DE102004010554A1

DE102004010554A1 - Fingerabdruck-Aufnahmegerät

Info

Publication number: DE102004010554A1
Application number: DE102004010554A
Authority: DE
Inventors: Christoph Michailidis; Rainer Mauser
Original assignee: CM ELECTRONIC GmbH
Current assignee: CM ELECTRONIC GmbH
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-22

Abstract

Bei einem Verfahren zum Erfassen eines Fingerabdrucks mit einem Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) wird zunächst erfasst, ob sich ein Finger dem Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) annähert und/oder das Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) berührt und wird ein Fingerabdrucksensor (5) und/oder ein Prozessor (6) erst aktiviert, wenn die Annäherung eines Fingers und/oder Berührung durch einen Finger erkannt wird. Dadurch kann das Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) energiesparend eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fingerabdruck-Aufnahmegerät mit mindestens einem Fingerabdrucksensor und mindestens einem zugeordneten Prozessor sowie ein Verfahren zum Erfassen eines Fingerabdrucks mit einem Fingerabdruck-Aufnahmegerät.

Fingerabdruck-Aufnahmegeräte als Bestandteil von Fingerabdruck-Verifikationseinrichtungen sind bekannt als Systeme zur Überprüfung der Zugangsberechtigung von Personen zu Gebäuden oder sicherheitssensiblen Bereichen von Gebäuden. In der DE 199 52 944 A1 ist ein Fingerabdruck-Verifikationssystem für die Überprüfung der Zugangsberechtigung von Personen zu einem Computer beschrieben. Die bekannten Systeme weisen in der Regel kapazitive oder optische Flächensensoren zur Erfassung der Merkmale der Fingerkuppe auf. Die aufgenommenen Signale werden meist noch vom Aufnahmegerät selbst mit einem in einem Speicher hinterlegten Fingerabdruckmerkmal zugangsberechtigter Personen verglichen. Stimmt der vom Sensor aufgenommene Fingerabdruck mit einem hinterlegten Fingerabdruckmuster in wesentlichen Merkmalen überein, so gibt das Aufnahmegerät ein entsprechendes Signal an eine Auswerte- und Steuereinrichtung, die dann beispielsweise ein Türschloss entriegelt. Versucht dagegen eine nicht zugangsberechtigte Person sich Zugang zu verschaffen, so wird dies beim Vergleich der aufgenommenen Fingerabdruckdaten dieser Person mit den hinterlegten Daten vom Aufnahmegerät erkannt und eine Signalübertragung an die Auswerte- und Steuereinrichtung entweder ganz unterdrückt oder ein Fehlversuchssignal übertragen.

Aus der DE 103 14 682 A1 ist ein kapazitiver Fingerabdrucksensor bekannt geworden, der über eine Vielzahl kapazitiver Erfassungselemente verfügt, die in einem 2-D-Array angeordnet sind. Es wird ein Ladungsaufteilungsprinzip dazu genutzt, Signale in den kapazitiven Erfassungselementen zu lesen. Jedes Erfassungselement verfügt über eine isolierende Oberflächenschicht, eine Erfassungselektrode, eine Bezugselektrode, einen Bezugskondensator und eine Signalschaltung. Die Erfassungselektrode liegt unter der isolierenden Oberflächenschicht. Wenn ein Finger mit der isolierenden Oberflächenschicht in Kontakt tritt, wird dazwischen ein Erfassungskondensator gebildet. Der Bezugskondensator ist zwischen die Bezugselektrode und die Erfassungselektrode geschaltet. Die Signalschaltung ist somit mit den Erfassungs- und den Bezugselektroden verbunden, und sie liefert wiederholt Steuersignale zum Laden des Bezugskondensators und ermöglicht es dann, dass sich der Bezugskondensator und der Erfassungskondensator die Ladungen teilen. Anschließend wird die Messspannung aus der Erfassungselektrode ausgelesen.

