光谱检测电路模组以及移动终端

文档序号:1903211 发布日期:2021-11-30 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 光谱检测电路模组以及移动终端 (Spectrum detection circuit module and mobile terminal ) 是由 陈朝喜 孙长宇 于 2020-05-26 设计创作,主要内容包括:本公开涉及一种光谱检测电路模组以及移动终端。其中,光谱检测电路模组包括发射电路以及光电转换电路;发射电路,用于向目标区域发射光线;光电转换电路,用于接收待测物体反射的反射光线,并具有多个检测通道,多个检测通道中的每个检测通道均设置有光波滤波片,且光波滤波片用于接收并检测预设波段的光,其中,预设波段的光对应的波段范围不同并小于预设波段范围阈值。通过本公开,可以使光谱检测电路模组中的检测通道检测的预设波段的光谱信息更加精确,进而使得光谱传感器检测的待测物体的光谱信息更加精确,有助于应用该光谱传感器的移动终端衍生出更多全新的用户体验。(The disclosure relates to a spectrum detection circuit module and a mobile terminal. The spectrum detection circuit module comprises an emission circuit and a photoelectric conversion circuit; an emission circuit for emitting light to a target area; the photoelectric conversion circuit is used for receiving reflected light reflected by an object to be detected and is provided with a plurality of detection channels, each detection channel in the plurality of detection channels is provided with a light wave filter, the light wave filters are used for receiving and detecting light of preset wave bands, and the wave band ranges corresponding to the light of the preset wave bands are different and are smaller than preset wave band range threshold values. Through this disclosure, can make the spectral information of the predetermined wave band that the measuring channel in the spectrum detection circuit module detected more accurate, and then make the spectral information of the object that awaits measuring that spectral sensor detected more accurate, help using this spectral sensor&#39;s mobile terminal to derive more brand-new user experience.)

光谱检测电路模组以及移动终端

技术领域

本公开涉及光谱检测技术领域,尤其涉及一种光谱检测电路模组以及移动终端。

背景技术

目前,移动终端已经成为人们日常生活中必不可少的工具。

随着人们精神需求的提高,需要移动终端具有更多全新的功能或用户体验。例如,若移动终端具备更加精确的检测周围物体光谱信息的能力,将有助于移动终端衍生出更多全新的用户体验。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题,本公开提供一种光谱检测电路模组以及移动终端。

根据本公开实施例的第一方面提供一种光谱检测电路模组。光谱检测电路模组包括发射电路以及光电转换电路;发射电路,用于向目标区域发射光线;光电转换电路,用于接收待测物体反射的反射光线,并具有多个检测通道,多个检测通道中的每个检测通道均设置有光波滤波片,且光波滤波片用于接收并检测预设波段的光,其中,预设波段的光对应的波段范围不同并小于预设波段范围阈值。

一种实施方式中,多个检测通道的数量大于或等于预设数量。

另一种实施方式中,光谱检测电路模组还包括接收电路;其中,光电转换电路中的多个检测通道中的每个检测通道通过开关与接收电路连接。

又一种实施方式中,接收电路包括运放电路;其中,光电转换电路中的多个检测通道中的每个检测通道通过开关与接收电路中的运放电路连接。

又一种实施方式中,运放电路的数量为一个。

又一种实施方式中,多个检测通道之间通过并联的方式连接。

又一种实施方式中,所述光波滤波片包括:涂覆在检测通道上的光学薄膜。

又一种实施方式中,光电转换电路接收待测物体反射的反射光线的波段范围大于或等于380nm,且小于或等于780nm。

根据本公开实施例的第二方面提供一种移动终端。其中,移动终端包括:光谱传感器,用于检测待测物体的光谱,设置于移动终端的玻璃盖板的下表面,其中,光谱传感器包括本公开第一方面或第一方面任一实施方式中所述的光谱检测电路模组;出射光孔,设置在玻璃盖板上满足使光谱传感器沿出射光孔向目标区域发射光线的位置;入射光孔,设置在玻璃盖板,其中,通过入射光孔接收反射光线,反射光线为光谱传感器发射并被待测物体反射的反射光线。

