DE10332106A1

DE10332106A1 - Personenerkennungsvorrichtung und -system

Info

Publication number: DE10332106A1
Application number: DE2003132106
Authority: DE
Inventors: Akio Nagasaka; Takafumi Miyatake; Naoto Miura; Yuichi Kashimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: US20040184641A1; US7245745B2; US9141843B2; CN101030250A; CN102682285B; CN102722693A; US8121354B2; CN101030249A; CN1527247A; US7706582B2; JP3770241B2; US20050254690A1; US20080049981A1; CN102722693B; US20080152195A1; DE10362243B4; CN102682285A; CN102722694B; US20080049982A1; CN101030250B

Abstract

Es wird eine kompakte Personenerkennungsvorrichtung angegeben, die verhindert, dass sich ein Benutzer Druck ausgesetzt fühlt, und die beständig gegen Außenlicht ist, wenn das Bild eines Finger-Blutgefäßemusters durch Transmissionslicht erfasst wird. Die Vorrichtung verfügt über einen Führungsteil (108) zum Festlegen der Fingerposition, eine auf mindestens einer Seite des Führungsteils angeordnete Lichtquelle (114) zum Emittieren von durch den Finger zu transmittierendem Licht, einen Bilderfassungsteil (112) zum Efassen des Transmissionslichts, eine Abschirmeinheit (116) zum Begrenzen des Beleuchtungsbereichs des Lichts, eine Fingerdicke-Messeinheit, eine Einheit zum Steuern der Lichtmenge der Lichtquelle auf Grundlage des Messergebnisses, eine Einheit zum Aufzeichnen registrierter Fingerbildmuster, eine Einheit zum Vergleichen eines erfassten Bildmusters vom Bilderfassungsteil mit den registrierten Mustern sowie eine Einheit zum Steuern verschiedener Verarbeitungsvorgänge entsprechend dem Vergleichsergebnis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Personenerkennungsvorrichtung unter Ausnutzung von Körpermerkmalen, insbesondere eine solche, die auf der Erkennung eines Blutgefäßemusters in einem Finger beruht.
Als sehr zweckdienliches Sicherheitsverfahren, bei dem es nicht erforderlich ist, einen Schlüssel oder dergleichen mitzuführen, und durch das die Gefahr unberechtigten Gebrauchs durch Verlust oder Diebstahl verringert ist, zieht die Erkennung mittels Körpermerkmalen unter Verwendung eines Körperteils, wie mittels des Fingerabdrucks, des Irismusters oder eines Blutgefäßemusters, Aufmerksamkeit auf sich. Unter diesen Verfahren führt ein solches unter Verwendung eines Blutgefäßemusters zu geringer Abweisung, da es nicht an kriminalistische Untersuchungen, wie bei Fingerabdrücken, erinnert und da nicht das Auge direkt Licht ausgesetzt wird, wie bei der Untersuchung des Irismusters. Ferner zeigt ein Erkennungsverfahren unter Verwendung eines Blutgefäßemusters den Vorteil, dass eine Fälschung schwierig ist, da es sich bei einem Blutgefäßemuster nicht um eine Eigenschaft einer Körperoberfläche handelt, die leicht beeinflusst werden kann, sondern da es sich um ein internes Merkmal handelt.
Ein derartiges Blutgefäßemuster innerhalb eines lebenden Körpers wird dadurch erhalten, dass ein betreffender Bereich mit einer Infrarotlichtquelle beleuchtet wird und ein zugehöriges Bild durch ein Bilderfassungssystem wie eine Kamera oder einen Bildsensor mit Empfindlichkeit auf Infrarotstrahlung erfasst wird. Da Hämoglobin im Blut Infrarotlich gut absorbiert, wird Licht im Blutgefäßabschnitt absorbiert, und dieser erscheint im Bild dunkel im Vergleich zum umgebenden Gewebe. Ein Muster, das durch Unterschiede zwischen hellen und dunklen Abschnitten erhalten wird, bildet das Blutgefäßemuster.
Es existieren zwei Verfahren zum Erfassen eines Bilds eines Blutgefäßemusters. Eines der beiden Verfahren ist ein Reflexionsverfahren, bei dem Reflexionslicht erfasst wird. Das andere ist ein Transmissionsverfahren, bei dem transmittiertes Licht erfasst wird, das durch Beleuchtung von hinten erhalten wird. Eine derartige Personenerkennungsvorrichtung ist z. B. im Dokument JP-A-2002-083298 offenbart.
Beim Reflexionsverfahren können die Lichtquelle und ein Bilderfassungssystem als ein Körper auf derselben Seite angeordnet werden. Demgemäß zeigt das Reflexionsverfahren den Vorteil, dass die Vorrichtung kompakt untergebracht ist und der Raum um den Finger herum von der Vorrichtung nicht belegt wird, so dass offener Zugang vorliegt. Wenn reflektiertes Licht erfasst wird, wird jedoch von der Lichtquelle emittiertes Licht nicht gerade schwach von der Epidermis reflektiert. Die Stärke des Lichts, das in der Umgebung des im subkutanen Gewebe liegenden Blutgefäßes, das unter der Epidermis liegt, anlangt und reflektiert wird, wird relativ schwach. Daher fehlt es dem erfassten Bild an Deutlichkeit. Im Ergebnis ist es schwierig, ein Muster mit guter Wieder holbarkeit zu erzielen, solange das Blutgefäß nicht so deutlich ist, dass sogar bei sichtbarem Licht eine visuelle Erkennung möglich ist, wie bei einer Vene, die auf der Rückseite einer Hand mit dünner Epidermis liegt. Dies bedeutet, dass das Muster leicht reproduziert werden kann und ein ernsthaftes Problem betreffend eine Sicherheitstechnik zum Verhindern von Fälschungen besteht. Außerdem ist wegen der Eigenschaft, dass die Reflexion von Licht von der Epidermis stark ist, in unvermeidlicher Weise der Einfluss einer Änderung der Hautoberfläche im erfassten Bild groß, wie durch Verletzungen, Hautrisse oder Runzeln.
Andererseits existiert beim Transmissionsverfahren eine Grenze hinsichtlich der Dicke eines lebenden Körpers, durch den Licht gestrahlt werden kann. Jedoch wird von der Lichtquelle emittiertes und durch die Epidermis reflektiertes Licht nur zur Seite der Lichtquelle rückgeführt, und das Bilderfassungssystem wird nicht beeinflusst. Ein Finger verfügt gerade über eine Dicke, durch die Licht gestrahlt werden kann. Insbesondere ist hinsichtlich des Blutgefäßemusters, das sich auf der Handflächenseite befindet, das Blutgefäß selbst dünn, und die Epidermis ist auch dick im Vergleich zu der auf der Rückseite. Selbst wenn das Bild des Blutgefäßemusters durch eine Kamera erfasst wird, ist daher das Transmissionsverfahren hinsichtlich der Fälschungssicherheit hervorragend.
