EP1810218A2 - Method and device for acquiring biometric data - Google Patents

Method and device for acquiring biometric data

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Publication number
EP1810218A2
EP1810218A2 EP05801498A EP05801498A EP1810218A2 EP 1810218 A2 EP1810218 A2 EP 1810218A2 EP 05801498 A EP05801498 A EP 05801498A EP 05801498 A EP05801498 A EP 05801498A EP 1810218 A2 EP1810218 A2 EP 1810218A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
finger
hand
mirror
image
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP05801498A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Hauke
Giuseppe Parziale
Hans-Peter Nothaft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TBS Holding AG
Original Assignee
TBS Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102004053900A external-priority patent/DE102004053900A1/en
Priority claimed from PCT/EP2005/000588 external-priority patent/WO2005071599A2/en
Application filed by TBS Holding AG filed Critical TBS Holding AG
Priority to EP05801498A priority Critical patent/EP1810218A2/en
Publication of EP1810218A2 publication Critical patent/EP1810218A2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1312Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1335Combining adjacent partial images (e.g. slices) to create a composite input or reference pattern; Tracking a sweeping finger movement
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/60Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition
    • G06V40/63Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition by static guides

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for capturing biometric data, in particular fingerprints.
  • Devices and methods are known in the prior art in which, in particular, the device has an optically effective detector for recording the surface of body regions.
  • the individual images recorded by the cameras are equalized by methods of image processing and combined in such a way that in the transition region the recorded line profiles merge continuously and faithfully into one another. This results in an overall picture that corresponds to that of a rolled-off finger profile.
  • a disadvantage of the known methods is that a plurality of cameras are to be used in the circumference or jacket area of the finger, which then record subregions of the finger profile. This large number of cameras makes appropriate Vor ⁇ devices consuming and expensive. It should also be noted that the diametrical arrangement of cameras makes the simultaneous detection of biometric data on different parts of the body, for example on different fingers, impossible, since the individual devices required for the finger can not be accommodated in a small space. As a result, the detection process as such is relatively complicated and tedious. Namely, only the fingers of at least one hand can be detected individually by these known devices. But then it must also be operated additional effort to ensure that the assignment of the individual fingers of a hand is ensured.
  • optical imaging systems For the large-area detection of, for example, the finger or hand lines large, optical imaging systems are known, which are relatively expensive.
  • the invention has made it its task to find an arrangement as space-saving as possible and to propose a device which is simpler and therefore more cost-effective.
  • the invention proceeds from a device for acquiring biometric data, as described in the introduction, and proposes that a mirror be provided in the beam path between the surface and the detector.
  • a plurality of detectors are arranged diametrically around the body region. To achieve a reasonable visual image, appropriate distances must be maintained. This results in a correspondingly large space requirement.
  • the use of mirrors in the beam path makes it possible to arrange the arrangement of the detectors spatially separated from the region of the support of the body regions. For example, the detectors may be routed to a rear portion of the device, thereby the structure of such devices is significantly slimmer and gesoci ⁇ liger.
  • the device according to the invention is designed so that you can place in one embodiment, one or two fingers on a support on or behind the mirror is arranged directly.
  • This edition can be between 1.5 cm to 3.0 cm deep and between 5.0 cm and 6.0 cm wide.
  • the mirror is provided as a half-ring mirror, which is larger in a circumference of 0.5 cm to 2.0 cm than the diameter of the thickest finger.
  • the half-ring mirror is slightly conical, for example, so that the beams are deflected accordingly, for example, then to be passed through a lens to an optical sensor or detector or to a camera. This detector or the camera convert the images into digital or optical data, so that they can be evaluated accordingly.
  • the angle of the mirror is inclined at the cone approximately between 5 ° to 45 °. This also depends on where the light source or camera is arranged.
  • the light source means both an artificial light source and a natural light source, for example daylight.
  • the width of the half-ring mirror or ring mirror may be formed so that it covers only a part of the front fingertip.
  • the width can also be designed so that it is able to detect the entire width or length of the finger. So a length of 1 cm to 10 cm is possible.
  • the invention is not limited. Rather, it depends here on the specifications that are given for the detection.
  • a lens can also be arranged instead of the camera, behind which then an optical detector or sensor adjoins, which prepares the data accordingly. With respect to the direction of the beam path, it is favorable if it extends substantially parallel to the applied body surface. But it can also be deflected by appropriate lenses in the beam path or split or bundled, depending on which detection means to make the detection.
  • the beam path is not limited to this parallel arrangement. Rather, an angled up to the rectangular configuration of this beam path with respect to the surface to be scanned by the invention is included.
  • the arc angle for the deflecting mirror or mirrors comprises 0 ° to 360 °, preferably about 180 °.
  • Another advantage of using a mirror is that the beam path can be folded by the mirror. This has advantages in the optical imaging with corresponding objectives or lens systems. • ⁇ "O" ⁇ *
  • the proposal also opens up the possibility that, in a space-saving manner, a plurality of similar devices according to the invention can be arranged next to one another in order to accommodate different body areas.
  • an arrangement which, in principle, allows a plurality of different biometric data from one and the same sample to be acquired in one acquisition step. This has entspeed speed and security advantages in the data acquisition. So it is possible to capture the entire hand or parts thereof, at least to the area of the carpal. It is also possible to grasp the hand only partially, but up to the finger approaches without problems.
  • the invention is insofar not limited to the application to the recording of the Ober ⁇ surface shape of a finger, so a fingerprint be ⁇ limited, but can be transferred in an analogous manner to all other in ⁇ teressierenden body areas.
  • this field of application is correspondingly interesting, and it is precisely this area of application that also makes corresponding demands on the data acquisition device. This is due, in particular, to the fact that the finger corresponds approximately to a cylinder and the characteristic finger lines for the test person, which in their entirety form the fingerprints, are located on at least one partial jacket surface of this cylinder.
  • the mirror is arched or curved, in particular U-shaped or semi-annular.
  • the domed or curved or U-shaped or semi-annular designed mirror is concentric with the idealized longitudinal axis of the finger.
  • the invention allows the important for the data acquisition finger area, namely from nail to. Nail in an angular segment of about 180 degrees (this of course varies from person to person).
  • the invention achieves that only one camera is used to receive the finger profile, which detects an approximately 180 degree circumferential segment via the specially shaped mirror.
  • a variant is also proposed in which a mirror with a correspondingly smaller width (for example a few millimeters) is used which can then transmit a corresponding circumferential segment.
  • the mirror is designed as a ring mirror.
  • the ring mirror encloses the finger or the body area. This will throw an image of the entire finger circumference on the detector.
  • a conical shape of the mirror is used.
  • the rays emanating from the body region are deflected at the mirror in such a way that, for example with respect to the longitudinal extent of the body region, for example with a finger, with respect to its longitudinal axis, it extends substantially parallel or at an acute angle thereto ,
  • This allows in a simple manner a transfer of this image to a detector which can be arranged remotely, whereby a lens is still advantageously provided in the beam path.
  • it is provided to image the entire interesting fingertip area with a correspondingly broadly equipped mirror.
  • provision is also made for using only a relatively narrow mirror resulting in that the surface area of the surface which can be scanned by the mirror is smaller in relation to the total surface of the body part to be received.
  • the detector in accordance with the relative movement, has a sequence of many individual images, in each case standing from peripheral segments receives, which are then stored correlated in a memory and then equalized with known image processing methods and assembled into a total Ge image.
  • the relative movement is preferably moved parallel or substantially parallel to the longitudinal extent of the male body area to be picked up, in the case of a finger, for example with respect to the idealized longitudinal axis of the cynical finger.
  • the relative movement may result from a movement of the finger or from a movement of the mirror. Both variants are conceivable according to the invention.
  • the device is preferably arranged in a housing, it is favorable to arrange illumination in the device for the body region to be scanned.
  • the illumination is arranged below the body region and is provided as close as possible in the region of the body region, that is to say, for example, of the finger.
  • LED arrays are preferably used in strip-like fashion, ie in a row above one another or next to one another, preferably with directional radiation, for example by means of an illumination optics.
  • an objective is provided in the beam path between the surface and the detector, in particular between mirror and detector.
  • a circumferential segment of the width B is imaged by the deflecting ring mirror, a mirror as described in more detail below, through the objective as a circle or circle segment with the width B 1 on the detector.
  • the maximum usable width B on the finger surface is limited by the aberrations that arise in the optical arrangement.
  • the magnification of the objective is thereby determined such that a local element to be resolved on the body is imaged at least on one element, a so-called pixel of the detector.
  • the magnification is determined on the one hand by the focal length of the lens used, its image and object width and the shape of the mirror.
  • a telecentric characteristic is an axis-parallel course of the main beams of an optical system.
  • telecentricity used in the beam guidance facilitates, in particular, the image processing downstream of the detector. this leads to ultimately to a reduction of measuring or imaging errors, which otherwise would otherwise have to be filtered out consuming in the image post-processing.
  • a front lens of the objective is required which corresponds at least to the size of the object.
  • a rectangular front lens is proposed, which, in particular, approaches the object shape due to its asymmetrical design.
  • a relative movement is provided between the body region and at least the mirror.
  • the mirror is stationary during the recording and the relative movement of the movement of the body is already submit ⁇ forward.
  • Such a configuration requires no additional drive. It is simply the Einstocked- or Ausfatbewe ⁇ tion of the body area, for example, the finger in the Vor ⁇ direction exploited.
  • the movement of the finger is skillfully guided such that the interesting area of the finger, its underside, is guided over the mirror and the detector records a sequence of individual images, ie a film of the surface structure.
  • the respective images have a correspondingly small width, corresponding to the selected embodiment of the mirror.
  • the relative movement can also be made in other ways.
  • a movement of the mirror is provided, at least during the reception of the body region, and otherwise the body region itself is fixed in place, that is to say in a suitable manner.
  • at least only the mirror is moved, that is to say the optical component which "scans" the surface.
  • the entire optical unit is moved in a suitable manner, as described in the following variant of the invention.
  • the detector, mirror and optionally the objective are combined as a sensor head and the sensor head is movable, in particular linearly movable.
  • the optical parameters can therefore be set once and found in the sensor head.
  • a movement of the mirror is provided.
  • the proposed sensor head for example, for recording the surface property, is moved approximately concentrically over and parallel to the surface of the finger that is idealized as a cylindrical surface.
  • contemplative cylinder strips or cylinder segments are imaged on the detector when a half-ring mirror is used, with suitable spatial resolution.
  • the invention also proposes a device for recording the finger characteristics, wherein the device more than five, in particular, carries six finger line imaging facilities.
  • the Fingerlinienab is thus suitable for both the recognition of the left and the right hand.
  • the Fingerlinienab ists- or Erkennungsungsanläge has therefore on the left and on the right side a Finger ⁇ imaging system for the left and right thumb.
  • a device for detecting the left and right hands can be used. This avoids the very high expenditure required by the state of the art for the provision of two devices each with five finger imaging systems for the left and the right hand.
  • the finger imaging systems which are arranged centrally, are designed universally for the detection of the fingers and the respective outer finger imaging systems for the detection of the left or right thumb.
  • the fingerprint system thus serves both the detection or imaging of the fingers and the detection of the thumb. This saves a considerable effort in the production of such systems. It is also cheaper to operate such a system. In the devices known from the prior art, it was necessary to insert both hands simultaneously into the device. Now you can insert your hands in succession, which is cheaper for the test person or the person who is to be recognized, because one hand, for example, for supporting or for receiving a briefcase or other items now still has.
  • This is a favorable development, since with it also the different anatomy of the Finger is considered. It succeeds by the clever arrangement of sensors, spotlights and the special way of forming the surfaces now, to enable the detection of both hands without special adaptation to the respective anatomy.
  • a development of the invention proposes that one or more Fingerlinienab upsets- or detection systems is provided both when detecting the finger lines of the first as well as the second hand / are.
  • the invention is also distinguished by the fact that one detection sensor, in particular in the region of the finger line detection system of the left or right thumb, is provided for detecting the first or second hand.
  • the detection system is signaled that the left or the right hand has been inserted. Inso ⁇ it is not necessary to comply determined sequences of insertion.
  • the device automatically detects which hand has been inserted.
  • Another aspect of the invention is characterized in that a support surface for the hand or the fingers is provided and in the support surface is provided over the ge entire width of the hand extending line sensor.
  • the invention in this case comprises both a solution in which a longitudinally extending line sensor is provided, as well as an arrangement of several line sensors side by side bezie ⁇ approximately offset side by side, which are suitable to take a certain part of the length of the hand.
  • the device has at least one finger coat surface imaging or recognition arrangement.
  • This combination of a finger coat surface imaging or recognition arrangement with the line sensor namely makes it possible to carry out relatively complex images in only one processing step.
  • the process is therefore relatively complex, because the fingers of the hand are to be regarded as approximately parallel or acute-angled cylinders, which are arranged relatively moderately closely spaced next to each other, and the characteristic finger jacket surfaces are relatively close to each other. A single unrolling of the finger in order to obtain the largest possible lateral surface would be a possibility, but this procedure is very time-consuming.
  • a plurality of spreading means for the fingers are provided in the device. These are preferably on, arranged on or above the support surface.
  • the spreading means are, for example, pin or cylinder-like and are introduced into the spaces between the individual fingers. Similar but can also be done by appropriate wells in the support surface.
  • At least one lateral contact surface is provided for guiding the hand side or the hand edge.
  • Such a contact surface considerably facilitates the operability of the device.
  • an image sensor it is also possible for an image sensor to be arranged in the abutment surface which serves, for example, to record the biometric information of the hand edge or of the back of the hand, that is to say corresponding hand edge or back of the hand.
  • a corresponding contact surface is not only provided for the hand edge alone, but also leads to Bei ⁇ play on the hand between the index finger and the thumb, the hand side.
  • these areas it is also possible for these areas to be correspondingly scanned with a further image sensor and the lines to be detected accordingly.
  • the invention also provides in a variant that a contact surface is of course also provided for the back of the hand, that is to say the upper side of the hand.
  • a contact surface is of course also provided for the back of the hand, that is to say the upper side of the hand.
  • the location of this contact surface is variable, they can retreat a little.
  • An advantageous development of the invention is gekennzeich ⁇ net by a lateral, in particular angular or recht ⁇ angular mobility of the contact surfaces for retraction movement of the hand. This ensures that these contact surfaces do not interfere with the different investment of the left or right hand.
  • the contact surface, which would interfere is set and withdrawn either as a sequence sequence or is automatically returned by an automatic detection or a touch sensor, optical sensor or the like, so that the contact surface, which would disturb, then does not disturb , For the recognition process, these are moved back again, as far as the recognition system requires this for reliable recognition.
  • a positioning means for example a spring
  • the support surface is excluded in the area of the finger jacket surface imaging or recognition arrangement in order not to hinder the optical beam path or to impair the image quality by contaminating contact surfaces.
  • the finger jacket surface imaging or recognition arrangement is formed, where appropriate, from a deflecting mirror, an imaging optics and an image recording unit.
  • a deflection mirror makes it possible to perform the image acquisition unit for the finger coat surface imaging and / or recognition spatially elsewhere. Such an arrangement can therefore be used to optimize the space arrangement accordingly.
  • an imaging optics low, this can be dispensed with, if such is not needed
  • the invention advantageously provides that the deflecting mirrors of adjacent finger line imaging or detection systems are offset from one another. Because the angle range between the fingers is relatively limited and the subject should not experience excessive spreading of the fingers, which would be unpleasant, it is favorable, the (for examplecontinumony-) deflecting mirror adjacent Fingerlinienaböns- or detection systems offset from each other to order so dro ⁇ avoid space conflicts.
  • a finger-line imaging or recognition device has a plurality of deflection mirrors, in which case a portion of these deflection mirrors of a finger-surface-area imaging or recognition arrangement may be positioned staggered relative to one another.
  • the finger coat surface imaging or recognition arrangement comprises a plurality of deflection mirrors and each deflection mirror images individual areas of the finger coat surface.
  • a division of the finger edge aperture image or recognition onto a plurality of individual deflection mirrors can offer advantages in the realization of corresponding devices according to the invention.
  • ver ⁇ relatively simple, planar deflection mirror, which are then each arranged at an angle around the finger.
  • Hier ⁇ are flat or flat or flat mirror to understand. These are much cheaper to produce than e.g. round or semicircular mirrors.
  • the deflecting mirrors are preferably arranged abutting on each other in order to provide an image that is as interruption-free as possible. It should be noted that a certain coverage area is maintained. Namely, the images of the invention are not joined together as in the panoramic image, but are generated by the provision of overlapping areas as an exact three-dimensional image (3-D model). In such an application case, for example, as a favorable variant each level, easier to be produced deflection mirror Holder ⁇ sets.
  • the image recording unit is a planar image sensor or a line sensor.
  • a flat image sensor is understood, for example, a saudimensio ⁇ nal sensor or camera. They are implemented, for example, in CCD technology and can be read line by line. For example, when using an annular deflecting mirror, an annular image is projected onto a two-dimensional image recording unit.
  • the image recording unit it is also possible to form the image recording unit as a line or line sensor, the areal representation is then achieved by a correspondingly rapid readout of the sensor (similar to the two-dimensional image sensor).
  • the proposed image sensors or line sensors will also be described below as sensors.
  • the sensor is designed, for example, as a color camera, that is to say it is capable of taking colored pictures.
  • the width of the sensors is small relative to the surface to be absorbed, since ultimately a recording film preferably takes place during the retraction movement (or even relative movement) of the hand or of the finger relative to the image recording unit.
  • the captured images are then assembled into a two- or three-dimensional image. So is. Even with a flat image sensor, the regular reading out of the image information is necessary, with such a sensor correspondingly containing more information and, under certain circumstances, being readable only at a lower clock rate.
  • the advantage here is the use of a line sensor, which is much faster readable and therefore allows to supply more data, whereby the image quality is better, since per line unit, a larger number of image information per Time are generated.
  • a line sensor is inexpensive.
  • the areas of the finger jacket surface imaged by one of a plurality of deflection mirrors are each received by a region of the line sensor.
  • a plurality of deflection mirrors in particular planar deflection mirrors
  • the respectively deflected image information is transmitted again to a sensor or preferably a line sensor.
  • the use of a quickly readable line sensor combines the simple design of the sensor, a simple design of the deflection mirrors, in particular as planar mirrors with the fast read-out speed of a corresponding line sensor. Especially when a large amount of data has to be collected, this is an advantage.
  • adjacent, in particular planar, deflecting mirrors will image the respective finger coat areas onto adjacent sensor areas. As a result, the image composition is much easier afterwards.
  • the use of a two- or multi-colored lighting and the combination with a color camera are favorable.
  • the color camera is located in the center of the surface to be observed.
  • the two light sources are arranged symmetrically in front of and behind the scan plane. If the normal vector of the scanned surface then points into the camera plane, then the camera will see both colors equally due to the symmetrical arrangement. If the surface tilts against a direction, such as in a groove, the reflection angles change and the color components become unbalanced. From the ratio of the two color components can then be concluded on the surface tilt. If the two components are subtracted from one another, flat surface portions disappear, whereas corresponding elevations or depressions with 3-D structure stand out clearly from the background. Such a configuration is mutatis mutandis possible, for example, with the use of a normal lighting or a "white lamp”.
  • the invention is very variable. It is possible, for example, that a ring or semi-annular deflection mirror is used, which, as will be described further, leads to very good results. However, it is also possible in the same way to use a plane or plane or frustoconical deflecting mirror, wherein in particular the flat or planar deflection mirror is significantly more favorable in its production.
  • the arc angle of the ring or Semiringes of 0 ° to 360 °, preferably from 0 ° to 220 °, in particular preferably from 0 ° to 180 °.
  • the arc angle describes the angular range in which the deflecting mirror designed in the manner of a ring or half ring is arranged. Since a recording of nail to nail is sought, it is sufficient in certain applications also to realize a semi-annular configuration, in which case, for example, an angle range up to 220 ° is favorable to reliably map the adjacent finger areas. In a somewhat simpler configuration, a semicircular configuration of up to 180 ° may already be sufficient.
  • the deflection mirrors are arranged on the underside of the finger and preferably form these areas.
  • the finger line imaging or recognition system is formed by a separate line sensor.
  • an essential advantage of the invention lies in the fact that the entire device according to the invention is modular etcbil ⁇ det. So it is possible that the line sensor used, for example, itself is modular. However, it is also advantageous that, depending on the equipment desired, the device can then be configured individually with a finger line imaging or recognition system and / or an image sensor, for example for receiving the hand edge or other hand side surfaces. Thus, it is possible to adapt the device to the respective customer requirements in a simple manner, according to a modular system, and to realize. It is also advantageous that, for example, the line sensor, the Fingerlinienaboeuvres- or Erkennungsungsanläge or the image sensor or their contact surface are each modular oils ⁇ forms, whereby their structure is designed to be low. It is thus possible, for example, to select the arrangement in such a way that different mirrors interact with an imaging optics in the finger line imaging or recognition system.
  • an image recording button in particular on a spreading means, which serves for the start of recording of the finger or surface line and / or the individual finger jacket surfaces.
  • the subject ultimately triggers the picking up of the finger or hand lines.
  • the test person has to insert his hand into the device in such a way that the image pickup button is actuated.
  • the image is then taken preferably in the retraction movement of the hand, which then also ensures that the Relativbe ⁇ movement takes place. This facilitates data processing and increases data security.
  • the arrangement of the image pickup button is conveniently provided with a spreading means, the arrangement then being chosen so that the image pickup button can not be accidentally actuated but only when the hand is actually fully inserted and, for example, the intermediate area between two fingers on the surface of the spreading agent is applied. Then, for example, the image pickup button is operated. If appropriate, corresponding additional switches or buttons, which are in correlation with one another, can also be provided in order to reliably avoid incorrect operation. The subject is informed by a corresponding acoustic or visual message, then he pulls out his hand and the lines are recorded accordingly.
  • the fingertips actuate the image pickup button.
  • the image pickup button is not on the spreading means.
  • the deflecting mirror is arranged in the vicinity of the spreading means.
  • the aim of the use of the deflecting mirror is to as fully as possible the fingernail surface, with respect to the arc angle as well as with respect to the length of the finger to image.
  • the recording of the finger coat surface is also carried out preferably in the withdrawal movement of the hand. If now the Um ⁇ steering play gel arranged as close to the finger root, it is possible to record the entire finger. Structurally, this means that the deflecting mirror is arranged as close as possible or in the region of the spreading means, since the spreading means will lie in the angular range between two fingers, that is to say the start of the finger root. Therefore, in the sense of the invention, it is already sufficient for the deflecting mirror to be at the same height as the spreading center 1 with respect to the insertion or retraction movement of the hand so as to be in the vicinity.
  • the object according to the invention is achieved by an embodiment which is used for the simultaneous detection of biometric data from different, for example, at least two different body regions, the detection device being equipped with at least two devices for acquiring biometric data and the device having at least one optically effective detector for recording the surface of body regions.
  • the detection arrangement has a spreading device, by which the body regions are spaced so that side shots of the body regions are made possible by the detector.
  • Body regions of interest for capturing biometric data are, in particular, fingerprints, as already explained.
  • different body areas in the sense of the above definition are meant different Einger a hand, fingers and thumb, or fingers and at least parts of the palm.
  • the proposed detection arrangement according to the invention uses the above-described device according to the invention for acquiring biometric data.
  • the invention is not limited to this, but it may also interact with devices of a different design.
  • the main advantage of this Ausgestal ⁇ tion of. Detection arrangement is that it is possible to make by the detector also side shots of the body areas, so for example the side surfaces of the fingers.
  • the initially proposed embodiment of the device with, for example, a U-like or half-ring-like mirror allows these side surfaces to image quasi in a nail-to-nail recording on the detector.
  • the detection arrangement proposed according to the invention implements at the same time an exact assignment of the respectively recorded images. If, for example, the detection arrangement is designed such that all fingers of one hand can be detected, that is to say sampled or recorded, their arrangement is also fixed by hand. On the An ⁇ production of a control deduction, which just allows the assignment of the recordings taken by the individual fingers with respect to the whole hand, can be dispensed with. The necessary time for acquiring the biometric data decreases with simultaneous increase of the data security and also with simultaneous reduction of the necessary data processing, since the control deduction is not comparable with the single finger recordings.
