本公开的实施例涉及一种显示面板、显示装置、成像方法和深度距离的检测方法。
背景技术
随着科学技术的发展，万物互联的物联网时代即将来临。在物联网的组成体系中，实现万物互联的需要的数据需要通过各种传感器进行采集，因此低成本、高集成度的传感器在物联网体系中非常重要。
由于移动设备(例如，手机等)的普及，现代社会进入了全民读屏时代。显示屏是移动设备中不可或缺的重要部件。根据奥卡姆剃刀原理，显示屏与各种传感器集成在一起，同时作为信息的输出终端和输入终端，可能是未来电子产品的终极形态。因此，各种传感器与显示屏的集成化将成为未来科技的研究重点。
技术实现要素：
本公开至少一实施例提供一种显示面板，包括：光阀阵列、成像阵列和显示阵列，所述光阀阵列包括多个光阀单元，且所述光阀阵列被配置为形成至少两个彼此不同的第一掩膜图形，所述显示阵列包括多个显示像素单元，且所述显示阵列位于所述光阀阵列远离所述成像阵列的一侧，所述显示阵列构成第二掩膜图形，所述成像阵列包括多个成像像素单元，且所述成像阵列被配置为接收经由所述显示阵列和所述光阀阵列传输的光以生成中间图像。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述显示阵列为有机发光二极管显示阵列。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述成像阵列为有源像素成像阵列，每个所述成像像素单元包括光敏器件。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述光阀阵列为液晶光阀阵列，每个所述光阀单元为液晶光阀单元，所述液晶光阀单元包括：液晶层，包括液晶分子；控制电极，被配置为被控制所述液晶分子的偏转以调整所述液晶光阀单元的透光率。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述控制电极包括第一子控制电极和第二子控制电极，所述第一子控制电极和所述第二子控制电极位于同一层，且所述第一子控制电极和所述第二子控制电极彼此绝缘。
例如，本公开至少一实施例提供的显示面板还包括：第一开关元件，所述第一开关元件的第一端接受数据电压信号，所述第一开关元件的第二端与所述第一子控制电极电连接，所述第一开关元件的控制端接收扫描电压信号。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述光阀阵列为电子墨水光阀阵列，每个所述光阀单元为电子墨水光阀单元，所述电子墨水光阀单元包括电子墨水层和控制电极，所述电子墨水层包括带电遮光粒子，所述控制电极被配置为控制所述带电遮光粒子在所述电子墨水层中的分布以调节所述电子墨水光阀单元的透光率。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述控制电极包括第一子控制电极、第二子控制电极、第三子控制电极和第四子控制电极，所述第一子控制电极和所述第二子控制电极相对设置，且在垂直于所述第一基板的方向上，所述第一子控制电极和所述第二子控制电极分别设置在所述电子墨水层的两个主表面；所述第三子控制电极和所述第四子控制电极相对设置，且在平行于所述第一基板的表面的方向上，所述第三子控制电极和所述第四子控制电极分别设置在所述电子墨水层的两个侧面。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述光阀阵列为电致变色光阀阵列，每个所述光阀单元为电致变色光阀单元，所述电致变色光阀单元包括电致变色层和控制电极，所述控制电极被配置为被施加电压以调节所述电致变色层的透光率。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，所述控制电极包括第一子控制电极和第二子控制电极，在垂直于所述第一基板的方向上，所述第一子控制电极和所述第二子控制电极分别设置在所述电致变色层的两侧。
例如，本公开至少一实施例提供的显示面板还包括：第一基板和第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置，所述光阀阵列和所述成像阵列均位于所述第一基板和所述第二基板之间，且相对于所述光阀阵列，所述成像阵列更靠近所述第一基板。
例如，在本公开至少一实施例提供的显示面板中，在垂直于所述第一基板的方向上，每个所述光阀单元与至少一个成像像素单元对应。
本公开至少一实施例还提供一种显示装置，包括根据上述任一项所述的显示面板。
本公开至少一实施例还提供一种成像方法，应用于根据上述任一项所述的显示面板，所述成像方法包括：控制所述光阀阵列显示第一掩膜图形；经由所述第一掩膜图形和所述第二掩膜图形将所述光传输至所述成像阵列，以生成所述中间图像；根据所述第一掩膜图形对应的第一解码函数和所述第二掩膜图形对应的第二解码函数，对所述中间图像进行解码处理以得到拍摄图像。
本公开至少一实施例还提供一种深度距离的检测方法，应用于根据上述任一项所述的显示面板，包括：拍摄物体对应于多个第一掩膜图形和所述第二掩膜图形的多个拍摄图像，其中，所述多个第一掩膜图形彼此不相同；根据所述多个拍摄图像，确定所述物体与所述显示面板的深度距离。
例如，在本公开至少一实施例提供的深度距离的检测方法中，拍摄物体对应于多个第一掩膜图形和所述第二掩膜图形的多个拍摄图像包括：按照时序控制所述光阀阵列依次显示所述多个第一掩膜图形；经由所述第二掩膜图形和所述多个第一掩膜图形将来自所述物体的光传输至所述成像阵列，以生成所述物体的多个中间图像，其中，所述多个中间图像与所述多个第一掩膜图形一一对应；根据所述多个第一掩膜图形对应的多个第一解码函数和所述第二掩膜图形对应的第二解码函数，确定多个解码函数组，其中，每个解码函数组包括一个第一解码函数和所述第二解码函数；根据所述多个解码函数组，分别对所述多个中间图像进行解码处理以得到所述物体的多个拍摄图像。
