具体实施方式

下文将参考附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，本公开可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本公开中所呈现的任何特定结构或功能。而是，提供这些方面使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。基于本文的教导，本领域技术人员应当理解，本公开的范围旨在涵盖本文公开的本公开的任何方面，无论是独立于还是结合本公开的任何其他方面实施。例如，可以使用本文阐述的任何数量的方面来实施装置或实践方法。此外，本公开的范围旨在覆盖这样的装置或方法，该装置或方法使用除了本文阐述的本公开的各个方面之外或与其不同的其他结构、功能或结构和功能来实践。应当理解，本文公开的本公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素体现。

许多用户设备(例如，移动设备、计算机、可穿戴设备等)可以包括一个或多个相机以允许用户使用用户设备捕获图像。此外，在一些情况下，可以在用户设备的显示侧包括相机，以便在用户面对和/或与用户设备的显示器(例如，有机发光二极管(OLED)显示器)交互时可以捕获用户的图像。用户设备上的显示器可以优选地(例如，为了增强用户设备的用户体验)几乎覆盖用户设备的整个显示侧(例如，具有墙对墙显示)。然而，在用户设备的显示侧包括相机可能固有地要求用户设备的显示侧的一部分不被显示器覆盖和/或显示器包括开口以使得相机的孔可以暴露在用户设备的显示侧的环境中。

此外，在一些情况下，用户设备被配置为对显示侧相机捕获的图像执行检测分析(例如，面部识别分析、字符识别分析等)。例如，可以执行检测分析以在检测到用户时激活(例如，通电、唤醒等)显示器和/或解锁显示器以允许特定用户与用户设备进行交互。用户设备可以优选地(例如，为了增强用户设备的用户体验)采用始终开启的面部检测，以便用户设备的显示器可以被激活和/或解锁，而无需用户与用户设备进行物理交互(例如，拿起用户设备、按下用户设备的按钮等)。附加地或替代地，用户设备可以优选地(例如，为了增强用户设备的用户体验)能够检测字符(例如，条形码、快速响应(QR)码等)，而无需用户与用户设备进行物理交互。然而，这种始终开启的能力要求在用户设备通电时相机(例如，显示侧的相机)始终开启(例如，始终捕获图像)。相机可以优选地是高分辨率相机(例如，以增强与捕获高分辨率图像相关联的用户体验)。然而，这种高分辨率相机(例如，能够捕获超过一百万像素或更大图像的相机)会消耗相对大量的功率(例如，大于100毫瓦(mW))，如果高分辨率相机始终开启，这会很快耗尽用户设备的电池的电量。

本文描述的一些实施方式提供了一种传感器模块，该传感器模块能够实现对象检测(例如，面部检测、字符检测等)并且消耗用户设备的显示侧的相对较小的区域(例如，用于相机模块的相同区域)以允许用户设备的显示器几乎覆盖整个显示侧。传感器模块可包括具有与相机模块相对相同的尺寸(例如，在制造公差内、阈值百分比内等)的套环，使得传感器模块和相机模块的组合所消耗的用户设备的显示侧的面积量相当于没有传感器模块的相机模块将消耗的显示侧的面积量。传感器模块可包括嵌入在套环内的一个或多个传感器，套环包括与相机模块的相机对齐的开口，使得套环安装在相机模块的镜头单元周围。以此方式，通过使一个或多个传感器能够使用该开口而不需要用于传感器的额外开口被包括在显示器中,如本文所述的传感器模块使相机模块的显示器中的开口能够被更有效地利用。换言之，传感器模块可以利用显示器中可用于相机模块的相同开口。

此外，如本文所述，传感器模块的传感器可以是低分辨率(例如，小于一百万像素)、低功率(例如，消耗小于10mW)的传感器，其能够实现始终开启的检测能力(例如、始终开启的面部检测、始终开启的字符检测和/或始终开启的对象检测)。以这种方式，本文描述的传感器模块允许始终开启的检测(例如，始终开启的面部识别、始终开启的字符识别、始终开启的对象识别等)，同时消耗相对较小的用户设备的显示侧的区域(例如，由相关联的相机模块消耗的相同区域)。

图1是图示了根据本公开的各个方面的示例环境100的图，其中可以实施本文描述的传感器模块。如图1所示，环境100可以包括用户设备110、无线通信设备120和/或网络130。环境100的设备可以经由有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合来互连。

