УСТРОЙСТВО СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
IMAGE READER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение, в целом, относится к устройству считывания изображений для считывания поверхностного изображения объекта посредством формирования изображений объекта от обратной стороны планшета для считывания, а более конкретно, к устройству считывания изображений, подходящему для получения резкого четкого изображения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Традиционные способы идентификации человека включают в себя способ, который использует отпечатки пальцев. При таком способе идентификация в общем осуществляется посредством ввода изображения отпечатка пальца в устройство и сверки входного изображения с изображением предварительно зарегистрированного отпечатка пальца. Пример способа для ввода изображения отпечатка пальца состоит в том, что палец в качестве объекта облучается светом с обратной стороны планшета для считывания, на котором размещен палец. Изображение пальца затем формируется посредством двумерного датчика, такого как приборы с зарядовой связью (CCD).
[0003] В вышеописанном способе отражение света, излучаемого на палец, принимается посредством двумерного датчика, тем самым формируя изображения неровностей поверхности отпечатка пальца в соответствии с силой принимаемого света. Тем не менее, проблема этого способа заключается в том, что свет, принимаемый посредством двумерного датчика, является слишком слабым для получения резкого изображения, воспроизводящего неровности поверхности отпечатка пальца.
[0004] В последнее время предлагаются устройства, которые создаются с учетом такой проблемы. В этих устройствах различные оптические элементы используются для планшета для считывания, чтобы резко воспроизводить неровности поверхности отпечатка пальца посредством обеспечения значительной разницы в контрастности между вогнутостями и выпуклостями пальца. Например, патентные документы 1, 2 и 3 описывают устройство, в котором призматическая линза, волоконно-оптическая пластина и оптический волновод используются в планшете для считывания для получения изображения отпечатка пальца.
СПИСОК ЦИТАТ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0005] PLT 1. JP-A-2003-50993
PLT 2. JP-B-2579375
PLT 3: JP-A-10-143663
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[0006] Устройства, описанные в патентных документах 1 и 2, используют призматическую линзу и волоконно-оптическую пластину, соответственно. Следовательно, эти устройства должны иметь промежуток для расположения оптических элементов внутри, что затрудняет миниатюризацию всего устройства. Помимо этого, поскольку призматические линзы и волоконно-оптические пластины являются специальными оптическими частями, стоимость устройств зачастую возрастает.
[0007] Устройство, описанное в патентном документе 3, использует световодную пластину в качестве планшета для считывания. Это устройство не может получать достаточную контрастность, и в силу этого трудно увеличивать резкость изображения отпечатка пальца.
[0008] Устройства, описанные в патентных документах 1, 2 и 3, используют двумерный датчик в качестве оптического приемника. Таким образом, необходимо комбинировать множество изображений с тем, чтобы получать одно изображение отпечатка пальца. При комбинировании изображений возникает искажение на соединениях между комбинированными изображениями. В свою очередь, требуется такая обработка как коррекция искажения во время комбинирования изображений и удаление искажения из изображения, полученного после комбинирования. Следовательно, устройства должны быть подготовлены в надлежащей конфигурации, чтобы осуществлять такую обработку изображений, что приводит впоследствии к усложнению схем обработки изображений и программного обеспечения для обработки изображений усложненными, приводя к повышению стоимости устройств.
[0009] Настоящее изобретение осуществлено с учетом проблем традиционной технологии. Примерная цель изобретения состоит в том, чтобы предоставлять устройство считывания изображений, которое может увеличивать резкость полученных изображений и может быть миниатюризировано, при том, что его стоимость может быть снижена.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[0010] Чтобы удовлетворять вышеуказанной цели, одним примерным аспектом настоящего изобретения является устройство считывания изображений для считывания изображения отпечатка пальца или других объектов, причем устройство считывания изображений содержит: блок размещения объектов, состоящий из пластинчатого элемента, который пропускает свет, причем на блоке размещения объектов размещается объект; и блок считывания изображений, включающий в себя источник света для облучения объекта светом и средство захвата изображений для захвата изображения объекта и вывода сигнала изображения, связанного с объектом, при этом: блок считывания изображений дополнительно включает в себя средство считывания изображений, позиционированное на стороне, противолежащей к поверхности блока размещения объектов, с которой контактирует объект, причем средство считывания изображений считывает одну строку принимающей свет поверхности объекта в качестве горизонтального сканирования посредством использования строчного датчика, предоставляемого средству захвата изображений, и средство транспортировки для перемещения блока считывания изображений в направлении вертикального сканирования, перпендикулярном горизонтальному сканированию; и блок размещения объектов включает в себя элемент рассеяния для рассеяния света.
[0011] Согласно настоящему изобретению, изображение, имеющее резкую контрастность, может быть получено посредством рассеяния света, испускаемого из источника света, с помощью элемента рассеяния. Это обеспечивает увеличение резкости изображения. Помимо этого, элемент рассеяния используется вместо специального оптического элемента, так что устройство может быть миниатюризировано и уменьшено по стоимости.
[0012] Дополнительно, в соответствии с настоящим изобретением, получение изображений может быть реализовано посредством простого соединения между собой множества наборов полученных построчных данных изображений. Нет необходимости выполнять обработку усовершенствованного комбинирования изображений. Может быть разрешена проблема сложности схем и программного обеспечения для обработки сигналов, и стоимость устройства может быть уменьшена.
[0013] Элемент рассеяния в устройстве считывания изображений может иметь лицевую поверхность рассеяния на поверхности, на которой размещен объект. Это обеспечивает более эффективное облучение объекта светом, рассеянным посредством элемента рассеяния, и, соответственно, повышает резкость изображения.
[0014] Элемент рассеяния в устройстве считывания изображений может рассеивать падающий свет в направлении вертикального сканирования. Это обеспечивает более эффективное облучение объекта светом, рассеянным посредством элемента рассеяния, и, соответственно, повышает резкость изображения.
[0015] В устройстве считывания изображений источник света может иметь угол облучения, определенный согласно углу, под которым элемент рассеяния рассеивает свет.
[0016] Источник света и строчный датчик располагаются таким образом, что строчный датчик принимает свет, отражаемый в позиции, в которой объект контактирует с блоком размещения объектов, с углом отражения, равным углу падения. Это дает возможность строчному датчику эффективно принимать отраженные волны света, излучаемого в объект из источника света. Резкость изображения может быть дополнительно увеличена.
[0017] Устройство считывания изображений дополнительно может содержать: чувствительную к касанию (сенсорную) панель, присоединенную к поверхности элемента рассеяния, причем чувствительная к касанию панель выводит информацию координат в направлении вертикального сканирования, которое представляет позицию нажатия, в которой объект нажимает на чувствительную к касанию панель; и средство обнаружения для обнаружения, в соответствии с информацией координат, выводимой из чувствительной к касанию панели, расстояния перемещения, на которое позиция нажатия объекта перемещена в направлении вертикального сканирования; при этом средство транспортировки, в соответствии с расстоянием перемещения, обнаруженным посредством средства обнаружения, перемещает блок считывания изображений в направлении вертикального сканирования таким образом, что блок считывания изображений следует действию прокатывания объекта. При такой конфигурации резкость изображения может быть увеличена, даже когда объектом прокатывают.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] В соответствии с вышеуказанными характеристиками, устройство считывания изображений согласно настоящему изобретению может увеличивать резкость полученных изображений и может быть миниатюризировано при одновременном сокращении стоимости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0019] Фиг. 1 иллюстрирует схематичный вид, показывающий пример устройства считывания изображений согласно первому примерному варианту осуществления настоящего изобретения, (a) показывает вид в перспективе, и (b) показывает вид сверху.
Фиг. 2 иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства считывания изображений, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 иллюстрирует вид сверху CCD на фиг. 2 при просмотре от направления стрелки A на фиг. 2.
Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему, показывающую примерную функциональную конфигурацию устройства считывания изображений, показанного на фиг. 1.
Фиг. 5 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа для описания последовательности операций устройства считывания изображений, показанного на фиг. 1.
Фиг. 6 иллюстрирует схематичную пояснительную схему увеличения резкости изображения отпечатка пальца с использованием рассеивателя, (a) показывает состояние, в котором выступ отпечатка пальца должен облучаться светом для получения изображения, и (b) показывает состояние, в котором впадина отпечатка пальца должна облучаться светом для получения изображения.
Фиг. 7 иллюстрирует схематичную пояснительную схему расположения зеркала.
Фиг. 8 иллюстрирует схематичную пояснительную схему увеличения резкости изображения отпечатка пальца, когда угол падения и угол отражения являются одинаковыми, (a) показывает состояние, в котором выступ отпечатка пальца должен облучаться светом для получения изображения, и (b) показывает состояние, в котором впадина отпечатка пальца должна облучаться светом для получения изображения.
