一种屏下感测系统及电子设备的制作方法

文档序号:20522763发布日期:2020-04-24 21:08阅读:195来源:国知局
一种屏下感测系统及电子设备的制作方法

本实用新型属于光学技术领域,尤其涉及一种屏下感测系统及电子设备。



背景技术:

现有的三维(threedimension,3d)感测模组通常需要分别设置泛光发射器和结构光发射器。所述泛光发射器和结构光发射器通过两个不同的光路分别投射泛光光线和结构光光线至一目标对象上进行3d感测。而且,所述泛光发射器和结构光发射器需要占用电子设备的屏幕显示面积,从而影响了使用三维感测模组的电子设备的屏占比。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种新式的屏下感测系统及电子设备。

本实用新型实施方式提供一种屏下感测系统,用于向目标对象投射结构光光线和泛光光线进行感测。所述屏下感测系统包括:显示装置,用于显示画面,所述显示装置用于显示画面的区域定义为显示区域,所述显示装置上无法显示画面的区域定义为非显示区域。所述显示装置包括显示面板和设置在显示面板下方的背光模组。所述屏下感测系统进一步包括:

发射单元,其设置在所述背光模组下方与所述显示区域正对的范围内,用于发出结构光光线;

其中,所述背光模组包括扩散片,所述扩散片包括第一电极、第二电极及扩散层,所述扩散层设置在所述第一电极和第二电极之间,所述扩散层上用于透过所述结构光光线的部分定义为第一感测部,所述第一电极用于与第二电极在所述第一感测部的位置形成第一电场,所述第一电场的电场强度可被独立调节,所述扩散层的第一感测部能够随着所述第一电场的电场强度变化至少在透明状态和散射状态之间转换,所述第一感测部处于透明状态时,所述发射单元发出的结构光光线可以透过处于透明状态的第一感测部进行投射,所述第一感测部处于散射状态时,所述发射单元发出的结构光光线经处于散射状态的第一感测部散射为泛光光线进行投射。

在某些实施方式中,所述扩散层处于透明状态的部分对所透过光线的雾度小于或等于10%,所述扩散片处于散射状态的部分对所透过光线的雾度大于或等于70%。

在某些实施方式中,所述扩散层选自正式聚合物分散液晶层、反式聚合物分散液晶层、聚合物网络液晶层及胆甾相液晶层中的任意一种。

在某些实施方式中,所述扩散层为正式聚合物分散液晶层,所述正式聚合物分散液晶层在所处电场的电压差绝对值为零或者小于或等于预设的第一电压阈值时处于散射状态,所述正式聚合物分散液晶层在所处电场的电压差绝对值大于或等于预设的第二电压阈值时处于透明状态。

在某些实施方式中,所述第一电压阈值的取值范围为0伏至1伏,所述第二电压阈值的取值范围为5伏至100伏。

在某些实施方式中,所述发射单元包括光源及衍射光学元件,所述光源用于发出原始光线,所述衍射光学元件用于将所述原始光线调制为结构光光线。

在某些实施方式中,所述光源选自垂直腔面发射激光器、发光二极管及激光二极管中的任意一种及其组合。

在某些实施方式中,所述原始光线为红外或近红外光,其波长范围为750纳米至2000纳米。

在某些实施方式中,所述结构光光线为散斑结构光光线。

在某些实施方式中,所述扩散层位于显示区域内,所述扩散层上定义出非感测部,所述非感测部不需要透过用于执行感测的光线。

在某些实施方式中,所述用于执行感测的光线包括结构光光线和经由目标对象返回的光线。

在某些实施方式中,所述第一电极和第二电极设置在与所述第一感测部正对的位置处,所述非感测部沿透光方向的相对两侧不设置电极。

在某些实施方式中,所述第一电极包括第一导电区域及第二导电区域,所述第一导电区域正对所述第一感测部进行设置,所述第二导电区域正对所述非感测部进行设置,所述第一导电区域与第二导电区域之间绝缘间隔设置,所述第二电极用于与第一导电区域形成所述第一电场,所述第二电极用于与第二导电区域形成第二电场,所述非感测部位于所述第二电场内,所述第二电场的电压差绝对值为零或者小于或等于预设的第一电压阈值,以使得位于第二电场内的所述非感测部处于散射状态。

在某些实施方式中,所述第二电极包括第三导电区域及第四导电区域,所述第三导电区域与第四导电区域之间绝缘间隔设置,所述第三导电区域与所述第一导电区域相对设置,所述第四导电区域与所述第二导电区域相对设置,所述第三导电区域用于与所述第一导电区域形成所述第一电场,所述第四导电区域用于与所述第二导电区域形成所述第二电场。

