CN101398887B - 手指离开检测装置和方法及使用它的指纹读取装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供即便在干扰光下也能可靠地检测手指已离开指纹传感器的手指离开检测装置和指离开检测方法及使用它的指纹读取装置和指纹读取方法。一种检测在指纹传感器上进行扫描的手指是否已从上述指纹传感器离开的手指离开检测装置，其特征在于，具有：算出上述指纹传感器所采集的像素数据的平均值的像素数据平均值算出单元；算出由该像素数据平均值算出单元算出来的像素数据平均值和上述指纹传感器的规定像素量的像素数据的偏差和的偏差和算出单元；以及基于该偏差和算出单元算出来的上述偏差和与规定的手指离开判断用阈值，判断上述手指从上述指纹传感器离开的情况的手指离开判断单元。

Description

手指离开检测装置和方法及使用它的指纹读取装置和方法

技术领域

本发明涉及手指离开检测装置、手指离开检测方法及使用它的指纹读取装置、指纹读取方法，尤其涉及在线传感器上扫描的手指的手指离开检测装置、手指离开检测方法及使用它的指纹读取装置、指纹读取方法。

背景技术

一直以来，作为指纹传感器已知有使用像素排列成线状的线传感器，在将手指在线状指纹传感器上扫描时，由LED(Linht Emitting Diode发光二极管)等对手指照射光，用线传感器接收反射光并取得指纹的线状图像，对其进行合成而取得指纹图像的指纹读取装置。

在该指纹读取装置中，在线传感器上是否有手指是通过对将LED点灯得到的一个线量的指纹图像数据的最大值和对LED关灯得到的指纹图像数据的最大值进行比较是否有规定值以上的差来判断的。

图10及图11是用于说明现有的指纹读取装置中的有无手指的判断方法的图。图10(a)是表示采集现有的指纹读取装置中的LED100点灯时的指纹图像状态的侧视图。在图10(a)中，将手指150在容纳于框体140内的线传感器20上并在跟前侧进行扫描，由LED110对手指150照射光，并用线传感器120通过像导130接收反射光。

图10(b)是表示图10(a)状态的线传感器120的输出的图。图10(b)中，线传感器120的输出根据指纹的凹凸表面图形其输出值不同，像素输出值还表示具有凹凸的波的波形。该像素输出值的最大值在0～255的输出值中表示接近255的较大的值。

图11(a)表示采集现有的指纹读取装置中的LED关灯时的指纹图像状态的侧视图。在图11(a)中，LED110关灯，在线传感器120上不会入射反射光，线传感器120处于几乎不接收光的状态。

图11(b)表示图11(a)状态的线传感器120的输出的图。在图11(b)中，线传感器120的输出由于不接收光，因而总的像素输出值低，作为整体输出黑的图像数据。并且，像素输出的最大值也还是较小的数值。

并且，如图10(b)及图11(b)所示，在将手指150放置在线传感器120上时，LED点灯时和关灯时的线传感器120的输出最大值产生差异，因而通过对其进行比较，能够检测手指150存在于线传感器120上。另外，在采集指纹图像时也进行该处理，会总是判断为手指150放置在线传感器120上还是离开，用于取得适当的指纹图像。

再有，已知有如下检测装置，利用该性质在被检测体与检测部接触的状态和检测体不与检测部接触的状态使检测信号的水平发生变化，并具有将检测信号的水平和基准水平进行比较，对应其大小关系判断被检测物是否与检测部接触的判断单元(例如参照专利文献1：日本特开2005-202694号公报)。

但是，在上述的图10及图11所示的现有技术的结构中，存在的问题是，在干扰光下，频繁发生尽管手指150还放在线传感器120，却错误判断为手指150离开的事态。这是因为若为指尖部分则手指150的厚度变薄，因而干扰光容易透射手指150并到达直至线传感器120，没有发现LED110点灯时和关灯时的线传感器120输出值存在差异，上述判断方法不具有适当的功能。

另外，即便在上述专利文献1所记载的结构中，由于并未完全考虑由干扰光带来的影响，因而存在在干扰光下尽管手指还并未离开传感器上却错误判断为已经离开的相同问题。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供在干扰光下也能可靠地检测手指离开了指纹传感器的手指离开检测装置、手指离开检测方法及使用它的指纹读取装置、指纹读取方法。

