CN106019671B - 一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面，涉及电力电子技术领域，该单元包括：单向透光玻璃、光电二极管和发光二极管，在上述单向透光玻璃的两侧分别设置有光电二极管和发光二极管，并且，单向透光玻璃用于阻止光电二极管吸收发光二极管所发出的光线。这样，本装置中同时集成了光电二极管和发光二极管，使得光电二极管在受到光照射后产生电荷，进而使CCD/CMOS对物体进行拍摄，同时，液晶显示元件上的发光二极管进行发光，将拍摄的图像进行显示，并且，单向透光玻璃的设置还有效防止了光电二极管吸收发光二极管所发出的光线，使得摄像和显示能够同时进行。

Description

一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面。

背景技术

随着互联网，特别是移动互联网技术的快速发展，人们之间越来越多地通过网络进行联络和信息的交互。这样，一方面，节约了时间和路途的成本，使得相距较远的人们可以通过网络设备进行沟通；另一方面，使沟通变得更便捷，人们可以利用网络设备随时进行沟通。以现实生活中的简单应用为例，利用智能手机、平板电脑和其他便携式移动设备等发布微博，进而与他人进行信息的互动，或者，利用视频聊天跟家人进行沟通。

但是，现行的网络设备多是将摄像头设置在显示屏的上方，人们可以运用显示屏进行显示，即在自己的显示屏中呈现出想要的画面。但在与他人进行视频聊天时，需要对准摄像头进行拍摄。由于，显示屏与摄像头的位置不统一，即用户想要查看对方的画面时，需要对准显示屏，而用户想要把图像完整的传给对方时，需要对准摄像头，这样，导致用户在视频聊天的过程中，不能实现与用户面对面的沟通，用户体验度差，究其原因在于，目前的组件均无法同时满足既能摄像又能进行显示的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面，通过设置单向透光玻璃、光电二极管和发光二极管，使得该装置在进行摄像的同时也能进行显示。

第一方面，本发明实施例提供了一种集显示和摄像于一体的单元，包括：单向透光玻璃、光电二极管和发光二极管；

单向透光玻璃的两侧分别设置有光电二极管和发光二极管，且，单向透光玻璃用于阻止光电二极管吸收发光二极管所发出的光线。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括彩色滤光片，彩色滤光片覆盖在光电二极管的感光面上，用于滤除光线中的色彩信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，光电二极管和发光二极管层状排列，且，光电二极管和发光二极管之间电绝缘。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，光电二极管为多个，多个光电二极管均环绕在发光二极管的周围，且，每个光电二极管均和发光二极管之间电绝缘。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，一个发光二极管的周围放置至少8个光电二极管。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，彩色滤光片为RGB红绿蓝三色滤光片。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，光电二极管和发光二极管均为微米级二极管。

第二方面，本发明实施例提供了一种新型液晶显示及摄像组件，包括：多个如上述第一方面的第二种可能的实施方式中的集显示和摄像于一体的单元，且，在相邻的两个集显示和摄像于一体的单元之间还竖直设置有单向透光玻璃，用于阻隔一个单元中的发光二极管向邻近的单元中的光电二极管发射的光线。

第三方面，本发明实施例提供了一种新型液晶显示及摄像组件，包括：多个如上述第一方面的第三种可能的实施方式的集显示和摄像于一体的单元，且，在相邻的两个集显示和摄像于一体的单元之间共用一个光电二极管。

第四方面，本发明实施例提供了一种新型液晶显示及摄像板面，包括：多个模块，其中，每个模块包括一百万个如上述第一方面的第二种可能的实施方式或第一方面的第三种可能的实施方式提到的集显示和摄像于一体的单元；

多个模块呈矩形阵列式排布，且，在X轴方向和Y轴方向上排布的个数相等。

本发明实施例提供的一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面，其中，一种集显示和摄像于一体的单元具体包括：单向透光玻璃、光电二极管和发光二极管，单向透光玻璃的两侧分别设置有光电二极管和发光二极管，且，单向透光玻璃用于阻止光电二极管吸收发光二极管所发出的光线，由于光电二极管位于CCD/CMOS元件上，使得光电二极管在受到外界光照射后能产生电荷，进而使CCD/CMOS对物体进行照片拍摄，同时，液晶显示元件上的发光二极管进行发光，将拍摄的图像进行显示，由于在该集显示和摄像于一体的单元中同时包含有光电二极管和发光二极管，并且，光电二极管和发光二极管之间设置有单向透光玻璃，使拍摄和显示能够同步进行，并且互不干扰，这样满足了既能摄像又能进行显示的需求。

