(57)【要約】【課題】  撮像装置の低コスト化、小型化を図りながら、高い精度と認証速度の速さを両立した生体認証用の撮像装置を提供する。例えば携帯端末における高性能で安価な指紋認証システム提供する。【解決手段】  画像情報を取得する撮像装置において、撮像装置は、撮像素子手段と、濃度変換手段と、濃度変換特性変更手段を有しており、前記濃度変換特性変更手段は、前記濃度変換特性を全体画像取得途中に変更するよう制御する。【選択図】  図１
2006230603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の部分画像情報を順次撮像して、該被写体の全体画像を撮像するスイープ型認証用撮像装置において、前記撮像装置は、撮像素子と、濃度変換手段と、濃度変換特性変更手段を有しており、
前記濃度変換特性変更手段は、該全体画像の濃度変換が全て終了する前に、濃度変換特性を変更するよう画像信号のオフセット条件を変更可能な構成を有することを特徴とするスイープ型認証用撮像装置。
【請求項２】
前記濃度変換特性変更手段は、前記濃度変換手段の前段に設けられたことを特徴とした請求項１に記載のスイープ型認証用撮像装置。
【請求項３】
画像の輝度分布を検出することにより、前記濃度変換特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載のスイープ型認証用撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子の副走査タイミングに同期して、濃度変換特性を変更することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のスイープ型認証用撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の撮像装置は、前記撮像素子の部分画像取得に同期してオフセットを変更して画像を取得することを特徴とするスイープ型認証用撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のスイープ型認証用撮像装置と、前記撮像装置からの画像信号と予め取得している前記被写体の登録情報とを照合する照合手段とを備えた生体認証システム。
【請求項７】
前記被写体は、目、顔、手又は指である請求項６に記載の生体認証システム。
【請求項８】
画像情報を撮像するスイープ型認証用撮像装置において、画像信号の濃度変換特性を画像撮像途中に変更して、被写体全体の画像を撮像することを特徴とした画像取得方法。
【請求項９】
画像情報を撮像するスイープ型認証用撮像装置において、画像信号のオフセット量を画像撮像途中に変更して、被写体全体の画像を撮像することを特徴とした画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び画像取得方法に関し、特に、指紋認証や静脈認証等の生体認証システムに好適に搭載される撮像装置及び画像取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋や顔、虹彩、掌紋などを用いた生体認証システムは、画像取得装置から生体の画像を取得して、この取得した画像から特徴抽出を行い、その情報を元に登録済みのデータと照合を行い、本人であることを認証する。
【０００３】
ここで、画像取得装置の検出方式としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサを用いた光学方式や、静電容量方式、圧力検知方式、感熱方式、電界検出方式などがある。また、別の分類としては、２次元のエリアセンサを用いて被写体画像を一括して取得するタイプと、スイープタイプ、あるいはスキャンタイプと呼ばれる、１次元センサあるいは副走査方向の画素数が２〜２０程度の帯状の２次元センサを用いて、被写体を副走査方向に順次撮像した画像を合成して全体画像を取得するタイプがある。
【０００４】
生体認証システムでは、画像取得装置から取得した画像に対してコントラストの改善やエッジ強調さまざまな画像処理を行った後、照合を行うための特徴抽出処理を実行している。
【０００５】
従来、生体認証システムにおけるコントラスト改善処理は、マニュアルで取得条件を調整したり（特許文献１を参照）、あるいは画像取得装置で取得後の画像に対して後から演算処理を行っていた（特許文献２を参照）。
【０００６】
しかしながら、従来の生体認証システムにおけるコントラスト改善処理では、手動での画像調整や、あるいは取得後の画像データに対して後処理として濃度変換処理を行うために、輝度変化が大きい場合等にコントラストを十分改善できない問題があった。
【０００７】
たとえば、室内と室外あるいは昼間と夜間など環境状態による外光の変化や、個人の差による指の大きさや透過率の違い等で輝度レベルが大きく変化する。特に、携帯電話やＰＤＡなどに搭載された場合には、屋外での使用の機会も多くなり、こうした環境変化を大きくうけてしまう。
【０００８】
これらの場合に、後処理で取得画像を加工しようとしても、取得後の画像の飽和した領域や、黒つぶれしてしまった領域では、濃度階調データがすでに失われてしまっているため、取得後の画像からは濃度差を復元できない。
【０００９】
手動で最適な条件を出そうとすると、調整作業が煩雑になるのでユーザーの負担が大きくなる。ＡＥ（自動露出補正機能）により、複数回撮像して露光条件を制御しなおす構成が考えられるが、取得されたデータが飽和やつぶれてしまった場合は、どの程度露光条件を変化させるべきかの指標がないため、適正な露光にするまで何回かデータの取得を繰り返さなくてはならず、収束までに時間がかかってしまう。
【００１０】
さらに取得後の画像データを画像処理で濃度変換することは、もとの画像よりもビット精度が低下することを示すが、取得画像は一般的にデータ量を抑えるためあまり多いビット数にはできないので、画像処理後のビット精度は非常に低くなってしまい、Ｓ／Ｎ比が低下する。
【００１１】
特に、１枚の生体画像の面内で輝度分布の差が大きい場合はこうした問題が顕著になる。たとえば、被写体を照明する光学系と被写体の位置関係などで発生する輝度差、また、被写体自身の面内での透過率の差で発生する輝度差などである。
【００１２】