  • the spreading effect not only has the advantage that the side areas of the male fingers are mapped, the spreading effect also causes the detectors, which are generally slightly spaced from the front end of the fingers, to also reach a correspondingly greater distance from one another. Since the beam paths of the individual fingers to be recorded are oriented at the corresponding spread angle, the Detectors with each other according to the laws of the law of radiation.
  • the hand is placed on the Anord ⁇ tion for holding with stretched fingers so that all fingers are in a plane, but also between the fingers a sufficient distance ver ⁇ remains to the lateral image to enable the individual.
  • This is achieved by a spreading device that spreads the fingers of the hand in a defined, naturally pleasant way. As a result of the spreading apart, the areas which otherwise cover one another by the side walls of the fingers are exposed and made accessible for the acquisition process.
  • the spreading device are designed as stops, in particular as cylindrical stops, which are to be arranged between the body regions, in particular between the fingers of one hand, and the mirror device is below the body region, for example of the fingers .
  • the arrangement is to be understood that the mirrors are arranged below the device, so that the mirror faces the finger or palm.
  • the hand is placed on or in the detection arrangement so that a cylinder is in each case between two fingers.
  • a glove-like configuration whereby it is possible to guide the fingers of a hand even more precisely.
  • Different hand sizes can, for example, as usual with gloves, be taken into account with different device sizes.
  • the spreading device spread the introduced into their detection device finger of a hand of 10 ° to 20 °, preferably about 15 ° between two causes adjacent fingers. It has been found that such an angular distance is sufficient, in particular the. front fingertip region in sufficient quality in a peripheral region of about 180 °, preferably in particular from fingernail to fingernail.
  • the detection arrangement has a bearing surface, are provided in the slots or openings with optically transpa ⁇ renten covers and the mirrors are each arranged in the region of the slot or the recess.
  • the image of the body areas, especially the fingers should be done without contact. Since the space between the fingers is very narrow, the receiving devices can not be provided in this area. In order to protect the sensitive optics from contamination, a corresponding spacing must be provided. This means that appropriate precautions are taken so that, on the one hand, a secure positioning of the mirror around the male body area is possible and, on the other hand, contamination is reliably avoided.
  • the detection arrangement has a bearing surface, are provided in the slots or openings with optically transparent covers and the Spie ⁇ gel respectively in the region of the slot or the Ver ⁇ depression are arranged.
  • the optically transparent covers are easy to clean in a simple manner and are correspondingly transparent to the light beams used.
  • the support surface form depressions for receiving fingers or the palm and the arrangement of the wells cause a spreading device.
  • two devices share one objective.
  • a double objective which can be used for two or more detectors. These are then focused individually.
  • the invention also provides that all mirrors are arranged under the hand to be imaged. This represents a further preferred variant of the invention.
  • a separate, movable sensor head is provided for each finger and each sensor head is movable longitudinally, in particular in the direction of the longitudinal extension of the respective finger. It is already sufficient here for a mirror which detects the circumferential line of the body region or finger to be moved in the axial direction of the cylinder-like finger. But within the meaning of the invention it is also possible, and this also applies to the device used in the detection arrangement to the same extent that the mirror images a parallel to the longitudinal axis surface line and in the rest of the mirror or the sensor head (depending on the configuration) moves off the jacket region on a radial path. This too is the subject of the invention.
  • a detection device which serves for receiving the finger and hand lines of a subject, as described by a double, preferably mirrored arrangement of two devices , consists.
  • Such a detection device is characterized by a very simple and therefore cost-effective Auf ⁇ construction while we significantly reduces the detection time by the simultaneous detection of both hands.
  • the object according to the invention is also achieved by a method for the acquisition of biometric data with characteristics described below.
  • the individual photos taken by a plurality of cameras / detectors are combined in the image processing corresponding to a three-dimensional overall image.
  • several cameras or detectors are used to simultaneously which angles are taken to the body area.
  • an exact division of the angular segment detected by the respective detector is important in order to obtain an exact three-dimensional image especially in the overlap region, ie in the boundary region of the individual images, which is optionally detected by the first or a second detector aim.
  • the geometric conditions are therefore correspondingly complicated and therefore prone to failure.
  • the recording of a series of images simultaneously with a plurality of detectors is not a safe procedure to achieve a complete image of the ideally cylindrical Mantel ⁇ surface of a finger.
  • the inventive method and the device according to the invention can be used in the same way for any body area.
  • the invention contributes to the fact that non-planar body areas, such as just the finger, or the palm or a part thereof, reliable by the invention, can be detected by imaging technology.
  • a detector to record at least one image of a first subarea of the surface of a body region to be detected, after which a relative movement takes place between the detector and the body region, after which the detector at least takes an image of a second partial surface of the surface of the body region to be detected.
  • a film is almost taken over the surface of the body area by the detector.
  • This film consists of a large number of individual images, for example in the axial direction of a finger.
  • the image acquisition Frequency selected so that at least one image per minimum width of the mirror (which is optionally less than the actual Liche, physical width of the mirror) is taken from the surface.
  • this is no problem with modern high-performance cameras or detectors.
  • a large number of images which also overlap one another are thus available which make image processing easily feasible.
  • the inventive method initially extends to the fact that the detector performs a relative movement with respect to the male surface of the body region.
  • the object stated at the outset is also solved by a method for acquiring biometric data, wherein a sensor head consisting of a detector and an imaging optics receives at least one image of a first partial area of the surface of a body region to be detected, then a relative movement between the body region and the sensor head or parts of the sensor head, and thereafter the sensor head receives at least one image of a second partial surface of the surface of the body region to be detected.
  • a mirror in a preferred variant, a Halb ⁇ ring mirror or a ring mirror performs a relative movement with respect to the surface of the body region.
  • the detector is also associated with the mirror or the optics. is moved, so the optical conditions remain unchanged during Auf ⁇ acquisition. This "may be otherwise achieved within the meaning of the invention.
  • the invention therefore also includes a solution in which the sensor head consisting gate of a Detek ⁇ and an imaging optical system or any part of the Sensor ⁇ head, so, for example, only the mirror a Performs relative movement.
  • the relative movement is parallel or substantially parallel to the longitudinal extension of the body region.
  • the relative movement can be derived either from the movement of the body region, ie the finger or the hand or from the movement of the optical elements (detector, sensor head and so on).
  • the method according to the invention is designed to generate a multiplicity of images, it being provided according to the invention that the detector correlates the images recorded by the partial surfaces and stores them in a sequence in a memory. This correlation is especially important for the Image of the recorded surface important.
  • An advantage for the subsequent image processing is that at least the images of the first and the second partial surface overlap. Between the recording of the first and the second partial surface is a relative movement. So, another area of the surface is displayed. In order to produce an interruption-free image from these individual images, it is advantageous to provide a corresponding overlapping region, by means of which, in particular, the exact connection of the individual partial images with one another, but also clues for the equalization or error calculation and so forth can be derived.
  • the method according to the invention also comprises an image processing module which combines the images stored in the memory into a three-dimensional image of the detected surfaces. This is done by known methods of image processing. This image processing achieves, for example, the generation of an image of the lateral surface of a Fingers, for example, a three-dimensional image. In a further step, it is then possible to obtain a "unrolled", planar representation from this image information. In this way, a data set of biometric data is generated, for example with already existing fingerprints made with printer black Comparable and also data-technically detectable.
  • the image processing module optionally also provides an equalization of the image, which is designed as an overall image and / or also of the individual images taken by the partial surfaces.
  • the object stated at the outset is also achieved by a method for receiving finger or hand lines, wherein the recording of the finger coat surface takes place simultaneously with the recording of the lines of the hand.
  • the recordings are spatially separated so that the finger coat surface in the front region preferably by the described Fingerlinienab Strukturs- or Erkennungsungsanläge, and the hand lines are detected by another sensor, for example, the line sensor also described.
  • the finger line imaging or recognition system also takes up finger lines of the finger coat surface, since the finger lines or the hand lines are person-identifying.
  • a spatial image of the finger jacket surface or of the hand is generated.
  • the sensor of the image recording unit of the finger line imaging or recognition system or even the line sensor for receiving the underside of the hand is designed as a color sensor in order to generate correspondingly colored images.
  • FIG. 1 shows a schematic overview of the method according to the invention, including the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic view of the detection arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 shows a plan view of an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 4 shows a side view of a device according to the invention
  • Fig. 6 a plan view of another
  • FIG. 7 shows a side view of a variant of the finger line imaging or detection apparatuses according to a device according to the invention
  • FIG. 8 shows a plan view according to FIG. 7;
  • FIGS. 9 and 10 variants of mirror arrangements according to the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates the mode of operation of the device according to the invention and of the method according to the invention.
  • the invention relates to a device for acquiring biometric data, for example fingerprints, the device having an optically effective detector 101 for recording surfaces of body regions 103, for example of a finger 1030.
  • An essential component of the invention is that a mirror 1020 is provided in the beam path 107 between the surface 1033 and the detector 101.
  • the mirror 1020 has a finite width. It is ring-shaped, so surrounds the finger 1030 and the body portion 103 in full. It has a conical shape, whereby the beam path 107 results as indicated.
  • 105 lighting With 105 lighting is indicated. It consists in this embodiment of one or more LEDs 1050, whose radiated light is concentrated by an illumination optical system 1051 on the male surface 1033. The beam path from the illumination to the surface to be recorded is marked 1070.
  • the light reflected from the surface 1033 is imaged along the beam path 1072 in a first beam path 1071 from the ring mirror 1020 due to the conical configuration forward with respect to the longitudinal extent of the body portion 103 on the detector located in front of the body portion 103.
  • the finger 1030 to be received in this embodiment is idealized as a cylinder 1031 to simplify.
  • the cylinder 1031 has a longitudinal axis 1034, which is shown in the upper area of FIG. 1 as an alternative.
  • the detector 101 is in this regard on the extension of the longitudinal axis 1034, in front of the finger.
  • the special imaging optics, the objective, which is required for the detector 101, are not shown in detail. It is for example integrated in the detector 101 and not separately marked.
  • a circumferential segment 1032 of the surface 1033 is imaged onto the detector 101. This takes place at a first position X n .
  • the idealized cylinder 1031 is indicated, with 1032 ', the cylindrical surface is indicated. Due to the conical configuration of the mirror 102, a ring-like image 1032 "is generated by this peripheral segment 1032 'in the detector. This image is designated by the reference numeral 106 and is located to the left of the idealized cylinder 1031. In the image 106, which is for example the image recording plane of the detector 101, the cylindrical surface 1032, 1032 'is imaged into an annular structure 1032' '.
  • Idealban in this information is stored planar, for example, as is indicated as the next step cookeds ⁇ and overall by reference numeral 1032 '•' is marked. But it is only an illustration aid, of course, the three-dimensional data are also stored, managed and charged three-dimensional.
  • a first image B n is generated from a first position X n and stored by the detector in a memory.
  • a second field B n + ⁇ is taken and also loaded from the detector into the memory to another memory location.
  • the recording speed and the width of the mirror are matched so that there is an overlap region 1060 of the individual images in order to line up the respective individual images B n , B n + 1, B n + 2 and so on. Due to the known width of the mirror and the imaging conditions, this also produces a scaled-up, ie true-to-scale image, which can be correspondingly taken into account in the calculation.
  • a total image in particular a three-dimensional image of the recorded surface 1033 is er ⁇ testifies and evaluated and made available from the individual images B j _.
  • FIG. 2 schematically shows the detection arrangement 108 according to the invention.
  • the essential advantage of this detection arrangement according to the invention is that on the support surface 1081 all fingers 1030 of both hands 1035, 1035 ⁇ can be placed and for each finger, including the thumb, a Vorrich ⁇ device 109, corresponding to Figure 1, is provided.
  • the device 109 is formed in each case by the mirror 102, the objective 1010 and the detector 1.01, the exact structure corresponds, for example, to the arrangement shown in the upper area in FIG.
  • the essential advantage of this invention is, in particular, that a very space-saving arrangement of the devices 109 is possible, whereby a simultaneous recording of all fingers of the hands of a test person is possible. This results in a significant process acceleration when capturing these biometric data.
  • the mirror 102 is formed in the example U-like 21 shown in FIG. 2, image acquisition from nail to nail is achieved, which is generally sufficient for data acquisition.
  • a spreading device 1080 This is formed, for example, by cylindrical stops 1082 which lie between the fingers at the root area when the hand 1035 is engaged or engaged on the detection assembly 108.
  • a device for receiving the finger or hand lines wherein the device has a bearing surface 1 for the hand 2 or the fingers 20.
  • a line sensor 3 is arranged in the contact area 1 . It is easy to see that the line sensor 3 formed here is wider than the hand 2.
  • a groove 11 is provided in the bearing surface 1 and thus there is a spacing between the palm and the hand-facing surface of the line sensor 3.
  • FIG. 3 shows that the device is suitable both for detecting the finger or hand lines of a right and a left palm.
  • the device has more than five, namely in the representation six finger line recognition arrangements.
  • the advantage is clearly apparent, since instead of another five additional finger line recognition arrangements for the other hand, only a single additional one is needed here.
  • the invention thus contains a not insignificant savings potential.
  • the finger line recognition arrangement shown on the left side of the illustration is intended, for example, for laying on the right hand, with the leftmost finger line recognition arrangement being intended for the right thumb.
  • the finger line recognition arrangement on the right side is for detecting the thumb of the left hand when it is inserted.
  • the contact surfaces 6 on the left and right sides are designed to be movable in the direction of the double arrows a, b.
  • the contact surfaces 6 are left and right, so that both surfaces can be withdrawn to push the hand problem ⁇ los.
  • the contact surfaces 6 are preferably provided with adjusting means, for example a spring, in order to automatically ensure retraction.
  • Inner contact surfaces 6/1 ensure optimum insertion or positioning of the fingers.
  • the finger line recognition arrangements far left outside and far right outside still carry detection sensors 9, by means of which it is detected whether a left or a right hand is inserted.
  • Fig. 3 it is shown that the length of the support surface 1 is dimensioned so that the entire hand can be placed.
  • An essential advantage of the invention lies in the fact that, in one step, a large number of biometric data, namely the hand and finger lines, are obtained without confusion.
  • relatively easy-to-obtain data namely the finger or hand lines located on the underside of the hand, but also simultaneously information of the finger-coat surface that is relatively complex to be acquired, are recorded.
  • the entire device builds very short, this is achieved in particular by the fact that the felicitn ⁇ sensor 3 in relation to the length of the hand 2 has a much smaller width.
  • a relative movement 4 is necessary. This relative movement 4 is achieved in the embodiment of the invention realized here by a retraction movement 4 of the hand 2.
  • abutment surfaces 6 are provided which guide the hand side 21 for the example. Such contact surfaces 6 are located on the left and right hand so that the hand is guided between da ⁇ . The thumb spreads to the left from the left contact surface 6 (see Fig. 3).
  • the abutment surface 6 is formed, for example, as a block or strip, and in particular, for example, with an image sensor 60 equipped to gain more information about the edge of the hand.
  • the image sensor 60 for example, is slightly set back from the contact surface in order to avoid contamination.
  • the image sensor 60 extends, for example, at right angles above the support surface 1.
  • the invention provides that a plurality of spreading means 5 are provided which, when the hand 2 is inserted into the device, extend into the intermediate space between the individual fingers 20. At the same time they limit the insertion of the hand 2 in the device.
  • the finger line imaging or identification device 7 is arranged (see FIG. 4). It serves to receive the lateral surface of the finger 2.
  • the special embodiment of this arrangement is shown in particular in FIG.
  • Fig. 3 it is shown that for each of the fingers 20 per a Fingerlinienab realises- or detection system 7 is maintained. This makes it possible to record in a method step all fingers and possibly also the lines of the thumb, which is insofar also to be understood as fingers.
  • the bearing surface 1 is excluded in the area of the finger line imaging or recognition system 7 so as not to have soiled bearing surfaces.
  • the mode of operation of the finger jacket surface imaging or recognition arrangement 7 results in particular from FIG. 5, but it also results from the international patent application PCT-EP 2005-001230. As already stated, reference is made to the content of this international patent application in its entirety.
  • a finger 20 corresponds to a cylinder.
  • the deflecting mirror 70 is frustoconical and forms a sleeve-like lateral surface in a circular disk.
  • the further image processing is computer-controlled.
  • the retraction movement 4 ultimately accommodates a film over the surface of the lateral surface through the image recording unit 73. This film is then converted to a complete image by electronic image processing.
  • An essential advantage of the invention lies in particular, also in that at the same time complex data, such as the lateral surface of the finger, as well as the relatively easy to win the underside of the hand or finger bottom are obtained with the jewei ⁇ time lines.
  • the test person puts his hand 2 into the device according to the invention, the fingers 2 are spread by the spreading means 5 in such a way that the individual fingers 20 are assigned to the respective finger line imaging or recognition systems 7.
  • a spreading means 5 is a Image pickup 8 is provided on a spreading means 5 .
  • This button acts as a switch and actuates the automatic recording system. If the test person now withdraws his hand, the lateral surface of each finger is picked up by the finger line imaging or detection means 7 of each finger and simultaneously or immediately, but in any case during the withdrawal movement 4, the underside of the hand recorded by the line sensor 3. In any case, page images are alternatively still taken by the image sensors 60.
  • the recording of these two strigie ⁇ which image groups is carried out simultaneously, of course, first with respect to the fingers, the finger coat surface is recorded and thereafter, when the finger is pulled out correspondingly far, the line sensor as a sensor, the finger lines of Finger ⁇ underside receives.
  • the arrangement is chosen so that the line sensor 3 makes an overall picture, in particular to determine the geometric position of the various fingers so as to be manipulation or confusion.
  • the goal is, for example, to be able to reliably allocate the data field "little finger" to the leftmost image.
  • a comparison, a check or an assignment of the recorded finger coat surfaces is carried out to the respective recorded finger bottoms of the fingers.
  • an entire handline image is obtained, which is also interesting for biometric data acquisition.
  • the relative length for determining whether it is the left or right hand already sufficient. It has been proven that under no circumstances is the little finger longer than the middle finger. In this respect, it can already be determined on the basis of the finger length whether it is the left or the right hand. Even cheaper, however, is the variant of the invention already mentioned in the description, according to which at least part of the palm of the hand, for example, is taken up to the area of the carpal To exclude manipulation and to be able to reliably recognize whether it is the left or right hand. This variant is even more favorable since, in addition to the finger line sheath flaps, one also obtains at least a part of the palm or of the hand-line image. Manipulations are completely eliminated in this way.
  • FIG. 6 shows a further variant according to the invention.
  • the deflecting mirrors 70 ', 70 "' are designed, for example, as annular deflecting mirrors, It should be noted that the deflecting mirror 70" of the middle finger 20 "is slightly spaced from the root of the finger It does not form a straight line with its adjacent, further deflection mirror, the mirror 70 'of the adjacent finger line imaging or detection devices 7' is somewhat offset, it is indicated that the deflection mirrors 70 ', 70 "are significantly larger than the diameter of the finger 20 ', 20 ". In order to avoid a collision of the adjacent deflecting mirrors 70 ', 70 ", the deflecting mirrors are offset, in particular with regard to the retraction movement 4. This saves space.
  • FIG. 7 does not completely correspond to a side view according to FIG. 8; for better clarity, the mirror 702 is omitted in the view according to FIG.
  • a plurality of individual deflecting mirrors 701, 702, 703, 704, 705 are provided in the variant according to FIGS. 7, 8, which are arranged along the circumference of the finger 2 in strip-like fashion.
  • planar individual, small deflecting mirrors are formed 701, 702, 703, 704 and 705 used. Although these are drawn here at a distance from each other, in fact they lie butt against one another in order to give a complete image of the finger jacket surface. For clarity, they were shown spaced. In this case, detection always takes place with corresponding coverage areas, ie not adjacent to one another, but covering in regions, such that adjacent areas always have common overlap areas.
  • Such an embodiment results in significantly lower costs for the creation of such a deflecting mirror 70, since these can each be configured as individual, in particular planar or planar deflecting mirrors.
  • the Schm ⁇ recording unit 73 in the domesticsbei ⁇ shown here game is designed as a line or line sensor and provides a quasi one-dimensional image.
  • the drawing in Fig. 8 is very schematic. It is expediently provided that the sensor used here is a color sensor or a color camera in order, as will be described later, to use the effect of the fractal light, in particular for producing a three-dimensional image of the finger jacket surface.
  • the arrangement is now selected such that the left-hand area of the finger jacket surface (according to FIG. 8) of the finger 2 is imaged via the extremely left-hand deflection mirror 701 via the optical path 791 onto the area 731 of the sensor 73.
  • different imaging ranges are defined, wherein it is particularly favorable that the different lateral surface areas are imaged on a line sensor 73.
  • the individual mirrors 701 to 705 abut each other, a complete image is achieved.
  • the middle, lower region of the finger 2 is imaged via the narrow path 793 via the deflection mirror 703 onto the middle region 733 of the image recording unit 73.
  • the individual, respectively adjacent regions, which image the areas of the finger jacket surfaces, are marked 731 to 735. It should be emphasized that the arrangement in Fig. 6 is very schematic.
  • the selected arrangement is such that the Jardiningein ⁇ unit 73 with respect to the retraction movement 4 is offset from the arrangement of the deflection mirror 701 to 705 (see FIG. 7).
  • the image pickup unit 73 it is possible to realize a complete image of the lateral surface of the finger 2 on a line sensor as the image pickup unit 73.
  • the image recording unit 73 in the exemplary embodiment shown in FIG. 7 or FIG. 8 is designed in particular as a color sensor.
  • the arrangement can again be either a two-dimensional sensor or a line sensor.
  • a color sensor as the image recording unit 73 makes it possible to calculate a three-dimensional image in the image processing in a simple manner after the effect of the fractal light.
  • a color sensor for the spectroscopic detection and evaluation of the object. This is particularly advantageous because it allows the evaluation of the object in the context of a live recognition function. This is particularly important to avoid manipulating a biometric detection system with artificial models.
  • FIGS. 9 and 10 show models of how an annular arrangement of planar mirrors around the male body region, here a fingertip 2, receives and images the respective body region 2 from different angles of view.
  • the in Fig. 9 angordneten mirror 701 to 705 include the range of 360 ° and thus able to fully map the finger 2, while in Fig. 10, the sufficiently regarded embodiment variant with 5 mirrors a range of 180 ° includes.
  • the mapping and / or detection of the respective areas are each overlapping, so that each area for the adjacent area each have a covering area together.
  • the mirrors 701, 702 have a common adjacent area of the finger, which then project a three-dimensional image in the form of an exact three-D model.
  • a conversion into digital data can take place, for example, in the sensor or detector, which then forwards this data to a computer. Only there is the computer-aided evaluation by means of appropriate software.
  • This software compares the determined images converted into digital data with the data of the test person (s) stored in the computer.
  • the applicant or the Applicant reserves the right to claim independent protection for the various aspects of the invention described here.
  • the applicant reserves the right to provide independent protection for the article according to FIGS. 7, 8, 9, 10 or for the use of the effect of the frakal light to produce a three-dimensional image of a finger coat surface, for example as part of a Divisional application, search.
  • the applicant reserves the right in particular to independently raise the abovementioned features to the subject of independent applications and to claim and understand them independently of the subject-matter described, for example, in claim 1.
  • the Applicant also reserves the right to consider and describe all other features in a suitable manner, particularly for the avoidance of unnecessary repetition, as disclosed herein.
  • the Applicant reserves the right to combine the features in any combination with each other, these are also disclosed with.

Abstract

The invention relates to a device for acquiring biometric data, especially fingerprints, by means of a device which is provided with an optically effective detector for recording the surfaces of areas of the body. The inventive device is characterized in that a mirror is provided in the beam path between the surface and the detector.

Description

"Verfahren und Vorrichtung für das Erfassen von biometrischen Daten" "Method and Apparatus for Collecting Biometric Data"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Erfassen von biometrischen Daten, insbesondere von Finger¬ abdrucken.The invention relates to a method and a device for capturing biometric data, in particular fingerprints.
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei welchen insbesondere die Vorrichtung einen optisch wirk¬ samen Detektor zur Aufnahme der Oberfläche von Körperbereichen aufweist.Devices and methods are known in the prior art in which, in particular, the device has an optically effective detector for recording the surface of body regions.
