一种移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法，光检测触屏解锁装置包括光检测模块、电压处理模块、发光模块和控制模块；移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块；光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号；电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光；光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号；控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁；本发明通过自主发光、检测手指遮挡产生反射光时自动解锁，不使用触摸屏，从而可避免触摸屏部分或全部损坏导致不能触摸解锁的情况，弥补触摸解锁技术的不足。
【专利说明】
一种移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法
技术领域
[0001]本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及的是一种移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法。
【背景技术】
[0002]智能移动终端(如智能手机、平板电脑)的解锁方式通常采用触摸解锁，如人手在触摸屏上划动相应的手势完成解锁。这需要用户与移动终端接触，解锁方式比较单一。若触摸屏上部分触摸点损坏、甚至屏幕摔坏，则智能移动终端可能无法解锁。因此，智能移动终端在触摸解锁上存在缺陷，目前还未有相关人员考虑该技术的影响和解决方案。
[0003]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法，旨在解决现有触摸屏部分或全部损坏导致不能触摸解锁的问题。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种移动终端的光检测触屏解锁装置，其包括光检测模块、电压处理模块、发光模块和控制模块；
移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块;光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号；电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光;光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号;控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁。
[0006]所述的移动终端的光检测触屏解锁装置中，所述移动终端上设置一光感区域，该光感区域与设置在电路板上的光检测模块和发光模块相对，发光模块发出的光被手指遮挡时反射到光感区域内，光检测模块检测该光感区域范围内的环境光和反射的光。
[0007]所述的移动终端的光检测触屏解锁装置中，所述光检测模块包括光敏单元、接近检测单元和光检单元；
所述光敏单元根据环境光的亮度生成对应的光电压信号；
所述接近检测单元检测光感区域上方预设距离内有物体时，输出请求信号给控制模块来请求启动光检单元；
所述光检单元启动时，根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号。
[0008]所述的移动终端的光检测触屏解锁装置中，所述电压处理模块包括比较单元和稳压单元；
所述比较单元将所述光电压信号与参考电压信号进行比较；
稳压单元根据比较结果对光电压信号进行升降压处理，输出驱动信号控制发光模块发光。
[0009]所述的移动终端的光检测触屏解锁装置中，所述控制模块包括转换单元、中央处理器和解锁单元；
所述转换单元将启动电压信号放大预设倍数，并判断放大后的电压值是否在预设范围内；是则识别为有效并进行模数转换，输出解锁请求信号给中央处理器;否则识别为无效；所述中央处理器一方面根据请求信号启动光检单元，另一方面根据有效的解锁请求信号调用对应的解锁请求指令、并发送给解锁单元进行解锁。
[0010]一种移动终端的光检测触屏解锁方法，其包括:
步骤A、移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块;光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号；
步骤B、电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光；步骤C、解锁时，光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号;控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁。
