TW200847759A - Image reading device, image reading method, and fingerprint reading device - Google Patents

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200847759 九、發明說明： 又 【發明所屬之技術領域】 荖係一種影像讀取裳置與影像讀取方法以及指紋讀取裝 11別触於麟在強烈的干航(di祕_ light)-垮下决 讀取影像㈣像讀轉置無像雜綠⑽献下來 、 【先前技術】 紋善^科的安全性巾也開發妓夠辨識指 、々生〒體（llvmgb〇dy)。其中以指紋讀取裝置 表二;f!取裝置係利用讓手指接觸到讀取 ，甶光予或者靜龟專來讀取指紋上的影像之裝置。 線f 記錄表面讓手麟描，且讀取指紋影像的每-

傻“ίΐΐ t所讀取到的指级上各線條的影像來取得指紋影 γ描式^曰紋頃取裝置而作為指紋讀取裝置。 、、V 在類似此種的指紋讀取裝置中，揭示有利用空 皮膚’也就是說_所謂影像導引之光纖曰 =;ί紋凸部之折射率差異，進而讀取指紋影像 這個時候，除了從内建在線影像感應器内的led所 果照射到強烈的太陽光的^將會超過既“讀二 '產„態或者誤動作。具體而言，從線影像感應 ΐιίΐ的對比信號’通常會因應於光線的照度來輸出，但ϋ 照射到的話’就會被保持在臨界值或者以非所 在指_取裝置上’射影像_會健缺 但?飽和狀態上信號係呈水平狀態無法取得影像^出 :取知明顯的影像’因此就無法進行辨識指紋的為二 夠以必要的信號位準（level)來取得影像，必須要調=了月匕 揭示有將感度改變成複數區段之雜取(extract)特定=定 5 200847759 量’再基於粹取(extract)的測定量來設定最適合感度的2維影像讀 取裝置作為感度調整方法（譬如茲參照專利文獻^。 再者，揭示有如果在曝光度過多的情況下，會控制儲存時間來 ，低曝光量，反之如果在曝光度不足的情況下，就會控制光源的 光強度來增加曝光量的影像處理裝置來作為其他感度調整方法 (譬如茲參照專利文獻2)。 [專利文獻1]特開第3116950號公報 [專利文獻2]特開2003-32453號公報 % 【發明内容】 【發明的欲解決之問題】 本發明係有鑒於上述的課題來發明，其目的在於提供一種即使 強烈之干擾光(disturbance light)的環境下也能夠正確讀取影像 的影像讀取裝置與影像讀取方法以及指紋讀取裝置。' '、 【解決問題之手段】 你旦 =明之影像讀取裝置’係一具有可以用來讀取所要讀取對象 像讀取部（115)，其中係具有—讀取控制部⑽）， =將衫像讀取部（115)的影像讀取時間設定為最小值之 _ 取部〇15)的人射総絲控娜縣取部（115\ 間直本至，會增加讀取時間之等量既定時 讀ϋ，本發日月之讀取控制部（m)將以既定時間單位來增加 再士者，本發明之讀取控制部（117)，在影像讀取部⑴ 結ΐ後所巧之傳送時間，由該影像讀取部（115)來 “碩取時間所讀取到的影像且前述傳送時間為一定值。 *另i卜/本發明係一具有可以用來讀取要讀取對象物影像之旦九 喝取。p (m)的影像讀取裝置之影像讀取妓，鱗徵^^ 200847759 ^==115)的影像讀取_設定為最小值之後，再依據入射到 g讀&時=(115)的入射光強度來控制影像讀取部（115)之影 马發明之指紋讀取裝置，係一具有用來讀取指紋影像的 (115)，其中係將影像讀取部（出）的影像讀取時 小值之後’再依據入射到影像讀取部（115)的入射光 強度末控梅彡像讀取部（115)之影像讀取時間。 利號僅供為參考之用’藉此並制來蚊申請專 [發明效果] 強/話’將可檢測出入射到影像讀取部的入射光 ίΐ取度小於既雜的話就可以讓影像讀取部的影 序增加’即使在強烈的干擾光恤触_ 出影像。另外，會配合干縣(―ei_ ϊίίΐ^Γ咖且因可瓣紐，耻可湘輕的準位 ^ ρ5虎，因此可正確的來讀取影像。 ΜΗ 【實施方式】 表示明3之-實施例的方塊構造圖，第2圖為 /每头τ之一貫施例立體圖。 讀取戶裝魏親行賴具有：可 取所要外㈣„的衫像讀取部與能從影像讀取部依序擷 部。靖+象物之衫像而取得讀取對象物之影像的影像處理 m ^ LEDm#^ ? 類比·數位轉換電路116 ^^影像導引114、線影像感應器115、 0 ^ 處理裝置117、記憶體118、連接器119、 且為精她組樹脂12G來模製的構造。 紐- LED112 ’係利用來自處理裝置1Π的驅動信號驅動發光。從 200847759 LEDl 12所發出的光入射到導光板塊113。其中導光板塊η)之構造 譬如由透明或半透明樹脂所構成，且將從LED112所射出的光將^ 引到讀取面S再從讀取面S往箭頭Z1方向射出。 、 讀取面S與讀取對象物的手指接觸且往譬如箭頭XI方向掃插。 從導光板塊113所射出的光，首先會入射到手指且於手指内部進行 亂反射再入射到影像導引114。其中影像導引114譬如會將光纖作 成束狀、且固定之、且光束的兩端面互相平行、且對光纖之延伸 方向傾斜成一既定的角度來截斷而成，讓長邊方向能夠配置為往 箭頭Y卜Y2方向延伸。另外，影像導引114係與手指緊密的部分， 也就是說，會入射來自指紋凸部的光且導引到另一端面，與手指 隔離的部分，也就是說會反射來自指紋凹部的光且無法到達另一 端面。藉此，影像導引114的另一端就會因應於指紋而產生明暗。 於影像導引114的另一端將配置有線影像感應器η;。 線影像感應器115係一將呈現在影像導引114的另一端光學影 像轉換成電氣信號的感應器。線影像感應器115之構成係將光二^極 ，或者光電晶體往箭頭Y卜Y2方向配置為⑼或者複數列，且在 ^二線^上將絲縣觀成影像錢者。此時，_像感應器 5會利用從處理裝置117所供應的時序控制信絲控制讀取時 間，也就是說能夠控制電荷儲存時間，傳送時間等之各種時序。 在線影像感應、器115所讀取到的影像信號將傳送給類比數位 旦其:立轉換電路116係用來將線影像編^ :二雜換成數位資料。在類比數位轉換祕116所 轉換的數位貧料將傳送的處理裝置117。 蓉tit置構造包括有：ASIC、微電腦（mi瞻呵*) 來進行tirit時從類比^位轉換電路116所傳送的數位資料 成二Γ.衫像、’而於指標動作時會基於指紋影像的移動作 iii:!p〇mter)移動之資料以進行處理。指紋讀取動作會在 ί; ί作讀取面8的手指指紋，且執行、组合指紋影像的 處理。另外，於和向動作時會檢測出所讀取到的指紋影像移動量 8 200847759 及方向且產生用來移動指標的資料，再透過連接器119施行傳送信 ^到主電腦來進行處理。此時，處理裝置117會基於在線影像感應 為所檢測出的信號檢測出入射干擾光(disturbance light)強度， 再利用所檢測出的入射干擾光(disturbance light)的強度來控制線 影像感應器115的讀取時間，也就是說可控制電荷的儲存時間。 、處$理裝置可以控制LED112的發光時序。譬如當手指的移動 速度慢於既定速度時，就會控制線影像感應器115來增加讀取間 ，。另外，處理裝置117，如果手指的移動速度慢於既定速度的話， 控制讓處理裝置117本身以及LED12與線影像感應器115等各

