專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有圖像取入功能的顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置具有排列信號線、掃描線和象素TFT的陣列基片以及驅(qū)動信號線和掃描線的驅(qū)動電路。由于近來集成電路的進(jìn)步，在陣列基片上形成部分驅(qū)動電路工藝技術(shù)已付諸實用。因此，能使整個液晶顯示裝置輕、薄且短小，廣泛用作便攜電話和筆記本型計算機等各種便攜設(shè)備的顯示裝置。
已提出陣列基片上配置進(jìn)行圖像取入的接觸型面積傳感器的、具有圖像取入功能的顯示裝置(參考例如特開2001-292276號公報和特開2001-339640號公報)。
這種具有圖像取入功能的已有顯示裝置使傳感器連接的電容器的電荷量隨傳感器上的感光量變化，并檢測出電容器兩端的電壓，以進(jìn)行圖像取入。
然而，流過傳感器的電流微弱，因而難以高精度檢測該電流產(chǎn)生的電容器兩端的電壓變化，測量誤差大。因此，取入圖像容易出現(xiàn)噪聲。
此外，為了檢測電容器兩端的電壓而在電容器連接SRAM和緩存器電路時，利用是否超過組成SRAM和緩存器電路的晶體管的門限值電壓進(jìn)行“0”或“1”的判斷，但晶體管的門限值電壓存在波動，所以“0”和“1”的判斷基準(zhǔn)可能偏移。流過傳感器的電流也有波動，“0”和“1”的判斷基準(zhǔn)也可能偏移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上各點而完成，其目的在于提供不受光泄漏波動和晶體管等電特性波動影響，而能進(jìn)行圖像取入的顯示裝置。
本發(fā)明的顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部、積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部、和信號處理部，該處理部根據(jù)多個攝像條件各自在所述電荷積存部積存的電荷，產(chǎn)生與所述攝像部攝取的圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部、積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部、對所述電荷積存部積存的電荷所對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)進(jìn)行放大的攝像數(shù)據(jù)放大部、根據(jù)所述攝像數(shù)據(jù)放大部放大的2值數(shù)據(jù)檢測攝像對象的平均灰度的平均灰度檢測部、根據(jù)所述平均灰度檢測部的檢測結(jié)果設(shè)定所述攝像部中進(jìn)行攝像時所述顯示元件的顯示亮度的亮度設(shè)定部、多次切換并控制所述攝像部的攝像時間的攝像時間控制部、和圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，該裝置設(shè)定在所述亮度設(shè)定部所設(shè)定顯示亮度的狀態(tài)下，根據(jù)所述攝像時間控制部切換控制的各攝像時間中所述攝像部攝像結(jié)果產(chǎn)生與攝像圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部、積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部、對所述電荷積存部積存的電荷所對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)進(jìn)行放大的攝像數(shù)據(jù)放大部、所述攝像部中進(jìn)行攝像時用的存儲表示多個所述顯示元件組成的塊的顯示狀態(tài)的多個基準(zhǔn)圖案的基準(zhǔn)圖案存儲部、從所述基準(zhǔn)圖案存儲部選擇多種與所述攝像部的攝像結(jié)果近似的基準(zhǔn)圖案的基準(zhǔn)圖案選擇部、和圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，該裝置在所述顯示元件顯示使所述基準(zhǔn)圖案選擇部所選基準(zhǔn)圖案各自的明暗相反的基準(zhǔn)圖案的狀態(tài)下根據(jù)所述攝像部重復(fù)進(jìn)行所述攝像的結(jié)果產(chǎn)生攝像圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部、積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部、暫時存放與所述電荷積存部所積存的電荷相適應(yīng)的信號的攝像結(jié)果存放部、和根據(jù)控制信號線的邏輯切換控制是否輸出所述攝像結(jié)果存放部存放的信號的輸出切換控制部，所述控制信號線的至少一部分配置成與所述攝像結(jié)果存放部的電源線上下疊合。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部、積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部、暫時存放與所述電荷積存部所積存的電荷相適應(yīng)的信號的攝像結(jié)果存放部、和根據(jù)控制信號線的邏輯切換控制是否輸出所述攝像結(jié)果存放部存放的信號的輸出切換控制部，所述攝像結(jié)果存放部的電源線電阻小于所述輸出切換控制部的輸出線電阻。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、和分別對應(yīng)于所述顯示元件各設(shè)置多個并且各自接收不同范圍的入射光以便積存與感光量對應(yīng)的電荷的傳感器，所述傳感器具有輸出與感光量對應(yīng)的電信號的光電變換部、積存與所述電信號對應(yīng)的電荷的電荷積存部、切換所述電荷積存部是否積存初始電荷的初始化控制部、和切換是否輸出與所述電荷積存部的積存電荷對應(yīng)的信號的輸出控制部。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成并且構(gòu)成顯示畫面的顯示元件、設(shè)置在所述顯示畫面內(nèi)的傳感器、和對所述傳感器的輸出信號進(jìn)行A/D變換的A/D變換器，在形成所述信號線和掃描線、所述顯示元件和所述傳感器的絕緣基片的邊框部分形成所述A/D變換器。
此外，顯示裝置包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件設(shè)置的傳感器、將所述傳感器積存的電荷變換成數(shù)字信號的A/D變換器、和將所述數(shù)字信號變換成串行信號輸出的移位寄存器，所述移位寄存器具有將由m(m為2以上的整數(shù))位組成的所述數(shù)字信號變換成第1串行信號輸出的第1移位寄存器、將由n(n為2以上的整數(shù))位組成的所述數(shù)字信號變換成第2串行信號輸出的第2移位寄存器、和選擇所述第1和第2串行信號的某一方加以輸出的串行信號選擇部。
此外，顯示裝置包括在絕緣基片上縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件、分別對應(yīng)于所述顯示元件形成在所述絕緣基片上的傳感器、形成在所述絕緣基片上并且將所述傳感器積存的電荷變換成多位組成的數(shù)字信號的A/D變換器、形成在所述絕緣基片上并且將所述數(shù)字信號變換成第1串行信號輸出的多個移位寄存器、形成在與所述絕緣基片不同的基片上并且選擇所述多個第1移位寄存器各自輸出的多個第1串行信號的某一個加以輸出的串行信號選擇部、和形成在與所述絕緣基片不同的基片上并且將所述串行信號選擇部的輸出信號變換成與所述多個第1串行信號對應(yīng)的多個第2串行信號的S/P變換部。


圖1是本發(fā)明顯示裝置第1實施形態(tài)的概略組成圖。
圖2是詳細(xì)示出象素陣列部1的一部分的框圖。
圖3是詳細(xì)示出圖2的一部分的電路圖。
圖4是示出SRAM內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5是顯示裝置的剖面圖。
圖6是示出圖1所示邏輯IC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是示出電容器所加電壓切換例的圖。
圖8是示出一例CPU的處理動作的流程圖。
圖9是示出名片圖像取入例的圖。
圖10是示出對周圍8圖像取平均的狀況的圖。
圖11是示出表示圖8的處理結(jié)果的圖像例的圖。
圖12是示出一例含字符“T”的圖像的圖。
圖13是示出對圖12中虛線行進(jìn)行圖像取入的結(jié)果的圖。
圖14是最后取得的作為取入圖13的圖像的結(jié)果的圖。
圖15是示出在另一存儲器存放各攝像條件下的圖像取入結(jié)果例的圖。
圖16是示出存儲器容量減少例的圖。
圖17A是示出一例圖像對象的圖，圖17B是示出一例圖像結(jié)果的圖。
圖18是示出本發(fā)明顯示裝置第2實施形態(tài)的總體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖19是示出玻璃基片上的信號線驅(qū)動電路、掃描線驅(qū)動電路、傳感器控制電路和信號處理輸出電路與控制電路基片上的控制IC和存儲器的連接關(guān)系的框圖。
圖20是示出一例玻璃基片31的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖21是示出一例掃描線驅(qū)動電路3的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖22是示出一例信號處理輸出電路54的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖23是示出一例同步信號產(chǎn)生電路71的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖24是示出一例P/S變換電路72的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖25是示出一例譯碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖26是示出一例鎖存器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖27是示出一例輸出緩存器73的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖28是象素陣列部1的一個象素的詳細(xì)電路圖。
