一种屏下散斑投射模组、设计方法、显示设备及终端设备技术

本申请适用于屏下成像技术领域，提供一种散斑投射模组、设计方法、显示设备及终端设备，根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长、投射距离及光斑直径，获取使得光斑直径小于光斑距离的像素周期；根据波长、显示屏的像素周期尺寸、光斑大小及像素周期，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度；当均匀度不在预设均匀度范围内时，调整像素周期，直到均匀度在预设均匀度范围内时为止；当均匀度在预设均匀度范围内时，输出像素周期，能够在不降低显示屏的像素密度和分辨率的情况下，降低非散斑区域的背景噪声，提高信噪比，从而提升显示效果。

【技术实现步骤摘要】
一种屏下散斑投射模组、设计方法、显示设备及终端设备
本申请属于屏下成像
，尤其涉及一种屏下散斑投射模组、设计方法、显示设备及终端设备。
技术介绍
屏下成像技术，是将成像组件设置在显示屏的下方，无需在显示屏的正面设置成像组件，可以有效提高显示屏的屏占比，在手机、平板电脑、个人数字助理等显示设备上被广泛应用。屏下成像技术主要包括屏下3D技术，屏下3D技术包括屏下立体视觉(Stereovision)技术、屏下结构光(structuredlight)技术、屏下飞行时间(TimeOfFlight，TOF)技术等。屏下成像技术所采用的成像组件中通常包括散斑发射器，散斑发射器发射的散斑经过显示屏会发生二次衍射，衍射光会降低散斑的强度，也会提高非散斑区域的背景噪声。现有的屏下成像技术一般是通过降低显示屏的像素密度(PixelsPerInch，PPI)来抑制显示屏的衍射现象，然而降低像素密度会导致显示屏的分辨率降低，从而影响显示效果。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种散斑投射模组、设计方法、显示设备及终端设备，以解决现有的屏下成像技术通过降低显示屏的像素密度来抑制显示屏的衍射现象，会导致显示屏的分辨率降低，从而影响显示效果的问题。本申请实施例的第一方面提供一种屏下散斑投射模组的设计方法，包括：根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长、投射距离及光斑直径，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的像素周期；其中，所述投射距离为所述散斑发射器到被投射物体的距离，所述像素周期为显示屏中任意两个相邻的像素之间的间隙宽度与单个像素的宽度之和，所述光斑距离为任一个所述第一光束经由所述显示屏二次衍射后投射在所述被投射物体上的零级光斑与一个次级光斑之间的距离；根据所述波长、所述显示屏的宽度、所述光斑距离及所述像素周期，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度；当所述均匀度不在预设均匀度范围内时，调整所述像素周期，直到所述均匀度在预设均匀度范围内时为止；当所述均匀度在预设均匀度范围内时，输出所述像素周期。本申请实施例的第二方面提供一种屏下散斑投射模组，基于本申请实施例的第一方面所述的设计方法实现，包括：散斑发射器，用于发射至少一个第一光束并对所述至少一个第一光束进行一次衍射；显示屏，设置于所述散斑发射器的出光侧，用于对所述至少一个第一光束进行二次衍射，每个所述第一光束经由所述显示屏二次衍射后投射在被投射物体上形成一个零级光斑和多个次级光斑。本申请实施例的第三方面提供一种显示设备，包括：本申请实施例的第二方面所述的屏下散斑投射模组；光接收器，设置于散斑发射器远离显示屏的一侧，用于接收被投射物体反射的光斑中的光子并进行光电转换得到光子信号。本申请实施例的第四方面提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例的第一方面所述方法的步骤。本申请实施例的第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第一方面所述方法的步骤。本申请实施例的第一方面提供的屏下散斑投射模组的设计方法，根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长、投射距离及光斑直径，获取使得光斑直径小于光斑距离的像素周期；根据波长、显示屏的像素周期尺寸、光斑大小及像素周期，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度；当均匀度不在预设均匀度范围内时，调整像素周期，直到均匀度在预设均匀度范围内时为止；当均匀度在预设均匀度范围内时，输出像素周期，通过设计一种使得经过显示屏二次衍射后的零级光斑与次级光斑之间的均匀度在预设均匀度范围内的屏下散斑投射模组，能够在不降低显示屏的像素密度和分辨率的情况下，降低非散斑区域的背景噪声，提高信噪比，从而提升显示效果。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。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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。图1是本申请实施例提供的设计方法的第一种流程示意图；图2是本申请实施例提供的两个不同的散斑示意图；图3是本申请实施例提供的设计方法的第二种流程示意图；图4是本申请实施例提供的设计方法的第三种流程示意图；图5是本申请实施例提供的显示屏沿x方向的振幅透射率的示意图；图6是本申请实施例提供的显示屏沿x方向的光斑的光强度的示意图；图7是本申请实施例提供的显示屏的第一种结构示意图；图8是本申请实施例提供的显示屏的第二种结构示意图；图9是本申请实施例提供的显示设备的第一种结构示意图；图10是本申请实施例提供的显示设备的第二种结构示意图；图11是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。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/或阵列的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、阵列和/或其集合的存在或添加。另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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”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”及其变形表示“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。本申请实施例提供的屏下散斑投射模组的设计方法可以应用于平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)、服务器等终端设备，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。设计方法具体可以由终端设备的处理器在运行具有相应功能的计算机程序时执行，用于调整屏下散斑投射模组的参数，以实现对衍射光斑的光强度的调控，使得投射在被投射物体上的所有光斑的均匀度在预设均匀度范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种屏下散斑投射模组的设计方法，其特征在于，包括：/n根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长、投射距离及光斑直径，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的像素周期；其中，所述投射距离为所述散斑发射器到被投射物体的距离，所述像素周期为显示屏中任意两个相邻的像素之间的间隙宽度与单个像素的宽度之和，所述光斑距离为任一个所述第一光束经由所述显示屏二次衍射后投射在所述被投射物体上的零级光斑与一个次级光斑之间的距离；/n根据所述波长、所述显示屏的宽度、所述光斑距离及所述像素周期，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度；/n当所述均匀度不在预设均匀度范围内时，调整所述像素周期，直到所述均匀度在预设均匀度范围内时为止；/n当所述均匀度在预设均匀度范围内时，输出所述像素周期。/n

