(57)【要約】【課題】実装面積を小さくし、かつ指紋パターンの画像データを読み取ることを可能にする。【解決手段】透明回転ローラ２９は、外周面に１周に渡って所定のパターンが付されており、かつ筐体に設けられたスリットから外周面の一部を露出させて回転するように実装されている。透明回転ローラ２９の中空内には、ローラの回転と連動しないように、１次元撮像素子２４と透明回転ローラ２９における被検体（指）が圧接する部分を１次元撮像素子２４に結像させる結像光学系（セルフォックレンズ２２）とを実装している。そして指紋と共にパターンの画像データを１次元撮像素子２４から読み取り、読み取られたラインデータに含まれるパターンデータの位置に基づいて当該ラインデータを指紋画像として登録するか否かを制御して、指紋パターンを表す画像データを生成する。【選択図】    図１５
2004295918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から光が照射された指の指紋画像データを読み取る画像データ読み取り装置において、
指が圧接した状態で移動されることで回転する中空の透明回転ローラであって、当該ローラ端部の外周面に１周に渡って当該ローラの回転軸と平行とならない連続する直線パターンが付されている透明回転ローラと、
前記透明回転ローラの中空内にローラの回転と連動しないように実装された１次元撮像素子と、
前記透明回転ローラの中空内にローラの回転と連動しないように実装され、前記透明回転ローラにおける指が圧接される部分を前記１次元撮像素子に結像させるセルフォックレンズと、
指紋と共に前記直線パターンの画像データを前記１次元撮像素子から読み取り、読み取られたラインデータに含まれる前記直線パターンデータの位置が所定分ずれているかに基づいて当該ラインデータを指紋画像として登録するか否かを制御して、指紋パターンを表す画像データを生成する処理手段と
を具備したことを特徴とする画像データ読み取り装置。
【請求項２】
前記光源は、前記透明回転ローラの内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像データ読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋パターンなどの画像データを読み込むための画像データ読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、人物を識別するための装置として、人の指紋パターンを画像データとして読み取り、この指紋パターンに対して照合処理を実行することにより人物を特定するパターン照合装置（画像データ読み取り装置）が用いられるようになってきている。
【０００３】
従来の１次元撮像素子を用いて指紋パターンを読み取るための機構としては、指紋パターンの読み取り位置であるセンシング部に透明平板を設け、その下部に照明用の光源とロッドレンズ群（セルフォックレンズ）と１次元撮像素子を配置する構造が考えられる。光源から照射された光は、センシング部に圧接されている指先に反射し、この反射光がロッドレンズ群により１次元撮像素子に集光され、１次元撮像素子によって画像データとして変換されので、透明平面上で指先を１方向にスライド移動させることで指紋パターンを表す画像データを読み取ることができる。
【０００４】
この構造では、指先を透明平面上で安定してスライド移動させるために案内用のローラと、指先の移動量を測定するための測定用ローラとを、指の移動方向で透明平板をはさんで同列上に配置することが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来のパターン照合装置では、案内用のローラと移動量測定用のローラとの２つを実装する必要があるため実装面積が大きくなってしまい、これに伴って装置全体が大きくなってしまうという問題があった。また、案内用のローラが設けられているものの被検体が人の指など軟質物の場合には、読み取り面（透明平面）上でスライド移動させる際に、被検体上のパターン（指紋パターン）が変形してしまい、正しいパターンを表す画像データを読み取ることができないことも考えられる。
【０００６】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、実装面積を小さくし、かつ被検体が軟質物であっても正しく被検体上のパターンの画像データを読み取ることが可能な画像データ読み取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像データ読み取り装置は、光源から光が照射された指の指紋画像データを読み取る画像データ読み取り装置であって、指が圧接した状態で移動されることで回転する中空の透明回転ローラであって、当該ローラ端部の外周面に１周に渡って当該ローラの回転軸と平行とならない連続する直線パターンが付されている透明回転ローラと、前記透明回転ローラの中空内にローラの回転と連動しないように実装された１次元撮像素子と、前記透明回転ローラの中空内にローラの回転と連動しないように実装され、前記透明回転ローラにおける指が圧接される部分を前記１次元撮像素子に結像させるセルフォックレンズと、指紋と共に前記直線パターンの画像データを前記１次元撮像素子から読み取り、読み取られたラインデータに含まれる前記直線パターンデータの位置が所定分ずれているかに基づいて当該ラインデータを指紋画像として登録するか否かを制御して、指紋パターンを表す画像データを生成する処理手段とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
