JP2009157596A - Image reading device and placement decision method in image reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像読取装置及び画像読取装置における載置判定方法に係り、特に指紋検出に用いて好適な画像読取装置及び画像読取装置における載置判定方法に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus and a placement determination method in the image reading apparatus, and more particularly to an image reading apparatus suitable for use in fingerprint detection and a placement determination method in the image reading apparatus.
近年、セキュリティの観点から、コンピュータ等の電子機器、携帯電話等の携帯通信機器において、個人認証のために操作者の指紋(読取対象物)を読み取り、本人か否かを識別する光学式の指紋センサを備えることが研究されている。従来の光学式の指紋センサは、指の表面で反射した光を利用する方式と、指の内部で散乱して指の表面から出る指内散乱光を利用する方式とに大別される。 In recent years, from the viewpoint of security, an optical fingerprint that identifies an identity by reading an operator's fingerprint (reading object) for personal authentication in electronic devices such as computers and mobile communication devices such as mobile phones. It has been studied to provide a sensor. Conventional optical fingerprint sensors are broadly classified into a system that uses light reflected from the surface of the finger and a system that uses scattered light in the finger that scatters inside the finger and exits from the surface of the finger.
図8は、指の表面で反射した光を利用する方式の従来の指紋センサの概略の構成を例示する図である。図8を参照するに、指紋センサ10は、光源11と、ガラス板12と、受光素子13と、アナログ−ディジタル変換回路14と、信号処理制御部15とを有する。16は指先、17は光源11から出射される出射光、18は指先16の表面で反射した反射光である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional fingerprint sensor using a light reflected by the finger surface. Referring to FIG. 8, the
図8において、指先16は、ガラス板12の上面12a上に載置されており、光源11から出射された出射光17はガラス板12を透過し、指先16の表面で反射する。指先16の表面で反射した反射光18は、再びガラス板12を透過し、受光素子13に入射する。受光素子13に入射した反射光18は、受光素子13でアナログの電気信号に変換され、アナログ−ディジタル変換回路14に入力される。アナログ−ディジタル変換回路14に入力されたアナログの電気信号は、アナログ−ディジタル変換回路14でディジタルデータに変換された後、信号処理制御部15に入力され、所定の信号処理が行われる。
In FIG. 8, the
図9は、指の表面から出る指内散乱光を利用する方式の従来の指紋センサの概略の構成を例示する図である。図9を参照するに、指紋センサ20は、光源11と、ガラス板12と、受光素子13と、アナログ−ディジタル変換回路14と、信号処理制御部15とを有する。16は指先、17は光源11から出射される出射光、21は指内散乱光、22は指内散乱光の一部である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional fingerprint sensor using a scattered light within a finger that is emitted from the surface of the finger. Referring to FIG. 9, the
図9において、指先16は、ガラス板12の上面12a上に載置されており、光源11から出射された出射光17は指先16に入射し指内で散乱して指内散乱光21となる。指内散乱光21の一部である指内散乱光22は指先16の表面から外に出てガラス板12を透過し、受光素子13に入射する。受光素子13に入射した指内散乱光22は、受光素子13でアナログの電気信号に変換され、アナログ−ディジタル変換回路14に入力される。アナログ−ディジタル変換回路14に入力されたアナログの電気信号は、アナログ−ディジタル変換回路14でディジタルデータに変換された後、信号処理制御部15に入力され、所定の信号処理が行われる。
In FIG. 9, the
図8及び図9に示すような指紋センサ10及び20においては、周囲環境によらず安定して指紋の画像を読み取ることが極めて重要である。周囲環境によらず安定して指紋の画像を読み取るための方法としては、出射光の光パルスの長さ及び/又は強度を制御するための少なくとも1つの制御手段を設け、光パルスの長さ及び/又は強度を実際に必要とされる光量に正確に調節する方法(例えば、特許文献1参照)、複数の読み取りモードを備え、指紋センサ上の指紋の有無により、読み取りモードを切り換える方法(例えば、特許文献2参照)、露光量が適切かどうかを判断する手段を備え、適切な露光量に制御する方法(例えば、特許文献3参照)等が提案されている。
In the
このような従来から提案されている指紋センサにおいては、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されているか否かを判定する載置判定機能がある。載置判定には、指紋データ取得開始前に、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されたか否かを判定する「指置き判定」と、指紋データ取得中に、指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていた指が離れたか否かを判定する「指離れ判定」とがある。以降、指置き判定と指離れ判定を含めて載置判定という場合がある。
Such a conventionally proposed fingerprint sensor has a placement determination function for determining whether the
指置き判定は、光源11の消灯時と点灯時のそれぞれで受光素子13から出力される電気信号の信号レベルの最大値を取得し、それらの差に基づいて行われる。図10及び図11を参照しながら指置き判定について、より詳しく説明する。図10は、従来の指置き判定の方法を説明するための図(その1)である。図10は、比較的弱い輝度の外乱光の下で指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に指先16が載置されている場合における、光源11消灯時と光源11点灯時に受光素子13から出力される電気信号を示している。
The finger placement determination is performed based on the difference between the maximum signal level of the electrical signal output from the
図10において、Aは、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されている場合において、光源11消灯時に受光素子13から出力される電気信号(以下、「光源消灯時電気信号A」という)、Amaxは、光源消灯時電気信号Aの信号レベルの最大値(以下、「最大値Amax」という)、Bは、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されている場合において、光源11点灯時に受光素子13から出力される電気信号(以下、「光源点灯時電気信号B」という)、Bmaxは、光源点灯時電気信号Bの信号レベルの最大値(以下、「最大値Bmax」という)、Rはアナログ−ディジタル変換回路14において処理することが可能な信号レベルの範囲(以下、「処理可能信号レベル範囲R」とする)である。
10, A indicates an electric signal (hereinafter referred to as “light source”) output from the
図10に示す光源消灯時電気信号A及び光源点灯時電気信号Bの信号レベルは、いずれも処理可能信号レベル範囲Rの範囲内であるため、アナログ−ディジタル変換回路14において正常にアナログ−ディジタル変換処理が行われる。光源11が消灯している場合には、受光素子13では何も検出されないため、図10において、光源消灯時電気信号Aの信号レベルは比較的小さい。
Since the signal levels of the electrical signal A when the light source is turned off and the electrical signal B when the light source is turned on shown in FIG. 10 are both within the processable signal level range R, the analog-
なお、指紋センサ10又は20には、例えば、蛍光灯等の外乱光が入射されるため、受光素子13からは、わずかな信号レベルの電気信号(ノイズ)が出力される。光源11が点灯している場合には、指先16の表面で反射した光又は指先16の表面から出る指内散乱光は受光素子13で検出され電気信号に変換されるため、図10において、光源点灯時電気信号Bの信号レベルは光源消灯時電気信号Aの信号レベルよりも大きい。
In addition, since disturbance light such as a fluorescent light is incident on the
アナログ−ディジタル変換回路14は、図10に示す光源消灯時電気信号A及び光源点灯時電気信号Bをアナログ−ディジタル変換処理し、信号処理制御部15に入力する。信号処理制御部15は、ディジタルデータに変換された光源消灯時電気信号A及び光源点灯時電気信号Bの信号レベルの最大値Amax及び最大値Bmaxを算出し、更に、最大値Amax及び最大値Bmaxの差の絶対値Dif(ABmax)=|Amax−Bmax|を算出する。
