分光测量装置及分光测量方法_5

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测信号V1及第二检测信号V2,对各像素,选择不超过最大信号电平Vmax且最大的信号。
[0163]这里,在利用具有多个像素的受光元件进行受光的情况下,在与对测量波长的反射率高的部位对应的像素中,信号电平变大,在与反射率低的部位对应的像素中,信号电平变小。在这样的情况下,例如,在利用预备曝光等设定与各波长对应的曝光时间时,与反射率高的部位对应地设定曝光时间使得不超过饱和曝光量时,在与反射率低的部位对应的像素中,不能够获取充足的曝光量。因此,在与反射率低的部分对应的像素中,获取的曝光量和噪声分量之差变小,在检测信号中噪声分量的含有率变高,故不能实施高精度的分光测量。
[0164]另一方面,为使反射率低的部位的曝光量在适当曝光的范围内而设定充足的曝光时间时,在与反射率高的部位对应的像素中,有曝光过度之忧,故不能实施高精度的分光测量。
[0165]对此,在本实施方式中,如上所述,按每个像素选择检测信号,故即使在与反射率低的部位对应的像素中,也能实施降低噪声分量的(SN比高)测量。另外,如上所述,按每个像素选择不超过最大信号电平Vmax的检测信号,故能抑制因曝光过度而不能获取准确的受光量的像素的产生。
[0166]在以上的结构中,在想对拍摄的图像中、由用户指定的规定的I像素实施分光测量(色测量)的情况下等,能按每个像素实施高精度的分光测量。
[0167]在本实施方式中,检测信号获取部23获取与第一曝光时间Ts、以及比第一曝光时间Ts长的第二曝光时间IY的不同曝光时间的各个曝光量对应的检测信号。这样,能够利用曝光时间不同而改变曝光量。因此,例如,不需要使用受光面的面积不同的多个受光兀件等,能够实现结构的简化。
[0168]在本实施方式中,受光元件11构成为可按非破坏读出方式依次读出与不同曝光时间的各个曝光量对应的电荷。
[0169]在这样构成的分光测量装置I中,在多个曝光时间进行曝光时,在到最大曝光时间为止期间的多个曝光时间中,依次读出与各曝光时间对应的曝光量。因此,在一次测量中能获取多个曝光量,能够缩短测量时间。
[0170]在本实施方式中,作为从测量对象X的反射光出射规定波长的光的分光元件,使用作为法布里佩罗滤波器的波长可变干涉滤波器5。
[0171]通过使用波长可变干涉滤波器5作为分光元件,能够按设测量对象波长的间隔为例如1nm等的细微间隔来进行测量。因此,与可控制的测量对象波长的间隔大的情况相t匕,对测量对象波长域,能够在较多的测量波长(例如数十个测量波长)下实施测量。在该情况下,对测量对象在多个测量波长下进行上述的预备曝光,或每次改变测量对象时进行预备曝光,与对数个波长进行测量的情况相比,在预备曝光上所费的时间变长。因此,如本实施方式那样,通过对波长可变干涉滤波器5采用不需要进行预备曝光的结构,能够进一步实现测量时间的缩短。
[0172](第二实施方式)
[0173]以下,基于【附图说明】本发明的第二实施方式。
[0174]本实施方式的分光测量装置在具备一个像素具有不同受光面积、即受光灵敏度的第一受光部及第二受光部作为受光元件这点上与第一实施方式不同。
[0175]图8是示出本发明的第二实施方式的分光测量装置IA的概略结构的框图。图9是示出本实施方式的受光元件的I像素的概略结构的图。
[0176]此外,在以后的说明中,对已经说明的结构,标记相同的符号并省略或简化其说明。
[0177](分光测量装置的结构)
[0178]如图8所示,分光测量装置IA具备光学模块1A和控制部20A。
[0179]光学模块1A具备波长可变干涉滤波器5,受光元件15,检测信号处理部12,以及电压控制部13。
[0180]受光元件15在I像素内具备两个光电极管(PD =Photod1de)(如图9所示的HH及TO2)。这两个PDl及PD2具有面积不同的受光区域,PD2的受光区域的面积比PDl的大。PDl及PD2具有与面积对应的受光灵敏度,故PD2的受光灵敏度比PDl大。在这样的受光元件15中,在按规定的曝光时间曝光的情况下,在各像素,输出与分别对应于PDl及PD2的不同的两个曝光量相应的检测信号。
[0181]控制部20A具备曝光时间设定部21,波长设定部22,检测信号获取部23A,选择部24,以及分光测量部25。
[0182]检测信号获取部23A基于经由检测信号处理部12从受光元件15输出的检测信号,对各像素获取分别对应于PDl及PD2的检测信号。另外,检测信号获取部23A获取关联获取的各像素的各检测信号,该像素位置(地址数据)以及测量波长的受光数据,并存储在存储器中。
[0183](曝光时间设定处理)
[0184]在本实施方式中,与第一实施方式同样,分光测量装置IA在进行分光测量处理前,在实施实际的分光测量处理的照明环境下,设定曝光时间。设定曝光时间的方法,与第一实施方式同样,能够基于利用对高反射基准物(例如白色基准板)及低反射基准物(例如黑色基准板)的各个测量对象进行分光测量而得的测量结果来进行。