Um transmittiertes Licht zu erfassen, ist es jedoch erforderlich, den Finger zwischen die Lichtquelle und das Bilderfassungssystem einzuführen. Wenn der Lichtquellenteil, der Finger und der Kamerateil in der genannten Reihenfolge auf einer vertikalen geraden Linie angeordnet sind, wie es in der 9 dargestellt ist, verdeckt daher der Lichtquellenteil den Finger, als handle es sich um eine Abdeckung, wenn dies während des Betriebs von der Position des Auges aus ge sehen wird. Der Benutzer der Personenerkennungsvorrichtung fühlt sich unter Druck, da er seinen Finger nicht erkennen kann. Ferner kann, wenn eine Bedientaste oder dergleichen an der Fingerspitzenposition angebracht ist, der Benutzer hinsichtlich des Erkennens der Tastenposition unschlüssig sein. Andererseits existiert, wenn der Lichtquellenteil, der Finger und der Kamerateil in einer horizontalen geraden Linie angeordnet sind, wie es in der 10 dargestellt ist, nichts, wie z.B. eine Abdeckung, das den oberen Bereich abdecken würde, und der Finger kann von der Augenposition aus gesehen werden. Jedoch existiert ein Problem dahingehend, dass die zur Kennung verwendbare Hand abhängig von der Positionsbeziehung zwischen der Lichtquelle und der Kamera auf die linke oder rechte Hand beschränkt ist. Die 10 zeigt den Fall, dass die Lichtquelle rechts angeordnet ist. Wenn die Hand die rechte Hand ist, ist es einfach, die Handflächenseite der Finger zum Kamerateil zu drehen. Im Fall der linken Hand ist es jedoch erforderlich, den Arm zwangsweise zu verrenken, um die Handflächenseite zum Kamerateil zu drehen. Anders gesagt, ist bei einer Personenerkennungsvorrichtung mit einem Kamerateil auf der linken Seite und einem Lichtquellenteil auf der rechten Seite eine andere Erkennung als eine solche unter Verwendung der rechten Hand nicht praxisgerecht. Im Fall der entgegengesetzten Anordnung ist eine Erkennung unter Verwendung der linken Hand erzwungen. Selbstverständlich ist es denkbar, zwei Sätze, von denen jeder eine Lichtquelle und eine Kamera enthält, symmetrisch bereitzustellen, die der rechten bzw. linken Hand zugeordnet sind. Jedoch existieren dabei viele Probleme wie ein Kostenanstieg und das Erfordernis eines Umschaltens der Kameras.
Als Lösung dieser Probleme ist ein Verfahren denkbar, wie es in der 12 dargestellt ist. Bei diesem Verfahren sind die Lichtquelle, der Finger und das Bilderfassungssystem in vertikaler Richtung angeordnet, jedoch nicht einfach in die ser vertikalen Richtung. Lichtquellen sind in verkipptem Zustand schräg über dem Finger angeordnet. Im Ergebnis ist der Finger zum Betriebszeitpunkt nicht von der Augenposition her verdeckt und das Gefühl eines ausgeübten Drucks kann im Vergleich zum in der 11 veranschaulichten herkömmlichen Verfahren mit vertikaler Anordnung gelindert werden. Außerdem ist es nicht erforderlich, die zur Erkennung zu verwendende Hand auf die linke oder die rechte Hand einzuschränken.
Selbst wenn die Lichtquellen schräg über dem Finger angeordnet werden, sind jedoch Seitenwände zum Halten der Lichtquellen mit der herkömmlichen Höhe erforderlich, und das verbliebene Druckgefühl ist nicht gering. Außerdem ändert sich die Größe der gesamten Vorrichtung kaum. Selbstverständlich wird das Druckgefühl beseitigt, wenn die Seitenwände niedriger gemacht werden. Jedoch wird das von der Lichtquelle emittierte Licht in diesem Fall zu den Seitenflächen des Fingers nach innen gestreut, und demgemäß erreicht das Licht die Handflächenseite des Fingers, wobei keine gerade Linie in der Einfallsrichtung vorliegt. Anders gesagt, existiert transmittiertes Licht auf der Handflächenseite des Fingers auf dieselbe Weise wie dann, wenn die Lichtquelle an der Rückseite des Fingers angeordnet ist. Wenn die Lichtquellen an niedrigen Positionen angeordnet sind, trifft Licht jedoch direkt auf die handflächenseitigen Abschnitte, und Licht wird reflektiert. Aus demselben Grund wie beim Reflexionsverfahren wird es dann schwierig, ein Blutgefäßemuster von jedem der handflächenseitigen Abschnitte zu erhalten. Da das Ausmaß des durch die Seitenfläche des Fingers reflektierten Lichts hoch ist, werden Bereiche, in denen die Helligkeit auf ihren Maximalwert in Sättigung gegangen ist, im erfassten Bild erzeugt, und es gehen Teile des Blutgefäßemusters verloren, wie es in der 13 als typischem Beispiel dargestellt ist.
Wenn die Ausgangsstärke der Lichtquellen eingestellt wird, kann die Fläche jedes der gesättigten Bereiche auf einen kleinen Wert eingeschränkt werden. In diesem Fall wird jedoch in umgekehrter Weise die die Nähe des Zentrums der Handflächenseite des Fingers erreichende Lichtmenge unzureichend, was zum Problem führt, dass kein Blutgefäßemuster erhalten werden kann. Anders gesagt, wird kein korrektes Blutgefäßemuster erhalten, solange nicht das Verhältnis des reflektierten zum transmittierten Licht geeignet eingestellt wird. Wenn die Seitenwände niedrig sind, trifft außerdem von den Lichtquellen emittiertes Licht auf externes Licht direkt schräg auf die Seitenfläche des Fingers. Dies wird ein Grund zur Erschwerung der Erkennungsfunktion bei starkem Außenlicht, wie im Sonnenlicht.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Personenerkennungsvorrichtung zu schaffen, die verhindert, dass sich der Benutzer Druck ausgesetzt fühlt, und die stabil gegen Außenlicht ist, wenn ein Bild eines Blutgefäßemusters unter Verwendung von Transmissionslicht erfasst wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, Sättigungsbereiche im durch Erfassen des Bilds eines Fingers erhaltenen Muster zu verringern, um dadurch ein deutliches Finger-Blutgefäßemuster zu erzeugen, wenn Lichtquellen in der Richtung der Fingerseitenfläche angeordnet sind.
Diese Aufgaben sind durch Personenerkennungsvorrichtungen gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1, 2 und 6 sowie ein Personenerkennungssystem gemäß dem beigefügten Anspruch 11 gelöst.
Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird ein Beispiel der in der Anmeldung offenbarten Erfindung grob beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Personenerkennungsvorrichtung verfügt über eine Lichtquelle zum Emittieren von durch einen Finger zu strahlendem Licht, einen Bilderfassungsteil zum Erfassen von Transmissionslicht, das durch Anwendung des von der Lichtquelle emittierten Lichts erhalten wird, und eine Einheit zum Einstellen der Lichtmengen des Transmissionslichts vom Finger sowie des Reflexionslichts von den Seitenflächen des Fingers.
