具有多个光源的运动传感器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及具备多个光源的运动传感器装置。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了一种从多个光源对静止或运动中的物体(对象物)分时投光，并基于由I个图像传感器取得的多个图像来测定到对象物的距离的技术。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:JP特开2001-12909号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在上述现有技术中，存在根据对象物的位置而测定出的距离的精度或灵敏度下降的问题。本公开的实施方式提供一种能够解决该问题的新的运动传感器装置。
[0008]解决课题的手段
[0009]本公开的运动传感器装置，在某方式中，具备:图像传感器；多个光源，其包含第I光源、第2光源以及第3光源，所述第I光源配置在从所述图像传感器向第I方向离开第I距离的位置，所述第2光源配置在从所述图像传感器向第2方向离开第2距离的位置，所述第3光源配置在从所述图像传感器向第3方向离开第3距离的位置；和控制部，其构成为对所述图像传感器以及所述多个光源进行控制，所述控制部构成为:在第I时间一边使所述第I光源发光一边由所述图像传感器进行第I帧的摄像，在第2时间一边使所述第2光源发光一边由所述图像传感器进行第2帧的摄像，在第3时间一边使所述第3光源发光一边由所述图像传感器进行第3帧的摄像，并且，基于通过所述第I帧至第3帧的摄像而取得的多个图像，获得到对象物的距离信息，并且，基于从所述多个图像的至少I个获得的表示所述对象物的方向的信息、和从所述多个图像的每一个获得的所述对象物的亮度，取得到所述对象物的多个推定距离信息，根据所述多个推定距离信息来决定所述距离信息。
[0010]本公开的运动传感器装置，在某方式中，具备:图像传感器；多个光源，其包含第I光源以及第2光源，所述第I光源配置于从所述图像传感器向第I方向离开第I距离的位置，所述第2光源配置于从所述图像传感器向第2方向离开第2距离的位置；和控制部，其构成为对所述图像传感器以及所述多个光源进行控制，所述控制部构成为:在第I时间一边使所述第I光源发光一边由所述图像传感器进行第I帧的摄像，在第2时间一边使所述第I光源以及第2光源双方发光一边由所述图像传感器进行第2帧的摄像，并且基于通过所述第I帧以及第2帧的摄像而取得的多个图像，获得到对象物的推定距离信息。
[0011]本公开的运动传感器装置，在某方式中，具备:图像传感器；多个光源，其包含第I光源以及第2光源，所述第I光源配置在从所述图像传感器向第I方向离开第I距离的位置，所述第2光源配置在从所述图像传感器向第2方向离开第2距离的位置；和控制部，其构成为对所述图像传感器以及所述多个光源进行控制，所述控制部构成为，在第I时间一边使所述第I光源发光一边由所述图像传感器进行第I帧的摄像，在第2时间一边使所述第2光源发光一边由所述图像传感器进行第2帧的摄像，并且基于通过所述第I帧以及第2帧的摄像而取得的多个图像来取得表示所述对象物的方向的信息，并且，基于从所述多个图像的每一个获得的所述对象物的亮度来取得到所述对象物的第I推定距离信息，进而，通过其他距离测量来取得到所述对象物的第2推定距离信息，基于所述第I推定距离信息以及第2推定距离信息，获得到所述对象物的距离信息。
[0012]本公开的电子装置，具备:上述任意一种运动传感器装置；和显示器，其响应于由所述运动传感器装置检测出的对象物的运动而使显示内容变化。
[0013]本公开的集成电路，使用于上述任意一种运动传感器装置，所述集成电路具备:定时控制部，其与所述图像传感器以及所述光源连接，对曝光以及发光的定时进行控制；极值搜索部，其对摄像数据进行处理，搜索亮度相对较高的区域；坐标存储器，其保存由所述极值搜索部搜索到的区域的坐标和亮度；和距离计算部，其从所述坐标存储器的数据中，选出从同一区域在不同条件下拍摄的帧，并利用亮度比算出推定距离信息。
[0014]本公开的距离推定方法，利用上述任意一种运动传感器装置来进行，所述距离推定方法包括如下步骤:极值搜索步骤，从摄像帧的数据中有选择地选出光强度相对较高的区域，并算出其坐标和光强度；亮度比计算步骤，算出在通过所述极值搜索步骤选出的亮度中的、从在不同条件下拍摄的帧彼此之间选出的亮度的比；和距离换算步骤，利用通过所述亮度比计算步骤算出的亮度比、和通过所述极值搜索步骤搜索到的坐标，来换算为距离。
[0015]本公开的计算机程序，使上述任意一种运动传感器装置进行动作，所述计算机程序使所述运动传感器装置执行如下步骤:极值搜索步骤，从摄像帧的数据中有选择地选出光强度相对较高的区域，并算出其坐标和光强度；亮度比计算步骤，算出在通过所述极值搜索步骤选出的亮度中的、从在不同条件下拍摄的帧彼此之间选出的亮度的比；和距离换算步骤，利用通过所述亮度比计算步骤算出的亮度比、和通过所述极值搜索步骤搜索到的坐标，来换算为距离。
[0016]发明效果
[0017]本公开的运动传感器装置的实施方式能够抑制距离测定的错误的产生。
