TW202119001A - 包括內部光譜參考件的光學量測裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學量測裝置，其可包括：光源；發射光學件，其經組態以將由該光源產生之光的第一部分導引至量測目標；收集光學件，其經組態以自該量測目標接收光；光學導管，其經組態以將由該光源產生之光的第二部分導引至一光譜參考件；該光譜參考件；感測器；及濾光片。該濾光片之第一部分可設置於該收集光學件與該感測器之第一部分之間。該濾光片之第二部分可設置於該光譜參考件與該感測器之第二部分之間。

Description

包括內部光譜參考件的光學量測裝置
本發明係有關於包括內部光譜參考件的光學量測裝置。相關申請案
本申請案主張2019年8月27日申請且題為「包括內部光譜參考件的光學量測裝置」之美國臨時專利申請案第62/892,268號以及2020年8月20日申請且題為「包括內部光譜參考件的光學量測裝置」之美國非臨時專利申請案第16/947,849號的優先權，該申請案之內容以全文引用的方式併入本文中。
光學感測器裝置可用以擷取資訊。舉例而言，光學量測裝置可擷取與一組電磁頻率相關之資訊。光學量測裝置可包括擷取資訊之一組感測器元件（例如，光學感測器、光譜感測器及/或影像感測器）。舉例而言，感測器元件陣列可用以擷取與多個頻率相關之資訊。感測器元件陣列可與光學濾光片相關聯。光學濾光片可包括一或多個通道，該一或多個通道分別使特定頻率通過至感測器元件陣列之感測器元件。
在一些實施方案中，一種光學量測裝置包括：光源；發射光學件，其經組態以將由光源產生之光的第一部分導引至量測目標；收集光學件，其經組態以自量測目標接收光；光學導管，其經組態以將由光源產生之光的第二部分導引至光譜參考件；光譜參考件；感測器；及濾光片，其中：該濾光片之第一部分設置於收集光學件與感測器之第一部分之間；且該濾光片之第二部分設置於光譜參考件與感測器之第二部分之間。
在一些實施方案中，一種光學裝置包括：光源，其經組態以產生光，該光包括光之第一部分及光之第二部分；光譜參考件，其經組態以反射光之第二部分；光學感測器，其包含第一光學感測器部分及第二光學感測器部分；及光學濾光片，其包含第一光學濾光片部分及第二光學濾光片部分，其中：該第一光學濾光片部分經組態以接收與已由量測目標反射之光之第一部分相關聯的第一光束，且對該第一光束進行濾光並將其提供至第一光學感測器部分，且該第二光學濾光片部分經組態以接收與已由光譜參考件反射之光之第二部分相關聯的第二光束，且對該第二光束進行濾光並將其提供至第二光學感測器部分。
在一些實施方案中，一種使用者裝置包括光學量測封裝，該光學量測封裝包含：光源；光譜參考件，其經組態以將由光源產生之光之一部分的一定百分比反射至濾光片之一部分；感測器；及濾光片，其中該濾光片之該部分設置於該光譜參考件與感測器之一部分之間。
實例實施方案之以下詳細描述參看隨附圖式。不同圖式中之相同參考編號可識別相同或類似的元件。以下描述使用光譜儀作為實例。然而，本文所描述之技術、原理、程序及方法可與任何感測器一起使用，該感測器包括但不限於其他光學感測器及光譜感測器。
光學量測裝置可使用諸如發光二極體（light emitting diode；LED）之光源以照明量測目標（亦被稱作受測試樣本（sample under test；SUT）），從而量測量測目標。來自光源之光可反射離開量測目標且可由光學量測裝置之諸如影像感測器的感測器接收，該感測器允許光學量測裝置量測該量測目標。儘管光學量測裝置可最初被校準（例如，在裝配之後）以獲得對此等量測目標之準確量測結果，但光學量測裝置可隨後變得未校準。舉例而言，當在不同於最初校準光學量測裝置所在之參考溫度的溫度下操作時，該光源可能會經歷光譜功率分佈之移位。作為另一實例，在光學量測裝置之可操作壽命內，該光源可能會經歷自初始光譜功率分佈之光譜功率分佈的移位（例如，光源之效能可隨時間降級）。
