TWI787581B - 感測器裝置和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種裝置，其可基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光藉由對一感測器執行一採樣來判定一飛行時間量測值，其中該至少一個第一光譜濾光器與用於一飛行時間量測的一光譜範圍相關聯；判定關於該飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與該感測器或感測器裝置相對於一量測目標的一定向或一位置有關；基於判定關於該飛行時間量測值滿足該條件來觸發執行一光譜測定量測；及基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光且藉由對該感測器執行一採樣，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件對該量測目標執行該光譜測定量測。

Description

感測器裝置和使用方法
本申請案係關於一種感測器裝置以及一種該感測器裝置的使用方法。 ［相關申請案］
本申請案主張在2019年2月12日提交且標題為「感測器裝置和使用方法（SENSOR DEVICE AND METHOD OF USE）」的美國臨時專利申請案第62/804,609號的優先權，其內容以全文引用的方式併入本文中。
可以利用感測器裝置捕獲用於光譜測定分析的資訊。舉例而言，感測器裝置可以捕獲與一組電磁頻率有關的資訊。感測器裝置可以包括捕獲資訊的一組感測器元件（例如，光學感測器、光譜感測器及/或影像感測器）。例如，可以利用感測器元件陣列來捕獲與多個頻率有關的資訊。可以對與多個頻率有關的資訊執行分析以判定光譜測定資訊。
在一些態樣中，用於無線通信的裝置可以包括感測器。該裝置可包括至少一個第一光譜濾光器和至少一個第二光譜濾光器，其中該至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯，且其中該至少一個第二光譜濾光器與用於光譜測定量測的光譜範圍相關聯。裝置可以包括一或多個記憶體。該裝置可以包括一或多個處理器，該一或多個處理器通信地耦接至一或多個記憶體，以：使用該感測器基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來判定飛行時間量測值；及判定關於該飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置有關；基於判定關於該飛行時間量測值滿足該條件來觸發執行光譜測定量測；使用該感測器且基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件對量測目標執行光譜測定量測；及提供識別該光譜測定量測的資訊。
在一些態樣中，一種無線通信的方法可以包括：藉由感測器裝置且使用感測器基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來執行飛行時間量測，其中該至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯；藉由感測器裝置判定關於飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置有關；藉由感測器裝置使用感測器且基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件，對量測目標執行光譜測定量測；及藉由感測器裝置提供識別光譜測定量測的資訊。
根據一些態樣，一種非暫時性電腦可讀取媒體可以儲存用於無線通信的一或多個指令。一或多個指令，在由裝置的一或多個處理器執行時，可以致使該一或多個處理器：基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光藉由對感測器執行採樣來判定飛行時間量測值，其中至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯；判定關於該飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置有關；基於判定關於該飛行時間量測值滿足該條件來觸發執行光譜測定量測；及基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光且藉由對感測器執行採樣，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件對量測目標執行光譜測定量測。
以下對實例實施的詳細描述參考隨附圖式。不同圖式中之相同參考編號可以識別相同或相似元件。以下描述使用光譜儀為實例。然而，本文中所描述的校準原理、程序和方法可以與任何感測器一起使用，包括但不限於其他光學感測器和光譜感測器。
多光譜成像可用於捕獲橫跨整個電磁光譜的特定波長範圍內的影像資料。在一些狀況下，可以執行高光譜成像，與多光譜成像相比，高光譜成像可以使用更多的光譜帶及/或更緊密的光譜帶群組。然而，出於本文中所描述的實施的目的，「多光譜」和「高光譜」可互換使用。感測器裝置可以基於光譜測定分析技術使用多光譜成像資料來判定量測值。此一量測值可被稱為一光譜測定量測值。光譜測定量測值可用於各種目的，諸如用於材料的化學成分分析、水分含量判定、植被覆蓋率判定、植物健康、植物營養、人類健康評估等。
確保針對一光譜測定量測值恰當定位感測器裝置可能具有挑戰性。舉例而言，可以基於感測器裝置與量測目標的特定間隔來校準光譜測定量測，或光譜測定量測可能需要靜止感測器裝置。一些感測器裝置可以使用機械夾具來強制量測所需要的定位，諸如罩、光管、軸環、間隔件及/或類似物。然而，機械固定可能為大的，昂貴的及/或麻煩的，且對於某些類型的感測器裝置（諸如行動裝置（例如，智慧型電話））可能為不可行的。
