一种光传感器、终端以及光传感器的安装方法与流程

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种光传感器、终端以及光传感器的安装方法。

背景技术：

光传感器，用于将光信号转换为电信号进行识别。光传感器可以检测环境光的强度、颜色，可以根据环境光的强度调节显示器的显示亮度，以获得更好的显示效果。

光传感器包括光扩散板，光扩散板由于具有扩散作用，可以测量更大角度内的光线。然而，由于光扩散板为平面结构，入射光在光扩散板的表面容易发射反射，特别是当入射光的入射角较大时，大量的入射光被反射，导致光传感器的能量密度各向同性降低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种光传感器、终端以及光传感器的安装方法，可以增加光传感器的能量密度各向同性。

本发明实施例第一方面提供一种光传感器，包括导光部和光电转换部，

所述导光部包括多个导光单元和一个导光板，所述导光板的一侧设置所述光电转换部，所述导光板远离所述光电转换部的另一侧设置所述多个导光单元，所述多个导光单元中的至少两个为具有凸面结构的导光单元；

所述多个导光单元和所述导光板均包含光扩散材料；

所述导光部用于采集环境光，所述光电转换部用于将所述导光部采集的所述环境光转换为电信号。

本发明实施例第二方面提供一种终端，包括壳体、主板和本发明实施例第一方面的光传感器，所述壳体上开设有透光窗口，所述光传感器的导光部卡嵌在所述透光窗口内，所述光传感器的光电转换部与所述主板电性连接，所述光传感器的导光部通过所述透光窗口采集环境光，所述光传感器的光电转换部将所述环境光转换为电信号给所述主板进行处理。

本发明实施例第三方面提供一种光传感器的安装方法，包括：

提供一壳体，所述壳体上开设有光学窗口；

将所述光传感器的导光部卡嵌在所述光学窗口内；

提供一主板，将所述光传感器的光电转换部电性连接至所述主板。

本发明实施例中，由于导光单元具有凸面结构，光线入射导光单元时，在不同的入射方向上，光线在导光部表面的反射率相差不大，在不同的入射方向上进入导光部的光线的能量相差不大，从而可以增加光传感器的能量密度各向同性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种光传感器的结构示意图；

图1a是本发明实施例公开的采用凸面结构的导光单元与采用光扩散板的光线入射示意图；

图2是本发明实施例公开的导光单元结构示意图；

图3是本发明实施例公开的圆锥体导光单元结构示意图；

图4是本发明实施例公开的一种导光单元的排列示意图；

图5是本发明实施例公开的另一种导光单元的排列示意图；

图6是本发明实施例公开的一种终端的结构示意图；

图6a是本发明实施例公开的另一种终端的结构示意图；

图7是本发明实施例公开的一种光传感器的安装方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于描述，这里可以使用诸如“在…之下”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对性术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。可以理解，当一个元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在居间元件或层。

可以理解，这里所用的术语仅是为了描述特定实施例，并非要限制本发明。在这里使用时，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式。进一步地，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”表明所述特征、整体、步骤、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、元件、组件和/或其组合的存在或增加。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

本发明实施例提供了一种光传感器、终端以及光传感器的安装方法，可以增加光传感器的能量密度各向同性。以下分别进行说明。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种光传感器的结构示意图。本实施例中所描述的光传感器10，包括导光部101和光电转换部102，

导光部101包括多个导光单元(如图1中的1011、1012、1013、...、101N)和一个导光板111，导光板111的一侧设置光电转换部102，导光板111远离光电转换部102的另一侧设置多个导光单元(如图1中的1011、1012、1013、...、101N)，多个导光单元中的至少两个为具有凸面结构的导光单元；

多个导光单元和导光板111均包含光扩散材料；

导光部101用于采集环境光，光电转换部102用于将导光部采集的环境光转换为电信号。

本发明实施例中，如图1所示，导光部101包括N个导光单元1011、1012、1013、...、101N和一个导光板111，N个导光单元可以紧密排列，也可以有一定空隙的排列，图1中以紧密排列为例，多个导光单元中的至少两个为具有凸面结构的导光单元，如图1中的导光单元1011、1012等。

请参阅图1a，图1a是本发明实施例公开的采用凸面结构的导光单元与采用光扩散板的光线入射示意图。根据菲涅尔公式可以得知，在同等情况下，从光疏介质(空气)进入光密介质(导光单元的材质，例如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)时，入射角越小，反射率小，透射率越大；入射角越大，反射率越大，透射率越小。如图1a所示，对于凸面结构的导光单元，光线入射导光单元时，在不同的入射方向上，光线在导光单元表面的入射角都较小，接近于0，反射率都较小，入射率较大，在不同的入射方向上进入导光单元的光线的能量相差不大，采用凸面结构的导光单元的光传感器的能量密度各向同性较好；对于光扩散板，光线入射光扩散板时，在不同的入射方向上，光线在光扩散板表面的入射角相差较大，不同的光线在光扩散板的入射率相差较大，在不同的入射方向上进光扩散板的光线的能量相差较大，采用光扩散板的光传感器的能量密度各向同性较差。与采用光扩散板的光传感器相比，采用凸面结构的导光单元可以增加光传感器的能量密度各向同性。采用个数较多的凸面结构的导光单元时，可以提高导光单元的雾度。采用凸面结构的导光单元时，光传感器10的导光部101在较大的视角内，具有较好的能量密度各向同性。

