WO2012014817A1

WO2012014817A1 - 表示装置

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Publication number: WO2012014817A1
Application number: PCT/JP2011/066735
Authority: WO
Inventors: 加藤　浩巳; 奈留臼倉
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Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: US20130112880A1; US8816285B2

Abstract

　可視光光源と非可視光光源とを併せ持ち、非可視光光源を点灯した際の電圧降下が抑制された光センサ付き表示装置を提供する。表示装置は、複数の赤外線ＬＥＤ（３ｂ）と、画素領域（４）に設けられて赤外線ＬＥＤ（３ｂ）からの出射光に起因する反射光を検出する光センサ（９）と、光センサ（９）へセンサ駆動信号を供給するセンサロウドライバ回路（７）と、センサ駆動信号に従って光センサ（９）から読み出された信号を増幅し、光センサ信号として出力するアンプ回路（６）と、前記アンプ回路（６）から出力された光センサ信号を処理する信号処理回路（２０）と、赤外線ＬＥＤ（３ｂ）の点灯および消灯を制御するバックライト制御回路（１３）とを備える。光センサ（９）は、画素領域（４）内で複数のセンサ群に分割されている。バックライト制御回路（１３）は、それぞれのセンサ群に対応する赤外線ＬＥＤ（３ｂ）を互いに異なる期間に点灯させる。

Description

表示装置

　本発明は、フォトダイオード等の光検出素子を有する光センサ付きの表示装置に関し、特に、画素領域内に光センサを備えた表示装置に関する。

　従来、例えばフォトダイオード等の光検出素子を画素内に備えたことにより、外光の明るさを検出したり、ディスプレイに近接した物体の画像を取り込んだりすることが可能な、光センサ付き表示装置が提案されている。このような光センサ付き表示装置は、双方向通信用表示装置や、タッチパネル機能付き表示装置としての利用が想定されている。

　このような光センサ付き表示装置として、可視光線と非可視光線をそれぞれ出射する異なる光源を組み合わせたバックライトを用い、これらの光源を異なるタイミングで点灯させることにより、画像表示と独立して物体の位置検出を行う構成が、特開２００５－２７５６４４号公報に開示されている。

　前述のように、可視光線用の光源と非可視光線用の光源とを組み合わせたバックライトを用いる構成においては、光センサが光を検出するタイミングに合わせて、非可視光線用の光源を駆動することとなる。この場合、非可視光線用の光源を点灯した時に、バックライトにおいて瞬間的に電圧降下が生じることがある、という課題があった。

　本発明は、上記の課題を鑑み、光センサ用の非可視光光源を備えた表示装置において、非可視光光源を点灯した際の電圧降下を抑制することを目的とする。

　上記の目的を達成するために、ここに開示する表示装置は、アクティブマトリクス基板と、複数の非可視光光源と、前記アクティブマトリクス基板の画素領域に設けられ、前記非可視光光源からの出射光に起因する反射光を検出する光センサと、前記光センサへ、センサ駆動信号を供給するセンサ駆動回路と、前記センサ駆動信号に従って前記光センサから読み出された信号を増幅し、光センサ信号として出力するアンプ回路と、前記アンプ回路から出力された光センサ信号を処理する信号処理回路と、前記非可視光光源の点灯および消灯を制御する光源制御回路とを備える。前記複数の光センサは、前記画素領域内で複数のセンサ群に分割されている。前記光源制御回路は、前記複数のセンサ群におけるそれぞれのセンサ群に対応する非可視光源を互いに異なる期間に点灯させるように構成されている。

　上述の構成によれば、光センサ用の非可視光光源を備えた表示装置であって、非可視光光源を点灯した際の電圧降下が抑制された表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す表示装置に含まれる表示パネルにおけるセンサ画素回路の配置を示す図である。図３は、図１に示す表示装置において１回駆動を行う場合のバックライトの点灯および消灯タイミング、並びに、センサ画素回路に対するリセットおよび読み出しタイミングを示す図である。図４は、図１に示す表示装置において１回駆動を行う場合の表示パネルの信号波形図である。図５は、図１に示す表示装置に含まれるセンサ画素回路の概略構成を示す図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係るセンサ画素回路の回路図である。図７は、図６に示すセンサ画素回路のレイアウト図である。図８は、図６に示すセンサ画素回路の動作を示す図である。図９は、図６に示すセンサ画素回路の信号波形図である。図１０は、バックライトの構成例をそれぞれ示す分解斜視図である。図１１は、バックライトの構成例をそれぞれ示す分解斜視図である。図１２は、バックライトの構成例をそれぞれ示す分解斜視図である。図１３は、バックライトの構成例をそれぞれ示す分解斜視図である。図１４は、バックライトの構成例をそれぞれ示す分解斜視図である。図１５は、図１４に示すバックライトの概略構成を示す断面図である。図１６は、バックライト制御回路において、赤外線ＬＥＤの点灯／消灯制御を行う回路の構成を示す回路図である。図１７は、バックライト制御回路の動作を示すタイミングチャートである。図１８Ａは、第１の実施形態にかかる第１センサ画素回路および第２センサ画素回路のレイアウト図である。図１８Ｂは、第１の実施形態にかかる第１センサ画素回路および第２センサ画素回路のレイアウト図である。図１９は、第２の実施形態の画素領域におけるセンサ画素回路の配置を示す図である。図２０は、第２の実施形態における第１～第４の赤外線ＬＥＤ群の点灯および消灯タイミング、並びに、センサ画素回路に対するリセットおよび読み出しタイミングを示す図である。図２１は、第３の実施形態の画素領域におけるセンサ画素回路の配置を示す図である。図２２は、第１の赤外線ＬＥＤ群および第２の赤外線ＬＥＤ群の点灯および消灯タイミング、並びに、センサ画素回路に対するリセットおよび読み出しタイミングを示す図である。図２３は、第３の実施形態に係るセンサ画素回路の変形例の構成を示す回路図である。図２４は、図２３に示すセンサ画素回路のレイアウト図である。図２３に示すセンサ画素回路の動作を示す図である。

　本発明の一実施形態にかかる表示装置は、
　アクティブマトリクス基板と、
　複数の非可視光光源と、
　前記アクティブマトリクス基板の画素領域に設けられ、前記非可視光光源からの出射光に起因する反射光を検出する光センサと、
　前記光センサへ、センサ駆動信号を供給するセンサ駆動回路と、
　前記センサ駆動信号に従って前記光センサから読み出された信号を増幅し、光センサ信号として出力するアンプ回路と、
　前記アンプ回路から出力された光センサ信号を処理する信号処理回路と、
　前記非可視光光源の点灯および消灯を制御する光源制御回路とを備え、
　前記複数の光センサが、前記画素領域内で複数のセンサ群に分割され、
　前記光源制御回路が、前記複数のセンサ群におけるそれぞれのセンサ群に対応する非可視光源を互いに異なる期間に点灯させる構成である（第１の構成）。

　上記の第１の構成において、
　前記アクティブマトリクス基板が、
　ゲートドライバと、
　前記ゲートドライバに接続された複数のゲート線とを備え、
　前記複数の光センサが、前記ゲート線の整列方向において、複数のセンサ群に分割されていることが好ましい（第２の構成）。

　前記の第２の構成において、前記非可視光光源が、前記画素領域を挟んで前記ゲートドライバと対向する側に配置されていることが好ましい（第３の構成）。

　また、第３の構成において、前記ゲート線の延伸方向が、前記アクティブマトリクス基板の長辺に平行であることがさらに好ましい（第４の構成）。

　前記第１の構成において、前記複数の光センサが、前記ゲート線の延伸方向において、複数のセンサ群に分割されている構成も好ましい（第５の構成）。

　前記第５の構成において、前記非可視光光源が、前記画素領域の背面に配置されている構成がさらに好ましい（第６の構成）。

　前記第５または第６の構成において、前記複数の光センサが、前記ゲート線の整列方向においても、複数のセンサ群に分割されている構成が好ましい（第７の構成）。

　前記第１～第７の構成において、前記センサ駆動回路が、前記光源制御回路と同期して、前記複数のセンサ群におけるそれぞれのセンサ群から逐次読み出しを行うように構成しても良い（第８の構成）。

　前記第１～第８の構成において、前記非可視光光源が赤外線ＬＥＤであることが好ましい（第９の構成）。

　前記第１～第９の構成において、
　前記光センサが、
　前記センサ駆動信号に従い、前記非可視光光源点灯時の蓄積期間で受光量に応じた電荷を蓄積し、読み出し期間が到来すると蓄積電荷に応じたセンサ信号を出力するセンサ画素回路と、
　前記センサ駆動信号に従い、前記非可視光光源消灯時の蓄積期間で受光量に応じた電荷を蓄積し、読み出し期間が到来すると蓄積電荷に応じたセンサ信号を出力するオフセンサ画素回路とを含み、
　前記信号処理回路が、前記センサ画素回路から出力されたセンサ信号と、前記オフセンサ画素回路から出力されたセンサ信号との差分を求める構成とすることも好ましい（第１０の構成）。

　前記第１０の構成において、
　前記センサ画素回路および前記オフセンサ画素回路のそれぞれは、
　１個の受光素子と、
　検知した光量に応じた電荷を蓄積する１個の蓄積ノードと、
　前記蓄積ノードに電気的に接続可能な制御端子を有する読み出しトランジスタと、
　前記受光素子を流れる電流の経路上に設けられ、前記制御信号に従いオン／オフする保持用スイッチング素子とを含む構成とすることがさらに好ましい（第１１の構成）。