本文中所描述的一些實施提供基於飛行時間（ToF）的技術，該技術用於判定將根據與感測器裝置的定向或位置有關的條件來執行光譜測定量測。例如，感測器裝置可以執行ToF量測以判定感測器裝置經恰當定位以進行欲由感測器裝置執行的光譜測定量測。感測器裝置可以判定感測器裝置經定位距量測目標恰當距離（例如，使用單個ToF量測值或多個ToF量測值），或可判定感測器裝置與量測目標恰當對齊（例如，使用多個ToF量測值來判定感測器裝置及/或量測目標的平面）。ToF量測可以基於由ToF濾光器進行過濾的光而執行，該ToF濾光器可以為用於光譜測定量測的光譜濾光器的進行設計以使與TOF量測相關聯的光通過的區域。在一些實施，可以在ToF量測之後對下一個可用讀數執行光譜測定量測。以此方式，感測器裝置可以基於ToF量測值根據與感測器裝置的定向或位置有關的條件來執行光譜測定量測。此可以改良光譜測定量測的準確性，且可以減少在定位感測器裝置中不一致的影響。此外，執行光譜測定量測可以減少或消除對機械固定裝置的依賴以恰當地定位感測器裝置，從而減小感測器裝置的大小、成本和重量。
圖1A及圖1B為本文中所描述的實例實施100的概述的圖。實例實施100係關於基於感測器裝置的ToF量測值來判定光譜測定量測值。如所示出，感測器裝置可以包括光譜測定濾光器105、一或多個ToF濾光器110-1及110-2（經示出為ToF濾光器A及ToF濾光器B）、感測器115、光源120及處理器125。結合圖1A描述感測器裝置以及感測器裝置的操作。結合圖1B描述基於感測器裝置的ToF量測值判定光譜測定量測值。
光譜測定濾光器105可包括光譜濾光器、多光譜濾光器、多通道光譜濾光器、帶通濾光器、阻擋濾光器、長波通濾光器、短波¬通濾光器、二向色濾光器、線性可變濾光器（LVF），圓形可變濾光器（CVF）、法布立-伯羅（Fabry-Perot）濾光器、拜耳濾光器等。光譜測定濾光器105可以使一或多個波長的光通過，以對量測目標130執行光譜測定量測。舉例而言，由光譜測定濾光器105通過的光可以在亞可見光波長範圍（例如，紫外線等），可見光波長範圍內（例如，紅色、綠色、藍色等），超可見光波長範圍（例如，紅外線、近紅外線，中紅外線等）或不同光譜範圍內。在一些實施中，光譜測定濾光器105可包括複數個濾光器。
ToF濾光器110可包括光譜濾光器、多光譜濾光器、帶通濾光器、阻擋濾光器、長波通濾光器、短波通濾光器、二向色濾光器、線性可變濾光器（LVF），圓形可變濾光器（CVF）、法布立-伯羅（Fabry-Perot）濾光器、拜耳濾光器等。ToF濾光器110可以使一或多個波長的光通過，以對量測目標130執行ToF量測。舉例而言，由ToF濾光器110通過的光可以在近紅外線範圍內或在另一範圍（例如，本文中所描述的波長範圍或本文中未描述的波長範圍）內。
在實例實施100中，存在兩個ToF濾光器110。在一些實施中，可以存在任何數目個ToF濾光器110。單個ToF濾光器110可以實現感測器裝置與量測目標130之間的距離的量測，而多個ToF濾光器110可以實現感測器裝置相對於量測目標130的定向的判定，如結合圖1B的更詳細描述。在一些實施中，ToF濾光器110可以為光譜濾光器105的一部分。舉例而言，光譜測定濾光器105和ToF濾光器110可以為單個濾光器或單個濾光器組，其經設計為使用於ToF量測和光譜測定量測的波長通過。在一些實施中，光譜測定濾光器105和ToF濾光器110可以為共面的。在一些實施中，光譜測定濾光器105和ToF濾光器110可以在不同的平面中。
感測器115包括能夠執行對經引導朝向感測器115的光的量測的裝置（例如，經由光譜測定濾光器105及/或ToF濾光器110），諸如光學感測器、光譜感測器、影像感測器及/或光學感測器等。舉例而言，感測器115可以對經引導朝向感測器115的光執行感測器量測。感測器115可以利用一或多種感測器技術，諸如互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術、電荷耦接裝置（CCD）技術等。感測器115可以包括多個感測器元件（例如，被稱為感測器陣列的感測器元件陣列），每一感測器元件經組態以獲取資訊。舉例而言，感測器元件可以提供入射在感測器元件上的光的強度的指示（例如，有效/無效或強度的更細粒度指示）。使用此等指示，感測器裝置可以判定ToF量測值及/或光譜測定量測值，如本文中別處更詳細地描述。在一些實施中，感測器115可以包括多個不同的感測器（例如，用於光譜測定量測的一或多個第一感測器和用於ToF量測的一或多個第二感測器）。
光源120可以提供用於光譜測定量測及/或ToF量測的光。舉例而言，光源120可以包括雷射、發光二極體等。在一些實施中，諸如在實例實施100中，單個光源120可以為光譜測定量測和ToF量測提供光。此可以減少與提供多個不同光源相關聯的成本、大小和複雜性。在一些實施中，各別單獨的光源120可以提供用於光譜測定量測和ToF量測的光。此可以在用於ToF量測的光源120經截波或脈衝化以進行ToF量測時實現更準確或連續地判定光譜測定量測值。此處，感測器115和濾光器105/110經示出在量測目標130與光源120之間。然而，在一些實施中，感測器115和濾光器105/110可能不在量測目標130與光源120之間。
