终端设备及结构光发射模组的制作方法

本实用新型涉及移动设备领域，特别涉及一种终端设备及结构光发射模组。

背景技术：

现有的具有人脸识别功能的手机中通常需要设置结构光组件来实现相应的功能。而为了保证结构光组件中的结构光发射模组在投射激光的过程中不会对显示屏产生不良影响，显示屏上通常会开设有与结构光发射模组对应的安装槽。

但是，随着市场的不断发展，具有更大屏占比的屏幕越来越受到消费者青睐，而安装槽所占的面积越大，显示屏的屏占比就越低，从而影响显示屏的视觉效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种可以提高显示屏的屏占比的终端设备及结构光发射模组。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例第一方面提供了一种终端设备，包括：

结构光发射模组，所述结构光发射模组包括衍射光学元件和镜筒；所述镜筒包括镜筒主体、以及在所述镜筒主体的一端间隔设置的一第一限位部和一第二限位部；所述衍射光学元件固定在所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述衍射光学元件的一部分侧壁裸露；

显示屏，所述显示屏用于显示影像，所述显示屏形成有相背的正面及背面，所述显示屏发出的光线沿所述背面指向所述正面的方向向外界发射；所述显示屏上形成有第一安装槽；所述第一限位部、所述第二限位部和所述衍射光学元件插接在所述第一安装槽中；

结构光接收模组，所述结构光接收模组设置在所述显示屏的背面所在的一侧。

进一步地，所述第一限位部和所述第二限位部相对设置；所述第一限位部、所述第二限位和所述衍射光学元件在所述显示屏所在的平面上的投影的外轮廓呈矩形、正方形或跑道形。

进一步地，所述结构光发射模组包括检测片、电路板和发射器；所述衍射光学元件具有导电层；

所述检测片的一端与所述导电层连接，所述检测片的另一端与所述电路板连接；所述电路板与所述发射器连接。

进一步地，所述终端设备包括围设在所述显示屏周侧的边框；

所述第一安装槽与所述边框连接；或，所述第一安装槽与所述边框之间具有间隙。

进一步地，所述终端设备包括

结构光补光模组；

所述结构光补光模组设置在所述显示屏的背面所在的一侧；或，所述结构光补光模组集成在所述结构光发射模组中。

进一步地，所述终端设备包括可见光拍摄模组；

所述显示屏上形成有与所述可见光拍摄模组的对应的第二安装槽。

进一步地，所述终端设备包括固定支架；所述结构光发射模组和所述结构光接收模组固定在所述支架上。

进一步地，所述终端设备为手机或平板电脑。

本申请实施例第二方面提供了一种终端设备的结构光发射模组，包括：

衍射光学元件；

镜筒，所述镜筒包括镜筒主体、以及在所述镜筒主体的一端间隔设置的一第一限位部和一第二限位部；所述衍射光学元件固定在所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述衍射光学元件的一部分侧壁裸露。

进一步地，所述结构光发射模组包括检测片、电路板和发射器；所述衍射光学元件具有导电层；

所述检测片的一端与所述导电层连接，所述检测片的另一端与所述电路板连接；所述电路板与所述发射器连接。

本申请实施例提供了一种终端设备及结构光发射模组，通过将衍射光学元件固定在第一限位部和第二限位部之间，将衍射光学元件的一部分侧壁裸露，可以减小显示屏上对应的第一安装槽的外周尺寸，从而可以提高显示屏的屏占比，进而使得显示屏的视觉效果更加友好。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种结构光发射模组结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种结构光发射模组的一视角的半剖视图；

图3为本申请一实施例提供的一种结构光发射模组的另一视角的半剖视图；

图4为本申请一实施例提供的一种终端设备的结构光组件和可见光拍摄模组的装配结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种终端设备的局部示意图，图中示出的结构光接收模组和结构光补光模组仅表示其在显示屏后的设置位置，正常使用时，肉眼看不见结构光接收模组和结构光补光模组。

