DE102017217579A1

DE102017217579A1 - Method and device for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand as well as means of transport with such a device

Info

Publication number: DE102017217579A1
Application number: DE102017217579.6A
Authority: DE
Inventors: Marc Hofmann; Miho Sakai
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand (H) eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung (10) zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand (H). Das Verfahren umfasst den Schritt des Ausgebens (300) eines Hinweises an den Anwender bezüglich einer geeigneten Entfernung der Hand (H) von einem berührungslosen Sensor (11) der Erkennungsanordnung (10) mittels eines schwebenden Bildes (80) und/oder eines mittels der Hand (H) erfahrbaren haptischen Feldes, insbesondere eines haptisch mittels der Hand (H) erfahrbaren Ultraschallpulses (90).

The invention relates to a method for supporting a positioning of a hand (H) of a user with respect to a recognition arrangement (10) for contactless recognition of a biometric feature of the hand (H). The method comprises the step of outputting (300) an indication to the user regarding an appropriate removal of the hand (H) from a non-contact sensor (11) of the recognition arrangement (10) by means of a floating image (80) and / or by hand (H) experienceable haptic field, in particular a haptic by means of the hand (H) experiencable ultrasonic pulse (90).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Fortbewegungsmittel, welches eine derartige Vorrichtung umfasst.The present invention relates to a method and apparatus for assisting positioning of a user's hand with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand. Furthermore, the invention relates to a means of transport, which comprises such a device.

Biometrische Verfahren können zur Identifikation von Personen, beispielsweise für intelligente Türschlösser von Fortbewegungsmitteln, eingesetzt werden. Dabei wird ein biometrisches Merkmal der Hand eines Anwenders mittels eines berührungslosen Sensors erfasst. Anhand des erfassten biometrischen Merkmals kann die Person identifiziert werden und somit beispielsweise das Türschloss berührungslos betätigt werden.Biometric methods can be used to identify persons, for example for intelligent door locks of means of transportation. In this case, a biometric feature of a user's hand is detected by means of a non-contact sensor. Based on the detected biometric feature, the person can be identified and thus, for example, the door lock can be operated without contact.

Bei den existierenden Erkennungsanordnungen hängt das Erfassen des biometrischen Merkmals der Hand von der Position der Hand in Bezug auf den berührungslosen Sensor ab. Das heißt, dass das biometrische Merkmal erkannt wird, wenn sich die Hand in einer geeigneten Entfernung vom berührungslosen Sensor befindet. Das Auffinden bzw. das Einhalten dieser geeigneten Entfernung der Hand vom berührungslosen Sensor kann allerdings schwierig und aufwändig werden. Dazu muss der Anwender in der Regel mehrere Versuche machen, um die richtige Position zu finden, und seine Hand freischwebend über dem Sensor so lange halten, bis sein biometrisches Merkmal durch den Sensor erfasst wird. In the existing recognition arrangements, the detection of the biometric feature of the hand depends on the position of the hand with respect to the non-contact sensor. That is, the biometric feature is detected when the hand is at a suitable distance from the non-contact sensor. However, finding or maintaining this appropriate distance of the hand from the non-contact sensor can be difficult and expensive. To do this, the user usually has to make several attempts to find the correct position and hold his hand floating over the sensor until his biometric feature is detected by the sensor.

Dieses Problem könnte durch eine transparente Scheibe, die in der geeigneten Entfernung vom berührungslosen Sensor positioniert ist und auf die der Benutzer seine Hand auflegen kann, gelöst werden. Allerdings ist ein direkter Kontakt der Hand mit der Scheibe aus hygienischen Gründen (z.B. beim Car-Sharing) oder Sicherheitsgründen (z.B. Fingerabdrücke auf der Scheibe des Fortbewegungsmittels) nicht sinnvoll und erwünscht.This problem could be solved by a transparent disk positioned at the appropriate distance from the non-contact sensor and upon which the user can lay his hand. However, direct contact of the hand with the disk for sanitary reasons (e.g., in car-sharing) or for safety reasons (e.g., fingerprints on the disk of the vehicle) is not meaningful and desirable.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand vorzuschlagen, welche eine genaue, schnelle und benutzerfreundliche Erfassung des biometrischen Merkmals ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to propose a method and a device for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for the contactless recognition of a biometric feature of the hand, which allow an accurate, fast and user-friendly detection of the biometric feature.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method and a device for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand according to the independent claims.

Das Verfahren umfasst den Schritt des Ausgebens eines Hinweises an den Anwender bezüglich einer geeigneten Entfernung der Hand von einem berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung mittels eines schwebenden Bildes und/oder eines mittels der Hand erfahrbaren haptischen Feldes, insbesondere eines haptisch mittels der Hand erfahrbaren Ultraschallpulses. Als „haptisches Feld“ ist im Rahmen der Erfindung ein Signal zu verstehen, welches, insbesondere aktiv, gefühlt werden kann.The method comprises the step of outputting an indication to the user regarding a suitable removal of the hand from a non-contact sensor of the recognition arrangement by means of a floating image and / or a hand-feltable haptic field, in particular a haptic hand-perceivable ultrasonic pulse. Within the scope of the invention, a "haptic field" is to be understood as a signal which, in particular, can be actively felt.

