JP2010164374A - 光検出装置 - Google Patents
光検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010164374A JP2010164374A JP2009005897A JP2009005897A JP2010164374A JP 2010164374 A JP2010164374 A JP 2010164374A JP 2009005897 A JP2009005897 A JP 2009005897A JP 2009005897 A JP2009005897 A JP 2009005897A JP 2010164374 A JP2010164374 A JP 2010164374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fet
- gate
- light
- source
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
【課題】正確な光の強度を求めることができる光検出装置を提供する。
【解決手段】光検出装置は、FET1および2と、FET1のソースとゲート間に接続されたキャパシタ3と、FET2のソースとゲート間に接続されたキャパシタ4と、FET1のゲートとFET2のゲートの間を開閉するスイッチ5と、FET1のソースとグラウンド節点の間を開閉するスイッチ6と、FET1のソースと−5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ7と、FET2のゲートとFET2のドレインの間を開閉するスイッチ8と、FET2のドレインと+5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ9とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】光検出装置は、FET1および2と、FET1のソースとゲート間に接続されたキャパシタ3と、FET2のソースとゲート間に接続されたキャパシタ4と、FET1のゲートとFET2のゲートの間を開閉するスイッチ5と、FET1のソースとグラウンド節点の間を開閉するスイッチ6と、FET1のソースと−5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ7と、FET2のゲートとFET2のドレインの間を開閉するスイッチ8と、FET2のドレインと+5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ9とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、光検出装置に関するものである。
従来において、光を検出する光検出装置の構成として、様々なものがある。
図7は、従来の光検出装置の回路例を示す図である。FET10のドレインは接地され、FET10のゲートとソースは−5ボルト(以下、[V])を出力する電源の出力節点に接続されている。FET10には、光Lの強度に応じた光電流Iが流れる。光検出装置は、例えば液晶表示装置におけるバックライトの輝度を光電流Iに応じて調整するために用いられる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
しかしながら、FET10の特性のバラツキや温度等による揺らぎに起因して、光電流Iが光Lの強度に応じたものとならないことある。例えば、液晶表示装置において、FET10のゲート電圧をしきい値電圧に等しくした上でバックライトの輝度を調整する場合、FET10の特性のバラツキや揺らぎに起因して、ゲート電圧がしきい値電圧に対して異なってしまうと、光の強度に応じた正確な調整を行うことができない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、正確な光の強度を求めることができる光検出装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、第1の本発明は、入射する光の強度に応じた光電流を送出する第1FETと、前記第1FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタと、光が入射しない位置に設けられた第2FETと、前記第2FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタと、前記第1FETが光電流を送出するのに先立ち、前記第1FETに接続されたキャパシタを充電し、前記第1FETのソースと前記第2FETのソースとが接続された状態において前記第1FETのゲートと前記第2FETのドレインと前記第2FETのゲートとを接続し、前記第1FETのゲートを前記第2FETのドレインと前記第2FETのゲートとから切り離す手段とを備えることを特徴とする。
第1の本発明に係る光検出装置は、第2FETのしきい値電圧が、第1FETのしきい値電圧に等しくなるように製造される。まず、第1FETのゲート電圧がしきい値電圧より高くなるようにキャパシタが充電される。第1FETのゲートと第2FETのドレインと第2FETのゲートとを接続すると、充電されたキャパシタが電源となり、第2FETに電流が流れる。電流によりキャパシタが放電し、電流が流れなくなったとき、第2FETのゲート電圧はしきい値電圧に等しくなる。つまり、第1FETのゲート電圧がしきい値電圧に等しくなる。次に、第1FETのゲートが切り離されて、第1FETに光電流が流れる。仮に、第1FETの特性のバラツキや温度等による揺らぎで、第1FETのゲート電圧がしきい値電圧に等しくなっていないと、等しくなっている前提の下で、光の強度に応じた正確な制御等を行えないが、第1の本発明では、ゲート電圧はしきい値電圧に等しくなるので、光の強度に応じた正確な制御等を行うことができる。
