CN111026600B - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示设备。该显示设备包含一显示单元、一背光模块、一光学腔及至少一个传感器件。该光学腔形成于该显示单元与该背光模块之间。该至少一个传感器件安置在该光学腔的周边上以用于感测该显示单元。

Description

显示设备
技术领域
本发明系关于一种显示设备。更特定言之，本发明系关于一种包含一或多个传感器件之显示设备。
背景技术
由于显示设备广泛用于不同环境中，因此如何确保显示设备在恶劣条件下之可靠性及稳定性已变成重要议题。举例而言，若将显示设备置放于户外，则日光之照射可能导致显示设备之温度迅速升高。显示设备中累积之热量可能导致例如显示设备之液晶层液化或变黄的问题。另外，由显示设备之光源模块产生的热量亦可能升高该显示设备内部之温度。
为判定显示设备是否正常运行，可将传感器置放于显示器之观看表面(viewingsurface)的一小部分前方以便侦测观看表面之小部分上显示之影像是否为正常的。然而，传感器将遮蔽观看表面之一小部分。替代性地，可将温度传感器安装于具有光源模块之电路板上，以便监视显示器内部之温度。尽管如此，所侦测温度不能准确反映例如液晶层之敏感器件之温度。
发明内容
鉴于以上问题，需要提供一种具有更精确自我侦测能力(self-detection)之显示设备，以便确保显示设备正常运行且使得显示设备具有更长寿命。
在根据一些实施例之一个态样中，一种显示设备包含显示单元、背光模块、光学腔及至少一个传感器件。光学腔形成于显示单元与背光模块之间。至少一个传感器件安置于光学腔的周边上以用于感测显示单元。
在一较佳实施例中，至少一个传感器件可为至少一个摄影机或至少一个光传感器。
在根据一些实施例之一个态样中，一种显示设备包含液晶层、背光模块、光学腔及至少一个传感器件。光学腔形成于显示单元与背光模块之间。至少一个传感器件安置于光学腔之周边上以用于感测液晶层之温度。
亦考虑本发明之其他态样及实施例。前述发明内容及以下实施方式并非意谓将本发明限于任何特定实施例，而是仅意谓描述本发明之一些实施例。
附图说明
为了更好地理解本发明之一些实施例的本质及目标，应参考与附图结合的以下实施方式。在图式中，除非另外指定，否则相同或功能上相同的组件给予相同参考编号。
图1A为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。
图1B为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。
图2为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。
图3为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。
图4为控制根据本发明之一些实施例之显示设备的示意图。
图5为控制根据本发明之一些实施例之显示设备500的示意图。
图6为根据本发明之一些实施例之显示设备600的立体图。
图7为图6之显示设备600的分解透视图。
图8为沿线A-A'截取之图6之显示器件的截面图。
图9为沿线B-B'截取的图6之显示器件的截面图。
附图标记说明
100：显示设备
100'：显示设备
110：显示单元
112：保护玻璃
114：液晶层
116：观看表面
120：背光模块
120'：背光模块
122：光学膜
124：光源
124'：光源
125：导光板
126：背光总成
130：光学腔
140：传感器件
140a：传感器件
140b：传感器件
150：壳体
200：显示设备
210：控制器件
300：显示设备
310：冷却器件
400：显示设备
401：网络链路
403：网络链路
410：通信模块
420：外部网络
430：电子器件
500：显示设备
510：显示单元
512：保护玻璃
514：液晶层
516：光学膜
520：背光模块
522：光源
524：背光总成
530：光学腔
540：传感器件
550：控制器件
560：冷却器件
570：通信模块
600：显示设备
610：显示单元
612：保护玻璃
614：液晶层
620：背光模块
622：光学膜
624：背光总成
630：光学腔
640：传感器件
650：壳体
660：冷却器件
662：气流产生器
664：热交换器件
D：距离
D'：距离
具体实施方式
