Identitätsprüfungsvorrichtung und Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren

专利摘要:
Eine Identitätsprüfungsvorrichtung umfasst ein transparentes Halteelement (2) für ein zu erfassendes Objekt zum Halten eines zu erfassenden Objekts (1), das einen Fingerabdruck (11) aufweist, wobei der Fingerabdruck damit in Kontakt ist, eine Lichtquelle (3), um Licht anzulegen, das durch das zu erfassende Objekt zu dem Objekt hindurchgehen kann, das von dem transparenten Halteelement für das zu erfassende Objekt gehalten ist, wobei der Fingerabdruck mit dem transparenten Halteelement für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist, eine Bildaufnahmeeinrichtung (4), um sowohl Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, als auch Licht, das durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, aufzufangen, und um ein Fingerabdruckbild zu erzeugen, das dunkle Abschnitte, die den Erhebungen entsprechen, und helle Abschnitte umfasst, die den Vertiefungen entsprechen, und eine Signalverarbeitungseinheit (5), um eine Identität, basierend auf dem Fingerabdruckbild, zu überprüfen, das von der Bildaufnahmeeinrichtung ausgegeben wurde.
公开号:DE102004011480A1
申请号:DE200410011480
申请日:2004-03-09
公开日:2004-10-21
发明作者:Hajime Nakajima；Emiko Sano；Masahiro Shikai；Akihide Shiratsuki
申请人:Mitsubishi Electric Corp；
IPC主号:A61B5-117