【附图说明】
[0018]图1A是示意性地表示具备2个光源的运动传感器装置的剖面的图。
[0019]图1B是图1A的装置的俯视图。
[0020]图2是表示LED光源的辐射角与相对辐射强度的关系的曲线图。
[0021 ] 图3是表示LED光源的辐射角的图。
[0022]图4A是表示用从第ILED光源102辐射的光来照射对象物104的样态的图。
[0023]图4B是表示用从第2LED光源103辐射的光来照射对象物104的样态的图。
[0024]图5是表示摄像数据的I行(line)的像素位置与亮度的关系的曲线图。
[0025]图6是表示某辐射角下的亮度比与距离的关系的曲线图。
[0026]图7A是表示用从第ILED光源102辐射的光来照射稍微移动了的对象物104的样态的图。
[0027]图7B是表示用从第2LED光源103辐射的光来照射稍微移动了的对象物104的样态的图。
[0028]图8是示意性地表示具备2个光源的运动传感器装置的灵敏度区域的图。
[0029]图9A是本公开的实施方式I中的光源装置和图像传感器的配置图。
[0030]图9B是本公开的实施方式I中的光源以及图像传感器的时序图。
[0031]图1OA是本公开的实施方式I的配置例的俯视图。
[0032]图1OB是本公开的实施方式I的其他配置例的俯视图。
[0033]图11是本公开的实施方式I中的运动传感器装置的构成图。
[0034]图12是表示本公开的实施方式I中的运动传感器装置的构成例的框图。
[0035]图13是本公开的实施方式I中的距离计算步骤的流程图。
[0036]图14A是本公开的实施方式2的光源装置和图像传感器的配置图。
[0037]图14B是本公开的实施方式2的光源以及图像传感器的时序图。
[0038]图15A是本公开的实施方式3的光源装置和图像传感器的配置图。
[0039]图15B是本公开的实施方式3的光源以及图像传感器的时序图。
[0040]图16是示意性地表示本公开的实施方式3中的运动传感器装置的灵敏度区域的图。
[0041]图17是表示本公开的实施方式3的产品组装例的图。
[0042]图18是本公开的实施方式4的光源以及图像传感器的时序图。
[0043]图19是本公开的实施方式4的光源以及图像传感器的时序图。
【具体实施方式】
[0044]对通过本公开的运动传感器装置能够测定到对象物(被摄体)的距离的基本原理进行说明。
[0045]首先，参照图1A以及图1B。图1A是示意性地表示运动传感器装置的剖面的图，图1B是图1A的俯视图。
[0046]图1A以及图1B所示的装置具备位于中央的图像传感器101、和位于图像传感器101的两侧的2个LED光源102、103。在图示的例子中，图像传感器101以及LED光源102、103搭载于I个基板100。图像传感器是将许多微细的光探测单元(光电二极管)排列为行以及列状的固体摄像元件，典型的是CO)(Charge Coupled Device)型或CMOS型。
[0047]图1A中示意性地示出了从第I光源102射出的光102a和从第2光源103射出的光103a。该装置通过一边使LED光源102、103交替地点亮一边进行摄像，能够测定到测量对象物体(对象物)的距离。另外，“距离的测定”包含求出从图像传感器到对象物的距离的推定值、或者空间内的对象物的位置的推定值。对象物可以包含例如人的手、手指、人所拿的笔等。对象物也可以移动。能够实时地取得到正在高速移动的人的指尖的距离、或者指尖的位置的推定值的三维运动传感器装置，能够作为包括计算机、平板终端、智能手机、游戏设备、以及家电设备在内的多种多样的电子设备的“输入器件”来使用。
[0048]图2是表示从LED光源102、103分别射出的光的辐射模式(配光特性)的曲线图。如图3所示，曲线图的横轴是辐射的方向相对于基板100的法线方向N所形成的角度Θ。曲线图的纵轴是相对辐射强度。以下，有时将辐射的角度Θ称作“辐射角”。另外，相对辐射强度的值对应于放置在向特定角度的方向离开光源的位置处的对象物的照度(辐射照度)。
[0049]从图2可知，从LED光源102、103分别射出的辐射当角度Θ为O。时示出最高的强度。在图2的例子中，LED光源102、103示出了其辐射强度能够用IQXCOS0来近似的配光特性。LED光源102、103的配光特性不限定于图2的例子。此外，从LED光源102、103射出的辐射不限定于可见光，也可以为如红外线那样对于人的视觉而言感觉不到的波长区域的电磁波。在本说明书中，为了简单，有时将从光源射出的辐射简称为“光”。该“光”的用语不限定于可见光，而是广泛包含能够用图像传感器来检测的电磁波。
[0050]接着，说明利用上述装置来测定到对象物的距离的方法。
[0051 ] 首先，参照图4A以及图4B。图4A示出了用从第ILED光源102辐射的光来照射对象物104，被对象物104反射的光的一部分入射到图像传感器101的样态。另一方面，图4B示出了用从第2LED光源103辐射的光来照射对象物104，被对象物104反射的光的一部分入射到图像传感器101的样态。假设对象物104的位置在图4A以及图4B中实质上相同。
[0052]根据该装