全面屏光学组件及电子设备

摘要

本发明提供一种全面屏光学组件，用于电子设备中，电子设备包括显示屏，光学组件包括：背光模组、主动光传感器以及调光件，显示屏和主动光传感器位于背光模组的相对两侧，背光模组包括第一棱镜膜和层叠于第一棱镜膜上的第二棱镜膜，第一棱镜膜包括数条第一三棱镜，第二棱镜膜包括数条第二三棱镜，第一三棱镜的长轴和第二三棱镜的长轴相互垂直；第一三棱镜包括第一入光面，第二三棱镜包括第二入光面，显示屏的显示面、第一入光面和第二入光面相互平行设置，主动光传感器包括感测器和发光器，调光件用于将发光器发射的光线呈相较于竖直方向倾斜的入射角入射至第一入光面后由第二出光面射出，以使光线呈垂直角度穿过显示屏。

权利要求

1.一种光学组件，用于电子设备中，所述电子设备包括显示屏，其特征在于，所述光学组件包括：背光模组、主动光传感器以及调光件，所述显示屏和所述主动光传感器位于所述背光模组的相对两侧，所述背光模组包括第一棱镜膜和层叠于所述第一棱镜膜上的第二棱镜膜，所述第一棱镜膜包括数条平行设置的第一三棱镜，所述第二棱镜膜包括数条平行设置的第二三棱镜，所述第一三棱镜的长轴和所述第二三棱镜的长轴相互垂直；所述第一三棱镜包括第一入光面和第一出光面，所述第二三棱镜包括第二入光面和第二出光面，所述显示屏的显示面、所述第一入光面和所述第二入光面相互平行设置；

所述主动光传感器包括感测器和发光器，所述感测器用于感测所述发光器发射的光线的反射光信号；

所述调光件用于将所述发光器发射的光线呈相较于竖直方向倾斜的第一入射角入射至所述第一入光面，经所述第一三棱镜折射后由所述第一出光面射出，并呈相较于竖直方向倾斜的第二入射角入射所述第二入光面，经所述第二三棱镜折射后由所述第二出光面射出，以使所述光线呈垂直角度穿过所述显示屏。

2.如权利要求1所述的光学组件，其特征在于，在以垂直于所述显示屏的方向为Z轴、以所述第一三棱镜的长轴方向为Y轴、以所述第二三棱镜长轴方向为X轴的坐标系中，所述坐标系原点位于入射所述第一棱镜膜的入射光线上或者该光线的延长线上，所述调光件使入射至所述第一入光面的光线满足在X-Z平面的投影与Z轴夹角为α以及在Y-Z平面的投影与Z轴夹角为α，其中α满足以下关系式：γ为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的顶角的角度，η为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的材料的折射率。

3.如权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述电子设备包括基板，所述基板包括与所述显示屏的显示面平行的端面，所述调光件设置在所述基板的端面上，所述调光件包括斜面，所述斜面与YZ平面的交线和Y轴的夹角呈夹角α，所述斜面与XZ平面的交线和X轴的夹角呈夹角α，所述发光器位于所述斜面上且出射光线垂直于所述斜面。

4.如权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述调光件为直角棱镜膜，其包括数条依次平行排列设置的直角棱镜，所述直角棱镜膜的长轴与X轴和Y轴的角平分线垂直；

所述数条直角棱镜的底面与所述显示屏显示面平行，所述发光器发射的光线垂直入射至所述直角棱镜的底面，在所述直角棱镜内全反射后经所述直角棱镜的直角面射出并直接入射至所述第一入光面，其中，所述直角面延伸方向垂直于所述第一入光面，所述光线与所述直角面之间的出射夹角与所述第一入射角相同。

5.如权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述直角棱镜的斜面与所述底面的夹角为θ，所述光线与所述直角面之间的出射夹角角度为 n为所述直角棱镜的折射率，所述夹角θ满足以下公式：

6.如权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述感测器装于所述基板的端面上且所述感测器的感光端面与所述基板的端面平行，或者所述感测器装于所述调光件的斜面上，所述感测器的感光端面与所述斜面平行。

7.如权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述发光器发射的光线垂直于XY平面，所述直角棱镜膜的底面与XY平面平行，所述直角棱镜的底面位于所述发光器上。

8.如权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述背光模组包括导光板和反射片，所述第一棱镜膜和所述反射片分别层叠于所述导光板的出光侧和与所述出光侧相反的一侧，所述反射片用于反射可见光且透过红外光；

所述直角棱镜膜层叠于所述导光板与所述反射片之间；或者，所述直角棱镜膜层叠于所述反射片上与所述导光板相反的表面。

9.如权利要求8所述的光学组件，其特征在于，所述发光器的发射端面与所述显示屏的显示面平行，并且朝向所述直角棱镜膜的底面；所述感测器的感测端面与所述发射端面位于同一平面。

10.如权利要求1-9任一项所述的光学组件，其特征在于，所述感测器的感测端面与所述发光器的发射端面之间设有隔筋，所述隔筋隔离所述发光器发射的光线与所述感测器感测的所述光线的反射光信号。

11.如权利要求1-9任一项所述的光学组件，其特征在于，所述感测器的感测端面上设有聚光层，所述聚光层用于将所述发光器发射的光线的反射光汇聚至所述感测端面并进入所述感测器。

12.如权利要求1-9任一项所述的光学组件，其特征在于，所述背光模组包括与所述第一棱镜膜层叠设置的匀光膜，所述匀光膜上设有第一通孔，所述第一通孔用于供所述主动光传感器感测的光线和发射的光线通过。

