(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置外部の周囲の光を取り込むための、光を散乱させながら透過する材料により形成される採光窓と、
該採光窓の周囲の明るさを検出するために該採光窓から入射した光による照度を検出する照度センサと、
前記採光窓と該照度センサとの間に設けられ、前記採光窓から入射した光以外の光を遮断する遮光部と
を有する照度センサ用光案内機構であって、
該遮光部は前記照度センサの受光面に垂直な線に対して傾斜した内面を有し、該内面の傾斜方向は前記内面が前記照度センサに対向する方向であり、前記照度センサの外周と前記遮光部の傾斜した内面とは離間しており、それらの間に反射光が照射される部分が設けられる照度センサ用光案内機構。
【請求項２】
請求項１記載の照度センサ用光案内機構であって
前記遮光部は断面が円形あるいは多角形の空洞を形成し、該空洞の内面の少なくとも一部は前記照度センサの前記受光面に垂直な線に対して傾斜し、前記空洞の断面積が前記照度センサに向かって大きくなる照度センサ用光案内機構。
【請求項３】
請求項１記載の照度センサ用光案内機構であって、
前記遮光部の内面の傾斜角度は、前記内面により反射されて前記照度センサに入射する光の量に基づいて決定された角度である照度センサ用光案内機構。
【請求項４】
請求項１記載の照度センサ用光案内機構であって、
前記遮光部は、前記採光窓が設けられた筐体に一体的に形成される照度センサ用光案内機構。
【請求項５】
請求項１記載の照度センサ用光案内機構であって、
前記照度センサの近傍に表示装置が配置され、該表示装置の一部が前記遮光部の一部を形成する照度センサ用光案内機構。
【請求項６】
請求項１記載の照度センサ用光案内機構であって、
前記照度センサは装置筐体内に設けられ、該装置筐体の一部が前記遮光部の一部を形成する照度センサ用光案内機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の照度センサ用光案内機構を有する携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光案内機構に係り、特に採光窓から入射した光を照度センサに導くための照度センサ用光案内機構及び照度センサ用光案内機構を有する携帯電話機に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機や携帯用コンピュータ等の表示装置付きの電子機器には、表示部分の明るさを周囲の明るさに応じて変更する機能が設けられることがある。例えば、携帯電話機のディスプレイ部の輝度を周囲の明るさに応じて自動的に制御する携帯電話機が開発されている。すなわち、明るい場所では輝度を上げてディスプレイ部の表示を見やすくし、暗い場所ではまぶし過ぎないように輝度を下げるように表示の明るさを制御する。あるいは、暗い場所で携帯電話機を操作する際に、操作キーの裏側から照明して操作キーを視認しやすくするために、周囲が暗くなったら自動的にバックライトを点灯するという機能が設けられることもある。
【０００３】
ディスプレイ部の輝度を自動的に上げたり、操作キーのバックライトを自動的に点灯したりする制御を行なうには、周囲の明るさを検出する必要がある。そこで、明るさを検出する照度センサが携帯電話機の内部に設けられる。携帯電話機の制御部は、照度センサからの信号に基づいてディスプレイ部の輝度を制御したり、操作キーのバックライトの点灯を制御する。
【０００４】
携帯電話機の場合、照度センサは携帯電話機の内部の基板に取り付けられることが多い。照度センサが携帯電話機の内部の基板に取り付けられた場合は、携帯電話機の外側（筐体の表面）から周囲の光を照度センサまで引き込む必要がある。そのため、携帯電話機の筐体に、光を取り込むための採光窓が設けられる。
【０００５】
上述の採光窓は携帯電話機のディスプレイ部の近傍に設けられることが多い。採光部は、そこから入射した光を内部の照度センサに導くためのものであり、照度センサは採光部の直下に設けられることが好ましい。しかし、照度センサが取り付けられる基板とディスプレイ部を構成するフレームとの間には、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置が配置されることが多い。この場合、採光窓と照度センサの間の距離は、液晶表示装置（ＬＣＤ）の厚みより大きくとらなくてはならない。したがって、採光窓と照度センサの間の空間から採光窓からの入射光以外の光が入り込まないように、採光窓と照度センサの間の空間を遮断する遮光部が設けられる。
