屏下摄像头导光装置及电子设备的制作方法

1.本发明涉及屏下摄像头技术领域，尤其涉及一种屏下摄像头导光装置及电子设备。


背景技术：

2.近几年,随着全面屏的发展，屏下摄像头技术逐渐成为现实，实现了真正的全面屏技术。由于显示屏自身透光率较低，屏下摄像头采集的光线少，并且，对于相干光和部分相干光，显示屏上的显示像素形成的栅格也会产生衍射和干涉效应，使得屏下摄像头的成像出现模糊和光斑现象，同时，对于非相干光，显示像素形成的栅格会导致摄像头成像的模糊和柔和，导致成像质量变得更差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种屏下摄像头导光装置及电子设备，能够改善屏下摄像头的成像质量。
4.第一方面，本发明实施例提供一种屏下摄像头导光装置，包括：
5.显示屏，所述显示屏设置有摄像头透光区，所述摄像头透光区包括多个被信号走线分隔开且呈阵列排列的透光像素区域；
6.光纤阵列层，所述光纤阵列层包括多个与所述透光像素区域对应的光纤，所述光纤用于将透过所述透光像素区域的光线传导至屏下摄像头。
7.第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括如本发明第一方面实施例所述的屏下摄像头导光装置。
8.本发明实施例包括：屏下摄像头导光装置及电子设备。根据本发明实施例提供的方案，通过在显示屏的屏下设置光纤阵列层，光纤阵列层包括多个与透光像素区域对应的光纤，使得透过透光像素区域的光线，在光纤内部传导至屏下摄像头，光线在光纤内部发生全反射，缩短了透光像素区域阵列与屏下摄像头的距离，降低相干光穿过透光像素区域阵列导致的衍射效果和干涉效果，减弱非相干光导致的柔和效果减弱，从而改善了屏下摄像头的成像质量。
9.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
10.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
11.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
12.图1是电子设备的显示屏的分区示意图；
13.图2是电子设备的显示屏用于屏下摄像头采集光线的区域的显示像素和导线示意图；
14.图3是光的衍射示意图；
15.图4是本发明实施例提供的屏下摄像头导光装置的整体示意图；
16.图5是本发明实施例提供的屏下摄像头导光装置的透光像素区域、凸透镜和光纤的示意图；
17.图6是本发明实施例提供的屏下摄像头导光装置的光纤阵列层示意图；
18.图7是本发明实施例提供的屏下摄像头导光装置的剖视图；
19.图8是光线入射到光纤内部的示意图。
具体实施方式
20.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
21.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
22.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
23.近几年,随着全面屏的发展，屏下摄像头技术逐渐成为现实，实现了真正的全面屏技术。由于显示屏自身透光率较低，屏下摄像头采集的光线少，并且，对于相干光和部分相干光，显示屏上的显示像素形成的栅格也会产生衍射和干涉效应，使得屏下摄像头的成像出现模糊和光斑现象，同时，对于非相干光，显示像素形成的栅格会导致摄像头成像的柔和和模糊，导致成像质量变得更差。
24.屏下摄像头一般都使用amoled显示屏，如图1所示，在显示屏100上分作两个区域，分别是普通显示区域120和用于屏下摄像头采集光线的摄像头透光区110，在110也是有显示像素的，此处使用的像素阵列可能与普通显示区域120的像素阵列不同，使用的材料与普通显示区域120相比透光率也更高。如图2所示，在摄像头透光区110中，每个显示像素112左右上下四边都有信号走线111，由于信号走线111是不透明的，因此，信号走线111将这些摄像头透光区110分割成为一个个小的矩形或者多边形的透光像素区域112，这些像素组成的透光像素区域112形成一个透光的阵列光栅结构。当相干光和部分相干光光线穿过阵列光栅后会发生衍射和干涉，使得屏下摄像头的成像出现模糊和光斑现象，对于非相干光，显示像素形成的栅格会导致摄像头成像的柔和和模糊，使得摄像头成像质量变差。
