(57)【要約】【課題】光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することが可能な光量検出装置を提供する。【解決手段】この光量検出装置１は、抵抗素子１３と、ｎ型の薄膜トランジスタにより構成される光センサ２１と、容量２２とを備え、抵抗素子１３の一方端１３ａは、電源電位（ＶＤＤ）に接続され、抵抗素子１３の他方端１３ｂには、光センサ２１のソースＳと、容量２２の一方電極２２ａとが並列に接続され、電源電位（ＶＤＤ）により抵抗素子１３を介して容量２２を充電する際の充電電圧に基づいて光量を測定する。【選択図】図２
2008096242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体と、
薄膜トランジスタにより構成される光センサと、
容量とを備え、
前記抵抗体の一方端は、第１基準電位に接続され、
前記抵抗体の他方端には、前記光センサのソース／ドレインの一方と、前記容量の一方電極とが並列に接続され、
前記第１基準電位により前記抵抗体を介して前記容量を充電する際の充電電圧に基づいて光量を測定する、光量検出装置。
【請求項２】
前記容量の一方電極に接続され、前記容量の一方電極の充電電圧と比較電圧とを比較する比較器をさらに備え、
前記充電電圧が前記比較電圧と同じになった時に前記比較器から出力される出力信号に基づいて充電時間を測定することにより前記光量を測定する、請求項１に記載の光量検出装置。
【請求項３】
前記容量の一方電極に接続され、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータをさらに備える、請求項１に記載の光量検出装置。
【請求項４】
一定時間後における前記充電電圧を前記Ａ／Ｄコンバータにより測定して前記一定時間当たりにおける前記充電電圧の値の変化量に基づいて前記光量を測定する、請求項３に記載の光量検出装置。
【請求項５】
前記抵抗体の他方端と前記Ａ／Ｄコンバータの出力とに接続される制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記一定時間を計測するタイマを含む、請求項４に記載の光量検出装置。
【請求項６】
前記光センサのソース／ドレインの他方と前記容量の他方電極とは、前記第１基準電位に比べて低電位の第２基準電位に接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量検出装置。
【請求項７】
前記容量の一方電極と、前記第１基準電位に比べて低電位の第２基準電位との間に配置されたスイッチ回路をさらに備え、
前記スイッチ回路は、オン状態の時に前記容量の一方電極と前記第２基準電位とを接続して前記容量を放電させるとともに、オフ状態の時に前記容量の一方電極と前記第２基準電位との接続を切断して前記容量を充電する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光量検出装置。
【請求項８】
前記抵抗体および前記容量により積分回路が構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光量検出装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光量検出装置を備えた、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量検出装置およびそれを備えた液晶表示装置に関し、特に、薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置およびそれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置を備えた携帯電話などの電子機器は、日中や夜間などのように外光の条件が異なる環境下で使用されることが多いので、外光を検出し、外光の明るさに応じて液晶表示装置の画面の明るさや画質を制御するのが好ましい。そこで、従来、外光の検出を液晶表示装置の表示パネル上に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成された光センサを含む光量検出装置によって行う方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、上記特許文献１において提案された従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置の回路図である。まず、図６を参照して、従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置２００の回路構成について説明する。