CN110136568B - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有拍摄照相机的图像显示装置，实现可以抑制被拍摄用窗部缩小显示区域的图像显示装置。在具有拍摄用窗部(200)的图像显示装置(10)中，将供拍摄照相机(110)使用的拍摄用窗部(200)配置于图像显示区域内，并且，使拍摄用窗部(200)的口径(φp)设定为满足基于拍摄照相机(110)的视角(θ)的特定条件。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及图像显示装置。
背景技术
液晶显示装置等的图像显示装置被用于手机或车载用显示装置等的各种领域。这种图像显示装置中已知具有面向显示区域(也称为“画面显示区域”)而配置的拍摄用的拍摄照相机的图像显示装置。这些图像显示装置在包围显示区域的非显示区域上具有拍摄用窗部，与此拍摄用窗部对应的位置上配置有上述拍摄照相机(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-101352号公报
专利文献2:日本专利特开2008-257191号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，如上所述的现有技术由于在上述拍摄用窗部具有拍摄照相机，所以上述非显示区域的宽度变宽，于此对应地显示区域变小之类的问题。
本发明的一个方式的目的在于，在具有拍摄照相机的图像显示装置中，实现可以抑制被拍摄用窗部缩小显示区域的图像显示装置。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的一个方式所涉及的图像显示装置具有:
图像形成层，其用于在图像显示区域形成图像；
拍摄照相机，其具有拍摄镜片的同时，配置在俯视所述图像形成层时的所述图像显示区域内的位置，即面向所述图像形成层的显示面侧而配置在所述图像形成层的背面侧；
所述图像形成层，其具有拍摄用窗部，所述拍摄用窗部形成于在俯视时与所述拍摄镜片重叠的位置、即形成于所述图像形成层中的所述拍摄照相机的光路上，
所述图像显示装置的特征在于，
将从所述拍摄镜片的光轴方向上的照相机焦点至所述拍摄用窗部的所述显示面侧的端部边缘的距离设为Dp，将所述拍摄照相机的视角设为θ时，所述端部边缘处的口径φp满足下述条件。
2Dptan(θ/2)≤φp
发明效果
根据本发明的一方式，在具有拍摄用拍摄照相机图像显示装置中，实现可以抑制被拍摄用窗部缩小显示区域的图像显示装置。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式1的图像显示装置的构成的图。
图2是示意性地示出本发明的实施方式1所涉及的布线和黑矩阵的图。
图3的(a)是示意性地示出本发明的实施方式1所涉及的图像显示装置的剖面构成的图，图3的(b)是将图3的(a)中的图像显示装置的剖面的主要部分放大而示出的图，图3的(c)是示意性地示出该图像显示装置中的拍摄照相机的形状的图。
图4的(a)是示意性地示出本发明的实施方式2所涉及的图像显示装置的剖面构成的剖面图，图4的(b)是将图4的(a)中的图像显示装置的剖面的主要部分放大而示出的图，图4的(c)是示意性地示出本实施方式中所使用的拍摄照相机的一例的形状的图。
具体实施例
[第一实施方式]
以下，详细说明本发明的一个实施方式。图1是示意性地示出本发明的实施方式1所涉及的图像显示装置的构成的图。图2是示意性地示出本发明的实施方式1所涉及的布线和黑矩阵的图。图3的(a)是示意性地示出本发明的实施方式1所涉及的图像显示装置的剖面构成的图，图3的(b)是将图3的(a)中的图像显示装置的剖面的主要部分放大而示出的图，图3的(c)是示意性地示出该图像显示装置中的拍摄照相机的形状的图。
如图1、图3的(a)以及图3的(b)所示，图像显示装置10具有液晶显示面板100和拍摄照相机110。
液晶显示面板100具有背光源120、第一偏光板130、薄膜晶体管(TFT)基板140、液晶层150、彩色滤光片基板160、第二偏光板170、粘着层180、玻璃罩190以及拍摄用窗部200。
液晶显示面板100相当于用于在图像显示区域形成图像的图像形成层。
