图像捕获和显示装置以及可穿戴设备制造方法及图纸

技术编号:21177366 阅读:16 留言:0更新日期:2019-05-22 12:21
一种图像捕获和显示装置,包括用于将来自所述图像捕获和显示装置的外部的入射光转换成电荷信号的多个光电转换元件,以及用于发出与由所述多个光电转换元件获取的电荷信号对应的强度的光的多个发光元件。像素区域被定义为以阵列布置所述多个光电转换元件的区域。用于将信号从所述多个光电转换元件传输到所述多个发光元件的信号路径位于所述像素区域内。

Image capture and display devices and wearable devices

An image capture and display device includes a plurality of photoelectric conversion elements for converting incident light from the outside of the image capture and display device into a charge signal, and a plurality of light emitting elements for emitting light corresponding to the intensity of the charge signal obtained by the plurality of photoelectric conversion elements. The pixel region is defined as an area in which the plurality of photoelectric conversion elements are arranged in an array. The signal path for transmitting a signal from the plurality of photoelectric conversion elements to the plurality of light emitting elements is located in the pixel region.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像捕获和显示装置以及可穿戴设备
本专利技术涉及图像捕获和显示装置以及可穿戴设备。
技术介绍
存在已知的称为头戴显示器(下文中称为HMD)或智能眼镜的可穿戴设备,该可穿戴设备配备有显示装置。根据由这样的可穿戴设备采用的一种方法,使用图像捕获装置捕获用户前面的场景(外部场景)作为图像,并且在显示装置上显示该图像。利用这种方法,用户可以感觉到好像用户直接看到外部场景,尽管用户通过显示装置看到场景。专利文献1提出了用于在同一基板上以矩阵布置光电二极管和EL(电致发光)元件以便使这样的显示装置小型化的技术。具体地,其中每个像素具有光电二极管和EL元件的区域传感器使用光电二极管捕获被摄体的图像作为图像信号。此后,区域传感器使用EL元件显示由此捕获的图像。引用列表专利文献PTL1:日本专利特开No.2002-176162
技术实现思路
技术问题在根据专利文献1的装置中,同一表面充当光接收表面和光发出表面,并且这个装置到另一个装置的可应用性受到限制。例如,难以将这个装置应用于HMD或智能眼镜。而且,即使在可应用于HMD或智能眼镜的装置的情况下,如果从装置捕获场景到装置显示场景花费长的时间,那么用户也感觉到有些不对劲。作为结果,例如,用户难以抓住移动的物体。本专利技术的一个方面是要提供用于使图像捕获和显示装置应用于另一个装置更容易的技术。问题的解决方案鉴于以上问题,提供了一种图像捕获和显示装置,其特征在于包括:多个光电转换元件,用于将来自所述图像捕获和显示装置的外部的入射光转换成电荷信号;和多个发光元件,用于发出与由所述多个光电转换元件获取的电荷信号对应的强度的光,其中像素区域被定义为以阵列布置所述多个光电转换元件的区域,并且用于将信号从所述多个光电转换元件传输到所述多个发光元件的信号路径位于所述像素区域内。专利技术的有益效果上述手段使得图像捕获和显示装置应用于另一个装置更容易。从以下结合附图的描述,本专利技术的其它特征和优点将变得清楚。注意,在整个附图中,相同的附图标记表示相同或相似的部件。附图说明附图包括在说明书中,构成说明书的一部分,示出了本专利技术的实施例,并且与实施例的描述一起使用以说明本专利技术的原理。图1A图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图1B图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图2A是根据一些实施例的像素的等效电路图。图2B是根据一些实施例的像素的等效电路图。图2C是根据一些实施例的像素的等效电路图。图3A是根据一些实施例的像素的等效电路图。图3B是根据一些实施例的像素的等效电路图。图4A是根据一些实施例的像素的等效电路图。图4B是根据一些实施例的像素的等效电路图。图5A是根据一些实施例的图像捕获和显示装置的时序图。图5B是根据一些实施例的图像捕获和显示装置的时序图。图6图示了根据一些实施例的像素的截面结构。图7A图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图7B图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图8A图示了根据一些实施例的像素阵列的平面布局。图8B图示了根据一些实施例的像素阵列的平面布局。图8C图示了根据一些实施例的像素阵列的平面布局。图9是根据一些实施例的像素的等效电路图。图10图示了根据一些实施例的像素的截面结构。图11图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图12A图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图12B图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图12C图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置。图13A图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置的应用示例。