Bekannte Verfahren verwenden hierzu eine Vielzahl von Detekto- ren bzw. Kameras, die unter verschiedenen Aspektwinkeln Teilbe¬ reiche des Fingerprofiles aufnehmen. Dabei ist zu beachten, daß im wesentlichen der Fingerabdruck, also das Fingerprofil erfaßt und beschrieben wird, sich die Erfindung aber in keinster Weise nur auf diese biometrischen Merkmale beschränkt, sondern gegebenenfalls auch für andere Körperteile, zum Bei¬ spiel die Handfläche usw., einsetzbar ist.Known methods use a multiplicity of detectors for this purpose. ren or cameras that record Teilbe¬ rich finger angles under different aspect angles. It should be noted that essentially the fingerprint, so the finger profile is detected and described, the invention but in no way limited only to these biometric features, but optionally also for other body parts, for example, the palm, etc., can be used is.
Nach dem Stand der Technik werden die von den Kameras aufgenom¬ menen Einzelbilder nach Methoden der Bildverarbeitung entzerrt und so zusammengesetzt, daß in dem Übergangsbereich die aufge¬ nommenen Linienprofile kontinuierlich und originalgetreu in¬ einander übergehen. Hieraus resultiert ein Gesamtbild, das dem eines abgerollten Fingerprofiles entspricht.According to the state of the art, the individual images recorded by the cameras are equalized by methods of image processing and combined in such a way that in the transition region the recorded line profiles merge continuously and faithfully into one another. This results in an overall picture that corresponds to that of a rolled-off finger profile.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, daß eine Mehrzahl von Kameras im Umfang bzw. Mantelbereich des Fingers einzu¬ setzen sind, die dann Teilbereiche des Fingerprofiles aufneh¬ men. Diese große Anzahl von Kameras macht entsprechende Vor¬ richtungen aufwendig und teuer. Auch ist zu beachten, daß die diametrale Anordnung von Kameras das gleichzeitige Erfassen von biometrischen Daten an verschiedenen Körperteilen, zum Beispiel an verschiedenen Fingern, unmöglich macht, da die einzelnen für den Finger benötigten Vorrichtungen nicht auf engem Raum unter¬ gebracht werden können. Dies führt dazu, daß der Erfassungsvor¬ gang als solcher verhältnismäßig aufwendig und langwierig ist. Es können nämlich immer nur die Finger zumindest einer Hand einzeln durch diese bekannten Vorrichtungen erfaßt werden. Es muß dann aber auch noch zusätzlicher Aufwand betrieben werden, um sicherzustellen, daß die Zuordnung der einzelnen Finger einer Hand sichergestellt ist.A disadvantage of the known methods is that a plurality of cameras are to be used in the circumference or jacket area of the finger, which then record subregions of the finger profile. This large number of cameras makes appropriate Vor¬ devices consuming and expensive. It should also be noted that the diametrical arrangement of cameras makes the simultaneous detection of biometric data on different parts of the body, for example on different fingers, impossible, since the individual devices required for the finger can not be accommodated in a small space. As a result, the detection process as such is relatively complicated and tedious. Namely, only the fingers of at least one hand can be detected individually by these known devices. But then it must also be operated additional effort to ensure that the assignment of the individual fingers of a hand is ensured.
Im Stand der Technik sind weitere Verfahren, zum Beispiel aus den internationalen Patentanmeldungen PCT-EP 2005-000588 und PCT-EP 2005-001230, bekannt. Aus dem Stand der Technik ist es des weiteren bekannt, eine sequenzielle Abfolge der Aufnahme von Finger- beziehungsweise Handlinien durchzuführen. Eine solche Vorgehensweise ist ver¬ hältnismäßig zeitaufwendig.Other methods are known in the prior art, for example from International Patent Applications PCT-EP 2005-000588 and PCT-EP 2005-001230. It is furthermore known from the prior art to carry out a sequential sequence of the recording of finger or hand lines. Such an approach is ver¬ relatively time consuming.
Für die großflächige Erkennung zum Beispiel der Finger- oder Handlinien sind große, optisch abbildende Systeme bekannt, die verhältnismäßig aufwendig sind.For the large-area detection of, for example, the finger or hand lines large, optical imaging systems are known, which are relatively expensive.
Aus dem vorher beschriebenen Stand der Technik ist es auch bekannt, jeweils eine Vorrichtung für die Erkennung der linken Hand und eine Vorrichtung für die Erkennung der rechten Hand vorzusehen. Dies bedeutet einen sehr hohen anlagentechnischen Aufwand, da beide Hände in der Regel gleichzeitig eingelesen werden müssen.From the prior art described above, it is also known to provide each a device for the detection of the left hand and a device for the detection of the right hand. This means a very high level of technical complexity, since both hands usually have to be read in at the same time.
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat es sich die Erfin¬ dung zur Aufgabe gemacht, eine möglichst platzsparende Anord¬ nung zu finden und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die einfacher und daher kostengünstiger ausgebildet ist.On the basis of this prior art, the invention has made it its task to find an arrangement as space-saving as possible and to propose a device which is simpler and therefore more cost-effective.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Vor¬ richtung für das Erfassen von biometrischen Daten, wie eingangs beschrieben, und schlägt vor, daß im Strahlengang zwischen der Oberfläche und dem Detektor ein Spiegel vorgesehen ist.To achieve this object, the invention proceeds from a device for acquiring biometric data, as described in the introduction, and proposes that a mirror be provided in the beam path between the surface and the detector.
Bei den Vorschlägen nach dem Stand der Technik sind diametral um den Körperbereich herum eine Mehrzahl von Detektoren ange¬ ordnet. Um eine vernünftige optische Abbildung zu erreichen, müssen entsprechende Abstände eingehalten werden. Hieraus re¬ sultiert ein entsprechend großer Platzbedarf. Die Verwendung von Spiegeln im Strahlengang erlaubt es, die Anordnung der Detektoren räumlich getrennt von dem Bereich der Auflage der Körperbereiche zu gestalten. Die Detektoren können zum Beispiel in ein hinteren Bereich der Vorrichtung verlegt werden, wodurch der Aufbau solcher Vorrichtungen deutlich schlanker und gefäl¬ liger wird.In the proposals of the prior art, a plurality of detectors are arranged diametrically around the body region. To achieve a reasonable visual image, appropriate distances must be maintained. This results in a correspondingly large space requirement. The use of mirrors in the beam path makes it possible to arrange the arrangement of the detectors spatially separated from the region of the support of the body regions. For example, the detectors may be routed to a rear portion of the device, thereby the structure of such devices is significantly slimmer and gefäl¬ liger.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei so ausgeführt, daß man in einer Ausführungsvariante einen, oder zwei Finger auf eine Auflage legen kann, an oder hinter der unmittelbar der Spiegel angeordnet ist. Diese Auflage kann zwischen 1,5 cm bis 3,0 cm tief sein und in der Breite zwischen 5,0 cm und 6,0 cm. Hinter dieser Auflage ist beispielsweise der Spiegel als Halb¬ ringspiegel vorgesehen, der in einem Umfang von 0,5 cm bis 2,0 cm größer ist als der Durchmesser des dicksten Fingers. Der Halbringspiegel ist beispielsweise leicht konisch ausgebildet, so daß die Strahlen entsprechend umgelenkt werden, um bei¬ spielsweise dann durch eine Linse zu einem optischen Sensor oder Detektor oder aber zu einer Kamera geleitet zu werden. Dieser Detektor beziehungsweise die Kamera wandeln die Bilder in digitale bzw. optische Daten um, so daß sie entsprechend ausgewertet werden können. Selbstverständlich ist es auch mög¬ lich, eine solche Auswertung von Daten mit optischen Daten oder aber mit fotografieähnlichen Aufnahmen zu gestalten. Der Winkel des Spiegels ist am Konus in etwa zwischen 5° bis 45° geneigt. Dies richtet sich auch danach, wo die Lichtquelle bzw. Kamera angeordnet ist. Als Lichtquelle im Sinne der Erfindung ist dabei sowohl eine künstliche Lichtquelle als auch eine natür¬ liche Lichtquelle, zum Beispiel das Tageslicht, zu verstehen.The device according to the invention is designed so that you can place in one embodiment, one or two fingers on a support on or behind the mirror is arranged directly. This edition can be between 1.5 cm to 3.0 cm deep and between 5.0 cm and 6.0 cm wide. Behind this support, for example, the mirror is provided as a half-ring mirror, which is larger in a circumference of 0.5 cm to 2.0 cm than the diameter of the thickest finger. The half-ring mirror is slightly conical, for example, so that the beams are deflected accordingly, for example, then to be passed through a lens to an optical sensor or detector or to a camera. This detector or the camera convert the images into digital or optical data, so that they can be evaluated accordingly. Of course, it is also possible to design such an evaluation of data with optical data or with photography-like recordings. The angle of the mirror is inclined at the cone approximately between 5 ° to 45 °. This also depends on where the light source or camera is arranged. In the context of the invention, the light source means both an artificial light source and a natural light source, for example daylight.
Der Abstand der optischen Sensoren, Detektoren oder der Kamera kann jetzt wesentlich weiter gewählt werden, als dies beim Stand der Technik bisher möglich war. Zudem ist die Auswer¬ tungsgenauigkeit wesentlich höher, da durch die ringförmige Ausgestaltung des Spiegels ein wesentlich größerer Flächenbe¬ reich des zu erkennenden Fingers oder Daumens oder Körperbe¬ reiches möglich ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen konusförmigen Spiegel als offenen Kegelstumpf an der Auflage vorzusehen, durch die dann zumindest ein Finger ge- steckt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Auflage so breit zu gestalten, daß man die gesamte Handfläche darauf legen kann. Dies sind in der Breite ca. 10,0 cm bis 15,0 cm und in der Länge zwischen 10,0 und 25,0 cm, bevorzugt 15,0 cm. Dies sollte ausreichen, um auch unterschiedlichste Handgrößen scannen zu können. Die Breite des Halbringspiegels oder Ringspiegels kann so ausgebildet sein, daß sie nur einen Teil der vorderen Fingerkuppe erfaßt. Die Breite kann aber auch so ausgestaltet sein, daß es die gesamte Breite beziehungsweise Länge des Fingers zu erfassen vermag. So ist eine Länge von 1 cm bis zu 10 cm möglich. Hier ist die Erfindung nicht eingeschränkt. Vielmehr richtet es sich hier nach den Vorgaben, die für die Erkennung vorgegeben werden. An Stelle der Kamera kann selbstverständlich auch ein Objektiv angeordnet sein, hinter dem sich dann ein optischer Detektor beziehungsweise Sensor anschließt, der die Daten entsprechend aufbereitet. Bezüglich der Richtung des Strahlenganges ist es günstig, wenn dieser sich im Wesentlichen parallel zur aufgelegten Körperfläche erstreckt. Er kann aber auch durch entsprechende Linsen im Strahlengang umgelenkt werden beziehungsweise aufgespalten oder gebündelt werden, je nachdem, welches Erkennungsmittel die Erkennung vornehmen soll. Im Falle einer Kamera ist es beispielsweise möglich, die Strahlen zu bündeln. Der Strahlengang ist jedoch nicht auf diese parallele Anordnung eingeschränkt. Vielmehr ist eine winklige bis hin zur rechtwinkligen Ausbildung diesen Strahlenganges im Bezug auf die zu scannende Fläche von der Erfindung mit umfaßt. Der Bo- genwinkel für den oder die Umlenkspiegel umfasst 0° bis 360°, bevorzugt ca. 180°.The distance of the optical sensors, detectors or the camera can now be chosen much further than was previously possible in the prior art. In addition, the Auswer¬ accuracy is much higher, since the annular configuration of the mirror, a much larger Flächenbe¬ rich of the finger or thumb or Körperbe¬ rich to be recognized is possible. Of course, it is also possible to provide a cone-shaped mirror as an open truncated cone on the support, through which at least one finger then passes. can be infected. Of course, it is also possible to make the edition so wide that you can put the entire palm on it. These are in width about 10.0 cm to 15.0 cm and in length between 10.0 and 25.0 cm, preferably 15.0 cm. This should be enough to scan a wide variety of hand sizes. The width of the half-ring mirror or ring mirror may be formed so that it covers only a part of the front fingertip. The width can also be designed so that it is able to detect the entire width or length of the finger. So a length of 1 cm to 10 cm is possible. Here the invention is not limited. Rather, it depends here on the specifications that are given for the detection. Of course, a lens can also be arranged instead of the camera, behind which then an optical detector or sensor adjoins, which prepares the data accordingly. With respect to the direction of the beam path, it is favorable if it extends substantially parallel to the applied body surface. But it can also be deflected by appropriate lenses in the beam path or split or bundled, depending on which detection means to make the detection. For example, in the case of a camera, it is possible to focus the beams. The beam path is not limited to this parallel arrangement. Rather, an angled up to the rectangular configuration of this beam path with respect to the surface to be scanned by the invention is included. The arc angle for the deflecting mirror or mirrors comprises 0 ° to 360 °, preferably about 180 °.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes eines Spiegels liegt darin, daß durch den Spiegel der Strahlengang gefaltet werden kann. Dies hat Vorteile bei der optischen Abbildung mit entsprechen¬ den Objektiven bzw. Linsensystemen. •■" O "*Another advantage of using a mirror is that the beam path can be folded by the mirror. This has advantages in the optical imaging with corresponding objectives or lens systems. • ■ "O" *
Der Vorschlag eröffnet aber auch die Möglichkeit, daß in platz¬ sparender Art und Weise eine Mehrzahl von gleichartigen, erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtungen nebeneinander angeordnet werden können, um damit unterschiedliche Körperbereiche aufzunehmen. Es wird somit eine Anordnung zur Verfügung gestellt, die es prinzipiell erlaubt, in einem Aufnahmeschritt eine Mehrzahl unterschiedlicher biometrischer Daten ein und des selben Pro- banten zu erfassen. Dies hat bei der Datenerfassung ent¬ sprechende Geschwindigkeits- und auch Sicherheitsvorteile. So ist es möglich, die gesamte Hand bzw. Teile davon, zumindest bis zum Bereich der Handwurzel zu erfassen. Auch ist es mög¬ lich, die Hand nur teilweise, jedoch bis zu den Fingeransätzen problemlos zu erfassen.However, the proposal also opens up the possibility that, in a space-saving manner, a plurality of similar devices according to the invention can be arranged next to one another in order to accommodate different body areas. Thus, an arrangement is provided which, in principle, allows a plurality of different biometric data from one and the same sample to be acquired in one acquisition step. This has entspeed speed and security advantages in the data acquisition. So it is possible to capture the entire hand or parts thereof, at least to the area of the carpal. It is also possible to grasp the hand only partially, but up to the finger approaches without problems.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird oftmals abstrakt von Körperbereichen gesprochen und oftmals auch detailliert von der Aufnahme der Fingerabdrücke an einem Finger. Die Erfindung ist insofern nicht auf die Anwendung auf die Aufnahme der Ober¬ flächengestalt eines Fingers, also eines Fingerabdruckes be¬ schränkt, sondern kann in analoger Weise auf alle anderen in¬ teressierenden Körperbereiche übertragen werden. Im Zuge der biometrischen Datenerfassung sind aber umfangreiche Datenbanken bezüglich der Fingerabdrücke gesammelt worden, weswegen dieser Einsatzbereich entsprechend interessant ist, wobei gerade die¬ ser Anwendungsbereich auch entsprechende Anfordernisse an die Datenerfassungsvorrichtung stellt. Dies liegt insbesondere daran, daß der Finger angenähert einem Zylinder entspricht und die für den Probanten charakteristischen Fingerlinien, die in ihrer Gesamtheit die Fingerabdrücke bilden, sich auf zumindest einer Teilmantelfläche dieses Zylinders befinden.In the context of the present invention, it is often spoken abstractly of body areas and often also in detail of the recording of the fingerprints on a finger. The invention is insofar not limited to the application to the recording of the Ober¬ surface shape of a finger, so a fingerprint be¬ limited, but can be transferred in an analogous manner to all other in¬ teressierenden body areas. In the course of biometric data acquisition, however, extensive databases with regard to fingerprints have been collected, which is why this field of application is correspondingly interesting, and it is precisely this area of application that also makes corresponding demands on the data acquisition device. This is due, in particular, to the fact that the finger corresponds approximately to a cylinder and the characteristic finger lines for the test person, which in their entirety form the fingerprints, are located on at least one partial jacket surface of this cylinder.
Gerade aber das ansonsten bekannte "Abrollen" eines Fingers zum Erzeugen eines Fingerabdruckes ist bei einer optischen Erfas¬ sung der biometrischen Daten entsprechend komplex, da die Man¬ telfläche nicht in einer Brennebene liegt und trotzdem der Datenerfassungsprozeß in kurzer Zeit zuverlässig abgeschlossen sein soll.However, the otherwise known "unrolling" of a finger for generating a fingerprint is correspondingly complex in the case of an optical detection of the biometric data, since the middle surface is not located in one focal plane and still the one Data collection process should be completed reliably in a short time.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist gefun¬ den worden, daß es günstig ist, wenn der Spiegel gewölbt oder gebogen, insbesondere U-artig oder halb-ringartig ausgebildet ist. Idealerweise ist der gewölbte bzw. gebogene oder U-artig bzw. halb-ringartig ausgestaltete Spiegel konzentrisch zur idealisierten Längsachse des Fingers. Durch eine solche Ausge¬ staltung wird erreicht, daß die Spiegeloberfläche der Ober¬ fläche des aufzunehmenden Körperbereiches folgt und somit zum einen Schärfeprobleme bei der optischen Abbildungen deutlich reduziert werden, da der Bereich der Tiefenschärfe entsprechend reduzierbar ist, und auf der anderen Seite auch die Randbe¬ reiche eines Fingers, also dessen Seitenflächen gleichzeitig aufnehmbar sind, da durch den entsprechend angeordneten, wie beschrieben ausgestalteten Spiegel auch diese Seitenbereiche abgebildet werden können.In a preferred development of the invention it has been found that it is favorable if the mirror is arched or curved, in particular U-shaped or semi-annular. Ideally, the domed or curved or U-shaped or semi-annular designed mirror is concentric with the idealized longitudinal axis of the finger. By means of such an embodiment it is achieved that the mirror surface follows the surface of the male body region and thus clearly reduces sharpening problems in optical imaging, since the area of the depth of field can be correspondingly reduced, and on the other side also the edge ¬ rich a finger, so its side surfaces are receivable at the same time, as well as these side areas can be imaged by the correspondingly arranged, as described designed mirror.
Die Erfindung erlaubt es daher, den für die Datenerfassung wichtigen Fingerbereich, nämlich von Nagel zu. Nagel in einem Winkelsegment von ca. 180 Grad (dies variiert natürlich von Mensch zu Mensch) abzubilden. Dabei erreicht die Erfindung, daß zur Aufnahme des Fingerprofil nur eine Kamera eingesetzt wird, die über den speziell geformten Spiegel ein ca. 180 Grad Um- fangssegment erfaßt. Dabei ist es möglich, den Spiegel mit entsprechender Breite auszubilden, um zum Beispiel den gesamten interessierenden Fingerkuppenbereich in einem Bild auf dem Detektor abzubilden. Neben dieser erfindungsgemäßen Variante wird aber auch eine Variante vorgeschlagen, bei welcher ein mit entsprechend geringerer Breite (zum Beispiel wenige Millimeter) ausgestatteter Spiegel Verwendung findet, der dann ein ent¬ sprechendes Umfangssegment zu übertragen vermag.Therefore, the invention allows the important for the data acquisition finger area, namely from nail to. Nail in an angular segment of about 180 degrees (this of course varies from person to person). In this case, the invention achieves that only one camera is used to receive the finger profile, which detects an approximately 180 degree circumferential segment via the specially shaped mirror. In this case, it is possible to form the mirror with a corresponding width in order, for example, to image the entire fingertip area of interest in an image on the detector. In addition to this variant according to the invention, however, a variant is also proposed in which a mirror with a correspondingly smaller width (for example a few millimeters) is used which can then transmit a corresponding circumferential segment.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß der Spiegel als Ringspiegel ausgebildet ist. Der Ringspiegel umschließt dabei den Finger beziehungsweise den Körperbereich. Es wird dadurch ein Abbild des gesamten Finger- umfanges auf den Detektor geworfen.In a further variant of the invention according to the invention provided that the mirror is designed as a ring mirror. The ring mirror encloses the finger or the body area. This will throw an image of the entire finger circumference on the detector.
In der bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß eine konische Form des Spiegels Verwendung findet. Mit der Ausgestaltung des Konuses wird erreicht, daß die von dem Kör¬ perbereich ausgehenden Strahlen am Spiegel derart abgelenkt werden, daß diese zum Beispiel bezüglich der Längserstreckung des Körperbereiches, zum Beispiel bei einem Finger bezüglich dessen Längsachse, im Wesentlichen parallel oder spitzwinklig zu dieser verlaufen. Dies erlaubt in einfacher Weise eine Über¬ tragung dieses Bildes zu einem entsprechend entfernt anorden- baren Detektor, wobei im Strahlengang günstigerweise noch ein Objektiv vorgesehen ist. Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, mit einem entsprechend breit ausgestatteten Spiegel den gesamten interessanten Fingerkuppenbereich abzubilden. In einer anderen erfindungsgemäßen Variante ist aber auch vorge¬ sehen, nur einen verhältnismäßig schmalen Spiegel einzusetzen, daraus resultiert, daß die durch den Spiegel abtastbare Teil¬ fläche der Oberfläche im Verhältnis zur gesamten aufzunehmenden Oberfläche des Körperteiles kleiner ist.In the preferred variant of the invention it is provided that a conical shape of the mirror is used. With the embodiment of the cone, it is achieved that the rays emanating from the body region are deflected at the mirror in such a way that, for example with respect to the longitudinal extent of the body region, for example with a finger, with respect to its longitudinal axis, it extends substantially parallel or at an acute angle thereto , This allows in a simple manner a transfer of this image to a detector which can be arranged remotely, whereby a lens is still advantageously provided in the beam path. According to a variant of the invention, it is provided to image the entire interesting fingertip area with a correspondingly broadly equipped mirror. In another variant according to the invention, however, provision is also made for using only a relatively narrow mirror, resulting in that the surface area of the surface which can be scanned by the mirror is smaller in relation to the total surface of the body part to be received.
Da erfindungsgemäß insbesondere eine platzsparende, daher kleinbauende Vorrichtung angestrebt ist, ist eine solche Anord¬ nung günstig, da auf verhältnismäßig große Spiegel verzichtet wird. Um trotzdem die gesamte interessierende Oberfläche des Körperteils, also zum Beispiel den Fingerkuppenbereich aufzu¬ nehmen, wird in einer weiteren erfindungsgemäßen Variante vor¬ gesehen, eine Relativbewegung zwischen dem Körperbereich und zumindest dem Spiegel durchzuführen.Since according to the invention, in particular, a space-saving, therefore small-scale device is desired, such an arrangement is favorable, since relatively large mirrors are dispensed with. In order nevertheless to take up the entire surface of interest of the body part, that is to say, for example, the fingertip area, in a further variant according to the invention, a relative movement is carried out between the body area and at least the mirror.
Hieraus resultiert, daß der Detektor entsprechend der Relativ¬ bewegung eine Abfolge von vielen Einzelbildern, jeweils be- stehend aus Umfangsegmenten aufnimmt, die dann in einem Speicher entsprechend korreliert abgelegt werden und dann mit bekannten Bildbearbeitungsmethoden entzerrt und zu einem Ge¬ samtbild zusammengesetzt werden. Dabei wird die Relativbewegung bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längs¬ erstreckung des aufzunehmenden Körperbereichs, bei einem Finger zum Beispiel bezüglich der idealisiert vorgestellten Längsachse des zynlindrischen Fingers, bewegt. Die Relativbewegung kann dabei herrühren von einer Bewegung des Fingers oder von einer Bewegung des Spiegels. Beide Varianten sind gemäß der Erfindung denkbar.The result of this is that the detector, in accordance with the relative movement, has a sequence of many individual images, in each case standing from peripheral segments receives, which are then stored correlated in a memory and then equalized with known image processing methods and assembled into a total Ge image. In this case, the relative movement is preferably moved parallel or substantially parallel to the longitudinal extent of the male body area to be picked up, in the case of a finger, for example with respect to the idealized longitudinal axis of the cynical finger. The relative movement may result from a movement of the finger or from a movement of the mirror. Both variants are conceivable according to the invention.
