JP6302414B2 - 複数の光源を有するモーションセンサ装置 - Google Patents
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Description
本開示によるモーションセンサ装置の第1の実施形態を説明する。本実施形態のモーションセンサ装置は、3個の光源を備える。
本開示によるモーションセンサ装置の第2の実施形態を説明する。本実施形態のモーションセンサ装置は、4個の光源(第1の光源702、第2の光源703、第3の光源704、第4の光源705)を備える。本実施形態の装置も、図11を参照しながら説明した前述の実施形態におけるレンズ系110および制御部1000と同様の構成を備えている。このため、これらの説明はここでは重複して行わない。
以上、本開示の技術の例示として、実施形態1、2を説明した。しかし、本開示の技術はこれらの実施形態に限定されない。以下、他の実施形態を例示する。
102、103、104、702、703、704、705 LED光源
301、302 輝度
303、304 極値
305 輝度極値同士の座標差
504、505、605、606、711、712 低感度領域
802、803、804、812、813、814、815 発光期間
805、806、807、816、817 露光期間
901、902、903 画素の分光感度特性
1001 表示装置
1101 撮像装置
1102 光源装置
1103 CPU
1104 半導体集積回路
1105 距離計算ブロック
1106 画像フィルタブロック
1107 極値探索部
1109 座標メモリ
1110 距離算出部
Claims (18)
- イメージセンサと、
第1、第2、および第3の光源と、
前記イメージセンサおよび前記第1から第3の光源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第1の時間で前記第1の光源を発光させながら前記イメージセンサで第1のフレームの撮像を行い、
第2の時間で前記第2の光源を発光させながら前記イメージセンサで第2のフレームの撮像を行い、
第3の時間で前記第3の光源を発光させながら前記イメージセンサで第3のフレームの撮像を行い、
前記第1のフレームの撮像によって取得した第1の画像から得られる対象物の輝度と、前記第2のフレームの撮像によって取得した第2の画像から得られる前記対象物の輝度との比に基づいて、第1の推定距離情報を生成し、
前記第1の画像から得られる前記対象物の輝度と、前記第3のフレームの撮像によって取得した第3の画像から得られる前記対象物の輝度との比に基づいて、第2の推定距離情報を生成し、
前記第1の推定距離情報と前記第2の推定距離情報とを、選択または合成することにより、前記対象物までの距離情報を得るように構成されており、
前記第1の光源は、前記イメージセンサから第1の方向に第1の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第2の光源は、前記イメージセンサから第2の方向に第2の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第3の光源は、前記イメージセンサから第3の方向に第3の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第2の方向および前記第3の方向は、前記第1の方向の反対の方向であり、
前記第2の距離は、前記第1の距離および前記第3の距離よりも短い、
モーションセンサ装置。 - 前記制御部は、
前記第1の画像から得られる前記対象物の輝度と、前記第2の画像から得られる前記対象物の輝度との比が、予め設定された範囲内にあるとき、前記第2の推定距離情報のみを利用して前記対象物までの前記距離情報を得て、
前記第2の画像から得られる前記対象物の輝度と、前記第3の画像から得られる前記対象物の輝度との比が、予め設定された範囲内にあるとき、前記第1の推定距離情報のみを利用して前記対象物までの前記距離情報を得るように構成されている、
請求項1に記載のモーションセンサ装置。 - 前記制御部は、
前記第2の画像から得られる前記対象物の輝度が、前記第1の画像から得られる前記対象物の輝度よりも大きい場合のみ、前記第1の推定距離情報を利用して前記対象物までの前記距離情報を得て、
前記第2の画像から得られる前記対象物の輝度が、前記第3の画像から得られる前記対象物の輝度よりも大きい場合のみ、前記第2の推定距離情報を利用して前記対象物までの前記距離情報を得るように構成されている、
請求項2に記載のモーションセンサ装置。 - 前記イメージセンサは、近赤外線である第1の波長の光を検出可能に構成され、
前記第1から第3の光源は、前記第1の波長の光を出射するように構成されている、