13.如权利要求1-9任一项所述的光学组件，其特征在于，所述背光模组包括底框，所述底框上设有第二通孔，所述第二通孔用于供所述主动光传感器的感测光线和发射光线通过。

14.如权利要求4，5，7和8任一项所述的光学组件，其特征在于，所述直角棱镜膜由聚对二苯甲酸乙二醇酯材料制成。

15.如权利要求8所述的光学组件，其特征在于，所述反射片由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚酰亚胺中的任一种材料制成。

16.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-15任一项所述的光学组件以及显示屏，所述光学组件中的所述主动光传感器的所述发光器发出的光线在所述调光件的作用下垂直射出所述显示屏。

说明书

全面屏光学组件及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及终端技术领域，尤其涉及一种全面屏光学组件及电子设备。

背景技术

[0002] 主动光学器件在手机、平板电脑等智能电子设备上起着非常重要的作用，这些器件工作时会主动发射光束，并根据周围物体反射回的光信号来实现特定的功能，如接近光传感器。为了避免被用户察觉，这些器件发射的都是红外波段的信号，而为了保证器件光路，在手机外壳上开孔是常规的手段。

[0003] 而现在的终端的屏占比已经成为各生产商竞相追逐的核心，现有技术中，为了实现大显示屏幕，通过对手机屏幕进行异形切割，留出一块刘海状的边框放置这些需要开孔的传感器，或者是在边框和屏幕的连接处留出一条窄缝，供这些主动光学器件出光；但是均无法实现真正的全面屏。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种实现显示屏全面屏显示的光学组件以及电子设备。

[0005] 本发明实施例提供一种全面屏光学组件，用于手机等电子设备，所述电子设备包括显示屏，所述光学组件包括背光模组、主动光传感器以及调光件，所述显示屏和主动光传感器位于所述背光模组的相对两侧，

[0006] 所述背光模组包括第一棱镜膜和层叠于所述第一棱镜膜上的第二棱镜膜，所述第一棱镜膜包括数条平行设置的第一三棱镜，所述第二棱镜膜包括数条平行设置的第二三棱镜，所述第一三棱镜的长轴和所述第二三棱镜的长轴相互垂直；所述第一三棱镜包括第一入光面和第一出光面，所述第二三棱镜包括第二入光面和第二出光面，所述显示屏的显示面、所述第一入光面和所述第二入光面相互平行设置，

[0007] 所述主动光传感器包括感测器和发光器，所述感测器用于感测所述发光器发射的光线的反射光信号；所述主动光传感器包括接近光传感器、飞行时间传感器、虹膜识别传感器以及用于人脸识别的点阵投射器、泛光照明器件等。

[0008] 所述调光件用于将所述发光器发射的光线呈相较于竖直方向倾斜的第一入射角入射至所述第一入光面，经所述第一三棱镜折射后由所述第一出光面射出，并呈相较于竖直方向倾斜的第二入射角入射所述第二入光面，经所述第二三棱镜折射后由所述第二出光面射出，以使所述光线呈垂直角度穿过所述显示屏。其中第一入射角与第二入射角的角度不同；需要说明的是：所述光线呈垂直角度穿过所述显示屏的垂直角度是允许有一定的误差存在的，如90度角左右可以加减一定的角度偏差，具体允许的角度偏差本领域技术人员可以以实际应用中需要达到的指标来确定，本实施例不再赘述。

[0009] 本发明实施例的光学组件中，将主动光传感器设置于显示屏背光侧，并通过调光件实现主动光传感器的发射光线(探测光)以一定倾斜角度入射至棱镜膜，保证主动光传感器的光线可以通过背光模组及显示屏，并且可以使光线垂直射出显示屏保证探测光光线的透过棱镜膜的透过率，保证所述主动光传感器的感测性能，不需要在光学组件的显示屏一侧预留通光孔的位置或者额外在外壳上制作通光孔，实现显示屏真正的全屏大屏幕形式，并且从外观上看是没有孔的存在，更利于外观美化的设计。本实施例中，所述主动光传感器为接近光传感器，用于辅助终端控制光学组件的屏幕点亮或者熄灭，防止使用时误触屏幕。

[0010] 进一步的，在以垂直于所述显示屏的方向为Z轴、以所述第一三棱镜的长轴方向为Y轴、以所述第二棱镜长轴方向为X轴的坐标系中，所述坐标系原点为入射所述第一棱镜膜的入射光线上或者该光线的延长线上，

[0011] 所述调光件使入射至所述第一入光面的光线和入射至所述第二入光面的光线满足在X-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，以及在Y-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，其中α满足以下关系式：

[0012]

[0013] γ为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的顶角的角度，η为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的材料的折射率。本实施例中，Z、X及Y轴的方向均是以正方向为例。以该主动光传感器的入射光线以原点为出发点，所述夹角α的角度根据所述第一三棱镜和第二三棱镜的顶角角度和折射率而设置，那么就可以以第一三棱镜和第二三棱镜的顶角角度和折射率为已知量来计算夹角α的角度，进而来设计发光器发射光线的实际角度。根据不同的第一三棱镜和第二三棱镜的顶角角度和折射率可以确定与之对应的所述发光器发射光线的实际角度，以满足不同液晶显示屏的需求。

