JP2008076344A - 光検出装置、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光検出装置300は、入射光の光量に応じた第1電流を出力する主センサ310Aと、外乱光の光量に応じた第2電流を出力する副センサ310Bとが直列に電気的接続されたセンサ回路310と、センサ回路310の両端に電圧を印加したときにノードQから取り出される差分電流を検出する差分電流検出回路340とを有している。センサ回路310の両端に印加される電圧を第1電圧とし、ノードQの電圧を第2電圧としたとき、第2電圧が所定の基準電圧値になったときの差分電流に基づいて対象光の強度を検出する。
【選択図】図1
Description
図1(a)、(b)は、本発明を適用した光検出装置の概略構成図、およびその試験装置の概略構成図である。図2は、図1に示す光検出装置に用いた光センサ(フォトダイオード)の構成例を示す断面図である。
Δi=I1−I2=(Ip+Id)−Id=Ip・・・(1)
で表れる。
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置に搭載された光検出装置300の有効性について検証する。図1(b)は、本発明の光検出装置300の有効性を検証するための実験装置の回路図である。図3は、本発明を適用した光検出装置の作用、効果を示す説明図であり、図3(a)は、図1(b)に示す実験装置によって、照度と出力する電流との関係を示すグラフ、図3(b)は、フォトダイオードの真の光電流の安定領域を説明するためのグラフである。
(電気光学装置の全体構成)
図4は、本発明を適用した電気光学装置の全体構成を示すブロック図である。図5は、図4に示す電気光学装置の画像表示領域の構成例を示す回路図である。図6は、図4に示す電気光学装置の走査線駆動回路およびデータ線駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。
図7は、本発明を適用した電気光学装置に構成した光検出装置の概略構成図である。図4に示す電気光学装置1において、表示画像の見え易さは環境の明るさによって左右される。例えば、日中の自然光の下では、バックライト装置600の発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示する必要がある。一方、夜間の暗い環境の下では、バックライト装置600の発光起動が日中ほど高くなくても鮮明な画像を表示することができる。従って、バックライト装置600の発光輝度は、環境光の照度に応じて調整することが望ましい。
以上説明したように、本形態の電気光学装置1では、主センサ310Aおよび副センサ310Bが出力する第1電流および第2電流の差分(差分電流Δi)は、バックライト装置600から漏れた光(外乱光)を相殺した電流値であり、環境光の光量に応じたものとなる。このため、差分電流Δiを検出すれば、対象光の強度を検出することができる。また、光検出装置300での検出結果に基づいて、バックライト装置600の発光輝度を調整したので、環境照度に応じて画面の明るさを制御することが可能となり、電気光学装置1の消費電力を削減することができる。また、TFT等の素子を製造する工程を利用して、主センサ310Aおよび副センサ310Bを形成したので、電気光学装置1の生産性を向上することができる。
図8は、電気光学装置への第2の適用例で用いた本発明の光検出装置の概略構成図である。なお、本形態の電気光学装置は、基本的な構成が、上記の実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図9は、電気光学装置への第1の適用例で用いた光検出装置の変形例を示す構成図である。図7を参照して説明した光検出装置300では、抵抗値が相違する2つの抵抗体350A、350Bによって増幅回路350を構成したが、図7に示す第1抵抗体350Aに代えて第1トランジスタ381Aを用い、第2抵抗体350Bに代えて、第1トランジスタ381Aとカレントミラー回路380を構成する第2トランジスタ381Bを用いて、増幅回路350を構成してもよい。この場合、第2トランジスタ381Bのチャネル幅を第1トランジスタ381Aのチャネル幅より大きくすれば、差分電流は、第2トランジスタにより増幅されて検出される。また、第1トランジスタ381Aおよび第2トランジスタ382Bはいずれも、TFTにより形成できるので、素子基板に形成することができる。
図7および図8に示す形態でおいて、ノード電圧補正回路330によって、ノードQの電圧を常に2Vに維持するように構成したが、図10(a)、(b)に示すように、ノード電圧補正回路330によって、ノードの電圧を直線的あるいは階段状に変化させていき、ノードQの電圧が2Vになったときに検出された差分電流に基づいて対象光の強度を検出してもよい。
上記実施形態では、液晶装置において光検出装置300での検出結果に基づいて、バックライト装置からの出射光量を制御したが、光検出装置300での検出結果に基づいて、各画素に供給される信号を制御してもよい。また、上記実施形態では、電気光学装置として液晶装置を例に説明したが、有機エレクトロルミネッセンス装置において、光検出装置300での検出結果に基づいて、各画素に供給される信号を制御してもよい。
