摄像设备及其方法

专利名称：摄像设备及其方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像设备及其方法，其能够在不同照明状态下 获得多个图4象并且可应用于用于通过拍4聂一部分活体(诸如，手印、 指紋或掌紋)的图像来执行生物统计鉴定的设备。
背景技术：
例如，已提出用于在手指背部受到基本上垂直照射的状态下拍 摄活体沿朝向手指的圓形部位方向的指紋的图像的方法(例如，参
考日本未审查专利申请公开第2004-49705号)。
图1是描述用于在手指背部由用作照明光源的红外LED来基 本上垂直照射的状态下拍^t聂沿朝向手指的圓形部位方向的指紋的 图像的方法(如，曰本未审查专利申请7>开第2004-49705号中所披 露)的实例的示意图。
在此情况下，红外LED1、 2和3用作照明光源，另外，沿朝 向作为对象OBJ的手指的圓形部位的方向，通过摄像装置4拍摄由 照明光源的光线发出51起的通过手指透射的光线构成的图像。此外，已提出用于在手指的侧表面受到基本上垂直照射的状态 下获取活体的沿朝向手指的圓形部位方向的指紋的图像的方法(例
如，参考日本未审查专利申请公开第2006-95056号)。
另外，已提出用于在手指的圓形部位受到基本上垂直照射的状 态下获耳又活体的沿朝向手指的圆形部4立方向的指紋的图 <象的方法 (例如，参考日本未审查专利申请公开第2004-49705号)。
图2是描述用于在手指的圆形部位由用作照明光源的红外LED 来基本上垂直照射的状态下获取沿朝向手指的圆形部位方向的指 纟丈的图^f象的方法(3o，日本未审查专利申讳v〉开第2004-49705号中 所，坡露)的实例的示意图。
在此情况下，用作照明光源的多个LED(在图2所示的实例中， 数目为两个)位于摄像装置4侧，且通过摄像装置4拍摄由手指内 部的光线反射引起的通过对象OBJ (活体的手指)透射的光线构成 的图像。

发明内容
然而，即4吏在曰本未审查专利申讳^^开第2004-49705号中所4皮 露的第一方法中，由于必须将某些机构安装在手指的上和下侧，所 以也难以抑制摄像设备的尺寸增加。
另夕卜，在日本未审查专利申请/>开第2006-95056号中所4皮露的 第一方法中，为了可以补偿将摄像设备安装到目标在于结合摄像设 备的设备中将导致摄像设备的轮廓突出到目标在于结合的设备的 框架外的机械问题，对目标在于结合的装置的机械结构强加许多限制。另一方面，在日本未审查专利申讳？^开第2004-49705号中所拔: 露的第二方法中，可以防止如上所述的机械问题；然而，存在其他
问题，由于照明光线在手指内部透射之后会返回，所以图像的亮度 在位于远离照明光源的摄像装置的中心处变低。另外，在摄像设备 被多个人使用的情况下，由于每个人执行的手指放置的波动以在每 个人手指内部的光透射因素也存在差异，所以可能无法获得清楚的图像。
鉴于以上，本发明已认识到需要提供一种摄像设备及其方法， 其中，不考虑与对象有关联的不均匀状态，都能够使从摄像装置侧 发出的照明光线覆盖对象的所有区J^或。
根据本发明的实施例，提供了一种摄像设备，包括摄像装置， 被配置为拍摄对象的图像；至少一个照明光源，被配置为能够照明 该对象；照明区域控制器，；故配置为能够4吏来自于照明光源的照明 光线部分H像对象的多个不同区域，并连续改变照明光线的照射区 域的位置；以及控制器，被配置为使摄像装置在根据照明区域控制 器的控制产生的多个照明状态下拍摄对象的图像。
优选地，摄像设备包括被配置为组合通过纟聂像装置拍纟聂的多个 图像的图像组合部。
优选地，摄像设备包括多个照明光源，其中，照明区域控制器 通过将多个照明光源中的每个连续切换为发光状态或不发光状态 来改变照明光线的照射区域的位置。
优选地，控制器使摄像装置在多个不同照明状态中的每个照明 状态下都拍摄对象的图像。优选地，摄像设备仅包括位于摄像装置侧的一个照明光源，其 中，照明区域控制器包括能够执行控制以选择性地透射或遮蔽来自
于照明光源的照明光线的枳4勾。
优选地，照明区域控制器可以改变照明光线发射到对象上所通 过的照射区域的中心与没有任何照明光线发射到对象上所通过的 非照射区域的中心之间的距离。