請求項1から3のいずれかに記載のモーションセンサ装置。 - 第1の波長の光、および前記第1の波長とは異なる第2の波長の光を検出可能なイメージセンサと、
前記第1の波長の光を出射する第1および第2の光源と、
前記第2の波長の光を出射する第3および第4の光源と、
前記イメージセンサおよび前記第1から第4の光源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第1の時間で前記第1および第4の光源を発光させながら前記イメージセンサで第1のフレームの撮像を行い、
第2の時間で前記第2および第3の光源を発光させながら前記イメージセンサで第2のフレームの撮像を行い、
前記第1のフレームの撮像によって取得した第1の画像から得られる対象物の前記第1の波長の成分の輝度と、前記第2のフレームの撮像によって取得した第2の画像から得られる前記対象物の前記第1の波長の成分の輝度との比から、第1の推定距離情報を取得し、
前記第1の画像から得られる前記対象物の前記第2の波長の成分の輝度と、前記第2の画像から得られる前記対象物の前記第2の波長の成分の輝度との比から、第2の推定距離情報を取得し、
前記第1の推定距離情報と前記第2の推定距離情報とを、選択または合成することにより、前記対象物までの距離情報を得るように構成されている、
モーションセンサ装置。 - 前記第1の光源は、前記イメージセンサから第1の方向に第1の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第2の光源は、前記イメージセンサから第2の方向に第2の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第3の光源は、前記イメージセンサから第3の方向に第3の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第4の光源は、前記イメージセンサから第4の方向に第4の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第2の方向および前記第4の方向は、前記第1の方向の反対の方向であり、
前記第3の方向は、前記第1の方向と同一の方向であり、
前記第2および第3の距離の各々は、前記第1および第4の距離よりも短い、
請求項5に記載のモーションセンサ装置。 - 前記制御部は、
前記第1の画像から得られる前記対象物の前記第1の波長の成分の輝度と、前記第2の画像から得られる前記対象物の前記第1の波長の成分の輝度との比が、予め設定された範囲内にあるとき、前記第2の推定距離情報のみを利用して前記対象物までの前記距離情報を得て、
前記第1の画像から得られる前記対象物の前記第2の波長の成分の輝度と、前記第2の画像から得られる前記対象物の前記第2の波長の成分の輝度との比が、予め設定された範囲内にあるとき、前記第1の推定距離情報のみを利用して前記対象物までの前記距離情報を得るように構成されている、
請求項5または6に記載のモーションセンサ装置。 - 前記第2の光源および前記第3の光源は、一体化された単一の光源装置によって実現されている、請求項5から7のいずれかに記載のモーションセンサ装置。
- 前記第1の波長および前記第2の波長は、ともに近赤外領域の波長である、請求項5から8のいずれかに記載のモーションセンサ装置。
- 前記制御部は、前記第1および第2の画像の少なくとも一方における前記対象物の前記第1の波長の成分の輝度と前記第2の波長の成分の輝度との差異に基づいて、前記対象物の材質を判定するように構成されている、請求項5から9のいずれかに記載のモーションセンサ装置。
- 前記第1および第2の波長とは異なる第3の波長の光を出射する第5の光源をさらに備え、
前記イメージセンサは、さらに前記第3の波長の光を検出可能に構成され、
前記制御部は、
前記第1および第2の時間の少なくとも一方において、さらに前記第5の光源を発光させながら前記イメージセンサで撮像を行い、
前記第1および第2の画像の少なくとも一方から得られる前記対象物の前記第3の波長の成分の輝度と、前記第1および第2の波長の少なくとも一方の成分の輝度との差または比に基づいて、前記対象物の材質を判定するように構成されている、
請求項5から10のいずれかに記載のモーションセンサ装置。 - 前記第5の光源は、前記第1から第4の光源の1つと一体化されている、請求項11に記載のモーションセンサ装置。
- イメージセンサと、
第1、第2、および第3の光源と、
前記イメージセンサおよび前記第1から第3の光源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第1の時間で前記第1の光源を発光させながら前記イメージセンサで第1のフレームの撮像を行い、
