CN102511026B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

在像素区域各配置多个第1传感器像素电路和第2传感器像素电路，其在指定的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量。使背光源在1帧期间以规定时间点亮1次，在1帧期间各设定1次背光源点亮时的探测期间(A1)和背光源熄灭时的探测期间(A2)。第1传感器像素电路在期间(A1)的开头复位，在期间(A1)探测光。第2传感器像素电路在期间(A2)的开头复位，在期间(A2)探测光。从2种传感器像素电路的读出在期间(A1)、(A2)以外并行地按线顺序进行。使用设于传感器像素电路的外部的差分电路，求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。由此，能提供具有不依赖于光环境的输入功能的显示装置。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，特别是涉及在像素区域配置有多个光传感器的显示装置。 
背景技术
以往关于显示装置已知如下方法：在显示面板中设有多个光传感器，提供触摸面板、笔输入、扫描仪等的输入功能。为了将该方法应用于在各种光环境下所使用的移动设备，需要排除光环境的影响。因此，也已知如下方法：从由光传感器探测到的信号除去依赖于光环境的成分，求出原来应输入的信号。 
在专利文献1中记载了如下情况：在与各个显示元件对应地设有受光元件的输入输出装置中，在1帧期间使背光源亮灭1次，为了在1帧期间从所有的受光元件取得背光源点亮期间的光量和背光源熄灭期间的光量，针对受光元件按线顺序进行复位和读出。 
图22是示出专利文献1所记载的背光源的点亮和熄灭定时、以及针对受光元件的复位和读出定时的图。如图22所示，背光源在1帧期间的前半点亮，在后半熄灭。在背光源点亮期间，针对受光元件的复位按线顺序进行(实线箭头)，然后，从受光元件的读出按线顺序进行(虚线箭头)。在背光源熄灭期间也同样进行针对受光元件的复位和读出。 
在专利文献2中记载了具备图23所示的单位受光部的固体摄像装置。图23所示的单位受光部包含1个光电转换部PD和2个电荷存储部C1、C2。当接受来自发光装置的光的基于物体的反射光和外界光两者时，第1采样栅极SG1导通，由光电转换部PD所生成的电荷存储于第1电荷存储部C1。当仅接受外界光时，第2采样栅极SG2导通，由光电转换部PD所生成的电荷存储于第2电荷存储部C2。求出存储于2个电荷存储部C1、C2的电荷量之差，由此能求出来自发光装置的光的基于物体的反射光的量。 
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4072732号公报 
专利文献2：日本专利第3521187号公报 
发明内容
发明要解决的问题
一般，在显示面板设有多个光传感器的显示装置中，从光传感器的读出按线顺序进行。另外，移动设备用的背光源以整个画面的形式同时点亮，同时熄灭。 
专利文献1记载的输入输出装置在1帧期间使背光源亮灭1次，在背光源点亮期间，在不重复的期间进行复位和读出，在背光源熄灭期间，也在不重复的期间进行复位和读出。因此，需要在1/4帧期间以内(例如，当帧率为60帧/秒时，在1/240秒以内)进行从受光元件的读出。但是，进行这样的高速读出实际上相当困难。 
另外，在背光源点亮期间由受光元件探测光的期间(图22所示的B1)与在背光源熄灭期间由受光元件探测光的期间(图22所示的B2)之间，具有1/2帧期间的偏差。因此，相对于移动输入的跟踪性随输入方向而变动。另外，该输入输出装置在复位完成紧后开始读出，在读出完成紧后开始复位。因此，不能自由决定背光源点亮期间、背光源熄灭期间的长度、间隔。 
因此，本发明的目的在于：解决上述问题，提供具有不依赖于光环境的输入功能的显示装置。 
用于解决问题的方案
本发明的第1方面是在像素区域配置有多个光传感器的显示装置，其特征在于，具备： 
显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路； 
光源，其在1帧期间以规定时间点亮；以及 
驱动电路，其驱动复位线和读出线，针对上述传感器像素电路输出表示光源点亮时的探测期间的第1控制信号和表示光源熄灭时 的探测期间的第2控制信号，并且进行针对上述传感器像素电路的复位和读出， 
上述传感器像素电路包含： 
第1传感器像素电路，其按照上述第1控制信号，在光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及 
第2传感器像素电路，其按照上述第2控制信号，在光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量， 
上述驱动电路在光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间以外按上述读出线的线顺序进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出。 
本发明的第2方面的特征在于，在本发明的第1方面中， 
上述光源在1帧期间以规定时间点亮1次， 
光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间在1帧期间各设定1次。 
本发明的第3方面的特征在于，在本发明的第2方面中， 
上述驱动电路在光源点亮时的探测期间的开头进行针对上述第1传感器像素电路的复位，在光源熄灭时的探测期间的开头进行针对上述第2传感器像素电路的复位。 
本发明的第4方面的特征在于，在本发明的第2方面中， 
光源点亮时的探测期间设定在光源熄灭时的探测期间紧后。 
本发明的第5方面的特征在于，在本发明的第2方面中， 
光源熄灭时的探测期间设定在光源点亮时的探测期间紧后。 
本发明的第6方面的特征在于，在本发明的第2方面中， 
光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间为相同长度。 
本发明的第7方面的特征在于，在本发明的第1方面中， 
上述显示面板还包含传输上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的输出信号的多条输出线， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路按种类连接到不同的输出线， 
上述驱动电路并行地进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出。 
本发明的第8方面是在本发明的第7方面中， 
还具备差分电路，上述差分电路求出上述第1传感器像素电路的输出信号和上述第2传感器像素电路的输出信号之差。 
本发明的第9方面的特征在于，在本发明的第1方面中， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路包含： 
1个光传感器； 
1个存储节点，其存储与探测到的光量相应的电荷； 
读出晶体管，其具有能与上述存储节点电连接的控制端子；以及 
保持用开关元件，其设于流过上述光传感器的电流的路径上，按照被赋予的控制信号导通/截止， 
上述第1传感器像素电路所包含的保持用开关元件按照上述第1控制信号在光源点亮时的探测期间导通，上述第2传感器像素电路所包含的保持用开关元件按照上述第2控制信号在光源熄灭时的探测期间导通。 
本发明的第10方面的特征在于，在本发明的第9方面中， 
在上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路中， 
上述保持用开关元件设于上述存储节点与上述光传感器的一端之间， 
上述光传感器的另一端连接到复位线。 
本发明的第11方面的特征在于，在本发明的第9方面中， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路包含以下元件作为上述保持用开关元件： 
第1保持用开关元件，其设于上述存储节点与上述光传感器的一端之间；以及 
第2保持用开关元件，其设于复位线与上述光传感器的另一端之间。 
本发明的第12方面的特征在于，在本发明的第10方面中， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在2种电路间共用1个光传感器， 
上述共用的光传感器的一端连接到上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的保持用开关元件的一端之间，另一端连接到上述复位线。 
本发明的第13方面的特征在于，在本发明的第11方面中， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在2种电路间共用1个光传感器， 
上述共用的光传感器的一端连接到上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的第1保持用开关元件的一端，另一端连接到上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的第2保持用开关元件的一端。 
本发明的第14方面的特征在于，在本发明的第12方面中， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在2种电路间共用1个读出晶体管， 
