CN111708242B

CN111708242B - 光学距离传感器、信号处理电路、方法及电子设备

Info

Publication number: CN111708242B
Application number: CN202010432861.2A
Authority: CN
Inventors: 李�根
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2040-05-20
Also published as: CN111708242A

Abstract

本发明实施例提供一种光学距离传感器、信号处理电路、信号处理方法和电子设备，光学距离传感器包括发射器、接收器和调制器；发射器和接收器并列设置，发射器的发射端和接收器的接收端朝向同一侧，接收器用于接收发射器的发射光线对应的反射光线；调制器设置于发射光线的传播路径上；调制器包括依次层叠的第一电极层、电致变色层、离子导电层、离子贮藏层和第二电极层，其中，第一电极层和第二电极层用于与电源的电极电连接。本发明可实现电致变色层在离子注入态和离子抽离态之间切换，调节与电致变色层对应频段光线的透过率，实现对发射出的光线的信号的调制，可提高对于结构公差、盖板玻璃透过率等不利因素的容许范围，提升传感器监测准确性。

Description

光学距离传感器、信号处理电路、方法及电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光学距离传感器、信号处理电路、信号处理方法及电子设备。

背景技术

目前在各类电子设备中对于距离的感应已成为产品的标配，实现距离感应功能的方式通常采用光线传感器。如图1所示，光线传感器的发射端10发射光线，接收端11接收反射光线。在传感器上方无遮挡的情况下，接收端11会接收到一部分来自于盖板玻璃的反射光(如图1的实线路径)，这部分反射光被称为底噪。在传感器上方有遮挡的情况下，接收端11会接收到来自障碍物的反射光(如图1的虚线路径)，这部分反射光可称之为物体反射光。因此，现有技术中可以通过判断物体反射光与底噪的差值来判断是否有物体靠近光线传感器。若差值大于零，则认为有物体靠近光线传感器。

为了达到更好的性能，上述差值和底噪之间的比例即信噪比SNR(Signal NoiseRatio)需要尽量大。然而，又因为上述盖板玻璃反射路径的存在，在电子设备量产时，由于结构公差、盖板玻璃透过率等因素，盖板玻璃反射路径的能量无法预估，会使底噪分布在较广的范围内，使得SNR小于原设计值，导致光线传感器出现错误的判断，其监测准确性下降甚至失效。

发明内容

本发明实施例提供一种光学距离传感器、信号处理电路、方法及电子设备，能够解决目前光线传感器容易出现误判，监测准确性下降甚至失效的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种光学距离传感器，应用于电子设备，所述光学距离传感器包括发射器、接收器和调制器；

所述发射器和所述接收器并列设置，所述发射器的发射端和所述接收器的接收端朝向同一侧，所述接收器用于接收所述发射器的发射光线对应的反射光线；

所述调制器设置于所述发射光线的传播路径上；

所述调制器包括依次层叠的第一电极层、电致变色层、离子导电层、离子贮藏层和第二电极层，其中，所述第一电极层和所述第二电极层用于与电源的电极电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种信号处理电路，其特征在于，所述信号处理电路包括电源、触发器和上述任一种光学距离传感器；

所述电源与所述调制器电连接；

所述触发器用于切换所述电源与所述调制器的连接方式，以控制所述调制器发出调制信号对载波信号进行调制；

所述接收器设置有积分电路，所述积分电路用于产生振荡信号并对所述载波信号和所述振荡信号进行积分处理。

第三方面，本发明实施例还提供了一种信号处理方法，所述方法用于上述任一种信号处理电路，所述方法包括：

切换所述电源与所述调制器的连接方式，以发出调制信号对载波信号进行调制，其中，所述连接方式包括第一连接方式或与所述第一连接方式相反的第二连接方式；

接收所述载波信号和振荡信号，其中，所述载波信号包括底噪信号和目标信号，所述目标信号为发射信号经过所述调制信号调制后遇到障碍物产生的反射信号；

对所述载波信号和所述振荡信号进行积分处理得到低频信号；

将所述低频信号归一化得到缩放信号；

确定所述缩放信号与所述调制信号的误码率；

在所述误码率大于预设阈值的情况下，输出第一结果为所述障碍物远离所述光学距离传感器；在所述误码率不大于预设阈值的情况下，输出第二结果为所述障碍物靠近所述光学距离传感器。

