(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジを確保すると共に、画像品質を向上する。【解決手段】フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応して設けられたレンズを光量調整部２１０が含み、光量調整部２１０は、そのレンズの焦点位置を、そのフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対して変化させることによって、受光領域ＪＳａへ入射する光の量を調整する。【選択図】図９
2010009584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受光領域にて受光することによって受光データを生成するフォトセンサ素子が設けられている表示パネルと、
前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を調整する光量調整部と、
前記光量調整部の動作を制御する制御部と
を有し、
前記光量調整部は、前記フォトセンサ素子の受光領域に対応して設けられたレンズを含み、当該レンズの焦点位置を、当該フォトセンサ素子の受光領域に対して変化させることによって、前記受光領域へ入射する光の量を調整する
表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記フォトセンサ素子によって生成された受光データに基づいて、前記光量調整部の動作を制御する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記レンズは、前記受光領域よりも大きい、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光量調整部は、前記レンズが液晶レンズであり、当該液晶レンズを構成する液晶に電圧を印加し、当該液晶の液晶分子の配向方向を変化させ、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量を調整する、
請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記液晶レンズは、フレネルレンズである、
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、
前記液晶レンズは、前記第２基板にて前記第１基板に対面している側に対して反対側の面にて、前記受光領域に対応する部分に設けられており、
前記光量調整部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ向かい、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって調整する、
請求項４または５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２基板において前記第１基板に対面している側に対して反対側の面上に配置された偏光板
を有し、
前記偏光板は、前記液晶レンズの屈折率差分布の方向に、透過軸が沿うように設けられており、
前記フォトセンサ素子は、可視光線を含む入射光を前記受光領域で受光して受光データを生成する、
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、
前記液晶レンズは、前記液晶層において前記受光領域に対応する部分の液晶に電圧を印加することによって、当該液晶レンズの焦点距離が変化するように構成されており、
前記光量調整部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ向かい、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって調整する、
請求項４または５に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第２基板において前記第１基板に対面している側に対して反対側の面上に配置された偏光板
を有し、
前記偏光板は、前記液晶レンズの屈折率差分布の方向に、透過軸が沿うように設けられており、
前記フォトセンサ素子は、可視光線を含む入射光を前記受光領域で受光して受光データを生成する、
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示パネルは、
前記第１基板と前記第２基板との間にて前記受光領域に対応する部分を囲うように設けられた遮光壁
を有する、
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記光量調整部は、前記レンズが液体レンズであり、当該液体レンズに電圧を印加し、当該液体レンズの焦点距離を変化させることによって、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量を調整する、
請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、
前記液体レンズは、前記第２基板にて前記第１基板に対面している側に対して反対側の面にて、前記受光領域に対応する部分に設けられており、
前記光量調整部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ向かい、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を、前記液体レンズの焦点距離を変化させることによって調整する、
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記光量調整部は、
前記表示パネルの面方向において前記レンズの焦点位置が移動するように前記レンズを移動させることによって、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量を調整するレンズ移動部
を含む、
請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記フォトセンサ素子によって生成された受光データが基準値以上である場合には、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量が少なくなるように、前記光量調整部の動作を調整する、
請求項１から１３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１５】
前記表示パネルの一方の面の側に位置する被検知体の位置を検出する位置検出部
を含み、
前記表示パネルは、前記一方の面の側にて画像を表示するように構成されており、
前記フォトセンサ素子は、前記表示パネルにて画像が表示される画素領域に複数が配置されると共に、前記表示パネルの一方の面の側から他方の面の側に向かう光を受光するように構成されており、
前記位置検出部は、前記画素領域に配置された複数のフォトセンサ素子によって生成された受光データに基づいて、前記被検知体の位置を検出する、
請求項１から１４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記フォトセンサ素子に光を受光させる撮像動作と、前記表示パネルにて画像を表示させる表示動作とを、互いに時分割して実行するように制御する、
請求項１から１５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１７】
入射光を受光領域にて受光することによって受光データを生成するフォトセンサ素子が設けられている表示パネルと、
前記表示パネルにおいて前記入射光が入射する面上に配置された偏光板と、
前記受光領域へ入射光を集光する液晶レンズと
を有し、
前記偏光板は、前記液晶レンズの屈折率差分布の方向に、透過軸が沿うように配置されている
表示装置。
【請求項１８】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、
前記液晶レンズは、前記第２基板にて前記第１基板に対面している側に対して反対側の面にて、前記受光領域に対応する部分に設けられており、
前記液晶レンズと前記偏光板とを、順次、透過して入射する入射光を、前記フォトセンサ素子が受光領域にて受光する、
請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記液晶レンズは、紫外線硬化性液晶または熱硬化性液晶が硬化されることによって形成されており、焦点距離が固定されている、
請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、
前記液晶レンズは、前記液晶層において前記受光領域に対応する部分の液晶に電圧を印加することで形成され、
前記偏光板と前記液晶レンズとを、順次、透過して入射する入射光を、前記フォトセンサ素子が受光領域にて受光する、
請求項１７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。特に、本発明は、複数の画素が画素領域に配置されている表示パネルを含み、画素領域において画像を表示する表示装置であって、光を受光することによって受光データを生成するフォトセンサ素子を、その表示パネルが具備する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置，有機ＥＬ表示装置などの表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する。
【０００３】
このような表示装置において、液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が封入された液晶パネルを、表示パネルとして有している。液晶パネルは、たとえば、透過型であって、液晶パネルの背面に設けられたバックライトなどの照明装置が出射した照明光を、その液晶パネルが変調して透過させる。そして、その変調した照明光によって画像の表示が、液晶パネルの正面にて実施される。
【０００４】
この液晶パネルは、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、画素スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が複数形成されているＴＦＴアレイ基板を有する。そして、このＴＦＴアレイ基板に対面するように対向基板が対向しており、ＴＦＴアレイ基板および対向基板の間には、液晶層が設けられている。このアクティブマトリクス方式の液晶パネルにおいては、画素スイッチング素子が画素電極に電位を入力することによって、液晶層に印加する電圧を可変し、その画素を透過する光の透過率を制御して、その光を変調させる。
【０００５】
上記のような液晶パネルにおいては、上記の画素スイッチング素子として機能するＴＦＴの他に、光を受光して受光データを得るフォトセンサ素子が画素領域に内蔵されたものが提案されている（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００６】
上記の液晶パネルは、内蔵するフォトセンサ素子を位置センサ素子として利用することで、ユーザーインターフェイスとしての機能が実現できる（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。このため、このタイプの液晶パネルは、Ｉ／Ｏタッチパネル（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｏｕｃｈ  ｐａｎｅｌ）と呼ばれている。この液晶パネルにおいては、液晶パネルの前面に、別途、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置する必要がなくなる。したがって、装置の小型化および薄型化を、容易に実現できる。また、さらに、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置した場合には、そのタッチパネルによって画素領域において透過する光が減少する場合や、その光が干渉される場合があるため、表示画像の品質が低下することを防止できる。
【０００７】
このような液晶パネルにおいては、たとえば、液晶パネルの前面側に触れられたユーザーの指やタッチペンなどの被検知体にて反射された光を、その位置センサ素子として内蔵されたフォトセンサ素子が受光する。その後、そのフォトセンサ素子によって得られた受光データに基づいて、その被検知体が接触した位置を特定し、その特定された位置に対応する操作が、液晶表示装置自身や、その液晶表示装置に接続された他の電子機器において実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１２７２１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１２８４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、光の強度が大きい環境下においてフォトセンサ素子が光を受光した際には、その受光データ値がダイナミックレンジを超えて、センサ出力の飽和が生ずる場合がある。このため、被検知体の位置を的確に検出することが困難な場合がある。
【００１０】
特に、室外の環境下においては、外光強度が１〜１０万ルクス以上になることもあり、室内の人工的な照明の環境下と比較して、光の強度が大きいため、この不具合の発生が顕在化する場合がある。
【００１１】
また、フォトセンサ素子において受光する光の量が少ないために、受光データのＳ／Ｎ比が低下し、被検知体の位置を的確に検出することが困難な場合がある。
【００１２】
この不具合を改善するために、複数のダイナミックレンジを有する複数種類のフォトセンサ素子を、液晶パネル中に内蔵させ、段階的にダイナミックレンジを確保することが考えられる。しかし、多数のフォトセンサ素子が設置される結果、液晶パネルを透過する光透過率が低下し、表示品位が劣化する場合がある。
【００１３】
したがって、本発明は、フォトセンサ素子のダイナミックレンジを確保すること等を実現し、画像品質を向上可能な表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の表示装置は、光を受光領域にて受光することによって受光データを生成するフォトセンサ素子が設けられている表示パネルと、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を調整する光量調整部と、前記光量調整部の動作を制御する制御部とを有し、前記光量調整部は、前記フォトセンサ素子の受光領域に対応して設けられたレンズを含み、当該レンズの焦点位置を、当該フォトセンサ素子の受光領域に対して変化させることによって、前記受光領域へ入射する光の量を調整する。
【００１５】
好適には、前記制御部は、前記フォトセンサ素子によって生成された受光データに基づいて、前記光量調整部の動作を制御する。
【００１６】
好適には、前記レンズは、前記受光領域よりも大きい。
【００１７】
好適には、前記光量調整部は、前記レンズが液晶レンズであり、当該液晶レンズを構成する液晶に電圧を印加し、当該液晶の液晶分子の配向方向を変化させ、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量を調整する。
【００１８】
好適には、前記液晶レンズは、フレネルレンズである。
【００１９】
好適には、前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層とを含む液晶パネルであり、前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、前記液晶レンズは、前記第２基板にて前記第１基板に対面している側に対して反対側の面にて、前記受光領域に対応する部分に設けられており、前記光量調整部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ向かい、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって調整する。
【００２０】
好適には、前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層とを含む液晶パネルであり、前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、前記液晶レンズは、前記液晶層において前記受光領域に対応する部分の液晶に電圧を印加することによって、当該液晶レンズの焦点距離が変化するように構成されており、前記光量調整部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ向かい、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって調整する。
【００２１】
好適には、前記表示パネルは、前記第１基板と前記第２基板との間にて前記受光領域に対応する部分を囲うように設けられた遮光壁を有する。
【００２２】
好適には、前記光量調整部は、前記レンズが液体レンズであり、当該液体レンズに電圧を印加し、当該液体レンズの焦点距離を変化させることによって、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量を調整する。
【００２３】
好適には、前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層とを含む液晶パネルであり、前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、前記液体レンズは、前記第２基板にて前記第１基板に対面している側に対して反対側の面にて、前記受光領域に対応する部分に設けられており、前記光量調整部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ向かい、前記フォトセンサ素子の受光領域へ入射する光の量を、前記液晶レンズの焦点距離を変化させることによって調整する。
【００２４】
好適には、前記光量調整部は、前記表示パネルの面方向において前記レンズの焦点位置が移動するように前記レンズを移動させることによって、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量を調整するレンズ移動部を含む。
【００２５】
好適には、前記制御部は、前記フォトセンサ素子によって生成された受光データが基準値以上である場合には、前記フォトセンサ素子へ入射する光の量が少なくなるように、前記光量調整部の動作を調整する。
【００２６】
好適には、前記表示パネルの一方の面の側に位置する被検知体の位置を検出する位置検出部を含み、前記表示パネルは、前記一方の面の側にて画像を表示するように構成されており、前記フォトセンサ素子は、前記表示パネルにて画像が表示される画素領域に複数が配置されると共に、前記表示パネルの一方の面の側から他方の面の側に向かう光を受光するように構成されており、前記位置検出部は、前記画素領域に配置された複数のフォトセンサ素子によって生成された受光データに基づいて、前記被検知体の位置を検出する。
【００２７】
