基于量子阱二极管的智慧屏装置的制作方法

1.本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于量子阱二极管的智慧屏装置。

背景技术：

2.可见光通信技术作为一种新兴的通信方式，其是通过控制led(light-emitting diode,发光二极管)的亮灭来实现信息的传输，当前最先进的可见光通信的传输速率可达到gb/s。传统的无线电信号传输设备存在很多局限性，例如价格昂贵、但效率不高，比如手机，在全球通过建立数百万个来增强手机传输信号，但是大部分能量却消耗在设备冷却上，能量有效利用效率只有5％。相比之下，可见光通信技术本质上是通过光信号来实现信息的传输，所需的传输设备只需要led，且不占用现有的频带资源，因而也就不会与现有的频段设备之间产生相互干扰。基于可见光通信方式具有良好的通信质量和保密性、且更加的绿环保等优势，可见光通信作为射频通信的备用方案越来越受到高校、研究机构的重视。
3.目前，可见光通信系统常用的是led(发光二极管)-pds(光电二极管)的组合，这种可见光通信装置体积大、且成本高。当前的智慧屏主要用于视频或者图文的播放，随着技术的进步，人们对下一代智慧屏的需求也逐步提升，不再满足于传统的播放设备，而是追求智慧屏的功能多样化。
4.因此，如何扩展智慧屏的功能，以扩大智慧屏的应用领域、满足不同的引用需求，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

5.本发明提供一种基于量子阱二极管的智慧屏装置，用于解决现有的智慧屏功能单一的问题，以实现智慧屏装置的多功能化，扩大智慧屏装置的应用领域。
6.为了解决上述问题，本发明提供了一种基于量子阱二极管的智慧屏装置，包括电源结构、阵列结构、信号接收结构、模式控制结构、存储结构和交互结构；其中：
7.所述阵列结构包括阵列芯片、多路pmos驱动电路和多路nmos驱动电路，所述阵列芯片包括呈阵列排布的多个量子阱二极管，所述多路pmos驱动电路用于控制所述阵列芯片与所述电源结构的导通与断开，所述多路nmos驱动电路用于控制所述阵列芯片与接地端的导通与断开，所述量子阱二极管能够向外界发射第一光学信号，且所述量子阱二极管能够接收来自外界的第二光学信号、并将所述第二光学信号转换为第二电流信号；
8.所述信号接收结构包括跨阻放大器和模数转换器，所述跨阻放大器用于对所述第二电流信号进行放大，所述模数转换器用于对放大后的所述第二电流信号进行量化编码；
9.所述模式控制结构包括模式切换电路和权电阻网络，所述模式切换电路用于控制所述阵列芯片在第一模式与第二模式之间切换，所述第一模式是指所述阵列芯片中的所述量子阱二极管在向外界发射所述第一光学信号的同时、接收来自外界的所述第二光学信号，所述第二模式是指所述阵列芯片中的所述量子阱二极管在熄灭状态下接收来自外界的
所述第二光学信号，所述权电阻网络用于限制加载至所述阵列芯片上的电压；
10.所述存储结构包括存储芯片，所述存储芯片用于分别存储所述阵列芯片中各所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的探测值；
11.所述交互结构包括交互屏，所述交互屏用于与用户交互。
12.可选的，还包括：
13.主控结构，包括单片机、以及与所述单片机电连接的外围电路，所述单片机电连接所述阵列结构、所述信号接收结构、所述模式控制结构、所述存储结构和所述交互结构；
14.所述单片机的型号为atmega328p，所述外围电路包括12mhz晶振电路、复位电路和烧写电路，所述12mhz晶振电路用于产生所述单片机的工作频率，所述复位电路用于对所述单片机进行硬件复位，所述烧写电路用于所述单片机的程序烧录。
15.可选的，所述电源结构包括usb接口，用于与外界移动电源连接，以向所述主控结构、所述阵列结构、所述信号接收结构、所述模式控制结构、所述存储结构和所述交互结构的供电。
16.可选的，所述多路pmos驱动电路包括与所述阵列芯片中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个pmos驱动电路，所述多路nmos驱动电路包括与所述阵列芯片中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个nmos驱动电路，每个所述量子阱二极管的正极电连接一条所述pmos驱动电路、负极电连接一条所述nmos驱动电路。
