专利名称：为红外抑制而具有颜色传感器和透明传感器的光感测装置的制作方法
技术领域：
本发明的一实施例涉及具有集成的环境光传感器(ambient lightsensonALS)的 便携式电子装置。也描述了其他实施例。
背景技术：
诸如多功能智能电话、数字媒体播放器以及专用数字相机和导航装置之类的便携 式电子装置具有可在各种照明环境下使用的显示屏幕。这种装置中集成有一种能够(实时 地)提供对装置外的紧邻环境中的可见光的当前水平的指示的功能。这被称为环境光传感 器功能(或ALS)。ALS可用于诸如自动管理显示屏幕的亮度以获得更好的易辨认性或者节 省电池能量(取决于当前环境光水平)之类的应用。最近，先进的消费级ALS集成电路(IC)装置已经被开发出来，这些装置具有内置 的固态光传感器以及相关联的模拟和数字电路，实时地提供对入射在IC装置上的环境可 见光的相当精确的测量。这些IC装置在很大程度上是根据互补金属氧化物半导体(CMOS) 制作过程技术来制造的。许多典型CMOS光传感器结构(例如，CMOS光敏二极管)的响应是由红外(IR)成 分而不是可见光成分主导的。这在一些人工照明环境中产生了问题。例如，与被荧光灯照 明时相比，基于CMOS的ALS装置在被白炽灯照明时将有可能指示其周围环境“更明亮”。这 是因为白炽灯照明与例如荧光灯照明相比具有相当高的IR成分，而传感器无法区分IR主 导的照明条件和可见光主导的照明条件。为了帮助减轻此问题，IR阻挡滤光器(IR削减滤 光器)可被放置在传感器前，从而减小传感器的输出对IR成分的灵敏度。当然，在实践中，IR削减滤光器并非理想的，因为仍然有可观量的IR成分将会通 过滤光器并被传感器检测到。虽然相对较小，但这样的IR渗漏在以下情形中对于ALS来说 仍可能太大了。考虑便携式电子装置的透光外盖具有相对平滑或均一的正面而其中没有任 何实体开口的情况。ALS芯片位于外盖之下，以感测装置外的环境光水平。在一些情况下， 希望也使得该正面从外面看起来是暗的(例如，出于美观原因)。为了实现这一点，一层IR 透射墨水可被施加到该外盖的背面，这使得外盖正面是均一的暗色(例如，黑色)。然而，IR 墨水层只允许很少量的可见光成分通过并到达下方的传感器(例如，透射率不大于5% )。 这减损了在传感器的输出信号中区分IR与可见光的能力(尽管利用IR削减滤光器实现了 IR成分的减少)。
发明内容
本发明的一实施例是一种可在便携式电子装置中执行环境光传感器(ALS)的功 能的光感测装置。该装置的元件包括阻挡光路中的可见光的第一滤光器以及在第一滤光器 之后检测光路中的光的一组传感器。这些传感器至少包括第一颜色传感器和透明传感器。 该装置还包括计算光路中可见光的强度的度量的光强度计算器。该计算基于第一颜色传感 器的输出信号与透明传感器的输出信号之间的差异。换言之，环境光水平的度量是基于至少一个颜色通道与透明通道的差来计算的。这样，光路中的IR成分被有利地抵消(当取得 颜色传感器和透明传感器的输出信号之间的差异时)。在另一实施例中，对(表示环境光水平的)光强度的计算不仅使用一个颜色通道 与透明通道之间的差异，还使用另一差异量，即另一颜色通道与透明通道之间的差异。这种 技术可以用在第一和第二颜色传感器分别是例如红色和蓝色传感器时，红色和蓝色传感器 可很容易地作为传统的RGB光传感器的一部分而得到。在这种情形下，强度计算器将分别 表示青色和黄色值的至少两个透明-颜色差转换成绿色值。后者随后可用于计算作为光强 度的直接度量的勒克斯值。以上总结并不包括对本发明的所有方面的无遗漏的列举。本发明应当认为包括了 可根据以上总结的各种方面以及在以下的“具体实施方式
”中公开以及在随本申请提交的 权利要求中具体指出的各种方面的所有适当组合实现的所有系统和方法。这种组合具有以 上总结中没有具体记载的特定优点。
在附图中以示例方式而非限制方式图示了本发明的实施例，附图中相似的标号指 示类似的元件。应当注意，在本公开中提及本发明的“一实施例”或“一个实施例”不一定 指的是同一实施例，它们意指至少一个。图1是根据本发明一实施例的环境光传感器的框图。图2是根据本发明另一实施例的环境光传感器的框图。图3示出了便携式电子装置中的前盖的ALS部分的示例性实现方式。图4是便携式电子装置中的示例性的一组计算功能块的框图。