The analog-
次いで、Dif(ABmax)を所定の閾値Vthと比較し、Dif(ABmax)≦Vthであれば、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていないと判定し、Dif(ABmax)>Vthであれば、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていると判定する。
Next, Dif (AB max ) is compared with a predetermined threshold value V th, and if Dif (AB max ) ≦ V th , the
図10に示すように、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されている場合には、光源消灯時電気信号A及び光源点灯時電気信号Bの信号レベルの最大値Amax及び最大値Bmaxの差の絶対値Dif(ABmax)=|Amax−Bmax|が比較的大きな値になり、Dif(ABmax)>Vthであれば、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていると判定される。
As shown in FIG. 10, when the
図11は、従来の指置き判定の方法を説明するための図(その2)である。同図中、図10と同一部については、同一符号を付し、その説明は省略する。図11は、比較的弱い輝度の外乱光の下で指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に指先16が載置されていない場合における、光源11消灯時と光源11点灯時に受光素子13から出力される電気信号を示している。
FIG. 11 is a diagram (No. 2) for explaining a conventional finger placement determination method. In FIG. 10, the same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 11 shows a light receiving element when the
図11において、Cは、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていない場合において、光源11消灯時に受光素子13から出力される電気信号(以下、「光源消灯時電気信号C」という)、Cmaxは、光源消灯時電気信号Cの信号レベルの最大値(以下、「最大値Cmax」という)、Dは、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていない場合において、光源11点灯時に受光素子13から出力される電気信号(以下、「光源点灯時電気信号D」という)、Dmaxは、光源点灯時電気信号Dの信号レベルの最大値(以下、「最大値Dmax」という)である。
In FIG. 11, C is an electric signal (hereinafter referred to as “light source”) output from the
図11に示す光源消灯時電気信号C及び光源点灯時電気信号Dの信号レベルは、いずれも処理可能信号レベル範囲Rの範囲内であるため、アナログ−ディジタル変換回路14において正常にアナログ−ディジタル変換処理が行われる。
Since the signal levels of the electrical signal C when the light source is turned off and the electrical signal D when the light source is shown in FIG. 11 are both within the processable signal level range R, the analog-
指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていない場合には、光源11が消灯しているか点灯しているかにかかわらず、受光素子13では何も検出されないため、図11において光源消灯時電気信号C及び光源点灯時電気信号Dの信号レベルは、いずれも比較的小さい。なお、指紋センサ10又は20には、例えば、蛍光灯等の外乱光が入射されるため、受光素子13からは、わずかな信号レベルの電気信号(ノイズ)が出力される。
When the
アナログ−ディジタル変換回路14は、図11に示す光源消灯時電気信号C及び光源点灯時電気信号Dをアナログ−ディジタル変換処理し、信号処理制御部15に入力する。信号処理制御部15は、ディジタルデータに変換された光源消灯時電気信号C及び光源点灯時電気信号Dの信号レベルの最大値Cmax及び最大値Dmaxを算出し、更に、最大値Cmax及び最大値Dmaxの差の絶対値Dif(CDmax)=|Cmax−Dmax|を算出する。
The analog-
次いで、Dif(CDmax)を所定の閾値Vthと比較し、Dif(CDmax)≦Vthであれば、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていないと判定し、Dif(CDmax)>Vthであれば、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていると判定する。
Next, Dif (CD max ) is compared with a predetermined threshold value V th, and if Dif (CD max ) ≦ V th , the
図11に示すように、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていない場合には、光源消灯時電気信号C及び光源点灯時電気信号Dの信号レベルの最大値Cmax及び最大値Dmaxには大きな差がないため、Dif(CDmax)≦Vthとなり、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていないと判定される。
As shown in FIG. 11, when the
ところで、従来の指紋センサ10又は20は、様々な環境で使用されるため、外乱光は蛍光灯のように比較的弱い光の場合もあれば、太陽光のように強烈な輝度の光の場合もあるが、太陽光のように強烈な輝度の光が外乱光となる場合には問題が生じる。図12を参照しながら、従来の指紋センサ10又は20の問題点について説明する。
By the way, since the
図12は、強烈な輝度の外乱光の下における従来の指置き判定方法の問題点について説明するための図である。同図中、図10及び図11と同一部については、同一符号を付し、その説明は省略する。図12は、強烈な輝度の外乱光の下で指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に指先16が載置されている場合における、光源11消灯時と光源11点灯時に受光素子13から出力される電気信号を示している。
FIG. 12 is a diagram for explaining the problems of the conventional finger placement determination method under intense light disturbance light. In FIG. 10, the same parts as those in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 12 shows the
図12において、Eは、強烈な輝度の外乱光の下で指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されている場合において、光源11消灯時に受光素子13から出力される電気信号(以下、「光源消灯時電気信号E」という)、Emaxは、光源消灯時電気信号Eの信号レベルの最大値(以下、「最大値Emax」という)、Fは、強烈な輝度の外乱光の下で指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されている場合において、光源11点灯時に受光素子13から出力される電気信号(以下、「光源点灯時電気信号F」という)、Fmaxは、光源点灯時電気信号Fの信号レベルの最大値(以下、「最大値Fmax」という)である。又、一点鎖線で示す部分は、処理可能信号レベル範囲Rを超えており、アナログ−ディジタル変換回路14において、正常にアナログ−ディジタル変換処理できない部分を示している。
In FIG. 12, E is output from the
図12に示す光源消灯時電気信号Eは、光源11が消灯しているにもかかわらず、信号レベルが極めて大きく、処理可能信号レベル範囲Rを超えている。これは、強烈な輝度の外乱光が指先16を透過し、受光素子13に入力されるためである。図12に示す光源点灯時電気信号Fは、光源11が点灯しているため、指先16の表面で反射した光又は指先16の表面から出る指内散乱光は受光素子13で検出され電気信号に変換されるため、光源点灯時電気信号Fの信号レベルは光源消灯時電気信号Eの信号レベルよりも更に大きくなり、光源消灯時電気信号Eの信号レベルと同様に処理可能信号レベル範囲Rを超えている。処理可能信号レベル範囲Rを超えている部分は、アナログ−ディジタル変換回路14において、正常にアナログ−ディジタル変換処理できず、全て最大値Emax=最大値Fmaxと認識される。
The electric signal E at the time of turning off the light source shown in FIG. 12 has a very high signal level and exceeds the processable signal level range R even though the
従って、光源消灯時電気信号E及び光源点灯時電気信号Fの信号レベルの最大値Emax及び最大値Fmaxが等しくなるため、最大値Emax及び最大値Fmaxの差の絶対値Dif(EFmax)=|Emax−Fmax|=0≦Vthとなり、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されているにもかかわらず、指先16が指紋センサ10又は20のガラス板12の上面12a上に載置されていないと誤判定される。
Therefore, since the maximum value E max and the maximum value F max of the signal level of the electrical signal E when the light source is turned off and the electrical signal F when the light source is turned on are equal, the absolute value Dif (EF) of the difference between the maximum value E max and the maximum value F max max) = | E max -F max | = 0 ≦ V th , and the
