CN116719040A - 传感器组件及电子设备 - Google Patents

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CN116719040A
CN116719040A CN202211126194.0A CN202211126194A CN116719040A CN 116719040 A CN116719040 A CN 116719040A CN 202211126194 A CN202211126194 A CN 202211126194A CN 116719040 A CN116719040 A CN 116719040A
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孙建明
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Honor Device Co Ltd
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Abstract

本申请适用于显示技术领域，提供了一种传感器组件，用于设置在电子设备中显示屏组件的背向显示面的一侧，所述传感器组件包括：发射模组、接收模组、第一偏振片和第二偏振片；发射模组射出的发射光经第一偏振片后得到第一光线，第一光线依次经过显示面板和第一面板后到达目标物，经目标物反射后形成反射光；反射光依次经过第一面板和显示面板后得到第二光线，第二光线经第二偏振片后到达接收模组；其中，第一光线和第二光线的状态不同。通过上述传感器组件，能够有效防止显示屏反射的光线对接近物反射光线的干扰，避免了红外光探测器的光饱和，进而提高了检测精度。

Description

传感器组件及电子设备
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种传感器组件及电子设备。
背景技术
一些电子设备具有防止误操作的功能。例如，当人脸靠近电子设备的显示屏，则关闭显示屏，以防止人脸对显示屏的误碰。为实现上述功能，通过显示屏下的接近传感器检测显示屏和接近物之间的距离。
目前，接近传感器容易产生“黑发问题”，即例如在有较为浓密的头发的情况下，即便接近物与显示屏距离较近，接近传感器也无法准确检测出显示屏和接近物之间的距离，从而引发屏幕的误操作。为了解决该问题，相关技术中采用缩小接近传感器中的红外发射器和红外探测器之间的心心距离的方式。但此种情况下，显示屏反射的光线将会对接近物反射的光线造成干扰，造成红外探测器光饱和，从而影响检测精度。
发明内容
本申请提供一种传感器组件及电子设备，解决了红外发射器和红外探测器之间心心距离较近时红外探测器的光饱和问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，提供一种传感器组件，用于设置在电子设备中显示屏组件的背向显示面的一侧，所述显示屏组件包括第一面板和显示面板，所述第一面板位于所述显示面板的显示面的一侧，所述第一面板用于改变光的状态；所述传感器组件包括：
发射模组，用于发射经过所述显示面板和所述第一面板的发射光；
接收模组，用于接收所述发射光经目标物发射后形成的反射光；
第一偏振片，位于所述发射光的传播路径上；
第二偏振片，位于所述反射光的传播路径上；
所述发射光经所述第一偏振片后得到第一光线，所述第一光线依次经过所述显示面板和所述第一面板后到达所述目标物，经所述目标物反射后形成所述反射光；所述反射光依次经过所述第一面板和所述显示面板后得到第二光线，所述第二光线经所述第二偏振片后到达所述接收模组；
其中，所述第一光线和所述第二光线的状态不同。
本申请实施例所述的传感器组件的结构，在发射光路和反射光路上分别增设偏振片，使得经显示屏组件的显示面板反射后的第一光线和经接近物反射后的第二光线状态不同，这样，反射光路上的第二偏振片能够有效区分显示面板和接近物反射的光线；只要将第二偏振片设置为允许第二光线通过，即可有效过滤掉经显示屏组件的显示面板反射的第一光线。从而有效解决了发射模组和接收模组心心距离较近时导致的接收模组光饱和问题，提高了检测精度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，当所述第一面板为四分之一波片时，所述第一偏振片和所述第二偏振片为线偏振片。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向相垂直。
本申请实施例中，利用显示屏组件上的四分之一波片，将经过接近物反射的光线的偏振方向旋转了90°，再通过将发射光路上的偏振片和反射光路上的偏振片的偏振方向设置为相互垂直，使得经接近物反射的光线与反射光路上的偏振片的偏振方向相同，以保证经接近物反射的光线能量能够最大限度被接收模组检测到，而经显示面板反射的光线不能被接收模组检测到，有效过滤了显示面板反射的干扰光，进而解决了发射模组和接收模组心心距离较近时导致的接收模组光饱和问题，提高了检测精度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一偏振片的偏振方向为45°，所述第二偏振片的偏振方向为135°。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述四分之一波片的慢轴分别与所述第一偏振片的偏振方向和第二偏振片的偏振方向成45°。
