CN111670346A - 显示器下部的照度传感器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及显示器下部的照度传感器，其包括：光选择层，具有通过从所述显示器的外部入射的外来光生成的显示器圆偏光以及所述像素所生成的非偏光前进的第一光路径以及第二光路径；以及光传感器，具有检测通过所述第一光路径后的光的第一受光部以及检测通过所述第二光路径后的光的第二受光部，所述第一光路径使所述显示器圆偏光以及所述非偏光都通过，所述第二光路径阻隔所述显示器圆偏光并使所述非偏光通过。

Description

显示器下部的照度传感器

技术领域

本公开涉及照度传感器。

背景技术

照度传感器不仅用于移动电话、平板电脑等移动电子装置，还用于电视机、监控器这样的影像电子装置。照度传感器是感应电子装置周边亮度的传感器。近来，显示器几乎占据电子装置前表面整体这样的设计有所增加。虽然显示器的大小根据要求大画面的需求而变大，但仍需要确保前表面的至少一部分区域，以配置照相机，特别是照度传感器。利用了超声波等的接近传感器虽然能够适用于前表面由显示器覆盖的结构，但难以整合感应照度的功能。另一方面，照度传感器虽然也可以位于前表面以外的区域，但可能会因为用于保护电子装置的壳体而导致其无法感应到周边的光。由此，虽然能够设置照度传感器的最理想的位置是电子装置的前表面，但在显示器占据前表面整体的设计中，难以确保配置常用的照度传感器的位置。

发明内容

本公开的目的在于，提供一种能够适用于由显示器占据前表面整体这种设计的电子装置的照度传感器。

一种实施方式所涉及的显示器下部的照度传感器，该显示器下部的照度传感器配置在包括生成光的像素、配置在所述像素的上部的显示器延迟层以及显示器偏光层的显示器的下部，并测量所述显示器的外部的亮度，其中，所述显示器下部的照度传感器包括：光选择层，具有通过从所述显示器的外部入射的外来光生成的显示器圆偏光以及所述像素所生成的非偏光前进的第一光路径以及第二光路径；以及光传感器，具有检测通过所述第一光路径后的光的第一受光部以及检测通过所述第二光路径后的光的第二受光部，所述第一光路径使所述显示器圆偏光以及所述非偏光都通过，所述第二光路径阻隔所述显示器圆偏光并使所述非偏光通过。

优选地，所述光选择层包括：传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的慢轴和快轴；第一传感器偏光层，位于所述传感器延迟层的下部，并具有相对于所述慢轴以第一角度倾斜的偏光轴；以及第二传感器偏光层，位于所述传感器延迟层的下部，并具有相对于所述慢轴以第二角度倾斜的偏光轴，所述传感器延迟层以及所述第一传感器偏光层形成所述第一光路径，所述传感器延迟层以及所述第二传感器偏光层形成所述第二光路径。

优选地，多个所述第一传感器偏光层和多个所述第二传感器偏光层在同一平面上交替配置。

优选地，所述光选择层包括：第一传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第一慢轴和第一快轴；第二传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第二慢轴和第二快轴；以及传感器偏光层，位于所述第一传感器延迟层以及所述第二传感器延迟层的下部，并具有相对于所述第一慢轴以第一角度倾斜的偏光轴，所述第一慢轴与所述第二慢轴正交，所述第一传感器延迟层与所述传感器偏光层形成所述第一光路径，所述第二传感器延迟层与所述传感器偏光层形成所述第二光路径。

优选地，多个所述第一传感器延迟层和多个所述第二传感器延迟层在同一平面上交替配置。

优选地，所述光选择层包括：第一传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第一慢轴和第一快轴；第二传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第二慢轴和第二快轴；第一传感器偏光层，位于所述第一传感器延迟层以及所述第二传感器延迟层的下部，并具有相对于所述第一慢轴以第二角度倾斜的偏光轴；以及第二传感器偏光层，位于所述第一传感器延迟层以及所述第二传感器延迟层的下部，并具有相对于所述第一慢轴以第一角度倾斜的偏光轴，所述第一慢轴与所述第二慢轴正交。

优选地，多个所述第一传感器延迟层和多个所述第二传感器延迟层在第一平面上交替配置，多个所述第一传感器偏光层和多个所述第二传感器偏光层在第二平面上交替配置。

优选地，所述第一受光部检测从所述显示器圆偏光产生的第一传感器线性偏光以及从所述非偏光产生的第二传感器线性偏光，所述第二受光部检测从所述非偏光产生的第三传感器线性偏光。

优选地，所述光选择层包括：传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的慢轴和快轴；以及传感器偏光层，位于所述传感器延迟层的下部，并具有相对于所述慢轴以第二角度倾斜的偏光轴，所述传感器延迟层以及所述传感器偏光层仅配置在所述第二受光部的上部。

优选地，所述显示器下部的照度传感器还包括：形成在所述光选择层的上表面的聚光透镜。

优选地，对于通过所述第一光路径后的外来光的亮度，应用比例关系而进行修正，所述比例关系是在不受所述外来光的影响的环境下将所述第一光路径以及所述第二光路径分别通过后的所述非偏光的亮度之间成立的比例关系。

