JP2003032453A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2003032453A
JP2003032453A JP2001212302A JP2001212302A JP2003032453A JP 2003032453 A JP2003032453 A JP 2003032453A JP 2001212302 A JP2001212302 A JP 2001212302A JP 2001212302 A JP2001212302 A JP 2001212302A JP 2003032453 A JP2003032453 A JP 2003032453A
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signal
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image processing
exposure
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗い場所でも明るい場所でも適正露光を可能
とする。 【解決手段】 被写体１２に照射する光の強さを制御可
能な光源１０、１１と、被写体からの光を画像信号に変
換する撮像手段１と、撮像手段からの画像信号又は画像
信号を増幅した信号の信号レベルを検知し、露光量が適
正か否かの判断を行う検知手段７と、撮像手段の蓄積時
間を制御する蓄積制御手段６とを有し、検知手段の判断
結果に基づき蓄積制御手段により蓄積時間を制御する画
像認識装置であって、検知手段７により露光過多と判断
された場合には蓄積制御手段で露光量を少なくするよう
に蓄積時間を制御し、検知手段７により露光不足と判断
された場合には光源の被写体に照射される光の強さを上
げ、露光量を多く制御してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置に係わ
り、特にバーコードや指紋などの画像認識を行う画像処
理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報セキュリティはＩＴを確実にするた
めの重要な技術であり、バーコードや指紋などの画像認
識を行う画像認識装置は、通信網を使っての情報の不正
アクセスからの保護や、電子入札、抽選、ｅコマースな
どのサービスを実現するために重要な装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】バーコードや指紋等の
画像を得る画像認識装置の使用環境は、太陽光下の明る
い場所や室内等比較的暗い場所等がある。つまり、外部
環境の異なる場所での使用を考慮しなければならなく、
適切な露光量制御が要求される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、被写体に光を照射する光源と、該被写体からの光を
画像信号に変換する撮像手段と、該撮像手段からの画像
信号を検知し、露光量が適正か否かの判断を行う検知手
段と、前記撮像手段の光電荷の蓄積時間を制御する蓄積
制御手段と、前記検知手段により露光過多と判断された
場合には前記蓄積制御手段で露光量を少なくするように
蓄積時間を制御し、前記検知手段により露光不足と判断
された場合には前記光源を点灯させ、前記蓄積制御手段
で蓄積時間を多くすることによって露光量を多く制御す
る制御手段とを有する。
【０００５】また、本発明の画像処理装置は、被写体に
光を照射する光源と、該被写体からの光を画像信号に変
換する撮像手段と、該撮像手段からの画像信号を検知
し、露光量が適正か否かの判断を行う検知手段と、前記
撮像手段の光電荷の蓄積時間を制御する蓄積制御手段
と、前記光源が非点灯の状態で前記蓄積制御手段によっ
て所定の蓄積時間になるように制御し、前記光源が点灯
状態で前記蓄積制御手段によって所定の蓄積時間になる
ように制御する制御手段とを有する。
