(57)【要約】【課題】画素部に設けた光センサ素子が発生するセンサ信号のバラツキや変動を抑制できる表示装置、センサ信号の補正方法、撮像装置を提供する。【解決手段】光センサ素子と表示素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部Ｐの一部が、遮光膜８によって遮光される。この複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号は、センサ制御部６１の制御にしたがって読み出され、補正部６３に供給される。補正部６３では、遮光膜８により遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号が、遮光膜８により遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正される。【選択図】      図１
2007018458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が光センサ素子と表示素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部と、
上記複数の画素部の一部を遮光する遮光膜と、
上記複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す読み出し部と、
上記遮光膜によって遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号を、上記遮光膜によって遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正する補正部と
を有する表示装置。
【請求項２】
上記補正部は、上記遮光された一の画素部から読み出される一のセンサ信号若しくは上記遮光された複数の画素部から読み出される複数のセンサ信号の平均値と、上記遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号との差を演算する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記複数の画素部は、行列状に配列されており、
上記遮光膜は、上記行列の周縁に位置する画素部の少なくとも一部を遮光する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
上記遮光膜は、上記行列の各行の両端に位置する第１画素部及び第２画素部をそれぞれ遮光し、
上記読み出し部は、上記行列の各行を順に選択し、選択した行に属する画素部のセンサ信号を読み出し、
上記補正部は、上記読み出し部において上記行列の一の行からセンサ信号が読み出される場合、当該一の行において遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号を、当該一の行において当該画素部に近い上記第１画素部又は上記第２画素部の何れか一方から読み出されるセンサ信号に基づいて補正する、
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
上記遮光膜は、上記行列の各行の両端に位置する第１画素部及び第２画素部をそれぞれ遮光し、
上記読み出し部は、上記行列の各行を順に選択し、選択した行に属する画素部のセンサ信号を読み出し、
上記補正部は、上記読み出し部において上記行列の一の行からセンサ信号が読み出される場合、当該一の行に属する上記第１画素部及び上記第２画素部から読み出されるセンサ信号に応じて、当該一の行における行方向の位置を変数とした第１の補正関数を決定し、当該一の行において遮光されていない画素部のセンサ信号を、当該画素部の行方向の位置に応じて決まる上記第１の補正関数の値に基づいて補正する、
請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
上記遮光膜は、上記行列の各行の両端に位置する第１画素部及び第２画素部、並びに、上記行列の各列の両端に位置する第３画素部及び第４画素部をそれぞれ遮光し、
上記補正部は、上記行列の一の行及び上記行列の一の列に属するとともに遮光されていない一の画素部から読み出されるセンサ信号を、当該一の行において当該一の画素部に近い上記第１画素部又は上記第１画素部の何れか一方から読み出されるセンサ信号と、当該一の列において当該一の画素部に近い上記第３画素部又は上記第４画素部の何れか一方から読み出されるセンサ信号との平均値に基づいて補正する、
請求項３に記載の表示装置。
【請求項７】
上記遮光膜は、上記行列の各行の両端に位置する第１画素部及び第２画素部、並びに、上記行列の各列の両端に位置する第３画素部及び第４画素部をそれぞれ遮光し、
上記補正部は、上記行列の一の行に属する上記第１画素部及び上記第２画素部から読み出されるセンサ信号に応じて、当該一の行における行方向の位置を変数とした第１の補正関数を決定するとともに、上記行列の一の列に属する上記第３画素部及び上記第４画素部のセンサ信号に応じて、当該一の列における列方向の位置を変数とした第２の補正関数を決定し、当該一の行及び当該一の列に属するとともに遮光されていない一の画素部から読み出されるセンサ信号を、当該一の画素部の行方向の位置に応じて決まる上記第１の補正関数の値と、当該一の画素部の列方向の位置に応じて決まる上記第２の補正関数の値との平均値に基づいて補正する、
請求項３に記載の表示装置。
【請求項８】
上記遮光膜によって遮光された画素部に含まれる表示素子の輝度を最大値に設定する表示制御部を有する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