附图标记：结构光组件1000；结构光发射模组100；镜筒110；镜筒主体111；第一限位部112；第二限位部113；准直元件120；衍射光学元件130；检测片140；电路板150；发射器160；结构光接收模组200；结构光补光模组300；屏幕模组2000；显示屏400；第一安装槽400a；第二安装槽400b；非显示区400c；透光盖板500；可见光拍摄模组3000；固定支架4000；边框5000。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为对本实用新型宗旨的解释说明，不应视为对本实用新型的不当限制。

本申请所述的结构光发射模组和结构光接收模组是结构光组件中的相关模组，结构光组件是基于结构光技术的相关组件。结构光技术的基本原理是，通过结构光发射模组，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的结构光接收模组进行图像采集。这种具备一定结构特征的光线，会因被摄物体的不同深度区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息，以此来获得三维结构。结构光组件可以通过对人脸进行识别来实现终端设备的解锁以及移动支付。

为了便于描述，本申请实施例中，以终端设备为手机为例进行描述，可以理解的是，该终端设备还可以是其他类型，比如，平板电脑等具备结构光组件的终端设备。

本申请一实施例提供了一种终端设备，请参阅图1至图4，该终端设备包括结构光发射模组100、结构光接收模组200和显示屏400。

结构光发射模组100包括衍射光学元件130和镜筒110，镜筒110包括镜筒主体111、以及在镜筒主体111的一端间隔设置的一第一限位部112和一第二限位部113，衍射光学元件130固定在第一限位部112和第二限位部113之间，衍射光学元件130的一部分侧壁裸露。

显示屏400用于显示影像，显示屏400形成有相背的正面及背面，显示屏400发出的光线沿背面指向正面的方向向外界发射，显示屏400上形成有第一安装槽400a。第一限位部112、第二限位部113和衍射光学元件130插接在第一安装槽400a中。

结构光接收模组200设置在显示屏400的背面所在的一侧。

具体地，本实施例的结构光发射模组100和结构光接收模组200为结构光组件1000中的相关模组。本实施例的终端设备的屏幕模组2000包括显示屏400和盖设在显示屏400上的透光盖板500，显示屏400面向透光盖板500的一侧为正面。透光盖板500可以对显示屏400进行保护。本申请的透光盖板500可以是玻璃盖板。

对于非全面屏的屏幕模组来说，显示屏上通常开设有与结构光接收模组和结构光发射模组等相对应的安装槽，安装槽的存在，使得显示屏上存在一部分无法进行图像显示的区域，为便于描述，本申请将显示屏上的安装槽所对应的无法进行图像显示的区域称为非显示区。常见的“刘海”屏上的黑色“刘海”区域就是非显示区。非显示区的面积越大，显示屏的屏占比越低。

为了提高显示屏的屏占比，本实施例将结构光接收模组200设置在显示屏400的背面所在的一侧。结构光接收模组200可以是红外摄像头(ircamera)。由于结构光接收模组200主要接收的是红外光线，因此，将结构光接收模组200设置在显示屏400的背面所在的一侧，红外光线仍然可以穿透显示屏400，也就是说，显示屏400的遮挡不会影响结构光接收模组200进行正常的图像采集，穿透显示屏400的红外光线也不会影响显示屏400的影像显示。而由于显示屏400上不需要开设安装结构光接收模组200的安装槽，因此，可以极大地提高显示屏400的屏占比。

而对于结构光发射模组来说，结构光发射模组主要发射的是激光，由于目前受限于显示屏的分辨率、透过率以及显示屏像素的图案(pattern)排列结构，结构光发射模组发射的激光穿过显示屏的微结构后会产生一系列的衍射，其衍射产生的斑点(即“噪声”)会对显示区上正常的激光斑点产生干扰，而目前技术上还没办法完全消除该噪声对深度信息造成的影响，尤其是在户外强光环境下，强光本身导致的背景噪声就很强，再加上显示屏的衍射噪声，会严重影响显示区的深度效果。为了避免激光影响显示屏的影像显示，本实施例仍然在显示屏400上开设了与结构光发射模组100相对应的第一安装槽400a，从镜筒110中发射出来的激光直接穿过透光盖板500并投射到被拍摄物体上，而不会穿过显示屏400的微结构。本实施例的第一安装槽400a为通槽，在另一实施例中，第一安装槽400a也可以是盲孔结构。