用户设备110包括能够包括本文描述的一个或多个传感器模块的一个或多个设备。例如，用户设备110可以包括一个或多个能够接收、生成、存储、处理和/或提供与本文描述的一个或多个传感器相关联的信息的设备。更具体地，用户设备110可以包括通信和/或计算设备，例如移动电话(例如，智能电话、无线电话等)、膝上型计算机、平板计算机、手持计算机、台式计算机、游戏设备、可穿戴通信设备(例如，智能手表、一副智能眼镜等)或类似类型的设备。

类似于用户设备110，无线通信设备120包括一个或多个能够接收、生成、存储、处理和/或提供与本文描述的一个或多个传感器相关联的信息的设备。例如，无线通信设备120可以包括基站、接入点等。附加地或替代地，类似于用户设备110，无线通信设备120可以包括通信和/或计算设备，例如移动电话(例如，智能电话、无线电话等)、膝上型计算机、平板电脑计算机、手持计算机、台式计算机、游戏设备、可穿戴通信设备(例如，智能手表、一副智能眼镜等)或类似类型的设备。

网络130包括一个或多个有线和/或无线网络。例如，网络130可以包括蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络、码分多址(CDMA)网络、3G网络、4G网络、5G网络、另一种类型的下一代网络等)、公共陆地移动网络(PLMN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、电话网络(例如公共交换电话网络(PSTN))、专用网络、自组织网络、内联网、因特网、基于光纤的网络、云计算网络等，和/或这些或其他类型网络的组合。

图1中所示的设备和网络的数量和布置作为一个或多个示例提供。实际上，与图1所示的设备和/或网络相比，可能存在额外的设备和/或网络、更少的设备和/或网络、不同的设备和/或网络、或不同布置的设备和/或网络。此外，图1中所示的两个或更多个设备可以在单个设备内实施，或者图1中所示的单个设备可以实施为多个分布式设备。附加地或替代地，环境100的一组设备(例如，一个或多个设备)可以执行被描述为由环境100的另一组设备执行的一个或多个功能。

图2是设备200的示例组件的图。设备200可以对应于用户设备110和/或无线通信设备120。附加地或替代地，用户设备110和/或无线通信设备120可以包括一个或多个设备200和/或设备200的一个或多个组件。如图2所示，设备200可以包括总线205、处理器210、存储器215、存储组件220、输入组件225、输出组件230、通信接口235和一个或多个传感器240(单独称为“传感器240”并统称为“传感器240”)。

总线205包括允许设备200的组件之间进行通信的组件。处理器210包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、加速处理单元(APU)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和/或其他类型的处理组件。处理器210以硬件、固件或硬件和软件的组合来实施。在一些方面，处理器210包括能够被编程以执行功能的一个或多个处理器。

存储器215包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或存储供处理器210使用的信息和/或指令的另一种类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁存储器和/或光存储器)。

存储组件220存储与设备200的操作和使用相关的信息和/或软件。例如，存储组件220可以包括硬盘(例如，磁盘、光盘、磁光盘和/或固态盘)、压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、软盘、盒式磁带、磁带和/或其他类型的非暂时性计算机可读介质，以及相应的驱动器。

输入组件225包括允许设备200例如经由用户输入来接收信息的组件(例如，触摸屏显示器、键盘、小键盘、鼠标、按钮、开关和/或麦克风)。附加地或替代地，输入组件225可以包括用于感测信息的传感器(例如，图像传感器、位置传感器、加速度计、陀螺仪、致动器等)。在一些方面，输入组件225可以包括相机(例如，高分辨率相机、低分辨率相机等)。输出组件230包括提供来自设备200的输出的组件(例如，显示器、扬声器和/或一个或多个发光二极管(LED))。

通信接口235包括收发器和/或单独的接收器和发送器，其使设备200能够与其他设备通信，例如经由有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合。通信接口235可以允许设备200从另一个设备接收信息和/或向另一个设备提供信息。例如，通信接口235可以包括以太网接口、光学接口、同轴接口、红外接口、射频(RF)接口、通用串行总线(USB)接口、Wi-Fi接口、蜂窝网络接口、无线调制解调器、内部集成电路(I²C)、串行外围接口(SPI)等。

传感器240包括一个或多个能够感测与设备200相关联的特性的设备。传感器240可以包括一个或多个集成电路(例如，在封装的硅片上)和/或一个或多个柔性电路的一个或多个无源组件以实现与设备200的一个或多个组件的通信。

传感器240可以包括具有视场的光学传感器，在视场中传感器240可以确定设备200的环境的一个或多个特性。在一些方面，传感器240可以包括相机。例如，传感器240可以包括能够捕获小于一百万像素的图像、小于1216x912像素的图像等的低分辨率相机(例如，视频图形阵列(VGA))。传感器240可以是低功率设备(例如，功耗小于10毫瓦(mW)的设备)，其在设备200通电时具有始终开启能力(例如，允许始终开启的面部检测、始终开启的字符识别、始终开启的对象检测等)。

