环境光感测的制作方法

1.本公开涉及例如在包括显示器的系统中的环境光感测。显示器可以例如形成智能电话或平板电脑的一部分。


背景技术：

2.本公开涉及例如在智能电话或平板电脑中的环境光感测的改进。
3.智能电话通常包括显示器。显示器可以例如是发光二极管阵列(led阵列)，例如有机发光二极管阵列(oled阵列)。显示器可以用于向用户显示诸如照片、网站、电子邮件等的内容。环境光传感器位于显示器下方。环境光传感器测量入射到显示器上的光的强度。所测量的环境光的强度可用于调节由显示器发射的光的强度，以便优化观看体验、优化电池寿命、通知摄影等。
4.与在显示器下方设置环境光传感器相关联的问题是，不是环境光的光入射到传感器上。具体地，由显示器发射的一些光可以入射在环境光传感器上。这可能导致环境光传感器提供不准确的输出。
5.本公开的目的是解决上述问题。


技术实现要素：

6.通常，本公开提出通过使用两个传感器提供感测环境光来克服上述问题，偏振器位于传感器中的一个上方。环境光具有与由显示器发射的光不同的偏振特性。偏振器对显示器发射的光的影响不同于偏振器对环境光的影响。因为传感器中的一个具有偏振器，所以环境光和显示光将从传感器生成不同的输出。不同的输出允许环境光与由显示器发射的至少一些光区分开。
7.根据本公开的第一方面，提供了一种包括显示器和环境光感测模块的系统，环境光感测模块位于显示器下方，其中显示器包括发光二极管阵列和位于显示器上方的第一偏振器，并且其中感测模块包括第一传感器和第二传感器，第二偏振器位于第二传感器上方。
8.第二偏振器对环境光(其已经被第一偏振器偏振)的影响不同于第二偏振器对由显示器发射的光(其尚未被第一偏振器偏振)的影响。这有利地允许使用来自第一和第二传感器的输出将环境光与至少一些显示光区分开。
9.第一偏振器可以是圆偏振器。
10.第二偏振器可以是相对于第一圆偏振器反转的圆偏振器。
11.在实施例中，没有偏振器位于第一传感器上方。
12.与第二偏振器旋向相反的第三圆偏振器可以位于第一传感器上方。
13.感测模块还可以包括第三传感器。与第二偏振器旋向相反的第三圆偏振器可以位于第三传感器上方。
14.根据本发明的第二方面，提供了一种环境光感测模块，其包括第一传感器和第二传感器，其中在第二传感器上方设置偏振器，在第一传感器上方不设置偏振器或设置不同
的偏振器。
15.当环境光感测模块位于显示器下方时，环境光感测模块有利地允许区分环境光和由显示器发射的光。这是因为显示器通常包括偏振器，该偏振器修改环境光的偏振但不修改(或不同地修改)显示器发射光的偏振。设置在第二传感器上方的偏振器对环境光的影响不同于对由显示器发射的光的影响。结果，来自第一传感器和第二传感器的输出对于环境光和显示光表现不同，并且该差异可用于区分环境光和至少一些显示光。
16.设置在第二传感器上方的偏振器可以是圆偏振器。
17.圆偏振器可以包括位于线性偏振器上方的四分之一波片。
18.四分之一波片也可以位于第一传感器上方。
19.线性偏振器可以直接位于第一传感器的顶部。
20.圆偏振器可以直接位于线性偏振器的顶部。
21.第一传感器可以包括多个第一检测器。第二传感器可以包括多个第二检测器。
22.第一检测器和第二检测器都可以形成同一检测器阵列的部分。
23.偏振器可以作为第二检测器上的条带设置在第二传感器上方。
24.设置在第二传感器上方的偏振器可以以棋盘布置设置在第二检测器上。
25.不同的偏振器可以是与设置在第二传感器上方的圆偏振器旋向相反的圆偏振器。
26.环境光感测模块还可以包括第三传感器，其中在第三传感器上方没有设置偏振器。
27.每个传感器可以包括被配置为检测来自光谱的不同部分的光的一组子传感器。
28.根据本发明的第三方面，提供了一种智能电话、平板电脑或其他设备，其包括第一方面的系统，并且还包括处理器和存储器。
29.本发明的第一、第二和第三方面的不同特征可以彼此组合。
30.根据本发明的第四方面，提供了一种感测已经穿过显示器的环境光的方法，该显示器包括被配置为发射显示光的发光二极管阵列，该方法包括：使用第一圆偏振器在环境光穿过发光二极管阵列之前对入射在显示器上的环境光进行圆偏振，使用相对于第一圆偏振器反转的第二圆偏振器在环境光已经穿过发光二极管阵列之后对环境光中的一些进行偏振和阻挡，感测尚未穿过第二圆偏振器的环境光和显示光以获得第一输出，感测已经穿过第二圆偏振器的环境光和显示光以获得第二输出，并且比较第一和第二输出以区分环境光和显示光。