优选地，控制器可以任意改变用于组合的多个图像中的每个的
剪辑范围。
优选地，摄像装置包括具有有效显示区域的图像显示装置，其 中，分别以矩阵形式排列每个均具有能够受控的光透射状态的显示 单元和每个均具有感光元件的感光单元，且揭/像装置/人由感光单元 接收的光信号产生图像。
优选地，图像显示装置具有背光，且照明光源的功能共同地由 背光提供。
优选地，来自于照明光源的照明光线包括红外光线，且对象是 活体的 一组静"永，且照明光源位于掘/f象装置与对象相对的 一侧。
使用被配置为拍摄对象图像的摄像装置和 一皮配置为能够照明 对象的至少一个照明光源的根据本发明实施例的摄^象方法包括以
下步骤4吏来自于照明光源的照明光线部分射向对象的多个不同区 域，连续改变照明光线的照射区域的位置，以及使4聂〗象装置在多个 照明状态下拍摄对象的图像。
冲艮据本发明的实施例，可以通过使照明区域控制器选4奪性地改 变(例如)照明光源的各个发光状态和/或光强度来产生不同照明状态。因此，通过〗吏照明区i或控制器连续改变照明光线的照射区i或的 位置，可以产生多个不同照明状态。随后，通过摄像装置来拍摄对 象在多个不同照明状态下的各个图^f象，因此，获得多个图4象。随后， 将多个图像的数据进行处理以组合成图像。


图1是描述用于在手指背部由用作照明光源的红外LED来基 本上垂直照射的状态下获取沿朝向手指的圓形部位方向的指紋的 图l象的方法(如，日本未审查专利申请爿^开第2004-49705号中所才皮 露)的实例的示意图2是描述用于在手指的圆形部位由用作照明光源的红外LED 来基本上垂直照射的状态下获取沿朝向手指的圆形部位方向的指 紋的图像的方法(如，日本未审查专利申请公开第2004-49705号中 所披露)的实例的示意图3是描述根据本发明的第 一实施例的摄像设备的配置实例的 框图4是描述根据本发明的第一实施例的照明光源、摄像装置和 对象中的关系的示图5是描述连续关闭各个LED光源的方式的示图6是描述同时关闭多个照明光源的情况的第 一 实例的示图7是描述同时关闭多个照明光源的情况的第二实例的示图8是描述根据本发明的第二实施例的摄像设备的配置实例的 框图；图9是描述才艮据本发明的第二实施例的对象、摄^像装置和包括 照明区域控制器的照明光源中的关系的第 一实例的示图10是描述根据本发明的第二实施例的对象、摄像装置和包 :括照明区域控制器的照明光源中的关系的第二实例的示图11是描述根据本发明的第二实施例的对象、摄像装置和包 括照明区域控制器的照明光源中的关系的第三实例的示图12是描述根据本发明的第三实施例的使用内置感光元件型 图像显示装置的摄像设备的配置实例的框图13是描述根据本发明的第三实施例的内置感光元件型图像 显示装置与对象之间的关系的示图14是描述才艮据本发明的第三实施例的内置感光元件型液晶 图4象显示装置30的配置实例的示图15是描述图14所示的液晶图〗象显示装置中的有效显示区域 的配置实例的示图；以及
图16是描述感光单元的基础配置实例的示图。
具体实施例方式
后文中将参看附图来描述才艮据本发明的实施例。
图3是描述根据本发明的第一实施例的摄像设备的配置实例的框图。图4是描述根据本发明的第一实施例的照明光源、摄像装置和 对象中的关系的示图。
如图3所示，摄像设备10包括照明光源部11、摄像装置12、 图像组合部13、帧緩冲器14、图像确定部15和包括摄像区域控制 器功能的控制器16。
照明光源部11包4舌多个光源(在图4所示的实例中，凄史目 为六个)L1 L6，由(例如)每个均发出红外光线的LED构成； 准直透镜CLN1 ~ CLN6，用于将来自于光源Ll ~ L6的各个光线转 换为准直光线并将准直光线发出到对象(即，手指的圓形部位)的 各个不同区域；和半反射镜HMR，用于基本上，使由准直透镜 CLN1 ~ CLN6所4丸4亍的来自于光源Ll ~ L6的光线的转换产生的 准直照明光线从其透射，使准直照明光线4聂像对象(即，手指的 圓形部位)，并4吏已通过对象(即，手指)内部透射的返回光线沿 基本上与照明光线的光3各垂直的方向反射。
如上所述配置的照明光源部11才喿作用于4吏照明光线部分纟聂4象 对象OBJ的摄像区域中的多个不同区域(位置)，以被才聂像装置12 拍摄。
