CN109709718B - 穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿戴设备，包括；设备本体、显示面板和发光模组；所述设备本体位于远离所述显示面板显示侧的一侧；所述发光模组包括光源，所述光源配置成在开启状态下发出的光线照射所述显示面板。本发明提供的穿戴设备，能够在保留穿戴设备的常用功能的条件下，保证显示画面的效果。

Description

穿戴设备
技术领域
本发明涉及智能设备技术领域，特别涉及一种穿戴设备。
背景技术
近些年，智能穿戴产品，如Apple、LG、Huawei等的智能手环、智能手表等备受消费者的青睐。其中，智能手表产品给消费者提供了很多传统手表无法实现的新颖功能和体验，但也带来一些麻烦，如待机时间短，如果使用频繁，每天都要充电。
导致智能手表等产品待机时间短的原因有很多，诸如每次查看内容或时间都需要点亮屏幕、显示多种传感器(心率、步数、位置等)获得的数据等都会导致电量的巨大消耗。
在相关技术中，有些产品为了节约电量消耗使用了旧式的黑白显示屏，导致消费者体验不佳。
发明内容
本发明实施例提供一种穿戴设备，包括；设备本体、显示面板和发光模组；所述设备本体位于远离所述显示面板显示侧的一侧；所述发光模组包括光源，所述光源配置成在开启状态下发出的光线照射所述显示面板。
可选地，所述发光模组还包括导光结构，所述光源位于所述导光结构上；所述导光结构位于所述显示面板的外缘并配置成引导所述光源发出的光线照射所述显示面板。
可选地，所述导光结构环绕所述显示面板的外缘。
可选地，所述显示面板为液晶显示面板，所述液晶显示面板中的液晶为经聚合物稳定的液晶。
可选地，所述导光结构在朝向所述显示面板的部位包括出光面；在非朝向所述显示面板的部位包括光反射层。
可选地，所述导光结构的出光面上设置有取光结构，所述取光结构的分布密度随着其与光源的距离增大而增大。
可选地，所述取光结构为网点或光栅。
可选地，所述光源包括背向设置的两个发光单元。
可选地，所述两个发光单元之间设置散热层。
可选地，所述导光结构具有至少一个突出部，所述光源设置在所述突出部中。
可选地，所述导光结构具有两个突出部，所述两个突出部相对于所述导光结构对称设置。
可选地，所述光源包括环形灯条和光学膜层，所述环形灯条布设在所述导光结构内部，所述光学膜层位于所述环形灯条与所述显示面板之间。
可选地，所述环形灯条包括多个发光芯片，所述发光芯片集成在所述显示面板的基板上。
可选地，所述显示面板的信号线为透明导线。
可选地，所述显示面板为触控显示面板。
可选地，所述穿戴设备为智能手表或智能眼镜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本发明实施例提供的穿戴设备的示意框图；
图2为本发明实施例提供的穿戴设备的爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例中显示面板的结构示意图；
图4A为本发明实施例中导光结构的一个实施例的结构示意图；
图4B为本发明实施例中导光结构与光源的交界部位的剖面结构示意图；
图4C为本发明实施例中导光结构的剖面结构示意图；
图4D为本发明实施例中取光网点的示意图；
图4E为本发明实施例中取出光栅的示意图；
图5A为本发明实施例中导光结构的另一个实施例的结构示意图；
图5B为本发明实施例中导光结构的又一个实施例的结构示意图；
图6A为本发明实施例中导光结构的再一个实施例的结构示意图；
图6B为本发明实施例中发光芯片设置在显示面板的基板上的结构示意图；
图7A为本发明实施例中导光结构的又一个实施例的结构示意图；
图7B为本发明实施例中取光网点的示意图；
图7C为本发明实施例中取出光栅的示意图；
图7D为本发明实施例中显示面板的信号线分布示意图；
图8A为本发明实施例中模式一的显示原理示意图；
图8B为本发明实施例在模式一下的显示画面示意图；
图9A为本发明实施例中模式二的显示原理示意图；
图9B为本发明实施例在模式二下的显示画面示意图；
图10A为本发明实施例中模式三的显示原理示意图；
