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CN109001927B - 一种显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法 - Google Patents

一种显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法 Download PDF

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CN109001927B CN201810822085.XA CN201810822085A CN109001927B CN 109001927 B CN109001927 B CN 109001927B CN 201810822085 A CN201810822085 A CN 201810822085A CN 109001927 B CN109001927 B CN 109001927B
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Abstract

本发明实施例公开了一种显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法。显示装置包括：基板，设置于基板一侧的像素层，与像素层具有相同出光侧光源结构，以及处理模块；光源结构，用于发出准直非可见光；像素层包括发光子像素和阵列设置于发光子像素之间的多个感应像素；每个感应像素，用于接收准直非可见光反射到本感应像素的反射光；处理模块分别与每个感应像素和光源结构相连接，处理模块，用于根据光源结构发出的准直非可见光和感应像素接收的反射光的数据信息，计算物体到显示装置的距离。本发明实施例中的显示装置在正常显示的同时可以进行空间定位，并且该显示装置结构简单，易于实现，不需要额外占用其它空间。

Description

一种显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法
技术领域
本申请涉及但不限于显示和计算机技术领域，尤指一种显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法。
背景技术
目前市场中已使用的空间定位或三维(3 Dimensions，简称为：3D)位置检测的仪器或设备，需要配置专门的硬件设施，并搭载用于执行空间定位或3D位置检测的软件功能，成本较高，并且要额外占用一定的空间，使这类设备的应用范围受物理位置的影响较大，且实用性较差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法，通过在显示装置中集成用于实现空间定位的结构和功能，使得显示装置在正常显示的同时可以进行空间定位，并且该显示装置的结构简单，易于实现，不需要额外占用其它空间。
本发明实施例提供一种显示面板，包括：基板，设置于所述基板一侧的像素层，以及与所述像素层具有相同出光侧的光源结构；
所述光源结构，用于发出准直非可见光；
所述像素层包括发光子像素和阵列设置于所述发光子像素之间的多个感应像素；每个所述感应像素，用于接收所述准直非可见光反射到本感应像素的反射光。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括：如上述任一项所述的显示面板，以及分别与所述显示面板中的光源结构和每个感应像素相连接的处理模块；
所述处理模块，用于根据所述光源结构发出的准直非可见光和所述感应像素接收的反射光的数据信息，计算物体到所述显示装置的距离。
可选地，如上所述的显示装置中，在所述光源结构包括光源和准直光学层的情况下，所述处理模块分别与所述光源结构中的每个光源相连接；
所述处理模块，还用于对每个所述光源发出的非可见光进行调制，使得所述光源结构在第一方向上的每个光源发出的非可见光的频率不同；
所述感应像素，还用于对接收到的反射光进行解调，得到光电信息，并且所述感应像素的解调频率与对应光源的调制频率相同。
可选地，如上所述的显示装置中，
所述光源，还用于发出脉冲非可见光；
所述处理模块，还用于控制所述感应像素对接收到的反射光进行两次解调，且所述两次解调相差1/4个脉冲周期，计算出的所述距离为：
2S＝1/4Fi*c*A/(A+B)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Fi为所述第一方向上第i个光源发出的非可见光的调制频率，所述A为所述感应像素进行第一次解调得到的光电信息，所述B为所述感应像素进行第二次解调得到的光电信息，所述c为所述脉冲非可见光的光速。
可选地，如上所述的显示装置中，
所述处理模块，还用于依次开启所述第一方向上的每排光源。
可选地，如上所述的显示装置中，还包括：设置于非显示区、且与每个光源相连接的移位寄存器；
所述移位寄存器，用于依次开启所述第一方向上的每排光源。
可选地，如上所述的显示装置中，
所述处理模块，还用于依次开启所述第一方向上的每排感应像素，使得每个所述感应像素对对应光源的反射光进行接收和解调。
可选地，如上所述的显示装置中，
所述处理模块，还用于同时开启所述感应像素，使得第二方向上与开启光源对应的感应像素和相邻感应像素同时对所述开启光源的反射光进行接收和解调，计算出的所述距离为：
