DE102007017818A1 - Finger print reader for use with e.g. computer mouse, for authenticating user when logging in computer, has interrupter unit interrupting electrical conductive connection or disconnection of power supply - Google Patents

Finger print reader for use with e.g. computer mouse, for authenticating user when logging in computer, has interrupter unit interrupting electrical conductive connection or disconnection of power supply Download PDF

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    • G06V40/1329—Protecting the fingerprint sensor against damage caused by the finger

Abstract

The reader (1) has a power supply (3) connected with a finger print sensor (2) over an electrically conductive connection for supplying electrical energy to the sensor. A detection unit (5) recognizes a contact of the finger print sensor by a finger, and an interrupter unit interrupts the electrical conductive connection or disconnection of the power supply. Control electronics is connected with the detection and interrupter units by electrically conductive connections, and controls the interrupter unit depending on an output signal of the detection unit.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fingerabdruck-Lesegerät, das gegen elektrostatische Entladungen (ESD, electrostatic discharge) besonders robust ist.The The present invention relates to a fingerprint reader, that against electrostatic discharges (ESD, electrostatic discharge) is particularly robust.

Biometrische Identifikations- und Authentifikationssysteme, zu denen auch Fingerabdruck-Lesegeräte gehören, gewinnen in verschiedenen Anwendungsbereichen immer mehr an Popularität. Ein Anwendungsbereich von Fingerabdruck-Lesegeräten sind beispielsweise Computerperipheriegeräte, z. B. Computermäuse und Computertastaturen, in die Fingerabdrucklesegeräte integriert sind, oder eigenständige Fingerabdruck-Lesegeräte. Derartige Computerperipheriegeräte dienen zur Authentifikation des Benutzers beim Einloggen in den Computer.biometric Identification and authentication systems, including fingerprint readers belong, win in different application areas more and more popularity. One application of fingerprint readers is For example, computer peripherals, eg. B. computer mice and computer keyboards, into the fingerprint readers integrated or stand-alone fingerprint readers. Such computer peripherals are used for authentication the user when logging into the computer.

Ein weiterer möglicher Anwendungsbereich von Fingerabdruck-Lesegeräten liegt im Einzelhandel, wo Fingerabdruck-Lesegeräte zur Identifikation und Authentifikation des Kunden beim Bezahlen genutzt werden sollen. Hierbei muss bedacht werden, dass in den meisten Geschäften Kunststoff- bzw. Teppichböden verwendet werden, die aufgrund der Reibung zwischen dem Bodenbelag und den Schuhsohlen von Personen, die über diesen Boden gehen, zu elektrostatischer Aufladung der betreffenden Person führen können.One Another possible application of fingerprint readers is in retail, where fingerprint readers for Identification and authentication of the customer used during payment should be. It must be remembered that in most Shops used plastic or carpeted floors be due to the friction between the flooring and the Shoe soles of persons walking over this floor too electrostatic charge of the person concerned can.

Bei der Benutzung eines Fingerabdruck-Lesegeräts in einer solchen Umgebung kann eine elektrostatische Aufladung, die sich an dem Fingerabdruck-Lesegerät entlädt, zu erheblichen Schäden an dem eingesetzten Fingerabdruck-Lesegerät oder an dessen Sensor führen. Der Regelanwendungsfall, d. h. das Auflegen des Fingers auf den Sensor, ist gleichzeitig mit der kritischen, elektrostatischen Entladung verbunden.at the use of a fingerprint reader in such a Environment can be an electrostatic charge, which attaches to the fingerprint reader discharges, causing considerable damage to the used Fingerprint reader or lead to the sensor. The rule application case, d. H. the laying on of the finger on the Sensor, is simultaneously with the critical, electrostatic discharge connected.

Die Sensoren von Fingerabdruck-Lesegeräten können nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten, beispielsweise optisch, thermisch, kapazitiv oder mittels Druck. Insbesondere kapazitive Flächensensoren sind gegenüber z. B. optischen Sensoren besonders gefährdet, da bei diesen die Spannung direkt in den Chip des Sensors geleitet wird.The Sensors of fingerprint readers can work according to different principles, for example optically, thermal, capacitive or by pressure. In particular, capacitive Surface sensors are compared with z. B. optical Sensors are particularly at risk because of the voltage is routed directly into the chip of the sensor.

Die Anforderungen an die Störfestigkeit von Geräten gegen elektrostatische Entladungen (ESD) sind in der Norm EN 61000-4-2 geregelt. Für Industrieapplikationen, worunter auch der Einsatz eines Gerätes im Einzelhandel fällt, gelten hierin höhere ESD-Burst-Anforderungen als für die Büroumgebung.The immunity requirements of electrostatic discharge devices (ESD) are in the standard EN 61000-4-2 regulated. For industrial applications, including the use of a retail device, higher ESD burst requirements apply here than for the office environment.

