具有光学识别传感器的电子设备制造技术

本公开涉及一种具有光学识别传感器的电子设备。一种电子设备可以附接到外部物品。该电子设备可以包括光学识别传感器，该光学识别传感器被配置为：当该物品附接到该设备时，感测该外部物品中的颜色编码标签。该光学识别传感器可以包括：板层、保护滤光器层、用于支撑该板层上的该保护滤光器层的壁结构、设置在该板层与该保护滤光器层之间的光电探测器线性阵列、插置在该光电探测器与该保护滤光器层之间的视场限制滤光器以及具有用于照射该颜色编码标签的多个发射器的光源。该发射器可以被依次激活以产生多个图像，该多个图像被组合以重建该颜色编码标签的准确读取，该准确读取然后可以用于识别当前附接到该电子设备的外部物品的类型。品的类型。品的类型。

【技术实现步骤摘要】
具有光学识别传感器的电子设备
[0001]本申请要求2021年9月8日提交的美国专利申请第17/469,673号的优先权，该美国专利申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地讲，涉及具有传感器的电子设备。

技术介绍

[0003]电子设备通常包括具有传感器的部件。例如，耳机、蜂窝电话、腕表和其他便携式设备有时具有基于光的部件。
[0004]用户可以决定将这些电子设备与一个或多个物品配对。在一个场景中，可移除带可以附接到腕表。在另一个场景中，可移除壳体可以附接到蜂窝电话。设计在此类物品附接到电子设备时能够适当地对其类型进行识别的基于光的传感器，这可能是具有挑战性的。

