电子设备及其感测方法与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子设备及其感测方法。

背景技术：

随着信息技术和电子技术的发展，电子设备(例如：手机、平板等)已经与人们的日常生活息息相关，由于电子设备可以实现各种各样的功能，例如打电话、拍照、存储各类文件、即时通信、在线支付等，人们对终端的依赖性越来越高，在电子设备上保存了各类隐私信息，这就使得电子设备的安全性尤为重要。现有技术中，在电子设备中安装了生物特征按键(如指纹按键、心率按键等)，利用所述生物特征按键可以识别用户的生物特征，以在一定程度保证电子设备使用的安全性或增加电子设备的使用体验性。

通常所述电子设备中通常设置传感器，例如距离传感器、温度传感器、生物传感器等，且每种传感器具发射及接收信号的结构，如此造成所述电子设备的元件较多且结构较为复杂，加大组装的难度。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种避免上述问题的电子设备及其感测方法。

一种电子设备，包括：

信号发射器，用于在第一时段发出第一信号用以感测所述电子设备与使用者的距离；以及还用于在第二时段发出第二信号射向操作所述电子设备的操作体；及

信号接收器，用于在所述第一时段接收所述第一信号的返回信号以分析所述电子设备与使用者的距离以及在所述第二时段接收所述操作体反射的第二信号的返回信号以分析所述操作体是否为活体。

作为一种优选方案，所述信号接收器为光敏元件，所述光敏元件将所述第一信号的返回信号转换为第一电信号以及将所述第二信号的返回信号转换为第二电信号，所述电子设备还包括处理器，所述处理器基于所述第一电信号分析使用者的距离以及基于所述第二电信号分析所述操作体是否为活体。

作为一种优选方案，所述第一时段为所述电子设备处于与其他电子设备进行通话的时段，所述处理器还进一步判断使用者的距离是否在预设范围内，当使用者的距离在所述预设范围内，所述处理器控制所述电子设备熄屏；当使用者的距离超出所述预设范围，所述处理器控制所述电子设备亮屏。

作为一种优选方案，所述处理器依据所述第二电信号分析所述操作体的心率、血压、体温、血氧、心电信号中的至少一种，以判断所述操作体是否为活体，当所述操作体的心率、血压、体温、血氧、心电信号中的至少一种在预设范围内，所述处理器判断所述电信号代表的操作体为活体。

作为一种优选方案，所述电子设备还包括按键模组与盖板，所述盖板具有按键区域，所述按键模组、所述信号发射器及所述信号接收器均对应所述按键区域设置，且所述信号发射器发出的第一信号与第二信号均经由所述按键区域射出，所述返回信号也经由所述按键区域射入所述信号接收器。

作为一种优选方案，所述按键模组为具有指纹传感器的指纹按键模组，所述指纹按键模组用于检测所述操作体的指纹并输出指纹检测信号，所述处理器依据所述第二电信号判断所述指纹检测信号是否为活体指纹信号，当所述处理器依据所述第二电信号判断所述操作体为活体时，所述处理器将所述指纹检测信号作为活体指纹信号从而进一步将所述指纹检测信号与预设指纹模板进行比对或者将所述指纹检测信号存储。

作为一种优选方案，所述按键模组为具有指纹传感器的指纹按键模组，所述指纹按键模组用于检测所述操作体的指纹并输出指纹检测信号，所述处理器依据所述第二电信号判断所述操作体为活体，当所述处理器依据所述第二电信号判断所述操作体为活体时，所述处理器控制所述指纹按键模组启动检测所述操作体的指纹。

作为一种优选方案，所述信号发射器与所述信号接收器均设置于所述指纹按键模组中。

作为一种优选方案，所述按键模组包括按键与位于所述按键外围且固定所述按键的导光件，所述信号发射器发出的第一信号与第二信号经由所述导光件射出或所述第一信号与第二信号的返回信号经由所述导光体射入所述信号接收器。