間隔性動作。另外，記憶體118的構造係由SRAM所構成且用 在處理裝置117的作業用記憶領域。 卡^其次,、’將針對在處理裝置117上的指紋影像讀取動作時的處理 不►加以§兄明。 圖第3圖為表示處理裝置117的指紋影像讀取動作時之處理流程 车= 用Λ理裝置117而成的指紋影像讀取動作由第3圖，步驟si] 理戶理’步驟S1_2的献調整處理，步驟S1_3的影像取得處 敗的手指檢測處理係為讀取對象物的手指為了判斷讀 制線旦的處理步驟。另外’步觀韻感度機處理係控 度而:¾ :二?的儲存時間(讀取時間）’且調整為適當的感 明的扣影像之處理步驟。其次，步驟S1_3的影H 传處理來取得餘影像的處理步驟。 像取 ，次’針對各步驟的處理來加以說明。 I先，說明步驟S1-1的指紋檢測處理。 =圖為表示處理裝置117的指紋檢測處理的流程圖。 設定戌處社，其巾處理錄117係在步驟如來 間周整參數係—線影像感應器出的讀取ί 4)或者用來放大線影像感應器115的輸出影像信號的 9 200847759 放大電路之放大率等且係一預登錄值。又，這個時候，讀取時間 將設定為最小時間丁2。其中最小時間T2譬如係藉由線影像感應器 115來頃取影像的最小之儲存時間。藉由事先將讀取時間設定成最 小時間T2,即使在強烈的太陽光照射環境下也可正確檢測出手指。 其次，處理裝置117係於步驟S2-2來設定手指檢測參數。指紋 檢測參數譬如係一用來放大線影像感應器115的輸出影像信號的、 放大電路之放大率等且事先設定為指紋檢測用值。 ^ 處理裝置117係於步驟S2-3開始檢測手指。其中處理裝置117係 於步驟S2-4上控制LED112具有一定的發光功率。 、 ^ 其次，處理裝置117係於步驟S2-5上進行感度調整。在步驟S2_5 上所進行的感度調整例如，係粹取（extract)由線影像感應器115 所供給的構成一線條之複數像素的像素信號中最大信號值^ TO Vmax，如果粹取(extract)的最大信號值Vmax未達到既定值的話， 就會在每個既定時間步驟將線影像感應器115的讀取時間加長^，來 處理感度調整。 & 處理裝置117，於感度調整之後以步驟S2-6進行手指檢測。步 驟S2-6的手指檢測，譬如從線影像感應器115所供給的一線條份^ 影像信號最大信號值Vmax大於既定值的話，就判斷丰尨左太矣 取面S上，反之檢測出的最大信號值Vmax小於既定值的話，就 斷手指不存在讀取面S上。又，在本實施例中，雖然能夠從才^成一 線條的複數影像之影像信號中來粹取最大信號值Vmax*作為判 定值，但是也可以粹取(extract)出平均值或者除最大值盥最^ 的影像信號之平均值。 ' 處理裝置117，其中如果在步驟S2-7上判斷出手指存在的話， 則將跳到步驟S1-2的感度調整處理。另外，處理裝置117 步驟S2-7上判斷出手指不存在的話，將返回到步驟S2_4且繼續 手指之處理。 、 又，為了要實現手指檢測處理具有低消耗電力，因而以 ms來動作且也間斷性來驅動LED112。 200847759 士 LEDl12係以數+ms間隔來點亮1〇〇μ。因此，LED112幾乎所右 了將狐EDm於域狀態之間來進行步 ，次’將針對步驟S1-2的感度調整處理來加以說明。 第5圖為表示處理裝置117的感度調整處理的流程圖。 裝辟置m係於步驟％1來設定有感度調整參數。其中感度 數言如係一線影像感應器115的儲存時間，用來放大線影像 ，二斋115輸$影雜號的放大電路之敎率。這辦候，储存 間將设定為中間時間Τΐ(>最小時間丁2)。 態或此者如度的狀11下來麟鴻絲話，齡成為餘和狀 處理裝置117係於步驟S3-2，S3_3中用來設定自動控制 LED112照度的LED自動照度控制參數，及用來設定進彳^他 度調整的各種參數。