Da erfindungsgemäß vorgesehen ist, die Vorrichtung bevorzugt in einem Gehäuse anzuordnen ist es günstig, in der Vorrichtung eine Beleuchtung für den abzutastenden Körperbereich anzuord¬ nen.Since it is provided according to the invention that the device is preferably arranged in a housing, it is favorable to arrange illumination in the device for the body region to be scanned.
Dabei hat es sich als günstig herausgestellt, daß als Beleuch¬ tung eine grüne Lichtquelle verwendet wird, da die grüne Licht¬ quelle zu entsprechend kontrastreichen Bildern führt.It has turned out to be advantageous that a green light source be used as illumination since the green light source leads to correspondingly high-contrast images.
Geschickterweise ist die Beleuchtung unterhalb des Körperbe¬ reichs angeordnet und möglichst nah im Bereich des Körperbe¬ reichs, also zum Beispiel des Fingers vorgesehen.Cleverly, the illumination is arranged below the body region and is provided as close as possible in the region of the body region, that is to say, for example, of the finger.
Für eine optimale Beleuchtung des Fingers in der Bildmitte des Detektors ist ein Lichteinfall aus Richtung des Detektors er¬ forderlich. Da der zur Verfügung stehende Platz innerhalb der Vorrichtung beschränkt ist, insbesondere wenn ein komplexer Aufbau für das gleichzeitige Erfassen mehrerer Körperbe¬ reiche/Finger vorgesehen ist, führt dies zu Problemen für die Anordnung der Beleuchtung, da unter Umständen die Beleuchtung für eine Ansicht in irgendeinem anderen Bild eines anderen Detektors zu sehen ist. Hierzu wird günstigerweise vorge¬ schlagen, einen halbdurchlässigen, als Teilspiegel ausgebilde- ten Spiegel einzusetzen, der dazu dient, daß die Beleuchtung in den Strahlengang eingespiegelt wird. Da aus Platzgründen ein Umlenken der Strahlengänge ohnehin vorteilhaft ist, werden hier günstigerweise Teilspiegel eingesetzt.For optimal illumination of the finger in the middle of the image of the detector, a light incidence from the direction of the detector er¬ is required. Since the available space within the device is limited, especially if a complex structure for the simultaneous detection of multiple Körperbe¬ rich / finger is provided, this leads to problems for the arrangement of lighting, as may the lighting for a view in any another picture of another detector can be seen. For this purpose, it is conveniently proposed to use a semi-permeable, partial reflector. th mirror, which serves to reflect the illumination in the beam path. Since for reasons of space, a deflection of the beam paths is advantageous anyway, partial mirrors are used here favorably.
Um eine ausreichende Beleuchtungsstärke zu realisieren, werden LED-Arrays, bevorzugt streifenartig, also in einer Reihe über¬ einander oder nebeneinander, bevorzugt mit gerichteter Abstrah¬ lung zum Beispiel durch eine Beleuchtungsoptik eingesetzt.In order to realize a sufficient illuminance, LED arrays are preferably used in strip-like fashion, ie in a row above one another or next to one another, preferably with directional radiation, for example by means of an illumination optics.
Es ist von erheblichem Vorteil, wenn im Strahlengang zwischen der Oberfläche und dem Detektor, insbesondere zwischen Spiegel und Detektor, ein Objektiv vorgesehen ist. Ein Umfangssegment der Breite B wird durch den umlenkenden Ringspiegel, einen Spiegel wie eingangs genauer beschrieben, durch das Objektiv als Kreis oder Kreissegment mit der Breite B1 auf dem Detektor abgebildet. Die maximal nutzbare Breite B auf der Fingerober¬ fläche ist begrenzt durch die Abbildungsfehler, die in der optischen Anordnung entstehen. Je nach der erforderlichen Orts¬ auflösung an der Oberfläche des Körperteiles und je nach den angewandten Verfahren zur rechnerischen Bearbeitung der durch den Detektor aufgenommenen Einzelbilder, gibt es eine optimale Objektbreite B für das Einzelbild. Günstigerweise wird dabei die Vergrößerung des Objektives so bestimmt, daß ein am Körper aufzulösendes Ortselement mindestens auf ein Element, ein soge¬ nanntes Pixel des Detektors abgebildet ist. Dabei bestimmt sich die Vergrößerung zum einen durch die Brennweite des verwendeten Objektivs, dessen Bild- und Gegenstandsweite und durch die Form des Spiegels.It is of considerable advantage if an objective is provided in the beam path between the surface and the detector, in particular between mirror and detector. A circumferential segment of the width B is imaged by the deflecting ring mirror, a mirror as described in more detail below, through the objective as a circle or circle segment with the width B 1 on the detector. The maximum usable width B on the finger surface is limited by the aberrations that arise in the optical arrangement. Depending on the required spatial resolution on the surface of the body part and depending on the methods used for computational processing of the individual images captured by the detector, there is an optimum object width B for the individual image. Conveniently, the magnification of the objective is thereby determined such that a local element to be resolved on the body is imaged at least on one element, a so-called pixel of the detector. The magnification is determined on the one hand by the focal length of the lens used, its image and object width and the shape of the mirror.
Günstigerweise ist eine telezentrische Abbildung vorgesehen. Als telezentrisch wird ein achsenparalleler Verlauf der Haupt¬ strahlen eines optischen Systems bezeichnet. Bei der Strahlfüh¬ rung eingesetzte Telezentrie erleichtert insbesondere erheblich die dem Detektor nachgeschaltete Bildaufbereitung. Dies führt letztendlich zu einer Reduktion von Meß- beziehungsweise Abbil¬ dungsfehlern, die gegebenenfalls ansonsten in der Bildnachbe¬ arbeitung aufwendig herausgefiltert werden müßten.Conveniently, a telecentric imaging is provided. A telecentric characteristic is an axis-parallel course of the main beams of an optical system. In particular, telecentricity used in the beam guidance facilitates, in particular, the image processing downstream of the detector. this leads to ultimately to a reduction of measuring or imaging errors, which otherwise would otherwise have to be filtered out consuming in the image post-processing.
Um eine telezentrische Abbildung zu erreichen, wird eine Front¬ linse des Objektivs benötigt, die mindestens der Größe des Objekts entspricht. In einer bevorzugten Variante wird dabei eine rechteckige Frontlinse vorgeschlagen, die sich durch ihre asymmetrische Ausgestaltung insbesondere der Objektform an¬ nähert.In order to achieve a telecentric imaging, a front lens of the objective is required which corresponds at least to the size of the object. In a preferred variant, a rectangular front lens is proposed, which, in particular, approaches the object shape due to its asymmetrical design.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine Relativbewegung zwischen dem Körperbereich und zumin¬ dest dem Spiegel vorgesehen ist. Zur Ausführung dieser Relativ¬ bewegung sind mehrere Varianten denkbar. Zunächst ist denkbar, daß zumindest der Spiegel während der Aufnahme ortsfest ist und die Relativbewegung von der Bewegung des Körpers bereits abge¬ leitet ist. Ein solche Ausgestaltung benötigt keinen zusätz¬ lichen Antrieb. Es wird einfach die Einführ- oder Ausführbewe¬ gung des Körperbereiches, zum Beispiel des Fingers in die Vor¬ richtung ausgenutzt. Dabei wird geschickterweise die Bewegung des Fingers derart geführt, daß der interessante Bereich des Fingers, seine Unterseite, über den Spiegel geführt wird und der Detektor eine Folge von Einzelbildern, also einen Film der Oberflächenstruktur aufzeichnet. Die jeweiligen Bilder haben dabei eine entsprechend geringen Breite, entsprechend der ge¬ wählten Ausgestaltung des Spiegels.In a preferred variant of the invention, it is proposed that a relative movement is provided between the body region and at least the mirror. For carrying out this relative movement, several variants are conceivable. First, it is conceivable that at least the mirror is stationary during the recording and the relative movement of the movement of the body is already abge¬ forward. Such a configuration requires no additional drive. It is simply the Einführ- or Ausführbewe¬ tion of the body area, for example, the finger in the Vor¬ direction exploited. In this case, the movement of the finger is skillfully guided such that the interesting area of the finger, its underside, is guided over the mirror and the detector records a sequence of individual images, ie a film of the surface structure. The respective images have a correspondingly small width, corresponding to the selected embodiment of the mirror.
Die Relativbewegung kann aber auch in anderer Weise hergestellt werden. Zum Beispiel ist es günstig, daß eine Bewegung des Spiegels, zumindest während der Aufnahme des Körperbereiches vorgesehen ist und im übrigen der Körperbereich selber orts¬ fest, also in geeigneter Weise festgelegt ist. In dieser ersten Variante wird zumindest nur der Spiegel bewegt, also das optische Bauelement, welches die Oberfläche "abtastet". Hier wird dabei in geeigneter Weise natürlich die gesamte optische Einheit bewegt, wie dies in der nachfolgenden Variante der Erfindung beschrieben ist. Dabei wird vorgeschlagen, daß Detek¬ tor, Spiegel und gegebenenfalls das Objektiv als Sensorkopf zusammengefaßt sind und der Sensorkopf bewegbar, insbesondere linear bewegbar ist. In den Sensorkopf können daher die optischen Parameter einmal eingestellt und festgestellt ver¬ bleiben. Verändert sich zum Beispiel die Lage des Spiegels bezüglich des Detektors, dessen Objektivs oder eines separaten Objektivs, so müßten mit entsprechenden Korrekturlinsen oder Nachstellungen das Bild erst wieder scharfgestellt werden. Eine solche Ausgestaltung ist prinzipiell im Sinne der Erfindung auch möglich, jedoch entsprechend aufwendiger.The relative movement can also be made in other ways. For example, it is favorable that a movement of the mirror is provided, at least during the reception of the body region, and otherwise the body region itself is fixed in place, that is to say in a suitable manner. In this first variant, at least only the mirror is moved, that is to say the optical component which "scans" the surface. Here In this case, of course, the entire optical unit is moved in a suitable manner, as described in the following variant of the invention. In this case, it is proposed that the detector, mirror and optionally the objective are combined as a sensor head and the sensor head is movable, in particular linearly movable. The optical parameters can therefore be set once and found in the sensor head. If, for example, the position of the mirror with respect to the detector, its objective or a separate objective changes, then the image would only have to be refocused with corresponding correction lenses or readjustments. Such an embodiment is in principle in the context of the invention also possible, but correspondingly more complex.
Im Sinne der Erfindung ist es auch gegeben, daß eine Bewegung des Spiegels vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es auch erfindungsgemäß möglich, den Spiegel zu schwenken. Auch damit sind die erfindungsgemäßen Vorteile zu erreichen. Erfindungsge¬ mäß ist es also vorgesehen, entweder die Hand, die Sensorein¬ heit, oder den Spiegel zu bewegen. Bewegt man den Spiegel bleibt die Sensoreinheit jedoch im Trennwinkel. Das heißt, sie muß gegebenenfalls entsprechend schwenkbar ausgestattet werden, so daß eine Abbildung bzw. Erkennung in jeder Stellung des Spiegels möglich ist.For the purposes of the invention, it is also given that a movement of the mirror is provided. Of course, it is also possible according to the invention to pivot the mirror. Even so, the advantages of the invention can be achieved. According to the invention, it is therefore intended to move either the hand, the sensor unit, or the mirror. If you move the mirror, however, the sensor unit remains in the separation angle. That is, it may need to be provided corresponding pivotally, so that an image or detection in each position of the mirror is possible.
Geschickterweise wird der vorgeschlagene Sensorkopf zum Bei¬ spiel zur Aufnahme der Oberflächeneigenschaft annähernd konzen¬ trisch über die und parallel zur als Zylindermantelfläche idealisiert vorgestellten Fingeroberfläche bewegt. Dabei werden sugzessive Zylinderstreifen beziehungsweise Zylindersegmente bei der Verwendung eines Halbringspiegels, mit geeigneter Orts¬ auflösung auf dem Detektor abgebildet.Cleverly, the proposed sensor head, for example, for recording the surface property, is moved approximately concentrically over and parallel to the surface of the finger that is idealized as a cylindrical surface. In this case, contemplative cylinder strips or cylinder segments are imaged on the detector when a half-ring mirror is used, with suitable spatial resolution.
Die Erfindung schlägt auch eine Vorrichtung für die Aufnahme der Fingerkennlinien vor, wobei die Vorrichtung mehr als fünf, insbesondere sechs Fingerlinienabbildungsanlagen trägt. Die Fingerlinienabbildungs- bzw. ErkennungsVorrichtung ist damit sowohl für das Erkennen der linken als auch der rechten Hand geeignet. Die Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge hat demnach auf der linken und auf der rechten Seite eine Finger¬ abbildungsanlage für den linken und den rechten Daumen. Damit kann eine Vorrichtung für die Erkennung- der linken und der rechten Hand benutzt werden. Dies erspart den nach dem Stand der Technik notwendigen sehr hohen Aufwand für die Bereitstel¬ lung von jeweils zwei Vorrichtungen mit je fünf Fingerabbil¬ dungsanlagen für die linke und die rechte Hand. Nach der Er¬ findung sind jetzt lediglich sechs Fingerabbildungsanlagen vorgesehen, wobei die Fingerabbildungsanlagen, welche mittig angeordnet sind, universell für die Erfassung der Finger ausge¬ staltet sind und die jeweils außenliegenden Fingerabbildungsan¬ lagen für die Erfassung des linken bzw. rechten Daumens. Die Fingerabbildungsanlage dient damit sowohl der Erfassung bzw. Abbildung der Finger als auch der Erfassung der Daumen. Dies erspart einen erheblichen Aufwand bei der Herstellung solcher Anlagen. Es ist außerdem auch günstiger, eine solche Anlage zu bedienen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrich¬ tungen war es erforderlich, beide Hände gleichzeitig in die Vorrichtung einzulegen. Jetzt kann man die Hände nacheinander einlegen, was für den Probanten beziehungsweise die Person, die erkannt werden soll, sich günstiger gestaltet, da man eine Hand beispielsweise zum Abstützen oder aber zum Aufnehmen einer Aktentasche oder anderer Gegenstände jetzt noch frei hat.The invention also proposes a device for recording the finger characteristics, wherein the device more than five, in particular, carries six finger line imaging facilities. The Fingerlinienabbildungs- or recognition device is thus suitable for both the recognition of the left and the right hand. The Fingerlinienabbildungs- or Erkennungsungsanläge has therefore on the left and on the right side a Finger¬ imaging system for the left and right thumb. Thus, a device for detecting the left and right hands can be used. This avoids the very high expenditure required by the state of the art for the provision of two devices each with five finger imaging systems for the left and the right hand. According to the invention, only six finger imaging systems are now provided, wherein the finger imaging systems, which are arranged centrally, are designed universally for the detection of the fingers and the respective outer finger imaging systems for the detection of the left or right thumb. The fingerprint system thus serves both the detection or imaging of the fingers and the detection of the thumb. This saves a considerable effort in the production of such systems. It is also cheaper to operate such a system. In the devices known from the prior art, it was necessary to insert both hands simultaneously into the device. Now you can insert your hands in succession, which is cheaper for the test person or the person who is to be recognized, because one hand, for example, for supporting or for receiving a briefcase or other items now still has.
Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß in der Vorrichtung ein erster Teil der Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage zum Erkennen der Fingerlinien der ersten Hand und ein zweiter Teil der Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge zum Erkennen der Fingerlinien der zweiten Hand dient. Dies ist eine günstige Weiterbildung, da damit auch die unterschiedliche Anatomie der Finger berücksichtigt wird. Es gelingt durch die geschickte Anordnung von Sensoren, Strahlern und durch die besondere Art und Weise der Ausbildung der Flächen jetzt, die Erkennung beider Hände auch ohne besondere Anpassung an die jeweilige Anatomie zu ermöglichen.A development of the device described above is characterized in that in the device, a first part of the Fingerlinienabbildungs- or recognition system for detecting the finger lines of the first hand and a second part of the Fingerlinienabbildungs- or Erkennungsungsanläge used to recognize the finger lines of the second hand. This is a favorable development, since with it also the different anatomy of the Finger is considered. It succeeds by the clever arrangement of sensors, spotlights and the special way of forming the surfaces now, to enable the detection of both hands without special adaptation to the respective anatomy.
Eine Weiterbildung der Erfindung schlägt vor, daß eine oder mehrere Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlagen sowohl beim Erfassen der Fingerlinien der ersten wie auch der zweiten Hand vorgesehen ist/sind.A development of the invention proposes that one or more Fingerlinienabbildungs- or detection systems is provided both when detecting the finger lines of the first as well as the second hand / are.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, daß je ein Er¬ kennungssensor, insbesondere im Bereich der Fingerlinienerken- nungsanlage des linken oder rechten Daumens, für das Erkennen der ersten beziehungsweise zweiten Hand vorgesehen ist. Durch diesen Sensor wird beispielsweise der Erkennungsanlage signali¬ siert, daß die linke oder die rechte Hand eingelegt ist. Inso¬ fern ist es nicht notwendig, bestimmt Sequenzen des Einlegens einzuhalten. Die Vorrichtung erkennt automatisch welche Hand eingelegt wurde.The invention is also distinguished by the fact that one detection sensor, in particular in the region of the finger line detection system of the left or right thumb, is provided for detecting the first or second hand. By means of this sensor, for example, the detection system is signaled that the left or the right hand has been inserted. Inso¬ it is not necessary to comply determined sequences of insertion. The device automatically detects which hand has been inserted.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, daß eine Auflagefläche für die Hand beziehungsweise die Finger vorgesehen ist und in der Auflagefläche ein sich über die ge¬ samte Breite der Hand erstreckender Liniensensor vorgesehen ist.Another aspect of the invention is characterized in that a support surface for the hand or the fingers is provided and in the support surface is provided over the ge entire width of the hand extending line sensor.
Für die Aufnahme der Finger beziehungsweise Handlinien ist nun eine Relativbewegung zwischen der Hand und dem Liniensensor notwendig. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo eine "Portrait"-Aufnahme angefertigt worden ist, also die abzubil¬ dende Oberfläche stillgehalten wurde, wird mit diesem erfin— dungsgemäßen Vorschlag jetzt eine Abfolge von verhältnismäßig schmalstreifigen Bildsegmenten erstellt, die dann bildbearbei- tungstechnisch entsprechend aufbereitet und zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist erheblich. Zunächst verringert sich der konstruktive Aufwand für eine erfindungs- gemäße Vorrichtung erheblich, da nur ein verhältnismäßig schma¬ ler Liniensensor einzusetzen ist. Es resultiert daher eine verhältnismäßig kleinbauende Vorrichtung.For the recording of the fingers or hand lines now a relative movement between the hand and the line sensor is necessary. In contrast to the state of the art, where a "portrait" image has been taken, that is to say the surface to be imaged has been held still, a sequence of relatively narrow-lipped image segments is now created with this proposal according to the invention, which is then processed accordingly in terms of image processing and put together to a big picture. The advantage of such a design is significant. First, the design effort for a device according to the invention is reduced considerably, since only a relatively narrow line sensor is to be used. It therefore results in a relatively small-sized device.
Die Erfindung umfaßt dabei sowohl eine Lösung, bei welcher ein sich längs erstreckender Liniensensor vorgesehen ist, wie auch eine Anordnung mehrerer Liniensensoren nebeneinander bezie¬ hungsweise versetzt nebeneinander, die geeignet sind, eine gewisse Teillänge der Hand aufzunehmen.The invention in this case comprises both a solution in which a longitudinally extending line sensor is provided, as well as an arrangement of several line sensors side by side bezie¬ approximately offset side by side, which are suitable to take a certain part of the length of the hand.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung mindestens eine Fingermantelflächen-Abbildungs¬ bzw. Erkennungsanordnung besitzt. Diese Kombination einer Fingermantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnung mit dem Liniensensor eröffnet nämlich die Möglichkeit, verhältnis¬ mäßig komplexe Abbildungen in nur einem Bearbeitungsschritt durchzuführen. Der Prozeß ist deswegen verhältnismäßig komplex, weil die Finger der Hand angenähert als parallel oder spitz¬ winklig angeordnete Zylinder anzusehen sind, die verhältnis¬ mäßig eng beabstandet nebeneinander angeordnet sind, und die charakteristischen Fingermantelflächen verhältnismäßig eng zueinander liegen. Ein einzelnes Abrollen des Fingers, um eine möglichst umfassende Mantelfläche zu erlangen, wäre eine Mög¬ lichkeit, jedoch ist dieses Vorgehen sehr zeitwendig. Wird aber nun eine entsprechende Fingermantelflächen-Abbildungs- bzw. Er¬ kennungsanordnung für jeden einzelnen Finger vorgesehen, so wird durch einfaches Auflegen der Finger auf der Auflagefläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, daß sowohl die jeweiligen Fingermantelflächen wie auch die Hand- beziehungs¬ weise Fingerlinien aufgenommen werden. Das ganze erfolgt dabei bei einem einmaligen Einführen und/oder Ausführen der Hand in die Vorrichtung. Entsprechende Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlageen sind zum Beispiel aus den internationalen Patentanmeldungen PCT-EP 2005-000588 und PCT-EP 2005-001230 bekannt. Auf den Inhalt dieser Patentanmeldungen wird an dieser Stelle vollum¬ fänglich Bezug genommen und er wird als integraler Bestandteil dieser Anmeldung angesehen.In a preferred variant of the invention it is provided that the device has at least one finger coat surface imaging or recognition arrangement. This combination of a finger coat surface imaging or recognition arrangement with the line sensor namely makes it possible to carry out relatively complex images in only one processing step. The process is therefore relatively complex, because the fingers of the hand are to be regarded as approximately parallel or acute-angled cylinders, which are arranged relatively moderately closely spaced next to each other, and the characteristic finger jacket surfaces are relatively close to each other. A single unrolling of the finger in order to obtain the largest possible lateral surface would be a possibility, but this procedure is very time-consuming. If, however, a corresponding finger coat surface imaging or identification arrangement is provided for each individual finger, then by simply placing the fingers on the support surface of the device according to the invention, both the respective finger coat surfaces and the hand or finger lines are received become. The whole takes place in a single insertion and / or running the hand into the device. Corresponding finger line imaging or recognition systems are known, for example, from international patent applications PCT-EP 2005-000588 and PCT-EP 2005-001230. The contents of these patent applications are hereby incorporated by reference in its entirety and it is considered an integral part of this application.
Um die Aufnahme der Fingermantelflächen zu erleichtern ist es günstig, daß in der Vorrichtung mehrere Aufspreizungsmittel für die Finger vorgesehen sind. Diese sind bevorzugterweise an, auf oder über der Auflagefläche angeordnet. Die Aufspreizungsmittel sind zum Beispiel stift- oder zylinderartig ausgebildet und werden in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Fingern eingeführt. Ähnliches kann aber auch durch entsprechende Mulden in der Auflagefläche erfolgen.In order to facilitate the recording of the finger coat surfaces, it is favorable that a plurality of spreading means for the fingers are provided in the device. These are preferably on, arranged on or above the support surface. The spreading means are, for example, pin or cylinder-like and are introduced into the spaces between the individual fingers. Similar but can also be done by appropriate wells in the support surface.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß zumindest eine seitliche Anlagefläche zur Führung der Handseite beziehungsweise der Handkante vorgesehen ist. Eine solche Anlagefläche erleichtert die Bedienbarkeit der Vorrichtung erheblich. Gleichzeitig ist es aber auch möglich, daß in der Anlagefläche ein Bildsensor angeordnet ist, der dazu dient, zum Beispiel die biometrischen Informationen der Hand¬ kante oder auch des Handrückens, also zum Beispiel entsprechen¬ de Handkanten- oder Handrückenlinien aufzunehmen.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that at least one lateral contact surface is provided for guiding the hand side or the hand edge. Such a contact surface considerably facilitates the operability of the device. At the same time, however, it is also possible for an image sensor to be arranged in the abutment surface which serves, for example, to record the biometric information of the hand edge or of the back of the hand, that is to say corresponding hand edge or back of the hand.