為了考慮光源之光譜功率分佈的改變及對量測準確性之相關聯效應，可週期性地重新校準光學量測裝置。舉例而言，在實驗室環境中，光學量測裝置可使用光源以照明外部光譜參考件，諸如反射率標準，且光學量測裝置可基於與外部光譜參考件相關聯之所反射光的讀數而重新校準。然而，隨著光學量測裝置愈來愈多地併入至行動形狀因素中，諸如併入至獨立的行動形狀因素中或行動裝置（例如，行動使用者裝置，諸如行動電話）之一部分中，可能缺乏外部光譜參考件之可用性。此外，將光學量測裝置帶入實驗室環境以用於週期性重新校準可為不便利或不可行的，此可導致經不良校準之光學量測裝置提供不正確的量測判定。此外，即使在可能時，亦可能不頻繁執行基於實驗室之重新校準，此可能會導致在重新校準程序之間光源之光譜功率分佈發生少量漂移。儘管此漂移可為小的，但此漂移可導致依賴於量測結果之高度準確性的光學量測裝置中之不正確判定。
本文中所描述之一些實施方案提供具有內部光譜參考件之光學量測裝置。舉例而言，光學量測裝置可包括用於波長及/或照明校準之內部光譜參考件。該光譜參考件可安置於由光學量測裝置之光源進行的光發射之路徑之一部分內，以使得能夠在光學量測裝置正量測量測目標時擷取及反射由光源發射之光之一部分。因此，光學量測裝置可在每次光學量測裝置獲得與量測目標相關聯之量測讀數時獲得光譜參考件讀數，且因此光學量測裝置可使用光譜參考件讀取以判定量測目標之準確量測結果。
以此方式，可針對由光學量測裝置判定之每一量測結果而重新校準光學量測裝置，此增加光學量測裝置在光學量測裝置之整個操作壽命期間的量測準確性。此消除對外部光譜參考件之需要及/或在實驗室環境中週期性地重新校準光學量測裝置之需要。另外，因為與量測目標相關聯之每一量測讀數一起獲得參考光譜讀數，所以可判定量測目標之準確量測結果而無關於與操作光學量測裝置相關聯之改變條件（例如，光源之光譜功率分佈漂移、光學量測裝置之溫度改變及/或其類似者）。
圖1為說明實例光學量測裝置100之側視圖的圖式。如圖1中所展示，實例光學量測裝置100包括印刷電路板（printed circuit board；PCB）102、光源104、發射光學件106、收集光學件108、覆蓋構件110、光學濾光片112（例如，包含第一光學濾光片部分112-1及第二光學濾光片部分112-2）、感測器114（例如，包含第一感測器部分114-1及第二感測器部分114-2）、光譜參考件116、背襯構件118、阻隔構件120、一或多個障壁122及光學導管124。如圖1中所展示，實例光學量測裝置100可包括三個區：發射區（例如，與光源104及/或發射光學件106相關聯）、收集區（例如，與收集光學件108、第一光學濾光片部分112-1及/或第一感測器部分114-1相關聯）及光譜參考區（例如，與第二光學濾光片部分112-2、第二感測器部分114-2、光譜參考件116及/或光學導管124相關聯）。實例光學量測裝置100可經組態以用光學方式量測量測目標126（例如，在實例光學量測裝置100外部，如圖1中所展示）。
光源104及感測器114可附接及/或安裝至PCB 102。光源104可包括能夠產生光之裝置。舉例而言，光源104可包括發光二極體（LED），諸如磷光體LED。光源104可經組態以提供特定範圍（例如，與可見光、紅外光及/或其類似者相關聯）內之光。舉例而言，磷光體LED可提供在700奈米至1100奈米之範圍內的光，其可使得能夠基於近紅外線（NIR）範圍內之光進行感測（例如，藉由感測器114）。
在一些實施方案中，光源104可包括複數個LED。在此狀況下，複數個LED中之第一LED可與不同於複數個LED中之第二LED的光譜範圍相關聯。此可使得能夠使用複數個LED定址窄光譜範圍，而非使用單個LED定址寬光譜範圍。
在一些實施方案中，光源104可包括調變LED。舉例而言，光源104可包括單個調變LED或複數個調變LED。當光源104包括一或多個調變LED時，實例光學量測裝置100或與實例光學量測裝置100相關聯之裝置可調變光源104之電源供應器。相比連續波LED，使用調變LED可使得能夠將LED驅動至較高功率。此外，調變可改善使用來自調變LED之光執行的感測之信雜比特性。