Die Vorrichtung umfasst eine Ausgabeeinheit, welche eingerichtet ist, einen Hinweis an den Anwender bezüglich einer geeigneten Entfernung der Hand von einem berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung mittels eines schwebenden Bildes und/oder eines mittels der Hand erfahrbaren haptischen Feldes, insbesondere eines haptisch mittels der Hand erfahrbaren Ultraschallpulses, auszugeben.The device comprises an output unit which is set up, an indication to the user regarding a suitable removal of the hand from a non-contact sensor of the detection arrangement by means of a floating image and / or a hand-perceptible haptic field, in particular an haptic by hand experienced ultrasonic pulse to spend.

Mit anderen Worten werden an den Anwender ein optischer Hinweis und/oder ein haptischer, mit der Hand erfassbarer Hinweis bezüglich einer geeigneten Position der Hand in Bezug auf den berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung ausgegeben, ohne dass der Anwender die Vorrichtung hierzu berührt.In other words, an optical indication and / or a tactile, manually detectable indication regarding a suitable position of the hand relative to the non-contact sensor of the detection arrangement is output to the user without the user touching the device for this purpose.

Somit wird dem Anwender eine Positionierungshilfe für seine Hand in Bezug auf den berührungslosen Sensor verschaffen. Anhand dieser Positionierungshilfe kann der Anwender seine Hand genau da positionieren, wo eine Erkennung seines biometrischen Merkmals möglich ist. Der Anwender erkennt durch den ausgegebenen Hinweis klar den optimalen Detektionsbereich seines biometrischen Merkmales, was zu einer Erhöhung der Bediensicherheit der Erkennungsanordnung führt. Ferner kann die vorliegende Erfindung besonders von Vorteil in Situationen sein, in welchen eine ganz schnelle Identifizierung des Anwenders benötigt wird. Dies kann beispielsweise bei einer in einem Fortbewegungsmittel zum Aufsperren des Türschlosses vorgesehenen Vorrichtung in Notsituationen der Fall sein. Außerdem sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzerfreundlich, was der Durchsetzung von biometrischen Verfahren zum Betätigen von Vorrichtungen beitragen kann.Thus, the user will get a positioning aid for his hand with respect to the non-contact sensor. This positioning aid allows the user to position his hand exactly where it is possible to detect its biometric feature. The user clearly recognizes the optimum detection range of his biometric feature through the output hint, which leads to an increase in the operating safety of the recognition arrangement. Furthermore, the present invention may be particularly advantageous in situations where very quick identification of the user is needed. This may be the case, for example, in a device provided in a means of locating the door lock for unlocking the door lock. In addition, the method and apparatus of the present invention are user-friendly, which may help enforce biometric methods for operating devices.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner die Schritte des Ermittelns einer aktuellen Entfernung der Hand von dem berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung und des Vergleichens der aktuellen Entfernung der Hand mit einer vordefinierten Entfernungsreferenz. Das Ausgeben des Hinweises erfolgt dann in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches.Preferably, the method further comprises the steps of determining a current distance of the hand from the non-contact sensor of the recognition array and comparing the current distance of the hand with a predefined distance reference. Issuing the hint then takes place as a function of a result of the comparison.

Dementsprechend kann vorzugsweise die Vorrichtung ferner eine Auswerteeinheit und einen Dateneingang umfassen, wobei der Dateneingang eingerichtet ist, eine aktuelle Entfernung der Hand von dem berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung zu ermitteln. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit eingerichtet, die ermittelte aktuelle Entfernung der Hand mit einer vordefinierten Entfernungsreferenz zu vergleichen. Dabei ist die Ausgabeeinheit ferner eingerichtet, den Hinweis basierend auf einem Ergebnis des Vergleiches auszugeben.Accordingly, the device may preferably further comprise an evaluation unit and a data input, wherein the data input is set up to determine a current distance of the hand from the non-contact sensor of the recognition arrangement. Furthermore, the evaluation unit is set up to compare the determined current distance of the hand with a predefined distance reference. In this case, the output unit is further configured to output the indication based on a result of the comparison.

Dadurch wird ein selektives Ausgeben des Hinweises ermöglicht, wenn dieses tatsächlich notwendig bzw. erwünscht ist. Somit kann vermieden werden, dass der Hinweis ständig ausgegeben wird. Zum einem wird somit eine diskrete Erkennung des biometrischen Merkmals des Anwenders erlaubt und zum anderen eine Energieersparnis erzielt, da der Hinweis nur für kurze Zeit ausgegeben wird.This allows a selective output of the hint, if this is actually necessary or desired. Thus it can be avoided that the hint is issued constantly. On the one hand, therefore, a discrete recognition of the biometric feature of the user is allowed and, on the other hand, an energy saving is achieved since the indication is output only for a short time.

Insbesondere ist die Entfernungsreferenz größer als die geeignete Entfernung, wobei der Hinweis ausgegeben wird, wenn die ermittelte aktuelle Entfernung der Hand des Anwenders vom berührungslosen Sensor kleiner als oder gleich groß wie die Entfernungsreferenz ist. Somit kann der Hinweis erst dann ausgegeben werden, wenn der Anwender mit seiner Hand die durch die Entfernungsreferenz vordefinierte Entfernung erreicht hat.In particular, the distance reference is greater than the appropriate distance, and the indication is issued if the determined current distance of the user's hand from the non-contact sensor is less than or equal to the distance reference. Thus, the hint can be issued only when the user has reached with his hand the predefined distance by the distance reference.

