光学模块、电子设备及光学模块的驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学模块、电子设备及光学模块的驱动方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知有如下的作为电子设备的分光测量装置:具备能从入射光取出规定波长的光并可改变取出波长的分光元件、以及接收由分光元件取出的光的摄像元件，通过检测摄像元件的受光量来进行分光测量(例如，参照专利文献I)。
[0003]在专利文献I记载了分光图像装置(分光测量装置)，其具备:交替重复遮光期间及曝光期间的摄像元件，构成为可改变相对的光学基板间的面间隔的分光元件，以及控制该面间隔的面间隔控制部。
[0004]在专利文献I中，面间隔控制部考虑相对控制信号的输出定时，延迟分光元件的变更动作的开始定时及结束定时来输出控制信号，在摄像元件的规定的遮光期间的结束定时使变更动作结束。
[0005]然而，在专利文献1，规定的遮光期间的长度设定为比变更动作充分长，而与变更动作的所需时间无关。因此，测量时间长出从遮光期间开始到变更动作开始的时间量。
[0006]另外，在专利文献I中，未考虑使用具备多个像素行、在不同定时驱动各像素行并输出检测信号的滚动快门方式的摄像元件的情况。即，在滚动快门方式中，在各像素行驱动定时不同，存在同时检测两个帧相关的曝光量的定时。
[0007]就是说，最先实施第一帧的受光处理的像素行之后在第一帧后马上开始第二帧的受光处理的实施。此时，还存在实施第一帧的受光处理的像素行。
[0008]因此，不考虑受光元件的驱动定时地驱动分光元件时，如上所述，存在同时驱动检测两个帧相关的曝光量的定时分光元件的情况。在该情况下，第一帧及第二帧都不能在分光元件的设定波长在所有像素行设定为相同的波长的状态下检测曝光量，成为不能获取高精度的分光图像的非有效帧。此外，非有效的第二帧的下一第三帧，在分光元件的驱动完成后开始，成为有效帧。这样，不考虑受光元件的驱动定时地驱动分光元件时，非有效的第一帧及第二帧持续两帧，有测量时间变长之忧。
[0009]本发明的目的在于提供可缩短测量时间的光学模块、电子设备及光学模块的驱动方法。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2013-17507号公报
【发明内容】
[0013]本发明的光学模块的特征在于，具备:分光元件，从入射光选择规定的波长的光，且能变更出射的出射光的波长；滚动快门方式的摄像元件，具有利用所述出射光的曝光存储电荷的像素，并按每个由多个所述像素构成的像素块延迟规定时间地实施受光处理而构成一帧，所述受光处理在受光期间向所述像素存储电荷，在所述受光期间后的非受光期间输出与存储的所述电荷相对应的检测信号；以及分光控制单元，在所述分光元件中，控制所述出射光的波长变更驱动，所述分光控制单元在所述一帧中的、最后实施所述受光处理的最终像素块的所述受光期间的结束定时，使所述分光元件开始所述波长变更驱动。
[0014]在本发明中，对滚动快门方式的摄像元件，对一帧图像，在最终像素块的受光期间的结束定时开始分光元件的波长变更驱动。
[0015]即，摄像元件对每个像素实施使存储与曝光量对应的电荷的受光期间和输出并重置存储电荷的非受光期间为一体的受光处理，但此时，采用按每个像素块使该受光处理的定时每次延迟规定时间而实施的滚动快门方式。而且，在光学模块中，在拍摄一帧的图像时的、最终像素块的受光期间结束的定时(即，是非受光期间的开始定时，检测信号的输出定时)，开始分光元件的波长变更驱动。
