透光区域的分析方法以及相关设备、装置与流程

1.本技术涉及光学技术领域，特别是涉及一种透光区域的分析方法以及相关设备、装置。


背景技术：

2.近年来，随着电子信息技术的快速发展，监控相机、手机、平板电脑等逐渐成为人们日常生活、娱乐及办公必不可少的终端设备。诸如此类终端通常集成有诸如图像采集器件、光线发射器件等光学器件，且为追求美观，光学器件通常设置于面板下方，且在面板上需留有光学器件的透光区域，而若透光区域过大，影响整体美观，反之若透光区域偏小，则会产生暗角，影响正常光路。
3.目前，通常先设计并制造出样品，之后再进行实际测试，效率较低，且多次测试也在无形中增加了成本。有鉴于此，如何提高分析透光区域的效率，并降低分析透光区域的成本，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术主要解决的技术问题是提供一种透光区域的分析方法以及相关设备、装置，能够提高分析透光区域的效率，并降低分析透光区域的成本。
5.为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种透光区域的分析方法，包括：基于面板和光学器件的光学参数，得到第一模型；其中，光学器件包括光线发射器件、图像采集器件中至少一者，面板包括相背设置的第一表面和第二表面，光学器件靠近于第一表面设置；基于第一模型进行光学仿真，得到光学器件的光路；基于光路在第二表面的交点，得到光学器件在面板上的透光区域。
6.为了解决上述问题，本技术第二方面提供了一种电子设备，包括相互耦接的处理器和存储器，存储器存储有程序指令，处理器用于执行程序指令以实现上述第一方面中的透光区域的分析方法。
7.为了解决上述问题，本技术第三方面提供了一种存储装置，存储有能够被处理器运行的程序指令，程序指令用于实现上述第一方面中的透光区域的分析方法。
8.上述方案，基于面板和光学器件的光学参数，得到第一模型，且光学器件包括光线发射器件、图像采集器件中的至少一者，面板包括相背设置的第一表面和第二表面，光学器件靠近于第一表面设置，在此基础上，基于第一模型进行光学仿真，得到光学器件的光路，从而基于光路在第二表面的交点，得到光学器件在面板上的透光区域。故此，通过光学参数构建仿真模型即确定光学器件在面板上的透光区域，而无需设计、制造并测试样品，进而能够提高分析透光区域的效率，并降低分析透光区域的成本。
附图说明
9.图1是本技术透光区域的分析方法一实施例的流程示意图；
10.图2是第一模型一实施例的示意图；
11.图3是第一模型另一实施例的示意图；
12.图4是透光区域一实施例的示意图；
13.图5是第一模型又一实施例的示意图
14.图6是本技术透光区域的分析方法另一实施例的流程示意图；
15.图7是第二模型一实施例的示意图；
16.图8是第二模型另一实施例的示意图；
17.图9是第一光强分布情况一实施例的示意图；
18.图10是第二光强分布情况一实施例的示意图；
19.图11是本技术电子设备一实施例的框架示意图；
20.图12是本技术存储装置一实施例的框架示意图。
具体实施方式
21.下面结合说明书附图，对本技术实施例的方案进行详细说明。
22.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术。
23.本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
24.请参阅图1，图1是本技术透光区域的分析方法一实施例的流程示意图。具体而言，可以包括如下步骤：
25.步骤s11：基于面板和光学器件的光学参数，得到第一模型。
26.本公开实施例中，光学器件包括光线发射器件、图像采集器件中至少一者。请结合参阅图2，图2是第一模型一实施例的示意图。如图2所示，本公开实施例中，面板包括相背设置的第一表面和第二表面，且光学器件靠近于第一表面设置。
27.在一个实施场景中，光线发射器件可以包括但不限于：红外灯珠、led(light
‑
emitting diode，发光二极管)补光灯等可向外发射光线的元器件，在此不做限定。
28.在一个实施场景中，图像采集器件包括但不限于：摄像头等可接收外界光线以感光形成图像的元器件，在此不做限定。
29.需要说明的是，如前所述，光线发射器件用于向外发射光线(如，红外光、可见光等)，而图像采集器件用于接收外界光线以感光形成图像。根据实际产品不同，光学器件所包含的种类也可以不同。例如，光学器件可以仅包括光线发射器件；或者，光学器件也可以仅包括图像采集器件；或者，光学器件还可以同时包括光线发射器件和图像采集器件，在此不做限定。
