TWI454792B - 用於顯示及感測影像的裝置 - Google Patents

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Description

用於顯示及感測影像的裝置
本發明涉及一種用於整合的擷取及顯示的裝置，其提供影像顯示及影像擷取功能。
平板顯示裝置廣泛用於結合計算裝置、便攜裝置以及如電視的娛樂裝置。該等顯示器一般使用分佈在基板之上的複數個像素以顯示影像。每個像素包括一些不同顏色的發光元件以表示每個影像元件，該等發光元件通常稱為子像素，一般發紅色、綠色和藍色光。這裡未區分像素和子像素；將所有發光元件稱為像素。已知各種平板顯示技術，例如電漿顯示器、液晶顯示器以及發光二極體顯示器。
平板顯示裝置可用於視訊通信系統。典型市售系統使用顯示器連同位於顯示器中心之上或之下的成像裝置，如數位攝像機，其中該顯示器與相似的遠端系統通信。每個成像裝置使人的影像坐落在顯示器前。麥克風同時記錄講話。影像及講話經由像是網際網路、電腦網路或電話網絡被發送至遠端系統，其中影像是被顯示且講話是在喇叭上被播放。這樣，彼此相隔較遠的兩個(或更多)個體可在一對顯示器上同時看到對方並可自分開的位置在視覺及聽覺上相互連絡。此類視訊互動增進通信。
較佳的是在視訊通信系統中具有成像裝置，該成像裝置位於個人注視的點，因此給予目光接觸的印象。然而，這是很困難的，當與遠端個人對話時，由於通話人傾向看著顯示器，因此給這個人沒有在看與他或她通話的印象。
上述問題已被解決，例如在具有共同受讓的美國專利第2008/0106628號以及美國專利第2008/0106629號中，藉由在顯示器中提供一透明開口並將一個或多個數位攝像機設置在顯示器之後，以便直接注視顯示器的個人也將注視至少一攝像機，給予與遠程個人目光接觸的印象。
類似地，美國專利第7,034,866號描述一種具有分散顯示器和攝像機元件之結合的顯示-攝像機。美國專利第5,340,978號描述一種LCD面板和固態影像感測器。美國專利第7,535,468號揭露一種具有與影像感測元件整合的顯示元件的整合感測顯示器。美國專利第2009/0146967號揭露一種顯示裝置，包括顯示部分；光照射部分；複數個光轉換透鏡；以及複數個光接收元件。WO 2004/107301揭露與顯示像素互混的微透鏡。
在各種公開中，影像感測器一般位於顯示器後面、形成一相對厚度、具有必須組裝在相對複雜的結構中之多個、分開的元件的整合結構。在某些情況下，所使用的數位攝像機相對較厚以提供一提供較高品質成像之適當的長光軸。在其他情況下，透鏡元件係位在非常接近成像元件或係位於成像元件上，這降低影像擷取的品質。在其他情況中，提供相對較少的影像感測元件，降低所形成之影像的解析度。因此，習知影像擷取及顯示系統一般遭受降低的影像品質(如解析度和清晰度)或比理想的還要厚。
結合發光材料的薄膜形成發光元件的發光二極體(LED)在平板顯示裝置中具有許多優勢，並且在光學系統中是有用的。例如，有機LED彩色顯示器包括有機LED發光元件的陣列。或者，在多晶半導體矩陣中可使用無機材料並且可包括磷光晶體或量子點。也可使用有機或無機材料的其他薄膜來控制電荷注入至、傳輸到或阻擋發光薄膜材料，而這在本領域內是已知的。該等材料被置於基板上之電極之間，有封裝蓋層或板。當電流經過發光材料時，光自像素發射。發射光的頻率依賴所使用的材料的本質。在該顯示器中，光可經過基板(底發射體)或經過封裝蓋(頂發射體)或兩者發射。
LED裝置包括圖案化的發光層，其中在該模式中使用不同材料，當電流經過該等材料時，用以發出不同顏色的光。或者，一裝置可使用單一發光層，例如，白色光發射體，連同彩色濾光片用來形成全彩顯示器。還已知使用不包括彩色濾光片的白色子像素。已提出使用未圖案化的白色發射體的設計，連同四色像素包含紅色、綠色及藍色濾光片及子像素以及未過濾的白色子像素等設計用以提高裝置的效率。
用於控制平板顯示裝置中像素的兩個不同方法是眾所悉知的：主動矩陣控制及被動矩陣控制。在主動矩陣裝置中，控制元件分佈在平板基板上。一般，每個子像素由一控制元件控制，並且每個控制元件包括至少一電晶體。例如，在簡單的主動矩陣有機發光(OLED)顯示器中，每個控制元件包括兩個電晶體(一選擇電晶體和一功率電晶體)以及一用於儲存詳明說明子像素亮度的電荷的電容。每個發光元件一般使用獨立控制電極及公共電極。
習知技術的主動矩陣控制元件一般包含薄膜半導體材料，如矽，經光刻過程形成的電晶體及電容。薄膜矽可為非晶或多晶。與由結晶矽晶圓製成的傳統電晶體相比，由非晶或多晶矽製成的薄膜電晶體相對較大並具有較低性能。此外，這類薄膜裝置一般顯示局部或大面積非均勻性，其導致在使用這類材料的顯示器中可察覺的非均勻性。當製造及材料處理的改進被完成時，製造過程是昂貴的且薄膜裝置性能繼續低於結晶矽裝置的性能。
Masumura等人在美國專利2006/0055864號中討論使用結晶矽基板的LCD顯示器。Matsumura描述一種用於將由第一半導體基板製成的像素控制裝置選擇地轉移並固定在第二平面顯示基板上。顯示像素控制裝置內的線路互連以及從匯流排及控制電極至像素控制裝置的連接。文章“A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics”在“Nature”vol.454,2008年8月第748頁中描述一種基於單晶矽的高性能、半球電眼攝像機。然而，這些公開未提供整合的影像擷取及顯示裝置。
WO2010046643描述一種使用晶片載置器的光學感測器。
因此，需要在緊密且穩健之具有改進的成像性能的結構中，結合主動矩陣發光元件，改善整合影像擷取及顯示裝置的性能。
根據本發明，本發明提供一種用於顯示並感測影像的裝置，包括：一顯示基板，在該顯示基板的一裝置側上具有一顯示區域；複數個像素，位於該顯示基板的該裝置側上的該顯示區域內，每個像素包括一控制電極、與該控制電極間隔的一透明電極、以及位於該控制電極及該透明電極之間的至少一層發光材料；複數個像素控制晶片載置器，每個像素控制晶片載置器與至少一像素相關並具有獨立於該顯示基板上的一晶片載置器基板，該晶片載置器基板位於並黏接至該顯示區中之該顯示基板的該裝置側上，每個像素控制晶片載置器具有至少一連接墊及至少一像素控制電路，其中每個像素控制電路經過該等連接墊的其中之一電連接至該相關像素的該控制電極，用來驅動該控制電極以引發該發光材料經該透明電極發光；一個或多個感測器晶片載置器，每個感測器晶片載置器具有獨立於該顯示基板的一晶片載置器基板，該晶片載置器基板位於並黏接至該顯示區中之該顯示基板的該裝置側上，每個感測器晶片載置器具有至少一連接墊及一影像感測器陣列，用於感測一影像並形成一感測影像信號；以及一透明蓋，該透明蓋與該顯示基板的該裝置側相間隔並黏接至其上，具有複數個形成在該透明蓋上或該透明蓋中的成像透鏡，每個成像透鏡相互間隔並對應一影像感測器陣列，用來在對應影像感測器陣列上形成一成像平面。
