CN108694379A - 用于拍摄身体部位的印记的装置 - Google Patents

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Abstract

用于拍摄身体部位的印记的装置。本发明涉及用于通过工作于暗背景全反射来拍摄身体部位的印记的紧凑型装置。所述装置包括多个光学耦合部件，所述多个光学耦合部件包括：第一透明板(120)，其包括可以将承载要成像的所述印记的所述身体部位搁在上面的顶面(1200)；光源(121)；对于光的不透明筛屏(122)，其位于所述第一透明板(120)下面，所述不透明筛屏包括孔网；第二透明板(123)，其位于所述不透明筛屏(122)下面；以及能够生成印记图像的传感器(124)，其位于所述第二透明板(123)下面；每个透明板都具有大于空气的折射率的折射率，并且所述光源能够定位在所述屏的水平面处以直接照明所述顶面，或者定位在所述屏下面以通过所述孔照明所述顶面。

Description

用于拍摄身体部位的印记的装置
技术领域
本发明涉及用于拍摄身体部位的印记的装置。其适用于指纹识别领域。
背景技术
使用指纹(例如，一个手指、多个手指、手掌的印记类型)允许确保访问建筑物或机器。这种技术允许省掉存取密码或可能借出、被盗或伪造的卡片。使用这种技术允许加强安全性，因为两个人有两个相同指纹的概率几乎为零。
用于拍摄指纹的装置允许拍摄指纹的图像。在身份识别的情况下，该印记与包含在数据库中的一组参考指纹进行比较。在认证的情况下，这个印记与单个指纹相比较。该比较允许确定所拍摄指纹是属于还是不属于该数据库中所引用的人，或者该人是否确实是他或她自称的人。
图5示意性地描述了工作于全反射模式下并且可以在明场或暗场中操作的指纹拍摄装置。
图5中描述的装置50包括：棱镜500、两个光源501A和501B，以及光学系统502，举例来说，如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器以及一个或多个透镜。
光源501A生成光束，该光束穿过棱镜500的第一面500A直到棱镜500的、定位有承载指纹的身体部位(这里是手指D)的第二面500C。该印记由纹谷(valley)和纹峰(peak)组成。由光源501A生成的光束与面500C的法线形成入射角αA。该角αA大于临界角θc且小于极限角θl。
面500C隔开与棱镜500相对应的第一介质和与空气或手指D相对应的第二介质。临界角θc(相应地，极限角θl)被定义为这样的角，即，当第二介质是空气时(相应地，当第二介质是手指D时)，超过该角，在光束到达面500C时发生全反射。
在将手指D放置在面500C上时，如果在面500C上的被该光束照到的位置处，手指形成一纹谷(即，面500C与手指D之间存在空气)，那么由源501A生成的光束经历全反射。如果在面500C上的被该光束照到的位置处，手指形成一纹峰(即，手指皮肤与面500C直接接触)，那么不存在全反射。就是说全反射受到阻碍，并且光束在手指D中漫射。
在面500C上的反射之后，光束穿过第四面500D并到达光学系统502。然后光学系统502形成了在纹谷与纹峰之间具有强对比度的指纹图像。纹谷对应于被面500C全反射的光束，因此在图像中显得非常亮。纹峰对应于漫射的光束，部分在手指D中吸收并且从手指再度出现以到达光学系统502。因此纹峰在图像中显得较暗。
因此，光学系统502接收由面500C反射的和在手指D中漫射的两个光束。由源501A、棱镜500以及光学系统502形成的该装置是利用明场下全反射原理的装置。美国专利US3200701中可以找到类似的装置。
光源501B生成光束，该光束穿过棱镜500的第三面500B直到定位有手指D的第二面500C。由光源501B生成的光束与面500C的法线形成小于临界角θc的入射角αB(这里，入射角αB为零度)。由源501B生成的光束因此不被面500B全反射。
光学系统502接收由源501B生成的、在通过手指D漫射之后的光束。光学系统502被配置成，接收在手指D中漫射之后的光束，其形成相对于面500C的法线的、介于临界角θc与极限角θl之间的角。因此，光学系统502仅接收由在手指D中漫射而产生的光束，而不接收由在顶面500C上反射而产生的光束。这里，再次地，光学系统502形成了在纹谷与纹峰之间具有强对比度的指纹图像。纹峰对应于漫射的光束，部分在手指D中吸收并且在与面500B接触的纹峰的水平面处从手指再度出现以到达光学系统502。在手指D中漫射并且在纹谷水平面处从手指D再度出现的光束不能到达光学系统502，因为它们在相对于面500B的法线形成大于临界角θc的角的时候无法穿过空气层，然后在棱镜500中传播。因此，在印记图像中，纹峰比纹谷显得更亮。由源501B、棱镜500以及光学系统502形成的该装置是利用暗场下全反射原理的装置。法国专利FR2757974中可以找到类似的装置。
临界角θc由以下公式给出：
n1是棱镜的折射率，而n0是空气或手指的折射率。对于等于“1”的空气折射率和等于“1.5”的棱镜折射率来说，获得的临界角θc＝41.8度。在可见范围下，皮肤折射率介于“1.41”与“1.47”之间。通过考虑最小值“1.41”，因此获得“70”度的极限角θl。通过考虑最大值，获得“76”度的极限角
用于通过工作于明场下全反射来拍摄生物特征印记的装置具有已知的缺点，即，敏感于将手指搁在其上的面(这里是面500C)可以包括的缺陷：划痕、污物等。实际上，这些缺陷因产生少量吸收或漫射而局部改变面500C的反射特性(其然后不再是全反射)。
已知专利申请US20170017824中描述的用于拍摄指纹的装置，其与便携式设备产品兼容，因为其更紧凑。
图6示意性地描述了用于拍摄指纹的这种紧凑型装置。该装置6包括第一透明板60，该第一透明板60包括面600，承载指纹的身体部位(这里是手指D)可以搁在该面600上。在透明板60下面有由有机LED(有机发光二极管(OLED))薄层形成的光源61。下文中，在没有偏好的情况下，使用术语LED来指示发光二极管和有机发光二极管。在光源61的下面有采用或多或少的不透明板形式的准直层62，该板包括均匀分布在板上的通常为圆形的孔(针孔)。表示了贯穿LED薄层61和准直层62的两个孔65A和65B。准直层62之后是厚度小于玻璃板60的厚度的第二透明板63。在透明板63的下面有敏感于由光源61发射的光的传感器64，如CCD或CMOS传感器。在关于图6描述的装置中，孔的形式(即，高度、直径)至关重要。实际上，在该装置中，只有如下的光束(如光束66B)可以穿过准直层，即，该光束在面600上具有相对于面600的法线接近于“0度”的入射角。具有更大入射角的光束(如光束66A)必须被准直层62阻挡。实际上，在该装置中必要的是，面对每个孔形成的图像在传感器64上隔开，否则重叠区域将显得模糊。然而，通过防止具有大入射角的光束到达传感器64，采用全反射变得不可能，特别是在手指D中漫射之后的光束形成相对于面600的法线的、介于临界角θc与极限角θl之间的角，其可以防止获得在指纹的纹谷与纹峰之间具有强对比度的图像。
