专利名称：图像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有将来自被照体的光变换为电荷进行蓄积的传感器单元和控制上述传感器单元的电荷的蓄积时间的传感器驱动电路的图像处理装置。
背景技术：
在识别手指及条形码等被照体的图像识别装置中，如是在手动范围内，曝光时间延长时，传感器的灵敏度有裕量，且照射到被照体上的LED光等的光可以为低照度，所以功耗小。
但是，如曝光时间长，则在周围温度高时或，比如，在将装置置于汽车的前挡板的场合，由于直射日光的加热使装置内的温度上升，结果传感器中的暗电流变大。就是说，噪声变大，不能分离条形码的信号。
并且，特别是在由手指的透射光进行指纹检测的装置中，在手指的透射光产生的信号中会产生黑斑信号。与手指的周边相比中心部分的信号电平低，受到暗电流产生的噪声的影响大。
发明内容
本发明至于提供一种不取决于周围环境的条件，可以正确地进行条形码及指纹等的图像处理的图像处理装置。
为达到上述目的，作为一实施方式，提供的图像处理装置的构成包括具有多个将来自被照体的光变换为电荷进行蓄积的光电变换单元的传感器单元，控制上述传感器单元的电荷的蓄积时间的传感器驱动电路，照射上述被照体的照射光的光源，检测上述传感器单元的周围温度的温度检测电路，以及根据上述温度检测电路的输出控制上述传感器驱动电路和上述光源的控制电路。另外，照射被照体的照射光的强度可由表示入射到被照体单位面积上的光束(瓦)的辐射照度(照度)规定(光学技术手册第318页，4.1.3；朝仓书店发行)。
本发明的其他目的和特征可由下面的说明书及附图得到了解。
图1为示出本发明的图像识别装置的一实施方式的构成的框图。
图2为示出上述图像识别装置的动作的表示温度与曝光时间及光量的关系的特性曲线图。
图3为示出上述图像识别装置的动作的表示温度与曝光时间，光量及增益的关系的特性曲线图。
图4为示出传感器的构成的框图。
图5为示出传感器的像素区域的一像素的构成的电路构成图。
图6为示出上述传感器的动作的时序图。
实施方式下面对本发明的实施方式予以说明。
图1为示出本发明的图像识别装置的一实施方式的构成的框图。作为被照体12的有二维条形码或指纹等。照射到被照体12上的外部光10是太阳光或导向光，在外部光太暗的场合，利用发光元件发出的光，此处为LED 11发出的光，进行照射。此处被照体12上的照射光为外部光10和LED 11发出的光，通过打开或关掉LED 11可改变光的强度，也可由光量可变的一个LED等发光元件，多个LED等发光元件构成光源。并且，如果可控制外部光10的亮度，可不设置LED 11，只使用外部光10就可以了。
被照体12的反射光或透射光入射到用作摄像装置的传感器1，在传感器1中进行了光电变换的信号，输入到控制模拟输入信号电平以使其分布到A/D变换器的分辨率的整个范围的PGA(可编程增益放大器)2，在A/D变换器3中进行模拟数字变换。A/D变换器3的输出由图像识别电路4进行图像识别处理，比如在被照体为二维条形码的场合将其内容检出，在被照体为指纹的场合则判断预先登录的本人的指纹和指纹的读出数据是否相符。将该结果存储于存储器8中。另外，图像识别的结果经CPU 7显示于显示装置9。图像识别电路4的输出输入到CPU 7，并且测定传感器1的周围温度的温度传感器13的输出输入到CPU 7。温度传感器13，比如为可以检出电阻变化或带隙电压变化的电路。另外，温度传感器13，可以与传感器1分别设置，也可以与传感器1设置于同一半导体芯片上。此外，温度传感器13也可不特别设置，也可以是检出传感器1的暗电压的变化的构成。CPU 7，将控制信号送到控制电路6，控制电路6控制用来驱动传感器1的驱动电路5，PGA 2，A/D变换器3和LED 11的动作。