一种实施方式中,移动终端还包括:出射光导光柱,设置于光谱传感器之上,并延伸至出射光孔,以使光谱传感器依次通过出射光导光柱、出射光孔向目标区域发射光线;入射光导光柱,设置于光谱传感器之上,并延伸至入射光孔,以使光谱传感器依次通过入射光孔、入射光导光柱接收反射光线。

又一种实施方式中,隔柱,设置于出射光导光柱和入射光导光柱之间,其中,出射光导光柱和入射光导光柱通过隔柱分隔开,隔柱的材质为不透光材料。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:本公开提供的光谱检测电路模组,可以使检测通道检测的预设波段的光谱信息更加精确,进而使得光谱传感器检测的待测物体的光谱信息更加精确,有助于应用该光谱传感器的移动终端衍生出更多全新的用户体验。

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,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本公开的一示例性实施例的一种光谱检测电路模组的示意图;

图2是示出根据本公开的一示例性实施例的另一种光谱检测电路模组的示意图;

图3是示出根据本公开的以示例性实施例的又一种光谱检测电路模组的示意图;

图4是示出根据本公开的一示例性实施例的一种移动终端的结构示意图。

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。

在附图中,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。所描述的实施例是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本公开,而不能理解为对本公开的限制。基于本公开中的实施例,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,都属于本公开保护的范围。下面结合附图对本公开的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

目前,光谱检测电路模组中往往仅有少量的检测通道,用于检测特定波段范围内的光。例如,检测通道A可以检测380nm~580nm的光的光谱信息;检测通道B可以检测580nm~780nm的光的光谱信息。由于每个检测通道检测的光的波段范围较宽,导致检测出的光谱信息不够精确,最终将影响应用该光谱检测电路模组的光谱传感器检测的光谱信息的准确性。

本公开的第一方面提供一种光谱检测电路模组,使得应用该光谱检测电路模组的光谱传感器检测的待测物体的光谱信息更加精确,并且有助于应用该光谱传感器的移动终端衍生出更多全新的用户体验。

图1是示出根据本公开的一示例性实施例的一种光谱检测电路模组的示意图。

在本公开一示例性实施例中,如图1所示,光谱检测电路模组100包括发射电路10和光电转换电路20。下面将分别介绍发射电路10和光电转换电路20。

发射电路10用于向目标区域发射光线。

其中,发射电路10的发射参数,例如发射频率、占空比、驱动电流和脉冲个数等可以由中央处理器(CPU,central processing unit)设置,并通过通讯电路传输给发射电路10。

发射电路10基于CPU设置的发射参数向目标区域发射光线。

在一种实施例中,具有该光谱检测电路模组100的光谱传感器210应用于移动终端200时,可以根据光谱传感器210所配置的具体应用场景确定光线所到达的采集区域,该采集区域即为目标区域。例如,应用在通话场景时,光谱传感器210主要是采集用户在接打电话时侧脸的光谱信息,则光谱传感器210可以被设置在移动终端200顶端位置,只要该位置能采集到用户侧脸的光谱信息。又例如,应用在前置摄像场景,光谱传感器210是为了采集用户在使用前置摄像时正脸的光谱信息,则光谱传感器210可以被设置在面向移动终端200的显示屏正面的任意位置,只要该位置能采集到用户正脸的光谱信息。

光电转换电路20用于接收发射电路10发射到待测物体上并被反射回来的反射光线。

光电转换电路20具有多个检测通道201。其中,每个检测通道201中均设置有光波滤波片。

光波滤波片可以接收并检测预设波段的光,其中,预设波段的光对应的波段范围不同并且小于预设波段范围阈值。

由于光波滤波片接收并检测的预设波段的光对应的波段范围小于预设波段范围阈值,可以保证每个光波滤波片能够检测的预设波段的光对应的波段范围不会过大,进而保证每个光波滤波片能够检测的预设波段的光的光谱信息的精确度更高。从而保证了根据每个光波滤波片检测的光谱信息合并后得到的整个光谱信息的准确性。

