DE10203613A1

DE10203613A1 - Finger-print type identification system e.g. for verifying bank cash dispenser access, has gel-like layer of material coated on optical prism surface of finger-print recorder

Info

Publication number: DE10203613A1
Application number: DE10203613A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: AHLERS, HORST, DOZ. DR.-ING.HABIL., 07743 JENA, DE; Infokom 17034 Neubrandenburg De GmbH; Jenasensoric Ev 07743 Jena De
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-08-21

Abstract

An identification system in the form of an optically functioning finger-print system provided with a medical measurement system, such that when taking a finger-print, a medical measurement value is recorded via sensors at the same time and effected from the user device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fingerprint-Identifikationssystem. Solche Systeme sind beispielsweise zur Prüfung der Zugangsberechtigung bei Bank- Geldautomaten und zur Verbesserung der Fälschungssicherheit bei Personalausweisen in Diskussion. The invention relates to a fingerprint identification system. Such Systems are, for example, for checking access authorization at banking ATMs and to improve counterfeit protection ID cards in discussion.

Die Erfindung besteht darin, dass einem Fingerprint-Identifikationssystem ein medizinisches Mess-System derart zugeordnet wird, dass bei der Fingerprint-Aufnahme zugleich über Sensoren eine Aufnahme medizinischer Messwerte der die Einrichtung benutzenden Person erfolgt. Damit erfolgen Identifikation und Zugangskontrolle des Benutzers zugleich mit dessen Gesundheitsparametern und es werden ein Gesundheitscheck und ein Datenschutz in einem erreicht. Vor allem wird damit auch ein telemetrisches medizinisches Mess-System hoher Sicherheit ermöglicht, weil nicht nur der Fingerprint sondern auch die medizinischen Daten nach ihrer Umwandlung in elektrische Signale telemetrisch abrufbar bzw. übertragbar sind. The invention consists of a fingerprint identification system a medical measuring system is assigned in such a way that the Fingerprint recording at the same time via sensors a recording of medical Measured values of the person using the facility are carried out. With it done Identification and access control of the user at the same time Health parameters and there will be a health check and data protection achieved in one. Above all, it also becomes a telemetric medical measuring system enables high security because not only that Fingerprint but also the medical data after its conversion into electrical signals can be called up or transmitted telemetrically.

Das medizinische Mess-System besteht vorteilhaft aus einer gelartigen Schicht, die auf eine Fläche eines für die Fingerprint-Entnahme vorgesehenen Prismas aufgebracht ist und die der Auflage des zu identifizierenden und zu untersuchenden Gewebes dient. Die gelartige Schicht eröffnet die vorteilhafte Möglichkeit, dass sie durch eine streifige oder matrixartige Dotierung mit leitendem Material für Hautwiderstandsmessungen und/oder Elektroden für elektrochemische Messungen dotiert werden kann, vorzugsweise aus Gold und Silber. The medical measuring system advantageously consists of a gel-like one Layer on a surface of one for fingerprint removal provided prism is applied and the support of the to be identified and tissue to be examined. The gel-like layer opens the advantageous possibility that they are streaked or matrix-like Doping with conductive material for skin resistance measurements and / or Electrodes can be doped for electrochemical measurements, preferably made of gold and silver.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. The invention is explained below using exemplary embodiments.

