センサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置および電子機器
【課題】温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができるようにする。
【解決手段】センサ素子３３は、行列状に複数、マトリクス配置されている。センサ素子３３において、受光量に応じた電荷が光電変換素子ＰＤ１で発生する。光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷は蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積され、蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の蓄積電荷に応じた電圧値がセンサ検出信号として出力される。蓄積ノードＰ１の電圧値は、リセット用トランジスタＴｒ１によって所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１にリセットされる。この際、センサ素子３３が複数行に亘って同時にリセットされるようにリセット用トランジスタＴｒ１を制御する。その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子３３から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う。
【解決手段】センサ素子３３は、行列状に複数、マトリクス配置されている。センサ素子３３において、受光量に応じた電荷が光電変換素子ＰＤ１で発生する。光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷は蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積され、蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の蓄積電荷に応じた電圧値がセンサ検出信号として出力される。蓄積ノードＰ１の電圧値は、リセット用トランジスタＴｒ１によって所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１にリセットされる。この際、センサ素子３３が複数行に亘って同時にリセットされるようにリセット用トランジスタＴｒ１を制御する。その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子３３から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接する物体の位置などをセンサ素子によって検出するセンサ装置、そのようなセンサ装置に適用されるセンサ素子の駆動方法、センサ機能（入力機能）と表示機能とを有する入力機能付き表示装置、ならびに、そのような表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表示装置の表示面に接触あるいは近接する物体の位置などを検出する技術が知られている。例えば、表示パネル上に透明なフィルム状のタッチパネルを重ねて設置した構造のものが知られている。このようなタッチパネルの方式としては、感圧式や静電容量式のものが従来より知られている。
【０００３】
また、表示パネル内に表示画素と共に受光素子をマトリクス状に配置することで、表示パネルそのものに光学式のセンサ機能を持たせた表示装置が開発されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７６２２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２３３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような光学式のセンサ機能を持つ表示装置では、受光素子として例えばＰＩＮ型のフォトダイオードなどの光電変換素子を用いている。そして、受光量に応じて発生した光電変換素子からの電荷を蓄積ノードに蓄積し、その蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する。パネル表面に近接した物体の位置、距離、および大きさ等に応じて光電変換素子に入射する光量が変化し、センサ検出信号も変化するので、マトリクス状に配置された複数の受光素子からの各センサ検出信号を適切に信号処理することで、パネル上に近接した物体の位置等を検出することができる。このような装置では、光電変換素子による所定の受光（露光）期間後に、読み出し動作をし、その後、蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットした後、再び受光、読み出しをするといった動作を繰り返す。
【０００６】
ところで、光電変換素子は、入射光がない状態であっても暗電流（熱励起電流）が流れることが知られている。この暗電流は、温度によって変化し、高温になるほど多くの電流が流れる特性がある。このため、入射光量が同じであっても、温度が違うと蓄積ノードの電圧に変化が生じ、検出結果に悪影響を及ぼしてしまうことがある。特に高温になった場合には、暗電流の影響が大きくなり、蓄積ノードの電圧が上昇して蓄積ノードが飽和状態になってしまうおそれがある。従って、この温度変化に伴う暗電流の影響を軽減する何らかの対策が必要であるが、従来ではその対策が不十分であった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができるようにしたセンサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるセンサ装置は、行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子と、複数のセンサ素子を駆動するセンサ駆動手段とを備え、複数のセンサ素子がそれぞれ、受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、一端が光電変換素子の一端に接続され、蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段とを有するものである。そして、センサ駆動手段が、センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に所定のリセット電圧にリセットされるようにリセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたものである。
ここで、センサ駆動手段が、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子について同時に、蓄積ノードの電圧値が光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしても良い。
【０００９】
本発明によるセンサ素子の駆動方法は、受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、一端が光電変換素子の一端に接続され、蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段とを有する、行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子を駆動する際に、センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に所定のリセット電圧にリセットされるようにリセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたものである。
ここで、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子について同時に、蓄積ノードの電圧値が光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしても良い。
【００１０】
本発明による入力機能付き表示装置は、複数の表示画素と複数のセンサ素子とがそれぞれ、行列状にマトリクス配置された表示パネルと、複数の表示画素を駆動する表示駆動手段と、複数のセンサ素子を駆動するセンサ駆動手段とを備えたものである。そして、複数のセンサ素子のそれぞれに対して、上記本発明によるセンサ装置のセンサ駆動手段と同様の制御を行うようにしたものである。
【００１１】
本発明による電子機器は、本発明による入力機能付き表示装置を備えたものである。
【００１２】
本発明によるセンサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置または電子機器では、センサ素子において、受光量に応じた電荷が光電変換素子で発生する。そして、光電変換素子によって変換された電荷が蓄積ノードに蓄積され、蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値がセンサ検出信号として出力される。蓄積ノードの電圧値は、リセット用トランジスタによって所定のリセット電圧にリセットされる。この際、センサ素子が複数行に亘って同時にリセットされるようにリセット用トランジスタが制御される。その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御が行われる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のセンサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置または電子機器によれば、センサ素子の蓄積ノードを複数行に亘って同時に所定のリセット電圧にリセットする制御を行い、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたので、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができる。
【００１４】
また、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子について同時に、蓄積ノードの電圧値が光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにすることで、より安定した検出動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る入力機能付き表示装置の構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示したＩ／Ｏディスプレイパネルの構成例を表すブロック図である。
【図３】図２に示した表示エリア（センサエリア）内の画素配置例を表す平面図である。
【図４】図３に示した画素配置におけるセンサ素子（撮像画素）と信号線との接続関係の一例を表す平面模式図である。
【図５】図１に示した表示装置におけるセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図６】センサ素子の配線レイアウトの構成例を表す回路図である。
【図７】図６の配線レイアウトに対応する配線構造を表す平面図である。
【図８】図７の配線構造における容量素子Ｃ１の部分の構造を示す断面図である。
【図９】図１に示した表示装置におけるセンサ動作（撮像動作）の一例を表すタイミングチャートである。
【図１０】比較例におけるセンサ動作（撮像動作）の一例を表すタイミングチャートである。
【図１１】（Ａ）は図１に示した表示装置において、強い外光がある場合にセンサエリアに近接物体がある状態を示し、（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧の例を示す説明図である。
【図１２】（Ａ）は図１に示した表示装置において、外光が弱い場合にセンサエリアに近接物体がある状態を示し、（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧の例を示す説明図である。
【図１３】差分画像を用いた近接物体の検出方法について説明するための写真図である。
【図１４】センサ素子における温度上昇による蓄積ノードの電圧変化を示す特性図である。
【図１５】光電変換素子単独での温度特性を示す特性図である。
【図１６】図９に示した駆動方法によるセンサ駆動を行った場合の露光時間を示す説明図である。
【図１７】図１０に示した比較例に係る駆動方法を行った場合による露光時間を示す説明図である。
【図１８】比較例に係るセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図１９】センサ素子の制御用バッファの電源線の構成例を示す説明図である。
【図２０】（Ａ）はホールド制御用バッファおよびリセット制御用バッファの比較例の構成例を示す回路図である。（Ｂ）は図２０（Ａ）の回路への入力信号を示す波形図である。
【図２１】（Ａ）はホールド制御用バッファおよびリセット制御用バッファの第１の構成例を示す回路図である。（Ｂ）は図２１（Ａ）の回路への入力信号を示す波形図である。
【図２２】（Ａ）はホールド制御用バッファおよびリセット制御用バッファの第２の構成例を示す回路図である。（Ｂ）は図２２（Ａ）の回路への入力信号を示す波形図である。
【図２３】センサ動作（撮像動作）の第１の変形例を表すタイミング波形図である。
【図２４】第２の変形例に係るセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図２５】第２の変形例に係るセンサ素子における読み出し側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３の特性ばらつきを考慮したセンサ検出信号の出力電圧特性を示す特性図である。
【図２６】センサ検出信号の読み出し線に接続される定電流源のＩ−Ｖ特性図である。
【図２７】センサ動作の第２の変形例を表すタイミングチャートである。
【図２８】オフセット電圧の有無によるセンサ検出信号の出力電圧特性を示した特性図である。
【図２９】（Ａ）は蓄積ノードＰ１の電圧特性を示す特性図であり、（Ｂ）は光電変換素子とホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４との間のノードＰ２の電圧特性を示す特性図である。
【図３０】第３の変形例に係るセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図３１】（Ａ）は比較例のセンサ動作を表すタイミングチャートであり、（Ｂ）は第３の変形例のセンサ動作を表すタイミングチャートである。
【図３２】（Ａ）は図１に示した表示装置において近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第１の実行例を示し、（Ｂ）は第２の実行例を示す説明図である。
【図３３】近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第３の実行例を示す説明図である。
【図３４】近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第４の実行例を示す説明図である。
【図３５】近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第５の実行例を示す説明図である。
【図３６】図１に示した表示装置の第１の適用例の外観を表す斜視図である。
【図３７】（Ａ）は第２の適用例の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図３８】第３の適用例の外観を表す斜視図である。
【図３９】第４の適用例の外観を表す斜視図である。
【図４０】（Ａ）は第５の適用例の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［入力機能付き表示装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る入力機能付き表示装置（表示撮像装置）の全体構成の一例を表すものである。この表示装置は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０と、バックライト１５と、表示ドライブ回路１２と、受光ドライブ回路１３と、画像処理部１４と、アプリケーションプログラム実行部１１とを備えている。
【００１８】
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、例えば液晶パネル（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））からなる。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、後述する図３に示すように複数の表示画素３１ＲＧＢが行列状にマトリクス配置され、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する表示パネルとしての機能（表示機能）を有している。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０にはまた、後述する図３に示すように複数のセンサ素子３３が撮像画素として行列状にマトリクス配置され、パネル表面に接触または近接する物体（近接物体）を検出、撮像するセンサパネルとしての機能（検出機能、撮像機能）を有している。
【００１９】
バックライト１５は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の表示および検出用の光源であり、例えば複数の発光ダイオードが配置されたものである。バックライト１５は、表示ドライブ回路１２によって駆動制御され、後述するようにＩ／Ｏディスプレイパネル２０の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速にオン・オフ（点灯・消灯）動作が可能となっている。バックライト１５は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の背面側からパネル表面に向けて周期的に照明光Ｌｏｎを照射するようになっている。
【００２０】
表示ドライブ回路１２は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０の表示画素３１ＲＧＢの駆動を行う（線順次表示動作の駆動を行う）回路である。表示ドライブ回路１２はまた、バックライト１５のオン・オフ（点灯・消灯）制御を行うようになっている。
【００２１】
受光ドライブ回路１３は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の各センサ素子（撮像画素）３３からセンサ検出信号（撮像信号）が得られるように（物体を検出、撮像するように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０の駆動を行う（線順次撮像動作の駆動を行う）回路である。なお、各センサ素子３３からのセンサ検出信号（撮像信号）は、例えばフレーム単位でフレームメモリ１３Ａに蓄積され、検出画像（撮像画像）として画像処理部１４へ出力されるようになっている。
【００２２】
画像処理部１４は、受光ドライブ回路１３から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行うものである。画像処理部１４は、画像処理を行った結果として、例えばＩ／Ｏディスプレイパネル２０に近接等する物体に関する物体情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するようになっている。
【００２３】
アプリケーションプログラム実行部１１は、画像処理部１４による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものである。この処理としては例えば、検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部１１で生成される表示データは、表示ドライブ回路１２へ供給されるようになっている。
【００２４】
［Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の構成例］
図２は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の構成例を示している。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、表示エリア（センサエリア）２１と、表示用Ｈドライバ２２と、表示用Ｖドライバ２３と、センサ読み出し用Ｈドライバ２５と、センサ用Ｖドライバ２４とを有している。
【００２５】
図１および図２において、受光ドライブ回路１３、センサ用Ｖドライバ２４およびセンサ読み出し用Ｈドライバ２５は、本発明における「センサ駆動手段」の一具体例に対応している。表示ドライブ回路１２、表示用Ｈドライバ２２および表示用Ｖドライバ２３は、「表示駆動手段」の一具体例に対応している。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、「表示パネル」および「センサパネル」の一具体例に対応している。受光ドライブ回路１３および画像処理部１４は、「信号処理手段」の一具体例に対応している。
【００２６】
表示エリア（センサエリア）２１は、バックライト１５からの光を変調して照射光（表示光と、例えば赤外光源等（図示せず）による検出用の照射光とを含むもの。以下同様。）を出射すると共にこのエリアに接触または近接する物体を検出（撮像）する領域である。表示エリア（センサエリア）２１には、表示画素３１ＲＧＢ（例えば液晶素子）と、後述するセンサ素子３３とが、それぞれマトリクス状に配置されている。
【００２７】
表示用Ｈドライバ２２は、表示ドライブ回路１２から供給される表示駆動用の表示信号および制御クロックに基づいて、表示用Ｖドライバ２３と共に表示エリア２１内の表示画素３１ＲＧＢを線順次駆動するものである。
【００２８】
センサ読み出し用Ｈドライバ２５は、受光ドライブ回路１３による駆動制御に従って、センサ用Ｖドライバ２４と共にセンサエリア２１内の撮像画素としてのセンサ素子３３を線順次駆動し、検出信号（撮像信号）を取得するものである。受光ドライブ回路１３は、近接物体に対してバックライト１５からの照射光が照射されているときに、照射光による反射光と環境光（外光）との合算光量に応じてセンサ素子３３に充電電荷が蓄積されるような駆動制御を行うようになっている。また、バックライト１５からの照射光が照射されていないときに、環境光の光量に応じてセンサ素子３３に充電電荷が蓄積されるような駆動制御を行うようになっている。センサ読み出し用Ｈドライバ２５は、これらの駆動制御によりセンサ素子３３から取得された、バックライト１５がオン時とオフ時とにおける各センサ検出信号（撮像信号）を受光ドライブ回路１３に出力するようになっている。
【００２９】