具体实施例方式现在参考
本发明的若干实施例。每当在实施例中描述的部件的形状、相 对位置和其他方面未被清楚限定时，本发明的范围就不仅限于所示出的部件，这些部件只 是意图用于例示目的。另外，虽然阐述了许多细节，但是应当理解，没有这些细节也可以实 现本发明的一些实施例。在其他情况下，没有详细示出公知的电路、结构和技术，以避免妨 碍对本说明书的理解。参考图1，根据本发明一实施例的环境光传感器(ALS)的框图被示出。入射光(将 要被感测以便确定其中的可见光成分)沿着通过第一滤光器104(其阻挡可见光成分)的 光路，然后到达下方的一组光传感器106、108、110。第一滤光器104用于使位于其下方的传 感器电子装置基本上不可见，否则肉眼就可从滤光器104上方看见这些传感器电子装置。 这可以起到美观的功能，例如，如果在滤光器104上方希望有均一或平滑且暗的外观的话。 这可以通过将滤光器104构造为基板的一部分来实现，该基板上有一层IR透射墨水，该层 IR透射墨水也阻挡可见光。当然，虽然滤光器104被宣称为阻挡可见光，但在实际意义上它并不会“完全地” 阻挡所有可见光。例如，在一种实现方式中，滤光器104在可见光谱中具有大约2%-5% 的透射率，而在IR光谱中具有高于90%的透射率。如果对可见光成分的透射率比该值高 得多，则滤光器104可能不会给出从上方来看足够暗的外观(允许下方的传感器电子装置在一定程度上可见)。另一方面，如果对可见光成分的透射率太低(例如，远低于2%)，则 到达光传感器106-110的可见光的量可能不足。滤光器104的透射率应当基于光传感器 106-110对可见光成分的灵敏度相对于它们对IR成分(其也存在于入射光中)的灵敏度来 选择。颜色光传感器106、108的输出提供了这样的信号该信号指示出所感测到的特定 的可见颜色而非其他颜色的光的强度。从另一角度来看，颜色光传感器是被调谐来检测特 定的可见颜色的光感测装置。与之不同，透明(clear)传感器110输出这样的信号该信号 指示出所感测到的若干种可见颜色的光的强度。具体地，透明传感器可以输出这样的信号 该信号给出所感测到的整个可见光谱上的光的强度。光传感器106-110可以是对可见光有足够灵敏度的固态CMOS传感器或者其他适 当传感器。这些传感器包括在CMOS制作过程或其他适当的半导体或集成电路制作过程中 构建的光敏二极管或光敏晶体管。虽然图1所示的实施例具有额外的颜色传感器108，但 只要至少一个颜色传感器106和至少一个透明传感器110。在一种实现方式中，颜色传感 器106、108中的每一个具有不同的滤色器元件，该元件覆盖着相应的光电检测器元件。换 言之，颜色传感器106、108中的每一个被调谐来感测一种不同颜色的可见光。与颜色传感 器106、108不同，透明传感器110输出的信号指示出所感测到的较宽范围的不同可见颜色 而不只是单个颜色的光的强度。此外，颜色传感器106、108的光电检测器元件与透明传感器110的光电检测器元 件电气上匹配。换言之，如果颜色传感器106是红色传感器，则在入射光仅包含红色成分的 情况下，颜色传感器106的输出信号将与来自透明传感器110的输出信号会非常接近。类似 地，如果颜色传感器108是蓝色传感器并且入射光仅包含蓝色成分，则来自颜色传感器108 和透明传感器110的输出信号将非常接近。此外，传感器106-110中每一个的IR响应也应 当是电气上匹配的(这使得在以下式子中能够更精确地抵消IR成分)。光电检测器元件的 电气匹配可利用不同的制作技术来实现，例如将光电检测元件尽可能地定位得彼此接近， 利用相同的制造过程操作将它们构建在同一基板中，以及将它们设计为具有相同的物理尺 寸和电路拓扑。图1中的环境光传感器还包括光强度计算器112，其计算传感器106-110所在的光 路中的可见光的强度的度量。对于图1的实施例，该计算基于至少两个差，即透明传感器的 输出信号与第一颜色传感器106的输出信号之间的差异，以及透明传感器的输出与第二颜 色传感器108的输出之间的差异。