專利名稱：圖像讀取裝置以及圖像讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像讀取裝置以及圖像讀取方法，尤其涉及具有發(fā)光單元，根 據(jù)從拍攝對象接受的光量來讀取拍攝對象圖像的圖像讀取裝置以及圖像讀取 方法。
技術(shù)背景以往，已知通過在線狀的指紋傳感器上，沿著與指紋傳感器的長度方向大 體垂直的方向掃掠手指，來進(jìn)行指紋的圖像讀取的圖像讀取裝置。在該圖像讀 取裝置中，指紋傳感器使用了接受光并根據(jù)接受的光量輸出電氣信號的攝像元 件，該攝像元件在檢測出手指接近或接觸指紋傳感器后，按預(yù)先設(shè)定的光累積 時(shí)間取得指紋圖像。圖9是表示使用現(xiàn)有的圖像讀取裝置取得指紋圖像時(shí)的光累積時(shí)間和取 得指紋圖像的關(guān)系的圖。圖9 (a)表示圖像讀取裝置的攝像元件的光累積時(shí) 間。在圖9(a)中，設(shè)想在室內(nèi)等干擾光的影響較小的環(huán)境中取得指紋圖像 而設(shè)定了光累積時(shí)間，將其設(shè)定為與室內(nèi)的圖像取得相匹配的固定時(shí)間。圖9 (b)表示通過在內(nèi)部具有攝像元件的指紋傳感器130取得了在指紋 傳感器130上掃掠的手指160的指紋圖像的狀態(tài)。在圖9 (b)中，在室內(nèi)進(jìn) 行了指紋的圖像讀取，周圍的環(huán)境是干擾光140較弱的狀態(tài)，干擾光140對圖 像讀取的影響較小。圖9 (c)表示在圖9(b)的條件下進(jìn)行指紋圖像的讀取所取得的指紋圖 像的像素?cái)?shù)據(jù)值。在圖9 (c)中表示了在攝像元件中將光電變換元件排列為1 列而得到的線狀傳感器(Line Sensor)的情況下的像素?cái)?shù)據(jù)值，指紋的峰和谷 成為傳感器輸出的差而表示出來，得到可以清晰地區(qū)別峰和谷的指紋圖像。這樣，通過與室內(nèi)的圖像取得相匹配地來設(shè)定光累積時(shí)間，在干擾光較弱 的室內(nèi)可以取得清晰的指紋圖像。此外，已知如下光電傳感器系統(tǒng)的靈敏度調(diào)整裝置在攝像元件中釆用了
將光電傳感器進(jìn)行二維排列而得到的光電傳感器陣列，所述光電傳感器使用了 具有感光功能和選擇晶體管功能的、具有雙柵極構(gòu)造的薄膜晶體管，在通過光 電傳感器陣列取得拍攝對象圖像前，將光電傳感器陣列的圖像讀取靈敏度改變 為多個(gè)級別來執(zhí)行預(yù)讀入動(dòng)作，針對每個(gè)圖像讀取靈敏度，提取出與圖像圖案 相關(guān)聯(lián)的特定的測定量的最大值和最小值，由此計(jì)算測定量的數(shù)據(jù)范圍，提取 出具有最大數(shù)據(jù)范圍的讀取靈敏度，將其作為正規(guī)讀取動(dòng)作時(shí)設(shè)定的讀取靈敏 度(例如參照專利文獻(xiàn)1 )。專利文獻(xiàn)1專利3116950號/>報(bào) 發(fā)明內(nèi)容然而，在上述圖9所示的現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容中，在相同狀態(tài)下在直射日光下 等干擾光較強(qiáng)的環(huán)境下取得指紋圖像時(shí)，在指紋傳感器130中過渡累積光，像 素?cái)?shù)據(jù)的輸出飽和，因此存在成為指紋的峰和谷難以判別的圖像，無法應(yīng)用于 指紋認(rèn)證的問題。圖IO是表示使用現(xiàn)有的圖像讀取裝置，在較強(qiáng)的干擾光140下進(jìn)行指紋 圖像的取得的情況的圖。圖10 (a)表示在較強(qiáng)的干擾光140下，在指紋傳感 器130上掃掠手指160來進(jìn)行指紋圖像的圖像讀取的狀態(tài)。在圖10 (a)中， 在直射日光等較強(qiáng)的干擾光強(qiáng)度的環(huán)境下，當(dāng)手指160在指紋傳感器130上掃 掠時(shí)，干擾光140的透射光141透過手指160而到達(dá)指紋傳感器130。圖10 (b)表示在圖10 (a)的較強(qiáng)的干擾光下進(jìn)行圖像讀取時(shí)，通過指 紋傳感器130取得的指紋圖像的像素?cái)?shù)據(jù)值。在圖10 (b)中可知，像素?cái)?shù)據(jù) 大部分達(dá)到輸出最大值而飽和，成為難以區(qū)別指紋的峰和谷的指紋圖像。另外，在上述專利文獻(xiàn)l中記載的結(jié)構(gòu)中，在攝像元件中使用了光電傳感 器，該光電傳感器使用了具有感光功能和選擇晶體管功能的、具有雙柵極結(jié)構(gòu) 的薄膜晶體管，因此制作成本上升，另外，為了設(shè)定讀取靈敏度而需要與正規(guī)的讀入相同的預(yù)讀入動(dòng)作，而且到讀取靈敏度的設(shè)定為止的處理數(shù)量較多，因 此存在讀取靈敏度的設(shè)定需要較長時(shí)間的問題。因此，本發(fā)明的目的在于，提供以簡單的結(jié)構(gòu)并且在通常的圖像讀取動(dòng)作 中設(shè)定攝像元件的光累積時(shí)間，即使在直射光等干擾光較強(qiáng)的環(huán)境下也可以取 得具有適當(dāng)對比度的清晰圖像的圖像讀取裝置以及圖像讀取方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第1方式的圖像讀取裝置(100)的特征在于，具有發(fā)光單元(10),其向拍攝對象(150)照射出射光(11);攝像元 件(20),其接受來自所述拍攝對象(150)的入射光(12),產(chǎn)生與接受的光 量相對應(yīng)的電氣信號；拍攝對象接近檢測單元(40 ),其檢測所述拍攝對象(150 ) 接近該攝像元件(20);干擾光強(qiáng)度判定單元(50)，其當(dāng)通過該拍攝對象接近 檢測單元(40)檢測出所述拍攝對象(150)的接近時(shí)，將所述發(fā)光單元(10) 熄滅，通過所述攝像元件(20)取得規(guī)定像素量的所述拍攝對象(150)的圖 像，根據(jù)該圖像的像素?cái)?shù)據(jù)判定干擾光強(qiáng)度；以及光累積時(shí)間設(shè)定單元(60), 其才艮據(jù)該干擾光強(qiáng)度判定單元(50)判定出的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述攝像元件 (20)的光累積時(shí)間。由此，在一連串的圖像讀取動(dòng)作中，可以與干擾光強(qiáng)度相匹配地恰當(dāng)?shù)卦O(shè) 定圖像讀取裝置的攝像元件的光累積時(shí)間，可以在適當(dāng)條件下進(jìn)行圖像讀取。本發(fā)明的第2方式的特征在于，在第l方式的圖像讀取裝置UOO)中， 所述光累積時(shí)間設(shè)定單元(60)，當(dāng)通過所述拍攝對象接近檢測單元(40)檢 測出所述拍攝對象(150)的接近時(shí)，將光累積時(shí)間設(shè)定為最大值。由此，當(dāng)判定干擾光強(qiáng)度時(shí)，可以不設(shè)置多余的制約條件地進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母?擾光強(qiáng)度的判定。本發(fā)明的第3方式的特征在于，在第l或第2方式的圖像讀取裝置(100) 中，所述干擾光強(qiáng)度判定單元(50),將所取得的每一個(gè)所述像素?cái)?shù)據(jù)的輸出 與規(guī)定的多個(gè)闊值進(jìn)行比較，將所述像素?cái)?shù)據(jù)分類于與光強(qiáng)度對應(yīng)的多個(gè)區(qū) 域，根據(jù)該區(qū)域的度數(shù)(a、 b、 c)判定干擾光強(qiáng)度。