(57)【要約】【課題】強い環境光の下で使用される場合であっても、安定した画像の読み取りを可能にする。【解決手段】ライン毎に画像データを出力する電子シャッタ付きの一次元ラインセンサ２４と、読み取り面の物体（指）が圧接される部分を一次元ラインセンサ２４に結像させるセルフォックレンズ２２を設け、電子シャッタにより露光する時間を制限し、このシャッタ時間に一次元ラインセンサ２４から出力される画像データを記録する。【選択図】      図２
2005215967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取り面に圧接された物体の画像を読み取る画像読み取り装置において、
ライン毎に画像データを出力する一次元ラインセンサと、
前記読み取り面の物体が圧接される部分を前記一次元ラインセンサに結像させる結像光学系と、
前記一次元ラインセンサの端部近傍を除く部分に相当する画像データを記録する記録手段と
を具備したことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
読み取り面に圧接された物体の画像を読み取る画像読み取り装置において、
ライン毎に画像データを出力する電子シャッタ付きの一次元ラインセンサと、
前記読み取り面の物体が圧接される部分を前記一次元ラインセンサに結像させる結像光学系と、
前記電子シャッタにより露光された時間に前記一次元ラインセンサから出力される画像データを記録する記録手段と
を具備したことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項３】
前記電子シャッタによって予め決められた時間だけ露光して前記一次元ラインセンサから出力された複数ライン分の画像データをもとに、前記電子シャッタのシャッタ時間を調整するシャッタ調整手段をさらに具備したことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記一次元ラインセンサの近傍に設けられた紫外線センサと、
前記紫外線センサによって検出された紫外線量に応じて、前記電子シャッタのシャッタ時間を調整するシャッタ調整手段と
をさらに具備したことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記記録手段は、前記一次元ラインセンサの端部近傍を除く部分に相当する画像データを記録することを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
特定のパターンが外周面に付され、前記外周面が前記読み取り面を形成する回転ローラを具備し、
前記パターンが付された部分を画像データの読み取り対象とする物体と同等の光透過率を有する部材によって覆うことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
前記読み取り面と前記一次元ラインセンサとの間の光路上に赤外線吸収フィルタを設けることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
特定の波長域で強く発光して前記読み取り面に圧接された物体に対して光を照射する光源と、
前記読み取り面と前記一次元ラインセンサとの間の光路上に設けられた、前記特定の波長域の透過率が高いフィルタと
を具備したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋などの画像情報を読み取る画像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情報として読み取り、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が用いられるようになってきている。
【０００３】
従来、指紋パターンの画像情報を読み取る画像読み取り装置として、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を設け、この中空ローラ内に、指が圧接される部分を１次元撮像素子に結像させるセルフォックレンズと１次元撮像素子と光源とを配置した構成が考えられている（例えば、特許文献１）。こうした構成とすることで、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を可能にしている。
【特許文献１】特開２００２−１３３４０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像読み取り装置では、画像読み取りが行われる環境について考慮されていない。
【０００５】
例えば、前述した構成を有する画像読み取り装置は、実装面積を小さくできる利点があるので、画像読み取り装置等のモバイル端末に搭載されて利用されることが考えられる。この場合、モバイル端末は、屋外でも使用されるため、直射日光の下で使用されることも考えられる。また晴天の屋外では、直射日光を避けた日陰においても極めて強い環境光が存在している。