【０００６】
図１は採光窓と照度センサとそれらの間の空間を遮断する遮光部との位置関係を示す簡略図である。図１に示すように、採光窓１から照度センサ２までの空間は遮光部３により包囲され、周囲からの光（例えば照度センサ２の近傍の表示装置からの漏洩光）は、遮光部３により遮られて照度センサ２には入射しない。このように、採光窓１と照度センサ２との間に遮光部３を設けることで、採光窓１以外からの光を遮断して照度センサ２が精度よく周囲の照度を検出できるようにしている。
【０００７】
ここで、光をセンサへ導く構成として、光ファイバから射出される光をテーパ状の穴を通過させてから受光素子（センサ）に入射させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この提案は、光路を接続する際の光継ぎ手に関する提案であり、光ファイバから射出された小さな径の光を徐々に広がるテーパ状の穴を通過させながらセンサの面全体に入射させることを目的としている。また、光をテーパ状の穴に閉じ込めることで、光がセンサ外の部分に導かれないようにし、光の相互干渉を低減することを目的としている。
【特許文献１】特開平０１−１１３７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１に示すような遮光部３を設けた場合、採光窓１からほぼ垂直に射出した光は照度センサ２に直接入射するが、採光窓１から斜めに射出した光は遮光部３の内面で反射してから照度センサ２に入射する。ここで、遮光部３は携帯電話機の筐体やフレームの一部として一体的に形成されることが多い。そのような場合、遮光部３の色は携帯電話機の筐体やフレームの色と同じ色となる。例えば、筐体が黒色の携帯電話機では遮光部３の内面（光が反射する面）は黒色であり、筐体が黒色の携帯電話機では遮光部３の内面（光が反射する面）は白色となる。
【０００９】
ここで、黒色と白色では光の反射率が異なり、白色のほうが光の反射率が大きい。したがって、白色の遮光部３を設け場合に照度センサ２に入射する光量は、黒色の遮光部３を設け場合の照度センサ２に入射する光量より大きくなる。すなわち、同じ光度の光が採光窓１から入射しても、白色の遮光部３の場合は黒色の遮光部３の場合に比べて、反射による減衰が少なく、照度センサ２により検出される照度が大きくなってしまう。このように、携帯電話機の筐体やフレームの色によって、照度センサ２が検出する照度が変化してしまい、ディスプレイ部の輝度の制御や、操作キーのバックライトの点灯制御にばらつきが生じてしまう。
【００１０】
そこで、遮光部の色に影響されずに照度を検出することのできる照度センサ用光案内機構を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の問題を解決するために、装置外部の周囲の光を取り込むための、光を散乱させながら透過する材料により形成される採光窓と、該採光窓の周囲の明るさを検出するために該採光窓から入射した光による照度を検出する照度センサと、前記採光窓と該照度センサとの間に設けられ、前記採光窓から入射した光以外の光を遮断する遮光部とを有する照度センサ用光案内機構であって、該遮光部は前記照度センサの受光面に垂直な線に対して傾斜した内面を有し、該内面の傾斜方向は前記内面が前記照度センサに対向する方向であり、前記照度センサの外周と前記遮光部の傾斜した内面とは離間しており、それらの間に反射光が照射される部分が設けられる照度センサ用光案内機構が提供される。また、上述の照度センサ用光案内機構を有する携帯電話機が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
遮光部の内面が傾斜することにより、採光窓から入射して遮光部の内面で反射された光の大部分は照度センサに入射することなく、照度センサの周囲に照射されることとなる。これにより、遮光部の内面の反射率が異なっていても、内面による反射光が照度センサに入射しないので照度センサは反射光を検出することが無い。したがって、遮光部の色が異なっていても照度センサが検出する照度に大きな変化はなく、同じ照度が得られるとみなすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一実施形態について図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００１４】
