本申請涉及攝像裝置。
背景技術(shù)：
：在生物體計(jì)測、材料分析等領(lǐng)域中，使用向?qū)ο笪镎丈涔獠⒏鶕?jù)透射了對象物內(nèi)部的光的信息取得對象物的內(nèi)部信息的方法。在該方法中，來自對象物表面的反射成分及表面正下方的散射成分的混入有時會成為問題。特別是，在生物體計(jì)測中，表面反射成分及皮下散射成分擁有比生物體內(nèi)量的散射成分高4～5位數(shù)的強(qiáng)度，為了取得來自生物體內(nèi)部的散射成分，希望將這些表面反射成分及皮下散射成分盡可能除去。作為將這些成分除去而僅取得希望的內(nèi)部信息的方法，例如在生物體計(jì)測的領(lǐng)域中，有特開平8－103434號公報中公開的方法。特開平8－103434號公報公開了將光源和光檢測器以在空間上以一定的間隔分離的狀態(tài)密接于測定部位而進(jìn)行測定的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有關(guān)本申請的一技術(shù)方案的攝像裝置具備：光源，包括擴(kuò)散板，朝向?qū)ο蟀l(fā)出以大于0度的擴(kuò)散角擴(kuò)散的脈沖光；光檢測器，包括接受來自上述對象的光并變換為電荷的光電變換部和蓄積上述電荷的電荷蓄積部，通過被讀出上述電荷，輸出電信號；以及控制電路，控制上述光源及上述光檢測器。上述控制電路使上述光源開始上述脈沖光的發(fā)光，并在經(jīng)過規(guī)定時間后開始使上述電荷向上述電荷蓄積部蓄積，由此使上述電荷蓄積部蓄積與來自上述對象的上述光中的在上述對象的內(nèi)部被散射的成分對應(yīng)的上述電荷。在設(shè)從上述擴(kuò)散板到上述對象的距離為r(mm)、上述擴(kuò)散角為θ(度)、上述脈沖光在上述擴(kuò)散板上的光斑尺寸為d(mm)時，下式成立。81.5≤r+d/(2tanθ)。附圖說明圖1是表示實(shí)施方式1的攝像裝置的示意圖。圖2是表示到達(dá)實(shí)施方式1的攝像裝置的光檢測器的光信號的時間響應(yīng)波形、快門定時與檢測的光信號的關(guān)系、以及快門開始相位與檢測的光信號的檢測強(qiáng)度的關(guān)系的圖。圖3a是表示在實(shí)施方式1的攝像裝置中、伴隨著對象的運(yùn)動的照射光的密度變化的圖。圖3b是表示在實(shí)施方式1的攝像裝置中、返回光相對于與圖3a相同的運(yùn)動的時間延遲的圖。圖4a是表示在實(shí)施方式1的攝像裝置中、快門開始相位與相對于對象的運(yùn)動的檢測的光信號變化量的關(guān)系的圖。圖4b是表示在實(shí)施方式1的攝像裝置中、對象的運(yùn)動與檢測的光信號強(qiáng)度的關(guān)系的圖。圖5a是表示在實(shí)施方式2的攝像裝置中、光源的擴(kuò)散角與照射光的密度變化的關(guān)系的圖。圖5b是表示在實(shí)施方式2的攝像裝置中、光源的擴(kuò)散角與照射光的密度變化的關(guān)系的圖。圖5c是表示在實(shí)施方式2的攝像裝置中、圖5a及圖5b的條件下的最優(yōu)的快門開始相位位置的圖。圖6a是表示實(shí)施方式3的攝像裝置的照射圖案例的圖。圖6b是表示實(shí)施方式3的攝像裝置的照射圖案例的圖。圖7是表示實(shí)施方式5的攝像裝置的快門開始相位與由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量的關(guān)系的圖。圖8是表示實(shí)施方式5的攝像裝置的照射光的擴(kuò)散角與到對象的距離的關(guān)系的圖。圖9是表示在實(shí)施方式5的攝像裝置中、從數(shù)式13的左邊減去右邊后的值的一例的圖。標(biāo)號說明100攝像裝置102對象104光106光源108光檢測器110光電變換部112電荷蓄積部114控制電路200光信號210、212、214照射光220、222、224返回光116擴(kuò)散角調(diào)整機(jī)構(gòu)118圖案投影部120運(yùn)算處理部300擴(kuò)散板具體實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明者的詳細(xì)的研究，通過特開平8－103434號公報的方法，能夠減少檢測信號中包含的皮下散射成分的比例，提高到達(dá)腦部的光的散射成分的檢測量。