由光源104產生之光可朝向發射光學件106及光學導管124發射。光之第一部分可由發射光學件106接收，且光之第二部分可由光學導管124接收。如本文中進一步詳細地描述，光之第一部分可自實例光學量測裝置100之發射區發射，可由量測目標126反射及/或透射反射，且可由實例光學量測裝置100之收集區接收（例如，以用光學方式量測量測目標126），且光之第二部分可自實例光學量測裝置100之發射區透射至實例光學量測裝置100之光譜參考區（例如，以提供參考量測從而改善量測目標126之量測準確性）。
發射光學件106可接近於光源104（例如，附接及/或安裝至光源104，靠近光源104及/或其類似者）以允許發射光學件106接收由光源104產生之光的第一部分。發射光學件106可包括透鏡、窗口、光學漫射體、光學濾光片、孔徑光闌、反射光學元件、繞射光學元件、折射光學元件及/或其類似者。在一些實施方案中，發射光學件106可經組態以接收由光源104發射之光的第一部分且將其導向量測目標126。
光之第一部分可經由覆蓋構件110自發射光學件106透射至量測目標126。覆蓋構件110可包括透鏡、窗口、光學漫射體、光學濾光片、孔徑光闌、反射光學元件、繞射光學元件、折射光學元件及/或其類似者。在一些實施方案中，覆蓋構件110可經組態以接收光之第一部分且將其導向量測目標126。
光之第一部分（例如，在自光源104且經由發射光學件106及/或及覆蓋構件110透射之後）可透射至量測目標126（例如，穿過空氣）且可由量測目標126反射及/或透射反射。覆蓋構件110可經組態以接收光之所反射及/或所透射反射之第一部分（在下文中被稱作「量測光」），且將量測光導引至收集光學件108。
在一些實施方案中，收集光學件108可包括透鏡、窗口、光學漫射體、光學濾光片、孔徑光闌、反射光學元件、繞射光學元件、折射光學元件及/或其類似者。收集光學件108可經組態以接收量測光（例如，自覆蓋構件110）且將量測光導引至光學濾光片112。舉例而言，收集光學件108可經組態以接收量測光且將其導引至第一光學濾光片部分112-1。
光學濾光片112可包括光譜濾光片、多光譜濾光片、光學干涉濾光片、帶通濾光片、阻擋濾光片、長波通濾光片、短波通濾光片、二向色濾光片、線性漸變濾光片（linear variable filter；LVF）、圓形漸變濾光片（circular variable filter；CVF）、法布里-珀羅（Fabry-Perot）濾光片（例如，法布里-珀羅空腔濾光片）、拜耳（Bayer）濾光片、電漿子濾光片（plasmonic filter）、光子晶體濾光片、奈米結構及/或超材料濾光片、吸收性濾光片（例如，包含有機染料、聚合物、玻璃及/或其類似者），及/或其類似者。光學濾光片112可使一或多個光波長通過以供感測器114感測。在一些實施方案中，光學濾光片112可包括經組態以使各別光譜範圍通過至感測器114之多個不同濾光片。
如圖1中所展示，光學濾光片112可包含第一光學濾光片部分112-1及第二光學濾光片部分112-2。與實例光學量測裝置100之收集區相關聯的第一光學濾光片部分112-1可經組態以接收由發射光學件106透射之量測光，且可使量測光之一或多個波長通過至感測器114。舉例而言，第一光學濾光片部分112-1可經組態以接收量測光，且可使量測光之一或多個波長通過至第一感測器部分114-1。在本文中進一步詳細地描述與實例光學量測裝置100之光譜參考區相關聯的第二光學濾光片部分112-2（例如，與光之第二部分相關）。
感測器114包括能夠執行對導向感測器114（例如，經由第一光學濾光片部分112-1及/或第二光學濾光片部分112-2）之光之量測的裝置，諸如光學感測器、光譜感測器、影像感測器及/或其類似者。感測器114可利用一或多種感測器技術，諸如互補金屬氧化物半導體（complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS）技術、電荷耦合裝置（charge-coupled device；CCD）技術及/或其類似者。在一些實施方案中，感測器114可包括多個感測器元件（例如，感測器元件之陣列，在本文中亦被稱作感測器陣列），其各自經組態以獲得資訊。舉例而言，感測器元件可提供入射於感測器元件上之光之強度的指示（例如，強度之作用/非作用或更細粒度指示）。
