CN112767832B - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种显示装置，该显示装置包括：显示面板、位于所述显示面板非显示侧的光学模组和图像采集模组，所述光学模组用于接收从所述显示面板的显示面透射至所述显示面板的非显示侧的第一光束，将所述第一光束转换成第二光束传输给所述图像采集模组；其中，所述第一光束的传输方向和所述第二光束的传输方向相同，且所述第二光束的出射面的面积小于所述第一光束的入射面的面积，从而在不增大所述图像采集模组的光线接收面积的情况下，使得所述图像采集模组可以接收到的所述显示面板的显示区域中更大区域透射的光线，即使得所述图像采集模组可以对应所述显示面板中更大的图像采集区域，提高所述图像采集模组采集到的图像质量。

Description

一种显示装置

技术领域

本申请涉及制造技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，越来越多的显示装置中集成了摄像头，用于采集图像。而且，随着摄像头在显示装置中的应用越来越普遍，用户对显示装置采集到的图像的质量要求也越来越高。现有显示装置主要通过减小显示面板中图像采集区域的显示像素占比，来提高显示面板的图像采集区域的光线透过率，从而提高显示装置的图像采集质量，但是，这样会影响显示装置的图像显示质量。因此，如何兼顾显示装置的图像采集质量和显示质量成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种显示装置，以兼顾显示装置的图像采集质量和显示质量

具体的，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：显示面板、位于所述显示面板非显示侧的光学模组和图像采集模组，所述光学模组用于接收从所述显示面板的显示面透射至所述显示面板的非显示侧的第一光束，将所述第一光束转换成第二光束传输给所述图像采集模组；其中，所述第一光束的传输方向和所述第二光束的传输方向相同，且所述第二光束的出射面的面积小于所述第一光束的入射面的面积。

本申请实施例提供的显示装置中，利用所述光学模组将从所述显示面板的显示面透射至所述显示面板的非显示侧的第一光束转换成第二光束传输给所述图像采集模组，其中，所述第一光束的传输方向和所述第二光束的传输方向相同，以不改变所述图像采集模组接收到的光线传输方向，从而使得所述图像采集模组采集到的图像不会产生变形，且所述第二光束的出射面的面积小于所述第一光束的入射面的面积，从而在不增大所述图像采集模组的光线接收面积的情况下，使得所述图像采集模组可以接收到的所述显示面板的显示区域中更大区域透射的光线，即使得所述图像采集模组可以对应所述显示面板中更大的图像采集区域，提高所述图像采集模组采集到的图像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请一个实施例所提供的显示装置的结构示意图；

图2为本申请一个实施例所提供的显示装置的剖视图；

图3为本申请另一个实施例所提供的显示装置的结构示意图；

图4为本申请又一个实施例所提供的显示装置的结构示意图；

图5为本申请再一个实施例所提供的显示装置的结构示意图；

图6为本申请又一个实施例所提供的显示装置的结构示意图；

图7为本申请再一个实施例所提供的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所示，如何兼顾显示装置的图像采集质量和显示质量成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明人研究发现，显示装置的显示面板中通常包括开口区和非开口区，其中，非开口区在实际应用中并不会完全不透光，而是会具有一定的光线透过率。但摄像头的光线接收面积较为有限，无法有效利用显示面板中非开口区透射的光线。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种显示装置，如图1和图2所示，该显示装置包括：显示面板10、位于所述显示面板10非显示侧的光学模组20和图像采集模组30，其中，所述光学模组20用于接收从所述显示面板10的显示面透射至所述显示面板10的非显示侧的第一光束，将所述第一光束转换成第二光束传输给所述图像采集模组30，其中，所述第一光束的传输方向和所述第二光束的传输方向相同，以不改变所述图像采集模组接收到的光线传输方向，从而使得所述图像采集模组30采集到的图像不会产生变形，且所述第二光束的出射面的面积小于所述第一光束的入射面的面积，从而在不增大所述图像采集模组30的光线接收面积的情况下，使得所述图像采集模组30可以接收到的所述显示面板的显示区域中更大区域透射的光线，即使得所述图像采集模组30可以对应所述显示面板中更大的图像采集区域，提高所述图像采集模组30采集到的图像质量。