この光量検出装置２００では、電源電位（ＶＤＤ）に、容量２０１の一方電極２０１ａと、ｎ型の薄膜トランジスタにより構成される第１スイッチングトランジスタ２０２のソースＳとが接続されている。また、容量２０１の他方電極２０１ｂと、第１スイッチングトランジスタ２０２のドレインＤとは、ｐ型の薄膜トランジスタにより構成される第２スイッチングトランジスタ２０３のゲートＧおよびｎ型の薄膜トランジスタにより構成される光センサ２０４のソースＳにノードｎ１を介して接続されている。また、第２スイッチングトランジスタ２０３のソースＳは、電源電位（ＶＤＤ）に接続されるとともに、ドレインＤは、ｎ型の薄膜トランジスタにより構成される抵抗体２０５のソースＳに接続されている。また、光センサ２０４のドレインＤと抵抗体２０５のドレインＤとは接地されている。また、光量検出装置２００の出力信号Ｖｏｕｔは、第２スイッチングトランジスタ２０３と抵抗体２０５との間のノードｎ２を介して出力される。
【０００４】
図７は、従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと第２スイッチングトランジスタのゲートの電圧の特性とを表した図である。次に、図６および図７を参照して、従来の薄膜トランジスタを備えた光量検出装置２００の動作について説明する。
【０００５】
まず、図７に示すように、第１スイッチングトランジスタ２０２のゲートＧに所定の電圧Ｖｐｕｌｓｅ（Ｈレベル）を一定期間印加することにより、第１スイッチングトランジスタ２０２は、一定期間オン状態を維持する。これにより、容量２０１には電源電位（ＶＤＤ）が充電される。
【０００６】
次に、第１スイッチングトランジスタ２０２のゲートＧの電圧ＶｐｕｌｓｅがＬレベル（０Ｖ）になることにより、第１スイッチングトランジスタ２０２は、オフ状態になる。このとき、容量２０１の他方電極２０１ｂに接続されているノードｎ１の電位は、電源電位（ＶＤＤ）であるので、ノードｎ１に接続されている第１スイッチングトランジスタ２０２のドレインＤ、光センサ２０４のソースＳおよび第２スイッチングトランジスタ２０３のゲートＧの電位は、電源電位（ＶＤＤ）になっている。したがって、この状態では、ｐ型の薄膜トランジスタからなる第２スイッチングトランジスタ２０３は、オフ状態になっている。
【０００７】
光センサ２０４に光が照射されると、光センサ２０４のソースＳからドレインＤに向けて漏れ電流が発生する。この漏れ電流の大きさは、光の強度が大きいほど大きくなる。なお、光センサ２０４のゲートＧには一定の電圧Ｖｂｉａｓが印加されている。光センサに光が照射されることにより発生する漏れ電流によって、容量２０１に蓄えられた電荷が光センサ２０４のドレインＤから放電され、図７の実線ｃ０で示すようにノードｎ１の電位がＶＤＤから降下していく。
【０００８】
また、ｐ型の薄膜トランジスタにより構成される第２スイッチングトランジスタ２０３のゲートは、ノードｎ１に接続されており、光センサ２０４の漏れ電流による放電によりノードｎ１の電位が降下して第２スイッチングトランジスタ２０３のゲートのしきい値電圧（ＶＴＨ）以下になると、第２スイッチングトランジスタ２０３がオン状態になる。
【０００９】
なお、抵抗体２０５のゲートＧには一定の電圧Ｖａが印加されており、抵抗体２０５は、抵抗値が一定の抵抗素子としての機能を有する。これにより、第２スイッチングトランジスタ２０３がオン状態になった後にＶｏｕｔとして出力される電圧は、電源電位（ＶＤＤ）と接地（ＧＮＤ）との電位差の間の電圧となる。
【００１０】
また、光センサ２０４は、照射される光量が大きいほど漏れ電流が大きくなるので、図７の１点鎖線ｃ１に示すように、照射される光量が実線ｃ０で示される場合に比べて小さいときは、ノードｎ１における電位の降下の傾きは小さくなる。つまり、光センサ２０４に照射される光量が大きいほど第２スイッチングトランジスタ２０３がオン状態になるまでの時間が短くなり、逆に、光センサ２０４に照射される光量が小さいほど第２スイッチングトランジスタ２０３がオン状態になるまでの時間が長くなる。したがって、第１スイッチングトランジスタ２０２のゲートＧに印加する所定の電圧ＶｐｕｌｓｅをＬレベルにして、第１スイッチングトランジスタ２０２をオフ状態にした時点から第２スイッチングトランジスタ２０３がオン状態になるまでの時間を測定することにより、光センサ２０４に照射される光量の大小を測定することが可能になる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２９８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載の光量検出装置２００では、光センサ２０４のソースＳが、第２スイッチングトランジスタ２０３のゲートＧに電気的に接続されているために、光センサ２０４に照射される光にノイズが含まれているときには、このノイズの影響が第２スイッチングトランジスタ２０３のゲートＧに直接伝わる。