30.在一个实施场景中，面板的光学参数可以包括但不限于：厚度、对不同波长光线的折射率等等，在此不做限定。具体地，上述光学参数可以根据实际产品设计需要进行设置，例如，厚度可以为3毫米，对可见光的折射率可以为1.4936，对红外光的折射率可以为1.4850。此外，面板的光学参数还可以包括对透光区域的透光率及反射率。例如，透光率可
以设为90％，反射率可以设置为10％。此外，面板的光学参数还可以包括面板的材料。例如，面板的材料可以设置为pmma(即聚甲基丙烯酸甲酯)。需要说明的是，上述光学参数的具体数值仅仅是实际应用中一种可能存在的情况，并不因此而限定光学参数的具体数值。
31.在一个实施场景中，请继续结合参阅图2，在光学器件包括图像采集器件的情况下，图像采集器件的光学参数可以包括但不限于：镜头视场角θ，镜头入光面的尺寸(如，镜头入光面的直径d1)、图像采集器件至拍摄物面之间的距离d等等，在此不做限定。具体地，上述光学参数可以根据实际产品设计需要进行设置，例如，镜头视场角θ可以为120度，镜头入光面的直径d1可以为46毫米，图像采集器件至拍摄物面之间的距离d可以为100毫米。需要说明的是，上述光学参数的具体数值仅仅是实际应用中一种可能存在的情况，并不因此而限定光学参数的具体数值。
32.在一个实施场景中，在光学器件包括光线发射器件的情况下，光线发射器件的光学参数可以包括但不限于：半功率角、波长等，在此不做限定。具体地，上述光学参数可以根据实际产品设计需要进行设置，例如，半功率角可以为120度，波长可以为850纳米。需要说明的是，上述光学参数的具体数值仅仅是实际应用中一种可能存在的情况，并不因此而限定光学参数的具体数值。
33.在一个实施场景中，可以提供一个光学参数输入界面，以供用户输入光学器件、面板等用于建模的元器件的光学参数，在接收到用户对不同元器件的光学参数之后，可以自动生成上述元器件，之后可以接收用户对不同元器件的位置摆放操作，以使不同元器件之间具有预设的相对位置关系，从而生成第一模型。
34.在另一个实施场景中，也可以接收用户已经设计好的初始模型(如，三维结构图)，该初始模型包含各种元器件，并已经设置好各种元器件之间的相对位置关系。在此基础上，可以提供一个光学参数输入界面，以供用户输入不同元器件的光学参数，从而得到第一模型。
35.步骤s12：基于第一模型进行光学仿真，得到光学器件的光路。
36.具体地，在生成上述第一模型之后，即可进行光学仿真，并得到光学器件的光路，以便后续根据光学器件的光学，确定光学器件在面板上的透光区域。
37.在一个实施场景中，光学器件可以包括图像采集器件。此外，如图2所示，第一模型还可以包括关于图像采集器件的光轴对称的多个点光源(如，两个点光源、四个点光源等等，在此不做限定)，多个点光源设置于面板靠近于第二表面的一侧，且多个点光源均位于图像采集器件的视角范围之外。具体地，如图2所示，可以基于图像采集器件至拍摄物面之间的距离d以及镜头视场角θ，确定拍摄物面的尺寸，并基于拍摄物面的尺寸，将点光源设置于拍摄物面的覆盖范围之外。仍以距离d等于100毫米且镜头视场角θ等于120度为例，拍摄物面的直径d2可以通过下式计算得到：
38.d2＝2d*tan(θ/2)
……
(1)
39.将上述光学参数的具体数值代入上述公式(1)中，即可得到拍摄物面的直径d2为364.4毫米。在光学参数的具体数值为其他数值的情况下，可以以此类推，在此不再一一举例。
40.在此基础上，可以基于第一模型进行光学仿真，得到图像采集器件分别与多个点光源之间的边缘光路，并基于边缘光路与在第二表面的交点，得到图像采集器件在面板上
的透光区域。上述方式，在光学器件包括图像采集器件的情况下，第一模型进一步设有关于图像采集器件的光轴对称的点光源，且点光源位于图像采集器件的视角范围之外，从而基于点光源至图像采集器件之间的边缘光路与第二表面之间的交点，确定图像采集器件在面板上的透光区域，故能够尽可能地模拟现实环境，提高透光区域的准确性。
