光学传感器设备的制作方法

专利2022-05-09  98


相关申请

本申请要求于2020年2月3日提交的且标题为“imagingdevice”的第62/969,436号美国临时专利申请和于2020年2月3日提交的且标题为“integratedhyperspectralimagingopticalcomponent”的第62/969,428号美国临时专利申请的优先权,这两个专利申请的内容通过引用被全部并入本文。

本申请涉及光学传感器设备。

背景

可以利用光学传感器设备来捕获涉及光的信息。例如,光学传感器设备可以捕获涉及与光相关联的一组波长的信息。光学传感器设备可以包括捕获信息的一组传感器元件(例如光学传感器、光谱传感器和/或图像传感器)。例如,传感器元件的阵列可用于捕获与多个波长有关的信息。传感器元件阵列可以与光学滤波器相关联。光学滤波器可以包括分别使特定波长传递到达传感器元件阵列中的传感器元件的一个或更多个通道。

概述

在一些实现方式中,一种光学传感器设备包括:光学传感器,其包括一组传感器元件;具有角度相关波长特性的光学滤波器,其包括一个或更多个通道,其中一个或更多个通道中的每个通道被配置为基于与特定波长相关联的光在通道上的入射角来使该光传递到达所述光学传感器的所述一组传感器元件中的传感器元件的子集;相位掩模,其被配置为将与对象相关联的多个光束以编码图案分布在光学滤波器的输入表面上;以及一个或更多个处理器,其被配置为:从光学传感器获得与对象相关联的传感器数据;基于传感器数据来确定与对象相关联的光谱信息;基于传感器数据和与编码图案相关联的信息来确定与对象相关联的空间信息;以及基于光谱信息和空间信息来执行一个或更多个动作。

在一些实现方式中,一种存储指令的非暂时性计算机可读介质包括一个或更多个指令,所述一个或更多个指令当由光学传感器设备的一个或更多个处理器执行时使一个或更多个处理器:从光学传感器设备的光学传感器获得与通过光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据;基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的一个通道;基于与编码图案相关联和识别通道的信息来确定光束在通道上的入射角;基于光束的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围;以及提供识别与光束相关联的波长范围的信息。

在一些实现方式中,一种方法包括:通过光学传感器设备并从光学传感器设备的光学传感器获得与通过光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据;通过光学传感器设备并基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的通道;通过光学传感器设备并基于传感器数据来识别光学传感器的接收光束的传感器元件;通过光学传感器设备并基于与编码图案相关联且识别通道和传感器元件的信息来确定光束在通道上的入射角;通过光学传感器设备并基于光束的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围;以及通过光学传感器设备提供识别与光束相关联的波长范围的信息。

附图说明

图1a-1b是本文描述的示例实现方式的图。

图2是本文描述的组合光学元件的图。

图3是其中可以实现本文描述的系统和/或方法的示例环境的图。

图4是图2的一个或更多个设备的示例部件的图。

图5-7是与光学传感器设备相关的示例过程的流程图。

详细描述

以下示例实现方式的详细描述参考了附图。在不同附图中的相同参考数字可以标识相同或相似的元素。下面的描述使用光谱仪作为示例。然而,本文描述的技术、原理、过程和方法可以与任何传感器(包括但不限于其他光学传感器和光谱传感器)一起使用。

常规光学传感器设备(例如光谱仪)可以被配置成确定与由光学传感器设备捕获的光(例如环境光)相关联的光谱信息。光可以进入光学传感器设备,并且可以被光学传感器设备的光学滤波器和光学传感器接收(例如,其中光学滤波器被布置在光学传感器上)。光学滤波器可以包括被设计成分别使在不同波长范围内的光传递到达光学传感器的一组传感器元件的一组光学通道。这允许光学传感器确定与涉及不同波长范围的光相关联的光谱信息。然而,光学传感器只能够确定与分别与该组光学通道相关联的各个波长范围相关联的光谱信息。此外,常规光学设备不能够确定与光相关联的空间信息(例如,和与光的起源相关联的对象的位置或放置相关)。

本文描述的一些实现方式提供了包括相位掩模、光学滤波器、光学传感器和一个或更多个处理器的光学传感器设备。相位掩模可以被配置为在光学滤波器的输入表面上以编码图案分布与对象相关联的多个光束。光学掩模可以包括一个或更多个通道,其中每个通道被配置成具有“角度偏移”,使得每个通道被设计成基于光在通道上的入射角来使在多个不同波长范围内的光通过。例如,当光束在第一入射角范围内入射到通道上时,通道可以使与第一波长范围相关联的光束通过,当光束在第二入射角范围内入射到通道上时,通道可以使与第二波长范围相关联的光束通过,等等。

在一些实现方式中,一个或更多个处理器可以从光学传感器获得与多个光束相关联的传感器数据,并且可以基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的通道和/或光学传感器的接收光束的传感器元件。一个或更多个处理器可以基于与编码图案相关联的信息(例如,与对编码图案解码相关联的信息)和识别通道和/或传感器元件的信息来确定光束在通道上的入射角。一个或更多个处理器可以基于光束在通道上的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围。以这种方式,一个或更多个处理器可以能够识别与通过光学滤波器的通道并被光学传感器的传感器元件接收的光束相关联的多个波长范围。因此,与传统光学传感器设备相比,该一个或更多个处理器提高了光学传感器设备确定与进入光学传感器设备的光相关联的准确光谱信息的能力。此外,与传统光学传感器设备相比,该一个或更多个处理器提高了在更宽的一组波长范围上光谱信息的精确度。

在一些实现方式中,该一个或更多个处理器可以以与上面所述的方式类似的方式确定附加光束在光学滤波器的附加通道上的入射角。该一个或更多个处理器可以基于光束在通道上的入射角和附加光束在附加通道上的入射角来确定对象距光学设备(例如,距光学设备的相位掩模、光学滤波器或光学传感器)的距离。以这样的方式,一个或更多个处理器使光学传感器设备能够确定不可能使用利用单个光学滤波器和单个光学传感器的传统光学传感器设备来确定的空间信息。

在一些实现方式中,相位掩模可以被布置在基板的第一表面上,且光学滤波器可以被布置在基板的第二表面(例如相对的表面)上以形成组合光学元件。基板可以具有特定的厚度以使相位掩模跨越光学滤波器的输入表面(例如,跨越光学滤波器的输入表面的阈值百分比,例如跨越光学滤波器的输入表面的95%、98%、99%或99.5%)以编码图案分布多个光束。组合光学元件可以被布置在光学传感器上以形成光学传感器设备。以这种方式,可以使用组合光学元件来代替在相应基板上形成的单个相位掩模和单个光学滤波器。因此,组合光学元件的基板可以具有小于单个相位掩模的基板与单个光学滤波器的基板的总厚度的厚度。与使用单个相位掩模和单个光学滤波器相比,当使用组合光学元件时,这允许光学传感器设备具有更小的形状因子(例如,毫米数量级的厚度)。