此外，照明光源部11以如下方式l乘作在控制器16的控制下， 各个光源L1 L6的打开和关闭状态受控以^使照明光线的照射区域 (或非照射区域)的位置可以连续改变。
摄像装置12由具有CCD或CMOS传感器构成的摄像元件的 数码照相机组成，且另外，每次由控制器16切换照明光源部11的 各个光源Ll ~L6的打开和关闭的状态，摄像装置2响应于来自控 制器16的用于通知将执行摄像的时机的命令，经由半反射镜HMR来拍摄对象的图像，且随后，将拍摄的图像的数据输出到图像组合
部13。
摄像装置12拍摄具有由照明状态的变化导致的不同相位的多 个图像，并随后将其发送到图像组合部13。
图像组合部13将从摄像装置12发出的具有不同相位的多个图 像临时存储在帧存储器14中，另外，在控制器16的控制下，剪辑 具有通过拍摄图像的照明光状态指定的不同相位的多个图像中的 每个图像的适当部分。随后，图像组合部13将具有不同相位的多 个图像的剪辑部分组合成一个图像，然后，将组合后的图像发送到 图^f象确定吾卩15。
图像确定部15确定组合图像的质量是否足够，且在组合图像 的质量足够的情况下，图像确定部15输出组合图像。
然而，在图像确定部15确定组合图像的质量不足够的情况下， 为了获得较佳质量的另一个组合图像，控制器16执行照明光源部 11的控制以执行(例如)光源的非照射区域的亮度和/或位置的调 节和/或4聂像装置12的控制以执行(例如)曝光的调节。
控制器16执行整个摄像设备的控制，诸如照明光源部11中的 各个光源的打开/关闭的控制、摄像装置12中摄像的拍摄和输出的 定时的控制和用于将多个图像数据存储在帧緩冲器14中并在图像 组合部13中将多个图像的数据组合成图像的处理的控制。
另外，控制器16使多个光源中的每个朝向对象的摄像区域的 多个不同区域(位置)发出光线、或不发出任何光线，以便可以产 生多个不同照射区i或或多个不同非照射区i或。在图^f象确定部15确定组合图^f象的质量不足够的情况下，为了 获得较佳质量的另一个组合图像，控制器16执行照明光源部11的 控制以执行(例如)光源的非照射区域的亮度和/或位置的调节、和 /或摄像装置12的控制以执行(例如)曝光的调节。
在根据本发明实施例的摄像设备10中，基本上，在部分照射 对象OBJ的状态下，对象OBJ的图像由摄像装置2拍摄。另夕卜， 通过图^^组合部13将连同照明光线的照射区域的位置的改变(即， 移位)而拍摄的多个对象图像组合成一个图像。
此外，被配置为具体用作用于拍摄指紋图像的设备的根据本发 明实施例的才聂像设备10包括照明光源部11，位于手指的圆形部 位侧并且具有能够被单独打开或关闭的多个照明光源。
此外，照明光源部11朝向手指的圓形部4立发出光线，手指的 圓形部位中具有一个或多个非照射区域。
另外，摄像装置12拍摄一个或多个非照射区域中照射的手指 的圆形部位的图像，并连同由照明光源部11所执行的非照射区域 的连续移位一起重复这些操作。
通过图像组合部13将所拍摄的多个图像组合成一个图像。因 此，以此方式，可以拍摄活体部分的一部分(诸如，指紋)的图像。
此外，在摄像设备10中，可以任意改变由照明光源部ll发出 的照明光线的各个光照射区域的中心之间的距离以及用于组合的 各个图像的剪辑范围。
接着，下文中将参看图3 ~图5来描述上述元件所执行的操作。如图4所示，由LED组成的照明光源L1 L6经;改置以分别与 准直透镜CLN1 ~ CLN6成对。
由准直透镜CLN1 ~ CLN6将从各个照明光源Ll ~ L6输出的 光转换为准直光，并使所得到的准直光按区域射向对象。
因此，在控制器16的控制下，例如，在关闭光源14而打开其 他光源Ll ~L3、 L5和L6的情况下，将被光源L4照射的对象区i或 (没有^皮^f壬何其他光线照射，而其他区域^皮光线照射)因此净皮乂人其 他区域进入的在对象内部的由于散射带来的对象内部的光线的照射。
另外，当已由诸如相机的摄像装置12通过使用半反射镜HMR 拍摄这个状态的图像时，导致获得从对象内部间接照射的将被光源 L4照射的区i或的图4象。
