JP4893835B2 - 画像読取装置及びその画像読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置及びその画像読取方法に関し、特に、検知面に接触させた被写体を回転移動（ローリング）させながら被写体画像を読み取る画像読取装置及びその画像読取方法に関する。

近年、社会情勢の変化により、個人を特定する個人識別又は個人認証に関する技術が、入国管理や防犯、ネットワークへのアクセス、情報管理等の種々の分野において急速に取り入れられるようになってきている。旧来、個人を識別、認証する方法としては、周知の指紋押捺によるものの他、近年においては、眼球の虹彩や、手や指の静脈、人相等の生体固有の情報を対象とした技術が研究され、その一部はすでに実用化されている。また、個人を識別する際の認証精度についても、当該個人識別技術が適用される分野やシステム等に応じて、極めて高度な認証精度が求められるものから簡易的なものまで幅広い技術が研究されている。

例えば、諸外国（例えば、アメリカ合衆国等）における入国管理手続においては、個人識別の手法として、指紋の押捺が義務付けられているが、この際、指の側面までも含む広い範囲の指紋を採取する方式が採用されている場合がある。ここで、指は曲面を有しているため、指の側面を含む広い範囲にインクを付着させ、紙面に載置、密着させた指を回転移動（ローリング）させることにより指紋を紙面に写し取る必要がある。さらに、指紋照合処理を行う際には、紙面に採取した指紋を照合装置等に取り込んで電子化（デジタル化）する処理が必要になり、指紋の採取から照合に至る一連の作業が非常に煩雑になるという問題を有していた。

図１８は、従来技術における指紋読取装置の一例を示す概略構成図であり、図１９は、従来技術における指紋読取動作の一例を示す概念図である。
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。

そして、このような一連の指紋読取動作を、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、指ＦＧの回転状態（回転移動ＲＬＧにおける各回転状態）ごとに連続的に実行しつつ、合成処理部（又は、回転合成部）５４０において、取得した画像データを合成することにより、指ＦＧの側面までも含む広い範囲の指紋画像（回転指紋画像）を生成することができる。

これによれば、平らな検知面５１１上で指ＦＧを回転移動させる動作のみで順次指紋画像を読み込み、回転指紋画像をデジタル信号として迅速かつ簡易に取得することができるので、指紋の採取から照合に至る一連の作業を簡易に実行することができる。このような構成を有する指紋読取装置については、例えば、特許文献１や特許文献２等に詳しく記載されている。

特開２０００−２６８１６２号公報 （第３頁、図１、図２） 特開２０００−０６７２０８号公報 （第３頁〜第４頁、図１〜図３）

しかしながら、上述したような従来技術においては、検知面上に載置された指をズレ等を生じることなく、良好に密着させながら回転移動させる必要があるため、指紋読取装置の使用者（指紋の被採取者）は、指の回転移動に関して、ある程度の慣れや習熟を必要とするという問題を有していた。

また、図１９（ａ）〜（ｃ）に示したように、指ＦＧを回転移動させる際には、手首をひねる動作が必要となるが、人間工学的な観点からして、人間は一般に手首を身体の内側方向（右手の場合には左回転方向、左手の場合には右回転方向）にひねる動作（右手の場合、図１９（ｃ）の状態）がしにくい身体構造を有しているため、使用者に対して負担を強いることになるうえ、指の内側側面の画像を良好に検知面に密着させて読み取ることが困難となり、充分広い範囲の回転指紋画像を良好に取得することが難しいという問題を有していた。

さらに、上述した特許公報等に記載された技術においては、検知面上に載置された指の各回転状態ごとに、ＣＣＤにより指紋画像を読み取る動作を複数回繰り返し実行するとともに、各回転状態における載置位置ごとの指紋画像を抽出して合成する処理を実行する必要があるため、指紋読取装置における指紋読取動作及び画像合成処理に係る処理負担が極めて大きくなるという問題を有していた。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、曲面を有する被写体（例えば、指）を撮像する際に、使用者の慣れや習熟度にかかわらず、当該被写体の側面を含む広い範囲の被写体画像（回転指紋画像）を良好な画質で取得することができるとともに、当該画像読取動作等に係る処理負担を軽減することができる画像読取装置及びその画像読取方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、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。

請求項２記載の発明は、請求項１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３記載の発明は、請求項１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５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。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像読取装置において、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８記載の発明は、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。

第１の発明は、曲面を有する被写体（例えば、指）の画像パターンを読み取る画像読取装置及びその画像読取方法において、読取画素アレイの特定方向（被写体の読取走査方向）に所定の角度を有して傾斜配置された画像読取部を備え、上記読取画素アレイにおける画像読取動作（読取走査）に対応させて、読取画素アレイ上の検知面に被写体を密着させつつ、上記特定方向に当該被写体を回転移動させて被写体画像を読み取る。

また、第２の発明は、曲面を有する被写体（例えば、指）の画像パターンを読み取る画像読取装置及びその画像読取方法において、被写体の延在方向に平行な中心軸を支点として回転動作する画像読取部を備え、読取画素アレイにおける画像読取動作（読取走査）に対応させて、上記読取画素アレイ上の検知面に被写体を密着させつつ、読取画素アレイを回転動作させて被写体画像を読み取る。