在某些实施方式中,所述第二电极为没有形成不同的导电区域的整片电极。

在某些实施方式中,所述第一电极上的第一导电区域被挖空而形成缺口或通孔,所述扩散片还包括第三电极,所述第三电极设置在第一电极背向第二电极的一侧,并与所述缺口或通孔相对设置,所述第三电极用于与第二电极形成所述第一电场。

在某些实施方式中,进一步包括接收单元,所述接收单元设置在显示装置下方,所述接收单元用于透过至少部分显示装置接收经由目标对象返回的光线以执行对所述目标对象的感测。

在某些实施方式中,所述扩散层上用于透过经由目标对象返回光线的部分定义为第二感测部,所述第一电极用于与第二电极在正对所述第二感测部的位置形成第三电场,所述第三电场的电场强度可被独立调节,所述第二感测部能够随着所述第三电场的电场强度变化至少在透明状态和散射状态之间转换,经由目标对象返回的光线可以透过处于透明状态的第二感测部由所述接收单元接收。

在某些实施方式中,进一步包括接收单元,所述接收单元不透过所述显示装置接收经由目标对象返回的光线。

本实用新型实施方式提供一种电子设备,其包括如上述任意一实施方式所述的屏下感测系统。所述电子设备根据所述屏下感测系统对所述目标对象的感测结果来执行相应的功能。

由于本实用新型提供的屏下感测系统及电子设备采用透明度可调的扩散片搭配可发射结构光光线的发射单元,通过在所述扩散片与显示装置下方的发射单元相对的位置设置可独立控制的电场区域来实现透明度的调整,使得所述发射单元透过扩散片能够复用来发射结构光光线和泛光光线,不但节省了元件,还能在不影响显示效果的前提下实现屏下感测,从而进一步提高电子设备的屏占比,提升电子设备的视觉感受。

本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型实施方式的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施方式提供的电子设备的正面示意图。

图2是图1中所示电子设备的部分结构示意图。

图3是本实用新型一变更实施方式提供的电子设备的正面示意图。

图4是图3所示电子设备的部分结构示意图。

图5是本实用新型一变更实施方式提供的电子设备的正面示意图。

图6是图2中所述背光模组的结构示意图。

图7是图6所示扩散片的俯视结构示意图

图8是图7中所示扩散片沿viii-viii的剖视结构示意图。

图9是图6中所示的扩散片用于产生独立可控电场所施加的方波信号示意图。

图10是本实用新型一变更实施方式提供的所述扩散片的一种电极结构的俯视示意图。

图11是图10所示的扩散片沿xi-xi的剖视结构示意图。

图12是本实用新型一变更实施方式提供的所述扩散片的一种电极结构示意图。

图13是本实用新型一变更实施方式提供的所述扩散片的一种电极结构的俯视示意图。

图14是图13所示的扩散片沿xiv-xiv的剖视结构示意图。

图15是本实用新型一变更实施方式提供的所述扩散片的一种电极结构示意图。

图16是本实用新型一变更实施方式提供的所述背光模组的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述,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排列顺序。由此,限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述技术特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定或限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体化连接;可以是机械连接,也可以是电连接或相互通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件之间的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或示例用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文仅对特定例子的部件和设定进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。

此外,本实用新型可以在不同例子中重复使用参考数字和/或参考字母,这种重复使用是为了简化和清楚地表述本实用新型,其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或设定之间的特定关系。此外,本实用新型在下文描述中所提供的各种特定的工艺和材料仅为实现本实用新型技术方案的示例,但是本领域普通技术人员应该意识到本实用新型的技术方案也可以通过下文未描述的其他工艺和/或其他材料来实现。

进一步地,所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下文的描述中,提供许多具体细节以便能够充分理解本实用新型的实施方式。然而,本领域技术人员应意识到,即使没有所述特定细节中的一个或更多,或者采用其它的结构、组元等,也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型之重点。

请一并参阅图1与图2,本实用新型实施方式提供一种电子设备1。所述电子设备1例如但不局限于手机、笔记本电脑、平板电脑、电子书、个人数字助理、触控交互终端设备等。所述电子设备1包括屏下感测系统11、存储器12及处理器14。所述屏下感测系统11用于向目标对象投射结构光光线和泛光光线进行感测。所述目标对象可位于电子设备1的外部。所述屏下感测系统11包括显示装置3以及至少部分设置在所述显示装置3下方的传感模组10。

本实用新型为了描述的方便,在描述所述显示装置3内部元件之间的位置关系时以垂直所述显示装置3显示面的显示出光方向i为参考,沿该方向i位置较靠前者位于沿该方向i位置较靠后者的上方。反之,沿该方向i位置较靠后者位于沿该方向i位置较靠前者的下方。

