光學(xué)組件、電子設(shè)備以及光學(xué)組件的驅(qū)動(dòng)方法
【專利說(shuō)明】光學(xué)組件、電子設(shè)備以及光學(xué)組件的驅(qū)動(dòng)方法
[0001]技術(shù)區(qū)域
[0002]本發(fā)明涉及光學(xué)組件、電子設(shè)備以及光學(xué)組件的驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，作為如下電子設(shè)備而公知有分光測(cè)量裝置，其包括:能夠從入射光提取預(yù)定波長(zhǎng)的光，能夠改變提取出的波長(zhǎng)的分光元件；和接收由分光元件提取出的光的攝像元件，通過(guò)檢測(cè)攝像元件的受光量而進(jìn)行分光測(cè)量(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文件I中記載的分光圖像裝置包括:交替重復(fù)遮光期和曝光期間的攝像元件；以能夠改變相對(duì)的光學(xué)基板之間的面間隔的方式構(gòu)成的分光元件；和控制該面間隔的面間隔控制部。該裝置考慮分光元件對(duì)控制信號(hào)的輸出定時(shí)的延遲而輸出控制信號(hào)，在攝像元件的預(yù)定的遮光期間的結(jié)束定時(shí)之前結(jié)束波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2013-17507號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0009]但是，專利文獻(xiàn)I沒(méi)有考慮到如下使用卷簾快門式攝像元件的情況:該攝像元件具有多個(gè)像素行，在不同定時(shí)驅(qū)動(dòng)各個(gè)像素行且輸出檢測(cè)信號(hào)。即，在卷簾快門式中，各像素行的驅(qū)動(dòng)定時(shí)不同，會(huì)存在如下情況:在某個(gè)幀的曝光期間開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn)前一個(gè)幀的曝光期間沒(méi)有結(jié)束的像素行。即，最初實(shí)施第一幀的受光處理的像素行在此后迅速接著第一幀進(jìn)行第二幀的受光處理。此時(shí)，存在還正在實(shí)施第一幀的受光處理的像素行。
[0010]當(dāng)使用這樣的卷簾快門式的受光元件時(shí)，通過(guò)重復(fù)獲得曝光量的有效幀和實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的非有效幀，隔一個(gè)幀獲得分光圖像。此時(shí)，有效幀的最終像素行的曝光期間結(jié)束至下一個(gè)有效幀的第一像素行的曝光期間開(kāi)始之前的期間成為實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的變更期間。
[0011]在此，如果在維持幀速率的情況下設(shè)定較長(zhǎng)的變更期間，則由于一個(gè)幀的曝光期間變短，可能會(huì)出現(xiàn)曝光量不足。另一方面，若為了在變更期間內(nèi)實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)且確保充足的曝光量，設(shè)定較長(zhǎng)的變更期間和曝光期間，則幀速率就會(huì)下降。
[0012]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制幀速率下降的光學(xué)組件、電子設(shè)備以及光學(xué)組件的驅(qū)動(dòng)方法。
[0013]用于解決問(wèn)題的手段
[0014]本發(fā)明的一個(gè)適用例的光學(xué)組件的特征在于，其包括:分光元件，其從入射光中選擇預(yù)定波長(zhǎng)的光，并且能夠變更射出的射出光的波長(zhǎng)；卷簾快門式的攝像元件，其具有通過(guò)所述射出光的曝光來(lái)積累電荷的像素，并按照每個(gè)由多個(gè)所述像素構(gòu)成的像素塊而依次延遲實(shí)施受光處理，該受光處理包括用于在所述像素積累電荷的曝光期間和用于輸出與在所述曝光期間積累的所述電荷對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的遮光期間；以及分光控制部，其在所述分光元件上控制用于變更所述射出光的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)，所述攝像元件的、重疊于在所述射出光的受光區(qū)域設(shè)定的預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊包含:最先實(shí)施受光處理的最前像素塊；和最后實(shí)施受光處理的最后像素塊，所述分光控制部在所述最后像素塊的曝光期間結(jié)束起下一個(gè)所述最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的期間實(shí)施所述波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)適用例的光學(xué)組件中，攝像元件上重疊于包含在射出光的受光區(qū)域中的預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊中，在最后像素塊的曝光期間結(jié)束起最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的期間，實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0016]在這樣的構(gòu)成中，在多個(gè)像素塊中依次延遲實(shí)施受光處理。而且，重復(fù)用于獲得分光圖像的有效幀和實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的非有效幀，通過(guò)兩個(gè)幀量的驅(qū)動(dòng)，可獲得一個(gè)幀量的圖像。