このため、光量検出装置２００が光センサ２０４に照射される光のノイズの影響を受けやすいという問題点がある。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することが可能な光量検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１４】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光量検出装置は、抵抗体と、薄膜トランジスタにより構成される光センサと、容量とを備え、抵抗体の一方端は、第１基準電位に接続され、抵抗体の他方端には、光センサのソース／ドレインの一方と、容量の一方電極とが並列に接続され、第１基準電位により抵抗体を介して容量を充電する際の充電電圧に基づいて光量を測定する。
【００１５】
この第１の局面による光量検出装置では、上記のように、容量を第１基準電位により抵抗体を介して充電することによって、容量は、抵抗体があるために急速ではなく緩やかに充電されるので、光センサに照射される光に含まれるノイズの成分を容量が充電される間に平均化することができる。これにより、光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することができる。
【００１６】
上記第１の局面による光量検出装置において、好ましくは、容量の一方電極に接続され、容量の一方電極の充電電圧と比較電圧とを比較する比較器をさらに備え、充電電圧が比較電圧と同じになった時に比較器から出力される出力信号に基づいて充電時間を測定することにより光量を測定する。このように比較器を用いるように構成すれば、容易に光センサに照射される光量の測定を行うことができる。
【００１７】
上記第１の局面による光量検出装置において、好ましくは、容量の一方電極に接続され、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータをさらに備える。このように構成すれば、第１基準電位によって容量の充電を行う場合に、光センサに照射される光量の大小によって一定時間当たりに容量に充電できる充電量が異なるので、光センサに照射される光量の大小を、第１基準電位によって容量の充電を開始したときから一定時間経過後の容量の充電電圧の変化量としてＡ／Ｄコンバータにより測定することができる。
【００１８】
この場合、好ましくは、一定時間後における充電電圧をＡ／Ｄコンバータにより測定して一定時間当たりにおける充電電圧の値の変化量に基づいて光量を測定する。このように構成すれば、光量の測定は、定期的な処理によって行われるので、不定期的な処理を光量検出装置の外部から割り込みさせるための複雑な処理を行う必要がなくなる。これにより、光量検出装置の制御を簡単化することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、抵抗体の他方端とＡ／Ｄコンバータの出力とに接続される制御部をさらに備え、制御部は、一定時間を計測するタイマを含む。このように構成すれば、制御部に含まれるタイマが一定時間を計測することにより一定時間毎の容量の充電電圧の測定が行われるので、容易に、光センサに照射される光量の測定を行うことができる。
【００２０】
上記第１の局面による光量検出装置において、好ましくは、光センサのソース／ドレインの他方と容量の他方電極とは、第１基準電位に比べて低電位の第２基準電位に接続されている。このように構成すれば、光センサのソース／ドレインの一方と他方、および、容量の一方電極と他方電極との間に電位差ができるので、容易に、光センサのソース／ドレインの一方から他方に漏れ電流を流すことができるとともに、容量の放電を行うことができる。
【００２１】
上記第１の局面による光量検出装置において、好ましくは、容量の一方電極と、第１基準電位に比べて低電位の第２基準電位との間に配置されたスイッチ回路をさらに備え、スイッチ回路は、オン状態の時に容量の一方電極と第２基準電位とを接続して容量を放電させるとともに、オフ状態の時に容量の一方電極と第２基準電位との接続を切断して容量を充電する。このように構成すれば、スイッチ回路のオン状態の時には、容易に容量の放電を行うことができるとともに、スイッチ回路がオフ状態の時には、容易に容量の充電を行うことができる。
【００２２】
上記第１の局面による光量検出装置において、好ましくは、抵抗体および容量により積分回路が構成されている。このように構成すれば、第１基準電位による容量の充電は、抵抗体および容量から構成される積分回路により急速ではなく緩やかに行われるので、容易に、光センサに照射される光に含まれるノイズの成分を容量が充電される間に平均化することができる。
