JP5639642B2 - 赤外線除去のためのカラーセンサ及びクリアセンサを有する光感知装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一体型の周囲光センサ（ＡＬＳ）を有するポータブル電子装置に係る。他の実施形態についても説明する。

多機能スマートホン、デジタルメディアプレーヤ、専用デジタルカメラ及びナビゲーション装置のようなポータブル電子装置は、種々の照明環境のもとで使用できるディスプレイスクリーンを有している。このような装置は、その外部の直接的環境における可視光の現在レベルの指示を（リアルタイムで）与えることのできる機能を一体化している。これは、周囲光センサ機能（又はＡＬＳ）と称される。このＡＬＳは、（現在周囲光レベルに基づいて）読み易さ又はバッテリエネルギー保存のためにディスプレイスクリーンの輝度を自動的に管理する等の用途に使用することができる。

最近、内蔵型のソリッドステート光センサを、入射する周囲可視光の非常に正確な測定値をリアルタイムで与える関連アナログ及びデジタル回路と一緒に有する進歩型の消費者グレードのＡＬＳ集積回路（ＩＣ）装置が開発された。これらのＩＣ装置は、ほとんどの部分が相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）製造プロセス技術に基づいて製造されたものである。

多数の典型的なＣＭＯＳ光センサ構造体（例えば、ＣＭＯＳホトダイオード）の応答は、可視光含有物ではなく、赤外線（ＩＲ）含有物によって支配される。これは、ある人為的な照明環境のもとで問題を招く。例えば、ＣＭＯＳベースのＡＬＳ装置は、おそらく、白熱灯で照明されたときは、蛍光灯に比して、その周囲環境が「明るい」ことを指示する。というのは、白熱灯の照明は、例えば、蛍光灯の照明に比してＩＲ含有物が非常に多く、そしてＩＲが優勢である照明状態と可視光が優勢である照明状態との間をセンサが区別できないためである。この問題を軽減する助けとして、ＩＲ阻止フィルタ（ＩＲカットフィルタ）をセンサの前に配置し、ＩＲ含有物に対するセンサの出力の感度を下げることができる。

実際には、もちろん、ＩＲカットフィルタは、フィルタを通過してセンサによって検出される著しいＩＲ含有物がまだ存在するという点で理想的ではない。このようなＩＲ漏洩は、比較的僅かであるが、次の状況においてはＡＬＳにとって著しく大きなものとなる。ポータブル電子装置の光透過カバーが、物理的開口のない比較的滑らか又は均一な前面を有する場合について考える。装置の外部の周囲光レベルを感知するためにＡＬＳチップがカバーの下に配置される。ある場合には、（例えば、審美的な理由で）前面が外部から暗く見えるようにすることが望まれる。これを達成するため、カバーの前面に均一な暗い色（例えば、ブラック）を与えるＩＲ透過インクの層をカバーの後ろ側に付着することができる。しかしながら、このＩＲインク層は、非常に僅かな可視光含有物が通過してその下のセンサに達するのを許す（例えば、約５％以下の透過）。これは、（ＩＲカットフィルタを使用してＩＲ含有物の減少が達成されるのも関わらず）センサの出力信号において可視光からＩＲを区別する能力を低下させる。

本発明の実施形態は、ポータブル電子装置において周囲光センサ（ＡＬＳ）の機能を遂行できる光感知装置である。この装置の要素は、光経路において可視光を阻止する第１のフィルタと、光経路において第１のフィルタの後に光を検出するセンサのセットとを含む。これらセンサは、少なくとも、第１のカラーセンサ及びクリアセンサを含む。又、装置は、光経路における可視光の強度の尺度を計算する光強度計算器も有する。この計算は、第１のカラーセンサの出力信号と、クリアセンサの出力信号との間の差に基づく。換言すれば、周囲光レベルの尺度は、少なくとも１つのカラーチャンネル及びクリアチャンネルの差に基づいて計算される。このようにして、光経路におけるＩＲ含有物が効果的に打ち消される（カラーセンサ及びクリアセンサの出力信号間の差を考慮したとき）。

別の実施形態では、（周囲光レベルを表す）光強度の計算は、１つのカラーチャンネルとクリアチャンネルとの間の差を使用するだけではなく、更に別の差の量、即ち別のカラーチャンネルとクリアチャンネルとの間の差も使用する。このような技術は、第１及び第２のカラーセンサが、例えば、各々、従来のＲＧＢ光センサの一部分として容易に入手できる赤色及び青色センサであるときに有用である。このシナリオのもとで、強度計算器は、シアン及びイエローの値を各々表す少なくとも２つのクリア／カラー差を緑色値に変換する。次いで、この緑色値を使用して、光強度の直接的な尺度であるルクス値を計算することができる。

