CN109657530A - 用于光学采集人体肢体端部的活性皮肤区域和文件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于光学采集人体肢体端部的活性皮肤区域和文件的装置，包括层体，层体具有‑传感器层，‑透明的保护层，‑面式的光源，和‑控制单元，‑层体被整合到移动式的图像采集器中，移动式的图像采集器包括：‑显示用户指导的显示器，‑内部的供电部，‑层体在传感器层下方通过形式为发光层的面式的光源进行补充，发光层被构造成用于射出‑在第一角度范围内的光，以便采集所放置的皮肤区域，和‑在第二角度范围内的光，从而照明所放置的文件，并且‑图像采集器具有电子的控制和数据处理单元，其用于预处理所采集到的图像数据，并缩小图像数据用于无线发送给另外的电子的仪器，且‑移动式的图像采集器经由接口与另外的电子仪器耦合。

Description

用于光学采集人体肢体端部的活性皮肤区域和文件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于光学采集人体肢体端部的活性的皮肤区域和文件的装置和方法。其尤其用于国际边境往来中的和航空安全领域中的，例如还有在信用卡支付的零售商店中的个人身份识别。

背景技术

对个人的检测和身份识别变得越来越重要。例如，在国际边境关卡，对身份文件(ID文件)的检查至关重要。在此，还越来越多地采集多于一个指节的指纹并与数据库进行比较。

边境检查的一个场景是开车过境。对于汽车的所有乘客来说，在不久的将来要分别采集所有的10个指纹。在此，应至少同时对一只手的四个手指(没有拇指)进行采集，以便防止在采集顺序中(进而是在图像与各自的手指的配属时)出现错误。此外，同时采集多个手指有望比相继采集时的工序进度更快。同样，还应采集驾驶执照的或其他的个人文件(ID文件)的图像。

在使用由现有技术所公知的装置或设备时，乘员必须下车并在边境小屋中的固定不动的仪器上提交他们的指纹。在此，会使用如下装置，如其也用在其他的边境关卡中，如例如用在国际机场处。通常使用到固定不动的指纹读取器和附加的文件读取器。然而，在现有技术中，也已经提供了能够利用一个设备和同一个设备采集文件和指纹的设备(DE 102015 116 026 A1)。由此可以节省在采集工序时的时间。通过依次在同一放置面上采集文件和指纹，避免了由于多个放置面的错误配属关系而导致的混淆。能够读取指纹和文件的设备看来要比两个单个的设备能更便宜地制成。

然而，在上述的用于对指纹和必要时的ID文件进行图像采集的固定不动的设计方案中，仍存在乘员必须离开车辆的缺点。另一方面，在现有技术中，还提供了移动式的指纹读取器的设计方案，例如，在US 6 886 104 B1或US 8 036 431 B2中所述，它们适合于由检查工作人员(例如，边境官员)带至要采集的人员处。但是，这些仪器并非设计用于同时采集多个手指，并且也无法经由同一放置面采集文件。

针对在其他的边境关卡场景中的，如例如在火车上进行边境检查时的用于对个人身份特征进行图像采集的设备来说也存在像在开车过境时的类似要求。然而，即使在其他应用领域中，也是优选将读取器带至应对其身份进行采集并且/或者进行查验的人员处，例如在零售商店进行信用卡支付时，在进行难民登记或选民登记时。

已公开的移动式的解决方案要么只能够扫描指纹(US 8 036 431 B1、US 7190817 B1、US 6 886 104 B1)要么只能够扫描文件(US 7 245 765 B2)，或者当它可以扫描两者时，则只能经由多个仪器拼合来进行。对指纹和文件的组合采集作为移动式的仪器解决方案由US 7 817 821 B2所公知。在该情况下，公开了一种移动式的设备，其包括文件扫描仪、指纹扫描仪和用于面部采集的相机。这里有关于“站”的讨论，能够将各种单个的仪器整合到其中，其是指模块化的仪器设计方案。

上述技术解决方案都不能同时经由唯一的光学扫描仪来采集文件和多个指纹，并且在此不能作为手持便携式仪器无线地应用。

发明内容

本发明的任务是，找到一种新的用于光学采集人体肢体端部(Autopod)的活体皮肤区域和文件来进行个人身份识别的可行方案，尤其是在国际旅行往来中的移动式过境时、在飞行安全的检查时、在进行难民身份识别或其他的个人身份识别的情形时，该可行方案允许对指纹和/或个人文件进行灵活的与方位无关的图像采集。

根据本发明，在用于光学采集人体肢体端部的活体皮肤区域和文件来进行个人身份识别的装置中，该装置包括层体，该层体具有传感器层，在传感器层中布置有呈二维的有规律的像素栅格的形式的光敏元件；在传感器层的光敏元件的二维的像素栅格上方的透明的保护层，该保护层具有层体的相对光敏元件平行且有限定的间距的外面，该外面提供了针对所要采集的多节式的肢体端部的皮肤区域或文件的放置面，至少一个面式的光源，利用面式的光源能够使光分量从光源出发地朝传感器层的方向穿过保护层耦入至所要采集的皮肤区域或文件，其中，层体的位于光源与放置面之间的所有层至少透射了期望的波长范围的光的一部分；和用于图像读出、图像处理和光源驱控的控制单元，该任务通过如下方式来解决，即，层体被整合到移动式的图像采集器中，该移动式的图像采集器包括：至少一个用于显示针对用户的用户指导的显示器、内部的供电部，该内部的供电部在没有外部输电的情况下确保了图像采集器使用期望的使用时长，层体在其下侧通过形式为发光层的至少一个面式的光源进行补充，其中，至少一个面式的光源被构造成用于射出在第一角度范围内的光，从而使光分量在保护层中在放置面上进行内反射，以便根据受扰全内反射的原理采集所放置的皮肤区域；和在第二角度范围内的光，从而使光分量穿过放置面照明所放置的文件，并且图像采集器具有电子的控制和数据处理单元，其用于预处理所采集到的图像数据，并缩小图像数据用于无线发送给另外的电子的仪器，并且移动式的图像采集器经由用于进行无线数据传输并通讯的接口与用于进行具有质量评估和图像数据管理的图像数据处理的另外的电子仪器耦合。

有利的实施例由从属权利要求得出。

在此，移动式的图像采集器被如下这样地理解，即，该移动式的图像采集器能够完全自给自足地、尤其是无电缆地用于采集皮肤印痕和与个人相关的文件(尤其是ID文件、签证、信用卡等)，并且为了进行数据传达而无线地与另外的电子仪器耦合。利用图像采集器在同一放置面使采集文件和人体肢体端部的皮肤区域的图像，并且在没有基本的图像数据处理的情况下传送给所连接的另外的电子仪器。图像只有通过所连接的另外的电子仪器才被处理并评估，并且将评估结果送回给图像采集器，以便仅将高质量的图像传输给所连接的另外的电子仪器，在那里进行处理并存储或转交给数据湖或存储器系统。

