586076 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明係關於一種影像輸入裝置，一種目標辨識系統 ，一種目標確認系統，和一種影像輸入方法，且更特別而 曰，係關於一種影像輸入裝置和影像輸入方法，其較佳的 安裝在目標辨識系統中以確認活動目標，和如條碼讀取器 等之目標辨識系統。 發明背景 習知的，影像處理裝置可消除由感應器所產生來自目 標之圖像訊號之陰影資料，以將圖像訊號形成一輕易可辨 別和高解析圖像。 例如，在如掃瞄器之影像辨識裝置中，藉由使用一校 正電路在對該裝置單獨之輸出內移除非一致性，如陰影， 可達成更準確之確認。 一般而言，於此有兩種陰影。特別的，即因爲光電轉 換器雜訊而引起之暗陰影，和在黑輸出中相對於一參考位 準之不均勻性。此外，於此仍有因爲在光源，光學系統和/ 或光電轉換器之靈敏度以及目標之反射率和型式的不均勻 性造成之光影。 爲了校正此種陰影，陰影校正資料乃儲存在装置中當 成除錯値，或是陰影校正資料藉由在實際發射前拍攝一白 色參考構件而產生。 但是，依照習知技藝之陰影校正之缺點在於其需要一 記憶體以儲存陰影校正資料和電路以執行校正計算，如此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I------^--^^裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
586076 A7 B7 五、發明説明（2 ) 會增加電路之尺寸和成本。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，習知技藝無法處理如目標辨認和指紋確認系統 等獨特之動態目標確認系統之陰影校正之複雜度。例如， 在校正因爲目標形狀，其反射率，其位置，和周圍光線條 件等引起之不均勻光線時，此確認系統甚至無法讀取儲存 當成除錯設定之白色參考。再者，此系統必須偵測介於白 天之室內明亮自然光和在晚上或室外之光源間發光之均勻 性之差異，和適當的使其適應在周圍光線位準之改變。 但是，在無陰影校正下，在一圖像內，在一非均勻亮 度內之較暗區域之色調變成不適當，且影像之準確性受到 破壞。相反的，增加光源之亮度或感應器之輸出增益以獲 得較暗區域之色調會使圖像之最亮區域飽和，如此會再度 產生不適當之色調和影像正確性之損失。 發明槪要 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明旨在解決前述習知技藝之問題，且其目 的乃在提供一種影像輸入裝置，目標辨識系統，目標確認 系統，和影像輸入方法，其亮度足比校正因爲目標形狀， 其反射率，其位置，和周圍光線條件等引起之不均勻光線 ，而不會增加電路尺寸或其成本。 依照本發明之一觀點，可解決上述之問題且可達成上 述之目的，亦即，一種影像輸入裝置，包含：一照射裝置用 以照射一目標；一感應器，其提供有多數圖素以偵測來自 目標之光；一驅動電路用以驅動該感應器；和一控制器用 <紙張尺度適财關家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐) " ' -6 - 586076 A7 B7 五、發明説明（3 ) 以控制該照射裝置，以改變用於在感應器內側之第一區域 和在感應器內側與第一區域不同之第二區域之照射條件。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，藉由本發明之影像輸入方法，亦可解決上述之 問題和達成上述目的，其中該影像輸入方法，用以照射一 目標，使用提供有多數圖素之感應器以偵測來自目標之光 ，和輸入一影像，該方法包含之步驟爲控制照射裝置以改 變在感應器內側之第一區域和在感應器內側與第一區域不 同之第二區域之照射條件。 由下述之說明伴隨附圖之解說，其中本發明之較佳實 施例以說明例顯示，可更加明暸本發明之上述和其它目的 ，特徵，和優點。 圖式簡單說明 圖1爲依照本發明之第一實施例之指紋辨識裝置之示 意構造之方塊圖； 圖2爲圖1之影像處理器之內部構造之方塊圖； 圖3爲圖1之感應器之內部構造之方塊圖； 經濟部智1財產局員工消費合作社印製 圖4爲圖3之圖素部份之構造之方塊圖； 圖5A，5B，和5C分別爲在本發明之第一實施例中介 於目標，光源，和感應器間之空間關係之示意圖； 圖6爲由圖1之指紋辨識裝置所執行之處理之流程圖 ， 圖7爲在一般指紋辨識裝置中之感應器曝光之時間圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部智慈財產局R工消費合作社印製 586076 A7 _ B7 五、發明説明（4 ) 圖8A，SB, 8C和8D爲一般指紋辨識裝置之操作圖； 圖9爲依照本發明之第一實施例之指紋辨識裝置中感 應挤曝光之時間圖； 圖10A, 10B，10C和10D爲依照本發明之指紋辨識裝 置之操作圖； 圖Π爲依照本發明之第二實施例之手持條碼讀取器之 示意構造方塊圖； 圖12A，12B，和12C分別爲在本發明之第二實施例中 介於目標，光源，和感應器間之空間關係之示意圖； 圖1 3爲在依照本發明之第二實施例之指紋辨識裝置中 之感應器曝光之時間圖； 圖14A，14B, 14C和14D爲依照本發明之第二實施例 之指紋辨識裝置之操作圖； 圖15A和15B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作和曝光之時間圖； 圖1 6 A和1 6B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作和曝光之時間圖； 圖1 7 A和1 7B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作和曝光之時間圖；和 圖18A和18B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 $紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） "" I------裝----^—訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 586076 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例中之感應器之LED觸發操作和曝光之時間圖。 主要元件對照表 2 LED 5 透鏡 6 感應器 7 訊號線 8 控制線 9 影像感應器 10 訊號線 11 控制線 12 微處理器 17 手指 20 平台 21 增益控制放大器 22 類比數位轉換器 23 數位訊號處理器 25 石英晶體振盪器 26 時間產生器 27H 水平掃描方向 27V 垂直掃描方向 27L LED安排方向 27S 手指縱向 40 固定電流產生器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 586076 A7 B7 五、發明説明（6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41 圖素部份 42 輸入端 43 輸入端 44 輸入端 45 訊號讀出端 46 訊號線 47 訊號線 48 訊號線 49 垂直訊號線 5 1 電容 52 傳送開關 53 輸出訊號線 54 輸出放大器 56 水平掃描移位暫存器 57 輸入端 58 傳送時鐘 59 垂直掃描移位暫存器 60 啓始脈衝 61 傳送時鐘 62 電子快門移位暫存器 63 輸入端 64 輸出線 65 輸出線 66 選擇器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 586076 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 