CN110779557B - 一种传感器及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种传感器及设备,所述传感器包括光发射器、棱镜和透镜，所述棱镜设置在所述光发射器的前端，所述棱镜的入射面倾斜于所述第一信号光波的传播方向设置，使所述第一信号光波进入所述棱镜时分解为折射信号光波和反射信号光波，所述透镜设置在所述折射信号光波和所述反射信号光波传播至外界环境的光路上。通过上述技术方案，无需重复安装多个光发射器，有效的减少了光发射器的使用数量，有效释放手机内部的空间。

Description

一种传感器及设备
技术领域
本申请涉及光传感器领域，尤其涉及一种传感器及设备。
背景技术
智能手机之所以智能，除了便捷的通话和网络功能外，离不开智能手机上各种各样的传感器，比如红外遥控传感器，环境光传感器，距离传感器，加速传感器，陀螺仪，地磁传感器，气压传感器，心率传感器等等，这些传感器会同通话手机一起形成了现在成熟的智能手机系统。
在这些功能各异的传感器中，为了实现不同的功能，在手机壳体内部放置的位置不同，往往会重复多次的使用。例如，现有智能手机上具有红外遥感传感器、环境光传感器和距离传感器，各传感器的功能和在手机中放置的位置描述如下：
红外遥控传感器1，通过手机红外线发射传感器实现万能遥控器功能，可对一般家电进行控制，比如电视，空调，顶灯等。由于红外线存在一定的方向性，射线需要垂直投射在需控制的电器上才能更好的实现远程遥控，需要将红外发射器件放置在手机或遥控器顶部侧壁上，如图1所示。
距离传感器2，通过红外线的发射和接收，判断人体与手机之间的距离，对屏幕进行熄灭和开启。比如在手持通话中，手机屏幕会贴近耳朵和面部，传感器会熄灭屏幕，避免屏幕发热灼伤皮肤，同时避免皮肤对手机屏幕的误操作；通话结束手机远离面部后，传感器会同步开启屏幕。距离传感器主要应用在手持通话场景上，所以需要布置在手机正面，听筒两侧，如图一虚线位置，如图1所示。
红外遥控传感器需要在手机上端的侧壁发射红外线、而距离传感器则需要在手机正面同时发送和采集红外线数据，为了能很好的实现上述功能，需要在手机的不同区域安装两个红外线发射器。由于安装的位置不同导致传感器在多个区域的重复多次的使用，造成手机内部空间的浪费。
发明内容
鉴于目前传感器存在的上述不足，本申请提供一种传感器，能够有效的减少光发射器的使用数量，有效释放手机内部的空间。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
一种传感器，包括：
光发射器，用于发射第一信号光波；
棱镜，所述棱镜设置在所述光发射器的前端，所述棱镜的入射面倾斜于所述第一信号光波的传播方向设置，使所述第一信号光波进入所述棱镜时分解为折射信号光波和反射信号光波；
透镜，所述透镜设置在所述折射信号光波和所述反射信号光波传播至外界环境的光路上。
通过设置棱镜，将光发射器发射的第一信号光波分解成多个角度的折射信号光波和反射信号光波，折射信号光波和反射信号光波具有不同的传播方向，可以用于实现不同的功能，无需重复安装多个光发射器，有效的减少了光发射器的使用数量，有效释放手机内部的空间，其中，所述倾斜设置是指所述第一信号光波的传播方向与所述棱镜的入射面的夹角可以为大于0度且小于90度的任意角度。
优选的，所述棱镜的截面为多边形，其中，所述多边形优选为三角形、菱形或者梯形等。在多接收源的应用场景下，可以调整棱镜形状，使其第一信号光波具有多个反射与折射角度，实现广域的发射和接收。
优选的，所述棱镜的截面为等腰直角三角形。可以很好的将第一信号光波分解为两组出射的信号光波，即反射光波和折射光波。
优选的，所述第一信号光波的传播方向与所述棱镜的入射面的夹角为45度。可以很好的实现预设的出射方向在垂直方向上的折射信号光波和反射信号光波分解，使折射光波的出射方向与所述第一信号光波的传播方向一致，折射信号光波的出射方向与所述第一信号光波的传播方向垂直。
优选的，所述光发射器为红外光发射器、激光发射器，紫外光发射器、X-ray光发射器或者电磁波发射器中的一种，所述光发射器可以根据需要进行选择。
优选的，所述传感器还包括光接收器，所述外部环境的光波信号传播至所述光接收器的光路中设有透镜，所述光接收器所述光接收器用于采集光信号，并把所述光信号传输至处理模块。
优选的，所述光接收器为所述光接收器为红外光接收器、激光接收器、紫外光接收器、X-ray光接收器或者电磁波接收器种的一种，所述光接收器可以根据需要进行选择。
优选的，所述棱镜的材质为透明的塑料或者玻璃，其中，所述透明应作广义理解，只要光线能透射的状态都应理解为透明。
本申请还提供了一种设备，所述设备包括如上所述的传感器，所述设备可以为需要实现多个角度信号光波出射的任何设备，更优选的，所述设备为手机、平板电脑或者笔记本电脑，优选应用在电子设备上。
本申请实施的优点：本申请提供了一种传感器及设备,所述传感器包括光发射器、棱镜和透镜，所述棱镜设置在所述光发射器的前端，所述棱镜的入射面倾斜于所述第一信号光波的传播方向设置，使所述第一信号光波进入所述棱镜时分解为折射信号光波和反射信号光波，所述透镜设置在所述折射信号光波和所述反射信号光波传播至外界环境的光路上。通过上述技术方案，无需重复安装多个光发射器，有效的减少了光发射器的使用数量，有效释放手机内部的空间。
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为本申请背景技术所述的智能手机上红外线遥控传感器和距离传感器的安装位置示意图；
图2为本申请实施例所述的传感器的结构示意图；
图3为本申请实施例所述的传感器的在智能手机中一种使用状态示意图；
