JP2009139914A - Display device - Google Patents
Display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009139914A JP2009139914A JP2008131822A JP2008131822A JP2009139914A JP 2009139914 A JP2009139914 A JP 2009139914A JP 2008131822 A JP2008131822 A JP 2008131822A JP 2008131822 A JP2008131822 A JP 2008131822A JP 2009139914 A JP2009139914 A JP 2009139914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- count value
- circuit
- clock signal
- illuminance
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、広いダイナミックレンジの照度を測定できる表示装置に関するものである。 The present invention relates to a display device capable of measuring illuminance with a wide dynamic range.
表示装置を備えた機器では、消費電力を低くすることが望まれている。かかる機器に設けられた液晶表示装置では、表示部の周囲の照度が低い夜間などにおいては、バックライトの輝度を下げることによって消費電力を下げる方法が検討されている。また、有機EL(electro-luminescence)を使用した表示装置では、同様に照度が低い場合においては、発光する画素の輝度を下げることによって消費電力を下げられると考えられている。具体的には、表示装置における表示部の周囲に光センサ回路を設け、その出力を利用してバックライトや画素の輝度を下げる提案がなされている。 In a device provided with a display device, it is desired to reduce power consumption. In a liquid crystal display device provided in such a device, a method of reducing power consumption by reducing the luminance of a backlight is studied in the nighttime when the illuminance around the display portion is low. Further, in a display device using organic EL (electro-luminescence), similarly, when the illuminance is low, it is considered that the power consumption can be reduced by reducing the luminance of the light emitting pixels. Specifically, a proposal has been made to provide an optical sensor circuit around a display unit in a display device and lower the luminance of a backlight or a pixel using the output.
特許文献1や特許文献2に開示された液晶表示装置では、表示パネルとは別に光センサ回路が設けられているが、装置の小型化や薄型化の妨げになるので、特許文献3に開示された液晶表示装置では、表示パネルに光センサ回路を含ませることで、小型化や薄型化を可能としている。また、特許文献3に開示された液晶表示装置では、照度を正確に測定できるように、例えばバックライトの輝度を制御するようになっている。
ところで、上記の表示装置などにおける照度の測定では、以下のような動作がなされる。つまり、所定のクロック信号のレベル反転毎にカウント値が更新され、照度に応じたタイミングにトリガ信号が出力され、トリガ信号の出力時にカウント値がサンプリングされる。サンプリングされたカウント値は、照度に応じたものとなる。 By the way, in the measurement of illuminance in the above-described display device or the like, the following operation is performed. That is, the count value is updated every time the level of the predetermined clock signal is inverted, the trigger signal is output at a timing corresponding to the illuminance, and the count value is sampled when the trigger signal is output. The sampled count value is in accordance with the illuminance.
ここで、クロック信号のレベル反転の周期が短い場合、クロック信号により更新されるカウント値が最大値から最小値になるまでの時間長が短くなる。そのため、サンプリングされたカウント値によっては、例えば、約80[lx]から約1000[lx]までの範囲でしか照度を表現できなくなってしまう。つまり、カウント値で示される照度におけるダイナミックレンジが約10倍という低いものとなってしまう。 Here, when the cycle of level inversion of the clock signal is short, the time length until the count value updated by the clock signal changes from the maximum value to the minimum value becomes short. Therefore, depending on the sampled count value, for example, the illuminance can be expressed only in the range from about 80 [lx] to about 1000 [lx]. That is, the dynamic range at the illuminance indicated by the count value is as low as about 10 times.
したがって、表示装置の使用環境が、照度が低い屋内などに限定されたり、照度が高い屋外などに限定されたりし、その結果、表示装置の利便性が損なわれてしまう。 Accordingly, the usage environment of the display device is limited to indoors where the illuminance is low, or limited to outdoors where the illuminance is high, and as a result, the convenience of the display device is impaired.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広いダイナミックレンジの照度を測定でき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 an object thereof is to provide a display device capable of measuring illuminance with a wide dynamic range.
上記の課題を解決するために、第1の発明に係る表示装置は、複数の画素を備えた表示部と、キャパシタ素子、充電された前記キャパシタ素子を前記表示部の周囲の照度に応じて放電させる光電変換素子を備えた光センサ回路と、前記キャパシタ素子の両極間における電圧のレベルが放電により次第に低下する状況を反映するように所定のデータを減少させ、前記データが所定の閾値以下になったときにトリガ信号を出力する演算回路と、レベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、前記クロック信号におけるレベル反転毎に所定のカウント値を更新し出力するカウンタと、前記レベル反転毎に出力されるカウント値を前記トリガ信号の出力時にサンプリングするサンプリングラッチ回路とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a display device according to a first aspect of the present invention includes a display unit having a plurality of pixels, a capacitor element, and discharging the charged capacitor element in accordance with the illuminance around the display unit. The predetermined data is reduced to reflect a situation in which the level of the voltage between both electrodes of the photoelectric sensor circuit and the capacitor element gradually decreases due to discharge, and the data falls below a predetermined threshold value. An operation circuit that outputs a trigger signal when the clock signal is generated, a clock signal generation circuit that generates a clock signal whose level inversion cycle becomes gradually longer, a counter that updates and outputs a predetermined count value for each level inversion in the clock signal, A sampling latch circuit that samples the count value output at each level inversion when the trigger signal is output. And wherein the door.