希望减轻现有技术中的这些缺点。特别期望提出一种用于拍摄指纹的、紧凑且通过全反射进行操作的装置。对于该装置来说，希望几乎或完全不敏感于将要成像的身体部位搁在其上的表面的任何缺陷。
发明内容
根据本发明第一方面，本发明涉及一种用于拍摄身体部位的印记的、包括多个光学耦合部件的装置，所述装置包括：
·第一透明板，该第一透明板包括可以将承载要成像的所述印记的所述身体部位搁在其上的顶面；
·光源；
·不透明筛屏(screen)，该不透明筛屏位于所述第一透明板下面；
·第二透明板，该第二透明板位于所述不透明筛屏下面；
·包括光敏感光器的传感器，所述光敏感光器位于所述第二透明板下面，该传感器提供允许生成所述印记的图像的信息；
所述透明板的所述面、所述不透明筛屏以及所述传感器平行。
所述光源生成朝着所述顶面至少穿过所述第一透明板的光束，所述光束具有与所述顶面的法线相对的、值小于临界角的入射角，该临界角取决于所述第一板透明板的折射率和空气的折射率，并且当超过该临界角时，光线在所述顶面上方存在空气的情况下被所述顶面全反射。所述不透明筛屏包括孔网，使得在孔处到达所述不透明筛屏的、朝着所述传感器引导的每个光线穿过所述不透明筛屏并且到达所述传感器。所述传感器(124)的每个光敏感光器被定位在所述传感器(124)的每个位置外，该光敏感光器可以被来自所述身体部位的光线照到，该光线具有与所述法线相对的、小于所述临界角的入射角，所述身体部位的与所述顶面接触的每个点通过所述传感器的至少一个感光器来成像。
因此，所述装置是一种用于通过操作于暗场下全反射来拍摄身体部位的印记的装置。该装置可以是紧凑的，并且其工作于暗场的事实允许降低所述顶面的任何缺陷的影响。
根据一个实施方式，所述透明板具有大于预定最小折射率的折射率，该预定最小折射率大于空气的折射率。
根据一个实施方式，被称作成像孔的至少一些所述孔用于成像所述身体部位，并且成像孔与作为其最近邻的一个或多个所述成像孔之间的、从中心至中心的距离大于在将所述身体部位放置在所述顶面上时通过孔看到的所述身体部位的图像的直径。
根据一个实施方式，所述光源由称作LED的至少一个发光二极管组成，并且在所述光源包括多个LED时，所述LED被配置成，使得生成光的每个LED或者作为该每个LED的最近邻的、生成光的一个或多个所述LED在所述身体部位上生成按如下的距离远离的、被所述LED直接照明的部分，即，该距离小于表示所述光透入所述身体部位的深度的特性的预定义距离。
根据一个实施方式，所述光源被并入所述第一板的底面，或者并入所述第二板的顶面并在所述不透明筛屏上方生成光束。
根据一个实施方式，所述光源被并入所述传感器的表面上或者并入所述传感器中，并且在所述不透明筛屏下面生成光束，该光束朝着所述顶面经由孔穿过所述不透明筛屏，并且所述光源的每个LED面向所述不透明筛屏的孔定位，至少一些所述孔与LED相关联。
根据一个实施方式，所述LED按多组LED分组，每组LED旨在独立于其它组LED接通，所述多组LED中的至少一组LED被接通以获得中间图像，所获取的每个中间图像被用于形成所述印记的所述图像。
根据一个实施方式，被用于形成图像的每个感光器位于接通的每个LED的预定义邻域外。
因而，通过隔开被用于形成中间图像的所述感光器与被接通的所述LED，避免了由接通的所述LED对这些感光器的干扰。
根据一个实施方式，所述不透明筛屏的所述孔形成矩形的孔矩阵，或者多个孔的六边形网格。
根据一个实施方式，所述不透明筛屏的所述孔形成矩形的孔矩阵，所述矩形的孔矩阵的每行两个孔中的一个孔和所述矩形的孔矩阵的每列两个孔中的一个孔与LED相关联，其中，所述不透明筛屏的所述孔形成交错的第一矩形的孔矩阵和第二矩形的孔矩阵，所述第一矩形的孔矩阵中的所述孔与LED相关联，而所述第二矩形的孔矩阵中的所述孔不与LED相关联，所述第一孔矩阵中的与LED相关联的每个孔相对于所述第二孔矩阵中的处于该每个孔最近邻域的四个孔的中心，按等距定位。
根据一个实施方式，与LED相关联的所述孔具有大于不与LED相关联的所述孔的直径。
根据一个实施方式，所述不透明筛屏的所述孔形成矩形的孔矩阵，每个孔都与LED相关联，所述装置适于，针对所述LED矩阵的每行两个中的一个LED和针对所述LED矩阵的每列两个中的一个LED被接通，以允许拍摄第一中间图像，并且仅针对所述第一中间图像未被接通的所述LED被接通，以拍摄第二中间图像，由所述第一中间图像和所述第二中间图像形成印记图像。
根据一个实施方式，每个发光二极管生成朝着具有相对于所述不透明筛屏的法线的最大入射角的所述孔引导的光束，该光束允许在所述不透明筛屏上反射之后避免使这些发光二极管照明光敏感光器。
根据一个实施方式，当所述身体部位的点被所述传感器的几个感光器成像时，来自已经成像所述点的每个传感器的信息项通过针对每个感光器考虑表示所述感光器与已经被成像的所述点之间的距离的信息项而相互重新平衡，该点在印记图像中的表述采用以下形式，在所述重新平衡之后进行计算：采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的平均值的形式，或者采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的加权平均值的形式，或者采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的中值的形式，或者采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的最小值的形式。
根据一个实施方式，所述传感器的、与可以被来自所述身体部位的光线照到的位置相对应的每个感光器被不透明金属层遮蔽，该光线具有与所述顶面的法线相对的、小于所述临界角的入射角。
因此，确信位于所述金属层之下的所述感光器不捕获任何光，从而，它们不干扰邻近感光器。
根据一个实施方式，将会聚透镜放置在所述不透明筛屏的所述孔中，所述会聚透镜具有至多等于所述透镜与所述传感器之间的距离的焦距。
根据一个实施方式，在所述孔的水平面处添加滤光器，以过滤具有不对应于由所述光源生成的波长的波长的光线。
根据一个实施方式，所述第一板具有比所述第二板的厚度大二倍到九倍的厚度。
根据一个实施方式，当所述光源被并入所述第一板的所述底面上时，每个发光二极管在第一层中包括第一透明电极，在紧接着位于所述第一层下面的第二层中包括形成LED的堆层，而在公用于所述光源的每个LED的第三层中包括形成第二电极的金属层，每个层都通过在所述第一板的所述底面上沉积和蚀刻来生成，所述不透明筛屏通过所述金属层实现并且包括孔。
根据一个实施方式，所述第三层还包括位于形成所述第二电极的所述金属层下面的不导电和吸收层。
根据一个实施方式，所述孔为圆形或者采用环形。
根据本发明第二方面，本发明涉及一种包括根据第一方面所述的装置的设备产品。