S＝(Si+a1*Si1+a2*Si2+……+ax*Six)/(1+x)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Si为通过所述第一方向上的第i个开启光源的对应感应像素计算得到的距离，所述Si1到所述Six为通过所述对应感应像素在第二方向上的相邻感应像素计算得到的距离，所述a1到所述ax分别为所述Si1到所述Six向所述Si映射的系数，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向上的每个光源发出的非可见光的频率相同。
本发明实施例还提供一种显示装置的空间定位方法，所述显示装置的显示面板包括设置于基板一侧且阵列排布于像素层中的多个感应像素，以及与所述像素层具有相同出光侧的光源结构，所述方法包括：
采集所述光源结构发出的准直非可见光和所述感应像素接收的反射光的数据信息；
根据采集的所述数据信息，计算物体到所述显示装置的距离。
可选地，如上所述的显示装置的空间定位方法中，所述光源结构中包括阵列排布的、且与所述感应像素一一对应的光源，以及设置于所述光源出光侧的准直光学层；所述方法还包括：
对每个所述光源发出的非可见光进行调制，使得所述光源结构在第一方向上的每个光源发出的非可见光的频率不同；
其中，采集到的所述反射光的数据信息包括：所述感应像素对接收到的反射光进行解调得到光电信息。
可选地，如上所述的显示装置的空间定位方法中，所述光源发出的光为脉冲非可见光，所述方法还包括：
控制所述感应像素对接收到的反射光进行两次解调，且所述两次解调相差1/4个脉冲周期，计算出的所述距离为：
2S＝1/4Fi*c*A/(A+B)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Fi为所述第一方向上第i个光源发出的非可见光的调制频率，所述A为所述感应像素进行第一次解调得到的光电信息，所述B为所述感应像素进行第二次解调得到的光电信息，所述c为所述脉冲非可见光的光速。
可选地，如上所述的显示装置的空间定位方法中，还包括：
依次开启所述第一方向上的每排光源。
可选地，如上所述的显示装置的空间定位方法中，还包括：
依次开启所述第一方向上的每排感应像素，使得每个所述感应像素对对应光源的反射光进行接收和解调。
可选地，如上所述的显示装置的空间定位方法中，还包括：
同时开启所述感应像素，使得第二方向上与开启光源对应的感应像素和相邻感应像素同时对所述开启光源的反射光进行接收和解调，计算出的所述距离为：
S＝(Si+a1*Si1+a2*Si2+……+ax*Six)/(1+x)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Si为通过所述第一方向上的第i个开启光源的对应感应像素计算得到的距离，所述Si1到所述Six为通过所述对应感应像素在第二方向上的相邻感应像素计算得到的距离，所述a1到所述ax分别为所述Si1到所述Six向所述Si映射的系数，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向上的每个光源发出的非可见光的频率相同。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于保存可执行指令；
所述处理器，用于在执行所述存储器保存的所述可执行指令时实现如上述任一项所述的显示装置的空间定位方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现如上述任一项所述的显示装置的空间定位方法。
本发明实施例提供的显示面板、显示装置和显示装置的空间定位方法，通过在像素层的发光子像素之间设置阵列排布的感应像素，以及设置与像素层具有相同出光侧的光源结构，其中，光源结构可以发出准直非可见光，每个感应像素可以接收到准直非可见光反射到本感应像素的反射光；另外，与光源结构和每个感应像素相连接的处理模块，可以根据发出的准直非可见光和接收的反射光的数据信息，计算物体到显示装置的距离，即实现了空间定位。本发明提供的显示装置，通过对传统显示装置的结构进行合理的改造，在显示装置中集成用于实现空间定位的结构和功能，使得显示装置在正常显示的同时可以进行空间定位，并且该显示装置的结构简单，易于实现，不需要额外占用其它空间。另外，非可见光可以采用对人体无伤害的红外光，有利于用户与显示装置之间进行3D显示交互。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的显示装置中一种阵列光源的示意图；
图4为本发明实施例提供的显示装置中一种像素层的示意图；
图5为本发明实施例提供的显示装置中一种光路过程的时序图；
图6为本发明实施例提供的再一种显示装置的结构示意图；
图7为采用本发明实施例提供的显示装置进行空间定位的一种实现原理示意图；
图8为本发明实施例提供的一种显示装置的空间定位方法的流程图；
图9为本发明实施例提供的另一种显示装置的空间定位方法的流程图；
图10为本发明实施例提供的又一种显示装置的空间定位方法的流程图；
图11为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