図３は、表示エリア（センサエリア）２１における各画素の詳細構成例を示している。例えば図３に示したように、表示エリア２１の画素３１は、表示画素３１ＲＧＢと、撮像画素としてのセンサ素子３３と、センサ素子３３用の配線が形成された配線部３２とから構成されている。表示画素３１ＲＧＢは、赤（Ｒ）用の表示画素３１Ｒと、緑（Ｇ）用の表示画素３１Ｇと、青（Ｂ）用の表示画素３１Ｂとから構成されている。これら表示画素３１ＲＧＢ、センサ素子３３および配線部３２はそれぞれ、表示エリア（センサエリア）２１上でマトリクス状に並んで配置されている。また、センサ素子３３と、このセンサ素子３３を駆動するための配線部３２とが、一定周期で互いに分離配置されている。このような配置により、センサ素子３３および配線部３２からなるセンサリアを表示画素３１ＲＧＢに対して極めて認識しづらくなると共に、表示画素３１ＲＧＢにおける開口率低減が最小限に抑えられるようになっている。また、配線部３２を、表示画素３１ＲＧＢの開口に寄与しない領域(例えば、ブラックマトリクスで遮光された領域や反射領域など)に配置するようにすれば、表示品位を落とすことなく受光回路を配置することが可能となる。
【００３０】
なお、各センサ素子３３には、例えば図４に示したように、リセット制御信号線Ｒｅｓｅｔ＿１〜Ｒｅｓｅｔ＿ｎおよびリード制御信号線Ｒｅａｄ＿１〜Ｒｅａｄ＿ｎが、水平ライン方向に沿って接続されるようになっている。また、ホールド用制御信号線Ｈｏｌｄ＿１〜Ｈｏｌｄ＿ｎが、水平ライン方向に沿って接続されるようになっている。
【００３１】
［センサ素子３３の構成例］
センサ素子３３は、例えば図５に示したように、光電変換素子ＰＤ１と、リセット用トランジスタＴｒ１と、蓄積ノードＰ１と、増幅用トランジスタＴｒ２と、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３とを有している。センサ素子３３はさらに、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４と容量素子Ｃ１とを有している。
【００３２】
光電変換素子ＰＤ１は、入射光量に応じた電荷を発生させるものであり、例えばＰＩＮ型のフォトダイオードにより構成されている。ＰＩＮ型のフォトダイオードは、ｐ型半導体領域と、ｎ型半導体領域と、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域との間に形成された真性半導体領域（ｉ領域）とを有するものである。光電変換素子ＰＤ１は、アノード電極、カソード電極およびゲート電極を有している。光電変換素子ＰＤ１をＰＩＮ型のフォトダイオードで構成する場合、ｐ型半導体領域にアノード電極を接続し、ｎ型半導体領域にカソード電極を接続する。光電変換素子ＰＤ１のカソード電極は、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線に接続されている。光電変換素子ＰＤ１のアノード電極は、リセット用トランジスタＴｒ１の一端（ドレイン）に接続されている。
【００３３】
蓄積ノードＰ１は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４がオン状態となったときに、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４を介して、光電変換素子ＰＤ１のアノード電極とリセット用トランジスタＴｒ１のドレインとに電気的に接続されるようになっている。蓄積ノードＰ１は、光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動するようになっている。蓄積ノードＰ１には、配線による寄生容量などにより等価的に蓄積容量が形成され、その蓄積容量により電荷を蓄積することができるが、本実施の形態では積極的に電荷蓄積用の容量素子Ｃ１を設け、その一端を蓄積ノードＰ１に接続している。容量素子Ｃ１の他端は接地されている。
【００３４】
リセット用トランジスタＴｒ１、増幅用トランジスタＴｒ２および選択・読み出し用トランジスタＴｒ３、ならびにホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はそれぞれ、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；ThinFilm Transistor）などにより構成されている。
【００３５】
リセット用トランジスタＴｒ１のゲートはリセット制御信号線Ｒｅｓｅｔ（図４、図５参照）に接続され、ソースはリセット電圧Ｖｒｓｔ１の供給線に接続されている。リセット用トランジスタＴｒ１のドレインおよび増幅用トランジスタＴｒ２のゲートは、蓄積ノードＰ１に接続されている。増幅用トランジスタＴｒ２のドレインは、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線に接続されている。増幅用トランジスタＴｒ２のソースは、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３のドレインに接続されている。選択・読み出し用トランジスタＴｒ３のゲートは、リード制御信号を供給するリード制御信号線Ｒｅａｄに接続され、ソースは読み出し線４１に接続されている。
【００３６】
リセット用トランジスタＴｒ１は、蓄積ノードＰ１の電圧値をリセット電圧Ｖｒｓｔ１にリセットする（蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の蓄積電荷を放出させる）ためのものである。リセット用トランジスタＴｒ１に供給されるリセット電圧Ｖｒｓｔ１は、例えば０（Ｖ）に設定されている。
【００３７】
増幅用トランジスタＴｒ２と選択・読み出し用トランジスタＴｒ３は、ソースフォロワを形成し、蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力するようになっている。センサ検出信号は、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３がゲートに印加されたリード制御信号に応じてオンされたタイミングで、読み出し線４１に出力されるようになっている。
増幅用トランジスタＴｒ２と選択・読み出し用トランジスタＴｒ３は、本発明における「読み出し手段」の一具体例に対応している。
【００３８】
ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４は、光電変換素子ＰＤ１およびリセット用トランジスタＴｒ１の接続点と蓄積ノードＰ１との間に介挿されている。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４は、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を選択的に、電気的にハイ・インピーダンスにするためのスイッチングトランジスタである。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４のソースは、光電変換素子ＰＤ１およびリセット用トランジスタＴｒ１の接続点に接続されている。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４のゲートは、ホールド用制御信号線Ｈｏｌｄに接続され、受光ドライブ回路１３からのホールド制御信号によってオン・オフ制御されるようになっている。
【００３９】
受光ドライブ回路１３は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をスイッチング制御することにより、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスを制御するようになっている。また、受光ドライブ回路１３は、センサ素子３３が複数行に亘って同時にリセットされるようにリセット用トランジスタＴｒ１を制御するようになっている。その後、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子３３について同時に光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御すると共に、そのハイ・インピーダンスとなっている状態で、各行に配置されたセンサ素子３３から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようになっている。
【００４０】
［センサ素子３３の配線レイアウト］
図６は、センサ素子３３の配線レイアウトの構成例を表している。図７は、図６の配線レイアウトに対応する配線構造を表している。図６および図７において、ＳＶＤＤは、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線である。ＳＶＳＳは、リセット電圧Ｖｒｓｔ１の供給線である。Ｓｓｉｇは、センサ検出信号が出力される読み出し線４１である。
【００４１】
図８は、図７の配線構造における容量素子Ｃ１の形成部分の断面構造（図７のＡＡ線断面）を示している。容量素子Ｃ１は、蓄積ノードＰ１によって形成された第１の電極４２と、所定間隔を空けて蓄積ノードＰ１を上下に挟み込むように形成された第２の電極とを含む構造とされている。図８において、第１の電極４２に対して上側に所定間隔を空けて配置された上部電極４３と、下側に所定間隔を空けて配置された下部電極４４と、上部電極４３と下部電極４４とを導通するコンタクト電極４５とで第２の電極が形成されている。上部電極４３およびコンタクト電極４５は例えばＡｌ（アルミニウム）、下部電極４４は例えばＭｏ（モリブデン）となっている。第１の電極４２は例えばｐｏｌｙ（ポリシリコン）となっている。
【００４２】
容量素子Ｃ１の第２の電極を図８に示したような構造とすることにより、蓄積ノードＰ１がシールドされるような状態となるので、蓄積ノードＰ１への飛び込みノイズを軽減することができる。
【００４３】
［制御用バッファの構成例］
図１９は、センサ素子３３の制御用バッファの電源線の構成例を示している。受光ドライブ回路１３は、各行ごとに、読み出し制御用バッファ２６と、ホールド制御用バッファ（スイッチング制御用バッファ）２７と、リセット制御用バッファ２８とを有している。読み出し制御用バッファ２６は、センサ素子３３の選択・読み出し用トランジスタＴｒ３を制御するための読み出し制御信号を各行ごとに出力するものである。ホールド制御用バッファ２７は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４を制御するためのスイッチング制御信号を各行ごとに出力するものである。リセット制御用バッファ２８は、リセット用トランジスタＴｒ１を制御するためのリセット制御信号を各行ごとに出力するものである。
【００４４】
図１９において、ＳＶＤＤ２はバッファ用正電源線、ＳＶＳＳ２はバッファ用負電源線である。読み出し制御用バッファ２６は、ホールド制御用バッファ２７とリセット制御用バッファ２８とは独立した負電源線に接続されていることが好ましい。図１９では、バッファ用負電源線ＳＶＳＳ２を、バッファ用第１の負電源線ＳＶＳＳ２−１と、バッファ用第２の負電源線ＳＶＳＳ２−２とに分けている。そして、バッファ用第１の負電源線ＳＶＳＳ２−１を読み出し制御用バッファ２６専用の負電源線にしている。このようにすることにより、後述するＲｅｓｅｔ期間の処理とＨｏｌｄ期間の処理時に発生する電源ノイズが蓄積ノードＰ１に及ぶことを軽減できる。
【００４５】
図２１（Ａ）は、ホールド制御用バッファ２７およびリセット制御用バッファ２８の第１の構成例を示している。図２０（Ａ）は、ホールド制御用バッファ２７およびリセット制御用バッファ２８の比較例の構成例を示している。
【００４６】
図２０（Ａ）の比較例の回路は、出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタＴｒ１１と、出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタＴｒ１２で構成されている。図２０（Ｂ）は、この回路への入力信号の波形を示している。図２０（Ａ）において、第１および第２のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２の横に付した数値（１６０，１８０）はトランジスタ素子としてのＷ長を示している。
【００４７】
図２１（Ａ）の第１の構成例の回路は、出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタＴｒ２１と、出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタＴｒ２２と、第２のトランジスタＴｒ２２よりも電流駆動能力が高く、出力信号をローレベルにするための第３のトランジスタＴｒ２３とで構成されている。図２１（Ｂ）は、この回路への入力信号の波形を示している。図２１（Ａ）において、第１ないし第３のトランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ２３の横に付した数値（１６０，２０，１６０）はトランジスタ素子としてのＷ長を示している。第３のトランジスタＴｒ２３は、第２のトランジスタＴｒ２２よりもＷ長が大きく構成されていることで、電流駆動能力が高くなっている。
【００４８】
図２２（Ａ）は、ホールド制御用バッファ２７およびリセット制御用バッファ２８の第２の構成例を示している。この第２の構成例の回路も図２１（Ａ）の第１の構成例と同様に、出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタＴｒ３１と、出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタＴｒ３２と、第２のトランジスタＴｒ３２よりも電流駆動能力が高く、出力信号をローレベルにするための第３のトランジスタＴｒ３３とで構成されている。この第２の構成例の回路には、２つの正電源線ＳＶＤＤ２，ＳＶＤＤ３と、１つの負電源線ＳＶＳＳ２とが接続されている。第１のトランジスタＴｒ３１、第２のトランジスタＴｒ３２、および第３のトランジスタＴｒ３３はそれぞれ、電源電圧の異なる電源線に接続されている。図２２（Ｂ）は、この回路への入力信号の波形を示している。図２２（Ａ）において、第１ないし第３のトランジスタＴｒ３１，Ｔｒ３２，Ｔｒ３３の横に付した数値（１６０，２０，１８０）はトランジスタ素子としてのＷ長を示している。第３のトランジスタＴｒ３３は、第２のトランジスタＴｒ３２よりもＷ長が大きく構成されていることで、電流駆動能力が高くなっている。
【００４９】
図２１（Ａ）の第１の構成例では、出力信号をハイレベルからローレベルへと反転させる際に、第２のトランジスタＴｒ２２を最初にオン状態にした後、次に、第３のトランジスタＴｒ２３をオン状態にして段階的に信号反転を行わせるようになっている。図２２（Ａ）の第２の構成例でも同様である。このようにすることで、信号電圧が変化するときに流れる電流を小さくし、電源ノイズを軽減することができる。
【００５０】
［表示装置の動作］
まず、この表示装置による画像の表示動作および物体の検出動作（撮像動作）の概要について説明する。
【００５１】
この表示装置では、アプリケーションプログラム実行部１１から供給される表示データに基づいて、表示用ドライブ回路１２において表示用の駆動信号が生成される。この駆動信号により、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に対して線順次表示駆動がなされ、画像が表示される。また、このときバックライト１５も表示ドライブ回路１２によって駆動され、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０と同期した周期的な点灯・消灯動作がなされる。
【００５２】
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に接触または近接する物体（指先等の近接物体）がある場合、受光ドライブ回路１３による線順次撮像駆動により、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０における各センサ素子（撮像画素）３３においてその物体が検出（撮像）される。各センサ素子３３からの検出信号（撮像信号）は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０から受光ドライブ回路１３へ供給される。受光ドライブ回路１３では、センサ素子３３の検出信号を１フレーム分、蓄積し、撮像画像として画像処理部１４へ出力する。ここで、画像処理部１４へ出力されるのは、バックライト１５をオン状態にして得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像と、バックライト１５をオフ状態にして得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像との２フレームの画像である。
【００５３】
画像処理部１４では、この撮像画像に基づいて、所定の画像処理（演算処理）を行うことにより、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に接触または近接する物体に関する物体情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を取得する。例えば受光ドライブ回路１３において生成された差分画像の重心を判定する演算処理がなされ、接触（近接）中心の特定が行われる。そして、近接物体の検出結果が画像処理部１４からアプリケーションプログラム実行部１１へ出力される。アプリケーションプログラム実行部１１では、後述するようなアプリケーションプログラムを実行する。
【００５４】
［センサ動作の詳細］
図９は、この表示装置におけるセンサ動作（撮像動作）の一例を示している。図９の上部に示した上方から下方に延びる矢印は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０におけるセンサ素子３３の駆動タイミングを模式的に示している。横方向は時間、縦方向はＩ／Ｏディスプレイパネル２０の走査ラインに相当する。この駆動タイミングチャートの下部には、バックライト１５のオン・オフ状態を模式的に示している。バックライト１５のオン・オフ状態を示す部分において、黒くなっている部分はバックライト１５がオフしていることを示す。なお、図９において、「Ｈ」は、１水平ラインの撮像（検出）期間に相当する。この例では、センサ素子３３を垂直方向に６０ライン設けている場合の例を示している。従って、例えば６０Ｈは、線順次で１画面分の撮像（検出）を行っている期間に相当する。
【００５５】
まず、初期状態として、受光ドライブ回路１３（図１）は、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３における蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１でリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。ただし、この初期の（Ｒｅｓｅｔ期間）は省略しても良い。また、この初期のＲｅｓｅｔ期間での動作は、次のＲｅｓｅｔ期間での動作と同様に、複数のラインを同時に一括してリセットするような動作であっても良い。
【００５６】
次に、上ラインから下ラインまで、各行のセンサ素子３３の蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１で同時に一括してリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオンしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積）を行う（露光期間（明））。なお、各行のセンサ素子３３において、（Ｒｅｓｅｔ期間）および（露光期間（明））では、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はオン状態となるように制御する。
【００５７】
次に、上ラインから下ラインまで、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態となるように制御する。これにより、各行のセンサ素子３３について同時に一括して光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスが、露光期間内におけるインピーダンスよりも電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御する。ハイ・インピーダンスの状態にすることで、暗電流等の影響により光電変換素子ＰＤ１において電荷が発生したとしても蓄積ノードＰ１の電圧値が変動しないように、蓄積ノードＰ１の電圧値が保持される状態に制御される。このハイ・インピーダンスとなっている状態（電圧値を保持している状態）で、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３における蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間）。
【００５８】
次に、再び、上ラインから下ラインまで、各行のセンサ素子３３の蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１で同時に一括してリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオフしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積）を行う（露光期間（滅））。なお、各行のセンサ素子３３において、（Ｒｅｓｅｔ期間）および（露光期間（滅））では、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はオン状態となるように制御する。
【００５９】
次に、再び、上ラインから下ラインまで、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態となるように制御する。これにより、各行のセンサ素子３３について同時に一括して光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスが、露光期間内におけるインピーダンスよりも電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御する。ハイ・インピーダンスの状態にすることで、暗電流等の影響により光電変換素子ＰＤ１において電荷が発生したとしても蓄積ノードＰ１の電圧値が変動しないように、蓄積ノードＰ１の電圧値が保持される状態に制御される。このハイ・インピーダンスとなっている状態（電圧値を保持している状態）で、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３における蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間）。
【００６０】
以上のように、一括してリセットするＲｅｓｅｔ期間を挟みつつ、バックライト１５がオンしている状態での露光とオフしている状態での露光を行う。また、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように（蓄積ノードＰ１の電圧値が光電変換素子ＰＤ１における電荷の発生によって変動しないように、その電圧値を保持している状態に）制御しつつ、各状態でのセンサ検出信号を読み出す処理を行う。以降、この一連の処理を順次繰り返す。
【００６１】
図１０は、図９のセンサ動作（撮像動作）に対する比較例を示している。この比較例は、センサ素子３３が図１８に示したような構造である場合の動作を示している。図１８に示したセンサ素子３３Ａは、図５のセンサ素子３３の構造に対してホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４と容量素子Ｃ１とを省いたものである。この比較例に係るセンサ素子３３Ａでは、蓄積ノードＰ１には、配線による寄生容量などにより等価的に蓄積容量Ｃ０が形成されている。この蓄積容量Ｃ０により電荷が蓄積されるようになっている。