17.可选的，所述多路pmos驱动电路还包括pmos控制芯片，所述pmos控制芯片电连接所有的所述pmos驱动电路，所述pmos控制芯片的型号为bss84ltig；
18.所述多路nmos驱动电路还包括nmos控制芯片，所述nmos控制芯片电连接所有的所述nmos驱动电路，所述nmos控制芯片的型号为2n7002。
19.可选的，所述跨阻放大器的型号为ad8015；
20.所述模数转换器的型号为adc0832ccn，且所述模数转换器的精度为8位。
21.可选的，所述模式切换电路包括多路复用器，所述多路复用器用于控制所述阵列芯片的点亮与熄灭，所述多路复用器的型号为ts5a23157；
22.所述权电阻网络包括型号为x9c104的芯片。
23.可选的，所述交互屏的型号为jlt24009c-v3，所述交互屏还用于显示所述阵列芯片探测到的所述第二光学信号，并根据用户的触控指令切换所述阵列芯片的工作模式，所述工作模式包括所述第一模式和所述第二模式。
24.可选的，所述模数转换器用于对所述阵列芯片中的所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的强度进行量化编码，获得量化结果；所述主控结构根据所述量化结果控制所述交互屏以灰度级显示各所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的强度，以在所述交互屏形成探测图案。
25.可选的，所述存储芯片包括与所述阵列芯片中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个寄存器，所述寄存器用于存储所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的所述量化结果。
26.本发明提供的基于量子阱二极管的智慧屏装置，利用量子阱二极管具有发光和探测共存的物理特性，通过设置模式控制结构控制所述基于量子阱二极管的智慧屏装置中的阵列芯片能够在点亮探测和熄灭探测这两种模式下工作，使得智慧屏除了具有图像显示功
能，还能够在两种模式下进行光信号的探测，扩展了智慧屏的功能，进而扩大了智慧屏的应用领域。另外，本发明将具有发光和探测功能的阵列芯片集成于智慧屏内部，还有助于缩小具有可见光通信功能的装置的尺寸，从而扩展了可见光通信技术的应用领域。
附图说明
27.附图1是本公开具体实施方式中基于量子阱二极管的智慧屏装置的结构框图；
28.附图2是本公开具体实施方式中阵列芯片的结构示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明提供的基于量子阱二极管的智慧屏装置的具体实施方式做详细说明。
30.本具体实施方式提供了一种基于量子阱二极管的智慧屏装置，附图1是本公开具体实施方式中基于量子阱二极管的智慧屏装置的结构框图。如图1所示，所述基于量子阱二极管的智慧屏装置，包括电源结构21、阵列结构、信号接收结构、模式控制结构、存储结构和交互结构；其中：
31.所述阵列结构包括阵列芯片10、多路pmos驱动电路11和多路nmos驱动电路12，所述阵列芯片10包括呈阵列排布的多个量子阱二极管，所述多路pmos驱动电路11用于控制所述阵列芯片10与所述电源结构21的导通与断开，所述多路nmos驱动电路12用于控制所述阵列芯片10与接地端(即0电平)的导通与断开，所述量子阱二极管能够向外界发射第一光学信号l1，且所述量子阱二极管能够接收来自外界的第二光学信号l2、并将所述第二光学信号l2转换为第二电流信号；
32.所述信号接收结构包括跨阻放大器13和模数转换器14，所述跨阻放大器13用于对所述第二电流信号进行放大，所述模数转换器14用于对放大后的所述第二电流信号进行量化编码；
33.所述模式控制结构包括模式切换电路15和权电阻网络16，所述模式切换电路15用于控制所述阵列芯片10在第一模式与第二模式之间切换，所述第一模式是指所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管在向外界发射所述第一光学信号l1的同时、接收来自外界的所述第二光学信号l2，所述第二模式是指所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管在熄灭状态下接收来自外界的所述第二光学信号l2，所述权电阻网络16用于限制加载至所述阵列芯片10上的电压；