上記遮光膜によって遮光された画素部に含まれる表示素子の輝度を、当該画素部に隣接するとともに上記遮光膜により遮光されていない画素部に含まれる表示素子の輝度と同じ値に設定する表示制御部を有する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記遮光膜によって遮光された画素部に含まれる表示素子の輝度を、上記遮光膜により遮光されていない画素部に含まれる表示素子の輝度の平均値に設定する表示制御部を有する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
各々が光センサ素子と表示素子とを含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部を有した表示装置において、上記光センサ素子が発生するセンサ信号を補正する方法であって、
上記複数の画素部の光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す第１の工程と、
上記第１の工程で読み出された上記複数の画素部のセンサ信号のうち、遮光膜により遮光された画素部のセンサ信号に基づいて、上記遮光膜により遮光されていない画素部のセンサ信号を補正する第２の工程と
を有するセンサ信号の補正方法。
【請求項１２】
各々が光センサ素子と表示素子とを含み、互いに同等な構造を持ち、行列状に配列される複数の画素部を有した表示装置において、上記光センサ素子が発生するセンサ信号を補正する方法であって、
上記行列の各行を順に選択し、当該選択した行に属する画素部の光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す第１の工程と、
上記第１の工程において上記行列の一の行からセンサ信号が読み出されると、当該一の行において遮光膜により遮光されていない画素部のセンサ信号を、上記遮光膜により遮光された画素部のセンサ信号に基づいて補正する第２の工程と
を有するセンサ信号の補正方法。
【請求項１３】
各々が光センサ素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部と、
上記複数の画素部の一部を遮光する遮光膜と、
上記複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す読み出し部と、
上記遮光膜によって遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号を、上記遮光膜によって遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正する補正部と
を有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示領域に光センサ素子を設けた表示装置、光センサ素子が発生するセンサ信号を補正する方法、並びに、光センサ素子が発生するセンサ信号の補正を行う撮像装置に係り、例えば、表示領域に光センサ素子を設けた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示領域の中に光センサ素子を設けた液晶表示装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。表示領域中に光センサ素子を設けることによって、通常の表示機能の他にスキャナーやタッチパネルなどの光の検出に係わる機能を実現することが可能になる。
【０００３】
表示領域中に設ける光センサ素子として、特許文献１に記載される液晶表示装置では、液晶駆動用に用いられているものと同一構造の薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）素子が用いられている。これにより、フォトダイオード等を用いて光の検出を行う場合に比べて画素の構造が簡単になるとともに、光センサ素子を形成するための特別な工程が不要になるため製造工程を簡略化することができる。
【特許文献１】特開平７−３２５３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、光センサ素子において発生するセンサ信号は、検出対象の光だけではなく、様々な要因で変化する。例えば、特許文献１に記載される液晶表示装置のようにＴＦＴ素子を用いて光の検出を行う場合、ＴＦＴ素子に流れる暗電流がセンサ信号のバラツキや変動の要因になる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、画素部に設けた光センサ素子が発生するセンサ信号のバラツキや変動を抑制できる表示装置を提供することにある。第２の目的は、画素部に光センサ素子を設けた表示装置において、光センサ素子が発生するセンサ信号のバラツキや変動を補正する方法を提供することにある。第３の目的は、撮像用の光センサ素子が発生するセンサ信号のバラツキや変動を抑制できる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点に係る表示装置は、各々が光センサ素子と表示素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部と、上記複数の画素部の一部を遮光する遮光膜と、上記複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す読み出し部と、上記遮光膜によって遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号を、上記遮光膜によって遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正する補正部とを有する。