附加地或替代地，传感器240可以包括磁力计(例如，霍尔效应传感器、各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻传感器(GMR)等)、位置传感器(例如，全球定位系统(GPS)接收器、本地定位系统(LPS)设备(例如，使用三角测量、多点定位等)等)、陀螺仪(例如，微机电系统(MEMS)陀螺仪或类似类型的设备)、加速度计、速度传感器、运动传感器、红外传感器、温度传感器、压力传感器等。

设备200可以执行本文描述的一个或多个过程。设备200可以响应于处理器210执行由诸如存储器215和/或存储组件220之类的非暂时性计算机可读介质存储的软件指令来执行这些过程。计算机可读介质在本文中被定义为非暂时性存储设备。存储设备包括单个物理存储设备内的存储空间或跨多个物理存储设备的存储空间。

软件指令可以从另一计算机可读介质或经由通信接口235从另一设备读入存储器215和/或存储组件220。当被执行时，存储在存储器215和/或存储组件220中的软件指令可以使处理器210执行本文描述的一个或多个过程。附加地或替代地，硬连线电路可以代替软件指令或与软件指令组合使用以执行本文描述的一个或多个过程。因此，本文描述的方面不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

在一些方面，设备200包括用于执行本文描述的一个或多个过程的部件和/或用于执行本文描述的过程的一个或多个操作的部件。例如，用于执行本文描述的过程和/或操作的部件可以包括总线205、处理器210、存储器215、存储组件220、输入组件225、输出组件230、通信接口235、传感器240和/或其任何组合。

图2中所示的组件的数量和布置是作为示例提供的。在实践中，设备200可以包括与图2中所示的那些组件相比附加的组件、更少的组件、不同的组件或不同布置的组件。附加地或替代地，设备200的一组组件(例如，一个或多个组件)可以执行被描述为由设备200的另一组组件执行的一个或多个功能。

图3是概念性地示出了根据本公开的各个方面的与传感器模块相关联的示例300的图。示例300包括用户设备(例如，用户设备110)，其包括本文描述的传感器模块和相机模块。传感器模块和相机模块的俯视图如图3所示。因此，传感器模块显示为与相机模块(虚线)重叠(或从俯视图覆盖)。传感器模块可以附接到(例如，紧固、固定、连接、胶合等)到相机模块(例如，相机模块的结构)以允许在用户设备内安装相机模块和传感器模块(例如，在安装显示表面之前)作为单个组装单元。

在示例300中，传感器模块包括带有嵌入在传感器附接模块内的传感器的套环。传感器附接模块可以嵌入在套环内。在一些方面，传感器可以直接嵌入(例如，附接到、安装在其中、紧固到等)套环内(例如，没有可分离的传感器附接模块)和/或传感器附接模块可以作为套环的一部分形成。如图所示，套环包括与相机孔对齐的开口。传感器附接模块(和/或套环)包括对应于传感器的传感器孔的第二开口。

如图3所示，显示表面的一部分可以覆盖传感器模块(例如，除了相机孔和/或传感器孔)。以此方式，用户设备的显示表面覆盖除了允许相机和传感器的孔暴露于用户设备的显示侧的相对较小的部分之外的用户设备的大部分。

如上所述，提供图3作为示例。其他示例是可能的，并且可能与以上结合图3所描述的不同。

图4是概念性地示出了根据本公开的各个方面的与传感器模块相关联的示例400的图。示例400示出了如本文所述的传感器模块和相机模块的组装和/或组合的平面图。

如图4所示，并且通过附图标记410所示，相机模块可以在结构内包括多个镜头(示为虚线)。一个或多个镜头可以被包括在从相机模块(其也可以包括一个或多个镜头)的底座延伸的镜头单元内。镜头单元可以对应于相机模块的镜筒(barrel)外壳，该镜筒外壳被配置为保持具有比相机模块的位于相机模块的底座中的其他镜头相对更小的直径(或宽度)的镜头。相机模块的底座可具有宽度w。因此，镜头单元可以具有小于宽度w的宽度(例如，镜头单元的宽度可以大约为w/3、w/2等)。此外，镜头单元可具有高度z。

相机模块的相机可以是高分辨率相机，当安装在用户设备内时，该相机由用户设备(例如，用户设备110、设备200等)的电源(例如，电池)供电。作为高分辨率相机，相机可能需要100mW或更多的功率来捕获图像和/或视频。相机可以经由通信总线(例如，总线205)通信地耦合到设备(例如，处理器210)以允许控制相机和/或允许相机向设备提供捕获的图像。