所述显示装置3包括显示面板30和位于所述显示面板30下方的背光模组4。所述显示面板30用于显示画面。所述背光模组4用于为所述显示面板30提供背光光线。从所述背光模组4出射至所述显示面板30的背光光线为可见光。定义所述显示装置3显示画面的区域为显示区域31,所述显示装置3上无法显示画面的区域为非显示区域32。在本实施方式中,所述非显示区域32位于显示区域31的外围。所述显示面板30例如为液晶显示面板。然,可变更地,所述显示面板30也可为其它合适类型的显示面板,例如电子纸显示面板。

所述传感模组10至少部分地设置在所述显示装置3的下方与所述显示区域31正对的位置处。所述传感模组10在显示装置3上的投影至少部分位于所述显示区域31内。所述传感模组10用于透过至少部分显示装置3向位于显示装置3外的目标对象发射感测光线。例如,所述传感模组10透过显示面板30和背光模组4发射感测光线至目标对象。

可选地,所述传感模组10进一步用于接收经由目标对象返回的光线,并根据所接收到的光线实现相应的感测。经由目标对象返回的所述光线包括但不限于传感模组10发射至目标对象的感测光线被目标对象反射回去的光线,或者所述感测光线进入目标对象内部经过漫反射传播后再从目标对象表面透射出来而返回的光线。所述传感模组10可透过所述显示面板30和/或背光模组4发射所述感测光线,并接收经由目标对象返回的光线。所述目标对象例如但不局限于用户手指、用户面部或其它合适的部位、又或者为其它合适的物体而并不局限于人体等。

所述传感模组10例如但不局限于用于根据接收到的光线执行生物特征信息感测、二维和/或三维图像感测、三维立体建模、距离感测等。其中,所述生物特征信息感测包括但不限于指纹信息感测、面部三维信息感测、活体信息感测等等。

在本实施方式中,所述传感模组10透过所述显示面板30和背光模组4发射感测光线至目标对象,并透过所述显示面板30和背光模组4接收经由目标对象返回的光线。可变更地,所述传感模组10也可不透过显示装置3或透过所述显示装置3的部分元件发射感测光线至目标对象,而所述传感模组10透过所述显示面板30和背光模组4接收经由目标对象返回的光线。或者,所述传感模组10透过所述显示面板30和背光模组4发射感测光线至目标对象,而所述传感模组10也可不透过所述显示装置3或透过所述显示装置3的部分元件接收经由目标对象返回的感测光线。

需要说明的是,所述传感模组10的结构设置并不限于本实用新型附图中所示,也可为其它各种合适结构。

所述存储器12例如但不局限于用于预存一个或多个样本的生物特征信息模板。再例如,所述存储器12还用于存储所述传感模组10在感测过程中产生的数据、与感测相关的程序或实施感测相关功能所需要的资料。所述处理器14用于对所述传感模组10获得的感测信息进行相应的处理,例如,比对所述传感模组10获得的生物特征信息与存储器12中所存储的生物特征信息模板,根据比对结果实现对所述目标对象的身份识别。再例如,所述处理器14可用于执行与感测相关的程序。再例如,所述处理器14可用于根据所述传感模组10感测到的目标对象的三维信息建构目标对象的三维模型或者判断所述目标对象的位置和状态。所述电子设备1可根据所述传感模组10的感测结果和/或所述处理器14的处理结果对应执行相关的功能,比如:熄灭屏幕、解除屏幕锁定、支付、登陆账号、进入下一级菜单、开放权限、识别身份、避障、构建三维场景等。

在本实施方式中,所述存储器12及处理器14为所述电子设备1内独立于传感模组10设置的部件。然,可变更地,所述存储器12和/或处理器14中的部分或全部也可集成在所述传感模组10中。

所述传感模组10包括发射单元100。所述发射单元100设置在所述背光模组4下方与所述显示区域31正对的范围内。所述发射单元100用于透过所述显示装置3的显示区域31投射感测光线至显示装置3外部的目标对象上进行感测。

在本实施方式中,所述传感模组10为三维感测模组,可用于感测目标对象,比如:人脸表面,的深度信息。所述三维感测模组的感测原理包括结构光感测原理、飞行时间(timeoffly,tof)感测原理及双目感测原理。

下面以结构光感测原理举例说明。请参见图4,所述发射单元100包括感测光源101和调制元件103。所述感测光源101用于发射原始光线。所述调制元件103设置在所述感测光源101的投射光路上。所述调制元件103用于将感测光源101发出的原始光线调制为结构光光线。所述屏下感测系统11可分别运行在泛光照射模式和结构光投射模式下。在泛光照射模式下,所述发射单元100发出的结构光光线在透过显示装置3的过程中被散射为向四面八方高度漫射的泛光光线,透过显示装置3形成的所述泛光光线被投射在所述目标对象上。在结构光投射模式下,所述发射单元100发出的结构光光线可以不失真地透过显示装置3后投射在所述目标对象上,进而在所述目标对象上投射出预设的感测光图案。在本实施方式中,所述传感模组10向所述目标对象发射的感测光线包括结构光光线和泛光光线。所述调制元件103为衍射光学元件(diffractiveopticalelement,doe)。所述结构光光线为散斑结构光光线。