需要说明的是，在本申请实施例中，由于所述显示面板中非开口区也会透射一定的光线，因此，当所述图像采集模组可以采集所述显示面板中显示面更大区域的透射光线时，所述图像采集模组可以采集更大区域的非开口区透射的光线，从而可以在所述图像采集模组需要采集的光线量固定的前提下，减小对位于所述显示面板中图像采集区域的开口区透射的光线量要求，进而减小位于所述显示面板中图像采集区域的开口区中的透光区的占比，增大位于所述显示面板中图像采集区域的开口区中的显示像素占比，提高显示面板图像采集区域的显示质量，实现显示装置的图像采集质量和显示质量的兼顾。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述光学模组包括：第一信号处理元件21、第一信号传输元件22、第二信号处理元件23、第二信号传输元件24和第三信号处理元件25；其中，所述第一信号处理元件21用于接收所述第一光束，将其转换成第三光束耦合到所述第一信号传输元件22中，经所述第一信号传输元件22传输给所述第二信号处理元件23；所述第二信号处理元件23将所述第三光束转换成第四光束耦合进所述第二信号传输元件24，经所述第二信号传输元件24传输给所述第三信号处理元件25，所述第四光束的出射面的面积小于所述第三光束的入射面的面积，以便于后续所述图像采集模组30可以接收所述第三光束的全部光线；所述第三信号处理元件23将所述第四光束转换成所述第二光束传输给所述图像采集模组30，所述第二光束的出射面积与所述第四光束的出射面面积相同，且所述第二光束的光线传输方向与所述第一光束的光线传输方向相同，以在不增加所述图像采集模组30的光线接收面积的基础上，增加所述图像采集模组的光线接收量，且不会产生图像变形。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号处理元件为衍射光栅，以接收所述显示面板透射的光线，将其耦合进所述第一信号传输元件；同理，所述第三信号出元件为衍射光栅，以接收所述第二信号传输元件输出的光线，将其传输给所述图像采集模组。具体的，在本申请的一个实施例中，所述衍射光栅为一维衍射光栅，以在实现将所述第二信号传输元件输出的光线传输给图像采集模组的基础上，简化所述衍射光栅的结构，降低所述颜色光线的成本，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述衍射光栅还可以为二维衍射光栅，具体视情况而定。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述衍射光栅的制作方法包括：采用激光衍射的方式制作所述衍射光栅；在本申请的另一个实施例中，所述衍射光栅的制作方法包括：采用激光蚀刻的方式制作衍射光栅，本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，还可以采用其他方式制作所述衍射光栅，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述第一信号处理元件21在所述显示面板10上的投影与所述显示面板10的第一显示区域101重合，以利用所述显示面板10的第一显示区域101透射的光线可以作为所述图像采集模组30采集的光线。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一显示区域101的分辨率与所述显示面板10的显示区域中除第一显示区域101外其他显示区域的分辨率相同，从而在不降低所述第一显示区域101的分辨率的基础上，提高所述图像采集模组30可以采集到的光线量，提高所述图像采集模组30采集到的图像质量。但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述第一显示区域101的分辨率也可以小于所述显示面板10的显示区域中除第一显示区域101外其他显示区域的分辨率，具体视情况而定。

可选的，所述第一显示区域101的面积与所述显示面板10的显示面积的比例取值范围为10％～80％，包括端点值，即所述第一信号处理元件21在所述显示面板10上的投影面积与所述显示面板10的显示面积的比例取值范围为10％～80％，包括端点值，以充分利用所述显示面板10非开口区透射的光线，提高所述显示面板10非开口区透射光线的利用率，增大所述图像采集模组30可以采集到的光线量，提高所述图像采集模组30的采集到的图像质量。