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Identitätsprüfungsvorrichtungund ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren. Im Spezielleren beziehtsie sich auf eine Identitätsprüfungsvorrichtungund ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren, um ein Fingerabdruckbildin guter Qualitätherzustellen, ungeachtet des Feuchtigkeitszustands auf der Hautdes Fingerabdrucks und ungeachtet, ob Erhöhungen oder Vertiefungen desFingerabdrucks nicht klar erkannt werden können, wodurch die Identitätsprüfungsleistungverbessert wird.
[0002] NachIdentitätsprüfungsvorrichtungenund Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren aus dem Stand der Technikwird der Fingerabdruck einer Fingerspitze mit einer Kontaktfläche einestransparenten berührbaren Prismasin Kontakt gebracht und die Rückseiteder Fingerspitze mit Licht bestrahlt, das aus einer Lichtquelle zurBeleuchtung ausgesandt wird. Das auf die Rückseite der Fingerspitze einfallendeLicht wird von der Innenseite der Fingerspitze gestreut, welcheein hervorragendes Lichtstreuobjekt ist, und beleuchtet den Fingerabdruckvon der Innenseite der Fingerspitze her mit gleichmäßiger Lichtstärke. DaLichtstrahlen, die aus den Fingerabdruckserhebungs- und Fingerabdruckvertiefungsabschnittenausgestrahlt werden, auf das Prisma mit ihren jeweiligen unterschiedlichenWinkeln auf eine Grenzflächezwischen der Luft und der Kontaktfläche des Prismas einfallen,kann das Anordnen einer Bildaufnahmevorrichtung in einer Richtungdes aus den Fingerabdruckerhebungsabschnitten ausgesandten Lichts,d.h. in einer mit einem größeren alsdem kritischen Winkel der Totalreflexion der Grenzfläche zwischender Luft und der Kontaktflächedes transparenten berührbaren Prismas,ein aufgenommenes Fingerabdruckbild mit gutem Kontrast bereitstellen(siehe z.B. die Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung (TOKKAIHEI) Nr. 9-134419 (Seite 3 bis4 und 1 bis 3)).
[0003] Dajedoch eine solche Identitätsprüfungsvorrichtungund solch ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren aus dem Stand derTechnik die Veränderungendes Winkels von Licht, das auf das Prisma einfällt, die Veränderungen,die vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Luft zwischender Kontaktflächeund der Fingerspitze abhängen,nutzt, verändertsich das Maß anKontakt zwischen der Haut des Fingerabdrucks und der Kontaktfläche desPrismas größtenteilsentsprechend dem Zustand der fingerabdruckseitigen Fläche des Fingers,wie etwa dem Feuchtigkeitszustand der Haut aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser,und der Zustand der Luft zwischen der Kontaktfläche und dem Finger verändert sichauch entsprechend dem Zustand der fingerabdruckseitigen Fläche desFingers. Im Ergebnis verändertsich die Qualitätdes hergestellten Fingerabdruckbildes entsprechend dem Feuchtigkeitszustandder Haut der Fingerspitze, und deshalb verschlechtert sich die Identitätsprüfungsleistung.Ist die Haut der Fingerspitze trocken, sind beispielsweise die Erhebungen desFingerabdrucks kaum von den Vertiefungen des Fingerabdrucks im Fingerabdruckbildzu unterscheiden, weil die Erhebungen des Fingerabdrucks nicht vollständig mitder Kontaktflächedes Prismas in Kontakt sind. Falls die Erhebungen und Vertiefungendes Fingerabdrucks aufgrund von Abnutzung o. dgl. nicht klar erkannt werdenkönnen,besteht die Möglichkeit,dass die Identitätsprüfungsleistungschlechter wird und die Identitätsprüfung nichtstattfinden kann.
[0004] Dievorliegende Erfindung wurde gemacht, um die zuvor erwähnten Problemezu lösen,und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eineIdentitätsprüfungsvorrichtungund ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren bereitzustellen, um einFingerabdruckbild in guter Qualität herzustellen, ohne dabeivom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtzu sein, wodurch das Durchführeneiner Identitätsprüfung verbessertwird.
[0005] Nacheinem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Identitätsprüfungsvorrichtungbereitgestellt, die ein transparentes Haltelement für ein zuerfassendes Objekt umfasst, um ein zu erfassendes Objekt mit einemFingerabdruck zu haltern, wobei der Fingerabdruck damit in Kontaktist, eine Lichtquelle, um Licht anzulegen, das durch das zu erfassendeObjekt auf das zu erfassende Objekt, das von dem Haltelement für das zuerfassende Objekt gehaltert wird, hindurchgeht, wobei der Fingerabdruckmit dem Halteelement fürdas zu erfassende Objekt in Kontakt ist; eine Bildaufnahmeeinheit,um sowohl das Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdruckshindurchgeht, als auch das Licht, das durch die Vertiefungen desFingerabdrucks hindurchgeht, zu empfangen, und um ein Fingerabdruckbildherzustellen, das dunkle Abschnitte umfasst, die den Erhebungenentsprechen, und helle Abschnitte, die den Vertiefungen entsprechen,und eine Signalverarbeitungseinheit, um eine Identität basierendauf dem Fingerabdruckbild, das von der Bildaufnahmeeinheit ausgegebenwird, zu überprüfen.
[0006] Deshalbbietet der Aspekt der vorliegenden Erfindung den Vorteil, ein Fingerabdruckbildin guter Qualitätherstellen zu können,ohne vom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtzu sein, wodurch die Identitätsprüfungsleistungverbessert wird.
[0007] Nacheinem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrenbereitgestellt, das die Schritte umfasst, Licht anzulegen, das durchein zu erfassendes Objekt mit einem Fingerabdruck zum zu erfassendenObjekt hindurchgeht, und ein Fingerabdruckbild herzustellen, dasdem Transmissionsgrad innenliegenden Gewebes entspricht, das nahean einer fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objektsist.
[0008] Deshalbbietet der weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung den Vorteil,ein Fingerabdruckbild in guter Qualität herstellen zu können, ohnevom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtzu sein, wodurch die Identitätsprüfungsleistungverbessert wird.
[0009] WeitereAufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus derfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindungklar, wie sie in den beigefügtenZeichnungen dargestellt sind.
[0010] 1 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung;
[0011] 2 ist ein Blockschema, dasden Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einerweiteren Variante von Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
[0012] 3 ist ein Blockschema, dasden Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einerweiteren Variante von Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
[0013] 4 ist ein Blockschema, dasden Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach nocheiner weiteren Variante von Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
[0014] 5 ist ein Blockschema, dasden Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einerweiteren Variante von Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
[0015] 6 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform2 der vorliegenden Erfindung;
[0016] 7 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform3 der vorliegenden Erfindung;
[0017] 8 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform4 der vorliegenden Erfindung;
[0018] 9 ist ein Blockschema zurErläuterungder Identitätsprüfungsvorrichtungund des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform4 der vorliegenden Erfindung;
[0019] 10 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform5 der vorliegenden Erfindung;
[0020] 11 ist ein Blockschema zurErläuterungder Identitätsprüfungsvorrichtungund des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform5 der vorliegenden Erfindung;
[0021] 12 ist ein Blockschema zurErläuterungder Identitätsprüfungsvorrichtungund des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform5 der vorliegenden Erfindung;
[0022] 13 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform6 der vorliegenden Erfindung;
[0023] 14 ist ein Blockschema zurErläuterungder Identitätsprüfungsvorrichtungund des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform6 der vorliegenden Erfindung;
[0024] 15 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform7 der vorliegenden Erfindung;
[0025] 16 ist ein Blockschema zurErläuterungder Identitätsprüfungsvorrichtungund des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform7 der vorliegenden Erfindung;
[0026] 17 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform8 der vorliegenden Erfindung;
[0027] 18 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform9 der vorliegenden Erfindung;
[0028] 19 ist ein Blockschema zurErläuterungder Identitätsprüfungsvorrichtungund des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach einer der Ausführungsformen1 bis 9 der vorliegenden Erfindung;
[0029] 20 ist ein Blockschema,das ein Fingerabdruckbild zeigt, das durch die Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde; und
[0030] 21 ist ein Blockschema,das ein Fingerabdruckbild zeigt, das unter Verwendung eines Verfahrens ausdem Stand der Technik hergestellt wurde.
[0031] DieErfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass innenliegendesGewebe in der Näheder fingerabdruckseitigen Flächeeiner Fingerspitze eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs-und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, und das innenliegendeGewebe erste Abschnitte hat, die den Fingerabdruckhöhen (d.h.Erhebungen) und zweite Abschnitte, die den Fingerabdrucktiefen (d.h.Vertiefungen) entsprechen, wobei die Fingerabdruckhöhen einenniedrigeren Transmissionsgrad aufweisen als die Fingerabdrucktiefen.Das heißt,die Verteilung der Stärkedes Lichts, das durch dieses innenliegende Gewebe hindurchgeht,stellt das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks dar.
[0032] Dievorliegende Erfindung erfolgte, indem man sich auf diese Merkmalekonzentrierte, und die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,dass eine Verteilung der Stärkedes Lichts erfasst wird, das durch innenliegendes Gewebe mit eineroptischen Eigenschaft hindurchgeht, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks entspricht.
[0033] Dasinnenliegende Gewebe mit einer optischen Eigenschaft, die dem Erhebungs-und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, befindet sich ineinem Abstand von ca. 0,1 mm bis ca. 1,0 mm von der fingerabdruckseitigenFlächeder Fingerspitze. Das heißt,das innenliegende Gewebe befindet sich in einem Innenbereich derFingerspitze, wobei sich der Bereich von einer Stelle in einem Abstandvon ca. 0,1 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche bis zu einer Stelle ineinem Abstand von ca. 1,0 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet.Das innenliegende Gewebe kann je nach den Schwankungen bei Einzelpersonenin einem Abstand von 1,0 mm oder mehr von der fingerabdruckseitigenFlächevorhanden sein.
[0034] 1 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung, und ist konkreter ausgedrückt, eineSeitenansicht, die den Aufbau der ganzen Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt. In 1 hat eine Fingerspitze 1,die einem zu erfassenden Objekt entspricht, einen Fingerabdruck 11,und der Fingerabdruck 11 hat ein Erhebungs- und Vertiefungsmuster,das aus Erhebungen (d.h. Höhen) 12 undVertiefungen (d.h. Tiefen) 13 besteht. Nach der vorliegendenErfindung, bezieht sich die Fingerspitze 1 nicht auf einEndteil eines Fingers, sondern auf einen Teil, der sich vom Endteilin die Nachbarschaft des ersten oder zweiten Glieds des Fingerserstreckt. Ein transparentes Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt, das die Fingerspitze 1 haltern kann,wobei der Fingerabdruck 11 des Fingers mit dem transparentenHalteelement 2 fürdas zu erfassende Objekt in Kontakt ist, ist mit einer transparentenPlatte 21 versehen. Die transparente Platte 21 hatEntspiegelungsschichten 22 als reflexionsverhindernde Einrichtungenjeweils sowohl auf einer Kontaktfläche 2a, mit welcherder Fingerabdruck 11 in Kontakt gebracht werden kann, alsauch auf einer Unterseite, die der Kontaktfläche entgegengesetzt ist. Obwohldie transparente Platte 21 nur eine Entspiegelungsschicht 22 aufder Kontaktfläche 2a habenmuss, mit welcher der Fingerabdruck 11 in Kontakt gebrachtwerden kann, ist stärkervorzuziehen, dass die transparente Platte 21 auch auf derUnterseite, die der Kontaktfläche 2a entgegengesetzt ist,eine Entspiegelungsschicht 22 aufweist. Vorzugsweise besitzt dieEntspiegelungsschicht 22 einen Transmissionsgrad von 95%oder darüberund noch bevorzugter von 99% oder darüber.
