CN111212159A - 终端设备 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种终端设备。该终端设备包括：显示屏；距离感应组件，距离感应组件位于显示屏的下方，距离感应组件包括：发射部件，用于向显示屏方向发射周期性激光信号；接收部件，用于接收激光信号经过物体反射后的反射信号，处理部件，用于确定当前周期接收到的反射信号以及反射信号的反射能量，根据反射能量，从反射信号中选择用于距离计算的反射信号，并根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到用于距离计算的反射信号时的第二时间，计算距离，距离用于表示待检测物体到距离感应组件的距离。本公开实施例的终端设备无需在显示屏上开孔，便能通过距离感应组件较准确地计算得到待检测物体到距离感应组件的距离。

Description

终端设备
技术领域
本公开涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种终端设备。
背景技术
随着终端设备的不断发展，全面屏(终端设备正面显示屏具有超高屏占比，例如，手机显示屏四个边框采用无边框设计，近乎100％屏占比等)已经成为终端设备外观的发展趋势。然而，相关技术中，需要在终端设备显示屏上开孔，才能保证距离传感器较准确地测量距离，影响终端设备全面屏的实现。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种终端设备。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种终端设备，包括：
显示屏；
距离感应组件，所述距离感应组件位于所述显示屏的下方，所述距离感应组件包括：
发射部件，用于向所述显示屏方向发射周期性激光信号；
接收部件，用于接收激光信号经过物体反射后的反射信号；
处理部件，用于确定当前周期接收到的反射信号以及反射信号的反射能量，根据所述反射能量，从所述反射信号中选择用于距离计算的反射信号，并根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到所述用于距离计算的反射信号时的第二时间，计算距离，所述距离用于表示待检测物体到所述距离感应组件的距离。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于根据当前周期接收到的各反射信号、当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到各反射信号的接收时间，确定各反射信号的反射能量，将具有最大反射能量的反射信号确定为用于距离计算的反射信号。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于确定所述第一时间与所述第二时间的时间差，并根据所述时间差，计算距离。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于将当前周期内接收到的第一个反射信号的反射能量确定为参考能量。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于在当前周期内仅接收到所述第一个反射信号，且所述参考能量大于或等于能量阈值时，校准所述参考能量。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于根据当前周期各反射信号的反射能量，确定各反射能量的权重，并在所述反射能量中的参考能量的权重大于或等于权重阈值时，调整所述参考能量的权重。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到反射信号的接收时间，确定反射信号的反射能量。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述发射部件包括垂直腔面发射VCSEL激光器。
对于以上终端设备，在一种可能的实现方式中，所述显示屏为全面屏。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过在终端设备显示屏的下方设置包括发射激光信号的发射部件和接收反射信号的接收部件的距离感应组件，通过处理部件确定当前周期接收到的反射信号以及反射信号的反射能量，根据所述反射能量，从所述反射信号中选择用于距离计算的反射信号，并根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到所述用于距离计算的反射信号时的第二时间，计算待检测物体到所述距离感应组件的距离，从而实现无需在终端设备显示屏上开孔，便能通过距离感应组件较准确地计算得到待检测物体到距离感应组件的距离。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。
