一种电子设备
文献发布时间:2024-04-18 19:58:21
技术领域
本申请涉及电子技术领域,尤其涉及一种电子设备。
背景技术
目前,在智能穿戴设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、大屏显示设备等电子设备内设有环境光传感器,环境光传感器用于感知电子设备周围的环境光强弱,以执行相应的优化操作,比如在检测到环境光较弱的情况下控制屏幕的背光亮度变暗,以避免刺激人眼,同时还能降低电量的消耗。
环境光传感器通常布置在电子设备的内部,同时在诸如屏幕、背盖等表面部件上设置透光窗,以将环境光引入到内部的环境光传感器。
在上述基础上,视场角(field of view,FOV)是衡量环境光传感器的视野范围的参数,FOV越大,视野范围越大,接收光的光效率(即接收光功率与入射光功率的比值)越大,检测准确性越高。通常,为了获得较大的环境光传感器的FOV,环境光传感器通常贴近透光窗设置,并借助柔性电路板、印制电路板、弹片等转接结构将环境光传感器电连接至主电路板上的控制器。但是,这样不可避免地增大了电子设备的结构复杂度及成本。
发明内容
本申请提供一种电子设备,用于解决如何在保证环境光传感器的FOV的同时,降低电子设备的结构复杂度及成本的问题。
为达到上述目的,本申请提供了一种电子设备,该电子设备包括表面部件、电路板、环境光传感器和均光件。表面部件的第一表面形成电子设备的外表面的部分区域,表面部件设有透光窗,表面部件外侧的环境光可以经由透光窗进入表面部件的内侧。电路板位于电子设备的内部,也就是说,电路板位于表面部件的背对第一表面的一侧。电路板的第二表面朝向表面部件。环境光传感器设于第二表面,环境光传感器的感光面与透光窗相对。均光件设于透光窗内,或者设于透光窗与感光面之间。
这样一来,将环境光传感器下沉至电路板上,无需转接结构进行转接,能够降低电子设备的结构复杂度,节省成本,同时节省了电子设备的内部空间,有利于电子设备的薄型化和体积小型化,优化电子设备的内部空间布局。而且,环境光传感器在电路板上的占用面积较小,电路板的利用率较高。同时,均光件起到均匀分散入射光的作用,能够在环境光传感器下沉至电路板时,保证环境光传感器接收光的FOV和光效率。
在一种可能的实现方式中,在均光件位于表面部件的透光窗与环境光传感器的感光面之间的情况下,均光件固定设置于表面部件的第三表面并覆盖透光窗的至少部分,均光件与环境光传感器的感光面接触或者间隔开。这样一来,第一方面,方便在表面部件上设置均光件,使均光件能够覆盖透光窗的整体。第二方面,均光件与表面部件绑定在一起,均光件与透光窗的距离较小,接收环境光的光效率较大,有利于增大环境光传感器接收的环境光的光效率。第三方面,均光件与显示面板保持一定距离,能够降低均光件的可视度,保证表面部件的外观效果。第四方面,在均光件与表面部件绑定在一起的同时,环境光传感器与电路板绑定在一起,均光件与环境光传感器相互独立,能够实现环境光传感器与表面部件的解绑。第五方面,环境光传感器与电路板绑定在一起,在电路板上更容易设置保护罩等多种措施来实现环境光传感器的保护,环境光传感器在工艺操作过程中损坏的机率较小。
在一种可能的实现方式中,在均光件与环境光传感器的感光面间隔开的情况下,电子设备还包括导光件,导光件位于均光件与感光面之间,且导光件固定设置于感光面,导光件与均光件接触或者间隔开。或者,导光件固定设置于均光件,导光件与感光面接触或者间隔开。这样一来,一方面,借助导光件可以避免均光件向环境光传感器传输的光泄露,能够提升环境光传感器接收光的光效率。另一方面,由于导光件固定于感光面,导光件与均光件接触或者间隔开;或者,导光件固定于均光件上,导光件与感光面接触或者间隔开,因此同样能够实现环境光传感器与表面部件的解绑。
在一种可能的实现方式中,在均光件与环境光传感器的感光面间隔开的情况下,电子设备还包括中框,中框设有通光孔。表面部件与均光件位于中框的一侧,电路板与环境光传感器位于中框的另一侧,通光孔位于表面部件的透光窗与环境光传感器的感光面之间。
在一种可能的实现方式中,电子设备还包括导光件,该导光件位于均光件与感光面之间,且导光件的至少部分容置于通光孔内。导光件固定设置于感光面,导光件与均光件接触或者间隔开;或者,导光件固定设置于均光件,导光件与感光面接触或者间隔开。这样一来,在存在中框的前提下,仍然能够避免漏光,实现环境光传感器与表面部件的解绑。
在一种可能的实现方式中,均光件包括均光件本体,均光件本体的颜色为白色,或者,均光件本体的整体或者局部的颜色为深色。当均光件本体的颜色为白色时,均光效果较优,当均光件本体的整体或者局部的颜色为深色时,均光件的可视度较低,外观性较优。
在一种可能的实现方式中,均光件本体呈膜状,均光件本体的厚度大于或者等于0.01毫米,且小于或者等于0.3毫米。均光件的厚度在此范围内时,均光件的厚度较小,有利于电子设备的厚度薄型化。而且,对光线的反射率较低,透射率较高,可以降低均光件的可视度,提升环境光传感器的接收光的光效率和FOV。
在一种可能的实现方式中,均光件包括均光件本体和遮光件,遮光件位于均光件本体的靠近第一表面的一侧。这样一来,均光件的可视度较低,外观性较优。
在一种可能的实现方式中,遮光件包括深色透光膜或者偏振片。此结构简单,成型方便。
在一种可能的实现方式中,遮光件包括深色层,深色层设有至少一个第一通孔。此结构简单,方便制作。
在一种可能的实现方式中,深色层为深色油墨层或者深色胶带。
在一种可能的实现方式中,均光件本体呈矩形膜状。第一通孔的数量为多个,多个第一通孔沿椭圆形阵列排布,多个第一通孔的椭圆形阵列轨迹线的长轴与均光件本体的长边平行,多个第一通孔的椭圆形阵列轨迹线的短轴与均光件本体的短边平行。这样设计,均光件的可视度较低,外观性能好,同时环境光传感器的FOV较优。
在一种可能的实现方式中,均光件本体至环境光传感器的距离大于或者等于0毫米,且小于或者等于5毫米。这样一来,均光件本体至环境光传感器的距离适中,环境光传感器的接收光的中心光强和光功率较大,能够提升环境光传感器的检测精度,同时有利于电子设备的薄型化设计。
在一种可能的实现方式中,表面部件为屏幕。
在一种可能的实现方式中,屏幕包括显示面板,均光件本体至显示面板的距离大于或者等于0毫米,且小于或者等于1毫米。这样一来,均光件本体至显示面板的距离适中,能够同时兼顾均光件的可视度和环境光传感器的接收光的光功率及FOV。
在一种可能的实现方式中,屏幕包括依次层叠设置的透光盖板、显示面板和保护层。透光盖板的背对显示面板的表面形成第一表面。保护层上设有第二通孔,显示面板上与第二通孔相对的部分为第一透光部分,透光盖板上与第二通孔相对的部分为第二透光部分。第二通孔、第一透光部分和第二透光部分组成透光窗的至少部分。第二通孔形成透光窗的非实体部分,第一透光部分和第二透光部分形成透光窗的实体材料部分。这样一来,透光窗的一部分为实体材料部分,能够防止水、粉尘等杂质进入,同时能够保证显示面板的完整性,保证显示效果,而且由于透光窗的另一部分为非实体部分,因此可以节省材料成本,降低制作难度。
在一种可能的实现方式中,透光窗为矩形窗。矩形窗的长度大于或者等于0.5毫米,且小于或者等于10毫米。矩形窗的宽度大于或者等于0.5毫米,且小于或者等于10毫米。透光窗的尺寸在此范围内时,环境光传感器的接收光的光功率及FOV较优,能够满足环境光传感器的检测需求。