【０００６】また、本発明の画像処理装置は、被写体か
らの光を画像信号に変換する撮像手段と、該撮像手段か
らの該画像信号を検知し、露光量が適正か否かの判断を
行う検知手段と、前記撮像手段の光電荷の蓄積時間を制
御する蓄積制御手段とを有し、前記検知手段の判断結果
に基づき前記蓄積制御手段により蓄積時間を制御して露
光量を制御する画像処理装置であって、前記検知手段
は、前記画像信号又は該画像信号を増幅した信号の極小
値又は極大値に基づいて露光量が適正か否かの判断を行
ってなるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明の画像認識装置（画像処理装
置）の一実施形態の構成を示すブロック図である。被写
体１２としては２次元バーコードあるいは指紋などがあ
る。被写体１２に照射される外光１０は太陽光あるいは
案内光などであり、外光が暗い場合は光源である発光素
子からの光、ここではＬＥＤ１１からの光を照射する。
被写体に照射する光の強度を制御可能な光源として、Ｌ
ＥＤ１１を用い、ＬＥＤ１１の点灯・非点灯により光の
強度を制御しているが、光強度が可変な一つのＬＥＤ等
の発光素子、複数のＬＥＤ等の発光素子から光源を構成
してもよい。つまり、被写体に照射する光の強度を変え
ることができる光源であればいかなるものを用いてもよ
い。また外光１０の明るさを制御できればＬＥＤ１１を
設けず、外光１０のみで光源を構成してもよい。
【０００９】なお、被写体に照射する光の強さは、被写
体の単位面積あたりに入射する放射束（ワット）を表す
放射照度（照度）で規定することができる（光学技術ハ
ンドブック第３１８頁，４．１．３；朝倉書店発行）。
【００１０】被写体１２の反射光あるいは透過光が撮像
手段となるセンサ１に入射する。センサ１は、蓄積制御
手段である電子シャッタを有する。センサ１で光電変換
された信号は、Ａ／Ｄ変換器の解像度の全範囲に渡るよ
うにアナログ入力信号のレベルを制御するＰＧＡ（プロ
グラマブル利得増幅器）２に入力され、Ａ／Ｄ変換器３
でアナログ−デジタル変換される。Ａ／Ｄ変換器３から
の出力は画像認識回路４で画像認識処理がなされ、例え
ば被写体が二次元バーコードの場合はその内容を検出
し、被写体が指紋の場合は予め登録された本人の指紋と
読み取られた指紋の読み取りデータとが一致するかの判
断を行う。そしてその結果がメモリ８に記憶される。ま
た、画像認識の結果はＣＰＵ７を介して表示装置９に表
示される。また画像認識回路４の出力はＣＰＵ７に入力
され、ＣＰＵ７は制御回路６に制御信号を送る。制御回
路６はセンサ１を駆動する駆動回路５、ＰＧＡ２、Ａ／
Ｄ変換器３、ＬＥＤ１１の動作を制御する。画像認識回
路４はＡ／Ｄ変換器３からの出力をＣＰＵ７に送り、Ｃ
ＰＵ４はセンサ１での露光量が適正かの判断を行い、そ
の判断結果に基づき、露光過多と判断したときは制御回
路６にセンサ１の蓄積時間を短く、又は／及びＬＥＤ１
１をオフ（非点灯）する制御信号を送り、露光不足と判
断したときはＬＥＤ１１をオン（点灯）する。
【００１１】露光量の判断は間引き走査やスキップ走査
を行い予備駆動を行い、その画像信号に基づいて露光量
の適正値を判断して本駆動を行い画像認識を行う。
【００１２】図２はセンサ１の構成を示すブロック図、
図３はセンサ１の画素領域の一画素の構成を示す回路構
成図である。
【００１３】図２において、２０は複数の画素が配列さ
れて構成された画素領域、２１は読み出す画素行を順次
選択するシフトレジスタ等の第１の垂直走査回路（Ｖｓ
・ＳＲ）、２２は蓄積を開始するため、画素行を順次リ
セットするシフトレジスタ等の第２の垂直走査回路（Ｖ
ｃ・ＳＲ）、２３は画素領域２０の全画素を一括してリ
セットする全画素リセットスイッチ（ＶR）、２４は画
素領域２０からのノイズ信号、センサ信号を記憶するメ
モリ、２５はメモリ２４からノイズ信号、センサ信号を
出力するために、画素列ごとにメモリ２４を走査する水
平走査回路、２６はセンサ信号からノイズ信号を差分