従来の指紋センサ10又は20では、強烈な輝度の外乱光に起因する誤判定を防止する方法として、指置き判定時に、感度調整機能を有する受光素子13の感度を可能な限り低い値に固定する方法が採られている。しかし、受光素子13の感度を可能な限り低い値に固定すると、外乱光が比較的少ないときには、受光素子13から出力される電気信号の信号レベルが低くなりすぎる。そのため、光源11であるLEDを制御するICに大電流ポートを増設し、必要に応じLED電流を増やすことで光源11の照度を増加させ、必要な電気信号の信号レベルを確保している。
The
又、指離れ判定は、指紋データの取得中に行われるが、受光素子13の感度は、指紋データの取得を開始する前に最適値に調整され、指紋データの取得中は一定の感度に固定されている。従って、指離れ判定は、指置き判定のように、受光素子13の感度を可能な限り低い値に固定する方法が採れないため、強烈な輝度の外乱光の影響を考えると、指置き判定のように、光源11の消灯時と点灯時のそれぞれで受光素子13から出力される電気信号の信号レベルの最大値を取得し、最大値の差の絶対値に基づいて判定を行うことは困難である。そこで、指離れ判定は、最大値の差の絶対値に基づく判定は行わず、取得した指紋データに対して後段のアプリケーションで複雑な信号処理をすることにより行われている。
しかしながら、従来の指紋センサ10又は20は、強烈な輝度の外乱光が照射された場合の対策として受光素子13の感度を可能な限り低い値に固定する方法が採られているため、光源の照度を増加させる仕組みを必要とするという問題があった。具体的には、受光素子13から出力される電気信号の信号レベルが低くなりすぎた場合に、光源11であるLEDの電流を増やすことで光源11の照度を増加させるため、第1に、LEDを制御するICに大電流ポートを増設しなければならない、第2に、より多く電流の流せるLEDを選定しなければならず設計の自由度が低くなる、という問題があった。
However, the
又、指離れ判定は、取得した指紋データに対して後段のアプリケーシで複雑な信号処理をすることにより行われているため、処理のリアルタイム性が失われるという問題があった。 In addition, since the finger separation determination is performed by performing complicated signal processing on the acquired fingerprint data with a subsequent application, there is a problem that real-time processing is lost.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、光源の照度を増加させる仕組みや複雑な信号処理を必要とせずに、外乱光の強い環境下でも確実に載置判定ができる画像読取装置及び画像読取装置における載置判定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and does not require a mechanism for increasing the illuminance of a light source or complicated signal processing, and an image reading apparatus and an image that can reliably determine placement even in an environment with strong ambient light It is an object of the present invention to provide a placement determination method in a reading device.
上記目的を達成するため、第1の発明は、読取面(S)に載置される読取対象物に光を出射する光源(112)と、入射される光を電気信号に変換して出力する画像読取部(115)と、前記画像読取部(115)から出力される前記電気信号に基づいて、前記読取面(S)に前記読取対象物が載置されているか否かを判定する載置判定部(117)と、を有する画像読取装置(100)であって、前記載置判定部(117)は、前記光源(112)の消灯時に、前記画像読取装置(100)の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、前記光源(112)の消灯時と点灯時の前記電気信号の最小値を取得するか否かを決定する外乱光輝度判定手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a light source (112) that emits light to a reading object placed on a reading surface (S) and an incident light converted into an electrical signal and output. An image reading unit (115) and a mounting for determining whether the reading object is mounted on the reading surface (S) based on the electrical signal output from the image reading unit (115) An image reading device (100) having a determination unit (117), wherein the placement determination unit (117) is irradiated from the outside of the image reading device (100) when the light source (112) is turned off. Whether or not the luminance of the ambient light is greater than or equal to a predetermined value, and whether or not to obtain the minimum value of the electrical signal when the light source (112) is turned off and when the light source (112) is turned on based on the result of the determination It is characterized by having a disturbance light luminance determination means for determining.
第2の発明は、第1の発明に係る画像読取装置(100)において、前記外乱光の輝度が所定値以上であるか否かの判定は、前記画像読取部(115)から出力される前記電気信号の最大値に基づいて行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus (100) according to the first aspect, the determination as to whether or not the luminance of the disturbance light is equal to or higher than a predetermined value is made from the image reading unit (115). It is performed based on the maximum value of the electric signal.
第3の発明は、第1又は第2の発明に係る画像読取装置(100)において、更に、前記光源(112)の消灯時と点灯時の前記電気信号の前記最小値の差の絶対値を算出する絶対値算出手段を有し、前記外乱光輝度判定手段が前記最小値を比較することを決定した場合は、前記絶対値算出手段により算出された前記最小値の差の絶対値に基づいて、前記読取面(S)に前記読取対象物が載置されているか否かを判定することを特徴とする。 According to a third invention, in the image reading apparatus (100) according to the first or second invention, the absolute value of the difference between the minimum values of the electric signal when the light source (112) is turned off and when the light source (112) is turned on. An absolute value calculation means for calculating, and when the disturbance light luminance determination means decides to compare the minimum value, based on the absolute value of the difference between the minimum values calculated by the absolute value calculation means , It is determined whether or not the reading object is placed on the reading surface (S).
第4の発明は、第1乃至第3の何れか一に記載の発明に係る画像読取装置(100)において、更に、前記外乱光輝度判定手段が最小値を比較することを決定した場合に、前記光源(112)の点灯時の前記電気信号の最小値を取得する前に前記光源(112)の照度を調整する照度調整手段を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading apparatus (100) according to any one of the first to third aspects, when the disturbance light luminance determination unit determines to compare the minimum values, It has an illuminance adjusting means for adjusting the illuminance of the light source (112) before obtaining the minimum value of the electrical signal when the light source (112) is turned on.