例如，在本公开至少一实施例提供的深度距离的检测方法中，所述显示面板包括多个掩膜区域，所述成像阵列包括与所述多个掩膜区域一一对应的多个子成像阵列，拍摄物体对应于多个第一掩膜图形和所述第二掩膜图形的多个拍摄图像包括：控制所述光阀阵列同时在所述多个掩膜区域内显示所述多个第一掩膜图形；经由所述第二掩膜图形和所述多个第一掩膜图形将来自所述物体的光分别传输至所述多个子成像阵列；通过所述多个子成像阵列分别生成所述物体的多个中间图像；根据所述多个第一掩膜图形对应的多个第一解码函数和所述第二掩膜图形对应的第二解码函数，确定多个解码函数组，其中，每个解码函数组包括一个第一解码函数和所述第二解码函数；根据所述多个解码函数组，分别对所述多个中间图像进行解码处理，以生成所述物体的多个拍摄图像。
例如，在本公开至少一实施例提供的深度距离的检测方法中，所述多个第一掩膜图形对应所述物体的不同成像距离。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为一种无透镜成像方法的示意图；
图2为本公开一实施例提供的一种显示面板的示意框图；
图3为本公开一实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图；
图4为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列的一个液晶光阀单元的示意图；
图5a为本公开一实施例提供的一种显示面板的平面示意图；
图5b为本公开一实施例提供的另一种显示面板的平面示意图；
图6a为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列形成的一种第一掩膜图形的示意图；
图6b为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列形成的另一种第一掩膜图形的示意图；
图7a为本公开一是实施例提供的一种成像阵列中的一个成像像素单元的结构示意图；
图7b为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列和成像阵列的驱动时序图；
图8a为本公开一实施例提供的一种电子墨水光阀阵列的一个电子墨水单元的示意图；
图8b为本公开一实施例提供的一种电子墨水光阀阵列的一种局部结构示意图；
图8c为本公开一实施例提供的一种电子墨水光阀阵列的另一种局部结构示意图；
图9为本公开一实施例提供的一种电致变色光阀阵列的一个电致变色光阀单元的示意图；
图10为本公开一实施例提供的一种卷积操作的示意图；
图11为本公开一实施例提供的一种数学模型的示意图；
图12为本公开一实施例提供的一种显示装置的示意性框图；
图13为本公开一实施例提供的一种成像方法的流程图；
图14为本公开一实施例提供的一种深度距离的检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。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“包含”等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，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
由于采用镜头的摄像头具有复杂精密的透镜等光学元件，从而这类摄像头的体积很难降低。无透镜成像方案是摄像头小型化的研究重点和难点。随着科学技术的发展，涌现大量的无透镜成像的解决方案，这些解决方案之一主要包括：在图像传感器表面增加一层图像掩膜(mask)以形成中间图像；然后通过后端处理器对中间图像进行处理以将该中间图像还原得到物体的图像。另外，随着3d技术的发展，立体显示、机器视觉、卫星遥感等技术领域需要获取场景的深度信息，以表征场景中物体的三维信息。
图1为一种无透镜成像方法的示意图。例如，如图1所示，在该成像方法中，图像传感器60可以为硅基图像传感器，在图像传感器60前可以设置一个光学掩膜61，该光学掩膜61通常是固定不变的。当一个场景62(例如物体)出现在镜头前，通过光学掩膜61则可以在图像传感器60上生成中间图像，然后后端处理器可以将中间图像解码成场景62中的图像。但是，在该成像方法中，首先，硅基结构的器件无法简单地集成在显示面板上；其次，该光学掩膜61具有固定的图形，在使用过程中，光学掩膜61的图形无法更改，因此适用场景受限。
本公开至少一实施例提供一种显示面板、显示装置、成像方法和深度距离的检测方法，该显示面板利用光阀阵列形成第一掩膜图形，从而实现无透镜成像，减小成像模组的厚度；另外，该光阀阵列可以被编程控制以形成不同的第一掩膜图形，掩膜图形灵活多变，满足不同的实际应用需求。
下面结合附图对本公开的几个实施例进行详细说明，但是本公开并不限于这些具体的实施例。
图2为本公开一实施例提供的一种显示面板的示意框图，图3为本公开一实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图。
例如，如图2所示，该显示面板100包括光阀阵列11、成像阵列12和显示阵列13。光阀阵列11可以包括多个光阀单元110，且光阀阵列11被配置为形成至少两个彼此不同的第一掩膜图形。显示阵列13包括多个显示像素单元130，显示阵列13可以配置来构成第二掩膜图形。成像阵列12包括多个成像像素单元120，且成像阵列12被配置为接收经由显示阵列13和光阀阵列11传输的光以生成中间图像。