但是，在該方法中，需要使照射點(diǎn)和檢測點(diǎn)相離3cm，可以想到得到的腦活動分布的空間分辨率下降。另一方面，近年來，開發(fā)了用來以tof(time－of－flight)方式測定到對象物的距離的能夠高速攝影的圖像傳感器。這樣的圖像傳感器由于時間分割能力較高，所以可以想到通過高速地控制圖像傳感器的快門，能夠大幅地減小強(qiáng)度較大的表面反射及皮下散射成分而檢測腦內(nèi)散射成分。具體而言，在將脈沖光朝向生物體照射并拍攝在生物體中反射的光的情況下，在生物體的表面附近反射的光由于光路相對較短，所以較早地到達(dá)圖像傳感器，在生物體的內(nèi)部反射的光由于光路相對較長，所以較晚到達(dá)圖像傳感器。因此，通過調(diào)整快門以檢測向圖像傳感器返回的脈沖光中的后端部分，能夠高效地檢測光路長比較長、具有時間延遲的腦內(nèi)散射成分。在時間上進(jìn)行分離檢測的該方法能夠檢測照射點(diǎn)正下方的腦信號，所以可以想到與特開平8－103434號公報的方法相比能夠取得高分辨率的腦活動分布。但是，在以非接觸的方式檢測來自對象的信號的情況下，如果對象運(yùn)動，則由傳感器檢測的光信號量變化，會輸出錯誤的檢測值。特別是，在腦血流計(jì)測那樣的檢測非常小的腦內(nèi)散射成分時，因運(yùn)動帶來的噪聲成分的影響較高，使腦內(nèi)散射成分檢測的sn下降。鑒于這樣的問題，本發(fā)明者想到了具有新的構(gòu)造的攝像裝置。本申請的攝像裝置的概要如下。有關(guān)本申請的一技術(shù)方案的攝像裝置具備：光源，包括擴(kuò)散板，朝向?qū)ο蟀l(fā)出以大于0度的擴(kuò)散角擴(kuò)散的脈沖光；光檢測器，包括接受來自上述對象的光并變換為電荷的光電變換部和蓄積上述電荷的電荷蓄積部，通過被讀出上述電荷，輸出電信號；以及控制電路，控制上述光源及上述光檢測器。上述控制電路使上述光源開始上述脈沖光的發(fā)光，并在經(jīng)過規(guī)定的時間后開始使上述電荷向上述電荷蓄積部蓄積，由此使上述電荷蓄積部蓄積與來自上述對象的上述光中的在上述對象的內(nèi)部被散射的成分對應(yīng)的上述電荷。在設(shè)從上述擴(kuò)散板到上述對象的距離為r(mm)、上述擴(kuò)散角為θ(度)、上述脈沖光在上述擴(kuò)散板上的光斑尺寸為d(mm)時下式成立。81.5≤r+d/(2tanθ)這里，r，d，θ>0。有關(guān)本申請的一技術(shù)方案的攝像裝置也可以還具備調(diào)整上述擴(kuò)散角的擴(kuò)散角調(diào)整機(jī)構(gòu)。有關(guān)本申請的一技術(shù)方案的攝像裝置也可以還具備將上述脈沖光變換為具有希望的圖案的光的圖案投影部。在有關(guān)本申請的一技術(shù)方案的攝像裝置中，上述控制電路也可以從上述電信號除去規(guī)定的偏移成分。有關(guān)本申請的另一技術(shù)方案的攝像裝置具備：光源，朝向?qū)ο蟀l(fā)出脈沖光；光檢測器，具有光電變換部和蓄積由上述光電變換部產(chǎn)生的電荷的電荷蓄積部，通過被讀出上述電荷而輸出電信號；以及控制電路；上述控制電路在上述對象與上述光源之間的距離為第1值時，使上述光源開始上述脈沖光的發(fā)光，在經(jīng)過規(guī)定的時間后開始向上述電荷蓄積部的電荷蓄積而生成第1電信號，在上述對象與上述光源之間的距離為與上述第1值不同的第2值時，使上述光源開始上述脈沖光的發(fā)光，在經(jīng)過上述規(guī)定的時間后開始向上述電荷蓄積部的電荷蓄積而生成第2電信號；上述規(guī)定的時間是上述第1電信號的強(qiáng)度與上述第2電信號的強(qiáng)度成為相同的定時。上述第1值r1與上述第2值之差δr也可以滿足下式。[數(shù)式12]這里，α是來自上述對象的返回光的電信號強(qiáng)度的相位變化的衰減系數(shù)，k是希望的電信號變化量相對于初始的電信號強(qiáng)度的比率。上述第1值r1與上述第2值之差δr也可以滿足下式。[數(shù)式13]也可以是，在上述第1值r1是100cm、50cm、25cm、20cm、16cm、15cm及10、5cm的情況下，上述第1值與第2值之差δr分別是0.6cm以上且1.2cm以下、0.7cm以上且1.4cm以下、1.1cm以上且2.3cm以下、1.4cm以上且2.7cm以下、1.7cm以上且3.3cm以下、2.3cm以上且4.6cm以下、及3cm以上且5cm以下。