如图4进一步所示，并且通过附图标记420所示，传感器模块包括套环、传感器、开口和用于传感器的孔(其也可以被认为是套环中的开口)。套环可以在开口中接收镜头单元，使得当镜头单元在开口内被接收时套环安装到相机模块。套环的高度可以基本上等于镜头单元的高度z。套环可以是能够被模制以允许传感器嵌入和/或安装在套环内的任何合适的材料。

传感器可以是能够经由孔感测传感器模块的环境的一个或多个特性的任何合适的传感器(一旦安装在用户设备中，该环境可以是与用户设备的环境相同的环境)。例如，传感器可以是低分辨率相机、能够检测光(例如，环境光、红外光、光学通信信号等)的光学传感器、红外传感器、压力传感器、麦克风等。传感器模块的传感器可以是需要小于10mW的功率来操作的低功率传感器。因此，传感器可能需要比相机模块的相机更少的功率。例如，传感器可以是需要小于10mW(例如，1mW、2mW、5mW等)的低分辨率相机来经由孔捕获环境的图像和/或视频。因此，传感器可以被配置和/或设计为使用比相机更少的功率(例如，来自用户设备的电池的更少功率)。

以这种方式，传感器可以实现始终开启的检测能力，该能力使得用户、字符、对象等无需用户与用户设备的触摸输入组件交互、无需拿起(和/或触摸)用户设备等即可被检测到。此外，在始终开启模式下，传感器可以将传感器捕获的图像的滑动窗口记录为前滚(pre-roll)视频(例如，在用户的面部检测、字符的字符检测、对象的对象检测等之前和/或期间的时间段内捕获的视频)。因此，图像的滑动窗口可被保存为可由用户经由用户设备访问的前滚视频(例如，以允许经由前滚视频识别用户)。

附加地或替代地，传感器可以是能够在传感器模块的环境黑暗时执行始终开启检测的红外传感器。例如，与传感器模块相关联的设备可以包括发射红外光的低功率光发射器，并且红外传感器可以感测发射光的反射，该反射可以被分析以用于面部检测、字符检测、对象检测等。

如图4进一步所示，并且通过附图标记430所示，传感器模块可以包括反射设备以允许传感器处于相对于传感器模块的对称轴(例如，套环开口的中心轴)的偏移位置。如图所示，反射设备可以通过孔重定向传感器的视场，使得环境可以被传感器捕获(例如，在图像中)和/或分析。在一些方面，传感器模块可以包括被配置为限定传感器的视场的光学设备(例如，透镜、棱镜等)。镜子(和/或光学设备)可以包括在嵌入套环内的传感器附接模块内。在这种情况下，传感器附接模块在安装在传感器模块的套环内之前可以是可分离的和/或预组装的。

以此方式，示例400的传感器模块和/或相机模块可以允许与传感器模块和/或相机模块相关联的用户设备的始终开启检测，而该传感器模块和/或相机模块被配置为与单独的相机模块消耗相同的用户设备的显示侧的区域。

如上所述，提供图4作为示例。其他示例是可能的，并且可能与以上结合图4所描述的不同。

图5是概念性地示出了根据本公开的各个方面的与传感器模块相关联的示例500的图。示例500包括具有多个传感器的传感器模块。传感器模块的平面图和俯视图如图5所示。传感器模块的套环可包括用于多个传感器的相应传感器孔(或传感器开口)。多个传感器中的每一个可以是如本文所述的低功率传感器。多个传感器中的每一个可以是相同类型的传感器(例如，多个传感器中的所有传感器可以是或可以包括低分辨率相机、红外传感器等)。替代地，多个传感器中的一个可以是与多个传感器中的另一个不同类型的传感器(例如，一个传感器可以是低分辨率相机而另一个可以是红外传感器)。

如图5所示，多个传感器安装在相机孔周围。例如，一对或多对传感器可以包括彼此相对的传感器(例如，在传感器模块的开口的相对侧)。

示例500中的每个传感器可以具有与相机的有效视场成角度的有效视场。如图所示，传感器视场可以与相机视场中心线(例如，其可以对应于传感器模块和/或相机模块的对称轴)偏移成大约45度的角度。在一些方面，套环内的各个传感器可以与传感器模块的对称轴以一定角度(例如，大约45度、大约30度、大约60度等)定向。示例500可以允许多个传感器(显示为相对于传感器模块的开口或中心彼此成90度布置的四个传感器)、用户设备的显示侧(一旦传感器模块安装在用户设备中)的半球形视场(例如，180度x360度视场)。因此，传感器模块能实现注视点状(foveated like)视觉感测能力(例如，其可模仿人类视觉系统和/或与人类视觉系统相关)。