本發明的優勢為藉由將透鏡安裝在整合顯示器及影像感測裝置的透明蓋內或透明蓋上，可減小該裝置的整體厚度，同時，維持足夠長的光軸以用來提供提改善的成像品質。需要相對更少的單獨元件，減少複雜性並降低成本。晶片載置器中積體電路化之高位階提供改善的顯示影像品質，且對高解析度影像感測器陣列提供機會，並且提供成像感測器陣列的多樣性，其能使各種影像的擷取及視訊序列具有不同的屬性。例如，藉由僅執行一場景重要區域的高解析度擷取及其餘場景的低解析度擷取，可減小帶寬。在某些實施例中三維資訊或立體擷取可輕易地被執行而無需複雜的透鏡或鏡面結構。
參照第1圖至第3圖，用於顯示及感測影像的裝置包含顯示基板10，在顯示基板10的裝置側9上具有顯示區域11。複數個像素30(第3圖)位於顯示區域11中顯示基板10的裝置側9上，每個像素30(第3圖)包括與透明電極16間隔的控制電極12A、12B、以及至少一層發光材料14，位於控制電極12A、12B和透明電極16之間。複數個晶片或置器20的每一個提供像素控制至至少一像素，並且具有獨立於顯示基板10的晶片載置器基板28，其係位於並黏接至顯示區域11中顯示基板10的裝置側9上，每個晶片載置器20提供像素控制、具有至少一連接墊26以及至少一像素控制電路50。像素控制電路50(第2圖)經過連接墊26電連接至相關像素的控制電極12A、12B，用於驅動控制電極12A、12B以引起發光材料層14透過透明電極16發光6A、6B。一個或多個感測器陣列23可形成在晶片載置器20中(第1圖和第2圖)。或者，可使用具有感測器陣列的單獨感測器晶片載置器20B(第3圖)，每個感測器晶片載置器20B具有獨立於顯示基板10的晶片載置器基板28，並且像素控制晶片載置器位於並黏接至顯示區域11中顯示基板10的裝置側9上。每個感測器晶片載置器20B包括至少一連接墊26，並且影像感測器陣列23用來感測影像並形成感測影像信號。可包括影像感測器電路52用於在感測影像或感測影像信號上執行影像處理操作。
透明蓋40(第1圖)具有頂側41A和比該頂側更接近感測器的相對底側41B，係與顯示基板10的裝置側9相隔開並與其黏接，該透明蓋40具有形成在透明蓋40上或透明蓋40中的複數個成像透鏡42，每個成像透鏡42相互間隔並對應於影像感測器陣列23，用來在對應影像感測器陣列23上形成成像平面。平坦化及絕緣層18可嵌入晶片載置器20並提供光滑表面用於形成電極(12A、12B、16)及發光層14。例如，電極12A、12B可被反射並且由金屬形成，而公共電極16可為透明的並且由例如氧化銦錫或氧化鋁鋅的金屬氧化物形成。
在本發明的實施例中，平坦化及絕緣層18可由具有折射係數低於2且較佳低於1.6的材料形成。感測器晶片載置器一般由折射係數大於3的結晶矽形成。在本發明的實施例中，平坦化及絕緣層的折射係數將小於，較佳實質小於影像感測器陣列23的區域中感測器晶片載置器的前表面的折射係數。在該等實施例中，光線將由發光層發出並在顯示裝置內被捕捉，以便光線側面地穿過基板、發光側以及裝置的其他層。平坦化或絕緣層的折射係數與晶片載置器的折射係數之間的大差異阻止光被感測器晶片載置器吸收且進入影像感測器陣列23，上述光一般以小的入射角撞擊在晶片載置器上。然而，如果平坦化及絕緣層18的折射係數幾乎等於感測器晶片載置器的折射係數，平坦化及絕緣層內所捕捉的光將進入感測器晶片載置器內的影像感測器陣列23，並提供大量光子至影像感測器陣列23，增加雜訊底且因此降低影像感測器陣列23的雜訊比。然而，藉由在感測器晶片載置器的表面處之折射係數有大的變化，非常少的捕捉光將進入感測器晶片載置器。因為透鏡自周圍環境聚集光線至感測器晶片載置器，許多光線以大的入射角撞擊感測器晶片載置器並進入要被感測的感測器晶片載置器，儘管在感測器晶片載置器表面上的折射係數變化較大。
第1圖為本發明實施例更為詳細的剖面圖，而第2圖提供具有像素控制電路50和影像感測器電路52的晶片載置器20的簡化剖面圖。第2圖還說明形成在影像感測器陣列23上之微鏡片43。第3圖的俯視圖根據本發明實施例說明整個影像擷取及顯示裝置，具有圍繞像素30的顯示區域11、像素控制晶片載置器20A、感測器晶片載置器20B，並包括控制器60及控制電路62。
連接墊26可將晶片載置器相互電連接並經過連接線32(第1圖)連接至外部控制器60(第3圖)。該等連接墊還連接像素控制電路50至像素電極(12A、12B)，例如經過用於驅動紅色像素的連接墊26R、用於驅動綠色像素的連接墊26G、用於驅動藍色像素的連接墊26B以及用於驅動白色像素的連接墊26W。該等像素陣列形成全彩顯示器。彩色濾光片24(第1圖和第7圖)可位於每個像素30的發光區域上，用以過濾自發光層14發出的光，例如如果自發光層發出的光為白色。
晶片載置器20可包括一感測器。在該實施例中，晶片載置器20內的像素控制電路50及影像感測器電路52形成在公共基板28上並在公共晶片載置器20中。或者(如第3圖及第7圖所示)像素控制晶片載置器20A可為一與感測器晶片載置器20B分離的晶片載置器。如第4圖所示，分離的感測器晶片載置器20B包括形成影像感測器陣列23的影像感測器元件22的陣列，當透過成像透鏡42自一場景暴露於影像光8A、8B時，其可形成數位影像(第8圖)。如第3圖所示，感測器晶片載置器20B可成行及成列排列。感測器晶片載置器20B的其中之一可位於橫向中兩個或多個像素控制晶片載置器20A之間，以便感測器晶片載置器20B可混合在具有像素控制晶片載置器20A的顯示區域11中。複數個像素控制晶片載置器20A可在顯示區域11內形成第一陣列且複數個感測器晶片載置器20B在顯示區域11內形成與第一陣列散佈的感測器晶片載置器矩陣。像素控制晶片載置器20A的數量可不同於感測器晶片載置器20B的數量，例如感測器晶片載置器20B可少於像素控制晶片載置器20A。或者，像素控制晶片載置器可為與感測器晶片載置器相同的晶片載置器20。
影像透鏡42可直接塑膜在蓋40上之頂側41A或底側41B上，或者同時在頂側41A及底側41B上。或者，影像透鏡42可形成在單獨的透鏡薄膜44中，如第5圖所示。透鏡薄膜44可位於蓋40的外側(與發光層14相對的蓋的頂側41A)上或蓋40的內側(鄰近發光層14的蓋40的底側41B)上與影像感測器陣列23一致或者在蓋40的外側及蓋40的內側上。