67 輸入端 68 輸入端 69 輸入端 71 電源電壓 72 重置電壓 73 光二極體 74-77 開關 78 寄生電容 79 地 101 條碼讀取 102 LED光源 104 鏡 105 透鏡 106 感應器 107 訊號線 108 控制線 109 影像感應 1 10 訊號線 111 控制線 1 12 微處理器 1 13 控制開關 115 控制線 1 16 讀取目標 1 17b 條碼 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 11 586076 A7 ______ B7 五、發明説明（8 ) 118a 光 U8b 反射光 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 127L LED陣列方向 127H 感應器主掃描方向 127V 感應器副掃描方向 201 脈衝偵測器 202 特徵攫取器 203 指紋資料庫 204 辨識單元 205 通訊單元 206 開關 207 發光控制單元 3 07 控制器 較佳實施例之詳細說明 以下參考附圖詳細說明本發明之較佳實施例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一實施例 圖1爲依照本發明之第一實施例之指紋辨識裝置之示 意構造方塊圖。 在圖1中，參考數字2表示使用當成用以照射之光源 之LED(照射機構），參考數字5表示用以聚焦從手指17反 射之光之透鏡，和參考數字6表示以多數圖素組成之感應 器如CMOS型CCD。在本實施例中，使用CMOS區域感應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） -12- 586076 A7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 器，其中圖素在二維上（即垂直行和水平列）對準。參考數字 7表示從感應器6傳送圖像訊號之訊號線，參考數字8表示 感應器輸出脈衝輸出之控制線，參考數字9表示一影像處 理器，其處理從感應器6經由訊號線7傳送之圖像訊號， 參考數字1 〇表示從影像處理器9傳送圖像訊號之訊號線， 參考數字1 1表示用以控制影像處理器之控制線，和參考數 字12表示一微處理器用以控制指紋辨識裝置之操作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在微處理器12內，參考數字201表示一脈衝偵測器用 以根據在圖像訊號之脈衝中之改變存在與否而偵測受辨識 之物體是否爲一手指，參考數字202表示一特徵攫取器用 以從圖像訊號中攫取如指紋之脊頂特徵，參考數字203表 示一指紋資料庫，參考數字204表示一辨識單元，當由脈 衝偵測器201觸發而決定圖像訊號爲一人類指紋時，其比 較由特徵攫取器202所攫取之特徵位置和在指紋資料庫中 之指紋，參考數字205表示一通訊單元用以傳送辨識結果 經由如網際網路之網路至主電腦等，和參考數字206表示 一開關，當特徵攫取器無法適當攫取特徵時，其控制LED 之光量，且控制在感應器6上之整體放大增益，因此放大 增益落在適當的動態範圍內。 此外，參考數字207表示一發光控制單元（以下簡稱控 制器），其控制儲存在感應器之每一圖素中之改變累積量， 以降低陰影之效應和增加色調之正確性，以及設置成二維 之區域感應器內之曝光量。 於此之陰影爲由在光源靈敏度，光學系統和/或光電轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13- 586076 A7 __B7_ 五、發明説明（10 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 換器以及目標之型式和反射率之不均勻性所引起之光陰影 。在如本實施例之指紋辨識裝置中，典型的光陰影存在於 光源之位置和手指之形狀。再者，只有在白天明亮戶外光 線和晚上或以來自LED室內光線之例中，光改變量之不均 勻性決定於發光環境。 感應器6之圖素可設置成一線，一矩陣，一蜂巢形， 或三角形。 ' 圖2爲圖1之影像處理器之內部構造之方塊圖。在圖2 中，參考數字21表示一增益控制放大器（GCA)，其調整經 由訊號線7輸入之圖像訊號之增益。參考數字22表示一類 比數位轉換器（ADC)，其將GCA21之輸出從類比訊號轉換 成數位訊號。參考數字23表示數位訊號處理器（DSP)，其 處理從ADC22輸出之圖像訊號。DSP23經由數位影像處理 而調整圖像品質，如對比，邊緣強化和濾波等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考數字25表示一石英晶體振盪器（Xtal)，其產生一 時鐘。參考數字26表示一時間產生器（TG)，其對感應器6 ，ADC22和DSP23根據來自石英晶體振盪器25之時鐘而 產生各種驅動脈衝。 雖然在此實施例中，控制曝光量之控制器207位在微 處理器中，但是，控制器亦可位在TG26中。 圖3爲圖1之感應器之內部構造。在圖3中，參考數 字41表示包含感應器之單一圖素之圖素部份，參考數字42 表示在圖素部份41中用於一讀出脈衝之輸入端（0 S),參 考數字43表示在圖素部份41中用於重置脈衝（0 R)之輸入 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' — 垂14_ 586076 A7 B7 五、發明説明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 端，參考數字44表示在圖素部份4 1中用於傳送脈衝（0 T) 之輸入端，參考數字45表示在圖素部份41中之訊號讀出 端（P0)，參考數字46表示一訊號線，其從後述之一選擇器 傳送讀出脈衝（0 S)至水平圖素（亦即，主掃瞄方向），參考 數字47表示一訊號線，其從後述之一選擇器傳送重置脈衝 (0 R)至水平圖素，和參考數字4 8表示一訊號線，其從後 述之一選擇器傳送傳送脈衝（0 τ)至水平圖素。此外，參考 數字49表示一垂直訊號線，參考數字40表示一固定電流 產生器，參考數字51表示連接至垂直訊號線49之電容， 參考數字52表示一傳送開關，其閘極連接至一水平移位暫 存器50，其源極連接至垂直訊號線49，和其汲極連接至輸 出訊號線53，參考數字54表示連接至輸出訊號線53之輸 出放大器，和參考數字55表示感應器6之輸出端。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，參考數字56表示一水平移位暫存器（HSR),參 考數字57表示用於水平移位暫存器之啓始脈衝（HST)之輸 入端，參考數字58表示傳送時鐘（HCLK)輸入端，參考數字 61表示傳送時鐘（VCLK)之輸入端，參考數字62表示所謂 滾動快門（後述）型式之電子快門移位暫存器（ESR)，參考數 字63表示電子快門移位暫存器之啓始脈衝（EST)之輸入端 ，參考數字64表示垂直移位暫存器（VSR)之輸出線，參考 數字65表示電子快門移位暫存器（ESR)之輸出線，參考數 字66表示一選擇器，參考數字67表示傳送脈衝訊號TRS 之輸入端，參考數字68表示重置脈衝原始訊號RES之輸入 端，和參考數字69表示讀出脈衝原始訊號SEL之輸入端。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -15 - 586076 A7 B7 五、發明説明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4爲圖3之圖素部份之構造之方塊圖。在圖4中， 參考數字71表示一電源電壓（VCC)，參考數字72表示一重 置電壓（VR)，參考數字73表示一光二極體，參考數字74-77表示以MOS組成之開關，參考數字78表示一寄生電容 (FD),和參考數字79爲地。 