进一步的，在本装置中还包括彩色滤光片，彩色滤光片覆盖在光电二极管的感光面上，用于滤除光线中的色彩信息，这样，光电二极管在感应光的强度的同时，能够通过彩色滤光片来捕获光线中的色彩信息，使得光电二极管在感应光的强度的同时，也能够感应色彩信息，这样，使用户能够得到彩色图像。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种集显示和摄像于一体的单元的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种集显示和摄像于一体的单元的结构框架图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种新型液晶显示及摄像组件的结构框架图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种新型液晶显示及摄像板面的结构框架图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种集显示和摄像于一体的单元的结构框架图；

图6示出了本发明实施例所提供的一种新型液晶显示及摄像组件的结构框架图。

主要组件符号说明：

1-发光二极管 2-光电二极管

3-单向透光玻璃 4-彩色滤光片

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

随着互联网的发展和社交网络的兴起，摄像头成为网络时代人们之间进行沟通的不可缺少的硬件设备。人们在进行视频聊天时，通过摄像头来获取对方的图像信息，并将对方的图像信息在自己的显示设备上进行显示。在实际使用中，由于摄像头与显示设备是分离设置的，常见的，摄像头设置在显示设备的上端，在进行图像的拍摄时，需要对准摄像头进行拍摄，而在显示图像时是在摄像头下方的显示设备上进行显示。加上，现有的显示设备越来越向大尺寸发展，导致人们在用摄像头照射完毕后，要低头回到显示设备的中央来查看对方的实时图像，或者，在显示设备上看完对方的图像后，向上抬头对准摄像头进行拍摄。这样，使用者在使用过程中难以同时兼顾，用户体验较差。究其原因在于，目前的摄像头和显示设备都是分离设置的，即没有一种设备同时集成了用于拍摄和显示的材料，来满足同时能摄像又能进行显示的目的。其中，上述显示设备常见的有阴极射线管显示器、等离子显示面板、激光显示器和液晶显示器等，本发明中提及的显示设备以液晶显示元件为例。

由于，液晶显示元件内的发光二极管1用来将输入的图像信息进行显示，而位于CCD/CMOS内的光电二极管2用来受到光照射后产生电荷，进而由后端的A/D转换器转换为图像信号。如图1所示，本发明实施例提供的一种集显示和摄像于一体的单元包括：单向透光玻璃3、光电二极管2和发光二极管1，其中，单向透光玻璃3的两侧分别设置有光电二极管2和发光二极管1，且，单向透光玻璃3用于阻止光电二极管2吸收发光二极管1所发出的光线。

上述光电二极管2和发光二极管1的尺寸都以微米为单位。所以，设置在单向透光玻璃3两侧的光电二极管2和发光二极管1用肉眼无法分辨出差别，整个上述单元对外界来说是一个整体，使用者只能看到发光二极管1所输出显示的图像信息，而看不到发光二极管1和光电二极管2的分离设置。其中，液晶显示元件上的发光二极管1包括LED、OLED等。LED是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，体积小，重量轻，由P型半导体和N型半导体组成，并且，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。当它两端加上正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极时，该LED晶体就会向外发射出光线。OLED为有机发光二极管1，材质轻薄，广泛应用于手机、数码摄像机、笔记本电脑和电视等设备中，OLED显示技术具有自发光的特性，当电流流过时，这些有机材料就会发光。

