包括在同一光轴上的显示器和相机的设备的制作方法

包括在同一光轴上的显示器和相机的设备


背景技术：

1.电子设备包括具有相机和显示器的那些电子设备。在那些电子设备中的一些中，相机放置在显示器下方。


技术实现要素：

2.该文档描述了用于减少由相机上方的显示器引起的图像质量退化的技术、方法、系统和其他机制。许多消费电子产品可能非常需要将相机放置在显示器下面。例如，显示器后面的相机可以允许在像智能手机、笔记本电脑、平板电脑、电视的电子设备上进行全屏显示。
3.然而，由于显示器的结构，来自显示器后面的相机的图像质量可能受到显著的负面影响。显示器结构对相机图像质量造成的一些主要问题可能包括光衍射、光反射和传输损耗。所有这些问题都可能转化为图像分辨率降低、烟雾、重影、图像信噪比降低和眩光。
4.一种设备可以通过用非反射材料覆盖像素组的底部和侧面并且将像素与透明导电互连耦合来降低光反射。用非反射材料覆盖像素组的底部和侧面可以避免像素的光反射，并且使用透明导电互连可以避免金属互连的光反射。将像素与透明导电互连耦合还可以降低由互连引起的光衍射。
5.另外或可替代地，该设备可以通过降低传输损耗来降低图像质量劣化。例如，设备可以在相机上方的显示器的小局部区域上降低像素密度以增加有效相机光圈尺寸。
6.本说明书中描述的主题的一个创新方面体现在包括显示器的设备中，该显示器包括像素组，其中每个像素组的底部和侧面被非反射材料覆盖，其中像素组与透明导电互连和位于显示器下方的相机电耦合在一起，其中相机被配置成感测穿过显示器的光。该方面的其他实施例包括相应的显示器，该显示器包括像素组，其中每个像素组的底部和侧面被非反射材料覆盖，其中像素组与透明导电互连电耦合在一起。
7.前述和其他实施例均可以可选地单独或组合地包括一个或多个以下特征。例如，在一些方面，从底部在垂直方向上延伸的每个像素组的侧面被非反射材料完全覆盖。在某些方面，每个像素组包括在垂直方向上延伸的四个侧面。在一些实施方式中，非反射材料被着色为黑色。在一些方面，非反射材料吸收入射在非反射材料上的光的至少80％。
8.在某些方面，互连被布置为使得像素组的行在包括在水平方向上延伸的互连与不包括在水平方向上延伸的互连之间进行交替。在一些实施方式中，互连被布置成使得像素组的列在包括在垂直方向上延伸的互连与不包括在垂直方向上延伸的互连之间进行交替。
9.在一些方面，互连被布置成使得在不没有在水平方向上延伸的互连的行中的像素组通过在垂直方向上从具有在水平方向上延伸的互连的行中的像素组到在没有在水平方向上延伸的互连的行中的像素组延伸的互连而被电耦合在一起。在某些方面，显示器的相机光圈区域包括透明导电互连并且显示器的其余部分包括与显示器的其他像素组电耦合的非透明导电互连。
10.在一些实施方式中，相机光圈区域包括显示器的部分，通过该部分直接穿过的光
被相机感测到。在一些方面，该设备不包括显示器上方的偏光器。在某些方面，显示器的相机光圈区域的像素密度低于显示器其余部分的像素密度。在一些实施方式中，像素组以菱形图案排列。
11.在一些实施方式中，相机包括小于相机中的图像传感器的直径的顶部镜筒直径。在某些方面，每个像素组为带有圆形边缘的形状。在一些方面，每个像素组为正方形的形状。在一些实施方式中，每个像素组包括一个红色像素、一个蓝色像素和两个绿色像素。
12.在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。其他特征、目的和优点从描述和附图以及权利要求中将会显而易见。
附图说明
13.图1是降低由相机上方的显示器引起的图像质量劣化的设备的概念图。
14.图2是包括透明导电互连以降低图像质量劣化的显示器的概念图。
15.图3是包括非反射材料以降低图像质量劣化的显示器的概念图。
16.图4是包括被布置成降低图像质量劣化的互连的显示器的概念图。
17.各种附图中相同的参考符号指示相同的元件。
具体实施方式
18.图1是降低由相机上方的显示器引起的图像质量劣化的设备100的概念图。设备100包括显示器110和相机122。显示器110被定位在相机122上方，使得由相机122感测以生成图像的光穿过显示器110。例如，相机122可以具有包括球的场景视图，从球反射的光可以穿过显示器110，穿过显示器110的光然后可以被相机122感测，并且然后相机122可以基于相机感测的光来生成图像。
19.图1示出由相机122生成的球的图像仍然具有一些图像退化，这些图像退化由比球的实际边缘更模糊的图像中球边缘示出。例如，穿过显示器110到达相机122的波浪线指示光可能如何经历来自显示器110的导致图像退化的干扰。
