(57)【要約】【課題】待機状態の電力消費を極力抑制できると共に、効率良く指紋画像を再構築できて指紋検出を安定して迅速且つ高精度に行い得る省消費電力型の指紋読取装置を提供すること。【解決手段】この指紋読取装置１の場合、指紋読取部２０で回転ローラ２９の回転方向及び回転量を検出する回転検知センサ２８がローラ２９の回転操作されていない待機状態で回転量信号をＬｏｗレベルで出力し、ローラ２９の回転操作された読取状態で回転量信号をＨｉｇｈレベルを含むように出力する上、画像処理演算制御部であるＣＰＵ１０がローラ２９の回転を確認してからスウィープ型静電容量センサ２２による指紋パターンの読み取りが可能となるようにセンサを駆動制御し、且つ画像処理としてローラ２９の回転量に対応した回転周期計数部１５からの周期に基づいて指紋画像データの合成に際しての重複量を制御する。【選択図】図１
2005165579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転操作に供される回転ローラ、及び該回転ローラの近傍に配置されると共に、該回転ローラの回転操作に伴って被検体である人の指先による移動接触を受けたときに該指先上の指紋パターンを読み取ることで指紋画像データを得る指紋読取センサを含む指紋読取部と、前記指紋画像データに基づいて指の移動量を演算処理した結果に応じて該指紋画像データの一部を合成して再構築するための画像処理を行う画像処理演算部と、少なくとも前記指紋画像データに対する前記画像処理のために必要なデータを記憶するための記憶装置とを備えた指紋読取装置において、前記回転ローラの回転方向及び回転量を検出する回転検出手段を備え、前記画像処理演算部は、前記回転検出手段による前記回転ローラの回転が確認されてから前記指紋読取センサによる前記指紋パターンの読み取りが可能となるように該指紋読取センサを駆動制御し、且つ前記画像処理として該回転ローラの前記回転量に対応した周期に基づいて前記指紋画像データの合成に際しての重複量を制御する画像処理演算制御部であることを特徴とする指紋読取装置。
【請求項２】
請求項１記載の指紋読取装置において、前記記憶装置は、前記画像処理のためのプログラムを格納したものを含み、前記画像処理演算制御部は、前記記憶装置から読み出した前記プログラムに従って前記駆動制御及び前記重複量の制御を行うことを特徴とする指紋読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の指紋読取装置において、前記回転ローラの前記回転量に基づいて前記周期を計数して保持するための回転周期計数部を備え、前記画像処理演算制御部は、前記回転周期計数部から読み出した前記周期に基づいて指先による移動時の滑りの大きさを演算して推定し、且つ該滑りの大きさに基づいて前記重複量の制御を行うことを特徴とする指紋読取装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一つに記載の指紋読取装置において、前記回転検出手段は、前記指紋読取部に含まれると共に、前記回転ローラの近傍に配置されて該回転ローラにおける前記回転方向を示す回転方向信号、及び前記回転量を示す前記回転量信号を出力する回転検知センサであることを特徴とする指紋読取装置。
【請求項５】
請求項４記載の指紋読取装置において、前記回転検知センサは、前記回転ローラが回転していない待機状態では前記回転量信号をＬｏｗレベルで出力し、且つ該回転ローラが回転している読取状態では該回転量信号をＨｉｇｈレベルを含むように出力することを特徴とする指紋読取装置。
【請求項６】
請求項１〜３の何れか一つに記載の指紋読取装置において、前記回転検出手段は、前記回転ローラの近傍に配置されて前記指紋読取センサによる前記指紋パターンの読み取り可能な状態で該回転ローラを撮像して撮像データを得る撮像部を含むと共に、前記画像処理演算制御部により該撮像データを画像解析して該回転ローラにおける前記回転方向を示す回転方向データ、及び前記回転量を示す回転量データを取得するものであることを特徴とする指紋読取装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一つに記載の指紋読取装置において、前記指紋読取センサは、キャパシタンスの行列パターンの感知を有効にするキャパシタンス要素から構成される感応要素で前記指紋パターンの部分イメージを得ることで前記指紋画像データを取得するスウィープ型静電容量センサであり、前記画像処理演算制御部は、前記画像処理として