DE10104631A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation der Oberfläche und latenter oberflächennaher Strukturen eines Prüfobjekts - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation der Oberfläche und latenter oberflächennaher Strukturen eines Prüfobjekts, insbesondere eines menschlichen Fingers, anhand des Hautleistenmusters und der darunter liegenden Strukturen, z. B. Epithelstrukturen, mittels eines akustooptischen Wandlers. Die Oberflächenstruktur sowie die latenten oberflächennahen Strukturen bilden die charakteristische Raumstruktur des Prüfobjekts (2), welche zur Identifikation bzw. Verifikation ausgewertet wird. Dazu werden Ultraschallwellen (8), durch einen für elektromagnetische Wellen durchlässigen Körper, in das Prüfobjekt (2) gesendet. Die reflektierten, rückgebeugten und/oder rückgestreuten Ultraschallwellen (9) tragen Informationen über die Beschaffenheit der Raumstruktur des Prüfobjekts. Diese Ultraschallwellen (9) generieren im Körper (3) örtliche und zeitliche Schwankungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit von einstrahlenden elektromagnetischen Wellen, die sich in entsprechende Phasendifferenzen der elektromagnetischen Wellen (12) als Phasengitter umsetzen. Die dadurch hervorgerufene Modulation der elektromagnetischen Wellen (12) wird mit elektromagnetischen Strahlungsdetektoren (6) detektiert und mittels einer Informationsverarbeitung ausgewertet. Diese Informationen werden mit bereits ermittelten Daten zwecks Identifikation oder Verifikation verglichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation der Oberfläche und latenter oberflächennaher Strukturen eines Prüfobjekts, insbesondere eines menschlichen Fingers anhand des Hautleistenmusters und der darunter liegenden Strukturen, z. B. Epithelstrukturen, mittels eines akustooptischen Wandlers.

In einer hochtechnisierten Welt ist es erforderlich geworden Personen schnell, automatisch und sicher zu identifizieren bzw. verifizieren. Bisher legitimierten sich Personen aufgrund eines Ausweises mit Lichtbild oder PIN bzw. Passwörtern. Im Zuge der weltweiten Vernetzung von Computersystemen ist die Prüfung einer Berechtigung jedoch nicht mehr durch einfaches ansehen des Lichtbildes möglich. Auch Pin und Passwörter geben nicht genug Sicherheit, da sie einmal ausgespäht, unbemerkt missbraucht werden können. Passwörter können zudem auch vergessen werden.

Die menschliche Fingerbeere besitzt eine seit über einhundert Jahren anerkannte, individuelle Struktur an den Fingerkuppen - die Hautleisten. Diese bilden ein charakteristisches Relief mit dem man Personen weltweit eindeutig identifizieren kann.

Es sind dazu bereits Verfahren bekannt, die das Hautleistenmuster (Fingerabdruck) optisch mittels einer Kamera aufnehmen und zum Zweck der Identifikation verarbeiten. Die Haut an den Fingerkuppen bietet jedoch wenig Kontrast, was die Bildaufnahme erschwert. Um den Nachteil zu beheben, muss eine aufwendige Beleuchtung angebracht werden. Auch die Fokussierung ist, je nach Verfahren, sehr aufwendig. Optische Verfahren sind zudem sehr anfällig gegen Rückstände an den Fingerkuppen wie Schmutz, körpereigene Ausscheidungen wie Fett und Schweiß sowie Substanzen wie z. B. Hautcremes. Desweiteren gibt es noch kapazitive Verfahren, zu welchen als zusätzliche Nachteile noch die Empfindlichkeit gegenüber statischen Aufladungen des Benutzers (ESD) sowie die erforderlichen großen Chipflächen hinzukommen.

DE 42 22 387 C2 betrifft ein Verfahren, das die Abtastung mit Ultraschall und elektromagnetischen Wellen verbindet. Eine für Ultraschallwellen durchlässige Schicht wird durch elektromagnetische Wellen abgetastet. Es entsteht somit durch die rückgestreuten Signale des Prüfobjekts ein optisches Abbild der Verformung, die mit einer CCD-Kamera und einem Bildverarbeitungsalgorithmus ausgewertet wird. Neben dem Aufwand zusätzlicher Vorrichtungen (Kosten) bedeutet dies auch einen hohen Rechenaufwand.

