CN110873869B - 接近传感器、显示屏显示体及终端 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种接近传感器、显示屏显示体及终端。接近传感器包括光学成像镜片组件、微透镜阵列和感光阵列，其中，微透镜阵列中的透镜与感光阵列中的感光元件一一对应，并且，光学成像镜片组件与微透镜阵列之间的间距固定为第一预设值，以及微透镜阵列与感光阵列之间的间距固定为第二预设值。由于上述光学成像镜片组件、微透镜阵列中的透镜和感光阵列中的感光元件较小，在应用到显示屏显示体上时，所占用显示屏显示体的空间较小，外观几乎无法辨识，因此，可实现屏占比的极致化。并且，由于可根据感光阵列生成的参考信号确定目标物体和光学成像镜片组件之间的距离，从而判断出目标物体是接近还是远离光成像镜片组件，即，实现接近传感器的功能。

Description

接近传感器、显示屏显示体及终端

技术领域

本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种接近传感器、显示屏显示体及终端。

背景技术

随着终端技术的发展，终端的屏幕越来越大，人们对终端屏占比的要求越来越高，原本设置在终端正面上的一些特征或者按键被屏幕慢慢侵占，接近传感器也不例外。

设置在终端上的接近传感器，通常是用来检测用户是否靠近该终端，在检测到用户靠近终端时，该终端执行相应地操作。例如：在用户通话的过程中，该接近传感器检测到用户靠近该终端时，可控制该终端的显示屏处于熄屏状态，避免用户在接听电话的过程脸部碰到触摸屏，无意中点击到挂机键或免提键，造成不必要的尴尬。因此，有必要在终端上设置接近传感器。

然而，在人们追求终端屏占比的趋势下，现有的接近传感器设置在终端的显示屏显示体上时会影响屏占比。因此，亟需一种体积较小、占有空间较少的接近传感器，在将该传感器设置在终端的显示屏显示体上时，不影响终端的屏占比。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种接近传感器、显示屏显示体及终端。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种接近传感器，包括：

光学成像镜片组件、微透镜阵列和感光阵列，所述微透镜阵列中的透镜与所述感光阵列中的感光元件一一对应，并且，所述光学成像镜片组件与所述微透镜阵列之间的间距固定为第一预设值，以及所述微透镜阵列与所述感光阵列之间的间距固定为第二预设值。

可选地，所述微透镜阵列包括多个凸透镜。

可选地，所述光学成像镜片组件为单个凸透镜或者用于聚焦成像的镜片组。

可选地，所述感光阵列包括多个所述感光元件，每个所述感光元件包括：电荷耦合元件、基存储影像传感器和互补性氧化金属半导体元件中的至少一个。

可选地所述第一预设值在[0.5mm，1.0mm]范围内，所述第二预设值在[0.1mm，0.3mm]范围内。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种显示屏显示体，所述显示屏显示体包括：

上载片、下载片和封框体、以及本公开实施例第一方面所述的接近传感器，所述上载片、所述下载片和所述封框体所组成的封闭区域为显示像素区，其中，所述下载片和所述上载片之间由下至上依次设置有所述感光阵列和所述微透镜阵列，紧贴所述上载片的上方设置有所述光学成像镜片组件。

可选地，所述上载片和所述下载片由透光材料制成。

可选地，所述透光材料包括玻璃或者树脂。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种终端，包括本公开实施例第二方面所提供的显示屏显示体。

可选地，所述终端还包括：

处理器，与所述感光阵列耦合，用于从所述感光阵列生成的参考信号中获取特征值，并在所述特征值大于预设特征值时，确定目标物体远离所述光学成像镜片组件，以及，在所述特征值小于或等于所述预设特征值时，确定所述目标物体接近所述光学成像镜片组件，其中，所述特征值表征所述参考信号中信号强度最大的两个信号之间的相位差。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例所提供的接近传感器，包括光学成像镜片组件、微透镜阵列和感光阵列，其中，微透镜阵列中的透镜与感光阵列中的感光元件一一对应，并且，光学成像镜片组件与微透镜阵列之间的间距固定为第一预设值，以及微透镜阵列与感光阵列之间的间距固定为第二预设值。由于上述光学成像镜片组件、微透镜阵列中的透镜和感光阵列中的感光元件较小，在应用到显示屏显示体上时，所占用显示屏显示体的空间较小，外观几乎无法辨识，因此，可实现屏占比的极致化。