図２は一実施形態による光案内機構の簡略断面図である。図２において、採光窓１１に所定の距離をおいて対向して照度センサ１２が配置されており、採光窓１１を透過した光は照度センサ１２に入射する。採光窓１１は照度センサ１２の検出値が指向性を持たないように、透過する光を散乱させるような材料で形成される。
【００１５】
照度センサ１２は採光窓１１の周囲外部の照度を検出するためのセンサである。採光窓１を透過してきた光以外の光が照度センサ１２に入射すると採光窓１１の外側周囲の照度を正確に検出することができない。そのため、採光窓１１から照度センサ１２までの空間を包囲して外部からの光を遮断するための遮光部１３が設けられる。
【００１６】
本実施形態では、図２に示すように遮光部１３の内面１３ａが傾斜している。遮光部１３の内面１３ａの傾斜は、遮光部１３により包囲される空間の断面積が採光窓１１から照度センサ１２に向かう方向に増大するような傾斜である。言い換えれば、遮光部１３の内面１３ａの傾斜方向は、内面１３ａが照度センサ１２に対向するような方向である。すなわち、遮光部１３の内面１３ａは、照度センサ１２の受光面１２ａに垂直な方向に対して傾斜している。図２に示す例の場合、採光窓１１は照度センサ１２の受光面１２ａに平行に配置されているので、採光窓１１から垂直に射出される光は、照度センサ１２の受光面１２ａに垂直な方向に進むこととなる。ただし、採光窓１１は必ずしも照度センサ１２の受光面１２ａに平行に配置される必要はない。
【００１７】
図２に示す光案内機構によれば、採光窓１１に入射して透過した光のうち、照度センサ１２の受光面１２ａに垂直な方向に進む光はそのまま照度センサ１２に入射する。一方、照度センサ１２の受光面１２ａに垂直な方向に対して傾斜して進む光の大部分は、図２において点線矢印で示すように遮光部１３の内面１３ａにより反射されて照度センサ１２の外側に照射される。したがって、採光窓１１に入射して透過した光のうち、遮光部１３の内面１３ａで反射された光の大部分は照度センサ１２に入射しない。
【００１８】
したがって、遮光部１３の色が異なるために内面１３ａの反射率が異なる場合であっても、遮光部１３の内面１３ａによる反射光の光量（強度）が照度センサ１２の検出値に与える影響はほとんど無い。すなわち、遮光部１３をどのような色としても、照度センサ１２の検出値をある一定の範囲内に収めることができる。言い換えれば、遮光部１３の色が照度センサ１２の検出値に与える影響を排除することができる。
【００１９】
遮光部１３が包囲する空間の断面は、円形あるいは多角形とすることができる。すなわち、遮光部１３の内面１３ａが形成する空間の断面は円形であってもよいし、四辺形を含む多角形であってもよい。例えば、遮光部１３の内面１３ａが形成する空間の断面が円形の場合は、遮光部１３の内面１３ａは、照度センサ２ａに向かって広がる円錐形状となる。あるいは、遮光部１３の内面１３ａが形成する空間の断面が四辺形の場合は、遮光部１３の内面１３ａは、照度センサ１２に向かって広がる四角錐形状となる。
【００２０】
遮光部１３の内面１３ａは少なくとも一部が傾斜することで、その傾斜した部分での反射光の影響を低減することができるため、必ずしも内面１３ａの全面が傾斜している必要はない。また、同様の理由で、遮光部１３の内面１３ａの全面が同じ傾斜角で傾斜している必要はない。
【００２１】
遮光部１３の内面１３ａの傾斜角度は大きいほうが反射光の影響を低減する効果は大きいが、傾斜角度を大きくするほど照度センサ１２の周囲により大きな空間を確保しなければならない。このため、遮光部１３の内面１３ａの傾斜角度は、照度センサ１２の周囲に確保できる空間内で最大の角度となるように設定することが好ましい。
【００２２】
ここで、上述の光案内機構のサンプルを作成して傾斜内面の効果を検証した結果について説明する。光案内機構のサンプルとして図３（ａ）に示すような光案内機構を作成した。採光窓１１の寸法は１．５ｍｍ×１．５ｍｍの四辺形とした。照度センサ１２の受光面の寸法は１ｍｍ×１．６ｍｍとした。また、採光窓１１から照度センサ１２の受光面１２ａまでの距離は２．５ｍｍとした。このときの内面１３ａの傾斜角θはｔａｎ（０．５／２．５）=４．４度であった。
