置，在第I时刻，如图4A所示，在将LED光源102点亮并使LED光源103熄灭的状态下进行利用图像传感器101的第I摄像。接着，在第2时刻，如图4B所示，在将LED光源103点亮并使LED光源102熄灭的状态下进行利用图像传感器101的第2摄像。假定第I以及第2摄像的各自的期间(曝光时间)充分短，达到可以当作对象物104实质上停止来对待的程度。
[0053]在进行第I摄像时，从LED光源102射出的光的一部分被对象物104反射而入射到图像传感器101，因此能够得到与入射到图像传感器101的光的强度相应的亮度图像。同样，在进行第2摄像时，从LED光源103射出的光的一部分被对象物104反射而入射到图像传感器101，因此能够得到与入射到图像传感器101的光的强度相应的亮度图像。
[0054]基于通过第I以及第2摄像而取得的2帧的图像的每一个，能够求出对象物104的亮度(亮度分布或亮度像)。另外，本说明书中的“亮度”并不是具有[坎德拉/m2]([candela/m2])的单位的心理物理量，而是按照图像传感器的每个像素而决定的“相对亮度”，相当于光量或辐射量。构成各帧图像的各像素具有与受光量相应的“亮度值”。
[0055]由于对象物104有大小，因此各图像中的对象物104的像通常由多个像素构成。对象物104的“亮度”能够根据构成对象物104的像的多个像素的亮度值通过各种方法来决定。既可以将对象物104的像之中最明亮的“像素”或“像素块”的亮度作为对象物104的亮度，也可以将构成对象物104的像的所有像素的平均亮度作为对象物104的亮度。
[0056]图5是表示在通过上述方法取得的2帧图像的每一个中，横切对象物104的像的一条水平线的亮度值的曲线图。横轴是图像内的特定的水平线上的像素位置，纵轴是亮度。曲线图中的曲线301是LED光源102点亮时的亮度。另一方面，曲线302是LED光源103点亮时的亮度。
[0057]在图5的例子中，曲线301以及曲线302分别具有单峰性的峰值。即，曲线301在某像素位置处示出极值303，曲线302在其他像素位置处示出极值304。曲线301的极值303与曲线302的极值304之间的水平方向的坐标间隔通过宽度305来表示。亮度的曲线301,302具有高于O的值的宽度306的部分，是被对象物104反射的光所形成的。
[0058]如前所述，对象物104在2帧之间实质上静止。因此，曲线301与曲线302之间所存在的差异起因于LED光源102所形成的辐射的模式(pattern)与LED光源103所形成的辐射的模式的不同。从LED光源102射出的光被对象物104反射并入射到图像传感器101而取得的像的亮度、与从LED光源103射出的光被对象物104反射并入射到图像传感器101而取得的像的亮度的比率，取决于从LED光源102到对象物104的距离和从LED光源103到对象物104的距离之间的关系。
[0059]根据拍摄图像的亮度比，能够测量物体的距离。图6是表示从图像传感器101起算45度的角度的方向上的距离与亮度比的关系的曲线图。图6的曲线图的横轴表示将示出图2的特性的LED光源从图像传感器101向左右离开给定距离而配置的情况下的到对象物的相对的距离，纵轴表示亮度比。横轴的“距离”以图像传感器101和LED光源的距离为基准，“I”的距离意味着与图像传感器101和LED光源的距离相等的大小。
[0060]对象物的亮度(或照度)与从LED光源到对象物的距离的平方成反比地衰减。因此，亮度的比根据距离而变化。由于图2所示的辐射特性是已知的，因此基于该辐射特性，能够实现精度高的距离的检测或推定。
[0061]图6虽然是辐射角Θ为45度时的距离与亮度比的关系的一例，但对于不同的多个角度，同样能够事先获得距离与亮度比的关系。对象物的角度能够基于由图像传感器取得的对象物的摄像位置来求出。
[0062]从图6可知，在对象物体与图像传感器的距离大致离开I以上的情况下，能够根据极值303与极值304的比来测量距离。
[0063]在上述例子中，使用相对辐射强度根据辐射角而变化的光源。但是，该测定方法也能够使用不具有这种特性的光源。只要是发出平行光线的光源以外，则光强度在三维空间内会示出某些配光特性，因此这种光源也能够利用于距离测定。例如，配光为各向同性的“点光源”，由于对象物上的照度以及亮度与距光源的距离的平方成反比地衰减，因此可以说是在三维空间上具有不同的辐射模式的光源。
[0064]接着，参照图7A以及图7B。这些图示出了对从图4A以及图4B所示的位置移动了的对象物104进行摄像的样态。只要能够进行高速的摄像以及距离的推定，则对于移动的对象物，也能够通过前述方法来测定距离。通过反复进行利用光源102、103进行的交替的照明和利用图像传感器101进行的摄像，能够检测移动的对象物104的位置。结果，能够探测对象物104的位置的变化或运动。
[0065]本发明者了解到，在上述的装置中，在从2个LED光源102、103的每一个到对象物104的距离相等的区域，距离的测定精度下降。在本说明书中，将这种区域称作“低灵敏度区域”。此外，在图6的曲线图的横轴所示的距离为I以下，距离越短则亮度比越上升，因此仅通过亮度比，无法判别是否位于到对象物体的距离为I以下的“极近距离区域”。