晶片載置器20，且尤其影像感測器陣列23可與像素30排列在顯示區域11中，以便可減小晶片載置器20及影像感測器陣列23的透視度。該等晶片載置器可橫向位於像素之間，例如，控制電極12A、12B可在公共層內分離且感測器晶片載置器20側面地位於兩控制電極12A、12B之間(如第7圖所示)。橫向位於意指在基板10上之不同位置。感測器晶片載置器20B可在與兩個控制電極12A、12B相同的平面內、在相對於基板10兩控制電極12A、12B側面上的層中，或者在兩控制電極12A、12B和基板10之間的層中。因此，感測器晶片載置器20B可與兩控制電極12A、12B共面，但不是必需。在任一實施例中，在控制電極12A、12B之間電極層內提供一空間用於使光經過感測器晶片載置器20B，且以便由有機材料層14發出的光不被感測器晶片載置器20B所模糊。或者，至少一部分控制電極12A、12B為部分透明以及位於部分透明部分下的感測器晶片載置器在基板10及控制電極12A、12B之間。
在本發明的整合顯示器及影像擷取裝置的另一實施例中，顯示區域內的控制電極係側面地位於鄰近感測器晶片載置器的至少兩側。例如，如第6圖所示，像素30的區域可鄰近影像感測器23的三側並可包括晶片載置器連接墊26。該排列還具有在影像感測器陣列23上實現彩色濾光片24定位的有用效果，並因此用公共濾光片過濾場景影像光以及發射光。或者，在具有白光發射體的RGBW實施中影像感測器23部分地被白色像素圍繞，以便未使用彩色濾光片。因此，由影像感測器形成的影像可為彩色影像，且不需要在影像感測器陣列23上直接形成彩色濾光片，藉以減少影像感測器陣列23的費用。在一個或多個晶片載置器20上的多個影像感測器陣列23可位於不同的彩色濾光片24下用以形成全彩數位影像。
當該等像素不輸出光時，可控制影像感測器及像素控制電路，以便感測影像，藉以確保僅使用環境光來形成影像。或者，當該等像素不輸出光時，可控制影像感測器及像素控制電路，以便感測影像，並且可補償擷取的影像以調節發射光。
如第7圖所示，還可將具有成像透鏡42的透鏡薄膜44安置在晶片載置器20位於相對裝置側9的基板10上。晶片載置器20包括連接墊26、26R、26W等，用於驅動像素電極12A、12B，例如經發光層14傳導電流至公共電極16。在這種情況下，公共電極16可為反射的。彩色濾光片24可位於基板10的外部(如所示)或位於具有晶片載置器20的公共裝置側9上。
根據本發明的另一實施例，當使用多個影像感測器陣列23時，該等影像感測器陣列23，或該等影像透鏡，或兩者均可不同。例如，如第8圖和第9圖所示，位於基板10上的兩個不同晶片載置器20能具有不同的影像感測器陣列23A、23B以及透鏡42A、42B。影像感測器23A、23B能涵蓋不同成像屬性或屬性結合的範圍，並在尺寸、解析度、焦距、影像感測器元件尺寸、陣列尺寸、位元深度、曝光時間、光譜靈敏度、光軸、焦面、視角擷取區域、放大率、感光度或任何其他成像屬性有所不同。例如，影像感測器陣列23A、23B的光譜靈敏度可在可見光譜之範圍內或範圍外。在影像擷取裝置中可使用不同技術，例如本領域已知的CMOS或CCD技術。透鏡42A、42B也可在尺寸、焦距、視角及任何其他透鏡屬性有所不同。形成在透鏡薄膜44中或塑膜至基板10之在基板10的任意一側上的影像透鏡42A、42B也可對一個或多個不同的感測器晶片載置器另外提供具有較佳成像特徵的不同較佳光徑。因此，在本發明的實施例中，第一成像透鏡及第一感測器晶片載置器可定義出第一光徑，且第二感測器晶片載置器及第二成像透鏡可定義出不同於第一光徑的第二光徑。在某些實施例中，光學元件不同，或者在其他實施例中，光徑中光學元件的數量不同，或者光學元件的類型及數量不同於與不同感測器晶片載置器有關的不同光徑。
根據本發明的實施例，如第8圖和第9圖所示，第一感測器晶片載置器20B可在第一感測器晶片載置器20B的影像感測器陣列23A上形成場景的第一影像，以及對應於第二感測器晶片載置器20C的成像透鏡可在第二感測器晶片載置器20C的影像感測器陣列23B上形成相同場景之不同於第一影像的第二影像或者在第二感測器晶片載置器20C的光學感測器上形成相同場景之第一影像的一部分的第二影像。因此，可產生公共場景之不同但相關的影像。或者，例如藉由使用視角的非重疊區域或藉由控制視角，顯示基板上影像感測器的位置，或者藉由利用不同光軸，不同的影像感測器可形成不同場景的影像。
多個影像感測器的使用是具有優勢的。自兩個影像感測器形成的數位影像可被結合用以形成更高解析度的數位影像或具有低雜訊的數位影像，或者拼接的全景。此外，藉由使用不同光學系統，可形成不同類型的數位影像並形成合成影像。場景內相同的區域或物體的不同視角(角度)可自位於公共顯示器中或不同光軸上不同點的影像感測器而形成。這實現了自不同角度影像之三維影像的形成，例如藉由晶片載置器內或外部計算裝置內提供影像處理電路。場景中於不同點處聚焦的影像可被結合用來形成背景和前景都清晰的數位影像，並且每個影像的清晰度可提供關於在場景內點距離的資訊。根據需要形成並使用寬或窄視角影像。可形成具有可變解析度的影像，例如藉由結合場景內中心位置的高解析度影像和更大場景的低解析度影像。藉由限制影像部分至需要更高解析度的部分的解析度，這在減小帶寬或影像尺寸上是有用的。
在操作中，根據顯示裝置的需求控制器接收並處理資訊信號並將處理的信號及控制資訊傳輸至裝置中每個晶片載置器及像素控制電路。處理的信號包括每個發光像素元件的亮度資訊。該亮度資訊可儲存在對應每個發光像素元件之類比或數位記憶元件中。然後該等晶片載置器啟動與其連接的像素電極。同時，或回應信號，影像感測器被啟動用以在顯示器前形成場景的數位影像。該數位影像可經過提供顯示影像的相同信號線被通信至控制器。如果形成一個以上影像，每個可被通信至控制器。該控制器可結合或處理影像或將其轉移至遠端計算裝置。
本發明還具有提供高性能像素驅動電路及高性能影像感測裝置的優勢。藉由利用晶片載置器，例如具有結晶矽基板，可構成非常快且小的電路，例如用於控制、處理或通信。反之，薄膜電路太大且太慢而不能提供該等優勢。此外，藉由將晶片載置器整合在形成發光像素的基板的裝置側上，可使用公共晶片載置器控制像素並形成影像信號，降低裝置複雜性並大大提高整合及減小裝置的厚度。這提供更高的性能且增進的耐用性。本發明尤其重要的特徵為影像透鏡至系統的整合。藉由將透鏡整合在蓋中或蓋上，形成機械耐用且非常薄的結構。同時，影像透鏡與影像感測器相互間隔，提供更長的光軸，允許在影像感測器陣列23上更高品質的影像的形成。與將透鏡直接安置在影像感測器上的透鏡系統相比，降低了影像品質，或將感測器置於顯示裝置外部，增加了厚度並降低了機械耐用性。