【００２３】
また、図３（ａ）に示す光案内機構とは別に、比較対象として図３（ｂ）に示すように傾斜面ではなく、照度センサ１２の受光面１２ａに垂直な内面を有する光案内機構を作成した。
【００２４】
まず、図３（ｂ）に示す構成の光案内機構において、内面１３ａを白色と黒色として、同じ照度の下で照度センサ１２の検出値を比較した。ここで、白色は光の反射率が９０％であり、黒色は反射率が１０％であった。採光窓１１の外側を７００Ｌｘの照度としたときに、白色の内面１３ａの場合の照度センサ１２の照度検出値に対する黒色の内面１３ａの場合の照度センサ１２の照度検出値は、７３％であった。すなわち、白色と黒色では照度検出値が２３％も変化することがわかった。
【００２５】
次に、図３（ａ）に示す構成の光案内機構において、内面１３ａを白色と黒色として、同じ照度の下で照度センサ１２の検出値を比較した。採光窓１１の外側を７００Ｌｘの照度としたときに、傾斜した白色の内面１３ａの場合の照度センサ１２の照度検出値に対する傾斜した黒色の内面１３ａの場合の照度センサ１２の照度検出値は、８６％であった。すなわち、内面１３ａを傾斜面とした場合、白色と黒色とでは照度検出値が１４％しか変化しないことがわかた。すなわち、内面１３ａを垂直にした場合と傾斜させた場合の白色と黒色における照度検出値の差は、（２３−１４）／２３＝４０％も低減されて改善されることがわかった。
【００２６】
内面１３ａが白色と黒色の場合の照度検出値の差が２３％であると、同じ明るさの場所であっても、内面１３ａを白色にした場合の検出照度は、内面１３ａを黒色にした場合の検出照度よりかなり高い値となる。例えば、照度を数段階のレベルに分けて明るさを判定するような場合、白色と黒色との差が２３％であると白色と黒色とで一段階異なったレベルとして判定されてしまうこととなる。
【００２７】
一方、内面１３ａが白色と黒色の場合の照度検出値の差が１４％であれば、内面１３ａを白色にした場合の検出照度と、内面１３ａを黒色にした場合の検出照度とに大きな差は無い。したがって、照度を数段階のレベルに分けて明るさを判定するような場合、白色と黒色との差が１４％であれば白色と黒色とで同じレベルとして判定することができ、同じ照度センサを同じ調整や条件のまま用いることができるようになる。
【００２８】
以上のように、遮光部１３の内面１３ａの傾斜角度は、上述の例における４．４度に限定されず、照度センサ１２による検出値、すなわち内面１３ａにより反射されて照度センサ１２に入射する光の量に基づいて決定することが好ましい。
【００２９】
次に、上述の光案内機構を携帯電話機に適用した例について説明する。
【００３０】
図４は本実施形態による光案内機構が適用された携帯電話機の簡略斜視図である。図４に示す携帯電話機２０は、操作キー２１が設けられた操作部２２と、ディスプレイ２３が設けられた表示部２４とを有する。形態電話機２０は、周囲の明るさに応じて、ディスプレイ２３の輝度を自動的に調節する機能と、操作キー２１のバックライトを自動的に点灯する機能とを有する。
【００３１】
照度センサは表示部２４の筐体内に設けられており、表示部２４の筐体に採光窓３１が設けられる。採光窓３１から入射した光が表示部２４の筐体内の照度センサに届くように照度センサは採光窓３１の近傍に配置される。
【００３２】
採光窓３１は、例えばディスプレイ２３の外側を覆う透明なカバーに、例えば曇りガラスのように光を散乱させながら透過する材料のフィルムを貼り付けるか、あるいはそのようなフィルムを印刷によりカバー上に形成したものである。
【００３３】
図５は図４に示す携帯電話機２０の遮光窓３１が設けられた部分の断面図である。表示部２４の筐体２４ａの内部に基板２５が収容されており、照度センサ３２は基板２５に搭載されている。照度センサ２５は採光窓３１に対向する位置に配置されている。
【００３４】
採光窓３１は表示装置であるディスプレイ２３上に配置される透明カバー２６上に形成されている。透明カバー２６はカバーフレーム２７に取り付けられ、カバーフレーム２７が筐体２４ａに取り付けられる。透明カバー２６及びカバーフレーム２７も、表示部２４の筐体２４ａの一部と見なすことができる。