【０００７】
上記第１の観点によれば、光センサ素子と表示素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部の一部が、遮光膜によって遮光される。この複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号は、読み出し部によって読み出され、補正部に供給される。上記補正部では、上記遮光膜により遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号が、上記遮光膜により遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正される。
遮光された画素部から読み出されるセンサ信号は、遮光されていない状態で入射される光とは異なる要因で生成される。このセンサ信号は、遮光されていない他の画素部と同等な構造を持つ画素部において生成されるため、遮光されていない他の画素部のセンサ信号に含まれる上記異なる要因で生成される信号成分に対して一定の相関性を有している。したがって、上記補正部では、遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号に含まれる、入射光と異なる要因で生成される信号成分の影響が補正される。
【０００８】
上記補正部は、上記遮光された一の画素部から読み出される一のセンサ信号若しくは上記遮光された複数の画素部から読み出される複数のセンサ信号の平均値と、上記遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号との差を演算しても良い。
これにより、遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号に加算される、入射光と異なる要因の信号成分が補正される。
【０００９】
また、上記複数の画素部は、行列状に配列されても良い。この場合、上記遮光膜は、上記行列の周縁に位置する画素部の少なくとも一部を遮光しても良い。
【００１０】
上記第１の観点に係る表示装置は、上記表示素子の輝度を制御する表示制御部を有しても良い。
この表示制御部は、上記遮光膜によって遮光された画素部に含まれる表示素子の輝度を最大値に設定しても良い。あるいは、上記遮光膜によって遮光された画素部に含まれる表示素子の輝度を、当該画素部に隣接するとともに上記遮光膜により遮光されていない画素部に含まれる表示素子の輝度と同じ値に設定しても良い。または、上記遮光膜によって遮光された画素部に含まれる表示素子の輝度を、上記遮光膜により遮光されていない画素部に含まれる表示素子の輝度の平均値に設定しても良い。
【００１１】
本発明の第２の観点は、各々が光センサ素子と表示素子とを含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部を有した表示装置において、上記光センサ素子が発生するセンサ信号を補正する方法に関するものであり、この補正方法は、上記複数の画素部の光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す第１の工程と、上記第１の工程で読み出された上記複数の画素部のセンサ信号のうち、遮光膜により遮光された画素部のセンサ信号に基づいて、上記遮光膜により遮光されていない画素部のセンサ信号を補正する第２の工程とを有する。
【００１２】
本発明の第３の観点は、各々が光センサ素子と表示素子とを含み、互いに同等な構造を持ち、行列状に配列される複数の画素部を有した表示装置において、上記光センサ素子が発生するセンサ信号を補正する方法に関するものであり、この補正方法は、上記行列の各行を順に選択し、当該選択した行に属する画素部の光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す第１の工程と、上記第１の工程において上記行列の一の行からセンサ信号が読み出されると、当該一の行において遮光膜により遮光されていない画素部のセンサ信号を、上記遮光膜により遮光された画素部のセンサ信号に基づいて補正する第２の工程とを有する。
【００１３】
本発明の第４の観点に係る撮像装置は、各々が光センサ素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部と、上記複数の画素部の一部を遮光する遮光膜と、上記複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号を読み出す読み出し部と、上記遮光膜によって遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号を、上記遮光膜によって遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正する補正部とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、同等の構造を有する複数の画素部の一部において入射光と異なる要因により生成されるセンサ信号に基づいて、他の画素部から読み出されるセンサ信号を補正することにより、入射光と異なる要因で生じるセンサ信号のバラツキや変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る表示装置は、例えば図１に示すように、画素アレイ１と、走査線駆動部２と、信号線駆動部３と、センサ制御線駆動部４と、センサ出力部５と、制御部６と、記憶部７とを有する。
【００１６】