31.第二圆偏振器可以被配置为阻挡环境光。
32.该方法还可以包括使用来自先前执行的校准的信息来区分环境光和显示光。
33.可以感测不同波长的光。当区分环境光和显示光时，可以考虑波长。
34.最后，这里公开的本显示系统利用了一种新颖的方法，至少因为第一圆偏振器和第二圆偏振器用于区分显示光和环境光。
附图说明
35.现在将仅通过示例并参考附图来描述本公开的一些实施例，附图中：
36.图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的系统的横截面；
37.图2以横截面示意性地描绘了根据本发明的实施例的环境光感测模块；
38.图3以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块；
39.图4以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块；
40.图5以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块；
41.图6以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块；
42.图7以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块；以及
43.图8以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块。
具体实施方式
44.一般而言，本公开提供了一种包括显示器和环境光感测模块的系统，其使用圆偏振器来区分环境光和由显示器发射的光。
45.在附图中给出了解决方案的一些示例。
46.图1以横截面示意性地描绘了根据本发明的实施例的系统。该系统包括显示器2和环境光感测模块4。在该示例中，环境光感测模块4位于壳体6中，壳体6可以形成智能电话、平板电脑或其他设备的一部分。壳体6还可以支撑显示器2。
47.显示器2包括发光二极管8的阵列，该阵列可以包括有机发光二极管并且可以被称为oled阵列。oled阵列8由位于oled阵列下方的基板10支撑。基板可以例如由硅酸盐(如玻璃或石英)或塑料(如聚碳酸酯或丙烯酸)或其他材料形成。封装层12位于oled阵列8上方。封装层12也可以由玻璃、塑料或其他材料形成。圆偏振器14位于封装层12上方。盖玻璃16位于圆偏振器14上方。其他层(未描绘)可以存在于显示器2中，并且可以位于所描绘的层之间。
48.在图1中更详细地描绘了圆偏振器14的一部分。圆偏振器由线性偏振器18和四分之一波片20组成。线性偏振器18位于四分之一波片20上方。尽管圆偏振器14被描绘为在封装层12和盖玻璃16之间，但是圆偏振器可以具有不同的位置。例如，圆偏振器14可以位于盖玻璃16的顶部。线性偏振器18可以位于盖玻片16上方，四分之一波片20位于盖玻片下方。盖玻璃16可以用作四分之一波片。通常，圆偏振器14可以与盖玻璃16和封装层12中的一个或多个集成。通常，圆偏振器位于oled阵列8上方。
49.图1中描绘了入射在显示器2上的环境光22。环境光22可以包含多个或基本上所有的偏振。线性偏振器18使入射环境光22偏振。也就是说，它透射具有特定取向的线性偏振的光。所得到的线性偏振环境光入射到四分之一波片20上。四分之一波片20将入射的线性偏振环境光转换为圆偏振环境光。一些圆偏振环境光将从显示器2的层反射，例如从oled阵列8反射。当以镜面(非散射)方式反射时，光的旋向翻转(即，电场矢量的旋转方向切换)。当反射光返回穿过四分之一波片20时，四分之一波片将光的偏振从圆形改变为线性。然而，由于来自反射的旋向翻转，当环境光最初穿过线性偏振器14时，线性偏振现在正交于环境光的线性偏振(并且正交于线性偏振器)。因为环境光具有与线性偏振器14的偏振正交的偏振，所以它不被线性偏振器透射。这是有利的，因为它防止环境光反射离开显示器的层(诸如oled阵列)并进入用户的眼睛。这种不期望的反射将被用户体验为由环境光引起的眩光。
50.环境光感测模块4包括安装在基板5上的第一传感器24和第二传感器26。基板可以例如是电路板或柔性电路。传感器24、26可以是由硅或砷化镓制成的晶粒(die)，具有光电二极管区域和电路。相同的构造可以用于其他实施例的传感器。传感器可以经由引线键合