Фиг. 9 иллюстрирует схематичную пояснительную схему примера полученного изображения отпечатка пальца, (a) показывает изображение отпечатка пальца, полученное с использованием рассеивателя 5, и (b) показывает изображение отпечатка пальца, полученное без использования рассеивателя 5.
Фиг. 10 иллюстрирует схематичный вид, показывающий пример устройства считывания изображений согласно второму примерному варианту осуществления настоящего изобретения, (a) показывает вид в перспективе, и (b) показывает вид сверху.
Фиг. 11 иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства считывания изображений, показанного на фиг. 10.
Фиг. 12 иллюстрирует вид сверху CCD на фиг. 11 при просмотре от направления стрелки A на фиг. 11.
Фиг. 13 иллюстрирует примерную блок-схему, показывающую функциональную конфигурацию устройства считывания изображений, показанного на фиг. 10.
Фиг. 14 иллюстрирует блок-схему, показывающую примерную конфигурацию средства обнаружения координат и средства обнаружения перемещения, показанных на фиг. 13.
Фиг. 15 иллюстрирует принципиальную схему, показывающую способ обнаружения позиции нажатия пальца.
Фиг. 16 иллюстрирует принципиальную схему, показывающую способ вычисления расстояния перемещения для перемещения в начальную позицию считывания.
Фиг. 17 иллюстрирует принципиальную схему, показывающую способ обнаружения расстояния перемещения пальца.
Фиг. 18 иллюстрирует временную диаграмму, показывающую способ классификации данных изображений на допустимые данные и недопустимые данные.
Фиг. 19 иллюстрирует блок-схему, показывающую примерную конфигурацию средства классификации изображений, показанного на фиг. 10.
Фиг. 20 иллюстрирует блок-схему, показывающую примерную конфигурацию средства управления электромотором, показанного на фиг. 10.
Фиг. 21 иллюстрирует основную блок-схему последовательности операций способа, показывающую последовательность операций устройства считывания изображений, показанного на фиг. 10.
Фиг. 22 иллюстрирует схематичную пояснительную схему, показывающую коррекцию позиции блока считывания, (a) показывает состояние до коррекции, а (b) показывает состояние после коррекции.
Фиг. 23 иллюстрирует подчиненную блок-схему последовательности операций способа, показывающую последовательность операций процесса завершения считывания, показанного на фиг. 21.
Фиг. 24 иллюстрирует принципиальные схемы, показывающие взаимосвязь между прокатыванием пальцем и перемещением CCD.
Фиг. 25 иллюстрирует функциональную временную диаграмму устройства считывания изображений на фиг. 10, показывающую функциональное распределение времени, которое применяется, когда пальцем, размещенным на чувствительной к касанию панели, прокатывают только в обычном направлении поворота.
Фиг. 26 иллюстрирует другую функциональную временную диаграмму устройства считывания изображений на фиг. 10, показывающую функциональное распределение времени, которое применяется, когда пальцем, размещенным на чувствительной к касанию панели, прокатывают в обратном направлении поворота.
Фиг. 27 иллюстрирует принципиальные схемы, показывающие взаимосвязь между прокатыванием пальцем в обратном направлении и перемещением CCD.
Фиг. 28 иллюстрирует принципиальную схему, показывающую другой примерный способ определения того, достигает или нет расстояние перемещения позиции нажатия пальца ширины строки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0020] Далее подробно описываются примерные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[0021] Во-первых, описывается первый примерный вариант осуществления настоящего изобретения. Первый примерный вариант осуществления показывает случай, когда устройство считывания изображений согласно настоящему изобретению применяется к устройству считывания изображений для считывания изображения отпечатка пальца.
[0022] Фиг. 1 показывает первый примерный вариант осуществления устройства считывания изображений согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 1(a), устройство 1 считывания изображений включает в себя раму 2 сканера; блок 3 считывания, расположенный в раме 2 сканера и сконструированный подвижным в направлении вертикального сканирования блока 3 считывания посредством возбуждения электромотора; прозрачную стеклянную рабочую поверхность 4, расположенную на раме 2 сканера; и рассеиватель 5, расположенный на стеклянной рабочей поверхности 4. Хотя не показано, рельсовая направляющая устанавливается в раме 2 сканера. Блок 3A считывания оснащается шестерней, которая зацепляется с рельсовой направляющей, и электромотором, который вращает шестерню.
[0023] Как показано на фиг. 1(b), рассеиватель 5 имеет прямоугольную форму при виде сверху, и, как показано на фиг. 2, он используется в качестве планшета размещения для размещения пальца 6, который является объектом формирования изображений. Примером рассеивателя 5 служит рассеиватель, который формируется из стеклянного или смоляного материала подложки с одной стороной, обработанной таким образом, что она имеет поверхность из матированного стекла (поверхность после пескоструйной обработки), с тем чтобы рассеивать свет, падающий из другой поверхности.
[0024] Рассеиватель 5 располагается таким образом, что поверхность рассеивания находится на стороне, на которой размещен палец 6, и поверхность без рассеивания находится на стороне, в которую входит свет, излучаемый из источника 11 света (описан ниже). Рассеиватель 5 также располагается с возможностью рассеивать падающий свет широко в направлении вертикального сканирования блока 3 считывания и узко в направлении горизонтального сканирования. Посредством расположения рассеивателя 5 таким образом, диапазон (область) рассеяния падающего света может иметь, например, эллиптическую форму, имеющую большую ось, совмещенную с направлением вертикального сканирования блока считывания. Это дает возможность эффективного облучения пальца 6 светом. Форма рассеивателя 5 не ограничивается этим примером. Например, листообразный или пленкообразный материал может использоваться для рассеивателя 5.
[0025] Стеклянная рабочая поверхность 4 служит в качестве опорного планшета для рассеивателя 5, когда палец 6 размещен на нем. Стеклянная рабочая поверхность 4 состоит, например, из прозрачного стекла, имеющего силу света выше, чем рассеиватель 5.
[0026] Как показано на фиг. 2, блок 3 считывания включает в себя источник 11 света для облучения пальца 6, размещенного на рассеивателе 5, светом; CCD 12 (приборы с зарядовой связью) для получения изображений; зеркало 13 и оптическую линзу 14 для направления изображения отпечатка пальца для пальца 6 на принимающую свет поверхность CCD 12; и кожух 15 блока, размещающий источник 11 света, CCD 12, зеркало 13 и оптическую линзу 14.
[0027] Угол облучения света из источника 11 света определяется посредством угла рассеяния рассеивателя 5. Способ определения угла облучения света из источника 11 света не ограничивается этим, и он вместо этого может быть определен посредством проведения экспериментов. CCD 12 является одномерным CCD (строчным датчиком), который захватывает изображения построчно и преобразует принимаемый свет в сигнал изображения, а затем выводит сигнал изображения. CCD 12 выполнен с возможностью протягиваться в направлении горизонтального сканирования, как показано на фиг. 3. Зеркало 13 принимает свет, отражаемый от субъекта, и отражает свет к оптической линзе 14. Угол приема света зеркала 13 может быть определен на основе экспериментов.
[0028] Фиг. 4 является блок-схемой, показывающей функциональную конфигурацию устройства 1 считывания изображений. Как показано на чертеже, устройство 1 считывания изображений включает в себя: источник 11 света; CCD 12; возбудитель 21 CCD для подачи сигнала ϕTG вывода изображений, чтобы приводить в действие CCD 12, и инструктирования CCD 12 периодически выводить сигнал IS изображения (аналоговый сигнал); приемник 22 команд для активации источника 11 света, а также выдачи инструкций в возбудитель 21 CCD в ответ на считывание команд (инструкций) извне; процессор 23 сигналов изображений для осуществления A/D (аналого-цифрового) преобразования или другой предварительно определенной обработки сигналов для сигнала IS изображения, выводимого из CCD 12; память 24 для сохранения данных ID сигнала изображения (цифрового сигнала), выводимого из процессора 23 сигналов изображений; шаговый электромотор 25 (в дальнейшем в этом документе, упоминаемый просто в качестве электромотора) для перемещения блока 3 считывания (см. фиг. 1) в направлении вертикального сканирования; и возбудитель 26 электромотора для управления электромотором 25 в ответ на инструкции из приемника 22 команд. Эти элементы от источника 11 света до возбудителя 26 электромотора устанавливаются в блоке 3 считывания устройства 1 считывания изображений, показанного на фиг. 1.
[0029] Далее описывается последовательность операций устройства 1 считывания изображений, имеющего вышеуказанную конфигурацию. Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа для описания работы устройства 1 считывания изображений.
[0030] Во-первых, при приеме команды считывания извне (этап S1), устройство 1 считывания изображений приводит в действие CCD 12, и формирование изображений начинается посредством CCD 12 (этап S2).
