显示装置、心率监测系统以及心率监测的方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及显示技术领域，更特别地，本发明的实施例涉及显示装置、心率监测系统以及使用显示装置进行心率监测的方法。
【背景技术】
[0002]诸如手机之类的移动设备的普及率越来越高，而且，各种移动设备所具有的功能也越来越丰富。例如，随着人们对健康的关注度的逐渐提高，与人相伴的具有健康测试功能的智能移动设备不断涌现。诸如能够测量用户脉搏的电子手表、手环以及手机之类的移动设备受到人们的广泛欢迎。通过将健康测试系统与移动设备相结合，可以向用户提供诸如体温、心率、血流速度、血氧比例或者压力之类的用户身体数据，并且可以在移动设备上显示这些身体数据，方便用户监测自身的身体健康状况。
[0003]但是，现有的具有健康测试功能的移动设备仅仅是将健康测试系统简单地叠加在原有的设备上。例如，在原有的设备上设置能够与外部的健康测试系统建立通信的接口，以能够在设备上显示从外部的健康测试系统测试到的身体数据。虽然有些移动设备也将健康测试系统的健康测试功能体现在设备的内部，然而，健康测试系统中的信号感测部件仍被置于设备的外部系统中，或者只是简单地在附接在设备的壳体上。这样的移动设备虽然具有健康测试的功能，但并未真正地实现健康测量系统与移动设备的集成，具有较大的体积，而且，这种将健康测试系统或者健康测试系统中的信号感测部件与移动设备相分离的设计方式也影响了用户的使用体验。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例至少提供一种改进的显示装置，以减轻或避免以上提到的问题，提升用户对显示装置的使用体验。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括:用于显示图像的显示模组，显示模组具有作为显示模组的上部结构的衬底基板；用于感测用户的心电信号的感测电极，所述感测电极设置在所述衬底基板的上方。
[0006]如上文中所提到的，现有的具有健康测试功能的设备通常将健康测试系统中的信号感测部件设置于设备的外部系统中，或者只是简单地在附接在设备的壳体上，这增加了设备的体积并且影响了用户的体验。采用本发明实施例提供的显示装置，可以让信号感测部件成为显示装置的组成部件，实现健康测试系统与显示装置的高度集成，提升用户的使用体验，并有利于显示装置的小型化。
[0007]根据本发明的一个实施例，感测电极可以覆盖衬底基板的表面。由于感测电极被形成为覆盖衬底基板的表面的一个整体结构，用户可以随意地触摸或点击显示装置的表面上的任何位置，即可进行心电信号的测试。例如，用户可以连续地多次触摸或点击感测电极，利用多次触摸或点击感测电极所感测到的心电信号之间的电压差，可以计算得到用户的心率等身体数据，由此，本实施例可以提供一种单点测量心电信号的方式的设备。
[0008]根据本发明的另一实施例，感测电极包括多个感测电极单元。通过设置相互分隔的多个感测电极单元，可以允许用户的多个部位(例如，手指)同时触摸或点击不同的感测电极单元，利用从不同的手指感测到的心电信号之间的电压差，可以更准确地获得用户的心率等身体数据。
[0009]在一个实施例中，感测电极可包括位于显示装置的表面的四个角落处的感测电极单元。
[0010]根据本发明的另一实施例，感测电极包括感测电极单元的阵列，并且显示装置还包括与所述感测电极单元的阵列相对应的开关元件阵列，开关元件阵列中的每个开关元件分别与所述感测电极单元的阵列中的每个感测电极单元电连接。因而，不仅允许用户的多个部位(例如，手指)同时触摸或点击不同的感测电极单元，提高心电信号测量的准确性，而且用户的手指可以放置在显示装置上的任意位置，即能进行心电信号的测量，由此进一步方便了用户的使用，提升了用户体验。
[0011 ] 根据本发明的又一实施例，每个感测电极单元分别与开关元件阵列中的每个开关元件的源极或漏极电连接。这样，感测电极单元所感测到的心电信号可以经过开关元件传输至控制器，控制器可以对所感测到的心电信号进行处理和分析，以获得所需要的身体数据。