好適には、前記制御部は、前記フォトセンサ素子に光を受光させる撮像動作と、前記表示パネルにて画像を表示させる表示動作とを、互いに時分割して実行するように制御する。
【００２８】
本発明においては、フォトセンサ素子の受光領域に対応して設けられたレンズを光量調整部が含み、光量調整部は、そのレンズの焦点位置を、そのフォトセンサ素子の受光領域に対して変化させることによって、受光領域へ入射する光の量を調整する。
【００２９】
本発明の表示装置は、入射光を受光領域にて受光することによって受光データを生成するフォトセンサ素子が設けられている表示パネルと、前記表示パネルにおいて前記入射光が入射する面上に配置された偏光板と、前記受光領域へ入射光を集光する液晶レンズとを有し、前記偏光板は、前記液晶レンズの屈折率差分布の方向に、透過軸が沿うように配置されている。
【００３０】
好適には、前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層とを含む液晶パネルであり、前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、前記液晶レンズは、前記第２基板にて前記第１基板に対面している側に対して反対側の面にて、前記受光領域に対応する部分に設けられており、前記液晶レンズと前記偏光板とを、順次、透過して入射する入射光を、前記フォトセンサ素子が受光領域にて受光する。
【００３１】
好適には、前記液晶レンズは、紫外線硬化性液晶または熱硬化性液晶が硬化されることによって形成されており、焦点距離が固定されている。
【００３２】
好適には、前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層とを含む液晶パネルであり、前記フォトセンサ素子は、前記第１基板にて前記第２基板に対面している側の面に設けられており、前記液晶レンズは、前記液晶層において前記受光領域に対応する部分の液晶に電圧を印加することで形成され、前記偏光板と前記液晶レンズとを、順次、透過して入射する入射光を、前記フォトセンサ素子が受光領域にて受光する。
【００３３】
本発明においては、液晶レンズの屈折率差分布の方向に偏光板の透過軸が沿うように、偏光板を配置する。これにより、偏光板を透過した偏光光が、液晶レンズによって集光されて、フォトセンサ素子の受光領域にて受光される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、フォトセンサ素子のダイナミックレンジを確保すること等を実現し、画像品質を向上可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネルの要部を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネルの要部を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、画素スイッチング素子の要部を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、フォトセンサ素子の要部を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、第２の透明電極を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、被検知体の位置を検出する際の動作を示すフロー図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置にてフォトセンサ素子３２が受光データを生成する際の様子を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態１において、液晶層に形成される液晶レンズと、第２の偏光板の透過軸との関係を示す上面図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態１において、第２の透明電極の変形例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態２において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態２において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態３において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態２において、第２の透明電極にて、フォトセンサ素子の受光領域に対応する領域を含むセンサ領域に形成された部分を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態４において、液晶表示装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態４において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる実施形態４において、第２の透明電極を示す平面図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる実施形態４において、液晶層にてセンサ領域に対応する部分を液晶レンズとして機能させた際に様子を示す断面図である。
【図２５】図２５は、本発明にかかる実施形態５において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２６】図２６は、本発明にかかる実施形態５において、第２の透明電極を示す平面図である。
【図２７】図２７は、本発明にかかる実施形態５において、液晶層にてセンサ領域に対応する部分を液晶レンズとして機能させた際に様子を示す断面図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかる実施形態６において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２９】図２９は、本発明にかかる実施形態７において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図３０】図３０は、本発明にかかる実施形態８において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図３１】図３１は、本発明にかかる実施形態８において、下部電極と上部電極との間に電圧を印加した際の様子を示す断面図である。
【図３２】図３２は、本発明にかかる実施形態９において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図３３】図３３は、本発明にかかる実施形態９において、水平移動素子がガラス基板を移動させた際の様子を示す断面図である。
【図３４】図３４は、本発明にかかる実施形態１０において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図３５】図３５は、本発明にかかる実施形態１０において、液晶層にてセンサ領域に対応する部分を液晶レンズとして機能させた際に様子を示す断面図である。
【図３６】図３６は、本発明にかかる実施形態１１において、液晶表示装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図３７】図３７は、本発明にかかる実施形態１１において、液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図３８】図３８は、本発明にかかる実施形態１１において、レンズユニットを製造する工程を示す図である。
【図３９】図３９は、本発明にかかる実施形態において、赤外光線が反射された反射光を、フォトセンサ素子が受光する場合の要部を示す図である。
【図４０】図４０は、本発明にかかる実施形態において、赤外光線が反射された反射光を、フォトセンサ素子が受光する場合の要部を示す図である。
【図４１】図４１は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子の構成の変形形態を示す断面図である。
【図４２】図４２は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。
【図４３】図４３は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。
【図４４】図４４は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。
【図４５】図４５は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。
【図４６】図４６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。
【００３７】
説明は、下記の手順で行う。
１．実施形態１（外付けの液晶レンズの場合）
２．実施形態２（外付けの液晶レンズの場合）
３．実施形態３（外付けの液晶レンズの場合）
４．実施形態４（液晶レンズが内蔵の場合）
５．実施形態５（液晶レンズが内蔵の場合）
６．実施形態６（液晶レンズが内蔵の場合）
７．実施形態７（液晶レンズが内蔵の場合）
８．実施形態８（外付けの液体レンズの場合）
９．実施形態９（外付けの凸レンズの場合）
１０．実施形態１０（液晶レンズ内蔵にて遮光壁２０３Ｓが設置されている場合
１１．実施形態１１（外付けの液晶レンズが焦点固定型の場合＞
１２．その他
【００３８】
＜１．実施形態１（外付けの液晶レンズの場合）＞
（Ａ）液晶表示装置の全体構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００の要部構成を模式的に示す図である。
【００３９】
本実施形態の液晶表示装置１００は、図１に示すように、液晶パネル２００と、光量調整部２１０と、バックライト３００と、データ処理部４００とを有する。各部について順次説明する。
【００４０】
（Ａ１）液晶パネル２００の概略
液晶パネル２００について説明する。
【００４１】
液晶パネル２００は、図１に示すように、一方の面に第１偏光板２０６が対面して配置されており、他方の面に第２偏光板２０７が対面して配置されている。そして、その一方の面の側においては、第１偏光板２０６を介して対面するように、バックライト３００が配置されている。
【００４２】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の要部を示す断面図である。また、図３は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の要部を示す平面図である。
【００４３】
液晶パネル２００は、アクティブマトリクス方式であり、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２と液晶層２０３とを有する。
【００４４】
この液晶パネル２００は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが、互いに間隔を隔てるよう対面している。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に挟まれるように、液晶層２０３が設けられている。
【００４５】
本実施形態において、液晶パネル２００は、透過型である。このため、液晶パネル２００は、図２に示すように、バックライト３００から出射された照明光Ｒが、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面とは反対側の裏面に、第１偏光板２０６を介して照射される。そして、液晶パネル２００において、この照明光Ｒは、正面へ透過して第２偏光板２０７を介して出射される。
【００４６】
この液晶パネル２００は、図３に示すように、画素領域ＰＡが設けられている。
【００４７】
液晶パネル２００において画素領域ＰＡには、図３に示すように、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにマトリクス状に並ぶように配置されている。この画素領域ＰＡにおいては、図２に示すように、液晶パネル２００の背面側に照射された照明光Ｒを変調し、その変調した照明光Ｒが正面側へ透過することによって、画像が表示される。
【００４８】
詳細については後述するが、画素領域ＰＡにおいて画素Ｐは、画素スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示無し）を含み、その画素スイッチング素子であるＴＦＴが画素Ｐをスイッチング制御することによって、その照明光Ｒを変調する。そして、その変調された照明光Ｒが、正面側に出射し、画素領域ＰＡにおいて画像が表示される。ここでは、たとえば、カラー画像が表示される。
【００４９】
また、本実施形態においては、液晶パネル２００は、いわゆるＩ／Ｏタッチパネルとして構成されており、画素Ｐにおいては、位置センサ素子として機能するフォトセンサ素子（図示無し）が設けられている。詳細については後述するが、このフォトセンサ素子は、たとえば、フォトダイオードであり、図２に示すように、液晶パネル２００において正面側から入射する入射光Ｈを受光領域にて受光し、光電変換することによって、受光データを生成する。つまり、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう反射光を受光して、受光データを生成する。たとえば、フォトセンサ素子は、液晶パネル２００の正面側にユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した際に、その被検知体によって反射される光を受光して、受光データを生成する。
【００５０】
また、液晶パネル２００は、図３に示すように、画素領域ＰＡの周辺を囲うように、周辺領域ＣＡが設けられている。
【００５１】
液晶パネル２００において周辺領域ＣＡには、図３に示すように、表示用垂直駆動回路１１と、表示用水平駆動回路１２と、センサ用垂直駆動回路１３と、センサ用水平駆動回路１４とが形成されている。たとえば、上記の画素スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示無し）と、位置センサ素子として機能するフォトセンサ素子（図示無し）と同様にして形成された半導体素子によって、この各回路が構成されている。
【００５２】
そして、表示用垂直駆動回路１１および表示用水平駆動回路１２は、画素領域ＰＡにおいて画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として設けられたＴＦＴを駆動し、画像表示を実行する。そして、センサ用垂直駆動回路１３およびセンサ用水平駆動回路１４は、画素領域ＰＡにおいて画素Ｐに対応するように位置センサ素子として設けられたフォトセンサ素子（図示無し）を駆動し、受光データを収集する。
【００５３】
具体的には、表示用垂直駆動回路１１は、図３に示すように、垂直方向ｙに延在している。そして、表示用垂直駆動回路１１は、垂直方向ｙにおいて複数の画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として形成された各ＴＦＴ（図示無し）のゲート電極に、接続されている。そして、表示用垂直駆動回路１１は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のＴＦＴに、走査信号を、順次、供給する。ここでは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のＴＦＴのそれぞれにゲート線（図示無し）が接続され、そのゲート線が垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されている。このため、表示用垂直駆動回路１１は、この複数のゲート線に、順次、走査信号を供給する。
【００５４】
表示用水平駆動回路１２は、図３に示すように、水平方向ｘに延在している。そして、表示用水平駆動回路１２は、水平方向ｘにおいて複数の画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として形成された各ＴＦＴ（図示無し）のソース電極に接続されている。そして、表示用水平駆動回路１２は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のＴＦＴに、データ信号を、順次、供給する。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のＴＦＴのそれぞれに信号線（図示無し）が接続され、その信号線が水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されている。このため、表示用水平駆動回路１２は、この複数の信号線に、順次、映像データ信号を供給する。
【００５５】
センサ用垂直駆動回路１３は、図３に示すように、垂直方向ｙに延在している。そして、センサ用垂直駆動回路１３は、垂直方向ｙにおいて複数の画素Ｐに対応するように位置センサ素子として形成された各フォトセンサ素子（図示無し）に接続されている。そして、センサ用垂直駆動回路１３は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のフォトセンサ素子において、受光データを読み出すフォトセンサ素子を選択する。ここでは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のフォトセンサ素子のそれぞれに、ゲート線（図示無し）が接続され、そのゲート線が垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されている。このため、センサ用垂直駆動回路１３は、その複数のゲート線を順次選択するように走査信号を供給する。
【００５６】
センサ用水平駆動回路１４は、図３に示すように、水平方向ｘに延在している。そして、センサ用水平駆動回路１４は、水平方向ｘにおいて複数の画素Ｐに対応するように位置センサ素子として形成された各フォトセンサ素子（図示無し）に接続されている。そして、センサ用水平駆動回路１４は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のフォトセンサ素子から受光データを、順次、読み出す。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のフォトセンサ素子のそれぞれに、信号読み出し線（図示無し）が接続され、その信号読み出し線が水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されている。このため、センサ用水平駆動回路１４は、その複数の信号読み出し線を介してフォトセンサ素子から、順次、受光データを読み出した後、位置検出部４０２へ出力する。
【００５７】
（Ａ２）光量調整部２１０の概略
光量調整部２１０について説明する。
【００５８】
光量調整部２１０は、図１に示すように、液晶パネル２００の正面に対面しており、その液晶パネル２００の正面側において、画素領域ＰＡに入射する入射光Ｈの量を調整する。
【００５９】
