光信号接收装置、方法、电子设备及可读存储介质与流程

本申请实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种光信号接收装置、方法、电子设备及可读存储介质。

背景技术：

随着技术发展，3d传感技术逐渐成为智能设备的标配硬件之一，其中飞行时间测距法(timeofflight，tof)得到了非常广泛的应用，参见图1，所谓飞行时间法3d成像，是通过给目标连续发送固定频率的光脉冲(例如红外激光信号)，然后接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离，该技术可应用于物理测距、3d建模、拍照性能提升等。

目前的tof接收端，一方面受滤光片的制作工艺波动，导致从tof发射端接收的光信号的频率与目标频率之间存在差异；另一方面，tof发射端由于发光二极管(lightemittingdiode，led)灯的制作工艺波动，以及激光灯等器件使用老化，其发射的光信号的频率与目标频率之间存在差异，进而导致tof接收端接收到的光信号的频率出现偏差，在这两方因素的影响下，会造成tof的信噪比下降，影响tof性能。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是提供一种光信号接收装置、方法、电子设备及可读存储介质，能够解决光信号接收装置接收光信号的频率不准确的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种光信号接收装置，包括：光信号接收模组，所述光信号接收装置还包括：至少两个谐振腔；

所述至少两个谐振腔重叠设置在所述光信号接收模组接收光信号的端面；

所述谐振腔包括第一反射层和第二反射层，在所述第一反射层和所述第二反射层之间设置调节部件，所述调节部件分别与所述第一反射层和所述第二反射层固定连接，所述调节部件用于调节所述第一反射层和所述第二反射层之间的距离，以调节所述谐振腔的厚度；

在每个所述谐振腔的厚度分别为每个所述谐振腔的目标厚度的情况下，每个所述谐振腔对应的透射波长叠加后仅包括一个透射峰。

第二方面，本申请实施例提供一种光信号接收方法，应用于电子设备，所述电子设备包括如第一方面所述的光信号接收装置，所述方法包括：

获取目标光信号频率；

根据所述目标光信号频率，通过调节部件调节每个谐振腔的第一反射层和第二反射层之间的距离，使每个谐振腔的厚度调整至每个所述谐振腔的目标厚度；

通过所述光信号接收装置中的光信号接收模组接收光信号。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括如第一方面所述的光信号接收装置，还包括：

获取模块，用于获取目标光信号频率；

调整模块，用于根据所述目标光信号频率，通过调节部件调节每个谐振腔的第一反射层和第二反射层之间的距离，使每个谐振腔的厚度调整至每个所述谐振腔的目标厚度；

接收模块，用于通过所述光信号接收装置中的光信号接收模组接收光信号。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括如第一方面所述光信号接收装置，还包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述光信号接收方法的步骤。

第六方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述光信号接收方法的步骤。

第六方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第二方面所述的方法。

本申请实施例中，在光信号接收模组上增加至少两个重叠设置的谐振腔，通过将每个谐振腔的厚度调整至每个谐振腔的目标厚度，使每个谐振腔之间仅包括一个波长相同的透射峰，这样只需让该波长相同的透射峰对应目标光信号频率，使得只有目标频率的光信号能够经所有谐振腔透射被接收端接收，有效解决光信号接收装置接收光信号的频率不准确的问题。

附图说明

图1为tof原理示意图；

图2为本申请实施例提供的光信号接收装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的f-p腔的结构示意图；

图4为f-p腔的多光束干涉原理示意图；

图5为f-p腔的分光原理示意图之一；

图6为f-p腔的分光原理示意图之二；

图7为本申请实施例提供的光信号接收方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之一；

图9为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之二；

图10为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图之三。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的光信号接收装置进行详细地说明。

参见图2，本申请实施例提供一种光信号接收装置，包括：光信号接收模组1，还包括：至少两个谐振腔2；

具体地，在一些实施方式中，上述谐振腔2为法布里-珀罗(fabry–pérot，f-p)腔。

例如图2示出了光信号接收装置包括两个f-p腔2的场景，可以理解的是，根据产品需求也可以设置3个、4个或更多数量的f-p腔。

上述至少两个f-p腔2重叠设置在光信号接收模组接收光信号的端面，以图2所示场景为例，两个f-p腔2重叠设置在光信号接收模组的上端面，该f-p腔2；

f-p腔内设置有用于调节f-p腔的厚度的调节部件(图中未示出)；在每个f-p腔的厚度分别为每个f-p腔的目标厚度的情况下，每个f-p腔之间仅包括一个波长相同的透射峰。