图1a和图1b是本文中所述的示例实现方式100的概况的图。如图1a所示,示例实现方式100包括相位掩模102、光学滤波器104和光学传感器106。相位掩模102、光学滤波器104和光学传感器106可以与在本文的其他地方更详细地描述的光学传感器设备相关联。

如在图1a中进一步所示,相位掩模102可包括一个或更多个掩模元件108。一个或更多个掩模元件108可以每个是透明的或不透明的(例如,反射的、吸收的和/或诸如此类的),并且布置在图案(例如不均匀的图案)中。例如,如图1a所示,透明掩模元件108被示为白色正方形,且不透明掩模元件108被示为黑色正方形,并且透明掩模元件108和不透明掩模元件108布置在网格图案中。相位掩模102可以被配置为在光学滤波器104的输入表面上以编码图案分布穿过相位掩模102的多个光束。在一些实现方式中,相位掩模102可以是编码孔或产生光束的编码图案的另一元件,例如菲涅尔波带片、优化随机图案阵列、均匀冗余阵列、六边形均匀冗余阵列或修改的均匀冗余阵列等其他示例。

编码图案可以指示与通过相位掩模102的多个光束的原点平面(例如,其与在本文关于图1b描述的对象114相关联)相关联的角方向信息。在一些实现方式中,一个或更多个掩模元件108可以布置在与算法(例如计算编码算法)相关联的图案中,以使相位掩模102通过多个光束,并以编码图案将多个光束分布在光学滤波器104的输入表面上。

如图1a进一步所示,光学滤波器104可以包括分别使在不同波长范围内的光传递到达光学传感器106的传感器元件112的一个或更多个通道110。例如,如图1a所示,第一通道110(例如,由无阴影和无图案指示)可以使与第一波长范围相关联的光传递到达光学传感器106的第一组传感器元件112(例如,其包括一个或更多个传感器元件112),第二通道110(例如,由灰色阴影指示)可以使与第二波长范围相关联的光传递到达光学传感器106的第二组传感器元件112,第三通道110(例如,由菱形图案指示)可以使与第三波长范围相关联的光传递到达光学传感器106的第三组传感器元件112,等等。在一些实现方式中,光学滤波器104可以具有角度相关波长特性。例如,通道110可以被配置为具有“角度偏移”,使得当光在第一入射角范围内入射到通道110上时通道110可以使与第一波长范围相关联的光通过,当光在第二入射角范围内入射到通道110上时通道110可以使与第二波长范围相关联的光通过,当光在第三入射角范围内入射到通道110上时通道110可以使与第三波长范围相关联的光通过,等等。通道110可以被配置为当光以更大的入射角落在通道110上时使与更短波长相关联的光通过。

在一些实现方式中,光学滤波器104可以包括光学干涉滤波器。光学干涉滤波器可以具有角度相关波长特性,并且角度相关波长特性可以通过下面的等式表示:其中λθ表示在入射角θ处的峰值波长,λ0表示在入射角0处时的峰值波长,n0表示入射介质的折射率,ne表示光学干涉滤波器的有效折射率,以及θ是光束的入射角。附加地或可选地,光学滤波器104可以包括例如光谱滤波器、多光谱滤波器、带通滤波器、阻塞滤波器(blockingfilter)、长波通滤波器(along-wavepassfilter)、短波通滤波器(ashort-wavepassfilter)、二向色滤波器、线性可变滤波器(lvf)、圆形可变滤波器(cvf)、法布里-珀罗滤波器(例如法布里-珀罗腔滤波器)、拜耳滤波器、等离子体滤波器、光子晶体滤波器、纳米结构和/或超材料滤波器、吸收性滤波器(例如,包括有机染料、聚合物和/或玻璃等其他示例),等等。

如在图1a中进一步所示,光学传感器106可以包括一个或更多个传感器元件112(例如,传感器元件的阵列,其在本文也被称为传感器阵列),每个传感器元件被配置成获得信息。例如,传感器元件112可以提供入射在传感器元件112上的光的强度的指示(例如,活动/非活动或强度的更细粒度的指示)。光学传感器106可以被配置为收集由一个或更多个传感器元件112获得的信息以生成传感器数据。

转到图1b,与相位掩模102、光学滤波器104和光学传感器106相关联的光学传感器设备可以被配置成捕获与对象114相关的信息。在一些实现方式中,一个或更多个光束可以起源于对象114的对象点116处(例如,从对象点116发射或从对象点116反射),并且可以被光学传感器设备接收。例如,如图1b所示,光束118和光束120可以起源于对象点116处,并且均可以穿过相位掩模102和光学滤波器104,并且均可以被光学传感器106接收。相位掩模102可以将光束118和光束120以编码图案分布在光学滤波器104的输入表面上。因此,相位掩模102可以使光束118在入射角122下入射到光学滤波器104的输入表面上,并且光束120在入射角124下入射到光学滤波器104的输入表面上。光束118可以被光学滤波器104的通道110-1接收,并且通道110-1可以使光束118(例如,当光束118与通道110-1被配置为使其通过的波长相关联时)传递到达光学传感器106的相对应的传感器元件112(例如,被配置为接收通过通道110-1的光束的传感器元件112)。光束120可以被光学滤波器104的通道110-2接收,并且通道110-2可以使光束120(例如,当光束120与通道110-2被配置为使其通过的波长相关联时)传递到达光学传感器106的相对应的传感器元件112(例如,被配置为接收通过通道110-2的光束的传感器元件112)。

如在图1b中进一步所示,光学传感器设备可以与一个或更多个处理器126相关联,并且可以向一个或更多个处理器126提供如由参考数字128所示的传感器数据。传感器数据可以指示与起源于对象114和/或对象点116处的光束相关的信息,例如被一个或更多个传感器元件112接收的光束的强度的指示。

如在图1b中且通过参考数字130进一步所示,一个或更多个处理器126可以处理传感器数据以确定与对象112和/或对象点116相关联的光谱信息。例如,一个或更多个处理器126可以基于传感器数据来识别光学传感器106的接收光束的特定传感器元件112。一个或更多个处理器126可以基于与光学滤波器104相关联的信息(例如,信息存储在由一个或更多个处理器126可访问的数据结构中)来确定特定传感器元件112与光学滤波器104的特定通道110相关联(例如,特定传感器元件112被配置为接收通过特定通道110的光束),并且可以将特定通道110识别为已经接收光束并使光束传递到达特定传感器元件112。因此,一个或更多个处理器126可以确定光束与特定通道110被配置为使其通过的波长范围相关联。