【０００６】
従来の読み取り装置では、単に、透明回転ローラに対して圧接された指を対象として、指紋画像をセルフォックレンズにより撮像素子に結像させて撮影する構成としている。このため、直射日光の下、または晴天における屋外の日陰など強い環境光の下では、透明回転ローラに押し当てている指の周囲から漏れて入射する光、または指を透過してする光の影響により撮像素子が飽和してしまい、指紋画像を読み取れなくなるというおそれがあった。
【０００７】
本発明の課題は、強い環境光の下で使用される場合であっても、安定した画像の読み取りを可能にする画像読み取り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】
請求項１記載の発明は、読み取り面に圧接された物体の画像を読み取る画像読み取り装置において、ライン毎に画像データを出力する一次元ラインセンサと、前記読み取り面の物体が圧接される部分を前記一次元ラインセンサに結像させる結像光学系と、前記一次元ラインセンサの端部近傍を除く部分に相当する画像データを記録する記録手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、読み取り面に圧接された物体の画像を読み取る画像読み取り装置において、ライン毎に画像データを出力する電子シャッタ付きの一次元ラインセンサと、前記読み取り面の物体が圧接される部分を前記一次元ラインセンサに結像させる結像光学系と、前記電子シャッタにより露光された時間に前記一次元ラインセンサから出力される画像データを記録する記録手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記電子シャッタによって予め決められた時間だけ露光して前記一次元ラインセンサから出力された複数ライン分の画像データをもとに、前記電子シャッタのシャッタ時間を調整するシャッタ調整手段をさらに具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記一次元ラインセンサの近傍に設けられた紫外線センサと、前記紫外線センサによって検出された紫外線量に応じて、前記電子シャッタのシャッタ時間を調整するシャッタ調整手段とをさらに具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記記録手段は、前記一次元ラインセンサの端部近傍を除く部分に相当する画像データを記録することを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項２乃至請求項４の何れかに記載の発明において、特定のパターンが外周面に付され、前記外周面が前記読み取り面を形成する回転ローラを具備し、前記パターンが付された部分を画像データの読み取り対象とする物体と同等の光透過率を有する部材によって覆うことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記読み取り面と前記一次元ラインセンサとの間の光路上に赤外線吸収フィルタを設けることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、特定の波長域で強く発光して前記読み取り面に圧接された物体に対して光を照射する光源と、前記読み取り面と前記一次元ラインセンサとの間の光路上に設けられた、前記特定の波長域の透過率が高いフィルタとを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、一次元ラインセンサから出力されるライン毎の画像データのうち、一次元ラインセンサの端部近傍を除く部分に相当する画像データについて記録することで、例えば画像データの読み取り対象とする物体（例えば指）を読み取り面に圧接させた時に、指の周囲から読み取り面に入射する外乱光の影響より読み取られる画像データを除去することができ、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、一次元ラインセンサを電子シャッタ付きとし、一次元ラインセンサの露光量を容易に調整することができるようにしたので、例えば画像データの読み取り対象とする物体（例えば指）を読み取り面に圧接させた時に、指の周囲から読み取り面に入射する外乱光、あるいは物体（指）を透過する光により一次元ラインセンサの出力が飽和することを回避できるので、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、電子シャッタによって予め決められた時間だけ露光して一次元ラインセンサから出力された複数ライン分の画像データをもとに電子シャッタのシャッタ時間を調整するので、実際に画像