根据本发明第三方面，本发明涉及一种用于在使用根据第一方面所述的用于拍摄身体部位的印记的装置时检测欺骗的方法。所述方法包括以下步骤：
确定所述传感器是否被具有与所述顶面的法线相对的、大于可以根据极限角采取的最大值的入射角的光线照到，该极限角取决于所述第一板的折射率和所述身体部位的折射率，并且当光线在所述顶面与手指之间的接触点处照到所述顶面时，在超过该极限角的情况下，所述光线被所述顶面全反射，或者确定在所述传感器的至少一个预定区域中，所述传感器是否被具有与所述顶面的法线相对的、小于可以根据所述极限角采取的最小值的入射角的光线排外地照到，并且如果所述传感器被具有与所述顶面的法线相对的、大于所述最大值的入射角的光线照到，或者如果在所述传感器的至少一个预定区域中，所述传感器被具有与所述顶面的法线相对的、小于所述最小值的入射角的光线排外地照到，则检测到存在欺骗。
根据本发明第四方面，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序包括用于当所述程序通过装置的计算单元运行时，由所述装置实现根据第三方面所述方法的指令。
根据本发明第五方面，本发明涉及一种存储计算机程序的存储装置，该计算机程序包括用于当所述程序通过装置的计算单元运行时，由所述装置实现根据第三方面所述方法的指令。
附图说明
根据阅读一示例性实施方式的下列描述，上述本发明的特征、以及其它方面将更清楚地显见，所述描述结合附图给出，其中：
-图1示意性地例示了根据本发明的包括用于拍摄身体部位的印记的装置的设备产品；
-图2示意性地例示了根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的一装置的第一实施方式；
-图3示意性地例示了从适于拍摄身体部位的印记所用的装置的第一实施方式的光敏传感器的前部看到的子部件；
-图4A示意性地例示了根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的装置的第二实施方式；
-图4B示意性地例示了根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的装置的第二实施方式的操作；
-图4C示意性地例示了从适于根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的装置的第二实施方式的传感器的第一示例的前部看到的子部件；
-图4D示意性地例示了从适于根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的装置的第二实施方式的传感器的第二示例的前部看到的子部件；
-图4E示意性地例示了从适于根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的装置的第二实施方式的传感器的第三示例的前部看到的子部件；
-图5示意性地描述了现有技术的通过工作于全反射并且能够在明场模式或暗场模式下进行操作的拍摄指纹用装置；
-图6示意性地例示了现有技术的用于拍摄身体部位的印记的紧凑型装置；
-图7A和7B详细描述了用于拍摄身体部位的印记的装置的第一实施方式的一特定实现，其中光源被并入第一板的、可以将身体部位搁在其上的底面上；
-图8示意性地例示了利用根据本发明的装置的欺骗检测方法；以及
-图9示意性地例示了实施欺骗检测方法的处理模块的硬件架构的一示例。
具体实施方式
下面的描述更具体地详细说明了智能电话背景下的本发明的实施方式。本发明可以应用于可以包括用于拍摄身体部位的印记的装置的其它设备产品，如计算机、平板电脑等。此外，本发明在身体部位是手指的情况下进行描述。然而，其适用于其他身体部位，如几个手指、手掌等。
图1示意性地例示了根据本发明的包括用于拍摄身体部位的印记的装置的设备产品。
这里，设备产品1是包括显示屏10、处理模块11以及用于拍摄身体部位12的印记的装置的智能电话。下文中，将用于拍摄身体部位的印记的装置称作生物测定装置。下面结合图9进行描述的处理模块11可以实现设备产品1的几个功能，具体包括处理来自生物测定装置12的数据。生物测定装置12例如由设备产品1的所有者用于利用该设备产品1进行认证并因此能够使用它。
在一特定实现中，用于拍摄身体部位的印记的装置12被并入显示屏10中。
图2示意性地例示了根据本发明的生物测定装置12的第一实施方式。
该生物测定装置12包括多个光学耦合部件，所述多个光学耦合部件包括：
·厚度为E120的第一透明板120，该第一透明板包括可以将承载要成像的指纹的身体部位(这里是手指D)搁在其上的顶面1200；
·适于照明手指D的光源121，这里由LED组成。图2表示了四个LED 121A、121B、121C以及121D。
·位于第一透明板120下面的不透明筛屏122；
·位于不透明筛屏122下面的厚度为E123的第二透明板123；
·位于第二透明板123下面的包括光敏感光器的传感器124。
透明板120和123具有大于一预定最小折射率nmin的折射率，该预定最小折射率大于空气的折射率。
在一个实施方式中，该最小折射率大于“1.3”。
在另一实施方式中，该最小折射率大于手指D的折射率，更特别为大于1.47。事实上已知，当至少第二板123的折射率大于手指的折射率时，手指的图像范围有限。
在一个实施方式中，两个透明板120和123具有不同的折射率。
在下文的解释中，为了简化，将假设两个透明板120和123具有相同的折射率，例如，等于“1.5”。光学耦合应理解成意指从第一板的顶面去往第二板的底面的光线不穿过折射率小于nmin的任何介质。这可以在两个玻璃板的情况下完成，例如，通过用足够折射率的胶粘合两个板。
透明板120和123的面、不透明筛屏122以及传感器124是平行的。这里，不透明筛屏122和传感器124被认为是厚度小于两个透明板120和123的厚度的板。
光源121生成穿过顶板120的光束，该光束具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的最大值的入射角。
光源121的每个LED在不透明筛屏122上方朝着顶面1200生成光束。每个LED被配置成使得从该LED发出的每个光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的最大值的入射角。这样，从光源121的LED发出的光线不会在顶面1200上经历全反射。利用光源121的这种构造，手指D面向面1200的所有表面都不会被照明。然而，由于手指是体积漫射介质，因此如果两个照明部分之间的距离小于表示光透入手指D中的深度的特性的预定义距离dp(从针对蓝光的大约一毫米到针对红外光的几厘米变化)，则面对顶面1200的所有手指D将返回光。因此，为了照明所有面对顶面1200的手指D，该光源的LED由此被配置成，使得每个LED和作为所述LED的最近邻的一个或多个LED在手指D上，生成按小于距离dp的距离δ远离的、被该LED直接照明的部分，该距离δ是被照明部分的两个边界之间的最小距离。因此，传感器124接收来自由光源121生成的光线的、通过手指D漫射的光束。这种类型的光源允许获得用于通过工作于暗场全反射来拍摄指纹的装置。用于通过工作于暗场全反射来拍摄指纹的装置的一个优点是，它们不太敏感于顶面1200的缺陷。
