(57)【要約】【課題】  外乱を除去して正確に環境光の光量を測定する。【解決手段】  フォトダイオード３１０Ａは環境光と背景光に応じた電流Ｉ１を出力する。フォトダイオード３１０Ｂの環境光が入射する面には遮光膜３５０が設けられている。フォトダイオード３１０Ｂは背景光に応じた電流Ｉ２を出力する。キャパシタ３２０には差分電流Δｉが流れる。従って、ノードＱの電位は、環境光の光量に応じたものとなる。キャパシタ３２０には並列にリセット信号ＲＥＳＥＴの周期でオン・オフするスイッチング素子３３０が設けられている。ＮＡＮＤ回路３４０は、ノードＱの電位と基準信号ＲＥＦとの論理積の反転を演算し、演算結果をインバータ３５０、３６０、および３７０を介してパルス信号３００ａとして出力する。【選択図】      図２
2006118965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象光と外乱光とが入射光として入射する光検出回路であって、
前記入射光の光量に応じた第１電流を出力する主センサと、
前記対象光が入射する面に遮光膜が設けられ、前記外乱光の光量に応じた第２電流を出力する副センサとを備え、
前記主センサと前記副センサとは接続点を介して直列に接続され、前記接続点から前記第１電流と前記第２電流の差分電流を出力信号として取り出す、
ことを特徴とする光検出回路。
【請求項２】
対象光と外乱光とが入射光として入射する光検出回路であって、
主センサと副センサが接続点を介して直列に接続された複数の単位回路と、
前記副センサの前記対象光が入射する面に設けられた遮光膜とを備え、
前記主センサは、前記入射光の光量に応じた第１電流を出力し、
前副センサは、前記外乱光の光量に応じた第２電流を出力し、
前記複数の単位回路の各々に設けられた前記接続点を相互に接続して、前記第１電流の総電流と前記第２電流の総電流の差分電流を出力信号として取り出す、
ことを特徴とする光検出回路。
【請求項３】
前記複数の単位回路は、行方向および列方向の少なくとも一方に沿って配置され、
前記主センサと前記副センサとは、前記行方向または前記列方向において、交互に配置される、
ことを特徴とする請求項２に記載の光検出回路。
【請求項４】
前記主センサの光電変換特性と前記副センサの光電変換特性は等しいことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光検出回路。
【請求項５】
前記主センサおよび前記副センサの各々は、フォトダイオードで構成され、前記フォトダイオードは逆バイアスされることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光検出回路。
【請求項６】
一端が前記接続点に接続され、他端が電源に接続された容量素子と、
前記容量素子と並列に設けられ、所定周期でオン・オフするスイッチング素子とを備え、
前記接続点の電圧信号を出力信号として取り出す、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の光検出回路。
【請求項７】
前記電圧信号を周波数信号に変換する電圧周波数変換回路を備え、
前記電圧信号の替わりに前記周波数信号を前記出力信号として取り出す、
請求項６に記載の光検出回路。
【請求項８】
前記電圧周波数変換回路は、前記電圧信号と前記スイッチング素子のオン・オフの周期より短い周期の基準信号との論理積を演算して２値化信号を出力する論理回路を備え、
前記２値化信号を前記周波数信号として出力する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出回路。
【請求項９】
前記２値化信号を計数して、単位時間当たりの計数結果を示す計数データ信号を出力する計数手段を備え、
前記計数データ信号を前記出力信号として取り出すことを特徴とする請求項８に記載の光検出回路。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光検出回路と、複数のデータ線と、複数の走査線と、各々が前記データ線と前記走査データの交差に対応して設けられ、電気的な作用によって透過率が変化する液晶素子を含む複数の画素回路とを有する電気光学パネルと、
前記電気光学パネルの一方の面から他方の面へ向けて光を照射する光源と、
前記光源の光量を前記光検出回路の前記出力信号に基づいて調整する調光回路とを、
備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
複数のデータ線と、
複数の走査線と、
各々が前記データ線と前記走査データの交差に対応して設けられ、電気的な作用によって光学特性が変化する電気光学素子を含む画素回路と、
複数の制御信号を生成する制御回路と、
前記複数の制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を前記複数のデータ線および前記複数の走査線のうち少なくとも一方に出力する駆動回路と、