　前記第１１の構成において、
　前記センサ画素回路および前記オフセンサ画素回路のそれぞれにおいて、
　前記保持用スイッチング素子は、前記蓄積ノードと前記受光素子の一端との間に設けられ、
　前記受光素子の他端はリセット線に接続されていることが好ましい（第１２の構成）。

　前記第１０の構成において、
　前記センサ画素回路および前記オフセンサ画素回路は、１個の受光素子を共有し、
　前記受光素子の一端は前記第１および第２センサ画素回路にそれぞれ含まれる保持用スイッチング素子の一端に接続され、他端は前記リセット線に接続されている構成とすることも好ましい（第１３の構成）。

　また、前記第１～第１３の構成において、
　前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、
　前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に挟持された液晶とをさらに備えた構成とすることも好ましい（第１４の構成）。

　［実施の形態］
　以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明にかかる表示装置を液晶表示装置として実施する場合の構成例を示したものであるが、本発明にかかる表示装置は液晶表示装置に限定されず、アクティブマトリクス基板を用いる任意の表示装置に適用可能である。なお、本発明にかかる表示装置は、光センサを有することにより、画面に近接する物体を検知して入力操作を行うタッチパネル付き表示装置や、表示機能と撮像機能とを具備した双方向通信用表示装置等としての利用が想定される。

　また、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる表示装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す表示装置は、表示制御回路１、表示パネル２、バックライト３、および、バックライト制御回路１３（光源制御回路）を備えている。表示パネル２は、画素領域４、ゲートドライバ回路５、ソースドライバ回路６（アンプ回路）、および、センサロウドライバ回路７を含んでいる。画素領域４は、複数の表示画素回路８と複数のセンサ画素回路９（光センサ）を含んでいる。この表示装置は、表示パネル２に画像を表示する機能と、表示パネル２に入射した光を検知する機能とを有する。以下、ｘを２以上の整数、ｙを３の倍数、ｍおよびｎを偶数とし、表示装置のフレームレートを６０フレーム／秒とする。

　図１に示す表示装置には外部から、映像信号Ｖｉｎとタイミング制御信号Ｃｉｎが供給される。表示制御回路１は、これらの信号に基づき、表示パネル２に対して映像信号ＶＳと制御信号ＣＳｇ、ＣＳｓ、ＣＳｒを出力し、バックライト制御回路１３に対して制御信号ＣＳｂを出力する。映像信号ＶＳは、映像信号Ｖｉｎと同じでもよく、映像信号Ｖｉｎに信号処理を施した信号でもよい。

　バックライト３は、表示パネル２の背面側に設けられ、表示パネル２の背面に光を照射する。バックライト３は、可視光光源としての白色ＬＥＤ３ａと、非可視光光源としての赤外線ＬＥＤ（図１においてはＩＲ－ＬＥＤと表記）３ｂとを含む。可視光光源（ここでは白色ＬＥＤ３ａ）は、画素領域４に画像を表示するために用いられる光源である。非可視光光源（ここでは赤外線ＬＥＤ３ｂ）は、可視光以外の波長域の光を出射する光源である。非可視光光源からの出射光が、表示パネル２の表面に触れている指やタッチペン等で反射されて、センサ画素回路９へ入射することにより、タッチ位置を検出することができる。

　なお、ここでは、可視光光源として白色ＬＥＤ３ａを用い、非可視光光源として赤外線ＬＥＤ３ｂを用いるが、それぞれ他の光源を用いることも可能である。例えば、これらの光源として、ＬＥＤ以外の光源を用いることができる。なお、可視光光源が出射する光に、可視光以外の波長域の光が含まれていても構わない。非可視光光源からの出射光については、可視領域の波長成分が含まれていないことが好ましいが、可視領域の波長成分がゼロである必要はない。

　バックライト制御回路１３は、白色ＬＥＤ３ａに対して、その点灯／消灯を制御する駆動電流ＣＳ３ａを供給する。バックライト制御回路１３は、赤外線ＬＥＤ３ｂに対して、その点灯／消灯を制御する駆動電流ＣＳ３ｂを供給する。非可視光光源としての赤外線ＬＥＤ３ｂの点灯／消灯タイミングについては、後に詳しく説明する。

　本実施形態においては、赤外線ＬＥＤ３ｂは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１と、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２との二つのグループに分割される。本実施形態においては、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する赤外線ＬＥＤは、画素領域４において垂直方向の上半分へ光を照射する。第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２に属する赤外線ＬＥＤは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する赤外線ＬＥＤとは異なるタイミングで発光し、画素領域４において垂直方向の下半分へ光を照射する。

　表示パネル２の画素領域４には、（ｘ×ｙ）個の表示画素回路８、（ｎ×ｍ／２）個のセンサ画素回路９が、それぞれ２次元状に配置される。より詳細には、画素領域４には、ｘ本のゲート線ＧＬ１～ＧＬｘとｙ本のソース線ＳＬ１～ＳＬｙが設けられる。ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘは互いに平行に配置され、ソース線ＳＬ１～ＳＬｙはゲート線ＧＬ１～ＧＬｘと直交するように互いに平行に配置される。（ｘ×ｙ）個の表示画素回路８は、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘとソース線ＳＬ１～ＳＬｙの交点近傍に配置される。各表示画素回路８は、１本のゲート線ＧＬと１本のソース線ＳＬに接続される。表示画素回路８は、赤色表示用、緑色表示用および青色表示用に分類される。これら３種類の表示画素回路８は、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘの伸延方向に並べて配置され、１個のカラー画素を構成する。

　画素領域４には、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘと平行に、ｎ本のクロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫｎ、ｎ本のリセット線ＲＳＴ１～ＲＳＴｎ、および、ｎ本の読み出し線ＲＷＳ１～ＲＷＳｎが設けられる。また、画素領域４には、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘと平行に、他の信号線や電源線（図示せず）が設けられることがある。センサ画素回路９から読み出しを行うときには、ソース線ＳＬ１～ＳＬｙの中から選択されたｍ本が電源線ＶＤＤ１～ＶＤＤｍとして使用され、別のｍ本が出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴｍとして使用される。

　図２は、画素領域４におけるセンサ画素回路９の配置を示す図である。（ｎ×ｍ／２）個のセンサ画素回路９には、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯期間に入射した光を検知する第１センサ画素回路９ａと、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯期間に入射した光を検知する第２センサ画素回路９ｂとが含まれる。第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂは同数である。後に詳しく説明するが、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１は、第１センサ画素回路９ａが配置された領域を照射するように配置されている。第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２は、第２センサ画素回路９ｂが配置された領域を照射するように配置されている。

　本実施形態においては、図２に示すように、（ｎ×ｍ／４）個の第１センサ画素回路９ａは、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域、すなわち、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２）が設けられた領域、に配置される。（ｎ×ｍ／４）個の第２センサ画素回路９ｂは、画素領域４における垂直方向の下側半分に相当する第２の領域、すなわち、クロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫｎが設けられた領域、に配置される。

　このように表示パネル２は、第１センサ画素回路９ａの出力信号と第２センサ画素回路９ｂの出力信号を伝搬する複数の出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴｍを含み、第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂは種類ごとに異なる出力線に接続される。

　ゲートドライバ回路５は、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘを駆動する。より詳細には、ゲートドライバ回路５は、制御信号ＣＳｇに基づき、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘの中から１本のゲート線を順に選択し、選択したゲート線にハイレベル電位を、残りのゲート線にローレベル電位を印加する。これにより、選択されたゲート線に接続されたｙ個の表示画素回路８が、一括して選択される。

　ソースドライバ回路６は、ソース線ＳＬ１～ＳＬｙを駆動する。より詳細には、ソースドライバ回路６は、制御信号ＣＳｓに基づき、映像信号ＶＳに応じた電位をソース線ＳＬ１～ＳＬｙに印加する。このときソースドライバ回路６は、線順次駆動を行ってもよく、点順次駆動を行ってもよい。ソース線ＳＬ１～ＳＬｙに印加された電位は、ゲートドライバ回路５によって選択されたｙ個の表示画素回路８に書き込まれる。このようにゲートドライバ回路５とソースドライバ回路６を用いてすべての表示画素回路８に映像信号ＶＳに応じた電位を書き込むことにより、表示パネル２に所望の画像を表示することができる。

　センサロウドライバ回路７は、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫｎ、リセット線ＲＳＴ１～ＲＳＴｎ、および、読み出し線ＲＷＳ１～ＲＷＳｎなどを駆動する。より詳細には、センサロウドライバ回路７は、制御信号ＣＳｒに基づき、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫｎに対して、図４に示すタイミングで（詳細は後述）ハイレベル電位とローレベル電位を印加する。また、センサロウドライバ回路７は、制御信号ＣＳｒに基づき、リセット線ＲＳＴ１～ＲＳＴｎの中から（ｎ／２）本のリセット線を選択し、選択したリセット線にリセット用のハイレベル電位を、残りのリセット線にローレベル電位を印加する。これにより、ハイレベル電位が印加されたリセット線に接続された（ｎ×ｍ／４）個のセンサ画素回路９が、一括してリセットされる。

　また、センサロウドライバ回路７は、制御信号ＣＳｒに基づき、読み出し線ＲＷＳ１～ＲＷＳｎの中から、隣接する２本の読み出し線を順に選択し、選択した読み出し線に読み出し用のハイレベル電位を、残りの読み出し線にローレベル電位を印加する。選択された２本の読み出し線に接続されたｍ個のセンサ画素回路９が、一括して読み出し可能状態になる。このときソースドライバ回路６は、電源線ＶＤＤ１～ＶＤＤｍに対してハイレベル電位を印加する。これにより、読み出し可能状態にあるｍ個のセンサ画素回路９から出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴｍに、各センサ画素回路９で検知した光の量に応じた信号（以下、センサ信号という）が出力される。なお、ここでは、読み出し線ＲＷＳを２本ずつ選択して読み出すものとしたが、１本ずつ選択して読み出すようにしても良い。