如結合圖1B更詳細地描述，處理器125可執行與判定ToF量測值及/或光譜測定量測值有關的操作。作為一個實例，且如參考編號135和140所示出，處理器125可以分別使用ToF濾光器A及B判定一或多個ToF量測值（經示出為ToFA 和ToFB ）。處理器125可以使用感測器115且基於由光源120透射的光來判定ToF量測值。舉例而言，處理器125可以使用與ToF濾光器110相關聯的感測器115的區域來識別由光源120透射的光的特定圖案或強度。處理器125可以基於光的透射時間和偵測到特定圖案或強度的時間來判定光的ToF。舉例而言，處理器125可以基於光在由光源120透射之後經由ToF濾光器A接收的時間來判定ToFA ，且可以基於在光由光源120透射之後由ToF濾光器B接收的時間來判定ToFB 。在一些實施中，ToFA 和ToFB 可以與不同的波長相關聯。在一些實施中，ToFA 和ToFB 可以與相同波長相關聯。
如圖1B中所示出，且由參考編號145示出，處理器125可以使用感測器115以及ToF濾光器A和B判定ToFA 和ToFB 。舉例而言，處理器125可以使用ToF技術基於由光源120發射並由ToF濾光器A和B過濾的光來判定ToFA 和ToFB 。在一些實施中，處理器125可以執行對感測器115的一或多個採樣以判定ToFA 及/或ToFB 。舉例而言，處理器125可以週期性地執行對感測器115的採樣，以便識別與用於ToFA 及/或ToFB 的光相關聯的信號。在一些實施中，處理器125可執行感測器115的與ToF濾光器1及/或ToF濾光器B相對應（例如，與其重疊、與其共同延伸、由其覆蓋等）的區域的樣本。
如由參考編號150所示出，處理器125可基於ToFA 及ToFB 判定滿足一或多個ToF條件。舉例而言，處理器125可以基於ToFA 及/或ToFB 判定滿足感測器裝置及/或感測器115相對於量測目標130的定向或位置的條件。在一些實施中，處理器125可以判定滿足感測器115相對於量測目標130的位置的條件。舉例而言，當ToF值（例如，ToFA 、ToFB ，等）在指示感測器115距量測目標130特定距離（或在特定距離的可接受範圍內）的特定範圍內，則處理器125可以判定滿足條件。在一些實施中，處理器125可以判定滿足感測器115或感測器裝置相對於量測目標130的定向的條件。舉例而言，處理器125可以基於兩個或多於兩個ToF量測值來判定滿足感測器裝置及/或感測器115的定向的條件。舉例而言，當兩個或多於兩個ToF量測值中之每一ToF量測值在彼此的臨限值範圍內時，可以滿足條件。此可以指示感測器裝置及/或感測器115大約平行於量測目標130。
如參考編號155所示出，處理器125可以基於滿足一或多個ToF條件來執行光譜測定量測。舉例而言，處理器125可以執行對與光譜測定量測相關聯的感測器115及/或感測器115的區域的採樣，以判定用於光譜測定量測的影像資料，且可以分析影像資料以判定光譜測定量測。在一些實施中，處理器125可以基於滿足一或多個ToF條件來觸發執行光譜測定量測。在一些實施中，光譜測定量測可係關於量測目標130的光譜簽章，量測目標130的化學組合物等。在一些實施中，感測器裝置可基於光譜測定量測判定個人的特性（例如，健康特性、心率、血氧水準，血糖水準，活性水準等）等。
如參考編號160所示出，在一些狀況下，處理器125可以基於一或多個ToF量測值來調整光譜測定量測。舉例而言，處理器125可以基於一或多個ToF量測值來增加、修改或改變光譜測定量測。作為更特定實例，處理器125可以判定一或多個ToF量測值指示相對於量測目標130的定向偏移（例如，角度偏移等），且可以將變換應用於光譜測定量測以鑒於定向偏移改良準確度。作為另一實例，處理器125可以判定感測器裝置或感測器115的速度（speed或velocity），且可以基於該速度來調整光譜測定量測。另外或替代地，處理器125可以提供一或多個ToF量測值和光譜測定量測值。舉例而言，處理器125可以提供一或多個ToF量測值和光譜測定量測值以供顯示，由另一裝置等處理。
在一些實施中，處理器125可以在光譜測定量測之後判定ToF量測值。舉例而言，處理器125可以執行光譜測定量測然後執行ToF量測。此可能有助於判定光譜測定量測的有效性。例如，ToF量測可以提供是否過快地將感測器115自光譜測定量測的理想條件移除的指示。在一些實施中，處理器125可以在光譜測定量測之前和之後判定多個ToF量測值，以判定在光譜掃描之前和之後的影像感測器裝置的速度。此對於判定光譜測定量測的準確性或基於速度調整光譜測定量測可能為有用的。
如上文所指示，圖1A及圖1B僅提供作為一或多個實例。其他實例可以與關於圖1A及圖1B所描述的實例不同。
圖2為本文中所描述的光譜濾光器200的實例的圖。在圖2中，與圖1A和圖1B中所示出的側視圖相反，以正面的方式示出頻譜濾光器200。如所示出，光譜濾光器200可包括一或多個光譜測定濾光器105（結合圖1A和圖1B更詳細地描述）和一或多個ToF濾光器110-1至110-N（亦結合圖1A和圖1B更詳細地描述）。在一些實施中，頻譜濾光器200可以包括單個ToF濾光器110。此可以使得能夠使用單個ToF濾光器110來量測感測器裝置距量測目標（例如，量測目標130）的距離。在一些實施中，頻譜濾光器200可以包括兩個ToF濾光器110（例如，在空間上分佈）。此可以使得能夠圍繞軸線（例如，與連接兩個ToF濾光器110的軸線共面且正交的軸線）量測感測器裝置相對於量測目標的定向。在一些實施中，光譜濾光器200可以包括在空間上分佈的三個或多於三個ToF濾光器110，如圖2中所示出。只要三個或多於三個ToF濾光器110未全部放置在共同軸線上，上述情形可以實現圍繞兩個軸線（例如，光譜濾光器200的平面中之兩個軸線）量測感測器裝置相對於量測目標的定向。
因此，可以基於一或多個ToF濾光器110的位置，使用一或多個ToF濾光器110來判定位置及/或定向資訊。舉例而言，一或多個ToF濾光器110可以在空間上分佈以允許基於經由一或多個ToF濾光器110通過的光來判定定向。如上文所解釋，上述情形使得能夠更準確地判定光譜測定量測值，而不會相應增加感測器裝置的大小、重量或複雜性。