如圖1中所展示，感測器114可包含第一感測器部分114-1及第二感測器部分114-2。與實例光學量測裝置100之收集區相關聯的第一感測器部分114-1可經組態以接收及量測由第一光學濾光片部分112-1濾光之量測光。在本文中進一步詳細地描述與實例光學量測裝置100之光譜參考區相關聯的第二感測器部分114-2（例如，與光之第二部分相關）。
如上文所描述，由光源104產生之光的第二部分可由光學導管124接收。光學導管124可接近於光源104（例如，附接及/或安裝至光源104，靠近光源104以允許光學導管124接收由光源104產生之光的第二部分，及/或其類似者）。光學導管124可包括光導、光管及/或任何其他類型之光學結構，以透射光。在一些實施方案中，光學導管124可經組態以接收由光源104發射之光的第二部分且將其透射至光譜參考件116。
光譜參考件116可包括反射入射於反射體上之光之特定百分比（例如，99%、80%、50%、20%、10%及/或其類似者）的反射體。在一些實施方案中，光譜參考件116可包括符合諸如漫反射標準板反射標準（Spectralon reflection standard；SRS）之標準的反射標準。另外或替代地，光譜參考件116可為部分透射及/或部分吸收的，使得光譜參考件116僅反射入射於光譜參考件116上且不被光譜參考件116透射及/或吸收之光的特定百分比。以此方式，光譜參考件116可經組態以朝向光學濾光片112（例如，第二光學濾光片部分112-2）反射光之第二部分（例如，以特定百分比）。
在一些實施方案中，背襯構件118可接近於光譜參考件116（例如，附接及/或安裝至光譜參考件116，安置於光譜參考件116上，及/或其類似者）。在一些實施方案中，背襯構件118可經組態以吸收光之第二部分中未由光譜參考件116反射及/或透射及/或未導向光學濾光片112的一些或全部。另外或替代地，背襯構件118可經組態以反射光之第二部分中未由光譜參考件116透射及/或吸收及/或未導向光學濾光片112的一些或全部。以此方式，背襯構件118可防止光之第二部分中的一些或全部透射至量測目標126（例如，經由覆蓋構件110）且干擾實例光學量測裝置100對量測目標126之量測。
在一些實施方案中，光學導管124可經進一步組態以將光之所反射的第二部分（在下文中被稱作「參考光」）透射至第二光學濾光片部分112-2。替代地，參考光可經由空氣、另一光學導管及/或其類似者透射至第二光學濾光片部分112-2。
第二光學濾光片部分112-2可經組態以接收參考光且可使參考光之一或多個波長通過至感測器114。舉例而言，第二光學濾光片部分112-2可經組態以接收參考光且可使參考光之一或多個波長通過至第二感測器部分114-2。第二感測器部分114-2可經組態以接收及量測由第二光學濾光片部分112-2濾光之參考光。
在一些實施方案中，如圖1中所展示，第一光學濾光片部分112-1及第二光學濾光片部分112-2可藉由阻隔構件120分開。阻隔構件120可吸收及/或反射光，且可經組態以防止及/或減小由實例光學量測裝置100之收集區接收的光與由實例光學量測裝置100之光譜參考區接收的光彼此干擾的可能性。舉例而言，阻隔構件120可經組態以防止參考光經由第二光學濾光片部分112-2及/或第二感測器部分114-2透射至第一感測器部分114-1。作為另一實例，阻隔構件120可經組態以防止量測光經由第一光學濾光片部分112-1及/或第一感測器部分114-1透射至第二感測器部分114-2。
在一些實施方案中，一或多個障壁122可設置於實例光學量測裝置100之區之間。障壁122可吸收及/或反射光，且可經組態以防止及/或減小與實例光學量測裝置100之一個區相關聯的光透射至實例光學量測裝置100之另一區的可能性。舉例而言，如圖1中所展示，光學導管124可安置於障壁122上，該障壁可經組態以防止與光譜參考區相關聯之參考光自光譜參考區透射至發射區。作為另一實例，障壁122可安置於阻隔構件120上，且可經組態以防止量測光自收集區透射至光譜參考區及/或可經組態以防止參考光自光譜參考區透射至收集區。以此方式，一或多個障壁122可防止及/或減小以下情況之可能性：相關聯於一個區之光將與相關聯於另一區之光相互作用；相關聯於一個區之光將干擾相關聯於另一區之光；及/或其類似者。