Mit der Prüfung nach oben genannter Norm wird die Störfestigkeit von Geräten gegen elektrostatische Entladung nachgewiesen, wie sie vom Bedienenden beim Berühren der Geräte ausgehen kann. Auch elektrostatische Entladungen, wie sie zwischen verschiedenen Objekten entstehen können, sind mit dieser Prüfung abgedeckt. Die geforderte Prüfspannung ist:

  • – 15 kV Entladung über die Luft auf Sensor (Industrieapplikation (I));
  • – 8 kV Entladung über die Luft auf Sensor (Büroumgebung (B));
  • – 8 kV Entladung mittels Kontakt gegen HCP (Horizontal Coupling Plane (I));
  • – 4 kV Entladung mittels Kontakt gegen HCP (B)).
By testing the above mentioned standard, the immunity of electrostatic discharge equipment to electrostatic discharge is demonstrated, as the operator may feel when touching the equipment. Electrostatic discharges, as they can arise between different objects, are also covered by this test. The required test voltage is:
  • - 15 kV discharge via air to sensor (industrial application (I));
  • - 8 kV discharge via the air to sensor (office environment (B));
  • - 8 kV discharge by means of contact against HCP (Horizontal Coupling Plane (I));
  • - 4 kV discharge by contact against HCP (B)).

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fingerabdruck-Lesegerät bereitzustellen, bei dem eine elektrostatische Entladung keinen Schaden am Gerät oder an dessen Sensor anrichten kann.It It is therefore the object of the present invention to provide a fingerprint reader to provide an electrostatic discharge no harm on the device or on its sensor can do.

Diese Aufgabe wird durch ein Fingerabdruck-Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst.These Task is performed by a fingerprint reader according to the solved present invention.

Ein Fingerabdruck-Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Fingerabdruck-Sensor und eine Energieversorgung auf, die mit dem Fingerabdruck-Sensor über eine elektrisch leitfähige Verbindung verbunden ist. Als elektrisch leitfähige Verbindung sind beispielsweise Leiterbahnen auf Platinen und/oder Drähte geeignet. Die Energieversorgung des Fingerabdruck-Lesegeräts versorgt den Fingerabdruck-Sensor über die elektrisch leitfähige Verbindung mit elektrischer Energie. Geeignete Fingerabdruck-Sensoren des Fingerabdruck-Lesegeräts können einen Fingerabdruck beispielsweise optisch, thermisch, kapazitiv oder durch die Erkennung von Druck detektieren.One Fingerprint reader according to the present Invention has a fingerprint sensor and a power supply on top of that with the fingerprint sensor via an electrically conductive Connection is connected. As electrically conductive connection are, for example, printed conductors on printed circuit boards and / or wires suitable. The power supply of the fingerprint reader supplies the fingerprint sensor via the electrically conductive Connection with electrical energy. Suitable fingerprint sensors The fingerprint reader can print a fingerprint for example, optically, thermally, capacitively or by the recognition of pressure detect.

Ein Fingerabdruck-Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist weiterhin ein Detektionsmittel auf, das dazu dient, eine Berührung des Fingerabdruck-Sensors durch einen Finger des Benutzers zu erkennen.One Fingerprint reader according to the present Invention further comprises a detection means which serves a touch of the fingerprint sensor by a finger recognize the user.

Weiterhin weist das Fingerabdruck-Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ein Unterbrechermittel auf, das die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Fingerabdruck-Sensor und der Energieversorgung unterbrechen kann und/oder die Energieversorgung abschalten kann. Dadurch ist es möglich, den Fingerabdruck-Sensor solange stromlos zu halten, wie er nicht vom Finger eines Benutzers berührt wird. Dadurch lassen Entladungen, die beim Berühren des Fingerabdruck-Sensors mit einem Finger stattfinden, den Fingerabdruck-Sensor nicht ausfallen. Erst nach der Entladung wird der Fingerabdruck-Sensor durch das Unterbrechermittel (das jetzt als Verbindungsmittel wirkt) mit der Energieversorgung verbunden und/oder die Energieversorgung eingeschaltet.Farther has the fingerprint reader according to the present invention, a breaker means, the electrical conductive connection between the fingerprint sensor and the power supply can interrupt and / or the power supply can switch off. This makes it possible to use the fingerprint sensor to keep it de-energized as it is not from a user's finger is touched. This will allow discharges when touching of the fingerprint sensor with a finger, the fingerprint sensor does not fail. Only after the discharge is the fingerprint sensor by the interrupting means (which now acts as a connecting means) connected to the power supply and / or the power supply switched on.

