具有环境光传感器的电子设备制造技术

本发明专利技术题为“具有环境光传感器的电子设备”。本发明专利技术公开了可具有安装在外壳中的显示器的电子设备。该显示器可具有形成有效区域的像素阵列，并且可具有沿着该有效区域的边缘延伸的无效区域。不透明层可形成在显示器的无效区域中的显示器覆盖层的内表面上，或者可形成在电子设备中的另一透明层上。光学组件窗口可由开口形成，并且可与环境光传感器诸如彩色环境光传感器对准。彩色环境光传感器可具有红外阻挡滤光器以阻挡红外光，诸如由设备中的红外发光二极管发射的红外光。光漫射器层、光导和其他结构也可包括在环境光传感器中。

Electronic equipment with ambient light sensor

The invention relates to an electronic device with an ambient light sensor. The invention discloses an electronic device capable of having a display mounted in a housing. The display may have an array of pixels forming an effective region and an invalid region extending along the edge of the effective region. The opaque layer may be formed on the inner surface of the display cover in the invalid area of the display, or on another transparent layer in the electronic device. Optical component windows can be formed by openings and can be aligned with ambient light sensors such as color ambient light sensors. A color ambient light sensor may have an infrared blocking filter to block infrared light, such as infrared light emitted by an infrared light emitting diode in the device. Optical diffuser layer, photoconductivity and other structures can also be included in ambient light sensors.

【技术实现步骤摘要】
具有环境光传感器的电子设备本专利申请要求于2017年9月8日提交的美国专利申请No.15/699,941的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
本专利技术整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有光学组件诸如环境光传感器的电子设备。
技术介绍
电子设备诸如膝上型计算机、蜂窝电话和其他设备有时具有光学组件。例如，电子设备可具有环境光传感器、光学接近传感器、图像传感器和光源。想要在电子设备中包括多个光学组件可带来挑战。将光学组件结合到空间非常宝贵的电子设备中可为困难的。在操作期间，还存在不同光学组件相互干扰的可能性。
技术实现思路
电子设备可具有安装在外壳中的显示器。显示器可具有带有用于形成图像的像素阵列的有效区域，并且可具有沿着有效区域的一个或多个边缘的无效区域。光学组件窗口可形成在电子设备的无效区域和其他部分中。光学组件诸如发光二极管、图像传感器、光学接近传感器和环境光传感器可与光学组件窗口对准。环境光传感器可具有带有光电探测器的光检测器集成电路。为了向环境光传感器提供色彩感测能力，光电探测器可各自设置有被配置为通过不同波长范围的相应的滤色器。漫射器可用于对入射环境光线进行漫射。红外光阻挡滤光器层可用于阻挡红外光，诸如电子设备中的红外发光二极管发射的红外光和其他杂散红外光。光导可用于将环境光线路由到光检测器集成电路。光导可插置在光漫射器和红外阻挡滤光器之间。环境光传感器的操作可与红外发光元件诸如用于为红外图像传感器提供红外光照明的红外发光二极管协调。附图说明图1是根据实施方案的具有光学组件的示例性电子设备的示意图。图2是根据实施方案的具有显示器的示例性电子设备的透视图，该显示器具有与光学组件重叠的光学组件窗口。图3是根据实施方案的具有光学组件诸如光源、图像传感器和环境光传感器的示例性电子设备的横截面侧视图。图4是根据实施方案的示例性漫射器的横截面侧视图。图5是根据实施方案的示例性薄膜干涉滤光器的横截面侧视图。图6是根据实施方案的示例性环境光传感器的横截面侧视图。图7是示出了根据实施方案的针对示例性有机环境光传感器滤色器的光透射可如何作为波长的函数而变化的曲线图。图8是示出根据实施方案的针对薄膜红外光阻挡滤光器的光透射可如何作为波长的函数而变化的曲线图。图9是根据实施方案的具有带有光导的环境光传感器的示例性电子设备的横截面侧视图。图10是根据实施方案的具有光导的示例性环境光传感器的横截面侧视图。图11是根据实施方案的具有与由薄膜干涉滤光器形成的滤色器重叠的光电探测器的示例性环境光传感器集成电路的横截面侧视图。图12是曲线图，其中根据实施方案针对示例性滤色器诸如具有不同通带的薄膜干涉滤光器的光透射已被绘制为波长的函数。图13是根据实施方案的包括具有圆形轮廓的一组光电探测器的示例性环境光传感器集成电路的顶视图。图14是根据实施方案的包括具有矩形轮廓的一组光电探测器的示例性环境光传感器的顶视图。图15是根据实施方案的用于电子设备的示例性电路的电路图。图16、图17和图18是示出根据实施方案的示例性信号的时序图，该示例性信号在使用图15中所示类型的电路来协调环境光传感器和包含红外发光二极管的组件的使用中涉及。图19和图20是示出根据实施方案的在环境光传感器数据收集操作期间可如何对标记信号进行断言的时序图。具体实施方式可设置有光学组件诸如图1中所示的环境光传感器的类型的示例性电子设备。电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他设备，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统诸如其中具有显示器的电子设备被安装在信息亭或汽车中的系统、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的设备、或其他电子设备。如图1所示，电子设备10可具有控制电路16。控制电路16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装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或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)，等等。控制电路16中的处理电路可用于控制设备10的操作。该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、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。设备10可具有输入输出电路诸如输入输出设备12。输入输出设备12可包括收集用户输入的用户输入设备和向用户提供输出的输出组件。设备12还可包括接收设备10的数据并且从设备10向外部设备提供数据的通信电路。设备12还可包括从环境收集信息的传感器。输入输出设备12可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器14可以是包括用于采集来自用户的触摸输入的触摸传感器的触摸屏显示器，或者显示器14可对触摸不敏感。显示器14的触摸传感器可基于电容性触摸传感器电极阵列、声学触摸传感器结构、电阻性触摸部件、基于力的触摸传感器结构、基于光的触摸传感器、或其他合适的触摸传感器布置。显示器14可为液晶显示器、发光二极管显示器(例如，有机发光二极管显示器)、电泳显示器或其他显示器。输入输出设备12可包括光学组件18。光学组件18可包括发光二极管和其他光源。例如，光学组件18可包括一个或多个可见发光二极管，诸如发光二极管20。发光二极管20可提供恒定照明(例如，以实现设备10的闪光功能)和/或可发射用于可见光相机诸如可见光图像传感器26的闪光照明的脉冲。光学组件18还可包括红外光源(例如，激光器、灯、发光二极管等)，诸如红外发光二极管22。红外发光二极管22可提供红外波长诸如940nm、800-1100nm范围内波长下的恒定照明和/或脉冲照明。例如，红外发光二极管22可为红外相机诸如红外图像传感器28提供恒定照明。例如，红外图像传感器28可被配置为捕获来自用户的眼睛的虹膜扫描信息和/或可用于捕获用于在控制电路16上实现的面部识别过程的图像。光学组件18还可包括光学接近检测器24和环境光传感器30。光学接近检测器24可包括红外光源诸如红外发光二极管和相应的光检测器诸如红外光电探测器以用于检测被来自发光二极管的红外光照明的外部物体何时位于设备10附近。环境光传感器30可为测量环境光的强度的单色环境光传感器，或者可为通过利用多个光电探测器进行光测量来测量环境光颜色和强度的彩色环境光传感器，每个光电探测器设置有相应的滤色器(例如，通过红光、蓝光、黄光、绿光或其他颜色的光的相应带通滤光器)，并且每个光电探测器因此对不同波长带中的环境光作出响应。除了光学组件18之外，输入输出设备12可包括按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音调发生器、振动器、相机、发光二极管及其他状态指示器、非光学传感器(例如，温度传感器、麦克风、电容式触摸传感器、力传感器、气体传感器、压力传感器、监测设备取向和运动的传感器，诸如由加速度计、罗盘和/或陀螺仪形成的惯性测量单元)、数据端口等。用户可通过输入输出设备12提供命令来控制设备10的操作，并且可使用输入输出设备12的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境光传感器，所述环境光传感器被配置为向电子设备中的控制电路提供环境光测量，所述环境光传感器包括：光检测器集成电路；光导，所述光导被配置为将环境光引导至所述光检测器集成电路；和红外阻挡滤光器，所述环境光通过所述红外阻挡滤光器。