例如，如图3所示，显示面板100还可以包括第一基板20和第二基板21。第二基板21与第一基板20相对设置，光阀阵列11和成像阵列12均位于第一基板20和第二基板21之间，且相对于光阀阵列11，成像阵列12更靠近第一基板20，即光阀阵列11位于第二基板21和成像阵列12之间。
例如，成像阵列12可以直接集成或制作在第一基板20上。成像阵列12可以为有源像素成像阵列，每个成像像素单元120包括光敏器件。例如，光敏器件可以包括光敏二极管、光敏电阻、或其他适当的器件。光敏二极管可以包括pn结型光敏二极管、pin结型光敏二极管、雪崩型光敏二极管以及肖特基型光敏二极管等。并且，每个成像像素单元120根据需要还可以包括开关晶体管、复位晶体管、放大晶体管、存储电容等。
例如，成像阵列12可以为电荷耦合器件(chargecoupleddevice，ccd)图形传感器、互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)图形传感器等类型。
例如，第一基板20和第二基板21可以为玻璃基板、石英基板、塑料基板等基板；再例如，第二基板21可以为透明基板。
例如，第二掩膜图形由显示阵列13决定，且在成像过程中固定不变。
例如，如图3所示，显示阵列13位于光阀阵列11远离成像阵列12的一侧。显示阵列13可以位于第二基板21上，且位于第二基板21远离第一基板20的一侧。光阀阵列11位于第二基板21靠近第一基板20的一侧。也就是说，显示阵列13和光阀阵列11分别位于第二基板21的两侧。
例如，显示阵列13可以为有机发光二极管显示阵列。每个显示像素单元130可以包括第一子像素、第二子像素和第三子像素。第一子像素包括第一颜色像素电极以及设置在第一颜色像素电极上的第一颜色发光层，第二子像素包括第二颜色像素电极以及设置在第二颜色像素电极上的第二颜色发光层，第三子像素包括第三颜色像素电极以及设置在第三颜色像素电极上的第三颜色发光层。
例如，在一些示例中，第一颜色发光层被配置为发出红光，第二颜色发光层被配置为发出蓝光，第三颜色发光层被配置为发出绿光。
需要说明的是，在至少一个实施例中，每个显示像素单元130也可以包括四个子像素，该四个子像素分别为红色子像素、蓝色子像素、绿色子像素和白色子像素，即该显示面板100可以采用rgbw四色显示技术，以提高显示装置的透过率，降低显示装置的背光亮度和功耗。本公开对此不作限制。
例如，显示像素单元130中的各子像素对应的区域为不透光区域，显示像素单元130中的各子像素之间的部分间隙位置透光而部分间隙位置不透光，由此透光区域和不透光区域构成第二掩膜图形。例如，如图3所述，在显示阵列13中，各子像素之间设置有白色方块的区域表示透光区域，各子像素之间没有设置白色方块的区域表示不透光区域。
需要说明的是，显示像素单元130中的各子像素之间的间隙还可以均透光，本公开对此不作限制。
例如，如图3所示，显示面板100还包括第三基板22。第三基板22位于第二基板21远离第一基板20的一侧，例如通过封框胶23与第二基板21贴合封装，以实现保护等功能。例如，在一个示例中，第三基板22上还可以形成触控电极结构(例如自电容触控电极结构)，由此使得显示面板100还具有触控功能。例如，封框胶23的材料可以是有机材料、无机材料或者有机材料与无机材料的组合。有机材料可以包括环氧树脂、聚氨酯、有机硅胶、丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚酯或者以上材料的组合，无机材料可以包括水玻璃等。
图4为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列的一个液晶光阀单元的示意图。
例如，在一些示例中，光阀阵列11可以为液晶光阀阵列，每个光阀单元110为液晶光阀单元；该液晶光阀阵列可以通过有源方式或无源方式驱动。如图4所示，液晶光阀单元包括液晶层111和控制电极112。液晶层111可以包括液晶分子；控制电极112被配置为被控制液晶分子的偏转以调节光的透过率，从而调整液晶光阀单元的透光率。
例如，控制电极112可以包括第一子控制电极112a和第二子控制电极112b，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b彼此绝缘。
例如，如图4所示的示范性结构中，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b位于液晶层111的同一侧。例如，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b可以均为条状电极；或者，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b其中之一为条状电极，另一个为板状电极，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b之间可以通过绝缘层相间隔以实现彼此绝缘。例如，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b位于第一基板20上且位于同一层；或者，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b位于第一基板20上但位于不同层。
例如，在另一示范性结构中，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b也可以位于液晶层111的两侧。第一子控制电极112a位于第一基板20上，且位于第一基板20靠近第二基板21的一侧；第二子控制电极112b位于第二基板21上，且位于第二基板21靠近第一基板20的一侧。
