(57)【要約】【課題】光センサの素子劣化に起因した感度低下を簡潔に補正して、外光検出を精度良く行うことができる光量検出回路及び表示装置を提供する。【解決手段】光検知部ＬＳ１の照度−出力特性を複数の直線で近似し、各近似線を理想特性線Ｉに一致させるための傾き補正値ＡＳＬＰ及びオフセット補正値ＡＯＦＦを用いて光検知部ＬＳ１の出力値ＬLS1を補正することで、光センサ出力特性のばらつきを補正する。このとき、光検知部ＬＳ１の出力値ＬLS1と光検知部ＬＳ２の出力値ＬLS2とから、光検知部ＬＳ１の光センサの感度低下率（光劣化率Ｄ）を算出し、光劣化率Ｄに応じてオフセット補正値ＡＯＦＦを補正することで、光センサの素子劣化による感度低下を補正する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外光を検知する光センサを有する光検知部と、当該光検知部の出力信号を読み取る光センサ読み取り部とを備える光量検出回路であって、
前記光検知部は、前記外光が入射光として入射され、当該外光の光量に応じた出力信号を出力する第１の光検知部と、外光を減光する減光手段を有し、該減光手段で減光された光が入射光として入射され、当該減光された光の光量に応じた出力信号を出力する第２の光検知部とから構成されており、
前記光センサ読み取り部で読み取った前記第１の光検知部の出力信号及び前記第２の光検知部の出力信号に基づいて、前記第１及び第２の光検知部のうち、一方の光検知部の出力信号における光劣化率を演算する光劣化率演算部と、
前記一方の光検知部の初期状態における照度−出力特性、前記一方の光検知部の出力信号、及び前記光劣化率演算部で演算した光劣化率に基づいて、前記外光の光量を検出する光量検出部と、を備えることを特徴とする光量検出回路。
【請求項２】
前記光センサ読み取り部は、前記第１及び第２の光検知部の各出力信号を時分割で読み取ることを特徴とする請求項１に記載の光量検出回路。
【請求項３】
前記光センサ読み取り部は、前記一方の光検知部の出力信号を所定回数読み取った後、他方の光検知部の出力信号を１回読み取ることを特徴とする請求項２に記載の光量検出回路。
【請求項４】
前記光センサ読み取り部は、任意のタイミングで前記他方の光検知部の出力信号を読み取ることを特徴とする請求項２に記載の光量検出回路。
【請求項５】
前記光劣化率演算部は、移動平均をとることで前記光劣化率を演算することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の光量検出回路。
【請求項６】
前記光量検出部は、前記照度−出力特性の近似線を所定の理想特性線に一致させるためのオフセット補正値及び傾き補正値を用いて、前記一方の光検知部の出力信号を補正することで、前記外光の光量を検出するものであって、
前記光劣化率演算部で演算した光劣化率に基づいて、前記オフセット補正値及び前記傾き補正値の少なくとも一方を補正する光劣化補正部を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光量検出回路。
【請求項７】
前記光劣化補正部は、前記光劣化率演算部で演算した光劣化率が所定値以上であるときに、前記オフセット補正値及び前記傾き補正値の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項６に記載の光量検出回路。
【請求項８】
前記光劣化率演算部は、前記第１の光検知部の出力信号と前記第２の光検知部の出力信号との比率と、予め設定された初期比率との比率である光劣化補正係数に基づいて、前記光劣化率を演算することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光量検出回路。
【請求項９】
前記第１及び第２の光検知部は、前記光センサとしての薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極の間に接続されたコンデンサと、前記ソース電極と前記コンデンサの一方の端子に接続されたスイッチ素子とをそれぞれ有し、前記光センサ読み取り部は、前記スイッチ素子のオン状態で基準電圧に充電され、前記スイッチ素子のオフ状態で前記薄膜トランジスタへ光が照射されることにより生じる漏れ電流により低下する前記コンデンサの電圧値を出力信号として読み取ることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の光量検出回路。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の光量検出回路と、
表示パネルを照光する照光部と、前記光量検出回路の出力値に基づいて前記照光部を制御する制御部とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精度良く外光を検出することができる光量検出回路及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示装置では、視認性の確保やバックライトの消費電力を低減する目的で、周囲の明るさを検出し、それに応じてバックライトの輝度を調整している。
このような表示装置として、表示パネル内のガラス基板上に光センサを搭載して外光を検出し、検出した外光の照度に応じてバックライト輝度を調整するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、一般的に各種の光センサやＣＣＤのような光学素子は、長時間に亘り強い光を受けた場合、素子劣化に起因した感度低下が生じることが知られている。さらに、液晶パネルのガラス基板上に形成した光センサは、汎用の光センサＩＣなどと比較して、上記感度低下が著しいことが分かっている。
そこで、ガラス基板上の光センサで生じる素子劣化を抑制する表示装置として、ＴＦＴ光センサの駆動条件を工夫するというものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１３１１３７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液晶パネルにおいては、光センサ用のＴＦＴは光リーク電流を確保したい一方、画素のＴＦＴは光リーク電流を抑えたいこともあり、上記特許文献２に記載の表示装置のように、プロセス条件やＴＦＴの駆動条件の工夫によってガラス基板上の光センサで生じる素子劣化を抑制することは困難である。
そこで、本発明は、ガラス基板上に光センサを搭載した場合であっても、光センサの素子劣化に起因した感度低下を簡潔に補正して、外光検出を精度良く行うことができる光量検出回路及び表示装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光量検出回路は、外光を検知する光センサを有する光検知部と、当該光検知部の出力信号を読み取る光センサ読み取り部とを備える光量検出回路であって、前記光検知部は、前記外光が入射光として入射され、当該外光の光量に応じた出力信号を出力する第１の光検知部と、外光を減光する減光手段を有し、該減光手段で減光された光が入射光として入射され、当該減光された光の光量に応じた出力信号を出力する第２の光検知部とから構成されており、前記光センサ読み取り部で読み取った前記第１の光検知部の出力信号及び前記第２の光検知部の出力信号に基づいて、前記第１及び第２の光検知部のうち、一方の光検知部の出力信号における光劣化率を演算する光劣化率演算部と、前記一方の光検知部の初期状態における照度−出力特性、前記一方の光検知部の出力信号、及び前記光劣化率演算部で演算した光劣化率に基づいて、前記外光の光量を検出する光量検出部と、を備えることを特徴としている。