[0066]图8是示意性地表示上述装置的低灵敏度区域的图。图8示出了距离过短而产生的低灵敏度区域504、和与距离无关地由于亮度比接近I而产生的低灵敏度区域505。
[0067]根据以下说明的本公开的各实施方式，能够抑制在这些低灵敏度区域中测量结果变得不稳定的情况。
[0068](实施方式I)
[0069]对本公开的运动传感器装置的第I实施方式进行说明。本实施方式的运动传感器装置具备3个光源。
[0070]图9A是示意性地表示具备3个光源的运动传感器装置中的光源的配置构成例的图。图9B是表示该运动传感器装置中的光源和图像传感器的控制定时的时序图。首先，参照图9A以及图9B，说明根据本实施方式的构成能够解决在低灵敏度区域中测量结果变得不稳定的问题的理由。
[0071]图9B所示的期间802、803、804分别相当于LED光源102、103、104点亮的期间。第I曝光期间805、第2曝光期间806、第3曝光期间807分别对应于利用图像传感器101进行的第I帧、第2帧、第3帧的摄像。在图9B的时序图中，LED光源102、103、104按照该顺序进行点壳，但点壳的顺序是任意的。
[0072]通常的图像传感器通过I次曝光进行I帧的摄像，将所得到的图像数据读出到外部之后进行下一帧的摄像。即，按照每一帧执行图像数据的读出动作。若利用这种图像传感器，则在第η帧(η为整数)的曝光结束后，到开始第n+1帧的曝光为止的期间，需要用于对通过第η帧的摄像而得到的全部电荷进行传送来输出到外部的动作的时间。
[0073]但是，在本实施方式中，如图9Β所示，在第I曝光期间805之后，立即开始第2曝光期间806。在第I曝光期间805进行第I帧的摄像而产生的各像素的电荷，在第2曝光期间806开始前被转移到存储部，在该存储部中被积累。此外，在第2曝光期间806之后，立即开始第3曝光期间807。在第2曝光期间806进行第2帧的摄像而产生的各像素的电荷，在第3曝光期间807开始前被转移到另外的存储部，在该存储部中被积累。然后，积累在这些存储部中的电荷以及在第3曝光期间807产生的电荷的信号在期间Tt被读出，并被输出到外部。
[0074]在本实施方式中，将第I?第3曝光期间的各长度设为“Te”时，以与“3XTe+Tt”相等的长度Tf的倒数(Ι/Tf)所决定的速率，读出3枚帧图像的数据。
[0075]时间Tt虽然也取决于像素数，但考虑到数据传送速率，可以设定为例如20毫秒程度的大小。另一方面，时间Te可以设定为I毫秒以下的短的期间、例如25微秒。只要在短期间内连续执行3枚帧的摄像，则即使在对象物如人的指尖那样高速移动的情况下，也能够进行距离测量。例如在3 X Te为75微秒的情况下，即使对象物以I米/秒的速度移动，在第I?第3摄像中对象物也只移动0.075毫米。另一方面，若以通常的帧速率(例如60帧/秒)进行摄像，则对象物将会移动50毫米。即使假设进行1000帧/秒的高速度拍摄，对象物也移动3毫米。在本实施方式中，由于能够将第I帧的开始时间点到第3帧的结束时间点的期间缩短至例如3毫秒以下，因此作为运动传感器装置而在各种用途中是实用的。
[0076]在本实施方式中，LED光源104被配置于图像传感器101的最近处。LED光源102以及LED光源103分别被配置于从图像传感器101来看不同的方向(不同侧)。从图像传感器101到LED光源102的距离、以及到LED光源103的距离，比从图像传感器101到LED光源104的距离长。从图像传感器101到LED光源102的距离、和从图像传感器101到LED光源103的距离，既可以彼此相等，也可以不同。
[0077]LED光源102、103、104以及图像传感器101无需配置在直线上。图10AU0B是表示LED光源102、103、104以及图像传感器101的配置例的俯视图。LED光源102、103、104，既可以如图1OA所示配置于一条直线，也可以如图1OB所示配置在非直线上。
[0078]在图1OA的例子中，2个光源103、104相对于图像传感器101向同一方向离开不同距离而配置。在2个光源102、103从图像传感器101来看配置于同一方向的情况下，从图像传感器101到各光源102、103的距离不同。另一方面，在图1OB的例子中，3个光源102、103、104从图像传感器101来看配置于相互不同的方向。若像这样方向不同，则从图像传感器101到各光源102、103、104的距离不需要不同，也可以彼此相等。
[0079]另外，光源102、103、104的高度以及大小无需相等，也可以不同。此外，光源102、103、104的每一个无需由I个LED芯片构成，也可以利用排列了多个LED芯片的LED阵列作为各光源。进而，虽未图示，但也可以对各光源102、103、104配置透镜以及滤波器等的光学部件。这些事项对于其他实施方式的光源也是同样。
[0080]基于由第I至第3帧取得的3枚图像中的2枚图像来算出到对象物的距离的方法，如前述那样。3枚图像中的2枚的组合有3种。在3种的每一种中低灵敏度区域的位置不同。通过利用与2种或3种的组合相关的图像的对，能够去除低灵敏度区域。
[0081]另外，对应于多个光源的组合，低灵敏度区域是已知的。因此，基于对象物的方位、推定距离、以及/或者亮度比，能够判别