并且，由于上述接近传感器是基于透镜分离相位检测原理设计的，且光成像镜片组件与微透镜阵列之间的间距，以及微透镜阵列与感光阵列之间的间距均是固定的。因此，在光线强度一定时，感光阵列生成的参考信号只与目标物体和光学成像镜片组件之间的距离有关。这样，即可根据感光阵列生成的参考信号确定目标物体和光学成像镜片组件之间的距离，从而判断出目标物体是接近还是远离光学成像镜片组件，即，实现接近传感器的功能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种接近传感器的框图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种接近传感器的示意图。

图3A是根据一示例性实施例示出的一种目标物体与光学成像镜片组件相距D1距离的示意图。

图3B是根据一示例性实施例示出的一种目标物体与光学成像镜片组件相距D2距离的示意图。

图3C是根据一示例性实施例示出的一种目标物体与光学成像镜片组件相距D3距离的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种显示屏显示体横切面的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种下载片的正视图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种上载片的正视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在当前全面屏的趋势下，实现接近传感器功能的方式主要包括：

方式1、使用超声波实现接近传感器的功能。在显示屏显示体中设置有超声波发射器和超声波接收器，在超声波发射器发射出超声波之后，根据超声波接收器所接收到的反射回的超声波，确定用户接近或者远离该显示屏。

由于超声波不具有很好的检测方向，因此，不能准确的检测出用户接近或远离显示屏，造成用户体验不好。

方式2、使用传统光学接近传感器，将该传统光学接近传感器设置在显示屏显示体的边沿。其中，传统光学接近传感器主要由红外发光二极管(Light Emitting Diode，LED)发射器和光敏二极管(photodiode，PIN)光检测器所组成。LED发射器发射的红外脉冲到达障碍物体(用户)时，会反射回PIN光检测器中，接着PIN光检测器可以根据反射的红外脉冲产生光电流，且输出光电流的大小则由检测距离和LED的驱动电流大小决定的，在LED的驱动电流固定时，输出的光电流的大小即可反映障碍物与显示屏的距离。

由于传统光学接近传感器设置在显示屏显示体的边沿，不能实现屏占比的极致化，且随着人们对全面屏的需求，该传统光学接近传感器很可能不能密封，可能造成防尘的困扰。

方式3、使用传统光学接近传感器，将该传统光学接近传感器设置在显示屏显示体的下方，该显示屏显示体通常为透明的有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。

在将传统光学接近传感器设置在屏幕下方时，该传统光学接近传感器中的红外发射端(LED发射器)也将放置在屏幕下方，从而红外发射端发射的红外脉冲首先通过显示屏显示体再到达障碍物处，因此，可能会缩短显示屏显示体的使用寿命。如果将红外发射端放置在显示屏显示体旁边，也将会有影响屏占比的问题。为了解决现有的接近传感器设置在显示屏显示体上时，无法实现屏占比极致化的问题，本公开实施例提供一种接近传感器、显示屏显示体及终端。

其中，本公开实施例提供的接近传感器是基于透镜分离相位检测的原理设计的，考虑到透镜分离相位检测装置由一组分离镜片和一组或多组由感光元件组成的测距组件构成的，因此，该接近传感可以包括用于分离光线的元件和感光元件。

请参考图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种接近传感器的框图。如图1所示，该接近传感器包括：光学成像镜片组件1、微透镜阵列2和感光阵列3。

其中，光学成像镜片组件1是将物体光线成像的光学器件，主要用于汇聚目标物体的反射光线，以使微透镜阵列2将汇聚后的光线分裂成多束，并分别投影在感光阵列3中，感光阵列3用于在光线的照射下生成参考信号，该参考信号可以为电压、电流信号等。

如图2所示，考虑到光学成像中可以利用凸透镜成像，也可以利用凹透镜成像，以及凸透镜通过汇聚光线成像，而凹透镜则是通过发散光线成像。因此，该光学成像镜片组件1可以为单个凸透镜(如图2所示)，也可以为多个镜片组成的具有凸透镜聚焦成像功能的镜片组。其中，该镜片组可以是多个凸透镜组成的镜片组，也可以是若干个凸透镜和若干个凹透镜组成的具有聚焦成像功能的镜片组。需要说明的是，在本公开实施例中，对光学成像镜片组件1包含的镜片数量不作具体限定，只要该光学成像镜片组件1具有聚焦成像功能即可。