根据本公开实施例的照度传感器能够适用于由显示器占据前表面整体这种设计的电子装置。

附图说明

下面，参照附图中示出的实施例对本公开进行说明。为便于理解，在所有附图中，对同一构成要素标注同一附图标记。附图中示出的结构只是为了说明本公开而示意性示出的实施例，并不限定本公开的范围。特别是，为了有助于理解发明，在附图中对于一些构成要素多少夸张地表示。由于附图是为了理解发明的手段，因此，需要理解的是附图中所表示的构成要素的宽度、厚度等在实际实现时可能会有变化。

图1是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的工作原理的图；

图2是用于示意性地说明图1所示的光选择层的一实施例的图；

图3是用于示意性地说明图1所示的光选择层的另一实施例的图；

图4是用于示意性地说明图1所示的光选择层的又一实施例的图；

图5是用于示意性地说明图1所示的光选择层的又一实施例的图；

图6是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的一实施例的分解立体图；

图7是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的另一实施例的分解立体图；

图8是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的又一实施例的分解立体图；

图9是用于示意性地说明由显示器中生成的光产生的影响的图；

图10是用于示意性地说明能够减小由显示器中生成的光产生的影响的显示器下部的照度传感器的一实施例的图；

图11是用于示意性地说明能够减小由显示器中生成的光产生的影响的显示器下部的照度传感器的另一实施例的图；

图12是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的另一工作原理的图；

图13是用于示意性地说明按照图12所示的工作原理工作的显示器下部的照度传感器的分解立体图。

具体实施方式

本公开能够加入多种多样的变形并且能够具有各种实施例，将特定实施例示于附图，并对其进行详细说明。需要理解的是，这并不是将本公开限定于特定的实施方式，而是包括属于本公开的构思及技术范围内的所有变形、等同方式以及替代方式。特别是，以下将参照附图说明的功能、特征、实施例能够单独地或与另一实施例结合而实现。因此，需要注意的是本公开的范围并不限定于附图所示的方式。

另一方面，关于在本说明书中使用的术语，“实质上”、“几乎”、“约”等表述是考虑到实际实现时允许的差值(margin)或可能发生的误差的表述。例如，对于“实质上为90度”，应当解释为将能够得到与90度时的效果相同的效果的角度也包括在内。又例如，“几乎没有”应当解释为包括到即使存在些许但也是能够忽视的程度。

另一方面，在没有特别提及的情况下，“侧面”或“水平”用于表示附图中的左右方向，而“垂直”用于表示附图中的上下方向。另外，在没有特别定义的情况下，角度、入射角等以垂直于附图中表示的水平面的虚拟直线为基准。

在所有附图中，同一要素或相似要素使用同一附图标记而被引用。

图1是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的工作原理的图。

显示器下部的照度传感器100配置在显示器10下部。显示器10包括形成有生成光的多个像素P的像素层13、层叠在像素层13上部的显示器偏光层11以及显示器延迟层12。为了保护显示器偏光层11、显示器延迟层12以及像素层13，在显示器10的底面可配置由不透光材料例如金属或合成树脂形成的保护层。作为一实施例，由光选择层200和光传感器300构成的显示器下部的照度传感器100可配置在去除了保护层的一部分的区域(以下称为完成型结构)。作为另一实施例，显示器下部的照度传感器100的光选择层200可以被制造成膜状并层压在显示器10的底面。显示器下部的照度传感器可以以光传感器300附着在光选择层200的底面的方式来实现(以下称为组装型结构)。以下，为了避免重复说明，以完成型结构为中心进行说明。

显示器偏光层11及显示器延迟层12能够提高显示器10的可视性。通过显示器10的上表面而入射的外来光20是非偏光。若外来光20入射于显示器偏光层11的上表面，则只有与显示器偏光层11的偏光轴实质上一致的显示器线性偏光21通过显示器偏光层11。若显示器线性偏光21通过显示器延迟层12，则成为向顺时针方向或逆时针方向旋转的显示器圆偏光22(或椭圆偏光)。若显示器圆偏光22在像素层13反射并再次入射于显示器延迟层12，则成为第二线性偏光。在此，若显示器延迟层12的偏光轴相对于慢轴倾斜了约45度，则显示器线性偏光21的偏光轴与第二线性偏光的偏光轴彼此正交。由此，第二线性偏光即被像素层13反射后的外来光被显示器偏光层11阻隔而无法向显示器外部射出。由此，能够提高显示器10的可视性。

像素P所生成的非偏光30不仅朝向显示器10的上表面前进，也朝向底面前进。另外，朝向上表面前进的非偏光30的一部分在显示器10内部被反射，而再次朝向底面前进。不同于显示器圆偏光22，非偏光30直接通过显示器延迟层12，被显示器偏光层11变成线性偏光而向外部射出。

显示器下部的照度传感器100包括具有2个光路径的光选择层200以及检测通过各光路径后的光的光传感器300。向显示器下部的照度传感器100入射的光是从外来光20产生的显示器圆偏光22和在显示器内部生成的非偏光30。光选择层200内的第一光路径和第二光路径对于显示器圆偏光22和非偏光30以不同的方式发挥作用。第一光路径使显示器圆偏光22和非偏光30均通过。相反，第二光路径使非偏光30通过并且实质上阻隔显示器圆偏光22。通过第一光路径后的显示器圆偏光22成为第一传感器线性偏光23，通过第一光路径及第二光路径后的非偏光30成为第二传感器线性偏光31及第三传感器线性偏光32。