本申请实施例中，通过将显示屏组件中的四分之一波片的慢轴设置为与第一偏振片的偏振方向和第二偏振片的偏振方向均成45°，使得经接近物处的光线两次经过显示屏组件中的四分之一波片后状态发生改变，以区分于经显示屏组件中的显示面板反射的光线。
在第一方面的一种可能的实现方式中，当所述第一面板为圆偏振片时，所述第一偏振片和所述第二偏振片为圆偏振片；
其中，所述第一面板包括第一波片和第一线偏振片，所述第一波片位于所述第一线偏振片和所述显示面板之间，所述第一波片为四分之一波片；
所述第一偏振片包括第二波片和第二线偏振片，沿所述发射光的传播路径依次设置所述第二线偏振片和所述第二波片，所述第二波片为四分之一波片；
所述第二偏振片包括第三波片和第三线偏振片，沿所述反射光的传播路径依次设置所述第三波片和所述第三线偏振片，所述第三波片为四分之一波片。
本申请实施例中，传感器组件中的第一偏振片和第二偏振片均为圆偏振片；由于圆偏振片包括一个四分之一波片和一个线偏振片，通过第一偏振片中的四分之一波片，使得发射光经过显示屏组件中的四分之一波片后形成线偏振光，以线偏振光的形态经过显示屏组件中的线偏振片；同样的，使得发射光经过第二偏振片中的四分之一波片后形成线偏振光，以线偏振光的形态经过传感器组件中的线偏振片。由此减少了光线传播过程中圆偏振光经过线偏振光的次数，有效保存了反射光的能量，进而利于提高检测精度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二线偏振片的偏振方向与所述第三线偏振片的偏振方向相同；
所述第一线偏振片的偏振方向分别与所述第二线偏振片的偏振方向和所述第三线偏振片的偏振方向相垂直。
本申请实施例中，通过设置线偏振片的偏振方向，使得经过接近物的光线的状态与经显示面板反射的光线的状态不同，有效过滤了显示面板反射的干扰光；另外，通过本申请实施例中的偏振片的设置方式，能够保证经接近物反射的光线以较低的损耗到达接收模组，进一步提高了接收模组接收到的光信号的信噪比，利于提高检测精度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一线偏振片的偏振方向为135°，所述第二线偏振片和所述第三线偏振片的偏振方向为45°。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一波片的慢轴方向与所述第二波片的慢轴方向相同；
所述第一波片的慢轴分别与所述第一线偏振片的偏振方向、所述第二线偏振片的偏振方向和所述第三线偏振片的偏振方向成45°。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述传感器组件还包括隔离物，所述隔离物用于阻隔所述发射模组和所述接收模组之间的串光。
本申请实施例中，由于在接收模组和发射模组之间增设了隔离物，有效阻隔了发射模组射出的光线中未经反射的光线泄露到接收模组，减少了串光对反射光的干扰，进而利于提高检测精度。
第二方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括显示屏模组、以及如第一方面所述的传感器组件；所述显示屏组件包括第一面板和显示面板，所述第一面板位于所述显示面板的显示面的一侧，所述第一面板为四分之一波片。
第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括显示屏模组、以及如第一方面所述的传感器组件；所述显示屏组件包括第一面板和显示面板，所述第一面板位于所述显示面板的显示面的一侧；所述第一面板包括第一波片和第一线偏振片，所述第一波片位于所述第一线偏振片和所述显示面板之间，所述第一波片为四分之一波片。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
图1是本申请实施例提供的偏振方向的示意图；
图2是本申请实施例提供的应用场景的示意图；
图3是本申请实施例提供的接近光传感器的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的红外光能量变化曲线图；
图5是本申请实施例提供的另一种接近光传感器的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的电子设备的平面示意图；
图7是本申请实施例提供的图6中电子设备的局部结构示意图；
图8是本申请实施例提供的另一种图6中电子设备的局部结构示意图；
图9是本申请实施例提供的另一种图6中电子设备的局部结构示意图；
图10是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的另一种偏振方向的示意图；
图12是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；
图13是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；
图15是本申请实施例提供的仿真图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一限位部与第二限位部仅仅是为了区分不同的限位部，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。
首先介绍本申请实施例涉及到的光学定义及相关原理。
振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振。只有横波才具有偏振性。光波是一种电磁波，电磁波是横波，因此，光波具有偏振性。