データの読み取りを行う環境下において適切なシャッタ時間（シャッタ速度）を決めることができ、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、一次元ラインセンサの近傍に紫外線センサを設け、この紫外線センサによって検出された紫外線量に応じて電子シャッタのシャッタ時間を調整するので、実際に画像データの読み取りを行う環境下において適切なシャッタ時間（シャッタ速度）を紫外線量に応じて決めることができ、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、請求項２乃至請求項４の発明の効果に加えて、一次元ラインセンサの端部近傍を除く部分に相当する画像データを記録することにより、例えば画像データの読み取り対象とする物体（例えば指）を読み取り面に圧接させた時に、指の周囲から読み取り面に入射する外乱光の影響より読み取られる画像データを除去することができ、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、請求項２乃至請求項４の発明の効果に加えて、特定のパターンが外周面に付され、外周面が読み取り面を形成する回転ローラを有した構成とする場合に、パターンが付された部分を画像データの読み取り対象とする物体と同等の光透過率を有する部材によって覆うことにより、外乱光が影響する環境において物体から安定した画像データを読取るためにシャッタ時間（シャッタ速度）を調整した場合であっても、回転ローラに付されたパターン部分についてもパターン上に物体があるのと同じ条件下で画像データが読み取られることになるので、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像（パターンを含む）の読み取りを可能にすることができる。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加えて、読み取り面と一次元ラインセンサとの間の光路上に赤外線吸収フィルタを設けることにより、太陽光線などの強い光が存在する環境下においても赤外線がカットされて一次元ラインセンサにより画像データが出力されるので、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加えて、特定の波長域で強く発光して読み取り面に圧接された物体に対して光を照射する光源と、読み取り面と一次元ラインセンサとの間の光路上に設けられた特定の波長域の透過率が高いフィルタとを備えることにより、特定の波長域以外の波長域の光がフィルタによりカットされ、光源から照射される特定の波長域の光により画像データの読み取りが行われることになり、屋外等の太陽光などの外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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は本発明の実施形態に係わる画像読み取り装置の電子回路の構成を示すブロック図である。本実施形態における画像読み取り装置は、被検体とする物体を指とし、指紋の画像データを読み取るための装置として説明する。
【００２５】
図１に示す画像読み取り装置は、ＣＰＵ１０が記憶装置１２、ＲＡＭ１４、表示部１８、入力部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。
【００２６】
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、画像読み取り装置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、この画像データ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。
【００２７】
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、画像読み取り装置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による指紋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。
【００２８】
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。  
入力部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。
【００２９】
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、例えば画像読み取り装置の筐体表面に読み取り面が設けられる。本実施形態における指紋読み取り部２０には、光源２１（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）など）、レンズ光学系（セルフォックレンズ２２）、一次元ラインセンサ２４、撮像制御回路２６、Ａ／Ｄ変換回路２８、中空透明回転ローラ２９が含まれている。