此外，在與具有高性能影像感測裝置整合之非常大的顯示器內具有高性能像素驅動電路提供其他優勢及機會。在某些實施例中，控制信號可提供至像素驅動電路，同時提供控制信號至影像感測裝置，從而控制影像感測裝置的亮度條件。例如，在影像感測裝置啟動期間，高性能像素驅動電路可中斷至顯示器的發光元件的電流流動，以便在影像擷取期間減少因發光元件發出的光所導致的閃光。或者，在影像感測裝置啟動以在環境內提供更大亮度期間，高性能像素驅動電路可提供非常高階的亮度以照亮感測器。可對整個顯示器同時執行這些或其他條件或者對顯示器的不同區域執行。例如，在某些實施例中，像素驅動電路可在顯示器的一側上提供非常高階的亮度，而顯示器的另一側上的影像感測裝置被啟動用以提供特定陰影圖案或者清除某些成像偽影，如紅眼。
可藉由提供一基板，像是商業上用於顯示裝置的玻璃基板，來產生本發明的影像顯示和擷取裝置。黏合層可形成在基板上以及利用例如在共同審查中之具有共同受讓的美國專利申請第12/191,478號所教示的製程，晶片載置器被印製在黏合層上。然後固化黏合層並且在晶片載置器上形成後續遮蓋層。傳統光刻製程可用來形成經過通孔連接至晶片載置器上連接墊的電線。ITO或金屬可用來形成電極，例如藉由濺鍍或蒸發，以及藉由利用光刻製程電連接至晶片載置器。氣相沉積製程可接著沉積有機層。上電極，例如金屬或金屬氧化物，可沉積在有機層上以形成有機發光二極體。
附加匯流排，例如利用連接線32，可提供各種信號，包括時序(如時鐘)信號、資料信號、選擇信號、電源連接或接地連接。該等信號可為類比或數位，例如數位位址或資料值。類比資料值可被提供做為電荷或電壓。儲存暫存器可為數位(如包括正反器)或類比(如包括用於儲存電荷的電容)。
在本發明的一實施例中，顯示裝置為有機發光二極體(OLED)顯示器。控制器可被實行做為晶片載置器並黏接至基板。該控制器可位於基板周圍或在基板的外部，並包括傳統積體電路。還要注意的是可提供單獨的控制器，用於提供影像資料至晶片載置器並用於獲得並合成擷取的影像。用於合成擷取影像的控制器將自多個感測器晶片載置器20接收影像資料並自改影像資料組成一個或多個影像。該控制器可進一步使用這資料執行其他有用作用，包括執行面部或其他生物特徵識別、人臉檢測、姿勢或觀察決定的領域、手及手指追蹤、以及位於顯示器的前面且與顯示器互動的一個或多個使用者的手勢識別。
根據本發明的各種實施例，該等晶片載置器可以各種方式構成，例如沿著晶片載置器的長度使用一行或兩行連接墊。相互連接的匯流排和電線可由各種材料形成並可使用各種方法沉積在裝置基板上。例如，互連匯流排和電線可為蒸發或濺鍍的金屬，例如鋁或鋁合金、鎂或銀。或者，互連匯流排和電線可由固化導電油墨或金屬氧化物製成。在一具有成本優勢的實施例中，互連匯流排和電線係形成在一單層中。
本發明尤其用於使用大裝置基板的多像素裝置實施例，如玻璃、塑膠或箔，具有複數個以規則排列排列在裝置基板上的晶片載置器。根據晶片載置器中的電路，每個晶片載置器可控制形成在裝置基板上的複數個像素並響應控制信號。單獨像素組或多像素組可位於平鋪元件上，其可被組裝形成整個顯示器。
根據本發明，晶片載置器在基板上提供分佈的像素控制電路。相比於裝置基板，晶片載置器為相對較小的積體電路並包括一電路，該電路包括形成在獨立基板上的電線、連接墊、被動元件如電阻或電容，或者主動元件如電晶體或二極體。製造晶片載置器與顯示基板分離，且接著將晶片載置器施加至顯示基板上。該等過程的細節可在如美國專利第6,879,098號；美國專利第7,557,367號；美國專利第7,622,367號；美國專利第20070032089號；美國專利第20090199960號以及美國專利第20100123268號中可以找到。
利用矽或絕緣體上矽(SOI)圓晶使用製造半導體裝置的已知製程，較佳製造該等晶片載置器。然後在黏接至裝置基板之前分離每個晶片載置器。因此每個晶片載置器的結晶基底可認為是分離於裝置基板的一基板並且晶片載置器電路設置在該基底上。因此複數個晶片載置器具有對應的複數個分離於裝置基板且彼此相互分離的基板。尤其，獨立基板與像素形成在上的基板分離，以及獨立的晶片載置器基板的區域總和小於裝置基板。
晶片載置器可具有結晶基板用以提供比現有元件更高性能的主動元件，如薄膜非晶或多晶矽裝置。該等晶片載置器具有較佳100um或更小的厚度，且更佳為20um或更小。這促進在晶片載置器上黏合及平坦化材料的形成，其可接著利用傳統旋轉或簾塗技術來實施。根據本發明的一實施例，在結晶矽基板上形成的晶片載置器以幾何陣列排列並使用黏著或平坦化材料黏接至裝置基板。利用晶片載置器表面上的連接墊以將每個晶片載置器連接至信號線、電源匯流排及電極以驅動像素。晶片載置器可控制至少四個像素。
由於該等晶片載置器形成在半導體基板中，可利用現代光刻工具形成晶片載置器的電路。用這類工具，0.5微米或更小的特徵尺寸是容易獲得的。例如，現代半導體生產線可實現90nm或45nm的寬度並能用於製造本發明的晶片載置器。然而，一旦該等晶片載置器組裝至顯示基板，該等晶片載置器需要連接墊，用於形成電連接至提供在晶片載置器之上的線路層。該等連接墊必須基於顯示基板上所使用的光刻工具的特徵尺寸(如5um)以及晶片載置器至線路層的配向(如+/-5um)而確定大小。因此，例如連接墊可為15um寬與墊之間有5um間隙。這顯示該等墊一般將明顯大於在晶片載置器中所形成的電晶體電路。
該等墊一般可形成在電晶體上之晶片載置器上之金屬化層中。較佳的是使晶片載置器具有盡可能小的表面面積以實現低製造成本。
藉由使用具有獨立基板(如包含結晶矽)的晶片載置器，其比直接形成在基板上(如非晶或多晶矽)的電路具有更好性能的電路，提供一種具有更高性能的裝置。因為結晶矽不僅具有更高的性能，還具有更小的主動元件(如電晶體)，所以可減小電路尺寸。也可利用微電機制(MEMS)結構形成有用的晶片載置器，例如Yoon、Lee、Yang和Jang在“A novel use of MEMs switches in driving AMOLED”,Digest of Technical Papers of the Society for Information Display，2008,3.4，第13頁中所描述。
該裝置基板可包括玻璃及線路層，由蒸發或濺鍍如鋁或銀的金屬或金屬合金而製成，形成在使用本領域已知的光刻技術圖案化的平坦化層(如樹脂)上。利用在積體電路工業中所確立之傳統技術形成該等晶片載置器。
藉由適當地建立感測器-晶片載置器矩陣，結合用於對應影像感測器陣列23之所選的光徑，本發明可處理各種有用的應用程式。
參見第10圖，在本發明的一實施例中，感測器晶片載置器被建立在感測器晶片載置器(如20B、20C)之兩個感測器-晶片載置器矩陣25A、25B中，每個感測器晶片載置器具有一影像感測器陣列(如第9圖的23A、23B)。第10圖、第11圖以及第13圖中的感測器-晶片載置器矩陣25A、25B僅包括虛線矩形內的晶片載置器。兩個感測器-晶片載置器矩陣的其中之一(如25A)在行或列方向上自另一個感測器-晶片載置器矩陣(如25B)是以橫向偏移的，允許具有略微不同要被感測之公共場景觀點的不同影像。該等相關影像包含立體像對。