Bei dem eine Seitenansicht wiedergebenden Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist mit 1 ein optisches 90°-Prisma bezeichnet, auf dessen Hypothenusenfläche eine griffbeständige, gelartige Schicht 2 aufgebracht ist. Einer Kathetenfläche des Prismas 1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung 3 in Form eines LED-Arrays zugeordnet, deren Licht im Betriebsfall in Richtung des eingezeichneten Pfeiles auf eins Durchtrittsöffnung in der gelartigen Schicht 2 auf die Fläche eines aufgelegten Fingers 4 des Benutzers fällt, dort reflektiert wird und über eine weitere Durchtrittsöffnung in der gelartigen Schicht 2 durch das Prisma 1 zu einer Aufnahme- und Auswertevorrichtung 4, vorzugsweise eine CCD-Kamera 5 gelangt. Der von dieser Vorrichtung aufgenommene Fingerabdruck dient dann in einer nicht dargestellten Auswertungseinrichtung in an sich bekannter Weise zur Personen-Identifikation. Die von der Vorichtung 5 aufgenommenen Signale enthalten Schwankungen, die beispielsweise dem Pulsschlag und auch dem Blutdruck der Person zuordnungsbar sind, also medizinische Daten der Person. Man ist daherin der Lage beispielsweise eine Lebenderkennung der Person auf diesem Wege durchzuführen. Wherein a side view reproducing embodiment according to the Fig. 1, 1 denotes an optical 90 ° prism, a handle-resistant gel-like layer 2 is applied on its hypotenuse. A catheter surface of the prism 1 is assigned an illumination device 3 in the form of an LED array, the light of which, in the event of operation, falls in the direction of the arrow drawn onto a passage opening in the gel-like layer 2 onto the surface of an applied finger 4 of the user, is reflected there and above a further passage opening in the gel-like layer 2 through the prism 1 to a recording and evaluation device 4 , preferably a CCD camera 5 . The fingerprint recorded by this device is then used in an evaluation device, not shown, in a manner known per se for personal identification. The signals recorded by the device 5 contain fluctuations that can be assigned, for example, to the pulse rate and also the blood pressure of the person, that is to say medical data of the person. One is therefore able, for example, to carry out a live recognition of the person in this way.

Hierfür ist eine Messung über eine Zeit von bis zu 1 Sekunde oder über ein bis zwei Amplituden oder Perioden des abgenommenen Mess-Signals genügend, und zwar bei nur einem Mess- bzw. Auswertekanal, der an der optischen Auswertevorrichtung 5 in an sich bekannter Weise anschliesst. For this purpose, a measurement over a time of up to 1 second or over one or two amplitudes or periods of the measured signal taken is sufficient, specifically with only one measurement or evaluation channel, which connects to the optical evaluation device 5 in a manner known per se ,

Durch mehrere Mess- bzw. Auswertekanäle in der Vorrichtung 5 lässt sich dieses System auch dahingehend erweitern, dass ein umfassender medizinaler Patientenzugang zwecks Ermittlung von Gesundheitsparametern gegeben ist. Vorteilhaft hierfür ist es die Mess-Zeitspanne zu erhöhen, vorzugsweise auf zehn bis fünfzehn Amplituden oder Perioden des abgenommenen Mess- Signals. This system can also be expanded by a plurality of measurement or evaluation channels in the device 5 in such a way that a comprehensive medical patient access is provided for the purpose of determining health parameters. It is advantageous for this to increase the measurement period, preferably to ten to fifteen amplitudes or periods of the measured signal taken.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist, ausgehend von einem System nach der Fig. 1, auf der Hyothenusenfläche des Prismas 1 ein dünne Schicht 6 aufgebracht, die aus einem lichtdurchlässigen Filterpapier besteht, das vorzugweise Enzyme enthält. Solche Filterpapiere reagieren auf organische bzw. menschliche Gewebe indem sie ihre Transmissionswerte für die aus 2 kommende Strahlung verändern. Das eröffnet die Möglichkeit einer zusätzlichen Sicherung gegen missbräuchliche Benutzung des Systems zum Beispiel durch Auflegen einer Fingerprintkopie anstelle des Fingers. Das Enzym-Filterpapier kann auch durch einen entsprechend preparierten Faden ersetzt werden, der im Bedarfsfall von einer Rolle abgezogen und auf die Schicht 2 im Öffnungsbereich aufgelegt wird. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, starting from a system according to FIG. 1, a thin layer 6 is applied to the hyothenus surface of the prism 1 , which layer consists of a translucent filter paper, which preferably contains enzymes. Such filter papers react to organic or human tissue by changing their transmission values for the radiation coming from 2 . This opens up the possibility of an additional safeguard against misuse of the system, for example by placing a fingerprint copy instead of the finger. The enzyme filter paper can also be replaced by a suitably prepared thread which, if necessary, is pulled off a roll and placed on layer 2 in the opening area.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss der Fig. 3 ist der gelartigen Schicht 2 zusätzlich ein Mikro-Sensor zugeordnet, mit dem weitere Messungen vorgenommen vorgenommen werden können. Besonders geeignet hierfür sind Mikrosensoren wie sie in der Deutschen Patentschrift 43 21 254 und dem dort beschriebenen Stand der Technik dargestellt und beschrieben sind. Das ist von besonderem Interesse wenn mit gasempfindlichen Feststoffen, Enzymen oder dergleichen gemessen wird. Es wird hierdurch eine vielseitige und umfassende Diagnose-Möglichkeit eröffnet. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the gel-like layer 2 is additionally assigned a micro sensor with which further measurements can be carried out. Microsensors such as those shown and described in German Patent 43 21 254 and the prior art described therein are particularly suitable for this. This is of particular interest when measuring with gas-sensitive solids, enzymes or the like. This opens up a versatile and comprehensive diagnostic option.