[0017]在這種情況下，在有效幀中的最后像素塊的曝光期間結(jié)束后、下一個(gè)非有效幀所涉及的時(shí)間和下一個(gè)有效幀的最前像素塊的曝光期間開(kāi)始前的期間實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。因此，還可以在有效幀的一部分實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)，例如和在所有像素塊中的最后實(shí)施受光處理的像素塊的曝光期間結(jié)束起下一個(gè)有效幀的受光處理開(kāi)始為止的時(shí)間段實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的情況相比，可延長(zhǎng)可實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的時(shí)間(變更期間)。由此，可抑制由波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的實(shí)施所引起的幀速率的下降。
[0018]在本適用例的光學(xué)組件中，優(yōu)選的是，所述光學(xué)組件具備設(shè)定部，該設(shè)定部基于來(lái)自所述攝像元件的檢測(cè)信號(hào)獲取所述受光區(qū)域，并基于該受光區(qū)域設(shè)定所述預(yù)定區(qū)域。
[0019]在本適用例的光學(xué)組件中，基于檢測(cè)信號(hào)獲得受光區(qū)域，基于該受光區(qū)域設(shè)定預(yù)定區(qū)域。在這樣的構(gòu)成中，可將重疊于設(shè)定的預(yù)定區(qū)域的像素塊作為受光處理的目標(biāo)像素塊。由此，即使在受光區(qū)域變化的情況下，也能夠設(shè)定對(duì)應(yīng)于變化后受光區(qū)域的目標(biāo)像素塊。因此，可抑制在根據(jù)受光區(qū)域和預(yù)定區(qū)域的變化應(yīng)當(dāng)作為目標(biāo)像素塊的像素塊未實(shí)施受光處理而引起的圖像的一部分缺失等不良情況，從而能夠獲得恰當(dāng)?shù)姆止鈭D像。
[0020]在本適用例的光學(xué)組件中，優(yōu)選的是，所述光學(xué)組件具備攝像控制部，該攝像控制部對(duì)所述攝像元件所具有的所有像素塊實(shí)施受光處理。
[0021 ] 在本適用例的光學(xué)組件中，在對(duì)攝像元件的所有像素塊實(shí)施受光處理的同時(shí)，重疊于預(yù)定區(qū)域的像素塊中的最后像素塊的曝光期間結(jié)束起最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的時(shí)間段實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0022]在這樣的構(gòu)成中，用將所有像素塊作為受光處理目標(biāo)的一般的驅(qū)動(dòng)方法來(lái)驅(qū)動(dòng)攝像元件，因此和變更攝像元件的驅(qū)動(dòng)方法的情況相比，可抑制攝像元件和分光元件的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的調(diào)整復(fù)雜化。
[0023]在本適用例的光學(xué)組件中，優(yōu)選的是，所述光學(xué)組件具備攝像控制部，該攝像控制部對(duì)所述攝像元件所具有的所有像素塊中重疊于所述預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊實(shí)施受光處理。
[0024]在本適用例的光學(xué)組件中，對(duì)攝像元件的所有像素塊中重疊于預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊實(shí)施受光處理。
[0025]在這樣的構(gòu)成中，例如和在所有像素塊中的最后實(shí)施受光處理的像素塊的曝光期間結(jié)束起下一個(gè)有效幀的受光處理開(kāi)始為止的時(shí)間段實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的情況相比，也可以延長(zhǎng)變更期間。即，可減少一個(gè)幀中的受光處理的目標(biāo)像素塊的數(shù)量。像素塊的數(shù)量越少，越能夠減少對(duì)應(yīng)于像素塊間的延遲時(shí)間的積累的、變更期間的縮短量。
[0026]另外，由于可減少目標(biāo)像素塊的數(shù)量，因此與在所有像素塊實(shí)施受光處理的情況相比，可延長(zhǎng)對(duì)預(yù)定的幀速率以及像素塊間的延遲時(shí)間而設(shè)定的曝光期間和遮光期間的長(zhǎng)度。因此，由于可設(shè)定較長(zhǎng)的曝光期間和遮光期間，可更有效地抑制幀速率的下降。
[0027]進(jìn)而，如上所述，由于可減少作為處理目標(biāo)的像素塊的數(shù)量，可減少檢測(cè)信號(hào)的獲取數(shù)量，降低處理負(fù)荷。