１度に取得される画像の中で輝度差が大きい場合は、後処理で取得画像を加工する場合も面内の部分ごとに最適値が異なるため、演算が難しく、実行できたとしても複雑になり、演算時間や回路規模が増大する。また、手動やＡＥで最適な条件を出す場合も、面内で最適な条件が異なるため、調整可能な範囲が狭くなる。最適に調整できなければ、面内の一部の領域で黒つぶれや飽和が発生してしまう。両者がダイナミックレンジ内に入る様に調整できた場合も、ダイナミックレンジが広くなるように調整した分、画像処理後のビット精度は低くなり、Ｓ／Ｎ比が低下する。
【特許文献１】特開平８−２７２９５３号公報
【特許文献２】特開平１−１５８５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、光源などの環境条件や被写体の形状や透過率の差に起因して生体画像面内で発生する輝度差に対応した広ダイナミックレンジでかつ精度の高い撮像装置、生体認証システム、及び画像取得方法を簡単かつ安価に実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の撮像装置は、被写体の部分画像情報を順次撮像して、被写体の全体画像を撮像するスイープ型認証用撮像装置において、撮像装置は、撮像素子と、濃度変換手段と、濃度変換特性変更手段を有しており、
濃度変換特性変更手段は、全体画像の濃度変換が全て終了する前に、濃度変換特性を変更するよう画像信号のオフセット条件を変更可能な構成を有することを特徴としたものである。
【００１５】
また、これら本発明の撮像装置は、撮像素子の副走査タイミングに同期して、濃度変換特性を変更することを特徴としたものである。
【００１６】
また、これら本発明の撮像装置は、生体画像の輝度分布を検出することにより、前記濃度変換特性変更手段を制御することを特徴としたものである。
【００１７】
これにより、画像面内全体にわたり広いダイナミックレンジが確保できるため、外光などの環境条件や被写体の形状、大きさ、状態の変化に対応できる範囲がより広くなり、検出能力の高い画像取得装置が実現できる。
【００１８】
また、画像取得装置において、面内で濃度変換を変更しながら画像取得を行うため、取得した画像から特徴抽出をかけるまでの前処理でのビット精度の低下を抑えることができる。
【００１９】
さらに、濃度変換特性変更手段として、濃度変換手段の前段に設けられたオフセット変更手段により面内の濃度変換特性を変更することにより、回路構成が簡単になり、回路規模や演算時間の増大を抑えることができる。
【００２０】
さらに、撮像素子の副走査タイミングに同期して、濃度変換特性を変更することにより、回路構成が簡単になり、回路規模や演算時間の増大を抑えることができる。
【００２１】
さらに、生体画像の輝度分布を検出することにより、濃度変換特性変更手段を制御することにより、１枚の画像面内の各部分で濃度変換を最適化するため、画像を何枚も取り直すことが必要なくなり、撮像時間を短くすることができる。また、より最適化された画像が取得できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によると、回路規模や演算量を抑えることで撮像装置の低コスト化、小型化を図りながら、高い精度と認証速度の速さを両立した認証用の撮像装置を実現できる。したがって、例えば携帯端末における高性能な指紋認証システムを安価に提供できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態として、本発明を適用したエリア型の指紋認証装置の模式的な構成を示すブロック図を示す。ここでは、１枚の生体画像の面内で輝度分布の差が大きい例として、被写体を照明する光学系と被写体の位置関係で発生する輝度差を取り上げる。撮像装置内部で環境を検出して、環境に応じた制御係数を選択し、オフセットを制御しながら１枚の生体画像を取得することでダイナミックレンジを改善する例を示す。
【００２５】
本実施形態における指紋認証装置は画像取得部１０１と認証部１０２からなる。たとえば、画像取得部は画像センサを有した撮像ユニットで、また認証部はパーソナルコンピュータにより実行される機能の組み合わせであったり、あるいは、画像取得部と認証部がひとつの指紋認証ユニットとして組みあわされ、不図示のパーソナルコンピュータに接続される独立の装置の場合がある。
【００２６】
図１の画像取得部１０１において、１０３は照明用の光源（光照射手段）としてのＬＥＤである。
【００２７】
１０４がＣＭＯＳ型やＣＣＤ型等の撮像素子部であり、１次元センサあるいは２次元センサである。本実施形態ではＣＭＯＳ型のセンサで、主走査方向が７６８画素、副走査方向が５１２画素の２次元センサを例示する。
【００２８】
１０５は、撮像素子部およびＬＥＤの輝度や点灯タイミングを制御するタイミング発生（ＴＧ）部、１０６が、ＡＤコンバータ部である。
【００２９】
１０７は、本発明において、画像取得の途中でオフセットを変更可能としたオフセット変更部であり、１０８が前段でＤＣ成分を変更された信号に対して濃度変換を行う濃度変換部である。
【００３０】
１４０が、本発明において、１１０ｂの撮像信号から輝度を検出して、環境を判定する輝度検出部１である。１４１がこの判定結果から変更係数を算出して、タイミング発生（ＴＧ）部の制御に従いオフセット変更部を制御する変更制御部である。
【００３１】
また、１０９が認証部からの制御信号を受信し、認証部へデータ信号を送信する通信部である。１１３がデータ信号線であり、１１４が制御信号線である。
【００３２】
１１０ａがアナログの画像データ信号線であり、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄがデジタルの画像データ信号線である。ここでは、１１０ｂ、１１０ｃの間は１０ビット幅で処理され、濃度変換により１０ビットから８ビットに変更され、１１０ｄは８ビット幅の信号線である。
【００３３】
１１１ａ，ｂが、認証部１０２の制御信号を受けて、濃度変換部とタイミング発生（ＴＧ）部の制御を行う制御線である。
【００３４】
１１１ｃが輝度検出部の判定結果から濃度変換部１０８の濃度変換係数を変更する制御線であり、１１１ｄが輝度検出部の判定結果を変更制御部１３１に伝える制御線であり、１１１ｅが変更制御部１３１からオフセット変更部１０７に対して制御を行う制御線である。
【００３５】
１１２ａ，ｂがタイミング発生部から撮像素子部およびＬＥＤ部に送られる駆動パルスの信号線である。１１２ｃが輝度検出部の制御パルス線であり、輝度検出部を初期値に戻すなどの制御を行う。１１２ｄが変更制御部への制御パルス線であり、ここでは副走査方向の信号に同期してオフセットを変更するための、副走査方向の同期信号を送る。
