CN109904718B - 飞行时间组件的控制***及控制方法、终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种飞行时间组件的控制***。飞行时间组件包括激光光源和传感器。激光光源用于发射激光，传感器用于接收被反射回的激光。控制***包括驱动芯片和应用处理器。驱动芯片与激光光源连接，并用于驱动激光光源发射激光。应用处理器与传感器及驱动芯片均连接，应用处理器用于接收传感器的反馈信息以识别传感器是否异常，且在识别到传感器异常时，发出关闭控制信号以控制驱动芯片关闭激光光源。本申请还公开了一种终端及飞行时间组件的控制方法。应用处理器和传感器以及驱动芯片均连接，在识别到传感器发生异常时直接控制驱动芯片关闭激光光源，防止激光伤害到用户，飞行时间组件的使用安全性较高。

Description

飞行时间组件的控制***及控制方法、终端

技术领域

本申请涉及消费性电子技术领域，更具体而言，涉及一种飞行时间组件的控制*** 及控制方法、终端。

背景技术

手机等电子装置上可以设置深度获取装置，一种深度获取装置可以利用飞行时间(Time of Flight，TOF)技术获取目标物体的深度，具体方式为控制光源向目标物体发射激光，再 接收被目标物体反射的激光，通过计算激光发出的时间和接收到反射的激光的时间之间的相 位差以获取目标物体的深度，而当深度获取装置的传感器发生异常时，会使得激光被不正常 地发射，容易伤害到用户，造成深度获取装置的使用安全性降低。

发明内容

本申请实施方式提供一种飞行时间组件的控制***及控制方法、终端。

本申请实施方式的飞行时间的控制***用于控制飞行时间组件，所述飞行时间组件 包括激光光源和传感器，所述激光光源用于发射激光，所述传感器用于接收被反射回的所述 激光。所述控制***包括驱动芯片和应用处理器。所述驱动芯片与所述激光光源连接，并 用于驱动所述激光光源发射所述激光。所述应用处理器与所述传感器及所述驱动芯片均连 接，所述应用处理器用于接收所述传感器的反馈信息以识别所述传感器是否异常，且在识别 到所述传感器异常时，发出关闭控制信号以控制所述驱动芯片关闭所述激光光源。

本申请实施方式的终端包括飞行时间组件及上述任一实施方式所述的控制***，控 制***与飞行时间组件连接。

本申请实施方式的飞行时间组件的控制方法用于控制飞行时间组件，所述飞行时间 组件包括激光光源和传感器，所述控制方法包括接收所述传感器的反馈信息以识别所述传 感器是否异常、及在识别到所述传感器异常时，关闭所述激光光源。

本申请实施方式的飞行时间组件的控制***及控制方法、终端中，应用处理器和传 感器以及驱动芯片均连接，在识别到传感器发生异常时直接控制驱动芯片关闭激光光源，防 止激光伤害到用户，飞行时间组件的使用安全性较高。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的 描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得 明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的终端的结构示意图；

图2是本申请实施方式的飞行时间组件及控制***的结构示意图；

图3是本申请实施方式的应用处理器识别传感器异常的原理示意图；

图4是本申请实施方式的驱动芯片的结构及信号走向示意图；

图5是本申请实施方式的应用处理器的结构及信号走向示意图；

图6至图8是本申请实施方式的控制***的模块示意图；

图9是本申请实施方式的终端的结构示意图；

图10是本申请实施方式的飞行时间组件的控制方法的流程示意图。

主要元件符号说明：

终端100、飞行时间组件10、光发射器11、激光光源111、扩散器112、光接收器 12、透镜121、传感器122、基板13、控制***20、驱动芯片21、应用处理器22、调 制模块25、电源模块26、信号发生器27、壳体30、显示屏40。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至 终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实 施方式，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一 特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上 方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下 方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平 高度小于第二特征。

请参阅图1及图2，本申请实施方式的终端100包括飞行时间组件10及控制***20。终端100可以利用控制***20控制飞行时间组件10获取目标物体的深度信息，以 利用深度信息进行测距、建模等操作。终端100具体可以是手机、平板电脑、遥控器、 智能穿戴设备等，终端100还可以是安装在移动平台(例如无人机、汽车等)上的外挂 设备。本申请实施例以终端100为手机为例进行说明，可以理解，终端100的具体形式 不限于手机。在如图1所示的例子中，终端100包括壳体30，壳体30可用于安装飞行 时间组件10及控制***20。

