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傳感器設(shè)備、傳感器元件驅(qū)動(dòng)方法,顯示設(shè)備及電子裝置的制作方法

文檔序號(hào):6335525閱讀:155來源:國知局
專利名稱:傳感器設(shè)備、傳感器元件驅(qū)動(dòng)方法,顯示設(shè)備及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及利用傳感器元件檢測(cè)附近對(duì)象的位置等的傳感器設(shè)備、驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于諸 如此類的傳感器設(shè)備的傳感器元件的方法、包括傳感器功能(輸入功能)和顯示功能的顯 示設(shè)備,以及包括諸如此類的顯示設(shè)備的電子裝置。
背景技術(shù)
先前,存在已知的檢測(cè)接觸或靠近顯示設(shè)備的顯示表面的對(duì)象的位置等的技術(shù)。 例如,存在已知技術(shù),其提供了如下的結(jié)構(gòu)類似于膜的透明觸摸屏被布置在顯示器面板之 上。作為這種顯示器面板的系統(tǒng),先前已知壓敏型和電容型。另外,已經(jīng)開發(fā)了一種顯示設(shè)備,其中,顯示器像素和光接收元件在顯示器面板內(nèi) 被以矩陣的形式布置,使得該顯示器面板本身具有光傳感器功能(參見第2006-276223號(hào) 和第2008-233257號(hào)日本未審查專利申請(qǐng)公開)。

發(fā)明內(nèi)容
在如上所述的具有光傳感器功能的顯示設(shè)備中,諸如PIN光電二極管的光電轉(zhuǎn)換 元件被用作光接收元件。根據(jù)所接收的光量生成的和提供自光電轉(zhuǎn)換元件的電荷被存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,并且根據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的所存儲(chǔ)電荷的電壓值作為傳感器檢測(cè)信號(hào)被讀出和輸 出。進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換元件的光量根據(jù)靠近面板表面的對(duì)象的位置、距離、大小等而變化,并且 由此傳感器檢測(cè)信號(hào)也隨之變化。因此,可以通過恰當(dāng)?shù)靥幚韥碜砸跃仃囆问讲贾玫墓饨?收元件中每一個(gè)的傳感器檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)靠近面板表面的對(duì)象的位置等。在這種設(shè)備中, 讀操作在光電轉(zhuǎn)換元件的預(yù)定光接收(曝光)時(shí)段之后被實(shí)施,并且隨后,在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的 電壓值被重置到重置電壓之后,光接收和讀取的操作被重復(fù)。順便提一下,已知在光電轉(zhuǎn)換元件中,即便在沒有入射光的情況下,暗電流(熱激 發(fā)電流)也流動(dòng)。該暗電流隨著溫度變化,并具有如下特性溫度越高,流動(dòng)電流的量越大。 由于此原因,存在如下情形,其中,即便入射光量是恒定的,如果溫度不同,則存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電 壓也變化,其不利地影響了檢測(cè)結(jié)果。具體地,可能當(dāng)溫度變高時(shí),暗電流的影響增強(qiáng),其提 升了存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電壓,因而導(dǎo)致存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入飽和狀態(tài)。因此,希望執(zhí)行某些措施以減少這 種伴隨溫度變化的暗電流的影響,但是,過去的措施都是不夠的。鑒于上述,希望提供一種傳感器設(shè)備、驅(qū)動(dòng)傳感器元件的方法、具有輸入功能的顯 示設(shè)備,以及電子裝置,它們能夠通過減少伴隨溫度變化的暗電流的影響從而執(zhí)行穩(wěn)定的 檢測(cè)操作?!?shí)施例涉及光電轉(zhuǎn)換方法。第一檢測(cè)信號(hào)接收自本質(zhì)上被遮光的第一光電 轉(zhuǎn)換元件?;诘谝粰z測(cè)信號(hào),在曝光的第二光電轉(zhuǎn)換元件的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)處電壓被重置?;?于接收自第二光電轉(zhuǎn)換元件的光,第二檢測(cè)信號(hào)被生成。一些實(shí)施例涉及包括重置電壓控 制電路的裝置。重置電壓控制電路接收來自本質(zhì)上被遮光的第一光電轉(zhuǎn)換元件的第一檢測(cè) 信號(hào),并且基于該第一檢測(cè)信號(hào),控制第二光電轉(zhuǎn)換元件的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電壓使之被重置。第二
5光電轉(zhuǎn)換元件是曝光的。一些實(shí)施例涉及包括I/O顯示器面板和光接收驅(qū)動(dòng)電路的顯示設(shè) 備。I/O顯示器面板包括多個(gè)顯示器像素;以及多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件,其包括本質(zhì)上被遮光 的第一光電轉(zhuǎn)換元件和曝光的第二光電轉(zhuǎn)換元件。光接收驅(qū)動(dòng)電路接收來自第一光電轉(zhuǎn)換 元件的第一檢測(cè)信號(hào),并基于該第一檢測(cè)信號(hào)將第二光電轉(zhuǎn)換元件重置。一些實(shí)施例涉及 包括顯示設(shè)備的電子裝置。一些實(shí)施例涉及光電轉(zhuǎn)換方法,其包括檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換元件的特性變化。光電轉(zhuǎn)換 元件被控制以補(bǔ)償特性變化。檢測(cè)信號(hào)基于在光電轉(zhuǎn)換元件處接收的光而被生成。一些實(shí) 施例涉及包括檢測(cè)電路的裝置,該檢測(cè)電路檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換元件的特性變化。該裝置還包括 控制電路,該控制電路基于特性變化控制光電轉(zhuǎn)換元件使之被重置。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器設(shè)備、驅(qū)動(dòng)傳感器元件的方法、具有輸入功能的顯 示設(shè)備或電子裝置中,用于重置在傳感器元件中的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電壓值的重置電壓被根據(jù)由 于溫度引起的光電轉(zhuǎn)換元件的特性變化而可變控制。因此,可通過減少伴隨溫度變化的暗 電流的影響來執(zhí)行穩(wěn)定的檢測(cè)操作。本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)勢(shì)將從下述描述變得更加完整。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示出了具有輸入功能的顯示設(shè)備的配置示例的框 圖;圖2是示出了圖1中示出的I/O顯示器面板的配置示例的框圖;圖3是示出了在圖2中所示的顯示器區(qū)域(傳感器區(qū)域)中的像素布置的示例的 平面圖;圖4是示出了在圖3中所示的像素布置中傳感器元件(攝像像素)和信號(hào)線間的 連接關(guān)系的示例的示意性平面圖;圖5是代表在圖1中所示的顯示設(shè)備中的傳感器元件的配置示例的電路圖;圖6是針對(duì)監(jiān)控器傳感器的布置位置的說明性圖;圖7是示出了監(jiān)控器傳感器被布置的部分的結(jié)構(gòu)的橫截面圖;圖8是功能性地示出了涉及重置電壓的可變控制的電路的框圖;圖9是示出了重置電壓控制部件的具體電路配置示例的電路圖;圖10是示出了在圖1中所示的顯示設(shè)備中的傳感器操作(攝像操作)的定時(shí)波 形圖;圖IlA和IlB分別是示出了在圖1中所述的顯示設(shè)備中,當(dāng)存在強(qiáng)外部光時(shí)附近 對(duì)象在傳感器區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)的圖,以及在此狀態(tài)中的傳感器輸出電壓的示例的圖;圖12A和12B分別是示出了在圖1中所述的顯示設(shè)備中,當(dāng)存在弱外部光時(shí)附近 