偏振光是指，光矢量的振动方向不变、或按照某种规则变化的光波。偏振光中光矢量的振动方向为偏振光的偏振方向。根据偏振方向，可以将偏振光分为线偏振光和圆偏振光。参见图1，是本申请实施例提供的偏振方向的示意图。如图1中的(a)所示，在垂直于传播方向的平面内，光矢量的振动只限于某一固定方向的光为线偏振光。如图1中的(b)所示，光矢量在沿光的传播方向前进的同时，还绕着传播方向以一定角度旋转，如果绕传播方向旋转的光矢量的大小保持不变，则其失端的轨迹在垂直于传播方向的平面内的投影是一个圆，这样的偏振光为圆偏振光。
偏振片，是一种能够使自然光变成偏振光的光学元件。偏振片分为线偏振片和圆偏振片。线偏振片能够将自然光过滤为具有某个偏振方向的线偏振光。例如，45°线偏振片可以将自然光变成偏振方向为45°的线偏振光，135°线偏振片可以将自然光变成偏振方向为135°的线偏振光。圆偏振片由一个线偏振片和一个四分之一波片组成。自然光先经过线偏振片，再经过四分之一波片，得到圆偏振光。
波片是具有特定双折射的透明片，通常用来控制光束的偏振态。波片具有一个快轴和一个慢轴，两个轴相互垂直，并且均垂直于光束传播方向。在快轴方向偏振的光相速度稍大。常见的波片有四分之一波片(λ/4片)和半波片(λ/2片)。入射的偏振光经过四分之一波片后，快轴和慢轴的相位延迟差为π/2。入射的偏振光经过半波片后，快轴和慢轴的相位延迟差为π。
线偏振光经过半波片后，仍为线偏振光，但偏振方向发生旋转。在线偏振光的偏振方向与波片中快轴/慢轴夹角为45°的情况下，线偏振光经过半波片后，偏振方向旋转90°。在线偏振光的偏振方向与波片中快轴/慢轴夹角为45°的情况下，线偏振光经过四分之一波片后得到圆偏振光，圆偏振光经过四分之一波片得到线偏振光。
随着电子设备智能化程度的提高，电子设备的功能越来越完善。现在很多电子设备上设置有防误碰功能。以手机为例，在图2所示应用场景中，在通话模式下，当手机显示屏靠近人脸，手机会检测到人脸的靠近而关闭手机显示屏，这样耳朵、脸或手对屏幕的触碰都对手机不起作用，从而能够防止耳朵、脸或手对屏幕的误操作。
相关技术中，通常在电子设备的显示屏下设置接近传感器，通过该接近传感器检测显示屏和接近物之间的距离，再根据检测到的距离控制显示屏的关闭。接近传感器大多采用红外反射式接近传感器，该类型传感器包括红外光源和红外光探测器。其中，红外光源主要分为LED和垂直腔面发射体激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)两种。VCSEL光线发散角小、功率高、中心波长为940nm，比中心波长850nm的LED光源信噪比更高、性能更佳。目前，三合一接近传感器通常使用LED光源，分立器件接近传感器通常使用VCSEL光源。
红外反射式接近传感器的基本原理为红外反射原理。具体的，由接近传感器中的红外光源发射的红外光(波长为850nm或940nm，半波全宽约为20nm)经由接近物反射到达红外光探测器处，红外光探测器根据接收光的强度来判断接近物与传感器的距离，进而实现感知接近物距离的目的。物体距离传感器接收面越近、反射的红外光强就越强；物体距离传感器接收面越远、反射的红外光强就越弱。
在一些应用场景中，接近传感器容易产生“黑发问题”。该问题产生原因如下：如图3所示，红外光源的中心和红外光探测器的中心之间存在一定距离，简称心心距离，该距离导致当接近物与接近传感器距离足够近时，红外光源发射的红外光经接近物反射后无法落在红外光探测器上。如图4所示的红外光能量变化曲线图，其中的横轴表示接近物与显示屏的距离，纵轴表示红外探测器检测到的红外光的能量值。从图4中可以看出，接近物与显示屏之间距离小于某个阈值时，随着接近物与显示屏距离的减少，红外探测器检测到的红外光的能量值相应减少。尤其在如图2所示的应用场景中，当手机靠近头发时，由于头发颜色较深，即反射率较低，将会加重上面所述的这种现象。此种情况下，即便电话离头部很近，手机显示屏也不会关闭，导致手、脸或耳朵在误碰显示屏时引发误操作。
上述“黑发问题”的一种解决方式是，减小红外光源与红外探测器之间的心心距离。但这种解决方式容易引发一个新的问题：如图5中的(a)所示，由于显示屏(如OLED显示屏、LED显示屏等)的反射率远大于透过率，由接近传感器中的红外光源发射的红外光一部分穿过显示屏、经由接近物反射，还有一部分经显示屏反射。显示屏反射的红外光容易导致红外探测器光饱和，对接近物的反射光线造成了干扰，进而影响检测精度。
为了解决上述光饱和问题，一种解决方式是，在红外光源和红外探测器之间设置黑色不透光的隔离物。如图5中的(b)所示，在红外光源和红外探测器之间设置隔离泡棉，以阻隔由显示屏反射的红外光线。上述解决方式下，如果隔离泡棉较短，仍会造成光饱和；如果隔离泡棉过长，则容易造成屏幕压痕。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种传感器组件，通过对接近光传感器结构的改进，能够最大限度的减少红外光源和红外探测器之间的心心距离，有效降低“黑发问题”的发生概率；同时能够有效避免显示屏反射的光线导致的红外探测器的光饱和；另外，在本申请实施例的改进结构中，无需设置用于避免光饱和的隔离泡棉，从而避免了隔离泡棉导致的显示屏压痕问题。
本申请实施例提供的传感器组件可以应用于电子设备。本申请实施例中的电子设备包括但不限于手机、平板电脑、智能手表、AR/VR设备和可穿戴设备等。参见图6，是本申请实施例提供的电子设备的平面示意图，图7、图8和图9为图6中电子设备的局部结构示意图。下面结合图6至图9说明传感器组件和电子设备之间的结构关系。