画素アレイ１は、互いに同等な構造を持つ複数の画素部Ｐを有する。この複数の画素部Ｐは、例えば図２に示すように、行列状に配列される。同一の行に属する画素部Ｐは、走査線駆動部２によって駆動される共通の走査線に接続されるとともに、センサ制御線駆動部４によって駆動される共通のセンサ制御線に接続される。同一の列に属する画素部Ｐは、信号線駆動部３によって駆動される共通の画素信号線に接続されるとともに、センサ出力部５によって信号を読み出される共通のセンサ信号線に接続される。
【００１７】
この画素部Ｐは、それぞれ表示素子と光センサ素子を内蔵する。
表示素子は、例えば液晶を用いて構成される液晶表示素子である。液晶表示素子は、透明な２つの基板の間に挟まれた液晶分子の配向を信号線駆動部３から供給される電圧に応じて変化させることにより、光の透過率を変化させる。液晶を挟む２つの基板の一方には、走査線駆動部２からの駆動信号に応じて液晶に加える電圧をオンオフするための回路が設けられており、この回路は例えばＴＦＴ素子によって構成される。
光センサ素子は、外部から入射する光を電気に変換し、センサ信号として出力する。光センサ素子は、例えばＴＦＴ素子やフォトダイオードなどによって構成される。
【００１８】
図３は、画素部Ｐの構成の一例を示す図である。
図３の例に示す画素部Ｐは、液晶表示素子２１と光センサ素子２２を有する。
【００１９】
図３に示す液晶表示素子２１は、液晶ＬＣに印加する信号線Ｓ１からの電圧をオンオフするためのトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１がオフのときに液晶ＬＣに印加する電圧を保持するための補助容量Ｃ１とを有する。
【００２０】
トランジスタＱ１は、例えばＴＦＴ素子によって構成される。
トランジスタＱ１のゲートは走査線駆動部２の走査線Ｇ１に接続され、そのソースは画素信号線Ｓ１に接続される。またトランジスタＱ１のドレインは、信号線Ｓ１からの電圧を液晶ＬＣに印加するための電極（画素電極）に接続され、この画素電極と補助容量線ＣＳとの間に補助容量Ｃ１が接続される。補助容量線ＣＳは、液晶ＬＣを挟んで画素電極と対向する側の基板に形成される共通電極に接続される。
【００２１】
走査線駆動部２によって走査線Ｇ１にパルス電圧が印加されると、これに接続されるトランジスタＱ１がオンする。トランジスタＱ１がオンすると、信号線駆動部３から出力される表示用の画素信号が信号線Ｓ１を通じて画素電極に印加され、キャパシタＣ１が充電される。この充電後、トランジスタＱ１がオフすると、キャパシタＣ１には画素信号に応じた電圧が保持されるため、液晶ＬＣには、次に走査線Ｇ１が駆動されるまでの間、画素信号に応じた電圧が印加される。
【００２２】
図３に示す光センサ素子２２は、外部から入射する光に応じた電流が流れるトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２に流れる電流に応じて充電されるキャパシタＣ２と、キャパシタＣ２に充電された電圧に応じてセンサ信号線Ｓ２を駆動するトランジスタＱ４と、センサ信号線Ｓ２とトランジスタＱ４との接続をオンオフするトランジスタＱ５と、キャパシタＣ２の電圧をリセットするトランジスタＱ３とを有する。トランジスタＱ２〜Ｑ５は、例えばトランジスタＱ１と同様に、ＴＦＴ素子によって構成される。
【００２３】
トランジスタＱ２のゲートはバイアス供給線ＢＡに接続され、そのドレインは電源線ＶＤＤに接続され、そのソースはキャパシタＣ２を介して基準電位線ＶＳＳに接続される。トランジスタＱ２は、バイアス供給線ＢＡから供給されるバイアス電圧によってオフに設定される。
キャパシタＣ２の両端には、トランジスタＱ３が接続される。トランジスタＱ３のゲートは、センサ制御線の１つであるリセット線ＲＳＴに接続される。
トランジスタＱ４のゲートはキャパシタＱ２とトランジスタＱ２との接続点に接続され、そのドレインは電源線ＶＤＤに接続され、そのソースはトランジスタＱ５を介してセンサ信号線Ｓ２に接続される。
トランジスタＱ５のゲートは、センサ制御線の１つである走査線Ｇ２に接続される。
【００２４】
入射光を検出する場合、まずセンサ制御線駆動部４によってリセット線ＲＳＴにパルス電圧が印加され、トランジスタＱ３がオンする。これにより、キャパシタＣ２に蓄積されていた電荷が放電され、キャパシタＣ２の電圧がゼロにリセットされる。このリセットの後、トランジスタＱ３がオフすると、キャパシタＣ２にはトランジスタＱ２のリーク電流ないしはオフ電流が流れ込む。これらの電流は、外部からの入射光に応じて変化するため、キャパシタＣ２の充電電圧は入射光に応じて変化する。
センサ制御線駆動部４によって走査線Ｇ２にパルス電圧が印加されると、これに接続されるトランジスタＱ５がオンする。トランジスタＱ５がオンすると、トランジスタＱ４のソースとセンサ信号線Ｓ２とが接続される。トランジスタＱ４はソースフォロワ回路を構成しており、ゲート電圧に応じたソース電圧が生じるように電源線ＶＤＤからソースへ電流を流し込むため、センサ信号線Ｓ２の電圧は、キャパシタＣ２の充電電圧に応じた電圧が生じる。すなわち、センサ信号線Ｓ２には、入射光に応じた電圧が出力される。
【００２５】
なお、画素アレイ１を構成する画素部Ｐの一部は、遮光膜８によって遮光されており、外部からの入射光が遮られている。
遮光膜８は、例えば図１に示すように、行列の周縁に位置する画素部を遮光する。図１の例では、行列の上端、下端、左端、右端に位置する１行若しくは１列の画素部を遮光している。
【００２６】
図１の説明に戻る。
走査線駆動部２は、行列状に配列された画素部Ｐの行ごとに設けられた走査線を、制御部６の制御にしたがって順番に駆動する。走査線駆動部２によってある行の走査線が駆動されると、この行に属する各画素部Ｐにおいて画素信号線から供給される画素信号が取り込まれ、表示素子の輝度が設定される。
【００２７】