图1A为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。如图1A中所展示，显示设备100包括显示单元110、背光模块120、光学腔130、传感器件140及壳体150。由背光模块120发射之光通过光学腔130及显示单元110。因此，显示设备100前方之用户可看见显示单元110上展示之影像。传感器件140安置于光学腔130的周边上以用于感测显示单元110。传感器件140可为用于感测显示单元110之摄影机、光传感器或温度传感器，以便判定显示单元110是否正常运行或显示单元110是否在恶劣的环境中工作。在此实施例中，显示设备100可为例如具有直下照明式(direct LED)背光模块之液晶显示器。
在一较佳实施例中，显示单元110包括保护玻璃112及液晶层114。背光模块120包括一或多个光学膜122、复数个光源124及用于安装光源124之背光总成126。光源124可为例如复数个LED，可将该等LED置放于背光总成126之前表面上以为显示单元100提供背光照明。一或多个光学膜122可为例如光扩散器、光反射器、增亮膜或其两者或多于两者之组合。欲使用之光学膜之类型及数目不受限于本文。如图1A中所展示，光学腔130系形成于显示单元110与背光模块120之间，且特定言之形成于液晶层114与背光模块120之光学膜122之间。液晶层114与光学膜122之间的距离D为至少大约0.1mm。应注意，可基于实际需求而适当地调整距离D使得可将传感器件140配置于液晶层114与光学膜122之间且可经由光学腔130准确地侦测显示单元110。
传感器件140安置于光学腔130之周边上。在一些实施例中，传感器件140安装于壳体150之内侧上。在一些实施例中，传感器件140可为例如面向液晶层114之温度传感器件。温度传感器件可为例如红外线(IR)侦测器。在无任何器件阻隔在温度传感器件与液晶层114之间的情况下，温度传感器件可直接地量测液晶层114之温度。因此，温度传感器件可量测液晶层114之温度且判定液晶层114是否在正常条件下运行。应注意，传感器件140(亦即，温度传感器件)是在不阻隔任何观看表面116之情况下安置于显示设备100内部。在一些实施例中，传感器件140可包括用于量测显示设备100中之光学膜122、背光模块120、光学腔130或其他组件之温度的另一温度传感器件。
在一些实施例中，传感器件140可为例如光传感器(例如环境光传感器)。光传感器可量测进入显示单元110中之环境光。在一较佳实施例中，判定显示单元110在所侦测光随时间变化的情况下正常运行。在一些实施例中，传感器件140可为例如摄影机。摄影机可经由光学腔130自显示单元110的一部分中撷取影像。摄影机可为具有影像撷取功能之任何影像撷取器件。应注意，显示设备100可包括一或多个传感器件140，且一或多个传感器件140可为例如温度传感器件、光传感器、摄影机或其两者或多于两者之组合。
图1B为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。如图1B中所展示，显示设备100'包括显示单元110、背光模块120'、光学腔130、传感器件140及壳体150。在此实施例中，显示设备100'可为例如具有侧照式(edge-lit)背光模块120'之液晶显示器。图1B中展示之显示设备100'与图1A中展示之显示设备100之间的不同点为背光模块之结构。具体言之，背光模块120'包括一或多个光学膜122、用于侧边照明之光源124'及导光板125。光源124'安置于显示设备100'之边缘处以用于侧边照明。光源124'可为例如复数个LED。导光板125将光均匀地扩散于显示单元110后方。与图1A中之显示设备100具有相同组件符号之图1B中之显示设备100'的其他组件系指相同或类似组件，且因此关于其等之详细描述于此不再重复赘述。为简明起见，具有直下照明式背光模块之液晶显示器描述于后续实施例中。请注意，具有侧照式背光模块之液晶显示器亦可用于后续实施例，其在此不设限。
图2为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。如图2中所展示，显示设备200包括显示单元110、背光模块120、光学腔130及传感器件140。显示单元110包括保护玻璃112及液晶层114。背光模块120包括一或多个光学膜122、光源124及背光总成126。图2中展示之显示设备200与图1A中展示之显示设备100之间的不同点为将图2中展示之显示设备200的控制器件210电连接至传感器件140。控制器件210可为任何市售控制器或微处理器或其类似物。