图10B为本发明实施例在模式三下的显示画面示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需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。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本发明实施例提供了一种穿戴设备，能够在保留穿戴设备的常用功能与质感的条件下，保证显示画面的效果。
如图1所示，所述穿戴设备，包括；设备本体10、显示面板20和发光模组30；设备本体10位于远离所述显示面板20的显示侧的一侧(即显示面板20位于设备本体10向用户进行功能展示的一面)；所述发光模组30包括光源31，光源31发出的光线照射所述显示面板20。
可选地，发光模组30还包括导光结构32，导光结构32位于显示面板20的外缘并配置成引导所述光源31发出的光线照射显示面板20；所述光源31位于所述导光结构32上的至少一个位置。
可选地，导光结构环32绕显示面板20的外缘。
在本公开的实施例中，设备本体10可以是指穿戴设备本身固有的功能所依附的硬件实体，例如，不具有显示功能的硬件实体。
在一些实施例中，穿戴设备是智能手表，设备本体10可以是手表(例如可以是机械手表、石英手表、光动能手表等)的表盘、表针等机械结构。
在一些实施例中，穿戴设备为智能眼镜，设备本体10可以是镜框、镜片等组成的机械结构。
本发明实施例提供的穿戴设备，将显示器件集成在手表、眼镜等设备中，可以根据需要执行设备本体的功能(如查看时间、设置闹钟等)或显示所需的内容(如显示人体生理参数、显示短信、显示来电号码等)，在满足功能需求的前提下最大限度的节省电能消耗。
在一些改进的实施例中，通过位于显示面板边缘的导光结构，使得发光模组可以设置在所述显示面板的外侧而不是下方，从而避免了发光模组对透光率的影响，使得用户查看设备本体的常规功能不易受到显示面板的影响。
可选地，所述穿戴设备的设备本体10可以包括多层结构，如图2所示，所述设备本体10包括第一层本体11、第二层本体12。
例如，第一层本体11可以包括如表针、表盘及控制模块等硬件；第二层本体12可以是支持第一层本体11的硬件运行的动力器件，例如电池及其管理模块，或机芯马达。
可选地，设备本体10还可以包括第三层本体13，第三层本体10可以是用于为显示面板10提供显示内容的传感器件层，例如可以集成光电传感器、记步传感器、方位传感器、压力传感器、湿度传感器等，用于辅助检测心率、脉搏、血氧等健康参数、运动参数及环境参数等等。
当然，这里设备本体10的具体结构仅仅是示例性的，实际生产中可以根据需要进行调整、增减等等。
在本公开的实施例中，显示面板20和发光模组30的一些控制单元、电池单元、电池管理模块等结构也可相应地设置在设备本体10中。同时，所述显示面板20的表面还可设置保护盖板40，用于保护显示面板20，等等。
可选地，所述显示面板20在整体上是透光的，以尽量降低显示面板本身对用户查看设备本体的影响。
可选地，电源管理模块配置成根据需要管理电源的电量输出。例如，将电源的电量输出分成两部分分别供应给显示面板及与显示面板显示内容对应的传感器、设备本体。例如，80％左右的电量分配给显示面板及传感器，20％左右的电量用于设备本体供电，例如给手表供电。例如，对于纯机械手表，将电源的电量均分配给显示面板及与显示面板显示内容对应的传感器。
可选地，电源是无线充电的(例如电池与无线充电感应线圈连接)，方便充电使用。
如图3所示，所述显示面板20的一个实施例，包括依次设置的第一基板21、薄膜晶体管阵列层22、像素电极层23、第一取向层24、液晶层25、第二取向层26、公共电极层27、第二基板28。
此外，可选地，所述第二基板28上还设置有触控层29，使得所述显示面板为触控显示面板，以使用户可通过触控进行操作。所述发光模组30的导光结构32环绕在所述显示面板20四周，参考图4A所示。
其中，所述触控层29可以是采用外贴玻璃基触控层、触控膜、或将触控电极集成在所述第二基板28上表面。所述第一基板21与第二基板28可以为一般显示用无碱玻璃，也可以用高透明聚酰亚胺薄膜。所述液晶层25的材料体系可以是经聚合物稳定的液晶，其中至少包含高折射率差液晶、高分子单体和光敏引发剂，每种材料不限于一种特定材料而是可以选择多种材料，按一定比例混匀。一般地，其中高分子单体的含量不超过10％，然后通过滴灌或真空灌注的方式灌入液晶盒内。然后进行UV照射，完成液晶盒的制备。