如图6和图7所示，电子设备1可以包括外壳10、显示屏组件20及传感器组件30。电子设备的正面用于显示图像，电子设备的背面与电子设备的正面相对。如图7所示，在其直角坐标系中，电子设备的正面与X轴和Y轴所在的平面平行，电子设备的正面朝向Z轴的正方向。需要说明的是，本申请实施例中采用的坐标系一致，定义位于Z轴正方向的一侧为上。其中：
外壳10围设在电子设备1的背面和侧面。外壳10可以包括后盖11和中框12，后盖11位于电子设备1的背面，中框12围设于后盖11的周向边缘。
显示屏组件20包括用于显示图像的正面20a、以及与正面20a相对的背面20b。显示屏组件20安装在外壳10的中框12围成的区域内、并与后盖11相对设置。显示屏组件20和外壳10共同围成电子设备1的容纳空间。传感器组件30设置在该容纳空间内。在一些应用场景中，上述容纳空间内还可以设置摄像组件、麦克风、扬声器或电池等器件。
在一些实施例中，如图8所示，显示屏组件20可以包括盖板21、第一面板22、显示面板23和不透光面板24。沿Z轴的负方向，依次设置盖板21、第一面板22、显示面板23和不透光面板24。盖板21和第一面板22之间可通过透明光学胶层连接。盖板21可以为透明的玻璃或塑料。第一面板22和显示面板23之间可以抵接在一起，还可以通过透明光学胶层或连接固件连接在一起。显示面板23和不透光面板24之间可抵接在一起，如粘接或通过连接件固定连接。
第一面板22用于改变光的状态。可选的，第一面板22可以为偏振片。在一些应用场景中，第一面板22可以为圆偏振片，该圆偏振片由一个四分之一波片和一个线偏振片组成；通过圆偏振片可以衰减显示屏的光强，减少屏幕反射光，进而提高屏幕的对比度，保证图像的显示效果。可选的，第一面板22还可以为波片。在另一些应用场景中，对于一些特殊结构的OLED，如COE(Color filter On Encapsulation)结构，该类结构的显示屏组件无需设置偏振片即可保证图像的显示效果；对于该类结构的显示屏组件，第一面板22可以为四分之一波片。可选的，第一面板22的材料还可以为能将偏振状态的光改变为接近自然光状态的透明材料，如PET薄膜。
不透光面板24上设置有透光孔241，不透光面板24在对应透光孔241处被挖空。在一些应用场景中，不透光面板24的材质可以是复合胶带；相应的，复合胶带上被挖空的区域为透光孔241。需要说明的是，图6到图8中仅示出了透光孔的一种形状，实际应用中，透光孔可以为圆形、方形等，此处不做具体限定。另外，图6到图8中仅示出了透光孔的一种位置情形，在实际应用中，透光孔还可以位于显示屏中轴线上，本申请实施例中，不对透光孔的位置做具体限定。
显示面板23可以是有机发光二极管显示面板(OLED，OrganicElectroluminescence Display)、无机发光二极管显示面板(LED，light-emitting diode)和液晶显示面板等。
如图7和图9所示，传感器组件30设置于显示屏组件20和外壳10共同围成电子设备1的容纳空间内、位于显示屏组件20的背面20b所在的一侧。传感器组件30可以包括发射模组31和接收模组32。发射模组31包括至少一个光源(图中仅示出了一个光源)。发射模组31用于发射红外光(下称发射光)；发射光通过透光孔241、依次穿过显示面板23、第一面板22和盖板21后到达接近物；发射光被接近物2反射后形成反射的红外光(下称反射光)；反射光依次穿过盖板21、第一面板22和显示面板23后、通过透光孔241到达接收模组32；接收模组32用于接收该反射光。需要说明的是，发射光的传播路径为发射光路，反射光的传播路径为反射光路。
本申请实施例中，只要发射光能从透光孔241穿过到达接近物，反射光能从透光孔241穿过被接收模组接收即可，不对接收模组和发射模组的位置进行具体限定。
在一个示例中，如图9所示，发射模组31在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，接收模组32在不透光面板24上的投影位于透光孔241内。
在另一些示例中，发射模组31在不透光面板24上的投影与透光孔241部分重叠，接收模组32在不透光面板24上的投影与透光孔241部分重叠，以保证部分发射光能够从透光孔241处穿过至接近物2，且部分反射光能够从透光孔241处穿过至接收模组32。但是，这种方式下，部分发射光和部分反射光可能被不透光面板阻隔，导致接收模组32接收到的光信号能量较弱，影响检测结果。
在另一些示例中，发射模组31在不透光面板24上的投影与透光孔241不重叠，接收模组32在不透光面板24上的投影与透光孔241不重叠，即发射光无法穿过透光孔，电子设备的外部光线也无法经过透光孔到达接收模组。此种情况下，可以在发射光路和反射光路上分别设置光引导元件(如折射镜、棱镜等)，通过发射光路上的光引导元件将发射光引导至透光孔处，通过反射光路上的光引导元件将穿过透光孔的反射光引导至接收模组处。
需要说明的是，图3和图5中的“显示屏”仅示出了显示屏组件20中透光孔241对应的透光区域，即图3和图5中的“显示屏”指代透光孔241在显示屏组件20中的显示面板23上的投影区域。
在本申请实施例中，可以将发射模组31和接收模组32集成在一颗器件上，以尽可能缩小发射模组31和接收模组32之间的心心距离。但如上述图5实施例所述，发射模组31和接收模组32心心距离较近，显示屏反射的红外光容易导致接收模组光饱和。为了解决该问题，针对显示屏组件20中第一面板22的不同类型，本申请实施例提供了以下的传感器模组的结构。