[0014] 一种实施例中，所述电子设备包括基板，所述基板包括与所述显示屏的显示面平行的端面，所述调光件设置在所述基板的端面上，所述调光件包括斜面，所述斜面与YZ平面的交线和Y轴的夹角呈夹角α，所述斜面与XZ平面的交线和X轴的夹角呈夹角α，所述发光器位于所述斜面上且出射光线垂直于所述斜面。所述基板可以是电子设备的电路板，也可以是所述主动光传感器的线路板，所述发光器发射的光线呈倾斜的所述入射角入射至第一入光面以实现发光器发射的光线呈非直角进入所述棱镜膜，防止被全反射回来，保证光线透过背光模组和显示屏的透光率。

[0015] 进一步的，该入射光线在X-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，在Y-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α。根据入射角以及上述公式来计算夹角α的角度，进而确定调光件的斜面的角度，使用公式来先计算入射光线投影与Z轴的夹角α，以便对应不同顶角角度和折射率的三棱镜来设计斜面与所述端面呈夹角α。本实施例的调光件结构简单，便于实现。

[0016] 本实施例中，所述感测器装于所述基板的端面上且感测器的感光端面与所述基板的端面平行，以保证感测器的有效接收面积。另一方式中所述感测器件和所述发光器均装于所述调光件的斜面上，所述感测器的感光端面以及所述发光器的发射端面与所述主体的端面呈夹角设置，此种结构可以便于主动光传感器的封装。

[0017] 可以理解，本发明实施例提供一种主动光传感器，其包括基板、发光器和感测器以及调光件，所述基板包括与所述显示屏的显示面平行的端面，所述调光件设置在所述基板的端面上，所述调光件包括斜面，所述斜面与YZ平面的交线和Y轴的夹角呈夹角α，所述斜面与XZ平面的交线和X轴的夹角呈夹角α，所述发光器位于所述斜面上且出射光线垂直于所述斜面。所述感测器位于所述基板上。所述主动光传感器自身设有调光件，适用于无需设置通光孔的手机等电子设备中，配合有通光孔的背光模组实现显示屏全屏设置。

[0018] 本发明另一种实施例中，所述调光件为直角棱镜膜，其包括数条平行且间隔设置的直角棱镜，并且所述数条直角棱镜的长轴与X轴和Y轴的夹角的角平分线延伸方向垂直，所述数条直角棱镜的底面与所述显示屏平行，所述主动光传感器的发光器发射的光线垂直入射至所述直角棱镜的底面，经所述直角棱镜的直角面射出并直接入射至所述第一入光面，其中，所述直角面延伸方向垂直于所述第一入光面，所述光线射出时与直角面的出射夹角与所述第一入射角相同。本实施例中，通过光在直角棱镜中的偏转形成倾斜的光线射出并形成出射角，以实现发光器发射的光线呈非直角进入所述棱镜膜，防止被棱镜膜全反射回来，保证光线可以透过背光模组和显示屏并具有较高的透光率。本实施例中，所述直接棱镜膜由聚对二苯甲酸乙二醇酯材料制成。

[0019] 上述两种实施例中，通过调光件调节发光器的光线入射至第一入光面和第二入光面的角度，避免入射角为直角而进入棱镜膜后的光线被棱镜膜全反射，保证入射光线的透过率，进而保证主动光传感器的灵敏性。

[0020] 本实施例中，所述直角棱镜的斜面与所述底面的夹角为θ，n为所述直角棱镜的折射率，所述光线由所述直角面射出的出射夹角角度为φ，所述夹角θ满足以下公式：

[0021] 其中，以所述第一三棱镜和第二三棱镜的顶角和折射率为已知量，以光线垂直穿过所述显示屏为已知条件，在所述坐标系中，所述直角面与Z轴平行，通过测量得到所述出射夹角为φ的角度值，即可得到夹角θ的角度值。

[0022] 本实施例中，所述φ角满足 α根据以下关系式可以得到

[0023]

[0024] 进一步的，本实施例的，所述发光器发射的光线垂直于XY平面，所述直角棱镜膜的底面与XY平面平行，所述直角棱镜的底面位于所述发光器的上。具体的，所述直角棱镜膜层叠于所述发光器的发射端面，或者所述直角棱镜膜层叠于所述发光器的发射端面以及所述感测器的感测端面，且所述发射端面与感测端面位于同一水平面。所述感测器的感测端面与所述发射端面位于同一平面，直角棱镜膜直接设于主动光传感器的工作端面上，便于主动光传感器的封装。当所述直角棱镜膜层叠于所述发光器的发射端面，所述感测器的感测端面不需要直角棱镜膜，可以减少所述直角棱镜膜的面积，节省制作成本。

[0025] 本实施例中，所述背光模组包括导光板和反射片，所述第一棱镜膜和所述反射片分别层叠于所述导光板的出光侧和与出光侧相反的一侧，所述反射片用于反射可见光且透过红外光背光模组光源的可见光光线由反射片反射后进入导光板经所述出光侧射出，所述直角棱镜膜层叠于所述导光板与所述反射片之间；或者，所述直角棱镜膜层叠于所述反射片上与所述导光板相反的表面。所述主动光传感器的红外光线可以直接穿过反射片进入导光板和棱镜膜，因此所述主动光传感器的红外光线不会受反射片的影响，也不需要打孔，制作工艺简单。

[0026] 在本实施方式中，所述发光器的发射端面与所述显示屏的所在平面平行，并且朝向所述直角棱镜膜；所述感测器的感测端面与所述发射端面位于同一平面或者倾斜设置。当所述感测器的感测端面与所述发射端面位于同一平面，并且只在发射端面上设置所述直角棱镜膜时，便于主动光传感器的封装的同时减少所述直角棱镜膜的面积，节省成本。