可选地,在其他变更实施方式中,所述调制元件103还可以为编码掩膜(mask)。所述结构光光线为编码结构光光线。

根据感测原理及应用场景,所述感测光线具有特定的波长。在本实施方式中,所述感测光源101可以为但不限于垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser,vcsel)、发光二极管(lightemittingdiode,led)或激光二极管(laserdiode,ld)。所述原始光线可以为红外或近红外光线,波长范围为750纳米(nanometer,nm)至2000nm。可变更地,在其它实施方式中,所述感测光线也可替换为其它合适的感测信号,例如紫外光、超声波、电磁波等等。

所述传感模组10进一步包括接收单元102。所述接收单元102可以设置在所述显示装置3的下方。所述接收单元102用于透过至少部分显示装置3接收经由目标对象返回的光线。在本实施方式中,如图1所示,所述接收单元102设置在背光模组4下方与所述显示区域31正对的范围内。即,所述接收单元102在显示装置3上的投影位于所述显示区域31内。所述接收单元102透过显示面板30和背光模组4接收经由目标对象返回的光线,并根据接收到的光线来执行对所述目标对象的感测。可以理解的是,所述接收单元102还可以设置在所述显示装置3的内部。例如但不限于:所述接收单元102可以为设置在显示面板30的像素区域内的感光元件。所述经由目标对象返回的光线透过部分的显示面板30后由所述感光元件接收,以对所述目标对象进行感测。

可选地,如图4所示,所述接收单元102包括镜头104和位于所述镜头104下方的图像传感器106。经由所述目标对象返回的光线通过所述镜头104被所述图像传感器106接收。所述图像传感器106例如根据所接收的光线获得所述目标对象的泛光图像、投射在目标对象上的结构光图案的图像或其他相关感测数据,从而实现相应的感测。然,在某些实施方式中,所述镜头104也可被省略或被替换为其它元件,例如被替换为光束准直元件。

如图3和图4所示,在其他可变更的实施方式中,所述接收单元102设置在所述显示装置3下方与非显示区域32正对的范围内。例如:所述显示装置3包括设置在显示面板30上的盖板33。所述盖板33包括与显示面板正对的第一部分及超出显示面板边缘的第二部分。所述盖板33的第二部分位于显示装置3的非显示区域32内。所述接收单元102可以设置在所述盖板33第二部分的下方与所述非显示区域32正对的范围内。所述接收单元102透过盖板33接收经由目标对象返回的光线以进行相应的感测。

如图5所示,在其他可变更的实施方式中,所述接收单元102还可以不透过所述显示装置3接收经由目标对象返回的光线。例如,但不限于,所述显示装置3为异形水滴屏,在屏幕顶部边缘处开设有缺口,所述接收单元102可以设置在所述缺口内而无须透过显示装置3接收光线。所述传感模组10的发射单元100设置在所述背光模组4(见图4)下方与所述显示区域31正对的范围内。

如图2和图6所示,所述背光模组4可用于为所述显示面板30提供背光光线以及透过所述感测光线,以同时满足为显示面板30提供背光和在显示装置3下方设置所述传感模组10的要求。所述背光模组4包括背光光源40、导光板42、反射片44、扩散片46及增光片5。

所述导光板42包括出光面420、与所述出光面420相对的底面422、以及连接所述出光面420与底面422之间的入光面424。所述背光光源40对应所述入光面424设置,用于提供背光光线至导光板42。所述背光光线在导光板42内混合后从出光面420射出。所述反射片44设置在导光板42的底面422上,用于将从导光板42的底面422泄出的背光光线反射回导光板42内,以提高背光光线的利用率。所述反射片44例如由可透过所述感测光线而反射可见光的材料制成,从而可以将位于可见光波长范围内的背光光线反射回导光板42,同时又可以透过红外或近红外的感测光线。

所述增光片5设置在导光板42的出光面420一侧,用于增加所述背光光线的出光亮度。可选地,所述增光片5可以为反射式偏光膜(dualbrightnessenhancementfilm,dbef)。所述反射式偏光膜可以提高50%左右的背光亮度,且不会明显地偏转所透过光线的传播方向。

所述扩散片46设置在导光板42的出光面420一侧,即位于所述导光板42的上方。所述扩散片46用于散射所述背光光线以实现雾化效果。

如图7和图8所示,所述扩散片46包括第一电极461、第二电极462及扩散层463。所述第一电极461和第二电极462相对设置。所述扩散层463设置在所述第一电极461和第二电极462之间。具体地,所述扩散层463包括相对设置的上表面4631和下表面4632。所述第一电极461设置在所述上表面4631。所述第二电极462设置在下表面4632。