【００３６】
認証部１０２において、１１５が通信部である。
【００３７】
１２２ａは、輝度検出部２であり、取得した画像情報の中から生体情報の含まれる領域を判別して、判別した生体情報領域の輝度を検出する。１２３ａが、輝度検出部２をはじめ各部の情報をうけて画像取得部１０１を制御する制御部である。
【００３８】
１１６が後段で特徴抽出を行うために、エッジ強調などの画像処理を行う前処理部である。１１７が、画像処理を行うためのフレームメモリ部である。１１８が、特徴抽出部であり、１１９が１１８で抽出された個人の特徴をデーターベースに登録あるいは、登録済みのデータと比較照合する登録照合部である。１２０が個人のデータを保存するデータベースである。
【００３９】
１２４ａ、ｂ、ｃ、ｄが画像データを伝送するデータ線である。１２５がデータベースと登録・照合部間のデータ線および制御線である。１２９ａは輝度検出に必要な画像情報をおくる信号線であり、１３０ａは輝度検出結果を伝える信号線、１３１は各部の状態を受けて画像取得部を制御する信号を伝送する信号線である。
【００４０】
本実施形態では、１４０の輝度検出部１において、撮像素子部で取得し、ＡＤ変換されてくる画像信号から環境を判定して、濃度変換部１０８の濃度変換係数を設定する。変更制御部１４１において、輝度検出部１の判定をもとにオフセットを面内で変更する係数を決定して、ＴＧ部１０５から発生する副走査方向の走査に同期した制御パルスにしたがって、オフセット制御量を段階的に変化させるようにオフセット変更部を制御する。オフセットを面内で変更する係数は、輝度検出部１の判定結果に対する値として、変更制御部１４１内のルックアップテーブルに記録されている。変更する係数は後述するように被写体を照明する光学系と被写体の位置関係で発生する輝度差を補正するような値が選択され、副走査方向の位置に対応した制御値を演算してオフセット変更部を制御する。
【００４１】
これにより、撮像装置内部で光学的な環境を検出して、環境に応じた制御係数を選択して、オフセットを制御しながら１枚の生体画像を取得すること可能となり、被写体全体にわたり最適なコントラストの画像が取得できる。
【００４２】
図２に、本実施形態におけるエリアタイプと呼ばれる１枚の撮像で指全体の画像を取得できる、指内部散乱光を利用した光学式指紋センサの説明図を示す。
【００４３】
図２において、（ａ）は指の上面方向から見た図であり、（ｂ）は指の断面方向の図である。
【００４４】
２０１が指であり、２０２が光源としてのＬＥＤである。２０３が指紋の凹凸パターンの光学的な差をセンサに導く光学的な部材であり、２０４が２次元センサであり、ここではＣＭＯＳ型の撮像素子である。
【００４５】
ここで、２０５が光源から指への光の出射方向であり、２０６が指からセンサへの光の入射方向である。
【００４６】
ここで、２１０がセンサの主走査方向であり、２１１がセンサの副走査方向である。ここで、主走査方向、副走査方向の定義は図３，４の説明時に後述する。
【００４７】
本実施形態では、光源としてのＬＥＤを主走査方向と平行に配列する。また、指の置きかたも図のように長手方向が主走査方向と一致するように置くようにしている。
【００４８】
こうした配置により、後述するように本発明のオフセットの面内制御によるダイナミックレンジ改善が有効に働くことを可能にしている。図２中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｐ各点は図６〜８の説明の中で使用する。
【００４９】
図３、図４を用いて本実施形態におけるＣＭＯＳ型の撮像素子部の構成を説明する。
【００５０】
図３は、図１の撮像素子部１０４の構成図である。ここでは、一般的なエリアセンサにおける水平走査方向が主走査方向、垂直走査方向が副走査方向に相当する。通常のエリアセンサはまず垂直方向の１行（たとえば一番上の行）を選択して、その行の水平方向の一端から同じ行の反対側の端に向かって（たとえば一番左から右に向かって）画素を順次読み出していく。その後、次の垂直方向の１行を選択して、同様に水平方向の一端から同じ行の反対側の端に向かって画素を順次読み出していく。こうして垂直方向に各行の読出しを行い画面全体の画素を取得する。このため、水平方向の走査を主走査、垂直方向の走査を副走査とした。
【００５１】
したがって、以下の撮像素子部の説明も主走査方向を水平方向、副走査方向を垂直方向と同一の意味として記述している。
【００５２】
図３において、４１はセンサの１画素を構成する画素部、４２は画素部４１における読み出しパルス（ｆＳ）の入力端子、４３は画素部４１におけるリセットパルス（ｆＲ）の入力端子、４４は画素部４１における転送パルス（ｆＴ）の入力端子である。更に、４５は画素部４１における信号読み出し端子（Ｐ０）、４６は後述するセレクタ部から水平方向の各画素に読み出しパルス（ｆＳ）を送る信号線である。更に、４７は後述するセレクタ部から水平方向の各画素にリセットパルス（ｆＲ）を送る信号線、４８は後述するセレクタ部から水平方向の各画素に転送パルス（ｆＴ）を送る信号線、４９は垂直信号線、４０は定電流源である。更に、５１は垂直信号線４９に接続された容量、５２は水平シフトレジスタ５６にゲートが接続され、ソース−ドレインに垂直信号線４９と出力信号線５３が接続された転送スイッチ、５４は出力信号線５３に接続された出力アンプ、５５はセンサ部６の出力端子である。
【００５３】
また、５６は水平シフトレジスタ（ＨＳＲ）、５７はそのスタートパルス（ＨＳＴ）の入力端子、５８はその転送クロック（ＨＣＬＫ）の入力端子、５９は垂直シフトレジスタ（ＶＳＲ）、６０はそのスタートパルス（ＶＳＴ）の入力端子、６１はその転送クロック（ＶＣＬＫ）の入力端子である。更に、６２は後述するローリングシャッタと呼ばれる方式の電子シャッタ用のシフトレジスタ（ＥＳＲ）、６３はそのスタートパルス（ＥＳＴ）の入力端子、６４は垂直シフトレジスタ（ＶＳＲ）の出力線である。更に、６５は電子シャッタ用のシフトレジスタ（ＥＳＲ）の出力線、６６はセレクタ部、６７は転送パルスの元信号ＴＲＳの入力端子、６８はリセットパルスの元信号ＲＥＳの入力端子、６９は読み出しパルスの元信号ＳＥＬの入力端子である。
【００５４】