對(duì)象在傳感器區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)的圖,以及在此狀態(tài)中的傳感器輸出電壓的示例的圖;圖13是示出了用于描述通過利用差分圖像來檢測(cè)附近對(duì)象的圖像的方法的圖;圖14是示出了某特性的圖,該特性顯示由于在傳感器元件中的溫度的提高而發(fā) 生的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電壓的變化;圖15是僅示出了光電轉(zhuǎn)換元件的溫度特性的圖;圖16是示出了重置電壓的可變控制的流程的說明性圖17是示出了當(dāng)溫度低于參考溫度時(shí),如圖16中所示的重置電壓的可變控制被 執(zhí)行的示例的說明性圖;圖18是示出了一種狀態(tài)的說明性圖,其中,當(dāng)圖16中所示的重置電壓的可變控 制在溫度低于參考溫度的情形下被執(zhí)行時(shí),傳感器輸出電壓的差值α收斂于預(yù)定偏移 值-β ;圖19是示出了當(dāng)溫度高于參考溫度時(shí),如圖16中所示的重置電壓的可變控制被 執(zhí)行的示例的說明性圖;圖20是示出了一種狀態(tài)的說明性圖,其中,當(dāng)圖16中所示的重置電壓的可變控 制在溫度高于參考溫度的情形下被執(zhí)行時(shí),傳感器輸出電壓的差值α收斂于預(yù)定偏移 值-β ;圖21Α和21Β是分別示出了在圖1中所示的顯示設(shè)備中通過利用附近對(duì)象檢測(cè)處 理的結(jié)果來執(zhí)行應(yīng)用程序的第一示例和第二示例的說明性圖;圖22是示出了通過利用附近對(duì)象檢測(cè)處理的結(jié)果來執(zhí)行應(yīng)用程序的第三示例的 說明性圖;圖23是示出了通過利用附近對(duì)象檢測(cè)處理的結(jié)果來執(zhí)行應(yīng)用程序的第四示例的 說明性圖;圖M是示出了通過利用附近對(duì)象檢測(cè)處理的結(jié)果來執(zhí)行應(yīng)用程序的第五示例的 說明性圖;圖25是圖1中所示的顯示設(shè)備的第一應(yīng)用示例的外部透視圖;圖26Α和26Β是當(dāng)分別從前方和后方查看時(shí)的第二應(yīng)用示例的外部透視圖;圖27是第三應(yīng)用示例的外部透視視圖;圖28是第四應(yīng)用示例的外部透視視圖;以及圖29Α到29G是示出了第五應(yīng)用示例的圖,即,圖29Α和29Β分別是在開狀態(tài)的前 視圖和側(cè)視圖,以及圖29C到29G分別是在閉狀態(tài)的前視圖、左側(cè)視圖、右側(cè)視圖、俯視圖, 和仰視圖。
具體實(shí)施例方式通過參照附圖,下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。具有輸入功能的顯示設(shè)備的整個(gè)配置圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有輸入功能的顯示設(shè)備(顯示攝像設(shè)備)的 整個(gè)配置的示例。該顯示設(shè)備包括I/O顯示器面板20、背光燈15、顯示驅(qū)動(dòng)電路12、光接收 驅(qū)動(dòng)電路13、圖像處理部件14,以及應(yīng)用程序執(zhí)行部件11。例如,I/O顯示器面板20是液晶顯示器(IXD)面板。I/O顯示器面板20包括如 圖3 (將稍后描述)所示的以矩陣形式布置的多個(gè)顯示器像素31RGB,并且具有在線順序地 (line-sequentially)操作這些顯示器像素的同時(shí)基于圖像數(shù)據(jù)來顯示諸如圖形和字符之 類的預(yù)定圖像的功能(顯示功能)。該I/O顯示器面板20還包括傳感器元件33,該傳感器 元件如圖3所示(將稍后描述)被以矩陣形式布置為攝像像素,并且具有用作檢測(cè)并接觸 或靠近面板表面的對(duì)象(附近對(duì)象)并對(duì)其進(jìn)行成像的傳感器面板的功能(檢測(cè)功能,攝 像功能)。另外,在I/O顯示器面板20中,至少一個(gè)監(jiān)視器傳感器33M (圖6和圖7)被置于不同于傳感器元件33布置區(qū)域的區(qū)域。背光燈15是用于在I/O顯示器面板20中的顯示和檢測(cè)的光源,并且例如包括排 列好的多個(gè)發(fā)光二極管。背光燈15被顯示驅(qū)動(dòng)電路12驅(qū)動(dòng)和控制,并且能夠基于與稍后將 描述的I/O顯示器面板20的操作定時(shí)相同步的預(yù)定定時(shí)以高速度執(zhí)行開-關(guān)(照明和不 照明)操作。背光燈15定期從I/O顯示器面板20的背部側(cè)向面板表面發(fā)射照明光Lon。顯示驅(qū)動(dòng)電路12是驅(qū)動(dòng)I/O顯示器面板20的顯示器像素31RGB (即,執(zhí)行線順序 顯示操作的驅(qū)動(dòng))的電路,使得基于顯示數(shù)據(jù),圖像被顯示在I/O顯示器面板20上(S卩,由 此顯示操作被執(zhí)行)。該顯示驅(qū)動(dòng)電路12還執(zhí)行對(duì)背光燈15的開-關(guān)(照明和不照明) 控制。光接收驅(qū)動(dòng)電路13是驅(qū)動(dòng)I/O顯示器面板20 (即,執(zhí)行線順序攝像操作的驅(qū)動(dòng)) 的電路,使得傳感器檢測(cè)信號(hào)(攝像信號(hào))被從I/O顯示器面板20的傳感器元件(攝像像 素)33中的每一個(gè)獲得(即,由此對(duì)象被檢測(cè)或成像)。順便提一下,來自各自傳感器元件 33的傳感器檢測(cè)信號(hào)(攝像信號(hào))被例如每幀地存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器13A中,并作為已檢測(cè)的 圖像(攝取的圖像)被輸出到圖像處理部件14。光接收驅(qū)動(dòng)電路13包括重置電壓控制部 件16 (圖8),其將被稍后描述。圖像處理部件14基于從光接收驅(qū)動(dòng)電路13所輸出的攝取的圖像來執(zhí)行預(yù)定圖像 處理(算術(shù)處理)。作為執(zhí)行圖像處理的結(jié)果,例如,圖像處理部件14檢測(cè)并獲得關(guān)于已對(duì) I/O顯示器面板20做出靠近或類似行為的對(duì)象的對(duì)象信息(位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)、關(guān)于對(duì)象形狀 和大小的數(shù)據(jù)等)?;谟蓤D像處理部件14所獲得的檢測(cè)結(jié)果,應(yīng)用程序執(zhí)行部件11根據(jù)預(yù)定的應(yīng) 用軟件來執(zhí)行處理。作為此處理的示例,存在將已檢測(cè)對(duì)象的位置坐標(biāo)包含在將顯示在I/ 0顯示器面板20上的顯示數(shù)據(jù)中的處理。順便提一下,由應(yīng)用程序執(zhí)行部件11所產(chǎn)生的顯 示數(shù)據(jù)被提供給顯示驅(qū)動(dòng)電路12。I/O顯示器面板20的配置示例圖2示出了 I/O顯示器面板20的配置示例。I/O顯示器面板20包括顯示器區(qū)域 (傳感器區(qū)域)21、顯示器H驅(qū)動(dòng)器22、顯示器V驅(qū)動(dòng)器23、傳感器讀取H驅(qū)動(dòng)器25,以及傳 感器V驅(qū)動(dòng)器M。在圖1和圖2中的光接收驅(qū)動(dòng)電路13、傳感器V驅(qū)動(dòng)器M,和傳感器讀取H驅(qū)動(dòng) 25的組合是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的“用于驅(qū)動(dòng)傳感器元件的裝置”的具體示例。顯示驅(qū)動(dòng)電 路12、顯示器H驅(qū)動(dòng)器22和顯示器V驅(qū)動(dòng)器23的組合是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的“用于驅(qū)動(dòng) 多個(gè)顯示器像素的裝置”的具體示例。I/O顯示器面板20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的“顯示器 面板”和“傳感器面板”的具體示例。光接收驅(qū)動(dòng)電路13和圖像處理部件14的組合是根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的“用于處理信號(hào)的裝置”的具體示例。顯示器區(qū)域(傳感器區(qū)域)21是將來自背光燈15的光調(diào)制并將已調(diào)制光作為輻 射光(此后指包括例如由紅外光源(未示出)發(fā)射的顯示光和用于檢測(cè)的輻射光在內(nèi)的 光)發(fā)射的區(qū)域。