【００３０】
中空透明回転ローラ２９は、外周面の一部が装置筐体に設けられたスリットから外部に露出されるように実装される。中空透明回転ローラ２９の露出された部分が指紋の画像データの読み取り面となる。指紋パターンの読み取りを行う場合には、読み取り面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（中空透明回転ローラ２９の回転軸と垂直な方向）で中空透明回転ローラ２９を回転させながら移動されることで行われる。筐体表面に設けられるスリットは、利用者が中空透明回転ローラ２９に対して指先を圧接させて、中空透明回転ローラ２９を回転させることができる程度の幅が確保されていれば良い。
【００３１】
指紋読み取り部２０では、光源２１から照射され読み取り面に圧接された指先において反射した光が、中空透明回転ローラ２９を透過してセルフォックレンズ２２によりセルフォックレンズ２２に集光される。撮像制御回路２６の制御により、セルフォックレンズ２２を介して集光された光が一次元ラインセンサ２４により光電変換され、さらにＡ／Ｄ変換回路２８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。Ａ／Ｄ変換回路２８を介して一次元ラインセンサ２４から出力される１ライン毎の画像データは、中空透明回転ローラ２９の回転に応じて取り込まれ、ＲＡＭ１４に記録される。これにより指紋パターンを表す２次元画像（指紋画像）が生成される。
【００３２】
図２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。  
中空透明回転ローラ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る。中空透明回転ローラ２９の中空内には、光源２１、セルフォックレンズ２２、一次元ラインセンサ２４を含む撮像機能部が実装されている。これら撮像機能部は、ホルダ３０により、中空透明回転ローラ２９の回転と連動しないように実装されている。
【００３３】
セルフォックレンズ２２は、中空透明回転ローラ２９における読み取り面、すなわちスリットから露出されたローラの外表面を一次元ラインセンサ２４に結像させる。なお、セルフォックレンズに限るものではなく、ロッドレンズ群によって構成される結像光学系を用いることも可能である。
【００３４】
なお、図示していないが、中空透明回転ローラ２９とセルフォックレンズ２２との間に光学補正素子を実装することもできる。光学補正素子は、被検体である指先が圧接された部分の中空透明回転ローラ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、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２９の内径と同等、あるいは近傍の曲率を持つものとする。
【００３５】
一次元ラインセンサ２４は、フィルム基板３１上に実装されており、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。一次元ラインセンサ２４は、各撮像素子の配列が中空透明回転ローラ２９の回転軸と平行となるように実装されている。一次元ラインセンサ２４は、例えば中空透明回転ローラ２９の長さ分を撮像範囲としており、後述する中空透明回転ローラ２９の端部（あるいは端部近傍）に付加された回転検知用パターンを含む画像を読み取ることができる。
【００３６】
本実施形態における一次元ラインセンサ２４は、電子シャッタ付きとなっている。従って、電子シャッタのシャッタ時間（シャッタ速度）を調整することで露光時間を調整することができる。一次元ラインセンサ２４に付された電子シャッタは、例えばＣＰＵ１０の制御のもとで、撮像制御回路２６によりシャッタ時間（シャッタ速度）が調整可能であるとする。
【００３７】
（第１実施形態）  
次に、第１実施形態における画像読み取り装置の動作について説明する。
【００３８】
図２に示す指紋読み取り部２０の構成では、指紋の画像データの読み取りを実行する場合、図３に示すように、指を中空透明回転ローラ２９の外表面に圧接させる。この際、中空透明回転ローラ２９の長さが指の幅より長い、あるいはほぼ同じである場合には、指の周囲から読み取り面に外乱光（図中、破線矢印で示す）が入射して、セルフォックレンズ２２を介して一次元ラインセンサ２４に到達する場合がある。また、外乱光は、指を透過して一次元ラインセンサ２４に到達する。
【００３９】
第１実施形態では、図４に示すフローチャートに従って画像データの読み取りを実行する。
【００４０】