顯示基板10上的感測器晶片載置器20B可被排列在第一水平行及第一垂直列中形成第一感測器-晶片載置器矩陣，以及可被排列在感測器晶片載置器20C的第二水平行及第二垂直列形成第二感測器-晶片載置器矩陣，以便第一及第二垂直列可從一個至另一個水平偏移。一般，第一及第二列以不平行於第一或第二列的方向上相互偏移，例如與第一及第二列平行垂直或成45度角，其中第一及第二列是平行的。可隨時互換行及列的位置，以便行變為列且反之亦然。行及列可為正交或非正交。感測器晶片載置器20B及20C可散佈在像素控制晶片載置器20A之間。
參見第11圖，在另一實施例中，感測器晶片載置器20B可橫向地位於感測器晶片載置器20C的一側。在這排列中，感測器晶片載置器20B及20C可模仿人腦的左眼及右眼。
因為感測器晶片載置器20B在顯示基板10上具有略微不同於感測器晶片載置器20C的實體位置，由各自感測器-晶片載置器矩陣感測的影像可形成立體影像對。
在另一有用的申請中，由各自感測器-晶片載置器矩陣感測的影像可被拼接在一起用以形成全景影像。感測的影像可包括部分重疊的場景資訊。該重疊允許重疊影像被正確地結合以及未重疊的場景部分用於增加結合影像尺寸。
藉由使用由通信線路連接的兩個整合成像裝置，用於顯示影像同時擷取場景影像的整合成像裝置可用於傳統二維視訊會議系統。在一裝置上第一觀察者之擷取影像可被通信至由第二觀察者所觀察之其他裝置的顯示器，且反之亦然。
參見第12圖，在成像裝置之這種排列的實施例中，形成觀察者的立體影像對的兩個不同透視影像可由在每個顯示器中的影像感測器所擷取。兩個影像被通信至遠端成像顯示裝置並被交替呈現。觀察者佩戴主動切換眼鏡，其允許立體影像對之兩個影像的其中之一由一隻眼睛所察覺且兩個影像的另一個由另一隻眼睛所察覺。在另一實施例中，當立體影像對的每個影像由關於透鏡體的顯示器所呈現以便發光至單獨的眼睛時，透鏡狀鏡片可位於成像裝置的像素上以提供3D視覺而無需佩戴眼鏡。因此，本發明可有效地用於3D顯示器以及視訊會議系統。
在本發明的另一實施例中，影像顯示及感測裝置包括選擇的設計觀察距離74。與第一感測器-晶片載置器矩陣25A有關的第一成像透鏡陣列45A具有複數個成像透鏡42C，每個成像透鏡42C具有第一光軸46A。與第二感測器-晶片載置器矩陣25B有關的第二成像透鏡陣列45B具有複數個成像透鏡42D，每個成像透鏡42D具有第二光軸46B。每個成像透鏡的各自光軸較佳係對齊在對應感測器-晶片載置器矩陣中精確地對應一影像感測器陣列；如每個感測器晶片載置器具有自己的成像透鏡。這有益減小散佈的感測器-晶片載置器矩陣之間的干擾。
第一光軸45A及第二光軸46B在觀察距離74處顯示器前相交，其中較佳在2和20英呎(0.6096m-6.096m)之間。該相交距離為顯示器的設計觀察距離74。經此排列，產生的立體影像對在物體平面處、即顯示器的設計觀察距離處，將模擬使用者眼睛的會聚。不同的透鏡可使用不同的影像感測器陣列以形成多個立體對。
再次參見第11圖，在另一是實施例中，對應於第一感測器-晶片載置器矩陣25A中第一感測器晶片載置器20B的影像感測器陣列(未顯示)的成像透鏡與對應於第二感測器-晶片載置器矩陣25B中第二感測器晶片載置器20C的影像感測器陣列(未顯示)的成像透鏡可具有不同的焦距。該等焦距的不同允許相對較近場景的聚焦感測有感測器-晶片載置器矩陣25A且相對較遠場景的聚焦感測有另一感測器-晶片載置器矩陣25B。
參見第13圖，在一實施例中，第一感測器-晶片載置器矩陣25A具有比第二感測器-晶片載置器矩陣25B多的感測器晶片載置器，用比其他更高的解析度來感測一場景。在基板10上於像素控制晶片載置器20A之間用於控制像素30的感測器晶片載置器20C的數量大於感測器晶片載置器20B的數量。
參見第9圖，在一實施例中，對應於第一感測器-晶片載置器矩陣(如25A，第10圖)的成像透鏡42A比對應於第二感測器-晶片載置器矩陣(如25B，第10圖)的成像透鏡42B具有更窄的視角。
在另一實施例中，感測器晶片載置器可以不同時間率採樣場景，例如藉由在不同頻率下使用影像感測器陣列獲得場景影像，以便第一感測器-晶片載置器矩陣具有第一影像採樣率且第二感測器-晶片載置器矩陣具有不同於第一影像採樣率的第二影像採樣率。例如，這在具有快速變化的部分(如空間分佈區域)以及相對靜止的部分的場景中是非常有用的。例如，在具有高度手勢資訊的場景中，如手語翻譯，人的手、手指及臉在該場景中快速變化，且背景緩慢變化。藉由以比緩慢變化部分較快的影像採樣率擷取場景的快速變化部分，相比於以較快的影像採樣率採樣整個場景，減小了帶寬，但是保護了場景中重要資訊的逼真度。
在本發明的另一實施例中，例如如第10圖所示，提供感測器晶片載置器組，感測器晶片載置器在每組中以水平行或垂直列排列形成感測器-晶片載置器矩陣25A、25B，其中每個影像感測器陣列(未顯示)感測光的不同頻率以產生多色影像的不同顏色的圖框。在這排列中，有用的是在水平或垂直方向相互散佈感測器-晶片載置器矩陣25A、25B，以便盡可能地，感測器-晶片載置器矩陣25A、25B提供類似的場景透視。第10圖說明兩個散佈感測器-晶片載置器矩陣25A、25B。然而，多於兩個感測器-晶片載置器矩陣可用來獲得全彩影像的彩色平面(未顯示)。例如，相對於紅色、綠色及藍色感測器-晶片載置器矩陣的其他兩個，紅色感測器-晶片載置器矩陣可對紅光更為敏感，綠色感測器-晶片載置器矩陣可對綠光更為敏感，且藍色感測器-晶片載置器矩陣可對藍光更為敏感。“紅色”、“綠色”及“藍色”可被定義為本領域已知的各種方式。例如，“紅色”可指具有X作為其最高CIE 1931三刺激色(如大於它的Y或Z)的光，“綠色”指的是具有Y最高的光，以及“藍色”指的是具有Z最高的光。或者，“紅色”指的是具有主波長大於570nm的光，“藍色”小於490nm而“綠色”則在上述兩者之間。
綠色感測器-晶片載置器矩陣的成像透鏡可具有比紅色或藍色感測器-晶片載置器矩陣的成像透鏡更窄的視角，或者綠色感測器-晶片載置器矩陣中感測器晶片載置器的數量可大於紅色或藍色感測器-晶片載置器矩陣中晶片載置器的數量。在一實施例中，可一起使用該等特徵。綠色感測器-晶片載置器中每個影像感測器陣列提供小場景區域的高解析度綠色圖框，而紅色及藍色感測器-晶片載置器矩陣中每個影像感測器提供大場景區域的低解析度的紅色或藍色圖框。