由此，可以通過簡單的判定方法，運(yùn)算負(fù)擔(dān)較少地恰當(dāng)?shù)嘏卸ǜ蓴_光強(qiáng)度， 可以迅速地進(jìn)行光累積時(shí)間的設(shè)定，在適當(dāng)條件下進(jìn)行圖像讀取。本發(fā)明的第4方式的特征在于，在第1至第3任意一種方式的圖像讀取裝 置(100)中，所述拍攝對象(150)是手指，所述攝像元件(20)是將多個(gè)光 電變換元件排列為線狀的線狀傳感器，所述像素?cái)?shù)據(jù)是通過在所述線狀傳感器 上掃掠所述手指而取得的線狀像素?cái)?shù)據(jù)的規(guī)定條數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)。由此，可以在適當(dāng)?shù)墓饫鄯e時(shí)間的條件下，進(jìn)行使用掃掠式指紋傳感器的 指紋圖像讀取裝置的指紋圖像的讀取，可以取得能夠清晰地區(qū)別指紋的峰和谷200810127243.6說明書第4/17頁的指紋圖像，可以提高指紋的認(rèn)證精度。本發(fā)明的第5方式的特征在于，在第1至第4任意一種方式的圖像讀取裝置(100)中，所述攝像元件(20),按通過所述光累積時(shí)間設(shè)定單元(60)而 設(shè)定的光累積時(shí)間，對所述拍攝對象(150 )進(jìn)行拍攝，讀取所述拍攝對象(150 ) 的圖像。由此，可以按最佳設(shè)定的光累積時(shí)間進(jìn)行拍攝對象的圖像讀取，無論干擾 光在什么條件下都可以取得清晰的圖像。本發(fā)明的第6方式的特征在于，在第1至第5任意一種方式的圖像讀取裝 置(100)中，還具有發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元(70),其根據(jù)通過所述干擾光強(qiáng)度判 定單元(50)判定的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述發(fā)光單元的點(diǎn)亮?xí)r間。由此，也可以根據(jù)干擾光強(qiáng)度來控制發(fā)光單元的發(fā)光時(shí)間，可以進(jìn)一步高 精度地改善圖像讀取時(shí)的拍攝條件。本發(fā)明的第7方式的圖像讀取方法的特征在于，具有如下步驟檢測出拍 攝對象(150)已接近攝像元件(20)的步驟；在使發(fā)光單元(10)熄滅的狀 態(tài)下，通過所述攝像元件(20)對規(guī)定像素量的所述拍攝對象(150)的圖像 進(jìn)行拍攝，取得該圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的步驟；根據(jù)該像素?cái)?shù)據(jù)判定干擾光強(qiáng)度的 步驟；根據(jù)該干擾光強(qiáng)度設(shè)定所述攝像元件(20)的光累積時(shí)間的步驟；以及 通過所述攝像元件(20)對所述拍攝對象(150)進(jìn)行拍攝的步驟。由此，在一連串的圖像讀取動(dòng)作中，可以根據(jù)干擾光強(qiáng)度恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定拍攝 元件的光累積時(shí)間，可以迅速地讀取清晰的圖像。本發(fā)明的第8方式的特征在于，在第7方式的圖像讀取方法中，取得所述 像素?cái)?shù)據(jù)的步驟將所述攝像元件(20)的光累積時(shí)間設(shè)定為最大值。由此，可以不附加多余制約條件地恰當(dāng)?shù)厝〉孟袼財(cái)?shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地進(jìn)行 干擾光強(qiáng)度的判定。本發(fā)明的第9方式的特征在于，在第7或第8方式的圖像讀取方法中，所 述判定干擾光強(qiáng)度的步驟包含以下步驟將所述像素?cái)?shù)據(jù)與規(guī)定的多個(gè)閾值進(jìn) 行比較，將所述像素?cái)?shù)據(jù)分類于與干擾光強(qiáng)度對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，計(jì)算該區(qū)域的 度數(shù)(a、 b、 c)的步驟；以及將所述度數(shù)與規(guī)定的闊值進(jìn)行比較，判定所述 干擾光強(qiáng)度的步驟。
由此，可以通過簡單的算法迅速地判定干擾光強(qiáng)度，可以在一連串的圖像 讀取動(dòng)作中，在與干擾光相匹配的條件下可靠地執(zhí)行圖像讀取。本發(fā)明的第IO方式的特征在于，在第7至第9方式的圖像讀取方法中，所述拍攝對象(150)是手指，所述攝像元件(20)是將多個(gè)光電變換元件排 列為線狀的線狀傳感器，所述像素?cái)?shù)據(jù)是通過在所述線狀傳感器上掃掠所述手 指而取得的線狀的像素?cái)?shù)據(jù)的規(guī)定條數(shù)的像素?cái)?shù)椐。由此，可以使用線狀傳感器的初始幀數(shù)據(jù)來恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定光累積時(shí)間，可以 讀取能夠明確地區(qū)別峰和谷的清晰的指紋圖像，可以使指紋的認(rèn)證精度不受干 擾光強(qiáng)度影響地提高。本發(fā)明的第11方式的特征在于，在第7至第IO的任意一種方式的圖像讀 取方法中，還具有發(fā)光時(shí)間設(shè)定步驟根據(jù)在所述判定干擾光強(qiáng)度的步驟中判 定出的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述發(fā)光單元的點(diǎn)亮?xí)r間。由此，也可以與干擾光強(qiáng)度相匹配地恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定發(fā)光單元的發(fā)光時(shí)間，可 以進(jìn)行更清晰的圖像讀取。此外，上述括號內(nèi)的參照符號是為了易于理解而附加的，只不過是一個(gè)例 子，不限定于圖示的形態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，可以與干擾光強(qiáng)度相匹配地恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定攝像元件的光累積時(shí) 間，可以與周圍的干擾光強(qiáng)度無關(guān)地始終進(jìn)行清晰的圖像讀取。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例中的圖像讀取裝置100的圖。圖2是表示拍攝對象150接近攝像元件20的狀態(tài)的圖。其中，圖2 ( a)表示手指接近，使發(fā)光單元IO點(diǎn)亮的狀態(tài)。圖2 (b)表示在手指接近的狀態(tài)下使發(fā)光單元10熄滅的狀態(tài)。圖3是表示像素?cái)?shù)據(jù)輸出的圖。其中，圖3 (a)表示使發(fā)光單元IO點(diǎn)亮而取得的拍攝對象150的像素?cái)?shù)據(jù)值。圖3 ( b )表示使發(fā)光單元10熄滅而取得的拍攝對象150的像素?cái)?shù)據(jù)值。圖4是表示為了進(jìn)行千擾光強(qiáng)度判定而取得了像素?cái)?shù)據(jù)的狀態(tài)的圖。圖5是表示干擾光強(qiáng)度判定用的像素?cái)?shù)據(jù)取得時(shí)的光累積時(shí)間設(shè)定條件的圖。