所述第一电极461和第二电极462可用于对扩散层463的不同部分分别施加对应的电场。所述扩散层463对于所透过光线的雾度可随着所处电场的强度进行调节,以使得位于所述电场中的部分扩散层463至少可以在透明状态和散射状态之间进行转换。所述扩散层463处于透明状态的部分对所透过光线的雾度较低,比如:雾度小于或等于10%,以使得所透过的光线可以不失真地继续传播。所述扩散层463处于散射状态的部分对所透过的光线具有较高的雾度,比如:雾度大于或等于70%,以使得所透过的光线呈向四面八方发散的雾化效果。可以理解的是,通过调节扩散层463所处的电场还可以至少让扩散层463处于透明状态与散射状态之间的中间状态,所述扩散层463处于中间状态时雾度的范围例如为大于10%而小于70%。

所述扩散层463可以为正式聚合物分散液晶层polymerdispersionliquidcrystal,pdlc)、反式pdlc层、聚合物网络液晶层(polymernetworkliquidcrystal,pnlc)或者双稳态胆甾相液晶层。

在本实施方式中,所述扩散层463为正式pdlc层,包括聚合物基体464及分布在所述聚合物基体464内部间隙中的液晶分子465。所述液晶分子465在未加电场的情况下在所述聚合物基体464内呈无序取向的状态,对透过其中的光线具有明显的散射效果。此时,所述扩散层463处于所述散射状态,可作为扩散片46使用。所述液晶分子465在预设电场的作用下沿电场方向统一排布,几乎不会对所透过的光线造成干扰,使得所透过的光线可以不失真地穿过所述扩散层463。此时,所述扩散层463处于透明状态。因此,通过控制所述第一电极461与第二电极462对扩散层463施加的电场可以使得扩散层463位于所施加电场的部分至少能够在透明状态和散射状态之间进行转换。

所述扩散层463上用于透过所述结构光光线的部分定义为第一感测部82。所述扩散层463上还定义出非感测部83。所述扩散层463的非感测部83不需要透过用于执行感测的光线。所述用于执行感测的光线包括结构光光线、泛光光线和经由目标对象返回的光线。所述第一电极461和第二电极462设置在与所述第一感测部82正对的位置处。所述扩散片46在所述扩散层463的非感测部83所在的区域内不设置电极。所述第一电极461用于与第二电极462在正对所述第一感测部82的位置形成第一电场。所述第一电场的电场强度可通过第一电极461和第二电极462独立调节。所述扩散层463位于第一电场内的第一感测部82能够随着所述第一电场的电场强度变化至少在透明状态和散射状态之间转换。

当所述屏下感测系统11运行在泛光照射模式时,通过改变所述第一电极461和第二电极462施加的电信号以调节所述第一电场,使得所述扩散层463的第一感测部82处于散射状态。所述扩散层463处于散射状态时对所透过光线的雾度例如可以大于或等于预设的第一雾度阈值,比如:70%。在本实施方式中,所述扩散层463为正式pdlc层。当通过所述第一电极461和第二电极462施加的电信号的电压差绝对值为零时,所述扩散层463的第一感测部82处于散射状态。考虑到所施加的电压信号会存在一定的误差,所以通过所述第一电极461和第二电极462施加的电信号的电压差绝对值稍微大于零电压而小于或等于预设的第一电压阈值,比如:1伏,也可以使得所述第一感测部82处于散射状态。所述第一电压阈值的取值范围为0伏至1伏。此时,所述发射单元100发出的结构光光线经处于散射状态的第一感测部82散射为泛光光线后投射在目标对象。

当所述屏下感测系统11运行在结构光投射模式时,通过改变所述第一电极461和第二电极462施加的电信号以调节所述第一电场,使得所述扩散层463的第一感测区82处于透明状态。所述扩散层463处于透明状态时的对所透过光线的雾度例如可以等于或小于预设的第二雾度阈值,比如:10%。在本实施方式中,所述扩散层463为正式pdlc层。通过所述第一电极461和第二电极462施加的电信号的电压差绝对值大于或等于预设的第二电压阈值的时候,所述扩散层463的第一感测部82处于散射状态。此时,所述发射单元100发出的结构光光线可以透过处于透明状态的第一感测部82投射在目标对象上。因为所述第一感测部82处于透明状态时对所透过光线的雾度较低,所述结构光光线在透过处于透明状态的第一感测部82后不失真。可以理解的是,对于不同种类的液晶分子465,所述第二电压阈值可以取不同值,比如:5伏、10伏等。在本实施方式中,所述第二电压阈值电压的取值范围为5伏至100伏。

