CN110888195A - 照明设备以及包括照明设备的电子装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种照明设备，包括：显示面板，包括被配置为显示图像的第一表面、与第一表面相对的第二表面、设置在第一表面和第二表面之间的多个显示像素和被配置为使入射在第二表面上的光透射过第一表面的透射窗口；光源，设置在显示面板的第二表面上，并且被配置为朝向显示面板向对象发射光；以及光传送器，设置在光源和显示面板之间，光传送器被配置为将从光源发射的光作为泛光照明通过透射窗口传送到对象。

Description

照明设备以及包括照明设备的电子装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求于2018年9月11日向美国专利商标局提交的美国临时专利申请No.62/729,696的优先权，并且要求于2019年1月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0008607的优先权，这两个申请的公开通过全文引用合并于此。
技术领域
本公开的示例实施例涉及照明设备和包括照明设备的电子装置。
背景技术
在移动式可穿戴设备中，需要各种传感器，例如虹膜识别传感器、面部传感器、深度传感器等，并且用于此目的的各种光源和光学部件与移动式可穿戴设备一起提供。
近年来，智能电话的显示器已经发展为全屏显示器，并且由于显示器表面几乎覆盖了设备的前表面的所有区域，因此不容易为这样的传感器适当布置光源。
发明内容
一个或多个示例实施例提供了向显示面板的正面发射光的照明设备。
附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对示例实施例的实践来获知。
根据示例实施例的一个方面，提供了一种照明设备，包括：显示面板，包括被配置为显示图像的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、设置在所述第一表面和所述第二表面之间的多个显示像素和被配置为使入射在所述第二表面上的光透射过所述第一表面的透射窗口；光源，设置在所述显示面板的所述第二表面上，并且被配置为朝向所述显示面板向对象发射光；以及光传送器，设置在所述光源和所述显示面板之间，所述光传送器被配置为将从所述光源发射的光作为泛光照明通过所述透射窗口传送到所述对象。
所述光传送器可以包括多个纳米结构，所述多个纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长。
所述透射窗口可以包括多个非像素区域，所述多个显示像素可以被配置为反射从所述光源发射的光，并且所述多个显示像素和所述多个非像素区域可以交替地设置。
所述第一表面上由所述多个显示像素占据的截面积的填充因子可以为50％至60％。
所述光传送器可以包括：基板，包括面向所述显示面板的第三表面和面向所述光源的第四表面；元反射镜，设置在所述第三表面上并且包括多个第一纳米结构，所述多个第一纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第一纳米结构具有以下形状分布，使得所述多个第一纳米结构被配置为操作为在中心部分中形成孔径的反射镜；以及元透镜，设置在所述第四表面上并且包括多个第二纳米结构，所述多个第二纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第二纳米结构具有以下形状分布，使得从所述光源发射的光被定向朝向所述孔径。
所述多个第一纳米结构的形状分布可以被确定为使得所述元反射镜被配置为相对于所述显示面板操作为凹面镜。
所述光源可以相对于所述孔径不对称地设置。
所述光传送器可以包括：基板，包括面向所述显示面板的第三表面和面向所述光源的第四表面；第一元透镜，设置在所述第三表面上并且包括多个第一纳米结构，所述多个第一纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第一纳米结构具有以下形状分布，使得所述多个第一纳米结构被配置为将光会聚到多个非像素区域；以及第二元透镜，设置在所述第四表面上并且包括多个第二纳米结构，所述多个第二纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第二纳米结构具有以下形状分布，使得所述多个第二纳米结构对从所述光源发射的光进行准直以对应于所述第一元透镜。
所述多个第一纳米结构的形状分布可以被确定为使得所述第一元透镜被配置为操作为多个第一凸透镜，所述多个第一凸透镜被设置为面对所述多个非像素区域，并且所述多个第二纳米结构的形状分布可以被确定为使得所述第二元透镜被配置为操作为多个第二凸透镜，所述多个第二凸透镜被设置为分别面对所述多个第一凸透镜。
所述多个第一纳米结构的形状分布可以被确定为使得所述第一元透镜被配置为操作为多个第一凸透镜，所述多个第一凸透镜被设置为面对所述多个显示像素和所述多个非像素区域，并且所述多个第二纳米结构的形状分布可以被确定为使得所述第二元透镜被配置为操作为多个第二凸透镜，所述多个第二凸透镜被设置为分别面对所述多个第一凸透镜。
所述光源可以包括多个发光元件，所述多个发光元件被布置为分别对应于所述多个显示像素和所述多个非像素区域。
所述照明设备还可以包括：光电检测器，被配置为感测从所述光源发射的且被所述多个显示像素反射的光的量；以及光源控制器，被配置为基于所述光电检测器检测到的光量来选择和驱动所述多个发光元件中的一些发光元件。
所述多个第一纳米结构的形状分布和所述多个第二纳米结构的形状分布可以分别被确定为使得所述第一元透镜和所述第二元透镜均被配置为操作为凸透镜。
所述照明设备还可以包括设置在所述第一元透镜和所述显示面板之间的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括分别面向所述多个非像素区域的多个微透镜。
所述多个第一纳米结构的形状分布和所述多个第二纳米结构的形状分布可以被确定为使得所述第一元透镜的焦距短于所述第二元透镜的焦距。
所述照明设备还可以包括设置在所述光传送器和所述显示面板之间的反射结构，所述反射结构被配置为反射从所述光源发射且被定向朝向所述多个显示像素的区域的光，以使所述光被定向朝向所述非像素区域。
所述光传送器可以包括：基板，包括面向所述显示面板的第三表面和面向所述光源的第四表面；以及多个纳米结构，设置在所述第四表面上并且形状尺寸小于所述光源的光的波长，对从所述光源发射的光进行塑形的所述多个纳米结构的形状分布使得从所述光源被定向朝向所述反射结构的光量类似于从所述光源被直接定向朝向所述透射窗口的光量。
所述透射窗口可以包括其中未设置所述多个显示像素的一个区域。
所述透射窗口的直径可以是5mm至10mm。