[0027] 进一步的，所述感测器的感测端面与所述发光器的发射端面之间设有隔筋，所述隔筋隔离所述发光器发射的光线与所述感测器感测的所述光线的反射光信号。所述隔筋不透光，防止发光器发射的光线进入感测器出现误差，而导致主动光传感器的误差和失效。

[0028] 进一步的，所述感测器的感测端面上设有聚光层，所述聚光层用于将所述发光器发射的光线的反射光汇聚至所述感测端面并进入所述感测器。以保证所述感测器的灵敏度及准确性。

[0029] 本实施例中，所述背光模组包括与所述第一棱镜膜层叠设置的匀光膜，所述匀光膜上设有第一通孔，所述第一通孔用于供所述主动光传感器的感测的光线和发射的光线通过，避免阻碍主动光传感器的探测性能。其中，所述匀光膜贴于第一棱镜膜的第一入光面上。所述主动光传感器的发光器和感测器朝向所述第一通孔。

[0030] 一种实施例中，所述背光模组包括底框，所述底框上设有第二通孔，所述第二通孔用于供所述主动光传感器的感测光线和发射光线通过。具体的，底框用于承载其他组件，例如，可以承载背光模组的导光板、反射片、第一棱镜膜和第二棱镜膜等光学薄膜，所述底框上设有第二通孔，所述第二通孔用于供所述主动光传感器的感测光线和发射的光线通过。所述底框为铁质材料制成，用以支撑导光板、棱镜膜及显示屏；所述主动光传感器的发光器和感测器朝向所述第二通孔。当然，背光模组的所述底框可以省略。

[0031] 在上述所述背光模组中，除了包所述含导光板之外，还可以包括匀光膜、反射片和底框中的一种或者所有，在同时包含这几层功能层时，只需要在匀光膜和底框上开孔，改变反射片透光性能，使感测器和发光器与通孔相对即可实现所述主动光传感器的感测光线和发射的光线通过，调光件只要位于所述发光器反光方向上方即可，结构简单，将主动光传感器设于背光模组背光侧且不需要在手机外壳上设置通孔，也不需要光学组件做避让位来留孔，保证终端真正的全屏设计。

[0032] 其中，所述反射片由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的一种材料制成。

[0033] 可以理解，本发明实施例还可以看作是提供了一种背光模组，其包括了第一棱镜膜、第二棱镜膜、导光板、反射片等，还包括为直角棱镜膜的所述调光件，所述背光模组包括上述任一实施例的背光模组，用于光学器件中，配合主动光传感器实现位于显示屏下方进行传感的设计，进而实现全屏的目的。背光模组为独立元件，可以直接与主动光传感器和显示屏组装使用。

[0034] 本发明实施例还提供一种电子设备，其包括以上所述的光学组件及显示屏，所述光学组件中的所述主动光传感器的所述发光器发出的光线在所述调光件的作用下垂直射出所述显示屏。所述光学组件上设有柔性线路板，用于与电子设备的电路板电连接，所述主动光传感器的发光器的探测光垂直射出所述光学组件的显示面，该探测光的反射光线被所述感测器接收以实现所述电路板对所述终端的控制。本实施例中的主动光传感器为接近光传感器，用于实现屏幕的亮屏和锁屏。

[0035] 本发明提供的光学组件通过设置主动光传感器发射光线的调光件，来实现探测光的透过，将主动光传感器设于显示屏下方，不需要在终端外壳打孔或者预留孔位，真正实现显示屏的全屏设计。

附图说明

[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0037] 图1为本发明第一实施例的全面屏光学组件的截面示意图；

[0038] 图2为图1所示的光学组件的第一棱镜膜和第二棱镜膜的结构放大示意图；

[0039] 图3为图1所示的光学组件的主动光传感器的结构示意图；

[0040] 图4为图1所示的光学组件的光路走向示意图；

[0041] 图5为图1所示的光学组件的背光模组包括反射片的示意图；

[0042] 图6为图1所示的光学组件的背光模组包括匀光膜的示意图；

[0043] 图7为图1所示的光学组件的背光模组包括反射片、匀光膜及底框的示意图；

[0044] 图8是本发明第二实施例的全面屏光学组件的截面示意图；

[0045] 图9为图8所示的光学组件的主动光传感器与调光件的装配的结构示意图；

[0046] 图10为图8所示的光学组件的光路走向示意图；

[0047] 图11为图8所示的光学组件的背光模组包括匀光膜的示意图；

[0048] 图12为图8所示的光学组件的背光模组包括反射片、匀光膜及底框的示意图；

[0049] 图13为图8所示的光学组件的调光件及背光模组装配的一种实施方式截面示意图；

[0050] 图14为图8所示的光学组件的调光件及背光模组装配的另一种实施方式截面示意图；

[0051] 图15为包含本发明实施例的全面屏光学组件的电子设备结构示意图。

具体实施方式

[0052] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0053] 本发明实施例提供一种全面屏光学组件，用于手机等电子设备中。所述电子设备包括显示屏。所述光学组件包括背光模组、主动光传感器及调光件，所述显示屏和主动光传感器位于所述背光模组的相对两侧，所述背光模组包括第一棱镜膜和层叠于所述第一棱镜膜上的第二棱镜膜，所述第一棱镜膜包括数条平行间隔设置的第一三棱镜，所述第二棱镜膜包括数条间隔设置的第二三棱镜，所述第一三棱镜的长轴和第二三棱镜的长轴相互垂直；所述第一三棱镜包括第一入光面和第一出光面，所述第二三棱镜包括第二入光面和第二出光面，所述显示屏的显示面、第一入光面和第二入光面平行设置；