当所述屏下感测系统11不工作时,通过改变所述第一电极461和第二电极462施加的电信号以调节第一电场,使得所述扩散层463的第一感测部82处于散射状态。此时,所述扩散层463的第一感测部82处于散射状态能够对透过的背光光线进行扩散和均匀化,恢复其正常的显示效果。

可以理解的是,若通过所述第一电极461和第二电极462施加的电信号的电压差绝对值介于第一电压阈值和第二电压阈值之间,所述扩散层463的第一感测部82处于中间状态。所述中间状态的雾度介于所述第一雾度阈值与第二雾度阈值之间。可以理解的是,根据实际需求,还可以预设更多的雾度阈值和对应的电压阈值把中间状态再细分为更多状态。

另外,通过所述第一电极461和第二电极462施加的电信号以使得所述第一感测部82转换为透明状态时,所施加电信号的电压的极性可以正负调转,此时所述液晶分子465的偏转方向不同但不会影响所述第一感测部82的透明程度或雾度。

可以理解的是,所述反式pdlc的透光特性与所施加电场之间的关系和所述正式pdlc相反。因此,当使用反式pdlc作为扩散层463时,所述扩散层463的状态与相应的雾度阈值和电压阈值与正式pdlc作为扩散层463时相反,在此不再赘述。

可以理解的是,本实用新型对所述第一电极461和第二电极462之间的上下位置关系不做限定,只要分别设置在所述扩散层463的相对两侧且能够分别在所述扩散层463上形成电场区域即可。

可以理解的是,所述发射单元100可以设置在与所述第一感测部82正对的位置。所述发射单元100也可以设置在不与所述第一感测部82正对的其他位置,再通过导光结构将所述发射单元100发出的结构光光线传导至与所述第一感测部82正对的位置以透过所述第一感测部82进行发射。

在本实施方式中,所述扩散片46在非感测部83沿透光方向的相对两侧不设置电极。因此,所述非感测部83内不会形成电场而一直处于散射状态,对所透过的背光光线起到散射和均匀化作用,实现正常的显示效果。

因此,具有上述结构的扩散片46可以将原本只发射结构光光线的发射单元100复用来发射结构光光线和泛光光线,节省了元件,简化了模组结构,因而也降低了产品成本。而且,在所述发射单元100不需要发射结构光光线时,所述扩散片46的第一感测部82也可以转换为散射状态从而可以恢复正常的显示效果。

在本实施方式中,通过所述第一电极461和第二电极462施加的电信号可以分别为具有预设的第一电压值的第一恒定电压信号和具有预设的第二电压值的第二恒定电压信号。

当所述扩散层463的第一感测部82需要转换为散射状态时,所述第一电压值与第二电压值之间的电压差的绝对值为零,或者小于或等于所述第一电压阈值。

当所述扩散层463的第一感测部82需要转换为透明状态时,所述第一电压值与第二电压值之间的电压差的绝对值大于或等于所述第二电压阈值。或者,所述第一电压值为零电压,而第二电压值的绝对值大于或等于所述第二电压阈值。因所述液晶分子465长期在相同极性的电压差作用下往同一个的方向偏转过长时间而容易产生极化现象,所以在相邻两次需要转换为透明状态时所施加的所述第二恒定电压的第二电压值可以分别取正非零电压和负非零电压。所述正非零电压和负非零电压可以具有相同的绝对值,也可以具有不同的绝对值。

可以理解的是,在其他可变更实施方式中,当所述扩散层463的第一感测部82需要转换为透明状态时,所述第一电极461和第二电极462施加的电信号可以分别为具有预设的第一电压值的恒定电压信号和具有预设的正负峰值的交变电压信号。其中,所述第一电压值可以为零电压或非零电压。所述第一电压值分别与正峰值和负峰值之间的电压差的绝对值大于或等于所述第二电压阈值。

如图9所示,所述交变电压信号可以为方波信号。所述方波信号具有正峰值和负峰值。所述方波的正峰值电压和负峰值电压的绝对值可以相等也可以不相等。所述非零电压和/或方波信号峰值电压的取值范围为5伏至100伏特或者-5伏至-100伏。所述液晶分子465在正峰值电压和负峰值电压的持续期间都可以沿电场方向统一排布而呈现透明状态。正、负峰值电压进行转换期间所述液晶分子465会沿不同的电场方向进行偏转可防止产生极化。所述传感模组10的感测时序与所述交变电压信号的时序同步,所述传感模组10在方波信号的任意一段或多段峰值电压的持续期间的中间部分进行感测。所述传感模组10的感测频率可以是所述交变电压信号频率的倍数。例如:所述传感模组10的感测频率为所述交变电压信号频率的2倍,即所述传感模组10在一个正峰值电压或负峰值电压持续期间执行了两次感测。或者,所述传感模组10的感测频率为所述交变电压频率的1/2倍,即所述传感模组10的一次感测需要经历一个正峰值电压和一个负峰值电压的持续期间。所述交变电压信号的频率与所述显示装置3的刷新频率之间没有倍频关系,例如所述交变电压信号和所述显示装置3的刷新信号分别来自不同的时钟信号源。