Wenig vorteilhaft ist die Anordnung einer reflektierenden oder beugenden Schicht in Mitten eines Körpers, die Lichtquelle und das CCD-Array außerhalb des Körpers, hier wird eine verhältnismäßig große Optik mit erheblichen Brennweiten erforderlich. Eine mikrointegrierte Version der Vorrichtung ist nicht möglich. Eine Schicht kann auch nur begrenzt das gesamte Verformungsspektrum erfassen, um sicher Identifizieren zu können. Die Auslenkung der Schicht durch die rückgestreuten oder reflektierten Ultraschallwellen betragen erfahrungsgemäß nur wenige Nanometer, was einer zu geringen Auslenkung bzw. Ablenkung der einstrahlenden Lichtquelle, mit den entsprechenden Detektionsschwierigkeiten, führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifikation bzw. Verifikation von Personen und/oder Objekten anzugeben, das die Nachteile einer rein optischen oder bekannten akustooptischen Auswertung nicht hat und dazu noch makro- oder mikrointegrierbar ist, sowie sicher und preiswert identifizieren kann.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass Ultraschallwellen, durch einen für elektromagnetischen Wellen durchlässigen Körper, in ein Prüfobjekt gesendet werden und in den Körper einstrahlenden elektromagnetischen Wellen derart durch die rückgestreuten, reflektierten, rückgebeugten und/oder interferierenden Schallwellen moduliert werden, dass sich die örtlichen und zeitlichen Schwankungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit in entsprechende Phasendifferenzen der elektro­ magnetischen Wellen umsetzten und die dadurch hervorgerufene Modulation der elektromagnetischen Wellen detektiert und ausgewertet wird.

Das Verfahren hat folgenden Hintergrund. Ein Lichtbündel, als Beispiel für elektromagnetische Strahlung, das eine Schallwelle durchquert wird an dieser gebeugt. Diese Erscheinung wird als Debye-Sears-Effekt bezeichnet. Breitet sich eine Schallwelle in einem Festkörper aus, so wirkt diese also auf Grund ihrer Periodizität auf das Licht wie ein optisches Gitter. Die örtlichen Schwankungen der Lichtgeschwindig­ keit in der Schallwelle setzt sich in entsprechende Phasendifferenzen der Lichwelle um. Die Schallwelle wirkt also wie ein Phasengitter.

Desweiteren tritt die Bragg-Beugung bzw. -Reflexion auf. Die Schallwelle ist hier als periodische Aufeinanderfolge von Reflexionsflächen anzusehen. Der Abstand beträgt eine Schallwellenlänge.

In beiden Fällen treten Frequenzänderungen des Lichts auf (Dopplereffekt). Diese beiden Effekte können einzeln oder gemeinsam auftreten. Mischformen der Diffraktion sind somit möglich.

Zur Identifikation bzw. Verifikation eines Prüfobjekts, z. B. der Fingerkuppe einer Person, wird die Raumstruktur ausgewertet. Die für jede Person charakteristische Raumstruktur wird im wesentlichen aus der Oberflächenstruktur sowie aus den latenten oberflächennahen Strukturen, z. B. Epithelstruktur einer Person, gebildet. Dazu werden Ultraschallwellen durch einen Körper hindurch in das Prüfobjekt gesendet. Die reflektierten, rückgebeugten und/oder rückgestreuten Wellen tragen Informationen über die Beschaffenheit der Raumstruktur des Prüfobjekts.

Die in den unterschiedlichsten Winkeln rückgestreuten, rückgebeugten und/oder reflektierten Ultraschallwellen generieren im Körper örtliche und zeitliche Schwankungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit von einstrahlenden elektro­ magnetischen Wellen, die sich in entsprechende Phasendifferenzen der elektromagnetischen Wellen, als Phasengitter, umsetzten und dadurch die elektromagnetischen Wellen charakteristisch modulieren.

Es entsteht durch das Phasengitter in Verbindung mit der Konvertierung des Ultraschallsignals in ein elektromagnetisches Signal ein virtuelles optoakustisches Hologramm der Raumstruktur.