利用根据本发明的装置能够同时扫描多个手指。有源的扫描面允许同时采集四个指纹。此外，也可以有选择地经由同一方面采集文件，如例如个人文件(ID文件，驾驶执照或登机牌)。用于肢体端部和文件的图像采集器在此(与来自现有技术的仪器相比)明显更轻且更小。它优选具有<5cm的厚度和<500g的重量。这方面通过如下方式是可能的，即，使用具有大面积的传感器层的光学直接扫描仪，并且因此不需要棱镜、成像光学器件和照明光学器件。根据本发明的装置具有蓄电池或电池，以便至少在预设的时段不依赖于与电缆连接的输电部。此外，该装置无线地(例如经由WLAN、蓝牙或类似的连接)与其他的仪器进行数据交换，并且因此可以采集完全无线地移动式使用的高分辨率的图像，这些图像被转送用于评价并又经发送地得到结果。该仪器配备有显示器，显示器位于放置面旁边或下方，以便显示用于芯线。在该显示器上优选也可以进行签名，其中，签名在此可以电子方式登记并且同样也可以被一起发送。

因此利用本发明能够执行针对如边境关卡、难民检查、选民登记、在机场的登机处那样的移动式的控制和身份识别场景的数据检测的整个工作流程，使得待进行身份识别的人员不必徒步到固定不动的检查点，而是可以在车辆(例如，汽车或火车)内部或在过检处(在机场登机处，在难民营中的人员接收处)用手持的移动式的仪器进行身份识别。有可能属于此类的有十个手指采集(4-4-2)、文件采集、签名采集和通与数据库的数据比对进行个人身份的直接查验。

附图说明

将在下面通过实施例详细描述本发明。其中：

图1：示出根据本发明的装置的第一和第二实施方案，其具有图像采集器和智能电话或平板电脑；

图2：示出根据本发明的装置的第三优选实施方案，其具有图像采集器和带屏幕和因特网通道的传统的电脑；

图3：示出具有放置面的图像采集器的有利实施例，该放置面也被设计为用于用户指导的显示器；

图4：示出层体作为在放置面下方的传感器单元的第一实施方案，该传感器单元具有用于照明所放置的对象物的统一的发光层；

图5：示出层体作为传感器单元的另外的实施方案，该传感器单元具有带两个不同光源的发光层，其中，用于照明肢体端部的光源被实施为波导结构；

图6：示出层体作为传感器单元的另外的实施方案，该传感器单元具有带两个不同光源的发光层，其中，用于照明所放置的文件的光源被实施为漫射照射的背光照明；

图7：示出层体作为传感器单元的另外的实施方案，该传感器单元具有带附加的反射器层的呈波导结构的形式的用于照明所放置的对象物的发光层；

图8：示出根据图7的层体的用于阐述环境光(太阳)的影响的图示；

图9：示出层体作为传感器单元的另外的实施例，该传感器单元具有在使用反射器层和环境光栅格的情况下的用于照明所放置的对象物的发光层；

图10：示出根据图9的层体的用于阐述在使用环境光栅格时的环境光的影响的图示；

图11：示出根据本发明的用于个人身份检验的典型的流程图表，其具有单独的图像采集以及对所采集的图像数据的质量和身份或有效性进行查验；

图12：示出用于利用在移动式的图像采集器的显示器上进行用户指导的选定显示器来以不同的放置工序对肢体端部进行图像采集的流程图表的图示；

图13：示出用于利用在移动式的图像采集器的显示器上进行用户指导的选定显示器来对肢体端部和文件进行图像采集的流程图表的图示；

图14：示出用于对肢体端部和文件的图像采集作进一步处理和在移动式的图像采集器、另外的电子仪器和数据库之间进行通讯的流程图表的图示。

具体实施方式

根据本发明的装置由移动式的图像采集器100构成(如图1所示)，其与另外的电子仪器无线连接。能够与图像采集器100连接的合适的仪器例如是移动电话(智能电话)101、平板电脑102或如在图2中所示的固定不动的计算机(电脑)106。图像采集器100与笔记本电脑之间的连接也是可能的。

图1示出了具有用于放置肢体端部112或文件103的放置面104的移动式的图像采集器100。优选的实施方式示出的是具有单独的用于用户指导的显示器103。移动式的图像采集器100经由无线连接108与一个或多个另外的电子仪器通讯。在两个优选实施方式中，移动式的图像采集器100要么与智能电话101(移动电话)无线耦合，要么与平板电脑102无线耦合。

为此，图2示出了第三有利的变型方案，其具有图像采集器100和形式为具有屏幕107的能上网的计算机(电脑)106的耦合的另外的电子仪器。在该情况下，耦合也通过无线连接108来实现。移动式的图像采集器100与多个电脑106的连接108也是可能的。同样地，多个图像采集器100也可以与一个电脑106耦合。

图3示出了特别优选的实施例，在其中，显示器103位于放置面104下方，在放置面下方具有用于在没有光学成像的元件的情况下直接进行图像采集的层体105，该层体具有传感器层115和发光层116。在该实施方案中，直接在放置面104上进行用户指导，由此可以交互地且基于上下文地实施用户指导。与如图1所示地位于放置面104旁边的另外的显示器103的组合是另外的实施可行方案。

图4示出了在移动式的图像采集器100内部的层体105。手指(肢体端部)112或文件113被放置在放置面104上。放置面104在此由保护层114的一侧形成。该保护层114保护传感器层115免受由于机械、化学或电的环境影响而造成的损坏。保护层114和传感器层115是光学且彼此连接的，例如光学键合。在背离保护层114的一侧上，传感器层115与发光层116同样光学连接。通过发光层116利用照明光110照明手指112或ID文件113。光路在此穿过传感器层115。照明光110的如下部分在放置面104上被完全反射，该部分在放置面104上与该面的垂线所夹成的角度大于全反射的临界角。内反射的光111可以被传感器层115探测到。指纹的凸处119或与放置面104处于光学接触的其他的对象物干扰了该全反射。由此，可以采集到被放置的区域的，例如手指112的颠倒图像。照明光110的在放置面104上与该面的垂线所夹成的角度小于全反射的临界角的部分穿过放置面104并且即使当对象物并不与放置面104处于光学接触时，也可以照明该对象物，例如文件113。可以经由传感器层115探测到漫射光109。控制和电流供应在电子控制和数据处理单元117中发生。该电子控制和数据处理单元具有用于与另外的电子仪器，例如移动电话101、平板电脑102或计算机106的无线连接108的接口。移动式的图像采集器100与另外的电子仪器101、102或106无线耦合。在电子控制和数据处理单元117中，图像数据在经由无线连接108被发送之前被进一步处理。例如，在此发生图像修正、图像评估、缩放和压缩。电子控制和数据处理单元117经由位于移动式的图像采集器100内部的可充电的蓄电池供电。在优选的实施方式中，该蓄电池能被用户更换。对蓄电池的充电例如可以通过USB接口进行。

特别优选的实施方式在图5示出。在此，在发光层116内部存在有两个光源：用于照明手指112的光源122和用于照明ID文件113的光源124。在该示例中，用于照明手指112的光源122实施为波导。在波导中的发光二极管125的光传播126负责将耦入的光分布在光源122的整个层中。对此所需的光例如可以从一个或多个LED125射出并耦入到波导中。波导在此如下这样地实施，即，使一部分光耦出，并在此穿过传感器层115的透明区域121到达至放置面104。

