CN210129360U

CN210129360U - 具有3d摄像头模组的显示装置及电子设备

Info

Publication number: CN210129360U
Application number: CN201920970252.5U
Authority: CN
Inventors: 朱力; 吕方璐; 汪博
Original assignee: Shenzhen Guangjian Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Guangjian Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-03-06
Anticipated expiration: 2029-06-26

Abstract

本实用新型提供了一种具有3D摄像头模组的显示装置及电子设备，包括显示面板以及3D摄像模组；显示面板包括不透光层和透光层，不透光层具有沿厚度方向贯穿的出光区域和入光区域；3D摄像模组包括位于显示面板背光侧的深度摄像模组；深度摄像模组包括激光器和成像模块；激光器用于发射激光，以使激光穿过出光区域且穿透透光层后照射到待拍摄物体上；成像模块用于接收待拍摄物体反射后穿过入光区域且穿透透光层的入射激光，并根据入射激光获得待拍摄物体表面的深度图像。本实用新型可以将深度摄像模组设置在显示面板的背光侧，从而不需要在显示装置的顶部区域设置非显示区来安装深度摄像模组，进而不会影响显示装置的美观和全面屏体验。

Description

具有3D摄像头模组的显示装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，具体地，涉及一种具有3D摄像头模组的显示装置及电子设备。

背景技术

随着市场的发展，消费者对于显示屏显示效果的要求越来越严苛，不仅要求外观设计多样化，而且要求屏占比越高越好。全面屏技术，通过超窄边框甚至无边框的设计，实现了大于90％的屏占比。其在机身不变的情况下，实现了显示面积的最大化，使得显示效果更加惊艳。现有的基于全面屏的结构设计，为了安装3D摄像模组中的深度摄像模组等器件，在显示面板的顶部区域设置了非显示区即刘海区，但是，这样还是会影响显示装置的美观和全面屏体验。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种具有3D摄像头模组的显示装置。