Durch die Streukörper im Prüfobjekt z. B. den Hautleisten (Fingerabdruck), sowie der darunter liegenden Epithelstruktur eines menschlichen Fingers ergibt sich für jeden in der Raumstruktur enthaltene Streukörper ein charakteristisches Wellenbild. Die Summe der Wellenbilder charakterisieren die Raumstruktur des Prüfobjekts insgesamt.

Die modulierten elektromagnetischen Wellen werden von einer Detektoranordnung erfasst und elektronisch verarbeitet. Diese so ermittelten Informationen werden mit bereits vorhandenen Daten zwecks Identifikation oder Verifikation verglichen.

Zur Optimierung der Detektion und Auswertung der bereits modulierten elektromagnetischen Wellen, ergibt sich eine zweckdienliche Möglichkeit, noch zusätzliche Elemente, z. B. eine Schicht, in die elektromagnetischen Strahlengänge einzubringen. Durch die zusätzliche Schicht wird die Auswertung der elektromagnetischen Wellen erheblich vereinfacht. Wobei sich diese Schicht diaphan für definierte Schwingungsrichtungen oder Schwingungsphasen verhält, jedoch für andere Schwingungscharakteristiken, insbesondere die der eingestrahlten Wellen stark abschwächend wirkt. Dabei ist es vorteilhaft diese Wirkung mit einem entsprechenden Gegenstück zur genannten Schicht, nahe der elektromagnetischen Strahlungsquellen, zu forcieren. Zweckmäßig ist die Verwendung eines Polarisationsfilters.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von gekreuzten Polarisationsfilter, damit nur das gebeugte Licht zum Detektor hindurch kommt. Dabei ist es vorteilhaft kohärentes Licht einzusetzen. Die Bestrahlung des Phasengitters mit kohärenten Licht erzeugt dann auf der Detektoranordnung ein der Raumstruktur entsprechendes Bild bzw. Intensitätsverteilung, wobei die Streuzentren automatisch hervorgehoben werden.

Zweckmäßig ist es, wenn diese Schicht aus einem, zwei oder mehreren feinen, dem Phasengitter angepassten, übereinander angeordneter Gitter oder einer andersartig beugenden Struktur besteht.

Bei der alternativen Verwendung von nicht monochromatischem Licht, bewirkt das Phasengitter eine spektrale Zerlegung des Lichts ähnlich eines optischen Gitterspektrographen. Die Detektoranordnung ist zusätzlich mit einem Spektralen-Filter zu versehen.

Optisch niedrig kohärente Detektionsverfahren können ebenfalls angewendet werden.

Zweckmäßig ist es die Ultraschallwellen in der Wellenlänge der zu identifizierenden Raumstrukturen des Prüfobjekt anzupassen, um die entsprechende Strukturgrößen aufzulösen und Streuung, Reflektion und/oder Beugung an der zumessenden Raumstrukturen hervorzurufen.

Zweckmäßig ist es, wenn zeitlich wiederholend gemessen wird und aus den Messungen ein Mittelwert, z. B. zur Rauschunterdrückung, gebildet wird.

Die Auswertung hinsichtlich einer Identifikation eines Prüfobjekts kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Wobei vorhergehende Auswertungen als Referenz für die Identifikation bzw. Verifikation dienen können.

Die Intensitätsverteilung auf der Detektoranordnung kann direkt mit einem Bildverarbeitungsalgorithmus bearbeitet und mit einer Referenz verglichen werden.

Zweckmäßig werden die Verhältnisse der elektromagnetischen Strahlungsverteilung in unterschiedlichen Betriebsmodi ausgewertet. Dabei wird die Strahlungsverteilung jeweils mit/ohne Prüfobjekt und mit/ohne Ultraschallwellen gemessen.

Dazu ist es zweckmäßig, wenn ein erstes Nullsignal ohne Prüfobjekt und ohne Ultraschallwellen gemessen und gespeichert wird.

Zweckmäßig ist es, wenn ein weiteres Nullsignal ohne Prüfobjekt, aber mit Ultraschallwellen gemessen und gespeichert wird.