作为一种优选方案，所述信号发射器在所述第一时段与所述第二时段的发出的光的波长不同。

作为一种优选方案，所述信号发射器在所述第一时段与所述第二时段的驱动电流或温度不同使得所述信号发射器在所述第一时段与所述第二时段的发出的第一信号与第二信号的波长不同。

一种应用于电子设备的感测方法，其包括以下步骤：

距离感测：所述电子设备的信号发射器在第一时段发出第一信号用以感测所述电子设备与使用者的距离，所述电子设备的信号接收器在所述第一时段接收所述第一信号的返回信号；及

活体感测：所述信号发射器在第二时段发出第二信号射向操作所述电子设备的操作体，所述信号接收器在所述第二时段接收所述操作体反射的第二信号的返回信号以分析所述操作体是否为活体。

作为一种优选方案，在距离感测步骤中，所述处理器依据所述第一信号的返回信号分析所述电子设备与使用者的距离是否在预设范围之内，若是，所述处理器控制所述电子设备熄屏，若否，则所述处理器控制所述电子设备亮屏。

作为一种优选方案，在活体感测步骤中，所述电子设备的处理器依据所述第二信号的返回信号分析所述操作体是否为活体，若是，所述处理器控制所述电子设备的指纹按键模组启动检测所述操作体的指纹。

相较于现有技术，本发明电子设备及应用于所述电子设备的感测方法，所述信号发射器及所述信号接收器能够在所述第一时段感测所述电子设备与使用者的距离，以及在所述第二时段感测所述操作体是否为活体，所述信号发射器及所述信号接收器均兼具两种功能简化了电子设备的结构，从而降低了电子设备的组装难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式的电子设备的立体结构示意图。

图2是图1所示电子设备的立体分解图。

图3是图2所示按键模组的立体分解示意图。

图4是图1所示电子设备的部分功能模组图。

图5是应用于电子设备的感测方法。

主要元件符号说明

电子设备 100

盖板 111

显示区域 101

非显示区域 102

按键区域 103

发光区域 1031

非发光区域 1033

显示模块 112

面盖 113

开孔 1131

锁孔 1133

边框 114

插孔 1141

第一电路板 115

后盖 116

固定件 117

处理器 119

按键模组 125

第二电路板 121

固定孔 1211

数据端口组件 122

信号端子部 1221

座体 1223

按键模组 125

按键 1251

导光件 1253

信号发射器 1255

信号接收器 1257

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明实施方式中使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施方式和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。另外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施方式涉及的电子设备可以是任何具备通信和存储功能的设备，例如：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机(Personal Computer，PC)、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等具有网络功能的智能设备。

请参见图1及图2，图1是本发明电子设备100实施方式的立体结构示意图，图2是图1所示电子设备的立体分解示意图。本实施方式中，所述电子设备100为手机。所述电子设备100包括盖板(cover lens)111、显示模块112、面盖113、边框114、第一电路板115、后盖116、第二电路板121及按键模组125。可以理解，所述电子设备100还包括其它必要或非必要的结构，比如电池、通讯模块、音频模块，在此不作赘述。

所述盖板111、所述显示模块112、所述面盖113、所述第一电路板115及所述后盖116自上而下依序设置，所述边框114环设于所述显示模块112、所述面盖113、所述第一电路板115外围，所述按键模组125设置于所述盖板111的下方且位于所述面盖113的开孔1131中，所述显示模块112、所述面盖113、所述第一电路板115、所述第二电路板121及所述按键模组125容置于所述盖板111、所述后盖116及所述边框114围成的收容空间(图未示)中。

具体地，所述盖板111包括显示区域101及非显示区域102，所述显示区域101为透射区域，所述显示模块112用于对应所述显示区域101设置，以透过所述显示区域101将图像提供给使用者。所述非显示区域102位于所述显示区域101的外围。本实施方式中，所述显示区域101为矩形。所述非显示区域102围绕所述显示区域101的矩形四周设置。当然，可以理解，在一种变更实施方式中，所述非显示区域102也可以仅包括位于所述显示区域101上方与下方的两个非显示区域102从而形成无边框的电子设备。