光传感器300包括对应于第一光路径的第一受光部310以及对应于第二光路径的第二受光部320。例如，第一受光部310生成与显示器圆偏光22和非偏光30的光量实质上成比例的第一像素电流，第二受光部320生成与非偏光30的光量实质上成比例的第二像素电流。受光部310或320例如可由1个光电二极管或多个光电二极管(以下称为PD阵列)构成。作为一实施例，1个或2个光电二极管可对应于1个像素P。作为另一实施例，PD阵列可对应于1个像素P。作为又一实施例，1个或2个光电二极管可对应于多个像素P。作为又一实施例，PD阵列可对应于多个像素P。在此，第一受光部310及第二受光部320能够一同检测属于特定波长范围的光，或者分别检测属于不同波长范围的光，例如红色、绿色、青色、近红外线等。

照度传感器是用于测量外来光的亮度的装置。在照度传感器配置在显示器下部的情况下，不只是通过了显示器的外来光，在显示器内部生成的光也会入射于照度传感器。因此，为了准确地测量外来光的亮度，有必要测量在显示器内部生成的光的亮度。若能够只测量在显示器内部生成的光的亮度，就能够对利用此来测量的外来光的亮度进行修正。

如上所述，从非偏光30产生的第二传感器线性偏光31及第三传感器线性偏光32可分别由第一受光部310和第二受光部320检测。特别是，由于光选择层200使从显示器圆偏光22产生的线性偏光无法实质上入射于第二受光部320，因此，第二受光部320能够只测量从非偏光30产生的第三传感器线性偏光32的亮度。另一方面，第二传感器线性偏光31及第三传感器线性偏光32的亮度可实质上相同，相反，也可以不同，会在下文中详细说明。但是，由于第二传感器线性偏光31及第三传感器线性偏光32是从1个或多个像素所生成的非偏光30产生的，所以对于两者之间的亮度成立线性比例关系或非线性比例关系。非线性比例关系可能是由显示器10的结构特征、与各受光部对应的像素区域的差异、非偏光30的波长范围等多种原因引起的。第二传感器线性偏光31及第三传感器线性偏光32之间的比例关系可在不受外来光20的影响的环境下进行测量。根据比例关系，能够通过由第二受光部320测量的第三传感器线性偏光32的亮度来算出第二传感器线性偏光31对由第一受光部310测量的亮度做贡献的程度。由此，能够精密地测量外来光20的亮度。

下面，在所有附图中，在延迟层示出的阴影线表示慢轴的方向，在偏光层示出的阴影线示意性地表示偏光轴相对于在水平方向延伸的慢轴的方向。另一方面，示出了显示器延迟层的慢轴与传感器延迟层的慢轴均在水平方向上延伸，或显示器延迟层的慢轴与传感器延迟层的慢轴在垂直方向上延伸。这只是为了有助于理解而简单表示的，需要理解的是，不需要使传感器延迟层的慢轴与显示器延迟层的慢轴对齐。另一方面，为了简化附图，对于从像素P射出的非偏光，仅示出了通过光选择层而射出的光。

图2是用于示意性地说明图1所示的光选择层的一实施例的图。

光选择层200包括传感器延迟层210、第一传感器偏光层220以及第二传感器偏光层225。传感器延迟层210配置在第一传感器偏光层220及第二传感器偏光层225的上部，光传感器300配置在第一传感器偏光层220及第二传感器偏光层225的下部。光传感器300的第一受光部310配置在第一传感器偏光层220的下部，第二受光部320配置在第二传感器偏光层225的下部。作为一实施例，光选择层200能够以在第一传感器偏光层220及第二传感器偏光层225的上表面层叠(层压)传感器延迟层210的方式进行制造。光选择层200可附着在显示器10的底面。光传感器300可附着在光选择层200的底面。作为另一实施例，可由薄膜晶体管实现光传感器300。由此，显示器下部的照度传感器100能够以层叠膜状的传感器延迟层210、第一及第二传感器偏光层220、225以及光传感器300的方式来制造。

第一传感器偏光层220的偏光轴与第二传感器偏光层225的偏光轴相对于传感器延迟层210的慢轴以不同的角度倾斜。第一传感器偏光层220的偏光轴可相对于传感器延迟层210的慢轴以第一角度例如+45度倾斜，第二传感器偏光层225的偏光轴可相对于传感器延迟层210的慢轴以第二角度例如-45度倾斜。

光传感器300的第一受光部310检测从第一传感器偏光层220射出的第一传感器线性偏光23及第二传感器线性偏光31，第二受光部320检测从第二传感器偏光层225射出的第三传感器线性偏光32。受光部310、320能够生成具有与检测到的光的光量相应的大小的像素电流。受光部310、320例如是光电二极管，但不限于此。

下面，对具有上述结构的光选择层200的显示器下部的照度传感器100的工作进行说明。

显示器圆偏光22及非偏光(图2中并未示出，图1中的30)入射于光选择层200的上表面即传感器延迟层210的上表面。显示器圆偏光22是外来光20通过显示器偏光层11及显示器延迟层12后的光，非偏光30是从像素P朝向光选择层200向下方前进的光。

显示器偏光层11可具有相对于显示器延迟层12的慢轴以第二角度例如-45度倾斜的偏光轴。因此，通过显示器偏光层11后的显示器线性偏光21可相对于显示器延迟层12的慢轴以第二角度入射。若沿快轴透射的显示器线性偏光21的第一偏光部分与沿慢轴透射的显示器线性偏光21的第二偏光部分通过了显示器延迟层12，则彼此间会产生λ/4的相位差。由此，通过显示器延迟层12后的显示器线性偏光21可成为沿逆时针方向旋转的显示器圆偏光22。