圖5A, 5B,和5C爲在本發明之第一實施例中介於目 標，光源和感應器間之空間關係之示意圖，其中圖5A爲手 指放置在一平台20上之平面圖，圖5B爲其橫截面圖，和 圖5C爲因此所獲得之指紋影像之示意圖。參考數字27H表 示一水平掃瞄方向，其爲陣列成二維之區域感應器之主掃 瞄方向，和參考數字27V爲垂直掃瞄方向，其爲副掃瞄方 向。此外，27 L爲LED緻密安排之方向，和參考數字27 S 爲手指之縱長方向。點A-F表示在感應器上之點。 如圖9 A所示，LED安排成兩行，而平台20設計以使 LED列陣列之方向27L和手指17之縱長方向27S —致。相 似的，平台20亦設計以使感應器之主掃瞄方向27H和手指 17之縱長方向27S —致。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由改變感應器表面內側之曝光量，本實施例可降低 由目標形狀和重疊欲獲得之資料之周圍光線條件所引起之 陰影影響，和裝置準確度之下降。設計裝置以使LED2 &胃 準方向，手指17之縱長方向27S，和感應器之主掃瞄方向 27H —致之意爲在感應器之副掃瞄方向27V上之陰影形狀 具有與感應器之主掃瞄方向27H高度的相關性。 以下參考圖3和4說明感應器6之操作。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） > 16- 586076 A7 __ B7 五、發明説明（13 ) •首先，重置開關74和連接至光二極體73之開關75斷 開，電荷以入射輻射累積在光二極體73上。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 而後，以開關76在斷開位置，開關74啓動，且重置 寄生電容78。其次，藉由斷開開關74和啓動開關76，留 在重置狀態中之電荷在訊號讀出端45上讀出。 其次，以開關76斷開，開關45啓動，使寄生電容78 傳送累積電荷至光二極體73。其次，藉由斷開開關75和啓 動開關76，使訊號電荷在訊號讀出端45上讀出。 後述之MOS電晶體驅動脈衝0 S，0 R，和0 T乃由 垂直移位暫存器59，62和選擇器66所產生，和經由訊號 線46-4S供應至圖素輸入端42-44。在從輸入端60輸入之 時鐘訊號之每一脈衝下，每一訊號TRS，RES，和SEL之 單一脈衝乃輸入至輸入端67-69，且結果是，驅動脈衝0 S ,0 R，和0 T乃分別與訊號TRS，RES，和SEL同步並 輸出。結果，驅動脈衝0 S，0 R，和0 T乃供應至端42-44 〇 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 訊號讀出端45藉由垂直訊號線49而連接至固定電流 產生器4〇以及垂直訊號電容5 1和傳送開關5 1，而後，依 照水平移位暫存器56之輸出，傳送開關52循序的掃瞄， 垂直訊號電容5 1之訊號由輸出訊號線5 3循序的讀出且從 輸出端55經由輸出放大器54輸出。於此，垂直移位暫存 器（VSR)59開始以啓始脈衝（VST)60掃瞄，和傳送時鐘 (VCLK)61經由輸出線64循序的傳送當成VS1，VS2， ...VSn。此外，電子快門垂直移位暫存器（ESR)62開始以從 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -17- 586076 A7 B7 五、發明説明（14 ) 輸入端63輸入之啓始脈衝（EST)開始掃瞄，和從輸入端61 輸入之傳送時鐘（VCLK)循序的傳送至輸出線65。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖素部份4 1讀出之序列如下：首先，在垂直方向（即 在副掃瞄方向）之第一線受到選擇，依照水平移位暫存器56 掃瞄，和從左至右連接成行之圖素部份4 1受選擇和輸出。 當第一線之輸出完成時，選擇第二線，且再度依照水平移 位暫存器56掃瞄，和從左至右連接成行之圖素部份4 1受 選擇和輸出。 相似的，依照垂直移位暫存器之循序掃瞄，第一，第 二，…第η線從頂至底受到掃瞄以輸出一單一螢幕影像。 但是，感應器曝光間隔由需用於儲存光電荷之影像圖 素之儲存間隔和需用於從目標進入影像圖素所反射之光之 間隔所決定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CMOS型感應器，和IT(線間傳送器）型或FIT(框-線間 傳送器）型CCD元件不同，乃是其未安裝光遮罩緩衝記憶體 。因此，當在從圖素部份41而獲得之訊號被讀出之間隔時 ，尙未被讀出之圖素部份41持續曝光。因此，持續的讀出 螢幕輸出會導致曝光時間實質等於讀出一螢幕之時間。 但是，在此一狀態下，無法控制曝光間隔。由於已採 用所謂的滾動快門驅動方法以控制曝光間隔，其中在CMOS 型感應器中，滾動快門作用當成電子快門（亦即，聚焦平面 快門），因此，開始和完成電荷儲存以及垂直掃瞄乃同時進 行。因此，可以垂直掃瞄線爲單位而設定曝光間隔，以用 於電荷儲存之開始和完成。在圖3中，ESR爲一垂直掃瞄 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21GX297公餐) ~ -18- 586076 A7 B7 五、發明説明（15 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 移位暫存器，其重置圖素且開始電荷儲存，和VSR59爲一 垂直掃瞄移位暫存器，其傳送電荷和完成儲存。當使用電 子快門功能時，ESR62在VSR59前掃瞄，和介於兩掃瞄間 之間隔相當於曝光間隔。 另一控制曝光間隔之方法包含控制光從目標進入影像 圖素之間隔。於此有兩種獲得此控制之方法：藉由使用機 械快門之方法和藉由控制光源之照射間隔之方法。在本實 施例中，光源照射間隔（亦即，目標受到照射之時間間隔）受 控制以使曝光間隔受控制在螢幕內。 圖6爲由圖1之指紋辨識裝置所執行之處理之流程圖 。於此爲了說明方便起見，舉例爲一行動電話安裝一指紋 辨識裝置，且該行動電話使用以連接至網際網路和進行電 子商務，而指紋辨識裝置使用以確認傳呼者之身份以辨認 此交易。 以下使用圖6說明圖1和2所示之裝置之操作。 首先，在步驟S1中，從影像處理器9發送一觸發指令 經由控制線15以觸發LED2(亦即，使LED2點亮）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而後，手指17由從LED2發出之光照亮，而從手指17 反射之光由透鏡5收集並聚焦在感應器6上。感應器6而 後轉換反射光成爲電子訊號，而後經由訊號線7傳送至影 像處理器9當成圖像訊號。 影像處理器9處理從感應器6而來之圖像訊號和將其 輸出至微處理器12。 在步驟S2中，微處理器12根據來自控制器207之訊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） -19- 586076 A7 B7 __ 五、發明説明（16 ) 號而決定由LED2發光之光量是否適當。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如果決定是手指17之影像之亮度，對比等是適當的可 獲得指紋影像時，處理進行至步驟S6。如果不是，則處理 進行至步驟S3。 在步驟S3中，決定依照控制器207由LED2所發出之 光量是否大於需用以執行手指1 7之影像解碼之量° 如果光量太多，則控制訊號傳送至影像處理器9以步 階的降低由LED2所發出之光量。而後，影像處理器9依照 訊號在步驟S4中降低發出之光量。相反的，如果光量不足 時，則控制訊號傳送至影像處理器9以步階的增加由LED2 所發出之光量。而後，影像處理器9依照訊號在步驟S5中 增加發出之光量。 替代調整由LED2所發出之光量，亦可調整由GCA21 所決定之圖像訊號增益。