圖6是干擾光強(qiáng)度判定算法的判定流程圖。圖7是表示按照與干擾光強(qiáng)度等級相對應(yīng)的模式而區(qū)別的參數(shù)設(shè)定例的圖。其中，圖7 (a)表示像素?cái)?shù)據(jù)輸出周期以及發(fā)光時(shí)間的最大時(shí)間。圖7 (b)表示直射光模式中的光累積時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。圖7 (c)表示日光強(qiáng)模 式中的光累積時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。圖7 (d)表示日光弱模式中的光累積時(shí)間 以及發(fā)光時(shí)間。圖7 (e)表示室內(nèi)模式中的光累積時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。圖8是表示光累積時(shí)間設(shè)定后的拍攝對象150的圖像讀取狀態(tài)的圖。圖9是現(xiàn)有的圖像讀取裝置的光累積時(shí)間和取得指紋圖像的關(guān)系圖。其 中，圖9 (a)表示圖像讀取裝置的攝像元件的光累積時(shí)間。圖9(b)表示取 得了手指160的指紋圖像的狀態(tài)。圖9 (c)表示在圖9 (b)的條件下取得的 指紋圖像的像素?cái)?shù)據(jù)值的圖。圖IO是表示通過現(xiàn)有的圖像讀取裝置，在較強(qiáng)的干擾光140下取得了指 紋圖像的狀態(tài)的圖。其中，圖10 (a)表示在較強(qiáng)的干擾光140下進(jìn)行指紋圖 像的圖像讀取的狀態(tài)。圖10 (b)表示在較強(qiáng)的干擾光下進(jìn)行了圖像讀取時(shí)的 指紋圖像的像素?cái)?shù)據(jù)值。符號說明10發(fā)光單元、11出射光、12入射光、13透射光、20攝像元件、21像 素、25圖像引導(dǎo)器、30殼體、40拍攝對象接近檢測單元、50干擾光強(qiáng)度判 定單元、60光累積時(shí)間設(shè)定單元、70發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元、100圖像讀取裝置、 140干擾光、150拍^聶對象具體實(shí)施方式
以下，參照

用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例中的圖像讀取裝置100的圖。在圖1中， 本實(shí)施例中的圖像讀取裝置IOO具備發(fā)光單元IO、攝像元件20、拍攝對象 接近檢測單元40、干擾光強(qiáng)度判定單元50、光累積時(shí)間設(shè)定單元60。而且， 本實(shí)施例中的圖像讀取裝置100根據(jù)需要還可以具備圖像引導(dǎo)器(image guide) 25、殼體30、發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70。發(fā)光單元10是用于向拍攝對象照射出射光的單元。發(fā)光單元10例如可以 應(yīng)用紅外LED (發(fā)光二極管)，也可以應(yīng)用其它LED等照明單元。在發(fā)光單
元10中應(yīng)用紅外LED時(shí)，發(fā)光單元10將紅外線照射在拍攝對象上。攝像元件20是用于接受來自拍攝對象150的入射光，根據(jù)接受的入射光 的光量輸出電氣信號對拍攝對象150進(jìn)行拍攝的元件。攝像元件20例如可以 是如下結(jié)構(gòu)排列了多個(gè)由光電變換元件構(gòu)成的像素21，將各像素接受的入 射光變換為電氣信號后輸出，輸出與光量相對應(yīng)的電壓的電氣信號。由此，可 以通過電壓值表現(xiàn)各像素21接受的光量，因此，可以表現(xiàn)各像素的灰度，整 體地構(gòu)成圖像，圖像讀取成為可能。此外，表示與像素21的電壓值相對應(yīng)的 值的像素?cái)?shù)據(jù)值，可以通過例如0~255的輸出值來表現(xiàn)，于是可以表現(xiàn)全部 的灰度。攝像元件20例如可以是將多個(gè)像素21橫向排列成1列，將整體的形狀構(gòu) 成為線狀而得到的線狀傳感器。線狀傳感器的像素21可以在縱向上排列1個(gè) 像素，在橫向上排列多個(gè)像素，例如排列126個(gè)、256個(gè)、512個(gè)像素等上百 個(gè)單位的像素。將攝像元件20做成線狀傳感器時(shí)，無法一次讀取拍攝對象150 的圖像全體，因此，當(dāng)拍攝對象150在線狀傳感器上沿縱向(與線狀傳感器垂 直的方向)移動(dòng)時(shí)，通過線狀傳感器取得順次移動(dòng)的拍^t聶對象150的部分圖像， 對其進(jìn)行合成來讀取拍攝對象150的全體圖像。此外，在攝像元件20中應(yīng)用 線狀傳感器時(shí)，可以將其構(gòu)成l條，也可以是包含多條的結(jié)構(gòu)。此外，攝像元件20可以是以2維方式排列像素21而得到的2維型攝像元 件。另外，應(yīng)用于各像素21的光電變換元件可以應(yīng)用各種元件，例如也可以 應(yīng)用光電二極管構(gòu)成CCD ( Charge Coupled Device )傳感器。攝像元件20接受來自拍攝對象150的入射光，但在該入射光中除了與通 過發(fā)光單元10照射到拍攝對象150上的出射光相對應(yīng)的反射光以外，還包含 干擾光的透射光。即，進(jìn)行拍攝對象150的圖像讀取時(shí)，若像室內(nèi)環(huán)境那樣干 擾光的強(qiáng)度較弱，則通過發(fā)光單元10照射在拍攝對象150上的出射光的反射 光占大部分。然而，在直射日光下那樣干擾光強(qiáng)度較高的環(huán)境下進(jìn)行拍攝對象 150的圖像讀取時(shí)，透過拍才聶對象150的透射光也#:4聶<象元件20接受。這樣， 攝像元件20不區(qū)別反射光和透射光地接受來自拍攝對象150的入射光。攝像元件20的各像素21在其表面上可以具有開閉單元(未圖示)。開閉 單元是按照攝像元件20接受光的光累積時(shí)間來進(jìn)行開閉的單元，起到作為所
謂遮光器(shutter)的作用。即，開閉單元按光累積時(shí)間打開，在光累積時(shí)間 以外關(guān)閉。由此，可以調(diào)整攝像元件20的各像素21的光累積時(shí)間。圖像引導(dǎo)器25是用于把來自拍攝對象150的入射光引導(dǎo)至攝像元件20的 管路。在圖像引導(dǎo)器25中例如可以應(yīng)用光纖，實(shí)現(xiàn)使攝像元件20高效地接受 來自拍攝對象150的入射光的波導(dǎo)管的功能。在想要將來自拍攝對象150的入 射光高效地引導(dǎo)至攝像元件20的情況下，可以根據(jù)需要來使用。此外，在圖1中表示了作為拍攝對象150而應(yīng)用了手指的例子。在這種情 況下，讀取手指的指紋的圖像。以下，為了易于理解，說明了將本實(shí)施例中的 圖像讀取裝置IOO具體應(yīng)用于指紋圖像讀取裝置中的例子，但在拍攝對象150 是其它生物體或物體時(shí)，也可以應(yīng)用本實(shí)施例的圖像讀取裝置100。即，若拍 攝對象150是在接近或接觸攝像元件20時(shí)通過攝像元件20檢測來自從發(fā)光單 元10照射到拍攝對象150的出射光的入射光、由此可以讀取拍攝對象150的 圖像的拍攝對象150,則可以將本實(shí)施例的圖像讀取裝置IOO應(yīng)用于各種形態(tài) 的拍攝對象150的圖像讀取中。殼體30是用于容納發(fā)光單元10、攝像元件20以及圖像引導(dǎo)器25的容納 單元，形成指紋傳感器的外形。殼體30的上部理想的是使用玻璃等透明材料。 