如上文所指示，圖2為僅提供作為實例。其他實例可能與關於圖2所描述的實例不同。
圖3為其中可以實施本文中所描述的系統及/或方法的實例環境300的圖。如圖3中所示出，環境300可以包括控制裝置310、感測器裝置320，和網路330。環境300的裝置可以經由有線連接、無線連接或有線和無線連接的組合進行互連。
控制裝置310包括一或多個能夠儲存、處理及/或路由與多光譜感測相關聯的資訊的裝置。舉例而言，控制裝置310可以包括伺服器、電腦、可穿戴裝置、雲端計算裝置等。在一些實施中，控制裝置310可以與特定感測器裝置320相關聯。在一些實施中，控制裝置310可以與多個感測器裝置320相關聯。在一些實施中，控制裝置310可以自環境300中之另一裝置（諸如感測器裝置320）接收資訊及/或向其傳輸資訊。
感測器裝置320包括能夠執行對經引導朝向感測器裝置320的光執行量測的裝置。舉例而言，感測器裝置320可以包括影像感測器、多光譜感測器、光譜感測器等，其可以對經引導朝向感測器裝置320的光執行感測器量測。感測器320可以利用一或多種感測器技術，諸如互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術、電荷耦接裝置（CCD）技術等。感測器裝置320可以能夠執行ToF量測（例如，基於經由感測器裝置320的特定濾光器或濾光器區域等通過的光使用感測器裝置320的感測器的區域）。
網路330包括一或多個有線及/或無線網路。舉例而言，網路330可以包括蜂巢式網路（例如，長期演進（LTE）網路、分碼多重存取（CDMA）網路、3G網路、4G網路、5G網路，另一類型的下一代網路等），公用地域行動網路（PLMN）、區域網路（LAN）、廣域網路（WAN）、都會區域網路（MAN）、電話網路（例如，公共交換電話網路（PSTN）），私人網路，臨機網路、內部網路、網際網路、基於光纖的網路，雲端計算網路等，及/或此等或其他類型網路的組合。
提供圖3中所示出的裝置和網路的數目和配置作為實例。實際上，與圖3中所示出的裝置及/或網路相比，可能存在額外裝置及/或網路、更少的裝置及/或網路、不同的裝置及/或網路，或配置不同的裝置及/或網路。此外，可以在單個裝置內實施圖3中所示出的兩個或多於兩個裝置，或可以將圖3所示出的單個裝置實施為多個分散裝置。另外或替代地，環境300的一組裝置（例如，一或多個裝置）可以執行被描述為由環境300的另一組裝置執行的一或多個功能。
圖4為裝置400的實例組件的圖。裝置400可以對應於控制裝置310及/或感測器裝置320。在一些實施中，控制310及/或感測器裝置320可以包括一或多個裝置400及/或裝置400的一或多個組件。如圖4中所示出，裝置400可以包括匯流排410、處理器420、記憶體430、儲存組件440、輸入組件450、輸出組件460及通信介面470。
匯流排410包括准許裝置400的多個組件之間進行通信的組件。處理器420以硬體、韌體及/或硬體與軟體的組合來實施。處理器420為中央處理單元（CPU）、圖形處理單元（GPU）、加速處理單元（APU）、微處理器、微控制器、數位信號處理器（DSP）、場可程式化閘陣列（FPGA）、特殊應用積體電路（ASIC）或其他類型的處理組件。在一些實施中，處理器420包括一或多個能夠經程式化以執行功能的處理器。記憶體430包括一或多個記憶體，諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）及/或儲存資訊及/或指令以供處理器420使用的另一類型的動態或靜態儲存裝置（例如，快閃記憶體、磁記憶體及/或光學記憶體）。處理器420的一個例子為結合圖1A和圖1B所示出和描述的處理器125。
儲存組件440儲存與裝置400的操作和使用有關的資訊及/或軟體。舉例而言，儲存組件440可包括硬碟（例如，磁碟、光碟及/或磁光碟）、固態硬碟機（SSD）、光碟（CD）、數位多功能光碟（DVD）、軟碟、卡匣、磁帶及/或另一類型的非暫時性電腦可讀取媒體，以及對應磁碟機。
輸入組件450包括准許裝置400諸如經由使用者輸入（例如，觸摸螢幕顯示器、鍵盤、小鍵盤、滑鼠、按鈕、開關及/或麥克風）接收資訊的組件。另外或替代地，輸入組件450可以包括用於判定位置的組件（例如，全球定位系統（GPS）組件）及/或感測器（例如，加速度計、陀螺儀、致動器、另一類型的位置或環境感測器等）。輸出組件460包括提供來自裝置400的輸出資訊的組件（例如，經由顯示器、揚聲器、觸覺回饋組件、音訊或視覺指示器等）。
通信介面470包括類收發器組件（例如，收發器、分離接收器、分離發射器及/或類似物），其使得裝置400能夠諸如經由有線連接、無線連接或有線和無線連接的組合與其他裝置通信。通信介面470可以准許裝置400自另一裝置接收資訊及/或向另一裝置提供資訊。舉例而言，通信介面470可以包括乙太網路介面、光介面、同軸介面、紅外線介面、射頻（RF）介面、通用串列匯流排（USB）介面、Wi-Fi介面、蜂巢式介面等。
裝置400可以執行本文中所描述的一或多個過程。裝置400可基於處理器420執行由非暫時性電腦可讀取媒體（諸如記憶體430及/或儲存組件440）儲存的軟體指令來執行此等過程。如本文中所使用，術語「電腦可讀取媒體」係指非暫時性記憶體裝置。記憶體裝置包括單個物理儲存裝置內的記憶體空間或橫跨在多個物理儲存裝置分佈的記憶體空間。
可以經由通信介面470將軟件指令自另一電腦可讀取媒體或另一裝置讀取至記憶體430及/或儲存組件440中。當執行時，儲存在記憶體430及/或儲存組件440中之軟件指令可以使處理器420執行本文中所描述的一或多個過程。另外或替代地，可以使用硬體電路代替軟體指令或與其結合使用，以執行本文中所描述的一或多個過程。因此，本文中所描述的實施不限於硬體電路和軟體的任何特定組合。