【０００６】
これにより、製造プロセスによる光センサ出力特性のばらつきを補正する機能と、光センサの素子劣化に起因する感度低下を補正する機能とを備えることができ、精度良く外光の照度を検出することができる。さらに、光センサを駆動するＩＣ内部で、上記ばらつき補正や感度補正を行うことができるので、システムとして新たな付加物やコストアップの必要がない。
【０００７】
また、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光センサ読み取り部は、前記第１及び第２の光検知部の各出力信号を時分割で読み取ることを特徴としている。
これにより、光センサ読み取り部は、第１の光検知部用の読み取り部と第２の光検知部用の読み取り部との機能を兼ねることができる。そのため、光センサ読み取り部は、第１の光検知部の数（又は第２の光検知部の数）だけ設ければよく、第１の光検知部と第２の光検知部との各々に読み取り部を設ける場合と比較して、ＩＣチップサイズ及び消費電力の削減が図れる。
【０００８】
さらに、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光センサ読み取り部は、前記一方の光検知部の出力信号を所定回数読み取った後、他方の光検知部の出力信号を１回読み取ることを特徴としている。
これにより、通常は一方の光検知部の出力信号を読み取って外光の光量検出を行い、所定期間毎に他方の光検知部の出力信号を読み取って光劣化率の導出を介入させることができるので、外光検出に支障をきたすことなく光劣化率の導出を行うことができる。
【０００９】
さらにまた、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光センサ読み取り部は、任意のタイミングで前記他方の光検知部の出力信号を読み取ることを特徴としている。
これにより、例えば、光量検出回路を表示装置に搭載した場合に、表示をオンした直後や表示のリフレッシュ直後のみ、上記他方の光検知部の出力信号を読み取り、それ以外では上記一方の光検知部の出力信号を読み取るようにすることができる。したがって、第１の光検知部の出力信号と第２の光検知部の出力信号とを常に切り替えて読み取る必要がなくなり、消費電力を低減させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光劣化率演算部は、移動平均をとることで前記光劣化率を演算することを特徴としている。
これにより、第１の光検知部の出力信号を取得した瞬間と第２の光検知部の出力信号を取得した瞬間とで外光強度が著しく変化した場合であっても、光劣化率が誤算出されるのを抑制することができる。
【００１１】
さらにまた、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光量検出部は、前記照度−出力特性の近似線を所定の理想特性線に一致させるためのオフセット補正値及び傾き補正値を用いて、前記一方の光検知部の出力信号を補正することで、前記外光の光量を検出するものであって、前記光劣化率演算部で演算した光劣化率に基づいて、前記オフセット補正値及び前記傾き補正値の少なくとも一方を補正する光劣化補正部を備えることを特徴としている。
【００１２】
これにより、光センサ出力特性のばらつきをロジック処理にて補正することができると共に、光劣化率の演算を含む感度補正のロジック処理を、簡潔に上記出力特性のばらつき補正ロジックにフィードバックすることができる。
また、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光劣化補正部は、前記光劣化率演算部で演算した光劣化率が所定値以上であるときに、前記オフセット補正値及び前記傾き補正値の少なくとも一方を補正することを特徴することを特徴としている。
【００１３】
これにより、光劣化率が許容範囲内にあるときには、光劣化補正ロジック処理を停止させることができる。
さらにまた、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記光劣化率演算部は、前記第１の光検知部の出力信号と前記第２の光検知部の出力信号との比率と、予め設定された初期比率との比率である光劣化補正係数に基づいて、前記光劣化率を演算することを特徴としている。
【００１４】
これにより、光センサの構造に変更を加えることなく、感度補正機能を実現することができる。
さらに、本発明に係る光量検出回路は、上記において、前記第１及び第２の光検知部は、前記光センサとしての薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極の間に接続されたコンデンサと、前記ソース電極と前記コンデンサの一方の端子に接続されたスイッチ素子とをそれぞれ有し、前記光センサ読み取り部は、前記スイッチ素子のオン状態で基準電圧に充電され、前記スイッチ素子のオフ状態で前記薄膜トランジスタへ光が照射されることにより生じる漏れ電流により低下する前記コンデンサの電圧値を出力信号として読み取ることを特徴としている。
【００１５】
これにより、光センサ部に照射される光の光量を、コンデンサの電位の変動によって検出することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記の何れかの光量検出回路と、表示パネルを照光する照光部と、前記光量検出回路の出力値に基づいて前記照光部を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
これにより、光量検出回路で外光照度を正確に検出して、適正にバックライト等の照光部を制御することができるので、表示パネルの視認性の確保や消費電力の低減を実現した表示装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の表示装置としての液晶表示装置１の構成を示す図である。ここでは、液晶表示装置１として半透過型液晶表示装置を例示する。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
この液晶表示装置１の表示パネルは、図１及び図２に示すように、透明な絶縁性を有する材料、例えばガラス基板からなり、表面に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を搭載したアクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴ基板という）２と、表面にカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板という）２５との間に液晶層１４が形成され、上記２枚の基板の上下面に偏光板を貼り付けた構成となっている。
【００１８】