在一种可能的实现方式中,第三表面与均光件之间设有环形胶材层,该环形胶材层环绕透光窗的一周设置。环形胶材层的环形延伸路径上设有至少一个缺口,该缺口连通环形胶材层的内外两侧。由于缺口连通环形胶材层的内外两侧,因此可以防止环形胶材层的内侧形成密闭空间,从而避免环形胶材层的内侧空间在受热时产生空气鼓泡,而挤压显示面板,从而避免产生显示不良。
在一种可能的实现方式中,透光窗为矩形窗;该矩形窗包括相对的第一边缘和第二边缘,以及相对的第三边缘和第四边缘。环形胶材层包括相对的第一胶材段和第二胶材段,以及相对的第三胶材段和第四胶材段。第一胶材段位于第一边缘的远离第二边缘的一侧,并沿第一边缘的长度方向延伸。第二胶材段位于第二边缘的远离第一边缘的一侧,并沿第二边缘的长度方向延伸。第三胶材段位于第三边缘的远离第四边缘的一侧,并沿第三边缘的长度方向延伸。第四胶材段位于第四边缘的远离第三边缘的一侧,并沿第四边缘的长度方向延伸。第一胶材段、第三胶材段、第二胶材段、第四胶材段依次首尾相接。至少一个缺口包括第一缺口、第二缺口、第三缺口和第四缺口,第一缺口设于第一胶材段,第二缺口设于第二胶材段,第三缺口设于第三胶材段,第四缺口设于所述第四胶材段。这样一来,借助四个缺口实现了环形胶材层的内外两侧的均匀连通,可以有效防止环形胶材层的内侧形成密闭空间,从而有效避免环形胶材层的内侧空间在受热时产生空气鼓泡,而挤压显示面板,从而有效避免产生显示不良。
在一种可能的实现方式中,感光面在第一表面的投影面积小于透光窗在第一表面的投影面积,且感光面在第一表面的投影位于透光窗在第一表面的投影内。这样一来,可以减小环境光传感器与透光窗的对位难度,提升容错率,提升装配效率。
在一种可能的实现方式中,电子设备还包括中框,表面部件位于中框的一侧,电路板与环境光传感器位于中框的另一侧,且中框上位于透光窗与感光面之间的部分设有通光孔,均光件设置于中框上,且均光件覆盖通光孔的至少部分。这样一来,同样可以实现环境光传感器与表面部件的解绑。
在一种可能的实现方式中,均光件设于感光面上,均光件与表面部件接触或者间隔开。这样一来,同样可以实现环境光传感器与表面部件的解绑。
在一种可能的实现方式中,电子设备为智能手表或者手机。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的电子设备的立体图;
图2为图1所示电子设备中主体部分的分解结构示意图;
图3为图1所示电子设备在A-A线处的截面结构示意图;
图4为本申请又一些实施例提供的电子设备的截面结构示意图;
图5为本申请又一些实施例提供的电子设备的截面结构示意图;
图6为图5所示电子设备中表面部件的部分与均光件的装配结构的内表面示意图;
图7为图5所示电子设备中表面部件与环形胶材层的相对位置示意图;
图8为图5所示电子设备内电路板与环境光传感器的装配结构的俯视图;
图9为图5所示电子设备内环境光传感器与透光窗的相对位置示意图;
图10为本申请又一些实施例提供的电子设备的截面结构示意图;
图11为图10所示电子设备内电路板、环境光传感器和导光件的装配结构示意图;
图12为图10所示电子设备内表面部件、均光件、导光件和环境光传感器的相对位置示意图;
图13为本申请一些实施例提供的均光件的结构示意图;
图14为本申请又一些实施例提供的均光件的结构示意图;
图15为本申请又一些实施例提供的均光件的结构示意图;
图16为图5所示电子设备在有均光件和无均光件时,环境光传感器接收光的光功率随光线的入射角度的变化曲线图;
图17为图5所示电子设备在有均光件和无均光件时,环境光传感器的三种颜色接收光的光功率随接收光的波长的变化曲线图;
图18为本申请又一些实施例提供的均光件的俯视图;
图19为本申请又一些实施例提供的均光件的结构示意图;
图20为本申请一些实施例提供的六种均光件的俯视图;
图21为仿真实验四种型号均光件在分别应用于图5所示电子设备时的光线透射率、反射率随光线的入射角度的变化曲线图;
图22为仿真实验得到的图5所示电子设备内环境光传感器的接收光的中心光强随移动距离的变化曲线图;
图23为仿真实验得到的图5所示电子设备内环境光传感器的接收光的光功率随移动距离的变化曲线图;
图24为仿真实验得到的图5所示电子设备在光线的入射角为0°时均光件的反射光功率随距离H2的变化曲线图;
图25为仿真实验得到的图5所示电子设备在光线的入射角为20°时均光件的反射光功率随距离H2的变化曲线图;
图26为仿真实验得到的图5所示电子设备中环境光传感器的接收光的FOV随透光窗的宽度的变化曲线图;
图27为本申请又一些实施例提供的电子设备的主视图;
图28为图27在B-B线处的截面结构示意图;
图29为本申请又一些实施例提供的电子设备的截面结构示意图。
具体实施方式
在本申请实施例中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请实施例中,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。
在本申请实施例中,除特别说明之外,描述“平行”均表示允许一定误差范围内的大致平行,该误差范围可以为相对于绝对平行偏差角度小于或者等于5°的范围。描述“垂直”均表示允许一定误差范围内的大致垂直,该误差范围可以为相对于绝对垂直偏差角度小于或者等于5°的范围。描述“共线”均表示一定误差范围内的大致共线,该误差范围可以相对于绝对共线偏差角度小于或者等于5°的范围。
在本申请实施例中,除特别说明之外,描述的一个部件在一个面上的投影,均表示该部件沿垂直于该一个面的方向在该一个面上的正投影。
本申请提供一种电子设备,该电子设备为具有环境光检测功能的一类设备。具体的,电子设备包括但不限于智能穿戴设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、膝上型电脑(laptop computer)、个人数码助理(personal digital assistant,PDA)、个人计算机、智能电视和车载设备等。其中,智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、智能眼镜和智能衣服。
请参阅图1和图2,图1为本申请一些实施例提供的电子设备100的立体图,图2为图1所示电子设备100中主体部分的分解结构示意图。本实施例是以电子设备100为智能手表进行示例性说明。电子设备100包括表面部件10。表面部件10是指电子设备100上,能够被用户从外部观看或者触摸到的部件。
在一些实施例中,请参阅图1和图2,表面部件10为屏幕。
在上述基础上,为了方便后文各实施例的描述,针对电子设备100,建立XYZ坐标系,具体的,定义平行于屏幕的平面为XY平面,屏幕的厚度方向为Z轴方向。可以理解的是,电子设备100的坐标系设置可以根据实际需要进行灵活设置,在此不做具体限定。
表面部件10包括第一表面S1,第一表面S1形成电子设备100的外表面的至少部分区域。当表面部件10为屏幕时,请参阅图1和图2,第一表面S1可以为屏幕上用于向用户呈现图像和视频的表面。
表面部件10上设有透光窗10a。透光窗10a用于实现表面部件10的内外两侧的光连通,也就是说,表面部件10外侧的环境光可以经由透光窗10a进入表面部件10的内侧。
请参阅图1和图2,透光窗10a可以为矩形窗,该矩形窗的长边与X轴平行,矩形窗的短边与Y轴平行。需要说明的是,本实施例以及下文各实施例中所述的透光窗10a的边是在忽略透光窗10a的深度,而将透光窗10a等效于平面结构的基础上进行的描述。本申请所述的矩形包括相邻两边的长度不同的四方形以及相邻两边的长度相同的四方形。