例如，控制电极112(例如，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b)为透明电极，从而防止控制电极112对第一掩膜图形造成影响。
需要说明的是，在本公开中，对液晶光阀单元中的控制电极112的形状、数量以及位置等不作限制。例如，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b还可以均位于第二基板21上；第一子控制电极112a和第二子控制电极112b还可以均为块电极。另外，当控制电极112(第一子控制电极112a和/或第二子控制电极112b)为板状电极或条状电极时，每个控制电极112可以对应多个液晶光阀单元，而在垂直于第一基板20的方向上，控制电极的与液晶光阀单元重叠的部分电极则表示该液晶光阀单元的控制电极；当控制电极112(第一子控制电极112a和/或第二子控制电极112b)为块电极时，则每个液晶光阀单元包括一个独立的控制电极112。
例如，如图4所示，液晶光阀单元还可以包括第一偏振片113a和第二偏振片113b。在垂直于第一基板20的方向上，第一偏振片113a和第二偏振片113b分别位于液晶层111的两侧。第一偏振片113a和第二偏振片113b的偏振方向彼此垂直。
例如，由光阀阵列11传输的光在透过第一偏振片113a之后变为线偏振光，控制电极112控制液晶层111中的液晶分子的偏转角度则可以改变该线偏振光的偏振方向，从而控制该线偏振光通过第二偏振片113b的透过率。
例如，在控制电极112未被施加电压的情况下，由光阀阵列11传输且经过第一偏振片113a的光变为线偏振光，线偏振光经过液晶层111后的偏振方向不变，从而该线偏振光不能透过第二偏振片113b，即液晶光阀单元处于遮光态。例如，控制电极112被施加电压且使得液晶层111中的液晶分子偏转例如90度，由光阀阵列11传输且经过第一偏振片113a的光变为线偏振光，该线偏振光经过液晶层111后的偏振方向偏转90度，从而该线偏振光可以全部透过第二偏振片113b，即液晶光阀单元处于透明态，且液晶光阀单元的透光率最大。因此，通过调节控制电极112上被施加的电压，可以对液晶分子的偏转程度进行控制，从而使液晶光阀单元在透明态的情况下在多个透光率之间切换。
需要说明的是，在本公开中，对第一偏振片113a和第二偏振片113b的偏振方向之间的关系不作限制。例如，第一偏振片113a和第二偏振片113b的偏振方向还可以设置为彼此平行或者呈任意角度，只要液晶光阀单元可以具有不同的透光率，从而实现相应的第一掩模图形即可。
图5a为本公开一实施例提供的一种显示面板的平面示意图，图5b为本公开一实施例提供的另一种显示面板的平面示意图，图6a为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列形成的一种第一掩膜图形的示意图，图6b为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列形成的另一种第一掩膜图形的示意图。下面以光阀阵列11为液晶光阀阵列为例并结合图5a、图5b、图6a和图6b描述本公开的实施例。
例如，如图5a和图5b所示，多个液晶光阀单元阵列排布在第一基板上，每个液晶光阀单元的第一子控制电极112a可以为块电极，多个第一子控制电极112a也可以阵列排布在第一基板20上。第二子控制电极112b(未示出)可以为条状电极，且每个第二子控制电极112b与位于一行的液晶光阀单元对应。
例如，如图5a和图5b所示，在垂直于第一基板20的方向上，成像阵列12可以位于液晶光阀阵列的下方。
例如，如图5a所示，对控制电极施加电压以形成电场，该电场可以控制液晶层的液晶分子的偏转程度。液晶光阀阵列的一部分液晶光阀单元处于遮光态，另一部分液晶光阀单元则可以处于透明态。需要说明的是，根据液晶光阀单元的透光率的不同，透明态可以包括多个子透明态，例如，当液晶光阀单元的透光率为100％时，液晶光阀单元则可以处于第一子透明态；当液晶光阀单元的透光率为70％时，液晶光阀单元则可以处于第二子透明态；当液晶光阀单元的透光率为50％时，液晶光阀单元则可以处于第三子透明态。依次类推。由此，第一掩膜图形的变化可以更加复杂多样化。
例如，图5a示出了一种无源液晶光阀单元的示意图，无源液晶光阀单元具有结构和工艺简单等优点，但是该无源液晶光阀单元的控制时序需要和成像阵列的时序控制同步。
例如，如图5a所示，显示面板100还可以包括第一信号线sl1和第二信号线sl2。第一信号线sl1与第一子控制电极112a电连接，且被配置为传输数据电压信号(或第一电压控制信号)至第一子控制电极112a；第二信号线sl2与第二子控制电极112b(未示出)电连接，且被配置为传输扫描电压信号(或第二电压控制信号)至第二子控制电极112b，由此在该无源驱动方式中，数据电压信号和扫描电压信号分别被施加至液晶层的同一侧或不同侧，从而驱动液晶分子偏转。
需要说明的是，显示面板100可以包括多条第一信号线sl1和多条第二信号线sl2。一条第一信号线sl1可以与位于一列的第一子控制电极112a电连接，一条第二信号线sl2可以与位于一行的第二子控制电极112b电连接。
例如，图5b示出了一种有源液晶光阀单元的示意图，有源液晶光阀单元具有控制简单等优点，同时，对液晶光阀阵列的驱动也不需要与图像采集严格同步。在实际应用中，可以根据实际需要设置有源液晶光阀单元或无源液晶光阀单元。
例如，如图5b所示，显示面板100还可以包括第一信号线sl1、第二信号线sl2和第一开关元件16。第一开关元件16的第一端可以与一条第一信号线sl1电连接，以接受数据电压信号，第一开关元件16的第二端与一个第一子控制电极112a电连接，第一开关元件16的控制端可以与一条第二信号线sl2电连接，以接收扫描电压信号。