また、前記光源は、前記透明回転ローラの内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像データ読み取り装置。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、指が圧接した状態で移動されることで回転する中空の透明回転ローラを設け、この透明回転ローラ端部の外周面に１周に渡って当該ローラの回転軸と平行とならない連続する直線パターンを付し、透明回転ローラの中空内にローラの回転と連動しないように、撮像素子と透明回転ローラにおける指が圧接される部分を前記撮像素子に結像させるセルフォックレンズを実装したので、実装面積が小さくなり、また、指紋と共に前記直線パターンの画像データを１次元撮像素子から読み取り、読み取られたラインデータに含まれる前記直線パターンデータの位置が所定分ずれているかに基づいて当該ラインデータを指紋画像として登録するか否かを制御して、指紋パターンを表す画像データを生成するようにしたので、指紋パターンの画像データを正しく読み取ることが可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係わる画像データ読み取り装置を搭載した携帯電話の電子回路の構成を示すブロック図である。携帯電話は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されるコンピュータによって構成される。
【００１１】
図１に示す携帯電話は、ＣＰＵ１０が記憶装置１２、ＲＡＭ１４、通話ユニット１６、表示部１８、キー部１９、指紋読み取り部２０などの各種デバイスとバスを介して接続されることで構成されている。指紋読み取り部２０は、被検体を人の指先として、指先上の指紋パターンの読み取りを行う。
【００１２】
ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１４のプログラムエリアに格納されたプログラムを実行することにより各種の機能を実現する。ＣＰＵ１０は、携帯電話としての機能を制御する他、指紋読み取り部２０による指紋パターンの画像データの読み取り制御と、この画像パターンに対する各種処理を実行する。
記憶装置１２は、プログラムやデータ等が記憶されるもので、必要に応じて読み出されてＲＡＭ１４に格納される。
【００１３】
ＲＡＭ１４は、プログラムや各種データが格納されてＣＰＵ１０によってアクセスされるもので、携帯電話を制御する各種プログラムの他、指紋読み取り部２０によって読み取られた指紋パターンの画像データに対する処理を実行する処理プログラムなどが格納される。指紋読み取り部２０よる指紋パターンの画像データの読み取り時には、読み取られた画像データが格納される。
【００１４】
通話ユニット１６は、携帯電話としての無線通信を行うためのユニットである。
表示部１８は、ＣＰＵ１０により実現される各種機能を実行する際に様々なデータ等を表示する。
キー部１９は、電話番号入力用の数字キーや各種の機能キーからなる複数のキーにより構成されている。
指紋読み取り部２０は、指紋パターンを表す画像データを読み取るもので、例えば図２に示す携帯電話の外観例に示すように前面上部に設けられる。第１実施形態における指紋読み取り部２０には、光源２１、レンズ光学系（セルフォックレンズ２２）、１次元撮像素子２４、撮像制御回路２６、Ａ／Ｄ変換回路２７、回転検知センサー２８、透明回転ローラ２９が含まれており、透明回転ローラ２９の外周面の一部が携帯電話の筐体に設けられたスリットを介して外部に露出されている。この露出された透明回転ローラ２９の部分が指紋パターンの読み取り部となる。指紋パターンの読み取りを行う場合には、読み取り部に被検体である指先が圧接されて、その状態で所定の方向で移動されることで行われる。
【００１５】
図３には、指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（側面断面図）を示している。