前記指紋画像データのイメージを再構築するものであり、前記記憶装置は、少なくとも前記指紋画像データのイメージの再構築のために必要なデータ又は前記回転方向データ及び前記回転量データを記憶するものを含むことを特徴とする指紋読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として回転ローラの回転操作に伴って指先上の指紋パターンを指紋画像イメージとして読取り可能なスウィープ型静電容量センサによる指紋読取センサを備えた指紋読取装置であって、詳しくは簡易な構成で待機状態の電力消費を極力抑制して精度の良い指紋検出を可能にした省消費電力型の指紋読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転ローラの回転操作に伴って指紋検出が可能な指紋読取装置としては、幾つかのタイプのもの（特許文献１〜４参照）が知られている。
【０００３】
これらの指紋読取装置においては、指紋パターンを検出するための指紋読取センサが光源を含む光学的素子と撮像部との組み合わせで構成されると共に、これらが分離して配置されるものであるために部品点数が多くなり、しかも占有スペースを要してしまうという難点がある。
【０００４】
これに対し、こうした問題を対策し得る指紋読取センサとして、直接的に指が接触してスライドしたときの相対的運動中に得られた指紋の起伏線の輪郭を提供できるように、キャパシタンスの行列パターンの感知を有効にするキャパシタンス要素から構成される感応要素で得られた部分イメージにより指紋画像データを取得するタイプのスウィープ型静電容量センサを備え、指紋画像データのイメージを再構築することで指紋パターンを検出可能な構成のたもの（特許文献５参照）も開発されている。
【特許文献１】特開２００１−１８４４９０公報（要約）
【特許文献２】特開２００１−２８３２０６公報（要約）
【特許文献３】特開２００２−１３３４０２公報（要約）
【特許文献４】特表２００２−５１７８３５公報（要約）
【特許文献５】特開平１０−９１７６９号公報（要約、特許請求の範囲の［請求項１］，［請求項７］，［請求項１５］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献５に係る指紋読取装置の場合、スウィープ型静電容量センサを用いていることにより他の特許文献１〜４に係るタイプのものよりも小型で簡素に構成されるという利点はあるが、その反面、回転ローラの回転操作を伴わないセンサ単体を用いた構成であるために指紋を読取る方向が斜めになってしまうことがあり、こうした場合に安定して良好な指紋画像を得難くなってしまうという問題がある他、特許文献１〜５に係る何れの指紋読取装置においても、指紋読取センサが指紋を読取可能な状態を得るために装置全体の電源オン状態で常時各部を通電して電源供給するか、或いはその状態を得るためにアプリケーションを起動するための専用スイッチを入れてから各部を通電して電源供給する構成のものあることにより、操作者が回転ローラの回転操作を行わない待機状態でも消費電力を要してしまい、機能面で省消費電力化を十分に図り得ないという問題がある。
【０００６】
又、特許文献１〜５に係る何れの指紋読取装置においても、指紋読取センサで得られた指紋画像データの一部を合成するために、指紋画像データに基づいて指の移動量を演算処理して求め、その移動量の演算結果を指紋画像の再構築用に供しているが、指の移動時の滑りの影響により重複画像を調べる回数が多くなって演算処理に相当な時間を要するため、指紋画像の再構築処理の効率が上がらず、結果として画像処理に時間がかかり過ぎるという難点もある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、待機状態の電力消費を極力抑制できると共に、効率良く指紋画像を再構築することが可能で指紋検出を安定して迅速且つ高精度に行い得る省消費電力型の指紋読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、回転操作に供される回転ローラ、及び該回転ローラの近傍に配置されると共に、該回転ローラの回転操作に伴って被検体である人の指先による移動接触を受けたときに該指先上の指紋パターンを読み取ることで指紋画像データを得る指紋読取センサを含む指紋読取部と、指紋画像データに基づいて指の移動量を演算処理した結果に応じて該指紋画像データの一部を合成して再構築するための画像処理を行う画像処理演算部と、少なくとも指紋画像データに対する画像処理のために必要なデータを記憶する記憶装置とを備えた指紋読取装置において、回転ローラの回転方向及び回転量を検出する回転検出手段を備え、画像処理演算部は、回転検出手段による回転ローラの回転が確認されてから指紋読取センサによる指紋パターンの読み取りが可能となるように該指紋読取センサを駆動制御し、且つ画像処理として該回転ローラの回転量に対応した周期に基づいて指紋画像データの合成に際しての重複量を制御する画像処理演算制御部である指紋読取装置が得られる。
