JP2009002661A - センシング回路、光検出回路、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光電変換特性が等しいa-Si TFT1とa-Si TFT2を使用する。a-Si TFT1の入射光量をフィルタ3で減らし、a-Si TFT1の光劣化の進行を遅らせる。a-Si TFT1,2のリーク電流の測定値i1´,i2´と、メモリに記憶している積算照度−光劣化率プロファイルデータとに基づいて、a-Si TFT2の光劣化率d2またはa-Si TFT1の光劣化率d1を特定し、特定した光劣化率d2またはd1を用いて環境光の照度を求める。
【選択図】図4
Description
Vo=(Vd)/{1+(Rb/Ra)}
図1は、光電変換素子として使用するa-Si TFT(Amorphous Silicon TFT:アモルファスシリコン薄膜トランジスタ)のゲート電圧とドレイン電流との関係を示すグラフである。ゲートオフ時に着目すると、チャネル部に光が当たっていない場合は、同図に暗電流として示すように、10−13A以下となるリーク電流(ドレイン電流)しか流れない。これに対し、同じゲートオフ時であっても、チャネル部に光が当たっている場合は、チャネル部に当たっている光の強さ(明るさ)に応じたリーク電流が流れる。つまり、このa-Si TFTは、ゲートオフ時におけるリーク電流の大きさが、チャネル部に当たっている光の強さに比例する。
なお、定数a1は、光劣化のない初期状態でのa-Si TFT1の照度とリーク電流との関係を定めた一次式の傾きである。同様に、定数a2は、光劣化のない初期状態でのa-Si TFT2の照度とリーク電流との関係を定めた一次式の傾きである。
I1= a1×L …(1)
I2= a2×L …(2)
I1´= a1´×L …(3)
I2´= a2´×L …(4)
D =f(H ) …(5)
d1=f(h1) …(6)
d2=f(h2)=f(10h1) …(7)
a1´=a1×d1 = a1×f(h1) …(8)
a2´=a2×d2 = a2×f(h2)= a2×f(10h1) …(9)
h={ADD(LSB)+ 1}×10ADD(MSB) …(14)
第1実施形態では、フィルタ3として透過率10%の減光フィルタを用いた場合について説明したが、本実施形態では、フィルタ3としてグリーンカラーフィルタを使用した場合について説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
K=p(H) …(15)
kmsg=i2´/i1´ …(16)
D=g(K) …(17)
本実施形態では、第1実施形態おいて説明した光センサ回路5と光検出回路10、あるいは第2実施形態おいて説明した光センサ回路15と光検出回路20を使用し、環境光の照度(周囲の明るさ)に応じて画面全体の明るさを調整する表示装置について説明する。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。
次に、上述した実施形態および変形例に係る表示装置50を適用した電子機器について説明する。図17に、表示装置50を適用し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表示装置50と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。
図18に、表示装置50を適用し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およびスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての表示装置50を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、表示装置50に表示される画面がスクロールされる。
図19に、表示装置50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および電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての表示装置50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表示装置50に表示される。
なお、表示装置50が適用される電子機器としては、図17〜図19に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した表示装置50が適用可能である。
本発明は、温度センサにも適用可能である。
例えば、感温特性が等しい2つの同じ感温素子(熱電対、測温抵抗体、サーミスタ)を使用し、一方の感温素子のみを断熱部材で覆い、断熱部材で覆われた感温素子に加わる温度を、他方の感温素子に加わる温度の50%に減らす。また、感温特性の劣化する度合いを示す劣化率と、感温素子に加わる積算温度(温度×時間)との関係を示すプロファイルデータや関数をメモリに記憶しておく。そして、2つの感温素子の各々を用いて得られる測定値(例えば、各感温素子に定電流を供給して得られる感温素子の両端の電圧値)と、断熱部材による温度の低減率と、メモリに記憶されているプロファイルデータや関数とを用いて、第1実施形態おいて説明した光検出回路10の場合と同様にして、例えば、断熱部材で覆われていない方の感温素子の劣化率を特定し、特定した劣化率と、断熱部材で覆われていない方の感温素子の測定値とに基づいて、正確な温度を検出する。なお、感温特性の劣化する度合いを示す劣化率と、2つの感温素子の測定値の比との関係を示すプロファイルデータや関数をメモリに記憶しておく構成であってもよい。この場合は、2つの感温素子の測定値の比と、断熱部材による温度の低減率と、メモリに記憶されているプロファイルデータや関数とを用いて、第2実施形態おいて説明した光検出回路20の場合と同様にして、例えば、断熱部材で覆われていない方の感温素子の劣化率を特定し、特定した劣化率と、断熱部材で覆われていない方の感温素子の測定値とに基づいて、正確な温度を検出すればよい。
前記第1感温素子と同じ感温特性を有し、素子に加わる熱エネルギー(温度)に応じたレベルの第2測定信号を得ることが可能な第2感温素子と、
前記第2感温素子に加わる温度を所定の低減率で減らす断熱手段と、
前記第1感温素子の感温特性の劣化の程度を示す第1劣化率と、前記第1感温素子に加わる積算温度との関係を劣化特性として記憶する記憶手段と、