Zweckmäßig ist es, wenn ein Nutzsignal mit Prüfobjekt und mit Ultraschallwellen gemessen und gespeichert wird.

Eine vorteilhafte Auswertung wird so realisiert, dass die ermittelten Werte in Relation gesetzt werden, um dadurch die Nullsignale zu eliminieren. Danach findet die eigentliche Identifikation statt.

Zweckmäßig ist es, wenn die zweidimensionale Information auf der Detektorebene durch einen Korrelationsalgorithmus, durch Fuzzy-Logic, ein selbstorganisierendes oder anderes Neuronales Netze ausgewertet wird.

Zweckmäßig ist es, wenn das Nutzsignal durch die nicht relevanten Anteile der Nullsignale kompensiert wird.

Zweckmäßig ist es, wenn die jeweils hervorgehoben Streuzentren mit den entsprechenden Referenzen korreliert werden.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnungen die Erfindung noch genauer beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schematische Darstellung des Erfindungsprinzips und Ausführungsform

Fig. 2 eine Schematische Darstellung des Erfindungsprinzips und Ausführungsform mit zusätzlicher Auswerteschicht

Fig. 3 eine Ausführungsform einer bevorzugten praktischen Anwendung als Makroversion

Fig. 4 eine Ausführungsform einer bevorzugten praktischen Anwendung als Mikroversion

Fig. 5 eine Schematische Darstellung der Signalverarbeitungs- und Vergleichsschaltung

Fig. 6 3D-Integration eines bevorzugten optischen Detektors mit Verarbeitungseinheit

Fig. 1 zeigt mit 1 eine Vorrichtung zum Identifizieren bzw. Verifizieren der Raumstruktur eines Prüfobjekts 2 z. B. eines menschliche Fingers. Dabei wird das Prüfobjekt 2 auf einen mit einer ebenen oder gewölbten Auflagefläche 7 ausgestalteten Körpers 3 aufgelegt. Durch die Ultraschallquellen 4 werden Ultraschallwellen 8 durch den Körper 3 zum Prüfobjekt 2 gesendet. Dabei hat die Ultraschallwelle 8 in etwa die Wellenlänge wie es den im Prüfobjekt 2 befindlichen Raumstruktur entspricht. Im Prüfobjekt 2 werden die Ultraschallwellen 8 durch die dort vorhandene Raumstruktur reflektiert, rückgestreut oder rückgebeugt.

Diese mit den Informationen der Raumstruktur des Prüfobjekts 2 versehenen Ultraschallwellen 9 laufen zurück durch den Körper 3. Im Körper 3 entsteht nun ein virtuelles optoakustisches Hologramm 10, das hier in einem Ausschnitt angedeutet ist. Dieses virtuelle optoakustische Hologramm 10 wird durch die elektromagnetische Strahlung 12 abgetastet.

Vorrichtung 1 weist dazu mindestens eine elektromagnetische Strahlungsquelle 5, vorzugsweise Lichtquellen, wie z. B. Diodenlaser oder Leuchtdioden auf, dessen Strahlung den elektromagnetisch transparenten Körper 3 durchdringen kann. Die elektromagnetische Strahlung 12 wird mit den Informationen des optoakustisches Hologramms 10 moduliert. Dabei wirkt das virtuelles optoakustisches Hologramm 10 wie ein Phasengitter auf die elektromagnetische Strahlung 12. Die somit modulierte elektromagnetische Strahlung 12 wird durch die elektromagnetischen Strahlungs­ detektoren 6 - im Ausführungsbeispiel Lichtdetektoren - empfangen und Zwecks Indentifikation bzw. Verifikation ausgewertet. Die Optik/Filter 13 verteilen dabei das Licht der Quellen 5 definiert gleichmäßig auf einen Bereich der Detektoren 6 und verursachten zweckdienlicherweise noch eine Polarisierung des Lichts.