図４は、図３の画素部４１の構成図である。図４において、７１は電源電圧（ＶＣＣ）、７２はリセット電圧（ＶＲ）、７３はフォトダイオード、７４〜７７はＭＯＳトランジスタからなるスイッチ、７８は寄生容量（ＦＤ）、７９はグラウンドである。
【００５５】
ここで、撮像素子部１０４の動作を図３、図４を参照して説明する。まず、リセット用のスイッチ７４と、フォトダイオード７３に接続されたスイッチ７５とをＯＦＦした状態で、フォトダイオード７３において入射光による電荷の蓄積が行われる。
【００５６】
その後、スイッチ７６がＯＦＦした状態で、スイッチ７４をＯＮすることにより、寄生容量７８がリセットする。つぎに、スイッチ７４をＯＦＦ、スイッチ７６をＯＮすることにより、信号読み出し端子４５にリセット状態の電荷を読み出す。
【００５７】
つぎに、スイッチ７６をＯＦＦした状態で、スイッチ７５をＯＮすることにより、寄生容量７８に対して、フォトダイオード７３に蓄積された電荷を転送する。つぎに、スイッチ７５をＯＦＦした状態で、スイッチ７６をＯＮすることにより、信号読み出し端子４５に信号電荷を読み出す。
【００５８】
各ＭＯＳトランジスタの駆動パルスφＳ，φＲ，φＴは、後述するように垂直シフトレジスタ５９，６２とセレクタ部６６とにより作成され、各信号線４６〜４８により、画素の入力端子４２〜４４に供給される。入力端子６０から入力されるクロック信号１パルスに対して、信号ＴＲＳ，ＲＥＳ，ＳＥＬが入力端子６７〜６９にそれぞれ１パルス入力され、このため、駆動パルスφＳ，φＲ，φＴがそれぞれ信号ＴＲＳ，ＲＥＳ，ＳＥＬに同期して出力される。この結果、入力端子４２〜４４に、駆動パルスφＳ，φＲ，φＴが供給される。
【００５９】
また、信号読み出し端子４５は、垂直信号線４９により定電流源４０に接続すると共に、垂直信号線容量５１及び転送スイッチ５２に接続されており、垂直信号線４９を介して電荷信号が垂直信号線容量５１に転送される。その後電荷信号は、水平シフトレジスタ５６の出力に従い、転送スイッチ５２が順次走査されて、垂直信号線容量５１の信号が出力信号線５３に順次読み出され、出力アンプ５４を介して出力端子５５から出力される。ここで、垂直シフトレジスタ（ＶＳＲ）５９は、スタートパルス（ＶＳＴ）６０で走査が開始され、転送クロック（ＶＣＬＫ）６１が出力線６４を介してＶＳ１，ＶＳ２，・・・ＶＳｎと順次転送されていく。また電子シャッタ用垂直シフトレジスタ（ＥＳＲ）６２は、入力端子６３から入力されるスタートパルス（ＥＳＴ）で走査が開始され、入力端子６１から入力される転送クロック（ＶＣＬＫ）が出力線６５に順次転送されていく。
【００６０】
各画素部４１の読み出し順序は、まず垂直方向の上１行目を選択し、水平シフトレジスタ５６の走査に伴い左から右へ各列に接続した画素部４１を選択出力する。１行目の出力が終わると、２行目を選択し、再び水平シフトレジスタ５６の走査に伴い左から右へ各列に接続した画素部４１を選択出力する。
【００６１】
以下、同様に垂直シフトレジスタ５９の順次走査に従い、１，２，３，４，５・・・行目と上から下まで走査を行い、１画面の画像出力を行う。
【００６２】
ところで、センサの露光期間は、撮像画素が光の電荷を蓄積する蓄積期間と、撮像画素に被写体からの光が入射する期間により決まる。
【００６３】
ここで、ＣＭＯＳ型のセンサは、ＩＴ（ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）型やＦＩＴ（ｆｒａｍｅ−ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）型のＣＣＤ素子と異なり、遮光されたバッファメモリ部を備えていないため、画素部４１から得られた信号を順次読み出している期間も、まだ読み出されていない画素部４１は露光され続ける。したがって、連続的に画面出力を読み出すと、その露光時間は画面の読み出し時間にほぼ等しくなる。
【００６４】
しかし、光源としてＬＥＤを用いて、外光の入射を遮光部材などで入射しない場合などでは、点灯している期間のみを露光期間と考えることが可能になる。
【００６５】
また、別の露光時間を制御するひとつの方法として、ＣＭＯＳ型のセンサにおいては、電子シャッタ（フォーカルプレインシャッター）として、蓄積の開始と終了の垂直走査を並行して行うローリングシャッタとばれる駆動方法を採用することができる。これにより、蓄積の開始と終了の垂直走査線数単位で露光時間を設定可能にしている。図３においては、ＥＳＲ６２が画素をリセットして蓄積を開始する垂直走査用のシフトレジスタであり、ＶＳＲ５９が、電荷を転送して蓄積を終了する垂直走査用のシフトレジスタである。電子シャッタ機能を用いる場合は、ＥＳＲ６２をＶＳＲ５９に先行して走査し、その間隔に相当する期間が露光期間になる。
【００６６】
このように、ＣＭＯＳ型のエリアセンサはローリングシャッタによる蓄積方法を取ることで、垂直方向の１行単位で画素の電荷をリセットして、１行単位で画素の電荷を読み出すため、垂直走査方向の行単位、つまり副走査方向の行単位で蓄積が制御できる特性がある。
【００６７】
次に図５〜８を用いて本実施形態におけるオフセット制御を用いた濃度変換特性の面内制御の動作について説明する。
【００６８】
図５は濃度変換部で用いる濃度変換曲線の例を示す。ここでは、２点で折れ線で示しているが、折れ線の場合には演算で特性曲線を生成するため、メモリを消費するルックアップテーブルが必要ない利点があり、小規模な回路で有効である。また、特性を変える場合にも、演算により容易に変更できる。一方、ルックアップテーブルを用いて濃度変換曲線を用意した場合は、より高精度な変換出力が得られる利点がある。どのような特性曲線を選択するかは、システムの要求に応じて最適なものが選ばれる。
【００６９】
ここでは、入力がオフセット量ＶＯＳＥＴを加算した、０＋ＶＯＳＥＴ〜５１１＋ＶＯＳＥＴの範囲に対して、出力が０〜２５５の値に変換される。（ａ１，ａ２）から（ｂ１，ｂ２）の間が、濃度変換ゲインが高い領域であり、ａ１〜ｂ１に入った入力信号を強調した出力が得られる。
【００７０】