25.干涉现象是指同振幅、频率和初位相的两列广播或多列光波的叠加合成而引起振动强度重新分布的现象。两束满足相干条件的光称为相干光,相干条件为:1、振动方向相同；2、振动频率相同；3、相位相同或相位差保持恒定。实际物理光源不是点源，总是具有一定的空间尺度并包含众多辐射单元，其发出的光也非严格的单色光,其光谱具有一定宽度，这种光即部分相干光。光可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做光的衍射。如图3所示，对
于相干光和部分相干光，一束光照射到两个小孔上的时候，两个小孔分别对光线进行衍射，小孔中心的距离为衍射光栅的距离，在衍射角的方向会出现极大的光强。当有多个小孔在横向或纵向上成固定距离分布，会形成小孔衍射阵列。
26.在非相干光的拍照场合，也就是在自然光下的拍照场合，在照相机的镜头前蒙上一个纱网或者丝袜这样的材料，会使得照相机拍照出来的照片变得朦胧一些，这种拍照或者摄像方式经常用于人像的拍摄，可以烘托一种温柔的氛围。显示屏的像素形阵列成的矩阵光栅就如同纱网或者丝袜，罩在屏下摄像头的前方，会导致拍摄的照片出现朦胧的效果，使拍摄的照片清晰度变差。丝袜与摄像头镜片距离的远近不同导致的照片的朦胧程度不同，当与镜头镜片越近的时候，清晰度越高。
27.本技术通过在显示屏100屏下摄像头区域制作光纤210阵列结构，使透过显示屏100的阵列光栅结构的光先通过微透镜结构让更多的光进入光纤210阵列，利用光纤210内部全反射使光传导到屏下摄像头镜头前，因为缩短了光栅阵列与镜头的距离，降低了相干光的衍射效果和干涉效果，也使得非相干光透过矩阵光栅与摄像头镜头距离变近，因为矩阵光栅导致的柔光效果变弱，从而改善屏下摄像头的成像质量。
28.本发明实施例提供一种屏下摄像头导光装置及电子设备，能够改善屏下摄像头的成像质量。
29.下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
30.参照图4和图7，本发明的第一方面实施例提供一种屏下摄像头导光装置，包括显示屏100和光纤阵列层200，其中：
31.如图1所示，显示屏100设置有摄像头透光区110；如图2所示，摄像头透光区110包括多个被信号走线111分隔开且呈阵列排列的透光像素区域112；
32.如图4和图6所示，光纤阵列层200包括多个与透光像素区域112对应的光纤210，光纤210用于将透过透光像素区域112的光线传导至屏下摄像头700。
33.可以理解的是，光纤210的数量应该与透光像素区域112的数量一致，每个透光像素区域112均如图5般对应设置一个光纤210，每个光纤210均把透过与之对应的透光像素区域112的光线传导至屏下摄像头700。
34.根据本发明实施例提供的方案，通过在显示屏100屏下设置光纤阵列层200，光纤阵列层200包括多个与透光像素区域112对应的光纤210，使得透过透光像素区域112的光线，在光纤210内部传导至屏下摄像头700，光线在光纤210内部发生全反射，缩短了透光像素区域112阵列与屏下摄像头的距离，降低相干光穿过透光像素区域112阵列导致的衍射效果和干涉效果，减弱非相干光导致的柔和效果减弱，从而改善了屏下摄像头的成像质量。
35.光纤一般分为三层，中心采用高折射率的材料做芯，中间为低折射率的材料做包层，最外面是树脂涂层。光线在光纤芯传送，当光线在纤芯和中间层的角度打样产生全反射的临界角时，光线透不过界面，会全部进行反射，继续在光纤内部传输。光纤具有导光的作用，可以将显示屏中每个透光像素区域的光进入一个光纤中，通过光纤将光导至屏下的前置摄像头前，光纤束或者光线阵列出射的光进入前置摄像头中，缩短了显示屏与摄像头镜头的距离，减小了显示屏像素阵列导致的衍射和干涉现象，改善了成像品质。