由于现有技术中执行空间定位或3D位置检测的仪器或设备，需要配置专门的硬件设施，并且要额外占用一定的空间，使这类设备的应用范围受物理位置的影响较大，且实用性较差。随着显示技术的发展，显示装置作为人们日常生活中不可缺少的工作和娱乐设施，在家庭和公共场所的各个角落随处可见。基于显示装置的广泛应用程度，本发明实施例提出一种在显示装置中集成空间定位能力的方案。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。本实施例提供的显示面板100可以包括：基板110，设置于基板110一侧的像素层120，与像素层120具有相同出光侧的光源结构130。
其中，光源结构130，用于发出准直非可见光；
像素层120包括发光子像素121和阵列设置于发光子像素121之间的多个感应像素122；本发明各实施例中的发光子像素121以红绿蓝(Red、Green、Blue，简称为：RGB)子像素为例予以示出，感应像素122表示为S。
每个感应像素122，用于接收准直非可见光反射到本感应像素的反射光。
图1所示为显示面板100沿第一方向的侧视图，且图1中示出了待检测物体200，该待检测物体200位于显示面板100的出光侧。本发明实施例中的光源结构130可以为设置于基板110远离像素层一侧的发光源，该光源结构130发光的特点包括：一是发出准直光，准直光具有较强的方向性，可以实现精度较高的测量效果；二是发出的准直光为非可见光，由于显示面板100实现显示也通过其发光机制，即发光子像素121(发出可见光)，光源结构130为实现空中定位功能设置的发光源，该光源结构130所发出的光不能影响显示面板100的正常显示，因此，可以配置光源结构130发出非可见光，例如可以为对人体没有伤害的红外光；三是光源结构130的出光侧(即发光方向)与像素层120的出光侧相同，可以理解的，发光子像素121通常为点光源，通常的显示面板100从一侧发光，即用户观看的一面，也就是发光子像素121的出光侧。
在本发明实施例中，显示面板100的像素层120中不仅包括用于显示的发光子像素121，在发光子像素121之间还阵列的设置有多个感应像素122，这些感应像素122作为光源结构130的接收机制，任一感应像素122可以接收由光源结构130发出的、且照射到待检测物体200上被反射回的反射光，该反射光可以为光源结构130发出的准直非可见光在待检测物体200上发生漫反射后返回的光。
本发明实施例采用用于发出准直非可见光的光源结构130和用于接收该准直非可见光的反射光的感应像素122，光源结构130发出的准直非可见光经物体200反射后到感应像素122的光路，即准直非可见光的往返光路。将本发明实施例提供的显示面板100应用于一显示装置中时，显示装置中配置的处理器，例如集成电路(Integrated Circuit，简称为：IC)芯片可以通过测量上述往返光路来计算物体200到显示装置的距离，例如测量发出光和接收光的时间，可以理解的，处理器与光源结构130连接，从而可以获知发出准直非可见光的发射时间，处理器与每个感应像素122相连接，在任一感应像素122接收到反射光时，可以将接收时间反馈给处理器，处理器可以根据已知的数据信息计算物体200到显示面板100的距离。
实际应用中，待检测物体200可能是一体积较大的物体，采用显示装置进行空间定位时，通常会有多个感应像素122接收到光源结构130发出且由物体200反射回的反射光，可以通过处理器对这些感应像素122接收到的反射光的往返光路的测量，计算出物体200的空间位置。
在本发明实施例的一种实现方式中，光源结构130和像素层120可以设置于基板110的不同侧，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称为：LCD)，顶发光型有机电致发光显示器件(Organic Electroluminance Display，简称为：OLED)，图1以光源结构130和像素层120设置于基板110的不同侧为例予以示出。在本发明实施例的另一种实现方式中，光源结构130和像素层120还可以设置于基板110的同侧，例如底发光型OLED。另外，根据显示面板100的常规结构，显示面板100中通常还包括控制发光子像素121开关的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称为：TFT)阵列层140、封装面板150等。
与现有技术中用于实现空间定位的设备相比，本发明实施例提供的显示面板100中集成有用于实现空间定位功能的硬件结构，且用于实现空间定位功能的硬件结构在执行空间定位时不会影响显示面板100的正常显示，其空间定位功能是独立运行的。将本发明实施例提供的显示面板100应用于3D显示交互的场景中，例如为体感游戏等场景，无需设置专门的硬件设施，一方面节省了额外配置的硬件设施的硬件成本，另一方面可以尽可能降低3D显示交互对空间范围的限制，提高显示面板100的实用性。
本发明提供的显示面板100，通过在像素层120的发光子像素121之间设置阵列排布的感应像素122，以及设置与像素层120具有相同出光侧的光源结构130，其中，光源结构130可以发出准直非可见光，每个感应像素122可以接收到准直非可见光反射到本感应像素122的反射光；将该显示面板应用于显示装置中时，显示装置中配置的处理器，可以根据发出的准直非可见光和接收的反射光的数据信息，计算物体到显示装置的距离，即实现了空间定位。本发明提供的显示面板100，通过对传统显示面板的结构进行合理的改造，在显示面板100中集成用于实现空间定位的结构和功能，因此将该显示面板100应用于显示装置中时，在显示面板100正常显示的同时可以配合显示装置中的处理器进行空间定位，并且该显示面板100的结构简单，易于实现，不需要额外占用其它空间。另外，非可见光可以采用对人体无伤害的红外光，有利于用户与该显示面板100所属的显示装置之间进行3D显示交互。