本申请实施例中，在光信号接收模组上增加至少两个重叠设置的f-p腔，通过将每个f-p腔的厚度调整至每个f-p腔的目标厚度，使每个f-p腔之间仅包括一个波长相同的透射峰，这样只需让该透射峰对应目标光信号频率，使得只有目标频率的光信号能够经所有f-p腔透射被接收端接收，有效解决光信号接收装置接收光信号的频率不准确的问题。

上述目标光信号频率指的是光信号发射装置需要发射的光信号的频率，光信号发射装置是基于控制指令发射光信号的，则控制指令所指示的光信号频率即为目标光信号频率，可以理解的是，光信号发射装置中的器件可能存在老化现象，因此光信号发射装置实际发射的光信号中可能掺杂其他频率的光。采用本申请实施例提供的光信号接收装置，通过至少两个f-p腔滤除其他频率的光，使光信号接收装置只能接收到目标频率的光信号，提高光信号接收的准确度。

可以理解的是，上述光信号接收模组1可以采用现有的光信号接收模组，图2示出的光信号接收模组1包括：

镜头10：图2中fov指的是镜头10的视场角(fieldofview)；

ir(infrared)片11：红外滤光片；

接收端封装侧边结构12(holder)：用于隔绝其他杂散光；

互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，coms)红外感应芯片13：接收发射端产生的光信号并进行处理；

接收端封装基材14：用于承载并保护coms芯片；

金线(wire)15：用于coms芯片和主控(host)的电气连接；

微透镜(microlens)16：用于聚焦激光信号，提升芯片的进光量。

上述光信号接收模组1仅为一种可选示例，本申请实施例对光信号接收模组1的结构不做具体限定

继续参见图2，在一些实施方式中，至少两个f-p腔2，包括：第一f-p腔201和第二f-p腔202，相应地，在第一f-p腔201的厚度为第一目标厚度，且第二f-p腔202的厚度为第二目标厚度的情况下，第一f-p腔201和第二f-p腔202之间仅包括一个波长相同的透射峰。

进一步地，参见图3，f-p腔2包括：基板21、第一反射层22、第二反射层24和导电层25；

第一反射层22和第二反射层24位于基板21和导电层25之间；

调节部件(图中未示出)位于第一反射层22和第二反射层24之间，调节部件分别与第一反射层22和第二反射层24固定连接，调节部件用于调节第一反射层22和第二反射层24之间的间距；

调节部件与导电层25电连接，通过导电层25实现对调节部件通电，从而对调节部件进行电控。

本申请实施例中，基板21可以采用平面玻璃板组成，第一反射层22和第二反射层24起到反射光线的作用，在第一反射层22和第二反射层24之间形成一腔体23，将调节部件设置在该腔体23中，通过调节该腔体23的厚度实现对整个f-p腔2的厚度的调整。

具体地，在一些实施方式中，调节部件为电致伸缩聚合物或者电光效应聚合物，该电致伸缩聚合物或者电光效应聚合物在受到电刺激后，能够产生形变，从而改变第一反射层22和第二反射层24之间的厚度、折射率等

需要说明的是，对电致伸缩聚合物或者电光效应聚合物的形变量的控制主要取决于施加在其上的电压值，具体地，形变量与电压值之间的对应关系可以预先通过实验或测试获得，在实际对f-p厚度控制时，能够直接根据需要调整的形变量确定出需要使用的电压值。

下面对f-p腔的工作原理进行介绍：

f-p腔是根据平行面板对光束干涉原理制成的，多光束干涉原理如图4所示，反射光束2、3、4和透射光束、1’、2’、3’的光强比较接近，可以获得通过，因此可以产生多束干涉现象。

f-p腔的分光特性如下图5所示，存在数个透射峰。f-p腔内的电致伸缩聚合物在外加电压的作用下，腔体厚度及折射率发生变化，使得f-p腔的透射峰的波长发生移动。从而达到调谐波长的目的。