上述した概要は、本発明のあらゆる態様を余すところなく含むものではない。本発明は、以上に概要を述べた種々の態様の全ての適当な組み合わせ、並びに以下の詳細な説明に開示され且つ特許請求の範囲に特に指摘されたものから実施できるあらゆるシステム及び方法を包含することが意図される。このような組み合わせは、以上の概要に特に述べなかった特定の効果を有する。

本発明の実施形態は、同様の要素が同じ参照番号で示された添付図面に一例として示されるが、これに限定されない。この開示における本発明の「一」又は「１つの」実施形態とは、必ずしも同じ実施形態ではなく、少なくとも１つを意味することに注意されたい。

本発明の一実施形態による周囲光センサのブロック図である。 本発明の別の実施形態による周囲光センサのブロック図である。 ポータブル電子装置の前部カバーのＡＬＳ部分の規範的な具現化を示す。 ポータブル電子装置の計算機能ブロックの規範的セットのブロック図である。

添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態を以下に説明する。実施形態において述べる部品の形状、相対的な位置、及び他の観点が明確に定義されないときには、本発明の範囲は、単なる例示に過ぎない図示された部品のみに限定されない。又、多数の細部について述べるが、本発明のある実施形態は、これら細部がなくても実施できることを理解されたい。他の点について、良く知られた回路、構造及び技術は、本説明の理解を不明瞭にしないために、詳細には示さない。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による周囲光センサ（ＡＬＳ）のブロック図が示されている。可視光含有物のレベルを決定するために感知されるべき入射光は、その下の光センサ１０６、１０８、１１０のセットに到達する前に可視光の含有物を阻止する第１フィルタ１０４を通る光経路をたどる。この第１フィルタ１０４は、その下にあるセンサ電子装置は本質的に見えないように隠し、それ以外はフィルタ１０４の上から肉眼で見えるようにする。これは、例えば、均一又は滑らかで且つ暗い見掛けがフィルタ１０４上に望まれる場合には審美的な機能を果たす。これは、可視光を阻止するＩＲ透過インクの層が存在する基板の一部分としてフィルタ１０４を構成することにより達成される。

もちろん、フィルタ１０４は、可視光を阻止すると言えるが、実際的な意味では、全ての可視光を「完全に」阻止するのではない。例えば、１つの具現化において、フィルタ１０４は、可視光スペクトルの約２％−５％及びＩＲスペクトルの９０％以上を透過する。可視光含有物に対する透過率がそれより非常に高い場合には、フィルタ１０４は、上から充分に暗い見掛けを与えない（その下のセンサ電子装置がかなり見える）。他方、可視光含有物に対する透過がかなり低い（例えば、２％より著しく低い）場合には、充分な量の可視光が光センサ１０６−１１０に到達しない。フィルタ１０４の透過は、可視光含有物に対する光センサ１０６−１１０の感度に基づき、ＩＲ含有物（これも入射光に存在する）に対するそれらの感度に対して、選択されねばならない。

カラー光センサ１０６、１０８の出力は、他のものではなく、特定の可視カラーの感知された光強度を表す信号を与える。別の見方をすると、カラー光センサは、特定の可視カラーを検出するように同調された光感知手段である。対照的に、クリアセンサ１１０は、複数の可視カラーの感知された光強度を表す信号を出力する。特に、クリアセンサは、可視スペクトル全体にわたり感知された光強度を与える信号を出力する。

光センサ１０６−１１０は、ソリッドステートＣＭＯＳセンサであるか、又は可視光に対して充分な感度を有する他の適当なセンサである。これらは、ＣＭＯＳ製造プロセス、或いは他の適当な半導体又は集積回路製造プロセスで組み込まれるホトダイオード及びホトトランジスタを含む。少なくとも１つのカラーセンサ１０６及び少なくとも１つのクリアセンサ１１０があるが、図１に示した実施形態は、付加的なカラーセンサ１０８を有する。１つの具現化において、カラーセンサ１０６、１０８の各々は、各光検出素子をカバーする異なるカラーフィルタ素子を有する。換言すれば、カラーセンサ１０６、１０８の各々は、異なるカラーの可視光を感知するように同調される。カラーセンサ１０６、１０８とは対照的に、クリアセンサ１１０は、単一のカラーだけではなく、広い範囲の異なる可視カラーの感知された光強度を指示する信号を出力する。