[0012]根据本发明的又一实施例，开关元件阵列所在的层设置在感测电极所在的层和衬底基板之间。
[0013]根据本发明的又一实施例，显示装置还包括位于衬底基板和开关元件所在的层之间的缓冲层。诸如玻璃基板之类的衬底基板通常含有金属离子，缓冲层可以防止来自于衬底基板的金属离子扩散至其上方的开关元件，有益于维持开关元件的性能的稳定。
[0014]根据本发明的又一实施例，显示装置还包括覆盖所述开关阵列的平坦化层。
[0015]根据本发明的又一实施例，显示装置还包括形成在所述平坦化层上方的钝化层，所述感测电极单元的阵列形成在所述钝化层上方。
[0016]根据本发明的又一实施例，所述显示装置包括被配置成对所述感测电极感测到的心电信号进行处理和分析的控制器，并且所述控制器包括:滤波保护电路，其被配置成从所述感测电极接收到的心电信号中滤除高频干扰信号；前置放大器，其被配置成对经过滤波的心电信号进行放大；隔离电路，其被配置成将所述前置放大器的输出信号与后级电路隔离；驱动放大电路，其被配置成对从所述隔离电路输出的信号进行放大；生成电路，其被配置成利用来自于所述驱动放大电路的放大信号生成用户的心率数据信号，以及输出电路，其被配置成输出所生成的用户心率数据信号以通过显示装置向用户显示所述的心率数据。
[0017]对于前述实施例所提到的任一实施例所描述的显示装置，形成所述感测电极的材料包括铟锡氧化物、碳纳米管和石墨烯，所述的衬底基板可以是玻璃基板。
[0018]根据本发明的另一方面，提供了一种心率监测系统，该系统包括前述实施例中的任一实施例所描述的显示装置，用户通过手指与显示装置中的感测电极的接触来实现心率监测。
[0019]根据本发明的又一方面，提供了一种使用显示装置进行心率监测方法，所述显示装置可包括:用于显示图像的显示模组，所述显示模组具有作为所述显示模组的上部结构的衬底基板；用于感测用户的心电信号的感测电极，其中所述感测电极设置在所述衬底基板的上方，所述方法包括:用户通过手指接触所述感测电极来进行心率监测。
[0020]在一个实施例中，所述方法还包括以下步骤:连续地多次触摸或点击所述感测电极，从而连续地获得代表用户心电信号的多个电压信号；计算所获得的多个电压信号之间的电压差；利用所述电压差计算用户的心率。
[0021]在另一实施例中，感测电极可包括多个感测电极单元，所述方法包括如下步骤:多个手指与不同的感测电极单元接触，以从每个手指获取代表用户心电信号的电压信号；计算从不同的手指获得的电压信号之间的电压差；利用所述电压差计算用户心率。
[0022]在另一实施例中，所述感测电极包括感测电极单元的阵列，并且所述显示装置还包括与所述感测电极单元的阵列相对应的开关元件阵列，所述开关元件阵列中的每个开关元件分别与所述感测电极单元的阵列中的每个感测电极单元电连接，所述方法进一步包括如下步骤:多个手指与所述显示装置接触，并且每个手指与所述感测电极单元的阵列中的多个感测电极单元接触，使得所述感测电极单元的阵列中的多个感测电极单元从每个手指获取代表用户心电信号的电压信号；
对与每个手指相接触的多个感测电极单元所获得的电压信号进行平均，以得到多个平均电压信号；计算所述多个平均电压信号之间的电压差；利用所述多个平均电压信号之间的电压差计算用户心率。
[0023]进一步地，当用户手指与所述感测电极单元阵列中的一个或多个感测电极单元接触时，与所述一个或多个感测电极单元电连接的开关元件接通，当用户手指离开所述一个或多个感测电极单元时，与所述一个或多个感测电极单元电连接的开关元件断开。
[0024]在又一实施例中，所述方法还可包括如下步骤:在计算用户心率之后，所述显示装置向用户显示心率曲线或者心率值。
[0025]进一步地，所述方法还可包括以下步骤:在所述的心率曲线是连续且规律的情况下，所述显示装置向用户提供心率正常的指示；否则，所述显示装置向用户提供心率异常的指示。
[0026]对于本发明所提供的各种实施例，通过在显示模组上制作形成感测电极或感测电极单元的阵列，可以实现健康测