作為實例提供圖4中所示出的組件的數目和配置。實際上，較之圖4中所示出的彼等組件，裝置400可以包括額外組件、更少的組件、不同組件或經不同配置的組件。另外或替代地，裝置400的一組組件（例如，一或多個組件）可以執行被描述為由裝置400的另一組組件執行的一或多個功能。
圖5為用於基於飛行時間量測值執行光譜測定量測的實例過程500的流程圖。在一些實施中，圖5的一或多個處理區塊可以由感測器裝置（例如，圖1的感測器裝置，感測器裝置320等）執行。在一些實施中，圖5的一或多個處理區塊可以由與感測器裝置分離或包括感測器裝置的另一裝置或裝置群組（諸如控制裝置（例如，控制裝置310））來執行。
如圖5中所示出，過程500可以包括使用感測器基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來判定飛行時間量測值（區塊510）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、感測器115等）可基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來判定飛行時間量測值。在一些實施中，至少一個第一光譜濾光器可以為ToF濾光器（例如，ToF濾光器110），如本文中別處更詳細地描述。在一些實施中，感測器裝置可以包括至少一個第二光譜濾光器。在一些實施中，至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯，且至少一個第二光譜濾光器與用於光譜測定量測的光譜範圍相關聯。
如圖5中進一步所示出，過程500可以包括判定關於飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置有關（區塊520）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125或處理器420）可以判定關於ToF量測值滿足一條件。該條件可以係關於感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置。
如圖5中進一步所示出，過程500可以包括基於判定關於飛行時間量測值滿足該條件而觸發執行光譜測定量測（區塊530）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125或處理器420）可以觸發執行光譜測定量測。感測器裝置可基於判定關於ToF量測值滿足該條件而觸發執行光譜測定量測。
如圖5中進一步所示出，過程500可以包括使用感測器且基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光，基於關於飛行時間量測值滿足該條件，對量測目標執行光譜測定量測（區塊540）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、感測器115等）可基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光來執行光譜測定量測。感測器裝置可以使用感測器來執行光譜測定量測。感測器裝置可以基於關於ToF量測值滿足該條件來執行光譜測定量測。
如圖5中進一步所示出，過程500可以包括提供識別光譜測定量測的資訊（區塊550）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、輸出組件460等）可以提供識別光譜測定量測的資訊。在一些實施中，感測器裝置可以儲存識別光譜測定量測的資訊。在一些實施中，感測器裝置可以向使用者提供識別光譜測定量測的資訊（例如，經由使用者介面或與感測器裝置相關聯的顯示器）。
過程500可以包括額外實施，諸如下文及/或結合本文中別處所描述的一或多個其他過程所描述的任何單獨實施或實施的任何組合。
在第一實施中，至少一個第一光譜濾光器包含與至少一個第二光譜濾光器在平面中之複數個第一光譜濾光器。在第二實施中，單獨地或與第一實施組合，至少一個第一光譜濾光器包含在空間上分佈的複數個第一光譜濾光器，以允許基於經由複數個第一光譜濾光器通過的光來判定定向。在第三實施中，單獨地或與第一和第二實施中之一或多者組合，飛行時間量測值為第一飛行時間量測值，且感測器裝置進一步在光譜測定量測之後判定第二飛行時間量測值，且基於第二飛行時間量測值來判定感測器裝置的速度或經更新定向或位置。在第四實施中，單獨地或與第一至第三實施中之一或多者組合，該至少一個第一光譜濾光器包含單個光譜濾光器，且基於經由該單個光譜濾光器通過的光來判定定向或位置。
在第五實施中，單獨地或與第一至第四實施中之一或多者組合，感測器裝置可以基於飛行時間量測值來修改光譜測定量測。在第六實施中，單獨地或與第一至第五實施中之一或多者組合，感測器裝置可以自感測器獲得資料的第一樣本；且基於觸發的光譜測定量測自感測器獲得第二資料樣本。在第七實施中，單獨地或與第一至第六實施中之一或多者組合，第一樣本與第二樣本的間隔小於大約十毫秒。在第八實施中，單獨地或與第一至第七實施中之一或多者組合，第一樣本與感測器的一或多個第一像素區域相關聯，且第二樣本與感測器的一或多個第二像素區域相關聯。
儘管圖5示出過程500的實例區塊，但在一些實施中，較之圖5中所描繪的彼等區塊，過程500可以包括額外區塊、更少區塊、不同區塊或不同配置區塊。另外地或替代地，可以並行執行過程500的區塊中之兩者或多於兩者。
圖6為用於基於飛行時間量測值執行光譜測定量測的實例過程600的流程圖。在一些實施中，圖6的一或多個處理區塊可以由感測器裝置（例如，圖1的感測器裝置，感測器裝置320等）執行。在一些實施中，圖6的一或多個處理區塊可以由與感測器裝置分離或包括感測器裝置的另一裝置或裝置群組（諸如控制裝置（例如，控制裝置310））來執行。
