CN114660689A - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，属于半导体技术领域。电子设备包括：光学器件和导光通道，光学器件和导光通道相对设置；光学器件在第一方向上的第一视角大于光学器件在第二方向上的第二视角；其中，电子设备中的器件在第一方向上的累计公差对光学器件的光学影响大于电子设备中的器件在第二方向上的累计公差对光学器件的光学影响。

Description

电子设备

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

为了提升电子设备的屏占比，减小显示屏开孔，通常使用微缝技术设置电子设备中的光学器件。

然而，当采用微缝技术设置光学器件时，由于导光器件在某个/某些方向上的尺寸较小，因此导致位于该导光器件下方的光学器件在这些方向上能够接收到外界光学信息/或向外界发送光学信息的部分的尺寸也较小；如此，使得导光器件与光学器件在这些方向上的累计公差对光学器件的光学性能的影响较大。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电子设备，能够解决电子设备中的导光器件与光学器件间的累计公差对光学器件的光学性能的影响较大的问题。

本申请实施例提供了一种电子设备包括：光学器件和导光通道，光学器件和导光通道相对设置；光学器件在第一方向上的第一视角(Angle Of View，FOV)大于光学器件在第二方向上的第二视角；其中，电子设备中的器件在第一方向上的累计公差对光学器件的光学影响大于电子设备中的器件在第二方向上的累计公差对光学器件的光学影响。

本申请实施例提供的电子设备中，由于光学器件在受电子设备中的器件的累计公差影响较大的第一方向上的视角较大，因此可以在减小该方向上的累计公差对光学器件的光学性能的影响，从而可以在不改变累计公差的情况下，提升光学器件的光学性能。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之二；

图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之三；

图4为第一种可能的实现方式中的光学器件与相关技术中的光学器件的相对辐射强度分布的对比示意图；

图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之四；

图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之五；

图7为第二种可能的实现方式中的光学器件的相对辐射强度分布的示意图；

图8为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之六；

图9为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之七；

其中，图1至9中的附图标记分别为：

1000-电子设备；

100-光学器件；101-子光学器件；102-基座；1021-反射凹槽；103-器件本体；104-光学器件的辐射角度范围；

200-电路板；

300-导光柱；310-第一凸型光面；320-第二凸型光面；

400-显示屏；

500-红外接收器；501-红外接收器的辐射角度范围。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中的电子设备可以为移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电子设备进行详细地说明。

如图1所示，本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图之一；如图1所示，该电子设备1000可以包括：光学器件100和导光通道200；光学器件100和导光通道200相对设置；光学器件100在第一方向上的第一视角大于光学器件100在第二方向上的第二视角；其中，电子设备1000中的器件在第一方向上的累计公差对光学器件100的光学影响大于电子设备1000中的器件在第二方向上的累计公差对光学器件100的光学影响。

可以理解，本申请实施例中，电子设备中的器件在一个方向上的累计公差可以为这些器件的工艺公差和装配公差之和。其中，电子设备中的器件可以包括上述光学器件。

可选地，本申请实施例中，第一方向与第二方向垂直，且第一方向和第二方向均垂直于光学器件的光学中心。

具体的，如图1所示，第一方向可以为三维直角坐标系中的Y轴所示的方向，第二方向可以为三维直角坐标系中的X轴所示的方向，光学器件的光学中心为三维直角坐标系中的Z轴所示的方向。

如图1所示，直线l1和直线l2为Y平面内的直线，直线l3和直线l4为X平面内的直线，且Y平面与X平面的交线为光学器件的光学中心，第一视角可以为直线l1和直线l2之间的夹角；第二视角可以为直线l3和直线l4之间的夹角。

本申请实施例中，第一视角的中心、第二视角的中心和光学器件的光学中心重合。

可以理解，光学器件在垂直于光学器件的光学中心的所有方向上的总视角可以用于指示光学器件的辐射角度范围(如图1中的104所示的辐射角度范围)，该辐射角度范围也可以称为发射或接收角度范围。

