JP4619382B2 - 電気光学装置 - Google Patents

Description

本明細書で開示する発明は、イメージセンサと表示ディスプレイとを組み合わせた構成に関する。特にそのような構成において、構造を簡略化し、低消費電力化を目指したものに関する。

マリチメディア時代の到来に従い、画像情報を取り扱うことができる情報端末が必要とされている。

また、デジタルカメラと称される静止画像をメモリーや磁気ディスクに保存できる構成も知られている。

このような構成においては、基本的に画像情報を取り込む受像部と、取り込んだ画像を表示する表示部とを備えている。

一般に画像情報を取り込む手段として、ＣＣＤカメラが利用される。また、画像情報を表示する手段としてＬＣＤパネルが利用される。

ＣＣＤカメラで取り込まれた画像の信号は、そのままでは液晶パネルに直接入力できない。そのために複雑な画像処理回路によって、ＣＣＤカメラからの信号を液晶パネルに入力できるような信号に変換している。

携帯型の情報処理端末は、携帯型であるが故にバッテリーで動作できることが望まれる。当然のことながら、低消費電力であることが望まれる。

例えば、デジタルカメラにおいて、動作時間が数十分しかないような場合、それはとても実用になるものではない。

このことは、ビデオカメラや携帯型の情報処理端末においても同じである。

主に電力を消費するのは、ＣＣＤカメラ部、液晶ディスプレイ部、画像処理回路部である。

ここで、液晶表示装置は、反射型ＬＣＤ型とすることで低消費電力化を計ることができる。

他方、ＣＣＤカメラは、複数の電源電圧を必要とし、また比較的高電圧を必要とすることから、比較的多くの電力を消費する。

また、画像処理回路は、ＣＣＤカメラからの信号出力を液晶ディスプイレイに入力できる信号に変換する機能を有するものであるが、これもカラー信号の分離や並び変え（タイミングを変更する）といった信号処理段階で多くの電力を消費する。

ＣＣＤカメラや画像処理回路においては、消費電力を低減する回路を開発する努力がなされているが、根本的な問題として消費電力を大きく低減することは困難であるのが現状である。

本明細書で開示する発明では、受像部と表示部を備えた構成において、消費電力を極力低減させた構成を提供することを課題とする。

本明細書で開示する発明では、受像部であるイメージセンサから出力される信号でもって直接液晶パネルを駆動できるような構成を採用する。

こうすることで、複雑な信号処理回路を省き、構成を簡略化するとともに低消費電力化を達成する。

そのために、本明細書で開示する発明では、マトリクス構造を有した液晶パネルと、その液晶パネルと同様なマトリクス構造を有したイメージセンサとを組み合わせた構成において、両者を同じ駆動周波数または同じ駆動タイミングでもって動作させる。

こうすると、イメージセンサから出力される画像情報のデータ信号と、液晶パネルを駆動するのに必要な信号とのタイミングが一致するので面倒なデータ変換を必要とせずにイメージセンサで捉えた画像を液晶ディスプレイで表示することができる。

この構成は、表示部として、液晶ディスプレイでなくても、イメージセンサと同様な駆動タイミングでもって動作するアクティブマトリクス型のものであれば利用することができる。例えば、アクティブマトリクス型のＥＬ素子を用いたディスプレイを用いることができる。

本明細書で開示する発明の一つは、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ画素フォーマットを有し、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ駆動周波数または駆動タイミングで動作し、
前記イメージセンサからの出力信号の振幅および／または極性を調整した信号を用いて前記表示ディスプレイを駆動し、
前記イメージセンサで取り込んだ画像を前記表示ディスプレイにおいてリアルタイムで表示する機能を有することを特徴とする電気光学装置である。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ画素フォーマットを有し、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは、アクティブマトリクス回路を走査させることによって動作し、
前記走査タイミングは、前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとで同期しており、
前記イメージセンサで取り込んだ画像を前記表示ディスプレイにおいてリアルタイムで表示する機能を有することを特徴とする電気光学装置である。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ画素フォーマットを有し、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは、アクティブマトリクス回路を走査させることによって動作し、
前記走査タイミングは、前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとで一致しており、
前記イメージセンサで取り込んだ画像を前記表示ディスプレイにおいてリアルタイムで表示する機能を有することを特徴とする電気光学装置である。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ画素フォーマットを有し、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイにおける互いに対応する画素は、その動作タイミングが一致していることを特徴とする電気光学装置である。

