显示设备

技术领域

本申请实施例涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示设备。

背景技术

随着显示技术的不断发展，人们对于显示设备的显示质量有了越来越高的要求。例如，人们希望显示设备能够跟随环境情况，准确调节显示屏的显示状态，从而在各种场景下都能够清晰地观看显示设备。但是，现有技术中的各光感模组的设置方式不够合理，无法准确地对环境情况进行检测，导致对显示屏的显示状态的调节准确性不足。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确对环境情况进行检测，从而调节显示状态的显示设备。

本申请提供了一种显示设备，包括：

色温传感模组；

框体；

显示屏，所述显示屏设有透光区，所述透光区用于供环境光入射至所述色温传感模组，所述显示屏装配于所述框体，且与所述框体之间形成有间隙；以及

接近光模组，对应所述间隙设置。

上述显示设备，通过将色温传感模组与接近光模组分开，可以将接近光模组对应在显示屏与框体之间的间隙处放置，从而减小透光区的开孔尺寸，进而抑制开孔对于软屏结构的凹陷问题。而且，通过将接近光模组远离显示屏的显示区，既提高了接近光模组的信号量与灵敏度，又解决了接近光模组的光源影响显示屏的闪点问题，以使接近光模组能够准确检测显示设备是否靠近人体，并在恰当的情况下对显示屏进行息屏。与此同时，通过将色温传感模组放置在显示屏的透光区下，可以较大程度地缩小透光区的开孔尺寸，从而减小显示屏漏光对色温传感模组的感测结果的影响，以使色温传感模组能够准确检测环境光的亮度和色温，进而调节显示屏的显示色温。因此，本申请实施例的显示设备能够准确对环境情况进行检测，从而调节显示屏的显示状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的显示设备的结构示意图；

图2为图1所示的显示设备的剖视结构示意图；

图3为一实施例的PWM调光模式的显示示意图；

图4为一实施例的黑帧与透光区的示意图；

图5为一实施例的色温传感模组的结构示意图；

图6为一实施例的环境光沿一方向入射色温传感模组的第一示意图；

图7为图6实施例的环境光沿一方向入射色温传感模组的第二示意图；

图8为图6实施例的环境光沿一方向入射色温传感模组的第三示意图；

图9为一实施例的环境光沿另一方向入射色温传感模组的示意图；

图10为一实施例的色温传感模组的控制流程图；

图11为一实施例的高亮区间和低亮区间的PWM信号的示意图。

元件标号说明：

色温传感模组：100；色温传感单元：110；框体：200；显示屏：300；透光区：310；接近光模组：400；光源：410；接近光传感器：420；盖板玻璃：500。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一方向称为第二方向，且类似地，可将第二方向称为第一方向。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是至少一个，例如一个、两个等，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例提供一种显示设备，图1为一实施例的显示设备的结构示意图，图2为图1所示的显示设备的剖视结构示意图，剖视方向为图1的点划线方向，结合参考图1和图2，显示设备包括色温传感模组100、框体200、显示屏300和接近光模组400，框体200上可以搭设有盖板玻璃500，从而保护显示屏300以及位于显示屏300下方的色温传感模组100、接近光模组400等。

其中，色温传感模组100可以包括色温传感器及连接于色温传感器的信号处理电路(图未示)。色温传感器通常包括多个色温通道，例如可以包括RGBClear等色温通道，上述色温通道能够分别对环境光中的红光绿光蓝光可见光产生光电反应，并输出对应的响应值。信号处理电路将响应值由模拟信号转化为数字信号，并将转换生成的信号传输至控制器，以使控制器获取环境光中各颜色的照度值，从而获取环境光的色温。目前，可以利用色温传感模组100的感测结果调节显示屏300的色温与自动背光。具体地，当环境光的色温偏低时，可以调节显示屏300的显示颜色偏暖，使显示屏300不至于刺眼，保护眼睛；当环境光的色温偏高时，可以调节显示屏300的显示颜色偏冷，从而获得艳丽的显示效果。当环境光的光感值偏高时，可以调高显示屏300的背光等级，使显示屏300内容显示更清晰；当环境光的光感值偏低时，可以调低显示屏300的背光等级，使显示屏300在暗环境下不刺眼。