针对tof场景，f-p腔通过胶粘在tof接收端模组的顶面，tof接收端模组与tof发射端模组可以通过移动行业处理器接口(mobileindustryprocessorinterface，mipi)方式和模组进行电性连接，用于获取发射端信号频率。f-p腔体在外加电压的作用下，其腔长及腔内介质折射率发生变化，使得每个f-p腔的透射峰的波长发生移动，通过控制电压可以控制f-p腔体厚度以及折射率，从而使得f-p谐振腔的透射峰波长和tof发射端发射的信号波长一致。

具体地，如图6所示。两个f-p腔体在外加电压的作用下，透射峰的波长发生移动(分别为图6中位于上方的图和位于中间的图)，两者之间仅540nm波段的波长相同，两个腔体叠加最终只有540nm波段的光能穿透(如图6中位于下方的图所示)，其余波段均无法通过。这样，只需让两个腔体叠加后只能透射tof发射端需要发出的目标光频率，即使tof发射端的器件因老化导致发射出的光频率出现偏差，在tof接收端也只有目标光频的光能够被接收，避免光频率偏差造成的tof信噪比下降，防止影响tof性能。

参见图7，本申请实施例提供一种光信号接收方法，该方法的执行主体为电子设备，该电子设备包括如图1所示的光信号接收装置，该方法的具体步骤如下：

步骤701：获取目标光信号频率；

在本申请实施例中，目标光信号频率指的是在光信号收发过程中，发射装置需要发射的光信号的频率，例如：在tof技术中，tof发射装置需要发射的光信号频率。

需要说明的是，该目标光信号频率与光信号发射装置实际发射的光信号频率可能不同，其原因在于光信号发射装置的器件会存在老化问题，致使实际发射的光信号频率与控制指令中指示的光信号频率不同，其中可能会掺杂其他频率的光。

在本申请实施例中，首先获取光信号发射装置需要发射的目标光信号频率，基于该目标光信号频率来调节光信号接收装置中f-p腔的厚度。在实际应用场景中，若光信号发射装置与光信号接收装置均安装在同一台电子设备中，则光信号接收装置可以直接通过电子设备内部的数据传输获得目标光信号频率；若光信号发射装置与光信号接收装置未安装在同一台电子设备中，则光信号接收装置可以通过其他现有的数据传输方式获得目标光信号频率，例如：有线数据传输或无线数据传输，本申请实施例对光信号接收装置获取目标光信号频率的具体方式不做限定。

步骤702：根据目标光信号频率，通过调节部件调节每个谐振腔的第一反射层和第二反射层之间的距离，使每个谐振腔的厚度调整至每个谐振腔的目标厚度；

在本申请实施例中，谐振腔为f-p腔，根据前述图6所示的f-p腔的分光原理，可以预先确定不同的目标光信号频率所对应的每个f-p腔的目标厚度，这样在获取到目标光信号频率之后，即可确定出对应每个f-p腔的目标厚度，进而能够对每个f-p腔的厚度进行调整。

在一些实施方式中，光信号接收装置中包括第一f-p腔和第二f-p腔；根据目标光信号频率，调整第一f-p腔的厚度为第一目标厚度，以及调整第二f-p腔的厚度为第二目标厚度。

具体地，根据目标光信号频率，通过每个f-p腔中的调整部件将每个f-p腔的厚度调整至每个f-p腔的目标厚度。

在一些实施方式中，调节部件为电致伸缩聚合物或者电光效应聚合物本申相应地，调整每个f-p腔的厚度的具体流程，包括：

(1)根据目标光信号频率，确定每个f-p腔的目标厚度；

在本申请实施例中，根据目标光信号频率即可确定出每个f-p腔之间波长相同的透射峰，相应地，根据该透射峰能够确定出各f-p腔的目标厚度。可以理解的是，可以通过预先实验或者测试，确定出各f-p腔在不同目标厚度的情况下所对应的唯一的透射峰的波长，这样根据需要接收的目标光信号频率即可直接确定出各f-p腔的厚度。