更に、カラーセンサ１０６、１０８の光検出素子は、クリアセンサ１１０の光検出素子と電気的にマッチングされる。換言すれば、カラーセンサ１０６が赤色センサである場合に、入射光が赤色含有物しか含まなければ、カラーセンサ１０６の出力信号は、クリアセンサ１１０からの出力信号に非常に近いものとなる。同様に、カラーセンサ１０８が青色センサでありそして入射光が青色含有物しか含まない場合には、カラーセンサ１０８及びクリアセンサ１１０からの出力信号が非常に近いものとなる。更に、センサ１０６−１１０の各々のＩＲ応答も、電気的にマッチングしなければならない（これは、以下の式においてＩＲ含有物のより正確な打ち消しを可能にする）。光検出素子の電気的なマッチングは、光検出素子を互いにできるだけ接近して配置したり、同じ製造プロセス操作を使用してそれらを同じ基板に構築したり、同じ物理的寸法及び回路トポロジーを有するようにそれらを設計したりする、等の異なる製造技術を使用して、達成される。

又、図１の周囲光センサは、センサ１０６−１１０が存在する光経路における可視光の強度の尺度を計算する光強度計算器１１２も備えている。図１の実施形態の場合に、計算は、少なくとも２つの差、即ちクリアセンサの出力信号と、第１のカラーセンサ１０６の出力信号との間の差、及びクリアセンサの出力と、第２のカラーセンサ１０８の出力との間の差に基づいて行われる。これは、数学的形態では、次の関係として表される。
強度∝（クリア−ｋ₁＊Ｃ₁）及び（クリア−ｋ₂＊Ｃ₂） ［式１］
但し、ｋ₁及びｋ₂は、前記式のカッコ内の各項が光経路におけるＩＲ含有物の作用の充分良好な打ち消しを生じるように、校正手順中に選択されねばならない比例定数又はミスマッチ定数である。例えば、定数ｋ₁及びｋ₂は、（フィルタ１０４の後の）入射光における同じＩＲ含有物に対する各応答の項においてカラーセンサ１０６、１０８とクリアセンサ１１０との間のミスマッチの作用を除去する上で助けとなる。

以下に更に述べるように、光強度計算器１１２は、例えば、センサ１０６−１１０からの各アナログ出力信号をデジタル形態へ変換するアナログ／デジタルコンバータと、その後に、上述した数学式を解くハードワイヤードロジック又はプログラム型プロセッサが続く形態で具現化される。これは、ＡＬＳが、図１に示した素子を一体化できるポータブル電子装置の外部の周囲光レベルの強度の尺度をリアルタイムで計算できるようにする。それにより得られる周囲光強度の尺度は、例えば、読み易さ及びバッテリエネルギー節約の目的でディスプレイスクリーンの輝度を制御することを含む、ポータブル電子装置で実行される種々のアプリケーションにより使用される。

上述したように、光強度の計算は、それに代わって、単一のクリア／カラー差に基づくものでもよい。例えば、単一のマゼンタカラーセンサ１０６は、次の差を取り上げることにより、クリアセンサ１１０と一緒に使用される。
強度∝クリア−ｋ＊マゼンタ ［式２］
但し、ｋは、上述した比例定数又はミスマッチ定数である。

図２を参照すれば、本発明の別の実施形態のブロック図が示されている。この実施形態において、ＡＬＳは、４つの光検出器より成るＲＧＢ光センサを有し、そのうちの３つは、赤色センサ１０６、緑色センサ１０７及び青色センサ１０８を各々構成し、これらは、クリアセンサ１１０と電気的にマッチングされる。更に、センサ１０６−１１０の前方にある共通の光フィルタ（光経路内の全てのセンサ１０６−１１０に共通）は、ここでは、可視光を阻止する第１のフィルタ１０４を含むだけではなく、ＩＲ含有物を阻止する第２のフィルタ１０５も含む。例えば、第２のフィルタ１０５は、可視光含有物は通過するがＩＲは拒絶又は阻止するＩＲカットフィルタであり、例えば、ＩＲ透過率は、５％未満であるが、可視光透過率は、９５％より高い。ＩＲ含有物を阻止するための第２のフィルタ１０５の追加は、可視光含有物に対するＡＬＳの全体的感度を改善する上で助けとなる。可視光強度の尺度は、この場合も、光強度計算器１１２によって計算されるが、今度は、次の数学的関係に基づく。
［式３］
クリア−ｋ₁＊赤＝シアン 緑’＝シアン＋イエロー
クリア−ｋ₂＊青＝イエロー ⇒ 赤’＝マゼンタ＋イエロー
クリア−ｋ₃＊緑＝マゼンタ 青’＝マゼンタ＋シアン
但し、シアン、イエロー及びマゼンタ値において、カラーセンサのＩＲ応答の作用は、差によって打ち消されている。Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’をルクス値へ変換することは、次の式のような既知の技術に基づいて行われる。
ルクス＝（ｋ₄＊赤’）＋（ｋ₅＊緑’）＋（ｋ₆＊青’） ［式３ｂ］
但し、ｋ₄、ｋ₅及びｋ₆は、この場合も、可視光に対する所与のスペクトル形状内に適合させるための重み付け又はスケーリングに対して選択される比例定数又はミスマッチ定数である。