这以数学形式被描述为以下关系强度oc(透明-kl*Cl)与(透明-k2*C2)[式 1]其中Ic1和k2是比例或失配常数，应当在校准过程期间选择这些常数以使得上式 中的括号中的每一项导致对光路中IR成分的影响有足够好的抵消。例如，常数&和1^2可 帮助去除颜色传感器106、108与透明传感器110之间就其各自对入射光(在滤光器104之 后)中的相同IR成分的响应而言的失配的影响。如下文进一步说明的，光强度计算器112的实现可以采取例如模数转换器的形 式，该模数转换器将来自传感器106-110的各个模拟输出信号转换成数字形式，之后是执 行上述数学式的硬连线逻辑电路或经编程的处理器。这使得ALS可以实时计算便携式电子 装置(其中集成有图1所示的元件)外的环境光水平的强度的度量。所得到的环境光强度的度量随后可被在便携式电子装置中运行的各种应用所使用，所述应用例如包括出于易辨 认性和电池能量节省的目的而控制显示屏幕的亮度。如上所述，光强度计算也可以是基于单个透明-颜色之差。例如，通过取得以下差 异，可以将单个品红颜色传感器106与透明传感器110 —起使用强度oc透明-k*品红[式2]其中k与之前一样是比例或失配常数。现在参考图2，本发明另一实施例的框图被示出。在此实施例中，ALS具有RGB光 传感器，该RGB光传感器由四个光电检测器构成，其中三个光电检测器分别构成红色传感 器106、绿色传感器107和蓝色传感器108，它们与透明传感器110电气匹配。此外，在传感 器106-110之前的共同滤光器(是光路中的所有传感器106-110共用的)现在不仅包括阻 挡可见光的第一滤光器104，还包括阻挡IR成分的第二滤光器105。例如，第二滤光器105 可以是使可见光成分通过但抑制或阻挡IR的IR削减滤光器，例如，其IR透射率小于5%， 而其可见光透射率大于95%。添加第二滤光器105来阻挡IR成分可以帮助提高ALS相对 于可见光成分的整体灵敏度。可见光强度的度量仍由光强度计算器112计算，这次是根据 以下数学关系来计算的
透明_k一红色=青色 透明-k2*蓝色=黄色 透明-k3*绿色=品红
=>
绿色'=青色+黄色 红色'=品红+黄色 蓝色'=品红+青色 其中在青色、黄色和品红的值中，颜色传感器的IR响应的影响已经由于这些差而 R'、G'、B'到勒克斯(lux)值的转换可以根据已知的技术，例如以下式子 Lux= (k4* 红色')+ (k5* 绿色')+ (k6* 蓝色')[式 3b] 其中k4、k5和k6同样是比例或失配常数，它们可被选择来进行加权或按比例缩放 (scale)以在可见光的给定光谱形状内进行拟合。在另一实施例中，可见光强度的度量的计算可以开始于色轮上的相反色，利用青 色、品红和黄色颜色传感器(而不是RGB传感器)。该实施例可使用以下式子[式 4]
被抵消透明-Ii1*青色=红色
透明-k2*品红=:绿色
透明-k3*黄色=蓝色然后利用以上的式3b转换成勒克斯。上述ALS的各种实施例可被结合或集成到如图3所示的便携式电子装置200中。 构成装置200的电子计算功能块在下面进一步描述的图4中以示例形式示出。从图3开 始，装置200可以是任何便携式计算装置，例如桌面型个人计算机、膝上型笔记本个人计算 机、智能电话、蜂窝电话、便携式导航装置或者数字静态或视频相机。装置200具有在装置 200例如被放在桌上时或者为了其正常使用而被定位时暴露出来或者可见的正面。这与装 置200的后盖或背面不同，后盖或背面通常不会暴露给用户。还应当注意，虽然便携式装置 在图3中示出，但是图3所示的前盖的ALS区域也可实现在诸如桌面型个人计算机之类的 非便携式电子装置中(例如，在桌面型个人计算机的正面上与显示面板相邻处)。