参见图10，是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。如图10所示，传感器组件30还可以包括偏振片33(第一偏振片)和偏振片34(第二偏振片)。偏振片33位于发射光的传播路径上，偏振片34位于反射光的传播路径上。
一些示例中，当发射模组31在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，接收模组32在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，且发射模组31的发射面、接收模组的接收面朝向透光孔241时，如图10所示，偏振片33设置于发射模组31上方、靠近显示屏组件20的不透光面板24的一侧，偏振片34设置于接收模组32上方、靠近显示屏组件20的不透光面板24的一侧。
在一些示例中，发射模组31和偏振片33可以抵接在一起，也可以间隔设置；接收模组32和偏振片34可以抵接在一起，也可以间隔设置。
可选的，发射模组31和偏振片33可以固定连接在一起(如粘接)，或通过其他连接结构间接连接。
可选的，接收模组32和偏振片34可以固定连接在一起(如粘接)，或通过其他连接结构间接连接。
发射模组31射出的发射光经偏振片33后得到第一光线，部分第一光线依次经过显示面板23和第一面板22后到达目标物(接近物)，经目标物反射后形成反射光；所述反射光依次经过第一面板22和显示面板23后得到第二光线，第二光线经偏振片34后到达接收模组。另一部分第一光线到达显示面板23，经显示面板23反射。
由于第二光线为经过了第一面板22后的反射光线，光的状态有所改变，因此，第二光线和未经过第一面板22的第一光线的状态不同。
如图8实施例中所述，第一面板22可以为四分之一波片或圆偏振片。当第一面板22为四分之一波片时，本申请实施例中，光线的状态可以指代光的偏振方向在四分之一波片的慢轴上的光分量的相位。当第一面板22为圆偏振片时，本申请实施例中，光线的状态可以指代光的偏振方向。
图10实施例所示的电子设备与图9实施例所示的电子设备相比区别在于，图10中传感器组件30的结构，在发射光路和反射光路上分别增设偏振片，使得经显示面板23反射后的第一光线和经接近物反射后的第二光线状态不同，这样，偏振片34能够有效区分显示面板和接近物反射的光线；只要将偏振片34设置为允许第二光线通过，即可有效过滤掉经显示面板反射的第一光线。从而有效解决了发射模组和接收模组心心距离较近时导致的接收模组光饱和问题，提高了检测精度。
在一些实施例中，显示屏组件20中的第一面板22为四分之一波片。
如图1实施例中所述，波片具有一个快轴和一个慢轴，都是垂直于光束传播方向的，并且相互垂直。在快轴方向偏振的光相速度稍大。入射的偏振光经过四分之一波片后，快轴和慢轴的相位延迟差为π/2。当线偏振光的偏振方向与波片中快轴/慢轴夹角为45°时，线偏振光经过四分之一波片后得到圆偏振光，圆偏振光经过四分之一波片得到线偏振光。
基于上述原理，如图10所示的传感器组件30中，偏振片33和偏振片34均为线偏振片。
本申请实施例中，将偏振片33和偏振片34的偏振方向设置为与显示屏组件20中四分之一波片(第一面板)的慢轴/快轴方向设置成45°的方向。偏振片33的偏振方向和偏振片34的偏振方向垂直。
基于图10所示的结构，由发射模组31射出的发射光经过偏振片33后，得到第一线偏振光；第一线偏振光的偏振方向为偏振片33的偏振方向。偏振光的偏振方向通过矢量分解，得到两个方向上的分量，一个是四分之一波片的慢轴方向，一个是四分之一波片的快轴方向，如图11中的(a)所示。由于偏振片33的偏振方向与显示屏组件20中四分之一波片的慢轴方向成45°，因此，部分第一线偏振光经过显示屏组件20中四分之一波片后，慢轴方向的相位延迟π/2，此时快轴和慢轴两个方向合成的光的偏振方向沿着光的传播方向旋转，得到第一圆偏振光，如图11中的(b)所示。第一圆偏振光经接近物反射后，再次经过显示屏组件20中四分之一波片，慢轴方向的相位再延迟π/2，得到第二线偏振光，如图11中的(c)所示；此时慢轴的相位相对于快轴的相位延迟了π，合成的第二线偏振光的偏振方向相对于第一线偏振光的偏振方向旋转了90°。由于偏振片33的偏振方向和偏振片34的偏振方向垂直，即第二线偏振光的偏振方向与偏振片34的偏振方向相同，因此，第二线偏正光能够通过偏振片34到达接收模组。
而另一部分第一线偏振光经显示面板23反射后，得到的反射光仍为线偏振光，该反射光的偏振方向仍为偏振片33的偏振方向，与偏振片34的偏振方向垂直。因此，经显示面板23反射得到的反射光无法经过偏振片34。
示例性的，偏振片33的偏振方向为45°，偏振片34的偏振方向为135°。再例如，偏振片33的偏振方向为0°，偏振片34的偏振方向为90°。本申请实施例中不对偏振片33和偏振片34的偏振方向做具体限定，只要偏振片33和偏振片34的偏振方向相垂直即可。
本申请实施例中，利用显示屏组件上的四分之一波片，将经过接近物反射的光线的偏振方向旋转了90°，再通过将发射光路上的偏振片和反射光路上的偏振片的偏振方向设置为相互垂直，使得经接近物反射的光线与反射光路上的偏振片的偏振方向相同，以保证经接近物反射的光线能够被接收模组检测到，而经显示面板反射的光线不能被接收模组检测到，有效过滤了显示面板反射的干扰光，进而解决了发射模组和接收模组心心距离较近时导致的接收模组光饱和问题，提高了检测精度。