如圖6中所示出，過程600可以包括使用感測器基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來執行飛行時間量測，其中至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯（區塊610）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、感測器115等）可基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來執行飛行時間量測值。在一些實施中，至少一個第一光譜濾光器可以為ToF濾光器（例如，ToF濾光器110），如本文中別處更詳細地描述。在一些實施中，感測器裝置可以包括至少一個第二光譜濾光器。在一些實施中，至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯，且至少一個第二光譜濾光器與用於光譜測定量測的光譜範圍相關聯。
如圖6中進一步所示出，過程600可以包括判定關於飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置有關（區塊620）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125或處理器420）可以判定關於ToF量測值滿足一條件。該條件可以係關於感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置。
如圖6中進一步所示出，過程600可以包括使用感測器且基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光，基於關於飛行時間量測值滿足該條件，對量測目標執行光譜測定量測（區塊630）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、感測器115等）可基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光來執行光譜測定量測。感測器裝置可以使用感測器來執行光譜測定量測。感測器裝置可以基於關於ToF量測值滿足該條件來執行光譜測定量測。
如圖6中進一步所示出，過程600可以包括提供識別光譜測定量測的資訊（區塊640）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、輸出組件460等）可以提供識別光譜測定量測的資訊。在一些實施中，感測器裝置可以儲存識別光譜測定量測的資訊。在一些實施中，感測器裝置可以向使用者提供識別光譜測定量測的資訊（例如，經由使用者介面或與感測器裝置相關聯的顯示器）。
過程600可以包括額外實施，諸如下文及/或結合本文中別處所描述的一或多個其他過程所描述的任何單獨實施或實施的任何組合。
在第一實施中，經由至少一個第一光譜濾光器接收的光和經由至少一個第二光譜濾光器接收的光來自相同的光源。在第二實施中，單獨地或與第一實施組合，經由至少一個第一光譜濾光器接收的光和經由至少一個第二光譜濾光器接收的光來自不同的光源。在第三實施中，單獨地或與第一和第二實施中之一或多者組合，至少一個第一光譜濾光器包含與至少一個第二光譜濾光器在平面中之複數個第一光譜濾光器。在第四實施中，單獨地或與第一至第三實施中之一或多者組合，至少一個第一光譜濾光器包含在空間上分佈的複數個第一光譜濾光器，以允許基於經由複數個第一光譜濾光器通過的光來判定定向。在第五實施中，單獨地或與第一至第四實施中之一或多者組合，該條件與感測器是否平行於量測目標的表面有關。在第六實施中，單獨地或與第一至第五實施中之一或多者組合，至少一個第一光譜濾光器包括複數個光譜濾光器。感測器裝置可以對與複數個光譜濾光器相對應的複數個波長執行飛行時間量測。在第七實施中，單獨地或與第一至第六實施中之一或多者組合，該條件係關於感測器裝置與量測目標之間的臨限值距離。
儘管圖6示出過程600的實例區塊，但在一些實施中，較之圖6中所描繪的彼等區塊，過程600可以包括額外區塊、更少區塊、不同區塊或不同配置區塊。另外地或替代地，可以並行執行過程600的區塊中之兩者或多於兩者。
圖7為用於基於飛行時間量測值執行光譜測定量測的實例過程700的流程圖。在一些實施中，圖7的一或多個處理區塊可以由感測器裝置（例如，圖1的感測器裝置，感測器裝置320等）執行。在一些實施中，圖7的一或多個處理區塊可以由與感測器裝置分離或包括感測器裝置的另一裝置或裝置群組（諸如控制裝置（例如，控制裝置310））來執行。
如圖7中所示出，過程700可以包括基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光藉由對感測器執行採樣來判定飛行時間量測值，其中至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯（區塊710）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、感測器115等）可基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來對感測器執行採樣並判定飛行時間量測值。在一些實施中，至少一個第一光譜濾光器可以為ToF濾光器（例如，ToF濾光器110），如本文中別處更詳細地描述。在一些實施中，感測器裝置可以包括至少一個第二光譜濾光器。在一些實施中，至少一個第一光譜濾光器與用於飛行時間量測的光譜範圍相關聯，且至少一個第二光譜濾光器與用於光譜測定量測的光譜範圍相關聯。