詳細については後述するが、光量調整部２１０は、レンズを含み、そのレンズの焦点位置を、フォトセンサ素子が光を受光して受光データを生成する受光領域に対して変化させることによって、そのフォトセンサ素子へ入射する光の量を調整する。
【００６０】
（Ａ３）バックライト３００の概略
バックライト３００について説明する。
【００６１】
バックライト３００は、図１に示すように、液晶パネル２００の背面に対面するように、液晶パネル２００の背面側に設けられており、その液晶パネル２００の画素領域ＰＡに照明光Ｒを出射する。
【００６２】
ここでは、バックライト３００は、図１に示すように、光源３０１と、その光源３０１から照射された光を拡散することよって面状の光に変換する導光板３０２とを有しており、液晶パネル２００の画素領域ＰＡの全面に平面光を照明光Ｒとして照射する。
【００６３】
本実施形態においては、バックライト３００の光源３０１は、導光板３０２の一方の端部に設けられ、可視光線を出射する。具体的には、光源３０１は、白色ＬＥＤであり、白色の可視光線を照射面から照射する。そして、光源３０１から照射された白色の可視光線が、導光板３０２において拡散され、平面光として、導光板３０２の一方の面から液晶パネル２００の背面に照射される。
【００６４】
（Ａ４）データ処理部４００の概略
データ処理部４００について説明する。
【００６５】
データ処理部４００は、図１に示すように、制御部４０１と、位置検出部４０２とを有する。データ処理部４００は、コンピュータを含み、プログラムによってコンピュータが各部として動作するように構成されている。
【００６６】
データ処理部４００の制御部４０１は、液晶パネル２００と光量調整部２１０とバックライト３００との動作を制御するように構成されている。
【００６７】
ここでは、制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に複数設けられた画素スイッチング素子（図示無し）の動作を制御する。たとえば、制御部４０１は、線順次駆動を実行させる。
【００６８】
また、制御部４０１は、バックライト３００に制御信号を供給することによって、バックライト３００の動作を制御し、バックライト３００から照明光Ｒを照射する。このように、制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御することによって、液晶パネル２００の画素領域ＰＡに画像を表示する。つまり、制御部４０１は、画素領域ＰＡにおいて画像を表示させる表示動作を実行する。
【００６９】
また、制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００において位置センサ素子として複数設けられたフォトセンサ素子（図示無し）の動作を制御し、そのフォトセンサ素子から受光データを収集する。たとえば、制御部４０１は、線順次駆動を実行させて、受光データを収集する。つまり、制御部４０１は、フォトセンサ素子に光を受光させる撮像動作を実行する。
【００７０】
本実施形態においては、制御部４０１は、このフォトセンサ素子に光を受光させる撮像動作と、液晶パネル２００の画素領域ＰＡにおいて画像を表示させる表示動作とを、互いに時分割して実行するように制御する。すなわち、制御部４０１は、撮像動作と表示動作とのそれぞれを、互いに異なる時点において実行する。
【００７１】
この他に、制御部４０１は、光量調整部２１０に制御信号を供給することによって、光量調整部２１０の動作を制御する。本実施形態においては、制御部４０１は、フォトセンサ素子によって生成された受光データに基づいて、この光量調整部２１０の動作を制御する。
【００７２】
具体的には、制御部４０１は、フォトセンサ素子によって生成された受光データの値が基準値以上である場合には、そのフォトセンサ素子へ入射する入射光Ｈの量が少なくなるように、光量調整部２１０の動作を調整する。つまり、制御部４０１は、フォトセンサ素子によって生成された受光データの値と、予め設定された基準値とを比較処理し、受光データの値が基準値以上である場合には、上記のように制御を実施する。たとえば、フォトセンサ素子によって生成された受光データの値がダイナミックレンジの上限値である場合には、そのフォトセンサ素子へ入射する入射光Ｈの量が少なくなるように、光量調整部２１０の動作を調整する。
【００７３】
データ処理部４００の位置検出部４０２は、液晶パネル２００の正面側において、画素領域ＰＡにユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した位置を検出する。ここでは、位置検出部４０２は、液晶パネル２００に複数設けられたフォトセンサ素子（図示無し）から収集した受光データに基づいて、この位置検出を実施する。たとえば、位置検出部４０２は、受光データの信号強度が基準値よりも大きい座標位置を、被検知体が画素領域ＰＡにおいて接触した座標位置として検出する。
【００７４】
（Ｂ）液晶表示装置の詳細な構成
図４は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００の要部を拡大して示す断面図である。図４においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【００７５】
液晶表示装置１００は、図４に示すように、液晶パネル２００を含み、液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１と、対向基板２０２と、液晶層２０３とを有する。この液晶パネル２００においては、図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが間隔を隔てられて貼り合わされており、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間の間隔に、液晶層２０３が設けられている。
【００７６】
そして、液晶パネル２００においては、一方の面に第１偏光板２０６が対面して配置されており、他方の面に第２偏光板２０７が対面して配置されている。液晶パネル２００は、たとえば、ＴＮ（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型であり、第１偏光板２０６と第２偏光板２０７とのそれぞれは、たとえば、ノーマリ・ホワイト方式に対応するように、透過軸が交差されて配置されている。
【００７７】
具体的には、第１の偏光板２０６は、図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面している側に対して反対側の面上に配置されている。この第１の偏光板２０６は、透過軸が、たとえば、ｙ方向に沿うように配置されている。
【００７８】
一方で、第２の偏光板２０７は、図４に示すように、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面している側に対して反対側の面上に配置されている。この第２の偏光板２０６は、透過軸が、たとえば、ｘ方向に沿うように配置されている。
【００７９】
詳細については後述するが、第２の偏光板２０７は、光量調整部２１０に設けられる液晶レンズ（図示なし）の屈折率差分布の方向に、透過軸が沿うように設けられている。
【００８０】
（Ｂ１）ＴＦＴアレイ基板２０１について
液晶パネル２００のＴＦＴアレイ基板２０１について説明する。
【００８１】
ＴＦＴアレイ基板２０１は、図４に示すように、ガラス基板２０１ｇを含む。ガラス基板２０１ｇは、光を透過する絶縁体の基板であり、ガラスにより形成されている。そして、このガラス基板２０１ｇにて対向基板２０２に対面する側の面には、図４に示すように、画素スイッチング素子３１と、フォトセンサ素子３２と、画素電極６２ａと、透明電極６２ｃとが形成されている。
【００８２】
ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた各部について順次説明する。
【００８３】
ＴＦＴアレイ基板２０１において画素スイッチング素子３１は、図４に示すように、画素領域ＰＡの表示領域ＴＡに形成されている。
【００８４】
図５は、本発明にかかる実施形態１において、画素スイッチング素子３１の要部を示す断面図である。
【００８５】
図５に示すように、画素スイッチング素子３１は、ゲート電極４５と、ゲート絶縁膜４６ｇと、半導体層４８とを含み、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造のボトムゲート型ＴＦＴとして形成されている。たとえば、画素スイッチング素子３１は、Ｎチャネル型のＴＦＴとして形成されている。
【００８６】
具体的には、画素スイッチング素子３１において、ゲート電極４５は、モリブデン（Ｍｏ）などの金属材料を用いて形成されている。ここでは、図５に示すように、ゲート電極４５は、ガラス基板２０１ｇの面において、ゲート絶縁膜４６ｇを介して、半導体層４８のチャネル領域４８Ｃに対面するように設けられている。そして、このゲート電極４５は、走査線（図示無し）に電気的に接続されている。
【００８７】
また、画素スイッチング素子３１において、ゲート絶縁膜４６ｇは、図５に示すように、たとえば、ゲート電極４５を被覆するように形成されている。ここでは、ゲート絶縁膜４６ｇは、たとえば、シリコン窒化膜（図示無し）とシリコン酸化膜（図示無し）とが、順次、ガラス基板２０１ｇの側から積層されることによって形成される。
【００８８】
また、画素スイッチング素子３１において、半導体層４８は、たとえば、ポリシリコンで形成されている。この半導体層４８においては、図５に示すように、ゲート電極４５に対応するようにチャネル領域４８Ｃが形成されると共に、そのチャネル領域４８Ｃを挟むように一対のソース・ドレイン領域４８Ａ，４８Ｂが形成されている。この一対のソース・ドレイン領域４８Ａ，４８Ｂは、チャネル領域４８Ｃを挟むように一対の低濃度不純物領域４８ＡＬ，４８ＢＬが形成されている。そして、さらに、その低濃度不純物領域４８ＡＬ，４８ＢＬよりも不純物の濃度が高い一対の高濃度不純物領域４８ＡＨ，４８ＢＨが、その一対の低濃度不純物領域４８ＡＬ，４８ＢＬを挟むように形成されている。そして、図５に示すように、半導体層４８は、層間絶縁膜Ｓｚによって被覆されている。たとえば、シリコン窒化膜，シリコン酸化膜などによって、層間絶縁膜Ｓｚが形成されている。
【００８９】
そして、画素スイッチング素子３１において、ソース電極５３とドレイン電極５４とのそれぞれは、アルミニウムなどの導電材料を用いて形成されている。たとえば、ソース電極５３は、層間絶縁膜Ｓｚを貫通するコンタクトホールに導電材料が埋め込まれ、パターン加工されることで、一方のソース・ドレイン領域４８Ａに電気的に接続するように設けられている。そして、同様に、ドレイン電極５４は、層間絶縁膜Ｓｚを貫通するコンタクトホールに導電材料が埋め込まれ、パターン加工されることで、他方のソース・ドレイン領域４８Ｂに電気的に接続するように設けられている。
【００９０】
この画素スイッチング素子３１は、図４に示すように、層間絶縁膜６０ａによって被覆されており、図示を省略しているが、図５に示したソース電極５３は、その層間絶縁膜６０ａに設けられたデータ線Ｓ１に電気的に接続されている。また、図４に示すように、そのデータ線Ｓ１を被覆するように層間絶縁膜６０ａ上に平坦化膜６０ｂが設けられており、図示を省略しているが、図５に示したドレイン電極５４は、その平坦化膜６０ｂ上に設けられた画素電極６２ａに電気的に接続されている。
【００９１】
ＴＦＴアレイ基板２０１においてフォトセンサ素子３２は、図４に示すように、画素領域ＰＡのセンサ領域ＳＡに形成されている。
【００９２】
図６は、本発明にかかる実施形態１において、フォトセンサ素子３２の要部を示す断面図である。
【００９３】
フォトセンサ素子３２は、たとえば、フォトダイオードであって、図６に示すように、金属反射層４３と、半導体層４７とを含む。そして、フォトセンサ素子３２は、入射する光を受光し、光電変換することによって、受光データを生成し、読み出される。たとえば、逆方向バイアスが印加されることによって、光電流が受光データとして読み出されるように構成されている。
【００９４】
具体的には、フォトセンサ素子３２において、金属反射層４３は、ゲート電極４５と同様に、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）などの金属材料を用いて形成されている。この金属反射層４３は、図６に示すように、ガラス基板２０１ｇの面において、絶縁膜４６ｓを介して、半導体層４７のｉ層４７ｉに対面するように設けられている。そして、ガラス基板２０１ｇにおいて金属反射層４３が設けられた面の反対側の面の側から半導体層４７に入射する照明光を反射することによって遮光する。
【００９５】
また、フォトセンサ素子３２において、半導体層４７は、図６に示すように、ガラス基板２０１ｇの面に形成されている。この半導体層４７は、たとえば、多結晶シリコンで形成されており、画素スイッチング素子３１の半導体層４８と同じ半導体薄膜がパターン加工されることで形成される。
【００９６】
この半導体層４７は、ｐ層４７ｐとｎ層４７ｎとｉ層４７ｉとを含み、フォトセンサ素子３２がＰＩＮ構造になるように構成されており、入射する入射光Ｈを受光して光電変換することによって電荷を生成する。つまり、半導体層４７は、光電変換層として形成されている。ここでは、ｐ層４７ｐは、ｐ型不純物が高濃度にドープされることによって形成され、ｎ層４７ｎは、ｎ型不純物が高濃度にドープされることによって形成され、ｉ層４７ｉは、高抵抗であって、ｐ層４７ｐとｎ層４７ｎとの間に介在している。
【００９７】
この半導体層４７は、ｎ層４７ｎとｉ層４７ｉとｐ層４７ｐとのそれぞれが、順次、ガラス基板２０１ｇにおいて、その面方向ｘｙに沿って並ぶように設けられている。
【００９８】
具体的には、半導体層４７において、ｉ層４７ｉは、絶縁膜４６ｓを介して金属反射層４３に対面するように設けられている。そして、ｎ層４７ｎとｐ層４７ｐとのそれぞれは、ガラス基板２０１ｇの面方向ｘｙにおいて、ｉ層４７ｉを挟むように設けられている。つまり、光電変換が行われる半導体層４７が、液晶パネル２００の面方向ｘｙにおいて電流が流れるラテラル型構造になるように、このフォトセンサ素子３２が構成されている。
【００９９】
そして、フォトセンサ素子３２において、第１電極５１は、ｎ層４７ｎに接続するように設けられている。ここでは、第１電極５１は、ｎ層４７ｎがｉ層４７ｉに対応する部分からガラス基板２０１ｇの面方向ｘｙに延在しており、その延在した部分の表面に形成されている。たとえば、この第１電極５１は、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【０１００】
そして、フォトセンサ素子３２において、第２電極５２は、ｐ層４７ｐに電気的に接続するように設けられている。ここでは、第２電極５２は、ｐ層４７ｐがｉ層４７ｉに対応する部分からガラス基板２０１ｇの面方向ｘｙに延在しており、その延在した部分の表面に形成されている。たとえば、この第２電極５２は、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【０１０１】
この第１電極５１と第２電極５２とのそれぞれは、半導体層４７を被覆するように層間絶縁膜Ｓｚを形成後、ｎ層４７ｎとｐ層４７ｐとの表面が露出するようにコンタクトホールを設けた後に、導電材料をコンタクトホールに埋め込んで形成される。たとえば、金属材料などの導電材料をコンタクトホールに埋め込んだ後に、パターン加工することで形成される。
【０１０２】
そして、フォトセンサ素子３２は、図４に示すように、層間絶縁膜６０ａによって被覆されており、その層間絶縁膜６０ａに設けられた駆動配線ＨＤによってフォトセンサ素子３２が駆動される。そして、その層間絶縁膜６０ａに設けられたデータ線Ｓ２を介して、そのフォトセンサ素子３２において光電変換されて生成された受光データが読み出される。
【０１０３】
また、ＴＦＴアレイ基板２０１において画素電極６２ａは、図４に示すように、平坦化膜６０ｂ上において、表示領域ＴＡに対応するように形成されており、画素スイッチング素子３１のドレイン電極５４に接続されている。画素電極６２ａは、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。そして、画素電極６２ａは、バックライト３００によって照明された光を変調するように、図４に示した対向基板２０２に設けた対向電極２３との間において、液晶層２０３に電圧を印加する。
【０１０４】
また、ＴＦＴアレイ基板２０１において透明電極６２ｃは、図４に示すように、平坦化膜６０ｂ上において、センサ領域ＲＡに対応するように形成されている。透明電極６２ｃは、画素電極６２ａと同様に、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。この透明電極６２ｃは、画素電極６２ａと異なり、画素スイッチング素子３１に電気的に接続されておらず、画素電極６２ａとは独立に設けられている。
【０１０５】
（Ｂ２）対向基板２０２について
液晶パネル２００の対向基板２０２について説明する。
【０１０６】
対向基板２０２は、ＴＦＴアレイ基板２０１の場合と同様に、光を透過する絶縁体のガラス基板２０２ｇを有しており、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１に対して間隔を隔てるよう対面している。そして、対向基板２０２においては、図３に示すように、カラーフィルタ層２１と、対向電極２３とがガラス基板２０２ｇに形成されている。
【０１０７】
この対向基板２０２においてカラーフィルタ層２１は、図４に示すように、画素領域ＰＡの表示領域ＴＡであって、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。カラーフィルタ層２１は、バックライト３００から出射された照明光Ｒが着色されて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ透過するように構成されている。ここでは、図４に示すように、カラーフィルタ層２１は、たとえば、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとを１組として画素Ｐごとに設けられている。そして、ＴＦＴアレイ基板２０１においては、この赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれに対応するように、上述した画素スイッチング素子３１と画素電極６２ａとのそれぞれが設けられている。
【０１０８】
そして、対向基板２０２において対向電極２３は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。対向電極２３は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。ここでは、図３に示すように、カラーフィルタ層２１を被覆するように、平坦化膜２２が設けられており、その平坦化膜２２の上に、対向電極２３が共通電極として機能するようにベタ状に全面に設けられている。
【０１０９】
（Ｂ３）液晶層２０３について
液晶パネル２００の液晶層２０３について説明する。
【０１１０】