當(dāng)拍攝對象150是手指時(shí)，通過在殼體30上方掃掠手指，殼體30內(nèi)的發(fā)光單 元10從殼體30上部向接觸的手指的指紋形成面照射出射光，仍然從殼體30 上部由攝像元件20接受入射光來進(jìn)行指紋的拍攝。拍攝對象接近檢測單元40是檢測拍攝對象150接近攝像元件20的單元。 在后面描述具體的用于檢測的運(yùn)算內(nèi)容，拍攝對象接近檢測單元40與發(fā)光單 元10和攝像元件20相連，控制發(fā)光單元10的點(diǎn)亮以及熄滅，并且根據(jù)來自 攝像元件20的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行拍攝對象接近檢測。即，根據(jù)發(fā)光單元10點(diǎn)亮?xí)r 來自攝像元件20的像素?cái)?shù)據(jù)、和熄滅發(fā)光單元10時(shí)來自攝像元件20的像素 數(shù)據(jù)，檢測拍攝對象的接近。拍攝對象接近檢測單元40根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行用 于拍攝對象接近檢測的運(yùn)算處理，因此，可以通過微處理器或規(guī)定的電子電路 等構(gòu)成運(yùn)算處理單元。干擾光強(qiáng)度判定單元50是用于判定干擾光強(qiáng)度的運(yùn)算處理單元。干擾光 強(qiáng)度判定單元50與拍攝對象接近檢測單元40連接，當(dāng)通過拍攝對象接近檢測 單元40檢測出拍攝對象150接近攝像元件20時(shí)，進(jìn)行干擾光強(qiáng)度的判定。在檢測出拍攝對象的接近后進(jìn)行干擾光強(qiáng)度的判定的原因在于，干擾光強(qiáng)度的判定是為了設(shè)定對拍攝對象150進(jìn)行拍攝來進(jìn)行圖像讀取時(shí)的最佳條件而進(jìn)行 的判定，因此，若未達(dá)到可以對拍攝對象150進(jìn)行拍攝的狀態(tài)，則判定干擾光 強(qiáng)度沒有意義。另外，干擾光強(qiáng)度判定單元50與發(fā)光單元10以及攝像元件20連接，控 制發(fā)光單元10的熄滅，并且根據(jù)從攝像元件20取得的像素?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行干擾光 強(qiáng)度的判定。根據(jù)干擾光強(qiáng)度來判定處于哪個(gè)干擾光強(qiáng)度區(qū)域，通過進(jìn)行該模 式判定來進(jìn)行干擾光強(qiáng)度的判定。此外，通過干擾光強(qiáng)度判定單元50執(zhí)行的 干擾光強(qiáng)度判定的具體運(yùn)算內(nèi)容，也在后面進(jìn)行描述。光累積時(shí)間設(shè)定單元60是用于根據(jù)由干擾光強(qiáng)度判定單元50判定出的干 擾光強(qiáng)度，設(shè)定攝像元件20的各像素21的光累積時(shí)間的單元。例如，可以通 過根據(jù)干擾光強(qiáng)度的模式而選擇預(yù)先設(shè)定的光累積時(shí)間，來進(jìn)行光累積時(shí)間的 設(shè)定。另外，光累積時(shí)間設(shè)定單元60也與拍攝對象接近檢測單元40連接，當(dāng) 拍攝對象接近檢測單元40進(jìn)行拍攝對象接近檢測時(shí)，也設(shè)定攝像元件20的光 累積時(shí)間。攝像元件20的各像素21的開閉單元按照設(shè)定的光累積時(shí)間開閉各 像素21。發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70是根據(jù)由干擾光強(qiáng)度判定單元50判定出的干擾光強(qiáng) 度，設(shè)定進(jìn)行拍攝對象150的圖像讀取時(shí)的發(fā)光單元10的發(fā)光時(shí)間(點(diǎn)亮?xí)r 間)的單元。理想的是根據(jù)干擾光強(qiáng)度，也與之恰當(dāng)對應(yīng)地設(shè)定發(fā)光時(shí)間，因 此可以根據(jù)需要設(shè)置發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70。此外，圖像讀取裝置IOO,當(dāng)通過其它單元而具備自動(dòng)調(diào)整發(fā)光時(shí)間的功 能時(shí)也可以不設(shè)置發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70,而通過自動(dòng)調(diào)整該發(fā)光時(shí)間的其它 單元來調(diào)整發(fā)光時(shí)間。接著，使用圖2和圖3，說明由拍攝對象接近檢測單元40執(zhí)行的拍攝對 象接近^r測的方法。圖2是表示拍攝對象150接近攝像元件20的狀態(tài)的圖。圖2 (a)表示作為拍攝對象150的手指接近攝像元件20，使發(fā)光單元10 點(diǎn)亮的狀態(tài)。在圖2 ( a)中，當(dāng)作為拍攝對象150的手指接近攝像元件20時(shí)， 若使發(fā)光單元10點(diǎn)亮，則從發(fā)光單元10向拍攝對象150照射出射光，通過攝像元件20接受來自拍攝對象150的入射光12,可以取得拍攝對象150的圖像、 即指紋圖像。圖2 (b)表示在作為拍攝對象150的手指接近攝像元件20的狀態(tài)下，使 發(fā)光單元10熄滅的狀態(tài)。在圖2 (b)中，通過使發(fā)光單元10熄滅，不將出 射光11照射到拍攝對象150上，從而在攝像元件20中也不接受入射光12。 因此，通過圖像讀取裝置IOO取得的圖像全體是黑色圖像。圖3是表示在圖2 (a)、 (b)的狀態(tài)下取得的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)輸出的圖。圖3 (a)對應(yīng)于圖2 (a),表示在拍攝對象150接近攝像元件20的狀態(tài) 下使發(fā)光單元10點(diǎn)亮而取得的像素?cái)?shù)據(jù)值。在圖3 (a)中，在攝像元件20 中應(yīng)用橫向具有126像素的線狀傳感器，表示了線狀傳感器的1行的像素?cái)?shù)據(jù) 輸出值。橫軸表示排列為橫向1列的像素21的像素號碼，縱軸表示各像素21 的像素?cái)?shù)據(jù)輸出值。如圖3(a)所示，像素21對應(yīng)于拍攝對象150表面的凹 凸、即指紋的峰和谷，在0-255之間表示各種像素?cái)?shù)據(jù)輸出值。如圖3(a)所示，若在拍攝對象150接近攝像元件20的狀態(tài)下，通過發(fā) 光單元10將出射光11照射在拍攝對象150上，則在攝像元件20中，入射光 12根據(jù)拍攝對象150的凹凸圖案而變化，因此各像素21的像素?cái)?shù)據(jù)輸出值不 同，產(chǎn)生波動(dòng)。然后，通過存儲(chǔ)該圖像數(shù)據(jù)輸出值的最大值，可以存儲(chǔ)像素?cái)?shù) 據(jù)中最明亮的像素?cái)?shù)據(jù)。另 一方面，若拍攝對象150是未接近的狀態(tài)，則攝像元件20接受來自周 圍的入射光，因此各像素21的像素?cái)?shù)據(jù)輸出值成為與周圍的環(huán)境對應(yīng)的大體 固定的值，不太產(chǎn)生像素間的差異。圖3 (b)對應(yīng)于圖2 (b),表示在拍攝對象150接近的狀態(tài)下使發(fā)光單元 IO熄滅而取得的拍攝對象150的像素?cái)?shù)據(jù)輸出值。如圖2 (b)中說明的那樣， 當(dāng)熄滅發(fā)光單元10時(shí)，攝像元件20中沒有來自拍攝對象150的入射光12， 并且攝像元件20被拍攝對象150覆蓋，成為不接受光的狀態(tài)，因此像素?cái)?shù)據(jù) 輸出值成為各像素大體固定的較低的值，取得全體較暗的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)。這樣，若在拍攝對象150接近攝像元件20的狀態(tài)下熄滅發(fā)光單元10,則 各像素21的像素?cái)?shù)據(jù)輸出值同樣地表示較低的值。此時(shí)，若存儲(chǔ)像素?cái)?shù)據(jù)輸