检测通道201通过设置光波滤波片,可以保证每个检测通道201只接收并检测对应波长范围的光。例如,若光波滤波片A可以滤掉除波段范围在380nm~385nm之间的其他波段的光,则表示光波滤波片A仅可以接收并检测波段范围在380nm~385nm之间的光。因此,设置有光波滤波片A的检测通道201仅可以接收并检测波段范围在380nm~385nm之间的光。

基于相同的原理,设置有光波滤波片B的检测通道201仅可以接收并检测波段范围在385nm~390nm之间的光。

其中,预设波段范围阈值可以根据实际情况进行调整。针对上述实施例,与光波滤波片A对应的预设波段范围阈值可以是379nm~386nm;与光波滤波片B对应的预设波段范围阈值可以是384nm~391nm。在本公开中,不对与每个光波滤波片对应的预设波段范围阈值进行具体限定。

本公开提供的光谱检测电路模组100,通过在光谱检测电路模组100的光电转换电路20中设置多个检测通道201,并限定每个检测通道201可检测的预设波段的光的波段范围小于预设波段范围阈值,以使检测通道201检测的预设波段的光谱信息更加精确,进而可以使得基于光谱检测电路模组100的光谱传感器210检测的待测物体的光谱信息更加精确,从而有助于应用该光谱传感器210的移动终端200衍生出更多全新的用户体验。

在本公开一示例性实施例中,多个检测通道201的数量大于或等于预设数量。

预设数量可以根据实际情况进行确定,在本公开中,不对预设数量作具体限定。

在一种实施例中,多个检测通道201的数量还与检测通道201可检测的光的波段范围有关。每个检测通道201可检测的光的波段范围越小,检测通道201的数量将越多。通过增加检测通道201的数量,可以使得应用光谱检测电路模组100的光谱传感器210检测的待测物体的光谱信息更加精确。

在本公开一示例性实施例中,光谱检测电路模组100还包括接收电路30。

光电转换电路20中的每个检测通道201可以通过开关与接收电路30连接。其中,开关可以是单刀单掷开关。

在一种实施例中,还可以将每两个检测通道201通过一个双刀单掷开关与接收电路30连接。通过此种方式,可以有效减少开关的使用量。

图2是示出根据本公开的一示例性实施例的另一种光谱检测电路模组的示意图。

在本公开一示例性实施例中,如图2所示,接收电路30包括运放电路301。

将运放电路301设置在接收电路30中,可以对接收到的发射光线信号进行放大处理,以及便于电路的模块化管理,进而提高电路管理的工作效率。

进一步的,光电转换电路20中的每个检测通道201可以通过开关与接收电路30中的运放电路301连接。其中,开关可以是单刀单掷开关202。

在应用过程中,当光电转换电路20中的检测通道A接收并检测到光时,可以将连接检测通道A与运放电路301的单刀单掷开关202闭合,而将其他单刀单掷开关202断开,从而实现检测通道A与运放电路301的连接。

在一种实施方式中,还可以将每两个检测通道201通过一个双刀单掷开关与接收电路30中的运放电路301连接。

在应用过程中,当光电转换电路20中的检测通道A接收并检测到光时,可以通过单刀双掷开关将检测通道A与运放电路301进行连接,并且将其他的单刀双掷开关断开,从而实现检测通道A与运放电路301的连接。