[0031] Затем, устройство 1 считывания изображений перемещает блок 3 считывания из исходной позиции, начальной позиции считывания, в конечную позицию считывания (этап S3), за счет этого захватывая изображения на построчной основе. Таким образом, полученный сигнал IS изображения затем подается в процессор 23 сигналов изображений, в котором выполняется предварительно определенная обработка сигналов, такая как аналогово-цифровое преобразование. После обработки данные последовательно записываются в память 24 в качестве данных ID изображений и сохраняются.
[0032] Устройство 1 считывания изображений затем определяет то, достигает или нет блок 3 считывания конечной позиции считывания (этап S4). Когда определяется то, что блок 3 считывания достигает конечной позиции считывания (этап S4: Y), устройство 1 считывания изображений завершает операцию считывания. Блок 3 считывания возвращается в исходную позицию, и возбуждение CCD 12 прекращается (этапы S5, S6).
[0033] С другой стороны, когда на этапе S4 определяется то, что блок 3 считывания не достигает конечной позиции считывания (этап S4: N), этап 4 должен повторяться до тех пор, пока блок 3 считывания не достигнет конечной позиции считывания.
[0034] По завершении операции считывания, устройство 1 считывания изображений соединяет между собой множество наборов построчных данных изображений, сохраненных в памяти 24, тем самым получая одно изображение отпечатка пальца. Соединение этих наборов данных ID изображений не требует усовершенствованного редактирования данных, такого как комбинирование изображений, а может выполняться только посредством считывания данных ID изображений, сохраненных в памяти 24, в том порядке, в котором они сохранены.
[0035] Способ увеличения резкости изображения отпечатка пальца с использованием рассеивателя 5 описывается ниже. Когда палец 6 размещен на рассеивателе 5, только выступы (выступающие части) отпечатка пальца контактируют с рассеивателем 5, а их впадины не должны контактировать. Когда свет излучается от обратной стороны рассеивателя 5 в таком состоянии, количество света, отражаемое от пальца 6, отличается между выступами и впадинами. Относительно этого первый примерный вариант осуществления выполнен с возможностью усиливать контрастность между выступами и впадинами отпечатка пальца посредством использования рассеивателя 5 на основе количества света, отражаемого посредством пальца 6. За счет этого может достигаться увеличение резкости изображения отпечатка пальца.
[0036] Фиг. 6 является пояснительными схемами для увеличения резкости изображения отпечатка пальца с использованием рассеивателя 5. Фиг. 6(a) показывает схематичный вид, когда выступы отпечатка пальца облучаются светом, и фиг. 6(b) показывает схематичный вид, когда впадины отпечатка пальца облучаются светом, чтобы получать изображения.
[0037] Когда должны формироваться изображения выступов отпечатка пальца, как показано на фиг. 6(a), свет, излучаемый из источника 11 света, проникает через стеклянную рабочую поверхность 4 и входит в рассеиватель 5. В это время свет, падающий на рассеиватель 5, рассеивается на поверхности рассеяния вдоль направления рассеяния. Тем не менее, поскольку выступы отпечатка пальца находятся в контакте с рассеивателем 5, выступ не может эффективно облучаться светом. Свет, который достигает выступов отпечатка пальца, отражается в меньших количествах, чем свет, излучаемый из источника 11 света. Свет, отражаемый от выступов отпечатка пальца, проходит через рассеиватель 5 и стеклянную рабочую поверхность 4 таким образом, что он входит в зеркало 13, и затем принимается посредством принимающей свет поверхности CCD 12 через оптическую линзу 14.
[0038] Как упомянуто выше, поскольку выступ отпечатка пальца находится в контакте с рассеивателем 5, устройство 1 считывания изображений не может эффективно облучать выступы светом, излучаемым из источника 11 света и рассеянным посредством рассеивателя 5. Как следствие, уменьшается количество отраженного света, входящего в зеркало 13. Изображение, которое получается в соответствии с количеством отраженного света, принимаемого посредством CCD 12, как следствие, становится темным изображением.
[0039] С другой стороны, когда должны формироваться изображения впадин отпечатка пальца, как показано на фиг. 6(b), свет, излучаемый из источника 11 света, проходит через стеклянную рабочую поверхность 4 и рассеивается посредством поверхности рассеяния вдоль направления рассеяния. В это время впадина отпечатка пальца не находится в контакте с рассеивателем 5, так что рассеянный свет проходит через рассеиватель 5 и достигает впадин отпечатка пальца. Помимо этого, свет, излучаемый из источника 11 света в области, проходящие в направлении вертикального сканирования между выступами отпечатка пальца, в которых отпечатки пальцев не входят в контакт с рассеивателем 5, рассеивается посредством рассеивателя 5 и затем достигает впадин.
[0040] Свет, который достигает впадин отпечатка пальца, отражается таким образом, что он входит в рассеиватель 5, за счет чего в большей степени рассеивается посредством поверхности рассеяния. Отраженный свет затем проходит через стеклянную рабочую поверхность 4, входит в зеркало 13 и принимается посредством принимающей свет поверхности CCD 12 через оптическую линзу 14. Помимо этого, свет, отражаемый от периферии позиции считывания вокруг промежутков между впадинами отпечатка пальца и рассеивателя 5, также эффективно рассеивается посредством поверхности рассеяния рассеивателя 5. Отраженный свет принимается посредством принимающей свет поверхности CCD 12 через стеклянную рабочую поверхность 4, зеркало 13 и оптическую линзу 14.
[0041] Как упомянуто выше, впадины отпечатка пальца не входят непосредственно в контакт с рассеивателем 5. Свет, излучаемый из источника 11 света в глобальные области между выступами отпечатка пальца, в которых отпечатки пальцев не входят в контакт с рассеивателем 5, рассеивается посредством рассеивателя 5 и затем достигает впадин. Следовательно, впадины отпечатка пальца могут облучаться более эффективно, чем выступы. Помимо этого, в момент, когда отраженный свет от впадин отпечатка пальца рассеивается посредством поверхности рассеяния рассеивателя 5, свет, отражаемый от периферии позиции считывания промежутков между впадинами и рассеивателем 5, также эффективно рассеивается посредством поверхности рассеяния рассеивателя 5. Таким образом, количество отраженного света, входящего в зеркало 13, превышает количество отраженного света для выступов отпечатка пальца. Как результат, изображение, сформированное посредством света, принимаемого в CCD 12, становится ярким изображением по сравнению с изображением выступов, сформированным посредством испускания света.
[0042] Как описано выше, количество отраженного света, падающего на зеркало 13, отличается между выступами отпечатка пальца и впадин. Это усиливает контрастность между выступами и впадинами отпечатка пальца, приводя к увеличению резкости изображения отпечатка пальца.
[0043] В этой связи, например, если рассеиватель 5 располагается таким образом, что его поверхность рассеивания обращена к блоку 3 считывания, свет, излучаемый из источника 11 света, должен рассеиваться на граничной поверхности между стеклянной рабочей поверхностью 4 и рассеивателем 5. В этом случае, выступ и впадина отпечатка пальца облучаются аналогичным светом (рассеянным светом). Отраженный свет от выступов и впадин отпечатка пальца дополнительно рассеивается посредством поверхности рассеяния рассеивателя 5 и затем входит в зеркало 13. Следовательно, разность в количестве отраженного света, принимаемого посредством CCD 12 между выступами и впадинами отпечатка пальца, должна быть идентичной разности, полученной посредством устройства, которое не использует рассеиватель 5. Резкость изображения отпечатка пальца не может быть увеличена.
[0044] Чтобы получать изображения отпечатка пальца с использованием вышеописанной конфигурации, например, зеркало 13 может быть расположено таким образом, что угол падения и угол отражения относительно пальца 6 являются идентичными, как показано на фиг. 7. Это дает возможность отраженным волнам света, излучаемого из источника 11 света на палец 6, эффективно входить в зеркало 13, тем самым увеличивая резкость изображения отпечатка пальца.
[0045] Например, пусть угол, сформированный между светом, излучаемым из источника 11 света в палец 6, и перпендикулярной линией, проведенной от пальца 6 под прямым углом к рассеивателю 5, является углом падения α. Пусть угол, сформированный между светом, отражаемым от пальца 6, который входит в зеркало 13, и перпендикулярной линией, проведенной от пальца 6, является углом отражения, β. В этом случае, зеркало 13 имеет позицию и угол, определенные таким образом, что угол α падения и угол β отражения равны друг другу.
[0046] Фиг. 8 показывает случай, когда зеркало 13 располагается таким образом, что угол α падения и угол β отражения равны друг другу. Фиг. 8(a) иллюстрирует состояние, когда выступ отпечатка пальца облучается светом для формирования изображения, и фиг. 8(b) является иллюстрацией, показывающей облучение светом впадины отпечатка пальца. На фиг. 8, из всего света, рассеянного посредством рассеивателя 5, для простоты описания показан только свет, перемещающийся линейно.