図３に示すように、携帯電話の筐体には透明回転ローラ２９の回転軸に沿って、透明回転ローラ２９の外周面の一部が指紋パターンの読み取り部として露出するようなスリットが設けられている。透明回転ローラ２９は、光が透過するように透明な材料、例えばアクリルやガラスなどにより構成され、筐体に設けられたスリットから外周面の一部を露出させて回転するように実装されている。筐体内部の透明回転ローラ２９の筐体面に対して垂直方向の下部には、セルフォックレンズ群あるいはロッドレンズ群によって構成される結像光学系（図中ではセルフォックレンズ２２）と、ＣＣＤラインセンサまたはＣＭＯＳラインセンサなどによって構成される１次元撮像素子２４が設けられている。セルフォックレンズ２２は、透明回転ローラ２９における被検体が圧接される部分（読み取り部）を１次元撮像素子２４に結像させる。また、透明回転ローラ２９の下方部には、ＬＥＤ、蛍光管、ハロゲンランプなどにより構成される光源２１が設けられており、透明回転ローラ２９を通じて透明回転ローラ２９の読み取り部に対して光を照射する。光源２１から照射され読み取り部に圧接（接触）される被検体である指先において反射した光は、透明回転ローラ２９を透過してセルフォックレンズ２２により集光されて１次元撮像素子２４により光電変換され、さらにＡ／Ｄ変換回路２７により指紋パターンを表す画像データとして変換される。また、透明回転ローラ２９の近傍には、透明回転ローラ２９の回転量を検知するための回転検知センサー２８が設けられている。例えば、回転検知センサー２８は、透明回転ローラ２９の外周部に印刷された回転量検出のための所定の印刷パターンを読み取って、その検出タイミングをＣＰＵ１０に出力する。ＣＰＵ１０は、回転検知センサー２８からの出力をもとにして透明回転ローラ２９の回転量を算出する。ＣＰＵ１０は、算出された一定の回転量毎に１次元撮像素子２４（Ａ／Ｄ変換回路２７）から出力される画像データの取り込みを行ない、ＲＡＭ１４（あるいは記憶装置１２）に格納する。従って、透明回転ローラ２９の読み取り部に圧接された指先が所定方向に移動されるのに伴って、ライン毎に画像データが順次格納され、読み取り終了後に指紋パターンを表す２次元画像データが取得される。
【００１６】
次に、第１実施形態における画像データ読み取り装置の作用効果について説明する。
第１実施形態における画像データ読み取り装置では、透明回転ローラ２９の外周面の一部を筐体から露出させ、指紋パターンの読み取りを行う場合には、この露出された部分において指先を圧接させて所定方向に移動させる。すなわち、１本の透明回転ローラ２９によって、指先をスライド移動させるための案内用のローラと、指先の移動量を測定するための測定用ローラとを兼用している。従って、案内用のローラと測定用ローラとを両方設けた従来の構成と比較して、実装面積を小さくすることができる。従って、画像データ読み取り装置を搭載する携帯電話自体を小型にし、外部実装表面積を小さくすることができる。
【００１７】
次に、第２実施形態について説明する。図４は本発明の第２実施形態に係わる画像データ読み取り装置を搭載した携帯電話の電子回路の構成を示すブロック図である。第２実施形態は、第１実施形態における回転検知センサー２８を用いた透明回転ローラ２９の回転量検出を行わない構成であり、外周面に１周に渡って所定のパターンが付された透明回転ローラ２９ａが設けられた指紋読み取り部２０ａを有している。図４において、図１と同じ構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
図５には、指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（斜視図）を示している。
基本的には、第１実施形態における図３に示す構成と同一であるが、透明回転ローラ２９ａには、ローラ端部において外周面に１周に渡って所定の印刷パターン３０（図５に示す例では等ピッチパターン）が付されており、光源２１が透明回転ローラ２９ａの側面、例えば端面近傍の回転軸位置に配置された構成となっている。光源２１を透明回転ローラ２９ａの端面近傍に配置することで、透明回転ローラ２９ａを導光体として光源２１からの光束を取り込んで、読み取り部に接触された指先（被検体）に照射し、その反射光が１次元撮像素子２４によって読み取られるようにしている。セルフォックレンズ２２と１次元撮像素子２４の透明回転ローラ２９ａに対する配置については第１実施形態と同じである。
【００１９】
図６には、透明回転ローラ２９ａに付される印刷パターン３０の一例を示している。図６（ａ）は、等ピッチパターンによる印刷パターン３０ａの例を示している。等ピッチパターンは、透明回転ローラ２９ａの回転軸と平行に等間隔で配置された複数の直線パターンにより構成されている。図６（ａ）では、パターン形状が分かりやすいように比較的広いピッチで太い直線パターンが配置された例を示しているが、直線パターンの位置の画像データを取り込むことでパターン照合をするに十分な指紋パターンの画像データが取得できる程度のピッチで直線パターンが配置されるものとする。
【００２０】
図６（ｂ）は、三角波パターンによる印刷パターン３０ｂの例を示している。三角波パターンは、透明回転ローラ２９ａの回転軸と平行とならない連続する直線パターンが三角波を表すように構成されている。
【００２１】
透明回転ローラ２９ａに付された印刷パターン３０は、指紋パターンの読み取りの際に指紋パターンの画像データと共に読み取られ、照合の対象とする指紋パターンを表す画像データを生成するために用いられる。すなわち、ＣＰＵ１０の指紋読み取り部２０ａによって読み取られた画像データに対する処理機能（処理手段）により、指紋パターン（被検体）の画像データと共に読み取られた印刷パターン３０の画像データをもとに、指紋パターンを表す画像データを生成し、この生成した画像データを対象として照合処理を実行する。