出值的最大值，則可以存儲(chǔ)圖2 (b)的狀態(tài)中的最明亮的像素?cái)?shù)據(jù)。另一方面，若拍攝對象150未接近，則拍攝對象150不覆蓋攝像元件20， 因此即使發(fā)光單元IO熄滅，也接受來自周圍環(huán)境的光，各像素21的像素?cái)?shù)據(jù) 輸出值表示與周圍的環(huán)境對應(yīng)的大體固定的值。這樣，在圖3 (a)、 (b)的任意一種情況下，根據(jù)拍攝對象150是否接近 攝像元件20,所取得的像素?cái)?shù)據(jù)不同。當(dāng)拍攝對象150接近時(shí)，在使發(fā)光單 元10點(diǎn)亮的情況下，像素?cái)?shù)據(jù)輸出值的最大值表示某種程度的較大值，在使 發(fā)光單元10熄滅的情況下，像素?cái)?shù)據(jù)輸出值的最大值變小，因此，比較發(fā)光 單元10的點(diǎn)亮?xí)r和熄滅時(shí)的像素?cái)?shù)據(jù)輸出最大值，若相差一定以上，則可以 判斷出拍攝對象150已接近。另一方面，若拍攝對象150未接近，則攝像元件20與發(fā)光單元10的點(diǎn)亮 或熄滅無關(guān)地接受來自周圍的環(huán)境光，因此，像素?cái)?shù)據(jù)輸出值的最大值表示大 體固定的值，其差成為較小的值。在拍攝對象接近^H則單元40中，進(jìn)行所述發(fā)光單元10的點(diǎn)亮.熄滅的控 制、和像素?cái)?shù)據(jù)輸出值的最大值的比較運(yùn)算，檢測拍攝對象150是否已接近攝 像元件20。此外，在本實(shí)施例中，若拍攝對象150接近攝像元件20則可以檢測出接 近，因此舉例說明了拍攝對象150接近攝像元件20的狀態(tài)下的例子，但即使 拍攝對象150與攝像元件20接觸，當(dāng)然也同樣可以檢測出拍攝對象150的接 近(在這種情況下是接觸)。在這種情況下，像素?cái)?shù)據(jù)輸出值大小的差進(jìn)一步 變大，因此檢測本身更加容易。接下來，使用圖4至圖6，說明通過干擾光強(qiáng)度判定單元50以及光累積 時(shí)間設(shè)定單元60進(jìn)行的干擾光強(qiáng)度判定的控制以及運(yùn)算處理內(nèi)容。圖4是表示為了進(jìn)行干擾光強(qiáng)度判定而取得了像素?cái)?shù)據(jù)的狀態(tài)的圖。在圖 4中，發(fā)光單元10被熄滅，通過攝像元件20執(zhí)行拍攝對象150的圖像讀取。 由于發(fā)光單元10已被熄滅，因此不產(chǎn)生來自發(fā)光單元10的出射光11導(dǎo)致的 入射光12,但來自周圍的干擾光140透過拍攝對象150，產(chǎn)生了透射光13。 并且，攝像元件20接受由該干擾光140引起的透射光13。為了判定干擾光強(qiáng)度，需要知道單純的干擾光對圖像讀取的影響。因此，在干擾光強(qiáng)度判定單元50中，若檢測出拍攝對象150已接近，則熄滅發(fā)光單元10,在這種狀態(tài)下進(jìn)行拍攝對象150的圖像讀取，首先在最初進(jìn)行取得拍攝對象圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的控制。在熄滅發(fā)光單元10的狀態(tài)下取得的像素?cái)?shù)據(jù)，有為了判定干擾光強(qiáng)度而 需要的足夠的規(guī)定像素?cái)?shù)即可。若檢測出拍攝對象150的接近，則立即預(yù)測開 始拍攝對象150的圖像讀取所需要的掃掠移動(dòng)等動(dòng)作，因此，取得本來需要的、 不使圖像讀取區(qū)域減少的程度的規(guī)定像素?cái)?shù)的像素?cái)?shù)據(jù)。例如，在攝像元件 20為2線狀傳感器、1條線具有126像素的情況下，可以將最初的10幀左右 分配給干擾光強(qiáng)度判定用的像素?cái)?shù)據(jù)取得。當(dāng)干擾光強(qiáng)度判定用的像素?cái)?shù)據(jù)為 IO幀時(shí)，通過126像素x2 x 10 = 2520像素的像素?cái)?shù)據(jù)來判定干擾光強(qiáng)度。干 擾光強(qiáng)度判定所需的規(guī)定像素?cái)?shù)，可以根據(jù)用途和攝像元件的形態(tài)來設(shè)定適當(dāng) 的數(shù)量。圖5是表示取得用于在圖4中執(zhí)行的干擾光強(qiáng)度判定的像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)的、攝 像元件20的光累積時(shí)間的設(shè)定條件的圖。在圖5中將光累積時(shí)間設(shè)定為最大 值。例如，當(dāng)攝像元件20成為輸出每100 (fisec )所取得的像素?cái)?shù)據(jù)的周期結(jié) 構(gòu)時(shí)，將攝像元件20的光累積時(shí)間設(shè)定為最大值100 ((isec)。通過進(jìn)行這種 設(shè)定，可以不對接受由干擾光引起的透射光13的攝像元件20的光累積時(shí)間設(shè) 置多余限制地，取得基于單純的透射光13的像素?cái)?shù)據(jù)。光累積時(shí)間設(shè)定單元60，若通過拍攝對象接近檢測單元40檢測出拍攝對 象150的接近，則立即將攝像元件20的光累積時(shí)間設(shè)定為最大值。即，當(dāng)千 擾光強(qiáng)度判定單元50取得了干擾光強(qiáng)度判定用的像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行設(shè)定，以使 光累積時(shí)間成為最大值。此外，千擾光強(qiáng)度判定用的像素?cái)?shù)據(jù)取得時(shí)的光累積時(shí)間的設(shè)定，設(shè)定為 攝像元件20的輸出周期的最大值是最簡單的控制，但也可以根據(jù)用途和攝像 元件20的形態(tài)設(shè)定為規(guī)定的一定時(shí)間。干擾光強(qiáng)度判定用的像素?cái)?shù)據(jù)取得時(shí) 的光累積時(shí)間的設(shè)定，為使干擾光強(qiáng)度的判定易于進(jìn)行，可以根據(jù)用途設(shè)定為 適當(dāng)時(shí)間。圖6是通過干擾光強(qiáng)度判定單元50以及光累積時(shí)間設(shè)定單元60執(zhí)行的、 干擾光強(qiáng)度判定算法的判定流程圖。