[0011]所述的移动终端的光检测触屏解锁方法中，在所述步骤A中，控制模块启动光检测模块中的光敏单元来根据环境光的亮度生成对应的光电压信号，还启动接近检测单元检测光感区域上方预设距离内是否有物体，光检单元不启动。
[0012]所述的移动终端的光检测触屏解锁方法中，所述步骤B具体包括:
步骤B1、电压处理模块中的比较单元将所述光电压信号与参考电压信号进行比较；步骤B2、稳压单元根据比较结果对光电压信号进行升降压处理，输出驱动信号控制发光模块发光。
[0013]所述的移动终端的光检测触屏解锁方法中，所述步骤C具体包括:
步骤Cl、接近检测单元检测光感区域上方预设距离内有物体时，输出请求信号给中央处理器；
步骤C2、中央处理器根据请求信号启动光检单元，光检单元根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号；
步骤C3、转换单元将启动电压信号放大预设倍数，并判断放大后的电压值是否在预设范围内；是则识别为有效并进行模数转换，输出解锁请求信号给中央处理器;否则识别为无效；
步骤C4、中央处理器根据有效的解锁请求信号调用对应的解锁请求指令、并发送给解锁单元进行解锁。
[0014]相较于现有技术，本发明提供的移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法，移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块;光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号；电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光;光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号;控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁;本发明通过自主发光、检测手指遮挡发光模块时自动解锁，不使用触摸屏，从而可避免触摸屏部分或全部损坏导致不能触摸解锁的情况，弥补触摸解锁技术的不足。
【附图说明】
[0015]图1是本发明提供的移动终端的光检测触屏解锁装置的结构框图。
[0016]图2是本发明提供的移动终端的光检测触屏解锁方法流程图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供一种移动终端的光检测触屏解锁装置及其方法。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]请参阅图1，本发明提供的光检测触屏解锁装置设置在移动终端的电路板上，其包括光检测模块10、电压处理模块20、发光模块30和控制模块40。所述移动终端上设置一光感区域，该光感区域与电路板上的光检测模块10和发光模块30相对，发光模块30发出的光被遮挡时会反射到光感区域内，则光检测模块10主要检测该光感区域范围内的环境光和反射的光。所述光感区域可设置在显示屏外侧，如移动终端的顶部或上部(正面背面均可)。这样不会影响屏幕显示。发光模块30发出的光可采用柔和的有色光来方便辨识、且不会刺眼。
[0019]所述移动终端启动锁屏1?式时，控制1?块40锁住屏蒂并启动光检测1?块10。光检测模块10检测环境光亮并生成对应的光电压信号。电压处理模块20将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块30发光。当需要解锁时，手指在光感区域上遮挡预设时间(如2秒)，则发光模块30发出的光被反射回光感区域。光检测模块10检测手指遮挡发光模块所反射的光，根据反射光生成对应的启动电压信号。控制模块40根据所述启动电压信号进行屏幕解锁。
[0020]本实施例中，所述光检测模块10包括光敏单元110、接近检测单元120和光检单元130。所述电压处理模块20包括比较单元210和稳压单元220。所述控制模块40包括转换单元410、中央处理器420和解锁单元430。
[0021]启动锁屏模式时，中央处理器420锁住屏幕并启动光敏单元110和接近检测单元120。所述光敏单元110根据环境光的亮度生成对应的光电压信号。所述光敏单元110内可采用光敏三极管来检测环境光的亮度，光敏三极管将光辐射的能量放大β倍后，输出电流信号β? O假设光敏三极管的基极电流为Ib，集电极电流为IC，则环境光经过光敏三极管放大β倍后输出的驱动电流(即集电极电流)为Ic=Wb。设光敏三极管的集电极阻抗为Re，则环境光经过光敏三极管输出的光电压信号为Vol=Ic*Rc。