【００２２】
次に、第２実施形態における指紋パターンの読み取りの動作（ＣＰＵ１０による処理機能）について説明する。まず、図６（ａ）に示す印刷パターン３０ａが付された透明回転ローラ２９ａを用いる場合について、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２３】
ここでは、１次元撮像素子２４によって検出される１ライン分のデータをＲＡＭ１４に順次格納することで、処理対象とする全てのラインデータがＲＡＭ１４に格納されているものとする。このＲＡＭ１４に格納された全てのラインデータから１ラインデータを読み出して指紋パターンを表す画像データを生成する処理を実行する。
【００２４】
まず、ＲＡＭ１４に格納された画像データから１ライン分のデータを処理対象として読み込む（ステップＡ１）。この１ライン分のデータには透明回転ローラ２９ａの指先が圧接される部分と印刷パターン３０ａが印刷される部分の範囲を含んでいる。
【００２５】
ＣＰＵ１０は、読み込んだ画像データに対して、所定位置（例では透明回転ローラ２９ａの端部）に印刷パターン３０ａ（等ピッチパターン）を表す画像データが含まれているかを判別する（ステップＡ２）。ここで、印刷パターン３０ａの画像データが含まれていないと判別された場合、指紋パターンの画像データとして取得しないものとして、次データがあれば次のラインの処理に移る（ステップＡ５）。
【００２６】
一方、印刷パターン３０ａの画像データが含まれていると判別された場合、直前に処理対象としていたラインにおいて印刷パターン３０ａが含まれていないと判別されていれば、現在の処理対象としている１ラインの画像データが指紋パターンを表す画像データであるものとして登録する（ステップＡ３，Ａ４）。ただし、印刷パターン３０ａの画像データが含まれていると判別されても、直前に処理対象としていたラインにおいて印刷パターン３０ａが含まれている場合には、指紋パターンの同じ部分の画像データが連続して読み取られているものとして登録しない。
【００２７】
例えば、図８（１）〜（５）に示すようにラインデータが処理対象となっているものとする。この例において、図８（３）に示す１ラインデータは印刷パターン３０ａが含まれていると判別され、直前の図８（２）に示すラインデータは印刷パターン３０ａが含まれていないと判別されるので、図８（３）に示すラインデータは指紋パターンを表す画像データであるとして登録する。しかし、図８（４）に示す１ラインデータは印刷パターン３０ａが含まれていると判別されるが、直前の図８（３）に示すラインデータも印刷パターン３０ａを含んでいると判別されるので、図８（３）と図８（４）は指紋パターンの同じ部分のラインデータであるものとして、図８（４）に示す１ラインデータについては登録しない。
【００２８】
従って、指紋パターンの読み取りの際に、被検体である指先が透明回転ローラ２９ａの読み取り部に対して圧接された状態で所定の方向に移動される時、安定して移動されず同じ部分の画像データが読み取られたとしてもＣＰＵ１０による処理機能によって、印刷パターン３０ａを利用して照合対象とする指紋パターンの画像データを生成することができる。
【００２９】
図９（ａ）には、図７に示す指紋読み取り処理によって得られる指紋パターンを表す画像データの一例を示している。図９（ａ）に示すように、印刷パターン３０ａを含む画像データが重複することなく登録することで指紋パターンを表す画像データを生成することができる。
【００３０】
次に、図６（ｂ）に示す印刷パターン３０ｂが付された透明回転ローラ２９ａを用いる場合について、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、前述と同様にして、処理対象とする全てのラインデータがＲＡＭ１４に格納されており、１ラインデータごとに読み出して指紋パターンを表す画像データを生成する処理を実行するものとする。
【００３１】
まず、ＲＡＭ１４に格納された画像データから１ライン分のデータを処理対象として読み込む（ステップＢ１）。この１ライン分のデータには透明回転ローラ２９ａの指先が圧接される部分と印刷パターン３０ｂが印刷される部分の範囲を含んでいる。
【００３２】
ＣＰＵ１０は、読み込んだ画像データに対して、所定位置（例では透明回転ローラ２９ａの端部）にある印刷パターン３０ｂ（三角波パターン）を表す画像データを判断する（ステップＢ２）。ここで、印刷パターン３０ｂの画像データと判断された部分の位置をもとに処理対象としている１ライン分の画像データの登録位置を判断し（ステップＢ３）、この登録位置に合わせて指紋パターンを表す画像データとして登録する（ステップＢ４）。
【００３３】
そして、次データがあれば（ステップＢ５）、前述のようにして印刷パターン３０ｂをもとに登録位置を判断して、その位置に合わせて画像データを登録する（ステップＢ１〜Ｂ４）。
【００３４】