対象光と外乱光からなる入射光の光量に応じた第１電流を出力する主センサと、前記対象光が入射する面に遮光膜が設けられ前記外乱光の光量に応じた第２電流を出力する共に前記主センサと接続点を介して直列に接続され副センサと、一端が前記接続点に接続され、他端が電源に接続された容量素子と、前記容量素子と並列に設けられ第１信号に基づいてオン・オフするスイッチング素子とを備えた光検出回路を具備し、
前記第１信号を前記複数の制御信号の何れかと兼用したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載した電気光学装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照度を検出可能な正確に環境光を検出可能な光検出回路、これを用いた電気光学装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型又は反透過型の液晶装置では、液晶パネルの背面にバックライトが設けられている。バックライトからの光は、液晶パネルによって変調される。液晶パネルには、複数の画素がマトリクス状に形成されており、画素ごとに透過率を調整することによって、画像が表示される。このような液晶装置において、バックライトの消費電力は大きい。そこで、液晶装置の消費電力を削減するために光検出回路を設け、環境光の大きさに応じてバックライトの強度を調整することがある（例えば、特許文献１及び特許文献２）。さらに部品削減などの目的で、光検出回路を液晶装置のガラス基板上に形成することが知られている（特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６５４０１号公報（請求項１及び図２）
【特許文献２】特開平６−１１７１３号公報（請求項１及び図１）
【特許文献３】特開平２０００−１３１１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガラス基板上に光検出回路を設けると、光検出回路には検出対象の環境光とバックライトから光が入射してしまう。このため、両者を分離する必要がある。簡便にはバックライトの成分から光センサを隔離するために、半導体膜下に適当な遮光性膜を配置することが考えられる。
しかしながら、半導体膜の成膜には凹凸が極めて少ない下地を形成すなど精密な製造工程が必要とされる。このため、半導体膜の下層に遮光膜を配置すると、製造工程が複雑化し歩留まりが低下するなどの懸念がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な製造工程で正確に環境光を検出可能な光検出回路、これを用いた電気光学装置、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光検出回路は、対象光と外乱光とが入射光として入射するものであって、前記入射光の光量に応じた第１電流を出力する主センサと、前記対象光が入射する面に遮光膜が設けられ、前記外乱光の光量に応じた第２電流を出力する副センサとを備え、前記主センサと前記副センサとは接続点を介して直列に接続され、前記接続点から前記第１電流と前記第２電流の差分電流を出力信号として取り出すことを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、副センサに入射する光は背景光のみとなるので、差分電流の大きさは対象光の光量に応じたものとなる。また、遮光膜は、対象光が入射する面に形成すればよいので、光検出回路を簡易に構成することができる。なお、対象光とは、検出の対象となる光の意味であり、例えば、実施形態の環境光が該当する。一方、外乱光とは、検出の対象とならない光の意味であり、例えば、実施形態の背景光が該当する。
【０００７】
また、本発明に係る他の光検出回路は、対象光と外乱光とが入射光として入射するものであって、主センサと副センサが接続点を介して直列に接続された複数の単位回路と、前記副センサの前記対象光が入射する面に設けられた遮光膜とを備え、前記主センサは、前記入射光の光量に応じた第１電流を出力し、前副センサは、前記外乱光の光量に応じた第２電流を出力し、前記複数の単位回路の各々に設けられた前記接続点を相互に接続して、前記第１電流の総電流と前記第２電流の総電流の差分電流を出力信号として取り出す、ことを特徴とする。この発明によれば、複数の主センサと複数の副センサを用いるので、より正確に対象光を検出することができる。また、差分電流の大きさを大きくすることができので、ノイズマージンを向上させることができる。
【０００８】
より好ましい態様としては、前記複数の単位回路を、行方向および列方向の少なくとも一方に沿って配置し、前記主センサと前記副センサとは、前記行方向または前記列方向において、交互に配置することが望ましい。この場合には、主センサと副センサを分散させて配置することができるので、外乱光の照射条件を揃えることができ、また、温度分布の影響、さらには、製造上のバラツキを受け難くすることが可能になる。これにより、対象光の検出精度を大幅に向上させることができる。なお、複数の単体回路をマトリクス状に配置してもよく、この場合、主センサと副センサを千鳥状に配置してもよい。