在一些實施方案中，覆蓋構件110可附接及/或安裝至一或多個障壁122中之至少一者，該一或多個障壁可附接及/或安裝至PCB 102。以此方式，覆蓋構件110、至少一個障壁122及PCB 102可圍封諸如光源104、光學濾光片112、感測器114、光譜參考件116及/或其類似者（例如，如本文中所論述）之其他構件中之一或多者，以形成封裝（例如，光學量測封裝）。因此，實例光學量測裝置100之構件中的至少一些可在環境上密封於光學量測裝置之封裝內，以使得能夠執行量測而不會受其他光干擾，不會基於環境（例如，灰塵之存在、參考標準之化學改變及/或其類似者）而降級，及/或其類似者。
在一些實施方案中，發射光學件106、收集光學件108及/或覆蓋構件110可包含單個單體光學件結構。光學件結構可包括一或多個不同部分（例如，收集部分、光譜參考部分、發射部分及/或其類似者），其中每一部分分別經組態以促進光之發射、收集、反射及/或其類似者（例如，如本文中所描述）。此光學件結構可簡化實例光學量測裝置100之裝配及/或確保光學量測封裝之完整性。
如上文所指示，提供圖1作為實例。其他實例可不同於關於圖1所描述之實例。
圖2為說明一或多個光束如何透射穿過實例光學量測裝置100之圖式。如圖2中所展示，第一光束202可與光之第一部分相關聯（例如，上文所描述），且可自光源104發射並透射穿過發射光學件106及覆蓋構件110至量測目標126。第一光束202可由量測目標126反射及/或透射反射，且可透射穿過覆蓋構件110及收集光學件108至第一光學濾光片部分112-1（例如，作為量測光之部分）。第一光束202可由第一光學濾光片部分112-1濾光，且第一光束202之一或多個波長可通過至第一感測器部分114-1。第一感測器部分114-1可量測第一光束202之一或多個波長。
如圖2中進一步所展示，第二光束204可與光之第二部分相關聯（例如，如上文所描述），且可自光源104發射並透射穿過光學導管124至光譜參考件116。第二光束204可由光譜參考件116反射，且透射穿過光學導管124至第二光學濾光片部分112-2（例如，作為參考光之部分）。第二光束204可由第二光學濾光片部分112-2濾光，且第二光束204之一或多個波長可通過至第二感測器部分114-2。第二感測器部分114-2可量測第二光束204之一或多個波長。
以此方式，實例光學量測裝置100能夠同時獲得與量測目標126相關聯之光學讀數及與光譜參考件116相關聯之光學讀數。與實例光學量測裝置100相關聯之控制裝置（圖2中未圖示）可使用與光譜參考件116相關聯之光學讀數，以分析與量測目標126相關聯之光學讀數，從而判定量測目標126之準確光學量測結果。另外或替代地，控制裝置可基於與光譜參考件116相關聯之光學讀數重新校準實例光學量測裝置100，以允許實例光學量測裝置100基於由實例光學量測裝置100獲得之與量測目標126相關聯的一或多個額外光學讀數而準確地判定量測目標126之一或多個額外光學量測結果。
如上文所指示，提供圖2僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖2所描述之實例。
圖3A至圖3B為說明實例光學量測裝置100之光譜參考區的構件之替代組態之實例300的圖式。如圖3A中所展示，光譜參考區可能不包括光學導管124。如圖3A進一步所展示，光譜參考件116可包括複數個光譜參考部分302，其中每一光譜參考部分302與特定反射率相關聯。舉例而言，第一光譜參考部分302可與99%反射率相關聯，第二光譜參考部分302可與80%反射率相關聯，第三光譜參考部分302可與60%反射率相關聯，等等。