Wichtig hierbei ist, dass, bevor der Fingerabdruck-Sensor mit der Energieversorgung verbunden wird und/oder die Energieversorgung eingeschaltet wird, die elektrostatische Entladung vollständig abgeschlossen ist oder zumindest so weit abgeschlossen ist, dass keine Gefahr der Beschädigung des Fingerabdruck-Sensors oder einer anderen Komponente des Fingerabdruck-Lesegeräts besteht.Important Here is that, before the fingerprint sensor with the power supply is connected and / or the power supply is turned on, the electrostatic discharge completely completed is or at least so far completed that no danger damage to the fingerprint sensor or another Component of the fingerprint reader.

Die Verbindung des Fingerabdruck-Sensors mit der Energieversorgung erfolgt ohne bewusstes Zutun des Benutzers und darf auch nicht zu viel Zeit in Anspruch nehmen, damit der Benutzer möglichst keine Zeitverzögerung bei der Bedienung des Fingerabdruck-Lesegeräts erkennt.The Connection of the fingerprint sensor with the power supply takes place without conscious intervention of the user and may not too much time in Claim, so the user as possible no time delay recognizes when operating the fingerprint reader.

Damit unterscheidet sich die Bedienung eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung für den Benutzer nicht von einem Fingerabdruck-Lesegerät, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.In order to differs the operation of a fingerprint reader according to the present invention for the user does not like a fingerprint reader it is known from the prior art.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Fingerabdruck-Lesegerät weiterhin eine Steuerelektronik auf, die mit dem Detektionsmittel und mit dem Unterbrechermittel über elektrisch leitfähige Verbindungen verbunden ist. Das Detektionsmittel stellt ein Ausgangssignal bereit, das anzeigt, ob der Fingerabdruck-Sensor vom Finger eines Benutzers berührt wird. Die Steuerelektronik steuert das Unterbrechermittel in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal des Detektionsmittels.In a preferred embodiment of the present invention the fingerprint reader still has control electronics on, with the detection means and the interrupter over electrically conductive connections is connected. The detection means provides an output signal indicating whether the fingerprint sensor from Finger of a user is touched. The control electronics controls the interrupting means in response to this Output signal of the detection means.

Somit kann die Steuerelektronik sicherstellen, dass die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Energieversorgung und dem Fingerabdruck-Sensor unterbrochen ist und/oder die Energieversorgung abgeschaltet ist, solange der Fingerabdruck-Sensor nicht vom Finger eines Benutzers berührt wird. Erst nachdem der Finger eines Benutzers den Fingerabdruck-Sensor berührt und diese Berührung vom Detektionsmittel erkannt und durch eine entsprechende Änderung des Ausgangssignals signalisiert wird, steuert die Steuerelektronik das Unterbrechermittel derart, dass die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Fingerabdruck-Sensor und der Energieversorgung wiederhergestellt und/oder die Energieversorgung wieder eingeschaltet wird.Consequently the control electronics can ensure that the electrically conductive Connection between the power supply and the fingerprint sensor is interrupted and / or the power supply is switched off, as long as the fingerprint sensor is not from a user's finger is touched. Only after the finger of a user Fingerprint sensor touches and this touch detected by the detection means and by a corresponding change the output signal is signaled controls the control electronics the interrupting means such that the electrically conductive connection Restored between the fingerprint sensor and the power supply and / or the power supply is switched on again.

Die Änderung des Ausgangssignals des Detektionsmittels kann auch in einem elektrischen Impuls von einer vorbestimmten Zeitdauer bestehen. Dieser Impuls wird von der Steuereinheit erkannt und veranlasst diese, das Unterbrechermittel so zu steuern, dass die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Energieversorgung und dem Fingerabdruck-Sensor wiederhergestellt und/oder die Energieversorgung wieder eingeschaltet wird. Die Länge des elektrischen Impulses kann dabei unabhängig von der Zeitdauer sein, während der ein Finger eines Benutzers den Fingerabdruck-Sensor berührt.The change the output signal of the detection means can also be in an electrical Pulse of a predetermined period of time. This impulse is detected by the control unit and causes it, the breaker means so that the electrically conductive connection restored between the power supply and the fingerprint sensor and / or the power supply is turned on again. The length of the electrical pulse can be independent of the duration while a user's finger is the fingerprint sensor touched.