可选地，所述显示面板20为场序式液晶显示面板，所述液晶为经聚合物稳定的液晶。采用经聚合物稳定的液晶制作的场序式显示面板，能够与本发明实施例中的发光模组30进行匹配，使得显示面板的透光性能更好，同时，采用经聚合物稳定的液晶制作的场序式显示面板，响应速度更快。
如图4A所示，为所述发光模组30的一个实施例。
所述发光模组30包括光源31和导光结构32，所述光源31设置在所述导光结构32中；所述导光结构32环绕设置在所述显示面板20的四周，用于将所述光源31发出的光线导入所述显示面板20。所述导光结构32在朝向所述显示面板20的部位设置出光面321；除所述出光面321外，所述导光结构32的其他部位均设置有光反射层322，如图4C所示。
可选地，液晶层25的厚度约为2～10μm，液晶盒整体厚度约为0.1～2mm，导光结构32与液晶盒厚度匹配，也约为0.1～2mm。
为提高入光效率，在与发光单元311相接处，所述导光结构32的尺寸与发光单元311相当，如图4B所示。
可选地，所述导光结构32采用光学用易加工的聚甲基丙烯酸甲酯。
可选地，在导光结构32外侧及上、下两侧设置光反射层322，当光线在导光结构32中传播时到达该光反射层322，能够将光线反射，经由出光面321进入到液晶层25内，从而提高光源利用率和显示的亮度。
在一些实施例中，在所述导光结构32与显示面板20的接触侧，即所述导光结构32的出光面321上，设置有取光结构323a/323b，所述取光结构可以是网点323a(如图4D所示)或者具有准直光作用的光栅323b(如图4E所示)。
可选地，所述取光结构323a/323b的分布密度随着其与光源31的距离增大而增大。所述取光结构323a/323b的分布密度随着其与光源的距离增大而增大，让靠近光源处的取光结构稀疏分布，远离光源处的取光结构密集分布，从而实现出光均匀；具体的密度分布根据需要进行设置，在此不做限制。
可选地，为提高显示面板20的入光效率，采用具有准直光作用的取光结构。
在本发明的实施例中，所述发光模组30包括光源31和导光结构32，所述光源31设置在所述导光结构32的至少一个部位。作为一个实施例，如图4A所示，所述光源31包括背向设置的两个发光单元311(例如可以是LED)，使得两个发光单元311发出的光线向两个相反方向传播，能够提高导光结构32内部的光强分布。
可选地，所述两个发光单元311之间设置散热层312，以将发光单元311产生的热量更好地进行发散。
作为另一个实施例，如图5A所示，所述导光结构32具有至少一个突出部324，所述光源31设置在所述突出部324中。该结构设计可以避免采用2个发光单元设计的复杂度以及背向设置的发光单元的中间接触位置的对应处无法出光的问题。
可选地，所述光源311可包括并排设置的两个发光单元111，如图5A所示。当然，除图5A所示的实施例外，可以知道，发光单元111的个数是可选地，根据实际需要进行设置即可，在此不对数量做限制。
在一些实施例中，如图5B所示，所述导光结构32具有两个突出部324，所述两个突出部324相对于所述导光结构32对称设置，这种结构设计可以进一步提高光强和光线均匀性。
图5A及图5B中所示的导光结构32中的出光结构的疏密程度可参考图4D和图4E的设计，在此不再赘述。
作为本发明的一个实施例，如图6A所示，所述光源31包括环形灯条和光学膜层313，所述环形灯条布设在所述导光结构32内部，所述光学膜层313设置在所述环形灯条与所述显示面板20之间。这种设计因为采用了环形灯条，因此优点为光源亮度可以更高。同时，采用这种设计，通过光学膜层313经过匀光、增量和准直，实现光线的均匀入射，因此无需设置取光结构。
可选地，如图6B所示，所述环形灯条包括多个发光芯片314(如Mini RGB芯片或Micro RGB芯片)，所述发光芯片314集成在所述显示面板20的基板上，从而能够提高光源与显示面板的集成度。
在本公开的实施例中，导光结构的几何形状与显示面板相对应。如前述实施例中的导光结构32均为环形，相应地，所述显示面板20为圆形，所述导光结构32与所述显示面板20接触的一面为所述出光面321。当显示面板20为正方形或矩形时，如图7A所示，所述导光结构32的形状相应地也为正方形或矩形，此时，所述导光结构32朝向显示面板20的四个面与所述显示面板20的四个侧面相接触，所述朝向显示面板20的四个面的其中一对对称设置的两个面为所述出光面321(对应于图7A中虚线部分的导光结构32)。因光源入射方向需要垂直于液晶配向方向，因此，选择对称的两个面作为出光面321即可，其他方向入光，对显示面板的亮度贡献很小。当然可以知道的是，虽然本实施例采用了这样对称设置出光面的结构，但实际上，还是可以在所述导光结构32与所述显示面板20的四个侧面相接触的部位均设置出光面。