背光源120是液晶显示面板100的光源。俯视时的背光源120的形状(平面形状)为矩形，背光源120具有贯通孔121。贯通孔121为用于收容拍摄照相机110的孔，并被配置于俯视时的液晶显示面板100的图像显示区域的内侧。并且，图像显示区域是指，被对图像显示装置10的周围进行的包边的边框等的非显示区域包围的显示区域。图像显示区域显示液晶产生的预期的图像。贯通孔121的平面形状可以根据拍摄照相机110的平面形状适当地决定，例如是与拍摄照相机110的平面形状相同的圆形。
第一偏光板130可以从已知可使用于图像显示装置的偏光板中适当选择。
TFT基板140被构成为与已知可使用于图像显示装置的TFT基板相同。例如，TFT基板140中，面向上方向(显示光的出射方向)依次配置玻璃基板、扫描信号线、透光的无机绝缘膜、半导体膜(例如，非晶硅、低温多晶硅、氧化物半导体)、数据信号线以及漏极电极、透光的有机绝缘膜、透光的传感器信号线、透光的无机绝缘膜、透光的像素电极、透光的无机绝缘膜、和透光的共通电极，也可以形成将半导体膜设为沟道的晶体管。像素电极、共通电极以及传感器信号线可以由ITO、IZO等的透光的金属化合物构成。
液晶层150可以从已知可使用于图像显示装置的液晶层中适当选择。
彩色滤光片基板160也与TFT基板140同样地，被构成为与已知可使用于图像显示装置的彩色滤光片基板相同。例如，彩色滤光片基板包含有原色(红、绿、蓝)彩色滤光片、无色涂层(透明涂层)、以及黑矩阵。无色涂层理想状态下光透射率为90％以上，也可以使用白色的子像素用的颜色材料。
第二偏光板170与第一偏光板130同样地，可以从已知可使用于图像显示装置的偏光板中适当选择。第一偏光板130以及第二偏光板170的偏光方向根据液晶显示面板的液晶构造适当决定。
粘着层(OCR)180为具有透光性的粘接层，并粘合第二偏光板170与玻璃罩190。
拍摄用窗部200为与液晶显示面板100的贯通孔121相对的部分。拍摄用窗部200为用于拍摄照相机110的拍摄的光路，且对拍摄照相机110的拍摄具有足够的透明性。第一偏光板130以及第二偏光板170中的与拍摄用窗部200对应的部分形成有贯通孔。
TFT基板140中的与拍摄用窗部200对应的部分成为，TFT基板140中的除去了布线141的、由透明基板构成的区域。更具体地如图2所示，该部分由其平面形状为圆形的拍摄用窗部200、和对其周围进行包边的环状边框部210构成。边框部210配置于TFT基板140，并由绕过拍摄用窗部200的布线141、在俯视时与布线141重叠的黑矩阵161构成。
如图3的(a)所示，拍摄照相机110被配置于贯通孔121内。如此，拍摄照相机110配置于俯视液晶显示面板100时的图像显示区域内的位置、即面向液晶显示面板100的显示面侧配置于图像形成层的背面侧。
如图3的(c)所示，拍摄照相机110具有筒部115、配置在筒部115的一端的传感器112、和配置在筒部115的另一端的拍摄镜片111。拍摄照相机110为例如CCD图像传感器、CMOS图像传感器等的拍摄元件。
图像显示装置10中，将从拍摄镜片111的光轴方向上的照相机焦点113到拍摄用窗部200的显示面侧的端部边缘的距离设为D p，将拍摄照相机110的视角设为θ时，拍摄用窗部200的口径φp满足下述条件。
2Dptan(θ/2)≤φp
图像显示装置10中，拍摄用窗部200的口径φp只要是作为拍摄用窗部起作用的大小即可。拍摄用窗部200的口径φp的上限值从“拍摄用”的观点出发可以适当决定，从这样的用途的观点出发，可以决定该上限值为可以充分抑制被拍摄用窗部200缩小的显示区域的值。当在俯视时的拍摄照相机110的长度设为A时，拍摄用窗部200的口径φp的上限值小于A，这意味着从拍摄用窗部200的口径φp可以设置为相对拍摄照相机的视角与θ对应的最小口径的观点来看，是优选的。
在此，“照相机焦点113”是指，距传感器112的距离位于小于拍摄照相机110的焦点距离的位置的点，并以连接传感器112的检测区域的一端以及另一端、和与此相对地起实质作用的拍摄镜片111的区域的另一端以及一端的直线(以下，这些直线之中的一根也称为“上线”，将另一根也称为“下线”)116、117的交点所表示。上述直线形成于上述交点的拍摄镜片111侧的角度为视角。在本实施方式中，视角为例如90°。照相机焦点113的位置以及视角可以根据焦点距离的长短或传感器112的检测区域的增减而适当调整。