　第１センサ画素回路９ａの出力信号と第２センサ画素回路９ｂの出力信号とは、ソースドライバ回路６へ送られる。ソースドライバ回路６は、前記出力信号をそれぞれ増幅し、増幅後の信号をセンサ出力Ｓｏｕｔとして表示パネル２の外部に出力する。センサ出力Ｓｏｕｔは、表示パネル２の外部に設けられた信号処理回路２０によって、必要に応じて適宜の処理を施される。このようにソースドライバ回路６とセンサロウドライバ回路７を用いてすべてのセンサ画素回路９からセンサ信号を読み出すことにより、表示パネル２に入射した光を検知することができる。

　図３は、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯および消灯タイミング、並びに、センサ画素回路９に対するリセットおよび読み出しタイミングを示す図である。図３の例では、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２のそれぞれは、１フレーム期間に１回ずつ、所定時間だけ点灯し、それ以外の期間では消灯する。具体的には、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１は、１フレーム期間内の時刻ｔａにおいて点灯し、時刻ｔｂにおいて消灯する。第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２は、１フレーム期間内の時刻ｔｂにおいて点灯し、時刻ｔｃにおいて消灯する。また、時刻ｔａにおいてすべての第１センサ画素回路９ａに対するリセットが行われ、時刻ｔｂにおいてすべての第２センサ画素回路９ｂに対するリセットが行われる。

　第１センサ画素回路９ａは、時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ａ１（第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯期間）に入射した光を検知する。第２センサ画素回路９ｂは、時刻ｔｂから時刻ｔｃまでの期間Ａ２（第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯期間）に入射した光を検知する。期間Ａ１と期間Ａ２は同じ長さである。第１センサ画素回路９ａからの読み出しと第２センサ画素回路９ｂからの読み出しは、時刻ｔｃ以降に並列に線順次で行われる。なお、図３では、センサ画素回路９からの読み出しは、１フレーム期間内に完了しているが、次のフレーム期間で第１センサ画素回路９ａに対するリセットを行うまでに完了すればよい。

　なお、図３においては、センサ画素回路９からの読み出しを１フレーム期間に１回ずつ行う例を示したが、１フレーム期間に２回以上、センサ画素回路９からの読み出しを行うようにしても良い。

　図４は、図３のタイミングで駆動するための表示パネル２の信号波形図である。図４に示すように、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘの電位は、１フレーム期間に１回ずつ順に所定時間ずつハイレベルになる。第１の領域にあるクロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２）の電位は、１フレーム期間に１回、期間Ａ１において（より詳細には、時刻ｔａから時刻ｔｂの少し前まで）ハイレベルになる。第２の領域にあるクロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫｎの電位は、１フレーム期間に１回、期間Ａ２において（より詳細には、時刻ｔｂから時刻ｔｃの少し前まで）ハイレベルになる。第１の領域にあるリセット線ＲＳＴ１～ＲＳＴ（ｎ／２）の電位は、１フレーム期間に１回、期間Ａ１の始めに所定時間だけハイレベルになる。第２の領域にあるリセット線ＲＳＴ（ｎ／２＋１）～ＲＳＴｎの電位は、１フレーム期間に１回、期間Ａ２の始めに所定時間だけハイレベルになる。読み出し線ＲＷＳ１～ＲＷＳｎは、２本ずつ対にされ、（ｎ／２）対の読み出し線の電位は、時刻ｔｃ以降に順に所定時間ずつハイレベルになる。

　図５は、センサ画素回路９の概略構成を示す図である。図５に示すように、第１センサ画素回路９ａは、１個のフォトダイオードＤ１ａと１個の蓄積ノードＮＤａを含んでいる。フォトダイオードＤ１ａは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１が点灯している間（時刻ｔａ～ｔｂ）に入射した光の量に応じた電荷を蓄積ノードＮＤａから引き抜く。第２センサ画素回路９ｂは、第１センサ画素回路９ａと同様に、１個のフォトダイオードＤ１ｂと１個の蓄積ノードＮＤｂを含んでいる。フォトダイオードＤ１ｂは、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２が点灯している間（時刻ｔｂ～ｔｃ）に入射した光の量に応じた電荷を蓄積ノードＮＤｂから引き抜く。以上のとおり、第１センサ画素回路９ａからは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。第２センサ画素回路９ｂからは、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。

　なお、画素領域４に設けるセンサ画素回路９の個数は任意でよい。例えば、画素領域４に、カラー画素と同数の（すなわち、（ｘ×ｙ／３）個の）センサ画素回路９を設けてもよい。あるいは、画素領域４にカラー画素よりも少ない個数の（例えば、カラー画素の数分の１～数１０分の１の）センサ画素回路９を設けてもよい。

　このように本発明の実施形態に係る表示装置は、画素領域４に複数のフォトダイオード（受光素子）を配置した表示装置であって、複数の表示画素回路８および複数のセンサ画素回路９を含む表示パネル２と、センサ画素回路９に対して、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間と、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間とを示すクロック信号ＣＬＫ（制御信号）を出力するセンサロウドライバ回路７（駆動回路）とを備えている。以下、この表示装置に含まれるセンサ画素回路９の詳細を説明する。以下の説明では、センサ画素回路を画素回路と略称し、信号線上の信号を識別するために信号線と同じ名称を使用する（例えば、クロック線ＣＬＫａ上の信号をクロック信号ＣＬＫａという）。

　第１センサ画素回路９ａは、クロック線ＣＬＫａ、リセット線ＲＳＴａ、読み出し線ＲＷＳａ、電源線ＶＤＤａおよび出力線ＯＵＴａに接続される。第２センサ画素回路９ｂは、クロック線ＣＬＫｂ、リセット線ＲＳＴｂ、読み出し線ＲＷＳｂ、電源線ＶＤＤｂおよび出力線ＯＵＴｂに接続される。これらの実施形態では、第２センサ画素回路９ｂは第１センサ画素回路９ａと同じ構成を有し同様に動作するので、第２センサ画素回路９ｂに関する説明を適宜省略する。

　図６は、第１センサ画素回路９ａおよび第２センサ画素回路９ｂの具体的な構成の一例を示す回路図である。本実施形態において、図６に示す第１画素回路１０ａが、前述の第１センサ画素回路９ａの一具体例であり、第２画素回路１０ｂが、第２センサ画素回路９ｂの一具体例である。図６に示すように、第１画素回路１０ａは、トランジスタＴ１ａ、Ｍ１ａ、フォトダイオードＤ１ａ、および、コンデンサＣ１ａを含んでいる。第２画素回路１０ｂは、トランジスタＴ１ｂ、Ｍ１ｂ、フォトダイオードＤ１ｂ、および、コンデンサＣ１ｂを含んでいる。トランジスタＴ１ａ、Ｍ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｍ１ｂは、Ｎ型ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）である。

　第１画素回路１０ａでは、フォトダイオードＤ１ａのアノードはリセット線ＲＳＴａに接続され、カソードはトランジスタＴ１ａのソースに接続される。トランジスタＴ１ａのゲートはクロック線ＣＬＫａに接続され、ドレインはトランジスタＭ１ａのゲートに接続される。トランジスタＭ１ａのドレインは電源線ＶＤＤａに接続され、ソースは出力線ＯＵＴａに接続される。コンデンサＣ１ａは、トランジスタＭ１ａのゲートと読み出し線ＲＷＳａの間に設けられる。第１画素回路１０ａでは、トランジスタＭ１ａのゲートに接続されたノードが、検知した光量に応じた電荷を蓄積する蓄積ノードとなり、トランジスタＭ１ａは読み出しトランジスタとして機能する。第２画素回路１０ｂは、第１画素回路１０ａと同じ構成を有する。

　図７は、第１画素回路１０ａのレイアウト図である。図７に示すように、第１画素回路１０ａは、ガラス基板上に遮光膜ＬＳ、半導体層（斜線部）、ゲート配線層（点模様部）およびソース配線層（白塗り部）を順に形成することにより構成される。半導体層とソース配線層を接続する箇所、および、ゲート配線層とソース配線層を接続する箇所には、コンタクト（白円で示す）が設けられる。トランジスタＴ１ａ、Ｍ１ａは、半導体層とゲート配線層を交差して配置することにより形成される。フォトダイオードＤ１ａは、Ｐ層、Ｉ層およびＮ層の半導体層を並べて配置することにより形成される。コンデンサＣ１ａは、半導体層とゲート配線層を重ねて配置することにより形成される。遮光膜ＬＳは、金属製であり、基板の裏側から入った光がフォトダイオードＤ１ａに入射することを防止する。第２画素回路１０ｂは、第１画素回路１０ａと同様の形態にレイアウトされる。なお、第１および第２画素回路１０ａ、１０ｂを上記以外の形態にレイアウトしてもよい。

　図８は、図４に示した信号によって駆動された場合の第１画素回路１０ａの動作を示す図である。図８に示すように、第１画素回路１０ａは、１フレーム期間に（ａ）リセット、（ｂ）蓄積、（ｃ）保持、および、（ｄ）読み出しを行う。