此外，与其他实施例类似的，方形导光结构32和显示面板20的实施例中，在所述导光结构32与显示面板20的接触侧，即所述导光结构32的出光面321上，设置有取光结构323a/323b，所述取光结构可以是网点323a(如图7B所示)或者具有准直光作用的光栅323b(如图7C所示)。所述取光结构323a/323b的分布密度随着其与光源31的距离增大而增大。所述取光结构323a/323b的分布密度随着其与光源的距离增大而增大，让靠近光源处的取光结构稀疏分布，远离光源处的取光结构密集分布，从而实现出光均匀；具体的密度分布根据需要进行设置，在此不做限制。此外，为提高显示面板20的入光效率，优选具有准直光作用的取光结构。
图7A中示出的光源31的设置方式是，在导光结构32上设置突出部324，所述光源31设置在所述突出部324中。可以知道，基于前面所述的光源设置方式的实施例，除了这种光源设置外，还可以是将光源31设置在导光结构32的传输通道之中并采用背向设置的两个发光单元311。或者，在所述导光结构32对称的部位分别设置一组光源，等等。这些变形实施例同样适用于方形导光结构32和显示面板20的实施例中。
可选地，所述显示面板20的信号线为透明导线，如图7D所示，信号线包括扫描线210a和驱动线210b。这样，把信号线用透明导线制作，既可以提高透过率，又可以降低垂直于光源方向的金属反射，特别是在显示屏分辨率不高时。
从本发明的实施例可以看出，通过将导光结构32环绕设置在所述显示面板20的四周，使得所述显示面板能够基于波导原理实现背光的入射，透过率很高，可达到80％～90％；响应速度快，在1ms～2ms；可通过场序式技术实现彩色显示，因此在透明显示方面优势明显。
该显示面板在不显示的状态下成透明状，加电压后，液晶相应翻转，受聚合物网络牵引的影响，液晶取向混乱，从而通过散射进行显示。有环境光时，可以看清画面。如果环境光不好，或需要彩色显示，则需要光源。该聚合物稳定液晶体系，受电压驱动后，响应速度很快，可以达到1～2ms。可以通过场序式的光源技术，实现彩色显示。
本发明实施例提出的穿戴设备，在工作中通常可以有三种模式：
模式一：如图8A所示，在该模式下，关闭光源，液晶盒不加电压，显示面板20处于关闭状态，即显示面板20呈透明态且不显示画面；因此设备本体10本身具备的功能能够显示出来，例如智能手表的传统表盘及表针呈现出时间，且因本发明的波导显示面板的透过率在80％～90％,手表的指针清晰可见，如图8B所示。
模式二：如图9A所示，在环境光线充足的情况下，关闭光源，只打开显示屏，液晶盒加电压，液晶盒散射环境光，可以显示黑白画面，特别是显示传感器或其他功能模块的画面，如图9B所示。
模式三：如图10A所示，打开光源，液晶盒加电压，液晶盒散射光源经导光结构后入射的光线，显示屏可以显示彩色画面。
需要补充说明的是，所述显示画面的位置可以根据当前设备本体10的功能展示部位来进行设计，例如，对于智能手表，若当前传统手表的指针处于设备本体的上半部分(如图10B所示)，则显示画面可显示在显示面板的下半部分，从而能够实现传统功能和智能功能的同时展示。
可见，本发明实施例提出的穿戴设备，将波导液晶透明显示面板与普通手表集成，在不需要特殊功能时，显示模组关闭，只普通手表工作，显示时间；当需要智能穿戴功能时，显示模组打开，作为交互界面。通过调整光源与显示模组的设计，可以在保留传统手表的功能与质感的条件下，保证显示画面的效果，从而大大提升智能手表的体验。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种穿戴设备，其特征在于，包括；设备本体、显示面板和发光模组；所述设备本体位于远离所述显示面板显示侧的一侧；所述发光模组包括光源，所述光源配置成在开启状态下发出的光线照射所述显示面板；所述显示面板为场序式液晶显示面板，所述液晶为经聚合物稳定的液晶；在关闭所述光源且所述显示面板不加电压时，显示面板呈透明态且不显示画面，设备本体本身具备的功能能够显示出来；有环境光时，在关闭所述光源且所述显示面板加电压时，液晶盒散射环境光，所述显示面板被配置为利用环境光显示黑白画面；在开启所述光源且所述显示面板加电压时，液晶盒散射光源经导光结构后入射的光线，所述显示面板被配置为利用所述光源发出的光线显示彩色画面。