应注意，由照射于显示单元110上之日光产生的热量及由背光模块120之光源124产生的热量可使得液晶层114之温度迅速升高且/或使得显示设备200中之其他组件累积热能。此种情况可能损害显示设备200之液晶层114或其他电子组件。因此，在此实施例中，传感器件140可为例如用于感测液晶层114之温度的温度传感器件。可将感测到的数据(例如，所量测温度)传输至控制器件210。控制器件210判定所量测温度是否大于临限值。若所量测温度大于临限值，则控制器件210可将命令及/或驱动信号发送至背光模块120来控制背光模块120之操作。举例而言，命令及/或驱动信号可使得背光模块120降低光源124之亮度以便减少显示设备200之内部所产生的热量。举例而言，亮度可降低大约50％。亮度之百分比之调整可基于实际需求来设定且在此不设限。在本发明之另一实施例中，传感器件140可为例如环境光传感器。环境光传感器可量测进入显示单元110中之环境光。可将感测到的数据(例如，所量测亮度信息)传输至控制器件210。控制器件210可基于所量测的亮度信息而将命令及/或驱动信号发送至背光模块120以执行亮度调整使得观看者可清晰看见显示设备200显示为何。
图3为根据本发明之一些实施例之显示设备的截面图。如图3中所展示，显示设备300包括显示单元110、背光模块120、光学腔130、传感器件140、控制器件210及冷却器件310。显示单元110包括保护玻璃112及液晶层114。背光模块120包括一或多个光学膜122、光源124及背光总成126。除图3中展示之显示设备300进一步包括冷却器件310以外，图3中之显示设备300类似于图2中之显示设备200。
在此实施例中，传感器件140可包括例如用于感测液晶层114之温度的温度传感器件及用于感测背光模块120之温度的另一温度传感器件。可将感测到的数据(例如，所量测温度)传输至控制器件210。控制器件210判定所量测温度是否大于临限值。若所量测温度大于临限值，则控制器件210可发送命令及/或驱动信号以驱动/控制冷却器件310之操作。在一些实施例中，冷却器件310可包括热交换器件(未展示)及/或气流产生器(未展示)。热交换器件及/或气流产生器可例如增大光学腔130之热对流以耗散来自显示单元110、光学腔130或背光模块120之热量，进而有效地降低显示单元110之温度且减小显示设备300内部之热能。应注意，在一些实施例中，控制器件210可发送命令及/或驱动信号以驱动或控制背光模块120及冷却器件310。
图4为控制根据本发明之一些实施例之显示设备400的示意图。如图4中所展示，显示设备400包括显示单元110、背光模块120、光学腔130、传感器件140a及140b、控制器件210、冷却器件310及通信模块410。显示单元110包括保护玻璃112及液晶层114。背光模块120包括一或多个光学膜122、光源124及用于安装光源124之背光总成126。在此实施例中，传感器件140a可为例如温度传感器件。传感器件140b可为例如摄影机或环境光传感器。除显示设备400进一步包括通信模块410以外，图4中之显示设备400类似于图3中之显示设备300。将通信模块410电连接至传感器件140a及140b以及控制器件210。通信模块410可包括为外部网络420提供连接之有线及/或无线组件。网络链路401及403可为有线或无线。电子器件430可为例如移动电话、平板计算机、笔记本电脑、桌面计算机或某些其他具有屏幕之电子器件，且用于自显示设备400接收数据。
在此实施例中，通信模块410用于直接地自传感器件140a及140b或经由控制器件210接收感测到的数据(例如，经撷取影像、所量测亮度或温度信息)。显示设备400之通信模块410经由网络420将感测到的数据传输至电子器件430。电子器件430之用户可判定是否应基于关于显示设备400之经撷取影像、所量测亮度或温度信息之接收数据而调整显示设备400。在一些实施例中，可将显示设备400置放于户外以显示广告。电子器件430之用户可为显示设备400之管理员或所有者或广告商。因此，显示设备400之管理员或所有者及/或广告商可基于经由电子器件430之软件应用程序之接收数据而监视显示器件400之操作是否正常。若不正常，则显示设备400之管理员或所有者及/或广告商可使用软件应用程序设定一或多个参数以调整显示设备400。接着，电子器件430经由网络420将参数及/或其他控制信号传输至显示设备400。通信模块410接收参数及/或控制信号且将其等传输至控制器件210使得控制器件210可驱动/控制背光模块120及/或冷却器件310之操作(例如调整光源124之亮度或打开/关闭冷却器件310)。