进一步地，所述显示区域101、所述非显示区域102均具有基板，所述显示区域101、所述非显示区域102的基板均为一体结构，也就是说，所述盖板111为一整体的盖板结构。所述显示区域101、所述非显示区域102的基板为透明基板，其可以是玻璃基板、蓝宝石基板及透明树脂基板中的其中一种基板，但不限于上述基板。所述非显示区域102包括按键区域103，用于供使用者对所述按键模组125等进行操作。本实施方式中，所述按键区域103大致呈椭圆形，所述按键区域103可以为与所述显示区域101的基板及所述非显示区域102的基板一体结构的基板，也可以为镂空区域。

所述显示模块112可以为触控显示模块，其设置于所述盖板111的显示区域101的下方。具体地，可以为触控式液晶显示模块或者为触控式有机发光二极管(OLED)显示模块，如可以包括液晶显示面板或OLED显示面板、及设置于所述液晶显示面板或OLED显示面板上方或内侧的触控薄膜(如电容式触控薄膜)。

所述面盖113包括用于固定所述显示模块112、所述第一电路板115等功能模组，其材料可以是塑料等树脂材料。所述面盖113为首尾相连的四框体，所述显示模块112与所述第一电路板115层叠设置且固定于所述面盖113围成的收容空间(图未示)中，所述面盖113形成所述开孔1131。所述开孔1131对应所述按键区域103设置。进一步地，所述面盖113可以通过胶体(图未示)粘接于所述盖板111的非显示区域102的内侧，如所述面盖113的四框体的上表面通过胶体(图未示)粘接于所述盖板111的非显示区域102的内侧。所述盖板111覆盖所述面盖113。

所述边框114环设于所述面盖113的四框体的四周侧面，用于加强所述面盖113对所述显示模块112等元件的固持强度。具体地，所述边框114也可以通过胶体(图未示)与所述面盖113的四框体的外侧面粘接。另外，所述边框114的材料可以为金属但不限于金属。所述边框114的侧壁邻近开孔1131上设有插孔1141。

所述第一电路板115为设置多个集成电路元件(如处理器等)的主电路板。

所述后盖116设置于所述面盖113远离所述盖板111的一侧，其可以通过胶体(图未示)等粘接于所述面盖远离所述盖板的一侧。所述后盖116的材料可以包括玻璃但不限于玻璃。

另外，本实施方式中，所述边框114与所述后盖116分别独立设置，但是可以理解，在变更实施方式中，所述边框114与所述后盖116也可以是一体成型结构，如为一体成型的金属结构或玻璃结构。

请参阅图3，所述第二电路板121对应所述按键区域103设置，所述第二电路板121可以为印刷电路板或软硬结合板。所述第二电路板121上设有数据端口组件122。所述数据端口组件122用于连接数据线以与外部装置进行电信号传输。所述数据端口组件122包括设置于所述第二电路板121上的信号端子部1221与套设于所述信号端子部1221外围的座体1223。所述信号端子部1221用于连接数据线以与外部装置进行电信号传输。所述座体1223用于与所述数据线的端部接合。所述座体1223对应所述插孔1141设置，本实施方式中，所述座体1223穿设于所述插孔1141。

所述按键模组125对应所述按键区域103设置并穿设于所述开孔1131。所述按键模组125位于所述按键区域103的下方。所述按键模组125用于侦测施加到所述按键区域103的操作体并输出检测信号。所述按键模组125包括按键1251、导光件1253、信号发射器1255及信号接收器1257。所述按键1251也安装于所述数据端口组件122的外围的第二电路板121上并与所述第二电路板121电连接。