根据上述描述可知，液晶显示元件上的发光二极管1产生显示图像时，会向外发射光线，而CCD/CMOS上的光电二极管2在产生电荷时吸收光线，为了减少CCD/CMOS上的光电二极管2吸收多余的电荷，在液晶显示元件上的发光二极管1与CCD/CMOS上的光电二极管2之间加装上述单向透光玻璃3，该单向透光玻璃3用来阻止由液晶显示元件上的发光二极管1在产生显示图像时向外发射的光线被CCD/CMOS上的光电二极管2吸收。由于，在现有液晶显示组件上的发光二极管1个数是有限的，在加装CCD/CMOS上的光电二极管2会相应减少液晶显示元件上的发光二极管1的个数，同时，也会相应增加液晶显示元件上的发光二极管1之间的距离，为了使现有光亮度不被以上两种情况干扰，特加装单向透光玻璃3，这样，一方面，使阻止了加装在CCD/CMOS上的光电二极管2在工作时吸收多余的光线而导致产生多余的电荷；另一方面，液晶显示元件上的发光二极管1工作时发出的光线能被单向透光玻璃3反射回液晶显示元件，以保持原来液晶显示组件的光线亮度，从而使得液晶显示组件上的图像正常显示。

一种集显示和摄像于一体的单元还包括彩色滤光片4，彩色滤光片4覆盖在光电二极管2的感光面上，用于滤除光线中的色彩信息。每个CCD/CMOS上的光电二极管2对应图像传感器中的一个像点，由于CCD/CMOS上的光电二极管2只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此，要想获得彩色图像，必须在CCD/CMOS上的光电二极管2上方(即感光面)覆盖彩色滤光片4。目前最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片比例为1：2：1的四个像点构成一个彩色像素。

上述单元的具体结构形式有两种，一种是光电二极管2和发光二极管1层状排列，且，光电二极管2和发光二极管1之间电绝缘。具体的，一种集显示和摄像于一体的单元中，上述单向透光玻璃3竖直设置在光电二极管2和发光二极管1之间，彩色滤光片4覆盖在光电二极管2的感光面上，并且，彩色滤光片4与单向透光玻璃3正交。从图2也就是俯视图来看，光电二极管2、发光二极管1、单向透光玻璃3和彩色滤光片4构成一个矩形的层状结构，该矩形分为左、中、右三层，从左到右的第一层为发光二极管1，第二层为单向透光玻璃3，和由彩色滤光片4及光电二极管2组成的第三层。

另一种具体结构如图5所示，光电二极管2为多个，多个光电二极管2均环绕在发光二极管1的周围，在光电二极管2和发光二极管1之间设置有单向透光玻璃3，并且，在光电二极管2的感光面上覆盖有彩色滤光片4。且，每个光电二极管2均和发光二极管1之间电绝缘。一个发光二极管1的周围放置至少8个光电二极管2，以保证在发光二极管1的周围都环绕有光电二极管2。

以上两种具体结构形式仅以举例进行说明，在实际的生产过程中，上述两种具体结构形式还可以根据生产工艺和客户的需求进行灵活设定。

以上述子单位为生产制作的最小单位，由多个上述单元可构成一种新型液晶显示及摄像组件，具体的，如图3所示，包括多个层状排列结构的集显示和摄像于一体的单元，且，在相邻的两个集显示和摄像于一体的单元之间还竖直设置有单向透光玻璃3，用于阻隔一个单元中的发光二极管1向邻近的单元中的光电二极管2发射的光线。

此外，由上述环状排列结构的集显示和摄像于一体的多个单元还可以构成一种新型液晶显示及摄像组件，具体的，如图6所示，多个光电二极管2均环绕在发光二极管1的周围，将多个发光二极管1相邻设置，并且，在相邻的两个集显示和摄像于一体的单元之间共用一个光电二极管2。同理，在光电二极管2和发光二极管1之间设置有单向透光玻璃3，以减少液晶显示元件上的发光二极管1对CCD/CMOS元件上的光电二极管2产生多余的电荷。并且，在每个光电二极管2的感光面上覆盖有彩色滤光片4，用来捕获色彩信息，使光电二极管2能够正常成像。

在实际使用中，像素都是以百万为单位，上述集显示和摄像于一体的单元经过工艺制造生产出一种新型液晶显示及摄像板面，包括多个模块，其中，每个模块包括一百万个层状排列或者环状排列的的集显示和摄像于一体的单元，并且，多个模块呈矩形阵列式排布，且，在X轴方向和Y轴方向上排布的个数相等。以一千六百万像素的新型液晶显示及摄像板面为例，如图4所示，该新型液晶显示及摄像板面内的模块分布成4*4的矩形阵列，在X轴方向和Y轴方向上分别排布有四个上述模块，由于，每个模块中都包含一百万个层状排列或者环状排列的的集显示和摄像于一体的单元，所以，该4*4的矩形阵列为一千六百万像素。在实际使用中，矩形阵列的大小和排布根据实际需求进行灵活设定。