为了达到上述目的，方案一的发明的手指离开检测装置100，是检测在指纹传感器20、20a上进行扫描的手指150是否已从上述指纹传感器20、20a离开的手指离开检测装置100，其特征在于，具有：

算出上述指纹传感器20、20a所采集的像素数据的平均值M的像素数据平均值算出单元50；

算出由该像素数据平均值算出单元50算出来的像素数据平均值M和上述指纹传感器的规定像素量22的像素数据的偏差和S的偏差和算出单元60；以及

基于该偏差和算出单元60算出来的上述偏差和S与规定的手指离开判断用阈值，判断上述手指150从上述指纹传感器20、20a离开的情况的手指离开判断单元70。

由此，即便在干扰光下，由于能够根据指纹的凹凸在手指的状态和不存在的状态下对像素数据作出差，因而能够准确检测手指离开。

方案二的发明是根据方案一的发明所述的手指离开检测装置100，其特征在于，上述指纹传感器20、20a包含像素排列成线状的线传感器20a，

上述手指离开判断单元70比较上述偏差和S与上述规定的手指离开判断用阈值，并在上述偏差和S比上述规定的手指离开判断用阈值小的状态持续了规定线数以上时，判断为上述手指150已离开了上述线传感器20a。

由此，在指纹传感器包含线传感器时，能够将线数作为基准可靠地检测手指已离开了指纹传感器上的情况。

方案三的发明是根据方案二的发明所述的手指离开检测装置100，其特征在于，上述规定像素22包含在上述线传感器20a上以等间隔配置的多个像素。

由此，可整体使用线传感器上的像素数据，能够更为适当地检测手指离开。

方案四的发明的指纹读取装置200具有方案1～3任一项发明的手指离开判断装置100，

并具有：指纹传感器20、20a；以及

记录用该指纹传感器20、20a采集来的指纹图像数据并形成合成指纹图像的合成存储器90。

由此，可将指纹离开检测装置适用于指纹读取装置，可做成即便是在干扰光下也能可靠地检测手指离开的指纹读取装置。

方案五发明的手指离开检测方法是检测在指纹传感器20、20a上进行扫描的手指150是否已从上述指纹传感器20、20a离开的手指离开检测方法，其特征在于，具有：

算出上述指纹传感器20、20a所采集的像素数据的平均值M的像素数据平均值算出步骤；

算出在该像素数据平均值算出步骤算出来的像素数据平均值M与上述指纹传感器20、20a的规定像素量22的像素数据的偏差和S的偏差和算出步骤；以及

基于在该偏差和算出步骤算出来的上述偏差和S与规定的手指离开判断用阈值，判断上述手指150从上述指纹传感器离开的情况的手指离开判断步骤。

由此，即便是干扰光下的周围环境中也能够准确检测手指从指纹传感器离开。

方案六的发明是根据方案五所述的手指离开检测方法，其特征在于，

上述指纹传感器20、20a包含将像素排列成线状的线传感器20a，

上述手指离开判断步骤比较上述偏差和S与上述规定的手指离开判断用阈值，并在上述偏差和S比上述规定的手指离开判断用阈值小的状态持续了规定的线数以上时判断为上述手指离开了上述线传感器20a。