このうちＴＦＴ基板２は、その表示領域ＤＡにゲート線４及びソース線５がマトリクス状に形成されており、ゲート線４とソース線５とで囲まれる部分に画素電極が形成され、ゲート線４とソース線５との交差部に画素電極と接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されている。なお、符号ＬＳ１は外光検出用の光検知部、符号ＬＳ２は光劣化参照用の光検知部であって、後述するように表示領域ＤＡの外周縁部に設けられている。これらの配線、ＴＦＴ及び画素電極は、図２においてこれらを模式的に第１構造物３として示す。
【００１９】
ＴＦＴ基板２には、図１に示すように、その短辺部に液晶表示装置１を駆動するための図示しない画像供給装置と接続するためのフレキシブル配線基板ＦＰＣが設けられ、このフレキシブル配線基板ＦＰＣを通して画像供給装置から導出されたデータ線及び制御線が液晶ドライバＩＣに接続されている。そして、液晶を駆動するＶＣＯＭ信号、ソース信号、ゲート信号等の信号は、液晶ドライバＩＣ内で生成されて、それぞれＴＦＴ基板２上のコモン線１１、ソース線５及びゲート線４に供給される。
【００２０】
また、ＴＦＴ基板２の四隅には、複数のトランスファ電極１０ａ〜１０ｄが設けられている。これらのトランスファ電極１０ａ〜１０ｄは、コモン線１１を介して互いに直接接続ないしは液晶ドライバＩＣ内で互いに接続されている。各トランスファ電極１０ａ〜１０ｄは、後述する対向電極２６と電気的に接続され、液晶ドライバＩＣから出力される対向電極電圧が対向電極２６に印加されるようになっている。
【００２１】
ＣＦ基板２５には、ガラス基板の表面にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の複数色からなるカラーフィルタと、ブラックマトリクスとが形成されている。このＣＦ基板２５は、ＴＦＴ基板２に対向配置されるとともに、ブラックマトリクスが少なくともＴＦＴ基板２のゲート線４やソース線５に対応する位置に配置され、このブラックマトリクスによって区画された領域にカラーフィルタが設けられている。これらカラーフィルタ等は、図２において模式的に第２構造物２７として示す。また、このＣＦ基板２５には、更に酸化インジウムスズ等で構成された透明電極からなる対向電極２６が設けられており、この対向電極２６は、表示領域ＤＡ全体に亘って形成されている。
【００２２】
シール材６は、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡの周囲に図示しない注入口を除いて塗布されている。また、両基板を接続するコンタクト材１０Ａは、例えば表面に金属メッキが施された導電性粒子と熱硬化性樹脂とから構成されている。そして、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５との張り合わせは、例えば、以下の手順で行われる。
まず、ＴＦＴ基板２を第１のディスペンサ装置にセットしてシール材６を所定パターンで塗布し、次に、ＴＦＴ基板２を第２のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材１０Ａを各トランスファ電極１０ａ〜１０ｄ上に塗布する。その後、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡにスペーサ１５を均一に散布し、ＣＦ基板２５のシール材６やコンタクト材１０Ａが当接する部分に仮止め用接着剤を塗布する。その後、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５とを貼り合わせ、仮止め用接着剤を硬化させて仮止めが完了する。
【００２３】
そして、仮止めされた両基板２、２５を加圧しながら加熱処理すると、シール材６及びコンタクト材１０Ａの熱硬化性樹脂が硬化し、空の液晶表示パネルが完成する。この空の液晶表示パネル内に図示しない注入口から液晶１４を注入し、この注入口を封止材で塞ぐと半透過型の液晶表示装置１が完成する。
また、ＴＦＴ基板２の下方には、図示しない周知の光源（あるいは照光部）、導光板、拡散シート等を有するバックライトが配置されている。このバックライトは、表示パネル外部に設けられた後述するバックライト制御回路にて、その輝度が制御されるようになっている。
【００２４】
次に、光検知部ＬＳ１，ＬＳ２の構造について説明する。
図３（ａ）は、光検知部ＬＳ１を構成する光センサ及びスイッチ素子の断面図である。
光検知部ＬＳ１を構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ光センサ）及びスイッチ素子ＳＷ１は、いずれもＴＦＴからなりＴＦＴ基板２上に形成されている。すなわち、ＴＦＴ基板２は、その表面にＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ１L、コンデンサＣ１の一方の端子Ｃａ１及び一方のスイッチ素子ＳＷ１を構成するゲート電極Ｇ１Sが形成され、これらの表面を覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜１７が積層されている。
【００２５】
また、ＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ１Lの上及びスイッチ素子ＳＷ１を構成するＴＦＴのゲート電極Ｇ１Sの上には、それぞれゲート絶縁膜１７を介して非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層１９１L及び１９１Sが形成されている。
また、ゲート絶縁体１７上には、アルミニウムやモリブデン等の金属からなるＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ１L及びドレイン電極Ｄ１L、一方のスイッチ素子ＳＷ１を構成するＴＦＴのソース電極Ｓ１S及びドレイン電極Ｄ１Sがそれぞれの半導体層１９１L及び１９１Sと接触するように設けられている。
【００２６】
このうち、ＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ１L及びスイッチ素子ＳＷ１を構成するＴＦＴのドレイン電極Ｄ１Sは、互いに延長されて接続されてコンデンサＣ１の他方の端子Ｃｂ１が形成されている。更に、ＴＦＴ光センサ、コンデンサＣ１及びＴＦＴからなるスイッチ素子ＳＷ１の表面を覆うようにして、例えば、無機絶縁材料からなる保護絶縁膜１８が積層されており、また、ＴＦＴからなるスイッチ素子ＳＷ１の表面には、外部光の影響を受けないようにするために、遮光層２１１が被覆されている。
【００２７】
また、ＴＦＴ光センサの表面には、減光手段として透過率１／ｎのカラーフィルタ２２が被覆されている。
さらに、この光検知部ＬＳ１が配設された向かい側のＣＦ基板２５上には、図２に示すように、光検知部ＬＳ１と対向する位置まで対向電極２６が延設され、光検知部ＬＳ１を構成するＴＦＴ光センサのドレイン電極Ｄ１L及びコンデンサＣ１におけるグラウンド端子ＧＲ側の他方の端子Ｃｂ１が、この対向電極２６にトランスファ電極１０ｂを介して接続されている。
【００２８】
図３（ｂ）は、光検知部ＬＳ２を構成する光センサ及びスイッチ素子の断面図である。
