JP7395629B2 - センサ装置及びその使用方法 - Google Patents

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Description

マルチスペクトルセンサ装置を活用して情報をキャプチャし得る。例えば、マルチスペ
クトルセンサ装置は、或る周波数帯の電磁場の集合に関する情報を取得し得る。マルチス
ペクトルセンサ装置は、情報を取得するセンサ素子（例えば、光学センサ、スペクトルセ
ンサ、及び／又は画像センサ）の集合を含み得る。例えば、センサ素子のアレイを活用し
て複数の周波数に関する情報を取得し得る。センサ素子アレイの特定のセンサ素子は、特
定のセンサ素子に向かって導かれる周波数帯を制限するフィルタと関連付けられているこ
とができる。フィルタは、特定のセンサ素子に向かってフィルタが透過させるスペクトル
範囲の幅に対応する特定の帯域と関連付けられていることができる。
一部の可能な実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置は次のものを含み得る：複数
のチャンネルを備えるセンサアレイ及び、１つ以上のプロセッサであって時間依存的測定
を行うべきと決定するステップであって時間依存的測定は複数のチャンネルのうちの１つ
以上のチャンネルによって収集されたデータを用いて行われるべきとされるステップと、
複数のチャンネルのうちのチャンネルについての適切な部分集合によってデータを収集さ
せるステップであってチャンネルについての適切な部分集合は１つ以上のチャンネルを含
むステップと、データに基づいて時間依存的測定を決定するステップとを行う、プロセッ
サ。
一部の可能な実施形態では、方法は次のステップを含み得る：マルチスペクトルセンサ
装置によって測定を行うべきと決定するステップであって、測定はマルチスペクトルセン
サ装置の複数のチャンネルのうちの１つ以上のチャンネルによって収集されたデータを用
いて行われるべきとされ、測定は時間依存性と関連付けられている、ステップと、マルチ
スペクトルセンサ装置によって複数のチャンネルのうちのチャンネルについての適切な部
分集合によってデータを収集させるステップであって、チャンネルについての適切な部分
集合は１つ以上のチャンネルを含む、ステップと、マルチスペクトルセンサ装置によって
データに基づいて測定を決定するステップ。
一部の可能な実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体は次のような１つ以上の
命令を格納し得る：マルチスペクトルセンサ装置の１つ以上のプロセッサによって実行が
なされると１つ以上のプロセッサに、第１の測定及び第２の測定を行うべきと決定するス
テップであって、第１の測定は、マルチスペクトルセンサ装置の複数のチャンネルのうち
の１つ以上の第１チャンネル群によって収集された第１のデータを用いて行われるべきと
され、第２の測定は、複数のチャンネルのうちの１つ以上の第２チャンネル群によって収
集された第２のデータを用いて行われるべきとされ、第１の測定は、第２の測定よりも高
度な時間依存性に関連付けられている、ステップと、複数のチャンネルのうちのチャンネ
ルについての適切な部分集合によって第１のデータを収集させるステップであって、チャ
ンネルについての適切な部分集合は１つ以上の第１チャンネル群を含む、ステップと、第
２のデータを収集させるステップであって、マルチスペクトルセンサ装置は、複数のチャ
ンネルの全てのチャンネルをアクティベートして第２のデータを収集させるように構成さ
れている、ステップと、第１のデータに基づいて第１の測定を決定するステップと、第２
のデータに基づいて第２の測定を決定するステップとを行わせる、命令。
本明細書にて説明する例示的実施形態についての概略図である。 本明細書にて説明する例示的実施形態についての概略図である。 本明細書にて説明する例示的実施形態についての概略図である。 本明細書にて説明する例示的実施形態についての概略図である。 本明細書にて説明するシステム及び／又は方法を実装し得る例示的な環境についての概略図である。 図２の１つ以上の装置の例示的コンポーネントについての概略図である。 時間依存的測定のための興味対象領域（ＲＯＩ、region-of-interest）処理についての例示的処理についての流れ図である。 時間依存的測定のためのＲＯＩ処理についての別の例示的処理についての流れ図である。
例示的実施形態についての後述の詳細な説明は添付の図面を参照する。異なる図面にお
ける同じ参照符号は同じ又は類似の要素を識別し得る。
健康状態監視用途（例えば、心拍数、血圧等）等の時間依存的（time-dependent）な光
学測定に用いられるフレームレートは時折、毎秒２５０～５００サンプル（ｓｐｓ、samp
les per second）でなされる。単一の画像センサの複数の画素領域を活用するマルチスペ
クトルセンサにおいては、フルセンサについての高速読み出し速度が、撮像系において達
成可能な最大データ転送速度によって制約され得る。これは、画像センサの読み出しアー
キテクチャの問題であったり、システムバスの問題であったりする。高ビット深度を有す
る高解像度で高速なセンサは、複雑な回路を要し、装置のコスト及びサイズが増大する。
サイズ、コスト、ビット深度、及び反応性を良好とするセンサを求めると、フル解像度に
おいて２５０ｓｐｓを達成することは困難となり得る。サイズ及びコストが設計考慮要素
となる空間的に制約された民生用電子機器用途では、高フレームレートを高解像度及び高
ビット深度で実現することが困難となり得る。
本明細書にて説明する実施形態は、センサ画像からの特定の興味対象領域（ＲＯＩ）の
みを処理することによって、撮像系のデータ転送速度を超過せずにして高解像度・高ビッ
ト深度・高フレームレートを維持し得る。例えば、具体的な時間依存的（time-sensitive