上述共用的读出晶体管的控制端子连接到上述共用的光传感器的一端以及上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的保持用开关元件的一端之间。 
本发明的第15方面是显示装置的驱动方法， 
上述显示装置具有：显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路；光源；以及驱动电路，其驱动复位线和读出线， 
上述显示装置的驱动方法具备如下步骤： 
使上述光源在1帧期间以规定时间点亮的步骤； 
针对上述传感器像素电路输出表示光源点亮时的探测期间的第1控制信号和表示光源熄灭时的探测期间的第2控制信号的步骤； 
使用上述传感器像素电路所包含的第1传感器像素电路，按照上述第1控制信号，在光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量的步骤； 
使用上述传感器像素电路所包含的第2传感器像素电路，按照上述第2控制信号，在光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量的步骤； 
在光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间以外，按上 述读出线的线顺序进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出的步骤。 
发明效果
根据本发明的第1或者第15方面，能使用2种传感器像素电路分别探测光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量，在传感器像素电路的外部求出两者之差。由此，能提供不依赖于光环境的输入功能。另外，与由1个传感器像素电路依次探测2种光量的情况相比，能减少从传感器像素电路的读出次数，降低读出速度，削减装置的功耗。另外，通过在探测期间以外进行从传感器像素电路的读出，决定光源的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路的复位和读出定时时的自由度变大。另外，在光源点亮时的探测期间，所有的第1传感器像素电路探测光，在光源熄灭时的探测期间，所有的第2传感器像素电路探测光。因此，如果将光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间接近地设定，能消除2种探测期间之间的偏差，防止相对于移动输入的跟踪性随输入方向而变动。 
根据本发明的第2方面，使光源在1帧期间以规定时间点亮1次、在1帧期间各设定1次光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间的显示装置可得到上述的效果。 
根据本发明的第3方面，通过在各个探测期间的开头进行针对传感器像素电路的复位，能在各传感器像素电路中准确探测光量。另外，通过一起进行针对相同种类的传感器像素电路的复位，相同种类的传感器像素电路能在相同的期间探测光。另外，能缩短复位所需的时间，增大决定读出定时时的自由度。 
根据本发明的第4方面，通过将光源点亮时的探测期间与光源熄灭时的探测期间接近地设定，能消除2种探测期间之间的偏差，防止相对于移动输入的跟踪性随输入方向而变动。另外，通过将光源点亮时的探测期间设定在光源熄灭时的探测期间紧后，即使是使用点亮比熄灭费时间的光源时，也能在光源点亮时的整个探测期间使光源点亮，提高检测精度。 
根据本发明的第5方面，通过将光源熄灭时的探测期间与光源 点亮时的探测期间接近地设定，能消除2种探测期间之间的偏差，防止相对于移动输入的跟随性随输入方向而变动。另外，通过将光源熄灭时的探测期间设定在光源点亮时的探测期间紧后，能抑制由传感器像素电路所包含的开关元件中的光泄漏引起的检测误差。 
根据本发明的第6方面，通过在相同长度的期间探测光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量，能准确求出光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量之差。 
根据本发明的第7方面，通过将第1和第2传感器像素电路按种类连接到不同的输出线，并行地进行从2种传感器像素电路的读出，可降低读出速度，削减装置的功耗。另外，如果并行地读出2种光量，立刻求出2种光量之差，则不需要依次探测2种光量的情况下所需的用于存储先探测到的光量的存储器。 
根据本发明的第8方面，通过设置求出第1传感器像素电路的输出信号和第2传感器像素电路的输出信号之差的差分电路，能立刻求出在光源点亮时入射的光量和在光源熄灭时入射的光量之差，不需要用于存储先探测到的光量的存储器。 
根据本发明的第9方面，通过在流过光传感器的电流的路径上设置在指定的探测期间导通的保持用开关元件，能构成：第1传感器像素电路，其在光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2传感器像素电路，其在光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量。能基于这些传感器像素电路的输出信号在传感器像素电路的外部求出光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量之差。 
根据本发明的第10方面，通过在光传感器与存储节点之间设置保持用开关元件，能构成在指定的探测期间探测光、除此以外时保持探测到的光量的传感器像素电路，并能构成使用该传感器像素电路探测光源点亮时的光量的第1传感器像素电路和探测光源熄灭时的光量的第2传感器像素电路。 
根据本发明的第11方面，通过在光传感器的两侧设置保持用开关元件，能构成在指定的探测期间探测光、除此以外时保持探测到 的光量的传感器像素电路，并能构成使用该传感器像素电路探测光源点亮时的光量的第1传感器像素电路和探测光源熄灭时的光量的第2传感器像素电路。另外，在探测期间以外，设于光传感器与复位线之间的第2保持用开关元件截止。因此，由流过光传感器的电流引起的光传感器的第1保持用开关元件侧的端子的电位的变动变小，施加于第1保持用开关元件的两端的电位差变小。由此，能削减流过第1保持用开关元件的漏电流，防止存储节点的电位的变动，提高检测精度。 
根据本发明的第12或者第13方面，通过在2种传感器像素电路间共用1个光传感器，能消除光传感器的灵敏度特性的离散的影响，准确求出光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量之差。另外，能减少光传感器的个数，提高开口率，提高传感器像素电路的灵敏度。 
根据本发明的第14方面，通过在2种传感器像素电路间共用1个读出晶体管，能消除读出晶体管的阈值特性的离散的影响，准确求出光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量之差。 
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的显示装置的构成的框图。 
图2是示出图1所示的显示装置所包含的显示面板中的传感器像素电路的配置的图。 
图3是示出图1所示的显示装置中的背光源的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路的复位和读出定时的图。 
图4是图1所示的显示装置所包含的显示面板的信号波形图。 
图5是示出图1所示的显示装置所包含的传感器像素电路的概略构成的图。 
图6是本发明的第1实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图7是示出图6所示的传感器像素电路的动作的图。 
图8是图6所示的传感器像素电路的信号波形图。 
图9是本发明的第2实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图10是示出图9所示的传感器像素电路的动作的图。 
图11是本发明的第3实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图12是示出图11所示的传感器像素电路的动作的图。 
图13是图11所示的传感器像素电路的信号波形图。 
图14是本发明的第4实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图15是示出图14所示的传感器像素电路的动作的图。 
图16是本发明的第5实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图17是示出图16所示的传感器像素电路的动作的图。 
图18是图16所示的传感器像素电路的信号波形图。 
图19是本发明的第6实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图20是本发明的第7实施方式的传感器像素电路的电路图。 