连接到基板。第二偏振器28位于第二传感器26上方。没有偏振器位于第一传感器24上方。
51.环境光感测模块4还可以包括封装层和/或保护模具(未示出)，并且还可以包括封装模具(未示出)。环境光感测模块4还可以在其最下表面上包括焊盘(未示出)，其可以用于将模块连接到智能电话、桌子或其他设备的电路板、内插器或柔性电路。这同样适用于其他实施例。
52.在图1中详细描绘了第二偏振器28的一部分。第二偏振器28由位于线性偏振器32上方的四分之一波片30组成。如上所述，穿过第一偏振器14的环境光22至少部分地是圆偏振的(第一偏振器14和第二偏振器28之间的衍射层和散射层可以具有降低偏振度的效果)。第二偏振器28的四分之一波片30被配置为将大量剩余的圆偏振环境光转换为线性偏振。第二偏振器28的线性偏振器32被定向成使得其取向与环境光的新的线性偏振取向正交。结果，大部分线性偏振环境光被第二偏振器28的线性偏振器32阻挡。因此，较少的环境光穿过第二偏振器28并且入射到第二传感器26上(与如果不存在第二偏振器28将入射到第二传感器26上的环境光的量相比)。
53.从上文可以理解，第二偏振器28相对于第一偏振器14反转。在第一偏振器中，线性偏振器18在圆偏振器20的顶部，而在第二偏振器中，圆偏振器30在线性偏振器32的顶部。这种布置也可以应用于其他实施例。
54.oled阵列8发射显示光40。显示光不具有特定的偏振，而是包含许多或基本上所有的偏振。一些基本上非偏振的显示光40朝向环境光传感器模块4向下行进。显示光入射到环境光显示模块4的第一传感器24和第二传感器26上。第二偏振器28的四分之一波片30将四分之一波偏振旋转施加到显示光40。然而，因为显示光没有偏振，所以这对显示光没有净影响。线性偏振器32仅透射具有特定线性偏振的显示光。因此，显示光中的一些被线性偏振器32阻挡，但是大部分显示光40入射在第二传感器26上。
55.在第一传感器24的情况下，不存在偏振器，并且因此所有显示光40入射在第一传感器24上。此外，所有环境光入射在第一传感器24上。在本上下文中，术语“所有”旨在表示没有光被偏振器阻挡。
56.将第一传感器24和第二传感器26一起考虑，可以理解，当第一传感器24和第二传感器26存在相同水平的环境光22和显示光40时，从第一传感器24输出的信号将不同于从第二传感器26输出的信号。具体地，来自第一传感器24的输出将是所有环境光22加上所有显示光40，而来自第二传感器26的输出将是显示光40的一部分和环境光22的相对较小的一部分。与显示光相比，偏振器28对环境光的相对透射率从图1中描绘的系统的工厂(或工厂后)校准中已知。因此，来自传感器24、26的输出允许将环境光22的水平与显示光40的水平区分开。这是有利的，因为显示光否则可能导致不准确地确定环境光的水平。
57.上述校准可以包括一个或多个环境源、一个或多个环境光水平、一个或多个显示光颜色、一个或多个显示光水平。
58.尽管未示出，但是诸如绝缘层的其他层可以存在于显示器中(例如，由sio2和sin形成)。
59.尽管已经描述了第二传感器26上方的线性偏振器32的特定取向，但是线性偏振器可以具有其他取向。第二线性偏振器32的取向应当使得其导致第二传感器26上的环境光和显示光的相对水平不同于第一传感器24上的环境光和显示光的相对水平(对于相同的环境
光和显示光的总体水平)。第二偏振器28可被布置成使得第二偏振器对环境光22的影响不同于第二偏振器对显示光40的影响。偏振器的影响可以被称为分数偏振效应。第二偏振器28固定在显示器2内并且不移动。因此，环境光22和显示光40的分数偏振效应可被认为是恒定的(至少对于偏振器具有均匀角响应的角入射范围)。入射在第二传感器26上的光(其可以等效地被称为第二传感器的信号s
p
)可以表示如下：
60.s
p
＝f
dp
*d+f
ap
*a(等式1)
61.其中f
dp
是通过第二偏振器28的显示光d的分数，并且f
ap
是通过第二偏振器28的环境光a的分数。在第一传感器24的情况下，不存在偏振器，并且入射到第一传感器上的光(其可以等效地称为第一传感器的信号s)是：
62.s＝a+d(等式2)
63.等式1和2可以针对环境光a求解如下：
64.a＝s-d且d＝(s
p-f
ap
a)/f
dp
65.a＝s-(s
p-f
ap
a)/f
dp
66.a(1-f
ap
/f
dp
)＝s-s
p
/f
dp
67.a＝(s-s
p
/f
dp
)/(1-f
ap
/f