また、第2の発明に係る表示装置は、複数の画素により構成される表示部と、キャパシタ素子、充電された前記キャパシタ素子を前記表示部の周囲の照度に応じて放電させる光電変換素子を備えた光センサ回路と、前記キャパシタ素子の両極間における電圧のレベルが放電により次第に低下する状況を反映するように所定のデータを減少させ、前記データが所定の閾値以下になったときにトリガ信号を出力する演算回路と、レベル反転を繰り返すクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、前記クロック信号におけるレベル反転毎に所定のカウント値を更新し出力するカウンタと、前記レベル反転毎に出力されるカウント値を前記トリガ信号の出力時にサンプリングするサンプリングラッチ回路と、前記サンプリングされるカウント値の属し得る複数の範囲のそれぞれに対し、対応する出力値を対応づけたマップテーブルを有し、前記サンプリングされたカウント値の属する範囲を前記マップテーブルから検索し、検索された範囲に対応づけられた出力値を出力する値変換回路とを有し、前記マップテーブルにおいて出力値が大きいほど当該出力値に対応づけられたカウント値の範囲が小さいことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: a display unit configured by a plurality of pixels; a capacitor element; and a photoelectric conversion element that discharges the charged capacitor element in accordance with illuminance around the display unit. The predetermined data is decreased so as to reflect a situation in which the voltage level between the two poles of the optical sensor circuit and the capacitor element gradually decreases due to discharge, and a trigger signal is generated when the data falls below a predetermined threshold. An arithmetic circuit for outputting, a clock signal generating circuit for generating a clock signal that repeats level inversion, a counter that updates and outputs a predetermined count value for each level inversion in the clock signal, and a count that is output for each level inversion A sampling latch circuit that samples a value when the trigger signal is output, and the sampled count value A map table in which a corresponding output value is associated with each of a plurality of ranges that can belong is searched from the map table for a range to which the sampled count value belongs, and is associated with the searched range And a value conversion circuit that outputs an output value, and the larger the output value in the map table, the smaller the range of count values associated with the output value.
第1の本発明によれば、レベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号を生成するクロック信号生成回路を設けたことで、サンプリングされたカウント値におけるダイナミックレンジが広くなり、すなわち、広いダイナミックレンジの照度を測定することができる。 According to the first aspect of the present invention, by providing a clock signal generation circuit that generates a clock signal whose level inversion period becomes gradually longer, the dynamic range in the sampled count value becomes wider, that is, a wider dynamic range. Illuminance can be measured.
第2の本発明によれば、マップテーブルにおいて、出力値が大きいほど当該出力値に対応づけられたカウント値の範囲を小さくしたことで、出力値におけるダイナミックレンジが広くなり、すなわち、広いダイナミックレンジの照度を測定することができる。 According to the second aspect of the present invention, in the map table, the larger the output value is, the smaller the range of the count value associated with the output value is, so that the dynamic range in the output value is widened, that is, the wide dynamic range. Can be measured.
以下、本発明を適用した表示装置(ここでは液晶表示装置)について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a display device (here, a liquid crystal display device) to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る液晶表示装置の一例を示すものである。液晶表示装置1においては、一対の光透過性絶縁基板で液晶セルを構成し、その間隙に液晶材料を封入して液晶層が形成されている。具体的には、アレイ基板2と対向基板3との間に液晶層4が封入されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an example of a liquid crystal display device according to the first embodiment. In the liquid
アレイ基板2は、例えばガラス等からなる光透過性絶縁基板を支持基板とし、この光透過性絶縁基板上に、互いにほぼ平行且つ等間隔に配列される走査線や、これら走査線とほぼ直交して配列された信号線、走査線と信号線との間に介在されこれらを電気的に絶縁する層間絶縁膜(透明絶縁膜)、走査線と信号線との交点近傍に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)等が形成されている。
The