また、主センサと副センサの具体的な態様としては、前記主センサの光電変換特性と前記副センサの光電変換特性は等しいことが好ましく、さらに、前記主センサおよび前記副センサの各々は、フォトダイオードで構成され、前記フォトダイオードは逆バイアスされる。
【０００９】
また、上述した光検出回路において、一端が前記接続点に接続され、他端が電源に接続された容量素子と、前記容量素子と並列に設けられ、所定周期でオン・オフするスイッチング素子とを備え、前記接続点の電圧信号を出力信号として取り出すことが好ましい。この発明によれば、スイッチング素子によって容量素子の両端は所定周期で短絡されるので、接続点の電圧信号は照度を示す信号となる。一般に、主センサおよび副センサの出力電流は微小であるので、抵抗体を用いて電圧信号を生成するには、大きな抵抗値を有する抵抗体を用いる必要があり、回路面積が増大する。これに対して、容量素子を用いる場合には、微小な電流を充電するのに十分な低容量値の小さい素子で足りる。従って、回路規模を大幅に縮小することができる。また、高抵抗値の抵抗体はアンテナとして作用するのでノイズが混入することがあるが、本発明の光検出回路では容量素子を用いるので、ノイズマージンの大きく正確に照度を検出することができる。
【００１０】
また、上述した光検出回路は、前記電圧信号を周波数信号に変換する電圧周波数変換回路を備え、前記電圧信号の替わりに前記周波数信号を前記出力信号として取り出すことが好ましい。この場合には、光検出回路から周波数信号を出力するので、ノイズマージンが向上し信号の取り扱いが容易になる。
より具体的には、前記電圧周波数変換回路は、前記電圧信号と前記スイッチング素子のオン・オフの周期より短い周期の基準信号との論理積を演算して２値化信号を出力する論理回路を備え、前記２値化信号を前記周波数信号として出力する、ことが好ましい。この構成によれば、論理回路によって周波数信号たる２値化信号を出力できるので、構成を簡易なものにすることができる。
くわえて、光検出回路は、前記２値化信号を計数して、単位時間当たりの計数結果を示す計数データ信号を出力する計数手段を備え、前記計数データ信号を前記出力信号として出力することが好ましい。この場合には、デジタル信号として出力することが可能となる。
【００１１】
次に、本発明に係る電気光学装置は、上述した光検出回路と、複数のデータ線と、複数の走査線と、各々が前記データ線と前記走査データの交差に対応して設けられ、電気的な作用によって透過率が変化する液晶素子を含む複数の画素回路とを有する電気光学パネルと、前記電気光学パネルの一方の面から他方の面へ向けて光を照射する光源と、前記光源の光量を前記光検出回路の前記出力信号に基づいて調整する調光回路とを、備えることを特徴とする。この発明によれば、光検出回路によって検出された環境照度に応じて光源の光量を調整することができるので、例えば明るい場所では光源の発光輝度を高くする一方、暗い場所では光源の発光輝度を低くすることができる。この結果、見やすい画面を表示でき、かつ、消費電力を削減することが可能となる。
【００１２】
次に、本発明に係る他の電気光学装置は、複数のデータ線と、複数の走査線と、各々が前記データ線と前記走査データの交差に対応して設けられ、電気的な作用によって光学特性が変化する電気光学素子を含む画素回路と、複数の制御信号を生成する制御回路と、前記複数の制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を前記複数のデータ線および前記複数の走査線のうち少なくとも一方に出力する駆動回路と、対象光と外乱光からなる入射光の光量に応じた第１電流を出力する主センサと、前記対象光が入射する面に遮光膜が設けられ前記外乱光の光量に応じた第２電流を出力する共に前記主センサと接続点を介して直列に接続され副センサと、一端が前記接続点に接続され、他端が電源に接続された容量素子と、前記容量素子と並列に設けられ第１信号に基づいてオン・オフするスイッチング素子とを備えた光検出回路を具備し、前記第１信号を前記複数の制御信号の何れかと兼用したことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１信号（例えば、実施形態のリセット信号ＲＥＳＥＴ）を生成するための特別な構成が不要となるので、構成を簡易なものにすることができ、電気光学装置のコストを削減することができる。さらに、電気光学パネルに、データ線、走査線、画素回路、駆動回路および光検出回路を備える場合には、電気光学パネルの入力端子数を削減して、狭ピッチ化に対応することが可能となる。また、光検出回路は、前記第１信号より周期の短い第２信号（例えば、実施形態の基準信号ＲＥＦ）との論理積を演算して２値化信号を出力する論理回路を更に有し、前記第１信号および前記第２信号を前記複数の制御信号の何れかと兼用してもよい。