装置200具有外壳，该外壳中集成有所述前盖，该前盖具有在用户交互区域旁边 的ALS部分。在此示例中，前盖的ALS区域接近装置200的顶部，并且包含穿过外盖的实体 开口，该开口可用作接收器(听筒扬声器)的声音开口。光和接近传感器芯片310被示为 位于前盖的下方或下面，被安装在印刷线路板上并且包含了图2的光传感器106-110以及 接近传感器。与之不同，在用户交互区域下方，存在与显示面板314重叠的触摸传感器面板 312，使得这一对充当可见光透射结构层302下面的触摸敏感屏。作为示例，结构层302可 包括玻璃面板或由另外的可见光透射材料构成的面板(以允许用户看到由下面的显示面 板314产生的较宽范围颜色的可见光)，所述面板也足够强韧以提供对前盖的结构支持。前盖的ALS部分包含第一滤光器，该第一滤光器阻止装置200外的可见光但不阻 止红外光进入壳体中的光路。在图3的示例中，第一滤光器包括结构层302(例如，玻璃基 板)的一部分，其上涂覆有也阻挡可见光的红外光透射墨水(IR墨水303)。虽然不是必需 的，但在图3的实施例中，还存在阻挡红外光而不阻挡可见光的第二滤光器。这可以以与IR 墨水303 —起被夹到结构层302的IR削减滤光器304的形式实现。包含颜色和透明传感 器106-110的光和接近传感器芯片310如图所示位于第一和第二滤光器下方，以便检测光 路中这些滤光器之后的光。IR削减滤光器304中具有凹口，以便使由接近传感器发送和接 收的IR成分通过(在执行其接近检测功能时)。虽然没有示出，但装置200还包含通过印刷线路板耦合到光传感器芯片310的处 理器，其中该处理器还被耦合以控制显示面板314(其位于前盖的用户交互区域中)的亮 度。显示面板的亮度是基于计算出的装置200外的环境可见光的强度的度量、基于(a)光 传感器芯片310中的至少一个颜色传感器的输出信号与(b)透明传感器的输出信号之间的 差异来控制的。或者，光传感器芯片310可包括图2所示的全部四个光传感器106-110，并 且处理器将执行以上在式3或式4中描述的光强度计算器112的功能，以得出环境光强度 水平的适当度量。现在参考图4，便携式电子装置200中的示例性的一组计算功能块的框图被示出。 这些内部电路组件在很大程度上将被集成在装置200的壳体内。具体地，这个版本的装置 200是智能电话，该智能电话具有若干个内置的电-声换能器，这些换能器包括麦克风216、 接收器或听筒扬声器220以及免提扬声器(loudspeaker或speakerphone) 218。麦克风 216可提供输出模拟或数字音频信号，而听筒和免提扬声器220、218将接收输入模拟音频 信号。总体上，它们可被称为声换能器信号。音频编码-解码器(codec) 214是给麦克风的 输出和扬声器的输入提供的接口，其方式是通过例如提供对任何模拟声换能器信号的调节 以及对音频信号的任何所需A/D和D/A转换所需要的所有模拟信号调节电路和模拟放大 器。编码-解码器214可以是单独的集成电路(IC)封装。在一个示例中，编码-解码器214在两个模式中操作，并且它可以经由控制信号或 者经由由应用处理器150通过低开销组件总线提供的编程(programming)而被配置成任一 种模式。在一种模式(被称为媒体播放器模式)中，装置200作为数字媒体播放器(例如， 重放存储在装置200中的音乐文件的MP3播放器)操作。在该模式中，编码-解码器214 对声换能器信号应用模拟到数字和数字到模拟转换，以生成相应的数字信号。数字化的麦 克风信号被提供到应用处理器，而来自应用处理器的数字音频信号被转换成模拟形式并被 应用到任一扬声器220、218以供重放。
在另一种模式(被称为“呼叫模式”)中，装置200作为移动电话装置操作(例如， 使其用户可以与另一远程用户在蜂窝电话呼叫期间进行实时音频会话)。在该模式中，编 码_解码器214可充当没有数字转换的模拟直通，使得声换能器的信号都是模拟的并且在 基带处理器52与声换能器之间被简单地通过(有可能进行一些模拟放大或缓冲)。基带处理器52具有用于经由天线62接收来自蜂窝网络的信号和向蜂窝网络发送 信号的接口。基带处理器可以是单独IC封装，具有用于从天线62接收下行链路信号的输 入端口和用于向天线62发送上行链路信号的输出端口。这些信号可以在例如26MHz左右 的频带中，但或者也可以在其他被认为是中频的频带中(在基带与天线输出处的RF之间)。 上行链路信号可以准备好被向上变频为蜂窝网络RF信号，例如针对蜂窝电话网络基站的 远距离无线通信信号，例如在3G或通用移动电信系统(UMTS)频带(例如，850MHz、900MHz、 18MHz和19MHz频带)中。