一种距离传感器及装有距离传感器的电子终端的制作方法

本申请涉及距离传感器领域，尤其涉及一种距离传感器及装有距离传感器的电子终端。

背景技术：

常规距离传感器通常都和红外LED集成到一个模组，在电子终端上已成为标准配置。近距离传感器通常能检测到10mm的距离，例如采用近距离传感器防止在手机通话时手机表面触摸屏碰到脸颊产生误操作等。随着人们对电子终端功能的要求提高，近距离传感器的检测距离要求也急需增加，例如使电子终端具有防近视的功能。

现有技术中采用距离传感器实现近距离检测功能，但是红外LED的发散角大、能量不集中，反射的信号强度随着距离的增加迅速降低，很难达到较长距离(例如15mm或更长距离)的检测。因此现有技术中的距离传感器无法满足较长距离的应用，并且现有技术中的距离传感器的不能较大角度的完成检测。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种距离传感器及装有距离传感器的电子终端。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提供一种距离传感器，包括电路板，与所述电路板分别连接的成并列排布的发射端和接收端；

所述发射端包括发射器以及安装在发射器上方的第一凸透镜；所述接收端包括阵列设置的若干接收器以及安装在若干接收器上方的第二凸透镜。

进一步，所述发射器为VCSEL激光器(垂直腔面发射体激光器)。

进一步，所述第一凸透镜的半径小于所述第二凸透镜的半径。

进一步，所述距离传感器包括安装支架，所述安装支架包括第一侧支架、第二侧支架以及中央支架，所述发射端安装在第一侧支架与中央支架之间的第一安装空间内，所述接收端安装在所述第二侧支架与所述中央支架之间的第二安装空间内；所述中央支架包括具有一定宽度的可防止发射器的光线直接进入到接收器的上部支架。

本申请还提供一种电子终端，包括可视屏幕以及安装在可视屏幕周围的距离传感器，其特征在于，所述距离传感器包括电路板，与所述电路板分别连接的成并列排布的发射端器和接收端；

所述发射端包括发射器以及安装在发射器上方的第一凸透镜；所述接收端包括阵列设置的若干接收器以及安装在若干接收器上方的第二凸透镜。

进一步，所述发射器为VCSEL激光器。

进一步，所述第一凸透镜的半径小于所述第二凸透镜的半径。

进一步，所述距离传感器包括安装支架，所述安装支架包括第一侧支架、第二侧支架以及中央支架，所述发射端安装在第一侧支架与中央支架之间的第一安装空间内，所述接收端安装在所述第二侧支架与所述中央支架之间的第二安装空间内；所述中央支架包括具有一定宽度的可防止发射器的光线直接进入到接收器的上部支架。

进一步，还包括设置于所述距离传感器上方的盖板透镜。

进一步，所述距离传感器与所述盖板透镜之间设有胶套，所述胶套包括第一侧胶套、第二侧胶套和中央胶套；

所述第一侧胶套、第二侧胶套和中央胶套分别设置在第一侧支架、第二侧支架和中央支架的上面。

本申请通过在发射器和接收器上设置凸透镜增加了光线的射出距离、减小了光线发散角度；阵列设置的接收器保证了不同角度下探测距离的相对一致性。凸透镜和阵列接收器设置的实现了距离传感器的长距离检测，增加电子终端了长距离检测的功能。

附图说明

图1是本申请一实施例示出的一种距离传感器的结构示意图。

图2是本申请一实施例示出的一种装有距离传感器的电子终端的结构示意图。

图3是本申请一实施例示出的距离传感器的光响应曲线图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，本申请提供的一种距离传感器6，包括电路板61，所述电路板61可以是PFC电路板或PCB电路板等；以及与所述电路板61分别连接的成并列排布的发射端62和接收端63；所述发射端62和所述接收端63用于完成光线的发射与接收。