上記の各構成において、アクティブマトリクス型というのは、マトリクス状に配置された画素のそれぞれにアクティブ素子（スイッチング素子）が配置された構造を有しているものをいう。

即ち、イメージセンサ及びディスプレイであるかに関係なく、マトリクス状に画素が配置された構成において、画像情報に対応した信号を各画素においてスイッチングする機能を有する構成のことをアクティブマトリクス型と称することとする。

アクティブマトリクス型のイメージセンサとしては、マトリクス状に配置された各画素にフォトダイオードと少なくとも一つのスイッチング用のＴＦＴとを備えた構造を最も簡単なものとして挙げることができる。

また、アクティブマトリクス型のイメージセンサとしては、各画素にＣＭＯＳ回路を配置した構造を採用することもできる。

また、アクティブマトリクス型のイメージセンサとしては、各画素にセンシング部が捉えた信号を増幅する増幅回路を備えた構成を採用することもできる。

一般にこれらの構成は、ＭＯＳ型固体撮像素子と総称される。

換言すれば、本明細書で開示する発明では、マトリクス状にＭＯＳ型固体撮像素子を配置したイメージセンサを用いることができると表現できる。

他の発明の構成は、
同じ画素フォーマットを有するアクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイにおいて、
前記イメージセンサと表示ディスプレイとのアクティブマリクス回路を同じタイミングで走査させ、
前記イメージセンサで取り込んだ画像を前記ディスプレイにリアルタイムに表示することを特徴とする画像情報の処理方法である。

他の発明の構成は、
同じ画素フォーマットを有するアクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイにおいて、
前記イメージセンサと表示ディスプレイとのアクティブマリクス回路を同じタイミングで走査させ、
該走査に従って、前記イメージセンサの所定の画素で取り込まれた画像情報は、対応する表示ディスプレイの画素にリアルタイムに表示されることを特徴とする画像情報の処理方法である。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ画素フォーマットを有し、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ駆動周波数または駆動タイミングで動作し、
前記イメージセンサからの出力信号の直線性を調整した信号を用いて前記表示ディスプレイを駆動することを特徴とする電気光学装置である。

イメージセンサからの出力は、入射光の強度や光量に対してリニアなものではない。即ち、イメージセンサは、入射光に対しての出力信号に非線形を有している。

このことは、受像した画像をディスプレイで表示した場合のコントラストの低下、色合い表現の低下といった要因となる。

そこで一般にイメージセンサの出力に対して、何らかの補正を行う構成が必要となる。

従来の構成のようにイメージセンサの出力をデジタル信号に変換する構成の場合は、デジタル処理を施すこにより、上記の補正を行うことができる。

本明細書で開示する発明では、この補正を図１に示す変換回路において行うことができる。

具体的には、変換回路を構成するオペアンプ回路の増幅率の非線形性を利用することがこの構成を実現できる。

増幅率の非線形性とは、入力に対して出力の増幅率は、入力の強さによって異なることをいう。

理想的には、イメージセンサの出力の非線形性を打ち消すようにオペアンプ回路に非線形性を利用することが好ましい。

オペアンプ回路の非線形性を制御するには、フィードバック特性を変える方法が簡便である。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ画素フォーマットを有し、
前記イメージセンサと前記表示ディスプレイとは同じ駆動周波数または駆動タイミングで動作し、
前記イメージセンサのアナログ出力をアナログ処理した信号を用いて前記表示ディスプレイが駆動されることを特徴とする電気光学装置である。

上記の構成は、イメージセンサからのアナログ出力を用いて、ディスプレイもアナログ信号で駆動する点を特徴とするものである。

本明細書で開示する発明を利用した場合、図１に示すように、イメージセンサからのアナログ出力を変換回路においてアナログ処理し、その信号（これはアナログ信号である）によって液晶ディスプレイを駆動することができる。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサの出力をアナログ処理した信号で前記表示ディスプレイは駆動されることを特徴とする電気光学装置である。