顯示器區(qū)域(傳感器區(qū)域)21還是對(duì)接觸或靠近該區(qū)域的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè) (成像)的區(qū)域。例如,在顯示器區(qū)域(傳感器區(qū)域)21,用作顯示器像素31RGB和傳感器 元件33 (將稍后描述)的液晶顯示器元件被分別以矩陣形式布置。基于由顯示驅(qū)動(dòng)電路12所提供的用于顯示驅(qū)動(dòng)的顯示信號(hào)和控制時(shí)鐘,顯示器H驅(qū)動(dòng)器22與顯示器V驅(qū)動(dòng)器23 —起線順序地驅(qū)動(dòng)顯示器區(qū)域21內(nèi)的顯示器像素3IRGB。根據(jù)光接收驅(qū)動(dòng)電路13的驅(qū)動(dòng)控制,傳感器讀取H驅(qū)動(dòng)器25與傳感器V驅(qū)動(dòng)器 24 一起線順序地驅(qū)動(dòng)傳感器元件33 (其用作傳感器區(qū)域21內(nèi)的攝像像素),并獲得檢測(cè)信 號(hào)(攝像信號(hào))。光接收驅(qū)動(dòng)器電路13被配置用于當(dāng)輻射光從背光燈15被發(fā)射出并照射 到附近對(duì)象上時(shí),實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制,以根據(jù)由輻射光得來的反射光量和環(huán)境光(外部光)量之 和在傳感器元件33中存儲(chǔ)充電電荷。而且,光接收驅(qū)動(dòng)電路13被配置用于當(dāng)輻射光未從 背光燈15發(fā)射出時(shí),實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制,以根據(jù)環(huán)境光量來在傳感器元件33中存儲(chǔ)充電電荷。 傳感器讀取H驅(qū)動(dòng)器25被配置用于向光接收驅(qū)動(dòng)電路13輸出背光燈亮?xí)r的檢測(cè)信號(hào)(攝 像信號(hào))和背光燈滅時(shí)的檢測(cè)信號(hào)(攝像信號(hào)),該信號(hào)通過這類驅(qū)動(dòng)控制從傳感器元件 33獲得。圖3示出了在顯示器區(qū)域(傳感器區(qū)域)21內(nèi)的每個(gè)像素的詳細(xì)的配置示例。例 如,如圖3所示,顯示器區(qū)域21的像素31包括顯示器像素31RGB、用作攝像像素的傳感器元 件33,和導(dǎo)線部件32 (其中,用于傳感器33的導(dǎo)線被形成)。顯示器像素31RGB的每一個(gè) 包括用于紅色(R)的顯示器像素31R、用于綠色(G)的顯示器像素31G,和用于藍(lán)色(B)的 顯示器像素31B。顯示器像素31RGB、傳感器元件33和導(dǎo)線部件32在顯示器區(qū)域(傳感器 區(qū)域)21內(nèi)被分別以矩陣形式布置。另外,傳感器元件33和用于驅(qū)動(dòng)傳感器元件33的導(dǎo) 線部件32被布置為周期性地彼此分離。由于此種布置,相對(duì)于顯示器像素31RGB而言,包 括傳感器元件33和導(dǎo)線部件32的傳感器區(qū)域極其難以識(shí)別,并且在顯示器像素31RGB中 的開口率的減少被壓縮到最小。另外,當(dāng)導(dǎo)線部件32被置于不對(duì)顯示器像素31RGB的開口 做貢獻(xiàn)的區(qū)域中時(shí)(例如,由黑矩陣遮光的區(qū)域,或反射區(qū)域),可以無需降低顯示質(zhì)量而 布置光接收電路。順便提一下,例如,如圖4所示,重置控制信號(hào)線Reset_l到ReSet_n以 及讀控制信號(hào)線Read_l到Read_n沿水平線方向連接到傳感器元件33的每一個(gè)。傳感器元件33的配置示例例如,如圖5所示,傳感器元件33包括光電轉(zhuǎn)換元件PD1、重置晶體管Trl、存儲(chǔ)節(jié) 點(diǎn)P1,放大晶體管Tr2和選擇/讀取晶體管Tr3。光電轉(zhuǎn)換元件PDl根據(jù)入射光量生成電荷,并且例如是PIN光電二極管。PIN光電 二極管具有P型半導(dǎo)體區(qū)、η型半導(dǎo)體區(qū)和在ρ型半導(dǎo)體區(qū)和η型半導(dǎo)體區(qū)之間所形成的 本征半導(dǎo)體區(qū)(i區(qū))。光電轉(zhuǎn)換元件PDl具有陽極、陰極和柵極。當(dāng)光電轉(zhuǎn)換元件PDl是 PIN光電二極管時(shí),陽極被連接到ρ型半導(dǎo)體區(qū),并且陰極被連接到η型半導(dǎo)體區(qū)。光電轉(zhuǎn) 換元件PDl的陰極被連接到用于提供電源電壓VDD的電源線上。光電轉(zhuǎn)換元件PDl的陽極 被連接到重置晶體管Trl的一端(漏極)。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl被連接到光電轉(zhuǎn)換元件PDl的陽極和重置晶體管Trl的漏極。在存 儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl中,由光電轉(zhuǎn)換元件PDl所轉(zhuǎn)換的電荷被存儲(chǔ),并且電壓根據(jù)所存儲(chǔ)的電荷而改 變。在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl中,由于導(dǎo)線,由寄生電容或類似物等效地形成存儲(chǔ)電容CO。電荷基于 此存儲(chǔ)電容CO而被存儲(chǔ)。例如,重置晶體管Trl、放大晶體管Tr2和選擇/讀取晶體管Tr3的每一個(gè)包括薄 膜晶體管(TFT)等。重置晶體管Trl的柵極被連接到重置控制信號(hào)線Reset (參見圖4),并且重置晶體 管Trl的源極被連接到重置電壓Vrstl。重置晶體管Trl的漏極和放大晶體管Tr2的柵極
9被連接到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)P1。放大晶體管Tr2的源極被連接到用于提供電源電壓VDD的電源線。 放大晶體管Tr2的漏極被連接到選擇/讀取晶體管Tr3的漏極。選擇/讀取晶體管Tr3的 柵極被連接到用于提供讀控制信號(hào)的讀控制信號(hào)線Read,并且選擇/讀取晶體管Tr3的源 極被連接到讀出線41。重置晶體管Trl被用于將存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值重置為重置電壓Vrstl (以釋放存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl中的電荷)。提供給重置晶體管Trl的重置電壓Vrstl由稍后將描述的重 置電壓控制部件16(圖8)可變地控制。放大晶體管Tr2和選擇/讀取晶體管Tr3形成源極跟隨器,并且,根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 節(jié)點(diǎn)Pl的電荷讀取電壓值,并將讀取電壓值作為傳感器檢測(cè)信號(hào)輸出。當(dāng)選擇/讀取晶體 管Tr3響應(yīng)于施加到柵極的讀控制信號(hào)而導(dǎo)通時(shí),傳感器檢測(cè)信號(hào)被輸出到讀出線41。放 大晶體管Tr2和選擇/讀取晶體管Tr3的組合是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的“用于讀的裝置”的 具體示例。監(jiān)控器傳感器33M的配置示例圖6示出了監(jiān)控器傳感器33M的布置位置和電路配置。在重置電壓控制部件16 中,監(jiān)控器傳感器33M被提供以監(jiān)控溫度,使得監(jiān)控器傳感器33M的重置電壓Vrstl根據(jù)該 溫度被可變地控制。在I/O顯示器面板20中,至少一個(gè)監(jiān)控器傳感器33M被置于不同于布 置了傳感器元件33的顯示器區(qū)域(傳感器區(qū)域)21的區(qū)域。例如,監(jiān)控器傳感器33M被置 于面板上部20A或面板下部20B這二者的至少一個(gè)中。關(guān)于電路配置,監(jiān)控器傳感器33M具有同傳感器元件33相同的結(jié)構(gòu)。換言之,像 傳感器元件33 —樣,監(jiān)控器傳感器33M包括光電轉(zhuǎn)換元件PD1、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)P1、重置晶體管 Trl,放大晶體管Tr2和選擇/讀取晶體管Tr3。但是,為了監(jiān)控由于溫度引起的光電轉(zhuǎn)換元 件PDl的特性的變化(暗電流的變化)的影響,監(jiān)控器傳感器33M被配置為通過遮光體37 遮擋外部光LO。圖7示出了布置了監(jiān)控器傳感器33M的部分的橫截面結(jié)構(gòu)。