例如，第一开关元件16可以包括薄膜晶体管等。
需要说明的是，显示面板100包括多条第一信号线sl1、多条第二信号线sl2和多个第一开关元件16，且多个第一开关元件16与多个液晶光阀单元一一对应，以实现单独控制每个液晶光阀单元。多个第一开关元件16也呈阵列排布，一条第一信号线sl1与位于一列的第一开关元件16电连接，一条第二信号线sl2与位于一行的第一开关元件16电连接。
例如，在图5b所示的示例中，显示面板100还可以包括第三信号线(未示出)。第三信号线可以与第二子控制电极112b电连接，且被配置为传输公共电压信号至第二子控制电极112b。从而，由此在该有源驱动方式中，数据电压信号和公共电压信号被分别被施加至液晶层的同一侧或不同侧，从而驱动液晶分子偏转。
例如，在垂直于第一基板20的方向上，每个光阀单元110与至少一个成像像素单元120对应，也就是说，光阀单元110的分辨率可以小于成像像素单元120的分辨率。如图5a和图5b所示，每个液晶光阀单元可以对应两个成像像素单元120，且在垂直于第一基板20的方向上，一个光阀单元110在第一基板20上的正投影可以与两个成像像素单元120在第一基板20上的正投影完全重叠。需要说明的是，为了清楚示意各部件，在图5a和图5b中，光阀单元110在第一基板20上的正投影并没有与两个成像像素单元120在第一基板20上的正投影完全重叠。
例如，如图5a和图5b所示，第一驱动器30与多条第一信号线sl1连接，作为数据提供电路，以向多条第一信号线sl1提供数据电压信号。第二驱动器31与多条第二信号线sl2连接，作为扫描电路，以向多条第二信号线sl2提供扫描电压信号；第二驱动器31还可以与第三信号线连接，以向第三信号线提供公共电压信号。
例如，在一些实施例中，如图5a和图5b所示，当成像阵列12为有源像素成像阵列时，显示面板100还包括信号读取电路(未示出)、第二开关元件17、第四信号线sl4和第五信号线sl5。第二开关元件17、第四信号线sl4和第五信号线sl5均位于第一基板20上。第二开关元件17的第一端与第四信号线sl4电连接，第二开关元件17的第二端与一个成像像素单元120电连接，第二开关元件17的控制端与一条第五信号线sl5电连接。第四信号线sl4与信号读取电路电连接，信号读取电路被配置为读取相应的成像像素单元120的电信号。
例如，第二开关元件17可以包括薄膜晶体管等。
例如，第一驱动器30还可以与第四信号线sl4连接，以从第四信号线sl4读取采集的电信号，第二驱动器31还可以与第五信号线sl5连接，以向第五信号线sl5提供扫描电压信号。在该示例中，信号读取电路可以集成在第一驱动器30中。其他实施例中，驱动成像阵列的驱动电路(包括扫描电路以及信号读取电路)可以独立于驱动光阀阵列的驱动电路(包括扫描电路以及数据提供电路)而单独提供。
例如，如图6a所示，由于液晶分子的偏转，使得不同液晶光阀单元的透光量不同，从而可以形成不规则的第一掩膜图形。在本公开一实施例提供的第一掩膜图形中，液晶光阀阵列的一部分液晶光阀单元处于遮光态(即图6a中黑色方块所对应的部分)，而液晶光阀阵列的剩余部分的液晶光阀单元则处于第一子透明态(即图6a中白色方块所对应的部分)，也就是说，液晶光阀阵列的剩余部分的液晶光阀单元的透光率均为100％。
需要说明的是，图6a所示第一掩膜图形只是一个简单示意图，并不代表实际使用的第一掩膜图形；在实际应用中，可以根据需要设计第一掩膜图形的具体形状，本公开对此不作限制。例如，图6b示出了一种由液晶光阀阵列形成的第一掩膜图形，在实际应用中，第一掩膜图形可以根据后端处理器的算法依据计算量大小等指标进行优化。
例如，若形成如图6a所示的一种特定的第一掩膜图形，需要对液晶光阀阵列进行电路驱动。图5a所示的液晶光阀阵列为无源液晶光阀阵列，因此，该无源液晶光阀阵列的驱动方法需要与图像采集电路(即成像阵列的驱动电路)保持同步。
图7a为本公开一是实施例提供的一种成像阵列中的一个成像像素单元的结构示意图，图7b为本公开一实施例提供的一种液晶光阀阵列和成像阵列的驱动时序图。
例如，在一些实施例中，如图7a所示，成像像素单元120可以包括光敏二极管pd和第一电容c1，光敏二极管pd用于将光信号转变为电信号，第一电容c1用于存储光敏二极管pd产生的电信号。光敏二极管pd的第一端与第一电容c1的第一端电连接，光敏二极管pd的第二端电连接至第一电源端v1，第一电容c1的第二端也电连接至第一电源端v1。第二开关元件可以包括薄膜晶体管m1，薄膜晶体管m1的第一极与第四信号线sl4电连接，薄膜晶体管m1的第二极与光敏二极管pd的第一端电连接，薄膜晶体管m1的控制极与一条第五信号线sl5电连接。本公开实施例的成像像素单元的结构不限于图7a所示的结构，根据需要还可以包括复位晶体管、放大晶体管、补偿电路等。
例如，信号读取电路可以包括放大器op、第二电容c2和复位开关m2。第四信号线sl4与信号读取电路的放大器op的同相输入端电连接，放大器op的反相输入端电连接至第二电源端v2。第二电容c2的第一端电连接至放大器op的同相输入端，第二电容c2的第二端电连接至放大器op的输出端。复位开关m2的第一端电连接至放大器op的同相输入端，复位开关m2的第二端电连接至放大器op的输出端。本公开实施例的信号读取电路的结构不限于图7a所示的结构。
例如，第一电源端v1输出的第一电压信号可以小于第二电源端v2输出的第二电压信号。例如，在一个示例中，第一电压信号可以为-4v，第二电压信号可以为1v。
例如，如图7b所示，成像阵列可以包括n行成像像素单元，液晶光阀阵列可以包括m行液晶光阀单元。第五信号线sl51与位于第一行的成像像素单元连接，第五信号线sl52与位于第二行的成像像素单元连接，第五信号线sl53与位于第三行的成像像素单元连接，依次类推，第五信号线sl5n与位于第n行的成像像素单元连接。第一信号线sl11与位于第一行的液晶光阀单元连接，第一信号线sl12与位于第二行的液晶光阀单元连接，第一信号线sl13与位于第三行的液晶光阀单元连接，依次类推，第一信号线sl1m与位于第m行的液晶光阀单元连接。