【０００９】
又、本発明によれば、上記指紋読取装置において、記憶装置は、画像処理のためのプログラムを格納したものを含み、画像処理演算制御部は、記憶装置から読み出したプログラムに従って駆動制御及び重複量の制御を行う指紋読取装置が得られる。
【００１０】
更に、本発明によれば、上記何れかの指紋読取装置において、回転ローラの回転量に基づいて周期を計数して保持するための回転周期計数部を備え、画像処理演算制御部は、回転周期計数部から読み出した周期に基づいて指先による移動時の滑りの大きさを演算して推定し、且つ該滑りの大きさに基づいて重複量の制御を行う指紋読取装置が得られる。
【００１１】
加えて、本発明によれば、上記何れか一つの指紋読取装置において、回転検出手段は、指紋読取部に含まれると共に、回転ローラの近傍に配置されて該回転ローラにおける回転方向を示す回転方向信号、及び回転量を示す回転量信号を出力する回転検知センサである指紋読取装置が得られる。この指紋読取装置において、回転検知センサは、回転ローラが回転していない待機状態では回転量信号をＬｏｗレベルで出力し、且つ該回転ローラが回転した読取状態では回転量信号をＨｉｇｈレベルを含むように出力することは好ましい。
【００１２】
一方、本発明によれば、上記何れか一つの指紋読取装置において、回転検出手段は、回転ローラの近傍に配置されて指紋読取センサによる指紋パターンの読み取り可能な状態で該回転ローラを撮像して撮像データを得る撮像部を含むと共に、画像処理演算制御部により該撮像データを画像解析して該回転ローラにおける回転方向を示す回転方向データ、及び回転量を示す回転量データを取得するものである指紋読取装置が得られる。
【００１３】
他方、本発明によれば、上記何れか一つの指紋読取装置において、指紋読取センサは、キャパシタンスの行列パターンの感知を有効にするキャパシタンス要素から構成される感応要素で指紋パターンの部分イメージを得ることで指紋画像データを取得するスウィープ型静電容量センサであり、画像処理演算制御部は、画像処理として指紋画像データのイメージを再構築するものであり、記憶装置は、少なくとも指紋画像データのイメージの再構築のために必要なデータ又は回転方向データ及び回転量データを記憶するものを含む指紋読取装置が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の指紋読取装置の場合、画像処理演算制御部により回転検出手段で検出された回転ローラの回転が確認されてから指紋読取センサによる指紋パターンの読み取りが可能となるように指紋読取センサを駆動制御して指紋画像データを取得し、且つ画像処理として回転ローラの回転量に対応した周期に基づいて指紋画像データの合成に際しての重複量を制御するようにしているので、待機状態の電力消費を極力抑制できて利便性が向上すると共に、効率良く指紋画像の再構築を行うことができて指紋検出を安定して行い得るようになる。又、画像処理演算制御部により記憶装置から読み出した画像処理のためのプログラムに従って駆動制御及び重複量の制御を行う機能を持たせると共に、回転ローラの回転量に基づいて周期を計数して保持する回転周期計数部から読み出した周期に基づいて指先による移動時の滑りの大きさを演算して推定した上、この滑りの大きさに基づいて重複量の制御を行うため、指紋画像の再構築に際して重複を調べる回数を減らすことができて効率が上がることにより、従来に無く画像処理が迅速且つ高精度に行われるようになる。又、回転ローラの回転方向及び回転量を検出する回転検知手段としての回転検知センサが回転ローラの回転操作されない待機状態で回転量信号をＬｏｗレベルで出力し、且つ回転ローラの回転操作された読取状態で回転量信号をＨｉｇｈレベルを含むように出力するようにして回転検知センサ側でも省電力化を図っているので、装置全体の省電力化が一層強化されるようになる。