具体的，在本申请的一个实施例中，如图5所示，所述第一信号处理元件21位于所述显示面板的第一显示区域101的正下方，以接收从所述显示面板中第一显示区域102射入，从所述显示面板的非显示侧射出的光线，所述第一信号传输元件22位于所述第一信号处理元件21背离所述显示面板的一侧，以耦合所述第一信号处理元件21出射的光线，形成第三光束进行传输；所述第二信号处理元件23位于所述第一信号传输元件的光线传输方向上，接收所述第三光束，改变其传输方向和传输面积，形成第四光束向外传输；所述第二信号传输元件24耦合所述第四光束，并对其进行传输，将其耦合给所述第三信号处理元件25，以通过所述第三信号处理元件25基于所述第四光束形成第二光束，传输给所述图像采集模组30，使得所述图像采集模组基于第二光束进行图像采集。

需要说明的是，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号传输元件在所述显示面板上的投影可以等于所述第一信号处理元件在所述显示面板上的投影，也可以大于所述第一信号处理元件在所述显示面板上的投影，本申请对此并不做限定，只要所述第一信号传输元件可以将所述第一信号处理元件输出的光线传输给所述第二信号处理元件即可。

同理，所述第二信号传输元件在所述显示面板上的投影可以等于所述第三信号处理元件在所述显示面板上的投影，也可以大于所述第三信号处理元件在所述显示面板上的投影，本申请对此并不做限定，只要所述第二信号传输元件可以将所述第二信号处理元件输出的光线传输给所述第三信号处理元件即可。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号传输元件的入射面完全覆盖所述第一信号处理元件的出射面，所述第二信号处理元件的入射面完全覆盖所述第一信号传输元件的出射面，第二信号传输元件的入射面完全覆盖所述第二信号处理元件的出射面，所述第三信号处理元件的入射面完全覆盖所述第二信号传输元件的出射面，以减小从所述第一显示区域入射，从所述显示面板非显示侧出色的光线，在传输至所述图像采集模组，被所述图像采集模组接收过程中的光线损失。

具体的，在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第二信号处理元件将所述第三光束的传输方向改变90°，并以较小的面积向外出射，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述第二信号处理元件还可以将所述第三光束的传输方向改变其他角度并以较小的面积向外传输，或不改变所述第三光束的传输方向并以较小的面积向外传输，只要所述第四光束的出射面面积小于所述第三光束的入射面面积即可。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图6所示，所述第一信号处理元件21在第一方向X上的尺寸D1与所述显示面板10在所述第一方向X上的尺寸D2的比例不小于1/2，以充分利用所述显示面板10中位于第一方向X上的非开口区透过的光线，增大所述图像采集模组接收到的光线量。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图6所示，所述第一方向X为所述显示面板10的短边方向，以使得所述显示装置的光线采集区域与现有显示装置的光线采集区域位置相近，从而兼顾用户的现有使用习惯，提高用户体验。

在本申请的另一个实施例中，如图7所示，所述第一方向X为所述显示面板10的长边方向，以进一步增大所述显示面板10中第一显示区域的面积，从而增大所述显示装置可用于图像采集的光线采集面积，进而增大所述图像采集模组可以接收到的光线量，提高所述图像采集模组的图像采集质量。

在本申请的又一个实施例中，所述第一方向包括所述显示面板的长边方向，也包括所述显示面板的短边方向，以既能增大所述图像采集模组可以接收到的光线量，提高所述图像采集模组的图像采集质量，又能兼顾用户的现有使用习惯，提高用户体验。但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第四光束的传输方向和所述第三光束的传输方向垂直，以使得所述图像采集模组可以不位于所述第三光束的光线传输方向上，从而使得所述图像采集模组的设置位置更加灵活。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第二信号处理元件为旋转光栅，以使得所述第四光束的传输方向和所述第三光束的传输方向垂直，且所述第四光束的出射面面积小于所述第三光束的入射面面积，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述第二信号处理元件还可以为其他光信号处理元件，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号传输元件为光波导元件，所述第二信号传输元件为光波导元件，以实现光信号的传输，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述第一信号传输元件和所述第二信号传输元件还可以为其他光信号传输元件，具体视情况而定。