　図９は、図４に示した信号によって駆動された場合の第１画素回路１０ａと第２画素回路１０ｂの信号波形図である。図９において、ＢＬは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の輝度を表し、Ｖｉｎｔａは第１画素回路１０ａの蓄積ノードの電位（トランジスタＭ１ａのゲート電位）を表し、Ｖｉｎｔｂは第２画素回路１０ｂの蓄積ノードの電位（トランジスタＭ１ｂのゲート電位）を表す。第１画素回路１０ａについては、時刻ｔ１～時刻ｔ２がリセット期間、時刻ｔ２～時刻ｔ３が蓄積期間、時刻ｔ３～時刻ｔ７が保持期間、時刻ｔ７～時刻ｔ８が読み出し期間となる。第２画素回路１０ｂについては、時刻ｔ４～時刻ｔ５がリセット期間、時刻ｔ５～時刻ｔ６が蓄積期間、時刻ｔ６～時刻ｔ７が保持期間、時刻ｔ７～時刻ｔ８が読み出し期間となる。

　第１画素回路１０ａのリセット期間では、クロック信号ＣＬＫａはハイレベル、読み出し信号ＲＷＳａはローレベル、リセット信号ＲＳＴａはリセット用のハイレベルになる。このとき、トランジスタＴ１ａはオンする。したがって、リセット線ＲＳＴａからフォトダイオードＤ１ａとトランジスタＴ１ａを経由して蓄積ノードに電流（フォトダイオードＤ１ａの順方向電流）が流れ（図８（ａ））、電位Ｖｉｎｔａは所定レベルにリセットされる。

　第１画素回路１０ａの蓄積期間では、クロック信号ＣＬＫａはハイレベル、リセット信号ＲＳＴａと読み出し信号ＲＷＳａはローレベルになる。このとき、トランジスタＴ１ａはオンする。このときにフォトダイオードＤ１ａに光が入射すると、蓄積ノードからトランジスタＴ１ａとフォトダイオードＤ１ａを経由してリセット線ＲＳＴａに電流（フォトダイオードＤ１ａのフォト電流）が流れ、蓄積ノードから電荷が引き抜かれる（図８（ｂ））。したがって、電位Ｖｉｎｔａは、クロック信号ＣＬＫａがハイレベルである期間（第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯期間）に入射した光の量に応じて下降する。

　第１画素回路１０ａの保持期間では、クロック信号ＣＬＫａ、リセット信号ＲＳＴａおよび読み出し信号ＲＷＳａはローレベルになる。このとき、トランジスタＴ１ａはオフする。このときにフォトダイオードＤ１ａに光が入射しても、トランジスタＴ１ａはオフしており、フォトダイオードＤ１ａとトランジスタＭ１のゲートの間は電気的に遮断されているので、電位Ｖｉｎｔａは変化しない（図８（ｃ））。

　第１画素回路１０ａの読み出し期間では、クロック信号ＣＬＫａとリセット信号ＲＳＴａはローレベル、読み出し信号ＲＷＳａは読み出し用のハイレベルになる。このとき、トランジスタＴ１ａはオフする。このとき電位Ｖｉｎｔａは、読み出し信号ＲＷＳａの電位の上昇量の（Ｃｑａ／Ｃｐａ）倍（ただし、Ｃｐａは第１画素回路１０ａの全体の容量値、ＣｑａはコンデンサＣ１ａの容量値）だけ上昇する。トランジスタＭ１ａは、ソースドライバ回路６に含まれるトランジスタ（図示せず）を負荷としたソースフォロワ増幅回路を構成し、電位Ｖｉｎｔａに応じて出力線ＯＵＴａを駆動する（図８（ｄ））。

　第２画素回路１０ｂは、第１画素回路１０ａと同様に動作する。電位Ｖｉｎｔｂは、リセット期間において所定レベルにリセットされ、蓄積期間ではクロック信号ＣＬＫｂがハイレベルである期間（第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯期間）に入射した光の量に応じて下降し、保持期間では変化しない。読み出し期間では、電位Ｖｉｎｔｂは読み出し信号ＲＷＳｂの電位の上昇量の（Ｃｑｂ／Ｃｐｂ）倍（ただし、Ｃｐｂは第２画素回路１０ｂの全体の容量値、ＣｑｂはコンデンサＣ１ｂの容量値）だけ上昇し、トランジスタＭ１ｂは電位Ｖｉｎｔｂに応じて出力線ＯＵＴｂを駆動する。

　以上に示すように、本実施形態に係る第１画素回路１０ａは、１個のフォトダイオードＤ１ａ（受光素子）と、検知した光量に応じた電荷を蓄積する１個の蓄積ノードと、蓄積ノードに接続された制御端子を有するトランジスタＭ１ａ（読み出しトランジスタ）と、フォトダイオードＤ１ａを流れる電流の経路上に設けられ、クロック信号ＣＬＫに従いオン／オフするトランジスタＴ１ａ（保持用スイッチング素子）とを含んでいる。トランジスタＴ１ａは蓄積ノードとフォトダイオードＤ１ａの一端との間に設けられ、フォトダイオードＤ１ａの他端はリセット線ＲＳＴａに接続される。トランジスタＴ１ａは、クロック信号ＣＬＫａに従い、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間でオンする。第２画素回路１０ｂは第１画素回路１０ａと同様の構成を有し、第２画素回路１０ｂに含まれるトランジスタＴ１ｂは、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間でオンする。

　このように、本実施形態においては、フォトダイオードＤ１ａを流れる電流の経路上に、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間でオンするトランジスタＴ１ａを設け、フォトダイオードＤ１ｂを流れる電流の経路上に、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間でオンするトランジスタＴ１ｂを設ける。これにより、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間では光を検知し、それ以外では検知した光量を保持する第１画素回路１０ａと、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間では光を検知し、それ以外では検知した光量を保持する第２画素回路１０ｂとを構成することができる。

　［バックライト３の構成例］
　ここで、本実施形態におけるバックライト３の構成について、いくつかの具体例を示して説明する。図１０～図１４は、バックライト３の構成例をそれぞれ示す分解斜視図である。図１５は、図１４に示すバックライト３の概略構成を示す断面図である。

　図１０～図１４に示すバックライト３では、導光板６４または７４の一方の面に２枚のレンズシート６１、６２および拡散シート６３が設けられ、他方の面には反射シート６５または７２が設けられている。

　図１０に示すバックライト３の場合、白色ＬＥＤ３ａを１次元状に配置したフレキシブルプリント基板６６が、導光板６４の側面に設けられている。赤外線ＬＥＤ３ｂは、回路基板６７上に２次元状に配置されている。この回路基板６７は、反射シート６５の背面側に設けられている。反射シート６５は、赤外光を透過し、可視光を反射するシートで形成されている。このようなシートとしては、例えばポリエステル系樹脂で形成された反射シートを用いることができる。

　図１０に示したバックライト３において、回路基板６７上に２次元状に配置された複数の赤外線ＬＥＤ３ｂのうち、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域に存在するものが、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する。また、画素領域４における垂直方向の下側半分に相当する第２の領域に存在するものが、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２に属する。

　図１１に示すバックライト３においても、白色ＬＥＤ３ａを１次元状に配置したフレキシブルプリント基板６６が、導光板６４の側面に設けられている。図１１に示すバックライト３は、導光板６４の他に、もう１枚の導光板６８を備えている。赤外線ＬＥＤ３ｂは、フレキシブル基板６９上に１次元状に配置された状態で、導光板６８の側面に設けられる。図１１に示すバックライト３においては、導光板６８の背面側に、反射シート７０が設けられている。反射シート７０は、赤外光を反射するシートで形成されている。

　図１１に示す構成のバックライト３によれば、白色ＬＥＤ３ａを光源として可視光を出射するバックライト（すなわち、レンズシート６１から反射シート６５まで）に、導光板６８、赤外線ＬＥＤ３ｂ、フレキシブル基板６９、および反射シート７０を追加することにより、可視光用のバックライト構造をそのまま用いて、可視光と赤外光との両方を出射するバックライト３を構成することができる。

　図１１に示したバックライト３において、フレキシブル基板６９上に１次元状に配置された複数の赤外線ＬＥＤ３ｂのうち、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する。また、画素領域４における垂直方向の下側半分に相当する第２の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２に属する。

　図１２に示すバックライト３においては、白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを混在して１次元状に配置したフレキシブルプリント基板７１が、導光板６４の側面に設けられている。白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとは、フレキシブルプリント基板７１上に、例えば交互に配置される。反射シート７２としては、可視光と赤外光の両方を反射するシートを使用する。このように、導光板６４の側面に沿って白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを混在して配置することにより、可視光用のバックライト構造をほぼそのまま用いて、可視光と赤外光との両方を出射するバックライト３を構成することができる。

　図１２に示したバックライト３において、フレキシブルプリント基板７１上に１次元状に配置された複数の赤外線ＬＥＤ３ｂのうち、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する。また、画素領域４における垂直方向の下側半分に相当する第２の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２に属する。

　図１３に示すバックライト３においては、白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとが、同一の樹脂パッケージ１４内に一緒に封入されている。そして、この樹脂パッケージ１４が１次元状に配置されたフレキシブルプリント基板７３が、導光板６４の側面に設けられている。このように白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを１つの樹脂パッケージ１４内に封入することにより、狭いスペースに多数のＬＥＤ発光体を配置することができる。なお、１つの樹脂パッケージ１４内に白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを１個ずつ封入してもよく、複数個ずつ封入してもよい。

　図１３に示したバックライト３において、フレキシブルプリント基板７３上に配置された複数の赤外線ＬＥＤ３ｂのうち、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する。また、画素領域４における垂直方向の下側半分に相当する第２の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２に属する。