所述导光件1253位于所述按键1251外围并与所述按键1251相固定。本实施方式中，所述导光件1253进一步包括自所述导光件1253内侧向内延伸的用于支撑所述按键1251的支撑板(未标号)，所述按键1251设置于所述支撑板上，且所述按键1251还可以通过软性电路板(图未示)等元件电连接至其他元件(如主电路板)上。在变更实施方式中，所述导光件1253也可以不包括所述支撑板，所述传感器1251直接设置于所述数据端口组件122的座体1223上，由所述座体1223支撑所述传感器1251。此外，在另一种变更实施中，所述按键1251也可以安装于所述数据端口组件122的外围的第二电路板121上并与所述第二电路板121电连接。

所述信号发射器1255设置于所述第二电路板121上并与所述第二电路板121电连接，用于在第一时段发出第一信号用以感测所述电子设备100与使用者的距离；以及还用于在第二时段发出第二信号射向操作所述电子设备100的操作体。所述信号发射器1255位于所述按键1251的下方。所述信号发射器1255发出的光经由所述导光件1253射出或所述反射的光信号经由所述导光体1253射入所述信号接收器1257。本实施方式中，所述按键1251、所述信号发射器1255沿垂直于所述按键区域103的基板的方向层叠设置。进一步地，所述按键区域103包括发光区域1031及非发光区域1033。所述发光区域1031位于所述非发光区域1033的外围，所述发光区域1031呈环形。所述信号发射器1255对应所述按键区域103设置，所述信号发射器1255发出的光通过所述发光区域1031射出所述电子设备100外。

所述信号接收器1257的至少部分安装于所述数据端口组件122的外围的第二电路板121上并与所述第二电路板121电连接。所述信号接收器1257位于所述按键1251的下方。所述信号接收器1257用于在所述第一时段接收所述第一信号的返回信号以分析所述电子设备100与使用者的距离以及在所述第二时段接收所述操作体反射的第二信号的返回信号以分析所述操作体是否为活体。所述信号接收器1257对应所述按键区域103设置并至少部分穿设于所述开孔1131。

可以理解，所述按键1251设置于所述数据端口组件122上，所述数据端口组件122支撑所述按键1251，所述按键模组125位于所述盖板111与所述座体1223之间。

本实施方式中，所述信号接收器1257为光敏元件，所述光敏元件将所述光信号转换为电信号。所述光敏元件将所述第一信号的返回信号转换为第一电信号以及将所述第二信号的返回信号转换为第二电信号。所述信号发射器1255发出的第一信号与第二信号均经由所述按键区域103射出，所述返回信号也经由所述按键区域103及所述导光件1253射入所述信号接收器1257。

进一步地，请参阅图4，所述电子设备100还包括处理器119，所述处理器119设置于所述第一电路板115上并与所述第一电路板115电连接。所述处理器119与所述按键1251、所述信号发射器1255及所述信号接收器1257通信连接。所述处理器119基于所述第一电信号分析使用者的距离以及基于所述第二电信号分析所述操作体是否为活体。所述第一时段为所述电子设备100处于与其他电子设备进行通话的时段，所述处理器100还进一步判断使用者的距离是否在预设范围内，当使用者的距离在所述预设范围内，所述处理器119控制所述电子设备100熄屏；当使用者的距离超出所述预设范围，所述处理器119控制所述电子设备亮屏。所述处理器119依据所述第二电信号分析所述操作体的心率、血压、体温、血氧、心电信号中的至少一种，以判断所述操作体是否为活体，当所述操作体的心率、血压、体温、血氧、心电信号中的至少一种在预设范围内，所述处理器119判断所述电信号代表的操作体为活体。

所述信号发射器1255在所述第一时段作为距离传感器以感测电子设备与使用者的距离，从而使所述电子设备100依据使用者与所述电子设备100之间的距离实现亮屏及熄屏，所述信号发射器1255在所述第二时段作为一活体感测器的信号发射器向所述操作体发射光信号，由于简化了电子设备100的结构。本实施方式中，所述信号发射器1255在所述第一时段发出的第一信号与所述第二时段发出的第二信号的波长不同。所述信号发射器1255在所述第一时段与所述第二时段的驱动电流或温度不同使得所述信号发射器1255发出的第一信号及第二信号的波长不同。

