CN106847092B - 一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法，将图像传感器配置在背离显示单元显示面一侧，利用设置在显示单元之间的成像部件的成像原理，将放置于显示面板的显示面前方的目标的像，经过放置在成像部件与图像传感器之间的微透镜的聚焦后投射到图像传感器。成像部件分为至少两类，不同类的成像部件被配置为在相同分辨率下的最大物距不同，其对应的图像传感器分别承担具有不同物距的目标成像。在进行图像获取时，对同一类成像部件对应的各图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；对不同类成像部件得到的子图像进行融合，合成具有景深的完整成像，实现对于不同物距的目标进行清晰的获取图像功能。

Description

一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法。

背景技术

目前，在诸如手机等显示设备中配置的具有获取图像功能的前置摄像头一般位于显示屏的非显示区域，前置摄像头会在显示屏的周边区域占用空间，不利于窄边框设计。

并且，当用户利用前置摄像功能进行自拍动作时，正确的自拍姿势应该是用户看向显示屏上方的前置摄像头，才能使拍出照片中的目光朝前。但出于习惯使然，以及看向显示屏时调整自己的拍照姿势，用户往往习惯性的将目光朝向显示屏，使得拍出来的照片出现眼光低垂的问题。

因此，如何将获取图像功能内置于显示屏内部，增强获取图像功能的用户体验且节省显示屏的边框占用空间，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法，用以在显示面板的显示区域实现图像获取功能。

因此，本发明实施例提供了一种显示面板，包括：设置于显示区域的多个显示单元和图像获取单元；其中，所述图像获取单元包括：设置于背离各所述显示单元显示面一侧的多个图像传感器，设置于所述显示单元之间的多个成像部件，以及设置于各所述成像部件与各所述图像传感器之间的多个微透镜；其中，

各所述成像部件用于将放置于所述显示面板的显示面前方的目标经所述微透镜的聚焦后成像于对应的所述图像传感器；其中，各所述成像部件分为至少两类，不同类的所述成像部件被配置为在相同分辨率下的最大物距不同。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述成像部件为小孔或凸透镜。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述小孔的孔径越大，所述小孔对应的在预设分辨率下的最大物距越小；所述凸透镜的焦距越大，所述凸透镜对应的在预设分辨率下的最大物距越大。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述小孔的孔径在700nm至10μm之间；所述凸透镜的焦距在1μm至20μm之间。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示面板分为呈阵列排布的多个区域，每个所述区域内具有同一类所述成像部件；

所述成像部件为小孔时，同一所述区域内具有的各所述小孔的孔径相同，相邻的两个所述区域内的具有所述小孔的孔径不同；

所述成像部件为凸透镜时，同一所述区域内具有的各所述凸透镜的焦距相同，相邻的两个所述区域内的具有所述凸透镜的焦距不同。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各所述区域内的所述成像部件的分布密度一致。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示单元包括：发光单元，以及与所述发光单元连接的像素控制电路；

各所述成像部件设置于所述像素控制电路中的至少任一遮光膜层。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示单元包括：滤光片；

各所述成像部件设置于相邻两个所述滤光片之间的黑矩阵。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述成像部件对应于多个所述图像传感器。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述微透镜与所述图像传感器一一对应。

另一方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板。

另一方面，本发明实施例还提供了上述显示装置的获取图像的方法，包括：

各成像部件将放置于显示面板的显示面前方的目标的成像，经过微透镜的聚焦后透射至对应的图像传感器中；

对同一类所述成像部件对应的各所述图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；

对不同类所述成像部件得到的所述子图像进行融合，合成具有景深的完整成像。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法，将图像传感器配置在背离显示单元显示面一侧，利用设置在显示单元之间的成像部件的成像原理，将放置于显示面板的显示面前方的目标的像，经过放置在成像部件与图像传感器之间的微透镜的聚焦后投射到图像传感器。成像部件分为至少两类，不同类的成像部件被配置为在相同分辨率下的最大物距不同，其对应的图像传感器分别承担具有不同物距的目标成像。在进行获取图像时，对同一类成像部件对应的各图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；对不同类成像部件得到的子图像进行融合，合成具有景深的完整成像，实现对于不同物距的目标进行清晰的获取图像功能。