在圖6中，在步驟100中，當(dāng)通過拍攝對象接近檢測單元40檢測出拍攝對象150的接近時(shí)，通過光累積時(shí)間設(shè)定單元60將攝像元件20的光累積時(shí)間 設(shè)定為最大值。另外，通過干擾光強(qiáng)度判定單元50將發(fā)光單元IO控制為熄滅 狀態(tài)。在步驟110中，執(zhí)行用于干擾光強(qiáng)度判定的拍攝對象150的圖像讀取，取 得規(guī)定像素量的像素?cái)?shù)據(jù)。例如若是在橫向具有126像素的2線狀傳感器，則 將規(guī)定像素設(shè)定為IO幀的2520像素這樣的圖像讀取初期的規(guī)定像素。另外， 例如拍攝對象150是手指時(shí)讀取指紋圖像，但在指紋圖像的情況下，手指尖端 部分的指紋峰谷清晰部分的圖像對于認(rèn)證來說是重要的，因此，初始的接近手 指根部的部分，作為圖像的重要度比尖端部稍差一些。也可以考慮所述拍攝對 象150的圖像區(qū)域的重要度，來決定用于干擾光強(qiáng)度判定的規(guī)定像素。在步驟120中，將步驟110中取得的每一個(gè)像素21的像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ) 與規(guī)定的直射光等級的閾值進(jìn)行比較。直射光等級的閾值，例如在0 255的 輸出值中可以是IOO左右的設(shè)定值。閾值的設(shè)定，可以根據(jù)現(xiàn)狀設(shè)定為適當(dāng)值。 當(dāng)像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)比直射光等級的閾值高時(shí)，進(jìn)入步驟150,在對直射光等 級的干擾光強(qiáng)度進(jìn)行表示的區(qū)域的度數(shù)a上加1。另一方面，當(dāng)像素?cái)?shù)據(jù)輸出 值A(chǔ)比直射光等級的閾值低時(shí)，進(jìn)入步驟130。在步驟130中，比較判定像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)是否超過了規(guī)定的日光強(qiáng)等 級的閾值。日光強(qiáng)等級的閾值，以表示比日光更強(qiáng)的等級的干擾光強(qiáng)度作為基 準(zhǔn)，例如在0~255的輸出值的范圍內(nèi)可以設(shè)定為50左右。該閾值也可以根據(jù) 用途和形態(tài)來設(shè)定為適當(dāng)值。當(dāng)像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)超過日光強(qiáng)等級的閾值時(shí)， 進(jìn)入步驟160,在對日光強(qiáng)等級的干擾光強(qiáng)度進(jìn)行表示的區(qū)域的度數(shù)b上加1。 另一方面，當(dāng)像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)比日光強(qiáng)等級的閾值小時(shí)，進(jìn)入步驟140。在步驟140中，判定像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)是否超過表示比日光弱的等級的 規(guī)定的日光弱等級的閾值。日光弱等級的閾值，例如在0~ 255的輸出值的范 圍中可以設(shè)定為20左右。該閾值也可以根據(jù)用途和形態(tài)來進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。當(dāng) 像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)超過日光弱等級的閾值時(shí)，進(jìn)入步驟170,在對日光弱等級 的干擾光強(qiáng)度進(jìn)行表示的區(qū)域的度數(shù)c上加1。另一方面，當(dāng)像素?cái)?shù)據(jù)輸出值 A比日光弱等級的閾值小時(shí)，進(jìn)入步驟180。
在步驟180中，當(dāng)像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)未超過日光弱等級的閾值時(shí)，進(jìn)行不對度數(shù)計(jì)數(shù)的處理。然后，進(jìn)入步驟190。在步驟190中，判定是否對全部的規(guī)定像素執(zhí)行了步驟120 ~ 180的判定 處理流程。例如，將上述1條線126像素的2線狀傳感器應(yīng)用于攝像元件20 時(shí)，判定2520像素是否全部結(jié)束。若步驟120~ 180的處理對于全部規(guī)定像素 21未結(jié)束，則重復(fù)步驟120- 180的處理，直到針對干擾光強(qiáng)度判定用的全部 像素21,結(jié)束屬于哪個(gè)干擾光強(qiáng)度等級的區(qū)域的判定為止。另一方面，在步驟190中，當(dāng)針對干擾光強(qiáng)度判定用的全部的規(guī)定像素， 像素?cái)?shù)據(jù)輸出值A(chǔ)的等級判定結(jié)束時(shí)，計(jì)算出針對規(guī)定像素量的度數(shù)分布。 在步驟190結(jié)束后進(jìn)入步驟200。在步驟200中，判定表示直射光等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)a是否多于 規(guī)定的直射光度數(shù)閾值。直射光度數(shù)閾值，例如在0 2520像素的范圍內(nèi)可以 設(shè)定為100左右。該閾值也可以根據(jù)用途和形態(tài)來設(shè)定為適當(dāng)值。當(dāng)表示直射光等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)a超過直射光度數(shù)閾值時(shí)，進(jìn) 入步驟230,進(jìn)行應(yīng)該進(jìn)行基于直射光用參數(shù)的光累積時(shí)間設(shè)定的干擾光強(qiáng)度 判定，干擾光強(qiáng)度判定單元50結(jié)束該處理。光累積時(shí)間設(shè)定單元60根據(jù)干擾 光強(qiáng)度判定單元50的判定結(jié)果，將攝像元件20設(shè)定為基于直射光用參數(shù)的光 累積時(shí)間。另一方面，當(dāng)表示直射光等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)a未超過直 射光度數(shù)閾值時(shí)，進(jìn)入步驟210。在步驟210中，判定表示日光強(qiáng)等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)b是否多于 規(guī)定的日光強(qiáng)度數(shù)閾值。日光強(qiáng)度數(shù)閾值，例如在0 2520像素的范圍內(nèi)可以 設(shè)定為IO左右。該閣值也可以根據(jù)用途和形態(tài)而設(shè)定為適當(dāng)值。當(dāng)表示日光強(qiáng)等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)b超過了日光強(qiáng)度數(shù)閾值時(shí)， 進(jìn)入步驟240,進(jìn)行應(yīng)該進(jìn)行基于日光強(qiáng)用參數(shù)的光累積時(shí)間設(shè)定的千擾光強(qiáng) 度判定，干擾光強(qiáng)度判定單元50結(jié)束該處理。光累積時(shí)間設(shè)定單元60根據(jù)干 擾光強(qiáng)度判定單元50的判定結(jié)果，將攝像元件20設(shè)定為基于日光強(qiáng)用參數(shù)的 光累積時(shí)間。另一方面，當(dāng)表示日光強(qiáng)等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)b未超過 曰光強(qiáng)度數(shù)閾值時(shí)，進(jìn)入步驟220。在步驟220中，判定表示日光弱等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)c是否多于