図６は本実施形態の撮像装置で得られる信号を示している。（ａ）の縦軸は指内に入射した光の輝度分布を示している。横軸は撮像素子の副走査方向である図２のＡ点とＢ点を結ぶ直線上の位置を示している。６１０は光量が高い場合（たとえば周囲の光量が強い場合や指の透過率の高い人の場合）の光量分布である。図２において示したように、指２０１に対してＬＥＤ２０２の光は側面から入射するため、指の外側Ａ点、Ｂ点に対して中央Ｃ点の輝度は距離に応じて低くなる。また、光量が低い場合（たとえば周囲の光量が弱い場合や指の透過率の低い人の場合）の光量分布を６１１に示す。指の外側Ａ点、Ｂ点に対して中央Ｃ点の輝度は距離に応じて低くなる割合は６１０とほぼ同程度であるが、光量が低い分、変化は６１０に比べ緩やかになる。この周囲の光量や、被写体の透過率などの環境に依存する変化量は、代表的な１点により判定することが出来る。ここでは、周囲の光量を副走査方向の初めのＰ点の光量Ｐ１およびＰ２の値で判定する例を示す。指の曲率は個人差はあるものの、光源との位置関係はほぼ決まっているため、検出したＰ点の輝度から指の断面方向の位置に対して光量の変化率ａは推定できる。この推定した変化率ａを用いて、位置に対するオフセット量ＶＯＳＥＴを算出する。
【００７１】
図６（ｂ）はオフセット変更部に入力する指の画像の信号レベルを示しており、横軸は撮像素子の主走査方向である図２の指の長手方向（Ａ点とＡ’点、Ｃ点とＣ’点を結ぶ直線上）の位置を示している。６１２はＡ点とＡ’点を結ぶ直線上の指の画像信号であり、６１３はＣ点とＣ’点を結ぶ直線上の指の画像信号である。信号のうち細かな凹凸は指紋の隆線パターンによる輝度変化を示している。このように、図２の位置関係で指を照射した場合は、副走査方向に被写体と光源の位置関係による輝度差は発生するが、主走査方向には輝度差は発生しにくい。したがって、副走査方向の変化に対してオフセット変更により濃度変換特性を変更すれば画像全体のコントラストが改善されることがわかる。走査速度がはやい主走査方向よりも、遅い副走査方向のほうが演算時間に対して余裕があるため、システム的にも実現しやすく、回路規模やコストを低減できる利点もある。
【００７２】
図７（ａ），（ｂ）にＡ−Ａ’点とＣ−Ｃ’点のオフセット変更部に入力した信号を示す。横軸が指の長手方向の位置であり、縦軸がオフセット変更部の入力レベルである。ここで、オフセット量ＶＯＳＥＴを与えたときの、濃度変換部における入力レベルは、（０＋ＶＯＳＥＴ〜５１１＋ＶＯＳＥＴ）の範囲となる。また、図７（ｃ），（ｄ）にＡ−Ａ’間とＣ−Ｃ’間の入力信号に対して、オフセット量ＶＯＳＥＴを与えたときの、濃度変換回路の出力レベルを示す。横軸が指の長手方向の位置であり、縦軸が濃度変換部の出力レベルである。オフセット量ＶＯＳＥＴにより、（０＋ＶＯＳＥＴ〜５１１＋ＶＯＳＥＴ）の範囲がかわる。Ａ−Ａ’間とＣ−Ｃ’間ではオフセット量ＶＯＳＥＴが、（ａ）では、ＶＯＳＥＴ＝５１２に、（ｂ）では、ＶＯＳＥＴ＝２５６に選択されることで、それぞれの信号の濃度変換後の出力がａ２〜ｂ２の範囲にくるように変換している。このように、オフセット量を変化させて、濃度変換部への入力範囲を画像面内で変更することによりダイナミックレンジを広くすることができる。
【００７３】
図８のフローチャートを用いて、本実施例における画像取得部１０１の動作を示す。８０１において、認証部からの制御により生体画像の取得ルーチンが開始されると、８０２においてタイミング制御（ＴＧ）部ではカウントを初期値０とする。８０３において、タイミング制御（ＴＧ）部から、輝度検出部１を初期化することにより、輝度検出部１から濃度変換部の濃度変換曲線をデフォルト値にする。８０４において１行画像を取得して、８０５で輝度検出部において信号に含まれる輝度分布を求め、環境の判定を行う。８０６において、タイミング制御（ＴＧ）部は、行数のカウントを１行増やす。８０７において、輝度検出部において環境の判定が行えなかった場合は、８０４にもどり、さらに１行の画像を取得して環境の判定を再度行う。８０７において、判定できた場合は、８０８に進み、輝度検出部において濃度変換部の変換特性を適したものに設定する。また、８０９で同じく輝度検出部においてオフセット変更の変更係数ａを適したものに設定する。８１０に進み、変更制御部において、ｎ行目のオフセットの変更量を算出して、タイミング制御（ＴＧ）部からの副走査方向の同期信号に同期してオフセット変更部の制御を行う。変更後、８１１でｎ行目の画像を取得する。８１２において、タイミング制御（ＴＧ）部は、行数のカウントを１行増やす。８１３で、行が最後まで達したかを判断し（この場合は５１２行）、達していない場合は、８１０に戻り次の行の画像を取得して、達した場合は終了する。
【００７４】
これにより、被写体の形状、大きさ、状態の変化、環境の変化に対して、指画像の輝度やコントラストが大幅に変化しても、その変化に追従して濃度変換を適正にすることができ、画質の高い画像取得が可能となる。
【００７５】
また、画像取得後にはじめて認証装置側で濃度変換するのではなく、画像取得装置において濃度変換を実行しながら画像取得を行うため、取得した画像から特徴抽出をかけるまでの前処理でのビット精度の低下を抑えることができる。
【００７６】
さらに、本発明の構成では、オフセット量を画像の面内で変更することで、画像内で容易に濃度変換特性を容易に変化させることが可能となったため、指紋における隆線や静脈における血管のように、ある特定の部分のコントラストを強調して撮像することを、簡単な回路構成、少ない演算量で実現する。また、このとき、黒つぶれや飽和する範囲を抑えた撮像を被写体の撮像全体にわたり可能として、広いダイナミックレンジを実現する。
【００７７】
また本実施形態では、指の指紋により被写体（本人）の照合を行うシステムについて説明したが、手や指の静脈、目の網膜、虹彩、顔の輪郭等の人相、手の形状，大きさ等により被写体（本人）の照合を行うシステムについても同様に用いることができる。
【００７８】
さらに、本実施形態では、生体認証用の撮像装置について述べているが、本発明の広いダイナミックレンジを取得する技術は、生体認証用に限らず、物体を認識する上でも同様に非常に効果がある。たとえば、工業用やアミューズメントなどのロボットの画像認識センサ、自動車に用いられる画像認識センサ、バーコードや文字の認識センサ、監視カメラなど、画像認識を目的としたセンサに対して適用可能な技術である。
【００７９】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態として、本実施形態で適用したスウィープ（スキャン）型の指紋認証装置の模式的な構成を示すブロック図である。ここでは、１枚の生体画像の面内で輝度分布の差が大きい例として、被写体を照明する光学系と被写体の位置関係で発生する輝度差を取り上げる。撮像装置内部で環境を検出して、環境に応じた制御係数を選択して、オフセットを制御しながら１枚の生体画像を取得することでダイナミックレンジを改善する例を示す。