图21A是第1实施方式的第1变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21B是第1实施方式的第2变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21C是第1实施方式的第3变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21D是第1实施方式的第4变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21E是第1实施方式的第5变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21F是第1实施方式的第6变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21G是第1实施方式的第7变形例的传感器像素电路的电路图。 
图21H是第1实施方式的第8变形例的传感器像素电路的电路图。 
图22是示出现有的输入输出装置中的背光源的点亮和熄灭定时、以及针对受光元件的复位和读出定时的图。 
图23是现有的固体摄像装置所包含的单位受光部的电路图。 
具体实施方式
图1是示出本发明的实施方式的显示装置的构成的框图。图1所示的显示装置具备显示控制电路1、显示面板2以及背光源3。显示面板2包含像素区域4、栅极驱动电路5、源极驱动电路6以及传感器行驱动电路7。像素区域4包含多个显示像素电路8和多个传感器像素电路9。该显示装置具有在显示面板2上显示图像的功能和探测向显示面板2入射的光的功能。下面，将x设为2以上的整数，将y设为3的倍数，将m和n设为偶数，将显示装置的帧率设为60帧/秒。 
从外部对图1所示的显示装置提供视频信号Vin和定时控制信号Cin。显示控制电路1基于这些信号针对显示面板2输出视频信号VS和控制信号CSg、CSs、CSr，针对背光源3输出控制信号CSb。视频信号VS可以与视频信号Vin相同，也可以是对视频信号Vin实施信号处理的信号。 
背光源3是对显示面板2照射光的光源。更详细地，背光源3设于显示面板2的背面侧，对显示面板2的背面照射光。背光源3在控制信号CSb为高电平时点亮，在控制信号CSb为低电平时熄灭。 
在显示面板2的像素区域4，(x×y)个显示像素电路8和(n×m/2)个传感器像素电路9分别配置成二维状。更详细地，在像素区域4设有x条栅极线GL1～GLx和y条源极线SL1～SLy。栅极线GL1～GLx相互平行地配置，源极线SL1～SLy以与栅极线GL1～GLx正交的方式相互平行地配置。(x×y)个显示像素电路8配置于栅极线GL1～GLx和源极线SL1～SLy的交点附近。各显示像素电路8连接到1条栅极线GL和1条源极线SL。显示像素电路8被分类为红色显示用、绿色显示用以及蓝色显示用。这3种显示像素电路8在栅极线GL1～GLx的延伸方向排列配置，构成1个彩色像素。 
在像素区域4，与栅极线GL1～GLx平行地设有n条时钟线CLK1～CLKn、n条复位线RST1～RSTn、以及n条读出线RWS1～RWSn。另外，有时在像素区域4与栅极线GL1～GLx平行地设有其它信号线、电源线(未图示)。当从传感器像素电路9进行读出时，从源极线SL1～SLy中选择的m条被用作电源线VDD1～VDDm，其 它的m条被用作输出线OUT1～OUTm。 
图2是示出像素区域4中的传感器像素电路9的配置的图。(n×m/2)个传感器像素电路9包含探测在背光源3点亮期间入射的光的第1传感器像素电路9a和探测在背光源3熄灭期间入射的光的第2传感器像素电路9b。第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b数量相同。在图2中，(n×m/4)个第1传感器像素电路9a配置于第奇数条时钟线CLK1～CLKn-1和第奇数条输出线OUT1～OUTm-1的交点附近。(n×m/4)个第2传感器像素电路9b配置于第偶数条时钟线CLK2～CLKn和第偶数条输出线OUT2～OUTm的交点附近。这样，显示面板2包含传输第1传感器像素电路9a的输出信号和第2传感器像素电路9b的输出信号的多条输出线OUT1～OUTm，第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b按种类连接到不同的输出线。 
栅极驱动电路5驱动栅极线GL1～GLx。更详细地，栅极驱动电路5基于控制信号CSg从栅极线GL1～GLx中依次选择1条栅极线，对选择的栅极线施加高电平电位，对剩余的栅极线施加低电平电位。由此，连接到所选择的栅极线的y个显示像素电路8一起被选择。 
源极驱动电路6驱动源极线SL1～SLy。更详细地，源极驱动电路6基于控制信号CSs对源极线SL1～Sly施加与视频信号VS相应的电位。此时源极驱动电路6可以进行线顺序驱动，也可以进行点顺序驱动。对源极线SL1～Sly施加的电位写入由栅极驱动电路5所选择的y个显示像素电路8。这样，通过使用栅极驱动电路5和源极驱动电路6向所有的显示像素电路8写入与视频信号VS相应的电位，能在显示面板2上显示期望的图像。 
传感器行驱动电路7驱动时钟线CLK1～CLKn、复位线RST1～RSTn以及读出线RWS1～RWSn等。更详细地，在本实施方式的显示装置中，在1帧期间各设定1次背光源点亮时的探测期间和背光源熄灭时的探测期间(详细后述)。传感器行驱动电路7在背光源点亮时的探测期间针对第奇数条时钟线CLK1～CLKn-1施加高电平 电位，在背光源熄灭时的探测期间针对第偶数条时钟线CLK2～CLKn施加高电平电位。另外，传感器行驱动电路7在背光源点亮时的探测期间的开头针对第奇数条复位线RST1～RSTn-1施加高电平电位，在背光源熄灭时的探测期间的开头针对第偶数条复位线RST2～RSTn施加高电平电位。由此，连接到施加高电平电位的复位线的(n×m/4)个传感器像素电路9一起复位。 
另外，传感器行驱动电路7基于控制信号CSr从读出线RWS1～RWSn中依次选择相邻的2条读出线，对选择的读出线施加读出用的高电平电位，对剩余的读出线施加低电平电位。由此，连接到所选择的2条读出线的m个传感器像素电路9一起处于可读出状态。此时源极驱动电路6针对电源线VDD1～VDDm施加高电平电位。由此，从处于可读出的m个传感器像素电路9对输出线OUT1～OUTm输出与由各传感器像素电路9探测到的光量相应的信号(下面称为传感器信号)。 
源极驱动电路6包含差分电路(未图示)，差分电路求出第1传感器像素电路9a的输出信号和第2传感器像素电路9b的输出信号之差。源极驱动电路6将由差分电路求出的光量之差放大，将放大后的信号作为传感器输出Sout输出到显示面板2的外部。这样，通过使用源极驱动电路6和传感器行驱动电路7从所有的传感器像素电路9读出传感器信号，能探测入射到显示面板2的光。图1所示的显示装置为了探测入射到显示面板2的光，进行下面所示的1次驱动。 
图3是示出背光源3的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路9的复位和读出定时的图。如图3所示，背光源3在1帧期间以规定时间点亮1次，在规定时间以外的期间熄灭。更详细地，背光源3在1帧期间内的时刻tb点亮，在时刻tc熄灭。另外，在时刻tb进行针对所有的第1传感器像素电路9a的复位，在时刻ta进行针对所有的第2传感器像素电路9b的复位。 
第1传感器像素电路9a探测在时刻tb至时刻tc的期间A1(背光源3的点亮期间)入射的光。第2传感器像素电路9b探测在时刻ta至 时刻tb的期间A2(背光源3的熄灭期间)入射的光。期间A1和期间A2为相同长度。从第1传感器像素电路9a的读出和从第2传感器像素电路9b的读出在时刻tc以后并行地按线顺序进行。此外，在图3中，从传感器像素电路9的读出在1帧期间内完成，但只要在下一个帧期间进行针对第2传感器像素电路9b的复位之前完成即可。 
图4是显示面板2的信号波形图。如图4所示，栅极线GL1～GLx的电位在1帧期间依次地在规定时间成为高电平各1次。第奇数条时钟线CLK1～CLKn-1的电位在1帧期间在期间A1(更详细地，从时刻tb至时刻tc的稍前方)成为高电平1次。第偶数条时钟线CLK2～CLKn的电位在1帧期间在期间A2(更详细地，从时刻ta至时刻tb的稍前方)成为高电平1次。第奇数条复位线RST1～RSTn-1的电位在1帧期间在期间A1的开始以规定时间成为高电平1次。第偶数条复位线RST2～RSTn的电位在1帧期间在期间A2的开始以规定时间成为高电平1次。读出线RWS1～RWSn每2条成对，(n/2)对读出线的电位在时刻tc以后依次地各在规定时间成为高电平。 
图5是示出传感器像素电路9的概略构成的图。如图5所示，第1传感器像素电路9a包含1个光电二极管D1a和1个存储节点NDa。光电二极管D1a在背光源3点亮的期间从存储节点NDa抽出与入射的光量(信号+噪声)相应的电荷。第2传感器像素电路9b与第1传感器像素电路9a同样，包含1个光电二极管D1b和1个存储节点NDb。光电二极管D1b在背光源3熄灭的期间从存储节点NDb抽出与入射的光量(噪声)相应的电荷。第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b在指定的探测期间以外保持探测到的光量。从第1传感器像素电路9a读出与在背光源3点亮时的探测期间入射的光量相应的传感器信号。从第2传感器像素电路9b读出与在背光源3熄灭时的探测期间入射的光量相应的传感器信号。通过使用源极驱动电路6所包含的差分电路求出第1传感器像素电路9a的输出信号和第2传感器像素电路9b的输出信号之差，能求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。 