如圖3A中進一步所展示，第一光束304（例如，與光之第二部分相關聯）可自光源104發射且透射穿過空氣至光譜參考件116。第一光束304可由光譜參考件116之特定光譜參考部分302反射（例如，以與特定光譜參考部分302相關聯之反射率），且可透射穿過空氣至第二光學濾光片部分112-2。第一光束304可由第二光學濾光片部分112-2濾光。因此，經濾光之第一光束304的一或多個波長可傳遞至第二感測器部分114-2，該第二感測器部分可量測經濾光之第一光束304的一或多個波長。
如圖3A中進一步所展示，第二光束306（例如，與光之第二部分相關聯）可自光源104發射且透射穿過空氣至光譜參考件116。第二光束306可由光譜參考件116之不同光譜參考部分302反射（例如，以與不同光譜參考部分302相關聯之反射率），且可透射穿過空氣至第二光學濾光片部分112-2。第二光束306可由第二光學濾光片部分112-2濾光。因此，經濾光之第二光束306的一或多個波長可傳遞至第二感測器部分114-2，該第二感測器部分可量測經濾光之第二光束306的一或多個波長。
另外或替代地，如圖3B中所展示，光譜參考區可能不包括光學導管124。如圖3B中進一步所展示，第二光學濾光片部分112-2可包括複數個反射區域308，其中每一反射區域308與特定反射率相關聯。舉例而言，第一反射區域308可與99%反射率相關聯，第二反射區域308可與80%反射率相關聯，第三反射區域308可與60%反射率相關聯，等等。每一反射區域308可藉由將與特定反射率相關聯之反射塗層（例如，中性密度塗層）沈積於第二光學濾光片部分112-2上來達成。
如圖3B中進一步所展示，第三光束310（例如，與光之第二部分相關聯）可自光源104發射且透射穿過空氣至光譜參考件116。第三光束310可由光譜參考件116反射（例如，以高反射率，諸如大於或等於99%），且可透射穿過空氣至第二光學濾光片部分112-2之特定反射區域308。第三光束310之一部分可由特定反射區域308反射，且剩餘部分可由第二光學濾光片部分112-2濾光。因此，經濾光之第三光束310的一或多個波長可傳遞至第二感測器部分114-2，該第二感測器部分可量測經濾光之第三光束310的一或多個波長。
如圖3B中進一步所展示，第四光束312（例如，與光之第二部分相關聯）可自光源104發射且透射穿過空氣至光譜參考件116。第四光束312可由光譜參考件116反射（例如，以高反射率，諸如大於或等於99%），且可透射穿過空氣至第二光學濾光片部分112-2之不同反射區域308。第四光束312之一部分可由不同反射區域308反射，且剩餘部分可由第二光學濾光片部分112-2濾光。因此，經濾光之第四光束312的一或多個波長可傳遞至第二感測器部分114-2，該第二感測器部分可量測經濾光之第四光束312的一或多個波長。
以此方式，在圖3A或圖3B中所展示之任一組態中，實例光學量測裝置100能夠同時獲得與光譜參考件116及反射率之變化量相關聯的複數個光學讀數。因此，此情形可增加與實例光學量測裝置100相關聯之控制裝置能夠基於與光譜參考件116相關聯之光學讀數判定量測目標126之準確光學量測結果的可能性。
如上文所指示，提供圖3A至圖3B僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖3A至圖3B所描述之實例。
圖4為說明可包括實例光學量測裝置100之使用者裝置402之實例400的圖式。舉例而言，使用者裝置402可包括通信及/或計算裝置，諸如行動電話（例如，智慧型手機、無線電電話及/或其類似者）、膝上型電腦、平板電腦、手持型電腦、桌上型電腦、遊戲裝置、可穿戴式通信裝置（例如，智慧型腕錶、一副智慧型眼鏡及/或其類似者）、光譜儀，或類似類型之裝置。藉由減小實例光學量測裝置100之大小，相比與單體收集構件相關聯之光學量測裝置，實例光學量測裝置100可實施於較小使用者裝置402中或可在使用者裝置402中具有較小佔據面積。
如上文所指示，提供圖4作為實例。其他實例可不同於關於圖4所描述之實例。
前述揭示內容提供說明及描述，但不意欲為詳盡的或將實施方案限於所揭示之精確形式。可鑒於以上揭示內容進行修改及變化，或可自實施方案之實踐獲取修改及變化。