在其他实施例中,透光窗10a也可以大致为圆形窗、椭圆形窗、三角形窗或者多边形窗等等。
本实施例以及后文各实施例是以透光窗10a为矩形窗进行示例性说明,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
透光窗10a可以是非实体的开口,也可以是实体的透光或者半透光材料,还可以一部分是非实体开口,一部分是实体的透光或者半透光材料,在此不做具体限定。其中,透光或者半透光材料可以为玻璃、蓝宝石、显示面板等等,在此不做具体限定。
在一些实施例中,请参阅图3,图3为图1所示电子设备100在A-A线处的截面结构示意图。屏幕包括依次层叠设置的透光盖板11、显示面板(panel)12和保护层13,
透光盖板11用于对显示面板12起到防水、防尘、防刮伤保护作用。透光盖板11的背对显示面板12的表面形成上述第一表面S1。透光盖板11的材料包括但不限于亚克力、玻璃和蓝宝石。在其他实施例中,屏幕也可以不设置透光盖板11而采用偏振片对显示面板12进行保护,在此不做具体限定。
显示面板12可以为自发光式的显示面板。示例的,显示面板12可以为有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)显示面板、有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)显示面板、迷你发光二极管(mini organic light-emitting diode)显示面板、微型发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示面板、微型有机发光二极管(micro organiclight-emitting diode)显示面板和量子点发光二极管(quantum dot light emittingdiode,QLED)显示面板。在其他实施例中,显示面板12也可以为不能自发光,需要借助背光模组提供背光的显示面板。示例的,显示面板12可以为液晶显示面板(liquid crystaldisplay,LCD)。
保护层13用于对显示面板12起到支撑、缓冲或者防静电保护作用。保护层13可以由多个不同材料层堆叠形成。示例的,该保护层13可以由聚酰亚胺膜(polyimide film,PI)层、泡棉层和金属层堆叠形成。其中,PI层用于支撑显示面板12,泡棉层用于起到缓冲作用,金属层用于起到防静电作用。
在上述基础上,请继续参阅图3,保护层13上设有第二通孔10a1。显示面板12上与第二通孔10a1相对的部分能够透光,显示面板12上与第二通孔10a1相对的部分定义为第一透光部分10a2。透光盖板11上与第二通孔10a1相对的部分定义为第二透光部分10a3。第二通孔10a1、第一透光部分10a2和第二透光部分10a3组成上述透光窗10a的至少部分。当然,当屏幕还包括其他结构时,透光窗10a还包括其他部分。第二通孔10a1形成透光窗10a的非实体部分,第一透光部分10a2和第二透光部分10a3形成透光窗10a的实体材料部分。这样一来,透光窗10a的一部分为实体材料部分,能够防止水、粉尘等杂质进入,同时能够保证显示面板12的完整性,保证显示效果,而且由于透光窗10a的另一部分为非实体部分,因此可以节省材料成本,降低制作难度。
请一并参阅图2和图3,电子设备100还包括电路板20、环境光传感器30和转接结构40。
电路板20位于表面部件10的背对第一表面S1的一侧。
电路板20可以为硬质电路板,也可以为柔性电路板,还可以为软硬结合电路板。本实施例是以电路板20为硬质电路板进行示例性说明,具体的,电路板20可以为硬质的印制电路板(printed circuit board,PCB)。电路板20上可以设有第一控制器,第一控制器包括但不限于微控制单元(microcontroller unit,MCU),第一控制器用于控制环境光传感器30实现环境光亮度的检测。
电路板20可以为主电路板,也可以为其他电路板,比如副电路板等等。其中,主电路板又称为主板,主电路板为电子设备100内的核心电路板。主电路板通常是指电子设备100内集成有处理器的电路板。其中,处理器可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器可以包括应用处理器(application processor,AP)、调制解调处理器、图形处理器(graphicsprocessing unit,GPU)、图像信号处理器(image signal processor,ISP)、控制器、视频编解码器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、基带处理器和/或神经网络处理器(neural-networkprocessing unit,NPU)等。不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
环境光传感器30位于表面部件10与电路板20之间,环境光传感器30包括感光面31,该感光面31与透光窗10a相对,来自透光窗10a的环境光可以进入环境光传感器30,以实现环境光亮度的检测。
环境光传感器30固定于表面部件10上。这样,环境光传感器30与透光窗10a的距离较近,有利于增大环境光传感器30的FOV,增大环境光传感器30的视野范围,提升环境光传感器30的接收光的光效率和检测准确性。
其中,需要说明的是,本申请实施例描述的FOV是指:将在0°即正视角度下传感器接收到的光线强度作为第一光线强度,随着接收角度的增大,当传感器接收的光线强度降低到第一光线强度的一半时,所对应的光的总接收角度。
转接结构40用于实现环境光传感器30与电路板20的电连接,以将环境光传感器30的检测结果输出至电路板20。
在一些实施例中,请参阅图2和图3,转接结构40可以为柔性电路板(flexibleprinted circuit board,FPC)。FPC的一端与环境光传感器30电连接,另一端借助板对板(board-to-board,BTB)连接器等连接结构与电路板20电连接。
在又一些实施例中,请参阅图4,图4为本申请又一些实施例提供的电子设备100的截面结构示意图,转接结构40也可以包括转接板41和多个金属弹片42,环境光传感器30设于转接板41上,转接板41借助多个金属弹片42与电路板20电连接。金属弹片42除了起到电连接的作用之外,还用于垫高转接板41,以减小环境光传感器30与透光窗10a的距离。
上述借助转接结构40实现环境光传感器30与电路板20电连接的方式,结构复杂,成本较高。而且,转接结构40在电子设备100内的占用体积以及占用面积较大,不利于电子设备100的体积小型化和薄型化。
同时,为了控制电子设备的整体厚度,电路板20上与转接结构40相对的位置需要预留一定区域,以避让转接结构40,这一区域不设置电子元器件或者只设置高度较小的电子元器件,导致电路板20的利用率降低,电路板20的布局受限。
而且,环境光传感器30与表面部件10绑定在一起,环境光传感器30凸出于表面部件10的内表面,在表面部件10上装配环境光传感器30之后的转运以及进一步装配的过程中,很容易发生磕碰,导致环境光传感器30、转接结构40与表面部件10分离,或者导致环境光传感器30和转接结构40损坏。