【００６２】
図９のセンサ動作では、各行のセンサ素子３３の蓄積ノードＰ１の電圧値を同時に一括してリセットする処理を行っていた。これに対し、図１０の比較例では、上ラインから下ラインに向かって線順次で、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１でリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオンしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１に蓄積）を行う（露光期間（明））。次に、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｒｅａｄ期間）。なお、この比較例に係るセンサ素子３３Ａでは、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４を設けていないので、Ｒｅａｄ期間において、図９のセンサ動作におけるＨｏｌｄ期間の処理は行われない。
【００６３】
次に、再び、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１でリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオフしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１に蓄積）を行う（露光期間（滅））。次に、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｒｅａｄ期間）。
【００６４】
以上のように、図１０の比較例では、Ｒｅｓｅｔ期間を挟みつつ、バックライト１５がオンしている状態での露光とオフしている状態での露光を行い、各状態でのセンサ検出信号を読み出す処理を行う。以降、この一連の処理を順次繰り返す。
【００６５】
［近接物体の検出の具体例］
図１１（Ａ）は、この表示装置において、強い外光Ｌ０がある場合にＩ／Ｏディスプレイパネル２０のセンサエリア２１に近接物体（指ｆ）がある状態を示し、図１１（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧（受光出力電圧）の例を示している。例えば図１１（Ａ）に示したように、入射する外光（環境光）Ｌ０が強い場合には、バックライト１５を点灯させた状態での受光出力電圧Ｖon101は、図１１（Ｂ）に示したようになる。すなわち、パネル上のセンサエリア２１内において指ｆが近接する個所以外では、ほとんど外光Ｌ０の明るさのみに対応した電圧値Ｖａとなる。また、指ｆが近接する個所では、指ｆの表面で反射したバックライト１５からの照明光Ｌｏｎの明るさに対応した電圧値Ｖｂに低下する。これに対して、バックライト１５を消灯させた状態での受光出力電圧Ｖoff101は、指ｆが近接する個所以外では、外光Ｌ０の明るさに対応した電圧値Ｖａとなる点は同じであるが、指ｆが近接する個所では、ほとんど外光Ｌ０が遮断された状態であり、非常にレベルの低い電圧値Ｖｃとなる。
【００６６】
図１２（Ａ）は、この表示装置において、外光Ｌ０が弱い場合にＩ／Ｏディスプレイパネル２０のセンサエリア２１に近接物体（指ｆ）がある状態を示し、図１２（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧（受光出力電圧）の例を示している。例えば図１２（Ａ）に示したように、入射する外光Ｌ０が弱い（ほとんどない）状態では、バックライト１０５を点灯させた状態での受光出力電圧Ｖon201は、図１２（Ｂ）に示したようになる。すなわち、センサエリア２１内において指ｆが近接する個所以外では、外光Ｌ０が少ないために非常にレベルの低い電圧値Ｖｃとなる。また、センサエリア２１内において指ｆが近接する個所では、指ｆの表面で反射したバックライト１５からの照明光Ｌｏｎの明るさに対応した電圧値Ｖｂに上昇する。これに対して、バックライト１５を消灯させた状態での受光出力電圧Ｖoff２は、指ｆが近接する個所とそれ以外の個所のいずれでも、非常にレベルの低い電圧値Ｖｃのままで変化がない。
【００６７】
このようにして、センサエリア２１のうちの指ｆが近接していない個所では、外光Ｌ０がある場合とない場合とで、受光出力電圧が大きく異なっている。一方、表示エリア２１のうちの指ｆが近接している個所では、外光Ｌ０の有無に関係なく、バックライト１５の点灯時の電圧値Ｖｂと、バックライト１５の消灯時の電圧値Ｖｃとが、ほぼ同じような状態となっている。よって、バックライト１０の点灯時の電圧と消灯時の電圧との差分を検出することにより、電圧値Ｖｂと電圧値Ｖｃとの差のように、一定以上の差がある個所が、物体が近接等した個所であると判断することができる。
【００６８】
画像処理部１４（図１）では、例えば図１３に示したような差分画像Ｃを求める。画像Ｂは、バックライト１５による照明光Ｌｏｎが照射されている状態で得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像の例を示している。画像Ａは、バックライト１５による照明光Ｌｏｎが照射されていない状態で得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像の例を示している。これら画像Ａと画像Ｂとの差分画像Ｃから、物体の位置などを検出することができる。
【００６９】
［温度による特性変化］
図１４は、センサ素子３３における温度上昇による蓄積ノードＰ１の電圧変化を示している。なお、図１４は、センサ素子３３に入射光がない状態（暗状態）での特性である。横軸は温度、縦軸は蓄積ノードＰ１の電圧を示している。図１４には、光電変換素子ＰＤ１が温度上昇した場合の蓄積ノードＰ１の電圧変化と、リセット用トランジスタＴｒ１が温度上昇した場合の蓄積ノードＰ１の電圧変化とを示している。図１４から分かるように、光電変換素子ＰＤ１の温度変化が、蓄積ノードＰ１の電圧に影響を与えている。一方、リセット用トランジスタＴｒ１の温度変化は、蓄積ノードＰ１の電圧にほとんど影響を与えない、
【００７０】
図１５は、光電変換素子ＰＤ１の単独での温度特性を示している。なお、図１５は、光電変換素子ＰＤ１に入射光がない状態（暗状態）での特性である。すなわち、光電変換素子ＰＤ１の暗電流の温度特性を示している。図１５に示したように、光電変換素子ＰＤ１は、入射光がない状態であっても暗電流（熱励起電流）が流れるが、この暗電流は、温度によって変化し、高温になるほど多くの電流が流れる特性がある。この暗電流があることにより、図１４に示したような、温度による蓄積ノードＰ１の電圧変化を生じさせる。特に高温になった場合には、暗電流の影響が大きくなり、蓄積ノードＰ１の電圧が上昇して蓄積ノードＰ１が飽和状態になってしまい、センサとしての検出動作に悪影響を与えるおそれがある。
【００７１】
本実施の形態では、この温度変化に伴う暗電流の影響が、図９に示した駆動方法によるセンサ駆動を行うことにより軽減される。
【００７２】
図１６は、図９に示した駆動方法によるセンサ駆動を行った場合の露光時間を示している。図１７は、図１０に示した比較例に係る駆動方法を行った場合による露光時間を示している。比較例に係る駆動方法では、Ｈｏｌｄ期間を含んでいないので、Ｒｅａｄ期間の間も外光Ｌ０と暗電流による電荷の蓄積が蓄積ノードＰ１に生じている。これに対して、図９の駆動方法では、Ｒｅａｄ期間の間はＨｏｌｄ期間でもあり、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御されている。これにより、暗電流等による電荷の蓄積が抑制される。
【００７３】
このように本実施の形態に係る入力機能付き表示装置によれば、センサ素子３３を複数行に亘って同時にリセットする制御を行い、その後、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子３３について同時に光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように（蓄積ノードＰ１の電圧値が光電変換素子ＰＤ１における電荷の発生によって変動しないように、その電圧値を保持している状態に）制御すると共に、そのハイ・インピーダンスとなっている状態で、各行に配置されたセンサ素子３３から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたので、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができる。
なお、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を電気的にハイ・インピーダンスにする制御を行わず、センサ素子３３を複数行に亘って同時にリセットする制御のみを行うような制御を行うだけでも良い。この場合であっても、図１０の比較例に比べて、特に上側のライン上に配置されたセンサ素子３３については、Ｒｅｓｅｔ期間が短縮される。これにより、特に上側のライン上に配置されたセンサ素子３３については、図１０の比較例に比べて、無駄な露光期間が無くなり、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減することができる。
【００７４】
ところで、センサ素子３３において、所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１を与えた場合に、素子や配線間の容量カップリングによって、蓄積ノードＰ１に電圧降下が生じる問題がある。本実施の形態では、蓄積ノードＰ１に積極的に容量素子Ｃ１を設けていることにより、この電圧降下による充電電圧の影響も軽減することができる。
【００７５】
＜変形例＞
［第１の変形例（駆動タイミングの変形例）］
図２３は、センサ動作（撮像動作）の第１の変形例を表すタイミング波形である。上述の図９の駆動説明では、Ｒｅｓｅｔ期間の処理とＨｏｌｄ期間の処理とを、上ラインから下ラインまで全行について同時に一括して行うものとして説明したが、複数に分けて行うようにしても良い。図２３の変形例は、リセット用トランジスタＴｒ１の制御（Ｒｅｓｅｔ期間の処理）と、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を電気的にハイ・インピーダンスにする制御（Ｈｏｌｄ期間の処理）とを、奇数行に配置されたセンサ素子３３と偶数行に配置されたセンサ素子３３とに分けて行うようにしたものである。
【００７６】
図２３（Ａ）のＶ（Ｒｅｓｅｔ）（Ｏｄｄ）は、奇数行に配置されたセンサ素子３３に対するリセット制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｂ）のＶ（Ｒｅｓｅｔ）（Ｅｖｅｎ）は、偶数行に配置されたセンサ素子３３に対するリセット制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｃ）のＶ（Ｈｏｌｄ）（Ｏｄｄ）は、奇数行に配置されたセンサ素子３３に対するホールド制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｄ）のＶ（Ｈｏｌｄ）（Ｅｖｅｎ）は、偶数行に配置されたセンサ素子３３に対するホールド制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｅ），（Ｆ），…（Ｆ）のＶ（Ｒｅａｄ１），Ｖ（Ｒｅａｄ２），…Ｖ（Ｒｅａｄ６０）は、各行のリード制御信号電圧のタイミングを示している。
【００７７】
図２３（Ａ），（Ｂ）に示したように、奇数行のリセット処理を開始してから、１水平ラインの撮像（検出）期間１Ｈに相当する期間だけ遅延させたタイミングで偶数行のリセット処理を開始するようにしても良い。同様に、図２３（Ｃ），（Ｄ）に示したように、奇数行のＨｏｌｄ処理を開始してから、１Ｈ期間だけ遅延させたタイミングで偶数行のＨｏｌｄ処理を開始するようにしても良い。
【００７８】
［第２の変形例］
図２４は、第２の変形例に係るセンサ素子３３Ｂの構成例を示している。このセンサ素子３３Ｂの基本構成は、実質的に図５のセンサ素子３３と同様であるが、容量素子Ｃ１の他端が、リセット用トランジスタＴｒ１のソースと共に、リセット電圧Ｖｒｓｔ１の供給線に接続されている。このセンサ素子３３Ｂにおいて、読み出し線４１には定電流源８１が接続されている。読み出し線４１にはまた、センサ素子３３からのセンサ検出信号（読み出し信号）を増幅する増幅器８２が接続されている。リセット用トランジスタＴｒ１には素子配線間にカップリング容量Ｃ３０が生じている。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４には素子配線間にカップリング容量Ｃ２０が生じている。増幅用トランジスタＴｒ２には素子配線間にカップリング容量Ｃ４０が生じている。
【００７９】
図２５は、センサ素子３３Ｂにおける読み出し側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３の特性ばらつきを考慮したセンサ検出信号の出力電圧特性を示している。縦軸がセンサ検出信号電圧（読み出し信号電圧）Ｓｓｉｇ、横軸は露光期間前のＲｅｓｅｔ期間に印加されるリセット電圧Ｖｒｓｔ１を示している。なお、図２５では、光電変換素子ＰＤ１に光が入射していない状態（図９の露光期間（滅）に相当する。）での出力電圧特性を示している。図２５では、トランジスタ素子としての特性が良い場合（ＴＦＴ Ｂｅｓｔ）と、特性が標準の場合（ＴＦＴ Ｔｙｐ）と、特性が悪い場合（ＴＦＴ Ｗｏｒｓｔ）とを比較して示している。
【００８０】
図２６は、定電流源８１のＩ（電流）−Ｖ（電圧）特性を示している。図２６の横軸は入力電圧であるが、この入力電圧はセンサ検出信号電圧Ｓｓｉｇである。図２６では複数の定電流値についての特性を示しているが、複数の定電流値についてそれぞれ、安定した一定の定電流特性を得るためには、所定電圧以上（図２６の例では−４Ｖ以上）の入力電圧が必要である。ここで、図２５の出力電圧特性を考慮すると、−４Ｖ以上の安定した入力電圧（センサ検出信号電圧Ｓｓｉｇ）を得るためには、標準特性（ＴＦＴ Ｔｙｐ）であれば、Ｒｅｓｅｔ期間に印加されるリセット電圧Ｖｒｓｔ１として０Ｖ以上であれば良い。しかしながら、トランジスタ素子としての特性が悪い場合（ＴＦＴ Ｗｏｒｓｔ）には、リセット電圧Ｖｒｓｔ１として０Ｖ付近の電圧を与えた場合、図２６の定電流源８１のＩ−Ｖ特性を考慮した安定した入力電圧を得ることができない。
【００８１】
そこで、本変形例ではこのような問題を改善するために、以下のような駆動制御を行う。図２７（Ａ）〜（Ｃ）は、センサ動作の第２の変形例を表すタイミングチャートである。図２７（Ａ）〜（Ｃ）では、複数のセンサ素子３３Ｂのうち任意の１つについてのタイミングチャートを示している。複数のセンサ素子３３Ｂの全体の動作は図９と同様である。図２７（Ａ）は、リセット用トランジスタＴｒ１のゲートに印加されるリセット制御信号電圧Ｖ（Ｒｅｓｅｔ）のタイミング波形を示している。図２７（Ｂ）は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４のゲートに印加されるホールド制御信号電圧Ｖ（Ｈｏｌｄ）のタイミング波形を示している。図２７（Ｃ）は、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３のゲートに印加されるリード制御信号電圧Ｖ（Ｒｅａｄ）のタイミング波形を示している。図２７（Ｆ）は、リセット電圧Ｖｒｓｔ１のタイミング波形を示している。図２７（Ｇ）は、蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）のタイミング波形を示している。図２７（Ｄ），（Ｅ）は、図２７（Ｆ），（Ｇ）に対する比較例となるタイミング波形を示している。
【００８２】
まず、受光ドライブ回路１３（図１）は、リセット用トランジスタＴｒ１をオン状態にすることにより、蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１（０Ｖ）でリセットする処理を行う（図２７（Ａ））。また、リセット用トランジスタＴｒ１がオン状態となるタイミングでホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオン状態にして（図２７（Ｂ））、露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積）を行う（図２７（Ｃ）、露光期間）。その後、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態にして、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスをハイ・インピーダンスとなるように制御（図２７（Ｂ））した後、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３をオン状態（図２７（Ｃ））にして、蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う。
【００８３】
ここで、図２７（Ａ）〜（Ｃ）のような駆動制御を行う場合、センサ素子３３Ｂ内の各トランジスタのオン・オフ動作に伴い、各トランジスタの容量カップリングによって蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が影響を受け、電圧値が変動する。この蓄積ノードＰ１の電圧変動について考察する。
【００８４】
まず、図２７（Ｄ）の比較例のようにリセット電圧Ｖｒｓｔ１が一定電圧（０Ｖ）である場合における、蓄積ノードＰ１の電圧変動（図２７（Ｅ））について説明する。まず、リセット用トランジスタＴｒ１がオン状態からオフ状態になったタイミングで（図２７（Ａ））、カップリング容量Ｃ３０を介して蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が電圧降下する。その後、露光期間では光電変換素子ＰＤ１によって生じた電荷に応じて蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）は上昇するが、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４がオン状態からオフ状態になったタイミングで（図２７（Ｂ））、カップリング容量Ｃ２０を介して蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が電圧降下する。さらに、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３がオン状態からオフ状態になったタイミング（図２７（Ｃ））では、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３が抵抗成分となって増幅用トランジスタＴｒ２と選択・読み出し用トランジスタＴｒ３との間の接続ノードＰ３が電圧降下する。接続ノードＰ３が電圧降下することにより、結果的に、増幅用トランジスタＴｒ２におけるカップリング容量Ｃ４０を介して蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が電圧降下する。最終的に読み出されるセンサ検出信号電圧Ｓｓｉｇは、これらの電圧降下後における蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）となる。
【００８５】
そこで、本変形例では、これらの電圧降下の影響を軽減するために、受光ドライブ回路１３（図１）が、図２７（Ｆ）に示したように、リセット電圧Ｖｒｓｔ１を一時的に上昇（例えば１Ｖ上昇）させ、容量素子Ｃ１の他端を介して、蓄積ノードＰ１の電圧値に所定のオフセット電圧を印加する制御を行う。リセット電圧Ｖｒｓｔ１を上昇させる開始のタイミングは、露光期間経過後（ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態にした後）、センサ検出信号の読み出しを行う前（選択・読み出し用トランジスタＴｒ３をオン状態にする前）である。これにより、露光期間経過後、蓄積ノードＰ１の電圧値に所定のオフセット電圧が印加された後、その所定のオフセット電圧が印加された後の電圧値がセンサ検出信号として読み出されることになる。なお、このタイミングではリセット用トランジスタＴｒ１とホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４とがオフ状態になっているので、リセット用トランジスタＴｒ１およびホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４側から蓄積ノードＰ１にリセット電圧Ｖｒｓｔ１が印加されることはない。例えば０Ｖから１Ｖに上昇させたリセット電圧Ｖｒｓｔ１を容量素子Ｃ１の他端を介して印加することで、光電変換素子ＰＤ１による蓄積電荷をリセットすることなく、蓄積ノードＰ１の電圧値を例えば０．８Ｖ程度、オフセットすることができる（図２７（Ｇ））。これにより、上述した電圧降下の影響が軽減される。なお、上昇させたリセット電圧Ｖｒｓｔ１は、全ての行についてセンサ検出信号の読み出しを終えた後に、元の所定電圧値（０Ｖ）に戻す。
【００８６】
図２８は、オフセット電圧を印加する制御を行った場合（図２７（Ｆ），（Ｇ））とオフセット電圧を印加しない場合（図２７（Ｄ），（Ｅ））とにおけるセンサ検出信号の出力電圧特性を示している。なお、図２８では、図２５におけるトランジスタ素子としての特性が悪い場合（ＴＦＴ Ｗｏｒｓｔ）に相当する特性を示している。図２８から分かるように、トランジスタ素子としての特性が悪い場合であっても、オフセット電圧を印加する制御を行うことで、標準特性に近い特性を得ることができる。
【００８７】
［第３の変形例］
図３０は、第３の変形例に係るセンサ素子３３Ｂの構成例を示している。この第３の変形例は、センサ素子３３Ｂの構成要素と回路素子間の接続関係は図２４の第２の変形例と同様であるが、駆動制御の仕方が部分的に異なっている。
【００８８】
図３１（Ａ）は比較例のセンサ動作を表すタイミングチャートであり、図３１（Ｂ）は第３の変形例のセンサ動作を表すタイミングチャートである。図３１（Ａ），（Ｂ）では、複数のセンサ素子３３Ｂのうち任意の１つについてのタイミングチャートを示している。図３１（Ａ）は、図９に示した複数のセンサ素子３３Ｂについての全体動作に対応している。
【００８９】