例えば、図１１（１）〜（５）に示すようにラインデータが処理対象となっているものとする。印刷パターン３０ｂは、透明回転ローラ２９ａの回転軸と平行とならない連続する直線パターンとなっているため、各ラインにおける印刷パターン３０ｂによるパターンデータの位置が所定分ずつ異なっている。従って、図１１（１）〜（３），（５）のラインデータは、それぞれパターンデータの位置が所定分ずれているために、各ラインの画像データが指紋パターンを表す画像データとして登録される。ただし、図１１（４）のラインデータは、図１１（３）のラインデータとパターンデータの位置が同じであるから、図１１（４）のラインデータが図１１（３）のラインデータに上書きされることになる。なお、先に処理対象となったラインデータと同じ位置にパターンデータが存在するラインデータがあった場合には、このラインデータが指紋パターンを表す画像データでないとして登録しないようにしても良い。
【００３５】
従って、印刷パターン３０ｂを用いた場合も指紋パターンの読み取りの際に、被検体である指先が透明回転ローラ２９ａの読み取り部に対して圧接された状態で所定の方向に移動される時、安定して移動されず同じ部分の画像データが読み取られたとしてもＣＰＵ１０による処理機能によって、印刷パターン３０ａを利用して照合対象とする指紋パターンの画像データを生成することができる。
【００３６】
図９（ｂ）には、図１０に示す指紋読み取り処理によって得られる指紋パターンを表す画像データの一例を示している。図９（ｂ）に示すように、印刷パターン３０ｂを含む画像データが各ラインのパターンデータの位置に応じて登録することで指紋パターンを表す画像データを生成することができる。
【００３７】
なお、図６（ｂ）に示す三角波パターン以外のパターンであっても同様の作用をもたらすことができる。すなわち、透明回転ローラ２９ａの読み取り部において読み取られた１ライン分の画像データに注目した場合に、透明回転ローラ２９ａの回転に伴って印刷パターンの位置が変動する連続パターンであれば良い。また、印刷パターン３０ａの等ピッチパターンと印刷パターン３０ｂの三角波パターンの何れも、透明回転ローラ２９ａの一方の端部に設けられているとしているが、端部の近傍やそれ以外の予め決められた所定位置に設けられていれば良い。すなわち、ＣＰＵ１０による処理機能によって認識されるのであれば、特に印刷位置は限定されない。また、透明回転ローラ２９ａの端部のみのように１箇所ではなく両端部に設けるなど、複数箇所に印刷パターン３０を設けるようにしても良い。
【００３８】
また、前述した図７、図１０に示すフローチャートの説明では、処理対象とする全ラインデータをＲＡＭ１４に格納した後に、１ラインデータ毎に読み込んで処理を行うものとして説明しているが、指紋読み取り部２０ａによって１ラインデータが読み込まれるごとに各ラインを処理対象として前述した同様の処理を行うようにしても良い。
【００３９】
このようにして、透明回転ローラ２９ａの所定位置に印刷パターン３０を設け、この印刷パターン３０の画像パターンを指紋パターンの画像データと共に読み取って、照合対象とする指紋パターンの画像パターンを生成するので、画像データの読み取りタイミングを検出するための回転検知センサーを設ける必要がなく、指紋読み取り部２０ａの実装面積をより小さくすることができる。
【００４０】
また、透明回転ローラ２９ａを導光体として利用することにより、指紋パターンを読み取る場合に透明回転ローラ２９ａの指先が接触している読み取り部において乱反射を起こすので、指紋パターンを良好に読み込めるようになる。
【００４１】
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態における構成と組み合わせることができるもので、図１２には、指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（側面断面図）を示している。図１２に示すように、第３実施形態の構成では、第１実施形態の構成に光学補正素子３２が設けられた構成である。
【００４２】
光学補正素子３２は、例えば凹レンズ、具体的には片面が平面で反対面が凹曲面であるシリンドリカルレンズによって構成されるもので、透明回転ローラ２９とセルフォックレンズ２２との間の透明回転ローラ２９の下部近傍に配置され、被検体である指先が圧接された部分の透明回転ローラ２９の曲率による光学影響、すなわち歪んだ像を補正するためのものである。光学補正素子３２は、透明回転ローラ２９の外径と同等、あるいは近傍の曲率を持つものとする。すなわち、透明回転ローラ２９の径が小さくなるほど、透明回転ローラ２９の外周部のセルフォックレンズ２２側での屈曲が撮像光学系に大きく影響するので、光学補正素子３２によってその屈曲を補正するようにしている。
【００４３】
これにより、第３実施形態の指紋読み取り部２０の構成であれば、透明回転ローラ２９の形状により透明回転ローラ２９の読み取り部における指紋パターンに歪みが発生したとしても、光学補正素子３２に補正された上でセルフォックレンズ２２により集光されて１次元撮像素子２４により検出されるので、品質良く指紋パターンを読み取ることができる。従って、透明回転ローラ２９の径を小さくし、指紋読み取り部２０の実装面積を小さくしたとしても指紋パターンの照合に悪影響を及ぼさない。
【００４４】