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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。如图1、图2所示，该终端设备1包括：
显示屏11；
距离感应组件12，所述距离感应组件12位于所述显示屏11的下方，所述距离感应组件12包括：
发射部件，用于向所述显示屏11方向发射周期性激光信号；
接收部件，用于接收激光信号经过物体反射后的反射信号；
处理部件，用于确定当前周期接收到的反射信号以及反射信号的反射能量，根据所述反射能量，从所述反射信号中选择用于距离计算的反射信号，并根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到所述用于距离计算的反射信号时的第二时间，计算距离，所述距离用于表示待检测物体到所述距离感应组件12的距离。
根据本公开实施例，实现无需在终端设备显示屏上开孔，便能通过距离感应组件较准确地计算得到待检测物体到距离感应组件的距离。另外，本公开实施例终端设备的距离感应组件对终端设备显示屏的结构以及通过率要求较低，例如，无需显示屏开孔、无需显示屏具有较高通过率即可较准确地确定距离，从而使得终端设备的结构和外观设计的复杂度较低，进而降低工艺难度。
在一种可能的实现方式中，终端设备可以是手机、平板电脑等任意设备，距离感应组件可以为近距离传感器等，待检测物体可为距离感应组件确定的靠近终端设备的物体，例如，人的耳朵等。以下为了便于说明，以手机作为终端设备的例子。
在一种可能的实现方式中，所述显示屏为全面屏。
举例来说，手机的正面显示屏为全面屏，例如，如图1所示，手机显示屏11四个边框采用无边框设计，显示屏11上没有开孔，近乎100％屏占比。这样，可以保证终端设备具有结构简单、美观度高、科技感强等特点。本公开对终端设备显示屏的具体结构和形式不作限制。
在一种可能的实现方式中，如图1、图2所示，距离感应组件12位于显示屏11的下方。举例来说，该距离感应组件12可位于显示屏11左上部区域的下方。这样，用户在通过终端设备进行通话时，该距离感应组件的位置较接近用户的耳朵，以提高测距准确度。本公开对距离感应组件的具体位置不作限制。
在一种可能的实现方式中，距离感应组件可以包括发射部件、接收部件以及处理部件。其中，所述发射部件可以包括垂直腔面发射VCSEL激光器。VCSEL激光器发出的激光具有发散角度小、能量积聚密度大、穿透能力强等特点，以保证位于全面屏下的距离感应组件发射出的光线可以较好地穿透显示屏，并用于计算距离。本公开对发射部件包括的激光器的种类不作限制。
其中，接收部件可用于接收激光信号经过物体反射后的反射信号。举例来说，接收部件可以包括各类光信号探测器，例如，单光子雪崩二极管SPAD(Single PhotonAvalanche Diode)。本公开对接收部件的种类不作限制。应理解，当前周期发射部件发射1次激光信号，因光具有较大的传播速度，所以发射出去的激光信号在一个发射周期内可能遇到多个物体，并反射回多个反射信号被接收部件接收，本公开对当前周期接收到的反射信号的数量不作限制。
其中，处理部件，用于确定当前周期接收到的反射信号以及反射信号的反射能量，根据所述反射能量，从所述反射信号中选择用于距离计算的反射信号，并根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到所述用于距离计算的反射信号时的第二时间，计算距离，所述距离用于表示待检测物体到所述距离感应组件12的距离。
图3是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到反射信号的接收时间，确定反射信号的反射能量。
举例来说，如图3所示，距离感应组件12的发射部件121向显示屏方向发射周期性激光信号。例如，在当前周期内，发射部件121在t0时刻(第一时间)发射激光信号。发射出去的激光信号会遇到显示屏11(例如，位于距离感应组件12上方的显示屏11)。部分激光信号(反射信号)会被显示屏11反射回来，并被距离感应组件12的接收部件122接收，例如，接收到反射信号的接收时间为t1时刻。处理部件确定当前周期接收到的反射信号以及该反射信号的反射能量。
在一种可能的实现方式中，处理部件可以根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到反射信号的接收时间，确定该反射信号的反射能量。
下面给出一个示例性的反射信号的反射能量的确定公式(1)
Figure BDA0001874760350000041
在公式(1)中，e1表示反射信号的反射能量，t0表示当前周期发射激光信号的第一时间，t1表示接收到反射信号的接收时间，f1(x)表示接收到的反射信号。
通过这种方式，可以确定距离感应组件接收到的反射信号的反射能量。本公开对确定反射信号的反射能量的方式不作限制。