不透明筛屏122是薄层，其可以例如通过印刷或者通过在板123上沉积不透明涂层来生成。然而，不透明筛屏122并非完全不透明，因为其由孔网组成。在一孔处到达不透明筛屏122的、朝着传感器124引导的每个光线穿过该不透明筛屏122并且达到传感器124。不同于图6的准直层，每个孔因此允许来自手指D的、在所述孔的入口处朝着传感器124的光线到达传感器124。
在一特定实现中，不透明筛屏122是薄层，其可以通过印刷或者通过在透明板123的顶面上或在透明板120的底面上沉积吸收涂层(如金属沉积)来生成。不透明筛屏122的每个孔填充有折射率大于预定最小折射率nmin的材料。
传感器124例如是由对光源121发射的光束波长敏感的感光器(如感光器1241)的矩阵所组成的CCD传感器或CMOS传感器。该传感器光耦合至板123。传感器124接收穿过不透明筛屏122的孔的光，并且根据所接收光生成信息项，其被处理模块11用于生成印记图像。这样生成的印记图像由像素矩阵组成，每个像素来源于一个或更多个感光器。为了在指纹的纹峰与纹谷之间获得良好的对比度，只有来自手指D的、具有与顶面1200的法线相对的、介于临界角θc与极限角θl之间的入射角的光线必须被考虑。来自手指D的、在手指D中漫射之后的光线具有任何入射角。因此，来自手指D并且具有小于临界角θc的入射角的光线如果它们成功穿过不透明筛屏122的孔中的一个，就可以到达传感器124。
为了防止在由处理模块11所生成的印记图像中考虑具有小于临界角θc的入射角的光线，传感器124在可以被来自手指D的、具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角的光线照到的每个传感器位置处没有光敏感光器。因此，传感器(124)的每个光敏感光器被定位在该传感器(124)的每个位置外，该光敏感光器可以被来自手指D的光线照到，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θC的入射角。换句话说，每个感光器被放置这样的一组区域之外，即，该组区域对应于这些孔沿展现与所述法线相对的、小于临界角θC的角的所有方向在传感器(124)上的投影并集(union)。以这种方式，只有来自位于如下的位置的感光器的信息项被处理模块11用于形成印记图像，即，该位置可以被来自手指D的、在该手指中漫射的光线照到，该光线具有与顶面1200的法线相对的、介于临界角θc与极限角θl之间的入射角。
在一特定实现中，传感器124在可以被来自手指D的、在该手指D中漫射之后的光线照到的每个传感器位置处没有感光器，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。因此，处理模块11不能接收这样的信息项，即，该信息项对应于来自手指D的、在该手指D中漫射之后的光线，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。
在一特定实现中，该处理模块11不考虑来自如下的感光器的任何信息项用以生印记图像，即，该感光器位于可以被来自手指D的、在该手指D中漫射之后的光线照到的位置处，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。因此，处理模块11排外地使用来自如下的感光器的信息项，即，该感光器被来自手指D的、在该手指D中漫射之后的光线照到，该光线具有与顶面1200的法线相对的、介于临界角θc与极限角θl之间的入射角。因此，生成不被处理模块11所考虑的信息项的感光器对后验通过软件处理的光呈现不敏感。
在一特定实现中，传感器124的、与可以被来自手指D的在该手指D中漫射之后的光线照到的一位置相对应的每个感光器被一不透明金属层(例如，铝)遮蔽，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。位于不透明金属层下面的感光器变得不敏感于光并因此无法向处理模块11提供这样的信息项，即，该信息项对应于来自手指D的、在该手指D中漫射之后的光线，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。已知的是，被光束照到的CCD或CMOS传感器的感光器有风险干扰到其邻域的感光器，特别是当这些感光器强饱和时(例如，在传感器124指向太阳时)。这个特定实现相对于前述两个特定实现的一个优点是，遮蔽能够被来自手指D的在该手指D中漫射之后的光线照到的感光器防止了这些感光器干扰它们的近邻，该光线具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。
为避免使入射区域重叠，不透明筛屏122的孔被设置成，使得一孔与作为其最近邻的一个或多个孔之间的、从中心至中心的距离L大于在将手指D放置在顶面1200上时通过一孔看到的手指D在传感器124上的投影的直径。如果dT是该孔的直径，则通过该孔看到的手指D在传感器124上的投影的直径dAP由下式给出：
dAP＝dT+2.E123·tan(θl)
并由此：
L＞dAP
应注意到，在板120的折射率与板123的折射率不同的一般情况下，直径dAP由下式给出：
dAP＝dT+2.|γ|.E120·tan(θl)
其中，γ表示装置12的放大倍率(enlargement)：
其中，n120是板120的折射率，而n123是板123的折射率。
在一特定实现中，不透明筛屏122的孔彼此间隔开一距离L＞dAP，并且(假若观察对距离L的约束)放置在不透明筛屏122上的任何地方。
在一特定实现中，不透明筛屏122的孔彼此间隔开一距离L＞dAP，并且规则地(例如，采用矩形矩阵或六边形网格的形式)放置在不透明筛屏122上。
在图2中，传感器124的、用白色表示的感光器(如感光器1241)是光敏感光器。传感器124的、用黑色表示的感光器(如感光器1242)是非光敏感光器。
图3示意性地例示了从适于生物测定装置12的第一实施方式的传感器124的前部看到的子部件。
这里假设的情况是，其中不透明筛屏122的孔彼此间隔开一距离L＞dAP，并且采用矩形的孔矩阵形式规则放置。
传感器124由通常从“1”到“10”μm边长的方形感光器矩阵组成。