Häufig werden Fingerabdruck-Aufnahmegeräte durch eine Batterie oder einen Akku mit Strom versorgt. Da bekannte Fingerabdruck-Sensoren und möglicherweise zugeordnete Prozessoren einen hohen Leistungsbedarf haben, führt dies zu einer relativ schnellen Entladung der Batterie oder des Akkus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Fingerabdruck-Aufnahmegerät dahin gehend weiterzubilden, dass die Lebensdauer der Batterie oder des Akkumulators verlängert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem zunächst erfasst wird, ob sich ein Finger dem Fingerabdruck-Aufnahmegerät annähert und/oder das Fingerabdruck-Aufnahmegerät berührt und ein Fingerabdrucksensor und/oder ein zugeordneter Prozessor erst aktiviert wird, wenn die Annäherung eines Fingers und/oder die Berührung durch einen Finger erkannt wird. Durch diese Maßnahme kann der Leistungsverbrauch durch den Fingerabdrucksensor bzw. einen zugeordneten Prozessor reduziert werden. Der Fingerabdrucksensor und/oder ein zugeordneter Prozessor werden erst aktiviert, wenn ein Fingerabdruck erkannt werden soll. Durch diese Maßnahme kann der Leistungsverbrauch des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts reduziert und die Lebensdauer der Batterie bzw. des Akkus verlängert werden. Insbesondere, wenn ein kapazitiver Sensor zur Detektion der Annäherung eines Fingers verwendet wird, kann bereits bei einer Annäherung eines Fingers an das Fingerabdruck-Aufnahmegerät der Fingerabdrucksensor aktiviert werden. Eine Berührung des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts durch den Finger ist nicht erforderlich. Sie ist jedoch auch nicht schädlich.

Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass ein Benutzer nach oder mit der Aktivierung des Fingerabdrucksensors und/oder eines zugeordneten Prozessors zum Berühren oder Überstreichen des Fingerabdrucksensors aufgefordert wird. Durch diese Maßnahme wird dem Benutzer eine Anweisung für die Verwendung des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts gegeben. Es wird sichergestellt, dass das Fingerabdruck-Aufnahmegerät richtig bedient und der Fingerabdrucksensor erst nach seiner Aktivierung verwendet wird.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass einem Benutzer die Aktivierung des Fingerabdrucksensors und/oder eines zugeordneten Prozessors signalisiert wird. Beispielsweise kann die Aktivierung optisch, insbesondere durch eine LED angezeigt werden. Dies bedeutet, dass bei einer Annäherung des Fingers des Benutzers an das Fingerabdruck-Aufnahmegerät der Fingerabdrucksensor und/oder der zugeordnete Prozessor aktiviert werden. Die Aktivierung wird dem Benutzer angezeigt. Somit wird dem Benutzer signalisiert, dass der Fingerabdrucksensor erneut berührt bzw. überstrichen werden muss.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Fingerabdrucksensor und/oder der zugeordnete Prozessor deaktiviert werden. Dies bedeutet, dass der Fingerabdrucksensor und/oder der zugeordnete Prozessor nur für eine relativ kurze Zeit aktiv sind. Dadurch wird der Energieverbrauch im Fingerabdruck-Aufnahmegerät weiter reduziert.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Deaktivierung des Fingerabdrucksensors und/oder des Prozessors nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Zeit nach der Aktivierung deaktiviert wird.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Fingerabdrucksensor und/oder der Prozessor nach erfolgreicher Identifikation des Benutzers deaktiviert werden. Ist ein Benutzer erfolgreich identifiziert, besteht kein Anlass, den Fingerabdrucksensor und/oder den Prozessor noch länger aktiv zu halten. Dadurch wird Energie gespart.

Um ein gezieltes Entladen der Batterie oder des Akkumulators durch einen unberechtigten Benutzer zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass der Fingerabdrucksensor und/oder der Prozessor nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Anzahl von Fehlversuchen bei der Identifizierung deaktiviert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem gelöst durch ein Fingerabdruck-Aufnahmegerät mit mindestens einem Fingerabdrucksensor und mindestens einem zugeordneten Prozessor, wobei ein Fingererfassungssensor, insbesondere ein Näherungs- oder Berührungssensor, und/oder ein zweiter Prozessor zur Aktivierung des zugeordneten Prozessors vorgesehen ist.