由此，在指纹传感器包含线传感器时，能够以线数为基准可靠地检测手指离开了指纹传感器上。

方案七是根据方案六所述的手指离开检测方法，其特征在于，上述规定像素22包含在上述线传感器20a上以等间隔配置的多个像素。

由此，可从线传感器整体大致均匀地取得手指离开判断用像素数据，可进一步提高手指离开检测的可靠性。

方案八的指纹读取方法，其特征在于，具有：

采集在指纹传感器20、20a上进行扫描的手指的指纹图像数据的步骤；以及

执行方案五～七任一项发明的手指离开检测方法的步骤，

执行该手指离开检测方法，并在检测到上述手指已离开上述指纹传感器20、20a时，结束采集上述指纹图像数据的步骤。

由此，检测手指离开可进行可靠的指纹读取，在手指离开结束后的阶段可用适当的定时结束指纹图像数据的采集。

再有，上述符号是便于理解而标记的，不过是一个例子并不限于图示的方式。

根据本发明，即便在干扰光下也能准确检测手指离开。

附图说明

图1是本实施例的手指离开检测装置100及指纹读取装置200的概要结构图。

图2是表示线传感器20a的规定像素22的选择例的图。

图3是表示图1状态的像素数据输出值的图。

图4是表示线传感器20a正在采集前端部分的手指图像的状态的图。

图5是表示图4状态的像素数据输出值的图。

图6是表示手指150不存在于线传感器20a上的状态的图。

图7是表示图6状态的像素数据输出值的图。

图8是表示用线传感器20a取得的图像数据的图。

图9是表示手指离开检测方法及指纹读取方法的处理流程的流程图。

图10是现有的指纹读取装置的手指有无判断方法的说明图。图10(a)是表示正采集LED110点灯时的指纹图像状态的侧视图。图10(b)是表示图10(a)状态的线传感器120的输出的图。

图11是现有的指纹读取装置的手指有无判断方法的说明图。图11(a)是表示正采集LED110关灯时的指纹图像的状态的侧视图。图11(b)是表示图11(a)状态的线传感器120的输出的图。

图中：

10-发光单元，20-指纹传感器，20a-线传感器，21-像素，22-规定像素，30-像导，40-框体，50-像素数据平均值算出单元，60-偏差和算出单元，70-手指离开判断单元，80-动作控制单元，90-合成存储器，100-手指离开检测装置，150-手指，200-指纹读取装置。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的最佳方式进行说明。

图1是表示应用了本发明的本实施例的手指离开检测装置100及指纹读取装置200的概要结构的图。在图1中，涉及本实施例的手指离开检测装置100具备像素数据平均值算出单元50、偏差和算出单元60、以及手指离开判断单元70。另外，涉及本实施例的指纹读取装置200还具备指纹传感器20和合成存储器90，根据需要还可以具备发光单元10、像导30、框体40、以及动作控制单元80。

发光单元10是用于对手指10照射出射光的单元。为了取得手指150的指纹图像，需要对手指150照射出射光，接受来自手指150的入射光并读取指纹表面的凹凸图形，但在室内、室外日光等的干扰光不强的环境下，有必要制作出射光并照射在手指150的指纹形成面上。发光单元10产生该照射用的出射光并照射在手指150上。

发光单元10利用各种照明即可，例如可适用LED。在要将红外线照射在手指150上的场合，还可适用红外LED。再有，在处于周围的干扰光强的环境下仅用由干扰光得到的透射光便可取得指纹图像的场合，还可以使发光单元10关灯。

指纹传感器20是用于接受来自手指150的入射光并取得指纹图像的摄像单元。指纹传感器20由排列多个像素21的摄像元件构成，其中像素21由将接受的入射光转换为电信号的光电转换元件构成。像素21的排列可以在二维平面上排列成期望的形状，例如可以是将多个像素21以一列排列成线状的线传感器(ラインセンサ)。线传感器一次只能取得构成指纹一部分的线状图像数据，但通过伴随着手指150的扫描移动依次取得指纹图形，并对其进行合成可形成整体的指纹图像。再有，指纹传感器20是线传感器的场合，不仅用一条线传感器还可以具有多个线传感器地构成。另外，光电转换元件可适用各种种类，例如可适用光电二极管。

像导30是用于将来自手指150的入射光导入指纹传感器20的波导管。像导30由于将来自手指150的入射光高效地导入指纹传感器20，因而根据需要设置。像导30例如还可以使用光纤。

框体40是用于容纳发光单元10、指纹传感器20及像导30的壳体，在放置有手指150时只要是具有能够支撑手指150程度的强度可适用各种方式。例如，在将手指离开检测装置100或指纹读取装置200组装到便携式电话中的场合，还可以作为便携式电话的壳体的一部分构成。

平均值算出单元50是用于算出构成指纹传感器20的像素21取得的像素数据的平均值的单元。像素数据由于按照其亮度并用绝对值表现，所以平均值算出单元50可算出已取得的像素数据输出值的平均值。由此，可知道指纹传感器20采集的指纹图像整体的亮度平均，可算出按照周围环境的干扰光强度的平均值。例如，如果指纹传感器20是126像素以一列排列成线状的一维线传感器，则算出126像素的像素数据平均值，另外，如果将其构成为具有并列为四列的512像素的二维传感器，则算出512像素的像素数据平均值。

再有，由平均值算出单元50进行的平均值算出虽然期望算出指纹传感器20的全像素21的相加平均，但在运算处理负担大的场合，还可适用减少作为平均值算出的对象的像素数。关于这一点后面进行陈述。