其中LED自動照度控制參數嬖如係一用來^ 制LED^2的閉鎖迴路等的放大增益。其他的參數譬如有以線影= 巧感應裔115讀取到的影像信號之放大率，將儲存到線影像感應 器115之影像信號傳送到處理裝置117之傳送時間等。〜〜 處理震置117躲步驟S3_4上將時序信號傳送給線影像❹哭 115且在線影像感應器115開始讀取影像。 豕级應 處理裝置117係於步驟S3-5上基於在線影像感應器115所讀取 到的影像信號來進行LED自動照度控制。 、 led自動照度控制係譬如控制LED112的照度來讓讀取到的線 條影像信號的平均值為一既定值的處理。 /處理裝置117係於步驟S3_6上來進行感度調整。其中感度調整 係進行调整處理使讀取線影像感應器115的讀取時間之線條影像 信號的平均值為一既定值。處理裝置117係於步驟幻_7上所^定的 LED照度或著感度且從線影像感應器丨〗5來取得影像信號。 處理裝置117係於步驟S3-8判斷從線影像感應器115所"取得影 像的次數是否達到既定線條數。 200847759 =，步驟队8從線影像感應11115所取得 衫像的-人數未達到既讀條數的話’就放棄 線條^像信號而回到步雜5來取得下一個線條 ^取付 果判斷出步驟财且從線影像感應器_取 付影像的次數已達到既定線條數的話，就會在步驟S3_9粹取 (extmc抛最後所取得之雜影像錢巾之最影像信號。 其’處理裝置1Π係用來判斷所粹取(ex福〉的最大信號值 Vm狀疋否小於臨界值Vshl。驗裝置m如果判斷於步驟幻七上 所粹取(extract)的最大信號值Vmax大於臨界值Vshl的話，就 步驟S3-12上將儲存時間設定為最小時間丁2 ( <T1 < θ也合 在步驟S3_13_UfLED自_度控糖蚊躲轉 ^ LHDKLEDO)。 另外，處理裝置117如果判斷出於步驟S3_u上所粹取㈣㈣ 的最大信號值Vmax小於臨界值Vshl的話，就會判斷在步驟SM3 亡所粹取(extract)的最大信號值Vmax是否會小於臨界值Vsh2( < ^界值Vshl )。其中處理裝置ι17如果判斷出在步驟幻_13上所 粹取(extract)的最大信號值Vmax大於臨界值Vsh2 (<臨界值 Vshl)的話，也就是說[vth2<vmax<Vthl]情況，就會在步驟S3_15 上將儲存時間設定為中間時間T1 ( >T2)，同時也會在步驟S3_16 上將LED自動照度控制量設定為中間控制量LEDi (>LED2)。 處理衣置117如果判斷出在步驟§3-14上所粹取(extract)的最大 信號值Vmax小於臨界值Vsh2 (<Vshl)的話，也就是說[νΜχ <Vth2<Vthl]情況，就會在步驟S3_17上將儲存時間設定為最大 時間TO (>T1>T2)，同時也會在步驟§[3_18上將LED自動照 度控制量設定為最大控制量LED0(>LED1>LED2)。 、—藉由上述處理，如果從線影像感應器115所輸出的影像信號來 ，取(extract)的最大信號值vmax大於臨界值Vthl時，就會令線影像 感應器115的讀取時間（儲存時間）設定為最小時間12。另外，如 果仗線衫像感應斋Π5所輸出的影像信號來粹取(extract)的最大信 12 200847759 號值Vmax介於臨界值Vthl與臨界值vth2中間時，就會令線影像感 應器115的讀取時間（儲存時間）設定為中間時間丁丨。再者，如果 從線影像感應器115所輪出的影像信號來粹取(extract)的最大信號 值Vmax小於臨界值Vth2時，就會令線影像感應器^^的讀取時間 (儲存時間）設定為最大時間TO。 ▲徒以上了知’線衫像感應器115如果在干擾光(dis^bancelight) 較少的情訂就可依序延長讀取時取增减度，藉此就能以最 佳感度讀取指紋影像。