可选地，在本发明实施例中，像素层120中感应像素122的密度可以根据空间定位的精度进行配置，例如为每个像素(例如包括GRB三个发光子像素121)对应一个感应像素122，本发明各实施例中的附图均以该配置方式为例予以示出；另外，也可以每个像素对应2个感应像素，或者，多个像素对应一个感应像素122，或者，一个或多个发光子像素121对应一个感应像素122(配置方式可以为：相邻感应像素122之间设置有一个或多个发光子像素121)，本发明实施例中的感应像素122例如可以为光敏传感器(光敏sensor)，并且本发明实施例不限制感应像素122的配置密度和数量，只要是可以实现要求精度的空间定位即可。
可选地，图2为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。在图1所示显示面板100的结构基础上，本发明实施例提供的显示面板100中，光源结构130可以包括阵列排布的、且与感应像素122一一对应的光源131，以及设置于光源131出光侧的准直光学层132，即所述准直光学层132设置在光源131与像素层120之间。
其中，光源131，用于发出非可见光；本发明实施例中的光源131例如可以是红外OLED阵列，或者是微型(Mirco)OLED阵列。
准直光学层132，用于将穿过准直光学层132的非可见光转换为准直非可见光；该准直光学层132例如可以采用准直厚孔结构实现，也可采用其它结构实现，在准直光学层132远离基板110的一侧设置上述阵列排布的光源131。
在本发明实施例中，采用阵列排布的光源131和准直光学层132的组合结构实现用于发出准直非可见光的光源结构130，由于一般的光源131为点光源，通过在光源131的出光侧设置准直光学层132，可以将穿过准直光学层132的光转换为准直光，从而实现发出准直非可见光的目的。另外，光源131与像素层120中的感应像素122可以设置为一一对应的关系，即每个感应像素122主要用于对与其对应的光源131发出的准直非可见光的反射光进行接收和处理，这样，可以提高空间定位的精度。
基于本发明上述各实施例提供的显示面板100，本发明实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括本发明上述任一实施例中的显示面板100，以及分别与显示面板100中的光源结构130和每个感应像素122相连接的处理模块；
本发明实施例中的处理模块，用于根据光源结构130发出的准直非可见光和感应像素122接收的反射光的数据信息，计算物体200到显示装置的距离。
在本发明实施例中，处理模块通常以硬件结合软件的方式实现，该处理模块可以是显示装置中的处理器，例如为以IC芯片，该处理器中配置有软件功能，可以实现处理模块执行的全部功能。在具体实现中，处理模块可以通过测量上述往返光路来计算物体200到显示装置的距离，例如测量发出光和接收光的时间，可以理解的，处理模块与光源结构130连接，可以获知发出准直非可见光的发射时间，处理模块与每个感应像素122相连接，在任一感应像素接收到反射光时，可以将接收时间反馈给处理模块，处理模块可以根据已知的数据信息计算物体200到该显示装置的距离。
实际应用中，待检测物体200可能是一体积较大的物体，采用显示装置100进行空间定位时，通常会有多个感应像素122接收到光源结构130发出且由物体200反射回的反射光，可以通过处理模块对这些感应像素122接收到的反射光的往返光路的测量，计算出物体200的空间位置。
需要说明的是，本发明实施例的显示装置中显示面板100的硬件结构可以参照上述图1和图2所示任一实施例，并且光源结构130和像素层120可以设置于基板110的不同侧和相同侧，具体设置方式与上述实施例相同，另外，该显示装置相比于现有技术的优势和有益效果也与上述实施例相同，故在此不再赘述。
本发明提供的显示装置，基于上述实施例中显示面板100的结构特征，光源结构130可以发出准直非可见光，每个感应像素122可以接收到准直非可见光反射到本感应像素122的反射光；另外，显示装置中与光源结构130和每个感应像素122相连接的处理模块，可以根据发出的准直非可见光和接收的反射光的数据信息，计算物体200到显示装置的距离，即实现了空间定位。本发明提供的显示装置，通过对传统显示装置的结构进行合理的改造，在显示装置中集成用于实现空间定位的结构和功能，使得显示装置在正常显示的同时可以进行空间定位，并且该显示装置的结构简单，易于实现，不需要额外占用其它空间。另外，非可见光可以采用对人体无伤害的红外光，有利于用户与显示装置之间进行3D显示交互。
可选地，本发明实施例提供的显示装置，在其显示面板100的光源结构130包括光源131和准直光学层132的实现方式中，处理模块分别与光源结构130中的每个光源131相连接；
处理模块，还用于对每个光源131发出的非可见光进行调制，使得光源结构130在第一方向上的每个光源131发出的非可见光的频率不同；
感应像素122，还用于对接收到的反射光进行解调，得到光电信息，并且感应像素122的解调频率与对应光源131的调制频率相同。