【００２３】
この発明の第２の局面による液晶表示装置は、上記第１の局面による光量検出装置を備える。このように構成すれば、光センサに照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することが可能な光量検出装置を含む液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光量検出装置を備えた液晶表示装置の平面図である。図２は、本発明の第１実施形態による光量検出装置の回路図である。まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による光量検出装置１の構成について説明する。
【００２６】
第１実施形態による光量検出装置１は、図１に示すように、液晶表示装置１００内に配置されている。また、液晶表示装置１００は、液晶表示パネル５０を含んでいる。また、光量検出装置１の光量検出部２０は、液晶表示パネル５０内に設置されており、光量検出装置１の駆動ＩＣ部１０は、液晶表示パネル５０の外部に設置されている。
【００２７】
液晶表示パネル５０のガラス基板５１上には、光量検出装置１の光量検出部２０と、表示部５２と、Ｈドライバ５３と、Ｖドライバ５４とが形成されている。Ｈドライバ５３は、ドレイン線を駆動（走査）するために設けられているとともに、Ｖドライバ５４は、ゲート線を駆動（走査）するために設けられている。また、表示部５２には、画素６０がマトリクス状に配置されている。なお、表示部５２には、簡略化のために１画素分の構成のみを示している。各々の画素６０は、ｎチャネルトランジスタ６１、画素電極６２、画素電極６２に対向配置された各画素６０に共通の対向電極６３、画素電極６２と対向電極６３との間に挟持された液晶６４、および、補助容量６５によって構成されている。そして、ｎチャネルトランジスタ６１のドレインＤはドレイン線に接続されているとともに、ソースＳは画素電極６２と補助容量６５の一方の電極とに接続されている。このｐチャネルトランジスタ６１のゲートＧはゲート線に接続されている。
【００２８】
ここで、本実施形態では、液晶表示パネル５０の外部に設置された駆動ＩＣ部１０は、図１および図２に示すように、ＣＰＵ１１と、スイッチ回路１２と、抵抗素子１３と、コンパレータ１４とを含んでいる。なお、ＣＰＵ１１および抵抗素子１３は、それぞれ、本発明の「制御部」および「抵抗体」の一例である。また、コンパレータ１４は、本発明の「比較器」の一例である。また、図２に示すように、ＣＰＵ１１は、スイッチ回路１２の制御端子と、コンパレータ１４の出力側に接続されている。ＣＰＵ１１は、スイッチ回路１２へのスタート制御信号として、Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号と、Ｌ（Ｌｏｗ）レベルの信号とを生成する機能を有する。これにより、スイッチ回路１２のオン／オフを制御する。なお、スイッチ回路１２は、スタート制御信号のＨレベルの信号によりオフ状態になるとともに、スタート制御信号のＬレベルの信号によりオン状態になるように設定されている。また、ＣＰＵ１１は、スイッチ回路１２がオフ状態になった時点（後述する容量２２に充電が開始される時点）から、コンパレータ１４の比較電圧と後述する容量２２の充電電圧とが同じになるまでの時間を計測するタイマ１１ａを有する。また、コンパレータ１４は、コンパレータ１４に入力される信号の電圧が比較電圧以下であればＬ（Ｌｏｗ）レベルの信号を出力し、コンパレータ１４に入力される信号の電圧が比較電圧以上であればＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力する機能を有する。また、抵抗素子１３の一方端１３ａは、電源電位（ＶＤＤ）に接続されるとともに、他方端１３ｂは、スイッチ回路１２の一方端子に接続されている。また、スイッチ回路１２の他方端子は、接地されている。
【００２９】
また、図２に示すように、光量検出部２０は、ｎ型の薄膜トランジスタにより構成される光センサ２１と、容量２２とを含んでいる。また、光センサ２１のソースＳと容量２２の一方電極２２ａとは、互いに接続されるとともに抵抗素子１３の他方端１３ｂに接続されている。なお、第１実施形態では、抵抗素子１３および容量２２により積分回路が構成されている。積分回路は、抵抗素子１３を含んでいるために、抵抗素子１３がない場合に比べて急速ではなく緩やかに容量２２の充電が行われるという特徴を有する。また、抵抗素子１３の抵抗値を変えることによって、充電に要する時間を変えることが可能になる。また、光センサ２１のドレインＤと容量２２の他方電極２２ｂとは、接地されている。また、容量２２の一方電極２２ａは、コンパレータ１４に接続されている。