Genauer gesagt, begrenzt eine Abschirmeinheit einen Bestrahlungsbereich als Einheit zum Ändern der Lichtmengen. Oder es wird Licht von einer Lichtquelle mit starker Richtwirkung, wie einem Laser, auf die Oberseite des Fingers fokussiert. Derartige Konfigurationen werden offenbart.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden.
1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung;
2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Personenerkennungssystems;
3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Softwareablaufs;
4 zeigt eine Schnittansicht eines Fingereinführabschnitts einer Personenerkennungsvorrichtung;
5 zeigt eine Ausführungsform einer Personenerkennungsvorrichtung unter Verwendung eines ebenen Bilderfassungssys tems;
6 zeigt eine Ausführungsform einer Personenerkennungsvorrichtung unter Verwendung eines Spiegels beim Erfassen eines Bilds;
7 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung;
8 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung;
9 ist ein schematisches Diagramm, das Probleme bei einem herkömmlichen Verfahren veranschaulicht;
10 ist ein schematisches Diagramm, das Probleme bei einem herkömmlichen Verfahren veranschaulicht;
11 bis 14 sind schematische Diagramme, die eine Änderung eines erfassten Bilds entsprechend einer Lichtquellenposition zeigen;
15 und 16 zeigen ein jeweiliges Beispiel einer Personenerkennungsvorrichtung unter Verwendung eines Spiegels als Lichtquelle; und
17 zeigt Daten zum Veranschaulichen von Beziehungen zwischen einem Abschirmverhältnis und einem Sättigungsbereich.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung detailliert beschrieben.
Hierbei bedeutet die Unterseite eines Fingers die Handflächenseite oder einen Bilderfassungsteil, und die Oberseite eines Fingers bedeutet die Handrückseite oder eine Fläche entgegengesetzt zur Fläche des Bilderfassungsteils. Eine Seitenfläche ist eine andere Fläche eines Fingers als die Handflächenseite oder die Rückseite desselben, oder eine andere Fläche als die Oberseite und die Unterseite.
Transmissionslicht bedeutet Licht, das durch das Innere eines Fingers gestrahlt wurde, und dieser Begriff wird zur Unterscheidung von Licht verwendet, das durch die Oberfläche der Haut oder der Epidermis reflektiert wird.
Die Sättigungsbereiche an den Seiten des Fingers, wie als typisch in der 13 dargestellt, werden durch Licht hervorgerufen, das von der Lichtquelle emittiert wird und direkt durch die Oberfläche der Haut reflektiert wird und an der Kamera anlangt. Solange das Verhältnis des Phasenverzögerungsbereichs zum Transmissionslicht nicht geeignet eingestellt wird, wird kein korrektes Blutgefäßemuster erhalten. Nachfolgend wird eine erfindungsgemäße Lösung beschrieben.
Die 1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung. Auf der Oberseite eines Hauptkörpers befindet sich eine Führungsnut 108, um auf intuitiv erkennbare Weise eine Stelle anzuzeigen, auf die ein Finger 102 gelegt werden sollte. Lichtquellenteile 104 sind auf der linken und rechten Seite der Führungsnut 108 angeordnet. Die Führungsnut wirkt auch als niedrige Seitenwände, die die Unterseite des Fingers verdecken. Innerhalb der Vorrichtung sind Lichtquellen angeordnet, deren Oberseiten abgedeckt sind. Licht wird durch einen Lichtquellen-Öffnungsteil 106 auf den auf die Führungsnut 108 gelegten Finger geleitet. Die auf den Lichtquellen angebrachten Abdeckungen spielen auch eine Rolle beim Verhindern, dass aus der gewünschten Bestrahlungsrichtung heraus gestreutes Licht durch andere Finger als den Er kennungsfinger oder die Handfläche reflektiert wird und die Bilderfassung als Störlicht beeinflusst. Wenn der Finger so aufgelegt wird, dass er mit der Führungsnut 108 ausgerichtet ist, existiert an einer der Fingerspitze entsprechenden Position ein Tastenschalter 118, und an einer Position entsprechend Bereichen, die vor und hinter dem ersten und zweiten Gelenk des Fingers liegen, befindet sich ein Bilderfassungs-Öffnungsteil 110. Auf diese Weise kann ein Bild des Fingers durch eine Kamera (Bilderfassungsteil) 112, die unter dem Bilderfassungs-Öffnungsteil 110 angeordnet ist, erfasst werden. Auf der Kamera (Bilderfassungsteil) 112 ist ein Filter zum Durchlassen nur der Wellenlänge infraroter Strahlung angebracht, um den Einfluss von Licht im sichtbaren Bereich zu beschränken und auf deutliche Weise das Bild eines Blutgefäßemusters aufzunehmen.
Der Bilderfassungs-Öffnungsteil 110 ist durch eine Platte aus transparentem Glas oder Acryl, gemeinsam mit dem Lichtquellen-Öffnungsteil 106, abgedeckt, um Licht durchzulassen und zu verhindern, dass Fremdsubstanzen in die Personenerkennungsvorrichtung gelangen. Unter Verwendung einer Platte eines optischen Filters, das nur Licht im Infrarotbereich durchlässt, anstelle einer Platte aus Glas oder Acryl, können zwei Funktionen mit einer Platte erzielt werden, nämlich Schutz der Vorrichtung und Verringerung sichtbaren Lichts. Ferner kann das Chassis aus einem optischen Filtermaterial integral mit dem Lichtquellen-Öffnungsteil und dem Bilderfassungs-Öffnungsteil bestehen.
Die Sättigungsbereiche in den Seitenflächen des Fingers, wie in der 13 dargestellt, werden durch die Tatsache erzeugt, dass von der Lichtquelle emittiertes und direkt an der Oberfläche der Haut reflektiertes Licht an der Kamera anlangt. Anders gesagt, können die Sättigungsbereiche dadurch kleiner gemacht werden, dass die auf die Handflächen seite des Fingers, d. h. auf die Unterseite des Fingers in der 13, aufgestrahlte Lichtmenge absolut oder relativ eingeschränkt wird. Bei der Erfindung wird daher die Menge des auf einen speziellen Bereich (insbesondere die Oberseite des Fingers) gestrahlten Lichts eingestellt, und daher wird die Fläche des hinsichtlich der Helligkeit gesättigten Bereichs selbst in einem Bild verringert, das unter Verwendung eines Seitenflächen-Bestrahlungsverfahrens erfasst wird. So wird das Problem gelöst, dass ein Teil des Blutgefäßemusters verloren geht. Zum Beispiel werden die Intensität und die Menge des auf den oberen Teil des Fingers gestrahlten Lichts erhöht.
