专利名称：用于电子设备的光传感器系统的制作方法
技术领域：
本发明公开一般涉及传感器，更特别地，涉及用于电子设备的光传感器。
背景技术：
诸如蜂窝电话的电子设备常常包括光传感器。例如，蜂窝电话可能使用环境光传感器以测量蜂窝电话工作环境中的环境光量。当检测到大量的环境光时，可以增加屏幕亮度以帮助抵消环境的亮度。 一些蜂窝电话包含可检测蜂窝电话什么时候接近用户的脸的接近传感器。当蜂窝电话接近用户的脸时，蜂窝电话中的触摸屏可被去激活以避免意外的触摸输入。这种类型的接近传感器可包含发射红外光的发光二极管和相应的红外光传感器，该红外光传感器测量从用户的脸反射回该红外光传感器的发射红外光的数量。在电子设备中安装诸如环境光传感器和接近传感器的电子部件会是具有挑战性的。如果不仔细考虑，诸如这些的传感器会暴露于视线并且会不雅观。用装饰性结构覆盖这些光传感器可帮助提高设备的美观性，但可能干扰与光传感器相关的光信号的发射和接收。因此，希望能够提供改进的用于电子设备的光传感器。
发明内容
电子设备可包含显示器。显示器可被诸如玻璃层的显示器覆盖层覆盖。显示器的中心活动区域可被不活动显示区域包围。不活动区域中的显示器覆盖层的下侧可被不透明掩蔽材料覆盖。不透明掩蔽材料中的开口可形成环境光传感器窗口和接近传感器窗口。可以使用环境光传感器以测量穿过环境光传感器窗口的可见环境光。接近传感器可包含诸如红外发光二极管的光源和诸如红外光检测器的光检测器。接近传感器可通过使用红外发光二极管通过接近传感器窗口发送红外光，并且可通过使用红外光检测器测量穿过接近传感器窗口的相应的反射的红外光。环境光传感器窗口可填充有透射至少一些可见光的材料。光透射可受到限制，以使得不能通过环境光传感器窗口看到内部设备部件。接近传感器窗口可填充有与环境光传感器窗口中的材料相比，相对于可见光透射更多的红外光的材料。环境光传感器窗口和接近传感器窗口中的材料可包含一个或更多个墨水层、孔的图案、与不透明掩蔽层共享的材料层和黑色、白色或其它颜色的材料。可以使用光导结构以将从传感器窗口接收的光引导到相关的传感器。参照附图和优选实施例的以下详细说明，本发明的其它特征、其本质和各种优点将更加明显。
图I是根据本发明实施例的具有光传感器结构的解释性电子设备的透视图。图2是根据本发明实施例的示出可在哪里形成环境光传感器和接近传感器窗口和传感器结构的电子设备的一部分的顶视图。图3是根据本发明实施例的电子设备中的解释性传感器配置的断面侧视图。图4是在显示器覆盖层的下侧上的黑色掩蔽层中形成的常规光传感器窗口的断面侧视图。图5是在显示器覆盖层的下侧上的白色墨水层内形成的常规光传感器窗口的断面侧视图。 图6是示出根据本发明实施例的如何可在形成用于电子设备的光传感器窗口结构时使用激光加工设备的示图。图7是示出根据本发明实施例的如何可在形成用于电子设备的光传感器窗口结构时使用丝网印刷设备的示图。图8是根据本发明实施例的电子设备中的光传感器窗口结构的实体部分的顶视图。图9是根据本发明实施例的具有可与图8的实体结构对准形成的类型的开口的光传感器窗口结构的顶视图。图10是根据本发明实施例的可与图9的图案化结构(patterned structure)对准形成的光传感器窗口开口结构的顶视图。图11是根据本发明实施例的可通过使用图8、图9和图10所示的类型的窗口结构图案形成的解释性光传感器窗口结构的断面侧视图。图12是根据本发明实施例的电子设备中的具有图案化开口的光传感器窗口结构的顶视图。图13是根据本发明实施例的可与图12的图案化结构对准形成的光传感器窗口结构的顶视图。图14是根据本发明实施例的可通过使用图12和图13所示的类型的窗口结构图案形成的解释性光传感器窗口结构的断面侧视图。图15是根据本发明实施例的可在电子设备中使用的解释性窗口结构的断面侧视图。图16是根据本发明实施例的图15中的光传感器窗口结构的顶视图。图17是根据本发明实施例的电子设备的一部分的断面侧视图，该电子设备具有在每一个都涂敷有单个墨水层的光传感器窗口下面形成的图2所示的类型的光传感器结构。图18是根据本发明实施例的电子设备的一部分的断面侧视图，该电子设备具有在诸如图15和图16所示的类型的环境光传感器窗口的光传感器窗口下面形成的图2所示的类型的光传感器结构。图19是示出根据本发明实施例的可在显示器覆盖层的下侧上形成的诸如黑色掩蔽层的解释性不透明掩蔽层的透射率(transmittance)的示图。
