显示装置、触摸检测方法及装置转让专利
申请号 : CN201910330439.3
文献号 : CN110058742B
文献日 : 2021-01-26
发明人 : 张平 , 王海生 , 丁小梁 , 王鹏鹏 , 曹学友 , 韩艳玲 , 李扬冰 , 邓立凯 , 王佳斌 , 陈博
申请人 : 京东方科技集团股份有限公司
摘要 :
本公开提供了一种显示装置、触摸检测方法及装置。其中的显示装置包括：红外光源，位于显示装置的显示区之外，红外光源用于为待检测的触摸表面提供红外光照明；传感层，包括分布在显示区之内的若干个红外线传感器，红外线传感器用于检测第一距离，第一距离是红外光从红外光源出发并在待检测的触摸表面上反射后到达红外线传感器的传播距离；光学结构层，位于传感层的厚度方向上的至少一侧，光学结构层包括若干个光学结构，每个光学结构位于相对应的一个红外线传感器的厚度方向上的一侧，光学结构用于限制到达相对应的红外线传感器的红外光的入射角度。本公开可以实现一种所需结构更加简单的深度检测方式。
权利要求 :
1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：
红外光源，位于所述显示装置的显示区之外，所述红外光源用于为待检测的触摸表面提供红外光照明；
传感层，包括分布在所述显示区之内的若干个红外线传感器，所述红外线传感器用于检测第一距离，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离；
光学结构层，位于所述传感层的厚度方向上的至少一侧，所述光学结构层包括若干个光学结构，每个所述光学结构位于相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧，所述光学结构用于限制到达相对应的所述红外线传感器的红外光的入射角度，使得到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点能够基于所述第一距离、第二距离和接收角度确定，其中所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述红外光源还包括分别连接每个发光元件的发光控制电路，所述发光控制电路用于在每个检测周期内控制所述至少两个发光元件逐个发光。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括触控电路，每个所述红外线传感器均与所述触控电路相连，所述触控电路用于分别针对每个红外线传感器由所述第一距离、所述第二距离和所述接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括有机发光层，所述有机发光层包括若干个位于所述显示区之内的发光图形；
在所述显示装置所在平面内，每个所述红外线传感器的正投影均有至少一部分位于相邻两个所述发光图形的正投影之间。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，在所述显示装置所在平面内，每个所述红外线传感器的正投影均位于相邻两个所述发光图形的正投影之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第一基板、第二基板和有机发光层，所述有机发光层、所述光学结构层和所述传感层在所述第一基板和所述第二基板之间依次层叠。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述红外光源与所述有机发光层位于所述第一基板与所述第二基板之间的同一层。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第一基板、第二基板、第三基板和有机发光层，所述第二基板位于所述第一基板和所述第三基板之间，所述有机发光层位于所述第一基板和所述第二基板之间，所述光学结构层和所述传感层位于所述第二基板和所述第三基板之间。
10.一种显示装置的触摸检测方法，其特征在于，所述方法包括：
控制红外光源向待检测的触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外；
获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧；
分别针对每个红外线传感器，由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外；
相对应地，所述通过红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，包括：
在每个检测周期内，控制所述至少两个发光元件逐个发光，以得到分别对应于每个所述发光元件的检测结果；
相对应地，所述方法还包括：
整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到所述待检测的触摸表面的检测结果。
12.一种显示装置的触摸检测设备，其特征在于，所述设备包括：
发光控制模块，用于控制红外光源向待检测的触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外；