41.在一个具体的实施场景中，请结合参阅图3，图3是第一模型另一实施例的示意图。如图3所示，多个点光源具体可以包括第一点光源和第二点光源。此外，为了便于清楚描述图像采集器件与点光源之间的光路，图3仅示意性地描绘了四条光路(即图3中点光源至图像采集器件之间的四条折线)，且边缘光路包括图像采集器件与第一点光源间的第一边缘光路l1和图像采集器件与第二点光源间的第二边缘光路l2，第一边缘光路l1与图像采集器件的镜头入光面之间的第一交点p1位于镜头入光面的边缘，第二边缘光路l2与图像采集器件的镜头入光面之间的第二交点p2位于镜头入光面的边缘，且镜头入光面的中心o、第一交点p1和第二交点p2位于同一直线上，即第一交点p1和第二交点p2是镜头入光面直径的两个端点。上述方式，由于第一边缘光路l1和第二边缘光路l2分别与镜头入光面间的第一交点p1和第二交点p2均位于镜头入光面的边缘，且与镜头入光面的中心o位于同一直线上，故第一边缘光路l1与第二边缘光路l2准确反映了能够到达图像采集器件的最边缘光路，因此后续在基于边缘光路确定图像采集器件在面板上的透光区域时，能够提高透光区域的精度。
42.在另一个具体的实施场景中，为了提高确定边缘光路的便利性，可以在镜头入光面的边缘设置接收器，从而可以仅接收镜头入光面边缘的光路，进而可以直接将经由光接收器的光路作为边缘光路。
43.在另一个实施场景中，光学器件可以包括光线发射器件。此外，请参阅图5，图5是第一模型又一实施例的示意图。如图5所示，第一模型还可以包括多个接收器(如，两个接收器、四个接收器等等，在此不做限定)，多个接收器设置于面板靠近第二表面的一侧，且多个接收器均位于图像采集器件的视角范围之外。需要说明的是，确定图像采集器件的视角范围的具体过程，可以参阅前述相关描述，在此不再赘述。在此基础上，可以基于第一模型进行光学仿真，得到光线发射器件分别与多个接收器之间的边缘光路，并基于边缘光路在第二表面的交点，得到光线发射器件在面板上的透光区域。上述方式，在光学器件包括光线发射器件的情况下，第一模型进一步包括多个接收器，且多个接收器设置于面板靠近于第二表面的一侧，且多个接收器均位于图像采集器件的视角范围之外，在此基础上，再基于第一模型进行光学仿真，得到光线发射器件分别与多个接收器之间的边缘光路，并基于边缘光路在第二表面的交点，得到光线发射器件在面板上的透光区域，故能够尽可能地模拟现实环境，提高透光区域的准确性。
44.步骤s13：基于光路在第二表面的交点，得到光学器件在面板上的透光区域。
45.在一个实施场景中，如前所述，光学器件可以包括图像采集器件。请结合参阅图3和图4，图4是透光区域一实施例的示意图。如图3和图4所示，在确定第一边缘光路l1和第二边缘光路l2之后，可以进一步获取第一边缘光路l1与面板第二表面的第三交点p3，并获取第二边缘光路l2与面板第二表面的第四交点p4，并将第三交点p3与第四交点p4之间的直线距离，作为第一直径以连接第三交点p3和第四交点p4的线段的中心为第一圆心o1，并以第一直径作圆，得到图像采集器件的透光区域a1。上述方式，在得到第一边缘光路l1和第二边缘光路l2之后，通过获取第一边缘光路l1与第二表面的第三交点p3，以及获取第
二边缘光路l2与第二表面的第四交点p4，从而直接将第三交点p3与第四交点p4之间的直线距离，作为第一直径在此基础上，以连接第三交点p3与第四交点p4的线段的中心为第一圆心o1，并以第一直径作圆，得到图像采集器件的透光区域a1，有利于大大降低计算透光区域的复杂度。
46.在另一个实施场景中，如前所述，光学器件可以包括光线发射器件，此外，光学器件可以包括多个光线发射器件，如可以包括两个光线发射器件、三个光线发射器件、四个光线发射器件等，在此不做限定。请结合参阅图4和图5，多个接收器可以包括第一接收器和第二接收器，边缘光路可以包括光线发射器件与第一接收器之间的第三边缘光路l3和光线发射器件与第二接收器之间的第四边缘光路l4。在此基础上，对于每一光线发射器件，可以将第三边缘光路l3与第二表面之间的交点作为第五交点p5，并将第四边缘光路l4与第二表面之间的交点作为第六交点p6，将第五交点p5与第六交点p6之间的直线距离，作为第二直径并将连接第五交点p5和第六交点p6的线段的中心作为第二圆心o2，以及以第二圆心o2和第二直径作圆，得到光线发射器件的透光区域a2。如图4所示，在包括两个光线发射器件的情况下，通过上述过程可以分别得到两个光线发射器件的透光区域a2。上述方式，在得到第三边缘光路l3和第四边缘光路l4之后，通过将第三边缘光路l3与第二表面之间的交点作为第五交点p5，并将第四边缘光路l4与第二表面之间的交点作为第六交点p6，并基于第五交点p5与第六交点p6得到第二圆心o2和第二直径从而基于第二圆心o2和第二直径作圆，得到光线发射器件的透光区域a2，有利于大大降低计算透光区域的复杂度。