[0016]在这样的本发明中，能够在分光元件设定为出射规定波长的状态下对所有像素块，在受光期间结束的、可获取适当的曝光量的有效帧的最终像素块的受光期间结束时实施波长变更驱动。由此，能缩短从有效帧的最终像素块的受光期间结束到波长变更驱动结束为止的时间，即波长变更所需的时间，能实现测量时间的缩短。
[0017]然而，在滚动快门方式中，电荷传输所需的时间(电荷传输时间)及各像素行间的受光期间的延迟量通常相对受光期间的长度、驱动时间较短。在非受光期间是电荷传输时间左右的情况下，或在帧的最终像素块的受光期间的结束定时开始波长变更驱动时，已经开始下一帧中的第一像素块的受光期间。
[0018]例如，跨多个帧驱动滚动快门方式的摄像元件的情况下(以下，设按帧A、帧B、及帧C的顺序获取，帧A为有效帧)，即使在有效帧A的最终像素块的受光期间结束时开始波长变更驱动，帧B也成为非有效帧。
[0019]这里，不考虑摄像元件的受光期间及非受光期间的开始及结束定时地开始分光元件的波长变更驱动时，有在从有效帧A的最终像素块的受光期间结束到波长变更驱动开始的期间产生不必要的时间的情况。在该情况下，从帧A的最终像素块的受光期间结束到波长变更驱动结束为止的时间变长，容易产生非有效帧连续两帧的不良现象。即，在实施分别对帧B及帧C的受光处理的定时驱动分光元件时，帧B及帧C的双方都成为非有效帧。
[0020]另一方面，在本发明中，能缩短从帧A的最终像素块的受光期间结束到波长变更驱动结束为止的时间，波长变更驱动不在帧C的第一像素块的受光期间的开始前结束，能抑制帧B及帧C的双方成为非有效帧的不良现象的产生。即，能抑制非有效帧连续两帧，能实现测量时间的缩短。
[0021]此外，本发明中的驱动时间是指驱动分光元件、直到规定的波长的出射光稳定(波长变动量在规定阈值以内的状态)地出射的时间。例如，在使用使一对反射膜的间隙变动而获得规定波长的出射光的波长可变型法布里佩罗标准具作为分光元件的情况下，是从反射膜间的间隙开始变动到反射膜间的间隙的变动量在规定的阈值以内的时间。
[0022]在本发明的光学模块中，优选继第一帧后的第二帧中的、最先实施所述受光处理的第一像素块的所述非受光期间的结束定时，是所述第一帧中的、与所述最终像素块的所述受光期间的结束一起开始的所述波长变更驱动的结束定时以后。
[0023]在本发明中，在继第一帧后的第二帧，继第一像素块的受光期间后的非受光期间的结束定时是在第一帧的最终像素块的受光期间结束定时开始的波长变更驱动的结束定时以后。
[0024]S卩，在有效帧A的最终像素块的受光期间结束的定时开始波长变更驱动。而且，设定受光期间、非受光期间及波长变更驱动的定时，使得在该波长变更驱动的结束定时以后开始帧C的第一像素块的受光期间。
[0025]由此，能夹着非有效帧B地使帧A及帧C为有效帧。在该情况下，不会如上所述地使连续的两个以上的帧为非有效帧，能更可靠地实现测量时间的缩短。
[0026]另外，在将从分光元件出射的出射光变为任一波长的情况下，能以有效帧和非有效帧交替地产生的方式驱动摄像元件及分光元件。因此，不需要判定有效帧和非有效帧，能够抑制处理负荷。
[0027]另外，不用在有效帧的受光期间中实施波长变更驱动，能更可靠地抑制测量精度的下降。
[0028]在本发明的光学模块中，优选所述第二帧中的、所述第一像素块的所述非受光期间的结束定时，是从所述第一帧中的、所述最终像素块的所述受光期间的结束定时经过所述波长变更驱动所需的驱动时间中最长的所述驱动时间后的定时。
[0029]在本发明中，第二帧中的第一像素块的非受光期间的结束定时设定为从第一帧中的、最终像素块的受光期间的结束定时开始经过了波长变更驱动所需的驱动时间中最长的驱动时间的定时。
