CN112994792B - 电子设备的通讯装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种电子设备的通讯装置及电子设备，其中，电子设备的通讯装置包括：出光口；LiFi发射器，所述LiFi发射器发射的光线通过所述出光口，其中，所述出光口和所述LiFi发射器之间为出光通道；与所述出光通道连通的容纳仓；设置在所述容纳仓之中的用于调整光线发射角度的调整组件；以及驱动所述调整组件的驱动组件，用于驱动所述调整组件从所述容纳仓之中进入所述出光通道，以将所述电子设备的第一光线发射角度调整至第二光线发射角度。该通讯装置能够灵活调节光线发射角度，从而使得LiFi通信在定向通信和范围通信两者之间灵活切换，满足用户的不同需求。

Description

电子设备的通讯装置及电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种电子设备的通讯装置及电子设备。

背景技术

光保真(Light Fidelity，简称LiFi)技术是一种利用可见光波谱，比如灯泡发出的光进行数据传输的全新无线传输技术。LiFi具有低辐射、低能耗和低碳环保的特点，逐渐成为互联网领域的研究热点。

相关技术中，在进行LiFi通信时，由于光线沿直线传输，无法穿透物体，如果光线被阻挡，则接收端无法接收到信号，因此为了保证通信双方能够正常通信，需要把光线发射端和光线接收端相互对准。

如图1所示，在光线发射端对向光线接收端进行数据传输时，光线发射端发出的光线会形成一个光束角即光线发射角度，只有光线接收端位于光束角内时，才能接收到光线以进行LiFi通信。当光线发射端和光线接收端需要长时间建立连接时或者需要一对多通信时，需要尽量增大光线发射角度；而当需要定向传递信息时，为了防止光信号被周围其它设备获取，需要尽量减小光线发射角度。因此，需要光线发射端能够对光线发射角度进行灵活调节。

发明内容

本申请实施例提出一种电子设备的通讯装置及电子设备，用于解决相关技术中，当光线发射端和光线接收端需要长时间建立连接时或者需要一对多通信时，需要尽量增大光线发射角度，而当需要定向传递信息时，为了防止光信号被周围其它设备获取，需要尽量减小光线发射角度，因此，需要解决光线发射端对光线发射角度不能进行灵活调节的技术问题。

为此，本申请第一方面实施例提出一种电子设备的通讯装置，包括：出光口；LiFi发射器，所述LiFi发射器发射的光线通过所述出光口，其中，所述出光口和所述LiFi发射器之间为出光通道；与所述出光通道连通的容纳仓；设置在所述容纳仓之中的用于调整光线发射角度的调整组件；以及驱动所述调整组件的驱动组件，用于驱动所述调整组件从所述容纳仓之中进入所述出光通道，以将所述电子设备的第一光线发射角度调整至第二光线发射角度。

本申请第二方面实施例提出一种电子设备，包括如第一方面实施例所述的电子设备的通讯装置。

本申请公开的技术方案，具有如下有益效果：

能够实现对光线发射端的光线发射角度的灵活调节，从而使得LiFi通信在定向通信和范围通信两者之间灵活切换，满足用户的不同需求。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一个实施例的光线发射设备和光线接收设备进行LiFi通信的示例图；

图2为本申请一个实施例的电子设备的通讯装置的结构示意图；

图3为本申请一个实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

可以理解的是，如图1所示，在光线发射端对向光线接收端进行数据传输时，光线发射端发出的光线会形成一个光束角即光线发射角度，只有光线接收端位于光束角内时，才能接收到光线以进行LiFi通信。当光线发射端和光线接收端需要长时间建立连接时或者需要一对多通信时，需要尽量增大光线发射角度；而当需要定向传递信息时，为了防止光信号被周围其它设备获取，需要尽量减小光线发射角度。即，通信双方建立LiFi连接后的LiFi通信可以简单的归位两类：一是定向通信，定向通信最重要的就是通信的选择性，即光线发射角度尽量小，从而保证连接的唯一性；二是范围通信，范围通信意味着连接的多元化，需要尽量多的设备相互连接。而要同时实现上述这两种通信，则需要光线发射端的光线发射角度能够灵活调节。

本申请各实施例针对上述问题，提出一种电子设备的通讯装置，该装置能够灵活调节光线发射角度，从而使得LiFi通信在定向通信和范围通信两者之间灵活切换，满足用户的不同需求。