在上述基础上,为了降低电子设备100的结构复杂度,请参阅图5,图5为本申请又一些实施例提供的电子设备100的截面结构示意图。在本实施例中,电子设备100包括表面部件10、电路板20和环境光传感器30。
表面部件10可以为上述任一实施例所述的表面部件10。
电路板20位于电子设备100的内部。具体的,电路板20设于表面部件10的背对第一表面S1的一侧。电路板20的结构形式可以为上述任一实施例所述的电路板20,电路板20包括第二表面S2,第二表面S2朝向上述表面部件10。
环境光传感器30设于第二表面S2。在一些实施例中,第二表面S2设有焊盘,环境光传感器30可以采用表面贴装技术(surface mount technology,SMT)焊接于该焊盘上。在其他实施例中,环境光传感器30也可以采用插装技术焊接于第二表面S2,在此不做具体限定。
在上述基础上,环境光传感器30包括感光面31,感光面31与透光窗10a相对。
这样一来,将环境光传感器30下沉至电路板20上,无需转接结构进行转接,能够降低电子设备100的结构复杂度,节省成本,同时节省了电子设备的内部空间,有利于电子设备100的薄型化和体积小型化,优化电子设备的内部空间布局。而且,环境光传感器30在电路板20上的占用面积较小,电路板20的利用率较高。
在上述基础上,为了保证环境光传感器30的FOV,在一些实施例中,请继续参阅图5,电子设备100还包括均光件50。均光件50设于透光窗10a内,或者设于透光窗10a与感光面31之间。图5是以均光件50设置于透光窗10a与感光面31之间进行示例性说明,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
均光件50起到均匀分散入射光的作用,能够在环境光传感器30下沉至电路板20时,保证环境光传感器30接收光的FOV和光效率。
下面主要从均光件50的设置位置、结构形式、尺寸以及与透光窗10a、感光面31之间的距离三方面进行介绍。
首先介绍均光件50的设置位置。
在一些实施例中,均光件50可以设于透光窗10a内。比如,根据以上实施例的介绍,请返回参阅图3,当透光窗10a包括第二通孔10a1、第一透光部分10a2和第二透光部分10a3时,均光件50可以设于第二通孔10a1内。这样,可以避免均光件50与表面部件10产生厚度叠加,有利于电子设备100的厚度薄型化。
在又一些实施例中,请参阅图5,均光件50可以设于透光窗10a与感光面31之间。
在上述基础上,可选的,请继续参阅图5,表面部件10还包括第三表面S3,该第三表面S3与第一表面S1相背对,且第三表面S3与第二表面S2相面对。均光件50固定于第三表面S3并覆盖透光窗10a的至少部分。
其中,均光件50覆盖透光窗10a的至少部分,是指:均光件50在第三表面S3的投影与透光窗10a在第三表面S3的投影有交叠。
在一些实施例中,请一并参阅图5和图6,图6为图5所示电子设备100中表面部件10的部分与均光件50的装配结构的内表面示意图,均光件50覆盖透光窗10a的整体,也就是说,透光窗10a在第三表面S3的投影位于均光件50在第三表面S3的投影内。
这样一来,第一方面,方便在表面部件10上设置均光件50,使均光件50能够覆盖透光窗10a的整体。第二方面,均光件50与表面部件10绑定在一起,均光件50与透光窗10a的距离较小,接收环境光的光效率较大,有利于增大环境光传感器30接收的环境光的光效率。第三方面,均光件50与显示面板12保持一定距离,能够降低用户由表面S1所朝向的一侧透过透光窗10a看到均光件50的可能性,即降低均光件50的可视度,保证表面部件10的外观效果。
在上述实施例中,均光件50可以胶粘固定于第三表面S3。具体的,请继续参阅图5,第三表面S3与均光件50之间设有环形胶材层60。环形胶材层60的材质包括但不限于紫外光(ultraviolet rays,UV)固化胶、环氧AB胶和快干胶。
请参阅图7,图7为图5所示电子设备100中表面部件10与环形胶材层60的相对位置示意图。环形胶材层60环绕透光窗10a的一周设置。环形胶材层60的环形延伸路径上设有至少一个缺口,缺口连通环形胶材层60的内外两侧。
其中,环形胶材层60的内侧是指被环形胶材层60环绕的部分空间,该部分空间与透光窗10a的第二通孔10a1连通。环形胶材层60的外侧是指位于环形胶材层60的外围的部分空间。
由于缺口连通环形胶材层60的内外两侧,因此可以防止环形胶材层60的内侧形成密闭空间,从而避免环形胶材层60的内侧空间在受热时产生空气鼓泡,而挤压显示面板,从而避免产生显示不良。
在上述实施例中,缺口的数量可以为一个,也可以为多个,在此不作具体限定。
在一些实施例中,请继续参阅图7,透光窗10a包括相对的第一边缘b1和第二边缘b2,以及相对的第三边缘b3和第四边缘b4。
环形胶材层60包括相对的第一胶材段61和第二胶材段62,以及相对的第三胶材段63和第四胶材段64。
第一胶材段61位于第一边缘b1的远离第二边缘b2的一侧,并沿第一边缘b1的长度方向延伸。第二胶材段62位于第二边缘b2的远离第一边缘b1的一侧,并沿第二边缘b2的长度方向延伸。第三胶材段63位于第三边缘b3的远离第四边缘b4的一侧,并沿第三边缘b3的长度方向延伸。第四胶材段64位于第四边缘b4的远离第三边缘b3的一侧,并沿第四边缘b4的长度方向延伸。
第一胶材段61、第三胶材段63、第二胶材段62、第四胶材段64依次首尾相接。上述至少一个缺口包括第一缺口60a、第二缺口60b、第三缺口60c和第四缺口60d。第一缺口60a设于第一胶材段61。在一些实施例中,第一缺口60a设于第一胶材段61的长度方向的中点位置。第二缺口60b设于第二胶材段62。在一些实施例中,第二缺口60b设于第二胶材段62的长度方向的中点位置。第三缺口60c设于第三胶材段63。在一些实施例中,第三缺口60c设于第三胶材段63的长度方向的中点位置。第四缺口60d设于第四胶材段64。在一些实施例中,第四缺口60d设于第四胶材段64的长度方向的中点位置。
这样一来,借助四个缺口实现了环形胶材层60的内外两侧的均匀连通,可以有效防止环形胶材层60的内侧形成密闭空间,从而有效避免环形胶材层60的内侧空间在受热时产生空气鼓泡,而挤压显示面板,从而有效避免产生显示不良。
在上述基础上,请返回参阅图5,均光件50与环境光传感器30间隔开,也就是说,均光件50与环境光传感器30之间具有间隙。
这样一来,在均光件50与表面部件10绑定在一起的同时,环境光传感器30与电路板20绑定在一起,均光件50与环境光传感器30相互独立,能够实现环境光传感器30与表面部件10的解绑。同时,环境光传感器30与电路板20绑定在一起,在电路板20上更容易设置保护罩等多种措施来实现环境光传感器30的保护,环境光传感器30在工艺操作过程中损坏的机率较小。
在其他一些实施例中,均光件50与环境光传感器30也可以接触在一起。其中,本实施例以及下文各实施例所述的“接触”是指二者触碰在一起,但是二者之间没有胶材等固定结构直接固定。这同样能够实现环境光传感器30与表面部件10的解绑。
在一些实施例中,请参阅图8,图8为图5所示电子设备100内电路板20与环境光传感器30的装配结构的俯视图,环境光传感器30的感光面31位于环境光传感器30的背对电路板20的表面。请参阅图9,图9为图5所示电子设备100内环境光传感器30与透光窗10a的相对位置示意图。感光面31在第一表面S1的投影面积小于透光窗10a在第一表面S1的投影面积,且感光面31在第一表面S1的投影位于透光窗10a在第一表面S1的投影内。这样一来,可以减小环境光传感器30与透光窗10a的对位难度,提升容错率,提升装配效率。