在一些实现方式中,一个或更多个处理器126可以基于与编码图案相关联的信息(例如,信息存储在上面所述的相同的数据结构中或存储在由一个或更多个处理器126可访问的不同的数据结构中)来确定光束在特定通道110上的入射角。与编码图案相关联的信息可以包括用于确定特定光束在特定通道110上的入射角的信息。例如,与编码图案相关联的信息可以识别至少一种算法,例如使相位掩模102以编码图案将多个光束分布在光学滤波器104的输入表面上的计算编码算法和/或用于从编码图案重建图像的算法等其他示例。一个或更多个处理器126可以使用至少一种算法来处理识别特定通道110的信息,以确定光束在特定通道110上的入射角。附加地或可选地,一个或更多个处理器126可以使用至少一种算法来处理识别特定通道110和特定传感器元件112的信息,以确定光束在特定通道110上的入射角。因为识别特定通道110和特定传感器元件112的信息可以指示光束入射到特定通道110上的特定位置,所以与使用识别特定通道110的信息相比,当使用识别特定通道110和特定传感器元件112的信息时,由一个或更多个处理器126对光束的入射角的确定可以更准确和/或更精确。

在一些实现方式中,一个或更多个处理器126可以基于光束在特定通道110上的入射角和与特定通道110相关联的角度偏移信息(例如,信息存储在上面所述的一个或更多个数据结构中或存储在由一个或更多个处理器126可访问的不同数据结构中)来确定与光束相关联的波长范围。例如,与特定通道110相关联的角度偏移信息可以指示由特定通道110接收并通过特定通道110并且在满足(例如小于或等于)第一入射角阈值的角度下入射到特定通道上的光束的第一波长范围,由特定通道110接收并通过特定通道110并且在不满足(例如大于)第一入射角阈值和/或满足(例如小于或等于)第二入射角阈值的角度下入射到特定通道110上的光束的第二波长范围,由特定通道110接收并通过特定通道110并且在不满足(例如大于)第二入射角阈值和/或满足(例如小于或等于)第三入射角阈值的角度下入射到特定通道110上的光束的第三波长范围,等等。因此,一个或更多个处理器126可以确定当光束的入射角满足第一入射角阈值时光束与第一波长范围相关联,当光束的入射角不满足第一入射角阈值和/或满足第二入射角阈值时光束与第二波长范围相关联,和/或当光束的入射角不满足第二入射角阈值和/或满足第三入射角阈值时光束与第三波长范围相关联,等其他示例。

如在图1b中且通过参考数字132所示,一个或更多个处理器126可以处理传感器数据以确定与对象112和/或对象点116相关联的空间信息。例如,一个或更多个处理器126可以基于传感器数据来识别接收第一光束(例如,第一光束起源于对象点116处)的光学传感器106的第一传感器元件112和接收第二光束(例如,第二光束起源于对象点116处)的光学传感器106的第二传感器元件112。一个或更多个处理器126可以基于与光学滤波器104相关联的信息来确定第一传感器元件112与光学滤波器104的第一通道110相关联以及第二传感器元件112与光学滤波器104的第二通道110相关联。因此,一个或更多个处理器126可以将第一通道110识别为已经接收第一光束并使第一光束传递到达第一传感器元件112,并将第二通道110识别为已经接收第二光束并使第二光束传递到达第二传感器元件112。

在一些实现方式中,一个或更多个处理器126可以基于与(例如,如上所述)编码图案相关联的信息来(例如,以与上面所述的方式类似的方式)确定第一光束在第一通道110上的入射角和第二光束在第二通道110上的入射角。例如,一个或更多个处理器126可以使用由与编码图案相关联的信息识别的至少一种算法来处理识别第一通道110的信息和/或识别第一传感器元件112的信息,以确定第一光束在第一通道110上的入射角。一个或更多个处理器126还可以使用至少一种算法来处理识别第二通道110的信息和/或使用至少一种算法识别第二传感器元件112的信息,以确定第二光束在第二通道110上的入射角。

在一些实现方式中,一个或更多个处理器126可以基于第一光束在第一通道110上的入射角和第二光束在第二通道110上的入射角来确定对象点116距相位掩模102、光学滤波器104和/或光学传感器106的距离。例如,一个或更多个处理器126可以基于指示第一通道110的位置和第一光束在第一通道110上的入射角的信息以及指示第二通道110的位置和第二光束在第二通道110上的入射角的信息来使用计算机视觉技术(例如三角测量计算技术、立体视觉技术和/或诸如此类),以确定到对象点116的距离。

在一些实现方式中,一个或更多个处理器126可以将光谱信息(例如,光谱信息识别与一个或更多个光束相关联的波长范围)和/或空间信息(例如,空间信息识别对象点116距相位掩模102、光学滤波器104和/或光学传感器106的距离)提供到另一个设备,例如用户设备。例如,一个或更多个处理器126可以向用户设备发送光谱信息和/或空间信息以使用户设备在用户设备的显示器上显示光谱信息和/或空间信息。作为另一个示例,一个或更多个处理器126可以向用户设备发送光谱信息和/或空间信息以使用户设备确定对象114的一个或更多个特性(例如,对象114的材料成分、对象114的温度、对象114的位置、对象114的轨迹和/或诸如此类)。

以这种方式,与传统光学传感器设备相比,与相位掩模102、光学滤波器104、光学传感器106和一个或更多个处理器126相关联的光学传感器设备能够确定与进入光学传感器设备的光相关联的更准确的光谱信息。此外,与传统光学传感器设备相比,光学传感器设备提供了在更宽的一组波长范围上更大的光谱精确度。此外,光学传感器设备能够确定关于与进入光学传感器设备的光相关联的对象的空间信息,这是使用传统光学传感器设备不可能的。

如上所述,图1a和图1b仅是作为一个或更多个示例被提供的。其他示例可以不同于关于图1a和图1b所描述的示例。

图2是本文描述的组合光学元件200的图。如图2所示,相位掩模102和光学滤波器104可以被布置在基板202上以形成组合光学元件200。相位掩模102可以在基板202的表面204上形成,而光学滤波器104可以在基板202的表面206上形成。因此,基板202可以具有厚度d,其也是在相位掩模102和光学滤波器104之间的距离。厚度d可以被配置成使相位掩模102跨越光学滤波器104的输入表面(例如,跨越光学滤波器104的输入表面的阈值百分比,例如跨越光学滤波器104的输入表面的95%、98%、99%或99.5%)以(例如,如上面关于图1a和图1b所述的)编码图案分布多个光束。在一些实现方式中,组合光学元件200可以被布置在光学传感器106上(例如,而不是使单独的相位掩模102和单独的光学滤波器被布置在光学传感器106上)。