Besonders bevorzugt kann die aktuelle Entfernung der Hand mit einer weiteren Entfernungsreferenz (zweite Entfernungsreferenz) verglichen werden, die größer als die geeignete Entfernung und kleiner als die Entfernungsreferenz (erste Entfernungsreferenz) ist. Dabei wird der Hinweis ausgegeben, wenn die aktuelle Position größer als oder gleich groß wie die zweite Entfernungsreferenz und kleiner als oder gleich wie die erste Entfernungsreferenz ist. Somit kann rechtzeitig erfasst werden, dass eine Erkennung des biometrischen Merkmals erwünscht ist, was dazu führt, dass der Hinweis ausgegeben wird, bevor der Anwender mit seiner Hand die geeignete Entfernung erreicht hat. Dadurch muss der Anwender nicht warten, bis der Hinweis ausgegeben wird, wenn sich seine Hand schon in der geeigneten Entfernung vom berührungslosen Sensor befindet. Zum Vergleichen der ermittelten aktuellen Entfernung der Hand mit einer vordefinierten Entfernungsreferenz mit der weiteren Entfernungsreferenz kann die Auswerteeinheit benutzt werden.Particularly preferably, the current distance of the hand can be compared with a further distance reference (second distance reference), which is larger than the suitable distance and smaller than the distance reference (first distance reference). The hint is issued if the current position is greater than or equal to the second range reference and less than or equal to the first range reference. Thus, it can be timely detected that recognition of the biometric feature is desired, resulting in the indication being issued before the user has reached the appropriate distance with his hand. As a result, the user does not have to wait until the message is issued when his hand is already at the appropriate distance from the non-contact sensor. To compare the determined current distance of the hand with a predefined distance reference with the further distance reference, the evaluation unit can be used.

Zum Ermitteln der aktuellen Entfernung der Hand vom berührungslosen Sensor kann vorzugsweise der Dateneingang einen Entfernungssensor umfassen. Dabei kann bevorzugt die Entfernungsreferenz kleiner als die Reichweite des Entfernungssensors sein.For determining the current distance of the hand from the non-contact sensor, the data input may preferably comprise a distance sensor. In this case, the distance reference may preferably be smaller than the range of the distance sensor.

Alternativ oder zusätzlich kann bevorzugt das Verfahren die Schritte des Erfassens, insbesondere eines Ermittelns, bevorzugt eines Erkennens einer Bewegung der Hand und des Ausgebens des Hinweises in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Erfassens der Bewegung der Hand umfassen, ohne dass eine aktuelle Entfernung der Hand ermittelt wird. Die Referenz beschreibt unterschiedliche Bewegungen zur Unterscheidung von statischen Bildern/anderen Bewegungen. Dementsprechend kann die Vorrichtung eine Auswerteeinheit und einen Dateneingang aufweisen, wobei der Dateneingang eingerichtet ist, eine Bewegung der Hand zu erfassen und die Auswerteeinheit eingerichtet ist, ein Ergebnis der Erfassung der Bewegung der Hand auszuwerten. Weiterhin ist die Ausgabeeinheit eingerichtet, den Hinweis in Abhängigkeit des Auswertens des Ergebnisses auszugeben. Bei einer positiven Erkennung einer Bewegung der Hand wird der Hinweis ausgegeben. Der Dateneingang ist dabei vorzugsweise mit einem Bewegungssensor gekoppelt.Alternatively or additionally, the method may preferably comprise the steps of detecting, in particular determining, preferably recognizing a movement of the hand and outputting the indication in dependence on a result of detecting the movement of the hand, without ascertaining an actual removal of the hand. The reference describes different movements for distinguishing static images / other movements. Accordingly, the device can have an evaluation unit and a data input, wherein the data input is set up to detect a movement of the hand and the evaluation unit is set up to evaluate a result of the detection of the movement of the hand. Furthermore, the output unit is set up to output the indication as a function of the evaluation of the result. Upon a positive detection of a movement of the hand, the note is issued. The data input is preferably coupled to a motion sensor.

Anstatt eine Entfernung der Hand zu ermitteln oder eine Bewegung der Hand zu erfassen, kann im Allgemeinen eine Entfernung und/oder eine Bewegung eines beliebigen Teils des Anwenders ermittelt werden.Rather than detecting hand removal or detecting hand movement, generally, removal and / or movement of any part of the user may be determined.

Die Ausgabeeinheit umfasst vorzugsweise eine Lichtquelle, die eingerichtet ist, das Bild zu erzeugen und eine Anzeigevorrichtung, die eingerichtet ist, das Bild anzuzeigen. Die Lichtquelle und/oder die Anzeigevorrichtung sind derart eingerichtet und/oder derart zueinander angeordnet, dass eine doppelte Spiegelung des durch die Lichtquelle erzeugten Bildes durch die Anzeigevorrichtung stattfindet, so dass das Bild in der geeigneten Entfernung in Bezug auf den berührungslosen Sensor erzeugbar ist. Die Anzeigevorrichtung kann dabei auch als Projektionsvorrichtung verstanden werden, da eine Art Projizierung des durch die Lichtquelle erzeugten Bildes in die geeignete Entfernung von dem berührungslosen Sensor erfolgt.The output unit preferably includes a light source configured to generate the image and a display device configured to display the image. The light source and / or the display device are arranged and / or arranged in such a way that a double reflection of the image generated by the light source takes place by the display device, so that the image can be generated at the appropriate distance with respect to the non-contact sensor. The display device can also be understood as a projection device, since a kind of projection of the image generated by the light source takes place in the appropriate distance from the non-contact sensor.