第5の発明は、読取面(S)に載置される読取対象物に光を出射する光源(112)と、入射される光を電気信号に変換して出力する画像読取部(115)とを有する画像読取装置(100)の前記読取面(S)に前記読取対象物が載置されているか否かを判定する載置判定方法であって、前記光源(112)の消灯時に、前記画像読取装置(100)の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、前記光源(112)の消灯時と点灯時の前記電気信号の最小値を取得するか否かを決定する外乱光輝度判定ステップ(S101)を有することを特徴とする。 The fifth invention comprises a light source (112) that emits light to a reading object placed on the reading surface (S), and an image reading unit (115) that converts incident light into an electrical signal and outputs it. A placement determination method for determining whether or not the object to be read is placed on the reading surface (S) of the image reading apparatus (100) having the image reading apparatus (100), wherein the image is displayed when the light source (112) is turned off. It is determined whether or not the intensity of disturbance light emitted from the outside of the reading device (100) is equal to or higher than a predetermined value, and based on the result of the determination, the light source (112) is turned off and turned on. It has a disturbance light luminance determination step (S101) for determining whether or not to acquire the minimum value of the signal.
第6の発明は、第5の発明に係る載置判定方法において、前記外乱光の輝度が所定値以上であるか否かの判定は、前記画像読取部(115)から出力される前記電気信号の最大値に基づいて行うことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the placement determination method according to the fifth aspect, the determination as to whether or not the luminance of the disturbance light is equal to or higher than a predetermined value is performed by the electric signal output from the image reading unit (115). It is characterized in that it is performed based on the maximum value of.
第7の発明は、第5又は第6の発明に係る載置判定方法において、更に、前記光源(112)の消灯時と点灯時の前記電気信号の前記最小値の差の絶対値を算出する絶対値算出ステップ(S103,S105)を有し、前記外乱光輝度判定ステップ(S101)において前記最小値を比較することを決定した場合は、前記絶対値算出ステップ(S103,S105)において算出された前記最小値の差の絶対値に基づいて、前記読取面(S)に前記読取対象物が載置されているか否かを判定することを特徴とする。 According to a seventh invention, in the mounting determination method according to the fifth or sixth invention, an absolute value of a difference between the minimum values of the electric signal when the light source (112) is turned off and when the light source is turned on is calculated. If there is an absolute value calculation step (S103, S105) and it is determined in the disturbance light luminance determination step (S101) that the minimum value is compared, the absolute value calculation step (S103, S105) is calculated. Whether or not the reading object is placed on the reading surface (S) is determined based on the absolute value of the difference between the minimum values.
第8の発明は、第5乃至第7の何れか一に記載の発明に係る載置判定方法において、更に、前記外乱光輝度判定ステップ(S101)において最小値を比較することを決定した場合に、前記光源(112)の点灯時の前記電気信号の最小値を取得する前に前記光源(112)の照度を調整する照度調整ステップ(S201)を有することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the placement determination method according to any one of the fifth to seventh aspects, when it is further determined in the disturbance light luminance determination step (S101) that the minimum value is compared. An illuminance adjustment step (S201) for adjusting the illuminance of the light source (112) before obtaining the minimum value of the electrical signal when the light source (112) is turned on.
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。 Note that the reference numerals in the parentheses are given for ease of understanding, are merely examples, and are not limited to the illustrated modes.
本発明によれば、光源の照度を増加させる仕組みや複雑な信号処理を必要とせずに、外乱光の強い環境下でも確実に載置判定ができる画像読取装置及び画像読取装置における載置判定方法を提供することができる。 According to the present invention, an image reading apparatus and a placement determination method in an image reading apparatus that can reliably determine placement even in an environment with strong ambient light without requiring a mechanism for increasing the illuminance of the light source or complicated signal processing. Can be provided.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施の形態では、読取面に載置される読取対象物に光を出射する光源と、入射される光を電気信号に変換して出力する画像読取部と、前記画像読取部から出力される前記電気信号に基づいて、前記読取面に前記読取対象物が載置されているか否かを判定する載置判定部とを有する画像読取装置としてスイープ型指紋読取装置を例に説明を行う。 In an embodiment of the present invention, a light source that emits light to a reading object placed on a reading surface, an image reading unit that converts incident light into an electrical signal and outputs the output, and an output from the image reading unit A sweep type fingerprint reading device will be described as an example of an image reading device having a placement determination unit that determines whether or not the reading object is placed on the reading surface based on the electrical signal to be performed. .
図1は、本発明に係るスイープ型指紋読取装置の概略の構成を例示するブロック図である。図2は、本発明に係るスイープ型指紋読取装置を例示する斜視図である。図1及び図2を参照するに、本発明に係るスイープ型指紋読取装置100は、プリント配線板111と、光源112と、導光ブロック113と、イメージガイド114と、ラインイメージセンサ115と、アナログ−ディジタル変換回路116と、信号処理制御部117と、メモリ118と、コネクタ119と、モールド樹脂120とを有する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a sweep type fingerprint reading apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating a sweep type fingerprint reading apparatus according to the present invention. 1 and 2, a sweep
プリント配線板111上には、光源112、導光ブロック113、イメージガイド114、ラインイメージセンサ115、アナログ−ディジタル変換回路116、信号処理制御部117、メモリ118、コネクタ119が搭載され、モールド樹脂120により封止されている。
On the printed