図２９（Ａ）は図３１（Ａ）に示したセンサ動作を行った場合における、蓄積ノードＰ１の電圧特性を示している。図２９（Ｂ）は３１（Ａ）に示したセンサ動作を行った場合における、光電変換素子ＰＤ１とホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４との間の接続ノードＰ２の電圧特性を示している。図３１（Ａ）に示したセンサ動作では、露光期間後に、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態にする。これにより、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を電気的にハイ・インピーダンスとなるように（蓄積ノードＰ１の電圧値が光電変換素子ＰＤ１における電荷の発生によって変動しないように、その電圧値を保持している状態に）制御しつつ、センサ検出信号の読み出しを行う（Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間）。この場合、蓄積ノードＰ１の電圧値は、図２９（Ａ）に示したように露光期間では光電変換素子ＰＤ１で発生する電荷に応じて上昇し、Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間では一定となる。一方、光電変換素子ＰＤ１側の接続ノードＰ２では、露光期間後、Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間においても光電変換素子ＰＤ１で発生する電荷に応じて上昇し続け、入射光量が多い場合にはいずれ飽和状態となる。このように接続ノードＰ２が飽和状態となると、次回の露光期間後の読み出し動作に影響を与えるおそれがある。また、例えば異なるライン間に配置されたセンサ素子３３Ｂ間で、センサ検出信号に差が生じてしまうおそれがある。この場合、Ｒｅｓｅｔ期間を長くすることで、蓄積ノードＰ１と共に接続ノードＰ２を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１（０Ｖ）にリセットすることが可能である。一方で、この表示装置では、バックライト１５がオンしている状態（露光期間（明））で得られたセンサ検出信号とバックライト１５がオフしている状態（露光期間（暗））で得られたセンサ検出信号との差分を用いて物体の検出を行う。このため、露光期間（明）と露光期間（暗）との間の時間間隔は短い方が好ましい。
【００９０】
そこで、本変形例では接続ノードＰ２が飽和状態となる問題を改善するために、図３１（Ｂ）のような駆動制御を行う。すなわち、本変形例では受光ドライブ回路１３（図１）が、露光期間（明）後におけるＨｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間において、リセット用トランジスタＴｒ１をオン状態にすることにより、接続ノードＰ２の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１（０Ｖ）を印加してリセットする処理を行う。なお、Ｈｏｌｄ期間では、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はオフ状態であり、光電変換素子ＰＤ１およびリセット用トランジスタＴｒ１と蓄積ノードＰ１との間は電気的にハイ・インピーダンスとなっている。従って、Ｈｏｌｄ期間では、リセット用トランジスタＴｒ１がオン状態になったとしても、リセット用トランジスタＴｒ１側から蓄積ノードＰ１にリセット電圧Ｖｒｓｔ１が印加されることはない。すなわち、蓄積ノードＰ１がリセットされることはない。その後、Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間の経過後に、通常のＲｅｓｅｔ期間によって蓄積ノードＰ１のリセット動作を行う。これにより、露光期間（明）と露光期間（暗）との間の時間間隔が図３１（Ａ）のセンサ動作と同じであるにも関わらず、接続ノードＰ２の飽和状態を改善することができる。
【００９１】
［アプリケーションプログラムの実行例］
次に、図３２〜図３５を参照して、上述した近接物体の検出処理によって検出された物体の位置情報等を利用した、アプリケーションプログラム実行部１１によるアプリケーションプログラム実行例について、いくつか説明する。
【００９２】
図３２（Ａ）に示した第１の例は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の表面を指先６１で触れて、その触れた個所の軌跡を描画ライン６１１として画面に表示させるようにした例である。
【００９３】
図３２（Ｂ）に示した第２の例は、手の形を用いたジェスチャ認識のものである。具体的には、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に触れた（または近接した）手６２の形状を認識して、その認識した手の形を画像として表示させ、その表示オブジェクトの移動６２１で、何らかの処理を行うようにしたものである。
【００９４】
図３３に示した第３の例は、閉じた状態の手６３Ａから、開いた状態の手６３Ｂに変化させて、それぞれの状態の手の接触または近接をＩ／Ｏディスプレイパネル２０で画像認識させて、その画像認識に基づいた処理を実行させるようにしたものである。これらの認識に基づいて処理を行うことで、例えばズームインなどの指示を行うことができる。また、このような指示ができることで、例えばＩ／Ｏディスプレイパネル２０をパーソナルコンピュータ装置に接続して、そのコンピュータ装置上でコマンドを切り替えている操作などを、これらの画像認識で、より自然な形で入力することができる。
【００９５】
図３４に示した第４の例は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０を２台用意して、２台のＩ／Ｏディスプレイパネル２０を何らかの伝送手段で接続するようにしたものである。このような構成で、一方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０において接触または近接を検出した画像を、他方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０に伝送して表示させて、両ディスプレイパネルを操作するユーザ間でコミュニケーションをとるようにしてもよい。例えば図３４に示したように、一方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０で画像認識した手６５の手形の画像を送信して、他方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０に同一の手形６４２を表示させる処理が可能になる。また例えば、他方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０を手６４で触れて表示された軌跡６４１を、一方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０に送って表示させる等の処理が可能になる。このようにして、描画している状態を動画で伝達し、手書きの文字や図形などを相手に送ることで、新しいコミュニケーションツールとなる可能性がある。このような例としては、例えば、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０を携帯電話端末の表示パネルに適用すること等が想定される。なお、図３４ではＩ／Ｏディスプレイパネル２０を２台用意した例を示したが、３台以上のＩ／Ｏディスプレイパネル２０を伝送手段で接続して同様の処理を行うことも可能である。
【００９６】
また、図３５の第５の例に示したように、筆６６を使用してＩ／Ｏディスプレイパネル２０の表面で文字を書くように触れさせて、その筆６６が触れた個所をＩ／Ｏディスプレイパネル２０に画像６６１として表示させることで、毛筆による手書きの入力が可能になる。この場合には、毛筆の細かいタッチまで認識して実現することが可能である。従来の手書き認識の場合には、例えば一部のデジタイザにおいて、特殊なペンの傾きを電界検出で実現していたが、本例では、本物の毛筆の接触面そのものを検知することにより、より現実的な感覚で情報入力を行える。
【００９７】
＜モジュールおよび適用例＞
次に、図３６〜図４０を参照して、以上で説明した入力機能付き表示装置の適用例について説明する。この表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。例えば以下で説明するようなテレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどの電子機器に適用することが可能である。
【００９８】
（適用例１）
図３６は、電子機器の第１の例としてのテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有している。このようなテレビジョン装置における映像表示画面部５１０に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【００９９】
（適用例２）
図３７（Ａ），（Ｂ）は、電子機器の第２の例としてのデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有している。このようなデジタルカメラにおける表示部５２２に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１００】
（適用例３）
図３８は、電子機器の第３の例としてのノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１，文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有している。このようなノート型パーソナルコンピュータにおける表示部５３３に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１０１】
（適用例４）
図３９は、電子機器の第４の例としてのビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１，この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２，撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。このようなビデオカメラにおける表示部５４４に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１０２】
（適用例５）
図４０（Ａ）〜（Ｇ）は、電子機器の第５の例としての携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。このような携帯電話機におけるディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１０３】
＜他の実施の形態＞
本発明は、上記実施の形態、およびその適用例に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記実施の形態等では、バックライト１５を備えた液晶パネルからなるＩ／Ｏディスプレイパネル２０の場合で説明したが、表示用のバックライトが検出用照明を兼ねてもよいし、検出専用の照明を設けてもよい。また、検出用照明を設ける場合には、可視光領域以外の波長領域の光（例えば、赤外光）を用いるのがより好ましい。
【０１０４】
さらに、上記実施の形態等では、複数の表示画素３１ＲＧＢと複数のセンサ素子３３とを含む表示パネル（Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０）を有する入力機能付き表示装置について説明したが、本発明は表示装置以外にも適用可能である。例えば表示機能のない単なるセンサ装置としても適用可能である。この場合、例えばＩ／Ｏディスプレイパネル２０に代えて、表示画素３１ＲＧＢを設けずに複数のセンサ素子３３のみを１つの面内にマトリクス状に配置することにより構成されたセンサパネルを備えるようにすれば良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１１…アプリケーションプログラム実行部、１２…表示ドライブ回路、１３…受光ドライブ回路、１３Ａ…フレームメモリ、１４…画像処理部、１５…バックライト、２０…Ｉ／Ｏディスプレイパネル、２１…表示エリア（センサエリア）、２２…表示用Ｈドライバ、２３…表示用Ｖドライバ、２４…センサ用Ｖドライバ、２５…センサ読み出し用Ｈドライバ、２６…読み出し制御用バッファ、２７…ホールド制御用バッファ、２８…リセット制御用バッファ、３１…画素、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ，３１ＲＧＢ…表示画素、３２…配線部、３３，３３Ｂ…センサ素子（撮像画素）、４１…読み出し線、４２…第１の電極、４３…第２の電極（上部電極）、４４…第２の電極（下部電極）、４５…第２の電極（コンタクト電極）、５１０…映像表示画面部、５１１…フロントパネル、５１２…フィルターガラス、５２１…発光部、５２２…表示部、５２３…メニュースイッチ、５２４…シャッターボタン、５３１…本体、５３２…キーボード、５３３…表示部、５４１…本体部、５４２…レンズ、５４３…スタート／ストップスイッチ、５４４…表示部、７１０…上部筐体、７２０…下部筐体、７３０…連結部、７４０…ディスプレイ、７５０…サブディスプレイ、７６０…ピクチャーライト、７７０…カメラ、６１…指先、６１１…描画ライン、６２…手、６２１…オブジェクトの移動（手のひらツール）、６３Ａ，６３Ｂ，６４，６５…手、６４１…軌跡、６４２…手形、６６…筆、６６１…画像、８１…定電流源、８２…増幅器、Ｒｅｓｅｔ…リセット制御信号線、Ｒｅａｄ…リード制御信号線、Ｈｏｌｄ…ホールド用制御信号線、ＰＤ１…光電変換素子、Ｔｒ１…リセット用トランジスタ、Ｔｒ２…増幅用トランジスタ、Ｔｒ３…選択・読み出し用トランジスタ、Ｔｒ４…ホールド用スイッチングトランジスタ、Ｔｒ１１，Ｔｒ２１，Ｔｒ３１…第１のトランジスタ、Ｔｒ１２，Ｔｒ２２，Ｔｒ３２…第２のトランジスタ、Ｔｒ２３，Ｔｒ３３…第３のトランジスタ、Ｃ１…容量素子、Ｃ０…蓄積容量、Ｃ２０，Ｃ３０，Ｃ４０…カップリング容量、Ｐ１…蓄積ノード、Ｐ２，Ｐ３…接続ノード、ＳＶＤＤ２…バッファ用正電源線、ＳＶＳＳ２…バッファ用負電源線、ＳＶＳＳ２−１…バッファ用第１の負電源線、ＳＶＳＳ２−２…バッファ用第２の負電源線、Ｓｓｉｇ…センサ検出信号電圧（読み出し信号電圧）、ＶＤＤ…電源電圧、Ｖｒｓｔ１…リセット電圧、Ｖ（Ｒｅｓｅｔ）…リセット制御信号電圧、Ｖ（Ｒｅａｄ）…リード制御信号電圧、Ｖ（Ｈｏｌｄ）…ホールド制御信号電圧、Ｖ（Ｐ１）…蓄積ノードＰ１の電圧、Ｌ０…外光（環境光）、Ｌｏｎ…バックライトによる照明光、ｆ…物体（指）、ｏｂ１…物体（ペン）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接する物体の位置などをセンサ素子によって検出するセンサ装置、そのようなセンサ装置に適用されるセンサ素子の駆動方法、センサ機能（入力機能）と表示機能とを有する入力機能付き表示装置、ならびに、そのような表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表示装置の表示面に接触あるいは近接する物体の位置などを検出する技術が知られている。例えば、表示パネル上に透明なフィルム状のタッチパネルを重ねて設置した構造のものが知られている。このようなタッチパネルの方式としては、感圧式や静電容量式のものが従来より知られている。
【０００３】
また、表示パネル内に表示画素と共に受光素子をマトリクス状に配置することで、表示パネルそのものに光学式のセンサ機能を持たせた表示装置が開発されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７６２２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２３３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような光学式のセンサ機能を持つ表示装置では、受光素子として例えばＰＩＮ型のフォトダイオードなどの光電変換素子を用いている。そして、受光量に応じて発生した光電変換素子からの電荷を蓄積ノードに蓄積し、その蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する。パネル表面に近接した物体の位置、距離、および大きさ等に応じて光電変換素子に入射する光量が変化し、センサ検出信号も変化するので、マトリクス状に配置された複数の受光素子からの各センサ検出信号を適切に信号処理することで、パネル上に近接した物体の位置等を検出することができる。このような装置では、光電変換素子による所定の受光（露光）期間後に、読み出し動作をし、その後、蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットした後、再び受光、読み出しをするといった動作を繰り返す。
【０００６】
ところで、光電変換素子は、入射光がない状態であっても暗電流（熱励起電流）が流れることが知られている。この暗電流は、温度によって変化し、高温になるほど多くの電流が流れる特性がある。このため、入射光量が同じであっても、温度が違うと蓄積ノードの電圧に変化が生じ、検出結果に悪影響を及ぼしてしまうことがある。特に高温になった場合には、暗電流の影響が大きくなり、蓄積ノードの電圧が上昇して蓄積ノードが飽和状態になってしまうおそれがある。従って、この温度変化に伴う暗電流の影響を軽減する何らかの対策が必要であるが、従来ではその対策が不十分であった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができるようにしたセンサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるセンサ装置は、行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子と、複数のセンサ素子を駆動するセンサ駆動手段とを備え、複数のセンサ素子がそれぞれ、受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、一端が光電変換素子の一端に接続され、蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段とを有するものである。そして、センサ駆動手段が、センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に所定のリセット電圧にリセットされるようにリセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたものである。
ここで、センサ駆動手段が、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子について同時に、蓄積ノードの電圧値が光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしても良い。
【０００９】
本発明によるセンサ素子の駆動方法は、受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、一端が光電変換素子の一端に接続され、蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段とを有する、行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子を駆動する際に、センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に所定のリセット電圧にリセットされるようにリセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたものである。
ここで、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子について同時に、蓄積ノードの電圧値が光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしても良い。
【００１０】
本発明による入力機能付き表示装置は、複数の表示画素と複数のセンサ素子とがそれぞれ、行列状にマトリクス配置された表示パネルと、複数の表示画素を駆動する表示駆動手段と、複数のセンサ素子を駆動するセンサ駆動手段とを備えたものである。そして、複数のセンサ素子のそれぞれに対して、上記本発明によるセンサ装置のセンサ駆動手段と同様の制御を行うようにしたものである。
【００１１】
本発明による電子機器は、本発明による入力機能付き表示装置を備えたものである。
【００１２】
本発明によるセンサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置または電子機器では、センサ素子において、受光量に応じた電荷が光電変換素子で発生する。そして、光電変換素子によって変換された電荷が蓄積ノードに蓄積され、蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値がセンサ検出信号として出力される。蓄積ノードの電圧値は、リセット用トランジスタによって所定のリセット電圧にリセットされる。この際、センサ素子が複数行に亘って同時にリセットされるようにリセット用トランジスタが制御される。その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御が行われる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のセンサ装置、センサ素子の駆動方法、入力機能付き表示装置または電子機器によれば、センサ素子の蓄積ノードを複数行に亘って同時に所定のリセット電圧にリセットする制御を行い、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたので、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができる。
【００１４】
また、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子について同時に、蓄積ノードの電圧値が光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置されたセンサ素子から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにすることで、より安定した検出動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る入力機能付き表示装置の構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示したＩ／Ｏディスプレイパネルの構成例を表すブロック図である。
【図３】図２に示した表示エリア（センサエリア）内の画素配置例を表す平面図である。
【図４】図３に示した画素配置におけるセンサ素子（撮像画素）と信号線との接続関係の一例を表す平面模式図である。
【図５】図１に示した表示装置におけるセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図６】センサ素子の配線レイアウトの構成例を表す回路図である。
【図７】図６の配線レイアウトに対応する配線構造を表す平面図である。
【図８】図７の配線構造における容量素子Ｃ１の部分の構造を示す断面図である。
【図９】図１に示した表示装置におけるセンサ動作（撮像動作）の一例を表すタイミングチャートである。
【図１０】比較例におけるセンサ動作（撮像動作）の一例を表すタイミングチャートである。
【図１１】（Ａ）は図１に示した表示装置において、強い外光がある場合にセンサエリアに近接物体がある状態を示し、（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧の例を示す説明図である。
【図１２】（Ａ）は図１に示した表示装置において、外光が弱い場合にセンサエリアに近接物体がある状態を示し、（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧の例を示す説明図である。
【図１３】差分画像を用いた近接物体の検出方法について説明するための写真図である。