下面参考附图描述本申请实施例的电子设备的通讯装置及包括该通讯装置的电子设备。

首先结合附图2，对本申请实施例提供的电子设备的通讯装置，以下简称通讯装置进行具体说明。图2为本申请一个实施例的通讯装置的结构示意图。

其中，本申请实施例提供的通讯装置，可以被配置在电子设备中，以在电子设备作为光线发射端与通信对端设备进行LiFi通信时，能够灵活调节光线发射角度。其中，通信对端设备为与电子设备进行通信的设备，电子设备可以是任意能够利用其包括的通讯装置进行LiFi通信的硬件设备，比如智能手机、平板电脑、个人数字助理等等。

需要说明的是，通信对端设备的数量可以为一个，也可以为多个，本申请对此不作限制。当通信对端设备的数量为一个时，电子设备与通信对端设备之间为一对一通信，当通信对端设备的数量为至少两个时，电子设备与通信对端设备之间为一对多通信。

如图2所示，通讯装置，包括：

出光口1；

LiFi发射器2，LiFi发射器2发射的光线通过出光口1，其中，出光口1和LiFi发射器2之间为出光通道3；

与出光通道3连通的容纳仓4；

设置在容纳仓4之中的用于调整光线发射角度的调整组件5；以及

驱动调整组件5的驱动组件6，用于驱动调整组件5从容纳仓4之中进入出光通道3，以将电子设备的第一光线发射角度调整至第二光线发射角度。

其中，第一光线发射角度小于第二光线发射角度。

LiFi发射器2可以为垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser，简称VCSEL)或其它任意能够发射适合进行LiFi通信的光信号的器件，本申请对此不作限制。调整组件5为凹透镜片或其它任意能够改变光线的传播方向的器件。图2以调整组件5包括凹透镜片为例进行示意。

下面以调整组件5包括凹透镜片为例，对本申请实施例提供的通讯装置的实现原理进行说明。

如图2所示，当凹透镜片位于容纳仓4内时，LiFi发射器2发射的光线沿图2中虚线所示从电子设备中发出，当凹透镜片在驱动组件6的驱动下，从容纳仓4之中进入出光通道3中时，LiFi发射器2发射出的光线需要通过凹透镜片从电子设备中发出，由于凹透镜片能够对光线产生发散作用，因此，此时LiFi发射器2发射出的光线可以沿图2中实线所示从电子设备中发出，从而增大LiFi发射器2发射的光线的发射角度。

即，本申请实施例中，调整组件5位于容纳仓4内时对应的电子设备的第一光线发射角度，小于调整组件5进入出光通道3时对应的电子设备的第二光线发射角度。从而通过驱动组件6驱动调整组件5从容纳仓4之中进入出光通道3或者驱动调整组件5从出光通道3退入容纳仓4之中，可以实现电子设备的第一光线发射角度和第二光线发射角度之间的灵活切换。

需要说明的是，图2所示的容纳仓4与出光通道3的位置关系的设置仅是示意性的，在实际应用中，还可以将容纳仓4设置在其它位置，只需容纳仓与出光通道3连通，从而容纳仓4中的调整组件5可以通过驱动组件6的驱动，从容纳仓4中进入出光通道3之中的出光口处或者从出光通道3中退入容纳仓4中即可。

在示例性实施例中，为了对通讯装置内的LiFi发射器2等器件进行保护，还可以在出光口1设置平面镜片7，从而提高通讯装置的安全性。

另外，平面镜片7上还可以涂覆有滤光膜，滤光膜涂覆在平面镜片暴露在外部的一面，即出光通道3所在面的另一面，从而防止外界环境光中的光线影响LiFi发射器2发射的光信号质量。

在示例性实施例中，为了避免LiFi发射器2在出光通道3内发射光线时，光线被出光通道3的内壁反射，从而干扰正常的光线信号，在本申请实施例中，出光通道3之内还可以涂覆有吸光材料，以保证LiFi通信时不被反射光线干扰。

在具体实现时，驱动组件6可以包括：与调整组件5相连的伸缩轴及控制伸缩轴伸缩的驱动器，从而通过驱动器驱动伸缩轴在容纳仓4中伸缩，使得与伸缩轴相连的调整组件从容纳仓4进入出光通道3或从出光通道3退入容纳仓4中。