Fig. 2 zeigt mit der als 11 bezeichneten Vorrichtung eine Modifikation von Vorrichtung 1, um noch bessere Indentifikationsergebnisse zu erhalten. Die Funktionsweise der Vorrichtung 11 ist der der Vorrichtung 1 analog. Es wird zusätzlich die Schicht 14 eingefügt. Diese Schicht 14 verbessert Differenzierbarkeit des auf die Lichtdetektoren 6 fallenden Lichts, hinsichtlich der Modulation der elektromagnetische Strahlung 12 durch das virtuelle optoakustische Hologramm 10. Die Schicht 14 ist diaphan z. B. als Polarisationsfilter ausgestaltet.

Fig. 3 beschreibt eine Vorrichtung 15 als Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 15 ist als Makroversion gezeichnet. In der Makroversion finden handelsübliche Bauteile mit geringem Integrationsgrad Verwendung. Die Funktionsweise ist analog der Vorrichtung 1 oder 11. Hinzugekommen ist der Modulträger 16 auf den die Komponenten Ultraschallquellen 4, Lichtdetektor 6 (z. B. PIN-Dioden oder CCD-Arrays), die Lichtsender 5 und die zugehörigen optischen Filter 13 aufgebracht sind. Zum Schutz vor externen Störsignalen, sowie mechanischer Belastung oder Beschädigung, ist ein abschirmendes Gehäuse 19 vorgesehen. Der Modulträger 16 schirmt die Unterseite der Vorrichtung 15 ab. Der Modulträger 16 mit seinen Komponenten wird mit einer optisch transparenten Vergussmasse 18 vergossen. Die Auflagefläche 7 wird, um Verkratzen zu verhindern, vergütet ausgeführt.

Die Materialien für den Körper 3, das Gehäuse 19 und die vergütete Oberfläche 7 sind in ihren elastischen Konstanten etwa gleich und dem Prüfobjekt 2 angepasst, um Streuverluste bzw. Störung der Ultraschallwellen zu 8 und/oder 9 zu vermeiden.

Die Anzahl der Komponenten elektromagnetische Strahlungsquellen 5 mit Optik/Filter 13 und Ultraschallsender 4, sowie die laterale Auflösung der Detektoren 6 wird durch die Genauigkeitsanforderung des Indentifizierungsergebnis bestimmt. Typischerweise werden jeweils 25 Ultraschallsender 4 und elektromagnetischen Strahlungsquellen 5 mit Optik/Filter 13, sowie etwa 100 mal 100 Detektoren 6 verwendet.

Fig. 4 mit der Vorrichtung 17 ist analog der Vorrichtung 15 als Mikroversion ausgeführt. Diese Version kann vorzugsweise in portablen Geräten eingesetzt werden.

Auf dem Modulträger 16 befinden sich die Ultraschallquellen 4, die mikrointegrierten Strahlungsdetektoren 6 und die elektromagnetischen Strahlungsquellen 5 in enger Packung, z. B. durch Halbleiterschaltungen aufgebaut. Insbesondere die mikrointegrierten Strahlungsdetektoren 6 sind vorzugsweise, wie Fig. 6 Vorrichtung 30 zeigt, in CMOS-Technologie aufgebaut, welche z. B. von der Firma Siemens in dieser Bauweise herstellbar sind.

Fig. 5 zeigt die Verarbeitungsblöcke 20 für die Identifikation und/oder Verifikation eines Prüfobjekts 2. Die Verarbeitungsblöcke 20 übernehmen die Signalverarbeitung, die Signal- und Geräte-Steuerung. Dazu sind die elektromagnetischen Strahlungsquellen 5 an die Sendersschaltung 21 angeschlossen. Die elektromagnetischen Strahlungsdetektoren 6 sind mit dem Block Empfängerschaltung 22 verbunden. Die Ultraschallsender 4 sind an die Ultraschallsendersteuerung angeschlossen. Die Gesamtsteuerung des Mess- und Identifikationsvorgangs nimmt die Zentrale Steuerung 24 (CPU) vor. Weiter ist eine Datenaufbereitungs- und Vergleichseinheit 25 vorhanden, die eine aktuelle Messung der Raumstruktur mit einer vorhergehenden Messung z. B. im Referenzdatenspeicher 28 zwecks Identifikation bzw. Verifikation vergleicht. Die Übertragung von wichtigen Legitimationsdaten, Messdaten oder Identifizierungs- bzw. Verifizierungsergebnissen wird durch den optionalen Kryptoprozessor 26 verschlüsselt. Die Verbindung zu Netzwerken oder anderen Anwendungsschaltungen realisiert das Interface 27.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte optische Verarbeitungseinheit 30 für einen elektromagnetischen Strahlungsdetektor (Licht-Empfänger) mit darunter liegenden Verarbeitungstagen. Solche Einheiten können, in einer Matrix angeordnet, eine Detektoranordnung 6 bilden. Dabei ist eine Mikrolinse 31 aus beispielsweise Quarzglas 32 ausgeführt. Die optische Strahlung wird mit dem Image-Sensor 33 detektiert.