なお、第３実施形態は、第２実施形態の構成と組み合わせることも可能である。この場合、図１２に示す回転検知センサー２８は不要であり、ＣＰＵ１０による指紋パターンを表す画像データを生成する処理機能が設けられる。
【００４５】
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１〜第３実施形態における構成と組み合わせることができるもので、第１〜第３実施形態における透明回転ローラ２９を図１３に示すローラ４０ような構成としたものである。第４実施形態において用いられるローラ４０の両端部には、ローラ４０の外径よりも大きい径のガイド部４２が設けられている。ガイド部４２はローラ４０と一体型に形成されており、同一の回転軸において回転するように実装される。
【００４６】
ガイド部４２は、被検体である指先がローラ４０の読み取り部において圧接された状態で移動される際に、図１４（ａ）に示すように、指の移動方向を規定するためのガイド（案内機構）としての役割と、通常時におけるローラ４０を保護するための役割を持っている。ローラ４０は、筐体の外部に露出されるように実装されているために、ローラ４０に対して直接外部から衝撃が加わり易いが、ガイド部４２が設けられていることでローラ４０よりもガイド部４２に対して直接衝撃が加わり易くなり、ローラ４０を保護することができる。
【００４７】
また、ガイド部４２を設けることにより、被検体が平面物、例えば紙などの印刷物を、図１４（ｂ）に示すように読み取り対象とすることができる。すなわち、ガイド部４２の外周部に被検体が圧接されながら移動されることで、ローラ４０と共にガイド部４２が回転し、被検体に記録されたパターンを読み取る。この場合、第１実施形態と第３実施形態の構成と組み合わせる場合、ローラ４０に圧接された指を移動させる時の移動量と、ガイド部４２に圧接された印刷物を移動させる時の移動量が同じであっても、ローラ４０とガイド部４２の回転量が、ローラ４０の外径とガイド部４２の外径の差によって異なるので、パターンを表す表面画像データを外径比で補正したタイミングで読み取る。また、第２実施形態と組み合わせる場合には、ローラ４０に印刷パターン（図６参照）を付しておき、この印刷パターンの画像イメージも共に読み取り、この印刷パターンをもとに印刷物に記録されたパターンを表す画像イメージを生成するようにしても良い。
【００４８】
なお、ガイド部４２に圧接された印刷物の読み取り（表面画像データの読み取り）を行う場合には、ローラ４０における読み取り部と、ガイド部４２に圧接された印刷物（平面物）とで、ローラ４０とガイド部４２の外径差による結像光学系（セルフォックレンズ２２）のフォーカスずれが生じてしまう。そこで、印刷物の読み取りを行う場合には、セルフォックレンズ２２と１次元撮像素子２４の配置位置を、ローラ４０の外径とガイド部４２の外径との差に応じて調整することで補正する。例えば、セルフォックレンズ２２と１次元撮像素子２４を、ローラ４０とガイド部４２の外径の半径差分だけ被検体方向に移動させる。セルフォックレンズ２２と１次元撮像素子２４の位置の調整は、ＣＰＵ１０の制御もとで自動に行う、あるいは手動によって行うことができる機構をさらに設け、この機構により実現されるものとする。
【００４９】
さらに、セルフォックレンズ２２と１次元撮像素子２４の位置を移動させるのではなく、ローラ４０とガイド部４２の外径のそれぞれに合わせたセルフォックレンズ２２と１次元撮像素子２４の組を設け、被検体が指であるか印刷物（平面体）であるから応じて画像データを読み込む組を選択的に切り替えられるようにしても良い。
【００５０】
このようにして、ローラ４０の両端部の外径をローラ４０において指先などの被検体が圧接される部分よりも大きいガイド部４２を設けることで、ローラ４０を保護することができると共に、実装面積を多大に増加させることなく、印刷物などの被検体に記録されたパターンの読み取りを行うことができるようになる。
【００５１】
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第１〜第４実施形態の構成における透明回転ローラ２９（透明回転ローラ２９ａ）あるいはローラ４０を、図１５に示すように中空とした中空透明回転ローラ４４を設け、この中空内に第１〜第４実施形態における機構部分を中空透明回転ローラ４４の回転と連動しないように実装した構成をしている。図１５に示す構成は、第１実施形態における光源２１、セルフォックレンズ２２、１次元撮像素子２４、及び回転検知センサー２８を実装した例を示しており、第３実施形態のように光学補正素子３２をさらに実装するようにしても良いし、中空透明回転ローラ４４を第４実施形態のように両端部の外径を中空透明回転ローラ４４の読み取り部より大きくした構成であっても良い。ただし、第３実施形態のように光学補正素子３２を実装する場合、光学補正素子３２は、例えば凸レンズ、具体的には片面が平面で反対面が凸曲面であるシリンドリカルレンズによって構成され、中空透明回転ローラ４４の内径と同等、あるいは近傍の曲率を持つものとする。光学補正素子３２は、中空透明回転ローラ４４の読み取り部近傍のセルフォックレンズ２２との間に実装される。
【００５２】