他の発明の構成は、
アクティブマトリクス型のイメージセンサとアクティブマトリクス型の表示ディスプレイとを備えた構成であって、
前記イメージセンサの出力は、アナログ処理回路の入力に接続され、
前記表示ディスプレイの入力は、前記アナログ処理回路の出力に接続されることを特徴とする電気光学装置である。

上記構成の具体的な例は、図１に示される。図１において、変換回路がアナログ処理回路となる。

図１に示す構成においては、変換回路（アナログ処理回路）では、イメージセンサの出力信号の振幅および極性が調整される構成となっている。振幅と極性の調整は、何れか一方であってもよい。

アナログ処理回路では、イメージセンサの出力信号の直線性を改善する構成としてもよい。

本明細書で開示する発明を採用することで、全体の構成を簡略化し、消費電力を低減させた構成を得ることができる。

以下に発明を利用した代表的な実施の形態を示す。本明細書で開示する発明では、基本的にイメージセンサと液晶ディスプレイとを同一の装置に一体化したものとする。そして、両者を同じ画素フォーマットを有するアクティブマトリクス型とする。

例えば、液晶ディスプレイをＶＧＡフォーマット（６４０×４８０画素）とするならば、イメージセンサも６４０×４８０画素のアクティブマトリクス型とする。

そして両アクティブマトリクスを同時に同じ駆動タイミングで動作させる。その際、図１に示すようにオペアンプ回路を２つ用いた変換回路を用いて、液晶ディスプテイを動作させるのに必要な反転信号を生成し、液晶ディスプレイを反転動作させる。

このような構成とすると、イメージセンサの出力でもって直接液晶ディスプレイを動作させることができる。そして、極めて低消費電力でもって、イメージセンサで受像した画像を液晶ディスプレイに映し出すことができる。

この動作は、リアルタイムで行うことができる。また、変換回路を簡単なものとすることができるので、そのことも低消費電力化に大きな寄与をする。

図１に、本実施例の概略の構成を示す。本実施例に示す構成では、アクティブマトリクス型の２次元イメージセンサとアクティブマトリクス型の液晶パネルとを備えている。

また、イメージセンサの出力信号の一部を所定のタイミングで反転させる変換回路を備えている。

図１に示す構成においては、イメージセンサを構成するアクティブマトリクス回路と液晶ディスプレイを構成するアクティブマトリクス回路とは、同じ画素フォーマットを有している。そして、同じ動作タイミングでもって動作する構造となっている。

イメージセンサーから出力される画像信号は、液晶パネルを駆動する画像信号にタイミングが一致しているので、後述する簡単な処理回路を介するだけで、イメージセンサーで取り込まれた画像を液晶パネルにおいてリアルタイムで表示することができる。

この構成では、変換回路で消費され電力は僅かであり、またイメージセンサで消費される電力もＣＣＤ構造に比較すれば小さくできる。

従って、システム全体の消費電力を低くすることができる。

図１に示す構成において、画像情報は、まずイメージセンサ部のアクティブマトリクス回路で取り込まる。そして、該アクティブマトリクス回路からの出力（画像出力信号）に基づいて変換回路において、液晶ディスプレイを駆動するための画像入力信号を生成する。

イメージセンサで取り込まれる画像信号は、ＲＧＢでなる１単位分の信号がアクティブマトリクス回路を順に走査することによって得られる。

即ち、ＲＧＢでなる画素を１単位として、点順次走査によって、順次１単位の画素（ＲＧＢの３つの画素）が走査され、ＲＧＢそれぞに対応した信号が時系列信号として出力される。この出力は、ＲＧＢのそれぞれにおいて独立な信号経路でもって出力される。

変換回路は、ＲＧＢそれぞれに対応して２つのオペアンプ回路によって構成されている。

画像出力信号は、ＲＧＢのそれぞれにおいて、イメージセンサの各画素に配置されたフォトセンサの出力を走査順に並べたものとなっている。

イメージセンサの各画素において、フォトセンサしてフォトダイオードを用い、該フォトダイオードの出力を各画素に配置されたスイッチング用のＴＦＴでもって選択する構造となっている。