）なスペクトルチャンネル測定を高フレームレートで（例えば、フルＲＯＩ解像度及び／
又はビット深度で）得ることができる。例えば、時間依存的測定は、例えば特定の健康状
態パラメータ等の時間依存的パラメータを処理するために用いられることができる。フル
スペクトルセンサは、フルスペクトルチャンネルセットを要する測定に関してはより低速
なレートで運用でき、及び／又は、スペクトロメータのデータバス速度を超過しない任意
のデータパラメータ混合態様に関しては中間的なフレームレートで運用できる。ＲＯＩ処
理はカメラのセンサによってなされ得るのであり、（電荷結合素子（ＣＣＤ）系装置に関
しては）部分的走査によって、又は、（相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）系装置に関
しては）ウィンドウィングによって行える。時間依存的な又は頻繁になされるような測定
に関して、部分的走査又はウィンドウィングを用いてＲＯＩ処理を行うことによって、マ
ルチスペクトルセンサのデータバス速度を超過しないで済み得るのであり、これによって
時間依存的測定の時間次元が維持され、それによって測定の正確性が向上する。さらに、
本明細書にて説明する一部の実施形態はマルチスペクトルセンサのチップ上で（例えば、
データを制御装置に渡す前に）なされ得るのであり、これによってレイテンシが減じられ
また測定の時的測定の正確性が向上する。
図１Ａ～１Ｄは、本明細書にて説明される例示的実施形態１００についての概略図であ
る。図１Ａに示すように、例示的実施形態１００は、ＣＭＯＳ装置又はＣＣＤを用いるマ
ルチスペクトルセンサ装置等のマルチスペクトルセンサ装置（例えば、図２のマルチスペ
クトルセンサ装置２２０）によってなされ得る。一部の実施形態では、実施形態１００に
ついての特定の動作は、制御装置２１０等の図２の環境２００の別の装置によってなされ
得る。
図１に示すように、マルチスペクトルセンサ装置はセンサアレイ１０５を含み得る。示
されるように、センサアレイ１０５はチャンネル１１０－１乃至１１０－６４を含み得る
。例えば、センサアレイは、複数の対応する周波数帯に関する情報を取得するように構成
された複数のセンサ素子を含み得る。追加的に又は代替的には、センサアレイは、単一の
周波数帯に関連付けられている情報を取得するように構成された複数のセンサ素子を含み
得る。センサ素子は、チャンネル１１０に対応し得る。
図１Ｂに示すように、そして参照符号１２０によって指し示すように、マルチスペクト
ルセンサ装置は、領域１１５に基づいて測定を行い得る。測定の行い方に関しては、図１
Ｃ～１Ｄとの関連でより詳しく後述する。参照符号１２５によって示されるように、マル
チスペクトルセンサ装置は、センサアレイ１０５のチャンネル１０，１１，１８，１９を
用いることによって測定１を行い得る。さらに示されるように、マルチスペクトルセンサ
装置は、マルチスペクトルセンサ装置は、マルチスペクトルセンサ装置の全チャンネルを
用いて測定２を行い得る。ここで、測定１では４つのチャンネルが用いられるのであり、
これらは画素領域又はＲＯＩと総称し得る。図示のように、測定２ではセンサアレイ１０
５の全チャンネルが用いられる。一部の実施形態では、測定２ではセンサアレイ１０５の
全チャンネルより少ない数のチャンネルを用い得る。
例示的実施形態１００との関係では、測定１は時間依存的測定であるものと仮定し、測
定２は時間依存的測定ではないものと仮定されたい。ここにおいては、時間依存的測定と
は、閾値フレームレートや閾値データレートが関連付けられている測定や、正確性のため
に正確な時的測定が要される測定や、及び／又は、その他類する測定を意味し得る。時間
非依存的（non-time-sensitive）測定とは、閾値的フレームレートやデータレートに関連
付けられていない測定や、正確な時的測定が要されない測定や、及び／又は、その他類す
る測定を意味し得る。一部の実施形態では、時間依存的測定は、合計するとマルチスペク
トルセンサ装置のバスのデータレートを超過することになろう特定のフレームレート及び
／又は解像度と、関連付けられていることができる。バスのデータレートを超過すると、
データがキューイングされてそれによってデータの時間次元が損なわれ得る。これによっ
て、一部の時間依存的測定の正確性が減じられ得る。
図１Ｃに示すように、そして参照符号１３０によって指し示すように、マルチスペクト
ルセンサ装置は、測定１が時間依存的測定であるものと決定できる。さらに示すように、
マルチスペクトルセンサ装置は、測定１と関連付けられているチャンネル（斜めのハッチ
ングで示されているチャンネル１０，１１，１８，１９）のみについてデータを収集する
ことができる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置は、後述するＲＯＩウ
ィンドウィングを用いてデータを収集できる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセ
ンサ装置は、後述において詳述されるように、センサアレイ１０５について部分的走査を
用いることによってデータを収集できる。
マルチスペクトルセンサ装置がＣＣＤ系装置を含む場合等の一部の実施形態では、マル
チスペクトルセンサ装置は、センサアレイ１０５について部分的走査を用いることによっ
てデータを収集できる。例えば、部分的走査をなすためには次のことをなし得る：幾つか
の（例えば連続的な）垂直シフトを読み出しレジスタに対して行って、望まれない若しく
は不要な（例えば、チャンネル１０，１１，１８，１９以外のチャンネルに関連付けられ
ている望まれない若しくは不要な）電荷を破棄すること。行内の各画素を出力することを
要さない故に、完全な行を読み出すことに比してより高速に垂直トランスファをなすこと
ができ、これによってフレームレートが増大する。なぜならば、各フレームについてより
少ない行がセンサによって出力されるからである。測定１についてのＲＯＩ走査が達成さ