另外，如图4所示，为了能够容易地区分照射区域，通过在摄 像装置2前放置裂缝SLT来获得仅与对应于光源L4的区域有关联 的图像；然而，可以不4吏用此裂缝。
图5是描述连续关闭LED的各个光源的方式的示图。
在此实例中，通过剪辑在连续关闭各个光源Ll-L6的状态下 拍摄的每个图像中被从对象内部照射的部分，并将经剪辑的部分组 合成一个图<象，可以获得在乂人对象内部照射图4象的每个部分的状态 下拍摄的对象的图像。
此夕卜，在上述实例中，在任一个时刻^f又关闭光源Ll-L6中的 一个；然而，可以同时关闭多个照明光源。
图6是描述同时关闭多个照明光源的情况的第 一 实例的示图。图7是描述同时关闭多个照明光源的情况的第二实例的示图。
在图6所示的第一实例中，关闭多个照明光源中的每第二个照明光。
在时间tl，关闭照明光源L1、 L3和L5，而打开照明光源L2、 和L6。
在时间t2，打开照明光源L1、 L3禾口L5，而关闭照明光源L2、 和L6。
在时间t3，以与在时间tl相同的方式，打开照明光源L1、 L3 和L5，而关闭照明光源L2、 L4和L6。
以参考图6所示的第一实例所述的方式，#^于控制以<吏奇凄史号 码的照明光源和偶凄t号码的照明光源交^,关闭和打开。
在图7所示的第二实例中，关闭多个照明光源中的每第三个照明光。
在时间tl,关闭照明光源L1和L4，而打开照明光源L2、 L3、 和L6。
在时间t2，打开照明光源L2和L5，而关闭照明光源L1、 L3、 L4和L6。
在时间t3,关闭照明光源L3和L6,而打开照明光源Ll、 L2、 和L5。
此外，尽管在附图中未示出，^f旦是可以关闭每第四个或每第五 个照明光源，且另外，只有当可以预先确定将在随后时刻关闭哪个 照明光源时可以随机(即，不根据预定的恒定顺序)关闭照明光源。上文中，将本发明的第 一 实施例作为^f吏用多个照明光源的实例
来描述。
随后，下文中将描述根据本发明的第二实施例作为使用单个照 明光的实例。
图8是描述根据本发明的第二实施例的摄像设备的配置实例的框图。
图9是描述根据本发明的第二实施例的对象、摄像装置和包括 照明区域控制器的照明光源中的关系的第 一 实例的示图。
在根据本发明的第二实施例的摄像设备10A中，照明光源11A 具有不断打开的4又一个照明光源111,且具有予贞定凄t目的多个快门 21的照明区域控制器20A位于照明光源111与对象OBJ之间。
通过关闭照明区i或控制器20A的快门21的一部分，就^象如图 4所示，通过关闭由LED组成的多个照明光源L1~L6中的一个， 可以控制对象的区域以^使其不^皮照射光线照射。
以此方式，对象的非照射区域受到对象内部散射的光的照射， 且产生与参看图4所述的优点相同或类似的优点。通过连同连续改 变(即，移位)快门的关闭部分的位置一起拍摄图像，可以用与参 看图5所述相同或相似的方式来执行摄像和组合。
在此配置中，控制器16 4丸行照明光源部11A的控制以发出用 于照明对象的光。
随后，控制器16执行照明区域控制器20A的控制以将快门21 的各个部分切换为使来自于照明光源111的照明光线通过的状态或 遮蔽该照明光线的状态。在此4犬态下，由纟聂^f象装置12经由半反射4竟HMR来拍掘)寸象 OBJ的图像，并将图像的数据发送到图像组合部13。
在图像组合部13中，根据拍摄图像的照明光源111的状态来 剪辑图像的有关部分，随后，将由上述操作的重复产生的多个剪辑 图像组合成一个图像。
图像确定部15确定多个组合图像的质量是否足够，且在组合 图像的质量足够的情况下，图像确定部15输出组合图像。另一方 面，在图^象确定部15确定组合图^f象的质量不足够的情况下，为了 获得较佳质量的另一个组合图像，控制器16执行照明光源部11A 的控制以执行(例如)照明光的亮度和/或快门的光遮蔽部分的再分 配的调节，和/或摄像装置12的控制以执行(例如)曝光的调节。
另外，照明区域控制器的配置并不限于图9所示的配置。
图10是描述4艮据本发明的第二实施例的对象、掘/像装置和包 括照明区域控制器的照明光源中的关系的第二实例的示图。
图11是描述根据本发明的第二实施例的对象、摄像装置和包 括照明区域控制器的照明光源中的关系的第三实例的示图。
如图IO所示，可以通过焦面快门21A来配置照明区i或控制器