変換回路では、液晶ディスプレイを駆動するために必要とされる交流信号を生成する。

一般に液晶ディスプレイの各画素においては、所定のタイミングでもって極性の反転させた信号を液晶に交互に印加する動作が必要とされる。

これは、液晶に加わる電圧の極性が同じだと液晶分子の分極状態が偏り、表示特性が劣化してしまうからである。

イメージセンサからの画像出力信号は、タイミングが合っているとはいっても上述したような所定のタイミングでもって極性が反転した信号とはなってはいない。

そこで、変換回路において、画像出力信号の一部の反転させる。即ち、画像出力信号の一部を所定のタイミングでもって極性が反転させる。こうして、画像入力信号が生成される。

また、変換回路では、画像出力信号を入力として、より振幅の大きい画像入力信号を生成する。この作用は、普通の増幅回路と同じである。

変換回路では、所定のタイミングで極性切替えスイッチが作動し、２つのオペアンプのいずれか一方に画像出力信号が入力する。

この極性反転スイッチを所定のタイミングで動作させることで、
（１）映像出力信号に基づいている。
（２）所定のタイミングでもって極性が反転している。
（３）液晶ディスプレイを動作させるのに必要な振幅電圧を有している。
といった要件を備えた画像入力信号を生成することができる。

液晶ディスプレイでは、画像入力信号を信号シフトレジスタからのタイミング信号に基づいてスイッチによって選択し、点順次走査により表示を行う。この表示は、イメージセンサによって取り込まれた映像情報を表示することになる。

図１に示す構成では、イメージセンサーと液晶ディスプレイとは、同じタイミングで動作する。即ち、対応する各シフトレジスタはイメージセンサと液晶ディスプレイにおいて同時に同じタイミングで動作する。

このような動作をさせた場合、基準となる信号を共通なものとすることができる。そして、構造を簡略化することができ、生産コストの低減、消費電力の低減といった効果を得ることができる。

変換回路においては、イメージセンサーと液晶ディスプレイの動作に同期して、極性切替えスイッチが動作する。

この構成では、画像出力信号のタイミング関係が液晶ディスプレイにおいて直接利用される。そして変換回路も上記タイミング関係に従って動作する。

このような構成とすると、タイミング関係を調整するための複雑な回路が必要とされない。

特に変換回路は、基本的にオペアンプが６個あればよいので、構成が非常に簡略化される。

図１に示す構成は、全体の構成をＴＦＴでもって構成することができる。

このことは、作製工程の簡略化や低コスト化に非常に有利なものとなる。

この構成で重要なのは、イメージセンサと液晶ディスプレイとが、同じマトリクス構成であり、また同じタイミングでもってアクティブマトリクス回路の動作を行う点である。

こうすることで、簡単な構成を有する変換回路を配置するだけで、イメージセンサからの出力によって液晶ディスプレイを動作させる構成を実現できる。

また、各回路の動作を制御する基準信号として、単一の信号原からのものを利用することができるので、構成を簡略化することができる。

こうして、構成が簡略化され、また信号経路が単純化され、さらに動作が単純化されることで、消費電力を大きく低減することができる。

以下において、図１に示す構成を動作させる場合の１例を示す。ここでは、イメージセンサによって取り込んだ画像をリアルタイムで液晶ディスプレイで表示する場合の例を示す。

また、ここではフレーム反転と称される動作で液晶ディスプレイを動作させる場合の例を示す。

以下において、アクティブマトリクス回路の左上のＲＧＢでなる３つの画素の組を(1,1) 番地、その一つ右のＲＧＢでなる３つの画素の組を(1,2) 番地と称することとする。

ここでは、イメージセンサも液晶ディスプレイとも共に６４０×４８０ドットの画素を有している場合の例を示す。（ここではＲＧＢでなる３つの画素で１ドットを構成するものとする）

本実施例に示す構成においては、一番右下の画素の組が(640,480) 番地ということになる。

まず、イメージセンサのアクティブマトリクス回路において、(1,1) 番地から(480,1) 番地までの画像信号が出力される。

この動作は、信号シフトレジスタの動作に従って順次行われる。

一つの番地に対応する画像出力信号は、ＲＧＢのそれぞれに対応したものが同時にそれぞれの信号ライン（ＲＧＢに対応したライン）から出力される。

(1,1) 番地から(480,1) 番地までの画像出力信号は、ＲＧＢのそれぞれにおいて、信号シフトレジスタの動作タイミングに従って、順次時系列信号として出力される。

