TWI779445B

TWI779445B - 顯示模組及其影像顯示器

Info

Publication number: TWI779445B
Application number: TW109146573A
Authority: TW
Inventors: 廖建碩
Original assignee: 台灣愛司帝科技股份有限公司
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-10-01
Also published as: TWI812358B; TWM611365U; TW202129959A; TW202243242A

Abstract

一種顯示模組包括電路基板、複數個影像顯示單元以及至少一光學感測元件。複數個影像顯示單元設置於電路基板上，並成矩陣方式排列。光學感測元件設置於電路基板未設置複數個影像顯示單元的位置處，影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例值介於1~100000之間。

Description

顯示模組及其影像顯示器

本發明關於一種顯示模組及其影像顯示器，尤指一種將影像顯示單元以及光學感測元件設置於同一電路基板上之顯示模組及其影像顯示器。

習知的可攜式電子裝置包括有一顯示模組與一光學感測模組，但是顯示模組與光學感測模組都是分開設置，使得顯示模組的顯示區域必須縮小，以供光學感測模組設置。

因此，本發明的目的之一在於提供一種將影像顯示單元以及光學感測元件設置於同一電路基板上之顯示模組及其影像顯示器，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之顯示模組包括一電路基板、複數個影像顯示單元，以及至少一光學感測元件。該複數個影像顯示單元設置於該電路基板上，並成矩陣方式排列。該至少一光學感測元件設置於該電路基板未設置該複數個影像顯示單元的位置處，該複數個影像顯示單元與該至少一光學感測元件之設置數量比例值介於1~100000之間。

根據另一實施例，本發明之影像顯示器包括上述之顯示模組。

綜上所述，本發明採用將光學感測元件設置在電路基板未設置影像顯示單元之位置處(例如設置在任意兩相鄰影像顯示單元之間的位置處，但不以此為限)的設計，藉以將光學感測元件與影像顯示單元整合在同一電路基板上，從而解決先前技術必須將光學感測模組(如前置相機鏡頭、紅外線投射感測器、指紋辨識元件等)與顯示模組分開設置的問題。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

Z:可攜式電子裝置

C:邊框結構

CL:左側端

CR:右側端

CT:上側端

CB:下側端

B:圍繞狀遮光層

D:全屏幕式影像顯示器

1:第一顯示模組

1L:左側端

1R:右側端

1T:上側端

1B:下側端

2:第二顯示模組

2L:左側端

2R:右側端

2T:上側端

2B:下側端

20:電路基板

21:影像顯示單元

210:發光二極體晶片

22:光度感應器

221:第一光產生晶片

222:第一光接收晶片

23:近距離傳感器

231:第二光產生晶片

232:第二光接收晶片

24:泛光投射器

240:紅外光產生晶片

25:繪製點投射器

250:不可見光產生晶片

26:第一影像擷取器

261:第一影像擷取晶片

262:第一光學透鏡

P1:第一平面

LV1:第一垂直光軸

LS1:第一傾斜光軸

27:第二影像擷取器

271:第二影像擷取晶片

272:第二光學透鏡

P2:第二平面

LV2:第二垂直光軸

LS2:第二傾斜光軸

28:揚聲器

280:聲音信號發射晶片

29:麥克風

290:聲音信號接收晶片

θ 1,θ 2:角度

圖1為本發明第一實施例的可攜式電子裝置與第二實施例的全屏幕式影像顯示器的示意圖。

圖2為圖1的II部分的放大示意圖。

圖3為圖1的III部分的放大示意圖。

圖4為圖1的IV部分的放大示意圖。

圖5為本發明第二實施例的全屏幕式影像顯示器所提供的第一影像擷取器的多個第一光學透鏡的側視示意圖。

圖6為本發明第二實施例的全屏幕式影像顯示器所提供的第二影像擷取器的多個第二光學透鏡的側視示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“可攜式電子裝置及其全屏幕式影像顯示器”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以實行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種可攜式電子裝置Z，其包括一邊框結構C以及被邊框結構C所圍繞的一全屏幕式影像顯示器D，並且全屏幕式影像顯示器D包括用於提供一第一影像的一第一顯示模組1以及用於提供一第二影像的一第二顯示模組2。另外，第一顯示模組1與第二顯示模組2能彼此相鄰或者相連，所以第一顯示模組1所產生的第一影像與第二顯示模組2所產生的第二影像就能併接成一連續影像或者一完整影像。