圖29是玻璃基片31上一個象素的布局圖。
圖30是本實施形態(tài)的顯示裝置的動作說明圖。
圖31是模式m1的動作定時圖。
圖32是模式m2、m3的動作定時圖。
圖33是模式m4、m5的動作定時圖。
圖34是塊劃分說明圖。
圖35是示出一例圖18的控制IC55進(jìn)行的處理動作的框圖。
圖36是示出攝像時間與平均灰度的關(guān)系的圖。
圖37是示出一例步驟S7中得到的圖像數(shù)據(jù)的圖。
圖38是平均灰度增量說明圖。
圖39是示出一例本實施形態(tài)攝像結(jié)果的圖。
圖40是示出一例第2實施形態(tài)中各塊的顯示亮度的圖。
圖41是示意第2實施形態(tài)中相鄰4個塊的攝像圖像的圖。
圖42是示出在與圖4時相同的條件下進(jìn)行攝像時的第3實施形態(tài)處理結(jié)果的圖。
圖43是示意第3實施形態(tài)中相鄰4個塊的攝像圖像的圖。
圖44是示出本發(fā)明顯示裝置第4實施形態(tài)概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖45是示出一例基準(zhǔn)圖案存放部存放的基準(zhǔn)圖案的圖。
圖46是示出本實施形態(tài)的控制IC55進(jìn)行的處理動作的框圖。
圖47是示出一例攝像對象的圖。
圖48是示出一例攝像結(jié)果的圖。
圖49是示出一例相反圖案的圖。
圖50是示出一例傳感器攝像數(shù)據(jù)的圖。
圖51是示出一例最終攝像結(jié)果的圖。
圖52是詳細(xì)示出象素陣列部3的一部分的框圖。
圖53是詳細(xì)示出一個象素的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖54是與圖53的電路圖對應(yīng)的平面布局圖。
圖55是顯示裝置第6實施形態(tài)中一個象素的平面布局圖。
圖56是詳細(xì)示出圖52的一部分的電路圖。
圖57是示出檢測電路91的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖58A是鎖存器詳細(xì)電路圖，圖58B是移位寄存器詳細(xì)電路圖。
圖59是示出放大器變換例的電路圖。
圖60是從移位寄存器95傳送到CPU的圖像數(shù)據(jù)的動作定時圖。
圖61是示出可降低移位寄存器95的工作頻率的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖62是第1移位寄存器部95a、第2移位寄存器95部和P/S變換電路96的輸出定時圖。
圖63是示出圖61的電路的變換例的框圖。
圖64是示出鎖存器加移位寄存器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖65是在陣列基片外部進(jìn)行排列變換時移位寄存器95后級側(cè)的框圖。
圖66A是P/S變換電路的框圖，圖66B是S/P變換電路的框圖。
圖67是示出D鎖存器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖68是圖65的電路的定時圖。
圖69是提取第1實施形態(tài)的特征部分而組成的顯示裝置的框圖。
圖70是圖69的變換例的顯示裝置框圖。
圖71是圖70的變換例的顯示裝置框圖。
具體實施形態(tài)下面，參照附圖具體說明本發(fā)明的顯示裝置。
圖1是本發(fā)明顯示裝置第1實施形態(tài)的概略組成圖，具有圖像取入功能。圖1的顯示裝置用玻璃基片31和半導(dǎo)體基片32構(gòu)成。玻璃基片31上設(shè)置排列信號線和掃描線的象素陣列部1、驅(qū)動信號線的信號線驅(qū)動電路2、驅(qū)動掃描線路掃描線驅(qū)動電路3和取入圖像并加以輸出的檢測輸出電路4。這些電路利用例如多晶硅TFT形成。信號線驅(qū)動電路2具有圖中未示出的D/A變換電路，將數(shù)字象素數(shù)據(jù)變換成適合驅(qū)動顯示元件的模擬電壓。D/A變換電路可用公知的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體基片32上安裝進(jìn)行顯示控制和圖像取入控制的邏輯IC33。玻璃基片31與半導(dǎo)體基片32通過例如FPC進(jìn)行各種信號的收發(fā)。
圖2是示出象素陣列部1的一部分的框圖。圖2的象素陣列部1具有在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的象素TFT11、連接在象素TFT11的一端與Cs線之間的液晶電容C1和輔助電容C2、每一象素TFT11各設(shè)置2個的圖像取入用傳感器12a和12b。傳感器12a、12b連接圖中未示出的電源線和控制線。
圖2示出為了提高圖像取入的析像度，每一象素設(shè)置2個傳感器12a、12b的例子，但傳感器的數(shù)量沒有特別限制。
圖3是詳細(xì)示出圖2的一部分的電路圖。如圖3所示，傳感器12a、12b分別具有光電二極管D1、D2和傳感器切換用晶體管Q1、Q2。光電二極管D1、D2輸出與感光的光量對應(yīng)的電信號。傳感器切換用晶體管Q1、Q2交替選擇1個象素內(nèi)的多個光電二極管D1、D2中的某一個。
各象素具有2個傳感器12a和12b、同一象素內(nèi)的2個傳感器12a和12b共用的電容器C3、對檢測線輸出與電容器C3積存的電荷對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)的緩存器(BUF)13、進(jìn)行對緩存器13的寫入控制的晶體管Q3以及使緩存器13和電容器C3初始化的復(fù)位用晶體管Q4。
緩存器13由靜態(tài)RAM(SRAM)組成，例如，如圖4所示，具有串聯(lián)的2個反相器IV1和IV2、配置在后級反相器IV2的輸出端子與前級反相器IV1的輸入端子之間的晶體管Q3和連接后級反相器輸出端子的輸出用晶體管Q6。
信號SPOLB為高電平時，晶體管Q5導(dǎo)通，2個反相器IV1、IV2進(jìn)行保持動作。信號OUTi為高電平時，在檢測線輸出保持的數(shù)據(jù)。
本實施形態(tài)的顯示裝置能進(jìn)行通常的顯示動作，還能進(jìn)行與掃描器相同的圖像取入。進(jìn)行通常的顯示動作時，將晶體管Q3設(shè)定為阻斷狀態(tài)，使緩存器13不存放有效數(shù)據(jù)。這時，給信號線提供來自信號線驅(qū)動電路2的信號線電壓，進(jìn)行與該信號線電壓相應(yīng)的顯示。
另一方面，進(jìn)行圖像寫入時，如圖5所示，陣列基片21的上表面?zhèn)扰渲脠D像取入對象物(例如紙張)22，使來自背后照明23的光通過對置基片24和陣列基片21照射到紙張22。紙張22反射的光由陣列基片21上的傳感器12a、12b接收，以進(jìn)行圖像取入。這時用于圖像取入的動作不影響顯示。
如圖3所示，取入的圖像數(shù)據(jù)存入緩存器13后，通過檢測線送到圖1所示的邏輯IC33。該邏輯IC33接收本實施形態(tài)的顯示裝置輸出的數(shù)字信號，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)排列變換和去除數(shù)據(jù)中的噪聲等運算處理。
圖6是示出圖1所示邏輯I采33的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖6所示，邏輯IC33具有進(jìn)行對象素陣列部1的顯示控制的顯示控制部41、進(jìn)行傳感器12a和12b的圖像取入控制的圖像取入控制部42、對整個邏輯IC33進(jìn)行控制的CPU43和CPU43用于作業(yè)的主存儲器44。
圖像取入控制部42具有暫時存放圖3中檢測線上的攝像數(shù)據(jù)的緩存器45和產(chǎn)生圖像取入用的控制信號的控制信號產(chǎn)生電路46。CPU43根據(jù)緩存器45存放的攝像數(shù)據(jù)進(jìn)行取入圖像的圖像處理，并產(chǎn)生顯示用的圖像數(shù)據(jù)。
顯示控制部41具有暫時存放CPU43產(chǎn)生的顯示用圖像數(shù)據(jù)的緩存器47和產(chǎn)生控制圖1中信號線驅(qū)動電路2和掃描線驅(qū)動電路3的動作定時的控制信號的控制信號產(chǎn)生電路48。
進(jìn)行圖像取入時，在各象素的電容器43預(yù)先積存初始電荷，使其成為高于SRAM的首級反相器門限值電壓的電位。傳感器12a、12b取入很白的圖像時，從紙張的反射光使傳感器12a、12b中流通電流，相應(yīng)的電容器C3的電荷對該傳感器12a、12b放電，造成電容器C32兩端的電壓降低。反之，傳感器12a、12b取入很黑的圖像時，該傳感器中不流通很多電流，電容器C3兩端的電壓幾乎沒有變化。
因此，通過檢測電容器C3兩端的電壓，能判斷取入圖像的濃淡。本實施形態(tài)將電容器C3兩端的電壓暫時存入緩存器13。該緩存器13在電容器C3兩端的電壓為SRAM首級反相器門限值電壓以上時，判斷為“1”(高電平)；不到該門限值，則判斷為“0”(低電平)。
然而，傳感器12a、12b的光泄漏電流波動大且微弱，因而電容器C3兩端的電壓容易產(chǎn)生波動。此外，組成SRAM的晶體管的門限值電壓也波動，因而即使取入相同的圖像，也根據(jù)情況，判斷為“1”，或判斷為“0”。這樣的波動呈現(xiàn)為取入圖像的噪聲。與市售掃描器等慣用的在硅晶片上形成的光電變換元件的電流波動相比，顯示裝置的陣列基片用的玻璃基片等絕緣基片上形成的光電變換元件電流波動大。后者面積大，處理溫度低(受基片耐熱溫度限制)，因而其形成難以均勻。因此，需要與某種形式配備顯示裝置特有的波動的補償裝置。希望能再現(xiàn)攝像對象的微妙灰度，但因上述波動而受阻。下面說明傳感器電路用特性波動大的晶體管和存在泄漏電流波動的光電變換元件組成，同時能減少噪聲或再現(xiàn)灰度顯示的裝置和結(jié)構(gòu)。
圖6所示的CPU43改變傳感器12a、12b的攝像條件，多次進(jìn)行圖像取入，并且根據(jù)這些多次圖像取入的結(jié)果產(chǎn)生最終的取入圖像數(shù)據(jù)。具體而言，如圖7所示，使對電容器C3施加的電壓Vprc變化4次，并把對電容器C3施加各種電壓Vprc的狀態(tài)下分別進(jìn)行圖像取入的控制信號供給玻璃基片。又進(jìn)行玻璃基片所輸出圖像取入結(jié)果的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的運算處理。輸入到玻璃基片的信號(數(shù)字圖像數(shù)據(jù)、控制時鐘、控制信號)和從玻璃基片輸出的信號都是數(shù)字信號(基于攝像結(jié)果的數(shù)字信號)，因而能在1塊芯片上方便地形成圖6所示的顯示控制部41和圖像取入控制部42。假設(shè)玻璃基片上沒有D/A變換電路，則顯示控制部41需要放大電路(模擬電路)，難以單片化，但本實施形態(tài)不耗費成本就能單片化。