可选的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述光波导的厚度大于100nm，以使得所述光波导可以传输所述显示面板透射的光线，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述光波导为高透材质的光波导，以减小所述光波导在传输光线过程中引起的光信号损失。可选的，在本申请的一个实施例中，所述光波导的材质为硅基或玻璃，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述光学模组还包括：全反射膜，所述全反射膜覆盖所述光波导的预设表面，以防止光线在所述光波导中传输的过程中，从所述光波导的预设表面射出，引起光信号损失。其中，所述预设表面可选为所述光波导中除去光线入射面和光线出射面的区域，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述预设表面还可以为所述光波导中除去光线入射面和光线出射面的部分区域，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述图像采集模组为摄像头，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

综上，本申请实施例所提供的显示装置包括：显示面板、光学模组和图像采集模组，所述光学模组将从所述显示面板的显示面透射至所述显示面板的非显示侧的第一光束转换成第二光束传输给所述图像采集模组，其中，所述第一光束的传输方向和所述第二光束的传输方向相同，以不改变所述图像采集模组接收到的光线传输方向，从而使得所述图像采集模组采集到的图像不会产生变形，且所述第二光束的出射面的面积小于所述第一光束的入射面的面积，从而在不增大所述图像采集模组的光线接收面积的情况下，使得所述图像采集模组可以接收到的所述显示面板的显示区域中更大区域透射的光线，即使得所述图像采集模组可以对应所述显示面板中更大的图像采集区域，提高所述图像采集模组采集到的图像质量。

本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板、位于所述显示面板非显示侧的光学模组和图像采集模组，所述光学模组用于接收从所述显示面板的显示面透射至所述显示面板的非显示侧的第一光束，将所述第一光束转换成第二光束传输给所述图像采集模组；

其中，所述第一光束的传输方向和所述第二光束的传输方向相同，且所述第二光束的出射面的面积小于所述第一光束的入射面的面积；

所述光学模组包括：第一信号处理元件、第一信号传输元件、第二信号处理元件、第二信号传输元件和第三信号处理元件；

其中，所述第一信号处理元件用于接收所述第一光束，将其转换成第三光束耦合到所述第一信号传输元件中，经所述第一信号传输元件传输给所述第二信号处理元件；

所述第二信号处理元件将所述第三光束转换成第四光束耦合进所述第二信号传输元件，经所述第二信号传输元件传输给所述第三信号处理元件，其中，所述第四光束的出射面的面积小于所述第三光束的入射面的面积；

所述第三信号处理元件将所述第四光束转换成所述第二光束传输给所述图像采集模组，所述第二光束的出射面面积与所述第四光束的出射面面积相同。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一信号处理元件为衍射光栅，所述第三信号处理元件为衍射光栅。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述衍射光栅为一维衍射光栅。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一信号处理元件在所述显示面板上的投影与所述显示面板的第一显示区域重合；

所述第一显示区域的分辨率与所述显示面板的显示区域中除第一显示区域外其他显示区域的分辨率相同。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述第一信号处理元件在所述显示面板上的投影面积与所述显示面板的显示面积的比例取值范围为10％-80％，包括端点值。

6.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述第一信号处理元件在第一方向上的尺寸与所述显示面板在所述第一方向上的尺寸的比例不小于1/2。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一方向平行于所述显示面板的短边方向。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第四光束的传输方向和所述第三光束的传输方向垂直。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述第二信号处理元件为旋转光栅。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一信号传输元件为光波导，所述第二信号传输元件为光波导。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述光波导的厚度大于100nm。

12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述光波导的材质为硅基。

13.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述光波导的材质为玻璃。

14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述光学模组还包括：

全反射膜，所述全反射膜覆盖所述光波导的预设表面，所述预设表面为所述光波导表面中除去其光线入射面和光线出射面的区域。

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