20 A 。
可选地，照明区域控制器20A并不限于快门，因此，只有当可 以遮蔽某些部分光线并且包括能够改变光遮蔽部分的位置的才几构 时，才可以为另一种元件，诸如图11所示的液晶面4反。
在根据本发明实施例的上述实例中，摄像设备被配置为具有以 下功能，其中，在通过^皮部分遮蔽的光线照射对象的配置中，经由半反射镜来拍摄被由此配置产生的间接光照射的对象的图像；然 而，此配置导致在一定程度上增大摄像设备的尺寸的可能性。
因此，有效的是通过使用并入了感光元件(光传感器)的显示 装置来实现该配置。
下文中，将描述使用采用了其中并入感光元件的液晶的显示装 置的根据本发明实施例的实例。
图12是描述根据本发明的第三实施例的使用内置感光元件型 图像显示装置的摄像设备的配置实例的框图。
图13是描述内置感光元件型图像显示装置与对象之间的关系 的示图。
在根据本发明的第三实施例的摄像设备lOB中，对图8所示的 配置添加包括控制器16B的光源控制功能的光源控制器17和用于 在控制器16B的控制下执行显示信号的控制的显示信号控制器18， 且另外，提供内置感光元件型液晶图像显示装置30、光学接收信号 处理电路31、图像生成部32和帧緩沖器33来替代由快门等组成的 照明区域控制器20A。
此外，在本发明的第三实施例中，如图13所示，内置感光元 件型液晶图〗象显示装置30的背光才莫块112同时起到照明光源部11A 的光源的作用。
因此，内置感光元件型液晶图像显示装置30包括摄像装置、 照明光源和照明区域控制器的功能。
图14是描述4艮据本发明的第三实施例的内置感光元件型液晶 图4象显示装置30的配置实例的示图。液晶图像显示装置301包括有效显示区域302、垂直驱动电路 (VDRV ) 303、水平驱动电路(HDRV ) 304和接收光控制电3各 (RCTL ) 305。
有效显示区域302具有以矩阵形式排列的多个4象素320,且多 个像素320中的每个均包括彼此并联排列的显示单元321和感光单 元322。
如图15所示，显示单元321包括用作开关晶体管的薄膜晶体 管(TFT) 211、具有与TFT211的漏电极(源电极)连接的像素电 极的液晶单元(LC) 212和具有与TFT211的漏电极连接的电极的 保持电容(Cs) 213。与排列像素320的显示单元321的各个行相 对应，沿行方向配线扫描线(栅极线)306-1 ~306-m，且另夕卜，与 排列像素320的显示单元321的各个列相对应，沿列方向配线信号 线307-1 ~307-n。
此外，包括排列在第p行中的显示单元321中的TFT211的各 个片册电极与扫描线(栅极线)306-1 ~ 306-m的第p扫描线(栅极线) 相连接，且另夕卜，包括排列在第q列中的显示单元321中的TFT 211 的各个源电极(或漏电极)与信号线307-1 ~ 307-n的第q扫描线相连接。
另夕卜，在典型液晶显示器中，分别配线像素保持电容线308-1 ~ 308-m,且在这些像素保持电容线308-1 ~ 308-m与连4妄电极之间分 别形成保持电容213。
此外，例如，作为/^共电压VCOM，通过公共线将预定直流电 压提供给包括在每个像素320中的显示单元321的液晶单元212的 相对电4及和/或每个〗呆持电容213的另一个电才及。可选地，例如，作为 ^共电压VCOM，将才及性在一个水平扫描 周期(1H )的时间间隔中反转的电压提供给每个显示单元321的液 晶单元212的相对电极和每个保持电容213的另一个电极。
扫描线306-1 ~ 306-m中的每个由垂直驱动电路303驱动，另 外，信号线307-1 ~ 307-n中的每个由水平驱动电路304驱动。
例如，垂直驱动电^各303 乂人显示信号控制器18 4妄收垂直开始 信号VST、垂直时钟VCK和启动信号ENB，随后，通过在场的一 个周期的时间间隔垂直(即，沿的方向)扫描各个扫描线306-1 ~
306- m，从而按行连续选4奪与扫描线306-1 ~306-m中的对应扫描线 连接的像素320。
