JP4492901B2 - 固体撮像装置およびそれを用いた指紋照合装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光電変換セルによるセンサアレイの出力側増幅回路の改良を図った固体撮像装置およびそれを用いた指紋照合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の固体撮像装置の構成例を示すブロック図であり、この図において、符号１は多数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイ、２はセンサアレイ１の各光電変換セルをＸ方向（横方向）にスキャンするＸスキャナ、３はセンサアレイ１の各光電変換セルをＹ方向（縦方向）にスキャンするＹスキャナである。また、５はセンサアレイ１から順次出力される各光電変換セル電圧を増幅するＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）であり、制御信号に応じた率で入力信号を増幅するアンプである。６はＶＧＡ５の出力をディジタルデータに変換するＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、７はＡＤＣ６の出力が印加される出力端子である。また、８はＡＤＣ６の出力の平均値、すなわち、センサアレイ１の各光電変換セルの出力電圧の平均値を演算する平均計算ユニット、９は予め設定されている基準値を平均計算ユニットの出力で割る除算器であり、この除算器の出力がＶＧＡ５のゲイン制御端子へ印加される。これにより、出力端子７から出力されるデータの平均値が基準値に一致するように制御される。
【０００３】
このように、従来の固体撮像装置は、平均計算ユニット８によって、センサアレイ１の全光電変換セルの出力電圧の平均を演算し、その演算結果に基づいてＶＧＡ５のゲインを制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、センサアレイ１の全光電変換セルの出力電圧の平均に基づいてＶＧＡ５のゲインを制御することは、固体撮像装置の使用目的によっては不適切な場合があり、そのような場合、固体撮像装置の能力を充分に発揮させることができない。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、撮像能力を充分に発揮させることができる固体撮像装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、複数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイと、前記センサアレイから順次出力される前記光電変換セルの出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器とを具備する固体撮像装置において、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、前記センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、前記平均計算手段の算出結果を、前記増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段と、を具備し、前記変換手段は、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、予め決められた基準値を前記平均計算手段の出力で除算する除算器と、当該除算器の出力と前記レジスタの出力とを乗算する乗算器とをさらに具備し、前記乗算器の出力をゲイン制御信号として出力することを特徴とする固体撮像装置である。
【０００７】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記平均計算手段は、前記センサアレイを走査するクロックパルスに基づいて前記特定領域の光電変換セルのデータが前記アナログ／ディジタル変換器から出力されるタイミングを検出するタイミング検出手段と、前記タイミング検出手段の検出タイミングにおいて前記アナログ／ディジタル変換器の出力を順次累算する累算手段と、前記累算手段の累算結果を前記特定領域の光電変換セル数で除算する除算器とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記タイミング検出手段は、前記クロックパルスのタイミングで入力端のデータを読み込むレジスタと、前記レジスタの出力に「１」を加算して該レジスタの入力端へ出力する加算器と、前記加算器の出力が前記特定領域の座標に一致している時検出信号を出力する比較器とを具備することを特徴とする。
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記タイミング検出手段は、前記特定領域の走査タイミングにおいて”１”信号を出力するアドレスデコーダと、前記アドレスデコーダの出力および前記センサアレイを走査する走査信号が共に”１”の時、タイミング検出信号を出力する回路とを具備することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記累算手段は、前記タイミング検出手段の検出タイミングにおいて前記アナログ／ディジタル変換器の出力を選択して出力し、それ以外のタイミングにおいて０を出力するセレクタと、前記クロックパルスのタイミングで入力端のデータを読み込むレジスタと、前記レジスタの出力に前記セレクタの出力を加算して該レジスタの入力端へ出力する加算器とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記特定領域の開始点の座標および終了点の座標から前記特定領域のＸ方向の光電変換セル数およびＹ方向の光電変換セル数を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出されたＸ方向の光電変換セル数およびＹ方向の光電変換セル数を乗算する乗算手段とからなる光電変換セル数算出手段を設けたことを特徴とする。