[0054] 所述主动光传感器包括感测器和发光器，所述感测器用于感测所述发光器发射的光线反射光信号，所述调光件用于将所述发光器发射的光线呈第一入射角入射至所述第一入光面，经第一三棱镜折射后由第一出光面射出直接呈第二入射角入射所述第二入光面，经所述第二三棱镜折射后由所述第二出光面射出且该光线，以使所述光线呈垂直角度穿过所述显示屏。第一入射角与第二入射角为非直角。

[0055] 进一步的，在以垂直于所述显示屏的方向为Z轴、以所述第一三棱镜的长轴方向为Y轴、以所述第二三棱镜长轴方向为X轴的坐标系中，所述坐标系原点为未入射所述第一棱镜膜的入射光线上或者该光线的延长线上，

[0056] 所述调光件使入射至所述第一入光面的光线和入射至所述第二入光面的光线满足在X-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，以及在Y-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，其中α满足以下关系式：

[0057]

[0058] γ为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的顶角的角度，η为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的材料的折射率。

[0059] 本发明实施例的光学组件中，将调光件设置于显示屏的背光侧(背向显示面的一侧，可以使背光模组上也可以是背光模组的背光侧)，并通过调光件实现主动光传感器的发射光线(探测光)以一定倾斜角度入射至棱镜膜，保证主动光传感器的光线可以通过背光模组及显示屏的显示面，并且可以保证探测光光线的透过棱镜膜的透过率，使光线垂直射出显示屏保证所述主动光传感器的感测性能，不需要在光学组件的显示屏与外壳之间预留通光孔的位置或者额外在外壳上制作通光孔，实现显示面真正的全屏大屏幕形式，并且从外观上看是没有孔的存在，更利于外观美化的设计。

[0060] 下面以具体的实施例对本发明进行说明。

[0061] 请参阅图1，本发明的全面屏光学组件，用于手机等电子设备，所述电子设备包括显示屏10。所述全面屏光学组件(下述称光学组件)包括背光模组20、主动光传感器30以及所述调光件，所述显示屏10和主动光传感器30位于所述背光模组20的相对两侧。所述显示屏10层叠于背光模组20出光的一侧，长度和宽度方向上均与背光模组相同，且厚度是均匀的。需要说明的是本实发明实施例的附图中显示的背光模组和显示屏10都是与主动光传感器30对应的一段并不是全部，以便主动光传感器30有足够大的图形供参考，即图中不能代表完整显示屏与主动光传感器30的比例。

[0062] 请一并参阅图2，所述背光模组20包括第一棱镜膜21和层叠于所述第一棱镜膜21的第二棱镜膜22。所述第一棱镜膜21包括数条依次排列且平行的第一三棱镜211，所述第二棱镜膜22包括数条依次排列且平行的第二三棱镜221，所述第一三棱镜211的长轴和第二三棱镜221的长轴相互垂直。所述第一三棱镜211包括第一入光面212和第一出光面213，所述第二三棱镜221包括第二入光面222和第二出光面223，所述显示屏10的显示面、第一入光面212和第二入光面222平行设置。

[0063] 具体的，所述第一三棱镜211和第二三棱镜221为等腰三角形，均包括顶角γ。数个第一三棱镜211的长度相同，长轴彼此平行，数个第二三棱镜221的长轴彼此平行且与第一三棱镜211的长轴垂直。数个所述第二三棱镜221的第二入光面222连接形成一平面，可以理解为是第二棱镜膜22的入光面。数个所述第一三棱镜211的第一入光面212连接形成一平面，可以理解为是第一棱镜膜21的入光面。所述背光模组20包括导光板23，所述第一棱镜膜21和第二棱镜膜22层叠于所述导光板23的出光侧，所述第一入光面212朝向所述导光板23，所述第二入光面222朝向所述第一棱镜膜21，具体是朝向第一棱镜膜21的第一三棱镜211的顶角γ所在平面。

[0064] 参阅图3，所述主动光传感器30包括感测器33和发光器32，所述电子设备包括基板，所述基板可以是电子设备的电路板，也可以是主动光传感器30的为感测器和发光器提供导电线路的线路板。本实施例中，基板31为主动光传感器30的线路板。所述感测器33用于感测所述发光器32发射的光线(探测光)的反射光信号，感测器33感测到的光线即为感测光线。所述主动光传感器30包括接近光传感器、飞行时间传感器、虹膜识别传感器以及用于人脸识别的点阵投射器、泛光照明器件等。本实施例中，所述主动光传感器30为接近光传感器，当发光器32发射的光线射出显示屏10后被遮挡物反射回手机内部被感测器33感测并接收，以产生信号给终端内的控制器，用于辅助终端控制光学组件的屏幕点亮或者熄灭，防止使用时误触屏幕。

[0065] 本发明第一实施例中，所述基板31包括与所述显示屏10的显示面平行的端面311，所述调光件35凸设于所述端面311上并包括斜面351。所述斜面351与所述端面311呈夹角α连接，所述发光器32位于所述斜面351上且出射光线垂直于所述斜面351。所述发光器32包括发光端面321，发光器32发射的光线垂直于所述发光端面321射出；所述发光端面321与所述斜面351平行。