光検知部ＬＳ２は、図３（ａ）に示す光検知部ＬＳ１において、ＴＦＴ光センサの表面にカラーフィルタ２２が被覆されているのに対し、このカラーフィルタ２２が設けられていないことを除いては、光検知部ＬＳ１と同様の構成を有し、一対の光検知部ＬＳ１及びＬＳ２は等しい光電変換特性を有する。
【００２９】
すなわち、上記カラーフィルタ２２は、光検知部ＬＳ１の入射光量が、光検知部ＬＳ２の入射光量の１／ｎ（ｎ＞０）となるように減光するためのものであり、光検知部ＬＳ１にはカラーフィルタ２２で減光された光が入射光として入射され、光検知部ＬＳ２には外光がそのまま入射光として入射されるようになっている。
図３（ａ）、（ｂ）では、わかりやすくするため、カラーフィルタ２２がＴＦＴ基板２に形成されている場合を示したが、図２に示すようにＣＦ基板２５にカラーフィルタ２２が形成されている場合も、ＣＦ基板２５の光検知部ＬＳ１に対応する部分にはカラーフィルタ２２が形成され、光検知部ＬＳ２に対応する部分にはカラーフィルタ２２が形成されていない構成となる。
【００３０】
図４は、光検知部ＬＳ１，ＬＳ２の構成を示す回路図である。光検知部ＬＳ１と光検知部ＬＳ２とは同様の回路構成を有することから、ここでは、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２を包括的に光検知部ＬＳとし、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２をスイッチ素子ＳＷ、コンデンサＣ１及びＣ２をコンデンサＣとして説明する。また、ゲート電極Ｇ１L及びＧ２Lをゲート電極ＧL、ソース電極Ｓ１L及びＳ２Lをソース電極ＳL、ドレイン電極Ｄ１L及びＤ２Lをドレイン電極ＤLとする。
【００３１】
光検知部ＬＳは、ＴＦＴ光センサのドレイン電極ＤLとソース電極ＳLとの間にコンデンサＣが並列接続され、ソース電極ＳLとコンデンサＣの一方の端子とがスイッチ素子ＳＷを介して基準電圧源に接続され、更に、ＴＦＴ光センサのドレイン電極ＤL及びコンデンサＣの他方の端子が対向電極（ＶＣＯＭ）に接続された構成となる。
このような構成により、所定期間毎にスイッチ素子ＳＷがオン状態となると、基準電圧源から所定の基準電圧Ｖｓ（例えば、＋２Ｖ）がコンデンサＣに印加されて充電される。この充電により、コンデンサＣの両端には基準電圧Ｖｓと対向電極電圧ＶＣＯＭ間の電位差が掛かって充電されるが、ゲート電極ＧLには逆極性のゲート電圧ＧＶが印加されてゲートオフされているので、スイッチ素子ＳＷをオフ状態とすると、ＴＦＴ光センサへ光が照射されることにより生じる漏れ電流によって、この充電電圧が低下する。
【００３２】
そして、コンデンサＣへの充電タイミングから所定の読み取り時間後に、コンデンサＣに充電された電圧を読み取り（検知し）、これによって、バックライト等の制御が可能となる。
ここで、光検知部ＬＳ１と光検知部ＬＳ２との充電タイミング及び１放電期間は、それぞれ等しく設定されている。なお、１放電期間とは、コンデンサＣへの充電開始時点から次の充電開始時点までの期間であり、本実施形態では、例えば、０．５［ｓ］〜１．０［ｓ］とする。また、充電開始時点からコンデンサＣの充電電圧を読み取るまでの読み取り時間も、光検知部ＬＳ１とＬＳ２とで等しく設定されている。
【００３３】
図５は、バックライト制御回路の詳細な構成を示すブロック図である。
この図５に示すように、バックライト制御回路は、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２から得られるアナログ情報を取得する読み取り部３１と、感度補正値出力部３２と、光センサばらつき補正部３３（以下、補正部３３と称す）と、フィルタ処理部３４と、Ｂ／Ｌ輝度変換部３５と、バックライト３７を制御するＢ／Ｌ輝度制御部３６とを備えている。
【００３４】
読み取り部３１は、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２のスイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２のオン／オフ制御を行って、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２のコンデンサＣ１及びＣ２への充電を行う。また、この読み取り部３１は、図５のスイッチＳＷLSの切り替えを行って、所定のタイミングで光検知部ＬＳ１又はＬＳ２のコンデンサＣ１又はＣ２に充電されている充電電圧を読み取る。充電電圧を直接読み取る方法の代わりに、所定の電圧に低下するまでの放電時間を読み取ってもよい。
【００３５】
図６は、光センサ出力検知のタイミングチャートである。
この図６に示すように、読み取り部３１は、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２の各出力を時分割で読み取る。具体的には、光検知部ＬＳ１の出力を所定回数（ここでは１３回）読み取る毎に、光検知部ＬＳ２の出力を１回読み取る。すなわち、光検知部ＬＳ２の出力を読み取るタイミングでは、光検知部ＬＳ１の出力検知は待機状態となる。
【００３６】
そして、このようにして取得したアナログ情報をＡ／Ｄ変換することで、光検知部ＬＳ１から照度データＬLS1、光検知部ＬＳ２から照度データＬLS2が得られ、照度データＬLS1は感度補正値出力部３２及び補正部３３に出力され、照度データＬLS2は感度補正値出力部３２に出力される。
感度補正値出力部３２は、照度データＬLS1及びＬLS2に基づいて、光検知部ＬＳ１の光センサにおける素子劣化に起因する感度低下の度合いを示す光劣化率Ｄを算出し、光劣化率Ｄから後述する感度補正値ＣＯＦＦを算出し、これを出力する。
【００３７】
図７は、感度補正値出力部３２の詳細を示すブロック図である。
この図７に示すように、感度補正値出力部３２は、劣化係数演算部３２ａと、メモリ回路３２ｂと、光劣化率演算部３２ｃと、感度補正値算出部３２ｄとを有している。
劣化係数演算部３２ａには、照度データＬLS1及びＬLS2が入力され、この劣化係数演算部３２ａは、先ず、照度データＬLS1と照度データＬLS2との比率である測定比率α（＝ＬLS1／ＬLS2）を演算する。次に、劣化係数演算部３２ａは、予めメモリ回路３２ｂに記憶された初期状態における上記測定比率である初期比率βを読み込み、測定比率αと初期比率βとの比率である光劣化補正係数Ｋ（＝α／β）を演算する。
【００３８】
劣化係数演算部３２ａで演算された光劣化補正係数Ｋは、光劣化率演算部３２ｃに入力され、光劣化率演算部３２ｃは、この光劣化補正係数Ｋに基づいて光劣化率Ｄを演算する。具体的には、メモリ回路３２ｂに記憶された、光劣化補正係数Ｋと光劣化率Ｄとを対応させたルックアップテーブルを参照して光劣化率Ｄを取得する。このようにして取得した光劣化率Ｄは、感度補正値算出部３２ｄに出力される。
【００３９】
このとき、光劣化率Ｄを、移動平均をとって演算することが好ましい。本実施形態では、読み取り部３１において光検知部ＬＳ１及びＬＳ２の各出力を時分割で読み取っているため、照度データＬLS1を取得した瞬間と照度データＬLS2を取得した瞬間とで外光照度が著しく異なる場合がある。したがって、移動平均をとることで、上記のように外光照度が急激に変化した場合であっても、光劣化率Ｄの誤算出を抑制することができる。
【００４０】