在此实施例中，传感器件140a可为例如温度传感器件。温度传感器件侦测液晶层114之温度且接着将所量测温度传输至控制器件210及通信模块410。控制器件210可判定所量测温度是否大于预定临限值。若所量测温度大于预定临限值，则控制器件210可自动地驱动/控制背光模块120及冷却器件310以调整液晶层114之温度。另外，通信模块410亦将所量测温度传输至外部电子器件430。电子器件430在屏幕上展示所量测温度使得电子器件430之用户(例如，显示设备400之管理员或所有者)可判定液晶层114之所量测温度是否在正常范围中或液晶层114之所量测温度是否过高。若用户判定应调整液晶层114之温度，则他/她可使用电子器件430上之软件应用程序来设定一或多个参数。参数可为例如光源124之亮度之百分比或冷却器件310的操作模式(例如，开启模式、关闭模式或涡轮(turbo)模式)。接着，外部电子器件430经由网络420将参数及/或其他控制信号传输至显示设备400之通信模块410。通信模块410接收参数及/或控制信号且将其等传输至控制器件210使得控制器件210可驱动/控制背光模块120及/或冷却器件310之操作。
图5为控制根据本发明之一些实施例之显示设备500的示意图。如图5中所展示，显示设备500包括显示单元510、背光模块520、光学腔530、传感器件540、控制器件550、冷却器件560及通信模块570。图5中展示之控制器件550、冷却器件560及通信模块570类似于图4中展示之控制器件210、冷却器件310及通信模块410，且因此此等组件之细节于此不再重复赘述。在此实施例中，显示设备500可为例如液晶显示器。显示单元510包括保护玻璃512、液晶层514及一或多个光学膜516。一或多个光学膜516可为例如光扩散器、光反射器、增亮膜或其两者或多于两者之组合。背光模块520包括光源522及背光总成524。光源522可为例如复数个LED，可将该等LED置放于背光总成524之前表面上以为显示单元510提供背光照明。如图5中所展示，光学腔530形成于显示单元510与背光模块520之间，且特定言之形成于一或多个光学膜516与背光模块520之光源522之间。光学膜516与光源522之间距离D'为至少大约0.1mm。应注意，可基于实际需求而适当地调整距离D'使得可将传感器件540配置于光学膜516与光源522之间且可经由光学腔530准确地侦测显示单元510上展示之影像。
传感器件540安置于光学腔530之周边上。可将传感器件540例如安装于壳体(图5中未展示)之内侧上。在此实施例之一个态样中，传感器件540较佳地为面朝显示单元510或光学腔530安置之光传感器。光传感器可量测经由光学腔530进入显示单元510中之环境光。可将感测到的数据(例如，所量测亮度信息)传输至控制器件550。控制器件550可基于所量测亮度信息而自动地执行亮度调整使得观看者可清晰看见显示设备500显示为何。另外，若感测到的数据随时间变化，则控制器件550判定显示器正常运行。否则，控制器件550可判定显示器发生故障并经由通信模块570告知用户该情况。应注意，亦可经由网络420将感测到的数据(例如，所量测亮度信息)传输至外部电子器件430。
在此实施例之另一态样中，传感器件540较佳地为面朝显示单元510安置之摄影机。摄影机可经由光学腔530自显示单元510的一部分中撷取影像。若由摄影机撷取之影像随时间变化，则控制器件550判定显示器正常运行。否则，控制器件550可判定显示器发生故障并经由通信模块570告知用户该情况。
在本实施例中不推荐使用温度传感器件来实施传感器件540。由于光学腔530在光学膜516与背光模块520之光源522之间，因此温度传感器件是直接地量测光学膜516的温度而非液晶层514之温度。在一些情况下，可将显示设备500置放于户外。若显示设备500之保护玻璃512及液晶层514由日光直接照射，则随后保护玻璃512及液晶层514之温度将迅速升高。应注意，藉由传感器件540获得之光学膜516之经量测温度与保护玻璃512及液晶层514的实际温度之间的差值可大于20℃。另外，藉由传感器件540获得之光学膜516之经量测温度与保护玻璃512及液晶层514的实际温度之间的差值随时间及环境而改变。因此，因为光学膜516之经量测温度与保护玻璃512及液晶层514的实际温度之间的关系为非线性的，所以难以根据光学膜516之经量测温度来推导或推断液晶层514之实际温度。