在各種實施例中，可獨立使用這兩個特徵。在一實施例中，綠色感測器-晶片載置器矩陣中感測器晶片載置器的數量分別與紅色和藍色感測器-晶片載置器矩陣中感測器晶片載置器的數量相同，但是綠色感測器-晶片載置器中每個影像感測器陣列提供小場景區域的高解析度綠色圖框，而紅色及藍色感測器-晶片載置器矩陣中每個影像感測器提供大場景區域的低解析度的紅色或藍色圖框。在另一實施例中，綠色感測器-晶片載置器矩陣中感測器晶片載置器的數量分別大於紅色及藍色感測器-晶片載置器矩陣中感測器晶片載置器的數量，且紅色、綠色及藍色感測器-晶片載置器矩陣中每個影像感測器陣列提供與每個其他影像感測器陣列相同尺寸的場景區域的各自圖框。利用任一特徵或一起使用該等特徵，與利用所有三色陣列中相同數量及視角的感測器晶片載置器相比，在減小帶寬成本下提供改進之亮度細節的解析度(其與綠色光最密切)。
在另一實施例中，四水平行及四垂直列的感測器晶片載置器可形成寬頻感測器-晶片載置器矩陣。寬頻感測器-晶片載置器矩陣的感測器晶片載置器可與紅色、綠色和藍色感測器-晶片載置器矩陣的感測器晶片載置器相穿插散佈，並對寬頻(具有兩個或多個光譜峰)或白色光敏感。在該情況下，寬頻感測器-晶片載置器矩陣的成像透鏡具有與紅色、綠色及藍色感測器-晶片載置器矩陣的成像透鏡不同的視角，並且寬頻感測器-晶片載置器矩陣中感測器晶片載置器的數量不同於紅色、綠色及藍色感測器-晶片載置器矩陣中晶片載置器的數量。
在另一實施例中，例如第8圖和第9圖所說明，具有第一焦距7A的第一成像透鏡42A提供在第一感測器晶片載置器20B中第一影像感測器陣列23A上，且具有第二焦距7B的第二成像透鏡42B提供在第二感測器晶片載置器20C中第二影像感測器陣列23B上。該等感測器晶片載置器、成像透鏡以及影像感測器陣列它們本身可形成陣列。在這實施例中，對每個像素提供電路用來決定由第一影像感測器陣列23A擷取的影像資料以及由第二影像感測器陣列23B擷取的影像資料的相對清晰度，並接著利用該相對清晰度來決定由每個感測器-晶片載置器矩陣所擷取的一個或多個物體的相對距離。
例如，如果第一焦距7A小於第二焦距7B，且在影像的第一場景區域72A內由第一影像感測器陣列23A擷取的影像資料被判定比由第二影像感測器陣列23B擷取的影像資料更清晰，影像的場景區域72A中的物體比第二焦距7B更接近第一焦距7A的距離。在相同影像的第二場景區域72B中，如果由第二影像感測器陣列23B擷取的影像資料比由第一影像感測器陣列23A擷取的對應影像資料更清晰，該影像的第二場景區域72B中的物體比第一焦距7A更接近第二焦距7B的距離，並因此比該影像的第一場景區域72A中的物體更遠。
可使用具有額外焦距的額外透鏡用來進一步區分場景內的距離。如第9圖所示，不同透鏡42A、42B可用於每個感測器-晶片載置器矩陣中每個感測器晶片載置器20B、20C內每個影像感測器陣列23A、23B(未顯示)，或者如第1圖所示，單一透鏡42可用於在特定感測器-晶片載置器矩陣中多晶片載置器20內影像感測器陣列23。
在另一實例中，再次參見第8圖，相對清晰度可用於大約估算至影像區域內物體的距離。即由第一和第二影像感測器陣列23A、23B擷取的邊緣的相對寬度可用來大約估算焦距7A、7B之間的距離。例如，在第二感測器晶片載置器20C中用影像感測器陣列20B擷取物體在一區域中之影像具有邊緣為第一焦距7A與第二焦距7B間距離的1/3寬度，而在第一感測器晶片載置器20B用影像感測器陣列23A所擷取的影像具有邊緣為第一焦距7A與第二焦距7B間距離的3/4寬度。
本發明可用於具有多像素基本結構的裝置中。尤其，本發明可用於LED裝置，有機或無機，且在資訊顯示裝置中尤其有用。在較佳實施例中，本發明用於所公開之由小分子或聚合OLED組成的平板OLED裝置，但不受限於美國專利第4,769,292號以及美國專利第5,061,569號。無機裝置，例如，使用形成在多晶半導體矩陣中的量子點(如美國專利第2007/0057263號所述)，以及使用有機或無機電荷控制層，或可使用混合有機/無機裝置。有機或無機發光顯示器的各種結合及變化可用於製造該裝置，包括具有頂發射體結構的主動矩陣顯示器。
此外，該顯示裝置可為傳統二維顯示器或可為包括透鏡的立體顯示器，用於將發光元件成像至所述空間中之不同位置，例如，在具有共同受讓之審查中的美國專利申請第12/608,409號中。在這類的實施例中，用於成像發光元件的透鏡可形成類似成像透鏡42的形成。用於在發光元件上成像的這些透鏡可形成在與成像透鏡42相同的基板上，並且相互間隔並黏接至顯示基板10的裝置側9。
本發明已詳細的以特定參考來說明其特定的較佳實施例，可理解的是，凡有在有關本發明之任何變更和修飾，皆仍應包括在本發明的精神和範圍內。
6A、6B．．．發射光
7A、7B．．．焦距
8A、8B．．．影像光
9．．．顯示基板裝置側
10．．．顯示基板
11．．．顯示區域
12A、12B．．．控制電極
14．．．發光材料層
16．．．公共透明電極
18．．．平坦化及絕緣層
20．．．晶片載置器
20A．．．像素控制晶片載置器
20B．．．感測器晶片載置器
20C．．．感測器晶片載置器
22．．．影像感測器元件
23．．．影像感測器陣列
23A、23B．．．影像感測器陣列
24．．．彩色濾光片
25A、25B．．．感測器-晶片載置器矩陣
26．．．晶片載置器連接墊
26R．．．紅色像素連接墊
26G．．．綠色像素連接墊
26B．．．藍色像素連接墊
26W．．．白色像素連接墊
28．．．晶片載置器基板
30．．．像素
32．．．連接線
40．．．透明蓋
41A．．．頂側
41B．．．底側
42、42A、42B、42C、42D．．．成像透鏡
43．．．微鏡片
44．．．透鏡薄膜
45A、45B．．．成像透鏡陣列
46A、46B．．．光軸
50．．．像素控制電路
52．．．影像感測器電路
60．．．控制器
62．．．控制電路
72A、72B．．．場景區域
74．．．觀察距離
第1圖為根據本發明實施例之整合擷取及顯示裝置的剖面圖；
第2圖為根據本發明實施例之整合擷取及顯示裝置的示意剖面圖；
第3圖為根據本發明實施例之整合擷取及顯示裝置的俯視圖；
第4圖為根據本發明實施例之整合擷取及顯示裝置的又一俯視圖；
第5圖為根據本發明實施例之結合用於整合擷取及顯示裝置的透鏡元件的蓋的剖面圖；
第6圖為根據本發明實施例之像素及晶片載置器佈局的部分示意說明；
第7圖為根據本發明另一實施例之整合擷取及顯示裝置的剖面圖；
第8圖為根據本發明實施例之觀察者及整合擷取及顯示裝置的剖面圖說明；
第9圖為根據本發明實施例之整合擷取及顯示裝置的簡化剖面圖；
第10圖為根據本發明實施例之像素陣列、像素控制晶片載置器陣列以及兩偏移感測器-晶片載置器矩陣的俯視圖；
第11圖為根據本發明另一實施例之像素陣列、像素控制晶片載置器陣列以及兩偏移感測器-晶片載置器矩陣的俯視圖；
第12圖為根據本發明實施例之具有兩個感測器晶片載置器的基板以及具有成像透鏡的蓋的剖面圖；以及
第13圖為根據本發明又一實施例之像素陣列、像素控制晶片載置器陣列以及兩偏移感測器-晶片載置器矩陣的俯視圖。
因為附圖中層厚度的範圍較大，因此該等圖式未按比例。