所述处理器119基于所述第二电信号分析所述操作体是否为活体。所述处理器19依据所述第二电信号分析所述操作体的心率、血压、体温、血氧、心电信号中的至少一种，以判断所述操作体是否为活体，当所述操作体的心率、血压、体温、血氧、心电信号中的至少一种在预设范围内，所述处理器119判断所述第二电信号代表的操作体为活体。所述信号发射器1255在所述第一时段工作时，所述信号接收器1257关闭。

具体地，所述按键模组125为具有指纹传感器的指纹按键模组，所述按键1251为指纹按键。所述指纹按键用于检测所述操作体的指纹并输出指纹检测信号，所述处理器119依据所述第二电信号判断所述指纹检测信号是否为活体指纹信号，当所述处理器119依据所述第二电信号判断所述操作体为活体时，所述处理器119将所述指纹检测信号作为活体指纹信号从而进一步将所述指纹检测信号与预设指纹模板进行比对或者将所述指纹检测信号存储。当所述处理器119依据所述第二电信号判断所述操作体为活体时，所述处理器119控制所述指纹按键模组启动检测所述操作体的指纹。

可以理解，当所述处理器119依据所述电信号判断所述操作体为活体时，所述处理器119控制所述指纹按键模组启动检测所述操作体的指纹不进行存储，而控制所述指纹按键模组启动检测所述操作体的指纹。

可以理解，所述信号接收器1257检测操作所述电子设备100的操作体并输出活体检测信号，所述指纹按键用于检测所述操作体的指纹并输出指纹检测信号，所述处理器119依据所述活体检测信号判断所述指纹检测信号是否为活体指纹信号，当所述处理器119依据所述活体检测信号判断所述操作体为活体时，所述处理器119将所述指纹检测信号作为活体指纹信号从而进一步将所述指纹检测信号与预设指纹模板进行比对或者将所述指纹检测信号存储。

可以理解，所述按键1251为指纹按键，所述电子设备100还包括处理器119，所述信号接收器1257检测操作所述按键模组125的操作体并输出活体检测信号，所述处理器119依据所述活体检测信号判断操作所述传感装置的操作体是否为活体，当所述处理器119依据所述活体检测信号判断操作所述按键模组125的操作体为活体时，所述处理器119控制所述指纹按键启动检测所述操作体的指纹。

可以理解，所述按键1251为电容式触摸按键、电阻式触摸按键、光学式触摸按键、压力触摸按键中的至少一种。其中所述按键1251可以直接形成在所述盖板111内侧的所述按键区域上，且如图3所示，当所述按键1251为电容式触摸按键、电阻式触摸按键等透明触摸传感元件时，所述按键1251可以超出所述按键区域103设置。但是可以理解，当所述按键1251为非透明的触摸传感元件时，所述触发按键可以仅设置于所述按键区域103的非发光区域1033的下方或者设置于所述按键区域103外围。

进一步地，所述面盖113上还设有锁孔1133，所述锁孔1133间隔所述开孔1131设置。所述第二电路板121包括固定孔1211。所述电子设备100还包括固定件117。所述固定件117穿过所述固定孔1211固定于所述面盖113的锁孔1133中从而将所述第二电路板121固定于所述面盖113上。

在一种优选的实施方式中，所述信号接收器1257可以为集成有指纹按键与心率按键两种按键的生物识别按键组件。其中，所述指纹按键可以为电容式指纹按键，但不限于电容式指纹按键，所述心率按键可以为光学式心率按键但不限于光学式心率按键。

可以理解，在一种变更实施例中，所述信号接收器1257、所述信号发射器1255不限定设置于具数据端口组件122的第二电路板121上，其也可以分别设置于电子设备100的其它结构。