【００８０】
本実施形態における指紋認証装置は画像取得部１０１と認証部１０２からなる。たとえば、画像取得部は画像センサを有した撮像ユニットで、また認証部はパーソナルコンピュータにより実行される機能の組み合わせであったり、あるいは、画像取得部と認証部がひとつの指紋認証ユニットとして組みあわされ、不図示のパーソナルコンピュータに接続される独立の装置の場合がある。
【００８１】
図９の画像取得部１０１において、１０３は照明用の光源（光照射手段）としてのＬＥＤである。
【００８２】
１０４がＣＭＯＳ型やＣＣＤ型等の撮像素子部であり、１次元センサあるいは副走査方向の画素数が５〜２０画素程度の帯状の２次元センサである。本実施例ではＣＭＯＳ型のセンサで、主走査方向が５１２画素、副走査方向が１２画素の帯状の２次元センサを例示する。
【００８３】
１０５は、撮像素子部およびＬＥＤの輝度や点灯タイミングを制御するタイミング発生（ＴＧ）部である。１４２が撮像信号を後段処理に適切な信号振幅に増幅するためのプリアンプ部である。
【００８４】
１０７は、本実施形態において、画像取得の途中でオフセットを変更可能としたオフセット変更部であり、１０８が前段でＤＣ成分を変更された信号に対してゲインを変化させて濃度変換を行う濃度変換部として機能するプログラマブルゲインコントロールアンプ（ＰＧＡ）部である。
【００８５】
１４１が、本実施形態において、認証部１０２内の輝度検出部の指示を受けて、タイミング発生（ＴＧ）部の制御に従いオフセット変更部を制御する変更制御部である。
【００８６】
また、１０９ａが濃度変換後の信号をＡＤ変換後、認証部へデータ信号を送信するＡＤ変換・データ送信部である。１０９ｂが認証部からの制御信号を受信する制御受信部である。
【００８７】
１１３がデータ信号線であり、１１４が制御信号線である。
【００８８】
１１０ａ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇがアナログの画像データ信号線である。ここではアナログ信号のまま処理され、プリアンプ部により適切な増幅処理後、オフセットを除去して切り出された信号に対して、ＰＧＡ部によりさらに増幅を行うことで、信号の一部のみ取得する。
【００８９】
１１１ａ，ｂ、ｃ、ｄが、認証部１０２の制御信号を受けて、ＰＧＡ部とタイミング発生（ＴＧ）部、プリアンプ部、変更制御分の制御を行う制御線である。
【００９０】
１１１ｅが変更制御部１４１からオフセット変更部１０７に対して制御を行う制御線である。
【００９１】
１１２ａ，ｂがタイミング発生部から撮像素子部およびＬＥＤ部に送られる駆動パルスの信号線である。１１２ｃが変更制御部への制御パルス線であり、ここでは副走査方向の信号に同期してオフセットを変更するための、副走査方向の同期信号を送る。
【００９２】
認証部１０２において、１１５が通信部である。
【００９３】
１２２ａは、輝度検出部２であり、生体情報領域の輝度を算出して、被写体を透過する光量分布の変化を検出する。１２３ａが、輝度検出部２をはじめ各部の情報をうけて画像取得部１０１を制御する制御部である。
【００９４】
１１６が後段で特徴抽出を行うために、エッジ強調などの画像処理を行う前処理部である。１１７が、画像処理を行うためのフレームメモリ部である。１１８が、特徴抽出部であり、１１９が１１８で抽出された個人の特徴をデーターベースに登録あるいは、登録済みのデータと比較照合する登録照合部である。１２０が個人のデータを保存するデータベースである。
【００９５】
１２４ａ、ｂ、ｃが画像データを伝送するデータ線である。１２５がデータベースと登録・照合部間のデータ線および制御線である。１２９ａは輝度検出に必要な画像情報をおくる信号線であり、１３０ａは輝度検出結果を伝える信号線である。
【００９６】
本実施形態では、認証部１０２内の１２２ａの輝度検出部２において、画像取得部から受信した画像信号から環境を判定して、画像取得部１０１部内のＰＧＡ部１０８のゲインを設定する。変更制御部１４１において、認証部の制御に従いオフセットを面内で変更する。このとき、ＴＧ部１０５から発生する副走査方向の走査に同期した制御パルスにしたがってオフセット変更部を制御する。オフセットを面内で変更する量は、輝度検出部２の検出結果から認証部１０２内の制御部１２３ａにより演算されて決定される。後述するように照明光が被写体を透過する透過率の差で発生する輝度差を補正するように動的に変更される。
【００９７】
本実施形態で例示したスイープタイプのセンサでは、後述するように部分的な連続画像を取得するため、画像面内で副走査方向に同期してオフセットを変更することを、各部分画像取得の際に、オフセットを変更しながら画像を取得することで実現している。これにより、撮像システムにおいて被写体を透過する光量分布を検出して、被写体を透過する光量に応じてオフセットを制御しながら部分画像を取得して行く。そして、これを合成することで被写体全体にわたり最適なコントラストの１枚の生体画像を取得できる。
【００９８】
図１０、図１１に、本実施形態におけるスウィープタイプと呼ばれる方式を用いた光学式指紋センサの説明図を示す。
【００９９】
図１０において、（ａ）は指の側面方向から見た図であり、（ｂ）は指の上から見た図である。また、（ｃ）は帯状の２次元センサにより取得した１枚の指紋画像を示している。
【０１００】
２０１が指であり、２０２（２０２ａ〜ｅ）が光源としてのＬＥＤである。２０３が指紋の凹凸パターンの光学的な差をセンサに導く光学的な部材であり、２０４が１次元センサあるいは副走査方向の画素数が５〜２０画素程度の帯状の２次元センサであり、ここではＣＭＯＳ型の撮像素子である。
【０１０１】
ここで、２０５が光源から指への光の出射方向であり、２０６が指からセンサへの光の入射方向である。また、２０７が指の移動（スウィープあるいはスキャン）方向である。
【０１０２】
また、２０８が帯状の２次元センサにより取得した１枚の指紋画像のなかの指紋パターンを示している。
【０１０３】
また、２０９が指の移動動作に伴い、移動方向と垂直方向への指のブレやずれを防止するガイド機構である。点Ｄ，Ｅ，Ｆの各点はセンサ画素上の位置を表している。
【０１０４】
ここで、２１０がセンサの主走査方向であり、２１１がセンサの副走査方向である。
【０１０５】
本発明では、光源としてのＬＥＤを主走査方向と平行に配列する。
【０１０６】