【００３０】
図３は、本発明の第１実施形態による光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと、容量の電圧の特性とを表した図である。次に、図２および図３を参照して、本発明の第１実施形態による光量検出装置１の動作について説明する。
【００３１】
まず、図３に示すように、Ｌレベルのスタート制御信号を一定期間維持することにより、スイッチ回路１２を一定期間オン状態に維持する。これにより、容量２２の一方電極２２ａがスイッチ回路１２を介して接地されるので、容量２２の放電が行われる。次に、スタート制御信号をＨレベルに立ち上げることにより、スイッチ回路１２をオフ状態にする。これにより、容量２２は、抵抗素子１３を介して電源電位（ＶＤＤ）により充電される。
【００３２】
この容量２２に充電している状態で、図２に示すように、光センサ２１に光が照射されると、光センサ２１のソースＳからドレインＤに向けて漏れ電流が発生する。この漏れ電流の大きさは、光の強度が大きいほど大きくなる。なお、ｎ型の薄膜トランジスタからなる光センサ２１のゲートＧには一定の電圧−Ｖｇが印加されており、光センサ２１を構成するｎ型の薄膜トランジスタは、オフ状態となっている。光センサ２１に光が照射されることにより発生する漏れ電流によって、容量２２の充電に要する時間は遅延されながらも、図３の実線ａ０で示すように、容量２２の充電電圧Ｃｗは、時間の経過とともに上昇していく。
【００３３】
そして、図３に示すように、時間Ｔ０の経過後、容量２２の充電電圧Ｃｗがコンパレータ１４の比較電圧と同じになり、コンパレータ１４からは、Ｈレベルの信号が出力される。容量２２の充電電圧Ｃｗが比較電圧と同じになるまでに要する時間Ｔ０は、ＣＰＵ１１のタイマ１１ａによって測定される。
【００３４】
また、容量２２の充電に要する時間の遅延の程度は、光センサ２１に照射される光量によって変化する。すなわち、光センサ２１に照射される光量が大きければ、漏れ電流が大きくなるので、遅延の程度は大きくなり、逆に光センサ２１に照射される光量が小さければ、漏れ電流が小さくなるので、遅延の程度は小さくなる。図３の１点鎖線ａ１に示すように、照射される光量が実線ａ０で示される場合より大きいときは、容量２２の充電電圧Ｃｗの傾きは小さくなり、容量２２の充電電圧Ｃｗが比較電圧と同じになるまでの時間Ｔ１は、Ｔ０に比べて長くなる。つまり、光センサ２１に照射される光量が大きいほどコンパレータ１４からＨレベルの信号が出力されるまでの時間が長くなり、逆に、光センサに照射される光量が小さいほどコンパレータ１４からＨレベルの信号が出力されるまでの時間が短くなる。したがって、容量２２の充電の開始からコンパレータ１４からＨレベルの信号が出力されるまでの時間の長短によって、光センサ２１に照射される光量の大小が測定される。
【００３５】
第１実施形態では、上記のように、容量２２を電源電位（ＶＤＤ）により抵抗素子１３を介して充電することによって、容量２２は、抵抗素子１３があるために急速ではなく緩やかに充電されるので、光センサ２１に照射される光に含まれるノイズの成分を容量２２が充電される間に平均化することができる。これにより、光センサ２１に照射される光のノイズの影響を抑制しながら光量を測定することができる。
【００３６】
また、第１実施形態では、上記のように、容量２２の一方電極２２ａに接続され、容量２２の一方電極２２ａの充電電圧と比較電圧とを比較するコンパレータ１４を備え、充電電圧が比較電圧と同じになった時にコンパレータ１４から出力される出力信号に基づいて充電時間を測定することにより光量を測定するように構成することによって、容易に光センサに照射される光量の測定を行うことができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、上記のように、光センサ２１のドレインＤと容量２２の他方電極２２ｂとは、接地されているので、光センサ２１のソースＳとドレインＤ、および、容量２２の一方電極２２ａと他方電極２２ｂとの間に電位差ができるので、容易に、光センサ２１のソースＳからドレインＤに漏れ電流を流すことができるとともに、容量２２の放電を行うことができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、上記のように、容量２２の一方電極２２ａと、接地（ＧＮＤ）との間に配置されたスイッチ回路１２を備え、スイッチ回路１２は、オン状態の時に容量２２の一方電極２２ａを接地して容量２２を放電させるとともに、オフ状態の時に容量２２の一方電極２２ａと接地の接続を切断して容量２２を充電するように構成することによって、スイッチ回路１２のオン状態の時には、容易に容量２２の放電を行うことができるとともに、スイッチ回路１２がオフ状態の時には、容易に容量２２の充電を行うことができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、上記のように、抵抗素子１３および容量２２により積分回路を構成することによって、電源電位（ＶＤＤ）による容量２２の充電は、抵抗素子１３および容量２２から構成される積分回路により急速ではなく緩やかに行われるので、容易に、光センサ２１に照射される光に含まれるノイズの成分を容量２２が充電される間に平均化することができる。