图像显示装置10中，拍摄用窗部200的口径φp满足上述式。拍摄用窗部200的口径φp可以设计成与拍摄照相机110所满足的视角以及照相机焦点113对应的最小口径。该最小口径以上线116以及下线117在拍摄用窗部200以一点相接时的水平方向上的两直线之间的距离所表示。由此，拍摄用窗部200的口径φp可以设为小于拍摄照相机110的平面俯视时的宽度。此外，边框部210的大小取决于绕拍摄用窗部200的布线141的数量，因此，由于拍摄用窗部200的口径φp变小，绕过拍摄用窗部200的布线141的数量减少。由此，与将边框部210配置于俯视拍摄照相机110时的周围的情况相比，边框部210变小。由此，与上述情况相比，可以增大图像显示区域。
贯通孔121的平面形状为与拍摄照相机110的平面形状相同的圆形。在一侧部处具有光源的背光源的情况下，光夹在图像显示区域中的拍摄用窗部200，而难以到达与光源为相反的一侧的部分(图1中用附图标记Ad表示的部分)，但图像显示装置10中拍摄用窗部200小。由此，与上述情况相比，可以实现更好的图像的显示。
背光源120具有用于收容拍摄照相机110的贯通孔121。此外，拍摄照相机110被配置于贯通孔121内。由此，与将拍摄照相机110配置于背光源120的背面的情况相比，可以将图像显示装置10的厚度减薄拍摄照相机110被收纳于贯通孔121的厚度的量。
并且，拍摄用窗部200的实际口径可以是用上述式求得的φp，但也可以在起到本实施方式的效果的范围、即拍摄用窗部200的实际口径小于拍摄照相机110的平面形状的长度的范围内，大于φp。例如，拍摄用窗部200的实际口径也可以是在φp上进一步包含组装余量α量(例如50～150)。或者，上述式的左边(2Dptan(θ/2))还可以包含与该组装余量对应的适当的系数(例如0.5～1.5)。
在下面说明本发明的其它实施方式。图4的(a)是示意性地示出本发明的实施方式2所涉及的图像显示装置的剖面构成的剖面图，图4的(b)是将图4的(a)中的图像显示装置的剖面的主要部分放大而示出的图，图4的(c)是示意性地示出本实施方式中所使用的拍摄照相机的一例的形状的图。此外，为了便于说明，对与在上述实施方式中说明的组件具有相同功能的组件，标注相同的附图标记，不重复其说明。
图像显示装置20具有有贯通孔221的背光源220以替代背光源120、具有第一偏光板230以替代第一偏光板130、具有TFT基板240以替代TFT基板140、具有拍摄用窗部201以替代拍摄用窗部200。图像显示装置20中，拍摄照相机110被配置于背光源220的背面。除此以外构成为与图像显示装置10相同。
图像显示装置20中，将从拍摄镜片111的光轴方向上的照相机焦点114到背光源220的贯通孔221的显示面侧端部边缘的距离设为Db时，背光源220的贯通孔221的口径φb满足下述条件。
2Dbtan(θ/2)≤φb
图像显示装置20中，背光源220的贯通孔221的口径φb只要是作为拍摄用窗部起作用的大小即可。图像显示装置20中，背光源220的贯通孔221的口径φb的上限值如前实施方式1中所述，只要是可以抑制被拍摄用窗部201缩小显示区域的值即可，优选小于A。
照相机焦点114表示为上线118以及下线119的交点。在本实施方式中，视角小于实施方式1，例如为80°。
拍摄用窗部201为至少包含与液晶显示面板100的贯通孔221相对的部分的部分。
TFT基板240中的与拍摄用窗部201对应的部分构成为与实施方式1的该部分相同，形成为TFT基板240中的除去了布线141的区域。TFT基板240的边框部被配置于TFT基板240，并由绕过拍摄用窗部201的布线141、和在俯视时与布线141重叠的黑矩阵161构成(参照图2)。
第一偏光板230在与拍摄用窗部201对应的部分具有贯通孔，第二偏光板170也与实施方式1同样地，在与拍摄用窗部201对应的部分具有贯通孔。这些偏光板所具有的贯通孔的口径以及TFT基板240中的除去了布线的区域的口径均为实质性大于各贯通孔以及区域的上线118和下线119之间的水平方向的距离的任意长度。
图像显示装置20与图像显示装置10同样地，可以使贯通孔221的口径φb小于拍摄照相机110的平面在俯视时的宽度。
此外，相对于可以成为拍摄用窗部的贯通孔以及区域，图像显示装置20的拍摄照相机110在拍摄照相机110的光轴方向上更远地(在液晶显示面板的更背面侧)配置。由此，图像显示装置20的拍摄照相机110的视角可以比图像显示装置10的视角还小。由此，图像显示装置20的边框部可以比实施方式1的边框部还小。由此，比起实施方式1，可以增大图像显示区域。