前記所定の低減率を考慮して前記劣化特性を参照することにより、前記第1劣化率と前記第2感温素子の感温特性の劣化の程度を示す第2劣化率との組を複数特定し、特定した複数の前記第1劣化率と前記第2劣化率の組の各々と、前記第1測定信号および前記第2測定信号と、前記所定の低減率とに基づいて、前記第1感温素子に加わる温度と前記断熱手段に加わる温度とを演算し、演算結果に基づいて、両者の差分が最小となる前記第1劣化率と前記第2劣化率との組を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定した前記第1劣化率と前記第1測定信号とに基づいて、温度を検出する検出手段と
を備える温度検出回路。
前記第1感温素子と同じ感温特性を有し、素子に加わる熱エネルギー(温度)に応じたレベルの第2測定信号を得ることが可能な第2感温素子と、
前記第2感温素子に加わる温度を所定の低減率で減らす断熱手段と、
前記第1感温素子の感温特性の劣化の程度を示す第1劣化率と、前記第1測定信号のレベルと前記第2測定信号のレベルの比である出力比との関係を劣化特性として記憶する記憶手段と、
前記第1測定信号のレベルと前記第2測定信号のレベルとの比を算出し、算出した比と前記記憶手段を参照して得られた前記劣化特性の出力比とを比較して、比較結果に基づいて前記第1劣化率を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定した前記第1劣化率と前記第1測定信号とに基づいて、温度を検出する検出手段と
を備える温度検出回路。
Claims (21)
- 測定対象となるエネルギーの大きさに応じたレベルの第1出力信号を出力する第1センシング素子と、
前記第1センシング素子と同じ入出力特性を有し、測定対象となるエネルギーの大きさに応じたレベルの第2出力信号を出力する第2センシング素子と、
前記第2センシング素子に加わる前記エネルギーの大きさを所定の低減率で減らす低減手段と、
前記第1センシング素子の入出力特性の劣化の程度を示す第1劣化率と、前記第1センシング素子に加わる前記エネルギーの大きさと時間との積である積算値との関係を劣化特性として記憶する記憶手段と、
前記所定の低減率を考慮して前記劣化特性を参照することにより、前記第1劣化率と前記第2センシング素子の入出力特性の劣化の程度を示す第2劣化率との組を複数特定し、特定した複数の前記第1劣化率と前記第2劣化率の組の各々と、前記第1出力信号および前記第2出力信号と、前記所定の低減率とに基づいて、前記第1センシング素子に加わる前記エネルギーの大きさと前記低減手段に入力する前記エネルギーの大きさとを演算し、演算結果に基づいて、両者の差分が最小となる前記第1劣化率と前記第2劣化率との組を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定した前記第1劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、前記エネルギーの大きさを検出する検出手段と
を備えるセンシング回路。 - 前記検出手段は、
前記特定手段によって特定した前記第1劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、前記エネルギーの大きさを検出することの代わりに、
前記特定手段によって特定した前記第2劣化率と前記第2出力信号と前記所定の低減率とに基づいて、前記エネルギーの大きさを検出する
ことを特徴とする請求項1に記載のセンシング回路。 - 測定対象となるエネルギーの大きさに応じたレベルの第1出力信号を出力する第1センシング素子と、
前記第1センシング素子と同じ入出力特性を有し、測定対象となるエネルギーの大きさに応じたレベルの第2出力信号を出力する第2センシング素子と、
前記第2センシング素子に加わる前記エネルギーの大きさを所定の低減率で減らす低減手段と、
前記第1センシング素子の入出力特性の劣化の程度を示す第1劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルの比である出力比との関係を劣化特性として記憶する記憶手段と、
前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を算出し、算出した比と前記記憶手段を参照して得られた前記劣化特性の出力比とを比較して、比較結果に基づいて前記第1劣化率を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定した前記第1劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、前記エネルギーの大きさを検出する検出手段と
を備えるセンシング回路。 - 前記記憶手段は、
前記第1センシング素子の入出力特性の劣化の程度を示す第1劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルの比である出力比との関係を劣化特性として記憶することの代わりに、
前記第2センシング素子の入出力特性の劣化の程度を示す第2劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルの比である出力比との関係を劣化特性として記憶し、
前記特定手段は、
前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を算出し、算出した比と前記記憶手段を参照して得られた前記劣化特性の出力比とを比較して、比較結果に基づいて前記第1劣化率を特定することの代わりに、
前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を算出し、算出した比と前記記憶手段を参照して得られた前記劣化特性の出力比とを比較して、比較結果に基づいて前記第2劣化率を特定し、
前記検出手段は、
前記特定手段によって特定した前記第1劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、前記エネルギーの大きさを検出することの代わりに、
前記特定手段によって特定した前記第2劣化率と前記第2出力信号と前記所定の低減率とに基づいて、前記エネルギーの大きさを検出する
ことを特徴とする請求項3に記載のセンシング回路。 - 入射する光の照度に応じたレベルの第1出力信号を出力する第1光電変換素子と、
前記第1光電変換素子と同じ光電変換特性を有し、入射する光の照度に応じたレベルの第2出力信号を出力する第2光電変換素子と、
入射する光の照度を所定の減光率で減光させて前記第2光電変換素子に出力する減光手段と、