液晶層２０３は、図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間にて挟持されている。たとえば、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間において、スペーサ（図示なし）により所定の距離が保持された間隔に、封入されている。そして、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１および対向基板２０２に形成された液晶配向膜（図示なし）によって配向されている。
【０１１１】
（Ｃ）光量調整部２１０の詳細構成
液晶表示装置１００は、図４に示すように、光量調整部２１０を含む。光量調整部２１０は、パネル状であり、液晶パネル２００の正面側において、液晶パネル２００に対面するように配置されている。
【０１１２】
この光量調整部２１０は、図４に示すように、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２と液晶層２１３とを有し、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２とが間隔を隔てられて貼り合わされている。そして、光量調整部２１０は、その第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２との間の間隔に、液晶層２１３が設けられている。
【０１１３】
ここでは、光量調整部２１０においては、液晶パネル２００の側から、順次、第１のガラス基板２１１と、液晶層２１３と、第２のガラス基板２１２とが並ぶように配置されている。光量調整部２１０は、フォトセンサ素子３２のｉ層４７ｉへ入射する光の量を調整するように構成されている。
【０１１４】
詳細については後述するが、この光量調整部２１０は、液晶層２１３においてセンサ領域ＲＡに対応する部分の液晶が、液晶レンズとして機能するように構成されている。そして、その液晶レンズを構成する液晶に電圧を印加し、その液晶の液晶分子の配向方向を変化させることによって、液晶レンズの焦点距離を変化させることにより、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する光の量を調整する。
【０１１５】
光量調整部２１０の各部について順次説明する。
【０１１６】
光量調整部２１０において、第１のガラス基板２１１は、光を透過する絶縁体の基板であって、ガラスにより形成されている。そして、第１のガラス基板２１１は、液晶パネル２００の対向基板２０２の側において対向基板２０２に対面するように配置されている。そして、図４に示すように、第１のガラス基板２１１においては、対向基板２０２に対面する面とは反対側の面であって、第２のガラス基板２１２に対面する側の面に、第１の透明電極６２ｄが形成されている。
【０１１７】
この第１のガラス基板２１１にて、第１の透明電極６２ｄは、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。ここでは、第１の透明電極６２ｄは、図４に示すように、第１のガラス基板２１１にて第２のガラス基板２１２に対面する側の面の全面をベタ状に被覆するように形成されている。
【０１１８】
光量調整部２１０において、第２のガラス基板２１２は、光を透過する絶縁体の基板であって、ガラスにより形成されている。そして、第２のガラス基板２１２は、第１のガラス基板２１１および液晶層２０３を介して、液晶パネル２００の対向基板２０２に対面するように配置されている。そして、図４に示すように、第２のガラス基板２１２においては、第１のガラス基板２１１に対面する側の面に、第２の透明電極６２ｅが形成されている。
【０１１９】
この第２のガラス基板２１２にて、第２の透明電極６２ｅは、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。
【０１２０】
図７は、本発明にかかる実施形態１において、第２の透明電極６２ｅを示す平面図である。
【０１２１】
図７に示すように、第２のガラス基板２１２の第２の透明電極６２ｄは、第２のガラス基板２１２にて第１のガラス基板２１１に対面する側の面を被覆するように形成されている。そして、第２の透明電極６２ｄは、センサ領域ＳＡにおいては、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分に開口ＴＫが設けられている。本実施形態においては、第２の透明電極６２ｅの開口ＴＫは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの面積よりも大きい面積であって、円形になるように形成されている。
【０１２２】
光量調整部２１０において、液晶層２１３は、図４に示すように、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２との間にて挟持されている。たとえば、液晶層２１３は、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２との間において、スペーサ（図示なし）により所定の距離が保持された間隔に封入されている。そして、液晶層２１３は、第１のガラス基板２１１および第２のガラス基板２１２に形成された液晶配向膜（図示なし）によって配向されている。たとえば、液晶層２１３は、誘電率異方性Δε＞０の液晶材料を用いて形成されており、図４に示すように、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２とが対面する面の方向に液晶分子の長軸方向が沿うように、水平配向されている。
【０１２３】
（Ｄ）動作
上記の液晶表示装置１００において、人体の指などの被検知体が液晶パネル２００の正面側に接触もしくは移動された際に、その被検知体の位置を検出する際の動作について説明する。
【０１２４】
図８は、本発明にかかる実施形態１において、被検知体の位置を検出する際の動作を示すフロー図である。
【０１２５】
まず、図８に示すように、受光データの取得を実施する（Ｓ１１）。
【０１２６】
ここでは、液晶パネル２００においてセンサ領域ＲＡに設けられたフォトセンサ素子３２が、入射光Ｈを受光することによって、受光データを生成する。
【０１２７】
図９は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００にてフォトセンサ素子３２が受光データを生成する際の様子を示す断面図である。
【０１２８】
本実施形態では、図９に示すように、光量調整部２１０において、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとの間の液晶層２１３に電圧を印加し、液晶層２１３においてセンサ領域ＲＡに対応する部分を液晶レンズＬＮとして機能させた状態にする。つまり、光量調整部２１０において、屈折率分布型レンズである液晶レンズＬＮを形成する。ここでは、その光量調整部２１０における液晶レンズＬＮの焦点を、たとえば、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの中心に合わせた状態にする。
【０１２９】
具体的には、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとの間に電位差を生じさせる。このようにすることで、第２の透明電極６２ｅの開口ＴＫの中央部分においては、液晶分子が回転せずに配向方向が維持されて位相差が大きい状態であるが、その開口ＴＫの中央部から端部へ向かうに伴って液晶分子の回転が大きくなり、位相差が小さい状態になる。
【０１３０】
屈折率分布型レンズである液晶レンズＬＮは、偏光依存性を有している。このため、本実施形態において、図９に示すように、液晶レンズＬＮにおける屈折率差分布の方向が、ｘ方向に沿っている場合には、液晶レンズＬＮに入射した入射光Ｈは、ｘ方向に振動している偏光光として、第２の偏光板２０７へ透過する。
【０１３１】
第２の偏光板２０７は、図９に示すように、透過軸が、ｘ方向に沿うように配置されている。このため、本実施形態は、上記したように、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。
【０１３２】
そして、上記のように、液晶パネル２００の正面側からフォトセンサ素子３２に集光された入射光Ｈを、フォトセンサ素子３２が受光領域ＪＳａにおいて受光し、光電変換することによって、受光データを生成する。
【０１３３】
図１０は、本発明にかかる実施形態１において、液晶層２１３に形成される液晶レンズＬＮと、第２の偏光板２０７の関係を示す上面図である。
【０１３４】
図１０に示すように、液晶レンズＬＮは、屈折率差分布の方向ＫＤが、ｘ方向に沿っている部分を含む。また、第２の偏光板２０７は、図１０に示すように、透過軸ＴＪが、ｘ方向に沿っている。このように、液晶レンズＬＮにおける屈折率差分布の方向ＫＤと、第２の偏光板２０７の透過軸ＴＪの方向とが、互いに一致している部分を含む。よって、液晶レンズによって偏光光として透過した入射光Ｈ（可視光線）が、第２の偏光板２０７を透過する。しがたって、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。なお、図１０において、液晶レンズＬＮにおける屈折率差分布の方向ＫＤと、第２の偏光板２０７の透過軸ＴＪの方向とが、一致していない場合には、液晶レンズＬＮを透過した光は、集光されないで、受光領域ＪＳａへ入射して、受光データが生成される。
【０１３５】
つぎに、図８に示すように、受光データが基準値の範囲か否かを判断する（Ｓ２１）。
【０１３６】
ここでは、フォトセンサ素子３２によって生成された受光データの値が基準値以上であるか、否かを、制御部４０１が判断する。
【０１３７】
本実施形態においては、たとえば、フォトセンサ素子３２によって生成された受光データの値がダイナミックレンジの上限値である場合には、基準値の範囲外であると判断し、その上限値でない場合には、基準値の範囲内であると、制御部４０１が判断する。
【０１３８】
そして、図８に示すように、受光データが基準値の範囲である場合（Ｙｅｓ）には、位置の検出を実施する（Ｓ５１）。本ステップの詳細内容については、後述する。
【０１３９】
一方で、図８に示すように、受光データが基準値の範囲でない場合（Ｎｏ）には、光量の調整を実施する（Ｓ３１）。
【０１４０】
ここでは、制御部４０１が光量調整部２１０に制御信号を供給することによって、光量調整部２１０の動作を制御する。
【０１４１】
本実施形態においては、制御部４０１は、フォトセンサ素子３２へ入射する入射光Ｈの量が少なくなるように、光量調整部２１０の動作を調整する。
【０１４２】
たとえば、図４に示したように、光量調整部２１０において、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとの間にて電位差分布を無くした状態になるように、制御部４０１が調整をする。これにより、液晶パネル２００の正面側から入射する入射光Ｈを集光させずに、フォトセンサ素子３２に入射光Ｈを入射させる。
【０１４３】
つまり、その光量調整部２１０における液晶レンズの焦点をフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに合わせない状態にして、液晶パネル２００の正面側からフォトセンサ素子３２に入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる。
【０１４４】
なお、受光データに基づいて、液晶レンズの焦点距離を複数段階において変化させてもよい。たとえば、受光データの値と、その受光データが取得された際に液晶層２１３に印加する電圧の値とを関連付けたルックアップテーブルを、記憶媒体に記憶させておく。そして、制御部４０１は、上記にて得た受光データの値に対応する電圧値を、このルックアップテーブルから抽出後、その抽出した電圧値で液晶層２１３に電圧を印加するように、制御を実施する。
【０１４５】
つぎに、図８に示すように、受光データの取得を実施する（Ｓ４１）。
【０１４６】
ここでは、液晶パネル２００においてセンサ領域ＲＡに設けられたフォトセンサ素子３２が、入射光Ｈを受光することによって、受光データを生成する。
【０１４７】
本実施形態においては、上記したように、光量調整部２１０において、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとの間にて電位差分布を無くし、液晶パネル２００の正面側から入射する入射光Ｈを集光させない状態にする。そして、この状態において、フォトセンサ素子３２が入射光Ｈを受光領域ＪＳａにて受光し、受光データを生成する。
【０１４８】
つぎに、図８に示すように、位置の検出を実施する（Ｓ５１）。
【０１４９】
ここでは、上記のようにして液晶パネル２００に複数設けられたフォトセンサ素子３２から収集した受光データに基づいて、データ処理部４００の位置検出部４０２が、液晶パネル２００の正面側にて、画素領域ＰＡに被検知体が接触または近接した位置を検出する。たとえば、受光データの信号強度が基準値よりも大きい座標位置を、被検知体が画素領域ＰＡにおいて接触した座標位置として検出する。
【０１５０】
つぎに、図８に示すように、画像表示を実施する（Ｓ６１）。
【０１５１】
ここでは、光量調整部２１０において、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとの間にて電位差分布を無くし、液晶パネル２００の正面側から入射する入射光Ｈを集光させない状態において、画像表示を実施する。
【０１５２】
このように、受光データを収集する撮像時と、画像を表示する画像表示時とを時分割で実施することで、本実施形態は、より効率的に光の集光を実施することができる。
【０１５３】
（Ｅ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、入射光Ｈを受光領域ＪＳａにて受光することによって受光データを生成するフォトセンサ素子３２が、液晶パネル２００にて画像が表示される画素領域ＰＡに設けられている。そして、そのフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する光の量を調整する光量調整部２１０が、液晶パネル２００に対面するように配置されており、その光量調整部２１０の動作を制御部４０１が制御する。ここでは、制御部４０１は、フォトセンサ素子３２によって生成された受光データに基づいて、その光量調整部２１０の動作を制御する。具体的には、光量調整部２１０は、液晶レンズを含み、その液晶レンズを構成する液晶に電圧を印加し、その液晶分子の配向方向を変化させ、液晶レンズの焦点距離を変化させることによって、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する光の量を調整する。たとえば、フォトセンサ素子３２によって生成された受光データの値がダイナミックレンジの上限値である場合には、フォトセンサ素子３２へ入射する入射光Ｈの量が少なくなるように、光量調整部２１０が調整する。
【０１５４】
したがって、本実施形態は、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。また、本実施形態においては、ダイナミックレンジの確保のために、複数種類のフォトセンサ素子３２を設ける必要がないので、光透過率の低下が生じない。このため、本実施形態は、画像品質を向上することができる。
【０１５５】
また、本実施形態においては、図７に示したように、第２の透明電極６２ｅの開口ＴＫを、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの面積よりも大きい面積になるように形成している。本実施形態では、このようにすることによって、液晶レンズのサイズが、センサ領域ＲＡにおいて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａよりも大きくなるように設けられている。つまり、本実施形態においては、フォトセンサ素子３２において活性な領域よりも液晶レンズサイズが大きい。このため、本実施形態は、効果的に集光できる効果がある。
【０１５６】
また、本実施形態においては、表面での屈折を利用しない屈折率分布型レンズである液晶レンズを用いて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射光Ｈを集光する。表面での屈折を利用する球面レンズ等のレンズを用いた場合には、その表面で入射光が規則的に反射して視認性が低下する場合があるが、本実施形態では、表面がフラットな液晶レンズを用いているので、この不具合の発生を抑制することができる。さらに、液晶レンズは、偏光依存性を有しているので、偏光光である表示光に悪影響を及ぼさず、液晶パネルにおける画像品質の悪化を防止することができる。
【０１５７】
（Ｆ）その他
なお、本実施形態においては、第２の透明電極６２ｅの開口ＴＫを、円形に形成する場合について説明したが、これに限定されない。
【０１５８】
図１１は、本発明にかかる実施形態１において、第２の透明電極６２ｅの変形例を示す平面図である。
【０１５９】
図１１に示すように、第２の透明電極６２ｅの開口ＴＫを、矩形形状に形成してもよい。この場合は、上記の液晶レンズをシリンドリカルレンズとして機能させることができる。この場合において、液晶レンズにおける屈折率差分布の方向がｘ方向に沿う場合には、上記と同様に、第２の偏光板２０７の透過軸をｘ方向に沿うように配置する。このようにすることで、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。
【０１６０】
＜２．実施形態２（外付けの液晶レンズの場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【０１６１】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図１２は、本発明にかかる実施形態２において、液晶表示装置１００ｂの要部を拡大して示す断面図である。図１２においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０１６２】
図１２に示すように、本実施形態は、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０１６３】
図１２に示すように、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２は、実施形態１の場合と同様に、第２のガラス基板２１２において第１のガラス基板２１１に対面する側の面を被覆するように形成されている。
【０１６４】
しかし、ここでは、センサ領域ＳＡにてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分については、実施形態１と異なり、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆが、互いに間隔を隔てて形成されている。
【０１６５】
図１３は、本発明にかかる実施形態２において、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０１６６】