此外，设于像素区域4的传感器像素电路9的个数可以是任意 的。但是，优选将第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b连接到不同的输出线。例如，在像素区域4设置(n×m)个传感器像素电路9的情况下，只要在各个第奇数条输出线OUT1～OUTm-1上连接n个第1传感器像素电路9a、在各个第偶数条输出线OUT2～OUTm上连接n个第2传感器像素电路9b即可。在该情况下，按行进行从传感器像素电路9的读出。或者，可以在像素区域4设置与彩色像素相同数量的(即，(x×y/3)个)传感器像素电路9。或者，可以在像素区域4设置比彩色像素更少的个数的(例如，彩色像素的几分之一～几十分之一的)传感器像素电路9。 
如上所述，本发明的实施方式的显示装置是在像素区域4配置多个光电二极管(光传感器)的显示装置，具备：显示面板2，其包含多个显示像素电路8和多个传感器像素电路9；背光源3，其在1帧期间以规定时间点亮1次；以及传感器行驱动电路7(驱动电路)，其针对传感器像素电路9输出表示背光源点亮时的探测期间的第奇数个时钟信号CLK1～CLKn-1(第1控制信号)和表示背光源熄灭时的探测期间的第偶数个时钟信号CLK2～CLKn(第2控制信号)，并且进行针对传感器像素电路9的复位和读出。传感器像素电路9包含：第1传感器像素电路9a，其按照第奇数个时钟信号CLK1～CLKn-1，在背光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2传感器像素电路9b，其按照第偶数个时钟信号CLK2～CLKn，在背光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量。传感器行驱动电路7在背光源点亮时的探测期间和背光源熄灭时的探测期间以外，按线顺序进行从第1传感器像素电路9a的读出和从第2传感器像素电路9b的读出。 
因此，根据本实施方式的显示装置，能使用2种传感器像素电路分别探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量，在传感器像素电路的外部求出两者之差。由此，能提供不依赖于光环境的输入功能。另外，与由1个传感器像素电路依次探测2种光量的情况相比，能减少从传感器像素电路的读出次数，降低读出速度，削减装置的功耗。另外，通过在探测期间以外进行从传感器像素电路的读出，决定背光源的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路的复位和读出定时时的自由度变大。
另外，传感器行驱动电路7在背光源点亮时的探测期间的开头进行针对第1传感器像素电路9a的复位，在背光源熄灭时的探测期间的开头进行针对第2传感器像素电路9b的复位。这样，通过在各个探测期间的开头进行针对传感器像素电路的复位，能在各传感器像素电路中准确探测光量。另外，通过一起进行针对相同种类的传感器像素电路的复位，相同种类的传感器像素电路能在相同的期间探测光。另外，能缩短复位所需的时间，增大决定读出定时时的自由度。 
另外，背光源点亮时的探测期间(图3所示的A1)设定在背光源熄灭时的探测期间(图3所示的A2)紧后。这样，通过将2种探测期间接近地设定，能消除2种探测期间之间的偏差，防止相对于移动输入的跟踪性随输入方向而变动。另外，通过将背光源点亮时的探测期间设定在背光源熄灭时的探测期间紧后，即使在使用点亮比熄灭费时间的背光源的情况下，也能在背光源点亮时的整个探测期间使背光源3点亮，提高检测精度。另外，通过使2种探测期间的长度相同，能在相同长度的期间探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量，准确求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。 
另外，显示面板2还包含传输第1和第2传感器像素电路9a、9b的输出信号的多条输出线OUT1～OUTm，第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b连接到不同的输出线，传感器行驱动电路7并行地进行从第1传感器像素电路9a的读出和从第2传感器像素电路9b的读出。源极驱动电路6包含差分电路，差分电路求出第1传感器像素电路9a的输出信号和第2传感器像素电路9b的输出信号之差。这样，通过将第1和第2传感器像素电路9a、9b按种类连接到不同的输出线，并行地进行从2种传感器像素电路的读出，可降低读出速度，削减装置的功耗。另外，通过设置上述差分电路，能立刻求出在背光源点亮时入射的光量和在背光源熄灭时入射的光量之 差，不需要用于存储先探测到的光量的存储器。 
下面，说明本实施方式的显示装置所包含的传感器像素电路9的详情。在下面的说明中，将传感器像素电路简称像素电路，为了识别信号线上的信号，使用与信号线相同的名称(例如，将时钟线CLKa上的信号称为时钟信号CLKa)。在第1、第2、第6以及第7实施方式中，第1传感器像素电路9a连接到时钟线CLKa、复位线RSTa、读出线RWSa、电源线VDDa以及输出线OUTa。第2传感器像素电路9b连接到时钟线CLKb、复位线RSTb、读出线RWSb、电源线VDDb以及输出线OUTb。在这些实施方式中，第2传感器像素电路9b具有与第1传感器像素电路9a相同的构成，同样地进行动作，所以适当省略关于第2传感器像素电路9b的说明。在第3～第5实施方式中，第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b共用一部分构成要素，构成为1个像素电路。第3和第4实施方式的像素电路连接到共用的复位线RST和读出线RWS，第5实施方式的像素电路连接到共用的复位线RST、读出线RWS、电源线VDD以及输出线OUT。 
(第1实施方式) 
图6是本发明的第1实施方式的像素电路的电路图。如图6所示，第1像素电路10a包含晶体管T1a、M1a、光电二极管D1a以及电容器C1a。第2像素电路10b包含晶体管T1b、M1b、光电二极管D1b以及电容器C1b。晶体管T1a、M1a、T1b、M1b是N型TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)。 
在第1像素电路10a中，光电二极管D1a的阳极连接到复位线RSTa，阴极连接到晶体管T1a的源极。晶体管T1a的栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到晶体管M1a的栅极。晶体管M1a的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器C1a设于晶体管M1a的栅极与读出线RWSa之间。在第1像素电路10a中，连接到晶体管M1a的栅极的节点为存储与探测到的光量相应的电荷的存储节点，晶体管M1a作为读出晶体管执行功能。第2像素电路10b具有与第1像素电路10a相同的构成。 
图7是示出第1像素电路10a的动作的图。如图7所示，第1像素 电路10a在1帧期间进行(a)复位、(b)存储、(c)保持、以及(d)读出。 
图8是第1像素电路10a和第2像素电路10b的信号波形图。在图8中，BL表示背光源3的亮度，Vinta表示第1像素电路10a的存储节点的电位(晶体管M1a的栅极电位)，Vintb表示第2像素电路10b的存储节点的电位(晶体管M1b的栅极电位)。对于第1像素电路10a，时刻t4～时刻t5为复位期间，时刻t5～时刻t6为存储期间，时刻t6～时刻t7为保持期间，时刻t7～时刻t8为读出期间。对于第2像素电路10b，时刻t1～时刻t2为复位期间，时刻t2～时刻t3为存储期间，时刻t3～时刻t7为保持期间，时刻t7～时刻t8为读出期间。 
在第1像素电路10a的复位期间，时钟信号CLKa为高电平，读出信号RWSa为低电平，复位信号RSTa为复位用的高电平。此时，晶体管T1a导通。因此，电流(光电二极管D1a的正向电流)从复位线RSTa经由光电二极管D1a和晶体管T1a流过存储节点(图7(a))，电位Vinta复位为规定电平。 
在第1像素电路10a的存储期间，时钟信号CLKa为高电平，复位信号RSTa和读出信号RWSa为低电平。此时，晶体管T1a导通。此时，当光入射到光电二极管D1a时，电流(光电二极管D1a的光电流)从存储节点经由晶体管T1a和光电二极管D1a流过复位线RSTa，从存储节点抽出电荷(图7(b))。因此，电位Vinta随在时钟信号CLKa为高电平的期间(背光源3的点亮期间)入射的光量而下降。 
在第1像素电路10a的保持期间，时钟信号CLKa、复位信号RSTa以及读出信号RWSa为低电平。此时，晶体管T1a截止。此时即使光入射到光电二极管D1a，晶体管T1a也截止，光电二极管D1a与晶体管M1的栅极之间电切断，所以电位Vinta不变化(图7(c))。 
在第1像素电路10a的读出期间，时钟信号CLKa和复位信号RSTa为低电平，读出信号RWSa为读出用的高电平。此时，晶体管T1a截止。此时，电位Vinta上升读出信号RWSa的电位的上升量的(Cqa/Cpa)倍(此处，Cpa为整个第1像素电路10a的电容值，Cqa 为电容器C1a的电容值)。晶体管M1a构成以源极驱动电路6所包含的晶体管(未图示)为负载的源极跟随器放大电路，根据电位Vinta驱动输出线OUTa(图7(d))。 