[0022]所述发光模块30可采用发光二极管来发光。假设发光二极管允许经过的最大电流为Iled，则光敏三极管可输出的最大光电压信号Vo2=Iled*RC。由于发光二极管允许经过的最大电流Iled和光敏三极管的集电极阻抗Re是固定不变的，则最大光电压信号Vo2的电压值是不变的。
[0023]为了避免环境光过亮/过暗使光电压信号Vol过大/过小，导致发光二极管被损坏/微弱发光。本实施例需要通过电压处理模块20对光电压信号进行处理。所述比较单元210将所述光电压信号Vol与参考电压信号(即最大光电压信号Vo2)进行比较。稳压单元220根据比较结果对光电压信号Vol进行升降压处理，输出驱动信号控制发光模块30发光。
[0024]具体为:当光电压信号Vol大于参考电压信号时，则说明环境光的亮度比较亮，比较单元210输出第一比较信号打开稳压单元220内的降压电路，对光电压信号Vol进行降压滤波处理输出驱动信号控制发光模块30发光。当光电压信号Vol小于参考电压信号时，则说明环境光的亮度比较暗，比较单元210输出第二比较信号打开稳压单元220内的升压电路，对光电压信号Vol进行升压处理输出驱动信号控制发光模块30发光。所述驱动信号的电压值等于最大光电压信号Vo2。通过稳压单元220的升降压处理，无论环境光是暗还是亮，都可以输出稳定的驱动信号来点亮发光模块30，以实现任何环境光下的光检测解锁。
[0025]在具体实施时，若光敏单元110根据环境光的亮度生成的光电压信号Vol=O,则说明没有环境光。此时相当于光电压信号Vo I小于参考电压信号，后续处理与光电压信号VoI小于参考电压信号的情况相同，此处不作赘述。
[0026]当需要解锁时，手指在光感区域上遮挡预设时间，此时接近检测单元120检测光感区域上方预设距离内有物体(手指)时，输出请求信号给中央处理器420。中央处理器420根据请求信号启动光检单元130。
[0027]所述光检单元130启动时根据手指遮挡产生的反射光生成对应的启动电压信号。只有在手指靠近时光检单元130才工作，平时不工作，以避免光检单元130误检测环境光为反射光。为了避免光检单元130启动时检测到附近发光模块30发出的光，可在光检单元130与发光模块30之间设置遮光隔离层，如采用黑色的遮光布遮住发光模块30的光，使光检单元130只能检测到从光感区域外射入的光。
[0028]光检单元130可采用光敏二极管，反射光通过光敏二极管会形成对应的电压信号。需要理解的是，手指反射的光与其他物体反射的光不相同，这是因为两者的表面、与光接触的面积不同，则光检单元130根据手指反射的光形成的电压信号与其他物体反射的光所形成的电压信号的电压值和波形不同；并且，由于反射光较弱，形成的电压信号的幅值也较小。为了方便识别小信号，且能准确识别出反射光来源于手指反射还是其他物体反射，本实施例通过转换单元410将启动电压信号放大预设倍数，判断放大后的启动电压信号的电压值是否在预设范围内，是则识别为有效(即是由手指反射的光形成的启动电压信号)并进行模数转换，输出数字的解锁请求信号给中央处理器420中；否则识别为无效(即由其他物体反射的光形成的电压信号)且不参与后续处理。
[0029]中央处理器210根据有效的解锁请求信号调用对应的解锁请求指令、并发送给解锁单元430进行解锁。
[0030]基于上述的移动终端的光检测触屏解锁装置，本发明还提供一种移动终端的光检测触屏解锁方法，请一并参阅图2，所述光检测触屏解锁方法包括:
S100、移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块;光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号；
S200、电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光；S300、解锁时，光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号;控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁。
[0031]其中，所述光检测模块包括光敏单元、接近检测单元和光检单元。在步骤SlOO中，控制模块先启动光敏单元来根据环境光的亮度生成对应的光电压信号。接近检测单元也同时启动检测光感区域上方预设距离内是否有物体。光检单元暂时不启动，以避免检测到环境光导致的误操作。
[0032]所述电压处理模块包括比较单元和稳压单元。则在步骤S200中，由比较单元将所述光电压信号与参考电压信号进行比较。稳压单元根据比较结果对光电压信号进行升降压处理，输出驱动信号控制发光模块发光。
[0033]所述控制模块包括转换单元、中央处理器和解锁单元。需要解锁时，用户将手指放在光感区域上方保持2秒。则在步骤S300中，先由接近检测单元检测光感区域上方预设距离内有物体时，输出请求信号给中央处理器来请求启动光检单元。中央处理器根据请求信号启动光检单元。手指将发光模块发出的光反射。光检单元启动时根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号。转换单元将启动电压信号放大预设倍数，并判断放大后的电压值是否在预设范围内；是则识别为有效并进行模数转换，输出解锁请求信号给中央处理器;否则识别为无效。中央处理器根据有效的解锁请求信号调用对应的解锁请求指令、并发送给解锁单元进行解锁。