在本申請中，電路、單元、裝置、部件或部的全部或一部分、或者框圖的功能塊的全部或一部分也可以由包括半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體集成電路(ic)或lsi(largescaleintegration)的一個或多個電子電路執(zhí)行。lsi或ic既可以集成在一個芯片上，也可以將多個芯片組合而構(gòu)成。例如，存儲元件以外的功能塊也可以集成到一個芯片上。這里稱作lsi或ic，但根據(jù)集成程度而稱呼方式變化，也可以稱作系統(tǒng)lsi、vlsi(verylargescaleintegration)、或者ulsi(ultralargescaleintegration)。在lsi的制造后編程的fieldprogrammablegatearray(fpga)或能夠進(jìn)行l(wèi)si內(nèi)部的接合關(guān)系的重構(gòu)或lsi內(nèi)部的電路劃分的設(shè)置的reconfigurablelogicdevice也能夠以相同的目的使用。進(jìn)而，電路、單元、裝置、部件或部的全部或一部分的功能或操作可以通過軟件處理執(zhí)行。在此情況下，軟件被記錄到一個或多個rom、光盤、硬盤驅(qū)動器等非暫時性的記錄介質(zhì)中，當(dāng)軟件被處理裝置(processor)執(zhí)行時，由該軟件確定的功能被處理裝置(processor)及周邊裝置執(zhí)行。系統(tǒng)或裝置也可以具備記錄軟件的一個或多個非暫時性的記錄介質(zhì)、處理裝置(processor)、以及需要的硬件設(shè)備例如接口。以下，參照附圖對實(shí)施方式具體地說明。(實(shí)施方式1)[攝像裝置的結(jié)構(gòu)]首先，使用圖1對有關(guān)第1實(shí)施方式的攝像裝置100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。攝像裝置100具備光源106、包括光電變換部110及電荷蓄積部112的光檢測器108和控制電路114。光源106將作為脈沖光的光104朝向?qū)ο?02發(fā)光。到達(dá)了對象102的光104在對象102的表面及內(nèi)部發(fā)生反射、擴(kuò)散、吸收、散射等光學(xué)現(xiàn)象后，一部分到達(dá)光檢測器108上的光電變換部110。控制電路114包括存儲有程序的存儲器及運(yùn)算裝置，通過將存儲在存儲器中的程序讀出并執(zhí)行，按照程序的次序，進(jìn)行使光源106開始光104的發(fā)光并在經(jīng)過規(guī)定的時間后開始向電荷蓄積部112的電荷蓄積而生成電信號的控制。在對象102是生物體的情況下，從光源106發(fā)出的光104的一部分到達(dá)對象102的內(nèi)部。在對象102的內(nèi)部散射的光104通過散射發(fā)生時間延遲，所以向攝像裝置100返回的脈沖光包含由在內(nèi)部中散射的光104的成分形成的尾部(tail)。對象102的深處的信息(例如在頭部的測定中到達(dá)了腦的成分)與在對象102的表面附近散射的光相比光路長相對長，所以通過在比返回脈沖光的后端更晚的尾部到達(dá)攝像裝置100的定時開始快門，能夠提高檢測信號內(nèi)包含的生物體深處的信息(腦內(nèi)散射成分)的比例。這里，開始快門是指開始向電荷蓄積部112的電荷蓄積。在1次脈沖光測定下靈敏度不足的情況下，將該動作重復(fù)多次，實(shí)施由累積帶來的檢測光量增加。例如是幾百次～幾百萬次的重復(fù)。光源106例如由熒光燈、led、ld等構(gòu)成。為了將對象102的深處的信息與表面附近的信息區(qū)分，希望脈沖光的后端尖銳地下降，所以也可以使用ld等的射出激光的光源。此外，在測定對象102的血流的氧化度的情況下，光源106中使用例如能夠以某種程度透射生物體內(nèi)的近紅外光。進(jìn)而，為了檢測氧化血紅蛋白、脫氧血紅蛋白的濃度變化，也可以照射雙波長的光104。例如，光源106射出波長750nm附近的光104和波長850nm附近的光104。此時，光檢測器108也可以構(gòu)成為，對于1個光電變換部110包含多個電荷蓄積部112，將雙波長的光分時地向各個電荷蓄積部112蓄積。