第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括显示屏和上述任一种光学距离传感器；

所述发射器和所述接收器均设置于所述显示屏的背光侧；

所述调制器嵌设于所述显示屏的分层结构中，或所述调制器层叠设置于所述显示屏的发光侧。

第五方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第三方面所述的信号处理方法的步骤。

在本发明实施例中，通过在光学距离传感器的发射器的发射光线的传播路径上设置调制器，该调制器包括用于与电源的电极电连接的第一电极层和所述第二电极层，以及层叠设置于第一电极层与第二电极层之间的电致变色层、离子导电层、离子贮藏层。从而，可通过切换调制器与电源之间的正反接方式，实现电致变色层在离子注入态和离子抽离态之间切换，调节与电致变色层对应频段光线的透过率，实现对发射出的光线的信号的调制，可提高对于结构公差、盖板玻璃透过率等不利因素的容许范围，提升传感器监测准确性。

附图说明

图1表示现有技术的一种光学距离传感器的光路示意图；

图2表示本发明实施例提供的一种光学距离传感器的光路示意图；

图3表示本发明实施例提供的一种调制器的分层结构示意图；

图4表示本发明实施例提供的另一种调制器的分层结构示意图；

图5表示本发明实施例提供的一种信号处理电路的原理框图；

图6表示本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程图；

图7表示本发明实施例提供的一种电子设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例一

参见图2和图3，示出了本发明实施例提供的一种光学距离传感器，该光学距离传感器用于电子设备，在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

所述光学距离传感器包括发射器20、接收器21和调制器22；

所述发射器20和所述接收器21并列设置，所述发射器20的发射端和所述接收器21的接收端朝向同一侧，所述接收器21用于接收所述发射器20的发射光线对应的反射光线；

所述调制器22设置于所述发射光线的传播路径上；

所述调制器22包括依次层叠的第一电极层221、电致变色层222、离子导电层223、离子贮藏层224和第二电极层225，其中，所述第一电极层221和所述第二电极层225用于与电源的电极电连接。

具体而言，如图2所示，相较于传统的光学距离传感器，本发明实施例所提供的光学距离传感器，不光包括作为光源发出发射光线的发射器20、接收发射器20的发射光线对应的反射光线的接收器21，还包括设置在发射光线的传播路径上的调制器22。发射器20和接收器21并列设置，发射器20的发射端和接收器21的接收端朝向同一侧，从而，发射光线经过反射之后可以被接收器21的接收端所接收处理。由于调制器22设置于发射光线的传播路径上，因此，反射光线中的一部分是来自于经过调制后的发射光线所反射的。

如图3所示，示出了调制器22的分层结构示意，图3中，上下两侧分别为第一电极层221和第二电极层225，第一电极层221和第二电极层225可以为导电胶水或透明导电薄膜，分别用于与电源的正负极电连接，向调制器22供电。需要说明的是，第一电极层221连接电源正极，第二电极层225连接电源负极或者第一电极层221连接电源负极，第二电极层225连接电源正极均可以，两种不同的连接方式可以改变电致变色层222的状态在离子注入态和离子抽离态之间变化，电致变色层222在不同的通电状态下具有不同的透光率，两种不同的通电状态，使得需要调制的光线的透过率不同。离子贮藏层224用来提供带电离子给电致变色层222。离子导电层223则实现电致变色层222和离子贮藏层224之间离子的运输。关于调制器22中离子的运输，可参见电化学领域的理论，此处不再赘述。当在第一电极层221和第二电极层225上施加电信号时，层间的离子运动使得调制器22在正接电源与反接电源时分别具有不同的状态，在离子注入态时，透光率低，在离子抽离态时，透光率高，从而达到对透光率的调节。

可选地，所述发射器20为红外光线发射器，所述接收器21为红外接收器。

具体而言，在本发明实施例中，上述发射器20可以为使用较为广泛、技术成熟、成本低廉的发射红外光线的红外光线发射器，那么相应的调制器22对红外光进行调制。可以理解的是，当发射器20为红外光线发射器时，接收器21可以为专门接收红外光的红外接收器，也可以为接收频段较宽的通用接收器，本领域技术人员可根据实际需求灵活自主选择接收器21的类型。当然，本领域技术人员完全可以根据实际需求出发自主选择其它频率的光线，本发明实施例对此不做约束。