接近光模组400包括光源410和接近光传感器420，光源410用于发射探测光，接近光传感器420用于接收探测光经障碍物反射回的反射光。根据探测光的光强与反射光的光强之间的数值关系，控制器即可确定探测范围内是否存在人体等障碍物。其中，光源410可以为红外光源。例如，在用户通过显示设备接打电话时，红外光源可以发射红外能量，并通过接近光传感器420获取人脸反射的能量大小，以判断用户是否将显示设备靠近人脸，从而实现自动亮灭屏。

在相关技术中，通常采用二合一结构的色温传感器和接近光传感器，并经过同一透光区接收光信号。但是由于二合一结构的体积较大，需要设置较大的透光区，从而导致对于软屏结构来说会有显示屏凹陷的风险。而且，过大的透光区也会导致显示屏漏光(显示屏本身的发光)，产生更多的噪声照射到色温传感模组上，从而导致计算得到的光感与色温信息不准确。

因此，本申请实施例采用一种新型的屏下色温的方案，显示屏300设有透光区310，透光区310用于供环境光入射至色温传感模组100。其中，透光区310的形状可以但不限于是矩形。显示屏300装配于框体200，且与框体200之间形成有间隙，接近光模组400对应显示屏300与框体200之间的间隙设置。具体地，框体200包括边框和底板，接近光模组400对应显示屏300与边框之间的间隙设置。相较于把二合一结构都设置在屏下的方案，本实施例可以较大程度的减小透光区310的面积，从而抑制显示屏300漏光的影响。而相较于把二合一结构都设置在屏下的方案，本实施例对间隙的宽度要求较低，因此可以有效减小显示屏300与框体200之间的黑边，从而更加适用于全面屏的使用场景。可选地，可以仅将色温传感模组100的色温传感器设置于透光区310，并将色温传感模组100的信号处理电路设置于透光区310外，从而缩小透光区310的面积。

在本实施例中，通过将色温传感模组100与接近光模组400分开，可以将接近光模组400对应显示屏300与框体200之间的间隙处设置，从而减小透光区310的开孔尺寸，进而抑制透光区310开孔对于软屏结构的凹陷问题。而且，通过将接近光模组400远离显示屏300的显示区，既提高了接近光模组400的信号量与灵敏度，又解决了接近光模组400的光源410影响显示屏300的闪点问题，以使接近光模组400能够准确检测显示设备是否靠近人体，并在恰当的情况下对显示屏300进行息屏。与此同时，通过将色温传感模组100放置在显示屏300的透光区310下，可以较大程度地缩小透光区310的开孔尺寸，从而减小显示屏300漏光对色温传感模组100的感测结果的影响，以使色温传感模组100能够准确检测环境光的亮度和色温，进而调节显示屏300的显示色温。因此，本实施例的显示设备能够准确对环境情况进行检测，从而调节显示屏300的显示状态。

在其中一个实施例中，显示屏以PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调节屏幕亮度，色温传感模组用于在透光区的各像素显示黑帧时采集环境光。具体地，PWM调光模式是指依据显示屏300的亮灭交替来改变显示屏300的亮度的方式。换句话说，在PWM调光模式下，显示屏300点亮时并不是持续发光的，而是不停地在点亮和熄灭显示屏300之间切换，从而使人眼认为显示屏300的实际亮度是需要的显示亮度。具体地，灭屏状态持续时间越长，显示屏300给人眼的观感就是亮度越低。灭屏时间持续时间越短，显示屏300给人眼的观感就是亮度越高。

图3为一实施例的PWM调光模式的显示示意图，当以极快的快门速度拍摄PWM调光模式下的显示屏时，可以获取如图3所示的显示示意图。即，显示屏中的部分像素处于点亮的状态，而剩余的像素处于熄灭的状态。其中，像素的点亮和熄灭受PWM信号控制，而每个像素在同一时刻接收到的PWM信号不完全相同，从而呈现出图3所示的条纹状，且黑色条纹的位置依时间发生移动。具体地，黑色条纹区域的像素可以理解为当前接收到低电平状态的PWM信号，像素不发光，即显示为黑帧。剩余区域的像素可以理解为当前接收到高电平状态的PWM信号，像素发光，且发光亮度与需要显示的画面相对应。需要说明的是，图3所示的条纹数量仅用于示例性说明，而不用于限定本申请的保护范围。本实施例在色温传感模组的积分时间内，保持显示屏的透光区的各像素一直显示为黑帧，以使色温传感模组采集到的光感数据几乎不会受到显示屏漏光影响，从而提高色温感测结果的准确性。

