JP4154874B2 - 指紋読取装置および指紋読取方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、個人認証する為の指紋照合に用いて好適な指紋読取装置および指紋読取方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
個人認証する為の指紋照合には指紋読取装置が用いられる。この種の装置としては、指紋読取センサに透過型のフォトセンサを用いた場合に、例えば図8に示すバックライト方式の指紋読取装置が知られている。この図に示す指紋読取装置では、ガラス基板GBの一面側にフォトセンサ10を、m行n列のマトリクス状に配置したフォトセンサアレイSAを用い、センサ面SF上に指が当接される。
【0003】
フォトセンサアレイSAの背面側に設けられる光源(バックライト)BLから照射される光は、フォトセンサ10形成領域以外の部分を透過して指に照射され、当該フォトセンサアレイSAのセンサ面SFに当接する指紋の凸凹に応じて散乱され、それに対応した明暗パターンからなる指紋画像をフォトセンサアレイSAが検出する。
【0004】
すなわち、センサ面SFに指が当接されると、指紋の隆線はセンサ面SFに密着するから、光源BLからの照射光が強く散乱され、これによりフォトセンサ10に入射する光量が増加して明るく(白く)検出され、一方、指紋の谷線はセンサ面SFに密着しない為にその散乱が少なくなり、フォトセンサ10に入射する光量が減少して暗く(黒く)検出される。
こうした指紋の凸凹に対応した明暗パターンの指紋画像を2次元的に抽出することで指紋読取りが行われる。なお、こうした指紋読取装置の詳細については、例えば特開2001−77342号公報に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フォトセンサアレイSAのセンサ面SFに当接される指の状態は、皮脂の分泌状態や皮膚の保湿状態に応じて各様に変化し、また、皮膚の表面には微細な凹凸があり、指紋の隆線部分の表面にも微細な凹凸が存在する。
しかしながら、例えば、適度な皮脂や水分(汗)により保湿された指であれば、図8の右側部分に示すように、隆線部分は、その表面に微細な凹凸があっても、皮脂や水分等を介してセンサ面SFに密着し易くなるため、上述した指紋の隆線および谷線が鮮明に現れる為、容易に指紋画像を読み取ることができる。
【0006】
これに対して、皮脂の分泌が不足した乾燥状態の指の場合、図8の中央部分に示すように、隆線部分の表面の微細な凹凸により、センサ面SFに皮膚が密着し難くなる。この場合、指紋の隆線の凸部はセンサ面SFに密着するため、照射光が強く散乱されて明るく(白く)検出されるが、凹部はセンサ面に密着しないため、照射光はセンサ面SFで弱く反射されるだけとなり、暗く(黒く)検出される。この結果、明るく(白く)検出されるべき隆線部分が不鮮明となり、指紋画像が読み取り難くなる、という問題があった。
【0007】
そうした問題は、光源(バックライト)BLの輝度を十分に高くすれば、ある程度は改善し得るものの、そのようにすると、今度はバックライトの消費電力が増加するという弊害を招致してしまう。
【0008】
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、乾燥した指であってもその指紋画像を鮮明に読み取ることができる指紋読取装置および指紋読取方法を提供することを第1の目的としている。
また、本発明は、光源の消費電力を低減しながらも、乾燥した指の指紋画像を鮮明に読み取ることができる指紋読取装置および指紋読取方法を提供することを第2の目的としている。
さらに、本発明は、指紋画像に発生する輝度むらを無くして、均一な指紋画像を読み取ることができる指紋読取装置および指紋読取方法を提供することを第3の目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数のフォトセンサをアレイ状に配列した受光面を備えるフォトセンサアレイと、該受光面に載置される指と対向する位置に設けられ、当該指の背面側を照明する上部照明手段と、前記フォトセンサアレイの前記受光面の下面側に設けられ、当該受光面に載置される指の指紋側を照明する下部照明手段と、前記照明手段により照射されて指を透過した光と前記下部照明手段から照射されて前記受光面に載置される指の指紋で散乱される光との双方を、前記フォトセンサアレイにて検出して前記受光面に当接する指の指紋画像を読み取る画像読取手段と、を具備し、前記上部照明手段は、指を載置しない状態の前記受光面上で少なくとも100ルクスの一定の照度を与える赤色光を照射することを特徴とする。
【0011】
好ましい態様として、上記請求項1に従属する請求項2に記載の発明では、前記下部照明手段は、少なくとも100ニトの発光輝度を有することを特徴とする。
【0014】
上記請求項1に従属する請求項3に記載の発明では、前記画像読取手段は、前記指紋画像を複数の読み取り感度で読み取る感度調整用読取手段と、該感度調整用読取手段により読み取られた指紋画像に基づいて前記フォトセンサの最適な読み取り感度を抽出する感度調整手段を備えることを特徴とする。
【0015】