图13B图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置的应用示例。图13C图示了根据一些实施例的图像捕获和显示装置的应用示例。具体实施方式以下参考附图描述本专利技术的实施例。在各种实施例中,相同的部件被分配相同的参考标号,并且省略重复的描述。实施例可以被适当地修改或彼此组合。将参考图1A和1B描述根据一些实施例的图像捕获和显示装置100的配置的示例。图1A是图像捕获和显示装置100的平面图,并且图1B是图像捕获和显示装置100的截面图。图像捕获和显示装置100具有点线110内侧的像素区域111和点线110外侧的周边电路区域112。多个像素101在像素区域111中以阵列部署。垂直扫描电路102部署在周边电路区域112中。此外,电源电路(未示出)等也部署在周边电路区域112中。导电线103各自被部署用于在行方向上排列的多个像素。像素101经由导电线103从垂直扫描电路102被供给控制信号。在图1A中,对于每行像素示出一条导电线103。然而,如果要对每个像素供给多种控制信号,那么多条导电线103分别被部署用于控制信号。图像捕获和显示装置100具有上表面100b和与上表面100b相对的下表面100a。上表面100b也可以被称为顶表面,并且下表面100a也可以被称为背表面或底表面。每个像素101从图像捕获和显示装置100的上表面100b发出与通过图像捕获和显示装置100的下表面100a进入的入射光的强度对应的强度的光。因此,下表面100a也可以被称为入射表面,并且上表面100b也可以被称为光发出表面。将参考图2A至4B中所示的等效电路图描述像素101的配置的具体示例。图2A示出了像素101a的等效电路图,该像素101a是像素101的一个具体示例。像素101a包括光电转换元件201、放大器晶体管202、发光元件203、复位晶体管204和复位晶体管205。光电转换元件201的一端连接到放大器晶体管202的栅极,并且另一端连接到地。光电转换元件201和放大器晶体管202的栅极之间的节点用作浮置扩散部(floatingdiffusion)FD。放大器晶体管202的一个主电极连接到电源线,通过该电源线供给电压VDD,并且另一个主电极连接到发光元件203。发光元件203的一端连接到放大器晶体管202,并且另一个端连接到地。发光元件203可以连接到另一个恒定电压源而不是连接到地。浮置扩散部FD经由复位晶体管204连接到电源线,通过该电源线供给电压V1。复位晶体管204的栅极从垂直扫描电路102被供给控制信号RES1。发光元件203和放大器晶体管202之间的节点经由复位晶体管205连接到电源线,通过该电源线供给电压V2。复位晶体管205的栅极从垂直扫描电路102被供给控制信号RES2。光电转换元件201将来自图像捕获和显示装置100的外部(从图1B中所示的示例中的下表面100a)的入射光转换成电荷信号。光电转换元件201是例如光电二极管、有机光电转换元件、无机光电转换元件等。光电二极管的材料的示例包括硅、锗、铟、镓、砷等。光电转换层的示例包括其中P型半导体层和N型半导体层彼此接合的PN结型、其中具有高电阻的半导体层夹在P型半导体层和N型半导体层之间的PIN型、利用雪崩击穿的雪崩型、等等。图1A中的每个像素101包括光电转换元件201。因此,可以说像素区域111被定义为其中多个光电转换元件201以阵列部署的区域。有机光电转换元件具有例如其中至少一个执行光电转换的有机薄膜层(有机光电转换层)部署在一对电极之间的结构。有机光电转换元件可以具有其中在一对电极之间存在多个有机薄膜层的结构。有机光电转换层可以由单一材料或多种材料的混合制成。可以通过真空沉积工艺、涂覆工艺等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像捕获和显示装置,其特征在于包括:多个光电转换元件,用于将来自所述图像捕获和显示装置的外部的入射光转换成电荷信号;和多个发光元件,用于发出与由所述多个光电转换元件获取的电荷信号对应的强度的光,其中像素区域被定义为以阵列布置所述多个光电转换元件的区域,并且用于将信号从所述多个光电转换元件传输到所述多个发光元件的信号路径位于所述像素区域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 JP 2016-1994101.一种图像捕获和显示装置,其特征在于包括:多个光电转换元件,用于将来自所述图像捕获和显示装置的外部的入射光转换成电荷信号;和多个发光元件,用于发出与由所述多个光电转换元件获取的电荷信号对应的强度的光,其中像素区域被定义为以阵列布置所述多个光电转换元件的区域,并且用于将信号从所述多个光电转换元件传输到所述多个发光元件的信号路径位于所述像素区域内。2.根据权利要求1所述的图像捕获和显示装置,其特征在于还包括位于所述发光元件和光电转换元件之间的遮光部分。3.根据权利要求1或2所述的图像捕获和显示装置,其特征在于包括用于放大由所述光电转换元件获取的电荷信号的放大器电路。4.根据权利要求3所述的图像捕获和显示装置,其特征在于还包括连接在所述放大器电路和发光元件之间的缓冲电路。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的图像捕获和显示装置,其特征在于还包括:浮置扩散部;和转移晶体管,位于所述光电转换元件和浮置扩散部之间,其中所述图像捕获和显示装置还包括用于产生控制信号的驱动电路,所述控制信号使所述转移晶体管切换到接通和关断。6.根据权利要求5所述的图像捕获和显示装置,其特征在于所述图像捕获和显示装置还包括连接在所述浮置扩散部和发光元件之间的电容器元件。7.根据权利要求5或6所述的图像捕获和显示装置,其特征在于所述驱动电路将连接到所述多个光电转换元件的转移晶体管同时切换到接通或关断。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的图像捕获和显示装置,其特征在于像素区域被定义为以阵列布置所述多个光电转换元件的区域,所述多个发光元件包括:多个第一发光元件,以第一间距布置在所述像素区域中;和多个第二发光元件,以不同于所述第一间距的第二间距布置在所述像素区域中,并且所述图像捕获和显示装置还包括用于将由一个光电转换元件获取的信号的传输目的地切换...

【专利技术属性】
技术研发人员:西出洋祐前桥雄小林昌弘星野胜之冲田彰市川武史
申请(专利权)人:佳能株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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