（減算）して出力信号Ｖoutを出力する差動アンプであ
る。
【００１４】画素領域２０の一画素は図３に示すよう
に、フォトダイオードＰＤ、フォトダイオードＰＤのカ
ソード側からの信号を増幅して出力するための増幅用ト
ランジスタＭSF、画素から信号を選択的に出力するため
の選択用トランジスタＭSEL、フォトダイオードＰＤを
リセットするためのリセット用トランジスタＭRESから
なる。メモリ２４の一画素列分は画素からの画素信号，
ノイズ信号を蓄積容量ＣS，ＣNに転送するトランジスタ
ＭS11，ＭN11、蓄積容量ＣS，ＣN、蓄積容量ＣS，ＣNか
ら水平出力線に画素信号出力Ｓout，ノイズ信号Ｎoutと
して出力するトランジスタＭS21，ＭN21から構成され
る。全画素リセットスイッチ２３の一画素行分はトラン
ジスタＭ1，Ｍ2から構成される。
【００１５】信号φＶRをＨレベルとすることにより、
全画素リセットスイッチ２３のトランジスタは同時にオ
ンし、全画素は同時にリセットされる。全画素を同時に
リセットすることで、画素領域２０の全画素の蓄積開始
時間を同じにすることができる。これを後述する読み取
り感度設定のために利用することができる。
【００１６】リセット動作を制御する信号φＶｃと信号
出力を制御する信号φＶｓとのスタート時間を変えるこ
とにより、リセットから信号出力までの時間、すなわち
蓄積時間を制御することができる。これをローリングシ
ャッタとも呼ぶ。
【００１７】画素アンプとなる増幅用トランジスタＭSF
のＶｔｈバラツキは画素からの信号をノイズ信号で差分
することで除去することができる。すなわち、画素の信
号をトランジスタＭS11を介して蓄積容量ＣSへ読み出し
た後、フォトダイオードＰＤをリセットし、そのときの
出力信号をノイズ信号としてトランジスタＭN11を介し
て蓄積容量ＣNへ読み出す。蓄積容量ＣSからの信号と蓄
積容量ＣNからのノイズ信号とを、水平走査回路２５に
より制御されるトランジスタＭS21、ＭN21を介して各水
平出力線にそれぞれ画素信号出力Ｓout，ノイズ信号Ｎo
utとして読み出し、差動アンプ２６で差分することによ
りＶｔｈバラツキを除去でき、高ＳＮにできる。
【００１８】図４（ａ）〜（ｃ）は予備駆動等において
画素領域（撮像領域）の特定の画像データを読み出す場
合の読み出し領域を示す図である。図４（ａ）は縦方向
に分割した例、図４（ｂ）はセンターと周辺に分割した
例、図４（ｃ）は横方向に分割した例である。図４
（ａ）〜（ｃ）において、Ａ，Ｂ，Ｃは読み出し領域を
示し、ａ〜ｄは画素領域の読み出し領域以外の領域を示
す。図４（ａ）〜（ｃ）の読み出し領域にはバーコード
があっても指があってもよい。後述する読み取り感度設
定を行うときに、例えば図４（ｃ）の場合には、一括リ
セット後、各領域Ａ，Ｂ，Ｃから画像を読み出す時間ま
でが蓄積時間となる。
【００１９】読取感度（蓄積時間）を各領域Ａ，Ｂ，Ｃ
ごとに変えることで、フレーム単位毎に露光量を変化す
る必要がなく、短時間に本駆動条件を設定できる。従っ
てセンサやＬＥＤの消費電力を低減できる。
【００２０】図５はセンサと指及び読み出す画素行の位
置例と蓄積時間例を示す図である。図６は蓄積時間３ｍ
ｓｅｃ時の出力信号例を示す特性図である。
【００２１】露光量が適正か否かの判断はセンサ１の撮
像領域からの画像信号を増幅した信号の極小値を基準に
判断を行う。
【００２２】図６に示すように、指の周辺は外光あるい
はＬＥＤ光が直接センサーに入射するので出力信号が飽
和する。外光あるいはＬＥＤ光が明るい時は、多くの光
が指を透過するので指の部分の出力信号も飽和する。一
方、外光あるいはＬＥＤ光が暗い時は指を透過する光が
少ないので指の部分の出力信号はノイズレベルに低下す
る。図６から明らかなように指の中央領域は光が透過し
にくいので、あるいはＬＥＤの照射は指の周辺から行う
ので、出力信号レベルが低くなり極小値をもつ。またこ
こでは示されていないがバーコードの場合は複数の極小
値をもつので、これらの極小値を基準として（平均値や