Dabei ist vorgesehen, daß eine entsprechende Anlagefläche nicht nur für die Handkante alleine vorgesehen ist, sondern zum Bei¬ spiel auch an der Hand zwischen dem Zeigefinger und dem Daumen die Handseite führt. Dabei ist es möglich, daß auch diese Be¬ reiche mit einem weiteren Bildsensor entsprechend abgetastet werden und die Linien entsprechend erfaßt werden.It is envisaged that a corresponding contact surface is not only provided for the hand edge alone, but also leads to Bei¬ play on the hand between the index finger and the thumb, the hand side. In this case, it is also possible for these areas to be correspondingly scanned with a further image sensor and the lines to be detected accordingly.
Daraus ergibt es sich in einer weiteren vorteilhaften Ausge¬ staltung der Erfindung, daß die Hand seitlich je von einer Anlagefläche geführt ist. Eine dieser Anlageflächen stützt die Hand an der Handkante ab, die andere gegebenenfalls den Finger¬ bereich der Hand am Zeigefinger. Natürlich ist es optional möglich, daß beide Anlageflächen auch je mit einem Bildsensor ausgestattet sind.This results in a further advantageous embodiment of the invention in that the hand is laterally separated from one side Investment surface is guided. One of these abutment surfaces supports the hand on the hand edge, the other possibly supports the finger area of the hand on the index finger. Of course, it is optionally possible that both contact surfaces are each equipped with an image sensor.
In diesem Zusammenhang sieht die Erfindung in einer Variante auch vor, daß eine Anlagefläche natürlich auch für den Hand¬ rücken, also die Handoberseite vorgesehen ist. Dabei ist zum Beispiel die Lage dieser Anlagefläche veränderlich, sie vermag etwas zurückzuweichen. So ist es prinzipiell auch möglich, den Handrücken ebenfalls zu erfassen, wenn nämlich die entsprechen¬ de Anlagefläche ebenfalls mit einem Bildsensor ausgestattet ist.In this context, the invention also provides in a variant that a contact surface is of course also provided for the back of the hand, that is to say the upper side of the hand. In this case, for example, the location of this contact surface is variable, they can retreat a little. Thus, it is also possible in principle to also grasp the back of the hand, namely if the corresponding contact surface is also equipped with an image sensor.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeich¬ net durch eine seitliche, insbesondere winkelige oder recht¬ winkelige Beweglichkeit der Anlageflächen zur Rückzugsbewegung der Hand. Damit wird erreicht, daß diese Anlageflächen bei der unterschiedlichen Anlage der linken oder der rechten Hand nicht stören. Jeweils die Anlagefläche, die stören würde, wird ent¬ weder als Sequenzfolge eingestellt und zurückgezogen oder aber durch eine automatische Erkennung beziehungsweise einen Tast¬ sensor, optischen Sensor oder dergleichen automatisch zurückbe¬ wegt, so daß die Anlagefläche, die stören würde, dann nicht stört. Für den Erkennungsvorgang werden diese wieder zurückbe¬ wegt, so weit, wie die Erkennungsanlage dies für eine sichere Erkennung benötigt.An advantageous development of the invention is gekennzeich¬ net by a lateral, in particular angular or recht¬ angular mobility of the contact surfaces for retraction movement of the hand. This ensures that these contact surfaces do not interfere with the different investment of the left or right hand. In each case, the contact surface, which would interfere, is set and withdrawn either as a sequence sequence or is automatically returned by an automatic detection or a touch sensor, optical sensor or the like, so that the contact surface, which would disturb, then does not disturb , For the recognition process, these are moved back again, as far as the recognition system requires this for reliable recognition.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Variante sieht vor, daß ein Anstellmittel, zum Beispiel eine Feder, für die bewegliche Anlagefläche vorgesehen ist, um zu gewährleisten, daß die Feder die Anlagefläche automatisch zurückzieht und dann entsprechende Mittel vorgesehen sind, um die Anlageflächen zu positionieren, wenn eine Hand eingelegt ist. Geschickterweise ist die Auflagefläche im Bereich der Finger- mantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnung ausgenommen, um den optischen Strahlengang nicht zu behindern oder die Bild¬ qualität durch Verschmutzungen an Kontaktoberflächen zu beein¬ trächtigen.An advantageous development of this variant provides that a positioning means, for example a spring, is provided for the movable abutment surface to ensure that the spring retracts the abutment surface automatically and then corresponding means are provided to position the abutment surfaces, if one Hand is inserted. Cleverly, the support surface is excluded in the area of the finger jacket surface imaging or recognition arrangement in order not to hinder the optical beam path or to impair the image quality by contaminating contact surfaces.
Es wird erreicht, die biometrischen Informationen, also die Handlinien- beziehungsweise Fingerlinien berührungslos zu er¬ fassen. Durch eine entsprechende Ausnehmung in der Auflage¬ fläche oder entsprechende Beabstandung oder die Abwesenheit sonstiger Auflageflächen für den Finger wird ein verzerrungs¬ freies Abbild möglich, das nicht durch entsprechende Verzerrun¬ gen durch Aufdrücken des Fingers auf entsprechende Oberflächen und so weiter verfälscht ist.It is achieved, the biometric information, so the hand-line or finger lines er¬ touch. By a corresponding recess in the Auflage¬ surface or appropriate spacing or the absence of other contact surfaces for the finger a distortion-free image is possible, which is not falsified by appropriate Verzerrun¬ gene by pressing the finger on corresponding surfaces and so on.
Für ein möglichst schnelles Erfassen aller notwendigen Bildin¬ formationen ist es günstig, daß für jeden Finger eine eigene Fingermantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnung vor¬ gesehen ist.For the fastest possible acquisition of all necessary Bildin¬ formations, it is favorable that for each finger own Fingermantelflächen mapping or recognition arrangement vor¬ seen.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fingermantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnung aus einem Umlenkspiegel gegebenenfalls, einer Abbildungsoptik sowie einer Bildaufnahmeeinheit gebildet ist. Der Einsatz eines Umlenkspiegels erlaubt es, die Bildaufnahmeeinheit für die Fingermantelflächen-Abbildung und/oder Erkennung räumlich an anderer Stelle durchzuführen. Eine solche Anordnung kann daher dafür genutzt werden, die Platzanordnung entsprechend zu optimieren. Optional ist der Einsatz einer Abbildungsoptik, günstig, auf diese kann verzichtet werden, wenn eine solche nicht benötigt wirdIn a preferred variant of the invention, it is provided that the finger jacket surface imaging or recognition arrangement is formed, where appropriate, from a deflecting mirror, an imaging optics and an image recording unit. The use of a deflection mirror makes it possible to perform the image acquisition unit for the finger coat surface imaging and / or recognition spatially elsewhere. Such an arrangement can therefore be used to optimize the space arrangement accordingly. Optionally, the use of an imaging optics, low, this can be dispensed with, if such is not needed
Des Weiteren sieht die Erfindung günstigerweise vor, daß die Umlenkspiegel benachbarter Fingerlinienabbildungs- bzw. Erken- nungsanlageen versetzt zueinander sind. Da der Winkelbereich zwischen den Fingern verhältnismäßig beschränkt ist und der Proband keine zu starke Spreizung der Finger erfahren soll, was unangenehm wäre, ist es., günstig, die (zum Beispiel großbauen— den) Umlenkspiegel benachbarter Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlageen versetzt zueinander anzuordnen, um so dro¬ hende Platzkonflikte zu vermeiden.Furthermore, the invention advantageously provides that the deflecting mirrors of adjacent finger line imaging or detection systems are offset from one another. Because the angle range between the fingers is relatively limited and the subject should not experience excessive spreading of the fingers, which would be unpleasant, it is favorable, the (for example großbauen-) deflecting mirror adjacent Fingerlinienabbildungs- or detection systems offset from each other to order so dro ¬ avoid space conflicts.
Gleiches gilt natürlich auch, wenn eine Finger1inienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge mehrere Umlenkspiegel besitzt, wobei dann gegebenenfalls ein Teil dieser Umlenkspiegel einer Finger- mantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnung versetzt zueinander positionierbar ist.Of course, the same applies if a finger-line imaging or recognition device has a plurality of deflection mirrors, in which case a portion of these deflection mirrors of a finger-surface-area imaging or recognition arrangement may be positioned staggered relative to one another.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fingermantelflächen-Abbildung- bzw. Erkennungsanordnung mehrere Umlenkspiegel umfaßt und jeder Umlenkspiegel einzelne Bereiche der Fingermantelfläche abbildet. Eine solche Aufteilung der FingermanteIf.lachen— Abbildungs- bzw. Erkennung auf mehrere einzelne Umlenkspiegel kann bei der Realisierung entsprechender erfindungsgemäßer Vorrichtungen Vorteile bieten. So ist es nämlich möglich, ver¬ hältnismäßig einfache, planare Umlenkspiegel einzusetzen, die dann jeweils winklig um den Finger herum angeordnet sind. Hier¬ bei sind flache bzw. ebene oder platte Spiegel zu verstehen. Diese sind wesentlich günstiger herzustellen als z.B. runde oder halbrunde Spiegel.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the finger coat surface imaging or recognition arrangement comprises a plurality of deflection mirrors and each deflection mirror images individual areas of the finger coat surface. Such a division of the finger edge aperture image or recognition onto a plurality of individual deflection mirrors can offer advantages in the realization of corresponding devices according to the invention. Thus, it is possible to use ver¬ relatively simple, planar deflection mirror, which are then each arranged at an angle around the finger. Hier¬ are flat or flat or flat mirror to understand. These are much cheaper to produce than e.g. round or semicircular mirrors.
Die Umlenkspiegel sind dabei bevorzugt Stoß an Stoß angeordnet, um ein möglichst unterbrechungsfreies Abbild zu liefern. Dabei ist zu beachten, daß ein bestimmter Überdeckungsbereich eingehalten wird. Die Bilder der Erfindung werden nämlich nicht wie beim Panoramabild aneinandergefügt, sondern durch das Vor¬ sehen von Überdeckungsbereichen als ein exaktes dreidimen¬ sionales Bild (3-D-Modell) erzeugt. In einem solchen An¬ wendungsfall können dann zum Beispiel als günstige Variante jeweils ebene, einfacher herzustellende Umlenkspiegel einge¬ setzt werden.The deflecting mirrors are preferably arranged abutting on each other in order to provide an image that is as interruption-free as possible. It should be noted that a certain coverage area is maintained. Namely, the images of the invention are not joined together as in the panoramic image, but are generated by the provision of overlapping areas as an exact three-dimensional image (3-D model). In such an application case, for example, as a favorable variant each level, easier to be produced deflection mirror einge¬ sets.
Des Weiteren sieht die Erfindung vor, daß die Bildaufnahmeein¬ heit ein flächiger Bildsensor oder ein Zeilensensor ist. Als flächiger Bildsensor wird dabei zum Beispiel ein zweidimensio¬ naler Sensor oder Kamera verstanden. Sie sind zum Beispiel in CCD-Technologie ausgeführt und zeilenweise auslesbar. Zum Bei¬ spiel wird bei dem Einsatz eines ringförmigen Umlenkspiegels ein ringförmiges Abbild auf eine zweidimensionale Bildaufnahme¬ einheit projeziert. Es ist aber auch möglich, die Bildaufnahme¬ einheit als einen Zeilen- oder Liniensensor auszubilden, die flächige Darstellung wird dann durch ein entsprechend zügiges Auslesen des Sensors (ähnlich wie bei dem zweidimensionalen Bildsensor) erreicht. Allgemein werden die vorgeschlagenen Bildsensoren beziehungsweise Zeilensensoren nachfolgend auch als Sensoren beschrieben. Günstigerweise ist des Weiteren er¬ findungsgemäß vorgesehen, daß der Sensor zum Beispiel als Farb¬ kamera ausgebildet ist, also farbige Bilder aufzunehmen vermag.Furthermore, the invention provides that the image recording unit is a planar image sensor or a line sensor. As a flat image sensor is understood, for example, a zweidimensio¬ nal sensor or camera. They are implemented, for example, in CCD technology and can be read line by line. For example, when using an annular deflecting mirror, an annular image is projected onto a two-dimensional image recording unit. However, it is also possible to form the image recording unit as a line or line sensor, the areal representation is then achieved by a correspondingly rapid readout of the sensor (similar to the two-dimensional image sensor). In general, the proposed image sensors or line sensors will also be described below as sensors. Conveniently, it is furthermore provided according to the invention that the sensor is designed, for example, as a color camera, that is to say it is capable of taking colored pictures.
Die Breite der Sensoren ist verhältnismäßig zu der aufzunehmen¬ den Oberfläche gering, da letztendlich ein Aufnahmefilm bevor¬ zugt bei der Rückzugbewegung (oder auch Relativbewegung) der Hand beziehungsweise des Fingers gegenüber der Bildaufnahmeein¬ heit erfolgt. Die aufgenommenen Bilder werden dann zu einem zwei- oder dreidimensionalen Bild zusammengesetzt. So ist. auch bei einem flächigen Bildsensor das regelmäßige Auslesen der Bildinformationen notwendig, wobei ein solcher Sensor ent¬ sprechend mehr Informationen beinhaltet und unter Umständen nur mit einer geringeren Taktrate auslesbar ist.The width of the sensors is small relative to the surface to be absorbed, since ultimately a recording film preferably takes place during the retraction movement (or even relative movement) of the hand or of the finger relative to the image recording unit. The captured images are then assembled into a two- or three-dimensional image. So is. Even with a flat image sensor, the regular reading out of the image information is necessary, with such a sensor correspondingly containing more information and, under certain circumstances, being readable only at a lower clock rate.
Vorteilhaft ist hierbei der Einsatz eines Zeilensensors, der viel schneller auslesbar ist und daher höhere Datenmengen zu liefern erlaubt, wodurch die Bildqualität besser wird, da pro Zeileneinheit eine größere Anzahl von Bildinformationen pro Zeit erzeugbar sind. Ein solcher Zeilensensor ist kostengünstig.The advantage here is the use of a line sensor, which is much faster readable and therefore allows to supply more data, whereby the image quality is better, since per line unit, a larger number of image information per Time are generated. Such a line sensor is inexpensive.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird des Weiteren vorgeschlagen, daß die von einem von mehreren Umlenkspiegeln abgebildeten Bereiche der Fingermantelfläche je von einem Be¬ reich des Zeilensensors aufgenommen wird. Obwohl eine Mehrzahl von Umlenkspiegeln, bevorzugt insbesondere planare Umlenk¬ spiegel, in einer Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage vorgesehen sind, so werden die jeweils umgelenkten Bildinfor¬ mationen wieder auf einen Sensor beziehungsweise bevorzugt einen Zeilensensor übertragen. Gerade der Einsatz eines schnell auslesbaren Zeilensensors kombiniert dabei die einfache Ausge¬ staltung des Sensors, eine einfache Ausgestaltung der Umlenk¬ spiegel, insbesondere als planare Spiegel mit der schnellen Auslesegeschwindigkeit eines entsprechenden Zeilensensors. Gerade wenn eine hohe Datenmenge zu sammeln ist, ist dies von Vorteil.In a preferred variant of the invention, it is further proposed that the areas of the finger jacket surface imaged by one of a plurality of deflection mirrors are each received by a region of the line sensor. Although a plurality of deflection mirrors, in particular planar deflection mirrors, are provided in a finger line imaging or detection system, the respectively deflected image information is transmitted again to a sensor or preferably a line sensor. The use of a quickly readable line sensor combines the simple design of the sensor, a simple design of the deflection mirrors, in particular as planar mirrors with the fast read-out speed of a corresponding line sensor. Especially when a large amount of data has to be collected, this is an advantage.
Neben den bereits beschriebenen Vorteilen ist nochmals zu erwähnen, daß ebene bzw. planare Spiegel wesentlich kostengünstiger herzustellen sind, wodurch die Herstellung der gesamten Vorrichtung für das Erfassen von biometrischen Daten insgesamt kostengünstiger wird. In einer günstigen Variante der Erfindung ist es beispielsweise vorgesehen, fünf solche planaren bzw. ebenen Spiegel derart anzuordnen, daß sie in etwa 180° des abzubilden den Objektes umfassen. Damit könnte dann beispielsweise der gesamte untere Teil eines Fingers bis in etwa zur Mitte räumlich gesehen abgebildet werden. Eine weitere Variante schlägt selbstverständlich vor, fünf derartige Spiegel am Umfangsbereich des abzubildenden Objektes 360° umfassend anzuordnen. Auch damit lassen sich sehr genaue Abbildungen, insbesondere räumliche Abbildungen des aufzunehmenden Objektes erzeugen. Selbstverständlich kann man auch die Variante mit fünf Spiegeln in 180° komplettieren, indem man weitere fünf Spiegel in den räumlich verbleibenden 180°, also ebenfalls für eine Gesamtumfangsabbildung 360°, verwendet. Hier wären dann insgesamt 10 Spiegel vorzusehen. Die beschriebenen Varianten stellen lediglich Vorzugsvarianten dar. Die Erfindung ist darauf keineswegs eingeschränkt.In addition to the advantages already described, it should be mentioned again that flat or planar mirrors are considerably cheaper to produce, making the production of the entire apparatus for acquiring biometric data more cost-effective overall. In a favorable variant of the invention, it is provided, for example, to arrange five such planar or planar mirrors in such a way that they comprise approximately 180 ° of the object to be imaged. In this way, for example, the entire lower part of a finger could be displayed spatially as far as the middle. Of course, another variant proposes to arrange five such mirrors 360 ° on the peripheral region of the object to be imaged. Even with this, very accurate images, in particular spatial images of the object to be recorded, can be generated. Of course you can also complete the variant with five mirrors in 180 ° by adding another five Mirror in the spatially remaining 180 °, so also for a Gesamtumfangsabbildung 360 ° used. Here then a total of 10 mirrors would be provided. The variants described are merely preferred variants. The invention is by no means limited thereto.
Geschickterweise werden dabei benachbarte, insbesondere planar ausgebildete Umlenkspiegel die jeweiligen Fingermantelbereiche auf benachbarte Sensorbereichen abbilden. Dadurch wird hernach die Bildzusammenstellung deutlich erleichtert. Natürlich ist es möglich, die Abfolge entsprechend zu variieren, insbesondere wenn dies bezüglich des optischen Strahlungsganges der In¬ formationen günstiger ist.Cleverly, adjacent, in particular planar, deflecting mirrors will image the respective finger coat areas onto adjacent sensor areas. As a result, the image composition is much easier afterwards. Of course, it is possible to vary the sequence accordingly, in particular if this is more favorable with regard to the optical radiation path of the information.
Alternativ ist natürlich vorgesehen, an Stelle eines Sensors für die Mehrzahl von Umlenkspiegeln für jeden Umlenkspiegel je einen eigenen Sensor vorzusehen. Es ist dann möglich, kleinere, einzelne Sensoren vorzusehen, die dann auch jeweils einzeln schneller auslesbar sind. Die Auslesung muß dabei korreliert, also getaktet beziehungsweise getriggert erfolgen, die Bild¬ informationen werden dann nicht zeilenweise zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, suchen zunächst die Zeilen aus den einzelnen Teilbereichen erzeugt und diese dann hernach zusammengesetzt. Durch eine solche Ausgestaltung erhöht sich die Geschwindigkeit für das Auslesen der Bilder, jedoch erhöht sich auch der Auf¬ wand, um die einzelnen Bilder hernach zu einem Gesamtabbild zu komplettieren.Alternatively, it is of course provided to provide a separate sensor for each deflecting mirror instead of a sensor for the plurality of deflecting mirrors. It is then possible to provide smaller, individual sensors, which are then each individually read faster. The readout must be correlated, that is to say clocked or triggered, the image information is then not assembled line by line into an overall picture, first the lines are generated from the individual subregions and then put together afterwards. Such a design increases the speed for reading the images, but also increases the effort required to complete the individual images to form an overall image.
Des Weiteren ist in einer bevorzugten Variante der Erfindung gefunden worden, daß der Einsatz von Licht unterschiedlicher Wellenlänge zur Beleuchtung des Fingers beziehungsweise der Hand eingesetzt wird, um insbesondere zur Erzeugung eines räum¬ lichen Abbildes der Fingermantelfläche beziehungsweise der Hand dienen. Durch das als fraktale Bildverarbeitung bekannte Verfahren ist es möglich, in verhältnismäßig einfacher Weise dreidimensionale Bilder zu gewinnen.Furthermore, in a preferred variant of the invention, it has been found that the use of light of different wavelengths is used to illuminate the finger or the hand, in order in particular to produce a spatial image of the finger coat surface or of the hand. By the method known as fractal image processing, it is possible to obtain three-dimensional images in a relatively simple manner.
Hierbei ist insbesondere der Einsatz einer zwei— beziehungs¬ weise mehrfarbigen Beleuchtung und die Kombination mit einer Farbkamera günstig. Zum Beispiel ist die Farbkamera in der Mitte der zu beobachtenden Oberfläche angeordnet. Die beiden Lichtquellen sind symmetrisch vor und hinter der Scanebene angeordnet. Zeigt nun der Normalenvektor der gescannten Ober¬ fläche in die Kameraebene, so sieht die Kamera wegen der sym¬ metrischen Anordnung gleichanteilig beide Farben. Neigt sich die Oberfläche gegen eine Richtung, wie zum Beispiel bei einer Rille, so ändern sich die Reflektionswinkel und die Farbanteile werden unsymmetrisch. Aus dem Verhältnis der beiden Farbanteile läßt sich dann auf die Oberflächenneigung schließen. Subtra¬ hiert man die beiden Komponenten voneinander, so verschwinden ebene Oberflächenanteile, wogegen sich entsprechende Erhebungen oder Einsenkungen mit 3-D-Struktur deutlich vom Hintergrund abheben. Eine solche Ausgestaltung ist zum Beispiel auch mit der Verwendung einer normalen Beleuchtung oder eine "weißen Lampe" sinngemäß möglich.In particular, the use of a two- or multi-colored lighting and the combination with a color camera are favorable. For example, the color camera is located in the center of the surface to be observed. The two light sources are arranged symmetrically in front of and behind the scan plane. If the normal vector of the scanned surface then points into the camera plane, then the camera will see both colors equally due to the symmetrical arrangement. If the surface tilts against a direction, such as in a groove, the reflection angles change and the color components become unbalanced. From the ratio of the two color components can then be concluded on the surface tilt. If the two components are subtracted from one another, flat surface portions disappear, whereas corresponding elevations or depressions with 3-D structure stand out clearly from the background. Such a configuration is mutatis mutandis possible, for example, with the use of a normal lighting or a "white lamp".
Bezüglich der Ausgestaltung des Umlenkspiegels ist die Erfin¬ dung sehr variabel. Es ist zum Beispiel möglich, daß ein ring- oder halbringartiger Umlenkspiegel eingesetzt wird, der, wie weiter noch beschrieben wird, zu sehr guten Ergebnissen führt. Es ist aber in gleicher Weise auch möglich, einen ebenen bezie¬ hungsweise planaren oder auch kegelstumpfartig ausgebildeten Umlenkspiegel einzusetzen, wobei insbesondere der ebene bezie¬ hungsweise planare Umlenkspiegel in seiner Herstellung deutlich günstiger ist.With regard to the design of the deflecting mirror, the invention is very variable. It is possible, for example, that a ring or semi-annular deflection mirror is used, which, as will be described further, leads to very good results. However, it is also possible in the same way to use a plane or plane or frustoconical deflecting mirror, wherein in particular the flat or planar deflection mirror is significantly more favorable in its production.
Bei einem Einsatz des ring- oder halbringartigen Umlenkspiegels ist es günstig, daß der Bogenwinkel des Ringes beziehungsweise Halbringes von 0° bis 360°, bevorzugt von 0° bis 220°, insbe¬ sondere bevorzugt von 0° bis 180° beträgt. In der Ansicht ge¬ sehen beschreibt der Bogenwinkel den Winkelbereich, in welchem der ring- beziehungsweise halbringartig ausgebildet Umlenk¬ spiegel angeordnet ist. Da eine Aufnahme von Nagel bis Nagel angestrebt wird, reicht es bei gewissen Anwendungen auch aus, eine halbringartige Ausgestaltung zu realisieren, wobei hier zum Beispiel ein Winkelbereich bis zu 220° günstig ist, um auch die angrenzenden Fingerbereiche zuverlässig abzubilden. In einer etwas einfacheren Ausgestaltung kann dabei bereits eine halbkreisartige Ausgestaltung bis 180° ausreichend sein.When using the annular or semi-annular deflecting mirror, it is favorable that the arc angle of the ring or Semiringes of 0 ° to 360 °, preferably from 0 ° to 220 °, in particular preferably from 0 ° to 180 °. Viewed in the view, the arc angle describes the angular range in which the deflecting mirror designed in the manner of a ring or half ring is arranged. Since a recording of nail to nail is sought, it is sufficient in certain applications also to realize a semi-annular configuration, in which case, for example, an angle range up to 220 ° is favorable to reliably map the adjacent finger areas. In a somewhat simpler configuration, a semicircular configuration of up to 180 ° may already be sufficient.