この場合には、第１信号および第２信号を生成するための特別な構成が不要となるので、構成を簡易なものにすることができ、電気光学装置のコストを削減することができる。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えることが好ましい。この電子機器としては、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機、及び情報携帯端末等が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜１．第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る電気光学装置は、電気光学材料として液晶を用いる。電気光学装置１は、主要部として液晶パネルＡＡ（電気光学パネルの一例）を備える。液晶パネルＡＡは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する）を形成した素子基板と対向基板とを互いに電極形成面を対向させて、かつ、一定の間隙を保って貼付し、この間隙に液晶が挟持されている。
【００１５】
図１は第１実施形態に係る電気光学装置１の全体構成を示すブロック図である。この電気光学装置１は、液晶パネルＡＡ、調光回路５００、バックライト６００、信号生成回路７００、制御回路８００、画像処理回路９００を備える。この液晶パネルＡＡは透過型であるが、半透過型であってもよい。信号生成回路７００は、リセット信号ＲＥＳＥＴと基準信号ＲＥＦを生成する。これらの信号は光センサ回路３００で用いられる。液晶パネルＡＡは、その素子基板上に画像表示領域Ａ、走査線駆動回路１００、データ線駆動回路２００、光センサ回路３００および計数回路４００を備える。制御回路８００は、Ｘ転送開始パルスＤＸおよびＸクロック信号ＸＣＫを生成してデータ線駆動回路２００に供給すると共に、Ｙ転送開始パルスＤＹおよびＹクロック信号ＹＣＫを生成して走査線駆動回路１００に供給する。画像表示領域Ａには、複数の画素回路Ｐ１がマトリクス状に形成されており、画素回路Ｐ１ごとに透過率を制御することができる。バックライト６００からの光は、画素回路Ｐ１を介して射出される。これによって、光変調による階調表示が可能となる。調光回路５００は、照度データ４００ａに応じた輝度でバックライト６００が発光するように調整する。なお、照度データ４００ａは、環境の照度を示すデータである。
【００１６】
ところで、表示画像の見え易さは環境の明るさによって左右される。例えば、日中の自然光の下では、バックライト６００の発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示する必要がある。一方、夜間の暗い環境の下では、バックライト６００の発光起動が日中ほど高くなくても鮮明な画像を表示することができる。従って、バックライト６００の発光輝度は、環境光の照度に応じて調整することが望ましい。液晶パネルＡＡに設けられた光センサ回路３００および計数回路４００は、環境光の照度を計測するために用いられる。
【００１７】
図２に光センサ回路３００の回路図を示す。この図に示すようにフォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは、高電位側電源ＶＨと低電位側電源ＶＬとの間に直列に接続されている。フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは、例えばＰＩＮダイオードで構成され、逆バイアスされている。フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは半導体領域を形成するプロセス、Ｎ型領域を形成するプロセス、Ｐ型領域を形成するプロセスがあれば作成できるので、画素回路Ｐ１/走査線駆動回路/データ線駆動回路を構成するＴＦＴと同一のプロセスで素子基板上に形成される。フォトダイオード３１０Ａの光電変換特性とフォトダイオード３１０Ｂの光電変換特性は素子基板上で近接させ同一素子サイズにて形成すれば概ね等しい。光電変換特性とは入力する光の量と出力電流の大きさの関係を規定するものである。
【００１８】
フォトダイオード３１０Ａには、環境光と背景光が入射光として入射する。フォトダイオード３１０Ａは、入射光の光量に応じた第１電流ｉ１を出力する。ここで、環境光は計測の対象である対象光に相当し、背景光は計測の対象とならない外乱光に相当する。フォトダイオード３１０Ａは、環境光と外乱光とを含む入射光の光量に応じた第１電流ｉ１を出力する主センサとして機能する。
【００１９】