在根据图6的另外的适宜的实施方式中，在发光层116存在有两个光源：用于照明手指112的光源122和用于照明文件113的光源124。在该实施变型方案中，用于照明文件113的光源124实施为漫射的背光照明，如其例如也在LCD显示器中使用。如下这样地设计背光照明，即，使所耦出的照明光110的一部分朝不同的方向离开并在此穿过传感器层115的透明区域121到达至放置面104并照明被放置在那里的文件113。

图7示出了如下层体105，其具有如图5所示实施为波导的用于照明手指112的光源122。在传感器层115和用于照明手指112的光源122之间在该优选的实施方式中存在有反射器层129。该反射器层129是部分透明且部分反射的，从而LED125的光的一部分有助于波导中的光传播，而其他部分透射过反射器层129。所射出的照明光110穿过传感器层115的透明区域121到达直至放置面104，以便只要没有与所放置的受扰全内反射的对象物的直接接触面，就在那里进行全反射。

根据图8的另外的实施变型方案，如在图7中那样地使用到实施为波导的用于照明手指112的光源122以及反射器层129。附加地，在此，在保护层114与传感器层115之间存在有光谱滤波器128。该光谱滤波器128如下这样地实施，即，其阻挡了例如由太阳所造成的环境光127的部分(并通过反射或吸收过滤掉)。

图9示出了层体105的被限界的区段，如图7中所示地，它具有实施为波导的用于照明手指112的光源122以及反射器层129。附加地，在此存在有具有环境光栅格130的层。层体105的所选定的区段示出了一个环境光栅格130，其阻挡了以特定的角度从放置面104出来地朝传感器层115的方向传播的光。在此，照明光110及其在放置面104上的反射不应受到限制。

由于环境光栅格130与传感器层115的光敏元件之间的间距以及由于环境光栅格130的尺寸和形状而限定了被阻拦的角度。在另外的改进的实施方式中，存在具有像素孔径栅格132的另外的层。这种像素孔径栅格132(如在图9的区段中被单个画出)位于传感器层115与具有环境光栅格130的层之间。通过像素孔径栅格132可以更有效地阻挡了不希望的角度范围。

图10示出了层体105，如图9中所示地，其具有由环境光栅格130和像素孔径栅格132构成的角度有选择的环境光保护。为了清楚说明环境光栅格130和像素孔径栅格132的有效性，在此绘入了被干扰的环境光127的光路。被干扰的环境光127尤其发生在太阳直接照耀在放置面104上或放置的手指112上时。在根据图9和10的实施方式中，有效地减少了源自环境光127的这种光分量。

图11示出了根据本发明的具有单独的图像采集以及对所采集的图形数据进行质量和身份以及有效性检验的个人身份检验的典型的流程图表。该方法在此通过图像采集器100的显示器103上的用户指导来支持。流程以选定各种采集模式来开始，例如指纹采集、文件采集、签名采集、或者对条形码的采集。然后，用户选定相应的模式。如果图像采集器100被如下这样地实施，即，使显示器103单独地位于放置面104旁边，则优选给显示器配备触摸屏。因此，用户可以用他的手指直接选定所期望的模式。如果用于显示用户信息的显示器103位于图像采集器100的放置面104下方，则也可以直接由传感器层115探测到用户利用手指所进行的选定。如果进行了选定，则显示器103显示采集工序的变型方案，在手指采集中例如是4-4-2，也就是说是如下工序，在其中首先采集一个手的4个手指，然后是另一只手的4个手指，最后在第三次采集中采集2个大拇指。但是也提供了用于指纹采集的其他的工序，例如仅同时采集两个手指。如果仪器例如处于文件采集模式中，则可以为不同的文件提供不同的工序。用户如在选择模式时那样地选定所期望的工序。图像采集器100现在被接通照明用来采集并启动连续的图像输入。通常，照明也可以已经被接通，然而为了减少在移动式的电流消耗在移动式的场景中提供了仅为了采集而接通照明。优选地，用于照明文件113和肢体端部112的单独的光源124、122包含在发光层116中。图像采集器100接通用于所选定的采集模式所需的照明。显示器103现在根据所选定的工序要求用户将文件113或一个或多个手指112放置在放置面104上。在连续的图像输入期间，图像被持续地利用传感器层115采集并用电子控制和数据处理单元117缓存并缩小。所缩小的图像被持续地传送到与图像采集器100连接的电子仪器上。在典型的场景中(根据图1)所连接的该仪器是移动电话101或平板电脑102。所连接的电子仪器接收数据并启动图像处理流程。

尤其地，在此时对图像进行评估。典型的评估方法测试了图像噪声、对比度或灰度值范围。在该工序期间，所缩小的图像优选连续地显示在所连接的仪器的显示器上。因此可以经由所连接的仪器来监视采集。质量测试的结果被传送回图像采集器100。如果结果是肯定的，则图像采集器100将相应的完整图像传送给所连接的仪器(移动电话101、平板电脑102)；如果测试是否定的，则继续进行连续的采集流程，直到图像满足质量测试或触发其他的中断条件。例如，中断条件可以是在要求用户重新放置或为了改进采集应当执行纠正措施(更大的承压、湿润干燥的手指等)之后的时间上的界限。

在将完整图像传送给所连接的仪器之后，该仪器实施进一步的图像处理链，以便针对要求(滤波器，转化等)优化图像。如果采集工序结束，则图像采集器100的显示器103显示确认(例如绿色小勾)，如果没有，则在显示器103上示出用于放置下一个手指112或文件113的要求，并继续进行如上所述的工序。该工序的状态也优选地示出在所连接的仪器的显示器上，同样还有缩小的图像和完整图像以及完成工序之后的结果。

在工序完成之后，开始进一步处理最终的图像数据。根据图14，这些图像数据优选在本地在仪器上与数据库进行比较，或者传送给所连接的外部的数据库并进行比较。结果经由所连接的另外的电子仪器(移动电话101、平板电脑102或电脑106)接收并在那里示出或发送到图像采集器100上并在那里经由显示器103示出。

如图11中所述地，根据基本的方法，另外的电子仪器101、102或106存储经处理的完整图像数据，并且此后被转送给本地的数据库或者经由网络连接的数据库(如例如US-IDENT、EU-VIS、信用卡数据库)。在那里，将数据与存储的数据库登记内容进行比较。另外的电子仪器101、102或106接收结果。如果结果是没有被指控的，例如信用卡数据正常或者在边境处的旅客未违反法律，那么就将结果示出在所连接的另外的电子仪器101、102或106上并且显示在图像采集器100上并结束工序。在评判的结果是对操作员有危险的情况下，则触发无声式的或隐蔽式的警报，例如在火车上进行边境检查时：旅客已被数据库归类为通缉，则该边境官员优选在其口袋中的智能电话(移动电话101)上得到指示，例如振动。在汽车过境的情况下，边境官员则在他的电脑106上得到指示，该指示旅客无法看到。

