DE10125593A1 - Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation - Google Patents

Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation

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DE10125593A1
DE10125593A1 DE2001125593 DE10125593A DE10125593A1 DE 10125593 A1 DE10125593 A1 DE 10125593A1 DE 2001125593 DE2001125593 DE 2001125593 DE 10125593 A DE10125593 A DE 10125593A DE 10125593 A1 DE10125593 A1 DE 10125593A1
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sensor unit
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Ulf Knoblich
Hans Juergen Poehs
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DELSY ELECTRONIC COMPONENTS AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation mittels mindestens eines Objekts, insbesondere mittels mindestens eines Fingers, im speziellen mittels des vorderen Bereichs mindestens eines Fingers, aufweisend DOLLAR A - mindestens eine Objektauflagefläche zum Auflegen des Objekts; DOLLAR A - mindestens eine Sensoreinheit, die auf ihrer dem Objekt zugewandten Seite mindestens eine Abtasteinheit zum Erfassen mindestens eines Charakteristikums des Objekts, insbesondere mindestens eines Fingerabdrucks, aufweist; DOLLAR A - mindestens eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen und Verarbeiten des Charakteristikums; DOLLAR A - mindestens eine Sendeeinheit zum Abgeben eines oder mehrerer Schallsignale, insbesondere eines oder mehrerer Ultraschallsignale; DOLLAR A - mindestens eine Empfangseinheit zum Aufnehmen des vom Objekt reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals und DOLLAR A - mindestens eine Auswerteeinheit zum Auswerten des reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation mittels mindestens eines Objekts, insbesondere mittels mindestens eines Fingers, im speziellen mittels des vorderen Bereichs mindestens eines Fingers, aufweisend
  • - mindestens eine Objektauflagefläche zum Auflegen des Objekts;
  • - mindestens eine Sensoreinheit, die auf ihrer dem Objekt zugewandten Seite mindestens eine Abtasteinheit zum Erfassen mindestens eines Charakteristikums des Objekts, insbesondere mindestens eines Fingerabdrucks, aufweist;
  • - mindestens eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen und Verarbeiten des Charakteristikums.
Derartige gattungsgemäße Vorrichtungen (vgl. WO 98/27509 A1 oder auch DE 198 60 068 A1) dienen dem Erfassen und Verarbeiten von Fingerabdrücken und können in beliebigen Bereichen zum Einsatz gebracht werden, in denen eine Personenauthentifikation oder -identifikation notwendig ist.
Beispielhaft können in diesem Zusammenhang das Gebiet der Computertechnik (Datenverarbeitungsgeräte, insbesondere Handcomputer und Taschencomputer), der Einlaßsysteme und Zugangskontrollsysteme, der Kraftfahrzeugschließ- und -startsysteme, der Kriminalistik, der Medizin, der Mobiltelephonie, der Schutzsysteme (Tresorsysteme, . . .), der Waffen sowie der Banken- und Finanzbereich (Bankautomaten, . . .) genannt werden.
Unabhängig davon, ob derartige Vorrichtungen beispielsweise auf einem kapazitiven und/oder auf einem optischen Prinzip basieren, müssen diese Vorrichtungen höchsten Sicherheitsansprüchen genügen; insbesondere sollten derartige Vorrichtungen gegen Betrugs- und/oder Manipulationsversuche jeglicher Art gesichert sein.
So ist es vor dem Hintergrund des Ziels, Schlüssel-Schloß-basierte Systeme auf lange Sicht vollumfänglich durch fingerabdruckbasierte Systeme ersetzen zu können, erforderlich, den Einsatz von Folien, Silikonfingern, Wachsabdrücken oder dergleichen zur betrügerischen und/oder manipulativen Nachbildung des einer berechtigten Person zugeordneten Fingerabdrucks unmittelbar und zuverlässig detektieren zu können.
In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, daß Fingerabdrücke tagtäglich auf Gläsern, an Türklinken oder dergleichen "unabsichtlich" hinterlassen werden, so daß es Personen mit betrügerischen und/oder manipulativen Absichten im Regelfall nicht schwerfällt, entsprechende Nachbildungen des Fingerabdrucks zu erstellen.