　図１４に示すバックライト３においては、白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを混在して１次元状に配置したフレキシブルプリント基板７１が、導光板７４の一方の側面に設けられている。導光板７４において、前記一方の側面に対向する側面にも、白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを混在して１次元状に配置したフレキシブルプリント基板７１が設けられている。

　図１４に示したバックライト３において、フレキシブルプリント基板７１上に配置された複数の赤外線ＬＥＤ３ｂのうち、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１に属する。また、画素領域４における垂直方向の下側半分に相当する第２の領域に対して光を入射するように配置されたものが、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２に属する。

　図１５は、図１４に示したバックライト３の断面図である。導光板７４は、一方の側面から入射した白色光および赤外光と、反対側の側面から入射した白色光および赤外光とが伝搬するように加工されている。このように、導光板７４において対向する２つの側面に沿って、白色ＬＥＤ３ａと赤外線ＬＥＤ３ｂとを配置することにより、これら２種類のＬＥＤが導光板７４およびその他のバックライト部材を共有することとなる。これにより、可視光と赤外光との両方を出射するバックライト３を、よりコンパクトな構造で実現することができる。

　［バックライト制御回路１３の構成］
　ここで、バックライト制御回路１３の構成の一例について説明する。図１６は、バックライト制御回路１３において、赤外線ＬＥＤ３ｂの点灯／消灯制御を行う回路の構成を示す回路図である。図１６に示すように、バックライト制御回路１３は、外部の電源１８から電圧供給を受ける。バックライト制御回路１３は、電源制御回路１３１と、スイッチ素子１３２ａ，１３２ｂとを備えている。図１６に示すｏｎ／ｏｆｆ信号、ＩＲ１_ＣＮＴ信号、ＩＲ２_ＣＮＴ信号は、図１に示す制御信号ＣＳｂとしてバックライト制御回路１３へ与えられる。

　ｏｎ／ｏｆｆ信号は、電源制御回路１３１のオン／オフを制御する。ＩＲ１_ＣＮＴ信号は、スイッチ素子１３２ａのゲート電極へ与えられ、スイッチ素子１３２ａのオン／オフを制御する。ＩＲ２_ＣＮＴ信号は、スイッチ素子１３２ｂのゲート電極へ与えられ、スイッチ素子１３２ｂのオン／オフを制御する。スイッチ素子１３２ａのソース電極は、抵抗Ｒ２に接続されている。スイッチ素子１３２ｂのソース電極は、抵抗Ｒ３に接続されている。スイッチ素子１３２ａ，１３２ｂのドレイン電極は、バックライト制御回路１３のＦＢ端子に接続されている。

　図１７は、バックライト制御回路１３の動作を示すタイミングチャートである。図１７に示すように、電源制御回路１３１の出力端子（Ｖ＿ｏｕｔ）からは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２のアノードへ、常時、一定電圧Ｖａ［Ｖ］が印加される。そして、時刻ｔ１～ｔ２においては、ＩＲ１_ＣＮＴ信号がハイレベルであるのでスイッチ素子１３２ａがオンとなり、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１へ供給される駆動電流ＣＳ３ｂ１の電流値がハイレベル（この例では１００［ｍＡ］）となる。これにより、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１は点灯状態（ＯＮ）となる。このとき、ＩＲ２_ＣＮＴ信号はローレベルであるので、スイッチ素子１３２ｂはオフとなり、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２へ供給される駆動電流ＣＳ３ｂ２の電流値はローレベル（この例では０［ｍＡ］）となる。これにより、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂは消灯状態（ＯＦＦ）となっている。なお、この時刻ｔ１～ｔ２の期間が、図３に示す時刻ｔａ～ｔｂの期間Ａ１に相当する。

　一方、時刻ｔ２においては、ＩＲ２_ＣＮＴ信号がローレベルからハイレベルへ切り替わると共に、ＩＲ１_ＣＮＴ信号がハイレベルからローレベルへ切り替わる。これにより、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１へ供給される駆動電流ＣＳ３ｂ１の電流値がローレベル（この例では０［ｍＡ］）となり、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２へ供給される駆動電流ＣＳ３ｂ２の電流値がハイレベル（この例では１００［ｍＡ］）となる。これにより、時刻ｔ２～ｔ３において、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１は消灯状態（ＯＦＦ）、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２は点灯状態（ＯＮ）となる。なお、この時刻ｔ２～ｔ３の期間が、図３に示す時刻ｔｂ～ｔｃの期間Ａ２に相当する。

　時刻ｔ３においては、ＩＲ１_ＣＮＴ信号がローレベルのまま、ＩＲ２_ＣＮＴ信号がハイレベルからローレベルへ切り替わる。これにより、時刻ｔ３以降では、赤外線ＬＥＤ３ｂは全て消灯状態（ＯＦＦ）となる。

　以上のとおり、本実施形態にかかるバックライト制御回路１３は、一つの電源制御回路１３１によって第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の両方の点灯／消灯を制御可能に構成されている。これにより、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２を別個に駆動制御する回路を設ける場合と比較して、回路規模を小さくすることができる。

　以上のとおり、本実施形態によれば、画素領域４の複数のセンサ画素回路９は、画素領域４における垂直方向の上側半分に相当する第１の領域に配置される第１センサ画素回路９ａと、下側半分に相当する第２の領域に配置される第２センサ画素回路９ｂとの二つのグループに、空間的に分割されている。そして、バックライト３の赤外線ＬＥＤ３ｂが、第１センサ画素回路９ａへ光を照射する第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１と、第２センサ画素回路９ｂへ光を照射する第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２とに分割されている。さらに、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１と、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２とが、同一フレームにおいて、互いに異なる期間（期間Ａ１およびＡ２）に点灯するように制御される。

　このように、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯期間（期間Ａ１）と、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯期間（期間Ａ２）とが重複しないようにすることにより、全ての赤外線ＬＥＤ３ｂを同時に点灯させる場合よりも、それぞれの期間におけるバックライト３への供給電流を抑制することができる。言い換えると、全ての赤外線ＬＥＤ３ｂを同時に点灯させる場合と比較して、一度に点灯される赤外線ＬＥＤの数が半数であるので、各領域の瞬間輝度を高めることができる。また、全ての赤外線ＬＥＤ３ｂを同時に点灯させる場合と比較して、瞬間的な大電流供給を必要としないので、バッテリ寿命の低下を回避できるという利点もある。

　なお、上記の説明においては、ゲート線ＧＬ１～ＧＬｘの整列方向（ゲート線ＧＬの延伸方向に垂直な方向）を垂直方向として、この垂直方向の上側半分に配置されたセンサ画素回路９を第１センサ画素回路９ａとし、下側半分に配置されたセンサ画素回路９を第２センサ画素回路９ｂとした。しかし、画素領域４におけるセンサ画素回路９の分割パターンは、この例に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態においては、画素領域４の複数のセンサ画素回路９は、ゲート線ＧＬの整列方向において第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂとに分割されている。なお、図１８Ａに示すように、ゲートドライバ回路５が、表示パネル２の短辺側に位置し、表示パネル２の長辺がゲート線ＧＬに平行な構成としても良い。あるいは、図１８Ｂに示すように、ゲートドライバ回路５が、表示パネル２の長辺側に位置し、表示パネル２の短辺がゲート線ＧＬに平行な構成としても良い。

　図１８Ａに示す例では、センサ画素回路９が、表示パネル２の短辺方向（ゲート線ＧＬの整列方向）において、第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂとに分割されることとなる。この構成によれば、１フレーム期間において１回の読み出し動作を行うことにより、全てのセンサ画素回路からセンサ出力を読み出せるという利点がある。

　また、図１８Ｂに示す例では、センサ画素回路９が、表示パネル２の長辺方向（ゲート線ＧＬの整列方向）において、第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂとに分割されることとなる。この構成においても、１フレーム期間において１回の読み出し動作を行うことにより、全てのセンサ画素回路からセンサ出力を読み出せるという利点がある。また、この構成において、画素領域４を挟んでゲートドライバ回路５に対向する位置に赤外線ＬＥＤ３ｂを配置することが好ましい。これにより、表示パネル２の短辺に平行な方向に光が伝搬するので、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１が照射する領域と、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２が照射する領域との境界において、境界面内の光量変化幅が小さく、光のロスが少なくて済むという利点がある。

　なお、上記の説明においては、センサ画素回路９を、第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂとの二つのグループに分割すると共に、赤外線ＬＥＤ３ｂを、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１と第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２とに分割した。そして、第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂのそれぞれのセンシングに対応させて、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１と第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２とを、互いに異なる期間に点灯駆動するものとした。

　しかし、センサ画素回路９および赤外線ＬＥＤ３ｂのグループ分割数は、上述の二つに限定されるものではなく、三つ以上のグループに分割することも可能である。

　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態について、以下に説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、詳細な説明を省略する。

　第２の実施形態にかかる表示装置は、センサ画素回路の分割パターンが、第１の実施形態とは異なっている。すなわち、第１の実施形態においては、画素領域４における複数のセンサ画素回路９が、ゲート線ＧＬの整列方向において二つのグループに分割されていた。これに対して、第２の実施形態では、センサ画素回路９は、ソース線ＳＬの整列方向においても二つのグループに分割されている。これにより、センサ画素回路９は、合計４つのグループに分割されている。

　図１９は、第２の実施形態の画素領域４におけるセンサ画素回路９の配置を示す図である。本実施形態においては、図１９に示すように、画素領域４の（ｎ×ｍ／２）個のセンサ画素回路９のうち、その１／４に相当する（ｎ×ｍ／８）個の第１センサ画素回路９ａ１は、画素領域４を、垂直２つ水平２つの合計４つに分割した場合の、左上の領域に配置される。言い換えると、第１センサ画素回路９ａ１は、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２）と、出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴ（ｍ／２）との交点近傍にそれぞれ配置される。