次に走査シフトレジスタの動作に従って、１ライン下の行の動作が行われる。即ち、(1,2) 番地から(480,2) 番地までの画像信号が、ＲＧＢのそれぞれにおいて、信号シフトレジスタの動作タイミングに従って、順次時系列信号して出力される。

こうして、(1,1) 番地から(480,640) 番地までの画像信号が、ＲＧＢのそれぞれにおいて、時系列信号して順次出力される。

上述した(1,1) 番地から(480,640) 番地までの動作時間が１フレームとして定義される。ここでは、１フレームの時間は１／６０秒とする。

ここで、ある適当なタイミングでもって動作する第Ｎ番目のフレームとその次のＮ＋１番目のフレームを考える。

この時、Ｎ番目のフレームでは、極性切替えスイッチが状態“１”となっているものとする。

極性スイッチは、１フレーム毎に状態”１”と状態”２”とが交互に切り換わるように動作する。

よってこの場合、Ｎ＋１番目のフレームでは、極性切替えスイッチが状態“２”となる。

こうして、Ｎ番目のフレームの画像入力信号と、Ｎ＋１番目の画像入力信号とは、その極性が反転したものとなる。

ここで示す例においては、極性切替えスイッチの動作は、１秒間に６０回行われる。

極性切替えスイッチを動作させるタイミングは、走査シフトレジスタを動作させる基準信号によって制御される。

こうすると、本実施例に示す構成では、極めて簡単な動作によって、液晶ディスプレイにおけるフレーム反転動作を行わすことができる。

本実施例において、イメージセンサを構成するアクティブマトリクス回路は、以下の形態から選択することができる。
（１）通常のＩＣプロセスで作製したＭＯＳ型撮像素子を用いたもの。
（２）ＴＦＴを用いて構成したＭＯＳ型撮像素子を用いたもの。

また、液晶ディスプレイのアクティブマトリクス回路としては、ＴＦＴで構成したアクティブマトリクス回路を選択することができる。勿論、他のアクティブマトリクス回路を選択することもできる。

いずれのアクティブマトリクス回路においても、周辺駆動回路をもＴＦＴでもって構成することが、作製工程の簡略化や小型を追求する場合には好ましい形態となる。

図１に示す本実施例に示す構成においては、変換回路もＴＦＴでもって構成することができる。これは、図１に示す変換回路は、オペアンプを用いた簡単な構成を有しているからである。

図１に示す程度の変換回路であれば、現状において実用化されている結晶性珪素膜を用いたＴＦＴでもって構成することができる。当然その消費電力も小さなものとすることができる。

勿論、変換回路を外付けのＩＣ回路でもって構成してもよい。

本実施例では、液晶ディスプレイを動作させるモードとして、フレーム反転と呼ばれる動作をさせる例を示した。

しかし、他の動作モードを選択することもできる。例えば、走査ライン反転、信号ライン反転、ドット反転等の動作モードを選択することができる。

これらの反転モードにおいても変換回路により、イメージセンサからの画像出力信号を適当なタイミングで反転させる構成とすればよい。

本実施例では、実施例１に示すようなイメージセンサと液晶ディスプレイとを備えた装置の例を示す。

ここでは、図２に示すようなデジタルスチールカメラの例を示す。図３には、図２に示す構成の概略の等価ブロック図を示す。

図２に示す（Ａ）及び（Ｂ）は、見る角度を１８０度異ならせた場合のものである。

図２に示す構成は、本体１１０１にアクティブマトリクス型のイメージセンサが配置された受光部１１０２とその裏面側に配置されたアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイでなる表示部、さらに操作スイッチ１１０５、シャッター１１０４、ストロボ１１０３を備えている。

受光部１１０２のイメージセンサで捉えた像は、図３に示すように変換回路でもって液晶ディスプレイを駆動する信号に変換され、リアリタイムで液晶ディスプレイに映し出される。この状態では、図３の３０２で示す部分が動作する。