さらに、第３の発明は、曲面を有する被写体（例えば、指）の画像パターンを読み取る画像読取装置及びその画像読取方法において、被写体の回転移動方向に水平移動する画像読取部を備え、読取画素アレイにおける画像読取動作（読取走査）に対応させて、上記読取画素アレイ上の検知面に被写体を密着させつつ、読取画素アレイを例えば水平移動させて被写体画像を読み取る。

これらの発明によれば、被写体を検知面に密着させつつ、被写体を動作させやすい方向に回転移動させて、あるいは、被写体に対して読取画素アレイを相対的に回転動作や水平移動させて、被写体の各曲面領域ごとの画像を読み取ることができるので、読取画素アレイにおける１画面分の１回の読取走査により被写体の側面領域に至るまでの広い範囲の画像（回転指紋画像）を簡易かつ迅速に取得することができる。

特に、被写体を動作させやすい方向に回転移動させる画像読取方法や、被写体に対して読取画素アレイを相対的に回転動作や水平移動させる画像読取方法を、指紋の読取動作に適用した場合にあっては、指紋の被採取者（画像読取装置の使用者）に腕を無理にひねる動作を強いることがないので、指紋の採取時における負担を軽減することができるとともに、慣れや習熟を必要とすることなく、検知面上に指を適切に密着させることができ、良好な回転指紋画像を取得することができる。

さらに、被写体の読取走査に対応して移動する読取画素アレイに対して被写体を相対的に保持固定する被写体保持部を設けた構成を適用することにより、移動する読取画素アレイに対して被写体のズレが生じることなく検知面に良好に密着させることができるので、画像読取動作における慣れや習熟を必要とすることなく、良好な被写体画像を取得することができる。また、透過型の読取画素アレイの背面側に画像表示パネルを配置した構成を適用することにより、画像読取動作における使用者への操作方法や被写体の載置方法等を的確に認識させることができるので、画像読取動作における撮像ミス等を抑制することができる。

従来技術における指紋読取装置の一例を示す概略構成図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 従来技術における指紋読取装置の一例を示す概略構成図である。 従来技術における指紋読取動作の一例を示す概念図である。

以下に、本発明に係る画像読取装置及びその画像読取方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
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＞

図１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一構成例を示す概略構成図である。ここで、図１（ａ）は、画像読取部の概略斜視図であり、図１（ｂ）は、画像読取部の概略断面図である。なお、ここでは、センサパネル該画像表示部の背面側に、面光源型のバックライトを配置した構成を示す。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る画像読取装置に適用可能な画像読取部ＤＶＣは、大別して、上面（図面上方側）に検知面を有する透過型のセンサパネル１００と、該センサパネル１００の背面側（図面下方）に配置されたバックライト（面光源）２００と、を備え、少なくとも、バックライト２００から放射された均一な平面光が、センサパネル１００を透過して、検知面に載置された被写体（例えば、指）に照射されるように構成されている。

ここで、図１（ａ）、（ｂ）においては、図示の都合上、センサパネル１００とバックライト２００との間が、相互に離間するように示したが、これらの構成は、相互に密着した積層構造を有するものであってもよいし、各構成間に、拡散フィルムや偏光板等の光学部材を介在させて密着した積層構造を有するものであってもよい。

センサパネル１００は、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板等の透明な絶縁性基板１１０と、該絶縁性基板１１０上に２次元配列された複数のフォトセンサ（読取画素）からなるセンサアレイ（読取画素アレイ）１４０と、センサアレイ１４０における画像情報の読取動作を制御するための走査ドライバ１２０及び読出ドライバ１３０と、を備えた構成を有している。ここで、センサアレイ１４０を構成するフォトセンサとしては、例えば、後述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（以下、「ダブルゲート型フォトセンサ」と記す）を良好に適用することができる。

また、バックライト２００は、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、センサパネル１００の背面側に、対向して配置されたアクリル板等からなる導光板２１０と、該導光板２１０の一側方端面側に設けられた、冷陰極線管や発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる光源２２０と、を備えた構成を適用することができるが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）や発光ダイオード等の発光素子を２次元配列した平面型の光源を適用するものであってもよい。

そして、本実施形態においては、バックライト２００から放射された光が、センサパネル１００の絶縁性基板１１０及びセンサアレイ１４０を透過して検知面に載置された被写体に照射されて反射した光を、センサアレイ１４０を構成する各フォトセンサにより検出して電気信号に変換して出力することにより被写体の画像パターンを読み取ることができる。