图20是示出根据本发明实施例的可在显示器覆盖层的下侧上形成的解释性环境光传感器窗口材料的透射率的不图。图21是示出根据本发明实施例的可在显示器覆盖层的下侧上形成的解释性红外光传感器窗口材料的透射率的不图。图22是根据本发明实施例的可在将光从显示器覆盖层的下侧上的环境光传感器窗口弓I导到环境光传感器时使用的解释性光导结构的透视图。图23是根据本发明实施例的电子设备的一部分的断面侧视图，该图示出了可如何在将光从显示器覆盖层的下侧上的环境光传感器窗口引导到环境光传感器时使用诸如 图22的光导结构的光导结构。
具体实施例方式诸如图I的设备10的电子设备可具有光传感器部件。光传感器部件可被用于进行环境光传感器测量、基于光的接近传感器测量，或者可被用于收集其它光传感器数据。光传感器数据可被用于设备10的操作的控制。例如，光传感器数据可被用于控制显示器亮度、可被用于控制无线功能，可被用于控制触摸传感器功能，并且可被用于控制其它设备功能。图I的设备10可以是便携式计算机、台式计算机、计算机监视器、手持设备、游戏设备、全球定位系统设备、蜂窝电话或其它电子设备。设备10可包括诸如外壳12的外壳。有时可被称为壳体的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其它适当材料或这些材料的组合形成。可通过使用一体式配置——在该一体式配置中将外壳12的一些或全部机械加工或铸模为单个结构一形成外壳12，或者可通过使用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或更多个结构等)形成外壳12。在一些配置中，可通过使用基本上为平面的前后外壳结构来形成外壳12。例如，设备10的后面可由诸如平面玻璃构件、平面塑料构件、平面金属结构或其它基本上为平面的结构之类的平面外壳结构形成。如图I所示，设备10的前面可包含诸如被平面覆盖层覆盖的显示器14之类的平面显示器。覆盖显示器14的表面的覆盖层可由清澈(clear)的玻璃、清澈的塑料或其它透明材料(例如，对于可见光透明并且一般对于红外光透明的材料)形成。覆盖显示器14的覆盖层有时被称为显示器覆盖层、显示器覆盖玻璃或显示器覆盖层。显示器14可例如为结合有电容式触摸电极或通过使用其它类型的触摸技术(例如，电阻式触摸、声学触摸、基于力传感器的触摸等)形成的触摸传感器的触摸屏。显示器
14可包含由发光二极管(LED)、有机LED (0LED)、等离子单元、电子墨水元件、液晶显示器(LCD)部件或其它适当的图像像素结构形成的图像像素。显示器14和显示器14上的覆盖层可具有活动区域和不活动区域。显示器14的活动区域可位于矩形16内。在该区域内，诸如液晶显示器像素或有机发光二极管显示器像素的显示器像素可为设备10的用户显示图像。活动显示区域16可被诸如不活动区域18的不活动区域包围。不活动区域18可具有矩形环的形状(作为例子)。为了防止用户看到不活动区域18下面的内部设备结构，用于显示器14的覆盖层的下侧可被不透明掩蔽层涂覆。不透明掩蔽层可由墨水(例如，黑色或白色墨水)层、塑料层或其它适当的不透明掩蔽材料形成。设备10可包括输入-输出端口、按钮、传感器、状态指示灯、扬声器、麦克风和其它输入-输出部件。如图I所示，例如，设备10可在显示器14的不活动区域18中包含一个或更多个开口以容纳诸如按钮20的按钮，并且，可包含诸如扬声器端口开口 22的一个或更多个开口以容纳音频部件。设备10可包括一个或更多个光学部件。例如，设备10可包括测量设备10附近的环境光水平的光传感器，诸如可见光传感器。这种类型的传感器，有时称为环境光传感器，可被用于调整屏幕亮度或其它设备功能。例如，响应于检测到环境光水平的增加，设备10内的控制电路可增加用于显示器14的屏幕亮度，以帮助确保屏幕在亮光下保持可见。光学部件还可包含发射红外光并测量多少红外光被相邻的外部对象反射的基于光的接近传感器。在不存在反射的红外光的情况下，设备10内的控制电路可断定在设备10的附近没有外部对象。在存在反射光的情况下，设备10内的控制电路可断定诸如用户的脸或其它身体部 位的外部对象处于设备10的附近。接近传感器信号可被用于例如控制触摸屏功能(例如，在接近传感器检测到设备10迫近用户的脸以使得在语音电话呼叫情况下用户可使用扬声器端口 22作为耳用扬声器时，禁止触摸输入)。诸如与环境光传感器相关的光学部件之类的光学部件可被安装在诸如图I的区域24之类的区域的附近。与红外接近传感器相关的光学部件可位于诸如图I的区域26之类的区域的附近。诸如区域24和26之类的区域可在显示器14的不活动区域18的一部分内形成，或者可位于设备10上的其它位置上(例如，处于诸如后玻璃板之类的后平面外壳构件上，处于其它外壳结构上等)。设备10中的光学部件可包含环境光传感器、接近传感器或其它光学设备。