I/O顯示器面板20 包括從背光燈15側(cè)依次布置的像素基板34和對(duì)向基板35。在像素基板34上,傳感器元 件33,監(jiān)控器傳感器33M等被形成。例如,在像素基板34上,光電轉(zhuǎn)換元件PDl被布置,并 且,用于驅(qū)動(dòng)和控制傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器33M的導(dǎo)線部件36被置于光電轉(zhuǎn)換元 件PDl之上。遮光體37形成于對(duì)向基板35的內(nèi)表面?zhèn)?,并且使光電轉(zhuǎn)換元件PDl相對(duì)于 外界遮光。從圖7可明顯看出,監(jiān)控器傳感器33M被遮擋外部光L0,但是由背光燈15發(fā)射 的照明光Lon進(jìn)來了。因此,關(guān)于入射光,監(jiān)控器傳感器33M與傳感器元件33在除了外部 光LO之外的條件上是等同的。重置電壓控制部件16的配置示例圖8功能性地示出了與重置電壓Vrstl的可變控制相關(guān)的電路。重置電壓控制部 件16包括反饋算術(shù)部件17和重置電壓生成部件18。重置電壓控制部件16被配置用于從 監(jiān)控器傳感器33M獲得電壓值,該電壓值對(duì)應(yīng)于由發(fā)生在光電轉(zhuǎn)換元件PDl內(nèi)的暗電流所 得到的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的充電電壓。另外,重置電壓控制部件16被配置用于根據(jù)所獲得的電 壓值,在傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器33M內(nèi)執(zhí)行對(duì)重置電壓Vrstl的可變控制。圖9示出了重置電壓控制部件16的具體電路配置示例。在圖9中的此具體電路 配置示例是用于實(shí)現(xiàn)示出由將稍后描述的圖16中的流程所代表的重置電壓的可變控制的
10示例。重置電壓控制部件16包括放大器50、模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器51、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器 (RAM) 52、放大器53,以及A/D轉(zhuǎn)換器M。重置電壓控制部件16還包括差分設(shè)備55、加法器 56、乘法器57、RAM 58、加法器59,和D/A轉(zhuǎn)換器60。顯示設(shè)備的操作首先,將描述此顯示設(shè)備的圖像顯示操作和對(duì)象檢測(cè)操作(攝像操作)的概述。在此顯示設(shè)備中,基于由應(yīng)用程序執(zhí)行部件11所提供的顯示數(shù)據(jù),顯示驅(qū)動(dòng)電路 12生成用于顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)?;诖蓑?qū)動(dòng)信號(hào),I/O顯示器面板20被線順序地驅(qū)動(dòng),并且 圖像被顯示。此時(shí),背光燈15也被顯示驅(qū)動(dòng)電路12所驅(qū)動(dòng),因而用于開啟和關(guān)閉背光燈15 的操作被周期性地與I/O顯示器面板20同步執(zhí)行。當(dāng)存在接觸或靠近I/O顯示器面板20的對(duì)象(諸如手指之類的附近對(duì)象)時(shí),對(duì) 象被在I/O顯示器面板20中的傳感器元件33通過光接收驅(qū)動(dòng)電路13的線順序攝像驅(qū)動(dòng) 而檢測(cè)(成像)。來自傳感器元件33中的每一個(gè)的檢測(cè)信號(hào)(攝像信號(hào))被從I/O顯示器 面板20提供到光接收驅(qū)動(dòng)器電路13。光接收驅(qū)動(dòng)電路13積累一幀的傳感器元件33的檢 測(cè)信號(hào),并將所積累的檢測(cè)信號(hào)作為攝取的圖像輸出到圖像處理部件14。此處,兩個(gè)幀圖 像被輸出到圖像處理部件14,即,基于當(dāng)背光燈15在0N(開啟)狀態(tài)時(shí)所獲得的來自傳感 器元件33的傳感器檢測(cè)信號(hào)的圖像,以及,基于當(dāng)背光燈15在OFF(關(guān)閉)狀態(tài)時(shí)所獲得 的來自傳感器元件33的傳感器檢測(cè)信號(hào)的圖像。通過基于此攝取的圖像執(zhí)行預(yù)定圖像處理(算術(shù)處理),圖像處理部件14獲得關(guān) 于接觸或靠近I/O顯示器面板20的對(duì)象的對(duì)象信息(例如,位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)和與對(duì)象的形狀 和大小相關(guān)的數(shù)據(jù))。例如,用于確定產(chǎn)生于光接收驅(qū)動(dòng)電路13中的差分圖像的重心的算 術(shù)處理被執(zhí)行,并且接觸(靠近)中心被識(shí)別。隨后,檢測(cè)附近對(duì)象的結(jié)果被從圖像處理部 件14輸出到應(yīng)用程序執(zhí)行部件11。應(yīng)用程序執(zhí)行部件11執(zhí)行應(yīng)用程序,這將稍后描述。傳感器操作的細(xì)節(jié)圖10示出了在此顯示設(shè)備中的傳感器操作(攝像操作)的示例。示出在圖10上 部的從上到下延伸的每個(gè)箭頭示意性地示出了在I/O顯示器面板20中的傳感器元件33和 監(jiān)控器傳感器33M的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。橫向?qū)?yīng)于時(shí)間,而縱向?qū)?yīng)于I/O顯示器面板的掃描線。 在此驅(qū)動(dòng)定時(shí)圖的下部,示意性地示出了背光燈15的開關(guān)狀態(tài)。在示出背光燈15的開關(guān) 狀態(tài)的部分,黑的部分表示背光燈是關(guān)的。在圖10的下部,在稍后將描述的重置電壓Vrstl 的可變控制中使用的信號(hào)獲取定時(shí)被示意性地示出。順便提一下,在圖10中,“H”對(duì)應(yīng)于針 對(duì)一條水平線的攝像(檢測(cè))時(shí)段。該示例示出了傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器33M被 提供以用于縱向60行的情形。因此,例如,60H對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)段,在該時(shí)段中,針對(duì)一屏的線 順序成像(檢測(cè))被執(zhí)行。首先,在初始狀態(tài),如下的處理被執(zhí)行在傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器33M中的 每一個(gè)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值被重置為預(yù)定參考重置電壓(Vrstl=O(V)),并且存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) Pl的電壓值被讀出為傳感器檢測(cè)信號(hào)(重置和讀時(shí)段)。該處理自I/O顯示器面板20的 上部線到下部線被順序執(zhí)行。接下來,順序地從上部線到下部線,執(zhí)行將在傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器33M 中的每一個(gè)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值重置為重置電壓Vrstl的處理(重置時(shí)段)。隨后,在 背光燈15開啟的狀態(tài)中,曝光(光電轉(zhuǎn)換元件PDl所轉(zhuǎn)換的電荷在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl中的存儲(chǔ))被執(zhí)行(曝光時(shí)段(亮))。隨后,順序地從上部線到下部線,執(zhí)行將在傳感器元件33和監(jiān) 控器傳感器33M中的每一個(gè)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值作為傳感器檢測(cè)信號(hào)讀出的處理(讀 時(shí)段)。接下來,再次順序地從上部線到下部線,執(zhí)行將在傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器 33M中的每一個(gè)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值重置為重置電壓Vrstl的處理(重置時(shí)段)。