进一步地，图像显示装置20中，拍摄照相机110被配置于背光源220的背面。由此，图像显示装置20中，与照相机的形状无关，即使在例如照相机的平面形状为如图4的(c)所示的矩形的情况下，也可以设置在液晶显示面板100。此外，图像显示装置20中，与拍摄照相机110的平面形状无关，可以将贯通孔221的平面形状设为与拍摄照相机110的拍摄镜片111相同的圆形。在一侧部处具有光源的背光源的情况下，图像显示装置20也与图像显示装置10同样地，光夹于图像显示区域内的拍摄用窗部201，而难以到达与光源相反的一侧的部分(用图1的附图标记Ad表示的部分)。然而，在图像显示装置20中拍摄用窗部201比图像显示装置10的拍摄用窗部200还小，因此可以实现更好的图像的显示。
[变形例]
并且，上述实施方式所涉及的图像显示装置在可以得到前述的本实施方式的效果的范围内，可以进一步具有除了前述的构成以外的构成，也可以进一步具有其他的构成以替代前述的构成。
例如，图像形成层只要是如原色(红、绿、蓝)、或将它们的补色要素都包含的颜色要素组合来表现色彩那样的一般的显示面板即可，也可以是在前所述的实施方式中所说明的液晶显示面板，此外，也可以是有机EL显示面板。
此外，在实施方式2中，不仅背光源的贯通孔的口径，第一偏光板、第二偏光板、彩色滤光片基板的黑矩阵、以及玻璃罩的黑矩阵的端部边缘的口径等的、拍摄照相机的光路上所在的贯通孔以及区域的口径均可以以满足前述式的方式设计。图像显示装置20中，第一偏光板、第二偏光板、彩色滤光片基板的黑矩阵、以及玻璃罩的黑矩阵的端部边缘的口径等的、拍摄照相机的光路上所在的贯通孔以及区域的口径的每一个的上限值只要是可以抑制被拍摄用窗部201缩小显示区域的值即可，优选小于A。此时，在配置各贯通孔或对区域进行包边的边框部的情况下，可以更精密地设计边框部。由此，从最小化包含拍摄用窗部和边框部的非显示区域的观点出发更有效果，其结果，从最大限度地扩大图像显示区域的观点出发更有效果。
[总结]
本发明的第一方式所涉及的图像显示装置10具有液晶显示面板(图像形成层)100和拍摄照相机110，所述液晶显示面板(图像形成层)100用于在图像显示区域形成图像，所述拍摄照相机110具有拍摄镜片111的同时，配置于俯视液晶显示面板100时的图像显示区域内的位置、即面向液晶显示面板100的显示面侧配置于液晶显示面板100的背面侧，液晶显示面板100为具有形成于在俯视时与拍摄镜片111重叠的位置、即形成于液晶显示面板100的拍摄照相机110的光路上的拍摄用窗部200的图像显示装置10，将从拍摄镜片111的光轴方向上的照相机焦点113到拍摄用窗部200的显示面侧的端部边缘的距离设为Dp，将拍摄照相机110的视角设为θ，并将俯视时的拍摄照相机110的长度设为A时，端部边缘处的口径φp满足下述条件。
2Dptan(θ/2)≤φp<A
根据上述构成，拍摄用窗部200的口径φp可以小于拍摄照相机110的平面在俯视时的宽度。由此，在具有拍摄照相机110的图像显示装置10中，可以对在包围显示区域的非显示区域中具有拍摄用窗部的以往的图像显示装置，抑制被拍摄用窗部200缩小显示区域。
本发明的第二方式所涉及的图像显示装置10在第一方式中，也可以进一步包含对拍摄用窗部200的周围进行包边的边框部210。
根据上述构成，从液晶显示面板100进入拍摄用窗部200的光的影响被抑制，从在拍摄照相机110拍摄更高画质的图像的观点出发更有效果。
本发明的第三方式所涉及的图像显示装置10在第一或第二方式中，也可以是液晶显示面板100包含具有贯通孔121的背光源120以及薄膜晶体管基板140，拍摄照相机110被配置在贯通孔121，拍摄用窗部200包含薄膜晶体管基板140中的除去了布线141的区域。
根据上述构成，与将拍摄照相机110配置于背光源120的背面的情况相比，可以将图像显示装置10的厚度减薄拍摄照相机110被收纳于贯通孔121的厚度的量。
本发明的第四方式所涉及的图像显示装置20在第一或第二方式中，也可以是液晶显示面板包含具有贯通孔221的背光源220以及薄膜晶体管基板240，拍摄照相机110被配置于背光源220的背面，拍摄用窗部201包含贯通孔221、和薄膜晶体管基板240中的除去了布线的区域。
根据上述构成，上述图像显示装置20在具有拍摄照相机110的图像显示装置20中，可以抑制被拍摄用窗部201缩小显示区域。
