DE102004011480A1 - Identitätsprüfungsvorrichtung und Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren - Google Patents

Identitätsprüfungsvorrichtung und Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren Download PDF

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Emiko Sano
Akihide Shiratsuki
Masahiro Shikai
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Abstract

Eine Identitätsprüfungsvorrichtung umfasst ein transparentes Halteelement (2) für ein zu erfassendes Objekt zum Halten eines zu erfassenden Objekts (1), das einen Fingerabdruck (11) aufweist, wobei der Fingerabdruck damit in Kontakt ist, eine Lichtquelle (3), um Licht anzulegen, das durch das zu erfassende Objekt zu dem Objekt hindurchgehen kann, das von dem transparenten Halteelement für das zu erfassende Objekt gehalten ist, wobei der Fingerabdruck mit dem transparenten Halteelement für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist, eine Bildaufnahmeeinrichtung (4), um sowohl Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, als auch Licht, das durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, aufzufangen, und um ein Fingerabdruckbild zu erzeugen, das dunkle Abschnitte, die den Erhebungen entsprechen, und helle Abschnitte umfasst, die den Vertiefungen entsprechen, und eine Signalverarbeitungseinheit (5), um eine Identität, basierend auf dem Fingerabdruckbild, zu überprüfen, das von der Bildaufnahmeeinrichtung ausgegeben wurde.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Identitätsprüfungsvorrichtung und ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren. Im Spezielleren bezieht sie sich auf eine Identitätsprüfungsvorrichtung und ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren, um ein Fingerabdruckbild in guter Qualität herzustellen, ungeachtet des Feuchtigkeitszustands auf der Haut des Fingerabdrucks und ungeachtet, ob Erhöhungen oder Vertiefungen des Fingerabdrucks nicht klar erkannt werden können, wodurch die Identitätsprüfungsleistung verbessert wird.
  • Nach Identitätsprüfungsvorrichtungen und Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren aus dem Stand der Technik wird der Fingerabdruck einer Fingerspitze mit einer Kontaktfläche eines transparenten berührbaren Prismas in Kontakt gebracht und die Rückseite der Fingerspitze mit Licht bestrahlt, das aus einer Lichtquelle zur Beleuchtung ausgesandt wird. Das auf die Rückseite der Fingerspitze einfallende Licht wird von der Innenseite der Fingerspitze gestreut, welche ein hervorragendes Lichtstreuobjekt ist, und beleuchtet den Fingerabdruck von der Innenseite der Fingerspitze her mit gleichmäßiger Lichtstärke. Da Lichtstrahlen, die aus den Fingerabdruckserhebungs- und Fingerabdruckvertiefungsabschnitten ausgestrahlt werden, auf das Prisma mit ihren jeweiligen unterschiedlichen Winkeln auf eine Grenzfläche zwischen der Luft und der Kontaktfläche des Prismas einfallen, kann das Anordnen einer Bildaufnahmevorrichtung in einer Richtung des aus den Fingerabdruckerhebungsabschnitten ausgesandten Lichts, d.h. in einer mit einem größeren als dem kritischen Winkel der Totalreflexion der Grenzfläche zwischen der Luft und der Kontaktfläche des transparenten berührbaren Prismas, ein aufgenommenes Fingerabdruckbild mit gutem Kontrast bereitstellen (siehe z.B. die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung (TOKKAIHEI) Nr. 9-134419 (Seite 3 bis 4 und 1 bis 3)).
  • Da jedoch eine solche Identitätsprüfungsvorrichtung und solch ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren aus dem Stand der Technik die Veränderungen des Winkels von Licht, das auf das Prisma einfällt, die Veränderungen, die vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Luft zwischen der Kontaktfläche und der Fingerspitze abhängen, nutzt, verändert sich das Maß an Kontakt zwischen der Haut des Fingerabdrucks und der Kontaktfläche des Prismas größtenteils entsprechend dem Zustand der fingerabdruckseitigen Fläche des Fingers, wie etwa dem Feuchtigkeitszustand der Haut aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser, und der Zustand der Luft zwischen der Kontaktfläche und dem Finger verändert sich auch entsprechend dem Zustand der fingerabdruckseitigen Fläche des Fingers. Im Ergebnis verändert sich die Qualität des hergestellten Fingerabdruckbildes entsprechend dem Feuchtigkeitszustand der Haut der Fingerspitze, und deshalb verschlechtert sich die Identitätsprüfungsleistung. Ist die Haut der Fingerspitze trocken, sind beispielsweise die Erhebungen des Fingerabdrucks kaum von den Vertiefungen des Fingerabdrucks im Fingerabdruckbild zu unterscheiden, weil die Erhebungen des Fingerabdrucks nicht vollständig mit der Kontaktfläche des Prismas in Kontakt sind. Falls die Erhebungen und Vertiefungen des Fingerabdrucks aufgrund von Abnutzung o. dgl. nicht klar erkannt werden können, besteht die Möglichkeit, dass die Identitätsprüfungsleistung schlechter wird und die Identitätsprüfung nicht stattfinden kann.
    •
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Identitätsprüfungsvorrichtung und ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren bereitzustellen, um ein Fingerabdruckbild in guter Qualität herzustellen, ohne dabei vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt zu sein, wodurch das Durchführen einer Identitätsprüfung verbessert wird.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Identitätsprüfungsvorrichtung bereitgestellt, die ein transparentes Haltelement für ein zu erfassendes Objekt umfasst, um ein zu erfassendes Objekt mit einem Fingerabdruck zu haltern, wobei der Fingerabdruck damit in Kontakt ist, eine Lichtquelle, um Licht anzulegen, das durch das zu erfassende Objekt auf das zu erfassende Objekt, das von dem Haltelement für das zu erfassende Objekt gehaltert wird, hindurchgeht, wobei der Fingerabdruck mit dem Halteelement für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist; eine Bildaufnahmeeinheit, um sowohl das Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, als auch das Licht, das durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, zu empfangen, und um ein Fingerabdruckbild herzustellen, das dunkle Abschnitte umfasst, die den Erhebungen entsprechen, und helle Abschnitte, die den Vertiefungen entsprechen, und eine Signalverarbeitungseinheit, um eine Identität basierend auf dem Fingerabdruckbild, das von der Bildaufnahmeeinheit ausgegeben wird, zu überprüfen.
  • Deshalb bietet der Aspekt der vorliegenden Erfindung den Vorteil, ein Fingerabdruckbild in guter Qualität herstellen zu können, ohne vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt zu sein, wodurch die Identitätsprüfungsleistung verbessert wird.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren bereitgestellt, das die Schritte umfasst, Licht anzulegen, das durch ein zu erfassendes Objekt mit einem Fingerabdruck zum zu erfassenden Objekt hindurchgeht, und ein Fingerabdruckbild herzustellen, das dem Transmissionsgrad innenliegenden Gewebes entspricht, das nahe an einer fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts ist.
  • Deshalb bietet der weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung den Vorteil, ein Fingerabdruckbild in guter Qualität herstellen zu können, ohne vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt zu sein, wodurch die Identitätsprüfungsleistung verbessert wird.
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung klar, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Blockschema, das den Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einer weiteren Variante von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein Blockschema, das den Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einer weiteren Variante von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist ein Blockschema, das den Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach noch einer weiteren Variante von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist ein Blockschema, das den Aufbau eines Hauptteils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einer weiteren Variante von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ist ein Blockschema zur Erläuterung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist ein Blockschema zur Erläuterung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 12 ist ein Blockschema zur Erläuterung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 13 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ist ein Blockschema zur Erläuterung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ist ein Blockschema zur Erläuterung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
  • 18 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
  • 19 ist ein Blockschema zur Erläuterung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9 der vorliegenden Erfindung;
  • 20 ist ein Blockschema, das ein Fingerabdruckbild zeigt, das durch die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde; und
  • 21 ist ein Blockschema, das ein Fingerabdruckbild zeigt, das unter Verwendung eines Verfahrens aus dem Stand der Technik hergestellt wurde.
    •
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass innenliegendes Gewebe in der Nähe der fingerabdruckseitigen Fläche einer Fingerspitze eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, und das innenliegende Gewebe erste Abschnitte hat, die den Fingerabdruckhöhen (d.h. Erhebungen) und zweite Abschnitte, die den Fingerabdrucktiefen (d.h. Vertiefungen) entsprechen, wobei die Fingerabdruckhöhen einen niedrigeren Transmissionsgrad aufweisen als die Fingerabdrucktiefen. Das heißt, die Verteilung der Stärke des Lichts, das durch dieses innenliegende Gewebe hindurchgeht, stellt das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks dar.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte, indem man sich auf diese Merkmale konzentrierte, und die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilung der Stärke des Lichts erfasst wird, das durch innenliegendes Gewebe mit einer optischen Eigenschaft hindurchgeht, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht.
  • Das innenliegende Gewebe mit einer optischen Eigenschaft, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, befindet sich in einem Abstand von ca. 0,1 mm bis ca. 1,0 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze. Das heißt, das innenliegende Gewebe befindet sich in einem Innenbereich der Fingerspitze, wobei sich der Bereich von einer Stelle in einem Abstand von ca. 0,1 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche bis zu einer Stelle in einem Abstand von ca. 1,0 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet. Das innenliegende Gewebe kann je nach den Schwankungen bei Einzelpersonen in einem Abstand von 1,0 mm oder mehr von der fingerabdruckseitigen Fläche vorhanden sein.
  • Ausführungsform 1.
  • 1 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, und ist konkreter ausgedrückt, eine Seitenansicht, die den Aufbau der ganzen Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt. In 1 hat eine Fingerspitze 1, die einem zu erfassenden Objekt entspricht, einen Fingerabdruck 11, und der Fingerabdruck 11 hat ein Erhebungs- und Vertiefungsmuster, das aus Erhebungen (d.h. Höhen) 12 und Vertiefungen (d.h. Tiefen) 13 besteht. Nach der vorliegenden Erfindung, bezieht sich die Fingerspitze 1 nicht auf ein Endteil eines Fingers, sondern auf einen Teil, der sich vom Endteil in die Nachbarschaft des ersten oder zweiten Glieds des Fingers erstreckt. Ein transparentes Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt, das die Fingerspitze 1 haltern kann, wobei der Fingerabdruck 11 des Fingers mit dem transparenten Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist, ist mit einer transparenten Platte 21 versehen. Die transparente Platte 21 hat Entspiegelungsschichten 22 als reflexionsverhindernde Einrichtungen jeweils sowohl auf einer Kontaktfläche 2a, mit welcher der Fingerabdruck 11 in Kontakt gebracht werden kann, als auch auf einer Unterseite, die der Kontaktfläche entgegengesetzt ist. Obwohl die transparente Platte 21 nur eine Entspiegelungsschicht 22 auf der Kontaktfläche 2a haben muss, mit welcher der Fingerabdruck 11 in Kontakt gebracht werden kann, ist stärker vorzuziehen, dass die transparente Platte 21 auch auf der Unterseite, die der Kontaktfläche 2a entgegengesetzt ist, eine Entspiegelungsschicht 22 aufweist. Vorzugsweise besitzt die Entspiegelungsschicht 22 einen Transmissionsgrad von 95% oder darüber und noch bevorzugter von 99% oder darüber.