また本発明は、上述の固体撮像装置において、複数の前記特定領域を予め設定しておき、前記平均計算手段は、ユーザの選択した特定領域について光電変換セルの出力の平均値を算出することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、複数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイと、前記センサアレイから順次出力される前記光電変換セルの出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器とを具備する固体撮像装置であって、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、前記センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、前記平均計算手段の算出結果を、前記増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段と、を具備し、前記変換手段は、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、予め決められた基準値を前記平均計算手段の出力で除算する除算器と、当該除算器の出力と前記レジスタの出力とを乗算する乗算器とをさらに具備し、前記乗算器の出力をゲイン制御信号として出力する固体撮像装置と、指に向けて光を照射する照明部と、前記指において反射した光を前記固体撮像装置の前記センサアレイへ導く光学系と、前記固体撮像装置の出力から前記指の指紋の特徴点を抽出する抽出手段と、複数の指紋の特徴点が記憶された記憶手段と、前記抽出手段によって抽出された特徴点と前記記憶手段に記憶された特徴点とを照合する照合手段と、を具備することを特徴とする指紋照合装置である。
また本発明は、上述の指紋照合装置において、前記固体撮像装置の出力に基づいて指の位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果から前記特定領域の開始点座標と終了点座標を求め、前記固体撮像装置へ出力する手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しこの発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図であり、この図において、図９に示す従来の装置の各部と対応する部分には同一の符号が付してある。この図において、１はセンサアレイ、２はＸスキャナ、３はＹスキャナ、５はセンサアレイ１の各光電変換セルの出力電圧を増幅するＶＧＡ、６はＶＧＡ５の出力をディジタルデータに変換するＡＤＣ、７は出力端子であり、これらの構成は図９のものと同じである。１１は平均計算ユニットであり、ＡＤＣ６の出力に基づいて、センサアレイ１の予め決められた領域Ｒの各光電変換セルの出力電圧の平均値を演算する。１２は上記平均計算ユニット１１に付属する平均計算制御ユニットである。
【００１３】
図２は上述した平均計算ユニット１１および平均計算制御ユニット１２の構成を示す回路図である。この図において、１５はクロックパルスｃｌｋのタイミングで入力データを読み込み、リセット信号ＲＥによってリセットされるレジスタである。ここで、クロックパルスｃｌｋは、Ｘスキャナ２がセンサアレイ１の各光電変換セルをスキャンする際のクロックパルスであり、また、リセット信号ＲＥは、Ｘスキャナ２によるセンサアレイ１のスキャンが開始される直前に出力される信号である。１６は加算器であり、レジスタ１５の出力に「１」を加算し、その加算結果をレジスタ１５の入力端および比較器１７の入力端へ出力する。以上の構成において、レジスタ１５の出力データは、リセット信号ＲＥによってリセットされた後、クロックパルスｃｌｋのタイミングで順次インクリメントされる。そして、このレジスタ１５の出力データに「１」が加えられて、加算器１６から出力される。したがって、加算器１６の出力はＸスキャナ２のスキャン位置を示している。
【００１４】
１７は比較器であり、加算器１６の出力を、領域Ｒ（図１）の開始点ＳのＸ座標Ｘsおよび終了点ＥのＸ座標Ｘeとそれぞれ比較し、加算器１６の出力が座標Ｘsより大で、座標Ｘeより小の時”１”信号を出力する。すなわち、この比較器１７の出力信号Ｓ−Ｘは、Ｘスキャナ２が座標Ｘsから座標Ｘeの間をスキャンしている時”１”となる。そして、この信号Ｓ−Ｘがアンドゲート１８の第１入力端へ印加される。図示は省略するが、同様の回路がＹスキャナ３に対応して設けられており、Ｙスキャナ３が開始点ＳのＹ座標Ｙsから終了点ＥのＹ座標Ｙeの間をスキャンしている時”１”となる信号Ｓ−Ｙをアンドゲート１８へ出力する。したがって、アンドゲート１８の出力は、Ｘスキャナ２およびＹスキャナ３によって領域Ｒがスキャンされている時”１”信号となり、この”１”信号がセレクタ２０のセレクト端子ＳＥへ印加される。セレクタ２０はセレクト端子ＳＥの信号が”１”の時ＡＤＣ６の出力を選択して平均計算ユニット１１へ出力し、”０”の場合はデータ「０」を出力する。
【００１５】
平均計算ユニット１１において、２２はクロックパルスｃｌｋのタイミングで入力データを読み込み、リセット信号ＲＥ１によってリセットされるレジスタである。ここで、クロックパルスｃｌｋは、前述したＸスキャナ２がセンサアレイ１の各光電変換セルをスキャンする際のクロックパルスであり、また、リセット信号ＲＥ１は、センサアレイ１のスキャンが開始される直前に出力される信号である。２３は加算器であり、レジスタ２２の出力にセレクタ２０の出力を加算し、その加算結果をレジスタ２２の入力端および除算器２４の入力端へ出力する。以上の構成から明らかなように、レジスタ２２および加算器２３は領域Ｒの各光電変換セルの出力電圧を順次加算し、終了点Ｅのスキャンが終わった時点で加算結果を除算器２４へ出力する。この加算結果は、センサアレイ１の全光電変換セルのスキャンが終了するまで保持され、次のスキャンが開始される直前にリセットされる。
【００１６】
除算器２４は、加算器２３の出力を領域Ｒの光電変換セル数Ｎで除算し、その除算結果、すなわち、領域Ｒの各光電変換セルの出力電圧の平均値を除算器９（図１）へ出力する。図３は領域Ｒの光電変換セル数Ｎを求める回路である。この図において、加算器２６は、領域Ｒの終了点ＥのＸアドレスＸeから開始点ＳのＸアドレスＸsを減算し、減算結果に「１」を加算して乗算器２８へ出力する。同様に、加算器２７は、領域Ｒの終了点ＥのＹアドレスＹeから開始点ＳのＹアドレスＹsを減算し、減算結果に「１」を加算して乗算器２８へ出力する。乗算器２８は、加算器２６、２７の出力を乗算し、その結果を光電変換セル数Ｎとして図２の除算器２４へ出力する。
【００１７】
次に、図１において、除算器９は、センサアレイ１の全光電変換セルのスキャンが終了した時点で、予め決められている基準値を上述した平均計算ユニット１１の出力で割り、その結果を乗算器３０へ出力する。乗算器３０は、除算器９の出力にレジスタ３１の出力を乗算し、その結果をＶＧＡ５のゲイン制御信号Ｇとして出力する。ここで、レジスタ３１は前述したリセット信号ＲＥ１を受けてゲイン制御信号Ｇを読み込むレジスタであり、前フレームのゲイン制御信号Ｇが記憶されるレジスタである。
【００１８】