Genauer gesagt, ist innerhalb jedes der in der 1 dargestellten Lichtquellenteile eine Lichtquelle 114 zum Emittieren von Infrarotlicht auf einer Abschirmplatte 116 montiert. Die Abschirmplatte verhindert, dass Licht zur Unterseite des Fingers läuft, und sie dient als Messstab für die Position, an der der Finger platziert ist. Die Abschirmplatte dient auch als Teil der Führungsnut. Dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass die Ebene der Abschirmplatte nahezu mit der optischen Achse der Lichtquelle übereinstimmt und die optische Achse zur Oberseite des Fingers gedreht wird, wird es möglich, Licht von der Unterseite des Fingers abzuschirmen, während der stärkste Lichtabschnitt der Lichtquelle effizient genutzt wird. Wenn die Schrägstellung der Abschirmplatte ausreichend ist und die Lichtquelle an der unteren Endseite platziert ist, ist die Lichtquelle an einer Position unter der Führungsnut untergebracht, und daher kann die Vorrichtung flach ausgebildet werden. Dabei wird die Führungsnut einschließlich Teilen der Abschirmplatten einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung einer glanzlosen Farbe mit einem Material oder Muster zum Verhindern, dass durch die Rückseite, d. h. die Oberseite des Fingers reflektiertes Licht, erneut durch die Führungsnut reflektiert wird und auf die Seitenfläche des Fingers gestrahlt wird, unterzogen. Wenn der Bereich, auf den die Lichtbestrahlung eingeschränkt ist, ungefähr 1/2 bis 2/3 von der Fläche des Bilderfassungsteils im Vergleich zur Breite des Fingers, gesehen von der Seitenfläche desselben her, entfernt liegt, wird ein in Versuchen deutliches Blutgefäßemuster erhalten.
Hierbei wird die Richtung, die von der Handflächenseite des Fingers zur rückseitigen Richtung zeigt, wenn auf die Seitenfläche des Fingers, die weder die Handflächenseite noch die Rückseite ist, gesehen wird, als Höhenrichtung bezeichnet. Die Richtung, die von der Spitze zur Wurzel des Fingers zeigt, wird als Breitenrichtung bezeichnet. Daten, wie sie gemessen werden, wenn die Abschirmfläche der Fingerseitenfläche in der Höhenrichtung von der Ebene des Bilderfassungsteils geändert wird, wobei die Fingerbreite in der Breitenrichtung fixiert ist, sind in der 17 dargestellt.
Die 17 zeigt Daten, die dadurch erhalten wurden, dass die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Bereichs, auf den die Lichtbestrahlung eingeschränkt ist, zur gesamten Seitenfläche des Fingers (Abschirmverhältnis der Fingerseitenfläche) und das Verhältnis der Sättigungsbereiche zur Bilderfassungsteil-Fläche des Fingers (Verhältnis der Sättigungsbereiche zur Fingerunterseite) für zwölf untersuchte Finger erhalten wurden.
Aus diesem Kurvenbild ist es ersichtlich, dass aufgrund individueller Unterschiede geringe Variationen bestehen. Wenn der Fingerseitenflächenbereich von ungefähr 2/3 der Bilderfassungsteil-Seite abgeschirmt ist, verschwinden jedoch die Sättigungsbereiche. Es ist erkennbar, dass die Sättigungsbereiche auf ungefähr 10 % eingeschränkt werden können, wenn ein Fingerseitenfläche-Bereich von ungefähr 1/2 abgeschirmt wird. Wenn die Lichtquellen so angeordnet werden, dass Licht auf die Oberseite der Fingerseitenfläche gestrahlt wird, wie wenn die Oberseite von unten her betrachtet wird, ist die Stärke des Lichts, das die Unterseite des Fingers erreicht, eingeschränkt, was zu höherer Effizienz führt. Der Höhenwinkel kann dabei leicht aus einem für die Lichtquelle spezifischen Richtungswinkel erhalten werden, der das Aufspreizmaß des Lichts in der Laufrichtung anzeigt, und aus dem oben beschriebenen idealen Abschirmverhältnis der Fingerseitenfläche.
Selbst wenn die als Konstruktionsteil dienende Abschirmplatte nicht verwendet wird, kann die Reflexion an der Unterseite auch dadurch eingeschränkt werden, dass das Licht von einer Lichtquelle mit starker Richtwirkung, wie einem Laser, auf die obere Hälfte des Fingers fokussiert wird, wobei jedoch die Kosten geringfügig höher werden. Selbst wenn die Lichtquellen unverändert bleiben, ist es ebenfalls möglich, die Bestrahlungsrichtung zu kontrollieren, um sie alleine auf die Oberseite des Fingers einzuschränken, oder eine Ablenkplatte unmittelbar vor dem Bilderfassungssystem zu positionieren, um nicht nur in der für das reflektierte Licht spezifischen Richtung zu schwächen. Außerdem existiert auch ein Verfahren zum Erfassen eines Bilds mit relativ eingeschränktem Einfluss der Reflexion an der Unterseite nicht durch körperliches Schwächen der Reflexion von der Unterseite des Fingers, sondern vielmehr durch Aufstrahlen stärkeren Lichts auf die Oberseite.
Wie bisher beschrieben, ist es möglich, ein deutliches Blutgefäßemuster dadurch zu erhalten, dass eine Einheit zum Einstellen von Lichtmengen, wie sie jeweils auf Bereiche der Oberseite und der Unterseite eines Fingers gestrahlt werden, auf optimale Werte selbst dann einzustellen, wenn die Position der Lichtquelle nicht auf unmittelbar über den Finger beschränkt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Einheit zum Aufstrahlen von Licht auf die Oberseite des Fingers und zum Abschirmen von auf die Unterseite gerichtetem Licht vorhanden. Jedoch ist das Konzept der Erfindung nicht streng nur auf die Ober- und die Unterseite beschränkt. Vielmehr besteht das Konzept der Erfindung darin, Licht auf einen Fingerbereich zu strahlen, der zum Erhalten eines Bilderfassungsmusters einer Vene erforderlich ist, und die Lichtmenge relativ einzuschränken, die auf andere Fingerbereiche gerichtet wird.
Der Benutzer platziert den Finger auf der Führungsnut 108 und betätigt den Tastenschalter 118. Daraufhin wird die Erkennung gestartet. Jedoch ist der Tastenschalter nicht unabdingbar, sondern es kann auch durch eine andere Maßnahme erfasst werden, dass der Finger korrekt auf der Führungsnut platziert wurde. Beispielsweise kann auch ein Berührungssensor unter Verwendung einer Änderung der elektrostatischen Kapazität oder der elektrischen Leitfähigkeit eines lebenden Körpers verwendet werden. Oder ist es auch möglich, ein von der Kamera 112 erfasstes Bild in Echtzeit zu überwachen und die Tatsache, dass ein Finger platziert wurde, unter Verwendung einer Bildverarbeitung zu erkennen. Im Fall eines Berührungssensors reagiert der Benutzer jedoch nicht immer so, dass die Erkennung gestartet werden könnte, und demgemäß ist Sorgfalt erforderlich. Unter Verwendung des Tastenschalters kann der Benutzer explizit den Startzeitpunkt für die Erkennungsverarbeitung bestimmen, und das Erkennungssystem kann im Bereitschaftszustand gehalten werden, bis die Taste betätigt wird. Dies führt zum Vorteil, dass der Energieverbrauch gesenkt werden kann. Außerdem kann die Erkennungsfunktion auf natürliche Weise zu einer herkömmlichen Vorrichtung hinzugefügt werden, die einen Vorgang unter Verwendung eines Tastenschalters ausführte, ohne dass der Benutzer dazu gezwungen wird, den Bedienungsablauf zu ändern. Für den Tas tenschalter besteht in diesem Fall keine Beschränkung auf einen mechanischen Schalter. Zum Beispiel kann alles, wie auch ein Drucksensor, verwendet werden, solange dafür gesorgt ist, dass erst dann ein Kontakt hergestellt wird, wenn der Benutzer eine absichtliche Bedienung vornimmt.