检测模块，用于获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达该红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧；
处理模块，用于分别针对每个红外线传感器由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外；
相对应地，所述发光控制模块进一步用于：
在每个检测周期内，控制所述至少两个发光元件逐个发光，以得到分别对应于每个所述发光元件的检测结果；
相对应地，所述设备还包括：
整合模块，用于整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到完整的所述待检测的触摸表面的检测结果。
14.一种显示装置的触摸检测设备，其特征在于，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
控制红外光源向待检测的触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外；
获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧；
分别针对每个红外线传感器，由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
说明书 :
显示装置、触摸检测方法及装置
技术领域
[0001] 本公开涉及显示领域，特别涉及一种显示装置、触摸检测方法及装置。
背景技术
[0002] 在三维空间检测技术中，不论是双目立体视觉技术、结构光技术还是TOF(Time of Flight)技术，都是以类似摄像头的模式实现成像功能来完成深度检测的，所使用的装置器件很难在显示面板上制作，一般只能以附属模组的形式集成到显示装置当中，不利于显示装置的结构的简化。
发明内容
[0003] 本公开提供一种显示装置、触摸检测方法及装置，可以实现一种所需结构更加简单的深度检测方式。
[0004] 第一方面，本公开提供了一种显示装置，所述显示装置包括：
[0005] 红外光源，位于所述显示装置的显示区之外，所述红外光源用于为待检测的触摸表面提供红外光照明；
[0006] 传感层，包括分布在所述显示区之内的若干个红外线传感器，所述红外线传感器用于检测第一距离，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离；
[0007] 光学结构层，位于所述传感层的厚度方向上的至少一侧，所述光学结构层包括若干个光学结构，每个所述光学结构位于相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧，所述光学结构用于限制到达相对应的所述红外线传感器的红外光的入射角度。
[0008] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外。
[0009] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源还包括分别连接每个发光元件的发光控制电路，所述发光控制电路用于在每个检测周期内控制所述至少两个发光元件逐个发光。
[0010] 在一种可能的实现方式中，所述显示装置还包括触控电路，每个所述红外传感器均与所述触控电路相连，
[0011] 所述触控电路用于分别针对每个红外线传感器由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
[0012] 其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
[0013] 在一种可能的实现方式中，所述显示装置包括有机发光层，所述有机发光层包括若干个位于所述显示区之内的发光图形；
[0014] 在所述显示装置所在平面内，每个所述红外线传感器的正投影均有至少一部分位于相邻两个所述发光图形的正投影之间。
[0015] 在一种可能的实现方式中，在所述显示装置所在平面内，每个所述红外线传感器的正投影均位于相邻两个所述发光图形的正投影之间。
[0016] 在一种可能的实现方式中，所述显示装置还包括第一基板、第二基板和有机发光层，所述有机发光层、所述光学结构层和所述传感层在所述第一基板和所述第二基板之间依次层叠。
[0017] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源与所述有机发光层位于所述第一基板与所述第二基板之间的同一层。
[0018] 在一种可能的实现方式中，所述显示装置还包括第一基板、第二基板、第三基板和有机发光层，所述第二基板位于所述第一基板和所述第三基板之间，所述有机发光层位于所述第一基板和所述第二基板之间，所述光学结构层和所述传感层位于所述第二基板和所述第三基板之间。
[0019] 第二方面，本公开还提供了一种触摸检测方法，所述方法包括：
[0020] 控制红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外；