れたらば、センサアレイ１０５を普通に運用することができ、適切な行から画素を出力で
きる（後述の図１Ｄにおいて詳述する）。
例えばマルチスペクトルセンサ装置がＣＭＯＳ系装置を含む場合等の一部の実施形態で
は、マルチスペクトルセンサ装置はＲＯＩウィンドウィングを用いてデータを収集できる
。例えば、一部のＣＭＯＳセンサアーキテクチャに関しては、垂直及び水平ウィンドウィ
ングの双方をなし得る。これによって、一部の実施形態では、対応するフレームレート増
大が可能となる。なぜならば、次のことがなされるからである：即ち、画素信号が並列的
にカラム増幅器のバンクを通じて送信されて、続いてカラムＡ／Ｄ変換器へと向かい、最
後に高速マルチプレクサ内へと向かってデジタイズされたデータがチップ外へと送出され
ること。ＣＭＯＳチップにおける並列Ａ／Ｄ変換器の統合によって、高フレームレートを
伴う高画素クロックが可能となり得る。
一部の実施形態では、ＣＭＯＳセンサに関してのウィンドウィングを単一のウィンドウ
を超えて複数のウィンドウへと拡張することができ、興味対象たる正しい行及びカラムを
適切にアドレッシングすることによってこれをなし得る。複数のウィンドウ又はＲＯＩを
もってすると、マルチスペクトルセンサ装置は、バスのデータレートを超過せずに、有用
情報についてのセンサ出力帯域活用率を向上させ得る。このようにして、マルチスペクト
ルセンサ装置は、測定頻度及び正確性を時間依存的測定に関して向上させ得る。
図１Ｄに示すように、そして参照符号１３５によって指し示すように、一部の実施形態
では、マルチスペクトルセンサ装置は、測定２が時間依存的ではないものと決定できる。
そうすると、マルチスペクトルセンサ装置は、フルセンサアレイ１０５を用いてデータを
収集でき、収集されたデータに基づいて測定２を決することができる。例えば、マルチス
ペクトルセンサ装置は、センサアレイ１０５の各チャンネルについてデータを収集できる
。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置は、チャンネル１０，１１，１８，
及び／又は１９以外の残りのチャンネルについてデータを収集できるのであり、チャンネ
ル１０，１１，１８，及び／又は１９から不要なデータを収集するのに用いられたであろ
う資源を節約できる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置は、センサアレ
イ１０５の全てのチャンネルについてフル解像度でデータを収集できるのであり、時間非
依存的測定に関してより正確な決定が可能となる。
図１Ａ～１Ｄとの関連で説明された動作の例としては、心拍数、血圧、ＳｐＯ２、血糖
値、ハイドレーション、及び／又は他の健康状態パラメータの測定を目的とした生体監視
装置としての６４チャンネルマルチスペクトルセンサの場合を想定されたいのであり、該
センサは（通常のシリコンＣＭＯＳ画像センサ等の）画素化センサ上にモノリシックマル
チスペクトルフィルタを統合することによって得られる。心拍数、血圧、及びＳｐＯ２等
の心肺機能パラメータについては、少数の波長における時間依存的スペクトル信号につい
ての（例えば、２５０ｓｐｓを超えてなされる）時間依存的測定が必要とされ得る。マル
チスペクトルＲＯＩウィンドウィング手法を活用することによって、少数の波長に対応す
る特定のチャンネルにおけるデータをサンプリングについての時的要件を充足する速さで
決し得るのであり必要な測定を算出し得る。時間依存的測定が完了されたらば、マルチス
ペクトルセンサは、（例えば、全６４チャンネルについて）フルセンサ読み出しを行うこ
とができ、これはフル読み出し内においてデータに関しての残りのチャンネルを捉えるも
のである。この情報を用いて、血糖値やハイドレーション等の他のスペクトル健康状態パ
ラメータを決し得るのであり、これらは時間非依存的であるが高解像度のスペクトル内容
を要し得るものである。
このようにして、マルチスペクトルＲＯＩウィンドウィング手法は、高解像度・高ビッ
ト深度・高フレームレートを達成するのであり、該手法によらなければ装置にコスト的及
びサイズ的に相当な負担をもたらすであろう複雑なアーキテクチャが必要となったであろ
う。例えば、特化した読み出し回路を各画素に統合するためになされるウェーハのスタッ
キングや超高速データ収集を実行するための専用回路の作成等の他の手法は、低コスト性
及び高度な製造容易性を達成するのには適していないかもしれない。また、有用でない追
加のデータを破棄するためのＲＯＩ手法なくしては、有用な信号を算出してユーザに戻す
前に多量のデータを処理することを要するのであり、測定の時間依存性が損なわれること
になる。
例示的実施形態１００は、２次元的センサアレイとの関連で説明される。もっとも、本
明細書にて説明された実施形態は３次元的センサアレイにも適用され得る。例えば、その
ようなセンサアレイについてのＲＯＩは１次元的（例えば、単一のチャンネル又は幾つか
のチャンネルについてのライン）、２次元的（例えば、幾つかのチャンネルについてのレ
イヤ）、又は３次元的（例えば、１つ以上のチャンネルについての２つ以上のレイヤ）た
り得る。
上述したように、図１Ａ～１Ｄは例として提示されているに過ぎない。他の例もあり得
るのであり、図１Ａ～１Ｄとの関連で説明されたものと異なり得る。
図２は例示的環境２００についての図であり、本明細書にて説明されるシステム及び／
又は方法を該環境にて実施し得る。図２に示すように、環境２００は制御装置２１０、マ
ルチスペクトルセンサ装置２２０、及びネットワーク２３０を含み得る。環境２００の諸
装置は有線接続、無線接続、又は有線及び無線接続の組み合わせを介して相互接続され得
る。
制御装置２１０はマルチスペクトルセンシングに関連する情報を格納、処理、及び／又
はルーティングできる１つ以上の装置を含む。例えば、制御装置２１０は、サーバ、コン
ピュータ、ウェアラブル装置、クラウドコンピューティング装置、及び／又はその他類す