最小値を基準として）露光量の設定を行う。
【００２３】ここでは図５に示すように、蓄積時間はセ
ンサキズがある場合はそのキズをさけるためやＳＮ比改
善のために５行毎に変え、５行分を加算して信号を読み
出すものとし（外部処理回路での加算処理でもよい）、
１ｍｓｅｃ、３ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、３０ｍｓｅ
ｃ、１００ｍｓｅｃに設定する。後述するが、図におい
て最初の２００行はスキップし、次に順次値奇跡時間１
ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃまでの信号を読み出す。
【００２４】図７は、ある外光とＬＥＤ点灯時の出力信
号例を示す特性図である。一定の光強度の外光下におい
て、蓄積時間が１ｍｓｅｃ、３ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅ
ｃ、３０ｍｓｅｃの場合を示す。指の部分は蓄積時間が
長いと飽和しやすく、蓄積時間が短いと信号レベルが低
下する。図の信号波形は、センサのノイズや指紋に依存
する信号振幅の変化は省略している。
【００２５】図８は光源を変えた場合の蓄積時間と出力
信号レベルとの関係を示す特性図である。横軸に蓄積時
間、縦軸に出力信号レベルを示す。出力信号レベルは飽
和値を１としたときの相対値で示す。図において照射光
の例をＬＥＤのみ、外光（Ａ）＋ＬＥＤ、外光（Ｂ）＋
ＬＥＤで示す（外光（Ｂ）の光強度＞外光（Ａ）の光強
度）。
【００２６】蓄積時間を例えば１ｍｓｅｃから１００ｍ
ｓｅｃまでの設定できれば、その時の信号レベルから本
駆動時の最適露光量を判断できる。図８において、例え
ば蓄積時間Ｔｓ＝１００ｍｓｅｃで出力信号がａ１の出
力値であると、Ｔｓ＝１０ｍｓｅｃではａ２＝ａ１／１
０、Ｔｓ＝１ｍｓｅｃではａ３＝ａ１／１００となる。
従って、出力値ａ２と出力値ａ１から最適な露光条件を
計算できる。露光量は指の出力信号レベルの極小値（指
のほぼ中央部の値）で判断する。
【００２７】指の周辺からＬＥＤ光を照射するため、指
の周辺部分は飽和しやすく、指のセンター部分の信号が
低レベルとなる（従って極小値をもつ）。そのため露光
計算は指のセンター部分の信号で行う。露光量の設定は
出力信号がＶLからＶHの範囲内に入るようにする。ＶL
はセンサのノイズから考慮しＶHは設計時の出力信号の
シェーディングから考慮する。
【００２８】例えばセンサのノイズが５ｍＶであればＶ
L＝５０ｍＶに設定すると、ＬＥＤ光が劣化しても信号
ゲインをアップして２値化し、そのデータ処理が可能と
なる。
【００２９】高温の場合、センサの暗電流が大きくなる
ので、その暗電流によるノイズの増大をも考慮する必要
がある。暗電流が大きい場合はＶL＞５０ｍＶにするこ
とが求められるので、ＶLとＶHの設定レベル差は小さく
なる。ＶHは指の大きさにもよるが実験では２００ｍＶ
から５００ｍＶで高い認証判別ができた。従って、Ｖ H
は２００ｍＶから５００ｍＶに設定することが望まし
い。ＶL，ＶHの設定はセンサの信号レベルとノイズ（ラ
ンダムノイズ、固定パターンノイズ、暗電流ノイズな
ど）の比であるＳＮ比を考慮して決める。
【００３０】本発明による画像認識装置の動作を示すフ
ローチャートの例を図９に示す。この例では予備駆動、
本駆動ともに発光素子であるＬＥＤを点灯させる。
【００３１】まず、センサ上に指をおき、予備駆動の撮
像条件の設定（条件設定Ａ）を行う（ステップＳ11）。
ここでは、ＬＥＤはオンし、センサの走査条件は図５に
示したような、露光条件を変化させた間引き走査とし、
ＰＧＡは０ｄＢとする。その後、設定された撮像条件で
予備駆動を行う（ステップＳ12）。この予備駆動に基づ
き、最適条件を選択し（ステップＳ13）、本駆動の撮像
条件の設定（条件設定Ｂ）を行う（ステップＳ14）。こ
こでは、ＬＥＤはオンし、センサの走査条件は露光条件
を一定とした（蓄積時間を適正値に設定した）全画素走