更進一步來說，如圖1所示，邊框結構C具有一左側端CL、一右側端CR、一上側端CT以及一下側端CB，第一顯示模組1具有一左側端1L、一右側端1R、一上側端1T以及一下側端1B，並且第二顯示模組2具有一左側端2L、一右側端2R、一上側端2T以及一下側端2B。再者，第一顯示模組1的左側端1L靠近或者非常靠近邊框結構C的左側端CL，而使得第一顯示模組1的左側端1L與邊框結構C的左側端CL之間沒有設置任何外露的電子元件(例如影像擷取器、感測器等等)。第一顯示模組1的右側端1R靠近或者非常靠近邊框結構C的右側端CR，而使得第一顯示模組1的右側端1R與邊框結構C的右側端CR之間沒有設置任何外露的電子元件。第一顯示模組1的下側端1B靠近或者非常靠近邊框結構C的下側端CB，而使得第一顯示模組1的下側端1B與邊框結構C的下側端CB之間沒有設置任何外露的電子元件。另外，第二顯示模組2的左側端2L靠近或者非常靠近邊框結構C的左側端CL，而使得第二顯示模組2的左側端2L與邊框結構C的左側端CL之間沒有設置任何外露的電子元件。第二顯示模組2的右側端2R靠近或者非常靠近邊框結構C的右側端CR，而使得第二顯示模組2的右側端2R與邊框結構C的右側端CR之間沒有設置任何外露的電子元件。第二顯示模組2的上側端2T靠近或者非常靠近邊框結構C的上側端CT，而使得第二顯示模組2的上側端2T與邊框結構C的上側端CT之間沒有設置任何外露的電子元件。值得注意的是，第一顯示模組1的上側端1T與第二顯示模組2的下側端2B會彼此相鄰或者相連。

舉例來說，如圖1所示，可攜式電子裝置Z包括連續且沒有穿孔的一圍繞狀遮光層B，圍繞狀遮光層B會圍繞第一顯示模組1與第二顯示模組2，並且圍繞狀遮光層B會被邊框結構C所圍繞。藉此，第一顯示模組1與邊框結構C之間的區域會被圍繞狀遮光層B所遮蔽，而不會有任何的電子元件(例如影像擷取器、感測器等等)從圍繞狀遮光層B所裸露。另外，第二顯示模組2與邊框結構C之間的區域會被圍繞狀遮光層B所遮蔽，而不會有任何的電子元件(例如影像擷取器、感測器等等)從圍繞狀遮光層B所裸露。

[第二實施例]

參閱圖1至圖6所示，本發明第二實施例提供一種全屏幕式影像顯示器D，其包括：用於提供一第一影像的一第一顯示模組1以及用於提供一第二影像的一第二顯示模組2。

舉例來說，第一顯示模組1可為用於提供一第一影像的有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)顯示器、液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)顯示器或者其它類型的顯示器，並且第二顯示模組2可為用於提供一第二影像的LED顯示器或者其它類型的顯示器。另外，第一顯示模組1與第二顯示模組2能彼此相鄰或者相連，所以第一顯示模組1所產生的第一影像與第二顯示模組2所產生的第二影像就能併接成一連續影像。

舉例來說，配合圖1至圖4所示，第二顯示模組2包括一電路基板20、設置在電路基板20上的一影像顯示單元21以及設置在電路基板20上的多個電子單元。舉例來說，多個電子單元能被區分成一光感測單元、一光投射單元、一影像擷取單元以及一音訊傳送單元，並且影像顯示單元21、光感測單元、光投射單元、影像擷取單元以及音訊傳送單元都設置在電路基板20上。值得一提的是，影像顯示單元21包括設置在電路基板20上的多個發光二極體晶片210，並且第二影像可由多個發光二極體晶片210所提供。