在本实施方式中,所述交变电压信号的频率为20赫兹,一个正峰值电压或负峰值电压的持续时间为25毫秒。所述传感模组10一次感测动作的持续时间范围为2毫秒至20毫秒。所述传感模组10的感测动作例如为接收单元102获取目标对象的泛光图像和/或感测光图案的图像时的曝光动作,即所述感测动作的持续时间为感测一帧图像的曝光时间。

可以理解的是,在其他可变更实施方式中,所述交变电压信号还可以为具有正负峰值电压的正弦波信号或三角波信号。

可以理解的是,在其他可变更实施方式中,所述第一电极461和第二电极462施加的电信号还可以分别为具有预设的正负峰值的第一交变电压信号和具有预设的正负峰值的第二交变电压信号。

如图10和图11所示,在其他变更实施方式中,所述第一电极461包括第一导电区域471及第二导电区域472。所述第一导电区域471与第二导电区域之间绝缘间隔设置。所述第一导电区域471正对所述第一感测部82进行设置。所述第二导电区域472正对所述非感测部83进行设置。所述第二电极462用于与所述第一导电区域471形成第一电场。所述第二电极用于与所述第二导电区域472形成第二电场。所述第二电场可被独立调节。所述扩散层463的非感测部83位于所述第二电场内。因此,通过调节所述第二电场使其电压差的绝对值为零或者小于或等于预设的第一电压阈值,可以使得位于第二电场内的所述非感测部处于散射状态。

具体地,在本实施方式中,所述第二电极462包括第三导电区域473及第四导电区域474。所述第三导电区域473与第四导电区域474之间绝缘间隔设置。所述第三导电区域473与第一电极461的第一导电区域471相对设置。所述第四导电区域474与第一电极461的第二导电区域472相对设置。所述第三导电区域473用于与所述第一导电区域471形成所述第一电场。所述第四导电区域474用于与第二导电区域472形成所述第二电场。通过所述第三导电区域473与第一导电区域471调节所述第一电场,使得位于第一电场内的第一感测部82可以根据发射单元100的工作需要至少在透明状态和散射状态之间转换。通过所述第四导电区域474与第二导电区域472调节所述第二电场,使得位于第二电场内的所述非感测部83维持散射状态。

如图12所示,在其他变更实施方式中,所述第二电极462也可以为没有形成不同导电区域的整片电极。所述第二电极462与所述第一导电区域471相对的部分用于与所述第一导电区域471形成所述第一电场。所述第二电极462与所述第二导电区域472相对的部分用于与所述第二导电区域472形成所述第二电场。

如图13和图14所示,在其他变更实施方式中,所述第一电极461上的第一导电区域471还可以被挖空而形成缺口469或通孔469。所述扩散片46还包括第三电极466。所述第三电极466设置在第一电极461背向第二电极462一侧,并与所述缺口469或通孔469相对。所述第三电极466用于透过所述缺口469或通孔469与所述第二电极462形成所述第一电场。因所述第一电极461上原有的第一导电区域471正对所述第一感测部82进行设置,所述第一感测部82位于所述第三电极466透过所述缺口469或通孔469与第二电极462形成的所述第一电场内,可通过所述第三电极466与第二电极462施加的电信号改变所述第一电场的电场强度,以使得所述第一感测部82可以根据发射单元100的工作需要至少在透明状态和散射状态之间转换。所述第一电极461上的第二导电区域472还是用于与第二电极462形成所述第二电场。所述扩散层463的非感测部83位于所述第二电场内。在此不再重复赘述。

可以理解的是,可以根据设置在所述显示装置3下方与显示区域31正对区域内的传感模组10的元件个数来调整所述扩散层463内的感测部的个数以及用于转换所述感测部透光状态的电场个数。例如,所述接收单元102设置在显示装置3下方与所述显示区域31正对的位置。如图15所示,所述扩散层463上用于透过经由目标对象返回光线的部分定义为第二感测部84。所述第一电极461与第二电极462可以在正对所述第二感测部84的位置形成第三电场。具体地,所述第一电极461还可以包括第五导电区域475。所述第五导电区域475分别与所述第一导电区域471和第二导电区域472之间相互绝缘间隔设置。所述第五导电区域475正对所述第二感测部84进行设置。所述第五导电区域475与所述第二电极462之间可以形成所述第三电场。所述第三电场的电场强度可被独立调节。所述第二感测部84能够随着所述第三电场的电场强度变化至少在透明状态和散射状态之间转换。经由目标对象返回的光线可以透过处于透明状态的第二感测部84由所述接收单元102接收。所述第五导电区域475和第二电极462通过调节第三电场在所述接收单元102不工作时将所述第二感测部84转换为散射状态,以对所透过的背光光线起到散射和均匀化作用,恢复该部分正常的显示效果。