[0021] 获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧；
[0022] 分别针对每个红外线传感器，由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
[0023] 其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
[0024] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外；
[0025] 相对应地，所述通过红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，包括：
[0026] 在每个检测周期内，控制所述至少两个发光元件逐个发光，以得到分别对应于每个所述发光元件的检测结果；
[0027] 相对应地，所述方法还包括：
[0028] 整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到所述待检测的触摸表面的检测结果。
[0029] 第三方面，本公开还提供了一种触摸检测设备，所述设备包括：
[0030] 发光控制模块，用于控制红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外；
[0031] 检测模块，用于获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达该红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧；
[0032] 处理模块，用于分别针对每个红外线传感器由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
[0033] 其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
[0034] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外；
[0035] 相对应地，所述发光控制模块进一步用于：
[0036] 在每个检测周期内，控制所述至少两个发光元件逐个发光，以得到分别对应于每个所述发光元件的检测结果；
[0037] 相对应地，所述设备还包括：
[0038] 整合模块，用于整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到完整的所述待检测的触摸表面的检测结果。
[0039] 第四方面，本公开还提供了一种触摸检测设备，所述设备包括：
[0040] 处理器；
[0041] 用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
[0042] 其中，所述处理器被配置为：
[0043] 控制红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外；
[0044] 获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧；
[0045] 分别针对每个红外线传感器，由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；
[0046] 其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
[0047] 由上述技术方案可知，本公开中的红外光源、传感层和光学结构层能够相互配合地检测得到红外光在待检测的触摸表面发生反射的位置，从而实现手指靠近显示装置时手指表面的检测。相比于需要使用摄像器件的深度检测技术，本公开提供的深度检测方式无需引入图像处理模组或是复杂的CMOS器件制作工艺，所需要的结构和制作工艺更加简单。
附图说明
[0048] 为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，这些附图的合理变型也都涵盖在本公开的保护范围中。
[0049] 图1是本公开一个实施例提供的显示装置的结构示意图；
[0050] 图2是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图；
[0051] 图3是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图；
[0052] 图4是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图；
[0053] 图5是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图
[0054] 图6是本公开一个实施例提供的显示装置的触摸检测方法的流程示意图；
[0055] 图7是本公开一个实施例提供的显示装置的触摸检测设备的结构框图；
[0056] 图8是本公开又一实施例提供的显示装置的触摸检测设备的结构框图。