如前文所述，微透镜阵列2可以将汇聚后的光线分裂成多束，并分别投影到感光阵列3中。因此，在本公开实施提供的微透镜阵列2可以包括多个透镜21(如图2所示，该透镜21的个数可以为9个)，其中，该透镜21可以为凸透镜。

在目标物体的反射光线经过光学成像镜片组件1聚焦后，经过微透镜阵列2中的多个透镜21分裂成多束光线，为了将该多束光线分别投影在感光阵列3中，使感光阵列3分别生成与每束光线对应的参考信号。在本公开实施例中，该感光阵列3可以包括多个感光元件31，且在布设透镜21和感光元件31时，需保证该多个感光元件31与多个透镜21的位置一一对应。其中，为了保证分裂后的光线均可以投影在感光元件31上，该感光元件31的数量可以大于或等于透镜21的数量。其中，在图2-图5中该感光元件31的数量等于透镜21的数量。

其中，该感光元件31可以包括：电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、基存储影像传感器(BAse-Store Image Sensor，BASIS)和互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS Sensor)中的至少一个。

一种可能的实施方式：该感光阵列3中的每个感光元件31为一个器件。示例地，该感光元件31可以单独为电荷耦合元件，也可以单独为基存储影像传感器，还可以单独为互补性氧化金属半导体元件。另一种可能的实施方式为：该感光阵列3中的每个感光元件31为上述元件中的两个或者三个器件。需要说明的是，感光元件31是否为上述元件中的一个、两个或者三个，在本公开实施例中不作具体限定。

考虑到接近传感器的作用主要是用于检测目标物体是否接近某一物体(例如，终端的显示屏等)，为了使本公开实施例提供的接近传感器具有上述功能，在设计该接近传感器时，保证光学成像镜片组件1与微透镜阵列2之间的间距(称为镜片间距)固定为第一预设值，微透镜阵列2与感光阵列3之间的间距(称为感光间距)固定为第二预设值。其中，第一预设值在[0.5mm，1.0mm]范围内，第二预设值在[0.1mm，0.3mm]范围内。这样，由于镜片间距和感光间距是固定数值，则可认为感光阵列3生成的参考信号发生的变化主要是由于目标物体与光学成像镜片组件1之间的距离(物镜间距)变化所引起的。因此，可根据感光阵列3生成的参考信号的变化，确定物镜间距的变化。

如图3A、3B、3C所示，目标物体的反射光线经过光学成像镜片组件1聚焦之后，再经过透镜21分裂成多束光线，需要说明的是，在图3A、3B、3C中仅给出了光线强度最强的两束光线，并将该两束光线投影在与透镜21对应的感光元件31中，进而该感光元件31根据所接收到的光线生成参考信号，其中，图中左侧的圆形表示目标物体。

具体地，在图3A中，目标物体与光学成像镜片组件1的物镜间距为D1时，目标物体的反射光在经过光学成像镜片组件1聚焦之后，微透镜阵列2中的第3个和第7个(按照从上往下顺序)的透镜21所分裂的光线强度最大，如图3A中示出的第3个和第7个透镜21所分裂的两束光线，该两束光线分别投影在感光阵列3中的第3个和第7个(按照从上往下顺序)感光元件31中，相应地，该第3个和第7个(按照从上往下顺序)感光元件31所生成的参考信号的强度最大，信号强度最大的两个信号之间的相位差为d1。

同样地，在图3B中，目标物体与光学成像镜片组件1的物镜间距为D2时，微透镜阵列2中的第2个和第8个(按照从上往下顺序)透镜21所分裂的光线强度最大，相应地，该第2个和第8个(按照从上往下顺序)感光元件31所生成的参考信号的强度最大，信号强度最大的两个信号之间的相位差为d2。

以及，在图3C中，目标物体与光学成像镜片组件1的物镜间距为D3时，微透镜阵列2中的第4个和第6个(按照从上往下顺序)透镜21所分裂的光线强度最大，相应地，该第4个和第6个(按照从上往下顺序)感光元件31所生成的参考信号的强度最大，信号强度最大的两个信号之间的相位差为d3。