このレジスタ３１および乗算器３０を設けている理由は次の通りである。いま、除算器９の出力を直接ＶＧＡ５へ印加する場合について考える。センサアレイ１の１回のスキャンが終了した時点で、除算器９の出力が例えば「３」であったとすると、次のスキャン時はセンサアレイ１の出力がＶＧＡ５において３倍され、ＡＤＣ６においてディジタルデータに変換されて平均計算ユニット１１へ印加される。そして、この場合、センサアレイ１の出力が３倍されているので、センサアレイ１の出力が前回スキャン時と全く同じであっても、除算器９の出力は「１」となり、このデータ「１」がＶＧＡ５へ印加される。これにより、次回スキャン時は、センサアレイ１の出力がＶＧＡ５において１倍され、ＡＤＣ６を介して平均計算ユニット１１へ印加され、この結果、除算器９の出力が再び「３」となる。このように、除算器９の出力を直接ＶＧＡ５へ印加すると、センサアレイ１の出力が変化しないのにＶＧＡ５の出力が異常変動してしまう問題が生じる。
【００１９】
これに対し、乗算器３０およびレジスタ３１を設けた場合の動作を次に説明する。いま、センサアレイ１の１回のスキャンが終了した時点で、除算器９の出力が例えば「３」であったとすると、レジスタ３１の初期値を「１」とすれば、乗算器３０から「３」が出力される。そして、次のスキャン時には、センサアレイ１の出力がＶＧＡ５において３倍され、ＡＤＣ６においてディジタルデータに変換されて平均計算ユニット１１へ印加される。センサアレイ１のスキャンが終了すると、乗算器３０から出力されているデータ「３」がレジスタ３１に読み込まれ、次いで、除算器９による除算が行われる。この場合、センサアレイ１の出力がＶＧＡ５によって３倍されていたので、センサアレイ１の出力が前回スキャン時と全く同じであっても、除算器９の出力は「１」となり、このデータ「１」が乗算器３０へ印加される。乗算器３０は、このデータ「１」とレジスタ３１の出力データ「３」とを乗算し、その結果「３」をＶＧＡ５へ出力する。これにより、次回のスキャン時に、センサアレイ１の出力が、ＶＧＡ５において再び３倍される。
【００２０】
このように、乗算器３０およびレジスタ３１を設けることによって、異常変動のない正しい動作をさせることができる。
なお、上述したことを式で説明すると次の通りである。
まず、
第ｎフレームＡＤＣ出力
＝第（ｎ−１）フレームゲイン×第ｎフレームアナログ出力 …(1)
である。したがって、
基準値÷第ｎフレームディジタル平均値
＝基準値÷（第（ｎ−１）フレームゲイン×第ｎフレームアナログ出力平均値）…(2)
となり、この式を変形すると、
基準値÷第ｎフレームディジタル平均値×第（ｎ−１）フレームゲイン
＝基準値÷第ｎフレームアナログ出力平均値…(3)
なる式が得られる。この第(3)式から図１の回路が得られる。
【００２１】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図４はこの発明の第２の実施形態において用いられる平均計算制御ユニットの構成の一部を示す回路図であり、この図に示す回路は、図２におけるレジスタ１５、加算器１６、比較器１７の代わりに用いられる回路である。但し、この図の回路はＹ方向制御の場合である。この図において、アドレスデコーダ３５は、Ｙスキャナ３がスキャンする位置を示すデータＹaddをデコードするデコーダであり、Ｙスキャナ３と同数の出力端を有し、データＹaddが領域Ｒの開始点のＹ座標Ｙsより大で、終了点の座標Ｙeより小の時、対応する出力端から”１”信号を出力する。
【００２２】
このアドレスデコーダ３５の各出力は各々、対応するＹスキャナ３の出力と共にアンドゲート３６−１、３６−２、・・・３６−Ｋ（Ｋ；センサアレイ１の行数）へ出力される。アンドゲート３６−１、３６−２、・・・３６−Ｋは各々アドレスデコーダ３５の出力と、Ｙスキャナ３の出力のアンドをとる回路であり、各出力は各々ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３７−１、３７−２、・・・３７−Ｋの各ゲートへ印加される。ＦＥＴ３７−１、３７−２、・・・３７−Ｋは、各ドレインが共通接続されて、負荷抵抗としてのＦＥＴ３８のドレインに接続され、各ソースが接地されている。そして、各ドレインの共通接続線の信号が信号Ｓ−Ｙとして図２に示すアンドゲート１８へ印加される。
【００２３】
このような構成によれば、Ｙスキャナ３が座標Ｙsから座標Ｙe間をスキャンする時、対応するアンドゲート３６の出力が”１”となり、ＦＥＴ３７がオンとなり、信号Ｓ−Ｙが”１”となる。すなわち、図２におけるレジスタ１５、加算器１６、比較器１７による回路と同様の動作を行う。
図５はこの発明の第３の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図であり、この図に示す装置が図１に示すものと異なる点は、センサアレイ１を仮想的にブロック（０，０）〜ブロック（ｍ，ｎ）のｍ×ｎ個のブロックに分割している点である。すなわち、ユーザが操作部からいずれかのブロックを指定すると、予め記憶装置（図示略）に記憶されている全ブロックの開始点および終了点のＸ、Ｙ座標の中から、指定されたブロックの開始点、終了点の座標が読み出され、平均計算制御ユニット１２に設定される。これにより、指定されたブロックの平均値が平均計算ユニット１１において算出される。例えば、図６（イ）に示すブロックを指定すると、同図に示す開始点Ｐ１、終了点Ｐ２のＸ、Ｙ座標が平均計算制御ユニット１２に設定され、また、図６（ロ）に示すように、連続する２ブロックを指定した場合は、図に示す開始点Ｐ３および終了点Ｐ４のＸ、Ｙ座標が平均計算制御ユニット１２に設定される。
【００２４】
図７はこの発明の第４の実施形態による固体撮像装置の動作を説明するための説明図である。この第４の実施形態においては、電源投入時あるいはリセットボタンが操作された時、図１におけるＶＧＡ５のゲインを強制的に「１」に設定し、センサアレイ１のスキャンを行う。そして、得られた除算器９の出力をホールド回路（図示略）によってホールドし、以後、そのホールド回路の出力をＶＧＡ５のゲイン制御端子へ印加する。すなわち、この第４の実施形態においては、平均計算ユニット１１における平均値計算が、図７（イ）に示す単一動作であり、一度決めた場合は、以後、そのゲインを連続して使用する。参考までに、前述した図１の回路による連続フレーム動作を図７（ロ）に示す。
【００２５】
図８は、この発明の第５の実施形態による指紋照合装置の構成を示すブロック図である。この図において、４０はプリズムであり、その一面４０ａが指４１を当接する当接面になっている。４３は照明部であり、プリズム４０の当接面４０ａへ向けて光りを放射する。４４はレンズであり、照明部４３から放射され、指４１において反射された光を固体撮像装置４５のセンサアレイ１に結像させる。
固体撮像装置４５は、図１に示す装置であり、出力端子７から出力される撮像データがＣＰＵ（中央処理装置）４６へ印加される。ＣＰＵ４６は、固体撮像装置４５の出力データから指４１の指紋の特徴点を所定のアルゴリズムに従って検出する。次いで、検出した特徴点を、メモリ４７内に予め記憶されている複数の人の指紋の特徴点データと照合することによって指紋を特定する。
【００２６】
上記の処理において、明確な照合結果が得られなかった場合は、図１の領域Ｒを変更する。この変更の仕方として、図５に示すように、予め検出ブロックが設定されている場合は、ユーザがブロックの指定を変えてみる。また、ブロックが設定されていない場合は、ユーザが開始点Ｓと終了点Ｅの座標を変更する。