[0066] 所述调光件35为类似楔形凸块，其直接凸设于所述端面311上，也可以与端面311粘贴。所述调光件35包括三角形的所述斜面351、第一侧面352和第二侧面353。所述斜面351的一个边与端面311连接，第一侧面352和第二侧面353分别连接端面311与斜面351的另外两个边；以第一侧面352和第二侧面353的连接线为Z轴，沿着端面延伸的边分别为X轴和Y轴，所述夹角α朝向Z轴、为X轴和Y轴的交点(坐标系原点)具体的所述斜面351与YZ平面的交线和Y轴的夹角呈夹角α，所述斜面351与XZ平面的交线和X轴的夹角呈夹角α。本实施例的调光件的斜面的倾斜角是以光线可以垂直穿过显示屏10为条件，以第一三棱镜211和第二三棱镜221的顶角角度和折射率为已知量得到入射角，可以直接根据该入射角度设计斜面的倾斜角度。

[0067] 本实施例中，请一并参阅图4，所述调光件35将所述发光器32发射的光线R呈第一入射角(图未示)入射至所述第一入光面212，经第一三棱镜211折射后由第一出光面213射出直接呈第二入射角入射所述第二入光面222，经所述第二三棱镜221折射后由所述第二出光面223射出，以使所述光线R呈垂直角度穿过所述显示屏10，其中第一入射角与第二入射角的角度不同。需要说明的是：所述光线呈垂直角度穿过所述显示屏的垂直角度是允许有一定的公差存在，如90度角左右可以加减一定的角度偏差。具体的，所述发光器32位于相较于水平面呈夹角α倾斜的斜面351上且出射光线垂直于所述斜面351，可以使发光器32发射的光线呈第一入射角入射至第一入光面212以实现发光器32发射的光线呈非直角进入所述棱镜膜，即第一棱镜膜21的第二棱镜膜22；防止光线被所述棱镜膜全反射回来，保证发光器32发射的光线可以透过背光模组20和显示屏10，并具有较高的透光率。

[0068] 本实施例中，所述感测器33装于所述基板31的端面311上且感测器33的感光端面331与所述基板31的端面311平行，可以理解为所述基板31的端面311即是感光端面331，以保证感测器33的有效接收面积。在其他方式中，所述感测器33件和所述发光器32均装于所述调光件35的斜面351上，所述感测器33的感光端面331以及所述发光器32的发射端面321与所述基板31的端面311呈夹角设置，此种结构可以便于主动光传感器30的封装。

[0069] 进一步的，本实施例的调光件35的夹角α满足以下条件：具体为以垂直于所述显示屏10的方向为Z轴以所述第一三棱镜的长轴方向为Y轴、以所述第二三棱镜长轴方向为X轴的坐标系中，所述第一三棱镜211的长轴平行于X轴，所述第二三棱镜221长轴平行于Y轴；所述坐标系原点O位于入射所述第一棱镜膜21的入射光线上或者该光线的延长线上。

[0070] 如图4，所述调光件35使入射至所述第一入光面212的光线和经过第一棱镜膜21入射至所述第二入光面222的入射光线满足在X-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，在Y-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，其中α满足以下关系式：

[0071]

[0072] γ为第一三棱镜211和第二三棱镜221的顶角的角度，η为第一三棱镜211和第二三棱镜221的材料的折射率。该入射光线在X-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，在Y-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α。根据第一入射角和第二入射角以及上述公式来计算夹角α的角度，该夹角角度即是调光件35的夹角α的角度。使用公式来先计算入射光线投影与Z轴的夹角α，以满足对不同顶角角度和折射率的三棱镜来设计所述调光件35的斜面351与所述端面311呈夹角α，便于设计和大批量生产。

[0073] 具体的，X轴为显示屏10的短边方向，Y轴为显示屏10的长边方向，Z、X及Y轴的方向均是以正方向为例。以该主动光传感器30的入射光线以原点为出发点，所述夹角α的角度根据所述第一三棱镜211和第二三棱镜221的顶角角度和折射率而设置，那么就可以以第一三棱镜211和第二三棱镜221的顶角角度和折射率为已知量来计算夹角α的角度，进而根据所述夹角α来设计发光器32发射光线的实际角度。本实施例的调光件35的斜面351的夹角α即为本公式中的夹角α，可以理解为，根据上述公式可以得到本实施例的调光件35的斜面夹角。根据不同的第一三棱镜211和第二三棱镜221的顶角角度和折射率可以确定与之对应的所述发光器32发射光线的实际角度，可以确定调光件的斜面倾斜角度，以满足不同液晶显示屏的需求。本实施例的调光件结构简单，便于实现。

[0074] 一种实施例中，如图5，所述背光模组20包括与所述第一棱镜膜21层叠设置的所述导光板23和反射片25，所述第一棱镜膜21和所述反射片25分别层叠于所述导光板23的出光侧和与出光侧相反的一侧，第一入光面212朝向所述出光侧。所述反射片25用于反射可见光且透过红外光，以实现发光器32发射的光线的通过发射片25而不会被遮挡。具体的，所述反射片25由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的任一种材料制成，用于背光模组20中，将光源的可见光露出到底部的光反射回导光板中，以提高光的使用效率；同时可以让红外光透过，即所述发光器32的发射的光线就是红外光。