当环境光传感器30与均光件50间隔开时,可选的,请参阅图10,图10为本申请又一些实施例提供的电子设备100的截面结构示意图。在本实施例中,电子设备100还包括导光件70,导光件70位于均光件50与环境光传感器30的感光面31之间。请参阅图11,图11为图10所示电子设备100内电路板20、环境光传感器30和导光件70的装配结构示意图,导光件70固定于感光面31,请参阅图12,图12为图10所示电子设备100内表面部件10、均光件50、导光件70和环境光传感器30的相对位置示意图,导光件70与均光件50接触或者间隔开。或者,导光件70固定于均光件50上,导光件70与感光面31接触或者间隔开。
这样一来,一方面,借助导光件70可以避免均光件50向环境光传感器30传输的光泄露,能够提升环境光传感器30接收光的光效率。另一方面,由于导光件70固定于感光面31,导光件70与均光件50接触或者间隔开;或者,导光件70固定于均光件50上,导光件70与感光面31接触或者间隔开,因此同样能够实现环境光传感器30与表面部件10的解绑。
在上述实施例中,导光件70可以呈柱状、块状、片状等等。本实施例是以导光件70呈柱状进行示例性说明。导光件70的材料包括但不限于设有导光点的亚克力或者聚碳酸酯(polycarbonate,PC)。
在其他一些实施例中,导光件70固定于感光面31,同时导光件70还固定于均光件50。这样一来,表面部件10、均光件50、导光件70、环境光传感器30和电路板20连接为一个整体,有利于提升电子设备的结构稳定性。
在其他又一些实施例中,均光件50与环境光传感器30之间也可以不设置导光件70,在此基础上,环境光传感器30与均光件50借助胶材直接固定在一起。这样一来,表面部件10、均光件50、环境光传感器30和电路板20连接为一个整体,有利于提升电子设备的结构稳定性。
当均光件50设于透光窗10a与感光面31之间时,可选的,均光件50还可以设于透光窗与环境光传感器之间的其他结构上。比如当电子设备100为手机时,电子设备100还可以包括中框,中框位于透光窗10a与感光面31之间。在此基础上,均光件50可以设于中框上。
具体的,中框上位于透光窗10a与感光面31之间的部分设有通光孔,均光件50设置于中框上,且均光件50覆盖通光孔的至少部分。其中,均光件50可以设置于中框的朝向表面部件10的表面,也可以设置于中框的朝向电路板的表面,还可以设置在其他位置,在此不做具体限定。
当均光件50设于透光窗10a与感光面31之间时,均光件50还可以设于环境光传感器30的感光面31上,具体的,均光件50可以借助胶材粘接于感光面31。在此基础上,均光件50与表面部件10可以接触,也可以间隔开。这样一来,同样可以实现环境光传感器30与表面部件10的解绑。
其次,下面介绍均光件50的结构形式。
请参阅图13,图13为本申请一些实施例提供的均光件50的结构示意图。均光件50可以包括均光件本体51。
均光件本体51的颜色可以为白色。均光件本体51的形状包括但不限于膜状、片状、板状或者块状。图13以及下文各实施例是以均光件本体51呈膜状进行示例性说明,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。当均光件本体51呈膜状时,均光件本体51的厚度较小,有利于电子设备100的厚度薄型化。
均光件本体51可以包括基材511和扩散粒子512。
其中,基材511可以选择高透过率(光透过率大于或者等于85%)材料,比如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
扩散粒子512可以选择为粒径大于或者等于50纳米(nm),且小于或者等于100微米(um)的粒子。具体的,该扩散粒子512的粒径可以为50nm、100nm、200nm、500nm、1um、10um、20um、30um、40um、50um、70um、80um、90um或者100um。
扩散粒子512的材料包括但不限于丙烯酸微球(如聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚笨微球、有机硅微球(如二氧化硅等)、碳酸钙微球、氧化钛以及金属粒子等。
扩散粒子512在基材511上的设置方式可以有多种。
示例的,请参阅图13,扩散粒子512均匀分散在基材511内。此结构借助基材511包裹扩散粒子512,能够避免扩散粒子512脱落,因此均光件本体51的结构稳定性较高。
上述均光件本体51的加工过程可以为:首先将基材511高温融化;然后再将粉状的扩散粒子512加入其中,将两者混合均匀后在一定温度下拉伸形成薄膜状。
又示例的,请参阅图14,图14为本申请又一些实施例提供的均光件50的结构示意图。在本实施例中,扩散粒子512设于基材511的一个表面。此结构可以采用涂布工艺在基材511的一个表面涂布扩散粒子512形成,均光件本体51的加工难度较低。
还示例的,请参阅图15,图15为本申请又一些实施例提供的均光件50的结构示意图。在本实施例中,扩散粒子512设于基材511的相对两个表面。此结构可以采用涂布工艺在基材511的相对两个表面涂布扩散粒子512形成,均光件本体51内扩散粒子512的量较多,均光效果较优。
环境光a经由透光窗10a射入上述任一实施例提供的均光件50后,示例的,请参阅图13,在均光件50中均光件本体51内扩散粒子512的作用下,发生无数次的反射、折射和散射,由此使得光线在均光件本体51内形成更加均匀的面光源。该面光源射出均光件本体51后的光的出射角会明显减小,大致向均光件本体51的正下方出射。由此可以提升位于正下方的环境光传感器30的FOV。
下面以均光件50是图13所示均光件50为例,实验验证上述技术效果。具体的,请参阅图16,图16为图5所示电子设备100在有均光件50和无均光件50时,环境光传感器30接收光的光功率随光线的入射角度的变化曲线图。入射光的功率保持在1瓦特(W)。其中,需要说明的是,本实施例以及下文各实施例中,入射角度为0°时表示光线沿垂直于感光面31的方向入射。由图16可知,有均光件50的方案相比于无均光件50的方案,环境光传感器30的FOV由60°左右提升到了100°左右。因为有均光件50,所以即使环境光传感器30下沉至电路板20,也能够顺利接收到外界大角度入射的环境光。由此能够确保环境光传感器30接收光的光效率,满足检测需求,提高检测准确性。
另外,基于上述透光窗10a包括显示面板12的第一透光部分10a2的方案,该第一透光部分10a2在屏幕工作时,能够与显示面板12的其他部分一起自发光以显示图像或者视频。
在上述基础上,射入均光件本体51的光线除了包括环境光之外,还包括来自第一透光部分10a2的自发光,该部分自发光在经过均光件本体51后会变的更加均匀,因此环境光传感器30对第一透光部分10a2上不同位置不同亮度的各像素自发光的整体检测强度会更加准确,更有利于后续在抠图算法中对屏幕自发光部分进行精确的扣除处理,有利于提升外界环境光的采集准确性。