（センサパネル）
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２に示すように、本実施形態に係るセンサパネル１００は、大別して、多数のフォトセンサ（読取画素；後述するダブルゲート型フォトセンサ）ＰＳを、例えば、ｎ行×ｍ列（ｎ、ｍは任意の正の整数）のマトリクス状に配列した透過型のセンサアレイ１４０と、各フォトセンサＰＳのトップゲート端子ＴＧを行方向に接続して伸延するトップゲートラインＬｔと、各フォトセンサＰＳのボトムゲート端子ＢＧを行方向に接続して伸延するボトムゲートラインＬｂと、各フォトセンサＰＳのドレイン端子Ｄを列方向に接続して伸延するドレインライン（データライン）Ｌｄと、ソース端子Ｓを所定の低電位電圧（例えば、接地電位）Ｖssに共通に接続するソースライン（コモンライン）Ｌｓと、各トップゲートラインＬｔに接続されたトップゲートドライバ１２０Ｔと、各ボトムゲートラインＬｂに接続されたボトムゲートドライバ１２０Ｂと、各ドレインラインＬｄに接続されたドレインドライバ１３０Ｄと、を有して構成されている。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、図１に示した走査ドライバ１２０に対応し、ドレインドライバ１３０Ｄは、読出ドライバ１３０に対応する。

なお、図２に示したトップゲート制御信号は、トップゲートドライバ１２０Ｔにおいて後述するリセット電圧（リセットパルス）及びキャリヤ蓄積電圧のいずれかとして、選択的に出力される信号φＴ１、φＴ２、…φＴｉ、…φＴｎ（ｉは１≦ｉ≦ｎとなる任意の正の整数）を生成するための制御信号であり、ボトムゲート制御信号は、ボトムゲートドライバ１２０Ｂにおいて後述する読み出し電圧及び非読み出し電圧のいずれかとして、選択的に出力される信号φＢ１、φＢ２、…φＢｉ、…φＢｎを生成するための制御信号であり、ドレイン制御信号は、ドレインドライバ１３０Ｄにおいて後述するプリチャージ電圧Ｖpgを各フォトセンサＰＳに印加するとともに、各フォトセンサＰＳに蓄積されたキャリヤに対応するデータ電圧Ｖrdの読み出しを制御するための制御信号である。これらの制御信号はいずれも、例えば、図示を省略したシステムコントローラ（タイミング制御手段）等により生成されて供給される。

（フォトセンサ）
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。

上述したセンサパネル１００（センサアレイ１４０）に適用可能なフォトセンサＰＳは、図３（ａ）に示すように、概略、励起光（ここでは、可視光）の入射により電子−正孔対が生成されるアモルファスシリコン等の半導体層（チャネル領域）１１と、該半導体層１１の両端に、各々ｎ^＋シリコンからなる不純物層（オーミックコンタクト層）１７、１８を介して形成され、クロム、クロム合金、アルミニウム、アルミニウム合金等から選択された導電性材料からなり、可視光に対して不透明なドレイン電極１２（ドレイン端子Ｄ）及びソース電極１３（ソース端子Ｓ）と、半導体層１１の上方（図面上方）にブロック絶縁膜（ストッパ膜）１４及び上部ゲート絶縁膜１５を介して形成され、酸化スズ膜やＩＴＯ膜（インジウム−スズ酸化膜）等の透明電極層からなり、可視光に対して透過性を示すトップゲート電極ＴＧｘ（第１のゲート電極；トップゲート端子ＴＧ）と、半導体層１１の下方（図面下方）に下部ゲート絶縁膜１６を介して形成され、クロム、クロム合金、アルミニウム、アルミニウム合金等から選択された導電性材料からなり、可視光に対して不透明な（遮光性を有する）ボトムゲート電極ＢＧｘ（第２のゲート電極；ボトムゲート端子ＢＧ）と、を有して構成されている。

すなわち、本発明に係る画像読取装置のセンサアレイ１４０に適用されるフォトセンサＰＳは、いわゆる、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（ダブルゲート型フォトセンサ）であって、半導体製造技術を適用して、図３（ａ）に示すように、ガラス基板等の透明な絶縁性基板１１０上に薄膜形成されている。また、該フォトセンサＰＳを含む絶縁性基板１１０の一面側（視野側；図面上方）全体には保護絶縁膜（パッシベーション膜）１９が被覆形成されて、該保護絶縁膜１９の上面を検知面ＤＴＣとして、被写体を載置することにより、フォトセンサＰＳへの電気的、物理的、化学的なダメージを抑制するように構成されている。

なお、図３（ａ）に示したフォトセンサＰＳにおいて、トップゲート絶縁膜１５、ブロック絶縁膜１４、ボトムゲート絶縁膜１６を構成する絶縁膜、及び、トップゲート電極ＴＧｘ上に設けられる保護絶縁膜１９は、いずれも半導体層１１を励起する可視光に対して高い透過率を有する材質、例えば、窒化シリコンや酸化シリコン等により構成されていることにより、絶縁性基板１１０側（図面下方）に設けられた光源（図示を省略；上述したバックライト２００に相当する）からの放射光を図面上方に透過させるとともに、保護絶縁膜１９の上面に設けられた検知面ＤＴＣに載置された被写体に反射してフォトセンサＰＳ（詳しくは、半導体層１１）に入射する光のみを検知する構造を有している。