Bringt mau, so wie in der Fig. 4 dargestellt auf eine Prismenfläche einen zusätzlichen Sensor 7, wie einen geheizten SnO₇-Dreikanal-Multigas-Sensor auf, so wird dadurch die Möglichkeit eröffnet auch die flüchtigen Gasanteile aus dem aufgelegten Finger 4 zu erfassen und für eine Diagnose auszuwerten. If, as shown in FIG. 4, an additional sensor 7 , such as a heated SnO ₇ three-channel multigas sensor, is applied to a prism surface, this also opens up the possibility of also detecting the volatile gas components from the finger 4 placed on it evaluate for a diagnosis.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 5 sind auf der gelartigen Schicht 2, vorzugsweise den Lichtdurchtrittsöffnungen benachbart Multiionen-Elektroden 8 zur Feuchtemessung aufgebracht. Über diese Elektroden ist in an sich bekannter Weise die Jonenkonzentration der feuchten oder angefeuchteten Haut des aufgelegten Fingers 4 ermittelbar. Dies ist für diagnostische Zwecke in vielen Fällen von Interesse. In the embodiment according to FIG. 5, multi-ion electrodes 8 for moisture measurement are applied to the gel-like layer 2 , preferably adjacent to the light passage openings. The ion concentration of the moist or moistened skin of the placed finger 4 can be determined in a manner known per se via these electrodes. In many cases this is of interest for diagnostic purposes.

In der Fig. 6 ist ein System dargestellt, mit dem taktile Grössen wie die Hautspannung in Verbindung mit einer Fingerprint-Aufnahme zugleich als medizinische Messwerte von einer die Einrichtung benutzenden Person mittels taktiler Sensoren abgeleitet werden können. Vorteilhafte Positionierungen solcher Sensoren 8 sind in der Fig. 7 gezeigt. Die Sensoren bestehen aus werden vorteilhaft als Biegebalken, Vibrator oder mechanischen Impulsgeber ausgebildet. Diese Ausbildungen sind der vorstehend erwähnten Deutschen Patentschrift im Detail entnehmbar, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Die vom Sensor ausgehenden mechanischen Wellen treffen auf die Haut des aufliegenden Fingers 4 und beeinflussen das über den Aufnehmer 5 dem System entnehmbare Signal, das somit personenspezifische Komponenten für die weitere Auswertung enthält. In FIG. 6, a system is shown, with the tactile variables such as the skin tension in conjunction with a fingerprint image of a device which the person using it can be derived by means of tactile sensors at the same time as a medical measurements. Advantageous positions of such sensors 8 are shown in FIG. 7. The sensors consist of are advantageously designed as a bending beam, vibrator or mechanical pulse generator. These designs can be found in detail in the aforementioned German patent specification, to which express reference is made. The mechanical waves emanating from the sensor hit the skin of the finger 4 lying thereon and influence the signal which can be obtained from the system via the sensor 5 and which therefore contains person-specific components for further evaluation.