更に、指紋読取センサとしてスウィープ型静電容量センサを用いているため、小型で簡素に構成されるという利点も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の指紋読取装置は、回転操作に供される回転ローラ、及びその回転ローラの近傍に配置されると共に、回転ローラの回転操作に伴って被検体である人の指先による移動接触を受けたときに指先上の指紋パターンの読み取りを行うことで指紋画像データを得る指紋読取センサを含む指紋読取部と、指紋画像データに基づいて指の移動量を演算処理した結果に応じて指紋画像データの一部を合成して再構築するための画像処理を行う画像処理演算部と、少なくとも指紋画像データに対する画像処理のために必要なデータを記憶する記憶装置とを備えた基本構成において、回転ローラの回転方向及び回転量を検出する回転検出手段を備え、画像処理演算部として、回転検出手段による回転ローラの回転が確認されてから指紋読取センサによる指紋パターンの読み取りが可能となるように指紋読取センサを駆動制御し、且つ画像処理として回転ローラの回転量に対応した周期に基づいて指紋画像データの合成に際しての重複量を制御する画像処理演算制御部を用いるものである。
【００１６】
又、この指紋読取装置において、画像処理のためのプログラムを記憶装置に格納することで画像処理演算制御部が記憶装置から読み出したプログラムに従って駆動制御及び重複量の制御を行うようにする他、回転ローラの回転量に基づいて周期を計数して保持するための回転周期計数部を備え、画像処理演算制御部が回転周期計数部から読み出した周期に基づいて指先による移動時の滑りの大きさを演算して推定し、且つ滑りの大きさに基づいて重複量の制御を行うようにすることが好ましい。
【００１７】
更に、この指紋読取装置において、指紋読取センサとして、キャパシタンスの行列パターンの感知を有効にするキャパシタンス要素から構成される感応要素で指紋パターンの部分イメージを得ることで指紋画像データを取得するスウィープ型静電容量センサを用い、画像処理演算制御部により指紋画像データのイメージを再構築し、記憶装置として、少なくとも指紋画像データのイメージの再構築に必要なデータを記憶するものを含む構成とすることが好ましい。
【００１８】
こうした構成の指紋読取装置の場合、指紋読取センサ（スウィープ型静電容量センサ）の手前又は後方に配置された回転ローラが回転操作されたときに回転検出手段により指の移動量に相当する回転ローラの回転方向及び回転量を検出し、この検出結果に基づいて画像処理演算制御部が回転ローラの回転を確認してから指紋読取センサによる指紋パターンの読み取りを行うことで指紋読取センサを駆動制御して指紋画像データを取得し、且つ画像処理として回転ローラにおける回転量に対応した周期に基づいて指紋画像データの合成に際しての重複量を制御するため、回転ローラの回転操作後に指紋読取センサによる指紋パターンの読み取りを自動的に開始すると共に、指紋読取センサによる指紋パターンの読み取りで得られる指紋画像データ（そのイメージ）の再構築が容易となる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係る指紋読取装置１の基本構成を示したブロック図である。
【００２０】
この指紋読取装置１は、回転操作に供される回転ローラ２９、この回転ローラ２９の近傍に配置されると共に、回転ローラ２９の回転操作に伴って被検体である人の指先による移動接触を受けたときに指先上の指紋パターンを読み取ることで指紋画像データを得る指紋読取センサとしてのスウィープ型静電容量センサ２２、及び回転ローラ２９の近傍に配置されて回転ローラ２９における回転方向及び回転量を検出する回転検出手段としての回転検知センサ２８から成る指紋読取部２０と、指紋画像データに基づいて指の移動量を演算処理した結果に応じて指紋画像データの一部を合成して再構築するための画像処理を行う画像処理演算部としての基本機能を持つ他、回転検知センサ２８による回転ローラ２９の回転が確認されてからスウィープ型静電容量センサ２２による指紋パターンの読み取りが可能となるようにスウィープ型静電容量センサ２２を駆動制御し、且つ画像処理として回転ローラ２９の回転量に対応した周期に基づいて指紋画像データの合成に際しての重複量を制御する画像処理演算制御部としてのＣＰＵ１０と、周期を計数して保持するための回転周期計数部（ＲＴＣ）１５と、指紋画像データ（詳しくはそのイメージ）に対する画像処理のために必要なデータが記憶されるＲＡＭ１４，及びＣＰＵ１０における動作処理を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ１２から成る記憶装置と、外部装置１７に接続されて外部装置１７との間でデータの送受信を行うＩ／Ｆコントローラ１６とを備え、回転ローラ２９以外の各部に接続されたＣＰＵ１０がＲＯＭ１２から読み出したプログラムに従って画像処理を行う際、回転周期計数部１５から読み出した周期に基づいて指先による移動時の滑りの大きさを演算して推定し、且つ滑りの大きさに基づいて重複量の制御を行う機能を持つようになっている。