具体实施方式
[0057] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，且该连接可以是直接的或间接的。
[0058] 图1是本公开一个实施例提供的显示装置的结构示意图。参见图1，所述显示装置包括红外光源21、传感层22和光学结构层23。其中，红外光源21位于所述显示装置的显示区之外，用于为待检测的触摸表面100提供红外光照明；传感层22包括分布在显示区之内的若干个红外线传感器221；光学结构层23位于传感层22的厚度方向上的一侧，包括若干个光学结构231，每个光学结构231各自位于相对应的一个红外线传感器221的厚度方向上的一侧。每个红外线传感器221均用于检测红外光从红外光源21出发并在待检测的触摸表面100上反射后到达该红外线传感器221的传播距离(以下简称“第一距离”)，而每个光学结构231均用于限制到达相对应的红外线传感器221的红外光的入射角度。
[0059] 在一个示例中，所述传感层22和光学结构层23均是显示装置的显示面板中形成在衬底基板上形成的层结构(衬底基板上还可以形成有其他层结构，例如金属电极层、透明电极层、有机发光材料层以及绝缘材料层中的至少一种)。示例性地，所述红外光源21可以位于显示面板中(例如显示区之外的衬底基板上)、与显示面板存在绑定关系的电路板上、围绕显示面板的边框上，或是边框与显示面板之间。
[0060] 参见图1，在一个示例中，所述显示装置的触摸检测的过程可以如下所述：使用者的手指靠近所述显示装置的表面时，所述手指的表面即形成了所述待检测的触摸表面100，此时红外光源21可以向待检测的触摸表面100提供红外光照明。红外光源21发出的红外光在到达待检测的触摸表面100时可以发生部分反射，反射后的红外光可能会按照不同的入射角度到达光学结构层23。从而，光学结构层23中的每个光学结构231可以基于例如准直微透镜或准直厚孔等结构来阻止入射角度为规定范围以外的红外光到达相对应的红外线传感器221，使得每个红外线传感器221均只能接收到入射角度在规定范围内的红外光。如此，在一个红外线传感器221检测得到一个第一距离(比如图1中的第一长度L1与第二长度L2之和)时，可以结合光学结构231所限制的入射角度(比如约90°)以及该红外线传感器221与红外光源21之间的位置关系(比如用图1中的第三长度L3来表示)，通过几何原理来计算得到上述红外光发生反射的位置(比如图1中点P0的位置，其在显示装置的厚度方向上的坐标值可以通过计算得到第二长度L2来表示，其余两个坐标方向上的坐标值可以通过该红外线传感器221在显示区中的位置坐标来表示)。其中应理解的是，为了方便计算，可以在上述计算过程中进行简化或约化，例如忽略红外线传感器221与红外光源21之间的高度差，或是使用光学结构231所限制的入射角度的范围的中间值(比如入射角度的范围85度至95度的中间值为90度)来代表入射角度进行运算，等等。基于每个红外线传感器221检测得到的第一距离，可以分别得到一个待检测的触摸表面100上的点的位置。由此，可以综合所得到的每个点的位置，得到当前使用者的手指的表面的深度图像，并依此实现触摸控制。
[0061] 可以看出，本公开实施例中的红外光源、传感层和光学结构层能够相互配合地检测得到红外光在待检测的触摸表面发生反射的位置，从而实现手指靠近显示装置时手指表面的检测。相比于需要使用摄像器件的深度检测技术，本公开实施例提供的深度检测方式无需引入图像处理模组或是复杂的CMOS器件制作工艺，所需要的结构和制作工艺更加简单。
[0062] 需要说明的是，为了得到理想的检测结果，可以在以下方面配置所述显示装置：红外光源21的照射区域可以向着显示面板倾斜，以尽量覆盖待检测的触控表面100可能存在的空间范围；红外光源21的发射波长可以与红外线传感器221的接收波长相匹配(例如红外光源21发出的红外光的主要波长与红外线传感器221的最敏感波长相一致)，以增大传感信号的信噪比；红外线传感器221可以采用能够对红外光快速响应的器件形成，比如雪崩二极管，PIN型光电二极管，等等；光学结构231所限制的入射角度的范围可以尽量小，以减少计算误差并增强对噪声光线的抑制作用。此外，为了方便计算，红外光源21与每一个红外线传感器221之间的位置关系可以是固定的，如此可以将上述红外线传感器221与红外光源21之间的位置关系作为固定参数预先配置在显示装置当中，而不需要在触摸检测的过程中进行获取红外光源21的位置信息的步骤。
[0063] 在上述触摸检测过程中可以看出的是，如果待检测的触摸表面100上存在没有被红外光照射到的区域，那么就不会有红外光在这些区域内发生反射并被红外线传感器221接收到，从而这些区域就会成为触摸检测的盲区。为避免盲区的出现，既可以在红外光源21中尽量使用照明范围较大的发光元件，也可以通过多个发光元件来分别向待检测的触摸表面100提供红外光照明。