如叠加在传感器124上的，表示均匀分布在传感器124上的一系列入射区域。每个入射区域都包括诸如盘1244的中心盘和诸如环1243的外围环，一入射区域的中心盘和外围环是同心的。每个入射区域都对应于不透明筛屏122的多个孔之一，并且表示当将手指D放置在顶面1200上时通过一孔看到的、该手指D在传感器124上的投影。例如，包括中心盘1244和外围环1243的入射区域对应于孔122A。因此，每个外围环的外径对应于当将手指D放置在顶面1200上时通过一孔看到的、该手指D在传感器124上的投影的直径dAP。由于不透明筛屏122的孔采取矩形的孔矩阵形式，因此入射区域在传感器124上遵循这种形式。如果不透明筛屏122的孔是圆形的，那么与一孔相对应的入射区域的中心与所述孔的中心重合。位于外围环(例如，外围环1243)中的部分对应于接收这样的光线的区域，即，该光线已经通过一孔(这里是孔122A)穿过不透明筛屏122并且具有与顶面1200的法线相对的、介于临界角θc与极限角θl之间的入射角。位于中心盘(例如，中心盘1244)内部的部分对应于接收这样的光线的区域，即，该光线已经通过一孔(这里是孔122A)穿过不透明筛屏122并且具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。因此，传感器124的、位于中心盘内部的每个部分对应于不希望恢复信息的部分。因此，位于这些部分中的每个部分的感光器必须对光不敏感。因此，传感器124的、位于外围环中的每个部分对应于希望恢复信息的部分。因此，位于这些部分中的每个部分的感光器必须对光敏感。如果放置在顶面1200上的手指的折射率小于透明板120和123的折射率，则位于外围环外侧的感光器接收很少的、甚至从不接收来自手指的光。
应注意到，放置在顶面1200上的手指D的每个点在传感器124上成像至少一次。由于生物测定装置12具有已知的几何形状，因此，可以确定传感器124的哪个感光器成像了手指D的一点。然后可以通过已知技术重建手指D的印记的图像。
在一特定实现中，每个孔之间的距离L允许将手指D的面对顶面1200的每个点成像至少两次。
在一特定实现中，当手指D的同一个点被传感器124的几个感光器成像时，处理模块11考虑来自已经对该点成像的每个感光器的信息，以在印记的图像中生成该点的表述。在这种表述生成期间，处理模块11通过针对每个感光器考虑表示所述感光器与已经被成像的所述点之间的距离的信息项而相互重新平衡来自每个感光器的信息项。
在一特定实现中，当手指D的同一个点被传感器124的几个感光器成像时，在重新平衡之后，处理模块11计算来自已经对该点成像的每个感光器的信息项的平均值，以在印记图像中生成该点的表述。
在一特定实现中，当手指D的同一个点被传感器124的几个感光器成像时，在重新平衡之后，处理模块11计算来自已经对该点成像的每个感光器的信息项的加权平均值，以在印记图像中生成该点的表述，该加权取决于手指上的点与已经对该点进行成像的感光器之间的距离或者取决于来自该点的光线在所述感光器上的入射角。
在一特定实现中，当手指D的同一个点被传感器124的几个感光器成像时，在重新平衡之后，处理模块计算来自已经对该点成像的每个感光器的信息项的中值，以在印记图像中生成该点的表述。
在一特定实现中，当手指D的同一个点被传感器124的几个感光器成像时，在重新平衡之后，处理模块使用来自已经对该点成像的每个感光器的信息项中的最小值的信息项，以在印记图像中生成该点的表述。这种特定实现允许减少顶面1200的、会通过生物测定装置12外部的光(如太阳光)显露的任何缺陷的影响。应注意到，该特定实现可以被用于检测某些类型的欺骗行为，包括在顶面1200上施加掠射光以试图利用手指在顶面1200上的留下的痕迹。实际上，由于掠射光的角度，应该由几个感光器成像的一些点将仅由这些感光器的子集成像。如果必须对一个点进行成像的感光器赋予该点的值非常远离由对该点进行成像的其它感光器赋予该点的值，那么可以推断出正在进行欺骗尝试。
在一特定实现中，透明板120和123是具有“4.4”mm边长的正方形玻璃板，并且如上所述折射率为n1＝1.5。传感器124具有包括“4”μm边长的正方形感光器的“3.9”mm边长的正方形形状。
在一特定实现中，透明板123具有为透明板120的厚度E120的十分之一至三分之一的厚度E123。例如，厚度E123＝60μm和厚度E120＝300μm允许当两个板具有相同折射率时，获得-1/5的放大倍率(即，物体在传感器124上的图像是放置在顶面1200上的真实物体的五分之一，相反，传感器124的区域对应于顶面1200上的五倍大的区域)。在这个特定实现中，透明板123粘合到传感器124上或者通过在传感器124上的一系列沉积而生成。
在另一实现中，厚度E123＝150μm，和厚度E120＝750μm，生成相同的放大倍率-1/5。
指纹成像标准推荐的手指图像分辨率大于每英寸500或1000点(dpi)。利用放大倍率-1/5，如果目标是获得以大于500dpi(相应地，1000dpi)采样的手指图像，那么小于10μm(相应地，小于5μm)的像素是必需的。
在一特定实现中，不透明筛屏122的孔具有“7”μm的直径并且形成10×10个孔的规则矩阵，其中孔从中心到中心彼此间隔开一距离L＝400μm，如图3所示。利用临界角θc＝41.8度、极限角θl＝70度、孔直径“7”μm以及板123的厚度“60”μm，每个中心盘的直径大约为“114”μm，并且每个外围环的外径大约为“337”μm。
在一特定实现中，不透明筛屏122的底面和孔的边缘通过应用已知技术(涂覆黑铬层、墨水层、底面纹理化等)来制成可吸收的，以便最小化不透明筛屏122与传感器124之间的反射。在一特定实现中，不透明筛屏122的孔不是圆形的，而是具有环形形式或者更复杂形式。这允许利用编码孔径原理(在网页https：//en.wikipedia.org/wiki/Coded_aperture中进行了描述)来增加孔的表面，同时增强在软件处理(解卷积)之后获得的图像的准确度。这允许同时提高信噪比和印记图像的准确度。
在一特定实现中，不透明筛屏122的孔是编码孔，如在文献“Image and Depthfrom a Conventional Camera with a Coded Aperture；A.Levin，R.Fergus，F.Durand，W.T.Freeman，ACM Tr.On Graphics，Vol.26，No.3，Article 70，July 2007”中定义的。
在一特定实现中，为了更清楚起见，图2中表示的、在板120和123外侧的LED要么结合在板120的底面上(即，在板120的、与不透明筛屏122接触的面上)，要么结合在板123的顶面上(即，板123的包括不透明筛屏122的面)。
图7A和7B详细描述了第一实施方式的一特定实现，其中LED被并入板120的底面上。
图7A详细描述了适于第一实施方式的LED。
在图7A的情况下，LED是OLED。这里采取LED 121A的示例。
LED 121A在第一层中包括第一透明电极70，例如通过在掺杂锡的氧化铟(铟锡氧化物(ITO))合金板120的底面上沉积和蚀刻而生成。
在紧接着位于第一层下面的第二层中，LED 121A包括堆层，以形成例如通过沉积和蚀刻或者通过印刷生成的OLED 71。形成OLED 71的层几乎是透明的。应注意到，第二层可以包含另一种类型的LED。
