显示面板和显示装置的制作方法

文档序号:14944558发布日期:2018-07-17 20:47阅读:133来源:国知局

本发明属于显示技术领域,具体涉及一种显示面板和显示装置。



背景技术:

显示装置是当今科技社会的日常工具,手机、pad、电脑等作为人机交互载体,为人们带来多领域、全方位的体验。

眼睛是光线感知器官,是外界视觉信息摄取中心。人眼长时间接收来自显示屏的光线后会引起眼部疲劳,产生眼干、眼涩、眼酸胀并且眨眼次数增加等症状,人们由于连续工作的原因常忽视间断休息,轻度的眼部不适往往不能引起人们的重视,长此以往,对人眼部神经产生潜在性的健康影响,还可能引发视疲劳等疾病。

伴随着工业4.0的到来,以及智能化程度的提高,显示装置在人们日常生活中的应用越来越广泛,连小朋友也成为当今科技成果的超前分享者。家庭里沉溺于电脑的孩童更加无法克制自己对光电世界的吸引,引起青少年近视小龄化和大众化。

正确的用眼方式应该是劳逸结合,如何对人眼疲劳症状进行监测,并适时提出提醒或解决方案,成为目前亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足,提供一种显示面板和显示装置,通过在显示屏中设置光电子芯片,实现对人眼疲劳症状的自动监测。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该显示面板,包括显示屏,还包括采集模块、处理模块和判断模块,其中:

所述采集模块,用于发射光线、接收所述显示屏前物体的反射光线,并将反射光线的光信号转化为电信号,以获取用于表征用户疲劳状态的影像信息;

所述处理模块,与所述采集模块和所述判断模块连接,用于接收所述采集模块的电信号,并对电信号进行预处理,将预处理后的电信号发送到所述判断模块;以及,接收所述判断模块的反馈命令,并将反馈命令传输至所述显示屏;

所述判断模块,用于根据预处理后的电信号判断用户疲劳状态,生成对应的反馈命令,并将反馈命令发送至所述处理模块。

例如,所述采集模块还用于获取包括用户眨动频率的影像信息,所述判断模块至少根据所述用户眨动频率判断用户疲劳状态。

所述采集模块还用于获取包括人体轮廓和肢体动作的影像信息;

所述判断模块还根据人体轮廓和肢体动作判断用户疲劳状态。

例如,所述采集模块为光电子芯片,所述光电子芯片设置于所述显示屏的边沿,用于扫描发光以获取所述影像信息;

所述采集模块包括至少一对光电子芯片,成对设置的所述光电子芯片嵌于所述显示屏内、且位于所述显示屏相对的两个边沿的对应位置,成对设置的所述光电子芯片的扫描范围交叉覆盖所述显示屏对应的可视范围。

例如,所述光电子芯片扫描的光线波长处于可见光波长区域外,所述光电子芯片的光线扫描范围为30°-60°。

例如,成对设置的所述光电子芯片交替循环发射光线,对所述显示屏对应的可视范围进行扫描。

例如,所述显示屏包括阵列排列的多个像素区,所述像素区内设置有像素结构;成对设置的所述光电子芯片位于位置相对的两侧的所述像素区内。

例如,所述光电子芯片的扫描时序与所述像素区内所述像素结构的显示时序相同。

例如,所述显示面板还包括:时序控制器和系统处理器;所述显示屏还与所述时序控制器和所述系统处理器连接,所述处理模块设置于所述时序控制器内,所述判断模块设置于所述系统处理器内;

所述时序控制器设有第一接收端口和第一传送端口,所述第一接收端口用于接收所述光电子芯片的电信号,所述第一传送端口用于向所述判断模块传送预处理后的电信号;

所述时序控制器还设有第二接收端口和第二传送端口,所述第二接收端口用于接收所述判断模块的反馈信号,所述第二传送端口用于向所述显示屏传送所述判断模块的反馈命令;

其中,反馈命令包括采用所述显示屏进行显示、提示或者警告,以及关闭所述显示屏的任一种。

一种显示装置,包括上述的显示面板。

本发明的有益效果是:该显示面板,通过在前端显示屏加入能发射光线、并接收显示屏前物体的反射光线的采集模块(如,光电子芯片)来采集显示屏前的用户信息,同时搭配信息的处理方法,传送给后端系统处理并做出相应的人眼状态判断,在正常显示的基础上,实现对人体健康,特别是对人眼疲劳症状的自动监测。

附图说明

图1为本发明实施例1中显示面板预留光电子芯片设置区域的示意图;

图2为本发明实施例1中显示面板嵌入光电子芯片的示意图;

图3为本发明实施例1中显示面板的光电子芯片扫描范围的示意图;

图4为本发明实施例1中显示面板的信号传输示意图;

附图标识中:

1-显示屏;2-光电子芯片;20-光电子芯片设置区域;3-时序控制器;4-系统处理器;5-扫描线;6-数据线;7-像素结构。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明显示面板和显示装置作进一步详细描述。

本发明的技术构思在于,采用光电子芯片,获取眼部状态;根据眼部状态判断人眼疲劳症状,并将眼部疲劳症状经过转换信号反馈给后端,后端对数据处理之后针对不同情况作出提示处理,从而可以改善人眼健康的问题。