　また、同じく（ｎ×ｍ／８）個の第２センサ画素回路９ｂ１は、画素領域４を、垂直２つ水平２つの合計４つに分割した場合の、左下の領域に配置される。言い換えると、第２センサ画素回路９ｂ１は、クロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫｎと、出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴ（ｍ／２）との交点近傍にそれぞれ配置される。

　同じく（ｎ×ｍ／８）個の第３センサ画素回路９ａ２は、画素領域４を、垂直２つ水平２つの合計４つに分割した場合の、右上の領域に配置される。言い換えると、第３センサ画素回路９ａ２は、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２）と、出力線ＯＵＴ（ｍ／２＋１）～ＯＵＴｍとの交点近傍にそれぞれ配置される。

　同じく（ｎ×ｍ／８）個の第４センサ画素回路９ｂ２は、画素領域４を、垂直２つ水平２つの合計４つに分割した場合の、右下の領域に配置される。言い換えると、第３センサ画素回路９ａ２は、クロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫｎと、出力線ＯＵＴ（ｍ／２＋１）～ＯＵＴｍとの交点近傍にそれぞれ配置される。

　また、本実施形態の場合は、第１の実施形態において図１０に示した直下型のバックライト３を使用する。本実施形態においては、この直下型のバックライト３において、第１センサ画素回路９ａ１が配置されている領域に対して直下から光を照射する赤外線ＬＥＤ群を、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ１と称する。第２センサ画素回路９ｂ１が配置されている領域に対して直下から光を照射する赤外線ＬＥＤ群を、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ１と称する。第３センサ画素回路９ａ２が配置されている領域に対して直下から光を照射する赤外線ＬＥＤ群を、第３の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ２と称する。第４センサ画素回路９ｂ２が配置されている領域に対して直下から光を照射する赤外線ＬＥＤ群を、第４の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ２と称する。

　図２０は、本実施形態における第１～第４の赤外線ＬＥＤ群の点灯および消灯タイミング、並びに、センサ画素回路９に対するリセットおよび読み出しタイミングを示す図である。図２０の例では、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ１、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ１、第３の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ２、および、第４の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ２のそれぞれは、１／２フレーム期間に１回ずつ、所定時間だけ点灯し、それ以外の期間では消灯する。具体的には、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ１は、１フレーム期間の前半内の時刻ｔａにおいて点灯し、時刻ｔｂにおいて消灯する。第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ１は、時刻ｔｂにおいて点灯し、時刻ｔｃにおいて消灯する。なお、時刻ｔａにおいてすべての第１センサ画素回路９ａ１に対するリセットが行われ、時刻ｔｂにおいてすべての第２センサ画素回路９ｂ１に対するリセットが行われる。

　第１センサ画素回路９ａ１は、１フレーム期間の前半における時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ａ１（第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ１の点灯期間）に入射した光を検知する。第２センサ画素回路９ｂ１は、時刻ｔｂから時刻ｔｃまでの期間Ａ２（第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ１の点灯期間）に入射した光を検知する。期間Ａ１と期間Ａ２は同じ長さである。第１センサ画素回路９ａ１および第２センサ画素回路９ｂ１からの読み出しは、１フレーム期間の前半において、時刻ｔｃ以降に並列に線順次で行われる。なお、図２０では、第１センサ画素回路９ａ１および第２センサ画素回路９ｂ１からの読み出しは、前半の１／２フレーム期間内に完了しているが、後半の１／２フレーム期間で第３センサ画素回路９ｂａ２に対するリセットを行うまでに完了すればよい。

　第３センサ画素回路９ａ２は、１フレーム期間の後半における時刻ｔｄから時刻ｔｅまでの期間Ａ３（第３の赤外線ＬＥＤ群３ｂａ２の点灯期間）に入射した光を検知する。第４センサ画素回路９ｂ２は、時刻ｔｅから時刻ｔｆまでの期間Ａ４（第４の赤外線ＬＥＤ群３ｂｂ２の点灯期間）に入射した光を検知する。期間Ａ３と期間Ａ４は、期間Ａ１およびＡ２と同じ長さである。第３センサ画素回路９ａ２および第４センサ画素回路９ｂ２からの読み出しは、１フレーム期間の後半において、時刻ｔｆ以降に並列に線順次で行われる。なお、図２０では、第３センサ画素回路９ａ２および第４センサ画素回路９ｂ２からの読み出しは、後半の１／２フレーム期間内に完了しているが、次の前半の１／２フレーム期間で第１センサ画素回路９ｂａ１に対するリセットを行うまでに完了すればよい。

　このように、本実施形態では、センサ画素回路９を、ゲート線ＧＬの整列方向だけでなく、ソース線ＳＬの整列方向においても複数のグループに分割することにより、画素領域４のセンサ画素回路９が４つ以上のグループに分割されている。また、センサ画素回路９の複数のグループのそれぞれに対応するように、赤外線ＬＥＤ３ｂも同数のグループに分割されている。そして、赤外線ＬＥＤ３ｂのこれらのグループを、互いに異なる期間に点灯駆動させることにより、赤外線ＬＥＤ３ｂの全てを同時に点灯させる場合に比較して、それぞれの期間におけるバックライト３への供給電流を抑制することができる。言い換えると、全ての赤外線ＬＥＤ３ｂを同時に点灯させる場合と比較して、一度に点灯される赤外線ＬＥＤの数が少なくなり、各領域の瞬間輝度を高めることができる。また、全ての赤外線ＬＥＤ３ｂを同時に点灯させる場合と比較して、瞬間的な大電流供給を必要としないので、バッテリ寿命の低下を回避できるという利点もある。

　なお、本実施形態においては、センサ画素回路９を、ゲート線ＧＬの整列方向と、ソース線ＳＬの整列方向との両方において、複数のグループに分割した構成を例示した。しかし、ゲート線ＧＬの整列方向にセンサ画素回路９を分割することは必須ではない。すなわち、センサ画素回路９を、ソース線ＳＬの整列方向においてのみ、２つ以上のグループに分割した構成としても良い。

　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態について、以下に説明する。第１または第２の実施形態において説明した構成と同様の構成については、これらの実施形態と同じ参照符号を付記し、詳細な説明を省略する。

　第３の実施形態にかかる表示装置は、センサ画素回路９が、赤外線ＬＥＤ３ｂが点灯していない期間にセンシングを行うことによってノイズ成分のみを検出するオフセンサ画素回路を含む点において、第１の実施形態と異なっている。オフセンサ画素回路からの出力信号を、センサ画素回路９の出力信号から差し引くことにより、センサ画素回路９の出力信号からノイズ成分を除去することができる。

　図２１は、第３の実施形態の画素領域４におけるセンサ画素回路９の配置を示す図である。（ｎ×ｍ／２）個のセンサ画素回路９には、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯期間に入射した光を検知する第１センサ画素回路９ａと、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯期間に入射した光を検知する第２センサ画素回路９ｂと、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯期間に入射した光を検知するオフセンサ画素回路９ｃとが含まれる。

　第１センサ画素回路９ａと第２センサ画素回路９ｂは同数である。また、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１から光が照射される領域において、第１センサ画素回路９ａとオフセンサ画素回路９ｃとは同数である。第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２から光が照射される領域において、第２センサ画素回路９ｂとオフセンサ画素回路９ｃとは同数である。

　図２１では、画素領域４における垂直方向の上側半分、すなわち、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２）が配置されている領域において、奇数番目のクロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２－１）と奇数番目の出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴ（ｍ－１）の交点近傍に（ｎ×ｍ／８）個の第１センサ画素回路９ａが配置されている。また、画素領域４における垂直方向の上側半分、すなわち、クロック線ＣＬＫ１～ＣＬＫ（ｎ／２）が配置されている領域において、偶数番目のクロック線ＣＬＫ２～ＣＬＫ（ｎ／２）と奇数番目の出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴ（ｍ－１）の交点近傍に、（ｎ×ｍ／８）個のオフセンサ画素回路９ｃが配置されている。

　また、画素領域４における垂直方向の下側半分、すなわち、クロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫｎが配置されている領域において、奇数番目のクロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫ（ｎ－１）と奇数番目の出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴ（ｍ－１）の交点近傍に（ｎ×ｍ／８）個の第２センサ画素回路９ｂが配置されている。また、画素領域４における垂直方向の下側半分、すなわち、クロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋１）～ＣＬＫｎが配置されている領域において、偶数番目のクロック線ＣＬＫ（ｎ／２＋２）～ＣＬＫｎと奇数番目の出力線ＯＵＴ１～ＯＵＴ（ｍ－１）の交点近傍に、（ｎ×ｍ／８）個のオフセンサ画素回路９ｃが配置されている。

　なお、本実施形態におけるセンサ画素回路９（第１センサ画素回路９ａ、第２センサ画素回路９ｂ、およびオフセンサ画素回路９ｃ）の構成は、第１の実施形態において図６ないし図９を参照しながら説明した構成と同様であるため、説明は省略する。

　以上のように、画素領域４における垂直方向の上側半分には第１センサ画素回路９ａとオフセンサ画素回路９ｃが垂直方向において交互に配置され、下側半分には第２センサ画素回路９ｂとオフセンサ画素回路９ｃとが交互に配置されている。これにより、読み出し期間において、読み出し線ＲＷＳを２本ずつ選択して読み出しを行う場合に、例えば、読み出し線ＲＷＳ１に接続された第１センサ画素回路９ａと、読み出し線ＲＷＳ２に接続されたオフセンサ画素回路９ｃとから同時にセンサ信号を読み出すこととなる。