dp
)
68.a＝(f
dp
s-s
p
)/(f
dp-f
ap
)(等式3)
69.从等式3可以看出，当分数偏振效应f
dp
和f
ap
已知时，可以使用从第一传感器24和第二传感器26输出的信号来确定环境光a的水平(即，可以排除显示光d)。分数偏振效应是由第二偏振器28透射的环境光的比例和由第二偏振器透射的显示光的比例。分数偏振效应可以例如在校准期间确定，其中入射在传感器模块4上的环境光的量和显示光的量是已知的。应当注意，分数偏振效应f
dp
、f
ap
包括来自显示器2的圆偏振器14的贡献，并且因此当执行校准时，显示器的圆偏振器应当就位。
70.在另一种形式中，等式3可以表示为：
71.a＝cs+ds
p
(等式4)
72.还可以通过在各种照明和显示条件下对校准数据进行线性回归来选择常数c、d的最有利选择。可以选择常数c和d，以便产生计算的环境光水平与实际环境光水平之间的最小误差。
73.在一些布置中，传感器24、26可以各自包括子传感器或通道的阵列。每个通道可以被配置为检测来自光谱的不同部分的光。通道可以由位于光电检测器上方的不同波长滤光器组成。通道不仅提供环境光的水平，而且还提供关于环境光的颜色信息。在这种情况下，传感器24的每个通道将具有信号s
ch
，并且传感器26的每个通道将具有信号s
ch,p
。等式4(或等效计算)可以应用于每个通道。这可增加环境光检测的准确性(环境光和显示光可在不同波长下表现不同)。在其他实施例中也可以使用检测来自光谱的不同部分的光的子传感器或通道。
74.在一些布置中，环境光传感器模块4可以包括漫射器。漫射器可以在入射光入射到传感器24、26上之前漫射入射光。在存在漫射器的布置中，漫射器应当设置在第二偏振器28下方。这是因为漫射器将去除(或显著减少)穿过它的光的偏振。因此，在光入射到第二偏振器28上之前，漫射器将去除(或显著减小)环境光22(其是圆偏振的)和显示光40(其没有偏振)之间的偏振区别。如果漫射器位于第二偏振器下方，则由漫射器去除偏振不是问题，因
为已经发生了由第二偏振器28进行的在环境光22和显示光40之间的区分。
75.一般来讲，可能期望在环境光感测模块4中包括漫射器，因为漫射器将去除或减少如果入射光被图案化则可能发生的不期望的影响。具体地，如果入射光包括亮区域和暗区域，则亮区域和暗区域相对于传感器24、26的位置将影响由传感器检测到的光的强度。即使环境光和显示光的总体水平不改变，来自传感器24、26的输出也可以变化。漫射器用于将亮区域和暗区域混合在一起，从而提供受入射亮区域和暗区域的位置影响较小的平均强度。
76.图2以横截面示意性地描绘了根据本发明的实施例的环境光感测模块104。在该示例中，第一传感器124和第二传感器126都被支撑在基板105上。基板可以例如是电路板或柔性电路。这种布置可以与其他环境光感测模块结合使用。封装层152被设置在第一和第二传感器124、126上方。光学隔离器154位于第一传感器124和第二传感器126之间。光学隔离器154可以例如是由对环境光和显示光不透明的材料形成的壁。漫射器156位于封装层152上。漫射器156被配置为在入射光传递到第一传感器124和第二传感器126之前漫射入射光。偏振器128位于第二传感器126上方和漫射器156上方。偏振器128是四分之一波片和线性偏振器的组合(四分之一波片设置在线性偏振器上方)。如上面进一步解释的，偏振器128使得第二传感器126的响应不同于第一传感器124的响应。因为漫射器156位于偏振器128下方，所以它不影响偏振器的性能。
77.在一些布置中，可以省略光学隔离器154。这可以例如在第一传感器124和第二传感器126之间的间隔足够大使得已经穿过偏振器128的光将不会入射在第一传感器124上、并且没有穿过偏振器的光将不会入射在第二传感器126上的情况下完成。
78.在图2实施例的变型中，可以从第二传感器126上方的区域省略漫射器156。这可以降低成本，因为制造被简化并且因为漫射器本身的成本被避免。它还将减小环境光感测模块104的厚度。
79.图3以横截面示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的环境光感测模块204。在该实施例中，第一传感器224和第二传感器226被支撑在基板205上。线性偏振器232直接位于第二传感器226的顶部。封装层252被设置在第一和第二传感器224、226周围。四分之一波片230位于封装层上方。四分之一波片230在第一传感器224和第二传感器226两者上方延伸。四分之一波片的作用是将环境光22从圆偏振转换为线性偏振。四分之一波片对显示光40基本上没有影响，因为显示光基本上没有偏振。