即使在申請專利範圍中敍述及/或在本說明書中揭示特徵之特定組合，此等組合仍不意欲限制各種實施方案之揭示內容。實際上，許多此等特徵可按在申請專利範圍中未具體敍述及/或在本說明書中未具體揭示之方式組合。儘管下文列出之每一附屬技術方案可直接取決於僅一個技術方案，但各種實施方案之揭示內容包括每一附屬技術方案結合技術方案集合中之每一其他技術方案。
本文中所使用之元件、動作或指令不應視為至關重要或必不可少的，除非如此明確地描述。又，如本文中所使用，詞「一（a及an）」意欲包括一或多個項目，且可與「一或多個」互換地使用。另外，如本文所使用，詞「該」意欲包括結合詞「該」所提及之一或多個項目，且可與「一或多個」互換地使用。此外，如本文中所使用，術語「集合」意欲包括一或多個項目（例如，相關項目、不相關項目、相關項目與不相關項目之組合等），且可與「一或多個」互換地使用。在預期僅一個項目之情況下，使用片語「僅一個」或類似語言。又，如本文中所使用，術語「具有（has/have/having）」或其類似者意欲為開放式術語。另外，除非另外明確地陳述，否則片語「基於」意欲意謂「至少部分地基於」。又，如本文中所使用，除非另外明確地陳述（例如，若結合「任一」或「僅……中之一者」使用），否則術語「或」在成系列使用時意欲為包括性的，且可與「及/或」互換地使用。
100:光學量測裝置 102:印刷電路板（PCB） 104:光源 106:發射光學件 108:收集光學件 110:覆蓋構件 112:光學濾光片 112-1:第一光學濾光片部分 112-2:第二光學濾光片部分 114:感測器 114-1:第一感測器部分 114-2:第二感測器部分 116:光譜參考件 118:背襯構件 120:阻隔構件 122:障壁 124:光學導管 126:量測目標 202:第一光束 204:第二光束 300:實例 302:光譜參考部分 304:第一光束 306:第二光束 308:反射區域 310:第三光束 312:第四光束 400:實例 402:使用者裝置
[圖1]為說明本文中所描述之實例光學量測裝置之側視圖的圖式。
[圖2]為說明一或多個光束如何透射穿過本文中所描述之實例光學量測裝置的圖式。
[圖3A]至[圖3B]為說明本文中所描述之實例光學量測裝置的光譜參考區之構件的替代組態之實例的圖式。
[圖4]為說明包括本文中所描述之實例光學量測裝置的使用者裝置之實例的圖式。
100:光學量測裝置
102:印刷電路板(PCB)
104:光源
106:發射光學件
108:收集光學件
110:覆蓋構件
112:光學濾光片
112-1:第一光學濾光片部分
112-2:第二光學濾光片部分
114:感測器
114-1:第一感測器部分
114-2:第二感測器部分
116:光譜參考件
118:背襯構件
120:阻隔構件
122:障壁
124:光學導管
126:量測目標
202:第一光束

Claims (20)

  1. 一種光學量測裝置，其包含： 光源； 發射光學件，其經組態以將由所述光源產生之光的第一部分導引至量測目標； 收集光學件，其經組態以自所述量測目標接收光； 光學導管，其經組態以將由所述光源產生之光的第二部分導引至光譜參考件； 所述光譜參考件； 感測器；及 濾光片，其中： 所述濾光片之第一部分設置於所述收集光學件與所述感測器之第一部分之間；且 所述濾光片之第二部分設置於所述光譜參考件與所述感測器之第二部分之間。
  2. 如請求項1之光學量測裝置，其中所述發射光學件及所述收集光學件各自包含以下各者中之至少一者： 透鏡； 窗口； 光學漫射體； 光學濾光片； 孔徑光闌； 反射光學元件； 繞射光學元件；或 折射光學元件。
  3. 如請求項1之光學量測裝置，其中所述光學導管包含以下各者中之至少一者： 光管；或 光導。
  4. 如請求項1之光學量測裝置，其中所述光譜參考件經組態以進行以下操作中之至少一者： 將入射於所述光譜參考件上之光的所述第二部分之第一百分比反射至所述濾光片之所述第二部分； 使入射於所述光譜參考件上之光的所述第二部分之第二百分比透射穿過所述光譜參考件；或 吸收入射於所述光譜參考件上之光的所述第二部分之第三百分比。