偏差和算出单元60是对从指纹传感器20的像素21选择的规定的像素算出与由像素数据平均值算出单元50算出来的像素数据平均值的偏差和的单元。也就是，偏差和算出单元60对所选择的规定像素算出与各像素数据平均值的差的绝对值或者平方后的数值的平方根，再对其进行加算。作为用偏差和算出单元60算出偏差和的对象的规定像素虽然可选择指纹传感器20的任意像素，但考虑到算出偏差和的运算负担，期望选择适当数量的规定像素。另外，关于所选择的规定像素的配置，虽然规定像素可从任意位置选择，但为了反映指纹传感器20整体区域的像素数据，期望做成在整体区域均匀分散的配置。

图2表示在对指纹传感器20适用排列像素21的线传感器20a的场合中规定像素22的选择例的图。在图2中，指纹传感器20a是像素21以126个排列成一列的线传感器。并且，若将像素号从左标记为0～125号，则第0号、4号、...、4n(n为0及正整数)、...120号、124号的像素22作为规定的像素22而被选择。如此地，例如在126个像素21横向排列成一列的线传感器20a中，由于将第4n(n为0及正整数)号像素22选择并设定为规定的像素22，因而线传感器20a的126个像素21中的32个作为规定像素设定，空有像素21的三个量的间隔而在线传感器20a上大致相等地配置。并且，通过算出这些规定像素22的各像素数据与像素数据平均值的差，从而如果手指150存在，则根据指纹的山和谷的表面图形，差较大的规定像素22变多，如果手指150不存在，则不存在该凹凸图形，差较小的规定像素22变多，所以基于该不同点，能够判断手指150的有无。

再有，指纹传感器20的方式除了126像素的线传感器20a之外可适用各种方式，在偏差和算出单元60的可运算范围，可选择并设定作为偏差和算出对象的规定像素22。对该所选择的多个点的规定像素22算出与指纹传感器20的像素数据平均值的偏差，如果算出这些偏差和，则基于此能够判断手指150是否存在于指纹传感器20上。

再有，用偏差和算出单元60算出的偏差和可以是加上规定像素22的像素数据和像素数据平均值的差的绝对值，也可以是加上差的平方的平方偏差和的任一种。二者不过是算出具体方法的不同，因此不同于利用规定像素22的像素数据和像素数据平均值的偏差和。

其次，返回到图1对涉及本实施例的手指离开检测装置100及指纹读取装置200的其它结构进行说明。

手指离开判断单元70是基于用偏差和算出单元60算出来的偏差和进行手指是否已离开指纹传感器20的判断的运算处理单元。手指离开判断单元70可以预先存储用于判断手指离开的规定判断阈值。并且，比较偏差和和规定的判断阈值，并在偏差和在规定的判断阈值以下时判断为手指150已从指纹传感器20离开。

再有，关于手指离开的判断，为了提高手指离开检测的可靠性，规定像素22的偏差和为规定的判断阈值以下的状态持续了判断线数以上的场合，便会确定手指已离开。规定的像素22只不过是指纹传感器20的取样数据，所以瞬间地，指纹的规定像素22对指纹的平坦部分较多地取得图像，偏差和偶然取得比规定的判断阈值小的数值是非常可能的。因此，为防止该错误判断，更期望所选择的规定像素22的像素数据平均值的偏差和比规定的判断阈值小的状态持续规定线数以上，则再进行判断为确定手指离开的运算处理。

如至此所说明的这样，作为手指离开检测单元100的构成要素的像素数据平均值算出单元50、偏差和算出单元60以及手指离开判断单元70都是进行运算处理的单元，所以还可以由通过软件进行动作的微型计算机、规定的电路、ASIC等的运算处理单元构成。

动作控制单元80是用于控制指纹读取装置200的动作整体的运算控制单元。例如，动作控制单元80如果进行由手指离开判断单元70进行的确定手指离开的判断，则基于此进行使由指纹传感器20进行的指纹图像采集动作结束的处理。另外，动作控制单元80例如还可以进行是否将用指纹传感器20采集来的指纹图像数据作为帧数据记录的判断和是否使发光单元10发光等的判断运算处理。