上記請求項1に従属する請求項4に記載の発明では、前記画像読取手段は、最適な指紋画像が得られるように前記上部照明手段が照明する光の照度を可変制御する照度調整手段を備えることを特徴とする。
【0016】
上記請求項1に従属する請求項5に記載の発明では、前記フォトセンサは、半導体層からなるチャネル領域を挟んで形成されたソース電極及びドレイン電極と、少なくとも前記チャネル領域の上方及び下方に各々絶縁膜を介して形成されたトップゲート電極及びボトムゲート電極とを有し、前記トップゲート電極を前記第1のゲート電極とするとともに、前記ボトムゲート電極を前記第2のゲート電極とし、該第1ゲート電極または第2ゲート電極のいずれか一方を光照射側として、該光照射側から照射された光の量に対応する電荷が前記チャネル領域に発生、蓄積されることを特徴とする。
【0017】
請求項6に記載の発明では、複数のフォトセンサをアレイ状に配列した受光面に載置される指と対向する位置から当該指の背面側へ、指を載置しない状態の前記受光面上で少なくとも100ルクスの一定の照度を与える赤色光を照射して照明する上部照明過程と、前記受光面の下面側から当該受光面に載置される指の指紋側へ照明する下部照明過程と、前記上部照明過程により照明されて指を透過した光と前記下部照明過程により照明されて前記受光面に載置される指で散乱される光との双方を受光して前記受光面に当接する指の指紋画像を読み取る画像読取過程とを具備することを特徴とする。
【0021】
上記請求項6に従属する請求項7に記載の発明によれば、前記画像読取過程は、前記指紋画像を複数の読み取り感度で読み取る感度調整用読み取り過程と、該感度調整用読み取り過程により読み取られた指紋画像に基づいて前記フォトセンサの最適読み取り感度を抽出する最適感度抽出過程と、該フォトセンサの読み取り感度を、前記最適感度抽出過程により抽出された最適読み取り感度に設定する感度調整過程を備えることを特徴とする。
【0022】
上記請求項6に従属する請求項8に記載の発明によれば、前記画像読取過程は、最適な指紋画像が得られるように前記上部照明過程にて照明する光の照度を可変制御する照度調整過程を備えることを特徴とする。
【0023】
本発明では、上部照明手段が受光面に載置される指の背面側を照明するとともに、下部照明手段が受光面に載置される指の指紋側を照明し、画像読取手段が上部照明により指を透過した光と下部照明手段から照射されて指の指紋で散乱される光との双方を受光して受光面に当接する指の指紋画像を読み取り、指を透過する光の散乱度は指紋の隆線および谷線で異なり、受光面との密着性の良否の影響は少ない。また、上部照明手段は、指を載置しない状態の受光面上で少なくとも100ルクスの一定の照度を与える赤色光を照射して指の背面側を照明し、指を透過した光に生じる輝度むらを下部照明手段による照射で補う為、輝度むらが抑制された均一なコントラストの指紋画像を得ることができる。これ故、指の皮膚が乾燥して受光面に密着させ難い場合であっても、指紋の凸凹に対応した指紋画像を鮮明に読み取ることが可能になる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態による指紋読取装置について説明する。
(1)第1実施例
図1は、本発明に係わる指紋読取装置の一構成例を示す概略構成図である。また、図2(a)はこの指紋読取装置における指紋読取部分の第1実施例による概略構造を示す断面図、同図(b)は図2(a)の要部拡大図であり、これらの図において、図8に図示した従来例と共通する要素には同一の番号を付している。また、図3はこの指紋読取装置の動作を示す概略動作フローチャートであり、図4は本実施例によって読み取った指紋画像を示したものである。さらに、図5(a)、同図(b)は本実施例に好適に適用することができるフォトセンサの構造および等価回路の一例を示したものである。
【0025】
図1に示すように、本実施例に係わる指紋読取装置100は、複数のフォトセンサをアレイ状に2次元配列して構成されるフォトセンサアレイSAと、フォトセンサアレイSAの各フォトセンサのゲートに駆動信号を供給するゲートドライバ111、各フォトセンサへのプリチャージ電圧の供給、及び、検出電圧の読み出しを行うコラムスイッチ112、フォトセンサアレイSA上に設けられ、照明光を照射する上部照明光源FL、上部照明光源FLを点灯制御するための光源用電源115、これら、ゲートドライバ111、コラムスイッチ112、上部照明光源FLを制御して指紋画像読取動作を行うとともに、後述するフォトセンサの読取感度調整、及び、読み取った指紋画像に対して認証動作を行うための外部機能部200とのインターフェース、等の機能を備えるコントローラ113を有して構成されている。また、フォトセンサアレイSAと上部照明光源FLは、以下に説明する指紋読取部分を構成している。
【0026】
図2(a)に示す、本実施例における指紋読取部分は、開口部Aを有する断面視コ字状の筺体Fの内部下面に設けられるフォトセンサアレイSAと、開口部Aを介してフォトセンサアレイSAのセンサ面SFに載置される指の背面側を照射するよう筺体Fの内部上面に配設される光源FL(上部照明手段)とから構成される。