附图说明

图1a至图1d分别为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显示面板中成像部件为小孔时的小孔成像原理图之一；

图3为本发明实施例提供的显示面板中成像部件为小孔时的小孔成像原理图之二；

图4为本发明实施例提供的显示面板分区域的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的显示面板中成像部件合并成像的示意图；

图6为本发明实施例提供的显示面板的获取图像的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的显示面板、显示装置及其获取图像的方法的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各膜层的厚度和区域形状的大小不反映显示面板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

因此，本发明实施例提供了一种显示面板，如图1a至1d所示，包括：设置于显示区域的多个显示单元100和图像获取单元200；其中，图像获取单元200包括：设置于背离各显示单元100显示面一侧的多个图像传感器210，设置于显示单元100之间的多个成像部件220，以及设置于各成像部件220与各图像传感器210之间的多个微透镜230；其中，

各成像部件220用于将放置于显示面板的显示面前方的目标A1、A2、A3经微透镜230的聚焦后成像于对应的图像传感器210；其中，各成像部件220分为至少两类，不同类的成像部件220被配置为在相同分辨率下的最大物距不同。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，将构成图像获取单元200的图像传感器210、成像部件220和微透镜230内置于显示面板的显示区域。一方面可以消除前置摄像头在显示屏周边区域所占用的空间，另一方面使用户在拍照时按照习惯将目光朝向显示区域即可获得效果较好的图像，可以提高用户体验。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中是利用设置在显示单元100之间的成像部件220的成像原理，将放置于显示面板的显示面前方的目标的像，经过放置在成像部件220与图像传感器210之间的微透镜230的聚焦后投射到图像传感器210。通过微透镜230的聚焦功能，代替目前摄像头装置中由多个透镜相互配合构成的光路相对复杂的光学透镜组，有利于图像获取单元200集成于显示区域内部，避免过度增加显示面板的厚度。

进一步地，在本发明实施例提供的上述显示面板中的显示单元100一般为主动发光的显示单元，如图1a和图1c所示，可以包括：发光单元110，以及与发光单元110连接的像素控制电路120。为避免增加制作工艺步骤，各成像部件220可以设置于像素控制电路120中的至少任一遮光膜层，例如可以如图1a和图1c所示，设置于数据线金属膜层中，也可以设置于栅线金属膜层中；并且，可以在原有的遮光膜层的图形内设置成像部件220，例如增宽数据线的线宽后在数据线内部进行开孔形成成像部件220，也可以在原有的遮光膜层的图像之外的空白区域设置成像部件220，在此不做限定。并且，成像部件220不应与发光单元110重叠。

此外，在本发明实施例提供的上述显示面板中的显示单元100在采用发白光的发光单元110时，除了包括如图1a和图1c所示的发光单元110以及与发光单元110连接的像素控制电路120之外，如图1b和图1d所示，还需要包括：滤光片130。此时，为避免增加制作工艺步骤，各成像部件220也可以设置于相邻两个滤光片130之间的黑矩阵131中，例如在黑矩阵131内部进行开孔形成成像部件220。值得注意的是，图1b和图1d只是示意性的说明各显示单元100包含的部件，并不代表部件的真实比例。

并且，具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中的显示单元可以为顶发射型，也可以为底发射型，在此不做限定。当显示单元为顶发射型，为避免显示单元100的显示光影响图像获取，如图1a和图1b所示，图像传感器210和微透镜230设置于像素控制电路120远离发光单元110的一侧。当显示单元为底发射型，为避免显示单元100的显示光影响图像获取，如图1c和图1d所示，图像传感器210和微透镜230设置于发光单元110远离像素控制电路120的一侧。

较佳地，在本发明实施例提供的上述显示面板中的微透镜230与图像传感器210之间可以是一一对应关系，即一个图像传感器210的接收面上方设置一个微透镜230，可以使微透镜聚焦后的光直接投射至对应的图像传感器210中。当然，在具体实施时，也可以设置成多个微透镜230对应一个图像传感器210等对应关系，在此不做限定。

