投射模块以及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种投射模块以及电子设备。


背景技术：

2.目前，智能手机是现在最为流行的电子产品，消费者不光对手机的功能提出要求，对手机的外观也是很看重。
3.现有技术中，全面屏作为当前手机的主流卖点，但是还没有真正全面屏的手机出现，都是采用“打孔屏”或者“异形屏”来提高手机的屏占比。作为3d结构光人脸识别的核心器件：红外斑点投射模块，由于目前在技术上还没有突破，此投射模块还没有做到屏下。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种投射模块，该投射模块可以改变光线的发射角度，使得整个投射模块的角度得以确定的，并且实现了线性发射的方式来满足最窄屏占比。
5.本实用新型进一步地提出了一种电子设备。
6.根据本实用新型的投射模块，包括：激光发射器、漫反射调光器和散光器；所述漫反射调光器形成有进光孔、漫反射光腔和出光孔，所述激光发射器设置于所述进光孔处，所述进光孔和所述出光孔分别与所述漫反射光腔相连通，以使所述激光发射器发射的光线经过所述漫反射光腔的漫反射后从所述出光孔射出；所述散光器设置于所述出光孔处。
7.由此，根据本实用新型的投射模块，通过设置激光发射器、漫反射调光器和散光器，当激光发射器以一定角度的发出光线后，光线进入漫反射调光器，漫反射调光器可以对进入其内部的光线进行能量的均匀分布，然后以确定的角度从漫反射调光器的出光孔射出，最后，从出光孔射出的光线射入散光器，散光器对光线进行能量分配，以实现红外投射效果，最终实现光线的线性发射方式来满足最窄的屏占比。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述漫反射调光器包括：第一漫反射部和第二漫反射部，所述第一漫反射部和所述第二漫反射部在第一方向相对设置且限定出所述漫反射光腔，所述漫反射光腔的第二方向一侧形成有所述进光孔，所述第一漫反射部形成有所述出光孔，所述第一方向和所述第二方向垂直设置。如此，光线从进光孔进入后，可以在漫反射光腔内经过多次漫反射后再从出光孔射出，以使得光线可以进行能量更加均匀的分布。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述漫反射光腔的第二方向两侧均形成有所述进光孔；所述激光发射器为两个且分别与两个所述进光孔对应设置。将激光发射器与进光孔对应设置，这样可以使得激光发射器发射的光线最大限度地摄入进光孔内部。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述第一漫反射部上形成有多个所述出光孔且在所述第二方向间隔设置。这样可以保证由进光孔进入漫反射光腔的光线，在经过漫发射和能量分布后能最大程度上从出光孔射出，从而避免光线损失。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述第一漫反射部包括：多个弯折板部，每个所述
弯折板部内形成弯折角，所述多个弯折板部在所述第二方向上间隔设置，相邻的两个所述弯折板部之间限定出所述出光孔。弯折板部有利于光线在漫反射光腔内部进行漫反射，设置多个弯折板部可以使得光线在在漫反射光腔内部进行多次漫反射，从而可以使的光线的能量分布更加均匀。
12.根据本实用新型的一些实施例，每个所述弯折板部在对应所述出光孔的位置设置有导光面，相邻的两个所述弯折板部之间的两个导光面之间的间距在所述出光孔的出光方向上逐渐增加且限定出光线发射角。由此，从出光孔发出光线的发射角就可以通过弯折板部进行限定。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第二漫反射部包括多个弧形板部，多个所述弧形板部在所述第二方向上依次连接。将多个弧形板部依次连接，可以增大漫反射面的面积，从而有利于光线在在漫反射光腔内部进行多次漫反射，从而可以使得光线的能量分布更加均匀。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述漫反射调光器还包括：扩口部，所述扩口部连接于所述第一漫反射部和所述散光器之间，所述扩口部沿第一方向的横截面积从所述第一漫反射部向所述散光器逐渐增加。也就是说，扩口部朝向散光器一侧的横截面积大于扩口部朝向第一漫反射一侧的面积，可以使得从出光孔发出的光线完全射入散光器，避免光线在红外光区发生反射。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述出光孔在第三方向上的尺寸为d，其中，d满足关系式：d＜1mm，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向相互垂直设置。当投射模块所投射的终端为全面屏时，由于投射模块在全面屏端占用的面积只是散光器的面积，也可以说是出光孔的宽度，这个宽度可以做到1mm以内，甚至更窄，如此，可以有效缓解了投射模块与全面屏的矛盾。