本发明实施例中，处理模块在显示面板100的第一方向(例如为X轴方向)上对每个光源131进行调制，使得第一方向上每个光源131发出的非可见光的频率不同。举例来说，如图3所示，为本发明实施例提供的显示装置中一种阵列光源的示意图，光源结构130中的光源131设置为n*m阵列排布的形式，沿第一方向上的每排包括n个光源131，沿第二方向(该第二方向与第一方向垂直，例如为Y轴方向)上的每排包括m个光源131，图3中阵列排布的光源131以Lij标识，代表第一方向上第i个第二方向上第j个光源131，第一方向上每排的n个光源131发出的非可见光经过处理模块的调制后，出射光的频率分别为F1、F2、…、Fi、…、Fn。相应地，如图4所示，为本发明实施例提供的显示装置中一种像素层的示意图，图4以像素层120中每个发光像素(包括RGB三个发光子像素121)对应一个感应像素122为例予以示出，该像素层120中感应像素122的设置形式与光源131相同，同样为n*m阵列排布的形式，图4中阵列排布的感应像素122以Sij标识，代表第一方向上第i个第二方向上第j个感应像素122，即第一方向上每排的n个感应像素122的解调频率为F1、F2、…、Fi、…、Fn。
基于上述图3和图4所示光源131和感应像素122一一对应的结构特征，本发明实施例中的光源131发出非可见光后，反射光被相应的感应像素122接收到，由于处理模块对每个光源131发出的光进行调制，且上述已经说明第一方向上每排n个光源131的调制频率不同，以第一方向上某一排的第i个光源为例予以说明，该光源的调制频率为Fi，与该光源131对应的感应像素122以相同的频率(Fi)对接收到的反射光进行解调，恢复得到Fi的光电信息。因此，同时解调第一方向上的某一行反射光时，n个感应像素122的解调频率均不相同，分别为上述F1、F2、…、Fi、…、Fn，相邻感应像素122之间互不干扰。
可选地，在本发明实施例中，光源131的发光形式可以为：发出脉冲非可见光；
处理模块，还用于控制感应像素122对接收到的反射光进行两次解调，且这两次解调相差1/4个脉冲周期，计算出的距离为：
2S＝1/4Fi*c*A/(A+B)； (1)
上述(1)式中，S为物体200到显示装置的距离，Fi为第一方向上第i个光源131发出的非可见光的调制频率，A为感应像素122进行第一次解调得到的光电信息，B为感应像素122进行第二次解调得到的光电信息，c为脉冲非可见光的光速。需要说明的是，上述式(1)的计算中，A和B为同一个感应像素122进行两次解调分别得到的光电信息。
在本发明实施例中，光源131例如发出脉冲红外光，该脉冲红外光通过准直光学层132准直照射到物体200后产生漫反射，反射光被相应的感应像素122接收到，上述已经说明处理模块对某个光源131发出光的调制频率与对应感应像素122的解调频率相同，即感应像素122可以将其接收到的反射光恢复得到光电信息。
在实际应用中，本发明实施例中的感应像素122可以采用多相位采样的方式，通过快速采样得到两次采样之间的差值，从而计算物体200到显示装置的距离，例如，两次采样(即两次解调)相差1/4个脉冲周期，如图5所示，为本发明实施例提供的显示装置中一种光路过程的时序图，图5中示意出光源131发出的脉冲非可见光的脉冲周期和时序，反射光的往返时间，以及每次测量中两次采样(解调)的时间段，可以看出，两次采样相差1/4个脉冲周期。本发明实施例可以通过感应像素122内部的多相位采用机制，获得不同相位下特定频率(例如为Fi)的光电信息，从而得到相应光源131(Fi频率对应的光源)正对物体200的距离。
需要说明的是，上述采样方式和图5所示时序图仅是本发明实施例的一种示意性说明，本发明实施例不限制采样形式仅为两次采样，也不限制两次采样之间相差1/4个脉冲周期，可以根据实际情况配置感应像素122的采样次数，以及两次采样直接相差的时间。
在本发明实施例的一种实现方式中，处理模块，还用于依次开启第一方向上的每排光源。在本发明实施例的另一种实现方式中，如图6所示，为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。本发明实施例提供的显示装置还可以包括：设置于非显示区、且与每个光源131相连接的移位寄存器160，该移位寄存器160，用于依次开启第一方向上的每排光源。图6所示显示装置仅示意出阵列排布的光源131和移位寄存器160，图6以在图3所示阵列光源131的结构基础上为例予以示出，且图6以移位寄存器160与第一方向上m排光源131的连接方式，表示与这m排光源中每个光源131的连接关系。
在本发明实施例中，可以在显示面板100的显示区周边的非显示区设置移位寄存器160，且该移位寄存器160分别与每个光源131相连接，另外，上述实施例中已经说明处理模块分别与每个光源131相连接。本发明实施例采用移位寄存器160(或处理模块)控制光源结构130中的光源131按照一定的次序点亮进行扫描，例如逐行点亮、或逐列点亮，点亮的原则是：同一时间段在第一方向上点亮的一排光源的调制频率不同。
对于本发明实施例在第一方向上依次开启每排光源的点亮方式，可以采用以下两种方式开启感应像素122。
第一种方式，本发明实施例中的处理模块，还用于依次开启第一方向上的每排感应像素122，使得每个感应像素122对与其对应的光源131的反射光进行接收和解调。
基于本发明上述实施例中调制和解调的实现方式，光源结构130中的光源131的发光形式可以是在第一方向上逐行(或逐列)点亮，且同时点亮光源131的调制频率不同，因此，像素层120中感应像素122的开启形式同样可以是在第一方向上逐行(或逐列)接收反射光进行解调，即在开启每排光源131时开启对应排的感应像素122。举例来说，第一方向上每排的n个光源中每个光源131的出射光的调整频率不同，例如为F1、F2、…、Fi、…、Fn，与第一方向上每排的n个光源131对应的感应像素122可以按照同样的次序(行次序或列次序)开启进行接收和解调。