  • Eine Lichtquelle 3 zum Anlegen von Licht, das durch die Fingerspitze 1 zur Fingerspitze 1 hindurchgehen kann, ist so angeordnet, dass das Licht seinen Weg von einer Nagelseite der Fingerspitze 1 (d.h. einer der Seite des Fingerabdrucks 11 entgegengesetzten Seite) zur Seite des Fingerabdrucks 11 nimmt. Eine Lichtabgabevorrichtung zur Abgabe von Licht, dessen vorherrschenden Wellenlängen in den roten oder nahen infraroten Bereich fallen, d.h. Projektionslicht mit irgendeiner Wellenlänge im roten oder nahen infraroten Bereich (d.h. monochromes Licht), Projektionslicht, das eine Mischung aus Lichtstrahlen mit Wellenlängen im roten bis nahen infraroten Bereich ist, oder Projektionslicht, das als vorherrschende Lichtstrahlen Licht mit Wellenlängen im roten oder nahen infraroten Bereich umfasst (welches entweder monochromes Licht oder eine Mischung aus Lichtstrahlen mit Wellenlängen im roten bis nahen infraroten Bereich sein kann) wird als Lichtquelle 3 verwendet. Beispielsweise kann eine Laser-, eine LED- oder eine Lampenlichtquelle als Lichtquelle 3 verwendet werden. Obwohl Licht mit Wellenlängen im roten oder nahen infraroten Bereich bevorzugt verwendet wird, weil solches Licht mit Wellenlängen im roten oder nahen infraroten Bereich für das zu erfassende Objekt 1, welcher Gewebe eines lebenden Körpers ist, einen hohen Transmissionsgrad aufweist, ist Licht mit Wellenlängen in einem Bereich von 600 nm bis 1400 nm stärker vorzuziehen. Da die Lichtabsorption von Hämoglobin in einem Blutgefäß bei Wellenlängen um die 660 nm minimal ist, ist Licht, dessen vorherrschende Wellenlängen in einen Bereich von 630 nm bis 780 nm fallen, noch stärker zu bevorzugen, um den negativen Effekt von Blutgefäßen im Fingerabdruckbild zu reduzieren. Die Fingerspitze 1 und die Lichtquelle 3 können mit einem Abschattungsteil abgedeckt werden, damit sie nicht durch Licht von außerhalb der Identitätsprüfungsvorrichtung beeinträchtigt werden.
  • Eine Bildaufnahmeeinheit 4 (von hier ab auch als Bildaufnahmesystem 4 bezeichnet) misst eine Verteilung der Stärken der aus dem innenliegendem Gewebe der Fingerspitze 1 kommenden Lichtstrahlen in einer Ebene (diese Ebene ist durch eine Linie A-A in 1 gezeigt, und wird ab hier als Beobachtungsebene bezeichnet), die sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zu einer Innenseite der Fingerspitze 1 hin befindet, um ein Bild des Fingerabdrucks zu machen. Die Bildaufnahmeeinheit 4 ist mit einem Wellenlängenselektionselement 41, welches als Wellenlängenselektionseinrichtung angeordnet ist, einer Bildherstellungslinse 42, welche als Bildherstellungseinrichtung angeordnet ist, einem Bildsensor 43, und einer Bildausgabeschaltung 44 versehen. Ein Planspiegel 100, welcher als Reflexionseinrichtung angeordnet ist, ist so angebracht, dass Licht, das durch das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt hindurchgeht, in einem rechten Winkel abgelenkt werden kann, und das Wellenlängenselektionselement 41, die Bildherstellungslinse 42 und der Bildsensor 43 sind so angeordnet, dass diese Komponenten dem abgelenkten Licht zugewandt sind, d.h. sie verlaufen entlang einer Richtung der optischen Achse des abgelenkten Lichts.
  • Das Wellenlängenselektionselement 41 lässt nur Licht durch, das im Wesentlichen dieselben Wellenlängen hat wie das aus der Lichtquelle 3 ausgegebene (d.h. Licht mit Wellenlängen im roten oder nahen infraroten Bereich), und es kann beispielsweise ein Interferenzfilter, ein Glas- oder Kunststofffilter als Wellenlängenselektionselement 41 verwendet werden. Das aus dem Wellenlängenselektionselement 41 ausgegebene Licht wird über die Bildherstellungslinse 42 als Bild auf den Bildsensor 43 fokussiert. Die Bildherstellungslinse 42 ist so ausgebildet, dass ihr Brennpunkt auf das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1, das sich in 1 in einer Richtung nach oben im Hinblick auf die Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt befindet, d.h. das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1 fällt, das in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) liegt, die sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerspitzenkontaktfläche 2a zur Innenseite der Fingerspitze 1 hin befindet. Noch bevorzugter befindet sich der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 am innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1, das in einer Ebene liegt, die sich um nur einen Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a zur Innenseite der Fingerspitze 1 hin befindet. Vorzugsweise hat die Bildherstellungslinse 42 eine so geringe Tiefenschärfe wie 0,5 mm oder darunter. Noch bevorzugter hat die Bildherstellungslinse 42 eine Tiefenschärfe von 0,1 mm oder darunter. Der Bildsensor 43 kann eine zweidimensionale monolithische Bildaufnahmevorrichtung wie ein CCD-(Charge coupled Device – ladungsträgergekoppelte Vorrichtung) oder ein CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor – Komplementär Metalloxidhalbleiter) Bildsensor oder eine Bildaufnahmeröhre sein. Der Bildsensor 43 reagiert empfindlich auf Licht, welches durch die Fingerspitze 1 hindurchgeht und die Beobachtungsebene im innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 erreicht. Anders ausgedrückt reagiert der Bildsensor 43 empfindlich auf Licht mit Wellenlängen im roten oder nahen infraroten Bereich. Die Bildaufnahmeeinheit 4 ist so lichtabgeschirmt, dass sie kein anderes Licht als das von der Fingerspitze 1 kommende aufnimmt. Die Bildausgabeschaltung 44 wandelt ein elektrisches Signal aus dem Bildsensor 43 in ein elektrisches Bildsignal um.
  • Nach dieser Ausführungsform ist die Lichtquelle 3 so angeordnet, dass sie Licht an die Fingerspitze (d.h. das zu erfassende Objekt) 1, die von dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt gehaltert wird, von der Nagelseite der Fingerspitze , d.h. einer Objektseite des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt her anlegt, auf dem das Objekt angeordnet ist, wobei der Fingerabdruck 11 mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist, und die Bildaufnahmeeinheit 4 ist auf einer Seite angeordnet, die der Objektseite des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt, auf dem das zu erfassende Objekt 1 angeordnet ist, entgegengesetzt ist, um eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen aus dem zu erfassenden Objekt 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) zu messen, welche sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassenden Objekt 1 befindet.
  • Eine Signalverarbeitungseinheit 5 überprüft eine Identität basierend auf dem Fingerabdruckbild, das von der Bildausgabeschaltung 44 der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegeben wird. Die Signalverarbeitungseinheit 5 ist mit einer Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 versehen (die einer Beleuchtungsstärkenbestimmungseinrichtung entspricht). Die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 bestimmt, ob die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds, das aus der Bildausgabeschaltung 44 der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegeben wird, in einen zuvor bestimmten Schwellenbereich fällt, und steuert basierend auf dem Bestimmungsergebnis eine Lichtquellenantriebsschaltung 6 an (die einer Lichtquellenantriebseinrichtung entspricht). Nach dieser Ausführungsform bilden die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 und die Lichtquellenantriebsschaltung 6 eine Einrichtung, um die Stärke des an das zu erfassende Objekt 1 angelegten Lichts so einzustellen, dass die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds, das von der Bildaufnahmeeinheit 4 abgegeben wird, in den zuvor bestimmten Schwellenbereich fällt.
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert. Wenn die Fingerspitze 1 des Fingers einer Person vom Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt gehaltert wird, so dass der Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 in physikalischen Kontakt mit der Kontaktfläche 2a gebracht wird, wird das aus der Lichtquelle 3 abgegebene Licht auf die Nagelseite (d.h. die der Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 entgegengesetzte Seite) der Fingerspitze 1 angelegt. Das an die Fingerspitze 1 angelegte Licht nimmt seinen Weg in der Fingerspitze 1 und kommt am innenliegenden Zielgewebe der Fingerspitze 1 in der Beobachtungsebene an. Da der Lichttransmissionsgrad des innenliegenden Gewebes der Fingerspitze 1 an den Vertiefungen 13 des Fingerabdrucks 11 in der Beobachtungsebene höher ist als derjenige an den Erhebungen 12 des Fingerabdrucks 11, ist die Stärke von Lichtstrahlen, die durch innenliegendes Gewebe der Fingerspitze 1 an den Vertiefungen 13 des Fingerabdrucks 11 hindurchgehen, in der Beobachtungsebene höher als diejenige an den Erhebungen 12 des Fingerabdrucks 11, und es kann eine Lichtstärkenverteilung gemessen werden, die vom Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks 11 abhängt.
  • Die Bildherstellungslinse 42 der Bildaufnahmeeinheit 4 führt dann die Bildherstellung aus der Lichtstärkenverteilung der Lichtstrahlen durch, die durch das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1 in der Beobachtungsebene zum Bildsensor 43 durchgehen. Eine Erklärung des Vorgangs erfolgt, indem die Richtung berücksichtigt wird, in der das Licht verläuft. Das Licht, das durch das innenliegende Gewebe der Fingerspitze 1 in der Beobachtungsebene hindurchgeht, wobei das innenliegende Gewebe eine Lichtstärkenverteilung hat, die vom Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks 11 abhängt, dringt dann in das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt ein, das mit der transparenten Platte 21 mit den auf deren Kontaktfläche 2a und Unterseite ausgebildeten Entspiegelungsschichten 22 versehen ist. Das Licht, welches in das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt eingedrungen ist, wird vom Planspiegel 100, der angeordnet ist, um das Verkleinern des optischen System zu erreichen, in einem rechten Winkel abgelenkt, und nur Licht mit im Wesentlichen derselben Wellenlänge wie dasjenige, das von der Lichtquelle 3 ausgegeben wird (d.h. Licht mit Wellenlängen im roten und nahen infraroten Bereich) wird vom Wellenlängenselektionselement 41 selektiert. Das aus dem Wellenlängenselektionselement 41 ausgegebene Licht geht durch die Bildherstellungslinse 42 hindurch, und auf dem Bildsensor 43 entsteht ein Bild des Lichtsignals. Die Bildausgabeschaltung 44 empfängt ein elektrisches Signal vom Bildsensor 43 und gibt ein elektrisches Bildsignal aus, welches das Bild des Fingerabdrucks anzeigt, wobei die Tiefen des Fingerabdrucks heller sind als die Höhen des Fingerabdrucks.