　本実施形態のソースドライバ回路６は、第１センサ画素回路９ａの出力信号とオフセンサ画素回路９ｃの出力信号との差と、第２センサ画素回路９ｂの出力信号とオフセンサ画素回路９ｃの出力信号との差をそれぞれ求める差分回路（図示せず）を含んでいる。ソースドライバ回路６は、差分回路で求めた光量の差を増幅し、増幅後の信号をセンサ出力Ｓｏｕｔとして表示パネル２の外部に出力する。センサ出力Ｓｏｕｔは、表示パネル２の外部に設けられた信号処理回路２０によって、必要に応じて適宜の処理を施される。このようにソースドライバ回路６とセンサロウドライバ回路７を用いてすべてのセンサ画素回路９からセンサ信号を読み出すことにより、表示パネル２に入射した光を検知することができる。

　なお、第１センサ画素回路９ａが配置された領域、すなわち、画素領域４における垂直方向の上側半分に対しては、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１が光を照射する。また、第２センサ画素回路９ｂが配置された領域、すなわち、画素領域４における垂直方向の下側半分に対しては、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２が光を照射する。

　図２２は、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯および消灯タイミング、並びに、センサ画素回路９に対するリセットおよび読み出しタイミングを示す図である。図２２の例では、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２のそれぞれは、１フレーム期間に１回、所定時間だけ点灯し、それ以外の期間では消灯する。具体的には、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１は、１フレーム期間内の時刻ｔａにおいて点灯し、時刻ｔｂにおいて消灯する。また、時刻ｔａにおいてすべての第１センサ画素回路９ａに対するリセットが行われ、時刻ｔｂにおいてすべての第２センサ画素回路９ｂに対するリセットが行われる。また、時刻ｔｃにおいてすべてのオフセンサ画素回路９ｃに対するリセットが行われる。

　第１センサ画素回路９ａは、時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ａ１（第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯期間）に入射した光を検知する。第２センサ画素回路９ｂは、時刻ｔｂから時刻ｔｃまでの期間Ａ２（第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯期間）に入射した光を検知する。オフセンサ画素回路９ｃは、時刻ｔｃから時刻ｔｄまでの期間Ａ３（赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯期間）に入射した光を検知する。期間Ａ３においては、赤外線ＬＥＤ３ｂは点灯されていないので、この期間Ａ３においてオフセンサ画素回路９ｃに蓄積される電流成分は、ノイズ成分のみを含んだものとなる。期間Ａ１、期間Ａ２、および期間Ａ３は互いに同じ長さである。第１センサ画素回路９ａからの読み出しと第２センサ画素回路９ｂからの読み出しとオフセンサ画素回路９ｃからの読み出しは、時刻ｔｄ以降に並列に線順次で行われる。なお、図２２では、センサ画素回路９からの読み出しは、１フレーム期間内に完了しているが、次のフレーム期間で第１センサ画素回路９ａに対するリセットを行うまでに完了すればよい。

　なお、図２２の例では、センサ画素回路９ｃのリセットおよび光検知を、第１センサ画素回路９ａおよび第２センサ画素回路９ｂのリセットおよび光検知の後に行っている。しかし、センサ画素回路９ｃのリセットおよび光検知を、第１センサ画素回路９ａおよび第２センサ画素回路９ｂのリセットおよび光検知の前に行っても良い。

　以上の動作により、読み出し期間において、第１センサ画素回路９ａからは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間（期間Ａ１）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。第２センサ画素回路９ｂからは、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間（期間Ａ２）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。オフセンサ画素回路９ｃからは、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯時の検知期間（期間Ａ３）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。前述のように、ソースドライバ回路６に含まれる差分回路を用いて、第１センサ画素回路９ａの出力信号とオフセンサ画素回路９ｃの出力信号の差と、第２センサ画素回路９ｂとオフセンサ画素回路９ｃの出力信号の差とが求められる。これにより、ノイズ成分が除去されたセンサ出力が得られる。

　［第３の実施形態にかかるセンサ画素回路の変形例］
　図２３は、第３の実施形態に係るセンサ画素回路の変形例の構成を示す回路図である。図２３に示す画素回路３０は、トランジスタＴ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、フォトダイオードＤ１、および、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂを含んでいる。トランジスタＴ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｍ１ａ、Ｍ１ｂは、Ｎ型ＴＦＴである。図２３では、左半分が第１センサ画素回路または第２センサ画素回路に相当し、右半分がオフセンサ画素回路に相当する。画素回路３０は、クロック線ＣＬＫａ、ＣＬＫｂ、リセット線ＲＳＴ、読み出し線ＲＷＳ、電源線ＶＤＤａ、ＶＤＤｂ、および、出力線ＯＵＴａ、ＯＵＴｂに接続される。

　図２３に示すように、フォトダイオードＤ１のアノードはリセット線ＲＳＴに接続され、カソードはトランジスタＴ１ａ、Ｔ１ｂのソースに接続される。トランジスタＴ１ａのゲートはクロック線ＣＬＫａに接続され、ドレインはトランジスタＭ１ａのゲートに接続される。トランジスタＭ１ａのドレインは電源線ＶＤＤａに接続され、ソースは出力線ＯＵＴａに接続される。コンデンサＣ１ａは、トランジスタＭ１ａのゲートと読み出し線ＲＷＳの間に設けられる。トランジスタＴ１ｂのゲートはクロック線ＣＬＫｂに接続され、ドレインはトランジスタＭ１ｂのゲートに接続される。トランジスタＭ１ｂのドレインは電源線ＶＤＤｂに接続され、ソースは出力線ＯＵＴｂに接続される。コンデンサＣ１ｂは、トランジスタＭ１ｂのゲートと読み出し線ＲＷＳの間に設けられる。画素回路３０では、トランジスタＭ１ａのゲートに接続されたノードが第１蓄積ノードとなり、トランジスタＭ１ｂのゲートに接続されたノードが第２蓄積ノードとなり、トランジスタＭ１ａ、Ｍ１ｂは読み出しトランジスタとして機能する。図２４は、画素回路３０のレイアウト図である。図２４の説明は、第１の実施形態と同じである。

　この構成にかかる画素回路３０についても、図２２に示したタイミングで駆動することにより、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１から光を照射される画素回路３０においては、出力線ＯＵＴａから、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の検知期間（期間Ａ１）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。また、これと同時に、出力線ＯＵＴｂから、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯時の検知期間（期間Ａ３）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。したがって、出力線ＯＵＴａからのセンサ信号から出力線ＯＵＴｂからのセンサ信号を差し引くことにより、ノイズのないセンサ出力を得ることができる。

　同様に、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２から光を照射される画素回路３０においては、図２２に示したタイミングで駆動することにより、出力線ＯＵＴａから、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の検知期間（期間Ａ２）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。また、これと同時に、出力線ＯＵＴｂから、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯時の検知期間（期間Ａ３）に入射した光の量に応じたセンサ信号が読み出される。したがって、出力線ＯＵＴａからのセンサ信号から出力線ＯＵＴｂからのセンサ信号を差し引くことにより、ノイズのないセンサ出力を得ることができる。

　ここで、画素回路３０の動作について、図２５を参照しながら説明する。なお、ここでは、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１から光を照射される画素回路３０の動作について説明する。第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２から光を照射される画素回路３０の動作についても、これと同様である。

　第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１点灯時のリセット期間（時刻ｔａ）では、クロック信号ＣＬＫａはハイレベル、クロック信号ＣＬＫｂと読み出し信号ＲＷＳはローレベル、リセット信号ＲＳＴはリセット用のハイレベルになる。このときトランジスタＴ１ａはオンし、トランジスタＴ１ｂはオフする。したがって、リセット線ＲＳＴからフォトダイオードＤ１とトランジスタＴ１ａを経由して第１蓄積ノードに電流（フォトダイオードＤ１の順方向電流）が流れ（図２５（ａ））、電位Ｖｉｎｔａは所定レベルにリセットされる。

　第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１点灯時の蓄積期間では、クロック信号ＣＬＫａはハイレベル、クロック信号ＣＬＫｂ、リセット信号ＲＳＴおよび読み出し信号ＲＷＳはローレベルになる。このときトランジスタＴ１ａはオフし、トランジスタＴ１ａはオフする。このときにフォトダイオードＤ１に光が入射すると、第１蓄積ノードからトランジスタＴ１ａとフォトダイオードＤ１を経由してリセット線ＲＳＴに電流（フォトダイオードＤ１のフォト電流）が流れ、第１蓄積ノードから電荷が引き抜かれる（図２５（ｂ））。したがって、電位Ｖｉｎｔａは、この期間（第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時間）に入射した光の量に応じて下降する。なお、この期間では電位Ｖｉｎｔｂは変化しない。

　赤外線ＬＥＤ３ｂ消灯時のリセット期間（時刻ｔｃ）では、クロック信号ＣＬＫｂはハイレベル、クロック信号ＣＬＫａと読み出し信号ＲＷＳはローレベル、リセット信号ＲＳＴはリセット用のハイレベルになる。このときトランジスタＴ１ａはオフし、トランジスタＴ１ｂはオンする。したがって、リセット線ＲＳＴからフォトダイオードＤ１とトランジスタＴ１ｂを経由して第２蓄積ノードに電流（フォトダイオードＤ１の順方向電流）が流れ（図２５（ｃ））、電位Ｖｉｎｔｂは所定レベルにリセットされる。