また、次の方法も有効である。すなわち、指４１は当接面４０ａのどの位置に当接されるかわからず、人によって当接位置が大きく異なる場合がある。この場合、領域Ｒが定位置であると、指４１の位置とかなり異なる位置の平均に基づいてＶＧＡ５のゲインが決まってしまい、正確な指紋検出ができなくなる。一方、指４１を当接した位置と指４１がない位置とではセンサアレイ１の受ける光の量が大きく異なる。したがって、センサアレイ１の各光電変換セルの出力から指４１の概略当接位置を検出することができる。そこで、ＣＰＵ４６が固体撮像装置４５の出力に基づいて指４１の位置を検出し、その検出結果から開始点Ｓ、終了点Ｅを決定し、その座標（Ｘs,Ｙs）、（Ｘe,Ｙe）を固体撮像装置４５へ出力する。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、平均計算手段の算出結果を、増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段とを設けたので、撮像能力を充分に発揮させることができる効果が得られる。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明によれば、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、除算器の出力とレジスタの出力とを乗算する乗算器とを設けたので、増幅手段のゲインを実時間で連続的に制御することができる。
また、請求項９に記載の発明によれば、複数の特定領域を予め設定しておき、平均計算手段は、ユーザの選択した特定領域について光電変換セルの出力の平均値を算出するようにしたので、特定領域を簡単に変更することができる効果がある。
【００２９】
また、請求項１０に記載の発明によれば、指に向けて光りを照射する照明部と、指において反射した光を請求項１〜請求項９のいずれかの項に記載の固体撮像装置のセンサアレイへ導く光学系と、固体撮像装置の出力から指の指紋の特徴点を抽出する抽出手段と、複数の指紋の特徴点が記憶された記憶手段と、抽出手段によって抽出された特徴点と記憶手段に記憶された特徴点とを照合する照合手段とを設けたので、指紋照合を従来より確実に行うことができる。
また、請求項１１に記載の発明によれば、固体撮像装置の出力に基づいて指の位置を検出する検出手段と、検出手段の検出結果から特定領域の開始点座標と終了点座標を求め、固体撮像装置へ出力する手段とを設けたので、照合の確実さをさらの増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 同実施形態における平均計算ユニット１１および平均計算制御ユニット１２の詳細を示す回路図である。
【図３】 同実施形態における光電変換セル数算出回路の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の第２の実施形態における平均計算制御ユニット１２のの構成を示す回路図である。
【図５】 この発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】 同実施形態の動作を説明するための図である。
【図７】 この発明の第４の実施形態の動作を説明するための説明図である。
【図８】 この発明の第５の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…センサアレイ
２…Ｘスキャナ
３…Ｙスキャナ
５…ＶＧＡ
６…ＡＤＣ
７…出力端子
９…除算器
１１…平均計算ユニット
１２…平均計算制御ユニット
１５…レジスタ
１６…加算器
１７…比較器
１８…アンドゲート
２０…セレクタ
２２…レジスタ
２３…加算器
２４…除算器
２６、２７…加算器
２８…乗算器
３０…乗算器
３１…レジスタ
３５…アドレスデコーダ
３６−１〜３６−Ｋ…アンドゲート
３７−１〜３７−Ｋ…ＦＥＴ
４０…プリズム
４１…指
４３…照明部
４５…固体撮像装置
４６…ＣＰＵ
４７…メモリ
【発明の属する技術分野】
この発明は、光電変換セルによるセンサアレイの出力側増幅回路の改良を図った固体撮像装置およびそれを用いた指紋照合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の固体撮像装置の構成例を示すブロック図であり、この図において、符号１は多数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイ、２はセンサアレイ１の各光電変換セルをＸ方向（横方向）にスキャンするＸスキャナ、３はセンサアレイ１の各光電変換セルをＹ方向（縦方向）にスキャンするＹスキャナである。また、５はセンサアレイ１から順次出力される各光電変換セル電圧を増幅するＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）であり、制御信号に応じた率で入力信号を増幅するアンプである。６はＶＧＡ５の出力をディジタルデータに変換するＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、７はＡＤＣ６の出力が印加される出力端子である。また、８はＡＤＣ６の出力の平均値、すなわち、センサアレイ１の各光電変換セルの出力電圧の平均値を演算する平均計算ユニット、９は予め設定されている基準値を平均計算ユニットの出力で割る除算器であり、この除算器の出力がＶＧＡ５のゲイン制御端子へ印加される。これにより、出力端子７から出力されるデータの平均値が基準値に一致するように制御される。
【０００３】
このように、従来の固体撮像装置は、平均計算ユニット８によって、センサアレイ１の全光電変換セルの出力電圧の平均を演算し、その演算結果に基づいてＶＧＡ５のゲインを制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、センサアレイ１の全光電変換セルの出力電圧の平均に基づいてＶＧＡ５のゲインを制御することは、固体撮像装置の使用目的によっては不適切な場合があり、そのような場合、固体撮像装置の能力を充分に発揮させることができない。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、撮像能力を充分に発揮させることができる固体撮像装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、複数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイと、前記センサアレイから順次出力される前記光電変換セルの出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器とを具備する固体撮像装置において、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、前記センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、前記平均計算手段の算出結果を、前記増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段と、を具備し、前記変換手段は、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、予め決められた基準値を前記平均計算手段の出力で除算する除算器と、当該除算器の出力と前記レジスタの出力とを乗算する乗算器とをさらに具備し、前記乗算器の出力をゲイン制御信号として出力することを特徴とする固体撮像装置である。