Die Genauigkeit der Personenerkennung kann auch dadurch verbessert werden, dass ein Drucksensor, getrennt vom Tastenschalter, auf der transparenten Platte des Bilderfassungs-Öffnungsteils 110 angebracht wird. Wenn starker Druck auf ein Blutgefäß eines Menschen ausgeübt wird, wird dasselbe zusammengedrückt und verbreitert. Anders gesagt, werden Linien im Venenmuster dick. Wenn weiterer Druck ausgeübt wird, wird der Blutfluss gestoppt und das Blutgefäß kann nicht mehr gesehen werden. Wenn die Tatsache, dass derartige sequenzielle Änderungen, wie sie für einen lebenden Körper spezifisch sind, im erfassten Bild erkennbar sind, wenn der Drucksensor reagiert, als Vorbedingung für die Erkennung gehandhabt wird, wird Erkennungsdiebstahl unter Verwendung eines geschmiedeten Fingers sehr schwierig, und die Sicherheit ist erhöht. Zur Erkennung wird ein Bild, wie es erhalten wird, bevor die Erkennbarkeit des Blutgefäßemusters verloren geht, in einem Pufferspeicher oder dergleichen abgespeichert, oder es wird ein Bild erfasst und verwendet, wie es erhalten wird, nachdem der Finger abgehoben wurde und das Blutgefäßemuster erneut sichtbar ist. Bei einem Verfahren, bei dem dauernd sequenzielle Änderungen im Bild überwacht werden und die Änderungen als Zeitauslöser für die Erkennung verwendet werden, ist kein Drucksensor erforderlich.
Die 2 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Systemkonfiguration. Ein Finger 102 wird zwischen die Lichtquelle 114 und die Kamera 112 eingeschoben, und auf das Betätigen des Schalters 118 hin wird ein Bildsignal eines Blutgefäßemusters aufge nommen. Das Bildsignal der Kamera 112 wird durch eine Bildeingabeeinheit 200 in digitale Daten gewandelt. Die digitalen Daten werden über eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle 204 in einem Computer 202 in einem Speicher 208 abgespeichert. Der Schalter 118 ist über eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle auf dieselbe Weise ebenfalls angeschlossen. Der Ein/Aus-Zustand des Schalters 118 wird im Speicher 208 gespeichert. Oder es wird gleichzeitig mit dem Einschalten des Schalters 118 ein Interruptsignal an eine CPU 206 ausgegeben. Nachdem geklärt wurde, dass der Zustand des Schalters 118 der eingeschaltete Zustand oder nach dem Erfassen des Interruptsignals, startet die CPU 206 ein Softwareprogramm zur Erkennung und führt dieses aus. Auf Grundlage des Verarbeitungsergebnisses des Programms führt die CPU 206 verschiedene Verarbeitungsarten aus, wie ein Anzeigen des Ergebnisses auf einer Anzeigeeinheit 210 oder ein Liefern eines geeigneten Signals an ein Steuerobjekt 214 zum Öffnen oder Schließen einer Tür. Eine Tastatur 212 wird z. B. dazu verwendet, Hilfsinformation betreffend die Erkennung, wie eine Geheimzahl, einzugeben.
Ferner ist es bei einem Personenerkennungssystem auch möglich, verschiedene Arten von Verarbeitungen entsprechend einem Vergleichsergebnis zwischen einem durch den Bilderfassungsteil erfassten Venenmuster und einem registrierten Muster auszuführen.
Die 3 zeigt ein Beispiel für einen Softwareablauf, wie er durch die oben beschriebene Hardware, insbesondere die CPU 206, ausgeführt wird. In einem Schritt 300 wird die gesamte Hardware initialisiert, und Anfangswerte werden in Zwischenvariable eingetragen, die zum Ausführen des Programms benötigt werden. Wenn der Übergang in den Anfangszustand abgeschlossen ist, gelangt das Programm in einen Leerlaufzustand, und es wartet darauf, dass der Schalter 118 eingeschaltet wird (Schritt 302). Wenn der Schalter eingeschaltet wird, wird ein von der Kamera 112 aufgenommenes Bild des Fingers in den Speicher 208 eingetragen (Schritt 304). An den so aufgenommenen Bilddaten wird eine Bildverarbeitung ausgeführt, und es wird das Merkmal des Blutgefäßemusters entnommen (Schritt 306). Es wird eine Vergleichssuche ausgeführt, um zu ermitteln, ob ein Muster existiert, das mit einem bereits registrierten Muster übereinstimmt (Schritt 308). Das registrierte Muster wird vorab wie folgt registriert. Vor der Erkennung führt eine berechtigte, zu registrierende Person die Schritte bis zum Schritt 306 auf dieselbe Weise aus, und dann werden die Daten gemeinsam mit Information, die die zu registrierende Person kennzeichnet, im Speicher 208 abgespeichert. Die so abgespeicherten Daten entsprechen dem registrierten Muster. Hinsichtlich des Speichers zum Registrieren des Musters ist es auch möglich, einen nichtflüchtigen Speicher zu verwenden, bei dem Information durch Abschalten der Spannungsversorgung nicht verloren geht und der getrennt vom Speicher zur Verarbeitungsausführung vorhanden ist. Zum selben Zweck kann ein Aufzeichnungsträger wie eine Festplatte verwendet werden.
Wenn ein übereinstimmendes Muster existiert (Schritt 310), wird ein Signal dahingehend, dass Zugriffsberechtigung erkannt wurde, an ein Steuerobjekt gesendet, wie an eine Vorrichtung oder ein Softwareprogramm, die Berechtigung benötigen, oder es werden Kenndaten der erkannten Person übertragen (Schritt 312). Wenn kein übereinstimmendes Muster aufgefunden wird, wird keinerlei Signal übertragen, oder es wird, bedarfsabhängig, ein Signal dahingehend übertragen, dass illegaler Zugriff versucht wurde. Außerdem wird der Bereitschaftszustand fortgesetzt, bis der Schalter das nächste Mal betätigt wird.