(2)根据目标厚度，确定与每个f-p腔对应的调整电压；

调整电压与目标厚度之间的对应关系可以通过预先实验或者测试确定，根据需要目标厚度即可直接确定出对应的调整电压。

(3)对每个f-p腔中的调整部件施加对应的调整电压。

通过对每个f-p腔中的调整部件施加与其对应的调整电压，实现将每个f-p腔的厚度调整至每个f-p腔的目标厚度。

步骤703：通过光信号接收装置中的光信号接收模组接收光信号。

在本申请实施例中，在调整各f-p腔的厚度之后，只有目标光信号频率的光信号能够被光信号接收模组接收到，因此即使光信号发射装置发出的光信号中掺杂了其他频率的光，也可以通过光信号接收装置中的f-p腔将其滤除。

本申请实施例中，在光信号接收模组上增加至少两个重叠设置的f-p腔，通过将每个f-p腔的厚度调整至每个f-p腔的目标厚度，使每个f-p腔之间仅包括一个波长相同的透射峰，这样只需让该波长相同的透射峰对应目标光信号频率，使得只有目标频率的光信号能够经所有f-p腔透射被接收端接收，有效解决光信号接收装置接收光信号的频率不准确的问题。

参见图8，本申请实施例提供一种电子设备800，该电子设备800包括如图1所示的光信号接收装置，还包括：

获取模块801，用于获取目标光信号频率；

调整模块802，用于根据所述目标光信号频率，通过调节部件调节每个谐振腔的第一反射层和第二反射层之间的距离，使每个谐振腔的厚度调整至每个所述谐振腔的目标厚度；

接收模块803，用于通过所述光信号接收装置中的光信号接收模组接收光信号。

可选地，所述谐振腔为f-p腔；

所述调整模块802包括：

第一确定单元，用于根据所述目标光信号频率，确定每个f-p腔的目标厚度；

第二确定单元，用于根据所述目标厚度，确定与每个所述f-p腔对应的调整电压；

调整单元，用于对每个所述f-p腔中的调整部件施加对应的调整电压。

可选地，所述光信号接收装置中包括第一f-p腔和第二f-p腔；

所述调整模块802还用于：

根据所述目标光信号频率，调整所述第一f-p腔的厚度为第一目标厚度，以及调整所述第二f-p腔的厚度为第二目标厚度。

本申请实施例中，在光信号接收模组上增加至少两个重叠设置的f-p腔，通过将每个f-p腔的厚度调整至每个f-p腔的目标厚度，使每个f-p腔之间仅包括一个波长相同的透射峰，这样只需让该波长相同的透射峰对应目标光信号频率，使得只有目标频率的光信号能够经所有f-p腔透射被接收端接收，有效解决光信号接收装置接收光信号的频率不准确的问题。

可选的，如图9所示，本申请实施例还提供一种电子设备900，包括存储器901，处理器902，存储在存储器901上并可在所述处理器902上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器902执行时实现上述光信号接收方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要注意的是，本申请实施例中的电子设备包括移动电子设备和非移动电子设备。

图10为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备1000包括如图1所示的光信号接收装置，还包括但不限于：射频单元1001、网络模块1002、音频输出单元1003、输入单元1004、传感器1005、显示单元1006、用户输入单元1007、接口单元1008、存储器1009、以及处理器1010等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备1000还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器1010逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图10中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

其中，处理器1010，用于获取目标光信号频率；

处理器1010，还用于根据所述目标光信号频率，通过调节部件调节每个谐振腔的第一反射层和第二反射层之间的距离，使每个谐振腔的厚度调整至每个所述谐振腔的目标厚度；

处理器1010，还用于通过所述光信号接收装置中的光信号接收模组接收光信号。

可选地，所述谐振腔为f-p腔；

处理器1010，还用于：

根据所述目标光信号频率，确定每个f-p腔的目标厚度；

根据所述目标厚度，确定与每个所述f-p腔对应的调整电压；

对每个所述f-p腔中的调整部件施加对应的调整电压。

可选地，所述光信号接收装置中包括第一f-p腔和第二f-p腔；

处理器1010，还用于：

根据所述目标光信号频率，调整所述第一f-p腔的厚度为第一目标厚度，以及调整所述第二f-p腔的厚度为第二目标厚度。

应理解的是，本申请实施例中，输入单元1004可以包括图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元1006可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板1061。用户输入单元1007包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器1009可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器1010可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1010中。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述光信号接收方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述光信号接收方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。