在此例中，在步驟S6，由LED2 所發出光量最佳之點乃設定當成曝光條件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而後，當完成發出光量之調整時，處理進行至步驟S3 ，在必須之影像條件下進行影像獲取，和在步驟S7中獲得 影像資料。 在步驟S 7中獲得之影像資料而後以影像處理器9處理 對比等要素，而後，和在步驟S1之例中相同的處理，所處 理之影像資料傳送至微處理器1 2。而後，微處理器1 2並行 的輸出所讀取之手指1 7影像至脈衝偵測器20 1和至特徵攫 取器202。 脈衝偵測器20 1根據在圖像訊號中由脈衝所產生之改 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 586076 A7 B7___ 五、發明説明（17 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 變是否存在而決定受辨認之物體是否爲個人手指。相似的 ，特徵攫取器202從圖像訊號中攫取如指紋之皺紋之脊之 特徵，和在步驟S8，將其輸出至辨識單元2〇4。 在步驟S9中，辨識單元204而後藉由檢查資料庫203 而使用介於由特徵攫取器202所提供之特徵間之空間相互 關係而辨識指紋。 如上所述，在步驟S 1 0中可獲得辨5载纟η果。 和脈衝偵測器20 1之偵測結果一起的，所獲得之辨識 結果在步驟S11中經由通訊單元205傳送至在賣方側之主 電腦4。 最後，當主電腦辨識目標之身份後，即從購買者之帳 戶扣除已從購買者獲得之購買量。 以下使用圖5A, 5B，和5C，以及圖7，圖8A，8B， 8C，和8D，圖9，和圖10A, 10B，10C,和10D說明本實 施例之操作。 爲了便於暸解本發明，以下先說明相關技藝。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖7爲在一般指紋辨識裝置中之感應器曝光時間圖。 圖8 A，8B，8 C，和8D顯示一般指紋辨識裝置之操作。 在圖7中，VST爲圖3之垂直移位暫存器VSR之啓始 脈衝60之波形。VCLK爲垂直移位暫存器VSR之傳送時鐘 61。此外，TLED0表示LED2之發光間隔，PFULL0表示 100%之發光，而PHALF0表示50%發光。在圖6中，當在 步驟S4和S5中改變LED光量時，發光間隔改變以完成在 光量上之改變。相似的，ΤΑ0，ΤΒ0和TC0表示在圖5C中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~— 21 _ 586076 A7 B7 五、發明説明（18 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之點A，B，C上之曝光間隔。在這些點中，在對應於感應 器之副掃瞄方向之垂直方向之位置之行上，從此行在被選 擇後重置和由先前1場讀出時至其被選擇而由次一場再度 讀出之時間實質爲電荷累積間隔。因此，在圖7所示之典 型操作中，LED發光間隔設定爲等於單一螢幕之掃瞄循環 ，因此，當在螢幕中之電荷儲存間隔和LED照射間隔保持 實質相等且獲得一均勻目標影像時，感應器之輸出0UT0 在螢幕內均勻曝光。此外，IFULLO爲當發光間隔爲 PFULL0時之輸出，而IHALF0爲當 LED發光間隔爲 PHALF0時之輸出。 圖8A，8B，8C和8D爲當圖7之指紋成像時之輸出之 示意圖，特別是在圖5C之線A-C上之感應器輸出之強度分 佈。在圖8A至8D中，垂直軸表示在感應器輸出強度之增 加，而水平軸表示在圖5C之線A-C上之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖8A之S1示意的顯示由LED2照射位置和手指形狀 所決定之不均勻發光，而IBO，ID0，和IE0分別表示在點 B，D，和E上之強度。因此，即使電荷累積時間和LED發 光量與圖7之TA0，TB0和TC0相同，實際上，進入感應 器之光量會因爲介於LED和手指之實際距離和手指形狀而 改變，因此，會發生不均勻發光。於此之IB0約爲ID0之 1/3 〇 圖8B之L0爲當獲得一實際指紋時之感應器輸出之強 度分佈示意圖。由不均勻光所引起之陰影圖樣重疊在由指 紋之脊所產生之強度圖樣上。於此，RBO，RD0，和RE0分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 586076 A7 B7 五、發明説明（19 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 別表示點B，D，和E之強度。因此，因爲不均勻光S1亦 重疊在所獲得之指紋圖樣L0上，RBO約爲RDO強度之30% 。此外，因爲光是明亮的，低強度區域相反的變成粉狀。 但是，因爲在RD0上之亮度差異是適當的，在步驟S8及後 續步驟上可獲得充分的準確度。相反的，色調在RE0上只 有5 0%和在RB0上只有30%，因此無足夠色調以處理準確 度消失。 圖8C之L0’爲當來自LED之照射光量大於圖8B時之 感應器輸出之強度分佈之示意圖，其中RBO’，RD0’和 RE0 ’分別爲點B，D，E上之強度。例如，圖8B之狀態相 當於決定發光強度不適當和LED光量已在步驟S 5增加之 例。在此一例中，雖然RE0’可保持一充分明亮位準，但是 在RB0’上只能獲得約50%之色調，而在RD0’上之光量相反 的卻太大，而引起在白側上之飽和，和同時引起黑側以只 有50%之色調浮動。因此，當存在有光量之不均勻性時， 則難以使整個圖像之色調數最佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 圖8D之L0’’爲在室外光比LED照射更受到控制之例 中之感應器輸出之強度分佈示意圖。於此，RD0’5表示在點 D上之強度，而在其它點上可獲得實質均勻的輸出。因此 ，在強室外光之例中，由手指形狀所決定之不均勻光之影 像降低。結果，爲了校正圖8A之不均勻光，當以計算電路 校正陰影時，除非在由如LED之光源所照射之校正和由室 外光之照射間切換，否則當進入室外光時，會有過度校正 之現象。相似的，當切換時，需要偵測室外光之功能和切 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -23- 586076 A7 ___ B7_ 五、發明説明（2〇 ) 換校正計算，藉此會增加電路之尺寸。 其次說明本實施例之操作。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖9爲在依照本發明之第一實施例之指紋辨識裝置中 之感應器曝光之時間圖。圖10A，10B，10C和10D爲依照 本發明之第一實施例之指紋辨識裝置之操作之圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