一方、フォトダイオード３１０Ｂにおいて、環境光が入射する面には遮光膜３５０が設けられている。遮光膜３５０には光を遮る機能がある。従って、フォトダイオード３１０Ｂには環境光が入射せず、背景光のみが入射する。フォトダイオード３１０Ｂは、背景光の光量に応じた第２電流ｉ２を出力する。即ち、フォトダイオード３１０Ｂは、外乱光の光量に応じた第２電流ｉ２を出力する副センサとして機能する。また、遮光膜３５０としては液晶パネルＡの基板上に設けられた膜を利用できる。なぜならば遮光膜３５０は液晶パネルＡの上方から照射される環境光を遮断すればよいからである。よって、遮光膜３５０には配線金属層、(反射型液晶表示装置では)反射金属層などを使用できる。あるいは、カラーフィルタ側に設けられたブラックマトリクス膜を利用してもよい。
【００２０】
フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは、ノードＱを介して接続されており、ノードＱとグランドＧＮＤ（低電位側電源）との間にキャパシタ３２０が設けられている。ノードＱからは、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２の差分電流Δｉ（＝Ｉ１−Ｉ２）がキャパシタ３２０に出力される。ここで、第１電流Ｉ１は環境光成分Ｉａと背景光成分Ｉｂを含み、第２電流Ｉ２は背景光成分Ｉｂのみを含む。従って、差分電流Δｉは、以下の式（１）で与えられる。
Δｉ＝Ｉ１−Ｉ２＝（Ｉａ＋Ｉｂ）−Ｉｂ＝Ｉａ……（１）
【００２１】
但し、式（１）が成り立つためには、フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂに同一光量の背景光が入射し、かつ、フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂの光電変換特性が等しいことが必要である。フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは、同一の製造プロセスで製造されるので、それらの光電変換特性の差は許容される程度のものである。また、フォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは近接して配置されるので、背景光の光量の差も無視することができる。換言すれば、光量差が許容できる程度にフォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂは近接して配置される。差分電流Δｉの大きさは環境光の光量に応じたものとなる。このように本実施形態においては、環境光（対象光）と背景光（外乱光）の光量に応じた電流Ｉ１を出力するフォトダイオード３１０Ａと、環境光を遮断する遮光膜３５０と、背景光（外乱光）の光量に応じた電流Ｉ２を出力するフォトダイオード３１０Ｂとを備え、差分電流Δｉを出力するので、環境光の光量（照度）を正確に検出することができる。しかも、遮光膜３５０は、液晶パネルＡの上方から照射される環境光を遮断すればよいから、半導体膜の上部に設ければよい。このため、製造工程が簡略化され、歩留まりを高めることができる。
【００２２】
また、ノードＱには、スイッチング素子３３０の一端が接続され、その他端がグランドＧＮＤに接続される。キャパシタ３２０には差分電流Δｉによって電荷が蓄積されノードＱの電位が上昇するが、スイッチング素子３３０がオン状態になると、蓄積された電荷が放電されてノードＱの電位がグランドレベルになる。ここで、ＶＨ、ＶＬ、およびＧＮＤの電位の関係は、ＶＨ＞ＧＮＤ＞ＶＬの関係がある。次に、スイッチング素子３３０はＴＦＴによって構成され、そのゲートに供給されるリセット信号ＲＥＳＴがアクティブ（ハイレベル）になるとオン状態になり、リセット信号ＲＥＳＴが非アクティブ（ローレベルになるとオフ状態になる。ノードＱはＮＡＮＤ回路３４０の一方の入力端子に接続され、その他方の入力端子には基準信号ＲＥＦが供給される。基準信号ＲＥＦの周期はリセット信号ＲＥＳＥＴの周期より短い。ＮＡＮＤ回路３４０の出力信号は、３個のインバータ３５０、３６０、および３７０を介してパルス信号３００ａとして出力される。
【００２３】
図３に光センサ回路３００のタイミングチャートを示す。この例では、低照度においてノードＱが出力する差分電流Δｉの値をｉ１、高照度においてノードＱが出力する差分電流Δｉの値をｉ２とする。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間においてリセット信号ＲＥＳＥＴがアクティブになると、スイッチング素子３３０がオン状態となり、キャパシタ３２０の両端が短絡される。この結果、ノードＱの電位はグランドレベルとなる。そして、時刻ｔ２に至ると、スイッチング素子３３０がオフ状態となり、キャパシタ３２０に対する充電が開始される。このため、時刻ｔ２からノードＱの電位が上昇する。この場合、キャパシタ３２０は定電流で充電されるので、ノードＱの電位変化の波形は直線となる。また、電位波形の傾きは、電流値が大きいほど大きくなる。この例では、ｉ１＞ｉ２であるので、立ち上がり時間Ｔａは立ち上がり時間Ｔｂより短くなる。
【００２４】