16.本实用新型的电子设备，包括：显示屏和上述所述的投射模块，所述散光器位于所述显示屏的外周一侧。这样可以使得电子设备的屏占比就比较大，从而可以提升用户使用体验感。
17.本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的投射模块的结构示意图；
20.图2是单排出光孔发出光线的示意图；
21.图3是基于图1的投射模块的局部结构示意图；
22.图4是显示屏的结构示意图。
23.附图标记：
24.投射模块100；
25.激光发射器10；
26.漫反射调光器20；进光孔21；漫反射光腔22；出光孔23；第一漫反射部24；
27.弯折板部241；导光面242；第二漫反射部25；弧形板部251；扩口部26；
28.红外光区261；
29.散光器30；显示屏40。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
31.下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的投射模块100，投射模块100可以应用电子设备中，例如，投射模块100可以设置在电子设备的显示屏外周一侧。
32.如图1所示，投射模块100包括：激光发射器10、漫反射调光器20和散光器30。其中，漫反射调光器20形成有进光孔21、漫反射光腔22和出光孔23，激光发射器10设置于进光孔21处，进光孔21和出光孔23分别与漫反射光腔22相连通，以使激光发射器10发射的光线经过漫反射光腔22的漫反射后从出光孔23射出。
33.具体来说，位于漫反射光腔22的进光孔21处设置有激光发射器10，例如，激光发射器10可以为vcsel(垂直腔面发射激光器)，激光发射器10发出的光线可以完全通过进光孔21进入漫反射光腔22，光线进入漫反射光腔22后，可以发生漫反射，同时漫反射光腔22可以对进入其内部光线的能量进行极其均匀的分布，最后，经过能量分配后的光线从漫反射光腔22的出光孔23射出。需要说明的是，漫反射光腔22的腔壁需为优质的漫反射材质，以保证光线可以在其内部充分地发生漫反射。
34.此外，如图1所示，在出光孔23处还设置有散光器30，从出光孔23射出的光线可以完全射入散光器30，散光器30对射入的光线进行能量的分配，以使从散光器30射出光线可以达到红外投射的效果，最终实现光线的线性发射方式来满足电子设备的最窄屏占比。
35.根据本实用新型的投射模块100，通过设置激光发射器10、漫反射调光器20和散光器30，当激光发射器10以一定角度的发出光线后，光线进入漫反射调光器20，漫反射调光器20可以对进入其内部的光线进行能量的均匀分布，然后以确定的角度从漫反射调光器20的出光孔23射出，最后，从出光孔23射出的光线射入散光器30，散光器30对射入的光线进行能量的分配后再射出，以实现红外投射效果，最终实现光线的线性发射方式来满足电子设备的最窄屏占比。
36.下面对投射模块100的各部分结构进行详细描述。
37.如图1所示，漫反射调光器20包括：第一漫反射部24和第二漫反射部25，第一漫反射部24和第二漫反射部25在第一方向相对设置，而且限定出漫反射光腔22，漫反射光腔22的第二方向一侧形成有进光孔21，第一漫反射部24形成有出光孔23，第一方向和第二方向垂直设置。
38.其中，第一方向为图1中所示的上下方向，第一漫反射部24位于上方，第二漫反射部25位于下方，于是在上下方向上，第一漫反射部24和第二漫反射部25就可以限定出漫反射光腔22，以使光线在漫反射光腔22内可以充分地发生漫反射，而且对光线的能量进行极其均匀的分布。第二方向为图1中所示的左右方向，进光孔21可以位于漫反射光腔22的左侧末端和右侧末端，出光孔23可以设置在第一漫反射部24，如此，可以理解为进光孔21和出光孔23在垂直方向上分布，这样有利于光线从进光孔21进入后，可以在漫反射光腔22内经过
多次漫反射后再从出光孔23射出，以使得光线可以进行能量更加均匀的分布。
