JP2008096242A - Light quantity detector, and liquid crystal display device equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光量検出装置およびそれを備えた液晶表示装置に関し、特に、薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置およびそれを備えた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a light amount detection device and a liquid crystal display device including the same, and more particularly to a light amount detection device including an optical sensor formed of a thin film transistor and a liquid crystal display device including the same.
一般に、液晶表示装置を備えた携帯電話などの電子機器は、日中や夜間などのように外光の条件が異なる環境下で使用されることが多いので、外光を検出し、外光の明るさに応じて液晶表示装置の画面の明るさや画質を制御するのが好ましい。そこで、従来、外光の検出を液晶表示装置の表示パネル上に形成された薄膜トランジスタ(TFT)により構成された光センサを含む光量検出装置によって行う方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In general, an electronic device such as a mobile phone equipped with a liquid crystal display device is often used in an environment with different external light conditions such as daytime or nighttime. It is preferable to control the brightness and image quality of the screen of the liquid crystal display device in accordance with the brightness. Therefore, conventionally, a method has been proposed in which external light is detected by a light amount detection device including an optical sensor formed of a thin film transistor (TFT) formed on a display panel of a liquid crystal display device (see, for example, Patent Document 1). ).
図6は、上記特許文献1において提案された従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置の回路図である。まず、図6を参照して、従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置200の回路構成について説明する。この光量検出装置200では、電源電位(VDD)に、容量201の一方電極201aと、n型の薄膜トランジスタにより構成される第1スイッチングトランジスタ202のソースSとが接続されている。また、容量201の他方電極201bと、第1スイッチングトランジスタ202のドレインDとは、p型の薄膜トランジスタにより構成される第2スイッチングトランジスタ203のゲートGおよびn型の薄膜トランジスタにより構成される光センサ204のソースSにノードn1を介して接続されている。また、第2スイッチングトランジスタ203のソースSは、電源電位(VDD)に接続されるとともに、ドレインDは、n型の薄膜トランジスタにより構成される抵抗体205のソースSに接続されている。また、光センサ204のドレインDと抵抗体205のドレインDとは接地されている。また、光量検出装置200の出力信号Voutは、第2スイッチングトランジスタ203と抵抗体205との間のノードn2を介して出力される。
FIG. 6 is a circuit diagram of a light amount detection apparatus provided with an optical sensor composed of a conventional thin film transistor proposed in
図7は、従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと第2スイッチングトランジスタのゲートの電圧の特性とを表した図である。次に、図6および図7を参照して、従来の薄膜トランジスタを備えた光量検出装置200の動作について説明する。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of a light quantity detection device including a conventional photosensor composed of thin film transistors, and a diagram showing the voltage characteristics of the gate of the second switching transistor. Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the operation of the light
まず、図7に示すように、第1スイッチングトランジスタ202のゲートGに所定の電圧Vpulse(Hレベル)を一定期間印加することにより、第1スイッチングトランジスタ202は、一定期間オン状態を維持する。これにより、容量201には電源電位(VDD)が充電される。
First, as shown in FIG. 7, by applying a predetermined voltage Vpulse (H level) to the gate G of the
次に、第1スイッチングトランジスタ202のゲートGの電圧VpulseがLレベル(0V)になることにより、第1スイッチングトランジスタ202は、オフ状態になる。このとき、容量201の他方電極201bに接続されているノードn1の電位は、電源電位(VDD)であるので、ノードn1に接続されている第1スイッチングトランジスタ202のドレインD、光センサ204のソースSおよび第2スイッチングトランジスタ203のゲートGの電位は、電源電位(VDD)になっている。したがって、この状態では、p型の薄膜トランジスタからなる第2スイッチングトランジスタ203は、オフ状態になっている。