光传感器10中包括多个导光单元，与采用一个导光单元相比，可以降低导光部的尺寸，尤其是可以减少导光单元的厚度(如图1中的h)，提高光传感器10的集成度，本发明实施例中的光传感器10的尺寸较小，可以适用于集成度较高的终端设备(例如，手机、平板电脑)的摄像头中。

多个导光单元和导光板111均包含光扩散材料，如图1所示，个导光单元和导光板111中均匀分布的光扩散微粒即为光扩散材料，光扩散材料对光线起到扩散的作用，可以是有机光扩散材料，也可以是无机光扩散材料。光线从导光单元入射之后，在导光单元和导光板111中散射并进入光电转换部102，光电转换部102将导光板111散射进来的光信号转换为处理器可以识别的电信号。

导光单元与导光板101可以是在一体化的模具中固化成型得到的，也可以分别在不同的模具中成型，然后加工组合在一起得到的。

光电转换部102可以包括光电感应电路，光电感应电路可以是光电二极管、测量红绿蓝(RGB)三刺激值的颜色传感器、色温传感器、光谱仪中的任一种。

本发明实施例中的光传感器10用于检测外部的环境光，并将环境光转换为电信号，光传感器10可以是颜色传感器，用于检测环境光的颜色，准确的检测环境光的颜色可以以使终端上的摄像头的摄像效果更好。光传感器10也可以环境光传感器，用于检测环境光的亮度，根据环境光的亮度调整终端上的显示屏的显示亮度。

在一个实施例中，光扩散材料包括透明有机光扩散剂，或者包括透明基质和光扩散剂，光扩散剂包括无机光扩散剂或有机光扩散剂。

本发明实施例中，光扩散材料可以包括透明有机光扩散剂，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(英文：PolymethylMethacrylate，简称：PMMA)，也称亚克力、有机玻璃，PMMA是透明的光扩散剂，导光单元和导光板111可以全部由PMMA制造得到，例如将PMMA通过注塑成型得到导光单元和导光板111。

光扩散材料可以包括透明基质和光扩散剂，其中，光扩散剂包括无机光扩散剂或有机光扩散剂，无机光扩散剂可以包括纳米硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅等，有机光扩散剂可以包括PMMA、苯乙烯、丙烯酸树脂等。透明基质可以包括透光率较高的环氧树脂、聚碳酸酯(英文：Polycarbonate，简称：PC)、聚苯乙烯(英文：Polystyrene，简称：PS)、聚丙烯(英文：Polypropylene，简称PP)等。导光单元和导光板111可以由透明基质中掺入有机光扩散剂或者无机光扩散剂制得，例如，导光单元和导光板111可以通过在聚碳酸酯PC中掺入苯乙烯制得。

在一个实施例中，具有凸面结构的导光单元的形状为半球状、椭球状、球冠状、椭球冠状中的任一种。

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的导光单元结构示意图，如图2所示，图2中示出了凸面结构的导光单元的的形状示意图，采用凸面结构的导光单元，可以增加光传感器的能量密度各向同性。与采用半球状、椭球状的导光单元相比，采用球冠状、椭球冠状的导光单元，可以减少导光单元的厚度(如图2中的h)，减少多个导光单元之间的缝隙的高度(如图2中的h)，从而可以减少灰尘进入到多个导光单元之间，较少灰尘污染。

在一个实施例中，具有凸面结构的导光单元为圆锥体，圆锥体的圆锥角为60度至120度之间。

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的圆锥体导光单元结构示意图，如图3所示，图3中示出了凸面结构的圆锥体导光单元，当光线的入射角较小时，即图3中的“小角度入射”时，大部分的光都会被导光单元吸收，当光线的入射角较大时，即图3中的“大角度入射”时，反射光可以再次射入圆锥体，可以增大光线的入射率，使得大部分的入射光线能够被圆锥体导光单元吸收。

其中，圆锥体的圆锥角为60度至120度之间，优选的，圆锥体的圆锥角为90度，圆锥角越小，光传感器的能量密度各向同性越好。采用凸面结构的圆锥状导光单元，可以增加光传感器的能量密度各向同性。