なお、上記ルックアップテーブルのサイズを縮小するために、データを間引いて記憶してもよい。この場合、光劣化補正係数Ｋの値がルックアップテーブルに含まれない場合には、近隣のデータを用いて補間演算を行なって、光劣化率Ｄを導出すればよい。
ここで、光劣化補正係数Ｋについて説明する。
光センサ出力は、理想状態では入射光量に正比例（又は逆比例）するので、光検知部ＬＳ１の初期感度をＸａ０、光検知部ＬＳ２の初期感度をＸｂ０とすると、照度Ｌ０における光検知部ＬＳ１の光センサ出力Ｐａ（Ｌ０／ｎ）、照度Ｌ０における光検知部ＬＳ２の光センサ出力Ｐｂ（Ｌ０）は、以下のように表される。
【００４１】
Ｐａ（Ｌ０／ｎ）＝Ｘａ０・（Ｌ０／ｎ），
Ｐｂ（Ｌ０）＝Ｘｂ０・（Ｌ０）  ………（１）
これにより、初期比率βは、Ｐａ（Ｌ０／ｎ）／Ｐｂ（Ｌ０）＝（１／ｎ）・（Ｘａ０／Ｘｂ０）となる。この初期比率βは、外光照度Ｌ０に依らず初期感度Ｘａ０，Ｘｂ０とｎとの関数となり、任意の照度Ｌにおける測定比率を初期比率βとすることができる。
【００４２】
また、光センサは、光曝露により劣化して光感度が低下することにより、初期状態に対して光電流が低下する。このような光感度の低下には、初期状態から照射された光量の累計である積算光量ｐの関数Ｒ（ｐ）によって求めることができる。ある時間経過後の光検知部ＬＳ２における積算光量をｐとすると、光検知部ＬＳ１における積算光量はｐ／ｎである。
【００４３】
したがって、積算光量ｐ／ｎの光曝露を受けた後の光検知部ＬＳ１の感度をＸａ１、積算光量ｐの光曝露を受けた後の光検知部ＬＳ２の感度をＸｂ１とすると、照度Ｌ１における劣化後の光検知部ＬＳ１の光センサ出力Ｐａａ（Ｌ１／ｎ）、照度Ｌ１における劣化後の光検知部ＬＳ２の光センサ出力Ｐｂｂ（Ｌ１）は、以下のように表される。
Ｐａａ（Ｌ１／ｎ）＝Ｘａ１・（Ｌ１／ｎ）＝Ｒ（ｐ／ｎ）・Ｘａ０・（Ｌ１／ｎ），
Ｐｂｂ（Ｌ１）＝Ｘｂ１・Ｌ１＝Ｒ（ｐ）・Ｘｂ０・Ｌ１  ………（２）
これにより、測定比率αは、Ｐａａ（Ｌ１／ｎ）／Ｐｂｂ（Ｌ１）＝（１／ｎ）・（Ｒ（ｐ／ｎ）／Ｒ（ｐ））・（Ｘａ０／Ｘｂ０）となる。この測定比率αは、外光照度Ｌ１に依らないので、任意の照度Ｌで求めても同一の測定比率を得ることができる。
【００４４】
このようにして求められた初期比率βと測定比率αとから、光劣化補正係数Ｋ＝α／β＝（Ｐａａ（Ｌ１／ｎ）／Ｐｂｂ（Ｌ１））／（Ｐａ（Ｌ０／ｎ）／Ｐｂ（Ｌ０））＝Ｒ（ｐ／ｎ）／Ｒ（ｐ）となり、積算光量ｐの関数として算出される。
この光劣化補正係数Ｋにより、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２のＴＦＴ光センサにおける劣化の進行度を知ることができる。
【００４５】
次に、光劣化率Ｄについて説明する。
光劣化率Ｄは、ある照度Ｌ１の光が入射された場合に測定される光検知部ＬＳ１の光センサ出力Ｐａａ（Ｌ１／ｎ）と、初期状態の光センサ出力Ｐａ（Ｌ１／ｎ）との比率であり、Ｄ＝Ｐａａ（Ｌ１／ｎ）／Ｐａ（Ｌ１／ｎ）＝Ｒ（ｐ／ｎ）と表される。この値は、入射光量に依らず劣化状態により決まる値である。
【００４６】
この光劣化率Ｄは上述した光劣化補正係数Ｋと対応しており、予めこの対応関係を求めておくことで、光劣化補正係数Ｋから光劣化率Ｄを求めることができる。
感度補正値算出部３２ｄは、予めメモリ回路３２ｂに記憶された、光劣化率Ｄと感度補正値ＣＯＦＦとを対応させたルックアップテーブルを参照し、光劣化率Ｄから感度補正値ＣＯＦＦを求め、これを図５の補正部３３に出力する。このとき、光劣化率Ｄが所定値（例えば、１０％）に満たない場合には、感度補正値ＣＯＦＦを零に設定するものとする。なお、光劣化率Ｄと感度補正値ＣＯＦＦとは、図８に示すように一次関数で近似できるため、感度補正値ＣＯＦＦを計算式から算出することもできる。
【００４７】
補正部３３には、読み取り部３１から出力される照度データＬLS1と、感度補正値出力部３２から出力される感度補正値ＣＯＦＦとが入力され、補正部３３は、これらに基づいて光検知部ＬＳ１の入射光の照度Ｌを算出する。
【００４８】
図９は、照度Ｌの算出手順を説明するための図である。
周囲温度による熱リークや外光以外の光（バックライトの漏れ光など）による光リークを無視できるような理想状態では、光センサの出力は破線Ｉに示すように入射光照度に正比例（或いは逆比例）すると考えられる。
【００４９】
しかし、本実施形態のように、ガラス基板上に光センサを形成する場合、低照度領域において十分な光電流を確保できなかったり、高照度領域において出力が飽和したりする場合がある。そのため、光センサの出力特性は実線Ｉｏｕｔに示すように非線形な特性となる。さらに、製造プロセスのばらつきによっても光センサの出力強度はシフトする。
そこで、このような光センサの出力特性のばらつきを考慮し、光センサ出力値ＬLS1を補正することで正確に光検出を行うようにする。また、光センサは、図１０に示すように、長時間に亘り強い光を受け積算照度が大きくなると、素子劣化に起因した感度低下が生じて光センサ出力が変化してしまうため、光劣化率Ｄも考慮して光センサ出力値ＬLS1を補正する。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、入射光照度を低照度（Ｌ０〜Ｌ１［Ｌｘ］）、中照度（Ｌ１〜Ｌ２［Ｌｘ］）、高照度（Ｌ２〜Ｌ３［Ｌｘ］）の３つの領域に分割し、各領域における光センサの出力特性をそれぞれ直線Ｉｏｕｔ１，Ｉｏｕｔ２，Ｉｏｕｔ３で近似して、これらの近似線が理想直線Ｉに一致するように定義した傾き補正値ＡＳＬＰ及びオフセット補正値ＡＯＦＦを用いて光センサ出力値ＬLS1を補正することで、照度Ｌを算出する。
【００５１】
ここで、直線Ｉｏｕｔ１〜Ｉｏｕｔ３は、各領域における最大照度での動作点と最小照度での動作点とを結ぶ直線である。
そして、これらの直線Ｉｏｕｔ１〜Ｉｏｕｔ３がそれぞれ理想直線Ｉに一致するように、傾き補正値ＡＳＬＰ１〜ＡＳＬＰ３［符号なし（ｍ−１）ビット］及びオフセット補正値ＡＯＦＦ１〜ＡＯＦＦ３［符号付きｍビット］を定義する。
【００５２】
すると、ばらつき補正後の照度Ｌは、傾き補正値ＡＳＬＰ及びオフセット補正値ＡＯＦＦを用いて下記（１）式で表される。
Ｌ＝（ＬLS1＋ＡＯＦＦ）×ＡＳＬＰ／２m-1  ………（３）
ここで、補正値の組（ＡＳＬＰ，ＡＯＦＦ）は、光センサ出力値ＬLS1に応じて、傾き補正値（ＡＳＬＰ１，ＡＯＦＦ１）、（ＡＳＬＰ２，ＡＯＦＦ２）及び（ＡＳＬＰ３，ＡＯＦＦ３）のうち何れかに設定される。
【００５３】
また、照度Ｌ０及びＬ１に対応する光センサ出力値をそれぞれＰｏｕｔ（Ｌ０）及びＰｏｕｔ（Ｌ１）、照度Ｌ０及びＬ１に対応する理想出力値をそれぞれＩ（Ｌ０）及びＩ（Ｌ１）とすると、直線Ｉｏｕｔ１に対応する傾き補正値ＡＳＬＰ１及びＡＯＦＦ１は、それぞれ次式で表される。
ＡＯＦＦ１＝｛Ｉ（Ｌ１）×Ｐｏｕｔ（Ｌ０）−Ｉ（Ｌ０）×Ｐｏｕｔ（Ｌ１）｝／｛Ｉ（Ｌ０）−Ｉ（Ｌ１）｝  ………（４）
ＡＳＬＰ１＝｛Ｉ（Ｌ０）／（Ｐｏｕｔ（Ｌ０）＋ＡＯＦＦ１）＋Ｉ（Ｌ１）／（Ｐｏｕｔ（Ｌ１）＋ＡＯＦＦ１）｝×２m-2  ………（５）
また、照度Ｌ２及びＬ３に対応する光センサ出力値をそれぞれＰｏｕｔ（Ｌ２）及びＰｏｕｔ（Ｌ３）、照度Ｌ２及びＬ３に対応する理想出力値をそれぞれＩ（Ｌ２）及びＩ（Ｌ３）とすると、直線Ｉｏｕｔ２に対応する傾き補正値ＡＳＬＰ２及びＡＯＦＦ２は下記（６）及び（７）式で表され、直線Ｉｏｕｔ３に対応する傾き補正値ＡＳＬＰ２及びＡＯＦＦ２は下記（８）及び（９）式で表される。