第2像素电路10b与第1像素电路10a同样地进行动作。电位Vintb在复位期间复位为规定电平，在存储期间随在时钟信号CLKb为高电平的期间(背光源3的熄灭期间)入射的光量而下降，在保持期间不变化。在读出期间，电位Vintb上升读出信号RWSb的电位的上升量的(Cqb/Cpb)倍(此处，Cpb为整个第2像素电路10b的电容值，Cqb为电容器C1b的电容值)，晶体管M1b根据电位Vintb驱动输出线OUTb。 
如上所述，本实施方式的第1像素电路10a包含：1个光电二极管D1a(光传感器)；1个存储节点，其存储与探测到的光量相应的电荷；晶体管M1a(读出晶体管)，其具有连接到存储节点的控制端子；以及晶体管T1a(保持用开关元件)，其设于流过光电二极管D1a的电流的路径上，按照时钟信号CLK导通/截止。晶体管T1a设于存储节点与光电二极管D1a的一端之间，光电二极管D1a的另一端连接到复位线RSTa。晶体管T1a按照时钟信号CLKa，在背光源点亮时的探测期间导通。第2像素电路10b具有与第1像素电路10a同样的构成，第2像素电路10b所包含的晶体管T1b在背光源熄灭时的探测期间导通。 
这样，通过在流过光电二极管D1a的电流的路径上设置在背光源点亮时的探测期间导通的晶体管T1a，在流过光电二极管D1b的电流的路径上设置在背光源熄灭时的探测期间导通的晶体管T1b，能构成：第1像素电路10a，其在背光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2像素电路10b，其在背光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量。 
(第2实施方式) 
图9是本发明的第2实施方式的像素电路的电路图。如图9所示，第1像素电路20a包含晶体管T1a、T2a、M1a、光电二极管D1a以及电容器C1a。第2像素电路20b包含晶体管T1b、T2b、M1b、光电二 极管D1b以及电容器C1b。晶体管T1a、T2a、M1a、T1b、T2b、M1b是N型TFT。 
在第1像素电路20a中，晶体管T1a、T2a的栅极连接到时钟线CLKa。晶体管T2a的源极连接到复位线RSTa，漏极连接到光电二极管D1a的阳极。光电二极管D1a的阴极连接到晶体管T1a的源极。晶体管T1a的漏极连接到晶体管M1a的栅极。晶体管M1a的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器C1a设于晶体管M1a的栅极与读出线RWSa之间。在第1像素电路20a中，连接到晶体管M1a的栅极的节点为存储节点，晶体管M1a作为读出晶体管执行功能。第2像素电路20b具有与第1像素电路20a相同的构成。 
图10是示出第1像素电路20a的动作的图。如图10所示，第1像素电路20a在1帧期间进行(a)复位、(b)存储、(c)保持、以及(d)读出。第1和第2像素电路20a、20b的信号波形图与第1实施方式相同(图8)。第1像素电路20a除了晶体管T2a按与晶体管T1a相同的定时导通/截止以外，与第1实施方式的第1像素电路10a同样地进行动作。第2像素电路20b也与其同样。 
如上所述，本实施方式的第1像素电路20a包含：1个光电二极管D1a(光传感器)；1个存储节点，其存储与探测到的光量相应的电荷；晶体管M1a(读出晶体管)，其具有连接到存储节点的控制端子；以及晶体管T1a、T2a(2个保持用开关元件)。晶体管T1a设于存储节点与光电二极管D1a的一端之间，晶体管T2a设于复位线RSTa与光电二极管D1a的另一端之间。晶体管T1a、T2a按照时钟信号CLKa，在背光源点亮时的探测期间导通。第2像素电路20b具有与第1像素电路20a同样的构成，第2像素电路20b所包含的晶体管T1b、T2b在背光源熄灭时的探测期间导通。 
这样，通过在光电二极管D1a的两侧设置在背光源点亮时的探测期间导通的晶体管T1a、T2a，在光电二极管D1b的两侧设置在背光源熄灭时的探测期间导通的晶体管T1b、T2b，能构成：第1像素电路20a，其在背光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2像素电路20b，其在背光源熄灭时的探测期 间探测光，除此以外时保持探测到的光量。 
另外，在第1像素电路20a中，在背光源点亮时的探测期间以外，设于光电二极管D1a与复位线RSTa之间的晶体管T2a截止。因此，由流过光电二极管D1a的电流引起的光电二极管D1a的阴极电位的变动变小，施加于晶体管T1a的两端的电位差变小。由此，能削减流过晶体管T1a的漏电流，防止存储节点的电位的变动，提高检测精度。第2像素电路20b也得到同样的效果。 
(第3实施方式) 
图11是本发明的第3实施方式的像素电路的电路图。图11所示的像素电路30包含晶体管T1a、T1b、M1a、M1b、光电二极管D1以及电容器C1a、C1b。晶体管T1a、T1b、M1a、M1b是N型TFT。在图11中，左半部相当于第1像素电路，右半部相当于第2像素电路。像素电路30连接到时钟线CLKa、CLKb、复位线RST、读出线RWS、电源线VDDa、VDDb以及输出线OUTa、OUTb。 
如图11所示，光电二极管D1的阳极连接到复位线RST，阴极连接到晶体管T1a、T1b的源极。晶体管T1a的栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到晶体管M1a的栅极。晶体管M1a的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器C1a设于晶体管M1a的栅极与读出线RWS之间。晶体管T1b的栅极连接到时钟线CLKb，漏极连接到晶体管M1b的栅极。晶体管M1b的漏极连接到电源线VDDb，源极连接到输出线OUTb。电容器C1b设于晶体管M1b的栅极与读出线RWS之间。在像素电路30中，连接到晶体管M1a的栅极的节点为第1存储节点，连接到晶体管M1b的栅极的节点为第2存储节点，晶体管M1a、M1b作为读出晶体管执行功能。 
图12是示出像素电路30的动作的图。如图12所示，像素电路30在1帧期间进行(a)背光源熄灭时的复位、(b)背光源熄灭时的存储、(c)背光源点亮时的复位、(d)背光源点亮时的存储、(e)保持、以及(f)读出。 
图13是像素电路30的信号波形图。在图13中，Vinta表示第1存储节点的电位(晶体管M1a的栅极电位)，Vintb表示第2存储节点 的电位(晶体管M1b的栅极电位)。在图13中，时刻t1～时刻t2为背光源熄灭时的复位期间，时刻t2～时刻t3为背光源熄灭时的存储期间，时刻t4～时刻t5为背光源点亮时的复位期间，时刻t5～时刻t6为背光源点亮时的存储期间，时刻t3～时刻t4和时刻t6～时刻t7为保持期间，时刻t7～时刻t8为读出期间。 
在背光源熄灭时的复位期间，时钟信号CLKb为高电平，时钟信号CLKa和读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时晶体管T1a截止，晶体管T1b导通。因此，电流(光电二极管D1的正向电流)从复位线RST经由光电二极管D1和晶体管T1b流过第2存储节点(图12(a))，电位Vintb复位为规定电平。 
在背光源熄灭时的存储期间，时钟信号CLKb为高电平，时钟信号CLKa、复位信号RST以及读出信号RWS为低电平。此时晶体管T1a截止，晶体管T1b导通。此时，当光入射到光电二极管D1时，电流(光电二极管D1的光电流)从第2存储节点经由晶体管T1b和光电二极管D1流过复位线RST，从第2存储节点抽出电荷(图12(b))。因此，电位Vintb随在该期间(背光源3的熄灭期间)入射的光量而下降。此外，在该期间，电位Vinta不变化。 
在背光源点亮时的复位期间，时钟信号CLKa为高电平，时钟信号CLKb和读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时晶体管T1a导通，晶体管T1b截止。因此，电流(光电二极管D1的正向电流)从复位线RST经由光电二极管D1和晶体管T1a流过第1存储节点(图12(c))，电位Vinta复位为规定电平。 
在背光源点亮时的存储期间，时钟信号CLKa为高电平，时钟信号CLKb、复位信号RST以及读出信号RWS为低电平。此时晶体管T1a导通，晶体管T1b截止。此时，当光入射到光电二极管D1时，电流(光电二极管D1的光电流)从第1存储节点经由晶体管T1a和光电二极管D1流过复位线RST，从第1存储节点抽出电荷(图12(d))。因此，电位Vinta随在该期间(背光源3的点亮期间)入射的光量而下降。此外，在该期间，电位Vintb不变化。 
在保持期间，时钟信号CLKa、CLKb、复位信号RST以及读出 信号RWS为低电平。此时，晶体管T1a、T1b截止。此时即使光入射到光电二极管D1，晶体管T1a、T1b也截止，光电二极管D1与晶体管M1a、M1b的栅极之间电切断，所以电位Vinta、Vintb不变化(图12(e))。 
在读出期间，时钟信号CLKa、CLKb和复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时晶体管T1a、T1b截止。此时电位Vinta、Vintb上升读出信号RWS的电位的上升程度，在晶体管M1a的漏极-源极间流过与电位Vinta相应的量的电流Ia，在晶体管M1b的漏极-源极间流过与电位Vintb相应的量的电流Ib(图12(f))。电流Ia经由输出线OUTa输入到源极驱动电路6，电流Ib经由输出线OUTb输入到源极驱动电路6。 