【技术特征摘要】
2017.09.08 US 15/699,9411.一种环境光传感器，所述环境光传感器被配置为向电子设备中的控制电路提供环境光测量，所述环境光传感器包括：光检测器集成电路；光导，所述光导被配置为将环境光引导至所述光检测器集成电路；和红外阻挡滤光器，所述环境光通过所述红外阻挡滤光器。2.根据权利要求1所述的环境光传感器，还包括光漫射器，其中所述光导插置在所述光漫射器和所述红外阻挡滤光器之间。3.根据权利要求2所述的环境光传感器，其中所述光导包括芯和围绕所述芯的包覆层，其中所述芯具有第一折射率，并且其中所述包覆层具有小于所述第一折射率的第二折射率。4.根据权利要求3所述的环境光传感器，其中所述包覆层包含聚合物，所述环境光传感器还包括围绕所述光检测器集成电路和所述光导的不透明支撑结构。5.根据权利要求4所述的环境光传感器，其中所述光检测器集成电路包括多个光电探测器。6.根据权利要求5所述的环境光传感器，还包括多个滤色器，每个滤色器使不同的相应范围的可见光波长通过，以到达所述多个光电探测器中的相应一者。7.根据权利要求6所述的环境光传感器，其中所述光漫射器包括多个光漫射器层，每个光漫射器层具有基底和所述基底上的具有嵌入的光散射颗粒的聚合物涂层。8.根据权利要求7所述的环境光传感器，其中所述多个光漫射器层包括由气隙隔开的第一光漫射器层和第二光漫射器层。9.根据权利要求6所述的环境光传感器，其中所述红外阻挡滤光器包括具有交替的折射率值的薄膜电介质层的至少一个叠堆。10.根据权利要求7所述的环境光传感器，其中所述红外阻挡滤光器包括玻璃基底，在所述玻璃基底上形成所述薄膜电介质层。11.根据权利要求10所述的环境光传感器，其中所述玻璃基底包括红外光阻挡玻璃。12.根据权利要求11所述的环境光传感器，其中所述滤色器各自包括薄膜无机电介质层的叠堆，所述薄膜无机电介质层的叠堆被配置为在阻挡红外光的同时使相应范围的可见光波长通过。13.一种电子设备，包括：像素阵列；与所述像素重叠的显示器覆盖层；光学组件窗口，所述光学组件窗口位于所述显示器覆盖层的一部分中，所述环境光通过所述显示器覆盖层的所述一部分；和与所述光学组件窗口对准的彩色环境光传感器，其中所述彩色环境光传感器包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·霍勒纳斯普尔，郑东，S·O·艾斯克曼，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US