47.需要说明的是，在现实场景中，为了提升美观性，面板上除透光区域之外的其他区域可以敷设有油墨层，以使其他区域呈现为黑色。
48.上述方案，基于面板和光学器件的光学参数，得到第一模型，且光学器件包括光线发射器件、图像采集器件中的至少一者，面板包括相背设置的第一表面和第二表面，光学器件靠近于第一表面设置，在此基础上，基于第一模型进行光学仿真，得到光学器件的光路，从而基于光路在第二表面的交点，得到光学器件在面板上的透光区域。故此，通过光学参数构建仿真模型即确定光学器件在面板上的透光区域，而无需设计、制造并测试样品，进而能够提高分析透光区域的效率，并降低分析透光区域的成本。
49.请参阅图6，图6是本技术透光区域的分析方法另一实施例的流程示意图。具体而言，可以包括如下步骤：
50.步骤s61：基于面板和光学器件的光学参数，得到第一模型。
51.本公开实施例中，光学器件包括光线发射器件、图像采集器件中至少一者，面板包括相背设置的第一表面和第二表面，光学器件靠近于第一表面设置。具体可以参阅前述公开实施例中相关描述，在此不再赘述。
52.步骤s62：基于第一模型进行光学仿真，得到光学器件的光路。
53.具体可以参阅前述公开实施例中相关描述，在此不再赘述。
54.步骤s63：基于光路在第二表面的交点，得到光学器件在面板上的透光区域。
55.具体可以参阅前述公开实施例中相关描述，在此不再赘述。
56.步骤s64：基于透光区域，调整第一模型中面板，得到第二模型。
57.具体地，在通过前述过程分析得到光学器件在面板上的透光区域之后，可以调整
第一模型中模型，使面板在透光区域具有第一透光率，而在其他区域具有第二透光率，且第一透光率需远大于第二透光率。例如，第一透光率可以设为90％，第二透光率可以设为0％，在此不做限定。如前述公开实施例所述，在现实场景中，其他区域可以敷设有油墨层。
58.本公开实施例中，第二模型可以包括光学器件的光接收面，具体可以基于不同种类的光学器件，将光接收面设置为具有不同尺寸、不同位置。例如，在光学器件包括图像采集器件的情况下，光接收面可以设为图像采集器件的镜头入光面，而在光学器件包括光线发射器件的情况下，光接收面可以为靠近于面板的第二表面一侧设置的预设接收面，且在拍摄物面处于预设接收面的情况下，图像采集器件的拍摄区域与预设接收面具有相同尺寸，也就是说，在光学器件包括光线发射器件的情况下，光接收面为图像采集器件在拍摄物面处的最大拍摄区域。
59.步骤s65：基于第二模型进行光学仿真，得到光接收面的光强分布情况。
60.在一个实施场景中，在光学器件包括图像采集器件的情况下，请结合参阅图7，图7是第二模型一实施例的示意图。如图7所示，第二模型还可以包括关于图像采集器件的光轴对称设置的若干点光源，例如，第二模型可以包括关于图像采集器件的光轴对称设置的第一点光源和第二点光源，在此不做限定。且若干点光源设置于面板靠近于第二表面的一侧，若干点光源均位于图像采集器件的视角范围之外。关于视角范围的确定过程，可以参阅前述公开实施例中相关描述，在此不再赘述。此外，光接收面可以设置为图像采集器件的镜头入光面(如图7中加粗实线所示)。在此基础上，可以基于第二模型进行光学仿真，得到若干点光源在镜头入光面的第一光强分布情况。需要说明的是，在包含多个点光源的情况下，每次可以开启一个点光源进行光学仿真。此外，为了清楚描述点光源在镜头入光面的照射情况，图7中每一点光源仅绘制了3条光路，在实际场景中，每一点光源入射在镜头入光面的光路可以有上百、上千甚至上万条，具体数量在此不做限定。在此基础上，当一条光路入射到镜头入光面，镜头入光面的某一处位置即可感测到光强，当两条光路入射到镜头入光面，镜头入光面的某两处位置即可感测到光强，以此类推，在此不再一一举例。
61.在另一个实施场景中，在光学器件包括光线发射器件的情况下，请结合参阅图8，图8是第二模型另一实施例的示意图。如图8所示，光接收面为靠近于面板的第二表面一侧设置的预设接收面(如图8中加粗实线所示)，且在拍摄物面处于预设接收面的情况下，图像采集器件的拍摄区域与预设接收面具有相同尺寸，也就是说，在光学器件包括光线发射器件的情况下，光接收面为图像采集器件在拍摄物面处的最大拍摄区域。在此基础上，可以基于第二模型进行光学仿真，得到光线发射器件在预设接收面的第二光强分布情况。需要说明的是，当一条光路入射到预设接收面，预设接收面的某一处位置即可感测到光强，当两条光路入射到预设接收面，预设接收面的某两处位置即可感测到光强，以此类推，在此不再一一举例。