Die Steuerelektronik kann daneben noch weitere Aufgaben übernehmen. Beispielsweise kann die Steuerelektronik das Einlesen eines Fingerabdrucks initiieren und/oder steuern. Weiterhin kann die Steuerelektronik eine Verbindung des Fingerabdruck-Lesegeräts mit einer weiteren Vorrichtung, beispielsweise einem Computer, mit der das Fingerabdruck-Lesegerät kabellos oder über ein Kabel verbunden ist, initiieren und/oder steuern.The Control electronics can also take on other tasks. For example, the control electronics can read in a fingerprint initiate and / or control. Furthermore, the control electronics a connection of the fingerprint reader with a another device, such as a computer, with the Fingerprint reader wirelessly or over Cable is connected, initiate and / or control.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Fingerabdruck-Lesegerät gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Auswerteelektronik auf, die mit dem Fingerabdruck-Sensor über mindestens eine elektrisch leitfähige Datenleitung verbunden ist. Die Auswerteelektronik dient dazu, einen Fingerabdruck vom Fingerabdruck-Sensor zu lesen und auszuwerten.In Another preferred embodiment of the present invention Invention has the fingerprint reader according to the The present invention further comprises an evaluation, the with the fingerprint sensor via at least one electrical conductive data line is connected. The evaluation electronics serves to read a fingerprint from the fingerprint sensor and evaluate.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient das Unterbrechermittel weiterhin dazu, die mindestens eine Datenleitung zwischen der Auswerteelektronik und dem Fingerabdruck-Sensor zu unterbrechen und/oder die Auswerteelektronik abzuschalten. Hierdurch wird die Gefahr, dass das Fingerabdruck-Lesegerät oder dessen Sensor durch eine elektrostatische Entladung beschädigt wird, weiter verringert.In Another preferred embodiment of the present invention Invention also serves the interrupting means, the at least a data line between the transmitter and the fingerprint sensor to interrupt and / or turn off the transmitter. hereby the danger is that the fingerprint reader or whose sensor is damaged by an electrostatic discharge is further reduced.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient das Unterbrechermittel nur zum Unterbrechen der elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Fingerabdruck-Sensor und der Energieversorgung und/oder zum Abschalten der Energieversorgung, während das Fingerabdruck-Lesegerät ein zweites Unterbrechermittel aufweist, das zum Unterbrechen der mindestens einen Datenleitung und/oder zum Abschalten der Auswerteelektronik dient.In another preferred embodiment of the present invention Invention is the interrupting means only for interrupting the electrically conductive connection between the fingerprint sensor and the power supply and / or to shut off the power supply, while the fingerprint reader a second Interrupter means for interrupting the at least one Data line and / or to switch off the transmitter is used.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Detektionsmittel einen mechanischen Schalter auf, z. B. eine Drucktaste, die die Berührung des Fingerabdruck-Sensors durch einen Finger über den dabei auf den Drucktaster ausgeübten Druck erkennt.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the detection means comprises a mechanical switch on, z. As a push button, the touch of the fingerprint sensor by a finger over the pressure exerted on the pushbutton Detects pressure.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Detektionsmittel einen optischen Schalter und/oder einen optischen Sensor auf. Hierfür eignet sich beispielsweise eine Lichtschranke oder ein optischer Sensor, der eine Veränderung des Umgebungslichts detektiert. Somit lässt sich die Berührung des Fingerabdruck-Sensors durch einen Finger auf optischem Wege nachweisen.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the detection means comprises an optical switch and / or an optical sensor. This is suitable, for example a photocell or an optical sensor that is a change of the ambient light detected. Thus, the touch can be of the fingerprint sensor by a finger optically prove.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Detektionsmittel einen kapazitiven Schalter und/oder einen kapazitiven Sensor auf, der auf die Berührung eines leitenden oder eines nicht leitenden Gegenstandes reagiert.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the detection means comprises a capacitive switch and / or a capacitive sensor responsive to the touch a conductive or non-conductive object.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Detektionsmittel einen thermischen Schalter und/oder einen thermischen Sensor auf, der auf die Temperaturänderung, die die Berührung des Fingerabdrucksensors durch einen Finger bewirkt, detektiert.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the detection means comprises a thermal switch and / or a thermal sensor responsive to the temperature change, the touch of the fingerprint sensor by a Finger causes, detected.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Unterbrechermittel einen mechanischen und/oder einen elektronischen Schalter auf.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the interrupter means a mechanical and / or an electronic switch on.

Anhand der beigefügten Figuren soll die vorliegende Erfindung nun eingehend erläutert werden. Es zeigt:Based the attached figures, the present invention will now be explained in detail. It shows:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic block diagram of a first preferred embodiment of a fingerprint reader according to the present invention;

2 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, das mit einem Computer verbunden ist; 2 a schematic block diagram of a second preferred embodiment of a fingerprint reader according to the present invention, which is connected to a computer;

3 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 a perspective view of a preferred embodiment of a fingerprint reader according to the present invention.