请参阅图1，飞行时间组件10可以安装在壳体30内，具体地，在一个例子中，壳 体30上开设有通孔，飞行时间组件10安装在壳体30内并与通孔对准，通孔可以开设 在壳体30的正面或背面；在另一个例子中，飞行时间组件10安装在壳体30内且对准 显示屏40，即设置在显示屏40下，飞行时间组件10发射的光信号穿过显示屏40进入 外界，或者外界的光信号穿过显示屏40由飞行时间组件10接收。

请结合图2，飞行时间组件10包括光发射器11及光接收器12。光发射器11与光 接收器12可以设置在同一个基板13上。光发射器11包括激光光源111及扩散器112， 激光光源111可以是垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL)，激光光源111可用于发射红外激光，红外激光的波长可以是940纳米，红外 激光可以具备均匀的光斑图案。扩散器(diffuser)112设置在红外激光的光路上，激光 光源111发射的红外激光经扩散器112扩散，以更均匀地向外界空间中发射。

请参阅图2，在本申请实施例中，激光光源111发射的红外激光为激光脉冲(如图 3所示的T1信号所示)，即在高电平时激光光源111发射激光脉冲，在低电平时激光 光源111不发射激光脉冲，以避免持续发射带来的不安全和发热问题。

光接收器12包括透镜121及传感器122。红外激光从光发射器11中射出后到达目标物体，在目标物体的反射作用下，红外激光返回到光接收器12并由光接收器12接收。 具体地，被反射的红外激光穿过透镜121后被传感器122接收。通过计算激光光源111 发射红外激光与传感器122接收到被反射回的红外激光的时间差，可以计算得到目标物 体相对于飞行时间组件10的深度(即，距离)。

请参阅图1、图2和图5，控制***20可以与飞行时间组件10连接，控制***20 可用于控制飞行时间组件10发射及接收红外激光。控制***20包括驱动芯片21及应 用处理器22(Application Processor，AP)。驱动芯片21与激光光源111连接，驱动芯 片21用于驱动激光光源111发射激光。应用处理器22与传感器122及驱动芯片21均 连接。应用处理器22在接收到传感器122的反馈信息后，通过反馈信息识别传感器122 是否异常，在应用处理器22识别到传感器122异常时，发出关闭控制信号给驱动芯片 21，驱动芯片21在收到关闭控制信号后关闭激光光源111关闭。

具体地，如图4所示，驱动芯片21可以通过芯片供电引脚从外部电源获取电能， 通过通信接口(例如SDIO引脚，SCLK引脚)与外部模块通信，通过激光光源供电引 脚与激光光源电源连接，通过激光光源控制信号引脚与激光光源111连接。驱动芯片21 可以设置在基板13上。请参阅图4至图6，应用处理器22与驱动芯片21和传感器122 均连接，应用处理器22接收传感器122的反馈信息来识别传感器122是否异常。在一 个实施例中，传感器122具备异常检测功能，在一些功能模块如调制模块25(图6示) 等出现问题时主动向应用处理器22发送对应的异常信息，应用处理器22在收到该异常 信息后即可识别传感器122存在异常。在另一个例子中，传感器122持续向应用处理器 22发送反馈信息以表示其处于正常工作状态，而在应用处理器22未接收到反馈信息时， 应用处理器22即判断传感器122异常。应用处理器22可以通过向驱动芯片21发送控 制输出信号，控制输出信号可以是上述的关闭控制信号，在应用处理器22识别到传感 器122异常时，向驱动芯片21发送关闭控制信号，在驱动芯片21接收到关闭控制信号 时，驱动芯片21关闭激光光源111，使激光光源111停止向外发射激光。

综上，本申请实施方式的终端100中，应用处理器22和传感器122以及驱动芯片21均连接，在识别到传感器122发生异常时直接控制驱动芯片21关闭激光光源111，防止激光伤害到用户，飞行时间组件10的使用安全性较高。