  • Das so durch die Bildaufnahmeeinheit 4 erhaltene Fingerabdruckbild wird zur Signalverarbeitungseinheit 5 geschickt. Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt eine Bildaufbereitung am Fingerabdruckbild, wie eine Binärumsetzung und Verfeinerung durch, um Merkmalsdaten über den Fingerabdruck (d.h. Fingerabdruckdaten) zu extrahieren, wie in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-334237 offenbart ist. Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt dann eine Aufzeichnung der Fingerabdruckmerkmalsdaten durch und vergleicht die neuen Fingerabdruckmerkmalsdaten mit einer Liste einzelner, bereits aufgezeichneter Fingerabdruckmerkmalsdaten. Dadurch kann die Identitätsprüfungsvorrichtung den Benutzer identifizieren.
  • Nach dieser Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinheit 5 mit der Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 versehen, um vor dem Extrahieren der zuvor erwähnten Merkmalsdaten über die Merkmale des Fingerabdrucks zu bestimmen, ob die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds zu hoch oder zu niedrig ist. Ist die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds unzureichend, steuert die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 die Lichtquellenantriebsschaltung 6 so an, dass die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds in einen vorbestimmten Bereich zwischen einem unteren und einem oberen Schwellenwert fällt, und die Bildaufnahmeeinheit 4 nimmt dann noch einmal ein Bild vom Fingerabdruck auf. Das heißt, wenn die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds niedriger ist als der untere zuvor festgelegte Schwellenwert, schickt die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 ein elektrisches Signal an die Lichtquellenantriebsschaltung 6, um die Lichtquelle 3 dazu zu bringen, Projektionslichtstrahlen mit einer maximalen Beleuchtungsstärke auszugeben, die keinen Sättigungsgrad erreicht. Ist hingegen die Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds höher als der obere vorab festgelegte Schwellenwert, bringt die Beleuchtungsstärkenbestimmungsschaltung 51 die Lichtquelle 3 dazu, Projektionslichtstrahlen mit einer Beleuchtungsstärke auszugeben, die gleich wie oder niedriger als der obere Schwellenwert sind. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtung eine Verschlechterung der Qualität des Fingerabdruckbilds und eine Abnahme bei der Identitätsprüfungsleistung aufgrund von Sättigung oder Abnahme der Beleuchtungsstärke des Fingerabdruckbilds verhindern, indem der untere und obere Schwellenwert der Beleuchtungsstärke auf geeignete Werte eingestellt wird.
  • Wie zuvor erwähnt, können nach dieser Ausführungsform, weil die Lichtstärkenverteilung erfasst werden kann, die vom Lichttransmissionsgrad des innenliegenden Gewebes mit einer optischen Eigenschaft hervorgerufen wird, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdruckabschnitts entspricht, die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren ein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks 11 beeinträchtigt ist (z.B. dem Feuchtigkeitszustand der Hautfläche aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser, dem Vorhandensein eines Schnittes oder Kratzers auf der Hautfläche, Abnutzung der Hautoberfläche, etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsleistung verbessern.
  • Nach dieser Ausführungsform ermöglicht es die Positionierung des Brennpunkts der Bildherstellungslinse (d.h. der Bildherstellungseinrichtung) am innenliegenden Gewebe des zu erfassenden Objekts 1, das von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Haltelements 2 für das zu erfassende Objekt beabstandet ist, der Identitätsprüfungsvorrichtung, eine Verteilung der Stärken der Lichtstrahlen zu messen, die durch das innenliegende Gewebe des zu erfassenden Objekts 1 in der Beobachtungsebene hindurchgehen, welches sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2a für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin befindet.
  • Da die Identitätsprüfungsvorrichtung das transparente Haltelement 2 für das zu erfassende Objekt aufweist, das das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1 haltern kann, wobei der Fingerabdruck 11 des zu erfassenden Objekts mit dessen Kontaktfläche in Kontakt ist, wird überdies ein Kontaktabschnitt der Fingerspitze 1, die sich in Kontakt mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt befindet, fast flach, wobei die Fingerspitze 1 vom Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt gehaltert wird, wobei der Fingerabdruck 11 mit der Kontaktfläche in Kontakt ist, und deshalb kann der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegenden Gewebe des zu erfassenden Objekts 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, die sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin befindet.
  • Befindet sich das innenliegende Gewebe in der Nähe der Hautfläche der Fingerspitze, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, im Bereich von ca. 0,1 mm bis 1,0 mm von der Außenhaut der Fingerspitze (d.h. der Hautfläche auf der Seite des Fingerabdrucks 11), ist der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 innerhalb dieses Bereichs, und die Bildherstellungslinse 42 ist so aufgebaut, dass sie eine Tiefenschärfe von 0,5 oder darunter hat, die gleich dem oder kürzer als der Abstand zwischen der Außenhaut und dem zuvor erwähnten Innengewebeteil ist. Vorzugsweise hat die Bildherstellungslinse 42 eine Tiefenschärfe von 0,1 mm oder darunter. Die Lichtstärkenverteilung des innenliegenden Gewebes des zu erfassenden Objekts 1 in der Ebene, die sich nur in dem vorbestimmten Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin befindet, d.h. das Licht mit einer optischen Eigenschaft des innenliegenden Gewebes, das dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, kann mit einem hohen Genauigkeitsgrad erfasst werden und ohne durch die Hautoberfläche des Fingerabdrucks beeinträchtigt zu sein.
  • Da das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt mit den Entspiegelungsschichten 22 versehen ist, die an dessen Kontaktfläche und Unterseite ausgebildet sind, kann das Licht, das durch die Tiefen (d.h. die Vertiefungen) 13 des Fingerabdrucks 11 hindurchgeht, daran gehindert werden, vom Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt teilweise reflektiert zu werden. Im Ergebnis können die Lichtstrahlen, die durch das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1 hindurchgehen, dazu gebracht werden, die Bildherstellungslinse 42 zu erreichen, ohne den Kontrast der Verteilung der Stärken der Lichtstrahlen zu stören, die durch das zu erfassende Objekt 1 in der Beobachtungsebene hindurchgehen (d.h. in der Ebene, die sich in nur dem vorbestimmten Abstand von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin befindet), d.h. ohne die Differenz zwischen der Menge der Lichtstrahlen zu reduzieren, die durch einen Teil des innenliegenden Gewebes hindurchgehen, das eine optische Eigenschaft hat, die den Tiefen des Fingerabdrucks in der Beobachtungsebene entspricht, und der Menge der Lichtstrahlen, die durch einen anderen Teil des innenliegenden Gewebes hindurchgehen, das eine optische Eigenschaft hat, die den Höhen des Fingerabdrucks in der Beobachtungsebene entspricht.
  • Da das Blut in den Blutgefäßen, die sich nahe am Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 befinden, zu anderen, vom Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 entfernten Teilen fließen kann, wenn die Fingerspitze 1 auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt gedrückt wird, kann zusätzlich das aus der Lichtquelle 3 abgegebene Projektionslicht vor dem Erreichen der Beobachtungsebene hauptsächlich von den Blutgefäßen absorbiert werden, die sich nahe am Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 befinden, und deshalb kann die negative Auswirkung der Absorption auf die Lichtstärkenverteilung, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks in der Beobachtungsebene entspricht, verhindert werden.
  • Die vorstehende Beschreibung richtet sich auf den Fall, bei dem der Brennpunkt der Bildherstellungslinse (d.h. der Bildherstellungseinrichtung) 42 sich in der Ebene befindet, welche sich in nur dem vorbestimmten Abstand befindet, der in den Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm fällt, und zwar von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt bis hin zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1, und die Bildherstellungslinse 42 vorzugsweise eine Tiefenschärfe von 0,5 mm oder darunter hat. Da aber, wie zuvor erwähnt, die Verteilung der Stärken der Lichtstrahlen, die durch das innenliegende Gewebe hindurchgehen (das sich innerhalb der Fingerspitze und in einem Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm von der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze befindet), das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, muss die Identitätsprüfungsvorrichtung einfach nur eine Verteilung der Stärken der Lichtstrahlen messen, die durch zumindest einen Teil der Dicke dieses innenliegenden Gewebes hindurchgegangen sind. Deshalb muss der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 2 einfach nur in einer Ebene angeordnet werden, die sich zwischen der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt und dem innenliegenden Gewebe mit einer optischen Eigenschaft, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, befindet. Anders ausgedrückt, muss, wenn sich das innenliegende Gewebe mit einer optischen Eigenschaft, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht, in einem Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm vom Fingerabdruck befindet, der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 einfach nur in einer Ebene angeordnet werden, welche sich nur in einem Abstand von 0 bis 1,0 mm vom Fingerabdruck, d.h. der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin, befindet. Mit anderen Worten muss jede Ebene, welche sich in dem Abstand vom Fingerabdruck zum innenliegenden Gewebe befindet, einfach in den Bereich der Tiefenschärfe der Bildherstellungslinse 42 aufgenommen werden. Obwohl der Aufbau in den folgenden Ausführungsformen nicht erwähnt wird, hat auch eine Identitätsprüfungsvorrichtung nach jeder der folgenden Ausführungsformen diesen Aufbau.