[0064] 图2是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图。参见图2，在一个示例中，显示装置中的所述红外光源21包括第一发光元件211和第二发光元件212，第一发光元件211和第二发光元件212围绕在所述显示装置的显示区之外(图2中以分别位于显示面板的左右两侧作为示例)。如此，第一发光元件211和第二发光元件212可以分别向所述待检测的触摸表面100的不同区域提供红外光照明(不同发光元件的照明区域可以部分重叠)。在此基础之上，由于红外线传感器221无法分辨接收到的红外光来自于哪一个发光元件，因此在进行触摸检测时，可以使每个发光元件分别在不同时段内发光，并分别在不同时段内使用不同发光元件的位置数据(即表示上述红外线传感器与红外光源之间的位置关系的数据)来进行触摸检测，以分别得到不同照明区域下的深度图像数据，而最终的深度图像可以通过整合各个照明区域下的深度图像数据来得到。
[0065] 在一个示例中，显示装置在每个检测周期内进行一次触摸检测，其中每个检测周期均包括第一时段和第二时段，第二时段的开始时刻在第一时段的结束时刻之后。参见图2，在第一时段内，第一发光元件211从图2中的左侧向待检测的触摸表面100提供红外光照明，此时可以通过采集每个红外线传感器221的传感信号来按照上文所述的过程检测照明区域内的待检测的触摸表面100；在第二时段内，第二发光元件212从图2中的右侧向待检测的触摸表面100提供红外光照明，此时可以通过采集每个红外线传感器221的传感信号来按照上文所述的过程检测照明区域内的待检测的触摸表面100。在第二时段结束之后，可以将两个发光元件的照明区域的重叠部分的深度图像数据进行整合(比如将基于同一红外线传感器221的传感信号先后检测得到的两个位置点所连成的线段的中点作为整合结果)，从而与其他部分的深度图像数据合并为当前检测周期检测得到的深度图像。
[0066] 以此为例，所述红外光源21还可以包括多于两个的发光元件，这些发光元件可以围绕在显示装置的显示区之外，并可以通过在每个检测周期内逐个发光实现每一帧深度图像的检测。
[0067] 图3是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图。参见图3，所述显示装置中，上述红外光源21包括围绕在显示区A1之外的第一发光元件211、第二发光元件212、第三发光元件213以及第四发光元件214，第一发光元件211、第二发光元件212、第三发光元件213以及第四发光元件214均位于显示区A1以外的周边区A2内。此外，所述显示装置还包括发光控制电路24和触控电路25，其中发光控制电路24通过连接结构分别与每个发光元件相连，触控电路25通过连接结构与显示区A1内的每一所述红外线传感器221相连。在一个示例中，发光控制电路24可以基于与发光元件之间的连接向发光元件提供电流，并通过控制电流的通断和电流的大小来控制每个发光元件的发光状态。触控电路25可以基于与红外线传感器221之间的连接接收红外线传感器221采集到的传感信号，并由此实现上述触摸检测过程。此外，发光控制电路24和触控电路25可以使用相同的时钟信号，由此保证彼此之间的同步；在一个示例中，发光控制电路24和触控电路25可以连接同一个时序控制器，并从该时序控制器处接收同步时钟信号。
[0068] 参见图1和图3，在一个示例中，所述显示装置的触摸检测的过程可以如下所述：显示装置在每个检测周期内进行一次触摸检测，相对应地，发光控制电路24在每个检测周期内控制每个发光元件逐个发光。以第一发光元件211发光的时段为例，触控电路25可以按照下述方式进行待检测的触摸表面100上每个照明区域内的检测：首先，触控电路25获取每一个红外线传感器221检测得到的第一距离。例如，触控电路25可以基于与每个红外线传感器221之间的连接同步接收每个红外线传感器221的传感信号，在对其进行整形、放大和滤波中的至少一个处理之后，触控电路25可以检测得到代表第一距离大小的数据。需要说明的是，红外线传感器221可以基于脉冲光源计算时间的方法、电荷累积计算时间的方法或是计算光的飞行时间的方法检测所述第一距离，并可以不仅限于此。应理解的是，红外线传感器
221可能会因为接收不到红外光而生成电压幅值接近于零的传感信号，由此检测得到的大小接近于零的数据表示红外线传感器221没有检测到红外光。然后，触控电路25可以分别针对每个红外线传感器221，由所述第一距离、第二距离(红外线传感器221与正在发光的发光元件之间的距离)和接收角度(由光学结构231限制)，确定到达所述红外线传感器221的红外光在所述待检测的触摸表面100上发生反射的位置点。例如，对于图1中所示的接收角度为90°的情形，可以预先测量或估计传感层22与第一发光元件11之间的高度差H1作为固定参量，从而依据勾股定理得到计算关系L32+(L2-H1)2＝L12计算得到一张数据表格存储在触控电路25可以读取数据的存储器中，使得触控电路25可以通过查表的方式依据第一距离(即L1+L2)和红外线传感器221的位置标识(用来表示第二距离，其中第二距离即上述L3)来得到对应位置点的深度数据(即上述L2)，与红外线传感器221的位置标识对应存储在触摸检测结果的存储区域中。在完成针对每一红外线传感器221的处理之后，触摸检测结果的存储区域中会存储有若干个与红外线传感器221的位置标识对应的深度数据，其可以代表待检测的触控表面100上的若干个点在三维空间中相对于显示装置的位置(即可以绘制成上述深度图像)。