また、アレイ基板2においては、層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介してスイッチング素子に電気的に接続された画素電極がマトリクス状に配列形成されている。なお、アレイ基板2の光透過性絶縁基板と画素電極との間には、前述の通り信号線や走査線、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子、層間絶縁膜等が配置されているが、図1においては、これらの図示は省略する。さらに、アレイ基板2の画素電極が設けられた面のほぼ全体に配向膜が設けられるが、これについても、ここでは図示は省略する。
In the
一方、対向基板3も例えばガラス等からなる光透過性絶縁基板を支持基板とするものであり、その液晶層4側の面には、各画素に対応してカラーフィルタ層5が形成されるとともに、その表面を覆ってITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)等の透明導電材料からなる透明対向電極6が全面に形成されている。カラーフィルタ層は、顔料や染料によって各色に着色された樹脂層であり、例えばR,G,Bの各色のフィルタ層が組み合わされて構成されている。また、図示は省略するが、各カラーフィルタ層の画素境界部分には、コントラスト向上等を目的として、いわゆるブラックマトリクス層が形成されている。
On the other hand, the
以上の構成を有する液晶表示装置1では、アレイ基板2及び対向基板3の外側に偏光板7,8がぞれぞれ設けられ、背面側に配されたバックライト9を光源として、画像表示が行われる。
In the liquid
図2は、液晶表示装置1の模式的な平面図であり、画素により構成される表示部Aを囲む額縁状の部分には、ブラックマトリクスBMが形成され、バックライト9の光が漏れないようになっている。そして、このブラックマトリクスBMが形成された領域の外側には、外部LSI10がチップ・オン・グラス(COG)によりアレイ基板2上に実装されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the liquid
以上が液晶表示装置1の基本的な構成であるが、本実施の形態の液晶表示装置1においては、表示部Aを囲む額縁状の部分のブラックマトリクスBMに開口部11が設けられ、ここに臨んでアレイ基板2上に外光照度測定用の光センサ回路12が設置されている。さらに、ブラックマトリクスBMの下には、バックグラウンド電流測定用の光センサ回路13が、遮光された状態でアレイ基板2上に設置されている。
The basic configuration of the liquid
図3は、アレイ基板2上に形成された各光センサ回路12,13の回路図である。各光センサ回路12,13は互いに等しいものであり、フォトダイオード55とキャパシタ素子56を備える。光センサ回路12のフォトダイオード55は、表示部Aの周囲の光を電気信号に変換する光電変換素子として設けられたものである。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
各光センサ回路12,13では、所定のタイミングでキャパシタ素子56に所定の電圧Vprcがプリチャージされる。光センサ回路12では、表示部Aの周囲の照度に応じた光電流がフォトダイオード55に流れる。光センサ回路13では、いわゆるバックグラウンド電流がフォトダイオード55に流れる。
In each
図4は、外部LSI10の一部を光センサ回路12、13、さらに設けた光センサ回路14とともに示すブロック図である。光センサ回路14は、例えば、バックライト照度測定用のものであり、バックライト9からの光だけを受光するようになっている。
FIG. 4 is a block diagram showing a part of the
外部LSI10は、プリチャージ回路111、演算回路112、クロック信号生成回路113、カウンタ114、サンプリングラッチ回路115およびパラレルシリアル変換回路116を備える。
The
プリチャージ回路111は、まず、一定の電圧Vprcを各光センサ回路12,13,14に与える。そして、プリチャージ回路111は、電圧Vprcを与えている間の予め定められたタイミングにスタート信号SRT(例えば1回のパルス信号)を各光センサ回路12、13、14、クロック信号生成回路113、カウンタ114およびパラレルシリアル変換回路116に与える。
First, the
各光センサ回路12,13,14は、電圧Vprcによりキャパシタ素子56を予め充電(プリチャージ)する。具体的には、例えば、電圧Vprcが印加された配線とキャパシタ素子56の正極を、薄膜トランジスタなどで構成されたアナログスイッチ(図示せず)をオンすることにより接続する。これにより、キャパシタ素子56の両極間の電圧が電圧Vprcになる。
Each
各光センサ回路12,13,14は、スタート信号SRTが与えられた時、例えば上記のアナログスイッチをオフすることにより、電圧Vprcが印加された配線とキャパシタ素子56を切り離す。フォトダイオード55には、表示部Aの周囲の照度、バックライト9からの光の照度に応じた大きさの光電流、バックグラウンド電流が流れるので、キャパシタ素子56が放電し、その両極間の電圧が低下していく。各光センサ回路12、13、14は、各キャパシタ素子56の正極の電圧を電気信号Photo1,Photo2,Photo3として出力する。
When each of the
演算回路112は、所定のデータを生成し、外光照度測定用の光センサ回路12から出力された電気信号Photo1のレベルがキャパシタ素子56の放電により次第に低下する状況を反映するようにデータを減少させる。このとき、演算回路112は、バックグラウンド電流測定用の光センサ回路13から出力された電気信号Photo2のレベルやバックライト照度測定用の光センサ回路14から出力された電気信号Photo3のレベルによりデータを補正する。なお、演算回路112は、補正後であっても、電気信号Photo1のレベルが次第に低下する状況を反映するようにデータを減少させる。
The
演算回路112は、閾値を予め記憶しており、補正後のデータが閾値以下になったとき、トリガ信号TRG(例えば1回のパルス信号)をサンプリングラッチ回路115に与える。
The
クロック信号生成回路113は、クロック信号CLKをカウンタ114とパラレルシリアル変換回路116に与える。
The clock
図5に示すように、クロック信号生成回路113は、スタート信号SRTが与えられた時刻t0以降の例えば時刻t1から開始されるレベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号CLKを生成し、このクロック信号CLKをカウンタ114とパラレルシリアル変換回路116に与える。
As shown in FIG. 5, the clock
図4に戻り、カウンタ114は、ここではカウント値CNTを減少(デンクリメント)させるものであり、スタート信号SRTが与えられた時にカウント値CNTをリセットする。ここでは、カウント値CNTを4ビットの値とする。カウント値CNTは、4ビットで示すことができる1から16の範囲の最大値である16にリセットされ、範囲の最小値である1になるまで1づつデンクリメントされる。 Returning to FIG. 4, the counter 114 here decrements the count value CNT, and resets the count value CNT when the start signal SRT is given. Here, the count value CNT is a 4-bit value. The count value CNT is reset to 16 which is the maximum value in the range of 1 to 16 which can be indicated by 4 bits, and is decremented by 1 until it reaches 1 which is the minimum value of the range.