可选地，所述电致变色层222为氧化钨层，所述离子导电层223为五氧化二钽层，所述离子贮藏层224为氧化镍层。

具体而言，当发射器20为红外光线发射器时，为了对红外光线进行调制，可以使用氧化钨材料作为电致变色层222，使用五氧化二钽材料作为离子导电层223，使用氧化镍作为离子贮藏层224。加电反应前氧化钨对应的的电致变色层222处于近乎透明的离子抽离态。加电压发生反应时，因为得到来自离子贮藏层224的氢离子和来自电极的电子，氧化钨被还原生成钨青铜而变成蓝色，电致变色层222处于透过率较低的离子注入态。当对处于离子注入态的蓝色玻璃施加反向电压时，电子和氢离子从钨青铜中脱出，分别通过原来的路径回到离子贮藏层224。这样，蓝色的钨青铜又变回到透明的氧化钨，完成一个变色循环。因此可以通过上述材料组成的调制器对红外光线调制。可以理解的是，若需要对其它频率的光线进行调制，只需依据电化学反应原理所形成的变色效果更换适配的材料即可，本发明实施例对此不做限定。

可选地，参照图4，所述调制器22还包括第一玻璃层226和第二玻璃层227；

所述第一玻璃层226设置在所述第一电极层221远离所述电致变色层222的一侧，所述第二玻璃层227设置在所述第二电极层225远离所述电致变色层222的一侧。

具体而言，如图4所示，为了保护调制器22的分层结构，还可在第一电极层221和第二电极层225的远离电致变色层222的外侧分别设置第一玻璃层226和第二玻璃层227。该第一玻璃层226和第二玻璃层227可选用与显示屏所用的盖板玻璃相同的材质，以避免不同材质玻璃导致折射引起光路的变化。

实施例二

参见图5，示出了本发明实施例提供的一种信号处理电路的原理框图，在该信号处理电路中，包括电源30，触发器31和实施例一所述的光学距离传感器。

所述电源30与所述调制器22电连接；

所述触发器31用于切换所述电源30与所述调制器22的连接方式，以控制所述调制器22发出调制信号对载波信号进行调制；

所述接收器21设置有积分电路211，所述积分电路211用于产生振荡信号并对所述载波信号和所述振荡信号进行积分处理。

具体而言，光学距离传感器在上电的情况下，发射器20可以持续发射光信号，接收器21可以对反射信号持续接收，所接收到的反射信号要么是纯粹底噪信号，要么携带有障碍物反射的反射信号。如图5所示，电源30与调制器22电连接，向调制器22的第一电极层221和第二电极层225施加正向电压或反向电压。可以理解的是，为调制器22的电源30与光学距离传感器的电源可以为同一个电源，也可为不同的电源模块。

由于调制器22在不同的上电情况下，具有不同的透光率，为了动态调节透光率，对载波信号进行调制，可使用触发器31切换电源30与调制器22的连接方式，以控制调制器22发出调制信号对载波信号进行调制。公知的是，触发器是具有记忆功能的单元电路，由门电路构成，专门用来接收存储输出0、1代码，0和1分别用于表示两个不同的状态。触发器31则可以按照固定的时序定时循环触发电源30，或者用特定的循环二进制码触发电源30。比如，若用0表示电极正接处于触发状态，用1表示电极反接处于非触发状态。那么可以设定触发器31以预设的循环二进制码如0110110对电源30进行触发，则电源30与调制器22在按照0110110的规律在正接和反接两种状态之间变换，即可实现对穿过调制器22的光线进行调制。其中0110110所表示的二进制码信号即调制信号，发射器20发出的光线即需要被调制的载波信号。

在接收器21一侧设置有积分电路，可对接收器21所接收到的所有信号进行积分处理，积分电路中会产生一个振荡信号，积分电路还用于对载波信号与振荡信号进行积分处理，以消除载波信号中底噪信号的成分。