以这种方式,组合光学元件200可以被包括在本文公开的光学传感器设备中,代替在相应的基板上形成的单个相位掩模102和单个光学滤波器104。因此,组合光学元件200的基板可以具有小于单个相位掩模102的基板和单个光学滤波器104的基板的总厚度的厚度d。与使用单个相位掩模102和单个光学滤波器104相比,这允许光学传感器设备在使用组合光学元件200时具有更小的形状因子。

图3是其中可以实现本文描述的系统和/或方法的示例环境300的图。如图3所示,环境300可以包括光学传感器设备310,该光学传感器设备310可以包括一个或更多个处理器320(例如,该一个或更多个处理器320对应于在本文关于图1a和图1b描述的一个或更多个处理器126)和光学传感器330(例如,该光学传感器330对应于在本文关于图1a和图1b描述的光学传感器106)。环境300还可以包括用户设备340和网络350。环境300中的设备可以经由有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合来互相连接。

光学传感器设备310可以包括能够存储、处理和/或路由与对象相关联的光谱信息和/或空间信息的光学设备。例如,光学传感器设备310可以包括执行光谱法的光谱仪设备,例如光谱光学传感器设备(例如,二元多光谱光学传感器设备,其执行振动光谱法(例如近红外(nir)光谱仪)、中红外光谱法(mid-ir)、拉曼光谱法和/或诸如此类的)。例如,光学传感器设备310可以执行健康参数监测确定、脉冲传播时间确定、生物特征认证确定、活跃度检测确定,等等。在这种情况下,光学传感器设备310可以为了这类确定而利用相同的波长、不同的波长、相同波长和不同波长的组合,等等。在一些实现方式中,光学传感器设备310可以被合并到用户设备340(例如可穿戴光谱仪等)内。在一些实现方式中,光学传感器设备310可以从环境300中的另一个设备(例如用户设备340)接收信息和/或向另一个设备(例如用户设备340)传输信息。

在一些实现方式中,光学传感器设备310可以包括光谱成像相机。光谱成像相机是可以捕获场景的图像的设备。光谱成像相机(或与光谱成像相机相关联的处理器320)可以能够确定在场景的图像中的不同点(例如在场景的图像中的任何点)处的光谱内容或光谱内容的变化。

在一些实现方式中,光学传感器设备310可以包括能够执行超光谱成像的光谱成像相机。例如,光学传感器设备310可以包括光学滤波器(例如在本文关于图1a和图1b描述的光学滤波器104)。在一些实现方式中,光学滤波器可以被布置在光学传感器330上。在一些实现方式中,光学传感器设备310可以包括相位掩模(例如在本文关于图1a和图1b描述的相位掩模102)。例如,相位掩模可以被配置为当光在去往光学传感器330的途中时跨越光学滤波器的输入表面以编码图案分布光。可以由相位掩模用空间光谱信息对在由光学传感器设备310捕获的图像中的每个点编码。在一些实现方式中,包括在基板的相对侧上的光掩模和光学滤波器的组合光学元件(例如在本文关于图2描述的组合光学元件200)可以被布置在光学传感器330上(例如,代替单独的相位掩模和单独的光学滤波器)

光学传感器设备310可以包括关于图3更详细地描述的一个或更多个处理器320。

光学传感器设备310可以包括光学传感器330。光学传感器330包括能够感测光的设备。例如,光学传感器330可以包括图像传感器、多光谱传感器、光谱传感器,等等。在一些实现方式中,光学传感器330可以包括电荷耦合设备(ccd)传感器、互补金属氧化物半导体(cmos)传感器,等等。在一些实现方式中,光学传感器330可以包括前照式(fsi)传感器、背照式(bsi)传感器,等等。在一些实现方式中,光学传感器330可以被包括在光学传感器设备310和/或用户设备340的相机中。

用户设备340包括能够接收、生成、存储、处理和/或提供与对象相关联的光谱信息和/或空间信息的一个或更多个设备。例如,用户设备340可以包括通信和/或计算设备,例如移动电话(例如智能电话、无线电话等)、计算机(例如膝上型计算机、平板计算机、手持计算机等)、游戏设备、可穿戴通信设备(例如智能手表、一副智能眼镜等)或者类似类型的设备。在一些实现方式中,用户设备340可以从环境300中的另一个设备(例如光学传感器设备310)接收信息和/或向另一个设备(例如光学传感器设备310)传输信息。

网络350包括一个或更多个有线和/或无线网络。例如,网络350可以包括蜂窝网络(例如,长期演进(lte)网络、码分多址(cdma)网络、3g网络、4g网络、5g网络、另外的类型的下一代网络,等等)、公共陆地移动网络(plmn)、局域网(lan)、广域网(wan)、城域网(man)、电话网络(例如公共交换电话网络(pstn))、专用网络、自组织网络、内联网、互联网、基于光纤的网络、云计算网络等、和/或这些或其他类型的网络的组合。

图3所示的设备和网络的数量和布置是作为示例被提供的。实际上,可以有与图3所示的设备和/或网络相比的额外的设备和/或网络、更少的设备和/或网络、不同的设备和/或网络或者不同地布置的设备和/或网络。此外,图3所示的两个或更多个设备可以在单个设备内实现,或者图3所示的单个设备可以被实现为多个分布式设备。例如,虽然光学传感器设备310和用户设备340被描述为单独的设备,但是光学传感器设备310和用户设备340可以被实现为单个设备。附加地或可替代地,环境300的一组设备(例如,一个或更多个设备)可以执行被描述为由环境300的另一组设备执行的一个或更多个功能。

图4是设备400的示例部件的图。设备400可以对应于光学传感器设备310和/或用户设备340。在一些实现方式中,光学传感器设备310和/或用户设备340可以包括一个或更多个设备400和/或设备400的一个或更多个部件。如图4所示,设备400可包括总线410、处理器420、存储器430、存储部件440、输入部件450、输出部件460和通信部件470。

总线410包括允许设备400的多个部件之间通信的部件。处理器420以硬件、固件和/或硬件和软件的组合来实现。处理器420是中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、加速处理单元(apu)、微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、或另外的类型的处理部件。在一些实现方式中,处理器420包括能够被编程以执行功能的一个或更多个处理器。存储器430包括存储供处理器420使用的信息和/或指令的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)和/或另外的类型的动态或静态存储设备(例如闪存、磁存储器和/或光学存储器)。