  • Tatsächlich wurden Experimente unter Verwendung der Bildherstellungslinse 42 mit einer Tiefenschärfe von 100 Mikrometer für sowohl den Fall durchgeführt, bei dem sich der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 in einer Ebene befindet, die sich in einem Abstand von 0,5 mm von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin befindet, als auch den Fall, bei dem sich der Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 an der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt befindet, und Lichtstrahlen, die durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgingen, und Lichtstrahlen, die durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgingen, wurden durch die Identitätsprüfungsvorrichtung dieser Ausführungsform erfasst und für jeden dieser Fälle ein Fingerabdruckbild gemacht, das helle Abschnitte, die den Erhebungen entsprachen, und dunkle Abschnitte aufwies, die den Vertiefungen entsprachen. Die Ergebnisse des Experiments zeigten, dass es keinen Unterschied im Kontrast zwischen den beiden Fällen gab, und die erhaltenen Fingerabdruckbilder waren deutlich. Weitere Experimente wurden durchgeführt, indem die Bildherstellungslinse 42 mit einer Tiefenschärfe von 100 Mikrometer verwendet wurde, und indem die Bildherstellungslinse 42 mit einer Tiefenschärfe von 5 mm für den Fall verwendet wurde, bei dem der Brennpunkt der Bildherstellungslinse sich in einer Ebene befand, die in einem Abstand von 0,5 mm von der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt zur Innenseite des zu erfassenden Objekts 1 hin lag, und Lichtstrahlen, die durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgingen, wurden durch die Identitätsprüfungsvorrichtung dieser Ausführungsform erfasst und für jeden dieser Fälle ein Fingerabdruckbild gemacht, das helle Abschnitte, die den Erhebungen entsprachen, und dunkle Abschnitte aufwies, die den Vertiefungen entsprachen. Die Ergebnisse des Experiments zeigten, dass es keinen Unterschied im Kontrast zwischen den beiden Fällen gab, und die erhaltenen Fingerabdruckbilder waren deutlich. Aus den Ergebnissen der Experimente wurde klar, dass die Tiefenschärfe der Bildherstellungslinse 42 keinen sonderlichen Einfluss auf die Qualität des Fingerabdruckbilds hat. Obwohl dieses Merkmal in den folgenden Ausführungsformen nicht erwähnt wird, weist auch eine Identitätsprüfungsvorrichtung nach jeder der folgenden Ausführungsformen dieses Merkmal auf.
  • 20 zeigt ein Fingerabdruckbild, das erhalten wurde, indem die Bildherstellungslinse mit einer Tiefenschärfe von 5 mm verwendet wurde, und indem eine CCD in dem Fall verwendet wurde, bei dem Siliconöl auf den Fingerabdruck aufgetragen wurde, der ein zu messendes Objekt ist. Im Fingerabdruckbild von 20 entsprechen helle Abschnitte (d.h. weiße Abschnitte) den Vertiefungen des Fingerabdrucks und dunkle Abschnitte entsprechen den Erhebungen des Fingerabdrucks. Zu Zwecken des Vergleichs mit der Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform zeigt 21 ein Fingerabdruckbild, das dadurch erhalten wurde, dass eine Erfassungsvorrichtung für ein Erhebungs- und Vertiefungsmuster, die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2001-153630 offenbart ist, verwendet wurde, wenn Siliconöl auf einen Fingerabdruck aufgetragen wurde, der ein zu messendes Objekt ist, wobei die Erfassungsvorrichtung für das Erhebungs- und Vertiefungsmuster ein erstes optisches System mit einer Lichtquelle umfasst, ein transparentes Lichtleitelement mit einer Erfassungsfläche, auf der das zu er fassende Objekt, das ein Erhebungs- und Vertiefungsmuster aufweist, angeordnet wird, eine gekrümmte Fläche, um von der Erfassungsfläche gestreutes Licht zu reflektieren, eine der gekrümmten Fläche gegenüberliegende Fläche mit einer Öffnung, über welche Licht, das sowohl von einer Lichtabsorptionsfläche als auch der gekrümmten Fläche reflektiert wird, abgegeben wird, und eine Einfallfläche, über welche Licht aus der Lichtquelle auf das transparente Lichtleitelement einfällt, und ein zweites optisches System, um das aus der Öffnung austretende Licht auf einen Bildsensor einfallen zu lassen. Im Fingerabdruckbild von 21 entsprechen helle Abschnitte (d.h. weiße Abschnitte) den Erhebungen des Fingerabdrucks, und dunkle Abschnitte entsprechen den Vertiefungen des Fingerabdrucks.
  • Aus dem Vergleich zwischen 20 und 21 ist klar, dass, wenn die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser wie in 20 gezeigten Ausführungsform verwendet wird, es wenig unterbrochene Teile im Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks gibt, auch wenn Siliconöl auf den Fingerabdruck aufgetragen wurde, wohingegen, wenn die wie in 21 gezeigte herkömmliche Erfassungsvorrichtung für Erhebungs- und Vertiefungsmuster verwendet wird, es viele unterbrochene Teile im Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks gibt, wenn Siliconöl auf den Fingerabdruck aufgetragen wurde.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird Licht, das aus der Lichtquelle abgegeben wird, so auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt zur Erfassung von Licht, das durch das zu erfassende Objekt hindurchgeht, einfallen gelassen, dass das Licht in eine Richtung läuft, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Fläche des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt ist, das mit dem Fingerabdruck (d.h. der Fingerabdruckkontaktfläche 2a) in Kontakt ist. Die Verlaufsrichtung des aus der Lichtquelle abgegebenen Lichts ist nicht auf diejenige beschränkt, die im Wesentlichen senkrecht zur Fingerabdruckkontaktfläche 2a ist. Wie in 19 schematisch dargestellt ist, die eine vergrößerte Ansicht eines Kontakts zwischen einem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt und dem zu erfassenden Objekt 1 ist, ist es einfach nur notwendig, das Licht zu erfassen, das in einer Richtung mit einem kritischen Winkel θ oder darunter der Gesamtreflexion auf die Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt einfallen gelassen wird, wobei der kritische Winkel sowohl durch den Brechungsindex eines Gases zwischen den Vertiefungen 12 des Fingerabdrucks und dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt und dem Brechungsindex des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt entschieden wird. Obwohl diese Konfiguration in den folgenden Ausführungsformen nicht erwähnt wird, hat auch eine Identitätsprüfungsvorrichtung nach jeder der folgenden Ausführungsformen diese Konfiguration.
  • Angenommen, das Gas zwischen den Vertiefungen 12 des Fingerabdrucks und dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt ist Luft, und das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt besteht beispielsweise aus Glas, und der Brechungsindex no der Luft beträgt 1,0 und der Brechungsindex ng des Glases 1,5, ergibt sich der kritische Winkel Θ durch die folgende Gleichung: θ = arcsin (no/ng) = 41 (Grad), und dass das Licht, das durch die Vertiefungen 12 des Fingerabdrucks hindurchgeht, auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt mit einem Winkel von 41 Grad oder weniger einfällt. Andererseits angenommen, der Brechungsindex des menschlichen Körpers beträgt 1,45 arcsin (1,45/1,5) = 75 (Grad), und das Licht, das durch die Vertiefungen 12 des Fingerabdrucks hindurchgeht, fällt auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt mit einem Winkel von 75 Grad oder darunter ein. Deshalb kann sowohl das Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, als auch das Licht, das durch die Vertiefungen hindurchgeht, erfasst werden, indem das Licht erfasst wird, das auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt mit einem Winkel von 41 Grad oder darunter einfällt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird nach dieser Ausführungsform 1, um Licht an die Fingerspitze (d.h. das zu erfassende Objekt) 1 von einer Seite des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt her anzulegen, auf dem das zu erfassende Objekt 1 untergebracht ist, wobei der Fingerabdruck 11 mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist, die Lichtquelle 3 so angeordnet, dass das aus der Lichtquelle abgegebene Licht im Hinblick auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt von der Nagelseite der Fingerspitze her darauf in einem rechten Winkel einfällt. Als Alternative können zwei Lichtquellen 3 so angeordnet werden, dass Lichtstrahlen, die aus den Lichtquellen abgegeben werden, mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt parallel verlaufen, wie in 2 gezeigt ist, die eine Vorderansicht ist, die den Aufbau eines Teils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einer Variante dieser Ausführungsform 1 ist, welche sich in der unmittelbaren Nähe der Fingerspitze 1 befindet, oder zwei Lichtquellen 3 können so angeordnet werden, dass Lichtstrahlen, die aus den Lichtquellen abgegeben werden, im Hinblick auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in einer schrägen Richtung verlaufen, wie in 3 gezeigt ist, die eine Vorderansicht ist, die den Aufbau eines Teils einer Identitätsprüfungsvorrichtung nach einer weiteren Variante dieser Ausführungsform 1 zeigt, welche sich in der unmittelbaren Nähe der Fingerspitze 1 befindet.
  • Wie in 4 gezeigt, die eine Vorderansicht ist, die den Aufbau einer weiteren Variante dieser Ausführungsform 1 zeigt, welche sich in der unmittelbaren Nähe der Fingerspitze 1 befindet, können drei Lichtquellen 3 so angeordnet werden, dass Lichtstrahlen, die aus einer der drei Lichtquellen abgegeben werden, in einer Richtung senkrecht zum Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt verlaufen, und Lichtstrahlen, die aus den beiden anderen Lichtquellen abgegeben werden, im Hinblick auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in einer schrägen Richtung verlaufen. Da nach dieser Ausführungsform Licht an die Fingerspitze 1 nicht nur von der Nagelseite der Fingerspitze 1, sondern auch von den Seiten der Fingerspitze 1 her angelegt werden kann, kann fast das ganze innenliegende Gewebe, das dem Fingerabdruck auf der Haut der Fingerspitze entspricht, mit Licht bestrahlt werden, und deshalb kann eine durchschnittliche Beleuchtungsstärke über dem gesamten Bildaufnahmebereich aufrechterhalten werden.
  • Wie in 5 gezeigt ist, ist die Lichtquelle 3 nach einer weiteren Variante dieser Ausführungsform 1 über dem Nagel der Fingerspitze 1 angeordnet, und zwischen der Fingerspitze 1 und der Lichtquelle 3 ist eine Diffuserplatte 7 angeordnet. Auch in dieser Variante kann fast das gesamte innenliegende Gewebe, das dem Fingerabdruck auf der Haut der Fingerspitze entspricht, mit Licht bestrahlt werden, und deshalb kann eine durchschnittliche Beleuchtungsstärke über dem gesamten Bildaufnahmebereich aufrechterhalten werden.
  • Nach dieser Ausführungsform 1 ist die Wellenlängenselektionseinheit 41 zwischen dem Planspiegel 100 und der Bildherstellungslinse 42, wie in 1 gezeigt, angeordnet. Als Alternative kann die Wellenlängenselektionseinheit 41 zwischen der Bildherstellungslinse 42 und dem Bildsensor 43 auf der Fingerabdruckkontaktfläche 2a des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt oder zwischen dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt und dem Planspiegel 100 angeordnet sein. Alternativ kann entweder die Bildherstellungslinse oder das Halteelement für das zu erfassende Objekt so aufgebaut sein, dass sie/es eine Wellenlängenselektionsfunktion hat. Ist eine Abdeckung vorgesehen, um anderes Licht von außen als das durch die Fingerspitze 1 hindurchgehende Licht daran zu hindern, auf die Bildaufnahmeeinheit 4 einzufallen, muss keine Wellenlängenselektionsvorrichtung 41 vorgesehen werden.
