JP4599985B2 - 光検出回路、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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しかしながら、半導体膜の成膜には凹凸が極めて少ない下地を形成すなど精密な製造工程が必要とされる。このため、半導体膜の下層に遮光膜を配置すると、製造工程が複雑化し歩留まりが低下するなどの懸念がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な製造工程で正確に環境光を検出可能な光検出回路、これを用いた電気光学装置、および電子機器を提供することにある。
前記基板の他方の面から一方の面に向けて光を照射する光源と、前記光源の光量を前記パルス信号に基づいて調整する調光回路と、を備え、前記複数のデータ線、前記複数の走査線、前記画素回路、前記主センサ、前記副センサ、前記スイッチング素子、および前記論理回路は、前記基板上に形成され、前記副センサの前記遮光膜は、前記配線金属膜と兼用される、ことを特徴とする。
また、この発明によれば、スイッチング素子によって容量素子の両端は所定周期で短絡されるので、接続点の電圧信号は照度を示す信号となる。一般に、主センサおよび副センサの出力電流は微小であるので、抵抗体を用いて電圧信号を生成するには、大きな抵抗値を有する抵抗体を用いる必要があり、回路面積が増大する。これに対して、容量素子を用いる場合には、微小な電流を充電するのに十分な低容量値の小さい素子で足りる。従って、回路規模を大幅に縮小することができる。また、高抵抗値の抵抗体はアンテナとして作用するのでノイズが混入することがあるが、本発明の光検出回路では容量素子を用いるので、ノイズマージンの大きく正確に照度を検出することができる。
さらに、この発明によれば、環境照度に応じて光源の光量を調整することができるので、例えば明るい場所では光源の発光輝度を高くする一方、暗い場所では光源の発光輝度を低くすることができる。この結果、見やすい画面を表示でき、かつ、消費電力を削減することが可能となる。
また、主センサと副センサの具体的な態様としては、前記主センサの光電変換特性と前記副センサの光電変換特性は等しいことが好ましく、さらに、前記主センサおよび前記副センサの各々は、フォトダイオードで構成され、前記フォトダイオードは逆バイアスされる。
本発明の第1実施形態に係る電気光学装置は、電気光学材料として液晶を用いる。電気光学装置1は、主要部として液晶パネルAA(電気光学パネルの一例)を備える。液晶パネルAAは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、「TFT」と称する)を形成した素子基板と対向基板とを互いに電極形成面を対向させて、かつ、一定の間隙を保って貼付し、この間隙に液晶が挟持されている。
Δi=I1−I2=(Ia+Ib)−Ib=Ia……(1)
また、TFT50のゲートが接続される各走査線2には、走査信号Y1、Y2、…、Ymが、パルス的に線順次で印加される。このため、ある走査線2に走査信号が供給されると、当該走査線に接続されるTFT50がオンするので、データ線3から所定のタイミングで供給されるデータ信号X1、X2、…、Xnは、対応する画素に順番に書き込まれた後、所定の期間保持されることとなる。
また、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、蓄積容量51が、画素電極6と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に付加される。例えば、画素電極6の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ蓄積容量51により保持されるので、保持特性が改善される結果、高コントラスト比が実現される。
次に、本発明の第2実施形態に係る電気光学装置1について説明する。第2実施形態の電気光学装置1は、リセット信号RESETの替わりにY転送開始パルスDYを用いる点、および基準信号REFの替わりにYクロック信号YCKを用いる点を除いて、第1実施形態の電気光学装置1と同様に構成されている。
図7に第2実施形態に係る電気光学装置1の構成を示す。この図に示すように本実施形態の電気光学装置1では、信号生成回路700が省略される。これは、リセット信号RESETをY転送開始パルスDYで兼用し、基準信号REFをYクロック信号YCKで兼用したからである。なお、リセット信号RESETの替わりにX転送開始パルスDXを用い、基準信号REFの替わりにXクロック信号XCKを用いてもよい。すなわち、画素回路P1を駆動するための各種信号をリセット信号RESETおよび基準信号REFと兼用してもよい。
なお、上述した各実施形態において、光センサ回路300は、パルス信号300aを出力したが、ノードQの電位を電圧信号として出力してもよい。この電圧信号の実効値は照度に応じた値となる。従って、調光回路500は電圧信号に基づいてバックライト600の発光輝度を制御すればよい。また、上述した各実施形態において環境の照度を検出する光検出回路に、光センサ回路300のみならず計数回路400を含めて考えてもよいことは勿論である。
次に、光センサ回路300の変形例について説明する。以下に述べる光センサ回路301および302は、上述した第1実施形態および第2実施形態の光センサ回路300と置き換えることが可能である。
(1)第1変形例
図8は、第1変形例にかかわる光センサ回路301の回路図である。同図に示す光センサ回路301は、複数のフォトダイオード310Aおよび310Bが用いられる点を除いて、図2に示す光センサ回路300と同様に構成されている。光センサ回路301のセンサ部31は、複数の単位回路Uから構成される。複数の単位回路Uの各々は、フォトダイオード310Aおよびフォトダイオード310Bを備える。フォトダイオード310Aおよびフォトダイオード310Bの接続点であるノードQは相互に接続され、そこから差分電流Δiが取り出される。