可选地，参照图5，所述积分电路211包括级联的光电转换器2111、同步振荡器2112、锁相环电路2113、乘法器2114和低通滤波器2115；

所述光电转换器2111的输出端与所述乘法器2114的输入端电连接，所述同步振荡器2112的输出端与所述乘法器2114的输入端电连接，所述锁相环电路2113的输出端与所述同步振荡器2112的输入端电连接，所述乘法器2114的输出端与所述低通滤波器2115的输入端电连接；所述光电转换器2111输出的载波信号与所述同步振荡器2112输出的振荡信号输入至所述乘法器2114中相乘，所述乘法器2114的输出信号输入至所述低通滤波器2115经过滤波输出低频信号，所述锁相环电路2113用于锁定所述同步振荡器2112的振荡信号的相位。

具体而言，如图5给出的积分电路的原理框图，该积分电路211中包括级联的光电转换器2111、同步振荡器2112、锁相环电路2113、乘法器2114和低通滤波器2115。可以理解的是，光电转换器2111为信号的输入端口，可将接收到的光信号转换为需要处理的电信号。光电转换器2111的输出端与乘法器2114的输入端电连接，光电转换器2111用于输出载波信号至乘法器2114中。同步振荡器2112、锁相环电路2113、乘法器2114和低通滤波器2115均为常规电容、电阻、三极管等电子元器件组成的电路单元，比如，同步振荡器2112可以是LC振荡电路或RC振荡电路，锁相环电路2113可以包括鉴相器、回路滤波器和电压控制振荡器，乘法器2114可以通过与、或、非等基本逻辑组合而构建。同步振荡器2112的输出端与乘法器2114的输入端电连接，同步振荡器2112用于输出振荡信号至乘法器2114中。锁相环电路2113的输出端与同步振荡器2112的输入端电连接，在输出振荡信号时，锁相环电路2113锁定同步振荡器2112的振荡信号的相位。载波信号和振荡信号输入到乘法器2114中相乘。低通滤波器2115则为可以使用常见的电容、电阻等形成的滤波电路，用于过滤掉高频信号。乘法器2114的输出信号输入至低通滤波器2115，低通滤波器2115对信号进行滤波输出可得到低频信号。可选地，所述连接方式包括第一连接方式或第二连接方式，所述第一连接方式为所述第一电极层221与所述电源30的正极电连接，所述第二电极层225与所述电源30的负极电连接；所述第二连接方式为所述第一电极层221与所述电源30的负极电连接，所述第二电极层225与所述电源30的正极电连接；

所述触发器31用于控制所述第一连接方式和所述第二连接切换，以控制所述调制器22发出调制信号；

其中，在所述第一连接方式下，所述电致变色层222处于离子注入态或离子抽离态中一种状态，在所述第二连接方式下，所述电致变色层222处于离子注入或离子抽离态中另一种状态，所述调制器22在所述离子注入态和所述离子抽离态时具有不同的透光率。

具体而言，信号的调制即就是将发射器发出的发射光线，通过调制器22的干预，按照调制器22发出的调制信号的幅度、频率进行传输。调制信号的幅度、频率又受到施加在其电极上的电信号的影响，因此，需要通过触发器31使得电源30与调制器22的连接方式在正接与反接之间变换，从而产生预设规律的调制信号，该预设规律即触发器31对应的二进制码。

当电源与调制器在两种不同的连接方式切换时，可以改变电致变色层222的状态在离子注入态和离子抽离态之间变化，电致变色层222在不同的通电状态下具有不同的透光率，两种不同的通电状态，使得需要调制的光线的透过率不同。

需要说明的是，本发明实施例给出的是一种对信号进行ASK(幅移键控)调制的调制方式，实际中，还可采用晶体对红外光线进行调制，其基于频率进行调制，抗干扰性更强，效率更高，需要在发射器一端进行适应性改进。

下面结合一具体的示例对本发明实施例中信号处理电路的工作原理进行解释：

假设红外发射器按照公式(1)的余弦波形，发出发射光，即为载波信号S，其表达式为：

其中，A为振幅，ω为频率，

为相位。

触发器31按照预设的二进制码I＝[0110110]控制电源30与调制器22在按照0110110的规律在正接和反接两种状态之间变换，达到对载波信号S的调制。

如图2所示，载波信号S的一部分信号S₁直接在盖板玻璃的反射作用下反射到接收器21中，载波信号S的另一部分信号S₂穿过调制器22在遇到障碍物后反射到接收器21中，即可得到公式(2)：