Next, when the voltage Vpulse of the gate G of the
光センサ204に光が照射されると、光センサ204のソースSからドレインDに向けて漏れ電流が発生する。この漏れ電流の大きさは、光の強度が大きいほど大きくなる。なお、光センサ204のゲートGには一定の電圧Vbiasが印加されている。光センサに光が照射されることにより発生する漏れ電流によって、容量201に蓄えられた電荷が光センサ204のドレインDから放電され、図7の実線c0で示すようにノードn1の電位がVDDから降下していく。
When the
また、p型の薄膜トランジスタにより構成される第2スイッチングトランジスタ203のゲートは、ノードn1に接続されており、光センサ204の漏れ電流による放電によりノードn1の電位が降下して第2スイッチングトランジスタ203のゲートのしきい値電圧(VTH)以下になると、第2スイッチングトランジスタ203がオン状態になる。
The gate of the
なお、抵抗体205のゲートGには一定の電圧Vaが印加されており、抵抗体205は、抵抗値が一定の抵抗素子としての機能を有する。これにより、第2スイッチングトランジスタ203がオン状態になった後にVoutとして出力される電圧は、電源電位(VDD)と接地(GND)との電位差の間の電圧となる。
Note that a constant voltage Va is applied to the gate G of the
また、光センサ204は、照射される光量が大きいほど漏れ電流が大きくなるので、図7の1点鎖線c1に示すように、照射される光量が実線c0で示される場合に比べて小さいときは、ノードn1における電位の降下の傾きは小さくなる。つまり、光センサ204に照射される光量が大きいほど第2スイッチングトランジスタ203がオン状態になるまでの時間が短くなり、逆に、光センサ204に照射される光量が小さいほど第2スイッチングトランジスタ203がオン状態になるまでの時間が長くなる。したがって、第1スイッチングトランジスタ202のゲートGに印加する所定の電圧VpulseをLレベルにして、第1スイッチングトランジスタ202をオフ状態にした時点から第2スイッチングトランジスタ203がオン状態になるまでの時間を測定することにより、光センサ204に照射される光量の大小を測定することが可能になる。
Further, since the leakage current of the
しかしながら、上記特許文献1に記載の光量検出装置200では、光センサ204のソースSが、第2スイッチングトランジスタ203のゲートGに電気的に接続されているために、光センサ204に照射される光にノイズが含まれているときには、このノイズの影響が第2スイッチングトランジスタ203のゲートGに直接伝わる。このため、光量検出装置200が光センサ204に照射される光のノイズの影響を受けやすいという問題点がある。
However, in the light
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することが可能な光量検出装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to measure the amount of light while suppressing the influence of light noise applied to the optical sensor. Is to provide a simple light quantity detection device.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における光量検出装置は、抵抗体と、薄膜トランジスタにより構成される光センサと、容量とを備え、抵抗体の一方端は、第1基準電位に接続され、抵抗体の他方端には、光センサのソース/ドレインの一方と、容量の一方電極とが並列に接続され、第1基準電位により抵抗体を介して容量を充電する際の充電電圧に基づいて光量を測定する。 In order to achieve the above object, a light amount detection device according to a first aspect of the present invention includes a resistor, a photosensor configured by a thin film transistor, and a capacitor, and one end of the resistor has a first reference potential. The other end of the resistor is connected to one of the source / drain of the photosensor and one electrode of the capacitor in parallel, and is charged when the capacitor is charged through the resistor by the first reference potential. The amount of light is measured based on the voltage.
この第1の局面による光量検出装置では、上記のように、容量を第1基準電位により抵抗体を介して充電することによって、容量は、抵抗体があるために急速ではなく緩やかに充電されるので、光センサに照射される光に含まれるノイズの成分を容量が充電される間に平均化することができる。これにより、光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することができる。 In the light quantity detection device according to the first aspect, as described above, the capacitor is charged via the first reference potential via the resistor, so that the capacitor is charged slowly rather than rapidly due to the resistor. Therefore, it is possible to average the noise component included in the light applied to the optical sensor while the capacity is charged. Thereby, the light quantity can be measured while suppressing the influence of noise of light irradiated on the optical sensor.