所述发射端62包括发射器622以及安装在发射器622上方的第一凸透镜621；所述接收端63包括阵列设置的若干接收器632以及安装在若干接收器632上方的第二凸透镜631。在所述发射端62上设置第一凸透镜621，减少了发射光线能量的发散，在所述接收端63设置第二凸透镜631，加强了接收光线能力的收集；克服了现有技术中距离传感器中红外LED的发散角大、能量不集中、反射的信号强度随着距离的增加迅速降低的缺陷，凸透镜的设置使光线的发射距离得到了增加，实现了距离传感器6的长距离的检测。

所述接收端63包括若干个阵列设置的接收器632，所述多个阵列设置的接收器632分别接收透过所述第二凸透镜631的反射光线。在一实施例中，优选四乘四阵列设置的若干个接收器632，依据凸透镜的成像原理可知，经过凸透镜的光线异侧传播方向不变，若干个接收器分别接收不同方向传来的光线，增加了接收端63整体的光线感应灵敏度。当然阵列设置所述接收器632时可依据需要达到的效果、工装要求等任意设置，不仅限于四乘四阵列的设置，也可采用五乘五、八乘八的阵列方式设置。

进一步，所述发射器622为VCSEL激光器。与传统红外LED光源光线易发散、容易光衰的技术特征相比，所述VCSEL激光器具有体积小、光谱集中、圆形输出光斑、单纵模输出、阀值电流小、易集成为大面积阵列等优点。采用VCSEL激光器进一步完善了距离传感器长距离检测的技术。

进一步，在一实施例中，所述第一凸透镜621和所述第二凸透镜631均采用半圆形凸透镜。采用圆形凸透镜有利于所述发射器622的光线集中发射及所述接收端63的光线接收，有效的控制了光线的扩散。

进一步，在一实施例中，所述第一凸透镜621的半径小于所述第二凸透镜631的半径。即设置发射端62上方的第一凸透镜621的半径小于接收端63上方的第二凸透镜631的半径，这样设置具有降低组装后底噪、增大感光的角度的优点。

由上述可知，本申请实施例提供的一种距离传感器6，通过在发射端62和接收端63上设置凸透镜以增加光线的射出距离、减小光线发散角度；设置在发射端62的凸透镜的尺寸小于接收端63的凸透镜的尺寸，可降低组装后的底噪，增大感光的角度。

且阵列设置的接收器632保证了不同角度下探测距离的相对一致性。即设置多个接收器632增加了接收反射后的光线接收面积增大了接收面积。例如发射端62发射的光线正面的照射在人体上，光线经人体反射光线被接收端63接收；但若人体位于发射端62的侧方向上，则照射在人体上的光线反射后不能全部或大部分的被接收端63接收，仅有部分光线斜射入接收器端63；设置多个接收端63则可以增加接收反射光线的面积，增加接收反射光线的光线量或光线能力，使检测更为精确。

进一步，所述距离传感器6包括安装支架7，所述安装支架7包括第一侧支架71、第二侧支架72以及中央支架73，所述发射端62安装在第一侧支架71与中央支架73之间的第一安装空间内(图中未示出)，所述接收端63安装在所述第二侧支架72与所述中央支架73之间的第二安装空间内(图中未示出)。如图1所示，所述中央支架73包括具有一定宽度的可防止发射器622的光线直接进入到接收器的上部支架731。所述上部支架731的横向宽度大于所述中央支架72的下部的横向宽度，所述中央支架73类似于“T”形，上部支架731的设置防止了发射器622的光线直接进入到接收器63中，防止了误检测的发生。

如图1和图2所示，本申请还提供一种电子终端8，包括可视屏幕81以及安装在可视屏幕周围的距离传感器6。所述电子终端8可以是手机、平板电脑、阅读器等电子设备，或者利用所述距离传感器6实现某些功用的设备。所述距离传感器6包括电路板61，与所述电路板61分别连接的成并列排布的发射端62和接收端63；所述发射端62和所述接收端63用于完成光线的发射与接收。所述发射端62包括发射器622以及安装在发射器622上方的第一凸透镜621；所述接收端63包括阵列设置的若干接收器632以及安装在若干接收器632上方的第二凸透镜631。