【技术特征摘要】
1.一种屏下散斑投射模组的设计方法，其特征在于，包括：
根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长、投射距离及光斑直径，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的像素周期；其中，所述投射距离为所述散斑发射器到被投射物体的距离，所述像素周期为显示屏中任意两个相邻的像素之间的间隙宽度与单个像素的宽度之和，所述光斑距离为任一个所述第一光束经由所述显示屏二次衍射后投射在所述被投射物体上的零级光斑与一个次级光斑之间的距离；
根据所述波长、所述显示屏的宽度、所述光斑距离及所述像素周期，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度；
当所述均匀度不在预设均匀度范围内时，调整所述像素周期，直到所述均匀度在预设均匀度范围内时为止；
当所述均匀度在预设均匀度范围内时，输出所述像素周期。


2.如权利要求1所述的屏下散斑投射模组的设计方法，其特征在于，所述根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长、投射距离及光斑直径，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的像素周期，包括：
根据投射距离和光斑直径，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的衍射角；其中，所述衍射角为与任一个所述第一光束对应的零级光斑与一个次级光斑之间的夹角；
根据散斑发射器发射的至少一个第一光束的波长和所述衍射角，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的像素周期。


3.如权利要求2所述的屏下散斑投射模组的设计方法，其特征在于，所述根据投射距离和光斑直径，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的衍射角的计算公式为：
D＜tan(Theta)*H
其中，D为所述光斑直径，H表示所述投射距离，Theta为所述衍射角；
所述根据散斑发射器发射并一次衍射的至少一个第一光束的波长和所述衍射角，获取使得所述光斑直径小于光斑距离的像素周期的计算公式为：
Theta＝arcsin(λ/T)
其中，λ为所述波长，T为所述像素周期。


4.如权利要求1所述的屏下散斑投射模组的设计方法，其特征在于，所述根据所述波长、所述显示屏的宽度、所述光斑距离及所述像素周期，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度，包括：
根据所述显示屏的宽度和所述像素周期，获取所述显示屏的振幅透射率；
根据所述波长、所述光斑距离及所述显示屏的振幅透射率，获取所述至少一个第一光束经由所述显示屏二次衍射后投射在所述被投射物体上的所有光斑的复振幅；
根据投射在所述被投射物体上的所有光斑的复振幅，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的光强度；
根据投射在所述被投射物体上的所有光斑的光强度，获取投射在所述被投射物体上的所有光斑的均匀度。


5.如权利要求4所述的屏下散斑投射模组的设计方法，其特征在于，所述根据所述显示屏的宽度和所述像素周期，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑德金，武万多，王兆民，黄源浩，肖振中，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44