【０００７】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記平均計算手段は、前記センサアレイを走査するクロックパルスに基づいて前記特定領域の光電変換セルのデータが前記アナログ／ディジタル変換器から出力されるタイミングを検出するタイミング検出手段と、前記タイミング検出手段の検出タイミングにおいて前記アナログ／ディジタル変換器の出力を順次累算する累算手段と、前記累算手段の累算結果を前記特定領域の光電変換セル数で除算する除算器とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記タイミング検出手段は、前記クロックパルスのタイミングで入力端のデータを読み込むレジスタと、前記レジスタの出力に「１」を加算して該レジスタの入力端へ出力する加算器と、前記加算器の出力が前記特定領域の座標に一致している時検出信号を出力する比較器とを具備することを特徴とする。
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記タイミング検出手段は、前記特定領域の走査タイミングにおいて”１”信号を出力するアドレスデコーダと、前記アドレスデコーダの出力および前記センサアレイを走査する走査信号が共に”１”の時、タイミング検出信号を出力する回路とを具備することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記累算手段は、前記タイミング検出手段の検出タイミングにおいて前記アナログ／ディジタル変換器の出力を選択して出力し、それ以外のタイミングにおいて０を出力するセレクタと、前記クロックパルスのタイミングで入力端のデータを読み込むレジスタと、前記レジスタの出力に前記セレクタの出力を加算して該レジスタの入力端へ出力する加算器とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上述の固体撮像装置において、前記特定領域の開始点の座標および終了点の座標から前記特定領域のＸ方向の光電変換セル数およびＹ方向の光電変換セル数を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出されたＸ方向の光電変換セル数およびＹ方向の光電変換セル数を乗算する乗算手段とからなる光電変換セル数算出手段を設けたことを特徴とする。
また本発明は、上述の固体撮像装置において、複数の前記特定領域を予め設定しておき、前記平均計算手段は、ユーザの選択した特定領域について光電変換セルの出力の平均値を算出することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、複数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイと、前記センサアレイから順次出力される前記光電変換セルの出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器とを具備する固体撮像装置であって、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、前記センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、前記平均計算手段の算出結果を、前記増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段と、を具備し、前記変換手段は、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、予め決められた基準値を前記平均計算手段の出力で除算する除算器と、当該除算器の出力と前記レジスタの出力とを乗算する乗算器とをさらに具備し、前記乗算器の出力をゲイン制御信号として出力する固体撮像装置と、指に向けて光を照射する照明部と、前記指において反射した光を前記固体撮像装置の前記センサアレイへ導く光学系と、前記固体撮像装置の出力から前記指の指紋の特徴点を抽出する抽出手段と、複数の指紋の特徴点が記憶された記憶手段と、前記抽出手段によって抽出された特徴点と前記記憶手段に記憶された特徴点とを照合する照合手段と、を具備することを特徴とする指紋照合装置である。
また本発明は、上述の指紋照合装置において、前記固体撮像装置の出力に基づいて指の位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果から前記特定領域の開始点座標と終了点座標を求め、前記固体撮像装置へ出力する手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しこの発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図であり、この図において、図９に示す従来の装置の各部と対応する部分には同一の符号が付してある。この図において、１はセンサアレイ、２はＸスキャナ、３はＹスキャナ、５はセンサアレイ１の各光電変換セルの出力電圧を増幅するＶＧＡ、６はＶＧＡ５の出力をディジタルデータに変換するＡＤＣ、７は出力端子であり、これらの構成は図９のものと同じである。１１は平均計算ユニットであり、ＡＤＣ６の出力に基づいて、センサアレイ１の予め決められた領域Ｒの各光電変換セルの出力電圧の平均値を演算する。１２は上記平均計算ユニット１１に付属する平均計算制御ユニットである。
【００１３】
図２は上述した平均計算ユニット１１および平均計算制御ユニット１２の構成を示す回路図である。この図において、１５はクロックパルスｃｌｋのタイミングで入力データを読み込み、リセット信号ＲＥによってリセットされるレジスタである。ここで、クロックパルスｃｌｋは、Ｘスキャナ２がセンサアレイ１の各光電変換セルをスキャンする際のクロックパルスであり、また、リセット信号ＲＥは、Ｘスキャナ２によるセンサアレイ１のスキャンが開始される直前に出力される信号である。１６は加算器であり、レジスタ１５の出力に「１」を加算し、その加算結果をレジスタ１５の入力端および比較器１７の入力端へ出力する。以上の構成において、レジスタ１５の出力データは、リセット信号ＲＥによってリセットされた後、クロックパルスｃｌｋのタイミングで順次インクリメントされる。そして、このレジスタ１５の出力データに「１」が加えられて、加算器１６から出力される。したがって、加算器１６の出力はＸスキャナ２のスキャン位置を示している。