第2の本発明に係る光検出装置は、入射する光の強度に応じた光電流を送出するFETと、前記FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタと、前記FETに入射する光を遮ってから、前記FETに光を入射させる光制御手段と、前記FETに入射する光が遮られている間に、前記キャパシタを充電し、前記FETのゲートと前記FETのドレインとを接続し、前記FETに光が入射される前または後に前記FETのゲートを前記FETのドレインから切り離す手段とを備えることを特徴とする。
第2の本発明に係る光検出装置にあっては、まず、FETに入射する光が遮られる。次に、FETのゲート電圧がしきい値電圧より高くなるようにキャパシタが充電される。FETのゲートとドレインを接続すると、充電されたキャパシタが電源となり、FETに電流が流れる。電流によりキャパシタが放電し、電流が流れなくなったとき、FETのゲート電圧はしきい値電圧に等しくなる。次に、FETのゲートが切り離され、光がFETに入射し、FETに光電流が流れる。仮に、FETの特性のバラツキや温度等による揺らぎで、FETのゲート電圧がしきい値電圧に等しくなっていないと、等しくなっている前提の下で、光の強度に応じた正確な制御等を行えないが、第2の本発明では、ゲート電圧はしきい値電圧に等しくなるので、光の強度に応じた正確な制御等を行うことができる。
第2の本発明に係る光検出装置にあっては、まず、FETに入射する光が遮られる。次に、FETのゲート電圧がしきい値電圧より高くなるようにキャパシタが充電される。FETのゲートとドレインを接続すると、充電されたキャパシタが電源となり、FETに電流が流れる。電流によりキャパシタが放電し、電流が流れなくなったとき、FETのゲート電圧はしきい値電圧に等しくなる。次に、FETのゲートが切り離され、光がFETに入射し、FETに光電流が流れる。仮に、FETの特性のバラツキや温度等による揺らぎで、FETのゲート電圧がしきい値電圧に等しくなっていないと、等しくなっている前提の下で、光の強度に応じた正確な制御等を行えないが、第2の本発明では、ゲート電圧はしきい値電圧に等しくなるので、光の強度に応じた正確な制御等を行うことができる。
本発明に係る光検出装置によれば、FETのゲート電圧をしきい値電圧に等しくでき、もって、正確な光の強度を求めることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る光検出装置の回路図である。
図1は、第1の実施の形態に係る光検出装置の回路図である。
光検出装置は、電界効果トランジスタ(以下、電界効果トランジスタをFET(Field Effect Transistorの略称)という)1および2と、FET1のソースとゲート間に接続されたキャパシタ3と、FET2のソースとゲート間に接続されたキャパシタ4と、FET1のゲートとFET2のゲートの間を開閉するスイッチ5と、FET1のソースとグラウンド節点の間を開閉するスイッチ6と、FET1のソースと−5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ7と、FET2のゲートとFET2のドレインの間を開閉するスイッチ8と、FET2のドレインと+5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ9とを備える。
光検出装置は、例えば、液晶表示装置や有機ELを用いた表示装置を構成する基板上に設けられ、バックライトやELを用いた発光素子の輝度を外部からの光の強度に応じて調整するために用いられる。第1の実施の形態では、FETはNチャネル型、Pチャネル型のいずれでもよく、FETを流れる電流の出力点をソース、入力点をドレインという。各FETは、例えば、ガラス基板上のポリシリコン膜に形成された薄膜トランジスタである。各キャパシタは、例えば、そのようなガラス基板上に形成された金属の層により形成される。各スイッチは、例えば、そのような薄膜トランジスタによって構成されるアナログスイッチとその制御回路を含む。各キャパシタは、そのようなガラス基板上に形成された金属の層により形成される。これらは、後述する第2の実施の形態においても同様である。
FET1は、光Lが入射する位置に設けられ、FET2は、光が入射しない位置に設けられる。FET1のドレインとFET2のソースはグラウンド節点に接続されている。FET1のドレインに対するゲートの電圧(ゲート電圧)が所定の電圧(しきい値電圧という)以下である場合、FET1はオフとなる。FET2も同様である。光検出装置は、FET2のしきい値電圧が、FET1のしきい値電圧に等しくなるように製造される。キャパシタ3の静電容量は、FET1のソースとゲート間の浮遊容量を無視できる程に大きく設定される。キャパシタ4の静電容量は、FET2のソースとゲート間の浮遊容量を無視できる程に大きく設定される。
(光検出装置の動作)
まず、図1に示すように、スイッチ5、6、8および9がオン、スイッチ7がオフになることで、+5[V]の電源から流れる電流i1によりキャパシタ3が充電する。これにより、FET1のゲート電圧が+5[V]となる。+5[V]は、FET1および2のしきい値より高い電圧である。
まず、図1に示すように、スイッチ5、6、8および9がオン、スイッチ7がオフになることで、+5[V]の電源から流れる電流i1によりキャパシタ3が充電する。これにより、FET1のゲート電圧が+5[V]となる。+5[V]は、FET1および2のしきい値より高い電圧である。
次に、図2に示すように、スイッチ9のみがオフに変化する。このとき、FET1のソースとFET2のソースとが、グラウンド節点を介して、接続される。これにより、充電されたキャパシタ3が電源となり、キャパシタ3の放電による電流i2が、スイッチ5および8を流れる。電流i2は、FET2のドレインからソースへと流れる。また、このとき、キャパシタ4が充電される。
電流i2によりキャパシタ3が放電し、電流i2が流れなくなったとき、FET2のゲート電圧はFET1および2のしきい値電圧に等しくなる。つまり、FET2にスイッチ5で接続されたFET1のゲート電圧がしきい値電圧に等しくなる。
次に、図3に示すように、スイッチ5および6がオフ、スイッチ7がオンに変化する。このとき、FET1のゲートは、FET2のドレインとゲートから切り離される。FET1には、光Lの強度に応じた光電流Iが流れる。前述のように、FET1のゲート電圧はしきい値電圧(Vth)に等しく、しかもキャパシタ3がその状態を維持する。