隨著近年半導(dǎo)體制造工藝微細(xì)化的進(jìn)步和集成度的提高，能方便地使圖6的CPU43和主存儲器44與顯示控制部41和圖像取入控制部42一起單片化。
圖8是示出一例CPU43的處理動作的流程圖。首先，CPU在每一象素設(shè)置的圖3的電容器C3的一端施加電壓Vprc＝3.5V(比較接近SRAM首級反相器門限值的值。反相器的門限值以電源電壓(5V)之半的2.5V為中心產(chǎn)生波動。)，使該電容器C3積存初始電荷(步驟S1)。
接著，進(jìn)行第1次圖像取入(步驟S2)。這時，讀取圖像的白部或接近白的灰部的流過傳感器12a、12b的電流，使電容器C3的初始電荷放電，電容器C3兩端的電壓降低。反之，讀取圖像黑部分的傳感器12a、12b不流通電流，電容器C3兩端的電壓幾乎無變化。
步驟S2中，電容器C3兩端的電壓高于SRAM首級反相器門限值電壓時，判斷為該象素黑。即，步驟S2首先在取入圖像中僅提取黑色的部分，將提取的象素確定為黑色的象素值，而其他象素作為白色的象素值后，存放到主存儲器44(步驟S3)。由于電容器C3的預(yù)充電電壓取為比較接近SRAM首級反相器門限值電壓的電壓，與傳感器部對置的圖像部分有些較白，就產(chǎn)生少量泄漏電流，使電容器C3的電位低于SRAM首級反相器門限值電壓的概率提高。反過來講，此狀態(tài)下，C3的電壓連續(xù)保持高于反相器門限值電壓不變，就可相當(dāng)于將對應(yīng)的圖像部分首先無差別地判斷為黑。
例如，圖9是取入名片(白底黑字)的圖像的例子，圖9的(a)示出步驟S1～S3中得到的取入圖像。在步驟S3僅將很黑的象素檢測為黑，因而如圖9的(a)那樣，得到的圖像總體上很白且多少擦掉字符。
接著，在電容器C3的一端施加電壓Vprc＝4V，使該電容器C3積存初始電荷(步驟S4)，進(jìn)行第2次圖像取入(步驟S5)。這時，就連比第1次略為較白的部分，也有可能判斷為黑。
第2次圖像取入結(jié)束時，提取第1次為白色且第2次判斷為黑色象素，計算所提取象素周圍8個象素的第1次象素值的平均值，并將該平均值作為所提取象素的象素值(步驟S6)。
圖9的(b)示出步驟S4～S6中得到的取入圖像。將比圖9的(a)略為較白的圖像也判斷為黑，因而得到比圖9的(a)總體上較黑的圖像。
此步驟S6中，例如設(shè)圖10斜線部所示的象素是提取象素，則將其周圍8個象素的象素值G1～G8的平均值(G1+...+G8)/2作為提取象素的象素值。如果G1～G8全白，象素值為白，如果G1～G8各有若干白、黑，則象素值為中間灰度。
接著，在電容器C3的一端施加電壓Vprc＝4.5V，使該電容器C3積存初始電荷(步驟S7)，進(jìn)行第3次圖像取入(步驟S8)。這時，就連比第2次略為較白的象素，也有可能判斷為黑。
圖9的(C)示出步驟S7～S9中得到的取入圖像。將比圖9的(b)略為較白的圖像也判斷為黑，因而得到比圖9的(b)總體上較黑的圖像。
第3次圖像取入結(jié)束時，提取第2次為白色且第3次判斷為黑色的象素，計算所提取象素周圍8個象素的第1次象素值的平均值，將該平均值作為所提取象素的象素值(步驟S9)。
接著，在電容器C3的一端施加電壓Vprc＝5V，使該電容器C3積存初始電荷(步驟S10)，進(jìn)行第4次圖像取入(步驟S11)。這時，就連比第3次略為較白的象素，也有可能判斷為黑。
圖9的(d)示出步驟S10～S12中得到的取入圖像。將比圖9的(c)略為較白的圖像也判斷為黑，因而得到比圖9的(c)總體上較黑的圖像。
第4次圖像取入結(jié)束時，提取第3次為白色且第4次判斷為黑色的象素，計算所提取象素周圍8個象素的第1次象素值的平均值，將該平均值作為所提取象素的象素值(步驟S12)。
作為進(jìn)行步驟S12的處理的結(jié)果得到的圖像為圖11所示的圖像，顯然連中間灰度也能表現(xiàn)，而且能去除噪聲。
圖12示出一例含字符“T”的圖像，圖13示出進(jìn)行圖12中虛線行的圖像取入的結(jié)果。如圖中所示，第1次圖像取入時，僅象素P7為“H”(高電平)。因此，該時刻僅將象素P7判為黑色，并且給象素P7分配黑色的象素值。
接著，進(jìn)行第2次圖像取入時，象素P9重新為“H”。因此，將其周圍8個象素在上次的象素值(這時全為白色象素值)的平均值作為象素P9的象素值。
接著，進(jìn)行第3次圖像取入時，象素P4重新為“H”。因此，將其周圍8個象素在上次的象素值(這時全為白色象素值)的平均值作為象素P4的象素值。
接著，進(jìn)行第4次象素取入時，全部象素P1～P15為“H”。因此，剩下的全部象素P1～P3、P5、P6、P8、P9、P11～P15根據(jù)其周圍8個象素在上次的象素值的平均值決定象素值。
用這種方法對圖12的全部行進(jìn)行圖8的處理，則最后得到圖14那樣的圖像。查看圖14可知，能去除圖像取入時的噪聲，同時連中間灰度也能再現(xiàn)。根據(jù)多個2值圖像合成多灰度圖像的方法可作各種變換。
本實施形態(tài)中，如圖8的流程圖所示，改變攝像條件并進(jìn)行多次圖像取入(次數(shù)越多，圖像再現(xiàn)精度越高)，并且根據(jù)各次圖像取入結(jié)果決定最終的取入圖像，因而需要存儲各次的圖像取入結(jié)果。例如，如圖15所示，在主存儲器44存放各次圖像取入結(jié)果，則所需存儲器容量大?？紤]用于強弱要求整機小型化的便攜電話等小型信息終端時，希望用有限的計算資源能完成的運算處理。作為計算資源的例子，可舉出用于保持CPU43進(jìn)行計算用的數(shù)據(jù)的存儲器。
因此，本實施形態(tài)在圖像取入控制部42內(nèi)設(shè)置緩存器45，在該緩存器45預(yù)先存放1次的圖像取入結(jié)果，并將該結(jié)果傳送到主存儲器44。CPU43按照圖8的流程圖利用主存儲器44的數(shù)據(jù)進(jìn)行1次的處理，并將該處理結(jié)果存放到主存儲器44的其他存儲區(qū)。該期間，緩存器45存放下次的圖像取入結(jié)果。此后，重復(fù)同樣的動作，從而取得最終的取入圖像。
這時，如圖16所示，主存儲器44僅存放1次的圖像取入結(jié)果，因而能減小主存儲器44的容量。
這樣，本實施形態(tài)根據(jù)改變攝像條件進(jìn)行多次圖像取入的結(jié)果，決定最終的取入圖像，因而不受傳感器12a、12b的特性波動和SRAM門限值電壓波動等的影響，而能進(jìn)行特性取入，取得噪聲小且連中間灰度也能再現(xiàn)的圖像。
上述實施形態(tài)中，作為多個攝像條件，說明了改變加給電容器C3的電壓的例子，但也可每一攝像條件改變進(jìn)行圖像取入的時間，以代替改變加給電容器C3的電壓?；蛘撸部筛淖円壕У耐干渎?。圖9示出條件變化的具體例，但也可以是含義方面相同的變換。
還可以改變加給電容器C3的電壓，同時使進(jìn)行圖像取入的時間變化。這時，能進(jìn)一步增多攝像條件的數(shù)量。
圖69是匯集以上所說明實施形態(tài)1的特征部分的顯示裝置的框圖。如圖69所示，絕緣基片上設(shè)置對各象素使傳感器的值2值化的象素陣列部1、信號線驅(qū)動電路2、掃描線驅(qū)動電路3和輸出從象素輸出的2值化數(shù)據(jù)的串行輸出電路103。象素陣列部1的每一象素設(shè)置象素顯示保持電路102和2值化輸出電路103。絕緣基片外部的邏輯IC設(shè)置指示讀取多種條件下的圖像的圖像讀取指示部104和根據(jù)多個2值圖像合成多灰度圖像的多灰度圖像合成部105。
通過采用這種結(jié)構(gòu)，即使傳感器輸出和TFT特性方面波動較大時，也能讀取良好的多灰度圖像。
再者，無保持象素顯示的電路，則傳感器進(jìn)行讀取/輸出動作時，顯示亮度異常變化，照射到攝像對象物的光量異常波動，最后得到的多灰度圖像呈現(xiàn)異常色斑。此外，二值化具有信號放大效果，因而即使顯示裝置那樣畫面面積大而布線驅(qū)動負(fù)載大的裝置，也能將象素信號可靠地傳到邊框部。
進(jìn)一步添加從多灰度圖像去除色斑用的一般圖像處理部也有效。
實施形態(tài)2攝像對象的濃淡未必相同，其黑色密度因場所而異。例如，用傳感器拍攝圖17(a)的“東芝松下ディスプレ?！钡淖址麜r，得到圖17(b)那樣的攝像結(jié)果。如圖中所示，“東”字比其他字黑色密度高，因而黑掉。反之，“レ”和“ィ”則黑的密度低，其字劃接近幾乎消失。
這樣黑密度高的字符黑掉，是因為周圍白色紙張/玻璃基片界面等上的多重反射光難以入射。反之，黑色密度低的字符線條接近消失，是因為多重反射光入射得多，使黑線寬度變細(xì)。
因此，以下說明的實施形態(tài)2，其特征是以顧及拍攝對象的部分黑密度波動的方式進(jìn)行圖像取入。這時，與單純的傳感器陣列不同，積極利用將其與顯示裝置綜合為一體，通過調(diào)整各象素的亮度補償傳感器等的特性波動。
圖18是示出本發(fā)明顯示裝置實施形態(tài)2的總體結(jié)構(gòu)的框圖。圖28的顯示裝置具有形成象素陣列部1和部分驅(qū)動電路的玻璃基片31以及用柔性纜線(FPC)51連接到該玻璃基片31的控制電路板52。
玻璃基片31上形成排列象素TFT11和圖像讀取用傳感器12的象素陣列部1、驅(qū)動信號線的信號線驅(qū)動電路2、驅(qū)動掃描線的掃描線驅(qū)動電路3、控制傳感器12的傳感器控制電路53和輸出傳感器12的攝像結(jié)果的信號處理輸出電路54。玻璃基片31上的各電路利用例如多晶硅TFT形成。
控制電路板52上安裝控制玻璃基片31上各電路的控制IC55、存儲圖像數(shù)據(jù)等的存儲器56以及輸出玻璃基片31和控制電路板52中使用的各種直流電壓的電源電路57。可與控制IC55分開另行設(shè)置CPU，可將存儲器56和電源電路57與控制IC55綜合為一體，還可在控制電路板52上安裝分立部件。
圖19是示出玻璃基片31上的信號線驅(qū)動電路2、掃描線驅(qū)動電路3、傳感器控制電路53和信號處理輸出電路54與控制電路板52上的控制IC55和存儲器56的連接關(guān)系的框圖。