这里，有时作为例子描述设备10包含环境光传感器和接近传感器的配置。但是，这仅是解释性的。如果希望的话，任何适当的光学部件可包含于设备10内，并且可被安装在显示器14的任何适当的部分下面或外壳12内的其它位置下面。在图2中示出了区域24和26附近的设备10的一部分的顶视图。区域24和26可与传感器光可在传感器操作中透过的传感器窗口对应。例如，区域24可与环境光传感器窗口对应，并且区域26可与接近传感器窗口对应。诸如接近传感器33的接近传感器可由接近传感器光发射器32和接近传感器光检测器30形成。发射器32和检测器30可被安装于接近传感器窗口 26或显示器14的其它适当的部分下面。接近传感器发射器32可以是诸如红外光发光二极管的发光二极管或其它适当的光源。接近传感器检测器30可以是红外光电检测器。接近传感器窗口 26可对于红外光充分地透明，以允许来自发射器32的光通过窗口 26从设备10的内部穿过以到达诸如用户的身体的外部对象。接近传感器窗口 26还可对于红外光充分地透明，以允许来自用户的身体或其它外部对象的反射红外光穿过窗口 26进入传感器30。接近传感器窗口 26可对于可见光波长充分地不透明，以避免看到内部设备部件并向设备10的用户呈现有吸引力的外观。在环境光传感器28的操作中，光可穿过环境光传感器窗口 24以被环境光传感器28检测。为了帮助在图2所示的类型的配置一其中环境光传感器28从环境光传感器窗口 24横向偏移-中将环境光引导到环境光传感器28,可以设置诸如光导34的光导结构。光导34可具有诸如与环境光传感器窗口 24重叠并与其对准的端部36 (S卩，光入口)之类的第一端部，并可具有诸如与环境光传感器28重叠并与其对准的端部38 (S卩，光出口)之类的第二端部。使用诸如光导34之类的光导可允许诸如环境光传感器28之类的光学部件在设备10的外壳内横向移位(即，沿横向维度X和Y在设备10的平面内偏移)，以使得环境光传感器28不与区域24对准。这使得可以在区域24下面在设备10的内部灵活地安装各部件。在环境光传感器的操作中，可见光通过光传感器窗口 24，通过使用光导34沿设备10的内部被引导，并且被提供给光传感器28。在图2的例子中，光导结构34被用于在设备10内引导光，以使得窗口 24仅需要与光导结构34的端部36重叠并且不需要与环境光传感器28重叠。如果希望的话，可以使用这种类型的配置以将光引导到其它光传感器。例如，可以使用诸如光导34之类的光导以将光从诸如窗口 26之类的窗口引导到接近传感器红外检测器30 (作为例子)。图3是设备10的一部分的断面侧视图，该图示出诸如接近传感器33和环境光传 感器28的光传感器设备可如何工作。接近传感器33可包含红外光发光二极管32和红外光检测器30。发光二极管32可发射红外光104，该红外光104可从诸如外部对象108之类的附近的外部对象被反射开。可通过使用接近传感器光检测器30检测反射的红外光106。显示器覆盖层56的接近传感器窗口 26中的窗口材料可被配置为在没有过度衰减的情况下透过红外光104和106。环境光传感器28可通过环境光传感器窗口 24接收环境光102，诸如来自太阳或其它外部光源100的光。环境光传感器28可被用于实时测量环境中的可见光的量。控制电路110可被用于控制接近传感器22和环境光传感器28的操作(例如，以便在设备10的附近检测外部对象时采取适当的动作、基于环境光的强度采取适当的动作等)。在常规的配置中，通过使用墨水层使光传感器看起来变得模糊。图4是常规蜂窝电话中的光传感器配置的断面侧视图。覆盖玻璃40在其下侧涂覆有图案化的黑色墨水层42。墨水42是不透明的，并因此不适于允许光穿过到达传感器。因此，在墨水42中的开口中沉积了黑色红外墨水42。这允许传感器46 (环境光传感器和接近传感器)操作，同时至少或多或少地隐藏传感器46以使其不被看见。在具有白色不透明掩蔽层的蜂窝电话中使用了图5所示的类型的常规配置。如图5所示，显示器覆盖玻璃48具有覆盖传感器54 (环境光传感器和接近传感器)的窗口。显示器覆盖玻璃48的下侧覆盖有五个白墨水层50和灰色墨水涂层52。白墨水层50中的光传感器窗口 50填充有黑色红外墨水层50。由于红外墨水往往大大降低到达环境光传感器的可见光强度，因此，图4中的红外透明墨水44和图5中的红外透明墨水50的使用会降低环境光传感器性能。在常规配置中使用覆盖环境光传感器和接近传感器的单个窗口使得难以在不使红外墨水太薄和不美观的情况下提高红外墨水中的可见光透射。为了保持希望的设备美观性，如图2所示，可以由完全或至少部分地与接近传感器窗口 26分开的开口形成环境光传感器窗口 24。