在其中一个实施例中，透光区310在第一方向上的第一尺寸与显示屏300的显示刷新率正相关，且与显示屏300在第一方向上的第二尺寸正相关。其中，第一方向为显示屏300的刷新方向。具体地，以显示屏300的扫描线沿行方向延伸，数据线沿列方向延伸为例，显示屏300的刷新方向即是指列方向。为了便于说明，后文将行方向称为X向，将列方向称为Y向。因此，可以根据显示屏的显示刷新率和显示屏在第一方向上的第二尺寸确定显示屏的各个区域何时显示黑帧，从而相应设置透光区。具体地，显示屏的显示刷新率越高，刷新速度越快，相应需要设置第一尺寸更大的透光区，以确保在黑帧时间内有足够的环境光入射至色温传感模组。而且，由于黑帧的宽度与显示屏的第二尺寸正相关，因此第二尺寸越大，可以设置第一尺寸越大的透光区。可以理解的是，目前存在一些显示屏为刷新率可变的显示屏，对于上述显示屏，为了确保色温传感模组始终能够采集到足够的光感数据，需要以显示屏的最高刷新率设置透光区。例如，若显示屏的最高刷新率为120Hz，但在一些情况下可以以60Hz或15Hz进行显示，仍要以120Hz作为显示刷新率计算透光区的第一尺寸。在本实施例中，基于显示屏固有的第二尺寸和最高显示刷新率，可以准确调节透光区的第一尺寸，从而在确保色温传感模组能够采集到足够的光感数据的前提下，尽量减小透光区的尺寸，抑制显示屏凹陷的问题。

在其中一个实施例中，第一尺寸满足以下公式：

第一预设时长

其中，L1为第一尺寸，L2为第二尺寸，f为显示屏的显示刷新率，第一预设时长根据显示屏的黑帧宽度、色温传感模组的灵敏度确定。具体地，图4为一实施例的黑帧与透光区的示意图，参考图4，L2*f可以理解为黑帧沿Y向行进的速度，由于L1为透光区的第一尺寸，因此，

在其中一个实施例中，第一预设时长可以为：黑帧宽度-色温传感模组的积分时间-时间裕度。如前述说明，若显示屏的显示刷新率可调，则此处的黑帧宽度需要依据显示屏的最小黑帧宽度计算。进一步地，显示屏的黑帧宽度与显示屏的PWM刷新率相关联，具体地，黑帧宽度根据显示屏的PWM刷新率和黑帧占空比共同确定。以显示屏的PWM刷新率为1920Hz，黑帧占空比为32.6％为例，对应的黑帧宽度为167μs。因此，结合色温传感模组的积分时间和时间裕度均为50μs，就可以确定第一预设时长为167-50-50＝67μs。相应地，以显示设备的第二尺寸为160mm，最高显示刷新率为120Hz为例，需要设置第一尺寸不大于1.29mm。考虑到公差约±0.2mm，例如可以将设置为第一尺寸设计为1mm。在本实施例中，综合考虑显示屏的最小黑帧宽度和色温传感模组的灵敏度，可以较为准确地确定第一预设时长，从而确定透光区的第一尺寸的上限，进而更加准确地设置透光区。在实际设置时，可以将透光区的第一尺寸设计为大于色温传感模组在第一方向上的尺寸，从而在一方面可以确保透过透光区的光都可以入射至色温传感模组，在另一方面也可以减少装配公差对光感结果的影响。

在其中一个实施例中，第一尺寸为0.4mm至1mm。假设将第一尺寸L1设计为0.4mm至1mm，公差±0.2mm，则黑帧走过透光区的第一尺寸0.4mm的时长为

图5为一实施例的色温传感模组100的结构示意图，参考图5，在其中一个实施例中，色温传感模组100包括两个色温传感单元110。各色温传感单元110分别包括沿第二方向排列的多个色温通道，在图5所示的实施例中，一个色温传感单元110包括四个色温通道，分别为RGBClear，两个色温传感单元110呈轴对称设置，且对称轴沿第一方向延伸。其中，第一方向为显示屏300的刷新方向，第二方向垂直于第一方向。在一些示例中，一个色温传感单元110可以包括相同颜色的多个色温通道，本实施例不做限定。