【００４０】
また、第１実施形態では、上記のように、光量検出装置１は、液晶表示パネル５０を含む液晶表示装置１００に設けられており、光センサ２１および容量２２は、液晶表示パネル５０内に配置されるとともに、抵抗素子１３は、液晶表示パネル５０の外部に配置されている。このように抵抗素子１３を液晶表示パネル５０の外部に配置することによって、液晶表示パネル５０上に抵抗素子１３を形成する場合に比べて抵抗素子１３の製造時における性能のばらつきを小さくすることができるので、光量検出装置１の検出精度を高めることができる。
【００４１】
なお、抵抗素子１３を含む駆動ＩＣ部１０のすべてまたは一部をＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術により液晶表示パネル５０上に形成する構成としてもよい。これにより、半導体部品点数の削減、組立の簡便化ができるとともに、外部回路基板も縮小できるので、全体として小型化および軽量化を実現することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態による光量検出装置の回路図である。図４を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、コンパレータ１４の代わりにＡ／Ｄコンバータ１５を備えた光量検出装置２について説明する。
【００４３】
この第２実施形態による光量検出装置２では、図４に示すように、光センサ２１のソースＳおよび容量２２の一方電極２２ａと、ＣＰＵ１１との間には、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１５が配置されている。また、ＣＰＵ１１は、容量２２の充電の開始から一定時間Ｔを計測するためのタイマ１１ｂを含んでいる。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００４４】
図５は、本発明の第２実施形態による光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと、容量の電圧の特性とを表した図である。次に、図４および図５を参照して、本発明の第２実施形態による光量検出装置２の動作について説明する。
【００４５】
まず、図５に示すように、Ｌレベルのスタート制御信号を一定期間維持することにより、スイッチ回路１２を一定期間オン状態に維持する。これにより、容量２２の一方電極２２ａがスイッチ回路１２を介して接地されるので、容量２２の放電が行われる。次に、スタート制御信号をＨレベルに立ち上げることにより、スイッチ回路１２をオフ状態にする。これにより、容量２２は、抵抗素子１３を介して電源電位（ＶＤＤ）により充電される。
【００４６】
この容量２２に充電している状態で光センサ２１に光が照射されると、光センサ２１のソースＳからドレインＤに向けて漏れ電流が発生する。なお、ｎ型の薄膜トランジスタからなる光センサ２１のゲートＧには一定の電圧−Ｖｇが印加されており、光センサ２１を構成するｎ型の薄膜トランジスタは、オフ状態となっている。また、第２実施形態では、容量２２の充電電圧Ｃｗは、Ａ／Ｄコンバータ１５によりデジタル信号に変換された後ＣＰＵ１１によって測定される。光センサ２１に光が照射されることにより発生する漏れ電流によって、容量２２の充電に要する時間は、光センサ２１に光が照射されない場合に比べて遅延されながらも、図５の実線ｂ０で示すように、Ａ／Ｄコンバータ１５の出力は、時間の経過とともに上昇していく。この第２実施形態では、ＣＰＵ１１のタイマ１１ｂにより、容量２２の充電の開始から一定時間Ｔを計測するとともに、一定時間Ｔが経過した時点の容量２２の充電電圧ＣｗがＡ／Ｄコンバータ１５を介してＣＰＵ１１によって測定される。
【００４７】
また、図５の１点鎖線ｂ１に示すように、照射される光量が実線ｂ０で示される場合より大きいときは、Ａ／Ｄコンバータ１５の出力（容量２２の充電電圧Ｃｗ）の傾きは小さくなり、一定時間Ｔ当たりの容量２２の充電電圧Ｃｗの変化量ΔＶ１は、実線ｂ０で示される場合のΔＶ０に比べて小さくなる。つまり、光センサ２１に照射される光量が大きいほど、漏れ電流も大きくなるので、一定時間Ｔ当たりの充電電圧Ｃｗの変化量ΔＶ０が小さくなる。したがって、一定時間Ｔ経過後のＡ／Ｄコンバータ１５の出力（容量２２の充電電圧Ｃｗ）によって、光センサ２１に照射される光量の大小が測定される。