また、図３（ａ）に示したような素子構造を有するフォトセンサＰＳは、一般に、図３（ｂ）に示すような等価回路により表される。ここで、ＴＧはトップゲート電極ＴＧｘに電気的に接続されたトップゲート端子、ＢＧはボトムゲート電極ＢＧｘに電気的に接続されたボトムゲート端子、Ｄはドレイン電極１２に電気的に接続されたドレイン端子、Ｓはソース電極１３に電気的に接続されたソース端子である。

（トップゲートドライバ１２０Ｔ／ボトムゲートドライバ１２０Ｂ）
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。

トップゲートドライバ１２０Ｔ（又は、ボトムゲートドライバ１２０Ｂ）は、例えば、図４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トップゲート制御信号（又は、ボトムゲート制御信号）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、各行のトップゲートラインＬｔ（又は、ボトムゲートラインＬｂ）に対応するシフト信号ＳＧ１、ＳＧ２、・・・ＳＧｎとして出力するシフトレジスタ回路部１２１と、該シフトレジスタ回路部１２１から順次出力されるシフト信号ＳＧ１、ＳＧ２、・・・ＳＧｎを、所定の信号レベルに増幅してリセットパルスφＴｉ（又は、読み出しパルスφＢｉ）として、各トップゲートラインＬｔ（又は、ボトムゲートラインＬｂ）に出力する出力バッファ部１２２と、を有して構成されている。

（ドレインドライバ１３０Ｄ）
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。

（画像読取部の駆動制御方法）
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。

上述したセンサアレイ１４０の駆動制御方法は、例えば、図６に示すように、所定の処理動作期間（１処理サイクル）に、リセット期間Ｔrst、電荷蓄積期間Ｔａ、プリチャージ期間Ｔprch及び読み出し期間Ｔreadを設定することにより実現される。
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。

次いで、電荷蓄積期間Ｔａ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端子ＴＧにローレベルのバイアス電圧φＴｉ（例えば、トップゲート電圧Ｖtg＝−１５Ｖ）を印加することにより、上記リセット動作を終了し、電荷蓄積動作（キャリヤ蓄積動作）をスタートする。

ここで、電荷蓄積期間Ｔａにおいては、図７に示すように、図３に示したフォトセンサＰＳが形成された透明な絶縁性基板１１０の下方（表示パネル３００の背面側）に配置されたバックライト２００から放射された光Ｌｘが、センサパネル１００を透過して、センサアレイ１４０の上面の検知面ＤＴＣに密着して載置された被写体（指ＦＧ）に照射され、該光Ｌｘの反射光Ｌｙが、透明電極層からなるトップゲート電極ＴＧｘを通過して半導体層１１に入射する。これにより、電荷蓄積期間Ｔａ中に半導体層１１に入射した光量に応じて、半導体層１１の入射有効領域（キャリヤ発生領域）で電子−正孔対が生成され、半導体層１１とブロック絶縁膜１４との界面近傍（チャネル領域周辺）に正孔が蓄積される。

そして、プリチャージ期間Ｔprchにおいては、上記電荷蓄積期間Ｔａに並行して、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に基づいて、ドレインドライバ１３０ＤによりドレインラインＬｄを介してドレイン端子Ｄにプリチャージパルス（例えば、プリチャージ電圧Ｖpg＝＋５Ｖ）を印加し、ドレイン電極１２に電荷を保持させるプリチャージ動作を実行する。

次いで、読み出し期間Ｔreadにおいては、上記プリチャージ期間Ｔprchが経過した後、ボトムゲートドライバ１２０ＢによりボトムゲートラインＬｂを介して、ボトムゲート端子ＢＧに読み出しパルスφＢｉ（例えば、ボトムゲート電圧（＝読み出しパルス電圧）Ｖbg＝＋１０Ｖのハイレベル）を印加することにより、電荷蓄積期間Ｔａに上記チャネル領域に蓄積されたキャリヤ（正孔）に応じたドレイン電圧ＶＤ（データ電圧Ｖrd；電圧信号）を、ドレインラインＬｄを介してドレインドライバ１３０Ｄにより読み出す読み出し動作が実行される。

ここで、読み出しパルスφＢｉの印加期間（読み出し期間）におけるドレイン電圧ＶＤ（データ電圧Ｖrd）の変化傾向は、電荷蓄積期間Ｔａに蓄積されたキャリヤが多い場合（明状態）には、電圧が急峻に低下する傾向を示し、一方、蓄積されたキャリヤが少ない場合（暗状態）には緩やかに低下する傾向を示すので、例えば、読み出し期間Ｔreadの開始から所定の時間経過後のデータ電圧Ｖrdを検出することにより、フォトセンサＰＳに入射した光の量、すなわち、被写体の明暗パターンに対応した明度データ（明暗情報）を検出することができる。

そして、このような特定の行（ｉ行目）に対する一連の明度データ検出動作を１処理サイクルとして、上述したセンサアレイ１４０の各行（ｉ＝１、２、・・・ｎ）に対して、同等の動作処理を繰り返し実行することにより、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ＰＳからなるセンサアレイ１４０を備えたセンサパネル１００を、被写体の２次元画像パターン（指紋画像）を明度データとして読み取るモノクローム型の画像読取部として動作させることができる。なお、上述した一連の画像読取部の駆動制御動作は、例えば、図示を省略したシステムコントローラ等により制御される。