由于仅需要将窗口 26用于环境光传感器，因此，即使在调整窗口配置以提高可见光透射时，也可以降低窗口 26的大小，由此使窗口 26的可见性最小化。也可以独立于在接近传感器窗口中使用的材料，优化在环境光传感器窗口中使用的材料。可通过在窗口材料层中的一个或更多个中形成图案化的开口和/或通过规划窗口材料以使其比用于接近传感器窗口 26的红外墨水透射更多的可见光(相对于红外光)，提高窗口 24的可见光透射。如图6所示，显示器14可包含显示器覆盖层56。可以在显示器的不活动周边部分的周围设置不透明掩蔽层(图6未示出) (参见例如图I中的显示器14的不活动周边区域18)。在诸如环境光传感器窗口 24的窗口区域中，可以沉积材料57。材料57可例如为诸如墨水的窗口材料。可在一个或更多个层(例如，厚度为6 9微米的一个或更多个层)中沉积墨水。墨水可被规划为透过希望数量的可见光以使其到达下层的环境光传感器。也可通过在墨水层中的一个或更多个中形成孔(开口)60的图案，控制可见光透射。可以在形成孔60时使用诸如激光图案化工具68的设备。激光图案化工具68可包括诸如激光器64的激光器。可以使用计算机控制定位器66以控制激光器64的位置，并由此控制激光束62的位置。通过控制激光束62的强度和位置，可以使用激光加工工具68以在材料57中形成孔60的希望图案。如果希望的话,可通过使用丝网印刷(screen printing)在材料57中形成孔60。如图7所示，例如，可通过使用丝网印刷工具70(例如，使用图案化的丝网以在孔60的希望图案周围印刷材料)形成材料57中的孔60。在窗口材料57中形成孔的希望图案时，也可使用其它类型的材料图案化技术(例如，喷墨印刷、移印(pad-printing)、滴(dripping)、绘画(painting)、喷涂(spraying)、机械加工等)。图6和图7的例子仅是解释性的。通过使用图6和图7所示的类型的窗口材料图案化技术或其它适当的技术，可以形成窗口(例如,环境光传感器窗口 24)中的一个或更多个材料层。在图8、图9和图10的例子中，形成五层窗口结构，其中用白墨水涂敷覆盖层56的下侧的前四个层。白墨水的每一层可具有约6 9微米的厚度(作为例子)。前两个层可以是实体(如图8所示)。下一层(图9例子中的层L3)可具有孔60的图案。孔60可允许可见光穿过并可因此帮助提高环境光传感器窗口 24的可见光透射。孔60可通过丝网印刷或其它适当的技术形成，并且可具有0. 3mm、0. 2mm 0. 4mm等的直径(作为例子)。覆盖层的下侧上的第四层可具有诸如没有墨水的图10中的开口 L4的开口。可以在第四层的顶部的覆盖层的下侧形成第五墨水层。如图10的例子中的开口 L5所示，第五墨水层可具有比第四墨水层中的开口大并且与第四墨水层中的开口同心(重叠)的开口。第五墨水层可例如为灰色墨水层。通过使用图8、图9和图10所不的类型的层形成的环境光传感器窗口结构在图11中被不为环境光传感器窗口 24。在区域58中，墨水层被用于形成不透明掩蔽层。在图12和图13的解释性环境光传感器窗口配置中，覆盖层56的下侧的前四个墨水层由激光图案化的白墨水层形成。如图12所示，前四个墨水层L1、L2、L3和L4中的每一个可包含激光钻孔60 (例如，具有约0. 03 0. 07mm的直径的孔)的匹配图案。第五白墨水层可具有与孔60的图案重叠的开口(L5)。灰色墨水层L6可具有与与白墨水层L5相关的窗口开口重叠的开口。通过使用图12和图13所示的类型的层形成的环境光传感器窗口结构在图14中被不为环境光传感器窗口 24。图11和图14的环境光传感器窗口 24的直径可以为例如约I. I I. 3mm(作为例子)。如果希望的话，可以使用更厚或更薄的墨水层和不同颜色的墨水。当在环境光传感器窗口中使用白墨水时，尽管足够的可见光通过到达环境光传感器28,环境光传感器窗口仍会表现为白色。当环境光传感器窗口和覆盖层56的下侧的周围的掩蔽层都为白色时,环境光传感器窗口不能被用户目视觉察，从而提高设备美观性。在图15和图16中不出可用于环境光传感器窗口 24的另一配置。如图15所不，环境光传感器窗口 24可由诸如三个固体白墨水层(层LI、L2和L3)的窗口材料57形成。层L4和L5中的开口可具有约I. I I. 3mm的直径,并且可形成环境光传感器窗口 24。灰色层开口 L6可与层L4和L5中的开口重叠，并且可具有更大的直径(例如，作为例子，具有I. 15 I. 35mm的直径)。墨水层可具有白色、灰色或其它适当的颜色，并且可具有6 9微米的厚度或其它适当的厚度。用于环境光传感器窗口 24的窗口开口可以为圆形、椭圆形、矩形或其它适当的形状。