所述光传送器可以包括多个纳米结构，所述多个纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，并且所述多个纳米结构可以具有以下形状分布，使得从所述光源发射的光在所述第一表面上被聚焦至与所述透射窗口对应的光束截面尺寸，然后扩散并发射至所述显示面板的正面。
根据示例实施例的另一方面，提供了一种电子装置，包括：照明设备，包括：显示面板，包括被配置为显示图像的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、设置在所述第一表面和所述第二表面之间的多个显示像素和被配置为使入射在所述第二表面上的光透射过所述第一表面的透射窗口；光源，设置在所述显示面板的所述第二表面上，并且被配置为朝向所述显示面板向对象发射光；以及光传送器，设置在所述光源和所述显示面板之间，所述光传送器被配置为将从所述光源发射的光作为泛光照明通过所述透射窗口传送到所述对象；传感器，被配置为接收从所述对象反射的光；以及处理器，被配置为基于由所述传感器接收到的光获得关于所述对象的信息。
根据示例实施例的另一方面，提供了一种照明设备，包括：显示面板，包括被配置为显示图像的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、设置在所述第一表面和所述第二表面之间且被配置为反射从所述第二表面入射的光的多个显示像素和被配置为使入射在所述第二表面上的光透射过所述第一表面的透射窗口；光源，设置在所述显示面板的所述第二表面上，并且被配置为朝向所述显示面板向对象发射光；光传送器，设置在所述光源和所述显示面板之间并且包括第三表面和与所述第三表面相对的第四表面，所述光传送器被配置为将从所述光源发射的光作为泛光照明通过所述透射窗口传送到所述对象；元反射镜，设置在所述光传送器的所述第三表面上，并且包括具有亚波长尺寸的多个第一纳米结构；以及元透镜，设置在所述光传送器的第四表面上，并且包括具有亚波长尺寸的多个第二纳米结构。
附图说明
上述和/或其他方面将从结合附图对示例实施例的以下描述中变得清楚明白并且更易于理解，其中：
图1是示出了根据示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图2A是示出了图1的照明设备中采用的显示面板的示例性像素布置的平面图；
图2B是示出了根据比较例的显示面板的像素布置的平面图；
图3A是示出了图1的照明设备中采用的光传送器的上部区域的一部分的详细放大视图；
图3B是示出了图1的照明设备中采用的光传送器的下部区域的一部分的详细放大视图；
图4是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图5是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图6是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图7是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图8是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图9是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图10是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图11是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图12是示出了可以在图11的照明设备中采用的反射结构的修改示例的截面图；
图13是示出了根据另一示例实施例的照明设备的示意性配置的截面图；
图14是示出了根据示例实施例的电子装置的示意性配置的框图；以及
图15是示出了图14的电子装置的外观的示例的透视图。
具体实施方式
现在详细参考附图中所示的示例实施例，其中贯穿附图相同的附图标记指代相同的元件。在这点上，示例性实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述示例实施例，以解释各个方面。为了描述的清楚和方便起见，可夸大附图中的组件的尺寸。另一方面，下面描述的示例实施例仅仅是示例性的，并且可以根据这些示例实施例进行各种修改。如本文所用，术语“和/或”包括关联列出的项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。诸如“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应该理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c二者、或包括a、b和c的全部。
应当理解，当一个组件被称为在另一个组件“上”时，它可以直接或间接地在该另一组件上。
本文中使用的单数形式“一个”、“一”和“该”也意在包括复数形式，除非上下文明确地另外指示。还应理解的是，当一部分“包括”一元件时，除非另有说明，否则还可以包括另一元件，而不排除另一元件的存在。
而且，本文中使用的诸如“...单元”或“模块”之类的术语指代处理至少一个功能或操作的单元，并且该单元可以用硬件或软件或硬件和软件的组合来实现。
图1是示出了根据示例实施例的照明设备1001的示意性配置的截面图。图2A是示出了在图1的照明设备1001中采用的显示面板300的示例像素布置的平面图。图2B是示出了根据比较例的典型显示面板30的像素布置的平面图。图3A是示出了图1的照明设备1001中采用的光传送器201的上部区域的一部分的详细放大视图。图3B是示出了图1的照明设备1001中采用的光传送器201的下部区域的一部分的详细放大视图。
照明设备1001包括：显示面板300，设置有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器201，设置在光源110和显示面板300之间，用于传输从光源110发射的光，使得光被发射到显示面板300的透射窗口。
光源110可以包括多个发光元件112的阵列。发光元件112可以包括发光二极管(LED)或发射激光的激光二极管。发光元件112可以包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)。发光元件112可以包括例如由III-V族半导体材料或II-VI族半导体材料形成并且具有多量子阱结构的有源层，但是不限于此。发光元件112可以发射波长为大约850nm或940nm的激光，或者可以发射近红外线或可见光波段的光。从发光元件112发射的光的波长不受特别限制，并且可以使用发射期望波段中的光的发光元件112。