本实用新型提供的具有3D摄像头模组的显示装置，包括显示面板以及3D摄像模组；

所述显示面板包括不透光层和透光层，所述不透光层具有沿厚度方向贯穿的出光区域和入光区域；

所述3D摄像模组包括位于所述显示面板背光侧的深度摄像模组；

所述深度摄像模组包括激光器和成像模块；

所述激光器用于发射激光，以使所述激光穿过所述出光区域且穿透所述透光层后照射到待拍摄物体上；

所述成像模块用于接收所述待拍摄物体反射后穿过所述入光区域且穿透所述透光层的入射激光，并根据所述入射激光获得所述待拍摄物体表面的深度图像。

优选地，所述显示面板包括依次重叠设置的基板、金属电极层、发光层、透明电极层以及盖板；

所述基板、所述金属电极层为不透光层；所述发光层、所述透明电极层以及所述盖板为所述透光层。

优选地，所述金属电极层和所述发光层之间具有电子传输层，所述发光层和所述透明电极层之间具有空穴传输层；

所述电子传输层和所述空穴传输层为透光层。

优选地，所述出光区域和所述入光区域采用如下任一形状的透光结构：

-单个通孔；

-多个通孔形成的通孔矩阵；

-多个相连通的通孔形成的透光结构

-单个透光通道；

-多个相连通的透光通道形成的透光结构；

-通孔和透过通道相连通形成的透光结构。

优选地，所述深度摄像模组包括位于所述激光器和所述显示面板之间的分光器件；

所述分光器件用于将所述激光器发射的激光分成随机分布的多束激光。

优选地，所述深度摄像模组包括与所述激光器和所述成像模块相连的驱动电路；

所述驱动电路用于控制所述激光器和所述成像模块同时开启或关闭，并通过控制所述激光器的驱动电流控制所述激光器的输出光功率。

优选地，所述成像模块为第一成像模块；

所述第一成像模块根据接收到的所述待拍摄物体反射的激光的光斑图案，获得所述待拍摄物体表面的深度图像。

优选地，所述分光器件和所述显示面板之间具有光学镜头；

所述光学镜头用于对所述激光进行准直。

优选地，所述成像模块为第二成像模块；

所述第二成像模块根据接收到的所述待拍摄物体反射的激光的延时或相位差，获得所述待拍摄物体表面的深度图像。

本实用新型提供的电子设备，包括所述的显示装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型所提供的具有3D摄像头模组的显示装置备，由于激光器发射激光，以使所述激光穿过所述出光区域且穿透所述显示面板的透光层照射到待拍摄物体上，成像模块用于接收所述待拍摄物体反射后穿过所述入光区域且穿透所述透光层的入射激光，因此，可以将深度摄像模组设置在显示面板的背光侧，从而不需要在显示装置的顶部区域设置非显示区来安装深度摄像模组，进而不会影响显示装置的美观和全面屏的体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图2(a)、(b)、(c)为本实用新型实施例中多个通孔形成的通孔矩阵的示意图；

图3(a)、(b)为本实用新型实施例中多个通孔形成的通孔矩阵的示意图；

图4为本实用新型变形例提供的一种显示装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种显示装置的结构示意图；

图6为本实用新型一个具体实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中多束激光的光斑图；

图8为本实用新型另一个具体实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

正如背景技术所述，现有的基于全面屏的结构设计，为了安装3D摄像模组中的深度摄像模组等器件，在显示面板的顶部区域设置了非显示区即刘海区，但是，这样会影响显示装置的美观和全面屏体验。

基于此，本实用新型提供了一种具有3D摄像头模组的显示装置，以克服现有技术存在的上述问题，包括显示面板以及3D摄像模组；

所述深度摄像模组包括激光器和成像模块；

本实用新型所提供的具有3D摄像头模组的显示装置备，由于激光器发射激光，以使所述激光穿过所述出光区域后照射到待拍摄物体上，成像模块用于接收所述待拍摄物体反射后从所述入光区域的入射激光，因此，可以将深度摄像模组设置在显示面板的背光侧，从而不需要在显示装置的顶部区域设置非显示区来安装深度摄像模组，进而不会影响显示装置的美观和全面屏体验。

以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型一实施例中的附图，对本实用新型一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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的一种具有3D摄像头模组的显示装置，如图1所示，包括显示面板10和3D摄像模组，所述显示面板包括不透光层和透光层，所述不透光层具有沿厚度方向贯穿的出光区域和入光区域；该3D摄像模组包括位于显示面板10背光侧的深度摄像模组。需要说明的是，本实用新型一实施例中的深度摄像模组为红外摄像模组，激光器为发射红外激光的红外激光器。

其中，显示面板的出光侧为可以显示图像的一侧，背光侧为不能显示图像的一侧。也就是说，本实用新型一实施例中的深度摄像模组可以位于显示面板10的下方即可以设置在屏幕下方，不需要在显示面板10顶部的非显示区挖孔来设置深度摄像模组。

本实用新型一实施例中，深度摄像模组包括激光器11和成像模块12。其中，激光器11和成像模块12都位于显示面板10的背光侧，并且，所述激光器11的出光口朝向显示面板10设置，以使激光能够穿过所述显示面10上的出光区域且穿透所述透光层照射到位于显示面板10出光侧的待拍摄物体上，成像模块12的入光口朝向显示面板10设置，以使待拍摄物体反射的激光穿过显示面板10上的入光区域且穿透所述透光层后进入成像模块12。

本实用新型一实施例中，所述出光区域和所述入光区域采用如下任一形状的透光结构：

-单个通孔；

-多个通孔形成的通孔矩阵，如图2(a)、(b)、(c)所示；

-多个相连通的通孔形成的透光结构；

-单个透光通道；

-多个相连通的透光通道形成的透光结构，如图3(a)所示；

-通孔和透过通道相连通形成的透光结构，如图3(b)所示。

当然在变形例，也可以采用其他形状的投光结构。

本实用新型一实施例中，所述单个通孔的截面直径小于2mm。在本实用新型一个优选的实施例中，所述单个通孔的截面直径为1mm。

本实用新型一实施例中，所述出光区域和所述入光区域的延伸方向垂直于所述显示面板10的一侧面。

图4为本实用新型变形例提供的一种显示装置的结构示意图，如图4所示，在本实用新型一个优选的实施例中，所述单个通孔的延伸方向与所述显示面板10的一侧面呈一定的角度，所述角度可以为30°、45°或者60°。