るものを含み得る。一部の実施形態では、制御装置２１０は、特定のマルチスペクトルセ
ンサ装置２２０と関連付けられていることができる。一部の実施形態では、制御装置２１
０は、複数のマルチスペクトルセンサ装置２２０と関連付けられていることができる。一
部の実施形態では、制御装置２１０は、マルチスペクトルセンサ装置２２０等の環境１０
０内に存する他の装置から情報を受信したり、及び／又はそこへと情報を送信したりする
ことができる。
マルチスペクトルセンサ装置２２０は、マルチスペクトルセンサ装置２２０へ向けられ
た光について測定をなすことができる装置を含む。例えば、マルチスペクトルセンサ装置
２２０は、画像センサ、マルチスペクトルセンサ、及び／又はその他類するものを含み得
るのであり、これらはマルチスペクトルセンサ装置２２０へ向けられた光についてセンサ
測定をなし得る。マルチスペクトルセンサ装置２２０は例えば、ＣＭＯＳ技術やＣＣＤ技
術や、及び／又はその他類するもの等の１つ以上のセンサ技術を活用し得る。マルチスペ
クトルセンサ装置２２０は複数のセンサ素子を含み得るのであり（例えば、センサ素子に
ついてアレイ。以下センサアレイという。）、各々は情報を取得するように構成されてい
る。センサ素子は、例えば図１Ａにおけるチャンネル１１５等の何らかのチャンネルに対
応し得る。
ネットワーク２３０は、１つ以上の有線及び／又は無線ネットワークを含む。例えば、
ネットワーク２３０は、次のものを含み得る：セルラネットワーク（例えば、ＬＴＥネッ
トワーク、ＣＤＭＡネットワーク、３Ｇネットワーク、４Ｇネットワーク、５Ｇネットワ
ーク、別のタイプの次世代ネットワーク等）、公衆地上モバイルネットワーク（ＰＬＭＮ
、public land mobile network）、ＬＡＮ、ＷＡＮ、都市規模ネットワーク（ＭＡＮ、me
tropolitan area network）、電話網（公衆交換電話網（ＰＴＳＮ、Public Switched Tel
ephone Network））、私的ネットワーク、アドホックネットワーク、イントラネット、イ
ンターネット、光ファイバ系ネットワーク、クラウドコンピューティングネットワーク、
その他類するもの、及び／又はそれら若しくは他のタイプのネットワークの組み合わせ。
図２に示す装置及びネットワークの個数及び配置は例として提示されている。実運用上
では、図２との関係で、追加の装置及び／又はネットワークがあったり、より少ない装置
及び／又はネットワークがあったり、異なる装置及び／又はネットワークがあったり、又
は異なる態様で配置された装置及び／又はネットワークがあったりし得る。さらに、図２
に示された２以上の装置が単一の装置内で実装でき、また、図２に示された単一の装置が
複数の装置で分散されて実装されてもよい。追加的に又は代替的には、環境２００の装置
セット（例えば、１つ以上の装置）は、環境２００の別の装置セットによってなされるも
のと説明された１つ以上の機能をもたらしてもよい。
図３は、装置３００の例示的コンポーネントについての図である。装置３００は、制御
装置２１０及び／又はマルチスペクトルセンサ装置２２０に対応し得る。一部の実施形態
では、制御装置２１０及び／又はマルチスペクトルセンサ装置２２０は、１つ以上の装置
３００及び／又は装置３００の１つ以上のコンポーネントを含み得る。図３に示すように
、装置３００は、バス３１０、プロセッサ３２０、メモリ３３０、記憶コンポーネント３
４０、入力コンポーネント３５０、出力コンポーネント３６０、及び通信インタフェース
３７０を含み得る。
バス３１０は、装置３００のコンポーネント間での通信を可能とするコンポーネントを
含む。プロセッサ３２０は、ハードウェア、ファームウェア、又はハードウェア及びソフ
トウェアの組み合わせで実装されている。プロセッサ３２０は次の形態を取りうる：中央
処理装置（ＣＰＵ）、グラフィクス処理装置（ＧＰＵ）、加速処理装置（ＡＰＵ）、マイ
クロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は他のタイプの処理コ
ンポーネント。一部の実施形態では、プロセッサ３２０は、或る機能を行うようにプログ
ラムされることができる１つ以上のプロセッサを含む。メモリ３３０は、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、並びに／又はプロセッサ３２０の
ために情報及び／若しくは命令を格納する別のタイプの動的な又は静的な記憶装置（例え
ば、フラッシュメモリ、磁気メモリ、及び／又は光学メモリ）を含む。
記憶コンポーネント３４０は、装置３００の運用及び使用に関連する情報及び／又はソ
フトウェアを格納する。例えば、記憶コンポーネント３４０は次のものを含み得る：ハー
ドディスク（例えば、磁気ディスク、光学ディスク、光磁気ディスク、及び／又はＳＳＤ
）、ＣＤ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、カートリッヂ、磁気テープ、及び
／又は別のタイプの非一時的コンピュータ可読媒体、加えて対応するドライブ。
入力コンポーネント３５０は、例えばユーザ入力を介して情報を装置３００が受信する
ことを可能とし得るコンポーネントを含む（例えば、タッチスクリーンディスプレイ、キ
ーボード、キーパッド、マウス、ボタン、スイッチ、及び／又はマイクロホン）。追加的
に又は代替的には、入力コンポーネント３５０は、情報をセンシングするためのセンサを
含み得る（例えば、ＧＰＳコンポーネント、加速度計、ジャイロスコープ、及び／又はア
クチュエータ）。出力コンポーネント３６０は、装置３００からの出力情報を提供するコ
ンポーネントを含む（例えば、ディスプレイ、スピーカ、及び／又は１つ以上のＬＥＤ）
。
通信インタフェース３７０は、装置３００が他の装置と通信できるようにするトランシ
ーバ的コンポーネント（例えば、トランシーバ及び／又は分離型の受信機及び送信機）を
含むのであり、例えば有線接続、無線接続、又は有線及び無線接続の組み合わせを介して