Die im schematischen Blockschaltbild in 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform eines Fingerabdruck-Lesegeräts (1) gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Fingerabdrucksensor (2) und eine Energieversorgung (3) auf. Die Energieversorgung (3) ist Bestandteil einer elektronischen Schaltung (7), die neben der Energieversorgung (3) auch die Steuerelektronik, die Auswerteelektronik sowie eine USB-Kommunikationseinheit (12) enthält. Die Energieversorgung (3) ist mit dem Fingerabdrucksensor (2) über eine elektrisch leitfähige Verbindung (4) verbunden und versorgt diesen darüber mit elektrischer Energie.The schematic block diagram in 1 shown preferred embodiment of a fingerprint reader ( 1 ) according to the present invention comprises a fingerprint sensor ( 2 ) and a power supply ( 3 ) on. The energy supply ( 3 ) is part of an electronic circuit ( 7 ), in addition to the power supply ( 3 ), the control electronics, the evaluation electronics and a USB communication unit ( 12 ) contains. The energy supply ( 3 ) is connected to the fingerprint sensor ( 2 ) via an electrically conductive connection ( 4 ) and supplies it with electrical energy.

Ein Detektionsmittel (5), das mit der in der elektronischen Schaltung (7) integrierten Steuerelektronik über elektrisch leitfähige Verbindungen (8) verbunden ist, ist vorgesehen, um die Berührung des Fingerabdrucksensors (2) durch einen Finger eines Benutzers zu erkennen.A detection means ( 5 ), that with the in the electronic circuit ( 7 ) integrated control electronics via electrically conductive connections ( 8th ) is provided to prevent the touch of the fingerprint sensor ( 2 ) by a user's finger.

Weiterhin ist ein Unterbrechermittel (6) vorgesehen, das über eine leitfähige Verbindung (9) mit der in die elektronische Schaltung (7) integrierten Steuerelektronik verbunden ist und über diese von der Steuerelektronik gesteuert werden kann.Furthermore, a breaker means ( 6 ) provided via a conductive connection ( 9 ) into the electronic circuit ( 7 ) is integrated control electronics and can be controlled by these of the control electronics.

Im Wartezustand, d. h. wenn der Fingerabdrucksensor (2) des Fingerabdruck-Lesegeräts (1) nicht vom Finger eines Benutzers berührt wird, unterbricht das Unterbrechermittel (6) die elektrisch leitfähige Verbindung (4) zwischen der Energieversorgung (3) und dem Fingerabdrucksensor (2). Dadurch wird gewährleistet, dass bei einer elektrostatischen Entladung, die auftreten kann, wenn ein Benutzer mit seinem Finger den Fingerabdrucksensor (2) berührt, der Fingerabdrucksensor (2) oder andere Komponenten des Fingerabdruck-Lesegeräts (1) nicht zum Ausfall gebracht werden.In the waiting state, ie when the fingerprint sensor ( 2 ) of the fingerprint reader ( 1 ) is not touched by the finger of a user, interrupts the interruption means ( 6 ) the electrically conductive connection ( 4 ) between the energy supply ( 3 ) and the fingerprint sensor ( 2 ). This ensures that any electrostatic discharge that can occur when a user uses his finger to fingerprint ( 2 ), the fingerprint sensor ( 2 ) or other components of the fingerprint reader ( 1 ) can not be brought to failure.

Das Detektionsmittel (5) weist einen Schalter auf, der geschlossen wird, wenn der Finger eines Benutzers den Fingerabdrucksensor (2) berührt. Dadurch erkennt die Steuerelektronik, dass der Finger eines Benutzers mit dem Fingerabdrucksensor (2) in Kontakt ist und eine elektrostatische Entladung gegebenenfalls bereits stattgefunden hat. Daraufhin kann die Steuerelektronik über die elektrisch leitfähige Verbindung (9) das Unterbrechermittel (6) so steuern, dass die elektrisch leitfähige Verbindung (4) zwischen dem Fingerabdrucksensor (2) und der Energieversorgung (3) zeitverzögert wiederhergestellt wird. Der Fingerabdrucksensor (2) wird dadurch wieder mit elektrischer Energie versorgt, und die ebenfalls in die elektronische Schaltung integrierte Auswerteelektronik kann den Fingerabdruck des Benutzers lesen und auswerten. Dazu ist der Fingerabdrucksensor (2) mit der Auswerteelektronik über mehrere elektrisch leitfähige Datenleitungen (10) verbunden.The detection means ( 5 ) has a switch that is closed when the finger of a user removes the fingerprint sensor ( 2 ) touched. As a result, the control electronics detects that the finger of a user with the fingerprint sensor ( 2 ) is in contact and an electrostatic discharge has possibly already occurred. Then the control electronics via the electrically conductive connection ( 9 ) the interruption means ( 6 ) so that the electrically conductive connection ( 4 ) between the fingerprint sensor ( 2 ) and the energy supply ( 3 ) is restored with a time delay. The fingerprint sensor ( 2 ) is thereby supplied again with electrical energy, and the likewise integrated into the electronic circuit evaluation can read the fingerprint of the user and evaluate. For this purpose, the fingerprint sensor ( 2 ) with the evaluation electronics via a plurality of electrically conductive data lines ( 10 ) connected.