现有技术中，为了投射需要，结构光发射模组中一般都会设置发射器和多种光学元件，其中，最基本的光学元件是准直元件和衍射光学元件。发射器设置在镜筒远离透光盖板的一端，准直元件和衍射光学元件设置在镜筒中，衍射光学元件位于镜筒靠近透光盖板的一端，而准直元件位于发射器和衍射光学元件之间，从发射器中发射出来的激光依次穿过准直元件和衍射光学元件，以实现相应的投射。一般来说，镜筒只有靠近透光盖板的一端是插接在安装槽中的，也就是说，衍射光学元件实际上也位于安装槽中。而镜筒一般为中空的筒状结构，衍射光学元件固定在镜筒的腔体中，镜筒的侧壁围设在射光学元件的周侧，因此，位于安装槽中的镜筒的外周尺寸越大，安装槽的内径也会越大，安装槽在显示屏上所占的面积也越大，由此会导致显示屏的屏占比降低。

为了可以进一步提高显示屏的屏占比，请参阅图1至图3、图5，本实施例的镜筒110改为由镜筒主体111、第一限位部112和第二限位部113构成，准直元件120设置在镜筒主体111中，第一限位部112和第二限位部113在镜筒主体111的一端间隔设置，衍射光学元件130固定在第一限位部112和第二限位部113之间，衍射光学元件130的一部分侧壁裸露。也就是说，第一限位部112和第二限位部113共同形成了一个固定衍射光学元件130的半封闭空间，相当于是将原来的镜筒切除了一部分侧壁，将衍射光学元件130的一部分侧壁裸露出来。由于取消了镜筒的一部分侧壁，由此使得第一安装槽400a的外周尺寸也可以相应地减小，进而可以减少非显示区400c的面积，以提高显示屏400的屏占比。本实施例的第一限位部112和第二限位部113相对设置，衍射光学元件130为矩形，衍射光学元件130相对设置的两个侧壁分别面向第一限位部112和第二限位部113设置，而另外两个侧壁裸露，第一限位部112、第二限位113和衍射光学元件130在显示屏400所在的平面上的投影的外轮廓呈矩形，由此可以使得第一限位部112、第二限位113和衍射光学元件130三者之间可以布置的更加紧凑，进而可以减小第一安装槽400a的外周尺寸。可以理解的是，在其它实施例中，第一限位部112、第二限位113和衍射光学元件130在显示屏400所在的平面上的投影的外轮廓可以根据衍射光学元件130的具体形状进行调整，比如，可以是正方形、跑道形等，在此不做限制。本申请的衍射光学元件130为双层玻璃，该双层玻璃可以是氧化铟锡(ito)导电玻璃。

请参阅图3，本实施例结构光发射模组100包括括检测片140、电路板150和发射器160。衍射光学元件130具有导电层(图未示出)，检测片140的一端与导电层连接，检测片140的另一端与电路板150连接，电路板150与发射器160连接。

具体地，为了避免衍射光学元件因意外发生损坏时，从发射器发射出来的激光可能穿过破损的衍射光学元件直射到人体而对人体造成伤害，现有的结构光发射模组一般还会在衍射光学元件的外侧罩设一个防护罩。但是，防护罩会在安装槽中占据一定的容纳空间，因此需要相应地增加安装槽的外周尺寸，由此会导致显示屏400的屏占比降低。为了解决这一问题，本实施例将防护罩改成了检测片140，检测片140可以在衍射光学元件130和发射器160之间传递电信号，当衍射光学元件130损坏时，导电层可以通过检测片140向发射器160传递相应的电信号，以控制发射器160停止工作，从而可以防止结构光发射模组100发射的激光穿过破损的衍射光学元件130而对人体造成伤害。由于检测片140所占用的空间比防护罩要少得多，因此，几乎不需要增加第一安装槽400a的外周尺寸，就可以提高结构光发射模组100的安全性。