例如，如图7b所示，在复位阶段t1，对成像像素单元的光敏二极管pd进行复位。例如，以位于第一行的成像像素单元为例，第五信号线sl51将复位控制信号rst传输至薄膜晶体管m1的控制极，该复位控制信号rst可以控制薄膜晶体管m1开启，同时，复位开关m2也处于开启状态，从而第二电源端v2输出的第二电压信号经由薄膜晶体管m1被传输至光敏二极管pd的第一端，以对光敏二极管pd的第一端进行复位。依次对各第五信号线施加复位控制信号rst，从而实现对显示面板上所有的成像像素单元的光敏二极管进行复位。
例如，如图7b所示，在信号采集阶段t2，以位于第一行的液晶光阀单元为例，由第一信号线sl11传输的数据电压信号被传输至液晶光阀单元的第一子控制电极，与位于第一行的液晶光阀单元连接的第二信号线传输的扫描电压信号被传输至液晶光阀单元的第二子控制电极，从而控制液晶光阀单元的状态。依次类推，以实现对显示面板上的所有液晶光阀单元的控制，由此，液晶光阀阵列形成第一掩膜图形。在信号采集阶段t2，成像像素单元的光敏二极管pd接收光信号，并将光信号转换为电信号，该电信号被存储在第一电容c1上。需要说明的是，在信号采集阶段t2，显示面板上的所有液晶光阀单元均可以被扫描，即信号采集阶段t2包括所有液晶光阀单元的一个行扫描周期，行扫描周期表示从扫描第一行液晶光阀单元到扫描最后一行液晶光阀单元的时间段。
例如，如图7b所示，在信号读出阶段t3，以位于第一行的成像像素单元为例，第五信号线sl51将读出控制信号sel传输至薄膜晶体管m1的控制极，以控制薄膜晶体管m1开启，此时，复位开关m2处于关闭状态。第一电容c1上存储的电信号经由第二电容c2传输至放大器op的输出端，从而读出电信号。结合成像阵列中的所有成像像素单元产生的电信号，即可得到中间图像。
值得注意的是，图7a所示的成像像素单元和图7b所示的驱动时序只是本公开的一个实施例。
图8a为本公开一实施例提供的一种电子墨水光阀阵列的一个电子墨水单元的示意图，图8b为本公开一实施例提供的一种电子墨水光阀阵列的一种局部结构示意图，图8c为本公开一实施例提供的一种电子墨水光阀阵列的另一种局部结构示意图。
例如，在一些示例中，光阀阵列11可以为电子墨水光阀阵列，每个光阀单元110为电子墨水光阀单元。如图8a所示，电子墨水光阀单元包括电子墨水层114和控制电极112，电子墨水层114包括带电遮光粒子1141。控制电极112被配置为控制带电遮光粒子1141在电子墨水层114中的分布以调节电子墨水光阀单元的透光率。具体地，控制电极312被施加电压之后，控制电极312产生的电场可以使得带电遮光粒子1141在电子墨水层114内移动，从而调节带电遮光粒子1141在电子墨水层114中的分布，对电子墨水光阀单元的透光率进行控制。
例如，如图8b和图8c所示，电子墨水层114包括多个胶囊1142，胶囊1142内填充电泳液1143和带电遮光粒子1141，带电遮光粒子1141悬浮在电泳液1143中。多个胶囊1142并排的设置，则在切换光阀单元的光透过率的过程中，可以减小带电遮光粒子1141的移动距离，从而减小电子墨水光阀单元的响应时间，并且可以防止带电遮光粒子1141局部聚集，有利于带电遮光粒子1141在电子墨水层114中分布均匀，提高电子墨水光阀单元调节光透过率的精度。
例如，如图8b和图8c所示，控制电极312包括第一子控制电极112a、第二子控制电极112b、第三子控制电极112c和第四子控制电极112d。第一子控制电极112a和第二子控制电极112b相对设置，且沿垂直于第一基板20的方向上，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b分别设置在电子墨水层114的两个主表面。第三子控制电极112c和第四子控制电极112d相对设置，且在平行于第一基板20的表面的方向上，第三子控制电极112c和第四子控制电极112d分别设置在电子墨水层114的两个侧面。如此，通过控制第一子控制电极112a、第二子控制电极112b、第三子控制电极112c和第四子控制电极112d上的电压，可以使得带电遮光粒子1141向电子墨水层114的主表面(例如，主表面平行于第一基板20的表面)处聚集，从而使得电子墨水光阀单元的光透过降低，即电子墨水光阀单元处于遮光态；或者使得带电遮光粒子1141向电子墨水层114的侧面(例如，侧面垂直于第一基板20的表面)处聚集，从而使得电子墨水光阀单元的光透过增加，即电子墨水光阀单元处于透明态。
例如，第一子控制电极112a、第三子控制电极112c和第四子控制电极112d可以均位于第一基板20上，第二子控制电极112b可以位于第二基板21上。第一子控制电极112a、第二子控制电极112b、第三子控制电极112c和第四子控制电极112d彼此绝缘。
例如，如图8b和8c所示，在电子墨水光阀单元中，带电遮光粒子1141可以具有负电荷。如图8b所示，向第一子控制电极112a上施加正电压并向第二子控制电极112b施加负电压，形成从第一子控制电极112a指向第二子控制电极112b的电场，带负电的遮光粒子1141聚集在胶囊1142的靠近第一子控制电极112a的一侧，由光阀阵列11传输的光不能透过电子墨水光阀单元，电子墨水光阀单元具有遮光态；如图8c所示，向第三子控制电极112c上施加正电压并向第四子控制电极112d施加负电压，形成从第三子控制电极112c指向第四子控制电极112d的电场，带负电的遮光粒子1141聚集在胶囊1142的靠近第三子控制电极112c的一侧，由光阀阵列11传输的光可以透过电子墨水光阀单元，电子墨水光阀单元具有透明态。