20.通常，相机上方的显示器可能会通过光衍射、光反射和传输损耗导致图像质量退化。光衍射可能是由于非常小的显示像素特征，如像素之间的间隙和连接像素的互连之间的间隙。光衍射可能导致图像分辨率损失和对比度降低，例如，由于一层烟雾。
21.光反射可能是由于如金属互连的高反射材料。图像质量影响可能是重影和图像耀斑。传输损耗可能是由于阻止光线到达相机的相机顶部的密集像素结构，例如，像素、金属互连等。
22.传输损耗可能导致有效相机光圈的显著降低。有效相机光圈的降低可能会通过图像信号到噪声的降低来影响图像质量，这可能导致分辨率进一步降低和图像噪声增加，即，颗粒状图像。
23.设备100可以通过不同的方式来降低光衍射。首先，设备100可以包括透明导电材料作为显示器像素互连。例如，设备100可以使用由氧化铟锡制成的透明导电膜来电连接像素。透明导电材料可以在整个显示器110上全局使用。
24.在另一实施方式中，透明导电材料可以用于位于显示器110的局部部分上的互连，到达相机122的光能够穿过该部分，该部分也称为相机光圈区域，并且金属互连可以被用于
显示器110的其他部分。例如，其中，相机镜头的直径为一毫米，距面向设备110的外部的显示器110的外表面为一毫米，并以高达四十五度的角捕获光，显示器110的相机光圈区域可以是显示器110的圆形部分，其居中在相机镜头的中心正上方并且具有两毫米的直径。下面关于图2更详细地描述用于互连的透明导电材料的使用。
25.其次，设备100可以局部地降低像素密度以增加像素间距尺寸。例如，与显示器110的其他区域相比，显示器110对于显示器110的相机光圈区域可以具有较低的像素密度。局部地降低像素密度可以导致更大的有效相机光圈。
26.第三，设备100可以具有局部组织以最大化相机光圈尺寸的像素位置。例如，显示器110可以以每英寸111像素的菱形图案组织显示器110的相机光圈区域中的像素，而不是在显示器110的其余区域中使用每英寸222像素的网格图案。
27.第四，设备100可以具有以随机图案组织的像素。随机化像素可能会导致出现为随机噪声而不是结构噪声的衍射图案。与结构噪声相比，人类视觉对随机噪声的敏感度可能要低得多。
28.设备100可以通过不同的方式来降低光衍射。首先，非反射材料可以被用于覆盖显示器中像素的底部和侧面。例如，可以将黑色非反射掩模应用于像素组的底部和侧面以屏蔽光从底部和侧面反射。下面关于图3更详细地描述使用非反射材料来覆盖像素。
29.其次，设备100可以包括透明导电互连而不是金属布线轨迹。例如，如上文关于降低光衍射所描述的，像素之间的互连可以由透明导电膜制成。
30.设备100可以通过不同的方式降低来传输损耗。首先，显示器110可以在相机光圈区域中使用较低像素密度并且在显示器110的其余区域中使用较高像素密度。在相机光圈区域中使用较低像素密度可以增加有效相机光圈尺寸。
31.其次，相机120可以包括具有降低相机光圈区域尺寸的顶部镜筒直径的相机镜头。例如，相机镜头的顶部镜筒直径可以小于相机中图像传感器的直径。降低相机光圈区域的尺寸可以降低在显示器110的相机光圈区域中具有较低像素密度对用户的影响。
32.第三，设备100在显示器110的顶部可以不具有偏光器。与包括偏光器相比，省略偏光器可以导致到相机120的光传输多大约百分之五十。第四，设备可以使用低f值的相机镜头来捕获更多光线。f值是指相机焦距与相机入瞳直径的比率。第五，相机120可以包括具有大像素尺寸的图像传感器以与具有较小像素尺寸的图像传感器相比增加相机灵敏度。
33.设备100可以使用一种或多种方式来进行光衍射、光反射和传输损耗。例如，设备100可以仅包括降低光衍射的第一和第二方式以及降低传输损耗的第三方式。在另一个示例中，设备100可以包括上述所有方式以降低光衍射、光反射和传输损耗。在又一个示例中，设备100可以仅使用第一方式来降低光衍射以及使用第一和第二方式来降低光反射。
34.图2是包括透明导电互连以降低图像质量劣化的显示器200的概念图。显示器200可以是图1中所示的显示器110或可以是不同的显示器。如图2中所示，显示器200包括通过在水平方向220a
‑
e上延伸的互连和在垂直方向220f
‑
h上延伸的互连电耦合在一起的像素组210a
‑
210o。
35.如图2中所示，像素组210i、210k、210l、210n和210o被包括在相机光圈区域230中并且其余的像素组不被包括在像素组中。因为穿过相机光圈区域230的光可能会落入相机的图像传感器上，像素组210i、210k、210l、210n和210o的互连可以由透明导电材料制成，使