在一种实施例中,运放电路301的数量可以为一个。

光谱检测电路模组100通过设置一个运放电路301,并且通过开关实现多个检测通道201与一个运放电路301的连接,可以实现对元件成本的节约。

作为一种变形,运放电路301的数量还可以根据实际情况进行调整,并不局限为一个。

在本公开一示例性实施例中,多个检测通道201之间可以通过并联的方式连接。

在一种实施例中,多检测通道201通过并联的方式连接,可以保证当其中的一个检测通道201与运放电路301通过单刀单掷开关202断开连接时,可以不影响其他检测通道201与运放电路301正常连接并工作。

为了更加清楚的展示本公开涉及的光谱检测电路模组100的工作过程,现以下实施例进行说明。

图3是示出根据本公开的以示例性实施例的又一种光谱检测电路模组的示意图。

在本公开一示例性实施例中,如图3所示,光谱检测电路模组100还包括CPU 40、数字电路50、通讯电路60和供电电路70。

发射电路10向外界发射光,其中,发射电路10的发射参数由CPU 40设置,并通过通讯电路60传输给发射电路10。

光电转换电路20接收发射电路10发射到待测物体上并被反射回来的反射光线。其中,光电转换电路20中的每个检测通道201可以接收并检测预设波段的光。

接收并检测到预设波段的光的检测通道201将通过单刀单掷开关202与接收电路30中的运放电路301连接。其中,接收电路30中还可以包括模数转换电路。

光电转换电路20可以将检测通道201接收并检测到的光信号转换为电信号,并将该电信号传递给运放电路301。运放电路301将电信号放大后,需要将电信号传递给模数转换电路。

接收电路30通过模数转换电路将电信号转换为数字信号,以便光谱检测电路模组100可以存储检测通道201接收并检测到的与光信号对应的数字信号。

由于当对模拟信号进行模数转换,即将电信号转换为数字信号时,需要一定的转换时间。在这个转换时间内,需要模拟信号基本保持不变,这样才能保证转换后的数字信号的准确性。因此,光谱检测电路模组100通过模数转换电路将电信号转换为数字信号之前,还需要保证在转换时间内,模拟信号需要基本保持不变。

在一实施例中,接收电路30还可以包括采样保持电路。

运放电路301在将放大后的电信号传递给模数转换电路之前,还需要先将电信号传递给采样保持电路进行处理,从而保证在将电信号转换为数字信号的转换时间内,电信号能够基本保持不变。

进一步的,接收电路30可以将转换后的数字信号传递给数字电路50。

数字电路50中包括寄存器。光谱检测电路模组100可以通过寄存器储存各个检测通道201接收并检测到的与光信号对应的数字信号,也即各个检测通道201接收并检测到的光的光谱信息。

进一步的,通讯电路60将数字电路50存储的各个检测通道201接收并检测到的与光信号对应的数字信号发送至CPU 40。CPU 40可以根据各个检测通道201接收并检测到的光的光谱信息进行合并处理,使之成为完整的光谱信息。

需要说明的是,在光谱检测电路模组100中,可以通过供电电路70为发射电路10、接收电路30和通讯电路60等进行供电。

在一实施例中,光谱检测电路模组100还可以包括温度补充电路。其中。温度补偿电路可以分别与发射电路10、接收电路30和供电电路70连接。

温度补偿电路可以为发射电路10、接收电路30和供电电路70补偿并缓解由于温度导致的电路噪声的增加而造成的电路稳定性降低的问题。

在一实施例中,光谱检测电路模组100还可以包括晶振电路。

晶振电路用于为光谱检测电路模组100产生周期信号,分频或倍频给发射电路10、接收电路30和供电电路70。从而保证光谱检测电路模组100中的各电路的频率信息能够保持同步。