[0035] EineLichtquelle 3 zum Anlegen von Licht, das durch die Fingerspitze 1 zurFingerspitze 1 hindurchgehen kann, ist so angeordnet, dassdas Licht seinen Weg von einer Nagelseite der Fingerspitze 1 (d.h.einer der Seite des Fingerabdrucks 11 entgegengesetztenSeite) zur Seite des Fingerabdrucks 11 nimmt. Eine Lichtabgabevorrichtungzur Abgabe von Licht, dessen vorherrschenden Wellenlängen inden roten oder nahen infraroten Bereich fallen, d.h. Projektionslichtmit irgendeiner Wellenlängeim roten oder nahen infraroten Bereich (d.h. monochromes Licht),Projektionslicht, das eine Mischung aus Lichtstrahlen mit Wellenlängen imroten bis nahen infraroten Bereich ist, oder Projektionslicht, dasals vorherrschende Lichtstrahlen Licht mit Wellenlängen imroten oder nahen infraroten Bereich umfasst (welches entweder monochromesLicht oder eine Mischung aus Lichtstrahlen mit Wellenlängen imroten bis nahen infraroten Bereich sein kann) wird als Lichtquelle 3 verwendet.Beispielsweise kann eine Laser-, eine LED- oder eine Lampenlichtquelleals Lichtquelle 3 verwendet werden. Obwohl Licht mit Wellenlängen imroten oder nahen infraroten Bereich bevorzugt verwendet wird, weilsolches Licht mit Wellenlängenim roten oder nahen infraroten Bereich für das zu erfassende Objekt 1,welcher Gewebe eines lebenden Körpersist, einen hohen Transmissionsgrad aufweist, ist Licht mit Wellenlängen ineinem Bereich von 600 nm bis 1400 nm stärker vorzuziehen. Da die Lichtabsorptionvon Hämoglobinin einem Blutgefäß bei Wellenlängen umdie 660 nm minimal ist, ist Licht, dessen vorherrschende Wellenlängen ineinen Bereich von 630 nm bis 780 nm fallen, noch stärker zubevorzugen, um den negativen Effekt von Blutgefäßen im Fingerabdruckbild zureduzieren. Die Fingerspitze 1 und die Lichtquelle 3 können miteinem Abschattungsteil abgedeckt werden, damit sie nicht durch Lichtvon außerhalbder Identitätsprüfungsvorrichtungbeeinträchtigtwerden.
[0036] EineBildaufnahmeeinheit 4 (von hier ab auch als Bildaufnahmesystem 4 bezeichnet)misst eine Verteilung der Stärkender aus dem innenliegendem Gewebe der Fingerspitze 1 kommendenLichtstrahlen in einer Ebene (diese Ebene ist durch eine Linie A-Ain 1 gezeigt, und wirdab hier als Beobachtungsebene bezeichnet), die sich in nur einemvorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt zu einer Innenseite der Fingerspitze 1 hinbefindet, um ein Bild des Fingerabdrucks zu machen. Die Bildaufnahmeeinheit 4 istmit einem Wellenlängenselektionselement 41,welches als Wellenlängenselektionseinrichtungangeordnet ist, einer Bildherstellungslinse 42, welcheals Bildherstellungseinrichtung angeordnet ist, einem Bildsensor 43,und einer Bildausgabeschaltung 44 versehen. Ein Planspiegel 100,welcher als Reflexionseinrichtung angeordnet ist, ist so angebracht,dass Licht, das durch das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt hindurchgeht, in einem rechten Winkel abgelenktwerden kann, und das Wellenlängenselektionselement 41,die Bildherstellungslinse 42 und der Bildsensor 43 sindso angeordnet, dass diese Komponenten dem abgelenkten Licht zugewandtsind, d.h. sie verlaufen entlang einer Richtung der optischen Achsedes abgelenkten Lichts.
[0037] DasWellenlängenselektionselement 41 lässt nurLicht durch, das im Wesentlichen dieselben Wellenlängen hatwie das aus der Lichtquelle 3 ausgegebene (d.h. Licht mitWellenlängenim roten oder nahen infraroten Bereich), und es kann beispielsweiseein Interferenzfilter, ein Glas- oder Kunststofffilter als Wellenlängenselektionselement 41 verwendetwerden. Das aus dem Wellenlängenselektionselement 41 ausgegebene Lichtwird überdie Bildherstellungslinse 42 als Bild auf den Bildsensor 43 fokussiert.Die Bildherstellungslinse 42 ist so ausgebildet, dass ihrBrennpunkt auf das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1,das sich in 1 in einerRichtung nach oben im Hinblick auf die Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt befindet, d.h. das innenliegende Gewebeder Fingerspitze 1 fällt,das in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) liegt, die sich innur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerspitzenkontaktfläche 2a zurInnenseite der Fingerspitze 1 hin befindet. Noch bevorzugterbefindet sich der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 aminnenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1, das in einerEbene liegt, die sich um nur einen Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mmvon der Fingerabdruckkontaktfläche 2a zurInnenseite der Fingerspitze 1 hin befindet. Vorzugsweisehat die Bildherstellungslinse 42 eine so geringe Tiefenschärfe wie0,5 mm oder darunter. Noch bevorzugter hat die Bildherstellungslinse 42 eineTiefenschärfevon 0,1 mm oder darunter. Der Bildsensor 43 kann eine zweidimensionalemonolithische Bildaufnahmevorrichtung wie ein CCD-(Charge coupledDevice – ladungsträgergekoppelteVorrichtung) oder ein CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor – Komplementär Metalloxidhalbleiter)Bildsensor oder eine Bildaufnahmeröhre sein. Der Bildsensor 43 reagiertempfindlich auf Licht, welches durch die Fingerspitze 1 hindurchgehtund die Beobachtungsebene im innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 erreicht.Anders ausgedrücktreagiert der Bildsensor 43 empfindlich auf Licht mit Wellenlängen imroten oder nahen infraroten Bereich. Die Bildaufnahmeeinheit 4 istso lichtabgeschirmt, dass sie kein anderes Licht als das von derFingerspitze 1 kommende aufnimmt. Die Bildausgabeschaltung 44 wandeltein elektrisches Signal aus dem Bildsensor 43 in ein elektrischesBildsignal um.
[0038] Nachdieser Ausführungsformist die Lichtquelle 3 so angeordnet, dass sie Licht andie Fingerspitze (d.h. das zu erfassende Objekt) 1, dievon dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objektgehaltert wird, von der Nagelseite der Fingerspitze , d.h. einerObjektseite des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt heranlegt, auf dem das Objekt angeordnet ist, wobei der Fingerabdruck 11 mitdem Halteelement 2 fürdas zu erfassende Objekt in Kontakt ist, und die Bildaufnahmeeinheit 4 istauf einer Seite angeordnet, die der Objektseite des Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt, auf dem das zu erfassende Objekt 1 angeordnetist, entgegengesetzt ist, um eine Verteilung der Stärken vonLichtstrahlen aus dem zu erfassenden Objekt 1 in der Ebene(d.h. der Beobachtungsebene) zu messen, welche sich in nur einemvorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassenden Objekt 1 befindet.
[0039] EineSignalverarbeitungseinheit 5 überprüft eine Identität basierendauf dem Fingerabdruckbild, das von der Bildausgabeschaltung 44 derBildaufnahmeeinheit 4 ausgegeben wird. Die Signalverarbeitungseinheit 5 istmit einer Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 versehen(die einer Beleuchtungsstärkenbestimmungseinrichtungentspricht). Die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 bestimmt,ob die Beleuchtungsstärkedes Fingerabdruckbilds, das aus der Bildausgabeschaltung 44 derBildaufnahmeeinheit 4 ausgegeben wird, in einen zuvor bestimmtenSchwellenbereich fällt,und steuert basierend auf dem Bestimmungsergebnis eine Lichtquellenantriebsschaltung 6 an(die einer Lichtquellenantriebseinrichtung entspricht). Nach dieserAusführungsformbilden die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 unddie Lichtquellenantriebsschaltung 6 eine Einrichtung, umdie Stärkedes an das zu erfassende Objekt 1 angelegten Lichts so einzustellen,dass die Beleuchtungsstärkedes Fingerabdruckbilds, das von der Bildaufnahmeeinheit 4 abgegebenwird, in den zuvor bestimmten Schwellenbereich fällt.
[0040] AlsNächsteswird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtungnach Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung erläutert.Wenn die Fingerspitze 1 des Fingers einer Person vom Halteelement 2 für das zu erfassendeObjekt gehaltert wird, so dass der Fingerabdruck 11 derFingerspitze 1 in physikalischen Kontakt mit der Kontaktfläche 2a gebrachtwird, wird das aus der Lichtquelle 3 abgegebene Licht aufdie Nagelseite (d.h. die der Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 entgegengesetzteSeite) der Fingerspitze 1 angelegt. Das an die Fingerspitze 1 angelegteLicht nimmt seinen Weg in der Fingerspitze 1 und kommtam innenliegenden Zielgewebe der Fingerspitze 1 in derBeobachtungsebene an. Da der Lichttransmissionsgrad des innenliegendenGewebes der Fingerspitze 1 an den Vertiefungen 13 desFingerabdrucks 11 in der Beobachtungsebene höher istals derjenige an den Erhebungen 12 des Fingerabdrucks 11,ist die Stärkevon Lichtstrahlen, die durch innenliegendes Gewebe der Fingerspitze 1 anden Vertiefungen 13 des Fingerabdrucks 11 hindurchgehen,in der Beobachtungsebene höherals diejenige an den Erhebungen 12 des Fingerabdrucks 11,und es kann eine Lichtstärkenverteilunggemessen werden, die vom Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks 11 abhängt.
[0041] DieBildherstellungslinse 42 der Bildaufnahmeeinheit 4 führt danndie Bildherstellung aus der Lichtstärkenverteilung der Lichtstrahlendurch, die durch das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1 inder Beobachtungsebene zum Bildsensor 43 durchgehen. EineErklärungdes Vorgangs erfolgt, indem die Richtung berücksichtigt wird, in der dasLicht verläuft.Das Licht, das durch das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1 inder Beobachtungsebene hindurchgeht, wobei das innenliegende Gewebeeine Lichtstärkenverteilunghat, die vom Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks 11 abhängt, dringtdann in das Halteelement 2 für das zu erfassende Objektein, das mit der transparenten Platte 21 mit den auf derenKontaktfläche 2a und Unterseiteausgebildeten Entspiegelungsschichten 22 versehen ist.Das Licht, welches in das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt eingedrungen ist, wird vom Planspiegel 100,der angeordnet ist, um das Verkleinern des optischen System zu erreichen,in einem rechten Winkel abgelenkt, und nur Licht mit im Wesentlichen derselbenWellenlängewie dasjenige, das von der Lichtquelle 3 ausgegeben wird(d.h. Licht mit Wellenlängen imroten und nahen infraroten Bereich) wird vom Wellenlängenselektionselement 41 selektiert.Das aus dem Wellenlängenselektionselement 41 ausgegebeneLicht geht durch die Bildherstellungslinse 42 hindurch,und auf dem Bildsensor 43 entsteht ein Bild des Lichtsignals.Die Bildausgabeschaltung 44 empfängt ein elektrisches Signalvom Bildsensor 43 und gibt ein elektrisches Bildsignalaus, welches das Bild des Fingerabdrucks anzeigt, wobei die Tiefendes Fingerabdrucks heller sind als die Höhen des Fingerabdrucks.
[0042] Dasso durch die Bildaufnahmeeinheit 4 erhaltene Fingerabdruckbildwird zur Signalverarbeitungseinheit 5 geschickt. Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt eineBildaufbereitung am Fingerabdruckbild, wie eine Binärumsetzungund Verfeinerung durch, um Merkmalsdaten über den Fingerabdruck (d.h.Fingerabdruckdaten) zu extrahieren, wie in der japanischen PatentanmeldungsveröffentlichungNr. 10-334237 offenbart ist. Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt danneine Aufzeichnung der Fingerabdruckmerkmalsdaten durch und vergleichtdie neuen Fingerabdruckmerkmalsdaten mit einer Liste einzelner,bereits aufgezeichneter Fingerabdruckmerkmalsdaten. Dadurch kanndie Identitätsprüfungsvorrichtungden Benutzer identifizieren.
[0043] Nachdieser Ausführungsformist die Signalverarbeitungseinheit 5 mit der Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 versehen,um vor dem Extrahieren der zuvor erwähnten Merkmalsdaten über die Merkmaledes Fingerabdrucks zu bestimmen, ob die Beleuchtungsstärke desFingerabdruckbilds zu hoch oder zu niedrig ist. Ist die Beleuchtungsstärke desFingerabdruckbilds unzureichend, steuert die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 dieLichtquellenantriebsschaltung 6 so an, dass die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbildsin einen vorbestimmten Bereich zwischen einem unteren und einemoberen Schwellenwert fällt,und die Bildaufnahmeeinheit 4 nimmt dann noch einmal einBild vom Fingerabdruck auf. Das heißt, wenn die Beleuchtungsstärke desFingerabdruckbilds niedriger ist als der untere zuvor festgelegteSchwellenwert, schickt die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 einelektrisches Signal an die Lichtquellenantriebsschaltung 6, um dieLichtquelle 3 dazu zu bringen, Projektionslichtstrahlenmit einer maximalen Beleuchtungsstärke auszugeben, die keinenSättigungsgraderreicht. Ist hingegen die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbildshöher alsder obere vorab festgelegte Schwellenwert, bringt die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 dieLichtquelle 3 dazu, Projektionslichtstrahlen mit einerBeleuchtungsstärkeauszugeben, die gleich wie oder niedriger als der obere Schwellenwertsind. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtung eine Verschlechterungder Qualitätdes Fingerabdruckbilds und eine Abnahme bei der Identitätsprüfungsleistungaufgrund von Sättigungoder Abnahme der Beleuchtungsstärkedes Fingerabdruckbilds verhindern, indem der untere und obere Schwellenwertder Beleuchtungsstärkeauf geeignete Werte eingestellt wird.
[0044] Wiezuvor erwähnt,könnennach dieser Ausführungsform,weil die Lichtstärkenverteilungerfasst werden kann, die vom Lichttransmissionsgrad des innenliegendenGewebes mit einer optischen Eigenschaft hervorgerufen wird, diedem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdruckabschnittsentspricht, die Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren ein Fingerabdruckbildin guter Qualitäterhalten, das nicht vom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks 11 beeinträchtigt ist (z.B. dem Feuchtigkeitszustandder Hautflächeaufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser,dem Vorhandensein eines Schnittes oder Kratzers auf der Hautfläche, Abnutzungder Hautoberfläche,etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrensnach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsleistungverbessern.