^於這個時候在讀取時間（儲存時間），其帽從線影像感 巧115所，取到的影像信號傳送給處輯置…的傳送時間為一 2 = ί就是說，於本實施例線影像感應器115的傳送時間保持 著一疋狀恶下控制可變之讀取時間。 但也 終2赵ϋ實施例上’雖係在感度調整上粹取㈣act)構成一線 Hi 影像信號中之最大信號值Vmax來加以使用μ 者粹取㈣aet)除最大值與最小值外之影像信號的 到點亮LEDm時的影像信號，其令如果由 因此即使在算雜信驗少時，祕歧健报低， 斷，如ledu2的資料也可進行相同的判 疋所期望值的話也能夠再次進行感度調整。 卿-3的^^織處雜奴歧.料聰進行步 置1丨爾像讀取處理騎程圖。 在步驟S4H果在步驟队1來開始取得影像的話，就可以 度控制處理彳自触度㈣處理。其巾咖自動昭 成，‘二 == 光讓_2的照度‘ 13 200847759 影像信號之後繼續處理步驟S4_2〜S4-5。 如*以上所述，藉由控制線騰感應器115的讀取時間、即使太 陽光等的干擾光(disturbance light)強’或即使控制LEDm的照 制失效的情況下也可適當化其感度。 f7，,表示本發明之其中之一實施例動作說明圖。其中第7圖 (A)為表示讀取時序，第7圖⑻為表示傳送時序。 哭理感度調整的話’首先會將線影像感應 設定為最小咖τ2來進行讀取影像。又，於此從 像感應g 115所輸㈣影像錢帽粹取㈣㈣的最大信號 值Vmax將比臨界值Vth2以及臨界值νώ1任一個小。 所讀取到的信號將會在下個時間tKt2的傳送時 處理裝置117:又，傳送時間™將充分設定且在 動作。傳送結束之後處理裝置117將從線影像 ϋϋΐ輸出的信號來進行粹_Xtrac躲大信號值Vmax。這 寸|、；处理裝置117的最大信號值Vmax將小於臨界值乂如，