利用图像采集器100可以经由放置面104采集人类肢体端部112的活性的皮肤区域和任意的文件113，尤其是ID文件。因此，图像采集器100在此例如由警察或边境官员例如递给要采集身份的旅客或交给他，例如交到汽车内部中。图像采集器100具有至少一个显示器103，如图1所示，其可以位于放置面104旁边。然而，在优选的变型方案中，如图3所示，显示器103也可以位于放置面104下方。然后，可以直接在放置面104上看到经由显示器103示出的信息。

在图4中示出了穿过图像采集器100的横截面。主要组成部分是由形成放置面104的保护层114、传感器层115和发光层116构成的层体105。图像采集器100还具有电子控制和数据处理单元117。

在图像采集器100的显示器103上为了开始采集工序而出现了用于放置相应的肢体端部112或用于放置文件113的要求。

肢体端部112在此尤其是指人体手指。在采集所谓的扁平指纹的情况下理想地采集到所有的三个指节的印痕，至少可以检测到第三指节的皮肤印痕。在指纹滚动的情况下，第三指节被扁平侧向放置，然后在放置面104上滚动。

文件113在此主要是身份文件(ID件)，如例如德国身份证。在美国通常使用驾驶执照。然而，文件113也可以是用于飞机的登机牌、入场券或例如位于印刷物或其他物体上的条形码。

在进行图像采集之前，接通形式为层体105的发光层116的照明以用于图像采集。接通可以在放置肢体端部112或文件113之前或之后进行。为了采集肢体端部112和采集文件113，通常可以在图像采集器100中存在有不同的光源122、124。视所要采集哪种对象物而定地，接通发光层116中的相应的光源122或124或者切换光源122、124。

层体

图像采集器100具有层体105，如其在图4中所示，并且包括传感器层115、位于传感器层上方的朝外形成放置面104的保护层114、位于传感器层下方的具有用于照明肢体端部112和文件113的光源部分的至少一个发光层116、以及用于安置电子控制和数据处理单元117的层。

图像采集借助传感器层115进行，该传感器层被保护层114保护以免受环境影响。放置面104朝外地形成保护层114，在传感器层115下方存在有至少一个发光层116。为了对肢体端部112的皮肤区域进行图像采集，以限定的角度范围从发光层116耦出光。该光穿过传感器层115和保护层114传播直到放置面104。放置面104是如下各种材料之间的光学界面：一方面是保护层114的材料，并且另一方面是图像采集器100的周围的材料或所放置的位于放置面104上的对象物的材料。在该光学界面上具有反射和透射。发光层116的照明光110的一部分在由放置面104形成的界面上被反射，并且可以被传感器层115探测。

照明光110的其他部分穿过由放置面104形成的界面。如果在放置面104上没有对象物，手指112或文件113，则该透射的光进入环境中。如果手指112或文件113被放置在放置面104上，则照明光110被该手指或文件反射回来或散射回来。如此向回散射或反射的漫射光109又可以被传感器层115探测到。

光源

为了采集皮肤印痕，在此使用到受扰全内反射的原理，该原理如图5中所示。用于照明肢体端部112的光源122在围绕优选方向的有限的角度范围内射出照明光110。在此如图5所示，用于照明肢体端部112的光源122可以实施为波导。经由LED125，在此使光耦合到作为波导的发光层116中。照明光110根据光传播的物理原理分布在波导126中。波导被如下这样地提供，即，使在波导中传播的光的一部分可以作为照明光110从波导中传出。

如果满足以下条件：

则基于图像采集器100的环境(例如空气)与保护层114之间的折射率的差，而照明光110在放置面104上被全内反射：

θ_c是光在保护层114中的角度，其相对放置面104的垂线被测量到。n₂是图像采集器100的环境的折射率，在是空气的情况下n₂＝1，而n₁是保护层114的折射率。对于浮法玻璃(例如BK7)来说，n₁在可见光波长范围内约为1.5。因此，对于θ_c来说，角度约为42°。

对于照明光110的相对放置面104的垂线大于42°的角度分量来说，照明光110在保护层114内部被完全反射。内反射的光111被传感器层115探测。这适用于在相关的位置上没有肢体端部112的皮肤面与放置面104发生直接光学接触的情况。这种情况也发生在没有手指112被放置的位置处，但是这也是指纹型廓的凹处118上所发生的情况。然而如果照明光110落到指纹型廓的凸处119上的话，则照明光110在该位置处耦入到手指112的皮肤组织中。在那里产生漫射光109。漫射光109的一部分朝向放置面104返回。它们将穿过放置面104和保护层114并被传感器层115探测到。漫射光109的从手指112到传感器层115上的强度要小于内反射的光111的强度。因此，指纹型廓的凸处119与凹处118之间的对比度可以被成像。

为了采集文件113，如图6中所示地，需要照明光110的不在放置面104上被全内反射的部分。这些部分穿过放置面104并在文件113的表面上产生漫射光109。漫射光109的一部分朝放置面104的方向返回。它们穿过放置面104和保护层114并被传感器层第115探测到。视文件113的颜色和亮度而定地，照明光110在此在不同的位置上被文件113产生不同强度的漫射光109。因此可以采集到文件113的图像(印刷物、文本、图案)。

为了成像指纹型廓并且成像(印刷的)扁平的文件113，使用到照明光110的不同的角度范围。当照明光110的所有的角度分量都满足在放置面104上的全内反射的条件时，指纹型廓的凸处119和凹处118之间达到了最佳对比度。然而却无法对扁平的文件113进行采集。如果照明光110没有满足用于在放置面104上被全内反射的条件的角度分量，但是为此却有能够穿过放置面104的角度范围，则能够实现对扁平的文件113的成像，然而却无法实现对指纹型廓的采集。

发光层116可以如下这样地实施，即，其不仅射出用于采集指纹型廓的角度分量，而且射出用于采集文件113的角度分量。在图4中所示的层体105具有只有一个光源122的发光层116，其提供的是，其不仅包含有满足全内反射的条件的光分量，而且包含有不进行全内反射的光分量。该实施方式的优点是，仅需要一个光源122并且因此使成本、体积和重量低于具有多个光源的实施方式的情况。

图像采集器100的优选的实施方式是，在发光层116中具有两个光源，一个是用于照明肢体端部112的光源122，并且一个是用于照明文件113的光源124。在图5和图6中示出了具有由两个光源122和124构成的两件式的发光层116的相应的层体105。视采集哪个对象物，肢体端部112或文件113而定地，接通相应的用于照明肢体端部112的光源122并关断另外的用于照明文件113的光源124。两个光源122和124可以分别在角度光谱方面要么被优化用于文件采集要么被优化用于采集多节式的肢体端部112的皮肤印痕。于是理想地，用于照明肢体端部112的光源122产生满足在放置面104处的全内反射的条件的照明光110。于是，对于该系统来说，皮肤印痕型廓的在凸处119与凹处118之间的对比度是最大的。用于照明文件113的光源124理想地仅包括如下角度分量，其不满足在放置面104上的全内反射的条件，而是在明显不同于全反射角度的出射角度下射出。