査とし、ＰＧＡのゲインはＧＢ（適正値に設定されたゲ
イン）とする。その後、設定された撮像条件で本駆動を
行う（ステップＳ15）。センサからの出力信号をデータ
処理し（ステップＳ16）、その読み取りデータから指の
指紋の認証を行う（ステップＳ17）。指紋の認証は予め
登録された本人の指紋と本駆動による指紋の読み取りデ
ータとが一致するか否かにより行う。本人と認証できた
ときには、その後処理、例えばキャッシュカード、クレ
ジットカードの使用、パーソナルコンピュータの操作が
許容されて実行される。本人と認証できない場合には、
ステップＳ11にもどる。なお、ここでは指紋の認証につ
いて説明したが、バーコード等の画像認証にも用いるこ
とができる。
【００３２】図１０は予備駆動のタイミング例を示すタ
イミングチャートである。読み出し領域は図４（ａ）の
構成とし、蓄積時間３ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、３０ｍ
ｓｅｃ、１００ｍｓｅｃの感度で蓄積する各領域はセン
サキズあるいはＳＮ改善のため例えば５行毎とする。そ
して信号読み出しの場合には５行分を加算して出力す
る。信号φＶRで全画素を一括リセットするとともに、
ＬＥＤ１１（図１に図示）を点灯する。次に垂直走査回
路２１から画素領域２０に信号φＶｓを送り、画素信号
を読み出す。なお、この時、指の中央部が配置されるセ
ンサのセンター部の信号を読み出すためにスキップ走査
（スキップ画素２００行、すなわち画素２００行分飛び
越して走査する）を行う。図１０のφＶFはスキップ走
査期間を示す。スキップ走査はシフトレジスタの走査を
通常の読み出し走査より速く走査することで実現するこ
とができる。
【００３３】まず、一括リセットから３ｍｓｅｃ後に
（蓄積時間Ｔｓ＝３ｍｓｅｃ）、５つの画素行を読み出
す。次に７ｍｓｅｃ後に、蓄積時間Ｔｓ＝１０ｍｓｅｃ
の画素行５行を読み出す。同様に２０ｍｓｅｃ後に、蓄
積時間Ｔｓ＝３０ｍｓｅｃの画素行５行を読み出し、さ
らに７０ｍｓｅｃ後に、蓄積時間Ｔｓ＝１００ｍｓｅｃ
の画素行５行を読み出す。図１０のＶout（φ３、φ１
０、φ３０、φ１００）は読み出した画素信号を示す。
【００３４】その時の信号は、図７に示すようになり、
例えば３ｍｓｅｃと１０ｍｓｅｃの信号から本駆動時の
低信号レベル＝ＶがＶL＜Ｖ＜ＶHになる様、露光条件を
設定する。Ｖの想定値により信号ゲインを設定する。
【００３５】図１１は予備駆動と本駆動を示すタイミン
グチャートである。予備駆動を行い、データ処理で露光
条件を決めた後に本駆動を行う。そしてデータ処理と認
証判断を行う。本駆動時の露光時間はφＶｃとφＶｓの
走査間隔により設定できる。蓄積時間１２．５ｍｓｅｃ
は画素リセット信号φＶｃより画素読み出し信号φＶｓ
を１２．５ｍｓｅｃ遅らせることにより実現でき、出力
Ｖout1も１２．５ｍｓｅｃ遅れることになる。
【００３６】同様に蓄積時間１００ｍｓｅｃは画素リセ
ット信号φＶｃより画素読み出し信号φＶｓを１００ｍ
ｓｅｃ遅らせることにより実現でき、Ｖout2も１００ｍ
ｓｅｃ遅れることになる。ＬＥＤの点灯は露光の開始か
ら、蓄積信号を全て読み出すまでの期間行う。すなわ
ち、Ｖout1の場合はＬＥＤをＬＥＤ１の期間、Ｖout2の
場合はＬＥＤをＬＥＤ２の期間点灯させる。このよう
に、一回の予備駆動と一回の本駆動で認証が可能となる
ので、短時間、低消費電力である。
【００３７】本発明によるフローチャートの他の例を図
１２に示す。ＬＥＤ非点灯で最適露光条件を判断し、も
し不適の場合はＬＥＤ点灯で最適露光条件をさがす方法
である。まず、センサ上に指をおき、予備駆動の撮像条
件の設定（条件設定Ａ１）を行う（ステップＳ21）。こ
こでは、ＬＥＤはオフし、センサの走査条件は露光条件
を変化させた間引き走査とし、ＰＧＡは０ｄＢとする。
その後、設定された撮像条件で予備駆動を行い、センサ
からの出力信号のレベルＶがＶL＜Ｖ＜ＶHかの判断を行
う（ステップＳ22）。ＶL＜Ｖ＜ＶHならば、最適条件を