上記第1の局面による光量検出装置において、好ましくは、容量の一方電極に接続され、容量の一方電極の充電電圧と比較電圧とを比較する比較器をさらに備え、充電電圧が比較電圧と同じになった時に比較器から出力される出力信号に基づいて充電時間を測定することにより光量を測定する。このように比較器を用いるように構成すれば、容易に光センサに照射される光量の測定を行うことができる。 The light amount detection device according to the first aspect preferably further includes a comparator that is connected to one electrode of the capacitor and compares the charging voltage of the one electrode of the capacitor with the comparison voltage, and the charging voltage is the same as the comparison voltage. Then, the amount of light is measured by measuring the charging time based on the output signal output from the comparator. Thus, if it comprises so that a comparator may be used, the light quantity irradiated to an optical sensor can be measured easily.
上記第1の局面による光量検出装置において、好ましくは、容量の一方電極に接続され、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータをさらに備える。このように構成すれば、第1基準電位によって容量の充電を行う場合に、光センサに照射される光量の大小によって一定時間当たりに容量に充電できる充電量が異なるので、光センサに照射される光量の大小を、第1基準電位によって容量の充電を開始したときから一定時間経過後の容量の充電電圧の変化量としてA/Dコンバータにより測定することができる。 The light quantity detection device according to the first aspect preferably further includes an A / D converter that is connected to one electrode of the capacitor and converts an analog signal into a digital signal. If comprised in this way, when charging a capacity | capacitance by 1st reference potential, since the charge amount which can be charged to a capacity | capacitance per fixed time changes with the magnitudes of the light quantity irradiated to a photosensor, a photosensor is irradiated. The magnitude of the amount of light can be measured by the A / D converter as the amount of change in the charge voltage of the capacitor after a certain time has elapsed since the start of charging of the capacitor with the first reference potential.
この場合、好ましくは、一定時間後における充電電圧をA/Dコンバータにより測定して一定時間当たりにおける充電電圧の値の変化量に基づいて光量を測定する。このように構成すれば、光量の測定は、定期的な処理によって行われるので、不定期的な処理を光量検出装置の外部から割り込みさせるための複雑な処理を行う必要がなくなる。これにより、光量検出装置の制御を簡単化することができる。 In this case, preferably, the charge voltage after a certain time is measured by the A / D converter, and the light quantity is measured based on the amount of change in the value of the charge voltage per certain time. With this configuration, the measurement of the light amount is performed by a periodic process, so that it is not necessary to perform a complicated process for interrupting the irregular process from outside the light amount detection device. Thereby, control of a light quantity detection apparatus can be simplified.
この場合、好ましくは、抵抗体の他方端とA/Dコンバータの出力とに接続される制御部をさらに備え、制御部は、一定時間を計測するタイマを含む。このように構成すれば、制御部に含まれるタイマが一定時間を計測することにより一定時間毎の容量の充電電圧の測定が行われるので、容易に、光センサに照射される光量の測定を行うことができる。 In this case, it is preferable to further include a control unit connected to the other end of the resistor and the output of the A / D converter, and the control unit includes a timer that measures a predetermined time. If comprised in this way, since the charge voltage of the capacity | capacitance for every fixed time is measured by the timer contained in a control part measuring a fixed time, the light quantity irradiated to a photosensor is easily measured. be able to.
上記第1の局面による光量検出装置において、好ましくは、光センサのソース/ドレインの他方と容量の他方電極とは、第1基準電位に比べて低電位の第2基準電位に接続されている。このように構成すれば、光センサのソース/ドレインの一方と他方、および、容量の一方電極と他方電極との間に電位差ができるので、容易に、光センサのソース/ドレインの一方から他方に漏れ電流を流すことができるとともに、容量の放電を行うことができる。 In the light quantity detection device according to the first aspect, preferably, the other of the source / drain of the photosensor and the other electrode of the capacitor are connected to a second reference potential that is lower than the first reference potential. With this configuration, a potential difference can be generated between one and the other of the source / drain of the photosensor and between one electrode and the other electrode of the capacitor, so that the source / drain of the photosensor can be easily changed from one to the other. Leakage current can flow and capacity discharge can be performed.