別の実施形態では、可視光強度の尺度は、（ＲＧＢセンサではなく）シアン、マゼンタ及びイエローのカラーセンサを使用して、カラーホイール上の逆のカラーでスタートして計算することができる。この実施形態は、次の式を使用することができる。
［式４］
クリア−ｋ₁＊シアン＝赤
クリア−ｋ₂＊マゼンタ＝緑
クリア−ｋ₃＊イエロー＝青
これに続いて、前記式３ｂを使用して、ルクスへ変換する。

上述したＡＬＳの種々の実施形態は、図３に示すポータブル電子装置２００へ合体又は一体化することができる。装置２００を作り上げる電子計算機能ブロックは、図４に規範的な形態で示され、以下に詳細に説明する。図３を参照すると、装置２００は、例えば、デスクトップパーソナルコンピュータ、ラップトップのノートブックパーソナルコンピュータ、スマートホン、セルラーホン、ポータブルナビゲーション装置、或いはデジタルスチール又はビデオカメラのようなポータブルコンピューティング装置である。装置２００は、これが例えばテーブル上に置かれるか又はその通常使用のために配置されたときにその前面が露出され又は目に見えるようにされる。これは、通常ユーザに露出されない装置２００の後部カバー又は背面とは対照的である。図３にはポータブル装置が示されているが、図３に示す前部カバーのＡＬＳエリアは、デスクトップパーソナルコンピュータのようなポータブル以外の電子装置において具現化することもできる（例えば、デスクトップパーソナルコンピュータの前面においてディスプレイパネルの隣に）。

装置２００は、ユーザ対話エリアに隣接してＡＬＳ部分を有する前部カバーを一体化した外側ハウジングを有している。この例では、前部カバーのＡＬＳエリアは、装置２００の頂部付近にあり、受信器（イヤピーススピーカ）の音響開口として使用できるカバーを貫通する物理的開口を包囲する。印刷配線板にインストールされ、そして図２の光センサ１０６−１１０及び接近センサを合体する光及び接近センサチップ３１０は、前部カバーの下に横たわるように示されている。対照的に、ユーザ対話エリアの下では、タッチセンサパネル３１２がディスプレイパネル３１４と重畳され、その対が可視光透過構造層３０２の下でタッチ感知スクリーンとして働くようにされる。一例として、その構造層３０２は、ガラスパネルを含むか、又は前部カバーに対して構造上の支持体をなすに充分な強度もある別の可視光透過材料で作られたパネルを含む（その下のディスプレイパネル３１４により発生される広範囲な色の可視光がユーザに見えるようにするために）。

前部カバーのＡＬＳ部分は、装置２００の外部の可視光がハウジング内の光経路へ通過するのは阻止するが赤外線は阻止しない第１のフィルタを含む。図３の例において、この第１のフィルタは、可視光も阻止する赤外線透過インク（ＩＲインク３０３）の被覆が存在する構造層３０２（例えば、ガラス基板）の一部分を含む。図３の実施形態において、赤外線は阻止するが可視光は阻止しない第２のフィルタもあるが、これは必要とされるものではない。これは、構造層３０２に対してＩＲインク３０３でサンドイッチされたＩＲカットフィルタ３０４の形態で具現化される。カラー及びクリアセンサ１０６−１１０を含む光及び接近センサチップ３１０が、図示されたように、第１フィルタと第２フィルタとの間に配置され、フィルタ後の光経路における光を検出する。ＩＲカットフィルタ３０４は、透過されて接近センサにより受け取られる（その接近検出機能を遂行するときに）ＩＲ含有物を通過するためにノッチを有している。

図示されていないが、装置２００は、印刷配線板を通して光センサチップ３１０に結合されたプロセッサも備え、このプロセッサは、（前部カバーのユーザ対話エリアに位置される）ディスプレイパネル３１４の輝度を制御するよう結合される。ディスプレイパネルの輝度は、装置２００の外部の周囲可視光の強度の計算された尺度に基づき、又、（ａ）光センサチップ３１０の少なくとも１つのカラーセンサの出力信号と（ｂ）クリアセンサの出力信号との間の差に基づいて、制御される。或いは又、光センサチップ３１０は、図２に示す４つの光センサ１０６−１１０を全て含んでもよく、そしてプロセッサは、周囲光強度レベルの適当な尺度を導出するために、前記式３又は式４で示した関数を解く。