[0030]S卩，在有效帧A的最终像素块的受光期间结束的定时到经过了波长变更驱动的驱动时间中最长的驱动时间的定时，开始帧C的第一像素块的受光期间。在该情况下，通过将从有效帧A的最终像素块的受光期间结束的定时到作为下一有效帧的帧C的开始为止的时间设为驱动时间的最长的驱动时间，能实现进一步的测量时间的缩短。
[0031]在本发明的光学模块中，优选所述最长的驱动时间是所述波长变更驱动的波长变更量为规定量以下的各波长变更驱动中的最长的驱动时间。
[0032]在本发明中，第二帧中的第一像素块的非受光期间的结束定时设定为从第一帧中的、最终像素块的受光期间的结束定时开始，经过了波长变更量在规定量以下的波长变更驱动所需的驱动时间中最长的驱动时间的定时。
[0033]S卩，在从有效帧A的最终像素块的受光期间结束的定时开始经过了与规定量以下的驱动量对应的波长变更驱动的驱动时间中最长的驱动时间的定时，开始帧C的第一像素块的受光期间。因此，对多个波长变更波长时的波长的变更量超过规定的量时的驱动时间不包含于帧C的第一像素块的受光期间的开始定时的设定对象中。因此，能不将驱动时间超过规定时间的驱动时间设定为最长的驱动时间，能实现获取一帧的所需时间的缩短。
[0034]在本发明的光学模块中，优选所述分光控制单元控制所述分光元件，实施将所述出射光的波长按所述规定量以下的间隔按从大到小或从小到大的顺序依次变更为从第一波长到比所述第一波长短的第二波长之间的多个波长的步进驱动。
[0035]在本发明中，在从第一波长到第二波长间，以按规定量以下的间隔变更波长的方式步进驱动分光元件。
[0036]S卩，在从有效帧A的最终像素块的受光期间结束的定时到经过了步进驱动的各驱动时间中最长的驱动时间的定时，开始帧C的第一像素块的受光期间。在这样的构成中，从步进驱动中的最初的波长返回最后的波长时的驱动时间(也称初始化时间)不会设定为最长驱动时间。该初始化时间通常比步进驱动中的上述各驱动时间长。因此，通过不将初始化时间设为最长驱动时间，能够实现获取一帧的所需时间的缩短。
[0037]在本发明的光学模块中，优选具备稳定化检测部，检测所述分光元件中的所述出射光的波长的变动量在规定的阈值以内的稳定化定时；以及摄像元件控制单元，在与所述一帧中的、最后实施所述受光处理的最终像素块的所述受光期间的结束一起开始所述波长变更驱动的、所述分光元件的所述稳定化定时，使最先实施所述受光处理的第一像素块的所述电荷的存储开始。
[0038]在本发明中，在分光元件稳定化的稳定化定时开始第一像素块的电荷的存储。
[0039]在这样的构成中，与有效帧的最终像素块的受光期间的结束一起开始波长变更驱动。而且，直到检测到分光元件的稳定化才开始下一帧的受光期间，检测到稳定化时，开始下一帧的第一像素块的电荷的存储。由此，在有效帧间，能将在每个像素块产生的非受光期间的长度设为与波长变更驱动时间对应的长度且不会产生非有效帧。
[0040]因此，能最优化获取一帧的所需时间，能实现进一步的测量时间的缩短。
[0041 ] 另外，在摄像元件中，能更可靠地抑制接收规定波长以外的光，能更可靠地抑制测量精度的下降。
[0042]本发明的电子设备的特征在于，具备:光学模块；以及控制所述光学模块的控制部，所述光学模块具备:分光元件，从入射光选择规定的波长的光，且能变更出射的出射光的波长；滚动快门方式的摄像元件，具有利用所述出射光的曝光存储电荷的像素，并按每个由多个所述像素构成的像素块延迟规定时间地实施受光处理而构成一帧，所述受光处理在受光期间向所述像素存储电荷，在所述受光期间后的非受光期间输出与存储的所述电荷相对应的检测信号；以及分光控制单元，在所述分光元件中，控制所述出射光的波长变更驱动，所述分光控制单元在所述一帧中的、最后实施所述受光处理的最终像素块的所述受光期间的结束定时，使所述