Der Fingerabdrucksensor (2), die elektronische Schaltung (7) und das Gehäuse des Fingerabdruck-Lesegeräts (1) sind mit einem gemeinsamen Erdpotential (11a, 11b, 11c) verbunden.The fingerprint sensor ( 2 ), the electronic circuit ( 7 ) and the housing of the fingerprint reader ( 1 ) are at a common ground potential ( 11a . 11b . 11c ) connected.

Die elektronische Schaltung (7) enthält weiterhin eine USB-Kommunikationseinheit (12), die zur Kommunikation des Fingerabdruck-Lesegeräts (1) mit einem Computer dient. Dazu ist die USB-Kommunikationseinheit (12) mit einer USB-Buchse (13) oder einer USB-Steckerleiste verbunden, in die ein passendes USB-Kabel eingesteckt werden kann.The electronic circuit ( 7 ) also contains a USB communication unit ( 12 ) used to communicate the fingerprint reader ( 1 ) with a computer. For this purpose, the USB communication unit ( 12 ) with a USB socket ( 13 ) or a USB connector strip into which a suitable USB cable can be inserted.

In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zu sehen. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform befindet sich zwischen der USB-Kommunikationseinheit (12) und der USB-Buchse (13) eine galvanische Trennung (14). Durch diese galvanische Trennung (14) ist das Fingerabdruck- Lesegerät (1), das mit einem Computer (15) über ein USB-Kabel verbunden ist, nicht mit dem Erdpotential des Computers (15) verbunden.In 2 Figure 4 is a schematic block diagram of a second preferred embodiment of a fingerprint reader according to the present invention. Unlike the in 1 shown preferred embodiment is located between the USB communication unit ( 12 ) and the USB socket ( 13 ) a galvanic isolation ( 14 ). Through this galvanic isolation ( 14 ) is the fingerprint reader ( 1 ) with a computer ( 15 ) is connected via a USB cable, not to the ground potential of the computer ( 15 ) connected.

Im Übrigen entspricht das Fingerabdruck-Lesegerät (1), das in 2 dargestellt ist, dem in 1 gezeigten Fingerabdruck-Lesegerät.Incidentally, the fingerprint reader ( 1 ), this in 2 is shown in 1 shown fingerprint reader.

3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Das in 3 gezeigte Fingerabdruck-Lesegerät ist ein eigenständiges Peripheriegerät und ist nicht in ein sonstiges Computerperipheriegerät, wie z. B. eine Computermaus oder eine Computertastatur, integriert. 3 shows a perspective view of a preferred embodiment of a fingerprint reader according to the present invention. This in 3 shown fingerprint reader is a standalone peripheral device and is not in any other computer peripheral device such. As a computer mouse or a computer keyboard, integrated.

Das Fingerabdruck-Lesegerät (1) weist ein Gehäuse (16) auf, in dessen obere Gehäuseseite (17) ein Fingerabdrucksensor (2) integriert ist.The fingerprint reader ( 1 ) has a housing ( 16 ), in whose upper side ( 17 ) a fingerprint sensor ( 2 ) is integrated.

Typischerweise wird ein Fingerabdrucksensor waagrecht bzw. leicht zum Benutzer hin nach vorne geneigt in ein Fingerabdruck-Lesegerät verbaut. Unter bestimmten Umständen jedoch, z. B. wenn das Fingerabdruck-Lesegerät auf Hüfthöhe des Benutzers montiert ist, führt ein waagrechter bzw. leicht zum Benutzer hin nach vorne geneigter Einbau des Fingerabdrucksensors dazu, dass eine Nutzung des Fingerabdruck-Lesegeräts nicht mehr oder zumindest nicht mehr ergonomisch möglich ist.typically, a fingerprint sensor becomes horizontal or easy to the user slanted forwards in a fingerprint reader. Under certain circumstances, however. B. if the fingerprint reader mounted at the user's waist height a horizontal or slightly inclined to the user forward Installation of the fingerprint sensor to prevent the use of the fingerprint reader no longer or no longer ergonomically possible is.