隨后, 在背光燈15是關(guān)閉的狀態(tài)中,曝光(光電轉(zhuǎn)換元件PDl所轉(zhuǎn)換的電荷在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl中的 存儲(chǔ))被執(zhí)行(曝光時(shí)段(滅))。然后,順序地從上部線到下部線,執(zhí)行將傳感器元件33 和監(jiān)控器傳感器33M中的每一個(gè)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值作為傳感器檢測(cè)信號(hào)讀出的處理 (讀時(shí)段)。如上所述,在背光燈15在開狀態(tài)以及背光燈15在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)執(zhí)行了曝光,而重置 時(shí)段被提供在二者之間,并且,在每個(gè)狀態(tài)讀取傳感器檢測(cè)信號(hào)的處理被執(zhí)行。然后,該系 列處理被順序重復(fù)。順便提一下,每當(dāng)一系列重置時(shí)段、曝光時(shí)段和讀時(shí)段被重復(fù)預(yù)定次數(shù) 時(shí),就提供重置和讀時(shí)段。檢測(cè)附近對(duì)象的具體示例圖IlA示出了如下狀態(tài),其中,當(dāng)存在強(qiáng)外部光LO時(shí),附近對(duì)象(手指f)位于I/ 0顯示器面板20的傳感器區(qū)域21,并且,圖IlB示出了在此種狀態(tài)中傳感器輸出電壓(已 接收光輸出電壓)的示例。例如,當(dāng)如圖IlA所示入射外部光(環(huán)境光)LO較強(qiáng)時(shí),已接收 光輸出電壓VonlOl在背光燈15在開狀態(tài)中的狀態(tài)如圖IlB所示。換言之,已接收光輸出 電壓VonlOl是電壓值Va,其幾乎僅對(duì)應(yīng)于在面板的傳感器區(qū)域21內(nèi)照射到除了由手指f 所接觸到的部分之外任何部分的環(huán)境光LO的強(qiáng)度。另外,在由手指f所接觸的部分,已接 收光輸出電壓VonlOl被減小到電壓值Vb,其對(duì)應(yīng)于由背光燈15所發(fā)射并從手指f的表面 反射回來的的照明光Lon的強(qiáng)度。相反地,在背光燈15處于關(guān)閉狀態(tài)中的已接收光輸出電 壓VofflOl類似地是電壓值Va,其對(duì)應(yīng)于照射到除了由手指f所接觸到的部分之外部分的 環(huán)境光LO的強(qiáng)度,但是在由手指f所接觸的部分,環(huán)境光LO幾乎被阻擋,并且由此,已接收 光輸出電壓VofflOl是位于極低水平的電壓值Vc。圖12A示出了一種狀態(tài),其中,當(dāng)外部光LO很弱時(shí),附近對(duì)象(手指f)位于I/O 顯示器面板20的傳感器區(qū)域21,以及圖12B示出了在此狀態(tài)中傳感器輸出電壓(已接收光 輸出電壓)的示例。例如,在如圖12A所示的入射環(huán)境光LO很弱(幾乎沒有)的狀態(tài)中, 圖12B示出了背光燈15在開狀態(tài)中的已接收光輸出電壓Von201。換言之,在傳感器區(qū)域 21內(nèi)除了由手指f所接觸的部分之外的任何部分內(nèi),由于環(huán)境光LO很弱,所以已接收光輸 出電壓Von201是處于極低水平的電壓值Vc。另外,在傳感器區(qū)域21內(nèi)由手指f所接觸的 部分處,已接收光輸出電壓Von201被提升到電壓值Vb,其對(duì)應(yīng)于由背光燈15所發(fā)射并從手 指f的表面反射回來的的照明光Lon的強(qiáng)度。相反地,在由手指f所接觸的部分和其他部 分二者處,在背光燈15處于關(guān)閉狀態(tài)的已接收光輸出電壓Voff201保持在極低水平的電壓 值Vc不變。因此,在傳感器區(qū)域21中的未由手指f接觸的部分處,在已接收光輸出電壓方面, 在當(dāng)有環(huán)境光LO時(shí)和沒有環(huán)境光LO時(shí)之間存在巨大差異。相反地,在傳感器區(qū)域21中由 手指f接觸的部分處,不管環(huán)境光LO是否存在,當(dāng)背光燈15開啟時(shí)的電壓值Vb和當(dāng)背光 燈15關(guān)閉時(shí)的電壓值Vc近似恒定。因此,通過檢測(cè)當(dāng)背光燈15開啟時(shí)的電壓和當(dāng)背光燈15關(guān)閉時(shí)的電壓之間的差異,可以確定所存在的差異不低于某一水平的部分是存在對(duì)象的 靠近等的部分,所述某一水平例如是電壓值Vb和電壓值Vc之間的差。例如,在圖像處理部件14(圖1)中,如圖13所示的差分圖像C被獲得。圖像B是 基于來自傳感器元件33的傳感器檢測(cè)信號(hào)的圖像的示例,其在照明光Lon被由背光燈15 發(fā)射的狀態(tài)下獲得。圖像A是基于來自傳感器元件33的傳感器檢測(cè)信號(hào)的圖像的示例,其 在照明光Lon未由背光燈15發(fā)射的情形下所獲得??梢曰谠趫D像A和圖像B之間的差 分圖像C來檢測(cè)對(duì)象的位置等。由于溫度的特性變更圖14示出了隨著在傳感器元件33中的溫度的升高在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓中的變 化。順便提一下,圖14示出了在傳感器元件33中沒有入射光的狀態(tài)(暗狀態(tài))的特性。橫 軸表示溫度,而縱軸表示存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓。圖14示出了當(dāng)在光電轉(zhuǎn)換元件PDl中存在 溫度上升時(shí)在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓的變化,以及當(dāng)在重置晶體管Trl中存在溫度上升時(shí)存儲(chǔ) 節(jié)點(diǎn)Pl的電壓的變化。從圖14可明顯看出,在光電轉(zhuǎn)換元件PDl中的溫度上升影響了存 儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓。在另一方面,在重置晶體管Trl中的溫度上升幾乎對(duì)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電 壓沒有影響。圖15僅示出了光電轉(zhuǎn)換元件PDl的溫度特性。順便提一下,圖15示出了在光電 轉(zhuǎn)換元件PDl中沒有入射光的狀態(tài)(暗狀態(tài))下的特性。換言之,圖15示出了在光電轉(zhuǎn)換 元件PDl中暗電流的溫度特性。如圖15所示,即便在沒有入射光的狀態(tài),暗電流(熱激發(fā) 電流)仍在光電轉(zhuǎn)換元件PDl中流動(dòng)。該暗電流具有如下特性暗電流隨溫度變化并且流 動(dòng)電流的量隨著溫度的升高而增加。由于存在此暗電流,發(fā)生如圖14所示的由于溫度而對(duì) 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓的改變。具體地,當(dāng)溫度變高時(shí),暗電流的影響變大,使得存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl 的電壓升高,并由此導(dǎo)致存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl進(jìn)入飽和狀態(tài),其可不利地影響用于用作傳感器的檢 測(cè)操作。在本實(shí)施例中,為了減少伴隨溫度變化的暗電流的影響,使用監(jiān)控器傳感器33M來 獲得與由于暗電流引起的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的充電電壓相對(duì)應(yīng)的電壓值,并且如下所述基于所 獲得的電壓值而執(zhí)行重置電壓Vrstl的可變控制。重置電壓控制部件16的控制操作的具體示例圖16示出了代表由圖8和圖9中示出的電路所實(shí)現(xiàn)的對(duì)重置電壓Vrstl的可變 控制的流程。重置電壓控制部件16假定在監(jiān)控器傳感器33M中,在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值 被重置為預(yù)定參考重置電壓(Vrstl =O(V))的時(shí)段期間所讀出的傳感器檢測(cè)信號(hào)的參考 電壓值為VsigO (步驟Sl和S2)。在圖9的電路中,這些步驟對(duì)應(yīng)于放大器50、A/D轉(zhuǎn)換器 51和RAM 52的處理。另外,在由重置晶體管Trl重置存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值之后,在經(jīng)過預(yù)定曝光時(shí)段 之后所讀出的傳感器檢測(cè)信號(hào)的電壓值被假定為Vsig (步驟S3)。