通信がなされ得る。通信インタフェース３７０は、装置３００が別の装置から情報を受信
すること及び／又は別の装置へと情報を提供することを可能とすることができる。例えば
、通信インタフェース３７０は次のものを含み得る：イーサネット（登録商標）インタフ
ェース、光学インタフェース、同軸インタフェース、赤外インタフェース、無線周波数（
ＲＦ）インタフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェース、Ｗｉ-Ｆ
ｉ（登録商標）インタフェース、セルラネットワークインタフェース等。
装置３００は、本明細書中に説明される処理を１つ以上行い得る。装置３００は、メモ
リ３３０及び／又は記憶コンポーネント３４０等の非一時的コンピュータ可読媒体に格納
されたソフトウェア命令を実行するプロセッサ３２０によって、これらの処理を行い得る
。コンピュータ可読媒体とは、本明細書にては非一時的なメモリ装置として定義される。
メモリ装置には次のものが含まれる：単一の物理的記憶装置内のメモリ域又は複数の物理
的記憶装置に分散されたメモリ域。
ソフトウェア命令を、別のコンピュータ可読媒体から又は通信インタフェース３７０を
介して別の装置から、メモリ３３０及び／又は記憶コンポーネント３４０内へと読み込む
ことができる。実行時においては、メモリ３３０及び／又は記憶コンポーネント３４０内
に格納されたソフトウェア命令が、プロセッサ３２０に本明細書記載の処理を行わせるこ
とができる。追加的に又は代替的には、ソフトウェア命令に代えて又はソフトウェア命令
と共に、ハードワイヤードされた回路を用いて、本明細書記載の処理を行い得る。したが
って、本明細書にて説明された実施形態は、ハードウェア回路及びソフトウェアに関して
の任意の具体的な組み合わせに限定されてはいない。
図３に示すコンポーネントの個数及び配置は例として提示されている。実運用上、装置
３００は図３に示されたものと対比して、追加のコンポーネント、より少ないコンポーネ
ント、異なるコンポーネント、又は異なった態様で配置されたコンポーネントを含み得る
。追加的に又は代替的には、装置３００のコンポーネントの組（例えば、１つ以上のコン
ポーネント）は、装置３００の別のコンポーネントの組によって果たされる１つ以上の機
能を担い得る。
図４はマルチスペクトル測定についてのＲＯＩウィンドウィングに関しての例示的処理
４００についての流れ図である。一部の実施形態では、図４の１つ以上の処理ブロックが
、マルチスペクトルセンサ装置２２０によってなされてよい。一部の実施形態では、図４
の１つ以上の処理ブロックが、別の装置若しくはマルチスペクトルセンサ装置２２０とは
別の装置群によって又はマルチスペクトルセンサ装置２２０を含む装置群によってなされ
得る（例えば、制御装置２１０）。
図４に示すように、処理４００は、時間依存的測定を行うべきと決定するステップであ
って、時間依存的測定は複数のチャンネルのうちの１つ以上のチャンネルによって収集さ
れたデータを用いて行われるべきとされる、ステップを含み得る（Ｓ４１０）。例えば、
マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（例えば、プロセッサ３２０及び／又はその他類
するものを用いて）時間依存的測定を行うべきと決定することができる。時間依存的測定
は、センサアレイの１つ以上のチャンネルによって収集されたデータを用いて（例えば、
時間依存的測定に関連付けられているＲＯＩ内にて）なされ得る。一部の実施形態では、
測定の決定は、マルチスペクトルセンサ装置２２０によって（例えば、フィードバックに
基づいて）自動的になされ得る。一部の実施形態では、測定は何らかの設定に服している
ことができる（例えば、特定の測定では２５０ｓｐｓを要求する）。
図４にさらに示すように、処理４００は、複数のチャンネルのうちのチャンネルについ
ての適切な部分集合によってデータを収集させるステップであって、チャンネルについて
の適切な部分集合は１つ以上のチャンネルを含む、ステップを含み得る（Ｓ４２０）。例
えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（例えば、プロセッサ３２０を用いて）複
数のチャンネルのうちのチャンネルについての適切な部分集合（例えば、全チャンネルよ
り少ないチャンネル）によってデータを収集させることができる。チャンネルについての
適切な部分集合は、ＲＯＩにおける１つ以上のチャンネルを含み得る。一部の実施形態で
は、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、ＲＯＩウィンドウィング手法又は部分的走査
手法を用いてデータ収集を行わせることができ、これは本明細書の別の所にて詳述されて
いる。
図４にさらに示すように、処理４００は、データに基づいて時間依存的測定を決定する
ステップを含み得る（Ｓ４３０）。例えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（例
えば、プロセッサ３２０を用いて）データに基づいて時間依存的測定を決し得る。このよ
うにして、時間依存的測定に関してマルチスペクトルセンサ装置２２０のデータバス転送
レートは超過されない。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０は別の
装置（例えば、制御装置２１０）にデータを提供でき、そこでデータが決され得る。
処理４００は、例えば、任意の単一の実施形態や後述の及び／又は本明細書の別の所で
説明した実施形態についての組み合わせ等の追加の実施形態を含み得る。
一部の実施形態では、チャンネルについての適切な部分集合は、１つ以上のチャンネル
だけを含む。一部の実施形態では、チャンネルについての適切な部分集合は、センサにつ
いて１つ以上の行を含んでおり、１つ以上の行は１つ以上のチャンネルを含む。一部の実