进一步的，如图2所示，通讯装置还可以包括用于检测调整组件5位置的位置传感器8，从而使得驱动器能够根据调整组件5的位置，对伸缩轴的伸缩距离进行精准控制，以准确调整通讯装置的发射角度。其中，本申请的伸缩距离，指伸缩轴伸缩到某个位置时，该位置与伸缩轴未进行伸缩时的原始位置之间的距离。

在示例性实施例中，上述位置传感器8可以是霍尔传感器，下面以位置传感器为霍尔传感器为例，对位置传感器8检测调整组件5位置的实现原理进行说明。

如图2所示，位置传感器8(霍尔传感器)可以固定设置在容纳仓4的内壁上。相应的，通讯装置还可以包括磁铁。磁铁设置在伸缩轴上，可以随伸缩轴的伸缩而移动，当伸缩轴在容纳仓4内伸缩时，霍尔传感器检测到的磁场强度会相应变化，从而通过霍尔传感器检测到的磁场强度变化，可以检测伸缩轴的伸缩距离，进而根据伸缩轴的伸缩距离，确定调整组件5的位置。

具体实现时，可以预先将伸缩轴伸缩不同距离即调整组件5位于不同位置时，霍尔传感器检测到的磁场强度记录下来，生成磁场强度与伸缩轴的伸缩距离或者磁场强度与调整组件5的位置的对应关系，从而在伸缩轴在容纳仓4内伸缩时，霍尔传感器可以检测对应的磁场强度，并根据磁场强度的变化，及预先生成的磁场强度与伸缩轴的伸缩距离或者磁场强度与调整组件5的位置的对应关系，检测调整组件5的位置。

举例来说，假设预先确定调整组件5在容纳仓4内时，霍尔传感器检测的磁场强度为A；调整组件5在出光通道3时，霍尔传感器检测的磁场强度为B。则若霍尔传感器检测到磁场强度为B，则可以确定调整组件在出光通道内的出光口1处，此时电子设备的LiFi发射器2以第二光线发射角度发射光线。

在本申请实施例中，电子设备与通信对端设备进行LiFi通信时，驱动器可以根据需要，先确定电子设备以第一光线发射角度或者第二光线发射角度进行通信。比如，在需要范围通信时，以第二光线发射角度进行通信；在需要定向通信时，以第一光线发射角度进行通信，等等。进而驱动器驱动伸缩轴进行伸缩，以将电子设备的光线发射角度调整为第一光线发射角度或第二光线发射角度，从而实现与通信对端设备的通信。

具体的，驱动器可以通过以下几种方式，确定电子设备以第一光线发射角度或者第二光线发射角度进行通信。

方式一

驱动器可以根据用户指令，确定电子设备以第一光线发射角度或者第二光线发射角度进行通信。

相应的，在通讯装置中，还可以包括接收器，用于接收发射角度确定指令，用户可以通过触控电子设备的操作界面的虚拟按钮、电子设备的按键等方式，触发向接收器发送发射角度确定指令，从而驱动器可以根据接收器接收的发射角度确定指令，确定电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信。

方式二

由于光线发射角度大小可能与通信双方的距离有关，比如，当通信双方的距离很近时，为了提高数据传输速度，可以增大光线发射角度，在通信双方的距离较远时，为了保证仅有通信对端设备接收到LiFi信号，可以减小光线发射角度，那么，本申请中的驱动器还可以根据电子设备与通信对端设备之间的通信距离，确定电子设备以第一光线发射角度或者第二光线发射角度进行通信。

相应的，在通讯装置中，还可以包括距离检测器，用于检测电子设备与通信对端之间的通信距离，从而驱动器可以根据距离检测器检测的通信距离确定电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信。

具体的，距离检测器可以通过以下方式获取距离信息。

比如，通讯装置还可以包括LiFi接收器及光强度检测器，LiFi接收器用于接收通信对端设备的光信号，光强度检测器，用于检测光信号的强度，从而距离检测器可以根据光信号的强度，生成通信距离。其中，光信号的信号强度与通信距离成反比关系，通信距离增大可导致光信号的信号强度降低。

或者，距离检测器也可以通过红外测距方式、飞行时间(Time of Flight，简称TOF)测距方式等检测通信距离，本申请对此不作限制。相应的，距离检测器可以包括红外测距传感器、TOF距离检测组件等距离检测组件，用于检测电子设备和通信对端设备之间的通信距离。