存储部件440存储与设备400的操作和使用相关的信息和/或软件。例如,存储部件440可以包括硬盘(例如磁盘、光盘和/或磁光盘)、固态驱动器(ssd)、压缩盘(cd)、数字多功能盘(dvd)、软盘、盒式磁带、磁带和/或另外的类型的非暂时性计算机可读介质连同相对应的驱动器。

输入部件450包括允许设备400例如通过用户输入接收信息的部件(例如,触摸屏显示器、键盘、小键盘、鼠标、按钮、开关和/或麦克风)。附加地或可选地,输入部件450可以包括用于确定位置的部件(例如全球定位系统(gps)部件)和/或传感器(例如加速度计、陀螺仪、致动器、另外的类型的位置或环境传感器等)。输出部件460包括(例如,经由显示器、扬声器、触觉反馈部件、音频或视觉指示器等)从设备400提供输出信息的部件。

通信部件470包括使设备400能够例如经由有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合与其他设备通信的类似收发器的部件(例如收发器、单独的接收器、单独的发射器等)。通信部件470可以允许设备400从另一设备接收信息和/或向另一设备提供信息。例如,通信部件470可以包括以太网接口、光学接口、同轴接口、红外接口、射频(rf)接口、通用串行总线(usb)接口、wi-fi接口、蜂窝网络接口,等等。

设备400可以执行本文描述的一个或更多个过程。设备400可以基于处理器420执行由非暂时性计算机可读介质(例如存储器430和/或存储部件440)存储的软件指令来执行这些过程。如本文所使用的,术语“计算机可读介质”指的是非暂时性存储器设备。存储器设备包括在单个物理存储设备内的存储器空间或跨越多个物理存储设备分布的存储器空间。

软件指令可以经由通信部件470从另一计算机可读介质或从另一设备被读取到存储器430和/或存储部件440内。存储在存储器430和/或存储部件440中的软件指令在被执行时可以使处理器420执行本文描述的一个或更多个过程。附加地或可替代地,可以使用硬件电路代替软件指令或者与软件指令结合使用来执行本文描述的一个或更多个过程。因此,本文描述的实现方式不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

图4中所示的部件的数量和布置是作为示例被提供的。实际上,设备400可以包括与图4中所示的那些部件相比的额外的部件、更少的部件、不同的部件或不同地布置的部件。附加地或可选地,设备400的一组部件(例如一个或更多个部件)可以执行被描述为由设备400的另一组部件执行的一个或更多个功能。

图5是与光学传感器设备(例如光学传感器设备310)相关联的示例过程500的流程图。在一些实现方式中,图5的一个或更多个过程块可以由光学传感器设备的一个或更多个处理器(例如一个或更多个处理器126或一个或更多个处理器320)执行。在一些实现方式中,图5的一个或更多个过程块可由与一个或更多个处理器分离的或包括一个或更多个处理器的另一设备或一组设备(例如用户设备(例如用户设备340))执行。附加地或可选地,图5的一个或更多个过程块可以由设备400的一个或更多个部件(例如处理器420、存储器430、存储部件440、输入部件450、输出部件460和/或通信部件470)执行。

在一些实现方式中,除了一个或更多个处理器之外,光学传感器设备还可以包括:光学传感器,该光学传感器包括一组传感器元件;具有角度相关波长特性的光学滤波器,其包括一个或更多个通道,其中一个或更多个通道中的每个通道被配置为基于与特定波长相关联的光在通道上的入射角来使该光传递到达光学传感器的该一组传感器元件中的传感器元件的子集;以及相位掩模,其被配置为在光学滤波器的输入表面上以编码图案分布与对象相关联的多个光束。在一些实现方式中,相位掩模被布置在基板的第一表面上,以及光学滤波器被布置在基板的第二表面上以形成组合光学元件,其中组合光学元件被布置在光学传感器上。附加地或可选地,基板的厚度被配置成使相位掩模跨越光学滤波器的输入表面以编码图案分布多个光束。

如图5所示,过程500可以包括从光学传感器获得与对象相关联的传感器数据(块510)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以从光学传感器获得与对象相关联的传感器数据。

如在图5中进一步所示,过程500可以包括基于传感器数据来确定与对象相关联的光谱信息(块520)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以基于传感器数据来确定与对象相关联的光谱信息。

如在图5中进一步所示,过程500可以包括基于传感器数据来确定与对象相关联的空间信息(块530)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以基于传感器数据来确定与对象相关联的空间信息。在一些实现方式中,一个或更多个处理器可以基于传感器数据和与编码图案相关联的信息来确定空间信息。

如在图5中进一步所示,过程500可以包括基于光谱信息和空间信息来执行一个或更多个动作(块540)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以基于光谱信息和空间信息来执行一个或更多个动作。

过程500可以包括额外的实现方式,例如以下和/或结合本文别处描述的一个或更多个其他过程描述的任何单个实现方式或实现方式的任何组合。

在第一实现方式中,对于由相位掩模以编码图案分布的多个光束中的光束,与编码图案相关联的信息包括用于确定当光束入射到光学滤波器的一个或更多个通道中的特定通道上时光束在特定通道上的入射角的信息。

在第二实现方式中,确定空间信息包括:基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的第一光束并使第一光束通过的第一通道;基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的第二光束并使第二光束通过的第二通道;基于与编码图案相关联和识别第一通道的信息来确定第一光束在第一通道上的入射角;基于与编码图案相关联和识别第二通道的信息来确定第二光束在第二通道上的入射角;以及基于第一光束的入射角和第二光束的入射角来确定对象的点距光学传感器设备的距离。

在第三实现方式中,确定空间信息包括:基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的第一光束并使第一光束通过的第一通道以及光学传感器的与第一通道对应的传感器元件的第一子集中的接收第一光束的第一传感器元件;基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的第二光束并使第二光束通过的第二通道以及光学传感器的与第二通道对应的传感器元件的第二子集中的接收第二光束的第二传感器元件;基于与编码图案相关联和识别第一通道和第一传感器元件的信息来确定第一光束在第一通道上的入射角;基于与编码图案相关联和识别第二通道和第二传感器元件的信息来确定第二光束在第二通道上的入射角;以及基于第一光束的入射角和第二光束的入射角来确定对象的点距光学传感器设备的距离。

在第四实现方式中,确定光谱信息包括:基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的光束并使该光束通过的特定通道;基于与编码图案相关联和识别特定通道的信息来确定光束在特定通道上的入射角;以及基于光束的入射角和与特定通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围。