在圖9中，VST爲圖3之垂直移位暫存器VSR之啓始 脈衝60之波形，和VCLK爲垂直移位暫存器VSR之傳送時 鐘61。此外，LED1表示LED2之發光間隔，其中PFULL1 表示100%之發光，而PHALF1表示50%發光。在圖6中， 當在步驟S4和S5中改變LED光量時，在本實施例中，在 一確定發光間隔PFULL1內，脈衝寬度進一步改變以改變 整體光量。此外，TA1，TB1和TC1表示在圖5C中之點A ，B，C上之曝光間隔。在這些點中，在對應於感應器之副 掃瞄方向之垂直方向之位置之行上，從此行在被選擇後重 置和由先前1場讀出時至其被選擇而由次一場再度讀出之 時間實質爲電荷累積間隔。因此，在圖9所示之本實施例 之操作中，因爲單一螢幕之掃瞄循環比場間隔長，且視爲 發光條件之LED發光間隔（亦即，目標受到照射之時間）改 變，雖然在螢幕內側之感應器之電荷累積間隔固定，但是 在電荷累積間隔時之LED發光間隔不同，且因此在螢幕內 之曝光條件亦不同。即使當獲得均勻目標影像時，如 IFULL1所示，感應器輸出OUT1在螢幕內改變。IFULL1 爲當LED之發光間隔爲PFULL1時之輸出，而IHALF1爲 當LED發光間隔爲PHALF1時之輸出。影像處理器9之TG 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 -24- 586076 A7 B7 五、發明説明（21 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 單元執行控制以使LED發光間隔發光條件改變，而此循環 大於一場間隔。雖然在本實施例中，發光間隔設定以使跨 越兩場以操控圖8A之不均勻發光，實際上，發光間隔乃適 當的設定以偏置因爲LED之安排或目標之本質而致之不均 勻發光。 發光間隔之設定乃在設計階段藉由嘗試錯誤而執行， 而所需之陰影校正量由感應器表面，手指之平均尺寸，LED 之設置，和設定光量所決定。 或者，所需之校正量可在每次獲得影像時由目標之先 前曝光和設備操作時之陰影範圍之量測而校正。 圖10A, 10B，10C和10D爲依照本發明之第一實施例 之指紋辨識裝置之操作之圖。在圖1 0A-1 0D中，垂直軸表 示在感應器之輸出強度，而水平軸表示在圖5 C之線A-C上 之點A-F之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖10A之S1示意的顯示由LED2照射位置和手指形狀 所決定之不均勻發光，而H1表示LED照射間隔之比例。 Μ 1表示S 1和Η 1之結合，和表示圖素之曝光率。IB 1，ID 1 ，和IE 1分別表示在點B , D，和E上之強度。因此，在圖 9之電荷累積間隔TA1, TB1和TC1時，LED之發光間隔 之改變會降低由介於LED和手指間之實際距離和手指形狀 所引起之不均句發光，和使在螢幕內之曝光條件接近均勻 〇 圖10B之L1爲當獲得一實際指紋時之感應器輸出之強 度分佈示意圖，其中不均勻發光已藉由改變LED發光間隔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 586076 A7 B7 五、發明説明（22 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而降低，如圖10A所示。在圖10A之曝光量之差異乃重疊 在由指紋之脊（即，指紋之不均勻度）所產生之強度圖樣上。 於此，RB 1，RD 1，和RE 1分別表示點B，D ,和E之強度 。因此，所獲得之指紋圖樣L1在螢幕內不會有許多的輸出 位準差異，如同L0。爲了使在螢幕內之曝光均勻，整體亮 度位準已降低，和RD1約爲RDO強度之50%。當用於處理 之色調數不足且準確度消失時，訊號之有效色調數可藉由 增加至LED之電流而藉以增加發光量而增加，或藉由增加 在感應器輸出後之放大增益，亦即，藉由使訊號振幅之動 態範圍變寬至最大程度亦可增加。 此控制可根據目標和周圍發光條件而在圖6之步驟S3 至S6執行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當室外光線受到控制時，跨過螢幕之輸出實質均勻， 而無關於光源之曝光間隔，因此系統乃設計成即使如最明 亮之氣候之最大亮度亦不會超過動態範圍之上限，而當輸 出爲低時，LED2亦點亮，和流至LED2之電流亦受調整以 使訊號振幅匹配如在步驟S3至S6之動態範圍。或者，根 據在螢幕中之輸出値，在感應器輸出後之放大增益受調整 以使訊號振幅匹配如在步驟S3至S6之動態範圍。藉此， 本發明可操控室內人造發光和夜晚光線以及受控制之明亮 室外光線。 圖10C之ΜΓ爲在圖10A之Ml上之LED光量，或當 感應器輸出後之放大增益已適當的倍增時之曝光比例。其 中ΙΒΓ，ID1’和ΙΕΓ分別爲點B，D，E上之強度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 586076 A7 B7 五、發明説明（23 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖10D之L1’爲LED光或放大增益已適當倍增之例中 之感應器輸出之強度分佈示意圖。於此，RB Γ，RD 1 ’，和 RE Γ分別爲在點B，D，和E上之強度。因此，所獲得之指 紋圖樣L 1 ’顯示在螢幕之輸出上之極少差異，且訊號振幅如 動態範圍般的廣，因此，色調數充足且可獲得高準確資料 〇 在如上述之實施例中，控制螢幕內側之曝光量以偏置 由發光條件或手指形狀所引起之不均勻光（=發光陰影）之效 應意即一完全合適數目的色調跨過整個螢幕。在本實施例 中，其中在螢幕內之發光條件因爲本實施例改變光源之發 光間隔而改變，因此，即使當室外光線受到控制時，亦無 過度校正之情形，且無特別需要以偵測和切換用於室外光 線之校正。此外，用於控制螢幕內之曝光之電路受限制爲 只控制光源之時間，因此，在成本上實際不會增加。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 曰本專利第〇7_273949揭示一陰影校正板以在螢幕內 校正陰影。但是，由於此參考案著重於掃瞄器應用，其並 無用以校正室外光之效果，且無法解決周圍改變和本發明 所欲解決之習知問題。日本專利第09- 1 1 3 957揭示一種藉 由機械快門用以在螢幕內控制曝光量之方法。但是，此方 法需要偵測特別的環境，和控制操作之切換，以容忍環境 改變和各種目標。此外，因爲快門爲機械的，因此需要用 以控制快門速度在螢幕之位準之機構，因此，會增加裝置 之尺寸和成本。 在本實施例中，僅以一簡單發光控制電路即可獲得高 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " "~~"~ -27- 586076 A7 B7 五、發明説明（24 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 準確影像，而無需執行習知以計算電路之陰影校正，且無 需習知大尺寸記憶體。因此，感應器6和影像處理器9可 輕易的在單一晶片上完成。特別的，藉由設置這些元件在 單一晶片上，本發明可製成更小，以使其可適當的採用在 行動電話，膝上型電腦，PDA等類似的裝置中，其中在可 攜型裝置中提供了附加價値。 此外，雖然本實施例已參考從指紋影像用以辨識個人 身份之系統而說明，實際上，本實施例並不限於此種應用 ，而是可相似的使用在從眼睛的血管，臉的輪廓，手之形 狀和尺寸等辨識個人身份之系統中。 第二實施例 以下參考附圖說明本發明之第二實施例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第二實施例中，本發明使用使用於目標辨識之目標 辨識裝置之例說明。使用目標辨識之產品包括光學特徵辨 認（OCR)裝置，其獲得一特徵影像，辨識該影像對應於那個 特徵，和轉換影像爲ASCII碼等；使用在娛樂上之機器人 之視覺裝置；在工業上使用以執行各種工作；和條碼讀取 器以讀取和編碼條碼影像。在每一例中，準確的辨認物體 而無關於周圍光線之功能是相當重要的，以獲得高品質圖 像。此外，現今有許多機會將此目標辨識系統安裝在可攜 帶終端上，如新的手持條碼讀取器，因此，這些系統必須 製成更小且更便宜。以相同的情形，使用本發明可提供高 準確之目標辨識裝置，其亦爲小且廉價的。 