CN111866238A - 一种移动终端 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种移动终端，所述移动终端包括显示屏、设置于所述显示屏下的导光结构件及光学传感器；所述导光结构件设置于所述显示屏及光学传感器之间；所述导光结构件将从所述显示屏入射的光收集至所述光学传感器。本公开利用导光结构件能够扩大从显示屏入射的光线发散角度，从而实现更多的光能量被光学传感器所收集，增加透过显示屏的光收集效率。

Description

一种移动终端
技术领域
本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种移动终端。
背景技术
随着移动设备发展，对移动设备的性能要求越来越高，特别是移动设备的显示屏。如何提高显示屏的光灵敏度，提高用户体验，是亟待解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种移动终端。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种移动终端，所述移动终端包括：
显示屏；以及设置于所述显示屏下的导光结构件及光学传感器；
所述导光结构件设置于所述显示屏及光学传感器之间；所述导光结构件将从所述显示屏入射的光收集至所述光学传感器。
其中，所述导光结构件的一端设置于所述显示屏的内表面处，且所述导光结构件与所述显示屏内表面的间距小于第一预设值。
其中，所述光学传感器设置于所述导光结构件的一端处，且所述光学传感器与所述导光结构件的间距小于第二预设值。
其中，所述导光结构件的侧壁周围涂覆有遮光涂层。
其中，所述显示屏内表面对应所述导光结构件处设置有凹槽，所述凹槽包括弧形面。
其中，所述导光结构件面向所述显示屏内表面的一侧为向所述显示屏内表面凸出的弧形面。
其中，所述导光结构件面向所述光学传感器的一侧为向所述显示屏内表面凹陷的弧形面。
其中，所述移动终端还设置有于所述光学传感器相连的光电转换电路，将所述光学传感器吸收的光能转换为电信号。
其中，所述光电转换电路包括三级滤波和放大结构。
其中，所述光电转换电路中为第一级滤波和放大结构提供偏置电压。
其中，所述导光结构件为聚光材质，所述聚光材质包括聚甲基丙烯酸甲酯。
其中，所述导光结构件和所述光学传感器设置于所述移动终端顶部处的屏幕下方。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：利用导光结构件能够扩大从显示屏入射的光线发散角度，从而实现更多的光能量被光学传感器所收集，增加透过显示屏的光收集效率。
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，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种移动终端的示意图；
图2是现有技术下的移动终端的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种移动终端的示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种导光结构的剖视图；
图5是根据一示例性的实施例示出的一种应用导光结构件的移动终端结构示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种导光结构的剖视图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种应用导光结构件的移动终端的示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种光电转换电路的框图；
图9是根据一示例性实施例示出的第一放大电路的原理图；
图10是根据一示例性实施例示出的一种光电转换电路的框图；
图11是根据一示例性实施例示出的一种光电转换电路的原理图。
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发明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、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种移动终端的示意图，图中箭头方向为光路传输方向，参照图1所示，该移动终端可以包括：
显示屏1，可以为普通显示屏，也可以为全面屏；以及设置于显示屏1下的导光结构件2和光学传感器3。其中，导光结构件2设置于显示屏1级光学传感器3之间，导光结构件2将从显示屏1入射的光收集至光学传感器3。
在本公开的技术方案中，导光结构件2的作用是扩大收光角度，以将更广范围内的透过显示屏1的光束进行收敛、传输至光学传感器3，实现光学传感器3吸收更多的光能量。