其中，越靠近光学器件的辐射角度范围的中心，光学器件的辐射强度越大；越远离光学器件的辐射角度范围的中心，光学器件的辐射强度越小。即光学器件的辐射强度为辐射角度范围的中心最大，辐射角度范围的边缘最小。换句话说，从光学器件的视角中心(光学中心)到视角边缘，光学器件的辐射强度/辐射密度逐渐下降。

实际实现中，可以采用厚度来标识光学器件的辐射能力(辐射强度越大，辐射能力越强)的大小。

可以理解，光学器件的辐射强度包括光能接收强度和光能发射强度。

当电子设备中的光学器件在一个方向上的辐射角度范围较小时，电子设备在该方向上存在的公差可能导致光学器件在该方向上的相对辐射强度(也称为有效辐射强度)较小，从而导致光学器件的光学性能较差。

示例性地，在采用微缝技术设置电子设备的光学器件时，由于电子设备的显示屏上的丝印区域、导光通道(导光柱)在第一方向(例如电子设备的Y方向)上的尺寸均朝着越来越窄的方向发展，因此，电子设备中的器件在第一方向上的累计公差可能会导致相关技术中的光学器件的光学中心相对于导光器件的光路中心或丝印区域的中心发生偏移，从而导致相关技术中的光学器件在第一方向上接收/发射光学光能的能力降低，进而可能导致相关技术中的光学器件的光学性能大幅度降低。

本申请实施例中光学器件由于增大了第一方向上的视角，因此，即使光学器件的光学中心相对于导光通路的光路中心发生一定偏移，例如光学器件的光学中心与导光通路间的偏移角为α，也可以确保光学器件的辐射角度范围与导光通路保持较大重合范围，从而可以使得光学器件可以通过导光通路发射或接收更多的光能，如此可以使得光学器件在第一方向上相对辐射强度/密度保持不变或较小变化，从而提高光学器件的光学性能。

可选地，本申请实施例中，上述光学器件可以为以下任一项：色温传感器、红外发射器、红外接收器、光敏传感器。实际实现中，上述光学器件还可以为其他任意用于接收或发射光能的器件，具体可以根据实际使用需求确定。

可选地，本申请实施例中，如图1所示，上述光学器件100可以设置在电路板200上。

实际实现中，电路板上还可以设置其他光学器件。例如，结合图1，如图2所示，假设上述光学器件100为红外发射器，电路板200上还可以设置红外接收器500，该红外接收器的接收角度范围为501。

可选地，本申请实施例中，在目标偏移角处于预设角度范围内的情况下，光学器件的相对辐射强度大于或等于预设辐射强度。其中，目标偏移角为：第一视角的中心与导光通道的光路中心在第一方向上的偏移角。

需要说明的是，本申请实施例中，光学器件的相对辐射强度可以用于指示光学器件的光学性能。其中，光学器件的相对辐射强度越大，光学器件的光学器件的光学性能越好；光学器件的相对辐射强度越小，光学器件的光学器件的光学性能越差。

进一步可选地，本申请实施例中，在目标偏移角处于预设角度范围内的情况下，光学器件的相对辐射强度基本保持一致，从而可以保证有效信号幅度，降低第一方向上的公差对光学器件的性能的影响。

如此，由于光学器件在第一方向上的视角的中心与导光通通路的光路中心在第一方向上的偏移角处于预设角度范围内时，光学器件的相对辐射强度均大于或等于预设辐射强度，因此，即使电子设备在第一方向上存在较大公差，光学器件的光学性能也不会受到影响或影响较小。

下面结合两种可能的实现方式(即下述的第一种可能的实现方式和第二种可能的实现方式)对上述光学器件进行详细描述。

第一种可能的实现方式

可选地，本申请实施例中，结合图1，如图3所示，上述光学器件包括：基座102和本体103。基座102上设置有横截面为椭圆形的反射凹槽1021，本体103设置在反射凹槽1021的中心区域。其中，上述第一方向(例如Y轴所示的方向)与该椭圆形的长轴对应的方向平行，第二方向与该椭圆形的短轴对应的方向平行。

可以理解，本申请实施例中，横截面为椭圆形的反射凹槽可以使得光学器件的辐射角度范围为椭圆形。如此，即使光学器件的光学中心相对于导光器件的光路中心在第一方向上发生一定偏移，光学器件仍然能够通过导光器件发射或接收较多的光能，即可以确保光学器件的相对辐射强度的衰减较小。从而可以降低光学器件对第一方向上的公差的敏感度，以提高光学器件的光学性能。