光源112は、信号処理制御部117からの駆動信号により駆動されて発光する。光源112としては、例えば、LED(発光ダイオード)等を用いることができる。光源112から出射した光は、導光ブロック113に入射する。導光ブロック113は、光源112から出射した光を読取面Sまでガイドして、読取面Sから矢印Z1方向に出射する。導光ブロック113の材料としては、例えば、透明又は半透明樹脂材等を用いることができる。
The
読取面Sには、読取対象物である指が載置され、例えば、矢印X1方向にスイープされる。導光ブロック113から出射した光は、指に入射し、指内部で乱反射し、イメージガイド114に入射する、イメージガイド114は、例えば、光ファイバを束にして、固着し、その両端面が互いに平行となり、かつ、光ファイバの延在方向に対して所定の角度に傾斜して切断したものであり、長手方向が矢印Y1、Y2方向に延在するように配置されている。
On the reading surface S, a finger which is a reading object is placed and swept in the direction of the arrow X1, for example. The light emitted from the
イメージガイド114は、指と密着した部分、すなわち、指紋の凸部からの光は入射し、他端面にガイドされ、指と離間した部分、すなわち、指紋の凹部からの光は反射し、他端面には到達しない。これによって、イメージガイド114の他端には、指紋に応じた明暗が発生する。イメージガイド114の他端面には、ラインイメージセンサ115が配置されている。
The
ラインイメージセンサ115は、画像読取部として機能し、イメージガイド114の他端に現れる光学的なイメージを電気信号に変換して出力するセンサである。ラインイメージセンサ115は、フォトダイオードあるいはフォトトランジスタを矢印Y1、Y2方向に1又は複数列にわたって配列したものであり、ライン毎に光学的イメージを画像信号に変換する構成とされている。このとき、ラインイメージセンサ115は、信号処理制御部117から供給されるタイミング制御信号によって読取期間、すなわち、電荷の蓄積期間、転送期間などの各種タイミングが制御されている。
The
ラインイメージセンサ115で読み取られた画像信号は、アナログ−ディジタル変換回路116に供給される。アナログ−ディジタル変換回路116は、ラインイメージセンサ115の各画素の画像信号をディジタルデータに変換する。アナログ−ディジタル変換回路116で変換されたディジタルデータは、信号処理制御部117に供給される。
The image signal read by the
信号処理制御部117は、ASIC、マイコンなどから構成されており、指紋読取動作時には、アナログ−ディジタル変換回路116から供給されたディジタルデータから指紋画像を組み立てる処理を行い、ポインティング動作時には指紋画像の移動に基づいてポインタなどを移動させるためのデータを作成する処理を行う。
The signal
指紋読取動作は、読取面Sを操作される指の指紋をライン毎に読み取り、指紋の画像を組み立てる処理を実行する。又、ポインティング動作時には読み取った指紋画像の移動量、及び、方向を検出し、ポインタを移動させるためのデータを生成し、コネクタ119を介してホストコンピュータ等に送信する処理を実行する。
In the fingerprint reading operation, a fingerprint of a finger operated on the reading surface S is read for each line, and a process for assembling a fingerprint image is executed. Also, during the pointing operation, a movement amount and direction of the read fingerprint image are detected, data for moving the pointer is generated, and processing for transmitting to the host computer or the like via the
信号処理制御部117は、光源112の発光タイミングを制御する。例えば、指の移動速度が所定速度より遅いときに読取間隔が大きくなるようにラインイメージセンサ115を制御する。又、信号処理制御部117は、指の移動速度が所定速度より遅いときに信号処理制御部117自体及び光源112、並びに、ラインイメージセンサ115などの各部が間欠的に動作するように制御する。又、信号処理制御部117は、読取面Sに指等の読取対象物が載置されているか否かを判定する載置判定部としての機能を有する。
The signal
具体的には、光源112の消灯時に、スイープ型指紋読取装置100の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定し、判定の結果に基づいて、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値を比較するか否かを決定する外乱光輝度判定手段、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値の差の絶対値を算出する絶対値算出手段、光源112の点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値を取得する前に光源112の照度を調整する照度調整手段を有し、指置き判定動作や指離れ判定動作に関する処理を行う。又、メモリ118は、SRAMなどから構成されており、信号処理制御部117の作業用記憶領域として用いられる。
Specifically, when the
次に、信号処理制御部117における指置き判定動作時の処理について説明する。前述の図12に示すように、従来の指紋センサ10又は20において、強烈な輝度の外乱光の下において指置き判定を行うと、強烈な輝度の外乱光が指先16を透過し、受光素子13に入力されるため、光源消灯時電気信号E及び光源点灯時電気信号Fの信号レベルの最大値Emax及び最大値Fmaxに差が生じない。しかしながら、光源点灯時電気信号Fは、指先16の表面で反射した光又は指先16の表面から出る指内散乱光が受光素子13で検出され電気信号に変換されるため、光源消灯時電気信号Eよりも最小値が大きくなる。
Next, processing during the finger placement determination operation in the signal
図3は、強烈な輝度の外乱光の下における従来の指置き判定方法の問題点の解決方法について説明するための図である。同図中、図12と同一部については、同一符号を付し、その説明は省略する。図3は、強烈な輝度の外乱光の下でスイープ型指紋読取装置100の読取面Sに指が載置されている場合における、光源112消灯時と光源112点灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号を示している。図3において、Eminは、光源消灯時電気信号Eの信号レベルの最小値(以下、「最小値Emin」という)、Fminは、光源点灯時電気信号Fの信号レベルの最小値(以下、「最小値Fmin」という)である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method for solving the problems of the conventional finger placement determination method under intense light disturbance light. In FIG. 12, the same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 3 shows the output from the
図3においては、図12に示す光源消灯時電気信号E及び光源点灯時電気信号Fの信号レベルの最小値Emin及び最小値Fminに着目した。図3に示すように、強烈な輝度の外乱光の下においても、最小値Emin及び最小値Fminは、処理可能信号レベル範囲Rの範囲内にあり、光源11消灯時と光源11点灯時で差が生じている。
In FIG. 3, attention is paid to the minimum value E min and the minimum value F min of the signal level of the electrical signal E when the light source is turned off and the electrical signal F when the light source is turned on shown in FIG. As shown in FIG. 3, even under strong ambient light, the minimum value E min and the minimum value F min are within the processable signal level range R, and the
すなわち、強烈な輝度の外乱光の下において指置き判定を行う場合には、光源消灯時電気信号E及び光源点灯時電気信号Fの信号レベルの最小値Emin及び最小値Fminの差の絶対値Dif(EFmin)=|Emin−Fmin|を算出し、Dif(EFmin)を所定の閾値と比較することにより、指置き判定が可能となる。ただし、外乱光の輝度が小さい場合には、光源消灯時電気信号E及び光源点灯時電気信号Fの信号レベルそのものが小さくなるため、最小値Emin及び最小値Fminの差の絶対値Dif(EFmin)も小さくなり、正確な指置き判定はできない。 That is, when finger placement determination is performed under strong luminance disturbance light, the absolute difference between the minimum value E min and the minimum value F min of the signal level of the electrical signal E when the light source is turned off and the electrical signal F when the light source is turned on. By calculating the value Dif (EF min ) = | E min −F min | and comparing Dif (EF min ) with a predetermined threshold value, it is possible to determine finger placement. However, when the luminance of the ambient light is small, the signal levels of the electrical signal E when the light source is turned off and the electrical signal F when the light source is turned on are small, and therefore the absolute value Dif () of the difference between the minimum value E min and the minimum value F min EF min ) also decreases, and accurate finger placement determination cannot be made.