80.在使用中，显示光40和环境光22两者都将入射到第一传感器224上。可以选择位于第二传感器226上方的线性偏振器232的取向，使得环境光22的线性偏振部分被阻挡并且不入射到第二传感器上。因此，相对更多的显示光将入射到第二传感器226上。这有利地允许来自第一传感器224和第二传感器226的输出用于将环境光与显示光区分开。
81.图4中描绘了环境光感测模块304的另一实施例。在该实施例中，第一传感器324和第二传感器326被支撑在基板305上。光学隔离器354(例如壁)在第一传感器324和第二传感器326之间延伸。圆偏振器328直接位于第二传感器326的顶部。与上面进一步描述的实施例一样，圆偏振器328由位于线性偏振器顶部的四分之一波片组成。封装层352设置在第一和第二传感器324、326上方。漫射器356设置在第一传感器324上方的封装层上。
82.在使用中，入射到漫射器356上的显示光40和环境光22在该光入射到第一传感器324上之前被漫射器漫射。穿过漫射器356的光被光学隔离器354阻挡入射到第二传感器326
上。显示光40和环境光22入射到圆偏振器328上。圆偏振器可被布置成例如阻挡环境光22但透射显示光40。这允许使用来自第一传感器324和第二传感器326的输出将环境光22与显示光40区分开(如上文进一步解释的)。圆偏振器328的其他取向可以用于从第二传感器326获得其他响应。
83.图5描绘了根据本发明的另一替代实施例的环境光感测模块404。在该实施例中，第一传感器424设置在第一基板405上，并且第二传感器426设置在第二基板407上。第一和第二传感器(以及基板)在空间上彼此分离(感测模块404被设置为两个空间分离的部分)。间隔可以例如是0.5mm或更大。第一封装层451设置在第一传感器424上方，并且第二封装层452设置在第二传感器426上方。圆偏振器428设置在第二封装层452上。漫射器(未示出)可以位于圆偏振器428和第二封装层452之间。漫射器(未示出)可以位于第一封装层451上。
84.该实施例的操作类似于上面进一步描述的实施例的操作。圆偏振器428修改入射到第二传感器426上的光，并且这允许将环境光与显示光区分开。
85.这种布置的优点是不需要回流顺应性。也就是说，可以在传感器模块的其余部分已经焊接到pcb、柔性电路或插入板之后添加圆偏振器428。这意味着圆偏振器428不必承受在焊接期间使用的高温。该优点适用于可以在添加圆偏振器之前执行焊接的任何实施例。该优点还可以应用于在焊接期间存在回流顺应性线性偏振器并且在焊接之后添加非回流顺应性四分之一波片的实施例。
86.图5的实施例的另一个优点是，一起构成圆偏振器428的四分之一波片和线性偏振器的对准可以在圆偏振器的制造期间(并且在将圆偏振器装配到传感器模块的其余部分之前)执行。这可能比在感测模块的制造期间提供线性偏振器并且然后作为单独的步骤以正确的对准提供四分之一波片(这可能需要更高精度的制造/组装)更容易实现。该优点适用于其中圆偏振器428被应用为单个预制元件的其他实施例。
87.缺点在于，由于第一传感器424和第二传感器426之间的空间分离，入射到一个传感器上的光量与入射到另一个传感器上的光量相比可能存在差异(例如，由于图像中存在阴影或亮或暗区域)。结果，环境光和显示光之间的区分可能受到影响。另一个缺点是，因为圆偏振器428设置在封装层452的顶部，所以环境光感测模块可能相对较厚(与一些其他实施例相比)。
88.图6描绘了环境光感测模块504的另一替代实施例。在该实施例中，第一传感器524和第二传感器526被设置为同一检测器阵列525的两个不同区域。检测器阵列525由基板505支撑。如图所示，阵列525左手侧的检测器形成第一传感器524，并且阵列右手侧的检测器形成第二传感器526。在载体529顶上的圆偏振器528位于构成第二传感器526的阵列525的检测器的顶部。偏振器528的偏振器层以较大的形状因子(例如，晶圆或板)组装在载体529上，然后随后被切割或切为并放置和接合到感测模块504中。在图6中，这被示出为载体向下组装，但是如果以不同方式制造，则可以载体向上组装，这取决于偏振器层沉积到载体上的特定顺序。与其他实施例一样，圆偏振器528可以由位于线性偏振器顶部的四分之一波片组成。封装层552位于检测器阵列525和圆偏振器528上方。