可选地，本申请实施例中，光学器件不同，本体也不同。例如，若光学器件为红外发射器，则本体为红外发射灯；若光学器件为红外接收器，则本体为红外接收芯片。

本申请实施例中，从元器件角度，通过更改光学器件的反射凹槽的形状和尺寸，可以更改光学器件在第一方向上的视角，使光学器件的辐射角度呈椭圆状，从而保证在第一方向上的0°附近的发射或接收光能的衰减较小，进而降低第一方向上的公差对光学器件的光学性能的影响。

示例性地，假设上述光学器件为红外发射器，那么：如图4所示，当偏移角度在±30°范围内时，与具有圆形反射凹槽的红外发射器相比，具有椭圆形反射凹槽的红外发射器的相对辐射强度的衰减较的相对辐射强度的衰减较小。

可以理解，上述偏移角度为红外发射器的光学中心相对于导光器件的光路中心的偏移角度，该偏移角度可以用于表示电子设备中的器件在第一方向上的累计公差。

本申请实施例中的反射凹槽能够有效更改光学器件的辐射强度曲线，可以看出小偏移角度内的辐射强度差异小，从而降低第一方向上的公差对光学器件的光学性能的影响。

可选地，本申请实施例中，上述反射凹槽的内表面上设置有反射膜层，该反射膜层的反射率大于或等于第一预设反射率，保证光能发射方向居中，避免水平于本体方向上的光能过大导致系统设计中底噪过大。

可选地，本申请实施例中，上述反射膜层可以为增反膜，铝漆膜层等任意可能的反射膜。

下面以光学器件为红外发射器为例，对本申请实施例中的光学器件进行示例性地描述。

示例性地，当光学器件为红外发射器时，上述本体为红外灯，红外灯通电时，可以向外辐射红外光；设置在基座上的金杯凹槽(即反射凹槽)，可以保证红外光发射方向居中，避免水平于红外灯方向上的红外光的能量过大，降低红外发射器的红外底噪。其中，红外灯的正极通过导线(也可以称为金线)与对应的控制芯片连接，由控制芯片控制通过红外灯的电流。

如此，通过将光学器件的反射凹槽的横截面设计成椭圆形，并使该椭圆形的长轴与受电子设备中的器件的累计公差影响较大的方向平行，即可减小该累计公差对光学器件的光学性能的影响，因此不但可以提高电子设备中的光学器件的光学性能，而且减小生产成本的投入(相比于减小累计公差)。

第二种可能的实现方式

可选地，本申请实施例中，结合图1，如图5所示，上述光学器件100可以由沿第一方向(例如Y轴所示的方向)排布的至少两个子光学器件201组成。

其中，第一视角根据上述至少两个子光学器件101间的间隔和该至少两个子光学器件101在第一方向上的视角确定，第二视角根据至少两个子光学器件在所述第二方向上的视角确定。

可以理解，至少两个子光学器件间的间隔小于或等于预设间隔(根据实际使用情况确定)。该至少两个子光学器件间的间隔越大，第一视角越大，光学器件的最大辐射强度越小。其中，最大辐射强度(发射或接收密度)为光学器件本身的属性，与导光器件等其他器件无关。

本申请实施例中，每个子光学器件可以为相关技术中的一个光学器件。

本申请实施例中，每个子光学器件在第一方向和第二方向上的视角相同，即每个光学器件的辐射角度范围为圆形。

本申请实施例中，至少两个子光学器件的辐射角度范围相同。

可以看出，当至少两个子光学器件沿第一方向排布后，该至少两个子光学器件在第一方向上的总视角必然大于该至少两个子光学器件在第二方向上的总视角，以使得该至少两个子光学器件的辐射角度范围为椭圆形，且第一方向为该椭圆形的长轴所在方向。如此，即使本申请实施例中的光学器件的光学中心相对于导光器件的光路中心沿第一方向发生偏移，该光学器件的有效功率也可以基本保持不变。