在紧接着位于第二层下面的第三层中，LED 121A包括第二电极72。电极72包括金属层，该金属层用作反射镜以回收朝下(即，朝向传感器124)引导的光并因此增加向上的光效率。而且，这防止了对传感器124的眩光。在一个实施方式中，第二电极72包括位于金属层下面的第二层，第二层不导电并且能吸收。下面关于图7B示出第二电极72也用作不透明筛屏122。
如虚线箭头所示，由LED 121A生成的光被引导向上，即，朝向透明板120。
组成LED 121A的不同层具有微米级的厚度。
图7B详细说明了板120、光源121、不透明筛屏122、板123以及传感器124在生物测定装置12中的组装例。
在图7B中仅表示了生物测定装置12的子部件。
在图7B中，存在包括LED 121A和LED 121B的板120，其与LED 121A相同。针对每个LED，存在第一电极70、OLED堆层71以及第二电极72。第二电极72在板120的底面上延长，但包括孔。第二电极72连接在组成光源121的每个LED之间。在第二电极72中表示的孔对应于不透明筛屏122中的孔，这里是孔122A。更一般地说，形成第二电极的金属层包括位于LED之间的孔，并且不透明筛屏122由所述金属层实现。在一个实施方式中，这些孔的直径大于“100”μm。
在一个实施方式中，板123在其顶面上粘合至不透明筛屏122并且在其底面上粘合至传感器124。
在一个实施方式中，第一电极也连接在一起，这允许一起控制所有的OLED。
在一个实施方式中，传感器124被制作在玻璃板125或硅板上。
在一特定实现中，LED是采用氮化镓(GaN)的LED或OLED。
在一特定实现中，LED可以被激光束生成装置替代。
在一特定实现中，每个LED生成波长大于“600”nm的光束，以更好地透入手指中并因此更好地漫射。在一特定实现中，由LED发射的光束的波长小于“980”nm，以便能够使用由硅制成的光敏传感器。
在一特定实现中，将会聚透镜放置在不透明筛屏122的所述孔中。理想情况下，这些透镜的焦距至多等于透镜与传感器之间的距离(这里，这个距离等于厚度E123)。为了收集更多的光线，透镜的直径可以大于孔的直径。该特定实现允许使用直径比迄今在前述实现中使用的孔的直径更大的孔和透镜，并因此允许收集更多的光。
在一特定实现中，可以在孔的水平面处添加滤光器，以过滤具有不对应于由LED生成的波长的波长的光线。以这种方式，印记图像被到生物测定装置12的外部光线干扰的风险变小。
图4A示意性地例示了根据本发明的生物测定装置12的第二实施方式。
在这个实施方式中，检索到板120、不透明筛屏122、板123以及传感器124。
在该实施方式中，光源不再位于不透明筛屏122的水平面处。LED被插入在传感器124的水平面处，即，处于不透明筛屏122下面。不透明筛屏122的至少一些孔具有面对的LED。
为了使所有的手指D漫射光线，在涉及图4A的实施方式的所有特定实现中，不透明筛屏122的具有面对LED的孔被设置成，使得每个LED和作为所述LED的最近邻的一个或多个LED生成由LED直接照明的、按小于距离dp的距离δ远离的部分。
此外，为了避免入射区域之间的重叠，在涉及图4A的实施方式的所有特定实现中，不透明筛屏122的、被用于对手指D成像的孔被设置成，使得孔与作为其最近邻的一个或多个孔之间的、从中心至中心的最小距离L大于在将手指D放置在顶面1200上时通过一孔看到的手指D被投影到传感器124上的图像的直径，就是说，L＞dAP。
每个LED都可以通过在传感器124上沉积来生成。在这种情况下，每个LED都被并入传感器124的表面上。
在一特定实现中，每个LED都被并入传感器124中。
在一特定实现中，每个LED都生成朝着孔引导的、具有与顶面1200的法线相对的最大入射角θmax的光束，以允许避免在不透明筛屏122上反射之后，使这些LED照明光敏感光器。在一特定实现中，θmax＝23度。
图4C示意性地例示了从适于生物测定装置12的第二实施方式的传感器124的第一示例的前部看到的子部件。
在图4C的情况下，不透明筛屏122的孔形成一矩形的孔矩阵，
在图4C中，LED插在对应于每个中心盘中心的位置处。检索到图4A中所表示的LED121A和121B，以及LED 121C、121D、121E以及121F。因此，在传感器124的每个位置处存在接收这样的光线的LED，即，该光线已经通过一孔穿过不透明筛屏122并且具有与顶面1200的法线相对的、小于临界角θc的入射角。在这个特定实现中，因此，存在位于传感器124的水平面处的、面对不透明筛屏122的每个孔的LED。因此，按与孔在不透明筛屏122上形成孔矩阵相同的方式，LED在传感器124上形成LED矩阵。如在生物测定装置12的第一实施方式中那样，位于中心盘中的感光器对光不敏感。
利用圆形孔，当将手指D放置在顶面1200上时，每个LED照明手指D上的、面对它的盘。例如，当透明板120和透明板123分别具有厚度E123＝60μm和E120＝300μm时，孔的直径为“7”μm，并且每个LED是直径为“10”μm的圆形，每个LED照明大约“92”μm的盘。利用包括孔的不透明筛屏，这些孔以孔中心之间的距离为“400”μm均匀分布，放置在顶面1200上的手指D的所有表面都不被LED照明。然而，如已经在上面看到，由于手指是漫射介质，因此，手指的面对顶面1200的所有表面都将返回光。
在这种构造中，如果入射区域通过不透明筛屏122的、对应于所述入射区域的孔投影到顶面1200上，那么，获得中心盘的直径近似等于“544”μm的投影，和外围环的外径近似等于“1656”μm的投影。利用以孔中心之间的距离为“400”μm均匀分布的孔，外围环的投影重叠。
图4B示意性地例示了生物测定装置12的第二实施方式的功能作用。
图4B重复图4C的装置。
在图4B中，已经表示了顶面1200上的8个入射区域的投影。还在图4A中表示的点P出现在三个不同外围环的投影中。因此，该点P在传感器124上成像三次：第一次通过跟随光线RP1在点P1处，第二次通过跟随光线RP2在点P2处，以及第三次通过跟随光线RP3在未表示的点处。对手指D的每个点成像几次允许获得更好的图像质量。
在生物测定装置12的第二实施方式中，难于防止LED干扰其邻域的感光器。为了限制这些干扰，在一特定实现中，针对LED矩阵的每行两个中的一个LED和针对该LED矩阵的每列两个中的一个LED被接通，以允许拍摄第一中间图像，并且相反地，仅针对第一中间图像未被接通的LED被接通，以拍摄第二中间图像。位于接通的LED的预定义邻域的每个感光器未被用于形成中间图像。因此，被用于形成一图像的每个感光器位于接通的每个LED的预定义邻域外。例如，在这个特定实现中，仅使用位于与被断开的LED相对应的外围环中的感光器，来形成第一和第二中间图像。第一和第二中间图像然后由处理模块11组合以形成指纹D的图像。以这种方式，接近被接通的LED的感光器的数量减少。