本发明的第五方式所涉及的图像显示装置10在第三或第四方式中，也可以是边框部210被配置于TFT基板140，且包含绕过拍摄用窗部200的布线141、和在俯视时与布线141重叠的黑矩阵161。
上述构成从与上述第二方式同样的观点出发更有效果。
本发明的第六方式所涉及的图像显示装置在上述第一至第五方式方式的任一个中，如前所述，也可以是图像形成层为液晶显示面板。
本发明不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，能够通过组合各实施方式分别公开的技术方法来形成新的技术特征。
附图标记说明
10、20 显示装置
100 液晶显示面板
110 拍摄照相机
111 拍摄镜片
112 传感器
113、114 照相机焦点
115 筒部
116、118 上线
117、119 下线
120、220 背光源
121、221 贯通孔
130、230 第一偏光板
140、240 薄膜晶体管(TFT)基板
141 布线
150 液晶层
160 彩色滤光片基板
161 黑矩阵
170 第二偏光板
180 粘合层
190 玻璃罩
200、201 拍摄用窗部
210 边框部
Ad 与光源相反的一侧的部分

Claims (9)

1.一种图像显示装置，其具有:
图像形成层，其用于在图像显示区域形成图像；
拍摄照相机，其具有拍摄镜片的同时，配置在俯视所述图像形成层时的所述图像显示区域内的位置，即面向所述图像形成层的显示面侧而配置在所述图像形成层的背面侧；
所述图像形成层，其具有拍摄用窗部，所述拍摄用窗部形成于在俯视时与所述拍摄镜片重叠的位置、即形成于所述图像形成层中的所述拍摄照相机的光路上，
所述图像显示装置的特征在于，
将从所述拍摄镜片的光轴方向上的照相机焦点至所述拍摄用窗部的所述显示面侧的端部边缘的距离设为Dp，将所述拍摄照相机的视角设为θ时，所述端部边缘处的口径φp满足下述条件：
2Dptan(θ/2)≤φp≤2Dptan(θ/2)+150μm。
2.一种图像显示装置，其具有:
图像形成层，其用于在图像显示区域形成图像；
拍摄照相机，其具有拍摄镜片的同时，配置在俯视所述图像形成层时的所述图像显示区域内的位置，即面向所述图像形成层的显示面侧而配置在所述图像形成层的背面侧；
所述图像形成层，其具有拍摄用窗部，所述拍摄用窗部形成于在俯视时与所述拍摄镜片重叠的位置、即形成于所述图像形成层中的所述拍摄照相机的光路上，
所述图像显示装置的特征在于，
将从所述拍摄镜片的光轴方向上的照相机焦点至所述拍摄用窗部的所述显示面侧的端部边缘的距离设为Dp，将所述拍摄照相机的视角设为θ时，所述端部边缘处的口径φp满足下述条件：
2Dptan(θ/2)≤φp≤1.5×2Dptan(θ/2)。
3.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述图像形成层包含具有贯通孔的背光源以及薄膜晶体管基板，
所述拍摄照相机配置于所述贯通孔，
所述拍摄用窗部包含所述薄膜晶体管基板中的除去了布线的区域。
4.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述图像形成层包含具有贯通孔的背光源以及薄膜晶体管基板，
所述拍摄照相机配置于所述背光源的背面，
所述拍摄用窗部包含所述贯通孔、和所述薄膜晶体管基板中的除去了布线的区域。
5.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，还包含边框部，所述边框部对所述拍摄用窗部的周围进行包边。
6.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，还包含边框部，所述边框部对所述拍摄用窗部的周围进行包边。
7.如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，还包含边框部，所述边框部对所述拍摄用窗部的周围进行包边。
8.如权利要求6或7所述的图像显示装置，其特征在于，
所述边框部包含配置于所述薄膜晶体管基板且绕过所述拍摄用窗部的所述布线、和在俯视时与所述布线重叠的黑矩阵。
9.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述图像形成层为液晶显示面板。
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