图6为一实施例的环境光沿一方向入射色温传感模组的第一示意图，图6的观测方向垂直于显示屏的显示面。可以理解的是，在一示例中，结合参考图6和图7，如果环境光光源从如图6和图7所示的方向入射，那么对于各个色温通道的影响是一致的。具体地，入射光可以直射色温传感模组100，也可以带角度入射色温传感模组100。图7为图6实施例的环境光沿一方向入射色温传感模组的第二示意图，图7的观测方向平行于显示屏的显示面，参考图7，直射是指入射光的入射方向平行于目标平面，目标平面是指第一方向与显示屏的厚度方向所在的平面，且垂直于色温传感模组100的收光面。图8为图6实施例的环境光沿一方向入射色温传感模组的第三示意图，图8的观测方向也平行于显示屏的显示面，在另一示例中，结合参考图6和图8，带角度入射是指入射光的入射方向平行于目标平面，且与色温传感模组100的收光面之间具有一非零夹角，上述非零夹角可以为θ。如果入射光直射时的光强A，则带角度入射时的光强都是A*cosθ。如果环境光光源是从如图9所示的方向入射，即入射光与目标平面存在一非零夹角。假设环境光从左边入射，以蓝色通道为例，则左边色温传感单元110的蓝色通道距离环境光光源近，接收到的光强较大，右边色温传感单元110的蓝色通道距离环境光光源远，接收到的光强较小，根据两个蓝色通道的光感数据可以进行补偿，从而抑制环境光的入射角度对感测结果的影响，进而提高色温传感模组100的准确性。

在其中一个实施例中，色温传感模组100还包括模数转换器，模数转换器分别与各色温传感单元110中相同颜色的色温通道连接，用于对相同颜色的多个色温通道的响应值进行累加和模数转换。其中，模数转换器的数量为多个，各模数转换器分别连接至不同颜色的色温通道。也即，若色温传感模组100用于感测四种颜色的色温，每个颜色分别对应设置有两个色温通道，则可以对应设置四个模数转换器，两个红色色温通道连接至第一模数转换器，两个绿色色温通道连接至第二模数转换器，两个蓝色色温通道连接至第四模数转换器，两个Clear色温通道连接至第四模数转换器。在本实施中，通过电路的连接关系实现对响应值的累加，实现方式简单，且能够实现需要的补偿效果，有效提升色温传感模组100对于各种入射角度的环境光光源的感测准确性。

在其中一个实施例中，显示设备还包括扩散膜，扩散膜设于色温传感模组100的通光路径上。具体地，扩散膜可以覆盖于显示屏300的透光区310，也可以覆盖于色温传感模组100的表面。当环境光透过以PET作为基材等的扩散膜时，会在折射率相异的介质中穿过，使得光发生许多折射、反射与散射的现象，从而修正光线成均匀面光源以达到光学扩散的效果。可以理解的是，在相关技术中，由于色温传感模组100与接近光模组400采用集成设置，扩散膜会严重影响红外接近的信号量，从而导致相关技术中无法采用扩散膜实现匀光的效果。但是，在本实施例中，基于分离设置的色温传感模组100和接近光模组400，可以仅在色温传感模组100的通光路径上，并避开接近光模组400，从而在不影响接近光模组400的信号量的前提下，进一步抑制各色温通道的感测结果随角度变化的比例偏移不一致的问题。

在其中一个实施例中，色温传感模组100被配置有外部时钟接口，外部时钟接口用于传输同步时钟信号。其中，色温传感模组100用于根据同步时钟信号确定采集环境光的时段，显示屏300用于根据同步时钟信号对显示的图像进行刷新。可以理解的是，本申请在透光区310显示黑帧时进行色温感测的方案，依赖于稳定且准确的时钟信号。若色温传感模组100的时钟与显示屏300的时钟不统一，则有可能发生透光区310已经在显示非黑帧，而色温传感模组100仍在采集数据的情况，从而导致色温传感模组100收到显示屏300漏光的影响。因此，需要色温传感模组100的工作与显示屏300的刷新相同步，从而提高色温感测的准确性。色温传感模组100的内部时钟通常为RC时钟，一般只能保证误差在±3％以内，而外部时钟通常为晶振，误差能够控制在100ppm以内。在本实施例中，色温传感模组100直接将外部时钟信号作为时钟信号源，即，色温传感模组100使用与显示屏300同一个时钟，从而能够实现时钟的对齐和同步。

在其中一个实施例中，色温传感模组100包括内部时钟，色温传感模组100被配置有外部时钟接口，外部时钟接口用于传输同步时钟信号。其中，色温传感模组100用于根据同步时钟信号对内部时钟进行校准，并根据内部时钟输出的内部时钟信号确定采集环境光的时段，显示屏300用于根据同步时钟信号对显示的图像进行刷新。可以理解的是，如果色温传感模组100直接将外部时钟信号作为时钟信号源，则需要不断接收来自外部时钟接口的信号，若外部时钟接口发生短暂断连等情况，可能导致色温传感模组100无法及时采集数据。因此，本实施例可以在调用内部RC时钟的同时，使用外部时钟信号对内部RC时钟进行校准，从而减小由于时钟漂移带来的误差。