図１１において、こうしたスイープ型のセンサにより取得した画像により、指紋全体の画像を合成する点について説明する。（ａ１）〜（ａ９）は２０７の方向に指を移動しながら、帯状の２次元センサにより連続取得した指紋の部分画像を示している。（ｂ）はそのうちの１枚＝１フレームであり、（ａ６）に相当する。ここで、３０３は、（ａ５）の画像にも含まれる同じ指の領域を示している。（ｃ）は帯状の２次元センサにより取得した部分画像を合成して得られた１枚の指紋画像を示している。
【０１０７】
図１０のように指をセンサ上で移動しながらを副走査方向に順次撮像して取得した指紋の部分画像は、３０３のように連続した画像のなかで相関性の高い領域を、指の同一の領域を撮像していると判断してつなぎ合わせることにより、３０４のように指紋全体画像として再構成する。
【０１０８】
図１２を用いて、被写体である指の太さの違いによる輝度レベルの差を説明する。図１２（ａ）は指の細い場合であり、（ｂ）は指の太い場合である。指の先端側から見た図の下に照明された指の輝度レベルを示す。（ａ）で示すように指が細い場合は、輝度レベルは２２０のようになり、中央はＩ１で示すように輝度レベルが高くなる。一方、（ｂ）で示すように指が太い場合は、輝度レベルは２２１のようになり、中央はＩ２で示すように輝度レベルが低くなる。これは、ＬＥＤから照明した光２０５に対して指が細いほうが、よく指の内部まで光を通すため、指からセンサに向かって出射する光２０６の強度が強くなるためである。この結果、指の太さの個人差のみならず、同じ指でも場所の太さに依存してセンサ出力が大きく変化する。また、同様に指の押す力等による指の太さの変化にも影響を受ける。
【０１０９】
本実施形態では、指を動かしている間に、こうした指の場所ごとの輝度の変化を検知して、対応するようにオフセットを変化させながら部分画像群を取得する。後段のＰＧＡ部のダイナミックレンジの範囲内に信号が入るようにすることで、濃度変換を適切に行い、指紋画像のコントラストの改善を行う。
【０１１０】
図１３〜１５を用いて本実施形態におけるオフセット制御を用いた濃度変換特性の面内制御の動作について説明する。
【０１１１】
図１３はＰＧＡ部で用いる濃度変換曲線の例を示す。ここでは、ゲインが１倍、２倍、４倍時のゲインでの特性を示している。飽和した点以上の入力に対する出力は２５５で一定になる。入力範囲は、前段のオフセット回路のオフセット値ＶＯＳＥＴに依存し、ＶＯＳＥＴ〜２５５＋ＶＯＳＥＴの範囲に対して、出力が０〜２５５の値に変換される。ＶＯＳＥＴ〜２５５＋ＶＯＳＥＴの範囲内で、かつ、そのときのゲインの値に対して飽和しない範囲内が、入力信号を強調した出力が得られる範囲である。
【０１１２】
図１４（ａ），（ｂ）にオフセット変更部に入力したＤ−Ｆ間の信号を示す。横軸が指の断面方向の位置（Ｄ−Ｆ間）であり、縦軸がオフセット変更部の入力レベルである。（ａ）は指の細い場合であり、（ｂ）は指の太い場合である。ここで、オフセット量ＶＯＳＥＴを与えたときの、濃度変換部における入力レベルは、ＶＯＳＥＴ〜ＶＯＳＥＴ＋（２５５／ＧＡＩＮ）の範囲となる。また、図１４（ｃ），（ｄ）にオフセット量ＶＯＳＥＴを与えたときの、（ａ），（ｂ）それぞれに対応したＰＧＡ部の出力レベルを示す。横軸が指の断面方向の位置（Ｄ−Ｆ間）であり、縦軸がＰＧＡ部の出力レベルである。
【０１１３】
オフセット量ＶＯＳＥＴにより、たとえば、指の細い場合（ａ）では、ＶＯＳＥＴ＝２５５に、指の太い場合（ｂ）では、ＶＯＳＥＴ＝１２７に選択されることでＶＯＳＥＴ〜ＶＯＳＥＴ＋（２５５／ＧＡＩＮ）範囲にくるように変換している。このように、オフセット量を変化させて、指全体の画像のコントラストを最適化するために、ＰＧＡ部への入力範囲を部分画像取得毎に変更することによりダイナミックレンジを広くすることができる。
【０１１４】
図１５のフローチャートを用いて、本実施例における認証部１０２の行う制御を示す。１５０１において、認証部が指全体の画像の取得ルーチンを開始すると、１５０２において制御部では部分画像の取得フレーム数のカウントを初期値０とする。１５０３において、画像取得部１０１に対してオフセット値をデフォルト値にする指示を行う。１５０４において１フレームの部分画像を取得して、１５０５で輝度検出部２において信号に含まれる輝度分布を求め、環境の判定を行う。１５０６において、制御部では部分画像の取得枚数のカウントを１フレーム増やす。１５０７において、輝度検出部２において環境の判定が行えなかった場合は、１５０４にもどり、さらに１フレームの部分画像を取得して環境の判定を再度行う。１５０７において、判定できた場合は、１５０８に進み、画像取得部１０１に対してＰＧＡ部のゲイン値を適したものに設定するように指示する。また、１５０９で同じく輝度検出部２の１フレーム前の結果から、オフセット変更量を算出する。１５１０に進み、算出したオフセット値を画像取得部１０１に伝えて設定指示を行う。指示を受けた画像取得部では、変更制御部が変更する設定値を受け取るとともに、タイミング制御（ＴＧ）部からの部分画像間を示すパルスによって、副走査方向の撮像に同期しながら、オフセット変更部の制御を行う。
【０１１５】
変更後、１５１１でｎフレーム目の画像の取得を指示する。１５１２において、制御部は、フレーム数のカウントを１つ増やす。１５１３で、指の走査が終了したかを判断し（たとえば指の有無の差による輝度差をみることで走査終了を判断する。）、達していない場合は、１５０９に戻り次の部分画像を取得して、達した場合は終了する。
【０１１６】
これにより、被写体の形状、大きさ、状態の変化、環境の変化に対して、指画像の輝度やコントラストが大幅に変化しても、その変化に追従して濃度変換を適正にすることができ、画質の高い画像取得が可能となる。
【０１１７】
また、画像取得後にはじめて認証装置側で濃度変換するのではなく、画像取得装置において濃度変換を実行しながら画像取得を行うため、取得した画像から特徴抽出をかけるまでの前処理でのビット精度の低下を抑えることができる。
【０１１８】
さらに、本発明の構成では、オフセット量を画像の面内で変更することで、画像内で容易に濃度変換特性を容易に変化させることが可能となった。したがって、指紋における隆線や静脈における血管のように、ある特定の部分のコントラストを強調して撮像することを、簡単な回路構成、少ない演算量で実現する。また、このとき、黒つぶれや飽和する範囲を抑えた撮像を被写体の撮像全体にわたり可能として、広いダイナミックレンジを実現する。