再者,请参阅图17,图17为图5所示电子设备100在有均光件50和无均光件50时,环境光传感器30的三种颜色接收光的光功率随接收光的波长的变化曲线图。其中,红光R1、绿光G1、蓝光B1为三种未经过均光件50处理的光,红光R2、绿光G2、蓝光B2为三种经过均光件50处理的光。由图17可知,针对三种颜色的接收光,均光件50内均光件本体51具有减少原子光谱震荡效应的作用。均光件本体51的这种特性,能够有效消除光谱中峰值震荡的毛刺,有利于实现环境光传感器30对环境光色温的准确检测。
进一步的,均光件50内均光件本体51还可以消除因环境光传感器30接收到的光角度的差异,而带来的光红移或者蓝移现象,有利于提升环境光检测的准确性。
在其他实施例中,均光件本体51也可以整体或者局部的颜色为深色。本实施例以及下文各实施例所述的深色是指明度(L值)小于0的颜色。具体的,均光件本体51整体或者局部的颜色可以为灰色、深灰色、深蓝色、深棕色等等。深色部分的透光性较低,可以降低均光件本体51的可视度,提升表面部件10的外观效果。
为了得到整体或者局部为深色的均光件本体51,可以在基材511的整体或者局部中添加深色的颜料粒子,或者设置深色的扩散离子,以将均光件本体51整体或者局部的颜色调制为深色。
当均光件本体51局部的颜色为深色时,请参阅图18,图18为本申请又一些实施例提供的均光件50的俯视图,均光件本体51包括多个深色部分A,多个深色部分A均匀分布。且当均光件本体51局部的颜色为深色时,该深色也可以为黑色。这样一来,同样可以降低均光件本体51的可视度,提升表面部件10的外观效果。
为了降低均光件本体51的可视度,保证表面部件10的外观效果,还可以采用其他方式实现。
示例的,请参阅图19,图19为本申请又一些实施例提供的均光件50的结构示意图。均光件50除了包括上述均光件本体51之外,还包括遮光件52。其中,均光件本体51可以为上述任一实施例提供的均光件本体51,图19是以均光件本体51为图13所示均光件50内均光件本体51进行示例性说明,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。遮光件52设于均光件本体51的入光侧。在将该均光件50应用于图5所示电子设备100时,遮光件52设于均光件本体51的靠近第一表面S1的一侧,也即是,遮光件52和第一表面S1位于均光件本体51的同一侧。遮光件52可以设置于均光件本体51的入光面的部分区域,具体可以设置于均光件本体51的入光面上与透光窗10a相对的部分区域,也可以设置于均光件本体51的入光面的整个区域,在此不作具体限定。
遮光件52可以降低均光件本体51的可视度,保证表面部件10的外观效果。
在一些实施例中,遮光件52可以包括深色透光膜或者偏振片。其中,深色透光膜的颜色可以为灰色、深蓝色等等。偏振片包括但不限于线偏振片和圆偏振片。此结构简单,方便制作,且遮光效果较优。
在又一些实施例中,遮光件52可以包括深色层。深色层可以为油墨层,也可以为深色胶带,在此不做具体限定。当深色层为油墨时,该深色层可以采用丝网印刷的方式设于均光件本体51上。深色层的颜色可以为黑色。深色层上设有至少一个第一通孔。此结构简单,方便制作。
其中,第一通孔可以为圆形孔、椭圆形孔、方形孔、三角形孔、椭圆形孔、矩形孔、多边形孔等等。
当第一通孔为圆形孔时,第一通孔的直径可以大于或者等于10μm,且小于或者等于1mm。具体的,第一通孔的直径可以为10μm、20μm、30μm、40μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或者1mm。当第一通孔为方形孔或者矩形孔时,第一通孔的边长可以大于或者等于10μm,且小于或者等于1mm。具体的,第一通孔的边长可以为10μm、20μm、30μm、40μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或者1mm。这样一来,第一通孔的大小适中,能够有效降低均光件50的可视度。
深色层上的第一通孔的数量可以为一个,也可以为多个。在一些实施例中,第一通孔的数量为多个,多个第一通孔可以阵列设于遮光件52。具体的,多个第一通孔在遮光件52的阵列方式包括但不限于矩形阵列方式、圆形阵列方式或者椭圆形阵列方式。
为了验证不同的第一通孔设计方式对环境光传感器30的接收光的FOV和光效率的影响,请参阅图20,图20为本申请一些实施例提供的六种均光件50的俯视图。该六种均光件50均呈矩形膜状,该矩形膜状包括大致的矩形膜状和绝对的矩形膜状。且该六种均光件50的长边尺寸相同,短边尺寸也相同。该六种均光件50的不同之处包括:图20中的(a)所示均光件50仅包括均光件本体51,均光件本体51的颜色为白色;图20中的(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示均光件50除了包括白色的均光件本体51之外,还包括遮光件52,遮光件52包括深色层,深色层上阵列设有多个第一通孔52a。
图20中的(b)和(c)所示均光件50中第一通孔52a均为矩形孔,该矩形孔的长边延伸方向与均光件50的长边延伸方向大致一致,矩形孔的短边延伸方向与均光件50的短边延伸方向大致一致。
图20中的(b)和(c)所示均光件50中第一通孔52a的阵列方式为矩形阵列方式,但是图20中的(b)所示均光件50中第一通孔52a的设置密度小于图20中的(c)所示均光件50中第一通孔52a的设置密度。
图20中的(d)所示均光件50中第一通孔52a为方形孔,第一通孔52a的阵列方式为矩形阵列方式。
图20中的(e)和(f)所示均光件50中第一通孔52a均为圆形孔,不同的是,图20中的(e)所示均光件50中第一通孔52a的阵列方式为矩形阵列方式,图20中的(f)所示均光件50中第一通孔52a的阵列方式为椭圆形阵列方式。具体的,图20中的(f)所示均光件50中第一通孔52a的椭圆形阵列轨迹线的长轴与均光件50的长边平行,椭圆形阵列轨迹线的短轴与均光件50的短边平行。其中,均光件50的长边是指均光件50的相邻两个边中长度较长的边,均光件50的短边是指均光件50的相邻两个边中长度较短的边。图20中的(f)所示均光件50中与均光件本体51的中间部分相对的部分深色层上设置的第一通孔52a的密度较小,与均光件本体51的边缘部分相对的部分深色层上设置的第一通孔52a的密度较大。
透光窗10a的长度为5mm,宽度为1mm。在将上述六种均光件50分别应用于图5所示电子设备100内时,均光件50完全覆盖透光窗10a,且均光件50的长边延伸方向与透光窗10a的长边延伸方向一致,均光件50的短边延伸方向与透光窗10a的短边延伸方向一致。均光件50到环境光传感器30的距离H1为0.845mm,均光件50到显示面板12的距离H2为0.3mm。入射光的功率保持为1(单位为W)。
实验得到电子设备100内环境光传感器30的接收光功率(单位为W)、光效率(单位为%)、中心光强度(单位为W/sr)、FOV(单位为°)记录在下面的表1中。
表1
其中,需要说明的是,表1以及下文各列表中“H”代表横向,也即是X轴方向;“V”代表纵向,也即是Y轴方向;“H+”代表相对于0°方向向+X轴方向(也即是X轴的箭头指向)倾斜的方向;“H-”代表相对于0°方向向-X轴方向(也即是X轴的箭头指向的反方向)倾斜的方向;“V+”代表相对于0°方向向+Y轴方向(也即是Y轴的箭头指向)倾斜的方向;“V-”代表相对于0°方向向-Y轴方向(也即是Y轴的箭头指向的反方向)倾斜的方向。