在快轴与慢轴之间具有λ/4相位差的显示器圆偏光22通过传感器延迟层210成为传感器内部线性偏光22a。传感器内部线性偏光22a的偏光轴与显示器线性偏光21的偏光轴彼此正交。另一方面，非偏光30直接通过传感器延迟层210。

由于第一传感器偏光层220的偏光轴与传感器内部线性偏光22a的偏光轴实质上平行，所以从传感器延迟层210射出的传感器内部线性偏光22a能够通过第一传感器偏光层220。相反，由于第二传感器偏光层225的偏光轴实质上垂直于传感器内部线性偏光22a的偏光轴，所以传感器内部线性偏光22a能够被第二传感器偏光层225阻隔。另一方面，从传感器延迟层210射出的非偏光30分别通过第一传感器偏光层220及第二传感器偏光层225而成为第二传感器线性偏光31及第三传感器线性偏光32。即，通过由传感器延迟层210-第一传感器偏光层220构成的第一光路径，第一受光部310能够检测第一传感器线性偏光23及第二传感器线性偏光31，通过由传感器延迟层210-第二传感器偏光层225构成的第二光路径，第二受光部320能够检测第三传感器线性偏光32。

图3是用于示意性地说明图1所示的光选择层的另一实施例的图。

光选择层201包括第一传感器延迟层230、第二传感器延迟层235以及传感器偏光层240。第一传感器延迟层230及第二传感器延迟层235配置在传感器偏光层240的上部，光传感器300配置在传感器偏光层240的下部。光传感器300的第一受光部310配置在从第一传感器延迟层230射出的光通过传感器偏光层240后所到达的位置，第二受光部320配置在从第二传感器延迟层235射出的光通过传感器偏光层240后所到达的位置。作为一实施例，光选择层201可以以在传感器偏光层240的上表面层叠第一传感器延迟层230及第二传感器延迟层235的方式来制造。光选择层201可附着在显示器10的底面。光传感器300可附着在光选择层201的底面。作为另一实施例，可由薄膜晶体管实现光传感器300。由此，显示器下部的照度传感器100能够以层叠膜状的第一及第二传感器延迟层230、235、传感器偏光层240以及光传感器300的方式来制造。

第一传感器延迟层230的慢轴与第二传感器延迟层235的慢轴实质上正交。传感器偏光层240的偏光轴可相对于第一传感器延迟层230的慢轴以第一角度例如+45度倾斜，或者可相对于第二传感器延迟层235的慢轴以第二角度例如-45度倾斜。

光传感器300的第一受光部310位于第一传感器延迟层230的垂直下部并检测显示器圆偏光22通过第一传感器延迟层230及传感器偏光层240后射出的第一传感器线性偏光23及第二传感器线性偏光31。光传感器300的第二受光部320位于第二传感器延迟层235的垂直下部并检测第三传感器线性偏光32。受光部310、320能够生成具有与检测到的光的光量相应的大小的像素电流。受光部310、320例如可以是光电二极管，但不限于此。

下面，对具有上述结构的光选择层201的显示器下部的照度传感器100的工作进行说明。对于显示器圆偏光22及非偏光30的说明，由于与图2相同，故省略说明。

显示器圆偏光22及非偏光(图3中未示出，图1中的30)入射于光选择层201的上表面即第一传感器延迟层230及第二传感器延迟层235的上表面。在快轴与慢轴之间具有λ/4的相位差的显示器圆偏光22通过第一传感器延迟层230成为第一传感器内部线性偏光22b，并通过第二传感器延迟层235成为第二传感器内部线性偏光22c。由于第一传感器延迟层230的慢轴与第二传感器延迟层235的慢轴正交，所以第一传感器内部线性偏光22b的偏光轴与第二传感器内部线性偏光22c的偏光轴也能够正交。具体而言，在第一偏光部分与第二偏光部分之间具有λ/4的相位差的显示器圆偏光22通过第一传感器延迟层230消除相位差，从而能够成为具有与显示器线性偏光21的偏光轴实质上平行的偏光轴的第一传感器内部线性偏光22b。相反，显示器圆偏光22通过第二传感器延迟层235增加λ/4的相位差，从而能够成为具有与显示器线性偏光21的偏光轴垂直的偏光轴的第二传感器内部线性偏光22c。另一方面，非偏光30直接通过第一及第二传感器延迟层230、235。

虽然从第一传感器延迟层230射出的第一传感器内部线性偏光22b通过传感器偏光层240，但是从第二传感器延迟层235射出的第二传感器内部线性偏光22c无法通过传感器偏光层240。传感器偏光层240具有相对于第一传感器延迟层230的慢轴以第一角度例如-45度倾斜的偏光轴，或者具有相对于第二传感器延迟层235的慢轴以第二角度例如+45度倾斜的偏光轴。因此，第一传感器内部线性偏光22b的偏光轴与传感器偏光层240的偏光轴实质上平行，因而第一传感器内部线性偏光22b能够几乎无损失地通过传感器偏光层240。相反，第二传感器内部线性偏光22c的偏光轴与传感器偏光层240的偏光轴实质上垂直，因而第二传感器内部线性偏光22c能够被传感器偏光层240阻隔。另外，通过第一传感器延迟层230和第二传感器延迟层235后的非偏光30通过传感器偏光层240而成为第二传感器线性偏光31和第三传感器线性偏光32。即，通过由第一传感器延迟层230-传感器偏光层240构成的第一光路径，第一受光部310能够检测第一传感器线性偏光23和第二传感器线性偏光31。另外，通过由第二传感器延迟层235-传感器偏光层240构成的第二光路径，第二受光部320能够检测第三传感器线性偏光32。