[0047] Когда должно формироваться изображение выступа отпечатка пальца, как показано на фиг. 8(a), свет, излучаемый из источника 11 света, достигает выступа под предварительно определенным углом падения через стеклянную рабочую поверхность 4 и рассеиватель 5. В это время, поскольку выступ отпечатка пальца находится в контакте с рассеивателем 5, свет, падающий на рассеиватель 5, практически не рассеивается на поверхности рассеяния. Свет должен непосредственно отражаться, и часть света отражается под углом, равным углу падения (прямой отраженный свет). Прямой отраженный свет от выступа отпечатка пальца проходит через рассеиватель 5 и стеклянную рабочую поверхность 4, входит в зеркало 13 и принимается посредством принимающей свет поверхности CCD 12 через оптическую линзу 14.
[0048] Прямой отраженный свет, который входит в зеркало 13, является только частью света, отражаемого от выступа отпечатка пальца, так что количество света меньше количества света, излучаемого из источника 11 света. Следовательно, изображение, которое должно быть получено в соответствии со светом, принимаемым посредством CCD 12, должно становиться темным изображением.
[0049] С другой стороны, когда должно формироваться изображение впадины отпечатка пальца, как показано на фиг. 8(b), свет, излучаемый из источника 11 света, проходит через стеклянную рабочую поверхность 4 и рассеиватель 5 и затем достигает поверхности рассеивателя 5 под предварительно определенным углом падения. Впадина отпечатка пальца не входит в контакт с рассеивателем 5, и существует промежуток между впадиной отпечатка пальца и рассеивателем 5. Следовательно, хотя часть света из источника 11 света проходит через рассеиватель 5, остальная часть света отражается под углом, равным углу падения (прямой отраженный свет). Прямой отраженный свет, отраженный на поверхности рассеивателя 5, проходит через рассеиватель 5 и стеклянную рабочую поверхность 4, входит в зеркало 13 и принимается посредством принимающей свет поверхности CCD 12 через оптическую линзу 14.
[0050] Количество прямого отраженного света, который входит в зеркало 13, является большим относительно количества света, непосредственно отражаемого от выступа отпечатка пальца. Следовательно, изображение, сформированное посредством света, принимаемого в CCD 12, является ярким изображением по сравнению с изображением выступа, полученным посредством испускания света.
[0051] Фиг. 9 показывает примеры изображения отпечатка пальца, полученного посредством различных способов. Фиг. 9(a) показывает изображение отпечатка пальца, полученное посредством использования рассеивателя 5, и фиг. 9(b) показывает изображение отпечатка пальца, полученное без рассеивателя 5. По сравнению с изображением, показанным на фиг. 9(b), без использования рассеивателя 5, изображение, показанное на фиг. 9(a), полученное с использованием рассеивателя 5, имеет более резкую контрастность между выступами и впадинами отпечатка пальца, что обеспечивает увеличение резкости и четкости изображения отпечатка пальца.
[0052] Хотя первый примерный вариант осуществления выполнен с возможностью принимать отраженный свет из зеркала 13 с CCD 12, конфигурация не ограничена этим. Например, CCD 12 может находиться в позиции зеркала 13, так что CCD 12 принимает отраженный свет непосредственно из объекта, а не через зеркало 13. В этом случае, позиция CCD 12 и угол принимающей свет поверхности определяются способом, аналогичным способу, используемому при определении позиции и угла зеркала 13.
[0053] Как описано выше, согласно первому примерному варианту осуществления, резкие и четкие изображения отпечатка пальца могут быть получены, поскольку изображение отпечатка пальца формируется посредством рассеяния света, испускаемого из источника света, с помощью рассеивателя. Помимо этого, первый примерный вариант осуществления использует рассеиватель для того, чтобы увеличивать резкость изображения отпечатка пальца, вместо специальных оптических компонентов, таких как призматическая линза или волоконно-оптическая пластина. Следовательно, устройство может быть уменьшено по размерам, и стоимость может быть снижена.
[0054] Дополнительно, в первом примерном варианте осуществления, одно изображение отпечатка пальца получается посредством простого соединения между собой множества наборов построчных данных изображений, полученных с использованием строчного датчика. Это исключает необходимость усовершенствованного комбинирования изображений, не допускает усложнения схем и программного обеспечения для обработки сигналов, за счет этого снижая стоимость устройства.
[0055] Далее описывается второй примерный вариант осуществления настоящего изобретения. Второй примерный вариант осуществления связан с примером, в котором прокатывают объектом, изображение которого должно быть сформировано. Во избежание сложного описания элементам, общим с элементами первого примерного варианта осуществления, назначаются идентичные ссылки или символы с номерами, и их подробные описания опускаются.
[0056] Фиг. 10 показывает устройство считывания изображений согласно второму примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 10(a), устройство 10 считывания изображений включает в себя раму 2 сканера; блок 3 считывания; стеклянную рабочую поверхность 4; рассеиватель 5; и прозрачную чувствительную к касанию панель 7, присоединенную к рассеивателю 5.
[0057] Как показано на фиг. 10(b), чувствительная к касанию панель 7 имеет прямоугольную форму при виде сверху, и, как показано на фиг. 11, чувствительная к касанию панель 7 используется в качестве планшета для размещения, на котором размещен палец 6, изображение которого должно быть сформировано. На чувствительной к касанию панели 7, как показано в 10A, продольное направление (направление горизонтального сканирования) задается как ось Y (координата Y), а поперечное направление (направление вертикального сканирования) задается как ось X (координата X). Позиция пальца 6 на чувствительной к касанию панели 7 выводится в качестве информации координат. В этой связи существуют различные типы чувствительных к касанию панелей, в том числе на основе резистивной пленки, емкостные и оптические. Чувствительная к касанию панель 7 может иметь любые из этих различных типов.
[0058] Ссылаясь на фиг. 11, блок 3 считывания включает в себя источник 11 света; приборы 12 с зарядовой связью (CCD); зеркало 13; оптическую линзу 14; и кожух 15 блока. Как показано на фиг. 12, ширина LW строки принимающей свет поверхности CCD 12 превышает ширину одной координатной сетки по оси X чувствительной к касанию панели 7.
[0059] Фиг. 13 является блок-схемой, показывающей функциональную конфигурацию устройства 10 считывания изображений. Как показано на чертеже, устройство 10 считывания изображений включает в себя: средство 27 обнаружения координат для обнаружения позиции пальца 6 на чувствительной к касанию панели 7; средство 28 обнаружения перемещения для обнаружения расстояния перемещения пальца 6 на основе результатов обнаружения, полученных посредством средства 27 обнаружения координат, и затем вывода сигнала DS обнаружения перемещения; источник 11 света; CCD 12; возбудитель 21 CCD; приемник 22 команд; процессор 23 сигналов изображений; средство 29 классификации изображений для классификации, в соответствии с сигналом DS обнаружения перемещения из средства 27 обнаружения координат и сигналом ϕTG вывода изображений из возбудителя 21 CCD, данных ID изображений, выводимых из процессора 23 сигналов изображений, на допустимые данные изображений и недопустимые данные изображений; память 24 для сохранения допустимых данных изображений, выводимых из средства 29 классификации изображений; электромотор 25; и средство 30 управления электромотором для управления электромотором 25. Эти элементы от средства 27 обнаружения координат до средства 30 управления электромотором устанавливаются внутри блока 3 считывания, показанного на фиг. 10.
[0060] Как показано на фиг. 14, средство 27 обнаружения координат включает в себя блок 31 обнаружения касаний, который обнаруживает то, размещен или нет палец 6 на чувствительной к касанию панели 7, в ответ на вывод из чувствительной к касанию панели 7 и затем выводит сигнал TD обнаружения касания. Средство 27 обнаружения координат также включает в себя генератор 32 данных координаты X, который генерирует данные XD координаты X посредством преобразования аналогового сигнала координаты X, выводимого из чувствительной к касанию панели 7 (т.е. сигнала, указывающего область направления по координатам X для области, в которой палец 6 касается или нажимает на чувствительную к касанию панель 7).
[0061] Средство 28 обнаружения перемещения включает в себя блок 41 обнаружения первоначальной позиции; блок 42 вычисления начальной позиции; блок 43 обнаружения текущей позиции; блок 4 обнаружения расстояния перемещения; и блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении.
0
[0062] На основе сигнала TD обнаружения касания из блока 31 обнаружения касаний и данных XD координаты X из генератора 32 данных координаты X, блок 41 обнаружения первоначальной позиции обнаруживает позицию, в которой палец 6 сначала касается чувствительной к касанию панели 7 (позицию, в которой данный пользователь сначала разместил палец 6). Данные X первоначальной позиции, представляющие данные координаты X обнаруженной позиции, затем выводятся.