舉例來說，配合圖1至圖3所示，光感測單元包括設置在電路基板20上的一光度感應器(ambient light sensor)22以及設置在電路基板20上一近距離傳感器(proximity sensor)23。再者，光度感應器22包括用於產生一第一光源的一第一光產生晶片221以及用於接收第一光源(經過反射的第一光源)的一第一光接收晶片222，並且光度感應器22能利用第一光產生晶片221與第一光接收晶片222的配合而得到一環境亮度資訊。另外，近距離傳感器23包括用於產生一第二光源的一第二光產生晶片231以及用於接收第二光源(經過反射的第二光源)的一第二光接收晶片232，並且近距離傳感器23能利用第二光產生晶片231與第二光接收晶片232的配合而得到一景深資訊。此外，第一光產生晶片221能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間，並且第一光接收晶片222能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間。第二光產生晶片231能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間，並且第二光接收晶片232能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間。

舉例來說，配合圖1、圖2與圖4所示，光投射單元包括設置在電路基板20上的一泛光投射器(flood illuminator)24以及設置在電路基板20上的一繪製點投射器(dot projector)25。此外，泛光投射器24包括排列成一特定形狀的多個紅外光產生晶片240，並且繪製點投射器25包括排列成一特定形狀的多個不可見光產生晶片250。再者，每一紅外光產生晶片240能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間，並且每一不可見光產生晶片250能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間。

舉例來說，配合圖1、圖2與圖4所示，影像擷取單元包括設置在電路基板20上的一第一影像擷取器26以及設置在電路基板20上的一第二影像擷取器27。此外，第一影像擷取器26可為一紅外線攝影機(Infrared camera)，並且第一影像擷取器26包括用於擷取不可見光的多個第一影像擷取晶片261以及分別設置在多個第一影像擷取晶片261的上方的多個第一光學透鏡262(光學組件)。另外，第二影像擷取器27可為一前置相機鏡頭(Front camera)，並且第二影像擷取器27包括用於擷取可見光的多個第二影像擷取晶片271以及分別設置在多個第二影像擷取晶片271的上方的多個第二光學透鏡272(光學組件)。再者，每一第一影像擷取晶片261能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間，並且每一第二影像擷取晶片271能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間。

舉例來說，配合圖1與圖3所示，音訊傳送單元包括設置在電路基板20上的一揚聲器28以及設置在電路基板20上的一麥克風29。再者，揚聲器28包括排列成一特定形狀的多個聲音信號發射晶片280，並且麥克風29包括排列成一特定形狀的多個聲音信號接收晶片290。另外，每一聲音信號發射晶片280能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間，並且每一聲音信號接收晶片290能設置在任意兩相鄰的發光二極體晶片210之間。

需注意的是，本發明之顯示模組的元件配置設計係可不限於上述實施例，其亦可採用僅將光學感測元件設置在電路基板未設置影像顯示單元之位置處(例如光學感測元件可設置在任意兩相鄰影像顯示單元之間，但不以此為限)的設計，藉以將光學感測元件與影像顯示單元整合在同一電路基板上，從而解決先前技術必須將光學感測模組(如前置相機鏡頭、紅外線投射感測器、指紋辨識元件等)與顯示模組分開設置的問題。

也就是說，在另一實施例中，本發明之影像顯示器係可包括單一顯示模組(但不受此限，舉例來說，本發明之影像顯示器亦可如上述實施例所述地包括彼此拼接之兩個顯示模組，如圖1所示之第一顯示模組1以及第二顯示模組2)，此實施例之顯示模組可包括電路基板、設置於電路基板上並成矩陣方式排列之複數個影像顯示單元(如發光二極體晶片，但不受此限)，以及設置在電路基板未設置影像顯示單元之位置處的至少一光學感測元件(如互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)感光晶片，但不受此限)，至於針對此實施例之其他相關描述(如光學感測元件與影像顯示單元在電路基板上之排列設計、顯示模組之面板類型等)，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述)。

在實際應用中，上述影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例值係較佳地介於1~100000之間。舉例來說，若是在光學感測元件為影像擷取單元以與影像顯示單元共同整合在電路基板上的應用中，例如影像擷取單元係可為5萬個CMOS晶片(每一CMOS晶片具有20*20之畫素陣列)以構成可提供2000萬畫素拍照功能的前置相機鏡頭，且影像顯示單元係可為210萬個發光二極體晶片(如紅、綠、藍微型發光二極體(Micro LED))以提供解析度為2000*350的影像顯示功能，則影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例值係可等於42(即210萬/5萬)，也就是說，在上述影像擷取與影像顯示的整合應用中，影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例係可介於10~100之間，但不以此為限。