すなわち、本実施例においては、指を透過した光をフォトセンサアレイSAにて検出して指紋読取りする方式(以下、フロントライト方式と称す)にしたことに特徴がある。
フロントライト方式では、指を透過した光がフォトセンサ10で十分検出される程度の照度で発光する光源FLを用いる。具体的には、フォトセンサ10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、指を載置しない状態のセンサ面SF上で少なくとも1000ルクスの照度を与えるハロゲンランプ等を使用する。
【0027】
光源FLから照射され、指を透過した光は、図2(b)に示すように、指紋の隆線では、センサ面SFとの接触の有無に殆ど影響されずに強く散乱され、その為にフォトセンサ10に入射する光量が多くなり明るく(白く)検出される。このため、図2(b)の中央部に示すように、皮膚表面の微細な凹凸により隆線部分とセンサ面SFとの密着性が不充分な場合であっても、フォトセンサ10に入射する光量は殆ど変化しないため、隆線部分は一様に明るく(白く)検出される。これに対し、指紋の谷線では散乱し難く、その為にフォトセンサ10に入射する光量が少なくなり暗く(黒く)検出される。
【0028】
つまり、指紋の隆線および谷線で指を透過した光の散乱度が異なる結果、指の皮膚が乾燥してフォトセンサアレイSAのセンサ面SFに皮膚を密着させ難い場合、従来のバックライト方式では、前述のように、センサ面SFと皮膚との接触状態の影響が大きく、指紋画像が不鮮明となってしまうという問題があったのに対して、本実施例によるフロントライト方式を用いた場合には、このような皮膚の状態であっても、センサ面SFと皮膚との密着状態の良否の影響が少ないため、例えば図4に示すように、指紋の凸凹に対応した明暗パターンからなる指紋画像を鮮明に読み取ることが可能になっている。
【0029】
ところで、指の太さや肌の色等には個人差があるので、こうしたフロントライト方式にて指紋画像を読み取る場合には、必然的に指を透過する光量も変化する。更には、フロントライトによる光以外に周囲の外光も指を透過してフォトセンサ10に入射することがある。これらによる透過光の光量変化は、読み取り指紋画像に影響を与える為、入射光量に対して常に最適な感度で指を透過する光を検出するよう感度調整しておくことが要求される。
その手法としては、フォトセンサ10をm行n列に配列してなるフォトセンサアレイSAのセンサ面SFに指を載置した状態で、例えば、行毎に感度(光蓄積時間)を変えて指紋画像を読み取り、行毎に感度を変えて読み取った指紋画像の内、画像が黒あるいは白に飽和せず、明/暗のダイナミックレンジが最も広い行を抽出し、その行に対応する感度値を最適感度に設定する。
【0030】
感度調整手法は、上述したものに限定されず、種々バリエーションが可能であり、例えば行毎に感度を変えて指紋画像を読み取る際、フォトセンサアレイSAの受光領域全域を用いるか、あるいは一部の所定領域を用いるようにすることも可能であるし、更には行毎に感度を変えるのではなく、一行のみを用い、当該行の感度を変えながら、明/暗のダイナミックレンジが最も広い最適感度を探し出すことも可能である。
【0031】
次に、上記感度調整を含む本実施例における指紋読取装置100の概略動作について、図3の概略動作フローチャートに基づいて説明する。なお、図1に示した指紋読取装置100の構成を適宜参照しながら説明する。
図3に示すように、まず、フォトセンサアレイSAの受光面に指を載置する(手順S11)。次いで、上部照明光源FLを点灯させる(手順S12)。なお、上部照明光源FLは常時点灯させておくようにしてもよいが、消費電力を削減するために、使用する都度、点灯させるようにすることが好ましい。
【0032】
次いで、読み取り感度を複数段階に変えて指紋画像を読み取る、感度調整用の指紋画像読み取りを行う。この際、前述のように、フォトセンサアレイSAの受光領域全域を用いて行毎に感度を変えるようにしてもよいし、フォトセンサアレイSAの受光領域の一部の所定領域あるいは1行のみを用いるようにしてもよい。次いで、感度調整用の指紋画像読み取りで読み取った指紋画像に基づいて、最も良好な画像が得られる最適感度を抽出する(手順S14)。この最適感度の抽出は、前述のように、例えば指紋画像の明/暗のダイナミックレンジが最大となる行を抽出することによって行う。
【0033】
次いで、この抽出した最適感度に読み取り感度を設定して、正規の指紋画像読み取りを行い(手順S15)、終了後、上部照明光源FLを消灯させる(手順S16)。
以上によって、最適感度による指紋画像の読み取りが実行される。なお、上記最適感度調整用の指紋画像読み取り、及び、最適感度の抽出は、使用の都度、必ず行うものでなくともよく、環境変化などで感度調整の必要が生じた場合にのみ行う態様としてもよい。
【0034】
次に、本実施例に適用されるフォトセンサの種類は特に限定されるものではなく、CCD、CMOSセンサ等、種々のフォトセンサを適用することができるが、ここで、ガラス基板上に安価に形成することができるダブルゲート型フォトセンサ10を好適に適用することができる。