在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于根据当前周期接收到的各反射信号、当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到各反射信号的接收时间，确定各反射信号的反射能量，将具有最大反射能量的反射信号确定为用于距离计算的反射信号。
举例来说，如前文所述，发射出去的激光信号遇到显示屏后，部分激光信号(反射信号)会被显示屏反射回来。其他激光信号穿透显示屏后发射出去，可能遇到其他物体。例如，人的耳朵等，并被其他物体反射回来。此时，接收部件在当前周期内可能接收到激光信号经过多个物体反射后的多个反射信号。
下面给出一个示例性的第n个反射信号的反射能量的确定公式(2)
Figure BDA0001874760350000051
在公式(2)中，en表示第n个反射信号的反射能量，t0表示当前周期发射激光信号的第一时间，tn表示接收到第n个反射信号的接收时间，fn(x)表示接收到的第n个反射信号，其中，n为正整数。
这样，可以根据当前周期接收到的各反射信号、当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到各反射信号的接收时间，确定各反射信号的反射能量。
在一种可能的实现方式中，处理部件可以将具有最大反射能量的反射信号确定为用于距离计算的反射信号。
举例来说，在当前周期内发射出一次激光信号，并接收到n个反射信号，可以根据上述公式分别确定n个反射信号的反射能量。处理部件可以将具有最大反射能量的反射信号确定为用于距离计算的反射信号。
这样，可以确定用于距离计算的反射信号，将最大反射能量的反射信号确定为用于距离计算的反射信号，可以保证较准确地计算出真正靠近终端设备(待检测物体)的距离。本公开对确定用于距离计算的反射信号的方式不作限制。
在一种可能的实现方式中，接收部件可能接收到的n个反射信号中，部分反射信号较弱。例如，在计算n个反射信号的反射能量时，部分反射信号是来自于较远处物体反射的信号，该部分反射信号较弱。此时，确定的该反射信号的反射能量可能小于反射能量阈值(例如，预设的可用于确定反射信号是否有效的能量值)，则可以忽略该次接收。这样，可以排除较弱的反射信号对有用信号的干扰，提高计算距离的准确度。
在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于确定所述第一时间与所述第二时间的时间差，并根据所述时间差，计算距离。
举例来说，当前周期内发射出一次激光信号，接收到2个反射信号(例如，包括t1时刻接收到的第一个反射信号和t2时刻接收到的第二个反射信号)，第一个反射信号的反射能量为e1，第二个反射信号的反射能量为e2。其中，e2＞e1，则可以将第二个反射信号确定为用于距离计算的反射信号。处理部件可以确定所述第一时间(例如，发射激光信号的第一时间t0)与所述第二时间(例如，接收到用于距离计算的第二个反射信号的第二时间t2)的时间差，并根据所述时间差，计算距离。
下面给出一个示例性的计算距离的公式(3)
Figure BDA0001874760350000061
在公式(3)中，d表示距离(待检测物体到距离感应组件的距离)，c表示光速，t0表示发射激光信号的第一时间，t2表示接收到用于距离计算的第二个反射信号的第二时间。
通过这种方式，可以确定待检测物体到距离感应组件的距离。本公开对计算距离的方式不作限制。
在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于将当前周期内接收到的第一个反射信号的反射能量确定为参考能量。
举例来说，处理部件可以将当前周期内接收到的第一个反射信号的反射能量确定为参考能量。如前文所述，接收部件当前周期接收到的第一个反射信号可能为激光信号经显示屏反射后，被接收部件接收的反射信号。该反射信号的能量为参考能量。其中，该参考能量为底噪，是距离感应组件发射的激光信号被终端设备显示屏(盖板玻璃)反射后形成的。应理解，存在多种可能影响到参考能量(底噪)的情况，例如，终端设备显示屏表面油污、距离感应组件周边结构变化等。过大的底噪会导致有用信号淹没于噪声中(信噪比较小)，影响距离感应组件测距的性能。这样，可以实时确定参考能量(底噪)。
在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于在当前周期内仅接收到所述第一个反射信号，且所述参考能量大于或等于能量阈值时，校准所述参考能量。
举例来说，处理部件在当前周期内仅接收到所述第一个反射信号，且所述参考能量大于或等于能量阈值时，可以校准所述参考能量。例如，终端设备被静止放于桌面上时，此时，该终端设备的传感器(例如，各类运动传感器等)输出的数据可以确定其状态。处理部件在当前周期内可能仅接收到第一个反射信号，并确定参考能量。在参考能量大于或等于能量阈值时(例如，能量阈值可以是终端设备出厂时确定的)，校准所述参考能量。例如，能量阈值为10能量单位，确定得到的参考能量为100能量单位，则可以通过将参考能量减去90能量单位来进行校准。
这样，可以实现实时检测并校正参考能量(底噪)，校准参考能量可以提高信噪比，保证距离计算的准确度。本公开对校准参考能量的方式不作限制。