Durch den Fingererfassungssensor kann erfasst werden, ob sich ein Finger eines potentiellen Benutzers in der Nähe des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts befindet und ob aus diesem Grund der Fingerabdrucksensor bzw. der zugeordnete Prozessor aktiviert werden müssen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Fingererfassungssensor als kapazitiver Sensor ausgebildet ist. Bei einem kapazitiven Sensor kann es ausreichend sein, dass sich der Finger eines Benutzers in der Nähe des Fingererfassungssensors befindet. Eine Berührung muss nicht erfolgen. Ein kapazitiver Sensor funktioniert jedoch auch, wenn er berührt wird. Daher ist ein kapazitiver Sensor besonders störungsunanfällig. Durch einen kapazitiven Sensor wird eine weitestgehend fehlerfreie Funktion des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts sichergestellt.

Ein weiterer Vorteil eines kapazitiven Sensors liegt darin, dass der Stromverbrauch des kapazitiven Sensors gering ist. Weiterhin kann der Sensor verdeckt eingebaut sein, sodass keine Korrosion entsteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass dem Fingererfassungssensor der zweite Prozessor mit geringem Leistungsverbrauch zugeordnet ist.

Um die Annäherung eines Fingers erfassen zu können, müssen der Fingererfassungssensor und sein zugeordneter Prozessor (2. Prozessor) ständig aktiv sein. Dies bedeutet, dass der Fingererfassungssensor und der zugeordnete Prozessor (1. Prozessor) ständig mit Strom versorgt werden müssen.

Um die Lebensdauer der Batterie oder des Akkus nicht unnötig zu verkürzen, ist es daher vorteilhaft, wenn der Fingererfassungssensor und sein zugeordneter Prozessor einen geringen Leistungsverbrauch aufweisen. Insbesondere sollte der Leistungsverbrauch geringer sein als der Leistungsverbrauch des Fingerabdrucksensors mit seinem zugeordneten Prozessor.

Der Leistungsverbrauch kann auch noch verbessert werden, wenn die Näherungsprüfung „pulsförmig" durchgeführt wird. Beispielsweise kann durch den Fingererfassungssensor alle 100 ms für ca.2 ms die Annäherung eines Fingers geprüft werden. Dann kann der Sensor für etwa 98 ms in einen Sleep-Mode übergehen. Dadurch wird nochmals deutlich Energie gespart. Eine solche Abfrage in Intervallen lässt sich auch mit Näherungskontakten durchführen und führt dort ebenfalls zu einer Reduktion des Leistungsverbrauchs.

Eine besonders große Einsatzmöglichkeit des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts ergibt sich, wenn das Fingerabdruck-Aufnahmegerät batterie- oder akkubetrieben ist. Es ist dadurch unabhängig von einem Netzanschluss.

Die Bedienung des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts wird für einen Benutzer erleichtert, wenn eine Signalisierungseinrichtung zur Anzeige des Aktivzustands des Fingerabdrucksensors vorgesehen ist. Ein Benutzer erkennt daher, ob er durch eine Berührung bzw. Annäherung seines Fingers an das Fingerabdruck-Aufnahmegerät den Fingerabdrucksensor mit zugeordnetem Prozessor aktiviert hat.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Signalisierungseinrichtung als Licht emittierende Diode (LED) ausgebildet. Eine LED weist einen geringen Stromverbrauch auf, sodass durch die Signalisierungseinrichtung die Lebensdauer der Batterie oder des Akkus nicht wesentlich verkürzt wird.

