CN112804391A - 多功能传感器、移动终端、传感器控制方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，公开了一种多功能传感器、移动终端、传感器控制方法及存储介质。多功能传感器包括超声波发射器、超声波接收器、红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器、两个第二通讯接口；超声波接收器和所述红外接收器，分别与模数信号转换器连接；模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器和两个通讯接口依次连接；多功能传感器，根据接收到的指令实现超声波检测功或者红外光检测功能。本发明的多功能传感器，由于红外发射接收器和超声波发射接收器分时复用一套由模数信号转换器、数字信号处理器及时钟控制器组成的硬件资源，因此可以有效降低生产成本，减小芯片装配空间，提高终端的屏占比。

Description

多功能传感器、移动终端、传感器控制方法及存储介质

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种多功能传感器、移动终端、传感器控制方法及存储介质。

背景技术

随着电子技术的不断发展，智能手机已经成为人们生活中重要的沟通和娱乐工具。目前，智能手机上已广泛使用距离传感器和指纹传感器。距离传感器的主要作用是检测人脸是否贴近手机，贴近自动关闭显示屏避免误触；指纹传感器的主要作用是进行指纹扫描，基于扫描结果来控制屏幕解锁。

目前市场上的智能手机中，比较常规的传感器布置方法是：将距离传感器设置在手机屏幕顶部的大黑边或者刘海屏，将指纹传感器布置在手机屏幕的显示区域下方的黑边框区域。由于距离传感器与指纹传感器两者相互独立布置，占用较大空间，造成显示区域减小，用户体验变差。

随着智能手机的不断发展，用户对手机屏占比的要求也越来越高，手机屏幕距离边框变窄，处于手机正面顶端的距离传感器如何布置成为手机行业的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能传感器、移动终端、传感器控制方法及存储介质，克服现有技术由于距离传感器布置于屏幕顶部导致显示区域减小的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能传感器，包括超声波发射器、超声波接收器、红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器、第一通讯接口和第二通讯接口；

所述超声波接收器和所述红外接收器，分别与所述模数信号转换器连接；

所述模数信号转换器，数字信号处理器和时钟控制器依次连接；

所述第一通讯接口和第二通讯接口，分别与所述时钟控制器连接；

在接收到超声波检测功能开启指令时，所述超声波发射器、超声波接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器以及第一通讯接口，配合实现超声波检测功能；

在接收到红外光检测功能开启指令时，所述红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器以及第二通讯接口，配合实现红外光检测功能。

可选的，所述超声波接收器和所述红外接收器，分别通过半导体黄光制程技术，与所述模数信号转换器实现电路桥接。

可选的，所述超声波发射器、所述超声波接收器、所述红外发射器以及所述红外接收器集成于同一芯片上。

一种移动终端，包括：控制系统，如上任一所述的多功能传感器；

所述控制系统，与所述第一通讯接口和所述第二通讯接口连接，用于识别当前应用场景，在所述当前应用场景为第一应用场景时向所述多功能传感器发送超声波检测功能开启指令，在所述当前应用场景为第二应用场景时向所述多功能传感器发送红外光检测功能开启指令。