本紙張尺度適财酬家標率（€刚》4規格（21()、;<297公釐) — -28- 586076 A7 _____ B7 __ 五、發明説明（25 ) 圖11爲依照本發明之第二實施例之手持條碼讀取器之 示意構造之方塊圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖11中，參考數字101表示條碼讀取器本身，參考 數字102表示LED光源，參考數字104表示一鏡，其改變 從LED 102發出之光118a之反射光118b之路徑，參考數字 105表示一透鏡，其聚焦路徑已由鏡104改變之反射光 llSb，參考數字106表示一感應器，其具有如CMOS型 CCD之影像元件，參考數字107表示來自感應器106用以 傳送圖像訊號之訊號線，參考數字1 08表示用以傳送驅動 感應器106之訊號之控制線，參考數字109表示處理來自 感應器106之圖像訊號之影像處理器，參考數字110表示 用以傳送由影像處理器1 09所處理之圖像訊號之訊號線， 參考數字111表示用以傳送控制影像處理器9之訊號之控 制線，參考數字U 2表示用以控制條碼讀取器之操作之微 處理器，參考數字113表示一控制開關，參考數字114表 示從控制開關η 3至微處理器1 1 2之訊號線，參考數字1 1 5 表示用以傳送控制由LED 1 02所發出光量之訊號之控制線， 參考數字116表示一讀取目標記錄器，參考數字117b表示 寫在記錄器116上之條碼，參考數字118a表示來自 LED102之照射光，和參考數字118b表示沿條碼讀取器101 之光學路徑行進之反射光。於此，如同第一實施例，感應 器106使用如圖3和4所示構造之CMOS型區域感應器。 此外，影像處理器1〇9之內部具有和第一實施例相同的構 造。此外，微處理器Π 2包含一控制器，其經由控制線1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(2l〇X297公釐） -29- 586076 A7 B7 五、發明説明（26 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 發出一指令以和在影像處理器109中之TG單元之感應器掃 瞄同步的改變在螢幕內之光量，和經由控制線1 1 5控制 L E D光量。在微處理器1 1 2內側，對應於條碼資訊之產品 資訊已儲存在記憶體中。一辨識機構從記憶體中讀取相關 於此條碼之產品資訊。此辨識機構而後辨識供應以該條碼 之物體。如同本發明之第一實施例參考圖1所述，此辨識 結果可經由如網際網路之網路從一通訊單元傳送至一主電 腦。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，參考數字307表示一控制器用以控制儲存在感 應器之每一影像圖素中之電荷量，以降低陰影效果和增加 色調準確性。在本實施例中，爲了控制安排成二維之區域 感應器之表面內之曝光量，LED之亮度（向著目標之光之強 度）與感應器之副掃瞄同步的改變。特別的，控制電流流至 LED之數位控制訊號受D-A轉換成類比控制電壓，和由固 定電流電路產生之LED電流受到調整，藉以改變由LED發 出之光的亮度。在曝光間隔時，圖素曝露在來自目標之光 量之整合上，因此，如同第一實施例，藉由在螢幕內調整 以偏置由於光源和目標之相關位置而引起之不均勻發光， 可降低光陰影。 圖12A，12B，和12C爲在本發明之第二實施例中介於 目標，光源和感應器間之空間關係之示意圖。圖1 2A爲平 面圖。圖12B爲圖12A之側面圖。圖12C爲已獲得之條碼 影像之示意圖。參考數字127H表示水平掃瞄方向，其亦爲 沿二維陣列之區域感應器之主掃瞄方向。參考數字127V表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30- 586076 A7 B7 五、發明説明（27 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 示垂直掃瞄方向，其亦爲副掃瞄方向。此外，參考數字 1 27L爲LED緻密陣列之方向。此外，點A-F爲在感應器上 之點。如圖1 2B所示，因爲介於LED 102和條碼1 17b間之 實際距離而會發生不均勻發光。 於此，如圖12A所示，LED 102安排在單一列，和整體 設計以使LED 102對準方向127L和感應器主掃瞄方向12 7H 一致。 在本實施例中，由目標之形狀和周圍發光環境所引起 之陰影重疊欲獲得之資料，因此，準確性降低。但是，藉 由改變在螢幕中之感應器之曝光量，可降低該準確性降低 效應。設計裝置以使LED 102之對準方向和感應器之主掃瞄 方向一致，並藉由控制光源在副掃瞄之速度（其較慢於主掃 瞄方向之速度），可具有控制陰影之形狀向著感應器副掃瞄 方向127V之效果。結果，對跨過整個營幕之輸出均句度之 改善可以簡單電路輕易的完成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 3爲在依照第二實施例之指紋辨識裝置之感應器曝 光操作之時間圖。圖14A，14B，14C，和14D爲依照本發 明之第二實施例之指紋辨識裝置之操作圖。 在圖13中，VST爲圖3之垂直移位暫存器VSR之啓始 脈衝60之波形，和VCLK爲垂直移位暫存器VSR之傳送時 鐘61。此外，TLED2表示LED 102之發光間隔。相似的， TA2，TB2和TC2表示在圖12C中之點A, B，C上之曝光 間隔。在這些點中，在對應於感應器之副掃瞄方向之垂直 方向之位置之行上，從此行在被選擇後重置和由先前1場 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -31 - 586076 A7 B7 五、發明説明（28 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 讀出時至其被選擇而由次一場再度讀出之時間實質爲電荷 累積間隔。因此，在圖1 3所示之本實施例之操作中，因爲 單一螢幕之掃瞄循環比場循環長，且視爲發光條件之LED 亮度（在此例中，LED亮度改變在兩場間隔）改變，因此雖然 在螢幕內側之感應器之電荷累積間隔固定，但是在電荷累 積間隔時之LED亮度改變，且因此在螢幕內之曝光條件亦 改變。即使當獲得均勻目標影像時，如IFULL2所示，感應 器輸出0UT2在螢幕內改變。 圖14A， 14B，14C和14D爲藉由改變圖13所示之 LED亮度而獲得條碼影像時之輸出之示意圖。於此，感應 器之強度方佈輸出在圖12C之線A-C上。在圖14A-14D中 ，垂直軸表示在感應器之輸出強度之增加，而水平軸表示 在圖5C之線A_C上之點A_F之位置。 圖14A之S2示意的顯示由LED2照射位置和目標所決 定之不均勻發光，而IB2, ID2,和IE2分別表示在點B, D ，和E上之強度。因此，在電荷累積間隔TA2 , TB2和 TC2時，改變LED之亮度會降低由介於LED和條碼間之實 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 際距離所引起之不均勻發光，使在螢幕內之曝光條件更均 〇 圖14B之L2爲當改變如圖14所示之LED亮度時，在 獲得一條碼下之感應器輸出之強度分佈示意圖。在圖14A 之曝光量之差異乃重疊在由條碼圖樣所產生之強度圖樣上 。於此，RB2，RD2，和RE2分別表示點B，D，和E之強 度。因此，所讀取之條碼圖樣L2顯示在S2陰影效果上之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32- 586076 A7 B7 五、發明説明（29 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 降低。但是，爲了使在螢幕內之曝光量均勻，整體亮度位 準已降低。當用於處理之色調數不足且準確度消失時，爲 了增加在訊號上之有效色調數，可藉由增加流至LED之整 體電流，而藉以增加發光量，或藉由增加在感應器輸出後 之放大增益，亦即，藉由使訊號振幅之動態範圍變寬至最 大程度亦可。 圖14C之M2’爲在圖10A之Ml上之LED光量，或當 感應器輸出後之放大增益已適當的倍增時之曝光比例。其 中IB2’，ID2,和IE2’分別爲點B, D，E上之強度。 圖14D之L2’爲LED發光量或放大增益已適當倍增之 例中，相關於條碼讀取之感應器輸出之強度分佈示意圖。 