在圖9的電路中,該步驟 對(duì)應(yīng)于放大器53和A/D轉(zhuǎn)換器M的處理。希望電壓值Vsig是在照明光未由背光燈15發(fā) 射的狀態(tài)中經(jīng)過曝光時(shí)段(圖10中的曝光時(shí)段(滅))后所讀出的值。隨后,由VsigO-Vsig = α所代表的差值α被確定為對(duì)應(yīng)于由于暗電流引起的存 儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的充電電壓的電壓值(步驟S4)。在圖9的電路中,該步驟對(duì)應(yīng)于差分設(shè)備55的 處理。順便提一下,例如,當(dāng)存在兩個(gè)或更多個(gè)監(jiān)控器傳感器33Μ時(shí),例如可執(zhí)行如下的處 理采用基于各自監(jiān)控器傳感器33Μ所確定的差值α的均值,并且該均值在后續(xù)處理中被用作差值α。接下來,重置電壓控制部件16將預(yù)定偏移值β附加到差值α上,并乘以等于或 小于1的預(yù)定系數(shù)k,使得值k( α + β )被確定(步驟S5和S6)。在圖9的電路中,該步驟 對(duì)應(yīng)于加法器56和乘法器57的處理。系數(shù)k被提供以進(jìn)行對(duì)變化的更小的回應(yīng)(以防止 發(fā)生重置電壓Vrstl的突然變化)。例如,系數(shù)k被設(shè)置為約為0.25。例如,β被設(shè)置為 約-1. 5到0的值。隨后,緊接在前的重置電壓Vrstl被假定為(Vrstl_0ld)并被添加到值k( α+β ), 使得如下值被確定。Vrstl = Vrstl_old+k ( α + β )該值被作為新的重置電壓Vrstl而輸出(步驟S7)。在圖9的電路中,該步驟對(duì)應(yīng) 于由RAM 58、加法器59和D/A轉(zhuǎn)換器60所進(jìn)行的處理。隨后,進(jìn)行如下的處理獲得在以新的重置電壓Vrstl重置之后的傳感器檢測(cè)信 號(hào)的電壓值Vsig,并且,差值α被再次確定(步驟S8和S9)。并且隨后,執(zhí)行重復(fù)從步驟 S5到S7的處理的循環(huán)。通過重復(fù)該循環(huán),控制被執(zhí)行,使得差值α落入預(yù)定偏移值的 范圍內(nèi)。換言之,控制被執(zhí)行,使得存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電壓變?yōu)?。另外,每?dāng)重復(fù)了預(yù)定數(shù)量的 循環(huán)時(shí),就以類似于步驟Sl的方式再次執(zhí)行獲得參考電壓值VsigO的處理(步驟S10)。 這樣,可以應(yīng)對(duì)由于溫度變化引起的參考電壓值VsigO的變化。通過這種方式,重置電壓控制部件16執(zhí)行反饋控制,在該反饋控制中,預(yù)定偏移 值β被附加到差值α上,并且乘以等于或小于1的預(yù)定系數(shù)k,使得值k ( α+β)被確定,并 且值k( α + β )被反映到傳感器元件33和監(jiān)控器傳感器33Μ中的每一個(gè)的重置電壓Vrstl 上。作為其結(jié)果,控制被執(zhí)行,使得在監(jiān)控器傳感器33Μ中的傳感器檢測(cè)信號(hào)的電壓值Vsig 落入預(yù)定偏移值β的范圍內(nèi)。圖17示出了一個(gè)示例,其中,當(dāng)溫度低于參考溫度時(shí),圖16中所示出的重置電壓 Vrstl的可變控制被執(zhí)行。圖18示出了一種狀態(tài),其中,當(dāng)圖16中所示出的重置電壓Vrstl 的可變控制在溫度低于參考溫度的狀態(tài)中被執(zhí)行時(shí),傳感器輸出電壓的差值α收斂到預(yù) 定偏移值-β。順便提一下,在圖17和圖18中,橫軸代表以幀數(shù)量為單位的時(shí)間的流逝。 此處幀的數(shù)量意味著在圖16所示出的流程中,在經(jīng)過第一曝光時(shí)段之后所獲得的檢測(cè)信 號(hào)(攝像幀)被假定為幀1,并且在經(jīng)過第N (N是大于等于2的整數(shù))個(gè)曝光時(shí)段之后所獲 得的檢測(cè)信號(hào)(攝像幀)被假定為幀N。圖19示出了一個(gè)示例,其中,當(dāng)溫度高于參考溫度時(shí),圖16中所示出的重置電 壓的可變控制被執(zhí)行。圖20示出了一種狀態(tài),其中,當(dāng)圖16中所示出的重置電壓的可變 控制在溫度高于參考溫度的狀態(tài)中被執(zhí)行時(shí),傳感器輸出電壓的差值α收斂到預(yù)定偏移 值-β。在圖19和圖20中,橫軸代表以幀數(shù)量為單位的時(shí)間的流逝。通過這種方式,根據(jù)本實(shí)施例中的帶有輸入功能的顯示設(shè)備,用于重置在傳感器 元件33中的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl的電壓值的重置電壓值Vrst 1被根據(jù)由于溫度引起的光電轉(zhuǎn)換元 件的特性變更而可變地控制,并且由此,可以通過減小伴隨溫度變化的暗電流的影響而執(zhí) 行穩(wěn)定的檢測(cè)操作。順便提一下,由背光燈15所發(fā)射并由光電轉(zhuǎn)換元件PDl所接收的照明光Lon不僅 包括從附近對(duì)象所反射的光,還包括直接進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換元件PDl的組件的成分,并進(jìn)一步
14的內(nèi)部反射而進(jìn)入的成分。存在如下問題直接從背光燈15進(jìn)入的光成 分或內(nèi)部反射光成分被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Pl中。通過執(zhí)行對(duì)重置電壓Vrstl的可變控制,可 以減少由于直接進(jìn)入光或內(nèi)部反射光所帶來的充電電壓的影響。另外,存在如下問題在傳 感器元件33中,當(dāng)給定重置電壓Vrstl時(shí),由于在元件和導(dǎo)線之間的電容耦合,在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) Pl內(nèi)發(fā)生電壓降。通過執(zhí)行對(duì)重置電壓Vrstl的可變控制,還可以減少由此電壓降所帶來 的對(duì)充電電壓的影響。執(zhí)行應(yīng)用程序的示例接下來,通過參照?qǐng)D21A到圖對(duì),將描述一些由應(yīng)用程序執(zhí)行部件11執(zhí)行應(yīng)用程 序的示例,其中,使用了由上述附近對(duì)象檢測(cè)處理所檢測(cè)到的對(duì)象的位置信息等。在圖21A中所示出的第一示例是I/O顯示器面板20被指尖61所接觸的示例,并 且所接觸點(diǎn)的蹤跡被作為手寫線611顯示在表面上。圖21B中所示出的第二示例是通過利用手的形狀來識(shí)別手勢(shì)的示例。具體地,接 觸(或靠近)I/O顯示器面板20的手62的形狀被識(shí)別,已識(shí)別的手的形狀被作為所顯示的 對(duì)象顯示,并且,所顯示對(duì)象的運(yùn)動(dòng)621被用于實(shí)施某種處理。圖22中所示的第三個(gè)示例是合手掌63A變?yōu)殚_手掌6 的示例,對(duì)每只手的觸摸 或靠近的圖像識(shí)別由I/O顯示器面板20所執(zhí)行,并且,基于此圖像識(shí)別的處理被執(zhí)行。通 過基于圖像識(shí)別的處理,可以給出諸如放大(zoom in)之類的指示。另外,由于可以給出諸 如此的指示,因此例如,當(dāng)I/O顯示器面板20被連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí),通過在個(gè)人計(jì)算機(jī)上 操縱切換命令的輸入被通過圖像識(shí)別的輸入所替代,并且由此,指示可被更自然的輸入。在圖23中所示出的第四個(gè)示例是兩個(gè)I/O顯示器面板20被準(zhǔn)備并通過某種傳輸 裝置彼此連接的示例。在此結(jié)構(gòu)中,通過檢測(cè)對(duì)I/O顯示器面板20之一的接觸或靠近所獲 得的圖像可被傳輸?shù)搅硪?I/O顯示器面板20,并隨即被該另一 I/O顯示器面板所顯示,并且 操作各自I/O顯示器面板20的用戶可彼此通信。例如,如圖23所示,可執(zhí)行如下的處理 使I/O顯示器面板20中的一個(gè)通過圖像識(shí)別獲得手65的形狀的圖像,并將所獲得的圖像 傳輸給另一 I/O顯示器面板20,進(jìn)而使該另一 I/O顯示器面板20顯示與手65的形狀一樣 的手形狀642。也可以執(zhí)行如下處理使作為在該另一 I/O顯示器面板20上手64接觸的 結(jié)果而顯示的蹤跡641被傳輸給所述的一個(gè)I/O顯示器面板20,并隨后被該一個(gè)I/O顯示 器面板20所顯示。通過這種方式,隨著移動(dòng)的圖像和手寫字符或圖形被發(fā)送到對(duì)方,繪制 的狀態(tài)被傳輸,其使I/O顯示器面板20變成新的通信工具成為可能。舉例而言,I/O顯示 器面板20可被應(yīng)用于便攜電話的顯示器面板。順便提一下,圖23示出了準(zhǔn)備兩個(gè)I/O顯 示器面板20的示例,但是,可以通過將三個(gè)或更多個(gè)I/O顯示器面板20由傳輸裝置彼此連 接來執(zhí)行類似的處理。另外,如圖M的第五個(gè)示例所示,通過使毛筆66接觸I/O顯示器面板20的表面 而用其在I/O顯示器面板20的表面上寫字,并且由毛筆66所接觸的點(diǎn)被作為圖像661顯 示在I. /0顯示器面板20上,并且由此,通過毛筆的手寫輸入稱為可能。在此情形下,可以 識(shí)別甚至意識(shí)到甚至毛筆的淺接觸。例如,在過去,在識(shí)別手寫的情形下,專門筆的傾向通 過在某種數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電場(chǎng)檢測(cè)而被實(shí)現(xiàn)。但是,在本示例中,由真實(shí)毛筆所接觸的表面 被檢測(cè),并且由此,信息被以更真實(shí)的感覺輸入。模塊和應(yīng)用示例