类似地，输入到基带处理器52的下行链路信号可能已被从这样 的RF频带向下变频到中频，例如26MHz频带。来自基带处理器52的上行链路信号可能被向上变频器(该变频器是蜂窝网络RF 电路54的一部分)进行向上变频。蜂窝网络RF电路54可以是单独的RF收发器IC封装 的一部分。对于下行链路一侧，蜂窝网络RF电路54包含RF向下变频器，其将来自天线62 的辐射频带的下行链路信号转化成适合于输入到基带处理器52的较低频率。基带处理器 52的输入或输出端口处的信号从而可以是高于基带但低于RF频率的中频信号；或者，RF向 上变频和向下变频可以是直接的，即直接来自和去到基带，而不经过中频。基带处理器52可执行已知的蜂窝基带处理任务，其中包括蜂窝协议信令、编码和 解码以及与外部RF收发器电路之间的信令。它们与外部RF电路54中的RF处理一起可以 被称为装置200的无线电部分。可根据已被编码并存储在相关联的非易失性存储器154中 的软件来对基带处理器52编程。根据被安装到装置200中以与订户身份模块(SIM)连接 器258相连接的SIM卡，可以向装置200的近端用户授予对蜂窝网络的接入许可。装置200和蜂窝网络可以在将被应用到来自麦克风216的原始数字音频信号(上 行链路信号)(该信号将被装置200发送)的特定语音编码方案方面达成一致。类似地，对 于应当被应用到下行链路信号的特定语音解码方案，需要达成一致。可以采用任何适合于 某些无线通信协议的已知语音编码和解码方案。基带处理器52的语音编码和解码部分也 可被认为是装置200的无线电部分的一部分。装置200还可具有另外的无线通信能力，以例如实现全球定位系统(GPS)服务、蓝 牙链路以及去往无线局域网的TCP/IP链路。为此，蓝牙收发器160与为装置200提供额外 的无线通信信道的无线局域网(WLAN)收发器164被包括在一起。这两个信道可以共享另 外的集成天线63，以进行近距离无线通信(例如根据蓝牙协议和/或WLAN协议)。RF双工 器188具有被耦合到天线63的一对RF端口。这些端口之一用于GPS服务，而GPS接收器 IC 156使用该GPS服务来获得允许装置200向其用户定位其自身的GPS数据。双工器188 的另一 RF端口被耦合到RF前端172，该RF前端172将蓝牙和WLAN RF信号合并。可以通过将应用处理器150编程为通过单独的组件总线而与基带处理器52、蓝牙 收发器160以及无线收发器164通信，来管理蜂窝网络、GPS、蓝牙和WLAN服务。虽然没有 示出，但也可以有把基带处理器52连接到蓝牙收发器160和无线收发器164的单独组件 总线，以使得后两个收发器可以利用基带处理器52中可用的音频处理引擎，以例如进行无线IP语音呼叫(利用无线收发器164)以及允许近端用户通过无线耳机(利用蓝牙收发器 160)来进行呼叫。移动装置200的所谓的功率渴求型组件可包括基带处理器52、应用处理器150、触 摸屏幕252以及作为RF电路54的一部分的发送RF功率放大器。这些组件被耦合以被功率 管理单元248监视。功率管理单元248可监视装置200的各个组件的功率消耗并且可以根 据需要向这些组件中的一个或多个通知功率管理命令以便节省电池能量并控制电池温度。移动装置200的其他较低级别硬件和功能包括开/关或重置按钮250、用于指示传 入呼叫的振铃信号的振动器274、音频振铃器、实体菜单按钮以及音量增/减按钮(总称为 电路元件272，它们可耦合到处理器150的输出管脚，如图所示)。移动装置200还可具有 坞接(dock)连接器230，其与处理器150的USB端口通信，以允许装置200例如使用户的某 些文件与存储在同一用户的桌面型或笔记本型个人计算机中的相应文件同步。坞接连接器 230还可用于与电源适配器或其他电源连接以对电池充电(经由电池连接器108)。在另一实施例中，移动装置200可具有耦合到处理器250的数字相机电路和光学 装置264，使得移动装置可用作数字静态或视频相机。如上所述，装置200可具有前盖，该前盖具有覆盖触摸传感器面板312和显示面板 314的用户交互区域，其中覆盖触摸传感器面板312和显示面板314这一对被组合以形成触 摸屏幕252。