  • Nach dieser Ausführungsform 1 wird der Planspiegel 100, wie in 1 gezeigt, als Reflexionseinrichtung verwendet. Die Reflexionseinrichtung ist nicht auf den Planspiegel 100 beschränkt, und es kann beispielsweise ein Spiegel mit gekrümmter Fläche verwendet werden. In dieser Variante kann die Verzeichnung und Aberration des Fingerabdruckbilds reduziert werden.
  • Die vorstehend erwähnte Erklärung erfolgte im Hinblick auf eine Identitätsprüfungsvorrichtung und ein Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren zur Aufbereitung eines Fingerabdruckbilds, das durch die Bildaufnahmeeinheit 4 erhalten wurde, indem sie die Signalverarbeitungseinheit 5 verwendet und eine Einzelperson identifiziert. Es erübrigt sich, zu erwähnen, dass die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach Ausführungsform 1 auch einfach nur dazu eingesetzt werden kann, ein Fingerabdruckbild zu erhalten, ohne dabei eine Identitätsprüfung durchzuführen.
  • Ausführungsform 2
  • 6 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung und zeigt, konkreter ausgedrückt, eine Seitenansicht des Aufbaus der gesamten Identitätsprüfungsvorrichtung. Nach der zuvor erwähnten Ausführungsform 1 sind, wie in 6 gezeigt, das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt und der Planspiegel 100 als Reflexionseinrichtung separat angeordnet. Hingegen wird nach Ausführungsform 2 ein transparentes Winkelprisma 200 anstelle des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt und des Planspiegels 100 verwendet. Das Winkelprisma 200 weist eine Fingerabdruckkontaktfläche 200a auf, die genauso wirkt wie die Fingerabdruckkontaktfläche 2a des in 1 gezeigten Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt, und eine Reflexionsfläche 201, die genauso wirkt wie der Planspiegel 100 von 1. Das Winkelprisma 200 nach dieser Ausführungsform besitzt eine auf der Fingerabdruckkontaktfläche 200a ausgebildete Entspiegelungsschicht 22. Der restliche Aufbau der Identitätsprüfungsvorrichtung ist derselbe wie derjenige der Identitätsprüfungsvorrichtung nach Ausführungsform 1. Diese Ausführungsform bietet denselben Vorteil wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1.
  • Anstatt des Winkelprismas 200 kann auch ein anders geformtes Prisma verwendet werden. Beispielsweise kann ein Prisma mit einer gekrümmten Reflexionsfläche 201 verwendet werden, wodurch die Verzeichnung und Aberration des Fingerabdruckbilds reduziert wird.
  • Ausführungsform 3
  • 7 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung und zeigt, konkreter ausgedrückt, eine Seitenansicht des Aufbaus der gesamten Identitätsprüfungsvorrichtung. Nach den vorstehend erwähnten Ausführungsformen 1 und 2 wird das Licht, das durch das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt hindurchgeht, abgelenkt, indem der Planspiegel 100 oder das Winkelprisma 200 verwendet wird. Hingegen fällt nach dieser Ausführungsform das Licht, das durch das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt hindurchgeht, direkt auf eine Bildaufnahmeeinheit 4 ein, ohne abgelenkt zu werden. Diese Ausführungsform bietet denselben Vorteil wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1 oder 2.
  • Nach jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen weist die Identitätsprüfungsvorrichtung das transparente Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt (oder das Winkelprisma 200) auf, welches das zu erfassende Objekt (die Fingerspitze) 1 haltern kann, wobei der Fingerabdruck 11 mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist, um, wie zuvor erwähnt, den Brennpunkt der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene im innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 übereinstimmen zu lassen. Das zu erfassende Objekt 1 muss nicht unbedingt so gehalten werden, dass es mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist.
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung zu Ausführungsformen, bei denen eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen, die durch das innenliegende Gewebe des zu erfassenden Objekts in einer Ebene hindurchgehen, welche sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 befindet, ohne das zu erfassende Objekt 1 zu halten, wobei der Fingerabdruck 11 in Kontakt mit dem Halteelement für das zu erfassende Objekt ist.
  • Ausführungsform 4
  • Die 8 und 9 sind Blockschemata zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 8 eine Seitenansicht, die den Aufbau eines Teils der Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt, welcher sich nahe an der zu erfassenden Fingerspitze befindet, und 9 zeigt eine Draufsicht von oben, die den Teil der Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt, welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassenden Fingerspitze befindet. Der restliche Aufbau der Identitätsprüfungsvorrichtung ist der selbe wie derjenige der zuvor erwähnten Ausführungsform 1 bzw. 3. Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und dieser Ausführungsform 4 beschrieben.
  • Nach dieser Ausführungsform kann ein Teil des zu erfassenden Objekts (d.h. der Fingerspitze) 1, der einen Bildaufnahmebereich 500 ausschließt, d.h. der sich außerhalb des Bildaufnahmebereichs 500 befindet, von einem mit einer Öffnung versehenen Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt gehaltert werden. Das heißt, das Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt haltert das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1, wobei eine fingerabdruckseitige Fläche im Bildaufnahmebereich 500 (d.h. eine fingerabdruckseitige Fläche, die gemessen werden soll) nicht in Kontakt mit dem Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt ist. Das mit einer Öffnung versehene Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt ist so angeordnet, dass die Brennebene (durch eine Linie B-B in 8 gezeigt) einer Bildherstellungslinse 42 mit einer Beobachtungsebene (d.h. einer Ebene, die sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet) der Fingerspitze 1 übereinstimmt, während die Fingerspitze 1, ohne mit dem Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1 in Kontakt zu sein, gehaltert wird. Als das mit einer Öffnung versehene Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt kann beispielsweise, wie in den 8 und 9 gezeigt, eine Platte mit einer größeren Öffnung als der Bildaufnahmebereich 500 oder zumindest ein Paar von Stäben, die außerhalb des Bildaufnahmebereichs 500 so angeordnet sind, dass sie einander entgegengesetzt sind, verwendet werden, wobei der Bildaufnahmebereich 500 zwischen dem Stäbepaar sandwichartig eingeschlossen ist.
  • Somit kann nach diesem Aufbau der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, welche sich in nur dem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet, wobei der Fingerabdruck im Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1 nicht in Kontakt mir dem mit einer Öffnung versehenen Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt ist. Somit kann nach dieser Ausführungsform, da die Lichtstärkenverteilung, die durch den Lichttransmissionsgrad des innenliegenden Gewebes hervorgerufen wird, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des zu erfassenden Fingerabdruckabschnitts entspricht, die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren ein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt ist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser, dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, der Abnutzung der Hautoberfläche, etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsleistung verbessern.
  • Wie zuvor in Ausführungsform 1 erläutert, muss auch in dieser Ausführungsform jede Ebene, die sich im Abstand vom Fingerabdruck zum innenliegenden Gewebe befindet, einfach in den Bereich der Tiefenschärfe der Bildherstellungslinse 42 fallen. Die Bildherstellungslinse 42 kann die Krümmung des Fingers erfassen, solange sie eine große Tiefenschärfe hat. Wie im Falle der zuvor erwähnten Ausführungsform 1 hat die Tiefenschärfe keinen sonderlichen Einfluss auf die Deutlichkeit des Fingerabdruckbilds. Obwohl diese Konfiguration in den folgenden Ausführungsformen nicht erwähnt wird, hat auch eine Identitätsprüfungsvorrichtung nach jeder der folgenden Ausführungsformen diese Konfiguration.
  • Da Licht aus dem nahen Infrarotbereich im Hinblick auf das Blut im menschlichen Körper einen niedrigen Transmissionsgrad hat, legt sich ein Muster von Blutgefäßen innerhalb der Fingerspitze 1 über das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdruckbilds, das von der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegeben wird. Das Muster der Blutgefäße kann aus dem von der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegebenen Fingerabdruckbild wie folgt entfernt werden. Zunächst wird das von der Bildaufnahmeeinheit 4 ausgegebene Fingerabdruckbild als Originalbild verwendet und dann eine glättende Verarbeitung am Originalbild vorgenommen, um ein geglättetes Bild herzustellen. Da das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks nicht so tief ist wie das Blutgefäßmuster, wird das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks aus dem geglätteten Bild entfernt, und das Blutgefäßmuster verbleibt im geglätteten Bild. Wird dann ein Differenzverfahren am Originalbild und dem geglätteten Bild vorgenommen, kann das Fingerabdruckbild erhalten werden, in dem nur das Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks zurückbleibt, und es werden Merkmalsdaten über das Merkmal des Fingerabdrucks aus dem Fingerabdruckbild extrahiert. Dieselbe Verarbeitung findet durch eine Identitätsprüfungsvorrichtung nach jeder der folgenden Ausführungsformen statt.
  • Nach jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen 1 bis 3 kann, da das Blut in den Blutgefäßen, die sich nahe am Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 befinden, zu anderen Teilen fließen kann, die vom Fingerabdruck 11 der Fingerspitze 1 entfernt sind, wenn die Fingerspitze 1 auf das Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt gedrückt wird, die zuvor erwähnte negative Auswirkung der Absorption durch das Blut verhindert werden.
  • Ausführungsform 5
  • Die 10 bis 12 sind Blockschemata zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 10 eine Vorderansicht des Aufbaus der ganzen Identitätsprüfungsvorrichtung, 11 zeigt eine Seitenansicht, die den Aufbau eines Teils der Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt, der sich nahe an einer Fingerspitze befindet, und 12 zeigt eine Draufsicht von oben, die den Teil der Identitätsprüfungsvorrichtung zeigt, welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassenden Fingerspitze befindet. Wie in 10 gezeigt, ist die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform 5 so aufgebaut, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einer Beobachtungsebene innerhalb des zu erfassenden Objekts nicht ablenkt. Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform so aufgebaut sein, dass sie unter Verwendung eines Planspiegels 100, wie demjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsform 1, Licht aus der Beobachtungsebene ablenkt. Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und dieser Ausführungsform 5 erläutert.
  • Nach dieser Ausführungsform wird die Brennebene (die durch eine Linie B-B in den 10 und 11 gezeigt ist) einer Bildherstellungslinse 42 unter Verwendung eines Schalters 600 in Übereinstimmung mit der Beobachtungsebene im zu erfassenden Objekt (d.h. der Fingerspitze) 1 gebracht. Der Schalter 600 ist außerhalb und in unmittelbarer Nähe eines Bildaufnahmebereichs 500 so angeordnet, dass die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung gebracht wird, wenn der Finger mit dem Schalter 600 in Berührung kommt. Lichtstrahlen 501 bestehen aus einem Hauptlichtstrahl, der durch den Bildaufnahmebereich 500 in der Brennebene der Bildherstellungslinse 42 hindurchgeht, und werden durch das Bildaufnahmesystem 4 eingeschränkt.