D1
D2
D2
D1
0
[0063] Как показано на фиг. 15, диапазон области, нажатой посредством пальца 6 в направлении вертикального сканирования (направлении по координатам X), гораздо шире одной координатной сетки по оси X чувствительной к касанию панели 7. Следовательно, данные XD координаты X, предоставленные из генератора 32 данных координаты X в блок 41 обнаружения первоначальной позиции, должны быть значением, представляющим множество сеток, включенных между данными X координаты X с левого конца и данными X координаты X с правого конца. Блок 41 обнаружения первоначальной позиции корректирует координатные данные посредством вычитания предварительно определенной величины "r" из данных X координаты X в направлении к центральной части пальца 6 или посредством суммирования предварительно определенной величины "r" с данными X координаты X в направлении к центральной части пальца 6. Блок 41 обнаружения первоначальной позиции подтверждает скорректированные данные в качестве позиции, в которой осуществлено нажатие пальцем 6, и задает данные в качестве данных X первоначальной позиции.
[0064] Эта функция коррекции не должна обязательно устанавливаться в блоке 41 обнаружения первоначальной позиции. Функция коррекции вместо этого может устанавливаться в генераторе 32 данных координаты X средства 27 обнаружения координат. Коррекция координаты является необязательной, если чувствительная к касанию панель 7 первоначально выполнена с возможностью выводить информацию координат только одной точки, например, промежуточное значение между координатой X в левом конце области нажатия или касания пальца и координатой X в правом конце.
0
[0065] Как показано на фиг. 16, блок 42 вычисления начальной позиции вычисляет расстояние M перемещения блока 3 считывания из исходной позиции в начальную позицию считывания посредством использования данных X первоначальной позиции, выводимых из блока 41 обнаружения первоначальной позиции. Вычисленные данные выводятся из блока 42 вычисления начальной позиции в качестве начального значения MV возбуждения, представляющего расстояние M перемещения. В блоке 42 вычисления начальной позиции заранее сохраняется информация, которая указывает, сколько координатных сеток по оси X на чувствительной к касанию панели 7 соответствует ширине LW строки CCD 12.
i
D2
D1
i
i
[0066] Блок 43 обнаружения текущей позиции использует данные XD координаты X, отправленные из генератора 32 данных координаты X, для того, чтобы выводить данные X координаты X текущей позиции, представляющие позицию, в которой палец 6 выполняет нажатие в настоящий момент в это время. Аналогично блоку 41 обнаружения первоначальной позиции, показанному на фиг. 15, блок 43 обнаружения текущей позиции корректирует координатные данные посредством вычитания предварительно определенной величины "r" из данных X координаты X в направлении, указывающем на центральную часть пальца 6, либо посредством суммирования предварительно определенной величины "r" с данными X координаты X в направлении, указывающем на центральную часть пальца 6. Скорректированное значение затем подтверждается в качестве позиции нажатия пальца 6 и задается в качестве данных X координаты X текущей позиции. Обнаружение данных X координаты X текущей позиции выполняется с постоянным циклом, и один период цикла задается меньше периода цикла VT вывода сигнала изображения (см. фиг. 18) CCD 12.
i
[0067] Блок 44 обнаружения расстояния перемещения использует данные X координаты X текущей позиции, отправленные из блока 43 обнаружения текущей позиции, для того чтобы определять то, достигает или нет расстояние перемещения позиции касания пальца 6 ширины LW строки (см. фиг. 12) CCD 12. Согласно результату определения, выводится сигнал DS обнаружения перемещения.
m
i
m
m
i
i
m
[0068] Как показано на фиг. 17, блок 44 обнаружения расстояния перемещения хранит данные X координаты X (описан ниже), полученные в момент, когда уровень сигнала DS обнаружения перемещения заранее повышен. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения вычисляет расстояние (X-X) перемещения пальца 6 посредством вычитания хранимых данных X координаты X из данных X координаты X текущей позиции. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения затем определяет то, достигает (равно или превышает) либо нет вычисленное расстояние (X-X) перемещения длины, эквивалентной ширине LW строки CCD 12. Когда расстояние перемещения достигает ширины LW строки, блок 44 обнаружения расстояния перемещения повышает уровень сигнала DS обнаружения перемещения до высокого уровня (высокого), как показано на фиг. 18. В блоке 44 обнаружения расстояния перемещения также заранее сохраняется информация, указывающая число координатных сеток по оси X чувствительной к касанию панели 7, которое соответствует ширине LW строки CCD 12.
i
m
i
m
[0069] Дополнительно, блок 44 обнаружения расстояния перемещения определяет направление перемещения пальца 6 (т.е. то, является перемещение обычным прокатыванием или прокатыванием в обратном направлении в направлении вертикального сканирования) и выводит сигнал RD направления, представляющий направление перемещения. Когда направление перемещения пальца 6 является обычным, уровень сигнала RD направления поднимается до высокого уровня. Когда направление перемещения пальца 6 является обратным, уровень сигнала RD направления падает до низкого уровня. Определение направления перемещения пальца 6 может выполняться посредством использования вычисленного вышеуказанного расстояния (X-X) перемещения. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения определяет перемещение как обычное прокатывание, когда расстояние (X-X) перемещения является положительным значением, и определяет его как прокатывание в обратном направлении, когда расстояние перемещения является отрицательным значением.
i
m
[0070] Блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении предоставляется с возможностью управлять работой устройства в ходе обратного перемещения пальца 6. Блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении использует данные сигнала RD направления и расстояния (X-X) перемещения, отправленные из блока 44 обнаружения расстояния перемещения, для того чтобы управлять значением L, представляющим расстояние перемещения в обратном направлении пальца 6 (значением расстояния перемещения в обратном направлении, выражаемым в числе строк). Блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении также генерирует сигнал BS перемещения в обратную сторону (в обратном направлении) и возврата согласно расстоянию L перемещения в обратном направлении.
[0071] Сигнал BS перемещения в обратную сторону и возврата является сигналом, который указывает период времени перемещения в обратную сторону (в обратном направлении), в течение которого палец 6 перемещается в обратном направлении, и период времени возврата, в течение которого палец 6 начинает возврат из обратного перемещения и достигает начальной позиции для перемещения в обратном направлении (позиции, в которой прокатывание пальцем 6 изменено с прямого направления на обратное направление). Как показано на фиг. 18, сигнал BS перемещения в обратную сторону и возврата сохраняется на высоком уровне со времени, когда палец 6 начинает поворачиваться в обратном направлении от обычного перемещения, до тех пор, пока палец 6 не вернется в первоначальную позицию.
[0072] Снова ссылаясь на фиг. 13, средство 29 классификации изображений включает в себя, как показано на фиг. 19, селектор 51, который принимает сигнал DS обнаружения перемещения из средства 28 обнаружения перемещения, сигнал BS перемещения в обратную сторону и возврата из блока обнаружения перемещения в обратном направлении 4 и сигнал ϕTG вывода изображений из возбудителя 21 CCD и затем выводит сигнал SS выбора изображений; и логический вентиль 52, который использует сигнал SS выбора изображений из селектора 51 для того, чтобы классифицировать данные ID изображений на допустимые данные изображений и недопустимые данные изображений.
[0073] Как показано на фиг. 18, в течение периода, когда сигнал BS перемещения в обратную сторону и возврата сохраняется на низком уровне, селектор 51 обращается к сигналу DS обнаружения перемещения и сигналу ϕTG вывода изображений. В ответ на подъем уровня сигнала ϕTG вывода изображений сразу после подъема уровня сигнала DS обнаружения перемещения до высокого уровня, селектор 51 повышает уровень сигнала SS выбора изображений до высокого уровня. Сигнал SS выбора изображений сохраняется на высоком уровне в течение одного периода VT цикла сигнала вывода изображений CCD 12. Период высокого уровня сигнала SS выбора изображений здесь соответствует периоду, в течение которого данные ID изображений определяются как допустимые, а период низкого уровня сигнала SS выбора изображений соответствует периоду, в течение которого данные ID изображений определяются как недопустимые.
[0074] С другой стороны, в течение периода высокого уровня сигнала BS перемещения в обратную сторону и возврата, селектор 51 сохраняет сигнал SS выбора изображений на низком уровне независимо от сигнала DS обнаружения перемещения и сигнала ϕTG вывода изображений.
[0075] В течение периода высокого уровня сигнала SS выбора изображений логический вентиль 52 принимает данные ID изображений, выводимые из процессора 23 сигналов изображений, и передает данные изображений в качестве допустимых изображений в память 24 следующей стадии. В течение периода низкого уровня сигнала SS выбора изображений логический вентиль 52 отбрасывает данные ID изображений в качестве недопустимых изображений. Логический вентиль 52 может состоять, например, из логической схемы "AND".
[0076] Снова ссылаясь на фиг. 13, средство 30 управления электромотором включает в себя, как показано на фиг. 20, возбудитель 61 электромотора для возбуждения электромотора 25 в ответ на сигнал DS обнаружения перемещения, отправляемый из средства 28 обнаружения перемещения; и контроллер 62 начальной позиции для управления перемещением CCD 12 в начальную позицию считывания (блок 3 считывания).