【図１４】センサ素子における温度上昇による蓄積ノードの電圧変化を示す特性図である。
【図１５】光電変換素子単独での温度特性を示す特性図である。
【図１６】図９に示した駆動方法によるセンサ駆動を行った場合の露光時間を示す説明図である。
【図１７】図１０に示した比較例に係る駆動方法を行った場合による露光時間を示す説明図である。
【図１８】比較例に係るセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図１９】センサ素子の制御用バッファの電源線の構成例を示す説明図である。
【図２０】（Ａ）はホールド制御用バッファおよびリセット制御用バッファの比較例の構成例を示す回路図である。（Ｂ）は図２０（Ａ）の回路への入力信号を示す波形図である。
【図２１】（Ａ）はホールド制御用バッファおよびリセット制御用バッファの第１の構成例を示す回路図である。（Ｂ）は図２１（Ａ）の回路への入力信号を示す波形図である。
【図２２】（Ａ）はホールド制御用バッファおよびリセット制御用バッファの第２の構成例を示す回路図である。（Ｂ）は図２２（Ａ）の回路への入力信号を示す波形図である。
【図２３】センサ動作（撮像動作）の第１の変形例を表すタイミング波形図である。
【図２４】第２の変形例に係るセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図２５】第２の変形例に係るセンサ素子における読み出し側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３の特性ばらつきを考慮したセンサ検出信号の出力電圧特性を示す特性図である。
【図２６】センサ検出信号の読み出し線に接続される定電流源のＩ−Ｖ特性図である。
【図２７】センサ動作の第２の変形例を表すタイミングチャートである。
【図２８】オフセット電圧の有無によるセンサ検出信号の出力電圧特性を示した特性図である。
【図２９】（Ａ）は蓄積ノードＰ１の電圧特性を示す特性図であり、（Ｂ）は光電変換素子とホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４との間のノードＰ２の電圧特性を示す特性図である。
【図３０】第３の変形例に係るセンサ素子の構成例を表す回路図である。
【図３１】（Ａ）は比較例のセンサ動作を表すタイミングチャートであり、（Ｂ）は第３の変形例のセンサ動作を表すタイミングチャートである。
【図３２】（Ａ）は図１に示した表示装置において近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第１の実行例を示し、（Ｂ）は第２の実行例を示す説明図である。
【図３３】近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第３の実行例を示す説明図である。
【図３４】近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第４の実行例を示す説明図である。
【図３５】近接物体の検出処理の結果を利用したアプリケーションプログラムの第５の実行例を示す説明図である。
【図３６】図１に示した表示装置の第１の適用例の外観を表す斜視図である。
【図３７】（Ａ）は第２の適用例の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図３８】第３の適用例の外観を表す斜視図である。
【図３９】第４の適用例の外観を表す斜視図である。
【図４０】（Ａ）は第５の適用例の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［入力機能付き表示装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る入力機能付き表示装置（表示撮像装置）の全体構成の一例を表すものである。この表示装置は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０と、バックライト１５と、表示ドライブ回路１２と、受光ドライブ回路１３と、画像処理部１４と、アプリケーションプログラム実行部１１とを備えている。
【００１８】
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、例えば液晶パネル（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））からなる。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、後述する図３に示すように複数の表示画素３１ＲＧＢが行列状にマトリクス配置され、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する表示パネルとしての機能（表示機能）を有している。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０にはまた、後述する図３に示すように複数のセンサ素子３３が撮像画素として行列状にマトリクス配置され、パネル表面に接触または近接する物体（近接物体）を検出、撮像するセンサパネルとしての機能（検出機能、撮像機能）を有している。
【００１９】
バックライト１５は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の表示および検出用の光源であり、例えば複数の発光ダイオードが配置されたものである。バックライト１５は、表示ドライブ回路１２によって駆動制御され、後述するようにＩ／Ｏディスプレイパネル２０の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速にオン・オフ（点灯・消灯）動作が可能となっている。バックライト１５は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の背面側からパネル表面に向けて周期的に照明光Ｌｏｎを照射するようになっている。
【００２０】
表示ドライブ回路１２は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０の表示画素３１ＲＧＢの駆動を行う（線順次表示動作の駆動を行う）回路である。表示ドライブ回路１２はまた、バックライト１５のオン・オフ（点灯・消灯）制御を行うようになっている。
【００２１】
受光ドライブ回路１３は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の各センサ素子（撮像画素）３３からセンサ検出信号（撮像信号）が得られるように（物体を検出、撮像するように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０の駆動を行う（線順次撮像動作の駆動を行う）回路である。なお、各センサ素子３３からのセンサ検出信号（撮像信号）は、例えばフレーム単位でフレームメモリ１３Ａに蓄積され、検出画像（撮像画像）として画像処理部１４へ出力されるようになっている。
【００２２】
画像処理部１４は、受光ドライブ回路１３から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行うものである。画像処理部１４は、画像処理を行った結果として、例えばＩ／Ｏディスプレイパネル２０に近接等する物体に関する物体情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するようになっている。
【００２３】
アプリケーションプログラム実行部１１は、画像処理部１４による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものである。この処理としては例えば、検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部１１で生成される表示データは、表示ドライブ回路１２へ供給されるようになっている。
【００２４】
［Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の構成例］
図２は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の構成例を示している。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、表示エリア（センサエリア）２１と、表示用Ｈドライバ２２と、表示用Ｖドライバ２３と、センサ読み出し用Ｈドライバ２５と、センサ用Ｖドライバ２４とを有している。
【００２５】
図１および図２において、受光ドライブ回路１３、センサ用Ｖドライバ２４およびセンサ読み出し用Ｈドライバ２５は、本発明における「センサ駆動手段」の一具体例に対応している。表示ドライブ回路１２、表示用Ｈドライバ２２および表示用Ｖドライバ２３は、「表示駆動手段」の一具体例に対応している。Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０は、「表示パネル」および「センサパネル」の一具体例に対応している。受光ドライブ回路１３および画像処理部１４は、「信号処理手段」の一具体例に対応している。
【００２６】
表示エリア（センサエリア）２１は、バックライト１５からの光を変調して照射光（表示光と、例えば赤外光源等（図示せず）による検出用の照射光とを含むもの。以下同様。）を出射すると共にこのエリアに接触または近接する物体を検出（撮像）する領域である。表示エリア（センサエリア）２１には、表示画素３１ＲＧＢ（例えば液晶素子）と、後述するセンサ素子３３とが、それぞれマトリクス状に配置されている。
【００２７】
表示用Ｈドライバ２２は、表示ドライブ回路１２から供給される表示駆動用の表示信号および制御クロックに基づいて、表示用Ｖドライバ２３と共に表示エリア２１内の表示画素３１ＲＧＢを線順次駆動するものである。
【００２８】
センサ読み出し用Ｈドライバ２５は、受光ドライブ回路１３による駆動制御に従って、センサ用Ｖドライバ２４と共にセンサエリア２１内の撮像画素としてのセンサ素子３３を線順次駆動し、検出信号（撮像信号）を取得するものである。受光ドライブ回路１３は、近接物体に対してバックライト１５からの照射光が照射されているときに、照射光による反射光と環境光（外光）との合算光量に応じてセンサ素子３３に充電電荷が蓄積されるような駆動制御を行うようになっている。また、バックライト１５からの照射光が照射されていないときに、環境光の光量に応じてセンサ素子３３に充電電荷が蓄積されるような駆動制御を行うようになっている。センサ読み出し用Ｈドライバ２５は、これらの駆動制御によりセンサ素子３３から取得された、バックライト１５がオン時とオフ時とにおける各センサ検出信号（撮像信号）を受光ドライブ回路１３に出力するようになっている。
【００２９】
図３は、表示エリア（センサエリア）２１における各画素の詳細構成例を示している。例えば図３に示したように、表示エリア２１の画素３１は、表示画素３１ＲＧＢと、撮像画素としてのセンサ素子３３と、センサ素子３３用の配線が形成された配線部３２とから構成されている。表示画素３１ＲＧＢは、赤（Ｒ）用の表示画素３１Ｒと、緑（Ｇ）用の表示画素３１Ｇと、青（Ｂ）用の表示画素３１Ｂとから構成されている。これら表示画素３１ＲＧＢ、センサ素子３３および配線部３２はそれぞれ、表示エリア（センサエリア）２１上でマトリクス状に並んで配置されている。また、センサ素子３３と、このセンサ素子３３を駆動するための配線部３２とが、一定周期で互いに分離配置されている。このような配置により、センサ素子３３および配線部３２からなるセンサリアを表示画素３１ＲＧＢに対して極めて認識しづらくなると共に、表示画素３１ＲＧＢにおける開口率低減が最小限に抑えられるようになっている。また、配線部３２を、表示画素３１ＲＧＢの開口に寄与しない領域(例えば、ブラックマトリクスで遮光された領域や反射領域など)に配置するようにすれば、表示品位を落とすことなく受光回路を配置することが可能となる。
【００３０】
なお、各センサ素子３３には、例えば図４に示したように、リセット制御信号線Ｒｅｓｅｔ＿１〜Ｒｅｓｅｔ＿ｎおよびリード制御信号線Ｒｅａｄ＿１〜Ｒｅａｄ＿ｎが、水平ライン方向に沿って接続されるようになっている。また、ホールド用制御信号線Ｈｏｌｄ＿１〜Ｈｏｌｄ＿ｎが、水平ライン方向に沿って接続されるようになっている。
【００３１】
［センサ素子３３の構成例］
センサ素子３３は、例えば図５に示したように、光電変換素子ＰＤ１と、リセット用トランジスタＴｒ１と、蓄積ノードＰ１と、増幅用トランジスタＴｒ２と、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３とを有している。センサ素子３３はさらに、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４と容量素子Ｃ１とを有している。
【００３２】
光電変換素子ＰＤ１は、入射光量に応じた電荷を発生させるものであり、例えばＰＩＮ型のフォトダイオードにより構成されている。ＰＩＮ型のフォトダイオードは、ｐ型半導体領域と、ｎ型半導体領域と、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域との間に形成された真性半導体領域（ｉ領域）とを有するものである。光電変換素子ＰＤ１は、アノード電極、カソード電極およびゲート電極を有している。光電変換素子ＰＤ１をＰＩＮ型のフォトダイオードで構成する場合、ｐ型半導体領域にアノード電極を接続し、ｎ型半導体領域にカソード電極を接続する。光電変換素子ＰＤ１のカソード電極は、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線に接続されている。光電変換素子ＰＤ１のアノード電極は、リセット用トランジスタＴｒ１の一端（ドレイン）に接続されている。
【００３３】
蓄積ノードＰ１は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４がオン状態となったときに、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４を介して、光電変換素子ＰＤ１のアノード電極とリセット用トランジスタＴｒ１のドレインとに電気的に接続されるようになっている。蓄積ノードＰ１は、光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動するようになっている。蓄積ノードＰ１には、配線による寄生容量などにより等価的に蓄積容量が形成され、その蓄積容量により電荷を蓄積することができるが、本実施の形態では積極的に電荷蓄積用の容量素子Ｃ１を設け、その一端を蓄積ノードＰ１に接続している。容量素子Ｃ１の他端は接地されている。
【００３４】
リセット用トランジスタＴｒ１、増幅用トランジスタＴｒ２および選択・読み出し用トランジスタＴｒ３、ならびにホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はそれぞれ、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；ThinFilm Transistor）などにより構成されている。
【００３５】
リセット用トランジスタＴｒ１のゲートはリセット制御信号線Ｒｅｓｅｔ（図４、図５参照）に接続され、ソースはリセット電圧Ｖｒｓｔ１の供給線に接続されている。リセット用トランジスタＴｒ１のドレインおよび増幅用トランジスタＴｒ２のゲートは、蓄積ノードＰ１に接続されている。増幅用トランジスタＴｒ２のドレインは、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線に接続されている。増幅用トランジスタＴｒ２のソースは、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３のドレインに接続されている。選択・読み出し用トランジスタＴｒ３のゲートは、リード制御信号を供給するリード制御信号線Ｒｅａｄに接続され、ソースは読み出し線４１に接続されている。
【００３６】
リセット用トランジスタＴｒ１は、蓄積ノードＰ１の電圧値をリセット電圧Ｖｒｓｔ１にリセットする（蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の蓄積電荷を放出させる）ためのものである。リセット用トランジスタＴｒ１に供給されるリセット電圧Ｖｒｓｔ１は、例えば０（Ｖ）に設定されている。
【００３７】
増幅用トランジスタＴｒ２と選択・読み出し用トランジスタＴｒ３は、ソースフォロワを形成し、蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力するようになっている。センサ検出信号は、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３がゲートに印加されたリード制御信号に応じてオンされたタイミングで、読み出し線４１に出力されるようになっている。
増幅用トランジスタＴｒ２と選択・読み出し用トランジスタＴｒ３は、本発明における「読み出し手段」の一具体例に対応している。
【００３８】
ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４は、光電変換素子ＰＤ１およびリセット用トランジスタＴｒ１の接続点と蓄積ノードＰ１との間に介挿されている。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４は、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を選択的に、電気的にハイ・インピーダンスにするためのスイッチングトランジスタである。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４のソースは、光電変換素子ＰＤ１およびリセット用トランジスタＴｒ１の接続点に接続されている。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４のゲートは、ホールド用制御信号線Ｈｏｌｄに接続され、受光ドライブ回路１３からのホールド制御信号によってオン・オフ制御されるようになっている。
【００３９】
受光ドライブ回路１３は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をスイッチング制御することにより、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスを制御するようになっている。また、受光ドライブ回路１３は、センサ素子３３が複数行に亘って同時にリセットされるようにリセット用トランジスタＴｒ１を制御するようになっている。その後、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子３３について同時に光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御すると共に、そのハイ・インピーダンスとなっている状態で、各行に配置されたセンサ素子３３から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようになっている。
【００４０】
［センサ素子３３の配線レイアウト］
図６は、センサ素子３３の配線レイアウトの構成例を表している。図７は、図６の配線レイアウトに対応する配線構造を表している。図６および図７において、ＳＶＤＤは、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線である。ＳＶＳＳは、リセット電圧Ｖｒｓｔ１の供給線である。Ｓｓｉｇは、センサ検出信号が出力される読み出し線４１である。
【００４１】
図８は、図７の配線構造における容量素子Ｃ１の形成部分の断面構造（図７のＡＡ線断面）を示している。容量素子Ｃ１は、蓄積ノードＰ１によって形成された第１の電極４２と、所定間隔を空けて蓄積ノードＰ１を上下に挟み込むように形成された第２の電極とを含む構造とされている。図８において、第１の電極４２に対して上側に所定間隔を空けて配置された上部電極４３と、下側に所定間隔を空けて配置された下部電極４４と、上部電極４３と下部電極４４とを導通するコンタクト電極４５とで第２の電極が形成されている。上部電極４３およびコンタクト電極４５は例えばＡｌ（アルミニウム）、下部電極４４は例えばＭｏ（モリブデン）となっている。第１の電極４２は例えばｐｏｌｙ（ポリシリコン）となっている。
【００４２】
容量素子Ｃ１の第２の電極を図８に示したような構造とすることにより、蓄積ノードＰ１がシールドされるような状態となるので、蓄積ノードＰ１への飛び込みノイズを軽減することができる。
【００４３】
［制御用バッファの構成例］
図１９は、センサ素子３３の制御用バッファの電源線の構成例を示している。受光ドライブ回路１３は、各行ごとに、読み出し制御用バッファ２６と、ホールド制御用バッファ（スイッチング制御用バッファ）２７と、リセット制御用バッファ２８とを有している。読み出し制御用バッファ２６は、センサ素子３３の選択・読み出し用トランジスタＴｒ３を制御するための読み出し制御信号を各行ごとに出力するものである。ホールド制御用バッファ２７は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４を制御するためのスイッチング制御信号を各行ごとに出力するものである。リセット制御用バッファ２８は、リセット用トランジスタＴｒ１を制御するためのリセット制御信号を各行ごとに出力するものである。
【００４４】
図１９において、ＳＶＤＤ２はバッファ用正電源線、ＳＶＳＳ２はバッファ用負電源線である。読み出し制御用バッファ２６は、ホールド制御用バッファ２７とリセット制御用バッファ２８とは独立した負電源線に接続されていることが好ましい。図１９では、バッファ用負電源線ＳＶＳＳ２を、バッファ用第１の負電源線ＳＶＳＳ２−１と、バッファ用第２の負電源線ＳＶＳＳ２−２とに分けている。そして、バッファ用第１の負電源線ＳＶＳＳ２−１を読み出し制御用バッファ２６専用の負電源線にしている。このようにすることにより、後述するＲｅｓｅｔ期間の処理とＨｏｌｄ期間の処理時に発生する電源ノイズが蓄積ノードＰ１に及ぶことを軽減できる。
【００４５】
図２１（Ａ）は、ホールド制御用バッファ２７およびリセット制御用バッファ２８の第１の構成例を示している。図２０（Ａ）は、ホールド制御用バッファ２７およびリセット制御用バッファ２８の比較例の構成例を示している。
【００４６】
図２０（Ａ）の比較例の回路は、出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタＴｒ１１と、出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタＴｒ１２で構成されている。図２０（Ｂ）は、この回路への入力信号の波形を示している。図２０（Ａ）において、第１および第２のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２の横に付した数値（１６０，１８０）はトランジスタ素子としてのＷ長を示している。
【００４７】
図２１（Ａ）の第１の構成例の回路は、出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタＴｒ２１と、出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタＴｒ２２と、第２のトランジスタＴｒ２２よりも電流駆動能力が高く、出力信号をローレベルにするための第３のトランジスタＴｒ２３とで構成されている。図２１（Ｂ）は、この回路への入力信号の波形を示している。図２１（Ａ）において、第１ないし第３のトランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ２３の横に付した数値（１６０，２０，１６０）はトランジスタ素子としてのＷ長を示している。第３のトランジスタＴｒ２３は、第２のトランジスタＴｒ２２よりもＷ長が大きく構成されていることで、電流駆動能力が高くなっている。