Es ist aber auch möglich, zum Beispiel nur den Bogenwinkel von 60°, 90° oder 45° zu realisieren. In einem solchen Fall sind die Umlenkspiegel gerade auf der Unterseite des Fingers ange¬ ordnet und bilden gerade diese Bereiche bevorzugt ab. Natürlich ist es auch möglich, verschiedene Segmente kleinere Bogenwinkel umfassender Umlenkspiegel einzusetzen. Dies kann gerade bei platzkritischen Anordnungen von Vorteil sein.But it is also possible to realize, for example, only the arc angle of 60 °, 90 ° or 45 °. In such a case, the deflection mirrors are arranged on the underside of the finger and preferably form these areas. Of course, it is also possible to use different segments smaller arc angle comprehensive deflecting mirror. This can be particularly advantageous in space-critical arrangements.
In einer noch einfacheren Variante ist vorgesehen, daß die Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage durch einen eigenen Zeilensensor gebildet ist.In an even simpler variant, it is provided that the finger line imaging or recognition system is formed by a separate line sensor.
Ein wesentlicher Vorzug der Erfindung liegt insbesondere darin, daß die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung modular ausgebil¬ det ist. So ist es möglich, daß der eingesetzte Liniensensor zum Beispiel selber modular aufgebaut ist. Es ist aber auch günstig, daß, je nach Ausstattungswunsch, die Vorrichtung dann individuell mit einer Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungs¬ anlage und/oder einem Bildsensor, zum Beispiel für die Aufnahme der Handkante beziehungsweise anderer Handseitenflächen, aus¬ stattbar ist. So ist es möglich, die Vorrichtung den jeweiligen Kundenwünschen in einfacher Weise, gemäß einem Baukastensystem, anzupassen und zu realisieren. Auch ist es günstig, daß zum Beispiel der Liniensensor, die Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge beziehungsweise der Bildsensor oder deren Anlagefläche jeweils modular ausge¬ bildet sind, wodurch auch deren Aufbau sich entsprechend günstig gestaltet. So ist es zum Beispiel möglich, die Anord¬ nung so zu wählen, daß mit einer Abbildungsoptik verschiedene Spiegel in der Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage zusammenwirken.An essential advantage of the invention lies in the fact that the entire device according to the invention is modular ausgebil¬ det. So it is possible that the line sensor used, for example, itself is modular. However, it is also advantageous that, depending on the equipment desired, the device can then be configured individually with a finger line imaging or recognition system and / or an image sensor, for example for receiving the hand edge or other hand side surfaces. Thus, it is possible to adapt the device to the respective customer requirements in a simple manner, according to a modular system, and to realize. It is also advantageous that, for example, the line sensor, the Fingerlinienabbildungs- or Erkennungsungsanläge or the image sensor or their contact surface are each modular ausge¬ forms, whereby their structure is designed to be low. It is thus possible, for example, to select the arrangement in such a way that different mirrors interact with an imaging optics in the finger line imaging or recognition system.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß ein Bildaufnahmetaster, insbesondere an einem Auf- spreizmittel, vorgesehen ist, welcher für den Aufnahmebeginn der Finger- beziehungsweise Mantellinie und/oder der einzelnen Fingermantelflächen dient. Durch den erfindungsgemäß vorge¬ schlagenen Bildaufnahmetaster löst der Proband letztendlich selbst die Aufnahme der Finger- beziehungsweise Handlinien aus. Der Proband hat seine Hand entsprechend so in die Vorrichtung einzuführen, daß der Bildaufnahmetaster betätigt wird. Die Bildaufnahme erfolgt dann bevorzugt bei der Rückzugbewegung der Hand, wodurch dann auch sichergestellt ist, daß die Relativbe¬ wegung erfolgt. Dies erleichtert die Datenverarbeitung und erhöht die Datensicherheit.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that an image recording button, in particular on a spreading means, is provided, which serves for the start of recording of the finger or surface line and / or the individual finger jacket surfaces. As a result of the image pickup button proposed according to the invention, the subject ultimately triggers the picking up of the finger or hand lines. The test person has to insert his hand into the device in such a way that the image pickup button is actuated. The image is then taken preferably in the retraction movement of the hand, which then also ensures that the Relativbe¬ movement takes place. This facilitates data processing and increases data security.
Erfindungsgemäß ist es natürlich auch möglich, generell eine Relativbewegung der Hand relativ zur Vorrichtung zum erfin¬ dungsgemäßen Gebrauch vorzusehen, das heißt, sowohl die Verwen¬ dung der Vorrichtung wie der Einsatz des ebenfalls erfindungs¬ gemäßen Verfahrens ist sowohl bei einer Einführ- wie auch bei einer Rückzugbewegung möglich.According to the invention, it is of course also possible to provide a relative movement of the hand in general relative to the device for use according to the invention, that is to say both the use of the device and the use of the method according to the invention are both in the case of an introduction as well as in a withdrawal movement possible.
Die Anordnung des Bildaufnahmetasters ist günstigerweise bei einem Aufspreizmittel vorgesehen, wobei die Anordnung dann so gewählt ist, daß der Bildaufnahmetaster nicht versehentlich betätigt werden kann, sondern erst dann, wenn tatsächlich die Hand ganz eingeführt ist und zum Beispiel der Zwischenbereich zwischen zwei Fingern an der Oberfläche des Aufspreizmittels anliegt. Dann wird zum Beispiel auch der Bildaufnahmetaster betätigt. Gegebenenfalls können auch entsprechende, in Korre¬ lation zueinander stehende weitere Schalter oder Taster vorge¬ sehen sein, um eine Fehlbedienung sicher zu vermeiden. Dem Probanden wird dies durch eine entsprechende akustische oder visuelle Nachricht mitgeteilt, danach zieht er seine Hand heraus und die Linien werden entsprechend aufgenommen.The arrangement of the image pickup button is conveniently provided with a spreading means, the arrangement then being chosen so that the image pickup button can not be accidentally actuated but only when the hand is actually fully inserted and, for example, the intermediate area between two fingers on the surface of the spreading agent is applied. Then, for example, the image pickup button is operated. If appropriate, corresponding additional switches or buttons, which are in correlation with one another, can also be provided in order to reliably avoid incorrect operation. The subject is informed by a corresponding acoustic or visual message, then he pulls out his hand and the lines are recorded accordingly.
Neben einer Betätigung des Bildaufnahmetasters durch den Zwischenbereich zwischen zwei Fingern ist es in einer weiteren Variante der Erfindung aber auch möglich, daß zum Beispiel die Fingerkuppen den Bildaufnahmetaster betätigen. In diesem Fall liegt der Bildaufnahmetaster nicht auf dem Aufspreizmittel.In addition to an operation of the image pickup button through the intermediate area between two fingers, it is also possible in a further variant of the invention that, for example, the fingertips actuate the image pickup button. In this case, the image pickup button is not on the spreading means.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Um¬ lenkspiegel in der Nähe des Aufspreizmittels angeordnet ist.Furthermore, it is proposed according to the invention that the deflecting mirror is arranged in the vicinity of the spreading means.
Ziel des Einsatzes des Umlenkspiegels ist es, die Fingermantel¬ fläche möglichst vollständig, und zwar bezüglich des Bogen- winkels wie auch bezüglich der Länge des Fingers, abzubilden.The aim of the use of the deflecting mirror is to as fully as possible the fingernail surface, with respect to the arc angle as well as with respect to the length of the finger to image.
Die Aufnahme der Fingermantelfläche erfolgt dabei ebenfalls bevorzugt bei der Rückzugsbewegung der Hand. Ist nun der Um¬ lenkspielgel möglichst nah an der Fingerwurzel angeordnet, so gelingt es, den gesamten Finger aufzunehmen. Konstruktiv be¬ deutet das, daß der Umlenkspiegel möglichst nahe oder im Be¬ reich des Aufspreizmittels angeordnet ist, da das Aufspreiz- mittel im Winkelbereich zwischen zwei Fingern, also dem Finger¬ wurzelbeginn, liegen wird. Daher reicht es im Sinne der Erfin¬ dung bereits aus, daß bezüglich der Einschieb- beziehungsweise Rückziehbewegung der Hand der Umlenkspiegel auf der gleichen Höhe liegt wie das Aufspreizmitte1, um so in der Nähe zu sein.The recording of the finger coat surface is also carried out preferably in the withdrawal movement of the hand. If now the Um¬ steering play gel arranged as close to the finger root, it is possible to record the entire finger. Structurally, this means that the deflecting mirror is arranged as close as possible or in the region of the spreading means, since the spreading means will lie in the angular range between two fingers, that is to say the start of the finger root. Therefore, in the sense of the invention, it is already sufficient for the deflecting mirror to be at the same height as the spreading center 1 with respect to the insertion or retraction movement of the hand so as to be in the vicinity.
Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Er¬ fassungsanordnung gelöst, die für das gleichzeitige Erfassen von biometrischen Daten von unterschiedlichen., zum Beispiel von wenigstens zwei unterschiedlichen Körperbereichen dient, wobei die Erfassungsanordnung mit mindestens zwei Vorrichtungen für das Erfassen von biometrischen Daten ausgestattet ist und wobei die Vorrichtungen zumindest einen optisch wirksamen Detektor zur Aufnahme der Oberfläche von Körperbereichen aufweist. Hier¬ bei ist eine erste Vorrichtung für die Aufnahme eines ersten und eine zweite Vorrichtung für die Aufnahme eines zweiten Körperbereiches vorgesehen und die Erfassungsanordnung besitzt eine Spreizvorrichtung, durch die die Körperbereiche derart beabstandet werden, daß auch Seitenaufnahmen der Körperbereiche durch den Detektor ermöglicht sind. Als für die Erfassung von biometrischen Daten interessante Körperbereiche werden insbe¬ sondere, wie bereits ausgeführt, Fingerabdrücke angesehen. Als unterschiedliche Körperbereiche im Sinne der vorstehenden Definition sind damit unterschiedliche Einger einer Hand, Finger und Daumen, oder aber Finger und zumindest Teile der Handfläche gemeint. Äußerst wichtig für eine biometrische Erfassungsanordnung ist dabei die Erfassung der Hand, zumindest bis zu dem Teil, wo die Finger in die Handfläche münden, also im Bereich der Handwurzel. Damit werden Betrugsversuche komplett zum Scheitern verurteilt, da die Anordnung, die jetzt sowohl die Fingerbereiche, als auch den abgebildeten Handflächenbereich erkennen und zuordnen kann, so daß eine Manipulation nicht mehr möglich ist.Furthermore, the object according to the invention is achieved by an embodiment which is used for the simultaneous detection of biometric data from different, for example, at least two different body regions, the detection device being equipped with at least two devices for acquiring biometric data and the device having at least one optically effective detector for recording the surface of body regions. Hier¬ in a first device for receiving a first and a second device for receiving a second body region is provided and the detection arrangement has a spreading device, by which the body regions are spaced so that side shots of the body regions are made possible by the detector. Body regions of interest for capturing biometric data are, in particular, fingerprints, as already explained. As different body areas in the sense of the above definition are meant different Einger a hand, fingers and thumb, or fingers and at least parts of the palm. Very important for a biometric detection arrangement is the detection of the hand, at least up to the part where the fingers open into the palm, ie in the area of the carpal. This fraud attempts are completely doomed to failure, since the arrangement that now both the finger areas, as well as the imaged palmar area can recognize and assign, so that a manipulation is no longer possible.
Die vorgeschlagene, erfindungsgemäße Erfassungsanordnung setzt dabei unter anderem auch die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung für das Erfassen von biometrischen Daten ein. Hierauf ist die Erfindung aber nicht beschränkt, diese kann aber auch gegebenenfalls mit anders ausgestalteten Vorrichtun¬ gen zusammenwirken. Der wesentliche Vorteil dieser Ausgestal¬ tung der. Erfassungsanordnung liegt darin, daß es möglich ist, durch den Detektor auch Seitenaufnahmen der Körperbereiche, also zum Beispiel der Seitenflächen der Finger zu machen. Insbesondere die eingangs vorgeschlagene Ausgestaltung der Vorrichtung mit zum Beispiel einem U-artig oder halbringartig ausgebildeten Spiegel erlaubt es diese Seitenflächen quasi in einer Nagel-zu-Nagel-Aufnähme auf dem Detektor abzubilden. Das Ganze geht dabei einher mit einer sehr platzsparenden Ausfüh¬ rung, da für jeden einzelnen Finger nur ein Detektor bezie¬ hungsweise eine Kamera einzusetzen ist, eine solche Anordnung also entsprechend platzsparend realisierbar ist. Es könnten hier ohne Probleme mehrere Vorrichtungen nebeneinander reali¬ siert werden, um zum Beispiel in einem Erfassungsprozeß zwei Körperbereiche, zum Beispie zwei Finger oder aber auch alle Finger einer Hand, einschließlich dem Daumen, zu erfassen.Among other things, the proposed detection arrangement according to the invention uses the above-described device according to the invention for acquiring biometric data. However, the invention is not limited to this, but it may also interact with devices of a different design. The main advantage of this Ausgestal¬ tion of. Detection arrangement is that it is possible to make by the detector also side shots of the body areas, so for example the side surfaces of the fingers. In particular, the initially proposed embodiment of the device with, for example, a U-like or half-ring-like mirror allows these side surfaces to image quasi in a nail-to-nail recording on the detector. The whole is accompanied by a very space-saving Ausfüh¬ tion, since for each individual finger only a detector bezie¬ hurry to use a camera, such an arrangement is thus correspondingly space-saving feasible. Several devices could be realized side by side without problems, for example to detect two body regions, for example two fingers or even all fingers of a hand, including the thumb, in a detection process.
Dabei implementiert die erfindungsgemäß vorgeschlagene Erfas¬ sungsanordnung auch gleichzeitig eine exakte Zuordnung der jeweils aufgenommenen Bilder. Ist zum Beispiel die Erfassungs¬ anordnung so ausgestaltet, daß alle Finger einer Hand erfaßt, also abgetastet beziehungsweise aufgenommen werden können, so ist auch ihre Anordnung an der Hand festgelegt. Auf die An¬ fertigung eines Kontrollabzuges, der eben die Zuordnung der von den einzelnen Fingern genommenen Aufnahmen im Bezug auf die ganze Hand ermöglicht, kann verzichtet werden. Die notwendige Zeit für das Erfassen der biometrischen Daten sinkt bei gleich¬ zeitiger Steigerung der Datensicherheit und auch bei gleich¬ zeitiger Reduktion der notwendigen Datenverarbeitung, da der Kontrollabzug nicht mit den Einzelfingeraufnahmen zu ver¬ gleichen ist.At the same time, the detection arrangement proposed according to the invention implements at the same time an exact assignment of the respectively recorded images. If, for example, the detection arrangement is designed such that all fingers of one hand can be detected, that is to say sampled or recorded, their arrangement is also fixed by hand. On the An¬ production of a control deduction, which just allows the assignment of the recordings taken by the individual fingers with respect to the whole hand, can be dispensed with. The necessary time for acquiring the biometric data decreases with simultaneous increase of the data security and also with simultaneous reduction of the necessary data processing, since the control deduction is not comparable with the single finger recordings.
Dabei hat die Spreizwirkung nicht nur den Vorteil, daß die Seitenbereiche der aufzunehmenden Finger abbildbar werden, die Spreizwirkung bewirkt auch, daß die von dem vorderen Ende der Finger in der Regel etwas beabstandeten Detektoren auch zueinander entsprechend größeren Abstand gewinnen. Da auch die Strahlengänge der einzelnen aufzunehmenden Finger unter dem entsprechenden Spreizwinkel orientiert sind, entfernen sich die Detektoren untereinander entsprechend den Gesetzmäßigkeiten des Strahlengesetzes.In this case, the spreading effect not only has the advantage that the side areas of the male fingers are mapped, the spreading effect also causes the detectors, which are generally slightly spaced from the front end of the fingers, to also reach a correspondingly greater distance from one another. Since the beam paths of the individual fingers to be recorded are oriented at the corresponding spread angle, the Detectors with each other according to the laws of the law of radiation.
In einer Variante der Erfindung wird dabei vorgeschlagen, daß die Hand zur Aufnahme mit gestreckten Fingern so auf die Anord¬ nung aufgelegt wird, daß alle Finger in einer Ebene liegen, aber auch zwischen den Fingern ein hinreichender Abstand ver¬ bleibt, um die seitliche Abbildung der einzelnen Einger zu ermöglichen. Erreicht wird dies durch eine Spreizvorrichtung, die die Finger der Hand in einer definierten, natürlich angenehmen Weise aufspreizt. Durch die Aufspreizung werden die ansonsten durch die Seitenwandungen der Finger einander verdeckenden Bereiche freigelegt und für den Äufnahmeprozeß zugänglich gemacht.In a variant of the invention it is proposed that the hand is placed on the Anord¬ tion for holding with stretched fingers so that all fingers are in a plane, but also between the fingers a sufficient distance ver¬ remains to the lateral image to enable the individual. This is achieved by a spreading device that spreads the fingers of the hand in a defined, naturally pleasant way. As a result of the spreading apart, the areas which otherwise cover one another by the side walls of the fingers are exposed and made accessible for the acquisition process.
In einer erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, daß die Spreizvorrichtung als Anschläge, insbesondere als zylindrische Anschläge ausgebildet sind, welche zwischen den Körperbe¬ reichen, insbesondere zwischen den Fingern einer Hand anzuord¬ nen sind und die Spiegelvorrichtung unterhalb der Körperbe¬ reiche beispielsweise der Finger sich befinden. Die Anordnung ist dabei so zu verstehen, daß die Spiegel derart unterhalb der Vorrichtung angeordnet sind, so daß die Spiegel der Finger¬ beziehungsweise Handfläche zugewandt sind. Die Hand wird dabei an oder in die Erfassungsanordnung so platziert, daß sich ein Zylinder jeweils zwischen zwei Fingern befindet. Natürlich ist es möglich, eine handschuhartige Ausgestaltung zu realisieren, wodurch es möglich ist, die Finger einer Hand noch exakter zu führen. Unterschiedlichen Handgrößen kann, wie zum Beispiel bei Handschuhen auch üblich, mit unterschiedlichen Gerätegrößen Rechnung getragen werden.In a variant according to the invention, it is provided that the spreading device are designed as stops, in particular as cylindrical stops, which are to be arranged between the body regions, in particular between the fingers of one hand, and the mirror device is below the body region, for example of the fingers , The arrangement is to be understood that the mirrors are arranged below the device, so that the mirror faces the finger or palm. The hand is placed on or in the detection arrangement so that a cylinder is in each case between two fingers. Of course, it is possible to realize a glove-like configuration, whereby it is possible to guide the fingers of a hand even more precisely. Different hand sizes can, for example, as usual with gloves, be taken into account with different device sizes.
Günstigerweise wird angestrebt, daß die Spreizvorrichtung eine Spreizung der in ihre Erfassungsanordnung eingeführten Finger einer Hand von je 10° bis 20°, bevorzugt ca. 15° zwischen zwei benachbarten Fingern bewirkt. Es ist gefunden worden, daß ein solcher angulärer Abstand ausreicht, um insbesondere den. vorderen Fingerkuppenbereich in ausreichender Qualität in einem Umfangsbereich von ca. 180°, bevorzugt insbesondere von Fingernagel zu Fingernagel abzubilden.Conveniently, it is desirable that the spreading device spread the introduced into their detection device finger of a hand of 10 ° to 20 °, preferably about 15 ° between two causes adjacent fingers. It has been found that such an angular distance is sufficient, in particular the. front fingertip region in sufficient quality in a peripheral region of about 180 °, preferably in particular from fingernail to fingernail.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante ist auch vorge¬ sehen, zum Beispiel das Gehäuse eines Ringspiegels als Teil der Spreizvorrichtung zu verwenden.In a further variant according to the invention, it is also provided for example to use the housing of a ring mirror as part of the spreading device.
Im Sinne der Erfindung ist es gleichwertig, ob die Finger einer Hand in die erfindungsgemäße Erfassungsanordnung eingeführt werden oder auf diese entsprechend aufgelegt wird.For the purposes of the invention, it is equivalent whether the fingers of one hand are introduced into the detection arrangement according to the invention or are placed on them accordingly.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Erfassungsanordnung eine Auflagefläche aufweist, in der Schlitze oder Öffnungen mit optisch transpa¬ renten Abdeckungen vorgesehen sind und die Spiegel jeweils im Bereich des Schlitzes beziehungsweise der Vertiefung angeordnet sind. Die Abbildung der Körperbereiche, insbesondere der Finger soll berührungslos erfolgen. Da der Raum zwischen den Fingern sehr eng ist, können die Aufnahmeeinrichtungen in diesem Be¬ reich nicht vorgesehen werden. Um die sensible Optik vor Ver¬ schmutzung zu schonen, muß eine entsprechende Beabstandung vorgesehen werden. Das bedeutet, daß entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, so daß zum einen ein sicheres Positionieren des Spiegels um den aufzunehmenden Körperbereich herum möglich ist und auf der anderen Seite eine Verschmutzung sicher ver¬ mieden wird. Hierzu ist es günstig, daß die Erfassungsanordnung eine Auflagefläche aufweist, in der Schlitze oder Öffnungen mit optisch tranparenten Abdeckungen vorgesehen sind und die Spie¬ gel jeweils im Bereich des Schlitzes beziehungsweise der Ver¬ tiefung angeordnet sind. Die optisch transpartenten Abdeckungen sind in einfacher Weise leicht zu reinigen und sind für die eingesetzten Lichtstrahlen entsprechend transparent. Durch eine einfache Beabstandung, wie es zum Beispiel mit der Anordnung eines Schlitzes oder einer Ausnehmung möglich ist, wird glei¬ ches erreicht.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the detection arrangement has a bearing surface, are provided in the slots or openings with optically transpa¬ renten covers and the mirrors are each arranged in the region of the slot or the recess. The image of the body areas, especially the fingers should be done without contact. Since the space between the fingers is very narrow, the receiving devices can not be provided in this area. In order to protect the sensitive optics from contamination, a corresponding spacing must be provided. This means that appropriate precautions are taken so that, on the one hand, a secure positioning of the mirror around the male body area is possible and, on the other hand, contamination is reliably avoided. For this purpose, it is favorable that the detection arrangement has a bearing surface, are provided in the slots or openings with optically transparent covers and the Spie¬ gel respectively in the region of the slot or the Ver¬ depression are arranged. The optically transparent covers are easy to clean in a simple manner and are correspondingly transparent to the light beams used. By a simple spacing, as is possible, for example, with the arrangement of a slot or a recess, is achieved in the same way.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Auflagefläche Mulden für die Aufnahme von Fingern beziehungsweise der Handfläche bilden und die Anordnung der Mulden eine Spreizvorrichtung bewirken. Um die Bedienbar- keit der Erfassungsanordnung zu erhöhen, ist es günstig die aufzunehmende Hand derart einzubetten, daß diese optimal ge¬ führt ist. Dies wird günstigerweise durch eine entsprechend muldenartige Ausgestaltung der Auflagefläche erreicht. Ähnlich wie der Negativabdruck einer Hand besitzt die Auflagefläche eine entsprechende Ausgestaltung, die natürlich zusätzlich auch als Spreizvorrichtung zu wirken vermag, da hierdurch auch eine entsprechende Führung der Finger möglich ist. Dabei kann diese muldenartige Ausgestaltung der Auflagefläche alleine bereits eine Spreizung bewirken oder zusätzlich zu anderen Spreizvor¬ richtungen vorgesehen sein.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the support surface form depressions for receiving fingers or the palm and the arrangement of the wells cause a spreading device. In order to increase the operability of the detection arrangement, it is advantageous to embed the male hand in such a way that it is optimally guided. This is conveniently achieved by a corresponding trough-like design of the support surface. Similar to the negative impression of a hand, the support surface has a corresponding configuration, which of course can also act as a spreading device, as this also a corresponding leadership of the fingers is possible. In this case, this trough-like configuration of the support surface alone already cause a spread or be provided in addition to other Spreizvor¬ directions.
In einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß zwei Vorrichtungen ein Objektiv teilen. Günstiger¬ weise handelt es sich dabei um zwei benachbarte Vorrichtungen. Da der zur Verfügung stehende Platz in der erfindungsgemäßen Erfassungsanordnung sehr eng ist, es sollen ja mit einem Gerät möglichst alle Finger einschließlich Daumen beider Hände eines Probanten erfaßt werden, erreicht ein solcher Vorschlag eine entsprechende Platzersparnis, da die Anzahl der notwendigen Objektive, die ja auch entsprechend Platz benötigen, reduzier¬ bar ist. Zum Beispiel ist vorgesehen, ein Doppelobjektiv einzu¬ setzen, das für zwei oder auch mehrere Detektoren einsetzbar ist. Diese werden dann einzeln fokussiert.In a further preferred variant of the invention, it is provided that two devices share one objective. Favorably, these are two adjacent devices. Since the available space in the detection arrangement according to the invention is very narrow, so it should be detected with a device as possible all fingers including the thumb of both hands of a student, such a proposal achieves a corresponding space savings, since the number of necessary lenses, the yes according to require space, Reduzier¬ bar is. For example, it is envisaged to use a double objective which can be used for two or more detectors. These are then focused individually.
Es ist günstig, daß für jeden Finger ein eigener, bewegbarer Sensorkopf vorgesehen ist und benachbarte Sensorköpfe jeweils entgegengesetzt beweglich sind. In einer Variante der Erfindung wurde bereits beschrieben, daß es günstig ist, daß sich der Detektor bezüglich der durch die Längserstreckung des Körpers definierte Achse vor dem Körperbereich befindet, übertragen auf die Anwendung beim Finger bedeutet dies, daß die (idealisierte) Längsachse des zylindrischen Fingers in seiner Verlängerung nach vorne, der Hand abgewandt, den Detektor trägt. Um die Optik einmal zu kalibrieren ist es günstig, alle optischen Elemente, also den Spiegel, das Objektiv und den Detektor in einen Sensorkopf zu integrieren, da es zum Abscannen der ge¬ samten Fingeroberfläche auf eine Relativbewegung ankommt, wird diese durch den Sensorkopf insgesamt geleistet. Befinden sich nun alle Sensorköpfe in der gleichen Richtung orientiert vor den jeweiligen Fingern, so kann auch bei einer entsprechenden Spreizung der Finger ein Platzproblem entstehen. Es ist dann günstig, wenn für den einen oder anderen Sensorköpf eine umge¬ drehte Anordnung gewählt wird, derart, daß der Detektor sich nicht vor dem Finger sondern zum Beispiel im Bereich unter der Handfläche befindet. Dies kann durch einfachen Umbau bezie¬ hungsweise anders orientierten Spiegel in einfacher Weise realisiert werden. Somit kann auch der Bereich unterhalb der Handfläche für die Anordnung von Sensorköpfen genutzt werden.It is favorable that a separate, movable sensor head is provided for each finger and adjacent sensor heads respectively are movable in opposite directions. In a variant of the invention has already been described, that it is favorable that the detector with respect to the axis defined by the longitudinal extension of the body is located in front of the body region, transferred to the application of the finger, this means that the (idealized) longitudinal axis of the cylindrical finger in its extension forward, the hand averted, carries the detector. In order to calibrate the optics once, it is favorable to integrate all the optical elements, that is to say the mirror, the objective and the detector, in a sensor head, since a relative movement is required for scanning the entire finger surface, this is achieved by the sensor head as a whole , If all the sensor heads are oriented in the same direction in front of the respective fingers, a space problem can arise even with a corresponding spread of the fingers. It is favorable if an inverted arrangement is selected for one or the other sensor head, such that the detector is not in front of the finger but, for example, in the area below the palm of the hand. This can be realized in a simple manner by simple conversion or otherwise oriented mirrors. Thus, the area below the palm can be used for the arrangement of sensor heads.
Selbstverständlich ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß alle Spiegel unter der abzubildenden Hand angeordnet sind. Dies stellt eine weitere bevorzugte Variante der Erfindung dar.Of course, the invention also provides that all mirrors are arranged under the hand to be imaged. This represents a further preferred variant of the invention.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß für jeden Finger ein eigener, bewegbarer Sensorkopf vorgesehen ist und jeder Sensorkopf längsbeweglich, insbesondere in Rich¬ tung der Längserstreckung des jeweiligen Fingers beweglich ist. Es reicht dabei bereits aus, daß ein Spiegel, der die Umfangs— linie des Körperbereiches beziehungsweise Fingers erfaßt, in Achsrichtung des zylinderartigen Fingers bewegt wird. Im Sinne der Erfindung ist es aber auch möglich, und dies gilt auch bei der bei der Erfassungsanordnung eingesetzten Vorrichtung im gleichen Maße, daß der Spiegel eine zur Längsachse parallele Mantellinie abbildet und im übrigen der Spiegel beziehungsweise der Sensorkopf (je nach Ausgestaltung) den Mantelbereich auf einer radialen Bahn abfährt. Auch dies ist Gegenstand der Er¬ findung.In a preferred variant of the invention, it is provided that a separate, movable sensor head is provided for each finger and each sensor head is movable longitudinally, in particular in the direction of the longitudinal extension of the respective finger. It is already sufficient here for a mirror which detects the circumferential line of the body region or finger to be moved in the axial direction of the cylinder-like finger. But within the meaning of the invention it is also possible, and this also applies to the device used in the detection arrangement to the same extent that the mirror images a parallel to the longitudinal axis surface line and in the rest of the mirror or the sensor head (depending on the configuration) moves off the jacket region on a radial path. This too is the subject of the invention.
Insbesondere wenn eine Bewegung des Sensorkopfes oder des Spiegels als Relativbewegung vorgesehen ist, ist es günstig-, für eine Festleganordnung der Hand und/oder der einzelnen Finger an oder in der Erfassungsanordnung zu sorgen. Hierdurch ist es möglich, die aufzunehmenden Körperbereiche exakt zu positionieren und ein möglichst scharfes Abbild zu erzielen.In particular, if a movement of the sensor head or the mirror is provided as a relative movement, it is favorable - to provide for a Festleganordnung the hand and / or the individual fingers on or in the detection arrangement. This makes it possible to accurately position the male body areas and to achieve the sharpest possible image.
Um die notwendige Zeit zur Aufnahme der Hand- beziehungsweise Fingerlinien weiter zu optimieren, wird ein Erfassungsgerät vorgeschlagen, welches für die Aufnahme der Finger- und Hand¬ linien eines Probanden dient, welches durch eine doppelte, bevorzugt gespiegelte Anordnung zweier Vorrichtungen, wie be¬ schrieben, besteht. Ein solches Erfassungsgerät zeichnet sich aus durch einen sehr einfachen und daher kostengünstigen Auf¬ bau gleichzeitig wir durch die gleichzeitige Erfassung beider Hände die Erfassungszeit erheblich verringert. Die Wartezeit für die Probanden, zum Beispiel bei entsprechenden Zugangs¬ kontrollen, sinkt entsprechend.In order to further optimize the time required to hold the hand or finger lines, a detection device is proposed, which serves for receiving the finger and hand lines of a subject, as described by a double, preferably mirrored arrangement of two devices , consists. Such a detection device is characterized by a very simple and therefore cost-effective Auf¬ construction while we significantly reduces the detection time by the simultaneous detection of both hands. The waiting time for the subjects, for example, with appropriate Zugang¬ controls, decreases accordingly.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren für die Erfassung von biometrischen Daten mit nachfolgend ge¬ schilderten Merkmalen gelöst.The object according to the invention is also achieved by a method for the acquisition of biometric data with characteristics described below.
Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren werden die von einer Mehrzahl von Kameras/Detektoren aufgenommenen Einzelfotos in der Bildverarbeitung entsprechend zu einem dreidimensionalen Gesamtbild zusammengesetzt. Dabei wird in der Regel simultan von mehreren Kameras beziehungsweise Detektoren aus verschie- denen Blickwinkels auf den Körperbereich eine Aufnahme gemacht. Es kommt dabei auf eine exakte Aufteilung des von dem jeweili¬ gen Detektor erkannten Winkelsegmentes an, um insbesondere im Überlappungsbereich, also im Grenzbereich der Einzelbilder, welcher gegebenenfalls von dem ersten oder einem zweiten Detek¬ tor erfaßt wird, eine exakte dreidimensionale Aufnahme zu er¬ zielen. Die geometrischen Bedingungen sind daher entsprechend kompliziert und daher auch störanfällig. Unter Umständen ist auch die Aufnahme einer Serie von Aufnahmen simultan mit einer Mehrzahl von Detektoren keine sichere Verfahrensweise, um ein vollständiges Abbild der idealerweise zylinderförmigen Mantel¬ fläche eines Fingers zu erzielen.In the methods known in the prior art, the individual photos taken by a plurality of cameras / detectors are combined in the image processing corresponding to a three-dimensional overall image. As a rule, several cameras or detectors are used to simultaneously which angles are taken to the body area. In this case, an exact division of the angular segment detected by the respective detector is important in order to obtain an exact three-dimensional image especially in the overlap region, ie in the boundary region of the individual images, which is optionally detected by the first or a second detector aim. The geometric conditions are therefore correspondingly complicated and therefore prone to failure. Under certain circumstances, the recording of a series of images simultaneously with a plurality of detectors is not a safe procedure to achieve a complete image of the ideally cylindrical Mantel¬ surface of a finger.
An dieser Stelle wird nochmals betont, daß es nicht nur um die Aufnahme von Fingerabdrücken geht, sondern sowohl das erfin¬ dungsgemäße Verfahren wie auch die erfindungsgemäße Vorrichtung in gleicher Weise für jeglichen Körperbereich einsetzbar ist. Insbesondere leistet die Erfindung einen Beitrag dazu, daß auch nicht planare Körperbereiche, wie eben der Finger, oder die Handfläche bzw. ein Teil davon, durch die Erfindung zuverlässig, bildtechnisch erfaßbar ist.At this point it is emphasized again that it is not only about the recording of fingerprints, but both the inventive method and the device according to the invention can be used in the same way for any body area. In particular, the invention contributes to the fact that non-planar body areas, such as just the finger, or the palm or a part thereof, reliable by the invention, can be detected by imaging technology.
Ausgehend von vorgeschilderten Problemen im Stand der Technik bei der Bildverarbeitung wird weiterhin gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß ein Detektor zumindest ein Bild einer ersten Teilfläche der zu erfassenden Oberfläche eines Körperbereiches aufnimmt, hernach eine Relativbewegung zwischen dem Detektor und dem Körperbereich erfolgt, wonach der Detektor zumindest ein Bild einer zweiten Teilfläche der zu erfassenden Oberfläche des Körperbereiches aufnimmt.On the basis of previously described problems in the prior art in image processing, it is further proposed according to the invention for a detector to record at least one image of a first subarea of the surface of a body region to be detected, after which a relative movement takes place between the detector and the body region, after which the detector at least takes an image of a second partial surface of the surface of the body region to be detected.
Es wird quasi ein Film über die Oberfläche des Körperbereiches durch den Detektor aufgenommen. Dieser Film besteht aus einer hohen Anzahl von Einzelbildern, zum Beispiel in axialer Rich¬ tung eines Fingers. Dabei wird natürlich die Bildaufnahme- frequenz so gewählt, daß mindestens ein Bild pro Mindestbreite des Spiegels (die gegebenenfalls geringer ist als die tatsäch¬ liche, physikalische Breite des Spiegels) von der Oberfläche genommen wird. Dies ist aber mit modernen Hochleistungskameras beziehungsweise Detektoren regelmäßig kein Problem. Insbeson¬ dere stehen somit eine Vielzahl von Bildern, die einander auch überlappen, zur Verfügung, die eine Bildaufbereitung problemlos durchführbar machen.A film is almost taken over the surface of the body area by the detector. This film consists of a large number of individual images, for example in the axial direction of a finger. Of course, the image acquisition Frequency selected so that at least one image per minimum width of the mirror (which is optionally less than the actual Liche, physical width of the mirror) is taken from the surface. However, this is no problem with modern high-performance cameras or detectors. In particular, a large number of images which also overlap one another are thus available which make image processing easily feasible.
Dabei wird günstigerweise eine so hohe Anzahl von überlappenden ober im Wesentlichen redundanten Aufnahmen erzeugt, damit zum Beispiel auch Fehlerberechnungen bei der Bildverarbeitung beziehungsweise Korrelationsrechnungen zur Optimierung des Abbildes möglich sind.In this case, such a high number of overlapping upper substantially redundant images is advantageously generated, so that, for example, error calculations in image processing or correlation calculations to optimize the image are possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren erstreckt sich dabei zunächst darauf, daß der Detektor eine Relativbewegung bezüglich der aufzunehmenden Oberfläche des Körperbereiches ausführt. In gleicher Weise wird die eingangs gestellte Aufgabe aber auch durch ein Verfahren für die Erfassung von biometrischen Daten gelöst, wobei ein aus einem Detektor und einer Abbildungsoptik bestehender Sensorkopf zumindest ein Bild einer ersten Teil¬ fläche der zu erfassenden Oberfläche eines Körperbereiches aufnimmt, hernach eine Relativbewegung zwischen dem Körperbe¬ reich und dem Sensorkopf beziehungsweise Teilen des Sensor¬ kopfes erfolgt und hernach der Sensorkopf zumindest ein Bild einer zweiten Teilfläche der zu erfassenden Oberfläche des Körperbereiches aufnimmt.The inventive method initially extends to the fact that the detector performs a relative movement with respect to the male surface of the body region. In the same way, however, the object stated at the outset is also solved by a method for acquiring biometric data, wherein a sensor head consisting of a detector and an imaging optics receives at least one image of a first partial area of the surface of a body region to be detected, then a relative movement between the body region and the sensor head or parts of the sensor head, and thereafter the sensor head receives at least one image of a second partial surface of the surface of the body region to be detected.
Im oberen Bereich dieser Anmeldung wird insbesondere beschrie¬ ben, daß ein Spiegel, in einer bevorzugten Variante ein Halb¬ ringspiegel oder ein Ringspiegel eine Relativbewegung- bezüglich der Oberfläche des Körperbereiches ausführt. Gemäß einer Variante der Erfindung kommt es dabei nicht darauf an, daß auch der Detektor mit dem Spiegel beziehungsweise der Optik mitbe- wegt wird, deren optische Verhältnisse also während der Auf¬ nahme unverändert bleiben. Dies" kann auch anders im Sinne der Erfindung gelöst werden. Die Erfindung umfaßt daher auch eine Lösung, bei welcher der Sensorkopf, bestehend aus einem Detek¬ tor und einer Abbildungsoptik oder auch nur Teile des Sensor¬ kopfes, also zum Beispiel nur der Spiegel eine Relativbewegung ausführt.In the upper part of this application is in particular beschrie¬ ben that a mirror, in a preferred variant, a Halb¬ ring mirror or a ring mirror performs a relative movement with respect to the surface of the body region. According to a variant of the invention, it does not matter that the detector is also associated with the mirror or the optics. is moved, so the optical conditions remain unchanged during Auf¬ acquisition. This "may be otherwise achieved within the meaning of the invention. The invention therefore also includes a solution in which the sensor head consisting gate of a Detek¬ and an imaging optical system or any part of the Sensor¬ head, so, for example, only the mirror a Performs relative movement.
Die oben geschilderten Vorteile einer solchen Verfahrensweise werden auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten.The above-described advantages of such a procedure are also obtained in this inventive method.
Günstigerweise ist die Relativbewegung parallel oder im Wesent¬ lichen parallel zur Längserstreckung des Körperbereiches. Wie bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung geschildert, ist die Relativbewegung entweder von der Bewegung des Körperbe¬ reiches, also den Finger oder der Hand oder von der Bewegung der optischen Elemente (Detektor, Sensorkopf und so weiter) ableitbar.Conveniently, the relative movement is parallel or substantially parallel to the longitudinal extension of the body region. As already described in connection with the device, the relative movement can be derived either from the movement of the body region, ie the finger or the hand or from the movement of the optical elements (detector, sensor head and so on).
In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, daß alle im Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mit¬ offenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Erfindung und zur Offenbarung.In this context, it should be noted in particular that all features and properties described in relation to the device but also methods are analogously also applicable with respect to the formulation of the method according to the invention and can be used according to the invention and disclosed as mit¬. The same also applies in the opposite direction, that is, only in terms of the method mentioned, structural so device-like features can also be considered and claimed within the scope of the device claims and also count to the invention and to the disclosure.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist darauf ausgelegt, eine Viel¬ zahl von Bildern zu erzeugen, wobei erfindungsgemäß vorgesehen wird, daß der Detektor die von den Teilflächen aufgenommenen Bilder korreliert und in ihrer Reihenfolge in einem Speicher ablegt. Diese Korrelation ist insbesondere für das zu erzeugen- de Abbild der aufgenommenen Oberfläche wichtig.The method according to the invention is designed to generate a multiplicity of images, it being provided according to the invention that the detector correlates the images recorded by the partial surfaces and stores them in a sequence in a memory. This correlation is especially important for the Image of the recorded surface important.
Von Vorteil für die nachfolgende Bildbearbeitung ist es, daß sich zumindest die Bilder der ersten und der zweiten Teilfläche überlappen. Zwischen der Aufnahme der ersten und der zweiten Teilfläche erfolgt eine Relativbewegung. Es wird also ein anderer Bereich der Oberfläche abgebildet. Um ein unter¬ brechungsfreies Abbild aus diesen Einzelbildern zu erzeugen ist es günstig, für einen ensprechenden Überlappungsbereich zu sorgen, durch den insbesondere die exakte Anbindung der einzelnen Teilbilder untereinander, aber auch Anhaltspunkte für die Entzerrung beziehungsweise Fehlerberechnung und so weiter ableitbar sind.An advantage for the subsequent image processing is that at least the images of the first and the second partial surface overlap. Between the recording of the first and the second partial surface is a relative movement. So, another area of the surface is displayed. In order to produce an interruption-free image from these individual images, it is advantageous to provide a corresponding overlapping region, by means of which, in particular, the exact connection of the individual partial images with one another, but also clues for the equalization or error calculation and so forth can be derived.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren ist es günstig, daß im Strahlengang zwischen dem Körperbereich und dem Detektor ein abschnittsweise gewölbter beziehungsweise gebogener Spie¬ gel, gegebenenfalls als Teil der Abbildungsoptik vorgesehen ist und der Detektor ein Bild der gewölbten Teilfläche aufnimmt. Aus diesem erfindungsgemäßen Vorschlag resultiert, daß ring¬ artig oder U-artig gebogene Abbilder auf den Detektor geworfen werden. Insofern ist natürlich die Ausgestaltung des Detektors hierauf zu konzentrieren, wobei insbesondere die Verarbeitung diesbezüglich optimiert werden kann, da immer nur in einem gewissen, aufgrund der Abbildungsoptik bekannten Bereich mit einem Abbild zunächst zu rechnen ist. Durch eine solche Berück¬ sichtigung der Ausgestaltung der Vorrichtung im Verfahren ist die Bildbearbeitung entsprechend zu beschleunigen.With regard to the method according to the invention, it is favorable that in the beam path between the body region and the detector a partially arched or curved mirror is provided, optionally as part of the imaging optics, and the detector takes an image of the curved partial surface. From this inventive proposal results that ring-like or U-like curved images are thrown onto the detector. In this respect, of course, the design of the detector to focus on this, in particular, the processing can be optimized in this respect, since only in a certain, due to the imaging optics known area with an image is to be expected first. By such a consideration of the configuration of the device in the method, the image processing is to be accelerated accordingly.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt auch ein Bildverarbei¬ tungsmodul, welches die in dem Speicher abgelegten Bilder zu einem dreidimensionalen Abbild der erfaßten Oberflächen zu¬ sammenstellt. Dies wird mit bekannten Methoden der Bildver¬ arbeitung geleistet. Diese Bildverarbeitung erreicht dabei zum Beispiel die Erzeugung eines Abbildes der Mantelfläche eines Fingers, zum Beispiel eines dreidimensionalen Abbildes. In einem weiteren Schritt ist es dann möglich, aus diesen Bild¬ informationen ein "abgerollte", planare Darstellung zu erhal¬ ten. Hierdurch wird ein Datensatz von biometrischen Daten er¬ zeugt, der zum Beispiel mit bereits bestehenden, mit Drucker¬ schwärze angefertigten Fingerabdrücken vergleichbar und auch datentechnisch erfaßbar ist.The method according to the invention also comprises an image processing module which combines the images stored in the memory into a three-dimensional image of the detected surfaces. This is done by known methods of image processing. This image processing achieves, for example, the generation of an image of the lateral surface of a Fingers, for example, a three-dimensional image. In a further step, it is then possible to obtain a "unrolled", planar representation from this image information. In this way, a data set of biometric data is generated, for example with already existing fingerprints made with printer black Comparable and also data-technically detectable.
In diesem Zusammenhang leistet das Bildverarbeitungsmodul ge¬ gebenenfalls auch eine Entzerrung des Abbildes, welches als Gesamtbild ausgebildet ist und/oder auch der jeweils einzelnen, von den Teilflächen aufgenommenen Bildern.In this connection, the image processing module optionally also provides an equalization of the image, which is designed as an overall image and / or also of the individual images taken by the partial surfaces.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Aufnahme von Finger- beziehungsweise Handlinien gelöst, wobei die Aufnahme der Fingermantelfläche gleichzeitig mit der Aufnahme der Handlinien erfolgt. Durch diesen gleichzeitigen Ablauf der Aufnahmen wird die notwendige Aufnahmezeit, also die Zeit, während der der jeweilige Probant an der Vorrichtung zu verweilen hat, erheblich reduziert.The object stated at the outset is also achieved by a method for receiving finger or hand lines, wherein the recording of the finger coat surface takes place simultaneously with the recording of the lines of the hand. By this simultaneous sequence of recordings, the necessary recording time, ie the time during which the respective tester has to dwell on the device, significantly reduced.
Die Aufnahmen erfolgen dabei räumlich derart getrennt, daß die Fingermantelfläche im vorderen Bereich bevorzugt durch die beschriebene Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge, und die Handlinien durch einen anderen Sensor, zum Beispiel den ebenfalls beschriebenen Liniensensor, erfaßt werden. Natürlich nimmt auch die Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage Fingerlinien der Fingermantelfläche auf, da ja die Fingerlinien beziehungsweise die Handlinien personenidentifizierend sind.The recordings are spatially separated so that the finger coat surface in the front region preferably by the described Fingerlinienabbildungs- or Erkennungsungsanläge, and the hand lines are detected by another sensor, for example, the line sensor also described. Of course, the finger line imaging or recognition system also takes up finger lines of the finger coat surface, since the finger lines or the hand lines are person-identifying.