传感器窗口 24周围的材料的各部分可形成用于不活动区域18的不透明掩蔽层58。图17是设备10的在不活动区域18下面的部分的断面侧视图。通过图17的配置， 覆盖层56的下侧上的层58可由诸如黑色墨水(作为例子)的不透明掩蔽材料形成。接近传感器33可包含接近传感器窗口 26下面的红外光发光二极管32和红外光传感器30。可通过将诸如材料114的材料层加入窗口 26中(S卩，加入不透明掩蔽层58中的开口中)，形成接近传感器窗口 26。材料114可以是诸如在可见波长下不透明而在红外波长下透明的黑色红外墨水的材料。可以在光导结构34的端部38下面的设备10中的内部支撑结构(示为外壳12)内安装环境光传感器28。环境光传感器窗口 24可由适于允许至少一些可见光116通过光导结构34进入环境光传感器28中的材料层112形成。环境光传感器窗口 24中的材料112可以为例如黑色墨水，该黑色墨水与红外墨水114相比，相对于红外光透射具有更大的可见光透射。图18是设备10的在覆盖层56下面具有白色涂层的设备中的不活动区域18下面的一部分的断面侧视图。通过图18配置，覆盖层56的下侧可由诸如白墨水的不透明掩蔽材料形成，并且任选地为灰色墨水层(作为例子)。在形成环境光传感器窗口 24和接近传感器窗口 56时没被使用的覆盖层56的区域中，不透明掩蔽层58可例如由多个墨水层形成，诸如五个白墨水层(L1、L2、L3、L4和L5)，所述多个墨水层中每一层都具有约6 9微米的厚度或其它适当的厚度。如关于图5的例子描述的那样，在覆盖层56的下侧形成以形成不透明掩蔽层58的第六材料层可以是灰色墨水。灰色墨水可比给定厚度的白墨水更不透明，并且可因此帮助确保不透明掩蔽层58不透明。如果希望的话，可以在形成不透明掩蔽层58时使用不同的配置(例如，不同颜色和/或厚度的墨水或其它材料)。图18的配置仅是解释性的。如图18所示，接近传感器33可包含接近传感器窗口 26下面的红外光发光二极管32和红外光传感器30。可通过将诸如材料118的材料层加入窗口 26中(B卩，加入不透明掩蔽层58中的开口中)，形成接近传感器窗口 26。材料118可以是诸如在可见波长下不透明而在红外波长下透明的红外墨水的材料。墨水118的颜色可以是黑色或其它适当的颜色。与图17的配置同样地，可以设备10中的在光导结构34的端部38下面的内部支撑结构(示为外壳12)内安装环境光传感器28。在图18配置中，环境光传感器窗口 24由材料层-其是层58的部分的延伸-
形成。特别地，窗口 24中的材料层可由在形成不透明掩蔽层58时使用的前三个白墨水层(L1、L2和L3)制成。层L1、L2和L3适于允许至少一些可见光通过光导结构34进入环境光传感器28。随着光穿过环境光传感器窗口 24中的层L1、L2和L3，光被白墨水漫射(例如，散射)，这可帮助减少环境光传感器28的不希望的定向灵敏度(directional sensitivity)。在图18的例子中，白墨水层LI、L2和L3是固体的，并因此没有开口 60。如果希望的话，如关于图8 14描述的那样,可将孔60的图案加入环境光传感器窗口 24中的材料层中的一个或更多个中。由于光往往在到达环境光传感器28之前在孔的内部反射掉并且漫射，因此，使用孔60可帮助减少环境光传感器28的不希望的定向灵敏度。通过由不透明掩蔽层58中的两个可能离散的开口形成环境光传感器窗口 24和接近传感器窗口 26并且通过用两种可能不同类型的材料(可以是与掩蔽层58中的材料中的一些相同或不同的材料)填充这些开口，当从设备10的外部观看不透 明掩蔽层58的背景时，可以在保持窗口 24和26的令人满意的外观的同时增强环境光传感器28的可见光透射。在不透明掩蔽层58、环境光传感器窗口 24和接近传感器窗口 26中使用的材料可一般具有任意适当的层数、任意适当类型的材料、任意适当的颜色和任意适当的光透射率特性。图17的环境光传感器窗口 24中的材料112可例如为与红外墨水114相比相对于红外透射具有更高的可见光透射的黑色墨水。与图18的环境光传感器窗口 24的层L1、L2和L3相关的材料可类似地与红外墨水118相比相对于红外透射表现出更高的可见光透射。红外墨水118可例如为黑色红外墨水。图19、图20和图21是可与覆盖层56的下侧上的材料相关的解释性光透射率特性的示图。图19的相对平坦的透射率曲线(至少在可见区域VIS中)可与用于设备10的在环境光传感器窗口 24和接近传感器窗口 26周围的不活动区域18中的不透明掩蔽材料相关。如图19所示，不透明掩蔽材料可在光谱的可见光部分VIS中具有相对等于其在光谱的红外光部分IR中的透射率的透射率(作为例子)。