Die Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemässes System bei dem zusammen mit der Fingerprint-Auswertung zugleich eine galvanische und/oder induktive und/oder kapazitive Messung des Hautwiderstandes erfolgt, die berührend oder nichtberührend durchgeführt werden kann. Hierzu sind auf dar gelartigen Schicht Elektroden 9 so angeordnet, dass mit einer zwischen ihnen anliegenden Gleichspannung oder Wechselspannung, die niederfrequent aber auch hochfrequent sein kann, ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Die Messung kann auf zweierlei Weise erfolgen. Entweder wird der Einfluss des Feldes auf das an dar Haut reflektierte Licht mit dem Aufnehmer 5 unmittelbar bestimmt und/oder es wird aus dem elektrischen Schaltungsweg der Speisung der Elektroden ein entsprechendes Signal abgeleitet und dem Fingerprint-Signal des Aufnehmers 5 zugeordnet. FIG. 7 shows a system according to the invention in which, together with the fingerprint evaluation, a galvanic and / or inductive and / or capacitive measurement of the skin resistance is carried out, which can be carried out in a touching or non-touching manner. For this purpose, electrodes 9 are arranged on the gel-like layer in such a way that an electric field is built up with a direct voltage or alternating voltage present between them, which can be low-frequency but also high-frequency. The measurement can be done in two ways. Either the influence of the field on the light reflected from the skin is determined directly with the pickup 5 and / or a corresponding signal is derived from the electrical circuit path for feeding the electrodes and assigned to the fingerprint signal of the pickup 5 .

Die Messdaten-Aufnahme kann auch örtlich mehrfach, vorzugsweise zeitgleich hinsichtlich mehrerer zu ermittelnder Informationen erfolgen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in dar Fig. 8 dargestellt. Zumindest für mehr als einen Finger ist eine eigene Messstelle nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit den Fig. 1 bis 7 vorgesehen. Für die Ausführung nach der Fig. 8 ist je eine Messstelle im Auflagebereich des Daumens D, des Zeigefingers Z, des Mittelfingers M, des Ringfingers R und des kleinen Fingers K vorgesehen. D dient einer hochfrequenten Messung analog zum Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7. Z dient einer taktilen Messung analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 6. M dient einer Messung der Ionenkonzentration analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5. R dient einer Gas-Messung analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 4. K kann optische Messkanäle analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfassen. Man erhält auf diesem Wege eine enge Verknüpfung einer Vielzahl solcher Messwerte mit der Identifikation. The measurement data can also be recorded locally several times, preferably at the same time with regard to more information to be determined. An exemplary embodiment of this is shown in FIG. 8. A separate measuring point according to one of the preceding exemplary embodiments with FIGS. 1 to 7 is provided at least for more than one finger. For the embodiment according to FIG. 8, one measuring point each is provided in the contact area of the thumb D, the index finger Z, the middle finger M, the ring finger R and the little finger K. D is used for a high-frequency measurement analogous to the embodiment of FIG. 7. Z is used for a tactile measurement analogous to the embodiment of FIG. 6. M is used for measuring the ion concentration analogously to the embodiment of FIG. 5. R is used for gas measurement analogous to the embodiment Fig. 4. K may optical measurement channels analogous to the exemplary embodiment of FIG. 1 include. In this way, a large number of such measurement values are closely linked to the identification.