图4为本申请实施例所述的传感器的在智能手机中一种使用状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
如图1至图4所示，一种传感器，包括：
光发射器1，用于发射第一信号光波11；
棱镜2，所述棱镜2设置在所述光发射器1的前端，所述棱镜2的入射面倾斜于所述第一信号光波11的传播方向设置，使所述第一信号光波11进入所述棱镜2时分解为折射信号光波21和反射信号光波22；
透镜3，所述透镜3设置在所述折射信号光波21和所述反射信号光波22传播至外界环境的光路上。在具体的应用过程中，所述透镜3与壳体固定连接，防止外部环境中的空气和水分进入壳体。
通过设置棱镜2，将光发射器1发射的第一信号光波11分解成多个角度的折射信号光波21和反射信号光波22，折射信号光波21和反射信号光波22具有不同的传播方向，可以用于实现不同的功能，无需重复安装多个光发射器1，有效的减少了光发射器1的使用数量，有效释放手机内部的空间，其中，所述第一信号光波11的传播方向与所述棱镜2的入射面的夹角可以为大于0度且小于90度的任意角度，优选将所述夹角设置在15～75度之间。
所述棱镜2的截面形状可以根据折射信号光波21和反射信号光波22为实现相应功能预设的出射方向进行设置。在本申请的部分实施例中，所述棱镜2的截面可以为多边形，其中，所述多边形可以为三角形、菱形或者梯形等；
如果出射的信号光波只有两组，所述棱镜2设置为截面为等腰直角三角形。所述第一信号光波11的传播方向与所述棱镜2的入射面的夹角可以根据反射信号光波22和折射信号光波21出射的具体方向进行调节，为了使出射的效果根号，所述第一信号光波11的传播方向与所述棱镜2的入射面的夹角的最好位于45度左右，最好为45度，即垂直反射。例如，当所述第一信号光波11的传播方向与所述棱镜2的入射面的夹角为45度。可以很好的实现预设的出射方向在垂直方向上的折射信号光波21和反射信号光波22分解，使折射光波的出射方向与所述第一信号光波11的传播方向一致，折射信号光波21的出射方向与所述第一信号光波11的传播方向垂直，其中，垂直的出射方向可以是如图3所示的智能手机的上端侧壁与左侧或者右侧的侧壁，也可以是如图4所示的智能手机的上端侧壁与手机的正面。
在本申请的实施例中，所述光发射器1可以为多种类型的光发射器1，所述光发射器1可以为红外光发射器、激光发射器，紫外光发射器、X-ray光发射器或者电磁波发射器中的一种
在本申请的部分实施例中，所述传感器还包括光接收器，所述外部环境的光波信号传播至所述光接收器的光路中设有透镜3，所述光接收器用于采集光信号，并把所述光信号传输至处理模块；所述光接收器可以为多种类型的光接收器，例如，可以为红外光接收器、激光接收器、紫外光接收器、X-ray光接收器或者电磁波接收器种的一种。
在本申请的实施例中，所述棱镜2的材质为透明的塑料或者玻璃，其中，所述透明应作广义理解，只要光线能透射的状态都应理解为透明。
本申请还提供了一种设备，所述设备包括如上所述的传感器，所述设备可以为需要实现多个角度信号光波出射的任何设备，优选为电子设备，例如，所述设备为手机、平板电脑或者笔记本电脑。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本申请公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种传感器，其特征在于，包括：
光发射器，用于发射第一信号光波；所述光发射器用于对家电进行控制和通过判断人体与手机的距离从而控制手机屏幕的开启和熄灭；
棱镜，所述棱镜设置在所述光发射器的前端，所述棱镜的入射面倾斜于所述第一信号光波的传播方向设置，使所述第一信号光波进入所述棱镜时分解为折射信号光波和反射信号光波；
透镜，所述透镜设置在所述折射信号光波和所述反射信号光波传播至外界环境的光路上；所述透镜为平面镜，保持透镜入射前的入射光线与出射光线处于同一直线上；
所述棱镜的截面为三角形、菱形或者梯形。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述三角形为等腰直角三角形。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述等腰直角三角形的一条直角边与所述第一信号光波的传播方向平行设置。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述第一信号光波的传播方向与所述棱镜的入射面的夹角为45度。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述光发射器为红外光发射器、激光发射器，紫外光发射器、X-ray光发射器或者电磁波发射器中的一种。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括光接收器，所述外界环境的光波信号传播至所述光接收器的光路中设有透镜。
7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述光接收器为红外光接收器、激光接收器、紫外光接收器、X-ray光接收器或者电磁波接收器种的一种。
8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述棱镜的材质为透明的塑料或者玻璃。
9.一种设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1-8任一项所述的传感器。
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