【００３５】
透明カバー２６の真下にはディスプレイ２３が配置されており、基板２５はディスプレイ２３の裏側に延在する。したがって、基板２５に搭載された照度センサ３２は、ディスプレイ２３の厚み分だけ、採光窓３１から離れた位置に配置される。そこで、採光窓３１と照度センサ３２との間の空間を遮光する遮光部３３が設けられる。
【００３６】
図５に示す例では、遮光部３３は、透明カバー２６が取り付けられたカバーフレーム２７の一部として形成されている。カバーフレーム２７筐体２４ａの一部として機能し、携帯電話機２０のカラーバリエーションにより種々の色のものがある。例えば携帯電話機２０全体が白色系の色である場合、カバーフレーム２７も通常白い樹脂で形成される。携帯電話機２０全体が黒色系の色である場合、カバーフレーム２７も通常黒い樹脂で形成される。したがって、カバーフレーム２７に一体に形成された遮光部３３も黒や白などの様々な色のものとなる。
【００３７】
そこで、遮光部３３の色の影響を回避するために、上述の光案内機構が遮光部３３に適用されている。すなわち、遮光部３３の内面３３ａは照度センサ３２の受光面３２ａに垂直な方向に対して傾斜している。これにより、遮光部３３の内面３３ａで反射した光の大部分は照度センサ３２の外側に照射されることとなり、反射光が照度センサ３２の検出値に影響することはほとんど無くなる。
【００３８】
したがって、カバーフレーム２７が白であっても黒であっても、照度センサ３２で検出した照度の検出値はほぼ同じ値となり、カバーフレーム２７の色を変えても同じ種類の照度センサ３２を同じ調整の下で用いることができる。言い換えれば、カバーフレーム２７の色により照度センサ３２の種類や調整を変更する必要が無くなり、携帯電話機２０の製造工程が簡素化されるため、製造コストを低減することができる。
【００３９】
図６は図５に示す遮光部３２の変形例を示す断面図である。図５に示す遮光部３２の内面は、ディスプレイ２３のフレーム２３ａの側端面２３ｂ及び筐体２４ａの内側面２４ｂに相当する。すなわち、図５に示す例では、遮光部をカバーフレーム２７に形成する代わりに、筐体２４ａの内側面２４ｂを傾斜させて遮光部３３の傾斜した内面３３ａと同様の機能を持たせている。また、ディスプレイ２３を収容するフレーム２３ａの側端面２３ｂも傾斜させて遮光部３３の傾斜した内面３３ａと同様の機能を持たせている。
【００４０】
図６に示すように採光窓３１と照度センサ３２との間の空間を、筐体２４ａの内面や照度センサ３２の近傍に位置する構成部品の面により形成することで、別個に遮光部を形成する必要が無くなる。これにより、遮光部を設けるためのスペースを省略することができ、照度センサ３２の近傍の構成を簡素化することができる。
【００４１】
なお、図６に示す例では紙面に垂直な方向における傾斜部の内面が示されていないが、この部分にも筐体２４ａの内面の一部を利用したり、照度センサ３２の近傍の構成部品を利用したりして遮光部の傾斜内面と同様の傾斜面を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】採光窓と照度センサとそれらの間の空間を遮断する遮光部との位置関係を示す簡略図である。
【図２】一実施形態による光案内機構の簡略断面図である。
【図３】光案内機構のサンプルの概略構成図である。
【図４】本実施形態による光案内機構が適用された携帯電話機の簡略斜視図である。
【図５】図４に示す携帯電話機の遮光窓が設けられた部分の断面図である。
【図６】図５に示す遮光部の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１，３１  採光窓
１２，３２  照度センサ
１２ａ，３２ａ  受光面
１３，３３  遮光部
１３ａ，３３ａ  内面
２０  携帯電話機
２１  操作キー
２２  操作部
２３  ディスプレイ
２３ａ  フレーム
２３ｂ  側端面  
２４  表示部
２４ａ  筐体
２４ｂ  内側面
２５  基板
２６  透明カバー
２７  カバーフレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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