具有3D摄像模组的显示装置和电子设备的制作方法

本发明涉及显示，更具体地说，涉及一种具有3d摄像模组的显示装置和电子设备。

背景技术：

1、随着市场的发展，消费者对于显示屏显示效果的要求越来越严苛，不仅要求外观设计多样化，而且要求屏占比越高越好。全面屏技术，通过超窄边框甚至无边框的设计，实现了大于90％的屏占比。

2、全面屏手机在机身不变的情况下，实现了显示面积的最大化，使得显示效果更加惊艳。现有的基于全面屏的结构设计，为了安装3d摄像模组中的深度相机模组等器件，在显示基板的顶部设置了非显示区，即刘海区，但是，这样还是会影响显示装置的美观和全面屏体验。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种具有3d摄像模组的显示装置和电子设备，以解决现有的安装深度相机模组的非显示区影响显示装置的美观和全面屏体验的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，根据本发明提供的具有3d摄像模组的显示装置，包括显示基板以及3d摄像模组；

4、所述显示基板包括显示区域和环绕所述显示区域的黑色矩阵区域；所述黑色矩阵区域包括至少两个透光区域；

5、所述3d摄像模组包括位于所述黑色矩阵区域背光侧的深度相机模组；所述深度相机模组包括激光器模块和成像模块；

6、所述激光器模块包括光路调制器、结构光投射器和投影镜头；所述投影镜头包括透镜组件和灯镜；所述结构光投射器，用于向所述透镜组件投射结构光，所述结构光包括随机分布的多束激光；所述光路调制器，用于调制所述结构光投射器的结构光，以输出结构光或泛光；所述透镜组件，用于将所述结构光或泛光汇聚后入射至所述灯镜的入光面；所述灯镜，用于使得入射的所述结构光或泛光通过一透光区域照射到待拍摄物体上；

7、所述成像模块，用于通过另一透光区域接收所述待拍摄物体反射的结构光或泛光，并根据接收到的所述待拍摄物体反射的结构光获得所述待拍摄物体表面的深度图像，或根据接收到的所述待拍摄物体反射的泛光获得所述待拍摄物体表面的二维图像。

8、优选地，所述透光区域设置有红外膜层；

9、所述灯镜，用于使得发散入射的所述红外结构光或红外泛光透过一红外膜层、一透光区域照射到待拍摄物体上；

10、所述成像模块，用于通过另一红外膜层、另一透光区域接收所述待拍摄物体反射的红外结构光或红外泛光，并根据所述红外结构光获得所述待拍摄物体表面的深度图像，或根据接收到的所述待拍摄物体反射的红外泛光获得所述待拍摄物体表面的红外图像。