在另一些实施例中，参见图12，是本申请另一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图12所示，显示屏组件20中的第一面板22可以为一个圆偏振片，该圆偏振片由四分之一波片25(第一波片)和线偏振片26(第一线偏振片)组成。沿Z轴正方向，显示屏组件20中依次设置不透光面板24、显示面板23、四分之一波片25、线偏振片26和盖板21。其中，线偏振片26的偏振方向与四分之一波片25的慢轴/快轴成45°，以保证经接近物反射的发射光经过线偏振片26后得到线偏振光，该线偏振光经过四分之一波片25后，能够得到圆偏振光。
需要说明的是，图12实施例所示的结构中，显示屏组件20中盖板21和显示面板22选择的膜材不可影响光的偏振特性。
基于图12所示的结构，由发射模组31射出的发射光经过偏振片33后，得到第一线偏振光，第一线偏振光的偏振方向为偏振片33的偏振方向。由于偏振片33的偏振方向与四分之一波片25的慢轴方向成45°，因此，部分第一偏振光经过四分之一波片25后，慢轴方向的相位延迟π/2，得到第一圆偏振光(得到第一线偏振光和第一圆偏振光的步骤与图10实施例中所述相同)。第一圆偏振光经过线偏振片26后，得到第三线偏振光，第三线偏振光的偏振方向与线偏振片26的偏振方向一致。第三线偏振光经接近物反射后，经过线偏振片26得到第四线偏振光。由于线偏振片26的偏振方向与四分之一波片25的慢轴方向成45°，因此，第四线偏振光经过四分之一波片25后，得到第二圆偏振光，慢轴方向的相位再次延迟π/2。第二圆偏振光可以经过接收模组32上的偏振片34。
而另一部分第一线偏振光经显示面板23反射后，得到的反射光仍为线偏振光，该反射光的偏振方向仍为偏振片33的偏振方向，与偏振片34的偏振方向不同(如图11实施例中所述，偏振片33的偏振方向和偏振片34的偏振方向垂直)。因此，经显示面板23反射得到的反射光无法经过偏振片34。
如图10实施例所述，传感器组件30中的偏振片33的偏振方向和偏振片34的偏振方向相垂直。另外，显示屏组件20中的线偏振片26的作用是，将圆偏振光转换为线偏振光，其偏振方向也可以不做限定。
图12所示的结构与图10所示的结构相比，显示屏组件中增设了一个线偏振片，该线偏振片与显示屏组件中的四分之一波片组成了一个圆偏振片。基于图12所示的显示屏组件的结构，图10所示的传感器组件的结构(偏振片33和偏振片34均为线偏振片)仍然适用，如上分析，图12所示的传感器组件仍然能够过滤掉显示面板反射的干扰光。但从上述光路分析可知，存在两次圆偏振光经过线偏振片得到线偏振光的过程，每次圆偏振光经过线偏振片后，光信号的能量衰减约60％，导致反射光的能量较弱，影响检测精度。
为了解决上述问题，在另一些实施例中，对传感器组件的结构进一步改进。传感器组件30中的偏振片33和偏振片34均为圆偏振片。即偏振片33包括四分之一波片35(第二波片)和线偏振片36(第二线偏振片)，偏振片34包括四分之一波片37(第三波片)和线偏振片38(第三线偏振片)。沿发射光的传播路径依次设置线偏振片36和四分之一波片35，沿反射光的传播路径依次设置四分之一波片36和线偏振片38。
在一些示例中，四分之一波片35和四分之一波片37可以为构成一块完整的波片，如图14中的(b)所示。
发射模组31射出的发射光依次经线偏振片36、四分之一波片35、显示面板23、第一波片25和线偏振片26后到达所述目标物，形成所述反射光；所述反射光依次经过线偏振片26、四分之一波片25、显示面板23、四分之一波片37和线偏振片38后，到达接收模组32。
一些示例中，参见图13，是本申请另一实施例提供的电子设备的结构示意图。当发射模组31在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，接收模组32在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，且发射模组31的发射面、接收模组的接收面朝向透光孔241时，如图13所示，四分之一波片35设置在线偏振片36的上方、朝向显示屏组件20的不透光面板的一侧，四分之一波片37设置在线偏振片38上方、朝向显示屏组件20的不透光面板24的一侧。
本申请实施例中，四分之一波片35的慢轴方向与显示屏组件20中的四分之一波片25的慢轴方向相同，即四分之一波片35的慢轴方向与线偏振片33、线偏振片34和线偏振片26的偏振方向均成45°，四分之一波片35和四分之波片37的慢轴方向相同。
本申请实施例中，线偏振片36的偏振方向和线偏振片26的偏振方向相垂直，线偏振片38的偏振方向和线偏振片26的偏振方向相垂直，线偏振片36的偏振方向和线偏振片38的偏振方向相同。
基于图13所示的结构，由发射模组31射出的发射光经过线偏振片36后，得到第一偏振光，第一偏振光的偏振方向为线偏振片36的偏振方向(得到第一线偏振光的步骤与图10实施例中所述相同)。由于四分之一波片35的慢轴方向与线偏振片36成45°，因此，第一偏振光经过四分之一波片35后，得到第三圆偏振光，慢轴方向的相位延迟π/2。一部分第三圆偏振光经过显示屏组件20中的四分之一波片25，得到第五线偏振光，慢轴方向的相位再延迟π/2，则第五线偏振光的偏振方向相对于第一偏振光的偏振方向旋转了90°。由于线偏振片36的偏振方向和线偏振片26的偏振方向相垂直，因此，第五线偏振光能够经过显示屏组件20中的线偏振片26。由于四分之一波片25的慢轴方向与线偏振片26成45°，因此，第五线偏振光经接近物反射后，依次经过显示屏组件20中的线偏振片26和四分之一波片25后，得到第四圆偏振光，慢轴方向的相位延迟π/2。第四圆偏振光经过传感器组件30中的四分之一波片37后，得到第六线偏振光，慢轴方向的相位再延迟π/2，即第六线偏振光的偏振方向相对于第五线偏振光的偏振方向旋转了90°。由于线偏振片38的偏振方向和线偏振片26的偏振方向相垂直，因此，第六线偏振光能够经过线偏振片38，到达接收模组32。