【００１４】
１７は比較器であり、加算器１６の出力を、領域Ｒ（図１）の開始点ＳのＸ座標Ｘsおよび終了点ＥのＸ座標Ｘeとそれぞれ比較し、加算器１６の出力が座標Ｘsより大で、座標Ｘeより小の時”１”信号を出力する。すなわち、この比較器１７の出力信号Ｓ−Ｘは、Ｘスキャナ２が座標Ｘsから座標Ｘeの間をスキャンしている時”１”となる。そして、この信号Ｓ−Ｘがアンドゲート１８の第１入力端へ印加される。図示は省略するが、同様の回路がＹスキャナ３に対応して設けられており、Ｙスキャナ３が開始点ＳのＹ座標Ｙsから終了点ＥのＹ座標Ｙeの間をスキャンしている時”１”となる信号Ｓ−Ｙをアンドゲート１８へ出力する。したがって、アンドゲート１８の出力は、Ｘスキャナ２およびＹスキャナ３によって領域Ｒがスキャンされている時”１”信号となり、この”１”信号がセレクタ２０のセレクト端子ＳＥへ印加される。セレクタ２０はセレクト端子ＳＥの信号が”１”の時ＡＤＣ６の出力を選択して平均計算ユニット１１へ出力し、”０”の場合はデータ「０」を出力する。
【００１５】
平均計算ユニット１１において、２２はクロックパルスｃｌｋのタイミングで入力データを読み込み、リセット信号ＲＥ１によってリセットされるレジスタである。ここで、クロックパルスｃｌｋは、前述したＸスキャナ２がセンサアレイ１の各光電変換セルをスキャンする際のクロックパルスであり、また、リセット信号ＲＥ１は、センサアレイ１のスキャンが開始される直前に出力される信号である。２３は加算器であり、レジスタ２２の出力にセレクタ２０の出力を加算し、その加算結果をレジスタ２２の入力端および除算器２４の入力端へ出力する。以上の構成から明らかなように、レジスタ２２および加算器２３は領域Ｒの各光電変換セルの出力電圧を順次加算し、終了点Ｅのスキャンが終わった時点で加算結果を除算器２４へ出力する。この加算結果は、センサアレイ１の全光電変換セルのスキャンが終了するまで保持され、次のスキャンが開始される直前にリセットされる。
【００１６】
除算器２４は、加算器２３の出力を領域Ｒの光電変換セル数Ｎで除算し、その除算結果、すなわち、領域Ｒの各光電変換セルの出力電圧の平均値を除算器９（図１）へ出力する。図３は領域Ｒの光電変換セル数Ｎを求める回路である。この図において、加算器２６は、領域Ｒの終了点ＥのＸアドレスＸeから開始点ＳのＸアドレスＸsを減算し、減算結果に「１」を加算して乗算器２８へ出力する。同様に、加算器２７は、領域Ｒの終了点ＥのＹアドレスＹeから開始点ＳのＹアドレスＹsを減算し、減算結果に「１」を加算して乗算器２８へ出力する。乗算器２８は、加算器２６、２７の出力を乗算し、その結果を光電変換セル数Ｎとして図２の除算器２４へ出力する。
【００１７】
次に、図１において、除算器９は、センサアレイ１の全光電変換セルのスキャンが終了した時点で、予め決められている基準値を上述した平均計算ユニット１１の出力で割り、その結果を乗算器３０へ出力する。乗算器３０は、除算器９の出力にレジスタ３１の出力を乗算し、その結果をＶＧＡ５のゲイン制御信号Ｇとして出力する。ここで、レジスタ３１は前述したリセット信号ＲＥ１を受けてゲイン制御信号Ｇを読み込むレジスタであり、前フレームのゲイン制御信号Ｇが記憶されるレジスタである。
【００１８】
このレジスタ３１および乗算器３０を設けている理由は次の通りである。いま、除算器９の出力を直接ＶＧＡ５へ印加する場合について考える。センサアレイ１の１回のスキャンが終了した時点で、除算器９の出力が例えば「３」であったとすると、次のスキャン時はセンサアレイ１の出力がＶＧＡ５において３倍され、ＡＤＣ６においてディジタルデータに変換されて平均計算ユニット１１へ印加される。そして、この場合、センサアレイ１の出力が３倍されているので、センサアレイ１の出力が前回スキャン時と全く同じであっても、除算器９の出力は「１」となり、このデータ「１」がＶＧＡ５へ印加される。これにより、次回スキャン時は、センサアレイ１の出力がＶＧＡ５において１倍され、ＡＤＣ６を介して平均計算ユニット１１へ印加され、この結果、除算器９の出力が再び「３」となる。このように、除算器９の出力を直接ＶＧＡ５へ印加すると、センサアレイ１の出力が変化しないのにＶＧＡ５の出力が異常変動してしまう問題が生じる。
【００１９】
これに対し、乗算器３０およびレジスタ３１を設けた場合の動作を次に説明する。いま、センサアレイ１の１回のスキャンが終了した時点で、除算器９の出力が例えば「３」であったとすると、レジスタ３１の初期値を「１」とすれば、乗算器３０から「３」が出力される。そして、次のスキャン時には、センサアレイ１の出力がＶＧＡ５において３倍され、ＡＤＣ６においてディジタルデータに変換されて平均計算ユニット１１へ印加される。センサアレイ１のスキャンが終了すると、乗算器３０から出力されているデータ「３」がレジスタ３１に読み込まれ、次いで、除算器９による除算が行われる。この場合、センサアレイ１の出力がＶＧＡ５によって３倍されていたので、センサアレイ１の出力が前回スキャン時と全く同じであっても、除算器９の出力は「１」となり、このデータ「１」が乗算器３０へ印加される。乗算器３０は、このデータ「１」とレジスタ３１の出力データ「３」とを乗算し、その結果「３」をＶＧＡ５へ出力する。これにより、次回のスキャン時に、センサアレイ１の出力が、ＶＧＡ５において再び３倍される。
【００２０】
このように、乗算器３０およびレジスタ３１を設けることによって、異常変動のない正しい動作をさせることができる。
なお、上述したことを式で説明すると次の通りである。
まず、
第ｎフレームＡＤＣ出力
＝第（ｎ−１）フレームゲイン×第ｎフレームアナログ出力 …(1)
である。したがって、
基準値÷第ｎフレームディジタル平均値
＝基準値÷（第（ｎ−１）フレームゲイン×第ｎフレームアナログ出力平均値）…(2)
となり、この式を変形すると、
基準値÷第ｎフレームディジタル平均値×第（ｎ−１）フレームゲイン
＝基準値÷第ｎフレームアナログ出力平均値…(3)
なる式が得られる。この第(3)式から図１の回路が得られる。
【００２１】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図４はこの発明の第２の実施形態において用いられる平均計算制御ユニットの構成の一部を示す回路図であり、この図に示す回路は、図２におけるレジスタ１５、加算器１６、比較器１７の代わりに用いられる回路である。但し、この図の回路はＹ方向制御の場合である。この図において、アドレスデコーダ３５は、Ｙスキャナ３がスキャンする位置を示すデータＹaddをデコードするデコーダであり、Ｙスキャナ３と同数の出力端を有し、データＹaddが領域Ｒの開始点のＹ座標Ｙsより大で、終了点の座標Ｙeより小の時、対応する出力端から”１”信号を出力する。