ＮＡＮＤ回路３４０はノードＱの電位と基準信号ＲＥＦの論理積を演算する論理回路として機能する。このため、差分電流Δｉの値がｉ１の場合には、時刻ｔａから時刻ｔ３までの期間においてパルス信号３００ａが出力され、差分電流Δｉの値がｉ２の場合には、時刻ｔｂから時刻ｔ３までの期間においてパルス信号３００ａが出力される。ここで、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間に発生するパルス信号３００ａの個数を比較すると、電流値がｉ１の場合には８個となり、電流値がｉ２の場合には３個となる。上述したように電流値ｉ１は環境の照度が高く、電流値ｉ２は環境の照度が低い場合に得られる差分電流Δｉの値である。従って、パルス信号３００ａの周波数は環境の照度の指標となり、照度が高い程、周波数が高くなる。換言すれば、光センサ回路３００は、環境の照度を示すパルス信号３００ａを周波数信号として出力する。図３では簡易的に表現したが、実際にはＮＡＮＤ回路３４０の動作点にノードＱの電位が達した時点でパルス信号３００ａが出力される。
【００２５】
フォトダイオード３１０Ａおよび３２０Ｂなどの光電変換素子から出力される電流の値は極めて小さい。電流を電圧に変換するには抵抗体を用いればよいが、微小電流から電圧信号を取り出すには大きな抵抗値を有する抵抗体を形成する必要がある。そのような、抵抗体の占有面積は大きくレイアウトに問題がある。さらに、抵抗体がアンテナとして作用してノイズが混入する可能性があり、正確に照度を検出することが容易でない。本実施形態によれば、キャパシタ３２０を用いて差分電流Δｉを積分して電圧信号に変換するので、小さな占有面積で正確に照度を検出することが可能となる。さらに、基準信号ＲＥＦを外部から供給して、照度を周波数の形態で検出するので、ノイズマージンが向上し信号の取り扱いが容易になる。このようにして得られたパルス信号３００ａは図１に示す計数回路４００に供給される。
【００２６】
図４に、計数回路４００の構成例を示す。計数回路４００は、例えば、リセット信号ＲＥＳＥＴによって計数値がリセットされるカウンタ回路４１０と、カウンタ回路４１０の計数結果を示す計数データをリセット信号ＲＥＳＥＴでラッチするラッチ回路４２０によって構成される。ラッチ回路４２０の出力データは照度データ４００ａとして、調光回路５００に出力される。
【００２７】
次に、画像表示領域Ａについて説明する。画像表示領域Ａには、図５に示されるように、ｍ（ｍは２以上の自然数）本の走査線２が、Ｘ方向に沿って平行に配列して形成される一方、ｎ（ｎは２以上の自然数）本のデータ線３が、Ｙ方向に沿って平行に配列して形成されている。そして、走査線２とデータ線３との交差付近においては、ＴＦＴ５０のゲートが走査線２に接続される一方、ＴＦＴ５０のソースがデータ線３に接続されるとともに、ＴＦＴ５０のドレインが画素電極６に接続される。そして、各画素は、画素電極６と、対向基板に形成される対向電極（後述する）と、これら両電極間に挟持された液晶とによって構成される。この結果、走査線２とデータ線３との各交差に対応して、画素はマトリクス状に配列されることとなる。
また、ＴＦＴ５０のゲートが接続される各走査線２には、走査信号Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍが、パルス的に線順次で印加される。このため、ある走査線２に走査信号が供給されると、当該走査線に接続されるＴＦＴ５０がオンするので、データ線３から所定のタイミングで供給されるデータ信号Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎは、対応する画素に順番に書き込まれた後、所定の期間保持されることとなる。
【００２８】
各画素に印加される電圧レベルに応じて液晶分子の配向や秩序が変化するので、光変調による階調表示が可能となる。例えば、液晶を通過する光量は、ノーマリーホワイトモードであれば、印加電圧が高くなるにつれて制限される一方、ノーマリーブラックモードであれば、印加電圧が高くなるにつれて緩和されるので、電気光学装置１全体では、画像信号に応じたコントラストを持つ光が各画素毎に出射される。このため、所定の表示が可能となる。
また、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、蓄積容量５１が、画素電極６と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に付加される。例えば、画素電極６の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量５１により保持されるので、保持特性が改善される結果、高コントラスト比が実現される。
【００２９】