【００２１】
即ち、この指紋読取装置１において、データ読み出し専用の不揮発性の記憶装置であるＲＯＭ１２は、主としてＣＰＵ１０によるスウィープ型静電容量センサ２２の駆動制御並びにスウィープ型静電容量センサ２２からの指紋パターンの読み込みで得られた指紋画像データに対する画像処理を含む一連の動作処理を行うためのプログラムが格納されている。データ読み出し及び書き込みが可能な揮発性の記憶装置であるＲＡＭ１４は、主に画像処理に伴うデータやその他のデータが書き替え可能に記憶されるようになっている。回転周期計数部１５は、回転検知センサ２８により得られる回転ローラ２９の回転量に対応した周期（時間）を計数してその値を保持する。
【００２２】
ＣＰＵ１０は、動作上において先ずＲＯＭ１２から動作処理のためのプログラムを読み出すことで指紋読取部２０に対して入力命令を発行し、指紋読取部２０では入力命令に基づいて回転検知センサ２８による回転ローラ２９における回転操作の有無を示すデータをＣＰＵ１０へ通知するが、このデータが回転ローラ２９の回転を示す有効データであればその旨をＣＰＵ１０へと通知する。そこで、ＣＰＵ１０は、有効データ通知として、回転検知センサ２８から回転方向信号及び回転量信号を受け取った後、指紋読取部２０におけるスウィープ型静電容量センサ２２を駆動制御し、スウィープ型静電容量センサ２２から得られた指紋パターンを読み出して指紋画像データを取得し、その指紋画像データの合成に際しての重複量の制御を含む画像処理を実行し、画像処理した結果の指紋画像データをＲＡＭ１４に書き込む。又、ＣＰＵ１０は、必要に応じてＩ／Ｆコントローラ１６に対してデータ送受信命令を発行し、その命令に続いてＩ／Ｆコントローラ１６に対してデータの読み出し又は書き込みを行う。Ｉ／Ｆコントローラ１６は、ＣＰＵ１０から発行された命令に基づいて外部装置１７との間でデータの送受信を行う。
【００２３】
図２は、この指紋読取装置１の要部である指紋読取部２０の細部構成を拡大して示した側面図である。
【００２４】
ここでは、指紋読取部２０を成す各部の配置を例示している。即ち、指紋読取装置１の筐体には回転ローラ２９の回転軸の方向に沿って回転ローラ２９の外周面の一部を露出させられるようにスリットが設けられており、回転ローラ２９はスリットから外周面の一部を露出させて回転操作に供されるように筐体内に実装されている。スウィープ型静電容量センサ２２は、回転ローラ２９を回転させたときに指が自然に接触するように回転ローラ２９近傍の距離に設けられ、指紋パターンのデータをＣＰＵ１０へ出力する。筐体内の回転ローラ２９の近傍に設けられた回転検知センサ２８は、エンコーダやポテンショメータ等により構成されるもので、回転ローラ２９の回転量を検出し、検出した回転量に対応した周期の回転量信号を出力する機能と、回転ローラ２９の回転方向を示す回転方向信号を出力する機能とを有する。
【００２５】
ここでのスウィープ型静電容量センサ２２は、回転ローラ２９の回転操作が回転検知センサ２８で検出されてからＣＰＵ１０により駆動制御され、回転検知センサ２８の出力する回転方向信号及び回転量信号のタイミングに合わせて指紋パターンのデータ（指紋画像データ）を取り込む。
【００２６】
因みに、上述した回転周期計数部１５は、回転検知センサ２８が出力する回転量信号を入力して回転量信号の周期（時間）を計数し、そのデータを回転量信号１周期の間保持する。この回転周期計数部１５に保持された回転量信号の１周期のデータは、ＣＰＵ１０から読み出しや書き込みを行うことができる。
【００２７】
尚、スウィープ型静電容量センサ２２による指紋パターンのデータの取り込みにより得られる指紋画像データに対する画像処理に際して、例えば図２に示されるように指の移動方向に従った指の移動速度が一定であり、且つ滑りがない場合には一定の幅で指紋画像データが重複するが、指の移動速度が速くなれば滑りも大きくため、実際には回転検知センサ２８からの回転方向及び回転量で計算される重複量よりも指紋画像データの重複が少なくなる。本発明の指紋読取装置１の場合も、特許文献１の場合のような指が一定距離移動する毎に撮像を行う方式と比べて同等の機能を持つが、本発明の指紋読取装置１では画像処理に際してＣＰＵ１０が移動速度（周期）をみるため、滑りの大きさをある程度予測することができる。即ち、滑りの大きさを指の移動速度より予測し、指紋画像の再構築の効率を向上させることができる（詳細は後文で説明する）。