そして、使用者の判断により、シャッター１１０４が押され、そのタイミングで静止画像がデジタル処理回路に取り込まれデジタル処理される。そして、さらにその画像情報はメモリに取り込まれる。

このシャッター１１０４が押された瞬間に３０１で示す回路が動作する。それまでは、回路３０１は待機状態となっている。

こうすることで、消費電力の大きいデジタル処理回路を常に動作させなくてもよい構成とすることができる。

全体として見れば、シャッターを押している時間は、僅かな時間である。従って、その時間だけ３０１で示す回路が動作するような構成とすることにより、低消費電力を達成することができる。

本実施例は、実施例１に示すようなイメージセンサと液晶ディスプレイとを同一基板上に集積化した構成を示す。

本実施例では、図５に示すような携帯型の情報処理端末の例を示す。

図４に示す構成においては、本体１００１にアクティブマトリクス型の液晶表示装置でなる表示部１００２、アクティブマトリクス型のイメージセンサを備えた受光部１００３、マイク１００４、スピーカー１００５を備えている。

情報の入力は、マイク１００４から音声情報を、受光部１００３から画像情報を入力する。また表示部１００２に備えられたタッチセンサーを介して入力ペン１００６から直接文字情報の入力や各種操作を行わすことができる。

受光部１００３で捉えた像は、表示部１００２にリアルタイムに表示させることができる。

本実施例に示す構成においては、表示部に配置されるアクティブマトリクス型の液晶表示装置のアクティブマトリクス回路と、受光部に配置されるアクティブマトリクス型のイメージセンサのアクティブマトリクス回路とを同一基板上に集積化したものとしている。

本実施例では、実施例３に示すような同一基板上にイメージセンサと液晶ディスプレイとを集積化した場合の構造を示す。

図５に構成の概略を示す。図５に示すのは、同一基板上にアクティブマトリクス型の液晶表示装置とアクティブマトリクス型のイメージセンサとを集積化したものである。

図５に示す構成において、４０１と４０２とが一対のガラス基板である。この一対のガラス基板の間に液晶４０５が挟んで保持されてる。

液晶４０５は、シール材４０８によって封じ込められている。なお、シール材４０８は一対のガラス基板４０１と４０２とを一定の間隔で保持する機能も有している。

図５に示す構成において、液晶表示部には、偏光板４０３、４０７、アクティブマトリクス回路４０６、液晶４０５、対向電極４０４、が配置されている。

また、イメージセンサー部には、アクティブマトリクス型のイメージセンサ回路４０９が配置されている。４１０は、液晶が充填されず、単なる隙間として存在している。

４１１は、レンズ４１２を支える台座である。また、４１３は赤外光を遮蔽するためのフィルター（ＩＲフィルター）である。

図５に示す構成においては、一方のガラス基板４０１上にＴＦＴでもって液晶表示部のアクティブマトリクス回路４０６とイメージセンサ部のアクティブマトリクス回路４０９とが集積化されている。

２つのアクティブマトリクス回路の電気的な接続は、図１に示すのと同様なものとなっている。

図５には示されていないが、図１に示すオペアンプでなる変換回路もガラス基板４０１上に形成されたＴＦＴでもって構成されている。

図６に図５に示す構成の細部の作製工程を示す。ここでは、ガラス基板上にイメージセンサ部に配置されるＴＦＴと液晶表示部に配置されるＴＦＴとを同時に作製する場合の例を示す。

まず、ガラス基板５０１上に図示しない非晶質珪素膜を減圧熱ＣＶＤ法によって５０ｎｍの厚さに成膜する。

ここでは、非晶質珪素膜をガラス基板上に直接成膜する場合の例を示すが、ガラス基板上に酸化珪素膜や酸化窒化珪素膜等を下地膜として成膜し、その上に非晶質珪素膜を成膜する構成としてもよい。