Besonders bevorzugt ist die Anzeigevorrichtung einteilig ausgebildet, wobei die doppelte Spiegelung des durch die Lichtquelle erzeugten Bildes innerhalb der Anzeigevorrichtung stattfindet. Insbesondere ist die Anzeigevorrichtung als Bildgebungsmittel entsprechend dem „image forming means 12“ des in der WO 2014/038303 A1 (Asukanet Company Ltd.) gezeigten „floating touch panel“ ausgebildet. Im Inneren ist das Bildgebungsmittel derart ausgestaltet, dass das durch die Lichtquelle erzeugte Bild zweimal gespiegelt wird.Particularly preferably, the display device is integrally formed, whereby the double reflection of the image generated by the light source takes place within the display device. In particular, the display device is used as an imaging means in accordance with the "image forming means 12" of FIG WO 2014/038303 A1 (Asukanet Company Ltd.) shown formed "floating touch panel". In the interior, the imaging means is designed such that the image generated by the light source is mirrored twice.

Bevorzugt „schwebt“ das Bild in der geeigneten Entfernung von dem berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung. Mit anderen Worten erscheint das Bild in der geeigneten Entfernung vom berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung in der Luft vor der Anzeigevorrichtung. Preferably, the image "floats" at the appropriate distance from the non-contact sensor of the detection assembly. In other words, the image appears at the appropriate distance from the non-contact sensor of the detection assembly in the air in front of the display device.

Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabeeinheit in vorteilhafter Weise eine Mehrzahl von Ultraschallerzeugungselementen (Ultraschallwandlern), die derart eingerichtet und/oder zueinander derart angeordnet sind, dass der Ultraschallpuls in der geeigneten Entfernung in Bezug auf den berührungslosen Sensor erzeugbar ist.Alternatively or additionally, the output unit may advantageously comprise a plurality of ultrasound generating elements (ultrasound transducers) arranged and / or arranged to each other such that the ultrasound pulse can be generated at the appropriate distance with respect to the non-contact sensor.

Die Ultraschallerzeugungselemente sind vorzugsweise als ein Transducer-Array (Wandler-Array) ausgebildet.The ultrasound generating elements are preferably designed as a transducer array.

Der Ultraschallpuls wird so ausgegeben, dass der Ultraschallpuls erst in der geeigneten Entfernung von dem berührungslosen Sensor der Erkennungsanordnung erfahrbar ist. Mit anderen Worten sind die Ultraschallerzeugungselementen derart eingerichtet und/oder zueinander derart angeordnet, mindestens einen Fokuspunkt in der geeigneten Entfernung zu erzeugen. Die Ebene in der geeigneten Entfernung in der Luft wird durch einen Fokuspunkt oder mehrere Fokuspunkte angeregt. Dadurch wird erreicht, dass eine Energie des Ultraschallpulses in der geeigneten Entfernung und in deren unmittelbarer Nähe aufgrund der Toleranzen beim Erzeugen des Fokuspunktes oder der Fokuspunkte am höchsten ist. In Positionen, die weit entfernt von der Position in der geeigneten Entfernung liegen, ist der Ultraschallpuls kaum fühlbar.The ultrasonic pulse is output in such a way that the ultrasonic pulse can only be experienced at the appropriate distance from the non-contact sensor of the detection arrangement. In other words, the ultrasound generating elements are arranged and / or arranged in such a way as to produce at least one focal point at the appropriate distance. The plane at the appropriate distance in the air is excited by one focus point or multiple focus points. This ensures that an energy of the ultrasound pulse at the appropriate distance and in its immediate vicinity due to the tolerances in generating the focal point or the focus points is highest. In positions that are far from the position at the appropriate distance, the ultrasonic pulse is barely palpable.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung wird mit anderen Worten akustischer Schalldruck in die geeignete Entfernung projiziert.In other words, according to this embodiment of the invention, acoustic sound pressure is projected into the appropriate distance.

Die Erkennungsanordnung ist vorzugsweise eingerichtet, einen Fingerabdruck und/oder eine Struktur von (Blut-)Gefäßen der Hand zu ermitteln und mit einer vordefinierten Referenz zu vergleichen. Der Fingerabdruck ist auch als Daktylogramm zu verstehen. Insbesondere wird eine Struktur der Venen der Hand bzw. eines Handfingers ermittelt.The recognition arrangement is preferably set up to determine a fingerprint and / or a structure of (blood) vessels of the hand and to compare them with a predefined reference. The fingerprint is also to be understood as Daktylogramm. In particular, a structure of the veins of the hand or a hand finger is determined.

Vorzugsweise umfasst der Sensor eine Kamera und/oder eine Scanvorrichtung, die jeweils eingerichtet sind, einen Fingerabdruck und/oder andere Handmerkmale aufzunehmen. Die aufgenommenen Bilder können dann einem Mustererkennungssystem zugeführt werden, in dem die erkannten Muster mit gespeicherten Daten eines oder mehrerer Anwender verglichen werden. Dadurch kann ein Anwender identifiziert werden.Preferably, the sensor includes a camera and / or a scanning device each configured to receive a fingerprint and / or other hand features. The captured images may then be fed to a pattern recognition system in which the recognized patterns are compared to stored data of one or more users. This allows a user to be identified.

Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor vorzugsweise eine Infrarotkamera und eine Infrarotquelle umfasst. Mittels der Infrarotkamera und der Infrarotlichtquelle kann in vorteilhafterweise die Struktur der (Blut-)Gefäßen ermittelt werden. Dazu wird Infrarotlicht durch die Infrarotlichtquelle auf die Handfläche gestrahlt. Die Infrarotkamera ist eingerichtet, ein Infrarotbild der Handfläche aufzunehmen. Da die Venen eine höhere Absorption des Infrarotlichtes aufweisen, erscheinen die Venen damit dunkler als die übrigen Handbereiche. Durch Mustererkennung auf Basis der Infrarotbilder können Personen eindeutig identifiziert werden.Alternatively or additionally, the sensor may preferably comprise an infrared camera and an infrared source. By means of the infrared camera and the infrared light source, the structure of the (blood) vessels can advantageously be determined. For this purpose, infrared light is radiated by the infrared light source on the palm. The infrared camera is set up to take an infrared image of the palm. Since the veins have a higher absorption of the infrared light, the veins appear darker than the other hand areas. By pattern recognition based on the infrared images, people can be clearly identified.

Neben der Positionierungshilfe mittels des Hinweises dient die Bildprojektion auch dazu, die Hand genau in der geeigneten Entfernung mit sichtbarem Licht und/oder mit Infrarotlicht exakt auszuleuchten. Dies erhöht die Aufnahmequalität des Fingerabdrucks und/oder der (Blut-)Gefäßstruktur und damit die Erkennungsleistung.In addition to the positioning aid by means of the hint, the image projection also serves to exactly illuminate the hand at the appropriate distance with visible light and / or infrared light. This increases the recording quality of the fingerprint and / or the (blood) vessel structure and thus the recognition performance.

Bei kamerabasierten Erkennungsanordnungen, nämlich bei Erkennungsanordnungen, in denen der berührungslose Sensor eine Kamera und/oder eine Infrarotkamera umfasst, entspricht in vorteilhafter Weise die geeignete Entfernung vom berührungslosen Sensor der Entfernung einer Fokusebene der Kamera und/oder der Infrarotkamera.In camera-based recognition arrangements, namely in recognition arrangements in which the non-contact sensor comprises a camera and / or an infrared camera, the suitable distance from the non-contact sensor advantageously corresponds to the distance of a focal plane of the camera and / or the infrared camera.

Der Hinweis ist vorteilhafterweise konstant oder sich verändernd. Durch das Ausgeben eines konstanten Hinweises wird das Verfahren aus technischer Sicht vereinfacht, wobei der Hinweis von jedem Anwender, auch von älteren Leuten, verstanden werden kann.The indication is advantageously constant or changing. By issuing a constant indication, the method is simplified from a technical point of view, and the hint can be understood by any user, even older people.

So kann beispielsweise das Bild ein konstantes Symbol oder eine dynamische Animation (laufendes Lichtband oder bewegende Pfeile) in der geeigneten Entfernung vom berührungslosen Sensor sein. Entsprechend kann der Ultraschallpuls als ein konstanter oder sich verändernder Puls realisiert werden.For example, the image may be a constant symbol or dynamic animation (continuous band of light or moving arrows) at the appropriate distance from the non-contact sensor. Accordingly, the ultrasonic pulse can be realized as a constant or varying pulse.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand eingerichtet, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.Preferably, the device for assisting positioning of a user's hand with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand is arranged to carry out the method described above.

Die Vorrichtung ist Teil der Erkennungsanordnung.The device is part of the recognition arrangement.

Des Weiteren betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Fortbewegungsmittel, welches eine derartige Vorrichtung umfasst.Furthermore, an aspect of the invention relates to a means of locomotion comprising such a device.

Dabei ist es vorstellbar, dass für die Aufnahme des biometrischen Merkmals der Hand des Anwenders bereits im Fortbewegungsmittel vorhandene Kameras wie z.B. Gestikkamera, Fahrerzustandskamera, Seitenkameras, Rückspiegelkamera benutzt werden.It is conceivable that for the inclusion of the biometric feature of the hand of the Users already in the means of transport existing cameras such as gesture camera, driver condition camera, side cameras, rearview mirror camera are used.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Teilbereiches eines Fortbewegungsmittels, welches eine in 2 gezeigte Vorrichtung umfasst,
4 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
5 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
6 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Teilbereiches eines Fortbewegungsmittels, welches eine Vorrichtung von 5 umfasst, und
7 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.

Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures, wherein identical or functionally identical parts are each denoted by the same reference numerals. Show it:

1 a flowchart of a method for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand according to a first embodiment of the present invention,
2 a simplified schematic view of a device for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand according to the first embodiment,
3 a simplified schematic view of a portion of a means of transport, which is a in 2 comprising device shown
4 a simplified schematic view of an apparatus for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand according to a second embodiment,
5 a simplified schematic view of an apparatus for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless recognition of a biometric feature of the hand according to a third embodiment,
6 a simplified schematic view of a portion of a means of transport, which is a device of 5 includes, and
7 a simplified schematic view of an apparatus for supporting a positioning of a hand of a user with respect to a recognition arrangement for contactless detection of a biometric feature of the hand according to a fourth embodiment.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein Verfahren und eine Vorrichtung 1 zur Unterstützung einer Positionierung einer Hand eines Anwenders bezüglich einer Erkennungsanordnung 10 zum kontaktlosen Erkennen eines biometrischen Merkmals der Hand gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.The following are with reference to the 1 to 3 a method and a device 1 to assist in positioning a user's hand relative to a recognition device 10 for contactless recognition of a biometric feature of the hand according to a preferred embodiment of the present invention described in detail.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 dargestellt, welche Teil der Erkennungsanordnung 10 ist. Die Erkennungsanordnung 10 weist ferner einen berührungslosen Sensor 11 auf, der eingerichtet ist, ein biometrisches Merkmal der Hand H eines Anwenders zu erkennen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der berührungslose Sensor 11 eine Infrarotlichtquelle 12 und eine Infrarotkamera 13 auf. Infrarotlicht wird von der Infrarotlichtquelle 12 auf die Hand H gestrahlt, wodurch ein Infrarotbild der Hand H von der Infrarotkamera 13 erfasst werden kann. Die Infrarotlichtquelle 12 ist optional.In 2 is an embodiment of a device 1 shown which part of the detection arrangement 10 is. The recognition arrangement 10 also has a non-contact sensor 11 which is set up, a biometric feature of the hand H of a user. In this embodiment, the non-contact sensor 11 an infrared light source 12 and an infrared camera 13 on. Infrared light is from the infrared light source 12 on the hand H blasted, creating an infrared image of the hand H from the infrared camera 13 can be detected. The infrared light source 12 is optional.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Ausgabeeinheit 2, eine Auswerteeinheit 3 und einen Dateneingang 4.The device 1 includes an output unit 2 , an evaluation unit 3 and a data input 4 ,