上記第1の局面による光量検出装置において、好ましくは、容量の一方電極と、第1基準電位に比べて低電位の第2基準電位との間に配置されたスイッチ回路をさらに備え、スイッチ回路は、オン状態の時に容量の一方電極と第2基準電位とを接続して容量を放電させるとともに、オフ状態の時に容量の一方電極と第2基準電位との接続を切断して容量を充電する。このように構成すれば、スイッチ回路のオン状態の時には、容易に容量の放電を行うことができるとともに、スイッチ回路がオフ状態の時には、容易に容量の充電を行うことができる。 The light quantity detection device according to the first aspect preferably further includes a switch circuit disposed between the one electrode of the capacitor and the second reference potential that is lower than the first reference potential, and the switch circuit includes: The capacitor is discharged by connecting the one electrode of the capacitor and the second reference potential in the on state, and the capacitor is charged by disconnecting the connection of the one electrode of the capacitor and the second reference potential in the off state. According to this configuration, the capacitor can be easily discharged when the switch circuit is in the on state, and the capacitor can be easily charged when the switch circuit is in the off state.
上記第1の局面による光量検出装置において、好ましくは、抵抗体および容量により積分回路が構成されている。このように構成すれば、第1基準電位による容量の充電は、抵抗体および容量から構成される積分回路により急速ではなく緩やかに行われるので、容易に、光センサに照射される光に含まれるノイズの成分を容量が充電される間に平均化することができる。 In the light quantity detection device according to the first aspect, preferably, an integrating circuit is configured by a resistor and a capacitor. If comprised in this way, since the charge of the capacity | capacitance by a 1st reference electric potential is performed slowly rather than rapidly by the integration circuit comprised from a resistor and a capacity | capacitance, it is easily contained in the light irradiated to a photosensor. Noise components can be averaged while the capacity is charged.
この発明の第2の局面による液晶表示装置は、上記第1の局面による光量検出装置を備える。このように構成すれば、光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することが可能な光量検出装置を含む液晶表示装置を得ることができる。 A liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention includes the light amount detection device according to the first aspect. If comprised in this way, the liquid crystal display device containing the light quantity detection apparatus which can measure light quantity, suppressing the influence of the noise of the light irradiated to an optical sensor can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による光量検出装置を備えた液晶表示装置の平面図である。図2は、本発明の第1実施形態による光量検出装置の回路図である。まず、図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態による光量検出装置1の構成について説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device including a light amount detection device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of the light quantity detection device according to the first embodiment of the present invention. First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the light
第1実施形態による光量検出装置1は、図1に示すように、液晶表示装置100内に配置されている。また、液晶表示装置100は、液晶表示パネル50を含んでいる。また、光量検出装置1の光量検出部20は、液晶表示パネル50内に設置されており、光量検出装置1の駆動IC部10は、液晶表示パネル50の外部に設置されている。
The light