请再次参阅图6，在某些实施方式中，控制***20还包括调制模块25。调制模块 25集成在传感器122上。调制模块25内存储有预置调制方式；驱动芯片21与传感器 122连接，驱动芯片21可接收调制模块25内的预置调制方式，驱动芯片21按预置调制 方式驱动激光光源111发射激光。应用处理器22用于依据反馈信息获取传感器122接 收目标物体反射回的激光生成的波形信息，应用处理器22在该波形信息与预置调制方 式不同时，视为识别到传感器122异常。

具体地，请结合图4，应用处理器22可以作为终端100的***，应用处理器22连 接传感器122，传感器122可以在应用处理器22的控制下工作。同时，应用处理器22 还可以接收传感器122发出的反馈信号(即，反馈信息)，当控制输出信号为关闭控制 信号时，应用处理器22通过驱动芯片21的通信接口向驱动芯片21发送关闭控制指令， 驱动芯片21响应关闭控制指令，关闭激光光源111，使激光光源111停止向外发射激光。

调制模块25可以将存储的预置调制方式发送到驱动芯片21，在飞行时间组件10正常工作时，驱动芯片21驱动激光光源111按照预置调制方式发射激光，其中预置调 制方式可以包括激光光源111发射的激光的波形信息，预置调制方式可以包括多个，在 不同的使用场景下，驱动芯片21可以依据不同的预置调制方式驱动激光光源111发射 激光。

传感器122发生异常，可能是激光光源111未能按照预置的调制方式发射激光，即调制模块25坏掉，也可能是传感器122整个坏掉，当应用处理器22能够接收到反馈信 息时，即应用处理器22可与传感器122通信，可以根据反馈信息获取到传感器122接 收到的被目标物体反射回的激光的波形信息，然后比较反馈信息对应的波形信息与预置调 制方式对应的波形信息以判断调制模块25是否损坏。请再次参阅图3，在一个例子中， 激光光源111正常发射激光，预置调制方式为两种，分别对应波形信息T1和波形信息 T2，反馈信息对应的波形信息T3与波形信息T1和波形信息T2均不相同，此时可能是 调制模块25损坏，或者驱动芯片21损坏，或者是激光光源111损坏，均视为传感器122 损坏，具体地，视为传感器122的调制模块25损坏。

其中，反馈信息对应的波形信息与预置调制方式对应的波形信息不相同指的是反馈 信息对应的波形信息的高电平时长和预置调制方式对应的波形信息的高电平时长不同。 在另一个例子中，当应用处理器22在激光光源11发射激光后无法接收到传感器122发出反馈信息时，即传感器122已经无法与应用处理器22进行通信，可判断传感器122 整个坏掉。

当应用处理器22识别异常视为调制模块25坏掉时，应用处理器22可发送关闭控制信号给传感器122，传感器122接收到关闭控制信号后控制驱动芯片21关闭激光光源111，应用处理器22也可以直接发送关闭控制信号给驱动芯片21，驱动芯片21接收到 关闭控制信号后关闭激光光源111。当应用处理器22识别异常为传感器122整个坏掉后， 应用处理器22发送关闭控制信号给驱动芯片21，驱动芯片21接收到关闭控制信号后关 闭激光光源111。确保传感器122发生异常时及时关闭激光光源111。

请再次参阅图2及图3，在某些实施方式中，应用处理器22根据反馈信息获取传感器122接收目标物体反射回的激光的波形信息T3，在反馈信息对应的波形信息T3的高 电平持续时长大于预定设置时，视为识别到传感器122异常。

具体地，应用处理器22根据反馈信息获取到传感器122接收目标物体反射回的激光的波形信息T3后，然后判断反馈信息对应的波形信息T3的高电平持续时长是否大于 预定设置，其中，预定设置可以是一个或一组定量，例如与高电平持续的时长对应的预 定设置为10毫秒、15毫秒，预定设置还可以是依据不同场景变化的变量，例如当环境 光强较弱时，与高电平持续的时长对应的预定设置为15毫秒，而当环境光强较强时， 与高电平持续的时长对应的预定设置为10毫秒，预定设置对应的激光的高电平时长为 对人不会造成伤害的最大的高电平时长。在反馈信息对应的波形信息T3的高电平持续 时长大于预定设置时，说明激光光源111发出的激光可能会对人产生伤害，所以应用处 理器22视为识别到传感器122异常，向驱动芯片21发出关闭控制信号以关闭激光光源 111，保证飞行时间组件10的使用安全性。