[0077] Когда уровень сигнала DS обнаружения перемещения, выводимого из блока 44 обнаружения расстояния перемещения, поднимается до высокого уровня, возбудитель 61 электромотора приводит в действие электромотор 25 таким образом, что он перемещает CCD 12 (блок 3 считывания) на расстояние, эквивалентное ширине LW строки в направлении вертикального сканирования. Помимо этого, когда сигнал DS направления из блока 44 обнаружения расстояния перемещения указывает прямое направление, возбудитель 61 электромотора вращает электромотор 25 в прямом направлении (направлении вращения, которое перемещает CCD 12 в прямом направлении), а когда сигнал DS направления указывает обратное направление, возбудитель 61 электромотора вращает электромотор 25 в обратном направлении.
[0078] Контроллер 62 начальной позиции используется для того, чтобы перемещать CCD 12 из исходной позиции в начальную позицию считывания (см. фиг. 16). Контроллер 62 начальной позиции сравнивает начальное значение MV возбуждения (см. фиг. 14), выводимое из средства 28 обнаружения перемещения, с величиной возбуждения электромотора (числом строк, на которое перемещен CCD 12). Контроллер 62 начальной позиции продолжает выдавать инструкцию в возбудитель 61 электромотора, чтобы приводить в действие электромотор 25 до тех пор, пока эти два значения не совпадут.
[0079] Не стоит и говорить о том, что не вся конфигурация, описанная выше со ссылкой на фиг. 13-20, обязательно должна быть реализована с помощью аппаратных средств, и часть конфигурации может быть реализована с помощью программного обеспечения.
[0080] Далее описывается работа устройства 10 считывания изображений, имеющего вышеуказанную конфигурацию. Последовательность операций считывания отпечатка пальца сначала описывается со ссылкой, главным образом, на фиг. 21-24.
[0081] Как показано на фиг. 21, при приеме команды считывания извне, блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении (см. фиг. 14) сначала инициализирует расстояние L перемещения в обратном направлении (число строк) равным "L=0" (этап S11). Селектор 51 (см. фиг. 19) снижает уровень сигнала SS выбора изображений до низкого уровня и устанавливает состояние признания недопустимым для данных ID изображений (этап S12).
0
[0082] Затем, устройство 10 считывания изображений начинает возбуждение CCD 12 (этап S13) и ожидает размещения пальца 6 на чувствительной к касанию панели 7 (этап S14). Когда палец 6 размещен на чувствительной к касанию панели 7, и блок 31 обнаружения касаний (см. фиг. 14) обнаруживает касание, блок 41 обнаружения первоначальной позиции отвечает на обнаружение и генерирует данные X первоначальной позиции, которые представляют первоначальную позицию пальца 6 (этап S15).
[0083] Затем, блок 42 вычисления начальной позиции (см. фиг. 14) вычисляет расстояние M перемещения (см. фиг. 16) блока 3 считывания из исходной позиции в начальную позицию считывания. Контроллер 62 начальной позиции (см. фиг. 20) затем перемещает блок 3 считывания в начальную позицию считывания (этап S16).
0
[0084] Ссылаясь на фиг. 22(a), например, предполагается, что блок 3 считывания управляется в позиции посредством задания центральной части блока 3 считывания в качестве базовой позиции P. В этом случае, хотя это зависит от компоновки зеркала 13 и оптической линзы 14, блок 3 считывания может быть перемещен из исходной позиции в начальную позицию считывания и установлен в этой позиции с отклонением между начальной позицией X пальца 6 и оптической осью 16 зеркала 13 и оптической линзы 14.
0
[0085] Чтобы корректировать отклонение, возбудитель 61 электромотора может регулировать блок 3 считывания после того, как блок 3 считывания перемещается в начальную позицию считывания, как показано на фиг. 22(b). Посредством перемещения блока 3 считывания обратно на небольшое расстояние, эквивалентное позиционному смещению "s" между оптической осью 16 и начальной позицией X, отклонение может быть скорректировано. Альтернативно, блок 42 вычисления начальной позиции может вычитать сдвиг "s" из вычисленного расстояния M перемещения, показанного на фиг. 16 (M-s), и задавать начальное значение MV возбуждения на основе вычисленного значения.
[0086] Вышеуказанные процессы коррекции являются необязательными, если устройство первоначально выполнено с возможностью не допускать возникновения неточного совмещения, как в случае, когда базовая позиция P блока 3 считывания первоначально задается так, что она совмещена с оптической осью 16.
i
i
[0087] Снова ссылаясь на фиг. 21, когда субъект начинает прокатывание пальцем 6 (этап S17), блок 43 обнаружения текущей позиции (см. фиг. 14) генерирует данные X координаты X текущей позиции, представляющие текущую позицию нажатия пальца 6 (этап S18). Как описано выше, обнаружение данных X координаты X текущей позиции выполняется с постоянным циклом, и один период цикла задается меньшим периода цикла VT вывода сигнала IS изображения (см. фиг. 18) CCD 12.
i
m
i
m
[0088] Затем, блок 44 обнаружения расстояния перемещения (см. фиг. 14) вычисляет расстояние (X-X) перемещения пальца 6. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения также генерирует сигнал RD направления, указывающий направление перемещения пальца 6 (этап S19). Далее, блок 44 обнаружения расстояния перемещения определяет то, является направление перемещения пальца 6 обычным или обратным (этап S20). Когда направление перемещения является обычным (этап S20: Y), блок 44 обнаружения расстояния перемещения определяет то, достигает или нет расстояние (X-X) перемещения пальца 6 ширины LW строки (см. фиг. 12) CCD 12 (этап S21).
i
m
[0089] Если расстояние (X-X) перемещения пальца 6 равно или превышает ширину LW строки (этап S20: Y), т.е. если уровень сигнала DS обнаружения перемещения повышен до высокого уровня, это указывает то, что позиция нажатия пальца 6 перемещена на расстояние, равное или большее ширины LW строки, в обычном направлении прокатывания. Возбудитель 61 электромотора (см. фиг. 20) затем приводит в действие электромотор 25 таким образом, что он перемещает CCD 12 (блок 3 считывания) на расстояние, эквивалентное ширине LW строки, в обычном направлении прокатывания (этап S22). Таким образом, как показано на фиг. 24(a), возбудитель 61 электромотора перемещает CCD 12 построчно в обычном направлении прокатывания так, что он следует перемещению пальца 6.
[0090] Ссылаясь на фиг. 21, этап S23 предоставляется после этапа S22. Описание этапа S23 опускается здесь для удобства и приводится ниже.
[0091] Параллельно с этапом S22, селектор 51 повышает уровень сигнала SS выбора изображений до высокого уровня, чтобы признавать допустимыми данные ID изображений, выводимые из процессора 23 сигналов изображений (этап S24). Как описано выше, повышение уровня сигнала SS выбора изображений осуществляется в ответ на подъем уровня сигнала ϕTG вывода изображений сразу после подъема уровня сигнала DS обнаружения перемещения до состояния высокого уровня. Период высокого уровня сигнала SS выбора изображений сохраняется в течение одного периода VT цикла сигнала вывода изображений CCD 12, как показано на фиг. 18. Таким образом, данные ID изображений одной строки признаются допустимыми. Допустимые данные ID изображений выводятся в память 24 через логический вентиль 52 (см. фиг. 19).
i
m
[0092] С другой стороны, если расстояние (X-X) перемещения пальца 6 меньше ширины LW строки (этап S21: N), т.е. если уровень сигнала DS обнаружения перемещения не повышается, селектор 51 поддерживает состояние, которое признает недопустимыми данные ID изображений (этап S25). Другими словами, уровень сигнала SS выбора изображений поддерживается на низком уровне.
i
m
[0093] Между тем, когда направление перемещения пальца 6 является обратным (этап S20: N), селектор 51 поддерживает состояние, которое признает недопустимыми данные ID изображений (этап S26). Селектор 51 также определяет то, равно или превышает либо нет абсолютное значение расстояния (X-X) перемещения пальца 6 ширину LW строки (этап S27).
i
m
i
[0094] Когда абсолютное значение расстояния (X-X) перемещения пальца 6 меньше ширины LW строки (этап S27: N), процесс возвращается к этапу S18. Этап S18 и следующие этапы должны выполняться в ответ на время следующего обнаружения данных X координаты X текущей позиции.
i
m
[0095] Когда абсолютное значение расстояния (X-X) перемещения пальца 6 равно или превышает ширину LW строки (этап S27: Y), это указывает то, что позиция нажатия пальца 6 перемещена на расстояние, равное или большее ширины LW строки, в обратном направлении прокатывания. Блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении суммирует с расстоянием L перемещения в обратном направлении значение, эквивалентное одной строке (этап S28). Дополнительно, возбудитель 61 электромотора вращает против часовой стрелки электромотор 25 таким образом, что он перемещает CCD 12 на расстояние, эквивалентное ширине LW строки, в обратном направлении прокатывания (этап S29).