図１３において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿２と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。
【０１６７】
図１３（ａ）に示すように、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆにおいては、中心に円状の透明電極６２ｅａが設けられている。そして、その周囲において複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆが、円を描くように形成されている。この複数の円を描くように形成された透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆは、中心の円状の透明電極６２ｅａの周囲において、その中心から周囲へ広がるに伴って、順次、半径が大きくなるように形成されている。本実施形態においては、その円を描く線幅が、中心から周囲へ向かうに伴って、順次、狭くなるように形成されている。
【０１６８】
そして、図１３（ａ）に示すように、上記の複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆにおいては、複数の配線Ｈａｄ，Ｈｂｅ，Ｈｃｆが接続されている。
【０１６９】
ここでは、図１３（ａ）に示すように、中心の透明電極６２ｅａと、中心から周囲に向かって４番目に形成された透明電極６２ｅｄとを電気的に接続するように、配線Ｈａｄが形成されている。そして、中心から周囲に向かって２番目に形成された透明電極６２ｅｂと、５番目に形成された透明電極６２ｅｅとを電気的に接続するように、配線Ｈｂｅが形成されている。そして、中心から周囲に向かって３番目に形成された透明電極６２ｅｃと、６番目に形成された透明電極６２ｅｆとを電気的に接続するように、配線Ｈｃｆが形成されている。
【０１７０】
これらの配線Ｈａｄ，Ｈｂｅ，Ｈｃｆは、図１２においては、図示を省略しているが、第２のガラス基板２１２において第１のガラス基板２１１に対面する側の面に設けられている。そして、これらの配線Ｈａｄ，Ｈｂｅ，Ｈｃｆは、層間絶縁膜（図示なし）によって被覆され、その層間絶縁膜上に、第２の透明電極６２ｅ＿２が形成されている。なお、図１３（ａ）においては、複数の配線Ｈａｄ，Ｈｂｅ，Ｈｃｆを直線で示し、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆに接続するコンタクトを点で示している。
【０１７１】
この第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆは、以下の数式（１），（２）の関係を満足するように、形成されている。このようにすることで、本実施形態では、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３を、フレネルレンズの液晶レンズとして機能させることができる。
【０１７２】
【数１】
2010009584.tif 000003
【０１７３】
【数２】
2010009584.tif 000004
【０１７４】
なお、上記の数式（１），（２）において、ｒは、フレネルゾーンであり、λは、入射する光の波長であり、ｆは、液晶レンズの焦点距離、Ｍは、フレネルゾーン数、Ｌは、各フレネルゾーンの分割数である。
【０１７５】
本実施形態においては、図１３（ａ）に示すように、Ｍ＝２，Ｌ＝３とした場合について示している。そして、ｒが、円の中心から、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆの外側の端部までの距離に対応するように、各部が形成されている。
【０１７６】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆと、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図１３（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図１３（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において位相差Ｒｅが発生する。
【０１７７】
具体的には、図１３（ｂ）において第１の電圧分布Ｖ１として示すように、液晶層２１３に電圧を印加することで、図１３（ｃ）において示す第１の位相差分布Ｒｅ１を得ることができる。また、図１３（ｂ）において第２の電圧分布Ｖ２として示すように、液晶層２１３に電圧を印加することで、図１３（ｃ）において第２の位相差分布Ｒｅ２を得ることができる。よって、第１の電圧分布Ｖ１での電圧印加と、第２の電圧分布Ｖ２での電圧印加とを同時に実施することによって、図１３（ｃ）において放物線状の点線で示すように、凸状のレンズとして機能させることができる。
【０１７８】
（Ｂ）まとめ
このため、本実施形態においては、光量調整部２１０ｂは、電圧に応じて焦点距離を変動可能なフレネルレンズとして機能することができるので、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる光量を変化させることができる。なお、フォトセンサ素子３２においてダイナミックレンジを超えた場合は、レンズとしての機能を発現させないように調整を行う。たとえば、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆにおいて、内側から４番目の透明電極６２ｄと５番目の透明電極６２ｅとを同電位にする。
【０１７９】
したがって、本実施形態は、実施形態１と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。
【０１８０】
（Ｃ）その他
なお、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分のパターンについては、上記に限定されない。
【０１８１】
図１４は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０１８２】
図１４において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿２と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。
【０１８３】
図１４（ａ）に示すように、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２は、複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐが、中心から、順次、互いに間隔を隔てて形成されている。この複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐにおいては、中心に円状の透明電極６２ｅａが設けられており、その周囲において複数の透明電極６２ｅｂ〜６２ｅｐが、円を描くように形成されている。この複数の円を描くように形成された透明電極６２ｅｂ〜６２ｅｐのそれぞれは、中心の円状の透明電極６２ｅａの周囲において、その中心から周囲へ広がるに伴って、順次、半径が大きくなっている。そして、その円を描く線幅が、微小な幅であって、互いに同じになるように形成されている。
【０１８４】
そして、この複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐのそれぞれに対して独立に配線Ｈａ〜Ｈｐが電気的に接続されている。
【０１８５】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐと、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図１４（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図１４（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において位相差Ｒｅが発生する。
【０１８６】
ここでは、上記の図１３に示した例の場合と同様に電圧Ｖの印加を実施する。
【０１８７】
図１５は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０１８８】
図１５において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿２と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。
【０１８９】
図１５（ａ）に示すように、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２は、図１４に示した第２の透明電極６２ｅ＿２と同様に形成されている。つまり、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２は、複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐが、中心から、順次、互いに間隔を隔てて形成されている。
【０１９０】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐと、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図１４（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図１４（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において位相差Ｒｅが発生する。よって、光量調整部２１０ｂは、電圧に応じて焦点距離を変動可能なフレネルレンズとして機能することができるため、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる光量を変化させることができる。
【０１９１】
図１６は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０１９２】
図１６において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿２と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。
【０１９３】
図１６（ａ）に示すように、第２の透明電極６２ｅ＿２は、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，６２ｅｄ１，６２ｅｄ２，６２ｅｅ１，６２ｅｅ２，６２ｅｆ１，６２ｅｆ２が、間隔を隔てて形成されている。この第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，・・・，６２ｅｆ１，６２ｅｆ２においては、中心にストライプ状に延在した透明電極６２ｅａが設けられている。そして、この中心の透明電極６２ｅａを両端において挟むように、複数の透明電極６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，６２ｅｄ１，６２ｅｄ２，６２ｅｅ１，６２ｅｅ２，６２ｅｆ１，６２ｅｆ２がストライプ状に延在して形成されている。この複数の透明電極６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，・・・，６２ｅｆ１，６２ｅｆ２は、中心の透明電極６２ｅａの両端において、その中心から外側へ向かう伴って、順次、線幅が、狭くなるように形成されている。
【０１９４】
そして、図１６（ａ）に示すように、上記の複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，・・・，６２ｅｆ１，６２ｅｆ２においては、複数の配線Ｈａｄ１，Ｈａｄ２，Ｈｂｅ１，Ｈｂｅ２，Ｈｃｆ１，Ｈｃｆ２が接続されている。
【０１９５】
ここでは、図１６に示すように、中心の透明電極６２ｅａと、中心から外側に向かって４番目に形成された透明電極６２ｅｄ１，６２ｅｄ２とのそれぞれを電気的に接続するように、配線Ｈａｄ１，Ｈａｄ２がそれぞれに形成されている。そして、中心から外側に向かって２番目に形成された透明電極６２ｅｂ２，６２ｅｄ２と、５番目に形成された透明電極６２ｅｅ１，６２ｅｅ２とのそれぞれを、電気的に接続するように、配線Ｈｂｅ１，Ｈｂｅ２がそれぞれに形成されている。そして、中心から外側に向かって３番目に形成された透明電極６２ｅｃ１，６２ｅｃ２と、６番目に形成された透明電極６２ｅｆ１，６２ｅｆ２とを電気的に接続するように、配線Ｈｃｆ１，Ｈｃｆ２がそれぞれに形成されている。これらの配線Ｈａｄ１，Ｈａｄ２，Ｈｂｅ１，Ｈｂｅ２，Ｈｃｆ１，Ｈｃｆ２は、図１２においては、図示を省略しているが、第２のガラス基板２１２において第１のガラス基板２１１に対面する側の面に設けられている。そして、これらの配線Ｈａｄ１，Ｈａｄ２，Ｈｂｅ１，Ｈｂｅ２，Ｈｃｆ１，Ｈｃｆ２は、層間絶縁膜（図示なし）によって被覆され、その層間絶縁膜上に、第２の透明電極６２ｅ＿２が形成されている。
【０１９６】
第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する各透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，６２ｅｄ１，６２ｅｄ２，６２ｅｅ１，６２ｅｅ２，６２ｅｆ１，６２ｅｆ２は、上述した数式（１），（２）の関係を満足するように形成されている。このようにすることで、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３を、フレネルレンズの液晶レンズとして機能させることができる。
【０１９７】
本実施形態においては、図１６（ａ）に示すように、Ｍ＝２，Ｌ＝３とした場合について示している。そして、ｒが、中心軸から、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆの外側の端部までの距離に対応するように、各部が形成されている。
【０１９８】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆと、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図１６（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図１６（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において位相差Ｒｅを発生させる。
【０１９９】
ここでは、上記の図１３に示した例の場合と同様に電圧Ｖの印加を実施する。
【０２００】
図１６に示した例においては、シリンドリカルなレンズとして液晶レンズを機能させることが可能であり、フォトセンサ素子３２において受光が行われる受光領域ＪＳａの面積を大きくすることができる利点を有する。
【０２０１】
図１７は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０２０２】
図１７において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿２と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。
【０２０３】
図１７（ａ）に示すように、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２は、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，・・・，６２ｅｏ１，６２ｅｏ２が、中心から、順次、互いに間隔を隔てて形成されている。この複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，・・・，６２ｅｏ１，６２ｅｏ２においては、中心にストライプ状に延在した透明電極６２ｅａが設けられている。そして、この中心の透明電極６２ｅａを両端において挟むように、複数の透明電極６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，・・・，６２ｅｏ１，６２ｅｏ２がストライプ状に延在して形成されている。この複数のストライプ状に形成された透明電極６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，・・・，６２ｅｏ１，６２ｅｏ２は、中心の透明電極６２ｅａの両端において、線幅が、微小な幅であって、互いに同じになるように形成されている。
【０２０４】
そして、図１７（ａ）に示すように、上記の複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ１，６２ｅｂ２，６２ｅｃ１，６２ｅｃ２，・・・，６２ｅｏ１，６２ｅｏ２においては、複数の配線Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，・・・，Ｈｏが接続されている。
【０２０５】
ここでは、図１７に示すように、中心の透明電極６２ｅａに、配線Ｈａが形成されている。そして、その中心の透明電極６２ｅａから外側に向かって１番目に形成された透明電極６２ｂ１，６２ｂ２の両者を電気的に接続するように、配線Ｈｂが形成されている。そして、その中心の透明電極６２ｅａから外側に向かって２番目に形成された透明電極６２ｃ１，６２ｃ２の両者を電気的に接続するように、配線Ｈｃが形成されている。そして、同様にして、各配線Ｈｄ，・・・，Ｈｏが形成されている。そして、これらの配線Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，・・・，Ｈｏは、層間絶縁膜（図示なし）によって被覆され、その層間絶縁膜上に、第２の透明電極６２ｅ＿２が形成されている。
【０２０６】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐと、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図１７（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図１７（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において位相差Ｒｅを発生させる。
【０２０７】
ここでは、上記の図１６に示した例の場合と同様に電圧Ｖの印加を実施する。
【０２０８】
図１８は、本発明にかかる実施形態２の変形例において、第２の透明電極６２ｅ＿２にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０２０９】
図１８において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿２と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿２に関連付けて示している。
【０２１０】
図１８（ａ）に示すように、光量調整部２１０ｂの第２の透明電極６２ｅ＿２は、図１７に示した第２の透明電極６２ｅ＿２と同様に形成されている。