第二种方式，本发明实施例中的处理模块，还用于同时开启感应像素122，使得第二方向上与开启光源131对应的感应像素122和相邻感应像素122同时对开启光源131的反射光进行接收和解调，计算出的距离为：
S＝(Si+a1*Si1+a2*Si2+……+ax*Six)/(1+x)； (2)
上述(2)式中，S为物体200到显示装置的距离，Si为通过第一方向上的第i个开启光源131的对应感应像素122计算得到的距离，Si1到Six为通过上述对应感应像素122在第二方向上的相邻感应像素122计算得到的距离，a1到ax分别为Si1到Six向Si映射的系数，第二方向与第一方向垂直，且第二方向上的每个光源131发出的非可见光的频率相同，x为小于m-1的正整数，m为第二方向上感应像素122的个数。
如图7所示，为采用本发明实施例提供的显示装置进行空间定位的一种实现原理示意图，图7中仅示意出显示面板100在第二方向上的侧视图。参考图3和图4所示的光源131和感应像素122的结构，本发明实施例中，感应像素(例如为Sij，表示该感应像素122位于第一方向的第i个位置，第二方向的第j个位置)不仅可以对与其对应的光源(例如为Lij)发出的非可见光进行接收和解调，在同时开启这些感应像素122时，若第一方向上光源Lij所在的一排为点亮状态，与该光源Lij对应的感应像素Sij可以接收和解调光源Lij发出的非可见光，另外，在第二方向上与感应像素Sij位置相邻的几个感应像素(例如包括Si(j-1)、Si(j+1)、Si(j-2)、Si(j+2)等)的解调频率与感应像素Sij的解调频率相同，均为Fi，这些第二方向上与感应像素Sij相邻的感应像素也可以接收和解调光源Lij发出的非可见光，通过计算将这些相邻感应像素计算出的距离映射到发光行(或发光列)，再对得到的距离计算平均值得到最终的距离值。图7所示实施例提供的方式有利于消除由于噪声带来的距离值的抖动。
基于本发明上述各实施例提供的显示装置，本发明实施例还提供一种显示装置的空间定位方法，该显示装置的空间定位方法为采用本发明上述任一实施例提供的显示装置执行的。
如图8所示，为本发明实施例提供的一种显示装置的空间定位方法的流程图。本发明实施例提供的空间定位方法由显示装置执行，该方法可以包括如下步骤：
S210，采集光源结构发出的准直非可见光和感应像素接收的反射光的数据信息；
S220，根据采集的数据信息，计算物体到显示装置的距离。
在本发明实施例中，用于执行空间定位方法的显示装置的显示面板可以包括：基板，设置于基板一侧且阵列排布于像素层中的多个感应像素，与像素层具有相同出光侧的光源结构，上述结构为显示装置执行空间定位的硬件基础，本发明实施例中的显示装置还包括用于执行程序处理的处理模块，该处理模块分别与光源结构和每个感应像素相连接，该显示装置的硬件结构和各结构实现的功能可以参照本发明图1和图2所示实施例中的显示面板100以及图3到图7所示实施例中的显示装置，故在此不再赘述。
本发明实施例中，光源结构同样可以发出准直非可见光，光源结构发出的准直非可见光经物体反射后到感应像素的光路，即准直非可见光的往返光路。本发明实施例中的步骤由处理模块执行，即处理模块可以通过采集光源结构发出的准直非可见光和感应像素接收的反射光的数据信息，测量上述往返光路来计算物体到显示装置的距离，例如测量发出光和接收光的时间，可以理解的，处理模块与光源结构连接可以获知发出准直非可见光的发射时间，处理模块与每个感应像素相连接，在任一感应像素接收到反射光时，可以将接收时间反馈给处理模块，处理模块可以根据已知的数据信息计算物体到显示装置的距离。
实际应用中，待检测物体可能是一体积较大的物体，显示装置执行空间定位时，通常会有多个感应像素接收到光源结构发出且由物体反射回的反射光，可以通过处理模块对这些感应像素接收到的反射光的往返光路的测量，计算出物体的空间位置。
与现有技术中用于实现空间定位的设备相比，本发明实施例提供的空间定位方法由集成有用于实现空间定位功能的显示装置执行，且显示装置中用于实现空间定位功能的硬件结构在执行空间定位时不会影响显示装置的正常显示，其空间定位功能是独立运行的。将本发明实施例提供的显示装置的空间定位方法应用于3D显示交互的场景中，例如为体感游戏等场景，无需设置专门的硬件设施，一方面节省了额外配置的硬件设施的硬件成本，另一方面可以尽可能降低3D显示交互对空间范围的限制，提该方法的实用性。
本发明提供的显示装置的空间定位方法，基于本发明上述实施例中显示装置的硬件配置，通过采集光源结构发出的准直非可见光和感应像素接收的反射光的数据信息，并根据这些数据信息计算出物体到显示装置的距离，即实现了空间定位。本发明提供的显示装置的空间定位方法，通过对传统显示装置的结构进行合理的改造，在显示装置中集成了实现空间定位的结构和功能，使得显示装置在正常显示的同时可以进行空间定位，并且该显示装置的结构简单，易于实现，不需要额外占用其它空间。另外，非可见光可以采用对人体无伤害的红外光，有利于用户与显示装置之间进行3D显示交互。
可选地，图9为本发明实施例提供的另一种显示装置的空间定位方法的流程图。本发明实施例中显示装置的光源结构同样可以包括阵列排布的、且与感应像素一一对应的光源，以及设置于光源出光侧的准直光学层，采用阵列排布的光源和准直光学层的组合结构实现出射准直非可见光；在图8所示实施例的基础上，本发明实施例提供的方法，在S210之前还可以包括：