[0185]这里,图10的㈧是示出PDl中的曝光时间和检测信号(像素输出;电压)的关系的一个例子的图,图10的⑶是示出PD2中的曝光时间和检测信号(像素输出;电压)的关系的一个例子的图。此外,图10的㈧中的检测信号A及图10的⑶中的检测信号C是测量白色基准板时的测量结果,图10的(A)中的检测信号B及图10的(B)中的检测信号D是测量黑色基准板时的测量结果。
[0186]具体而言,如图10的(A)所示,曝光时间设定部21设定曝光时间T。,使得在HH中,在测量来自白色基准板的反射光时,在各波长中,从PDl输出的检测信号A (相当于第一实施方式中的第一检测信号)的信号电平Vhi小于与roi的饱和曝光量对应的最大信号电平Vmaxl且在与适当曝光的下限值对应的下限信号电平Vminl以上。
[0187]在该曝光时间T。下,在接收来自黑色基准板的反射光的情况下的检测信号的信号电平Vu比彳目号电平Vm小。
[0188]另外,此时,如图10的⑶所示,曝光时间设定部21设定曝光时间T。,使得在TO2中接收来自黑色基准板的反射光并经过曝光时间τ。时,对各波长的来自PD2的检测信号D (相当于第一实施方式中的第二检测信号)小于与PD2的饱和曝光量对应的最大信号电平Vfflax2且在与适当曝光的下限值对应的下限信号电平Vmin2以上。
[0189]在该曝光时间T。下测量来自白色基准板的反射光时,来自PD2的检测信号的信号电平到达ro2的最大信号电平vmax2。
[0190]S卩,在本实施方式中,曝光时间设定部21设定曝光时间T。,使得在测量白色基准板时,来自PDi的检测信号不超过roi中的最大信号电平Vmaxl且在测量黑色基准板时,来自PD2的检测信号在下限信号电平Vmin2以上。
[0191]此外,PDl及PD2的受光灵敏度与各受光区域的面积比对应。这些TOl及PD2的面积与上述的第一实施方式中的各曝光时间的优选范围同样,优选预先进行设定,使得将规定了光量的基准光量的光按规定时间(例如曝光时间Tc)向白色基准板(高反射基准物)及黑色基准板(低反射基准物)照射并在PDl及PD2接收其反射光时的信号电平满足以下的各条件。
[0192]即,设定PDl的面积(与PD2的面积比),使得在曝光时间Tc曝光来自白色基准板的反射光时的、对roi中的各波长的检测信号A(相当于第一检测信号)的信号电平Vhi,设规定的电平阈值为V01,则为Vmaxl - V01 ^ Vm < Vmaxl。
[0193]另外,设定PD2的面积(与PDl的面积比),使得在曝光时间Tc曝光来自黑色基准板的反射光时的、对TO2中的各波长的检测信号D(相当于第二检测信号)的信号电平Vw设规定的电平阈值为V02,则为Vmin2 ^ VL2 ^ Vfflin2 - V02o
[0194]这样,通过设定PDl及PD2的各受光区域的面积(面积比),与第一实施方式同样,能够抑制在各检测信号A,B可检测的光量测量范围变窄的现象,能够有效地利用受光元件15的光量测量范围。
[0195](分光测量处理)
[0196]接着,基于附图在以下说明分光测量装置IA的分光测量处理。
[0197]图11是分光测量装置IA的分光测量处理的流程图。
[0198]接收测量开始的指示时,电压控制部13基于来自波长设定部22的指令信号,向静电致动器56施加驱动电压。由此,间隙Gl设定为与测量波长对应的尺寸(步骤SI)。
[0199]而且,检测信号获取部23A获取从受光元件11的各像素的PDl输出的第一检测信号及从PD2输出的第二检测信号。开始来自受光元件11的检测信号的获取,开始测量光的检测(步骤S2)。
[0200]检测信号获取部23A将关联获取的每个像素的第一检测信号、该像素位置以及测量波长的第一受光数据存储到存储器。另外,检测信号获取部23A对第二检测信号也同样地,将关联像素位置和测量波长的第二受光数据存储到存储器(步骤S8)。
[0201]此外,基于从检测开始到经过预先设定的规定的曝光时间T。为止检测的各检测信号(例如积分值),能够获取各受光数据的各像素位置及各测量波长中的光量。另外,在本实施方式中例不使用来自光电极管的检测信号检测光量的结构,但并不限于光电二极管,可利用能检测光量的各种受光元件。
[0202]之后,控制部20A在测量对象波长域中,判定是否获取了全部的测量波长的光的测量光量(步骤S5),在有未进行分光测量的测量波长的情况下返回步骤SI,到全测量波长的测量结束为止,继续光量测量。
[0203]在步骤S5中,在判定进行全部的测量波长的分光测量的情况下,选择部24选择第一检测信号及第二检测信号的任一个作为对各波长的各像素的测量结果(步骤S6)。
[0204]接着,分光测量部25使用选择的受光数据获取分光光谱(步骤S7)。
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