更一般地说，在另一特定实现中，这些LED按多组LED而分组在一起。各组LED被连续接通，并且每次接通一组LED，获取一中间图像。在接通一组LED时，其它组LED断开。仅使用与被断开的LED相对应的外围环中的感光器，来形成中间图像。所获得的中间图像然后由处理模块11组合以形成指纹D的图像。
在一特定实现中，至少一组LED被接通以形成一中间图像。所获得的中间图像然后由处理模块11组合以形成指纹D的图像。
在允许限制干扰的另一特定实现中，只有孔矩阵的每行两个孔中的一个孔和该孔矩阵的每列两个孔中的一个孔与LED相关联。在这个特定实现中，仅生成一个图像。仅使用位于不包括LED的外围环中的感光器来形成所述图像。在这个特定实现的变型例中，这些孔可以专门化。因此，被用于使光朝向手指D的孔可以大于被用于在传感器124上对手指D进行成像的孔。在一特定实现中，被用于成像的孔具有直径“7”μm，而被用于使光朝向手指D的孔具有直径“50”μm，LED能够适应孔的大小并具有相同的直径。
更一般地说，在另一特定实现中，不透明筛屏的至少一个孔与一LED相关联。
在允许限制干扰的另一实现中，LED不位于每个中心盘的中心，而是位于外围环外。
图4D示意性地例示了从适于生物测定装置12的第二实施方式的传感器124的第二示例的前部看到的子部件，其中LED定位在外围环外。
在图4D的实施例中，不透明筛屏122的与一LED相关联的孔形成第一矩形矩阵，并且不透明筛屏的不与LED相关联的孔形成在孔的第一矩形矩阵中交错的孔的第二矩形矩阵。与一LED相关的每个孔都位于与其邻域的最近四个孔的中心相等的距离处。在传感器124上，每个LED(1210至1221)因此被定位在与其邻域的最近四个外围环的中心相等的距离处。在这个特定实现中，每个LED因此面对不透明筛屏122中的、允许使光朝向手指D的孔，并且每个入射区域面向不透明筛屏中的、允许在传感器124上对手指进行成像的孔。如在前述特定实现中那样，被用于成像的孔和被用于使光朝向手指D的孔可以具有不同的直径。在这个特定实现中，为了避免位于LED邻域的感光器的任何干扰，位于外围环外的感光器呈现不敏感于光。
此外，如在关于图4B描述的前述特定实现中那样，为了限制太靠近的LED干扰感光器，LED可以按连续接通的多组LED分组在一起，以生成中间图像，然后该中间图像被组合以形成印记图像。
图4E示意性地例示了从适于根据本发明的用于拍摄身体部位的印记的装置的第二实施方式的传感器的第三示例的前部看到的子部件。
在该实施例中，不透明筛屏122的孔彼此间隔开一距离L＞dAP，并且(假若考虑对距离L的约束)放置在不透明筛屏122上的任何地方。每个LED都与一个孔相关联，也就是说每个LED都面对一孔。一些孔被排外地用于使来自LED的光照到放置在面1200上的手指：存在与LED 121B、121D以及121F相关联的孔。一些孔被用于使来自LED的光照到放置在面1200上的手指D并且在传感器124上对手指D进行成像：存在与LED 121A、121C以及121E相关联的孔。一些孔被排外地用于在传感器124上对手指D进行成像：存在与入射区域124A、124B以及124C相关联的孔。
此外，如在关于图4B描述的前述特定实现中那样，为了限制太靠近的LED干扰感光器，LED可以按连续接通的多组LED分组在一起，以生成中间图像，该中间图像被组合以形成印记图像。
应注意到，已经分开对生物测定装置12的第一和第二实施方式进行了呈现，但每个实施方式的一些特定实现可以容易地适用于其它实施方式。具体来说，图4E的不透明筛屏122也可以用在第一实施方式的背景中。
而且，当生物测定装置12被并入显示屏10中时，顶面1200被并入显示屏10的玻璃中。然后认为面1200是显示屏10的玻璃的、面对不透明筛屏122、板123以及传感器124的子部分。
在一个实施方式中，处理模块11实施利用生物测定装置12的特征的欺骗检测方法。
每个入射区域的外围环的外径仅取决于极限角θ1和透明板123的厚度。该极限角θl取决于手指D的皮肤的折射率。如已经在上面看到，普遍接受的是，根据光源的波长，皮肤的折射率介于“1.41”与“1.47”之间。极限角θl因而位于此处等于“70°”的最小值与此处等于“76°”的最大值之间，这允许推导出必须包括外围环的外径的值范围。
图8示意性地例示了利用生物测定装置12的欺骗检测方法。
在步骤81中，处理模块11确定传感器124是否被具有与顶面1200的法线相对的、大于最大角的入射角的光线照到，或者，在传感器124的至少一个预定区域中，所述传感器124是否排外地被具有与顶面1200的法线相对的、小于最小角的入射角的光线照到。要做到这一点，在一个实施方式中，处理模块确定至少一个外围环的真实外径是否大于最大直径使得：
或者小于最小直径使得：
处理模块11可以通过确定是否位于半径为的外围环外的至少一个感光器生成指示其被光线照到的信息项，来确定至少一个外围环的实际外径是否大于最大直径
处理模块11可以通过确定是否没有位于半径为的外围环外的感光器生成指示其被光线照到的信息项，来确定至少一个外围环的实际外径是否小于最小直径
在步骤82中，如果传感器124被具有与顶面1200的法线相对的、大于最大角或者排外地小于最小角的入射角的光线照到，则处理模块11检测到存在欺骗。处理模块11然后从中推导出面对面1200的手指D包括没有被皮肤覆盖的至少一部分。
图9示意性地例示了处理模块11的硬件架构的一示例。
根据图9中表示的硬件架构的示例，处理模块11因而包括由通信总线110连接的：处理器或CPU(中央处理单元)111；随机存取存储器RAM 112；只读存储器ROM 113；诸如硬盘的存储单元或诸如SD(安全数字)读卡器的存储介质读取器114；至少一个通信接口115，其允许处理模块11与生物测定装置12通信。
处理器111能够执行从ROM 113、从外部存储器(未示出)、从存储介质(如SD卡)，或者从通信网络加载到RAM 112中的指令。当分析模块11通电时，处理器111能够从RAM 112读取指令并且执行它们。这些指令形成使通过处理器111实现关于图8描述的方法的计算机程序。
关于图8描述的算法可以采用通过可编程机器(例如，DSP(数字信号处理器)、微控制器或者GPU(图形处理单元))执行一组指令的软件形式来实现，或者采用通过一机器或专用组件(例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))的硬件形式来实现。
应注意到，处理模块11同样可以被包括在生物测定装置12中。

Claims (16)

1.一种用于拍摄身体部位的印记的、包括多个光学耦合部件的装置，所述装置包括：
·第一透明板，该第一透明板包括能将承载要成像的所述印记的所述身体部位搁在上面的顶面；
·光源；
·对于光的不透明筛屏，该不透明筛屏位于所述第一透明板下面；
·第二透明板，该第二透明板位于所述不透明筛屏下面；
·包括光敏感光器的传感器，所述光敏感光器位于所述第二透明板下面，该传感器提供允许生成所述印记的图像的信息；
所述透明板的所述面、所述不透明筛屏以及所述传感器平行，其中：