光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と積算照度との関係を記憶する記憶手段と、
前記第1光電変換素子の積算照度を第1積算照度、前記第2光電変換素子の積算照度を第2積算照度、前記第1積算照度に対応する前記劣化率を第1劣化率、前記第2積算照度に対応する前記劣化率を第2劣化率としたとき、
前記所定の減光率を考慮して前記第1積算照度と前記第2積算照度との組を特定し、
特定した前記第1積算照度と前記第2積算照度とに基づいて前記記憶手段に記憶された劣化率と積算照度との関係を参照し、前記特定した前記第1積算照度と前記第2積算照度との組に対応する前記第1劣化率と前記第2劣化率との組を取得する取得手段と、
前記第1光電変換素子に入射する光の照度を第1照度、前記減光手段を介して前記第2光電変換素子に入射する光の照度を第2照度としたとき、
前記第1出力信号と前記第1劣化率とに基づいて、前記第1照度を算出し、
前記第2出力信号と前記第2劣化率とに基づいて、前記第2照度を算出し、
前記第1照度と前記第2照度との差分を算出する差分算出手段と、
前記取得手段を用いて得た前記第1劣化率と前記第2劣化率との組を前記差分算出手段に供給し、前記差分が最小となる前記第1劣化率を特定し、特定した前記第1劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、入射する光の照度を演算する演算手段と
を備える光検出回路。 - 前記演算手段は、
前記差分が最小となる前記第1劣化率を特定し、特定した前記第1劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、入射する光の照度を演算することの代わりに、
前記差分が最小となる前記第2劣化率を特定し、特定した前記第2劣化率と前記第2出力信号と前記所定の減光率とに基づいて、入射する光の照度を演算する
ことを特徴とする請求項5に記載の光検出回路。 - 前記記憶手段は、光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と積算照度とを対応付けて複数記憶する
ことを特徴とする請求項5または6に記載の光検出回路。 - 前記記憶手段は、光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と積算照度との関係を定めた関数を記憶する
ことを特徴とする請求項5または6に記載の光検出回路。 - 入射する光の照度に応じたレベルの第1出力信号を出力する第1光電変換素子と、
前記第1光電変換素子と同じ光電変換特性を有し、入射する光の照度に応じたレベルの第2出力信号を出力する第2光電変換素子と、
入射する光の照度を所定の減光率で減光させて前記第2光電変換素子に出力する減光手段と、
前記第1光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比との関係を記憶する記憶手段と、
前記出力比を算出する出力比算出手段と、
前記記憶手段を参照して取得した複数の出力比の各々と、前記出力比算出手段で算出した出力比との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分が最小となる前記劣化率を特定し、特定した前記劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、入射する光の照度を演算する演算手段と
を備える光検出回路。 - 前記記憶手段は、
前記第1光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比との関係を記憶することの代わりに、
前記第2光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比との関係を記憶し、
前記演算手段は、
特定した前記劣化率と前記第1出力信号とに基づいて、入射する光の照度を演算することの代わりに、
特定した前記劣化率と前記第2出力信号と前記所定の減光率とに基づいて、入射する光の照度を演算する
ことを特徴とする請求項9に記載の光検出回路。 - 前記記憶手段は、前記第1光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比とを対応付けて複数記憶する
ことを特徴とする請求項9に記載の光検出回路。 - 前記記憶手段は、前記第1光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比との関係を定めた関数を記憶する
ことを特徴とする請求項9に記載の光検出回路。 - 前記記憶手段は、前記第2光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比とを対応付けて複数記憶する
ことを特徴とする請求項10に記載の光検出回路。 - 前記記憶手段は、前記第2光電変換素子における光電変換の効率の劣化の程度を示す劣化率と、前記第1出力信号のレベルと前記第2出力信号のレベルとの比を示す出力比との関係を定めた関数を記憶する
ことを特徴とする請求項10に記載の光検出回路。 - 前記第1光電変換素子と前記第2光電変換素子は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタである
ことを特徴とする請求項5乃至14のうちいずれか1項に記載の光検出回路。 - 前記第1光電変換素子と前記第2光電変換素子は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである
ことを特徴とする請求項5乃至14のうちいずれか1項に記載の光検出回路。 - 前記第1光電変換素子と前記第2光電変換素子は、高温ポリシリコン薄膜トランジスタである
ことを特徴とする請求項5乃至14のうちいずれか1項に記載の光検出回路。 - 前記減光手段は、所定の光透過率を有するフィルタである
ことを特徴とする請求項9乃至14のうちいずれか1項に記載の光検出回路。 - 前記フィルタは、グリーンカラーフィルタである
ことを特徴とする請求項18に記載の光検出回路。 - 請求項5乃至19のうちいずれか1項に記載の光検出回路と、
画像を表示する表示部と、
前記光検出回路の出力信号に基づいて、前記表示部の画像の輝度を調整する調整部と
を備える表示装置。 - 請求項20に記載の表示装置を備えた電子機器。
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