【０２１１】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿２を構成する複数の透明電極６２ｅａ〜６２ｅｐと、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図１８（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図１８（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において位相差Ｒｅを発生させる。
【０２１２】
なお、上記した本実施形態においては、液晶層２１３は、Δεが正負のいずれについて使用可能である。しかし、反転駆動させる場合には、Δε＜０の方が、印加電圧に対して生ずる位相差の範囲が大きくなるため、より好適である。
【０２１３】
＜３．実施形態３（外付けの液晶レンズの場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態３について説明する。
【０２１４】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図１９は、本発明にかかる実施形態３において、液晶表示装置１００ｃの要部を拡大して示す断面図である。図１９においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０２１５】
図１９に示すように、本実施形態は、光量調整部２１０ｃの第２の透明電極６２ｅ＿３が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２１６】
図１９に示すように、光量調整部２１０の第２の透明電極６２ｅ＿３は、実施形態１の場合と同様に、第２のガラス基板２１２において第１のガラス基板２１１に対面する側の面を被覆するように形成されている。
【０２１７】
しかし、本実施形態においては、図１９に示すように、センサ領域ＳＡにてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分には、実施形態１と異なり、底部６２ｅｔと、側壁部６２ｅｓとが形成されている。
【０２１８】
図２０は、本発明にかかる実施形態２において、第２の透明電極６２ｅ＿３にて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含むセンサ領域ＳＡに形成された部分を示す図である。
【０２１９】
図２０において、（ａ）は、平面図である。また、（ｂ）は、第２の透明電極６２ｅ＿３と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に印加する電圧Ｖの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿３に関連付けて示している。そして、（ｃ）は、（ｂ）に示すように、第２の透明電極６２ｅ＿３と第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に電圧Ｖを印加した際に、液晶層２１３において得られる位相差Ｒｅの分布を、第２の透明電極６２ｅ＿３に関連付けて示している。
【０２２０】
図２０（ａ）に示すように、第２の透明電極６２ｅ＿３を構成する底部６２ｅｔは、円盤状に形成されている。ここでは、底部６２ｅｔは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの中心を、中心にするように円盤として形成されている。
【０２２１】
そして、側壁部６２ｅｓは、図２０（ａ）に示すように、その底部６２ｅｔの周囲にて円を描いて囲うように設けられており、図１９に示すように、底部６２ｅｔの面から突き出るように形成されている。
【０２２２】
そして、図１９および図２０（ａ）に示すように、底部６２ｅｔにおいては、配線Ｈｔが接続されている。ここでは、底部６２ｅｔの中心部分で接続されている。また、側壁部６２ｅｓにおいては、配線Ｈｓが接続されている。そして、これらの配線Ｈｔ，Ｈｓは、図１９に示すように、第２のガラス基板２１２において第１のガラス基板２１１に対面する側の面に設けられており、層間絶縁膜Ｓｚによって被覆され、その層間絶縁膜Ｓｚ上に、上記の第２の透明電極６２ｅが形成されている。
【０２２３】
そして、第２の透明電極６２ｅ＿３と、第１の透明電極６２ｄとの間に挟んでいる液晶層２１３に、図２０（ｂ）に示すように、電圧Ｖを印加する。これにより、図２０（ｃ）に示すように、その液晶層２１３において、位相差Ｒｅが発生する。
【０２２４】
具体的には、第２の透明電極６２ｅ＿３を構成する底部６２ｅｔの中心部分と、その周辺の側壁部６２ｅｓとの間に電位差が生ずるような電位を印加する。つまり、シート抵抗の分布を利用して、液晶層２１３に電圧を印加する。ここでは、底部６２ｅｔの中心において位相差Ｒｅが２πになるように、電圧を印加する。
【０２２５】
このため、光量調整部２１０ｃは、電圧に応じて焦点距離を変動可能なレンズとして機能することができるため、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる光量を変化させることができる。
【０２２６】
（Ｂ）まとめ
したがって、本実施形態は、実施形態１と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。
【０２２７】
＜４．実施形態４（液晶レンズが内蔵の場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態４について説明する。
【０２２８】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図２１は、本発明にかかる実施形態４において、液晶表示装置１００ｄの要部構成を模式的に示す図である。
【０２２９】
また、図２２は、本発明にかかる実施形態４において、液晶表示装置１００ｄの要部を拡大して示す断面図である。図２２においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。また、図２２においては、第１の偏光板２０６と第２の偏光板２０７との透過軸方向を表示している。
【０２３０】
図２１に示すように、本実施形態は、光量調整部２１０ｄが液晶パネル２００ｄの外側に設置されておらず、図２２に示すように、液晶パネル２００ｄの内部に設置されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２３１】
本実施形態の光量調整部２１０ｄは、図２２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に挟んでいる液晶層２０３において、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する部分が液晶レンズ（図示なし）として機能するように構成されている。つまり、光量調整部２１０ｄは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する部分の液晶に電圧を印加して、液晶レンズの焦点距離が変化するように構成されている。
【０２３２】
光量調整部２１０ｄは、図２２に示すように、第１の透明電極６２ｄ＿４と、第２の透明電極６２ｅ＿４とが、センサ領域ＲＡに形成されている。
【０２３３】
光量調整部２１０ｄにおいて、第１の透明電極６２ｄ＿４は、図２２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対面する側の面に設けられている。ここでは、第１の透明電極６２ｄ＿４は、平坦化膜６０ｂ上において、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する部分の面を被覆するように形成されている。たとえば、第１の透明電極６２ｄ＿４は、画素電極６２ａと同様に、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。
【０２３４】
また、光量調整部２１０ｄにおいて、第２の透明電極６２ｅ＿４は、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面を被覆するように形成されている。この第２の透明電極６２ｅ＿４は、第１の透明電極６２ｄと同様に、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。ここでは、第２の透明電極６２ｅ＿４は、平坦化膜２２上において、センサ領域ＲＡに対応するように形成されている。
【０２３５】
そして、第１の偏光板２０６は、図２２に示すように、透過軸が、たとえば、ｙ方向に沿うように配置されている。また、第２の偏光板２０７は、透過軸が、たとえば、ｘ方向に沿うように配置されている。第２の偏光板２０７は、実施形態１の場合と同様に、光量調整部２１０ｄに設けられた液晶レンズの屈折率差分布の方向に、透過軸が沿うように設けられている。
【０２３６】
図２３は、本発明にかかる実施形態４において、第２の透明電極６２ｅ＿４を示す平面図である。
【０２３７】
図２３に示すように、第２の透明電極６２ｅ＿４は、センサ領域ＳＡにおいて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分に開口ＴＫが設けられている。本実施形態においては、第２の透明電極６２ｅ＿４の開口ＴＫは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの面積よりも大きい面積であって、円形になるように形成されている。また、第２の透明電極６２ｅ＿４は、対向電極２３から間隔を隔てて形成されている。
【０２３８】
そして、液晶層２０３は、たとえば、誘電率異方性Δε＞０の液晶材料を用いて形成されており、図２２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが対面する面の方向に液晶分子の長軸方向が沿うように、水平配向されている。
【０２３９】
上記の光量調整部２１０ｄにおいて、液晶層２０３にてセンサ領域ＲＡに対応する部分を液晶レンズとして機能させる際には、実施形態１と同様に、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅ＿４との間において、液晶層２０３に電圧を印加する。
【０２４０】
図２４は、本発明にかかる実施形態４において、液晶層２０３にてセンサ領域ＲＡに対応する部分を液晶レンズＬＮとして機能させた際に様子を示す断面図である。
【０２４１】
図２４に示すように、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅ＿４との間に電位差分布を生じさせた場合には、第２の透明電極６２ｅ＿４の開口ＴＫの中央部分では、液晶分子が回転せずに配向方向が維持されて位相差が大きい状態となる。しかしながら、この場合には、その開口ＴＫの中央部から端部へ向かうに伴って、液晶分子の回転が大きくなり、位相差が小さい状態になる。その液晶レンズにおける屈折率差分布の方向がｘ方向に沿っている場合には、液晶レンズに入射した入射光は、ｘ方向に振動している偏光として第２の偏光板２０７へ透過する。第２の偏光板２０７は、透過軸がｘ方向に沿うように配置されている。このため、本実施形態は、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。
【０２４２】
そして、上記のように、液晶パネル２００ｄの正面側からフォトセンサ素子３２に集光された入射光Ｈを、フォトセンサ素子３２が受光領域ＪＳａにおいて受光し、光電変換することによって、受光データが生成される。
【０２４３】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、光量調整部２１０ｄが液晶パネル２００ｄの内部に設置されている。
【０２４４】
したがって、本実施形態は、実施形態１と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができると共に、液晶パネル２００ｄの液晶層２０３を液晶レンズＬＮとして機能させることができるので、製造効率を向上させることができる。また、光量調整部２１０ｄを液晶パネル２００ｄに外付けする際には、正確にアライメントをすることが困難であるが、本実施形態は、アライメント精度が高く、光量調整のバラツキの発生を抑制可能である。
【０２４５】
なお、本実施形態においては、開口ＴＫが設けられた第２の透明電極６２ｅ＿４を対向基板２０２に設ける場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、開口ＴＫが設けられた第２の透明電極６２ｅ＿４をＴＦＴアレイ基板２０１に設け、開口ＴＫが設けられていない第１の透明電極６２ｄを対向基板２０２に設けても、同様な効果を得ることができる。
【０２４６】
＜５．実施形態５（液晶レンズが内蔵の場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態５について説明する。
【０２４７】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図２５は、本発明にかかる実施形態５において、液晶表示装置１００ｅの要部を拡大して示す断面図である。図２５においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０２４８】
図２５に示すように、本実施形態は、光量調整部２１０ｅを構成する第１の透明電極６２ｄ＿５と、第２の透明電極６２ｅ＿５との位置が、実施形態４と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態４と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２４９】
光量調整部２１０ｅにおいて、第１の透明電極６２ｄ＿５は、図２５に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に設けられている。ここでは、第１の透明電極６２ｄ＿５は、平坦化膜２２上において、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する部分の面を被覆するように形成されている。たとえば、第１の透明電極６２ｄ＿５は、対向電極２３と同様に、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。
【０２５０】
また、光量調整部２１０ｅにおいて、第２の透明電極６２ｅ＿５は、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対面する側の面を被覆するように形成されている。この第２の透明電極６２ｅ＿５は、第１の透明電極６２ｄ＿５と同様に、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。ここでは、第２の透明電極６２ｅ＿５は、平坦化膜６０ｂ上において、センサ領域ＲＡに対応するように形成されている。
【０２５１】
図２６は、本発明にかかる実施形態５において、第２の透明電極６２ｅ＿５を示す平面図である。
【０２５２】
図２６に示すように、第２の透明電極６２ｅ＿５は、センサ領域ＳＡにおいて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分に開口ＴＫが設けられている。本実施形態においては、第２の透明電極６２ｅ＿５の開口ＴＫは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの面積よりも大きい面積であって、円形になるように形成されている。また、第２の透明電極６２ｅ＿５は、画素電極６２ａから間隔を隔てて形成されている。
【０２５３】
上記の光量調整部２１０ｅにおいて、液晶層２０３にてセンサ領域ＲＡに対応する部分を液晶レンズとして機能させる際には、実施形態４と同様に、第１の透明電極６２ｄ＿５と第２の透明電極６２ｅ＿５との間において、液晶層２０３に電圧を印加する。
【０２５４】
図２７は、本発明にかかる実施形態５において、液晶層２０３にてセンサ領域ＲＡに対応する部分を液晶レンズとして機能させた際に様子を示す断面図である。
【０２５５】
図２７に示すように、第１の透明電極６２ｄ＿５と第２の透明電極６２ｅ＿５との間に電位差分布を生じさせた場合は、実施形態４と同様に、第２の透明電極６２ｅ＿５の開口ＴＫの中央部分は、液晶分子が回転せずに配向方向が維持されて位相差が大きい状態である。しかしながら、この場合には、その開口ＴＫの中央部から端部へ向かうに伴って、液晶分子の回転が大きくなり、位相差が小さい状態になる。このため、本実施形態は、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。
【０２５６】
そして、上記のように、液晶パネル２００ｅの正面側からフォトセンサ素子３２に集光された入射光Ｈを、フォトセンサ素子３２が受光領域ＪＳａにおいて受光し、光電変換することによって、受光データが生成される。
【０２５７】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、実施形態４と同様に、光量調整部２１０ｅが液晶パネル２００ｅの内部に設置されている。
【０２５８】
したがって、本実施形態は、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができると共に、液晶パネル２００ｅの液晶層２０３を液晶レンズＬＮとして機能させることができるので、製造効率を向上させることができる。また、本実施形態は、実施形態４の場合と比較して、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との重ね合わせにズレが生じる影響を受けにくいので、アライメント精度が高く、光量調整のバラツキの発生を抑制可能である。
【０２５９】
＜６．実施形態６（液晶レンズが内蔵の場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態６について説明する。
【０２６０】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図２８は、本発明にかかる実施形態６において、液晶表示装置１００ｆの要部を拡大して示す断面図である。図２８においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０２６１】
図２８に示すように、本実施形態は、液晶パネル２００ｆにおいて、光量調整部２１０ｆの第２の透明電極６２ｅが実施形態５と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態５と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２６２】
図２８に示すように、光量調整部２１０ｆの第２の透明電極６２ｅ＿６は、実施形態５の場合と同様に、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面を被覆するように形成されている。
【０２６３】