由于在目标物体与光学成像镜片组件1的物镜间距发生变化时，感光阵列3生成的参考信号也会发生变化，因此，可根据感光阵列3生成的参考信号确定物镜间距，进而可判断目标物体是接近还是远离该接近传感器。

采用本公开实施例提供的接近传感器，包括光学成像镜片组件、微透镜阵列和感光阵列，其中，微透镜阵列中的透镜与感光阵列中的感光元件一一对应，并且，光学成像镜片组件与微透镜阵列之间的间距(镜片间距)固定为第一预设值，以及微透镜阵列与感光阵列之间的间距(感光间距)固定为第二预设值。由于上述光学成像镜片组件、微透镜阵列中的透镜和感光阵列中的感光元件较小，在应用到显示屏显示体上时，所占用显示屏显示体的空间较小，外观几乎无法辨识，因此，可实现屏占比的极致化。

并且，由于镜片间距和感光间距是固定数值，在目标物体与光学成像镜片组件之间的距离(物镜间距)变化时，感光阵列生成的参考信号也会相应发生变化，因此，可根据感光阵列生成的参考信号确定物镜间距，进而可确定目标物体是接近还是远离该接近传感器的，实现接近传感器的功能。

请参考图4，图4是根据一示例性实施例示出的一种显示屏显示体横切面的示意图。如图4所示，该显示屏显示体具体包括：上载片4、下载片5和封框体6、以及本公开实施例所提供的接近传感器。其中，上载片4、下载片5和封框体6所组成的封闭区域为显示像素区，下载片5和上载片4之间由下至上依次设置有感光阵列3和微透镜阵列2，紧贴上载片4的上方设置有光学成像镜片组件1。

需要说明的是，根据透镜分离相位检测原理，光学成像镜片组件1、微透镜阵列2以及感光阵列3是依次设置的，且，在以目标物体为起始点时，微透镜阵列2设置在光学成像镜片组件1之后，感光阵列3设置在微透镜阵列2之后。因此，如图4所示，在光学成像镜片组件1紧贴上载片4上方设置时，感光阵列3和微透镜阵列2设置在下载片5和上载片4之间，且由下至上依次设置。

图5是根据一示例性实施例示出的一种下载片的正视图。如图5所示，在该下载片5的上方为显示像素区，且在下载片5的上方由下至上依次设置有感光阵列3和微透镜阵列2。需要说明的是，设置在下载片上的凸透镜在下载片的正视图中形状为圆形，其中，正视图即为主视图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种上载片的正视图。如图6所示，在该上载片4的上方紧贴设置有光学成像镜片组件1。需要说明的是，设置在上载片上的凸透镜在上载片的正视图中形状为圆形。

考虑到本公开实施例提供的接近传感器设置在显示屏显示体中，为了便于光线通过，优选地，该显示屏显示体的上载片4和下载片5可以由透光材料制成，该透光材质可以为玻璃、树脂或者其他透光材质。在本公开实施例中不作具体限制。

由于上述光学成像镜片组件、微透镜阵列中的透镜和感光阵列中的感光元件较小(通常为几毫米)，且镜片间距和感光间距也较小，在应用到显示屏显示体上时，占用显示屏显示体的空间较小，外观几乎无法辨识，因此，可实现屏占比的极致化。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种终端，该终端包含本公开实施例提供的显示屏显示体。

可选地，该终端还包括处理器，与接近传感器中的感光阵列3耦合，用于从感光阵列3生成的参考信号中获取特征值，并在特征值大于预设特征值时，确定目标物体远离光学成像镜片组件1，以及，在特征值小于或等于预设特征值时，确定目标物体接近光学成像镜片组件1。其中，特征值表征参考信号中信号强度最大的两个信号之间的相位差，该相位差的大小与生成最强参考信号的两个感光元件31之间的距离有关。

如前文所述，在物镜间距发生变化时，感光阵列3生成的参考信号发生变化，即参考信号中的特征值发生变化，因此，处理器可以根据参考信号中的特征值的变化来确定目标物体是接近还是远离光学成像镜片组件1。