【００４８】
図２２（Ａ）は、ホールド制御用バッファ２７およびリセット制御用バッファ２８の第２の構成例を示している。この第２の構成例の回路も図２１（Ａ）の第１の構成例と同様に、出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタＴｒ３１と、出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタＴｒ３２と、第２のトランジスタＴｒ３２よりも電流駆動能力が高く、出力信号をローレベルにするための第３のトランジスタＴｒ３３とで構成されている。この第２の構成例の回路には、２つの正電源線ＳＶＤＤ２，ＳＶＤＤ３と、１つの負電源線ＳＶＳＳ２とが接続されている。第１のトランジスタＴｒ３１、第２のトランジスタＴｒ３２、および第３のトランジスタＴｒ３３はそれぞれ、電源電圧の異なる電源線に接続されている。図２２（Ｂ）は、この回路への入力信号の波形を示している。図２２（Ａ）において、第１ないし第３のトランジスタＴｒ３１，Ｔｒ３２，Ｔｒ３３の横に付した数値（１６０，２０，１８０）はトランジスタ素子としてのＷ長を示している。第３のトランジスタＴｒ３３は、第２のトランジスタＴｒ３２よりもＷ長が大きく構成されていることで、電流駆動能力が高くなっている。
【００４９】
図２１（Ａ）の第１の構成例では、出力信号をハイレベルからローレベルへと反転させる際に、第２のトランジスタＴｒ２２を最初にオン状態にした後、次に、第３のトランジスタＴｒ２３をオン状態にして段階的に信号反転を行わせるようになっている。図２２（Ａ）の第２の構成例でも同様である。このようにすることで、信号電圧が変化するときに流れる電流を小さくし、電源ノイズを軽減することができる。
【００５０】
［表示装置の動作］
まず、この表示装置による画像の表示動作および物体の検出動作（撮像動作）の概要について説明する。
【００５１】
この表示装置では、アプリケーションプログラム実行部１１から供給される表示データに基づいて、表示用ドライブ回路１２において表示用の駆動信号が生成される。この駆動信号により、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に対して線順次表示駆動がなされ、画像が表示される。また、このときバックライト１５も表示ドライブ回路１２によって駆動され、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０と同期した周期的な点灯・消灯動作がなされる。
【００５２】
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に接触または近接する物体（指先等の近接物体）がある場合、受光ドライブ回路１３による線順次撮像駆動により、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０における各センサ素子（撮像画素）３３においてその物体が検出（撮像）される。各センサ素子３３からの検出信号（撮像信号）は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０から受光ドライブ回路１３へ供給される。受光ドライブ回路１３では、センサ素子３３の検出信号を１フレーム分、蓄積し、撮像画像として画像処理部１４へ出力する。ここで、画像処理部１４へ出力されるのは、バックライト１５をオン状態にして得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像と、バックライト１５をオフ状態にして得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像との２フレームの画像である。
【００５３】
画像処理部１４では、この撮像画像に基づいて、所定の画像処理（演算処理）を行うことにより、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に接触または近接する物体に関する物体情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を取得する。例えば受光ドライブ回路１３において生成された差分画像の重心を判定する演算処理がなされ、接触（近接）中心の特定が行われる。そして、近接物体の検出結果が画像処理部１４からアプリケーションプログラム実行部１１へ出力される。アプリケーションプログラム実行部１１では、後述するようなアプリケーションプログラムを実行する。
【００５４】
［センサ動作の詳細］
図９は、この表示装置におけるセンサ動作（撮像動作）の一例を示している。図９の上部に示した上方から下方に延びる矢印は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０におけるセンサ素子３３の駆動タイミングを模式的に示している。横方向は時間、縦方向はＩ／Ｏディスプレイパネル２０の走査ラインに相当する。この駆動タイミングチャートの下部には、バックライト１５のオン・オフ状態を模式的に示している。バックライト１５のオン・オフ状態を示す部分において、黒くなっている部分はバックライト１５がオフしていることを示す。なお、図９において、「Ｈ」は、１水平ラインの撮像（検出）期間に相当する。この例では、センサ素子３３を垂直方向に６０ライン設けている場合の例を示している。従って、例えば６０Ｈは、線順次で１画面分の撮像（検出）を行っている期間に相当する。
【００５５】
まず、初期状態として、受光ドライブ回路１３（図１）は、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３における蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１でリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。ただし、この初期の（Ｒｅｓｅｔ期間）は省略しても良い。また、この初期のＲｅｓｅｔ期間での動作は、次のＲｅｓｅｔ期間での動作と同様に、複数のラインを同時に一括してリセットするような動作であっても良い。
【００５６】
次に、上ラインから下ラインまで、各行のセンサ素子３３の蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１で同時に一括してリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオンしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積）を行う（露光期間（明））。なお、各行のセンサ素子３３において、（Ｒｅｓｅｔ期間）および（露光期間（明））では、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はオン状態となるように制御する。
【００５７】
次に、上ラインから下ラインまで、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態となるように制御する。これにより、各行のセンサ素子３３について同時に一括して光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスが、露光期間内におけるインピーダンスよりも電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御する。ハイ・インピーダンスの状態にすることで、暗電流等の影響により光電変換素子ＰＤ１において電荷が発生したとしても蓄積ノードＰ１の電圧値が変動しないように、蓄積ノードＰ１の電圧値が保持される状態に制御される。このハイ・インピーダンスとなっている状態（電圧値を保持している状態）で、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３における蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間）。
【００５８】
次に、再び、上ラインから下ラインまで、各行のセンサ素子３３の蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１で同時に一括してリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオフしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積）を行う（露光期間（滅））。なお、各行のセンサ素子３３において、（Ｒｅｓｅｔ期間）および（露光期間（滅））では、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はオン状態となるように制御する。
【００５９】
次に、再び、上ラインから下ラインまで、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態となるように制御する。これにより、各行のセンサ素子３３について同時に一括して光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスが、露光期間内におけるインピーダンスよりも電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御する。ハイ・インピーダンスの状態にすることで、暗電流等の影響により光電変換素子ＰＤ１において電荷が発生したとしても蓄積ノードＰ１の電圧値が変動しないように、蓄積ノードＰ１の電圧値が保持される状態に制御される。このハイ・インピーダンスとなっている状態（電圧値を保持している状態）で、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３における蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間）。
【００６０】
以上のように、一括してリセットするＲｅｓｅｔ期間を挟みつつ、バックライト１５がオンしている状態での露光とオフしている状態での露光を行う。また、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように（蓄積ノードＰ１の電圧値が光電変換素子ＰＤ１における電荷の発生によって変動しないように、その電圧値を保持している状態に）制御しつつ、各状態でのセンサ検出信号を読み出す処理を行う。以降、この一連の処理を順次繰り返す。
【００６１】
図１０は、図９のセンサ動作（撮像動作）に対する比較例を示している。この比較例は、センサ素子３３が図１８に示したような構造である場合の動作を示している。図１８に示したセンサ素子３３Ａは、図５のセンサ素子３３の構造に対してホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４と容量素子Ｃ１とを省いたものである。この比較例に係るセンサ素子３３Ａでは、蓄積ノードＰ１には、配線による寄生容量などにより等価的に蓄積容量Ｃ０が形成されている。この蓄積容量Ｃ０により電荷が蓄積されるようになっている。
【００６２】
図９のセンサ動作では、各行のセンサ素子３３の蓄積ノードＰ１の電圧値を同時に一括してリセットする処理を行っていた。これに対し、図１０の比較例では、上ラインから下ラインに向かって線順次で、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１でリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオンしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１に蓄積）を行う（露光期間（明））。次に、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｒｅａｄ期間）。なお、この比較例に係るセンサ素子３３Ａでは、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４を設けていないので、Ｒｅａｄ期間において、図９のセンサ動作におけるＨｏｌｄ期間の処理は行われない。
【００６３】
次に、再び、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１でリセットする処理を行う（Ｒｅｓｅｔ期間）。次に、バックライト１５がオフしている状態で露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１に蓄積）を行う（露光期間（滅））。次に、上ラインから下ラインに向かって順次、センサ素子３３Ａにおける蓄積ノードＰ１の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う（Ｒｅａｄ期間）。
【００６４】
以上のように、図１０の比較例では、Ｒｅｓｅｔ期間を挟みつつ、バックライト１５がオンしている状態での露光とオフしている状態での露光を行い、各状態でのセンサ検出信号を読み出す処理を行う。以降、この一連の処理を順次繰り返す。
【００６５】
［近接物体の検出の具体例］
図１１（Ａ）は、この表示装置において、強い外光Ｌ０がある場合にＩ／Ｏディスプレイパネル２０のセンサエリア２１に近接物体（指ｆ）がある状態を示し、図１１（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧（受光出力電圧）の例を示している。例えば図１１（Ａ）に示したように、入射する外光（環境光）Ｌ０が強い場合には、バックライト１５を点灯させた状態での受光出力電圧Ｖon101は、図１１（Ｂ）に示したようになる。すなわち、パネル上のセンサエリア２１内において指ｆが近接する個所以外では、ほとんど外光Ｌ０の明るさのみに対応した電圧値Ｖａとなる。また、指ｆが近接する個所では、指ｆの表面で反射したバックライト１５からの照明光Ｌｏｎの明るさに対応した電圧値Ｖｂに低下する。これに対して、バックライト１５を消灯させた状態での受光出力電圧Ｖoff101は、指ｆが近接する個所以外では、外光Ｌ０の明るさに対応した電圧値Ｖａとなる点は同じであるが、指ｆが近接する個所では、ほとんど外光Ｌ０が遮断された状態であり、非常にレベルの低い電圧値Ｖｃとなる。
【００６６】
図１２（Ａ）は、この表示装置において、外光Ｌ０が弱い場合にＩ／Ｏディスプレイパネル２０のセンサエリア２１に近接物体（指ｆ）がある状態を示し、図１２（Ｂ）はその状態におけるセンサ出力電圧（受光出力電圧）の例を示している。例えば図１２（Ａ）に示したように、入射する外光Ｌ０が弱い（ほとんどない）状態では、バックライト１０５を点灯させた状態での受光出力電圧Ｖon201は、図１２（Ｂ）に示したようになる。すなわち、センサエリア２１内において指ｆが近接する個所以外では、外光Ｌ０が少ないために非常にレベルの低い電圧値Ｖｃとなる。また、センサエリア２１内において指ｆが近接する個所では、指ｆの表面で反射したバックライト１５からの照明光Ｌｏｎの明るさに対応した電圧値Ｖｂに上昇する。これに対して、バックライト１５を消灯させた状態での受光出力電圧Ｖoff２は、指ｆが近接する個所とそれ以外の個所のいずれでも、非常にレベルの低い電圧値Ｖｃのままで変化がない。
【００６７】
このようにして、センサエリア２１のうちの指ｆが近接していない個所では、外光Ｌ０がある場合とない場合とで、受光出力電圧が大きく異なっている。一方、表示エリア２１のうちの指ｆが近接している個所では、外光Ｌ０の有無に関係なく、バックライト１５の点灯時の電圧値Ｖｂと、バックライト１５の消灯時の電圧値Ｖｃとが、ほぼ同じような状態となっている。よって、バックライト１０の点灯時の電圧と消灯時の電圧との差分を検出することにより、電圧値Ｖｂと電圧値Ｖｃとの差のように、一定以上の差がある個所が、物体が近接等した個所であると判断することができる。
【００６８】
画像処理部１４（図１）では、例えば図１３に示したような差分画像Ｃを求める。画像Ｂは、バックライト１５による照明光Ｌｏｎが照射されている状態で得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像の例を示している。画像Ａは、バックライト１５による照明光Ｌｏｎが照射されていない状態で得られたセンサ素子３３からのセンサ検出信号に基づく画像の例を示している。これら画像Ａと画像Ｂとの差分画像Ｃから、物体の位置などを検出することができる。
【００６９】
［温度による特性変化］
図１４は、センサ素子３３における温度上昇による蓄積ノードＰ１の電圧変化を示している。なお、図１４は、センサ素子３３に入射光がない状態（暗状態）での特性である。横軸は温度、縦軸は蓄積ノードＰ１の電圧を示している。図１４には、光電変換素子ＰＤ１が温度上昇した場合の蓄積ノードＰ１の電圧変化と、リセット用トランジスタＴｒ１が温度上昇した場合の蓄積ノードＰ１の電圧変化とを示している。図１４から分かるように、光電変換素子ＰＤ１の温度変化が、蓄積ノードＰ１の電圧に影響を与えている。一方、リセット用トランジスタＴｒ１の温度変化は、蓄積ノードＰ１の電圧にほとんど影響を与えない、
【００７０】
図１５は、光電変換素子ＰＤ１の単独での温度特性を示している。なお、図１５は、光電変換素子ＰＤ１に入射光がない状態（暗状態）での特性である。すなわち、光電変換素子ＰＤ１の暗電流の温度特性を示している。図１５に示したように、光電変換素子ＰＤ１は、入射光がない状態であっても暗電流（熱励起電流）が流れるが、この暗電流は、温度によって変化し、高温になるほど多くの電流が流れる特性がある。この暗電流があることにより、図１４に示したような、温度による蓄積ノードＰ１の電圧変化を生じさせる。特に高温になった場合には、暗電流の影響が大きくなり、蓄積ノードＰ１の電圧が上昇して蓄積ノードＰ１が飽和状態になってしまい、センサとしての検出動作に悪影響を与えるおそれがある。
【００７１】
本実施の形態では、この温度変化に伴う暗電流の影響が、図９に示した駆動方法によるセンサ駆動を行うことにより軽減される。
【００７２】
図１６は、図９に示した駆動方法によるセンサ駆動を行った場合の露光時間を示している。図１７は、図１０に示した比較例に係る駆動方法を行った場合による露光時間を示している。比較例に係る駆動方法では、Ｈｏｌｄ期間を含んでいないので、Ｒｅａｄ期間の間も外光Ｌ０と暗電流による電荷の蓄積が蓄積ノードＰ１に生じている。これに対して、図９の駆動方法では、Ｒｅａｄ期間の間はＨｏｌｄ期間でもあり、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように制御されている。これにより、暗電流等による電荷の蓄積が抑制される。
【００７３】
このように本実施の形態に係る入力機能付き表示装置によれば、センサ素子３３を複数行に亘って同時にリセットする制御を行い、その後、所定の露光期間経過後に、複数行に亘るセンサ素子３３について同時に光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間が電気的にハイ・インピーダンスとなるように（蓄積ノードＰ１の電圧値が光電変換素子ＰＤ１における電荷の発生によって変動しないように、その電圧値を保持している状態に）制御すると共に、そのハイ・インピーダンスとなっている状態で、各行に配置されたセンサ素子３３から順次、センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行うようにしたので、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減して、安定した検出動作を行うことができる。
なお、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を電気的にハイ・インピーダンスにする制御を行わず、センサ素子３３を複数行に亘って同時にリセットする制御のみを行うような制御を行うだけでも良い。この場合であっても、図１０の比較例に比べて、特に上側のライン上に配置されたセンサ素子３３については、Ｒｅｓｅｔ期間が短縮される。これにより、特に上側のライン上に配置されたセンサ素子３３については、図１０の比較例に比べて、無駄な露光期間が無くなり、温度変化に伴う暗電流の影響を軽減することができる。
【００７４】
ところで、センサ素子３３において、所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１を与えた場合に、素子や配線間の容量カップリングによって、蓄積ノードＰ１に電圧降下が生じる問題がある。本実施の形態では、蓄積ノードＰ１に積極的に容量素子Ｃ１を設けていることにより、この電圧降下による充電電圧の影響も軽減することができる。
【００７５】
＜変形例＞
［第１の変形例（駆動タイミングの変形例）］
図２３は、センサ動作（撮像動作）の第１の変形例を表すタイミング波形である。上述の図９の駆動説明では、Ｒｅｓｅｔ期間の処理とＨｏｌｄ期間の処理とを、上ラインから下ラインまで全行について同時に一括して行うものとして説明したが、複数に分けて行うようにしても良い。図２３の変形例は、リセット用トランジスタＴｒ１の制御（Ｒｅｓｅｔ期間の処理）と、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を電気的にハイ・インピーダンスにする制御（Ｈｏｌｄ期間の処理）とを、奇数行に配置されたセンサ素子３３と偶数行に配置されたセンサ素子３３とに分けて行うようにしたものである。
【００７６】
図２３（Ａ）のＶ（Ｒｅｓｅｔ）（Ｏｄｄ）は、奇数行に配置されたセンサ素子３３に対するリセット制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｂ）のＶ（Ｒｅｓｅｔ）（Ｅｖｅｎ）は、偶数行に配置されたセンサ素子３３に対するリセット制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｃ）のＶ（Ｈｏｌｄ）（Ｏｄｄ）は、奇数行に配置されたセンサ素子３３に対するホールド制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｄ）のＶ（Ｈｏｌｄ）（Ｅｖｅｎ）は、偶数行に配置されたセンサ素子３３に対するホールド制御信号電圧のタイミングを示している。図２３（Ｅ），（Ｆ），…（Ｆ）のＶ（Ｒｅａｄ１），Ｖ（Ｒｅａｄ２），…Ｖ（Ｒｅａｄ６０）は、各行のリード制御信号電圧のタイミングを示している。
【００７７】
図２３（Ａ），（Ｂ）に示したように、奇数行のリセット処理を開始してから、１水平ラインの撮像（検出）期間１Ｈに相当する期間だけ遅延させたタイミングで偶数行のリセット処理を開始するようにしても良い。同様に、図２３（Ｃ），（Ｄ）に示したように、奇数行のＨｏｌｄ処理を開始してから、１Ｈ期間だけ遅延させたタイミングで偶数行のＨｏｌｄ処理を開始するようにしても良い。
【００７８】
［第２の変形例］
図２４は、第２の変形例に係るセンサ素子３３Ｂの構成例を示している。このセンサ素子３３Ｂの基本構成は、実質的に図５のセンサ素子３３と同様であるが、容量素子Ｃ１の他端が、リセット用トランジスタＴｒ１のソースと共に、リセット電圧Ｖｒｓｔ１の供給線に接続されている。このセンサ素子３３Ｂにおいて、読み出し線４１には定電流源８１が接続されている。読み出し線４１にはまた、センサ素子３３からのセンサ検出信号（読み出し信号）を増幅する増幅器８２が接続されている。リセット用トランジスタＴｒ１には素子配線間にカップリング容量Ｃ３０が生じている。ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４には素子配線間にカップリング容量Ｃ２０が生じている。増幅用トランジスタＴｒ２には素子配線間にカップリング容量Ｃ４０が生じている。