显示面板300包括在其上显示图像的第一表面300a和与第一表面300a相对的第二表面300b。多个显示像素310设置在第一表面300a和第二表面300b之间。在下文中，在显示面板300上显示图像的表面可以是显示表面。非像素区域320设置在显示像素310之间，并且是透射光的透明窗口。在下文中，非像素区域320可以是透射窗口。
显示面板300包括显示元件，例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)。当显示元件是LCD时，单独设置用于显示面板300的光源。将显示元件划分成多个区域，根据图像信息控制该多个区域的开/关，并且每个区域可以是显示像素310。显示像素310包括显示元件和用于控制显示元件的电路元件，并且显示像素310由于其中包括的金属材料而是不透明区域。亦即，从显示面板300下方入射在显示像素310上的光被反射并且不被发射到显示面板300的正面。非像素区域320是无像素区域。非像素区域320是其中未设置用于控制显示元件(例如，金属像素电极)的电路元件的至少一部分的区域并且可以透射光。因此，入射在非像素区域320上的光可以被发射到显示面板300的正面。
如图2A所示，可以交替地布置多个显示像素310和多个非像素区域320。尽管显示像素310和非像素区域320在图2A中具有相同的尺寸，但是实施例不限于此。非像素区域320的尺寸可以等于或小于显示像素310的尺寸。例如，显示表面上由多个显示像素310占据的截面积的填充因子可以是约50％至约60％。
参考比较例的图2B，在显示面板30中，显示像素PX分布在整个显示表面上。因为显示像素PX包括可以不透光的金属材料，例如像素电极等，所以显示像素PX不透射从显示面板30的背面入射的光。
示例实施例的照明设备1001使用显示面板300，其中相关显示面板的一半显示像素被非像素区域替换，以便用设置在显示面板300的背面上的光源110的光来照射显示面板300的正面。
光传送器201设置在光源110和显示面板300之间，使得从光源110发射的光穿过显示面板300的透射窗口，并作为泛光照明被传送到对象。光传送器201包括多个纳米结构，所述多个纳米结构的形状尺寸小于光源110的光的波长，并且所述多个纳米结构的形状或纳米结构的分布规则被设定为使得实现上述操作。
光传送器201可以包括在一侧形成的具有孔径AP的元反射镜220和在另一侧的元透镜230。例如，光传送器201包括：基板SU，设置有面向显示面板300的第三表面SUa、面向光源110的第四表面SUb；设置在第三表面SUa上并且在其中心具有孔径AP的元反射镜220；以及设置在第四表面SUb上的元透镜230。
参照图3A，设置在第三表面SUa上的元反射镜220包括多个第一纳米结构NS1。多个第一纳米结构NS1分布在除孔径AP之外的第三表面SUa上。亦即，孔径AP是第三表面SUa上如下这样的区域：由于未形成第一纳米结构NS1而使得光源110的光透过该区域。作为限定第一纳米结构NS1的形状的尺寸，厚度t或宽度D可以小于从光源110发射的光的波长。第一纳米结构NS1可以具有圆柱形状、椭圆柱、多边形柱和各种其他形状。第一纳米结构NS1包括折射率高于基板SU的折射率的材料，并且可以包括包含以下任何一项的材料：例如，单晶硅、多晶硅、非晶硅、氮化硅(Si3N4)、磷化镓(GaP)、氧化钛(TiO2)、锑化铝(AlSb)、砷化铝(AlAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、磷化硼(BP)和磷化锌锗(ZnGeP2)。基板SU支撑多个第一纳米结构NS1，并且可以包括折射率低于第一纳米结构NS1的折射率的材料。基板SU和第一纳米结构NS1之间的折射率差可以为约0.5或更大。基板SU可以包括聚合物，例如氧化硅(SiO2)、透明导电氧化物(TCO)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，但是不限于此。
第一纳米结构NS1可以具有小于从光源110发射的光的波长的亚波长形状尺寸。第一纳米结构NS1可以通过第一纳米结构NS1的特定形状、布置形式等反射预定波段的光。多个第一纳米结构NS1的形状分布可以被确定为使得元反射镜220相对于显示面板300操作为凹面镜。这里，形状分布可以是以下至少一项：第一纳米结构NS1的形状、尺寸、多个第一纳米结构NS1的尺寸、形状分布、多个第一纳米结构NS1的布置间距和第一纳米结构NS1的布置间距的分布。第一纳米结构NS1的厚度、宽度和布置间距中的至少一个可以是从光源110发射的光的波长的一半或更小。在图3A中，第一纳米结构NS1具有特定尺寸并且具有特定间隔，但是这是示例，并且实施例不限于此。
参照图3B，设置在第四表面SUb上的元透镜230包括多个第二纳米结构NS2。多个第二纳米结构NS2可以包括折射率高于基板SU的折射率的材料，具有亚波长的形状尺寸，并且具有操作为凸透镜的形状分布，以收集从光源110朝向孔径AP发射的光。第二纳米结构NS2可以具有其中宽度D从中心向周边减小的形状分布。可以在从中心到周边的方向上重复这些规则。重复周期可以不是恒定的。可以考虑孔径AP的尺寸、到孔径AP的距离等将第二纳米结构NS2的形状分布设定为使得第三表面SUa上的光束截面尺寸类似于孔径AP的截面尺寸。
参考图1，将描述从光源110发射的光的路径。
从光源110发射的光通过光传送器201下方的元透镜230被定向朝向在光传送器201上侧的孔径AP。光通过孔径AP被定向朝向显示面板300，并且穿过显示面板300的透射窗口(即，多个非像素区域320)，以照射显示面板300的正面。非像素区域320均匀地分布在第一表面300a上，该第一表面300a是显示面板300的显示表面。因此，照明光可以是基本上均匀地照射在显示面板300前方的对象的泛光照明光。
朝向显示面板300的显示像素310发射的光被反射而不穿过显示像素310。反射光可以被元反射镜220反射并再次被定向朝向显示面板300。改变路径而朝向显示面板300的非像素区域320的光可以照射显示面板300的正面。如上所述，被反射而未穿过显示像素310的光被元反射镜220回收，因此可以提高光效率。而且，因为第一纳米结构NS1被布置成使得元反射镜220用作凹面镜，所以可以提高对照明光作出贡献的回收光的效率。
图4是示出了根据另一示例实施例的照明设备1002的示意性配置的截面图。
照明设备1002包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器202，设置在光源110和显示面板300之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板300的透射窗口。
示例实施例的照明设备1002与图1的照明设备1001的不同之处在于，光源110相对于光传送器202的孔径AP不对称地布置，以便提高回收光的效率，其余配置基本相同。