Die Verarbeitung der Signale erfolgt mit dem Verstärker und Analog/Digital-Wandler 34. Die Weiterverarbeitung des Bildes geschieht mit dem Register-Array 35 zum Zwischenspeichern des Bilds und ein Prozessor-Array 36 zum Auswerten der Bildinformationen. Das Ausgangs-Interface 37 bildet die Schnittstelle zu den andern Verarbeitungsblöcken. Grundsätzlich ist auch die 3D-Integration von Kryptoprozessor 26 und Referenzdatenspeicher 28 usw. möglich, in dem die entsprechenden Lagen eingefügt werden, jedoch kann es applikationsspezifisch günstiger sein handelsübliche Bausteine einzusetzen.

Claims (21)

1. Verfahren zur Identifikation bzw. Verifikation der Oberfläche und latenter oberflächennahen Strukturen eines Prüfobjekts, insbesondere der Hautleisten und Haut eines menschlichen Fingers, dadurch gekennzeichnet,
dass dieses Prüfobjekt (2) auf eine für elektromagnetische Wellen undurchlässigen und für Ultraschallwellen durchlässigen, gewölbten oder ebenen Auflagefläche (7) eines Körpers (3) aufgelegt wird,
und dabei mit in Richtung Prüfobjekt (2) verlaufenden Ultraschallwellen (8), durch den für Ultraschallwellen durchlässigen Körper (3), mit diesen bestrahlt wird,
dass in einem oder mehreren Strahlengängen elektromagnetische Wellen durch elektromagnetische Strahlungsquellen (5) in den für diese Wellen ganz oder teilweise durchstrahlbaren Körpers (3) gestrahlt werden,
und dass diese einstrahlenden elektromagnetischen Wellen, durch die vom Prüfobjekt (2) rückgestreuten, reflektierten, rückgebeugten und/oder interferierenden Ultraschallwellen (9) und/oder Ultraschallwellen (8), im Körper (3) charakteristisch, durch die örtlichen und zeitlichen Schwankungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit, entsprechende Phasendifferenzen, Beugung, Brechung, Reflektion, und/oder Dispersion, moduliert werden,
so dass die dadurch hervorgerufene Modulation der elektromagnetischen Wellen (12) mit elektromagnetischen Strahlungsdetektoren (6) detektiert und ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (13) und/oder Schicht (14) mit elektromagnetischer Übertragungsfunktion in die elektromagnetischen Strahlengänge (12) zur Optimierung der Detektion und Auswertung der bereits modulierten elektromagnetischen Wellen eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Elemente (13) und/oder Schicht (14) mit elektromagnetischer Übertragungsfunktion diaphan für definierte Schwingungsrichtungen oder Schwingungsphasen verhält, jedoch für andere Schwingungscharakteristiken, insbesondere die der eingestrahlten Wellen, stark abschwächend wirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (13) und/oder Schicht (14) die Streuzentren der Raumstruktur, im Ganzen, in Teilen und/oder in Schichten, auf der Detektionsebene hervorheben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit Ultraschallwellen (8) in einem der Strukturen angepassten Frequenzbereich erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende Winkel zwischen den Ultraschallquellen (4) und den elektromagnetischen Quellen (5) in etwa der Bragg-Bedingung entspricht, so dass die elektromagnetischen Strahlen (12) auf den Detektoren (6) abgebildet und vorzugsweise die Streuzentren der Raumstruktur, im Ganzen, in Teilen und/oder in Schichten, auf der Detektionsebene hervorgehoben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ultraschallwelle (8) eine kontinuierlich ausgestrahlte Ultraschallwelle (8) mit einer festen Frequenz ist, damit sich im gesamten Körper (3) eine resultierende Welle aus Ultraschallwelle (8) und vom Prüfobjekt (2) reflektierter, gestreuter und/oder gebeugter Ultraschallwelle (9) ausbildet,