可选的，还包括显示屏幕，所述多功能传感器安装于所述显示屏幕的显示区域下方的边框区域内。

可选的，所述第一应用场景包括：所述移动终端激活解锁界面的场景，或者所述移动终端激活指纹应用程序的场景；

所述第二应用场景包括：所述移动终端处于接听电话状态且所述移动终端未激活指纹解锁界面的场景。

一种传感器控制方法，包括步骤：

识别当前应用场景；

若所述当前应用场景为第一应用场景，则向如上任一所述的多功能传感器发送超声波检测功能开启指令；

若所述当前应用场景为第二应用场景，则向所述多功能传感器发送红外光检测功能开启指令。

可选的，所述第一应用场景包括：所述移动终端激活指纹解锁界面的场景，或者所述移动终端激活指纹应用程序的场景；

所述第二应用场景包括：所述移动终端处于接听电话状态且所述移动终端未激活指纹解锁界面的场景。

可选的，还包括步骤：在所述多功能传感器实现超声波检测功能时，根据超声波检测结果执行与所述第一应用场景相应的指纹解锁操作或者指纹应用操作；

在所述多功能传感器实现红外光检测功能时，根据红外光检测结果执行与所述第二应用场景相应的屏幕显示控制操作。

一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现如上所述的传感器控制方法所执行的操作。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例的多功能传感器兼具超声波检测功能和红外光检测功能，通过将超声波发射器、超声波接收器、红外发射器和红外接收器集成，同时对模数信号转换器、数字信号处理器及时钟控制器进行分时复用，从而用一颗芯片实现两种功能。与传统的相互独立的距离传感器和指纹传感器相比，本发明实施例的多功能传感器，由于红外发射接收器和超声波发射接收器分时复用一套由模数信号转换器、数字信号处理器及时钟控制器组成的硬件资源，因此可以有效降低生产成本，减小芯片装配空间，提高移动终端的屏占比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的多功能传感器的架构图；

图2为本发明实施例提供的多功能传感器与显示屏幕的装配位置示意图；

图3为本发明实施例提供的传感器控制方法流程图；

图4为本发明实施例提供的传感器控制方法实例的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明实施例一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，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，都应当属于本发明实施例保护的范围。

本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为减少距离传感器的占用空间，提高屏占比，本发明实施例提供了一种多功能传感器，其集合了距离传感器和指纹传感器的功能，实现二合一，减小占用空间。

请参阅图1，本发明实施例提供的多功能传感器，包括：超声波发射器、超声波接收器、红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器、第一通讯接口和第二通讯接口。

超声波接收器和红外接收器，分别与模数信号转换器连接，模数信号转换器用于对所接收到的超声波信号或红外信号进行模数转换处理。

模数信号转换器，数字信号处理器和时钟控制器依次连接；第一通讯接口和第二通讯接口，分别与时钟控制器连接。经过模数转换处理得到的电信号，由数字信号处理器进行运算处理并通过时钟同步后，经第一通讯接口/第二通讯接口发送至与多功能传感器连接的对端。

在接收到超声波检测功能开启指令时，多功能传感器的超声波发射器、超声波接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器以及第一通讯接口，配合实现超声波检测功能。超声波检测功能的实现原理为：通过超声波发射器向某一方向发射超声波，通过超声波接收器接收反射回来的超声波，检测超声波从发射到反射回来的时间，计算出发射点距反射点的距离；对物体进行多点扫描，可由多点汇集出物体的表面形状。

在接收到红外光检测功能开启指令时，多功能传感器的红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器以及第二通讯接口，配合实现红外光检测功能。红外光检测功能的实现原理为：通过红外发射器向某一方向发射红外信号，通过红外接收器接收反射回来的红外信号，检测红外信号从发射到反射回来的时间，计算出发射点与反射点的距离，将计算出的距离与设定的阈值比较，从而判定是否有外物近距离遮挡手机。

本发明实施例的多功能传感器兼具超声波检测功能和红外光检测功能，将超声波发射器、超声波接收器、红外发射器和红外接收器集成，同时对模数信号转换器、数字信号处理器及时钟控制器进行分时复用，从而实现了两种功能的二合一。

与传统的相互独立的距离传感器和指纹传感器相比，本发明实施例的多功能传感器，由于红外发射接收器和超声波发射接收器分时复用一套由模数信号转换器、数字信号处理器及时钟控制器组成的硬件资源，因此可以有效降低生产成本，减小芯片装配空间。

示例性的，超声波发射器、超声波接收器、红外发射器以及红外接收器集成于同一芯片上。超声波接收器和红外接收器，可分别通过半导体黄光制程技术，与模数信号转换器实现电路桥接。黄光制程是精细电路的制程工艺之一，其实际是通过对涂覆在玻璃表面的光敏性物质(又称为光刻胶或光阻)，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后进行蚀刻脱膜并最终获得永久性图形的过程。