可以理解，在一种变更实施例中，所述信号发射器1255可以省略，所述按键区域103不包括发光区域1031。

可以理解，在一种变更实施例中，所述电子设备100不具备显示等功能，所述电子设备100仅具备活体检测功能，即所述电子设备100包括信号发射器1255，用于在第一时段发光或闪烁以用作提醒或指示功能；以及还用于在第二时段发出光射向操作所述电子设备的操作体；及信号接收器1257，用于在所述第二时段接收所述操作体反射的光信号用以分析所述操作体是否为活体。

请参阅图5，本发明还提供一种应用于电子设备的感测方法，其包括以下步骤：

步骤501，距离感测：所述电子设备的信号发射器在第一时段发出第一信号用以感测所述电子设备与使用者的距离，所述电子设备的信号接收器在所述第一时段接收所述第一信号的返回信号。

进一步地，在步骤501中，所述处理器依据所述第一信号的返回信号分析所述电子设备与使用者的距离是否在预设范围之内，若是，所述处理器控制所述电子设备熄屏，若否，则所述处理器控制所述电子设备亮屏。本实施方式中，所述信号接收器为一光敏元件，所述光敏元件将所述第一信号的返回信号转换为第一电信号。所述处理器基于所述第一电信号分析使用者的距离。

步骤502，活体感测：所述信号发射器在第二时段发出第二信号射向操作所述电子设备的操作体，所述信号接收器在所述第二时段接收所述操作体反射的第二信号的返回信号以分析所述操作体是否为活体。

进一步地，在步骤502中，所述电子设备的处理器依据所述第二信号的返回信号分析所述操作体是否为活体，若是，所述处理器控制所述电子设备的指纹按键模组启动检测所述操作体的指纹。所述光敏元件将所述第二信号的返回信号转换为第二电信号。所述处理器基于所述第二电信号分析所述操作体是否为活体。

可以理解，所述步骤501及步骤502不分先后。

可以理解，所述信号发射器在所述第一时段与所述第二时段的驱动电流或温度不同使得所述信号发射器在所述第一时段与所述第二时段的发出的光的波长不同。

相较于现有技术，本发明电子设备100及应用于所述电子设备100的感测方法，所述信号发射器1255能够在所述第一时段发出所述第一信号用以感测所述电子设备与使用者的距离以控制所述电子设备100亮屏或熄屏，所述信号发射器1255能够在所述第二时段发出所述第二信号射向操作所述电子设备的操作体；所述信号接收器1257能够在所述第一时段接收所述第一信号的返回信号以分析所述电子设备与使用者的距离以及在所述第二时段接收所述操作体反射的第二信号的返回信号以分析所述操作体是否为活体，如此，所述信号发射器1255在第一时段作为距离感测器的信号发射器使用，所述信号接收器1257在所述第一时段作为距离感测器的信号接收器使用，所述信号发射器1255在第二时段作为距离感测器的信号发射器使用，所述信号接收器1257在所述第二时段作为活体感测器的信号接收器使用，所述信号发射器1255及所述信号接收器1257均具备两种器件的功能，进而简化了电子设备100的结构。此外，所述信号发射器1255及所述信号接收器1257分时段作业，不易发生信号扰，提高了电子设备100的可靠性。

进一步地，所述信号接收器1257及所述信号发射器1255均设置于所述按键模组125并对应所述盖板111的按键区域103设置，从而使所述盖板111的整体设计更为简洁，所述电子设备100的整机一致性较好。更甚者，所述信号发射器1255的发光的指示光可以经由所述发光区域1031射出所述电子设备100外，使得所述按键区域103还具有发光指示的功能，即所述电子设备100具有可发出指示光的按键，不仅使得所述电子设备100更美观，也丰富了所述电子设备的按键功能，可使使用者获得更好的使用体验。特别是所述按键区域103的基板与所述非显示区域102外围区域的基板为一体结构的基板，即所述盖板111在所述按键区域103无需开孔，从而可避免开孔导致盖板整体的强度可靠性降低的问题，所述电子设备100的可靠性较高。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。