距离检测器确定电子设备与通信对端设备之间的通信距离后，驱动器即可根据通信距离，确定电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信。

具体实现时，可以预先建立不同通信距离分别对应第一光线发射角度或者第二光线发射角度，从而在确定通信双方之间的通信距离后预先确定的对应关系，确定电子设备以哪种光线发射角度进行通信。

方式三

可以理解的是，光线发射角度大小还可能与通信双方之间传输的光信号的强度有关，比如，当通信双方的距离很近时，若电子设备与通信对端设备之间的光信号强度过大，由于功率过大，而电子设备或通信对端设备中LiFi接收器中的光电二极管所能接收的光强度存在上限，因此光电二极管会进行自保护而导致传输速率下降。那么，在本申请实施例中，驱动器还可以根据电子设备与通信对端设备之间的光强度信息，确定电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信。相应的，通讯装置还可以包括：光强度检测器，用于检测与通信对端之间的光强度信息，从而驱动器可以根据光强度检测器检测的光强度信息确定电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信。

其中，电子设备与通信对端设备之间的光强度信息，包括通讯装置所在的电子设备发送的光信号的强度。

具体的，可以预先设置一个光信号强度阈值，若根据光强度检测器检测的电子设备与通信对端之间的光强度信息，确定电子设备与通信对端之间的光强度大于光信号强度阈值，则可以确定电子设备以第二光线发射角度进行通信，若根据光强度检测器检测的电子设备与通信对端之间的光强度信息，确定电子设备与通信对端之间的光强度小于或等于光信号强度阈值，则可以确定电子设备以第一光线发射角度进行通信。

驱动器确定电子设备以哪种光线发射角度进行通信后，进而驱动伸缩轴进行伸缩，以将电子设备的光线发射角度调整为第一光线发射角度或第二光线发射角度，从而实现与通信对端设备的通信。

需要说明的是，在实际应用中，还可以综合根据发射角度确定指令、电子设备与通信对端之间的通信距离及光强度信息，确定电子设备以哪种光线发射角度进行通信。比如，在光强度检测器检测的电子设备与通信对端设备之间的光强度大于光信号强度阈值时，可以结合距离检测器检测到的电子设备与通信对端设备之间的通信距离，确定电子设备以哪种光线发射角度进行通信，在通信距离小于预设距离阈值时，才确定电子设备以第二光线发射角度进行通信，从而避免电子设备与通信对端设备之间的光强度过大，但通信距离较远时，以第二光线发射角度进行通信，会使得光信号因功率较低而无法发送至通信对端设备。

方式四

可以理解的是，光线发射角度大小还可能与通信对端设备的数量和/或电子设备与通信对端设备之间的通信时长有关。比如，当通信对端设备的数量为一个时，即当一对一通信时，为了防止电子设备发射的光信号被周围其他设备获取，可以减小光线发射角度；当通信对端设备的数量为一个，即当一对多通信，且通信双方之间的通信时长较长时，为了保证通信对端设备有效接收到光信号，可以增大光线发射角度；当通信对端设备的数量为多个时，即当一对多通信时，为了保证所有通信对端设备均能接收到光信号，同样可以增大光线发射角度。那么，本申请中的驱动器还可以根据通信对端设备的数量和/或与通信对端设备之间的通信时长，确定电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信。

其中，通信对端设备的数量，可以是通信对端设备在与电子设备建立连接后，向电子设备发送消息，从而电子设备根据接收到的消息的数量确定的，也可以是由用户根据实际使用场景在电子设备中输入的，还可以是通过其它方式确定的，本申请对此不作限制。与通信对端设备之间的通信时长，可以是通信对端设备在与电子设备建立连接后，向电子设备发送包括通信时长的消息，从而电子设备根据接收到的消息内容确定的，也可以是由用户根据实际使用场景在电子设备中输入的，还可以是通过其它方式确定的，本申请对此不作限制。

具体实现时，可以预先设置不同的通信对端设备的数量和/或与通信对端设备之间的通信时长，分别对应第一光线发射角度或第二光线发射角度，从而在确定通信对端设备的数量和/或与通信对端设备之间的通信时长后，可以根据预设的对应关系，确定电子设备的光线发射角度。