而另一部分第三圆偏振光经过显示屏组件20中的显示面板23反射后，再次经过经传感器组件30中的四分之一波片35，得到第七线偏振光，慢轴方向的相位再次延迟π/2，即第七线偏振光的偏振方向相对于第一线偏振光旋转了90°。由于线偏振片36的偏振方向和线偏振片38的偏振方向相同，第七线偏振片无法经过线偏振片38。因此，经显示面板23反射得到的反射光无法经过线偏振片38。
示例性的，线偏振片36和线偏振片38的偏振方向为45°，线偏振片26的偏振方向为135°。再例如，线偏振片36和线偏振片38的偏振方向为0°，线偏振片26的偏振方向为90°。
本申请实施例中不对线偏振片36、线偏振片38和线偏振片26的偏振方向做具体限定，只需满足本申请实施例限定的关系，即线偏振片36和线偏振片38的偏振方向相垂直或相反，线偏振片36的偏振方向和线偏振片26的偏振方向相垂直，线偏振片38的偏振方向和线偏振片26的偏振方向相垂直。
图13所示的电子设备与图12所示的电子设备相比，传感器组件30中在发射光路和反射光路上分别增设了一个四分之一波片。通过该四分之一波片，使得发射光经过显示屏组件中的四分之一波片后形成线偏振光，以线偏振光的形态经过显示屏组件中的线偏振片；同样的，使得发射光经过传感器组件中的四分之一波片后形成线偏振光，以线偏振光的形态经过传感器组件中的线偏振片。由此减少了光线传播过程中圆偏振光经过线偏振光的次数，有效保存了反射光的能量，进而利于提高检测精度。
上述图10到图13实施例中所示的传感器组件的结构，发射模组和接收模组可以集成在一颗器件上，以尽可能缩小发射模组和接收模组之间的心心距离，同时又能有效过滤掉显示面板反射的干扰光，避免接收模组的光饱和问题。但当发射模组和接收模组的心心距离较小时，发射模组射出的光线容易进入接收模组而发生串光，对反射光造成干扰，从而影响检测精度。
本申请实施例中，串光是指，发射模组射出的边缘光线进入到接收模组中，从而对进入接收模组的反射光造成干扰。其中，发射模组射出的边缘光线是指，发射模组射出的光线中除去到达显示面板和接近物的发射光以外的光线。
为了解决上述问题，在一个实施例中，所述传感器组件30还包括隔离物39，所述隔离物39用于阻隔发射模组31和接收模组32之间的串光。该隔离物39为不透光物体。
由于黑色的透光率较低，可选的，隔离物39的颜色可以为黑色。
在一些示例中，当发射模组31在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，接收模组32在不透光面板24上的投影位于透光孔241内，且发射模组31的发射面、接收模组的接收面朝向透光孔241时，隔离物39设置在发射模组31和接收模组32之间。隔离物39朝向不透光面板24的侧面凸出于线偏振片36朝向不透光面板24的侧面和线偏振片38朝向不透光面板24的侧面，或者，隔离物39与线偏振片36朝向不透光面板24的侧面、线偏振片38朝向不透光面板24的侧面平齐。
示例性的，参见图14，是本申请另一个实施例提供的电子设备的结构示意图。
针对图10实施例中所示的传感器组件，如图14中的(a)所示，隔离物39朝向不透光面板24的侧面、偏振片33朝向不透光面板24的侧面和偏振片34朝向不透光面板24的侧面在同一水平线上。
针对图13实施例中所示的传感器组件，如图14中的(b)所示，隔离物39朝向不透光面板24的侧面、线偏振片36朝向不透光面板24的侧面和线偏振片38朝向不透光面板24的侧面，均与四分之一波片35(四分之一波片35和四分之一波片36为同一块波片)背向不透光面板24的侧面重合。
图14仅是隔离物39位置的示例，在此不做具体限定，只要隔离物39能够阻隔发射模组射出的光线进入接收模组即可。
图14实施例所述的传感器组件的结构中，由于在接收模组和发射模组之间增设了隔离物，有效阻隔了发射模组射出的光线中未经反射的光线泄露到接收模组，减少了串光对反射光的干扰，进而利于提高检测精度。
上述图10到图14实施例所述的电子设备，可以应用于图2实施例所示的接近物检测应用场景中，还可以应用在其他利用红外光测距的应用场景中，在此不对传感器模组的应用场景做具体限定。
图15是本申请实施例提供的仿真图。图15中横轴表示显示屏和接近物之间的距离(mm)，纵轴表示接收模组接收到的光线的相对光强度。
图15中的(a)所示为利用相关技术中的接近传感器检测的结果，该仿真图对应的仿真条件为发射模组与接收模组的中心距离为4.75mm。规定接近物和显示屏之间距离小于2cm为接近，大于4cm为远离。从图15中的(a)可以看出，当接近物和显示屏之间距离小于7mm时，就会检测为远离。显然，这个检测结果是不准确的。导致检测不准确的原因就是，发射模组和接收模组的心心距离较近，当显示屏与接近物距离较近时，引发了“黑发问题”。