在其中一个实施例中，显示设备还包括控制器。控制器与色温传感模组100连接，以控制色温传感模组100在恰当的时段采集环境光。图10为一实施例的色温传感模组的控制流程图，参考图10，控制器被配置为执行以下步骤：步骤1002，基于确定显示屏300当前的PWM刷新率小于或等于预设刷新率阈值，获取显示屏300当前的显示亮度。步骤1004，基于确定显示亮度大于第一亮度阈值，根据显示亮度确定第一积分时段，并控制色温传感模组100在具有第二预设时长的第一积分时段内进行感测，以获取环境光的色温。其中，位于透光区的各像素在第一积分时段内的亮度小于或等于第二亮度阈值，第二亮度阈值小于第一亮度阈值。具体地，图11为一实施例的高亮区间和低亮区间的PWM信号的示意图，参考图11，显示屏的显示亮度处于高亮区间时的黑帧占空比与处于高亮区间时的黑帧占空比不同，目前常见的显示屏在高亮区间的黑帧占空比通常为18.7％，也即，在第一方向上黑帧宽度占显示屏总宽度的比例为18.7％。其中，高亮区间可以根据显示屏的具体设计确定，例如确定显示亮度大于135nit的区间为高亮区间，并确定显示亮度不大于135nit的区间为低亮区间。可以理解的是，第一亮度阈值也可以为165nit、200nit等，本实施例不做限定。其中，第一亮度阈值即是指用于区分是否为高亮区间的亮度，例如为前述的135nit。第二亮度阈值可以为0nit。

表1为多个PWM刷新率对应的黑帧宽度表，参考表1，对于第一尺寸为0.4mm的透光区，对于PWM刷新率为1440Hz的显示屏，可以在全亮度区间下都使用前述的黑帧算法计算光感与色温值。具体地，当显示亮度大于第一亮度阈值时，例如大于135nit，对于第一尺寸为0.4mm的透光区，黑帧走过透光区的时长约为31μs，则留存给色温传感模组和时间裕度的时间之和仅为98μs，因此仅能设置较小的积分时间和时间裕度，例如设置第二预设时长为50μs。

表1多个PWM刷新率对应的黑帧宽度表

进一步地，对于PWM刷新率为1920Hz的显示屏，可以在低亮度区间使用黑帧算法，并在高亮度区间采用双积分算法或截图算法计算光感与色温值。具体地，继续参考表1，对于PWM刷新率为1920Hz的显示屏，当显示亮度过高时，对应的黑帧宽度仅为96.6μs，若色温传感模组能够支持的最小积分时间为50μs，相应需要设置的时间裕度也为50μs，则二者之和已经大于黑帧宽度96.6μs，必然无法进行数据采集。因此，需要采用其他算法计算光感与色温值，从而避免光感数据错误。因此，相较于相关技术中的透光区设置方式，本实施例能够一定程度上适配于高PWM刷新率的显示屏，并根据显示屏的PWM刷新率对透光区的尺寸以及采集数据的方式进行调节，从而大大扩展了使用场景。

在其中一个实施例中，控制器还被配置为基于确定显示亮度小于或等于第一亮度阈值，控制色温传感模组在具有第三预设时长的第二积分时段内进行感测。其中，位于透光区的各像素在第二积分时段内的亮度小于或等于第二亮度阈值，第三预设时长长于第二预设时长。具体地，当显示亮度小于或等于第一亮度阈值时，例如小于135nit，对于第一尺寸为0.4mm的透光区，黑帧走过透光区的时长约为31μs，则参考表1可知，留存给色温传感模组和时间裕度的时间之和为224-31＝193μs，相应能设置较大的积分时间和时间裕度，例如设置第二预设时长为100μs。因此，本实施例的技术方案对于低PWM刷新率的显示屏，显示屏的透光区的第一尺寸足以保证黑帧宽度有足够的裕度，可以为色温传感模组选择比目前方案更长的积分时间，从而提升色温传感模组的灵敏度与信噪比，从而得到更准确的光感值与色温值。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。因此，本申请实施例专利的保护范围应以所附权利要求为准。