ダブルゲート型フォトセンサ10とは、図3(a)に図示するように、半導体層11を共通のチャネル領域として、半導体層11、ソース電極12、ドレイン電極13、トップゲート絶縁膜15およびトップゲート電極21により形成される上部MOSトランジスタと、半導体層11、ソース電極12、ドレイン電極13、ボトムゲート絶縁膜16およびボトムゲート電極22により形成される下部MOSトランジスタとをガラス基板19上に形成したものであり、同図(b)に図示する等価回路で表される。
このような構成において、トップゲート電極21への電圧印加によってチャネル領域に電荷が蓄積されるフォトセンス機能が実現され、ボトムゲート電極22に電圧を印加することによって蓄積された電荷に対応する電圧の読み出しが実現され、フォトセンサの感度はチャネル領域に電荷を蓄積する時間(光蓄積時間)に応じて設定される。
【0035】
以上のように、第1実施例によれば、フォトセンサアレイSAのセンサ面SFに載置される指の背面側を光源FLによって照射するようにしたので、指を透過する光の散乱度が指紋の隆線および谷線で異なるようになり、これ故、指の皮膚が乾燥してフォトセンサアレイSAのセンサ面SFに密着させ難い場合であっても、指紋の凸凹に対応した指紋画像をフォトセンサアレイSAで鮮明に読み取ることが可能になる。
【0036】
なお、本実施例では、最適な感度で指を透過する光を検出するようフォトセンサ10の感度(光蓄積時間)を調整するようにしたが、これに替えて、フォトセンサ10の感度(光蓄積時間)を一定にしておき、最適な指紋画像が得られるように光源FLの照度を可変制御する態様にすることも可能である。
例えば、指の太さや肌の色に応じて変化する透過光がセンサ面SFで一定光量となるように光源FLの照度を制御すれば、指紋の凸凹に対応した明暗パターンを鮮明に読み取ることが可能になるし、透過光の光量変化に起因する指紋画像中の輝度むらも回避し得る。
【0037】
また、上述した実施例では、光源FLにハロゲンランプを用いるようにしたが、フロントライト方式に使用する光源FLはそれに限定されるものではなく、フォトセンサ10の波長感度特性に対応させた最適な波長特性の光源FLを用いれば良い。例えば、可視光領域で波長感度が高いフォトセンサ10でフォトセンサアレイSAが形成される場合には、光源FLに白色LEDを用いるようにしてもよい。
【0038】
(2)第2実施例
上述した第1実施例のように、光源FLに白色光源であるハロゲンランプを用いた場合、指を透過した後の光の強度(最大値を100とした規格化値)の波長分布を図6に示す。図6に示す通り、640nm〜700nmの赤色波長領域の光が多く透過されて光の強度が高く、それ以外の波長領域は殆ど透過されない。つまり、換言すると、光源FLから照射される白色光の内、実際に指を透過してフォトセンサに入射するために有効な波長成分は赤色波長領域だけなので、フロントライト方式に使用する光源FLとして赤色光を照射する光源を用いれば効率的である。
【0039】
具体的には、指を載置しない状態のセンサ面SF上で少なくとも100ルクスの照度を与える赤色LED(発光ダイオード)を使用する。光源FLに赤色LEDを用いると、白色光を使用する場合に比べて1/10程度の照度で済む為、光源の消費電力を低減しながらも、乾燥した指の指紋画像を容易に読み取ることができ、しかも赤色LEDという廉価な光源を使用することから製品コスト低減にも寄与し得るようになる。
【0040】
(3)第3実施例
図7は第3実施例による指紋読み取り部分の要部拡大図であり、図8に図示した従来例と共通する要素には同一の番号を付している。
前述のフロントライト方式にて指紋読取りする場合、指は指先から次第に太くなる形状であるから、当然、指を透過する光も一様でなくなる為、読み取った指紋画像には輝度むらが生じ易い。
そこで、第3実施例では、こうした輝度むらの無い均一な指紋画像を得るべく、図7に図示する通り、前述した第1実施例によるフロントライト方式と、従来例によるバックライト方式(図8参照)とを併用した構造としたことを特徴としている。このフロントライト方式とバックライト方式とを併用する本実施形態によれば、フロントライト方式で生じる輝度むらをバックライト方式で補うことができる為、輝度むらの無い均一なコントラストの指紋画像を得ることができる。
【0041】
ここで、前述した各実施例と同様に、光源FLを白色光源とする場合には、指を載置しない状態のセンサ面SF上で少なくとも1000ルクスの照度を与えるハロゲンランプを用いる。また、光源FLを赤色光源とする場合には、指を載置しない状態のセンサ面SF上で少なくとも100ルクスの照度を与える赤色LEDを使用する。一方、光源BLには、100ニト(cd/m2)以上の発光輝度を有する光源を使用する。
【0042】
【発明の効果】