在本公开一示例性实施例中,光波滤波片包括涂覆在检测通道201上的光学薄膜。

不同的光学薄膜可以接收不同预设波段的光。

涂覆在检测通道201上的光学薄膜可以是一层,也可以是多层。

在本公开一示例性实施例中,光电转换电路20接收发射电路10发射到待测物体上并被反射的反射光线的波段范围大于或等于380nm,且小于或等于780nm。

光电转换电路20能够检测的光的波段范围是根据各个检测通道201能够检测的光的波段范围而确定的。

若光电转换电路20共计有5个检测通道,其中,检测通道A接收并检测的预设波段的光对应的波段范围为380nm~390nm;检测通道B接收并检测的预设波段的光对应的波段范围为390nm~400nm;检测通道C接收并检测的预设波段的光对应的波段范围为400nm~410nm;检测通道D接收并检测的预设波段的光对应的波段范围为410nm~420nm;检测通道E接收并检测的预设波段的光对应的波段范围为420nm~430nm;则表示光电转换电路20能够检测的光的波段范围是380nm~430nm。

在移动终端200的应用过程中,可见光的光谱信息往往会对移动终端200衍生的新功能产生影响。因此,可以令光电转换电路20能够检测的光的波段范围在可见光的范围内,即波段范围大于或等于380nm,且小于或等于780nm。在应用过程中,可以通过在光谱检测电路模组100的光电转换电路20中设置对应的检测通道201来实现。

图4是示出根据本公开的一示例性实施例的一种移动终端的结构示意图。

基于相同的发明构示,本公开的第二方面提供一种移动终端200。

在本公开一示例性实施例中,如图4所示,移动终端200包括光传感器210、出射光孔220和入射光孔230。下面将分别介绍各部件以及各部件的连接关系。

光谱传感器210用于检测待测物体的光谱,并设置于移动终端200的玻璃盖板240的下表面。其中,光谱传感器210包括本公开第一方面以及第一方面任意一种实施方式中所述的光谱检测电路模组100。

出射光孔220,设置在玻璃盖板240上满足使光谱传感器210沿出射光孔220向目标区域发射光线的位置。

光谱传感器210可以通过出射光孔220向目标区域发射光线。出射光孔220向目标区域发射的光线遇到待测物体后会被反射,并经入射光孔230进入到光谱传感器210。

入射光孔230设置在玻璃盖板240。光谱传感器210通过入射光孔230接收反射光线,其中,反射光线为光谱传感器210发射并被待测物体发射回的反射光线。

在一种实施例中,光谱传感器210还可以设置在移动终端200的显示屏的下表面。

出射光孔220和入射光孔230可以分别设置在显示屏并且由显示屏延伸至玻璃盖板240处,以使光谱传感器210能够通过出射光孔220向目标区域发射光线,并且出射光孔220向目标区域发射的光遇到待测物体被反射后,还可以经入射光孔230进入到光谱传感器210。

在本公开一示例性实施例中,移动终端200还包括出射光导光柱。

出射光导光柱设置在光谱传感器210之上,并延伸至出射光孔220,以使光谱传感器210依次通过出射光导光柱、出射光孔220向目标区域发射光线。

移动终端200还包括入射光导光柱。

入射光导光柱设置在光谱传感器210之上,并延伸至入射光孔230,以使光谱传感器210依次通过入射光孔230、入射光导光柱接收反射光线。

其中,反射光线为光谱传感器210发射并被待测物体发射回的反射光线。

移动终端200设置出射光导光柱,可以保证光谱传感器210在向目标区域发射光线的过程中,不会在移动终端200的内部发生光能量的损失,而是沿着出射光导光柱和出射光孔220向目标区域射出光。

移动终端200设置入射光导光柱,可以保证光谱传感器210在接收反射光线的过程中,不会在移动终端200的内部发生光能量的损失,而是沿着入射光孔230和入射光导光柱接收到反射光,提高了光谱传感器210检测光谱信息的准确率和效率。

在本公开一示例性实施例中,移动终端200还包括隔柱。

隔柱设置在出射光导光柱和入射光导光柱之间,其中,出射光导光柱和入射光导光柱通过隔柱分隔开。隔柱的材质为不透光材料。

通过这种方式,可以保证光谱传感器210沿出射导光柱和出射光孔220发射的光,与沿入射光孔230和入射导光柱接收的光不会发生串扰,进而可以提高光谱传感器210向目标区域发射的光线,以及接收基于向目标区域发射的光被反射的反射光线的准确性,从而保证了检测得到的待测物体的光谱信息的准确性。