[0075] 本实施例的另一种实施方式中，如图6，所述背光模组20包括与所述第一棱镜膜21层叠设置的匀光膜24，所述匀光膜24上设有第一通孔241，所述第一通孔241用于供所述主动光传感器30的感测的光线和发射的光线通过，避免阻碍主动光传感器30的探测性能。其中，所述匀光膜241贴于第一棱镜膜21的第一入光面212上并位于导光板23的出光侧。所述主动光传感器30位于显示屏10的背光侧，本实施例中就是所述背光模组20的背光侧(背向显示屏的一侧)，所述发光器32和感测器33朝向所述第一通孔241，所述第一通孔241是位于背光模组20内而不是位于液晶显示屏外部，不会影响显面板的屏占比。具体的，所述匀光膜24具有扩散光线的作用，即光线在其表面会发生散射，将光线柔和均匀的散播出来，用于均匀背光模组20的光线，以保证显示屏的亮度均匀。

[0076] 本实施例的第三实施方式中，如图7，所述背光模组20包括底框26，所述底框26上设有第二通孔261，所述第二通孔261用于供所述主动光传感器30的感测的光线和发射的光线通过。所述底框26为铁质材料制成，用以支撑背光模组的导光板等光学膜片及显示屏10；所述主动光传感器30的发光器32和感测器33朝向所述第二通孔261。当然，背光模组20的所述底框26是可以省略。当背光模组设有匀光膜24时，第一通孔241与第二通孔261同轴相对。
进一步的，除了包含导光板和反射片之外，还可以包括匀光膜和底框中的一种或者所有，在同时包含导光板23和反射片25、匀光膜24和底框26时，只需要在匀光膜24和底框26上开孔，改变发射片25透光性能，主动光传感器30与通孔相对，使感测器33和发光器32与通孔相对即可实现所述主动光传感器30的感测光线和发射的光线通过，调光件35只要位于所述发光器32发光方向上方即可，结构简单。将主动光传感器30设于显示屏10的背光侧且不需要在终端外壳上设置通孔，也不需要显示屏10、背光模组20做避让位来留孔，提升显示屏的屏占比，保证终端真正的全屏设计。

[0077] 请参阅图8与图9，本发明第二种实施例中，与上述不同的是，所述主动光传感器30的发光器32和感测器33位于基板31的端面上，且发光器32的发射光线垂直于端面。所述调光件36为直角棱镜膜，其包括数条依次平行排列设置的直角棱镜361，并且所述数条直角棱镜361的长轴与X轴和Y轴的角平分线垂直(本实施例中以XY轴正方向的角分线为例)；也就是沿着所述第一三棱镜211长轴和第二三棱镜221的长轴的夹角的角平分线P延伸方向排列。所述数条直角棱镜361的底面362与所述显示屏10的显示面平行，所述主动光传感器30的发光器32发射的光线呈直角入射至所述直角棱镜361的底面362，经所述直角棱镜361的直角面363射出并直接入射至第一入光面212，其中，所述直角面363延伸方向垂直于第一入光面212，所述光线与直角面363之间的出射夹角即与Z轴的夹角的出射角角度与第一入射角相同。图8所示的背光模组20是本实施例的一种实施方式。

[0078] 如图9，具体的，数个所述直角棱镜361长度相同，斜面364与底面363的夹角相同。数个所述直角棱镜361的长轴依次平行设置并与所述角平分线P垂直；数个所述直角棱镜
361的底面362依次连接构成所述直角棱镜膜的底面，发光器32发射的光线呈直角入射至所述直角棱镜膜的底面，具体是每个直角棱镜361的底面362。所述底面362朝向所述主动光传感器30的基板31的端面311。本实施例中，通过光在直角棱镜361中的偏转形成倾斜的光线射出并形成出射角，以实现发光器32发射的光线呈非直角进入所述棱镜膜，防止被棱镜膜全反射回来，保证光线可以透过背光模组20和显示屏10并具有较高的透光率，进而保证主动光传感器30的灵敏性。本实施例中，所述直接棱镜膜由聚对二苯甲酸乙二醇酯材料制成。

[0079] 一并参阅图9和图10，本实施例中，所述直角棱镜361的斜面264与所述底面362的夹角为θ，n为所述直角棱镜361的折射率，所述光线射出所述直角面363与直角面363之间的出射夹角为φ，所述夹角θ满足以下公式：

[0080] 其中，本实施例的调光件36的夹角为θ是以所述第一三棱镜211和第二三棱镜221的顶角和折射率为已知量，以光线垂直穿过所述显示屏10为已知条件，即可得到夹角θ的角度值。所述出射角为φ与所述第一入射角相同。

[0081] 本实施例中，所述φ角满足 α根据以下关系式可以得到

[0082]

[0083] 即所述发光器32发射的光线呈直角入射直角棱镜361后，与直角面363的夹角顶点为原点O，射出直角面363的光线满足在X-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α，在Y-Z轴所在平面的投影与Z轴夹角为α。也就是说根据第一三棱镜211和第二三棱镜221的折射率和顶角角度以及上述公式来计算夹角α的角度，进而确定调光件36的出射角φ，根据来确认直角棱镜361的斜面364与底面362的夹角θ，以便对不同折射率的直角棱镜来设计斜面与底面的夹角θ。

[0084] 进一步的，参阅图9，本实施例的所述调光件36与主动光传感器30的装配的一种实施方式中，所述调光件36层叠于所述发光器32的发射端面以及所述感测器33的感测端面，且所述发射端面与感测端面位于同一水平面。所述感测器33的感测端面与所述发射端面位于同一平面，即调光件36直接设于主动光传感器30的工作端面上，比较平整，便于主动光传感器30的封装。具体的，所述主动光传感器30的发光器32的发光端面和感测器33的感测端面共面且均平行于显示屏10的显示面，可以凸出所述基板的端面311或者与所述端面311平齐。另一种方式中，当所述调光件36层叠于所述发光器32的发射端面，所述感测器33的感测端面不需要调光件36，可以减少所述调光件36的面积，节省制作成本。此方式中，所述感测器33也可以倾斜设置。