11、优选地，所述透镜组件包括第一透镜、第二透镜以及镜筒；

12、所述第一透镜、第二透镜顺次设置在所述镜筒的入光侧；所述灯镜设置在所述镜筒的出光侧；

13、所述第一透镜，用于将所述结构光或泛光汇聚后投射至所述第二透镜；

14、所述第二透镜，用于将所述第一透镜投射的所述结构光或泛光再次汇聚后投射至所述灯镜的入光面。

15、优选地，所述灯镜的入光侧设置有一凹形的入光口；

16、所述入光口的底面为入光面；所述入光面为凸面；所述投影镜头的光阑设置在所述凸面上；

17、所述入光面，用于使得入射的所述结构光或泛光平行出射或接近平行出射。

18、优选地，所述激光器模块包括位于所述结构光投射器和所述投影镜头之间的分光器件；

19、所述结构光投射器采用激光器阵列，用于投射点阵激光；

20、所述分光器件位于所述激光器阵列的出光侧，用于将所述点阵激光分成随机分布的多束激光。

21、优选地，所述结构光投射器包括位于所述激光器模块和所述显示基板之间的边发射激光器、准直镜头、反射器件以及分光器件；

22、所述边发射激光器，用于向所述准直镜头投射激光；

23、所述准直镜头位于所述边发射激光器的出光侧，用于对入射的所述激光进行准直，并出射准直光束；

24、所述反射器件位于所述准直镜头的出光侧，用于将所述准直光束折转后投射至所述分光器件；

25、所述分光器件位于所述反射器件的出光侧，用于将所述反射器件投射的准直光束分成随机分布的多束激光。

26、优选地，所述深度相机模组包括与所述激光器模块和所述成像模块相连的驱动电路；

27、所述驱动电路，用于控制所述激光器模块和所述成像模块同时开启或关闭，并通过控制所述激光器模块的驱动电流控制所述激光器模块的输出光功率。

28、优选地，所述光路调制器为液晶调制器；

29、所述液晶调制器包括：相对设置的第一基板和第二基板；

30、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

31、其中，通过控制所述液晶层中液晶的偏转，以使所述液晶层处于透明状态或扩散状态；

32、所述液晶层处于透明状态时，所述结构光投射器通过所述光路调制器投射结构光；所述液晶层处于扩散状态时，所述结构光投射器通过所述光路调制器投射泛光。

33、优选地，所述分光器件为波导器件、纳米光子芯片、衍射光栅或编码结构光掩膜。

34、优选地，所述深度相机模组包括处理模块；所述3d摄像模组还包括2d成像模组；

35、所述2d成像模组用于拍摄所述待拍摄物体的2d图像；

36、优选地，所述成像模块包括第二灯镜、接收镜头以及光探测器阵列；所述光探测器阵列包括多个呈阵列分布的光探测器；

37、所述第二灯镜，用于通过另一透光区域接收所述待拍摄物体反射的激光，并在光阑处收缩至最窄后，发散投射至接收镜头；

38、所述接收镜头，用于将同一角度入射的平行激光会聚在位于接收镜头焦平面的光探测器上；

39、所述光探测器阵列，用于接收所述结构光生成光斑图案，并根据所述光斑图案获得所述待拍摄物体表面的深度图像，或根据接收到的所述待拍摄物体反射的泛光获得所述待拍摄物体表面的二维图像。

40、所述处理模块，用于根据所述深度图像和所述2d图像得到所述待拍摄物体的3d图像。

41、根据本发明提供的电子设备，包括所述的显示装置。

42、第二方面，根据本发明提供的具有3d摄像模组的显示装置，包括显示基板以及3d摄像模组；

43、所述显示基板包括显示区域和环绕所述显示区域的黑色矩阵区域；所述黑色矩阵区域包括透光区域；

44、所述3d摄像模组包括深度相机模组；所述深度相机模组包括激光器模块和成像模块；所述激光器模块位于所述黑色矩阵区域背光侧；所述成像模块位于所述显示区域的背光侧；

45、所述激光器模块包括结构光投射器、光路调制器和投影镜头；所述投影镜头包括透镜组件和灯镜；所述结构光投射器，用于向所述光路调制器投射结构光，所述结构光包括随机分布的多束激光；所述光路调制器，用于调制所述结构光投射器的结构光，以输出结构光或泛光；所述透镜组件，用于将所述结构光或泛光会聚后入射至所述灯镜的入光面；所述灯镜，用于使得入射的所述结构光或泛光通过透光区域照射到待拍摄物体上；

46、所述成像模块，用于接收所述待拍摄物体反射后穿透所述显示区域的结构光或泛光，并根据接收到的所述待拍摄物体反射的结构光获得所述待拍摄物体表面的深度图像，或根据接收到的所述待拍摄物体反射的泛光获得所述待拍摄物体表面的二维图像。