在具有由两个光源122和124构成的系统的发光层116中，其中一个光源124的光必须穿过另外的光源122。在优选的实施方式中，在图5和图6中所示地，用于照明肢体端部112的光源122直接与传感器层115连接并且对于用于照明文件113的光源124的光来说是足够透明的。用于照明文件113的光源124的光在该变型方案中穿过用于照明肢体端部112的光源122、传感器层115、保护层114并穿过放置面104地照明了文件113。在两个光源122和124之间存在有另外的层，例如气隙123，其具有比构造为波导的用于照明肢体端部112的光源122的折射率更小的折射率。如果波导系统被用作用于照明肢体端部112的光源122，则气隙123确保了该波导不被干扰，所以没有光在背离传感器层115的侧处耦出。

均匀化

在特别优选的实施方式中，波导被用作用于照明肢体端部112的光源122。由于用于照明肢体端部112的光源122的光可以朝放置面104的方向耦出，以便对该放置面照明，使得在一个实施变型方案中，在传感器层115与用于照明肢体端部112的光源122之间存在有反射器129。该设计方案在图7中示出。因此，反射器层129形成了层体105的另外的层，并且不仅与传感器层115而且与用于照明肢体端部112的光源122都光学耦合。

当两个层被光学耦合时，意味着它们之间没有气隙。如果两个层彼此粘合或者经由其他的接合工艺而彼此连接，并且由此在这两个层之间存在有附加的材料(例如粘合剂)，则该材料具有这两个层的折射率之间的折射率，或者其折射率近似这两个层的折射率。

反射器129如下这样地实施，即，其将光反射了一部分并透射了一部分。因此，照明光110的一部分可以进一步在因此作为波导起作用的发光层116中传播，而其他部分穿过层体105照明放置面104。反射器129的反射率应至少为50％，透射率应大于5％。这种反射器层129例如可以实施为金属层。为了金属的反射器层129的透射率足够大，金属层必须足够薄。几纳米到几十纳米的厚度满足了对于常用的金属(例如银、金、铝、黄铜、铜)的这些基本的反射和透射条件。

在特别优选的实施方式中，反射器层129的反射率和透射率之比可以不由厚度来限定，而是由金属层的结构来限定。在该变型方案中，金属的反射器层129的厚度至少为几十纳米，并且其透射率小于1％。然而，这种反射器层129却具有用以提供透明的区域和反射的区域的结构。因此，可以经由反射的区域与透明的区域之间的面积比来调整反射器129的这种分层设计的有效的(也就是说平均的)透射率或反射率。

为了实现在整个接触表面104上的尽可能均匀的照亮，在反射层129的金属中的结构应该小于传感器层115的光敏元件的像素间距，由此使该结构不会太强地呈现在被传感器层115采集的图像中。发光层116的射出的照明光110的角度范围越宽，穿过反射器层129在传感器层115中产生的强度波动就越小。

为了尽可能均匀地照亮放置面104，反射器层129的结构可以在其表面上变化。尤其地，当在使照明光110耦入到作为波导起作用的发光层116中的LED125的附近的反射率较大而透射率较小时，产生均匀的照亮。因此能够实施复杂的分布结构，以便依赖于照明的角度光谱、构造在发光层116中的波导的厚度和在层体105中的其他层的厚度地实现对放置面104的尽可能均匀的照亮。

传感机构

为了图像采集器100可以尽可能薄且轻地实现，可以使用如下的光学图像采集设计方案，在其中，完全取消了常规的光学成像元件，如透镜和棱镜。传感器层115在此大约与放置面104一样大，并且因此能够实现对位于放置面104上的对象物的1：1成像。传感器层探测到来自发光层116的在内部在放置面104上反射的光分量还有被对象物，如肢体端部112或文件113散射回来的光分量。然而，传感器层也探测到环境光127的如下光分量，其直接穿过放置面104或者穿过被放置的对象物地穿过放置面104和保护层114。

传感器层115优选地基于TFT技术实施。该技术能够实现的是，一方面使用了大面积的传感器并且另一方面使用了不同于CCD或CMOS技术的半导体硅的基底材料。因此，可以实现对于可见的波长光谱是透明的基底。优选地，将作为基底材料的玻璃用于传感器层115。

传感器层115由二维的有规律的像素阵列组成。像素阵列具有光敏区域120和透明区域121。光敏区域120优选为光电二极管。由于透明区域121并且由于使用了透明的基底，使得整个传感器层115平均是透明的。传感器层115的有效的透射率大于10％，优选大于20％。

保护层

传感器层115通过保护层114来保护免受环境影响。干扰的或破坏性的环境影响会机械地、化学地且电地起作用。为了在机械上是牢固的，保护层114必须尽可能坚硬或耐刮擦。在此，采集文件113是一个挑战，这是因为它们要比肢体端部112的皮肤更硬，并且由于文件113被沿着放置面104引导而可能会有硬的脏物颗粒产生划痕。在此需要莫氏硬度至少为6。为了确保更广泛的保护，优选莫氏硬度至少为7。为了化学保护，传感器层115必须被充分封装，使得湿气、清洁剂等无法到达传感器层115上。同样地，必须防止放电。绝缘体，如具有厚度至少为25μm的玻璃确保了足够的保护。

用于传感器层115的充分保护免受所有所提及的环境影响的优选的保护系统是具有25μm厚度的薄玻璃，它提供了非常良好的封装、莫氏硬度≥6，并且还针对放电提供了必要的保护。优选地使用更大厚度的玻璃来进一步提高机械抗冲击强度和放电保护。为了更好的耐刮擦性，特别优选使用钢化玻璃、蓝宝石或涂覆有硬质层的玻璃。这种保护部件被粘合到传感器层115上或者利用另外的接合工艺来光学连接。保护层114和传感器层115之间的粘合剂133在层体105中形成附加的层，如在图7中所示。

环境光保护

除了两个来自内部的发光层116的内反射的光111或漫射光109之外，环境光127也例如通过太阳到达传感器层115上，参见图8。在此，环境光127会直接穿过放置面104达到传感器层115，或也会穿过肢体端部112或文件113。如果传感器层115的光敏区域120变得饱合进而不再采集任何信息，最终可能会导致信息丢失。在此，有效的保护可以是光谱滤波器128。该光谱滤波器例如可以布置在保护层114与传感器层115之间。因为在进行文件采集时，文件113本身就提供了良好的环境光保护，所以优选将有效的环境光保护适用于对肢体端部112的采集。来自环境的红光非常好地穿过人体组织，因此如下这样地实施有效的光谱滤波器128，即，在很大程度上阻拦红光。光谱滤波器128在此例如可以实施为吸收滤波器或实施为干涉滤波器。

在优选的实施方式中，光谱滤波器128作为流体被引入到保护层114与传感器层115之间的粘合剂133中，从而不需要附加的层。

在另外的特殊的实施方式中，光谱滤波器128经结构化地实施，从而仅给传感器层115的光敏感区域120设有光谱滤波器128，但不透明区域121没有。因此，发光层116的没有经过光谱滤波的光经由放置面104可以被用户察觉。如果发光层116通过显示器103如图3所述地实施，这就例如能够实现彩色的显示器示出。