如圖中所示，控制IC55內(nèi)置顯示控制部41、圖像取入控制部42和CPU。顯示控制部41對信號線驅(qū)動電路2和掃描線驅(qū)動電路3發(fā)送數(shù)字象素數(shù)據(jù)和同步信號、時鐘信號等控制信號。圖像取入控制部42對傳感器控制電路53和信號處理輸出電路54發(fā)送控制信號，并且接收來自信號處理輸出電路54的攝像數(shù)據(jù)和根據(jù)需要指明攝像數(shù)據(jù)位置用的同步信號。顯示控制部41的內(nèi)部設(shè)置緩存器47和控制信號產(chǎn)生電路48，圖像取入控制部42的內(nèi)部也設(shè)置緩存器45和控制信號產(chǎn)生電路46。
圖20是示出玻璃基片31詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。本實施形態(tài)的象素陣列部1具有水平方向320象素×垂直方向240象素的顯示析像度。象素在水平方向劃分成紅、藍(lán)、綠的部分，分別設(shè)置信號線。信號線的總數(shù)為320×3＝960條，掃描線的總數(shù)為240條。
掃描線驅(qū)動電路3具有240級的移位寄存器61、SHUT(誤動防止電路)62、電平移位器63、多路開關(guān)選擇器(MUX電路)64和緩存器65。
信號處理輸出電路54具有960個預(yù)充電電路66、3個選擇譯碼器67、320級移位寄存器68和8個輸出緩存器69。
圖21是示出掃描線驅(qū)動電路3詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。圖21中的特征部分是電平移位器63的后級設(shè)置MUX電路64。該電路64切換逐行使掃描線導(dǎo)通或使全部掃描線同時導(dǎo)通。全部掃描線同時導(dǎo)通是為了在存放傳感器12的攝像結(jié)果的電容器C3積存初始電荷。
通過這樣設(shè)置MUX電路64，不需要專用TFT切換是否在電容器C3積存初始電荷，因而能減小電路規(guī)模。
圖22是示出信號處理輸出電路54詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。圖22的信號處理輸出電路54具有輸出同步信號的同步信號產(chǎn)生電路71，將120條信號線供給的攝像數(shù)據(jù)變換成一串的串行數(shù)據(jù)的8個P/S變換電路72、對各P/S變換電路72輸出的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的輸出緩存器73和檢測出攝像數(shù)據(jù)平均灰度的計數(shù)器74。這里，“平均灰度”是指在多個象素上對輸出數(shù)據(jù)的灰度取平均的灰度。最后要組成256級灰度的圖像時，在10個象素中5個象素為白的數(shù)據(jù)，其余5個象素為黑的數(shù)據(jù)的情況下，平均灰度為256(級)×5(象素)/10(象素)＝128(級)。
圖23是示出同步信號產(chǎn)生電路71詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。圖23的該電路71具有NAND(與非)門75和時鐘控制的D型F/F(觸發(fā)器)76。D型F/F76的后級連接輸出緩存器73。僅用絕緣基片上形成的NAND門等的組合電路，因TFT特性波動而相對于輸出數(shù)據(jù)的相位波動變大，往往不能起同步信號的作用。因此，最好如圖23那樣，設(shè)置利用絕緣基片上的時鐘進(jìn)行控制的D型F/F，使與絕緣基片上的時鐘的相位差減小。
圖24是示出P/S變換電路72詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。圖24的該電路72具有3個輸入和1個輸出的譯碼器77、鎖存器78和40級移位寄存器79。譯碼器77用圖25那樣的電路組成。鎖存器78用圖26那樣的電路組成。通過共用移位寄存器61控制中用的時鐘和圖23D型F/F控制中用的時鐘，能減小數(shù)據(jù)與同步信號的相位差。
圖27是示出輸出緩存器73詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。如圖中所示，級聯(lián)多個緩存器(反相器)80而構(gòu)成該緩存器73。越后級的緩存器，組成各反相器的TFT的溝道寬度越大，以確保需要的外部負(fù)載(柔性纜線(FPC)51等)驅(qū)動力。
圖28是象素陣列部1中1個象素的詳細(xì)電路圖，圖29是玻璃基片31上1個象素的布局圖。如圖28所示，1個象素由RGB的3個副象素81r、81g和81b組成，各副象素具有象素TFT11、控制是否在輔助電容Cs積存電荷的顯示控制TFT82、圖像取入傳感器12、存放傳感器12的攝像結(jié)果的電容器C3、存放與電容器C3積存的電荷對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)的SRAM83、使電容器C3積存初始電荷用的初始化用TFT84和保持SRAM83的數(shù)據(jù)用的TFT85。這里，利用根據(jù)輔助電容Cs積存的電荷決定的象素電極電位與對置基片上形成的公共電極電位的差，控制各象素的亮度。
進(jìn)行電容器C3的初始化時，使象素TFT11和初始化用TFT84導(dǎo)通。將設(shè)定顯示元件亮度用的模擬電壓(模擬象素數(shù)據(jù))寫入輔助電容Cs時，使象素TFT11和顯示控制TFT82導(dǎo)通。進(jìn)行SRAM83的數(shù)據(jù)保持(刷新)時，使初始化用TFT84和數(shù)據(jù)保持用TFT84導(dǎo)通。對信號線供給SRAM83存放的攝像數(shù)據(jù)時，使象素TFT11和數(shù)據(jù)保持用TFT85導(dǎo)通。
圖30是說明本實施形態(tài)顯示裝置動作的圖。進(jìn)行通常的顯示時，進(jìn)行模式m1的動作。另一方面，進(jìn)行傳感器12的圖像取入時，首先進(jìn)行模式m1的動作，以將全部象素的亮度設(shè)定為規(guī)定值。其次，按模式m2進(jìn)行全部象素的電容器C3預(yù)充電(積存初始電荷)。又次，按模式m3進(jìn)行1個畫面份額的紅色分量象素取入。再之，按模式m4進(jìn)行1個畫面份額的綠色分量圖像取入。最后，按模式m5進(jìn)行1個畫面份額的藍(lán)色分量圖像取入。
圖31～圖33是模式m1～m5的動作定時圖。下面，用這些圖依次說明m1～m5的動作定時。
模式m1中，如圖31的時刻t1～t2所示，掃描線驅(qū)動電路3依次驅(qū)動掃描線，并且配合該定時，信號線驅(qū)動電路2對各水平行將模擬象素數(shù)據(jù)供給信號線。進(jìn)行象素顯示。利用公知的D/A變換電路變換控制IC55輸出的數(shù)字象素數(shù)據(jù)，以取得模擬象素數(shù)據(jù)。利用公知技術(shù)(參考特開2000-305535公報)在玻璃基片上作為信號線驅(qū)動電路，以薄膜方式形成D/A變換電路。
模式m2中，如圖32的時刻t3所示，掃描線驅(qū)動電路3按相同的定時驅(qū)動全部掃描線。在全部象素的傳感器電容C3積存預(yù)充電電壓(5V)。在時刻t4，初始化用TFT84和數(shù)據(jù)保持用TFT85同時導(dǎo)通，SRAM83進(jìn)行刷新動作。時刻t3至?xí)r刻t4期間，即使傳感器電容C3的預(yù)充電未完成，SRAM83的刷新動作也使全部傳感器電容C3的預(yù)充電電壓全為SRAM的電源電壓。
模式m3中，如圖32的時刻t5～t6所示，對各水平行將紅色分量的攝像數(shù)據(jù)供給信號線。供給各信號線的紅色分量攝像數(shù)據(jù)用圖22所示的P/S變換電路72變換成串行數(shù)據(jù)后，在8條數(shù)據(jù)線上輸出到外部。
模式m4中，如圖33的時刻t7所示，對各水平行將綠色攝像數(shù)據(jù)供給信號線。
模式m5中，如圖33的時刻t8所示，對各水平行將藍(lán)色攝像數(shù)據(jù)供給信號線。
圖18的控制IC55如圖34所示，將320象素×240象素的顯示區(qū)劃分成40象素×30象素組成的塊單元(形成水平方向8塊×垂直方向8塊)，并且以各塊分別設(shè)定顯示亮度的狀態(tài)進(jìn)行傳感器12的攝像。這是本發(fā)明的1個特征。與已有的CMOS圖像傳感器不同，不是僅簡單地形成傳感器，而是攝像時積極有效利用各象素的亮度控制裝置，以補償傳感器和TFT特性方面中的波動，從而能謀求象素畫面質(zhì)量高(確保均勻性等)。
圖35是示出一例圖38的控制IC55進(jìn)行的處理動作的流程圖。首先，一面進(jìn)行各塊的象素顯示，使各塊為規(guī)定的基準(zhǔn)亮度(例如最大亮度的80％)，一面改變攝像時間，進(jìn)行多次攝像(步驟S21)。這里，在10msec～50msec的范圍內(nèi)，以5msec為單位切換攝像時間，進(jìn)行9次攝像(試攝像)。
接著，根據(jù)試攝像結(jié)果(利用攝像時間對平均灰度的曲線上的插補)，對各塊求出塊內(nèi)平均灰度為大致中值(256級灰度時128級灰度的值)的攝像時間t(m、n)(步驟S22)。t(m、n)根據(jù)傳感器泄漏電流波動、TFT特性波動、攝像對象的光反射特性、攝像對象的彩色、圖形和字符等的線密度分布等，作種種變化。
如圖36所示，改變攝像時間，使平均灰度變化大，因而上述步驟S22中對每一塊求最佳攝像時間。
這里，對表示攝像結(jié)果的串行數(shù)據(jù)包含的“0”(低電平)或“1”(高電平)進(jìn)行計數(shù)，并根據(jù)該計數(shù)結(jié)果，檢測出各塊的平均灰度。
接著，每塊判斷求出的攝像時間t(m、n)是否未達(dá)到基準(zhǔn)時間(例如30msec)(步驟S23)。未達(dá)到基準(zhǔn)時間的塊，使其顯示亮度Y低于基準(zhǔn)亮度(例如最大亮度的80％)(步驟S24)，而基準(zhǔn)時間以上的塊，使其顯示亮度Y為基準(zhǔn)亮度以上(步驟S25)。即，用顯示元件的亮度(照射到攝像對象的光量)補償最佳攝像時間的波動。這種補償方法不是已有CMOS圖像傳感器技術(shù)的延伸。每塊改變攝像時間，控制復(fù)雜，不實用。
具體而言，例如根據(jù)以下的式(1)，設(shè)定各塊的顯示亮度Y。其中m表示行，n表示列。
Y(m,n)=80%·t(m,n)30---(1)]]>式(1)的計算結(jié)果超過100％時，Y(m、n)＝100％。式(1)為例子，應(yīng)根據(jù)顯示元件的特性、傳感器的特性、攝像對象的特性作變換。關(guān)鍵在于用顯示亮度補償面內(nèi)最佳攝像時間的波動即可。
接著，以例如0.5msec的檔改變攝像時間，同時在攝像時間10msec～50msec的范圍內(nèi)進(jìn)行50張攝像(步驟S26；主攝像)。