34.所述存储结构包括存储芯片19，所述存储芯片19用于分别存储所述阵列芯片10中各所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号l2的探测值；
35.所述交互结构包括交互屏20，所述交互屏20用于与用户交互。
36.具体来说，所述量子阱二极管的发射光谱与探测光谱存在重叠区域，因而所述量子阱二极管存在发光和探测共存的物理现象。在一实施例中，所述量子阱二极管为氮化物量子阱二极管。所述基于量子阱二极管的智慧屏装置至少包括两种工作模式，即所述第一模式和所述第二模式。在所述第一模式下，所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管向外界发射所述第一光学信号l1(即所述量子阱二极管处于点亮的状态)，同时，所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管接收来自外界的所述第二光学信号(即所述量子阱二极管探测外界
的所述第二光学信号)，并将所述第二光学信号转换为所述第二电流信号。所述信号接收结构中的所述跨阻放大器13接收来自于所述阵列芯片10中各所述量子阱二极管的所述第二电流信号，并对所述第二电流信号进行放大，形成第一接收信号。所述模数转换器(analog to digital converter，adc)对接收到的所述第一接收信号进行量化编码，从而形成第二接收信号。所述存储芯片19用于存储所述阵列芯片10中所有所述量子阱二极管的所述第二接收信号(即以所述第二接收信号作为所述探测值)。所述交互屏20能够根据所述存储芯片19中存储的所述阵列芯片10中所有所述量子阱二极管的所述第二接收信号成像，即所述交互屏20以图像的形式显示所述阵列芯片10的探测结果，从而使得用户可以直观、快速的了解所述阵列芯片10的探测结果。
37.本具体实施方式中所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号l2的探测值可以是，所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号l2的强度信息。在一示例中，所述探测值可以所述第二接收信号表征。在另一示例中，所述探测值还可以经灰度级量化处理后的第二接收信号表征。
38.本领域技术人员可以根据实际需要调整所述阵列芯片10中呈阵列排布的所述量子阱二极管的数量和排布方式，以满足不同探测精度或者探测范围的需求。在一示例中，所述阵列芯片10可以包括呈4行4列排布的16个所述量子阱二极管、呈5行5列排布的25个所述量子阱二极管、或者呈20行20列排布的400个所述量子阱二极管。
39.可选的，所述基于量子阱二极管的智慧屏装置还包括：
40.主控结构，包括单片机17、以及与所述单片机17电连接的外围电路18，所述单片机17电连接所述阵列结构、所述信号接收结构、所述模式控制结构、所述存储结构和所述交互结构；
41.所述单片机17的型号为atmega328p，所述外围电路18包括12mhz晶振电路、复位电路和烧写电路，所述12mhz晶振电路用于产生所述单片机17的工作频率，所述复位电路用于对所述单片机17进行硬件复位，所述烧写电路用于所述单片机17的程序烧录。在一示例中，所述烧写电路包括型号为ch340g的芯片。
42.具体来说，所述单片机17用于控制所述模式控制结构对所述阵列芯片10进行工作模式的切换，用于控制所述信号接收结构接收并处理来自于所述阵列芯片10的探测信号，用于控制所述信号接收结构将处理后的探测信号存储至所述存储结构，还用于与所述交互结构进行通信，以通过接收用户施加于所述交互结构的指令执行相应的操作。所述单片机17还用于对所述阵列结构施加控制信号，例如通过向所述多路pmos驱动电路11和/或所述多路nmos驱动电路12施加控制信号，来控制所述阵列芯片10与所述电源结构21和/或所述接地端的导通与否，以控制所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管的状态，所述量子阱二极管的状态包括点亮状态和熄灭状态。在一实施例中，所述单片机17通过spi(serial peripheral interface,串行外设接口)或是iic(inter-integrated circuit,集成电路总线)协议，与所述存储芯片19和所述交互屏20进行通信。所述外围电路18连接所述单片机17，用于向所述单片机17传输外围控制信号，以确保所述单片机17能够正确运行。