請求項1,8に記載の発明によれば、受光面に載置される指の背面側を照明する上部照明手段(フロントライト方式)と、受光面に載置される指の指紋側を照明する下部照明手段(バックライト方式)とを備え、この上部照明手段による照明光により指を透過した光と下部照明手段から照射されて受光面に載置される指の指紋で散乱される光との双方で受光面に当接する指の指紋画像を読み取るので、指を透過する光の散乱度は指紋の隆線および谷線で異なり、受光面との密着性の良否に殆ど影響されなくなり、これ故、指の皮膚が乾燥して皮膚表面の微細な凹凸により受光面に密着させ難い場合であっても、指紋の凸凹に対応した指紋画像を鮮明に読み取ることができる。更に、上部照明手段(フロントライト方式)と下部照明手段(バックライト方式)とを併用し、且つ、上部照明手段から照射する光が、指を載置しない状態の前記受光面上で少なくとも100ルクスの一定の照度を与える赤色光に設定されている為、上部照明手段が指紋画像の読み取りに必要十分な照度を有していることに加えて、フロントライト方式で生じる輝度むらをバックライト方式で補うように構成されている為、輝度むらが十分に抑制された均一なコントラストの指紋画像を得ることができる。また、上部照明手段から照射する光を赤色光としているため、白色光を使用する場合に比べて1/10程度の照度で済む為、光源の消費電力を低減でき、しかも赤色LED等の安価な光源で良いために製品コスト低減に寄与することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる指紋読取装置の一構成例を示す概略構成図である。
【図2】第1実施例における指紋読み取り部分の概略構成を示す断面図とその要部拡大図である。
【図3】本発明による指紋読取装置の第1実施例における動作を示す動作フローチャートである。
【図4】第1実施例による指紋読取装置で読み取った指紋画像の一例を示す図である。
【図5】ダブルゲート型フォトセンサ10の構造を示す断面図である。
【図6】光源FLにハロゲンランプを用いた場合に指を透過する光の波長特性を示すグラフである。
【図7】第3実施例における指紋読み取り部分の概略構成を示す要部拡大図である。
【図8】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 フォトセンサ
SA フォトセンサアレイ
FL 光源(フロントライト)
BL 光源(バックライト)
100 指紋読取装置
Claims (8)
- 複数のフォトセンサをアレイ状に配列した受光面を備えるフォトセンサアレイと、
該受光面に載置される指と対向する位置に設けられ、当該指の背面側を照明する上部照明手段と、
前記フォトセンサアレイの前記受光面の下面側に設けられ、当該受光面に載置される指の指紋側を照明する下部照明手段と、
前記上部照明手段より照射されて指を透過した光と前記下部照明手段から照射されて前記受光面に載置される指の指紋で散乱される光との双方を、前記フォトセンサアレイにて検出して前記受光面に当接する指の指紋画像を読み取る画像読取手段と、
を具備し、
前記上部照明手段は、指を載置しない状態の前記受光面上で少なくとも100ルクスの一定の照度を与える赤色光を照射することを特徴とする指紋読取装置。 - 前記下部照明手段は、少なくとも100ニトの発光輝度を有することを特徴とする請求項1記載の指紋読取装置。
- 前記画像読取手段は、前記指紋画像を複数の読み取り感度で読み取る感度調整用読取手段と、
該感度調整用読取手段により読み取られた指紋画像に基づいて前記フォトセンサアレイの最適な読み取り感度を抽出する感度調整手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の指紋読取装置。 - 前記画像読取手段は、最適な指紋画像が得られるように前記上部照明手段が照明する光の照度を可変制御する照度調整手段を備えることを特徴とする請求項1記載の指紋読取装置。
- 前記フォトセンサは、半導体層からなるチャネル領域を挟んで形成されたソース電極及びドレイン電極と、少なくとも前記チャネル領域の上方及び下方に各々絶縁膜を介して形成されたトップゲート電極及びボトムゲート電極とを有し、
前記トップゲート電極を前記第1のゲート電極とするとともに、前記ボトムゲート電極を前記第2のゲート電極とし、該第1ゲート電極または第2ゲート電極のいずれか一方を光照射側として、該光照射側から照射された光の量に対応する電荷が前記チャネル領域に発生、蓄積されることを特徴とする請求項1記載の指紋読取装置。 - 複数のフォトセンサをアレイ状に配列した受光面に載置される指と対向する位置から当該指の背面側へ、指を載置しない状態の前記受光面上で少なくとも100ルクスの一定の照度を与える赤色光を照射して照明する上部照明過程と、
前記受光面の下面側から当該受光面に載置される指の指紋側へ照明する下部照明過程と、
前記上部照明過程により照明されて指を透過した光と前記下部照明過程により照明されて前記受光面に載置される指で散乱される光との双方を受光して前記受光面に当接する指の指紋画像を読み取る画像読取過程と、
を具備することを特徴とする指紋読取方法。 - 前記画像読取過程は、前記指紋画像を複数の読み取り感度で読み取る感度調整用読み取り過程と、
該感度調整用読み取り過程により読み取られた指紋画像に基づいて前記フォトセンサの最適読み取り感度を抽出する最適感度抽出過程と、
該フォトセンサの読み取り感度を、前記最適感度抽出過程により抽出された最適読み取り感度に設定する感度調整過程を備えることを特徴とする請求項6記載の指紋読取方法。 - 前記画像読取過程は、最適な指紋画像が得られるように前記上部照明過程にて照明する光の照度を可変制御する照度調整過程を備えることを特徴とする請求項6記載の指紋読取方法。