其中，A₁为S₁的振幅，ω为频率，

为S₁的相位。

由于仅有S₂信号穿过调制器22，所以经过调制后的信号S₂为公式(3)：

其中，I＝[0110110]，A₂为S₂的振幅，ω为频率，

为S₂的相位。

在接收器21的接收端，则同时接收到S₁和S₂，光电转换器2111所接收到的光信号转换为电信号，可视为S₁+S₂。信号S₁+S₂与同步振荡器2112产生的一个振荡信号

相乘，并且经过低通滤波器2115对于其中高频信号的滤除，可以得到滤波后的信号为公式(4)：

可见，只需要使得

即可消除上式中表示信号S₁的成分

具体的，可以

可以在光线传感器前方无障碍物调试校准时即可获得，从而便可相应确定

进而通过锁相环电路2113控制同步振荡器2112产生的振荡信号

由此，便可以得到不包含底噪信号S₁的输出信号为公式(5)：

在本发明实施例中，通过在光学距离传感器的发射器的发射光线的传播路径上设置调制器，该调制器包括用于与电源的电极电连接的第一电极层和所述第二电极层，以及层叠设置于第一电极层与第二电极层之间的电致变色层、离子导电层、离子贮藏层。从而，可通过切换调制器与电源之间的正反接方式，实现电致变色层在离子注入态和离子抽离态之间切换，调节与电致变色层对应频段光线的透过率，实现对发射出的光线的信号的调制。并且通过接收器一侧的积分电路的处理，可以将底噪信号和有效反射信号分离，并消除反射信号中的底噪信号，从而削弱信噪比对于光学传感器的精确性的影响程度，减小光学传感器对信噪比的依赖。

实施例三

参照图6，示出了一种信号处理方法，所述方法用于实施例二所述的信号处理电路，所述方法包括：

步骤101，切换所述电源与所述调制器的连接方式，以控制所述调制器发出调制信号对载波信号进行调制，其中，所述连接方式包括第一连接方式或与所述第一连接方式相反的第二连接方式。

在信号处理的过程中，发射器发出的光线即需要被调制的载波信号，调制信号则由与电源电连接的调制器生成，当电源与调制器的连接方式在两个相反的第一连接方式和第二连接方式之间交替切换时，基于调制器的电化学特性，可实现调制器的透光率的改变。此时，发射器20发出的光线信号在穿过调制器时即被调制信号调制。

步骤102，接收所述载波信号和振荡信号，其中，所述载波信号包括底噪信号和目标信号，所述目标信号为发射信号经过所述调制信号调制后遇到障碍物产生的反射信号。

基于前述的信号处理电路，接收器21同时可以接收到载波信号和振荡信号，载波信号即实施例二中示例给出的S₁+S₂信号，其中，S₁对应底噪信号，S₂信号对应目标信号，即发射信号经过调制信号调制后遇到障碍物产生的反射信号，也就是说S₂信号才是用于判断障碍物的有效反射信号。同时，接收器21还可以接收到积分电路所产生的振荡信号，用于消除底噪成分。

步骤103，对所述载波信号和所述振荡信号进行积分处理得到低频信号。

接收器21一侧的积分电路对载波信号和振荡信号进行积分处理，具体的，可以按照如下步骤进行：

a、将所述载波信号和所述振荡信号相乘得到第一输出信号。

通过积分电路中的乘法器将载波信号和振荡信号相乘得到第一输出信号，从而可以通过控制振荡信号的相位，调整第一输出信号的输出成分，具体可参见公式(4)的说明。

b、对所述第一输出信号进行低通滤波处理得到低频信号。

需要说明的是，由于第一输出信号为载波信号和振荡信号的乘积，其中含有高频成分，因此，需要使用一截止频率高于ω的低通滤波器保留频率为ω的成分即可，也就是只需将与原始信号同频的低频信号输出即可，消除高频杂波信号。