从显示面板300的显示像素310反射的光可以在光到达元反射镜220的情况下被回收，而再次朝向孔径AP行进的光不被回收。通过非对称地布置孔径AP和光源110，减少了由显示像素310朝向孔径AP反射的光的量，并且可以提高从显示像素310反射的光被回收的效率。
图5是示出了根据另一示例实施例的照明设备1003的示意性配置的截面图。
照明设备1003包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器203，设置在光源110和显示面板300之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板300的透射窗口。
在示例实施例的照明设备1003中，光传送器203包括在其上侧的第一元透镜232和在其下侧的第二元透镜233，以便将从光源110发射的光收集到多个非像素区域320中的每个非像素区域。
设置在基板SU的第三表面SUa上的第一元透镜232包括多个第一纳米结构NS3。多个第一纳米结构NS3的形状分布被设定为使得第一纳米结构NS3操作为分别将光会聚到多个非像素区域320的多个凸透镜。
设置在基板SU的第四表面SUb上的第二元透镜233包括多个第二纳米结构NS4。多个第二纳米结构NS4可以具有对光源110的光进行准直以使其对应于第一元透镜232的形状分布。多个第二纳米结构NS4的形状分布被设定为使得第二纳米结构NS4可以操作为多个凸透镜。如图5所示，多个第二纳米结构NS4的形状分布可以被设定为使得第二纳米结构NS4操作为分别与第一元透镜232的多个凸透镜对应的多个凸透镜。
光源110中包括的多个发光元件112可以布置在与多个非像素区域320对应的位置处。从光源110发射的光可以在第二元透镜233中被准直为平行光并且被定向朝向第一元透镜232。第一元透镜232的光可以会聚到多个非像素区域320中的每个，并且朝向显示面板300的正面扩散出。
图6是示出了根据另一示例实施例的照明设备1004的示意性配置的截面图。
照明设备1004包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器204，设置在光源110和显示面板300之间，用于将光源110的光传输到显示面板300的透射窗口。
示例实施例的照明设备1004与图5的照明设备1003的不同之处在于，分别被设置在构成光传送器204的第一元透镜234和第二元透镜235中的第一纳米结构NS3和第二纳米结构NS4的具体形状分布。
第一元透镜234的第一纳米结构NS3的形状分布被设定为使得第一纳米结构NS3操作为分别面向多个显示像素310和多个非像素区域320的凸透镜。因此，多个第一纳米结构NS3不仅形成在与显示像素310对应的位置处，而且形成在与非像素区域320对应的位置处。
第二元透镜235的第二纳米结构NS4的形状分布也被设定为使得第二纳米结构NS4操作为分别面向多个显示像素310和多个非像素区域320的凸透镜。多个第二纳米结构NS4不仅形成在与显示像素310对应的位置处，而且形成在与非像素区域320对应的位置处。
光传送器204的上述配置可以有助于制造过程中光传送器204和显示面板300的对准。被设置为面向显示像素310的多个第一纳米结构NS3和第二纳米结构NS4对于用于照射显示面板300的正面的光路没有贡献，但是与图5的照明设备1003的光传送器203的结构相比，通过将多个第一纳米结构NS3和第二纳米结构NS4设置在与显示像素310和非像素区域320两者对应的位置处，可以减小制造期间的对准误差。
图7是示出了根据另一示例实施例的照明设备1005的示意性配置的截面图。
示例实施例的照明设备1005与图6的照明设备1004的不同之处在于，设置在光源111中的多个发光元件112被布置为分别对应于多个显示像素310和多个非像素区域320，并且照明设备1005还包括光电检测器400和光源控制器500。
设置在光源111中的多个发光元件112可以由光源控制器500单独控制为开/关。发光元件112可以以列为单位连接，使得偶数列的发光元件112和奇数列的发光元件112可以一起被控制为开/关。
通过上述配置，光源111、光传送器204和显示面板300可以在制造过程中更易于对准。
光电检测器400用于感测从光源111发射的朝向显示像素310行进并从显示像素310被反射而未被发射到显示面板300正面的光的量。
光源控制器500可以基于光电检测器400检测到的光量来选择和驱动多个发光元件112中的一些发光元件。例如，可以通过比较仅偶数列的发光元件112被光源111驱动的情况和仅奇数列的发光元件112被驱动的情况来确定发光元件112的对准状态。亦即，可以通过确定在与非像素区域320对应的位置处的发光元件112是奇数列还是偶数列来控制光源111仅驱动与非像素区域320对应的位置处的发光元件112。
图8是示出了根据另一示例实施例的照明设备1006的示意性配置的截面图。
照明设备1006包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器206，设置在光源110和显示面板300之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板300的透射窗口。
光传送器206包括设置在基板SU的第三表面SUa上的第一元透镜236和设置在第四表面SUb上的第二元透镜237。第一元透镜236包括多个第一纳米结构NS7，并且多个第一纳米结构NS7的形状分布被设定为使得第一纳米结构NS7操作为一个凸透镜。第二元透镜237包括多个第二纳米结构NS8，并且多个第二纳米结构NS8的形状分布被设定为使得第二纳米结构NS8也操作为一个凸透镜。
多个第一纳米结构NS7和多个第二纳米结构NS8的形状分布可以被确定为使得第一元透镜236和第二元透镜237具有相同的焦距f1，如图8所示。
图9是示出了根据另一示例实施例的照明设备1007的示意性配置的截面图。
照明设备1007包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器206，设置在光源110和显示面板300之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板300的透射窗口。
示例实施例的照明设备1007与图8的照明设备1006的不同之处在于，在光传送器206和显示面板300之间进一步设置了微透镜阵列600，其余配置基本相同。微透镜阵列600包括分别面向显示面板300的多个非像素区域320的多个微透镜610。与通过第一元透镜236聚焦相比，通过第一元透镜236和微透镜610聚焦在非像素区域320上的光以更宽的视角朝向显示面板300的正面扩散。
可以考虑要朝向显示面板300的正面照射的泛光照明的具体分布来确定微透镜阵列600的存在或不存在以及微透镜610的屈光力。泛光照明是具有大致均匀的光分布的照明，并且可能需要根据距对象的距离和对象的形状来调节均匀性。
图10是示出了根据另一示例实施例的照明设备1008的示意性配置的截面图。