このようにして、中空透明回転ローラ４４を中空にしてその内部に機構部を実装することで、実装面積をより小さくすることが可能となると共に、前述した第１〜第４実施形態における効果を得ることができる。
【００５３】
次に、第６実施形態について説明する。第６実施形態は、第１または第２実施形態における図１または図４に示す構成において、指紋読み取り部２０における機構部分の構成が異なるものである。
図１６には、第６実施形態における指紋読み取り部の機構部分の概略構成（側面断面図）を示している。
図１６に示すように、指紋パターンの読み取り部として長方形状の透明平行板５０を設け、透明平行板５０の両側近傍に２つのローラ５６ａ，５６ｂが設けられている。ローラ５６ａ，５６ｂの間隔（透明平行板５０の読み取り部とする範囲）は、被検体である指先が透明平行板５０に圧接しようとする場合に、ローラ５６ａあるいはローラ５６ｂの少なくとも何れか一方に先に接触するように指幅より狭く設けられる。携帯電話の筐体面には透明平行板５０が実装されると共にローラ５６ａ，５６ｂの回転軸に沿って、図１７に示すように、ローラ５６ａ，５６ｂの外周面の一部が露出（突出）するようなスリットが設けられている。ローラ５６ａ，５６ｂには、それぞれローラ５６ａ，５６ｂが回転すると共に回転するように圧接した状態でリンクアーム６２により連結されたリンクローラ５８ａ，５８ｂが設けられている。リンクローラ５８ａ，５８ｂは、リンクローラシャフト５９によって回転軸において結合されており、ローラ５６ａ，５６ｂの少なくとも何れか一方が回転することに伴って、リンクローラ５８ａ，５８ｂの両方が回転するようになっている。また、リンクアーム６２は、ローラ５６ａ，５８ｂを結合した状態で、リンクローラ５８ａ，５８ｂの回転軸を中心に可動するようになっている。通常、ローラ５６ａ，５６ｂは、図１７に示すように、リンクアーム６２のローラ５６ａ，５６ｂの回転軸と固定部との間に装着されたバネ６４の作用により、筐体に設けられたスリットから一部が突出するように維持されている。そして、被検体である指先が透明平行板５０に圧接される場合、ローラ５６ａあるいはローラ５６ｂが透明平行板５０より先に接触されるので、そのまま押しつけられることによって、図１８に示すようにローラ５６ａ，５６ｂの筐体から突出していた部分がバネ６４の作用に反して筐体内に収容されるようにしてローラ５６ａ，５６ｂが移動する。従って、透明平行板５０の読み取り部に圧接された指先が所定方向に移動されるのに伴って、ローラ５６ａまたはローラ５６ｂの少なくとも一方が回転することになる。従って、リンクローラ５８ａ，５８ｂが回転することになり、リンクローラ５８ａ（あるいはローラ５６ａまたはローラ５６ｂ）も回転する。
【００５４】
透明平行板５０は、光が透過するように透明な材料、例えばアクリルやガラスなどにより構成されている。筐体内部の透明平行板５０に対して垂直方向の下部には、セルフォックレンズ群あるいはロッドレンズ群によって構成される結像光学系（図中ではセルフォックレンズ５２）と、ＣＣＤラインセンサまたはＣＭＯＳラインセンサなどによって構成される１次元撮像素子５４が設けられている。セルフォックレンズ５２は、透明平行板５０における被検体が圧接される部分（読み取り部）を１次元撮像素子２４に結像させる。また、透明平行板５０の下方部には、ＬＥＤ、蛍光管、ハロゲンランプなどにより構成される光源（図示せず）が設けられており、透明平行板５０を通じて読み取り部に対して光を照射する。光源から照射され読み取り部において圧接される被検体である指先において反射した光は、透明平行板５０を透過してセルフォックレンズ５２により集光されて１次元撮像素子５４により光電変換され、さらにＡ／Ｄ変換回路２７により指紋パターンを表す画像データとして変換される。
【００５５】
リンクローラ５８ａの近傍には、リンクローラ５８ａの回転量を検知するための回転検知センサ６０が設けられている。例えば、回転検知センサ６０は、リンクローラ５８ａの外周部に印刷された回転量検出のための所定の印刷パターンを読み取って、その検出タイミングをＣＰＵ１０に出力する。ＣＰＵ１０は、回転検知センサ６０からの出力をもとにしてリンクローラ５８ａ（あるいはローラ５６ａまたはローラ５６ｂ）の回転量を算出する。ＣＰＵ１０は、算出された一定の回転量毎に１次元撮像素子２４（Ａ／Ｄ変換回路２７）から出力される画像データを取り込み、ＲＡＭ１４（あるいは記憶装置１２）に格納する。従って、透明平行板５０の読み取り部に圧接された指先が所定方向に移動されるのに伴って、ライン毎に画像データが順次格納され、読み取り終了後に指紋パターンを表す２次元画像データが取得される。
【００５６】
なお、被検体が指先である場合には、ローラ５６ａ，５６ｂの間隔を指幅より狭くするものとしているが、ローラ５６ａ，５６ｂの間隔と透明平行板５０における読み取り部の範囲については被検体のサイズに応じて変更すれば良い。例えば、印刷物などの平面物を被検体とする場合には、その印刷物のパターン読み取り対象とする範囲に合わせてローラ５６ａ，５６ｂの間隔と透明平行板５０における読み取り部の範囲を決めれば良い。
【００５７】