此外，返回参考图3，该前盖具有ALS部分，该ALS部分与光传感器芯片310和 相关联的光强度计算器112(参见图1或图2) —起可被认为执行装置200中的ALS功能。 装置200还可包括单独的接近传感器芯片254，该芯片例如包括IR发送器和接收器(未示 出)，该IR发送器和接收器位于前盖中与实体开口(作为听筒扬声器的声音开口)接近的 或其周围的区域(参见图3)。接近传感器254可被设计为通过前盖向外发送IR能量以及 通过前盖接收被散射或反射回的IR能量，这将表明例如装置200的前盖的顶部被定位得非 常接近用户的耳部(例如，像在电话呼叫期间将会发生的那样)。ALS光传感器芯片310和 接近传感器芯片254的数字输入和输出信号被应用处理器150根据需要用来提供如下所述 的装置200中可能运行的各种应用所使用的ALS和接近传感器功能。在已描述了移动装置200的较低级别组件后，简要论述装置的较高级别软件功能 将是适当的。如上所述，装置200可具有执行存储在存储器262中的引导代码和操作系统 (OS)的应用处理器150。在操作系统上运行的是若干个应用程序或模块，这些应用程序或 模块在被处理器150执行时在高级别上管理以下示例性功能发出或接收呼叫(电话模 块)；取回并显示电子邮件消息(邮件模块)；浏览web (浏览器模块)；以及数字媒体重放 (iPod 播放器模块)。处理器150还可执行其他的应用和窗口小部件(widget)，包括时 钟功能、SMS或文本消息传递服务应用、天气窗口小部件、日历应用、街道地图导航应用以及 音乐下载服务应用(iTimes 服务)。如上所述，ALS的一种实施例可具有机器可读介质，其中存储或编码着将装置的处 理器编程为对数字化的颜色传感器和透明传感器值执行上述操作中的一些的指令。在其 他实施例中，该ALS功能模块的操作中的一些可以通过包含硬连线逻辑电路的专用硬件组 件来执行。这些操作也可改由编程的数据处理组件和固定的硬件电路组件的任何组合来执 行。机器可读介质可包括用于以机器(例如计算机)可读的形式存储或传送信息的任何机 制，例如紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)以及可擦除可编程只读存储器(EPROM)。 虽然已经描述并在附图中示出了某些实施例，但是应当理解这种实施例只是例示 而不是限制了宽广的发明，本发明并不限于所示出和描述的特定构造和布置，因为本领域 的普通技术人员可以想到各种其他修改。例如，图3所示的堆叠结构的替换布置形式(针 对前盖的ALS区域)可以是在施加IR墨水层303之前将IR削减滤光器304施加到结构层 302上。说明书因此应当被认为是例示性的而不是限制性的。
权利要求
一种光感测装置，包括第一滤光器，阻挡光路中的可见光；第一颜色传感器和一透明传感器，检测在所述第一滤光器之后所述光路中的光；以及光强度计算器，基于(a)所述第一颜色传感器的输出信号与(b)所述透明传感器的输出信号之间的差异，来计算所述光路中可见光的强度的度量。
2.如权利要求1所述的光感测装置，其中所述第一滤光器包括 基板，在该基板上涂覆有也阻挡可见光的红外光透射墨水。
3.如权利要求1所述的光感测装置，还包括第二颜色传感器，其中，所述光强度计算器还基于(a)所述第二颜色传感器的输出信 号与(b)所述透明传感器的输出信号之间的差异，计算光的强度的所述度量。
4.如权利要求3所述的光感测装置，其中，所述第一颜色传感器和第二颜色传感器分 别是红色传感器和蓝色传感器。
5.如权利要求4所述的光感测装置，其中，为了计算光的强度的度量，所述强度计算器 将表示青色和黄色值的所述两个输出信号差异转换成绿色值。
6.如权利要求3所述的光感测装置，其中，所述第一颜色传感器和第二颜色传感器中 的每一个包括一不同的覆盖相应的光电检测器元件的滤色器元件，并且其中，所述第一颜色传感器和第二颜色传感器的相应的光电检测器元件和所述透明传感器 的光电检测器元件是电气上匹配的。