【００５４】
ＡＯＦＦ２＝｛Ｉ（Ｌ２）×Ｐｏｕｔ（Ｌ１）−Ｉ（Ｌ１）×Ｐｏｕｔ（Ｌ２）｝／｛Ｉ（Ｌ１）−Ｉ（Ｌ２）｝  ………（６）
ＡＳＬＰ２＝｛Ｉ（Ｌ１）／（Ｐｏｕｔ（Ｌ１）＋ＡＯＦＦ２）＋Ｉ（Ｌ２）／（Ｐｏｕｔ（Ｌ２）＋ＡＯＦＦ２）｝×２m-2  ………（７）
ＡＯＦＦ３＝｛Ｉ（Ｌ３）×Ｐｏｕｔ（Ｌ２）−Ｉ（Ｌ２）×Ｐｏｕｔ（Ｌ３）｝／｛Ｉ（Ｌ２）−Ｉ（Ｌ３）｝  ………（８）
ＡＳＬＰ３＝｛Ｉ（Ｌ２）／（Ｐｏｕｔ（Ｌ２）＋ＡＯＦＦ３）＋Ｉ（Ｌ３）／（Ｐｏｕｔ（Ｌ３）＋ＡＯＦＦ３）｝×２m-2  ………（９）
このように、光センサの出力特性Ｉｏｕｔを複数の一次関数の繋ぎ合わせで近似し、その近似線と光センサ出力値ＬLS1とに基づいて照度Ｌを検出する。
【００５５】
さらに、本実施形態では、感度補正値出力部３２から出力される感度補正値ＣＯＦＦをもとに、オフセット補正値ＡＯＦＦを補正する。すなわち、下記（１０）式に示すように、光劣化率Ｄに応じた感度補正値ＣＯＦＦをオフセット補正値ＡＯＦＦに加算することで、オフセット補正値ＡＯＦＦを補正して、照度Ｌを算出する。
Ｌ＝（ＬLS1＋ＡＯＦＦ＋ＣＯＦＦ）×ＡＳＬＰ／２m-1  ………（１０）
このように、補正部３３では、先ず、読み取り部３１から出力される照度ＬLS1が、上記３つの照度領域のうちどの領域内にあるかを判別し、その判別結果に基づいて、予め上記（４）〜（９）式をもとに算出されメモリに記憶された補正値の組（ＡＳＬＰ１，ＡＯＦＦ１）、（ＡＳＬＰ２，ＡＯＦＦ２）及び（ＡＳＬＰ３，ＡＯＦＦ３）のうち、適切な補正値の組を選択する。次に、感度補正値出力部３２から出力される光劣化率Ｄに応じた感度補正値ＣＯＦＦをもとに、選択した補正値の組を補正し、最終的な補正値の組（ＡＳＬＰ，ＡＯＦＦ＋ＣＯＦＦ）を求める。そして、このようにして得られた補正値の組（ＡＳＬＰ，ＡＯＦＦ＋ＣＯＦＦ）を用いて、上記（１０）式をもとに補正後の照度Ｌを算出する。
【００５６】
この補正後の照度Ｌは、光センサの初期出力特性のばらつきと素子劣化による感度低下とを補正したものとなる。
また、図５のフィルタ処理部３４には、補正部３３から出力される照度Ｌが入力され、メディアンフィルタによってノイズ除去が施される。ここで、メディアンフィルタは、例えば１３個のデータの中央値を出力するものとする。
【００５７】
そして、Ｂ／Ｌ輝度変換部３５において、フィルタ処理部３４でフィルタ処理された照度Ｌを所定の照度閾値と比較し、その結果をＢ／Ｌ輝度制御部３６に出力する。ここで、上記照度閾値は、対応するバックライトの輝度、外光の照度に対して表示の見栄えが最適になる、あるいは低消費電力になる値に設定する。
そして、Ｂ／Ｌ輝度制御部３６は、Ｂ／Ｌ輝度変換部３５での比較結果をもとに、バックライト３７を最適な輝度に制御する。
【００５８】
図５において、光検知部ＬＳ２が第１の光検知部に対応し、光検知部ＬＳ１が第２の光検知部に対応し、読み取り部３１が光センサ読み取り部に対応し、光センサばらつき補正部３３が光量検出部に対応し、感度補正値出力部３２が光劣化率演算部に対応し、フィルタ処理部３４、Ｂ／Ｌ輝度変換部３５及びＢ／Ｌ輝度制御部３６が制御部に対応し、バックライト３７が照光部に対応している。
【００５９】
次に、本発明における第１の実施形態の動作について説明する。
先ず、液晶表示装置１に、光検知部ＬＳ１の入射光の照度がＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３となるような４段階の光をそれぞれ照射し、各照度における光検知部ＬＳ１の光センサ出力値Ｐｏｕｔ（Ｌ０），Ｐｏｕｔ（Ｌ１），Ｐｏｕｔ（Ｌ２）及びＰｏｕｔ（Ｌ３）を取得する。そして、これら光センサ出力値Ｐｏｕｔ（Ｌ０）〜Ｐｏｕｔ（Ｌ３）を用いて、上記（４）〜（９）式をもとに、傾き補正値ＡＳＬＰ１〜ＡＳＬＰ３及びオフセット補正値ＡＯＦＦ１〜ＡＯＦＦ３をそれぞれ算出し、メモリに記憶しておく。
【００６０】
そして、図６の時刻ｔ０で液晶パネルの表示がオンしたものとすると、時刻ｔ１で、読み取り部３１は光検知部ＬＳ１のコンデンサＣ１に充電された充電電圧を読み取り、その読み取り値から照度データＬLS1を算出する。
このとき、ＬLS1≦Ｐｏｕｔ（Ｌ１）となるような低照度の外光がＴＦＴ光センサに照射しているものとすると、補正部３３では、上記（４）及び（５）式をもとに算出されるオフセット補正値ＡＯＦＦ１及び傾き補正値ＡＳＬＰ１を、オフセット補正値ＡＯＦＦ及び傾き補正値ＡＳＬＰとして選択し、上記（１０）式をもとに照度Ｌを算出する。ここで、感度補正値ＣＯＦＦは、初期状態では零に設定されているものとする。
【００６１】
この照度Ｌは、光センサ出力特性のばらつき補正が施されたものとなり、実際の入射光の照度と略等しい値となる。
一方、ＬLS1＞Ｐｏｕｔ（Ｌ２）となるような高照度の外光がＴＦＴ光センサに照射している場合には、補正部３３は、上記（８）及び（９）式をもとに算出されるオフセット補正値ＡＯＦＦ３及び傾き補正値ＡＳＬＰ３を、オフセット補正値ＡＯＦＦ及び傾き補正値ＡＳＬＰとして選択し、これらに基づいて上記（１０）式をもとに照度Ｌを算出する。
【００６２】
このように、光センサ出力値が低照度領域内にあるときと高照度領域内にあるときとで、傾き補正値ＡＳＬＰ及びオフセット補正値ＡＯＦＦを変更するので、光センサ出力特性が非線形であっても、各照度領域の出力特性のばらつきに対応した補正が可能となり、適正に照度算出を行うことができる。
この光検知部ＬＳ１を用いた外光検知は、時刻ｔ２まで１３回繰り返される。
【００６３】
そして、時刻ｔ３では、読み取り部３１は、光検知部ＬＳ２のコンデンサＣ２に充電された充電電圧を読み取り、その読み取り値から照度データＬLS2を算出する。
感度補正値出力部３２は、劣化係数演算部３２ａで、時刻ｔ２で取得した照度データＬLS1と、時刻ｔ３で取得した照度データＬLS2との比率である測定比率α（＝ＬLS1／ＬLS2）を演算すると共に、測定比率αと予めメモリ回路３２ｂに記憶された初期比率βとの比率である光劣化補正係数Ｋ（＝α／β）を演算する。また、メモリ回路３２ｂに記憶されたルックアップテーブルを参照し、この光劣化補正係数Ｋから光劣化率Ｄを取得する。
【００６４】
図１１は、光検知部ＬＳ１及びＬＳ２の光センサ出力の変化を示す図である。
光検知部ＬＳ１は減光手段を有しており、光検知部ＬＳ１と光検知部ＬＳ２とでは入射光量が異なる。そのため、図１１に示すように、受光量の多い光検知部ＬＳ２の光センサの方が素子劣化の進行が早くなり、２つの光センサの出力比は積算照度に応じて変化する。したがって、この出力比の変化をもとに光検知部ＬＳ１の光センサにおける素子劣化具合の推算が可能となる。
【００６５】
また、感度補正値算出部３２ｄで、メモリ回路３２ｂに記憶されたルックアップテーブルを参照し、光劣化率Ｄから感度補正値ＣＯＦＦを取得し、これをメモリに記憶する。
なお、この時刻ｔ３では、照度データＬLS1の取得及び外光検知は行わない。したがって、バックライト３７のオン／オフ制御は、時刻ｔ２の状態を維持する。