合成存储器90是用于将用指纹传感器20采集来的指纹图像的图像数据作为帧数据记录的记录单元。用指纹传感器20采集来的指纹图像被记录在合成存储器90中，最终形成指纹的整体图像。合成存储器90只要是可改写图像的存储器，则可根据用途适当使用。

再有，由平均值算出单元50进行的像素数据平均值算出还可以从用指纹传感器20采集来的图像数据直接进行平均值算出，也可以基于记录在合成存储器90中的图像数据进行图像数据平均值算出。

其次，利用图3至图7对用本实施例的手指离开检测装置100执行的运算处理内容的动作例进行说明。图3至图7中，对指纹传感器20适用图2所示的126像素的线传感器20a场合的例子进行说明。

图3是表示在图1状态中的手指150完全覆盖在指纹传感器20上的状态的用指纹传感器20采集来的像素数据输出值的图。

在图3中，横轴表示线传感器20a的像素号，纵轴表示像素数据输出值。像素号具有0～125个号，表示的是配置在大致中央的第63号像素。并且，算出偏差和的规定像素22与图2的场合不同，比第63号的中央像素号少的一方均等设为7个并对将号多的一方均等设为7个的例子进行说明。另外，像素数据输出值用0～255的数值表现。

如图3所示，用线传感器20a采集来的指纹图像的像素数据按照指纹的山和谷取得在上下具有较大差的数值。这些126像素的像素数据平均值由平均值算出单元50算出，则大致取得像素数据的上下幅度的中心值。因此，15个选择的规定像素22的像素数据与像素数据平均值的差如在图3中的线段长度所示，含有较大值的数据变多。因此，成为比用偏差和算出单元60算出的偏差和还大的数值，会取得比用手指离开判断单元70设定的规定阈值还大的数值(比较判断部分未图示)。

图4是表示将手指150在比图1的状态靠跟前侧进行扫描，线传感器20a正采集手指150先端部分的指纹图像的状态的图。在图4所示的状态中，手指150放在线传感器20a上，手指150完全覆盖线传感器20a。但是，由于手指150的先端部分的手指150的厚度变薄，所以稍微有干扰光的影响。

图5是表示图4状态的手指150的先端部分位于线传感器20a上状态的像素数据输出值的图。在图5中，稍微受到干扰光的影响，像素数据全体稍变亮，像素数据输出值整体要比图3的像素数据输出值变高。因此，用像素数据平均值算出单元50算出的像素数据平均值也显示出比图3要高的数值。另外，所选择的15个规定像素22的像素数据和像素数据平均值的差如图5的纵向线段长度所示，表示比图3稍小但还是较大的差。因此，用偏差和算出单元60算出的偏差和也作为某种程度上较大的数值，取得用手指离开判断单元70设定的规定的判断用阈值以上的数值。

图6是表示将手指150在比图4的状态更靠跟前侧进行扫描，手指150不存在于线传感器20a上的状态的图。在图6中，来自周围的干扰光入射到线传感器20a中，线传感器20a处于不仅接受来自手指150的入射光还接受干扰光的状态。

图7是表示图6状态的手指150不存在于线传感器20a上手指150已从线传感器离开状态的像素数据输出值的图。在图7中，像素数据输出值在0～125的像素中显示大致一定的数值。该像素数据输出值的大小虽然依存于干扰光强度，但在干扰光较强的场合，像素数据整体的数值会显示较高的数值。并且，该场合，用像素数据平均值算出单元50算出的像素数据平均值也当然显示较高的数值。另外，线传感器20a上的规定像素22的所选择的15个像素数据均成为接近平均值的数值，因此，各像素数据和像素数据平均值的差如图7的纵向线段长度所示，与图3及图5相比均成为较小的数值。

该场合，用偏差和算出单元60算出的偏差和成为较小的数值，因此会取得比用手指离开判断单元70设定的规定的判断用阈值还小的数值。例如，在图7的场合，规定的判断用阈值设定为500，则偏差和显然为比它小的数值。该场合，可以判断为手指150已从线传感器20a上离开，再有，也可以在该状态持续了规定的线数以上时判断为手指150已从线传感器20a上离开。例如，指纹图像的整体图像的线数据为4000线程度的场合，可以将该约5％的255线规定为规定线数。如图7所示的偏差和比规定的判断用阈值小的状态持续了规定线数以上时，如果判断为手指150已从线传感器20a离开，则可提高手指离开检测的精度，能够做成可靠性更高的手指离开检测装置100及指纹读取装置200。