43.举例来说，所述单片机17通过所述多路pmos驱动电路11和所述多路nmos驱动电路12对所述阵列芯片10进行扫描驱动时，在所述12mhz晶振电路产生的时钟下进行工作，每一个时钟周期选通所述阵列芯片10中的一个像素点(即一个所述量子阱二极管)进行点亮(即
向外界发射所述第一光学信号l1)，利用人眼的余晖效应，使得所述阵列芯片10产生相应的显示图案。在所述第一模式下产生的所述第二接收信号与在所述第二模式下产生的所述第二接收信号会发生幅度上的改变，这些改变在所述主控结构中的所述单片机17进行解调滤波处理，再送入所述存储芯片19进行存储或者送入所述交互屏20进行显示。
44.可选的，所述电源结构21包括usb接口，用于与外界移动电源连接，以向所述主控结构、所述阵列结构、所述信号接收结构、所述模式控制结构、所述存储结构和所述交互结构的供电。
45.举例来说，所述电源结构21可以通过所述usb接口与所述外界移动电源电连接，以进行5v的供电。
46.为了减小甚至是消除所述阵列芯片10中相邻所述量子阱二极管之间的光学串扰和/或电学串扰，可选的，所述多路pmos驱动电路11包括与所述阵列芯片10中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个pmos驱动电路，所述多路nmos驱动电路12包括与所述阵列芯片10中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个nmos驱动电路，每个所述量子阱二极管的正极电连接一条所述pmos驱动电路、负极电连接一条所述nmos驱动电路。
47.所述多路pmos驱动电路11由所述pmos驱动电路中的pmos的栅极加低电平开启，而所述多路nmos驱动电路12由所述nmos驱动电路中的nmos的栅极加高电平开启，以对应所述阵列芯片10的两种工作模式(即第一模式和第二模式)。
48.可选的，所述多路pmos驱动电路11还包括pmos控制芯片，所述pmos控制芯片电连接所有的所述pmos驱动电路，所述pmos控制芯片的型号为bss84ltig；
49.所述多路nmos驱动电路12还包括nmos控制芯片，所述nmos控制芯片电连接所有的所述nmos驱动电路，所述nmos控制芯片的型号为2n7002。
50.具体来说，所述单片机17加载在一条所述pmos驱动电路中的pmos(p-metal-oxide-semiconductor，p型金属-氧化物-半导体)的栅极上的电压为0v时，与该pmos驱动电路电连接的所述量子阱二极管的正极与所述电源结构21之间的通路开启(即该pmos驱动电路电连接的所述量子阱二极管的正极与所述电源结构21之间导通)。所述单片机17加载在一条所述nmos驱动电路中的nmos(n-metal-oxide-semiconductor，n型金属-氧化物-半导体)的栅极上的电压为5v时，与该nmos驱动电路电连接的所述量子阱二极管的负极与地端之间的通路开启(即该nmos驱动电路电连接的所述量子阱二极管的负极与地端之间导通)。
51.附图2是本公开具体实施方式中阵列芯片的结构示意图。以所述量子阱二极管的p电极为正极、n电极为负极为例，如图2所示，所述阵列芯片10包括呈阵列排布的多个量子阱二极管、多条正极连线30、多条负极连线31、以及多个隔离层32。所述量子阱二极管包括p电极35、n电极37和有源区36。所述阵列芯片10中位于同一列的多个所述量子阱二极管的所述p电极35电连接同一条所述正极连线30，所述阵列芯片10中位于同一行的多个所述量子阱二极管的所述n电极37电连接同一条所述负极连线31，每个所述隔离层32位于相邻两行所述量子阱二极管之间，用于隔离相邻的两行所述量子阱二极管。每条所述负极连线31电连接一条nmos驱动电路，每条所述正极连线30电连接一条所述pmos驱动电路。
52.可选的，所述跨阻放大器13的型号为ad8015；
53.所述模数转换器14的型号为adc0832ccn，且所述模数转换器14的精度为8位。
54.具体来说，所述跨阻放大器13的通道数以及所述模数转换器14的通道数均与所述
