第I亮度，将在曝光期间1304进行了曝光的像素的亮度设为第2亮度。在此情况下，通过将第2亮度除以第I亮度，能够测量反射光的时间延迟。结果，还能够算出距离。
[0161]在图19所示的例子中，在某种程度上隔开传感器曝光的间隔。从LED光源发光期间1311、1321起，分别照射在物体上而反射回来的光的传感器到达期间1312、1322稍微延迟。该延迟取决于到对象物的距离。在图像传感器的第I曝光时间1313能够获得第I亮度，在图像传感器的第2曝光时间1323能够获得第2亮度。在TOF法中，若对于测量范围的物体来说距离实质上相等，则即使在发光期间1311发光的LED光源和在发光期间1321发光的LED光源不同也没关系。因此，只要通过这种步骤进行测量，则本公开的利用了亮度比的测量能够与TOF法利用同一光源和同一图像传感器在相同摄像帧同时进行。
[0162]对于TOF距离测量而言，实际上仅通过一次曝光的话光量不足，因此反复进行相同操作，反复累计曝光量，但即使进行这种操作，也不会对本公开的亮度比率造成影响。此外由于TOF距离测量在近距离下精度低，因此与本申请的实施方式的组合很有效果。
[0163]根据本公开的运动传感器装置的各实施方式，能够减少距离测量的误检测，实现高速动作。根据本公开，能够提供一种被要求实时的检测的3D运动传感器装置。
[0164]本公开的运动传感器装置的一部分功能也可以通过经由有线或无线的网络而连接的其他装置来实现。
[0165]工业实用性
[0166]本公开的运动传感器装置的实施方式具有能够实时地测量物体的三维位置的功能，因此在显示装置等各种电气产品的非接触手势用户接口的用途中很有用。还能够作为车载设备应用于搭乘者的状态的探测、公司外的人物或障碍物的探测。还能够应用于摄像机的自动对焦等的用途。
[0167]符号说明
[0168]101、图像传感器
[0169]102、103、LED 光源
[0170]301、302 亮度
[0171]303、304 极值
[0172]305亮度极值彼此的坐标差
[0173]306 区域
[0174]504,505,1405低灵敏度区域
[0175]802、803、804、812、813、814、815、822、823 发光期间
[0176]805、806、807、816、817、818、819、824、825 曝光期间
[0177]1001显示装置
[0178]1101摄像装置
[0179]1102光源装置
[0180]1103 CPU
[0181]1104半导体集成电路
[0182]1105距离计算模块
[0183]1106图像滤波模块
[0184]1107极值搜索部
[0185]1109坐标存储器
[0186]1110距离计算部
[0187]1301、1311、1321 发光期间
[0188]1302、1312、1322反射光到达期间
[0189]1303、1304、1313、1323 曝光期间
[0190]1404高灵敏度区域
【主权项】
1.一种运动传感器装置，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。
2.根据权利要求1所述的运动传感器装置，其中， 所述第2方向与所述第3方向不同，并且， 所述第I距离与所述第2距离不同。
3.根据权利要求1或2所述的运动传感器装置，其中， 所述控制部构成为: 根据通过所述第I帧的摄像而取得的第I图像中的所述对象物的第I亮度、通过所述第2帧的摄像而取得的第2图像中的所述对象物的第2亮度、以及通过所述第3帧的摄像而取得的第3图像中的所述对象物的第3亮度，来求出至少2个亮度比， 基于表示所述对象物的方向的所述信息和所述至少2个亮度比，取得所述多个推定距离信息。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的运动传感器装置，其中， 所述图像传感器按照所述第I帧至第3帧的摄像的顺序连续地执行所述第I帧至第3帧的摄像，并且，按照从所述第I帧的开始时间点至所述第3帧的结束时间点的期间成为3毫秒以下的方式执行所述摄像。
5.一种运动传感器装置，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。
6.根据权利要求5所述的运动传感器装置，其中， 所述第I方向及第2方向、以及所述第I距离及第2距离的至少一方不一致。
7.—种运动传感器装置，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。
8.根据权利要求7所述的运动传感器装置，其中， 所述第I方向及第2方向、以及所述第I距离及第2距离的至少一方不一致。
9.根据权利要求7或8所述的运动传感器装置，其中， 所述控制部构成为:利用表示所述对象物的方向的所述信息，求出所述第I推定距离信息的可靠度，根据所述可靠度来将所述第I推定距离信息作为错误信息而废弃，或者进行基于所述第2推定距离信息的修正。
10.根据权利要求9所述的运动传感器装置，其中， 所述控制部利用亮度相对较高的区域的所述多个图像之间的坐标差来对所述可靠度进行修正。
11.根据权利要求9所述的运动传感器装置，其中， 所述控制部基于亮度相对较高的区域的所述多个图像之间的坐标差、所述亮度相对较高的区域的宽度、以及所述亮度中的至少I者，来算出所述第2推定距离信息。
12.根据权利要求9所述的运动传感器装置，其中， 所述控制部基于来自所述对象物的光的反射延迟时间来算出所述第2推定距离信息。
13.根据权利要求12所述的运动传感器装置，其中， 所述控制部利用所述光源以及图像传感器来测量所述反射延迟时间。
14.一种电子装置，具备: 权利要求1?13中任一项所述的运动传感器装置；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。
15.一种集成电路，使用于权利要求1?13中任一项所述的运动传感器装置，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。
16.一种距离推定方法，由权利要求1?13中任一项所述的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。
17.一种计算机程序，使权利要求1?13中任一项所述的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。
【专利摘要】本公开的运动传感器装置，在某实施方式中，具备图像传感器(101)、LED光源(102)、和LED光源(103)。利用使LED光源(102)和LED光源(103)同时发光时图像传感器(101)所取得的图像、和仅使LED光源(103)发光时图像传感器(101)所取得的图像，根据被摄体的亮度比来推定到被摄体的距离。
【IPC分类】G01C3-06, G01B11-00
【公开号】CN104755874
【申请号】CN201480002584
【发明人】渕上龙司
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年3月19日
【公告号】WO2014162675A1