其次，利用图8对用手指离开检测装置100执行的运算处理的具体计算例进行说明。图8是表示用图2至图7所示的线传感器20a取得的像素数据的图。

在图8中，线传感器20a是将具有0～125个像素号的126个像素横向排列成一列的指纹传感器20，所以该像素数据形成126个指纹图像数据重叠了的图像。在图8中，表示Ai和Aj的两条像素数据。

用像素数据平均值算出单元50算出的像素数据平均值理想上期望使用各线的所有126个像素数据算出，但从减轻运算处理的负担及提高运算速度的观点出发，也可用简便方法算出像素数据平均值。例如，在图8中，仅使用0～125的像素21中的中央第62号像素21和第63号像素的两个像素，也可算出线状像素数据平均值。

式(1)、(2)表示这种简便的像素数据平均值的算出式。

Ai＝(Aj*15+(Pai+Pbi))/16    ......(1)

Mi＝Ai/2                    ......(2)

(i＝0时A0＝Pa0+Pb0，j＝i-1)

Ai：中心两个像素的和的平均值

Pai：中心两个像素中一个的值(第62像素)

Pbi：中心两个像素中另一个的值(第63像素)

Mi：1个像素量的平均值

式(1)、(2)是表示使用用线传感器20a取得的像素数据中的中央第62号和63号的中心两个像素求出纵向线的加权平均，将其作为该线的平均值的计算例的式子。在式(1)中，表示从第15行线数据求出第16行线数据的像素数据平均值的式子。

在式(1)中，若将中心两个像素和的平均值设定为Ai，将中心两个像素中的1个像素(第62行)的数值设定为Pai，将中心两个像素中的另一个像素(第63行)的数值设定为Pbi，j＝i-1，则将第j行的中心两个像素的和Aj变为j倍算出至此的中心两个像素的总合Aj*j，再加上i行面的中心两个像素的像素数据(Pai+Pbi)并用i除以整体，则通过加权平均法可算出第i行的中心两个像素和的平均值Ai。在式(1)中，表示的是i为第16行的i＝16，j＝15的场合。

并且，根据式(2)如果用2除以Ai算出中心两个像素的算术平均，则可算出1个像素量的平均值Mi也就是第i行线像素数据平均值Mi。

如此地，还可以不算出各线的全部像素数据的算术平均，而是减少计算对称的像素数并利用纵向的加权平均算出各线的像素数据平均值。再有，在本实施例中，例举了使用中心两个像素的纵向加权平均算出线传感器20a的像素数据平均值的例子，但可以单纯地通过减少在相同线上的算术平均的像素数的方法等算出像素数据平均值。

其次，紧接着利用图8对用偏差和算出单元60执行的偏差和的算出例进行说明。在图8中，与图2相同，作为算出偏差和对象的规定像素22选择第0、4、…、60、64、…k*4(k为0及正整数)、…120、124号的32个像素21。

在该场合中，偏差和S的算出式如式(3)所示。

S＝∑|M-Pk|    (0≤k＜32)    ......(3)

S：平均值和像素数据差的和(偏差和)

Pk：第k*4号像素数据

M：该线的平均值

如式(3)所示，在将像素数据平均值设定为M，将所选择的规定像素22的第k*4号像素数据设定为Pk，将像素数据平均值M和像素数据Pk差的和即、偏差和设定为S时，则偏差和S为像素数据平均值M和32个像素数据Pk的差的绝对值的和。偏差和算出单元60执行该计算处理。

再有，就偏差和S而言，如果算出将由绝对值的和得到的绝对偏差和S进行平方后的偏差和S²并取得其平方根的方法运算处理容易，则可以使用式(4)算出偏差和S，并基于此进行手指离开判断。

$S=\sqrt{\mathrm{\Σ}{(M-\mathrm{Pk})}^2}\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

用手指离开判断单元70进行的手指离开判断所使用的规定的判断用阈值在考虑到用偏差和算出单元60设定的规定像素22的像素数的基础上进行设定。也就是，如果作为偏差和算出对象的规定像素数变多，则规定的判断用阈值据此而设定为较高的数值。例如，将在图8说明的32个像素21作为规定像素22选择的场合，也可以将规定的判断用阈值设定为1000左右。考虑到指纹传感器20的方式便于使用的环境等的用途，将这些值设定为适当适宜的值。