阵列芯片10中所述量子阱二极管的数量相同。在一实施例中，所述跨阻放大器13在所述第一模式下对所述第二电流信号的放大倍数与在所述所述第二模式下对所述第二电流信号的放大倍数不同，以满足不同探测精度的要求。举例来说，当所述阵列芯片10处于所述第一模式(即点亮探测模式)下时，所述跨阻放大器13的放大倍数为2倍，使得所述阵列芯片10中每个所述量子阱二极管产生的叠加电压被所述模数转换器14监测到，其中，所述叠加电压是指用于驱动所述量子阱二极管向外界发射所述第一光学信号的驱动电压与由所述量子阱二极管接收到的来自于外界的所述第二光学信号产生的探测电压之和，以便在所述模数转换器14中进行量化编码。当所述阵列芯片10处于所述第二模式(即熄灭探测模式)下时，所述跨阻放大器13的放大倍数为100倍～500倍，使得由所述阵列芯片10中的每个所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号产生的μa级别电流能够变为ma级别，以被所述模数转换器14监测到，进而在所述模数转换器14中进行量化编码。
55.在一示例中，所述跨阻放大器13的通道数以及所述模数转换器14的通道数均少于所述阵列芯片10中所述量子阱二极管的数量，例如所述跨阻放大器13和所述模数转换器14均仅包括一条通道，此时，所述信号接收结构还可以包括位于所述跨阻放大器13前级的多路复用器，例如32选一多路复用器adg732bsuz，通过所述单片机17控制所述信号接收结构中的所述多路复用器选择不同的通道，从而分别对多个所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号进行放大和量化编码，以降低所述基于量子阱二极管的智慧屏装置整体体积和成本，并有助于节约链路资源。此时，所述信号接收结构依次将量化编码后的所述第二光学信号传输至所述单片机17进行分析和灰度级量化。
56.可选的，所述模式切换电路15包括多路复用器，所述多路复用器用于控制所述阵列芯片10的点亮与熄灭，所述多路复用器的型号为ts5a23157；
57.所述权电阻网络16包括型号为x9c104的芯片。
58.所述权电阻网络16用于调整施加至所述阵列芯片10中各所述量子阱二极管上的电压，从而控制所述量子阱二极管点亮或者熄灭。所述权电阻网络16可以由多个电阻组合构成。本具体实施方式中的多个是指两个以上。
59.具体来说，可以通过所述单片机17调整所述权电阻网络16的电阻值，从而改变所述阵列芯片10中单颗所述量子阱二极管的电压值。举例来说，在所述第二模式(即熄灭探测模式)下，通过所述权电阻网络16将单颗所述量子阱二极管的电压值调整至0v～2.0v范围内，使得所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管处于熄灭状态；在所述第一模式(即点亮探测模式)下，通过所述权电阻网络16将单颗所述量子阱二极管的电压值调整至2.0v～2.4v范围内，使得所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管处于点亮状态，并且通过所述主控结构发送需要显示的像素点信号至所述阵列芯片10中对应的所述量子阱二极管，从而使得所述阵列芯片10显示出相应的图案，同时通过所述信号接收结构进行外界环境光信号(即探测到的所述第二光学信号)的读取。
60.可选的，所述模数转换器14用于对所述阵列芯片10中的所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的强度进行量化编码，获得量化结果；所述主控结构根据所述量化结果控制所述交互屏20以灰度级显示各所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的强度，以在所述交互屏20形成探测图案。
61.可选的，所述存储芯片19包括与所述阵列芯片10中的多个所述量子阱二极管一一
对应的多个寄存器，所述寄存器用于存储所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的所述量化结果。