Hierbei handelt es sich insofern um ein nicht unbeachtliches Problem, als menschliche Fingerabdrücke im Gegensatz zu eigentumsbasierten Zugangsmechanismen (Schlüssel oder dergleichen) und zu wissensbasierten Zugangsmechanismen (PINs oder dergleichen) in dem Sinne "öffentlich" sind, daß sie unbeabsichtigt hinterlassen werden. Mithin werden die Verbreitung und der Erfolg der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation in entscheidendem Maße durch die Möglichkeiten der Falschfingererkennung (= sogenannte "fake finger detection") bestimmt, und zwar insbesondere in solchen Fällen, in denen keine Überwachung vorgesehen ist.
Ausgehend von diesen Nachteilen und Unzulänglichkeiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß in betrügerischer und/oder manipulativer Absicht vorgenommene Versuche, mit einer Nachbildung des Fingerabdrucks eine wirksame Authentifikation oder Identifikation zu erlangen, in unmittelbarer Weise und in zuverlässiger Manier detektiert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation der eingangs genannten Art gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung durch die zusätzliche Anordnung
  • - mindestens einer Sendeeinheit zum Abgeben eines oder mehrerer Schallsignale, insbesondere eines oder mehrerer Ultraschallsignale;
  • - mindestens einer Empfangseinheit zum Aufnehmen des vom Objekt reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals; und
  • - mindestens einer Auswerteeinheit zum Auswerten des reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals gelöst.
Durch den Einsatz von Schallwellen, insbesondere von Ultraschallwellen, bedient sich die vorliegende Erfindung des Prinzips, daß akustische Wellen in unterschiedlichen Materalien eine unterschiedliche Ausbreitungscharakteristik zeigen und an unterschiedlichen Grenzschichten auch in unterschiedlicher Weise reflektiert werden.
Hierzu ist in der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, deren Abtasteinheit in bevorzugter Weise zum kapazitiven Erfassen und/oder in bevorzugter Weise zum optischen Erfassen mindestens eines Charakteristikums des Objekts, insbesondere zum Aufnehmen optischer Abbilder mindestens eines Fingerabdrucks, ausgelegt ist, mindestens eine Sendeeinheit zum Abgeben eines oder mehrerer Schallsignale, insbesondere eines oder mehrerer Ultraschallsignale, sowie mindestens eine Empfangseinheit zum Aufnehmen des vom Objekt reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals vorgesehen.
Mithin kann das auf die Objektauflagefläche aufgelegte Objekt mittels der Auswerteeinheit dahingehend analysiert werden, ob es sich tatsächlich um einen "lebenden" Finger oder um eine Nachbildung aus Kunststoff, Silikon, Wachs oder dergleichen handelt. Hierbei gilt es zu berücksichtigen, daß die Bereitstellung von Sendeeinheit, Empfangseinheit und Auswerteeinheit nicht der eigenständigen Personenauthentifikation oder -identifikation, sondern vielmehr dem Erkennen von bei der eigentlichen Personenauthentifikation oder -identifikation eingesetzten Fremdstoffen dient, wobei letztere Fremdstoffe dann der betrügenden oder manipulierenden Person einen unberechtigten Zugang bzw. Zugriff ermöglichen sollen.
Es versteht sich in diesem Zusammenhang von selbst, daß sowohl die vorliegende Sendeeinheit zum Abgeben eines oder mehrerer Schallsignale, insbesondere eines oder mehrerer Ultraschallsignale, als auch die vorliegende Empfangseinheit zum Aufnehmen des vom Objekt reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals, insbesondere des vom Objekt reflektierten und/oder gestreuten Ultraschallsignals, auch für den Fall ausgelegt sind, daß das Objekt über die Objektauflagefläche hinwegstreicht oder hinweggezogen wird, das heißt daß eine dynamische Auflösung der aufgenommenen Charakteristika des Objekts erfolgt.