このようにして、第６実施形態における指紋読み取り部２０の機構部では、ローラ５６ａ，５６ｂを分割し、リンクローラ５８ａ，５８ｂによりリンクさせて回転量を検出する構成としたので、透明平行板５０における読み取り部の位置と被検体である指先を移動させる際のガイド（案内機構）となるローラ５６ａ，５６ｂとの位置を近傍とすることができる。従って、パターン読み取り位置である読み取り部と、読み取り部で入力された画像データの取得タイミングを決定するための被検体についての移動量の計測位置とが一致するために、歪みの少ない良好なパターンを表す画像データを取得することができる。また、ローラ５６ａ，５６ｂを被検体による圧接に応じて可動としたので、被検体が指先の場合や印刷物などの平面物である場合の何れであっても、読み取り面の位置が同一となるため、撮像光学系（セルフォックレンズ５２）や１次元撮像素子５４の位置を被検体に応じて移動させるといったことが不要となり、そのための機構を実装するために必要な実装面積を小さくすることができる。
【００５８】
なお、前述した説明では、指先の画像データである指紋パターンを読み取る場合について説明しているが、掌紋パターンなど他の人体部分のパターンを検出部分に接触させて画像データを読み取る場合など、被検体が軟質物である場合に適用することで効果を得ることができる。
【００５９】
また、前述した説明では、本実施形態における画像データ読み取り装置を携帯電話に実装した場合を例にして説明しているが、他の情報機器に実装するようにしても良いし、画像データ読み取り装置として単独で構成されるものであっても良い。
【００６０】
また、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、前述した実施形態の内容は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られるので有れば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる画像データ読み取り装置を搭載した携帯電話の電子回路の構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態における指紋読み取り部２０が実装された携帯電話の外観例に示す図。
【図３】第１実施形態における指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（側面断面図）を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係わる画像データ読み取り装置を搭載した携帯電話の電子回路の構成を示すブロック図。
【図５】第２実施形態における指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（斜視図）を示す図。
【図６】透明回転ローラ２９ａに付される印刷パターン３０の一例を示す図。
【図７】図６（ａ）に示す印刷パターン３０ａが付された透明回転ローラ２９ａを用いる場合の指紋パターンの読み取り動作を説明するためのフローチャート。
【図８】第２実施形態における印刷パターン３０ａが用いられた場合の処理対象とするラインデータの一例を示す図。
【図９】図７に示す指紋読み取り処理によって得られる指紋パターンを表す画像データの一例を示す図。
【図１０】印刷パターン３０ｂが付された透明回転ローラ２９ａを用いる場合の指紋パターンの読み取り動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】第２実施形態における印刷パターン３０ｂが用いられた場合の処理対象とするラインデータの一例を示す図。
【図１２】第３実施形態における指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（側面断面図）を示す図。
【図１３】第４実施形態におけるローラ４０の構成を示す図。
【図１４】第４実施形態におけるローラ４０の作用効果を説明するための図。
【図１５】第５実施形態における指紋読み取り部２０の機構部分の概略構成（側面断面図）を示す図。
【図１６】第６実施形態における指紋読み取り部の機構部分の概略構成（側面断面図）を示す図。
【図１７】第６実施形態における機構部分の作用効果を説明するための図。
【図１８】第６実施形態における機構部分の作用効果を説明するための図。
【符号の説明】
【００６２】
１０…ＣＰＵ、１２…記憶装置、１４…ＲＡＭ、１６…通話ユニット、１８…表示部、１９…キー部、２０…指紋読み取り部、２１…光源、２２，５２…セルフォックレンズ（レンズ光学系）、２４，５４…１次元撮像素子、２６…撮像制御回路、２７…Ａ／Ｄ変換回路、２８…回転検知センサー、２９…透明回転ローラ、３０…印刷パターン、３２…光学補正素子、４０…ローラ、４２…ガイド部、４４…中空透明回転ローラ、５０…透明平行板、５６ａ，５６ｂ…ローラ、５８ａ，５８ｂ…リンクローラ、６２…リンクアーム、６４…バネ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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