图2是现有技术下的移动终端的示意图，现有技术中，在屏幕1a下直接放置光学器件2a对透过屏幕1a的光束进行收集。由于OLED屏幕即使将屏幕后面的遮光层刮去也只有不超过10％的透过率，光穿出去一次再回来就大概只有不到1％的能量，因此这种方式所能收集到的光能量极少。虽然光学器件的整流/回馈处理能够增大放大倍数和增益，但是在放大信号的同时，往往也会将光学器件内部的噪声进行放大。针对这种缺陷，本公开中利用导光结构件2对透过显示屏1的光束进行收敛，即透过显示屏1的光束向导光结构件2集中收敛后，被导光结构件2传导进入光学传感器件3中进行光能量收集、吸收，以在物理信息源头更多的收集光学信息，进而增加光学器件的信号比，优化光学器件的用户体验。
如图1所示，导光结构件2的一端设置于显示屏1的内表面处，并且导光结构件2与显示屏1内表面的间距D小于第一预设值。在实际应用中，导光结构件2与显示屏1内表面越近越好，便于更大角度范围内的光束发射进入导光结构件2中；具体可以根据移动终端的内部空间、所设计导光结构件2的结构、光传感器件3的结构体积等情况进行设置。
光学传感器3设置于导光结构件2的一端处，且导光结构件2与光学传感器3的间距d小于第二预设值。在实际应用中，此第二预设值越小越好，即导光结构件2与光学传感器3越近越好，以保证经导光结构件2收敛、传导的光束充分被光学传感器3吸收。
在本公开中，导光结构件2可以设置为柱状结构，可以是棱柱状结构，也可以是圆柱状结构。为了避免光束通过导光结构件2的侧壁透射或折射而出导致传输中的光能量衰减，在导光结构件2的侧壁周围涂覆有遮光涂层21，以减少光线被散出去的机会，尽量多的提高接收光能量。
图3是根据一示例性实施例示出的移动终端的结构示意图，在本实施例中，显示屏1内表面对应导光结构件2处设置有凹槽11，凹槽11包括弧形面。此弧形面为向显示屏1的材料内侧凹陷的弧形面，以保证更广角度范围内的光束向导光结构件2收敛入射，进一步扩大透过显示屏1的光束向导光结构件2传导的范围。
如图3所示，显示屏1内表面与导光结构件2相对的位置为凹陷的弧面结构。穿入进显示屏1内的光束在经过其内表面的弧面结构穿出时，会在弧面结构的作用下发生聚焦，即经由显示屏1上的弧面结构穿出的光路范围为图示夹角γ2所对应的范围，相对于图1中的夹角γ1所对应的范围更广，所传导的光能量更多。
为进一步扩大进入导光结构件2的入射光范围，在导光结构件2面向显示屏1内表面的一侧设置为向显示屏1内表面凸出的弧形面。例如，可以是单向的弧形面结构(如圆柱面)，也可以是双向或多向弧形面结构，也可以是球面的弧形面结构。
图4是根据一示例性的实施例中示出的导光结构件2的剖视图，此实施例中，导光结构件2的入射端201为球面结构，即垂直进入其任一穿过中心轴线的纵截面内的光束范围都是夹角β所对应的范围；导光结构件2的出射端202为平齐结构，即不改变导光结构件2内的光束在出射时的既定传输路径。若只考虑垂直进入导光结构件2的输入端内的光束，本实施例中的导光结构件2所能够传导的光束传输范围为夹角β所对应的范围，即导光结构件2的入射端弧形面的弧形圆心角所对应的范围。
对比图1所示的实施例中，导光结构件2的输入端为平面结构，对其端部平面范围所对应的光束进行传输。两相对比可知，在导光结构件2的横截面积相同的前提下，图4所示实施例中的导光结构件2比图1所示实施例中的导光结构件2所能够同时传导的光束范围更广，即相同的光强度下所传导的光能量更多，有效扩大了光能量的收集范围。
图5是根据一示例性的实施例示出的应用此种导光结构件2的移动终端结构示意图，在导光结构件2面向显示屏1内表面的一侧设置为凸出的弧形面，相对于显示屏1内表面上的弧形面的导光范围进一步扩大，从而通过对显示屏1的内表面和导光结构件2的入射端分别进行结构上的改进，可以有效扩大可收集的光能量范围。
另外，根据移动终端中所需的光束传输轨迹，还可以将导光结构件2的出射端202设置为其它结构，例如，可以是斜面结构、多个不同方向倾斜的面拼接而成的组合面或者曲面结构，可以是向外凸出的，令光束扩散，也可以是向内凹陷的，实现光束聚集。示例性地，如果吸收光能量的器件单一或者光束接收集中，则导光结构件2的输出端可以采用向内凹陷的弧形面结构。
图6是根据一示例性实施例示出的一种导光结构件2的剖视图，在本实施例中，导光结构件2的入射端201为向外凸出的球面结构，用于扩大传输光束的进入范围；而出射端202则为向内凹陷的球面结构，用于将导光结构件2内传输的光束在输出时进行聚集，实现光能量的精准收集，减少浪费。
针对图6所示实施例中的导光结构件2，图7是根据一示例性的实施例示出的应用该导光结构件2的移动终端的示意图。在本实施例中，透过显示屏1的光束在导光结构件2入射端201的弧形面的收敛作用下，大范围的光束进入导光结构件2内传输，再经由其出射端202的球面聚焦后输出，对经导光结构件2传导的光束进一步收敛，确保光束中的能量最大程度被光学传感器3吸收。