技术实现思路

[0005]电子设备可以附接到外部物品或与其配对。外部物品可以设置有无源识别标签，诸如具有颜色块线性阵列的颜色编码标签。电子设备可以具有外壳、该外壳中的显示器和用于感测外部物品内的颜色编码标签以确定针对该物品的唯一标识符的光学识别传感器。
[0006]根据一些实施方案，光学识别传感器可以包括：光源，该光源被配置为发射照射外部物品的光；光电探测器阵列，该光电探测器阵列被配置为接收从外部物品反射回来穿过外壳的一部分的光；以及视场限制滤光器，该视场限制滤光器(filter)被配置为：当光电探测器接收从外部对象反射回来穿过该视场限制滤光器的光时，建立针对光电探测器阵列中的每个光电探测器的视场。视场限制滤光器可以是具有多个通孔的不透明层。通孔中的每个通孔可以具有直径和大于该直径的高度。视场限制滤光器的视场可以具有小于10
°
的视场角。光学识别传感器可以包括存在传感器，该存在传感器被配置为在外部物品附接到电子设备时进行检测。当外部对象附接到电子设备时，光学识别传感器和外部对象可以间隔小于5毫米的距离。光源可以包括：第一发射器，该第一发射器被配置为发射在第一波长范围内的光；第二发射器，该第二发射器被配置为发射在不同于该第一波长范围的第二波长范围内的光；以及第三发射器，该第三发射器被配置为发射在不同于该第一波长范围和该第二波长范围的第三波长范围内的光。光学识别传感器还可包括设置在第一发射器、第二发射器和第三发射器上方的光漫射层。
[0007]根据一些实施方案，光学识别传感器可以包括：光源，该光源被配置为发射穿过外壳的一部分用于照射外部物品中颜色编码标签的光；视场限制滤光器；以及光电探测器线性阵列，该光电探测器线性阵列被配置为：接收从外部物品中的颜色编码标签反射回来穿过外壳的一部分和穿过视场限制滤光器的光。光源可以包括不同波长的多个发射器。电子设备可以包括控制电路，该控制电路被配置为依次激活发射器以使用光电探测器获取对应图像。光学识别传感器还可以包括在发射器上方的光散射层。控制电路还可以被配置为：组
合图像以检测颜色块中的每个颜色块的边缘、识别针对颜色块中的每个颜色块的位置、确定针对颜色块中的每个颜色块的主要颜色以及基于颜色块中的每个颜色块的主要颜色输出针对外部物品的唯一标识符。
[0008]根据一些实施方案，光学识别传感器可以是无透镜光学识别组件，该无透镜光学识别组件具有：光源，该光源被配置为发射照射与电子设备配对的外部物品的光；具有开口的角滤光器；以及光电探测器阵列，该光电探测器阵列被配置为接收从外部物品反射回来穿过角滤光器的开口而不穿过透镜的光。光源可以包括多个发射器，该多个发射器被依次激活以使用光电探测器阵列获取对应图像。无透镜光学识别组件还可以包括在发射器上方的漫射光导管。
附图说明
[0009]图1是根据一些实施方案的例示性电子设备和可移除地附接到该电子设备的外部物品的示意图。
[0010]图2为根据一些实施方案的例示性腕表和可移除带的侧视图。
[0011]图3是根据一些实施方案的例示性电子设备和可移除壳体的侧视图。
[0012]图4是根据一些实施方案的例示性电子设备的横截面侧视图，该电子设备具有被配置为识别具有颜色编码标签的外部物品的光学识别传感器。
[0013]图5为根据一些实施方案的例示性光学识别传感器的分解透视图。
[0014]图6是示出根据一些实施方案的例示性光学识别传感器的横截面侧视图，该光学识别传感器具有被配置为照射外部物品中的颜色编码标签的光源。
[0015]图7是示出根据一些实施方案的例示性光学识别传感器的横截面侧视图，该光学识别传感器具有被配置为使用光漫射器照射外部物品中的颜色编码标签的光源。
[0016]图8是示出根据一些实施方案的例示性光学识别传感器的更多细节的横截面侧视图。
[0017]图9是示出根据一些实施方案的视场限制滤光器如何建立针对下面的光电探测器的视场的横截面侧视图。
[0018]图10是根据一些实施方案的例示性视场限制滤光器的顶部(平面)图。
[0019]图11是根据一些实施方案的用于操作电子设备中的光学识别传感器以识别外部物品的例示性步骤的流程图。
具体实施方式
[0020]电子设备可以设置有基于光的部件。基于光的部件可以包括例如基于光的(光学)传感器。光学传感器可以具有带有单独可寻址的发光元件的光源，并且可以具有光电探测器阵列，该光电探测器用于感测从已经与电子设备配对的外部物品反射回来的光源的光。光学传感器是具有窄视场滤光器的无透镜传感器，该窄视场滤光器用于在光电探测器阵列上创建外部物品中的颜色编码标签的1:1比例图像。与基于典型的相机(透镜)的传感器不同，以这种方式配置的光学传感器可以用于在更短的距离处准确地读取外部物品中的颜色编码标签，并且可以以更低的成本制造得更薄。
[0021]图1示出了具有显示器的例示性电子设备的示意图。设备10可以是蜂窝电话、平板
电脑、膝上型计算机、腕表设备或其他可穿戴设备、电视机、独立式计算机显示器或其他监视器、具有嵌入式计算机(例如台式计算机)的计算机显示器、嵌入在车辆、多媒体终端或其他嵌入式电子设备中的系统、媒体播放器或其他电子装备。其中设备10是腕表、蜂窝电话或其他便携式电子设备的配置有时可以在本文中作为示例来描述。这是例示性的。一般来讲，设备10可为具有显示器的任何合适的电子设备。
[0022]设备10可包括控制电路20。控制电路20可包括用于支持设备10的操作的存储和处理电路。该存储和处理电路可包括存储设备，诸如非易失性存储器(例如，闪存存储器或被配置为形成固态驱动器的其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路20中的处理电路可用于采集来自传感器和其他输入设备的输入，并且可用于控制输出设备。处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器和其他无线通信电路、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。在操作期间，控制电路20可使用显示器和其他输出设备为用户提供视觉输出和其他输出。
[0023]为了支持设备10和外部装备之间的通信，控制电路20可使用通信电路22进行通信。电路22可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子设备，包括：外壳；显示器，所述显示器在所述外壳中；以及光学识别传感器，所述光学识别传感器包括：光源，所述光源被配置为发射照射外部对象的光；光电探测器阵列，所述光电探测器阵列被配置为：接收从所述外部对象反射回来穿过所述外壳的一部分的所述光；以及视场限制滤光器，所述视场限制滤光器被配置为：在所述光电探测器接收从所述外部对象反射回来穿过所述视场限制滤光器的所述光时，建立针对所述光电探测器阵列中的每个光电探测器的视场。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述视场限制滤光器包括具有多个通孔的不透明层。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述多个通孔中的每个通孔具有直径和大于所述直径的高度。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述视场限制滤光器被配置为：允许所述视场内的光穿过以到达所述光电探测器并阻隔在所述视场之外的光。5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述视场限制滤光器的所述视场具有小于10
°
的视场角。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述光学识别传感器还包括在所述视场限制滤光器上方的附加滤光器层。7.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述光学识别传感器还包括存在传感器，所述存在传感器被配置为在所述外部对象附接到所述电子设备时进行检测。8.根据权利要求7所述的电子设备，其中当所述外部对象附接到所述电子设备时，所述光学识别传感器和所述外部对象间隔小于5毫米的距离。9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述光源包括：第一发射器，所述第一发射器被配置为发射在第一波长范围中的光；第二发射器，所述第二发射器被配置为发射在不同于所述第一波长范围的第二波长范围中的光；以及第三发射器，所述第三发射器被配置为发射在不同于所述第一波长范围和所述第二波长范围的第三波长范围中的光。10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述光学识别传感器还包括设置在所述第一发射器、所述第二发射器和所述第三发射器上方的光漫射层。11.根据权利要求9所述的电子设备，其中从所述第一发射器、所述第二发射器和所述第三发射器发射的所述光到达所述外部对象而不穿过所述视场限制滤光器。12.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述光电探测器阵列包括缺乏滤色器的光电探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：