62.所述存储芯片19可以是能够与所述主控结构进行spi协议或是iic协议匹配的任意存储芯片。在一实施例中，所述存储芯片19可以是但不限于sdram、rom、flash、sd卡中的任一种。在另一实施例中，所述存储芯片19还可以是位于所述主控结构内部的fifo(first input first output，先入先出)存储器。举例来说，所述存储芯片19通过spi协议或是iic协议与所述单片机17进行通信，通信内容包括信息写入和信息读取。具体来说，当所述单片机17接收到所述模数转换器14传输来的所述第二接收信号时，根据不同的时钟计数，记录所述阵列芯片10中各个所述量子阱二极管的电压探测值。所述存储芯片19中所述寄存器的数量与所述阵列芯片10中所述量子阱二极管的数量相同，每个所述寄存器的存储深度与所述模数转换器14的精度相同，例如所述模数转换器14的精度为8位，所述寄存器的存储深度也为8位。所述单片机17将接收到的所述第二接收信号进行分析和灰度级量化之后存储至所述存储芯片19的所述寄存器中，并作为所述交互屏20的数据来源，即所述交互屏20能够根据不同所述量子阱二极管的探测值，进行相应的灰度级显示。
63.可选的，所述交互屏20的型号为jlt24009c-v3，所述交互屏20还用于显示所述阵列芯片10探测到的所述第二光学信号，并根据用户的触控指令切换所述阵列芯片10的工作模式，所述工作模式包括所述第一模式和所述第二模式。
64.具体来说，所述交互屏20通过所述单片机17读取所述存储芯片19中对应于所述阵列芯片10中各所述量子阱二极管的探测值，并在所述交互屏20上进行显示。在一实施例中，可以预先定义多位灰度级、以及与多位所述灰度级一一对应的多个探测值的量化结果范围，例如4位～8位灰度级，所述主控结构可以根据各所述量子阱二极管探测值的量化结果选择对应的灰度级的颜进行显示，从而在所述交互屏20中形成所述阵列芯片10接收到的所述第二光学信号的图案。即通过所述交互屏20将所述阵列芯片10中各个所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的光强信息进行灰度级量化展示。为了同时提高所述交互屏20在所述第一模式下和所述第二模式下成像的清晰度，在一实施例中，预先定义8位灰度级，且8位灰度级的rgb数值分别为：#ffffff，#f0fcff，#f3f9f1，#c2ccd0，#6b6882，#392f41，#493131，#000000。
65.本具体实施方式提供的基于量子阱二极管的智慧屏装置，利用量子阱二极管具有发光和探测共存的物理特性，通过设置模式控制结构控制所述基于量子阱二极管的智慧屏装置中的阵列芯片能够在点亮探测和熄灭探测这两种模式下工作，使得智慧屏除了具有图像显示功能，还能够在两种模式下进行光信号的探测，扩展了智慧屏的功能，进而扩大了智慧屏的应用领域。另外，本发明将具有发光和探测功能的阵列芯片集成于智慧屏内部，还有助于缩小具有可见光通信功能的装置的尺寸，从而扩展了可见光通信技术的应用领域。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，包括电源结构、阵列结构、信号接收结构、模式控制结构、存储结构和交互结构；其中：所述阵列结构包括阵列芯片、多路pmos驱动电路和多路nmos驱动电路，所述阵列芯片包括呈阵列排布的多个量子阱二极管，所述多路pmos驱动电路用于控制所述阵列芯片与所述电源结构的导通与断开，所述多路nmos驱动电路用于控制所述阵列芯片与接地端的导通与断开，所述量子阱二极管能够向外界发射第一光学信号，且所述量子阱二极管能够接收来自外界的第二光学信号、并将所述第二光学信号转换为第二电流信号；所述信号接收结构包括跨阻放大器和模数转换器，所述跨阻放大器用于对所述第二电流信号进行放大，所述模数转换器用于对放大后的所述第二电流信号进行量化编码；所述模式控制结构包括模式切换电路和权电阻网络，所述模式切换电路用于控制所述阵列芯片在第一模式与第二模式之间切换，所述第一模式是指所述阵列芯片中的所述量子阱二极管在向外界发射所述第一光学信号的同时、接收来自外界的所述第二光学信号，所述第二模式是指所述阵列芯片中的所述量子阱二极管在熄灭状态下接收来自外界的所述第二光学信号，所述权电阻网络用于限制加载至所述阵列芯片上的电压；所述存储结构包括存储芯片，所述存储芯片用于分别存储所述阵列芯片中各所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的探测值；所述交互结构包括交互屏，所述交互屏用于与用户交互。2.