そこで、本発明に係るスイープ型指紋読取装置100では、載置判定部としての機能を有する信号処理制御部117において、光源112の消灯時に、スイープ型指紋読取装置100の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定し、その判定の結果に基づいて、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値を比較するか否かを決定することにより、外乱光の弱い環境下でも外乱光の強い環境下でも確実に指置き判定を含む載置判定ができるようにするものである。
Therefore, in the sweep type
本発明に係るスイープ型指紋読取装置100の信号処理制御部117における指置き判定時の具体的な処理について図4を参照しながら説明する。指置き判定動作とは、指紋データ取得開始前に、スイープ型指紋読取装置100の読取面Sに指が載置されたか否かを判定する動作である。図4は、本発明に係る指置き判定動作時のフローチャートの例である。各ステップの説明を容易にするため、適宜、図5及び図6に示す電気信号を例にとり説明する。
A specific process at the time of finger placement determination in the signal
図5は、本発明に係る指置き判定動作時のフローチャートの処理を説明するための図(その1)であり、比較的弱い輝度の外乱光の下でスイープ型指紋読取装置100の読取面Sに指が載置されている場合における、光源112消灯時と光源112点灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号を示している。
FIG. 5 is a diagram (part 1) for explaining the processing of the flowchart at the time of the finger placement determination operation according to the present invention, and is the reading surface S of the sweep type
図5において、Gは光源112消灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号(以下、「光源消灯時電気信号G」という)、Gmaxは光源消灯時電気信号Gの信号レベルの最大値(以下、「最大値Gmax」という)、Gminは光源消灯時電気信号Gの信号レベルの最小値(以下、「最小値Gmin」という)、Hは光源112点灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号(以下、「光源点灯時電気信号H」という)、Hmaxは光源点灯時電気信号Hの信号レベルの最大値(以下、「最大値Hmax」という)、Rはアナログ−ディジタル変換回路116において処理することが可能な信号レベルの範囲(以下、「処理可能信号レベル範囲R」とする)、TH1は処理可能信号レベル範囲Rの範囲内で予め設定されている第1の閾値である。
In FIG. 5, G is an electric signal output from the
図6は、本発明に係る指置き判定動作時のフローチャートの処理を説明するための図(その2)であり、強烈な輝度の外乱光の下でスイープ型指紋読取装置100の読取面Sに指が載置されている場合における、光源112消灯時と光源112点灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号を示している。
FIG. 6 is a diagram (part 2) for explaining the processing of the flowchart at the time of the finger placement determination operation according to the present invention, and is applied to the reading surface S of the sweep type
図6において、Iは、光源112消灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号(以下、「光源消灯時電気信号I」という)、Imaxは、光源消灯時電気信号Iの信号レベルの最大値(以下、「最大値Imax」という)、Iminは、光源消灯時電気信号Iの信号レベルの最小値(以下、「最小値Imin」という)、Jは光源112点灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号(以下、「光源点灯時電気信号J」という)、Jminは光源点灯時電気信号Jの信号レベルの最小値(以下、「最小値Jmin」という)、Rは、アナログ−ディジタル変換回路116において処理することが可能な信号レベルの範囲(以下、「処理可能信号レベル範囲R」とする)、TH1は、処理可能信号レベル範囲Rの範囲内で予め設定されている第1の閾値である。
In FIG. 6, I is an electric signal output from the
図4に示すステップ100において、信号処理制御部117は、光源112を消灯させ、ラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値及び最大値(以下、「光源112消灯時の最小値及び最大値」という)を取得する(S100)。この時取得する光源112消灯時の最小値及び最大値は、例えば、図5に示す最小値Gmin及び最大値Gmaxや、図6に示す最小値Imin及び最大値Imax等である。
In
ステップ101において、信号処理制御部117は、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が予め設定された第1の閾値以上であるか否かを判定し、判定結果に基づいて、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値を比較するか否かを決定する(S101、外乱光輝度判定ステップ)。
In
ここで、光源112消灯時の最大値が予め設定された第1の閾値以上で否かを判定することは、スイープ型指紋読取装置100の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定することと同義であり、光源112消灯時の最大値が予め設定された第1の閾値以上であることは、スイープ型指紋読取装置100に強烈な輝度の外乱光が照射されていることを意味し、光源112消灯時の最大値が予め設定された第1の閾値よりも小さいことは、スイープ型指紋読取装置100に比較的弱い輝度の外乱光が照射されていることを意味する。
Here, determining whether or not the maximum value when the
ステップ101において、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が第1の閾値よりも小さいと判定した場合には、ステップ102の処理が実行される。又、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が第1の閾値以上であると判定した場合には、ステップ104の処理が実行される。例えば、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が図5に示す最大値Gmaxのように第1の閾値TH1よりも小さければ、ステップ102の処理が実行される。ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が図6に示す最大値Imaxのように第1の閾値TH1以上であれば、ステップ104の処理が実行される。
If it is determined in
ステップ101において、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が第1の閾値よりも小さいと判定した場合には、ステップ102において、信号処理制御部117は、所定の駆動信号により光源112を点灯させ、ラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの光源112点灯時の最大値(以下、「光源112点灯時の最大値」という)を取得する(S102)。例えば、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が図5に示す最大値Gmaxのように第1の閾値TH1よりも小さい場合には、ステップ102において、信号処理制御部117は、所定の駆動信号により光源112を点灯させ、図5に示す光源点灯時電気信号Hの信号レベルの最大値Hmaxを取得する。
In
ステップ103において、信号処理制御部117は、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値と、ステップ102において取得した光源112点灯時の最大値の差の絶対値を算出する(S103、絶対値算出ステップ)。例えば、ステップ100において取得した光源消灯時電気信号Gの信号レベルの最大値Gmaxと、ステップ102において取得した光源点灯時電気信号Hの信号レベルの最大値Hmaxの差の絶対値Dif(GHmax)=|Gmax−Hmax|を算出する。
In
ステップ106において、信号処理制御部117は、ステップ103において算出した差の絶対値を予め設定された第2の閾値と比較することにより、指置き判定を行う。すなわち、算出した差の絶対値が第2の閾値以下であれば、読取面Sに指が載置されていないと判定し、算出した差の絶対値が第2の閾値よりも大きければ、読取面Sに指が載置されていると判定する(S106)。例えば、第2の閾値をTH2とし、差の絶対値Dif(GHmax)≦TH2であれば、読取面Sに指が載置されていないと判定し、差の絶対値Dif(GHmax)>TH2であれば、読取面Sに指が載置されていると判定する。
In step 106, the signal
ステップ101において、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が第1の閾値以上であると判定した場合には、ステップ104において、信号処理制御部117は、所定の駆動信号により光源112を点灯させ、ラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値(以下、「光源112点灯時の最小値」という)を取得する(S104)。例えば、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が図6に示す最大値Imaxのように第1の閾値TH1以上である場合には、ステップ104において、信号処理制御部117は、所定の駆動信号により光源112を点灯させ、図6に示す光源点灯時電気信号Jの信号レベルの最小値Jminを取得する。
If it is determined in
ステップ105において、信号処理制御部117は、ステップ100において取得した光源112消灯時の最小値と、ステップ104において取得した光源112点灯時の最小値の差の絶対値を算出する(S105、絶対値算出ステップ)。例えば、ステップ100において取得した光源消灯時電気信号Iの信号レベルの最小値Iminと、ステップ104において取得した光源点灯時電気信号Jの信号レベルの最小値Jminの差の絶対値Dif(IJmin)=|Imin−Jmin|を算出する。
In
ステップ106において、信号処理制御部117は、ステップ105において算出した差の絶対値を予め設定されている第2の閾値と比較することにより、指置き判定を行う。すなわち、算出した差の絶対値が第2の閾値以下であれば、読取面Sに指が載置されていないと判定し、算出した差の絶対値が第2の閾値よりも大きければ、読取面Sに指が載置されていると判定する(S106)。例えば、第2の閾値をTH2とし、差の絶対値Dif(IJmin)≦TH2であれば、読取面Sに指が載置されていないと判定し、差の絶対値Dif(IJmin)>TH2であれば、読取面Sに指が載置されていると判定する。これで、図4に示すフローチャートの処理は終了する。