Die Fingerdicke variiert abhängig von Individuen. Wenn die Lichtmenge gleichmäßig ist, erscheint daher bei einigen Personen das Blutgefäßemuster auf gute Weise, jedoch nicht bei anderen. Die Erkennungsgenauigkeit kann dadurch verbessert werden, dass kontinuierlich ein Bild mit geänderten Helligkeiten erfasst wird, während die Spannungsversorgung der Lichtquelle kontrolliert wird, bis das Blutgefäßemuster am günstigsten auftritt. Hinsichtlich der Spannungsversorgung kann z. B. eine schnelle Schaltsteuerung wie PWM (Impulsbreitenmodulation) unter Verwendung von Leistungstransistoren genutzt werden. Außerdem wird, wenn ein Sensor zum Messen der Fingerdicke hinzugefügt ist, ein optimales Blutgefäßemuster mit einer kleineren Anzahl erfasster Bilder dadurch erhalten, dass vorab die Beziehung zwischen der Fingerdicke und der optimalen Lichtmenge berechnet und abgespeichert wird.
Die individuellen Unterschiede der Fingerdicken stehen in engem Zusammenhang mit der Abschirmfunktion. Nun wird der Grund hierfür beschrieben. Wenn ein Finger dick ist, ist seine Höhe beträchtlich höher als die der Abschirmplatte, und die Seitenfläche des Fingers über der Abschirmplatte wird groß. In diesem Fall kann daher Transmissionslicht ausreichend absorbiert werden. Andererseits tritt auch die Möglichkeit auf, dass Licht auf die Unterseite des Fingers fällt. Wenn dagegen der Finger dünn ist, überschreitet die Oberseite desselben die Höhe der Abschirmplatte nicht. Da in diesem Fall die Fläche des Bereichs, auf den Licht fällt, klein ist, tritt die Möglichkeit einer unzureichenden Lichtmenge auf. Anders gesagt, wird dann, wenn die Neigung der Abschirmplatte fixiert ist, die Abschirmung für die Unterseite des Fingers im Fall eines dicken Fingers unzureichend, wohingegen im Fall eines dünnen Fingers die Gefahr einer unzureichenden Lichtmenge an der Oberseite des Fingers besteht. Daher kann die Richtung der Lichtquelle automatisch entsprechend der Fingerdicke dadurch eingestellt werden, dass die Neigung der Abschirmplatte variabel gemacht wird oder Reflexion eines verstellbaren Spiegels genutzt wird. Hinsichtlich der Erkennung der optimalen Position, wenn eine automatische Einstellung ausgeführt wird, ist es möglich, z. B. ein durch die Kamera erfasstes Bild in Echtzeit zu überwachen, die Fläche der Sättigungsbereiche der Seitenflächen des Fingers zu ermitteln und eine Steuerung zum Minimieren der Fläche in einen derartigen Bereich auszuführen, dass das Blutgefäßemuster deutlich erscheint. Ob das Blutgefäßemuster deutlich ist, kann dadurch ermittelt werden, dass ermittelt wird, ob das Helligkeitsverhältnis zwischen einer ein Blutgefäß repräsentierenden schwarzen Linie und einem umgebendes Gewebe repräsentierenden weißen Abschnitt einer bestimmten festen Bedingung genügt. Die Fläche der Sättigungsbereiche kann als Bereich entnommen werden, in dem Pixel mit dem maximalen Helligkeitswert, beginnend mit den Umgebungsgrenzen der beiden Seiten des Fingers, aufeinanderfolgen.
Wenn ferner ein Verstellmechanismus für die Abschirmplatte verwendet wird, können die Lichtquellenteile 104, die in der 1 wie Hügel aufgewölbt sind, mit Ausnahme des Erkennungszeitpunkts innerhalb des Vorrichtungschassis 100 untergebracht sein. Im Ergebnis ist die Form der Vorrichtung im Bereitschaftszustand noch flacher, und die vorstehenden Teile können beseitigt werden. Zum Beispiel tritt die Vorrichtung zur Montage an einem tragbaren Telefon oder einem persönlichen digitalen Assistenten geeignet.
Außerdem kann dafür gesorgt werden, dass die Sättigungsbereiche der Seitenflächen des Fingers aufeinanderfolgend nur auf einer Seite erscheinen, wenn die zu beiden Seiten des Fingers angeordneten Lichtquellen alternierend eingeschaltet werden. Es ist möglich, ein von Sättigungsbereichen freies Bild des Fingers dadurch zu erhalten, dass zwei Bildaufnah men jeweils zum Zeitpunkt des Einschaltens der Lichtquellen erfasst werden, wobei nur halbe Bildaufnahmen, die in den erfassten Bildern der Finger frei von Sättigungsbereichen sind, ausgeschnitten werden und die halben, von Sättigungsbereichen freien Aufnahmen kombiniert werden, um eine Bildaufnahme zu erzeugen. Im Fall dieses Verfahrens wird auch die Abschirmplatte überflüssig. Jedoch existiert auch der folgende Kompromiss. Da zwei Aufnahmen aufeinanderfolgend entsprechend dem Einschalten der Lichtquellen aufgenommen werden müssen, ist etwas mehr Zeit erforderlich. Da diese zwei Bildaufnahmen nicht immer mit derselben Lichtmenge erhalten werden, wird in einigen Fällen eine Grenze zwischen den Bildern auffällig. Wenn eine Glättung ausgeführt wird, um die Grenze unauffällig zu machen, geht in einigen Fällen die Deutlichkeit des Bilds verloren.
Die 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die bei einer Variation der Personenerkennungsvorrichtung 100 durch Betrachten der Führungsnut 108, auf der ein Finger platziert wird, von der Seite her erhalten wird. Am Boden der Führungsnut befindet sich ein Bilderfassungs-Öffnungsteil 110, unter der eine Kamera 112 vorhanden ist. Die Führungsnut 108, auf der der Finger platziert wird, kann flach sein. Wie es in der 4 dargestellt ist, kann die Führungsnut 108, auf der der Finger platziert wird, jedoch so konzipiert sein, dass sie vom Bilderfassungs-Öffnungsteil 110 zu einem Fingerspitzenabschnitt einen Bogen bildet, so dass der Finger auf natürliche Weise gebogen wird. Wenn versucht wird, den Finger gerade zu Strecken, drückt die sich ergebende Spannung der Haut des Fingers auf das Blutgefäß und behindert den Blutfluss, und demgemäß wird in einigen Fällen kein Blutgefäßemuster erhalten. Im Fall der in der 4 dargestellten Bogenform wird jedoch der Finger auf natürliche Weise gebogen, und demgemäß wird das Blutgefäß nicht zusammengedrückt. Ferner berührt der Finger im natürlich gebogenen Zustand die Oberfläche der transparenten Platte im Öffnungsteil 110 nicht. Da kein Kontakt zur Oberfläche der transparenten Platte besteht, kommt es weder zu einem Druck auf das Blutgefäß noch zum Anhaften von Schmutz. Ferner ist es durch Anbringen der transparenten Platte im Öffnungsteil 110 an einer niedrigeren Position oder durch Ausbilden einer Fingerauflage 400 zum Anheben der Fingerwurzel aus dem Öffnungsteil 110 heraus auch möglich, sicherer zu verhindern, dass ein Blutgefäß durch Kontakt zwischen dem Öffnungsteil 110 und dem Finger zusammengedrückt wird. Ferner kann durch Begrenzen der Höhe der Führungsnut im Fingerspitzenabschnitt, um dort gerade den Kuppenabschnitt der Fingerspitze aufzunehmen, und durch Öffnen des oberen Teils selbst eine Person mit langen oder angeklebten Fingernägeln den Finger ohne Unbequemlichkeit an einer vorbestimmten Position platzieren.