47、优选地，所述透光区域设置有红外膜层；

48、所述灯镜，用于使得发散入射的所述红外结构光或红外泛光透过一红外膜层、一透光区域照射到待拍摄物体上。

49、优选地，所述透镜组件包括第一透镜、第二透镜以及镜筒；

50、所述第一透镜、第二透镜顺次设置在所述镜筒的入光侧；所述灯镜设置在所述镜筒的出光侧；

51、所述第一透镜，用于将所述多束激光或泛光会聚后投射至所述第二透镜；

52、所述第二透镜，用于将所述第一透镜投射的所述多束激光或泛光再次会聚后投射至所述灯镜的入光面。

53、优选地，所述灯镜的入光侧设置有一凹形的入光口；

54、所述入光口的底面为入光面；所述入光面为凸面；所述投影镜头的光阑设置在所述凸面上；

55、所述入光面，用于使得入射的所述多束激光或泛光平行出射或接近平行出射。

56、优选地，所述激光器模块包括位于所述结构光投射器和所述光路调制器之间的分光器件；

57、所述结构光投射器采用激光器阵列，用于投射点阵激光；

58、所述分光器件位于所述激光器阵列的出光侧，用于将所述点阵激光分成随机分布的多束激光。

59、优选地，所述结构光投射器包括位于所述激光器模块和所述光路调制器之间的边发射激光器、准直镜头、反射器件以及分光器件；

60、所述边发射激光器，用于向所述准直镜头投射激光；

61、所述准直镜头位于所述边发射激光器的出光侧，用于对入射的所述激光进行准直，并出射准直光束；

62、所述反射器件位于所述准直镜头的出光侧，用于将所述准直光束折转后投射至所述分光器件；

63、所述分光器件位于所述反射器件的出光侧，用于将所述反射器件投射的准直光束分成随机分布的多束激光。

64、优选地，所述深度相机模组包括与所述激光器模块和所述成像模块相连的驱动电路；

65、所述驱动电路，用于控制所述激光器模块和所述成像模块同时开启或关闭，并通过控制所述激光器模块的驱动电流控制所述激光器模块的输出光功率。

66、优选地，所述成像模块包括接收镜头和光探测器阵列；所述光探测器阵列包括多个呈阵列分布的光探测器；

67、所述接收镜头，用于将同一角度入射的平行多束激光或泛光会聚在位于接收镜头焦平面的光探测器上；

68、所述光探测器阵列，用于接收所述多束激光生成光斑图案，并根据所述光斑图案获得所述待拍摄物体表面的深度图像，或根据接收到的所述待拍摄物体反射的泛光获得所述待拍摄物体表面的二维图像。

69、优选地，所述光路调制器为液晶调制器；

70、所述液晶调制器包括：相对设置的第一基板和第二基板；

71、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

72、其中，通过控制所述液晶层中液晶的偏转，以使所述液晶层处于透明状态或扩散状态；

73、所述液晶层处于透明状态时，所述结构光投射器通过所述光路调制器投射结构光；所述液晶层处于扩散状态时，所述结构光投射器通过所述光路调制器投射泛光。

74、根据本发明提供的电子设备，其特征在于，包括所述的显示装置。

75、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

76、本发明投影镜头通过透镜组件将光线会聚至灯镜上，且使光阑位于灯镜入光面上，使装有投影镜头的深度相机模组适合安装在狭小的缝隙内，而不会被遮挡fov，如实现本发明在窄边框屏幕(黑色矩阵区域较窄屏幕)上的应用，且还可以能够使灯镜贴紧手机玻璃盖板，起到防尘作用；

77、本发明实施例中所提供的具有3d摄像模组的显示装置和电子设备，将激光器模块设置在显示基板的黑色矩阵区域背光侧，将成像器模块设置在显示基板的显示区域背光侧，从而不需要在显示装置的顶部设置非显示区即留海区，来安装深度相机模组，进而不会影响显示装置的美观和全面屏体验；

78、本发明中在黑色矩阵区域的透光区域设置红外膜层，该红外膜层能够透过红外光从而不会影响深度相机模组的工作，但是可见光无法穿越红外膜层，保证了黑色矩阵区域的完整性，不影响显示屏幕的美观。

79、第三方面，根据本发明提供的具有3d摄像模组的显示装置，包括显示基板以及3d摄像模组；

80、所述显示基板包括显示区域和环绕所述显示区域的黑色矩阵区域；所述黑色矩阵区域包括透光区域；

81、所述3d摄像模组包括深度相机模组；所述深度相机模组包括激光器模块和成像模块；所述激光器模块位于所述显示区域背光侧；所述成像模块位于所述黑色矩阵区域的背光侧；

82、所述激光器模块包括结构光投射器、光路调制器和投影镜头；所述结构光投射器，用于向所述光路调制器投射结构光，所述结构光包括随机分布的多束激光；所述光路调制器，用于调制所述结构光，以输出结构光或泛光；所述投影镜头，用于将入射的所述多束结构光或泛光穿透所述显示区域照射到待拍摄物体上；

83、所述成像模块包括灯镜、接收镜头以及光探测器阵列；所述光探测器阵列包括多个呈阵列分布的光探测器；所述灯镜，用于通过透光区域接收所述待拍摄物体反射的所述多束激光或泛光，并在光阑处收缩至最窄后，发散投射至接收镜头；所述接收镜头，用于将同一角度入射的平行多束激光或泛光会聚在位于接收镜头焦平面的光探测器上；所述光探测器阵列，用于接收所述多束激光生成光斑图案，并根据所述光斑图案获得所述待拍摄物体表面的深度图像，或根据接收到的所述待拍摄物体反射的泛光获得所述待拍摄物体表面的二维图像。