Um dies zu vermeiden, kann der Fingerabdrucksensor so in das Fingerabdruck-Lesegerät eingebaut werden, dass er vom Benutzer weg in einem bestimmten Winkel nach hinten geneigt ist. Dieser Winkel beträgt bevorzugt zwischen 3° und 20°, d. h. der Winkel kann 3°, 6°, 9°, 12°, 15°, 18° oder 20° betragen. Somit ist eine ergonomische Benutzung des Fingerabdruck-Lesegeräts auch bei besonderen Benutzungsumständen gewährleistet.Around To avoid this, the fingerprint sensor can do so in the fingerprint reader be installed so that it is away from the user at a certain angle tilted backwards. This angle is preferred between 3 ° and 20 °, d. H. the angle can be 3 °, 6 °, 9 °, 12 °, 15 °, 18 ° or 20 °. Thus, an ergonomic use of the fingerprint reader guaranteed even with special circumstances of use.

Im Folgenden soll noch der Verfahrensablauf beim Benutzen eines Fingerabdruck-Lesegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden.in the The following is still the procedure when using a fingerprint reader explained according to the present invention become.

Während sich der Finger eines Benutzers auf den Fingerabdrucksensor zu bewegt, unterbricht das Unterbrechermittel die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Energieversorgung und dem Fingerabdrucksensor, sodass der Fingerabdrucksensor stromlos gehalten wird.While a user's finger moves towards the fingerprint sensor, the interrupting means interrupts the electrically conductive Connection between the power supply and the fingerprint sensor, so that the fingerprint sensor is kept de-energized.

Wenn der Finger des Benutzers den Fingerabdrucksensor berührt kommt es zu einer elektrostatischen Entladung. Diese kann bei hohen Potentialdifferenzen auch kurz vor der Berührung des Fingerabdrucksensors durch den Finger des Benutzers über die Luft erfolgen. Da der Fingerabdrucksensor zu diesem Zeitpunkt noch stromlos gehalten wird, erfolgt kein Ausfall des Fingerabdrucksensors oder einer weiteren Komponente des Fingerabdruck-Lesegeräts.If the user's finger touches the fingerprint sensor it comes to an electrostatic discharge. This can be at high Potential differences also just before the touch of the fingerprint sensor done by the user's finger over the air. Since the fingerprint sensor is still de-energized at this time If there is no failure of the fingerprint sensor or another Component of the fingerprint reader.

Die Berührung des Fingerabdrucksensors durch den Finger des Benutzers wird vom Detektionsmittel erkannt. Dieses erzeugt einen elektrischen Impuls, der von der Steuereinheit detektiert wird. Die Steuerelektronik steuert das Unterbrechermittel so, dass die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Fingerabdrucksensor und der Energieversorgung wiederhergestellt wird. Die Wiederherstellung dieser elektrisch leitfähigen Verbindung kann unmittelbar dann erfolgen, wenn die Steuerelektronik den Impuls des Detektionsmittels erkennt, sie kann aber auch nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung von einigen Millisekunden erfolgen, um die Beendigung der elektrostatischen Entladung sicherzustellen.The Touching the fingerprint sensor through the finger of the fingerprint sensor User is recognized by the detection means. This generates one electrical pulse detected by the control unit. The control electronics controls the interrupter so that the electrically conductive connection between the fingerprint sensor and the energy supply is restored. The restoration of this electrically conductive connection can then immediately occur when the control electronics, the pulse of the detection means detects, but it can also after a predetermined time delay of a few milliseconds take place to stop the electrostatic To ensure discharge.

Wenn durch das Unterbrechermittel oder durch ein zweites Unterbrechermittel auch die Datenleitungen vom Fingerabdrucksensor zur Auswerteelektronik getrennt sind, solange der Fingerabdrucksensor nicht von einem Finger eines Benutzers berührt wird, steuert die Steuerelektronik auch das Unterbrechermittel oder das zweite Unterbrechermittel so, dass über die Datenleitung eine Verbindung zwischen der Auswerteelektronik und dem Fingerabdrucksensor wiederhergestellt wird.If by the interrupting means or by a second interrupting means also the data lines from the fingerprint sensor to the transmitter are separated as long as the fingerprint sensor is not from a finger touched by a user controls the control electronics also the interrupting means or the second interrupting means so, that over the data line a connection between the Transmitter and the fingerprint sensor restored becomes.

Somit ist der Fingerabdrucksensor mit der Energieversorgung und der Auswerteelektronik verbunden und der Fingerabdruck des Benutzers kann gelesen und ausgewertet werden.Consequently is the fingerprint sensor with the power supply and the transmitter connected and the user's fingerprint can be read and evaluated become.