【００２８】
図３は、この指紋読取装置１に備えられる回転検知センサ２８から出力される回転ローラ２９の回転操作に応じた回転方向信号及び回転量信号の時間推移を例示したタイミングチャートである。
【００２９】
ここでは、回転検知センサ２８の出力信号として、回転ローラ２９が回転していない場合に回転量信号をＬｏｗレベルで出力し、回転方向信号を直前の値から変化させない状態（図示の場合はＬｏｗレベル）で出力し、回転ローラ２９が回転された場合には回転ローラ２９の回転量に応じた周期を持って回転量信号をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへと周期的に変化させて出力すると共に、回転方向に応じた状態の回転方向信号を出力することを示している。回転検知センサ２８から出力される回転方向信号は、例えば図２に示されるように回転ローラ２９が左回りで回転する場合にＨｉｇｈレベルを出力し、反対に右回りに回転する場合にＬｏｗレベルを出力する場合を例示できる。
【００３０】
図２に示される形態では、指紋読取装置１により指紋を読み取らせるときにスウィープ型静電容量センサ２２に対して被検体の指先の先端を右側に向けた後、右側から左側へ指先を移動させるようにし、指の移動方向を左向きとする場合を示している。このとき、移動する指先がその移動に伴って回転ローラ２９を左回りに回転させ、回転ローラ２９が左回りに回転すると回転検知センサ２８が回転ローラ２９の回転量に応じた周期を持って回転量信号をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへと周期的に変化させると共に、回転方向信号をＨｉｇｈレベルで出力する。
【００３１】
図４は、この指紋読取装置１による指紋読み取りの動作処理を示したフローチャートである。
【００３２】
指紋読取装置１における指紋読み取りの動作処理では、先ずＣＰＵ１０が回転検知センサ２８からの回転量信号を監視し、その信号レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに変化したか否かを判定することで回転検知された否かを判定（ステップＳ１）する。
【００３３】
この結果、回転検知されなければ、この回転検知された否かの判定（ステップＳ１）の前に戻って待機するが、回転ローラ２９が回転していると判断されると、ＣＰＵ１０は、回転検知センサ２８の回転量信号がＨｉｇｈレベルになる毎にスウィープ型静電容量センサ２２からの指紋パターンのデータの読み取りで得られる画像データと回転周期計数部１５で回転量信号に基づいて計数される周期のデータとを読み出してそれらの値をＲＡＭ１４に格納することで画像データ読み取りの処理（ステップＳ２）を行う。
【００３４】
次にＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１４に格納した指紋画像データを時系列順に二つ取り出し、画像の重複部分を推定（ステップＳ３）する処理を行う。ここで、二つの指紋画像データは、移動させた指と回転ローラ２９との間に滑りが存在しない理想的な状態の場合には指を移動させる速度に関係無く指を移動させる方向に対して回転検知センサ２８の回転量信号がＨｉｇｈレベルを出力する回転量に等しくなり、一定間隔で画像が重複する。そこで、ＣＰＵ１０は、プログラムに従って回転検知センサ２８の回転量信号がＨｉｇｈレベルを出力する回転量に基づいて二つの指紋画像データの重複する部分を検索し、その検索された結果に応じて画像合成（ステップＳ４）を行って画像を再構築してから読み取り終了であるか否かを判定（ステップＳ５）する。この結果、読み取り終了でなければ画像データ読み取りの処理（ステップＳ２）の前に戻るようにし、時系列上の全ての指紋画像データに対して上述した画像を再構築する処理を繰り返すようにして指１本分の指紋パターンを示す指紋画像データが得られるようにしてから、読み取り終了である場合と同様に読み取り終了とする。
【００３５】