221可能会因为接收不到红外光而生成电压幅值接近于零的传感信号，由此检测得到的大小接近于零的数据表示红外线传感器221没有检测到红外光。然后，触控电路25可以分别针对每个红外线传感器221，由所述第一距离、第二距离(红外线传感器221与正在发光的发光元件之间的距离)和接收角度(由光学结构231限制)，确定到达所述红外线传感器221的红外光在所述待检测的触摸表面100上发生反射的位置点。例如，对于图1中所示的接收角度为90°的情形，可以预先测量或估计传感层22与第一发光元件11之间的高度差H1作为固定参量，从而依据勾股定理得到计算关系L32+(L2-H1)2＝L12计算得到一张数据表格存储在触控电路25可以读取数据的存储器中，使得触控电路25可以通过查表的方式依据第一距离(即L1+L2)和红外线传感器221的位置标识(用来表示第二距离，其中第二距离即上述L3)来得到对应位置点的深度数据(即上述L2)，与红外线传感器221的位置标识对应存储在触摸检测结果的存储区域中。在完成针对每一红外线传感器221的处理之后，触摸检测结果的存储区域中会存储有若干个与红外线传感器221的位置标识对应的深度数据，其可以代表待检测的触控表面100上的若干个点在三维空间中相对于显示装置的位置(即可以绘制成上述深度图像)。
[0069] 在完成对应于每个所述发光元件的触摸检测之后，触控电路25可以整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到所述待检测的触摸表面的检测结果。在一个示例中，触控电路25可以分别将对应不同发光元件的触摸检测结果存储在不同的存储区域中，以在完成对应于每个所述发光元件的触摸检测之后，将所有得到的触摸检测结果进行平均化处理。例如，可以将对应于同一红外线传感器221的位置标识的所有不为零的深度数据取平均。在又一示例中，触控电路25可以将对应不同发光元件的触摸检测结果存储在同一存储区域中。比如，可以在每个检测周期开始时，将每个红外线传感器221的位置标识对应存储的深度数据置零；在每次存储触摸检测结果检测时，判断红外线传感器221的位置标识是否已对应存储有不为零的深度数据；如果不存在，则直接存储所要存储的深度数据；如果存在，则将所要存储的深度数据与已存储的深度数据取平均后覆盖原有的深度数据。如此，可以在节省触摸检测结果的存储空间。
[0070] 可以看出，通过多个发光元件在每个检测周期内逐个发光并分别进行触摸检测，可以在触摸检测过程互不干扰的同时得到同一检测周期内的多个触摸检测结果，这些触摸检测结果可以相互补充以减小触摸检测的盲区，也可以用来相互对照以消除错误数据和减少误差，实现效果更加理想的三维触摸检测。
[0071] 图4是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图。参见图4，在一个示例中，所述显示装置包括第一基板27和第二基板28，还包括红外光源21、传感层22、光学结构层23和有机发光层，其中有机发光层包括若干个发光图形261、阴极结构层262和阳极结构层263，每个发光图形261均位于显示区A1之内，有机发光层、光学结构层23和传感层22在所述第一基板27和第二基板28之间依次层叠。其中，红外光源21位于显示区A1之外的周边区A2内，并与有机发光层位于第一基板27与所述第二基板28之间的同一层。在一个示例中，有机发光层中的阴极结构层中可以包括发光图形261的阴极，有机发光层中的阳极结构层263可以包括发光图形261的阳极，有机发光层的形状和构造可以参照任意一种有机发光二极管显示器件中衬底基板上的膜层形状和构造来实现，在此不再赘述。参见图4，在一个示例中，红外光源21包括与发光图形261同层的红外发光材料层210，红外发光材料层210的阴极与发光图形261的阴极同层，红外发光材料层210的阳极与发光图形261的阳极同层，红外发光材料层210及其阳极、阴极组成所述红外光源21中的一个发光元件。即，可以在制作有机发光层时采用相同或相似的制作工艺形成所需要的红外光源21，以简化显示装置的内部结构和制作工艺。
[0072] 参见图4，在一个示例中，在所述显示装置所在平面内，每个所述红外线传感器221的正投影均位于相邻两个所述发光图形261的正投影之间。例如，图4中的每个红外线传感器221的上方均为相邻两个发光图形261之间的空隙。由此，来自上方的红外光可以穿过发光图形261之间的空隙达到红外线传感器221，实现上述触摸检测的过程。基于此，相邻两个红外线传感器221之间的间距与相邻两个发光图形261之间的间距相当，更有利于实现高分辨率的触控检测。
[0073] 图5是本公开又一实施例提供的显示装置的结构示意图。参见图5，在一个示例中，所述显示装置包括第一基板27、第二基板28和第三基板29，还包括红外光源21、传感层22、光学结构层23和有机发光层，其中有机发光层包括若干个发光图形261、阴极结构层262和阳极结构层263，每个发光图形261均位于显示区之内，第二基板28位于第一基板27和第三基板29之间，有机发光层位于第一基板27和第二基板28之间，光学结构层23和传感层22位于第二基板28和第三基板29之间。在一个示例中，有机发光层中的阴极结构层中可以包括发光图形261的阴极，有机发光层中的阳极结构层263可以包括发光图形261的阳极，有机发光层的形状和构造可以参照任意一种有机发光二极管显示器件中衬底基板上的膜层形状和构造来实现，在此不再赘述。