6A、6B．．．發射光
8A、8B．．．影像光
9．．．顯示基板裝置側
10．．．顯示基板
12A、12B．．．像素控制電極
14．．．發光層
16．．．公共透明電極
18．．．平坦化及絕緣層
20．．．晶片載置器
23．．．影像感測器陣列
24．．．彩色濾光片
26．．．晶片載置器連接墊
26R．．．紅色像素連接墊
26W．．．白色像素連接墊
28．．．晶片載置器基板
32．．．連接線
40．．．透明蓋
41A．．．頂側
41B．．．底側
42、42B．．．成像透鏡
50．．．像素控制電路
52．．．影像感測器電路

Claims (37)

  1. 一種用於顯示及感測影像的裝置，包括：一顯示基板，在該顯示基板的一裝置側上具有一顯示區域；複數個像素，位於該顯示基板的該裝置側上的該顯示區域內，每個像素包括一控制電極、與該控制電極間隔的一透明電極、以及位於該控制電極及該透明電極之間的至少一層發光材料；複數個像素控制晶片載置器，每個像素控制晶片載置器與至少一像素相關並具有獨立於該顯示基板上的一晶片載置器基板，該晶片載置器基板位於並黏接至該顯示區中之該顯示基板的該裝置側上，每個像素控制晶片載置器具有至少一連接墊及至少一像素控制電路；其中每個像素控制電路經過該等連接墊的其中之一電連接至該相關像素的該控制電極，用於驅動該控制電極以引發該發光材料經該透明電極發光；一個或多個感測器晶片載置器，每個感測器晶片載置器具有獨立於該顯示基板的一晶片載置器基板，該晶片載置器基板位於並黏接至該顯示區中之該顯示基板的該裝置側上，每個感測器晶片載置器具有至少一連接墊及一影像感測器陣列，用於感測一影像並形成一感測影像信號；以及一透明蓋，該透明蓋與該顯示基板的該裝置側相間隔並黏接至其上，具有複數個形成在該透明蓋上或該透明蓋中的成像透鏡，每個成像透鏡相互間隔並對應一影像感測器陣列，用來在對應影像感測器陣列上形成一成像平面。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中至少一像素控制晶片載置器進一步包括一感測器晶片載置器。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中至少一感測器晶片載置器係橫向位於兩個或多個像素控制晶片載置器之間。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，進一步包括至少一彩色濾光片，其過濾由至少一像素所發出的光並且其過濾由至少一影像感測器所感測的光。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中多個感測器晶片載置器係以成行及成列地排列在該顯示區域內。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該透明蓋具有一頂側及比該頂側更接近該感測器的一相對底側，進一步包括形成在該透明蓋之該頂側或該底側中的至少一成像透鏡。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該透明蓋具有一頂側和比該頂側更接近該感測器的一相對底側，進一步包括一第一薄膜，具有形成在其中的該等成像透鏡，其位於該透明蓋的該頂側上或位於該透明蓋的該底側上。
  8. 依據申請專利範圍第5項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該透明蓋具有一頂側及比該頂側更接近該感測器的一相對底側，進一步包括一第二薄膜，具有形成在其中的該等成像透鏡，其位於相對該第一薄膜的該透明蓋的該側上。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該等像素控制晶片載置器的數量係與該等感測器晶片載置器的數量不同。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該感測器晶片載置器係橫向位於兩控制電極之間。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該控制電極的至少一部分為部分透明的且一感測器晶片載置器係位於該部分透明部分下。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中在該顯示區域內的一控制電極係橫向位於鄰近一感測器晶片載置器的至少兩側。
  13. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，進一步包括一第一成像透鏡及一第二成像透鏡，且其中對應一第一感測器晶片載置器的該第一成像透鏡係不同於對應一第二感測器晶片載置器的該第二成像透鏡。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一成像透鏡具有比該第二成像透鏡更寬的視角。
  15. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中在一第一感測器晶片載置器中的該影像感測器陣列係不同於在一第二感測器晶片載置器中的該影像感測器陣列。
  16. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，進一步包括一第一成像透鏡、一第二成像透鏡、一第一感測器晶片載置器以及一第二感測器晶片載置器，其中該第一成像透鏡及該第一感測器晶片載置器定 義出一第一光徑，且該第二成像透鏡及該第二感測器晶片載置器定義出不同於該第一光徑的一第二光徑。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一影像感測器陣列具有與該第二影像感測器陣列不同的解析度、尺寸、光譜敏感度、光軸、焦點平面或敏感度。
  18. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中對應一第一感測器晶片載置器的該等成像透鏡在該第一感測器晶片載置器的該影像感測器陣列上形成一場景的一第一影像，且對應一第二感測器晶片載置器的該等成像透鏡在該第二感測器晶片載置器的該影像感測器陣列上形成相同場景之不同於該第一影像的一第二影像，或者在該第二感測器晶片載置器的光學感測器上形成相同場景的該第一影像的一部分的一第二影像。
  19. 依據申請專利範圍第18項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一影像及該第二影像包括一公共物體的影像，並進一步包括影像處理電路，其計算該公共物體的三維影像。