综合参照图1、图3、图5和图7所示，本公开的移动终端还设置有与光学传感器3相连的光电转换电路4，将光学传感器3吸收的光能转换为电信号，并进行滤波和放大处理后输出。
在本公开的一个实施例中，光电转换电路4包括三级滤波和放大结构。图8示出了一种实施例的光电转换电路4的框图，如图所示，该光电转换电路4包括：
第一放大电路41，用于将光学传感器3产生的光电流转换为电信号，并滤除光学传感器3内部的噪声信号后进行放大；
第二放大电路42，用于滤除经第一放大电路41放大后的电信号中的工频信号，然后再次放大后输出；
第三放大电路43，用于对经第二放大电路42放大后的电信号进行噪声信号滤除后，放大处理并输出，进而获得有效的光能量转换而成的电信号。
其中，第一放大电路41首先将光学传感器3产生的光电流转换为电信号，再对电信号进行滤波、放大处理。为将转换后的电信号中携带的光电传感器3内部的噪声信号进行有效滤除，需要为第一放大电路提供偏置电压。图9示出了一种实施例中第一放大电路41的原理示意图，图中的In端与光学传感器3的输出端连接，Out端与第二放大电路42的输入端连接。如图所示，在本实施例中，第一放大电路41包括：
比较器411，用于滤除光学传感器3内部的噪声信号；
分压模块412，用于为比较器411的反相端提供偏置电压，也就是为第一放大电路41提供偏置电压；分压模块412配合比较器411的运行，将光学传感器3输出的光电流中所携带的光学传感器3内部的噪声信号滤除；
第一电阻R1，用于将光学传感器3输出的光电流转换为电压信号；
第一电容C1，用于将滤除电压信号中的高频信号，与第一电阻R1构成比较器411的正反馈电路413，稳定第一放大电路41的输出信号，防止输出信号震荡。
示例性地，光学传感器3可以采用光电二极管。光电二极管具有结电容C0、寄生电阻R0和暗电流I0，所以在无光照的情况下仍有偏置电压V0＝I0R0输出。由于光穿透至全面屏1下的穿透率低，收集的光能量小，光电二极管产生的光电流生成的电压相较于光电二极管的偏置电压V0就比较小，因此在比较器411的反相端设置分压模块412，为比较器411提供偏置电压，用于与光电二极管产生的光电流生成的电压相比较，有效滤除光电二极管内部的噪声信号。在本实施例中，分压模块412由VDD、R2、R3组成，其中R2和R3的值根据光电二极管的寄生电阻R0和暗电流I0进行计算获得，此分压模块412所提供的偏置电压U＝VDD*R2/(R2+R3)。
由于光学传感器3不仅能够吸收光能量，还能够感受外界的工频信号(50Hz及其倍频100Hz的信号)，因此本公开中还对光学传感器3传输的信号中所携带的工频信号进行滤除处理。图10示出了光电转换电路4的一种实施例的框图，如图所示，第二放大电路42包括：
第一高通滤波单元4241，用于第一放大电路41的输出信号中携带的工频信号；
第一放大模块422，用于将经第一高通滤波单元4241滤波后的信号进行放大处理。
相适应地，第三放大电路43还可以包括：
第二高通滤波单元431，用于滤除第一放大模块422输出信号中的低频噪声；
第二放大模块432，用于将经第二高通滤波单元431滤波后的信号放大后输出。
图11示出了一种具体实施例中的光电转换电路4的电路原理图，在本实施例中，光学传感器3选用光电二极管D，光电二极管D吸收光能转换为光电流后输送给光电转换电路4进行处理后，经Out1端输出，例如输出至处理器或者模数转换单元等进行处理、应用。
如图11所示，光电二极管D吸收光能量后转换为光电流输出，经第一电阻R1转换成为电压信号；由于分压模块412向比较器411的反相端提供偏置电压U＝VDD*R2/(R2+R3)，在比较器411的比较下，有效滤除光电二极管D所输出信号中携带的自身内部噪声信号；在第一电容C1的作用下，可以防止输出至第一高通滤波单元4241的信号震荡，有效保证比较器411的输出信号稳定。
由R4、C2与VDD1形成第一高通滤波单元4241对比较器411的输出信号进行滤波，滤除信号中携带的工频信号，然后输送至第一放大模块422进行放大处理。在图11所示的实施例中，第一放大模块422包括：
第一运放422a，第一高通滤波单元4241的输出端与第一运放422a的同相端连接；
第一带通滤波单元422b，第一带通滤波单元422b的两端分别与第一运放422a的反相端和输出端连接；利用R6与C3组成的RC滤波电路作为第一带通滤波单元422b，对经第一高通滤波单元4241滤波后的信号进一步滤除外带噪声信号；
第一稳压单元422c，第一稳压单元422c的输出端与第一运放422a的反相端连接。在本实施例中，C4与C5并联后的两端分别接电源VDD1和接地，确保VDD1向第一运放422a提供稳定的偏置电压，避免电压波动出现负电压而影响输出信号的稳定性。