図６に、走査線駆動回路１００とデータ線駆動回路２００のタイミングチャートを示す。走査線駆動回路１００は、１フレーム（１Ｆ）周期のＹ転送開始パルスＤＹを、Ｙクロック信号ＹＣＫに従って順次シフトして走査信号Ｙ１、Ｙ２、…Ｙｍを生成する。走査信号Ｙ１〜Ｙｍは各水平走査期間（１Ｈ）において順次アクティブとなる。データ線駆動回路２００は、水平走査周期のＸ転送開始パルスＤＸをＸクロック信号ＸＣＫに従って転送して、サンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎを内部的に生成する。そして、データ線駆動回路２００は、画像信号ＶＩＤをサンプリング信号Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎを用いてサンプリングしてデータ信号Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｎを生成する。
【００３０】
このように本実施形態においては、光検出回路３００を用いてバックライト６００の発光輝度を調整したので、環境照度に応じて画面の明るさを制御することが可能となり、電気光学装置１の消費電力を削減することができる。また、ＴＦＴ等の素子を用いて液晶パネルＡＡに光センサ回路３００および計数回路４００を形成したので、電気光学装置１を大幅に小型化することができる。さらに、光検出回路３００は、差分電流Δｉをキャパシタ３２０で充電して環境の照度に応じた信号を取り出したので、正確に照度を検出することができる。くわえて、光センサ回路３００の最終的な出力信号はパルス信号３００ａとして与えられるので、単位時間当たりのパルス数を計測することによって、簡易に照度データ４００ａを得ることができる。
【００３１】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る電気光学装置１について説明する。第２実施形態の電気光学装置１は、リセット信号ＲＥＳＥＴの替わりにＹ転送開始パルスＤＹを用いる点、および基準信号ＲＥＦの替わりにＹクロック信号ＹＣＫを用いる点を除いて、第１実施形態の電気光学装置１と同様に構成されている。
図７に第２実施形態に係る電気光学装置１の構成を示す。この図に示すように本実施形態の電気光学装置１では、信号生成回路７００が省略される。これは、リセット信号ＲＥＳＥＴをＹ転送開始パルスＤＹで兼用し、基準信号ＲＥＦをＹクロック信号ＹＣＫで兼用したからである。なお、リセット信号ＲＥＳＥＴの替わりにＸ転送開始パルスＤＸを用い、基準信号ＲＥＦの替わりにＸクロック信号ＸＣＫを用いてもよい。すなわち、画素回路Ｐ１を駆動するための各種信号をリセット信号ＲＥＳＥＴおよび基準信号ＲＥＦと兼用してもよい。
【００３２】
但し、Ｙクロック信号ＹＣＫはＸクロック信号ＸＣＫよりも周波数が低いため、消費電力を低減する観点から、Ｙ転送開始パルスＤＹおよびＹクロック信号ＹＣＫをリセット信号ＲＥＳＥＴおよび基準信号ＲＥＦの替わりに用いることが好ましい。また、環境照度の変化は、Ｙ転送開始パルスＤＹの周期である１フレーム周期と比較して十分長いので、Ｙ転送開始パルスＤＹおよびＹクロック信号ＹＣＫを用いても、環境照度の変化に追随してバックライト６００の発光輝度を調整することが可能となる。
【００３３】
このように本実施形態においては、画素回路Ｐ１を駆動するための各種信号をリセット信号ＲＥＳＥＴおよび基準信号ＲＥＦと兼用したので、光センサ回路３００を動作させるために、特別な信号を生成する必要がなくなる。この結果、信号生成回路６００を省略して構成を簡易にすることができる。また、リセット信号ＲＥＳＥＴおよび基準信号ＲＥＦを液晶パネルＡＡに供給するために入力端子を設ける必要がなくなるので、入力端子の狭ピッチ化に対応することができる。
なお、上述した各実施形態において、光センサ回路３００は、パルス信号３００ａを出力したが、ノードＱの電位を電圧信号として出力してもよい。この電圧信号の実効値は照度に応じた値となる。従って、調光回路５００は電圧信号に基づいてバックライト６００の発光輝度を制御すればよい。また、上述した各実施形態において環境の照度を検出する光検出回路に、光センサ回路３００のみならず計数回路４００を含めて考えてもよいことは勿論である。
【００３４】
＜３．光センサ回路の変形例＞
次に、光センサ回路３００の変形例について説明する。以下に述べる光センサ回路３０１および３０２は、上述した第１実施形態および第２実施形態の光センサ回路３００と置き換えることが可能である。
（１）第１変形例
図８は、第１変形例にかかわる光センサ回路３０１の回路図である。同図に示す光センサ回路３０１は、複数のフォトダイオード３１０Ａおよび３１０Ｂが用いられる点を除いて、図２に示す光センサ回路３００と同様に構成されている。光センサ回路３０１のセンサ部３１は、複数の単位回路Ｕから構成される。複数の単位回路Ｕの各々は、フォトダイオード３１０Ａおよびフォトダイオード３１０Ｂを備える。フォトダイオード３１０Ａおよびフォトダイオード３１０Ｂの接続点であるノードＱは相互に接続され、そこから差分電流Δｉが取り出される。
【００３５】
この場合、差分電流Δｉは、複数のフォトダイオード３１０Ａの各々から出力される第１電流Ｉ１の総和と複数のフォトダイオード３１０Ｂの各々から出力される第２電流Ｉ２の総和の差分として与