如圖7中進一步所示出，過程700可以包括判定關於飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件與感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置有關（區塊720）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125或處理器420）可以判定關於ToF量測值滿足一條件。該條件可以係關於感測器或感測器裝置相對於量測目標的定向或位置。
如圖7中進一步所示出，過程700可以包括基於判定關於飛行時間量測值滿足該條件而觸發執行光譜測定量測（區塊730）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125或處理器420）可以觸發執行光譜測定量測。感測器裝置可基於判定關於ToF量測值滿足該條件而觸發執行光譜測定量測。
如圖7中進一步所示出，過程700可以包括：基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光，且藉由對感測器執行採樣，基於關於飛行時間量測值滿足該條件，對量測目標執行光譜測定量測（區塊740）。舉例而言，感測器裝置（例如，使用處理器125、處理器420、感測器115等）可基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光來對感測器執行採樣並可執行光譜測定量測。感測器裝置可以使用感測器來執行光譜測定量測。感測器裝置可以基於關於ToF量測值滿足該條件來執行光譜測定量測。
過程700可以包括額外實施，諸如下文及/或結合本文中別處所描述的一或多個其他過程所描述的任何單獨實施或實施的任何組合。
在第一實施中，感測器裝置可以判定感測器的至少一個區域中與至少一個第一光譜濾光器相對應的像素值；判定像素值匹配與飛行時間量測相關聯的圖案；並基於像素值判定飛行時間量測值。在第二實施中，單獨地或與第一實施組合，光譜測定量測基於近紅外線（NIR）波長範圍。
儘管圖7示出過程700的實例區塊，但在一些實施中，較之圖7中所描繪的彼等區塊，過程700可以包括額外區塊、更少區塊、不同區塊或不同配置區塊。另外地或替代地，可以並行執行過程700的區塊中之兩者或多於兩者。
前述公開內容提供了說明和描述，但並不旨在窮舉或將實施限制為所揭示的精確形式。可以根據以上揭示內容進行修改和變化，或可以自實施的實踐中獲得修改和變化。
如本文中所使用，術語「組件」旨在被廣義地解釋為硬體、韌體及/或硬體和軟體的組合。
如本文中所使用，取決於上下文，滿足臨限值係指值大於臨限值、多於臨限值、高於臨限值、大於或等於臨限值、小於臨限值、少於臨限值、低於臨限值、小於或等於臨限值、等於臨限值等。
很明顯，本文中所描述系統及/或方法可以硬體、韌體或硬體及/或軟體的組合的不同形式來實施。用於實施此等系統及/或方法的實際專用控制硬體或軟體程式碼並不限制實施。因此，本文中不參考特定軟體程式碼來描述系統及/或方法的操作和行為—應理解，可以基於本文中的描述將軟體和硬體設計為實施系統及/或方法。
即使特定特徵組合在申請專利範圍中敍述及/或在說明書中揭示，但此等組合並非旨在限制各種實施的揭示內容。實際上，此等特徵中之諸多者可以以申請專利範圍中未具體敍述及/或說明書中未揭示的方式組合。儘管下面列出的每一從屬請求項可能僅直接取決於僅一個請求項，但各種實施的揭示內容包括與請求項集中之每一其他請求項相組合的每一從屬請求項。
除非明確如此說明，否則本文中使用的任何元素、動作或指令皆不得解釋為關鍵或必要的。此外，如本文中所使用，冠詞「一（a）」和「一（an）」旨在包括一或多個項目，且可與「一或多個」互換使用。此外，如本文中所使用的，術語「集合」旨在包括一或多個項目（例如，相關項目、不相關項目、相關項目和不相關項目的組合等），且可以與「一或多個」互換使用。在僅意圖一個項目的情況下，使用術語「僅一個」或類似語言。另外，如本文中所使用的，術語「具有（has）」、「具有（have）」、「具有（having）」等旨在為開放式術語。此外，短語「基於」旨在意指「至少部分地基於」，除非另有明確說明。
100:實施 105:光譜測定濾光器 110-1:飛行時間濾光器 110-2:飛行時間濾光器 110-N:飛行時間濾光器 115:感測器 120:光源 125:處理器 130:量測目標 135:參考編號/飛行時間量測值 140:參考編號/飛行時間量測值 145:參考編號/實施步驟 150:參考編號/實施步驟 155:參考編號/實施步驟 160:參考編號/實施步驟 200:光譜濾光器 300:環境 310:控制裝置 320:感測器裝置 330:網路 400:裝置 410:匯流排 420:處理器 430:記憶體 440:儲存組件 450:輸入組件 460:輸出組件 470:通信介面 500:過程 510:區塊 520:區塊 530:區塊 540:區塊 550:區塊 600:過程 610:區塊 620:區塊 630:區塊 640:區塊 700:過程 720:區塊 730:區塊 740:區塊
[圖1A]及[圖1B]為本文中所描述的實例實施的概述的圖。
[圖2]為本文中所描述的光譜濾光器的實例的圖。
[圖3]為其中可以實施本文中所描述的系統及/或方法的實例環境的圖。
[圖4]為圖2的一或多個裝置的實例組件的圖。
[圖5]為用於基於飛行時間量測值執行光譜測定量測的實例過程的流程圖。
[圖6]為用於基於飛行時間量測值執行光譜測定量測的實例過程的流程圖。
[圖7]為用於基於飛行時間量測值執行光譜測定量測的實例過程的流程圖。
100:實施
105:光譜測定濾光器
110-1:飛行時間濾光器
110-2:飛行時間濾光器
110-N:飛行時間濾光器
115:感測器
120:光源
125:處理器
130:量測目標
135:參考編號/飛行時間量測值
140:參考編號/飛行時間量測值
145:參考編號/實施步驟
150:參考編號/實施步驟