示例性地，第一运放422a可以采用差分运算放大器，而为了使得该差分运算放大器的同相端、反相端平衡，分别采用R5和R7作为平衡电阻。在此第一放大模块422中，其对于滤波后的信号实现R6/R7倍数的放大。
经过第一放大模块422放大后的信号，再次由R8、C8和VDD2组成的第二高通滤波单元431进行高通滤波，进一步滤除在信号转换、输送和放大过程中产生的外带噪声信号，然后再由第二放大模块432进行再一次放大处理。
第二放大模块432包括：
第二运放432a，第二高通滤波单元431的输出端与第二运放432a的同相端连接；
第二带通滤波单元432b，第二带通滤波单元432b的两端分别与第二运放432a的反相端和输出端连接；利用R10与C6组成的RC滤波电路作为第二带通滤波单元432b，对经第二高通滤波单元431滤波后的信号进一步滤波处理，进一步窄化信号的通频带，精确光能信号的输出；
第二稳压单元432c，第二稳压单元432c的输出端与第二运放432a的反相端连接；由电容C7对电源VDD2向第二运放432a输送的电压信号进行稳定，确保VDD2向第二运放432a提供稳定的偏置电压，保证第二运放432a输出信号的稳定性，即保证第二放大模块432(或者说光电转换电路4)的输出信号的稳定性。
为确保导光结构件2对于光束进行收敛传导，本公开中的导光结构件2可以选用聚光材质。示例性地，导光结构件2可以选用聚甲基丙烯酸甲酯材质，在其侧壁外层涂覆遮光材料即可。
在一个实施例中，导光结构件2和光学传感器3设置于移动终端顶部的显示屏1下方，以避免影响屏幕和移动终端的正常操作应用。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、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发明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，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明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。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：
显示屏；以及设置于所述显示屏下的导光结构件及光学传感器；
所述导光结构件设置于所述显示屏及光学传感器之间；所述导光结构件将从所述显示屏入射的光收集至所述光学传感器。
2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述导光结构件的一端设置于所述显示屏的内表面处，且所述导光结构件与所述显示屏内表面的间距小于第一预设值。
3.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述光学传感器设置于所述导光结构件的一端处，且所述光学传感器与所述导光结构件的间距小于第二预设值。
4.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述导光结构件的侧壁周围涂覆有遮光涂层。
5.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述显示屏内表面对应所述导光结构件处设置有凹槽，所述凹槽包括弧形面。
6.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述导光结构件面向所述显示屏内表面的一侧为向所述显示屏内表面凸出的弧形面。
7.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述导光结构件面向所述光学传感器的一侧为向所述显示屏内表面凹陷的弧形面。
8.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还设置有于所述光学传感器相连的光电转换电路，将所述光学传感器吸收的光能转换为电信号。
9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述光电转换电路包括三级滤波和放大结构。
10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述光电转换电路中为第一级滤波和放大结构提供偏置电压。
11.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述导光结构件为聚光材质，所述聚光材质包括聚甲基丙烯酸甲酯。
12.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述导光结构件和所述光学传感器设置于所述移动终端顶部处的屏幕下方。
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