在一个实施例中，多个导光单元呈矩形阵列排列。

请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种导光单元的排列示意图，如图4所示，多个导光单元呈矩形阵列排列，每一行导光单元之间相互平行，每一列导光单元之间也相互平行。可选的，多个导光单元还可以呈平行四边形排列。图4所示的导光单元制造方便，便于工业化批量生产。

在一个实施例中，多个导光单元中任意两个相邻导光单元之间的间距相等。

请参阅图5，图5是本发明实施例公开的另一种导光单元的排列示意图，如图5所示，多个导光单元中任意两个相邻导光单元之间的间距相等。图5所示的导光单元的排列方式，单位面积内的导光单元数量最多，在相同的导光单元的情况下，可以减少导光部的面积，从而可以减少导光部的尺寸，提高光传感器的集成度，图5所示的导光单元，可以适用于集成度较高的终端设备(例如，手机、平板电脑)的摄像头中。

请参阅图6，图6是本发明实施例公开的一种终端的结构示意图，如图6所示，终端可以包括壳体20、主板30和上述光传感器10，壳体20上开设有透光窗口201，光传感器10的导光部101卡嵌在透光窗口201内，光传感器10的光电转换部102与主板30电性连接，光传感器10的导光部101通过透光窗口201采集环境光，光传感器10的光电转换部102将环境光转换为电信号给主板30进行处理。

本发明实施例中，壳体20为金属壳体，壳体20可为终端的外壳或者摄像装置的外壳。壳体20上开设有透光窗口201，透光窗口201可为U形通槽、壳体20的外表面开设有透光窗口201的位置处为圆弧过渡，以使用户在使用时能够具有良好舒适的手感。光传感器10的导光部101卡嵌在透光窗口201内，导光部101包括多个导光单元(1011、1012、...、101N)和一个导光板111，导光部101的多个导光单元(1011、1012、...、101N)通过透光窗口201采集环境光，环境光在导光部111内散射进入光电转换部102，光传感器10的光电转换部102将环境光转换为电信号给主板30进行处理。其中，主板30可以是PCB板，PCB上可以连接各种传感器、芯片、处理器以实现特定的功能。本发明实施例中，终端可为但并不局限于手机、笔记本电脑、平板电脑等终端。

请参阅图6a，图6a是本发明实施例公开的另一种终端的结构示意图，如图6a所示，该终端包括壳体20、摄像头40、上述光传感器10和主板30(图6a中未示出)。

壳体20上开设有透光窗口201，光传感器10的导光部101卡嵌在透光窗口201内，光传感器10的光电转换部102与主板30电性连接，光传感器10的导光部101包括多个导光单元(1011、1012、...、101N)，多个导光单元可以通过透光窗口201采集环境光，光传感器10的光电转换部102将环境光转换为电信号给主板30进行处理。摄像头40安装在壳体20上，通过透光窗口采集外界环境光。光传感器10的光电转换部102与主板30电性连接，光传感器10的导光部101通过透光窗口201采集环境光，光传感器10的光电转换部102将环境光转换为电信号给主板30进行处理，主板30根据接收的电信号控制摄像头40的闪光灯是否进行补光。

请参阅图7，图7是本发明实施例公开的一种光传感器的安装方法的流程示意图，如图7所示，该光传感器的安装方法包括如下步骤。

701，提供一壳体，壳体上开设有光学窗口。

702，将光传感器的导光部卡嵌在光学窗口内。

本发明实施例中，壳体可以为金属壳体，例如，铝合金、钛合金等等，也可以为塑胶材料，例如聚碳酸酯(英文：Polycarbonate，简称：PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(英文：Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，简称：ABS)或者PC与ABS的组合等等。光学窗口可以由透明的材料制成，以减少光线在经过光学窗口的能量损耗，例如，光学窗口可以由有机玻璃制成。将光传感器卡嵌到光学窗口内，可以保护光传感器，防止光传感器的损坏，采用透明材料制成的光学窗口，以便光传感器从光学窗口更好的采集外部的环境光。

703，提供一主板，将光传感器的光电转换部电性连接至主板。

本发明实施例中，将光传感器的光电转换部电性连接至主板。光传感器可以将导光部从光学窗口采集的环境光转换为电信号，并将该电信号给主板进行处理。例如，光传感器可以检测外界环境光的亮度，将外界环境光的亮度转换为电信号给主板，主板根据接收的电信号调整显示器的显示亮度；光传感器可以检测外界环境光的亮度，将外界环境光的亮度转换为电信号给主板，主板根据接收的电信号控制摄像头的闪光灯是否进行补光。

实施图7所示的光传感器的安装方法，可以在保护光传感器的前提下，提高光传感器采集外部的环境光的采集效率。

在一个实施例中，光学窗口为透光窗口。

在一个实施例中，导光部通过光学窗口采集环境光，光电转换部将环境光转换为电信号给主板进行处理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一些示例”或类似“第一实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所述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来说，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。