ＣＰＵ１０は、撮像制御回路２６に対して、予め設定された所定のシャッタ時間（シャッタ速度）で一次元ラインセンサ２４の電子シャッタを駆動させる。ここでのシャッタ時間は、画像読み取り装置が使用される環境、すなわち外乱光の強度などに基づいて決定されているものとする。すなわち、外乱光の影響が大きい場合には一次元ラインセンサ２４の出力が飽和してしまう可能性があるため、電子シャッタにより短い露光時間とすることで入射される光量を制限して飽和を回避する。
【００４１】
なお、シャッタ時間（シャッタ速度）は、ユーザが画像読み取り装置の使用環境に応じて、任意に指定することで設定できる機能を設けても良い。
【００４２】
電子シャッタにより一次元ラインセンサ２４に短時間だけ露光されると、この露光された間の１ライン分の画像データが一次元ラインセンサ２４から出力される（ステップＡ１）。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換回路２８を介して出力される画像データは、ＲＡＭ１４にバッファリングされる。この際、一次元ラインセンサ２４の中央部のみの出力を１ライン分の画像データとして有効にする（ステップＡ２）。
【００４４】
すなわち、図２に示すように、指の周囲から外乱光が入射する場合、一次元ラインセンサ２４の端部近傍が外乱光により影響を受けやすい。従って、一次元ラインセンサ２４の端部近傍を除く部分に相当する画像データのみを記録することで、外乱光に影響された画像データを除去することができる。
【００４５】
以下、全てのラインの画像データを取得完了するまで、前述した画像データ読み取りの処理を繰り返し実行する（ステップＡ３）。
【００４６】
このようにして、第１実施形態では、一次元ラインセンサ２４に付された電子シャッタにより、一次元ラインセンサ２４への露光を短時間にすることで、一次元ラインセンサ２４の出力が飽和するのを防ぎ、外乱光の影響を低減することができる。また、一次元ラインセンサ２４の端部近傍を除く部分（中央部分）に相当する画像データのみを記録することで、中空透明回転ローラ２９に圧接された指の周囲から入射される外乱光に影響された画像データを除去することができる。
【００４７】
（第２実施形態）  
次に、第２実施形態の動作について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４８】
第２実施形態では、最初から所定数ライン分の画像データを用いて、一次元ラインセンサ２４の電子シャッタのシャッタ時間を調整する。
【００４９】
ＣＰＵ１０は、撮像制御回路２６に対して、予め設定された所定のシャッタ時間Ｔ（シャッタ速度）で一次元ラインセンサ２４の電子シャッタを駆動させる。電子シャッタにより一次元ラインセンサ２４に短時間だけ露光されると、この露光された間の１ライン分の画像データが一次元ラインセンサ２４から出力される（ステップＢ１）。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換回路２８を介して出力される画像データは、ＲＡＭ１４にバッファリングされる。この際、第１実施形態と同様にして、一次元ラインセンサ２４の中央部のみの出力を１ライン分の画像データとして有効にする（ステップＢ２）。
【００５１】
ここで取得された１ラインの画像データの平均値Ｋｉを算出し（ステップＢ３）、この平均値Ｋｉをもとにして新たなシャッタ時間Ｔ’を算出する（ステップＢ４）。例えば、最終的に得ようとする目標感度（１ラインの画像データの平均値）をＫとした時、（Ｋ／Ｋｉ）／２となるように、以下の式（１）により比例配分によりシャッタ時間Ｔ’を求める。
【００５２】
Ｔ’＝｛（Ｋ＋Ｋｉ）／２｝×Ｔ／Ｋｉ    …（１）
こうして、所定数ライン（例えば数ラインとする）分の画像データを順次取得して、それぞれについて前述した処理を繰り返し実行することで最適なシャッタ時間Ｔを求め設定する（ステップＢ５）。
【００５３】
シャッタ時間Ｔの設定が完了すると、第１実施形態において説明した図４に示すフローチャートの処理を実行して指紋画像を生成する。ただし、シャッタ時間の調整に使用した所定数ライン（数ライン）分の画像データについては破棄し、これ以降に得られるラインデータを繰り返し読み取ることにより指紋画像を生成するものとする。
【００５４】
なお、シャッタ時間の調整は、１ライン分の画像データの最大値と最小値がレンジに収まるようにシフトし、そのシフト量からシャッタ時間Ｔを決める、あるいは一般的なオートゲイン調整によってシャッタ時間Ｔを決めるようにしても良い。
【００５５】
このようにして、第２実施形態では、指紋画像を生成するための画像データの読み取り前に、実際に画像データの読み取りを行う環境下において読み取られた数ライン分の画像データを用いて適切なシャッタ時間（シャッタ速度）を設定するので、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りが可能となる。