如上所述，本实施方式的像素电路30具有如下构成：在第1实施方式的第1和第2像素电路10a、10b之间共用1个光电二极管D1(光传感器)。共用的光电二极管D1的阴极连接到相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管T1a的源极和相当于第2像素电路的部分所包含的晶体管T1b的源极。 
根据像素电路30，与第1实施方式的第1和第2像素电路10a、10b同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，通过在2种像素电路间共用1个光电二极管D1，能消除光电二极管的灵敏度特性的离散的影响，准确求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。另外，能减少光电二极管的个数，提高开口率，提高传感器像素电路的灵敏度。 
(第4实施方式) 
图14是本发明的第4实施方式的像素电路的电路图。图14所示的像素电路40包含晶体管T1a、T1b、T2a、T2a、M1a、M1b、光电二极管D1以及电容器C1a、C1b。晶体管T1a、T1b、T2a、T2b、M1a、M1b是N型TFT。在图14中，左半部相当于第1像素电路，右半部相当于第2像素电路。像素电路40连接到时钟线CLKa、CLKb、复位线RST、读出线RWS、电源线VDDa、VDDb以及输出线OUTa、OUTb。 
如图14所示，晶体管T1a、T2a的栅极连接到时钟线CLKa，晶 体管T2a、T2b的栅极连接到时钟线CLKb。晶体管T2a、T2b的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管D1的阳极。光电二极管D1的阴极连接到晶体管T1a、T1b的源极。晶体管T1a的栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到晶体管M1a的栅极。晶体管M1a的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器C1a设于晶体管M1a的栅极与读出线RWS之间。晶体管T1b的栅极连接到时钟线CLKb，漏极连接到晶体管M1b的栅极。晶体管M1b的漏极连接到电源线VDDb，源极连接到输出线OUTb。电容器C1b设于晶体管M1b的栅极与读出线RWS之间。在像素电路40中，连接到晶体管M1a的栅极的节点为第1存储节点，连接到晶体管M1b的栅极的节点为第2存储节点，晶体管M1a、M1b作为读出晶体管执行功能。 
图15是示出像素电路40的动作的图。如图15所示，像素电路40在1帧期间进行(a)背光源熄灭时的复位、(b)背光源熄灭时的存储、(c)背光源点亮时的复位、(d)背光源点亮时的存储、(e)保持、以及(f)读出。像素电路40的信号波形图与第3实施方式相同(图13)。像素电路40除了晶体管T2a、T2b分别在与晶体管T1a、T2a相同的定时导通/截止以外，与第3实施方式的像素电路30同样地进行动作。 
如上所述，本实施方式的像素电路40具有如下构成：在第2实施方式的第1和第2像素电路20a、20b之间共用1个光电二极管D1(光传感器)。共用的光电二极管D1的阴极连接到相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管T1a的源极和相当于第2像素电路的部分所包含的晶体管T1b的源极。光电二极管D1的阳极连接到相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管T2a的漏极和相当于第2传感器像素电路的部分所包含的晶体管T2b的漏极。 
根据像素电路40，与第2实施方式的第1和第2像素电路20a、20b同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，与第2实施方式同样，能削减流过晶体管T1a、T1b的漏电流，防止第1和第2存储节点的电位的变动，提高检测精度。另外，通过在2种像素电路间共用1个光电二极管D1，能消除光电二极管的灵敏度 特性的离散的影响，准确求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。另外，能减少光电二极管的个数，提高开口率，提高传感器像素电路的灵敏度。 
(第5实施方式) 
图16是本发明的第5实施方式的像素电路的电路图。图16所示的像素电路50包含晶体管T1a、T1b、M1、光电二极管D1以及电容器C1a、C1b。晶体管T1a、T1b、M1是N型TFT。在图16中，左半部相当于第1像素电路，右半部相当于第2像素电路。像素电路50连接到时钟线CLKa、CLKb、复位线RST、读出线RWS、电源线VDD以及输出线OUT。 
如图16所示，光电二极管D1的阳极连接到复位线RST，阴极连接到晶体管T1a、T1b的源极和晶体管M1的栅极。晶体管T1a的栅极连接到时钟线CLKa，晶体管T1b的栅极连接到时钟线CLKb。电容器C1a设于晶体管T1a的漏极与读出线RWS之间。电容器C1b设于晶体管T1b的漏极与读出线RWS之间。晶体管M 1的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。在像素电路50中，连接到晶体管T1a的漏极的节点为第1存储节点，连接到晶体管T1b的漏极的节点为第2存储节点，晶体管M1作为读出晶体管执行功能。 
图17是示出像素电路50的动作的图。如图17所示，像素电路50在1帧期间进行(a)背光源熄灭时的复位、(b)背光源熄灭时的存储、(c)背光源点亮时的复位、(d)背光源点亮时的存储、(e)保持、(f)读出紧前的初始化、(g)背光源熄灭时光量的读出、以及(h)背光源点亮时光量的读出。读出紧前的初始化在背光源熄灭时光量的读出之前和背光源点亮时光量的读出之前共进行2次。 
图18是像素电路50的信号波形图。在图18中，Vinta表示第1存储节点的电位(晶体管T1a的漏极电位)，Vintb表示第2存储节点的电位(晶体管T1b的漏极电位)。在图18中，时刻t1～时刻t2为背光源熄灭时的复位期间，时刻t2～时刻t3为背光源熄灭时的存储期间，时刻t4～时刻t5为背光源点亮时的复位期间，时刻t5～时刻 t6为背光源点亮时的存储期间，时刻t3～时刻t4和时刻t6～时刻t7为保持期间，时刻t7～时刻t8和时刻t11～时刻t12为读出紧前的初始化期间，时刻t9～时刻t10为背光源熄灭时光量的读出期间，时刻t13～时刻t14为背光源点亮时光量的读出期间。 
在背光源熄灭时的复位期间、背光源熄灭时的存储期间、背光源点亮时的复位期间、背光源点亮时的存储期间以及保持期间，像素电路50与第3实施方式的像素电路30同样地进行动作(图17(a)～(e))。 
在读出紧前的初始化期间，时钟信号CLKa、CLKb和读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时，晶体管T1a、T1b截止。因此，电流(光电二极管D1的正向电流)从复位线RST经由光电二极管D1流过与光电二极管D1的阴极连接的节点N1(图17(f))，节点N1的电位复位为规定电平。 
在背光源熄灭时光量的读出期间，时钟信号CLKb为高电平，时钟信号CLKa和复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时晶体管T1a截止，晶体管T1b导通。此时电位Vintb上升读出信号RWS的电位的上升量的(Cqb/Cpb)倍(此处，Cpb为相当于第2像素电路的部分的电容值，Cqb为电容器C1b的电容值)，晶体管M1b根据电位Vintb驱动输出线OUT(图17(g))。 
在背光源点亮时光量的读出期间，时钟信号CLKa为高电平，时钟信号CLKb和复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时晶体管T1a导通，晶体管T1b截止。此时，电位Vinta上升读出信号RWS的电位的上升量的(Cqa/Cpa)倍(此处，Cpa为相当于第1像素电路的部分的电容值，Cqa为电容器C1a的电容值)，晶体管M1a根据电位Vinta驱动输出线OUT(图17(h))。 
如上所述，本实施方式的像素电路50具有如下构成：在第1实施方式的第1与第2像素电路10a、10b之间共用光电二极管D1和晶体管M1(读出晶体管)。共用的晶体管M1的栅极(控制端子)连接到共用的光电二极管D1的一端、相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管T1a的一端、以及相当于第2像素电路的部分所包含的晶体 管T1b的一端。这样晶体管M1的栅极构成为能通过晶体管T1a、T1b与第1和第2存储节点电连接。 
根据像素电路50，与第3实施方式的像素电路30同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，通过在2种像素电路间共用1个光电二极管D1，得到与第3实施方式同样的效果。另外，通过在2种像素电路间共用晶体管M1，能消除晶体管M1的阈值特性的离散的影响，准确求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。 