照明设备1008包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器208，设置在光源110和显示面板300之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板300的透射窗口。
示例实施例的照明设备1008与图8的照明设备1006的不同之处在于，分别被设置在构成光传送器208的第一元透镜238和第二元透镜239中的第一纳米结构NS9和第二纳米结构NS10的具体形状分布。
多个第一纳米结构NS9和多个第二纳米结构NS10的形状分布可以被确定为使得第一元透镜238具有比第二元透镜239短的焦距。多个第二纳米结构NS10可以具有实现焦距f1的形状分布，并且多个第一纳米结构NS9可以具有实现比焦距f1短的焦距f2的形状分布。
可以以与图9的照明设备1007类似的方式，考虑朝向显示面板300的正面照射的泛光照明的具体分布形状来确定第一元透镜238的屈光力与第二元透镜239的屈光力不同的程度。
图11是示出了根据另一示例实施例的照明设备1009的示意性配置的截面图。
照明设备1009包括：显示面板300，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板300下方以朝向显示面板300发射光；以及光传送器209，设置在光源110和显示面板300之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板300的透射窗口。将反射结构700设置在光传送器209和显示面板300之间，以将朝向多个显示像素310的光的路径改变为定向至非像素区域320。
光传送器209包括设置在基板SU的第四表面SUb上的元塑形器240。考虑到反射结构700的形状，元塑形器240对从光源110发射的光进行准直和塑形，使得经由反射结构700被定向朝向显示面板300的非像素区域320的光和从光源110被直接定向朝向显示面板300的非像素区域320的光通常以均匀分布发射在显示面板300的正面。元塑形器240包括亚波长尺寸的多个纳米结构。所述多个纳米结构可以具有以下形状分布：使得被定向朝向反射结构700的光量大致类似于从光源110被直接定向至非像素区域320的光量。
反射结构700包括相对于基板SU的第三表面SUa倾斜的多个倾斜表面700a和700b。倾斜表面700a和700b可以是对光进行反射的镜面涂覆表面。反射结构700可以包括反射金属材料。可以考虑要在显示面板300的正面上形成的泛光照明的分布来确定反射结构700的形状，例如倾斜表面700a和700b的倾斜角度或反射结构700的尺寸。这还涉及构成元塑形器240的纳米结构的形状分布。例如，基于反射结构700的形状、尺寸等，可以将构成元塑形器240的纳米结构的形状分布确定为使得朝向反射结构700发射的光的光分布满足预定要求。
图12是示出了可以在图11的照明设备1009中采用的反射结构710的修改示例的截面图。
反射结构710可以是如图12所示的具有全反射表面710a和710b的高折射率结构，其中全反射表面710a和710b根据折射率的差异引起全反射，但是实施例不限于此。反射结构710可以具有包括全反射表面的各种形状。
图13是示出了根据另一示例实施例的照明设备1010的示意性配置的截面图。
照明设备1010包括：显示面板301，具有用于透射光的透射窗口；光源110，设置在显示面板301下方以朝向显示面板301发射光；以及光传送器210，设置在光源110和显示面板301之间，用于将从光源110发射的光传输到显示面板301的透射窗口。
该示例实施例的照明设备1010与上述示例实施例的照明设备的不同之处在于，显示面板301的透射窗口包括一个非像素区域322，其中显示像素310不位于该非像素区域322中。
非像素区域322的位置可以形成在显示面板301的显示表面上的任何位置处。这样的显示面板301可以以在例如如图2B所示的典型显示面板30的显示像素布置中去除特定区域的像素的方式来形成。非像素区域322可以具有约5mm至约10mm的直径。
光传送器210包括设置在基板SU的第四表面SUb上的元塑形器242。考虑到非像素区域322的尺寸、位置、形状等，元塑形器242对从光源110发射的光进行准直和塑形，使得从光源110发射的光在非像素区域322的位置处形成与非像素区域322的尺寸类似的光束截面，然后朝向显示面板301的正面扩散和发射。元塑形器242包括亚波长的多个纳米结构。所述多个纳米结构可以具有以下形状分布：使得纳米结构将例如光源110的在作为显示面板301的显示表面的第一侧300a上的光收集到与非像素区域322对应的光束截面尺寸，然后扩散并发射光。
该示例实施例的照明设备1010采用元塑形器242，其设定纳米结构的形状分布，以便能够执行具有期望光分布的光束形成，以使用与上述照明设备1001至1009相比具有相对较小尺寸的非像素区域322，从而减小显示像素310的牺牲。
上述示例实施例的照明设备1001至1010可以用于使用通过显示面板照射对象的构思的各种电子装置中。
图14是示出了根据示例实施例的电子装置3000的示意性配置的框图。
电子装置3000包括：向对象OBJ提供泛光照明的照明设备3100；接收从对象OBJ反射的光的传感器3300；以及执行用于根据从传感器3300接收的光获得关于对象OBJ的信息的操作的处理器3200。
电子装置3000还可以包括存储器3400，其中存储有用于处理器3200的执行的代码或数据。
照明设备3100包括光源、光传送器和显示面板，并且通过改变光源的光的分布经由显示面板的透射窗口照射对象OBJ，并且可以采用上述示例实施例的照明设备1001至1010中的一个、其组合，以及可以采用变型形式。
在照明设备3100和对象OBJ之间，还可以设置用于调节方向使得照明设备3100的光LFL被定向至对象OBJ或进行附加调制的光学元件。
照明设备3100可以用泛光LFL照射对象OBJ。泛光LFL每次以均匀的光分布照射整个对象OBJ。这里，均匀的光分布可以不是100％的均匀性，但是可以大致均匀地照射对象OBJ的照射目标区域。因此，照明设备3100的光传送器的详细配置，即，在光传送器中设置的纳米结构的形状分布，可以被确定为使得根据对象OBJ的位置和形状来实现泛光LFL的期望的均匀性分布。对象OBJ可以是电子装置3000的用户的面部。对象OBJ的位置可以是距照明设备3100约30cm至约1m，但是实施例不限于此。
传感器3300感测被对象OBJ反射的光Lr。传感器3300可以包括光检测元件的阵列。传感器3300还可以包括光谱元件，用于针对每个波长分析从对象OBJ反射的光Lr。