図４は、ポータブル電子装置２００の計算機能ブロックの規範的セットを示すブロック図である。これらの内部回路コンポーネントは、ほとんどの部品について、装置２００のハウジング内に一体化される。特に、装置２００のこの形態は、マイクロホン２１６、受信器又はイヤピーススピーカ２２０、及びスピーカ又はスピーカホン２１８を含む幾つかの内蔵電気音響トランスジューサを有するスマートホンである。マイクロホン２１６は、出力アナログ又はデジタルオーディオ信号を発生し、一方、イヤピース及びスピーカホンスピーカ２２０、２１８は、入力アナログオーディオ信号を受信する。全体的に、これらは、アコースティックトランスジューサ信号と称される。オーディオコーダ／デコーダ（コーデック）２１４は、例えば、全てのアナログ増幅器、アナログアコーステックトランスジューサ信号をコンディショニングするのに必要なアナログ信号コンディショニング回路、並びにオーディオ信号に必要なＡ／Ｄ及びＤ／Ａコンバータを設けることによるマイクロホンの出力及びスピーカの入力に対するインターフェイスである。コーデック２１４は、個別の集積回路（ＩＣ）パッケージでもよい。

１つの例において、コーデック２１４は、２つのモードで動作し、そしてアプリケーションプロセッサ１５０により低オーバーヘッドコンポーネントバスを経て供給される制御信号又はプログラミングによっていずれかのモードへ構成することができる。メディアプレーヤモードと称される１つのモードでは、装置２００は、デジタルメディアプレーヤ（例えば、装置２００に記憶された音楽ファイルを再生するＭＰ３プレーヤ）として動作する。このモードでは、コーデック２１４は、アコースティックトランスジューサ信号にアナログ／デジタル及びデジタル／アナログ変換を適用して、それに対応するデジタル信号を発生する。デジタル化されたマイクロホン信号は、アプリケーションプロセッサに供給され、一方、アプリケーションプロセッサからのデジタルオーディオ信号は、アナログ形態へ変換されて、いずれかのスピーカ２２０、２１８へ再生のために印加される。

「コールモード」と称される別のモードでは、装置２００は、移動電話装置として動作する（例えば、そのユーザがセルラー電話コール中に別のリモートユーザとのリアルタイムオーディオ会話に入れるようにする）。このモードでは、コーデック２１４は、デジタル変換なしのアナログパススルーとして働き、アコースティックトランスジューサの信号は、全てアナログであり、基本帯域プロセッサ５２とアコースティックトランスジューサとの間でおそらくある程度のアナログ増幅又はバッファ作用を伴って単純に通過される。

基本帯域プロセッサ５２は、アンテナ６２を経てセルラーネットワークから信号を受信し及びそこへ信号を送信するためのインターフェイスを有する。個別のＩＣパッケージでもよい基本帯域プロセッサは、アンテナ６２からダウンリンク信号を受信するための入力ポートと、アンテナ６２へアップリンク信号を送信するための出力ポートとを有する。これら信号は、例えば、２６ＭＨｚ程度の帯域であるが、（基本帯域とアンテナ入力のＲＦとの間の）中間と考えられる他の周波数帯域でもよい。アップリンク信号は、セルラーネットワークのＲＦ信号、例えば、３Ｇ又はユニバーサル移動テレコミュニケーションシステムＵＭＴＳ帯域、例えば、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８ＭＨｚ、及び１９ＭＨｚ帯域においてセルラー電話ネットワークのベースステーションに向けられる長距離ワイヤレス通信信号へアップ変換される準備がなされている。同様に、基本帯域プロセッサ５２へ入力されるダウンリンク信号は、そのようなＲＦ帯域から、例えば、２６ＭＨｚ帯域の中間周波数へダウン変換される。

基本帯域プロセッサ５２からのアップリンク信号は、セルラーネットワークＲＦ回路５４の一部分である周波数アップコンバータによってアップ変換される。そのＲＦ回路は、個別のＲＦトランシーバＩＣパッケージの一部分である。ダウンリンク側では、セルラーネットワークＲＦ回路５４は、アンテナ６２の放射帯域からのダウンリンク信号を、基本帯域プロセッサ５２へ入力するのに適した低い周波数へ変換するＲＦダウンコンバータを含む。従って、基本帯域プロセッサ５２の入力又は出力ポートにおける信号は、基本帯域より高いがＲＦ周波数より低い中間周波数信号であり、或いは又、ＲＦアップ変換及びダウン変換は、直接的であり、即ち中間周波数を通るのではなく、基本帯域から及び基本帯域へ直接的である。