液晶表示パネル50のガラス基板51上には、光量検出装置1の光量検出部20と、表示部52と、Hドライバ53と、Vドライバ54とが形成されている。Hドライバ53は、ドレイン線を駆動(走査)するために設けられているとともに、Vドライバ54は、ゲート線を駆動(走査)するために設けられている。また、表示部52には、画素60がマトリクス状に配置されている。なお、表示部52には、簡略化のために1画素分の構成のみを示している。各々の画素60は、nチャネルトランジスタ61、画素電極62、画素電極62に対向配置された各画素60に共通の対向電極63、画素電極62と対向電極63との間に挟持された液晶64、および、補助容量65によって構成されている。そして、nチャネルトランジスタ61のドレインDはドレイン線に接続されているとともに、ソースSは画素電極62と補助容量65の一方の電極とに接続されている。このpチャネルトランジスタ61のゲートGはゲート線に接続されている。
On the
ここで、本実施形態では、液晶表示パネル50の外部に設置された駆動IC部10は、図1および図2に示すように、CPU11と、スイッチ回路12と、抵抗素子13と、コンパレータ14とを含んでいる。なお、CPU11および抵抗素子13は、それぞれ、本発明の「制御部」および「抵抗体」の一例である。また、コンパレータ14は、本発明の「比較器」の一例である。また、図2に示すように、CPU11は、スイッチ回路12の制御端子と、コンパレータ14の出力側に接続されている。CPU11は、スイッチ回路12へのスタート制御信号として、H(High)レベルの信号と、L(Low)レベルの信号とを生成する機能を有する。これにより、スイッチ回路12のオン/オフを制御する。なお、スイッチ回路12は、スタート制御信号のHレベルの信号によりオフ状態になるとともに、スタート制御信号のLレベルの信号によりオン状態になるように設定されている。また、CPU11は、スイッチ回路12がオフ状態になった時点(後述する容量22に充電が開始される時点)から、コンパレータ14の比較電圧と後述する容量22の充電電圧とが同じになるまでの時間を計測するタイマ11aを有する。また、コンパレータ14は、コンパレータ14に入力される信号の電圧が比較電圧以下であればL(Low)レベルの信号を出力し、コンパレータ14に入力される信号の電圧が比較電圧以上であればH(High)レベルの信号を出力する機能を有する。また、抵抗素子13の一方端13aは、電源電位(VDD)に接続されるとともに、他方端13bは、スイッチ回路12の一方端子に接続されている。また、スイッチ回路12の他方端子は、接地されている。
Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the driving
また、図2に示すように、光量検出部20は、n型の薄膜トランジスタにより構成される光センサ21と、容量22とを含んでいる。また、光センサ21のソースSと容量22の一方電極22aとは、互いに接続されるとともに抵抗素子13の他方端13bに接続されている。なお、第1実施形態では、抵抗素子13および容量22により積分回路が構成されている。積分回路は、抵抗素子13を含んでいるために、抵抗素子13がない場合に比べて急速ではなく緩やかに容量22の充電が行われるという特徴を有する。また、抵抗素子13の抵抗値を変えることによって、充電に要する時間を変えることが可能になる。また、光センサ21のドレインDと容量22の他方電極22bとは、接地されている。また、容量22の一方電極22aは、コンパレータ14に接続されている。
As shown in FIG. 2, the light
図3は、本発明の第1実施形態による光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと、容量の電圧の特性とを表した図である。次に、図2および図3を参照して、本発明の第1実施形態による光量検出装置1の動作について説明する。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the light quantity detection device according to the first embodiment of the present invention, and a diagram showing the voltage characteristics of the capacitance. Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, operation | movement of the light
まず、図3に示すように、Lレベルのスタート制御信号を一定期間維持することにより、スイッチ回路12を一定期間オン状態に維持する。これにより、容量22の一方電極22aがスイッチ回路12を介して接地されるので、容量22の放電が行われる。次に、スタート制御信号をHレベルに立ち上げることにより、スイッチ回路12をオフ状態にする。これにより、容量22は、抵抗素子13を介して電源電位(VDD)により充電される。
First, as shown in FIG. 3, the
この容量22に充電している状態で、図2に示すように、光センサ21に光が照射されると、光センサ21のソースSからドレインDに向けて漏れ電流が発生する。この漏れ電流の大きさは、光の強度が大きいほど大きくなる。なお、n型の薄膜トランジスタからなる光センサ21のゲートGには一定の電圧−Vgが印加されており、光センサ21を構成するn型の薄膜トランジスタは、オフ状態となっている。光センサ21に光が照射されることにより発生する漏れ電流によって、容量22の充電に要する時間は遅延されながらも、図3の実線a0で示すように、容量22の充電電圧Cwは、時間の経過とともに上昇していく。
In the state where the
そして、図3に示すように、時間T0の経過後、容量22の充電電圧Cwがコンパレータ14の比較電圧と同じになり、コンパレータ14からは、Hレベルの信号が出力される。容量22の充電電圧Cwが比較電圧と同じになるまでに要する時間T0は、CPU11のタイマ11aによって測定される。
As shown in FIG. 3, after the elapse of time T0, the charging voltage Cw of the