另一方面，若是在光學感測元件為光投射單元、或光感測元件，或兩者之組合以與影像顯示單元共同整合在電路基板上的應用中，例如光投射單元與光感測元件之組合係可為3500個CMOS晶片(每一CMOS晶片具有20*20之畫素陣列)以構成可提供140萬畫素紅外線投射感測功能之紅外線投射感測器，且影像顯示單元係可為210萬個發光二極體晶片(如紅、綠、藍微型發光二極體)以提供解析度為2000*350的影像顯示功能，則影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例值係可等於600(即210萬/3500)，也就是說，在上述光投射與影像顯示的整合應用中，影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例係可介於100~1000之間，但不以此為限。

另一方面，若是在光學感測元件為指紋辨識元件以與影像顯示單元共同整合在電路基板上的應用中，例如光學感測元件係可為400個CMOS晶片(每一CMOS晶片具有20*20之畫素陣列)以構成可提供16萬畫素指紋辨識功能之指紋辨識元件，且影像顯示單元係可為210萬個發光二極體晶片(如紅、綠、藍微型發光二極體)以提供解析度為2000*350的影像顯示功能，則影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例值係可等於5250(即210萬/400)，也就是說，在上述光學辨識與影像顯示的整合應用中，影像顯示單元與光學感測元件之設置數量比例係可介於1000~10000之間，但不以此為限。

值得注意的是，配合圖2與圖5所示，多個第一光學透鏡262可以彼此分離地設置在同一第一平面P1上，並且多個第一光學透鏡262是由內而外(由內圈向外圈)漸漸向外傾斜。另外，至少一第一光學透鏡262具有一第一垂直光軸LV1，並且其餘的每一第一光學透鏡262具有一第一傾斜光軸LS1。此外，至少一第一光學透鏡262的第一垂直光軸LV1與每一第一光學透鏡262的第一傾斜光軸LS1彼此相交，並且多個第一光學透鏡262的多個第一傾斜光軸LS1相對於第一垂直光軸LV1的角度(θ 1,θ 2)會由內而外漸漸增加(也就是說，θ 1<θ 2)。更進一步來說，由於透過第一影像擷取晶片261與相對應的第一光學透鏡262的配合，就能擷取到一部分影像，所以透過多個第一影像擷取晶片261分別與相對應的多個第一光學透鏡262的配合，就能擷取到由多個部分影像所組成的一完整影像。

值得注意的是，配合圖2與圖6所示，多個第二光學透鏡272可以彼此分離地設置在同一第二平面P2上，並且多個第二光學透鏡272是由內而外(由內圈向外圈)漸漸向外傾斜。另外，至少一第二光學透鏡272具有一第二垂直光軸LV2，並且其餘的每一第二光學透鏡272具有一第二傾斜光軸LS2。此外，至少一第二光學透鏡272的第二垂直光軸LV2與每一第二光學透鏡272的第二傾斜光軸LS2彼此相交，並且多個第二光學透鏡272的多個第二傾斜光軸LS2相對於第二垂直光軸LV2的角度(θ 1,θ 2)會由內而外漸漸增加(也就是說，θ 1<θ 2)。更進一步來說，由於透過第二影像擷取晶片271與相對應的第二光學透鏡272的配合，就能擷取到一部分影像，所以透過多個第二影像擷取晶片271分別與相對應的多個第二光學透鏡272的配合，就能擷取到由多個部分影像所組成的一完整影像。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的可攜式電子裝置Z及其全屏幕式影像顯示器D，其能通過“第一顯示模組1用於提供一第一影像，且第二顯示模組2用於提供一第二影像”、“第一顯示模組1與第二顯示模組2彼此相鄰或者相連，且第一影像與第二影像併接成一連續影像”、“第二顯示模組2包括一電路基板20、設置在電路基板20上的一影像顯示單元21以及設置在電路基板20上的多個電子單元”以及“影像顯示單元21包括設置在電路基板20上的多個發光二極體晶片210，且第二影像由多個發光二極體晶片210所提供”的技術方案，以使得本發明所提供的全屏幕式影像顯示器D不用避開多個電子單元所佔據的區域即能提供全螢幕式的連續影像。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。