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接下來,通過參考圖25到圖^G,將描述上述帶有輸入功能的顯示設(shè)備的應(yīng)用示 例。該顯示設(shè)備可應(yīng)用于在所有領(lǐng)域中的電子裝置,該電子裝置將外部輸入的視頻信號(hào)或 內(nèi)部產(chǎn)生的視頻信號(hào)作為靜止或移動(dòng)的圖像顯示。例如,顯示設(shè)備可應(yīng)用于諸如電視接收 機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、膝上型電腦,便攜終端設(shè)備(例如,便攜電話),和攝影機(jī)之類的電子裝置。(應(yīng)用示例1)圖25示出了作為電子裝置的第一個(gè)示例的電視接收機(jī)的外部視圖。例如,該電視 接收機(jī)具有包括前面板511和過濾玻璃512的視頻顯示屏部件510。上述的具有輸入功能 的顯示設(shè)備可應(yīng)用于此電視接收機(jī)的視頻顯示屏部件510。(應(yīng)用示例2)圖26A和26B是作為電子裝置的第二個(gè)示例的數(shù)碼相機(jī)的外部視圖。例如,該數(shù) 碼相機(jī)包括閃光發(fā)射部件521、顯示部件522、菜單開關(guān)523,和快門釋放按鈕524。上述的 具有輸入功能的顯示設(shè)備可應(yīng)用于此數(shù)碼相機(jī)的顯示部件522。(應(yīng)用示例3)圖27是作為電子裝置的第三個(gè)示例的膝上型電腦的外部視圖。例如,該膝上型電 腦包括主部件531、用于輸入字符等的鍵盤532,以及顯示圖像的顯示部件533。上述的具有 輸入功能的顯示設(shè)備可應(yīng)用于此膝上型電腦的顯示部件533。(應(yīng)用示例4)圖28是作為電子裝置的第四個(gè)實(shí)施例的攝影機(jī)的外部視圖。例如,該攝影機(jī)包括 主部件Ml、用以拍攝主題圖像的布置在主單元Ml的前面的鏡頭M2、在拍攝時(shí)使用的開 始/停止開關(guān)討3,以及顯示部件M4。上述的具有輸入功能的顯示設(shè)備可用于此攝影機(jī)的 顯示部件M4。(應(yīng)用示例5)圖^A到296是作為電子裝置的第五個(gè)示例的便攜電話的外部視圖。例如,此便 攜電話包括上機(jī)殼710、下機(jī)殼720、將上機(jī)殼710和下機(jī)殼720彼此耦合的耦合部件(樞 軸部件)730、顯示器740、子顯示器750、圖片燈(picture light) 760,以及照相機(jī)770。具 有如上述的輸入功能的顯示設(shè)備可用于此便攜電話的顯示器740或子顯示器750。其他實(shí)施例本發(fā)明可在不受限于上述實(shí)施例和應(yīng)用示例的情況下以多種方式被修改和實(shí)現(xiàn)。例如,上面通過以具有設(shè)有背光燈15的液晶顯示器面板的I/O顯示器面板20的 情形為例描述了實(shí)施例等,但是,用于顯示器的背光燈可以兼作為用于檢測(cè)的光源,或可設(shè) 置專用于檢測(cè)的光源。另外,當(dāng)設(shè)置用于檢測(cè)的光源時(shí),優(yōu)選使用在除了可見光范圍之外的 波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光(例如,紅外線)。另外,上面已經(jīng)通過利用帶有輸入功能的顯示裝置(其具有包括顯示器像素 31RGB和傳感器元件33的顯示器面板(I/O顯示器面板20))描述了實(shí)施例等,但是,本發(fā)明 可應(yīng)用于除了顯示設(shè)備以外的任何設(shè)備。例如,本發(fā)明可應(yīng)用于沒有顯示器功能的純傳感 器裝置。例如,在此情形下,替代I/O顯示器面板20,可提供傳感器面板,其中,僅有傳感器 元件33被以矩陣形式布置在單個(gè)平面內(nèi),而不提供顯示器像素31RGB。本發(fā)明包括與在2009年11月13日遞交的第JP2009-260255號(hào)日本優(yōu)先權(quán)專利 申請(qǐng)中公開的主題相關(guān)的主題,其內(nèi)容通過引用被全部結(jié)合于此。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,取決于設(shè)計(jì)要求和其他因素,只要其在所附權(quán)利要求 或等同物的范圍內(nèi),即可發(fā)生多種修改、組合、子組合和改變。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換方法,包括接收來自基本上被遮光的第一光電轉(zhuǎn)換元件的第一檢測(cè)信號(hào); 基于所述第一檢測(cè)信號(hào),將曝光的第二光電轉(zhuǎn)換元件的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)處的電壓重置;以及 基于在所述第二光電轉(zhuǎn)換元件處所接收的光來生成第二檢測(cè)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,所述第一檢測(cè)信號(hào)代表暗電流的影響。
3.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,所述第一檢測(cè)信號(hào)隨溫度變化。
4.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括 基于所述第一檢測(cè)信號(hào)計(jì)算重置值;以及 基于所述重置值將所述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)重置。
5.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括 確定在所述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)處由所述暗電流導(dǎo)致的電壓值。
6.如權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括 將偏移值加到由所述暗電流導(dǎo)致的電壓值中。
7.如權(quán)利要求6所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括將所述偏移值和由所述暗電流導(dǎo)致的電壓值的和乘以小于一的常數(shù)以產(chǎn)生已乘值。
8.如權(quán)利要求7所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括 將所述已乘值與之前的重置值相加以產(chǎn)生新的重置值。
9.如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,基于所述新的重置值來重置所述第二光 電轉(zhuǎn)換元件。
10.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括基于之前的重置電壓和所述第一檢測(cè)信號(hào),將重置值應(yīng)用到所述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,I/O顯示器面板包括多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換 元件和一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射設(shè)備,以及所述方法還包括利用所述一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射設(shè)備顯示圖像;以及利用所述第二光電轉(zhuǎn)換元件中的一個(gè)或多個(gè)來檢測(cè)操作所述I/O顯示器面板的對(duì)象 的位置。