したがって、第1の実施の形態に係る光検出装置によれば、入射する光の強度に応じた光電流を送出する第1FET(1)と、第1FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタ(3)と、光が入射しない位置に設けられた第2FET(2)と、第2FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタ(4)と、第1FETが光電流を送出するのに先立ち、第1FETに接続されたキャパシタ(3)を充電し、第1FETのソースと第2FETのソースとが接続された状態において第1FETのゲートと第2FETのドレインと第2FETのゲートとを接続し、第1FETのゲートを第2FETのドレインと第2FETのゲートとから切り離す手段(各スイッチ)とを備えることで、第1FETのゲート電圧をしきい値電圧に等しくできる。仮に、第1FETの特性のバラツキや温度等による揺らぎで、第1FETのゲート電圧がしきい値電圧に等しくなっていないと、等しくなっている前提の下で、バックライトなどの輝度の調整を光の強度に応じて正確に行うことができないが、第1の実施の形態では、ゲート電圧はしきい値電圧に等しくなるので、そのような光の強度に応じた正確な制御を行うことができる。
[第2の実施の形態]
図4は、第2の実施の形態に係る光検出装置の回路図である。
図4は、第2の実施の形態に係る光検出装置の回路図である。
光検出装置は、FET11と、FET11のソースとゲート間に接続されたキャパシタ12と、FET11のゲートと+5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ13と、FET11のソースとグラウンド節点の間を開閉するスイッチ14と、FET11のソースと−5[V]を出力する電源の出力節点の間を開閉するスイッチ15と、FET11のゲートとドレインの間を開閉するスイッチ16と、FET11のドレインとグラウンド節点の間を開閉するスイッチ17と、FET11に光Lを入射させるかまたはFET11を遮光する光制御手段18とを備える。キャパシタ12の静電容量は、FET11のソースとゲート間の浮遊容量を無視できる程に大きく設定される。
光制御手段18は、例えば、FET11に入射する光の経路に設けられた液晶層181と、液晶層181の分子の向きを制御する液晶制御回路182とを備える。光検出装置を液晶表示装置に設ける場合、例えば液晶層181は、液晶表示装置の液晶層と共用される。
(光検出装置の動作)
まず、図4に示すように、光制御手段18が、FET11を遮光する。例えば、液晶制御回路182は、液晶層181をその分子が光Lを遮るように制御する。
まず、図4に示すように、光制御手段18が、FET11を遮光する。例えば、液晶制御回路182は、液晶層181をその分子が光Lを遮るように制御する。
次に、スイッチ13および14がオン、スイッチ15、16および17がオフになることで、電流i11によりキャパシタ12が充電される。これにより、FET11のゲート電圧が+5[V]となる。+5[V]は、FET11のゲート電圧のしきい値より高い電圧である。
次に、図5に示すように、スイッチ13がオフ、スイッチ16がオンに変化する。充電されたキャパシタ12が電源となり、キャパシタ12の放電による電流i12が、スイッチ16を流れる。電流i12は、FET11のドレインからソースへと流れる。
電流i12によりキャパシタ12が放電し、電流i12が流れなくなったとき、FET11のゲート電圧はしきい値電圧に等しくなる。
次に、図6に示すように、光制御手段18が、FET11に光Lを入射させる。例えば、液晶制御回路182は、液晶層181をその分子が光Lを遮らないように制御する。その際、つまり、FET11に光が入射される前または後においては、スイッチ14および16がオフ、スイッチ15および17がオンに変化する。
FET11には、光Lの強度に応じた光電流Iが流れる。前述のように、FET11のゲート電圧はそのしきい値電圧(Vth)に等しく、しかもキャパシタ12がその状態を維持する。
したがって、第2の実施の形態に係る光検出装置によれば、入射する光の強度に応じた光電流を送出するFET(11)と、FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタ(12)と、FETに入射する光を遮ってから、FETに光を入射させる光制御手段(18)と、FETに入射する光が遮られている間に、キャパシタを充電し、FETのゲートとFETのドレインとを接続し、FETに光が入射される前または後にFETのゲートをFETのドレインから切り離す手段(各スイッチ)とを備えることで、FETのゲート電圧をしきい値電圧に等しくできる。仮に、FETの特性のバラツキや温度等による揺らぎで、FETのゲート電圧がしきい値電圧に等しくなっていないと、等しくなっている前提の下で、バックライトなどの輝度の調整を光の強度に応じて正確に行うことができないが、第2の実施の形態では、ゲート電圧はしきい値電圧に等しくなるので、そのような光の強度に応じた正確な制御を行うことができる。
1,2、10、11…FET
3、4、12…キャパシタ
5,6、7、8、9、13、14、15、16、17…スイッチ
18…光制御手段
181…液晶層
182…液晶制御回路
I…光電流
L…光
3、4、12…キャパシタ
5,6、7、8、9、13、14、15、16、17…スイッチ
18…光制御手段
181…液晶層
182…液晶制御回路
I…光電流
L…光
Claims (3)
- 入射する光の強度に応じた光電流を送出する第1FETと、
前記第1FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタと、
光が入射しない位置に設けられた第2FETと、
前記第2FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタと、
前記第1FETが光電流を送出するのに先立ち、前記第1FETに接続されたキャパシタを充電し、前記第1FETのソースと前記第2FETのソースとが接続された状態において前記第1FETのゲートと前記第2FETのドレインと前記第2FETのゲートとを接続し、前記第1FETのゲートを前記第2FETのドレインと前記第2FETのゲートとから切り離す手段と