进一步，所述发射器622为VCSEL激光器；所述第一凸透镜621的半径小于所述第二凸透镜631的半径。所述距离传感器6还包括安装支架7，所述安装支架7包括第一侧支架71、第二侧支架72以及中央支架73，所述发射端62安装在第一侧支架71与中央支架73之间的第一安装空间内，所述接收端63安装在所述第二侧支架72与所述中央支架73之间的第二安装空间内；所述中央支架73包括具有一定宽度的可防止发射器622的光线直接进入到接收器632的上部支架731。

如图2所示，在一实施例中，所述电子终端8还包括设置于所述距离传感器6上部的盖板透镜81。

如图2所示，在一实施例中，所述距离传感器6与所述盖板透镜81之间设有胶套82。所述胶套82包括第一侧胶套821、第二侧胶套822和中央胶套823。所述第一侧胶套821、第二侧胶套822和中央胶套823分别设置在第一侧支架71、第二侧支架72和中央支架73的上面。所述第一侧胶套821和所述第二侧胶套822设置在距离传感器6的外侧，起与电子终端8的其他结构的阻隔作用及阻隔光线的散射的作用。所述中央胶套823设置在中央支架73的上面，进一步阻隔了所述距离传感器6的发射端62发射的光线直接传播至所述距离传感器6的接收端63影响检测结果。

在一实施例中，当所述距离传感器6与所述盖板透镜81的距离在0.3mm至1mm之间时，光线易散射，在所述距离传感器6与所述盖板透镜81之间设置所述胶套82，用以防止发射器622发出的光线直接被接收端接收及光散射。当所述距离传感器6与所述盖板透镜81的距离小于0.3mm时，则可不设置所述胶套82隔断。所述胶套82可选用硅胶套。

阵列设置的接收器632，可以实现即便在使用者未正视屏幕的情况下，依然可以有效的检测到人脸或人体反射面，保证了不同角度下探测距离的相对一致性。即设置多个接收器632增加了接收反射后的光线接收面积增大了接收面积。

如图3所示，图3是本申请一实施例示出的距离传感器的光响应曲线图。曲线图中横坐标为光线发射距离坐标，单位cm；纵坐标为接收的能量值。图中三条曲线由上至下分别为白卡测试曲线、灰卡测试曲线、黑卡测试曲线。电子终端以手机为例，人体反射近似灰卡反射，以灰卡测试数据为例，本申请一实施例中的距离传感器的有效距离为50cm，传统距离传感器的有效距离为10cm，因此本申请的距离传感器可实现传统距离传感器不能检测的距离范围和检测功能。例如：用眼保护距离在30cm-40cm之间，则可利用本申请传感器实现智能设备的近视防护等。

本申请中提供的电子终端8基于所述距离传感器6可实现远距离检测的功能，例如实现手机终端的近距离检测功能，防止手机通话时手机表面触摸屏碰到连接引起误操等。本申请的电子终端可利用所述距离传感器实现一些扩展功能，例如终端防近视等。

手机终端的风行与逐渐增加的使用频率使得近视现象越来越普遍，长时间看手机还面临颈肩疼痛等各种身体不适也严重影响了生活质量。在使用手机终端过程中保持30cm以上的具有将会降低使用手机终端对身体的伤害，本申请可在有效监测范围50cm以内实现电子终端用户使用设备的距离监测等。可基于所述电子终端8可开发的阅读监控方法、软件等；例如检测到人脸到电子终端屏幕距离小于30cm就直接关闭显示器使显示器黑屏，检测到人脸到电子终端屏幕距离小于30cm语音提醒使用者注意保护眼睛，检测到人脸到电子终端屏幕距离小于30cm，只做提醒不设置黑屏等等。

综上所述，本申请的通过增加了光线的射出距离、减小光线发散角度；设置的第一凸透镜和第二凸透镜增大了感光的角度。凸透镜和阵列设置的接收器实现了长距离检测，增大了光线接收角度；本申请的距离传感器增加电子终端了实现长距离检测的功能。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。