12.如權(quán)利要求11所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,所述第一檢測(cè)信號(hào)在所述第二檢測(cè)信 號(hào)被生成的同一時(shí)段被生成。
13.如權(quán)利要求11所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,所述第一檢測(cè)信號(hào)在所述一個(gè)或多個(gè) 光發(fā)射設(shè)備被關(guān)閉的時(shí)段被生成。
14.如權(quán)利要求13所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括由所述第一光電轉(zhuǎn)換元件在所述一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射設(shè)備被開啟的時(shí)段生成第三檢測(cè)信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括 基于所述第一和第三檢測(cè)信號(hào)來確定差分圖像。
16.如權(quán)利要求15所述的光電轉(zhuǎn)換方法,還包括 利用所述差分圖像來檢測(cè)所述對(duì)象的位置。
17.一種光電轉(zhuǎn)換方法,包括 檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換元件的特性變化;控制所述光電轉(zhuǎn)換元件以補(bǔ)償所述特性變化;以及基于在所述光電轉(zhuǎn)換元件處接收到的光來生成檢測(cè)信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,所述特性變化包括溫度變化。
19.如權(quán)利要求17所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,所述光電轉(zhuǎn)換元件被控制以補(bǔ)償暗電 流的變化。
20.如權(quán)利要求17所述的光電轉(zhuǎn)換方法,其中,控制所述光電轉(zhuǎn)換元件以補(bǔ)償所述特 性變化包括基于所述特性變化來控制應(yīng)用于所述光電轉(zhuǎn)換元件的重置電壓。
21.一種裝置,包括重置電壓控制電路,該重置電壓控制電路接收來自基本上被遮光的第一光電轉(zhuǎn)換元件 的第一檢測(cè)信號(hào),并且基于所述第一檢測(cè)信號(hào),控制第二光電轉(zhuǎn)換元件的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電壓使 之被重置,其中,所述第二光電轉(zhuǎn)換元件被曝光。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置,其中,所述第一檢測(cè)信號(hào)代表暗電流對(duì)所述第一光電 轉(zhuǎn)換元件的影響。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置,其中,所述第一檢測(cè)信號(hào)隨溫度變化。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置,其中,所述重置電壓控制電路包括反饋算術(shù)電路,該反饋算術(shù)電路基于之前的重置值和所述第一檢測(cè)信號(hào)來確定新的重 置值;以及重置電壓生成電路,該重置電壓生成電路基于所述新的重置值來生成新的重置電壓。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置,其中,所述反饋算術(shù)電路確定由暗電流導(dǎo)致的所述第 一光電轉(zhuǎn)換元件的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電壓值,并且確定新的重置值以至少部分地補(bǔ)償由暗電流導(dǎo) 致的電壓值。
26.如權(quán)利要求21所述的裝置,其中,所述重置電壓控制電路提供用于重置所述存儲(chǔ) 節(jié)點(diǎn)電壓的重置值,并且其中,所述第二光電轉(zhuǎn)換元件的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電壓基于所述重置值而 被重置。
27.一種裝置,包括檢測(cè)電路,該檢測(cè)電路檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換元件的特性變化;以及控制電路,該控制電路基于所述特性變化控制光電轉(zhuǎn)換元件使之被重置。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置,其中,所述控制電路通過基于所述特性變化來向所述 光電轉(zhuǎn)換元件提供重置電壓,控制所述光電轉(zhuǎn)換元件以補(bǔ)償所述特性變化。
29.—種顯示設(shè)備,包括I/O顯示器面板,該I/O顯示器面板包括多個(gè)顯示器像素;以及多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件,該多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件包括基本上被遮光的第一光電轉(zhuǎn)換元件和曝 光的第二光電轉(zhuǎn)換元件;以及光接收驅(qū)動(dòng)電路,該光接收驅(qū)動(dòng)電路接收來自所述第一光電轉(zhuǎn)換元件的第一檢測(cè)信 號(hào),并基于所述第一檢測(cè)信號(hào)將所述第二光電轉(zhuǎn)換元件重置。
30.如權(quán)利要求四所述的顯示設(shè)備,其中,所述第一光電轉(zhuǎn)換元件位于所述I/O顯示器 面板的邊緣。
31.如權(quán)利要求四所述的顯示設(shè)備,還包括遮光體,該遮光體將所述第一光電轉(zhuǎn)換元件基本上遮光。
32.一種電子裝置,包括包括I/O顯示器面板的顯示設(shè)備,所述I/O顯示器面板包括 多個(gè)顯示器像素;以及多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件,該多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件包括基本上被遮光的第一光電轉(zhuǎn)換元件和曝 光的第二光電轉(zhuǎn)換元件;以及光接收驅(qū)動(dòng)電路,該光接收驅(qū)動(dòng)電路接收來自所述第一轉(zhuǎn)換元件的第一檢測(cè)信號(hào),并 基于所述第一檢測(cè)信號(hào)將所述第二光電轉(zhuǎn)換元件重置。
33.如權(quán)利要求32所述的電子裝置,其中,所述電子裝置包括以下裝置中的至少一者 電視接收機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、膝上型電腦、便攜終端設(shè)備、便攜電話,和攝影機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及傳感器設(shè)備、傳感器元件驅(qū)動(dòng)方法,顯示設(shè)備及電子裝置。描述了用于檢測(cè)和補(bǔ)償諸如與光電轉(zhuǎn)換元件的溫度相關(guān)的變化之類的光電轉(zhuǎn)換元件的特性變化的技術(shù)。公開了包括I/O顯示器面板和光接收驅(qū)動(dòng)電路的顯示設(shè)備。該I/O顯示器面板包括多個(gè)顯示器像素;以及多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件,其包括基本上被遮光的第一光電轉(zhuǎn)換元件和曝光的第二光電轉(zhuǎn)換元件。光接收驅(qū)動(dòng)電路接收來自第一光電轉(zhuǎn)換元件的第一檢測(cè)信號(hào),并基于該第一檢測(cè)信號(hào)將第二光電轉(zhuǎn)換元件重置。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102063224SQ201010537470
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者千田滿, 原田勉, 高德真人 申請(qǐng)人:索尼公司
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