ところで、ＣＰＵ１０による画像処理では、ＲＡＭ１４に記憶した指紋画像データを時系列順に二つ取り出し、この二つの指紋画像データの時系列の後者のデータと同時に回転周期計数部１５から取得した回転量信号の周期データに基づいて、指先による移動時の滑りの大きさを演算して推定し、その滑りの大きさに基づいて重複量の制御を行う。この周期データは、時間を示すものであるため、その値が短い程、指を移動した速度が速いと推定される。
【００３６】
一般に、指を移動する速度が速い程、移動させた指と回転ローラ２９との間の滑りが大きくなることから、取り出した二つの指紋画像データ間の重複量が少なくなると推定される。そこで、画像を再構築する場合、回転周期計数部１５から取得した回転量信号の周期データの大きさに基づく時系列順の二つの指紋画像データの重複領域（重複量）を補正することによって、より少ない演算回数で重複領域（重複量）を求めることが可能になる。これはＣＰＵ１０が指１本分の指紋パターンを示す指紋画像データを再構築するために必要な時間が短縮されることを意味する。
【００３７】
因みに、ＣＰＵ１０においては、回転検知センサー２８の回転量信号が一定期間Ｌｏｗレベルの場合、回転ローラ２９が回転していないと判断し、回転周期計数部１５に保持された回転量信号の周期データに０を書き込み、スウィープ型静電容量センサ２２を駆動制御せずにスウィープ型静電容量センサ２２による指紋データの読み取りを行わないようにする。
【００３８】
図５は、ＣＰＵ１０による指の滑りを考慮した画像の再構築の処理（画像処理）を説明するために示した指紋画像データの模式図である。
【００３９】
上述したように、回転検知センサ２８は、回転量に応じた周期（一定の回転量＝指の移動距離が発生した時間）を示す回転量信号を出力する。回転量の周期が長いと指の移動速度が遅いために滑りも小さくてすむが、逆に周期が短いと指の移動速度が速くなって滑りも大きくなる。
【００４０】
図５を参照すれば、画像領域Ａ−Ｂの間では指の移動速度が遅いため、回転量の周期から求められる移動距離（回転検知センサ２８の回転量）と実際の指の移動量との差は、滑りが小さいことにより小さくなる。
【００４１】
しかし、画像領域Ｃ−Ｄの間は画像領域Ａ−Ｂの間よりも移動速度が速いため、回転量の周期は画像領域Ａ−Ｂの間と比べて短くなる。更に、指の移動量は回転量の周期から求められる移動距離（回転検知センサ２８の回転量）と実際の指の移動量との差は滑りが大きいために大きくなり、これによって画像の重複領域が小さくなる。
【００４２】
具体的に言えば、滑りが発生しない指の移動にあっての回転検知センサ２８からの周期をＴ０、指の移動速度が速くなって指紋を再構築できなくなる速度での回転検知センサ２８からの周期をＴ５とし、滑りがないために常に５ライン重複するＴ０から指の速度が速く滑りが大きいために重複するラインがなくなるＴ５までの間の重複するラインが４ライン，３ライン，２ライン，１ラインとなるそれぞれの指の速度に対応する周期をＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４とすると、回転検知センサ２８からの出力がＴ０以上であれば滑りがないために５ラインの重複があると考えられ、同様にＴ０からＴ１の間は５ライン前後の重複があると考えられ、同様にＴ１からＴ２の間は４ライン，Ｔ２からＴ３の間は３ライン，Ｔ３からＴ４の間は２ライン，Ｔ４からＴ５の間は１ライン，Ｔ５以下であれば重複がないと考えられる。
【００４３】
このように、回転検知センサ２８から出力される回転量信号の周期によっておおよその重複量が判るため、画像の再構築を行う際に重複領域を調べる開始位置をＴ１以上の場合には５ライン前後，Ｔ１からＴ２の場合には４ライン前後、Ｔ２からＴ３の場合には３ライン前後、Ｔ３からＴ４の場合には２ライン前後、Ｔ４からＴ５の場合には１ライン前後をそれぞれ画像の重複領域として調べることで済むようになる。即ち、ここでは画像の重複領域を調べるおおよその位置を知ることができることによって、画像を再構築する際に画像の重複領域を調べる回数を減らすことができることを示している。
【００４４】
図６は、上述した画像を再構築する処理（画像処理）に供されるＲＡＭ１４に記憶された局部的な指紋画像データを例示した模式図である。
【００４５】
ＲＡＭ１４に記憶保存される局部的な指紋画像データは、実線で示される指紋の隆線Ｍを対象として指紋読取センサ（スウィープ型静電容量センサ２２）の入力部において一回で読み取られる指紋パターンの局部領域Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ対応するように各々記憶領域に記憶格納される。指紋パターンの局部領域Ｅ１，Ｅ２の位置がずれているのは、入力毎に指と入力部との相対的な位置がずれて行くことを示している。