图4是用于示意性地说明图1所示的光选择层的又一实施例的图。在图4中，光选择层200的结构与图2相同，显示器10’的显示器偏光层11’的偏光轴与图2的显示器偏光层11的偏光轴不同。省略与图2重复的说明而对显示器下部的照度传感器100的工作进行说明。

显示器偏光层11’可以具有相对于显示器延迟层12的慢轴以第一角度例如+45度倾斜的偏光轴。因此，通过显示器偏光层11’后的显示器线性偏光21可以相对于显示器延迟层12的慢轴以第一角度入射。若沿着快轴透射的显示器线性偏光21的第一偏光部分和沿着慢轴透射的显示器线性偏光21的第二偏光部分通过了显示器延迟层12，则彼此间会产生λ/4的相位差。由此，通过显示器延迟层12后的显示器线性偏光21可以成为沿顺时针方向旋转的显示器圆偏光22’。

在快轴与慢轴之间具有λ/4的相位差的显示器圆偏光22’通过传感器延迟层210而成为传感器内部线性偏光22d。传感器内部线性偏光22d的偏光轴与显示器线性偏光21的偏光轴相互正交。另一方面，非偏光30直接通过传感器延迟层210。

第一传感器偏光层220的偏光轴垂直于传感器内部线性偏光22d的偏光轴，因此从传感器延迟层210射出的传感器内部线性偏光22d能够被第一传感器偏光层220阻隔。相反，第二传感器偏光层225的偏光轴实质上平行于传感器内部线性偏光22d的偏光轴，因此传感器内部线性偏光22d能够通过第二传感器偏光层225。另一方面，从传感器延迟层210射出的非偏光30分别通过第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225而成为第二传感器线性偏光31和第三传感器线性偏光32。即，通过由传感器延迟层210-第二传感器偏光层225构成的第一光路径，第一受光部320’能够检测第一传感器线性偏光23’和第三传感器线性偏光32。另一方面，通过由传感器延迟层210-第一传感器偏光层220构成的第二光路径，第二受光部310’能够检测第二传感器线性偏光31。

图5是用于示意性地说明图1所示的光选择层的又一实施例的图。在图5中，光选择层201的结构与图3相同，显示器10’的显示器偏光层11’的偏光轴与图3的显示器偏光层11的偏光轴不同。省略与图3重复的说明而对显示器下部的照度传感器100的工作进行说明。

沿顺时针方向旋转的显示器圆偏光22’和非偏光(图5中并未示出，图1中的30)向光选择层201的上表面(即，第一传感器延迟层230和第二传感器延迟层235的上表面)入射。在快轴与慢轴之间具有λ/4的相位差的显示器圆偏光22’通过第一传感器延迟层230成为第一传感器内部线性偏光22e，并且通过第二传感器延迟层235成为第二传感器内部线性偏光22f。第一传感器延迟层230的慢轴与第二传感器延迟层235的慢轴正交，因此第一传感器内部线性偏光22e的偏光轴与第二传感器内部线性偏光22f的偏光轴也能够正交。具体而言，在第一偏光部分与第二偏光部分之间具有λ/4的相位差的显示器圆偏光22’通过第一传感器延迟层230而增加λ/4的相位差，从而能够成为具有与显示器线性偏光21的偏光轴垂直的偏光轴的第一传感器内部线性偏光22e。相反，显示器圆偏光22’通过第二传感器延迟层235而消除λ/4的相位差，从而能够成为具有与显示器线性偏光21的偏光轴实质上平行的偏光轴的第二传感器内部线性偏光22f。另一方面，非偏光直接通过第一传感器延迟层230和第二传感器延迟层235。

虽然从第一传感器延迟层230射出的第一传感器内部线性偏光22e无法通过传感器偏光层，但是从第二传感器延迟层235射出的第二传感器内部线性偏光22f能够通过传感器偏光层240。传感器偏光层240具有相对于第一传感器延迟层230的慢轴以第一角度例如+45度倾斜的偏光轴，或者具有相对于第二传感器延迟层235的慢轴以第二角度例如-45度倾斜的偏光轴。因此，第一传感器内部线性偏光22e的偏光轴与传感器偏光层240的偏光轴实质上垂直，因而第一传感器内部线性偏光22e能够被传感器偏光层240阻隔。相反，第二传感器内部线性偏光22f的偏光轴与传感器偏光层240的偏光轴实质上平行，因而第二传感器内部线性偏光22f能够几乎无损失地通过传感器偏光层240。另一方面，通过第一传感器延迟层230和第二传感器延迟层235后的非偏光30通过传感器偏光层240而成为第二传感器线性偏光31和第三传感器线性偏光32。即，通过由第二传感器延迟层235-传感器偏光层240构成的第一光路径，第一受光部320’能够检测第一传感器线性偏光23’和第三传感器线性偏光32。另一方面，通过由第一传感器延迟层230-传感器偏光层240构成的第二光路径，第二受光部310’能够检测第二传感器线性偏光31。