  20. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中對應一第一感測器晶片載置器的該等成像透鏡在該第一感測器晶片載置器的該影像感測器陣列上形成一第一場景的一第一影像，且對應一第二感測器晶片載置器的該等成像透鏡在該第二感測器晶片載置器的該影像感測器陣列上形成與該第一場景不同的一第二場景的一第二影像。
  21. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，進一步包 括一位於基板上的平坦化層，且其中該感測器晶片載置器被嵌入該平坦化層中，該平坦化層具有第一折射係數，該感測器晶片載置器的前表面具有第二折射係數，且該第二折射係數係高於該第一折射係數。
  22. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中多個感測器晶片載置器係以第一行及第一列排列，形成一第一感測器-晶片載置器矩陣，且以該等感測器晶片載置器之第二行及第二列排列，形成一第二感測器-晶片載置器矩陣，且其中該第一及該第二感測器-晶片載置器矩陣係以不平行於該第一或該第二列的方向上相互偏移。
  23. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列感測場景資訊的第一影像，且該第二感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列感測場景資訊的第二影像，且該第一及該第二影像一起形成一立體影像對。
  24. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列感測與由該第二感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列所感測的影像的場景資訊部分重疊的場景資訊的影像。
  25. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一感測器-晶片載置器矩陣的該感測器晶片載置器係橫向散佈在該第二感測器-晶片載置器矩陣的該感測器晶片載置器之間。
  26. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一感測器-晶片載置器矩陣的所有感測器晶片載置器係橫向位於該第二感測 器-晶片載置器矩陣的該感測器晶片載置器的一側。
  27. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該裝置在該顯示器的前面具有2至20英尺的選擇設計觀察距離，進一步包括：一第一成像透鏡陣列，包括複數個成像透鏡，每個成像透鏡具有一在該第一感測器-晶片載置器矩陣中準確對應該影像感測器陣列的其中之一的第一光軸；以及一第二成像透鏡陣列，包括複數個成像透鏡，每個成像透鏡具有一在該第二感測器-晶片載置器矩陣中準確對應該影像感測器陣列的其中之一的第二光軸；其中該第一及該第二光軸於該顯示器的設計觀察距離處相交。
  28. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中對應該第一感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列的該等成像透鏡具有與對應該第二感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列的該等成像透鏡不同的焦距。
  29. 依據申請專利範圍第22項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一感測器-晶片載置器矩陣比該第二感測器-晶片載置器矩陣具有更多的感測器晶片載置器。
  30. 依據申請專利範圍第29項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該第一感測器-晶片載置器矩陣的該等成像透鏡具有比該第二感測器-晶片載置器矩陣的該等成像透鏡更窄的視角。
  31. 依據申請專利範圍第29項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該等 第一感測器-晶片載置器矩陣具有一第一影像採樣率且該第二感測器-晶片載置器矩陣具有不同於該第一影像採樣率的一第二影像採樣率。
  32. 依據申請專利範圍第1項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中：多個感測器晶片載置器係以第一水平行及第一垂直列排列形成一紅色感測器-晶片載置器矩陣，以該感測器晶片載置器的第二水平行及第二垂直列排列形成一綠色感測器-晶片載置器矩陣，且以該感測器晶片載置器的第三水平行及第三垂直列形成一藍色感測器-晶片載置器矩陣，該紅色、綠色及藍色感測器-晶片載置器矩陣係在水平或垂直方向相互散置；並且在紅色、綠色及藍色感測器矩陣的該等影像感測器陣列比在其他兩個感測器-晶片載置器矩陣中的該等影像感測器陣列分別對紅色、綠色和藍色光更為敏感。
  33. 依據申請專利範圍第32項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該綠色感測器-晶片載置器矩陣的該等成像透鏡具有比紅色或藍色感測器-晶片載置器矩陣的該等成像透鏡更窄的視角。
  34. 依據申請專利範圍第32項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該綠色感測器-晶片載置器矩陣中該感測器晶片載置器的數量大於該紅色或藍色感測器-晶片載置器矩陣中晶片載置器的數量。
  35. 依據申請專利範圍第32項所述之用於顯示及感測影像的裝置，進一步包括第四水平行及第四垂直列的感測器晶片載置器形成一寬頻感測器-晶片載置器矩陣，該寬頻感測器-晶片載置器矩陣的該感測器晶片載置器與該等第一、第二及第三感測器-晶片載置器矩陣的該感測器晶片載置器相互散置，且其中該寬頻感測器-晶片載置器矩陣的該影像感測器陣列對寬頻或白色光 是敏感的。
  36. 依據申請專利範圍第35項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該寬頻感測器-晶片載置器矩陣的該成像透鏡具有與紅色、綠色或藍色感測器-晶片載置器矩陣的該等成像透鏡不同的視角。
  37. 依據申請專利範圍第35項所述之用於顯示及感測影像的裝置，其中該寬頻感測器-晶片載置器矩陣中的該感測器晶片載置器的數量與紅色、綠色或藍色感測器-晶片載置器矩陣中晶片載置器的數量不同。
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