施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、１つ以上のチャンネルによって収集
されたデータ以外のデータを破棄できる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ
装置２２０は、時間依存的測定の時間依存性に基づいて、チャンネルについての適切な部
分集合にデータ収集をさせることができる。一部の実施形態では、時間依存的測定は第１
の測定であり、データは第１のデータである。マルチスペクトルセンサ装置２２０は、第
２の測定を行うべきと決定でき、第２の測定は第１の測定よりも厳格性が減じられている
時間依存性と関連付けられことができ、複数のチャンネルの全てのチャンネルによって第
２のデータを収集させることができ、第２のデータの少なくとも一部を用いて第２の測定
を行うことができる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、第１
の測定及び第２の測定について複数回の反復を行うことができ、第１の測定は第２の測定
よりも頻繁に行われることができる。一部の実施形態では、第１の測定は第２の測定より
も少ないレイテンシを伴って決定される。一部の実施形態では、第１の測定は第２の測定
よりも頻繁に行われる。
一部の実施形態では、センサアレイは、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜
半導体（ＣＭＯＳ）装置の少なくとも１つを含む。一部の実施形態では、時間依存的測定
は生体に関する値又は医学的値についてなされる。
一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０はＣＭＯＳ装置を含む。マル
チスペクトルセンサ装置２２０は、垂直及び水平ウィンドウィングを行ってデータが１つ
以上のチャンネルのみによって収集されるようにすることができる。一部の実施形態では
、マルチスペクトルセンサ装置２２０はＣＣＤを含む。マルチスペクトルセンサ装置２２
０は、１つ以上の連続的な垂直シフトを読み出しレジスタに行うことができ、収集される
べきデータ以外のデータを破棄することができる。一部の実施形態では、１つ以上の行か
らの特定のデータは１つ以上のチャンネルと関連付けられておらず、測定を決定するに際
して特定のデータはドロップされる。
図４は処理４００について例示的ブロックを提示するも、一部の実施形態では、処理４
００は図４に図示のものと対比して追加のブロック、より少ないブロック、異なるブロッ
ク、又は異なって配置されたブロックを含み得る。追加的に又は代替的には、処理４００
の２つ以上のブロックを並列的に行うことができる。
図５は、マルチスペクトル測定に関してのＲＯＩウィンドウィングについて別の例示的
処理５００についての流れ図である。一部の実施形態では、図５の１つ以上のブロックが
マルチスペクトルセンサ装置２２０によってなされ得る。一部の実施形態では、図５の１
つ以上のブロックが、別の装置又はマルチスペクトルセンサ装置２２０とは別の若しくは
マルチスペクトルセンサ装置２２０を含む装置群によってなされ得る（例えば、制御装置
２１０）。
図５に示すように、処理５００は、第１の測定及び第２の測定を行うべきと決定するス
テップであって、第１の測定は第２の測定よりもより強力な時間依存性に関連付けられて
いる、ステップを含み得る（Ｓ５１０）。例えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は
、（例えば、プロセッサ３２０を用いて）第１の測定及び第２の測定を行うべきと決定で
きる。第１の測定は第２の測定よりもより強力な時間依存性に関連付けられていることが
できる。一部の実施形態では、第１の測定は、第２の測定よりも高いデータレート、フレ
ームレート、及び／又は解像度に関連付けられていることができる。
図５に示すように、処理５００は、複数のチャンネルのうちのチャンネルについての適
切な部分集合によって第１のデータを収集させるステップであって、チャンネルについて
の適切な部分集合は１つ以上の第１のチャンネルを含む、ステップを含み得る（Ｓ５２０
）。例えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（例えば、プロセッサ３２０を用い
て）複数のチャンネルのうちのチャンネルについての適切な部分集合によって第１のデー
タを収集させることができる。チャンネルについての適切な部分集合は、１つ以上の第１
のチャンネルに対応するＲＯＩを含み得る。
図５にさらに示すように、処理５００は、第２のデータを収集させるステップであって
、マルチスペクトルセンサ装置２２０は複数のチャンネルの全チャンネルをアクティブ化
して第２のデータを収集させるように構成されている、ステップを含み得る（Ｓ５３０）
。例えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（例えば、プロセッサ３２０を用いて
）第２のデータを収集させることができる。マルチスペクトルセンサ装置２２０は、複数
のチャンネルの全チャンネルをアクティブ化して第２のデータを収集させることができる
。
図５にさらに示すように、処理５００は、第１のデータに基づいて第１の測定を決定す
るステップを含み得る（Ｓ５４０）。例えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（
例えば、プロセッサ３２０を用いて）第１のデータに基づいて第１の測定を決定すること
ができる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、第１の測定の決
定のために第１のデータを別の装置（例えば、制御装置２１０）に提供できる。
図５にさらに示すように、処理５００は、第２のデータに基づいて第２の測定を決定す