えられる。このように複数の単位回路Ｕを用いることによって、より精度の高い差分電流Δｉを生成することができ、環境光の検出精度を向上させることができる。
【００３６】
（２）第２変形例
図９は、第２変形例にかかわる光センサ回路３０２の回路図である。同図に示す光センサ回路３０２は、センサ部３１の替わりにセンサ部３２を用いる点を除いて、図８に示す光センサ回路３０１と同様に構成されている。
図８のセンサ部３１では、フォトダイオード３１０Ａとフォトダイオード３１０Ｂが各々列方向に並んでいた。このように入射光を検出するフォトダイオード３１０Ａ（主センサ）と背景光を検出するフォトダイオード３１０Ｂ（副センサ）の各々が独立して隣接するように配置されると、フォトダイオード３１０Ａに入射する背景光とフォトダイオード３１０Ｂに入射する背景光の照射状況が相違する可能性がある。また、製造上のバラツキにより光電変換特性に差異が見られることもあり得る。さらには、温度分布の相違によりフォトダイオード３１０Ａの背景光成分Ｉｂとフォトダイオード３１０Ｂの背景光成分Ｉｂに差異が見られることもあり得る。
【００３７】
そこで、変形例２では、単位回路Ｕをマトリクス状に配置して、列方向にフォトダイオード３１０Ａとフォトダイオード３１０Ｂが交互に配置されるようにした。これにより、フォトダイオード３１０Ａとフォトダイオード３１０Ｂが微小領域で分散されて配置されることになり、背景光の照射状況や温度分布を揃えることが可能となる。この結果、より正確に環境光を検出することが可能となる。
なお、図１０に示すようにフォトダイオード３１０Ａとフォトダイオード３１０Ｂとを千鳥状に配置したセンサ部３３を用いてもよい。
【００３８】
＜４．電子機器＞
次に、上述した実施形態および変形例に係る電気光学装置１を適用した電子機器について説明する。図１１に、電気光学装置１を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。
図１２に、電気光学装置１を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１に表示される画面がスクロールされる。
図１３に、電気光学装置１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal  Digital  Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１に表示される。
なお、電気光学装置１が適用される電子機器としては、図１１〜図１３に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置１が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気光学装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同装置の光センサ回路３００の構成例を示すブロック図である。
【図３】同回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】同装置の計数回路４００の構成例を示すブロック図である。
【図５】同装置の画像表示領域Ａの構成例を示す回路図である。
【図６】同装置の走査線駆動回路１００およびデータ線駆動回路２００の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電気光学装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図８】第１変形例に係る光センサ回路３０１の構成を示す回路図である。
【図９】第２変形例に係る光センサ回路３０１の構成を示す回路図である。
【図１０】同回路に用いるセンサ部の他の例を示す回路図である。
【図１１】同電気光学装置１を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図１２】同電気光学装置１を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。
【図１３】同電気光学装置１を適用した電子機器の一例たる携帯情報端末の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…電気光学装置、２…走査線、３…データ線、１００…走査線駆動回路、２００…データ線駆動回路、３００…光センサ回路、３１０Ａ…フォトダイオード（主センサ）、３１０Ｂ…フォトダイオード（副センサ）、Ｉ１…第１電流、Ｉ２…第２電流、Δｉ…差分電流、Ｕ…単位回路、３２０…キャパシタ、３３０…スイッチング素子、３４０…ＮＡＮＤ回路、Ｐ１…画素回路、４００…計数回路。
【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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