【００７９】
図２５は、センサ素子３３Ｂにおける読み出し側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３の特性ばらつきを考慮したセンサ検出信号の出力電圧特性を示している。縦軸がセンサ検出信号電圧（読み出し信号電圧）Ｓｓｉｇ、横軸は露光期間前のＲｅｓｅｔ期間に印加されるリセット電圧Ｖｒｓｔ１を示している。なお、図２５では、光電変換素子ＰＤ１に光が入射していない状態（図９の露光期間（滅）に相当する。）での出力電圧特性を示している。図２５では、トランジスタ素子としての特性が良い場合（ＴＦＴ Ｂｅｓｔ）と、特性が標準の場合（ＴＦＴ Ｔｙｐ）と、特性が悪い場合（ＴＦＴ Ｗｏｒｓｔ）とを比較して示している。
【００８０】
図２６は、定電流源８１のＩ（電流）−Ｖ（電圧）特性を示している。図２６の横軸は入力電圧であるが、この入力電圧はセンサ検出信号電圧Ｓｓｉｇである。図２６では複数の定電流値についての特性を示しているが、複数の定電流値についてそれぞれ、安定した一定の定電流特性を得るためには、所定電圧以上（図２６の例では−４Ｖ以上）の入力電圧が必要である。ここで、図２５の出力電圧特性を考慮すると、−４Ｖ以上の安定した入力電圧（センサ検出信号電圧Ｓｓｉｇ）を得るためには、標準特性（ＴＦＴ Ｔｙｐ）であれば、Ｒｅｓｅｔ期間に印加されるリセット電圧Ｖｒｓｔ１として０Ｖ以上であれば良い。しかしながら、トランジスタ素子としての特性が悪い場合（ＴＦＴ Ｗｏｒｓｔ）には、リセット電圧Ｖｒｓｔ１として０Ｖ付近の電圧を与えた場合、図２６の定電流源８１のＩ−Ｖ特性を考慮した安定した入力電圧を得ることができない。
【００８１】
そこで、本変形例ではこのような問題を改善するために、以下のような駆動制御を行う。図２７（Ａ）〜（Ｃ）は、センサ動作の第２の変形例を表すタイミングチャートである。図２７（Ａ）〜（Ｃ）では、複数のセンサ素子３３Ｂのうち任意の１つについてのタイミングチャートを示している。複数のセンサ素子３３Ｂの全体の動作は図９と同様である。図２７（Ａ）は、リセット用トランジスタＴｒ１のゲートに印加されるリセット制御信号電圧Ｖ（Ｒｅｓｅｔ）のタイミング波形を示している。図２７（Ｂ）は、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４のゲートに印加されるホールド制御信号電圧Ｖ（Ｈｏｌｄ）のタイミング波形を示している。図２７（Ｃ）は、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３のゲートに印加されるリード制御信号電圧Ｖ（Ｒｅａｄ）のタイミング波形を示している。図２７（Ｆ）は、リセット電圧Ｖｒｓｔ１のタイミング波形を示している。図２７（Ｇ）は、蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）のタイミング波形を示している。図２７（Ｄ），（Ｅ）は、図２７（Ｆ），（Ｇ）に対する比較例となるタイミング波形を示している。
【００８２】
まず、受光ドライブ回路１３（図１）は、リセット用トランジスタＴｒ１をオン状態にすることにより、蓄積ノードＰ１の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１（０Ｖ）でリセットする処理を行う（図２７（Ａ））。また、リセット用トランジスタＴｒ１がオン状態となるタイミングでホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオン状態にして（図２７（Ｂ））、露光（光電変換素子ＰＤ１によって変換された電荷を蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）に蓄積）を行う（図２７（Ｃ）、露光期間）。その後、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態にして、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間のインピーダンスをハイ・インピーダンスとなるように制御（図２７（Ｂ））した後、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３をオン状態（図２７（Ｃ））にして、蓄積ノードＰ１（容量素子Ｃ１）の電圧値をセンサ検出信号として読み出す処理を行う。
【００８３】
ここで、図２７（Ａ）〜（Ｃ）のような駆動制御を行う場合、センサ素子３３Ｂ内の各トランジスタのオン・オフ動作に伴い、各トランジスタの容量カップリングによって蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が影響を受け、電圧値が変動する。この蓄積ノードＰ１の電圧変動について考察する。
【００８４】
まず、図２７（Ｄ）の比較例のようにリセット電圧Ｖｒｓｔ１が一定電圧（０Ｖ）である場合における、蓄積ノードＰ１の電圧変動（図２７（Ｅ））について説明する。まず、リセット用トランジスタＴｒ１がオン状態からオフ状態になったタイミングで（図２７（Ａ））、カップリング容量Ｃ３０を介して蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が電圧降下する。その後、露光期間では光電変換素子ＰＤ１によって生じた電荷に応じて蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）は上昇するが、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４がオン状態からオフ状態になったタイミングで（図２７（Ｂ））、カップリング容量Ｃ２０を介して蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が電圧降下する。さらに、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３がオン状態からオフ状態になったタイミング（図２７（Ｃ））では、選択・読み出し用トランジスタＴｒ３が抵抗成分となって増幅用トランジスタＴｒ２と選択・読み出し用トランジスタＴｒ３との間の接続ノードＰ３が電圧降下する。接続ノードＰ３が電圧降下することにより、結果的に、増幅用トランジスタＴｒ２におけるカップリング容量Ｃ４０を介して蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）が電圧降下する。最終的に読み出されるセンサ検出信号電圧Ｓｓｉｇは、これらの電圧降下後における蓄積ノードＰ１の電圧Ｖ（Ｐ１）となる。
【００８５】
そこで、本変形例では、これらの電圧降下の影響を軽減するために、受光ドライブ回路１３（図１）が、図２７（Ｆ）に示したように、リセット電圧Ｖｒｓｔ１を一時的に上昇（例えば１Ｖ上昇）させ、容量素子Ｃ１の他端を介して、蓄積ノードＰ１の電圧値に所定のオフセット電圧を印加する制御を行う。リセット電圧Ｖｒｓｔ１を上昇させる開始のタイミングは、露光期間経過後（ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態にした後）、センサ検出信号の読み出しを行う前（選択・読み出し用トランジスタＴｒ３をオン状態にする前）である。これにより、露光期間経過後、蓄積ノードＰ１の電圧値に所定のオフセット電圧が印加された後、その所定のオフセット電圧が印加された後の電圧値がセンサ検出信号として読み出されることになる。なお、このタイミングではリセット用トランジスタＴｒ１とホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４とがオフ状態になっているので、リセット用トランジスタＴｒ１およびホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４側から蓄積ノードＰ１にリセット電圧Ｖｒｓｔ１が印加されることはない。例えば０Ｖから１Ｖに上昇させたリセット電圧Ｖｒｓｔ１を容量素子Ｃ１の他端を介して印加することで、光電変換素子ＰＤ１による蓄積電荷をリセットすることなく、蓄積ノードＰ１の電圧値を例えば０．８Ｖ程度、オフセットすることができる（図２７（Ｇ））。これにより、上述した電圧降下の影響が軽減される。なお、上昇させたリセット電圧Ｖｒｓｔ１は、全ての行についてセンサ検出信号の読み出しを終えた後に、元の所定電圧値（０Ｖ）に戻す。
【００８６】
図２８は、オフセット電圧を印加する制御を行った場合（図２７（Ｆ），（Ｇ））とオフセット電圧を印加しない場合（図２７（Ｄ），（Ｅ））とにおけるセンサ検出信号の出力電圧特性を示している。なお、図２８では、図２５におけるトランジスタ素子としての特性が悪い場合（ＴＦＴ Ｗｏｒｓｔ）に相当する特性を示している。図２８から分かるように、トランジスタ素子としての特性が悪い場合であっても、オフセット電圧を印加する制御を行うことで、標準特性に近い特性を得ることができる。
【００８７】
［第３の変形例］
図３０は、第３の変形例に係るセンサ素子３３Ｂの構成例を示している。この第３の変形例は、センサ素子３３Ｂの構成要素と回路素子間の接続関係は図２４の第２の変形例と同様であるが、駆動制御の仕方が部分的に異なっている。
【００８８】
図３１（Ａ）は比較例のセンサ動作を表すタイミングチャートであり、図３１（Ｂ）は第３の変形例のセンサ動作を表すタイミングチャートである。図３１（Ａ），（Ｂ）では、複数のセンサ素子３３Ｂのうち任意の１つについてのタイミングチャートを示している。図３１（Ａ）は、図９に示した複数のセンサ素子３３Ｂについての全体動作に対応している。
【００８９】
図２９（Ａ）は図３１（Ａ）に示したセンサ動作を行った場合における、蓄積ノードＰ１の電圧特性を示している。図２９（Ｂ）は３１（Ａ）に示したセンサ動作を行った場合における、光電変換素子ＰＤ１とホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４との間の接続ノードＰ２の電圧特性を示している。図３１（Ａ）に示したセンサ動作では、露光期間後に、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４をオフ状態にする。これにより、光電変換素子ＰＤ１と蓄積ノードＰ１との間を電気的にハイ・インピーダンスとなるように（蓄積ノードＰ１の電圧値が光電変換素子ＰＤ１における電荷の発生によって変動しないように、その電圧値を保持している状態に）制御しつつ、センサ検出信号の読み出しを行う（Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間）。この場合、蓄積ノードＰ１の電圧値は、図２９（Ａ）に示したように露光期間では光電変換素子ＰＤ１で発生する電荷に応じて上昇し、Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間では一定となる。一方、光電変換素子ＰＤ１側の接続ノードＰ２では、露光期間後、Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間においても光電変換素子ＰＤ１で発生する電荷に応じて上昇し続け、入射光量が多い場合にはいずれ飽和状態となる。このように接続ノードＰ２が飽和状態となると、次回の露光期間後の読み出し動作に影響を与えるおそれがある。また、例えば異なるライン間に配置されたセンサ素子３３Ｂ間で、センサ検出信号に差が生じてしまうおそれがある。この場合、Ｒｅｓｅｔ期間を長くすることで、蓄積ノードＰ１と共に接続ノードＰ２を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１（０Ｖ）にリセットすることが可能である。一方で、この表示装置では、バックライト１５がオンしている状態（露光期間（明））で得られたセンサ検出信号とバックライト１５がオフしている状態（露光期間（暗））で得られたセンサ検出信号との差分を用いて物体の検出を行う。このため、露光期間（明）と露光期間（暗）との間の時間間隔は短い方が好ましい。
【００９０】
そこで、本変形例では接続ノードＰ２が飽和状態となる問題を改善するために、図３１（Ｂ）のような駆動制御を行う。すなわち、本変形例では受光ドライブ回路１３（図１）が、露光期間（明）後におけるＨｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間において、リセット用トランジスタＴｒ１をオン状態にすることにより、接続ノードＰ２の電圧値を所定のリセット電圧Ｖｒｓｔ１（０Ｖ）を印加してリセットする処理を行う。なお、Ｈｏｌｄ期間では、ホールド用スイッチングトランジスタＴｒ４はオフ状態であり、光電変換素子ＰＤ１およびリセット用トランジスタＴｒ１と蓄積ノードＰ１との間は電気的にハイ・インピーダンスとなっている。従って、Ｈｏｌｄ期間では、リセット用トランジスタＴｒ１がオン状態になったとしても、リセット用トランジスタＴｒ１側から蓄積ノードＰ１にリセット電圧Ｖｒｓｔ１が印加されることはない。すなわち、蓄積ノードＰ１がリセットされることはない。その後、Ｈｏｌｄ期間＆Ｒｅａｄ期間の経過後に、通常のＲｅｓｅｔ期間によって蓄積ノードＰ１のリセット動作を行う。これにより、露光期間（明）と露光期間（暗）との間の時間間隔が図３１（Ａ）のセンサ動作と同じであるにも関わらず、接続ノードＰ２の飽和状態を改善することができる。
【００９１】
［アプリケーションプログラムの実行例］
次に、図３２〜図３５を参照して、上述した近接物体の検出処理によって検出された物体の位置情報等を利用した、アプリケーションプログラム実行部１１によるアプリケーションプログラム実行例について、いくつか説明する。
【００９２】
図３２（Ａ）に示した第１の例は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０の表面を指先６１で触れて、その触れた個所の軌跡を描画ライン６１１として画面に表示させるようにした例である。
【００９３】
図３２（Ｂ）に示した第２の例は、手の形を用いたジェスチャ認識のものである。具体的には、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０に触れた（または近接した）手６２の形状を認識して、その認識した手の形を画像として表示させ、その表示オブジェクトの移動６２１で、何らかの処理を行うようにしたものである。
【００９４】
図３３に示した第３の例は、閉じた状態の手６３Ａから、開いた状態の手６３Ｂに変化させて、それぞれの状態の手の接触または近接をＩ／Ｏディスプレイパネル２０で画像認識させて、その画像認識に基づいた処理を実行させるようにしたものである。これらの認識に基づいて処理を行うことで、例えばズームインなどの指示を行うことができる。また、このような指示ができることで、例えばＩ／Ｏディスプレイパネル２０をパーソナルコンピュータ装置に接続して、そのコンピュータ装置上でコマンドを切り替えている操作などを、これらの画像認識で、より自然な形で入力することができる。
【００９５】
図３４に示した第４の例は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０を２台用意して、２台のＩ／Ｏディスプレイパネル２０を何らかの伝送手段で接続するようにしたものである。このような構成で、一方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０において接触または近接を検出した画像を、他方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０に伝送して表示させて、両ディスプレイパネルを操作するユーザ間でコミュニケーションをとるようにしてもよい。例えば図３４に示したように、一方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０で画像認識した手６５の手形の画像を送信して、他方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０に同一の手形６４２を表示させる処理が可能になる。また例えば、他方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０を手６４で触れて表示された軌跡６４１を、一方のＩ／Ｏディスプレイパネル２０に送って表示させる等の処理が可能になる。このようにして、描画している状態を動画で伝達し、手書きの文字や図形などを相手に送ることで、新しいコミュニケーションツールとなる可能性がある。このような例としては、例えば、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０を携帯電話端末の表示パネルに適用すること等が想定される。なお、図３４ではＩ／Ｏディスプレイパネル２０を２台用意した例を示したが、３台以上のＩ／Ｏディスプレイパネル２０を伝送手段で接続して同様の処理を行うことも可能である。
【００９６】
また、図３５の第５の例に示したように、筆６６を使用してＩ／Ｏディスプレイパネル２０の表面で文字を書くように触れさせて、その筆６６が触れた個所をＩ／Ｏディスプレイパネル２０に画像６６１として表示させることで、毛筆による手書きの入力が可能になる。この場合には、毛筆の細かいタッチまで認識して実現することが可能である。従来の手書き認識の場合には、例えば一部のデジタイザにおいて、特殊なペンの傾きを電界検出で実現していたが、本例では、本物の毛筆の接触面そのものを検知することにより、より現実的な感覚で情報入力を行える。
【００９７】
＜モジュールおよび適用例＞
次に、図３６〜図４０を参照して、以上で説明した入力機能付き表示装置の適用例について説明する。この表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。例えば以下で説明するようなテレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどの電子機器に適用することが可能である。
【００９８】
（適用例１）
図３６は、電子機器の第１の例としてのテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有している。このようなテレビジョン装置における映像表示画面部５１０に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【００９９】
（適用例２）
図３７（Ａ），（Ｂ）は、電子機器の第２の例としてのデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有している。このようなデジタルカメラにおける表示部５２２に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１００】
（適用例３）
図３８は、電子機器の第３の例としてのノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１，文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有している。このようなノート型パーソナルコンピュータにおける表示部５３３に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１０１】
（適用例４）
図３９は、電子機器の第４の例としてのビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１，この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２，撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。このようなビデオカメラにおける表示部５４４に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１０２】
（適用例５）
図４０（Ａ）〜（Ｇ）は、電子機器の第５の例としての携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。このような携帯電話機におけるディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０に、上述の入力機能付き表示装置を適用することが可能である。
【０１０３】
＜他の実施の形態＞
本発明は、上記実施の形態、およびその適用例に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記実施の形態等では、バックライト１５を備えた液晶パネルからなるＩ／Ｏディスプレイパネル２０の場合で説明したが、表示用のバックライトが検出用照明を兼ねてもよいし、検出専用の照明を設けてもよい。また、検出用照明を設ける場合には、可視光領域以外の波長領域の光（例えば、赤外光）を用いるのがより好ましい。
【０１０４】
さらに、上記実施の形態等では、複数の表示画素３１ＲＧＢと複数のセンサ素子３３とを含む表示パネル（Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０）を有する入力機能付き表示装置について説明したが、本発明は表示装置以外にも適用可能である。例えば表示機能のない単なるセンサ装置としても適用可能である。この場合、例えばＩ／Ｏディスプレイパネル２０に代えて、表示画素３１ＲＧＢを設けずに複数のセンサ素子３３のみを１つの面内にマトリクス状に配置することにより構成されたセンサパネルを備えるようにすれば良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１１…アプリケーションプログラム実行部、１２…表示ドライブ回路、１３…受光ドライブ回路、１３Ａ…フレームメモリ、１４…画像処理部、１５…バックライト、２０…Ｉ／Ｏディスプレイパネル、２１…表示エリア（センサエリア）、２２…表示用Ｈドライバ、２３…表示用Ｖドライバ、２４…センサ用Ｖドライバ、２５…センサ読み出し用Ｈドライバ、２６…読み出し制御用バッファ、２７…ホールド制御用バッファ、２８…リセット制御用バッファ、３１…画素、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ，３１ＲＧＢ…表示画素、３２…配線部、３３，３３Ｂ…センサ素子（撮像画素）、４１…読み出し線、４２…第１の電極、４３…第２の電極（上部電極）、４４…第２の電極（下部電極）、４５…第２の電極（コンタクト電極）、５１０…映像表示画面部、５１１…フロントパネル、５１２…フィルターガラス、５２１…発光部、５２２…表示部、５２３…メニュースイッチ、５２４…シャッターボタン、５３１…本体、５３２…キーボード、５３３…表示部、５４１…本体部、５４２…レンズ、５４３…スタート／ストップスイッチ、５４４…表示部、７１０…上部筐体、７２０…下部筐体、７３０…連結部、７４０…ディスプレイ、７５０…サブディスプレイ、７６０…ピクチャーライト、７７０…カメラ、６１…指先、６１１…描画ライン、６２…手、６２１…オブジェクトの移動（手のひらツール）、６３Ａ，６３Ｂ，６４，６５…手、６４１…軌跡、６４２…手形、６６…筆、６６１…画像、８１…定電流源、８２…増幅器、Ｒｅｓｅｔ…リセット制御信号線、Ｒｅａｄ…リード制御信号線、Ｈｏｌｄ…ホールド用制御信号線、ＰＤ１…光電変換素子、Ｔｒ１…リセット用トランジスタ、Ｔｒ２…増幅用トランジスタ、Ｔｒ３…選択・読み出し用トランジスタ、Ｔｒ４…ホールド用スイッチングトランジスタ、Ｔｒ１１，Ｔｒ２１，Ｔｒ３１…第１のトランジスタ、Ｔｒ１２，Ｔｒ２２，Ｔｒ３２…第２のトランジスタ、Ｔｒ２３，Ｔｒ３３…第３のトランジスタ、Ｃ１…容量素子、Ｃ０…蓄積容量、Ｃ２０，Ｃ３０，Ｃ４０…カップリング容量、Ｐ１…蓄積ノード、Ｐ２，Ｐ３…接続ノード、ＳＶＤＤ２…バッファ用正電源線、ＳＶＳＳ２…バッファ用負電源線、ＳＶＳＳ２−１…バッファ用第１の負電源線、ＳＶＳＳ２−２…バッファ用第２の負電源線、Ｓｓｉｇ…センサ検出信号電圧（読み出し信号電圧）、ＶＤＤ…電源電圧、Ｖｒｓｔ１…リセット電圧、Ｖ（Ｒｅｓｅｔ）…リセット制御信号電圧、Ｖ（Ｒｅａｄ）…リード制御信号電圧、Ｖ（Ｈｏｌｄ）…ホールド制御信号電圧、Ｖ（Ｐ１）…蓄積ノードＰ１の電圧、Ｌ０…外光（環境光）、Ｌｏｎ…バックライトによる照明光、ｆ…物体（指）、ｏｂ１…物体（ペン）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子と、