dass die Ultraschallwelle (8) ein Burst ist, welcher aus nur wenigen Wellenzügen besteht, um keine Überlagerung von gesendeter Ultraschallwelle (8) und vom Prüfobjekt (2) reflektierter, gestreuter und/oder gebeugter Ultraschallwelle (9) zu erhalten,
dass die Ultraschallwelle (8) ein kurzer Impuls ist, welcher ein breitbandiges Gemisch verschiedener Frequenzen darstellt und somit z. B. Messungen der Signallaufzeiten, durch das Prüfobjekt (2) erlaubt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlungsquelle (5) eine, in Frequenz, Phasenlage, Amplitude sowie Polarisation, feste oder variable Strahlung und/oder ein Strahlungsgemisch aus verschiedenen Wellenlängen im Bereich des UV-Lichts, des sichtbaren Lichts, und/oder IR-Lichts aussendet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Strahlungsdetektoren (6) eine selektive Wellenlängensensitivitäten, eine variable Wellenlängensensitivität, sowie keine Wellenlängensensitivität besitzen und über eine gewählte Zeitdauer messen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung der Strahlungsquellen (5) als fokusierte Strahlen, einen oder mehrere verschiedene Punkte auf der Detektionsebene bestrahlen und/oder mit aufgefächten, defokusierten Strahlen die Detektionsebene gleichmäßig aus unterschiedlichen Richtungen bestrahlen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Nutzsignals und/oder der Nullsignale jeweils mindestens eine Ultraschallquelle (4), elektromagnetische Strahlungsquelle (5) und Detektor (6) zu einer Kombination zusammengefasst wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzsignale durch die jeweiligen Nullsignale, vorzugsweise mit den entsprechenden Kombinationen, kompensiert werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung Korrelationsverfahren, Neuronale-Netze, Fuzzy-Logic angewendet und das Ergebnis als Ganzes oder in Teilen abspeichert wird, und/oder als Referenzdaten für Vergleichsoperationen dient.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein von Ultraschallwellen und elektromagnetischen Wellen durchstrahlbarer Körper (3), mit einer für elektromagnetische Wellen undurchlässigen und für Ultraschallwellen durchlässigen Auflagefläche (7) für das Prüfobjekt (2), mit wenigstens einer Ultraschallquelle (4) und wenigsten einer elektromagnetischen Strahlungsquelle (5) ausgerüstet ist, wobei die veränderten elektromagnetischen Strahlen (12) durch wenigsten einen Strahlungsdetektor (6) ausgewertet werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente mit elektromagnetischer Übertragungsfunktion (13, 14) als gekreuzte Polarisationsfilter ausgeführt sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Strahlungsdetektoren (6) aus einem in drei Dimensionen integrierter Verarbeitungseinheit (30) besteht.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3) dem Prüfobjekt (2) entsprechende Materialeigenschaften hinsichtlich der Schallausbreitung aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3), für die elektromagnetischen Strahlung, Materialeigenschaften aufweist, um Beugungs-, Brechungs-, Dispersions-, Reflektions-Erscheinungen, sowie die Debye-Sears und/oder die Bragg-Beugung zu erzielen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Strahlungsquellen (5) und Strahlungsdetektoren (6) als mehrere Einzelelemente oder als mehrere Arrays in einem bestimmten Winkel zur Detektionsebene angeordnet sind, um eine Durchstrahlung, Beugung, Reflektion oder Brechung zu erzielen und/oder zu erfassen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Strahlungsquellen (5) und/oder elektromagnetischen Strahlungsdetektoren (6) über dielektrische Leiter mit den eigentlichen Strahlungseintritts- oder Strahlungsaustrittspunkten gekoppelt sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz von elektromagnetischer Störeinstrahlung oder Störabstrahlung eine Abschirmung vorhanden ist.