请参阅图6，在某些实施方式中，传感器122具备异常检测功能，当传感器异常为调制模块24损坏时，传感器122可直接控制驱动芯片21关闭激光光源111。

具体地，传感器122可对自身内部元件的异常进行检测，例如，当传感器122检测到异常为调制模块24损坏时，此时，传感器122并未完全坏掉，传感器122可与驱动 芯片21进行通信，从而在调制模块24损坏时发出关闭控制信号给驱动芯片21，驱动芯 片21接收到关闭控制信号后关闭激光光源111。如此，传感器122无需通过应用处理器 22判断异常，可快速检测到自身的异常并在发生异常时控制驱动芯片21关闭激光光源 111，保证飞行时间组件10的使用安全性。

请参阅图7，在某些实施方式中，控制***20还包括电源模块26，电源模块26与 激光光源111连接并用于向激光光源111供电。电源模块26还与应用处理器22连接， 电源模块26接收到关闭控制信号时，断开给激光光源111的供电。

请结合图5，此时应用处理器22可以向电源模块26发送控制输出信号，当控制输出信号为关闭控制信号时，电源模块26断开给激光光源111的供电以达到关闭激光光 源111的目的。具体地，在飞行时间组件10正常工作时，应用处理器22可以向电源模 块26发送低电平电信号，电源模块26持续为激光光源111供电，应用处理器22向电 源模块26发送高电平电信号(可视作关闭控制信号)时，电源模块26响应该高电平电 信号，停止给激光光源111供电，直至应用处理器22重新向电源模块26发送低电平电 信号，电源模块26重新给激光光源111供电。

请参阅图8，在某些实施方式中，控制***20还包括应用处理器22及信号发生器27。应用处理器22连接信号发生器27。信号发生器27与应用处理器22连接。信号发 生器27接收到关闭控制信号时，发出飞行时间组件10异常的提示信息。

用户通过信号发生器27发出的提示信息可以获知飞行时间组件10未正常工作，且可能伤害到用户，用户可以及时采取相应措施避免被伤害，例如关闭终端100、改变终 端100朝向以避免被激光照射等。具体地，信号发生器27可以是光线发生器，在一个 例子中，如图9所示，信号发生器27可以是显示屏40，提示信息可以是显示在显示屏 40上的提示信息，例如显示提示文字、图案、动画等；信号发生器27还可以是声音发 生器，在一个例子中，信号发生器27可以是扬声器等，提示信息可以是扬声器发出的 语音提示；信号发生器27还可以是致动器，在一个例子中，致动器可以是震动马达等， 提示信息可以是震动马达以预定的频率驱动终端100的壳体30震动。

请参阅图9，在一个例子中，信号发生器27接收到预定操作时，应用处理器22停 止发出关闭控制信号且激光光源111重新开启。以图9所示为例，显示屏40可以显示 “点击重试(10S)”的提示信息，用户可以点击该提示信息，显示屏40接收到用户的 点击操作后，视为接收到预定操作，应用处理器22此时停止发出关闭控制信号，激光 光源111得以重新开启。当然，针对不同类型的信号发生器27，不同的提示信息，预定 操作的类型也可能会不同，在此不作限制。

请再次参阅图9，在另一个例子中，应用处理器22发出关闭控制信号预定时长后，应用处理器22停止发出关闭控制信号，且激光光源111重新开启。具体地，预定时长 可以是10秒、7秒、3秒等任意时长，终端100可以在预定时长内重启与激光光源111 相关的软件或者进行自检，激光光源111在预定时长后开启，以满足用户的使用需求。