在本公开的一示例性实施例中,上述所提及的移动终端200可以是手机、平板电脑、智能穿戴,还可以是其他的移动终端装置。

本公开提供的移动终端200应用具有光谱检测电路模组100的光谱传感器210。

由于通过在光谱检测电路模组100的光电转换电路20中设置多个检测通道201,并限定每个检测通道201可检测的预设波段的光的波段范围小于预设波段范围阈值,可以使得检测通道201检测的预设波段的光谱信息更加精确,进而使得光谱传感器210检测的待检测物体的光谱信息更加精确,从而有助于移动终端200衍生出更多全新的用户体验。

由于移动终端200设置有光谱传感器210,因此,可以基于光谱传感器210检测到的用户的肤色信息来调整接近距离传感器(proximity sensor,简称P-sensor)的发射功率,或调整移动终端200设置的接近门限值和远离门限值。通过此种方式可以实现针对不同用户的情况,调整对应的发射功率、接近门限值和远离门限值,使得设置的发射功率、接近门限值和远离门限值更加个性化适应用户,进而提高用户的体验感。

移动终端200还可以基于光谱传感器210通过检测到的照射在用户脸上的光的光谱信息,来确定照射在用户脸上的光的第一色温值。并基于第一色温值来调整屏幕的第二色温值,以使屏幕的第二色温值与照射在用户脸上的光的第一色温值相统一,从而提高用户在使用移动终端200过程中的体验感。

在一实施例中,基于光谱传感器210中多个检测通道201可以检测到相应的光谱信息,并可以将各个检测通道201接收并检测到的光的光谱信息合并为一个完整的光谱信息。其中,合并后的完整的光谱信息为待测物体的光谱信息。

基于检测得到的待测物体的光谱信息可以得到与该光谱信息对应的RGB三通道的值,通过将RGB三通道的值进行归一化求解处理可以得到相应的色坐标。

进一步的,基于色坐标可以得到待测物体的色温值。

当知道待测物体的色温值后,可以对移动终端200的屏幕进行调整,以使移动终端200的屏幕的色温值与待测物体的色温值相统一。

由于屏幕显示的颜色是由多个像素点显示的颜色来确定,又由于每个像素点可以显示的颜色是由每个像素点对应的R子像素、G子像素和B子像素合成的颜色来确定。因此,可以通过调整每个像素点的R子像素、G子像素和B子像素的颜色来调整屏幕显示的颜色。

以OLED显示屏(Organic Light-Emitting Diode,简称OLED)为例,由于OLED显示屏上各像素点显示的颜色是由每个像素点的R子像素、G子像素和B子像素的电压来确定。因此,可以通过调整每个像素点的R子像素、G子像素和B子像素的电压来调整R子像素、G子像素和B子像素显示的颜色。进而基于R子像素、G子像素和B子像素显示的颜色确定每个像素点显示的颜色,并基于每个像素点显示的颜色来确定屏幕显示的色温值。

上述实施例通过移动终端200中的光谱传感器210实现了对待测物体的光谱信息进行更加精确的检测。并基于检测得到的待测物体的光谱信息来调整移动终端200的屏幕的色温值。通过此种方式提高了用户在使用移动终端200过程中的体验感。

出于示例和描述的目的,已经给出了本公开实施的前述说明。前述说明并非是穷举性的,也并非要将本公开限制到所公开的确切形式,根据上述教导还可能存在各种变形和修改,或者是可能从本公开的实践中得到各种变形和修改。选择和描述这些实施例是为了说明本公开的原理及其实际应用,以使得本领域的技术人员能够以适合于构思的特定用途来以各种实施方式和各种修改而利用本公开。

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