Der Dateneingang 4 ist eingerichtet, eine aktuelle Entfernung D der Hand H von dem berührungslosen Sensor 11 der Erkennungsanordnung 10 zu ermitteln. Ferner ist die Auswerteeinheit 3 konfiguriert, die aktuelle Entfernung D der Hand H mit einer vordefinierten Entfernungsreferenz zu vergleichen. Weiterhin ist die Ausgabeeinheit 2 eingerichtet, einen Hinweis an den Anwender bezüglich einer geeigneten Entfernung TD der Hand H vom berührungslosen Sensor 11 der Erkennungsanordnung 10 in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches auszugeben.The data input 4 is set up, a current distance D the hand H from the non-contact sensor 11 the recognition arrangement 10 to investigate. Furthermore, the evaluation unit 3 configured, the current distance D the hand H to compare with a predefined distance reference. Furthermore, the output unit 2 set up an indication to the user regarding an appropriate distance TD the hand H from the non-contact sensor 11 the recognition arrangement 10 depending on a result of the comparison.

Der Hinweis wird in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines schwebenden Bildes 80 ausgegeben.The hint is in this embodiment by means of a floating image 80 output.

Aus der 3 ist ersichtlich, dass die Ausgabeeinheit 2 eine Lichtquelle 20 und eine Anzeigevorrichtung 21 umfasst. Die Lichtquelle 20 ist eingerichtet, ein Bild zu erzeugen, wobei die Anzeigevorrichtung 21 eingerichtet ist, das Bild als das schwebende Bild 80 anzuzeigen.From the 3 it can be seen that the output unit 2 a light source 20 and a display device 21 includes. The light source 20 is configured to generate an image, wherein the display device 21 is set up, the picture as the floating picture 80 display.

Die Lichtquelle 20 und/oder die Anzeigevorrichtung 21 sind derart eingerichtet und/oder derart zueinander angeordnet, dass eine doppelte Spiegelung des durch die Lichtquelle 20 erzeugten Bildes durch die Anzeigevorrichtung 21 stattfindet, so dass das Bild 80 in der geeigneten Entfernung TD in Bezug auf den berührungslosen Sensor 11 erzeugbar ist.The light source 20 and / or the display device 21 are arranged and / or arranged to each other such that a double reflection of the by the light source 20 generated image by the display device 21 takes place, so the picture 80 at the appropriate distance TD in relation to the non-contact sensor 11 can be generated.

Insbesondere ist die Anzeigevorrichtung 21 einteilig ausgebildet, wobei die doppelte Spiegelung des durch die Lichtquelle 20 erzeugten Bildes innerhalb der Anzeigevorrichtung 21 stattfindet. Insbesondere ist die Anzeigevorrichtung 21 als eine Asukanet-Platte ausgestaltet. Als Asukanet-Platte wird im Rahmen der Erfindung ein Bildgebungsmittel entsprechend dem „image forming means 12“ des in der WO 2014/038303 A1 (Asukanet Company Ltd.) gezeigten „floating touch panel“ verstanden.In particular, the display device 21 formed in one piece, with the double reflection of the light source 20 generated image within the display device 21 takes place. In particular, the display device 21 as one Asukanet plate designed. In the context of the invention, an Asukanet plate is an imaging agent corresponding to the "image-forming means 12" of the type described in US Pat WO 2014/038303 A1 (Asukanet Company Ltd.) shown "floating touch panel" understood.

In 3 ist die Vorrichtung 1 in einem Fortbewegungsmittel 50 dargestellt. Das Fortbewegungsmittel 50 weist ein Fenster 51 auf, welches als die Anzeigevorrichtung 21 ausgebildet ist. Das heißt, dass das Fenster 51 als eine Asukanet-Platte ausgebildet ist.In 3 is the device 1 in a means of transportation 50 shown. The means of transportation 50 has a window 51 which acts as the display device 21 is trained. That means that the window 51 is designed as an Asukanet plate.

In einem ersten Schritt 100 des anhand der 1 erläuterten Verfahrens wird eine aktuelle Entfernung D der Hand vom berührungslosen Sensor 11 der Erkennungsanordnung 10 ermittelt.In a first step 100 of the basis of the 1 explained method is a current distance D the hand from the non-contact sensor 11 the recognition arrangement 10 determined.