得来自互连的光衍射和光反射被降低。其余的互连可以是金属的，因为来自不在相机光圈区域230中的互连的光衍射和光反射不太可能被相机感测到。可替选地，显示器200的所有互连都可以由透明导电材料形成。
36.每个像素组可以包括显示红色的单个红色像素、显示蓝色的单个蓝色像素和显示绿色的两个绿色像素。然而，显示器200可以包括具有显示不同颜色的像素和不同数量的每个颜色像素的像素组。
37.图3是包括非反射材料以降低图像质量劣化的显示器300的概念图。显示器300可以是图1所示的显示器110或可以是不同的显示器。如在图3中所示，显示器包括将像素组310a
‑
c固定在适当位置的基板340、覆盖对应像素组的底部和四个侧面的非反射材料320a
‑
c以及互连330。
38.图3图示了入射在非反射材料320c上的光如何不被进一步反射到显示器300下方的相机而未入射在非反射材料上的光确实穿过显示器300到达相机。非反射材料320a
‑
c可以是被着色成黑色的材料。与其他颜色的材料相比，被着色成黑色的材料可能反射更少的光。附加地或可替代地，非反射材料320a
‑
c可以吸收在非反射材料320a
‑
c上入射的光的70％、80％、90％或一些其他数量。
39.像素组的底部可以指像素组中面向相机的部分，并且像素组的侧面可以指像素组中面向其他像素组的部分。每个像素组的侧面在垂直方向中从像素组的底部延伸。垂直方向可以指从相机延伸到显示器表面的方向。
40.每个像素组的侧面可以被非反射材料完全覆盖。可替选地，像素组的每一侧的一部分可以被非反射材料覆盖。例如，像素组310a
‑
c的在互连330下方的侧面的部分可以被覆盖，但不在互连330下方的侧面的部分可以不被覆盖。
41.图4是包括被布置成降低图像质量劣化的互连的显示器400的概念图。显示器400可以是图1中所示的显示器110或可以是不同的显示器。显示器400包括被布置成使得像素组的行在包括在水平方向410a
‑
c上延伸的互连(也称为水平互连，其将行中的像素组进行电耦合)与不包括在水平方向上延伸的水平互连之间进行交替的像素组。
42.通过已经包括水平互连的行的水平互连与垂直互连这两者，不包括水平互连的像素组的行中的每一行被改为耦合到已经包括水平互连的行。不包括水平互连的像素组的行的水平和垂直互连由虚线420a、420b表示。
43.将互连布置成每隔一行跳过会导致像素组之间的更大光圈。例如，如图1中所示，光圈被形成在四个像素组的组之间，而在图4中，光圈被形成在六个像素组的组之间。另外或可替代地，在一些实施方式中，像素组可以具有圆角和/或正方形以降低每个像素组的尺寸。
44.与上述类似，在一些实施方式中，可以仅针对包括在相机光圈区域中的像素组的行，将互连布置成每隔一行跳过。在其他实施方式中，可以针对跨整个显示器400全局地将互连布置成每隔一行跳过。
45.另外或可替代地，在一些实施方式中，显示器可以包括被布置成使得像素组的列在包括在垂直方向上延伸的互连(也称为垂直互连，其将列中的像素组进行电耦合)与不包括在垂直方向上延伸的垂直互连之间进行交替的像素组。
46.尽管上面已详细描述了一些实施方式，但是其他修改是可能的。此外，可以使用用
于执行本文档中描述的系统和方法的其他机制。另外，附图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或顺序次序来实现期望的结果。可以提供其他步骤，或者可以从所描述的流程中消除步骤，并且可以向所描述的系统添加其他组件或从所描述的系统中移除其他组件。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。
47.尽管本说明书包含许多特定的实施细节，但是这些不应被解释为对要求保护的范围的限制，而应被解释为对特定实施例具体的特征的描述。在本说明书中单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中来实施。而且，尽管以上可以将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是在某些情况下，可以从组合中切除所要求保护的组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。因此，尽管已经描述了主题的特定实施例。这些和其他实施例可能落入以下权利要求的范围内。