第2の時間で前記第2の光源を発光させながら前記イメージセンサで第2のフレームの撮像を行い、
第3の時間で前記第3の光源を発光させながら前記イメージセンサで第3のフレームの撮像を行い、
前記第1のフレームの撮像によって取得した第1の画像から得られる対象物の輝度を第1の輝度、前記第2のフレームの撮像によって取得した第2の画像から得られる前記対象物の輝度を第2の輝度、前記第3のフレームの撮像によって取得した第3の画像から得られる対象物の輝度を第3の輝度とするとき、
前記制御部は、前記第1の輝度と前記第3の輝度とを合成または選択することによって得られる第4の輝度と、前記第2の輝度との比に基づいて、前記対象物までの距離情報を得るように構成されており、
前記第1の光源は、前記イメージセンサから第1の方向に第1の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第2の光源は、前記イメージセンサから第2の方向に第2の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第3の光源は、前記イメージセンサから第3の方向に第3の距離だけ離れた位置に配置され、
前記第2の方向および前記第3の方向は、前記第1の方向の反対の方向であり、
前記第2の距離は、前記第1の距離および前記第3の距離よりも短い、
モーションセンサ装置。 - 第1の波長の光、および前記第1の波長とは異なる第2の波長の光を検出可能なイメージセンサと、
前記第1の波長の光を出射する第1および第2の光源と、
前記第2の波長の光を出射する第3および第4の光源と、
前記イメージセンサおよび前記第1から第4の光源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第1の時間で前記第1および第4の光源を発光させながら前記イメージセンサで第1のフレームの撮像を行い、
第2の時間で前記第2および第3の光源を発光させながら前記イメージセンサで第2のフレームの撮像を行い、
前記第1のフレームの撮像によって取得した第1の画像から得られる対象物の前記第1の波長の成分の輝度を第1の輝度、前記第2のフレームの撮像によって取得した第2の画像から得られる前記対象物の前記第1の波長の成分の輝度を第2の輝度、前記第1の画像から得られる前記対象物の前記第2の波長の成分の輝度を第3の輝度、前記第2の画像から得られる前記対象物の前記第2の波長の成分の輝度を第4の輝度とするとき、
前記制御部は、前記第1の輝度と前記第2の輝度とを選択または合成することによって得られる第5の輝度と、前記第3の輝度と前記第4の輝度とを選択または合成することによって得られる第6の輝度との比に基づいて、前記対象物までの距離情報を得るように構成されている、
モーションセンサ装置。 - 請求項1から14に記載のモーションセンサ装置と、
前記モーションセンサ装置によって検出された対象物の運動に応答して表示内容を変化させるディスプレイと、
を備える電子装置。 - 請求項1から14に記載のモーションセンサ装置に使用される集積回路であって、
前記イメージセンサおよび前記光源に接続され、露光及び発光のタイミングを制御するタイミング制御部と、
撮像データを処理し、相対的に輝度の高い領域を探索する極値探索部と、
前記極値探索部で探索された領域の座標と輝度を格納する座標メモリと、
前記座標メモリのデータから、同一領域から異なる条件で撮影したフレームを選び出して、輝度比を用いて推定距離情報を算出する距離算出部と、
を備える集積回路。 - 請求項1から14に記載のモーションセンサ装置による距離計算方法であって、
撮像フレームのデータから相対的に光強度の高い領域を選択的に選び出し、その座標と光強度を算出する極値探索ステップと、
前記極値探索ステップで選び出された輝度のうち、異なる条件で撮影したフレーム同士から選び出された輝度の比を算出する輝度比算出ステップと、
前記輝度比算出ステップで算出された輝度比と、前記極値探索ステップで探索された座標とを用いて、距離に換算する距離換算ステップと、
を含む距離推定方法。 - 請求項1から14に記載のモーションセンサ装置を動作させるコンピュータプログラムであって、前記モーションセンサ装置に、
撮像フレームのデータから相対的に光強度の高い領域を選択的に選び出し、その座標と光強度を算出する極値探索ステップと、
前記極値探索ステップで選び出された輝度のうち、異なる条件で撮影したフレーム同士から選び出された輝度の比を算出する輝度比算出ステップと、
前記輝度比算出ステップで算出された輝度比と、前記極値探索ステップで探索された座標とを用いて、距離に換算する距離換算ステップと、
を実行させるコンピュータプログラム。
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