JP4893835B2 - 画像読取装置及びその画像読取方法 - Google Patents
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上述したような指紋採取、照合作業を軽減する技術としては、例えば、図18に示すように、三角プリズム(光学プリズム)510の一面に設定された検知面511に載置された指FGに、光源520から光を照射して映し出された指紋の画像を、CCD(個体撮像素子)530等の2次元センサを用いて撮像して電気信号に変換し、これを量子化することによりデジタル信号からなる画像データを取得する。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の画像読取装置において、前記画像読取装置は、前記画像表示部の他面側に配置された面光源を、さらに備えていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の画像読取装置において、前記読取画素は、前記画像読取部の背面側から透過して、前記検知面上に載置された前記指に照射された光の反射光を受光して、前記指の前記画像パターンを明暗情報として読み取るフォトセンサであることを特徴とする。
まず、本発明に係る画像読取装置に適用可能な画像読取部の構成について具体的に説明する。
<画像読取部の構成例>
以下、センサパネルの構成について、具体的に説明する。
図2は、本発明に係る画像読取装置に適用される画像読取部(センサパネル)の一例を示す要部構成図である。なお、本実施形態及び以下に示す各実施形態においては、センサパネルを構成する読取画素として、後述するダブルゲート型フォトセンサを適用した場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、要するに、透過型のセンサアレイを有して構成され、背面側に配置されたバックライトからの光が検知面に載置された被写体に良好に照射されるものであれば、他の素子構造や回路構成を有するものであってもよいことはいうまでもない。
図3は、本発明に係る画像読取装置の画像読取部(センサパネル)に適用可能なフォトセンサの素子構造を示す概略断面図である。ここで、図3(a)は、フォトセンサの一構成例を示す概略断面図であり、図3(b)は、フォトセンサの等価回路図である。
図4は、本発明に係る画像読取装置の画像読取部(センサパネル)に適用可能なトップゲートドライバ又はボトムゲートドライバの一構成例を示す概略ブロック図である。ここで、トップゲートドライバ120T及びボトムゲートドライバ120Bは、略同等の構成を有しているので、以下の説明においては、主に、トップゲートドライバを例にして構成を説明する。
図5は、本発明に係る画像読取装置の画像読取部(センサパネル)に適用可能なドレインドライバの一構成例を示す概略ブロック図である。
ドレインドライバ130Dは、例えば、図5に示すように、概略、図示を省略したシステムコントローラ等からドレイン制御信号として供給されるスタート信号、基準クロック信号、出力イネーブル信号等に基づいて、スタート信号を基準クロック信号に基づくタイミングで順次次段へシフトしつつ、出力イネーブル信号等に基づくタイミングで各ドレインラインLdに対応するシフト信号SD1、SD2、・・・SDmとして出力するシフトレジスタ回路部131と、ドレイン制御信号として供給されるプリチャージ信号φpgに基づくタイミング(後述するプリチャージ期間)で、各ドレインラインLdに所定のプリチャージパルス(プリチャージ電圧Vpg)を一斉に印加するプリチャージ回路部135と、ドレイン制御信号として供給されるサンプリング信号に基づくタイミング(後述する読み出し期間)で、各ドレインラインLdを介して各フォトセンサPSに蓄積されたキャリヤに対応する各データ電圧Vrd(ドレインライン電圧VD)を並列的に読み出して保持するサンプリング回路部134と、該サンプリング回路部134により読み出された(保持された)各データ電圧Vrdを所定の信号レベルに増幅するソースフォロワ回路部133と、上記シフトレジスタ回路部131から順次出力されるシフト信号SD1、SD2、・・・SDmに基づくタイミングで、ソースフォロワ回路部133から出力される増幅されたデータ電圧を、時系列的に取り出してシリアル信号に変換し、読取データ信号Vdataとして出力するパラレル−シリアル変換回路部132と、を有して構成されている。
次いで、上述した画像読取部(センサパネル)の駆動制御方法について、図面を参照して説明する。
図6は、本発明に係る画像読取装置の画像読取部(センサパネル)における駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートである。また、図7は、本発明に係る画像読取装置の画像読取部(センサパネル)において、指紋を読み取る場合の画像読取動作を示す概念図である。ここで、図7においては、図示の都合上、センサアレイ140の断面部分を表すハッチングの一部を省略する。
図6に示すように、まず、リセット期間Trstにおいては、トップゲートドライバ120TによりトップゲートラインLtを介して、i行目のフォトセンサPSのトップゲート端子TGにリセットパルスφTi(例えば、トップゲート電圧(=リセットパルス電圧)Vtg=+15Vのハイレベル)を印加して、半導体層11に蓄積されているキャリヤ(ここでは、正孔)を放出するリセット動作(初期化動作)を実行する。
次に、上述した構成を有する画像読取部を備えた画像読取装置及びその画像読取方法の第1の実施形態について説明する。
図8は、本発明に係る画像読取装置の第1の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図8(a)は、画像読取装置を検知面側からみた概略上面図であり、図8(b)は、画像読取装置の概略側面図である。また、図9は、本実施形態に係る画像読取装置の画像読取動作(指紋読取動作)を示す概念図である。
次に、上述した構成を有する画像読取部を備えた画像読取装置及びその画像読取方法の第2の実施形態について説明する。
図10は、本発明に係る画像読取装置の第2の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図10(a)は、画像読取装置を検知面側からみた概略上面図であり、図10(b)は、画像読取装置の概略側面図である。また、図11は、本実施形態に係る画像読取装置の画像読取動作(指紋読取動作)を示す概念図である。なお、上述した第1の実施形態と同等の構成及び制御動作については、その説明を簡略化する。