るステップを含み得る（Ｓ５５０）。例えば、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、（
例えば、プロセッサ３２０を用いて）第２のデータに基づいて第２の測定を決定すること
ができる。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、第２の測定の決
定のために第２のデータを別の装置（例えば、制御装置２１０）に提供できる。
処理５００は、例えば、任意の単一の実施形態や後述の及び／又は本明細書の別の所で
説明した実施形態についての組み合わせ等の追加の実施形態を含み得る。
一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置２２０は、第１の測定及び第２の測
定について複数回の反復を行うことができ、第１の測定は第２の測定よりも頻繁に行われ
ることができる。一部の実施形態では、第１の測定は第２の測定よりも少ないレイテンシ
を伴って決定される。一部の実施形態では、マルチスペクトルセンサ装置はＣＣＤ又はＣ
ＭＯＳ装置を含む。
図５は処理５００についての例示的ブロックを提示するも、一部の実施形態では、処理
５００は、図５に図示のものと対比して追加のブロック、より少ないブロック、異なるブ
ロック、又は異なって配置されたブロックを含み得る。追加的に又は代替的には、処理５
００の２つ以上のブロックを並列的に行うことができる。
このようにして、マルチスペクトルＲＯＩウィンドウィング手法は、高解像度・高ビッ
ト深度・高フレームレートを達成するのであり、該手法によらなければ装置にコスト的及
びサイズ的に相当な負担をもたらすであろう複雑なアーキテクチャが必要となったであろ
う。例えば、特化した読み出し回路を各画素に統合するためになされるウェーハのスタッ
キングや超高速データ収集を実行するための専用回路の作成等の他の手法は、低コスト性
及び高度な製造容易性を達成するのには適していないかもしれない。また、有用でない追
加のデータを破棄するためのＲＯＩ手法なくしては、有用な信号を算出してユーザに戻す
前に多量のデータを処理することを要するのであり、測定の時間依存性が損なわれること
になる。
上述の開示は例示及び説明を提供するものであるが、全てを網羅している訳ではなく、
実施形態を開示された形態に厳密に制限することを意図するものではない。変更及び変形
は、上述の開示に照らして行うことができる、又は実施形態の実施から取得することがで
きる。
本明細書においては、コンポーネントとの用語は、ハードウェア、ファームウェア、及
び／又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを指すものと広義に解されることが
意図されている。
本明細書に記載するいくつかの実施形態は閾値に関するものである。本明細書に記載す
る、閾値を満足させるとは、閾値よりも大きい値、閾値を超える値、閾値よりも高い値、
閾値以上の値、閾値未満の値、閾値よりも少ない値、閾値よりも低い値、閾値以下の値、
閾値と等しい値等を指す。
本明細書において説明されたシステム及び／又は方法は、ハードウェア、ファームウェ
ア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして様々な形態で実施され得ると
いうことが明らかである。これらのシステム及び／又は方法を実施するために用いられる
実際の専門的制御ハードウェア又はソフトウェアコードは、実施形態を限定するものでは
ない。したがって、具体的なソフトウェアコードへの言及を伴わずにしてシステム及び／
又は方法の動作及び挙動が説明されたのであり、本明細書の記載に基づいてソフトウェア
及びハードウェアを設計してシステム及び／又は方法を実施できるということが了知され
ているということに留意されたい。
特徴の特別な組み合わせを請求項に記載し、及び／又は明細書に開示したが、これらの
組み合わせは可能な実施形態の開示を制限することを意図するものではない。実際、これ
らの特徴の多くは、請求項に具体的に記載されていない方法、及び／又は明細書に開示さ
れていない方法で組み合わせることができる。以下に記載する各々の従属請求項は１つの
請求項のみに直接に従属させることができるが、可能な実施形態の開示は、各々の従属請
求項と請求項の範囲における他の全ての請求項との組み合わせを含んでいる。
本明細書で使用される要素、行為又は命令は、明示的な記載のない限り、重要又は必須
であると解釈してはならない。また、本明細書で使用する「ａ」及び「ａｎ」の冠詞は１
つ以上のアイテムを含むものとし、「１つ以上の」と代替可能に使用することができる。
さらに、本明細書で使用する「組」という用語は、１つ以上のアイテム（例えば関連アイ
テム、非関連アイテム、関連アイテムと非関連アイテムの組み合わせ等）を含むものとし
、「１つ以上の」と代替可能に使用することができる。１つのアイテムのみが意図される
場合、「１つの」という用語又は類似の言葉が使用される。また、本明細書で使用する「
有する（ｈａｓ，ｈａｖｅ，ｈａｖｉｎｇ）」等の用語は開放型用語であるものとする。
さらに、「に基づく」という言い回しは、特に断りのない限り、「少なくとも部分的に～
に基づく」ことを意味するものとする。
１００ 例示的実施形態
２００ 例示的環境
２１０ 制御装置
２２０ マルチスペクトルセンサ装置
２３０ ネットワーク
３００ 装置
３１０ バス
３２０ プロセッサ
３３０ メモリ
３４０ 記憶コンポーネント
３５０ 入力コンポーネント
３６０ 出力コンポーネント
３７０ 通信インタフェース

Claims (22)

  1. マルチスペクトルセンサ装置によって、第１の測定のために、複数のチャンネルのうちのチャンネルについての第１の部分集合によって第１のデータを収集させるステップであって、前記チャンネルについての第１の部分集合は、前記複数のチャンネルのうちの全てのチャンネルよりも少ない、ステップと、