In step 106, the signal
図4に示すフローチャートのステップ101(外乱光輝度判定ステップ)において、信号処理制御部117は、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が予め設定された第1の閾値以上であるか否かに基づいて、スイープ型指紋読取装置100に照射される外乱光の輝度を判定したが、他の信号に基づいてスイープ型指紋読取装置100に照射される外乱光の輝度を判定しても構わない。
In step 101 (disturbance light luminance determination step) of the flowchart shown in FIG. 4, the signal
例えば、光源112消灯時にラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの平均値に基づいてスイープ型指紋読取装置100に照射される外乱光の輝度を判定しても構わないし、専用の光電変換素子を設け、その出力信号のレベルの大小に基づいてスイープ型指紋読取装置100に照射される外乱光の輝度を判定しても構わない。
For example, the brightness of disturbance light applied to the sweep
又、図4に示すフローチャートのステップ101において、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が第1の閾値より小さいと判定した場合に、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最大値を取得し、取得した最大値の差の絶対値を算出する例を示したが、取得するのは最大値でなくてもよい。
Further, in
例えば、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの平均値や、光源112の消灯時と点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最大値と最小値を除いた平均値等を取得し、それらの差の絶対値を算出するようにしても構わない。
For example, the average value of the signal level of the electric signal output from the
なお、図4の説明において、スイープ型指紋読取装置100の読取面Sに指が載置されている場合における電気信号のみを図5及び図6に例示したが、スイープ型指紋読取装置100の読取面Sに指が載置されていない場合は、光源消灯時電気信号G≒光源点灯時電気信号H、光源消灯時電気信号I≒光源点灯時電気信号Jとなる。
In the description of FIG. 4, only the electrical signal when the finger is placed on the reading surface S of the sweep type
次に、信号処理制御部117における指離れ判定動作時の処理について説明する。指離れ判定動作とは、指紋データ取得中に、スイープ型指紋読取装置100の読取面Sに載置されていた指が、読取面Sから離れたか否かを判定する動作である。図7は、本発明に係る指離れ判定動作時のフローチャートの例である。同図中、図4に示すフローチャートにおける各ステップと同一部分については、同一符号を付し、その説明は省略する。図4と異なる部分は、S200及びS201の処理が追加され、S106の指置き判定がS206の指離れ判定に置換された点である。
Next, processing during the finger separation determination operation in the signal
図7に示すステップ101において、ステップ100において取得した光源112消灯時の最大値が第1の閾値以上であると判定した場合には、ステップ200の処理が実行される。ステップ200において、信号処理制御部117は、光源112の点灯時間と、予め設定された第3の閾値とを比較する。光源112の点灯時間が第3の閾値以上であれば、ステップ104の処理が実行される。光源112の点灯時間が第3の閾値よりも短ければ、ステップ201の処理が実行される(S200)。
In
ステップ200において、信号処理制御部117は、光源112の点灯時間が第3の閾値以上になるように、光源112の駆動信号を調整する。すなわち、光源112が十分な照度で点灯するように光源112の駆動信号を調整する(照度調整ステップ)。次いで、ステップ105の処理が実行される。
In
ステップ206において、信号処理制御部117は、ステップ103又はステップ105において算出した差の絶対値を予め設定されている第2の閾値と比較することにより、指離れ判定を行う。すなわち、算出した差の絶対値が第2の閾値以下であれば、読取面Sに載置されていた指が、読取面Sから離れたと判定し、算出した差の絶対値が第2の閾値よりも大きければ、読取面Sに指が載置されていると判定する(S206)。これで、図7に示すフローチャートの処理は終了する。
In
図7に示すフローチャートにおいて、S200及びS201の処理が追加されたのは、指離れ判定動作は、指紋データを取得中に行われるが、指紋データ取得中は、光源112の点灯時間が短く設定されている場合があるからである。すなわち、光源112の点灯時間が短く設定されていると、指紋データの取得には問題ないが、指離れ判定動作を行うためのデータの取得には光源112の照度が不十分だからである。
In the flowchart shown in FIG. 7, the processing of S200 and S201 is added because the finger separation determination operation is performed during acquisition of fingerprint data, but the lighting time of the
そこで、信号処理制御部117は、光源112の点灯時間と、予め設定された第3の閾値とを比較し、光源112の点灯時間が第3の閾値よりも短ければ、光源112の照度が不足していると判断し、ラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値を取得する前に、光源112の点灯時間が第3の閾値以上になるように、光源112の駆動信号を調整し、光源112を十分な照度で点灯させる。このようにすることで、指離れ判定動作を確実に行うために十分なデータ取得が可能になる。
Therefore, the signal
本発明に係るスイープ型指紋読取装置100によれば、指置き判定動作時において、光源112消灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値及び最大値を取得し、取得した最大値が第1の閾値以上であるか否かを判定する。取得した最大値が第1の閾値以上であると判定した場合には(外乱光の強い環境下に相当)、光源112点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値を取得し、取得済の光源112消灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値との差の絶対値を算出し、算出した差の絶対値が第2の閾値以下であれば、読取面Sに指が載置されていないと判定し、算出した差の絶対値が第2の閾値よりも大きければ、読取面Sに指が載置されていると判定する。
According to the sweep
又、取得した最大値が第1の閾値より小さいと判定した場合には(外乱光の比較的弱い環境下に相当)、光源112点灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最大値を取得し、取得済の光源112消灯時のラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最大値との差の絶対値を算出し、算出した差の絶対値が第2の閾値以下であれば、読取面Sに指が載置されていないと判定し、算出した差の絶対値が第2の閾値よりも大きければ、読取面Sに指が載置されていると判定する。その結果、光源の照度を増加させる仕組みを必要とせずに、外乱光の強い環境下でも確実に載置判定の一つである指置き判定ができる。
Further, when it is determined that the acquired maximum value is smaller than the first threshold (corresponding to an environment where disturbance light is relatively weak), the signal level of the electric signal output from the
更に、指離れ判定動作時において、光源112の点灯時間と、予め設定された第3の閾値とを比較し、光源112の点灯時間が第3の閾値よりも短ければ、光源112の点灯時間が第3の閾値以上になるように、光源112の駆動信号を調整し、光源112を十分な照度で点灯させる処理を、指置き判定動作の処理に追加することにより、光源の照度を増加させる仕組みを必要とせずに、外乱光の強い環境下でも確実に載置判定の一つである指離れ判定ができる。
Furthermore, in the finger separation determination operation, the lighting time of the
又、本発明に係る指離れ判定動作は、信号処理制御部117が取得するラインイメージセンサ115から出力される電気信号の信号レベルの最小値又は最大値の差の絶対値に基づいて行われるため、従来の指離れ判定動作のような、複雑な信号処理を必要とせずに、リアルタイム性が失われることなく、外乱光の強い環境下でも確実に載置判定の一つである指離れ判定ができる。
Further, the finger separation determination operation according to the present invention is performed based on the absolute value of the difference between the minimum value or the maximum value of the signal level of the electric signal output from the
又、今後、スイープ型指紋読取装置100等の画像読取装置の小型化、薄型化にともなって、外乱光の影響が更に大きくなることを考慮すると、既に受光素子の感度を可能な限り低い値に固定する方法が採られている従来の画像読取装置では、これ以上の小型化、薄型化は困難であるが、本発明に係る載置判定方法を採用することにより、画像読取装置の更なる小型化、薄型化が可能となる。更に、本発明に係る載置判定方法と感度調整機能や光源点灯時間調整機能を組み合わせることにより、いっそうの小型化、薄型化が可能となる。
In addition, considering that the influence of disturbance light will become larger as the image reading apparatus such as the sweep type
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the present invention. And substitutions can be added.