[0034]综上所述，本发明的移动终端根据环境光发光，通过手指遮挡该光产生的反射光来进行解锁;其操作方便，任何环境光下都能正常解锁;不使用触摸屏，从而可避免触摸屏部分或全部损坏导致不能触摸解锁的情况，弥补触摸解锁技术的不足。
[0035]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种移动终端的光检测触屏解锁装置，其特征在于，包括光检测模块、电压处理模块、发光模块和控制模块； 移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块;光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号；电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光;光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号;控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁。2.根据权利要求1所述的移动终端的光检测触屏解锁装置，其特征在于，所述移动终端上设置一光感区域，该光感区域与设置在电路板上的光检测模块和发光模块相对，发光模块发出的光被手指遮挡时反射到光感区域内，光检测模块检测该光感区域范围内的环境光和反射的光。3.根据权利要求2所述的移动终端的光检测触屏解锁装置，其特征在于，所述光检测模块包括光敏单元、接近检测单元和光检单元； 所述光敏单元根据环境光的亮度生成对应的光电压信号； 所述接近检测单元检测光感区域上方预设距离内有物体时，输出请求信号给控制模块来请求启动光检单元； 所述光检单元启动时，根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号。4.根据权利要求1所述的移动终端的光检测触屏解锁装置，其特征在于，所述电压处理模块包括比较单元和稳压单元； 所述比较单元将所述光电压信号与参考电压信号进行比较； 稳压单元根据比较结果对光电压信号进行升降压处理，输出驱动信号控制发光模块发光。5.根据权利要求3所述的移动终端的光检测触屏解锁装置，其特征在于，所述控制模块包括转换单元、中央处理器和解锁单元； 所述转换单元将启动电压信号放大预设倍数，并判断放大后的电压值是否在预设范围内；是则识别为有效并进行模数转换，输出解锁请求信号给中央处理器;否则识别为无效； 所述中央处理器根据请求信号启动光检单元，还根据有效的解锁请求信号调用对应的解锁请求指令、并发送给解锁单元进行解锁。6.一种移动终端的光检测触屏解锁方法，其特征在于，包括: 步骤A、移动终端启动锁屏模式时，控制模块锁住屏幕并启动光检测模块;光检测模块检测环境光亮并生成对应的光电压信号； 步骤B、电压处理模块将所述光电压信号转换成驱动信号，并输出控制发光模块发光； 步骤C、解锁时，光检测模块根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号;控制模块根据所述启动电压信号进行屏幕解锁。7.根据权利要求6所述的移动终端的光检测触屏解锁方法，其特征在于，在所述步骤A中，控制模块启动光检测模块中的光敏单元来根据环境光的亮度生成对应的光电压信号，还启动接近检测单元检测光感区域上方预设距离内是否有物体，光检单元不启动。8.根据权利要求6所述的移动终端的光检测触屏解锁方法，其特征在于，所述步骤B具体包括: 步骤B1、电压处理模块中的比较单元将所述光电压信号与参考电压信号进行比较； 步骤B2、稳压单元根据比较结果对光电压信号进行升降压处理，输出驱动信号控制发光模块发光。9.根据权利要求7所述的移动终端的光检测触屏解锁方法，其特征在于，所述步骤C具体包括: 步骤Cl、接近检测单元检测光感区域上方预设距离内有物体时，输出请求信号给中央处理器； 步骤C2、中央处理器根据请求信号启动光检单元，光检单元根据手指遮挡发光模块所反射的光，生成对应的启动电压信号； 步骤C3、转换单元将启动电压信号放大预设倍数，并判断放大后的电压值是否在预设范围内；是则识别为有效并进行模数转换，输出解锁请求信号给中央处理器;否则识别为无效； 步骤C4、中央处理器根据有效的解锁请求信号调用对应的解锁请求指令、并发送给解锁单元进行解锁。
【文档编号】G06F3/042GK106022020SQ201610325112
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】黄树伟, 章金玉
【申请人】Tcl移动通信科技（宁波）有限公司