示例性的，第一通讯接口为SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，适用于超声波信号的传输；第二通讯接口为I2C(INTER IC BUS)接口，适用于红外信号的传输。可以理解的是，除了SPI接口和I2C接口，本发明还可采用其他具有相应功能的接口，具体类型不作限制。

本发明还提供了一种移动终端，包括控制系统，如上所述的多功能传感器。其中，控制系统，与多功能传感器的第一通讯接口和所述第二通讯接口连接，用于识别当前应用场景，在当前应用场景为第一应用场景时向多功能传感器发送超声波检测功能开启指令，在当前应用场景为第二应用场景时向多功能传感器发送红外光检测功能开启指令。

需要说明的是，为合理的对多功能传感器的超声波检测功能和红外光检测功能进行分时复用，本发明实施例依据当前应用场景的类型来选择相应的功能开启指令。为简化操作，可预先对两种功能分别适用的应用场景类型进行配置，在识别出当前应用场景的类型后即可确定匹配的功能开启指令。

可以理解的，第一应用场景和第二应用场景不相同，两者既可以为单一类型的应用场景，又可以为多种不同类型的应用场景集合，只要两者完全不重合即可。

示例性的，第一应用场景包括：移动终端激活解锁界面的场景，或者移动终端激活指纹应用程序的场景；第二应用场景包括：移动终端处于接听电话状态且移动终端未激活指纹解锁界面的场景。

其中，指纹应用程序，可以是移动终端支持的各种需要应用指纹识别操作的应用程序，例如以下中的一个或多个：游戏应用程序、电子邮件应用程序、即时消息收发应用程序、照片管理应用程序、数码相机应用程序。

该移动终端还包括显示屏幕，多功能传感器可安装于显示屏幕的背光侧的任意指定区域。优选的，如图2所示，多功能传感器安装于显示屏幕的显示区域下方的黑边框区域内，以符合用户的使用习惯。

示例性的，本发明实施例中，上述多功能传感器发射的超声波或者红外光等可以垂直于上述移动终端的显示屏幕所在的平面，也可以与上述显示屏幕所在的平面成指定的角度。此外，上述多功能传感器可以发射一束红外光或者超声波，也可以发射多束红外光或者超声波，并且多束红外光或者超声波可以分别指向不同的方向。通过发射指向多个方向的多束红外光或者超声波，可以使上述多功能传感器检测到多个方位的障碍物以及获得该障碍物对应的距离感应值，从而拓展了多功能传感器的检测区域。

由于应用了二合一的多功能传感器，替代了传统的分别布置的距离传感器和指纹传感器，本发明实施例的移动终端，无需在手机顶部预留出可供距离传感器进行检测的区域，可以节省占用空间，显示屏幕的显示区域可相应程度的增大，提高屏占比。

本发明实施例的移动终端例如可以是：手机、智能手表、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等。本发明实施例对上述移动终端的具体形式不做特殊限制。

另外，请参阅图3，本发明实施例还提供了一种传感器控制方法，具体包括步骤：

步骤101、识别当前应用场景；

步骤102、若当前应用场景为第一应用场景，则向多功能传感器发送超声波检测功能开启指令；基于多功能传感器的超声波检测结果，执行与第一应用场景相应的指纹解锁操作或者指纹应用操作；

步骤103、若当前应用场景为第二应用场景，则向多功能传感器发送红外光检测功能开启指令；基于多功能传感器的红外光检测结果，执行与第二应用场景相应的屏幕显示控制操作，包括亮屏操作和熄屏操作。