選択し（ステップＳ23）、本駆動の撮像条件の設定（条
件設定Ａ２）を行う（ステップＳ24）。ここでは、ＬＥ
Ｄはオフし、センサの走査条件は露光条件を一定とした
全画素走査とし、ＰＧＡはゲインをＧA1とする。その
後、設定された撮像条件で本駆動を行い、センサからの
出力信号をデータ処理し（ステップＳ25）、その読み取
りデータから指の指紋の認証を行う（ステップＳ26）。
指紋の認証は予め登録された本人の指紋と本駆動による
指紋の読み取りデータとが一致するか否かにより行う。
本人と認証できたときには、その後処理、例えばキャッ
シュカード、クレジットカードの使用、パーソナルコン
ピュータの操作が許容されて実行される。本人と認証で
きない場合には、ステップＳ21にもどる。ＶL＜Ｖ＜ＶH
でないならば、再度予備駆動の撮像条件の設定（条件設
定Ｂ１）を行う（ステップＳ27）。ここでは、ＬＥＤは
オンし、センサの走査条件は露光条件を変化させた間引
き走査とし、ＰＧＡは０ｄＢとする。その後、設定され
た撮像条件で予備駆動を行い、最適条件を選択し（ステ
ップＳ28）、本駆動の撮像条件の設定（条件設定Ｂ２）
を行う（ステップＳ29）。ここでは、ＬＥＤはオンし、
センサの走査条件は露光条件を一定とした全画素走査と
し、ＰＧＡはゲインをＧB2とする。そして、ステップＳ
25へ移る。
【００３８】なお、ここでは指紋の認証について説明し
たが、バーコード等の画像認証にも用いることができ
る。
【００３９】本発明によるフローチャートの他の例を図
１３に示す。フレーム単位で露光条件をさがす方法であ
る。この場合は、ロータリーシャッタで蓄積時間を変化
させる。まず、センサ上に指をおき、予備駆動の撮像条
件の設定（初期条件設定）を行う（ステップＳ31）。こ
こでは、ＬＥＤはオフし、センサの走査条件は所定の露
光条件の間引き走査とし、ＰＧＡは０ｄＢとする。その
後、設定された撮像条件で予備駆動を行い、センサから
の出力信号のレベルＶｉがＶｉ＜ＶL、ＶL＜Ｖｉ＜
ＶH、Ｖｉ＞ＶHかの判断を行う（ステップＳ32）。ＶL
＜Ｖｉ＜ＶHならば、最適条件を選択し、本駆動の撮像
条件の設定（ゲイン処理）を行う（ステップＳ33）。こ
こでは、ＬＥＤはオフし、センサの走査条件は露光条件
を一定とした全画素走査とし、ＰＧＡは適正なゲインと
する。その後、設定された撮像条件で本駆動を行い（ス
テップＳ35）、センサからの出力信号をデータ処理し
（ステップＳ35）、その読み取りデータから指紋を認証
する（ステップＳ36）。指紋の認証は予め登録された本
人の指紋と本駆動による指紋の読み取りデータとが一致
するか否かにより行う。本人と認証できたときには、そ
の後処理、例えばキャッシュカード、クレジットカード
の使用、パーソナルコンピュータの操作が許容されて実
行される。本人と認証できない場合には、ステップＳ21
にもどる。Ｖｉ＜ＶLならば、ＬＥＤをオンし、センサ
の走査条件は蓄積時間を増やした間引き走査とし、ＰＧ
Ａは０ｄＢとする。その後、設定された撮像条件で予備
駆動を行いステップＳ32の判断を行う。Ｖｉ＞ＶHなら
ば、ＬＥＤをオフ、センサの走査条件は露光時間を短く
設定し間引き走査とし、ＰＧＡは０ｄＢとする。その
後、設定された撮像条件で予備駆動を行いステップＳ32
の判断を行う。なお、ここでは指紋の認証について説明
したが、バーコード等の画像認証にも用いることができ
る。
【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、暗い場所でも明るい場所でもＬＥＤの制御と電子シ
ャッタの制御により適正露光が可能となった。
【００４１】また本実施形態によれば、読み取り信号の
極値で露光条件を判断するため、被写体の飽和を検知す
るよりも短時間に判断が可能となる。
【００４２】予備駆動で領域毎に感度を変化させ読み取
りを行うことで、短時間の処理を低消費電力化で行うこ
とが可能となった。複数行を読むので一部の画素行にキ
ズがあってもデータの読み取りが可能となり、複数行の