CPU 7，在根据温度传感器13的温度检出信号判断传感器1的周围温度比规定温度还高时，经控制电路6缩短传感器1的蓄积时间Ts以求减小暗电流的影响。在外部光10弱，缩短蓄积时间使曝光不足时，可打开外部光10以外的LED 11增加曝光。此时，因为外部光10弱，可加大LED 11的光量。在外部光10强的场合，虽然打开LED 11，但光量可减小。
另外，在CPU 7利用温度传感器13的温度检出信号判断传感器1的周围温度低于规定温度时，因为暗电流影响小，经控制电路6延长传感器1的蓄积时间Ts。在外部光10强，由于蓄积时间延长，曝光过多时，可不打开LED 11。在外部光10弱的场合，虽然打开LED 11，但因为蓄积时间长，可减小LED的光量。
此处，外部光的强弱，可利用在预备曝光时从传感器1得到的信号进行判断，也可以通过设置测光用传感器利用从该测光用传感器得到的信号进行判断。
如上所述，可根据周围温度改变读出灵敏度设定(LED光量，蓄积时间Ts)。上述说明总结于表1中。另外，在控制LED的光量的同时，也可控制PGA 2的增益。
图2为示出上述图像识别装置的动作的表示温度与曝光时间及光量的关系的特性曲线图。图3为示出上述图像识别装置的动作的表示温度与曝光时间，光量及增益的关系的特性曲线图。如传感器的周围温度高，因为传感器的暗电流增大，SN比(信噪比)恶化。为了在可以认证判定的范围内提高SN比，缩短传感器的蓄积时间，减小暗电流。作为该手段可以利用旋转式遮光器。在温度高的场合，可再缩短蓄积时间。如蓄积时间缩短而光量不足，可加大LED的施加电压或打开LED增加光量。
在图3中，在温度低的场合，因为暗电流小，可将PGA的增益设定成为大增益。因此，LED的光量小。在高温的场合，为使暗电流的影响减小，降低PGA的增益，但与图2相比因为增益设定的高，光量可以小。因此，可降低LED的功耗。
下面对蓄积时间(曝光时间)的控制予以说明。
图4为示出传感器1的构成的框图。图5为示出传感器1的像素区域的一像素的构成的电路构成图。
在图4中，20是由多个像素排列而构成的像素区域，21为顺序选择读出像素行的移位寄存器等的第一垂直扫描电路(Vs·SR)，22是为了开始蓄积顺序使像素行复位的移位寄存器等的第二垂直扫描电路(Vc·SR)22，23是从传感器信号差分(减去)噪声信号而输出输出信号(Vout)的差动放大器，24是存储从像素区域20发出的噪声信号，传感器信号的存储器，25是为了输出从存储器24发出的噪声信号，传感器信号，对各个像素列扫描存储器24并输出到差动放大器23的水平扫描电路。
像素区域20的一像素，如图5所示，其构成包括光电二极管PD，对从光电二极管PD的阴极侧发出的信号进行放大输出用的晶体管MSF，用来从像素选择性地输出信号的选择用晶体管MSEL，用来将光电二极管PD复位的复位用晶体管MRES。存储器24的一个像素列的构成包括将像素发出的像素信号，噪声信号转送到蓄积电容CS，CN的晶体管MS11，MN11，蓄积电容CS，CN，从蓄积电容CS，CN向水平输出线作为像素信号输出Sout，噪声信号Nout输出的晶体管MS21，MN21。
通过将信号φVc变为H电平，使预定的像素行的复位用晶体管MRES变为“通”，该像素行的各像素同时复位。于是，通过将信号φVs变为H电平，使预定的像素行的选择用晶体管MSEL变为“通”，从该像素行的各像素向各垂直输出线输出像素信号。通过改变控制复位动作的信号φVc和控制信号输出的信号φVs的启动时间，可控制从复位到信号输出的时间，即蓄积时间(曝光时间)。这也称为卷升式遮光器。