实施例一

以一块九百万像素的新型液晶显示及摄像板面为例，该板面包括3*3的矩形阵列模块，其中，每个模块中包含百万个层状排列的集显示和摄像于一体的单元。上述ss单元中包括：单向透光玻璃3、光电二极管2和发光二极管1，光电二极管2和发光二极管1的尺寸都以微米为单位。在上述单向透光玻璃3的两侧分别设置有光电二极管2和发光二极管1，即光电二极管2和发光二极管1之间电绝缘，单向透光玻璃3用于阻止光电二极管2吸收发光二极管1所发出的光线，将彩色滤光片4覆盖在光电二极管2的感光面上，用于滤除光线中的色彩信息，在本实施例中采用RCB红绿蓝三色滤光片，以红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片比例为1：2：1的四个像点构成一个彩色像素。这样，从俯视图来看，从左到右的第一层为发光二极管1，第二层为单向透光玻璃3，第三层由彩色滤光片4及光电二极管2组成。上述多个层状排列的单元在构成新型液晶显示及摄像组件时，在在相邻的两个上述单元之间还竖直设置有单向透光玻璃3，在用于阻隔一个单元中的发光二极管1向邻近的单元中的光电二极管2发射的光线。这样，在液晶显示元件上的发光二极管1与CCD/CMOS上的光电二极管2同时工作时，液晶显示元件上的发光二极管1输出显示图像，CCD/CMOS上的光电二极管2吸收光线转变成电荷。

本实施例提供的一种集显示和摄像于一体的单元、组件和板面，该实施例的技术效果是：本装置中同时集成了光电二极管2和发光二极管1，使得光电二极管2在受到光照射后产生电荷，进而使CCD/CMOS对物体进行拍摄，同时，液晶显示元件上的发光二极管1进行发光，将拍摄的图像进行显示，并且，单向透光玻璃3的设置还有效防止了光电二极管2吸收发光二极管1所发出的光线，使得摄像和显示能够同时进行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种集显示和摄像于一体的单元，其特征在于，包括：单向透光玻璃、光电二极管和发光二极管；其中，所述光电二极管设置在CCD或CMOS元件上；所述发光二极管设置在液晶显示元件上；

所述单向透光玻璃的两侧分别设置有所述光电二极管和所述发光二极管，且，所述单向透光玻璃用于阻止所述光电二极管吸收所述发光二极管所发出的光线；

所述光电二极管为多个，多个所述光电二极管均环绕在所述发光二极管的周围，且，每个所述光电二极管均和所述发光二极管之间电绝缘；

还包括彩色滤光片，所述彩色滤光片覆盖在所述光电二极管的感光面上，用于滤除光线中的色彩信息。

2.根据权利要求1所述的一种集显示和摄像于一体的单元，其特征在于，一个所述发光二极管的周围放置至少8个所述光电二极管。

3.根据权利要求2所述的一种集显示和摄像于一体的单元，其特征在于，所述彩色滤光片为RGB红绿蓝三色滤光片。

4.根据权利要求1所述的一种集显示和摄像于一体的单元，其特征在于，所述光电二极管和所述发光二极管均为微米级二极管。

5.一种液晶显示及摄像组件，其特征在于，包括多个如权利要求1所述的集显示和摄像于一体的单元，且，在相邻的两个所述集显示和摄像于一体的单元之间还竖直设置有所述单向透光玻璃，用于阻隔一个单元中的所述发光二极管向邻近的所述单元中的所述光电二极管发射的光线。

6.一种液晶显示及摄像组件，其特征在于，包括多个如权利要求1所述的集显示和摄像于一体的单元，且，在相邻的两个所述集显示和摄像于一体的单元之间共用一个所述光电二极管。

7.一种液晶显示及摄像板面，其特征在于，包括多个模块，其中，每个模块包括一百万个如权利要求1所述的集显示和摄像于一体的单元；

多个所述模块呈矩形阵列式排布，且，在X轴方向和Y轴方向上排布的个数相等。