また、容量22の充電に要する時間の遅延の程度は、光センサ21に照射される光量によって変化する。すなわち、光センサ21に照射される光量が大きければ、漏れ電流が大きくなるので、遅延の程度は大きくなり、逆に光センサ21に照射される光量が小さければ、漏れ電流が小さくなるので、遅延の程度は小さくなる。図3の1点鎖線a1に示すように、照射される光量が実線a0で示される場合より大きいときは、容量22の充電電圧Cwの傾きは小さくなり、容量22の充電電圧Cwが比較電圧と同じになるまでの時間T1は、T0に比べて長くなる。つまり、光センサ21に照射される光量が大きいほどコンパレータ14からHレベルの信号が出力されるまでの時間が長くなり、逆に、光センサに照射される光量が小さいほどコンパレータ14からHレベルの信号が出力されるまでの時間が短くなる。したがって、容量22の充電の開始からコンパレータ14からHレベルの信号が出力されるまでの時間の長短によって、光センサ21に照射される光量の大小が測定される。
In addition, the degree of time delay required for charging the
第1実施形態では、上記のように、容量22を電源電位(VDD)により抵抗素子13を介して充電することによって、容量22は、抵抗素子13があるために急速ではなく緩やかに充電されるので、光センサ21に照射される光に含まれるノイズの成分を容量22が充電される間に平均化することができる。これにより、光センサ21に照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、容量22の一方電極22aに接続され、容量22の一方電極22aの充電電圧と比較電圧とを比較するコンパレータ14を備え、充電電圧が比較電圧と同じになった時にコンパレータ14から出力される出力信号に基づいて充電時間を測定することにより光量を測定するように構成することによって、容易に光センサに照射される光量の測定を行うことができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、光センサ21のドレインDと容量22の他方電極22bとは、接地されているので、光センサ21のソースSとドレインD、および、容量22の一方電極22aと他方電極22bとの間に電位差ができるので、容易に、光センサ21のソースSからドレインDに漏れ電流を流すことができるとともに、容量22の放電を行うことができる。
In the first embodiment, as described above, since the drain D of the
また、第1実施形態では、上記のように、容量22の一方電極22aと、接地(GND)との間に配置されたスイッチ回路12を備え、スイッチ回路12は、オン状態の時に容量22の一方電極22aを接地して容量22を放電させるとともに、オフ状態の時に容量22の一方電極22aと接地の接続を切断して容量22を充電するように構成することによって、スイッチ回路12のオン状態の時には、容易に容量22の放電を行うことができるとともに、スイッチ回路12がオフ状態の時には、容易に容量22の充電を行うことができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、抵抗素子13および容量22により積分回路を構成することによって、電源電位(VDD)による容量22の充電は、抵抗素子13および容量22から構成される積分回路により急速ではなく緩やかに行われるので、容易に、光センサ21に照射される光に含まれるノイズの成分を容量22が充電される間に平均化することができる。
In the first embodiment, as described above, the integrating circuit is configured by the
また、第1実施形態では、上記のように、光量検出装置1は、液晶表示パネル50を含む液晶表示装置100に設けられており、光センサ21および容量22は、液晶表示パネル50内に配置されるとともに、抵抗素子13は、液晶表示パネル50の外部に配置されている。このように抵抗素子13を液晶表示パネル50の外部に配置することによって、液晶表示パネル50上に抵抗素子13を形成する場合に比べて抵抗素子13の製造時における性能のばらつきを小さくすることができるので、光量検出装置1の検出精度を高めることができる。
In the first embodiment, as described above, the light
なお、抵抗素子13を含む駆動IC部10のすべてまたは一部をSOG(System On Glass)技術により液晶表示パネル50上に形成する構成としてもよい。これにより、半導体部品点数の削減、組立の簡便化ができるとともに、外部回路基板も縮小できるので、全体として小型化および軽量化を実現することができる。
Note that all or a part of the driving
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態による光量検出装置の回路図である。図4を参照して、この第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、コンパレータ14の代わりにA/Dコンバータ15を備えた光量検出装置2について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a circuit diagram of a light amount detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. With reference to FIG. 4, in the second embodiment, unlike the first embodiment, a light
この第2実施形態による光量検出装置2では、図4に示すように、光センサ21のソースSおよび容量22の一方電極22aと、CPU11との間には、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ15が配置されている。また、CPU11は、容量22の充電の開始から一定時間Tを計測するためのタイマ11bを含んでいる。なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
In the light