62.步骤s66：基于光强分布情况，确定透光区域是否存在暗角风险。
63.在一个实施场景中，请结合参阅图9，图9是第一光强分布情况一实施例的示意图。如图9所示，以白色虚线绘制的圆形表示镜头入光面，白点表示镜头入光面在白点处所感测到光强。如图9左图所示，白点分布于以白色虚线绘制的圆形内各个位置，此时可以认为第一光强分布情况包括完全覆盖镜头入光面，故确定图像采集器件的透光区域不存在暗角风险；如图9右图所示，白点在以白色虚线绘制的圆形左侧部分区域(如图9虚线椭圆区域)未
有分布，此时可以认为第一光强分布情况包括未完全覆盖镜头入光面，故确定图像采集器件的透光区域存在暗角风险。
64.在另一个实施场景中，请结合参阅图10，图10是第二光强分布情况一实施例的示意图。如图10所示，以白色虚线绘制的圆形表示预设接收面，不同灰度表示预设接收面所感测到光强，其中纯黑表示预设接收面未感测到光强。如图10左图所示，以白色虚线绘制的圆形内未有纯黑，此时可以认为第二光强分布情况包括完全覆盖预设接收面，故可以确定光线发射器件的透光区域不存在暗角风险；如图10右图所示，以白色虚线绘制的圆形边缘处有纯黑，此时可以认为第二光强分布情况包括未完全覆盖预设接收面，故可以确定光线发射器件的透光区域存在暗角风险。
65.需要说明的是，在确定透光区域存在暗角风险的情况下，可以重新执行上述步骤s61至步骤s63，以重新分析光学器件在面板上的透光区域。在此之后，可以再次执行上述步骤s64至步骤s66，以对重新分析得到的透光区域进行验证。
66.上述方案，在分析得到光学器件在面板上的透光区域之后，通过基于透光区域，调整第一模型中面板，得到第二模型，且第二模型包括光学器件的光接收面，并基于第二模型进行光学仿真，得到光接收面的光强分布情况，以及基于光强分布情况，确定透光区域是否存在暗角风险，即在仿真分析得到透光区域之后，可以进一步通过仿真分析验证透光区域是否存在暗角风险，从而能够有利于提高透光区域的质量。
67.请参阅图11，图11是本技术电子设备110一实施例的框架示意图。电子设备110包括相互耦接的存储器111和处理器112，存储器111存储有程序指令，处理器112用于执行程序指令以实现上述任一透光区域的分析方法实施例中的步骤。具体地，电子设备可以包括但不限于：台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、服务器等等，在此不做限定。
68.具体而言，处理器112用于控制其自身以及存储器111以实现上述任一透光区域的分析方法实施例中的步骤。处理器112还可以称为cpu(central processing unit，中央处理单元)。处理器112可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器112还可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器112可以由多个集成电路芯片共同实现。
69.上述方案，通过光学参数构建仿真模型即确定光学器件在面板上的透光区域，而无需设计、制造并测试样品，进而能够提高分析透光区域的效率，并降低分析透光区域的成本。
70.请参阅图12，图12为本技术存储装置120一实施例的框架示意图。存储装置120存储有能够被处理器运行的程序指令121，程序指令121用于实现上述任一透光区域的分析方法实施例中的步骤。
71.上述方案，通过光学参数构建仿真模型即确定光学器件在面板上的透光区域，而无需设计、制造并测试样品，进而能够提高分析透光区域的效率，并降低分析透光区域的成本。
72.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其
它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
73.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
74.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
75.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。