图6是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的一个实施例的分解立体图。

如上所述，显示器下部的照度传感器10可以以层叠膜状的传感器延迟层202、传感器偏光层203以及光传感器300的方式来制造。传感器延迟层202可形成为在整体表面上与慢轴实质上平行。

可以通过将具有不同偏光轴的第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225交替排列而形成传感器偏光层203。第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225可以具有向一方向延伸的矩形形状。其中，第一传感器偏光层220的偏光轴可以相对于传感器延迟层202的慢轴以第一角度倾斜，第二传感器偏光层225的偏光轴可以相对于传感器延迟层202的慢轴以第二角度倾斜。

光传感器300由多个受光部310、320构成。多个受光部310、320输出与入射的光的光量相应的像素电流。第一受光部310与第二受光部320实质上是相同的受光部，将位于光量相对较大的光所入射的位置的第一受光部310表示为“B”，将位于光量相对较小的光所入射的位置的第二受光部320表示为“D”。

由于第一传感器偏光层220使第一传感器线性偏光和第二传感器线性偏光通过(即，第一光路径)，所以将第一受光部310沿着第一传感器偏光层220的长度方向配置在第一传感器偏光层220的下部。相反，由于第二传感器偏光层225仅使第三传感器线性偏光通过(即，第二光路径)，所以将第二受光部320沿着第二传感器偏光层220的长度方向配置在第二传感器偏光层225的下部。

图7是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的另一实施例的分解立体图。

可以通过将具有不同偏光轴的第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225交替排列而形成传感器偏光层203。第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225可以具有矩形形状。因此，传感器偏光层203可具有以下结构：第一传感器偏光层220的各个边与4个第二传感器偏光层225接触，或者第二传感器偏光层225的各个边与4个第一传感器偏光层220接触。其中，第一传感器偏光层220的偏光轴可以相对于传感器延迟层202的慢轴以第一角度倾斜，第二传感器偏光层225的偏光轴可以相对于传感器延迟层202的慢轴以第二角度倾斜。

由于第一传感器偏光层220使第一传感器线性偏光和第二传感器线性偏光通过(即，第一光路径)，所以将第一受光部310配置在第一传感器偏光层220的下部。相反，由于第二传感器偏光层225仅使第三传感器线性偏光通过(即，第二光路径)，所以将第二受光部320配置在第二传感器偏光层225的下部。因此，第一受光部310和第二受光部320的平面排列结构可以与传感器偏光层203实质上相同。

图8是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的又一实施例的分解立体图。

可以通过将具有实质上相互垂直的慢轴的第一传感器延迟层230和第二传感器延迟层235交替排列而形成传感器延迟层202。第一传感器延迟层230和第二传感器延迟层235具有向第一方向延伸的矩形形状。

可以通过将具有不同偏光轴的第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225交替排列而形成传感器偏光层203。第一传感器偏光层220和第二传感器偏光层225可以具有向与第一方向正交的第二方向延伸的矩形形状。其中，第一传感器偏光层220的偏光轴可以相对于第一传感器延迟层230的慢轴以第二角度倾斜，第二传感器偏光层225的偏光轴可以相对于第一传感器延迟层230的慢轴以第一角度倾斜。

第一传感器延迟层230-第二传感器偏光层225和第二传感器延迟层235-第一传感器偏光层220是使第一传感器线性偏光和第二传感器线性偏光通过的第一光路径。第一传感器延迟层230-第一传感器偏光层220和第二传感器延迟层235-第二传感器偏光层225是仅使第三传感器线性偏光通过的第二光路径。因此，第一受光部310和第二受光部320的平面排列结构可以具有以下结构：第一受光部310的各个边与4个第二受光部320接触，或者第二受光部320的各个边与4个第一受光部310接触。

图9是用于示意性地说明由显示器中生成的光产生的影响的图。为了简化，在图8中省略了光选择层(200或201)。

光传感器300的第一受光部310和第二受光部320需要检测通过显示器10的底面上的相同的位置或区域后的光。

为了从显示器10的底面上的相同的位置射出的光，一对受光部(即，第一受光部310和第二受光部320)可以被配置为与显示器10的像素层13上的一个像素P对应。在该结构中，由于像素层13上的像素P之间的间距，第一受光部310和第二受光部320的面积可以是相当小的。因此，与以下将要说明的结构相比，第一受光部310和第二受光部320的灵敏度需要相对较高。第一受光部310与第二受光部320检测相同的像素PG生成的光，因此在没有外来光的状态下，第二传感器线性偏光的光量与第三传感器线性偏光的光量可以实质上相同。需要说明的是，在该结构中，由于显示器10的内部中的反射等，第二传感器线性偏光的光量与第三传感器线性偏光的光量也有可能产生差异。

像素PG生成的光的光量可根据正显示在显示器10中的影像而不同。但是，由于第一受光部310和第二受光部320检测相同的像素PG所生成的光，所以能够容易导出第二传感器线性偏光的光量与第三传感器线性偏光的光量之间的比例关系。