信号の加算によりＳＮ比を向上させることができる。
【００４３】照明光と被写体光との関係でシェーディン
グが発生した場合、信号の極値をある信号レベル範囲に
なるように露光条件を決めることで認証率を向上させる
ことができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明の画像処理装置は、高精度な露光
制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像認識装置の一実施形態の構成を示
すブロック図である。
【図２】センサ１の構成を示すブロック図である。
【図３】センサ１の画素領域の一画素の構成を示す回路
構成図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は予備駆動等において画素領域
（撮像領域）の特定の画像データを読み出す場合の読み
出し領域を示す図である。
【図５】センサと指及び読み出す画素行の位置例と蓄積
時間例を示す図である。
【図６】蓄積時間３ｍｓｅｃ時の出力信号例を示す図で
ある。
【図７】ある外光とＬＥＤ点灯時の出力信号例を示す特
性図である。
【図８】光源を変えた場合の蓄積時間と出力信号レベル
との関係を示す特性図である。
【図９】本発明による画像認識装置の動作を示すフロー
チャートである。
【図１０】予備駆動のタイミング例を示すタイミングチ
ャートである。
【図１１】予備駆動と本駆動を示すタイミングチャート
である。
【図１２】本発明による画像認識装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
【図１３】本発明による画像認識装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
１ センサ ２ ＰＧＡ（プログラマブル利得増幅器） ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ 画像認識回路 ５ 駆動回路 ６ 制御回路 ７ ＣＰＵ ８ メモリ ９ 表示装置 １０ 外光 １１ ＬＥＤ光 １２ 被写体
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA25 AB02 BA02 BB04 BC11 BC14 CA06 CA19 CB04 CB22 DA01 DB01 DC09 5B072 CC24 DD01 DD21 LL11 LL18 5C051 AA01 BA04 DA06 DB01 DB07 DB15 DB29 DC03 DC05 DE05 DE15 DE17 DE30 5C072 AA01 BA13 CA05 CA14 EA08 FB19 FB25 RA13 UA05 UA06 VA07

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体に光を照射する光源と、該被写体
    からの光を画像信号に変換する撮像手段と、該撮像手段
    からの画像信号を検知し、露光量が適正か否かの判断を
    行う検知手段と、前記撮像手段の光電荷の蓄積時間を制
    御する蓄積制御手段と、前記検知手段により露光過多と
    判断された場合には前記蓄積制御手段で露光量を少なく
    するように蓄積時間を制御し、前記検知手段により露光
    不足と判断された場合には前記光源を点灯させ、前記蓄
    積制御手段で蓄積時間を多くすることによって露光量を
    多く制御する制御手段とを有する画像処理装置。
  2. 【請求項２】 被写体に光を照射する光源と、該被写体
    からの光を画像信号に変換する撮像手段と、該撮像手段
    からの画像信号を検知し、露光量が適正か否かの判断を
    行う検知手段と、前記撮像手段の光電荷の蓄積時間を制
    御する蓄積制御手段と、前記光源が非点灯の状態で前記
    蓄積制御手段によって所定の蓄積時間になるように制御
    し、前記光源が点灯状態で前記蓄積制御手段によって所