於此，RB2’，RD2’，和RE2’分別爲在點B，D,和E上之 強度。因此，所獲得之條碼圖樣L2’顯示在螢幕之輸出上之 極少差異，且訊號振幅如動態範圍般的廣，因此，色調數 充足且可獲得高準確資料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，本實施例改變在螢幕內當成曝光條件之照 射光亮度，和降低由光源和目標之相關位置決定之不均勻 光，以在螢幕內獲得完全適當數目之色調。且在本實施例 中，改變光源之亮度會改變在螢幕內之曝光條件，因此， 即使當室外光線受到控制時，在執行電陰影校正下，亦不 會有過度校正之情形，且特別的，於此無需偵測室外光線 之機構和切換機構。 本實施例之目標辨識系統可適宜使用在如行動電話， 膝上型電腦，PDA等移動終端中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33- 586076 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（3〇 ) 如上所述，前述實施例可提供影像設備之成本和尺寸 降低以及高準確資料獲取，且結果，可廉價的提供如指紋 辨識設備之目標辨識系統接附至高效能行動終端以及如手 持型條碼讀取器之目標辨識系統。 第三實施例 圖1 5 A和1 5B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作之曝光時間圖。在圖中 ，Η表示水平掃瞄方向，其爲陣列在二維上之區域感應器 之主掃瞄方向，和V爲垂直掃瞄方向，其爲副掃瞄方向。a ,B，C爲在感應器上之點。LED-U和LED-L分gij爲陣歹ij 在A側和在C側上之LED。IV爲單一螢幕之掃瞄循環。 在本實施例中，LED之發光間隔受調整在點A之曝光 間隔，點B之曝光間隔，和點C之曝光間隔內，而點A和 點C之曝光量各設定爲點B曝光量之一半。以A側LED-U 執行點A之曝光，和以C側LED-L執行點C之曝光，而以 LED-U和LED-L兩者執行黑占B之曝光。 藉由關閉在點A曝光間隔時並無太多助於點A曝光之 LED-L，和藉由關閉在點C曝光間隔時並無太多助於點C 曝光之LED-U，可降低由LED耗損之電源。此外，藉由使 用LED-U和LED-L於點B(其中發光量不充足），在曝光間 隔時之LED發光間隔相較於點A和C可強化，因此可增加 有效的曝光量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -34- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T i# 586076 A7 B7 五、發明説明（31 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依照本實施例，和以上述本發明之第一實施例，控制 在螢幕內之曝光量以偏置由發光條件和目標形狀所引起之 不均勻光（=光陰影）意即可在螢幕內獲得完全適當數目之 色調。此時，本實施例改變光從多數光源發出時之間隔， 以改變在螢幕內之曝光條件，因此，即使當室外光線受到 控制時，亦不會有過度校正之情形，且特別的，於此無需 室外光線之偵測和切換校正。此外，在螢幕內用以控制曝 光之電路只限爲控制多數光源之時間，因此，在電路尺寸 上無太多增加，且實際上不會增加成本。 第四實施例 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖16A和16B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作之曝光時間圖。在圖中 ，Η表示水平掃瞄方向，其爲陣列在二維上之區域感應器 之主掃瞄方向，和V爲垂直掃瞄方向，其爲副掃瞄方向。A ，B，C爲在感應器上之點。LED-U，LED-L和LED-Μ分別 爲陣列在A側，C側和B側上之LED。LED-M之亮度大於 LED-U和LED-L之亮度。 在本實施例中，以A側LED-U和LED-Μ執行點A之 曝光，以C側LED-L和LED-Μ執行點C之曝光，而以 LED-U，LED-L，和LED-Μ執行點B之曝光。藉由關閉在 點A曝光間隔時並無太多助於點A曝光之LED-L，和藉由 關閉在點C曝光間隔時並無太多助於點C曝光之LED-U, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'χ 297公羡） -35- 586076 A7 B7 五、發明説明（32 ) 可降低由LED耗損之電源。此外，藉由使用LED-Μ,其亮 度大於LED-U和LED-L ,於點B(其中發光量不充足），可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 增加有效的曝光量。 依照本實施例，和以上述本發明之第一實施例，控制 在螢幕內之曝光量以偏置由發光條件和目標形狀所引起之 不均勻光（=光陰影）意即可在螢幕內獲得完全適當數目之 色調。此時，本實施例改變光源之亮度和安排，以改變在 螢幕內之曝光條件，因此，即使當室外光線受到控制時， 亦不會有過度校正之情形，且特別的，於此無需室外光線 之偵測和切換校正。此外，在螢幕內用以控制曝光之電路 只限爲控制光源型式和光源時間，因此，在電路尺寸上無 太多增加，且實際上不會增加成本。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述第三和第四實施例採用習知安排，其中整體螢幕 以相同光源群和相同曝光間隔曝光，和分割發光系統以改 變發光間隔和亮度，以由螢幕之曝光掃瞄決定只點量最靠 近目標之光源。如熟悉此項技藝之人士所知，於此亦可改 變第三實施例之亮度和第四實施例之發光間隔。藉此，可 提供一影像裝置，其可有效的執行照射，且可有效的利用 能源。 此外，這些實施例依照介於光源和目標間之距離而啓 動和關閉多數光源系統，以執行由不均勻發光而引起之陰 影之校正，而不會增加裝置之成本或電路尺寸。（當光量不 足時，兩光源系統同時啓動以重疊）。藉此，可增加動態範 圍。再者，這些實施例可只校正當目標以人工光源照射時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36- 586076 A7 B7______ 五、發明説明（33 ) ，而無在室外光時之過度校正之影響。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 結果，上述實施例可提供價廉，輕巧，有效使用能源 之目標辨識系統，其可安裝在一手提設備中。 第五實施例 圖1 7 A和1 7B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作之曝光時間圖。在圖中 ，Η表示水平掃瞄方向，其爲陣列在二維上之區域感應器 之主掃瞄方向，和V爲垂直掃瞄方向，其爲副掃瞄方向。A ，B，C爲在感應器上之點。LED-U和LED-L分別爲陣列 在A側和在C側上之LED。在點A, B，和C上之曝光間 隔爲2H(亦即，主（水平）掃瞄之頻率（1H)之兩倍）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 LED發光頻率設定爲區域感應器主掃瞄方向掃瞄頻率 之η倍（其中η爲等於1，2, 3,...之整數），和在主掃瞄方 向中之感應器掃瞄和LED光發射是同步的。於此，n = 1 , 亦即，LED發光頻率和區域感應器主掃瞄方向掃瞄頻率相 同。在此狀態下，LED發光脈衝寬度以感應器之單一主掃 瞄間隔或感應器之多數主掃瞄間隔爲單位改變（其中Η爲主 掃瞄間隔）。在本實施例中，單位爲2個主掃瞄間隔（亦即， 2Η)，在點Α和C上之曝光間隔爲發射光脈衝寬度（Τ)，而 在點B上之曝光間隔爲LED(LED-U，LED-L)發射光脈衝寬 度（3T,亦即，發射光脈衝寬度之3倍）。 