図5は、本発明の第2実施形態による光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと、容量の電圧の特性とを表した図である。次に、図4および図5を参照して、本発明の第2実施形態による光量検出装置2の動作について説明する。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the light quantity detection device according to the second embodiment of the present invention, and a diagram showing the voltage characteristics of the capacitance. Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, operation | movement of the light
まず、図5に示すように、Lレベルのスタート制御信号を一定期間維持することにより、スイッチ回路12を一定期間オン状態に維持する。これにより、容量22の一方電極22aがスイッチ回路12を介して接地されるので、容量22の放電が行われる。次に、スタート制御信号をHレベルに立ち上げることにより、スイッチ回路12をオフ状態にする。これにより、容量22は、抵抗素子13を介して電源電位(VDD)により充電される。
First, as shown in FIG. 5, the
この容量22に充電している状態で光センサ21に光が照射されると、光センサ21のソースSからドレインDに向けて漏れ電流が発生する。なお、n型の薄膜トランジスタからなる光センサ21のゲートGには一定の電圧−Vgが印加されており、光センサ21を構成するn型の薄膜トランジスタは、オフ状態となっている。また、第2実施形態では、容量22の充電電圧Cwは、A/Dコンバータ15によりデジタル信号に変換された後CPU11によって測定される。光センサ21に光が照射されることにより発生する漏れ電流によって、容量22の充電に要する時間は、光センサ21に光が照射されない場合に比べて遅延されながらも、図5の実線b0で示すように、A/Dコンバータ15の出力は、時間の経過とともに上昇していく。この第2実施形態では、CPU11のタイマ11bにより、容量22の充電の開始から一定時間Tを計測するとともに、一定時間Tが経過した時点の容量22の充電電圧CwがA/Dコンバータ15を介してCPU11によって測定される。
When light is applied to the
また、図5の1点鎖線b1に示すように、照射される光量が実線b0で示される場合より大きいときは、A/Dコンバータ15の出力(容量22の充電電圧Cw)の傾きは小さくなり、一定時間T当たりの容量22の充電電圧Cwの変化量ΔV1は、実線b0で示される場合のΔV0に比べて小さくなる。つまり、光センサ21に照射される光量が大きいほど、漏れ電流も大きくなるので、一定時間T当たりの充電電圧Cwの変化量ΔV0が小さくなる。したがって、一定時間T経過後のA/Dコンバータ15の出力(容量22の充電電圧Cw)によって、光センサ21に照射される光量の大小が測定される。
Further, as shown by a one-dot chain line b1 in FIG. 5, when the amount of light to be irradiated is larger than the case indicated by the solid line b0, the slope of the output of the A / D converter 15 (the charging voltage Cw of the capacitor 22) becomes small. The change amount ΔV1 of the charging voltage Cw of the
第2実施形態では、上記のように、容量22の一方電極22aに接続され、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ15を備えることによって、電源電位(VDD)によって容量22の充電を行う場合に、光センサ21に照射される光量の大小によって一定時間T当たりに容量22に充電できる充電量が異なるので、光センサ21に照射される光量の大小を、電源電位(VDD)によって容量22の充電を開始したときから一定時間T経過後の容量22の充電電圧の変化量としてA/Dコンバータ15により測定することができる。
In the second embodiment, as described above, the A /
また、第2実施形態では、上記のように、一定時間T経過後における充電電圧CwをA/Dコンバータ15により測定して一定時間T当たりにおける充電電圧Cwの値の変化量に基づいて光量を測定することによって、光量の測定は、定期的な処理によって行われるので、不定期的な処理を光量検出装置2の外部から割り込みさせるための複雑な処理を行う必要がなくなる。これにより、光量検出装置2の制御を簡単化することができる。
In the second embodiment, as described above, the charging voltage Cw after the lapse of the predetermined time T is measured by the A /
また、第2実施形態では、上記のように、抵抗素子13の他方端13bとA/Dコンバータ15の出力とに接続されるCPU11を備え、CPU11は、一定時間を計測するタイマ11bを含むことによって、CPU11に含まれるタイマが一定時間を計測することにより一定時間T毎の容量22の充電電圧Cwの測定がA/Dコンバータ15の出力を介して行われるので、容易に、光センサ21に照射される光量の測定を行うことができる。
In the second embodiment, as described above, the
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、n型の薄膜トランジスタにより構成される光センサを用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、p型の薄膜トランジスタにより構成される光センサを用いてもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example using an optical sensor configured by an n-type thin film transistor has been described. However, the present invention is not limited thereto, and an optical sensor configured by a p-type thin film transistor may be used.