Auf überraschend wirksame, für den Fachmann auf dem Gebiet der daktyloskopischen Sicherheitstechnik nicht vorhersehbare Weise können demzufolge unmittelbar nach dem Analysieren des reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals zumindest Aussagen
  • - hinsichtlich der akustischen Eigenschaften des auf die Objektauflagefläche aufgelegten Objekts (→ Detektion von Fingerattrappen und -imitaten aus nachgebildetem Material, das heißt von kompletten, aus Fremdstoffen bestehenden Reproduktionen eines Fingers) und
  • - hinsichtlich der Existenz akustisch relevanter, aus Fremdmaterial aufgebauter Trennschichten (→ Detektion dünner, den betrügerischen und/oder manipulativen Fingerabdruck tragenden Folien aus Gelatine, Kunststoff, Silikon, Wachs oder dergleichen, die über einem echten Finger aufgebracht sind)
    in zuverlässiger Manier getroffen werden.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit mindestens eine piezoelektrische Schicht auf. Eine derartige Schicht macht sich die Eigenschaft diverser Werkstoffe von kristalliner Struktur zunutze, auf Druck mit der Ausbildung einer elektrischen Polarisation zu reagieren (sogenannter piezoelektrischer Effekt; umgekehrt führt das Anlegen eines elektrisches Felds an einen derartigen Werkstoff von kristalliner Struktur zu einer elastischen Dehnung oder Kompression: sogenannter inverser piezoelektrischer Effekt).
Als Beispiele für derartige piezoelektrische Substanzen lassen sich neben Quarz insbesondere ferroelektrische Piezowerkstoffe, wie etwa PbTiO3-PbZrO3-Mischkristalle, anführen, die auf keramischem Wege, das heißt polykristallin, herstellbar sind. Die piezoelektrische Achse wird durch Polung eingeprägt, das heißt die Präparate arbeiten im remanenten Zustand der ferroelektrischen Hystereseschleife, wobei die Polarisation elektrisch durch Oberflächenladungen kompensiert wird.
Auch Blei-Zirkonat-Titanat-(PZT-)Keramiken finden als elektromechanische Wandler in Form von Ultraschallsendern Anwendung und weisen dank ihres hohen Curiepunktes vom etwa 300 Grad Celsius eine hohe Stabilität auf; auch Einkristalle als LiNbO3 sind beispielsweise für Filter oder Resonatoren auf der Grundlage akustischer Oberflächenwellen einsetzbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist mehr als eine Sendeeinheit vorgesehen, wobei die (mehreren) Sendeeinheiten beispielsweise seitlich oder ringförmig um die Objektauflagefläche herum und/oder um die Sensoreinheit herum angeordnet sein können; hierdurch sind besonders zuverlässige Ergebnisse hinsichtlich der akustischen Eigenschaften des aufgelegten Objekts erzielbar.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Abtasteinheit der Vorrichtung mindestens ein auf ASIC-Technik basierendes Bauelement oder mindestens eine auf ASIC-Technik basierende Schaltung auf (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit).
Wenn nun in diesem Zusammenhang das auf ASIC-Technik basierende Bauelement oder die auf ASIC-Technik basierende Schaltung kristallines Silizium (x-Si) aufweist und auf dem auf ASIC-Technik basierenden Bauelement oder auf der auf ASIC-Technik basierenden Schaltung amorphes Silizium (a:Si-H) als Abtasteinheit oder als Detektor abgeschieden ist, so werden die jeweiligen Eigenschaften dieser beiden Zustandsformen des Siliziums in vorzüglicher Weise genutzt:
Während das amorphe Silizium (a:Si-H) in vorzüglicher Weise bei der Herstellung optischer Detektoren verwendbar ist, jedoch nur sehr bedingt zum Realisieren integrierter elektronischer Schaltungen einsetzbar ist, steht für kristallines Silizium (x-Si) mit seinen limitierten photoelektrischen Eigenschaften ein breites Spektrum hochentwickelter Technologien zum Herstellen leistungsfähiger integrierter Schaltungen zur Verfügung.