步骤104，将所述低频信号归一化得到缩放信号。

结合实施例三的示例，所得到的的低频信号为

其数学含义可理解为对信号I使用系数

进行缩放，而该系数实质上就是障碍物与光线距离传感器的参数化表达，通过硬件电路或软件算法均可将其归一化简化得到缩放信号I₀，从而I₀也可采用与I位数相同的一段二进制码表示，以简化数据处理量。

步骤105，确定所述缩放信号与所述调制信号的误码率。

然而，由于障碍物与光线距离传感器的距离不是确定的唯一值，故I₀与I在距离不同时码距各也不相同，因此，需要根据码距来确定缩放信号I₀与调制信号I的误码率。码距即两个码组中对应码位上不同码元的个数，误码率即错误的码元数占总码元数的比例。比如，当I₀为[1001110]时，I＝[0110110]时，码距为4，误码率57％。所以，基于二进制码，很容易得知缩放信号与调制信号的误码率的值。

步骤106，在所述误码率大于预设阈值的情况下，输出第一结果为所述障碍物远离所述光学距离传感器；在所述误码率不大于预设阈值的情况下，输出第二结果为所述障碍物靠近所述光学距离传感器。

容易理解的是，误码率越高，说明缩放信号I₀与调制信号I的差异越大，误码率越低，说明缩放信号I₀与调制信号I的差异越小。因而，可在实际测试过程中基于测试结果筛选确定一个表示障碍物靠近或者远离光学距离传感器的临界位置的预设阈值，比如，设定误码率阈值为80％，当误码率大于80％时，可将这种情况认定为障碍物远离所述光学距离传感器，当误码率不大于80％时，可将这种情况认定为障碍物靠近所述光学距离传感器。

实施例四

本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括显示屏和实施例一所述的光学距离传感器；

所述发射器20和所述接收器21均设置于所述显示屏的背光侧；

所述调制器22嵌设于所述显示屏的分层结构中，或所述调制器22层叠设置于所述显示屏的发光侧。

具体而言，在电子设备中应用前述提供的光学距离传感器时，可将调制器22与显示屏同时制造，将调制器22嵌设于显示屏的分层结构中，使其成为显示屏的一部分与显示屏的显示面齐平，也可以使调制器22为独立的器件，层叠安装在显示屏的发光侧。实际应用中，本领域技术人员可根据电子设备的实际尺寸和布局空间要求选择其中一种方式，从而提升电子设备的距离监测准确性。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前述实施例提供的信号处理方法的步骤。本发明实施例提供的电子设备能够实现图1至图6的实施例中电子设备实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

图7为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图；

该电子设备500包括但不限于：射频单元501、网络模块502、音频输出单元503、输入单元504、传感器505、显示单元506、用户输入单元507、接口单元508、存储器509、处理器510、以及电源511等部件。本领域技术人员可以理解，图7中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

其中，处理器510，用于切换所述电源与所述调制器的连接方式，以发出调制信号对载波信号进行调制，其中，所述连接方式包括第一连接方式或与所述第一连接方式相反的第二连接方式；

将所述低频信号归一化得到缩放信号；

确定所述缩放信号与所述调制信号的误码率；

应理解的是，本发明实施例中，射频单元501可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器510处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元501包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元501还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。

电子设备通过网络模块502为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。

音频输出单元503可以将射频单元501或网络模块502接收的或者在存储器509中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元503还可以提供与电子设备500执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元503包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

输入单元504用于接收音频或视频信号。输入单元504可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)5041和麦克风5042，图形处理器5041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元506上。经图形处理器5041处理后的图像帧可以存储在存储器509(或其它存储介质)中或者经由射频单元501或网络模块502进行发送。麦克风5042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元501发送到移动通信基站的格式输出。

电子设备500还包括至少一种传感器505，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板5061的亮度，接近传感器可在电子设备500移动到耳边时，关闭显示面板5061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器505还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。

显示单元506用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元506可包括显示面板5061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板5061。

用户输入单元507可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元507包括触控面板5071以及其他输入设备5072。触控面板5071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板5071上或在触控面板5071附近的操作)。触控面板5071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器510，接收处理器510发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板5071。除了触控面板5071，用户输入单元507还可以包括其他输入设备5072。具体地，其他输入设备5072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。