i
i
m
i
m
[0096] После этого этап S18 выполняется в ответ на наступление времени следующего обнаружения данных X координаты X текущей позиции. Процесс переходит к этапу S20, на котором блок 44 обнаружения расстояния перемещения определяет то, является или нет направление перемещения пальца 6 обычным. Если палец 6 продолжает перемещение в обратном направлении в это время (этап S20: N), процесс сразу переходит к этапу S26 еще раз, и этапы S26-S29 повторяются. Таким образом, "1" кумулятивно суммируется с расстоянием L перемещения в обратном направлении каждый раз, когда абсолютное значение расстояния (X-X) перемещения пальца 6 достигает ширины LW строки. Помимо этого, каждый раз, когда абсолютное значение расстояния (X-X) перемещения достигает ширины LW строки, CCD 12 перемещается построчно в обратном направлении прокатывания таким образом, что он следует перемещению пальца 6, как показано на фиг. 24(b).
i
m
[0097] Если на этапе S20 определено то, что перемещение пальца 6 изменяется на обычное направление прокатывания (этап S20: Y), процесс переходит к этапу S21. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения затем определяет то, достигает или нет расстояние (X-X) перемещения пальца 6 ширины LW строки. Когда расстояние перемещения пальца 6 в обычном направлении прокатывания (расстояние перемещения пальца 6 в направлении для возврата в начальную позицию для перемещения в обратном направлении) равно или превышает ширину LW строки (этап S21: Y), возбудитель 61 электромотора вращает электромотор 25 в прямом направлении, чтобы возвращать CCD 12 на одну строку в обычном направлении прокатывания (этап S22).
[0098] Затем, блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении определяет то, равно или нет "0" расстояние L перемещения в обратном направлении (этап S23). Этот процесс служит для подтверждения того, возвращен или нет CCD 12 в начальную позицию для перемещения в обратном направлении пальца 6. Если расстояние L перемещения в обратном направлении не равно "0" (этап S23: N), т.е. если CCD 12 еще не возвращен в начальную позицию для перемещения в обратном направлении, блок 45 обнаружения перемещения в обратном направлении поддерживает режим признания недопустимыми для данных ID изображений (этап S30) и вычитает "1" из расстояния L перемещения в обратном направлении, которое удерживается посредством самого блока 45 обнаружения перемещения в обратном направлении (этап S31). Этап вычитания "1" из расстояния L перемещения в обратном направлении является процессом, соответствующим этапу S22, на котором CCD 12 возвращается на одну строку в обычном направлении прокатывания.
[0099] Вышеприведенные процессы повторяются до тех пор, пока расстояние L перемещения в обратном направлении не станет равным "0". Как показано на фиг. 24(c), контроллер 62 начальной позиции перемещает CCD 12 построчно в обычном направлении прокатывания, так что CCD 12 следует возврату пальца 6 в начальную позицию для перемещения в обратном направлении. Когда расстояние L перемещения в обратном направлении равняется "0", т.е. когда CCD 12 возвращен в начальную позицию для перемещения в обратном направлении пальца 6 (этап S23: Y), процесс переходит к этапу S24. Контроллер 62 начальной позиции затем прерывисто перемещает CCD 12 с шагом в одну строку в обычном направлении прокатывания при надлежащем признании допустимыми данных ID изображений.
[0100] После этого, этапы S18-S31 повторяются до тех пор, пока палец 6 не покинет чувствительную к касанию панель 7, либо число полученных строк данных ID изображений не достигнет указанного допустимого числа строк изображений (этапы S32, S33). Другими словами, изображение прокатанного отпечатка пальца пальца 6 получается от одной поперечной стороны к другой поперечной стороне в единицах одной строки. В этой связи, указанное допустимое число строк изображений предварительно установлено с допуском для различных размеров изображений прокатанного отпечатка пальца людей. Оцененные размеры изображений прокатанного отпечатка пальца преобразуются в число строк и оцифровываются в эквивалентное значение.
[0101] Когда палец 6 покидает чувствительную к касанию панель 7, либо число полученных строк данных ID изображений равняется указанному допустимому числу строк изображений (этап S32: Y или этап S33: Y), CCD 12 завершает операцию считывания. Как показано на фиг. 23, возбудитель 21 CCD затем возвращает CCD 12 в исходную позицию и прекращает возбуждение CCD 12 (этап S34, S35).
[0102] Далее описываются примеры операций устройства 10 считывания изображений, показанного на фиг. 21-24, которые выполняются при вышеуказанных процессах. Работа в то время, когда пальцем 6, размещенным на чувствительной к касанию панели 7, прокатывают только в обычном направлении прокатывания, сначала описывается со ссылкой, главным образом, на фиг. 25. Хотя не показано на фиг. 25, уровень сигнала BS перемещения в обратную сторону и возврата здесь поддерживается на низком уровне.
1
2
[0103] Если пальцем 6 медленно прокатывают в начале, уровень сигнала DS обнаружения перемещения не должен подниматься некоторое время после подъема уровня сигнала DS обнаружения перемещения во время t. В этом случае, в ответ на подъем уровня сигнала ϕTG вывода изображений (время t) сразу после подъема уровня сигнала DS обнаружения перемещения, уровень сигнала SS выбора изображений поднимается вверх, чтобы признавать допустимыми данные ID (A) изображений. Помимо этого, в ответ на подъем уровня сигнала DS обнаружения перемещения (время t1), уровень сигнала возбуждения электромотора повышается, чтобы перемещать CCD 12 на одну строку в обычном направлении прокатывания.
3
5
[0104] Когда истекает один период времени цикла VT вывода сигнала изображения CCD 12 (по мере того как поднимается уровень следующего сигнала ϕTG вывода изображений), уровень сигнала SS выбора изображений падает, чтобы изменять состояние на режим, который признает недопустимыми данные ID изображений (время t). Состояние признания недопустимым продолжается до следующего подъема уровня сигнала SS выбора изображений (время t). Данные ID (B) и ID (C) изображений, выводимые в течение этого времени, отбрасываются.
4
4
[0105] Во время t обнаруживается второй подъем уровня сигнала DS обнаружения перемещения. Признание допустимыми данных ID (D) изображений и возбуждение электромотора осуществляются способом, описанным выше. По мере того как возрастает скорость прокатывания пальцем 6 после времени t, уровень сигнала DS обнаружения перемещения должен быть повышен через короткие периоды времени. В соответствии с этим, данные ID изображений должны чаще признаваться допустимыми: данные ID (E) изображений, которые идут после данных (D) изображений, также признаются допустимыми.
6
11
[0106] В последующие моменты времени (время t-t) данные ID изображений аналогично должны классифицироваться на допустимые и недопустимые изображения согласно ходу выполнения прокатывания пальцем 6. Помимо этого, CCD 12 прерывисто перемещается в прямом направлении надлежащим образом, чтобы выполнять операцию считывания. По завершении считывания, устройство 10 считывания изображений соединяет между собой наборы допустимых данных изображений, сохраненных в памяти 24: ID (A), ID (D), ID (E), ID (G), ID (I), ID (K)-(M) и ID (O). Одно изображение отпечатка пальца затем может быть получено. Соединение этих наборов данных ID изображений не требует усовершенствованного редактирования данных, такого как комбинирование изображений, а может выполняться только посредством считывания данных ID изображений, сохраненных в памяти 24, в том порядке, в котором они сохранены.
[0107] Как описано выше, во втором примерном варианте осуществления, в то время как сигналы IS изображения периодически выводятся построчно из CCD 12, обнаруживается расстояние перемещения позиции нажатия пальца 6, и CCD 12 перемещается в соответствии с прокатыванием пальцем 6. Помимо этого, данные ID изображений избирательно признаются допустимыми каждый раз, когда расстояние перемещения позиции нажатия пальца 6 достигает ширины LW строки. Таким образом, изображение отпечатка пальца может последовательно получаться построчно при недопущении перекрытия элементов изображения отпечатка пальца (перекрытия изображений). Полное изображение прокатанного отпечатка пальца создается посредством соединения между собой множества наборов построчных данных ID изображений. Следовательно, маловероятно, что соединения между изображениями искажаются по сравнению со случаем, в котором полное изображение формируется посредством соединения кадровых изображений (изображений областей). Таким образом, высококачественные изображения с минимизированным искажением могут быть получены без процесса коррекции искажения, который выполняется в традиционной технологии.
[0108] Ниже описывается работа в то время, когда направление прокатывания пальцем 6, размещенным на чувствительной к касанию панели 7, изменяется на противоположное, со ссылкой, главным образом, на фиг. 26.
21
24
1
3
[0109] В течение времени от t до t, когда пальцем 6 прокатывают в обычном направлении прокатывания, сигнал RD направления поддерживает высокий уровень, и устройство работает практически идентично работе в течение времени t-t, показанного на фиг. 25.