Zum Verwirklichen intelligenter Bildsensoren bietet es sich daher an, die Vorzüge beider Materialien miteinander zu verknüpfen und eine a:Si-H-Abtasteinheit oder einen a:Si-H-Detektor auf einem kristallinen ASIC abzuscheiden. Der so entstehende, vertikal monolithisch integrierte TFA-Sensor (TFA = Thin Film on ASIC) weist die optischen Eigenschaften von amorphem Silizium auf und erlaubt zudem die Nutzung der Leistungsfähigkeit integrierter Schaltungen aus kristallinem Silizium.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die vorbeschriebene kristalline Elektronik in einem konventionellen ASIC-Prozeß gefertigt. In diesem Zusammenhang können der gesamte übliche Entwurfsablauf und die standardmäßige Herstellung der ASICs im wesentlichen unverändert übernommen werden.
Zwischen dem x-Si-ASIC und der a:Si-H-Abtasteinheit bzw. dem a:Si-H-Detektor befindet sich in bevorzugter Weise mindestens eine isolierende Schicht; diese ist an den Stellen zu strukturieren, an denen der jeweilige Kontakt zwischen der Rückelektrode der Abtasteinheit bzw. des Detektors und dem ASIC zu bewerkstelligen ist, das heißt im Regelfall einmal pro Pixel. Die Rückelektroden der Pixel entstehen in bevorzugter Weise dadurch, daß mindestens eine ursprünglich flächendeckende Metallisierung dergestalt strukturiert wird, daß sich einzelne Rechtecke bilden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Vier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4B näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personen­ authentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in schematischer Schnittansicht;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personen­ authentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in schematischer Schnittansicht;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personen­ authentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in schematischer Schnittansicht;
Fig. 4A ein viertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personen­ authentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in schematischer Schnittansicht; und
Fig. 4B die Vorrichtung aus Fig. 4A, in Aufsicht.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in den Fig. 1 bis 4B mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die in den Fig. 1 bis 4B insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnete, auch für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") ausgelegte Vorrichtung dient zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation.
Hierzu wird ein Objekt, nämlich der vordere Bereich eines Fingers 200, auf eine Objektauflagefläche 10 aufgelegt. Dieses Objekt kann, muß jedoch nicht mittels einer oder mehrerer Lichtquellen, insbesondere mittels einer oder mehrerer Leuchtdioden (LED), beleuchtet werden.
Die optischen Abbilder des Objekts werden durch diese Objektauflagefläche 10, bei der es sich beispielsweise um eine faseroptische Fingerauflagefläche handeln kann, zu einer Sensoreinheit 20 (= auf C(omplementary) M(etal-)O(xide-)Semiconductor-Technik basierende Schaltung auf Siliziumbasis beim ersten, zweiten und vierten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1, 2, 4A und 4B; ladungsgekoppelte Schaltung (CCD = charge coupled device) beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3) transportiert.
Diese Sensoreinheit 20 weist auf ihrer dem Objekt zugewandten Seite eine Abtasteinheit 30 zum optischen Erfassen von Charakteristika des Objekts, das heißt insbesondere des Fingerabdrucks, auf (alternativ oder in Ergänzung zum optischen Erfassen kann die Vorrichtung 100 gemäß den Fig. 1 bis 4B auch für das kapazitive Erfassen der Charakteristika des Objekts ausgelegt sein). Das konkrete Bestimmen und Verarbeiten der Charakteristika erfolgt sodann in einer Verarbeitungseinheit 40.
Gemeinsam ist den vier gezeigten Ausführungsbeispielen des weiteren, daß die Sensoreinheit 20 auf einer Trägereinheit in Form einer Platine 80 angeordnet ist, wobei sich sowohl die Verarbeitungseinheit 40 als auch die Auswerteeinheit 40' - sei es separat wie gemäß Fig. 1 oder zumindest partiell einheitlich wie gemäß den Fig. 2, 3, 4A und 4B - in bzw. auf der Platine 80 befinden.
Die Besonderheit der anhand der Fig. 1 bis 4B exemplifizierten Vorrichtung 100 ist nun darin zu sehen, daß zusätzlich zur vorstehend geschilderten Erfassungseinrichtung für die optischen Abbilder des Fingerabdrucks eine Einrichtung zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen vorgesehen ist:
Diese Einrichtung umfaßt zunächst eine Sendeeinheit 50 zum Abgeben eines oder mehrerer Ultraschallsignale; diese Ultraschallsignale werden in für das Objekt charakteristischer Weise vom Objekt reflektiert und/oder gestreut und von einer Empfangseinheit 60 in Form eines Mikrophons oder dergleichen aufgenommen; im Anschluß daran erfolgt eine Auswertung der reflektierten und/oder gestreuten Schallsignale in einer Auswerteeinheit 40', die im wesentlichen einen digitalen Signalprozessor oder dergleichen umfaßt.