[0045] Nachdieser Ausführungsformermöglichtes die Positionierung des Brennpunkts der Bildherstellungslinse(d.h. der Bildherstellungseinrichtung) am innenliegenden Gewebedes zu erfassenden Objekts 1, das von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHaltelements 2 fürdas zu erfassende Objekt beabstandet ist, der Identitätsprüfungsvorrichtung,eine Verteilung der Stärkender Lichtstrahlen zu messen, die durch das innenliegende Gewebedes zu erfassenden Objekts 1 in der Beobachtungsebene hindurchgehen,welches sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2a fürdas zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hinbefindet.
[0046] Dadie Identitätsprüfungsvorrichtungdas transparente Haltelement 2 für das zu erfassende Objektaufweist, das das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1 halternkann, wobei der Fingerabdruck 11 des zu erfassenden Objektsmit dessen Kontaktflächein Kontakt ist, wird überdiesein Kontaktabschnitt der Fingerspitze 1, die sich in Kontaktmit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objektbefindet, fast flach, wobei die Fingerspitze 1 vom Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt gehaltert wird, wobei der Fingerabdruck 11 mitder Kontaktflächein Kontakt ist, und deshalb kann der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 genau undeinfach am innenliegenden Gewebe des zu erfassenden Objekts 1 inder Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, diesich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hinbefindet.
[0047] Befindetsich das innenliegende Gewebe in der Nähe der Hautfläche derFingerspitze, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs-und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, im Bereich vonca. 0,1 mm bis 1,0 mm von der Außenhaut der Fingerspitze (d.h.der Hautflächeauf der Seite des Fingerabdrucks 11), ist der Brennpunktder Bildherstellungslinse 42 innerhalb dieses Bereichs,und die Bildherstellungslinse 42 ist so aufgebaut, dasssie eine Tiefenschärfevon 0,5 oder darunter hat, die gleich dem oder kürzer als der Abstand zwischender Außenhautund dem zuvor erwähntenInnengewebeteil ist. Vorzugsweise hat die Bildherstellungslinse 42 eineTiefenschärfevon 0,1 mm oder darunter. Die Lichtstärkenverteilung des innenliegendenGewebes des zu erfassenden Objekts 1 in der Ebene, diesich nur in dem vorbestimmten Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm vonder Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hinbefindet, d.h. das Licht mit einer optischen Eigenschaft des innenliegendenGewebes, das dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucksentspricht, kann mit einem hohen Genauigkeitsgrad erfasst werdenund ohne durch die Hautoberflächedes Fingerabdrucks beeinträchtigtzu sein.
[0048] Dadas Halteelement 2 fürdas zu erfassende Objekt mit den Entspiegelungsschichten 22 versehen ist,die an dessen Kontaktflächeund Unterseite ausgebildet sind, kann das Licht, das durch die Tiefen(d.h. die Vertiefungen) 13 des Fingerabdrucks 11 hindurchgeht,daran gehindert werden, vom Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt teilweise reflektiert zu werden. Im Ergebnis können dieLichtstrahlen, die durch das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1 hindurchgehen,dazu gebracht werden, die Bildherstellungslinse 42 zu erreichen,ohne den Kontrast der Verteilung der Stärken der Lichtstrahlen zu stören, diedurch das zu erfassende Objekt 1 in der Beobachtungsebenehindurchgehen (d.h. in der Ebene, die sich in nur dem vorbestimmtenAbstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hinbefindet), d.h. ohne die Differenz zwischen der Menge der Lichtstrahlenzu reduzieren, die durch einen Teil des innenliegenden Gewebes hindurchgehen,das eine optische Eigenschaft hat, die den Tiefen des Fingerabdrucksin der Beobachtungsebene entspricht, und der Menge der Lichtstrahlen,die durch einen anderen Teil des innenliegenden Gewebes hindurchgehen,das eine optische Eigenschaft hat, die den Höhen des Fingerabdrucks in derBeobachtungsebene entspricht.
[0049] Dadas Blut in den Blutgefäßen, diesich nahe am Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 befinden,zu anderen, vom Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 entferntenTeilen fließenkann, wenn die Fingerspitze 1 auf das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt gedrücktwird, kann zusätzlichdas aus der Lichtquelle 3 abgegebene Projektionslicht vordem Erreichen der Beobachtungsebene hauptsächlich von den Blutgefäßen absorbiertwerden, die sich nahe am Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 befinden,und deshalb kann die negative Auswirkung der Absorption auf dieLichtstärkenverteilung,die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks in derBeobachtungsebene entspricht, verhindert werden.
[0050] Dievorstehende Beschreibung richtet sich auf den Fall, bei dem derBrennpunkt der Bildherstellungslinse (d.h. der Bildherstellungseinrichtung) 42 sichin der Ebene befindet, welche sich in nur dem vorbestimmten Abstandbefindet, der in den Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm fällt, undzwar von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt bis hin zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1,und die Bildherstellungslinse 42 vorzugsweise eine Tiefenschärfe von0,5 mm oder darunter hat. Da aber, wie zuvor erwähnt, die Verteilung der Stärken derLichtstrahlen, die durch das innenliegende Gewebe hindurchgehen(das sich innerhalb der Fingerspitze und in einem Abstand von 0,1mm bis 1,0 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze befindet),das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks entspricht, muss die Identitätsprüfungsvorrichtung einfach nureine Verteilung der Stärkender Lichtstrahlen messen, die durch zumindest einen Teil der Dickedieses innenliegenden Gewebes hindurchgegangen sind. Deshalb mussder Brennpunkt der Bildherstellungslinse 2 einfach nur ineiner Ebene angeordnet werden, die sich zwischen der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt und dem innenliegenden Gewebe mit eineroptischen Eigenschaft, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks entspricht, befindet. Anders ausgedrückt, muss,wenn sich das innenliegende Gewebe mit einer optischen Eigenschaft,die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht,in einem Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm vom Fingerabdruck befindet,der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 einfach nurin einer Ebene angeordnet werden, welche sich nur in einem Abstandvon 0 bis 1,0 mm vom Fingerabdruck, d.h. der Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin,befindet. Mit anderen Worten muss jede Ebene, welche sich in demAbstand vom Fingerabdruck zum innenliegenden Gewebe befindet, einfachin den Bereich der Tiefenschärfeder Bildherstellungslinse 42 aufgenommen werden. Obwohlder Aufbau in den folgenden Ausführungsformennicht erwähntwird, hat auch eine Identitätsprüfungsvorrichtungnach jeder der folgenden Ausführungsformendiesen Aufbau.
[0051] Tatsächlich wurdenExperimente unter Verwendung der Bildherstellungslinse 42 miteiner Tiefenschärfevon 100 Mikrometer fürsowohl den Fall durchgeführt,bei dem sich der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 ineiner Ebene befindet, die sich in einem Abstand von 0,5 mm von derFingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hinbefindet, als auch den Fall, bei dem sich der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 ander Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt befindet, und Lichtstrahlen, die durchdie Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgingen, und Lichtstrahlen,die durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgingen, wurdendurch die Identitätsprüfungsvorrichtungdieser Ausführungsformerfasst und fürjeden dieser Fälleein Fingerabdruckbild gemacht, das helle Abschnitte, die den Erhebungenentsprachen, und dunkle Abschnitte aufwies, die den Vertiefungenentsprachen. Die Ergebnisse des Experiments zeigten, dass es keinen Unterschiedim Kontrast zwischen den beiden Fällen gab, und die erhaltenenFingerabdruckbilder waren deutlich. Weitere Experimente wurden durchgeführt, indemdie Bildherstellungslinse 42 mit einer Tiefenschärfe von 100Mikrometer verwendet wurde, und indem die Bildherstellungslinse 42 miteiner Tiefenschärfevon 5 mm fürden Fall verwendet wurde, bei dem der Brennpunkt der Bildherstellungslinsesich in einer Ebene befand, die in einem Abstand von 0,5 mm vonder Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hinlag, und Lichtstrahlen, die durch die Vertiefungen des Fingerabdruckshindurchgingen, wurden durch die Identitätsprüfungsvorrichtung dieser Ausführungsformerfasst und fürjeden dieser Fälleein Fingerabdruckbild gemacht, das helle Abschnitte, die den Erhebungenentsprachen, und dunkle Abschnitte aufwies, die den Vertiefungenentsprachen. Die Ergebnisse des Experiments zeigten, dass es keinenUnterschied im Kontrast zwischen den beiden Fällen gab, und die erhaltenenFingerabdruckbilder waren deutlich. Aus den Ergebnissen der Experimentewurde klar, dass die Tiefenschärfeder Bildherstellungslinse 42 keinen sonderlichen Einflussauf die Qualitätdes Fingerabdruckbilds hat. Obwohl dieses Merkmal in den folgendenAusführungsformennicht erwähntwird, weist auch eine Identitätsprüfungsvorrichtungnach jeder der folgenden Ausführungsformendieses Merkmal auf.
[0052] 20 zeigt ein Fingerabdruckbild,das erhalten wurde, indem die Bildherstellungslinse mit einer Tiefenschärfe von5 mm verwendet wurde, und indem eine CCD in dem Fall verwendet wurde,bei dem Siliconöl aufden Fingerabdruck aufgetragen wurde, der ein zu messendes Objektist. Im Fingerabdruckbild von 20 entsprechenhelle Abschnitte (d.h. weißeAbschnitte) den Vertiefungen des Fingerabdrucks und dunkle Abschnitteentsprechen den Erhebungen des Fingerabdrucks. Zu Zwecken des Vergleichsmit der Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformzeigt 21 ein Fingerabdruckbild,das dadurch erhalten wurde, dass eine Erfassungsvorrichtung für ein Erhebungs-und Vertiefungsmuster, die in der japanischen PatentanmeldungsveröffentlichungNr. 2001-153630 offenbart ist, verwendet wurde, wenn Siliconöl auf einenFingerabdruck aufgetragen wurde, der ein zu messendes Objekt ist,wobei die Erfassungsvorrichtung für das Erhebungs- und Vertiefungsmusterein erstes optisches System mit einer Lichtquelle umfasst, ein transparentes Lichtleitelementmit einer Erfassungsfläche,auf der das zu er fassende Objekt, das ein Erhebungs- und Vertiefungsmusteraufweist, angeordnet wird, eine gekrümmte Fläche, um von der Erfassungsfläche gestreutesLicht zu reflektieren, eine der gekrümmten Fläche gegenüberliegende Fläche miteiner Öffnung, über welcheLicht, das sowohl von einer Lichtabsorptionsfläche als auch der gekrümmten Fläche reflektiertwird, abgegeben wird, und eine Einfallfläche, über welche Licht aus der Lichtquelleauf das transparente Lichtleitelement einfällt, und ein zweites optischesSystem, um das aus der Öffnungaustretende Licht auf einen Bildsensor einfallen zu lassen. Im Fingerabdruckbildvon 21 entsprechen helleAbschnitte (d.h. weißeAbschnitte) den Erhebungen des Fingerabdrucks, und dunkle Abschnitteentsprechen den Vertiefungen des Fingerabdrucks.
[0053] Ausdem Vergleich zwischen 20 und 21 ist klar, dass, wenndie Identitätsprüfungsvorrichtung unddas Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser wie in 20 gezeigten Ausführungsformverwendet wird, es wenig unterbrochene Teile im Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks gibt, auch wenn Siliconöl auf den Fingerabdruck aufgetragenwurde, wohingegen, wenn die wie in 21 gezeigteherkömmlicheErfassungsvorrichtung fürErhebungs- und Vertiefungsmuster verwendet wird, es viele unterbrocheneTeile im Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks gibt,wenn Siliconölauf den Fingerabdruck aufgetragen wurde.
[0054] Wiein 1 gezeigt ist, wirdLicht, das aus der Lichtquelle abgegeben wird, so auf das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt zur Erfassung von Licht, das durch das zu erfassendeObjekt hindurchgeht, einfallen gelassen, dass das Licht in eineRichtung läuft,die im Wesentlichen senkrecht zu einer Fläche des Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt ist, das mit dem Fingerabdruck (d.h. der Fingerabdruckkontaktfläche 2a)in Kontakt ist. Die Verlaufsrichtung des aus der Lichtquelle abgegebenenLichts ist nicht auf diejenige beschränkt, die im Wesentlichen senkrechtzur Fingerabdruckkontaktfläche 2a ist.Wie in 19 schematischdargestellt ist, die eine vergrößerte Ansichteines Kontakts zwischen einem Halteelement 2 für das zu erfassendeObjekt und dem zu erfassenden Objekt 1 ist, ist es einfachnur notwendig, das Licht zu erfassen, das in einer Richtung miteinem kritischen Winkel θ oderdarunter der Gesamtreflexion auf die Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt einfallen gelassen wird, wobei der kritische Winkelsowohl durch den Brechungsindex eines Gases zwischen den Vertiefungen 12 desFingerabdrucks und dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objektund dem Brechungsindex des Halteelements 2 für das zu erfassendeObjekt entschieden wird. Obwohl diese Konfiguration in den folgendenAusführungsformennicht erwähntwird, hat auch eine Identitätsprüfungsvorrichtungnach jeder der folgenden Ausführungsformendiese Konfiguration.