根据权利要求1所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，还包括：主控结构，包括单片机、以及与所述单片机电连接的外围电路，所述单片机电连接所述阵列结构、所述信号接收结构、所述模式控制结构、所述存储结构和所述交互结构；所述单片机的型号为atmega328p，所述外围电路包括12mhz晶振电路、复位电路和烧写电路，所述12mhz晶振电路用于产生所述单片机的工作频率，所述复位电路用于对所述单片机进行硬件复位，所述烧写电路用于所述单片机的程序烧录。3.根据权利要求2所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述电源结构包括usb接口，用于与外界移动电源连接，以向所述主控结构、所述阵列结构、所述信号接收结构、所述模式控制结构、所述存储结构和所述交互结构供电。4.根据权利要求1所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述多路pmos驱动电路包括与所述阵列芯片中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个pmos驱动电路，所述多路nmos驱动电路包括与所述阵列芯片中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个nmos驱动电路，每个所述量子阱二极管的正极电连接一条所述pmos驱动电路、负极电连接一条所述nmos驱动电路。5.根据权利要求4所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述多路pmos驱动电路还包括pmos控制芯片，所述pmos控制芯片电连接所有的所述pmos驱动电路，所述pmos控制芯片的型号为bss84ltig；所述多路nmos驱动电路还包括nmos控制芯片，所述nmos控制芯片电连接所有的所述nmos驱动电路，所述nmos控制芯片的型号为2n7002。6.根据权利要求2所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述跨阻放大器的型号为ad8015；所述模数转换器的型号为adc0832ccn，且所述模数转换器的精度为8位。7.根据权利要求1所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述模式切换
电路包括多路复用器，所述多路复用器用于控制所述阵列芯片的点亮与熄灭，所述多路复用器的型号为ts5a23157；所述权电阻网络包括型号为x9c104的芯片。8.根据权利要求1所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述交互屏的型号为jlt24009c-v3，所述交互屏还用于显示所述阵列芯片探测到的所述第二光学信号，并根据用户的触控指令切换所述阵列芯片的工作模式，所述工作模式包括所述第一模式和所述第二模式。9.根据权利要求8所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述模数转换器用于对所述阵列芯片中的所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的强度进行量化编码，获得量化结果；所述主控结构根据所述量化结果控制所述交互屏以灰度级显示各所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的强度，以在所述交互屏形成探测图案。10.根据权利要求9所述的基于量子阱二极管的智慧屏装置，其特征在于，所述存储芯片包括与所述阵列芯片中的多个所述量子阱二极管一一对应的多个寄存器，所述寄存器用于存储所述量子阱二极管接收到的所述第二光学信号的所述量化结果。

技术总结

本发明涉及一种基于量子阱二极管的智慧屏装置。所述基于量子阱二极管的智慧屏装置包括电源结构、阵列结构、信号接收结构、模式控制结构、存储结构和交互结构；阵列结构包括阵列芯片、多路PMOS驱动电路和多路NMOS驱动电路，阵列芯片包括呈阵列排布的多个量子阱二极管；信号接收结构包括跨阻放大器和模数转换器；模式控制结构包括模式切换电路和权电阻网络，模式切换电路用于控制所述阵列芯片在第一模式与第二模式之间切换；存储结构包括存储芯片；交互结构包括交互屏。本发明使得智慧屏除了具有图像显示功能，还能够在两种模式下进行光信号的探测，扩展了智慧屏的功能，还有助于缩小具有可见光通信功能的装置的尺寸。具有可见光通信功能的装置的尺寸。具有可见光通信功能的装置的尺寸。