[0085] 请参阅图11具有图9所示装有调光件36的主动光传感器30与包含了匀光片24的背光模组20配合示意图，其中，为直角棱镜膜的调光件36的所有顶角朝向所述背光模组20的背光侧并与第一通孔241相对，所述发光器32的发光端面与所述直角棱镜361的底面362贴合。参阅图12，是图9所述的实施例的装有调光件36的主动光传感器30与包含了匀光片24、反射片25和底框16的背光模组20配合示意图，所述调光件36的所有顶角朝向所述背光模组20的背光侧并与第一通孔241及第二通孔261相对，所述发光器32的发光端面与所述直角棱镜361的底面362贴合。

[0086] 请参阅图13，为所述调光件36装配于所述背光模组20时的第一种实施方式：主动光传感器30位于背光模组20的背光侧与所述调光件36相对设置，所述背光模组20包括所述导光板23和反射片25，所述调光件36层叠于所述导光板23与所述反射片25之间。所述调光件36的底面362与所述反射片25朝向导光板23的表面贴合，所述调光件36的顶角的一侧与所述导光板23出光侧相反的一侧连接。或者，所述调光件36层叠于所述反射片25上与所述导光板23相反的表面(图未示)。本实施例中，所述调光件36层叠于所述导光板23与所述反射片25之间；以使所述主动光传感器30的红外光线可以直接穿过反射片25进入导光板23和棱镜膜(第一棱镜膜和第二棱镜膜)，因此所述主动光传感器30的红外光线不会受反射片25的影响，不需要在手机壳体上预留孔的位置供光通过并且制作工艺简单。本实施方式中，当所述背光模组20还包括匀光膜24时，所述调光件36与所述第一通光孔241相对设置，以便光线可以通过第一通光孔241进出，避免被匀光膜24遮挡。

[0087] 另一种实施方式中，如图14所示，所述背光模组20还包括底框26和匀光膜24时，所述调光件36夹持于所述导光板23与反射片23之间，所述主动光传感器30与第一通光孔241和第二通孔261相对设置，以使所述主动光传感器30的红外光线可以直接穿过第二通孔261进入反射片25、导光板23并通过第一通光孔241进入棱镜膜(第一棱镜膜和第二棱镜膜)，因此所述主动光传感器30的红外光线不会受底框26和匀光膜24的影响，并且制作工艺上不需要考虑美观和屏占比的问题，制作简单。

[0088] 在上述两种实施方式中，所述主动光传感器30的发光器32的发射端面与所述显示屏10的显示面平行，并且朝向所述调光件36；所述感测器33的感测端面与所述发光器32的发射端面位于同一平面或者倾斜设置。本实施例中所述感测器33的感测端面与所述发光器32的发射端面位于同一平面。本实施例中的调光件不需要改变主动光传感器30的结构，直接在背光模组内设置，可以进一步保证光纤传输的稳定性。进一步的，只在发光器32的发射端面上设置所述调光件36，可以减少所述调光件36的面积，节省成本。

[0089] 进一步的，所述感测器33的感测端面与所述发光器32的发射端面之间设有隔筋(图未示)，所述隔筋隔离所述发光器32发射的光线与所述感测器33感测的所述光线的反射光信号。所述隔筋不透光，防止发光器32发射的光线进入感测器33出现误差，而导致主动光传感器30的误差和失效。

[0090] 进一步的，所述感测器33的感测端面上设有聚光层(图未示)，所述聚光层用于将所述发光器发射的光线的反射光汇聚至所述感测端面并进入所述感测器33。以保证所述感测器33的灵敏度及准确性。

[0091] 进一步的，以上所述实施例的所述光学组件上设有柔性线路板，用于与终端的电路板电连接。其中，柔性线路板弯折并隐藏于背光模组20的背光侧，所述主动光传感器30可以装设于所述柔性线路板上与其电连接，或者直接将柔性线路板当作基板使用。当然，所述主动光传感器30也可以装于终端的电路板上与其电连接或者直接电路板当作基板使用。

[0092] 请参阅图15，本发明实施例还提供一种电子设备100，其包括以上所述的光学组件及显示屏10，本实施例的电子设备100为手机。所述光学组件中的主动光传感器30的所述发光器32发出的光线在所述调光件的作用下垂直射出所述显示屏10，当然，所述光线在所述调光件的作用下垂直射出所述显示屏10包括存在的角度公差在内。具体的，所述电子设备包括外壳，所述外壳包围所述显示屏10的周侧面，使显示屏10的整个显示面都被呈现，实现全屏模式。所述发光器32的发射的光线垂直射出所述光学组件的显示面，经过外界遮挡物反射回来被所述感测器33接收以实现所述电路板对所述终端的控制。本实施例中的主动光传感器30为接近光传感器，用于实现屏幕的亮屏和锁屏。所述电子设备可以是具有触控屏的手机。

[0093] 本发明提供的光学组件将主动光传感器30设于显示屏10的背光侧，也可以认为是显示屏下方，而不是显示屏的侧面或者打孔通过，通过设置调光件调节主动光传感器30的发射光线的角度，以使用于检测的红外光可以透过背光模组和显示屏，不需要在外壳打孔或者预留孔位，真正实现全屏设计。