如果希望的话，可以使用其它类型的不透明掩蔽材料。不透明掩蔽材料的颜色可以为白色、黑色或其它适当的颜色。在形成用于不活动区域18的黑色不透明掩模时，可以使用单层或相对较少的材料层(例如，黑色掩蔽层墨水的一个或更多个层)。在形成用于不活动区域18的白色不透明掩模时，可以使用多个白色墨水层(L1、L2等)和任选的灰色墨水层(例如，其每一层都具有6 9微米的厚度或其它适当的厚度的多个层)。也可通过使用单个更厚的白色墨水层或其它白色掩蔽材料层形成白色不透明掩模。如果希望的话，可以使用其它颜色(例如，灰色、蓝色、银色等)的不透明掩蔽层材料。在区域18中使用黑色不透明掩蔽层以及在区域18中使用白色不透明掩蔽层仅是解释性的。图20不出可与诸如环境光传感器窗口 24中的材料之类的环境光传感器窗口材料相关的透射率。与图20中的透射率曲线相关的材料与红外墨水相比，可透射相对更多的可见光，同时仍保持足够的可见光不透明性以帮助避免用户看到环境光传感器窗口 24下面的部件。环境光传感器窗口 24可由一个或更多个墨水层形成(作为例子)。如果希望的话，可以在形成不活动区域18中的不透明掩蔽层和环境光传感器窗口 24中的环境光传感器窗口材料的各部分时使用相同的墨水或其它材料。例如，可以在形成用于不活动区域18的不透明掩蔽层结构时使用具有图19所示的类型的透射率曲线的五个(或更多或更少的)墨水层，并且可在形成环境光传感器窗口 24时使用两个或三个(或更多或少的)相同墨水层。在接近传感器窗口 26中，可以使用相对于其可见光透射率值具有相对强的红外透射率值的红外透射材料。例如，可在接近传感器窗口 26中使用具有图21所示的类型的透射率特性的红外墨水。—般地，可通过使用具有图19、图20或图21中的任一个所示的类型的透射率特性或其它适当的透射率特性的材料，形成窗口 24和/或窗口 26。通过解释性的黑色掩蔽层配置(例如，在具有黑色外壳的设备中)，可通过使用具有图20的透射率特性的黑色墨水或其它墨水形成环境光传感器窗口 24，可通过由具有图19所示的类型的透射率特性的黑色墨水或其它材料形成的不透明掩蔽层覆盖不活动区域18的周边部分，并且可通过使用诸如具有图21所示的类型的透射率特性的黑色红外墨水之类的墨水或其它材料来形成接近传感器窗口 26。 通过解释性的白色掩蔽层配置(例如，在具有白色外壳的设备中)，可通过使用具有图19或图20所示的类型的透射率特性的多个白色墨水层形成环境光传感器窗口 24，可通过由具有图19所示的类型的透射率特性的附加白色墨水层和/或诸如灰色墨水层的其它材料层形成的不透明掩蔽层覆盖不活动区域18的周边部分，并且可通过使用诸如具有图21所示的类型的透射率特性的黑色红外墨水的墨水或其它材料，形成接近传感器窗口26。光导结构34可具有任何适当的形状。例如，光导结构34可具有在端部36具有圆形光入口并在端部38具有圆形光出口的圆管形状。光导结构34可具有诸如椭圆断面形状、矩形断面形状、具有曲边和直边的组合的断面形状等的其它形状。图22是可用于光导结构34的解释性配置的透视图，在该配置中光导结构34的形状为具有带角度的端部的矩形箱形状。光导结构34的内部可由诸如清澈的玻璃、清澈的塑料等的透明材料形成。光导结构34的表面可涂覆有诸如金属(例如，铝等)的反射性材料。可在端部36和38上形成光导结构34上的反射性涂层中的开口。如图22所示，端部36上的反射层134中的开口可形成诸如矩形光入口端口 130的光入口(光入口端口)。端部38上的反射层134中的开口可形成诸如矩形光出口端口 132的光出口(光出口端口)。如果希望的话，可以使用其它形状(例如，圆形、椭圆形等)的入口端口和出口端口。图23是电子设备10的一部分的断面图，该图示出可如何在将光从环境光传感器窗口 24引导到环境光传感器28时使用诸如图22的光导结构34的光导结构。如图23所示，光导结构34可具有诸如芯结构136 (例如，透明塑料或玻璃构件)的透明芯结构。可以使用反射层134以涂敷芯结构136的外部。当光在芯结构136内行进时，层134的反射材料可反射光并可帮助将光约束于芯结构136内。端部36上的有角度的表面134A可帮助沿与纵轴150平行的芯结构136的内部反射光146。端部38上的有角度的表面134B可帮助向下朝着环境光传感器28反射与轴150平行行进的光148。在将光导结构34固定于设备10的内部部分(例如，支撑结构12)上时，可以使用粘结剂138或其它紧固机构(例如，螺钉、按扣(snap)等)。当在包含光的环境中使用设备10时，光142 (例如，可见光)可穿过环境光传感器窗口材料152，并且会通过涂料134中的光导入口窗口 130进入光导芯结构136。