【００４６】
指紋画像データのうちの各ドットの濃淡分布を用い、算出対象画像を局部領域Ｅ１の指紋画像データ、基準画像を局部領域Ｅ２の指紋画像データとし、局部領域Ｅ１内で座標（Ｘ，Ｙ）によって指定されるドットの濃淡データをＰ１（Ｘ，Ｙ），局部領域Ｅ２内で座標（Ｘ，Ｙ）によって指定されるドットの濃淡データをＰ２（Ｘ，Ｙ）とした場合、相対的な位置関係の算出を表わす２つの局部的な指紋画像データの画像差分量Ｄは、以下の数１式の関係で示されるように定義される。
【００４７】
【数１】
2005165579.tif 000003
【００４８】
即ち、数１式で示される画像差分量Ｄとは、局部領域Ｅ１を局部領域Ｅ２に対して（ｘ，ｙ）だけずらして重ね、重なった領域において対応する各ドットの差分を足し合わせたものである。
【００４９】
図６では、局部領域Ｅ１，Ｅ２に共通して含まれる共通領域Ｅｘを有し、局部領域Ｅ１の局部領域Ｅ２に対する相対位置を（ｘ０，ｙ０）としている。Ｄ（ｘ０，ｙ０）の値は、理想的には０となる。
【００５０】
このように、Ｄ（ｘ，ｙ）を種々（ｘ，ｙ）について求め、その値が０となる（ｘ，ｙ）の組を検索することによって、局部領域Ｅ２に対する局部領域Ｅ１の相対位置を求めることができる。但し、実際の局部指紋画像データには一定量のノイズが含まれるため、Ｄ（ｘ０，ｙ０）の値は必ずしも０とならないが、Ｄの絶対値が最も小さい（ｘ，ｙ）の組を検索すれば、（ｘ０，ｙ０）を得ることができる。
【００５１】
尚、上述した実施例１に係る指紋読取装置１では、回転検出手段としての機回転検知センサ２８が指紋読取部２０に含まれて回転ローラ２９の近傍に配置されることにより、回転ローラ２９における回転方向を示す回転方向信号、及び回転量を示す回転量信号を出力するものとして説明したが、回転検出手段は、これ以外に例えば回転ローラ２９の近傍に配置されてスウィープ型静電容量センサ２２による指紋パターンの読み取り可能な状態で回転ローラ２９を撮像して撮像データを得るためのＣＣＤ等の撮像部を含むと共に、画像処理演算制御部としてのＣＰＵ１０により撮像データを画像解析してその画像データから回転ローラ２９における回転方向を示す回転方向データ、及び回転量を示す回転量データを取得する（回転角速度等の検出により得られる）ようにしても同等な機能が得られるので、このような構成に代替しても良い。但し、この場合、ＣＰＵ１０が画像処理として指紋画像データ（そのイメージ）を再構築する際、ＲＡＭ１４に対して指紋画像データ（そのイメージ）の再構築のために必要なデータを記憶する以外、回転方向データ及び回転量データを記憶するように構成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１に係る指紋読取装置の基本構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示す指紋読取装置の要部である指紋読取部の細部構成を拡大して示した側面図である。
【図３】図１に示す指紋読取装置に備えられる回転検知センサから出力される回転ローラの回転操作に応じた回転方向信号及び回転量信号の時間推移を例示したタイミングチャートである。
【図４】図１に示す指紋読取装置による指紋読み取りの動作処理を示したフローチャートである。
【図５】図１に示す指紋読取装置に備えられるＣＰＵによる指の滑りを考慮した画像の再構築の処理（画像処理）を説明するために示した指紋画像データの模式図である。
【図６】図５で説明した画像を再構築する処理（画像処理）に供されるＲＡＭに記憶された局部的な指紋画像データを例示した模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  指紋読取装置
１０  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１４  ＲＡＭ
１５  回転周期計数部（ＲＴＣ）
１６  Ｉ／Ｆコントローラ
１７  外部装置
２０  指紋読取部
２２  スウィープ型静電容量センサ
２８  回転検知センサ
２９  回転ローラ
【図１】
2005165579.tif 000004
【図２】
2005165579.tif 000005
【図３】
2005165579.tif 000006
【図４】
2005165579.tif 000007
【図５】
2005165579.tif 000008
【図６】
2005165579.tif 000009