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置1を適用した電子機器について説明する。図11(a)に、電気光学装置1を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置1と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図11(b)に、電気光学装置1を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置1を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置1に表示される画面がスクロールされる。図11(c)に、電気光学装置1を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置1を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置1に表示される。
Claims (15)
- 対象光と外乱光とが入射光として入射する光検出装置において、
前記入射光の光量に応じた第1電流を出力する主センサと、前記外乱光の光量に応じた第2電流を出力する副センサとがノードを介して直列に電気的接続されたセンサ回路と、
該センサ回路の両端に電圧を印加したときに前記ノードから取り出される前記第1電流と前記第2電流との差分電流を検出する差分電流検出回路と、を有し、
前記センサ回路の両端に印加される電圧を第1電圧とし、前記ノードの電圧を第2電圧としたとき、前記第2電圧が所定の基準電圧値になったときの前記差分電流に基づいて前記対象光の強度を検出することを特徴とする光検出装置。 - 前記副センサは、前記対象光が入射する面に対して、前記対象光および前記外乱光のうち、前記対象光を遮光する遮光体が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光検出装置。
- 前記主センサと前記副センサとは、光電変換特性が等しく、
前記第2電圧が、前記基準電圧値として、前記第1電圧の1/2倍の電圧値になったときの前記差分電流に基づいて前記対象光の強度を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の光検出装置。 - 前記センサ回路の両端に前記第1電圧を印加したときの前記第2電圧を前記基準電圧値に補正するノード電圧補正回路を備え、
該ノード電圧補正回路によって前記第2電圧が前記基準電圧値になったときの前記差分電流に基づいて前記対象光の強度を検出することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光検出装置。 - 前記ノード電圧補正回路は、前記センサ回路の両端に前記第1電圧を印加したときの前記第2電圧を前記基準電圧値と比較し、その比較結果に基づいて、前記ノードから前記差分電流を取り出す出力ラインに印加する電圧値を調整して前記第2電圧を前記基準電圧値に維持することを特徴とする請求項4に記載の光検出装置。
- 前記ノード電圧補正回路は、前記ノードから前記差分電流を取り出すべき出力ラインに印加する電圧値を変化させていき、
前記第2電圧が前記基準電圧値になったときの前記差分電流に基づいて前記対象光の強度を検出することを特徴とする請求項4に記載の光検出装置。 - 前記差分電流検出回路は、前記差分電流を増幅する増幅回路を備え、
当該増幅された電流値に基づいて前記対象光の強度を検出することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の光検出装置。 - 前記差分電流検出回路は、前記ノードと前記ノード電圧補正回路の電圧出力部との間に介挿された第1抵抗体と、該第1抵抗体より抵抗値が低く、前記ノード電圧補正回路の電圧出力部と基準電圧との間に介挿された第2抵抗体とを備え、
前記差分電流は、前記第2抵抗体により増幅されて検出されることを特徴とする請求項4乃至6の何れか一項に記載の光検出装置。 - 前記差分電流検出回路は、前記ノードと前記ノード電圧補正回路の電圧出力部との間に介挿された第1トランジスタと、該第1トランジスタとカレントミラー回路を構成する第2トランジスタとを備え、
前記差分電流は、前記第2トランジスタにより増幅されて検出されることを特徴とする請求項4乃至6の何れか一項に記載の光検出装置。 - 前記主センサおよび前記副センサは、前記第1電圧によって逆バイアスが印加されたフォトダイオードであることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の光検出装置。
- 前記フォトダイオードは、ポリシリコン膜に不純物が導入されたN型領域およびP型領域を備えていることを特徴とする請求項10に記載の光検出装置。
- 前記フォトダイオードは、前記N型領域と前記P型領域との間に真性のポリシリコン膜を備えていることを特徴とする請求項11に記載の光検出装置。
- 請求項1乃至12の何れか一項に記載の光検出装置を備えた電気光学装置であって、
前記光検出装置による前記対象光の検出結果に基づいて駆動条件が調整されることを特徴とする電気光学装置。 - 光源装置と、該光源装置から出射された光を変調可能な電気光学パネルとを備え、前記光検出装置による前記対象光の検出結果に基づいて前記光源装置から出射される光量が調整されることを特徴とする請求項13に記載の電気光学装置。
- 請求項13または14に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
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