【００２２】
このアドレスデコーダ３５の各出力は各々、対応するＹスキャナ３の出力と共にアンドゲート３６−１、３６−２、・・・３６−Ｋ（Ｋ；センサアレイ１の行数）へ出力される。アンドゲート３６−１、３６−２、・・・３６−Ｋは各々アドレスデコーダ３５の出力と、Ｙスキャナ３の出力のアンドをとる回路であり、各出力は各々ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３７−１、３７−２、・・・３７−Ｋの各ゲートへ印加される。ＦＥＴ３７−１、３７−２、・・・３７−Ｋは、各ドレインが共通接続されて、負荷抵抗としてのＦＥＴ３８のドレインに接続され、各ソースが接地されている。そして、各ドレインの共通接続線の信号が信号Ｓ−Ｙとして図２に示すアンドゲート１８へ印加される。
【００２３】
このような構成によれば、Ｙスキャナ３が座標Ｙsから座標Ｙe間をスキャンする時、対応するアンドゲート３６の出力が”１”となり、ＦＥＴ３７がオンとなり、信号Ｓ−Ｙが”１”となる。すなわち、図２におけるレジスタ１５、加算器１６、比較器１７による回路と同様の動作を行う。
図５はこの発明の第３の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図であり、この図に示す装置が図１に示すものと異なる点は、センサアレイ１を仮想的にブロック（０，０）〜ブロック（ｍ，ｎ）のｍ×ｎ個のブロックに分割している点である。すなわち、ユーザが操作部からいずれかのブロックを指定すると、予め記憶装置（図示略）に記憶されている全ブロックの開始点および終了点のＸ、Ｙ座標の中から、指定されたブロックの開始点、終了点の座標が読み出され、平均計算制御ユニット１２に設定される。これにより、指定されたブロックの平均値が平均計算ユニット１１において算出される。例えば、図６（イ）に示すブロックを指定すると、同図に示す開始点Ｐ１、終了点Ｐ２のＸ、Ｙ座標が平均計算制御ユニット１２に設定され、また、図６（ロ）に示すように、連続する２ブロックを指定した場合は、図に示す開始点Ｐ３および終了点Ｐ４のＸ、Ｙ座標が平均計算制御ユニット１２に設定される。
【００２４】
図７はこの発明の第４の実施形態による固体撮像装置の動作を説明するための説明図である。この第４の実施形態においては、電源投入時あるいはリセットボタンが操作された時、図１におけるＶＧＡ５のゲインを強制的に「１」に設定し、センサアレイ１のスキャンを行う。そして、得られた除算器９の出力をホールド回路（図示略）によってホールドし、以後、そのホールド回路の出力をＶＧＡ５のゲイン制御端子へ印加する。すなわち、この第４の実施形態においては、平均計算ユニット１１における平均値計算が、図７（イ）に示す単一動作であり、一度決めた場合は、以後、そのゲインを連続して使用する。参考までに、前述した図１の回路による連続フレーム動作を図７（ロ）に示す。
【００２５】
図８は、この発明の第５の実施形態による指紋照合装置の構成を示すブロック図である。この図において、４０はプリズムであり、その一面４０ａが指４１を当接する当接面になっている。４３は照明部であり、プリズム４０の当接面４０ａへ向けて光りを放射する。４４はレンズであり、照明部４３から放射され、指４１において反射された光を固体撮像装置４５のセンサアレイ１に結像させる。
固体撮像装置４５は、図１に示す装置であり、出力端子７から出力される撮像データがＣＰＵ（中央処理装置）４６へ印加される。ＣＰＵ４６は、固体撮像装置４５の出力データから指４１の指紋の特徴点を所定のアルゴリズムに従って検出する。次いで、検出した特徴点を、メモリ４７内に予め記憶されている複数の人の指紋の特徴点データと照合することによって指紋を特定する。
【００２６】
上記の処理において、明確な照合結果が得られなかった場合は、図１の領域Ｒを変更する。この変更の仕方として、図５に示すように、予め検出ブロックが設定されている場合は、ユーザがブロックの指定を変えてみる。また、ブロックが設定されていない場合は、ユーザが開始点Ｓと終了点Ｅの座標を変更する。
また、次の方法も有効である。すなわち、指４１は当接面４０ａのどの位置に当接されるかわからず、人によって当接位置が大きく異なる場合がある。この場合、領域Ｒが定位置であると、指４１の位置とかなり異なる位置の平均に基づいてＶＧＡ５のゲインが決まってしまい、正確な指紋検出ができなくなる。一方、指４１を当接した位置と指４１がない位置とではセンサアレイ１の受ける光の量が大きく異なる。したがって、センサアレイ１の各光電変換セルの出力から指４１の概略当接位置を検出することができる。そこで、ＣＰＵ４６が固体撮像装置４５の出力に基づいて指４１の位置を検出し、その検出結果から開始点Ｓ、終了点Ｅを決定し、その座標（Ｘs,Ｙs）、（Ｘe,Ｙe）を固体撮像装置４５へ出力する。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、平均計算手段の算出結果を、増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段とを設けたので、撮像能力を充分に発揮させることができる効果が得られる。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明によれば、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、除算器の出力とレジスタの出力とを乗算する乗算器とを設けたので、増幅手段のゲインを実時間で連続的に制御することができる。
また、請求項９に記載の発明によれば、複数の特定領域を予め設定しておき、平均計算手段は、ユーザの選択した特定領域について光電変換セルの出力の平均値を算出するようにしたので、特定領域を簡単に変更することができる効果がある。
【００２９】
また、請求項１０に記載の発明によれば、指に向けて光りを照射する照明部と、指において反射した光を請求項１〜請求項９のいずれかの項に記載の固体撮像装置のセンサアレイへ導く光学系と、固体撮像装置の出力から指の指紋の特徴点を抽出する抽出手段と、複数の指紋の特徴点が記憶された記憶手段と、抽出手段によって抽出された特徴点と記憶手段に記憶された特徴点とを照合する照合手段とを設けたので、指紋照合を従来より確実に行うことができる。
また、請求項１１に記載の発明によれば、固体撮像装置の出力に基づいて指の位置を検出する検出手段と、検出手段の検出結果から特定領域の開始点座標と終了点座標を求め、固体撮像装置へ出力する手段とを設けたので、照合の確実さをさらの増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 同実施形態における平均計算ユニット１１および平均計算制御ユニット１２の詳細を示す回路図である。