接著，計算80張攝像的平均值后，取得最后的攝像數(shù)據(jù)(步驟S27)。例如圖37示出一例在步驟S27得到的攝像數(shù)據(jù)。這時，不是以相同的間隔改變攝像時間進(jìn)行攝像，而是如圖37和圖38所示，進(jìn)行加權(quán)，使30msec附近的攝像進(jìn)行得多些等，即使例如用次數(shù)少于81張的攝像結(jié)果計算平均值也可。能縮短總處理時間。或者，在計算平均值時，也可對各攝像結(jié)果進(jìn)行加權(quán)。
通過進(jìn)行圖35那樣的處理，如圖34所示，即使攝像對象存在黑密度波動，也能如圖39所示得到無局部黑掉和無擦除的良好攝像結(jié)果。
這樣，實施形態(tài)2中，事先調(diào)查攝像對象的黑密度(利用試攝像)，在以塊為單位設(shè)定適合攝像對象的顯示亮度的狀態(tài)下，進(jìn)行傳感器20的攝像，因而能得到不存在局部黑掉或擦除的、圖像質(zhì)量均勻的攝像圖像。
本實施形態(tài)說明了攝像對象黑密度分布偏重引起的攝像結(jié)果黑掉的解決方法，但作為傳感器泄漏電流偏大和TFT特性波動偏大等引起的攝像結(jié)果圖像質(zhì)量劣化的解決裝置，也有同樣的效果。
可按下列步驟進(jìn)行試攝像后的主攝像動作。
(R1)進(jìn)行圖30的模式m1，使液晶顯示為全面紅顯示。但是，根據(jù)試攝像使各塊改變灰度。
(R2)進(jìn)行模式m2，對全部傳感器電容進(jìn)行預(yù)充電。
(R3)進(jìn)行模式m3、m4、m5，輸出紅信號線、綠信號線和藍(lán)信號線所屬象素的攝像數(shù)據(jù)。
(G1)進(jìn)行模式m1，使液晶顯示為全面綠顯示。但是，根據(jù)試攝像使各塊改變灰度。
(G2)進(jìn)行模式m2，對全部傳感器電容進(jìn)行預(yù)充電。
(G3)進(jìn)行模式m3、m4、m5，輸出紅信號線、綠信號線和藍(lán)信號線所屬象素的攝像數(shù)據(jù)。
(B1)進(jìn)行模式m1，使液晶顯示為全面藍(lán)顯示。但是，根據(jù)試攝像使各塊改變灰度。
(B2)進(jìn)行模式m2，對全部傳感器電容進(jìn)行預(yù)充電。
(B3)進(jìn)行模式m3、m4、m5，輸出紅信號線、綠信號線和藍(lán)信號線所屬象素的攝像數(shù)據(jù)。
乍看，將顯示作為全紅進(jìn)行攝像時，容易深信綠象素和藍(lán)象素的傳感器數(shù)據(jù)無意義，但并非如此。尤其在光源(液晶層背面設(shè)置的背后照明)的光是擴(kuò)散光，從各種角度對攝像面照射光的情況下，而且如圖5那樣在液晶單元觀察面?zhèn)扰渲脗鞲衅麝嚵械慕Y(jié)構(gòu)時，該數(shù)據(jù)有意義。與已有的接觸型CMOS圖像傳感器不同，傳感器不能與攝像對象接觸，離開d(玻璃基片厚度+偏振片等的光學(xué)膜厚度)的程度(0.2mm至0.7mm)。背后照明光確實僅從紅象素發(fā)出，但攝像對象上的反射光適當(dāng)擴(kuò)散。擴(kuò)散范圍為d的程度，象素間距等于或小于d的程度。因此，綠象素和藍(lán)象素的傳感器上也入射基于攝像對象的光。利用進(jìn)行上述(R1)～(B3)的處理，從水平方向能得到高析像度。其后，一面改變攝像時間，一面多次重復(fù)上述處理后，進(jìn)行平均處理。這部分與已經(jīng)詳述的實施形態(tài)相同，因而省略。
試攝像中，結(jié)局著眼于知道各塊的平均灰度就滿足，則試攝像中也可做成每塊僅輸出計數(shù)器的平均灰度計數(shù)結(jié)果?？赏Ｖ?個數(shù)據(jù)輸出電路，節(jié)省驅(qū)動外部負(fù)載用的耗電。
本實施形態(tài)在象素內(nèi)設(shè)置SRAM。(1)對傳感器的微弱電流進(jìn)行放大，并且(2)在輸出攝像后的數(shù)據(jù)前的期間保持?jǐn)?shù)據(jù)，但不限于SRAM。也可(1)放大源跟隨器中的電流。輸出攝像后的數(shù)據(jù)前的期間因泄漏等而不能連續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)時，可準(zhǔn)備攝像后輸出數(shù)據(jù)的控制電路和序列。關(guān)鍵在于具有輸出2值化后的數(shù)據(jù)的裝置。
說明了劃分顯示畫面并對每一塊調(diào)整攝像時的顯示亮度的例子，但畫面對角尺寸較小的顯示裝置(2英寸程度以下適合便攜電話等)或傳感器和TFT特性在片內(nèi)的波動小等情況下，不劃分畫面(劃分?jǐn)?shù)＝1)也可用。這時，可進(jìn)行如下，不再劃分試攝像和主攝像。
即，(1)首先使攝像時間為t0＝10msec(任何攝像對象都幾乎不在傳感器產(chǎn)生光泄漏而取得黑掉的畫面的時間)，進(jìn)行初始攝像數(shù)據(jù)輸出和平均灰度計數(shù)。在控制IC55等的存儲器保持初始攝像數(shù)據(jù)。
(2)使t＝t0+Δt(例如Δt＝0.5msec)，進(jìn)行第2次攝像，并進(jìn)行平均灰度計數(shù)。
(3)平均灰度未達(dá)到規(guī)定值，則不輸出攝像數(shù)據(jù)，使攝像時間為t＝t0+2Δt，進(jìn)行攝像和平均灰度計數(shù)。
(4)計數(shù)結(jié)果為規(guī)定值以上，則輸出攝像數(shù)據(jù)，在控制IC55等的存儲器中進(jìn)行相加。
(5)適當(dāng)增加攝像時間t，同時重復(fù)(2)～(4)，直到平均灰度等于256級的程度。
可認(rèn)為利用上述(1)～(5)在存儲器上完成的圖像與上述實施形態(tài)中得到的圖像同樣攝像結(jié)果質(zhì)量高。而且，圖像運算用的存儲器只需要1幀的程度。在節(jié)省硬件資源的便攜電話中尤其有效。
實施形態(tài)3實施形態(tài)2的情況下，由于每塊設(shè)定顯示亮度，根據(jù)情況，有時會相鄰塊之間顯示亮度顯著不同。
圖40是示出一例實施形態(tài)2中各塊顯示亮度的圖，橫軸表示塊的位置，縱軸顯示亮度。為了便于理解，選出特定的1行所述的塊。圖41是示意實施形態(tài)2中相鄰的4塊的攝像圖像。如這些圖所示，相鄰塊間的顯示亮度不連續(xù)變化。因此，相鄰塊上亮度差大，則拍攝白密度大的攝像對象時，可能產(chǎn)生圖41那樣的色斑。例如產(chǎn)生理應(yīng)白底相同，攝像結(jié)果卻能看到每一方格狀塊的白色程度不同。
因此，實施形態(tài)3中，利用與圖35相同的處理對各塊內(nèi)的中央象素設(shè)定顯示亮度，使得從中央象素開始，顯示亮度漸漸變化，相鄰塊的邊界附近不太產(chǎn)生亮度差。
圖42示出在與圖40相同的條件下進(jìn)行攝像時的實施形態(tài)3的處理結(jié)果，圖43示意實施形態(tài)3中相鄰4個塊的攝像圖像。如這些圖所示，相鄰塊之間亮度差變化不大。
這樣，實施形態(tài)3中，使亮度從塊的中央象素往周邊逐漸變化，相鄰塊之間亮度變化不大，因而塊間亮度差而造成的攝像圖像的色斑消失。
實施形態(tài)4實施形態(tài)4將傳感器12的攝像結(jié)果與預(yù)先準(zhǔn)備的基準(zhǔn)圖案進(jìn)行圖案選配。
圖44是示出本發(fā)明顯示裝置實施形態(tài)4的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖44的顯示裝置除圖19的組成部分外，還具有存放多個基準(zhǔn)圖案的基準(zhǔn)圖案存放部86。
圖45是一例基準(zhǔn)圖案存放部存放的基準(zhǔn)圖案。各基準(zhǔn)圖案1a、1b、1c、2a、2b、2c、2d、3a、3b、3c、3d的規(guī)模為8象素×8象素，用黑色示出的部分表示圖案?；鶞?zhǔn)圖案的規(guī)模的種類不限于圖中所示的。
圖46是示出本實施形態(tài)的控制IC55進(jìn)行的處理動作的流程圖。下面假設(shè)用傳感器12拍攝圖47那樣的攝像對象的結(jié)果得到圖48那樣的攝像數(shù)據(jù)，對圖46的流程圖處理動作進(jìn)行說明。
本實施形態(tài)的控制IC55與基準(zhǔn)圖案存放部86存放的全部基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較(步驟S31)。
圖45中各基準(zhǔn)圖案上部標(biāo)注的數(shù)字是與圖48的攝像數(shù)據(jù)不一致的象素數(shù)?？刂艻C55選擇若干不一致象素數(shù)少的基準(zhǔn)圖案(步驟S32)。例如，假設(shè)控制IC55選擇圖45的4個基準(zhǔn)圖案1a、1b、1c、1d。
接著，控制IC55產(chǎn)生使所選基準(zhǔn)圖案的明暗相反的圖案(圖49的相反圖案n1a、n1b、n1c、n1d)(步驟S33)，在象素陣列部1依次顯示該相反圖案，同時重復(fù)進(jìn)行傳感器12的設(shè)想(步驟S34)。這時，僅圖49中的反向圖案n1a、n1b、n1c、n1d的白色部分透光，因而傳感器12的攝像數(shù)據(jù)成為圖50那樣。攝像數(shù)據(jù)r1a對應(yīng)于基準(zhǔn)圖案1a和相反圖案n1a，攝像數(shù)據(jù)rlb對應(yīng)于基準(zhǔn)圖案1b和相反圖案n1b，攝像數(shù)據(jù)r1c對應(yīng)于基準(zhǔn)圖案1c和相反圖案n1c，攝像數(shù)據(jù)r1d對應(yīng)于基準(zhǔn)圖案1d和相反圖案n1d。
接著，從攝像數(shù)據(jù)中選擇若干白色象素數(shù)較少的基準(zhǔn)圖案(步驟S35)。例如，圖50的例子中選擇2個基準(zhǔn)圖案1a、1b。
接著，根據(jù)選擇的基準(zhǔn)圖案取得最后的攝像結(jié)果(步驟S36)。這里，進(jìn)行對選擇的基準(zhǔn)圖案和首次得到的圖像數(shù)據(jù)取平均等，從而得到圖51所示的最后攝像結(jié)果。
這樣，實施形態(tài)4中，預(yù)先準(zhǔn)備多種基準(zhǔn)圖案，將傳感器12的攝像數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)圖案比較，從而產(chǎn)生最后的攝像數(shù)據(jù)。因此，傳感器12的析像度不太高，就能得到高質(zhì)量的攝像數(shù)據(jù)。本實施形態(tài)在拍攝預(yù)先將形狀圖案化的攝像對象時，特別效果大。