实施例1:

本实施例提供一种显示面板,通过在在显示屏上加入新型的能发射光线、并接收显示屏前物体的反射光线的采集模块(如,光电子芯片),利用光电子芯片与外界进行光信号交流,实现人眼健康状态监控。

该显示面板,包括显示屏,还包括采集模块、处理模块和判断模块,其中:

采集模块,用于发射光线、接收显示屏前物体的反射光线,并将反射光线的光信号转化为电信号,以获取至少表征用户疲劳的影像信息;

处理模块,与采集模块和判断模块连接,用于接收采集模块的电信号,并对电信号进行预处理,将预处理后的电信号发送到判断模块;以及,接收判断模块的反馈命令,并将反馈命令传输至显示屏。通过预处理,使得处理模块将采集模块接收到的信号转换为后面判断模块可识别的判断信号;

判断模块,用于根据预处理后的电信号判断人眼疲劳状态,生成对应的反馈命令,并将反馈命令发送至处理模块。

表征用户疲劳的影像信息,可以包括人眼眨眼频率,肢体动作、人体轮廓等。判断模块至少根据人眼眨动频率判断人眼疲劳状态。

其中,采集模块为光电子芯片(optoelectronicchips),光电子芯片主要功能是将所有的光信号转化为电子信号,输出到后端,是一种光电子传感器。光电子芯片能扫描发光、且能至少获取包括人眼的反射光线,光电子芯片设置于显示屏的边沿。这种可将光信号转化为电信号的光电子芯片,体积小巧(宽3毫米、长6毫米),处理性能强(每平方毫米的数据处理速度可以达到300gbps,比普通电子微处理器快10-50倍);而且处理数据的能耗也非常低,处理每比特数据只需消耗1.3皮焦耳能量。

在本实施例的显示面板中,光电子芯片嵌入到显示屏,由于该光电子芯片具有可自行发光且能通过光与外界进行交流,因此利用其反射的光线同外界的交流并进一步转化为电信号的功能,通过捕捉到的光信号处理成电子信息,直接传输给后端系统从而做出判断。既保证了显示屏的正常显示,同时亦可由显示屏上嵌入的光电子芯片与外部交流,实现智能化眼部保健的目的。

具体的,采集模块包括至少一对光电子芯片,成对设置的光电子芯片嵌于显示屏内、且位于显示屏相对的两个边沿的对应位置,成对设置的光电子芯片的扫描范围交叉覆盖显示屏对应的可视范围。

基于一对光电子芯片的应用,如图1所示,在显示屏1上的左右两侧各预留一个光电子芯片设置区域20,光电子芯片2嵌入光电子芯片设置区域20中,占用极小区域,因此光电子芯片2透明与否均不会构成黑点而影响显示。当然,为了提高精度或适用于特殊要求的场合,也可以设置多对光电子芯片,只要设置位置满足扫描范围即可,这里不做限定。

如图2所示,显示屏1包括阵列基板,阵列基板包括阵列排列的多个像素区,像素区内设置有像素结构7;成对设置的光电子芯片2位于位置相对的两侧的像素区内。光电子芯片设置位置的其中一种实施方式为:其中一个光电子芯片设置于第一列像素单元的某个像素区的位置,另一个光电子芯片设置于最后一列像素单元的某个像素区的位置。设置光电子芯片的这两个位置可大约对称。比如,这两个光电子芯片可设置于同一行像素区上。如图2所示,光电子芯片分别设置在第二行像素区的第一列和最后一列,二者在显示屏显示区域(aa区域)的位置对称。

在构成显示面板的阵列基板的制备过程中,制备像素阵列设计时预留两个光电子芯片设置区域20,同时其同步的显示时序与像素结构7的薄膜晶体管时序相同,这样可有效保证显示屏各像素的同步显示。

在图2中,预留两个光电子芯片设置区域20的像素结构7正常设置数据线6(dataline)和扫描线5(gateline),嵌入光电子芯片2之后,设置光电子芯片2的像素区的显示与未设置光电子芯片2的其他像素区的显示相同,rgb各色像素可正常显示。即,在原有像素结构7的基础上,集成一个光电子芯片2并不会对显示方式造成影响。

光电子芯片2扫描的光线不为人眼所见,光线波长处于可见光波长区域外,光电子芯片2的光线扫描范围为30°-60°。成对设置的光电子芯片2交替循环发射光线,对显示屏1对应的可视范围进行扫描。即,嵌入的电子光电子芯片2会加入一种扫描方法,优选的是,处于左侧的光电子芯片2会在垂直于显示屏1方向往右侧扫描45°,处于右侧的光电子芯片2会在垂直于显示屏1方向往左侧扫描45°。成对的光电子芯片2交替循环扫描时,扫描至最大45°时会产生交叉,而用户只有在面对显示屏1才能被扫描到,而显示屏1边外的则不会被扫描到,如图3所示。