通過設(shè)置多個電荷蓄積部112，能夠在1幀內(nèi)大致同時取得多個不同的信息。此外，并不限于不同波長的信息，還能夠同時取得不同偏光的信息、不同強(qiáng)度的信息或不同相位差的信息。這樣的光檢測器108中，例如可以使用在特開2008－89346號公報中公開的攝像裝置。在攝像裝置100中使用的光檢測器108包括光電變換部110和電荷蓄積部112。光檢測器108既可以是光敏二極管、光電子倍增管、ccd型/cmos型的圖像傳感器、單一光子計(jì)數(shù)型元件，也可以是放大型圖像傳感器(emccd、iccd)。圖2中的波形(a)是到達(dá)光檢測器108的光信號的時間響應(yīng)波形。在光源106的脈沖寬度某種程度小的情況下，波形(a)也可以看作光路長分布。即，光路長越長的光，到達(dá)光檢測器108的時刻越晚，所以在比較大的t(較晚的時刻)被檢測到。即，時間響應(yīng)波形擁有與光路長分布對應(yīng)的展寬。圖2中的波形(b)表示快門開始相位t分別為t1、t2、t3、t4(t1>t2>t3>t4)的情況下的快門定時?？扉T開始相位t是指光源106的脈沖光的發(fā)光定時與開始光檢測器108的快門的定時間的時間差。圖2中的曲線圖(c)是將橫軸設(shè)為快門開始相位t、將縱軸設(shè)為被檢測的光信號的檢測強(qiáng)度i時的圖。如波形(b)及曲線圖(c)所示，使快門開始相位t越早，被檢測的光信號200的檢測強(qiáng)度i越增加。關(guān)于快門開始相位t的設(shè)定，既可以用照明的發(fā)光開始時間進(jìn)行調(diào)整，也可以用傳感器的電荷蓄積開始時間進(jìn)行調(diào)整。open圖3a表示伴隨著對象102的運(yùn)動的照射光210的密度變化。在光源106是擁有擴(kuò)散的放射光的情況下，隨著對象102從光源106遠(yuǎn)離而照度(＝光強(qiáng)度密度)下降。因而，在對象102從距離r1移動到比其遠(yuǎn)的距離r2的情況下，對象102存在于距離r2時的對象102上的照射光214的光強(qiáng)度密度變得比對象102存在于距離r1時的對象102上的照射光212的光強(qiáng)度密度小。另一方面，圖3b是表示返回光220相對于與圖3a相同的對象102的運(yùn)動的時間延遲的圖。在對象102從距離r1移動到距離r2的情況下，對從光源106到達(dá)對象102并再次回到光源106的光的飛行距離而言，對象102存在于距離r2時的返回光224比對象102存在于距離r1時的返回光222長。因而，返回光224比返回光222更晚到達(dá)光檢測器108。即，如果在從光源106發(fā)光后以一定的定時開始快門，則如果對象102從距離r1移動到距離r2，則檢測光量增加。另外，在圖3b中，矩形的框表示快門打開的期間。圖3a和圖3b所示的現(xiàn)象都為檢測信號相對于對象102的運(yùn)動的誤差因素，但具有負(fù)相關(guān)。即，圖3a及圖3b所示的現(xiàn)象是相對于對象102的運(yùn)動相反的誤差因素，所以通過控制快門的定時以將該現(xiàn)象相互抵消，能夠?qū)⒂蓪ο?02的運(yùn)動帶來的圖3a及圖3b所示的現(xiàn)象的影響抵消。對象102上的來自光源106的照射光210的照度反比例于光源106與對象102之間的距離的平方，所以被檢測的光信號強(qiáng)度也反比例于光源106與對象102之間的距離的平方。如果設(shè)光源106與對象102之間的距離1(初始距離)為r1時的被檢測的光信號強(qiáng)度為i1，則光源106與對象102之間的距離為r時的被檢測的光信號強(qiáng)度iill用下式表示。[數(shù)式1]因而，由對象102上的照射光210的照度變化引起的被檢測的光信號變化量δiill可以表示為[數(shù)式2]這里，δr是z方向(光源106－對象102方向)上的運(yùn)動量。即，δiill反比例于初始距離r1。另一方面，由來自對象102的返回光220的飛行距離變化引起的檢測光信號變化量依賴于到達(dá)光檢測器108的返回光220的時間響應(yīng)波形。已知如果光穿過生物體等散射媒體，則按照朗伯比爾的式子，能看出指數(shù)函數(shù)性的強(qiáng)度的時間響應(yīng)，所以作為返回光220的飛行時間(快門開始相位)t的函數(shù)而被檢測的光信號強(qiáng)度idis用下式表示。