Die 5 zeigt ein Beispiel für eine flach ausgebildete Personenerkennungsvorrichtung. Bei der oben beschriebenen Vorrichtungsform wird eine Kamera dazu verwendet, das Bild eines Blutgefäßemusters aufzunehmen. Daher ist eine feste Brennweite erforderlich. Außerdem besteht die Tendenz, dass das Chassis des Bilderfassungsteils groß ist, da die Kamera selbst wegen einer Linse usw. über beträchtliche Dicke verfügt. Daher kann die Personenerkennungsvorrichtung dann flach ausgebildet werden, wenn ein Bildsensor vom Kontakttyp verwendet wird. Dafür ist z. B. ein Array denkbar, das dadurch hergestellt wird, dass Phototransistoren mit Empfindlichkeit auf Infrarotlicht in Gitterform angeordnet werden. Durch aufeinanderfolgendes Auslesen von Werten der Phototransistoren werden auf dieselbe Weise wie durch eine Kamera dreidimensionale Bilddaten erhalten. Im Fall eines Formlings, der eine Bogenform einnimmt, wie es in der 5 dargestellt ist, wird es möglich, Phototransistoren entsprechend der Bogenkrümmung dadurch zu montieren, dass sie auf einem flexiblen Filmsubstrat ausgebildet werden. Ferner ist es auch möglich, die transparente Abdeckung im Bilderfassungs-Öffnungsteil 110 durch die Phototransistoren zu ersetzen.
Die 6 zeigt ein anderes Beispiel für eine flache Personenerkennungsvorrichtung 100. Durch Ausführen der Kamerabilderfassung mittels eines Spiegels 600, wodurch der Laufweg des Lichts geknickt wird, wird es möglich, die Dicke des Chassis einzuschränken, ohne dass die Brennweite gemäß der 4 geändert wird.
Die 7 zeigt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Erfindung bei einem automatischen Kassenplatz (ATM) einer Bank oder dergleichen angewandt ist. Die Zahl 700 bezeichnet ein ATM-Chassis. Auf einer tischartigen Bedienebene sind nebeneinander ein Display 702 mit Berührtablett und die Personenerkennungsvorrichtung 100 angeordnet. Wenn Geld abgehoben wird, platziert der Benutzer als Erstes einen Finger einer Hand an einer speziellen Position der Personenerkennungsvorrichtung 100. In diesem Zustand führt der Benutzer eine Bedienung, wie das Eingeben eines Geldbetrags, entsprechend auf dem Display 702 angezeigten Meldungen mit der anderen Hand aus. Die Bedienung wird parallel zur Personenerkennung ausgeführt. Wenn Erkennung erzielt wird, wird von einem Geld-Einlass/Auslass 708 Geld ausgegeben. Wenn die Erkennung fehlschlägt wird kein Geld ausgegeben, und es wird zur Neueingabe aufgefordert. Wenn die Anzahl der Fehlschläge groß ist, werden die Transaktionen zeitweilig ungültig gemacht. Die Zahl 704 bezeichnet einen Kartenschlitz. In diesen wird, falls erforderlich, eine Geldkarte oder ein Pass 706 eingeführt. Wenn eine Personenerkennung mittels Körpermerkmalen ausgeführt wird, wird der Benutzer typischerweise dazu gezwungen, zur Erkennung eine spezielle Bedienung, die Stress hervorruft, auszuführen. Zum Beispiel muss der Benutzer bei der herkömmlichen Erkennung eines Blutgefäßemusters eines Fingers einen Finger in ein Loch oder einen tiefen Graben einführen, wovor er zurückschreckt. Bei einer Fingerabdruck-Erkennung ist es erforderlich, mit Kraft auf den Sensorteil zu drücken. Im Fall einer Iriserkennung muss der Benutzer seine Augen ohne Blinzeln der Sensorkamera zuwenden. Bei der erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung wird eine Erkennung dadurch möglich, dass nur ein Finger weich entsprechend einem flachen Graben, was ein offenes Gefühl verleiht, aufgelegt wird. Daher kann kaum Stress gefühlt werden. Ferner ist es einfach, da keine unvernünftige Kraft erforderlich ist, die Bedienung mit einer Hand auszuführen, während die andere zur Erkennung genutzt wird. Auch wenn eine billige Arithmetikoperation-Vorrichtung verwendet wird oder wenn eine hochgenaue Erkennung mit einem großen Verarbeitungsumfang ausgeführt wird, ist es möglich, dafür zu sorgen, dass der Benutzer die Dauer der Bearbeitungszeit nicht wahrnimmt, wenn die Erkennungsverarbeitung innerhalb der Eingabebedienungszeit für den Geldbetrag oder dergleichen abgeschlossen wird.
Die 8 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung 100. Die Abschirmplatte 116 ist integral mit einer Schiene 800 ausgebildet, die mit einer Feder 802 verbunden ist. Im Ergebnis wird die Abschirmplatte 116 verstellbar, wobei sie auf der Lichtquellenseite der Seitenfläche untergebracht werden kann. Zwischen der Abschirmplatte 116 und dem Bilderfassungs-Öffnungsteil 110 ist ein Graben ausgebildet, um gerade die Unterseite des Fingers zu verdecken. Wenn der Benutzer versucht, bei der Erkennung einen Finger auf dem Bilderfassungs-Öffnungsteil zu platzieren, wird notwendigerweise die Abschirmplatte in der Querrichtung verschoben. In diesem Fall übt die Feder 802 eine Kraft in Richtung auf die Ursprungsposition auf die Abschirmplatte aus. Im Ergebnis steht die Abschirmplatte in engem Kontakt mit der Seitenflä che des Fingers, und es ergibt sich ein höherer Abschirmeffekt für die Unterseite desselben. Wenn der Benutzer den Finger von der Personenerkennungsvorrichtung löst, wird die Abschirmplatte automatisch durch die Feder in die Ursprungsposition zurückgestellt, und sie wirkt auch so, dass sie verhindert, dass Staub und Schmutz in den Bilderfassungs-Öffnungsteil 110 eindringen. Dabei kann die Abschirmplatte dadurch gleichmäßig verschoben werden, dass auf dieser Seite derselben eine Kerbe 120 ausgebildet wird und dabei der Finger von dieser Seite in die Rückseite eingeschoben wird. Ferner ist es möglich, wenn der Benutzer versucht, einen Finger auf dem Bilderfassungs-Öffnungsteil zu platzieren, den Finger so zu führen, dass er im Zentrum desselben positioniert wird, was durch Ausführen einer Steuerung mittels einer Kombination eines Zahnstangengetriebes erfolgt, um die Laufwege der linken und der rechten Abschirmplatte gleich zu machen. Wenn derselbe Finger platziert wird, wird er immer dann, wenn eine Erkennung ausgeführt wird, aufgrund dieser Führungsfunktion an derselben Position platziert, was zu einer höheren Vergleichsgenauigkeit führt.