カウンタ114は、クロック信号CLKのレベル反転時ごとにカウント値CNTをデンクリメントする。また、カウンタ114は、カウント値CNTをリセットまたはデンクリメントするごとにサンプリングラッチ回路115にパラレル信号で与える。
The counter 114 decrements the count value CNT every time the level of the clock signal CLK is inverted. The counter 114 supplies the
サンプリングラッチ回路115は、カウンタ114から与えられるカウント値CNTをトリガ信号TRGの出力時にサンプリングし、サンプリングしたカウント値CNTをパラレルシリアル変換回路116にパラレル信号で与える。パラレルシリアル変換回路116は、与えられたパラレル信号をシリアル信号に変換して出力する。
The
図6に示すように、サンプリングされシリアル信号で出力されるカウント値CNTは、4ビットの値であるから、カウント値CNTは、1から16の範囲に属するいずれかの値となる。 As shown in FIG. 6, since the count value CNT sampled and output as a serial signal is a 4-bit value, the count value CNT is any value in the range of 1 to 16.
また、カウント値CNTは、照度に応じたものとなる。 Further, the count value CNT is in accordance with the illuminance.
例えば、照度が低いほど、図4の電気信号Photo1のレベル低下が緩やかになる。よって、照度が低いほど、トリガ信号TRGの供給のタイミングが遅くなる。よって、照度が低いほど、サンプリングされシリアル信号で出力されるカウント値CNTが小さくなる。 For example, as the illuminance is lower, the level of the electric signal Photo1 in FIG. Therefore, the lower the illuminance, the later the timing of supplying the trigger signal TRG. Therefore, the lower the illuminance, the smaller the count value CNT that is sampled and output as a serial signal.
第1の実施の形態では、照度が、例えば比較的低い約90[lx]のときのカウント値CNTが1となる。この場合、照度が例えば約90000[lx]のときのカウント値CNTが16となる。つまり、カウント値CNTは、照度における約1000倍のダイナミックレンジを表現することができる。 In the first embodiment, the count value CNT is 1 when the illuminance is, for example, about 90 [lx], which is relatively low. In this case, the count value CNT when the illuminance is, for example, about 90000 [lx] is 16. That is, the count value CNT can express a dynamic range of about 1000 times in illuminance.
図5に示すように、比較例として、クロック信号生成回路113が、レベル反転の周期が一定なクロック信号CLK’を生成し、このクロック信号CLK’をカウンタ114とパラレルシリアル変換回路116に与える場合を考える。
As shown in FIG. 5, as a comparative example, the clock
第1の実施の形態のクロック信号CLKにおけるレベル反転の周期が次第に長くなるのに対し、比較例のクロック信号CLK’におけるレベル反転の周期は一定なので、比較例においてカウンタ114でのカウント値CNTが16から1になるまでの時間長が、第1の実施の形態においてカウント値CNTが16から1になるまでの時間長よりも短くなってしまうことがある。 While the level inversion cycle in the clock signal CLK of the first embodiment becomes gradually longer, the level inversion cycle in the clock signal CLK ′ in the comparative example is constant, so that the count value CNT in the counter 114 in the comparative example is The time length from 16 to 1 may be shorter than the time length from 16 to 1 in the count value CNT in the first embodiment.
よって、第1の実施の形態では、上記のように、カウント値CNTが、照度における約1000倍のダイナミックレンジを表現することができるのに対し、比較例では、例えば、約10倍のダイナミックレンジしか表現できない場合がある。 Therefore, in the first embodiment, as described above, the count value CNT can express a dynamic range of about 1000 times in illuminance, whereas in the comparative example, for example, the dynamic range of about 10 times. There are cases where it can only be expressed.
図6に示すように、例えば比較例では、照度が約70[lx]のときのカウント値CNTが1となり、照度が約1000[lx]のときのカウント値CNTが16となってしまう場合がある。 As shown in FIG. 6, for example, in the comparative example, the count value CNT when the illuminance is about 70 [lx] may be 1, and the count value CNT when the illuminance is about 1000 [lx] may be 16. is there.
これに対し、上記のように、第1の実施の形態では、照度が例えば約90[lx]のときのカウント値CNTを1とし、照度が例えば約90000[lx]のときのカウント値CNTを16とすることができるのである。 On the other hand, as described above, in the first embodiment, the count value CNT when the illuminance is about 90 [lx] is set to 1, and the count value CNT when the illuminance is about 90000 [lx] is set to 1. It can be set to 16.
また、第1の実施の形態によれば、レベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号CLKを使用したことで、図6に示すように、対数で表現される照度とカウント値の間の線形性を良好にすることができる。 Further, according to the first embodiment, by using the clock signal CLK whose level inversion period becomes gradually longer, the linearity between the illuminance expressed in logarithm and the count value as shown in FIG. Can be improved.