[0028]本發(fā)明的其它適用例的電子設(shè)備的特征在于，其包括:分光元件，其從入射光中選擇預(yù)定波長(zhǎng)的光，并且能夠變更射出的射出光的波長(zhǎng)；卷簾快門式的攝像元件，其具有通過(guò)所述射出光的曝光來(lái)積累電荷的像素，并按照每個(gè)由多個(gè)所述像素構(gòu)成的像素塊而依次延遲實(shí)施受光處理，該受光處理包括用于在所述像素積累電荷的曝光期間和用于輸出與在所述曝光期間積累的所述電荷對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的遮光期間；分光控制部，其在所述分光元件上控制用于變更所述射出光的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)；以及處理部，其實(shí)施基于所述檢測(cè)信號(hào)的處理，所述攝像元件的、重疊于在所述射出光的受光區(qū)域設(shè)定的預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊包含:最先實(shí)施受光處理的最前像素塊；和最后實(shí)施受光處理的最后像素塊，所述分光控制部在所述最后像素塊的曝光期間結(jié)束起下一個(gè)所述最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的期間實(shí)施所述波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0029]在本適用例中，和上述光學(xué)組件所涉及的適用例一樣，攝像元件上重疊于包含在射出光的受光區(qū)域中的預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊中，在最后像素塊的曝光期間結(jié)束起最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的期間，實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0030]由此，可延長(zhǎng)可實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的變更期間，從而抑制由波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的實(shí)施引起的幀速率的下降。
[0031]本發(fā)明的其它適用例的光學(xué)組件的驅(qū)動(dòng)方法的特征在于，所述光學(xué)組件包括:分光元件，其從入射光中選擇預(yù)定波長(zhǎng)的光，并且能夠變更射出的射出光的波長(zhǎng)；卷簾快門式的攝像元件，其具有通過(guò)所述射出光的曝光來(lái)積累電荷的像素，并按照每個(gè)由多個(gè)所述像素構(gòu)成的像素塊而依次延遲實(shí)施受光處理，該受光處理包括用于在所述像素積累電荷的曝光期間和用于輸出與在所述曝光期間積累的所述電荷對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的遮光期間，所述攝像元件的、重疊于在所述射出光的受光區(qū)域設(shè)定的預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊包含:最先實(shí)施受光處理的最前像素塊；和最后實(shí)施受光處理的最后像素塊，對(duì)所述攝像元件所具有的所有像素塊中的、包含重疊于包含在所述射出光的受光區(qū)域中的預(yù)定區(qū)域的像素塊的多個(gè)像素塊，延遲預(yù)定時(shí)間地在所述像素積累電荷，在所述最后像素塊的曝光期間結(jié)束起下一個(gè)所述最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的期間，使所述分光元件實(shí)施變更所述射出光的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0032]本適用例中，和光學(xué)組件的上述適用例一樣，攝像元件上的、重疊于包含在射出光的受光區(qū)域中的預(yù)定區(qū)域的多個(gè)像素塊中，在最后像素塊的曝光期間結(jié)束起最前像素塊的曝光期間開(kāi)始為止的期間，實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)。
[0033]由此，可延長(zhǎng)可實(shí)施波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的變更期間，從而抑制由波長(zhǎng)變更驅(qū)動(dòng)的實(shí)施引起的幀速率的下降。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的分光相機(jī)的簡(jiǎn)要構(gòu)成的圖。
[0035]圖2是第一實(shí)施方式的波長(zhǎng)可變干涉濾光器的俯視圖。
[0036]圖3是第一實(shí)施方式的波長(zhǎng)可變干涉濾光器的截面圖。
[0037]圖4是示意性示出攝像元件的攝像面的俯視圖。
[0038]圖5是示出第一實(shí)施方式的分光相機(jī)的控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)要構(gòu)成的框圖。
[0039]圖6是示出第一實(shí)施方式的分光相機(jī)的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的圖。
[0040]圖7是示出現(xiàn)有技術(shù)中的分光相機(jī)的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的圖。
[0041]圖8是不出第一實(shí)施方式的分光相機(jī)的動(dòng)作的流程圖。
[0042]圖9是示出第二實(shí)施方式的分光相機(jī)的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的圖。
[0043]圖10是示出一個(gè)變形例中的受光區(qū)域和受光處理的目標(biāo)像素行的關(guān)系的圖。
[0044]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0045]5…波長(zhǎng)可變干涉濾光器(分光濾光器)、10…分光相機(jī)(電子設(shè)備)、12…攝像組件(光學(xué)組件)、123…攝像元件、142…攝像控制部、143…濾光器驅(qū)動(dòng)