进入光导结构34的光会在使用反射涂料134和有角度的端面134A和134B的芯材料136内被反射，直到光通过涂料134中的光导出口窗口 132出射。在光144从光导结构34出射时，可以使用任选的诸如漫射体140的漫射体结构以帮助漫射光144。漫射体结构140可由带纹理的清澈结构(例如，带纹理的聚合物)或在光144到达环境光传感器28之前散射光144的其它适当结构形成，由此帮助减少环境光传感器28的性能中的不希望的方向性。根据一实施例，提供了一种电子设备，包括环境光传感器窗口 ；被配置为通过所述环境光传感器窗口接收光的环境光传感器；接近传感器窗口 ；和被配置为通过所述接近传感器窗口接收光的接近传感器。根据另一实施例，所述电子设备还包括将光从所述环境光传感器窗口引导到所述环境光传感器的光导结构。根据另一实施例，所述光导结构具有涂敷有反射层的透明芯。根据另一实施例，所述光导结构在相对的第一端和第二端上具有带角度的表面， 在所述第一端上的反射层中具有光入口，并且在所述第二端上的反射层中具有光出口。根据另一实施例，所述电子设备还包括在所述光导结构上的光漫射体结构，所述光漫射体结构被插入在所述光出口与所述环境光传感器之间。根据另一实施例，所述电子设备还包括显示器和所述显示器上的覆盖层，其中，所述覆盖层的内表面的至少一部分涂敷有不透明掩蔽材料，并且所述环境光传感器窗口和所述接近传感器窗口由所述不透明掩蔽层中的不同的相应区域形成。根据另一实施例，所述不透明掩蔽材料具有用于所述接近传感器窗口的开口，并且所述电子设备还包括所述开口中的红外透明墨水。根据另一实施例，所述环境光传感器窗口被填充有与所述红外透明墨水不同的环境光传感器窗口材料，并且所述环境光传感器窗口材料与所述红外透明墨水相比，相对于红外光透射更多的可见光。根据另一实施例，所述环境光传感器窗口材料包含黑色墨水，并且所述红外透明墨水包含黑色红外透明墨水。根据另一实施例，所述不透明掩蔽材料由多个白墨水层形成，并且所述环境光传感器窗口被填充有白墨水层中的至少一层。根据另一实施例，所述环境光传感器窗口包含具有多个孔的层。根据另一实施例，所述孔包含所述的丝网印刷孔。根据另一实施例，所述不透明掩蔽材料包含白色材料，所述层由所述白色材料形成，并且所述丝网印刷孔包含在所述白色材料中印刷的孔。根据另一实施例，所述孔包含所述层中的激光钻孔。根据另一实施例，所述不透明掩蔽材料包含白色材料，所述层由所述白色材料形成，并且所述激光钻孔包含在所述白色材料中钻取的孔。根据一实施例，提供了一种电子设备，包括具有显示器覆盖层的显示器；在所述显示器覆盖层的第一区域中的环境光传感器窗口 ；被配置为通过所述环境光传感器窗口接收光的环境光传感器；在所述显示器覆盖层的第二区域中的接近传感器窗口 ；和被配置为通过所述接近传感器窗口接收光的接近传感器，其中，所述环境光传感器窗口包含环境光传感器窗口材料，并且其中所述接近传感器包含与所述环境光传感器窗口材料不同的接近传感器窗口材料。
根据另一实施例，所述接近传感器包含红外光源和红外光检测器，并且所述接近传感器窗口材料包含红外墨水。根据另一实施例，所述红外墨水具有透射特性，并且所述环境光传感器材料包含具有与所述红外墨水的透射特性不同的透射特性的环境光传感器墨水。根据一实施例，提供了一种设备，包括涂敷有不透明掩蔽层的显示器覆盖层，其中，所述不透明掩蔽层至少具有第一开口和第二开口 ；通过所述第一开口中的材料接收可见光的环境光传感器；和通过所述第二开口中的材料发送和接收红外光的接近传感器，其中，所述第二开口中的材料与所述第一开口中的材料相比，相对于可见光透过更多的红外光。根据另一实施例，所述设备还包括将光从所述第一开口引导到所述环境光传感器的光导结构。 前述仅仅是本发明原理的说明性描述，并且在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改。可以单独地或以任意组合实现前述各实施例。
权利要求
1.一种电子设备,包括 环境光传感器窗口； 被配置为通过所述环境光传感器窗口接收光的环境光传感器； 接近传感器窗口 ；和 被配置为通过所述接近传感器窗口接收光的接近传感器。
2.如权利要求I所述的电子设备，还包括 将光从所述环境光传感器窗口弓I导到所述环境光传感器的光导结构。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述光导结构具有涂敷有反射层的透明芯。