したがって、第1の実施の形態によれば、レベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号CLKを生成するクロック信号生成回路113を設けたことで、サンプリングされたカウント値CNTにおけるダイナミックレンジが広くなり、すなわち、広いダイナミックレンジの照度を測定することができる。その結果、真っ暗な室内でも、快晴の屋外でも照度を測定することができる。
Therefore, according to the first embodiment, by providing the clock
なお、本発明は、第1の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、第1の実施の形態では、演算回路112でデータを補正したが、補正は行わなくてもよい。この場合、バックグラウンド電流測定用の光センサ回路13と、バックライト照度測定用の光センサ回路14は不要である。
For example, in the first embodiment, the
[第2の実施の形態]
図7は、第2の実施の形態に係る液晶表示装置の一例を示すものである。液晶表示装置1Aは、第1の実施の形態に係る液晶表示装置1に類似した構成であり、同一要素には同一符号を付して、重複説明を省略するとともに、以下、差異を中心に説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows an example of a liquid crystal display device according to the second embodiment. The liquid
図7に示すように、液晶表示装置1Aにあっては、表示部Aを囲む額縁状の部分には、ブラックマトリクスBMが形成されている。そして、このブラックマトリクスBMが形成された領域の外側には、外部LSI10Aが実装されている。
As shown in FIG. 7, in the liquid
ブラックマトリクスBMの領域には、光センサ回路121,122および123が配置されている。各光センサ回路121,122および123は、第1の実施の形態の光センサ回路12と演算回路112を備えた構成であり、トリガ信号TRGと同様に、各トリガ信号TRG1,TRG2およびTRG3を出力する。各トリガ信号は、外部LSI10Aに与えられる。光センサ回路121,122および123の1つは、例えば、バックライト9からの光を受光し、残りのものは、表示部Aの周囲の光を受光する。
図8は、外部LSI10Aの一部を光センサ回路121,122および123とともに示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a part of the
外部LSI10Aは、プリチャージ回路111、クロック信号生成回路113A、カウンタ1141、1142および1143、サンプリングラッチ回路1151、1152および1153、値変換回路1171,1172および1173を備える。各光センサ回路121,122および123は、第1の実施の形態の光センサ回路12と演算回路112を備えた構成である。
The
プリチャージ回路111は、まず、一定の電圧Vprcを各光センサ回路121,122および123に与える。そして、プリチャージ回路111は、電圧Vprcを与えている間の予め定められたタイミングにスタート信号SRTを各光センサ回路121,122および123、クロック信号生成回路113A、各カウンタ1141、1142および1143に与える。
First, the
各光センサ回路121,122および123は、電圧Vprcによりキャパシタ素子56を予め充電(プリチャージ)する。これにより、内部のキャパシタ素子56の両極間の電圧が電圧Vprcになる。
Each
各光センサ回路121,122および123は、スタート信号SRTが与えられた時、電圧Vprcが印加された配線とキャパシタ素子56を切り離す。フォトダイオード55には、表示部Aの周囲の照度、バックライト9からの光の照度に応じた大きさの光電流、バックグラウンド電流が流れるので、キャパシタ素子56が放電し、その両極間の電圧が低下していく。各光センサ回路121,122および123は、各キャパシタ素子56の正極の電圧を電気信号Photo11,Photo12およびPhoto13として、内部の演算回路112に与える。
Each
各演算回路112は、所定のデータを生成し、各電気信号のレベルがキャパシタ素子56の放電により次第に低下する状況を反映するようにデータを減少させる。
Each
各演算回路112は、データが閾値以下になったとき、各トリガ信号TRG1,TRG2およびTRG3(例えば1回のパルス信号)を各サンプリングラッチ回路1151,1152および1153に与える。
Each
クロック信号生成回路113Aは、図5に示したクロック信号CLK’つまり一定の周期でレベル反転を繰り返すクロック信号CLK’を各カウンタ1141、1142および1143に与える。
The clock
図8に戻り、各カウンタ1141,1142および1143は、ここでは各カウント値CNT1,CNT2およびCNT3を増加(インクリメント)させるものであり、スタート信号SRTが与えられた時に各カウント値をリセットする。ここでは、カウント値を16ビットの値とする。カウント値は、16ビットで示すことができる0から65535の範囲の最小値である0にリセットされ、範囲の最大値である65535になるまで1づつインクリメントされる。
Returning to FIG. 8, the
各カウンタは、クロック信号CLK’のレベル反転時ごとに各カウント値をインクリメントする。また、各カウンタは、各カウント値をリセットまたはインクリメントするごとに各サンプリングラッチ回路1151、1152および1153に与える。
Each counter increments each count value every time the level of the clock signal CLK ′ is inverted. Each counter gives each
各サンプリングラッチ回路は、各カウンタから与えられるカウント値を各トリガ信号の出力時にサンプリングし、サンプリングしたカウント値CNT1,CNT2およびCNT3を各値変換回路1171,1172および1173にパラレル信号で与える。
Each sampling latch circuit samples the count value given from each counter when each trigger signal is output, and gives the sampled count values CNT1, CNT2, and CNT3 to each
各値変換回路は、カウント値CNT1,CNT2およびCNT3を各出力値OUT1,OUT2およびOUT3に変換して出力する。 Each value conversion circuit converts the count values CNT1, CNT2, and CNT3 into output values OUT1, OUT2, and OUT3, and outputs them.
各値変換回路は、図9に示すように、カウント値の属し得る複数の範囲のそれぞれに対し、対応する出力値を対応づけたマップテーブルを有している。 As shown in FIG. 9, each value conversion circuit has a map table in which a corresponding output value is associated with each of a plurality of ranges to which a count value can belong.