［第１の実施形態］
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。

本発明に係る画像読取装置の第１の実施形態は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、上述したセンサパネル１００及びバックライト２００を積層して構成された画像読取部ＤＶＣを、水平基準面ＨＰに対して、予め所定の角度α（０°以外の任意の角度）を有するように傾けて配置固定した構造を有している。ここで、水平基準面ＨＰは、被写体である指ＦＧの腹部（すなわち、指紋Ｐfgの中心領域ＲＧｃ）に対して平行な面であって、上記画像読取部ＤＶＣは、該水平基準面ＨＰに対して指ＦＧを回転移動させる方向（図面左方向）に傾斜勾配が形成されるように上記角度αが設定されている。

このような構成を有する画像読取装置における画像読取動作（指紋読取動作）は、まず、図８、図９（ａ）に示すように、傾斜して配置固定された画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）のセンサアレイ１４０により規定される画像読取エリアＡＲｓの端部領域（図面右側の端部領域；始点領域）の検知面ＤＴＣに、指ＦＧを水平（水平基準面ＨＰに平行）に載置する。

これにより、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）が水平基準面ＨＰに対して傾斜しているので、水平に載置された指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒが検知面ＤＴＣに密着することになる。ここで、図８（ａ）、（ｂ）に示したように、図９（ａ）〜（ｃ）の各図は、センサパネル１００の画像読取エリアＡＲｓ（検知面ＤＴＣ）に載置された指を、指先側から使用者方向を見た図であるので、実際には指ＦＧの左側側面領域が検知面ＤＴＣに密着することになる。以下、同様に解釈するものとする。

この状態において、例えば、画像読取装置の使用者（指紋の被採取者）がスタートスイッチ等を操作して、上述したような一連の画像読取部ＤＶＣの駆動制御動作を開始して、センサパネル１００の一端側の始点領域（図８（ａ）に示したセンサアレイ１４０の右側の端部領域）から他端側の終点領域（図８（ａ）に示したセンサアレイ１４０の左側の端部領域）まで、センサアレイ１４０の各行ごとに順次画像を読み取る（読取走査する）動作を実行する。

そして、当該画像読取動作（読取走査）中においては、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、指ＦＧを水平状態（指ＦＧ（指紋Ｐfg）の図面右側側面領域ＲＧｒが検知面ＤＴＣに密着した状態）から身体の外側方向（右手の場合には右回転方向、左手の場合には左回転方向）に回転させて、指ＦＧの腹部（指紋Ｐfgの中心領域ＲＧｃ）が密着した状態を経て、指ＦＧ（指紋Ｐfg）の図面左側側面領域ＲＧｌが検知面ＤＴＣに密着した状態に至るまで移動させる。

これにより、指ＦＧの各回転状態において、指ＦＧが検知面ＤＴＣに密着する領域に対応する行のフォトセンサＰＳが上述した画像読取動作を順次実行（読取走査）して、当該走査方向（特定方向）に指紋Ｐfgを読み取ることができるので、センサアレイ１４０（画像読取エリアＡＲｓ）における１回（１画面分）の読取走査により回転指紋画像を取得することができる。

このように、傾斜して配置固定された画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）に載置される指ＦＧを、水平状態から特定の一方向（本実施形態では右方向）に回転させつつ、検知面ＤＴＣに沿って移動させることにより、人体の構造上、指ＦＧを回転させやすい方向（身体の外側；右手の場合には右方向、左手の場合には左方向）に回転移動させることができるので、使用者に指を身体の内側に無理にひねる動作を強いることなく負担を軽減することができるとともに、検知面上に指を適切に密着させて、簡易な読取動作により良好な回転指紋画像を取得することができる。

［第２の実施形態］
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。

本発明に係る画像読取装置の第２の実施形態は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、指ＦＧの延在方向と平行であって、当該指ＦＧの図面下方側（腹部側）に設けられる中心軸ＣＬを基準にして、上述した画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００及びバックライト２００）の図面左右両端が上下に交互に（シーソー状に）可動するように構成されている。すなわち、上記中心軸ＣＬを支点として画像読取部ＤＶＣが回転動作するように構成されている。

このような構成を有する画像読取装置における画像読取動作（指紋読取動作）は、まず、図１０、図１１（ａ）に示すように、画像読取部ＤＶＣの一方側の端部（図１１（ａ）では、図面右端）を上方に、他方側の端部（図１１（ａ）では、図面左端）を下方に傾斜させた状態（説明の都合上、便宜的に「右傾斜状態」と記す）で、上記中心軸ＣＬ上の、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）の検知面ＤＴＣに、指ＦＧを水平に載置する。これにより、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）が右傾斜状態に設定されているので、水平に載置された指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒ（実際には指ＦＧの左側側面領域）が検知面ＤＴＣに密着することになる。