實施形態(tài)5圖52是示出象素陣列3的一部分的框圖，圖中所示虛線包圍的各部分分別是1個象素。各象素具有象素TFT11、連接在象素TFT11的一端的液晶電容C1和輔助電容C2以及圖像用的傳感器12。傳感器12連接圖52中未示出的電源線和控制線。
圖52中在1個象素內(nèi)僅示出1個象素TFT11，但實際上1個象素內(nèi)有紅、綠和藍(lán)用的3個象素TFT11，各象素TFT11分別具有傳感器12。
圖53是詳細(xì)示出1個象素的結(jié)構(gòu)的電路圖。1個象素中，對應(yīng)于各象素TFT11分別設(shè)置1個由光電二極管組成的傳感器12。各傳感器12的陽極端子連接電源線JVSS，陰極端子連接控制線L1。這些部分可全部形成在同一塊基片(陣列基片)上，也可將一部分設(shè)置到對置基片。例如可將象素TFT11配置到對置基片。這時，在對置基片側(cè)也設(shè)置信號線和掃描線。在同一塊基片上將象素TFT等和傳感器電路等綜合為一體時，能加大開口率且降低背后照明耗電。(例如將對置基片側(cè)的象素TFT與陣列基片側(cè)的傳感器和電容器元件配置成對置)。
此外，各象素還具有連接在電源線JVSS與控制線L1之間的電容器C3、存放與電容器C3積存的電荷對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)的SRAM13、進(jìn)行對SRAM13的寫入控制的晶體管Q3、使SRAM13和電容器C3初始化的復(fù)位用晶體管Q4、對SRAM13的輸出進(jìn)行放大的放大器(AMP)14和利用控制信號線OUT的邏輯切換并控制是否將放大器14的輸出供給信號線Sig的晶體管Q5。
SRAM13具有串聯(lián)的2個反相器IV1、IV2和連接在后級反相器IV2和輸出端子與前級反相器IV1的輸入端子之間的晶體管Q6。
信號SLB為高電平時，晶體管Q6導(dǎo)通，2個反相器IV1、IV2進(jìn)行保持動作。控制信號線OUT(m)為高電平時，將保持的數(shù)據(jù)輸出到信號線Sig。
圖54是與圖53的電路圖對應(yīng)的平面布局圖。如圖54的虛線25所示，本實施形態(tài)將控制信號線OUT(m)的至少一部分配置成與SRAM13和放大器14的電源線JVDD上下疊合。利用這樣配置，如圖5的虛線25所示，SRAM13和放大器14的電源線JVDD與控制信號線OUT(m)產(chǎn)生電容耦合，使控制信號線OUT(m)的布線電容增大。結(jié)果，晶體管Q5慢慢導(dǎo)通，信號線Sig的寫入電流也慢慢變化。因此，能防止SRAM13和放大器14和電源線JVDD電壓下降，不必?fù)?dān)心進(jìn)行圖像取入的數(shù)據(jù)在信號線Sig上消失。能防止即使畫面邊端靠近供電端的部分能將圖像取入結(jié)果正常輸出到信號線，畫面中央等遠(yuǎn)離供電端的部分也不能將圖像取入結(jié)果正常輸出到信號線的問題。
除將控制信號線OUT(m)的至少一部分配置成與SRAM13和放大器14的電源線JVDD上下疊合外，還可考慮在控制信號線OUT(m)與電源線JVDD之間顯性連接電容器，但這樣連接，開口率減小新設(shè)電容器的份額，顯示質(zhì)量變差。本實施形態(tài)的情況下，不需要顯性設(shè)置這種電容器，因而開口率不可能減小。
這樣，在實施形態(tài)5的情況下，將控制信號線OUT(m)的至少一部分配置成與SRAM13和放大器14的電源線JVDD上下疊合，因而能防止SRAM13和放大器14的電源線JVDD電壓下降，不必?fù)?dān)心進(jìn)行圖像取入的數(shù)據(jù)在信號線Sig上消失。
實施形態(tài)6實施形態(tài)6使SRAM13和放大器14的電源線JVDD的電阻小于信號線Sig的電阻。
用與圖53相同的電路組成本發(fā)明顯示裝置實施形態(tài)6。假設(shè)SRAM13和放大器14的電源線JVDD的電阻高于信號線Sig的電阻，則電源線JVDD上的電壓降大于信號線Sig上的電壓降，圖像取入數(shù)據(jù)有可能消失。
因此，本實施形態(tài)使SRAM13和放大器14的電源線JVDD的電阻小于信號線Sig的電阻。
圖55是顯示裝置實施形態(tài)6中1個象素的平面布局圖。如圖中所示，使電源線JVDD比信號線Sig線條粗，因而能使電源線JVDD的電阻低于信號線Sig的電阻。
或者，也可將信號線Sig做成多層結(jié)構(gòu)。做成多層結(jié)構(gòu)，則電阻相應(yīng)增大，即使不特定改變線條粗細(xì)，也能使信號線Sig的電阻大于電源線JVDD的電阻。
電源線JVDD的電阻低于信號線Sig的電阻，即使同時在信號線Sig寫入1水平行的圖像取入數(shù)據(jù)，流過信號線Sig的電流也不可能急劇增大，電源線JVDD的電壓也不會急劇降低。因此，能抑制電源線JVDD的電壓降，防止數(shù)據(jù)消失。
這樣，實施形態(tài)6中，使電源線JVDD比信號線Sig線條粗，因而能使電源線JVDD的電阻低于信號線Sig的電阻，即使同時在信號線Sig寫入1水平行的圖像寫入數(shù)據(jù)，也不必?fù)?dān)心信號線Sig上的信號消失。
實施形態(tài)7圖56是詳細(xì)示出圖52的一部分的電路圖。如圖56所示，傳感器12a分別具有光電二極管D1和傳感器切換用晶體管Q1，傳感器12b分別具有光電二極管D2和傳感器切換用晶體管Q2。光電二極管D1、D2輸出與感光的光量對應(yīng)的電信號。傳感器切換用晶體管Q1、Q2交替進(jìn)行通斷，以交替選擇1個象素內(nèi)的多個光電二極管D1、D2中的某一個。
各象素具有2個傳感器12a和12b、同一象素內(nèi)2個傳感器12a和12b共用的電容器C3、對電容器C3積存的電荷進(jìn)行A/D變換的檢測電路91、進(jìn)行對檢測電路91的寫入控制的晶體管Q3以及使緩存器13和電容器C3初始化的復(fù)位用晶體管Q4。電容器C3積存的電荷通過晶體管Q3和檢測線供給檢測電路91。檢測電路91設(shè)置在陣列基片的邊框部分。
與在硅基片上形成晶體管電路時不同，用低溫多晶硅工藝在絕緣基片上形成LTPS元件(低溫多晶硅元件)時，即使在同一芯片上，元件特性的Vth波動有時也會達(dá)1V左右。因此，不能原樣采用硅基片上的A/D變換電路中慣用的差動電路(運算放大器)，需要具有Vth波動補償裝置的A/D變換電路。這是因為一般采用運算放大器時，由于元件的Vth波動等，某一傳感器輸出電位在某一檢測電路被變換成高電平，而另一檢測電路中變換成低電平等，不實用。
下面具體說明具有含Vth波動補償裝置的A/D變換電路的檢測電路91，該補償裝置采用LTPS元件在顯示裝置的陣列基片上綜合為一體形成時，特別有效。
圖57是示出檢測電路91的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。圖57的檢測電路91在每一檢測線具有晶體管Q7和Q8、由電容器C4和反相器IV3組成的放大器92、反相器IV4、鎖存器93、晶體管Q9以及由晶體管Q10和寄存器電路94組成的移位寄存器95。鎖存器93用例如圖58(a)那樣的電路組成，移位寄存器44用例如圖58(b)那樣的電路組成。
晶體管Q7的柵極都輸入信號/PRC，晶體管Q3的柵極都輸入信號PRC。首先，僅在規(guī)定的周期使信號PRC為高電平。由此，使晶體管Q8導(dǎo)通，放大器92的輸入端初始化為電壓VPRC。將電壓VPRC設(shè)定為把傳感器高電平輸出引到檢測線時的檢測電壓與傳感器低電平輸出引到檢測線時的檢測線電壓之間的電壓。放大器92內(nèi)的反相器IV3的輸入輸出端子之間連接開關(guān)SW1，并且電壓PRC為高電平時，該開關(guān)SW1導(dǎo)通，因而反相器IV3的輸入端(＝電容器C4的下側(cè)端)保持反相器工作門限值。這時，放大器92不進(jìn)行放大。利用此動作消除Vth。即使Vth波動，反相器IV3的輸入端也保持反相器IV3的工作門限值。
接著，使信號/PRC為高電平(信號PRC為低電平)時，輸入檢測線的電壓，使該電壓是否高于電壓VPRC通過電容器元件C4原樣變換成在反相器IV3的輸入端是否高于工作門限值的電壓，并且在反相器IV3的輸入端可靠地輸出反相放大輸出信號。這樣，即使Vth波動有1V左右時，也可靠地進(jìn)行A/D變換。
然后，鎖存器93按規(guī)定的定時進(jìn)行鎖存。其后，信號A為高電平，則在移位寄存器95的各寄存器電路94寫入鎖存器93的輸出。其后，信號A為低電平，則晶體管Q10導(dǎo)通，各寄存器電路94被級聯(lián)，與時鐘CLK同步地將數(shù)據(jù)逐級往右側(cè)移位后，從右端的寄存器電路94供給CPU。
根據(jù)情況，也可省略鎖存器93。將檢測線的輸出直接完全導(dǎo)入移位寄存器95即可。但是，移位寄存器95必須按對CPU輸出數(shù)據(jù)正好結(jié)束的定時將檢測線的輸出供給移位寄存器95。這是因為在對移位寄存器95存放數(shù)據(jù)結(jié)束前檢測電路91的輸出一直不變。
與此相反，如圖57那樣設(shè)置鎖存器93時，其優(yōu)點在于，不管移位寄存器95的動作，能在鎖存器93連續(xù)保持A/D的輸出，可快速進(jìn)入下一檢測動作。
圖57中，用電容器C4和反相器IV3各1個組成放大器92，但也可分別級聯(lián)多個電容器C4和反相器IV5，如圖59所示。由此，能提高放大器92的增益控制精度。級聯(lián)的數(shù)量越多，能使可A/D變換的檢測線信號最小振幅越小，可提高A/D變換器的靈敏度。
A/D變換器不限于2值化，也可以作更高值的變化。
圖56中，象素內(nèi)不設(shè)置放大傳感器的值的電路，但如用圖4、圖28、圖53說明那樣，設(shè)置若干放大電路也可。象素內(nèi)的放大電路能縮短驅(qū)動信號線的時間。象素內(nèi)的電路的信號線驅(qū)動時間不很長，因而即使按電位只能微小變化的定時截止信號線的驅(qū)動，也能在邊框部高精度放大信號振幅，不容易發(fā)生數(shù)據(jù)傳送差錯。結(jié)果，具有能縮短讀取多灰度圖像的時間。
圖57中，可在移位寄存器95的后級連接未示出的緩存器和電平變換電路。緩存器是在電源端子與接地端子之間串聯(lián)PMOS-TFT和NMOS-TFT的反相器，進(jìn)行波形整形。需要電平變換電路的原因如下。玻璃基片等絕緣基片上形成的多晶硅TFT與硅基片上形成的TFT相比，門限值電壓Vth的絕對值大例如1～3V，因而作為電源電壓，需要較大的電壓(本實施形態(tài)中為5V)。另一方面，硅基片上形成的CPU通常用1～3V的電源電壓進(jìn)行工作。這種CPU輸入5V振幅的信號時，給CPU側(cè)的接口電路施加過剩的電壓，因而能成為故障源。為了避免這點，希望設(shè)置電平變換電路，將信號振幅從5V變換到CPU中所接收的小振幅那樣的電平。電平變換電路可用公知的電路結(jié)構(gòu)。