各値変換回路は、サンプリングされたカウント値が実際に与えられたなら、そのカウント値の属する範囲を図9のマップテーブルから検索し、検索された範囲に対応づけられた出力値を出力値OUT1,OUT2およびOUT3としてパラレル信号で出力する。 When the sampled count value is actually given, each value conversion circuit searches the range to which the count value belongs from the map table of FIG. 9, and outputs the output value associated with the searched range as the output value OUT1. , OUT2 and OUT3 are output as parallel signals.
マップテーブルは、サンプリングされたカウント値が小さいほど、大きな出力値が出力されるように構成されている。また、マップテーブルにおいては、出力値が大きいほど当該出力値に対応づけられたカウント値の範囲が小さくなっている。 The map table is configured to output a larger output value as the sampled count value is smaller. In the map table, the larger the output value, the smaller the range of count values associated with the output value.
図6に示した第1の実施の形態のカウント値と同様に、出力される出力値は、4ビットの値であるから、出力値は、1から16の範囲に属するいずれかの値となる。 Similar to the count value of the first embodiment shown in FIG. 6, since the output value to be output is a 4-bit value, the output value is any value in the range of 1 to 16. .
また、出力値は、照度に応じたものとなる。 The output value depends on the illuminance.
例えば、照度が低いほど、図8の電気信号Photo11,Photo12およびPhoto13のレベル低下が緩やかになる。よって、照度が低いほど、各トリガ信号の供給のタイミングが遅くなる。カウント値はインクリメントされるので、照度が低いほど、サンプリングされるカウント値が大きくなる。 For example, as the illuminance is lower, the level of the electrical signals Photo11, Photo12 and Photo13 in FIG. Therefore, the lower the illuminance, the later the timing of supplying each trigger signal. Since the count value is incremented, the sampled count value increases as the illuminance decreases.
また、マップテーブルは、カウント値が小さいほど、大きな出力値が出力されるように構成されているから、照度が低いほど、出力値が小さくなる。すなわち、出力値は、照度に応じたものとなる。 Further, since the map table is configured to output a larger output value as the count value is smaller, the output value is smaller as the illuminance is lower. That is, the output value depends on the illuminance.
第2の実施の形態では、図6に示した第1の実施の形態のカウント値と同様に、出力値は、照度における約1000倍のダイナミックレンジを表現することができる。 In the second embodiment, similarly to the count value of the first embodiment shown in FIG. 6, the output value can express a dynamic range of about 1000 times in illuminance.
ここで、比較例として、マップテーブルにおいて、各カウント値の範囲の大きさが等しくなっている場合を考える。 Here, as a comparative example, a case is considered where the size of each count value range is equal in the map table.
例えば、対数で表現される照度と出力値の間の線形性を出力値「10」から「16」の範囲で良好とすべく、かかる出力値「10」から「16」までの各出力値に対応づけたれた範囲の大きさを例えば、「100」にし、他の各出力値に対応づけたれた範囲の大きさも同様に「100」にする。 For example, in order to make the linearity between the illuminance expressed in logarithm and the output value good in the range of the output values “10” to “16”, the output values “10” to “16” are set to the respective output values. For example, the size of the associated range is set to “100”, and the size of the range associated with each other output value is also set to “100”.
こうすると、第2の実施の形態では、カウント値の最大値は「65535」であるのに対し、比較例では、カウント値の最大値は「1600」(=100×16)であるので、比較例においては、カウント値が「1600」より大きくなるような状況での照度(低い照度)を表現できない場合がある。 Thus, in the second embodiment, the maximum value of the count value is “65535”, whereas in the comparative example, the maximum value of the count value is “1600” (= 100 × 16). In the example, the illuminance (low illuminance) in a situation where the count value is larger than “1600” may not be expressed.
よって、比較例では、例えば、約10倍のダイナミックレンジしか表現できない場合があるのに対し、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、出力値が、照度における、例えば約1000倍のダイナミックレンジを表現することができるようになる。 Therefore, in the comparative example, for example, only about 10 times the dynamic range may be expressed, whereas in the second embodiment, the output value in illuminance is, for example, as in the first embodiment. A dynamic range of about 1000 times can be expressed.
また、第2の実施の形態によれば、マップテーブルにおいて、出力値が大きいほど当該出力値に対応づけられたカウント値の範囲を小さくしたことで、照度とカウント値の間の線形性を広範囲にわたって良好にすることができる。 Further, according to the second embodiment, in the map table, the range of the count value associated with the output value is reduced as the output value is increased, thereby widening the linearity between the illuminance and the count value. Can be improved over time.
したがって、第2の実施の形態によれば、マップテーブルにおいて、出力値が大きいほど当該出力値に対応づけられたカウント値の範囲を小さくしたことで、出力値におけるダイナミックレンジが広くなり、すなわち、広いダイナミックレンジの照度を測定することができる。その結果、真っ暗な室内でも、快晴の屋外でも照度を測定することができる。 なお、本発明は、第1、第2の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Therefore, according to the second embodiment, in the map table, the larger the output value, the smaller the range of the count value associated with the output value, so that the dynamic range in the output value becomes wider, that is, It can measure illuminance with a wide dynamic range. As a result, it is possible to measure the illuminance even in a completely dark room or in a clear outdoor environment. The present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、第2の実施の形態では、レベル反転の周期が一定なクロック信号CLK’を使用したが、第1の実施の形態と同様に、レベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号CLKを使用してもよい。 For example, in the second embodiment, the clock signal CLK ′ having a constant level inversion period is used. However, as in the first embodiment, the clock signal CLK having a gradually increasing level inversion period is used. May be.