24
30
24
30
[0110] Когда направление прокатывания пальцем 6 меняется на противоположное во время t, и позиция нажатия пальца 6 начинает перемещаться в обратном направлении прокатывания, уровень сигнала BS перемещения в обратную сторону и возврата поднимается до высокого уровня. Сигнал BS перемещения в обратную сторону и возврата сохраняется на высоком уровне до времени t, в которое палец 6 возвращается в начальную позицию для перемещения в обратном направлении (позицию, в которой направление прокатывания пальцем 6 изменяется с обычного на обратное). Данные ID (C)-(H) изображений, которые выведены во временном интервале от времени t до времени t, признаются недопустимыми и отбрасываются.
25
26
[0111] Во время t расстояние перемещения в обратном направлении пальца 6 достигает ширины LW строки. Уровень сигнала возбуждения электромотора затем поднимается во время t. Электромотор 25 вращается против часовой стрелки таким образом, что он перемещает CCD 12 в обратном направлении.
27
28
29
[0112] После этого, когда направление прокатывания пальцем 6 меняется на противоположное еще раз во время t, и позиция нажатия пальца 6 начинает перемещение в прямом направлении, уровень сигнала RD направления поднимается до высокого уровня. Когда обычное расстояние перемещения пальца 6 достигает ширины LW строки во время t, уровень сигнала возбуждения электромотора поднимается во время t, чтобы вращать электромотор 25 в прямом направлении, за счет этого перемещая CCD 12 в прямом направлении.
30
[0113] Во время после времени t, в которое палец 6 возвращается в начальную позицию для перемещения в обратном направлении, данные ID изображений должны избирательно классифицироваться на допустимые и недопустимые изображения согласно ходу выполнения прокатывания пальцем 6, как показано на фиг. 25. Помимо этого, CCD 12 перемещается в прямом направлении надлежащим образом, чтобы выполнять операцию считывания.
[0114] Как описано выше, во втором примерном варианте осуществления обнаруживаются время, когда направление прокатывания пальцем 6 меняется на противоположное, и время, когда палец 6 снова меняет направление перемещения (повторно меняет направление) и возвращается в начальную позицию для перемещения в обратном направлении. Все данные ID изображений, полученные во временном интервале между двумя временами, определяются как недопустимые. Следовательно, данные ID изображений, сгенерированные в течение времени, когда субъект не прокатывает корректно пальцем 6, могут быть отброшены надлежащим образом. Это исключает смешение данных ID изображений из этого времени в изображение после соединения, так что могут исключаться возмущения в соединенном изображении. Таким образом, даже когда субъект изменяет направление прокатывания своим пальцем 6 в ходе считывания, субъект не должен снова начинать считывание, как следствие, повышая удобство для субъекта.
[0115] В этой связи, как показано на фиг. 24(b), второй примерный вариант осуществления имеет такую конфигурацию, в которой CCD 12 перемещается таким образом, что он следует перемещению пальца 6, когда направление прокатывания пальцем 6 меняется на противоположное. Между тем, как показано на фиг. 27, CCD 12 может оставаться в начальной позиции для перемещения в обратном направлении пальца 6 и не перемещаться в обратном направлении, даже когда пальцем 6 прокатывают в обратном направлении. CCD 12 может переходить в режим ожидания до тех пор, пока палец 6 снова не изменит направление перемещения и вернется в начальную позицию для перемещения в обратном направлении. После того как палец 6 возвращен в начальную позицию для перемещения в обратном направлении, CCD 12 перемещается в прямом направлении так, что он следует перемещению позиции нажатия пальца 6, как показано на фиг. 25.
m
i
m
m
i
i
m
add
i1
i6
add
add
[0116] Дополнительно, во втором примерном варианте осуществления, блок 44 обнаружения хранит данные X координаты X, полученные с помощью подъема уровня сигнала DS обнаружения перемещения, для определения того, достигает или нет расстояние перемещения позиции нажатия пальца 6 ширины LW строки. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения вычисляет расстояние (X-X) перемещения посредством вычитания данных X координаты X из данных X координаты X текущей позиции и определяет то, равно или превышает либо нет вычисленное расстояние (X-X) перемещения ширину LW строки. Альтернативно, как показано на фиг. 28, блок 44 обнаружения расстояния перемещения может вычислять расстояние X перемещения посредством кумулятивного суммирования данных X-X координаты X, полученных в каждый период цикла DT обнаружения. Блок 44 обнаружения расстояния перемещения может определять то, равно или превышает либо нет расстояние X перемещения длину, эквивалентную ширине LW строки. В этом случае, расстояние X перемещения сбрасывается до "0" с каждым подъемом уровня сигнала DS обнаружения перемещения.
D1
D2
D1
D2
D2
D1
D1
D2
[0117] Кроме того, ссылаясь на фиг. 15, во втором примерном варианте осуществления, блок 41 обнаружения первоначальной позиции подтверждает позицию нажатия пальца 6 посредством равномерного суммирования или вычитания предварительно определенного значения "r". Вместо этого, процесс может осуществляться посредством вычисления X+{(X-X)/2} или X-{(X-X)/2} в блоке 41 обнаружения первоначальной позиции и блоке 43 обнаружения текущей позиции, чтобы находить центральную координату данных X координаты X и данных X координаты X в каждое время, и затем подтверждения центральной координаты в качестве позиции нажатия.
[0118] Как описано выше, второй примерный вариант осуществления позволяет получать резкие и четкие изображения отпечатка пальца, даже когда объектом прокатывают посредством использования рассеивателя. Селектор 51 избирательно признает допустимыми данные ID изображений каждый раз, когда расстояние перемещения позиции нажатия пальца 6 достигает ширины LW строки. Таким образом, высококачественные изображения с минимизированным искажением могут быть получены без процесса коррекции искажения, который осуществляется в традиционной технологии. Это, в свою очередь, исключает сложность схем и программного обеспечения для обработки сигналов, так что стоимость устройства может быть уменьшена.
[0119] Выше описаны первый и второй примерные варианты осуществления настоящего изобретения. Изобретение не ограничено посредством вышеуказанных конфигураций и может содержать различные изменения и модификации в пределах объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения. Например, в первом и втором примерных вариантах осуществления CCD рассматривается в качестве примера строчного датчика для вывода сигнала IS изображения. Тем не менее, необязательно использовать CCD в качестве строчного датчика. Строчный датчик вместо этого может быть датчиком на основе CMOS (комплементарной структуры "металл-оксид-полупроводник") либо любым другим надлежащим элементом формирования изображений.
[0120] Первый и второй примерные варианты осуществления показывают случаи, в которых устройство считывания изображений согласно настоящему изобретению используется для считывания отпечатков пальцев. Тем не менее, тип объекта, который должен считываться, не ограничен пальцем и может представлять собой любой другой объект.
[0121] Кроме того, система второго примерного варианта осуществления может применяться различными способами при условии, что объект считывается посредством прокатывания объекта вдоль чувствительной к касанию панели 7. Примером такого варианта применения является поверхностная проверка контейнеров с напитками или продуктами. Хотя объект, который должен считываться, предпочтительно является цилиндрическим, может быть использован любой другой объект, даже с немного искаженной формой, при условии, что им можно прокатывать вдоль чувствительной к касанию панели 7.
[0122] Настоящее изобретение описано в отношении примерных вариантов осуществления и примеров, но настоящее изобретение не ограничено примерным вариантом осуществления и примерами. Дополнительно, различные изменения, которые могут понимать специалисты в данной области техники, могут осуществляться в конфигурации или подробностях настоящего изобретения в пределах объема настоящего изобретения.
[0123] Данная заявка притязает на приоритет и преимущество заявки на патент (Япония) номер 2011-014889, поданной 27 января 2011 года, раскрытие сущности которой содержится в данном документе по ссылке.
СПИСОК НОМЕРОВ ССЫЛОК
[0124]
1, 10 - устройство считывания изображений
2 - рама сканера
3 - блок считывания
4 - стеклянная рабочая поверхность
5 - рассеиватель
6 - палец
7 - чувствительная к касанию панель
11 - источник света
12 - CCD
13 - зеркало
14 - оптическая линза
15 - кожух блока
16 - оптическая ось
21 - возбудитель CCD
22 - приемник команд
23 - процессор сигналов изображений
24 - память
25 - электромотор
26 - возбудитель электромотора
27 - средство обнаружения координат
28 - средство обнаружения перемещения
29 - средство классификации изображений
30 - средство управления электромотором
31 - блок обнаружения касаний
32 - генератор данных координаты X
41 - блок обнаружения первоначальной позиции
42 - блок вычисления начальной позиции
43 - блок обнаружения текущей позиции
44 - блок обнаружения расстояния перемещения
45 - блок обнаружения перемещения в обратном направлении
51 - селектор
52 - логический вентиль
61 - возбудитель электромотора
62 - контроллер начальной позиции.