并且，在本发明实施例提供的上述显示面板中为了实现微透镜230的聚焦作用，一般采用球冠型凸透镜制作微透镜230，即在多个图像传感器210的接收面表面制作该球冠型凸透镜。之后，为了保证微透镜230上表面的平整性，以便后续制作其他显示膜层构成显示单元100和成像部件220，一般需要在微透镜230表面形成一透明平坦层，该透明平坦层可以是透明封装膜，也可以其他膜层，在此不做限定。

在具体实施时，为避免相邻成像部件220的成像透射至同一个图像传感器210中，造成成像的交叠，对后方图像信号处理带来影响的问题，在本发明实施例提供的上述显示面板中，一般将成像部件220设置为对应于多个图像传感器210，即多个图像传感器210同时接收一个成像部件220投射的成像。根据成像部件220和对应的多个图像传感器210之间的相对尺寸，对应于一个成像部件220的多个图像传感器210可以同时接收到相同的成像；也可以分别接收部分成像，之后经过各图像传感器210的图像拼接处理合成一完整成像，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，成像部件220具体可以采用如图1a和图1b所示的小孔，或者采用如图1c和图1d所示的凸透镜实现。

具体地，在采用小孔作为成像部件220时，根据小孔成像原理，物体在小孔另一侧的成像接收屏上会成一个倒立缩小的实像。并且，小孔的孔径不能太小，需要至少高于光波长的几个量级，以保证不会有衍射的发生。因此，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，小孔的孔径一般控制在700nm至10μm之间。

在此基础上增大小孔的孔径可以调整成像的分辨率，如图2所示，如果需要分辨物距Lw处物体的相距Lr的两个点，则小孔的孔径x可以根据公式：x/Lr＝Lp/(Lp+Lw)得出，其中Lp为像距。如果物体的物距在Lw之外，则不能分辨相距Lr的两个点，如果物体的物距在Lw之内，则可以分辨相距小于Lr的两个点。也就是小孔的孔径为x时，可以保证物距Lw之内的物体上可以被分辨相距≤Lr的两个点。增大小孔的孔径x，则可以保证更远物体的相距Lr的分辨率。这就是通过调整小孔的孔径来调整显示屏可以获取到不同物距的物体清晰图像的依据。

同样，在采用凸透镜作为成像部件220时，根据凸透镜的成像原理，通过以下公式1/u+1/v＝1/f，其中u、v、f分别为物距、像距和焦距，可知应用于本发明实施例提供的显示面板中由于凸透镜的像距v是一定的，需要对不同物距u在同样的像距v下成像，因此，调整凸透镜的焦距f可以对应不同物距u下的目标成像。即具体地，凸透镜的焦距f越大，凸透镜对应的在预设分辨率下的最大物距u越大。在具体实施时，根据实际设计参数可以确定出凸透镜的焦距在1μm至20μm之间为佳。

进一步地，在具体实施时，为了保证承担像距较小目标成像的成像部件220具有较大的视野，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，需要小孔的孔径越大，小孔对应的在预设分辨率下的最大物距越小。具体地出于以下原因考虑：如图3所示，一个固定较小孔径的小孔虽然可以保证物距Lw范围内的所有物体相距Lr的分辨率，但是当物体AB从可以全部被小孔捕获成像的物距Lw处移动至物距Lw’时，只有一部分EF能够被小孔捕获，即物体的其余部分在小孔的视野之外。虽然可以通过配置多个小孔去扩大视野，但是会导致为捕获物距较近的物体而设计分布密度较大的小孔区域，从而导致小孔的分布密度不均匀，其与显示单元100的非发光区域分布不一致的情况，从而影响发光区域的设计。基于此，本发明实施例提供的上述显示面板中，通过采用不同孔径的小孔对物距不同的物体进行成像，孔径大的小孔对应的视野较大，可以对物距较近的目标进行成像，以使小孔的分布密度不进行太多限制。

基于此，在本发明实施例提供的上述显示面板中的设置分为至少两类的成像部件220，不同类成像部件220被配置为在相同分辨率下的最大物距不同，其对应的图像传感器210分别承担具有不同物距的目标成像。这样，在进行获取图像时，对同一类成像部件对应的各图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；对不同类成像部件得到的子图像进行融合，合成具有景深的完整成像，实现对于不同物距的目标进行清晰的获取图像功能。