　赤外線ＬＥＤ３ｂ消灯時の蓄積期間（時刻ｔｃ～ｔｄ）では、クロック信号ＣＬＫｂはハイレベル、クロック信号ＣＬＫａ、リセット信号ＲＳＴおよび読み出し信号ＲＷＳはローレベルになる。このときトランジスタＴ１ａはオフし、トランジスタＴ１ｂはオンする。このときにフォトダイオードＤ１に光が入射すると、第２蓄積ノードからトランジスタＴ１ｂとフォトダイオードＤ１を経由してリセット線ＲＳＴに電流（フォトダイオードＤ１のフォト電流）が流れ、第２蓄積ノードから電荷が引き抜かれる（図２５（ｄ））。したがって、電位Ｖｉｎｔｂは、この期間Ａ３（時刻ｔｃ～ｔｄ、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯期間）に入射した光の量に応じて下降する。なお、この期間では電位Ｖｉｎｔａは変化しない。

　保持期間では、クロック信号ＣＬＫａ、ＣＬＫｂ、リセット信号ＲＳＴおよび読み出し信号ＲＷＳはローレベルになる。このとき、トランジスタＴ１ａ、Ｔ１ｂはオフする。このときにフォトダイオードＤ１に光が入射しても、トランジスタＴ１ａ、Ｔ１ｂはオフしており、フォトダイオードＤ１とトランジスタＭ１ａ、Ｍ１ｂのゲートの間は電気的に遮断されているので、電位Ｖｉｎｔａ、Ｖｉｎｔｂは変化しない（図２５（ｅ））。

　読み出し期間では、クロック信号ＣＬＫａ、ＣＬＫｂとリセット信号ＲＳＴはローレベル、読み出し信号ＲＷＳは読み出し用のハイレベルになる。このときトランジスタＴ１ａ、Ｔ１ｂはオフする。このときに電位Ｖｉｎｔａ、Ｖｉｎｔｂは、読み出し信号ＲＷＳの電位の上昇分だけ上昇し、トランジスタＭ１ａのドレイン－ソース間に電位Ｖｉｎｔａに応じた量の電流Ｉａが流れ、トランジスタＭ１ｂのドレイン－ソース間に電位Ｖｉｎｔｂに応じた量の電流Ｉｂが流れる（図２５（ｆ））。電流Ｉａは出力線ＯＵＴａを経由してソースドライバ回路６に入力され、電流Ｉｂは出力線ＯＵＴｂを経由してソースドライバ回路６に入力される。

　以上に示すように、本実施形態に係る画素回路３０は、第１の実施形態で説明した第１および第２画素回路１０ａ、１０ｂの間で１個のフォトダイオードＤ１（受光素子）を共有した構成を有する。共有されたフォトダイオードＤ１のカソードは、第１画素回路相当部分に含まれるトランジスタＴ１ａのソースと、第２画素回路相当部分に含まれるトランジスタＴ１ｂのソースに接続される。

　画素回路３０によれば、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１から光が照射される領域にある場合は、第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１の点灯時の光量と、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯時の光量とを検知することができる。したがって、これらの差分をとることにより、ノイズ成分のない状態でセンサ出力を得ることができる。同様に、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２から光が照射される領域にある場合は、第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２の点灯時の光量と、赤外線ＬＥＤ３ｂの消灯時の光量とを検知することができる。上記と同様に、これらの差分をとることにより、ノイズ成分のない状態でセンサ出力を得ることができる。また、画素回路３０によれば、２種類の画素回路間で１個のフォトダイオードＤ１を共有することにより、フォトダイオードの感度特性のばらつきの影響がキャンセルされる。また、フォトダイオードの個数を減らし、開口率を高くして、センサ画素回路の感度を高くすることができる。

　なお、ここでは、センサ画素回路９または画素回路３０が、ゲート線ＧＬの整列方向において、複数のグループに分割された構成を例示したが、第１の実施形態と同様に、ゲート線ＧＬの整列方向ではなく、ソース線ＳＬの整列方向において、複数のグループに分割された構成としても良い。あるいは、ゲート線ＧＬの整列方向とソース線ＳＬの整列方向との両方において、複数のグループに分割された構成としても良い。

　以上のように、本実施形態によれば、赤外線ＬＥＤが消灯しているときにセンシングを行うオフセット画素回路を備え、赤外線ＬＥＤが点灯している期間にセンシングを行うセンサ画素回路の出力から、前記オフセット画素回路の出力を差し引く構成である。この構成によれば、オフセット画素回路の出力はノイズ成分のみを含むので、ノイズ成分を差し引くことにより、精度の高いセンサ出力を得ることができる。

　また、本実施形態によれば、１フレーム期間に第１の赤外線ＬＥＤ群３ｂ１および第２の赤外線ＬＥＤ群３ｂ２のそれぞれを１回ずつ点灯させると共に、同じフレーム内で、全てのセンサ画素回路からのセンサ出力読み出しを行うことができる。すなわち、本実施形態によれば、高速読み出しが可能である。

　また、本実施形態によれば、第１の赤外線ＬＥＤ３ｂ１が点灯した状態で受光素子が光を検知する期間（期間Ａ１）と、第２の赤外線ＬＥＤ３ｂ２が点灯した状態で受光素子が光を検知する期間（期間Ａ２）との間にはほとんど時間差がない。このため、モーション入力に対する追従性が、入力方向に応じて変動することがないという利点がある。また、この本実施形態の表示装置は、リセット完了直後に読み出しを開始し、読み出し完了直後にリセットを開始する。このため、赤外線ＬＥＤの点灯期間や消灯期間の長さや間隔を自由に決定できるという利点もある。

　本発明は、非可視光を利用した光センサ機能を有する表示装置として、産業上利用可能である。

Claims

　アクティブマトリクス基板と、
　複数の非可視光光源と、
　前記アクティブマトリクス基板の画素領域に設けられ、前記非可視光光源からの出射光に起因する反射光を検出する光センサと、
　前記光センサへ、センサ駆動信号を供給するセンサ駆動回路と、
　前記センサ駆動信号に従って前記光センサから読み出された信号を増幅し、光センサ信号として出力するアンプ回路と、
　前記アンプ回路から出力された光センサ信号を処理する信号処理回路と、
　前記非可視光光源の点灯および消灯を制御する光源制御回路とを備え、
　前記複数の光センサが、前記画素領域内で複数のセンサ群に分割され、
　前記光源制御回路が、前記複数のセンサ群におけるそれぞれのセンサ群に対応する非可視光源を互いに異なる期間に点灯させる、表示装置。
　前記アクティブマトリクス基板が、
　ゲートドライバと、
　前記ゲートドライバに接続された複数のゲート線とを備え、
　前記複数の光センサが、前記ゲート線の整列方向において、複数のセンサ群に分割されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記非可視光光源が、前記画素領域を挟んで前記ゲートドライバと対向する側に配置されている、請求項２に記載の表示装置。
　前記ゲート線の延伸方向が、前記アクティブマトリクス基板の長辺に平行である、請求項３に記載の表示装置。
　前記複数の光センサが、前記ゲート線の延伸方向において、複数のセンサ群に分割されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記非可視光光源が、前記画素領域の背面に配置されている、請求項５に記載の表示装置。
　前記複数の光センサが、前記ゲート線の整列方向においても、複数のセンサ群に分割されている、請求項５または６に記載の表示装置。
　前記センサ駆動回路が、前記光源制御回路と同期して、前記複数のセンサ群におけるそれぞれのセンサ群から逐次読み出しを行う、請求項１～７のいずれか一項に記載の表示装置。
　前記非可視光光源が赤外線ＬＥＤである、請求項１～８のいずれか一項に記載の表示装置。
　前記光センサが、
　前記センサ駆動信号に従い、前記非可視光光源点灯時の蓄積期間で受光量に応じた電荷を蓄積し、読み出し期間が到来すると蓄積電荷に応じたセンサ信号を出力するセンサ画素回路と、
　前記センサ駆動信号に従い、前記非可視光光源消灯時の蓄積期間で受光量に応じた電荷を蓄積し、読み出し期間が到来すると蓄積電荷に応じたセンサ信号を出力するオフセンサ画素回路とを含み、
　前記信号処理回路が、前記センサ画素回路から出力されたセンサ信号と、前記オフセンサ画素回路から出力されたセンサ信号との差分を求める、請求項１～９のいずれか一項に記載の表示装置。
　前記センサ画素回路および前記オフセンサ画素回路のそれぞれは、
　１個の受光素子と、
　検知した光量に応じた電荷を蓄積する１個の蓄積ノードと、
　前記蓄積ノードに電気的に接続可能な制御端子を有する読み出しトランジスタと、
　前記受光素子を流れる電流の経路上に設けられ、前記制御信号に従いオン／オフする保持用スイッチング素子とを含む、請求項１０に記載の表示装置。
　前記センサ画素回路および前記オフセンサ画素回路のそれぞれにおいて、
　前記保持用スイッチング素子は、前記蓄積ノードと前記受光素子の一端との間に設けられ、
　前記受光素子の他端はリセット線に接続されている、請求項１１に記載の表示装置。
　前記センサ画素回路および前記オフセンサ画素回路は、１個の受光素子を共有し、
　前記受光素子の一端は前記第１および第２センサ画素回路にそれぞれ含まれる保持用スイッチング素子の一端に接続され、他端は前記リセット線に接続されている、請求項１０に記載の表示装置。
　前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、
　前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に挟持された液晶とをさらに備えた、請求項１～１３のいずれか一項に記載の表示装置。