[0074] 参见图5，在一个示例中，光学结构层23包括分别位于传感层22在厚度方向上的两侧的第一光学结构层和第二光学结构层，而且红外光源21包括向显示装置正面(图5中的上方)提供红外光照明的第一发光元件211和第二发光元件212，还包括向显示装置背面(图5中的下方)提供红外光照明的第三发光元件213和第四发光元件214。如此，第一光学结构层中的光学结构和第二光学结构层中的光学结构可以分别在两个方向上限制到达红外线传感器221的红外光的入射角度，而四个发光元件可以如上文所述的那样在每个检测周期内依次发光，以在不产生相互干扰的情况下同时实现显示装置正面的触摸检测和显示装置背面的触摸检测。以此为例，本公开实施例中的任意一种能够实现单面触摸检测的显示装置都可以参照图5所示的显示装置改造为能够实现双面触摸检测的显示装置，在此不再一一赘述。
[0075] 参见图5，在一个示例中，在所述显示装置所在平面内，每个所述红外线传感器221的正投影均有部分位于相邻两个所述发光图形261的正投影之间。例如，图5中的每个红外线传感器221的上方均有至少一个相邻两个发光图形261之间的空隙。由此，来自上方的红外光可以穿过发光图形261之间的空隙达到红外线传感器221，实现上述触摸检测的过程。基于此，红外线传感器221以及光学结构231的尺寸可以不需要与显示装置的子像素宽度一致，相应的工艺要求和工艺难度可以得到降低。
[0076] 比照图4和图5可以看出的是，由于图4中的有机发光层、光学结构层23和传感层22均位于第一基板27和第二基板28之间，因此在工艺上需要在同一衬底基板上制作有机发光层、光学结构层23和传感层22中的每一个，如此对工艺水平的要求更高，但同时也更有利于显示装置的轻薄化。而由于图5中第二基板28位于第一基板27和第三基板29之间，有机发光层位于第一基板27和第二基板28之间，光学结构层23和传感层22位于第二基板28和第三基板29之间，因此在工艺上可以不需要在同一衬底基板上制作有机发光层、光学结构层23和传感层22中的每一个，如此虽然会使得显示装置相对更厚，但可以降低对工艺水平的要求。
[0077] 可以看出，本公开实施例中的红外光源、传感层和光学结构层能够相互配合地检测得到红外光在待检测的触摸表面发生反射的位置，从而实现手指靠近显示装置时手指表面的检测。相比于需要使用摄像器件的深度检测技术，本公开实施例提供的深度检测方式无需引入图像处理模组或是复杂的CMOS器件制作工艺，所需要的结构和制作工艺更加简单。
[0078] 需要说明的是，本公开实施例中的显示装置可以为：显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0079] 图6是本公开一个实施例提供的显示装置的触摸检测方法的流程示意图。所述显示装置可以是上述显示装置中的任意一种。参见图6，所述方法可以包括下述步骤流程。
[0080] 在步骤601中，控制红外光源向触摸表面提供红外光照明。
[0081] 在步骤602中，获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离。
[0082] 在步骤603中，分别针对每个红外线传感器，由第一距离、第二距离和接收角度确定到达红外线传感器的红外光在待检测的触摸表面上发生反射的位置点。
[0083] 其中，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外。所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达所述红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧。所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
[0084] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外；相对应地，所述通过红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，包括：在每个检测周期内，控制所述至少两个发光元件逐个发光，以得到分别对应于每个所述发光元件的检测结果；相对应地，所述触摸检测方法还包括：整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到所述待检测的触摸表面的检测结果。
[0085] 应当理解的是，上文中已经包含了本实施例的方法的可选实现方式和相关说明，故在此不再赘述。
[0086] 图7是本公开一个实施例提供的显示装置的触摸检测设备的结构框图。参见图7，所述显示装置可以是上述显示装置中的任意一种。参见图7，所述触摸检测设备可以包括下述结构。
[0087] 发光控制模块71，用于控制红外光源向所述触摸表面提供红外光照明，所述红外光源位于所述显示装置的显示区之外.