[數(shù)式3]idis＝i1exp{-α(t-t1)}……(數(shù)式3)這里，t1是初始相位，α是依賴于對象102的吸收系數(shù)/散射系數(shù)及光源106發(fā)出的脈沖光的鈍度的、即返回光的檢測強(qiáng)度的衰減系數(shù)。例如，是將圖2的曲線圖(c)的波形用指數(shù)函數(shù)表示時的系數(shù)。由來自對象102的返回光220的飛行距離變化引起的檢測光信號變化量δidis可以表示為[數(shù)式4]這里，δt＝－2δr/c，c是光速。由數(shù)式4可知，δidis與光信號檢測強(qiáng)度的相位變化的斜率(圖2的曲線圖(c)的斜率)成比例。因而，為了相對于對象102的運(yùn)動抑制被檢測的光信號的變化，只要將作為[數(shù)式5]δiill＝-δidis……(數(shù)式5)的相位設(shè)為初始相位就可以。即，是實(shí)現(xiàn)[數(shù)式6]的相位位置。圖4a表示快門開始相位t與相對于對象102的運(yùn)動的被檢測的光信號變化量δi之間的關(guān)系。δiill是由對象102上的照射光210的照度變化引起的被檢測的光信號變化量的絕對值，δidis是由來自對象102的返回光220的飛行距離變化引起的檢測光信號變化量的絕對值。例如，如果快門開始相位過晚(例如，相當(dāng)于圖2的曲線圖(c)的t＝t1)，則被檢測的光是從返回光220的后端離開的光量變化較小的位置，所以為δiill>δidis。此外，在快門開始相位過早的情況下(例如，相當(dāng)于圖2的曲線圖(c)的t＝t4)，則被檢測的光是從返回光220的后端離開的光量變化較大的位置，所以為δiill<δidis。圖4b是表示對象102的運(yùn)動量δr與被檢測的光信號強(qiáng)度i之間的關(guān)系的圖。通過適當(dāng)設(shè)定快門開始相位，即使對象102中發(fā)生運(yùn)動，也能夠?qū)⒈粰z測的光信號強(qiáng)度保持為一定。具體而言，在滿足數(shù)式5或數(shù)式6的初始相位下測定對象物102的情況下，從光源106到對象102的距離為r1(第1值)時得到的光信號強(qiáng)度等于從光源106到對象102的距離為r2(第2值)時得到的光信號強(qiáng)度。因此，從光檢測器108輸出的電信號也在距離l1時和距離r2時相等。[初始相位的設(shè)定]關(guān)于初始相位的設(shè)定，有通過校準(zhǔn)決定的方法、和使用預(yù)先準(zhǔn)備的表的方法。通過校準(zhǔn)的方法還可以分類為被動方式和主動方式。被動方式中，使對象102移動以使其從光源106遠(yuǎn)離，或者在對象102是人的情況下那樣指示，如果檢測光量減少則使快門開始相位變早，如果檢測光量增加則使快門開始相位變晚。使用牛頓法或二分法等將該動作高效地反復(fù)進(jìn)行，如果沒有光量變化則校準(zhǔn)結(jié)束。使對象102向光源106靠近的情況也是同樣的。主動方式中，將對象102自由地移動(也可以讓其移動)，通過在設(shè)備側(cè)利用距離測定來檢測其運(yùn)動的方向，判斷是遠(yuǎn)離還是靠近，與檢測光量的增減匹配來決定快門開始相位。距離測定可以利用攝像裝置的脈沖光，通過由控制電路114驅(qū)動tof(timeofflight)模式、或另外設(shè)置立體測距照相機(jī)等距離測定設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。在使用預(yù)先準(zhǔn)備的表的方法的情況下，根據(jù)對象102的光學(xué)特性及返回光220的波形，將光源106與對象102間的距離和最優(yōu)的快門開始相位的關(guān)系預(yù)先進(jìn)行表化，通過測定到對象102的距離，參照表而唯一地決定。根據(jù)該方法，可以不用預(yù)先進(jìn)行校準(zhǔn)。在有多個測定對象的情況下，如果對象102的材質(zhì)及光學(xué)特性類似，則只要用對象102中的一個決定初始相位，其他對象以此為標(biāo)準(zhǔn)就可以。另一方面，在對象102的材質(zhì)較大地變化的情況下，即在散射系數(shù)、吸收系數(shù)較大地不同的情況下，由于光信號強(qiáng)度的相位變化(返回光220的后端的斜率變化)也不同，所以例如只要按每個對象102決定初始相位就可以。