次にレーザー光の照射を行うことにより、この図示しない非晶質珪素膜を結晶化させる。

結晶化の技術としては、加熱処理や強光の照射による方法を採用してもよい。

図示しない結晶性珪素膜を得たら、その膜をパターニングして、図６（Ａ）の５０２及び５０３で示すパターンを得る。

次に図６（Ｂ）に示すようにゲイト絶縁膜として機能する酸化珪素膜５０４をプラズマＣＶＤ法により、１００ｎｍの厚さに成膜する。

さらにヘビードーピングして抵抗を下げたＮ型の微結晶珪素膜を減圧熱ＣＶＤ法で成膜し、さらにそれをパターニングすることにより、ゲイト電極５０５と５０６とを形成する。

ゲイト電極の材料としては、各種シリサイド材料や金属材料等を用いることができる。また、金属材料と珪素材料との積層構造を用いることもできる。

次にゲイト電極５０５と５０６とをマスクとして、プラズマドーピング法により、燐のドーピングを行う。

ここでは、Ｎチャネル型のＴＦＴを作製する場合の例を示すので、燐のドーピングを行う例を示すが、Ｐチャネル型のＴＦＴを作製するのであれば、ボロンのドーピングを行う。

また、Ｎチャネル型のＴＦＴとＰチャネル型のＴＦＴとを作製する場合は、選択的なドーピングを行うことで、２つの導電型のＴＦＴを作り分ける。

ここでは、５０７、５０９、５１０、５１２の領域に燐のドーピングが行われる。また、５０８、５１１の領域にはドーピングは行われない。

ここで、イメージセンサ部のＴＦＴにおいて、５０７がソース領域、５０９がドレイン領域、５０８がチャネル領域となる。

また、液晶表示部のＴＦＴにおいて、５１０がソース領域、５１７がドイレン領域、５１１がチャネル領域となる。

こうして図６（Ｂ）に示す状態を得る。次に層間絶縁膜として酸化珪素膜５１３をプラズマＣＶＤ法により、３００ｎｍの厚さに成膜する。

次にコンタクトホールの形成を行い。イメージセンサ部のＴＦＴのソース電極５１４とドレイン電極５１５とを形成する。また、液晶表示部のＴＦＴのソース電極５１６とドレイン電極５１７とを形成する。（図６（Ｃ））

上記のソース電極とドレイン電極とは、スパッタ法で成膜したチタン膜とアルミニウム膜とチタン膜との積層膜でもって構成する。

次にアクリル樹脂膜５１８をスピンコート法でもって成膜する。アクリル樹脂膜の表面は平坦になるように条件を設定する。またその膜厚は、最小の部分で６００ｎｍとなるようにする。

次にコンタクトホールの形成を行い、チタン膜でもって電極５１９とＢＭ（ブラックマトリクス）５２０を形成する。（図６（Ｃ））

この図示しないチタン膜は、イメージセンサ部においては、光電変換層の一方の電極となる。また、液晶表示部においては、ＢＭを構成する。

次に図示しないアクリル樹脂膜を成膜し、さらにこの樹脂膜をパターニングすることにより、５２２で示されるアクリル樹脂膜を形成する。

次に非晶質珪素膜をプラズマＣＶＤ法でもって成膜し、さらにこの膜をパターニングすることにより、５２１で示す非晶質珪素膜を形成する。この非晶質珪素膜５２１は、光電変換層として機能する。

次にアクリル樹脂膜５２２にコンタクトホールを形成し、画素電極としてＩＴＯ電極５２４を形成する。さらに同時にＩＴＯ電極５２３を形成する。

この構成においては、イメージセンサ部のＴＦＴの出力（ドレイン）には、一方の電極５１９、光電変換層５２１、他方電極５２３とで構成される光電変換装置（光センサ）が接続されている。

また、液晶表示部においては、ＴＦＴの出力（ドレイン）に画素電極５２４が接続されている。

こうして同じ工程で同時に同一基板上に作製されたＴＦＴでもって、イメージセンサ部と液晶表示部とを構成することができる。

ここでは、アクティブマトリクス型を有するイメージセンサ部と液晶表示部との画素部分に配置されるＴＦＴに関して示した。実際には、さらに周辺駆動回路や変換回路等も同一基板上に集積化される。

図６からも明らかなように、本実施例においては、イメージセンサ部と液晶表示部とを同一基板上に集積化した構成とすることができる。このような構成は、構造の簡略化、低生産コスト化を目指す構成には有用なものとなる。