[0055] Angenommen,das Gas zwischen den Vertiefungen 12 des Fingerabdrucksund dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objektist Luft, und das Halteelement 2 für das zu erfassende Objektbesteht beispielsweise aus Glas, und der Brechungsindex n_o der Luft beträgt 1,0 und der Brechungsindexn_g des Glases 1,5, ergibtsich der kritische Winkel Θ durchdie folgende Gleichung: θ =arcsin (n_o/n_g) =41 (Grad), und dass das Licht, das durch die Vertiefungen 12 desFingerabdrucks hindurchgeht, auf das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt mit einem Winkel von 41 Grad oder weniger einfällt. Andererseitsangenommen, der Brechungsindex des menschlichen Körpers beträgt 1,45arcsin (1,45/1,5) = 75 (Grad), und das Licht, das durch die Vertiefungen 12 desFingerabdrucks hindurchgeht, fälltauf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objektmit einem Winkel von 75 Grad oder darunter ein. Deshalb kann sowohldas Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgeht,als auch das Licht, das durch die Vertiefungen hindurchgeht, erfasst werden,indem das Licht erfasst wird, das auf das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt mit einem Winkel von 41 Grad oder darunter einfällt.
[0056] Wiein 1 gezeigt ist, wirdnach dieser Ausführungsform1, um Licht an die Fingerspitze (d.h. das zu erfassende Objekt) 1 voneiner Seite des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekther anzulegen, auf dem das zu erfassende Objekt 1 untergebrachtist, wobei der Fingerabdruck 11 mit dem Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt in Kontakt ist, die Lichtquelle 3 soangeordnet, dass das aus der Lichtquelle abgegebene Licht im Hinblickauf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objektvon der Nagelseite der Fingerspitze her darauf in einem rechtenWinkel einfällt.Als Alternative könnenzwei Lichtquellen 3 so angeordnet werden, dass Lichtstrahlen,die aus den Lichtquellen abgegeben werden, mit dem Halteelement 2 für das zu erfassendeObjekt parallel verlaufen, wie in 2 gezeigtist, die eine Vorderansicht ist, die den Aufbau eines Teils einerIdentitätsprüfungsvorrichtungnach einer Variante dieser Ausführungsform1 ist, welche sich in der unmittelbaren Nähe der Fingerspitze 1 befindet,oder zwei Lichtquellen 3 können so angeordnet werden,dass Lichtstrahlen, die aus den Lichtquellen abgegeben werden, imHinblick auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objektin einer schrägenRichtung verlaufen, wie in 3 gezeigtist, die eine Vorderansicht ist, die den Aufbau eines Teils einerIdentitätsprüfungsvorrichtungnach einer weiteren Variante dieser Ausführungsform 1 zeigt, welchesich in der unmittelbaren Näheder Fingerspitze 1 befindet.
[0057] Wiein 4 gezeigt, die eineVorderansicht ist, die den Aufbau einer weiteren Variante dieserAusführungsform1 zeigt, welche sich in der unmittelbaren Nähe der Fingerspitze 1 befindet,könnendrei Lichtquellen 3 so angeordnet werden, dass Lichtstrahlen,die aus einer der drei Lichtquellen abgegeben werden, in einer Richtungsenkrecht zum Halteelement 2 für das zu erfassende Objektverlaufen, und Lichtstrahlen, die aus den beiden anderen Lichtquellenabgegeben werden, im Hinblick auf das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt in einer schrägenRichtung verlaufen. Da nach dieser Ausführungsform Licht an die Fingerspitze 1 nicht nurvon der Nagelseite der Fingerspitze 1, sondern auch vonden Seiten der Fingerspitze 1 her angelegt werden kann,kann fast das ganze innenliegende Gewebe, das dem Fingerabdruckauf der Haut der Fingerspitze entspricht, mit Licht bestrahlt werden,und deshalb kann eine durchschnittliche Beleuchtungsstärke über dem gesamtenBildaufnahmebereich aufrechterhalten werden.
[0058] Wiein 5 gezeigt ist, istdie Lichtquelle 3 nach einer weiteren Variante dieser Ausführungsform1 überdem Nagel der Fingerspitze 1 angeordnet, und zwischen derFingerspitze 1 und der Lichtquelle 3 ist eine Diffuserplatte 7 angeordnet.Auch in dieser Variante kann fast das gesamte innenliegende Gewebe,das dem Fingerabdruck auf der Haut der Fingerspitze entspricht,mit Licht bestrahlt werden, und deshalb kann eine durchschnittlicheBeleuchtungsstärke über demgesamten Bildaufnahmebereich aufrechterhalten werden.
[0059] Nachdieser Ausführungsform1 ist die Wellenlängenselektionseinheit 41 zwischendem Planspiegel 100 und der Bildherstellungslinse 42,wie in 1 gezeigt, angeordnet.Als Alternative kann die Wellenlängenselektionseinheit 41 zwischender Bildherstellungslinse 42 und dem Bildsensor 43 aufder Fingerabdruckkontaktfläche 2a desHalteelements 2 fürdas zu erfassende Objekt oder zwischen dem Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt und dem Planspiegel 100 angeordnet sein.Alternativ kann entweder die Bildherstellungslinse oder das Halteelementfür daszu erfassende Objekt so aufgebaut sein, dass sie/es eine Wellenlängenselektionsfunktionhat. Ist eine Abdeckung vorgesehen, um anderes Licht von außen alsdas durch die Fingerspitze 1 hindurchgehende Licht daranzu hindern, auf die Bildaufnahmeeinheit 4 einzufallen,muss keine Wellenlängenselektionsvorrichtung 41 vorgesehenwerden.
[0060] Nachdieser Ausführungsform1 wird der Planspiegel 100, wie in 1 gezeigt, als Reflexionseinrichtungverwendet. Die Reflexionseinrichtung ist nicht auf den Planspiegel 100 beschränkt, undes kann beispielsweise ein Spiegel mit gekrümmter Fläche verwendet werden. In dieserVariante kann die Verzeichnung und Aberration des Fingerabdruckbildsreduziert werden.
[0061] Dievorstehend erwähnteErklärungerfolgte im Hinblick auf eine Identitätsprüfungsvorrichtung und ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrenzur Aufbereitung eines Fingerabdruckbilds, das durch die Bildaufnahmeeinheit 4 erhaltenwurde, indem sie die Signalverarbeitungseinheit 5 verwendetund eine Einzelperson identifiziert. Es erübrigt sich, zu erwähnen, dassdie Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach Ausführungsform1 auch einfach nur dazu eingesetzt werden kann, ein Fingerabdruckbildzu erhalten, ohne dabei eine Identitätsprüfung durchzuführen.
[0062] 6 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform2 der vorliegenden Erfindung und zeigt, konkreter ausgedrückt, eineSeitenansicht des Aufbaus der gesamten Identitätsprüfungsvorrichtung. Nach derzuvor erwähntenAusführungsform1 sind, wie in 6 gezeigt,das Halteelement 2 fürdas zu erfassende Objekt und der Planspiegel 100 als Reflexionseinrichtungseparat angeordnet. Hingegen wird nach Ausführungsform 2 ein transparentesWinkelprisma 200 anstelle des Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt und des Planspiegels 100 verwendet. DasWinkelprisma 200 weist eine Fingerabdruckkontaktfläche 200a auf,die genauso wirkt wie die Fingerabdruckkontaktfläche 2a des in 1 gezeigten Halteelements 2 für das zuerfassende Objekt, und eine Reflexionsfläche 201, die genausowirkt wie der Planspiegel 100 von 1. Das Winkelprisma 200 nachdieser Ausführungsformbesitzt eine auf der Fingerabdruckkontaktfläche 200a ausgebildeteEntspiegelungsschicht 22. Der restliche Aufbau der Identitätsprüfungsvorrichtungist derselbe wie derjenige der Identitätsprüfungsvorrichtung nach Ausführungsform1. Diese Ausführungsformbietet denselben Vorteil wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1.
[0063] Anstattdes Winkelprismas 200 kann auch ein anders geformtes Prismaverwendet werden. Beispielsweise kann ein Prisma mit einer gekrümmten Reflexionsfläche 201 verwendetwerden, wodurch die Verzeichnung und Aberration des Fingerabdruckbildsreduziert wird.
[0064] 7 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform2 der vorliegenden Erfindung und zeigt, konkreter ausgedrückt, eineSeitenansicht des Aufbaus der gesamten Identitätsprüfungsvorrichtung. Nach denvorstehend erwähntenAusführungsformen1 und 2 wird das Licht, das durch das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt hindurchgeht, abgelenkt, indem der Planspiegel 100 oderdas Winkelprisma 200 verwendet wird. Hingegen fällt nachdieser Ausführungsformdas Licht, das durch das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt hindurchgeht, direkt auf eine Bildaufnahmeeinheit 4 ein,ohne abgelenkt zu werden. Diese Ausführungsform bietet denselbenVorteil wie die zuvor erwähnteAusführungsform1 oder 2.
[0065] Nachjeder der zuvor erwähntenAusführungsformenweist die Identitätsprüfungsvorrichtungdas transparente Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt(oder das Winkelprisma 200) auf, welches das zu erfassendeObjekt (die Fingerspitze) 1 haltern kann, wobei der Fingerabdruck 11 mitdem Halteelement 2 fürdas zu erfassende Objekt in Kontakt ist, um, wie zuvor erwähnt, denBrennpunkt der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebeneim innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 übereinstimmenzu lassen. Das zu erfassende Objekt 1 muss nicht unbedingtso gehalten werden, dass es mit dem Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt in Kontakt ist.
[0066] AlsNächsteserfolgt eine Beschreibung zu Ausführungsformen, bei denen eineVerteilung der Stärken vonLichtstrahlen, die durch das innenliegende Gewebe des zu erfassendenObjekts in einer Ebene hindurchgehen, welche sich in nur einem vorbestimmtenAbstand von der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 befindet,ohne das zu erfassende Objekt 1 zu halten, wobei der Fingerabdruck 11 inKontakt mit dem Halteelement fürdas zu erfassende Objekt ist.
[0067] Die 8 und 9 sind Blockschemata zur Erläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform4 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 8 eine Seitenansicht, die den Aufbaueines Teils der Identitätsprüfungsvorrichtungzeigt, welcher sich nahe an der zu erfassenden Fingerspitze befindet,und 9 zeigt eine Draufsichtvon oben, die den Teil der Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt, welchersich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassendenFingerspitze befindet. Der restliche Aufbau der Identitätsprüfungsvorrichtungist der selbe wie derjenige der zuvor erwähnten Ausführungsform 1 bzw. 3. Nachstehendwird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und dieser Ausführungsform4 beschrieben.
[0068] Nachdieser Ausführungsformkann ein Teil des zu erfassenden Objekts (d.h. der Fingerspitze) 1,der einen Bildaufnahmebereich 500 ausschließt, d.h.der sich außerhalbdes Bildaufnahmebereichs 500 befindet, von einem mit einer Öffnung versehenenHalteelement 800 fürdas zu erfassende Objekt gehaltert werden. Das heißt, dasHalteelement 800 fürdas zu erfassende Objekt haltert das zu erfassende Objekt (d.h.die Fingerspitze) 1, wobei eine fingerabdruckseitige Fläche im Bildaufnahmebereich 500 (d.h.eine fingerabdruckseitige Fläche,die gemessen werden soll) nicht in Kontakt mit dem Halteelement 800 für das zuerfassende Objekt ist. Das mit einer Öffnung versehene Halteelement 800 für das zuerfassende Objekt ist so angeordnet, dass die Brennebene (durcheine Linie B-B in 8 gezeigt) einer Bildherstellungslinse 42 miteiner Beobachtungsebene (d.h. einer Ebene, die sich in nur einemvorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet)der Fingerspitze 1 übereinstimmt,währenddie Fingerspitze 1, ohne mit dem Bildaufnahmebereich 500 derFingerspitze 1 in Kontakt zu sein, gehaltert wird. Alsdas mit einer Öffnungversehene Halteelement 800 für das zu erfassende Objektkann beispielsweise, wie in den 8 und 9 gezeigt, eine Platte mit einergrößeren Öffnung alsder Bildaufnahmebereich 500 oder zumindest ein Paar vonStäben,die außerhalb desBildaufnahmebereichs 500 so angeordnet sind, dass sie einanderentgegengesetzt sind, verwendet werden, wobei der Bildaufnahmebereich 500 zwischendem Stäbepaarsandwichartig eingeschlossen ist.
[0069] Somitkann nach diesem Aufbau der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) derBildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegendenGewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniertwerden, welche sich in nur dem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigenFlächebefindet, wobei der Fingerabdruck im Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1 nichtin Kontakt mir dem mit einer Öffnungversehenen Halteelement 800 für das zu erfassende Objektist. Somit kann nach dieser Ausführungsform,da die Lichtstärkenverteilung,die durch den Lichttransmissionsgrad des innenliegenden Gewebes hervorgerufenwird, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- undVertiefungsmuster des zu erfassenden Fingerabdruckabschnitts entspricht,die Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren ein Fingerabdruckbildin guter Qualitäterhalten, das nicht vom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrundvon Schweiß, Öl oder Wasser,dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, derAbnutzung der Hautoberfläche,etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrensnach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsleistungverbessern.
[0070] Wiezuvor in Ausführungsform1 erläutert,muss auch in dieser Ausführungsformjede Ebene, die sich im Abstand vom Fingerabdruck zum innenliegendenGewebe befindet, einfach in den Bereich der Tiefenschärfe derBildherstellungslinse 42 fallen. Die Bildherstellungslinse 42 kanndie Krümmungdes Fingers erfassen, solange sie eine große Tiefenschärfe hat.Wie im Falle der zuvor erwähntenAusführungsform1 hat die Tiefenschärfekeinen sonderlichen Einfluss auf die Deutlichkeit des Fingerabdruckbilds.Obwohl diese Konfiguration in den folgenden Ausführungsformen nicht erwähnt wird,hat auch eine Identitätsprüfungsvorrichtungnach jeder der folgenden Ausführungsformendiese Konfiguration.