[容許運(yùn)動范圍]接著，考慮能夠進(jìn)行修正的運(yùn)動的容許范圍。如果由運(yùn)動帶來的檢測信號的變化量比想要檢測的信號變化量(例如，從平靜狀態(tài)起由任務(wù)帶來的血流變化反應(yīng))小，則相對于運(yùn)動的s/n比為1以上，可以說能夠測定。如果設(shè)想要檢測的信號變化量為δitask，則作為s/n比為1以上的條件，可得到下式的關(guān)系。[數(shù)式7]|δiill+δidis|＜|δitask|……(數(shù)式7)在數(shù)式2、數(shù)式4中，由于δiill、δidis都是根據(jù)微分值導(dǎo)出的，所以適用范圍被限制為線性近似成立的范圍的運(yùn)動，但為了求出容許誤差，根據(jù)數(shù)式1、數(shù)式3再次正確地計(jì)算。如果光源106與對象102之間的距離從初始距離r1變化為r2，則根據(jù)數(shù)式1，由對象102上的照射光210的照度變化引起的被檢測的光信號變化量δiill表示為[數(shù)式8]另一方面，由來自對象102的返回光220的飛行距離變化引起的檢測光信號變化量δidis用下式表示。[數(shù)式9]如果設(shè)想要檢測的信號變化量δitask為初始的被檢測的光信號強(qiáng)度i1的k倍，則為[數(shù)式10]δitask＝ki1……(數(shù)式10)因而，如果將數(shù)式8、數(shù)式9代入到數(shù)式7中，則可得到下式。[數(shù)式11]如果是滿足數(shù)式11的范圍的δr，則s/n比超過1，可以說運(yùn)動修正是有效的。即，在使用滿足數(shù)式5或數(shù)式6的初始相位、并且在從光源106到對象102的距離相互不同的兩個距離r1及r2下測定對象102的情況下，如果r1及r2的差δr滿足數(shù)式11，則與由對象102的運(yùn)動帶來的檢測信號的變化量相比，從對象102得到的想要檢測的信號變化量更大，能夠進(jìn)行有效的測定。在本發(fā)明者的實(shí)驗(yàn)性的研究中，從光源106朝向生物體照射了矩形脈沖光時的返回光的衰減系數(shù)α是1.5[1/ns]。例如，如果設(shè)初始距離r1為16cm、相對于任務(wù)的信號變化量的比例k為0.1、光速c為300000000m/s，則能夠修正的運(yùn)動的容許范圍δr是±3.3cm。以下，表示初始距離r1與容許運(yùn)動范圍δrb的關(guān)系。作為r1，設(shè)為通常的測定范圍即5～100cm。[表1]r1[cm]δra[cm]δrb[cm]100.00.61.250.00.71.425.01.12.320.01.42.716.01.73.315.01.73.510.02.34.65.03.05.9如果是表1的范圍，則對于對象102的運(yùn)動能夠檢測到希望的信號變化。例如，設(shè)圖3a的距離1與距離2的差為極限值的一半的δrb/2(＝δra)以上且δrb以下的范圍，如果將距離1和距離2的光檢測強(qiáng)度比較，則能夠確認(rèn)s/n為1以上。在對象102超過數(shù)式11或表1的范圍而較大地運(yùn)動的情況下，也可以將初始值重置。關(guān)于運(yùn)動是否超越到了容許范圍外，可以使用能夠tof的攝像裝置100，通過在測定期間中定期地計(jì)測基于tof的到對象102的距離、或設(shè)置立體測距等另外的距離檢測機(jī)構(gòu)部來實(shí)現(xiàn)。在將初始值重置的情況下，也可以用新的初始值繼續(xù)測定，在對象102是人的情況下，也可以再次從開始起重新或敦促進(jìn)行測定。在對象102中的內(nèi)部散射較小、且對對象102的表面附近的光信號進(jìn)行檢測的情況下，預(yù)先使從光源106產(chǎn)生的脈沖光的后端如圖2的波形(a)那樣變鈍，這對于對象102的運(yùn)動的修正也是有效的。如果預(yù)先變鈍，則即使在對象102中幾乎不發(fā)生因散射帶來的時間延遲，也能夠用于由對象的運(yùn)動引起的光信號的時間延遲所帶來的檢測信號的增減量的調(diào)整。本實(shí)施方式是z方向的運(yùn)動的修正，但也還可以組合對象102的x、y位移及平移、傾斜的修正。這些運(yùn)動可以使用基于照相機(jī)圖像的運(yùn)動跟蹤、設(shè)置于對象102的加速度計(jì)測等。