所述接收单元102可以设置在与所述第二感测部84正对的位置。所述接收单元102也可以设置在不与所述第二感测部84正对的其他位置,再通过导光结构将经由目标对象返回的光线传导至接收单元102。

如图8所示,所述扩散片46还可以包括相对设置的上基板467和下基板468。所述上基板467和下基板468由透光材料制成。所述上基板467和/或下基板468的材料可以为但不限于玻璃、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)及聚对苯二甲酸类塑料(polyethyleneterephthalate,pet)中的任意一种或多种的组合。可以理解的是,所述上基板467和下基板468可以由相同材料制成,也可以分别由不同的材料制成,本实用新型对此不做限定。

所述扩散层463设置在所述上基板467和下基板468之间,形成类似夹心三明治的结构。因所述上基板467和下基板468对设置在其中间的扩散层463具有一定的保护作用,可有效减少使用过程中对所述扩散层463的损耗,使得所述扩散片46具有更好的耐用性。

所述上基板467包括相对设置的第一表面4671和第二表面4672。所述第一表面4671朝向扩散片46的外侧,所述第二表面4672朝向扩散片46的内部。所述下基板468包括相对设置第三表面4681及第四表面4682。所述第三表面4681朝向扩散片46的外侧。所述第四表面4682朝向所述扩散片46的内部。

所述第一电极461和第二电极462可以分别设置在扩散层463相对两侧的不同平面上。例如:若所述第一电极461设置在上基板467的第一表面4671或第二表面4672上时,所述第二电极462可以对应设置在下基板468的第三表面4681或第四表面4682上。若所述第一电极461设置在下基板468的第三表面4681或第四表面4682上时,所述第二电极462可以对应设置在所述上基板467的第一表面4671或第二表面4672上。

所述第三电极466和第一电极461分别设置在位于扩散层463同一侧的不同平面上。例如,如图14所示,所述第三电极466和第一电极461分别设置在上基板467相对的第一表面4671和第二表面4672。或者,所述第三电极466和第一电极461分别设置在下基板468相对的第三表面4681和第四表面4682。

如图6所示,所述背光模组4还包括设置在所述扩散片46上方的光学元件。所述第一电极461或第二电极462也可以设置在位于所述扩散片46上方的其中一层光学元件上。例如:在本实施方式中,所述背光模组4包括设置在扩散片46上方的增光片5。所述第一电极461或第二电极462可以设置在所述增光片5上。

所述背光模组4还包括设置在所述扩散片46下方的光学元件。所述第一电极461或第二电极462也可以设置在位于所述扩散片46下方的其中一层光学元件上。例如:在本实施方式中,所述背光模组4包括设置在扩散片46下方的导光板42和反射片44。所述第一电极461或第二电极462可以设置在所述导光板42或反射片44上。所述反射片44由能够透过感测光线而反射可见光的材料制成。

在其他变更实施方式中,所述反射片44由导电金属制成,所述反射片44可以复用为所述第一电极461或第二电极462。所述反射片44的厚度较薄,例如:100nm,使得所述波长较长的感测光线可以透过反射片44而波长较短的可见光会被所述反射片44反射回导光板42。

如图16所示,在其他变更实施方式中,所述电子设备1还包括设置在所述背光模组4下方的框架6。所述框架6由导电金属制成,可用于支撑所述背光模组4。所述框架6对应传感模组10的元件开设有通孔62。所述框架6可以复用为所述第一电极461(参见图14)。

与现有技术相比,所述电子设备12采用透明度可调的扩散片46搭配可发射结构光光线的发射单元100,通过在所述扩散片46与显示装置3下方的发射单元100相对的位置设置可独立控制的电场区域来实现透明度的调整,使得所述发射单元100透过扩散片46能够复用来发射结构光光线和泛光光线,不但节省了元件,还能在不影响显示效果的前提下实现屏下感测,从而进一步提高电子设备12的屏占比,提升电子设备12的视觉感受。

需要说明的是,本领域技术人员可以理解,在不付出创造性劳动的前提下,本实用新型实施例的部分或全部,以及对于实施例的部分或全部的变形、替换、变更、拆分、组合、扩展等均应认为被本实用新型的实用新型创造思想所涵盖,属于本实用新型的保护范围。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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