具体地，针对该终端预先设置一个特征值(称为预设特征值)，并将该预设特征值存储在处理器中。需要说明的是，该预设特征值是根据预先设定的物镜间距阈值来确定的，其中，物镜间距阈值是用来确定目标物体是接近还是远离光学成像镜片组件1的依据。示例地，在物镜间距大于物镜间距阈值时，表明该目标物体远离光学成像镜片组件1，在物镜间距小于物镜间距阈值时，表明该目标物体接近光学成像镜片组件1。

如前文所述，在镜片间距和感光间距一定时，物镜间距和感光阵列3生成的参考信号具有一一对应的关系，即，物镜间距和参考信号中信号强度最大的两个信号之间的相位差具有一一对应的关系。在图3A、3B、3C中，物镜间距的大小关系为：D2>D1>D3，信号强度最大的两个信号之间的相位差大小关系为：d2>d1>d3。

由于在本公开实施例中物镜间距与特征值是一一对应的，且在物镜间距大于物镜间距阈值时，特征值也将会大于预设特征值，在物镜间距小于物镜间距阈值时，特征值也将会小于预设特征值。这样，在处理器从感光阵列3中获取到的特征值大于预设特征值时，即表明该物镜间距大于物镜间距阈值，可确定该目标物体是远离光学成像镜片组件1的。在处理器从感光阵列3中获取到的特征值小于该预设特征值时，即表明该物镜间距小于物镜间距阈值，即可确定该目标物体是接近光学成像镜片组件1的。

示例地，假设物镜间距阈值为D，与该物镜间距阈值D对应的特征值为d，则d即为预设特征值。在特征值大于d时，确定目标物体是远离光学成像镜片组件1，在特征值小于d时，确定目标物体是接近光学成像镜片组件1。

上述终端中包括了前文所述的接近传感器，由于该接近传感器的体积较小，则不影响终端显示屏的屏占比。此外，该终端的还可以通过感光阵列生成的参考信号确定物体是否接近显示屏。因此，本公开实施例中提供的终端既实现了屏占比的极致化，也具有接近传感器的功能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种显示屏显示体，其特征在于，所述显示屏显示体包括：上载片、下载片和封框体、以及接近传感器；

其中，所述接近传感器包括：光学成像镜片组件、微透镜阵列和感光阵列，所述微透镜阵列中的透镜与所述感光阵列中的感光元件一一对应，并且，所述光学成像镜片组件与所述微透镜阵列之间的间距固定为第一预设值，以及所述微透镜阵列与所述感光阵列之间的间距固定为第二预设值；

所述上载片、所述下载片和所述封框体所组成的封闭区域为显示像素区，其中，所述下载片和所述上载片之间由下至上依次设置有所述感光阵列和所述微透镜阵列，紧贴所述上载片的上方设置有所述光学成像镜片组件。

2.根据权利要求1所述的显示屏显示体，其特征在于，所述微透镜阵列包括多个凸透镜。

3.根据权利要求1所述的显示屏显示体，其特征在于，所述光学成像镜片组件为单个凸透镜或者用于聚焦成像的镜片组。

4.根据权利要求1所述的显示屏显示体，其特征在于，所述感光阵列包括多个所述感光元件，每个所述感光元件包括：电荷耦合元件、基存储影像传感器和互补性氧化金属半导体元件中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的显示屏显示体，其特征在于，所述第一预设值在[0.5mm，1.0mm]范围内，所述第二预设值在[0.1mm，0.3mm]范围内。

6.根据权利要求1所述的显示屏显示体，其特征在于，所述上载片和所述下载片由透光材料制成。

7.根据权利要求6所述的显示屏显示体，其特征在于，所述透光材料包括玻璃或者树脂。

8.一种终端，其特征在于，包括：根据权利要求1-7任一项所述的显示屏显示体。

9.根据权利要求8所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

处理器，与所述感光阵列耦合，用于从所述感光阵列生成的参考信号中获取特征值，并在所述特征值大于预设特征值时，确定目标物体远离所述光学成像镜片组件，以及，在所述特征值小于或等于所述预设特征值时，确定所述目标物体接近所述光学成像镜片组件，其中，所述特征值表征所述参考信号中信号强度最大的两个信号之间的相位差。

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