图15中的(b)所示为利用本申请图10实施例提供的传感器组件检测的结果，该仿真图对应的仿真条件为发射模组与接收模组的中心距离为0.85mm。同样规定接近物和显示屏之间距离小于2cm为接近，大于4cm为远离。从图15中的(b)可以看出，当显示屏和接近物的距离在0到40mm之间，接收模组接收到的相对光强度均大于40mm对应的相对光强度。因此，只有当显示屏和接近物之间距离大于40mm时，才会检测为远离；而当显示屏和接近物之间距离小于40mm时，检测为接近。与图15中的(a)所示的仿真条件相比，图15中的(b)所示的发射模组与接收模组的中心距离更近。可见，本申请实施例提供的传感器组件中发射模组与接收模组的中心距离较小，能够有效解决“黑发问题”，提高检测结果的准确度。
需要说明的是，利用本申请图12实施例提供的传感器组件获得的检测结果，与图15中的(b)所示的结果相同，即只有当显示屏和接近物之间距离大于40mm时，才会检测为远离；而当显示屏和接近物之间距离小于40mm时，检测为接近。在此不另附示意图。
在另一个仿真实验中，对增设了偏振片的接近传感器和未增设偏振片的接近传感器的检测数据进行了统计，如下表所示。
底噪 3cm信号 信噪比
无偏光片 1.230522 1.233431 0.002364
有偏光片 0.001669 0.004527 1.712282
如上表所示，有偏光片的接近传感器接收到的信号的信噪比明显高于无偏光片的接近传感器接收到的信号的信噪比。可见，本申请实施例中，在传感器组件中增设偏振片，能够有效过滤掉显示屏反射的干扰光，提高接收模组接收到的发射光的信噪比，进而提高检测精度。
最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种传感器组件，用于设置在电子设备中显示屏组件的背向显示面的一侧，所述显示屏组件包括第一面板和显示面板，所述第一面板位于所述显示面板的显示面的一侧，所述第一面板用于改变光的状态，其特征在于，所述传感器组件包括：
发射模组，用于发射经过所述显示面板和所述第一面板的发射光；
接收模组，用于接收所述发射光经目标物发射后形成的反射光；
第一偏振片，位于所述发射光的传播路径上；
第二偏振片，位于所述反射光的传播路径上；
所述发射光经所述第一偏振片后得到第一光线，所述第一光线依次经过所述显示面板和所述第一面板后到达所述目标物，经所述目标物反射后形成所述反射光；所述反射光依次经过所述第一面板和所述显示面板后得到第二光线，所述第二光线经所述第二偏振片后到达所述接收模组；
其中，所述第一光线和所述第二光线的状态不同。
2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，当所述第一面板为四分之一波片时，所述第一偏振片和所述第二偏振片为线偏振片。
3.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向相垂直。
4.根据权利要求3所述的传感器组件，其特征在于，所述第一偏振片的偏振方向为45°，所述第二偏振片的偏振方向为135°。
5.根据权利要求2至4任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述四分之一波片的慢轴分别与所述第一偏振片的偏振方向和第二偏振片的偏振方向成45°。
6.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，当所述第一面板为圆偏振片时，所述第一偏振片和所述第二偏振片为圆偏振片；
其中，所述第一面板包括第一波片和第一线偏振片，所述第一波片位于所述第一线偏振片和所述显示面板之间，所述第一波片为四分之一波片；
所述第一偏振片包括第二波片和第二线偏振片，沿所述发射光的传播路径依次设置所述第二线偏振片和所述第二波片，所述第二波片为四分之一波片；
所述第二偏振片包括第三波片和第三线偏振片，沿所述反射光的传播路径依次设置所述第三波片和所述第三线偏振片，所述第三波片为四分之一波片。
7.根据权利要求6所述的传感器组件，其特征在于，所述第二线偏振片的偏振方向与所述第三线偏振片的偏振方向相同；
所述第一线偏振片的偏振方向分别与所述第二线偏振片的偏振方向和所述第三线偏振片的偏振方向相垂直。
8.根据权利要求7所述的传感器组件，其特征在于，所述第一线偏振片的偏振方向为135°，所述第二线偏振片和所述第三线偏振片的偏振方向为45°。
9.根据权利要求6至8任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述第一波片的慢轴方向与所述第二波片的慢轴方向相同；
所述第一波片的慢轴分别与所述第一线偏振片的偏振方向、所述第二线偏振片的偏振方向和所述第三线偏振片的偏振方向成45°。
10.根据权利要求1至9任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述传感器组件还包括隔离物，所述隔离物用于阻隔所述发射模组和所述接收模组之间的串光。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括显示屏模组、以及如权利要求1至5和10任一项所述的传感器组件；
所述显示屏组件包括第一面板和显示面板，所述第一面板位于所述显示面板的显示面的一侧，所述第一面板为四分之一波片。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括显示屏模组、以及如权利要求6至10任一项所述的传感器组件；
所述显示屏组件包括第一面板和显示面板，所述第一面板位于所述显示面板的显示面的一侧；
所述第一面板包括第一波片和第一线偏振片，所述第一波片位于所述第一线偏振片和所述显示面板之间，所述第一波片为四分之一波片。
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