(第6实施方式) 
图19是本发明的第6实施方式的像素电路的电路图。如图19所示，第1像素电路60a包含晶体管T1a、M1a、光电二极管D1a以及电容器C1a。第2像素电路60b包含晶体管T1b、M1b、光电二极管D1b以及电容器C1b。晶体管T1a、M1a、T1b、M1b是N型TFT。 
在第1像素电路60a中，晶体管T1a的源极连接到复位线RSTa，栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到光电二极管D1a的阳极。光电二极管D1a的阴极连接到晶体管M1a的栅极。晶体管M1a的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器C1a设于晶体管M1a的栅极与读出线RWSa之间。在第1像素电路60a中，连接到晶体管M1a的栅极的节点为存储节点，晶体管M1a作为读出晶体管执行功能。第2像素电路60b具有与第1像素电路60a相同的构成。 
第1和第2像素电路60a、60b与第1实施方式的第1和第2像素电路10a、10b同样地进行动作(参照图7)。第1和第2像素电路60a、60b的信号波形图与第1实施方式相同(图8)。 
如上所述，本实施方式的第1像素电路60a包含与第1实施方式的第1像素电路10a相同的构成要素。但是，在第1像素电路60a中，光电二极管D1a设于存储节点与晶体管T1a的一端之间，晶体管T1a的另一端连接于复位线RSTa。晶体管T1a按照时钟信号CLKa，在背光源点亮时的探测期间导通。第2像素电路60b具有与第1像素电路60a同样的构成，第2像素电路60b所包含的晶体管T1b在背光源熄灭时的探测期间导通。 
这样，通过在流过光电二极管D1a的电流的路径上设置在背光源点亮时的探测期间导通的晶体管T1a，在流过光电二极管D1b的电流的路径上设置在背光源熄灭时的探测期间导通的晶体管T1b，能构成：第1像素电路60a，其在背光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2像素电路60b，其在背光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量。 
(第7实施方式) 
图20是本发明的第7实施方式的像素电路的电路图。如图20所示，第1像素电路70a包含晶体管T1a、T2a、T3a、M1a、光电二极管D1a以及电容器C1a。第2像素电路70b包含晶体管T1b、T2b、T3b、M1b、光电二极管D1b以及电容器C1b。晶体管T1a、T3a、M1a、T1b、T3b、M1b是N型TFT，晶体管T2a、T2b是P型TFT。对第1像素电路70a和第2像素电路70b提供高电平电位VDDP。 
在第1像素电路70a中，晶体管T1a、T2a的栅极连接到时钟线CLKa。晶体管T1a的源极连接到复位线RSTa，漏极连接到光电二极管D1a的阳极和晶体管T2a的漏极。光电二极管D1a的阴极连接到晶体管M1a的栅极。晶体管M1a的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器C1a设于晶体管M1a的栅极与读出线RWSa之间。晶体管T3a的漏极被施加电位VDDP，栅极连接到晶体管M1a的栅极，源极连接到晶体管T2a的源极。在第1像素电路70a中，连接到晶体管M1a的栅极的节点为存储节点，晶体管M1a作为读出晶体管执行功能。第2像素电路70b具有与第1像素电路70a相同的构成。 
第1和第2像素电路70a、70b除了下面的以外，与第6实施方式的第1和第2像素电路60a、60b同样地进行动作。晶体管T2a在时钟信号CLKa为高电平时截止，在时钟信号CLKa为低电平时导通。晶体管T2b在时钟信号CLKb为高电平时截止，在时钟信号CLKb为低电平时导通。 
若在背光源点亮时的探测期间结束时时钟信号CLKa从高电平变为低电平时，则晶体管T2a从截止变为导通。在该瞬间连接到光 电二极管D1a的阳极的节点通过晶体管T2a、T3a以与晶体管M1a的栅极电位Vinta相应的电位被充电。因此，在背光源点亮时的探测期间的结束时，流过光电二极管D1a的电流立刻被切断。 
另外，若在背光源熄灭时的探测期间结束时时钟信号CLKb从高电平变为低电平，则晶体管T2b从截止变为导通。在该瞬间连接到光电二极管D1b的阳极的节点通过晶体管T2b、T3b以与晶体管M1b的栅极电位Vintb相应的电位被充电。因此，在背光源熄灭时的探测期间的结束时，流过光电二极管D1b的电流立刻被切断。 
如上所述，本实施方式的第1像素电路70a是对第6实施方式的第1像素电路60a追加了如下的电路：晶体管T2a(第1开关元件)，其一端连接到光电二极管D1a的阳极(晶体管T1a侧的端子)，按照时钟信号CLKa导通/截止；以及晶体管T3a(第2开关元件)，其对晶体管T2a的源极赋予与存储节点的电位相应的电位。晶体管T2a在时钟信号CLKa为低电平时(在背光源点亮时的探测期间以外)导通。第2像素电路10b具有与第1像素电路10a同样的构成，第2像素电路70b所包含的晶体管T2b在时钟信号CLKb为低电平时(在背光源熄灭时的探测期间以外)导通。 
根据第1和第2像素电路70a、70b，与第6实施方式的第1和第2像素电路60a、60b同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，通过在时钟信号CLKa变化时对光电二极管D1a的与存储节点相反的一侧的端子施加与存储节点的电位相应的电位，能立刻切断流过光电二极管D1a的电流，提高检测精度。第2像素电路70b也得到同样的效果。 
(实施方式的变形例) 
本发明的各实施方式能构成下面所示的变形例。图21A～图21H分别是第1实施方式的第1～第8变形例的像素电路的电路图。图21A～图21H所示的第1像素电路11a～18a通过针对第1实施方式的第1像素电路10a进行下面的变形而得到。第2像素电路11b～18b通过针对第1实施方式的第2像素电路10b进行相同的变形而得到。 
图21A所示的第1像素电路11a是将第1像素电路10a所包含的 电容器C1置换为作为P型TFT的晶体管TCa的电路。在第1像素电路11a中，晶体管TCa的漏极连接到晶体管T1a的漏极，源极连接到晶体管M1a的栅极，栅极连接到读出线RWSa。这样连接的晶体管TCa在读出线RWSa被施加读出用的高电平时，使存储节点的电位比原像素电路更大地变化。因此，能将强光入射时的存储节点的电位和弱光入射时的存储节点的电位之差放大，使像素电路11a的灵敏度提高。 
图21B所示的第1像素电路12a是将第1像素电路10a所包含的光电二极管D1置换为光电晶体管TDa的电路。由此，第1像素电路12a所包含的晶体管均为N型。因此，能使用仅能制造N型晶体管的单沟道工艺制造第1像素电路12a。 
图21C所示的第1像素电路13a是将第1像素电路10a所包含的光电二极管D1a反向连接的电路。对第1像素电路13a提供通常为高电平、在复位时为复位用的低电平的复位信号RSTa。光电二极管D1a的阴极连接到复位线RSTa，阳极连接到晶体管T1a的漏极。由此，得到像素电路的变形。 
图21D所示的第1像素电路14a是将第1像素电路10a所包含的光电二极管D1a反向连接、并删除了电容器C1a的电路。对第1像素电路14a提供与第1像素电路13a同样的复位信号RSTa。但是，复位信号RSTa在读出时为读出用的高电平。当复位信号RSTa为读出用的高电平时，存储节点的电位(晶体管M1a的栅极电位)上升，与存储节点的电位相应的电流流过晶体管M1a。这样，第1像素电路14a不具备电容器C1a。因此，能将开口率增大电容器C1a的程度，使像素电路的灵敏度提高。 
图21E所示的第1像素电路15a是对第1像素电路10a追加了晶体管TSa的电路。晶体管TSa是N型TFT，作为选择用开关元件执行功能。在第1像素电路15a中，晶体管M1a的源极连接到晶体管TSa的漏极。晶体管TSa的源极连接到输出线OUTa，栅极连接到选择线SELa。选择信号SELa在从第1像素电路15a进行读出时为高电平。由此，得到像素电路的变形。 
图21F所示的第1像素电路16a是对第1像素电路10a追加了晶体管TRa的电路。晶体管TRa是N型TFT，作为复位用开关元件执行功能。在第1像素电路16a中，晶体管TRa的源极被施加低电平电位VSS，漏极连接到晶体管M1a的栅极，栅极连接到复位线RSTa。另外，光电二极管D1a的阳极被施加低电平电位COM。由此，得到像素电路的变形。 
图21G所示的第1像素电路17a是对第1像素电路10a追加了上述晶体管TSa、TRa的电路。晶体管TSa、TRa的连接形式与第1像素电路15a、16a相同。由此，得到像素电路的变形。 
图21H所示的第1像素电路18a是对第1像素电路10a追加了光电二极管D2a的电路。光电二极管D2a被遮光，作为参照用光传感器执行功能。光电二极管D2a的阳极连接到光电二极管D1a的阴极和晶体管T1a的源极，阴极被施加规定的电位VC。电位VC是比复位用的高电平电位更高的电位。因为在光电二极管D2a中流过暗电流，所以能进行光电二极管的温度补偿。 
第2～第7实施方式也能进行同样的变形。另外，第1～第7实施方式只要不违反上述变形的性质就能使上述变形任意组合，构成各种变形例。 