基本帯域プロセッサ５２は、セルラープロトコルシグナリング、コーディング及びデコーディング、並びに外部のＲＦトランシーバ回路とのシグナリングを含む既知のセルラー基本帯域処理タスクを遂行する。これらは、外部ＲＦ回路５４におけるＲＦ処理と共に、装置２００の無線部と称される。基本帯域プロセッサ５２は、エンコードされて関連不揮発性メモリ１５４に記憶されたソフトウェアに基づいてプログラムすることができる。セルラーネットワークにアクセスする許可は、ＳＩＭコネクタ２５８に接続するために装置２００にインストールされる加入者識別モジュールＳＩＭカードに基づいて、装置２００の近エンドユーザに与えられる。

装置２００及びセルラーネットワークは、装置２００により送信されるマイクロホン２１６からの生のデジタルオーディオ信号（アップリンク信号）に適用される特定のボイスコーディングスキムに関して合意される。同様に、ダウンリンク信号に適用されねばならない特定のボイスデコードスキムについても、合意が必要である。あるワイヤレス通信プロトコルに適した既知のボイスコーディング及びデコーディングスキームが採用される。基本帯域プロセッサ５２のボイスコーディング及びデコーディング区分も、装置２００の無線部の一部分であると考えられる。

又、装置２００は、具現化すべき更に別のワイヤレス通信能力、例えば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）サービス、ブルーツースリンク、及びワイヤレスローカルエリアネットワークへのＴＣＰ／ＩＰリンクも有する。このため、ブルーツーストランシーバ１６０が、装置２００の付加的なワイヤレス通信チャンネルを与えるワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）トランシーバ１６４と一緒に含まれる。これら２つのチャンネルは、別の一体化アンテナ６３を短距離ワイヤレス通信に対して共有する（例えば、ブルーツースプロトコル及び／又はＷＬＡＮプロトコルに基づいて）。ＲＦデュープレクサ１８８は、アンテナ６３に結合される一対のＲＦポートを有する。一方のポートは、装置２００がそれ自身をユーザに対して位置決めできるようにするＧＰＳデータを得るためにＧＰＳ受信器ＩＣ１５６が利用するＧＰＳサービスに使用される。デュープレクサ１８８の他方のＲＦポートは、ブルーツース信号とＷＬＡＮ ＲＦ信号とを合成するＲＦフロントエンド１７２に結合される。

セルラーネットワーク、ＧＰＳ、ブルーツース及びＷＬＡＮサービスは、個別のコンポーネントバスを通して、基本帯域プロセッサ５２、ブルーツーストランシーバ１６０及びワイヤレストランシーバ１６４と通信するようにアプリケーションプロセッサ１５０をプログラミングすることにより、管理される。図示されていないが、個別のコンポーネントバスもあって、基本帯域プロセッサ５２をブルーツーストランシーバ１６０及びＷＬＡＮトランシーバ１６４に接続し、後者のトランシーバが基本帯域プロセッサ５２で利用できるオーディオ処理エンジンの利点を取り入れて、例えば、（ＷＬＡＮトランシーバ１６４を使用して）ワイヤレスボイスオーバーＩＰコールを行うと共に、（ブルーツーストランシーバ１６０を使用して）近エンドユーザがワイヤレスヘッドセットを通してコールを行えるようにする。

移動装置２００のいわゆる電力ハングリーコンポーネントは、基本帯域プロセッサ５２と、アプリケーションプロセッサ１５０と、タッチスクリーン２５２と、ＲＦ回路の一部分である送信ＲＦ電力増幅器とを備えている。これらは、電力管理ユニット２４８により監視されるように結合される。電力管理ユニット２４８は、装置２００の個々のコンポーネントによる電力消費を監視し、そして必要に応じてそれらコンポーネントの１つ以上に電力管理コマンドを信号して、バッテリエネルギーを保存すると共にバッテリ温度を制御する。

移動装置２００の他の低レベルハードウェア及び機能は、オン／オフ又はリセットボタン２５０と、到来するコールのリンギング信号を指示するのに使用されるバイブレータ２７４と、オーディオリンガー、物理的メニューボタン及びボリュームアップ／ダウンボタン（図示されたようにプロセッサ１５０の出力ピンに結合される回路素子２７２と全体的に称される）とを含む。又、移動装置２００は、プロセッサ１５０のＵＳＢポートと通信するドックコネクタ２３０も有し、装置２００が、例えば、ユーザのあるファイルを、同じユーザのデスクトップ又はノートブックパーソナルコンピュータに記憶された対応ファイルと同期できるようにする。又、ドックコネクタ２３０は、（バッテリコネクタ１０８を経て）バッテリを充電するために電源アダプタ又は他の電源に接続するのにも使用できる。

更に別の実施形態において、移動装置２００は、プロセッサ２５０に結合されるデジタルカメラ回路・光学系２６４を有し、これは、移動装置をデジタルスチール又はビデオカメラとして使用できるようにする。