也就是说，与通过垂直驱动电路303提供给扫描线306-1的扫 描脉沖SP-1同时，选择排列在第一行中的像素，随后，与提供给 扫描线306-2的扫描脉沖SP-2同时，选^^排列在第二行中的4象素。 另外，随后，以此方式，将扫描脉冲SP-3 ~ SP-m连续分别4是供给 扫描线306-3 ~306-m。
例如，水平驱动电路304接收用于指示水平扫描的开始的水平 开始3永冲HST和具有4皮此相反相4立并为7K平扫描标准的水平时4中、 产生取样脉沖，与所产生的取样脉冲同步执行输入的R (红色)、G (绿色)和B (蓝色)图像数据的连续取样，随后，向各个信号线
307- 1 ~ 307-n提供待写入到各个像素320中的数据信号。
另外，与排列像素320的感光单元322的各个行相对应，沿行 方向配线感光元件控制线309-1 ~ 309-m和光学4妄收信号线310-1 ~ 310-m。图16是描述根据本发明实施例的感光单元的基础配置实例的 示图。
感光单元322包括感光元件221、重置TFT 222、光学接收信 号存储电容(CO) 223、放大器224和节点ND 221,且感光元件 221由TFT、 二才及管等组成。
感光元件221的端子分别与电源电压VDD和节点ND 221相连 接。由(例如)n通道晶体管组成的TFT222具有与参考电压VSS (例如，接地GND )相连才妻的源电极和与节点ND 221相连4妄的漏 电极。此外，重置TFT 222的4册电极与感光元件控制线309-1 ~ 309-m
中沿只于应4亍方向配线的 一个感光元4牛4空制线相连"t妻。
另外，光学接收信号存储电容223的端子分别与节点ND 221 和参考电压VSS相连4妄。
此外，放大器224的输入端和输出端分别与节点ND 221 (也 为与光学接收信号存储电容223相连接的节点)和光学接收信号线 310-1 ~ 310画m中的一个^目连才妄。
感光元件控制线与接收光控制电路305相连接，同样，光学接 收信号线310与光学接收信号处理电路31相连接。
接收光控制电路305以预定定时将重置脉冲提供给感光元件控 制线309-1 -309-m,从而，在某个周期使感光单元322的重置TFT 222中的每个导通，这导致节点ND221的重置。换句话说，例如， 与节点ND 221相连接的光学接收信号存储电容223中所存储的电 荷#皮方文电，且节点ND 221的电压被设为参考电压，且因此，感光 单元322返回至i」谇刀4台讶犬,态。在此状态下，在接收到一定量的光后，感光元件221导电，且 导致4妄收光学信号存储电容223充电和节点ND221的电压增加。
随后，通过放大器224来放大节点ND 221的电压(由接收许 多光产生的电信号)，随后，将所得信号作为接收光学信号输出到 光学接收信号线310。
另外，随后，将经由有关光学接收信号线传输的光学接收信号 输入到光学接收信号处理电路31，其中，光学接收信号处理电路 31响应输入的光学接收信号来执行预定的功能控制，随后，将所得 信号输出到图像生成部32。
此外，如图13所示，将液晶层333封闭在TFT基板331与相 对基板332之间，且另外，例如，在TFT基板331的底侧上安装背 光模块112。
另夕卜，在TFT基板331的底侧上形成极化滤光片，同样，在相 对基板332的前表面上(即，入射光表面上)形成极化滤光片335。
在根据本发明的第三实施例中，由图像显示装置的背光模块 112来共同地提供照明光源的功能。
在此配置中，使透射过有效显示区域302的某部分光线射向对象。
因此，对象表面上与没有透射光线的部分对应的某些区域没有 被照射，因此，被来自对象内部的光照射，从而导致周围光在对象 内部的散射。
另夕卜，被直接发出照明光线的对象表面反射的光线以及透射过 从对象内部照射的对象的区域的光线返回到液晶面板。随后，与液晶的才及化状态无关，这些光线到达感光单元322, 并且被转换为光学接收信号，因此，可以通过从感光单元322读出 光学接收信号，根据从对象返回的光线来拍摄对象的图像。
接着，以下将描述由如图12所示配置的元件执行的操作。
控制器16B通过光源控制器17来^U亍照明光源部11B (例如， 背光模块112等)的控制。