39.具体地，如图1所示，漫反射光腔22的第二方向两侧均形成有进光孔21，激光发射器10为两个，而且两个激光发射器10分别与两个进光孔21对应设置。将激光发射器10与进光孔21对应设置，例如，可以将激光发射器10的发射源与进光孔21的中心设置在同一条直线上，这样可以使得激光发射器10发射的光线最大限度地摄入进光孔21内部。当然，还可以根据实际需要，在进光孔21处仅设置一个激光发射器10。
40.如图1所示，第一漫反射部24上形成有多个出光孔23，而且在第二方向间隔设置。间隔设置多个出光孔23，可以保证由进光孔21进入漫反射光腔22的光线，在经过漫发射和能量分布后能最大程度上从出光孔23射出，从而避免光线损失。
41.详细地，第一漫反射部24包括：多个弯折板部241，每个弯折板部241内形成弯折角，多个弯折板部241在第二方向上间隔设置，相邻的两个弯折板部241之间限定出出光孔23。弯折板部241有利于光线在漫反射光腔22内部进行漫反射，在第二方向上设置多个弯折板部241，可以使得光线在在漫反射光腔22内部进行多次漫反射，从而可以使的光线的能量分布更加均匀。多个弯折板部241在第二方向上留有间隙以作为出光孔23，可以避免设置专门的出光孔23来供光线射出，如此可以使得投射模块100的结构更加简单，同时还可以节约材料，降低生产成本。
42.另外，需要说明的是，弯折板部241需要一定的厚度和遮光度，避免光线射到弯折板部241后从弯折板部241的另一面射出。
43.如图3所示，每个弯折板部241在对应出光孔23的位置设置有导光面242，相邻的两个弯折板部241之间的两个导光面242之间的间距在出光孔23的出光方向上逐渐增加，而且限定出光线发射角。由此，从出光孔23发出光线的发射角就可以通过弯折板部241进行限定，这样通过对每个出光孔23光线的发射角作出相同的改变，就可以实现改变投射模块100的发射角。
44.如图1所示，第二漫反射部25包括多个弧形板部251，多个弧形板部251在第二方向上依次连接。弧形板部251同样也有利于光线在漫反射光腔22内部进行漫反射，将多个弧形板部251依次连接，可以增大漫反射面的面积，从而有利于光线在在漫反射光腔22内部进行多次漫反射，从而可以使得光线的能量分布更加均匀。
45.如图1所示，每个弧形板部251与其对应的出光孔23所在的弯折板部241形成一个类似空心球体的腔体，如此，漫反射光腔22就可以理解为由若干个这样类似空心球体的腔体依次连接而成，而且相互连通，这样可以保证光线从进光孔21进入漫反射光腔22后，可以在漫反射光腔22内部进行充分地漫反射，而且可以使得在漫反射光腔22内光线的能量分布更加均匀。
46.此外，如图1所示，漫反射调光器20还包括：扩口部26，扩口部26连接于第一漫反射部24和散光器30之间，扩口部26沿第一方向的横截面积从第一漫反射部24向散光器30逐渐增加。其中，扩口部26与第一漫反射部24和散光器30形成红外光区261，在红外光区261中，红外光标示都是单方向向上，而实质上都是具有确定发射角的光线。扩口部26朝向散光器30一侧的横截面积大于扩口部26朝向第一漫反射一侧的面积，可以使得从出光孔23发出的光线完全射入散光器30，避免光线在红外光区261发生反射。
47.在本实用新型的实施例中，出光孔23在第三方向上的尺寸为d，其中，d满足关系
式：d＜1mm，第三方向、第一方向和第二方向相互垂直设置。其中，第三方向为同时垂直于第一方向和第二方向所在的方向。当投射模块100所投射的终端为全面屏时，由于投射模块100在全面屏端占用的面积只是散光器30的面积，也可以说是出光孔23的宽度，这个宽度可以做到1mm以内，甚至更窄，如此，可以有效缓解了投射模块100与全面屏的矛盾。
48.如图2和图3所示，单排出光孔23的发射角α叠加在一起形成了投射模块100的发射角β，根据出光孔23的发射角α和投射模块100发射角β之间的关系，发现投射模块100的发射角β几乎和出光孔23的发射角α一致，于是可以理解为α与β相等，这样，不改变出光孔23数量的前提下，出光孔23排布的方式几乎不影响投射模块100的发射角，由此可以保证上述光线的线性发射可以实现。
49.如图4所示，本实用新型的电子设备，包括：显示屏40和上述实施例的投射模块100，其中，散光器30位于显示屏的外周一侧。例如，散光器30可以位于显示屏的顶部，这样可以使得电子设备的屏占比就比较大，从而可以提升用户使用体验感。电子设备可以为手机或平板电脑等。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。