Die 15 zeigt noch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Personenerkennungsvorrichtung 100. Es ist schematisch die Struktur um einen Abschnitt herum dargestellt, auf dem der Finger platziert wird. Beim Beispiel der 15 wird von der Lichtquelle emittiertes Licht nicht direkt auf den Finger gestrahlt, sondern die Richtung des von der Lichtquelle 114 emittierten Lichts wird durch einen Spiegel 1500 geändert und dann auf den Finger gestrahlt. Im Ergebnis kann der Freiheitsgrad für die Positionierung der Lichtquelle, das Befestigungsverführen und die Leiterbahnführung weiter erhöht werden, und es kann auch die Höhe der Seitenwand eingeschränkt werden.
In der 16 ist die Lichtquelle auf einer Seite des Fin gers angeordnet, und der Spiegel 1500 ist auf der anderen Seite desselben angeordnet. Von der Lichtquelle 114 emittiertes Licht strahlt nicht nur auf eine Seitenfläche des Fingers, sondern es läuft auch durch den Finger und den Raum über diesem und langt an der entgegengesetzten Seite an. Dieses Licht kann vom Spiegel reflektiert werden und als Lichtquelle zum Beleuchten der entgegengesetzten Seitenfläche des Fingers verwendet werden. Im Ergebnis kann der Energieverbrauch im Vergleich zum Fall, bei dem mehrere Lichtquellen verwendet werden, eingeschränkt werden.
Bisher wurden Beispiele dargestellt, bei denen Lichtquellen an zwei Positionen angeordnet sind, nämlich an der linken und der rechten Seite eines Fingers, um ein gleichmäßiges und genaues Blutgefäßemuster zu erhalten. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Wenn das erforderliche und ausreichende Funktionsvermögen erzielt wird, kann die Lichtquelle nur auf der linken oder der rechten Seite angeordnet sein. Dies führt zu einem Kostenvorteil.
Die Erfindung ist nicht auf Personenerkennung beschränkt, sondern sie kann mit Fingerabdruckerkennung oder dergleichen kombiniert werden. Da das Bild eines Fingerabdrucks der Fingerspitze auch durch ein übliches Bilderfassungssystem erfasst wird, wird hochgenaue Personenerkennung unter Verwendung mehrerer Körpermerkmale ohne Kostenerhöhung möglich.
Gemäß der Erfindung wird von einer Lichtquelle emittiertes Licht oder Außenlicht in hohem Umfang auf die Unterseite eines Fingers gestrahlt. Im Ergebnis wird das Bild des Blutgefäßemusters, das durch Erfassen von Transmissionslicht erhalten wird, deutlich, und die Erkennungsgenauigkeit kann verbessert werden.
Ferner ist vom Fachmann zu beachten, dass zwar die vorste hende Beschreibung für Ausführungsformen der Erfindung erfolgte, dass die Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung und vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Personenerkennungsvorrichtung mit: – einer Lichtquelle (114) zum Emittieren von durch einen Finger (102) zu transmitterendem Licht; – einem Bilderfassungsteil (112) zum Erfassen des Lichts und – einer Lichtmenge-Einstelleinheit (116) zum Einstellen der Menge des durch den Finger transmittierten und in den Bilderfassungsteil einzugebenden Lichts sowie der Menge des durch eine Seitenfläche des Fingers reflektierten und in den Bilderfassungsteil eingegebenen Lichts; – wobei die Lichtquelle in einer horizontalen oder horizontal geneigten Richtung in Bezug auf eine Bilderfassungsfläche des Fingers angeordnet ist.
Personenerkennungsvorrichtung mit: – einer Lichtquelle (114) zum Emittieren von durch einen Finger (102) zu transmittierendem Licht; – einem Bilderfassungsteil (112) zum Erfassen des durch den Finger transmittierten Lichts und – einer Lichtmenge-Einstelleinheit (116) zum Einstellen der Menge des von der Lichtquelle emittierten und auf den Finger gestrahlten Lichts entsprechend einem Bereich des Fingers; – wobei die Lichtquelle in einer horizontalen oder einer horizontal schrägen Richtung in Bezug auf eine Bilderfassungsfläche des Fingers angeordnet ist.
Personenerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmenge-Einstelleinheit eine Abschirmeinheit (116) zum Kontrollieren eines Beleuchtungsbereichs des Fingers für das von der Lichtquelle (114) emittierte Licht ist.
Personenerkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinheit (116) an einer solchen Position angebracht ist, dass sie das Licht abschirmt, das auf eine Bilderfassungsteil-Seite des Fingers gestrahlt wird.
Personenerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (114) die auf einen speziellen Bereich des Fingers gestrahlte Lichtmenge erhöht und sie auch als Lichtmenge-Einstelleinheit dient.
Personenerkennungsvorrichtung mit: – einer Lichtquelle (114) zum Emittieren von durch einen Finger (102) zu strahlendem Laserlicht; und – einem Bilderfassungsteil (112) zum Erfassen des durch den Finger transmittierten Lichts; – wobei die Lichtquelle in einer horizontalen oder horizontal schrägen Richtung in Bezug auf eine Bilderfassungsfläche des Fingers angeordnet ist.
Personenerkennungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (114) zu versetzten Zeitpunkten Licht aus mindestens zwei Richtungen emittiert und der Bilderfassungsteil (112) ein Bild entsprechend den Zeitpunkten erfasst.
Personenerkennungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Führungsteil (108) zum Bestimmen der Position des Fingers (102).
Personenerkennungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: – eine Reflexionseinheit (1500) zum Reflektieren von Licht; – wobei das Beleuchten aus den mindestens zwei Richtungen dadurch ausgeführt wird, dass das von der Lichtquelle (114) emittierte Licht reflektiert wird.
Personenerkennungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: – eine Einheit zum Messen der Dicke des Fingers (102); – wobei die Lichtmenge der Lichtquelle (114) auf Grundlage des von der Bilderfassungseinheit gelieferten Messergebnisses gesteuert wird.
Personenerkennungssystem mit: – einer Aufzeichnungseinheit zum Aufzeichnen einer Anzahl registrierter, erfasster Bildmuster von Fingern; – einer Personenerkennungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; – einer Vergleichseinheit zum Vergleichen eines vom Bilderfassungsteil gelieferten erfassten Bildmusters mit den registrierten Mustern; und – einer Steuereinheit zum Steuern verschiedener Verarbeitungsvorgänge entsprechend dem Vergleichsergebnis.