在第五实现方式中,与特定通道相关联的角度偏移信息指示由特定通道接收并通过特定通道并且在满足入射角阈值的角度下入射到特定通道上的光束的第一波长范围以及由特定通道接收并通过特定通道并且在不满足入射角阈值的角度下入射到特定通道上的光束的第二波长范围。

在第六实现方式中,确定光谱信息包括:基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的光束并使该光束通过的特定通道以及光学传感器的与特定通道对应的传感器元件的特定子集中的接收光束的特定传感器元件;基于与编码图案相关联和识别特定通道和特定传感器元件的信息来确定光束在特定通道上的入射角;以及基于光束的入射角和与特定通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围。

在第七实现方式中,执行一个或更多个动作包括在另一设备的显示器上促使光谱信息和空间信息的显示。

尽管图5示出了过程500的示例块,但是在一些实现方式中,过程500可以包括与在图5中描绘的那些块相比的额外的块、更少的块、不同的块或不同地布置的块。附加地或可选地,过程500的两个或更多个块可以并行地被执行。

图6是与光学传感器设备(例如光学传感器设备310)相关联的示例过程600的流程图。在一些实现方式中,图6的一个或更多个过程块可以由光学传感器设备的一个或更多个处理器(例如一个或更多个处理器126或一个或更多个处理器320)执行。在一些实现方式中,图6的一个或更多个过程块可由与一个或更多个处理器分离或包括一个或更多个处理器的另一设备或一组设备(例如用户(例如用户设备340))执行。附加地或可选地,图6的一个或更多个过程块可以由设备400的一个或更多个部件(例如处理器420、存储器430、存储部件440、输入部件450、输出部件460和/或通信部件470)执行。

如图6所示,过程600可以包括从光学传感器设备的光学传感器获得与通过光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据(块610)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以从光学传感器设备的光学传感器获得与通过光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据。

如在图6中进一步所示,过程600可以包括基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的通道(块620)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的通道。

如在图6中进一步所示,过程600可以包括基于与编码图案相关联和识别通道的信息来确定光束在通道上的入射角(块630)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以基于与编码图案相关联和识别通道的信息来确定光束在通道上的入射角。

如在图6中进一步所示,过程600可以包括基于光束的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围(块640)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以基于光束的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围。

如在图6中进一步所示,过程600可以包括提供识别与光束相关联的波长范围的信息(块650)。例如,如上所述,一个或更多个处理器可以提供识别与光束相关联的波长范围的信息。

过程600可以包括额外的实现方式,例如以下和/或结合本文别处描述的一个或更多个其他过程描述的任何单个实现方式或实现方式的任何组合。

在第一实现方式中,提供识别与光束相关联的波长范围的信息包括:将识别与光束相关联的波长范围的信息发送到另一设备,以使另一设备确定与光束相关联的对象的一个或更多个特性。

在第二实现方式中,光束与对象的点相关联,并且过程600包括:基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的附加光束并使该附加光束通过的附加通道;基于与编码图案相关联和识别附加通道的信息来确定附加光束在附加通道上的入射角;基于光束的入射角和附加光束的入射角来确定对象的点距光学传感器设备的距离;以及提供识别对象的点距光学传感器设备的距离的信息。

在第三实现方式中,确定光束在通道上的入射角包括:基于与编码图案相关联的信息来识别用于从编码图案重建图像的算法,以及使用该算法并基于识别通道的信息来确定光束的入射角。

在第四实现方式中,与通道相关联的角度偏移信息指示由通道接收并通过通道并且在满足入射角阈值的角度下入射到通道上的光束的第一波长范围以及由通道接收并通过通道并且在不满足入射角阈值的角度下入射到通道上的光束的第二波长范围。

尽管图6示出了过程600的示例块,但是在一些实现方式中,过程600可以包括与在图6中描绘的那些块相比的额外的块、更少的块、不同的块或不同地布置的块。附加地或可选地,过程600的两个或更多个块可以并行地被执行。

图7是与光学传感器设备(例如光学传感器设备310)相关联的示例过程700的流程图。在一些实现方式中,图7的一个或更多个过程块可以由光学传感器设备执行。在一些实现方式中,图7的一个或更多个过程块可以由与一个或更多个处理器分离或包括一个或更多个处理器的另一设备或一组设备(例如用户设备(例如用户设备340))执行。附加地或可选地,图7的一个或更多个过程块可以由设备400的一个或更多个部件(例如处理器420、存储器430、存储部件440、输入部件450、输出部件460和/或通信部件470)执行。

如图7所示,过程700可以包括从光学传感器设备的光学传感器获得与通过光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据(块710)。例如,如上所述,光学传感器设备可以从光学传感器设备的光学传感器获得与通过光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据。

如在图7中进一步所示,过程700可以包括基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的通道(块720)。例如,如上所述,光学传感器设备可以基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使光束通过的通道。

如在图7中进一步所示,过程700可以包括基于传感器数据来识别接收光束的光学传感器的传感器元件(块730)。例如,如上所述,光学传感器设备可以基于传感器数据来识别接收光束的光学传感器的传感器元件。

如在图7中进一步所示,过程700可以包括基于与编码图案相关联和识别通道和传感器元件的信息来确定光束在通道上的入射角(块740)。例如,如上所述,光学传感器设备可以基于与编码图案相关联和识别通道和传感器元件的信息来确定光束在通道上的入射角。

如在图7中进一步所示,过程700可以包括基于光束的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围(块750)。例如,如上所述,光学传感器设备可以基于光束的入射角和与通道相关联的角度偏移信息来确定与光束相关联的波长范围。

如在图7中进一步所示,过程700可以包括提供识别与光束相关联的波长范围的信息(块760)。例如,如上所述,光学传感器设备可以提供识别与光束相关联的波长范围的信息。

过程700可以包括额外的实现方式,例如以下和/或结合本文别处描述的一个或更多个其他过程描述的任何单个实现方式或实现方式的任何组合。

在第一实现方式中,光束与对象的点相关联,并且过程700还包括:基于传感器数据来识别光学滤波器的一个或更多个通道中的接收与对象的点相关联的附加光束并使附加光束通过的附加通道;基于传感器数据来识别光学传感器的接收附加光束的附加传感器元件;基于与编码图案相关联和识别附加通道和附加传感器元件的信息来确定附加光束在附加通道上的入射角;基于光束的入射角和附加光束的入射角来确定对象的点距光学传感器设备的距离;以及提供识别对象的点距光学传感器设备的距离的信息。

在第二实现方式中,提供识别对象的点距光学传感器设备的距离的信息包括将识别对象的点距光学传感器设备的距离的信息发送到另一设备,以使另一设备确定对象的一个或更多个特性。