[0071] DaLicht aus dem nahen Infrarotbereich im Hinblick auf das Blut immenschlichen Körpereinen niedrigen Transmissionsgrad hat, legt sich ein Muster vonBlutgefäßen innerhalbder Fingerspitze 1 überdas Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdruckbilds, dasvon der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegeben wird. Das Musterder Blutgefäße kannaus dem von der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegebenen Fingerabdruckbildwie folgt entfernt werden. Zunächstwird das von der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegebene Fingerabdruckbildals Originalbild verwendet und dann eine glättende Verarbeitung am Originalbildvorgenommen, um ein geglättetesBild herzustellen. Da das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucksnicht so tief ist wie das Blutgefäßmuster, wird das Erhebungs-und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks aus dem geglätteten Bildentfernt, und das Blutgefäßmusterverbleibt im geglättetenBild. Wird dann ein Differenzverfahren am Originalbild und dem geglätteten Bildvorgenommen, kann das Fingerabdruckbild erhalten werden, in demnur das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks zurückbleibt,und es werden Merkmalsdaten über dasMerkmal des Fingerabdrucks aus dem Fingerabdruckbild extrahiert.Dieselbe Verarbeitung findet durch eine Identitätsprüfungsvorrichtung nach jederder folgenden Ausführungsformenstatt.
[0072] Nachjeder der zuvor erwähntenAusführungsformen1 bis 3 kann, da das Blut in den Blutgefäßen, die sich nahe am Fingerabdruck 11 derFingerspitze 1 befinden, zu anderen Teilen fließen kann,die vom Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 entferntsind, wenn die Fingerspitze 1 auf das Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt gedrücktwird, die zuvor erwähntenegative Auswirkung der Absorption durch das Blut verhindert werden.
[0073] Die 10 bis 12 sind Blockschemata zur Erläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform5 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 10 eine Vorderansicht des Aufbaus derganzen Identitätsprüfungsvorrichtung, 11 zeigt eine Seitenansicht,die den Aufbau eines Teils der Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt, dersich nahe an einer Fingerspitze befindet, und 12 zeigt eine Draufsicht von oben, dieden Teil der Identitätsprüfungsvorrichtungzeigt, welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an derzu erfassenden Fingerspitze befindet. Wie in 10 gezeigt, ist die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsform5 so aufgebaut, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einer Beobachtungsebeneinnerhalb des zu erfassenden Objekts nicht ablenkt. Als Alternativekann die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformso aufgebaut sein, dass sie unter Verwendung eines Planspiegels 100,wie demjenigen der zuvor erwähntenAusführungsform1, Licht aus der Beobachtungsebene ablenkt. Nachstehend wird einUnterschied zwischen Ausführungsform1 und dieser Ausführungsform5 erläutert.
[0074] Nachdieser Ausführungsformwird die Brennebene (die durch eine Linie B-B in den 10 und 11 gezeigt ist) einer Bildherstellungslinse 42 unterVerwendung eines Schalters 600 in Übereinstimmung mit der Beobachtungsebeneim zu erfassenden Objekt (d.h. der Fingerspitze) 1 gebracht.Der Schalter 600 ist außerhalb und in unmittelbarerNähe einesBildaufnahmebereichs 500 so angeordnet, dass die Brennebeneder Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebenein der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung gebracht wird, wennder Finger mit dem Schalter 600 in Berührung kommt. Lichtstrahlen 501 bestehenaus einem Hauptlichtstrahl, der durch den Bildaufnahmebereich 500 inder Brennebene der Bildherstellungslinse 42 hindurchgeht, undwerden durch das Bildaufnahmesystem 4 eingeschränkt.
[0075] AlsNächsteswird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtungnach Ausführungsform5 der vorliegenden Erfindung erläutert.Wird ein Teil der Fingerspitze 1 angrenzend an den Bildaufnahmebereich 500 mit demSchalter 600 in Kontakt gebracht, wird die Brennebene derBildherstellungslinse 42 in Übereinstimmung mit der Beobachtungsebeneder Fingerspitze 1 gebracht. Dabei schickt der Schalter 600 einSignal an eine Signalverarbeitungseinheit 5. Im Ansprechenauf das Signal vom Schalter 600, führt die Signalverarbeitungseinheit 5 eineIdentitätsprüfung durch,indem sie das Fingerabdruckbild aus der Bildausgabeschaltung 44,wie derjenigen der zuvor erwähntenAusführungsform1, verwendet.
[0076] Somiterfasst nach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsvorrichtungunter Verwendung des Schalters 600 die Position des Fingerabdrucks,ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 (d.h. einemFingerabdruck im Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1)in Kontakt zu sein. Anders ausgedrückt erfasst die Identitätsprüfungsvorrichtungdie Position der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1,das sich in nur einem vorbestimmten Abstand vom Brennpunkt (d.h.der Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hinbefindet, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 inKontakt zu sein. Deshalb kann der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) derBildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegendenGewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene)positioniert werden, welche sich in nur dem vorbestimmten Abstandvom Fingerabdruck mit dem Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts 1 (d.h.einem Fingerabdruck im Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1)befindet, das nicht mit dem Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt in Kontakt ist.
[0077] Wiezuvor erwähnt,erfasst nach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsvorrichtung,anstatt eine Verteilung der Stärkenvon Lichtstrahlen zu erfassen, die durch das Innere des zu erfassendenObjekts 1 und den Fingerabdruck hindurchgehen, eine Verteilungder Stärkenvon Lichtstrahlen, die, bevor sie durch den Fingerabdruck hindurchgehen,durch einen Teil eines innenliegenden Gewebes hindurchgehen, daseine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks entspricht. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser Ausführungsformein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrundvon Schweiß, Öl oder Wasser,dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, derAbnutzung der Hautoberfläche,etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrensnach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsleistungverbessern.
[0078] Wiezuvor erwähnt,wird nach jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen das zu erfassende Objekt(d.h. die Fingerspitze) 1 mit dem Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt (oder dem Winkelprisma 200), dem miteiner Öffnungversehenen Halteelement 800 für das zu erfassende Objektbzw. dem Schalter 600 in Kontakt gebracht, um die Brennebeneder Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebeneim innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 in Übereinstimmungzu bringen.
[0079] AlsNächsteserfolgt eine Beschreibung zu Ausführungsformen, bei denen eineVerteilung der Stärken vonLichtstrahlen gemessen wird, die durch innenliegendes Gewebe deszu erfassenden Objekts 1 hindurchgehen, das sich in einerEbene befindet, die sich in nur einem vorbestimmten Abstand vonder fingerabdruckseitigen Flächedes zu erfassenden Objekts 1 befinden, wobei das zu erfassendeObjekt 1 mit nichts in Kontakt ist.
[0080] Die 13 und 14 sind Blockschemata zur Erläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform6 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 13 eine Vorderansicht des Aufbaus derganzen Identitätsprüfungsvorrichtung,und 14 zeigt eine Draufsichtvon oben eines Teils der wie in 13 gezeigtenIdentitätsprüfungsvorrichtung,welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassendenFingerspitze befindet. Wie in 13 gezeigtist, ist die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsform6 so aufgebaut, dass sie nicht wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einerBeobachtungsebene innerhalb des zu erfassenden Objekts ablenkt.Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformso aufgebaut sein, dass sie unter Verwendung eines Planspiegels 100,wie demjenigen der zuvor erwähntenAusführungsform1, Licht aus der Beobachtungsebene ablenkt. Nachstehend wird einUnterschied zwischen Ausführungsform1 und dieser Ausführungsform6 erläutert.
[0081] Indieser Ausführungsformsind eine zweite Lichtquelle 30, die aus einer PD (d.h.Photodiode) oder dergleichen besteht, und eine Lichtaufnahmeeinheit 301,die aus einer LED (d.h. einer Leuchtdiode) oder dergleichen besteht,anstatt des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt(oder des Winkelprismas 200), des mit einer Öffnung versehenenHalteelements 800 fürdas zu erfassende Objekt bzw. anstatt des Schalters 600, welchein den zuvor erwähntenAusführungsformen1 bis 5 erläutertsind, angeordnet.
[0082] DieLichtaufnahmeeinheit 301 und die zweite Lichtquelle 30 sindso angeordnet, dass ein durch sowohl die zweite Lichtquelle 30 alsauch die Lichtaufnahmeeinheit 301 gebildeter Lichtweg parallelzur (durch eine Linie B-B in 13 gezeigte)Brennebene einer Bildherstellungslinse 42 ist und sichin einer Ebene befindet, die sich nur in einem Abstand von 0,1 mmbis 1,0 mm von der Brennebene der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hinbefindet, und darüberhinaus Lichtstrahlen 501 schneidet, die durch einen Bildaufnahmebereich 500 hindurchgehen.Das heißt,wenn der Fingerabdruck der Fingerspitze 1 in Kontakt mitdem Lichtweg 502 gebracht wird, wird die Brennebene derBildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene im zuerfassenden Objekt (d.h. der Fingerspitze) 1 in Übereinstimmunggebracht. Eine Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 istzwischen der Lichtaufnahmeeinheit 301 und der Signalverarbeitungseinheit 5 zwischengeschaltet.
[0083] AlsNächsteswird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtungnach Ausführungsform6 der vorliegenden Erfindung erklärt. Wird das zu erfassendeObjekt (d.h. die Fingerspitze) 1 wie in den 13 und 14 gezeigt untergebracht, nimmt, wennder Fingerabdruck der Fingerspitze 1 mit dem Lichtweg 502 inBerührung gebrachtwird, die von der Lichtaufnahmeeinheit 301 erfasste Lichtmengeab. Das bedeutet, dass die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 in Übereinstimmungmit der Beobachtungsebene im zu erfassenden Gegenstand (d.h. derFingerspitze) 1 gebracht wird. Die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 hateinen vorbestimmten oberen und unteren Schwellenwert und bestimmt,ob ein Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einenPegel hat, der in einen Bereich zwischen dem unteren und dem oberenSchwellenwert fällt,um zu bestimmen, ob die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mitder Beobachtungsebene im zu erfassenden Objekt in Übereinstimmungist oder nicht.
[0084] Konkretausgedrückt,schaltet die Identitätsprüfungsvorrichtungzuerst die zweite Lichtquelle 30 ein, und wenn das zu erfassendeObjekt (d.h. die Fingerspitze) 1, das (die) sich in einemZustand befindet, indem sein (ihr) Fingerabdruck den Lichtweg 501 nichtunterbricht, in einer Abwärtsrichtungvon der Lichtquelle 3 weg und zum Lichtweg 502 hinbewegt wird, bestimmt die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 invorbestimmten Intervallen, währenddie Fingerspitze zum Lichtweg 502 hin bewegt wird, ob dasAusgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einen Pegelhat, der in den Bereich zwischen dem unteren und dem oberen Schwellenwertfällt.Wenn der Fingerabdruck der Fingerspitze 1 mit dem Lichtweg 502 inKontakt gebracht wird und die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 bestimmt,ob das Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einenPegel hat, der in den Bereich zwischen dem unteren Schwellenwertund dem oberen Schwellenwert fällt, schicktdie Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 ein Signal an dieSignalverarbeitungseinheit 5. Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt eineIdentitätsprüfung durch,indem sie ein Fingerabdruckbild aus einer Bildausgabeschaltung 44,wie derjenigen der zuvor erwähntenAusführungsform1, verwendet.
[0085] Somiterfasst nach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsvorrichtungdie Position der fingerabdruckseitigen Fläche, indem sie Licht aus derzweiten Lichtquelle 30 unter Verwendung der Lichtaufnahmeeinheit 301 aufnimmt,und indem sie bestimmt, ob das Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einenPegel hat, der in den Bereich zwischen dem unteren und oberen Schwellenwertfällt,indem sie die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 verwendet,ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 inKontakt zu sein. Anders ausgedrückterfasst die Identitätsprüfungsvorrichtungdie Position der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1,das sich in nur einem vorbestimmten Abstand vom Brennpunkt (d.h.der Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hinbefindet, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 inKontakt zu sein. Deshalb kann der Brennpunkt (d.h. die Brennebene)der Bildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegendenGewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene 1 (d.h.der Beobachtungsebene) positioniert werden, welche sich in nur einem vorbestimmtenAbstand von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet, wobei das zuerfassende Objekt 1 mit nichts in Berührung ist.