例えば、本発明の実施の形態において、画像読取装置としてスイープ型指紋読取装置を例に説明を行ったが、本発明は原理的にスイープするか否かには依存しないため、スイープ型以外の指紋読取装置にも適用することができる。 For example, in the embodiment of the present invention, the sweep type fingerprint reading apparatus has been described as an example of the image reading apparatus. However, since the present invention does not depend on whether or not it is swept in principle, the fingerprints other than the sweep type are used. The present invention can also be applied to a reading device.
又、本発明の実施の形態において、画像読取装置として例示したスイープ型指紋読取装置は、指の表面から出る指内散乱光を利用する方式の指紋読取装置であるが、本発明は原理的に指紋を読み取る方式には依存しないため、指の表面で反射した光を利用する方式の指紋読取装置にも適用することができる。 In the embodiment of the present invention, the sweep type fingerprint reading apparatus exemplified as the image reading apparatus is a fingerprint reading apparatus using the scattered light emitted from the finger surface. Since it does not depend on a method for reading a fingerprint, it can be applied to a fingerprint reading device that uses light reflected from the surface of a finger.
又、本発明の実施の形態において、画像読取装置としてのスイープ型指紋読取装置の読取面Sに読取対象物である指を載置する例について説明したが、本発明は原理的に読取対象物が指であるか否かには依存しないため、読取対象物は指以外でもよく、又、画像読取装置は指紋読取装置以外でも構わない。 Further, in the embodiment of the present invention, the example in which the finger as the reading object is placed on the reading surface S of the sweep type fingerprint reading apparatus as the image reading apparatus has been described. Therefore, the object to be read may be other than the finger, and the image reading apparatus may be other than the fingerprint reading apparatus.
10,20 指紋センサ
11,112 光源
12 ガラス板
12a ガラス板12の上面
13 受光素子
14,116 アナログ−ディジタル変換回路
15 信号処理制御部
16 指先
17 光源11から出射される出射光
18 指先16の表面で反射した反射光
21 指内散乱光
22 指内散乱光の一部
100 スイープ型指紋読取装置
111 プリント配線板
113 導光ブロック
114 イメージガイド
115 ラインイメージセンサ
117 信号処理制御部
118 メモリ
119 コネクタ
120 モールド樹脂
A〜J 電気信号
Amax〜Jmax 最大値
Amin〜Jmin 最小値
R 処理可能信号レベル範囲
TH1 閾値
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記載置判定部は、前記光源の消灯時に、前記画像読取装置の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、前記光源の消灯時と点灯時の前記電気信号の最小値を比較するか否かを決定する外乱光輝度判定手段を有することを特徴とする画像読取装置。 Based on a light source that emits light to an object to be read placed on the reading surface, an image reading unit that converts incident light into an electric signal and outputs the electric signal, and the electric signal output from the image reading unit A placement determination unit that determines whether or not the object to be read is placed on the reading surface,
The placement determination unit determines whether or not the luminance of disturbance light emitted from the outside of the image reading device is not less than a predetermined value when the light source is turned off, and based on the determination result, the light source An image reading apparatus comprising disturbance light luminance determination means for determining whether or not to compare the minimum value of the electrical signal between when the light is turned off and when the light is turned on.
前記外乱光輝度判定手段が前記最小値を比較することを決定した場合は、前記絶対値算出手段により算出された前記最小値の差の絶対値に基づいて、前記読取面に前記読取対象物が載置されているか否かを判定することを特徴とする請求項1又は2記載の画像読取装置。 Furthermore, it has an absolute value calculating means for calculating an absolute value of a difference between the minimum values of the electrical signal when the light source is turned off and when the light source is turned on,
When the disturbance light luminance determination unit determines to compare the minimum value, the reading object is placed on the reading surface based on the absolute value of the difference between the minimum values calculated by the absolute value calculation unit. 3. The image reading apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the image is placed.
前記光源の消灯時に、前記画像読取装置の外部から照射される外乱光の輝度が所定値以上であるか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、前記光源の消灯時と点灯時の前記電気信号の最小値を比較するか否かを決定する外乱光輝度判定ステップを有することを特徴とする載置判定方法。 The reading object is on the reading surface of an image reading apparatus having a light source that emits light to a reading object placed on the reading surface, and an image reading unit that converts incident light into an electrical signal and outputs the electric signal. A placement determination method for determining whether or not the device is placed,
When the light source is turned off, it is determined whether or not the luminance of disturbance light emitted from the outside of the image reading device is equal to or higher than a predetermined value. Based on the determination result, the light source is turned off and turned on. A placement determination method comprising a disturbance light luminance determination step for determining whether or not to compare the minimum value of the electric signal.
前記外乱光輝度判定ステップにおいて前記最小値を比較することを決定した場合は、前記絶対値算出ステップにおいて算出された前記最小値の差の絶対値に基づいて、前記読取面に前記読取対象物が載置されているか否かを判定することを特徴とする請求項5又は6記載の載置判定方法。 Furthermore, an absolute value calculating step for calculating an absolute value of a difference between the minimum values of the electrical signal when the light source is turned off and when the light source is turned on,
When it is determined that the minimum value is compared in the disturbance light luminance determination step, the reading object is placed on the reading surface based on the absolute value of the difference between the minimum values calculated in the absolute value calculation step. The placement determination method according to claim 5 or 6, wherein it is determined whether or not it is placed.
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