しかし、図２８に示すように、センサ領域ＳＡにてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分では、実施形態５と異なり、複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆが、互いに間を隔てて形成されている。
【０２６４】
具体的には、実施形態２において図１３に示した場合と同様に、光量調整部２１０ｆの第２の透明電極６２ｅ＿６は、中心に円状の透明電極６２ｅａが設けられている。そして、その周囲において複数の透明電極６２ｅａ，６２ｅｂ，６２ｅｃ，６２ｅｄ，６２ｅｅ，６２ｅｆが、円を描くように形成されている。
【０２６５】
このため、光量調整部２１０ｆは、電圧に応じて焦点距離を変動可能なフレネルレンズとして機能することができるため、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる光量を変化させることができる。
【０２６６】
（Ｂ）まとめ
したがって、本実施形態は、実施形態５と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。
【０２６７】
＜７．実施形態７（液晶レンズが内蔵の場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態７について説明する。
【０２６８】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図２９は、本発明にかかる実施形態７において、液晶表示装置１００ｇの要部を拡大して示す断面図である。図２９においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０２６９】
図２９に示すように、本実施形態は、液晶パネル２００ｇにおいて、光量調整部２１０ｇの第１の透明電極６２ｄ＿７を対向基板２０２に形成すると共に、光量調整部２１０ｇの第２の透明電極６２ｅ＿７をＴＦＴアレイ基板２０１に形成している。そして、第２の透明電極６２ｅ＿７を、実施形態５とは異なる形態で形成している。この点を除き、本実施形態は、実施形態５と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２７０】
図２９に示すように、光量調整部２１０ｇの第２の透明電極６２ｅ＿７は、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面において、センサ領域ＳＡにてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域を含む部分に形成されている。
【０２７１】
そして、本実施形態においては、図２９に示すように、光量調整部２１０ｇの第２の透明電極６２ｅ＿７は、実施形態５と異なり、底部６２ｅｔと、側壁部６２ｅｓとが形成されている。
【０２７２】
具体的には、実施形態３において図２０に示した場合と同様に、光量調整部２１０ｇの第２の透明電極６２ｅ＿７を構成する底部６２ｅｔは、円形状に形成されている。ここでは、底部６２ｅｔは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａの中心を、中心にするように円形状に形成されている。
【０２７３】
そして、側壁部６２ｅｓは、図２０に示した場合と同様に、その底部６２ｅｔの周囲を囲うように設けられており、図１９に示した場合と同様に、底部６２ｅｔの面から突き出るように形成されている。
【０２７４】
このため、光量調整部２１０ｇは、電圧に応じて焦点距離を変動可能なフレネルレンズとして機能することができるため、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる光量を変化させることができる。
【０２７５】
（Ｂ）まとめ
したがって、本実施形態は、実施形態５と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。
【０２７６】
＜８．実施形態８（外付けの液体レンズの場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態８について説明する。
【０２７７】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図３０は、本発明にかかる実施形態８において、液晶表示装置１００ｈの要部を拡大して示す断面図である。図３０においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０２７８】
図３０に示すように、本実施形態は、光量調整部２１０ｈが、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２７９】
光量調整部２１０ｈは、図３０に示すように、実施形態１と同様に、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２とが、間隔を隔てて対面するように配置されている。
【０２８０】
しかし、本実施形態においては、実施形態１と異なり、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２との間には、液体レンズ部２１３Ｌが設けられている。
【０２８１】
液体レンズ部２１３Ｌは、図３０に示すように、下部電極６２ｋと、上部電極６２ｊとを有しており、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとによって形成された収容空間に無極性液体２１３ｏと極性液体２１３ｗとが収容されている。
【０２８２】
下部電極６２ｋは、図３０に示すように、第１のガラス基板２１１において第２のガラス基板２１２に対面する側の面に設けられている。
【０２８３】
ここでは、下部電極６２ｋは、センサ領域ＲＡにおいてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域の周囲を囲うように形成されている。たとえば、円を描くように設けられている。たとえば、この下部電極６２ｋは、アルミニウムなどの導電材料によって形成されている。そして、下部電極６２ｋの表面には、絶縁膜６２ｋｚが形成されている。たとえば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂を用いて、この絶縁膜６２ｋｚが形成されている。
【０２８４】
上部電極６２ｊは、図３０に示すように、第２のガラス基板２１２において第１のガラス基板２１１に対面する側の面に設けられている。
【０２８５】
ここでは、上部電極６２ｊは、下部電極６２ｋと同様に、センサ領域ＲＡにおいてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域の周囲を囲うように形成されている。たとえば、円を描くように設けられている。たとえば、この上部電極６２ｊは、アルミニウムなどの導電材料によって形成されている。
【０２８６】
無極性液体２１３ｏは、図３０に示すように、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとによって形成された収容空間において、極性液体２１３ｗと共に収容されている。無極性液体２１３ｏは、たとえば、シリコンオイルなどが用いられる。
【０２８７】
極性液体２１３ｗは、図３０に示すように、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとによって形成された収容空間において、無極性液体２１３ｏと共に収容されている。極性液体２１３ｗは、たとえば、塩化ナトリウムなどの電解質が溶解された水溶液などが用いられる。この極性液体２１３ｗは、無極性液体２１３ｏと分離しており、両者の間に界面が形成されている。
【０２８８】
上記のような液体レンズ部２１３Ｌにおいては、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとの間に電圧が印加されて、無極性液体２１３ｏと極性液体２１３ｗとの間の界面の形状が変化される。これにより、液体レンズ部２１３Ｌにおいては、無極性液体２１３ｏと極性液体２１３ｗとに入射する入射光Ｈを集光する焦点位置を変化可能なように構成されている。
【０２８９】
本実施形態においては、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとの間に印加される電圧を制御部４０１が制御することによって、無極性液体２１３ｏと極性液体２１３ｗとに入射する入射光Ｈを集光する焦点位置が変化される。
【０２９０】
図３１は、本発明にかかる実施形態８において、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとの間に電圧を印加した際の様子を示す断面図である。
【０２９１】
図３１に示すように、下部電極６２ｋと上部電極６２ｊとの間に電圧を印加することによって、無極性液体２１３ｏと極性液体２１３ｗとの間の界面の形状が変化する。そして、図３１に示すように、無極性液体２１３ｏと極性液体２１３ｗとに入射する入射光Ｈを集光する焦点位置を、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに合わせることができる。
【０２９２】
このため、光量調整部２１０ｈは、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射させる光量を変化させることができる。
【０２９３】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、光量調整部２１０は、液体レンズを含み、当該液体レンズに電圧を印加し、その液体レンズの焦点距離を変化させることによって、フォトセンサ素子３２へ入射する入射光Ｈの量を調整する。ここでは、光量調整部２１０は、液晶パネル２００の正面側から背面側へ向かい、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する光量を、この液晶レンズの焦点距離を変化させることによって調整する。
【０２９４】
したがって、本実施形態は、実施形態１と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。
【０２９５】
＜９．実施形態９（外付けの凸レンズの場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態９について説明する。
【０２９６】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図３２は、本発明にかかる実施形態９において、液晶表示装置１００ｉの要部を拡大して示す断面図である。図３２においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０２９７】
図３２に示すように、本実施形態は、光量調整部２１０ｉが、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０２９８】
光量調整部２１０ｉは、図３２に示すように、ガラス基板２１１ｇと、レンズ２１３Ｌａと、水平移動素子２１４とを有する。
【０２９９】
光量調整部２１０ｉの各部について順次説明する。
【０３００】
光量調整部２１０ｉにおいて、ガラス基板２１１ｇは、光を透過する絶縁体の基板であって、ガラスにより形成されており、液晶パネル２００の対向基板２０２の側において対向基板２０２に対面するように配置されている。そして、図３２に示すように、第１のガラス基板２１１においては、対向基板２０２に対面する面とは反対側の面に、レンズ２１３Ｌａが形成されている。
【０３０１】
光量調整部２１０ｉにおいて、レンズ２１３Ｌａは、たとえば、ガラスからなる凸レンズであり、図３２に示すように、第１のガラス基板２１１において、対向基板２０２に対面する面とは反対側の面に形成されている。
【０３０２】
ここでは、レンズ２１３Ｌａは、センサ領域ＲＡに対応するように形成されている。レンズ２３１Ｌａは、表面で入射光を屈折することによって、センサ領域ＲＡに設けられたフォトセンサ素子３２に入射光Ｈを集光する。
【０３０３】
光量調整部２１０ｉにおいて、水平移動素子２１４は、たとえば、圧電素子によって構成されている、水平移動素子２１４は、図３２に示すように、ガラス基板２１１ｇの一方の側面に設けられており、ガラス基板２１１ｇを移動させる。
【０３０４】
ここでは、水平移動素子２１４は、液晶パネル２００とガラス基板２１１ｇとが対面する面に沿うように、液晶パネル２００に対するガラス基板２１１ｇの位置を変化させる。これにより、レンズ２１３Ｌａの焦点位置が移動させるため、フォトセンサ素子３２へ入射する入射光Ｈの量が調整できる。
【０３０５】
本実施形態においては、水平移動素子２１４は、制御部４０１から出力される制御信号に基づいて、ガラス基板２１１ｇの移動動作を実行する。
【０３０６】
図３３は、本発明にかかる実施形態９において、水平移動素子２１４がガラス基板２１１ｇを移動させた際の様子を示す断面図である。
【０３０７】
図３３に示すように、水平移動素子２１４は、レンズ２１３Ｌａの焦点位置を受光領域ＪＳａから離すように、ガラス基板２１１ｇを移動させる。たとえば、フォトセンサ素子３２によって生成された受光データの値がダイナミックレンジの上限値である場合には、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに入射する入射光Ｈの量が少なくするために、上記のように、ガラス基板２１１ｇを移動させる。
【０３０８】
（Ｂ）まとめ
したがって、本実施形態は、実施形態１と同様に、フォトセンサ素子３２のダイナミックレンジを確保することができる。
【０３０９】
＜１０．実施形態１０（液晶レンズ内蔵にて遮光壁２０３Ｓが設置されている場合＞
以下より、本発明にかかる実施形態１０について説明する。
【０３１０】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図３４は、本発明にかかる実施形態１０において、液晶表示装置１００ｊの要部を拡大して示す断面図である。図３４においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０３１１】
図３４に示すように、本実施形態は、液晶パネル２００ｊにおいて、光量調整部２１０ｊの第１の透明電極６２ｄ＿１０をＴＦＴアレイ基板２０１に形成している。これと共に、光量調整部２１０ｊの第２の透明電極６２ｅ＿１０を対向基板２０２に形成している。また、遮光壁２０３Ｓを設けている。この点を除き、本実施形態は、実施形態６と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０３１２】
第１の透明電極６２ｄ＿１０と第２の透明電極６２ｅ＿１０とのそれぞれは、位置が異なることを除いて、実施形態６の第１の透明電極，第２の透明電極と同様に形成されている。
【０３１３】
遮光壁２０３Ｓは、図３４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に設けられている。ここでは、遮光壁２０３Ｓは、センサ領域ＲＡにおいてフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域の周囲を囲うように形成されている。たとえば、円を描くように設けられている。たとえば、この遮光壁２０３Ｓは、黒色顔料が含有された樹脂材料によって形成されている。そして、この遮光壁２０３Ｓにおいては、その内部に液晶を収容している。たとえば、ＯＤＦ（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）によって、液晶が収容されており、実施形態６と同様に、液晶レンズとして機能される。
【０３１４】
図３５は、本発明にかかる実施形態１０において、液晶層２０３にてセンサ領域ＲＡに対応する部分を液晶レンズとして機能させた際に様子を示す断面図である。
【０３１５】
図３５に示すように、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとの間に電位差を生じさせることによって、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。
【０３１６】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、遮光壁２０３Ｓがフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに対応する領域の周囲を囲うように形成されている。このため、隣接する他の画素Ｐから入射する光が、フォトセンサ素子３２に入射することを防止可能であるので、高いＳ／Ｎ比の受光データを得ることができる。
【０３１７】
＜１１．実施形態１１（外付けの液晶レンズが焦点固定型の場合＞
以下より、本発明にかかる実施形態１１について説明する。
【０３１８】
（Ａ）液晶表示装置の構成など
図３６は、本発明にかかる実施形態１１において、液晶表示装置１００ｋの要部構成を模式的に示す図である。
【０３１９】
本実施形態の液晶表示装置１００ｋは、図３６に示すように、光量調整部に代わって、レンズユニット５００が配置されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については説明を省略する。
【０３２０】
図３７は、本発明にかかる実施形態１１において、液晶表示装置１００ｋの要部を拡大して示す断面図である。図３７においては、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐに対応する部分について示している。
【０３２１】
レンズユニット５００は、図３７に示すように、液晶層２１３ｋが、実施形態１の光量調整部と異なる。この点を除き、レンズユニット５００は、実施形態１の光量調整部と同様であるので、重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０３２２】
レンズユニット５００において、液晶層２１３ｋは、図３７に示すように、焦点距離が固定された液晶レンズＬＮを含む。液晶レンズＬＮは、たとえば、紫外線硬化性液晶が硬化されることによって形成されている。この他に、液晶レンズＬＮは、熱硬化性液晶が硬化されることによって形成される。
【０３２３】
このため、本実施形態において被検知体の位置を検出する際は、実施形態１のように、液晶レンズＬＮの焦点位置を調整する動作は実施しない。
【０３２４】
図３７に示すように、焦点固定型の液晶レンズＬＮが、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光する。
【０３２５】
液晶レンズＬＮは、偏光依存性を有しているので、図３７に示すように、液晶レンズＬＮにおける屈折率差分布の方向が、ｘ方向に沿っている場合には、入射光Ｈは、ｘ方向に振動している偏光として第２の偏光板２０７へ透過する。
【０３２６】
第２の偏光板２０７は、図３７に示すように、透過軸が、ｘ方向に沿うように配置されている。このため、本実施形態は、上記したように、入射光Ｈをフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａに集光させることができる。
【０３２７】