上述したように、装置２００は、タッチセンサパネル３１２及びディスプレイパネル３１４の結合体の上に横たわるユーザ対話エリアをもつ前部カバーを有し、そのパネル対は、タッチスクリーン２５２を形成するように結合される。更に、図３に戻ると、前部カバーは、光センサチップ３１０及びそれに関連した光強度計算器１１２（図１又は図２を参照）と共に、装置２００のＡＬＳ機能を遂行すると思われるＡＬＳ部分を有する。又、装置２００は、個別の接近センサチップ２５４も備え、これは、例えば、イヤピーススピーカのアコースティック開口である物理的開口（図３を参照）に隣接し又はそれを取り巻く前部カバーのエリアに位置するＲＦ送信器及び受信器（図示せず）を含む。接近センサ２５４は、前部カバーを通してＩＲエネルギーを送出し、そして前部カバーを通して戻る散乱又は反射されたＩＲエネルギーを受け取り、これは、例えば、装置２００の前部カバーの頂部がユーザの耳に非常に接近して配置されたことを指示する（例えば、電話コール中に生じる）。ＡＬＳ光センサチップ３１０及び接近センサチップ２５４のデジタル入力及び出力信号は、以下に述べるように、装置２００で実行される種々のアプリケーションにより使用されるＡＬＳ及び接近センサ機能を与えるために、必要に応じて、アプリケーションプロセッサ１５０により使用される。

移動装置２００の低レベルコンポーネントについて説明したが、その装置の高レベルソフトウェア機能の簡単な説明を次に行う。前記で示唆したように、装置２００は、メモリ２６２に記憶されたブートコード及びオペレーティングシステム（ＯＳ）を実行するアプリケーションプロセッサ１５０を有する。オペレーティングシステムの頂部で実行されるのは、プロセッサ１５０により実行されたときに、次のような規範的な機能、即ちコールの発信又は受信（電話モジュール）；ｅ−メールメッセージの検索及び表示（メールモジュール）；ウェブのブラウジング（ブラウザモジュール）；及びデジタルメディア再生（ｉＰｏｄ^TMプレーヤモジュール）；を高レベルで管理する多数のアプリケーションプログラムである。又、時計機能、ＳＭＳ又はテキストメッセージングサービスアプリケーション、天気ウィジット、カレンダーアプリケーション、街路地図ナビゲーションアプリケーション、及び音楽ダウンロードサービスアプリケーション（ｉＴｕｎｅｓ^TMサービス）を含む付加的なアプリケーション又はウィジットがプロセッサ１５０により実行される。

上述したように、ＡＬＳの実施形態は、上述したオペレーションの幾つかを、デジタル化されたカラーセンサ及びクリアセンサ値に基づいて遂行するように装置のプロセッサをプログラムするインストラクションが記憶され又はエンコードされたマシン読み取り可能な媒体を有する。他の実施形態では、このＡＬＳ機能モジュールのオペレーションの幾つかが、ハードワイヤードロジックを含む特定のハードウェアコンポーネントにより遂行される。或いは又、これらのオペレーションは、プログラムされたデータ処理コンポーネント及び固定ハードウェア回路コンポーネントの組み合わせによって遂行されてもよい。マシン読み取り可能な媒体は、マシン（例えば、コンピュータ）により読み取り可能な形態で情報を記憶又は転送するためのメカニズム、例えば、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）を含む。

幾つかの実施形態を添付図面に示して説明したが、このような実施形態は、単なる例示に過ぎず、本発明を何ら限定するものではなく、更に、当業者であれば、種々の他の変更が明らかであろうから、本発明は、図示して説明した特定の構造及び構成に限定されないことを理解されたい。例えば、図３に示す積層体の別の構成として、ＩＲインク層３０３を付着する前に構造層３０２にＩＲカットフィルタ３０４を付着してもよい。従って、以上の説明は、限定ではなく、例示とみなすべきである。

１０４：第１のフィルタ
１０５：第２のフィルタ
１０６、１０７、１０８：カラーセンサ
１１０：クリアセンサ
１１２：光強度計算器
２００：ポータブル電子装置
３０２：構造層
３０３：ＩＲインク
３０４：ＩＲカットフィルタ
３１０：光及び接近センサチップ
３１２：タッチセンサパネル
３１４：ディスプレイパネル

Claims (16)