【図３】 同実施形態における光電変換セル数算出回路の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の第２の実施形態における平均計算制御ユニット１２のの構成を示す回路図である。
【図５】 この発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】 同実施形態の動作を説明するための図である。
【図７】 この発明の第４の実施形態の動作を説明するための説明図である。
【図８】 この発明の第５の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…センサアレイ
２…Ｘスキャナ
３…Ｙスキャナ
５…ＶＧＡ
６…ＡＤＣ
７…出力端子
９…除算器
１１…平均計算ユニット
１２…平均計算制御ユニット
１５…レジスタ
１６…加算器
１７…比較器
１８…アンドゲート
２０…セレクタ
２２…レジスタ
２３…加算器
２４…除算器
２６、２７…加算器
２８…乗算器
３０…乗算器
３１…レジスタ
３５…アドレスデコーダ
３６−１〜３６−Ｋ…アンドゲート
３７−１〜３７−Ｋ…ＦＥＴ
４０…プリズム
４１…指
４３…照明部
４５…固体撮像装置
４６…ＣＰＵ
４７…メモリ
Claims (9)
- 複数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイと、前記センサアレイから順次出力される前記光電変換セルの出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器とを具備する固体撮像装置において、
前記アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、前記センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、
前記平均計算手段の算出結果を、前記増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段と、
を具備し、
前記変換手段は、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、予め決められた基準値を前記平均計算手段の出力で除算する除算器と、当該除算器の出力と前記レジスタの出力とを乗算する乗算器とをさらに具備し、前記乗算器の出力をゲイン制御信号として出力する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記平均計算手段は、前記センサアレイを走査するクロックパルスに基づいて前記特定領域の光電変換セルのデータが前記アナログ／ディジタル変換器から出力されるタイミングを検出するタイミング検出手段と、
前記タイミング検出手段の検出タイミングにおいて前記アナログ／ディジタル変換器の出力を順次累算する累算手段と、
前記累算手段の累算結果を前記特定領域の光電変換セル数で除算する除算器と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記タイミング検出手段は、前記クロックパルスのタイミングで入力端のデータを読み込むレジスタと、
前記レジスタの出力に「１」を加算して該レジスタの入力端へ出力する加算器と、
前記加算器の出力が前記特定領域の座標に一致している時検出信号を出力する比較器と
を具備することを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。 - 前記タイミング検出手段は、前記特定領域の走査タイミングにおいて”１”信号を出力するアドレスデコーダと、前記アドレスデコーダの出力および前記センサアレイを走査する走査信号が共に”１”の時、タイミング検出信号を出力する回路とを具備することを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
- 前記累算手段は、前記タイミング検出手段の検出タイミングにおいて前記アナログ／ディジタル変換器の出力を選択して出力し、それ以外のタイミングにおいて０を出力するセレクタと、前記クロックパルスのタイミングで入力端のデータを読み込むレジスタと、前記レジスタの出力に前記セレクタの出力を加算して該レジスタの入力端へ出力する加算器とを具備することを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
- 前記特定領域の開始点の座標および終了点の座標から前記特定領域のＸ方向の光電変換セル数およびＹ方向の光電変換セル数を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出されたＸ方向の光電変換セル数およびＹ方向の光電変換セル数を乗算する乗算手段とからなる光電変換セル数算出手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
- 複数の前記特定領域を予め設定しておき、前記平均計算手段は、ユーザの選択した特定領域について光電変換セルの出力の平均値を算出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の固体撮像装置。
- 複数の光電変換セルをマトリックス状に配置したセンサアレイと、前記センサアレイから順次出力される前記光電変換セルの出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器とを具備する固体撮像装置であって、
前記アナログ／ディジタル変換器の出力に基づいて、前記センサアレイの予め決められている特定領域の光電変換セルの出力の平均値を算出する平均計算手段と、
前記平均計算手段の算出結果を、前記増幅手段のゲインを制御するゲイン制御信号に変換する変換手段と、
を具備し、
前記変換手段は、前フレームのゲイン制御信号を記憶するレジスタと、予め決められた基準値を前記平均計算手段の出力で除算する除算器と、当該除算器の出力と前記レジスタの出力とを乗算する乗算器とをさらに具備し、前記乗算器の出力をゲイン制御信号として出力する固体撮像装置と、
指に向けて光を照射する照明部と、
前記指において反射した光を前記固体撮像装置の前記センサアレイへ導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力から前記指の指紋の特徴点を抽出する抽出手段と、
複数の指紋の特徴点が記憶された記憶手段と、
前記抽出手段によって抽出された特徴点と前記記憶手段に記憶された特徴点とを照合する照合手段と、
を具備することを特徴とする指紋照合装置。 - 前記固体撮像装置の出力に基づいて指の位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果から前記特定領域の開始点座標と終了点座標を求め、前記固体撮像装置へ出力する手段とを設けたことを特徴とする請求項８に記載の指紋照合装置。
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