在第三实现方式中,确定光束在通道上的入射角包括基于与编码图案相关联和识别通道的信息来识别光束的入射角范围,以及基于光束的入射角范围和识别传感器元件的信息来确定光束的入射角。

在第四实现方式中,与通道相关联的角度偏移信息指示由通道接收并通过通道并且在满足入射角阈值的角度下入射到通道上的光束的第一波长范围以及由通道接收并通过通道并且在不满足入射角阈值的角度下入射到通道上的光束的第二波长范围。

尽管图7示出了过程700的示例块,但是在一些实现方式中,过程700可以包括与在图7中描绘的那些块相比的额外的块、更少的块、不同的块或不同地布置的块。附加地或可选地,过程700的两个或更多个块可以并行地被执行。

前述公开提供了说明和描述,但并不旨在穷举或将实现方式限制为所公开的精确形式。根据上述公开,修改和变化是可能的,或者可以从实现方式的实践中获得。

如在本文使用的,术语“部件”被规定为广泛地被解释为硬件、固件、和/或硬件和软件的组合。将明显的是,可以以不同形式的硬件、固件或硬件和软件的组合来实现本文描述的系统和/或方法。用于实现这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码并不限制实现方式。因此,在本文描述了系统和/或方法的操作和行为而没有参考特定的软件代码,应当理解的是,软件和硬件可以用于实现基于本文的描述的系统和/或方法。

如在本文所使用的,根据上下文,满足阈值可以指大于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、小于或等于阈值、等于阈值、不等于阈值等的值。

即使特征的特定组合在权利要求中列举和/或在说明书中公开,但这些组合并不旨在限制各种实现方式的公开。事实上,可以以在权利要求中并未特别列举和/或在说明书中公开的方式组合这些特征中的许多。尽管所附的每个从属权利要求可以直接从属于仅仅一个权利要求,但是各种实现方式的公开内容包括每个从属权利要求与权利要求组中的每个其他权利要求相结合。如本文中所使用,提及一项目列表中的“至少一个”的一短语是指那些项目的任何组合,包含单个成员。作为示例,“a、b或c中的至少一个”意欲涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c以及与多个相同项目的任何组合。

本文使用的任何元件、动作或指令不应被解释为关键或必要的,除非本身明确地被描述。此外,如在本文所使用的,冠词“一(a)”和“一(an)”意欲包括一个或更多个项目,并且可以与“一个或更多个”可互换地使用。此外,如本文所使用的,冠词“所述(the)”旨在包括与冠词“所述”相关联的一个或更多个项目,并且可以与“所述一个或更多个”互换使用。此外,如在本文所使用的,术语“组(set)”意欲包括一个或更多个项目(例如相关项目、不相关项目、相关项目和不相关项目的组合),并且可以与“一个或更多个”可互换地使用。在仅旨在说明一个项目的情况下,使用短语“只有一个”或类似的语言。此外,如在本文所使用的,术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等被规定为开放式术语。此外,短语“基于”意欲意指“至少部分地基于”,除非另有明确规定。此外,如本文所使用的,术语“或”在串联使用时旨在是包含性的,并且可以与“和/或”互换使用,除非另有明确说明(例如,与“任一”或“仅其中之一”结合使用的情况)。


技术特征:

1.一种光学传感器设备,包括:

光学传感器,所述光学传感器包括一组传感器元件;

光学滤波器,所述光学滤波器具有角度相关波长特性,所述光学滤波器包括一个或更多个通道,

其中,所述一个或更多个通道中的每个通道被配置为基于与特定波长相关联的光在所述通道上的入射角来使所述光传递到达所述光学传感器的所述一组传感器元件中的传感器元件的子集;

相位掩模,所述相位掩模被配置为将与对象相关联的多个光束以编码图案分布在所述光学滤波器的输入表面上;以及

一个或更多个处理器,所述一个或更多个处理器被配置为:

从所述光学传感器获得与所述对象相关联的传感器数据;

基于所述传感器数据来确定与所述对象相关联的光谱信息;

基于所述传感器数据和与所述编码图案相关联的信息来确定与所述对象相关联的空间信息;以及

基于所述光谱信息和所述空间信息来执行一个或更多个动作。

2.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,所述相位掩模被布置在基板的第一表面上以及所述光学滤波器被布置在所述基板的第二表面上以形成组合光学元件,

其中,所述组合光学元件被布置在所述光学传感器上。

3.根据权利要求2所述的光学传感器设备,其中,所述基板的厚度被配置成使所述相位掩模跨越所述光学滤波器的输入表面以所述编码图案分布所述多个光束。

4.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,对于由所述相位掩模以所述编码图案分布的所述多个光束中的光束,与所述编码图案相关联的信息包括:

用于确定当所述光束入射到所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的特定通道上时所述光束在所述特定通道上的入射角的信息。

5.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,所述一个或更多个处理器被配置为当确定所述空间信息时:

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的第一通道,所述第一通道接收与所述对象的点相关联的第一光束并使所述第一光束通过;

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的第二通道,所述第二通道接收与所述对象的点相关联的第二光束并使所述第二光束通过;

基于与所述编码图案相关联和识别所述第一通道的信息来确定所述第一光束在所述第一通道上的入射角;

基于与所述编码图案相关联和识别所述第二通道的信息来确定所述第二光束在所述第二通道上的入射角;以及

基于所述第一光束的入射角和所述第二光束的入射角来确定所述对象的点距所述光学传感器设备的距离。

6.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,所述一个或更多个处理器被配置为当确定所述空间信息时:

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的接收与所述对象的点相关联的第一光束并使所述第一光束通过的第一通道和所述光学传感器的与所述第一通道对应的传感器元件的第一子集中的接收所述第一光束的第一传感器元件;

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的接收与所述对象的点相关联的第二光束并使所述第二光束通过的第二通道和所述光学传感器的与所述第二通道对应的传感器元件的第二子集中的接收所述第二光束的第二传感器元件;

基于与所述编码图案相关联和识别所述第一通道和所述第一传感器元件的信息来确定所述第一光束在所述第一通道上的入射角;

基于与所述编码图案相关联和识别所述第二通道和所述第二传感器元件的信息来确定所述第二光束在所述第二通道上的入射角;以及

基于所述第一光束的入射角和所述第二光束的入射角来确定所述对象的所述点距所述光学传感器设备的距离。

7.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,所述一个或更多个处理器被配置为当确定所述光谱信息时:

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的接收与所述对象的点相关联的光束并使与所述对象的点相关联的光束通过的特定通道;

基于与所述编码图案相关联和识别所述特定通道的信息来确定所述光束在所述特定通道上的入射角;以及

基于所述光束的入射角和与所述特定通道相关联的角度偏移信息来确定与所述光束相关联的波长范围。

8.根据权利要求7所述的光学传感器设备,其中,与所述特定通道相关联的所述角度偏移信息指示:

由所述特定通道接收并通过所述特定通道并且在满足入射角阈值的角度下入射到所述特定通道上的光束的第一波长范围;以及

由所述特定通道接收并通过所述特定通道并且在不满足所述入射角阈值的角度下入射到所述特定通道上的光束的第二波长范围。

9.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,所述一个或更多个处理器被配置为当确定所述光谱信息时:

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的接收与所述对象的点相关联的光束并使与所述对象的点相关联的光束通过的特定通道和所述光学传感器的与所述特定通道对应的传感器元件的特定子集中的接收所述光束的特定传感器元件;

基于与所述编码图案相关联和识别所述特定通道和所述特定传感器元件的信息来确定所述光束在所述特定通道上的入射角;以及

基于所述光束的入射角和与所述特定通道相关联的角度偏移信息来确定与所述光束相关联的波长范围。

10.根据权利要求1所述的光学传感器设备,其中,所述一个或更多个处理器被配置为当执行所述一个或更多个动作时:

在另一设备的显示器上促使所述光谱信息和所述空间信息的显示。

11.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令包括:

一个或更多个指令,所述一个或更多个指令当由光学传感器设备的一个或更多个处理器执行时使所述一个或更多个处理器:

从所述光学传感器设备的光学传感器获得与通过所述光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在所述光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据;

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使所述光束通过的通道;

基于与所述编码图案相关联和识别所述通道的信息来确定所述光束在所述通道上的入射角;

基于所述光束的入射角和与所述通道相关联的角度偏移信息来确定与所述光束相关联的波长范围;以及

提供识别与所述光束相关联的所述波长范围的信息。

12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质,其中,使所述光学传感器设备提供识别与所述光束相关联的所述波长范围的信息的所述一个或更多个指令使所述光学传感器设备:

将识别与所述光束相关联的所述波长范围的信息发送到另一设备,以使所述另一设备确定与所述光束相关联的对象的一个或更多个特性。

13.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述光束与对象的点相关联,以及

其中,所述一个或更多个指令当由所述一个或更多个处理器执行时还使所述光学传感器设备:

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的接收与所述对象的点相关联的附加光束并使所述附加光束通过的附加通道;

基于与所述编码图案相关联和识别所述附加通道的信息来确定所述附加光束在所述附加通道上的入射角;

基于所述光束的入射角和所述附加光束的入射角来确定所述对象的点距所述光学传感器设备的距离;以及

提供识别所述对象的点距所述光学传感器设备的所述距离的信息。

14.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质,其中,使所述光学传感器设备确定所述光束在所述通道上的入射角的所述一个或更多个指令使所述光学传感器设备:

基于与所述编码图案相关联的信息来识别用于从所述编码图案重建图像的算法;以及

使用所述算法并基于识别所述通道的信息来确定所述光束的入射角。

15.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质,其中,与所述通道相关联的所述角度偏移信息指示:

被所述通道接收并通过所述通道并且在满足入射角阈值的角度下入射到所述通道上的光束的第一波长范围;以及

被所述通道接收并通过所述通道并且在不满足所述入射角阈值的角度下入射到所述通道上的光束的第二波长范围。

16.一种方法,包括:

通过光学传感器设备并从所述光学传感器设备的光学传感器获得与通过所述光学传感器设备的相位掩模以编码图案分布在所述光学传感器设备的光学滤波器的输入表面上的多个光束相关联的传感器数据;

通过所述光学传感器设备并基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的一个或更多个通道中的接收光束并使所述光束通过的通道;

通过所述光学传感器设备并基于所述传感器数据来识别所述光学传感器的接收所述光束的传感器元件;

通过所述光学传感器设备并基于与所述编码图案相关联且识别所述通道和所述传感器元件的信息来确定所述光束在所述通道上的入射角;

通过所述光学传感器设备并基于所述光束的入射角和与所述通道相关联的角度偏移信息来确定与所述光束相关联的波长范围;以及

通过所述光学传感器设备提供识别与所述光束相关联的所述波长范围的信息。

17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述光束与对象的点相关联,其中,所述方法还包括:

基于所述传感器数据来识别所述光学滤波器的所述一个或更多个通道中的接收与所述对象的点相关联的附加光束并使所述附加光束通过的附加通道;

基于所述传感器数据来识别所述光学传感器的接收所述附加光束的附加传感器元件;

基于与所述编码图案相关联和识别所述附加通道和所述附加传感器元件的信息来确定所述附加光束在所述附加通道上的入射角;

基于所述光束的入射角和所述附加光束的入射角来确定所述对象的点距所述光学传感器设备的距离;以及

提供识别所述对象的点距所述光学传感器设备的所述距离的信息。

18.根据权利要求17所述的方法,其中,提供识别所述对象的点距所述光学传感器设备的所述距离的信息包括:

将识别所述对象的点距所述光学传感器设备的所述距离的信息发送到另一设备,以使所述另一设备确定所述对象的一个或更多个特性。

19.根据权利要求16所述的方法,其中,确定所述光束在所述通道上的入射角包括:

基于与所述编码图案相关联的信息和识别所述通道的信息来识别所述光束的入射角范围;以及

基于所述光束的入射角范围和识别所述传感器元件的信息来确定所述光束的入射角。

20.根据权利要求16所述的方法,其中,与所述通道相关联的角度偏移信息指示:

被所述通道接收并通过所述通道并且在满足入射角阈值的角度下入射到所述通道上的光束的第一波长范围;以及

被所述通道接收并通过所述通道并且在不满足所述入射角阈值的角度下入射到所述通道上的光束的第二波长范围。

技术总结
本公开涉及光学传感器设备。一种光学传感器设备可以包括:光学传感器,其包括一组传感器元件;光学滤波器,其包括一个或更多个通道,其中一个或更多个通道中的每个通道被配置为使与特定波长相关联的光传递到达光学传感器的该一组传感器元件中的传感器元件的子集;相位掩模,其被配置为将与对象相关联的多个光束以编码图案分布在光学滤波器的输入表面上;以及一个或更多个处理器。一个或更多个处理器可以被配置为从光学传感器获得与对象相关联的传感器数据并基于传感器数据来确定与对象相关联的光谱信息。一个或更多个处理器可以基于传感器数据和与编码图案相关联的信息来确定与对象相关联的空间信息。

技术研发人员:威廉·D·霍克;瓦尔顿·史密斯
受保护的技术使用者:唯亚威通讯技术有限公司
技术研发日:2021.02.02
技术公布日:2021.08.03

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