Es kann vorgesehen sein, dass der Fingerabdrucksensor als Flächen- oder Zeilensensor ausgebildet ist. Insbesondere Zeilensensoren sind vorteilhaft, da sie nicht leicht zu sabotieren sind. Bei einem Zeilensensor wird der Finger langsam über den Sensor bewegt, der somit sukzessive ein Bild der gesamten Fingerkuppe erzeugt. Die Flächensensoren können als kapazitive oder optische Flächensensoren zur Erfassung der Merkmale der Fingerkuppe ausgebildet sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der stark schematisierten Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild eines Fingerabdruck-Aufnahmegeräts.
Das Fingerabdruck-Aufnahmegerät 1 weist einen Fingererfassungssensor 2 mit einem zugeordneten Prozessor 3 auf. Der Fingererfassungssensor 2 und der zugeordnete Prozessor 3 werden durch eine Batterie 4 mit Strom versorgt. Wird durch den Fingererfassungssensor 2 die Annäherung oder Berührung durch einen Finger eines Benutzers detektiert, wird über den Prozessor 3 ein Fingerabdrucksensor 5 sowie ein zugeordneter Prozessor 6 aktiviert. Die Aktivierung wird einem Benutzer durch eine als LED ausgebildete Signalisierungseinrichtung 7 angezeigt. Der Fingerabdrucksensor 5, der Prozessor 6 und die Signalisierungseinrichtung 7 werden ebenfalls durch die Batterie 4 mit Strom versorgt. Durch die Datenleitung 8 ist angedeutet, dass der Prozessor 6 des Fingerabdrucksensors 5 mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung in Verbindung steht.
Eine Ausführung des Fingerabdruck-Aufnahmegeräts 1 ohne Fingererfassungssensor 2 ist ebenfalls denkbar. Dabei wertet der Prozessor 3 ständig die Signale des Fingererfassungssensors 5 aus. Erkennt nun der Prozessor 3 im Fingerabdrucksensor 5 signifikante Signale, kann er den Prozessor 6 einschalten und diesem die Daten vom Fingerabdrucksensor 5 weiterleiten. Dies könnte bei geeigneten Fingerabdrucksensoren auch pulsförmig geschehen. Eine unmittelbare Datenverbindung zwischen dem Fingerabdrucksensor 5 und dem Prozessor 6 wäre dann nicht mehr notwendig.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Fingerberührung eindeutig mit dem Prozessor 3 und dem Sensor 5 feststellbar ist. Daraufhin muss der Finger dann vom Sensor 5 abgehoben werden. Der Prozessor 3 schaltet den Prozessor 6 ein und fordert den Benutzer über die Signalisierungseinrichtung 7 zum „Eingeben" des Fingers auf. Es erfolgt ein Finger-Scan und eine Auswertung durch den Prozessor 6. Aufgrund des Ergebnisses vom Scan erfolgt über die Signalisierungseinrichtung 7 eine Anzeige an den Benutzer und gegebenenfalls eine Aktion. Der Prozessor 3 schaltet dann den Prozessor 6 wieder aus.

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Fingerabdrucks mit einem Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1), dadurch gekennzeichnet, dass zunächst erfasst wird, ob sich ein Finger dem Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) annähert und/oder das Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) berührt und ein Fingerabdrucksensor (5) und/oder ein zugeordneter Prozessor (6) erst aktiviert wird, wenn die Annäherung eines Fingers und/oder Berührung durch einen Finger erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Benutzer nach oder mit der Aktivierung des Fingerabdrucksensors (5) und/oder eines zugeordneten Prozessors (6) zum Berühren oder Überstreichen des Fingerabdrucksensors (5) aufgefordert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Benutzer die Aktivierung des Fingerabdrucksensors (5) und/oder eines zugeordneten Prozessors (6) signalisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung optisch, insbesondere durch eine LED signalisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fingerabdrucksensor (5) und/oder der zugeordnete Prozessor (6) deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fingerabdrucksensor (5) und/oder der Prozessor (6) nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Zeit nach der Aktivierung deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fingerabdrucksensor (5) und/oder der Prozessor (6) nach erfolgreicher Identifikation des Benutzers deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fingerabdrucksensor (5) und/oder der Prozessor (6) nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Anzahl von Fehlversuchen deaktiviert wird.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem Fingerabdrucksensor (5) und mindestens einem zugeordneten Prozessor (6), dadurch gekennzeichnet, dass ein Fingererfassungssensor (2), insbesondere ein Näherungs- oder Berührungssensor, und/oder ein zweiter Prozessor (3) zur Aktivierung des zugeordneten Prozessors (6) vorgesehen ist.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fingererfassungssensor (2) als kapazitiver Sensor ausgebildet ist.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fingererfassungssensor (2) der zweite Prozessor (3) mit geringem Leistungsverbrauch zugeordnet ist.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) batterie- oder akkubetrieben ist.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalisierungseinrichtung (7) zur Anzeige des Aktivzustands des Fingerabdrucksensors (5) vorgesehen ist.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierungseinrichtung (7) als LED ausgebildet ist.
Fingerabdruck-Aufnahmegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fingerabdrucksensor (5) als Zeilen- oder Flächensensor ausgebildet ist.