89.在使用中，入射到形成第一传感器524的阵列525的检测器上的光用于提供第一输出。穿过圆偏振器528并入射到形成第二传感器526的阵列525的检测器上的光用于提供第二输出。处理器(未示出)可以被配置为从检测器阵列525接收信号，并且基于构成检测器阵
列525的检测器的位置来生成第一输出和第二输出。存储器可以连接到处理器。
90.与其他实施例一样，圆偏振器528对入射光的影响可用于区分环境光22和显示光40。这种布置的优点在于，由于偏振器被组装在封装层552内部而不是其上方，环境光感测模块504可以相对较薄(例如与图5中描绘的实施例相比)。换句话说，偏振器在任何包覆成型或外部传感器封装下方，而不是在其顶部。该实施例的另一个优点是两个传感器524、526能够比图5中的424、426更靠近在一起。除了整个系统的占地面积(尺寸)更小且成本更低之外，传感器524、526在其上方看到显示器的几乎相同的区域，并且在其上方看到环境光的几乎相同的区域。这将意味着等式3在更宽范围的照明条件下是准确的。
91.在所描绘的实施例中，第一传感器524在检测器阵列525的左手侧，第二传感器526在该阵列的右手侧。然而，可以使用其他配置。第一传感器524和第二传感器526可以在检测器阵列525上具有任何期望的位置。在一些布置中，阵列525的一些区域可以被认为是第一传感器524与第二传感器526之间的“死”或非感测区域。也就是说，由于在该区域中没有传感器或者由于来自该区域中的传感器的信号被排除在环境光的计算之外，入射在该区域上的光可以被排除在考虑之外。这种布置的优点在于，它可以减少或防止穿过圆偏振器528的光入射到第一传感器524上，并且可以减少或防止尚未穿过圆偏振器528的光入射到第二传感器526上。
92.图7中示意性地描绘了本发明的另一实施例。在该实施例中，环境光感测模块604包括由基板605支撑的检测器阵列625。线性偏振器632的区域设置在检测器阵列625上(例如，直接在检测器阵列上)。封装层652设置在检测器阵列625和线性偏振器区域632上方。四分之一波片630设置在封装层652的顶部。可以在环境光感测模块604的所有元件上方设置另外的封装层(未示出)。
93.在该实施例中，检测器阵列625的位于线性偏振器632下方的区域一起形成模块的第二传感器626，并且检测器阵列的不在线性偏振器632下方的区域一起形成第一传感器624(仅标记这些中的一些以避免使图过于复杂)。与前述实施例一样，处理器可以用于从组成第一传感器624的检测器阵列625的区域中的检测器获得第一输出，并且从形成第二传感器626的检测器阵列的区域中的检测器获得第二输出。环境光将被四分之一波片630转换为线性偏振，然后将被线性偏振器632阻挡(或修改)。不穿过线性偏振器632的环境光将不受影响。因此，与其他实施例一样，来自第二传感器626的输出不同于第一传感器624的输出，并且可以用于区分环境光和显示光。
94.该实施例的优点在于，因为第一传感器和第二传感器相互交叉，所以避免或减少了暗区域或亮区域入射到第一传感器624而不是入射到第二传感器626上的可能性。这种布置的另一个优点是它可以相对简单地制造。这是因为线性偏振器632可以利用也用于形成检测器阵列的芯片上(或晶粒上)电路的沉积和光刻过程来构造。线性偏振器632可以形成在传感器阵列的晶圆上。可以切割晶圆并施加封装652，之后可以施加四分之一波片630。四分之一波片630大于线性偏振器632，并且对空间对准具有较小的约束(其仅需要覆盖检测器阵列625)。四分之一波片630的旋转对准可以在组装期间实现。该实施例的缺点在于，添加四分之一波片使用在已经切割传感器阵列的晶圆之后执行的额外制造步骤。
95.该实施例(以及下面进一步描述的实施例)的另一个优点是，如果利用产生检测器阵列的芯片上(或晶粒上)电路的相同沉积和光刻过程来产生线性偏振器，则容易在同一传
感器阵列上具有多个线性偏振器取向。这允许以非常小的形状因子(即，在占据相对小的总体积的传感器模块中)包括例如左圆形感测取向和右圆形感测取向两者。
96.与图6的实施例一样，在一些布置中，阵列625的一些区域可以被认为是“死”或非感测区域。这样的区域可以位于构成第一传感器624的检测器和构成第二传感器626的检测器之间的边界处。