值得注意的是，本申请实施例中，调整组件包括凹透镜平时，由于凹透镜片会对光线产生发散作用，相应的，光线的能量也会发散，因此，调整组件位于容纳仓4和出光通道3内时，LiFi发射器发射的光信号强度也是不同的，因此，本申请的通讯装置，还可以实现对光信号强度的灵活调整。

可以理解的是，本申请实施例提供的通讯装置，通过驱动组件驱动调整组件从容纳仓之中进入出光通道，或者从出光通道退入容纳仓内，实现了对光线发射角度的灵活调节，从而使得LiFi通信在定向通信和范围通信两者之间灵活切换，满足用户的不同需求。

另外，本申请还提出一种电子设备，包括前述实施例提出的通讯装置。

其中，电子设备可以是任意能够利用其包括的通讯装置进行LiFi通信的硬件设备，比如智能手机、平板电脑、个人数字助理等等。

具体的，如图3所示，通讯装置可以设置在电子设备内部，通讯装置的出光口位于电子设备顶部，从而通讯装置中的驱动组件驱动调整组件从容纳仓之中进入出光通道，或者从出光通道退入容纳仓内时，能够使电子设备以第二光线发射角度或第一光线发射角度进行通信。另外，如图3所示，在电子设备以第一光线发射角度或第二光线发射角度进行通信时，电子设备的显示屏上可以显示光线发射角度以及光信号强度，以使用户了解当前的光线发射角度。

其中，通讯装置包括的LiFi发射器可以包括LED阵列，其中，LED阵列可以发射可见光，也可以工作在红外频段。

需要说明的是，在电子设备和通信对端设备建立LiFi连接时可以先使双方进行握手，再由电子设备和通信对端设备中的光线发射端进行数据发送，光线接收端接收到后再回复确认信息，若光线接收端在一定时间内没有接收到数据，光线发射端会自我产生超时信号并重新发送数据，以确保光线接收端能够接收到数据。

需要说明的是，本实施例的电子设备包括的通讯装置的实施过程和技术原理参见前述对图2所述实施例的通讯装置的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的电子设备中的通讯装置，通过驱动组件驱动调整组件从容纳仓之中进入出光通道，或者从出光通道退入容纳仓内，实现了对光线发射角度的灵活调节，从而使得LiFi通信在定向通信和范围通信两者之间灵活切换，满足用户的不同需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种电子设备的通讯装置，其特征在于，包括：

出光口；

LiFi发射器，所述LiFi发射器发射的光线通过所述出光口，其中，所述出光口和所述LiFi发射器之间为出光通道；

与所述出光通道连通的容纳仓；

设置在所述容纳仓之中的用于调整光线发射角度的调整组件；以及

驱动所述调整组件的驱动组件，用于驱动所述调整组件从所述容纳仓之中进入所述出光通道，以将所述电子设备的第一光线发射角度调整至第二光线发射角度；

所述驱动组件包括：

伸缩轴，所述伸缩轴与所述调整组件相连；

驱动器，所述驱动器驱动所述伸缩轴在所述容纳仓中伸缩；

光强度检测器，用于检测与通信对端之间的光强度信息；

距离检测器，用于检测与通信对端之间的通信距离，其中，所述距离检测器根据所述光强度信息，生成所述通信距离，所述驱动器根据所述通信距离确定所述电子设备以所述第一光线发射角度或所述第二光线发射角度进行通信。

2.如权利要求1所述的电子设备的通讯装置，其特征在于，还包括：

设置在所述出光口的平面镜片。

3.如权利要求2所述的电子设备的通讯装置，其特征在于，还包括：

涂覆于所述平面镜片之上的滤光膜。

4.如权利要求1所述的电子设备的通讯装置，其特征在于，所述调整组件包括凹透镜片。

5.如权利要求1所述的电子设备的通讯装置，其特征在于，还包括：

检测所述调整组件位置的位置检测器。

6.如权利要求1所述的电子设备的通讯装置，其特征在于，还包括：

接收器，用于接收发射角度确定指令，其中，所述驱动器根据所述发射角度确定指令确定所述电子设备以所述第一光线发射角度或所述第二光线发射角度进行通信。

7.如权利要求1所述的电子设备的通讯装置，其特征在于，还包括：

所述驱动器根据所述光强度信息确定所述电子设备以所述第一光线发射角度或所述第二光线发射角度进行通信。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的通讯装置。

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