Der Fachmann wird in diesem Zusammenhang in bezug auf die dargestellten vier Ausführungsbeispiele (vgl. Fig. 1 bis 4B) der vorliegenden Erfindung insbesondere zu schätzen wissen, daß mittels der Auswerteeinheit 40' das auf die Objektauflagefläche 10 aufgelegte Objekt dahingehend analysiert werden kann, ob es sich um einen "lebenden" Finger 200 oder um eine Nachbildung aus Kunststoff, Silikon, Wachs oder dergleichen handelt.
Mithin erlauben die Sendeeinheit 50 und die Empfangseinheit 60 in Verbindung mit der ihnen zugeordneten Auswerteeinheit 40' unmittelbar nach dem Analysieren des reflektierten und/oder gestreuten Ultraschallsignals Aussagen
  • - hinsichtlich der akustischen Eigenschaften des auf die Objektauflagefläche 10 aufgelegten Objekts (→ Detektion von Fingerattrappen und -imitaten aus nachgebildetem Material, das heißt von kompletten, aus Fremdstoffen bestehenden Reproduktionen eines Fingers) und
  • - hinsichtlich der Existenz akustisch relevanter, aus Fremdmaterial aufgebauter Trennschichten (→ Detektion dünner, den betrügerischen und/oder manipulativen Fingerabdruck tragenden Folien aus Gelatine, Kunststoff, Silikon, Wachs oder dergleichen, die über einem echten Finger aufgebracht sind).
Wie der Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 entnehmbar ist, ist sowohl die Sendeeinheit 50 als auch die Empfangseinheit 60 jeweils neben der Objektauflagefläche 10 angeordnet; hierbei sind die Sendeeinheit 50 und die Empfangseinheit 60 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Objektauflagefläche 10 angeordnet.
Um in diesem Zusammenhang besonders zuverlässige Ergebnisse bezüglich der akustischen Überprüfung des auf die Objektauflagefläche 10 aufgelegten Objekts zu treffen, sind gemäß Fig. 1 die Sendeeinheit 50 und die Empfangseinheit 60 auf der dem Objekt zugewandten Seite der Objektauflagefläche 10 angeordnet, so daß die Sendeeinheit 50 für das Abgeben des Ultraschallsignals in Richtung auf die von der Sensoreinheit 20 abgewandte, zum Auflegen des Objekts vorgesehene Seite der Objektauflagefläche 10 ausgelegt ist.
Das zweite, dritte und vierte Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2, 3, 4A und 4B unterscheidet sich - obgleich auf der im wesentlichen gleichen Basistechnologie wie das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beruhend - von diesem dadurch, daß die Sendeeinheit 50 und die Empfangseinheit 60 räumlich nicht separat angeordnet, sondern vielmehr einheitlich in Form einer piezoelektrischen Schicht 50, 60 ausgebildet sind.
Diese piezoelektrische Schicht 50, 60 kann nun innerhalb der Vorrichtung 100 an unterschiedlichen Stellen angeordnet sein, wie aus den verschiedenen Darstellungen der Fig. 2, 3 und 4A hervorgeht:
So ist beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die piezoelektrische Schicht 50, 60 in Form der integrierten Sendeeinheit 50 und der integrierten Empfangseinheit 60 auf der dem vorderen Bereich des Fingers 200 zugewandten Seite der Sensoreinheit 20 angeordnet; dies bedeutet mit anderen Worten, daß die piezoelektrische Schicht 50, 60 in der Sensoreinheit 20, genauer auf deren Oberseite vorgesehen ist.
Hierdurch ist gewährleistet, daß die erhaltenen akustischen Informationen hinsichtlich der Konsistenz des zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Objekts direkt sowie unverfälscht erhalten und analysiert werden können.
Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die piezoelektrische Schicht 50, 60 zwischen der Sensoreinheit 20 und der Trägereinheit 80 angeordnet; dies bedeutet mit anderen Worten, daß die piezoelektrische Schicht 50, 60 in Form der integrierten Sendeeinheit 50 und der integrierten Empfangseinheit 60 auf der vom vorderen Bereich des Fingers 200 abgewandten Seite der Sensoreinheit 20 angeordnet ist, so daß die piezoelektrische Schicht 50, 60 in der Platine 80 eingelassen ist.
Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die erhaltenen akustischen Informationen hinsichtlich der Konsistenz des zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Objekts unmittelbar mittels der Auswerteeinheit 40' ausgewertet und analysiert werden können.
Beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4A und 4B ist die piezoelektrische Schicht 50, 60 in Form der integrierten Sendeeinheit 50 und der integrierten Empfangseinheit 60 auf der von der Sensoreinheit 20 abgewandten Seite der Trägereinheit 80 angeordnet, das heißt die piezoelektrische Schicht 50, 60 ist unter der Platine 80 eingelassen.
In bezug auf das anhand der Fig. 4A und 4B veranschaulichte vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erscheint des weiteren erfindungswesentlich, daß es für eine Betriebsart ausgelegt ist, bei der der vordere Bereich des Fingers 200 über die Objektauflagefläche 10 hinwegstreicht oder hinweggezogen wird, das heißt bei der eine dynamische Auflösung der aufgenommenen Charakteristika, insbesondere des Fingerabdrucks, des vorderen Bereich des Fingers 200 erfolgt.
So ist gemäß der Darstellung der Fig. 4B die Abtasteinheit 30 in einem vom vorderen Bereich des Fingers 200 in einer Überfahrrichtung y zu überstreichenden Überfahrbereich 240 angeordnet, der beispielsweise schlitzförmig ausgebildet, das heißt durch zwei Schmalseiten 240 s sowie durch zwei Langseiten 240 l begrenzt ist, wobei die Langseiten 240 l quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung y sowie zu den Schmalseiten 240 s verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten 240 s ausgebildet sind. Des weiteren ist der Überfahrbereich 240 optisch durchlässig ausgebildet und entspricht in Form sowie in Größe in etwa der Abtasteinheit 30.
Schließlich ist beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4B eine Anzeigeeinrichtung 70 zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung 100 vorgesehen; diese Anzeigeeinrichtung 70 weist eine Leuchtanzeige auf, die die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung 100 signalisiert.

Claims (30)

1. Vorrichtung (100) zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation mittels mindestens eines Objekts, insbesondere mittels mindestens eines Fingers (200), im speziellen mittels des vorderen Bereichs mindestens eines Fingers (200), aufweisend
mindestens eine Objektauflagefläche (10) zum Auflegen des Objekts;
mindestens eine Sensoreinheit (20), die auf ihrer dem Objekt zugewandten Seite mindestens eine Abtasteinheit (30) zum Erfassen mindestens eines Charakteristikums des Objekts, insbesondere mindestens eines Fingerabdrucks, aufweist;
mindestens eine Verarbeitungseinheit (40) zum Bestimmen und Verarbeiten des Charakteristikums,
gekennzeichnet durch
mindestens eine Sendeeinheit (50) zum Abgeben eines oder mehrerer Schallsignale, insbesondere eines oder mehrerer Ultraschallsignale;
mindestens eine Empfangseinheit (60) zum Aufnehmen des vom Objekt reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals; und
mindestens eine Auswerteeinheit (40') zum Auswerten des reflektierten und/oder gestreuten Schallsignals.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (30) zum kapazitiven Erfassen und/oder zum optischen Erfassen mindestens eines Charakteristikums des Objekts, insbesondere zum Aufnehmen optischer Abbilder mindestens eines Fingerabdrucks, ausgelegt ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und/oder die Empfangseinheit (60) mindestens eine piezoelektrische Schicht (50, 60) aufweist.
4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und/oder die Empfangseinheit (60) neben der Objektauflagefläche (10) und/oder neben der Sensoreinheit (20) angeordnet ist.
5. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und die Empfangseinheit (60) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Objektauflagefläche (10) und/oder der Sensoreinheit (20) angeordnet sind.
6. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und/oder die Empfangseinheit (60) auf der dem Objekt zugewandten Seite der Objektauflagefläche (10) und/oder der Sensoreinheit (20) angeordnet ist.
7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und/oder die Empfangseinheit (60) auf der vom Objekt abgewandten Seite der Sensoreinheit (20) angeordnet ist.
8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektauflagefläche (10) eine Ausdehnung aufweist, die sich bis in den Bereich der Sendeeinheit (50) und/oder der Empfangseinheit (60) hinein erstreckt.
9. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und/oder die Empfangseinheit (60)
in der Sensoreinheit (20) oder
auf der der Sensoreinheit (20) zugewandten Seite der Objektauflagefläche (10) angeordnet ist.
10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und die Empfangseinheit (60) zumindest partiell einheitlich und/oder zumindest partiell einstückig und/oder zumindest partiell integriert ausgebildet sind.
11. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) für das Abgeben des Schallsignals in Richtung auf die von der Sensoreinheit (20) abgewandte, zum Auflegen des Objekts vorgesehene Seite der Objektauflagefläche (10) ausgelegt ist.
12. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Sendeeinheit (50) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheiten (50) seitlich oder ringförmig um die Objektauflagefläche (10) herum und/oder um die Sensoreinheit (20) herum angeordnet sind.
14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (60) mindestens eine Akustikmembran, mindestens ein Mikrophon oder dergleichen aufweist.
15. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (20) mindestens ein ladungsgekoppelte Bauelement oder mindestens eine ladungsgekoppelte Schaltung aufweist (CCD = charge coupled device).
16. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (20) mindestens ein auf CMOS-Technik basierendes Bauelement oder mindestens eine auf CMOS-Technik basierende Schaltung aufweist (CMOS = complementary metal-oxide-semiconductor).
17. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (20) auf Siliziumbasis operiert.
18. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (20) mindestens ein auf ASIC-Technik basierendes Bauelement oder mindestens eine auf ASIC-Technik basierende Schaltung aufweist (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit)
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das auf ASIC-Technik basierende Bauelement oder die auf ASIC-Technik basierende Schaltung kristallines Silizium (x-Si) aufweist.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem auf ASIC-Technik basierenden Bauelement oder auf der auf ASIC-Technik basierenden Schaltung amorphes Silizium (a:Si-H) als Abtasteinheit (30) oder als Detektor abgeschieden ist.
21. Vorrichtung gemäß Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem amorphen Silizium (a:Si-H) und dem kristallinen Silizium (x-Si) mindestens eine Isolationsschicht angeordnet ist.
22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht derart strukturiert ist, daß in den Kontaktbereichen zwischen dem amorphen Silizium (a:Si-H) und dem kristallinen Silizium (x-Si) mindestens eine insbesondere in etwa rechteckförmige Metallisierung vorgesehen ist.
23. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (40') mindestens einen digitalen Signalprozessor oder dergleichen aufweist.
24. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (40) und die Auswerteeinheit (40') zumindest partiell einheitlich und/oder zumindest partiell einstückig und/oder zumindest partiell integriert ausgebildet sind.
25. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anzeigeeinrichtung (70) zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung (100) vorgesehen ist.
26. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (70) mindestens eine einfarbige oder verschiedenfarbige Leuchtanzeige aufweist, die die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung (100) signalisiert.
27. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (20) auf mindestens einer Trägereinheit (80), insbesondere auf mindestens einer Leiterplatteneinheit oder auf mindestens einer Platine, angeordnet ist.
28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (50) und/oder die Empfangseinheit (60) auf der von der Sensoreinheit (20) abgewandten Seite der Trägereinheit (80) angeordnet ist.
29. Vorrichtung gemäß Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (40) und/oder die Auswerteeinheit (40')
in der Trägereinheit (80) oder
auf der von der Sensoreinheit (20) abgewandten Seite der Trägereinheit (80) angeordnet ist.
30. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (100) für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") ausgelegt ist.
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