需要说明的是，电子墨水光阀单元中的带电遮光粒子也可以具有正电荷，在工作过程中，按照实际需求向第一子控制电极112a、第二子控制电极112b、第三子控制电极112c和第四子控制电极112d施加相应的电压，在此不作赘述。另外，本公开对电子墨水光阀单元中的控制电极的设置不作限制，只要控制电极能够使得电子墨水光阀单元在不同的光透过率之间切换即可。
图9为本公开一实施例提供的一种电致变色光阀阵列的一个电致变色光阀单元的示意图。
例如，在一些示例中，光阀阵列11可以为电致变色光阀阵列，每个光阀单元110为电致变色光阀单元。如图9所示，电致变色光阀单元包括电致变色层115和控制电极112，控制电极112被配置为被施加电压以调节电致变色层115的透光率。
例如，如图9所示，控制电极112包括第一子控制电极112a和第二子控制电极112b。第一子控制电极112a和第二子控制电极112b彼此绝缘。在垂直于第一基板20的方向上，第一子控制电极112a和第二子控制电极112b分别设置在电致变色层115的两侧。第一子控制电极112a和第二子控制电极112b上可以被施加的电压，从而电致变色层115可以在不同的光透过率之间切换，电致变色光阀单元可以具有不同的光透过率。
例如，第一子控制电极112a可以位于第一基板20上，第二子控制电极112b可以位于第二基板21上。
例如，本公开对电致变色层115中的电致变色材料的类型不作限制。例如，电致变色材料可以包括三氧化钨、聚噻吩类及其衍生物、紫罗碱类、四硫富瓦烯或金属酞菁类化合物等。
需要说明的是，上述对液晶光阀阵列的相关描述，在不矛盾的情况下同样适用电致变色光阀阵列和电子墨水光阀阵列。例如，电致变色光阀阵列也可以包括有源电致变色光阀阵列和无源电致变色光阀阵列，电子墨水光阀阵列也可以包括有源电子墨水光阀阵列和无源电子墨水光阀阵列。
例如，如图3所示，物体19位于第三基板22远离第二基板21的一侧。来自物体19的光可以照射到显示面板100上，且依次经由显示阵列13和光阀阵列11被传输至成像阵列12，从而在成像阵列12上生成物体19的中间图像。
图10为本公开一实施例提供的一种卷积操作的示意图，图11为本公开一实施例提供的一种数学模型的示意图。下面结合图3、图10和图11对本公开实施例的成像方法的主要原理和数学表达进行简要说明。
例如，物体19可以被抽象成一个二维图像，物体19与成像阵列12之间包括光阀阵列11和显示阵列13。光阀阵列11可以构成第一掩膜图形，显示阵列13可以构成第二掩膜图形。第一掩膜图形和第二掩膜图形可以通过实验得出其数学模型，该数学模型为点扩散函数。根据光学原理，物体19在成像阵列12上所形成的中间图像为物方图像(即上述二维图像)和点扩散函数的卷积。例如，如图10所示，在一个具体示例中，物方图像表示为s，掩膜图形(例如，在本公开中，掩膜图形包括第一掩膜图形和第二掩膜图形)的数学模型表示为a，中间图像表示为d。物方图像s上的一点p1，通过掩膜图像a后得到中间图像d上的点p2。中间图像d上的p2点的数据可以通过卷积计算得到，且计算公式为：
0*4+0*0+0*0+0*0+1*0+1*0+0*0+0*1+2*(-4)＝-8，
即，p2点的数据为-8。
例如，如图11所示，基于上述卷积计算公式，中间图像d可以表示为：
s*a+n＝d
其中，n代表整个系统的噪声，“*”表示卷积，即两个矩阵之间处于相同位置处的对应元素相乘。
然后，可以通过后端处理器对中间图像d进行处理，以还原出物体19的拍摄图像。若忽略噪声的影响，则拍摄图像可以表示为：s≈d*a-1。其中，a-1表示a的逆矩阵，即a*a-1＝e，e表示单位矩阵。
例如，在本公开中，如图3所示，来自物体19的光依次经过显示阵列13和光阀阵列11，最终在成像阵列12上形成中间图像。第一掩膜图形可以表示为a1，第二掩膜图形可以表示为a2。由此，中间图像可以表示为：
s*a1*a2+n＝d。
然后通过解码可以得到物体19的拍摄图像(该拍摄图像与物方图像s相同)，拍摄图像表示为：
s≈d*a1-1*a2-1。
在本公开的实施例中，利用光阀阵列11作为第一掩模图形，该光阀阵列11可以不影响显示阵列13显示图像；另外，该光阀阵列11可以被实时控制，从而可以得到需要的第一掩膜图形，获取第一掩膜图形的方法灵活简单。再一方面，光阀阵列11可以被控制以形成不同的第一掩膜图形，且不同的第一掩膜图形可以对应物体19不同的成像距离，即不同的第一掩膜图形具有不同景深范围，从而利用分时复用或者空间复用的方式，在得到物体19的拍摄图像的同时还可以得到物体19距离显示面板的深度距离。
图12为本公开一实施例提供的一种显示装置的示意性框图。例如，如图12所示，本公开实施例提供的显示装置200可以包括上述任一实施例提供的显示面板100。
例如，显示装置200还可以包括第一驱动器(图5a和图5b所示的第一驱动器30)和第二驱动器(图5a和图5b所示的第二驱动器31)。第一驱动器被配置为向光阀阵列提供第一数据电压信号，第二驱动器被配置为向光阀阵列提供第一扫描电压信号。第一数据电压信号和第一扫描电压信号用于控制光阀阵列形成第一掩膜图形。
例如，显示装置200还可以包括第三驱动器和第四驱动器。第三驱动器被配置为向显示阵列提供第二数据电压信号，第四驱动器被配置为向显示阵列提供第二扫描电压信号。第二数据电压信号和第二扫描电压信号用于控制显示阵列显示图像。
例如，第一驱动器和第三驱动器可以集成为一体，第二驱动器和第四驱动器可以集成为一体。但不限于此，第一驱动器和第三驱动器也可以分别单独提供，第二驱动器和第四驱动器也可以分别单独提供。
例如，显示装置200可以为手机、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。