像素放大用的放大用晶体管MSF的Vth离散可通过对像素发出的信号以噪声信号差分而去除。就是说，在经晶体管MS11向蓄积电容CS读出像素信号后，使光电二极管PD复位，将此时的输出信号作为噪声信号经晶体管MS11读出到蓄积电容CN。从蓄积电容CS发出的信号和从CN发出的噪声信号通过由水平扫描电路25控制的晶体管MS21，MN21，分别向各水平输出线作为像素信号输出Sout，噪声信号Nout读出，通过在差动放大器26中进行差分可以去除Vth离散而得到高SN。
图6为示出上述传感器的动作的时序图。根据周围温度可改变读出灵敏度设定(LED光量，蓄积时间Ts)。并且，需要时可在控制LED光量的同时，控制PGA 2的增益。在确定曝光条件(蓄积时间Ts)及LED的光量之后执行主驱动。于是，可进行数据处理和认证判断。主驱动时的曝光时间可由φVc和φVs的扫描间隔设定。
蓄积时间12.5msec可通过使像素读出信号φVs比像素复位信号φVc滞后12.5msec而实现，输出Vout1也滞后12.5msec。
同样，蓄积时间100msec可通过使像素读出信号φVs比像素复位信号φVc滞后100msec而实现，输出Vout2也滞后12.5msec。LED的打开是从曝光的开始(即第一行的像素复位时)一直到读出全部蓄积信号为止(最后一行像素的读出结束时)的期间内进行。就是说，在Vout1的场合，LED在LED1期间打开，在Vout2的场合，LED在LED2期间打开。另外，LED的打开，也可在曝光稍微之前进行。LED的关掉也可在全部像素读出结束稍微之后进行。
在上述中，输出的是每次复位1行进行读出的动作，但也可以每次复位1个像素进行读出的动作。
这样，因为可在根据周围温度设定读出灵敏度之后，进行主驱动的认证，所以时间短，功耗小。
如上所述，因为可减小传感器的暗电流噪声，可以在广泛环境条件下进行条形码及指纹认证。并且，因为可利用在低廉的半导体环境下制造的传感器，可以将其安装于通过输入规定的号码可与其他便携式终端通信的便携式机中。
如上所述，根据本实施方式可降低暗电流噪声。
权利要求
1.一种图像处理装置，其构成包括具有多个将来自被照体的光变换为电荷进行蓄积的光电变换单元的传感器单元，控制上述传感器单元的电荷的蓄积时间的传感器驱动电路，照射上述被照体的照射光的光源，检测上述传感器单元的周围温度的温度检测电路，以及根据上述温度检测电路的输出控制上述传感器驱动电路和上述光源的控制电路。
2.如权利要求1的图像处理装置，其中的上述控制电路，具有在上述周围温度比规定的温度高的场合，进行控制以使上述传感器的电荷蓄积时间缩短，上述光源发出的光加强的第一模式及在上述周围温度比规定的温度低的场合，进行控制以使上述传感器的电荷蓄积时间延长，上述光源发出的光减弱的第二模式。
3.如权利要求1的图像处理装置，其中具有在上述周围温度比规定的温度高的场合，进行控制以使上述传感器的电荷蓄积时间缩短，打开上述光源的第一模式及在上述周围温度比规定的温度低的场合，进行控制以使上述传感器的电荷蓄积时间延长，关掉上述光源的第二模式。
4.如权利要求1的图像处理装置，其中上述被照体为指纹，并且具有判断预先登录的指纹信息和从上述传感器发出的指纹信息是否相符的图像识别电路。
5.如权利要求1的图像处理装置，其中上述图像处理装置是通过输入规定的号码可与其他便携式终端通信的便携式终端。
全文摘要
一种图像处理装置，其构成包括具有多个将来自被照体的光变换为电荷进行蓄积的光电变换单元的传感器单元，控制上述传感器单元的电荷的蓄积时间的传感器驱动电路，照射上述被照体的照射光的光源，检测上述传感器单元的周围温度的温度检测电路，以及根据上述温度检测电路的输出控制上述传感器驱动电路和上述光源的控制电路。
文档编号H04N5/353GK1397907SQ0212634
公开日2003年2月19日 申请日期2002年7月17日 优先权日2001年7月18日
发明者桥本诚二 申请人:佳能株式会社