規(guī)定的日光弱度數(shù)閾值。日光弱度數(shù)閾值，例如在0 2520像素的范圍內(nèi)可以 設(shè)定為o左右。該閾值也可以根據(jù)用途和形態(tài)而設(shè)定為適當(dāng)值。當(dāng)表示日光弱等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)c超過日光弱度數(shù)闊值時(shí)，進(jìn) 入步驟250,進(jìn)行應(yīng)該進(jìn)行基于日光弱用參數(shù)的光累積時(shí)間設(shè)定的干擾光強(qiáng)度 判定，干擾光強(qiáng)度判定單元50結(jié)束該處理。光累積時(shí)間設(shè)定單元60根據(jù)千擾 光強(qiáng)度判定單元50的判定結(jié)果，將攝像元件20設(shè)定為基于日光弱用參數(shù)的光 累積時(shí)間。另一方面，當(dāng)表示日光弱等級的區(qū)域中的像素?cái)?shù)的度數(shù)c未超過日 光弱度數(shù)閾值時(shí)，進(jìn)入步驟260。在步驟260中，通過干擾光強(qiáng)度判定單元50進(jìn)行應(yīng)該進(jìn)行基于室內(nèi)用參 數(shù)的光累積時(shí)間設(shè)定的千擾光強(qiáng)度判定，干擾光強(qiáng)度判定單元50結(jié)束該處理。 光累積時(shí)間設(shè)定單元60根據(jù)干擾光強(qiáng)度判定單元50的判定結(jié)果，將攝像元件 20的光累積時(shí)間設(shè)定為基于室內(nèi)用參數(shù)的光累積時(shí)間。這樣，在本實(shí)施例的圖像讀取裝置IOO以及圖像讀取方法中，判定干擾光 強(qiáng)度，與之相對應(yīng)地設(shè)定攝像元件20的光累積時(shí)間。由此，可以按與干擾光 強(qiáng)度對應(yīng)的最佳的光累積時(shí)間進(jìn)行圖像讀取。圖7是表示通過光累積時(shí)間設(shè)定單元60以及發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70設(shè)定 的、按照與干擾光強(qiáng)度等級相對應(yīng)的模式而區(qū)別的參數(shù)設(shè)定例的圖。圖7是左 側(cè)表示通過光累積時(shí)間設(shè)定單元60設(shè)定的光累積時(shí)間的設(shè)定例、右側(cè)表示通 過發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70設(shè)定的發(fā)光時(shí)間(點(diǎn)亮?xí)r間)的設(shè)定例的時(shí)序圖。圖7 (a)表示攝像元件20的像素?cái)?shù)據(jù)輸出周期以及發(fā)光單元10的點(diǎn)亮 時(shí)間的最大時(shí)間。在圖7(a)中，當(dāng)攝像元件20的像素?cái)?shù)據(jù)的輸出周期是100 (lisec)時(shí)，光累積時(shí)間的最大設(shè)定值成為100 ()isec)。另外，發(fā)光單元10 的點(diǎn)亮?xí)r間， 一般并非是在光累積時(shí)間的全部時(shí)間內(nèi)點(diǎn)亮，而是在比光累積時(shí) 間短的時(shí)間內(nèi)點(diǎn)亮，所以當(dāng)光累積時(shí)間為100 (jisec )時(shí)設(shè)定為例如80 ((isec ) 左右。圖7 (b)表示判定干擾光強(qiáng)度處于直射光等級，直射光模式中的光累積 時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。在圖7(b)中，在直射光模式中干擾光強(qiáng)度高，當(dāng)將光 累積時(shí)間設(shè)定得較長時(shí)，攝像元件20的受光量增多，大量像素?cái)?shù)據(jù)可能達(dá)到 最大值而成為飽和狀態(tài)。因此，將攝像元件20的光累積時(shí)間設(shè)定為最大值的30%即30 (iisec)，將發(fā)光單元10的點(diǎn)亮?xí)r間設(shè)定為0 (^tsec )。由于僅通過 干擾光的透射光13的光量就可以進(jìn)行拍攝對象150的圖像讀取，因此將發(fā)光 單元10的點(diǎn)亮?xí)r間設(shè)為0 ( psec)。圖7 (c)表示判定干擾光強(qiáng)度處于日光強(qiáng)等級，日光強(qiáng)模式中的光累積 時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。在圖7 (c)中，攝像元件20的光累積時(shí)間比圖7 (b)的 直射光模式延長，設(shè)定為50(psec)。另外，設(shè)定發(fā)光單元IO使其點(diǎn)亮一會(huì)兒， 設(shè)定為5 ((isec)的點(diǎn)亮?xí)r間。圖7 (d)表示判定干擾光強(qiáng)度處于日光弱等級，日光弱模式中的光累積 時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。在圖7 (d)中，攝像元件20的光累積時(shí)間比圖7 (c)的 日光強(qiáng)模式進(jìn)一步稍微延長，設(shè)定為60 ( psec )。另外，發(fā)光單元10的點(diǎn)亮?xí)r 間也比日光弱模式進(jìn)一步稍微延長，設(shè)定為10 (psec)。圖7 (e)表示判定干擾光強(qiáng)度等級處于室內(nèi)等級，室內(nèi)模式中的光累積 時(shí)間以及發(fā)光時(shí)間。在圖7(e)中是幾乎沒有干擾光的影響的狀態(tài)，因此將 攝像元件20的光累積時(shí)間設(shè)定為最大的100(psec)。另外，發(fā)光單元10的點(diǎn) 亮?xí)r間也比日光強(qiáng)模式進(jìn)一步延長，設(shè)定為20 (psec)。這樣，在本實(shí)施例的圖像讀取裝置100以及圖像讀取方法中，根據(jù)干擾光 強(qiáng)度判定單元50所判定出的干擾光強(qiáng)度，通過光累積時(shí)間設(shè)定單元60可以進(jìn) 行適當(dāng)?shù)墓饫鄯e時(shí)間的設(shè)定。另外，根據(jù)需要，通過發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元70也 設(shè)定發(fā)光時(shí)間，可以達(dá)到更適當(dāng)?shù)呐臄z條件。此外，圖7所示的例子只不過是設(shè)定的一例，可以根據(jù)用途和形態(tài)來進(jìn)行 適當(dāng)設(shè)定。圖8是表示本實(shí)施例的圖像讀取裝置100在攝像元件20的光累積時(shí)間設(shè) 定后進(jìn)行拍攝對象150的圖像讀取的狀態(tài)的圖。本實(shí)施例的圖像讀取裝置100, 在根據(jù)干擾光強(qiáng)度設(shè)定攝像元件20的光累積時(shí)間后，根據(jù)需要使發(fā)光單元10 點(diǎn)亮，伴隨著拍攝對象150的進(jìn)一步的掃掠等移動(dòng)，通過攝像元件20進(jìn)行圖 像讀取。在圖8中，使作為拍攝對象150的手指在跟前掃掠，取得了從手指根 部側(cè)到尖端的指紋圖像。在將手指的根部側(cè)在攝像元件20上掃掠的初始階段， 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了光累積時(shí)間，因此，在光累積時(shí)間的設(shè)定以后可以取得能夠清晰 地區(qū)別指紋的峰和谷的指紋圖像。