36.参照图8，图8为光线入射到光纤210的折射以及在光纤210内部反射的示意图，在光线以θ1角度入射到光纤210的端面后，在光纤210内部发生折射，折射角度为θ2，光线在光
纤210的内表面发生反射，反射角度θ3。在光纤210的内表面发生全反射时，θ3的角度与光纤210的折射率和包裹光纤材料的折射率相关，包裹光纤的材料的折射率要小于光纤材料的折射率。θ3恰好为刚全反射的角度时，此时，入射角θ1为一个确定值，当入射到光纤端面的入射角度小于θ1时就会在光纤内部发生全反射。因此，需要将入射到光纤端面的光线发送汇聚，才可以使得更多的入射光角度小于θ1。
37.参照图4、图5和图7，在上述屏下摄像头导光装置中，摄像头透光区110与光纤阵列层200之间设置有凸透镜阵列300，凸透镜阵列300包括多个与透光像素区域112对应的凸透镜310。
38.在上述屏下摄像头导光装置中，凸透镜阵列300的多个凸透镜310通过微加工成型于显示屏100的内侧。其中，微加工是指以微小切除量获得很高精度的尺寸和形状的加工。
39.通过在显示屏背面通过微加工制作出凸透镜阵列300，凸透镜310与透光像素区域112对应，利用凸透镜310对光线的汇聚作用，使得光线进入光纤端面时，更多光线的入射角小于θ1，从而具有更多的光线在光纤210内部发生全反射。
40.参照图5，在上述屏下摄像头导光装置中，凸透镜310一侧的尺寸与对应的透光像素区域112的尺寸一致。具体地，凸透镜310靠近透光像素区域112一侧的尺寸与该透光像素区域112的尺寸一致，从而使得凸透镜310可以对所有透过该透光像素区域112的光线均起到汇聚作用。
41.参照图5，在上述屏下摄像头导光装置中，光纤210的横截面形状与对应的透光像素区域112的形状一致。
42.凸透镜310靠近透光像素区域112一侧的尺寸与透光像素区域112一致，光纤210的横截面形状与透光像素区域112一致，可以使得透过透光像素区域112的光线尽可能多地进入到凸透镜310，从而以小于θ1的入射角入射到光纤210内部。
43.参照图5和图7，在上述屏下摄像头导光装置中，光纤210通过粘结层400粘贴于凸透镜310。
44.在上述屏下摄像头导光装置中，粘结层400的折射率小于凸透镜310的折射率。
45.光纤阵列层200通过粘结层400粘贴在凸透镜阵列300上，粘结层400的折射率小于凸透镜310的折射率，这样凸透镜阵列300才能够起到汇聚光线的作用。粘结层400优选选用光学胶，光学胶是用于胶结透明光学元件的特种胶粘剂，要求具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。
46.参照图7，在上述屏下摄像头导光装置中，显示屏100的外侧贴有偏光片500。
47.需要说明的是，显示屏100的外侧是指显示屏100显露在外的可以被用户触碰到的一侧；相应地，显示屏100的内侧一般位于电子设备的内部。在显示屏100的外侧贴有偏光片500，有利于提高显示屏100的成像效果。
48.参照图7，在上述屏下摄像头导光装置中，显示屏100的内侧设置有遮光泡棉600，遮光泡棉600设置有与摄像头透光区110对应的挖空区610。
49.通过在显示屏100的外侧贴有偏光片500，显示屏100的内侧设置有遮光泡棉600，遮光泡棉600设置有与摄像头透光区110对应的挖空区610，使得光线可以透过偏光片500和显示屏100后，进入屏下摄像头。
50.第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括如本发明第一方面实施例的屏
下摄像头导光装置。电子设备通过在显示屏100的屏下设置光纤阵列层200，光纤阵列层200包括多个与透光像素区域112对应的光纤210，使得透过透光像素区域112的光线，在光纤210内部传导至屏下摄像头700，光线在光纤210内部发生全反射，缩短了透光像素区域112阵列与屏下摄像头的距离，降低相干光穿过透光像素区域112阵列导致的衍射效果和干涉效果，减弱非相干光导致的柔和效果减弱，从而改善了屏下摄像头的成像质量。
51.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。