在某些实施方式中，在激光光源111连续关闭的次数超过预定次数时，应用处理器22持续发出关闭控制信号。激光光源111被关闭并重新开启后，应用处理器22可能依 然检测到飞行时间组件10未能正常工作，而再次发出关闭控制信号且激光光源111再 次被关闭。当激光光源111被连续关闭的次数超过预定次数时，说明飞行时间组件10 可能发生了硬件损坏或者难以修复的软件故障，飞行时间组件10需要进行更全面地检 测或维修才能正常使用，因此，为了保障用户安全，应用处理器22在此时持续发出关 闭控制信号，避免激光光源111被误开启。

请结合图10，本申请实施方式的飞行时间组件10的控制方法，控制方法包括步骤：

01：接收传感器122的反馈信息以识别传感器122是否异常；

02：在识别到传感器122异常时，关闭激光光源111。

其中，步骤01和步骤02可以由上述控制***20的应用处理器22实施。控制方法 的具体实施细节可以参阅上述对控制***20的描述，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实 施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意 指结合所述实施方式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 一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的 实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多 个实施方式或示例中以合适的方式结合。

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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至 少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

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，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种飞行时间组件的控制***，其特征在于，所述飞行时间组件包括激光光源和传感器，所述激光光源用于发射激光，所述传感器用于接收被反射回的所述激光，所述控制***包括：

驱动芯片，所述驱动芯片与所述激光光源连接，并用于驱动所述激光光源发射所述激光；及

应用处理器，所述应用处理器与所述传感器及所述驱动芯片均连接，所述应用处理器用于接收所述传感器的反馈信息以识别所述传感器是否异常，且在识别到所述传感器异常时，发出关闭控制信号以控制所述驱动芯片关闭所述激光光源；

所述应用处理器用于依据所述反馈信息获取所述传感器接收的被反射回的所述激光的波形信息，在所述波形信息的高电平持续的时长大于预定设置时，视为识别到所述传感器异常，所述预定设置根据环境光强确定。

2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述反馈信息包括所述传感器主动发送给所述应用处理器的异常信息，所述应用处理器接收到所述异常信息时，视为识别到所述传感器异常。

3.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述应用处理器在未接收到所述传感器的所述反馈信息时，视为识别到所述传感器异常。

4.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述控制***还包括集成在所述传感器上的调制模块，所述调制模块内存储有预置调制方式；所述驱动芯片与所述传感器连接以接收所述预置调制方式，所述驱动芯片按所述预置调制方式驱动所述激光光源发射所述激光；所述应用处理器用于依据所述反馈信息获取所述传感器接收的被反射回的所述激光的波形信息，在所述波形信息与所述预置调制方式不同时，视为识别到所述传感器异常。

5.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述控制***还包括电源模块，所述电源模块与所述激光光源连接并用于向所述激光光源供电，所述电源模块还与所述应用处理器连接，所述电源模块接收到所述关闭控制信号时，断开给所述激光光源的供电。

6.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述控制***还包括：

信号发生器，所述信号发生器与所述应用处理器连接；

所述信号发生器接收到所述关闭控制信号后，发出所述飞行时间组件异常的提示信息。

7.根据权利要求6所述的控制***，其特征在于，所述信号发生器接收到预定操作时，所述应用处理器停止发出所述关闭控制信号，且所述激光光源重新开启；或

所述应用处理器发出所述关闭控制信号预定时长后，所述应用处理器停止发出所述关闭控制信号，且所述激光光源重新开启。

8.根据权利要求6所述的控制***，其特征在于，在所述激光光源连续关闭的次数超过预定次数时，所述应用处理器持续发出所述关闭控制信号。

9.一种终端，其特征在于，包括：

飞行时间组件；及

权利要求1至8任意一项所述的控制***，所述控制***与所述飞行时间组件连接。

10.一种飞行时间组件的控制方法，其特征在于，所述飞行时间组件包括激光光源和传感器，所述控制方法包括：

接收所述传感器的反馈信息以识别所述传感器是否异常；及

在识别到所述传感器异常时，关闭所述激光光源；

所述接收所述传感器的反馈信息以识别所述传感器是否异常，包括：

依据所述反馈信息获取所述传感器接收的被反射回的所述激光的波形信息；

在所述波形信息的高电平持续的时长大于预定设置时，视为识别到所述传感器异常，所述预定设置根据环境光强确定。

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