84、优选地，所述透光区域设置有红外膜层；

85、所述灯镜，用于依次通过透光区域、红外膜层接收所述待拍摄物体反射的所述多束激光或泛光，并在光阑处收缩至最窄后，发散投射至所述接收镜头。

86、优选地，所述接收镜头包括第一透镜、第二透镜以及镜筒；

87、所述第一透镜、第二透镜顺次设置在所述镜筒的出光侧；所述灯镜设置在所述镜筒的入光侧；

88、所述第二透镜，用于将所述灯镜投射的所述多束激光或泛光会聚后投射至所述第一透镜的入光面；

89、所述第一透镜，用于将所述第二透镜投射的所述多束激光或泛光再次会聚后投射至所述光探测器阵列上。

90、优选地，所述灯镜的出光侧设置有一凹形的出光口；

91、所述出光口的底面为出光面；所述出光面为凸面；所述接收镜头的光阑设置在所述凸面上；

92、所述出光面，用于使得入射的所述多束激光或泛光发散出射。

93、优选地，所述激光器模块包括位于所述结构光投射器和所述投影镜头之间的分光器件；

94、所述结构光投射器采用激光器阵列，用于投射点阵激光；

95、所述分光器件位于所述激光器阵列的出光侧，用于将所述点阵激光分成随机分布的多束激光。

96、优选地，所述结构光投射器包括位于所述激光器模块和所述显示基板之间的边发射激光器、准直镜头、反射器件以及分光器件；

97、所述边发射激光器，用于向所述准直镜头投射激光；

98、所述准直镜头位于所述边发射激光器的出光侧，用于对入射的所述激光进行准直，并出射准直光束；

99、所述反射器件位于所述准直镜头的出光侧，用于将所述准直光束折转后投射至所述分光器件；

100、所述分光器件位于所述反射器件的出光侧，用于将所述反射器件投射的准直光束分成随机分布的多束激光。

101、优选地，所述深度相机模组包括与所述激光器模块和所述成像模块相连的驱动电路；

102、所述驱动电路，用于控制所述激光器模块和所述成像模块同时开启或关闭，并通过控制所述激光器模块的驱动电流控制所述激光器模块的输出光功率。

103、优选地，所述深度相机模组包括处理模块；所述3d摄像模组还包括2d成像模组；

104、所述2d成像模组用于拍摄所述待拍摄物体的2d图像；

105、所述处理模块，用于根据所述深度图像和所述2d图像得到所述待拍摄物体的3d图像。

106、优选地，所述光路调制器为液晶调制器；

107、所述液晶调制器包括：相对设置的第一基板和第二基板；

108、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

109、其中，通过控制所述液晶层中液晶的偏转，以使所述液晶层处于透明状态或扩散状态；

110、所述液晶层处于透明状态时，所述结构光投射器通过所述光路调制器投射结构光；所述液晶层处于扩散状态时，所述结构光投射器通过所述光路调制器投射泛光。

111、根据本发明提供的电子设备，其特征在于，包括所述的显示装置。

112、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

113、本发明投影镜头通过透镜组件的第一透镜、第二透镜将光线汇聚至灯镜上，且使光阑位于灯镜入光面上，使装有投影镜头的深度相机模组适合安装在狭小的缝隙内，而不会被遮挡fov，如实现本发明在窄边框屏幕(黑色矩阵区域较窄屏幕)上的应用，且还可以能够使灯镜贴紧手机玻璃盖板，起到防尘作用；

114、本发明所提供的具有3d摄像模组的显示装置和电子设备，将深度相机模组设置在显示基板的黑色矩阵区域背光侧，从而不需要在显示装置的顶部设置非显示区即留海区，来安装深度相机模组，进而不会影响显示装置的美观和全面屏体验；

115、本发明中在黑色矩阵区域的透光区域设置红外膜层，该红外膜层能够透过红外光从而不会影响深度相机模组的工作，但是可见光无法穿越红外膜层，保证了黑色矩阵区域的完整性，不影响显示屏幕的美观。