【０１１９】
また本実施形態では、指の指紋により被写体（本人）の照合を行うシステムについて説明したが、手や指の静脈、目の網膜、虹彩、顔の輪郭等の人相、手の形状，大きさ等により被写体（本人）の照合を行うシステムについても同様に用いることができる。
【０１２０】
特に、スイープ型のセンサにおいては、さらに２点の利点があげられる。第１に、スイープ型のセンサは指を動かす速度に対して十分に速い速度で部分画像を取得する必要があるが、オフセット変更により簡単な演算により、素早く濃度変換を行える構成は、こうした速度の面でも有利となる。第２に、先述したように部分画像画像をつなぎ合わせる再構成において、部分画像同士の相関量が問題になるが、濃度変換特性を部分画像ごとに大きく変えると、この相関量が低下してしまう。オフセットの制御では、オフセット量を連続的に緩やかに変化させることで画像の連続性を保ちながら変更しやすい点は、こうした面でも向いている。
【０１２１】
この結果、１回の指をなぞる動作の最初の数枚の部分画像の中で設定をかえるばかりでなく、途中の指の太さや押し圧変化による輝度変動にも追従して濃度変換特性を変更可能となった。これにより、従来よりさらに画質を改善するとともに、画像のコントラストやオフセットが不適切で指をもう一度なぞるようにユーザーにやり直しおさせる失敗を防ぐことができ、使い勝手が高く、また精度も高い指紋認証装置が実現できる。
【０１２２】
なお、処理回路の小型化は、携帯電話機、携帯可能なパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナルデータアシスタント）等の携帯機器のように携帯性が要求されるものに好適である。
【０１２３】
また本実施形態では、指の指紋により被写体（本人）の照合を行うシステムについて説明したが、目の網膜、顔の輪郭等の人相、手の形状，大きさ等により被写体（本人）の照合を行うシステムについても同様に用いることができる。
【０１２４】
さらに、本実施形態では、生体認証用の撮像装置について述べているが、本発明の広いダイナミックレンジを取得する技術は、生体認証用に限らず、物体を認識する上でも同様に非常に効果がある。たとえば、工業用やアミューズメントなどのロボットの画像認識センサ、自動車に用いられる画像認識センサ、バーコードや文字の認識センサ、監視カメラなど、画像認識を目的としたセンサに対して適用可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施例１で示すエリア型の指紋認証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１で示すエリア型の指紋認証装置の説明図である。
【図３】実施例１で撮像素子として示したＣＭＯＳ型のセンサの説明図である。
【図４】実施例１で撮像素子として示したＣＭＯＳ型のセンサの説明図である。
【図５】実施例１における濃度変換部の濃度変換曲線の説明図である。
【図６】実施例１における動作を説明するための説明図である。
【図７】実施例１における動作を説明するための説明図である。
【図８】実施例１における本発明を適用した生体画像取得ルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の実施例２で示すスイープ型の指紋認証装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例２で示すスイープ型の指紋装置の説明図である。
【図１１】本発明の実施例２で示すスイープ型の指紋装置の説明図である。
【図１２】実施例２における動作を説明するための説明図である。
【図１３】実施例２におけるＰＧＡ部の濃度変換曲線の説明図である。
【図１４】実施例２における動作を説明するための説明図である。
【図１５】実施例２における本発明を適用した生体画像取得ルーチンを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
１０１  画像取得部
１０２  認証部
１０３  光照射手段
１０４  撮像素子部
１０５  タイミング発生（ＴＧ）部
１０６  ＡＤコンバータ部
１０７  オフセット変更部
１０８  濃度変換部、ＰＧＡ部
１０９  通信部
１０９ａ  ＡＤ変換・データ送信部
１０９ｂ  制御受信部
１１０ａ，ｅ，ｆ，ｇ  アナログの画像データ信号線
１１０ｂ，ｃ，ｄ  デジタルの画像データ信号線
１１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ  制御線
１１２ａ，ｂ  駆動パルスの信号線
１１２ｃ，ｄ  制御パルス線
１１３  データ信号線
１１４  制御信号線
１１５  通信部
１１６  前処理部
１１７  フレームメモリ部
１１８  特徴抽出部
１１９  登録照合部
１２０  データベース
１２２ａ  輝度検出部２
１２３ａ  制御部
１２４ａ，ｂ，ｃ，ｄ  画像データ線
１２５  データ線、制御線
１２９ａ，１３０ａ，１３１  信号線
１４０  輝度検出部１
１４１  変更制御部
１４２  プリアンプ部
２０１  指
２０２  ＬＥＤ
２０３  光学的部材
２０４  撮像素子
２０５  光源から指への光出射方向
２０６  指からセンサへの光入射方向
２０７  指の移動方向
２０８  指紋パターン
２０９  ガイド機構
２１０  センサの主走査方向
２１１  センサの副走査方向
３０３  連続した画像の中で相関性の高い領域
３０４  指紋全体画像
【図１】
2006230603.tif 000003
【図２】
2006230603.tif 000004
【図３】
2006230603.tif 000005
【図４】
2006230603.tif 000006
【図５】
2006230603.tif 000007
【図６】
2006230603.tif 000008
【図７】
2006230603.tif 000009
【図８】
2006230603.tif 000010
【図９】
2006230603.tif 000011
【図１０】
2006230603.tif 000012
【図１１】
2006230603.tif 000013
【図１２】
2006230603.tif 000014
【図１３】
2006230603.tif 000015
【図１４】
2006230603.tif 000016
【図１５】
2006230603.tif 000017