圖60是從移位寄存器95傳送到CPU的圖像數(shù)據(jù)的動作定時圖。如圖中所示，按照從第320檢測線的數(shù)據(jù)D320到第1檢測線的數(shù)據(jù)D1的順序進(jìn)行傳送。也可使數(shù)據(jù)傳送順序與圖60相反，按照從第1檢測線的數(shù)據(jù)D1到第320檢測線的數(shù)據(jù)D320的順序傳送。
圖70是匯總以上所說明各實施形態(tài)特征部分的顯示裝置的框圖。如圖70所示，絕緣基片上各象素分別設(shè)置輸出傳感器的值的象素陣列部1、信號線驅(qū)動電路、掃描線驅(qū)動電路3、將傳感器的值變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的A/D變換電路106和將A/D變換電路106的輸出變換成串行數(shù)據(jù)的串行輸出電路101。象素陣列部1的各象素設(shè)置象素保持電路102和傳感器輸出電路107。絕緣基片外部的邏輯IC設(shè)置指示讀取多種條件下的圖像的圖像讀取指示部104以及根據(jù)多個2值圖像合成多灰度圖像的多灰度圖像合成部105。
通過采用這種結(jié)構(gòu)，傳感器輸出和TFT特性的面內(nèi)波動較大時也能讀取良好的多灰度圖像，并且能讀取短時間內(nèi)的圖像。此外，也可如圖71那樣，在象素內(nèi)設(shè)置使傳感器的值2值化的2值化輸出電路103。這時，可在絕緣基片上設(shè)置放大來自象素的2值化信號的放大電路107，以代替A/D變換電路106。
圖60的情況下，檢測線的數(shù)量越多，需要將加移位寄存器65的輸出頻率提高的越多，定時方面的限制嚴(yán)格。具體而言，移位寄存器95與時鐘同步地將各級的數(shù)據(jù)傳送到下級，但時鐘過快，就不能正常進(jìn)行該傳送。因此，圖61做成可降低移位寄存器95的工作頻率的電路結(jié)構(gòu)。圖61的電路示出的例子將移位寄存器95分成第1移位寄存器部95a和第2移位寄存器部95b等2個部分，同時設(shè)置選擇第1和第2移位寄存器部95a和95b中某一方的輸出的P/S變換電路96，并且將該電路96的輸出供給CPU。
第1移位寄存器部95d對檢測線D1～D160的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行移位，第2移位寄存器部95b對檢測線D161～D320的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行移位。
圖62是第1移位寄存器部95a、第2移位寄存器部95b和P/S變換電路96的輸出定時圖。如圖中所示，第1移位寄存器部95a依次輸出圖像數(shù)據(jù)D160～D1，第2移位寄存器部95b依次輸出圖像數(shù)據(jù)D320～D161。P/S變換電路96交替選擇并輸出第1和第2移位寄存器部95a、95b的輸出。
這樣，圖61的電路將移位寄存器95分成第1和第2移位寄存器部95a和95b，并且交替選擇各移位寄存器部95a、95b的輸出，傳送到CPU，因而能使移位寄存器95的工作頻率降低到圖57的一半，可緩和定時方面的限制。
圖63是圖61的電路的變換例，示出的例子將陣列基片分成2n(n為1以上的整數(shù))個塊。圖63中，各塊設(shè)置鎖存與寄存器95，還設(shè)置選擇相鄰2個塊內(nèi)的2個移位寄存器95的輸出中的某一方的P/S變換電路96。鎖存與移位寄存器95和圖58(a)及圖58(b)相同，用圖64那樣的電路組成。
在圖63的情況下，各相鄰的2個塊對CPU供給表示傳感器圖像取入結(jié)果的串行信號。
這樣，圖65中，將陣列基片上2n個塊各自輸出的圖像數(shù)據(jù)匯總到n條數(shù)據(jù)線，傳送給CPU，因而與用1個移位寄存器95給CPU傳送圖像數(shù)據(jù)時相比能使移位寄存器95的工作頻率降低到2n分之一。還可使n條數(shù)據(jù)線每2條為一組，進(jìn)一步作串行變換，從而使對CPU的數(shù)據(jù)輸出條數(shù)減少到n/2。這時，移位寄存器95的工作頻率為2n分之一，同時能使對CPU傳送數(shù)據(jù)用的數(shù)據(jù)線的輸出條數(shù)減少到n/2。
如圖61和圖63那樣，在P/S變換電路將多個移位寄存器95的輸出變換成串行數(shù)據(jù)時，各移位寄存器95與象素配置對應(yīng)地連續(xù)排列的數(shù)據(jù)交互混雜，成為不連續(xù)的數(shù)據(jù)。因此，CPU即使接收這種數(shù)據(jù)，也不能對其原樣進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理。
作為處理這種問題方法，可考慮在陣列基片側(cè)增加輸出數(shù)據(jù)線，配置多條位線，利用這些位線添加并輸出圖像數(shù)據(jù)的地址。
然而，造成從絕緣基片輸出較多的信號，使耗電增加，引腳數(shù)也增加，IC的造價提高。即使在IC側(cè)也對傳送來的數(shù)據(jù)譯碼，當(dāng)然必須將各個數(shù)據(jù)逐一存入存儲器，使門電路數(shù)增多，造成耗電增大。
圖65是在陣列基片外部進(jìn)行排列變換時的移位寄存器95后級側(cè)的框圖。圖65的電路具有將陣列基片中P/S變換電路96輸出的串行信號變換成并行信號的S/P變換電路97、使組成并行信號的各信號相位一致的定時調(diào)整電路98以及使定時調(diào)整電路98的輸出信號移位的移位寄存器99a和99b。
P/S變換電路96和S/P變換電路97都用2個模擬開關(guān)組成。具體而言，P/S變換電路96和S/P變換電路97分別用圖66(a)和圖66(b)那樣的電路組成。任一電路中，都控制成1個模擬開關(guān)導(dǎo)通時，另一模擬開關(guān)阻斷，從而能進(jìn)行P/S變換或S/P變換。
定時調(diào)整電路98用例如D鎖存器50組成。圖65中排在左側(cè)的D鎖存器50與排在右側(cè)的D鎖存器50中級數(shù)不同，其原因在于使兩者的數(shù)據(jù)相位一致。D鎖存器50的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖67那樣。
定時調(diào)整電路98的后級連接移位寄存器95，使CPU中的處理方便，但該移位寄存器95并非必須的組成部分，也可用行緩存器和存儲器等。不管這樣，由于圖66(b)所示的S/P變換電路按正確的順序輸出數(shù)據(jù)，CPU中的數(shù)據(jù)處理方便。
圖68是圖65的電路的動作定時圖。圖68的信號OUT1是第1移位寄存器部95a的輸出，信號OUT2是第2移位寄存器部95b的輸出，信號OUT是P/S變換電路96的輸出，信號IN1、IN2是S/P變換電路97的輸出，信號IN1a、IN1b是定時調(diào)整電路98的輸出。如圖68所示，定時調(diào)整電路98的2個輸出相互相位對齊。
這樣，通過在陣列基片的外側(cè)設(shè)置與P/S變換電路96對稱的S/P變換電路97，即使不從陣列基片傳送地址信息，也能進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的排列變換。
上述各實施形態(tài)說明了本發(fā)明的顯示裝置用于液晶顯示裝置的例子，但本發(fā)明也可用于EL(電致發(fā)光)顯示裝置和PDP(等離子顯示板)等其他顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部，積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部，和信號處理部，該處理部根據(jù)多個攝像條件分別在所述電荷積存部積存的電荷，產(chǎn)生與所述攝像部攝取的圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，包括輸出表示所述電荷積存部積存的電荷是否為規(guī)定門限值以上的2值數(shù)據(jù)的2值數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，所述信號處理部根據(jù)所述多個攝像條件各自得到的所述2值數(shù)據(jù)，產(chǎn)生所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，包括以逐級上升或下降順序切換所述攝像條件的攝像條件切換部，所述信號處理部在所述攝像條件切換部切換1級所述攝像條件時，所述2值數(shù)據(jù)的邏輯變化的情況下，根據(jù)關(guān)注象素周圍多個象素的所述2值數(shù)據(jù)的值，產(chǎn)生所述關(guān)注象素的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述攝像條件切換部以逐級上升或下降的順序切換所述電荷積存部積存的初始電荷量，所述電荷積存部分別對多個所述初始電荷量的各電荷量積存從所述初始電荷量減去所述攝像部中感光量對應(yīng)的電荷所得的剩余電荷。
5.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述攝像條件切換部以逐級上升或下降的順序切換所述攝像部中的攝像時間。
6.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述信號處理部在所述攝像條件切換部切換1級所述攝像條件時，在所述2值數(shù)據(jù)的邏輯變化的情況下，將關(guān)注象素周圍8個象素在上次圖像取入時的所述2值數(shù)據(jù)的平均值作為所述關(guān)注象素的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，包括暫時存放一個攝像條件下的所述2值數(shù)據(jù)的暫存部，和作業(yè)用存放部，該作業(yè)用存放部具有存放所述暫存部存放的所述2值數(shù)據(jù)的第1區(qū)和存放該第1區(qū)所存放的2值數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的第2區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，在同一絕緣基片上形成所述顯示元件、所述攝像部、所述電荷積存部和所述2值數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，在與所述絕緣基片分開的另一半導(dǎo)體基片上形成所述信號處理部、所述暫存部和所述作業(yè)用存放部。