示例性的，图4示出了一种传感器控制方法实例，包括：

步骤201、判断移动终端是否为接听电话状态，若是，则执行步骤202，否则执行步骤207。

步骤202、判断移动终端是否激活指纹解锁界面，若是，则执行步骤203，否则执行步骤205。

步骤203、多功能传感器开启超声波检测功能，进行超声波检测，完成指纹扫描。

步骤204、若扫描获得的指纹通过验证则执行解锁操作，否则不执行解锁操作，之后返回至步骤201。

步骤205、多功能传感器开启红外光检测功能，进行红外光检测，完成距离检测。

步骤206、根据红外光检测结果，判断障碍物至移动终端的显示屏幕的距离是否小于预设阈值，若是，则执行熄屏操作，否则执行亮屏操作。

上述障碍物可以是多种物体，在此不做限定。示例性的，本发明实施例中，上述障碍物可以是用户的手指，以使得用户可以通过一只手就能方便的控制移动终端执行对应的操作。

步骤207、判断移动终端是否激活指纹应用程序，若是，则执行步骤208，否则执行步骤210。

步骤208、多功能传感器开启超声波检测功能，进行超声波检测，完成指纹扫描。

步骤209、基于指纹扫描结果，执行指纹应用功能。

步骤210、判断移动终端是否激活指纹解锁界面，若是，则执行步骤211，否则执行步骤213。

步骤211、多功能传感器开启超声波检测功能，进行超声波检测，完成指纹扫描。

步骤212、若扫描获得的指纹通过验证则执行解锁操作，否则不执行解锁操作，之后返回至步骤201。

步骤213、关闭多功能传感器的功能，之后返回至步骤201。

本领域普通技术人员可以理解，上述传感器控制方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本发明实施例还提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的传感器控制方法中的步骤。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多功能传感器，其特征在于，包括超声波发射器、超声波接收器、红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器、第一通讯接口和第二通讯接口；

所述超声波接收器和所述红外接收器，分别与所述模数信号转换器连接；

所述模数信号转换器，数字信号处理器和时钟控制器依次连接；

所述第一通讯接口和第二通讯接口，分别与所述时钟控制器连接；

在接收到超声波检测功能开启指令时，所述超声波发射器、超声波接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器以及第一通讯接口，配合实现超声波检测功能；

在接收到红外光检测功能开启指令时，所述红外发射器、红外接收器、模数信号转换器，数字信号处理器、时钟控制器以及第二通讯接口，配合实现红外光检测功能。

2.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述超声波接收器和所述红外接收器，分别通过半导体黄光制程技术，与所述模数信号转换器实现电路桥接。

3.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述超声波发射器、所述超声波接收器、所述红外发射器以及所述红外接收器集成于同一芯片上。

4.一种移动终端，其特征在于，包括：控制系统，如权利要求1至3任一所述的多功能传感器；

所述控制系统，与所述第一通讯接口和所述第二通讯接口连接，用于识别当前应用场景，在所述当前应用场景为第一应用场景时向所述多功能传感器发送超声波检测功能开启指令，在所述当前应用场景为第二应用场景时向所述多功能传感器发送红外光检测功能开启指令。

5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，还包括显示屏幕，所述多功能传感器安装于所述显示屏幕的显示区域下方的边框区域内。

6.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述第一应用场景包括：所述移动终端激活解锁界面的场景，或者所述移动终端激活指纹应用程序的场景；

所述第二应用场景包括：所述移动终端处于接听电话状态且所述移动终端未激活指纹解锁界面的场景。

7.一种传感器控制方法，其特征在于，包括步骤：

识别当前应用场景；

若所述当前应用场景为第一应用场景，则向如权利要求1至3任一所述的多功能传感器发送超声波检测功能开启指令；

若所述当前应用场景为第二应用场景，则向所述多功能传感器发送红外光检测功能开启指令。

8.根据权利要求7所述的传感器控制方法，其特征在于，所述第一应用场景包括：所述移动终端激活指纹解锁界面的场景，或者所述移动终端激活指纹应用程序的场景；

所述第二应用场景包括：所述移动终端处于接听电话状态且所述移动终端未激活指纹解锁界面的场景。

9.根据权利要求7所述的传感器控制方法，其特征在于，还包括步骤：在所述多功能传感器实现超声波检测功能时，根据超声波检测结果执行与所述第一应用场景相应的指纹解锁操作或者指纹应用操作；

在所述多功能传感器实现红外光检测功能时，根据红外光检测结果执行与所述第二应用场景相应的屏幕显示控制操作。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现如权利要求7所述的传感器控制方法所执行的操作。

Images