信号線駆動部３は、行列状に配列された画素部Ｐの列ごとに設けられた画素信号線を、制御部６から供給される画像信号に応じてそれぞれ駆動する。走査線駆動部２によってある行の走査線が駆動されているとき、信号線駆動部３はこの行に属する各画素部Ｐに対し画素信号線を通じて画素信号を供給する。
【００２８】
センサ制御線駆動部４は、行列状に配列された画素部Ｐの行ごとに設けられたセンサ制御線を、制御部６の制御にしたがって順番に駆動する。センサ制御線は、光センサ素子に制御信号を供給する配線であり、例えば図３に示す光センサ素子２２の場合、走査線Ｇ２やリセット線ＲＳＴがセンサ制御線に相当する。センサ制御線駆動部４がある行の画素部Ｐへ制御信号を供給すると、この行に属する各画素部Ｐの光センサ素子において発生したセンサ信号がそれぞれセンサ信号線に出力される。
【００２９】
センサ出力部５は、行列状に配列された画素部Ｐの列ごとに設けられたセンサ信号線に出力される光センサ素子からのセンサ信号を取り込み、制御部６に出力する。
センサ出力部５は、例えば各行の画素部Ｐからセンサ信号線を通じて出力されるセンサ信号を保持するサンプルホールド回路と、保持したセンサ信号を順番に取り出すシフト回路と、シフト回路によって順番に取り出されたセンサ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路とを有している。センサ出力部５からデジタル化されて出力されるセンサ信号を、以降の説明では画素データと呼ぶ。
【００３０】
制御部６は、画素アレイ１を構成する各画素部Ｐに表示用の画素信号を書き込む動作や、各画素部Ｐからセンサ信号を読み出す動作に係わる種々の制御を行うとともに、画素部Ｐから読み出した画素データ（センサ信号）を補正する処理を行う。制御部６は、例えば、走査線や信号線の駆動タイミングを規定するタイミング発生回路や、動作シーケンスを制御するシーケンサ回路、各種の処理や演算を行うコンピュータなどによって構成される。
【００３１】
制御部６は、例えば図１に示すように、センサ制御部６１と、表示制御部６２と、補正部６３とを有する。
【００３２】
センサ制御部６１は、画素部Ｐの光センサ素子の動作（センサ信号の発生、センサ信号の読み出し等）を制御する。すなわち、行列状に配列された画素部Ｐの各行を選択し、選択した行に属する画素部Ｐからセンサ信号を読み出し、これを画素データとしてセンサ出力部５から出力する一連の動作が適切に行われるように、センサ制御線駆動部４及びセンサ出力部５を制御する。
【００３３】
補正部６３は、遮光膜８によって遮光されていない画素部Ｐ（以下、非遮光画素部と記す）から読み出される画素データを、遮光膜８によって遮光された画素部Ｐ（以下、遮光画素部と記す）から読み出される画素データに基づいて補正する。
【００３４】
例えば、図３に示す光センサ素子２２においてトランジスタＱ２に流れる暗電流は、製造条件に応じて個体ごとにバラツキを生じるとともに、温度等の環境要因で変動する。この暗電流のバラツキや変動は、そのまま画素データの値に加算される。そこで、補正部６３は、遮光画素部から読み出される画素データ（若しくはその平均値）と、非遮光画素部から読み出される画素データとの差を演算することにより、後者の画素データに含まれる暗電流の成分を除去する。
【００３５】
表示制御部６２は、表示用の画素信号を画素部Ｐに書き込む動作を制御する。すなわち、行列状に配列された画素部Ｐの各行を選択し、選択した行に属する画素部Ｐに所望の画素信号を書き込む一連の動作が適切に行われるように、走査線駆動部２及び信号線駆動部３を制御する。
【００３６】
また、表示制御部６２は、遮光画素部に含まれる表示素子の輝度を、補正部６３において良好な補正結果が得られる適切な値に設定する。
例えば、表示制御部６２は、遮光画素部に含まれる表示素子の輝度を最大値（すなわち白色）に設定する。これにより、表示素子から光センサ素子へ漏れる光の影響が遮光画素部のセンサ信号に強く現れるようにすることができる。
あるいは、表示制御部６２は、遮光画素部に含まれる表示素子の輝度を、この遮光画素部に隣接する非遮光画素部に含まれる表示素子の輝度と同じ値に設定しても良い。これにより、表示素子から光センサ素子へ漏れる光がセンサ信号に与える影響を、隣接する２つの画素部において近似させることができる。
または、表示制御部６２は、遮光画素部に含まれる表示素子の輝度を、画素アレイ１の一部若しくは全部の非遮光画素部に含まれる表示素子の輝度の平均値に設定しても良い。これにより、表示素子から光センサ素子へ漏れる光がセンサ信号に与える影響を、画素アレイ１において全体的に近似させることができる。
【００３７】
記憶部７は、画素アレイ１において表示する画像データや、画素アレイ１において撮像された画像データを記憶する。また、例えば補正部６３において補正処理に用いるデータなど、制御部６の処理に利用されるデータやその処理結果のデータを記憶する。
【００３８】
ここで、上述した構成を有する表示装置における画素データの補正処理について、幾つかの例を挙げて説明する。
【００３９】
（補正処理の第１の例）
補正処理の第１の例では、行方向に配列された画素部Ｐの両端に位置する２つの画素部を遮光し、その画素データを用いて、同一の行に属する非遮光画素部の画素データを補正する。
【００４０】
図４は、画素アレイ１における行方向の画素部の配列を例示した図である。
図４の例では、第ｉ行第ｊ列の画素部を‘Ｐ（ｉ，ｊ）’と表し、そこで読み出される画素データを‘Ｄ（ｉ，ｊ）’と表している。
第ｉ行には、‘２Ｎ＋２’個の画素部が配列されている。この第ｉ行の中で斜線により示した両端の画素部Ｐ（ｉ，０）及びＰ（ｉ，２Ｎ＋１）は、遮光膜８によって遮光されている。
【００４１】