本实用新型一实施例中，所述出光区域和所述入光区域的内壁面上镀覆一个反射层，实现所述激光在所述出光区域和所述入光区域的内壁面进行全反射。如，金属层或高反射镀层。金属可为铝、银、金、铜或另一种高反射金属。

其中，所述激光器11用于发射激光，以使激光穿过显示面板后照射到待拍摄物体上；成像模块12用于接收待拍摄物体反射穿过显示面板10的激光，并根据该激光获得待拍摄物体表面的深度图像，该深度图像包括待拍摄物体表面不同区域的深度信息。

并且，由于激光器11和成像模块12都设置在显示面板10的背光侧，因此，使得激光器11和成像模块12的排列组合有多种可能性，在不影响美观的前提下，可以增加激光器11和成像模块12之间的距离，以提高深度摄像模组的拍摄精度。

可选地，如图5所示，深度摄像模组还包括位于显示面板10和激光器11之间的分光器件13，分光器件13用于将激光器11发射的激光分成随机分布的多束激光。

本实用新型一实施例中，如图1、图4以及图5所示，深度摄像模组包括与激光器11和成像模块12相连的驱动电路14。该驱动电路14用于控制激光器11和成像模块12同时开启或关闭，并通过控制激光器11的驱动电流控制激光器11的输出光功率，以通过控制激光器11的输出光功率控制穿过显示面板10的激光的光功率。

进一步地，深度摄像模组还包括处理模块15，3D摄像模组还包括2D成像模组。2D成像模组用于拍摄待拍摄物体的2D图像。处理模块15用于根据3D摄像模组拍摄的深度图像和2D成像模组拍摄的2D图像，得到待拍摄物体的3D图像。

需要说明的是，如果将深度摄像模组放置在屏幕下方即放置在显示面板10的背光侧，为了获得屏幕上方即显示面板10出光侧的待拍摄物体(以人脸为例)的图像，深度摄像模组出射的激光必须穿过显示面板10，被待拍摄物体反射后，二次穿过显示面板10，再被成像模块12接收。

由于显示面板10对激光的透射率很低，一般OLED显示面板10对红外激光的透射率只有不到5％，即便经过特殊设计和处理的OLED显示面板10对红外激光的透射率也只有30％，而两次穿过屏幕以后的综合透射率只有30％*30％＝9％，因此，现有的VCSEL激光器的输出光功率必须提高10倍以上，才能使深度摄像模组正常工作。因此需要在所述显示面板10的不透光层上制作出光区域和入光区域供所述激光的出射和入射。

需要说明的是，为了将深度摄像模组设置在显示面板10的背光侧，可以通过驱动电路14增大驱动电流，降低激光器11的脉冲宽度，将激光器11的光功率大幅度提高的同时，使激光器11的总脉冲能量基本保持不变，满足人眼安全的光功率限制。

本实用新型的一个实施例中，如图6所示，分光器件13和显示面板10之间还具有光学镜头16；光学镜头16用于对激光进行准直，并使准直后的激光照射到显示面板10上。成像模块12为第一成像模块，可选地，第一成像模块为红外摄像头。第一成像模块根据接收到的待拍摄物体反射的激光的光斑图案，获得待拍摄物体表面的深度图像。

具体地，分光器件13会将激光器11发射的激光分成随机分布的多个激光，这些激光照射在平面上时，会形成一如图7所示的光斑图像，当多个激光照射到待拍摄物体上时，光斑图案会有形变或位移，第一成像模块拍摄得到待拍摄物体表面的光斑图案后，会根据光斑图案的形变或位移，得到待拍摄物体表面的深度图像，即得到待拍摄物体表面的凹凸不平的深度信息。处理模块15根据深度图像和2D图像即可获得待拍摄物体的3D图像。