また、第2の実施の形態では、マップテーブルの設定を値変換回路ごとに行うことで、各光センサ回路内の光電変換素子の特性におけるバラツキに起因する、出力値間でのバラツキを許容範囲内に収めるようにしてもよい。 In the second embodiment, the map table is set for each value conversion circuit, so that variations between output values caused by variations in the characteristics of the photoelectric conversion elements in each photosensor circuit are within an allowable range. You may make it fit in.
また、第2の実施の形態の液晶表示装置を例えば量産する場合、マップテーブルの設定を液晶表示装置ごとに行うことで、液晶表示装置間の照度表現に関する性能差を許容範囲内に収めるようにしてもよい。 Further, when the liquid crystal display device of the second embodiment is mass-produced, for example, the map table is set for each liquid crystal display device so that the performance difference regarding the illuminance expression between the liquid crystal display devices falls within an allowable range. May be.
また、第1、第2の実施の形態では、表示装置を液晶表示装置としたが、表示装置は有機ELを使用したものでもよく、この場合においても、照度測定に関しては、本実施の形態と同様の構成を採用すればよい。 In the first and second embodiments, the display device is a liquid crystal display device. However, the display device may be an organic EL device, and in this case, the illuminance measurement is the same as the present embodiment. A similar configuration may be adopted.
また、第1、第2の実施の形態では、光センサ回路において充電されたキャパシタ素子を表示部の周囲の照度に応じて放電させる光電変換素子として、フォトダイオード55を使用したが、光電変換素子はフォトトランジスタなどでもよい。
In the first and second embodiments, the
1,1A…液晶表示装置
2…アレイ基板
3…対向基板
4…液晶層
5…カラーフィルタ層
6…透明対向電極
7,8…偏光板
9…バックライト
10,10A…外部LSI
12,13,14,121,122,123…光センサ回路
55…フォトダイオード
56…キャパシタ素子
111…プリチャージ回路
112…演算回路
113,113A…クロック信号生成回路
114,1141,1142,1143…カウンタ
115,1151,1152,1153…サンプリングラッチ回路
116…パラレルシリアル変換回路
1171,1172,1173…値変換回路
A…表示部
BM…ブラックマトリクス
CLK,CLK’…クロック信号
CNT,CNT1,CNT2,CNT3…カウント値
Photo1,Photo2,Photo3,Photo11,Photo12,Photo13…電気信号
SRT…スタート信号
TRG,TRG1,TRG2,TRG3…トリガ信号
DESCRIPTION OF
12, 13, 14, 121, 122, 123 ...
Claims (3)
キャパシタ素子、充電された前記キャパシタ素子を前記表示部の周囲の照度に応じて放電させる光電変換素子を備えた光センサ回路と、
前記キャパシタ素子の両極間における電圧のレベルが放電により次第に低下する状況を反映するように所定のデータを減少させ、前記データが所定の閾値以下になったときにトリガ信号を出力する演算回路と、
レベル反転の周期が次第に長くなるクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、
前記クロック信号におけるレベル反転毎に所定のカウント値を更新し出力するカウンタと、
前記レベル反転毎に出力されるカウント値を前記トリガ信号の出力時にサンプリングするサンプリングラッチ回路と
を備えたことを特徴とする表示装置。 A display unit composed of a plurality of pixels;
An optical sensor circuit including a capacitor element, a photoelectric conversion element that discharges the charged capacitor element in accordance with illuminance around the display unit;
An arithmetic circuit that reduces predetermined data to reflect a situation in which a voltage level between both electrodes of the capacitor element gradually decreases due to discharge, and outputs a trigger signal when the data falls below a predetermined threshold;
A clock signal generation circuit for generating a clock signal in which the period of level inversion gradually increases;
A counter that updates and outputs a predetermined count value for each level inversion in the clock signal;
And a sampling latch circuit that samples a count value output at each level inversion when the trigger signal is output.
