Устройство считывания изображений

Устройство считывания изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 паль