7.如权利要求3所述的光感测装置，还包括第三颜色传感器，在所述第一阻挡滤光器之后检测所述光路中的光，并且其中， 所述光强度计算器还基于(a)所述第三颜色传感器的输出信号与(b)所述透明传感器 的输出信号之间的差异，来计算光的强度的所述度量。
8.如权利要求7所述的光感测装置，其中，所述第一颜色传感器、第二颜色传感器和第 三颜色传感器分别是红色传感器、蓝色传感器和绿色传感器。
9.如权利要求8所述的光感测装置，其中，为计算光的强度的度量，所述强度计算器将 代表青色、品红和黄色值的所述三个输出信号差异转换成红色、绿色和蓝色值。
10.如权利要求9所述的光感测装置，其中所述光强度计算器基于所述红色、绿色和蓝 色值来以勒克斯的形式计算光的强度的度量。
11.一种电子装置，包括 壳体，其中集成有具有透光结构层的前盖，该透光结构层具有用户交互显示屏幕部分和环境光传感器部 分，该环境光传感器部分包含第一滤光器，该第一滤光器阻止所述装置外的可见光而不阻 止红外光进入所述壳体中的光路，处理器，被耦合以基于所计算出的所述装置外的环境光的强度的度量来控制所述显示 屏幕部分的亮度，以及第一颜色传感器和透明传感器，检测在所述第一滤光器之后所述光路中的光， 其中，所述处理器基于(a)所述第一颜色传感器的输出信号与(b)所述透明传感器的 输出信号之间的差异，来计算所述环境光强度的度量。
12.如权利要求11所述的电子装置，其中，所述壳体中还集成有第二滤光器，该第二滤光器阻挡所述光路中的红外光而不阻挡可见光，其中，所述第一颜色传感器、所述第二颜色 传感器和所述透明传感器检测所述第一颜色滤光器和第二颜色滤光器之后所述光路中的光。
13.如权利要求11所述的电子装置，其中，所述差异基于对(a)所述第一颜色传感器的 输出信号和(b)所述透明传感器的输出信号中的一者或两者进行的按比例缩放。
14.如权利要求11所述的电子装置，其中，所述第一滤光器包括玻璃基板，在该玻璃基 板上涂覆有也阻挡可见光的红外光透射墨水。
15.如权利要求11所述的电子装置，还包括检测所述第一滤光器之后所述光路中的光 的第二颜色传感器，其中，所述处理器还基于(a)所述第二颜色传感器的输出信号与(b)所 述透明传感器的输出信号之间的差异来计算光的强度的所述度量。
16.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述第一颜色传感器和第二颜色传感器分 别是红色传感器和蓝色传感器。
17.如权利要求16所述的电子装置，其中，为了计算光的强度的度量，所述处理器将表 示青色和黄色值的所述两个输出信号差异转换成绿色值。
18.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述第一颜色传感器和第二颜色传感器中 的每一个包括一不同的覆盖相应的光电检测器元件的滤色器元件，并且其中，所述第一颜色传感器和第二颜色传感器的相应的光电检测器元件和所述透明传感器 的光电检测器元件是电气上匹配的。
19.一种光感测装置，包括阻挡装置，用于阻挡光路中的可见光；第一装置，用于产生指示出所感测到的在所述阻挡装置之后的光中的单个可见颜色的 光的强度的信号；第二装置，用于产生指示出所感测到的在所述阻挡装置之后的光中的多个可见颜色的 光的强度的信号，所述多个可见颜色包含了所述单个可见颜色；以及用于基于(a)来自第一产生装置的信号与(b)来自第二产生装置的信号之间的差异来 计算所述光路中可见光的强度的度量的装置。
全文摘要
本发明提供了为红外抑制而具有颜色传感器和透明传感器的光感测装置。一种光感测装置具有阻挡光路中的可见光的第一滤光器。该光感测装置还具有第一颜色传感器和一透明传感器，用于检测在第一滤光器之后光路中的光。光强度计算器基于(a)第一颜色传感器的输出信号与(b)透明传感器的输出信号之间的差异，来计算光路中可见光的强度的度量。也描述和要求了其他实施例。
文档编号G01J1/16GK101881657SQ201010172628
公开日2010年11月10日 申请日期2010年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者青·玉·约翰·泰姆 申请人:苹果公司