【００４８】
第２実施形態では、上記のように、容量２２の一方電極２２ａに接続され、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１５を備えることによって、電源電位（ＶＤＤ）によって容量２２の充電を行う場合に、光センサ２１に照射される光量の大小によって一定時間Ｔ当たりに容量２２に充電できる充電量が異なるので、光センサ２１に照射される光量の大小を、電源電位（ＶＤＤ）によって容量２２の充電を開始したときから一定時間Ｔ経過後の容量２２の充電電圧の変化量としてＡ／Ｄコンバータ１５により測定することができる。
【００４９】
また、第２実施形態では、上記のように、一定時間Ｔ経過後における充電電圧ＣｗをＡ／Ｄコンバータ１５により測定して一定時間Ｔ当たりにおける充電電圧Ｃｗの値の変化量に基づいて光量を測定することによって、光量の測定は、定期的な処理によって行われるので、不定期的な処理を光量検出装置２の外部から割り込みさせるための複雑な処理を行う必要がなくなる。これにより、光量検出装置２の制御を簡単化することができる。
【００５０】
また、第２実施形態では、上記のように、抵抗素子１３の他方端１３ｂとＡ／Ｄコンバータ１５の出力とに接続されるＣＰＵ１１を備え、ＣＰＵ１１は、一定時間を計測するタイマ１１ｂを含むことによって、ＣＰＵ１１に含まれるタイマが一定時間を計測することにより一定時間Ｔ毎の容量２２の充電電圧Ｃｗの測定がＡ／Ｄコンバータ１５の出力を介して行われるので、容易に、光センサ２１に照射される光量の測定を行うことができる。
【００５１】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５３】
たとえば、上記実施形態では、ｎ型の薄膜トランジスタにより構成される光センサを用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、ｐ型の薄膜トランジスタにより構成される光センサを用いてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、容量を表示パネル上に配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、容量を表示パネルの外部に配置してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、光センサのドレインと容量の他方電極とが接地されている例を示したが、本発明はこれに限らず、光センサのドレインと容量の他方電極とを接地電位（ＧＮＤ）以外の電源電位（ＶＤＤ）よりも低電位の基準電位に接続してもよい。また、光センサのドレインと容量の他方電極とを、それぞれ、電源電位（ＶＤＤ）より低電位の異なる基準電位に接続してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態による光量検出装置を備えた液晶表示装置の平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光量検出装置の回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと、容量の電圧の特性とを表した図である。
【図４】本発明の第２実施形態による光量検出装置の回路図である。
【図５】本発明の第２実施形態による光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと、容量の電圧の特性とを表した図である。
【図６】従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置の回路図である。
【図７】従来の薄膜トランジスタにより構成される光センサを備えた光量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートと第２スイッチングトランジスタのゲートの電圧の特性とを表した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１  ＣＰＵ（制御部）
１１ａ  タイマ
１１ｂ  タイマ
１２  スイッチ回路
１３  抵抗素子（抵抗体）
１４  コンパレータ（比較器）
１５  Ａ／Ｄコンバータ
２１  光センサ
２２  容量
【図１】
2008096242.tif 000003
【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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