2.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述发光模组还包括导光结构，所述光源位于所述导光结构上；所述导光结构位于所述显示面板的外缘并配置成引导所述光源发出的光线照射所述显示面板。
3.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构环绕所述显示面板的外缘。
4.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构在朝向所述显示面板的部位包括出光面；在非朝向所述显示面板的部位包括光反射层。
5.根据权利要求4所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构的出光面上设置有取光结构，所述取光结构的分布密度随着其与光源的距离增大而增大。
6.根据权利要求5所述的穿戴设备，其特征在于，所述取光结构为网点或光栅。
7.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述光源包括背向设置的两个发光单元。
8.根据权利要求7所述的穿戴设备，其特征在于，所述两个发光单元之间设置散热层。
9.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构包括至少一个突出部，所述光源设置在所述突出部中。
10.根据权利要求9所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构具有两个突出部，所述两个突出部相对于所述导光结构对称设置。
11.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述光源包括环形灯条和光学膜层，所述环形灯条布设在所述导光结构内部，所述光学膜层设置在所述环形灯条与所述显示面板之间。
12.根据权利要求11所述的穿戴设备，其特征在于，所述环形灯条包括多个发光芯片，所述发光芯片集成在所述显示面板的基板上。
13.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述显示面板的信号线为透明导线。
14.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述显示面板为触控显示面板。
15.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备为智能手表或智能眼镜。
16.一种穿戴设备，其特征在于，包括；设备本体、显示面板和发光模组；所述设备本体位于远离所述显示面板显示侧的一侧；所述发光模组包括光源，所述光源配置成在开启状态下发出的光线照射所述显示面板；
所述发光模组还包括导光结构，所述光源位于所述导光结构上；所述导光结构位于所述显示面板的外缘并配置成引导所述光源发出的光线照射所述显示面板；
所述光源包括环形灯条和光学膜层，所述环形灯条布设在所述导光结构内部，所述光学膜层设置在所述环形灯条与所述显示面板之间，所述环形灯条包括多个发光芯片，所述发光芯片集成在所述显示面板的基板上。
17.根据权利要求16所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构环绕所述显示面板的外缘。
18.根据权利要求16所述的穿戴设备，其特征在于，所述显示面板为场序式液晶显示面板，所述液晶为经聚合物稳定的液晶。
19.根据权利要求18所述的穿戴设备，其特征在于，所述导光结构在朝向所述显示面板的部位包括出光面；在非朝向所述显示面板的部位包括光反射层。
20.根据权利要求16所述的穿戴设备，其特征在于，所述显示面板的信号线为透明导线。
21.根据权利要求16所述的穿戴设备，其特征在于，所述显示面板为触控显示面板。
22.根据权利要求16所述的穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备为智能手表或智能眼镜。
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