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtung nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung erläutert. Wird ein Teil der Fingerspitze 1 angrenzend an den Bildaufnahmebereich 500 mit dem Schalter 600 in Kontakt gebracht, wird die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 in Übereinstimmung mit der Beobachtungsebene der Fingerspitze 1 gebracht. Dabei schickt der Schalter 600 ein Signal an eine Signalverarbeitungseinheit 5. Im Ansprechen auf das Signal vom Schalter 600, führt die Signalverarbeitungseinheit 5 eine Identitätsprüfung durch, indem sie das Fingerabdruckbild aus der Bildausgabeschaltung 44, wie derjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsform 1, verwendet.
  • Somit erfasst nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsvorrichtung unter Verwendung des Schalters 600 die Position des Fingerabdrucks, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 (d.h. einem Fingerabdruck im Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1) in Kontakt zu sein. Anders ausgedrückt erfasst die Identitätsprüfungsvorrichtung die Position der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1, das sich in nur einem vorbestimmten Abstand vom Brennpunkt (d.h. der Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hin befindet, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Deshalb kann der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, welche sich in nur dem vorbestimmten Abstand vom Fingerabdruck mit dem Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts 1 (d.h. einem Fingerabdruck im Bildaufnahmebereich 500 der Fingerspitze 1) befindet, das nicht mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist.
  • Wie zuvor erwähnt, erfasst nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsvorrichtung, anstatt eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen zu erfassen, die durch das Innere des zu erfassenden Objekts 1 und den Fingerabdruck hindurchgehen, eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen, die, bevor sie durch den Fingerabdruck hindurchgehen, durch einen Teil eines innenliegenden Gewebes hindurchgehen, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser Ausführungsform ein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt ist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser, dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, der Abnutzung der Hautoberfläche, etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsleistung verbessern.
  • Wie zuvor erwähnt, wird nach jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1 mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt (oder dem Winkelprisma 200), dem mit einer Öffnung versehenen Halteelement 800 für das zu erfassende Objekt bzw. dem Schalter 600 in Kontakt gebracht, um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene im innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung zu bringen.
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung zu Ausführungsformen, bei denen eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen gemessen wird, die durch innenliegendes Gewebe des zu erfassenden Objekts 1 hindurchgehen, das sich in einer Ebene befindet, die sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 befinden, wobei das zu erfassende Objekt 1 mit nichts in Kontakt ist.
  • Ausführungsform 6
  • Die 13 und 14 sind Blockschemata zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 13 eine Vorderansicht des Aufbaus der ganzen Identitätsprüfungsvorrichtung, und 14 zeigt eine Draufsicht von oben eines Teils der wie in 13 gezeigten Identitätsprüfungsvorrichtung, welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassenden Fingerspitze befindet. Wie in 13 gezeigt ist, ist die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform 6 so aufgebaut, dass sie nicht wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einer Beobachtungsebene innerhalb des zu erfassenden Objekts ablenkt. Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform so aufgebaut sein, dass sie unter Verwendung eines Planspiegels 100, wie demjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsform 1, Licht aus der Beobachtungsebene ablenkt. Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und dieser Ausführungsform 6 erläutert.
  • In dieser Ausführungsform sind eine zweite Lichtquelle 30, die aus einer PD (d.h. Photodiode) oder dergleichen besteht, und eine Lichtaufnahmeeinheit 301, die aus einer LED (d.h. einer Leuchtdiode) oder dergleichen besteht, anstatt des Halteelements 2 für das zu erfassende Objekt (oder des Winkelprismas 200), des mit einer Öffnung versehenen Halteelements 800 für das zu erfassende Objekt bzw. anstatt des Schalters 600, welche in den zuvor erwähnten Ausführungsformen 1 bis 5 erläutert sind, angeordnet.
  • Die Lichtaufnahmeeinheit 301 und die zweite Lichtquelle 30 sind so angeordnet, dass ein durch sowohl die zweite Lichtquelle 30 als auch die Lichtaufnahmeeinheit 301 gebildeter Lichtweg parallel zur (durch eine Linie B-B in 13 gezeigte) Brennebene einer Bildherstellungslinse 42 ist und sich in einer Ebene befindet, die sich nur in einem Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm von der Brennebene der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hin befindet, und darüber hinaus Lichtstrahlen 501 schneidet, die durch einen Bildaufnahmebereich 500 hindurchgehen. Das heißt, wenn der Fingerabdruck der Fingerspitze 1 in Kontakt mit dem Lichtweg 502 gebracht wird, wird die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene im zu erfassenden Objekt (d.h. der Fingerspitze) 1 in Übereinstimmung gebracht. Eine Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 ist zwischen der Lichtaufnahmeeinheit 301 und der Signalverarbeitungseinheit 5 zwischengeschaltet.
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtung nach Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung erklärt. Wird das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1 wie in den 13 und 14 gezeigt untergebracht, nimmt, wenn der Fingerabdruck der Fingerspitze 1 mit dem Lichtweg 502 in Berührung gebracht wird, die von der Lichtaufnahmeeinheit 301 erfasste Lichtmenge ab. Das bedeutet, dass die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 in Übereinstimmung mit der Beobachtungsebene im zu erfassenden Gegenstand (d.h. der Fingerspitze) 1 gebracht wird. Die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 hat einen vorbestimmten oberen und unteren Schwellenwert und bestimmt, ob ein Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einen Pegel hat, der in einen Bereich zwischen dem unteren und dem oberen Schwellenwert fällt, um zu bestimmen, ob die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene im zu erfassenden Objekt in Übereinstimmung ist oder nicht.
  • Konkret ausgedrückt, schaltet die Identitätsprüfungsvorrichtung zuerst die zweite Lichtquelle 30 ein, und wenn das zu erfassende Objekt (d.h. die Fingerspitze) 1, das (die) sich in einem Zustand befindet, indem sein (ihr) Fingerabdruck den Lichtweg 501 nicht unterbricht, in einer Abwärtsrichtung von der Lichtquelle 3 weg und zum Lichtweg 502 hin bewegt wird, bestimmt die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 in vorbestimmten Intervallen, während die Fingerspitze zum Lichtweg 502 hin bewegt wird, ob das Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einen Pegel hat, der in den Bereich zwischen dem unteren und dem oberen Schwellenwert fällt. Wenn der Fingerabdruck der Fingerspitze 1 mit dem Lichtweg 502 in Kontakt gebracht wird und die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 bestimmt, ob das Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einen Pegel hat, der in den Bereich zwischen dem unteren Schwellenwert und dem oberen Schwellenwert fällt, schickt die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 ein Signal an die Signalverarbeitungseinheit 5. Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt eine Identitätsprüfung durch, indem sie ein Fingerabdruckbild aus einer Bildausgabeschaltung 44, wie derjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsform 1, verwendet.
  • Somit erfasst nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsvorrichtung die Position der fingerabdruckseitigen Fläche, indem sie Licht aus der zweiten Lichtquelle 30 unter Verwendung der Lichtaufnahmeeinheit 301 aufnimmt, und indem sie bestimmt, ob das Ausgangssignal aus der Lichtaufnahmeeinheit 301 einen Pegel hat, der in den Bereich zwischen dem unteren und oberen Schwellenwert fällt, indem sie die Bildeinfangbestimmungsschaltung 303 verwendet, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Anders ausgedrückt erfasst die Identitätsprüfungsvorrichtung die Position der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1, das sich in nur einem vorbestimmten Abstand vom Brennpunkt (d.h. der Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hin befindet, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Deshalb kann der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene 1 (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, welche sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche befindet, wobei das zu erfassende Objekt 1 mit nichts in Berührung ist.
  • Wie zuvor erwähnt, erfasst nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsvorrichtung, anstatt eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen zu erfassen, die durch das Innere des zu erfassenden Objekts und den Fingerabdruck hindurchgehen, eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen, die, bevor sie durch den Fingerabdruck hindurchgehen, durch einen Teil eines innenliegenden Gewebes hindurchgehen, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser Ausführungsform ein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt ist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser, dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, der Abnutzung der Hautoberfläche, etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsleistung verbessern. Da die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform die Position des Fingerabdrucks erfassen kann, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekt 1 in Kontakt zu sein, ist sie denjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsformen 1 bis 5 vom Standpunkt der Hygiene her überlegen.
  • Ausführungsform 7.
  • Die 15 und 16 sind Blockschemata zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 15 eine Vorderansicht des Aufbaus der ganzen Identitätsprüfungsvorrichtung, und 16 zeigt eine Draufsicht von oben eines Teils der wie in 15 gezeigten Identitätsprüfungsvorrichtung, welcher sich vom Bildaufnahmesystem her gesehen nahe an der zu erfassenden Fingerspitze befindet. Wie in 15 gezeigt ist, ist die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform 7 so aufgebaut, dass sie nicht wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einer Beobachtungsebene innerhalb des zu erfassenden Objekts ablenkt. Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform so aufgebaut sein, dass sie unter Verwendung eines Planspiegels 100, wie demjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsform 1, Licht aus der Beobachtungsebene ablenkt. Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und dieser Ausführungsform 7 erläutert.
  • Nach dieser Ausführungsform legt die Identitätsprüfungsvorrichtung einen Lichtstrahl aus einer dritten Lichtquelle 300 auf eine Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 an, fängt unter Verwendung eines Bildsensors 43 Licht ein, das von der Fingerspitze 1 reflektiert wurde, und misst einen Abstand zwischen dem Fingerabdruck der Fingerspitze 1 und einer Bildherstellungslinse 42. Die dritte Lichtquelle 300 besteht aus einem lichtabgebenden Element wie einer Leuchtdiode oder einem Halbleiterlaser, und einer Linse, und gibt einen Lichtstrahl in Form eines Lichtbündels ab. Die dritte Lichtquelle 300 ist so angeordnet, dass daraus ausgehendes, abgegebenes Licht 410 einen Bereich in einer (durch eine Linie C-C in 15 gezeigte) Ebene erreicht, die parallel zu der (durch eine Linie B-B in 15 gezeigte) Brennebene der Bildherstellungslinse 42 ist, und die sich in nur einem Abstand von 0,1 mm bis 1,0 mm von der Brennebene der Bildherstellungslinse 42 zur Bildherstellungslinse 42 hin befindet, wobei Lichtstrahlen 501 durch die Fingerspitze und weiter durch den vorstehend erwähnten Bereich hindurchgehen.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 5 ist mit einer Abstandsmessungsschaltung 401, um ein Ausgangssignal aus der Bildausgabeschaltung 44 zu empfangen und einen Abstand zwischen der fingerabdruckseitigen Fläche des Fingerspitze 1 und dem Bildsensor 43 zu messen, und einer Bildeinfangbestimmungsschaltung 402 versehen, um ein Ausgangssignal aus der Abstandsmessungsschaltung 401 zu empfangen und um zu bestimmen, ob das Ausgangssignal, das den gemessenen Abstand anzeigt, einen Pegel hat, der in den Bereich zwischen einem unteren und oberen Schwellenwert fällt, wobei der untere und der obere Schwellenwert vorab festgelegt werden.