如果將照相機(jī)圖像與攝像裝置100的圖像兼用，則能夠減少傳感設(shè)備的數(shù)量。能夠根據(jù)檢測出的運(yùn)動矢量，通過矩陣運(yùn)算進(jìn)行對象102的3維的運(yùn)動修正。z方向也可以與運(yùn)動跟蹤中的修正組合。在此情況下，將本申請的初始相位位置預(yù)先最優(yōu)化時由于能夠降低運(yùn)動跟蹤修正的負(fù)荷，所以也是有效的。(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式的攝像裝置還具備調(diào)整從光源106射出的光的射出角的擴(kuò)散角調(diào)整機(jī)構(gòu)116這一點(diǎn)與實(shí)施方式1的攝像裝置不同。這里，在本實(shí)施方式中省略關(guān)于與實(shí)施方式1同樣的內(nèi)容的詳細(xì)的說明。圖5a表示光源的擴(kuò)散角與照射光210的密度變化的關(guān)系。擴(kuò)散角調(diào)制機(jī)構(gòu)116調(diào)整光源106發(fā)出的照射光210的擴(kuò)散角。例如由擴(kuò)散板及光學(xué)透鏡等形成。與對象102存在于a和b的位置的情況相比，由運(yùn)動帶來的照度變化量如數(shù)式2所示那樣反比例于距光源的距離，所以即使是相同的運(yùn)動量，位置a處的被檢測的光信號強(qiáng)度變化也比位置b小。因而，如圖5c所示，在位置a，光信號檢測強(qiáng)度的相位變化的斜率相對小的位置為最優(yōu)相位t2，在位置b，斜率相對大的位置為最優(yōu)相位t1。但是，光信號200在作為最晚的時刻的例如t＝t1包括光路長較長的光，隨著朝向作為較早的時刻的t＝t4而包括光路長更短的光。因而，在越晚的時刻開始快門，則光信號200中包含的對象102的深部的信息的比例越增加。因而，為了使腦血流成分的比率較高的位置與運(yùn)動修正的最優(yōu)相位位置一致，如圖5b所示，也可以使用擴(kuò)散角調(diào)整機(jī)構(gòu)116調(diào)整光源的擴(kuò)散角。在圖5b的情況下，與(a－1)相比擴(kuò)散角較小，所以即使是位置b，由對象102的運(yùn)動帶來的照度變化也較小。即，能夠使位置b的最優(yōu)相位與圖5a的位置a處的最優(yōu)相位t2相同(圖5c)。擴(kuò)散角調(diào)整機(jī)構(gòu)116也可以包括縮放透鏡機(jī)構(gòu)。這是因?yàn)?，能夠監(jiān)視對象102的距離，并根據(jù)距離實(shí)時地適當(dāng)調(diào)整。此外，如果快門開始相位過晚，則絕對光量下降，s/n比下降。在此情況下，可以使擴(kuò)散角調(diào)整機(jī)構(gòu)116的擴(kuò)散角變大，將最優(yōu)相位位置提早。(實(shí)施方式3)本實(shí)施方式的攝像裝置在光源106的射出面具備圖案投影部118這一點(diǎn)與實(shí)施方式1的攝像裝置不同。這里，在本實(shí)施方式中省略關(guān)于與實(shí)施方式1同樣的內(nèi)容的詳細(xì)的說明。圖6a及圖6b是表示由圖案投影部118形成的照射圖案例的圖。在實(shí)施方式1及2的攝像裝置中，光源106投影均勻的照明光。相對于此，在本實(shí)施方式中，從光源106射出的光被圖案投影部118變換為具有環(huán)狀的圖案的光，被從圖案投影部118投影。投影的照射圖案的光信號檢測部位是環(huán)的內(nèi)部，例如是環(huán)中央。關(guān)于環(huán)狀圖案，既可以使環(huán)寬相同，也可以根據(jù)距離而使寬度不同。圖6b表示從圖案投影部118投影點(diǎn)狀的圖案的光的例子。光信號檢測部位是點(diǎn)之間。關(guān)于點(diǎn)狀圖案，既可以使點(diǎn)徑相同，也可以根據(jù)距離而使直徑不同。圖案投影部118包括擴(kuò)散板、擴(kuò)散器、光學(xué)透鏡、遮光板等，通過將從光源106射出的光的一部分遮光、使其收斂或反射等，變換為希望的圖案的光。(實(shí)施方式4)本實(shí)施方式的攝像裝置具有運(yùn)算處理部120這一點(diǎn)與實(shí)施方式的攝像裝置不同。這里，在本實(shí)施方式中省略關(guān)于與實(shí)施方式1同樣的內(nèi)容的詳細(xì)的說明。