そして、指ＦＧを中心軸ＣＬの上方に固定した状態（静止状態）で、画像読取動作（画像読取部ＤＶＣの駆動制御動作）を開始し、センサパネル１００（センサアレイ１４０）の各行ごとに順次実行される指紋Ｐfgの読取動作（読取走査）に対応させて、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、画像読取部ＤＶＣを右傾斜状態から水平状態（図１１（ｂ））を経て、画像読取部ＤＶＣの一方側の端部（図１１（ａ）では、図面右端）を下方に、他方側の端部（図面左端）を上方に傾斜させた状態（図１１（ｃ）；便宜的に「左傾斜状態」と記す）へ回転動作させつつ、指ＦＧがセンサパネル１００上の検知面ＤＴＣに常時密着するように保持する。

これにより、水平に保持された指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）を回転動作させることにより、指ＦＧをセンサパネル１００に対して相対的に回転移動させた場合と同等の状態を実現することができるとともに、指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒから腹部（指紋Ｐfgの中心領域ＲＧｃ）を経て、指ＦＧの図面左側側面領域ＲＧｌに至るまでの広い範囲の指紋Ｐfgが、検知面ＤＴＣに連続的に密着した状態を実現することができるので、センサパネル１００の各回転状態において、検知面ＤＴＣに密着する領域の指紋Ｐfgを順次読み取ることができ、センサアレイ１４０における１回（１画面分）の読取走査により回転指紋画像を取得することができる。

したがって、水平に保持した指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣを回転動作させることにより、指ＦＧを回転移動させることなく回転指紋画像を取得することができるので、使用者に指をひねる動作を強いることなく、検知面上に指を適切に密着させて、簡易な読取動作により良好な回転指紋画像を取得することができる。

特に、本発明に係る画像読取装置に適用される画像読取部ＤＶＣの構成（図１、図２参照）によれば、センサパネル１００及びバックライト２００が薄板状の構成を有し、さらに、これらを積層した平板状の構成を有しているので、上述した従来技術（図１８参照）に示したように、三角プリズムやＣＣＤ（フォトセンサ）等の光学系を備え、三角プリズムとＣＣＤとの位置関係が固定された構成のように、装置全体を回転や移動させることが困難な構成とは異なり、検知面ＤＴＣ上に載置された指ＦＧに対して画像読取部ＤＶＣ全体を回転動作させる構成を簡易かつ良好に実現することができる。

［第３の実施形態］
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。

本発明に係る画像読取装置の第３の実施形態は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、指ＦＧの延在方向と平行であって、上述した画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００及びバックライト２００）の一方側の端部（図１２では、図面左端）に設けられる中心軸ＣＬを基準にして、画像読取部ＤＶＣの他方側の端部（図１２では、図面右端）が上下に可動するように構成されている。すなわち、上記中心軸ＣＬを支点として画像読取部ＤＶＣが回転動作するように構成されている。

このような構成を有する画像読取装置における画像読取動作（指紋読取動作）は、まず、図１２、図１３（ａ）に示すように、画像読取部ＤＶＣの他方側の端部（図面右端）を上方に傾斜させた状態（右傾斜状態）で、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）の画像読取領域ＡＲｓの任意の領域に、指ＦＧを水平に載置する。これにより、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）が右傾斜状態に設定されているので、上述した第２の実施形態と同様に、水平に載置された指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒ（実際には指ＦＧの左側側面領域）が検知面ＤＴＣに密着することになる。

そして、指ＦＧを検知面ＤＴＣ上に水平に載置した状態で、画像読取動作（画像読取部ＤＶＣの駆動制御動作）を開始し、センサパネル１００（センサアレイ１４０）の各行ごとに順次実行される指紋Ｐfgの読取動作（読取走査）に対応させて、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、指ＦＧをセンサパネル１００上の検知面ＤＴＣに常時密着させつつ、垂直に押し下げるように移動させることにより、画像読取部ＤＶＣを右傾斜状態から水平状態（図１３（ｂ））を経て、左傾斜状態（図１３（ｃ））へ回転動作させる。

これにより、上述した第２の実施形態と同様に、水平に保持された指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）が回転動作することにより、指ＦＧをセンサパネル１００に対して相対的に回転移動させた場合と同等の状態を実現することができるとともに、指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒから腹部（指紋Ｐfgの中心領域ＲＧｃ）を経て、指ＦＧの図面左側側面領域ＲＧｌに至るまでの広い範囲の指紋Ｐfgが、検知面ＤＴＣに連続的に密着した状態を実現することができるので、センサパネル１００の各回転状態において、検知面ＤＴＣに密着する領域の指紋Ｐfgを順次読み取ることができ、センサアレイ１４０における１回（１画面分）の読取走査により回転指紋画像を取得することができる。

したがって、水平に保持した指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣを回転動作させることにより、指ＦＧを回転移動させることなく回転指紋画像を取得することができるので、使用者に指をひねる動作を強いることなく、検知面上に指を適切に密着させて、簡易な読取動作により良好な回転指紋画像を取得することができる。

なお、上述した第２及び第３の実施形態においては、図示を省略したが、センサパネル１００（センサアレイ１４０）における画像読取動作が実行されている行位置（すなわち、読取走査）に応じて、画像読取部ＤＶＣを回転動作させるための駆動機構及び制御手段を備えた構成を有している。