時刻ｔ４では、読み取り部３１は光検知部ＬＳ１のコンデンサＣ１に充電された充電電圧を読み取り、その読み取り値から照度データＬLS1を算出する。そして、補正部３３は、この照度データＬLS1をもとに外光の照度領域を判別し、それに応じたオフセット補正値ＡＯＦＦ及び傾き補正値ＡＳＬＰを選択する。また、時刻ｔ３でメモリに記憶された感度補正値ＣＯＦＦを読み込み、上記（１０）式をもとに照度Ｌを算出する。
【００６６】
このようにして算出された照度Ｌは、光センサ出力特性のばらつき補正と素子劣化による感度低下の補正とが施されたデータとなり、実際の入射光照度と略等しい値となる。
なお、光劣化率Ｄが１０％に満たない場合には感度補正値ＣＯＦＦは零に設定されるため、素子劣化による感度低下の補正は行われず、積算照度が大きくなって光劣化率Ｄが１０％以上となると、感度補正値ＣＯＦＦが算出されて素子劣化による感度低下の補正が行われることになる。
【００６７】
図１２は、本実施形態の効果を説明する図である。この図１２からも明らかなように、光劣化率Ｄに応じた感度補正値ＣＯＦＦをもとに上記感度低下の補正を行った場合、補正なしの場合と比較して、光センサ出力の変化を精度良く解消することができることがわかる。
一般に、汎用の光センサＩＣでは、出力誤差の許容範囲を２０％程度以下に規定されている場合が多い。したがって、本実施形態のように光劣化率Ｄが１０％以上となった時点で感度補正を行うようにすることで、汎用の光センサＩＣよりも高精度な光センサとすることができる。
【００６８】
このように、上記第１の実施形態は、製造プロセスによる光センサ出力特性のばらつきを補正する機能と、光センサの素子劣化に起因する感度低下を補正する機能とを備えるので、精度良く外光の照度を検出することができる。
このとき、光検知部の照度−出力特性を複数の一次関数の繋ぎ合わせで近似し、その近似線と光検知部の出力値とに基づいて入射光の光量を検出するので、光センサ出力特性が非線形であっても精度良く上記ばらつきを補正することができ、正確に外光の照度を検出することができる。
【００６９】
また、上記近似線は、光検知部の照度−出力特性を少なくとも２つの外光照度領域に分け、各領域における最大照度での動作点と最小照度での動作点とを結ぶ直線の繋ぎ合わせとするので、外光の光量検出に用いる近似線を比較的簡易に設定することができる。
さらに、上記各直線を理想特性線に一致させるためのオフセット補正値及び傾き補正値を用いて光検知部の出力値を補正することで、外光の光量を検出するので、光センサ出力特性のばらつきをロジック処理にて補正することができると共に、光劣化率の演算を含む感度補正のロジック処理を、簡潔に上記出力特性のばらつき補正ロジックにフィードバックすることができる。
【００７０】
また、光センサ読み取り部は、一対の光検知部の各出力信号を時分割で読み取るので、各光検知部に光センサ読み取り部を設ける必要がない。そのため、各光検知部にそれぞれ読み取り部を設ける場合と比較して、ＩＣチップサイズ及び消費電力の削減が図れる。
さらにまた、光センサ読み取り部は、一方の光検知部の出力信号を所定回数読み取った後、他方の光検知部の出力信号を１回読み取るので、通常は一方の光検知部の出力信号を読み取って外光の光量検出を行い、所定期間毎に他方の光検知部の出力信号を読み取って光劣化率の導出を介入させることができるので、外光検出に支障をきたすことなく光劣化率の導出を行うことができる。また、このとき、上記所定回数を、メディアンフィルタのデータ数に合わせることで、当該フィルタ処理を適正に行うことができる。
【００７１】
また、入射光量の異なる一対の光検知部における出力信号の比率と、予め記憶された初期比率との比率である光劣化補正係数に基づいて、光劣化率を演算するので、光センサの構造に変更を加えることなく、感度補正機能を実現することができる。
さらに、光劣化率を、移動平均をとることにより演算するので、時分割で各光検知部の出力信号を取得する場合に、一方の光検知部の出力信号を取得した瞬間と他方の光検知部の出力信号を取得した瞬間とで外光強度が著しく変化した場合であっても、光劣化率が誤算出されるのを抑制することができる。
【００７２】
また、光劣化率が所定値以上であるときに上記感度補正を行うので、光劣化率が許容範囲内にあるときには、当該感度補正処理を停止させることができる。したがって、初期特性のばらつきに起因した光劣化率の導出によって、感度補正処理が誤作動されるのを防止することができる。さらに、上記許容範囲を汎用の光センサＩＣにおける許容範囲より厳しく設定すれば、汎用の光センサＩＣよりも高精度な光センサとすることができる。
【００７３】
またさらに、光センサを駆動するＩＣ内部で当該光センサの出力値補正を完結することができるので、システムとして新たな付加物やコストアップなく、長期間の使用による素子劣化に起因する感度低下を補正して、低照度から高照度まで広範囲に亘って高精度な外光検出結果を得ることができる。
また、上記のような光量検出回路を、バックライト制御を行う表示装置に適用するので、光量検出回路で検出した正確な外光照度を用いて適正にバックライトを制御することができ、表示パネルの視認性の確保や消費電力の低減を実現した表示装置とすることができる。
【００７４】
なお、上記第１の実施形態においては、光検知部ＬＳ１の光センサ出力を１３回取得する毎に、光検知部ＬＳ２の光センサ出力を１回取得する場合について説明したが、光検知部ＬＳ１の光センサ出力を取得する回数は任意の回数に設定することができる。
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、液晶パネルの表示オン直後やリフレッシュ直後など、所定のタイミングで、光検知部ＬＳ２からの照度データＬLS2を取得するようにしたものである。
【００７５】
図１３は、第２の実施形態における光センサ出力検知のタイミングチャートである。
時刻１０で、ＳＬＰＯＵＴコマンドによって液晶パネルの表示がオンしたことが検知されると、時刻ｔ１１で、読み取り部３１は、光検知部ＬＳ２のコンデンサＣ２に充電された充電電圧を読み取り、その読み取り値から照度データＬLS2を算出する。
次に、時刻ｔ１２で、読み取り部３１は、光検知部ＬＳ１のコンデンサＣ１に充電された充電電圧を読み取り、その読み取り値から照度データＬLS1を算出する。また、感度補正値出力部３２は、劣化係数演算部３２ａで、この照度データＬLS1と、時刻ｔ１１で取得した照度データＬLS2との比率である測定比率α（＝ＬLS1／ＬLS2）を演算すると共に、測定比率αと予めメモリ回路３２ｂに記憶された初期比率βとの比率である光劣化補正係数Ｋ（＝α／β）を演算する。また、メモリ回路３２ｂに記憶されたルックアップテーブルを参照し、この光劣化補正係数Ｋから光劣化率Ｄを取得する。さらに、感度補正値算出部３２ｄで、メモリ回路３２ｂに記憶されたルックアップテーブルを参照し、光劣化率Ｄから感度補正値ＣＯＦＦを取得し、これをメモリに記憶する。
【００７６】
そして、補正部３３は、この照度データＬLS1をもとに外光の照度領域を判別し、それに応じたオフセット補正値ＡＯＦＦ及び傾き補正値ＡＳＬＰを選択すると共に、メモリに記憶された感度補正値ＣＯＦＦを読み込み、上記（１０）式をもとに照度Ｌを算出する。
このようにして算出された照度Ｌは、光センサ出力特性のばらつき補正と素子劣化による感度低下の補正とが施されたものとなり、実際の入射光照度と略等しい値となる。
【００７７】