处理器3200执行用于根据传感器3300接收的光获得关于对象OBJ的信息的操作，并且还可以管理电子装置3000的整个处理和控制。处理器3200可以获得关于对象OBJ的信息，例如获得并处理二维或三维图像信息，并且通常还可以控制在照明设备3100中设置的光源的驱动或传感器3300的操作等。处理器3200还可以基于从对象OBJ获得的信息来确定用户是否被认证等，并且可以执行其他应用。
存储器3400可以存储用于在处理器3200中执行的代码、由电子装置3000执行的各种执行模块以及用于各种执行模块的数据。例如，存储器3400可以存储在处理器3200为获得对象OBJ的信息而进行的算术运算中使用的程序代码、以及诸如可以使用对象OBJ的信息执行的应用模块之类的代码。此外，存储器3400可以存储作为可以在电子装置3000中另外设置的器件的通信模块、相机模块、运动图像再现模块、音频再现模块等和用于驱动所述器件的程序。
可以根据需要向另一电子装置或单元发送处理器3200中的算术运算的结果，即关于对象OBJ的形状和位置的信息。例如，可以向使用关于对象OBJ的信息的另一电子装置的控制器发送关于对象OBJ的信息。结果所发送到的该另一单元可以是输出结果的显示设备或打印机。另外，该另一单元可以包括智能电话、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、PC、各种可穿戴设备以及另一移动或非移动计算设备，但是实施例不限于此。
存储器3400可以包括以下至少一种存储介质：闪速存储器类型、硬盘类型、微型多媒体卡类型、卡类型存储器(例如，SD或XD存储器)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、光盘、磁盘和光盘等。
电子装置3000可以是例如便携式移动通信设备、智能电话、智能手表、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、PC、另一移动或非移动计算设备，但是实施例不限于此。电子装置3000可以是自动驾驶设备(诸如无人驾驶车辆、自动驾驶车辆、机器人、无人机等)或物联网(IoT)设备。
图15是示出了图14的电子装置3000的外观的示例的透视图。
电子装置3000可以具有全屏类型的显示器，如图15所示。亦即，电子装置3000可以是无边框类型的，使得电子装置3000的正面的几乎整个区域都是显示表面。此外，显示表面3100a的形状可以是无缺口的矩形形状。
如上所述，根据示例实施例的照明设备可以设置在显示面板的背面，并且通过透射窗口照射显示面板的正面，该透射窗口均匀地分布在整个显示表面上或者形成在显示表面上预定尺寸的一个区域中。因此，所示外观的无边框且无缺口的显示器可以应用于电子装置3000。
示例实施例中描述的特定实现是示例，并且不以任何方式限制本公开的范围。此外，图中所示的组件之间的线的连接或连接构件示出了功能连接和/或物理连接或电路连接的示例，其可以是可被替换或另外设置在实际设备中的各种功能连接、物理连接或电路连接。
上述照明设备可以从布置在显示面板的背面上的光源向显示面板的正面发射光。
因此，可以更有效地布置各种传感器所需的光源，而不影响显示面板的显示表面的区域。
例如，上述照明设备可以用在无边框类型的移动设备等中。
应当理解，本文所描述的示例实施例应当被认为仅是描述性的，而不是为了限制目的。对每个示例性实施例中的特征或方面的描述应当典型地被看作是可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。
尽管已参考附图描述了示例实施例，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims (21)

1.一种照明设备，包括：
显示面板，包括被配置为显示图像的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、设置在所述第一表面和所述第二表面之间的多个显示像素和被配置为使入射在所述第二表面上的光透射过所述第一表面的透射窗口；
光源，设置在所述显示面板的所述第二表面上，并且被配置为朝向所述显示面板向对象发射光；以及
光传送器，设置在所述光源和所述显示面板之间，所述光传送器被配置为将从所述光源发射的光作为泛光照明通过所述透射窗口传送到所述对象。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述光传送器包括多个纳米结构，所述多个纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长。
3.根据权利要求1所述的照明设备，
其中，所述透射窗口包括多个非像素区域，
其中，所述多个显示像素被配置为反射从所述光源发射的光，并且
其中，所述多个显示像素和所述多个非像素区域交替地设置。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述第一表面上由所述多个显示像素占据的截面积的填充因子为50％至60％。
5.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述光传送器包括：
基板，包括面向所述显示面板的第三表面和面向所述光源的第四表面；
元反射镜，设置在所述第三表面上并且包括多个第一纳米结构，所述多个第一纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第一纳米结构具有以下形状分布，使得所述多个第一纳米结构被配置为操作为在中心部分中形成孔径的反射镜；以及
元透镜，设置在所述第四表面上并且包括多个第二纳米结构，所述多个第二纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第二纳米结构具有以下形状分布，使得从所述光源发射的光被定向朝向所述孔径。
6.根据权利要求5所述的照明设备，其中，所述多个第一纳米结构的形状分布被确定为使得所述元反射镜配置为相对于所述显示面板操作为凹面镜。
7.根据权利要求5所述的照明设备，其中，所述光源相对于所述孔径不对称地设置。
8.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述光传送器包括：
基板，包括面向所述显示面板的第三表面和面向所述光源的第四表面；
第一元透镜，设置在所述第三表面上并且包括多个第一纳米结构，所述多个第一纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第一纳米结构具有以下形状分布，使得所述多个第一纳米结构被配置为将光会聚到多个非像素区域；以及
第二元透镜，设置在所述第四表面上并且包括多个第二纳米结构，所述多个第二纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，其中，所述多个第二纳米结构具有以下形状分布，使得所述多个第二纳米结构对从所述光源发射的光进行准直以对应于所述第一元透镜。