そして、上記のように、液晶パネル２００の正面側からフォトセンサ素子３２に集光された入射光Ｈを、フォトセンサ素子３２が受光領域ＪＳａにおいて受光し、光電変換することによって、受光データを生成する。
【０３２８】
図３８は、本発明にかかる実施形態１１において、レンズユニット５００を製造する工程を示す図である。
【０３２９】
まず、図３８（ａ）に示すように、第１のガラス基板２１１の一方の面に第１の透明電極６２ｄを形成する。ここでは、第１のガラス基板２１１の一方の面の全面をベタ状に被覆するように、第１の透明電極６２ｄを形成する。
【０３３０】
また、図３８（ａ）に示すように、第２のガラス基板２１２の一方の面に、第２の透明電極６２ｅを形成する。ここでは、第２のガラス基板２１２の一方の面の全面をベタ状に被覆するように、第２の透明電極６２ｅを形成後、実施形態１において図７に示したように、開口ＴＫを設ける。
【０３３１】
そして、図３８（ａ）に示すように、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとが互いに間を隔てて対面するように、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２とを対面させて貼り合わせる。ここでは、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２とを対面させる面に、液晶配向膜（図示なし）を設けた後に、外周をシールして両者を貼り合わせる。
【０３３２】
その後、図３８（ａ）に示すように、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２との間に、液晶材料を封入することで、液晶層２１３ｋを設ける。たとえば、紫外線硬化型のネマッチック液晶材料（Δｎ＝０．１１，λ＝５８９ｎｍ）を封入する。これにより、第１のガラス基板２１１と第２のガラス基板２１２とが対面する面の方向に液晶分子の長軸方向が沿うように、液晶層２１３ｋが水平配向される。
【０３３３】
つぎに、図３８（ｂ）に示すように、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとに電圧を印加することで、液晶層２１３ｋの液晶分子の配向方向を変動させる。ここでは、図３８（ｂ）に示すように、液晶分子を弓なり状に配向させる。このとき、液晶に配合されている紫外線硬化性モノマー（ＲＭ８２）も、液晶分子と同様の配向になる。
【０３３４】
つぎに、図３８（ｃ）に示すように、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとに電圧を印加した状態を保持して、紫外線ＵＶを液晶層２１３ｋに照射する。これにより、液晶中に分散している紫外線硬化性モノマーがポリマー化するので、液晶分子が弓なり状に配向した状態で硬化し、焦点固定型の液晶レンズＬＮが形成される。
【０３３５】
つぎに、図３８（ｄ）に示すように、第１の透明電極６２ｄと第２の透明電極６２ｅとへの電圧印加を停止する。この状態においても、液晶層２１３ｋが硬化しているので、液晶分子が弓なり状に配向した状態で保持される。
【０３３６】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、表面での屈折を利用しない屈折率分布型レンズである液晶レンズＬＮを用いて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射光Ｈを集光する。表面での屈折を利用する球面レンズ等のレンズを用いた場合には、その表面で入射光が規則的に反射して視認性が低下する場合があるが、本実施形態では、表面がフラットな液晶レンズを用いているので、この不具合の発生を抑制することができる。さらに、液晶レンズは、偏光依存性を有しているので、偏光光である表示光に悪影響を及ぼさず、液晶パネルにおける画像品質の悪化を防止することができる。
【０３３７】
また、本実施形態では、液晶レンズＬＮが焦点固定型であるので、焦点可変型と比較して、消費電力を低下可能であり、モジュールの形態を簡略化することができる。
【０３３８】
＜１２．その他＞
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、適宜、各実施形態の発明特定事項を組み合わせる等、種々の変形形態を採用することができる。
【０３３９】
（Ａ）レンズの大きさについて
上記の実施形態においては、センサ領域ＲＡにて液晶レンズを形成する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、図１２において示した第２の透明電極６２ｅを、センサ領域ＳＡだけでなく、表示領域ＴＡまで広げて形成してもよい。この場合には、上記の実施形態と同様に、撮像と表示とを時分割して実施し、より効率的に光の集光を実施可能であって、より多くの光を受光領域ＪＳａへ集光可能である。このため、高いＳ／Ｎ比で撮像を実施できる。
【０３４０】
また、本実施形態においては、撮像と表示とを時分割して実施する場合について説明したが、これに限定されない。同時に実施する場合においても、適用可能である。
【０３４１】
（Ｂ）赤外光線等を受光する場合について
上記の実施形態においては、バックライトが可視光線を照明光として照射する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、赤外光線などの非可視光線を含むように照明光を照射してもよい。そして、たとえば、被検知体によって、その赤外光線が反射された反射光を、フォトセンサ素子３２が受光し、受光データを生成するように構成していても良い。この場合においては、画素領域において黒表示を実施する場合であっても、赤外光線がフォトセンサ素子へ入射可能であるので、より好適に、位置検出を実施することができる。また、外光による影響が少なくなるので、受光データのＳＮ比を向上させることができ、位置検出を好適に実施することができる。
【０３４２】
図３９と図４０は、本発明にかかる実施形態において、赤外光線を含む反射光をフォトセンサ素子３２が受光する様子を示す図である。
【０３４３】
ここで、図３９は、実施形態１等のように、液晶レンズＬＮが液晶パネル２００に外付けされた場合を示す断面図である。一方で、図４０は、実施形態４等のように、液晶レンズＬＮが液晶パネル２００に内蔵された場合を示す断面図である。
【０３４４】
図３９と図４０とに示すように、バックライト３１０は、可視光線ＶＲと共に、赤外光線ＩＲを含むように、照明光Ｒを液晶パネル２００，２００ｄの背面へ照射する。図示を省略しているが、バックライト３１０は、可視光源（図示なし）と赤外光源（図示なし）との両者を、光源として含む。たとえば、可視光源として、白色ＬＥＤを含み、白色光である可視光線ＶＲを照射する。また、たとえば、赤外光源として、赤外線ＬＥＤを含み、赤外光線ＩＲを照射する。たとえば、中心波長が８５０ｎｍである赤外光線ＩＲを照射する。
【０３４５】
そして、図３９と図４０とに示すように、各光源から照射された可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとが、バックライト３１０を構成する導光板において拡散され、平面光として、液晶パネル２００，２００ｄの背面に照射されて上面側へ透過する。
【０３４６】
その後、図３９と図４０とに示すように、その可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとが、液晶パネル２００，２００ｄの上面に近接した被検知体（図示なし）によって反射される。そして、その反射された光が、入射光Ｈとして、液晶パネル２００の上面へ入射する。この入射光Ｈは、ランダム偏光として入射する。
【０３４７】
図３９に示すように、液晶レンズＬＮが液晶パネル２００に外付けされた場合には、実施形態１の場合と異なり、第２の偏光板２０７の透過軸がｙ方向に沿うように、第２の偏光板２０６を配置することが好適である。つまり、光量調整部２１０に設けられた液晶レンズＬＮの屈折率差分布の方向であるｘ方向に対して直交するｙ方向に、第２の偏光板２０６の透過軸が沿うようにすることが好適である。液晶レンズＬＮが焦点固定型の場合においても、上記のように、第２の偏光板２０６を配置することが好適である。そして、図３９に示すように、第１の偏光板２０６については、透過軸がｘ方向に沿うように配置する。
【０３４８】
この場合においては、図３９に示すように、入射光Ｈは、液晶レンズＬＮによって、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ集光される。
【０３４９】
ここでは、図３９に示すように、集光された入射光Ｈのうち、赤外光線ＩＲが第２の偏光板２０７を透過してフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する。一般的に、偏光板は、近赤外線よりも長波長側の光を吸収せずに透過する性質があるからである。
【０３５０】
一方で、集光された入射光Ｈのうち、可視光線ＶＲは、第２の偏光板２０７で多くが吸収されて遮光される。
【０３５１】
よって、赤外光線が選択的にフォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射可能であるので、より好適に、位置検出を実施することができる。また、上述したように、外光による影響が少なくなるので、受光データのＳＮ比を向上させることができ、位置検出を好適に実施することができる。
【０３５２】
さらに、上記のような偏光板の性質を利用することによって、表示のための可視光に影響を及ぼすことなく、赤外光線を、より広い面積の液晶レンズによって集光することで、受光データを高感度で得ることができる。
【０３５３】
これに対して、図４０に示すように、液晶レンズＬＮが液晶パネル２００ｄに内蔵された場合は、実施形態１の場合と同様に、第２の偏光板２０７の透過軸がｘ方向に沿うように、第２の偏光板２０７を配置する。そして、図４０に示すように、第１の偏光板２０６については、透過軸がｙ方向に沿うように配置する。
【０３５４】
この場合においては、入射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとのそれぞれは、図４０に示すように、第２の偏光板２０７を透過して、液晶レンズＬＮへ入射する。ここでは、可視光線ＶＲは、偏光光として、第２の偏光板２０７を透過し、液晶レンズＬＮへ入射する。
【０３５５】
そして、その入射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとのそれぞれが、液晶レンズＬＮによって、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ集光される。
【０３５６】
図示を省略しているが、上記のほかに、液晶レンズＬＮが液晶パネル２００ｄに内蔵された場合は、実施形態１の場合と異なり、第２の偏光板２０７の透過軸がｙ方向に沿うように、第２の偏光板２０７を配置してもよい。そして、この場合には、第１の偏光板２０６の透過軸がｘ方向に沿うように、第１の偏光板２０６を配置する。
【０３５７】
この場合には、第２の偏光板２０７において偏光光として透過した可視光線ＶＲは、その偏光方向が液晶レンズＬＮの屈折率差分布の方向と異なっているので、液晶レンズＬＮによって集光されずに、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する。そして、第２の偏光板２０７を透過した赤外光線ＩＲは、液晶レンズＬＮの屈折率差分布の方向の成分を含むので、液晶レンズＬＮによって集光されて、フォトセンサ素子３２の受光領域ＪＳａへ入射する。
【０３５８】
よって、液晶レンズＬＮが液晶パネル２００ｄに内蔵されている場合においても、上述した効果を得ることができる。
【０３５９】
（Ｄ）画素スイッチング素子について
上記の実施形態においては、画素スイッチング素子３１を、ボトムゲート型の薄膜トランジスタとして構成する場合について説明したが、これに限定されない。
【０３６０】
図４１は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子３１の構成の変形形態を示す断面図である。
【０３６１】
図４１に示すように、たとえば、トップゲート型のＴＦＴを、画素スイッチング素子３１として形成してもよい。また、この他に、デュアルゲート構造になるように形成してもよい。
【０３６２】
（Ｅ）フォトセンサ素子の構成について
上記の実施形態においては、複数の画素Ｐに対応するように複数のフォトセンサ素子３２を設ける場合について示したが、これに限定されない。たとえば、複数の画素Ｐに対して１つのフォトセンサ素子３２を設けてもよく、逆に、１つの画素Ｐに対して複数のフォトセンサ素子３２を設けてもよい。
【０３６３】
また、本実施形態においては、フォトセンサ素子３２について、ＰＩＮ型のフォトダイオードを設けた場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ｉ層に不純物がドーピングされた構造のフォトダイオードを、フォトセンサ素子３２として形成しても同様な効果を奏することができる。さらに、フォトトランジスタをフォトセンサ素子３２として設けても良い。
（Ｆ）その他
【０３６４】
また、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｉｅｌｄ  Ｆｒｉｎｇｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式など、さまざまな方式の液晶パネルに適用可能である。さらに、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパーなどの他の表示装置においても、適用可能である。
【０３６５】
また、フォトセンサ素子３２への光の量を調整する際においては、フォトセンサ素子３２によって予め得た受光データに基づいて、そのレンズの焦点位置を変更する場合に限らない。たとえば、撮像モードの際には、ある一定の距離が離れた物体を撮像する場合には、その位置に対応して一定の焦点距離に調整するように構成してもよい。
【０３６６】
また、撮像モードの際には、カメラのオートフォーカスのように、受光データに基づいて、レンズの焦点位置を変更し、焦点距離を調整するように構成してもよい。
【０３６７】
また、フォトセンサ素子３２については、画像表示が実施される画素領域以外の領域に設けてもよい。たとえば、画素領域の周囲において、フォトセンサ素子３２を額縁状に配置し、そのフォトセンサ素子３２に対応するように、光量調整部２１０を構成するレンズを設けても良い。
【０３６８】
また、本実施形態の液晶表示装置１００等は、さまざまな電子機器の部品として適用することができる。
【０３６９】
図４２から図４６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【０３７０】
図４２に示すように、テレビジョン放送を受信し表示するテレビにおいて、その受信した画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０３７１】
また、図４３に示すように、デジタルスチルカメラにおいて、その撮像画像などの画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０３７２】
また、図４４に示すように、ノート型パーソナルコンピュータにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０３７３】
また、図４５に示すように、携帯電話端末において、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０３７４】
また、図４６に示すように、ビデオカメラにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０３７５】
なお、上記の実施形態において、液晶表示装置１００，１００ｂ〜１００ｋは、本発明における表示装置の一例である。また、上記の実施形態において、液晶パネル２００，２００ｄ〜ｊは、本発明における表示パネル，液晶パネルの一例である。また、上記の実施形態において、ＴＦＴアレイ基板２０１は、本発明における第１基板の一例である。また、上記の実施形態において、対向基板２０２は、本発明における第２基板の一例である。また、上記の実施形態において、液晶層２０３は、本発明における液晶層の一例である。また、上記の実施形態において、遮光壁２０３Ｓは、本発明における遮光壁の一例である。また、上記の実施形態において、光量調整部２１０は、本発明における光量調整部の一例である。また、上記の実施形態において、位置検出部４０２は、本発明における位置検出部の一例である。また、上記の実施形態において、フォトセンサ素子３２は、本発明におけるフォトセンサ素子の一例である。また、上記の実施形態において、受光領域ＪＳａは、本発明における受光領域の一例である。また、上記の実施形態において、画素領域ＰＡは、本発明における画素領域の一例である。
【符号の説明】
【０３７６】
１１：表示用垂直駆動回路、１２：表示用水平駆動回路、１３：センサ用垂直駆動回路、１４：センサ用水平駆動回路、２１：カラーフィルタ層、２１Ｂ：青フィルタ層、２１Ｇ：緑フィルタ層、２１Ｒ：赤フィルタ層、２２：平坦化膜、２３：対向電極、３１：画素スイッチング素子、３２：フォトセンサ素子（フォトセンサ素子）、４３：金属反射層、４５：ゲート電極、４６ｇ：ゲート絶縁膜、４６ｓ：絶縁膜、４７：半導体層、４７ｉ：ｉ層、４７ｎ：ｎ層、４７ｐ：ｐ層、４８：半導体層、４８Ａ：ソース・ドレイン領域、４８Ｂ：ソース・ドレイン領域、４８Ｃ：チャネル領域、５１：第１電極、５２：第２電極、５３：ソース電極、５４：ドレイン電極、６０ａ：層間絶縁膜、６０ｂ：平坦化膜、６２ａ：画素電極、６２ｃ：透明電極、６２ｄ：第１の透明電極、６２ｄ：第２の透明電極、６２ｅ：第２の透明電極、６２ｅｓ：側壁部、６２ｅｔ：底部、６２ｊ：上部電極、６２ｋ：下部電極、６２ｋｚ：絶縁膜、１００，１００ｂ〜１００ｋ：液晶表示装置、２００，２００ｄ〜ｊ：液晶パネル（表示パネル，液晶パネル）、２０１：ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０１ｇ：ガラス基板、２０２：対向基板（第２基板）、２０２ｇ：ガラス基板、２０３：液晶層（液晶層）、２０３Ｓ：遮光壁（遮光壁）、２０６：第１偏光板、２０７：第２偏光板、２１０，２１０ｂ〜ｊ：光量調整部（光量調整部）、２１１：第１のガラス基板、２１２：第２のガラス基板、２１３，２１３ｋ：液晶層、２１３Ｌ：液体レンズ部、２１３Ｌａ：レンズ、２１３ｏ：無極性液体、２１３ｗ：極性液体、２１４：水平移動素子、３００，３１０：バックライト、３０１：光源、３０２：導光板、４００：データ処理部、４０１：制御部（制御部）、４０２：位置検出部（位置検出部）、ＣＡ：周辺領域、Ｐ：画素、ＰＡ：画素領域（画素領域）、ＲＡ：センサ領域、ＳＡ：センサ領域、Ｓｚ：層間絶縁膜、ＴＡ：表示領域、ＴＫ：開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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