另外，用于确定手指离开的判断基准的判断线数同样地虑考到用途和构成整体的指纹图像所必需的线数等也设定为适当适宜的值。如上所述，例如以4000线构成整体指纹图像的场合，将5％左右的255线设定为判断线数，并在偏差和S比规定的手指离开判断用阈值小的状态继续了255线时，如果判断为手指离开，则能可靠确定手指离开状态。如此地，考虑到整体的指纹图像所需的线数和扫描速度等，可将确定手指离开的规定的判断线数设定为适当适宜的数值。

再有，偏差和S比规定的手指离开判断用阈值小的状态没有达到规定的判断线数的场合，如果将判断线数初始化并再次开始判断，则能进行准确且可靠的手指离开检测。

其次，利用图9对用手指离开检测装置100及指纹读取装置200执行的手指离开检测方法及指纹读取方法的处理流程进行说明。图9是表示手指离开检测方法及指纹读取方法的处理流程的流程图。

在图9中，在步骤100中，判断是否已取得了1线量的像素数据。再有，指纹传感器20不一定必须是状传感器，即便是二维传感器，若会将其中的1线量用于手指离开检测，则运算处理变得更容易。在本实施例中，对将1线量的像素数据用于手指离开检测的例子进行说明。再有，二维传感器的场合，也可以考虑含有手指离开检测用的线传感器。

是否已取得1线量的像素数据可以通过动作控制单元80是否进行了与记录1线量的帧数据的判断来判断，也可以通过在合成存储其90中是否已记录了1线量的新像素数据来判断。在判断为已取得1线量的像素数据时，进入到步骤110，在判断为并未取得1线量的线数数据时，再次重复步骤100。

在步骤110中，通过像素数据平均值算出单元50算出线的像素数据平均值。平均值的算出方法可以算出指纹传感器20的线的所有像素数据的算术平均，如果运算的负担变大，则还可以减少像素数据，算出算术平均。另外，还可以使用式(1)、(2)从纵向线状像素数据中使用加权平均算出，其它还适用各种平均值算出方法。

在步骤120中，由偏差和算出单元60算出像素数据平均值和所选择的规定的像素量的像素数据的差即、偏差和S。由此，可检测是否处于在指纹传感器20上具有指纹凹凸的图形的状态。再有，偏差和S的算出可以基于式(3)的绝对偏差和，也可以基于算出式(4)的偏差和平方的平方根的运算处理。

在步骤130中，判断在步骤120执行的偏差和S的算出是否结束了规定像素量。例如，应算出偏差和S的对象的规定像素22有32像素，如果还有25个像素偏差和S的算出才结束，则返回到步骤120，重复偏差和S的算出。另外，对规定像素量即、所选择的规定像素22的总和算出偏差和S的场合，进入步骤140。

在步骤140中，由手指离开判断单元70判断在步骤120及步骤130算出来的偏差和S是否比规定的手指离开判断用阈值小。如果偏差和S比规定的手指离开判断用阈值大，则意味着像素数据的输出值的上下差变大，与平均值差大的像素数据多，因而判断为在指纹传感器20上存在形成有凹凸图形的指纹的可能性高。这种情况，返回到步骤100，根据是否已取得1线量的像素数据的判断重复相同的步骤。

另一方面，偏差和S比规定的手指离开判断用阈值下降并为比该阈值小的场合，判断为手指从指纹传感器20离开的可能性高，进入步骤150。

在步骤150中，由手指离开判断单元70判断步骤140的偏差和S比规定的手指离开判断用阈值小的状态是否已持续了预定的规定线数以上。由此，可防止错误判断，能可靠地判断手指150是否离开了指纹传感器20。偏差和S比规定的手指离开判断用阈值小的状态并未持续规定线数以上的场合，返回到步骤100，从处理流程的开始重复相同的流程。

另一方面，偏差和S比规定的手指离开判断用阈值小的状态持续了规定线数以上的场合，进行确定手指离开的判断，检测手指离开。作为手指离开检测装置100及手指离开检测方法的处理，在此结束其处理，在指纹读取装置200及指纹读取方法中，进入到步骤170。

在步骤170中，由动作控制单元80进行结束由指纹传感器20的指纹图像取得的处理。由此，结束发光单元10及指纹传感器20的动作，另外，根据需要断开电源，可实现节能。