优选的是,采集模块还用于获取包括人体轮廓和肢体动作的影像信息;相应的,判断模块还根据人体轮廓和肢体动作判断人眼疲劳状态。

具体的,判断模块可首先根据人体轮廓判断前方物体是否为人。若是则进行进一步疲劳程度判断,否则不进行后续判断。

疲劳程度判断时,可根据人眼眨动频率和肢体动作判断人体疲劳程度。具体的,眨眼频率越高疲劳程度越高,某些表征疲劳的肢体动作越多,疲劳程度越多。表征疲劳的肢体动作不限于以下几种:头部动作迟缓、面部表情单一、托头动作、揉眼动作等。

光电子芯片2会通过程序控制其扫描方式和识别物象,识别点为人体上身轮廓和人眼眨动以及肢体动作。通过识别人体轮廓确定为人物,提供基本的判断,增强判断的准确性。当人在感受到疲劳时,人眼眨动频率加快、动作迟缓会伴有延迟,同时人会不自觉地进行托头动作或揉眼动作,最主要的是人眼眨动频率。

显示面板还包括时序控制器3(timingcontroller,简称tcon)和系统处理器4,显示屏1还与时序控制器3和系统处理器4连接,处理模块设置于时序控制器3内,判断模块设置于系统处理器4内。光电子芯片2的扫描时序与像素区内像素结构7的显示时序相同。由于光电子芯片2具有使用光信号的功能,则从人眼反射的光线会被光电子芯片2扫描到,通过快速的频率扫描将光线捕获,光电子芯片2可将光信号转化为电信号,同时光电子芯片2自身发出的光线,利用时序控制器3的时序同步,整合为显示屏1的像素发光,从而不影响此处像素的正常显示,嵌入光电子芯片2的显示屏1区域不会有坏点。

图4为光电子芯片2从接收光线到转化为电信号并最终反馈的信号传输过程的示意图。时序控制器3专门预留接收和传送端口,一端对应光电子芯片2,另一端对应系统处理器4,构成传送接收回路。图4中,时序控制器3设有第一接收端口rx1和第一传送端口tx1,第一接收端口rx1用于接收光电子芯片2的电信号(显示屏侧通过tx0),第一传送端口tx1用于向显示屏1传送判断模块的反馈命令(显示屏侧通过rx0);时序控制器3还设有第二接收端口rx2和第二传送端口tx2,第二接收端口rx2用于接收判断模块的反馈信号(系统处理器侧通过tx3),第二传送端口tx2用于向显示屏1传送判断模块的反馈命令(系统处理器侧通过rx3)。tcon接收到光电子芯片2的电信号之后会进行一个信号简单预处理并发送到系统处理器4,系统处理器4可根据接收的预处理信号进行多样化功能定制需求,并且给出结果的反馈命令,反馈命令包括采用显示屏1进行显示、提示或者警告,以及关闭显示屏1的任一种。此命令经过系统处理器4处理之后传送到显示屏1显示处理的内容,全部可定制。

系统处理器4会需要在编写调试的程序中加入对光电子芯片2转化来的电信号预处理功能,预处理的结果是使得系统处理器4匹配性良好,便于各种系统接收且可识别处理,从而在系统处理器4可定制私人化功能体验,同时亦可便于搭配系统的输入输出显示信号对光电子芯片2进行调试,从而不影响显示屏1的显示正常。

在未搭配系统的情况下,即显示屏1前端无相关的设置信号给到光电子芯片2时,整个显示屏1系统通过程序调整可控信号传送,加入后端系统的匹配可更好定制私人化的服务。例如,人在离开座位时忘记关闭显示器时会被检测到人物离开,自动关闭显示器,光电子芯片2同时可识别人眼虹膜,人眼虹膜具有唯一性,即使其他人处于显示器前也不会被轻易打开,达到隐私保护目的。

该显示面板的工作原理为,通过光电子芯片2根据交叉扫描检测的方法,循环对显示屏1前的空间监测,采集此空间区域的光信号并进行处理,处理后的信号为电信号会传输到后端系统,后端系统会根据电信号进行简单处理并反馈,提供给系统处理器4。

本实施例的显示面板,通过设置光电子芯片实现人眼状态识别,解决显示领域智能化监测功能的技术,具有以下优点:

1.将光电子芯片处理光信号的性能与显示屏的像素显示结合起来,实现显示屏直接采集人眼影像信息,为后端提供智能处理的硬件基础,从而实现用户人眼视觉特征(humanvisualcharacteristic)的监控,实现人眼疲劳症状的自动监测;

2.充分考虑到显示屏作为显示面板的显示主体,嵌入的光电子芯片同步显示屏显示变化,保证正常的显示。

实施例2:

本实施例提供一种显示装置,其包括实施例1中的显示面板。

该显示装置可以为:液晶面板、电子纸、oled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、车载显示器、医疗设备显示器等。

该显示装置,通过在前端显示屏加入信息采集模块采集数据信息,同时搭配信息的处理方法,传送给后端系统处理并做出相应的人眼状态判断。采集模块优选的光电子芯片可实现光信号同外界的交流,根据接收到反射的光信号加入匹配的扫描方法和处理技术则可实现人眼识别功能,在正常显示的基础上,实现对人体健康,特别是人眼状态的监测。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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