如上所述，在本发明的实施方式及其变形例的显示装置中，在指定的探测期间探测光、除此以外时保持探测到的光量的第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在像素区域各配置多个。背光源在1帧期间以规定时间点亮1次，在1帧期间各设定1次背光源点亮时的探测期间和背光源熄灭时的探测期间。第1传感器像素电路在背光源点亮时的探测期间的开头复位，在该探测期间探测光。第2传感器像素电路在背光源熄灭时的探测期间的开头复位，在该探测期间探测光。从2种传感器像素电路的读出在2种探测期间以外并行地按线顺序进行。设于传感器像素电路的外部的差分电路求出背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量之差。由此，能解决现有的问题，提供不依赖于光环境的输入功能。 
此外，在本发明中，设于显示装置中的光源的种类没有特别限 定。因此，例如，可以使为显示用而设置的可见光背光源在1帧期间以规定时间点亮1次。或者，可以与显示用的可见光背光源分开地将光探测用的红外光背光源设于显示装置中。在这样的显示装置中，可以使可见光背光源始终点亮，仅使红外光背光源在1帧期间以规定时间点亮1次。 
另外，背光源可以设为在1帧期间以规定时间点亮多次。在该情况下，只要涵盖背光源点亮的多个期间设定背光源点亮时的探测期间，在除此以外的期间设定背光源熄灭时的探测期间即可。在该情况下也优选背光源点亮时的探测期间和背光源熄灭时的探测期间设为相同长度。另外，可以将背光源熄灭时的探测期间设定在背光源点亮时的探测期间紧后。由此，能消除2种探测期间之间的偏差，防止相对于移动输入的跟踪性随输入方向而变动，并且能抑制由传感器像素电路所包含的开关元件中的光泄漏引起的检测误差。 
工业上的可利用性
本发明的显示装置具备具有不依赖于光环境的输入功能这样的特征，所以能利用于在显示面板中设有多个光传感器的各种显示装置。 
附图标记说明
1：显示控制电路 
2：显示面板 
3：背光源 
4：像素区域 
5：栅极驱动电路 
6：源极驱动电路 
7：传感器行驱动电路 
8：显示像素电路 
9：传感器像素电路 
10～18、20、30、40、50、60、70：像素电路 

Claims (15)

1.一种显示装置，其特征在于， 
在像素区域配置有多个光传感器， 
具备： 
显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路； 
光源，其在1帧期间以规定时间点亮；
驱动电路，其驱动复位线和读出线，针对上述传感器像素电路输出表示光源点亮时的探测期间的第1控制信号和表示光源熄灭时的探测期间的第2控制信号，并且进行针对上述传感器像素电路的复位和读出， 
上述传感器像素电路包含： 
第1传感器像素电路，其按照上述第1控制信号，在光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及 
第2传感器像素电路，其按照上述第2控制信号，在光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量， 
上述驱动电路在光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间以外按上述读出线的线顺序进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出。 
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 
上述光源在1帧期间以规定时间点亮1次， 
光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间在1帧期间各设定1次。 
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，上述驱动电路在光源点亮时的探测期间的开头进行针对上述第1传感器像素电路的复位，在光源熄灭时的探测期间的开头进行针对上述第2传感器像素电路的复位。 
4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，光源点亮时的探测期间设定在光源熄灭时的探测期间紧后。 
5.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，光源熄灭时的探测期间设定在光源点亮时的探测期间紧后。 
6.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，光源点亮时 的探测期间和光源熄灭时的探测期间为相同长度。 
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 
上述显示面板还包含传输上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的输出信号的多条输出线， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路按种类连接到不同的输出线， 
上述驱动电路并行地进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出。 
8.根据权利要求7所述的显示装置， 
还具备差分电路，上述差分电路求出上述第1传感器像素电路的输出信号和上述第2传感器像素电路的输出信号之差。 
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路包含： 
1个光传感器； 
1个存储节点，其存储与探测到的光量相应的电荷； 
读出晶体管，其具有能与上述存储节点电连接的控制端子；以及 
保持用开关元件，其设于流过上述光传感器的电流的路径上，按照被赋予的控制信号导通/截止， 
上述第1传感器像素电路所包含的保持用开关元件按照上述第1控制信号在光源点亮时的探测期间导通，上述第2传感器像素电路所包含的保持用开关元件按照上述第2控制信号在光源熄灭时的探测期间导通。 
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于， 
在上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路中， 
上述保持用开关元件设于上述存储节点与上述光传感器的一端之间， 
上述光传感器的另一端连接到复位线。 
11.根据权利要求9所述的显示装置， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路包含以下元件 作为上述保持用开关元件： 
第1保持用开关元件，其设于上述存储节点与上述光传感器的一端之间；以及 
第2保持用开关元件，其设于复位线与上述光传感器的另一端之间。 
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在2种电路间共用1个光传感器， 
上述共用的光传感器的一端连接到上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的保持用开关元件的一端之间，另一端连接到上述复位线。 
13.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在2种电路间共用1个光传感器， 
上述共用的光传感器的一端连接到上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的第1保持用开关元件的一端，另一端连接到上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的第2保持用开关元件的一端。 
14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于， 
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路在2种电路间共用1个读出晶体管， 
上述共用的读出晶体管的控制端子连接到上述共用的光传感器的一端以及上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路分别包含的保持用开关元件的一端之间。 
15.一种显示装置的驱动方法， 
上述显示装置具有：显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路；光源；以及驱动电路，其驱动复位线和读出线， 
上述显示装置的驱动方法具备如下步骤： 
使上述光源在1帧期间以规定时间点亮的步骤； 
针对上述传感器像素电路输出表示光源点亮时的探测期间的 第1控制信号和表示光源熄灭时的探测期间的第2控制信号的步骤； 
使用上述传感器像素电路所包含的第1传感器像素电路，按照上述第1控制信号，在光源点亮时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量的步骤； 
使用上述传感器像素电路所包含的第2传感器像素电路，按照上述第2控制信号，在光源熄灭时的探测期间探测光，除此以外时保持探测到的光量的步骤；以及 
在光源点亮时的探测期间和光源熄灭时的探测期间以外，按上述读出线的线顺序进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出的步骤。 
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