  5. 如請求項4之光學量測裝置，其中所述光學量測裝置進一步包含背襯構件，所述背襯構件經組態以進行以下操作中之至少一者： 吸收光之所述第二部分中未由所述光譜參考件反射或透射的一些或全部；或 反射光之所述第二部分中未由所述光譜參考件透射或吸收的一些或全部。
  6. 如請求項1之光學量測裝置，其中所述光譜參考件包含複數個光譜參考部分， 其中所述複數個光譜參考部分中之每一光譜參考部分經組態以將入射於所述光譜參考部分上之光的所述第二部分之特定百分比反射至所述濾光片之所述第二部分。
  7. 如請求項1之光學量測裝置，其中所述濾光片之所述第二部分包含複數個反射區域， 其中所述複數個反射區域中之每一反射區域經組態以將入射於所述反射區域上之光的所述第二部分之特定百分比反射遠離所述濾光片之所述第二部分。
  8. 如請求項7之光學量測裝置，其中所述濾光片之所述第二部分的所述複數個反射區域中之反射區域包括與反射率之特定量相關聯的中性密度塗層。
  9. 一種光學裝置，其包含： 光源，其經組態以產生光，所述光包括光之第一部分及光之第二部分； 光譜參考件，其經組態以反射所述光之第二部分； 光學感測器，其包含第一光學感測器部分及第二光學感測器部分；及 光學濾光片，其包含第一光學濾光片部分及第二光學濾光片部分，其中： 所述第一光學濾光片部分經組態以接收與已由量測目標反射之所述光之第一部分相關聯的第一光束，且對所述第一光束進行濾光並將其提供至所述第一光學感測器部分，且 所述第二光學濾光片部分經組態以接收與已由所述光譜參考件反射之所述光之第二部分相關聯的第二光束，且對所述第二光束進行濾光並將所述第二光束提供至所述第二光學感測器部分。
  10. 如請求項9之光學裝置，其中所述光源包含磷光體發光二極體。
  11. 如請求項9之光學裝置，其中所述光源包含複數個發光二極體。
  12. 如請求項9之光學裝置，其中所述光學濾光片包含以下各者中之至少一者： 光譜濾光片； 多光譜濾光片； 光學干涉濾光片； 帶通濾光片； 阻擋濾光片； 長波通濾光片； 短波通濾光片； 二向色濾光片； 線性漸變濾光片； 圓形漸變濾光片； 法布里-珀羅濾光片； 拜耳濾光片； 電漿濾光片； 光子晶體濾光片； 奈米結構或超材料濾光片；或 吸收性濾光片。
  13. 如請求項9之光學裝置，其中所述光學裝置密封於封裝內使得所述光源、所述光譜參考件、所述光學感測器及所述光學濾光片在所述封裝內部。
  14. 如請求項9之光學裝置，其中： 第一光學感測器部分及第一光學濾光片部分與所述光學裝置之第一區相關聯； 第二光學感測器部分及第二光學濾光片部分與所述光學裝置之第二區相關聯；且 所述光源與所述光學裝置之第三區相關聯， 其中所述光學裝置包括一或多個障壁以減小與一個區相關聯之光透射至另一區的可能性。
  15. 一種使用者裝置，其包含： 光學量測封裝，其包含： 光源； 光譜參考件，其經組態以將由所述光源產生之光之部分的百分比反射至濾光片之部分； 感測器；及 濾光片， 其中所述濾光片之所述部分設置於所述光譜參考件與所述感測器之部分之間。
  16. 如請求項15之使用者裝置，其中所述光源、所述光譜參考件、所述感測器及所述濾光片圍封於所述光學量測封裝內。
  17. 如請求項15之使用者裝置，其中所述光源經組態以發射在700奈米至1100奈米之波長範圍內的光。
  18. 如請求項15之使用者裝置，其中所述感測器包含以下各者中之至少一者： 光學感測器； 光譜感測器；或 影像感測器。
  19. 如請求項15之使用者裝置，其中所述光譜參考件包含複數個光譜參考部分， 其中所述複數個光譜參考部分中之特定光譜參考部分經組態以將光之所述部分的所述百分比反射至所述濾光片之所述部分。
  20. 如請求項15之使用者裝置，其中所述濾光片之所述部分包含複數個反射區域， 其中所述複數個反射區域中之每一反射區域經組態以將入射於所述反射區域上之光之所述部分的特定百分比反射至所述濾光片之所述部分的對應區域。
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