一般にイメージセンサの出力は、画像を構成する光信号の入射に対してリニアでない。あるいはリニアでない領域を有している。

そこで一般には、
（１）出力が入力に対してリニアと見なせる領域を用いる。
（２）イメージセンサの出力のリニアでない領域を補正し、最終的な出力がリニアになるような電気的な処理を施す。
といった構成が採用される。

一般にデジタル信号に対して、上記の構成が実施例されている。しかし、デジタル信号を扱うことは、回路構成が複雑化し、また消費電力が増大する要因となる。

本実施例は、図１に示す構成において、変換回路のオペアンプ回路の増幅率を入力信号の強度によって変化させる構成とする。

即ち、イメージセンサの出力の非線形性と逆の非線形性を有した増幅率とすることで、最終的な出力をリニアなものとする。

このような構成は、オペアンプ回路のフィードバック回路を工夫することで実現することができる。

発明の構成を説明する概略ブロック図。 発明を利用したデジタルスチールカメラの概略を示す図。 図２に示す構成の概略の構成を示すブロック図。 発明を利用した携帯型情報処理端末の概要を示す図。 アクティブマトリクス型の液晶表示装置とアクティブマトリクス型のイメージセンサとを集積化した断面構造を示す図。 イメージセンサと液晶ディスプレイとに配置されるＴＦＴを同時に作製する工程を示す図。

符号の説明

４０１ ガラス基板
４０２ ガラス基板
４０３ 偏光板
４０４ 対向電極
４０５ 液晶
４０６ アクティブマトリクス回路
４０７ 偏光板
４０８ 封止材
４０９ アクティブマトリクス回路
４１０ 空間
４１１ レンズ支持台
４１２ レンズ
５０１ ガラス基板
５０２ 活性層
５０３ 活性層
５０４ ゲイト絶縁膜
５０５ ゲイト電極
５０６ ゲイト電極
５０７ ドレイン領域
５０８ チャネル領域
５０９ ソース領域
５１０ ソース領域
５１１ チャネル領域
５１２ ドレイン領域
５１３ 層間絶縁膜（酸化珪素膜）
５１４ ドレイン電極
５１５ ソース電極
５１６ ソース電極
５１７ ドレイン電極
５１８ 層間絶縁膜（アクリル樹脂膜）
５１９ 電極
５２０ ＢＭ（ブラックマトリクス）
５２１ 光電変換層（非晶質珪素膜）
５２２ 層間絶縁膜（アクリル樹脂膜）
５２３ 電極
５２４ 画素電極

Claims (8)

1. 同一ガラス基板上にアクティブマトリクス型のイメージセンサ部に配置されたＴＦＴと液晶表示部に配置されたアクティブマトリクス型のＴＦＴとを備えた電気光学装置であって、
   前記イメージセンサ部のＴＦＴの出力には、一方の電極、光電変換層及び他方の電極とで前記ガラス基板側から順に構成される光電変換装置が接続され、
   前記液晶表示部のＴＦＴの出力には画素電極が接続され、
   前記光電変換装置の他方の電極と、前記画素電極とは同一工程で形成されており、
   前記光電変換装置の一方の電極と、前記液晶表示部のＴＦＴの上方に設けられたブラックマトリクスとは同一平面上に形成されることを特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１において、前記光電変換装置の一方の電極と前記ブラックマトリクスはチタン膜であることを特徴とする電気光学装置。
3. 請求項１または２において、前記光電変換装置の他方の電極と前記画素電極はＩＴＯ電極であることを特徴とする電気光学装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一において、前記液晶表示部はＲＧＢでなる３つの画素で１ドットの画素を構成していることを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一において、前記液晶表示部は６４０×４８０ドットの画素を有していることを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一において、前記イメージセンサ部と前記液晶表示部とは同一のマトリクス構成を有していることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一において、前記イメージセンサ部で取り込んだ画像をデジタル信号に変換する回路を有することを特徴とする電気光学装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一において、前記イメージセンサ部から出力される信号により前記液晶表示部を駆動し、前記イメージセンサ部と前記液晶表示部は同じ駆動周波数又は同じ駆動タイミングで動作することを特徴とする電気光学装置。

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