由上面的表1可以看出,相比于(a)所示均光件50,其余五种设置有遮光件52的均光件50使得环境光传感器30的接收光的光效率明显降低,可视度降低,表面部件10的正面的外观效果较优。同时,(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示均光件50还使得环境光传感器30的FOV较优,满足使用需求。
下面介绍均光件50的尺寸以及与透光窗10a、感光面31之间的距离。
在一些实施例中,均光件50内均光件本体51的厚度可以大于或者等于0.01mm,且小于或者等于0.3mm。具体的,均光件50的厚度可以为0.01mm、0.07mm、0.1mm、0.12mm、0.2mm或0.3mm。均光件50的厚度在此范围内时,均光件50的厚度较小,有利于电子设备100的厚度薄型化。而且,对光线的反射率较低,透射率较高,可以降低均光件50的可视度,提升环境光传感器30的接收光的光效率和FOV。
为了验证上述结论,下面选取四种型号的均光件50进行实验,该四种型号的均光件50内均光件本体51的厚度位于上述厚度范围内。
具体的,请参阅图21,图21为仿真实验四种型号均光件50在分别应用于图5所示电子设备时的光线透射率(T)、反射率(R)随光线的入射角度的变化曲线图。具体的,图21中的(a)为型号1所述均光件50在应用于图5所示电子设备时的光线透射率、反射率随光线的入射角度的变化曲线图。图21中的(b)为型号2所述均光件50在应用于图5所示电子设备时的光线透射率、反射率随光线的入射角度的变化曲线图。图21中的(c)为型号3所述均光件50在应用于图5所示电子设备时的光线透射率、反射率随光线的入射角度的变化曲线图,图21中的(d)为型号4所述均光件50在应用于图5所示电子设备时的光线透射率、反射率随光线的入射角度的变化曲线图。
上述四种型号均光件50均与图13所示均光件50的结构相同,型号1所述均光件50内均光件本体51的厚度为0.12mm,型号2所述均光件50内均光件本体51的厚度为0.1mm,型号3所述均光件50内均光件本体51的厚度为0.07mm,型号4所述均光件50内均光件本体51的厚度为0.1mm。其中,型号4所述均光件50内扩散粒子512的密度与型号2所述均光件50内扩散粒子512的密度不同。
实验参数:透光窗10a的长度为5mm,宽度为1mm。均光件50完全覆盖透光窗10a。均光件50到环境光传感器30的距离H1为0.845mm,均光件50到显示面板12的距离H2为0.3mm。入射光的功率保持为1(单位为W)。
从图21可看出,光线由多种角度入射时,型号1-型号4所述的均光件50的反射率均小于透射率,因此可以降低均光件50的可视度,提升环境光传感器30的接收光的光效率和FOV。
同时,仿真实验得到四种电子设备内环境光传感器30的接收光功率(单位为W)、光效率(单位为%)、中心光强度(单位为W/sr)和FOV(单位为°)记录在下面的表2中。该四种电子设备为上述分别包括四种型号均光件50的电子设备。
表2
由表2可以看出,四种电子设备100内环境光传感器30的接收光的光效率以及FOV均较优,能够提升环境光传感器30的检测准确性。同时,均光件本体51的厚度较小,有利于电子设备100的厚度薄型化。
在一些实施例中,请返回参阅图5,均光件50内均光件本体51至环境光传感器30的距离H1可以大于或者等于0mm,且小于或者等于5mm。具体的,距离H1可以为0mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.845mm、1mm、2mm、3mm、4mm或者5mm。这样一来,均光件本体51至环境光传感器30的距离H1适中,环境光传感器30的接收光的中心光强和光功率较大,能够提升环境光传感器30的检测精度,同时有利于电子设备100的薄型化设计。
为了验证上述结论,下面选取位于上述距离H1的范围内的0~0.845mm范围进行实验。
具体的,请参阅图22和图23,图22为仿真实验得到的图5所示电子设备100内环境光传感器30的接收光的中心光强随移动距离的变化曲线图,图23为仿真实验得到的图5所示电子设备100内环境光传感器30的接收光的光功率随移动距离的变化曲线图。
其中,移动距离是指:均光件50以距离H1=0.845mm为初始位置(也即是移动距离为0mm),向环境光传感器30移动的距离。当移动距离为0.845mm时,均光件50与环境光传感器30接触。也就是说,移动距离为0.845mm与距离H1之差。
实验参数:透光窗10a的长度为5mm,宽度为1mm。均光件50完全覆盖透光窗10a。均光件50选择上述型号3所述的均光件50,均光件50到显示面板12的距离H2保持为0.3mm。入射光的功率保持为1(单位为W)。
由图22和图23可知,随着移动距离增大,距离H1逐渐减小,环境光传感器30的接收光的中心光强和光功率逐渐增大。当距离H1在0~0.845mm范围内时,环境光传感器30的接收光的中心光强在0.0003W/sr与0.0006W/sr之间,环境光传感器30的接收光的光功率在0.0006W与0.0013W之间,因此中心光强和光功率较大,有利于提升环境光传感器30的检测准确性。
当移动距离为0.845mm时,距离H1为0mm,此时实验得到的电子设备100内环境光传感器30的接收光功率(单位为W)、光效率(单位为%)、中心光强度(单位为W/sr)和FOV(单位为°)记录在下面的表3中。
表3
由上面的表3可以看出,相比于距离H1为0.845mm的方案(如上述表2中的型号3一列所示),当距离H1为0mm时,中心强度和光效率均增大了1倍。但是环境光传感器30的FOV没有明显的变化。由此可知,将环境光传感器30设置在电路板20上,虽然环境光传感器30与均光件50的距离H1增大了,但是由于均光件50的作用,使得环境光传感器30接收光的FOV仍能够保持在较大的范围。
在一些实施例中,请返回参阅图5,均光件50内均光件本体51至显示面板12的距离H2可以大于或者等于0mm,且小于或者等于1mm。具体的,距离H2可以为0mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或者1mm。这样一来,均光件本体51至显示面板12的距离H2适中,能够同时兼顾均光件50的可视度和环境光传感器30的接收光的光功率及FOV。
为了验证上述结论,下面选取位于上述距离H2的范围内的0~0.5mm范围进行实验。
请参阅图24和图25,图24为仿真实验得到的图5所示电子设备100在光线的入射角为0°时均光件50的反射光功率随距离H2的变化曲线图,图25为仿真实验得到的图5所示电子设备100在光线的入射角为20°时均光件50的反射光功率随距离H2的变化曲线图。
实验参数:透光窗10a的长度为5mm,宽度为1mm。均光件50完全覆盖透光窗10a。均光件50选择上述型号3所述的均光件50,均光件50到环境光传感器30的距离H1为0.845mm。入射光的功率保持为1(单位为W)。
由图24和图25可知,随着距离H2逐渐增大,反射光功率逐渐减小,可视度逐渐降低。当距离H2在0~0.5mm范围内时,反射光功率基本满足使用需求。
当距离H2为0.5mm时,电子设备100内环境光传感器30的接收光功率(单位为W)、光效率(单位为%)、中心光强度(单位为W/sr)和FOV(单位为°)记录在下面的表4中。
表4