相似地，一对受光部可以检测从显示器10的底面上的相同的区域射出的光。在该结构中，与检测从相同的像素射出的光的结构相比，第一受光部310与第二受光部320的面积可相对较大。因此，第一受光部310与第二受光部320的灵敏度与上述的结构相比可相对较低。如图9的下端所示，第一受光部310与第二受光部320可以共同检测从像素PB和像素PR射出的光。第一受光部310还可以检测从位于像素PB左侧的PG1射出的光，第二受光部还可以检测从位于像素PR右侧的PG2射出的光。由位于相同区域外的像素生成的光会对第二传感器线性偏光的光量与第三传感器线性偏光的光量之间的比例关系带来影响。

图10是用于示意性地说明能够将由显示器中生成的光产生的影响减小的显示器下部的照度传感器的一个实施例的图。

参照图10，在显示器下部的照度传感器100中，光传感器300可包括交替配置的第一受光部310a、310b、310c和第二受光部320a、320b、320c。像素P4、P5、P6在第一受光部310b和第二受光部320b中通用，像素P2、P3、P4在第二受光部320a和第一受光部310b中通用，像素P6、P7、P8在第二受光部320b和第一受光部310c中通用。由此，能够计算出4个受光部320a、310b、320b、310c之间的比例关系。由此，能够实质上减小或消除从位于相同面积外的像素射出的光的影响。

图11是用于示意性地说明能够将由显示器中生成的光产生的影响减小的显示器下部的照度传感器的另一实施例的图。

参照图11，显示器下部的照度传感器100还可以包括光选择层200上部的聚光透镜240。聚光透镜240使得从像素层13上的相同区域射出的光向第一受光部310和第二受光部320聚集。由此，从相同区域射出的光被平均化而到达第一受光部310和第二受光部320。由此，能够减小由特定像素生成的光的影响。另外，由于聚光透镜240，相同区域的面积会相对增加，因此能够实质上减小或消除从位于相同面积外的像素射出的光的影响。另一方面，向光传感器300入射的光的光量增加，从而能够减小由受光部的灵敏度产生的影响。

图12是用于示意性地说明显示器下部的照度传感器的工作的图。省略与图1重复的说明而以不同点为中心进行说明。

显示器下部的照度传感器101配置在显示器10的下部。显示器下部的照度传感器101包括具有两个光路径的光选择层200和检测通过各个光路径后的光的光传感器300。向显示器下部的照度传感器101入射的光是从外来光20产生的显示器圆偏光22和在显示器内部生成的非偏光30。

光选择层200内的第一光路径和第二光路径对显示器圆偏光22和非偏光30发挥彼此不同的作用。第一光路径使显示器圆偏光22和非偏光30通过。通过第一光路径后的显示器圆偏光22和非偏光30到达第一受光部310。相反，作为一例，第二光路径使非偏光30通过并且实质上阻隔显示器圆偏光22。通过第二光路径后的非偏光30成为第三传感器线性偏光32而到达第二受光部320。作为另外一例，第二光路径使非偏光30通过并且使显示器圆偏光22的一部分偏光23’通过。从外来光20产生的显示器圆偏光22可以经过多种路径而入射至显示器下部的照度传感器101。例如，外来光20本身能够以多种入射角进入显示器10的内部，或者通过在显示器10的内部中的反射，向显示器下部的照度传感器101入射的入射角可以是多种多样的。由此，显示器圆偏光22的一部分偏光23’可被第二受光部320检测。由第二受光部320检测到的显示器圆偏光22的一部分偏光23’与由第一受光部310检测到的显示器圆偏光22的光量成比例，或者实质上具有一定的光量。

在一个实施例中，显示器圆偏光22和非偏光30可以被第一受光部310检测，第三传感器线性偏光32可以被第二受光部320检测。在第二受光部320中，由于光选择层200而不入射由显示器圆偏光22产生的线性偏光，因而第二受光部320能够只测量从非偏光30产生的第三传感器线性偏光32的亮度。第一比例关系在显示器圆偏光22的亮度和外来光20的亮度之间成立，第二比例关系在非偏光30和第三传感器线性偏光32之间成立。其中，第一比例关系和第二比例关系可以是线性比例或非线性比例，第一比例关系可以根据在关闭(turnoff)显示器10的所有像素的状态下测量的结果来确定，第二比例关系可以根据在没有外来光20的状态下打开(turn on)显示器10的像素的状态下测量的结果来确定。可以在通过第二比例关系对由第一受光部310检测的亮度进行修正后，将第一比例关系应用于修正后的亮度，这样能够确定外来光20的亮度。

另外，在另一实施例中，显示器圆偏光22和非偏光30可以被第一受光部310检测，第三传感器线性偏光32和显示器圆偏光22的一部分偏光23’可以被第二受光部320检测。第一比例关系在显示器圆偏光22的亮度、外来光20的亮度和一部分偏光23’的亮度之间成立，第二比例关系在非偏光30和第三传感器线性偏光32之间成立。其中，如果一部分偏光23’的亮度小到可忽视的程度，则在第一比例关系中可以将一部分偏光23’的亮度除外。另一方面，在外来光20的亮度即使在变化但实质上一定的情形下，一部分偏光23’的亮度可被用于对第三传感器线性偏光32的亮度进行修正。

图13是用于示意性地说明根据图12示出的工作原理而工作的显示器下部的照度传感器的分解立体图。

如前所述，显示器下部的照度传感器10可以以对膜状的传感器延迟层210、传感器偏光层225以及光传感器300进行层叠的方式来制造。

传感器延迟层210可形成为在整体表面上与慢轴实质上平行。另外，第一光透射层211可以与传感器延迟层210形成在同一平面上。第一光透射层211层叠在光传感器300的第一受光部310的上部。