9.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部，積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部，對所述電荷積存部積存的電荷所對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)進(jìn)行放大的攝像數(shù)據(jù)放大部，根據(jù)所述攝像數(shù)據(jù)放大部放大的2值數(shù)據(jù)檢測攝像對象的平均灰度的平均灰度檢測部，根據(jù)所述平均灰度檢測部的檢測結(jié)果設(shè)定所述攝像部中進(jìn)行攝像時所述顯示元件的顯示亮度的亮度設(shè)定部，多次切換并控制所述攝像部的攝像時間的攝像時間控制部，和圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，該裝置設(shè)定在所述亮度設(shè)定部所設(shè)定顯示亮度的狀態(tài)下，根據(jù)所述攝像時間控制部切換控制的各攝像時間中所述攝像部攝像結(jié)果，產(chǎn)生與攝像圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，每相鄰多個所述顯示元件組成的塊進(jìn)行基于所述平均灰度的顯示亮度設(shè)定。
11.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，包括每一所述塊檢測出所述平均灰度檢測部檢測的平均灰度成為規(guī)定基準(zhǔn)灰度值所需的所述攝像部攝像時間的攝像時間檢測部，所述亮度設(shè)定部根據(jù)所述攝像時間檢測部的檢測結(jié)果，設(shè)定所述顯示元件的亮度。
12.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，所述攝像數(shù)據(jù)產(chǎn)生部對各攝像時間的所述攝像部攝像結(jié)果進(jìn)行加權(quán)。
13.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，包括可切換控制是依次線性驅(qū)動掃描線還是同時驅(qū)動全部掃描線的掃描線驅(qū)動電路，所述掃描線驅(qū)動電路在所述電荷積存部積存初始電荷時，同時驅(qū)動全部掃描線。
14.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，包括測量所述串行數(shù)據(jù)包含的“0”或“1”的個數(shù)的數(shù)據(jù)數(shù)測量部，所述平均灰度檢測部根據(jù)所述數(shù)據(jù)數(shù)測量部的測量結(jié)果，檢測平均灰度。
15.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述亮度設(shè)定部設(shè)定位于所述塊的中心的所述顯示元件的亮度，并且使所述塊中心位置以外的所述顯示元件的亮度隨著離開中心位置的距離逐漸變化。
16.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部，積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部，對所述電荷積存部積存的電荷所對應(yīng)的2值數(shù)據(jù)進(jìn)行放大的攝像數(shù)據(jù)放大部，所述攝像部中進(jìn)行攝像時用的、存儲表示多個所述顯示元件組成的塊的顯示狀態(tài)的多個基準(zhǔn)圖案的基準(zhǔn)圖案存儲部，從所述基準(zhǔn)圖案存儲部選擇多種與所述攝像部的攝像結(jié)果近似基準(zhǔn)圖案的基準(zhǔn)圖案選擇部，和圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，該裝置在所述顯示元件顯示使所述基準(zhǔn)圖案選擇部所選基準(zhǔn)圖案各自的明暗相反的基準(zhǔn)圖案的狀態(tài)下，根據(jù)所述攝像部重復(fù)進(jìn)行所述攝像結(jié)果、產(chǎn)生攝像圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像。
17.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部，積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部，暫時存放與所述電荷積存部所積存的電荷相適應(yīng)的信號的攝像結(jié)果存放部，和根據(jù)控制信號線的邏輯切換控制是否輸出所述攝像結(jié)果存放部存放的信號的輸出切換控制部，所述控制信號線的至少一部分配置成與所述攝像結(jié)果存放部的電源線上下疊合。
18.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件至少各設(shè)置一個并且分別接收指定范圍的入射光后將其變換成電信號的攝像部，積存與所述攝像部變換的電信號相適應(yīng)的電荷的電荷積存部，暫時存放與所述電荷積存部所積存的電荷相適應(yīng)的信號的攝像結(jié)果存放部，和根據(jù)控制信號線的邏輯切換控制是否輸出所述攝像結(jié)果存放部存放的信號的輸出切換控制部，設(shè)定所述攝像結(jié)果存放部的電源線電阻小于所述輸出切換控制部的輸出線電阻。
19.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，和分別對應(yīng)于所述顯示元件各設(shè)置多個并且各自接收不同范圍的入射光以便積存與感光量對應(yīng)的電荷的傳感器，所述傳感器具有輸出與感光量對應(yīng)的電信號的光電變換部，積存與所述電信號對應(yīng)的電荷的電荷積存部，切換所述電荷積存部是否積存初始電荷的初始化控制部，和切換是否輸出與所述電荷積存部的積存電荷對應(yīng)的信號的輸出控制部。
20.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成并且構(gòu)成顯示畫面的顯示元件，設(shè)置在所述顯示畫面內(nèi)的傳感器，和對所述傳感器的輸出信號進(jìn)行A/D變換的A/D變換器，在形成所述信號線和掃描線、所述顯示元件和所述傳感器的絕緣基片的邊框部分，形成所述A/D變換器。
21.一種顯示裝置，其特征在于，包括在縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件設(shè)置的傳感器，將所述傳感器積存的電荷變換成數(shù)字信號的A/D變換器，和將所述數(shù)字信號變換成串行信號輸出的移位寄存器，所述移位寄存器具有將由m(m為2以上的整數(shù))位組成的所述數(shù)字信號變換成第1串行信號輸出的第1移位寄存器，將由n(n為2以上的整數(shù))位組成的所述數(shù)字信號變換成第2串行信號輸出的第2移位寄存器，和選擇所述第1和第2串行信號的某一方進(jìn)行輸出的串行信號選擇部。
22.一種顯示裝置，其特征在于，包括在絕緣基片上縱橫排列的信號線和掃描線的各交點附近形成的顯示元件，分別對應(yīng)于所述顯示元件形成在所述絕緣基片上的傳感器，形成在所述絕緣基片上并且將所述傳感器積存的電荷變換成多位組成的數(shù)字信號的A/D變換器，形成在所述絕緣基片上并且將所述數(shù)字信號變換成第1串行信號后輸出的多個移位寄存器，形成在與所述絕緣基片不同的基片上并且選擇所述多個第1移位寄存器各自輸出的多個第1串行信號的某一個加以輸出的串行信號選擇部，和形成在與所述絕緣基片不同的基片上并且將所述串行信號選擇部的輸出信號變換成與所述多個第1串行信號對應(yīng)的多個第2串行信號的S/P變換部。
23.一種顯示裝置，其特征在于，包括在絕緣基片上對矩陣上形成的各象素設(shè)置的象素顯示保持裝置，傳感器和將該傳感器的值2值化后輸出的2值化輸出裝置，在所述絕緣基片的邊框部分形成的、使象素的輸出串行化后輸出的串行輸出裝置，和設(shè)置在所述絕緣基片外部并且具有根據(jù)多個2值圖像合成多灰度圖像的裝置的外部電路。
24.一種顯示裝置，其特征在于，包括在絕緣基片上對矩陣上形成的各象素設(shè)置的象素顯示保持裝置，傳感器和輸出該傳感器的值的傳感器輸出裝置，形成在所述絕緣基片的邊框部分的對來自象素的信號進(jìn)行A/D變換的A/D變換器和使A/D變換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串行化后輸出的串行輸出裝置，指示多種條件下的圖像讀取的圖像讀取指示裝置，和設(shè)置在所述絕緣基片的外部并且具有根據(jù)多個少量位組成的圖像合成多灰度圖像的多灰度圖像合成裝置的外部電路。
25.一種顯示裝置，其特征在于，包括在絕緣基片上對矩陣上形成的各象素設(shè)置的象素顯示保持裝置，傳感器和使傳感器的值2值化后輸出的2值化輸出裝置，形成在所述絕緣基片的邊框部分的對來自象素的信號進(jìn)行A/D變換的A/D變換器和使A/D變換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串行化后輸出的串行輸出裝置，指示多種條件下的圖像讀取的圖像讀取指示裝置，和設(shè)置在所述絕緣基片的外部并且具有根據(jù)多個2值圖像、合成多灰度圖像的合成裝置的外部電路。
全文摘要
本發(fā)明的顯示裝置用玻璃基片和半導(dǎo)體基片構(gòu)成，并且在半導(dǎo)體基片上安裝進(jìn)行象素控制和圖像取入控制的邏輯IC。邏輯IC具有進(jìn)行對象素陣列部的顯示控制的顯示控制部、進(jìn)行傳感器的圖像取入控制的圖像取入控制部、進(jìn)行整個邏輯IC的控制的CPU和CPU用于作業(yè)的存儲器。根據(jù)改變攝像條件并進(jìn)行多次圖像取入的結(jié)果，決定最終的取入圖像，因而不受傳感器特性波動和SRAM門限值電壓波動等的影響，就能進(jìn)行圖像取入，并得到噪聲小且連中間灰度都能再現(xiàn)的取入圖像。
文檔編號H04N5/335GK1482588SQ03145860
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者中村卓, 弘, 林宏宜, 吉田征弘, 樽友信 申請人:東芝松下顯示技術(shù)有限公司