【００５６】
（第３実施形態）  
次に、第３実施形態について説明する。
【００５７】
図６には、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）を示している。図６に示す指紋読み取り部２０は、第１実施形態において説明した図２に示す構成に、さらにＵＶ（紫外線）センサ３２を追加した構成である。ＵＶセンサ３２は、フィルム基板３１上の一次元ラインセンサ２４の近傍に設けられている。
【００５８】
第３実施形態では、ＵＶセンサ３２によって一次元ラインセンサ２４の近傍に入射してくる紫外線の光量を検出し、この紫外線の光量に応じて一次元ラインセンサ２４の電子シャッタのシャッタ時間を調整する。
【００５９】
第３実施形態では、例えば、予め、ＵＶセンサ３２によって検出される各段階の紫外線の光量に対して、最適な感度で画像データの読み取りが可能なシャッタ時間を求めてテーブル化（シャッタ時間テーブル）しておく。なお、紫外線の光量とシャッタ時間との関係を示すデータが記録されたシャッタ時間テーブルは、ＲＡＭ１４（あるいは記憶装置１２）に記憶させておくものとする。
【００６０】
指紋読み取り部２０は、指紋パターンの画像データの読み取りを開始する前に、図７に示すフローチャートに従って、一次元ラインセンサ２４のシャッタ時間を設定する。
【００６１】
まず、ＵＶセンサ３２によって紫外線の光量を検出し、その検出値を読み込む（ステップＣ１）。ＣＰＵ１０は、紫外線の光量に応じたシャッタ時間を示すデータをシャッタ時間テーブルから読み出し（ステップＣ２）、このデータに応じて電子シャッタのシャッタ時間を設定する（ステップＣ３）。
【００６２】
こうして、シャッタ時間の設定が完了すると、第１実施形態において説明した図４に示すフローチャートの処理を実行して指紋画像を生成する。
【００６３】
このようにして、第３実施形態では、ＵＶセンサ３２によって検出された紫外線量に応じて一次元ラインセンサ２４に付された電子シャッタのシャッタ時間を調整するので、実際に画像データの読み取りを行う環境下において適切なシャッタ時間を紫外線量に応じて決めることができる。このため、屋外等の外乱光が影響する環境においても紫外線による影響を受けにくくして、常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００６４】
（第４実施形態）  
次に、第４実施形態について説明する。
【００６５】
図８には、第４実施形態において用いられる中空透明回転ローラ２９の一例を示している。図８（ａ）（ｂ）に示す中空透明回転ローラ２９には、回転検知用パターン３５がローラ端部近傍において、外周面の１周に渡って付されている。回転検知用パターン３５は、外周面の表面形状を不均一としたり、あるいは印刷することにより付すことができる。
【００６６】
回転検知用パターン３５は、例えば図８（ａ）に示すように、中空透明回転ローラ２９と平行な直線パターンが一定の間隔をもって付したり、あるいは図８（ｂ）に示すように、中空透明回転ローラ２９の軸方向に対して一定の角度と長さをもった直線部（それぞれが軸に対して一定の角度を持つ直線部）が連続するように付すことができる。なお、図８（ａ）（ｂ）に示すパターンは一例であって、他の形状パターンを用いることも可能である。
【００６７】
中空透明回転ローラ２９の表面に付された回転検知用パターン３５は、指の画像データと同時に読み取られ、その検出されたタイミングと位置に基づいて中空透明回転ローラ２９の回転が検知される。ＣＰＵ１０は、回転検知用パターン３５を用いて検知される中空透明回転ローラ２９の回転に応じて、指紋画像とする画像データの取り込みタイミングを判定し、この取り込みタイミングで読み取られる画像データを合成することで指紋画像を合成することができる。
【００６８】
こうして、回転検知用パターン３５を中空透明回転ローラ２９に付加することで、中空透明回転ローラ２９の回転を検知するための回転検知機構などを別に設ける必要が無く、指紋読み取り部２０の小型化を図ることができる。
【００６９】
第４実施形態では、中空透明回転ローラ２９の外表面に付された回転検知用パターン３５を、指と同等の光透過率を有する部材３６によって覆っている。部材３６は、フィルムを巻き付けられたもの、あるいは塗布材等がコーティングされたものである。
【００７０】
その他の構成については、前述した第１乃至第３実施形態の何れか、あるいは複数の実施形態を組み合わせて実行する。
【００７１】
第１実施形態との組み合わせでは、指を透過する外乱光の強さを考慮して設定された電子シャッタのシャッタ時間は、回転検知用パターン３５が指と同等の光透過率を持つ部材３６により覆われているので、回転検知用パターン３５についても最適なシャッタ時間となる。従って、回転検知用パターン３５について外乱光が影響する環境においても安定して読み取ることができる。