[0086] Wiezuvor erwähnt,erfasst nach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsvorrichtung,anstatt eine Verteilung der Stärkenvon Lichtstrahlen zu erfassen, die durch das Innere des zu erfassendenObjekts und den Fingerabdruck hindurchgehen, eine Verteilung derStärkenvon Lichtstrahlen, die, bevor sie durch den Fingerabdruck hindurchgehen,durch einen Teil eines innenliegenden Gewebes hindurchgehen, daseine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks entspricht. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser Ausführungsformein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrundvon Schweiß, Öl oder Wasser,dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, derAbnutzung der Hautoberfläche,etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrensnach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsleistungverbessern. Da die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformdie Position des Fingerabdrucks erfassen kann, ohne mit der fingerabdruckseitigenFlächedes zu erfassenden Objekt 1 in Kontakt zu sein, ist sie denjenigender zuvor erwähntenAusführungsformen1 bis 5 vom Standpunkt der Hygiene her überlegen.
[0087] Die 15 und 16 sind Blockschemata zur Erläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform7 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 15 eine Vorderansicht des Aufbaus derganzen Identitätsprüfungsvorrichtung,und 16 zeigt eine Draufsichtvon oben eines Teils der wie in 15 gezeigtenIdentitätsprüfungsvorrichtung,welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassendenFingerspitze befindet. Wie in 15 gezeigtist, ist die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsform7 so aufgebaut, dass sie nicht wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einerBeobachtungsebene innerhalb des zu erfassenden Objekts ablenkt.Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformso aufgebaut sein, dass sie unter Verwendung eines Planspiegels 100,wie demjenigen der zuvor erwähntenAusführungsform1, Licht aus der Beobachtungsebene ablenkt. Nachstehend wird einUnterschied zwischen Ausführungsform1 und dieser Ausführungsform7 erläutert.
[0088] Nachdieser Ausführungsformlegt die Identitätsprüfungsvorrichtungeinen Lichtstrahl aus einer dritten Lichtquelle 300 aufeine Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 an, fängt unterVerwendung eines Bildsensors 43 Licht ein, das von derFingerspitze 1 reflektiert wurde, und misst einen Abstandzwischen dem Fingerabdruck der Fingerspitze 1 und einerBildherstellungslinse 42. Die dritte Lichtquelle 300 bestehtaus einem lichtabgebenden Element wie einer Leuchtdiode oder einemHalbleiterlaser, und einer Linse, und gibt einen Lichtstrahl inForm eines Lichtbündelsab. Die dritte Lichtquelle 300 ist so angeordnet, dassdaraus ausgehendes, abgegebenes Licht 410 einen Bereichin einer (durch eine Linie C-C in 15 gezeigte)Ebene erreicht, die parallel zu der (durch eine Linie B-B in 15 gezeigte) Brennebeneder Bildherstellungslinse 42 ist, und die sich in nur einemAbstand von 0,1 mm bis 1,0 mm von der Brennebene der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hinbefindet, wobei Lichtstrahlen 501 durch die Fingerspitzeund weiter durch den vorstehend erwähnten Bereich hindurchgehen.
[0089] DieSignalverarbeitungseinheit 5 ist mit einer Abstandsmessungsschaltung 401,um ein Ausgangssignal aus der Bildausgabeschaltung 44 zuempfangen und einen Abstand zwischen der fingerabdruckseitigen Fläche desFingerspitze 1 und dem Bildsensor 43 zu messen,und einer Bildeinfangbestimmungsschaltung 402 versehen,um ein Ausgangssignal aus der Abstandsmessungsschaltung 401 zuempfangen und um zu bestimmen, ob das Ausgangssignal, das den gemessenenAbstand anzeigt, einen Pegel hat, der in den Bereich zwischen einemunteren und oberen Schwellenwert fällt, wobei der untere und derobere Schwellenwert vorab festgelegt werden.
[0090] AlsNächsteswird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtungnach Ausführungsform7 der vorliegenden Erfindung erklärt. Die dritte Lichtquelle 300 legteinen Lichtstrahl an die Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 an.Währenddie Fingerspitze 1 fast entlang der optischen Achse derBildherstellungslinse zum Bildsensor 43 hin oder davonweg bewegt wird, nimmt der Bildsensor 43 ein Bild vom Fingerabdruckauf, indem er in vorbestimmten Intervallen Licht einfängt, dasvon der Fingerspitze 1 reflektiert wird. Das aufgenommene Bildwird überdie Bildausgabeschaltung 44 an die Signalverarbeitungseinheit 5 abgegeben.Die Signalverarbeitungseinheit 5 bestimmt eine Stelle aufdem Bildsensor 43, auf der das reflektierte Licht einfällt, indemsie eine Bildverarbeitung durchführt,und die Abstandsmessungsschaltung 401 bestimmt den Abstandzwischen der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze 1 unddem Bildsensor 43, indem sie eine Triangulationstechnikeinsetzt, und gibt ihn an die Bildeinfangbestimmungsschaltung 402 aus.Die Bildeinfangschaltung 402 gibt ein Signal an die Signalverarbeitungsschaltung 5 ab,wenn der von der Abstandsmessungsschaltung 401 bestimmteAbstand um nur 0,1 mm bis 1,0 mm größer ist als der Abstand zwischender Brennebene der Bildherstellungslinse 42 und dem Bildsensor 43 (d.h.wenn die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit derBeobachtungsebene 1 innerhalb der Fingerspitze 1 übereinstimmt).Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt eine Identitätsprüfung durch,indem sie das Fingerabdruckbild aus der Bildausgabeschaltung 44,wie derjenigen der zuvor erwähntenAusführungsform1, verwendet.
[0091] Aufdiese Weise legt die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformausgehendes Licht 410 aus der dritten Lichtquelle 300 andie Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 an, erfasst Licht,das von der Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 reflektiertwird, indem sie den Bildsensor 43 verwendet, und bestimmtden Abstand zwischen der fingerabdruckseitigen Fläche derFingerspitze 1 und dem Bildsensor 43 von einerStelle auf dem Bildsensor aus, auf der das reflektierte Licht einfällt, indemsie eine Triangulationstechnik einsetzt, um die Position der fingerabdruckseitigenFlächedes zu erfassenden Objekts 1 zu erfassen ohne mit der fingerabdruckseitigenFlächedes zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Deshalbkann der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 genauund einfach am innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 inder Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, welchesich in nur einem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigenFlächeder Fingerspitze befindet, wobei der Fingerabdruck des zu erfassendenObjekts 1 nicht mit dem Halteelement 2 für das zuerfassende Objekt in Berührungist.
[0092] Wiezuvor erwähnt,erfasst nach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsvorrichtung,anstatt eine Verteilung der Stärkenvon Lichtstrahlen zu erfassen, die durch das Innere des zu erfassendenObjekts und den Fingerabdruck hindurchgehen, eine Verteilung derStärkenvon Lichtstrahlen, die, bevor sie durch den Fingerabdruck hindurchgehen,durch einen Teil eines innenliegenden Gewebes hindurchgehen, daseine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmusterdes Fingerabdrucks entspricht. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtungund das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser Ausführungsformein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustanddes Fingerabdrucks beeinträchtigtist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrundvon Schweiß, Öl oder Wasser,dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, derAbnutzung der Hautoberfläche,etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrensnach dieser Ausführungsformdie Identitätsprüfungsleistungverbessern. Da die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformdie Position des Fingerabdrucks erfassen kann, ohne mit der fingerabdruckseitigenFlächedes zu erfassenden Objekt 1 in Kontakt zu sein, ist sie denjenigender zuvor erwähntenAusführungsformen1 bis 5 vom Standpunkt der Hygiene her überlegen.
[0093] 17 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform8 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 17 eine Vorderansicht des Aufbaus dergesamten Identitätsprüfungsvorrichtung.Wie in 17 gezeigt ist,ist die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsform8 so aufgebaut, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einerBeobachtungsebene in einem zu erfassenden Objekt nicht ablenkt.Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformso aufgebaut sein, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1, Licht aus einerBeobachtungsebene unter Verwendung eines Planspiegels 100 ablenkt.Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 7 und dieser Ausführungsform8 erklärt.
[0094] Während nachder zuvor erwähntenAusführungsform7 die Fingerspitze 1, welche das zu erfassende Objekt ist,bewegt werden muss, um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mitder Beobachtungsebene im inneren Gewebe der Fingerspitze 1 in Übereinstimmungzu bringen, kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nachdieser Ausführungsform8 die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 dadurch mitder Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmungbringen, dass ein aktives Autofokussierungsverfahren eingesetztwird, um Licht an den Finger anzulegen, um die Position der fingerabdruckseitigenFlächedes Fingerspitze zu erfassen und die Bildherstellungslinse 42 unterVerwendung einer Linsenantriebseinrichtung 700 anzusteuern,um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 in Übereinstimmungmit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 zu bringen.
[0095] Aufdiese Weise erfasst die so aufgebaute Identitätsprüfungseinrichtung, wie die zuvorerwähnteAusführungsform7 die Position der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze, ohnemit der fingerabdruckseitigen Flächedes zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Es wirdderselbe Vorteil geboten, wie ihn Ausführungsform 7 bereitstellt.
[0096] 18 ist ein Blockschema zurErläuterungeiner Identitätsprüfungsvorrichtungund eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform9 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 18 eine Vorderansicht des Aufbaus dergesamten Identitätsprüfungsvorrichtung.Wie in 18 gezeigt ist,ist die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsform9 so aufgebaut, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einerBeobachtungsebene in einem zu erfassenden Objekt nicht ablenkt.Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtungnach dieser Ausführungsformso aufgebaut sein, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1, Licht aus einerBeobachtungsebene unter Verwendung eines Planspiegels 100 ablenkt.Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 8 und dieser Ausführungsform9 erklärt.
[0097] Nachder zuvor erwähntenAusführungsform8 wird die Bildherstellungslinse 42 unter Verwendung einesaktiven Autofokussierungsverfahrens mit der Beobachtungsebene inder Fingerspitze 1 in Übereinstimmunggebracht. Hingegen wird nach dieser Ausführungsform die Brennebene derBildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene in derFingerspitze 1 in Übereinstimmunggebracht, indem ein passives Autofokussierungsverfahren verwendetwird, um den Kontrast des vom Bildsensor 43 aufgenommenenFingerabdruckbilds zu analysieren und die Bildherstellungslinse 42 unterVerwendung einer Linsenantriebseinrichtung 700 anzusteuern,um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit derBeobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmungzu bringen.
[0098] Aufdiese Weise erfasst die so aufgebaute Identitätsprüfungseinrichtung, wie die zuvorerwähnten Ausführungsformen7 und 8 die Position der fingerabdruckseitigen Fläche derFingerspitze, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche deszu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Es wird derselbeVorteil geboten, wie ihn die Ausführungsformen 7 und 8 bereitstellen.In jeder der zuvor erwähntenAusführungsformenwird die Bildherstellungslinse 42, wie zuvor erläutert, alsBildherstellungseinrichtung verwendet. Anstelle der Bildherstellungslinsekann auch ein Spiegel mit gekrümmterOberfläche,ein Sichtloch oder dergleichen mit einer Bildherstellungsfunktionverwendet werden.
[0099] Eskönnenviele stark unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegendenErfindung aufgebaut werden, ohne dass dabei vom Sinngehalt und Umfangder vorliegenden Erfindung abgewichen würde. Es sollte klar sein, dassdie vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformenbeschränktist, die in der Beschreibung beschrieben sind, mit Ausnahme derer,die in den beigefügtenAnsprüchendefiniert sind.BEZUGSZEICHENLISTE