传感器偏光层225可形成在传感器延迟层210的下部。传感器偏光层225的偏光轴可以相对于传感器延迟层210的慢轴以第二角度倾斜。进一步地，第二光透射层226可以与传感器偏光层225形成在同一平面上。第二光透射层226层叠在光传感器300的第一受光部310上。第一光透射层211与第二光透射层226可以由光透射率相同或者相近的材质形成。

上述的本公开的说明是示例性的，对于本公开所属领域的具有常规知识的技术人员而言，可以理解在不改变本公开的技术构思或者必要特征的情况下，能够容易变形成其他的具体方式。因此，应理解以上描述的实施例均是示例性的，并不是用于进行限定的。此外，参照附图说明的本公开的特征并不是限定于特定附图示出的结构，可通过单独的或者与其他的特征结合而实现。

本公开的范围是通过随附的权利要求书来呈现的，而非通过上述的说明来呈现，应当理解，从权利要求书的含义和范围以及其等同的概念得到的所有的变更或变型的方式均包含在本公开的范围内。

Claims (11)

1.一种显示器下部的照度传感器，该显示器下部的照度传感器配置在包括生成光的像素、配置在所述像素的上部的显示器延迟层以及显示器偏光层的显示器的下部，并测量所述显示器的外部的亮度，其中，所述显示器下部的照度传感器包括：

光选择层，具有通过从所述显示器的外部入射的外来光生成的显示器圆偏光以及所述像素所生成的非偏光前进的第一光路径以及第二光路径；以及

光传感器，具有检测通过所述第一光路径后的光的第一受光部以及检测通过所述第二光路径后的光的第二受光部，

所述第一光路径使所述显示器圆偏光以及所述非偏光都通过，

所述第二光路径阻隔所述显示器圆偏光并使所述非偏光通过。

2.根据权利要求1所述的显示器下部的照度传感器，其中，所述光选择层包括：

传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的慢轴和快轴；

第一传感器偏光层，位于所述传感器延迟层的下部，并具有相对于所述慢轴以第一角度倾斜的偏光轴；以及

第二传感器偏光层，位于所述传感器延迟层的下部，并具有相对于所述慢轴以第二角度倾斜的偏光轴，

所述传感器延迟层以及所述第一传感器偏光层形成所述第一光路径，

所述传感器延迟层以及所述第二传感器偏光层形成所述第二光路径。

3.根据权利要求2所述的显示器下部的照度传感器，其中，多个所述第一传感器偏光层和多个所述第二传感器偏光层在同一平面上交替配置。

4.根据权利要求1所述的显示器下部的照度传感器，其中，所述光选择层包括：

第一传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第一慢轴和第一快轴；

第二传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第二慢轴和第二快轴；以及

传感器偏光层，位于所述第一传感器延迟层以及所述第二传感器延迟层的下部，并具有相对于所述第一慢轴以第一角度倾斜的偏光轴，

所述第一慢轴与所述第二慢轴正交，

所述第一传感器延迟层与所述传感器偏光层形成所述第一光路径，

所述第二传感器延迟层与所述传感器偏光层形成所述第二光路径。

5.根据权利要求4所述的显示器下部的照度传感器，其中，多个所述第一传感器延迟层和多个所述第二传感器延迟层在同一平面上交替配置。

6.根据权利要求1所述的显示器下部的照度传感器，其中，所述光选择层包括：

第一传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第一慢轴和第一快轴；

第二传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的第二慢轴和第二快轴；

第一传感器偏光层，位于所述第一传感器延迟层以及所述第二传感器延迟层的下部，并具有相对于所述第一慢轴以第二角度倾斜的偏光轴；以及

第二传感器偏光层，位于所述第一传感器延迟层以及所述第二传感器延迟层的下部，并具有相对于所述第一慢轴以第一角度倾斜的偏光轴，

所述第一慢轴与所述第二慢轴正交。

7.根据权利要求6所述的显示器下部的照度传感器，其中，多个所述第一传感器延迟层和多个所述第二传感器延迟层在第一平面上交替配置，多个所述第一传感器偏光层和多个所述第二传感器偏光层在第二平面上交替配置。

8.根据权利要求2、4或6所述的显示器下部的照度传感器，其中，所述第一受光部检测从所述显示器圆偏光产生的第一传感器线性偏光以及从所述非偏光产生的第二传感器线性偏光，所述第二受光部检测从所述非偏光产生的第三传感器线性偏光。

9.根据权利要求1所述的显示器下部的照度传感器，其中，所述光选择层包括：

传感器延迟层，供所述显示器圆偏光入射，并具有正交的慢轴和快轴；以及

传感器偏光层，位于所述传感器延迟层的下部，并具有相对于所述慢轴以第二角度倾斜的偏光轴，所述传感器延迟层以及所述传感器偏光层仅配置在所述第二受光部的上部。

10.根据权利要求1所述的显示器下部的照度传感器，其中，所述显示器下部的照度传感器还包括：形成在所述光选择层的上表面的聚光透镜。

11.根据权利要求1所述的显示器下部的照度传感器，其中，对于通过所述第一光路径后的外来光的亮度，应用比例关系而进行修正，所述比例关系是在不受所述外来光的影响的环境下将所述第一光路径以及所述第二光路径分别通过后的所述非偏光的亮度之间成立的比例关系。

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