用于环境光保护的另外有效的变型方案是环境光栅格130，如在图9和图10中所示。与光谱滤波相比，该设计方案是基于角度有选择的滤波。为此提供了具有环境光栅格130的至少一个附加的层。该环境光栅格与光敏区域120有大致相应于光敏区域的棱边长度的间距地布置。由此，可以阻挡成角度地落到光敏区域120上的光分量，这些光分量根本无法出现在照明光110的角度光谱中，然而却通过环境光110形成。附加地，也可以将另外的层直接布置在光敏区域120上，以便在那里更有针对性地阻挡不期望的角度范围。

显示器/用户指导/交互

在优选的实施方式中，用户可以经由显示器103借助触摸(触摸屏)来控制图像采集器100和图像采集流程。在放置面104旁边的显示器103被用于示出输入要求或修正建议。修正建议例如可以是让肢体端部112应当更强或更弱地按压，或者应该改变手指位置的指示。

通过将发光层116实施为显示器103或通过显示器103和传感器层115在一个层内的组合来直接在放置面104上形成的显示器功能能够实现与用户的直接交互。因此，在放置时的错误可以直接显示在正确的位置上。在采集滚动的指纹时的滚动过程可以经由对滚动的定位和速度的预设来交互式地进行支持。

供电部

根据本发明的装置在其移动式的图像采集器100中具有蓄电池或电池，由此使其能够完全无电缆地运行。在是蓄电池的情况下，该蓄电池可以经由外部的接口(例如USB)借助充电器对其充电。图像采集器100的在不充电或不使用其他的电缆连接的情况下利用所使用的部件和常规的省电功能的设计方案可以优选使用一整天。利用对接站或上述的更换蓄电池可以将该时间段选择得明显更短。

方法

移动式的图像采集器100与另外的电子仪器，要么是移动电话(智能电话)101、平板电脑、102，或具有屏幕107的固定的计算机106无线连接。经由图像采集器100采集文件113，尤其是ID文件的和人体肢体端部112的皮肤区域的图像，并且传送给所连接的电子仪器，移动电话101、平板电脑102或计算机106。

传送以<1秒范围内的延迟作为实时序列进行。由于无线连接的带宽有限，必须在传送之前缩小图像采集器100上的图像。

在图像采集器100中缩小所采集的图像涉及到文件大小。优选的变型方案是缩小文件大小，例如：

(a)缩小分辨率(每第n个像素，每第n行被丢弃)，

(b)缩小动态(缩小灰度级数，例如从9比特转换为8比特)，

(c)去除相关的图像信息(丢弃不包括相关信息的图像部分)，

(d)压缩(常见的压缩算法，如例如无损的png压缩)。

至少是将分别最后利用图像采集器100采集的图像作为完整图像(即具有完整的分辨率和完整的动态范围)保存在该图像采集器中且维持，以便在来自耦合的另外的电子仪器101、102或106的质量检验的OK信号时一起作为完整图像被传送。在此将旧的采集删除或覆盖。

作为实时序列传送给所连接的电子仪器101、102或106的数据由该仪器进行评估。评估可以例如结合

(a)图像噪声分析，

(b)灰度分析(直方图)和

(c)对比度分析(例如，指纹的凸凹处对比度)来实现。

评估在此例如可以借助比较来实现。如果达到了比较值(阈值)，则将信号传送给图像采集器100。

在其中只分别将最后的完整图像存储在图像采集器100中的优选的变型方案包括的是，所连接的电子仪器101、102或106总是对最后的从实时序列所接收到的图像进行评估。如果该图像满足了质量要求，则在将信号传送给图像采集器100之后，由图像采集器100将最后所存储的完整图像传送给所连接的仪器101、102或106。为此，对最后所缩小的图像的传输、在所连接的仪器101、102或106上进行对该图像的评估和在图像采集器100上接收信号必须要比实时序列的两个图像之间的时间间隔更快地实现。否则，在图像采集器100上接收到信号之后，所存储的完整图像将再次被新的完整图像所覆盖，并且因此将利用所连接的电子仪器101、102或106进行评估的完整图像删除。

在该方法的特别优选的变型方案中，多个完整图像以唯一的标识符存储在图像采集器100中。在实时序列中传送的经缩小的图像也携带有该标识符。已经过所连接的电子仪器101、102或106中的质量测试的图像的标识符被传送给图像采集器100。然后，后者又将完整图像传送给所连接的电子仪器101、102或106。

根据特定的流程链(工作流)，可以针对不同的采集重复所描述的工序。典型的是例如4-4-2工作流。在此，在第一次图像采集中扫描一只手的四个手指(肢体端部112)，然后在第二次图像采集中扫描第二只手的四个手指112，并且之后作为第三次图像采集地扫描两个手的大拇指(肢体端部112)。经由图像采集器100的显示器113分别进行了放置相应的手指112的要求，并且当在耦合的另外的电子仪器101、102或106中进行质量检验并满足了质量标准时，进行回应(在显示器103上例如绿色小勾)。

在所连接的电子仪器101、102或106上对完整图像进行进一步处理。处理在此可以是对不同影像的融合，或者对影像和信息的合并，以及压缩。经处理的图像可以经由所连接的电子仪器101、102或106转发给数据库或存储系统，或者还与本地地存储在所连接的电子仪器101、102或106上的数据库进行比较。

数据库比较的结果(例如犯罪数据库中的命中)可以在所连接的设备101、102或106上进行评价或者将其传送给图像采集器100。在图像采集器100上或者在耦合的另外的电子仪器101、102或106上的隐蔽性的警报也是可能的。

图像采集器100可以经由无线连接的另外的电子仪器101、102或106进行控制和监视(监视采集工序、筛选和监控采集数据、在泄漏时进行紧急删除、锁定图像采集器100、与图像采集过程交互)。控制和监视在此也可以同时延伸到多个无线的图像采集器100上。因此可以合并多个图像采集器100的数据，有效地监视过程并且以捆绑形式发送数据。经由无线连接的电子仪器101、102或106，例如经由键盘又可以补充另外的数据，或者补充例如来自面部的照片。然后将这些数据与指纹和/或文件数据和/或签名数据组合并发送或评价。

另一方面，图像采集器100也可以控制和监视无线连接的仪器。借助所连接的电子仪器101、102或106(其又与数据库例如经由因特网连接)发送数据可以经由图像采集器100触发。为此，根据本发明的装置的所连接的电子仪器101、102或106通知其与数据库的连接的状态(Internet连接、安全级别、电池状态)。评价结果可以传送给根据本发明的装置，因此例如可以触发隐蔽性的警报。因此，当边境官员在采集旅客的数据时，如果该旅客被登记为犯罪分子，边境官员将得到警告。

实施例1

根据本发明的装置和根据本发明的方法的移动式的应用的典型的使用领域是乘机动车(汽车)进行的私人边境往来穿过国界，例如是美国和墨西哥之间的边界。

汽车例如有四名乘客。这四个旅客应当经由各十个经扁平采集的手指112的指纹来进行身份识别。此外，还应当在该检查流程中一同对驾驶执照进行采集。

在边境关卡处存有有边境警察所在的边境小屋。在道路上存在有使汽车停在之前的障碍物。边境警察具有移动式的图像采集器100和作为在其边境小屋中的耦合的另外的电子仪器的电脑106。电脑106和图像采集器100被无线地经由WLAN来彼此连接，其中，电脑106再次经由因特网与US-IDENT(国土安全部的指纹数据库)连接。