以此方式，传感器模块可以允许具有半球形视图的始终开启的检测能力。

如上所述，提供图5作为示例。其他示例是可能的，并且可能与以上结合图5所描述的不同。

图6是概念性地示出了根据本公开的各个方面的与传感器模块相关联的示例600的图。示例600提供了具有多个传感器的传感器模块的另一个示例。类似于示例500，示例600的传感器模块可以允许半球形视场。例如，如图所示，传感器模块可以包括一个或多个折射元件(例如，微棱镜)和/或使光重新定向(例如，以大约45度角、大约30度角、大约60度角等)进入传感器模块的衍射元件。以此方式，传感器模块的显示侧表面可以与显示表面的平面齐平(例如，共面)和/或在显示表面的平面的下方(而示例500的传感器模块的显示侧表面可以与显示表面的平面不齐平)。

如上所述，提供图6作为示例。其他示例是可能的，并且可能与以上结合图6所描述的不同。

图7是概念性地示出了根据本公开的各个方面的与传感器模块相关联的示例700的图。示例700包括有助于光学通信的传感器模块，如本文所述。因此，使用示例700的传感器模块，用户设备(例如，用户设备110、设备200等)可以使用光(例如，包含通信信号的光)与一个或多个设备(例如，无线通信设备120)进行光学通信。

传感器模块可以包括能够接收输入信号(例如，将向用户设备提供信息的输入信号)的光学传感器(显示为传感器阵列)。此外，传感器模块可以包括光发射器(显示为发光二极管(LED)阵列)，其被配置为发送包括输出信号(例如，具有从用户设备发送的信息的通信信号)的光。

分别类似于图5和6的示例500和600的传感器模块，多个传感器可以被配置在传感器模块内以提供(例如，用户设备的显示侧的)半球形视场。对于光学通信(例如，其可以与蜂窝通信相关联)，示例700的传感器模块能实现从用户设备的显示侧的所有角度接收光学信号。此外，这样的传感器可以是低功率的以允许传感器始终开启，从而可以始终接收到信号(当用户设备通电时)。此外，传感器模块可以使传感器能够根据需要在用户设备的共同半球形视场上提供视线通信和/或信号方向性。

除了接收视线光学信息之外，传感器模块还允许经由嵌入在传感器模块中的光发射器进行视线发射。例如，对于从特定方向接收到的信号，可以在相反方向上发送所发射的回复。因此，传感器模块可以包括传感器附接模块，其具有光学传感器以有助于光学通信信号的接收，也具有光发射器以有助于光学通信信号的发送。因此，对于在传感器模块的一个或多个光学传感器上的位置(x,y)处接收到的信号，可以使用位于相应一个或多个传感器附接模块(包括光学传感器)的位置(x,y)处的LED给出回复(例如，面向接收信号的同一方向)。

以此方式，如本文所述，可以使得用户设备能够经由传感器模块进行光学通信，同时包括基本上覆盖用户设备的显示侧的显示器。

如上所述，提供图7作为示例。其他示例是可能的，并且可能与以上结合图7所描述的不同。

前述公开提供了说明和描述，但并非旨在穷举或将各方面限制为所公开的精确形式。可以根据上述公开进行修改和变化，或者可以从这些方面的实践中获得修改和变化。

如本文所用，术语“组件”旨在广义地解释为硬件、固件和/或硬件和软件的组合。如本文所用，处理器以硬件、固件和/或硬件和软件的组合来实施。

本文结合阈值描述了一些方面。如本文所用，满足阈值可以指值大于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、小于或等于阈值、等于阈值、不等于阈值等。

即使在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，这些组合也不旨在限制本公开的各个方面。事实上，这些特征中的许多特征可以以权利要求中未具体陈述和/或说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求，但是公开的各个方面包括每个从属权利要求与权利要求书中的每一个其他权利要求的组合。提及项目列表中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及与多个相同元素的任意组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c或a、b和c的任何其他顺序)。

除非明确描述，否则本文使用的任何元素、行为或指令均不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“一个”、“一”旨在包括一个或多个项目并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“所述”旨在包括结合冠词“所述”所提及的一个或多个项目，并且可以与“所述一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集合”和“组”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。如果旨在包括仅一个项目，则使用短语“仅一个”或类似语言。此外，如本文所用，术语“具有”、“有”、“含有”等旨在是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。此外，如本文所用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“只有其中之一”组合使用)，术语“或”在一系列中使用时旨在具有包容性，并且可以与“和/或”互换使用。