In einem zweiten Schritt 200 des Verfahrens wird die aktuelle Entfernung D der Hand mit einer vordefinierten Entfernungsreferenz verglichen. Basierend auf einem Ergebnis des Vergleiches wird in einem dritten Schritt 300 der Hinweis, in diesem Fall das Bild 80, ausgegeben.In a second step 200 the procedure becomes the current distance D the hand compared to a predefined distance reference. Based on a result of the comparison will be in a third step 300 the hint, in this case the picture 80 , issued.

Das Bild 80 wird in der geeigneten Entfernung TD quasi „schwebend“ angezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Bild 80 konstant.The picture 80 will be at the appropriate distance TD quasi "floating" displayed. In this embodiment, the image is 80 constant.

Insbesondere wird die Entfernungsreferenz größer als die geeignete Entfernung TD gewählt, wobei der Hinweis ausgegeben wird, wenn die ermittelte aktuelle Entfernung D der Hand H des Anwenders vom berührungslosen Sensor 11 kleiner gleich die Entfernungsreferenz ist.In particular, the distance reference becomes larger than the appropriate distance TD is selected, the indication being issued if the determined current distance D the hand H the user of the non-contact sensor 11 less than or equal to the distance reference.

Die 4 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.The 4 shows a device 1 according to a second embodiment.

Der allgemeine Aufbau der Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht demjenigen vom ersten Ausführungsbeispiel.The general structure of the device 1 according to the second embodiment corresponds to that of the first embodiment.

Der Unterschied besteht darin, dass im zweiten Ausführungsbeispiel ein Hinweis mittels eines sich verändernden Bildes 80 ausgegeben wird. Das Bild 80 kann beispielsweise eine Animation sein, die eine Bewegungsrichtung P1 der Hand H leitet. Anhand des sich verändernden Bildes 80 kann der Anwender erkennen, in welche Richtung der Anwender seine Hand bewegen muss.The difference is that in the second embodiment, an indication by means of a changing image 80 is issued. The picture 80 may be, for example, an animation that has a direction of movement P1 the hand H passes. Based on the changing picture 80 the user can see in which direction the user has to move his hand.

In einem dritten Ausführungsbeispiel von 5 ist die Ausgabeeinheit 2 eingerichtet, einen Hinweis mittels eines mit der Hand H erfassbaren haptischen Feldes auszugeben. Insbesondere ist die Ausgabeeinheit 2 konfiguriert, einen Hinweis mittels eines haptisch mittels der Hand H erfahrbaren Ultraschallpulses 90 auszugeben. Das erzeugte haptische Feld bzw. der Ultraschallpuls 90 ist in diesem Fall konstant.In a third embodiment of 5 is the output unit 2 set up a note by means of a hand H detectable haptic field. In particular, the output unit 2 configured, a hint by means of a haptic by hand H experienced ultrasonic pulse 90 issue. The generated haptic field or the ultrasonic pulse 90 is constant in this case.

Genau wie im ersten und im zweiten Ausführungsbeispiel wird auch hier der Hinweis basierend auf dem Ergebnis des Vergleiches der ermittelten aktuellen Entfernung der Hand H vom berührungslosen Sensor 11 mit der Entfernungsreferenz ausgegeben.Just as in the first and in the second embodiment, here too the hint is based on the result of the comparison of the determined current distance of the hand H from the non-contact sensor 11 output with the distance reference.

Im dritten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 11 eine optische Kamera 14 auf. Mittels der Kamera 14 kann das biometrische Merkmal der H des Anwenders erfasst werden. Insbesondere ist die Kamera 14 eingerichtet, einen Abdruck eines oder mehrerer Finger der Hand H des Anwenders aufzunehmen.In the third embodiment, the sensor 11 an optical camera 14 on. By means of the camera 14 can be the biometric feature of H be detected by the user. In particular, the camera 14 set up an imprint of one or more fingers of the hand H of the user.

Die 6 zeigt ein Fortbewegungsmittel 50, in dem die Vorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform angeordnet ist. Zum Erzeugen des Ultraschallpulses 90 ist eine Mehrzahl von Ultraschallerzeugungselementen 22 vorgesehen, die insbesondere als ein Transducer-Array angeordnet sind.The 6 shows a means of transportation 50 in which the device 1 is arranged according to the third embodiment. For generating the ultrasonic pulse 90 is a plurality of ultrasonic generating elements 22 provided, which are arranged in particular as a transducer array.

Das Bezugszeichen 51 bezeichnet hier ein Fenster des Fortbewegungsmittels 50. In vorteilhafter Weise sind die Ultraschallerzeugungselemente 22 in der Nähe des Fensters 51 derart positioniert, dass der Ultraschallpuls 90 in der geeigneten Entfernung TD erzeugt wird.The reference number 51 here denotes a window of the means of locomotion 50 , Advantageously, the ultrasound generating elements 22 near the window 51 positioned so that the ultrasonic pulse 90 at the appropriate distance TD is produced.

In 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 dargestellt. Der allgemeine Aufbau der Vorrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht demjenigen vom dritten Ausführungsbeispiel.In 7 is a fourth embodiment of the device 1 shown. The general structure of the device 1 according to the fourth embodiment corresponds to that of the third embodiment.

Hierbei entspricht allerdings der Hinweis einem sich verändernden Ultraschallpuls 90. Insbesondere ist die Ausgabeeinheit 2 eingerichtet, ein laufendes Ultraschalldruckfeld zu erzeugen, welches eine Bewegungsrichtung P2 der Hand H leitet.Here, however, the reference corresponds to a changing ultrasonic pulse 90 , In particular, the output unit 2 configured to generate a running ultrasound pressure field, which is a direction of movement P2 the hand H passes.

Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar sind. So können der optische und der haptische Hinweis beliebig miteinander kombiniert werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass das schwebende Bild 80 sowie der Ultraschallpuls 90 als der Hinweis zur Unterstützung der Positionierung der Hand H in Bezug auf den berührungslosen Sensor 11 erzeugt werden. Es ist ferner auch möglich, bei der Vorrichtung 1 sowohl die Kamera 14 als auch die Infrarotlichtquelle 20 und die Infrarotkamera 21 vorzusehen. Im Allgemeinen ist jede Kombination bezüglich der Art des Hinweises und/oder der Art des kontaktlosen Sensors 11 vorstellbar. In das Fortbewegungsmittel 50 gemäß der 3 kann natürlich auch die Vorrichtung 1 von 4 eingesetzt werden. Dasselbe gilt auch für die Vorrichtung 1 von 7 in Bezug auf das Fortbewegungsmittel von 6.It should be noted that the embodiments described above can be combined with each other. Thus, the optical and the haptic hint can be combined with each other. It is possible, for example, that the floating picture 80 as well as the ultrasonic pulse 90 as the hint in support of the positioning of the hand H in relation to the non-contact sensor 11 be generated. It is also possible with the device 1 both the camera 14 as well as the infrared light source 20 and the infrared camera 21 provided. In general, any combination is related to the type of indication and / or the type of contactless sensor 11 imaginable. In the means of transportation 50 according to the 3 Of course, the device can also 1 from 4 be used. The same applies to the contraption 1 from 7 in relation to the means of transportation of 6 ,

Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 7 Bezug genommen.In addition to the above written description of the invention is to the additional disclosure hereby explicitly to the drawings of the invention in the 1 to 7 Referenced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Ausgabeeinheitoutput unit
33: Auswerteeinheitevaluation
44: Dateneingangdata input
1010: Erkennungsanordnungrecognition arrangement
1111: berührungsloser (kontaktloser) Sensornon-contact (contactless) sensor
1212: InfrarotlichtquelleInfrared light source
1313: InfrarotkameraInfrared camera
1414: Kameracamera
2020: Lichtquellelight source
2121: Anzeigevorrichtungdisplay device
2222: UltraschallerzeugungselementUltrasonic generating element
5050: FortbewegungsmittelMeans
5151: Fensterwindow
8080: Bildimage
9090: Ultraschallpuls (haptisches Feld)Ultrasonic pulse (haptic field)
100100: erster Schrittfirst step
200200: zweiter Schrittsecond step
300300: dritter SchrittThird step
DD: aktuelle Entfernung der Hand vom berührungslosen Sensorcurrent distance of the hand from the non-contact sensor
TDTD: geeignete Entfernung der Hand vom berührungslosen Sensorappropriate removal of the hand from the non-contact sensor
HH: Hand des AnwendersHand of the user
P1P1: Bewegungsrichtung der HandDirection of movement of the hand
P2P2: Bewegungsrichtung der HandDirection of movement of the hand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2014/038303 A1 [0020, 0045]

Claims

A method of supporting positioning of a user's hand (H) with respect to a recognition arrangement (10) for contactless recognition of a biometric feature of the hand (H), comprising the step of: Outputting (300) an indication to the user regarding a suitable removal of the hand (H) from a non-contact sensor (11) of the recognition arrangement (10) - a floating picture (80) and / or - An experienced by means of the hand (H) haptic field, in particular a haptic by means of the hand (H) experiencable ultrasonic pulse (90).

Method according to Claim 1 , further comprising the steps of: - determining (100) a current distance (D) of the hand (H) from the non-contact sensor (11) of the recognition device, and - comparing (200) the current distance (D) of the hand (H) a predefined distance reference, said output (300) being in response to a result of the comparison.

Method according to Claim 2 wherein the distance reference is greater than the appropriate distance (TD), wherein the indication is issued when the determined current distance (D) of the user's hand (H) from the non-contact sensor (11) is less than or equal to the distance reference.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the image "floats" at the appropriate distance (TD) from the non-contact sensor (11) of the detection assembly (10).

Method according to one of the preceding claims, wherein the haptic field, in particular the ultrasonic pulse, at the appropriate distance (TD) from the non-contact sensor (11) of the detection arrangement (10) can be experienced.

Method according to one of the preceding claims, wherein the recognition arrangement (10) is arranged to determine a fingerprint and / or a structure of (blood) vessels of the hand (H) and to compare it with a predefined reference.

Apparatus (1) for assisting positioning of a hand (H) of a user with respect to a recognition arrangement (10) for contactless recognition of a biometric feature of the hand (H), comprising: - An output unit (2) which is arranged, an indication to the user with respect to a suitable distance (TD) of the hand (H) from a non-contact sensor (11) of the detection arrangement (10) by means of - a floating picture and / or - Issue a by means of the hand (H) experienceable haptic field, in particular a haptic by means of the hand (H) experiencable ultrasonic pulse.

Device after Claim 7 , further comprising: - an evaluation unit (3), and - a data input (4), wherein -the data input (4) is set up, (100) a current distance (D) of the hand (H) from the non-contact sensor (11) the evaluation unit (3) is set up, (200) compares the current distance (D) of the hand (H) with a predefined distance reference, and - the output unit (2) is set up (300 ) to output the hint as a function of a result of the comparison.

Device according to one of the preceding claims, which is arranged, a method according to one of the preceding Claims 3 to 6 perform.

Means (50) comprising a device (1) according to one of Claims 7 to 9 ,