97.图8描绘了另一替代实施例。在环境光感测模块704的该实施例中，检测器阵列725设置在基板705上。线性偏振器732的区域直接设置在阵列的检测器的顶部。阵列的其他区域没有设置线性偏振器。透明层733设置在线性偏振器732的区域上方和之间。四分之一波片730沉积在线性偏振器732的区域上方(例如，沉积在透明层733上)。封装层752设置在环境光感测模块704的元件上方。
98.该实施例以与图7中描绘的实施例相同的方式工作。也就是说，检测器阵列725的位于线性偏振器732下方的区域一起形成模块的第二传感器726，并且检测器阵列725的不在线性偏振器732下方的区域一起形成第一传感器724。该实施例优于图7所示实施例的优点在于其更薄。另一个优点是它可以形成为集成系统。也就是说，可以形成传感器的晶圆，然后可以施加线性偏振器和圆偏振器，同时晶圆仍然完整(例如，在晶圆制造中)。随后可以将晶圆切割成单独的感测模块。因此，在切割之后，偏振器不需要额外的组装步骤。
99.线性偏振器732的区域可以例如形成为检测器阵列725的顶部上的条带。替代地，线性偏振器732的区域可以例如在检测器阵列725的顶部上以棋盘布置形成。通常，线性偏振器738的区域可以具有任何布置，优选地是将线性偏振器的区域分布在检测器阵列上的布置。这最小化了暗区域或亮区域通过入射到第一传感器725上而不是入射到第二传感器726上而将不准确性引入环境光测量的可能性(或反之亦然)。
100.第一传感器725的总面积可以与第二传感器726的总面积相同。替代地，传感器的总面积可以彼此不同。
101.环境光感测模块的任何所描述的实施例可以形成包括显示器的系统的一部分(例如，代替图1中描绘的环境光感测模块)。
102.本发明的实施例可以用在环境光传感器位于显示器后面的任何设备中。例如，设备可以是智能电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机监视器、汽车仪表板和/或导航系统、公共空间中的交互式显示器、家庭助理等。
103.在上述描述中，术语“偏振器”可以被解释为意指选择性地透射具有特定偏振的光(即，具有其他偏振的光不被透射)的事物。术语“波片”可以被解释为意指改变穿过它的光的偏振状态但不选择性地透射具有特定偏振的光的事物。术语“圆偏振器”可以被解释为意指线性偏振器和四分之一波片的组合。
104.由本发明的实施例使用的四分之一波片可以是双折射晶体层，双折射晶体诸如sio2或mgf2。四分之一波片可以由液晶形成。四分之一波片可以由聚碳酸酯或塑料形成。四分之一波片可以施加在其他层上(例如，在封装层上，或者直接施加到第二圆偏振器的线性偏振器上)。四分之一波片可以接合到封装层、线性偏振器或其他层上。
105.由本发明的实施例使用的线性偏振器可以形成为线栅(例如，铝、铜、金、银、镍、铬、其合金)。线性偏振器可以由掺杂或拉伸的pva形成。线性偏振器可以由掺杂到玻璃中并在玻璃中定向的银纳米颗粒形成。线性偏振器可以形成为具有不同折射率的电介质材料
(诸如sio2、sin、tao、hfo的电介质)的薄膜堆叠。线性偏振器也可以形成为具有不同折射率的交叉区域的电介质栅格(诸如sio2、sin、tao、hfo的电介质)。
106.实施例的上述描述中的一些涉及阻挡环境光。在该上下文中，术语“阻挡”可以被解释为显著衰减环境光，但不应被解释为要求阻挡所有环境光(例如，如果偏振器不是100％有效的，则可以透射少量的环境光)。
107.当区分显示光和环境光时，可以考虑检测到的光的波长。例如，第一传感器和第二传感器可以包括被配置为检测若干不同波长的光的检测器(它们可以包括波长滤光器)。等式3可以应用于每个波长(或一些波长)。可以对每个波长(或一些波长)执行校准。
108.在一些上述实施例中，在一个传感器上方设置具有与显示器的圆偏振器的旋向相反的旋向的圆偏振器，并且在另一传感器上方不设置偏振器。然而，可以使用其他布置。例如，可以在一个传感器上方设置具有一种旋向的圆偏振器，并且可以在另一个传感器上方设置具有相反旋向的圆偏振器。这种布置的优点在于，具有该布置的环境光感测模块可以装配到显示器，而无需事先知道显示器的圆偏振器的旋向。该布置的操作类似于上述实施例的操作。因为与环境光相比，圆偏振器将对显示光具有不同的影响，所以该差异可用于区分显示光和环境光。