    定の蓄積時間になるように制御する制御手段とを有する
    画像処理装置。
  3. 【請求項３】 被写体からの光を画像信号に変換する撮
    像手段と、該撮像手段からの該画像信号を検知し、露光
    量が適正か否かの判断を行う検知手段と、前記撮像手段
    の光電荷の蓄積時間を制御する蓄積制御手段とを有し、
    前記検知手段の判断結果に基づき前記蓄積制御手段によ
    り蓄積時間を制御して露光量を制御する画像処理装置で
    あって、 前記検知手段は、前記画像信号又は該画像信号を増幅し
    た信号の極小値又は極大値に基づいて露光量が適正か否
    かの判断を行ってなる画像処理装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
    記載の画像処理装置において、前記蓄積制御手段により
    前記撮像手段の撮像領域内で蓄積時間の異なる領域を設
    け、 前記検知手段は、該蓄積時間の異なる領域から読み出さ
    れた画像信号又は該画像信号を増幅した信号の極小値又
    は極大値に基づいて露光量が適正か否かの判断を行い、
    露光量の制御は該信号の極小値又は極大値がある設定範
    囲になるように行われる画像処理装置。
  5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２に記載の画像処理
    装置において、前記画像信号を増幅する可変増幅手段を
    有し、前記検知手段により露光不足と判断された場合
    に、前記光源を点灯させるとともに、前記可変増幅手段
    の増幅率を上げてなる画像処理装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
    記載の画像処理装置において、前記蓄積制御手段はロー
    リング電子シャッタである画像処理装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
    記載の画像処理装置において、前記蓄積制御手段は一括
    電子シャッタ及びローリング電子シャッタであり、該一
    括電子シャッタを用いて露光を行い、画像信号を読み出
    して前記検知手段により露光量の判断を行い、前記検知
    手段により露光過多と判断された場合には前記ローリン
    グ電子シャッタを用いて露光量を少なくするように蓄積
    時間を制御し、露光を行うことを特徴とする画像処理装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項１又は請求項２に記載の画像処理
    装置において、前記光源は発光素子である画像処理装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
    記載の画像処理装置において、前記撮像手段の撮像領域
    の任意の領域から画像信号を読み出す駆動手段を有し、
    該駆動手段により該撮像領域の一部の領域からの画像信
    号の読み出しを間引き走査で行うことを特徴とする画像
    処理装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項
    に記載の画像処理装置において、前記撮像手段の撮像領
    域の任意の領域から画像信号を読み出す駆動手段を有
    し、該駆動手段により該撮像領域の一部の領域からの画
    像信号の読み出す場合に、該一部の領域以外の領域はス
    キップ走査することを特徴とする画像処理装置。
  11. 【請求項１１】 請求項３に記載の画像処理装置におい
    て、前記画像信号を増幅する可変増幅手段を有し、前記
    検知手段により露光不足と判断された場合に、前記可変
    増幅手段の増幅率を上げてなる画像処理装置。
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