进一步的，触控面板5071可覆盖在显示面板5061上，当触控面板6071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器510以确定触摸事件的类型，随后处理器510根据触摸事件的类型在显示面板5061上提供相应的视觉输出。虽然在图7中，触控面板5071与显示面板5061是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板5071与显示面板5061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元508为外部装置与电子设备500连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元508可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到电子设备500内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备500和外部装置之间传输数据。

存储器509可用于存储软件程序以及各种数据。存储器509可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器509可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器510是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器509内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器509内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器510可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器510可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器510中。

电子设备500还可以包括给各个部件供电的电源511(比如电池)，优选的，电源511可以通过电源管理系统与处理器510逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

另外，电子设备500包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种光学距离传感器，应用于电子设备，其特征在于，所述光学距离传感器包括发射器、接收器和调制器；

所述调制器设置于所述发射光线的传播路径上；

所述调制器包括依次层叠的第一电极层、电致变色层、离子导电层、离子贮藏层和第二电极层，其中，所述第一电极层和所述第二电极层用于与电源的电极电连接，所述调制器发出调制信号对载波信号进行调制；

其中，所述接收器设置有积分电路，所述积分电路用于产生振荡信号并对所述载波信号和所述振荡信号进行积分处理；所述积分电路包括级联的光电转换器、同步振荡器、锁相环电路、乘法器和低通滤波器；

所述光电转换器的输出端与所述乘法器的输入端电连接，所述同步振荡器的输出端与所述乘法器的输入端电连接，所述锁相环电路的输出端与所述同步振荡器的输入端电连接，所述乘法器的输出端与所述低通滤波器的输入端电连接；

所述光电转换器输出的载波信号与所述同步振荡器输出的振荡信号输入至所述乘法器中相乘，所述乘法器的输出信号输入至所述低通滤波器经过滤波输出低频信号，所述锁相环电路用于锁定所述同步振荡器的振荡信号的相位。

2.根据权利要求1所述的光学距离传感器，其特征在于，所述发射器为红外光线发射器，所述接收器为红外接收器。

3.根据权利要求2所述的光学距离传感器，其特征在于，所述电致变色层为氧化钨层，所述离子导电层为五氧化二钽层，所述离子贮藏层为氧化镍层。

4.根据权利要求1所述的光学距离传感器，其特征在于，所述调制器还包括第一玻璃层和第二玻璃层；

所述第一玻璃层设置在所述第一电极层远离所述电致变色层的一侧，所述第二玻璃层设置在所述第二电极层远离所述电致变色层的一侧。

5.一种信号处理电路，其特征在于，所述信号处理电路包括电源、触发器和权利要求1至4任一项所述的光学距离传感器；

所述电源与所述调制器电连接；

所述触发器用于切换所述电源与所述调制器的连接方式，以控制所述调制器发出调制信号对载波信号进行调制。

6.根据权利要求5所述的信号处理电路，其特征在于，

所述连接方式包括第一连接方式或第二连接方式，所述第一连接方式为所述第一电极层与所述电源的正极电连接，所述第二电极层与所述电源的负极电连接；所述第二连接方式为所述第一电极层与所述电源的负极电连接，所述第二电极层与所述电源的正极电连接；

所述触发器用于控制所述第一连接方式和所述第二连接方式切换，以控制所述调制器发出调制信号；

其中，在所述第一连接方式下，所述电致变色层处于离子注入态或离子抽离态中一种状态，在所述第二连接方式下，所述电致变色层处于离子注入或离子抽离态中另一种状态，所述调制器在所述离子注入态和所述离子抽离态时具有不同的透光率。

7.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法用于权利要求5或6所述的信号处理电路，所述方法包括：

将所述低频信号归一化得到缩放信号；

确定所述缩放信号与所述调制信号的误码率；

8.根据权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，所述对所述载波信号和所述振荡信号进行积分处理得到低频信号，包括：

将所述载波信号和所述振荡信号相乘得到第一输出信号；

对所述第一输出信号进行低通滤波处理得到低频信号。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求5至6任一项所述的信号处理电路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括显示屏；

所述发射器和所述接收器均设置于所述显示屏的背光侧；

11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求7至8中任一项所述的信号处理方法的步骤。