权利要求:
Claims (10)
[1] Identitätsprüfungsvorrichtung,die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst: eintransparentes Halteelement (2) für ein zu erfassendes Objektzum Halten eines zu erfassenden Objekts, das einen Fingerabdruckaufweist, wobei der Fingerabdruck damit in Kontakt ist; eineLichtquelle (3), um Licht anzulegen, das durch das zu erfassendeObjekt zu dem Objekt hindurchgehen kann, das von dem transparentenHalteelement fürdas zu erfassende Objekt gehalten ist, wobei der Fingerabdruck mitdem transparenten Halteelement fürdas zu erfassende Objekt in Kontakt ist; eine Bildaufnahmeeinrichtung(4), um sowohl Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdruckshindurchgeht, als auch Licht, das durch die Vertiefungen des Fingerabdruckshindurchgeht, aufzufangen, und um ein Fingerabdruckbild zu erzeugen,das dunkle Abschnitte, die den Erhebungen entsprechen, und helleAbschnitte umfasst, die den Vertiefungen entsprechen; und eineSignalverarbeitungseinheit (5), um eine Identität basierendauf dem Fingerabdruckbild zu überprüfen, das vonder Bildaufnahmeeinrichtung ausgegeben wurde.
[2] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die BildaufnahmeeinrichtungLicht erfasst, das auf eine Fingerabdruckkontaktfläche (2a)des Halteelements fürdas zu erfassende Objekt einfällt,wobei die Fingerabdruckkontaktflächemit dem Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts mit einem Winkelin Kontakt ist, der kleiner oder gleich einem kritischen Gesamtreflexionswinkelist, der sowohl durch einen Brechungsindex eines Gases zwischenden Vertiefungen des Fingerabdrucks und dem Halteelement für das zuerfassende Objekt, als auch einem Brechungsindex des Halteelementsfür daszu erfassende Objekt bestimmt wird.
[3] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtungeine Stärkenverteilungvon Licht aufnimmt, das durch mindestens einen Teil eines innerenGewebes des zu erfassenden Objekts hindurchgeht, welches sich innur einem vorbestimmten Abstand von einer Fingerabdruckkontaktfläche desHalteelements fürdas zu erfassende Objekt zum zu erfassenden Objekt hin befindet,wobei die Fingerabdruckkontaktflächemit dem Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts in Kontakt ist.
[4] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtungmit einer Bildherstellungseinrichtung (42) ausgestattetist, deren Brennpunkt in einer Ebene liegt, die sich zwischen derFingerabdruckkontaktflächedes Halteelements fürdas zu erfassende Objekt und dem inneren Gewebe befindet.
[5] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abstand0,1 mm bis 1,0 mm beträgt.
[6] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Halteelementfür daszu erfassende Objekt eine Entspiegelungseinrichtung (22)umfasst.
[7] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das an das zu erfassendeObjekt angelegte Licht vorherrschende Wellenlängen in einem roten oder naheninfraroten Bereich hat, und die Bildaufnahmeeinrichtung eine Empfindlichkeitfür Lichtmit Wellenlängenim roten oder nahen infraroten Bereich hat.
[8] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das an das zu erfassendeObjekt angelegte Licht vorherrschende Wellenlängen von 630 nm bis 780 nmhat, und die Bildaufnahmeeinrichtung eine Empfindlichkeit für Lichtmit Wellenlängenvon 630 nm bis 780 nm hat.
[9] Identitätsprüfungsvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung darüber hinauseine Einrichtung (6 und 51) umfasst, um die Stärke desLichts, das an das zu erfassende Objekt angelegt wird, so einzustellen,dass das von der Bildaufnahmeeinrichtung ausgegebene Fingerabdruckbildeine Beleuchtungsstärkehat, die in einen vorbestimmten Bereich fällt.
[10] Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren, dadurch gekennzeichnet,dass es folgende Schritte umfasst: an das zu erfassende ObjektLicht anzulegen, das durch ein zu erfassendes Objekt hindurchgehenkann; und ein Fingerabdruckbild herzustellen, das dem Lichttransmissionsgradvon innerem Gewebe entspricht, das sich nahe an der fingerabdruckseitigenFlächedes zu erfassenden Objekts befindet.

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KR101255855B1|2013-04-17|개인 인증 장치 및 방법

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US8768015B2|2014-07-01|Determination device, fingerprint input device, determination method, and determination program

同族专利:

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公开号 | 公开日

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CN100376922C|2008-03-26|

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JP2004290664A|2004-10-21|

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CN1530690A|2004-09-22|

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JP4258393B2|2009-04-30|

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US7577279B2|2009-08-18|

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US20040179723A1|2004-09-16|

引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2004-10-21| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|

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2009-02-19| 8130| Withdrawal|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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