再有，在手指离开检测方法中，步骤150不是必需的，根据需要为可靠进行手指离开检测而执行。

如此地，根据涉及本实施例的手指离开检测装置100、手指离开检测方法及使用它的指纹读取装置200、指纹读取方法，即便在周围存在干扰光的环境下，也能可靠检测手指离开，防止错误检测。由此，可消除取得指尖欠缺的指纹图像的情况。

另外，根据涉及本实施例的手指离开检测装置100、手指离开检测方法及使用它的指纹读取装置200、指纹读取方法可作为指示装置使用，即便在该指示装置中，也可与干扰光无关地取得手指150的移动信息。

以上，对本发明的最佳实施例进行了详细说明，本发明不限于上述实施例，只要在不脱离本发明的范围内可对上述实施例增加各种变形及替换。

Claims (8)

1.一种手指离开检测装置，检测在包含将像素排列成线状的线传感器的指纹传感器上进行扫描的手指是否已从上述指纹传感器离开，其特征在于，具有：

算出上述指纹传感器所采集的像素数据的平均值的像素数据平均值算出单元；

算出由该像素数据平均值算出单元算出来的像素数据平均值和上述指纹传感器的规定像素量的像素数据的偏差和的偏差和算出单元；以及

基于由该偏差和算出单元算出来的上述偏差和与规定的手指离开判断用阈值，判断上述手指从上述指纹传感器离开的情况的手指离开判断单元，

上述像素数据平均值算出单元，将上述线传感器所采集的上述像素数据中的第i-1行的中心两个像素的像素数据的和变为i-1倍，再加上第i行的中心两个像素的和之后除以i算出第i行的中心两个像素的和的加权平均值，用2除该加权平均值从而算出第i行的线的上述像素数据平均值，上述线传感器所采集的像素为偶数个。

2.根据权利要求1所述的手指离开检测装置，其特征在于，

上述手指离开判断单元比较上述偏差和与上述规定的手指离开判断用阈值，并在上述偏差和比上述规定的手指离开判断用阈值小的状态持续了规定线数以上时，判断为上述手指已离开了上述线传感器。

3.根据权利要求2所述的手指离开检测装置，其特征在于，

上述规定像素包含在上述线传感器上以等间隔配置的多个像素。

4.一种指纹读取装置，其特征在于，

具有权利要求1～3任一项所述的手指离开判断装置，

并具有：指纹传感器；以及

记录用该指纹传感器采集来的指纹图像数据并合成指纹图像的合成存储器。

5.一种手指离开检测方法，检测在包含将像素排列成线状的线传感器的指纹传感器上进行扫描的手指是否已从上述指纹传感器离开，其特征在于，具 有：

算出上述指纹传感器所采集的像素数据的平均值的像素数据平均值算出步骤；

算出在该像素数据平均值算出步骤算出来的像素数据平均值与上述指纹传感器的规定像素量的像素数据的偏差和的偏差和算出步骤；以及

基于在该偏差和算出步骤算出来的上述偏差和与规定的手指离开判断用阈值，判断上述手指从上述指纹传感器离开的情况的手指离开判断步骤，

上述像素数据平均值算出步骤，将上述线传感器所采集的上述像素数据中的第i-1行的中心两个像素的像素数据的和变为i-1倍，再加上第i行的中心两个像素的和之后除以i算出第i行的中心两个像素的和的加权平均值，用2除该加权平均值从而算出第i行的线的上述像素数据平均值，上述线传感器所采集的像素为偶数个。

6.根据权利要求5所述的手指离开检测方法，其特征在于，

上述手指离开判断步骤比较上述偏差和与上述规定的手指离开判断用阈值，并在上述偏差和比上述规定的手指离开判断用阈值小的状态持续了规定的线数以上时判断为上述手指离开了上述线传感器。

7.根据权利要求6所述的手指离开检测方法，其特征在于，

上述规定像素包含在上述线传感器上以等间隔配置的多个像素。

8.一种指纹读取方法，其特征在于，具有：

采集在指纹传感器上进行扫描的手指的指纹图像数据的步骤；以及

执行权利要求5～7任一项所述的手指离开检测方法的步骤，

执行该手指离开检测方法，并在检测到上述手指已离开上述指纹传感器时，结束采集上述指纹图像数据的步骤。 

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