随后，控制器16B通过显示信号控制器18通过驱动内置感光 元件型液晶图l象显示装置30的显示单元321来分配照明光线发出 部分和非照明光线发出部分。通过在内置感光元件型液晶图<象显示 装置30中的感光单元(光学传感器)322,将朝向对象发出并且已 返回到内置感光元件型液晶图^象显示装置30的照明光纤转换为光 学接收信号。
通过光学接收信号处理电路31来处理光学接收信号，且将所 得信号输出到内置感光元件型液晶图像显示装置30的外部，另夕卜， 通过图像生成部32将其转换为图像。将此图像数据发送到图像组 合部13,并将其剪辑为多个图像以使多个图像中每个的剪辑范围可 以与拍摄多个图像中的每个的照明光源的状态相符，随后，将多个 图像组合成一个图像。
随后，图像确定部15确定组合图像的质量是否足够，且在组 合图像的质量足够的情况下，图像确定部15输出组合图像。而在 图像确定部15确定组合图像的质量不足够的情况下，为了获得较 佳质量的另一个组合图像，控制器16B执行照明光源部11B的控制 以#1行(例如)非照明光线发出部分的亮度和/或位置的调节，和/ 或内置感光元件型液晶图^f象显示装置30的控制以执行(例如)感 光感性等的调节。通过4吏用所谓的液晶面一反来选4奪性遮蔽光线，以此方式，可以 改变大的光遮蔽部分。另外，通过改变光透射部分的透射因素，可 以调节照明光量，同样，通过改变照明光源的光强度，可以调节照 明光量。
因此，通过任意改变照明光量和大的光遮蔽部分(即，被来自 对象内部的光线照射的对象的大区域，乂人而导致光线在对象内部的 散射)，根据对象的照射状态，可以容易地获得用于拍摄对象图像 的最佳状态。
另夕卜，可以基于通过组合多个拍摄图像产生的多个图像来执行 上述控制。
如上所述，在根据本发明实施例的摄像设备10中，在对象OBJ 基本上，在通过照明光线部分照明对象OBJ的状态下，通过摄像 装置2来拍才聂对象OBJ的图<象。
另夕卜，通过图^f象组合部13将连同照明光线的照射区域的位置 的连续改变(即，移位)拍摄的多个对象图像组合成一个图像。
此外，经配置以具体用作用于拍摄指紋图4象的设备的才艮据本发 明实施例的摄像设备10包括照明光源部11，位于手指的圓形部 位侧并且具有能够-故单独打开或关闭的多个照明光源。
此外，照明光源部11 z使光线射向手指的圓形部位，手指的圓 形部位中包括一个或多个非照射区域。
另外，摄像装置12拍摄通过一个或多个非照射区域照射的手 指的圓形部位的图J象，并连同由照明光部11所扭^亍的非照射区;t或 的连续移位一起重复这些操作。通过图像组合部13将所拍摄的多个图像组合成一个图像。因 而，以此方式，可以拍4聂活体的一部分(诸如，指紋)的图像；且 因此，带来以下优点。
能够使由从摄像装置的侧面发出的照明光线产生的间接照明 (过去，难以连同照明光线的位置的移位一起照明对象)，以覆盖 对象的全部区域。鉴于此，由于照明光源可以位于掘/f象装置侧，所 以能够使摄像设备的尺寸变小，更具体地，能够执行设计以实现摄 像设备的轮廓平滑。
另外，能够在间接照明状态下不移动对象的情况下拍才聂与对象 的所有区域相关联的图像。
另外，如图13所示，通过使用内置感光元件型液晶图像显示 装置，可以使装置的整个轮廓变细，并且由于安装的机械部件数减 少，所以能够实现摄像设备的小型化并且重量变轻。
此外，已描述本发明的第三实施例作为实例，其中，应用了在 单独显示单元中对显示i殳备(即，电子和光学i丈备)4吏用液晶单元 的有源矩阵型液晶显示装置。然而，这并不意p未着限于液晶装置， 而是适用于各种类型的全面显示装置，诸如在各个像素中对显示设 备使用液晶电致发光(EL)装置的有源矩阵型EL显示装置、等离 子体显示i史备和场致发光显示器(FED)。
本领域的技术人员应理解，根据设计要求和其他因素，可以有 多种修改、组合、子组合和改进，均应包括在所附权利要求或等同 物的范围内。
权利要求
1. 一种摄像设备，包括摄像装置，被配置为拍摄对象的图像；至少一个照明光源，被配置为能够照明所述对象；照明区域控制器，被配置为能够使来自于所述照明光源的照明光线部分射向所述对象的多个不同区域，并连续改变所述照明光线的照射区域的位置；以及控制器，被配置为使所述摄像装置在根据所述照明区域控制器的控制而产生的多个照明状态下拍摄所述对象的图像。