需要说明的是，对于显示装置200的其它组成部分(例如控制装置、图像数据编码/解码装置、时钟电路等)均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本公开的限制。
图13为本公开一实施例提供的一种成像方法的流程图。本公开实施例提供的成像方法可以应用于根据上述任一项所述的显示面板。例如，如图13所示，成像方法包括以下步骤：
s10：控制光阀阵列显示第一掩膜图形；
s11：经由第一掩膜图形和第二掩膜图形将光传输至成像阵列，以生成中间图像；
s12：根据第一掩膜图形对应的第一解码函数和第二掩膜图形对应的第二解码函数，对中间图像进行解码处理以得到拍摄图像。
例如，在步骤s10中，第一掩膜图形可以根据实际应用进行设计。根据第一掩膜图形可以得到光阀阵列中的每个光阀单元的状态(遮光态或透明态)，通过第一驱动器和第二驱动器向光阀单元的控制电极施加相应的数据电压信号和扫描电压信号，以使该光阀单元处于对应的状态，从而得到第一掩膜图形。
例如，在步骤s11中，显示面板上的显示阵列形成第二掩膜图形，第二掩膜图形在成像过程中固定不变。来自物体的光可以依次经由第二掩膜图形和第一掩膜图形被传输至成像阵列，以生成物体的中间图像，也即中间图像是受到第一掩膜图形和第二掩膜图形整体上构成的掩模图形的调制而得到。来自物体的光可以为由物体漫反射得到的反射光，或者，来自物体的光也可以为物体发出的光。
例如，在步骤s12中，不同的第一掩膜图形对应不同的第一解码函数。
需要说明的是，关于第一掩膜图形、第二掩膜图形、成像方法的主要原理和数学表达等的具体描述可以参考上述显示面板的实施例中的相关说明，重复之处在此不再赘述。
图14为本公开一实施例提供的一种深度距离的检测方法的流程图。本公开实施例提供的深度距离的检测方法可以应用于根据上述任一项所述的显示面板。
例如，如图14所示，深度距离的检测方法可以包括以下步骤：
s20：拍摄物体对应于多个第一掩膜图形和第二掩膜图形的多个拍摄图像；
s21：根据多个拍摄图像，确定物体与显示面板的深度距离。
例如，在步骤s20中，多个第一掩膜图形彼此不相同，且多个第一掩膜图形对应物体的不同成像距离。多个拍摄图像和多个第一掩膜图形一一对应。
例如，在步骤s20中，可以采用分时复用的方式形成多个第一掩膜图形，即按照时间顺序依次显示多个第一掩膜图形，组成第一掩膜图形序列，每个第一掩膜图形对应一个成像焦距。然后，根据多个第一掩膜图形所对应的多个不同的第一解码函数，可以解析出多个不同的拍摄图像。
例如，在一些实施例中，步骤s20可以包括：按照时序控制光阀阵列依次显示多个第一掩膜图形；经由多个第一掩膜图形将来自物体的光传输至成像阵列，以生成物体的多个中间图像，其中，多个中间图像与所述多个第一掩膜图形一一对应；根据多个第一掩膜图形对应的多个第一解码函数和第二掩膜图形对应的第二解码函数，确定多个解码函数组，其中，每个解码函数组包括一个第一解码函数和第二解码函数；根据多个解码函数组，分别对多个中间图像进行解码处理以得到物体的多个拍摄图像。
例如，在步骤s20中，也可以采用空间复用的方式形成多个第一掩膜图形。例如，显示面板包括多个掩膜区域，成像阵列包括与多个掩膜区域一一对应的多个子成像阵列，光阀阵列包括与多个掩膜区域一一对应的多个子光阀阵列，多个子光阀阵列可以形成多个第一掩膜图形，且多个第一掩膜图形对应不同的成像焦距。
需要说明的是，在制作完成显示阵列后，可以通过实验检测得到由显示阵列构成的第二掩膜图形和与该第二掩膜图像对应的第二解码函数。
例如，在一些实施例中，步骤s20可以包括：控制光阀阵列同时在多个掩膜区域内显示多个第一掩膜图形；经由第二掩膜图形和多个第一掩膜图形将来自物体的光分别传输至多个子成像阵列；通过多个子成像阵列分别生成物体的多个中间图像；根据多个第一掩膜图形对应的多个第一解码函数和第二掩膜图形对应的第二解码函数，确定多个解码函数组，其中，每个解码函数组包括一个第一解码函数和第二解码函数；根据多个解码函数组，分别对多个中间图像进行解码处理以生成物体的多个拍摄图像。
需要说明的是，多个掩膜区域可以根据实际应用进行设置，本公开对此不作限制。另外，每个子成像阵列都可以生成完整的物体的中间图像。
例如，一个中间图像是受到一个第一掩膜图形和第二掩膜图形整体上构成的掩模图形的调制而得到。一个拍摄图像是根据一个第一解码函数和第二解码函数对一个中间图像进行解码而得到。
值得注意的是，在步骤s20中，利用第一解码函数和第二解码函数对中间图像进行解码处理时，并没有顺序限制。例如，根据多个解码函数组，分别对多个中间图像进行解码处理以生成物体的多个拍摄图像可以包括：根据第二解码函数，对多个中间图像进行解码处理以得到多个中间解码图像；根据多个第一解码函数，分别对多个中间解码图像进行解码处理以得到多个拍摄图像。或者，根据多个解码函数组，分别对多个中间图像进行解码处理以生成物体的多个拍摄图像也可以包括：根据多个第一解码函数，分别对多个中间图像进行解码处理以得到多个中间解码图像；根据第二解码函数，对多个中间解码图像进行解码处理以得到多个拍摄图像。又例如，每个解码函数组中的第一解码函数和第二解码函数整体上构成一个复合解码函数，从而根据多个解码函数组，分别对多个中间图像进行解码处理以生成物体的多个拍摄图像也可以包括：根据多个复合解码函数，分别对多个中间图像进行解码处理以得到多个拍摄图像。
例如，在步骤s21中，根据多个拍摄图像的清晰度，从而确定物体与显示面板的距离。例如，在多个拍摄图像中的最清晰的拍摄图像所对应的距离即为物体与显示面板的距离。
对于本公开，还有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。