11
Fingerabdruck-LesegerätFingerprint reader
22
Fingerabdrucksensorfingerprint sensor
33
Energieversorgungpower supply
44
elektrisch leitfähige Verbindungelectrical conductive connection
55
Detektionsmitteldetection means
66
UnterbrechermittelInterruption means
77
elektronische Schaltungelectronic circuit
88th
elektrisch leitfähige Verbindungenelectrical conductive connections
99
elektrisch leitfähige Verbindungelectrical conductive connection
1010
elektrisch leitfähige Datenleitungenelectrical conductive data lines
11a, 11b, 11c11a, 11b, 11c
gemeinsames Erdpotentialcommon ground
1212
USB-KommunikationseinheitUSB communication unit
1313
USB-BuchseUSB port
1414
galvanische Trennunggalvanic separation
1515
Computercomputer
1616
Gehäusecasing
1717
obere Gehäuseseiteupper case side

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - EN 61000-4-2 [0006] - EN 61000-4-2 [0006]

Claims (11)

Fingerabdruck-Lesegerät aufweisend einen Fingerabdrucksensor und eine Energieversorgung, die mit dem Fingerabdrucksensor über eine elektrisch leitfähige Verbindung verbunden ist und den Fingerabdrucksensor über die elektrisch leitfähige Verbindung mit elektrischer Energie versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Fingerabdruck-Lesegerät weiterhin ein Detektionsmittel zum Erkennen einer Berührung des Fingerabdrucksensors durch einen Finger und ein Unterbrechermittel zum Unterbrechen der elektrisch leitfähigen Verbindung und/oder zum Abschalten der Energieversorgung aufweist.A fingerprint reader comprising a fingerprint sensor and a power supply connected to the fingerprint sensor via an electrically conductive connection and providing the fingerprint sensor with electrical energy via the electrically conductive connection, characterized in that the fingerprint reader further comprises a detection means for detecting a touch of the fingerprint sensor Fingerprint sensor by a finger and a breaker means for interrupting the electrically conductive connection and / or to shut off the power supply. Fingerabdruck-Lesegerät nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Steuerelektronik, die mit dem Detektionsmittel und mit dem Unterbrechermittel über elektrisch leitfähige Verbindungen verbunden ist und das Unterbrechermittel in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Detektionsmittels steuert.Fingerprint reader according to claim 1, further comprising an electronic control unit, with the detection means and with the interrupting means via electrically conductive Connections is connected and the interruption means depending controlled by an output signal of the detection means. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter aufweisend eine Auswerteelektronik, die mit dem Fingerabdrucksensor über mindestens eine elektrisch leitfähige Datenleitung verbunden ist.Fingerprint reader according to one of the preceding Claims, further comprising an evaluation, the with the fingerprint sensor via at least one electrical conductive data line is connected. Fingerabdruck-Lesegerät nach Anspruch 3, wobei das Unterbrechermittel weiter zum Unterbrechen der mindestens einen Datenleitung und/oder zum Abschalten der Auswerteelektronik dient.Fingerprint reader according to claim 3, wherein the interrupt means further to interrupt the at least one Data line and / or to switch off the transmitter is used. Fingerabdruck-Lesegerät nach Anspruch 3, weiter aufweisend ein zweites Unterbrechermittel zum Unterbrechen der mindestens einen Datenleitung und/oder zum Abschalten der Auswerteelektronik.Fingerprint reader according to claim 3, further comprising a second interrupting means for interrupting the at least a data line and / or to switch off the transmitter. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Detektionsmittel einen mechanischen Schalter aufweist.Fingerprint reader according to one of the preceding Claims, wherein the detection means a mechanical Switch has. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Detektionsmittel einen optischen Schalter und/oder einen optischen Sensor aufweist.Fingerprint reader according to one of the claims 1-5, wherein the detection means comprises an optical switch and / or having an optical sensor. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Detektionsmittel einen kapazitiven Schalter und/oder einen kapazitiven Sensor aufweist.Fingerprint reader according to one of the claims 1-5, wherein the detection means comprises a capacitive switch and / or a capacitive sensor. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Detektionsmittel einen thermischen Schalter und/oder einen thermischen Sensor aufweist.Fingerprint reader according to one of the claims 1-5, wherein the detection means comprises a thermal switch and / or having a thermal sensor. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Unterbrechermittel einen mechanischen Schalter aufweist.Fingerprint reader after one of the previous claims, wherein the interrupting means having a mechanical switch. Fingerabdruck-Lesegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Unterbrechermittel einen elektronischen Schalter aufweist.Fingerprint reader after one of the previous claims, wherein the interrupting means having an electronic switch.
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