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は右傾斜状態に設定されて、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）が実行されることにより、画像読取部ＤＶＣが回転して水平状態に設定されて、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が回転して左傾斜状態に設定されて、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の回転動作とが連動するように制御される。

［第４の実施形態］
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。

本発明に係る画像読取装置の第４の実施形態は、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、上述した画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００及びバックライト２００）が、指ＦＧの延在方向と垂直方向（すなわち、指ＦＧの両側面方向（図面左右方向）であって、センサアレイ１４０における読取走査方向；特定方向）に可動するように構成されている。すなわち、水平に載置された指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣが横方向に水平移動するように構成されている。

また、本実施形態に係る画像読取装置においては、上述した横方向に移動する画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）に対して、検知面ＤＴＣに密着して回転移動する指ＦＧが左右にずれることがないようにするために、指ＦＧが嵌合しつつ、自由に回転移動させることができるズレ止め部（被写体保持部）ＧＤが所定の位置に設けられている。ここで、ズレ止め部ＧＤは、例えば、指の幅に応じた枠状の部材により構成されている。

このような構成を有する画像読取装置における画像読取動作（指紋読取動作）は、まず、図１４、図１５（ａ）に示すように、ズレ止め部ＧＤの前方に、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）の画像読取領域ＡＲｓの一方側（図面右側）の端部領域（始点領域）が配置された状態において、当該ズレ止め部ＧＤに指ＦＧを嵌合させるとともに、指ＦＧを一方向（図面右方向）に傾けた状態（ひねった状態）で検知面ＤＴＣ上に載置する。これにより、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）の検知面ＤＴＣに対して指ＦＧが図面右方向に傾いているので、指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒ（実際には指ＦＧの左側側面領域）が検知面ＤＴＣに密着することになる。

そして、指ＦＧを検知面ＤＴＣ上に載置した状態で、画像読取動作（画像読取部ＤＶＣの駆動制御動作）を開始し、センサパネル１００（センサアレイ１４０）の各行ごとに順次実行される指紋Ｐfgの読取動作（読取走査）に対応させて、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ズレ止め部ＧＤ（指ＦＧの載置位置）に対して、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）を図面右方向に水平移動させるとともに、指ＦＧをセンサパネル１００上の検知面ＤＴＣに常時密着させつつ、ズレ止め部ＧＤ内で図面右方向に回転移動させる。

これにより、ズレ止め部ＧＤに保持された指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）を密着させつつ水平移動させることにより、指ＦＧを固定されたセンサパネル１００に対して相対的に回転移動させた場合と同等の状態を実現することができるとともに、指ＦＧの図面右側側面領域ＲＧｒから腹部（指紋Ｐfgの中心領域ＲＧｃ）を経て、指ＦＧの図面左側側面領域ＲＧｌに至るまでの広い範囲の指紋Ｐfgが、検知面ＤＴＣに連続的に密着した状態を実現することができるので、指ＦＧの各回転状態（センサパネル１００の各水平移動位置）において、検知面ＤＴＣに密着する領域の指紋Ｐfgを順次読み取ることができ、センサアレイ１４０における１回（１画面分）の読取走査により回転指紋画像を取得することができる。

したがって、水平移動する画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）に対して固定された所定の位置に保持した指ＦＧを、当該画像読取部ＤＶＣの移動状態に応じて、横方向に移動（水平移動）させることなく回転動作させることにより、回転指紋画像を取得することができるので、使用者に指を検知面に密着させて、ひねりながら移動させる複雑かつ慣れを必要とする動作を強いることなく、良好な回転指紋画像を取得することができる。

なお、本実施形態においては、図示を省略したが、センサパネル１００（センサアレイ１４０）における画像読取動作が実行されている行位置に応じて、画像読取部ＤＶＣを水平移動させるための駆動機構及び制御手段を備えた構成を有している。
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。

また、本実施形態においては、所定の位置に保持した指ＦＧに対して、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）を横方向へ水平移動させる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、本実施形態に係る技術思想を、上述した第１の実施形態に適用して、図１４、図１５に示した構成において、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）を所定の角度で傾斜させた状態で、当該画像読取部ＤＶＣを走査方向に移動させるようにしたものであってもよいし、上述した第２及び第３の実施形態に適用して、図１０、図１２に示した構成において、回転動作する画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）に対して、指ＦＧを所定の位置に保持させるようにしたものであってもよい。

これによれば、画像読取部ＤＶＣ（センサパネル１００）に応じて回転動作させる指を、身体の内側に無理にひねる動作を強いることなく負担を軽減することができるとともに、検知面上に指をずれを生じることなく適切に密着させることができるので、良好な回転指紋画像を取得することができる。