警察拿到递交的驾驶执照。警察接通用于在移动式的图像采集器100上采集ID文件113的模式，并且以此对乘客的ID文件113的图像进行采集。此后，警察激活用于采集指纹的模式并将移动式的图像采集器100递到汽车中。乘客分别依次将其十个手指112进行按压。当要采集哪个手指112时，经由图像采集器100上的显示器103来告知。边境屋中的警察在电脑106上监视采集过程。警察可以在此看到实时图像并且例如要求在图像采集器100的显示器103上重复某些采集。

用于采集指纹的流程图表在所述的场景中典型的是4-4-2：首先是一只手的四个手指，然后使另一只手的四个手指，左后是两个大拇指。因此在此对每个人采集三个图像。

如果所有采集都成功完成的话，将指纹数据与数据库进行比较。数据库将结果传送给电脑106，在电脑的计算机屏幕107上显示该结果。

该身份识别流程要比如今通常所使用的单个手指采集更加安全。排除了由于在采集时的错误顺序而导致的手指112的错误配属。两个四指采集和两个拇指采集的速度要比在单个手指采集时的速度更快，这是因为代替了十个图像地只采集三个。此外，对官员的安全性更高，这是因为该官员针对工序而不必离开边境小屋。数据安全性很高，这是因为旅客不能直接访问电脑106并且因此无法窃取。在将三个单独的印痕图像的完整图像转录到电脑106上之后，在移动式的图像采集器100上并不存储旅客的数据。该边境检查站的成本低于用于文件采集和指纹采集的两个单独的仪器时的成本。

此外，边境人员的舒适度显着提高。官员随时通过在电脑106上的对采集工序的映射进行经由指纹采集对旅客的检查。相比对文件103的拍照，将ID文件113面式地放置在放置面104上简化了采集并且避免了模糊、反射和环境光问题。旅客不必离开车辆来执行在图像采集器100上采集。

实施例2

应用根据本发明的装置的另外的典型的场景例如是在零售店中。顾客想要购买产品并支付费用。销售员不在传统的收银机处，而是在商店中自由运动。销售员携带移动式的图像采集器100。该图像采集器又与平板电脑102无线连接，作为用于数据质量检验和个人数据验证的耦合的另外的电子仪器。

顾客通过信用卡向销售员付款，采集顾客的指纹并让顾客签字。平板电脑102与信用卡银行连接。销售员接过顾客想要购买的产品，并用根据本发明的图像采集器100采集商品的条形码并在图像采集器100的显示器103上显示价格和支付方式，销售员借助触摸屏选择支付方式并采集顾客信用卡的图像，并且扫描顾客的一只手的四个扁平的指纹。移动式的图像采集器100的所有影像被转送给平板电脑102。指纹数据和信用卡数据经由平板电脑102传送给信用卡银行，并在那里针对数据库进行检验。数据库将检验的结果传送给平板电脑102。该平板电脑将结果传送给移动式的图像采集器100，在那里显示该结果。然后顾客通过在移动式的图像采集器100上的签名确认支付。然后经由平板电脑102为顾客开始进行销售收据的打印过程。

在所描述的场景中的安全性得到显著提高，这是因为对多个手指的采集要比如今常见的单个手指采集更安全。通过对三种支付检查因子，即信用卡、指纹和签名的检测也提高了安全性。信用卡被光学读取，而不是非碰触式地读取，这降低了数据被盗的风险。平板电脑102处于安全的地方，因此不会被盗取。移动式的图像采集器100不包含有来自先前客户的数据。节省了成本，这是因为只使用了一个仪器用来采集条形码、指纹、文件和签名。舒适度得到提高，这是因为顾客不必排队等候。销售员可以主动制定从开始到完成的销售流程。

实施例3

另外的典型的应用情况是在火车中的移动式的边境检查。例如，在火车中有旅客从俄罗斯到芬兰，持有签证的旅客必须利用指纹(十个扁平的手指)和(护照中的)签证进行身份识别，其中，签证必须得到确认。边境警察必须花两个小时检看所有旅客。

边境警察具有移动式的图像采集器100和作为数据流的另外的电子仪器的移动电话101(智能电话)。移动电话101经由蓝牙与移动式的图像采集器100连接。移动电话101又与EU-VIS(欧盟签证数据库)连接。

警察用移动电话101采集旅客的个人的数据并在移动电话101上激活指纹/文件采集，由此使所连接的移动式的图像采集器100被切换到相应的模式，并且移动电话101被收起在警察的制服夹克中。警察以三个步骤(4-4-2)采集每个旅客的十个扁平的手指112，并且然后用移动式的图像采集器100的大面积的光学传感器层115采集签证。移动电话101接收到指纹和签证数据(文件成像)并将其传送给数据库。数据库将数据与所存储的数据进行比较，并将结果传送给移动电话101。在是可接受的结果的情况下，移动电话101将结果又传送给移动式的图像采集器100，并且移动式的图像采集器将结果示出在显示器103上。如果在数据查验时确定有问题，则移动电话101产生“无声式的警报”或者向图像采集器100传送错误消息。

采集十个手指112来代替迄今的单个手指采集是有利的。十个手指工序只需要三次采集(4-4-2)，因此该流程比按顺序进行图像采集更快。对于官员来说，该方法更安全，这是因为该官员在同时使用两个仪器时只需操作一个仪器，因而使一只手是自由的。此外，对数据是安全的：移动电话101很难被盗取，而移动式的图像采集器100上没有指纹和移动数据的存储。另外的优点同样是在成本方面，这是因为代替两个仪器地只需要一个用于指纹和文件采集的仪器。与利用传统的相机进行采集相比(例如，智能手机相机)，面式地放置ID文件113(护照和签证)简化了采集、避免了模糊、反射和环境光问题。

附图标记列表

100 图像采集器

101 移动电话(智能手机)

102 平板电脑

103 显示器

104 放置面

105 层体

106 计算机(电脑)

107 屏幕

108 无线连接

109 漫射光

110 照明光

111 (内)反射的光

112 肢体端部(手指)

113 文件

114 保护层

115 传感器层

116 发光层

117 (电子)控制和数据处理单元

118 凹处

119 凸处

120 光敏区域

121 透明区域

122 用于照明肢体端部的光源

123 气隙

124 用于照明文件的光源

125 LED(发光二极管)

126 波导中的光传播

127 环境光(太阳)

128 光谱滤波器

129 反射器(层)

130 环境光栅格

132 像素孔径栅格

133 (保护层11与传感器层115之间的)粘合剂

Claims (22)

1.一种光学采集人体肢体端部的活性的皮肤区域和文件的装置，所述装置包括层体，所述层体具有

-传感器层，在所述传感器层中布置有呈二维的有规律的像素栅格的形式的光敏元件，

-在所述传感器层的光敏元件的二维的像素栅格上方的透明的保护层，所述保护层具有层体的相对所述光敏元件平行且有限定的间距的外面，所述外面提供了用于所要采集的多节式的肢体端部的皮肤区域或文件的放置面，