109.在另一替代布置中，可以在一个传感器上方设置具有一个旋向的圆偏振器，可以在第二传感器上方设置具有相反旋向的圆偏振器，并且可以在第三传感器上方不设置偏振器。与先前的布置一样，具有这种布置的环境光感测模块可以装配到显示器，而无需事先知道显示器的圆偏振器的旋向。该布置的操作类似于上述实施例的操作。第一传感器、第二传感器和第三传感器将为给定的入射显示光和环境光提供不同的输出，并且这些差异可用于区分显示光和环境光。
110.在上述描述中，对圆偏振器的旋向的引用可以被解释为意指将由圆偏振器透射的圆偏振光的电场矢量的旋转方向。例如，圆偏振器可以被配置为透射左旋或顺时针圆偏振光。具有相反旋向的圆偏振器可以被配置为透射右旋或逆时针圆偏振光。
111.在上述描述中，所提及的每个传感器可以各自包括一组子传感器或通道(其可以被称为光谱通道)。光谱通道可以被配置为检测来自光谱的不同部分的光。光谱通道可以由检测器组成，在检测器顶上具有不同的吸收和/或干涉光谱滤光器(其可以被称为波长滤光器)。检测器可以由具有不同相关光谱响应的不同材料(诸如si或gaas)形成。每个光谱滤光器将具有与每个检测器的光谱响应组合的光谱响应，从而提供对入射光的整体光谱响应。以这种方式，可以收集关于入射光的光谱的信息。此外，在诸如用于导出等式3和4的两个传感器示例中，等式3和4(或其他等效计算)可以针对每个光谱通道来表达，并且因此用于区分显示光的光谱和环境光的光谱。光谱信息可以用于确定例如环境光的相关色温(cct)和/或显示屏的颜色。可以选择等式3-等式4(或其他等效计算)中的系数以产生勒克斯(lux)、cct和/或其他感兴趣的光测量的最小误差。
112.附图标记列表：
113.2显示器
114.4环境光感测模块
115.6壳体
116.8oled阵列
117.10基板
118.12封装层
119.14圆偏振器
120.16盖玻璃
121.18线性偏振器
122.20四分之一波片
123.22环境光
124.24第一传感器
125.26第二传感器
126.28第二偏振器
127.30四分之一波片
128.32偏振器
129.40显示光
130.104环境光感测模块
131.105基板
132.124第一传感器
133.126第二传感器
134.128偏振器
135.152封装层
136.154光学隔离器
137.156漫射器
138.204环境光感测模块
139.205基板
140.224第一传感器
141.226第二传感器
142.230四分之一波片
143.232线性偏振器
144.252封装层
145.304环境光感测模块
146.305基板
147.324第一传感器
148.326第二传感器
149.328圆偏振器
150.352封装层
151.356漫射器
152.404环境光感测模块
153.405第一基板
154.407第二基板
155.424第一传感器
156.426第二传感器
157.428圆偏振器
158.451第一封装层
159.452第二封装层
160.504环境光感测模块
161.505基板
162.524第一传感器
163.525检测器阵列
164.526第二传感器
165.528圆偏振器
166.529载体
167.552封装层
168.604环境光感测模块
169.605基板
170.624第一传感器
171.625检测器阵列
172.626第二传感器
173.630四分之一波片
174.632线性偏振器区域
175.652封装层
176.704环境光感测模块
177.705基板
178.724第一传感器
179.725检测器阵列
180.726第二传感器
181.730四分之一波片
182.732线性偏振器区域
183.733透明层
184.752封装层
185.本领域技术人员将理解，在前述描述和所附权利要求中，诸如“上方”、“沿着”、“侧面”等的位置术语是参考诸如附图中所示的概念性图示而做出的。使用这些术语是为了便于参考，但不旨在具有限制性质。因此，这些术语应被理解为是指当处于如附图中所示的取向时的对象。
186.尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本公开，但是应当理解，这些实施例仅是说明性的，并且权利要求不限于那些实施例。鉴于本公开内容，本领域技术人员将能够进行修改和替代，这些修改和替代被认为落入所附权利要求的范围内。本说明书中公开或示出的每个特征可以结合在任何实施例中，无论是单独地还是以与本文公开或示出的任何其他特征的任何适当组合。