S200，对每个光源发出的非可见光进行调制，使得光源结构在第一方向上的每个光源发出的非可见光的频率不同；
本发明实施例中，由于处理模块可以对光源发出的非可见光的调制处理，相应地，感应像素对接收到的反射光进行解调，得到光电信息，并且感应像素的解调频率与对应光源的调制频率相同，因此，处理模块采集到的反射光的数据信息包括：感应像素对接收到的反射光进行解调得到光电信息。需要说明的是，阵列排布的光源和阵列排布的感应像素的结构可以参照上述实施例中的图3和图4所示，处理模块对光源的出射光进行调制的频率以及感应像素进行解调的频率的配置方式，图3和图4所示具体示例中已经详细描述，故在此不再赘述。
可选地，在本发明实施例中，光源的发光形式同样可以为：发出脉冲非可见光；本发明实施例提供的方法还可以包括：
S201，控制感应像素对接收到的反射光进行两次解调，以计算物体到显示装置的距离，其中，两次解调相差1/4个脉冲周期；
S201中计算出的距离为：
2S＝1/4Fi*c*A/(A+B)； (1)
上述(1)式中，S为物体200到显示装置的距离，Fi为第一方向上第i个光源131发出的非可见光的调制频率，A为感应像素122进行第一次解调得到的光电信息，B为感应像素进行第二次解调得到的光电信息，c为脉冲非可见光的光速。需要说明的是，上述式(1)的计算中，A和B为同一个感应像素进行两次解调分别得到的光电信息。
本发明实施例中，感应像素进行两次采样(即两次解调)的时序图可以参照图5所示，两次采用和计算距离的实现方式在上述实施例中已经详细描述，故在此不再赘述。
可选地，图10为本发明实施例提供的又一种显示装置的空间定位方法的流程图。在图8所示实施例的基础上，本发明实施例提供的方法，在S210之前还可以包括：
S202，依次开启第一方向上的每排光源。
在本发明实施例中，同样可以在显示面板的显示区周边的非显示区设置移位寄存器，且该移位寄存器分别与每个光源相连接，另外，上述实施例中已经说明处理模块分别与每个光源相连接。本发明实施例中的S202可以为处理模块或移位寄存器执行的，即可以采用移位寄存器(或处理模块)控制光源结构中的光源按照一定的次序点亮进行扫描，例如逐行点亮、或逐列点亮，点亮的原则是：同一时间段在第一方向上点亮的一排光源的调制频率不同。
在本发明实施例的一种实现方式中，S202之后还可以包括：
S203，依次开启第一方向上的每排感应像素，使得每个感应像素对对应光源的反射光进行接收和解调。
在本发明实施例的另一种实现方式中，S202之后还可以包括：
S204，同时开启像素层中的感应像素，使得第二方向上与开启光源对应的感应像素和相邻感应像素同时对开启光源的反射光进行接收和解调，以计算物体到显示装置的距离；
S204中计算出的距离为：
S＝(Si+a1*Si1+a2*Si2+……+ax*Six)/(1+x)； (2)
上述(2)式中，S为物体到显示装置的距离，Si为通过第一方向上的第i个开启光源的对应感应像素计算得到的距离，Si1到Six为通过上述对应感应像素在第二方向上的相邻感应像素计算得到的距离，a1到ax分别为Si1到Six向Si映射的系数，第二方向与第一方向垂直，且第二方向上的每个光源发出的非可见光的频率相同，x为小于m-1的正整数，m为第二方向上感应像素的个数。
需要说明的是，S203和S204的实现方式在上述实施例中已经详细描述，故在此不再赘述。另外，图10所示实施例中S203和S204为可选地实现方式，通常为择一处理。
图11为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。本发明实施例提供的计算机设备30可以包括：存储器31和处理器32。
其中，存储器31，用于保存可执行指令；
处理器32，用于在执行存储器31保存的可执行指令时实现本发明上述任一实施例提供的显示装置的空间定位方法。
本发明实施例提供的计算机设备30的实施方式与本发明上述实施例提供的显示装置的空间定位方法基本相同，在此不做赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有可执行指令，该可执行指令被处理器执行时可以实现本发明上述任一实施例提供的显示装置的空间定位方法。本发明实施例提供的计算机可读存储介质的实施方式与本发明上述实施例提供的显示装置的空间定位方法基本相同，在此不做赘述。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板，以及分别与所述显示面板中的光源结构和每个感应像素相连接的处理模块；
所述显示面板包括：基板，设置于所述基板一侧的像素层，以及与所述像素层具有相同出光侧的光源结构；
所述光源结构，用于发出准直非可见光；所述光源结构包括阵列排布的、且与所述感应像素一一对应的光源，以及设置于所述光源出光侧的准直光学层；所述光源用于发出非可见光；所述准直光学层用于将穿过所述准直光学层的非可见光转换为准直非可见光；所述准直光学层包括准直厚孔结构；
所述像素层包括发光子像素和阵列设置于所述发光子像素之间的多个感应像素；每个所述感应像素，用于接收所述准直非可见光反射到本感应像素的反射光；
所述处理模块，分别与所述光源结构中的每个光源相连接，用于对每个所述光源发出的非可见光进行调制，使得所述光源结构在第一方向上的每个光源发出的非可见光的频率不同；还用于根据所述光源结构发出的准直非可见光和所述感应像素接收的反射光的数据信息，计算物体到所述显示装置的距离；