Vth2 =以要將線影像感應器115的讀取時間設定為中間時間τ卜 最二St3二ΐ束傳送時間T10 ’則線影像感應器115將大於 士 _沾二L1 進其間頃取。線影像感應器115如果以 i t束㈣_T1，齡財_t4〜⑽傳送_Τ10所讀 取到的k號傳送給處理裝置117。 、 雁ί 傳1 ’傳送之後，處理裝置117將由線影像感 =σσ山斤輸出仏號的最大信號值Vmax粹取(extract)。這個時 ^於处理裝置117的最大信號值Vmax將小於臨界值獅1，

Vth2，所以要將線影像感應器出的讀取時間設定為最大時卿。 出的影像感應器115輪出的影像信號中所粹取__ 玛像咸雁於臨界值伽和懂中間的話，就要將線 買取㈣蚊為中間時間T1 ’而如果從線影像感 應為5輸出的影像信號中所粹取(e迦吻出的最大信號值加^ 200847759 於S品界值Vthl的話，就會將線影像感應器115的讀取時間設定為最 小時間T0。 ' 由以上所述，由控制線影像感應器115的讀取時間來感度調 整。當由線影像感應器115的控制讀取時間來調整感度結束之後接 著進行步驟S1-3的影像讀取處理動作。 〜 另外，上述步驟S1-2之感度調整處理，即使在步驟sl-3的影像 取得處理中之步驟S4-3也是同樣地來進行。

^如果由本實施例的話，則線影像感應器115的讀取時間，也 就是說藉由及時調整電荷的儲存時間即可獲得適當的照度，即是 在入射1類似強烈的太陽光環境下來使用的話也不會產生誤動作 獲付纖的指紋影像之效果。因此，特麟搭配在行動電 洁的^況下將可預估可獲得非常大的利益。 或具者 =的=進行感度調整。藉此就可於動作時來處理周圍環 宗旨且當^不魏離本發明 筮1固【圖式簡單說明】 示ff月之其中之—實施例的方塊構造圖； 第3圖-實施例的立體圖； 第4圖為表示處理裝置理流程圖； 200847759 【主要元件符號說明】 100 掃描型指紋讀取裝置 111 印刷電路板 112 LED 113 導光板塊 114 影像導引 115 影像讀取部/線影像感應器 116 類比-數位轉換電路 117 讀取控制部/處理裝置 118 記憶體 119 連接器 120 模塑樹脂 S1-1 〜S1-3 步驟 S2-1〜S2-7 步驟 S3-1 〜S3-18 步驟 S4-1 〜S4-6 步驟 16

Claims (1)

1. 200847759 、申請專利範圍： -種影像讀取裝置’係具有可以絲要讀轉 像之 ，像讀取巧，^特徵係具有-讀取控制部，係將前述影像讀取 ^的影像t胃糾間設絲:ft顿錢，再傾人賴前述影像 讀取部的人射光強度來控制前述影像魏部之影取時間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之影像讀取裝置，其中前述讀取控制 部在每個既定_增大前述讀取時間朗該檢顺度達到既定 弓金唐麁屮。 3.如申請專利範圍第1項所述之影像讀取裝置，其中前述讀控制 部於項取時間結束麟設定之傳送時間，由該影像讀取部來輸 出在該讀取時間所讀取到的影像且前述傳送時間為一定值。 4. 一種影像讀取裝置之影像讀取方法，係具有可以用來讀取要讀 取^象物影像之影像讀取部，其特徵係將前述影像讀取部的影 像讀取時間設定為最小值之後，再依據入射到前述影像讀取部 的入射光強度來控制前述影像讀取部之影像讀取時間。

   5·:種指紋讀取裝置，係具有讀取指紋影像的影像讀取部，其特 ，在於具有讀取控制部，將前述影像讀取部的影像讀取時間設 定為最小值之後，再依據入射到前述影像讀取部的入射光強^ 來控制前述影像讀取部之影像讀取時間。 X 17