運(yùn)算處理部120實(shí)施從由光檢測器108得到的信號將偏移成分除去的處理。偏移成分是指當(dāng)檢測返回光220時不論以哪個相位開始快門都包含的一定的噪聲成分。偏移成分例如在將從光電變換部110向電荷蓄積部112的電荷蓄積停止的狀態(tài)下也因光電變換后的電荷的一部分泄漏到電荷蓄積部112而產(chǎn)生。此外，還包括穿過以將電荷蓄積部112覆蓋的方式將光切斷的遮光膜的間隙的成分等。如果較大地產(chǎn)生偏移成分，則δidis與δiill相比大幅下降，所以最優(yōu)相位位置較大地移位，或不存在最優(yōu)相位位置。因而，運(yùn)算處理部120實(shí)施另外估計(jì)偏移成分、并通過運(yùn)算處理減去的處理。(實(shí)施方式5)本實(shí)施方式的攝像裝置中，照射光210的擴(kuò)散角滿足某條件式。這里，在本實(shí)施方式中省略關(guān)于與實(shí)施方式1同樣的內(nèi)容的詳細(xì)的說明。圖7是表示快門開始相位與由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量的關(guān)系的圖。圖7的橫軸表示快門開始相位，縱軸表示由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis。光的飛行距離變動對應(yīng)于光到攝像裝置100的到達(dá)時間變動。如圖7所示，在從光源106發(fā)出矩形脈沖光的情況下，即使在矩形脈沖光的后端以前開始快門，由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis也是一定的。此外，如圖7所示，在快門開始相位是矩形脈沖光的后端以后的情況下，隨著快門開始相位的增加，由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis減少。因而，在由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis有上限。此外，在快門開始相位是脈沖光后端的由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis的下降開始以后的情況下，攝像裝置100能夠有效地取得對象102的內(nèi)部散射信息。因此，在通過將由照射光210的照度變化引起的檢測光信號變化量δiill用由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis抵消，來使由對象102的運(yùn)動帶來的檢測光量的變化減少的情況下，本實(shí)施方式的攝像裝置至少滿足δiill≤δidis的條件。圖8是表示本實(shí)施方式的攝像裝置100的從光源106向?qū)ο?02照射的照射光210的擴(kuò)散角θ與到對象102的距離的關(guān)系的圖。光源106具備擴(kuò)散板300。如果將照射光210的擴(kuò)散板300上的光斑的直徑定義為d[mm]，將從擴(kuò)散板300到對象102的距離定義為r[mm]，則上述條件δiill≤δidis為[數(shù)式12]其中，c是光速。這里，如果作為生物體中的實(shí)測結(jié)果而代入α＝2.7[1/ns]、光速c＝3×108[m]，作為δr而代入作為人的平均性的身體運(yùn)動水平的10[mm]，則可導(dǎo)出數(shù)式13。[數(shù)式13]81.5≤r+d/(2tanθ)……(數(shù)式13)其中，r，d，θ>0。這里，作為微小距離變動而代入了δr＝10[mm]，但這相當(dāng)于本人有意識地靜止時的變動量。如果滿足該條件，則在脈沖光后端，存在能夠?qū)⒂烧丈涔?10的照度變化引起的檢測光信號變化量δiill用由光的飛行距離變動帶來的檢測光信號變化量δidis抵消的解。圖9表示從數(shù)式13的左邊減去右邊后的值的一例。這里，作為d＝5mm，計(jì)算以從擴(kuò)散板300到對象102的距離r和照射光210的擴(kuò)散角θ為參數(shù)時的值。在表的值為負(fù)的情況下，意味著不滿足數(shù)式13。參照圖9，例如在到對象102的距離r是50mm的情況下，可知如果照射光ii的擴(kuò)散角θ是4°以下，則滿足數(shù)式13。當(dāng)前第1頁12