依照此一構造，即使當使用電子快門執行曝光時，在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） " " -37- 586076 A7 B7 五、發明説明（34 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 螢幕內之發光量亦可受到控制，因此可控制曝光。於此， 在點A和C上之曝光量由LED脈衝寬度控制，以使爲在點 B上之三分之一。換言之，在點A上之曝光間隔和在點C 上之曝光間隔，與在點B上之曝光間隔比較，LED脈衝寬 度約爲在點B上之三分之一，且在點A和C上之曝光量約 爲在點B上之三分之一。 依照上述實施例，和以上述本發明之第一實施例，控 制在螢幕內之曝光量以偏置由發光條件和目標形狀所引起 之不均勻光（=光陰影）意即可在螢幕內獲得完全適當數目 之色調。本實施例改變光源之脈衝寬度，以改變在螢幕內 之曝光條件，因此，即使當室外光線受到控制時，亦不會 有過度校正之情形，且特別的，於此無需室外光線之偵測 和切換校正。此外，在螢幕內用以控制曝光之電路只限於 控制光源之時間，因此，在電路尺寸上無太多增加，且實 際上不會增加成本。 第六實施例 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖18A和18B分別爲依照本發明之第三實施例之介於 光源和感應器間之空間關係之示意圖，和在本發明之第三 實施例中之感應器之LED觸發操作之曝光時間圖。在圖中 ，Η表示水平掃瞄方向，其爲陣列在二維上之區域感應器 之主掃猫方向，和V爲垂直掃瞄方向，其爲副掃猫方向。A ，B，C爲在感應器上之點。LED-U和LED-L分別爲陣列 在A側和在C側上之LED。在點A，B，和C上之曝光間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -38- 586076 A7 B7 五、發明説明（35 ) 隔爲2H(亦即，主（水平）掃瞄之頻率（1H)之兩倍）。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) LED發光頻率設定爲區域感應器主掃瞄方向掃瞄頻率 之η倍（其中η爲等於1，2，3，...之整數），和在主掃瞄方 向中之感應器掃瞄和LED光發射是同步的。於此，η = 1， 亦即，LED發光頻率和區域感應器主掃瞄方向掃瞄頻率相 同。在此狀態下，LED亮度以感應器之單一主掃瞄間隔或 感應器之多數主掃瞄間隔爲單位改變（其中Η爲主掃瞄間隔 )。在本實施例中，單位爲2個主掃瞄間隔（亦即，2Η)，在 點Α和C上之曝光間隔時之亮度L爲發射光脈衝寬度（Τ)， 而在點B上之曝光間隔時之亮度爲3L(亦即，在點A和C 上之3倍亮度）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在本實施例中，脈衝寬度和主掃瞄同步的提供，在主 掃瞄方向掃瞄頻率η倍之頻率上，且亮度相關於副掃瞄方 向而改變，結果，即使當使用電子快門執行曝光時，在螢 幕內之發光量亦可受到控制，因此可控制曝光。於此，在 點Α和C上之曝光量受控制，以使爲在點Β上之三分之一 。換言之，在點A上之曝光間隔和在點C上之曝光間隔， 與在點B上之曝光間隔比較，LED脈衝寬度約爲在點B上 之三分之一，且在點A和C上之曝光量約爲在點B上之三 分之一。 依照上述實施例，和以上述本發明之第一實施例，控 制在螢幕內之曝光量以偏置由發光條件和目標形狀所引起 之不均勻光（=光陰影）意即可在螢幕內獲得完全適當數目 之色調。本實施例改變光源之亮度，以改變在螢幕內之曝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -39- 586076 A7 B7 五、發明説明（36 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光條件，因此，即使當室外光線受到控制時，亦不會有過 度校正之情形，且特別的，於此無需室外光線之偵測和切 換校正。此外，在螢幕內用以控制曝光之電路只限於控制 光源之時間，因此，在電路尺寸上無太多增加，且實際上 不會增加成本。 上述本發明之第五和第六實施例可採用習知構造，其 中光源與單一螢幕之循環同步的驅動開/關，且替代的，以 等於η倍水平掃瞄頻率之頻率驅動光源。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉此，因爲光源而致在電流中的改變量降低，因此， 可降低雜訊，同時可允許使用較小的電容。例如，在習知 單一螢幕掃瞄間隔Tv之例中，其中LED由電流Ip以 DUTY5〇°/〇啓動/關閉，在單一啓動/關閉循環中，在動作中 之電荷量爲Q 1 = Ip Tv/2。相反的，以本發明之實施例，其 中LED以在DUTY50%上之電流Ip和單一水平掃瞄間隔Th 同步的啓動/關閉，在單一啓動/關閉循環中，在動作中之電 荷量爲Q2 = IpTh/2。在單一螢幕掃瞄間隔內，以n水平掃 瞄螢幕時，Tv = NxTh〇。由於Q = CV,因爲電荷之移動而 引起在電源電位△ V之改變爲△ V=A Q/C。在單一啓動/關 閉循環時，當使電源波動相同時計算所需之電容意即△ v = △ Q1/C1=Q2/C2，而Cl=Nx C2。例如，如果有600條水平 掃瞄線時，以本發明，以習知構造之之電容即可。此 外，如果電容量相同，而比較兩者時，i / 6 〇 〇之電源波動即 可。結果，可以精巧且低成本之項目取代習知技藝需要大 容量電容。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（2ΐ〇χ 297公酱） -40- 586076 A7 B7 五、發明説明（37 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，當以電子快門曝光時，雖然允許曝光間隔爲水 平掃瞄間隔之倍數，習知的啓動/關閉LED之方法包括在單 一營造內分離LED點亮時之間隔和LED未點亮時之間隔， 其導致部份區域未曝光。相反的，藉由驅動LED如本發明 所述，可控制整個螢幕之曝光。 此外，藉由分割光源爲水平掃瞄頻率之多重η倍和藉 由改變在垂直掃瞄方向（亦即，副掃瞄方向）上之光源之發光 條件，本發明可校正由不均勻發光而引起之陰影，而不會 增加電路之尺寸或成本。結果，本發明可擴展動態範圍。 再者，本發明可只在當以人工光源照射目標時校正，而不 會在室外光線時有過度校正之影響。 藉此，本發明可提供價廉，輕巧，且有效使用能源之 目標辨識系統，其可安裝在手提設備中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
如上所述，以本發明之第一至第五實施例，使用該影 像輸入裝置可獲得高準確資料，其中該影像輸入裝置具有: 一 LED,當成發光裝置以投射光至一目標上；一感應器， 如圖3所示，其中多數圖素陣列以偵測來自目標之光；一 驅動電路，當成一時間產生器以驅動該電路；和一微處理 器，當成一控制器，其調整發光裝置以改變發光裝置之發 光照射條件（例如，如圖7，9，13, 15B，16B, 17B和18B 等所示之LED發光條件），以用於與感應器之第一區域（如 感應器之週邊）不同之感應器之第二區域（如感應器之中央） 〇 本發明並不限於上述之實施例，且於此仍可達成各種 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐) ' -41 - 586076 A7 B7 五、發明説明（38 ) 改變和修飾，但其仍屬本發明之精神和範疇。因此，本發 明之精神和範疇應由下述申請專利範圍界定之。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -42-