示例性地，结合图5，如图6所示，假设上述光学器件100为红外发射器，至少两个子光学器件为辐射角度范围为圆形的红外发射器a和红外发射器b，那么：当光学器件的光学中心，具体为该2个红外发射器在第一方向上的对称轴相对于导光器件400的光路中心发生偏移，且偏移角为α。如图7所示，曲线1为红外发射器1的相对辐射强度的分布曲线，曲线2为红外发射器2的相对辐射强度的分布曲线，曲线3为红外发射器1和红外发射器2的总相对辐射强度的分布曲线，可以看出，当偏移角α处于[-25°，+25°]范围内时，红外发射器1和红外发射器2的相对辐射强度的基本保持不变，即红外发射器组合(即红外发射器1和红外发射器2)在Y向上±25°范围内能保证相对辐射强度基本一致，从而保证红外有效信号幅度，降低红外发射器组合对Y向公差的敏感度。

可以理解，当电子设备中设置上述第二种可能的实现方式中的光学器件时，可以确保批量组装的多个电子设备的中的光学器件的相对辐射强度保持一致，便于调试光学器件的光学参数，提升用户对于功能的体验感受。

例如，当上述光学器件为红外发射器时，还可以相应保证设置有红外发射器的不同电子设备的红外灭屏距离是基本一致。

如此，在第二种可能的实现方式中，由于通过将相关技术中的多个光学器件沿受公差影响较大的方向排布的方式，即可减小公差对由这些光学器件组成的光学器件组合的光学性能的影响，因此可以提高光器件的光学性能。

进一步地，由于而无需对相关技术中的光学器件的结构、生产工艺以及加工设备进行改进，因此可以降低生产升本。

需要说明的是，本申请实施例中，上述光学器件的椭圆形辐射角度范围的长轴与电子设备的第一方向(例如图8中的Y轴所示的方向)平行，使得电子设备中的各器件在第一方向上的公差对光学器件的相对辐射强度基本没有干扰，从而保证整机装配中光能增量的一致性。

可选地，本申请实施例中，如图9所示，电子设备1000还可以包括：设置在导光通道200中的导光柱210；导光柱210的第一凸型光面310朝向光学器件100，导光柱的第一凸型光面320背离/背向光学器件100。

其中，第一凸型光面310在第一方向上的尺寸大于第一凸型光面310在第二方向上的尺寸。

可以理解，本申请实施例中的凸型光面用于汇聚光能。

本申请实施例中，由于光学器件在第一方向上的第一视角大于光学器件在第二方向上的第二视角，因此第一凸型光面在第一方向上的尺寸大于第一凸型在第二方向上的尺寸可以增加光能的入射或出射角度，从而确保第一方向上的更多光能通过导光柱，以便于更多光能达到光学器件或光学器件发射的更多光能能够穿出导光柱，即可以增加光学器件的相对辐射强度，从而可以可能减小公差对光学器件的光学性能的影响。

可选地，本申请实施例中，为了适应高屏占比的需求，第二凸型光面为一个细窄的光面，且第二凸型光面在第一方向上的尺寸通常小于第二凸型光面在第二方向上的尺寸。这种情况下，若增加朝向光学器件的第一凸光面在第一方向上的尺寸，则：对于用于发射光能的光学器件，第一凸型光面可以增加光能在第一方向上的入射角度，从而确保更多光能进入导光柱，以提高光能从导光柱出射的概率，进而提高光学器件的相对辐射强度；对于用于接收光能的光学器件，第一凸型光面可以增加光能在第一方向上的出射角度，从而确保进入导光柱的光能的出射率，进而提高光学器件的相对辐射强度。

当然，实际实现中，第一凸型光面在第一方向上的尺寸也可以大于第一凸型光面在第二方向上的尺寸，具体根据实际使用需求确定，本申请实施例不作限定。

可选地，本申请实施例中，当导光通道中设置有导光柱时，上述目标偏移角具体可以为：第一视角的中心与第一凸型光面的中心在第一方向上的偏移角，例如图9中的偏移角α。

本申请实施例中，如图9所示，目标偏移角α可以由第一凸型光面与光学器件之间的间距d1，光学器件的光学中心与第一凸型光面的中心在第一方向上的间距d2确定，其中，tanα＝d2/d1。由此可知，应尽可能将光学器件的光学中心与第一凸型光面的中心对齐，即减小d2，并减小光学器件与第一凸型光面之间的间距d1，以确保目标偏移角处于预设偏移范围内，从而保证光学器件的有效光能出射/入射率。