この光検知部ＬＳ１を用いた外光検知は、時刻ｔ１３でリフレッシュ動作が行われるまで繰り返される。
そして、時刻ｔ１３で、ＳＬＰＯＵＴコマンドによってリフレッシュ動作が行われたことが検知されると、時刻ｔ１４で、読み取り部３１は、光検知部ＬＳ２のコンデンサＣ２に充電された充電電圧を読み取り、その読み取り値から照度データＬLS2を算出する。
【００７８】
また、時刻ｔ１５で、読み取り部３１は照度データＬLS1を算出し、感度補正値出力部３２は、この照度データＬLS1と時刻ｔ１４で取得した照度データＬLS2とに基づいて光劣化率Ｄを求める。さらに、感度補正値算出部３２ｄは、光劣化率Ｄから感度補正値ＣＯＦＦを取得し、これをメモリに記憶する。
このようにして感度補正値ＣＯＦＦが更新され、その後は、再度ＳＬＰＯＵＴコマンドが検知されるまで、時刻ｔ１５で求められた感度補正値ＣＯＦＦで感度補正が行われる。
【００７９】
このように、上記第２の実施形態では、液晶パネルの表示をオンした直後やリフレッシュ動作が行われた直後のみ、劣化参照用の光検知部から照度データを取得するので、外光検知用の光検知部からの照度データと劣化参照用の光検知部からの照度データとを常に切り替えて読み取る必要がなくなり、消費電力を低減させることができる。
なお、上記各実施形態においては、減光手段として透過率１／ｎのカラーフィルタを適用する場合について説明したが、ＴＦＴ光センサの表面の一部を遮光層で被覆することで、入射光を減光することもできる。
【００８０】
また、上記各実施形態においては、外光検出用の光検知部ＬＳ１に減光手段を設ける場合について説明したが、外光検出用の光検知部ＬＳ１と光劣化参照用の光検知部ＬＳ２とで入射光量が異なる構成となればよく、光劣化参照用の光検知部ＬＳ２に減光手段を設けることもできる。
さらに、上記各実施形態においては、外光検出用の光検知部と光劣化参照用の光検知部とを１つずつ設ける場合について説明したが、表示パネルのサイズが大きい場合などには外光検出用の光検知部を複数設けることもできる。
【００８１】
また、上記各実施形態においては、光劣化率Ｄに応じた感度補正値ＣＯＦＦをオフセット補正値ＡＯＦＦに加算することで、当該オフセット補正値ＡＯＦＦを補正する場合について説明したが、オフセット補正値ＡＯＦＦに、光劣化率Ｄに応じた感度補正値ＣＯＦＦ´を乗じることで当該オフセット補正値ＡＯＦＦを補正することもできる。
また、照度判定閾値Ｌ０〜Ｌ３の値は、光センサの特性に応じて変更することもできる。これにより、個々の光センサ特性のばらつきに対応することができる。
【００８２】
さらに、上記各実施形態においては、外光照度を３つの領域に分割する（４点補正する）場合について説明したが、４つ以上の領域に分割することもできる。このように、分割数を増やすことにより、光センサ特性のばらつき補正の精度を向上させることができる。
また、上記各実施形態においては、光劣化率Ｄに応じてオフセット補正値ＡＯＦＦを補正する場合について説明したが、傾き補正値ＡＳＬＰを補正することもでき、更にはオフセット補正値ＡＯＦＦと傾き補正値ＡＳＬＰとの両方を補正することもできる。
【００８３】
さらにまた、上記各実施形態においては、光劣化補正係数Ｋをもとにメモリ回路３２ｂに記憶されたルックアップテーブルを参照して、光劣化率Ｄを取得する場合について説明したが、光劣化補正係数Ｋを変数とする光劣化率Ｄの関数を実現する回路を設け、演算により光劣化率Ｄを導出するようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、メモリ回路３２ｂに予め設定された初期比率βを記憶しておく場合について説明したが、初期状態（工場出荷状態）において所定の基準照度の光を照射して、初期状態での光検知部ＬＳ１及びＬＳ２の各光センサ出力を測定し、これらをもとに演算により求めた初期比率βをメモリ回路３２ｂに記憶するようにしてもよい。
【００８４】
また、上記各実施形態においては、本発明を半透過型液晶表示装置に適用する場合について説明したが、透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。なお、反射型液晶表示装置の場合には、バックライトないしはサイドライトに代えてフロントライトを使用すればよい。
また、上記各実施形態においては、本発明を、液晶表示装置等のバックライトを使用する表示装置に適用する場合ついて説明したが、有機エレクトロルミネッセス発光素子等を用いた表示装置にも適用可能である。この場合、光量検出回路の出力値に基づいて有機エレクトロルミネッセス発光素子等の発光量ないし制御データを補正すればよい。
【００８５】
さらに、上記実施形態においては、光センサとしてＴＦＴ光センサを適用する場合について説明したが、周知のフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＴＦＴ、フォトＳＣＲ、光導電体、光電池など、任意の光−電気変換素子を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明における実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した表示パネルを模式的に示した平面図ある。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】ＴＦＴ基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図である。
【図４】光検知部の回路図である。
【図５】バックライト制御の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】光センサ出力検知のタイミングチャートである。
【図７】光劣化率出力部の詳細を示すブロック図である。
【図８】光劣化率と感度補正値との関係を示す図である。
【図９】外光照度の算出手順を説明するための図である。
【図１０】積算照度と光センサ出力の変化率との関係を示す図である。
【図１１】光検知部ＬＳ１及びＬＳ２の光センサ出力の変化を示す図である。
【図１２】本実施形態の効果を説明する図である。
【図１３】第２の実施形態における光センサ出力検知のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１…液晶表示装置、２…ＴＦＴ基板、４…ゲート線、５…ソース線、１１…コモン線、２２…カラーフィルタ（減光手段）、２５…ＣＦ基板、２６…対向電極、３１…読み取り部、３２…感度補正値出力部、３２ａ…劣化係数演算部、３２ｂ…メモリ回路、３２ｃ…光劣化率演算部、３２ｄ…感度補正値演算部、３３…補正部、３４…フィルタ処理部、３５…Ｂ／Ｌ輝度変換部、３６…Ｂ／Ｌ輝度制御部、３７…バックライト、ＬＳ１，ＬＳ２…光検知部、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ素子、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、Ｖｓ…基準電圧
【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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