えられる。このように複数の単位回路Uを用いることによって、より精度の高い差分電流Δiを生成することができ、環境光の検出精度を向上させることができる。
図9は、第2変形例にかかわる光センサ回路302の回路図である。同図に示す光センサ回路302は、センサ部31の替わりにセンサ部32を用いる点を除いて、図8に示す光センサ回路301と同様に構成されている。
図8のセンサ部31では、フォトダイオード310Aとフォトダイオード310Bが各々列方向に並んでいた。このように入射光を検出するフォトダイオード310A(主センサ)と背景光を検出するフォトダイオード310B(副センサ)の各々が独立して隣接するように配置されると、フォトダイオード310Aに入射する背景光とフォトダイオード310Bに入射する背景光の照射状況が相違する可能性がある。また、製造上のバラツキにより光電変換特性に差異が見られることもあり得る。さらには、温度分布の相違によりフォトダイオード310Aの背景光成分Ibとフォトダイオード310Bの背景光成分Ibに差異が見られることもあり得る。
なお、図10に示すようにフォトダイオード310Aとフォトダイオード310Bとを千鳥状に配置したセンサ部33を用いてもよい。
次に、上述した実施形態および変形例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に、電気光学装置1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12に、電気光学装置1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13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。
なお、電気光学装置1が適用される電子機器としては、図11〜図13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などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置1が適用可能である。
Claims (7)
- 配線金属膜を備える基板と、
複数のデータ線と、
複数の走査線と、
各々が前記データ線と前記走査線の交差に対応して設けられ、電気的な作用によって光学特性が変化する電気光学素子を含む画素回路と、
前記複数の走査線の選択の開始を指定する転送開始パルスと、クロック信号とを生成する制御回路と、
前記転送開始パルスを前記クロック信号に従って順次シフトして各走査信号を生成し、当該各走査信号を前記複数の走査線に出力する駆動回路と、
前記基板の一方の面側から入射する対象光と前記基板の他方の面側から入射する外乱光とからなる入射光の光量に応じた第1電流を出力する主センサと、
前記対象光が入射する面に遮光膜が設けられ、前記外乱光の光量に応じた第2電流を出力すると共に前記主センサと接続点を介して直列に接続される副センサと、
一端が前記接続点に接続され、他端が電源に接続された容量素子と、
前記容量素子と並列に設けられ前記転送開始パルスに基づいてオン・オフするスイッチング素子と、
前記接続点の電圧信号と前記クロック信号とに基づいて、前記第1電流と前記第2電流との差分電流に応じた数のパルス信号を出力する論理回路と、
前記基板の他方の面から一方の面に向けて光を照射する光源と、
前記光源の光量を前記パルス信号に基づいて調整する調光回路と、
を備え、
前記複数のデータ線、前記複数の走査線、前記画素回路、前記主センサ、前記副センサ、前記スイッチング素子、および前記論理回路は、前記基板上に形成され、
前記副センサの前記遮光膜は、前記配線金属膜と兼用される、
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記主センサと前記副センサが接続点を介して直列に接続された複数の単位回路、を備え、
前記複数の単位回路の各々に設けられた前記接続点を相互に接続して、前記第1電流の総電流と前記第2電流の総電流の差分電流を前記容量素子に供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記複数の単位回路は、前記走査線と平行な方向または前記データ線と平行な方向の少なくとも一方に沿って配置され、
前記主センサと前記副センサとは、前記走査線と平行な方向または前記データ線と平行な方向の少なくとも一方に沿って、交互に配置される、
ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。 - 前記主センサの光電変換特性と前記副センサの光電変換特性は等しい
ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記主センサおよび前記副センサの各々は、フォトダイオードで構成され、
前記フォトダイオードは逆バイアスされる
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記パルス信号を計数して、単位時間当たりの計数結果を示す計数データ信号を出力する計数手段を備え、
前記調光回路は、前記計数データ信号に基づいて前記光源の光量を調整する
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至6のうちいずれかの1項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
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