＜画像読取部の他の構成例＞
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。

図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る画像読取装置に適用可能な画像読取部ＤＶＣの他の構成例は、大別して、上面（図面上方側）に検知面を有する透過型のセンサパネル１００と、該センサパネル１００の背面側（図面下方）に配置された透過型の画像表示部３００と、該画像表示部３００の背面側（図面下方）に配置されたバックライト（面光源）２００と、を備え、少なくとも、バックライト２００から放射された均一な平面光が、画像表示部３００及びセンサパネル１００を透過して、検知面に載置された被写体（例えば、指）に照射されるように構成されている。

ここで、図１６（ａ）、（ｂ）においては、図示の都合上、画像表示部３００と画像読取部１００との間、画像表示部３００とバックライト２００との間が、相互に離間するように示したが、これらの構成は、相互に密着した積層構造を有するものであってもよいし、各構成間に、拡散フィルムや偏光板等の光学部材を介在させて密着した積層構造を有するものであってもよい。

画像表示部３００は、例えば、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、上述したバックライト２００において光が放射される導光板２１０の一面側（視野側）に配置されたガラス基板等の透明な絶縁性基板３１０と、該絶縁性基板３１０の一面側（視野側）に対向するように配置された透明な対向基板３２０と、絶縁性基板３１０及び対向基板３２０間に設けられた電極層や配線層、該電極層間に液晶が封入された液晶封入層３４０等からなる複数の液晶画素（表示画素）が２次元配列された表示画素アレイ３５０と、を備えた構成を有し、例えば、透過型の液晶表示パネルを良好に適用することができる。
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。

すなわち、本構成例に係る画像読取部ＤＶＣにおいては、バックライト２００から放射された光が、画像表示部３００の表示画素アレイ３５０を構成する絶縁性基板３１０及び対向基板３２０を透過し、画像読取部１００の読取画素アレイ１４０を構成する絶縁性基板１１０を介して視野側に放射されることにより、表示画素アレイ３５０（画像表示エリア）に表示された所望の画像情報を使用者（指紋の被採取者）に視認させることができる（画像表示機能）とともに、上述した各実施形態に示したように、画像読取部１００の画像読取エリアに載置された指の回転指紋画像を読み取ることができる（画像読取機能）。

ここで、画像表示部３００（表示画素アレイ３５０）に表示される画像情報は、任意のものであってもよく、例えば、上述した各実施形態に示した指紋読取動作を事前に、あるいは、当該読取動作中に誘導する文字情報や画像情報等を表示するものであってもよい。これにより、指紋読取動作における使用者への操作方法や指の載置方法等を的確に認識させることができるので、指紋読取動作における撮像ミス等を抑制することができる。

＜画像読取部のさらに他の構成例＞
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。

図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る画像読取装置に適用可能な画像読取部ＤＶＣのさらに他の構成例は、大別して、上面（図面上方側）に検知面を有する透過型のセンサパネル１００と、該センサパネル１００の背面側（図面下方）に配置され、発光素子を含む複数の表示画素からなる自己発光型の画像表示部（画像表示部、面光源）４００と、を備え、少なくとも、画像表示部４００における表示動作に伴って放射された光（表示光）が、センサパネル１００を透過して、検知面に載置された被写体（例えば、指）に照射されるように構成されている。

ここで、図１７（ａ）、（ｂ）においては、図示の都合上、画像表示部４００と画像読取部１００との間が、相互に離間するように示したが、これらの構成は、相互に密着した積層構造を有するものであってもよいし、各構成間に、拡散フィルムや偏光板等の光学部材を介在させて密着した積層構造を有するものであってもよい。

画像表示部３００は、例えば、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、画像読取部１００の絶縁性基板１１０に対向するように配置された絶縁性基板４１０と、該絶縁性基板４１０上に有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）や発光ダイオード等の発光素子を含む表示画素を２次元配列した表示画素アレイ４３０と、を備えた構成を適用することができる。
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。

すなわち、本構成例に係る画像読取部ＤＶＣにおいては、画像表示部４００から放射された表示光が、画像読取部１００の読取画素アレイ１４０を構成する絶縁性基板１１０を介して視野側に放射されることにより、表示画素アレイ４３０（画像表示エリア）に表示された所望の画像情報を使用者（指紋の被採取者）に視認させることができる（画像表示機能）とともに、画像表示部４００が面光源としての機能を果たすので、画像読取部１００の画像読取エリアに載置された指の回転指紋画像を読み取ることができる（画像読取機能）。

ここで、有機ＥＬ素子等の発光素子を含む表示画素からなる画像表示部４００（表示画素アレイ４３０）においては、絶縁性基板４１０上に薄膜技術を適用して、表示画素（発光素子等）を形成することができるので、図１に示したように、導光板２１０と光源２２０からなるバックライト２００を適用した構成や、図１６に示したように、バックライト２００及び透過型の画像読取部３００からなる構成に比較して、画像読取装置を大幅に薄型化及び省電力化することができる。

また、本構成例に係る画像読取部ＤＶＣにおいても、図１６に示した構成例と同様に、画像表示部に表示される画像情報として、例えば、上述した各実施形態に示した指紋読取動作を誘導する文字情報や画像情報等を表示することにより、回転指紋画像の撮像ミスを抑制することができる。

ＤＶＣ 画像読取部
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
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。

Images