複数の前記センサ素子を駆動するセンサ駆動手段と
を備え、
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、
受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、
前記光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、
一端が前記光電変換素子の一端に接続され、前記蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、
前記蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段と
を有し、
前記センサ駆動手段は、前記センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に前記所定のリセット電圧にリセットされるように前記リセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
センサ装置。
【請求項２】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後、前記蓄積ノードの電圧値に所定のオフセット電圧を印加した後、その所定のオフセット電圧が印加された後の電圧値を読み出して前記センサ検出信号として出力するような読み出し制御を行う
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後に、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記蓄積ノードの電圧値が前記光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ駆動手段は、前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御した後、前記蓄積ノードの電圧値に所定のオフセット電圧を印加し、その所定のオフセット電圧が印加された後の電圧値を読み出して前記センサ検出信号として出力するような読み出し制御を行う
請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後に、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間のインピーダンスが、前記所定の露光期間内におけるインピーダンスよりもハイ・インピーダンスとなるように電気的に制御することで、前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態にする
請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、前記光電変換素子および前記リセット用トランジスタの接続点と前記蓄積ノードとの間に介挿され、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間を電気的にハイ・インピーダンスにするためのスイッチングトランジスタをさらに有し、
前記センサ駆動手段は、前記スイッチングトランジスタをスイッチング制御することにより、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間のインピーダンスを制御する
請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記センサ駆動手段は、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記所定の露光期間経過後に、前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、前記リセット用トランジスタを制御することにより前記光電変換素子と前記スイッチングトランジスタとの間の接続ノードに所定のリセット電圧が印加されるような制御を行う
請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センサ駆動手段は、前記リセット用トランジスタの制御と、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間を電気的にハイ・インピーダンスにする制御とを、奇数行に配置された前記センサ素子と偶数行に配置された前記センサ素子とに分けて行う
請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、一端が前記蓄積ノードに接続された容量素子をさらに有する
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記容量素子は、前記蓄積ノードによって形成された第１の電極と、所定間隔を空けて前記蓄積ノードを上下に挟み込むように形成された第２の電極とを含む構造とされている
請求項９に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記センサ駆動手段は、
前記読み出し手段を制御するための読み出し制御信号を各行ごとに出力する読み出し制御用バッファと、
前記リセット用トランジスタを制御するためのリセット制御信号を各行ごとに出力するリセット制御用バッファと、
前記スイッチングトランジスタを制御するためのスイッチング制御信号を各行ごとに出力するスイッチング制御用バッファとを有し、
前記読み出し制御用バッファは、前記リセット制御用バッファおよび前記スイッチング制御用バッファとは独立した負電源線に接続されている
請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
前記リセット制御用バッファおよび前記スイッチング制御用バッファはそれぞれ、
出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタと、
出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタよりも電流駆動能力が高く、出力信号をローレベルにするための第３のトランジスタとを有し、
出力信号をハイレベルからローレベルへと反転させる際に、前記第２のトランジスタを最初にオン状態にした後、次に、前記第３のトランジスタをオン状態にして段階的に信号反転を行わせる
請求項１１に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第３のトランジスタはそれぞれ、電源電圧の異なる電源線に接続されている
請求項１２に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
複数の前記センサ素子が所定のセンサエリアにマトリクス状に配置されたセンサパネルと、
前記センサパネルの背面側から前記センサパネル表面に向けて周期的に照明光を照射するバックライトと、
前記バックライトによる照明光が照射されている状態で得られた前記センサ素子からのセンサ検出信号と、前記バックライトによる照明光が照射されていない状態で得られた前記センサ素子からのセンサ検出信号との差分に基づいて前記センサパネル表面に近接する物体の検出を行う信号処理手段とをさらに備えた
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項１５】
前記光電変換素子は、アノード電極に接続されたｐ型半導体領域と、カソード電極に接続されたｎ型半導体領域と、前記ｐ型半導体領域と前記ｎ型半導体領域との間に形成された真性半導体領域とを有するＰＩＮ型のフォトダイオードである
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１６】
受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、
前記光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、
一端が前記光電変換素子の一端に接続され、前記蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、
前記蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段と
を有する、行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子を駆動する際に、
前記センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に前記所定のリセット電圧にリセットされるように前記リセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
センサ素子の駆動方法。
【請求項１７】
前記所定の露光期間経過後に、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記蓄積ノードの電圧値が前記光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
請求項１６に記載のセンサ素子の駆動方法。
【請求項１８】
複数の表示画素と複数のセンサ素子とがそれぞれ、行列状にマトリクス配置された表示パネルと、
複数の前記表示画素を駆動する表示駆動手段と、
複数の前記センサ素子を駆動するセンサ駆動手段と
を備え、
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、
受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、
前記光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、
一端が前記光電変換素子の一端に接続され、前記蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、
前記蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段と
を有し、
前記センサ駆動手段は、前記センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に前記所定のリセット電圧にリセットされるように前記リセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
入力機能付き表示装置。
【請求項１９】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後に、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記蓄積ノードの電圧値が前記光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
請求項１８に記載の入力機能付き表示装置。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の入力機能付き表示装置を備えた電子機器。
【請求項１】
行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子と、
複数の前記センサ素子を駆動するセンサ駆動手段と
を備え、
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、
受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、
前記光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、
一端が前記光電変換素子の一端に接続され、前記蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、
前記蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段と
を有し、
前記センサ駆動手段は、前記センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に前記所定のリセット電圧にリセットされるように前記リセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
センサ装置。
【請求項２】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後、前記蓄積ノードの電圧値に所定のオフセット電圧を印加した後、その所定のオフセット電圧が印加された後の電圧値を読み出して前記センサ検出信号として出力するような読み出し制御を行う
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後に、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記蓄積ノードの電圧値が前記光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ駆動手段は、前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御した後、前記蓄積ノードの電圧値に所定のオフセット電圧を印加し、その所定のオフセット電圧が印加された後の電圧値を読み出して前記センサ検出信号として出力するような読み出し制御を行う
請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後に、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間のインピーダンスが、前記所定の露光期間内におけるインピーダンスよりもハイ・インピーダンスとなるように電気的に制御することで、前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態にする
請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、前記光電変換素子および前記リセット用トランジスタの接続点と前記蓄積ノードとの間に介挿され、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間を電気的にハイ・インピーダンスにするためのスイッチングトランジスタをさらに有し、
前記センサ駆動手段は、前記スイッチングトランジスタをスイッチング制御することにより、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間のインピーダンスを制御する
請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記センサ駆動手段は、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記所定の露光期間経過後に、前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、前記リセット用トランジスタを制御することにより前記光電変換素子と前記スイッチングトランジスタとの間の接続ノードに所定のリセット電圧が印加されるような制御を行う
請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センサ駆動手段は、前記リセット用トランジスタの制御と、前記光電変換素子と前記蓄積ノードとの間を電気的にハイ・インピーダンスにする制御とを、奇数行に配置された前記センサ素子と偶数行に配置された前記センサ素子とに分けて行う
請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、一端が前記蓄積ノードに接続された容量素子をさらに有する
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記容量素子は、前記蓄積ノードによって形成された第１の電極と、所定間隔を空けて前記蓄積ノードを上下に挟み込むように形成された第２の電極とを含む構造とされている
請求項９に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記センサ駆動手段は、
前記読み出し手段を制御するための読み出し制御信号を各行ごとに出力する読み出し制御用バッファと、
前記リセット用トランジスタを制御するためのリセット制御信号を各行ごとに出力するリセット制御用バッファと、
前記スイッチングトランジスタを制御するためのスイッチング制御信号を各行ごとに出力するスイッチング制御用バッファとを有し、
前記読み出し制御用バッファは、前記リセット制御用バッファおよび前記スイッチング制御用バッファとは独立した負電源線に接続されている
請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
前記リセット制御用バッファおよび前記スイッチング制御用バッファはそれぞれ、
出力信号をハイレベルにするための第１のトランジスタと、
出力信号をローレベルにするための第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタよりも電流駆動能力が高く、出力信号をローレベルにするための第３のトランジスタとを有し、
出力信号をハイレベルからローレベルへと反転させる際に、前記第２のトランジスタを最初にオン状態にした後、次に、前記第３のトランジスタをオン状態にして段階的に信号反転を行わせる
請求項１１に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第３のトランジスタはそれぞれ、電源電圧の異なる電源線に接続されている
請求項１２に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
複数の前記センサ素子が所定のセンサエリアにマトリクス状に配置されたセンサパネルと、
前記センサパネルの背面側から前記センサパネル表面に向けて周期的に照明光を照射するバックライトと、
前記バックライトによる照明光が照射されている状態で得られた前記センサ素子からのセンサ検出信号と、前記バックライトによる照明光が照射されていない状態で得られた前記センサ素子からのセンサ検出信号との差分に基づいて前記センサパネル表面に近接する物体の検出を行う信号処理手段とをさらに備えた
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項１５】
前記光電変換素子は、アノード電極に接続されたｐ型半導体領域と、カソード電極に接続されたｎ型半導体領域と、前記ｐ型半導体領域と前記ｎ型半導体領域との間に形成された真性半導体領域とを有するＰＩＮ型のフォトダイオードである
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１６】
受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、
前記光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、
一端が前記光電変換素子の一端に接続され、前記蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、
前記蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段と
を有する、行列状にマトリクス配置された複数のセンサ素子を駆動する際に、
前記センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に前記所定のリセット電圧にリセットされるように前記リセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
センサ素子の駆動方法。
【請求項１７】
前記所定の露光期間経過後に、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記蓄積ノードの電圧値が前記光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
請求項１６に記載のセンサ素子の駆動方法。
【請求項１８】
複数の表示画素と複数のセンサ素子とがそれぞれ、行列状にマトリクス配置された表示パネルと、
複数の前記表示画素を駆動する表示駆動手段と、
複数の前記センサ素子を駆動するセンサ駆動手段と
を備え、
前記複数のセンサ素子はそれぞれ、
受光量に応じた電荷を発生する光電変換素子と、
前記光電変換素子によって変換された電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じて電圧変動する蓄積ノードと、
一端が前記光電変換素子の一端に接続され、前記蓄積ノードの電圧値を所定のリセット電圧にリセットするリセット用トランジスタと、
前記蓄積ノードの蓄積電荷に応じた電圧値を読み出してセンサ検出信号として出力する読み出し手段と
を有し、
前記センサ駆動手段は、前記センサ素子の蓄積ノードが複数行に亘って同時に前記所定のリセット電圧にリセットされるように前記リセット用トランジスタを制御し、その後、所定の露光期間経過後に、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
入力機能付き表示装置。
【請求項１９】
前記センサ駆動手段は、前記所定の露光期間経過後に、前記複数行に亘る前記センサ素子について同時に、前記蓄積ノードの電圧値が前記光電変換素子における電荷の発生によって変動しないように前記蓄積ノードの電圧値を保持する状態に制御すると共に、その電圧値を保持している状態で、各行に配置された前記センサ素子から順次、前記センサ検出信号が出力されるような読み出し制御を行う
請求項１８に記載の入力機能付き表示装置。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の入力機能付き表示装置を備えた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【公開番号】特開２０１１−１１３３８４（Ｐ２０１１−１１３３８４Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７０４２３（Ｐ２００９−２７０４２３）
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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