请参阅图5，终端设备还包括围设在显示屏400周侧的边框5000，第一安装槽400a与边框5000连接。

具体地，为了使得非显示区400c的面积可以尽可能的小，本实施例是在显示屏400的边框5000处形成了一个外轮廓呈“u”形的非显示区400c，该非显示区400c就像在显示屏400上形成了一个水滴状的结构，因此，此种屏幕俗称“水滴”屏。可以理解的是，在另一实施例中，第一安装槽400a与边框5000之间也可以具有间隙。

请继续参阅图4和图5，本实施例的终端设备还包括结构光补光模组300，结构光补光模组300设置在显示屏400的背面所在的一侧，也就是说，本实施例的结构光补光模组300和结构光接收模组200均位于显示屏400的同一侧。

具体地，结构光补光模组300实际上也是结构光组件1000中的相关模组，结构光补光模组300的主要作用是给结构光接收模组200提供红外波段的补光，一般的“刘海”屏上也会设置与结构光补光模组300相对应的安装槽。但是，由于结构光补光模组300主要提供的也是红外光线，因此，将结构光补光模组300设置在显示屏400的背面所在的一侧也不会影响结构光补光模组300的正常使用。而由于显示屏400上不需要开设安装结构光补光模组300的安装槽，因此，可以提高显示屏400的屏占比。本实施例的结构光补光模组300可以是泛光灯。

在另一实施例中，结构光补光模组300也可以集成在结构光发射模组100中，具体地，本实施例的结构光发射模组100和结构光补光模组300均可以采用垂直腔面发射激光器(vcsel)芯片，因此，从结构上说，可以将结构光补光模组300与结构光发射模组100设计成一体结构，相当于集成后的结构光发射模组100可以同时具备激光投射和红外补光的功能。

请继续参阅图4和图5，本实施例的终端设备还包括可见光拍摄模组3000，显示屏400上形成有与可见光拍摄模组3000对应的第二安装槽400b。本实施例的第二安装槽400b为通槽，在另一实施例中，第二安装槽400b也可以是盲孔结构。

具体地，本实施例的可见光拍摄模组3000主要用于用户进行自拍，可见光拍摄模组3000可以是红绿蓝(rgb)摄像头，rgb摄像头的色域广，工作稳定可靠，成本低，可以提高终端设备的拍摄效果。理论上来说，可见光拍摄模组3000也可以设置在显示屏400的背面所在的一侧，但是在某些特定场景，比如，光线比较暗的场景下，可见光拍摄模组3000的拍摄效果会受到显示屏400影响，因此，本实施例仍然将在显示屏400上开设了与可见光拍摄模组3000对应的第二安装槽400b。需要说明的是，结构光组件1000与可见光拍摄模组3000之间并没有必然的联系，对于不需要设置自拍功能的终端设备来说，也可以不设置可见光拍摄模组3000。

另外，由于设置了第二安装槽400b，本实施例实际上是将第一安装槽400a和第二安装槽400b尽量地靠近，并且将第二安装槽400b也与边框5000连接，从而可以尽可能地减小非显示区400c的面积。请继续参阅图4，本实施例的终端设备还包括固定支架4000，结构光发射模组100和结构光接收模组200固定在固定支架4000上。

具体地，为了保证结构光组件1000的拍摄效果，需要保证结构光发射模组100和结构光接收模组200两个光学中心之间的间距(baseline)，因此，通过设置固定支架4000，可以保证结构光发射模组100和结构光接收模组200的位置不会发生偏移。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。