155:參考編號/實施步驟
160:參考編號/實施步驟

Claims (20)

  1. 一種感測器裝置，其包含：感測器；至少一個第一光譜濾光器及至少一個第二光譜濾光器，其中該至少一個第一光譜濾光器與用於一飛行時間量測的一光譜範圍相關聯，且其中該至少一個第二光譜濾光器與用於一光譜測定量測的一光譜範圍相關聯；及一或多個處理器，其用以：使用該感測器基於經由該至少一個第一光譜濾光器接收的光判定該飛行時間量測值；判定關於該飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件係關於該感測器或該感測器裝置相對於一量測目標的一定向或一位置；基於判定關於該飛行時間量測值滿足該條件來觸發執行該光譜測定量測；使用該感測器且基於經由該至少一個第二光譜濾光器接收的光，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件，對該量測目標執行該光譜測定量測；及提供識別該光譜測定量測的資訊。
  2. 如請求項1之感測器裝置，其中該至少一個第一光譜濾光器包含與該至少一個第二光譜濾光器在一平面內的複數個第一光譜濾光器。
  3. 如請求項1之感測器裝置，其中該至少一個第一光譜濾光器包含複數個第一光譜濾光器，該複數個第一光譜濾光器在空間上分佈以允許基於經由該複數個第一光譜濾光器通過的光來判定該定向。
  4. 如請求項1之感測器裝置，其中該飛行時間量測值為一第一飛 行時間量測值，且其中該一或多個處理器進一步用以：判定在該光譜測定量測之後的一第二飛行時間量測值；及基於該第二飛行時間量測值判定該感測器裝置的一速度或一經更新定向或位置。
  5. 如請求項1之感測器裝置，其中該至少一個第一光譜濾光器包含一單個光譜濾光器，且其中基於經由該單個光譜濾光器通過的光來判定該定向或該位置。
  6. 如請求項1之感測器裝置，其中該一或多個處理器進一步用以：基於該飛行時間量測值修改該光譜測定量測。
  7. 如請求項1之感測器裝置，其中該一或多個處理器在判定該飛行時間量測值時用以：自該感測器獲得一第一資料樣本；且其中該一或多個處理器在執行該光譜測定量測時用以：基於觸發該光譜測定量測，自該感測器獲得一第二資料樣本。
  8. 如請求項7之感測器裝置，其中該第一樣本與該第二樣本分離小於大約十毫秒。
  9. 如請求項7之感測器裝置，其中該第一樣本與該感測器的一或多個第一像素區域相關聯，且該第二樣本與該感測器的一或多個第二像素區域相關聯。
  10. 一種用於執行光譜量測之方法，其包含：藉由一感測器裝置且使用一感測器，基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光來執行一飛行時間量測，其中該至少一個第一光譜濾光器與用於該飛行時間量測的一光譜範圍相關聯； 藉由該感測器裝置判定關於該飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件係關於該感測器或該感測器裝置相對於一量測目標的一定向或一位置；藉由該感測器裝置使用該感測器且基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件，對該量測目標執行一光譜測定量測；及藉由該感測器裝置提供識別該光譜測定量測的資訊。
  11. 如請求項10之方法，其中經由該至少一個第一光譜濾光器接收的該光和經由該至少一個第二光譜濾光器接收的該光來自同一光源。
  12. 如請求項10之方法，其中經由該至少一個第一光譜濾光器接收的該光和經由該至少一個第二光譜濾光器接收的該光來自不同光源。
  13. 如請求項10之方法，其中該至少一個第一光譜濾光器包含與該至少一個第二光譜濾光器在一平面內的複數個第一光譜濾光器。
  14. 如請求項10之方法，其中該至少一個第一光譜濾光器包含複數個第一光譜濾光器，該複數個第一光譜濾光器在空間上分佈以允許基於經由該複數個第一光譜濾光器通過的光判定該定向。
  15. 如請求項10之方法，其中該條件係關於該感測器是否平行於該量測目標的一表面。
  16. 如請求項10之方法，其中該至少一個第一光譜濾光器包含複數個光譜濾光器，且其中執行該飛行時間量測進一步包含：對與該複數個光譜濾光器相對應的複數個波長執行該飛行時間量測。
  17. 如請求項10之方法，其中該條件與該感測器裝置與該量測目標之間的一臨限值距離有關。
  18. 一種儲存指令的非暫時性電腦可讀取媒體，該等指令包含： 一或多個指令，其在由一感測器裝置的一或多個處理器執行時致使該一或多個處理器：基於經由至少一個第一光譜濾光器接收的光藉由對一感測器執行一採樣來判定一飛行時間量測值；其中該至少一個第一光譜濾光器與用於該飛行時間量測的一光譜範圍相關聯；判定關於該飛行時間量測值滿足一條件，其中該條件係關於該感測器或該感測器裝置相對於一量測目標的一定向或一位置；基於判定關於該飛行時間量測值滿足該條件來觸發執行一光譜測定量測；及基於經由至少一個第二光譜濾光器接收的光且藉由對該感測器執行一採樣，基於關於該飛行時間量測值滿足該條件，對該量測目標執行該光譜測定量測。
  19. 如請求項18之非暫時性電腦可讀取媒體，其中致使該一或多個處理器判定該飛行時間量測值的該一或多個指令進一步致使該一或多個處理器：判定該感測器的與該至少一個第一光譜濾光器相對應的至少一個區域中之像素值；判定該等像素值匹配與該飛行時間量測相關聯的一圖案；及基於該等像素值判定該飛行時間量測值。
  20. 如請求項18之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該光譜測定量測基於一可見光波長範圍或一近紅外線波長範圍。
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