所述光源生成朝着所述顶面至少穿过所述第一透明板的光束，所述光束具有与所述顶面的法线相对的、值小于临界角的入射角，该临界角取决于所述第一板透明板的折射率和空气的折射率，并且当超过该临界角时，光线在所述顶面上方存在空气的情况下被所述顶面全反射；
所述不透明筛屏包括孔网，使得在孔处到达所述不透明筛屏的、朝着所述传感器引导的每个光线穿过所述不透明筛屏并且到达所述传感器；
所述传感器的每个光敏感光器被定位在所述传感器的每个位置外侧，该光敏感光器能被来自所述身体部位的如下的光线照到，即，该光线具有与所述法线相对的、小于所述临界角的入射角；并且
所述身体部位的与所述顶面接触的每个点通过所述传感器的至少一个感光器来成像。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，被称作成像孔的至少一些所述孔用于对所述身体部位进行成像，并且在于，成像孔与作为该成像孔最近邻的一个或多个所述成像孔之间的、从中心至中心的距离大于在将所述身体部位放置在所述顶面上时通过孔看到的所述身体部位的图像的直径。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光源由至少一个称作LED的发光二极管组成，并且在所述光源包括多个LED时，所述LED被配置成，使得生成光的每个LED或者作为该每个LED的最近邻的、生成光的一个或多个所述LED在所述身体部位上生成按如下的距离远离的、被所述LED直接照明的部分，即，该距离小于表示所述光透入所述身体部位的深度的特性的预定义距离。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述光源被并入所述第一板的底面，或者并入所述第二板的顶面并在所述不透明筛屏上方生成光束。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述光源被并入所述传感器的表面上或者并入所述传感器中，并且在所述不透明筛屏下面生成光束，该光束朝着所述顶面经由孔穿过所述不透明筛屏，并且所述光源的每个LED面向所述不透明筛屏的孔定位，至少一些所述孔与LED相关联。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述LED按多组LED分组，每组LED旨在独立于其它组LED接通，所述多组LED中的至少一组LED被接通以获得中间图像，所获取的每个中间图像被用于形成所述印记的所述图像。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，被用于形成图像的每个感光器位于接通的每个LED的预定义邻域外。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述不透明筛屏的所述孔形成矩形的孔矩阵，所述矩形的孔矩阵的每行两个孔中的一个孔和所述矩形的孔矩阵的每列两个孔中的一个孔与LED相关联，其中，所述不透明筛屏的所述孔形成交错的第一矩形的孔矩阵和第二矩形的孔矩阵，所述第一矩形的孔矩阵中的所述孔与LED相关联，而所述第二矩形的孔矩阵中的所述孔不与LED相关联，所述第一矩形的孔矩阵中的与LED相关联的每个孔相对于所述第二孔矩阵中的处于该每个孔最近邻域的四个孔的中心，按等距定位。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，与LED相关联的所述孔具有大于不与LED相关联的所述孔的直径。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述不透明筛屏的所述孔形成矩形的孔矩阵，每个孔都与LED相关联，所述装置适于，针对所述LED矩阵的每行两个中的一个LED和针对所述LED矩阵的每列两个中的一个LED被接通，以允许拍摄第一中间图像，并且仅针对所述第一中间图像未被接通的所述LED被接通，以拍摄第二中间图像，由所述第一中间图像和所述第二中间图像形成印记图像。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述身体部位的点被所述传感器的几个感光器成像时，来自已经对所述点进行成像的每个传感器的信息项通过针对每个感光器考虑表示所述感光器与已经被成像的所述点之间的距离的信息项而相互重新平衡，该点在印记图像中的表述采用以下形式，在所述重新平衡之后进行计算：采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的平均值的形式，或者采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的加权平均值的形式，或者采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的中值的形式，或者采用来自已经对该点进行成像的每个感光器的所述信息项的最小值的形式。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器的、与能够被来自所述身体部位的如下的光线照到的位置相对应的每个感光器被不透明金属层遮蔽，即，该光线具有与所述顶面的法线相对的、小于所述临界角的入射角。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一板具有比所述第二板的厚度大二倍到九倍的厚度。
14.根据权利要求4所述的装置，当所述光源被并入所述第一板的所述底面上时，其中，每个发光二极管在第一层中包括第一透明电极，在紧接着位于所述第一层下面的第二层中包括形成LED的堆层，而在公用于所述光源的每个LED的第三层中包括形成第二电极的金属层，每个层都通过在所述第一板的所述底面上沉积和蚀刻来生成，所述屏通过所述金属层实现并且包括孔。
15.一种包括根据权利要求1所述的装置的设备产品。
16.一种用于在使用根据权利要求1所述的用于拍摄身体部位的印记的装置时检测欺骗的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
确定所述传感器是否被具有与所述顶面的所述法线相对的、大于可以根据极限角采取的最大值的入射角的光线照到，该极限角取决于所述第一板的折射率和所述身体部位的折射率，并且当光线在所述顶面与手指之间的接触点处照到所述顶面时，在超过该极限角的情况下，所述光线被所述顶面全反射，或者确定在所述传感器的至少一个预定区域中，所述传感器是否被具有与所述顶面的所述法线相对的、小于可以根据所述极限角采取的最小值的入射角的光线排外地照到；并且如果所述传感器被具有与所述顶面的所述法线相对的、大于所述最大值的入射角的光线照到，或者如果在所述传感器的至少一个预定区域中，所述传感器被具有与所述顶面的所述法线相对的、小于所述最小值的入射角的光线排外地照到，则检测到存在欺骗。
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