【００７２】
なお、第１実施形態では、一次元ラインセンサ２４の中央部のみの出力を１ライン分の画像データとして有効にするとしているが、第４実施形態と組み合わせる場合には、回転検知用パターン３５が付された部分に相当するデータについても有効にするものとする。
【００７３】
こうして、回転検知用パターン３５を安定して読み取ることにができると、指紋画像を生成するための画像データの取り込みタイミングを正しく判定でき、安定して品質の良い指紋画像を生成することができる。
【００７４】
このようにして、第４実施形態では、指紋画像を生成するための画像データと共に所定のパターンを読み取る必要がある場合に、このパターンを指と同等の透過率を有するフィルムあるいは塗布材等の部材３６によって覆うことにより、指紋の画像データを外乱光の影響を受けないように最適な状態で読み込むよう設定した場合、このパターンについても安定して読み取ることが可能となる。
【００７５】
なお、前述した説明では、中空透明回転ローラ２９に付された回転検知用パターン３５を対象として説明しているが、その他の指紋パターンと共に読み取る必要があるパターンを対象とすることも勿論可能である。
【００７６】
（第５実施形態）  
次に、第５実施形態について説明する。
【００７７】
図９には、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）を示している。図９に示す指紋読み取り部２０は、第１実施形態において説明した図２に示す構成に、赤外カットフィルタ４０が追加された構成である。赤外カットフィルタ４０は、読み取り面と一次元ラインセンサ２４との間の光路上に設けられるものであり、図９では一次元ラインセンサ２４の手前に設けられている。なお、図９中の発光素子２１ａ及び導光プリズム２１ｂは、光源２１を構成するものである。発光素子２１ａからの光は、導光プリズム２１ｂを通って中空透明回転ローラ２９の読み取り面に照射される。
【００７８】
図１０は、指を透過して一次元ラインセンサ２４に到達する太陽光線の波長分布を示す図である。  
太陽光線のスペクトルは天候によっても変化するが、一般には紫外域から赤外域に渡る白色光線である。図１０に示すように、太陽光線が指を通過すると紫外域の大部分と可視光域の一部については指の中を通過する間に減衰するが、赤外光線は透過性が良いために大部分が通り抜けてくる。
【００７９】
一方、一次元ラインセンサ２４の分光感度特性は、図１１に示すように赤外域でも高い感度を持っている。このため、そのままでは一次元ラインセンサ２４が飽和してしまい指紋画像を撮像することができない。
【００８０】
そこで、図９に示すように、読み取り面と一次元ラインセンサ２４との間の航路上に赤外カットフィルタ４０を設けることで、赤外カットフィルタ４０の光透過特性が図１２に示すように赤外光の透過率が低くなるようになっているので、太陽光線に含まれる赤外域光線の大部分が除去される。
【００８１】
一方、光源２１（発光素子２１ａ）の発光波長分布が、例えば白色光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の場合、図１３に示すように可視光域の光を強く放射することができる。こうした発光波長分布を持つ光源２１とすることで、光源２１からの光の大部分が赤外カットフィルタ４０を通過する。このため赤外カットフィルタ４０を取り入れたを入れたことによって、強い太陽光環境の下でも指紋画像を撮像することができる。
【００８２】
なお、前述した説明では、図９に示すように、赤外カットフィルタ４０は、一次元ラインセンサ２４の手前に設ける構成としているが、読み取り面（中空透明回転ローラ２９の外表面）と一次元ラインセンサ２４との間の航路上であれば何れの位置に設けられていても良い。例えば、セルフォックレンズ２２と読み取り面との間に設けることもできる。また、一次元ラインセンサ２４の表面あるいはセルフォックレンズ２２の表面にカット層を形成しても良い。さらに、中空透明回転ローラ２９の外面あるいは内面に赤外カット層を設けても良い。さらに、中空透明回転ローラ２９を構成する材料（例えばガラス、または樹脂）の中に赤外光吸収材料を混入することで、赤外カット機能を持つようにしても良い。
【００８３】
また、第５実施形態は、前述した第１乃至第４実施形態の何れか、あるいは複数の実施形態を組み合わせて実行することができる。
【００８４】
このようにして、第５実施形態では、太陽光線などの強い光が存在する環境下においても赤外カットフィルタ４０により赤外線がカットされて一次元ラインセンサ２４により画像データが出力されるので、屋外等の外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りが可能となる。