所述感应像素，用于采用两次采样的方式，对接收到的反射光进行两次解调，得到不同相位下光电信息，以得到相应光源正对物体的距离，并且所述感应像素的解调频率与对应光源的调制频率相同。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述光源，还用于发出脉冲非可见光；
所述处理模块，还用于控制所述感应像素对接收到的反射光进行两次解调，且所述两次解调相差1/4个脉冲周期，计算出的所述距离为：
2S＝1/4Fi*c*A/(A+B)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Fi为所述第一方向上第i个光源发出的非可见光的调制频率，所述A为所述感应像素进行第一次解调得到的光电信息，所述B为所述感应像素进行第二次解调得到的光电信息，所述c为所述脉冲非可见光的光速。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，
所述处理模块，还用于依次开启所述第一方向上的每排光源；或者，
所述显示装置还包括：设置于非显示区、且与每个光源相连接的移位寄存器；
所述移位寄存器，用于依次开启所述第一方向上的每排光源。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
所述处理模块，还用于依次开启所述第一方向上的每排感应像素，使得每个所述感应像素对对应光源的反射光进行接收和解调。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
所述处理模块，还用于同时开启所述感应像素，使得第二方向上与开启光源对应的感应像素和相邻感应像素同时对所述开启光源的反射光进行接收和解调，计算出的所述距离为：
S＝(Si+a1*Si1+a2*Si2+……+ax*Six)/(1+x)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Si为通过所述第一方向上的第i个开启光源的对应感应像素计算得到的距离，所述Si1到所述Six为通过所述对应感应像素在第二方向上的相邻感应像素计算得到的距离，所述a1到所述ax分别为所述Si1到所述Six向所述Si映射的系数，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向上的每个光源发出的非可见光的频率相同。
6.一种显示装置的空间定位方法，其特征在于，所述显示装置的显示面板包括设置于基板一侧且阵列排布于像素层中的多个发光子像素和阵列设置于所述发光子像素之间的多个感应像素，以及与所述像素层具有相同出光侧的光源结构，所述光源结构中包括阵列排布的、且与所述感应像素一一对应的光源，以及设置于所述光源出光侧的准直光学层，所述准直光学层包括准直厚孔结构；所述方法包括：
对每个所述光源发出的非可见光进行调制，使得所述光源结构在第一方向上的每个光源发出的非可见光的频率不同；
采集所述光源结构发出的准直非可见光和所述感应像素接收的反射光的数据信息；采集到的反射光的数据信息包括：所述感应像素采用两次采样的方式，对接收到的反射光进行两次解调得到不同相位下光电信息，以得到相应光源正对物体的距离；所述感应像素的解调频率与对应光源的调制频率相同；
根据采集的所述数据信息，计算物体到所述显示装置的距离。
7.根据权利要求6所述的显示装置的空间定位方法，其特征在于，所述光源发出的光为脉冲非可见光，所述方法还包括：
控制所述感应像素对接收到的反射光进行两次解调，且所述两次解调相差1/4个脉冲周期，计算出的所述距离为：
2S＝1/4Fi*c*A/(A+B)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Fi为所述第一方向上第i个光源发出的非可见光的调制频率，所述A为所述感应像素进行第一次解调得到的光电信息，所述B为所述感应像素进行第二次解调得到的光电信息，所述c为所述脉冲非可见光的光速。
8.根据权利要求6所述的显示装置的空间定位方法，其特征在于，还包括：
依次开启所述第一方向上的每排光源。
9.根据权利要求8所述的显示装置的空间定位方法，其特征在于，还包括：
依次开启所述第一方向上的每排感应像素，使得每个所述感应像素对对应光源的反射光进行接收和解调。
10.根据权利要求8所述的显示装置的空间定位方法，其特征在于，还包括：
同时开启所述感应像素，使得第二方向上与开启光源对应的感应像素和相邻感应像素同时对所述开启光源的反射光进行接收和解调，计算出的所述距离为：
S＝(Si+a1*Si1+a2*Si2+……+ax*Six)/(1+x)；
其中，所述S为所述物体到所述显示装置的距离，所述Si为通过所述第一方向上的第i个开启光源的对应感应像素计算得到的距离，所述Si1到所述Six为通过所述对应感应像素在第二方向上的相邻感应像素计算得到的距离，所述a1到所述ax分别为所述Si1到所述Six向所述Si映射的系数，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向上的每个光源发出的非可见光的频率相同。
11.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于保存可执行指令；
所述处理器，用于在执行所述存储器保存的所述可执行指令时实现如权利要求6～10中任一项所述的显示装置的空间定位方法。
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