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KR100989333B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2010-10-25 | 삼성전자주식회사 | 패턴 인식 장치 |
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US7138756B2 (en) | 2004-08-02 | 2006-11-21 | Dowa Mining Co., Ltd. | Phosphor for electron beam excitation and color display device using the same |
JP4524470B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2010-08-18 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 蛍光体およびその製造方法、並びに当該蛍光体を用いた光源 |
JP4507806B2 (ja) * | 2004-10-01 | 2010-07-21 | 三菱電機株式会社 | 指紋画像撮像装置 |
JP2006106979A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Mitsubishi Electric Corp | 指紋画像撮像装置 |
US7957379B2 (en) * | 2004-10-19 | 2011-06-07 | Nvidia Corporation | System and method for processing RX packets in high speed network applications using an RX FIFO buffer |
US8320645B2 (en) | 2004-11-02 | 2012-11-27 | Identix Incorporated | High performance multi-mode palmprint and fingerprint scanning device and system |
US7199868B2 (en) * | 2004-11-02 | 2007-04-03 | Identix Incorporated | High performance fingerprint imaging system |
JP4823681B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-11-24 | 三菱電機株式会社 | 個人識別装置 |
CA2652092A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Glory Ltd. | Face authentication device, face authentication method, and face authentication program |
FR2913788B1 (fr) * | 2007-03-14 | 2009-07-03 | Sagem Defense Securite | Procede et installation d'identification d'un individu par capture optique d'une image d'une empreinte corporelle |
US8248395B2 (en) * | 2007-11-29 | 2012-08-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image display device |
TWI382350B (zh) * | 2009-02-19 | 2013-01-11 | Gingy Technology Inc | Optical Fingerprint Identification System |
CN101540839B (zh) * | 2009-04-27 | 2010-09-08 | 成都贝瑞红外安全***技术有限公司 | 高分辨率摄像装置 |
JP5712746B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | センシング装置および電子機器 |
US10380686B2 (en) * | 2011-12-23 | 2019-08-13 | Chicago Mercantile Exchange Inc. | Method and apparatus for publishing market information |
JP5775864B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2015-09-09 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | スキャナー装置及び画像形成装置 |