【００８５】
（第６実施形態）  
次に、第６実施形態について説明する。
【００８６】
第６実施形態は、第５実施形態において用いた図９と同様の構成を有するものとする。ただし、赤外カットフィルタ４０は、図１４の特性図に示すように特定の波長域の光を透過させて、赤外線以外にも可視光線の一部を吸収してしまう特性のものを用いる。さらに光源２１（発光素子２１ａ）の出力波長が図１５に示す特性図のように特定の波長域で強く発光して、しかもその波長域が赤外カットフィルタ４０の透過率が高い波長域と一致するようにする。
【００８７】
光源２１（発光素子２１ａ）を例えば白色光ＬＥＤとした場合、特定の波長で強く発光する性質を持っているので、その波長に合わせて赤外カットフィルタ４０の特性を調整すれば良い。
【００８８】
第６実施形態は、前述した第１乃至第４実施形態の何れか、あるいは複数の実施形態を組み合わせて実行することができる。
【００８９】
なお、前述した説明では、図９に示すように、赤外カットフィルタ４０は、一次元ラインセンサ２４の手前に設ける構成としているが、第５実施形態と同様にして他の一に設けるようにしても良い。
【００９０】
このようにして、第６実施形態では、図１５に示すような特定の波長域で強く発光して読み取り面に光を照射する光源２１と、読み取り面と一次元ラインセンサ２４との間の光路上に設けられた図１４に示すような特定の波長域の透過率が高い赤外カットフィルタ４０とを備えることにより、特定の波長域以外の波長域の光が赤外カットフィルタ４０によりカットされ、光源２１から照射される特定の波長域の光により画像データの読み取りが行われることになり、単に赤外線だけをカットするよりも、さらに屋外等の太陽光などの外乱光が影響する環境においても常に安定した画像の読み取りを可能にすることができる。
【００９１】
なお、前述した説明では、電子シャッタ付き一次元ラインセンサ２４を用いる構成としているが、電子シャッタを用いないで同等の処理を実行する構成とすることもできる。例えば、読み取り面と一次元ラインセンサ２４との間の光路上に機械的に光の入射を制御するためのシャッタを設ける構成としても良い。
【００９２】
さらに、上記実施の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、実施の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、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、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】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係わる画像読み取り装置の電子回路の構成を示すブロック図。
【図２】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３】第１実施形態における指紋読み取り部２０への外乱光の影響を説明するための図。
【図４】第１実施形態における画像データの読み取り処理について説明するためのフローチャート。
【図５】第２実施形態における処理について説明するためのフローチャート。
【図６】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７】第３実施形態における処理について説明するためのフローチャート。
【図８】第４実施形態において用いられる中空透明回転ローラ２９の一例を示す図。
【図９】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１０】第５実施形態における指を透過して一次元ラインセンサ２４に到達する太陽光線の波長分布を示す図。
【図１１】第５実施形態における一次元ラインセンサ２４の分光感度特性の一例を示す図。
【図１２】第５実施形態における赤外カットフィルタ４０の光透過特性の一例を示す図。
【図１３】第５実施形態における光源２１（発光素子２１ａ）の発光波長分布の一例を示す図。
【図１４】第６実施形態における赤外カットフィルタ４０の光透過特性の一例を示す図。
【図１５】第６実施形態における光源２１（発光素子２１ａ）の発光波長分布の一例を示す図。
【符号の説明】
【００９４】
１０…ＣＰＵ、１２…記憶装置、１４…ＲＡＭ、１８…表示部、１９…入力部、２０…指紋読み取り部２０、２１…光源、２２…セルフォックレンズ（レンズ光学系）、２４…一次元ラインセンサ、２６…撮像制御回路、２８…Ａ／Ｄ変換回路、２９…中空透明回転ローラ。
【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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