由表4可以看出,相比于距离H2为0.3mm的方案(如上述表2中的型号3一列所示),当距离H2为0.5mm时,环境光传感器30的接收光的光效率和FOV有所降低,但是仍满足环境光传感器30的检测需求。因此当距离H2在0~0.5mm范围内时,可以同时兼顾均光件50的可视度和环境光传感器30的接收光的光功率及FOV。
影响环境光传感器30的接收光的光功率及FOV的因素除了包括上述均光件50内均光件本体51的厚度、距离H1和距离H2之外,还包括透光窗10a的尺寸。
在一些实施例中,透光窗10a的长度大于或者等于0.5mm,且小于或者等于10mm,宽度大于或者等于0.5mm,且小于或者等于10mm。具体的,透光窗10a的长度可以为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm,宽度可以为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。透光窗10a的尺寸在此范围内时,环境光传感器30的接收光的光功率及FOV较优,能够满足环境光传感器30的检测需求。
为了验证上述结论,下面针对透光窗10a的宽度,选取位于上述宽度范围内的1mm~2mm范围进行实验。
具体的,请参阅图26,图26为仿真实验得到的图5所示电子设备100中环境光传感器30的接收光的FOV随透光窗10a的宽度的变化曲线图。具体的,图26中的(a)为环境光传感器30的接收光在V+方向上的FOV随透光窗10a的宽度的变化曲线图,图26中的(b)为环境光传感器30的接收光在V-方向上的FOV随透光窗10a的宽度的变化曲线图,图26中的(c)为环境光传感器30的接收光在水平方向(也即是V方向)上的FOV全角随透光窗10a的宽度的变化曲线图,图26中的(d)为环境光传感器30的接收光在垂直方向(也即是H方向)上的FOV全角随透光窗10a的宽度的变化曲线图。
实验参数:透光窗10a的长度为5mm。均光件50完全覆盖透光窗10a。均光件50选择上述型号3所述的均光件50,均光件50到环境光传感器30的距离H1为0.845mm,均光件50至显示面板12的距离H2保持为0.3mm。入射光的功率保持为1(单位为W)。
由图26可知,当透光窗10a的宽边长度在1mm~2mm范围内时,环境光传感器30的接收光在V方向和H方向的FOV均较优,满足环境光传感器30的检测需求。
当透光窗10a的宽度为2mm时,电子设备100内环境光传感器30的接收光功率(单位为W)、光效率(单位为%)和中心光强度(单位为W/sr)记录在下面的表5中。
表5
由表5可以看出,相比于透光窗10a的宽边长度为1mm的方案(如上述表2中的型号3一列所示),当透光窗10a的宽边长度为2mm时,环境光传感器30的接收光的光效率增大。因此当透光窗10a的宽边长度在1mm-2mm范围内时,环境光传感器30的接收光的光功率能够保持在较优水平。
下面对上述电子设备100的其他结构件进行介绍。
请返回参阅图1,智能手表包括手表本体和表带8。手表本体也即是图2所示主体部分,手表本体除了包括上述结构之外,还包括壳体90,可以90包括表身91、上表壳92、下表壳93和电池(图中未示出)等。
表身91为手表本体的支撑框架,表身91的材料可以采用不锈钢,以保证表身91的结构强度以及对其他部件的支撑强度。
上表壳92连接于表身91沿Z轴方向的一端,下表壳93连接于表身91沿Z轴方向的另一端。上表壳92和下表壳93的材料包括但不限于不锈钢等金属材料和聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、PC+玻璃纤维、ABS塑料(acrylonitrile butadiene styreneplastic)等塑胶。
上表壳92、表身91和下表壳93围成容置腔,该容置腔将上述电路板20、环境光传感器30和均光件50容置在内。
请继续参阅图1,表带8可以包括第一表带部分81和第二表带部分82,第一表带部分81的一端和第二表带部分82的一端连接于手表本体的相对两端。第一表带部分81的另一端设有第一锁持部811,第二表带部分82的另一端设有第二锁持部821。第一锁持部811和第二锁持部821可拆卸地彼此锁持,以将手表本体佩戴于人体的手腕上。
其中,第一锁持部811和第二锁持部821组成的配合结构可以为钩扣、暗扣、蝴蝶扣、皮带按扣、折叠安全扣、折叠扣或针扣等表扣结构,本申请对此不做具体限定。
以上各实施例是以电子设备100为智能手表进行示例性说明,在其他一些实施例中,电子设备100也可以为其他设备。
示例的,请参阅图27和图28,图27为本申请又一些实施例提供的电子设备100的主视图,图28为图27在B-B线处的截面结构示意图。
电子设备100中表面部件10仍为屏幕,电子设备100除了包括屏幕之外,还包括中框101和背盖102,屏幕、中框101和背盖102依次连接。中框101与背盖102之间设有容置腔,电路板20和环境光传感器30容置在该容置腔内。在此基础上,屏幕与均光件50位于中框101的背对容置腔的一侧。也就是说,屏幕与均光件50位于中框101的一侧,电路板20与环境光传感器30位于中框101的另一侧。
在上述基础上,中框101上位于均光件50与感光面31之间的部分设有通光孔101a。借助该通光孔101a可以将来自均光件50的光传输至感光面31。
这样一来,将环境光传感器30下沉至电路板20上,无需转接结构进行转接,能够降低电子设备100的结构复杂度,节省成本,同时节省了电子设备的内部空间,有利于电子设备100的薄型化和体积小型化,优化电子设备的内部空间布局。而且,环境光传感器30在电路板20上的占用面积较小,电路板20的利用率较高。在上述基础上,借助均光件50,能够在环境光传感器30下沉至电路板20时,保证环境光传感器30的FOV和接收环境光的光效率。而且,均光件50与环境光传感器30相互独立,能够实现环境光传感器30与表面部件10的解绑。同时,环境光传感器30与电路板20绑定在一起,在电路板20上更容易设置保护罩等多种措施来实现环境光传感器30的保护,环境光传感器30在工艺操作过程中损坏的机率较小。
在上述基础上,当电子设备包括导光件70时,请参阅图29,图29为本申请又一些实施例提供的电子设备100的截面结构示意图,本实施例中,电子设备100仍然为手机。导光件70位于均光件50与感光面31之间,且导光件70固定于感光面31上,导光件70与均光件50接触或者间隔开;或者,导光件70固定于均光件50上,导光件70与感光面31接触或者间隔开。在此基础上,导光件70的至少部分容置于上述通光孔101a内。
这样,可以进一步提升环境光传感器30的接收光的光效率,提升检测精度。同时还能够实现环境光传感器30与屏幕的解绑,提升装配良率。
需要说明的是,以上各实施例是以表面部件10为屏幕进行示例性说明,在其他一些实施例中,表面部件10也可以为电子设备的壳体,比如智能手表的表身91、上表壳92或者下表壳93,又比如手机的背盖或者边框,本申请对此不做具体限定。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
- 一种电子设备的操作控制方法及电子设备
- 一种电子设备散热结构及电子设备
- 一种电子设备的输入方法、输入装置及电子设备
- 一种电子设备、双屏电子设备的控制方法及装置
- 可弯曲电子设备、可弯曲电子设备的控制方法、装置及电子设备
- 电子设备、外部电子设备及包括电子设备和外部电子设备的系统
- 电子设备用铜合金、电子设备用铜合金的制造方法、电子设备用铜合金塑性加工材料、及电子设备用组件