2. 根据权利要求1所述的摄像设备，还包括图像组合部，被配置为组合通过所述摄像装置拍摄的多 个图像。
3. 根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述至少一个照明光源包4舌多个照明光源，其中，所述照明区域控制器通过将所述多个照明光源中线的所述照射区域的位置，以及其中，所述控制器使所述摄像装置在所述多个不同照明 状态中的每个照明状态下都拍摄所述对象的图像。
4. 根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述至少一个照明光源zf又包括位于所述才聂4象装置 侧的 一 个照明光源，以及其中，所述照明区域控制器包括能够执行控制以选择性 地透射或遮蔽来自于所述照明光源的所述照明光线的才几构。
5. 根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述照明区域控制器可以改变所述照明光线发射 到所述对象上所通过的照射区i或的中心与没有4壬4可照明光线 发射到所述对象上所通过的非照射区域的中心之间的距离。
6. 根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述照明区i或控制器可以改变所述照明光线发射 到所述对象上所通过的照射区i或的中心与没有4壬何照明光线 发射到所述对象上所通过的非照射区域的中心之间的距离。
7. 根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制器可以任意改变用于组合的所述多个图 像中的每个的剪辑范围。
8. 根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述控制器可以任意改变用于组合的所述多个图 像中的每个的剪辑范围。
9. 根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述摄像装置包括具有有效显示区域的图像显示 装置，在所述有效显示区域中，分别以矩阵形式排列每个均具 有能够被控制的光透射状态的显示单元和每个均具有感光元 件的感光单元，且所述摄像装置4艮据由所述感光单元接收的光 信号产生图像。
10. 根据权利要求9所述的摄像设备，其中，所述图4象显示装置具有背光，且所述照明光源的 功能共同地由所述背光提供。
11. 根据权利要求1所述的摄像设备，其中，来自所述照明光源的所述照明光线包4舌红外光线，其中，所述对象是活体的一组静脉，以及其中，所述照明光源位于所述:t聂像装置与所述对象相对 的一柳J。
12. —种摄像方法，使用被配置为拍摄对象的图像的摄像装置和被 配置为能够照明所述对象的至少 一个照明光源，所述4聂〗象方法 包4舌以下步-骤<吏来自于所述照明光源的照明光线部分射向所述对象的 多个不同区i或；连续改变所述照明光线的照射区i或的4立置；以及使所述摄像装置在多个照明状态下拍摄所述对象的图像。
13. 根据权利要求12所述的摄像方法，还包括以下步骤组合所拍摄的多个图像。
14. 根据权利要求12所述的摄像方法，其中，所述至少一个照明光源包4舌多个照明光源，其中，通过将所述多个照明光源中的每个连续切换为发 光状态或不发光状态来改变所述照明光线的所述照射区域的 ^f立置，以及其中，使所述摄像装置在所述多个不同照明状态中的每 个状态下都拍摄所述对象的图像。
全文摘要
一种摄像设备和摄像方法，该摄像设备包括摄像装置，被配置为拍摄对象的图像；至少一个照明光源，被配置为能够照明该对象；照明区域控制器，被配置为能够使来自于照明光源的照明光线部分射向该对象的多个不同区域，并连续改变照明光线的照射区域的位置；以及控制器，被配置为使摄像装置在根据照明区域控制器的控制而产生的多个照明状态下拍摄对象的图像。
文档编号G06K9/00GK101447018SQ200810173060
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月26日 优先权日2007年11月27日
发明者原田勉, 山口和范, 建内满, 津崎亮一 申请人:索尼株式会社