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Identitätsprüfungsvorrichtung nach Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung erklärt. Die dritte Lichtquelle 300 legt einen Lichtstrahl an die Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 an. Während die Fingerspitze 1 fast entlang der optischen Achse der Bildherstellungslinse zum Bildsensor 43 hin oder davon weg bewegt wird, nimmt der Bildsensor 43 ein Bild vom Fingerabdruck auf, indem er in vorbestimmten Intervallen Licht einfängt, das von der Fingerspitze 1 reflektiert wird. Das aufgenommene Bild wird über die Bildausgabeschaltung 44 an die Signalverarbeitungseinheit 5 abgegeben. Die Signalverarbeitungseinheit 5 bestimmt eine Stelle auf dem Bildsensor 43, auf der das reflektierte Licht einfällt, indem sie eine Bildverarbeitung durchführt, und die Abstandsmessungsschaltung 401 bestimmt den Abstand zwischen der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze 1 und dem Bildsensor 43, indem sie eine Triangulationstechnik einsetzt, und gibt ihn an die Bildeinfangbestimmungsschaltung 402 aus. Die Bildeinfangschaltung 402 gibt ein Signal an die Signalverarbeitungsschaltung 5 ab, wenn der von der Abstandsmessungsschaltung 401 bestimmte Abstand um nur 0,1 mm bis 1,0 mm größer ist als der Abstand zwischen der Brennebene der Bildherstellungslinse 42 und dem Bildsensor 43 (d.h. wenn die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene 1 innerhalb der Fingerspitze 1 übereinstimmt). Die Signalverarbeitungseinheit 5 führt eine Identitätsprüfung durch, indem sie das Fingerabdruckbild aus der Bildausgabeschaltung 44, wie derjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsform 1, verwendet.
  • Auf diese Weise legt die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform ausgehendes Licht 410 aus der dritten Lichtquelle 300 an die Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 an, erfasst Licht, das von der Fingerabdruckseite der Fingerspitze 1 reflektiert wird, indem sie den Bildsensor 43 verwendet, und bestimmt den Abstand zwischen der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze 1 und dem Bildsensor 43 von einer Stelle auf dem Bildsensor aus, auf der das reflektierte Licht einfällt, indem sie eine Triangulationstechnik einsetzt, um die Position der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 zu erfassen ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Deshalb kann der Brennpunkt (d.h. die Brennebene) der Bildherstellungslinse 42 genau und einfach am innenliegenden Gewebe der Fingerspitze 1 in der Ebene (d.h. der Beobachtungsebene) positioniert werden, welche sich in nur einem vorbestimmten Abstand von der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze befindet, wobei der Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts 1 nicht mit dem Halteelement 2 für das zu erfassende Objekt in Berührung ist.
  • Wie zuvor erwähnt, erfasst nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsvorrichtung, anstatt eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen zu erfassen, die durch das Innere des zu erfassenden Objekts und den Fingerabdruck hindurchgehen, eine Verteilung der Stärken von Lichtstrahlen, die, bevor sie durch den Fingerabdruck hindurchgehen, durch einen Teil eines innenliegenden Gewebes hindurchgehen, das eine optische Eigenschaft hat, die dem Erhebungs- und Vertiefungsmuster des Fingerabdrucks entspricht. Auf diese Weise kann die Identitätsprüfungsvorrichtung und das Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren nach dieser Ausführungsform ein Fingerabdruckbild in guter Qualität erhalten, das nicht vom Oberflächenzustand des Fingerabdrucks beeinträchtigt ist (beispielsweise dem Feuchtigkeitszustand der Hautoberfläche aufgrund von Schweiß, Öl oder Wasser, dem Vorhandensein eines Schnitts oder Kratzers auf der Hautoberfläche, der Abnutzung der Hautoberfläche, etc.). Deshalb kann die Verwendung der Identitätsprüfungsvorrichtung und des Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach dieser Ausführungsform die Identitätsprüfungsleistung verbessern. Da die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform die Position des Fingerabdrucks erfassen kann, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekt 1 in Kontakt zu sein, ist sie denjenigen der zuvor erwähnten Ausführungsformen 1 bis 5 vom Standpunkt der Hygiene her überlegen.
  • Ausführungsform 8.
  • 17 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 17 eine Vorderansicht des Aufbaus der gesamten Identitätsprüfungsvorrichtung. Wie in 17 gezeigt ist, ist die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform 8 so aufgebaut, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einer Beobachtungsebene in einem zu erfassenden Objekt nicht ablenkt. Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform so aufgebaut sein, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1, Licht aus einer Beobachtungsebene unter Verwendung eines Planspiegels 100 ablenkt. Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 7 und dieser Ausführungsform 8 erklärt.
  • Während nach der zuvor erwähnten Ausführungsform 7 die Fingerspitze 1, welche das zu erfassende Objekt ist, bewegt werden muss, um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene im inneren Gewebe der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung zu bringen, kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform 8 die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 dadurch mit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung bringen, dass ein aktives Autofokussierungsverfahren eingesetzt wird, um Licht an den Finger anzulegen, um die Position der fingerabdruckseitigen Fläche des Fingerspitze zu erfassen und die Bildherstellungslinse 42 unter Verwendung einer Linsenantriebseinrichtung 700 anzusteuern, um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 in Übereinstimmung mit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 zu bringen.
  • Auf diese Weise erfasst die so aufgebaute Identitätsprüfungseinrichtung, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 7 die Position der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Es wird derselbe Vorteil geboten, wie ihn Ausführungsform 7 bereitstellt.
  • Ausführungsform 9
  • 18 ist ein Blockschema zur Erläuterung einer Identitätsprüfungsvorrichtung und eines Fingerabdruckbildaufnahmeverfahrens nach Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. Konkreter ausgedrückt, zeigt 18 eine Vorderansicht des Aufbaus der gesamten Identitätsprüfungsvorrichtung. Wie in 18 gezeigt ist, ist die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform 9 so aufgebaut, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 3, Licht aus einer Beobachtungsebene in einem zu erfassenden Objekt nicht ablenkt. Als Alternative kann die Identitätsprüfungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform so aufgebaut sein, dass sie, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform 1, Licht aus einer Beobachtungsebene unter Verwendung eines Planspiegels 100 ablenkt. Nachstehend wird ein Unterschied zwischen Ausführungsform 8 und dieser Ausführungsform 9 erklärt.
  • Nach der zuvor erwähnten Ausführungsform 8 wird die Bildherstellungslinse 42 unter Verwendung eines aktiven Autofokussierungsverfahrens mit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung gebracht. Hingegen wird nach dieser Ausführungsform die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung gebracht, indem ein passives Autofokussierungsverfahren verwendet wird, um den Kontrast des vom Bildsensor 43 aufgenommenen Fingerabdruckbilds zu analysieren und die Bildherstellungslinse 42 unter Verwendung einer Linsenantriebseinrichtung 700 anzusteuern, um die Brennebene der Bildherstellungslinse 42 mit der Beobachtungsebene in der Fingerspitze 1 in Übereinstimmung zu bringen.
  • Auf diese Weise erfasst die so aufgebaute Identitätsprüfungseinrichtung, wie die zuvor erwähnten Ausführungsformen 7 und 8 die Position der fingerabdruckseitigen Fläche der Fingerspitze, ohne mit der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts 1 in Kontakt zu sein. Es wird derselbe Vorteil geboten, wie ihn die Ausführungsformen 7 und 8 bereitstellen. In jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen wird die Bildherstellungslinse 42, wie zuvor erläutert, als Bildherstellungseinrichtung verwendet. Anstelle der Bildherstellungslinse kann auch ein Spiegel mit gekrümmter Oberfläche, ein Sichtloch oder dergleichen mit einer Bildherstellungsfunktion verwendet werden.
  • Es können viele stark unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgebaut werden, ohne dass dabei vom Sinngehalt und Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen würde. Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die in der Beschreibung beschrieben sind, mit Ausnahme derer, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. BEZUGSZEICHENLISTE
    Figure 00410001

Claims (10)

  1. Identitätsprüfungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst: ein transparentes Halteelement (2) für ein zu erfassendes Objekt zum Halten eines zu erfassenden Objekts, das einen Fingerabdruck aufweist, wobei der Fingerabdruck damit in Kontakt ist; eine Lichtquelle (3), um Licht anzulegen, das durch das zu erfassende Objekt zu dem Objekt hindurchgehen kann, das von dem transparenten Halteelement für das zu erfassende Objekt gehalten ist, wobei der Fingerabdruck mit dem transparenten Halteelement für das zu erfassende Objekt in Kontakt ist; eine Bildaufnahmeeinrichtung (4), um sowohl Licht, das durch die Erhebungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, als auch Licht, das durch die Vertiefungen des Fingerabdrucks hindurchgeht, aufzufangen, und um ein Fingerabdruckbild zu erzeugen, das dunkle Abschnitte, die den Erhebungen entsprechen, und helle Abschnitte umfasst, die den Vertiefungen entsprechen; und eine Signalverarbeitungseinheit (5), um eine Identität basierend auf dem Fingerabdruckbild zu überprüfen, das von der Bildaufnahmeeinrichtung ausgegeben wurde.
  2. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung Licht erfasst, das auf eine Fingerabdruckkontaktfläche (2a) des Halteelements für das zu erfassende Objekt einfällt, wobei die Fingerabdruckkontaktfläche mit dem Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts mit einem Winkel in Kontakt ist, der kleiner oder gleich einem kritischen Gesamtreflexionswinkel ist, der sowohl durch einen Brechungsindex eines Gases zwischen den Vertiefungen des Fingerabdrucks und dem Halteelement für das zu erfassende Objekt, als auch einem Brechungsindex des Halteelements für das zu erfassende Objekt bestimmt wird.
  3. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung eine Stärkenverteilung von Licht aufnimmt, das durch mindestens einen Teil eines inneren Gewebes des zu erfassenden Objekts hindurchgeht, welches sich in nur einem vorbestimmten Abstand von einer Fingerabdruckkontaktfläche des Halteelements für das zu erfassende Objekt zum zu erfassenden Objekt hin befindet, wobei die Fingerabdruckkontaktfläche mit dem Fingerabdruck des zu erfassenden Objekts in Kontakt ist.