光累積時(shí)間設(shè)定后的通常的圖像讀取中，從發(fā)光單元向作為拍攝對象150 的手指照射出射光11，通過來自拍攝對象150的入射光12可以對指紋進(jìn)行拍 攝，取得清晰的指紋圖像。這樣，根據(jù)本實(shí)施例的圖像讀取裝置IOO以及圖像讀取方法，在一連串的圖像讀取的動(dòng)作中迅速地判定干擾光強(qiáng)度，并以此為基礎(chǔ)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定攝像元件20的光累積時(shí)間，可以讀取、取得清晰的指紋圖像。以上，詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在 不超出本發(fā)明范圍的情況下，可以對上述實(shí)施例進(jìn)行各種變形以及替換。
權(quán)利要求
1. 一種圖像讀取裝置，其特征在于，具有發(fā)光單元，其向拍攝對象照射出射光；攝像元件，其接受來自所述拍攝對象的入射光，產(chǎn)生與接受的光量相對應(yīng)的電氣信號；拍攝對象接近檢測單元，其檢測所述拍攝對象接近該攝像元件；干擾光強(qiáng)度判定單元，其當(dāng)通過該拍攝對象接近檢測單元檢測出所述拍攝對象的接近時(shí)，將所述發(fā)光單元熄滅，通過所述攝像元件取得規(guī)定像素量的所述拍攝對象的圖像，根據(jù)該圖像的像素?cái)?shù)據(jù)判定干擾光強(qiáng)度；以及光累積時(shí)間設(shè)定單元，其根據(jù)該干擾光強(qiáng)度判定單元判定出的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述攝像元件的光累積時(shí)間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述光累積時(shí)間設(shè)定單元，當(dāng)通過所述拍攝對象接近檢測單元檢測出所述 拍攝對象的接近時(shí)，將光累積時(shí)間設(shè)定為最大值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像讀取裝置，其特征在于， 所述干擾光強(qiáng)度判定單元，將所取得的每一個(gè)所述像素?cái)?shù)據(jù)的輸出與規(guī)定的多個(gè)閾值進(jìn)行比較，將所述像素?cái)?shù)據(jù)分類于與光強(qiáng)度對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，根據(jù) 該區(qū)域的度數(shù)判定干擾光強(qiáng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的圖像讀取裝置，其特征在于， 所述拍攝對象是手指，所述攝像元件是將多個(gè)光電變換元件排列為線狀的線狀傳感器， 所述像素?cái)?shù)據(jù)是通過在所述線狀傳感器上掃掠所述手指而取得的、線狀像 素?cái)?shù)據(jù)的規(guī)定條數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的圖像讀取裝置，其特征在于， 所述攝像元件，按通過所述光累積時(shí)間設(shè)定單元而設(shè)定的光累積時(shí)間，對所述拍攝對象進(jìn)行拍攝，讀取所述拍攝對象的圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的圖像讀取裝置，其特征在于， 還具有發(fā)光時(shí)間設(shè)定單元，其根據(jù)通過所述干擾光強(qiáng)度判定單元判定的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述發(fā)光單元的點(diǎn)亮?xí)r間。
7. —種圖像讀取方法，其特征在于，具有如下步驟檢測拍攝對象接近攝像元件的步驟；在使發(fā)光單元熄滅的狀態(tài)下，通過所述攝像元件對規(guī)定像素量的所述拍攝 對象的圖像進(jìn)行拍攝，取得該圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的步驟； 根據(jù)該像素?cái)?shù)據(jù)判定干擾光強(qiáng)度的步驟；根據(jù)該干擾光強(qiáng)度設(shè)定所述攝像元件的光累積時(shí)間的步驟；以及 通過所述攝像元件對所述拍攝對象進(jìn)行拍攝的步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像讀取方法，其特征在于， 取得所述像素?cái)?shù)據(jù)的步驟中，將所述攝像元件的光累積時(shí)間設(shè)定為最大值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的圖像讀取方法，其特征在于， 所述判定干擾光強(qiáng)度的步驟包含以下步驟將所述像素?cái)?shù)據(jù)與規(guī)定的多個(gè)閾值進(jìn)行比較，將所述像素?cái)?shù)據(jù)分類于與干 擾光強(qiáng)度對應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，計(jì)算該區(qū)域的度數(shù)的步驟；以及將所述度數(shù)與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，判定所述干擾光強(qiáng)度的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的圖像讀取方法，其特征在于， 所述拍攝對象是手指，所述攝像元件是將多個(gè)光電變換元件排列為線狀的線狀傳感器， 所述像素?cái)?shù)據(jù)是通過在所述線狀傳感器上掃掠所述手指而取得的、線狀像 素?cái)?shù)據(jù)的規(guī)定條數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任意一項(xiàng)所述的圖像讀取方法，其特征在于， 還具有發(fā)光時(shí)間設(shè)定步驟根據(jù)在所述判定干擾光強(qiáng)度的步驟中判定出的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述發(fā)光單元的點(diǎn)亮?xí)r間。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像讀取裝置及圖像讀取方法，在圖像讀取動(dòng)作中迅速設(shè)定攝像元件的光累積時(shí)間，在直射日光等干擾光較強(qiáng)的環(huán)境下也能取得有適當(dāng)對比度的清晰圖像。該圖像讀取裝置具備向拍攝對象照射出射光的發(fā)光單元；接受來自所述拍攝對象的入射光，產(chǎn)生與接受的光量對應(yīng)的電氣信號的攝像元件；檢測出所述拍攝對象已接近該攝像元件的拍攝對象接近檢測單元；通過該拍攝對象接近檢測單元檢測出所述拍攝對象接近時(shí)，熄滅所述發(fā)光單元，通過所述攝像元件取得規(guī)定像素量的所述拍攝對象的圖像，根據(jù)該圖像的像素?cái)?shù)據(jù)判定干擾光強(qiáng)度的干擾光強(qiáng)度判定單元；根據(jù)該干擾光強(qiáng)度判定單元所判定的干擾光強(qiáng)度，設(shè)定所述攝像元件的光累積時(shí)間的光累積時(shí)間設(shè)定單元。
文檔編號H04N1/04GK101398888SQ20081012724
公開日2009年4月1日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者水島悟史, 田原良則 申請人:三美電機(jī)株式會(huì)社