図４の左端と右端のグラフは、遮光画素部の画素データが列方向の位置に応じて変化する様子を示している。すなわち、図４の左端のグラフは、第０列の遮光画素部から読み出される画素データＤ（ｙ，０）が行番号ｙに応じて変化する様子を示す。図４の右端のグラフは、第（２Ｎ＋１）列の遮光画素部から読み出される画素データＤ（ｙ，２Ｎ＋１）が行番号ｙに応じて変化する様子を示す。
このグラフに示すように、遮光画素部は、近い位置に形成されるものほど近い値の画素データを発生する。これは、光センサ素子を構成する回路素子（ＴＦＴ素子など）の特性が、基板上で近接しているほど近似することによる。
本例では、このような画素データの傾向を考慮し、なるべく近い遮光画素部で読み出された画素データを用いて非遮光画素部の画素データを補正する。
【００４２】
すなわち、図４に示すように画素部が配列されている場合、本例における補正部６３は、非遮光画素部Ｐ（ｉ，ｊ）の画素データＤ（ｉ，ｊ）を、この非遮光画素部Ｐ（ｉ，ｊ）と距離的に近い位置にある遮光画素部Ｐ（ｉ，０）又はＰ（ｉ，２Ｎ＋１）の何れか一方の画素データに基づいて補正する。
【００４３】
すなわち補正部６３は、列番号ｊに応じて次のように補正を行う。
列番号ｊが‘１≦ｊ≦Ｎ’の場合、補正部６３は、画素データＤ（ｉ，０）に基づいて画素データＤ（ｉ，ｊ）を補正する。例えば、画素データＤ（ｉ，ｊ）と画素データＤ（ｉ，０）との差を演算する。
列番号ｊが‘Ｎ＋１≦ｊ≦２Ｎ’の場合、補正部６３は、画素データＤ（ｉ，２Ｎ＋１）に基づいて画素データＤ（ｉ，ｊ）を補正する。例えば、画素データＤ（ｉ，ｊ）と画素データＤ（ｉ，２Ｎ＋１）との差を演算する。
【００４４】
図５は、上述した補正処理の一例を示すフローチャートである。また図６は、図５に示す補正処理が実行された場合のデータの流れを図解した図である。
【００４５】
ステップＳＴ１０１：
センサ制御部６１の制御に応じて、センサ制御線駆動部４が第ｉ行のセンサ制御線を駆動すると、第ｉ行に属する画素部がそれぞれセンサ信号線にセンサ信号を出力するため、センサ出力部５は第ｉ行の画素データを出力する。
【００４６】
ステップＳＴ１０２：
補正部６３は、センサ出力部５から出力される第ｉ行の画素データのうち、両端の遮光画素部の画素データを用いて、その間に位置する非遮光画素部の画素データを補正する。
すなわち、遮光画素部Ｐ（ｉ，０）に近い位置にある非遮光画素部から読み出された画素データは画素データＤ（ｉ，０）によって補正し、遮光画素部Ｐ（ｉ，２Ｎ＋１）に近い位置にある非遮光画素部から読み出された画素データは画素データＤ（ｉ，２Ｎ＋１）によって補正する。
補正部６３は、補正した１行分の画像データを記憶部７に格納する。
【００４７】
ステップＳＴ１０３，ＳＴ１０４：
１行分の補正処理が終わると、センサ制御部６１は、画素アレイの全エリアの画素データを読み出したかどうか判定する。全エリアの画素データを読み出した場合は１フレーム分の処理を終了し、まだ読み出していない場合は、次の第（ｉ＋１）行においてステップＳＴ１０１，ＳＴ１０２の処理を繰り返す。
【００４８】
このように、本例の補正処理では、画素データの読み出し処理と補正処理が並行に進行する。そのため１フレーム分の処理が完了したとき、記憶部７には、補正済みの１フレームの画像データが格納される。
【００４９】
（補正処理の第２の例）
次に、補正処理の第２の例について説明する。
本例の補正処理では、行の両端に位置する２つの遮光画素部の画素データに応じて、行方向の位置を変数とした所定の補正関数を決定し、この補正関数を用いて非遮光画素部の画素データを補正する。
【００５０】
本例においても、図４に示すように画素部が配列されているものとする。
補正部６３は、行方向の位置を表す列番号ｘ（＝０，…，２Ｎ＋１）を変数として、例えば次式で表される第ｉ行の補正関数Ｆｉ（ｘ）を決定する。
【００５１】
［数１］
Ｆｉ（ｘ）＝Ａｉ×ｘ＋Ｂｉ  …（１）
【００５２】
式（１）において、傾きＡｉと切片Ｂｉは次式で表される。
【００５３】
［数２］
Ａｉ＝（Ｄ２−Ｄ１）／（２Ｎ＋１）  …（２）
Ｂｉ＝Ｄ１  …（３）
ただし、
Ｄ１＝Ｄ（ｉ，０）；
Ｄ２＝Ｄ（ｉ，２Ｎ＋１）；
【００５４】
式（１）に示す補正関数Ｆｉ（ｘ）は、行の両端の遮光画素部において読み出される画素データＤ１，Ｄ２に応じて、行の中間における画素データの値を補間する一次関数である。
補正部６３は、非遮光画素部の画素データＤ（ｉ，ｊ）を、この補正関数Ｆｉ（ｘ）の値に基づいて補正する。例えば、画素データＤ（ｉ，ｊ）と補正関数Ｆｉ（ｘ）との差を演算する。
【００５５】
本例における補正処理は、例えば先に示した図５と同様でも良い。すなわち、ステップＳＴ１０２においてセンサ出力部５から第ｉ行の画素データが出力されたとき、その両端の画素データＤ１，Ｄ２に応じて式（２），（３）で表される傾きＡｉと切片Ｂｉを演算し、補正関数Ｆｉ（ｘ）を決定する。そして、決定した補正関数Ｆｉ（ｘ）を用いて、非遮光画素部の画素データＤ（ｉ，ｊ）をそれぞれ補正する。この補正処理を例えばロジック回路によって行えば、センサ出力部５から１行分の画素データが出力される度に、その補正結果を記憶部７に書き込むことも可能である。
【００５６】
ただし、上述のようなロジック回路による補正処理の遅延が、センサ出力部５において１行分の画素データが出力される周期に比べて無視できない程度に大きい場合には、センサ出力部５から出力される１行分の画素データを一旦ラインメモリ等に保持することによって、補正処理の遅延の影響を低減することも可能である。
【００５７】