4.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述光导结构在相对的第一端和第二端上具有带角度的表面，在所述第一端上的反射层中具有光入口，并且在所述第二端上的反射层中具有光出口。
5.如权利要求4所述的电子设备，还包括 在所述光导结构上的光漫射体结构，所述光漫射体结构被插入在所述光出口与所述环境光传感器之间。
6.如权利要求I所述的电子设备，还包括显示器和所述显示器上的覆盖层，其中，所述覆盖层的内表面的至少一部分涂敷有不透明掩蔽材料，并且其中所述环境光传感器窗口和所述接近传感器窗口由所述不透明掩蔽层中的不同的相应区域形成。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中，所述不透明掩蔽材料具有用于所述接近传感器窗口的开口，并且其中所述电子设备还包括所述开口中的红外透明墨水。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述环境光传感器窗口被填充有与所述红外透明墨水不同的环境光传感器窗口材料，并且其中所述环境光传感器窗口材料与所述红外透明墨水相比，相对于红外光透射更多的可见光。
9.如权利要求8所述的电子设备，其中，所述环境光传感器窗口材料包含黑色墨水，并且其中所述红外透明墨水包含黑色红外透明墨水。
10.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述不透明掩蔽材料由多个白墨水层形成，并且其中所述环境光传感器窗口被填充有白墨水层中的至少一层。
11.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述环境光传感器窗口包含具有多个孔的层。
12.如权利要求11所述的电子设备，其中，所述孔包含层中的丝网印刷孔。
13.如权利要求12所述的电子设备，其中，所述不透明掩蔽材料包含白色材料，其中所述层由所述白色材料形成，并且其中所述丝网印刷孔包含在所述白色材料中印刷的孔。
14.如权利要求11所述的电子设备，其中，所述孔包含所述层中的激光钻孔。
15.如权利要求14所述的电子设备，其中，所述不透明掩蔽材料包含白色材料，其中所述层由所述白色材料形成，并且其中所述激光钻孔包含在所述白色材料中钻取的孔。
16.—种电子设备,包括 具有显示器覆盖层的显示器； 在所述显示器覆盖层的第一区域中的环境光传感器窗口； 被配置为通过所述环境光传感器窗口接收光的环境光传感器； 在所述显示器覆盖层的第二区域中的接近传感器窗口 ；和被配置为通过所述接近传感器窗口接收光的接近传感器，其中，所述环境光传感器窗口包含环境光传感器窗口材料，并且其中所述接近传感器包含与所述环境光传感器窗口材料不同的接近传感器窗口材料。
17.如权利要求16所述的电子设备，其中，所述接近传感器包含红外光源和红外光检测器，并且其中所述接近传感器窗口材料包含红外墨水。
18.如权利要求17所述的电子设备，其中，所述红外墨水具有透射特性，并且其中所述环境光传感器材料包含具有与所述红外墨水的透射特性不同的透射特性的环境光传感器墨水。
19.一种设备,包括 涂敷有不透明掩蔽层的显示器覆盖层，其中，所述不透明掩蔽层至少具有第一开口和第二开口 ； 通过所述第一开口中的材料接收可见光的环境光传感器；和 通过所述第二开口中的材料发送和接收红外光的接近传感器，其中，所述第二开口中的材料与所述第一开口中的材料相比，相对于可见光透过更多的红外光。
20.如权利要求19所述的设备，还包括 将光从所述第一开口弓I导到所述环境光传感器的光导结构。
全文摘要
本公开涉及用于电子设备的光传感器系统。电子设备中的显示器覆盖层的不活动部分的下侧可被不透明掩蔽材料覆盖。不透明掩蔽材料中的开口可形成环境光传感器窗口和接近传感器窗口。环境光传感器窗口可被填充有透射至少一些可见光的材料。接近传感器窗口可被填充有与环境光传感器窗口中的材料相比，相对于可见光透射更多的红外光的材料。环境光传感器窗口和接近传感器窗口中的材料可包含一个或更多个墨水层、孔的图案、与不透明掩蔽层共享的材料层和黑色、白色或其它颜色的材料。可以使用光导结构以将从传感器窗口接收的光引导到相关的传感器。
文档编号G01J1/00GK102967362SQ201210296018
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月20日 优先权日2011年8月31日
发明者B·J·波普, K·邝, R·P·豪沃斯, R·H·M·迪恩, 陈冬耀, R·鲁, M·沃尔登, D·W·贾维斯, B·R·兰德, S·P·豪泰灵 申请人:苹果公司