    前記マルチスペクトルセンサ装置によって、第２の測定のために、前記複数のチャンネルのうちのチャンネルについての第２の部分集合によって第２のデータを収集させるステップであって、前記チャンネルについての第１の部分集合は、前記チャンネルについての第２の部分集合と異なり、前記第１の測定の第１の時間依存性は、前記第２の測定の第２の時間依存性よりも強力である、ステップと
    を含む、方法。
  2. 前記第１のデータは、前記第１の測定の第１の時間依存性に基づいて、前記チャンネルについての第１の部分集合によって収集され、
    前記第２のデータは、前記第２の測定の第２の時間依存性に基づいて、前記チャンネルについての第２の部分集合によって収集される、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１のデータに基づいて前記第１の測定を決定するステップ、又は、前記第１の測定を決定するためのもう１つのデバイスに前記第１のデータを提供するステップの一方又は両方を更に含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記第１の測定の第１の周波数は、前記第２の測定の第２の周波数と異なる、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１の測定は、第１のレイテンシで決定され、
    前記第２の測定は、第２のレイテンシで決定され、
    前記第１のレイテンシは、前記第２のレイテンシと異なる、
    請求項１に記載の方法。
  6. 前記第１の測定及び前記第２の測定を実行することを決定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記第１の測定は、第１のフレームレートに関連づけられ、
    前記第２の測定は、第２のフレームレートに関連づけられ、
    前記第２のフレームレートは、前記第１のフレームレートと異なる、
    請求項１に記載の方法。
  8. 前記第１の測定は、第１の解像度に関連づけられ、
    前記第２の測定は、第２の解像度に関連づけられ、
    前記第１の解像度は、前記第２の解像度と異なる、
    請求項１に記載の方法。
  9. 前記チャンネルの部分集合は、前記第１の測定に関連づけられる興味対象領域を含む、請求項１に記載の方法。
  10. １つ以上のメモリと、
    前記１つ以上のメモリに結合される１つ以上のプロセッサと
    を備え、
    前記１つ以上のプロセッサは、
    第１の測定のために、前記第１の測定の第１の時間依存性に基づいて、複数のチャンネルのうちのチャンネルについての第１の部分集合によって第１のデータを収集させるように構成され、
    第２の測定のために、前記第２の測定の第２の時間依存性に基づいて、前記複数のチャンネルのうちのチャンネルについての第２の部分集合によって第２のデータを収集させるように構成され、
    前記第２の測定の前記第２の時間依存性は、前記第１の測定の前記第１の時間依存性よりも厳格性が減じられている時間依存性である
    マルチスペクトルセンサ装置。
  11. 前記チャンネルの第１の部分集合は、前記複数のチャンネルのうちの全てのチャンネルよりも少ない、請求項１０に記載のマルチスペクトルセンサ装置。
  12. 前記１つ以上のプロセッサは、更に、前記第１のデータに基づいて前記第１の測定を決定するように構成され、前記第２のデータに基づいて前記第２の測定を決定するように構成される、請求項１０に記載のマルチスペクトルセンサ装置。
  13. 前記第１の測定及び前記第２の測定は、複数回反復される、請求項１０に記載のマルチスペクトルセンサ装置。
  14. 前記第１の測定は、前記第２の測定よりも高いデータレート又は解像度に関連づけられている、請求項１０に記載のマルチスペクトルセンサ装置。
  15. マルチスペクトルセンサ装置の複数のチャンネルのうちのチャンネルについての第１の部分集合を用いることによって、第１の健康状態パラメータのための第１の測定を決定するステップと、
    前記マルチスペクトルセンサ装置の複数のチャンネルのうちのチャンネルについての第２の部分集合を用いることによって、第２の健康状態パラメータのための第２の測定を決定するステップと
    を含み、前記チャンネルについての第１の部分集合は、前記チャンネルについての第２の部分集合と異なる
    方法。
  16. 前記第１の測定は、時間依存性の測定であり、
    前記第２の測定は、前記第１の測定が完了した後に決定される、
    請求項１５に記載の方法。
  17. 前記マルチスペクトルセンサ装置は、６４チャンネルのマルチスペクトルセンサを含む、請求項１５に記載の方法。
  18. 前記マルチスペクトルセンサ装置は、画素化センサ上に統合されるモノリシックマルチスペクトルフィルタを含む、請求項１５に記載の方法。
  19. 前記第１の健康状態パラメータは、２５０ｓｐｓを超えてなされる時間依存的測定による少数の波長における時間依存的スペクトル信号を必要とする心肺機能パラメータ、血圧、又はＳｐＯ２であり、
    前記第２の健康状態パラメータは、時間非依存的であるスペクトル健康状態パラメータである、
    請求項１５に記載の方法。
  20. 前記チャンネルについての第２の部分集合は、前記複数のチャンネルのうちの６４個の全てのチャンネルである、請求項１５に記載の方法。
  21. 前記チャンネルについての第２の部分集合は、前記複数のチャンネルのうちの全てのチャンネルである、請求項１に記載の方法。
  22. 前記チャンネルについての第１の部分集合は、前記複数のチャンネルのうちの全てのチャンネルより少なく、
    前記チャンネルについての第２の部分集合は、前記複数のチャンネルのうちの全てのチャンネルである、請求項１０に記載のマルチスペクトルセンサ装置。
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