[發明專利]光傳感器系統及影像讀取方法

有效

• 申請號: 02127213.1
• 申請日: 2002-07-30
• 公開（公告）號: CN1400666A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發明（設計）人: 飯浜智美;青木久;佐佐木誠;水谷康司;中村善亮
• 申請（專利權）人: 卡西歐計算機株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L31/10;H04N5/335;G06K9/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王永建

相關申請

本申請基于2001年7月30日申請的在先日本專利申請No.2001-228972，并要求它的優先權，該文獻的全部內容在這里被引用作為參考。

技術領域

本發明涉及光(電)傳感器系統，它具有由二維排列的多個光傳感器構成的光傳感器陣列，本發明還涉及采用該光傳感器系統的影像讀取方法。

背景技術

近年來，已經在積極研究個體識別技術，以增強對計算機中存儲的機密文件的訪問、網絡上的電子商務、以及進出重要的程序的安全防護功能。個體識別方法采用例如生物統計信息。具體地說，個體之間的指紋是不同的，并且一生也不會改變，因此可以作為實現個體識別的重要特征。因此，指紋核對設備被廣泛地研究。

該指紋核對設備需要二維影像讀取設備，它將手指用作要被感測的目標，并讀取在目標表面上的細微三維結構。二維影像讀取設備的一個示例是光傳感器系統，它包括通過將光電轉換元件(光傳感器)排列成為二維矩陣而構成的光傳感器陣列，并通過該光傳感器陣列來讀取指紋影像。這種類型的已知光傳感器系統采用透射光傳感器作為光電轉換元件，并具有連接在后面上的照明光源。光傳感器系統的示意性布置如圖13、14A和14B所示。

該光傳感器系統示意性地包括光傳感器陣列101和照明光源(后光源)BL。在光傳感器陣列101中，多個光傳感器10在玻璃板GB的一個表面上排列成二維矩陣，并且通過用透明絕緣膜20覆蓋光傳感器陣列而形成光接收表面102。光源BL設置在光傳感器陣列101中與光接收表面102側相對的背面上。作為光傳感器10，例如可以使用CCD。排列成矩陣的光傳感器10由水平和豎直掃描電路(未示出)掃描和驅動。檢測出對應于光傳感器光接收部分上的入射光量而產生的電子空穴對數量，從而測量出所接收光的亮度。

為了用該光傳感器系統來讀取指紋影像，將手指放在光接收表面102上，并用自連接在光傳感器陣列101的背面的光源BL的光進行照射。從光源BL發射出的光透過除光傳感器10形成區之外的透明絕緣膜部分照射在手指表面上。光根據與光接收表面102接觸的手指的指紋相對應的三維結構而被散射和反射。然后，帶有與指紋相對應的亮/暗圖案的反射光進入光傳感器陣列101。

當手指接觸光接收表面102時，指紋的脊部(突出部分)緊密地接觸光接收表面102，并強烈地散射和反射來自光源BL的照射光。大量的光進入光傳感器10，且脊部被檢測為亮的(白色)。指紋的谷部(凹陷部分)不緊密地接觸光接收表面102，來自光源BL的照射光在透明絕緣膜20和空氣之間的界面處被較弱地散射。少量的光進入光傳感器10，并且谷部被檢測為暗的(黑色)。對應于指紋三維結構的亮/暗圖案被以二維方式讀取，從而讀出指紋影像。

手指表面的狀態、即人皮膚表面的狀態由于個體皮膚的油脂分泌或保濕性差異而變化。皮膚表面狀態也根據環境濕度、空氣溫度等變化。皮膚表面有細微的褶皺，即使指紋脊部的表面也有微細的褶皺。

圖14A的放大視圖顯示出當手指的皮膚表面被適當量的油脂或水弄濕時在光傳感器系統的指紋讀取部分處的主要部分。圖14B的放大視圖顯示出當手指的皮膚表面因為缺少油脂或水而干燥時的主要部分。

如圖14A所示，如果手指具有適當濕潤的皮膚，脊部就通過油脂、水等而緊密地接觸光接收表面102。整個脊部強烈地散射和反射照射光，并且脊部和谷部可以被清晰地讀取，從而精確地讀出指紋影像。

相反，如果手指皮膚干燥的話，則如圖14B所示，在脊部的皮膚表面有微細的褶皺，它使得其難以緊密地接觸光接收表面102。脊部的凸起部分緊密地接觸光傳感器10，強烈地散射和反射照射光，并且被檢測為亮的(白色)。脊部的凹入部分沒有緊密地接觸光接收表面并且被檢測為暗的(黑色)。換句話說，即使是脊部，也在不同的區域被檢測為亮的(白色)和暗的(黑色)。結果，脊部變得不清楚，從而難以精確地讀出指紋影像。

發明概述

本發明的優點在于：具有由二維排列的多個光傳感器構成的光傳感器陣列的光傳感器系統使用手指的指紋作為要被檢測的手指，并且可以清晰地讀出甚至是干燥手指的指紋影像，而且能夠以均勻對比度來讀取指紋影像，而不會在指紋影像中產生任何的對比度不均勻性。

本發明的優點還在于：在讀取指紋影像時可以減小所使用的照明光源的功耗。