1. 周囲可視光感知装置であって、
   光経路における周囲可視光を阻止するが赤外線は阻止しない第１のフィルタであって、前記装置外部からの暗い見掛けを与えることによって、前記装置内部のセンサ電子装置が可視光を検出することを可能にしながらそのセンサ電子装置を見えないようにする第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタの後に前記光経路における周囲可視光を検出するための第１のカラーセンサ、第２のカラーセンサ及びクリアセンサと、
   前記周囲可視光の強度の尺度を、１）（ａ）前記第１のカラーセンサの出力信号と（ｂ）前記クリアセンサの出力信号との間の差、及び、２）（ａ）前記第２のカラーセンサの出力信号と（ｂ）前記クリアセンサの出力信号との間の差に基づいて計算するための光強度計算器と、
   を備えた周囲可視光感知装置。
2. 前記第１のフィルタは、可視光を阻止する赤外線透過インクの被覆が設けられた基板を備えた、請求項１に記載の周囲可視光感知装置。
3. 前記第１及び第２のカラーセンサは、各々、赤色及び青色センサである、請求項１に記載の周囲可視光感知装置。
4. 前記周囲可視光の強度の尺度を計算するために、前記光強度計算器は、シアン及びイエローの値を表す前記２つの出力信号差を緑色の値へ変換する、請求項３に記載の周囲可視光感知装置。
5. 前記第１及び第２のカラーセンサの各々は、各光検出素子をカバーする異なるカラーフィルタ素子を含み、そして前記第１及び第２のカラーセンサの各光検出素子及び前記クリアセンサの光検出素子は、電気的にマッチングされる、請求項１に記載の周囲可視光感知装置。
6. 前記第１のフィルタの後に前記光経路における光を検出するための第３のカラーセンサを更に備え、前記光強度計算器は、前記周囲可視光の強度の尺度を、（ａ）前記第３のカラーセンサの出力信号と（ｂ）前記クリアセンサの出力信号との間の差に更に基づいて計算する、請求項１に記載の周囲可視光感知装置。
7. 前記第１、第２及び第３のカラーセンサは、各々、赤色、青色及び緑色センサである、請求項６に記載の周囲可視光感知装置。
8. 前記周囲可視光の強度の尺度を計算するために、前記光強度計算器は、シアン、マゼンタ及びイエローの値を表す前記３つの出力信号差を赤色、緑色及び青色の値へ変換する、請求項７に記載の周囲可視光感知装置。
9. 前記光強度計算器は、前記周囲可視光の強度の尺度を、赤色、緑色及び青色の値に基づきルクスとして計算する、請求項８に記載の周囲可視光感知装置。
10. 電子装置であって、
    ハウジングを備え、このハウジングには、
    光透過構造層を有する前部カバーであって、その光透過構造層は、ユーザ対話ディスプレイスクリーン部分及び周囲光センサ部分を有し、この周囲光センサ部分は、前記装置外部の可視光がハウジング内の光経路へ通過するのを制限するが赤外線は制限しない不透明な層を含むものである前部カバーと、
    前記ディスプレイスクリーン部分の輝度を前記装置外部の周囲光の強度の計算された尺度に基づいて制御するように結合されたプロセッサと、
    前記不透明な層の後に前記光経路における光を検出するための第１のカラーセンサ、第２のカラーセンサ及びクリアセンサと、
    が一体化されており、前記プロセッサは、前記周囲光の強度の尺度を、１）（ａ）前記第１のカラーセンサの出力信号と（ｂ）前記クリアセンサの出力信号との間の差、及び、２）（ａ）前記第２のカラーセンサの出力信号と（ｂ）前記クリアセンサの出力信号との間の差に基づいて計算する、電子装置。
11. 前記ハウジングには、更に、前記光経路における赤外線は制限するが可視光は制限しない赤外線カット層が一体化され、前記第１のカラーセンサ、第２のカラーセンサ及びクリアセンサは、前記不透明な層及び赤外線カット層の後に前記光経路における光を検出する、請求項１０に記載の電子装置。
12. 前記差は、（ａ）前記第１のカラーセンサの出力信号及び（ｂ）前記クリアセンサの出力信号の一方又は両方をスケーリングすることに基づく、請求項１０に記載の電子装置。
13. 前記光透過構造層は、前記不透明な層が赤外線透過性不透明インクの被覆として設けられたガラス基板を備えた、請求項１０に記載の電子装置。
14. 前記第１及び第２のカラーセンサは、各々、赤色及び青色センサである、請求項１０に記載の電子装置。
15. 周囲光の強度の尺度を計算するために、前記プロセッサは、シアン及びイエローの値を表す前記２つの出力信号差を緑色の値へ変換する、請求項１４に記載の電子装置。
16. 前記第１及び第２のカラーセンサの各々は、各光検出素子をカバーする異なるカラーフィルタ素子を含み、そして前記第１及び第２のカラーセンサの各光検出素子及び前記クリアセンサの光検出素子は、電気的にマッチングされる、請求項１０に記載の電子装置。

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