本实用新型的另一实施例中，如图8所示，分光器件13和显示面板10之间还具有扩散器17；扩散器17用于对分光器件13出射的激光进行扩散，使激光泛光出射到显示面板10上。成像模块为第二成像模块，可选地，第二成像模块为TOF(Time of Flight，飞行时间)摄像头。第二成像模块根据接收到的待拍摄物体反射的激光的延时或相位差，获得待拍摄物体表面的深度图像。也就是说，第二成像模块根据发射激光的时间和接收到激光的时间的时间差，或者，根据发射的激光和接收到的激光的相位差，获得待拍摄物体表面的深度图像。之后，处理模块15根据深度图像和2D图像即可获得待拍摄物体的3D图像。

本实用新型一实施例中，分光器件13可以是纳米光子芯片，也可以是衍射光栅(Diffractive Optics Element，DOE)或编码结构光掩膜等，本实用新型并不仅限于此。

本实用新型所提供的具有3D摄像头模组的显示装置，由于激光器的输出光功率较高，即使在面对透射率较低的显示面板时，其穿过显示面板的激光的光功率也较高，因此，可以将深度摄像模组设置在显示面板的背光侧，从而不需要在显示装置的顶部区域设置非显示区来安装深度摄像模组，进而不会影响显示装置的美观和全面屏体验。

并且，本实用新型一实施例中激光器11采用边缘发射激光器(Edge EmittingLaser，简称EEL)，从而只采用一个激光器11即可拍摄深度图像，成本较低；此外，由于激光器11可以大规模量产，因此，本实用新型实施例提供的3D摄像模组也可以大规模量产；再次，由于(Edge Emitting Laser，简称EEL)的衬底热阻抗比VCSEL激光器小很多，因此，激光器11以及3D摄像模组的散热性能更好。

本实用新型一实施例中，激光器11也可以采用垂直腔表面发光激光器阵列(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)作为光源。

图9为本实用新型中显示面板的结构示意图，如图9所示，所述显示面板包括依次重叠设置的基板107、金属电极层101、发光层103、透明电极层105以及盖板106；

所述基板107、所述金属电极层101为不透光层；所述发光层103、所述透明电极层105以及所述盖板106为所述透光层。

所述金属电极层101和所述发光层103之间还具有电子传输层102；所述发光层103和所述透明电极层105之间还具有空穴传输层104。所述电子传输层102和所述空穴传输层104也为透光层。

在本实用新型实施例中，所述透光层为能够透过红外光，在变形例中，所述透光层也可以为能够透过绿光、蓝光或白光。

在本实用新型实施例中，所述金属电极层101为金属阴极，所述透明电极层105为ITO阳极。所述盖板106为玻璃盖板，所述基板107包括支撑层和散热层，所述散热层可以采用铜箔等制成，所述支撑层采用金属或塑料制成。

在本实用新型变形例中，在所述盖板106和所述透明电极层105之间顺次设置有触控模组、偏振片。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一实施例提供的显示装置，该电子设备可以为手机、平板电脑和数码相机等。本实用新型所提供的具有3D摄像模组的电子设备，不需要在显示装置的顶部区域设置非显示区来安装深度摄像模组，外观更美观和更有利于实现全面屏体验。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例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，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，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。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims

1.一种具有3D摄像头模组的显示装置，其特征在于，包括显示面板以及3D摄像模组；

所述深度摄像模组包括激光器和成像模块；

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括依次重叠设置的基板、金属电极层、发光层、透明电极层以及盖板；

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述金属电极层和所述发光层之间具有电子传输层，所述发光层和所述透明电极层之间具有空穴传输层；

所述电子传输层和所述空穴传输层为透光层。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述出光区域和所述入光区域采用如下任一形状的透光结构：

-单个通孔；

-多个通孔形成的通孔矩阵；

-多个相连通的通孔形成的透光结构

-单个透光通道；

-多个相连通的透光通道形成的透光结构；

-通孔和透过通道相连通形成的透光结构。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述深度摄像模组包括位于所述激光器和所述显示面板之间的分光器件；

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述深度摄像模组包括与所述激光器和所述成像模块相连的驱动电路；

7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述成像模块为第一成像模块；

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述分光器件和所述显示面板之间具有光学镜头；

所述光学镜头用于对所述激光进行准直。

9.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述成像模块为第二成像模块；

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的显示装置。