-面式的光源，利用所述面式的光源能够使光分量从所述光源出发地朝所述传感器层的方向穿过所述保护层耦入到位于所述放置面上的皮肤区域或文件中，其中，所述层体的所有位于光源与放置面之间的层至少透射了部分的期望的波长范围的光，和

-用于图像读出、图像处理和光源驱控的控制单元，

其特征在于，

-所述层体被整合到移动式的图像采集器中，所述移动式的图像采集器包括：

-至少一个用于显示针对用户的用户指导的显示器，所述显示器被构造为所述层体(105)的层，

-内部的供电部，所述内部的供电部在没有外部输电的情况下确保了图像采集器使用期望的使用时长，

-所述层体在所述传感器层下方通过形式为发光层的面式的光源进行补充，其中，所述发光层被构造成用于射出

-在第一角度范围内的光，从而使光分量在所述保护层中在放置面上进行内反射，以便根据受扰全内反射的原理采集所放置的皮肤区域，和

-在第二角度范围内的光，从而使光分量穿过所述放置面照明所放置的文件，并且

-图像采集器具有电子的控制和数据处理单元，其用于预处理所采集到的图像数据，并缩小图像数据用于无线发送给另外的电子的仪器，并且

-移动式的图像采集器经由用于进行无线数据传输并通讯的接口与用于进行具有质量评估和图像数据管理的图像数据处理的另外的电子仪器耦合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集器具有两个层状的光源，第一光源用于为采集皮肤印痕而根据受扰全内反射的原理进行照明，并且第二光源用来采集文件的图像。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集器的传感器层具有透明的区域，从而能够使至少一个光源的光的至少10％分量穿过所述传感器层。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护层(114)由光学玻璃或蓝宝石或透明的陶瓷构成。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述保护层(114)具有用于与所述传感器层(115)连接的光学的粘合剂层。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述保护层(114)构造为所述图像采集器(100)的保护壳体的上部的窗。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，耦合的另外的电子仪器是来自如下组的其中一个：移动电话、平板电脑、台式电脑、笔记本式计算机。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，耦合的另外的电子仪器具有用于显示利用所述图像采集器采集的图像的显示器，以便能够实时地在另外的所耦合的电子仪器上显示采集过程。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述移动式的图像采集器中存在有供电部，所述供电部具有至少一个可更换的原电池或可充电的蓄电池。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述移动式的图像采集器的至少一个可充电的蓄电池能经由电缆、USB接口或借助对接站充电。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于显示在移动式的图像采集器中的用户指导的信息的至少一个显示器平行于传感器层地布置在所述传感器层的背离所述保护层的侧上，从而使所述显示器的信息穿过所述传感器层和所述保护层地能够经由放置面被用户察觉。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集器的至少一个显示器位于所述放置面的旁边，从而即使当所述放置面被肢体端部或文件占用，也能够示出用户信息并被用户看到。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在图像采集器中附加地存在有包括光学器件在内的相机，以便采集用户脸部的照片。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集器的至少一个显示器包括触摸功能，利用所述触摸功能能够控制移动式的图像采集器。

15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集器和所述另外的电子仪器被设置成用于进行数据压缩和数据加密。

16.一种用于利用光学的直接扫描仪采集人体肢体端部的活体皮肤区域和文件的方法，所述方法包括以下步骤：

-借助在包括直接扫描仪的图像采集器的显示器上的显示要求将至少一个多节式的肢体端部或文件放置在直接扫描仪的放置面上上，

-将所指示的肢体端部或文件放置在所述直接扫描仪的放置面上，

-驱控至少一个面式的光源处于照明模式，该照明模式要么适用于以受扰全内反射采集皮肤影像，要么适用于采集文件，

-利用所述直接扫描仪的传感器层采集所放置的肢体端部的皮肤印痕或所放置的文件的图像，

-将采集到的图像的图像数据存储在图像采集器中，

-在所述图像采集器中预处理所采集的图像的图像数据并缩小图像数据，

-将所采集的图像的经缩小的图像数据从所述图像采集器发送至无线耦合的另外的电子仪器，

-在耦合的另外的电子仪器中对图像数据进行进一步处理用以质量检验，

-将质量检查的结果与要求一起转送给所述图像采集器以进行另外的图像采集或者用于转送先前由图像采集器采集的图像的完整图像数据，

-存储或进一步发送所传输的完整数据。

17.根据权利要求16所述的方法，其包括以下另外的步骤：

-借助耦合的另外的电子仪器内部的评估软件评估接连用图像采集器所采集的图像，

-当所述另外的电子仪器的评估软件将最后所采集的图像的质量评估为良好时，将来自另外的仪器的信号发送给图像采集器作为用于发送最后所采集的图像的完整图像数据的触发器，

-从图像采集器将放置在放置面上的肢体端部的皮肤印痕或放置的文件的最后所采集的图像的完整图像数据发送至耦合的另外的电子仪器。

18.根据权利要求16所述的方法，其包括以下另外的步骤：

-借助耦合的另外的电子仪器内部的评估软件评估接连用图像采集器所采集的限定的图像序列的图像，

-当所述另外的电子仪器的评估软件将之前所采集的图像序列的图像选定为由多个评估为良好的图像构成的图像序列的质量最好的图像时，将来自另外的电子仪器的信号发送给图像采集器作为用于发送先前所采集的图像序列的选定的图像的完整图像数据的触发器，

-从图像采集器将放置的肢体端部的皮肤印痕或放置的文件的之前所采集的图像序列的质量最好的图像的完整图像数据发送给耦合的另外的电子仪器。

19.根据权利要求16所述的方法，其包括以下另外的步骤：

-借助耦合的另外的电子仪器内部的评估软件评估限定的图像序列的接连用图像采集器所采集的图像，

-当所述另外的电子仪器的评估软件将之前所采集的图像序列的图像选定为由所有质量不足地分类的图像构成的图像序列的质量最好的图像时，将来自另外的电子仪器的信号发送给图像采集器作为用于发送之前所采集的图像序列的所选定的图像的完整图像数据的触发器，

-从图像采集器将放置的肢体端部的皮肤印痕或放置的文件的之前所采集的图像序列的质量最好的图像的完整图像数据发送给耦合的另外的电子仪器。

20.根据权利要求16所述的方法，其包括以下另外的步骤：

-经由耦合的另外的电子仪器将至少一个通过所述图像采集器所采集的图像发送给所连接的用于查验个人身份或文件有效性的数据库，

-当查验提供的是肯定的结果时，则在耦合的另外的电子仪器上接收查验的结果并转发给图像采集器。

21.根据权利要求16所述的方法，其包括以下另外的步骤：

-经由耦合的另外的电子仪器将至少一个通过所述图像采集器采集的图像发送给所连接的用于查验个人身份或文件有效性的数据库，

-当查验提供的是否定的结果时，则在耦合的另外的电子仪器上接收查验的结果并在耦合的另外的电子仪器上触发“无声式的警报”。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述结果显示以声学的方式或通过振动显示在耦合的另外的电子仪器上。