9.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述多个第一纳米结构的形状分布被确定为使得所述第一元透镜被配置为操作为多个第一凸透镜，所述多个第一凸透镜被设置为面对所述多个非像素区域，并且
其中，所述多个第二纳米结构的形状分布被确定为使得所述第二元透镜被配置为操作为多个第二凸透镜，所述多个第二凸透镜被设置为分别面对所述多个第一凸透镜。
10.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述多个第一纳米结构的形状分布被确定为使得所述第一元透镜被配置为操作为多个第一凸透镜，所述多个第一凸透镜被设置为面对所述多个显示像素和所述多个非像素区域，并且
其中，所述多个第二纳米结构的形状分布被确定为使得所述第二元透镜被配置为操作为多个第二凸透镜，所述多个第二凸透镜被设置为分别面对所述多个第一凸透镜。
11.根据权利要求10所述的照明设备，其中，所述光源包括多个发光元件，所述多个发光元件被布置为分别对应于所述多个显示像素和所述多个非像素区域。
12.根据权利要求11所述的照明设备，还包括：
光电检测器，被配置为感测从所述光源发射的且被所述多个显示像素反射的光的量；以及
光源控制器，被配置为基于所述光电检测器检测到的光量来选择和驱动所述多个发光元件中的一些发光元件。
13.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述多个第一纳米结构的形状分布和所述多个第二纳米结构的形状分布分别被确定为使得所述第一元透镜和所述第二元透镜均被配置为操作为凸透镜。
14.根据权利要求13所述的照明设备，还包括设置在所述第一元透镜和所述显示面板之间的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括分别面对所述多个非像素区域的多个微透镜。
15.根据权利要求13所述的照明设备，其中，所述多个第一纳米结构的形状分布和所述多个第二纳米结构的形状分布被确定为使得所述第一元透镜的焦距短于所述第二元透镜的焦距。
16.根据权利要求3所述的照明设备，还包括设置在所述光传送器和所述显示面板之间的反射结构，所述反射结构被配置为反射从所述光源发射且被定向朝向所述多个显示像素的区域的光，以使所述光被定向朝向所述非像素区域。
17.根据权利要求16所述的照明设备，其中，所述光传送器包括：
基板，包括面向所述显示面板的第三表面和面向所述光源的第四表面；以及
多个纳米结构，设置在所述第四表面上并且形状尺寸小于所述光源的光的波长，对从所述光源发射的光进行塑形的所述多个纳米结构的形状分布使得从所述光源被定向朝向所述反射结构的光量类似于从所述光源被直接定向朝向所述透射窗口的光量。
18.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述透射窗口包括未设置所述多个显示像素的一个区域。
19.根据权利要求18所述的照明设备，其中，所述透射窗口的直径为5mm至10mm。
20.根据权利要求18所述的照明设备，其中，所述光传送器包括多个纳米结构，所述多个纳米结构的形状尺寸小于从所述光源发射的光的波长，并且
其中，所述多个纳米结构具有以下形状分布，使得从所述光源发射的光在所述第一表面上被聚焦至与所述透射窗口对应的光束截面尺寸，然后扩散并发射至所述显示面板的正面。
21.一种电子装置，包括：
照明设备，包括：
显示面板，包括被配置为显示图像的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、设置在所述第一表面和所述第二表面之间的多个显示像素和被配置为使入射在所述第二表面上的光透射过所述第一表面的透射窗口；
光源，设置在所述显示面板的所述第二表面上，并且被配置为朝向所述显示面板向对象发射光；以及
光传送器，设置在所述光源和所述显示面板之间，所述光传送器被配置为将从所述光源发射的光作为泛光照明通过所述透射窗口传送到所述对象；
传感器，被配置为接收从所述对象反射的光；以及
处理器，被配置为基于由所述传感器接收到的光获得关于所述对象的信息。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102383315B1 (ko) * 2018-03-30 2022-04-06 캐논 가부시끼가이샤 유기발광소자, 표시장치, 촬상 장치 및 조명 장치
US11474208B2 (en) * 2018-09-07 2022-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination device, electronic apparatus including the same, and illumination method
US11181775B2 (en) * 2018-09-11 2021-11-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination device and electronic apparatus including the same
US11067877B2 (en) * 2018-11-09 2021-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Structured light projector and electronic device including the same
JP2022544213A (ja) * 2019-08-08 2022-10-17 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 超広視野フラットオプティクス
FR3101441A1 (fr) * 2019-09-27 2021-04-02 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Structure diffusive pour source de lumière
CN115699316A (zh) 2020-04-01 2023-02-03 麻省理工学院 用于眼部应用的基于元光学件的系统和方法
US11269075B2 (en) * 2020-04-17 2022-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Hybrid sensor system and method for providing 3D imaging

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10213795A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Fuji Xerox Co Ltd 光記録装置及びその製造方法