キャパシタ素子、充電された前記キャパシタ素子を前記表示部の周囲の照度に応じて放電させる光電変換素子を備えた光センサ回路と、
前記キャパシタ素子の両極間における電圧のレベルが放電により次第に低下する状況を反映するように所定のデータを減少させ、前記データが所定の閾値以下になったときにトリガ信号を出力する演算回路と、
レベル反転を繰り返すクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、
前記クロック信号におけるレベル反転毎に所定のカウント値を更新し出力するカウンタと、
前記レベル反転毎に出力されるカウント値を前記トリガ信号の出力時にサンプリングするサンプリングラッチ回路と、
前記サンプリングされるカウント値の属し得る複数の範囲のそれぞれに対し、対応する出力値を対応づけたマップテーブルを有し、前記サンプリングされたカウント値の属する範囲を前記マップテーブルから検索し、検索された範囲に対応づけられた出力値を出力する値変換回路とを有し、
前記マップテーブルにおいて出力値が大きいほど当該出力値に対応づけられたカウント値の範囲が小さいことを特徴とする表示装置。 A display unit composed of a plurality of pixels;
An optical sensor circuit including a capacitor element, a photoelectric conversion element that discharges the charged capacitor element in accordance with illuminance around the display unit;
An arithmetic circuit that reduces predetermined data to reflect a situation in which a voltage level between both electrodes of the capacitor element gradually decreases due to discharge, and outputs a trigger signal when the data falls below a predetermined threshold;
A clock signal generation circuit for generating a clock signal that repeats level inversion;
A counter that updates and outputs a predetermined count value for each level inversion in the clock signal;
A sampling latch circuit that samples the count value output at each level inversion when the trigger signal is output;
A map table in which a corresponding output value is associated with each of a plurality of ranges to which the sampled count value can belong, and a range to which the sampled count value belongs is searched from the map table. A value conversion circuit that outputs an output value associated with the range,
The display device according to claim 1, wherein the larger the output value in the map table, the smaller the range of count values associated with the output value.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008131822A JP2009139914A (en) | 2007-11-15 | 2008-05-20 | Display device |
TW97138763A TWI387803B (en) | 2007-11-15 | 2008-10-08 | Display device capable of measuring an illuminance and widening a dynamic range of the measured illuminance |
US12/257,778 US8063866B2 (en) | 2007-11-15 | 2008-10-24 | Display device capable of measuring an illuminance and widening a dynamic range of the measured illuminance |
KR1020080113458A KR100993667B1 (en) | 2007-11-15 | 2008-11-14 | Display device capable of measuring an illuminance and widening a dynamic range of the measured illuminance |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007296912 | 2007-11-15 | ||
JP2008131822A JP2009139914A (en) | 2007-11-15 | 2008-05-20 | Display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009139914A true JP2009139914A (en) | 2009-06-25 |
Family
ID=40870534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008131822A Pending JP2009139914A (en) | 2007-11-15 | 2008-05-20 | Display device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009139914A (en) |
TW (1) | TWI387803B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9313476B2 (en) | 2014-08-07 | 2016-04-12 | Omnivision Technologies, Inc. | Precharged latched pixel cell for a time of flight 3D image sensor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63263428A (en) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Olympus Optical Co Ltd | Photometry instrument |
JPH063193A (en) * | 1992-06-23 | 1994-01-11 | Fuji Electric Co Ltd | Color sensor circuit |
JPH06313841A (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Fuji Film Micro Device Kk | Photometric device and photometric method |
JP2006318654A (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | Electrooptical device, and control circuit and control method of lighting system |
JP2007114315A (en) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device |
-
2008
- 2008-05-20 JP JP2008131822A patent/JP2009139914A/en active Pending
- 2008-10-08 TW TW97138763A patent/TWI387803B/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63263428A (en) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Olympus Optical Co Ltd | Photometry instrument |
JPH063193A (en) * | 1992-06-23 | 1994-01-11 | Fuji Electric Co Ltd | Color sensor circuit |
JPH06313841A (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Fuji Film Micro Device Kk | Photometric device and photometric method |
JP2006318654A (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | Electrooptical device, and control circuit and control method of lighting system |
JP2007114315A (en) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI387803B (en) | 2013-03-01 |
TW200923483A (en) | 2009-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101032946B1 (en) | Photosensor and display device including photosensor | |
TWI416484B (en) | Optical detection device, electro-optical device, electronic apparatus, and optical degradation correction method | |
US8379005B2 (en) | Liquid crystal display device utilizing a photosensor | |
TWI427358B (en) | Thin film panel, driving device, and liquid crystal display having the same | |
US7531776B2 (en) | Photodetector, electro-optical device, and electronic apparatus having a differential current detection circuit | |
US20080204642A1 (en) | Electro-optical device, semiconductor device, display device, and electronic apparatus having the same | |
US8432510B2 (en) | Liquid crystal display device and light detector having first and second TFT ambient light photo-sensors alternatively arranged on the same row | |
JP4514674B2 (en) | Display device, display panel substrate, and display panel substrate manufacturing method | |
JP2007279093A (en) | Liquid crystal display device | |
KR20100022791A (en) | Light sensing circuit, liquid crystal display comprising the same and drividng method of the same | |
JP2007316243A (en) | Display device and method for controlling the same | |
KR101018753B1 (en) | Sensor and display device including sensor | |
JP2009098599A (en) | Display unit | |
US20110032229A1 (en) | Display device and electronic apparatus comprising the same | |
JP2007140106A (en) | Display apparatus | |
KR100993667B1 (en) | Display device capable of measuring an illuminance and widening a dynamic range of the measured illuminance | |
JP2008064828A (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
JP2009139914A (en) | Display device | |
JP5275652B2 (en) | Light amount detection circuit and electro-optical device | |
JP2011034026A (en) | Display, brightness control circuit of display, and electronic equipment | |
JP5020047B2 (en) | Display device | |
KR20070042803A (en) | Gamma reference voltage circuit and liquid crystal display having the same | |
JP2009002727A (en) | Light quantity detecting circuit and electro-optical device | |
JP2009246095A (en) | Photosensor, optical detector, electro-optic device, and electronic instrument | |
JP2009036607A (en) | Light quantity detection circuit and electrochemical device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20121129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121204 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20130116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130219 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20130625 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |