光學(xué)模塊、電子設(shè)備及光學(xué)模塊的驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)模塊、電子設(shè)備及光學(xué)模塊的驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有如下的作為電子設(shè)備的分光測量裝置:具備能從入射光取出規(guī)定波長的光并可改變?nèi)〕霾ㄩL的分光元件、以及接收由分光元件取出的光的攝像元件，通過檢測攝像元件的受光量來進(jìn)行分光測量(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I記載了分光圖像裝置(分光測量裝置)，其具備:交替重復(fù)遮光期間及曝光期間的攝像元件，構(gòu)成為可改變相對的光學(xué)基板間的面間隔的分光元件，以及控制該面間隔的面間隔控制部。
[0004]在專利文獻(xiàn)I中，面間隔控制部考慮相對控制信號的輸出定時，延遲分光元件的變更動作的開始定時及結(jié)束定時來輸出控制信號，在攝像元件的規(guī)定的遮光期間的結(jié)束定時使變更動作結(jié)束。
[0005]然而，在專利文獻(xiàn)1，規(guī)定的遮光期間的長度設(shè)定為比變更動作充分長，而與變更動作的所需時間無關(guān)。因此，測量時間長出從遮光期間開始到變更動作開始的時間量。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)I中，未考慮使用具備多個像素行、在不同定時驅(qū)動各像素行并輸出檢測信號的滾動快門方式的攝像元件的情況。即，在滾動快門方式中，在各像素行驅(qū)動定時不同，存在同時檢測兩個幀相關(guān)的曝光量的定時。
[0007]就是說，最先實(shí)施第一幀的受光處理的像素行之后在第一幀后馬上開始第二幀的受光處理的實(shí)施。此時，還存在實(shí)施第一幀的受光處理的像素行。
[0008]因此，不考慮受光元件的驅(qū)動定時地驅(qū)動分光元件時，如上所述，存在同時驅(qū)動檢測兩個幀相關(guān)的曝光量的定時分光元件的情況。在該情況下，第一幀及第二幀都不能在分光元件的設(shè)定波長在所有像素行設(shè)定為相同的波長的狀態(tài)下檢測曝光量，成為不能獲取高精度的分光圖像的非有效幀。此外，非有效的第二幀的下一第三幀，在分光元件的驅(qū)動完成后開始，成為有效幀。這樣，不考慮受光元件的驅(qū)動定時地驅(qū)動分光元件時，非有效的第一幀及第二幀持續(xù)兩幀，有測量時間變長之憂。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供可縮短測量時間的光學(xué)模塊、電子設(shè)備及光學(xué)模塊的驅(qū)動方法。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-17507號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的光學(xué)模塊的特征在于，具備:分光元件，從入射光選擇規(guī)定的波長的光，且能變更出射的出射光的波長；滾動快門方式的攝像元件，具有利用所述出射光的曝光存儲電荷的像素，并按每個由多個所述像素構(gòu)成的像素塊延遲規(guī)定時間地實(shí)施受光處理而構(gòu)成一幀，所述受光處理在受光期間向所述像素存儲電荷，在所述受光期間后的非受光期間輸出與存儲的所述電荷相對應(yīng)的檢測信號；以及分光控制單元，在所述分光元件中，控制所述出射光的波長變更驅(qū)動，所述分光控制單元在所述一幀中的、最后實(shí)施所述受光處理的最終像素塊的所述受光期間的結(jié)束定時，使所述分光元件開始所述波長變更驅(qū)動。
[0014]在本發(fā)明中，對滾動快門方式的攝像元件，對一幀圖像，在最終像素塊的受光期間的結(jié)束定時開始分光元件的波長變更驅(qū)動。
[0015]即，攝像元件對每個像素實(shí)施使存儲與曝光量對應(yīng)的電荷的受光期間和輸出并重置存儲電荷的非受光期間為一體的受光處理，但此時，采用按每個像素塊使該受光處理的定時每次延遲規(guī)定時間而實(shí)施的滾動快門方式。而且，在光學(xué)模塊中，在拍攝一幀的圖像時的、最終像素塊的受光期間結(jié)束的定時(即，是非受光期間的開始定時，檢測信號的輸出定時)，開始分光元件的波長變更驅(qū)動。
[0016]在這樣的本發(fā)明中，能夠在分光元件設(shè)定為出射規(guī)定波長的狀態(tài)下對所有像素塊，在受光期間結(jié)束的、可獲取適當(dāng)?shù)钠毓饬康挠行淖罱K像素塊的受光期間結(jié)束時實(shí)施波長變更驅(qū)動。由此，能縮短從有效幀的最終像素塊的受光期間結(jié)束到波長變更驅(qū)動結(jié)束為止的時間，即波長變更所需的時間，能實(shí)現(xiàn)測量時間的縮短。
[0017]然而，在滾動快門方式中，電荷傳輸所需的時間(電荷傳輸時間)及各像素行間的受光期間的延遲量通常相對受光期間的長度、驅(qū)動時間較短。在非受光期間是電荷傳輸時間左右的情況下，或在幀的最終像素塊的受光期間的結(jié)束定時開始波長變更驅(qū)動時，已經(jīng)開始下一幀中的第一像素塊的受光期間。
[0018]例如，跨多個幀驅(qū)動滾動快門方式的攝像元件的情況下(以下，設(shè)按幀A、幀B、及幀C的順序獲取，幀A為有效幀)，即使在有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束時開始波長變更驅(qū)動，幀B也成為非有效幀。
[0019]這里，不考慮攝像元件的受光期間及非受光期間的開始及結(jié)束定時地開始分光元件的波長變更驅(qū)動時，有在從有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束到波長變更驅(qū)動開始的期間產(chǎn)生不必要的時間的情況。在該情況下，從幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束到波長變更驅(qū)動結(jié)束為止的時間變長，容易產(chǎn)生非有效幀連續(xù)兩幀的不良現(xiàn)象。即，在實(shí)施分別對幀B及幀C的受光處理的定時驅(qū)動分光元件時，幀B及幀C的雙方都成為非有效幀。
[0020]另一方面，在本發(fā)明中，能縮短從幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束到波長變更驅(qū)動結(jié)束為止的時間，波長變更驅(qū)動不在幀C的第一像素塊的受光期間的開始前結(jié)束，能抑制幀B及幀C的雙方成為非有效幀的不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。即，能抑制非有效幀連續(xù)兩幀，能實(shí)現(xiàn)測量時間的縮短。
[0021]此外，本發(fā)明中的驅(qū)動時間是指驅(qū)動分光元件、直到規(guī)定的波長的出射光穩(wěn)定(波長變動量在規(guī)定閾值以內(nèi)的狀態(tài))地出射的時間。例如，在使用使一對反射膜的間隙變動而獲得規(guī)定波長的出射光的波長可變型法布里佩羅標(biāo)準(zhǔn)具作為分光元件的情況下，是從反射膜間的間隙開始變動到反射膜間的間隙的變動量在規(guī)定的閾值以內(nèi)的時間。
[0022]在本發(fā)明的光學(xué)模塊中，優(yōu)選繼第一幀后的第二幀中的、最先實(shí)施所述受光處理的第一像素塊的所述非受光期間的結(jié)束定時，是所述第一幀中的、與所述最終像素塊的所述受光期間的結(jié)束一起開始的所述波長變更驅(qū)動的結(jié)束定時以后。
[0023]在本發(fā)明中，在繼第一幀后的第二幀，繼第一像素塊的受光期間后的非受光期間的結(jié)束定時是在第一幀的最終像素塊的受光期間結(jié)束定時開始的波長變更驅(qū)動的結(jié)束定時以后。
[0024]S卩，在有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束的定時開始波長變更驅(qū)動。而且，設(shè)定受光期間、非受光期間及波長變更驅(qū)動的定時，使得在該波長變更驅(qū)動的結(jié)束定時以后開始幀C的第一像素塊的受光期間。
[0025]由此，能夾著非有效幀B地使幀A及幀C為有效幀。在該情況下，不會如上所述地使連續(xù)的兩個以上的幀為非有效幀，能更可靠地實(shí)現(xiàn)測量時間的縮短。
[0026]另外，在將從分光元件出射的出射光變?yōu)槿我徊ㄩL的情況下，能以有效幀和非有效幀交替地產(chǎn)生的方式驅(qū)動攝像元件及分光元件。因此，不需要判定有效幀和非有效幀，能夠抑制處理負(fù)荷。
[0027]另外，不用在有效幀的受光期間中實(shí)施波長變更驅(qū)動，能更可靠地抑制測量精度的下降。
[0028]在本發(fā)明的光學(xué)模塊中，優(yōu)選所述第二幀中的、所述第一像素塊的所述非受光期間的結(jié)束定時，是從所述第一幀中的、所述最終像素塊的所述受光期間的結(jié)束定時經(jīng)過所述波長變更驅(qū)動所需的驅(qū)動時間中最長的所述驅(qū)動時間后的定時。
[0029]在本發(fā)明中，第二幀中的第一像素塊的非受光期間的結(jié)束定時設(shè)定為從第一幀中的、最終像素塊的受光期間的結(jié)束定時開始經(jīng)過了波長變更驅(qū)動所需的驅(qū)動時間中最長的驅(qū)動時間的定時。
[0030]S卩，在有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束的定時到經(jīng)過了波長變更驅(qū)動的驅(qū)動時間中最長的驅(qū)動時間的定時，開始幀C的第一像素塊的受光期間。在該情況下，通過將從有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束的定時到作為下一有效幀的幀C的開始為止的時間設(shè)為驅(qū)動時間的最長的驅(qū)動時間，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的測量時間的縮短。
[0031]在本發(fā)明的光學(xué)模塊中，優(yōu)選所述最長的驅(qū)動時間是所述波長變更驅(qū)動的波長變更量為規(guī)定量以下的各波長變更驅(qū)動中的最長的驅(qū)動時間。
[0032]在本發(fā)明中，第二幀中的第一像素塊的非受光期間的結(jié)束定時設(shè)定為從第一幀中的、最終像素塊的受光期間的結(jié)束定時開始，經(jīng)過了波長變更量在規(guī)定量以下的波長變更驅(qū)動所需的驅(qū)動時間中最長的驅(qū)動時間的定時。
[0033]S卩，在從有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束的定時開始經(jīng)過了與規(guī)定量以下的驅(qū)動量對應(yīng)的波長變更驅(qū)動的驅(qū)動時間中最長的驅(qū)動時間的定時，開始幀C的第一像素塊的受光期間。因此，對多個波長變更波長時的波長的變更量超過規(guī)定的量時的驅(qū)動時間不包含于幀C的第一像素塊的受光期間的開始定時的設(shè)定對象中。因此，能不將驅(qū)動時間超過規(guī)定時間的驅(qū)動時間設(shè)定為最長的驅(qū)動時間，能實(shí)現(xiàn)獲取一幀的所需時間的縮短。
[0034]在本發(fā)明的光學(xué)模塊中，優(yōu)選所述分光控制單元控制所述分光元件，實(shí)施將所述出射光的波長按所述規(guī)定量以下的間隔按從大到小或從小到大的順序依次變更為從第一波長到比所述第一波長短的第二波長之間的多個波長的步進(jìn)驅(qū)動。
[0035]在本發(fā)明中，在從第一波長到第二波長間，以按規(guī)定量以下的間隔變更波長的方式步進(jìn)驅(qū)動分光元件。
[0036]S卩，在從有效幀A的最終像素塊的受光期間結(jié)束的定時到經(jīng)過了步進(jìn)驅(qū)動的各驅(qū)動時間中最長的驅(qū)動時間的定時，開始幀C的第一像素塊的受光期間。在這樣的構(gòu)成中，從步進(jìn)驅(qū)動中的最初的波長返回最后的波長時的驅(qū)動時間(也稱初始化時間)不會設(shè)定為最長驅(qū)動時間。該初始化時間通常比步進(jìn)驅(qū)動中的上述各驅(qū)動時間長。因此，通過不將初始化時間設(shè)為最長驅(qū)動時間，能夠?qū)崿F(xiàn)獲取一幀的所需時間的縮短。
[0037]在本發(fā)明的光學(xué)模塊中，優(yōu)選具備穩(wěn)定化檢測部，檢測所述分光元件中的所述出射光的波長的變動量在規(guī)定的閾值以內(nèi)的穩(wěn)定化定時；以及攝像元件控制單元，在與所述一幀中的、最后實(shí)施所述受光處理的最終像素塊的所述受光期間的結(jié)束一起開始所述波長變更驅(qū)動的、所述分光元件的所述穩(wěn)定化定時，使最先實(shí)施所述受光處理的第一像素塊的所述電荷的存儲開始。
[0038]在本發(fā)明中，在分光元件穩(wěn)定化的穩(wěn)定化定時開始第一像素塊的電荷的存儲。
[0039]在這樣的構(gòu)成中，與有效幀的最終像素塊的受光期間的結(jié)束一起開始波長變更驅(qū)動。而且，直到檢測到分光元件的穩(wěn)定化才開始下一幀的受光期間，檢測到穩(wěn)定化時，開始下一幀的第一像素塊的電荷的存儲。由此，在有效幀間，能將在每個像素塊產(chǎn)生的非受光期間的長度設(shè)為與波長變更驅(qū)動時間對應(yīng)的長度且不會產(chǎn)生非有效幀。
[0040]因此，能最優(yōu)化獲取一幀的所需時間，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的測量時間的縮短。
[0041 ] 另外，在攝像元件中，能更可靠地抑制接收規(guī)定波長以外的光，能更可靠地抑制測量精度的下降。
[0042]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，具備:光學(xué)模塊；以及控制所述光學(xué)模塊的控制部，所述光學(xué)模塊具備:分光元件，從入射光選擇規(guī)定的波長的光，且能變更出射的出射光的波長；滾動快門方式的攝像元件，具有利用所述出射光的曝光存儲電荷的像素，并按每個由多個所述像素構(gòu)成的像素塊延遲規(guī)定時間地實(shí)施受光處理而構(gòu)成一幀，所述受光處理在受光期間向所述像素存儲電荷，在所述受光期間后的非受光期間輸出與存儲的所述電荷相對應(yīng)的檢測信號；以及分光控制單元，在所述分光元件中，控制所述出射光的波長變更驅(qū)動，所述分光控制單元在所述一幀中的、最后實(shí)施所述受光處理的最終像素塊的所述受光期間的結(jié)束定時，使所述