具体的，结合图9，若光学器件100需要满足75％以上的有效光能出射/入射，则光学器件100的光学中心与第一凸型光面1021的中心间的夹角α小于或等于±25°(预设偏移角范围)即可(此时仅考虑一次发射/接收的光能，若考虑折射与多次反射的光能，角度将大于25°)。考虑到光学器件100与第一凸型光面1021之间的间距d1通常等于0.2mm左右，从而光学器件100与导光柱210(具体为第一凸型光面)在第一方向上的间距d2只需要满足±0.2*tan25°≈±0.11mm即可。d2＝±0.11mm代表着光学器件与导光柱之间满足75％以上光能出射/入射所能抵抗的最大第一方向的公差，此标准已能满足目前绝大多数的工艺需求。

可选地，本申请实施例中，上述导光柱除第一凸型光面和第二凸型光面外的其他表面设置有反射膜层，以确保进入导光柱的光能尽可能从凸型光面射出。

可选地，本申请实施例中，上述第一凸型光面在第一方向上的尺寸大于第二凸型光面在第一方向上的尺寸。如此，可以增大光能在导光柱中的入射/出射角度，一尽可能减少第一方向的公差对光学性能的影响。

可选地，本申请实施例中，如图9所示，电子设备还可以包括显示屏400，显示屏400位于导光通路背向光学器件的一侧。

在本申请实施例提供的电子设备中，由于光学器件在受电子设备中的器件的累计公差影响较大的第一方向上的视角较大，因此即使光学器件在第一方向上相对于导光中心发生偏移，也可以确保光学器件能够接收到足够光能，或者确保光学器件发射的光能中的足够光能能够进入导光通路。如此，可以减小该方向上的累计公差对光学器件的光学性能的影响，进而可以在不改变累计公差的情况下，提升光学器件的光学性能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：光学器件和导光通道，所述光学器件和所述导光通道相对设置；

所述光学器件在第一方向上的第一视角大于所述光学器件在第二方向上的第二视角；

其中，所述电子设备中的器件在所述第一方向上的累计公差对所述光学器件的光学影响大于所述电子设备中的器件在所述第二方向上的累计公差对所述光学器件的光学影响。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光学器件由沿所述第一方向排布的至少两个子光学器件组成；

其中，所述第一视角根据所述至少两个子光学器件间的间隔和所述至少两个子光学器件在所述第一方向上的视角确定，所述第二视角根据所述至少两个子光学器件在所述第二方向上的视角确定。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光学器件包括：基座和器件本体；

所述基座上设置有横截面为椭圆形的反射凹槽，所述器件本体设置在所述反射凹槽的中心区域；

其中，所述第一方向与所述椭圆形的长轴对应的方向平行，所述第二方向与所述椭圆形的短轴对应的方向平行。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述反射凹槽的表面上设置有反射膜层。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述光学器件为以下任一项：

色温传感器、红外发射器、红外接收器、光敏传感器。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其特征在于，在目标偏移角处于预设角度范围内的情况下，所述光学器件的相对辐射强度大于或等于预设辐射强度；

其中，所述目标偏移角为：所述第一视角的中心与所述导光通道的光路中心在所述第一方向上的偏移角。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，还包括：设置在所述导光通道中的导光柱；

所述导光柱的第一凸型光面朝向所述光学器件，所述导光柱的第二凸型光面背离所述光学器件；

其中，第一凸型光面在第一方向上的尺寸大于所述第一凸型光面在所述第二方向上的尺寸。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述目标偏移角具体为：所述第一视角的中心与所述第一凸型光面的中心在所述第一方向上的偏移角。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述导光柱除所述第一凸型光面和所述第二凸型光面外的其他表面设置有反射膜层。

10.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一凸型光面在所述第一方向上的尺寸大于所述第二凸型光面在所述第一方向上的尺寸。

11.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述光学器件的光学中心。

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