US20030001797A1 (en) * 2000-02-07 2003-01-02 Seiji Sato Display device and design method for display device
US6553134B1 (en) * 1999-01-20 2003-04-22 Sharp Kabushiki Kaisha Image reading apparatus
CN101799589A (zh) * 2009-02-09 2010-08-11 财团法人工业技术研究院 色彩分离光学元件以及影像面板装置
CN103185904A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光学膜及其成型装置以及成型方法
CN105204240A (zh) * 2014-06-10 2015-12-30 株式会社日本显示器 带传感器的显示装置
CN107229088A (zh) * 2017-08-07 2017-10-03 京东方科技集团股份有限公司 光学微结构及光学微结构层的制作方、导光组件及显示装置
CN107275376A (zh) * 2017-06-27 2017-10-20 上海天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
CN107300770A (zh) * 2017-05-26 2017-10-27 华为技术有限公司 近眼显示器及近眼显示系统
CN107436685A (zh) * 2017-07-31 2017-12-05 京东方科技集团股份有限公司 显示装置、自发光的显示面板及手势识别方法
CN107944335A (zh) * 2017-08-17 2018-04-20 深圳信炜科技有限公司 感光模组、显示模组及电子设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8976359B2 (en) * 2012-12-15 2015-03-10 Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville Nanostructure diffraction gratings for integrated spectroscopy and sensing
US20160069999A1 (en) 2013-03-25 2016-03-10 Lg Electronics Inc. Depth image obtaining device and display device using same
KR102329593B1 (ko) 2014-02-19 2021-11-19 피에이. 코테 패밀리 홀딩 게엠베하 디스플레이 장치
KR102405110B1 (ko) 2014-03-14 2022-06-02 에이엠에스 센서스 싱가포르 피티이. 리미티드. 비행시간 센서를 포함하는 광학 이미징 모듈들 및 광학 검출 모듈들
KR101892013B1 (ko) 2016-05-27 2018-08-27 엘지전자 주식회사 이동 단말기
KR102458448B1 (ko) * 2017-12-22 2022-10-26 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
US11181775B2 (en) * 2018-09-11 2021-11-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination device and electronic apparatus including the same
WO2020062903A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Elecronic apparatus, and light field imaging system and method with optical metasurface
US11067884B2 (en) * 2018-12-26 2021-07-20 Apple Inc. Through-display optical transmission, reception, or sensing through micro-optic elements

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10213795A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Fuji Xerox Co Ltd 光記録装置及びその製造方法
US6553134B1 (en) * 1999-01-20 2003-04-22 Sharp Kabushiki Kaisha Image reading apparatus
US20030001797A1 (en) * 2000-02-07 2003-01-02 Seiji Sato Display device and design method for display device
CN101799589A (zh) * 2009-02-09 2010-08-11 财团法人工业技术研究院 色彩分离光学元件以及影像面板装置
CN103185904A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光学膜及其成型装置以及成型方法
CN105204240A (zh) * 2014-06-10 2015-12-30 株式会社日本显示器 带传感器的显示装置
CN107300770A (zh) * 2017-05-26 2017-10-27 华为技术有限公司 近眼显示器及近眼显示系统
CN107275376A (zh) * 2017-06-27 2017-10-20 上海天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
CN107436685A (zh) * 2017-07-31 2017-12-05 京东方科技集团股份有限公司 显示装置、自发光的显示面板及手势识别方法
CN107229088A (zh) * 2017-08-07 2017-10-03 京东方科技集团股份有限公司 光学微结构及光学微结构层的制作方、导光组件及显示装置
CN107944335A (zh) * 2017-08-17 2018-04-20 深圳信炜科技有限公司 感光模组、显示模组及电子设备

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