を備えることを特徴とする光検出装置。 - 入射する光の強度に応じた光電流を送出するFETと、
前記FETのソースとゲート間に接続されたキャパシタと、
前記FETに入射する光を遮ってから、前記FETに光を入射させる光制御手段と、
前記FETに入射する光が遮られている間に、前記キャパシタを充電し、前記FETのゲートと前記FETのドレインとを接続し、前記FETに光が入射される前または後に前記FETのゲートを前記FETのドレインから切り離す手段と
を備えることを特徴とする光検出装置。 - 前記光制御手段は、
前記FETに入射する光の経路に設けられた液晶層と、
前記液晶層の分子が光を遮るように制御してから、前記液晶層の分子が光を遮らないように制御する液晶制御回路と
を備えることを特徴とする請求項2記載の光検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009005897A JP2010164374A (ja) | 2009-01-14 | 2009-01-14 | 光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009005897A JP2010164374A (ja) | 2009-01-14 | 2009-01-14 | 光検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010164374A true JP2010164374A (ja) | 2010-07-29 |
Family
ID=42580662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009005897A Pending JP2010164374A (ja) | 2009-01-14 | 2009-01-14 | 光検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010164374A (ja) |
-
2009
- 2009-01-14 JP JP2009005897A patent/JP2010164374A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10198990B2 (en) | Device for temperature detection and device for compensating for temperature of display panel | |
CN112435631B (zh) | 像素电路 | |
JP4814028B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
KR102136289B1 (ko) | 픽셀 구동 회로 및 픽셀 구동 방법, 어레이 기판 및 디스플레이 디바이스 | |
WO2017197969A1 (zh) | 有源像素传感器电路、驱动方法和图像传感器 | |
US8436835B2 (en) | Touch device, display substrate, liquid crystal display and operation method for photo sensor | |
WO2018014251A1 (en) | Emission-control circuit, display apparatus having the same, and driving method thereof | |
US20120249516A1 (en) | Amoled microdisplay device with active temperature control | |
US9318048B2 (en) | Pixel circuit and display apparatus | |
WO2018014645A1 (zh) | 像素电路、其驱动方法及显示面板 | |
WO2018000927A1 (zh) | 像素电路、半导体摄像头检测电路以及显示装置 | |
WO2019184989A1 (zh) | 电荷释放电路及其驱动方法、显示装置 | |
JP2007316243A (ja) | 表示装置及びその制御方法 | |
US20100060626A1 (en) | Pixel circuit of active matrix organic light emitting diode | |
US8698089B2 (en) | Photo detecting pixels and X-ray detector including the same | |
US20110032229A1 (en) | Display device and electronic apparatus comprising the same | |
WO2018120701A1 (zh) | 一种像素电路、其驱动方法、显示面板及显示装置 | |
JP4168979B2 (ja) | 光センサ回路、光センサ回路の出力信号処理方法および電子機器 | |
JP4859638B2 (ja) | 表示装置 | |
US20120056866A1 (en) | Active matrix organic light emitting diode display having reset function | |
JP2010164374A (ja) | 光検出装置 | |
JP5234852B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2008026688A (ja) | 表示装置 | |
US8330093B2 (en) | Apparatus and method for preventing charge pumping in series connected diode stacks | |
US20130193495A1 (en) | Light receiving circuit |