较佳地，为便于不同类成像部件220对应的图像传感器210分别承担具有不同物距的目标成像，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图4所示，可以将显示面板分为呈阵列排布的多个区域，每个区域内具有同一类成像部件220，以使每个区域分别承担不同物距的目标成像，在图4中一个虚线框表示一个区域。

具体地，成像部件220为小孔时，同一区域内具有的各小孔的孔径相同，相邻的两个区域内的具有小孔的孔径不同；成像部件220为凸透镜时，同一区域内具有的各凸透镜的焦距相同，相邻的两个区域内的具有凸透镜的焦距不同。当然，成像部件220既可以同时包括小孔又同时包括凸透镜，只要根据成像部件220的光学特性参数进行设置，也能够达到上述技术效果。在此不做限定。

并且，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各区域内的成像部件220的分布密度一致。具体地，可以在各区域内设置合适数量的同一类成像部件220，如图5所示，每个成像部件220负责目标物的一部分成像，多个成像部件220所成像在像接收屏即图像传感器210上合并，起到扩大视野的作用。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板，该显示装置可以为：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。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述显示装置的获取图像的方法，如图6所示，包括以下步骤：

S601、各成像部件将放置于显示面板的显示面前方的目标的成像，经过微透镜的聚焦后透射至对应的图像传感器中；

S602、对同一类成像部件对应的各所述图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；

S603、对不同类成像部件得到的子图像进行融合，合成具有景深的完整成像。

本发明实施例提供的一种显示面板、显示装置及其获取图像的方法，将图像传感器配置在背离显示单元显示面一侧，利用设置在显示单元之间的成像部件的成像原理，将放置于显示面板的显示面前方的目标的像，经过放置在成像部件与图像传感器之间的微透镜的聚焦后投射到图像传感器。成像部件分为至少两类，不同类的成像部件被配置为在相同分辨率下的最大物距不同，其对应的图像传感器分别承担具有不同物距的目标成像。在进行获取图像时，对同一类成像部件对应的各图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；对不同类成像部件得到的子图像进行融合，合成具有景深的完整成像，实现对于不同物距的目标进行清晰的获取图像功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：设置于显示区域的多个显示单元和图像获取单元；其中，所述图像获取单元包括：设置于背离各所述显示单元显示面一侧的多个图像传感器，设置于所述显示单元之间的多个成像部件，以及设置于各所述成像部件与各所述图像传感器之间的多个微透镜，所述成像部件对应于多个所述图像传感器；其中，

各所述成像部件用于将放置于所述显示面板的显示面前方的目标经所述微透镜的聚焦后成像于对应的所述图像传感器；其中，各所述成像部件分为至少两类，不同类的所述成像部件被配置为在相同分辨率下的最大物距不同；

所述显示单元包括：滤光片，发光单元，以及与所述发光单元连接的像素控制电路；

各所述成像部件设置于所述像素控制电路中的至少任一遮光膜层；或者，所述成像部件设置于相邻两个所述滤光片之间的黑矩阵。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述成像部件为小孔或凸透镜。

3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述小孔的孔径越大，所述小孔在预设分辨率下的最大物距越小；所述凸透镜的焦距越大，所述凸透镜在预设分辨率下的最大物距越大。

4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述小孔的孔径在700nm至10μm之间；所述凸透镜的焦距在1μm至20μm之间。

5.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板分为呈阵列排布的多个区域，每个所述区域内具有同一类所述成像部件；

所述成像部件为小孔时，同一所述区域内具有的各所述小孔的孔径相同，相邻的两个所述区域内的具有所述小孔的孔径不同；

所述成像部件为凸透镜时，同一所述区域内具有的各所述凸透镜的焦距相同，相邻的两个所述区域内的具有所述凸透镜的焦距不同。

6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，各所述区域内的所述成像部件的分布密度一致。

7.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述微透镜与所述图像传感器一一对应。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的显示面板。

9.一种如权利要求8所述的显示装置的获取图像的方法，其特征在于，包括：

各成像部件将放置于显示面板的显示面前方的目标的成像，经过微透镜的聚焦后透射至对应的图像传感器中；

对同一类所述成像部件对应的各所述图像传感器获取到的图像选取最清晰成像后进行拼接合成得到子图像；

对不同类所述成像部件得到的所述子图像进行融合，合成具有景深的完整成像。

Images