图6为根据本发明之一些实施例之显示设备600的立体图。图7为图6之显示设备600的分解透视图。图8为沿线A-A'截取之图6之显示器件的截面图。图9为沿线B-B'截取的图6之显示器件之截面图。在此实施例中，显示设备600为直下照明式液晶显示器。如图6及7中所展示，显示设备600包括显示单元610、背光模块620、光学腔630、传感器件640、壳体650及冷却器件660。显示单元610包括保护玻璃612及液晶层614。背光模块620包括光学膜622及具有光源之背光总成624。冷却器件660包括气流产生器662及热交换器件664。在此实施例中，光学腔130形成于液晶层614与背光模块620之光学膜622之间。如图8中所展示，将传感器件640安置于光学腔630之周边上及壳体650内。在此实施例中，传感器件640面朝液晶层614以便直接地且准确地量测液晶层614之温度或照度或自液晶层614中撷取影像。如图8及9中所展示，由于传感器件640完全地隐藏于显示设备600内部，因此观看者无法察觉传感器件之存在。应注意，可基于实际需求而判定欲使用之传感器件640之数目。
除非上下文另外清楚地规定，否则如本文中所使用，单数术语“一(a/an)”及“所述”可包含多个指示物。举例来说，除非上下文另外清楚地规定，否则对电子装置的参考可包含多个电子装置。
如本文中所使用，术语“连接(connect/connected/connection)”是指操作耦合或链接。经连接组件可直接地或(例如)经由另一组件集合间接地耦合到彼此。
另外，有时在本文中按范围格式呈现量、比率及其它数值。应理解，这类范围格式是为便利及简洁起见而使用，且应灵活地理解为不仅包含明确指定为范围限制的数值，且还包含涵盖于彼范围内的所有个别数值或子范围，如同明确指定每一数值及子范围那样。
虽然本公开已参考其特定实施例进行描述及绘示，但这些描述及绘示并不为限制性的。所属领域的技术人员应理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本公开的真实精神及范围的情况下，可作出各种改变且可取代等效物。绘示可不必按比例绘制。归因于制造程序及容限，本公开中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未特定绘示的本公开的其它实施例。应将本说明书及附图视为说明性而非限制性的。可作出修改，以使特定情形、材料、物质组成、方法或工艺适应于本公开的目标、精神及范围。所有这类修改打算在此随附的权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作来描述本文中所公开的方法，但应理解，在不脱离本公开的教示的情况下，可组合、再细分，或重新定序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中另外特定地指示，否则操作的次序及分组并非本公开的限制。

Claims (8)

1.一种显示设备，其包含：
显示单元，其包含液晶层；
背光模块，其包含光学膜；
光学腔，其形成于所述显示单元的所述液晶层与所述背光模块的所述光学膜之间；及
至少一个传感器件，其安置于所述光学腔的周边上以用于感测所述显示单元的所述液晶层，其中所述至少一个传感器件包含温度传感器件以直接感测所述显示单元的所述液晶层的温度。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其进一步包含控制器件，其中将所述感测到的温度传输至所述控制器件。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其进一步包含冷却器件，其中所述控制器件根据所述感测到的温度来驱动所述冷却器件。
4.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述控制器件根据所述感测到的温度来控制所述背光模块之操作。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述至少一个传感器件包含用于自所述显示单元的一部分中撷取影像的摄影机。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述至少一个传感器件包含用于感测通过所述显示单元之环境光的光传感器。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其进一步包含通信模块，所述通信模块用于响应于所述光传感器之输出而将讯息传输至与所述显示设备分离之电子器件。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其进一步包含包围所述光学腔之所述周边的壳体，其中所述至少一个传感器件安装于所述壳体之内侧上且面向所述光学腔。
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