US10416079B2 (en) * | 2014-01-07 | 2019-09-17 | Opsolution Gmbh | Device and method for determining a concentration in a sample |
CN105590083A (zh) * | 2014-10-23 | 2016-05-18 | 金佶科技股份有限公司 | 光电式指纹辨识装置 |
US10664676B2 (en) * | 2017-06-12 | 2020-05-26 | Will Semiconductor (Shanghai) Co. Ltd. | Systems and methods for reducing unwanted reflections in display systems incorporating an under display biometric sensor |
DE102017119983B3 (de) * | 2017-08-31 | 2018-09-27 | JENETRIC GmbH | Vorrichtung zur kontaktbasierten gleichzeitigen Aufnahme von Abdrücken von Autopodien |
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Family Cites Families (16)
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---|---|---|---|---|
US3801823A (en) * | 1970-07-08 | 1974-04-02 | J Korn | Credit card identification device |
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JP3019632B2 (ja) | 1992-10-16 | 2000-03-13 | カシオ計算機株式会社 | フォトセンサシステム及びその駆動方法 |
US5461419A (en) | 1992-10-16 | 1995-10-24 | Casio Computer Co., Ltd. | Photoelectric conversion system |
JP2937046B2 (ja) * | 1994-12-26 | 1999-08-23 | 日本電気株式会社 | 指紋画像入力装置 |
FR2746627B1 (fr) * | 1996-03-28 | 1998-06-12 | Sagem | Dispositif capteur d'empreintes |
JP3473658B2 (ja) * | 1996-07-18 | 2003-12-08 | アルプス電気株式会社 | 指紋読取り装置 |
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JP3011126B2 (ja) * | 1997-03-27 | 2000-02-21 | 日本電気株式会社 | 指紋検知装置 |
US6668071B1 (en) * | 1997-04-04 | 2003-12-23 | Viktor Albertovich Minkin | Method and apparatus for user identification using pulsating light source |
EP1001283B1 (en) * | 1997-07-30 | 2003-05-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical element, and imaging unit, imaging apparatus, radiation image sensor and fingerprint collator which use the same |
US6310683B1 (en) * | 1997-08-05 | 2001-10-30 | Casio Computer Co., Ltd. | Apparatus for reading fingerprint |
US6259108B1 (en) * | 1998-10-09 | 2001-07-10 | Kinetic Sciences Inc. | Fingerprint image optical input apparatus |
DE19958378A1 (de) * | 1999-05-16 | 2000-11-23 | Hans Juergen Poehs | Vorrichtung zur Personenidentifikation |
CN1316636C (zh) * | 1999-08-02 | 2007-05-16 | 卡西欧计算机株式会社 | 光传感器和光传感器*** |
JP2001167255A (ja) * | 1999-12-13 | 2001-06-22 | Masahiko Okuno | 非接触型指紋識別装置および方法 |
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