次に、上述した構成を有する画像読取部を備えた画像読取装置及びその画像読取方法の第3の実施形態について説明する。
図12は、本発明に係る画像読取装置の第3の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図12(a)は、画像読取装置を検知面側からみた概略上面図であり、図12(b)は、画像読取装置の概略側面図である。また、図13は、本実施形態に係る画像読取装置の画像読取動作(指紋読取動作)を示す概念図である。
次に、上述した構成を有する画像読取部を備えた画像読取装置及びその画像読取方法の第4の実施形態について説明する。
図14は、本発明に係る画像読取装置の第4の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図14(a)は、画像読取装置を検知面側からみた概略上面図であり、図14(b)は、画像読取装置の概略側面図である。また、図15は、本実施形態に係る画像読取装置の画像読取動作(指紋読取動作)を示す概念図である。
すなわち、指紋読取動作が開始された状態では、画像読取部DVCのセンサアレイ140(画像読取エリアARs)の始点領域に密着した指の図面右側側面領域RGrの指紋Pfgが読み取られ、時間の経過とともにセンサアレイ140の各行における画像読取動作(読取走査)が実行されるとともに、画像読取部DVCの水平移動に応じて指FGを回転動作させることにより、センサアレイ140(画像読取エリアARs)の中ほど(中間)の領域に密着した指FGの中心領域RGcの指紋Pfgが読み取られ、さらに、画像読取部DVCの水平移動に応じて指FGを回転動作させることにより、センサアレイ140(画像読取エリアARs)の終点領域に密着した指の図面左側側面領域RGlの指紋Pfgが読み取られるように、センサアレイ10の各行における画像読取動作(読取走査)と画像読取部DVCの水平移動動作とが連動するように制御される。
図16は、本発明に係る画像読取装置に適用可能な画像読取部の他の構成例を示す概略構成図である。ここで、図16(a)は、画像読取部の概略斜視図であり、図16(b)は、画像読取部の概略断面図である。なお、上述した画像読取部(図1参照)と同等の構成については、同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化する。
また、対向基板320が配置されていない領域の絶縁性基板310上には、表示画素アレイ350における画像情報の表示動作を制御するための表示駆動用のドライバ(ゲートドライバ、ソースドライバ等)330等が設けられている。
図17は、本発明に係る画像読取装置に適用可能な画像読取部のさらに他の構成例を示す概略構成図である。ここで、図17(a)は、画像読取部の概略斜視図であり、図17(b)は、画像読取部の概略断面図である。なお、上述した画像読取部(図1参照)と同等の構成については、同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化する。
また、表示画素アレイ430が形成されていない領域の絶縁性基板410上には、表示画素アレイ430における画像情報の表示動作を制御するための表示駆動用のドライバ(ゲートドライバ、ソースドライバ等)420等が設けられている。
100 センサパネル
200 バックライト
300、400 画像表示部
FG 指
Pfg 指紋
Claims (8)
- 曲面を有する指の画像パターンを、前記指を回転動作させながら読み取る画像読取装置において、
少なくとも、
基板の一面側に、薄膜構造を有する複数の読取画素が2次元配列された読取画素アレイを具備し、該読取画素アレイの前記読取画素を水平方向に走査することにより、前記読取画素アレイ上に設けられた検知面に載置された前記指を回転動作させながら前記曲面を含む範囲の前記画像パターンを読み取る画像読取部と、
前記指が前記検知面に載置された状態で、前記指を嵌合するとともに、前記指を回転移動させることができるズレ止め部と、
を備え、
前記画像読取部は、前記ズレ止め部に嵌合された前記指に対して、水平方向に移動するように構成されていることを特徴とする画像読取装置。 - 前記画像読取装置は、前記画像読取部の他面側に配置された面光源を、さらに備えていることを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
- 前記画像読取装置は、前記画像読取部の他面側に配置され、一面側に複数の表示画素が2次元配列された表示画素アレイを有する画像表示部を、さらに備えていることを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
- 前記画像読取装置は、前記画像表示部の他面側に配置された面光源を、さらに備えていることを特徴とする請求項3記載の画像読取装置。
- 前記画像表示部は、発光素子を含む前記表示画素により構成されていることを特徴とする請求項3記載の画像読取装置。
- 前記読取画素は、前記画像読取部の背面側から透過して、前記検知面上に載置された前記指に照射された光の反射光を受光して、前記指の前記画像パターンを明暗情報として読み取るフォトセンサであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像読取装置。
- 前記読取画素は、透過性を有する絶縁性基板上に、半導体層からなるチャネル領域を挟んで形成された透過性を有する電極材料からなるドレイン電極及びソース電極と、前記チャネル領域の上方に形成された透過性を有する電極材料からなる第1のゲート電極と、前記チャネル領域の下方に形成された遮光性を有する電極材料からなる第2のゲート電極と、前記第1のゲート電極上に透過性を有する絶縁膜を介して形成された前記検知面と、を有するダブルゲート型の薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサであることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
- 曲面を有する指の画像パターンを、前記指を回転動作させながら読み取る画像読取装置の画像読取方法において、
前記指を嵌合するとともに前記指を回転移動させることができるズレ止め部に嵌合された前記指を、複数の読取画素が配列された読取画素アレイを有する画像読取部の検知面に載置し、
前記指を前記画像読取部の検知面に載置した状態で、前記ズレ止め部に嵌合された前記指に対して前記画像読取部を水平方向に移動することを特徴とする画像読取装置の画像読取方法。
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