DE112019006466T5

DE112019006466T5 - Kompensation von temperatureffekten in einem sensorsystem

Info

Publication number: DE112019006466T5
Application number: DE112019006466.5T
Authority: DE
Inventors: Dalibor STOJKOVIC; Predrag MICAKOVIC
Original assignee: Ams Sensors Germany GmbH
Current assignee: Ams Sensors Germany GmbH
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-10-28
Also published as: CN113272632B; CN113272632A; US11879836B2; WO2020135957A1; US20220057321A1

Abstract

Verfahren, Systeme und Vorrichtungen, einschließlich auf einem Computerspeichermedium kodierter Computerprogramme, zum Erzeugen einer ersten Lichtwelle durch einen Emitter des Sensorsystems und zum Erfassen einer zweiten Lichtwelle durch einen Detektor des Sensorsystems. Die zweite Lichtwelle wird in Reaktion auf die erste Lichtwelle, die von einem Zielobjekt reflektiert wird, detektiert. Das Sensorsystem enthält einen ersten Konverter, der eine erste Temperaturmessung von einem Temperatursensor des Sensorsystems zumindest dann erhält, wenn die erste Lichtwelle erzeugt oder die zweite Lichtwelle detektiert wird. Ein Temperaturregler berechnet Temperaturkoeffizienten, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regeln. Jeder der Temperaturkoeffizienten wird auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet. Der Temperaturregler erzeugt ein Steuersignal, um die Temperatur des Sensorsystems auf der Grundlage der berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln.

Description

FELD
Diese Spezifikation bezieht sich auf Filter für optische Abtastgeräte.
HINTERGRUND
Integrierte Schaltungen (ICs) können verschiedene Komponenten für die Verwendung in Erfassungsgeräten, wie z. B. optischen Erfassungsgeräten, enthalten. Ein Beispiel für einen solchen IC verwendet ein Gehäuse mit einer Leuchtdiode (LED) und einem Fotodetektor, um Licht zu erzeugen und zu erfassen. Genauer gesagt kann Licht von der LED erzeugt und vom Objekt zurück zum Fotodetektor reflektiert werden. Der Photodetektor erzeugt eine Darstellung (z. B. ein elektrisches Signal) des detektierten Lichts. Das elektrische Signal oder die Darstellung kann verarbeitet und wie gewünscht verwendet werden, um Informationen über das Objekt zu erhalten. Erfassungsgeräte wie z. B. Geräte zur Näherungserkennung, Anwesenheitserkennung, Bewegungserkennung und Farberkennung verwenden häufig solche optischen Erfassungsmethoden, um Informationen über ein Objekt zu erhalten, wie z. B. eine bestimmte Farbe des Objekts.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieses Dokument beschreibt ein verbessertes Sensorsystem, das einen Temperaturregler zur Regulierung einer Temperatur des Systems enthält, um eine Präzision der vom Sensorsystem gemessenen Spektralinformationen zu verbessern. Das Sensorsystem enthält einen Emitter, der eine erste Lichtwelle erzeugt, und einen Detektor, der eine zweite Lichtwelle als Reaktion auf die erste Lichtwelle, die von einem Zielobjekt reflektiert wird, erfasst. Das Sensorsystem enthält einen Temperatur-Analog-Digital-Wandler, der eine erste Temperaturmessung von einem Temperatursensor des Sensorsystems erhält. Die Temperaturmessung wird zumindest dann erhalten, wenn die erste Lichtwelle erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle erkannt wird. Ein Temperaturregler berechnet Temperaturkoeffizienten, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regeln. Jeder der Temperaturkoeffizienten wird auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet. Der Temperaturregler erzeugt ein Steuersignal, um die Temperatur des Sensorsystems auf der Grundlage der berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln.
Ein Aspekt des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands kann in einem Verfahren verkörpert werden, das unter Verwendung eines Sensorsystems durchgeführt wird. Das Verfahren umfasst: Erzeugen einer ersten Lichtwelle durch einen Emitter des Sensorsystems; Erfassen einer zweiten Lichtwelle durch einen Detektor des Sensorsystems als Reaktion auf die erste Lichtwelle, die von einem Zielobjekt reflektiert wird; und Erhalten einer ersten Temperatur des Sensorsystems durch einen ersten Konverter und von einem oder mehreren Temperatursensoren des Sensorsystems zumindest dann, wenn die erste Lichtwelle durch den Emitter erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle durch den Detektor erfasst wird. Das Verfahren umfasst ferner die Berechnung von Temperaturkoeffizienten zur Regelung einer Temperatur des Sensorsystems durch einen Temperaturregler, wobei jeder der Temperaturkoeffizienten auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet wird; und die Erzeugung eines Steuersignals zur Regelung der Temperatur des Sensorsystems auf der Grundlage der berechneten Temperaturkoeffizienten durch den Temperaturregler.
Ein weiterer Aspekt des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands kann in einem Sensorsystem verkörpert werden. Das Sensorsystem umfasst: einen Emitter, der so betreibbar ist, dass er eine erste Lichtwelle erzeugt; einen Detektor, der so betreibbar ist, dass er eine zweite Lichtwelle in Reaktion auf die erste Lichtwelle, die von einem Zielobjekt reflektiert wird, erfasst; und mindestens einen Temperatursensor, der so betreibbar ist, dass er eine Temperaturmessung bestimmt, die eine bestimmte Temperatur an einem jeweiligen Abschnitt des Sensorsystems anzeigt. Das Sensorsystem umfasst ferner einen Analog-Digital-Wandler, der betreibbar ist, um von dem einen oder den mehreren Temperatursensoren eine erste Temperatur des Sensorsystems zumindest dann zu erhalten, wenn die erste Lichtwelle von dem Emitter erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle von dem Detektor erfasst wird; und eine Temperatursteuerung, die betreibbar ist, um: Temperaturkoeffizienten zu berechnen, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regulieren, wobei jeder der Temperaturkoeffizienten auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet wird; und ein Steuersignal zu erzeugen, um die Temperatur des Sensorsystems auf der Grundlage der berechneten Temperaturkoeffizienten zu regulieren.
Andere Implementierungen dieser Offenbarung und anderer Aspekte umfassen entsprechende Systeme, Geräte und Computerprogramme, die so konfiguriert sind, dass sie die Aktionen der Methoden ausführen und auf Computerspeichergeräten kodiert sind. Ein Computersystem aus einem oder mehreren Computern oder Hardwareschaltungen kann aufgrund von Software, Firmware, Hardware oder einer Kombination davon, die auf dem System installiert sind, so konfiguriert sein, dass das System im Betrieb die Aktionen ausführt. Ein oder mehrere Computerprogramme können so konfiguriert sein, weil sie Anweisungen enthalten, die bei Ausführung durch ein Datenverarbeitungsgerät das Gerät veranlassen, die Aktionen auszuführen.
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften optischen Abtastsystems.
ist ein Blockdiagramm, das Informationen im Zusammenhang mit Temperaturmessungen in einem optischen Abtastsystem enthält.
zeigt grafische Daten über ursprüngliche und korrigierte Temperaturmessungen in einem optischen Abtastsystem.
zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Temperaturregelung eines optischen Abtastsystems.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften optischen Abtastsystems. Das System 100 kann eine integrierte Schaltung (IC) oder ein optisches Gerät darstellen, wie z. B. einen oder mehrere optische Sensoren oder optische Erfassungsgeräte. Das System 100 umfasst einen Emitter 102, z. B. eine lichtemittierende Diode (LED), und einen Detektor 104, z. B. einen Fotodetektor. In einigen Fällen wird der Detektor 102 alternativ als Sensor bezeichnet und kann eine Fotodiode sein, die Lichtwellen erfassen (z. B. detektieren) kann. Der Sender 102 kann z. B. so betrieben werden, dass er ein Signal einer bestimmten Wellenlänge erzeugt, und der Detektor 104 kann ein Sensor sein, der so betrieben werden kann, dass er das vom Sender 102 erzeugte Signal erfasst.
Der Emitter 102 kann so konfiguriert werden, dass er sichtbares oder nicht sichtbares Licht einer gewünschten Wellenlänge erzeugt. Zum Beispiel kann der Sender 102 Lichtwellen erzeugen, die eine Wellenlänge im Infrarot (IR)-Spektrum im Bereich von 850 Nanometern (nm) bis 940 nm haben. In einigen Implementierungen können die Lichtwellen eine Wellenlänge im Bereich von 300 nm bis 1100 nm haben. Wie im Folgenden näher beschrieben, erzeugt der Sender 102 in einer Beispielimplementierung Licht, das von einem Zielobjekt reflektiert wird, und der Detektor 104 erfasst und verarbeitet das reflektierte Licht, um Informationen über das Zielobjekt zu erhalten, wie z. B. eine Farbe des Zielobjekts.
Der Emitter 102 kann direkt auf einem IC 130 des Systems 100 hergestellt werden oder kann einen IC-Chip oder eine andere modulare Komponente enthalten, die dem IC 130 des Systems 100 während oder nach der Herstellung des ICs hinzugefügt wird. Der Emitter 102 kann ein einzelner Emitter sein oder mehrere Emitter darstellen (z. B. ein Array von Emittern). Der Detektor 104 ist so konfiguriert, dass er Licht der Wellenlänge detektiert, die vom Emitter 102 erzeugt wird (z. B. im Bereich von 850 nm bis 940 nm). Der Detektor 104 kann auch direkt auf einem IC 130 des Systems 100 hergestellt werden oder kann einen IC-Chip oder eine andere modulare Komponente enthalten, die dem IC 130 des Systems 100 während oder nach der Herstellung des ICs hinzugefügt wird. Der Detektor 104 kann ein einzelner Detektor sein oder mehrere Detektoren darstellen (z. B. ein Array von Detektoren).
Das System 100 umfasst ferner einen LED-Treiber 106, einen Licht-Digital-Wandler 108 („LDC 108“), einen Temperatur-Analog-Digital-Wandler 110 („temp ADC 110“) und einen Temperaturregler 114. Der LED-Treiber 106 ist eine beispielhafte Treiberschaltung, die ein Ansteuersignal erzeugen kann, das vom Emitter 102 empfangen wird. Das Ansteuersignal ist zum Beispiel ein Befehls- oder Steuersignal, das den Emitter 102 veranlasst, eine Lichtwelle 103 zu erzeugen. In einigen Implementierungen ist der Emitter 102 eine LED, die so betrieben werden kann, dass sie Licht zum Erfassen von Informationen über ein Objekt emittiert, und der Detektor 104 ist eine Fotodiode, die so betrieben werden kann, dass sie Photonen erfasst, die dem von der LED emittierten Licht entsprechen, wenn das emittierte Licht von dem Objekt reflektiert wird.
In diesem Zusammenhang wird die Lichtwelle 103 vom Sensorsystem 100 verwendet, um Informationen über ein Zielobjekt 105 zu erhalten. Beispielsweise interagiert die Lichtwelle 103 mit dem Zielobjekt 105, z. B. durch Reflexion an dem Zielobjekt, um eine reflektierte Lichtwelle 107 zu erzeugen. Die reflektierte Lichtwelle 107 wird von Komponenten des Sensorsystems 100 empfangen und verarbeitet. Zum Beispiel trägt die reflektierte Lichtwelle 107 spektrale Informationen über das Zielobjekt 105 und das Sensorsystem 100 verarbeitet diese spektralen Informationen, um Informationen über das Zielobjekt 105 zu erhalten. In einigen Implementierungen geben die Informationen über das Zielobjekt 105, die aus den spektralen Informationen gewonnen werden, eine Farbe des Zielobjekts 105 oder eine physikalische Eigenschaft oder ein Attribut des Zielobjekts 105 an.
Im Allgemeinen entspricht ein Messzyklus des Sensorsystems 100 dem LED-Treiber 106, der ein Ansteuersignal an den Emitter 102 liefert, um den Emitter 102 zu veranlassen, eine Lichtwelle 103 zu erzeugen (z. B. zu emittieren), und dem Detektor 104, der die reflektierte Lichtwelle 107 erfasst. Während jedes Messzyklus des Sensorsystems 100 erzeugen die beschriebenen Komponenten des Sensorsystems 100 Wärme, die eine Temperatur des Sensorsystems beeinflussen kann. Wenn die Temperatur des Sensorsystems 100 ungeregelt bleibt, kann die Temperatur auf ein Niveau ansteigen, das die Präzision der aus der reflektierten Lichtwelle 107 gewonnenen Spektralinformation verschlechtert. Daher können die in diesem Dokument beschriebenen Techniken verwendet werden, um die Temperatur des Sensorsystems 100 effizienter zu regulieren. Beispielsweise kann mit den beschriebenen Techniken die Temperatur des Sensorsystems 100 mit verbesserter Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Methoden geregelt werden.
Wieder Bezug nehmend auf das Sensorsystem 100 ist der LDC 108 in der Lage, ein Parametersignal zu empfangen und zu verarbeiten, das die reflektierte Lichtwelle 107 darstellt, die vom Detektor 104 empfangen wird. Zum Beispiel ist der LDC 108 so konfiguriert, dass er das Parametersignal verarbeitet, indem er das Signal und einen entsprechenden Parameterwert des Signals in ein digitales Signal mit einem entsprechenden Binärwert umwandelt. Das umgewandelte digitale Signal wird vom Sensorsystem 100 verarbeitet, um spektrale Informationen über das Zielobjekt 105 zu extrahieren oder zu erhalten.
Temp ADC 110 ist ein beispielhafter Analog-Digital-Wandler, der zum Empfang von Analogsignalen, die Temperaturinformationen 112 repräsentieren, geeignet ist. Die empfangenen analogen Signale entsprechen Temperaturmessungen und werden in digitale Signale umgewandelt, die jeweils eine gemessene Temperatur am Sensorsystem 100 darstellen. Beispielsweise umfassen die Temperaturinformationen 112 jeweilige Temperaturmessungen, die von verschiedenen Temperatursensoren 113 („Temp-Sensoren 113“), die im Sensorsystem 100 integriert sind, erhalten werden. Der Temp-ADC 110 erhält die jeweiligen Temperaturmessungen, z. B. über die Temperaturinformationen 112, von jedem der ein oder mehreren Temperatursensoren 113. Der Temp ADC 110 kann die jeweiligen Temperaturmessungen erhalten, wenn die Lichtwelle 103 durch den Sender 102 erzeugt wird, wenn die reflektierte Lichtwelle 107 durch den Detektor 104 erfasst wird oder beides. Die Temperatursensoren 113 können Thermoelemente, Widerstandstemperaturdetektoren (RTDs) oder eine Kombination aus beiden sein. Andere Geräte zur Messung von Temperaturen in einem Schaltkreis fallen ebenfalls in den Anwendungsbereich dieser Spezifikation.
Die Temperatursensoren 113 sind jeweils in der Lage, eine Temperatur zu erfassen, die mit verschiedenen elektronischen Geräten verbunden ist, die im Sensorsystem 100 installiert sind. Die Temperatursensoren 113 können an verschiedenen Stellen im Sensorsystem 100 positioniert werden, um die Temperatur eines beliebigen Geräts in einem Stromkreis des Sensorsystems 100 zu erfassen, das ein Stromleiter ist. Beispielsweise können die Temperatursensoren 113 die Temperatur eines CMOS-Chips (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) erfassen, der im IC 130 installiert ist, um Signalverarbeitungs- und Logikfunktionen des Sensorsystems 100 bereitzustellen. In der Implementierung von sind die Temperatursensoren 113 zumindest an Stellen und entlang von Signalpfaden angeordnet, an denen die Lichtwelle 103 emittiert wird und Signale, die die reflektierte Lichtwelle 107 darstellen, empfangen und in digitale Signale zur Verarbeitung im Sensorsystem 100 umgewandelt werden. Solche Signalwege können Stellen umfassen, die an den Sender 102 und den Detektor 104 angrenzen.
Im Allgemeinen kann jedes Gerät in einem Schaltkreis des Sensorsystems 100, das Strom leitet, auch Wärme erzeugen, die eine Temperatur des Sensorsystems beeinflussen kann. Wie oben erwähnt, kann die Temperatur des Sensorsystems 100, wenn sie nicht reguliert wird, auf ein Niveau ansteigen, das die Präzision der aus der reflektierten Lichtwelle 107 gewonnenen Spektralinformationen verschlechtert. Die Temperaturinformation 112 kann ein oder mehrere analoge Spannungssignale enthalten, die von den Temperatursensoren 113 erzeugt werden. In einigen Implementierungen arbeitet der Temperatur-ADC 110 mit einem oder mehreren Temperatursensoren 113 zusammen, um eine Delta-Spannung, VBE, einer Diode oder eines CMOS-Bauelements zu messen, die in einer Schaltung des Sensorsystems 100 integriert sind. In einigen Fällen entspricht die Messung einer Dioden- oder Bauteilspannung der Messung einer Sperrschichttemperatur an einer beispielhaften integrierten Schaltung des Sensorsystems 100.
Da sich z. B. die Temperatur einer Diode (oder eines anderen Bauelements) in Abhängigkeit von der Spannung ändern kann, kann die Messung der Deltaspannung die Messung einer Änderung der Spannung VBE über der Temperatur beinhalten. Für ein oder mehrere Bauelemente und bei konstantem Strom kann die Spannung VBE in Abhängigkeit von der Temperatur eine gut kontrollierte Beziehung darstellen, z. B. wo eine Änderung von 2,2 Millivolt (mV) in der gemessenen Spannung einer Kelvin-Einheit der Temperatur oder einem Grad Celsius entspricht. Daher interagiert der Temp-ADC 110 mit den Temperatursensoren 113, um analoge Messdaten für die Spannungscharakteristik der Leiterplatte (z. B. eine Diodenspannung) über der Temperatur zu erhalten und umzuwandeln. In einigen Implementierungen bestimmen die Temperatursensoren 113 Temperaturmessungen verschiedener Geräte in einem Messkanal des Sensorsystems 100 und der Temp-ADC 110 bestimmt entsprechende Verschiebungswerte, die auf die Temperaturmessungen angewendet werden, um die Temperatur des Messkanals zu regeln.
Der Temperaturregler 114 ist so konfiguriert, dass er eine Gesamttemperatur des Sensorsystems 100 regelt. Zum Beispiel regelt der Temperaturregler 114 die Gesamttemperatur des Sensorsystems 100, indem er die jeweilige Temperatur einer oder mehrerer Verbindungsstellen am Sensorsystem 100 regelt. In einigen Ausführungsformen steuert und regelt der Temperaturregler 114 die Temperaturen des Sensorsystems 100, ohne dass der Bediener oder Benutzer eingreifen muss.
Wie im Folgenden näher beschrieben, berechnet der Temperaturregler 114 Temperaturkoeffizienten, um die Sperrschichttemperaturen des Sensorsystems 100 zu regeln. Der Temperaturregler 114 berechnet jeden der Temperaturkoeffizienten auf der Grundlage einer berechneten Differenz zwischen einer gemessenen Temperatur 116 und einer Referenztemperatur 118. Die Referenztemperatur 118 stellt einen beispielhaften Temperatursollwert oder eine gewünschte Regeltemperatur dar. Der Temperatursollwert kann verwendet werden, um ein gewünschtes Präzisionsniveau zu erreichen, wenn die von der reflektierten Lichtwelle 107 getragene Spektralinformation zur Analyse am Sensorsystem 100 extrahiert wird.
Der Temperaturregler 114 umfasst einen beispielhaften Proportional-Integral-Derivativ (PID)-Regler (z. B. einen Mikrocontroller), der zur Berechnung der Temperaturkoeffizienten verwendet wird. Der PID-Regler bietet einen Regelkreis-Rückkopplungsmechanismus, der eine kontinuierliche Regelung (oder kontinuierlich modulierte Regelung) auf der Grundlage mehrerer kontinuierlicher Temperaturmessungen ermöglicht. In einigen Implementierungen können die mehrfachen kontinuierlichen Temperaturmessungen am Sensorsystem 100 sequentiell erfolgen.
Das PID-Regelschema ist ein Regelalgorithmus, der drei grundlegende Koeffizienten hat: einen Proportional-, einen Integral- und einen Derivationskoeffizienten. Jeder Koeffizient kann durch den Temperaturregler 114 variiert werden, um ein optimales Temperaturverhalten zu erhalten. In einigen Implementierungen interagiert der Temperaturregler 114 mit dem Sensorsystem 100 unter Verwendung des PID-Reglers, um eine Temperaturregelungs-Regelschleife zu bilden. Der Temperaturregelkreis kann so betrieben werden, dass der Temperaturregler 114 die Temperatur des Sensorsystems 100 auf ein Referenzniveau regeln kann.
Um eine feiner abgestimmte Regelung der Gesamttemperatur des Sensorsystems 100 zu erreichen, kann der Temperaturregler 114 für jeden Messkanal des Sensorsystems 100 einen jeweiligen Satz von Temperaturkoeffizienten berechnen. Der Temperaturregler 114 berechnet die jeweiligen Sätze von Koeffizienten in Reaktion auf den Vergleich einer tatsächlich gemessenen Temperatur 116 mit einer bestimmten Referenztemperatur 118, die einem bestimmten Messkanal zugeordnet ist. In einigen Implementierungen stellt die Referenztemperatur 118 eine gewünschte Kontrolltemperatur dar, die für einen oder mehrere Messkanäle des Sensorsystems 100 spezifisch ist.
Beispielsweise können die Komponenten eines bestimmten Messkanals ihre eigenen Temperaturkoeffizienten haben. Daher kann der Temperaturregler 114 einen entsprechenden Satz von Temperaturkoeffizienten für einen gegebenen Messkanal auf der Grundlage eines separaten Temperaturwerts für jede Komponente im Messkanal erzeugen. Auf diese Weise kann der Temperaturregler 114 verwendet werden, um eine feinere Regelung der Gesamttemperatur des Sensorsystems 100 zu erreichen, indem er Steuersignale 120 erzeugt, um bestimmte Temperaturen an jeweiligen Messkanälen des Sensorsystems 100 zu regeln.
Der Temperaturregler 114 enthält einen Ausgang, der mit dem LED-Treiber 106 verbunden (z. B. gekoppelt) ist, um eine Aus-Zeit des LED-Treibers 106 zu steuern. Dieser Ausgang stellt einen Signalpfad bereit, der das Steuersignal 120 zur Temperaturregelung im Sensorsystem 100 liefert. Beispielsweise erzeugt der Temperaturregler 114 ein Steuersignal 120, um die Temperatur des Sensorsystems basierend auf den berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln. In einigen Implementierungen steuert der Ausgang des Temperaturreglers 114, z. B. das Steuersignal 120, die Aus-Zeit des LED-Treibers 106 und des Emitters 102, während eine andere Vorrichtung des Sensorsystems 100 die Ein-Zeit des LED-Treibers 106 und des Emitters 102 steuert. In anderen Implementierungen wird das vom Temperaturregler 114 erzeugte Steuersignal 120 verwendet, um sowohl die Ein-Zeit als auch die Aus-Zeit des LED-Treibers 106 sowie die Ein-Zeit und die Aus-Zeit des Emitters 102 zu steuern.
In einigen Implementierungen kann der Temperaturregler 114 eine Kalibrierungslogik anwenden, die auf den berechneten Temperaturkoeffizienten basiert, um Temperatureffekte am Sensorsystem 100, die die Präzision oder Qualität der extrahierten Spektralinformationen, die von der reflektierten Lichtwelle 107 getragen werden, verschlechtern, zu eliminieren oder wesentlich zu mildern. In anderen Implementierungen bestimmt der Temperaturregler 114 eine Delta-Temperatur in Reaktion auf den Vergleich der gemessenen Temperatur 116 mit der Referenztemperatur 118 über einen vordefinierten Satz von Temperaturmessungen. Die Delta-Temperaturen, die über diesen vordefinierten Satz von Temperaturmessungen bestimmt werden, werden verwendet, um die Temperaturkoeffizienten zu berechnen.
Basierend auf den berechneten Temperaturkoeffizienten erzeugt der Temperaturregler 114 das Steuersignal 120, um einen Betrag der Verzögerung zwischen den jeweiligen Messzyklen des Sensorsystems 100 einzustellen. Der Temperaturcontroller 114 passt beispielsweise den Betrag der Verzögerung zwischen den jeweiligen Messzyklen an und regelt die Temperatur des Sensorsystems 100, indem er beispielsweise eine Aus-Zeit einer Treiberschaltung (LED-Treiber 106) steuert, die den Emitter 102 veranlasst, die Lichtwelle 103 zu erzeugen. Diese Einstellung regelt die Temperatur des Sensorsystems 100, indem sie eine Wärmemenge reduziert, die am System durch den LED-Treiber 106 und andere Komponenten des Sensorsystems 100 erzeugt wird.
Zu Beispielszwecken wird das Sensorsystem 100 im Zusammenhang mit einer Anwendung zur Erfassung von Objektattributen beschrieben. Der Sender 102 und der Detektor 104 können jedoch auch für andere Anwendungen verwendet werden, wie z. B. Anwesenheitserkennung, Bewegungserkennung, Farberkennung und andere verwandte Anwendungen, bei denen ein ausgesendetes Signal später erkannt und verarbeitet oder analysiert wird, um Informationen über ein Objekt zu erhalten. In der Implementierung von ist das Sensorsystem 100 eine optische Vorrichtung, die ein Lichtsignal aussendet, um Informationen über das Zielobjekt 105 zu erfassen. Das Zielobjekt 105 kann z. B. ein physischer Gegenstand sein, wie ein Apfel, und die reflektierte Lichtwelle 107 wird vom Sensorsystem 100 verarbeitet, um ein Attribut des physischen Gegenstands zu bestimmen, wie z. B. eine Farbe, den Reifegrad oder die Frische des Apfels.
ist ein Blockdiagramm, das Informationen im Zusammenhang mit Temperaturmessungen in einem optischen Messsystem 100 enthält. In einem beispielhaften Messzyklus 200 bewirkt das Steuersignal 120, dass der LED-Treiber 106 eingeschaltet wird, um ein Ansteuersignal für den Emitter 102 bereitzustellen, während der Temp-ADC 110 gleichzeitig die Temperaturen von Schaltkreisbauteilen im Sensorsystem 100 „messen“ (202) kann. Der Temp-ADC 110 wird zur Messung der Temperaturen verwendet, indem er analoge Spannungssignale der Temperaturinformationen 112 in digitale Signale umwandelt, die die gemessene Temperatur 116 darstellen. Der Messzyklus 200 umfasst den Übergang des LED-Treibers 106 vom eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand, so dass kein Ansteuersignal an den Emitter 102 geliefert wird und keine gleichzeitigen Temperaturmessungen durch den Temp-ADC 110 umgesetzt werden. Der Messzyklus 200 wird wieder aufgenommen, wenn das Steuersignal 120 den LED-Treiber 106 wieder auf „EIN“ schaltet und der Temp-ADC 110 zur gleichzeitigen „Messung“ (204) der Temperaturen der in der Schaltung integrierten Geräte verwendet wird.
Eine Zeitspanne, in der der LED-Treiber 106 ausgeschaltet ist, wird durch einen Beispielparameter der Ausschaltzeit, _TOFF, 206 („_TOFF 206“) dargestellt. Wie oben beschrieben, wird die gemessene Temperatur 116 an einem Eingang des Temperaturreglers 114 empfangen und mit der Referenztemperatur 118 verglichen, um die Temperaturkoeffizienten zu berechnen. Der Temperaturregler 114 verwendet die berechneten Temperaturkoeffizienten, um eine Ausschaltzeit, _TOFF, 206 zwischen den Messzyklen 200 einzustellen. Der Temperaturregler 114 ist in der Lage, die Temperatur des Sensorsystems 100 auf ein Referenzniveau zu regeln, indem er eine Ausschaltverzögerungszeit, _TOFF 206, zwischen den jeweiligen Messzyklen 200 einstellt. In einigen Fällen wird die Ausschaltverzögerung durch Erhöhen oder Verringern der Zeitspanne eingestellt, in der der LED-Treiber 106 ausgeschaltet ist.
Wenn zum Beispiel die Referenztemperatur 118 (z.B. 43°C) viel größer ist als die gemessene Temperatur 116 (z.B. 18°C), dann ist der _TOFF 206 klein (z.B. _TOFF = 2ms) und Temperaturmessungen können ziemlich schnell in kleinen Zeitintervallen durchgeführt werden. Umgekehrt, wenn die Referenztemperatur 118 (z. B. 43 °C) nahe bei oder sogar kleiner als die gemessene Temperatur 116 (z. B. 41 °C) ist, dann kann der _TOFF 206 größer sein (z. B. _TOFF = 50 ms) und Temperaturmessungen können weniger häufig und in größeren Zeitintervallen erhalten werden.
In einigen Implementierungen, wenn die Referenztemperatur 118 viel größer ist als die gemessene Temperatur 116 und _TOFF 206 klein ist, treten die schnellen Messintervalle auf, bis die gemessene Temperatur 116 die Referenztemperatur 118 erreicht. Wenn die gemessene Temperatur 116 die Referenztemperatur 118 erreicht, entspricht dies dem Temperaturgleichgewicht im Sensorsystem 100 oder dem Temperaturgleichgewicht in einem beispielhaften Messkanal des Sensorsystems 100. Der Temperaturregler 114 passt die Verzögerungszeit an, um ein Temperaturgleichgewicht zu erreichen und einen beispielhaften Regelkreis des IC 130 zu stabilisieren.
Die grafischen Daten 210 zeigen verschiedene Temperaturmessungen, die von der Temperatursteuerung 114 analysiert werden, wenn sich das Sensorsystem 100 den jeweiligen Temperaturgleichgewichten 212 und 214 nähert. In einigen Implementierungen werden für einen Beispielmesskanal_A die gemessenen Temperaturen 116A mit einer Referenztemperatur 118A verglichen, bis sich die Temperatur des Messkanals_A dem Temperaturgleichgewicht 212 nähert. In ähnlicher Weise werden für einen BeispielmesskanalB die gemessenen Temperaturen 116B mit einer Referenztemperatur 118B verglichen, bis sich die Temperatur des Messkanals_B dem Temperaturgleichgewicht 214 nähert. In einigen Fällen ist die Referenztemperatur 118 eine konstante Referenztemperatur oder eine dynamische Referenztemperatur. Dynamische Referenztemperaturen können durch eine Temperaturrampenfunktion oder eine Temperatursprungfunktion bestimmt werden.
In einigen Implementierungen kann es vorkommen, dass eine große Anzahl kontinuierlicher Messungen (z. B. 200 Messungen) nicht verfügbar ist, um einen Messkanal_A ausreichend zu regeln, was zu einer Temperaturabhängigkeit des Kanals führen kann. In diesem Fall kann eine Temperaturabhängigkeit des Messkanals_A für jede Messiteration kompensiert werden, indem eine Temperatur, T, erfasst wird und die Gleichung A_comp = A*(1-TC(T-T0)), wobei TC vorher geschätzt wird und T0 eine Nenntemperatur ist. Diese Nenntemperatur kann mit der Gleichung T0 = (T1+T2)/2) ermittelt werden. Es ist zu beachten, dass diese Gleichung für den Temperaturbereich gültig ist, bis die Temperaturabhängigkeit linear bleibt. Im Falle eines nichtlinearen Verhaltens zwischen T1 und T2 könnten zusätzliche Temperaturpunkte und ein höheres Näherungsniveau (z. B. parabolisch) verwendet werden.
zeigt grafische Daten über ursprüngliche Temperaturmessungen 302 und korrigierte Temperaturmessungen 304 in einem beispielhaften optischen Sensorsystem. Die ursprünglichen Temperaturmessungen 302 enthalten sichtbare Rauschkomponenten, die auftreten, wenn die Temperatur eines Sensorsystems ungeregelt ist. Wie oben erwähnt, kann die Temperatur eines Sensorsystems bei ungeregelter Temperatur auf ein Niveau ansteigen, das die Genauigkeit der extrahierten Spektralinformationen beeinträchtigt, die aus der reflektierten Lichtwelle 107 gewonnen werden und die physikalischen Eigenschaften des Zielobjekts 105 anzeigen. Im Gegensatz dazu werden korrigierte Temperaturmessungen 304 im Erfassungssystem 100 mit den in diesem Dokument beschriebenen Techniken erhalten.
Die korrigierten Temperaturmessungen 304 enthalten keine sichtbaren Rauschkomponenten, da die Temperatur des Sensorsystems 100 auf der Grundlage der mit dem Temperaturregler 114 berechneten Temperaturkoeffizienten geregelt wird. Daher gibt es keine Verschlechterung der Genauigkeit der extrahierten Spektralinformationen, die aus der reflektierten Lichtwelle 107 gewonnen werden und die physikalischen Eigenschaften des Zielobjekts 105 anzeigen.
zeigt einen Beispielprozess 400 zur Regelung der Temperatur einer optischen Abtastung. Der Prozess 400 wird unter Verwendung der oben beschriebenen Komponenten des Systems 100 durchgeführt. Bezogen auf den Prozess 400 erzeugt ein Emitter eines Sensorsystems eine erste Lichtwelle (402). Zum Beispiel kann der Emitter 102 eine LED sein, die eine Lichtwelle 103 aussendet, damit das Sensorsystem 100 Informationen über ein Zielobjekt 105 erfassen kann. In einigen Implementierungen ist das Zielobjekt 105 ein physischer Gegenstand, wie z. B. eine Frucht oder ein Fleischprodukt, und die erfassten Informationen zeigen an, ob die Frucht oder das Fleischprodukt frisch genug für den menschlichen Verzehr ist.
Ein Detektor des Sensorsystems detektiert eine zweite Lichtwelle in Reaktion auf die erste Lichtwelle, die von einem Zielobjekt (404) reflektiert wird. Der Detektor 104 kann z. B. eine Photodiode sein, die Photonen der reflektierten Lichtwelle 107 detektiert. Die vom Sender 102 emittierte Lichtwelle 103 interagiert mit dem Zielobjekt 105, um die reflektierte Lichtwelle 107 zu verursachen, die vom Detektor 104 erfasst wird. Das Zielobjekt 105 befindet sich außerhalb des Sensorsystems 100. Auf diese Weise tritt die emittierte Lichtwelle 103 aus einer optischen Vorrichtung, z. B. einem Emitter/LED 102, des Sensorsystems 100 aus, nachdem sie zum Erfassen der Informationen über das Zielobjekt 105 emittiert wurde. Die reflektierte Lichtwelle 107 wird am Detektor 104 als Reaktion auf die Wechselwirkung der emittierten Lichtwelle 103 mit dem Zielobjekt 105 empfangen. Die reflektierte Lichtwelle 107 trägt spektrale Informationen, die physikalische Eigenschaften des Zielobjekts 105 anzeigen. Der Detektor 104 erzeugt ein Parametersignal, das im Sensorsystem 100 verarbeitet wird, um Informationen über die physikalischen Eigenschaften des Zielobjekts 105 zu erhalten.
Ein Konverter des Sensorsystems erhält eine Temperaturmessung von einem oder mehreren Temperatursensoren des Sensorsystems (406). Der Wandler kann Teil einer integrierten Schaltung 130 sein, die im Sensorsystem 100 enthalten ist, und die Temperaturmessung liefert eine aktuelle Temperatur des Sensorsystems 100. Der Wandler kann ein Temperatur-Analog-Digital-Wandler sein, der so konfiguriert ist, dass er die Temperaturmessung erhält, wenn die erste Lichtwelle vom Emitter erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle vom Detektor erfasst wird. Beispielsweise ist der Temp-ADC 110 so konfiguriert, dass er entsprechende Temperaturmessungen, z. B. über Temperaturinformationen 112, von jedem der ein oder mehreren Temperatursensoren 113 erhält. Der Temp-ADC 110 kann die jeweiligen Temperaturmessungen erhalten, wenn die Lichtwelle 103 von dem Sender 102 erzeugt wird oder wenn die reflektierte Lichtwelle 107 von dem Detektor 104 erfasst wird.
Ein im Sensorsystem enthaltener Temperaturregler berechnet Temperaturkoeffizienten, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regeln (408). Jeder Temperaturkoeffizient wird auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur des Temperaturreglers berechnet. Der Temperaturregler erzeugt ein Steuersignal, um die Temperatur des Sensorsystems basierend auf den berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln (410). Zum Beispiel kann der Temperaturregler 114 ein Steuersignal 120 erzeugen, um den LED-Treiber 106 und das vom Sender 102 emittierte Licht zu steuern. In einigen Implementierungen wird das Steuersignal 120 vom Sensorsystem 100 verwendet, um eine Einschaltzeit und eine Ausschaltzeit des LED-Treibers 106 sowie eine entsprechende Einschaltzeit und Ausschaltzeit des Emitters 102 zu steuern.
Zur Steuerung des LED-Treibers 106 und des Emitters 102 ist der Temperaturregler 114 so konfiguriert, dass er ein Steuersignal 120 erzeugt, das eine konstante Pulsbreite hat. In mindestens einer alternativen Implementierung kann der Temperaturregler 114 zur Steuerung des LED-Treibers 106 und des Emitters 102 so konfiguriert sein, dass er ein Steuersignal 120 verwendet, das eine modulierte Pulsbreite aufweist. In einigen Implementierungen ist der Temperaturcontroller 114 betreibbar, um die Temperatur des Sensorsystems 110 zu regulieren, indem er eine Ausschaltzeit der LED-Treiberschaltung 106 steuert, um eine Wärmemenge zu reduzieren, die erzeugt wird, wenn die LED-Treiberschaltung den Emitter 102 veranlasst, die Lichtwelle 103 zu erzeugen. Die Verwendung des Temperaturreglers 114 zur Reduzierung der erzeugten Wärmemenge entspricht einem bekannten Vorteil des beschriebenen Sensorsystems 100, der zur Verbesserung der Qualität und Genauigkeit der aus der reflektierten Lichtwelle 107 extrahierten Spektralinformationen beiträgt.
In einigen Implementierungen ist das Sensorsystem 100 in einem Host-Gerät installiert, z. B. in einem mobilen Smartphone, Tablet, In-Ear-Kopfhörer, tragbaren Geräten oder einem anderen elektronischen Gerät. In solchen Implementierungen beziehen sich die Vorteile der beschriebenen Techniken auf die Regulierung der Temperatur des Sensorsystems 100, um die Präzision der vom System 100 erhaltenen Spektralinformationen zu verbessern. Diese verbesserte Präzision kann zu verbesserten Attribut- oder Näherungserkennungsmerkmalen sowie anderen Erkennungsmerkmalen am Host-Gerät führen. Zum Beispiel kann das Sensorsystem 100 in ein Host-Gerät integriert werden, und die reflektierte Lichtwelle 107 wird am Host-Gerät verarbeitet, um genauer zu bestimmen, ob das Host-Gerät an einem Ohr des Kopfes einer Person positioniert ist, oder um genauer zu bestimmen, ob ein Stück Fleisch ausreichend frisch für den menschlichen Verzehr ist.
In einigen Beispielen empfängt das Host-Gerät Signale vom Detektor 104 und verwendet eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen, um eine Funktion des Host-Geräts als Reaktion auf die Analyse der vom Detektor 104 erzeugten und empfangenen Parametersignale anzupassen. Beispielsweise kann das Host-Gerät eine Helligkeit eines im Host-Gerät integrierten Bildschirms einstellen, den Bildschirm ausschalten oder eine Benachrichtigung erzeugen, die auf dem Bildschirm sichtbar ist und physikalische Attribute des Zielobjekts 105 anzeigt oder beschreibt, die vom Sensorsystem 100 erfasst wurden.
Verschiedene Implementierungen der hier beschriebenen Systeme und Techniken können in digitalen elektronischen Schaltungen, integrierten Schaltungen, speziell entwickelten ASICs, Computerhardware, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon realisiert werden. Diese verschiedenen Implementierungen können die Implementierung in einem oder mehreren Computerprogrammen umfassen, die auf einem programmierbaren System ausführbar und/oder interpretierbar sind, das mindestens einen programmierbaren Prozessor enthält, der speziell oder allgemein sein kann und so gekoppelt ist, dass er Daten und Befehle von einem Speichersystem empfängt und Daten und Befehle an ein Speichersystem überträgt, sowie mindestens ein Eingabegerät und mindestens ein Ausgabegerät.
Diese Computerprogramme, die auch als Programme, Software, Softwareanwendungen oder Code bezeichnet werden, enthalten Maschinenbefehle für einen programmierbaren Prozessor und können in einer prozeduralen und/oder objektorientierten Hochsprache und/oder in Assembler/Maschinensprache implementiert sein. In einigen Implementierungen werden die Computerprogramme von einem Controller eines Host-Geräts (z. B. einem Smartphone oder Tablet) verwendet. Der Controller verwendet die Programme beispielsweise, um den Betrieb eines im Host-Gerät angeordneten Emitters zu steuern und um Signale zu verarbeiten, die von einem im Host-Gerät angeordneten Detektor erzeugt werden. Die vom Detektor erzeugten Signale werden als Reaktion darauf verarbeitet, dass der Detektor reflektiertes Licht empfängt, das den vom Emitter ausgesandten Lichtwellen entspricht.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „maschinenlesbares Medium“ „computerlesbares Medium“ auf jedes Computerprogrammprodukt, jeden Apparat und/oder jedes Gerät, z. B. Magnetplatten, optische Platten, Speicher, programmierbare Logikbausteine (PLDs), die verwendet werden, um einem programmierbaren Prozessor Maschinenbefehle und/oder Daten zu liefern, einschließlich eines maschinenlesbaren Mediums, das Maschinenbefehle als maschinenlesbares Signal empfängt. Der Begriff „maschinenlesbares Signal“ bezieht sich auf jedes Signal, das verwendet wird, um Maschinenbefehle und/oder Daten für einen programmierbaren Prozessor bereitzustellen.
Um eine Interaktion mit dem Benutzer zu ermöglichen, können die hier beschriebenen Systeme und Techniken auf einem Computer implementiert werden, der ein Anzeigegerät, z. B. einen CRT- (Kathodenstrahlröhre) oder LCD- (Flüssigkristallanzeige) Monitor, zur Anzeige von Informationen für den Benutzer sowie eine Tastatur und ein Zeigegerät, z. B. eine Maus oder einen Trackball, besitzt, mit denen der Benutzer Eingaben in den Computer machen kann. Es können auch andere Arten von Geräten verwendet werden, um eine Interaktion mit dem Benutzer zu ermöglichen, zum Beispiel kann das Feedback, das dem Benutzer gegeben wird, jede Form von sensorischem Feedback sein, z. B. visuelles Feedback, auditives Feedback oder taktiles Feedback; und die Eingaben des Benutzers können in jeder Form empfangen werden, einschließlich akustischer, sprachlicher oder taktiler Eingaben.
Die hier beschriebenen Systeme und Techniken können in einem Computersystem implementiert werden, das eine -Backend-Komponente, z. B. als Datenserver, oder eine Middleware-Komponente, z. B. einen Anwendungsserver, oder eine -Frontend-Komponente, z. B. einen Client-Computer mit einer grafischen Benutzeroberfläche oder einem Webbrowser, über den ein Benutzer mit einer Implementierung der hier beschriebenen Systeme und Techniken interagieren kann, oder eine beliebige Kombination solcher -Backend-, Middleware- oder -Frontend-Komponenten umfasst-. Die Komponenten des Systems können durch eine beliebige Form oder ein beliebiges Medium der digitalen Datenkommunikation miteinander verbunden werden, z. B. durch ein Kommunikationsnetzwerk. Beispiele für Kommunikationsnetzwerke sind ein lokales Netzwerk („LAN“), ein Weitverkehrsnetzwerk („WAN“) und das Internet.
Das Rechnersystem kann Clients und Server umfassen. Ein Client und ein Server sind im Allgemeinen voneinander entfernt und interagieren typischerweise über ein Kommunikationsnetzwerk. Die Beziehung von Client und Server entsteht dadurch, dass Computerprogramme auf den jeweiligen Computern laufen und eine Client-Server-Beziehung zueinander haben.
Es wurde eine Reihe von Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Während diese Spezifikation viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen, was beansprucht werden kann, ausgelegt werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen spezifisch sein können. Bestimmte Merkmale, die in dieser Spezifikation im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform implementiert werden.
Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert sein. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Auch wenn die Vorgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, ist dies nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge in der gezeigten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge ausgeführt werden müssen, oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemmodule und -komponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht so verstanden werden, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es sollte verstanden werden, dass die beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen zusammen in ein einziges Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte verpackt werden können.Dementsprechend fallen auch andere Implementierungen in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren, das unter Verwendung eines Sensorsystems durchgeführt wird, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen einer ersten Lichtwelle durch einen Emitter des Sensorsystems; Erfassen einer zweiten Lichtwelle durch einen Detektor des Sensorsystems als Reaktion darauf, dass die erste Lichtwelle von einem Zielobjekt reflektiert wird; Erhalten einer ersten Temperatur des Sensorsystems durch einen ersten Konverter und von einem oder mehreren Temperatursensoren des Sensorsystems zumindest dann, wenn die erste Lichtwelle durch den Emitter erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle durch den Detektor erfasst wird; Berechnen von Temperaturkoeffizienten durch einen Temperaturregler, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regeln, wobei jeder der Temperaturkoeffizienten basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet wird; und Erzeugen eines Steuersignals durch den Temperaturregler, um die Temperatur des Sensorsystems basierend auf den berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sensorsystem mehrere Kanäle enthält und das Berechnen der Temperaturkoeffizienten umfasst: Berechnen jeweiliger Sätze von Temperaturkoeffizienten für jeden Kanal basierend auf der Differenz zwischen der ersten Temperatur und der Referenztemperatur.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen des Steuersignals umfasst: Erzeugen des Steuersignals, um eine jeweilige Temperatur für jeden Kanal der mehreren im Sensorsystem enthaltenen Kanäle auf der Grundlage der jeweiligen Sätze von Temperaturkoeffizienten für jeden Kanal zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst: Regelung der Temperatur des Sensorsystems durch den Temperaturregler, basierend auf jedem der berechneten Temperaturkoeffizienten.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst: Regelung der Temperatur des Sensorsystems durch den Temperaturregler, indem eine Aus-Zeit einer Treiberschaltung gesteuert wird, die den Emitter veranlasst, die erste Lichtwelle zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der Temperaturkoeffizienten umfasst: Berechnen eines oder mehrerer Temperaturkoeffizienten in Reaktion auf die Feststellung, dass die erste Temperatur einem Gleichgewichtszustand des Sensorsystems entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der Temperaturregler interagiert mit dem Sensorsystem, um einen Temperaturregelkreis zu bilden; und der Temperaturregelkreis so betrieben werden kann, dass der Temperaturregler die Temperatur des Sensorsystems auf einen Referenzwert regeln kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: die zweite Lichtwelle trägt spektrale Informationen, die eine physikalische Eigenschaft des Zielobjekts anzeigen; und Die Präzision der spektralen Information, die die physikalische Eigenschaft des Zielobjekts anzeigt, wird verschlechtert, wenn die Temperatur des Sensorsystems ungeregelt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin umfasst: Regelung der Temperatur des Sensorsystems durch den Temperaturregler, um die Genauigkeit der spektralen Information über das Zielobjekt relativ zu verbessern, wobei die Genauigkeit der spektralen Information im Vergleich zu einer ungeregelten Temperatur des Sensorsystems erhöht wird.
Sensorsystem bestehend aus: eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen; und eine oder mehrere nicht-transitorische maschinenlesbare Speichervorrichtungen, die Befehle speichern, die von der einen oder den mehreren Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden können, um die Durchführung von Operationen zu bewirken, die Folgendes umfassen: Erzeugen einer ersten Lichtwelle durch einen Emitter des Sensorsystems; Erfassen einer zweiten Lichtwelle durch einen Detektor des Sensorsystems als Reaktion darauf, dass die erste Lichtwelle von einem Zielobjekt reflektiert wird; Erhalten einer ersten Temperatur des Sensorsystems durch einen ersten Konverter und von einem oder mehreren Temperatursensoren des Sensorsystems zumindest dann, wenn die erste Lichtwelle durch den Emitter erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle durch den Detektor erfasst wird; Berechnen von Temperaturkoeffizienten durch einen Temperaturregler, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regeln, wobei jeder der Temperaturkoeffizienten basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet wird; und Erzeugen eines Steuersignals durch den Temperaturregler, um die Temperatur des Sensorsystems basierend auf den berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln.
Sensorsystem nach Anspruch 10, wobei das Sensorsystem mehrere Kanäle enthält und die Berechnung der Temperaturkoeffizienten umfasst: Berechnen jeweiliger Sätze von Temperaturkoeffizienten für jeden Kanal basierend auf der Differenz zwischen der ersten Temperatur und der Referenztemperatur.
Sensorsystem nach Anspruch 11, wobei das Erzeugen des Steuersignals umfasst: Erzeugen des Steuersignals, um eine jeweilige Temperatur für jeden Kanal der mehreren im Sensorsystem enthaltenen Kanäle auf der Grundlage der jeweiligen Sätze von Temperaturkoeffizienten für jeden Kanal zu regeln.
Sensorsystem nach Anspruch 10, wobei die Vorgänge weiterhin umfassen: Regelung der Temperatur des Sensorsystems durch den Temperaturregler, basierend auf jedem der berechneten Temperaturkoeffizienten.
Sensorsystem nach Anspruch 10, wobei die Vorgänge weiterhin umfassen: Regelung der Temperatur des Sensorsystems durch den Temperaturregler, indem eine Aus-Zeit einer Treiberschaltung gesteuert wird, die den Emitter veranlasst, die erste Lichtwelle zu erzeugen.
Sensorsystem nach Anspruch 10, wobei das Berechnen der Temperaturkoeffizienten umfasst: Berechnen eines oder mehrerer Temperaturkoeffizienten in Reaktion auf die Feststellung, dass die erste Temperatur einem Gleichgewichtszustand des Sensorsystems entspricht.
Sensorsystem nach Anspruch 10, wobei: der Temperaturregler interagiert mit dem Sensorsystem, um einen Temperaturregelkreis zu bilden; und der Temperaturregelkreis so betrieben werden kann, dass der Temperaturregler die Temperatur des Sensorsystems auf einen Referenzwert regeln kann.
Sensorsystem nach Anspruch 10, wobei: die zweite Lichtwelle trägt spektrale Informationen, die eine physikalische Eigenschaft des Zielobjekts anzeigen; und Die Präzision der spektralen Information, die die physikalische Eigenschaft des Zielobjekts anzeigt, wird verschlechtert, wenn die Temperatur des Sensorsystems ungeregelt ist.
Sensorsystem nach Anspruch 17, wobei die Vorgänge weiterhin umfassen: Regelung der Temperatur des Sensorsystems durch den Temperaturregler, um die Genauigkeit der spektralen Information über das Zielobjekt relativ zu verbessern, wobei die Genauigkeit der spektralen Information im Vergleich zu einer ungeregelten Temperatur des Sensorsystems erhöht wird.
Sensorsystem bestehend aus: einen Emitter, der eine erste Lichtwelle erzeugen kann; einen Detektor, der so betrieben werden kann, dass er eine zweite Lichtwelle in Reaktion auf die erste Lichtwelle, die von einem Zielobjekt reflektiert wird, erfasst; mindestens einen Temperatursensor, der betreibbar ist, um eine Temperaturmessung zu bestimmen, die eine bestimmte Temperatur an einem jeweiligen Abschnitt des Sensorsystems anzeigt; einen Analog-Digital-Wandler, der betreibbar ist, um von dem einen oder den mehreren Temperatursensoren eine erste Temperatur des Sensorsystems zumindest dann zu erhalten, wenn die erste Lichtwelle durch den Emitter erzeugt wird oder wenn die zweite Lichtwelle durch den Detektor erfasst wird; einen Temperaturregler, der betreibbar ist, um: Berechnen von Temperaturkoeffizienten, um eine Temperatur des Sensorsystems zu regulieren, wobei jeder der Temperaturkoeffizienten auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten Temperatur und einer Referenztemperatur berechnet wird; und ein Steuersignal zu erzeugen, um die Temperatur des Sensorsystems basierend auf den berechneten Temperaturkoeffizienten zu regeln.
Sensorsystem nach Anspruch 19, ferner umfassend: eine Treiberschaltung, die den Emitter veranlasst, die erste Lichtwelle zu erzeugen, und wobei der Temperaturregler betreibbar ist, um die Temperatur des Sensorsystems durch Steuern einer Ausschaltzeit der Treiberschaltung zu regeln, um eine Wärmemenge zu reduzieren, die erzeugt wird, wenn die Treiberschaltung den Emitter veranlasst, die erste Lichtwelle zu erzeugen.