図７は、このような補正処理の一例を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートでは、図５に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１０１とＳＴ１０２との間に、ステップＳＴ１０５とＳＴ１０６が挿入されている。
ステップＳＴ１０５において、センサ制御部６１は、センサ出力部５から出力される１行分の画素データをラインメモリ（不図示）に一旦格納する。また、これと並行して補正部６３は、センサ出力部５から出力される画素データＤ１，Ｄ２に応じて補正関数Ｆｉ（ｘ）の傾きＡｉと切片Ｂｉを演算し、その演算結果をレジスタ（不図示）に一旦格納する。
ステップＳＴ１０２では、レジスタに格納した傾きＡｉと切片Ｂｉを用いて各列（ｘ＝１，…，２Ｎ）の補正関数Ｆｉ（ｘ）の値を算出し、これに基づいて非遮光画素部の画素データＤ（ｉ，ｊ）の補正を行う（例えば両者の差を求める）。
このように、補正処理を複数のステップに分けて実行することによって、各ステップにおける補正処理の遅延を短くすることができるため、センサ出力部５における画素データの出力周期を伸ばすことなく補正処理を行うことができる。
【００５８】
（補正処理の第３の例）
次に、補正処理の第３の例について説明する。
本例では、行の両端及び列の両端にそれぞれ遮光画素部を配置し、それらの画素データを用いて非遮光画素部の画素データを補正する。
【００５９】
図８は、画素アレイ１における行方向及び列方向の画素部の配列を例示した図である。
図８の例では、図４と同様に、第ｉ行第ｊ列の画素部を‘Ｐ（ｉ，ｊ）’と表し、そこで読み出される画素データを‘Ｄ（ｉ，ｊ）’と表している。
第ｉ行には、‘２Ｎ＋２’個の画素部が配列されている。この第ｉ行の中で斜線により示した両端の画素部Ｐ（ｉ，０）及びＰ（ｉ，２Ｎ＋１）は、遮光膜８によって遮光されている。
第ｊ列には、‘２Ｍ＋２’個の画素部が配列されている。この第ｊ列の中で斜線により示した両端の画素部Ｐ（０，ｊ）及びＰ（２Ｍ＋１，ｊ）は、遮光膜８によって遮光されている。
【００６０】
図８の左端と右端のグラフは、遮光画素部の画素データが列方向の位置に応じて変化する様子を示しており、図４に示すものと同様である。
図８の上端と下端のグラフは、遮光画素部の画素データが行方向の位置に応じて変化する様子を示している。図８の上端のグラフは、第０行の遮光画素部から読み出される画素データＤ（０，ｘ）が列番号ｘに応じて変化する様子を示す。図８の下端のグラフは、第（２Ｍ＋１）行の遮光画素部から読み出される画素データＤ（２Ｍ＋１，ｘ）が列番号ｘに応じて変化する様子を示す。
【００６１】
図８に示すように画素部が配列されている場合、本例における補正部６３は、
非遮光画素部Ｐ（ｉ，ｊ）の画素データＤ（ｉ，ｊ）を、非遮光画素部Ｐ（ｉ，ｊ）と距離的に近い位置にある遮光画素部Ｐ（ｉ，０）又はＰ（ｉ，２Ｎ＋１）の何れか一方の画素データと、非遮光画素部Ｐ（ｉ，ｊ）と距離的に近い位置にある遮光画素部Ｐ（０，ｊ）又はＰ（２Ｍ＋１，ｊ）の何れか一方の画素データとの平均値に基づいて補正する。
【００６２】
すなわち、本例の補正部６３は、行番号ｉと列番号ｊに応じて次のように補正を行う。
行番号ｉが‘１≦ｉ≦Ｍ’かつ列番号ｊが‘１≦ｊ≦Ｎ’の場合、補正部６３は、画素データＤ（０，ｊ）及びＤ（ｉ，０）の平均値に基づいて画素データＤ（ｉ，ｊ）を補正する。
行番号ｉが‘１≦ｉ≦Ｍ’かつ列番号ｊが‘Ｎ＋１≦ｊ≦２Ｎ’の場合、補正部６３は、画素データＤ（０，ｊ）及びＤ（ｉ，２Ｎ＋１）の平均値に基づいて画素データＤ（ｉ，ｊ）を補正する。
行番号ｉが‘Ｍ＋１≦ｉ≦２Ｍ’かつ列番号ｊが‘１≦ｊ≦Ｎ’の場合、補正部６３は、画素データＤ（２Ｍ＋１，ｊ）及びＤ（ｉ，０）の平均値に基づいて画素データＤ（ｉ，ｊ）を補正する。
行番号ｉが‘Ｍ＋１≦ｉ≦２Ｍ’かつ列番号ｊが‘Ｎ＋１≦ｊ≦２Ｎ’の場合、補正部６３は、画素データＤ（２Ｍ＋１，ｊ）及びＤ（ｉ，２Ｎ＋１）の平均値に基づいて画素データＤ（ｉ，ｊ）を補正する。
【００６３】
図９は、上述した補正処理の一例を示すフローチャートである。また図１０は、図９に示す補正処理が実行された場合のデータの流れを図解した図である。
【００６４】
ステップＳＴ２０１，ＳＴ２０２：
センサ制御部６１は、センサ制御部線駆動部４及びセンサ出力部５を制御して画素アレイ１の全エリアの画素データを読み出し、これを記憶部７に書き込む。
【００６５】
ステップＳＴ２０３：
補正部６３は、記憶部７に格納した画素アレイ１の全エリアの画素データから、遮光画素部の画素データを読み出す。そして、行番号ｉと列番号ｊに応じた上述の平均値を算出し、補正用データとして記憶部７に格納する。
【００６６】
ステップＳＴ２０４：
補正部６３は、ステップＳＴ２０３において算出した補正用データと、ステップＳＴ２０２において格納した画素データを記憶部７からそれぞれ読み出し、非遮光画素部の画素データを補正する。そして、補正後の画素データを記憶部７に書き戻す。
【００６７】
このように、本例の補正処理では、全エリアの画素データを記憶部７に一旦格納した後、遮光画素部の画素データの補正が行われる。
【００６８】
（補正処理の第４の例）
本例の補正処理では、行の両端に位置する２つの遮光画素部の画素データに応じて、行方向の位置を変数とした所定の補正関数を決定するとともに、列の両端に位置する２つの遮光画素部の画素データに応じて、列方向の位置を変数とした所定の補正関数を決定する。そして、この２つ補正関数の平均値を用いて非遮光画素部の画素データを補正する。
【００６９】
本例においても、図８に示すように画素部が配列されているものとする。
補正部６３は、行方向の位置を表す列番号ｘ（＝０，…，２Ｎ＋１）を変数として、例えば先の式（１）で表される第ｉ行の補正関数Ｆｉ（ｘ）を決定する。