在一种可能的实现方式中，所述处理部件，用于根据当前周期各反射信号的反射能量，确定各反射能量的权重，并在所述反射能量中的参考能量的权重大于或等于权重阈值时，调整所述参考能量的权重。
举例来说，可以根据当前周期各反射信号的反射能量，确定各反射能量的权重。例如，当前周期内发射出一次激光信号，接收到n个反射信号(例如，用户正在通过终端设备进行通话)，n个反射信号的反射能量为e1到en。
在一种可能的实现方式中，在对每一次接收到的反射信号进行反射能量计算的同时，可以根据本次接收到的反射能量，为该反射能量动态分配权重。例如，反射能量的权重可正比于反射能量，也即反射能量越大，则为该反射能量分配的权重越大。
下面给出一个示例性的反射能量的权重的确定公式(4)
Figure BDA0001874760350000071
在公式(4)中，wm表示第m个反射信号的反射能量的权重，em表示第m个反射信号的反射能量，e1表示第1个反射信号的反射能量，en表示第n个反射信号的反射能量，其中，n、m为正整数，n≥2，m的取值在1到n之间。
这样，能够确定各反射能量的权重，以根据各反射能量的权重监测参考能量(底噪)。本公开对反射能量权重的确定方式不作限制。
在一种可能的实现方式中，在所述反射能量中的参考能量的权重大于或等于权重阈值时，调整所述参考能量的权重。
举例来说，如前文所述，确定出的反射能量中包括参考能量(底噪)，在确定该参考能量的权重大于或等于权重阈值时，可以调整所述参考能量的权重。例如，通常确定出并记录的参考能量的权重为0.1到0.2之间，当前周期确定出的参考能量的权重为0.5，此时，可以调整参考能量的权重，例如，为参考能量赋予较小的权重。
这样，通过调整参考能量的权重，可以提高信噪比，降低参考能量对有用信号的干扰，保证距离计算的准确度。本公开对调整参考能量的权重的方式不作限制。
图4是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的示意图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图4，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：
显示屏；
距离感应组件，所述距离感应组件位于所述显示屏的下方，所述距离感应组件包括：
发射部件，用于向所述显示屏方向发射周期性激光信号；
接收部件，用于接收激光信号经过物体反射后的反射信号；
处理部件，用于确定当前周期接收到的反射信号以及反射信号的反射能量，根据所述反射能量，从所述反射信号中选择用于距离计算的反射信号，并根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到所述用于距离计算的反射信号时的第二时间，计算距离，所述距离用于表示待检测物体到所述距离感应组件的距离。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理部件，用于根据当前周期接收到的各反射信号、当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到各反射信号的接收时间，确定各反射信号的反射能量，将具有最大反射能量的反射信号确定为用于距离计算的反射信号。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理部件，用于确定所述第一时间与所述第二时间的时间差，并根据所述时间差，计算距离。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理部件，用于将当前周期内接收到的第一个反射信号的反射能量确定为参考能量。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述处理部件，用于在当前周期内仅接收到所述第一个反射信号，且所述参考能量大于或等于能量阈值时，校准所述参考能量。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述处理部件，用于根据当前周期各反射信号的反射能量，确定各反射能量的权重，并在所述反射能量中的参考能量的权重大于或等于权重阈值时，调整所述参考能量的权重。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理部件，用于根据当前周期发射激光信号的第一时间以及接收到反射信号的接收时间，确定反射信号的反射能量。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发射部件包括垂直腔面发射VCSEL激光器。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的设备，其特征在于，所述显示屏为全面屏。
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