Die Fig. 9 zeigt eine Weiterbildung, bei der in der gelartigen Schicht weitere Sensoren eingelagert sind. Ein piezoresistiver Mikrovibrator 16 dient zur Anregung der Fingerhaut für Hautwiderstandsmessungen. Zur Desinfektion der Oberfläche sind TiO₂-Mikrodepots 14 eingelagert, in welchen Bereich auch eine UV-Strahlung 18 einwirken kann. Vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigem Gel bestehende Mikroelektroden 13 können analog zur Fig. 7 für die Messung des elektrischen Hautwiderstandes eingelagert werden. Auch können Mikroelektroden 15 für elektrische Spannungsmessungen von Metaboliten auf der Haut vorgesehen werden, die beispielsweise aus LaF₃, AgCl, Cu₂S usw. bestehen und im Gel eingelagert sind. Durch Einkopplung gerichteten Lichts 18 mittels einiger ausgewählter LED's wird eine Möglichkeit für die Bestimmung von Herz- Kreislaufparametern und/oder der mikroperipheren Durchblutung eröffnet. FIG. 9 shows a development in which further sensors are embedded in the gel-like layer. A piezoresistive microvibrator 16 serves to excite the finger skin for skin resistance measurements. To disinfect the surface, TiO ₂ microdepots 14 are embedded, in which area UV radiation 18 can also act. Microelectrodes 13 , preferably consisting of an electrically conductive gel, can be incorporated analogously to FIG. 7 for the measurement of the electrical skin resistance. Microelectrodes 15 can also be provided for electrical voltage measurements of metabolites on the skin, which, for example, consist of LaF ₃ , AgCl, Cu ₂ S etc. and are embedded in the gel. By coupling directed light 18 by means of a few selected LEDs, a possibility is opened for the determination of cardiovascular parameters and / or the micro-peripheral blood circulation.

Bei erfindungsgemässen Ausführungsformen kann es sich im Einzelfall als vorteilhaft erweisen, wenn ähnlich zur Fig. 6 Aktoren vorgesehen werden, die zu einer Erhöhung der Penetration von Stoffen aus der Blutbahn auf die Hautoberfläche führen, wie Iontophorese, Elektrophorese, Ultraschall, Unterdruck, chemische Stoffe, biologische Organismen, Erwärmung, mechanischer Stoss, Feuchtpflaster und feuchtedichter Hohlraum. In embodiments according to the invention, it may prove advantageous in individual cases if, similar to FIG. 6, actuators are provided which lead to an increase in the penetration of substances from the bloodstream onto the skin surface, such as iontophoresis, electrophoresis, ultrasound, negative pressure, chemical substances, biological organisms, warming, mechanical shock, damp patches and moisture-proof cavity.

Im speziellen Anwendungsfall empfiehlt sich für das System eine Arbeitspunktoptimierung. Hierzu wird rechentechnisch und/oder regelungstechnisch der Arbeitspunkt gesucht, der optimale Ergebnisse in Bezug auf die zu ermitteln den Werte, beispielsweise auf Glukose ergibt. Der günstigste Arbeitspunkt kann dabei im Einzelfall der Arbeitspunkt sein, bei dem die geringste Streuung gegeben ist. In the special application, one is recommended for the system Operating point optimization. This is done in terms of computing and / or control technology the working point sought, the optimal results in relation to the determine the values, for example on glucose results. The cheapest In individual cases, the working point can be the working point at which the least scatter is given.

Vor allem bei Messungen, bei denen die Hautfeuchtigkeit von Bedeutung ist kann diese durch körperliche Beansprchung der Testperson auf den empfehlenswerten Pegel angehoben werden. Ausserdem ist Hualoronsäure für diesen Zweck einsetzbar. Especially for measurements where skin moisture is important can this by physical stress on the test person on the recommended level. In addition, hualoronic acid is for this Purpose can be used.

Claims

1. Identification system in the manner of an optically operating fingerprint system, characterized in that a medical measurement system is assigned to a fingerprint identification system in such a way that, when the fingerprint is recorded, medical measurements of the person using the device are also recorded via sensors.

2. Identification system according to claim 2, characterized in that a gel-like layer on a surface of one for fingerprint removal provided optical prism is applied to the support of the identifying tissue to be examined.

3. Identification system according to claim 2, characterized in that the gel-like layer with a strip-like or matrix-like doping with conductive material for skin resistance measurements and / or with electrodes did electrochemical measurements.

4. Identification system according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that additional sensors and / or the sensors and / or the tissue-activating elements to be examined are provided.