また、補正部６３は、列方向の位置を表す行番号ｙ（＝０，…，２Ｍ＋１）を変数として、次式で表される第ｊ列の補正関数Ｇｊ（ｙ）を決定する。
【００７０】
［数３］
Ｇｊ（ｙ）＝Ｃｉ×ｙ＋Ｄｉ  …（４）
【００７１】
式（４）において、傾きＣｉと切片Ｄｉは次式で表される。
【００７２】
［数４］
Ｃｉ＝（Ｄ４−Ｄ３）／（２Ｍ＋１）  …（５）
Ｄｉ＝Ｄ３  …（６）
ただし、
Ｄ３＝Ｄ（０，ｊ）；
Ｄ４＝Ｄ（２Ｍ＋１，ｊ）；
【００７３】
式（４）に示す補正関数Ｇｊ（ｙ）は、列の両端の遮光画素部において読み出される画素データＤ３，Ｄ４に応じて、列の中間における画素データの値を補間する一次関数である。
【００７４】
補正部６３は、非遮光画素部の画素データＤ（ｉ，ｊ）を、上記の補正関数Ｆｉ（ｊ）及びＧｊ（ｉ）の平均値に基づいて補正する。例えば、画素データＤ（ｉ，ｊ）とこの平均値との差を演算する。
【００７５】
本例における補正処理は、例えば先に示した図９と同様でも良い。すなわち、ステップＳＴ２０３において、各行及び各列の補正関数を決定し、行番号ｉと列番号ｊに応じた関数の値を算出し、両者の平均値を算出する。そして、算出した関数の平均値を補正用データとして記憶部７に格納する。ステップＳＴ２０４では、記憶部７に格納した補正用データに基づいて、非遮光画素部の画素データをそれぞれ補正する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、光センサ素子と表示素子を含み、互いに同等な構造を持つ複数の画素部Ｐの一部が、遮光膜８によって遮光される。この複数の画素部の各々に含まれる光センサ素子が発生するセンサ信号は、センサ制御部６１の制御にしたがって読み出され、補正部６３に供給される。補正部６３では、遮光膜８により遮光されていない画素部から読み出されるセンサ信号が、遮光膜８により遮光された画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて補正される。
遮光画素部から読み出されるセンサ信号は、例えばＴＦＴ素子の暗電流など、遮光されていない状態で入射される光とは異なる要因で生成される。遮光画素部は非遮光画素部と同等の構造を持っているため、遮光画素部において生成されるセンサ信号は、非遮光画素部のセンサ信号に含まれる上記の要因（暗電流など）に応じて生成される信号成分に対して、一定の相関性を有している。
したがって、遮光画素部から読み出されるセンサ信号に基づいて非遮光画素部から読み出されるセンサ信号を補正することにより、後者のセンサ信号に含まれる入射光と異なる要因で生成される信号成分の影響を低減し、バラツキや変動を抑制することができる。
【００７７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の形態のみに限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００７８】
図１においては、画素アレイ１の行列の上端、下端、左端、右端が遮光膜８によってそれぞれ遮光されているが、本発明はこれに限定されない。例えば上述した補正処理の第１の例や第２の例を採用する場合には、行列の左端と右端の列のみを遮光しても良い。
【００７９】
上述の実施形態では、表示素子の例として液晶表示素子を挙げているが、これに限らず、例えばＥＬ素子などの他の種々の表示素子を用いても本発明は実現可能である。
【００８０】
上述の実施形態では、画素アレイ１を構成する画素部の各々に表示素子と光センサ素子が内蔵される例を示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、光センサ素子を含まない表示素子のみの画素部が混在していても良い。
【００８１】
上述の実施形態では、表示領域に光センサ素子を設けた表示装置を例に挙げているが、本発明は表示装置のみに限定されない。すなわち、上記の表示装置において画素部から表示素子を削除した場合には、光センサ素子によって画像を撮影する撮像装置を構成することが可能である。このような撮像装置においても、上記の表示装置と同様な効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置の構成の一例を示す図である。
【図２】画素アレイの構成の一例を示す図である。
【図３】画素部の構成の一例を示す図である。
【図４】画素アレイにおける行方向の画素部の配列を例示した図である。
【図５】補正処理の一例を示す第１のフローチャートである。
【図６】図５に示す補正処理が実行された場合のデータの流れを図解した図である
【図７】補正処理の一例を示す第２のフローチャートである。
【図８】画素アレイにおける行方向及び列方向の画素部の配列を例示した図である。
【図９】補正処理の一例を示す第３のフローチャートである。
【図１０】図９に示す補正処理が実行された場合のデータの流れを図解した図である
【符号の説明】
【００８３】
１…画素アレイ、２…走査線駆動部、３…信号線駆動部、４…センサ制御線駆動部、５…センサ出力部、６…制御部、６１…センサ制御部、６２…表示制御部、６３…補正部、７…記憶部、８…遮光膜、Ｐ…画素部、Ｑ１〜Ｑ５…薄膜トランジスタ、Ｃ１…補助容量、Ｃ２…キャパシタ、ＬＣ…液晶
【図１】
2007018458.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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【図８】
2007018458.tif 000010
【図９】
2007018458.tif 000011
【図１０】
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