[0088] 检测模块72，用于获取若干个红外线传感器中的每一个红外线传感器检测得到的第一距离，所述若干个红外线传感器分布在所述显示装置的所述显示区之内，所述第一距离是红外光从所述红外光源出发并在所述待检测的触摸表面上反射后到达该红外线传感器的传播距离，到达每个所述红外线传感器的红外光的入射角度均由相对应的一个光学结构所限制，每个所述光学结构位于所述显示装置中相对应的一个所述红外线传感器的厚度方向上的一侧.
[0089] 处理模块73，用于分别针对每个红外线传感器由所述第一距离、第二距离和接收角度确定到达所述红外线传感器的红外光在所述待检测的触摸表面上发生反射的位置点；其中，所述第二距离是所述红外线传感器与所述红外光源之间的距离，所述接收角度是由所述光学结构限制的所述红外线传感器接收到的红外光的入射角度。
[0090] 在一种可能的实现方式中，所述红外光源包括至少两个发光元件，所述至少两个发光元件围绕在所述显示装置的显示区之外；相对应地，所述发光控制模块71进一步用于：在每个检测周期内，控制所述至少两个发光元件逐个发光，以得到分别对应于每个所述发光元件的检测结果；相对应地，所述设备还包括：整合模块，用于整合分别对应于每个所述发光元件的检测结果，以得到完整的所述待检测的触摸表面的检测结果。
[0091] 应当理解的是，上文中已经包含了本实施例的触摸检测设备的可选实现方式和相关说明，故在此不再赘述。
[0092] 图8是本公开又一实施例提供的显示装置的触摸检测设备的结构框图。参见图8，所述显示装置可以是上述显示装置中的任意一种。参见图8，所述触摸检测设备可以包括处理器81和用于存储所述处理器可执行指令的存储器82。，所述处理器81配置为调用所述存储器82中的程序指令以执行上述任意一种显示装置的触摸检测方法。
[0093] 处理器81可以包括中央处理器(CPU，单核或者多核)，图形处理器(GPU)，微处理器，特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器，或者多个用于控制程序执行的集成电路。
[0094] 存储器82可以包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以包括电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立设置的，也可以和处理器集成在一起。
[0095] 本公开的实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述任意一种显示装置的触摸检测方法所用的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令。通过执行存储的程序，可以实现本公开提供的上述任意一种显示装置的触摸检测方法。
[0096] 可以看出，本公开实施例中的红外光源、传感层和光学结构层能够相互配合地检测得到红外光在待检测的触摸表面发生反射的位置，从而实现手指靠近显示装置时手指表面的检测。相比于需要使用摄像器件的深度检测技术，本公开实施例提供的深度检测方式无需引入图像处理模组或是复杂的CMOS器件制作工艺，所需要的结构和制作工艺更加简单。
[0097] 以上所述仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。