03-01 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | Pixel matrix with voltage regulator |
JP5132771B2 (en) * | 2008-06-03 | 2013-01-30 | シャープ株式会社 | Display device |
JP2010055578A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sharp Corp | Image analyzing device, image analysis method, imaging apparatus, image analysis program and recording medium |
WO2010032539A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-25 | シャープ株式会社 | Display panel with built-in optical sensor |
TWI499946B (en) * | 2009-06-25 | 2015-09-11 | Semiconductor Energy Lab | Touch panel and driving method of the same |
JP2011028735A (en) * | 2009-06-25 | 2011-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Touch panel and driving method of the same |
JP2014167814A (en) * | 2009-06-25 | 2014-09-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Display device with touch panel |
US8982099B2 (en) | 2009-06-25 | 2015-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Touch panel and driving method of the same |
KR20100138840A (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-31 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Touch panel and driving method of the same |
KR101708611B1 (en) * | 2009-06-25 | 2017-02-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Touch panel and driving method of the same |
JP2011043813A (en) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Silicon Works Co Ltd | Timing adjusting method for touch screen liquid crystal display device |
JP2011107761A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Sony Corp | Display device with image pickup function, driving method, and electronic device |
JP2015149071A (en) * | 2010-03-11 | 2015-08-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | semiconductor device |
US10031622B2 (en) | 2010-03-11 | 2018-07-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
WO2012014865A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-02 | シャープ株式会社 | Display device and drive method for same |
JP2023525941A (en) * | 2021-04-19 | 2023-06-20 | 深▲セン▼市▲華▼星光▲電▼半▲導▼体▲顕▼示技▲術▼有限公司 | Display panel and photosensitive display device |
JP7358467B2 (en) | 2021-04-19 | 2023-10-10 | 深▲セン▼市▲華▼星光▲電▼半▲導▼体▲顕▼示技▲術▼有限公司 | Display panels and photosensitive display devices |
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