  4. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung mit einer Bildherstellungseinrichtung (42) ausgestattet ist, deren Brennpunkt in einer Ebene liegt, die sich zwischen der Fingerabdruckkontaktfläche des Halteelements für das zu erfassende Objekt und dem inneren Gewebe befindet.
  5. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abstand 0,1 mm bis 1,0 mm beträgt.
  6. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Halteelement für das zu erfassende Objekt eine Entspiegelungseinrichtung (22) umfasst.
  7. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das an das zu erfassende Objekt angelegte Licht vorherrschende Wellenlängen in einem roten oder nahen infraroten Bereich hat, und die Bildaufnahmeeinrichtung eine Empfindlichkeit für Licht mit Wellenlängen im roten oder nahen infraroten Bereich hat.
  8. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das an das zu erfassende Objekt angelegte Licht vorherrschende Wellenlängen von 630 nm bis 780 nm hat, und die Bildaufnahmeeinrichtung eine Empfindlichkeit für Licht mit Wellenlängen von 630 nm bis 780 nm hat.
  9. Identitätsprüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung darüber hinaus eine Einrichtung (6 und 51) umfasst, um die Stärke des Lichts, das an das zu erfassende Objekt angelegt wird, so einzustellen, dass das von der Bildaufnahmeeinrichtung ausgegebene Fingerabdruckbild eine Beleuchtungsstärke hat, die in einen vorbestimmten Bereich fällt.
  10. Fingerabdruckbildaufnahmeverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: an das zu erfassende Objekt Licht anzulegen, das durch ein zu erfassendes Objekt hindurchgehen kann; und ein Fingerabdruckbild herzustellen, das dem Lichttransmissionsgrad von innerem Gewebe entspricht, das sich nahe an der fingerabdruckseitigen Fläche des zu erfassenden Objekts befindet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9826918B2 (en) 2015-08-28 2017-11-28 Juergen Marx Method and device for detecting the surface structure and properties of a probe

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005115244A1 (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 生体情報測定用光学素子およびそれを用いた生体情報測定装置
JP2006106979A (ja) * 2004-10-01 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp 指紋画像撮像装置
JP4507806B2 (ja) * 2004-10-01 2010-07-21 三菱電機株式会社 指紋画像撮像装置
DE602005006431T2 (de) * 2004-10-22 2009-08-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Biometrische identifikationsmethode und -vorrichtung
JP4851723B2 (ja) * 2005-03-04 2012-01-11 富士通株式会社 内部構造画像取得装置、内部構造画像取得方法および内部構造画像取得プログラム
JP4095659B2 (ja) * 2005-06-13 2008-06-04 株式会社日立製作所 静脈認証装置
WO2007005688A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Agc Flat Glass North America, Inc. Monolithic image perception device and method
JP2007202588A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Mitsubishi Electric Corp 指紋照合装置
JP4629590B2 (ja) * 2006-02-03 2011-02-09 三菱電機株式会社 個人識別装置
WO2007097129A1 (ja) * 2006-02-22 2007-08-30 Kyushu Institute Of Technology レーザー光による指先血流測定を利用した個人認証方法及び個人認証装置
JP4566929B2 (ja) * 2006-03-03 2010-10-20 富士通株式会社 撮像装置
JP4804962B2 (ja) * 2006-03-03 2011-11-02 富士通株式会社 撮像装置
JP4725385B2 (ja) 2006-03-24 2011-07-13 ソニー株式会社 携帯型電話機及び電子機器
US8408456B2 (en) * 2006-12-04 2013-04-02 Verizon Services Organization Inc. Systems and methods for controlling access to media content by detecting one or more user fingerprints
KR100827391B1 (ko) * 2006-12-26 2008-05-07 연세대학교 산학협력단 거울을 이용한 비접촉식 지문 영상 획득 장치
FR2913788B1 (fr) * 2007-03-14 2009-07-03 Sagem Defense Securite Procede et installation d'identification d'un individu par capture optique d'une image d'une empreinte corporelle
JP5034713B2 (ja) * 2007-06-28 2012-09-26 株式会社日立製作所 指静脈認証装置および情報処理装置
WO2011052323A1 (ja) 2009-10-26 2011-05-05 日本電気株式会社 偽指判定装置および偽指判定方法
FR2952737B1 (fr) * 2009-11-17 2012-08-31 Sagem Securite Procede d'identification/authentification d'une personne par son reseau veineux
DE102009054977A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Werkzeugmaschinensystem, insbesondere für handgehaltene Werkzeugmaschinen
JP2010182328A (ja) * 2010-03-24 2010-08-19 Mitsubishi Electric Corp 指紋画像撮像装置
JP2010176695A (ja) * 2010-03-24 2010-08-12 Mitsubishi Electric Corp 指紋画像撮像装置
FR2972622B1 (fr) * 2011-03-18 2013-03-29 Morpho Capteur de reseaux veineux d'une partie d'un corps vivant
US8408471B2 (en) * 2011-05-24 2013-04-02 Moon J. Kim Authorizing the use of a biometric card
JP5780053B2 (ja) * 2011-08-22 2015-09-16 富士通株式会社 生体認証装置、生体認証方法、及びプログラム
TWI518306B (zh) * 2012-10-04 2016-01-21 原相科技股份有限公司 影像擷取裝置以及光學位移估測裝置
CN103729093A (zh) * 2012-10-16 2014-04-16 原相科技股份有限公司 影像撷取装置以及光学位移估测装置
KR101436786B1 (ko) * 2013-03-21 2014-09-11 주식회사 슈프리마 위조 지문 판별 장치 및 방법
TWI512637B (zh) * 2014-05-28 2015-12-11 Pacing Technology Co Ltd 指紋影像擷取裝置及其指紋影像擷取模組
US9671896B2 (en) * 2014-11-18 2017-06-06 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Interface system, object for operation input, operation input supporting method
US10049257B2 (en) * 2015-07-09 2018-08-14 Gingy Technology Inc. Fingerprint identification module
CN111242092A (zh) * 2015-07-29 2020-06-05 财团法人工业技术研究院 生物辨识装置与穿戴式载体
CN105069435A (zh) * 2015-08-14 2015-11-18 福建联迪商用设备有限公司 指纹识别的方法及系统
TWI664578B (zh) * 2016-08-05 2019-07-01 Gingy Technology Inc. 取像裝置及其製造方法
CN109791606A (zh) * 2017-08-01 2019-05-21 南京东屋信息科技有限公司 手指静脉图像采集装置
CN108445077B (zh) * 2018-01-29 2022-10-14 天津大学 一种光学弹性测试方法
CN111767892B (zh) * 2018-02-06 2021-10-22 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备
CN111310521B (zh) * 2018-12-12 2024-01-23 上海耕岩智能科技有限公司 一种图像采集装置及电子设备
JP2021043586A (ja) * 2019-09-09 2021-03-18 キヤノン株式会社 情報処理装置、その制御方法、及びプログラム

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01145785A (ja) 1987-08-21 1989-06-07 Nec Corp 表面形状計測方法および装置
US4932776A (en) 1987-11-05 1990-06-12 Fingerprint Technology, Inc. Fingerprint acquisition system
DE3834046A1 (de) 1988-10-06 1990-04-12 Karl Lambert Gohlke Verfahren und vorrichtung zum begrenzen des zugangs zu bestimmten datenbereichen eines rechners
US4936680A (en) * 1989-04-03 1990-06-26 General Electric Company Method of, and apparatus for, edge enhancement of fingerprint minutia
JPH04271478A (ja) 1991-02-27 1992-09-28 Matsushita Electric Works Ltd 指紋像入力装置
US5638818A (en) * 1991-03-21 1997-06-17 Masimo Corporation Low noise optical probe
JP3045629B2 (ja) 1993-02-17 2000-05-29 三菱電機株式会社 凹凸パターン検出装置
JPH0721373A (ja) 1993-06-17 1995-01-24 Asahi Optical Co Ltd 個人識別装置
US5456256A (en) * 1993-11-04 1995-10-10 Ultra-Scan Corporation High resolution ultrasonic imaging apparatus and method
JPH0981725A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Hamamatsu Photonics Kk 人物照合装置
DE19535803A1 (de) 1995-09-26 1997-03-27 Computer Ges Konstanz Abtastvorrichtung zur optischen Abtastung von Objekten mit Oberflächenstruktur
JPH09134419A (ja) 1995-11-08 1997-05-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 指紋の照明方法および指紋撮像装置
WO1997024066A1 (fr) * 1995-12-27 1997-07-10 Toa Medical Electronics Co., Ltd. Appareil pour examen sanguin non invasif
JPH10143663A (ja) 1996-11-13 1998-05-29 Hamamatsu Photonics Kk 指紋情報処理装置
JP3695899B2 (ja) 1997-06-04 2005-09-14 三菱電機株式会社 指紋照合装置
US5982914A (en) * 1997-07-29 1999-11-09 Smarttouch, Inc. Identification of individuals from association of finger pores and macrofeatures
DE19837429C2 (de) 1998-08-18 2003-02-20 Siemens Ag Anordnung zum optischen Erfassen von Fingerabdrücken
JP3150126B2 (ja) * 1999-02-03 2001-03-26 静岡日本電気株式会社 指紋入力装置
JP3780785B2 (ja) 1999-11-30 2006-05-31 三菱電機株式会社 凹凸パターン検出装置
US7095901B2 (en) * 2001-03-15 2006-08-22 Lg Electronics, Inc. Apparatus and method for adjusting focus position in iris recognition system
JP2002312771A (ja) * 2001-04-16 2002-10-25 Omron Corp 指紋画像入力装置
JP2003006627A (ja) * 2001-06-18 2003-01-10 Nec Corp 指紋入力装置
JP3617476B2 (ja) * 2001-07-19 2005-02-02 株式会社日立製作所 指認証装置
JP4154874B2 (ja) * 2001-07-30 2008-09-24 カシオ計算機株式会社 指紋読取装置および指紋読取方法
JP4281272B2 (ja) 2001-09-14 2009-06-17 三菱電機株式会社 指紋画像撮像方法、指紋画像取得方法、指紋画像撮像装置および個人識別装置
DE602004010825T2 (de) * 2003-08-29 2008-12-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Biometrische identifikationseinrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9826918B2 (en) 2015-08-28 2017-11-28 Juergen Marx Method and device for detecting the surface structure and properties of a probe

Also Published As

Publication number Publication date
CN1530690A (zh) 2004-09-22
CN100376922C (zh) 2008-03-26
JP2004290664A (ja) 2004-10-21
US7577279B2 (en) 2009-08-18
JP4258393B2 (ja) 2009-04-30
US20040179723A1 (en) 2004-09-16

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