また、上記実施形態では、容量を表示パネル上に配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、容量を表示パネルの外部に配置してもよい。 Moreover, although the example which arrange | positions a capacity | capacitance on a display panel was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this, You may arrange | position a capacity | capacitance outside a display panel.
また、上記実施形態では、光センサのドレインと容量の他方電極とが接地されている例を示したが、本発明はこれに限らず、光センサのドレインと容量の他方電極とを接地電位(GND)以外の電源電位(VDD)よりも低電位の基準電位に接続してもよい。また、光センサのドレインと容量の他方電極とを、それぞれ、電源電位(VDD)より低電位の異なる基準電位に接続してもよい。 In the above embodiment, the drain of the photosensor and the other electrode of the capacitor are grounded. However, the present invention is not limited to this, and the drain of the photosensor and the other electrode of the capacitor are connected to the ground potential ( It may be connected to a reference potential lower than the power supply potential (VDD) other than GND). Further, the drain of the photosensor and the other electrode of the capacitor may be connected to different reference potentials that are lower than the power supply potential (VDD).
11 CPU(制御部)
11a タイマ
11b タイマ
12 スイッチ回路
13 抵抗素子(抵抗体)
14 コンパレータ(比較器)
15 A/Dコンバータ
21 光センサ
22 容量
11 CPU (control unit)
11a
14 Comparator
15 A /
Claims (9)
薄膜トランジスタにより構成される光センサと、
容量とを備え、
前記抵抗体の一方端は、第1基準電位に接続され、
前記抵抗体の他方端には、前記光センサのソース/ドレインの一方と、前記容量の一方電極とが並列に接続され、
前記第1基準電位により前記抵抗体を介して前記容量を充電する際の充電電圧に基づいて光量を測定する、光量検出装置。 A resistor,
An optical sensor comprising a thin film transistor;
With capacity,
One end of the resistor is connected to a first reference potential;
One end of the source / drain of the photosensor and one electrode of the capacitor are connected in parallel to the other end of the resistor,
A light amount detection device that measures a light amount based on a charging voltage when the capacitor is charged through the resistor by the first reference potential.
前記充電電圧が前記比較電圧と同じになった時に前記比較器から出力される出力信号に基づいて充電時間を測定することにより前記光量を測定する、請求項1に記載の光量検出装置。 A comparator connected to one electrode of the capacitor and comparing a charging voltage and a comparison voltage of the one electrode of the capacitor;
The light quantity detection device according to claim 1, wherein the light quantity is measured by measuring a charging time based on an output signal output from the comparator when the charging voltage becomes equal to the comparison voltage.
前記制御部は、前記一定時間を計測するタイマを含む、請求項4に記載の光量検出装置。 A control unit connected to the other end of the resistor and the output of the A / D converter;
The light quantity detection device according to claim 4, wherein the control unit includes a timer that measures the predetermined time.
前記スイッチ回路は、オン状態の時に前記容量の一方電極と前記第2基準電位とを接続して前記容量を放電させるとともに、オフ状態の時に前記容量の一方電極と前記第2基準電位との接続を切断して前記容量を充電する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光量検出装置。 A switch circuit disposed between one electrode of the capacitor and a second reference potential that is lower than the first reference potential;
The switch circuit connects the one electrode of the capacitor and the second reference potential in an on state to discharge the capacitor, and connects the one electrode of the capacitor to the second reference potential in an off state. The light quantity detection device according to claim 1, wherein the capacity is charged by cutting the capacitor.
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