Es ist günstigerweise vorgesehen, daß ein Vergleich, eine Kon¬ trolle beziehungsweise eine Zuordnung der aufgenommenen Finger¬ mantelflächen zu den jeweils aufgenommenen Fingerunterseiten der Finger erfolgt. Hierdurch wird die Datensicherheit bezie¬ hungsweise die Richtigkeit und Autenzität der Daten ent- sprechend erhöht, wodurch natürlich auch die Qualität der In¬ formation entsprechend gesteigert. Insbesondere ist auch vorge¬ sehen, falls eine Zitterbewegung der Hand besteht, vor, während oder nach dem Kontrollschritt des Verfahrens einen Bildkorrek¬ turschritt durchzuführen. Dieser Bildkorrekturschritt besteht aus einem Algorithmus zur Eliminierung der Zitterbewegung, wie dies zum Beispiel in der Fotografie eingesetzt wird. Dabei ist zu beachten, daß die Bildverarbeitung zusätzlich natürlich aus dem aufgenommenen Film der Fingermantelflächen ein voll¬ ständiges Bild erzeugt.It is expediently provided that a comparison, a check or an assignment of the recorded finger jacket surfaces to the respectively recorded finger bottoms of the fingers takes place. As a result, the data security or the correctness and authenticity of the data is determined. speaking increased, which of course also increases the quality of the information accordingly. In particular, it is also provided, if there is a dithering motion of the hand, to perform an image correction step before, during or after the control step of the method. This image correction step consists of an algorithm for eliminating the dithering motion, as used in photography, for example. It should be noted that the image processing of course additionally generates a complete picture from the recorded film of the finger coat surfaces.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird vorge¬ sehen, daß insbesondere bei der Verwendung von Farbsensoren beziehungsweise Farbkameras ein räumliches Abbild der Finger¬ mantelfläche beziehungsweise der Hand erzeugt wird. So ist zum Beispiel der Sensor der Bildaufnahmeeinheit der Fingerlinienab- bildungs- bzw. Erkennungsanlage oder aber auch der Liniensensor zur Aufnahme der Handunterseite als Farbsensor ausgebildet, um entsprechend farbige Bilder zu erzeugen. Mit Hilfe einer Bild¬ verarbeitung beziehungsweise -aufbereitung, unter Ausnutzung des Effektes des fraktalen Lichtes (wie oben beschrieben, worauf im erfindungsgemäßen Verfahren vollumfänglich Bezug genommen wird), ist es nun möglich, durch die in beliebiger Weise planar gewonnen Bildinformationen ein dreidimensionales Abbild herauszurechnen. In geeigneter Weise werden dabei die Informationen der unterschiedlich farbsensitiven Bereiche des Sensors verrechnet und ausgewertet. So ist es möglich, mit sehr geringen Aufwand, zum Beispiel unter Einsatz von nur planaren Spiegeln und unter Verwendung des vorbeschriebenen Verfahrens ein dreidimensionales Abbild zu gewinnen.In a preferred embodiment of the method, it is provided that, particularly when color sensors or color cameras are used, a spatial image of the finger jacket surface or of the hand is generated. Thus, for example, the sensor of the image recording unit of the finger line imaging or recognition system or even the line sensor for receiving the underside of the hand is designed as a color sensor in order to generate correspondingly colored images. With the aid of image processing or processing, utilizing the effect of the fractal light (as described above, to which reference is made in the method according to the invention), it is now possible to calculate a three-dimensional image by the image information obtained in an arbitrarily planar manner. In a suitable manner, the information of the differently color-sensitive regions of the sensor is calculated and evaluated. Thus, it is possible to obtain a three-dimensional image with very little effort, for example using only planar mirrors and using the method described above.
Die Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt es zeigen: Fig. 1 eine schematisch Übersicht über das erfindungsgemäße Verfahren, einschließlich der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung undThe invention is shown schematically in the drawing, in which: FIG. 1 shows a schematic overview of the method according to the invention, including the device according to the invention and FIG
Fig. 2 eine schematische Ansicht auf die erfindungsgemäße Erfassungsanord¬ nung.2 shows a schematic view of the detection arrangement according to the invention.
Fig. 3: eine Draufsicht auf eine Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäße Vorrichtung;FIG. 3 shows a plan view of an embodiment of the device according to the invention; FIG.
Fig. 4: eine Seitenansicht einer erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung;4 shows a side view of a device according to the invention;
Fig. 5: in einer Übersichtsansicht dieFig. 5: in an overview view the
Funktionsweise der Fingerlinienab- bildungs- bzw. Erkennungsanläge gemäß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Mode of operation of the finger line imaging or recognition apparatus according to a device according to the invention;
Fig. 6: eine Draufsicht auf eine weitereFig. 6: a plan view of another
Ausgestaltung der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung;Embodiment of erfindungsge¬ MAESSEN device;
Fig. 7: in der Seitenansicht eine Variante der Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge gemäß einer er¬ findungsgemäßen Vorrichtung undFIG. 7 shows a side view of a variant of the finger line imaging or detection apparatuses according to a device according to the invention and FIG
Fig. 8: eine Draufsicht nach Fig. 7;8 shows a plan view according to FIG. 7;
Fig. 9 und 10: Varianten von Spiegelanordnungen nach der Erfindung. In Figur 1 ist die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dar¬ gestellt.FIGS. 9 and 10 variants of mirror arrangements according to the invention. FIG. 1 schematically illustrates the mode of operation of the device according to the invention and of the method according to the invention.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für das Erfassen von biometrischen Daten, zum Beispiel von Fingerabdrücken, wobei die Vorrichtung einen optisch wirksamen Detektor 101 zur Aufnahme von Oberflächen von Körperbereichen 103, zum Beispiels eines Fingers 1030, aufweist. Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist, daß im Strahlengang 107 zwischen der Oberfläche 1033 und dem Detektor 101 ein Spiegel 1020 vorgesehen ist. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Spiegel 1020 eine endliche Breite. Er ist ringartig ausgebildet, umschließt also den Finger 1030 bzw. den Körperbereich 103 vollumfänglich. Er besitzt eine konische Form, wodurch sich der Strahlengang 107 wie angedeutet ergibt.The invention relates to a device for acquiring biometric data, for example fingerprints, the device having an optically effective detector 101 for recording surfaces of body regions 103, for example of a finger 1030. An essential component of the invention is that a mirror 1020 is provided in the beam path 107 between the surface 1033 and the detector 101. In the embodiment shown here, the mirror 1020 has a finite width. It is ring-shaped, so surrounds the finger 1030 and the body portion 103 in full. It has a conical shape, whereby the beam path 107 results as indicated.
Mit 105 ist eine Beleuchtung angedeutet. Sie besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer oder mehreren LEDs 1050, deren abgestrahltes Licht durch eine Beleuchtungsoptik 1051 auf die aufzunehmende Oberfläche 1033 konzentriert ist. Der Strahlenweg von der Beleuchtung zur aufzunehmenden Oberfläche ist mit 1070 gekennzeichnet..With 105 lighting is indicated. It consists in this embodiment of one or more LEDs 1050, whose radiated light is concentrated by an illumination optical system 1051 on the male surface 1033. The beam path from the illumination to the surface to be recorded is marked 1070.
Das von der Oberfläche 1033 reflektierte Licht wird in einem ersten Strahlenweg 1071 von dem Ringspiegel 1020 aufgrund der konischartigen Ausgestaltung nach vorne, in Bezug auf die LängserStreckung des Körperbereiches 103 auf den vor dem Körperbereich 103 liegenden Detektor, entlang des Strahlenweges 1072 abgebildet.The light reflected from the surface 1033 is imaged along the beam path 1072 in a first beam path 1071 from the ring mirror 1020 due to the conical configuration forward with respect to the longitudinal extent of the body portion 103 on the detector located in front of the body portion 103.
Der in diesem Ausführungsbeispiel aufzunehmende Finger 1030 ist idealisiert als Zylinder 1031 zu vereinfachen. Der Zylinder 1031 besitzt dabei eine Längsachse 1034, die im oberen Bereich von Figur 1 hilfsweise mit eingezeichnet ist. Der Detektor 101 befindet sich diesbezüglich auf der Verlängerung der Längsachse 1034, vor dem Finger.The finger 1030 to be received in this embodiment is idealized as a cylinder 1031 to simplify. The cylinder 1031 has a longitudinal axis 1034, which is shown in the upper area of FIG. 1 as an alternative. The detector 101 is in this regard on the extension of the longitudinal axis 1034, in front of the finger.
In der hier gezeigten schematischen Skizze ist die spezielle Abbildungsoptik, das Objektiv, welches für den Detektor 101 be¬ nötigt wird, nicht ausführlich gezeigt. Es ist zum Beispiel im Detektor 101 mit integriert und nicht separat gekennzeichnet.In the schematic sketch shown here, the special imaging optics, the objective, which is required for the detector 101, are not shown in detail. It is for example integrated in the detector 101 and not separately marked.
Aufgrund der Breite des Spiegels 102 wird ein Umfangssegment 1032 der Oberfläche 1033 auf den Detektor 101 abgebildet. Dies erfolgt an einer ersten Position Xn.Due to the width of the mirror 102, a circumferential segment 1032 of the surface 1033 is imaged onto the detector 101. This takes place at a first position X n .
Unterhalb der Darstellung des Fingers im Ringspiegel 1020 ist der idealisierte Zylinder 1031 angegeben, mit 1032' ist die zylinderartige Mantelfläche gekennzeichnet. Aufgrund der konischen Ausgestaltung des Spiegels 102 wird von diesem Um¬ fangssegment 1032' im Detektor ein ringartiges Bild 1032 ' ' er¬ zeugt. Dieses Bild ist mit dem Bezugszeichen 106 gekennzeichnet und befindet sich links neben dem idealisierten Zylinder 1031. In dem Bild 106, welches zum Beispiel die Bildaufnahmeebene des Detektors 101 ist, wird die zylindrische Mantelfläche 1032, 1032' abgebildet in eine ringartige Struktur 1032 ' '.Below the representation of the finger in the annular mirror 1020, the idealized cylinder 1031 is indicated, with 1032 ', the cylindrical surface is indicated. Due to the conical configuration of the mirror 102, a ring-like image 1032 "is generated by this peripheral segment 1032 'in the detector. This image is designated by the reference numeral 106 and is located to the left of the idealized cylinder 1031. In the image 106, which is for example the image recording plane of the detector 101, the cylindrical surface 1032, 1032 'is imaged into an annular structure 1032' '.
Wichtig ist, daß bezüglich der Relativposition Xn von Spiegel 102 zu dem Körperbereich 103 eindeutig ein Bild Bn zuzuordnen ist. Es kommt dabei nicht auf die exakte Vermessung an, sondern es reicht aus, diese Korrelation festzuhalten.It is important that with respect to the relative position X n of mirror 102 to the body portion 103 clearly an image B n is to be assigned. It does not depend on the exact measurement, but it is sufficient to capture this correlation.
Das in dem Bild 106 als Ring dargestellte Abbild 1032 ' bein¬ haltet letztendlich Informationen über die dreidimensionale Ausgestaltung der aufgenommenen Oberfläche 1033.The image shown in 1032 as a ring in the image 106 '• leg-holding traction think ultimately information on the three-dimensional configuration of the recorded surface 1,033th
Idealisierterweise wird diese Information zum Beispiel planar gespeichert, wie dies zum Beispiel im nächsten Verarbeitungs¬ schritt angedeutet ist und mit dem Bezugszeichen 1032' ' ge- kennzeichnet ist. Es ist aber nur eine Darstellungshilfe, na¬ türlich werden die dreidimensionalen Daten auch dreidimensional gespeichert, verwaltet und verrechnet.Idealisierterweise this information is stored planar, for example, as is indicated as the next step Verarbeitungs¬ and overall by reference numeral 1032 '•' is marked. But it is only an illustration aid, of course, the three-dimensional data are also stored, managed and charged three-dimensional.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von einer ersten Position Xn ein erstes Bild Bn erzeugt und von dem Detektor in einem Speicher abgelegt.According to the inventive method, a first image B n is generated from a first position X n and stored by the detector in a memory.
Es erfolgt dann eine Relativbewegung 104, bevorzugt parallel oder im wesentlichen parallel zur LängserStreckung bzw. Längs¬ achse 1034 des Körperbereiches 103 bzw. des Fingers 1030.There then takes place a relative movement 104, preferably parallel or substantially parallel to the longitudinal extension or longitudinal axis 1034 of the body region 103 or of the finger 1030.
An der Stelle Xn+i wird ein zweites Teilbild Bn+^ aufgenommen und ebenfalls von dem Detektor in den Speicher an eine andere Speicherstelle geladen. Die Aufnahmegeschwindigkeit und die Breite des Spiegels sind dabei so abgestimmt, daß ein Über¬ lappungsbereich 1060 der Einzelbilder besteht, um die jeweili¬ gen Einzelbilder Bn, Bn+^, Bn+2 und so weiter entsprechend aneinander zu reihen. Aufgrund der bekannten Breite des Spiegels und den Abbildungsverhältnissen wird dadurch auch ein in sich skaliertes, also maßstabsgemäßes Abbild erzeugt, das bei der Verrechnung entsprechend berücksichtigbar ist. Mit dem Pfeil K ist die Korrelation zwischen der Relativbewegung 104, die zu den verschiedenen Positionen Xn bzw. Xn+i usw. führt einerseits, und die Bezugnahme auf die jeweiligen Bilder Bn, Bn+1 usw« andererseits sichergestellt.At the point X n + i a second field B n + ^ is taken and also loaded from the detector into the memory to another memory location. The recording speed and the width of the mirror are matched so that there is an overlap region 1060 of the individual images in order to line up the respective individual images B n , B n + 1, B n + 2 and so on. Due to the known width of the mirror and the imaging conditions, this also produces a scaled-up, ie true-to-scale image, which can be correspondingly taken into account in the calculation. With the arrow K, the correlation between the relative movement 104, which leads to the various positions X n and X n + i, etc., on the one hand, and the reference to the respective images B n , B n + 1, etc., on the other hand ensured.
In dem nachgeschalteten Bildverarbeitungsmodul wird aus den Einzelbildern Bj_ wieder ein Gesamtabbild, insbesondere ein dreidimensionales Abbild der aufgenommenen Oberfläche 1033 er¬ zeugt und ausgewertet und zur Verfügung gestellt.In the downstream image processing module again a total image, in particular a three-dimensional image of the recorded surface 1033 is er¬ testifies and evaluated and made available from the individual images B j _.
In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Erfassungsanordnung 108 schematisch gezeigt. Der wesentliche Vorzug dieser erfindungs¬ gemäßen Erfassungsanordnung 108 ist, daß auf der Auflagefläche 1081 alle Finger 1030 beider Hände 1035, 1035 auflegbar sind und für jeden Finger, einschließlich der Daumen, eine Vorrich¬ tung 109, entsprechend Figur 1, vorgesehen ist. Der Einfachheit halber ist die Vorrichtung 109 jeweils durch den Spiegel 102, das Objektiv 1010 und den Detektor 1.01 gebildet, der genaue Aufbau entspricht zum Beispiel der in Figur 1 im oberen Bereich gezeigten Anordnung.FIG. 2 schematically shows the detection arrangement 108 according to the invention. The essential advantage of this detection arrangement according to the invention is that on the support surface 1081 all fingers 1030 of both hands 1035, 1035 can be placed and for each finger, including the thumb, a Vorrich¬ device 109, corresponding to Figure 1, is provided. For the sake of simplicity, the device 109 is formed in each case by the mirror 102, the objective 1010 and the detector 1.01, the exact structure corresponds, for example, to the arrangement shown in the upper area in FIG.
Der wesentliche Vorzug dieser Erfindung liegt insbesondere darin, daß eine sehr platzsparende Anordnung der Vorrichtungen 109 möglich ist, wodurch ein simultanes Aufnehmen aller Finger der Hände eines Probanten möglich ist. Hieraus resultiert eine erhebliche Verfahrensbeschleunigung beim Erfassen dieser bio¬ metrischen Daten.The essential advantage of this invention is, in particular, that a very space-saving arrangement of the devices 109 is possible, whereby a simultaneous recording of all fingers of the hands of a test person is possible. This results in a significant process acceleration when capturing these biometric data.
Da der Spiegel 102 in dem in Figur 2 ausgeführten Beispiel U- artig 21 ausgebildet ist, wird eine Bildaufnahme von Nagel bis Nagel erreicht, was für eine datenmäßige Erfassung in der Regel ausreichend ist. Um insbesondere auch den Seitenbereich, also den Fingerbereich bis zum Nagel, zu erreichen, ist es günstig, ein Spreizvorrichtung 1080 vorzusehen. Diese ist zum Beispiel durch zylindrische Anschläge 1082 gebildet, die zwischen den Fingern am Wurzelbereich liegen, wenn die Hand 1035 an oder in der Erfassungsanordnung 108 an- oder eingelegt ist.Since the mirror 102 is formed in the example U-like 21 shown in FIG. 2, image acquisition from nail to nail is achieved, which is generally sufficient for data acquisition. In order to achieve in particular the side area, ie the finger area up to the nail, it is favorable to provide a spreading device 1080. This is formed, for example, by cylindrical stops 1082 which lie between the fingers at the root area when the hand 1035 is engaged or engaged on the detection assembly 108.
Die Funktionsweise der Erfindung ist insbesondere in Zusammen¬ schau von Fig. 3 und Fig. 4 zu erläutern, wobei in Fig. 3 die Hand beziehungsweise die Finger nicht dargestellt sind. Die Abbildung läßt jedoch erkennen, daß eine Hand dort einlegbar ist.The mode of operation of the invention is to be explained in particular in conjunction with FIGS. 3 and 4, the hand or the fingers not being shown in FIG. 3. However, the figure shows that a hand can be inserted there.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung für die Aufnahme der Finger- beziehungsweise Handlinien vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine Auflagefläche 1 für die Hand 2. beziehungsweise die Finger 20 aufweist. In der Auflagefläche 1 ist ein Linien- sensor 3 angeordnet. Es ist gut zu erkennen, daß der hier abge¬ bildete Liniensensor 3 breiter ist als die Hand 2.According to the invention, a device for receiving the finger or hand lines is proposed, wherein the device has a bearing surface 1 for the hand 2 or the fingers 20. In the contact area 1 is a line sensor 3 is arranged. It is easy to see that the line sensor 3 formed here is wider than the hand 2.
Um eine Verschmutzung des Liniensensors 3 zu vermeiden ist vorgesehen, daß in der Auflagefläche 1 eine Nut 11 vorgesehen ist und so eine Beabstandung zwischen der Handfläche und der der Hand zugewandten Oberfläche des Liniensensors 3 besteht.In order to avoid contamination of the line sensor 3, it is provided that a groove 11 is provided in the bearing surface 1 and thus there is a spacing between the palm and the hand-facing surface of the line sensor 3.
In der Fig. 3 ist gezeigt, daß die Vorrichtung sowohl zur Er¬ fassung der Finger- beziehungsweise Handlinien einer rechten als auch einer linken Handfläche geeignet ist. Dazu besitzt die Vorrichtung mehr als fünf, nämlich in der Darstellung sechs Fingerlinienerkennungsanordnungen. Der Vorteil ist klar er¬ sichtlich, da man an Stelle von nochmals fünf zusätzlichen Fingerlinienerkennungsanordnungen für die andere Hand, hier lediglich eine einzige zusätzlich benötigt. Die Erfindung be¬ inhaltet somit ein nicht unerhebliches Einsparungspotential. Die auf der linken Seite der Darstellung abgebildete Finger- linienerkennungsanordnung ist beispielsweise für das Auflegen der rechten Hand gedacht, wobei die äußerst linke Fingerlinien- erkennungsanordnung für den rechten Daumen bestimmt ist. Die Fingerlinienerkennungsanordnung auf der rechten Seite dient der Erfassung des Daumens der linken Hand, wenn diese eingelegt wird. Um ein problemloses Hineinschieben der Hand zu gewähr¬ leisten, sind die Anlageflächen 6 auf der linken und rechten Seite in Richtung der Doppelpfeile a, b bewegbar ausgebildet. Die Anlageflächen 6 befinden sich links und rechts, so daß beide Flächen zurückgezogen werden können, um die Hand problem¬ los einzuschieben. Bevorzugt sind dazu die Anlageflächen 6 mit Anstellmitteln, zum Beispiel einer Feder versehen, um einen Rückzug automatisch zu gewährleisten. Innere Anlageflächen 6/1 sorgen für ein optimales Einlegen beziehungsweise Positionieren der Finger. Die Fingerlinienerkennungsanordnungen ganz links außen und ganz rechts außen tragen noch Erkennungssensoren 9, anhand derer erkannt wird, ob eine linke oder eine rechte Hand eingelegt ist. In Fig. 3 ist gezeigt, daß die Länge der Auflagefläche 1 so bemessen ist, daß die gesamte Hand auflegbar ist. Ein wesent¬ licher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, daß in einem Schritt eine Vielzahl von biometrischen Daten, nämlich der Hand- und Fingerlinien, verwechslungssicher gewonnen wer¬ den. Es werden dabei verhältnismäßig einfach zu gewinnende Daten, nämlich die an der Handunterseite befindlichen Finger¬ beziehungsweise Handlinien, aber auch gleichzeitig verhältnis¬ mäßig komplex zu gewinnende Informationen der Fingermantel¬ fläche aufgenommen. Dabei baut die gesamte Vorrichtung sehr kurz, dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß der Linien¬ sensor 3 im Verhältnis zur Länge der Hand 2 eine deutlich geringere Breite besitzt. Um die gesamte Handunterseite durch den Liniensensor 3 aufzunehmen, ist eine Relativbewegung 4 notwendig. Diese Relativbewegung 4 wird in dem hier realisier¬ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch eine Rückzugbewe¬ gung 4 der Hand 2 erreicht. So ist auch der Pfeil in Fig. 2 angedeutet. Natürlich ist es aber auch möglich, den Linien¬ sensor 3 balkenartig auszugestalten und von der Handwurzel beginnend nach vorne verfahrend auszubilden, um auch so eine Aufnahme zu erzeugen. Beide Varianten gehören zur Erfindung, wenngleich die Variante mit ortsfestem Liniensensor 3 Vorteile bietet, da keine zusätzlichen Antriebe auszubilden sind und der Probant ja sowieso seine Hand bewegen muß.FIG. 3 shows that the device is suitable both for detecting the finger or hand lines of a right and a left palm. For this purpose, the device has more than five, namely in the representation six finger line recognition arrangements. The advantage is clearly apparent, since instead of another five additional finger line recognition arrangements for the other hand, only a single additional one is needed here. The invention thus contains a not insignificant savings potential. The finger line recognition arrangement shown on the left side of the illustration is intended, for example, for laying on the right hand, with the leftmost finger line recognition arrangement being intended for the right thumb. The finger line recognition arrangement on the right side is for detecting the thumb of the left hand when it is inserted. In order to ensure trouble-free insertion of the hand, the contact surfaces 6 on the left and right sides are designed to be movable in the direction of the double arrows a, b. The contact surfaces 6 are left and right, so that both surfaces can be withdrawn to push the hand problem¬ los. For this purpose, the contact surfaces 6 are preferably provided with adjusting means, for example a spring, in order to automatically ensure retraction. Inner contact surfaces 6/1 ensure optimum insertion or positioning of the fingers. The finger line recognition arrangements far left outside and far right outside still carry detection sensors 9, by means of which it is detected whether a left or a right hand is inserted. In Fig. 3 it is shown that the length of the support surface 1 is dimensioned so that the entire hand can be placed. An essential advantage of the invention lies in the fact that, in one step, a large number of biometric data, namely the hand and finger lines, are obtained without confusion. In this case, relatively easy-to-obtain data, namely the finger or hand lines located on the underside of the hand, but also simultaneously information of the finger-coat surface that is relatively complex to be acquired, are recorded. In this case, the entire device builds very short, this is achieved in particular by the fact that the Linien¬ sensor 3 in relation to the length of the hand 2 has a much smaller width. To accommodate the entire underside of the hand through the line sensor 3, a relative movement 4 is necessary. This relative movement 4 is achieved in the embodiment of the invention realized here by a retraction movement 4 of the hand 2. Thus, the arrow in Fig. 2 is indicated. Of course, it is also possible to design the line sensor 3 in the manner of a beam and starting from the wrist, moving forwards to form a receptacle. Both variants are part of the invention, although the variant with fixed line sensor 3 offers advantages, since no additional drives are to be formed and the probationer must move his hand anyway.
Um eine möglichst exakte Führung der aufzunehmenden Hand 2 zu erreichen, sind verschiedene unterschiedliche Mittel vorge¬ sehen. Zum einen sind Anlageflächen 6 vorgesehen, die zum Bei¬ spiel die Handseite 21 führen. Solche Anlageflächen 6 befinden sich links und rechts an der Hand derart, daß die Hand da¬ zwischen geführt ist. Der Daumen spreizt sich dabei links ab von der linken Anlagefläche 6 (vgl. Fig. 3).In order to achieve the most precise possible guidance of the male hand 2, various different means are provided. On the one hand, abutment surfaces 6 are provided which guide the hand side 21 for the example. Such contact surfaces 6 are located on the left and right hand so that the hand is guided between da¬. The thumb spreads to the left from the left contact surface 6 (see Fig. 3).
Die Anlagefläche 6 ist zum Beispiel als Block oder Leiste aus¬ gebildet und insbesondere zum Beispiel mit einem Bildsensor 60 ausgestattet, um weitere Informationen über die Handkante zu gewinnen. Auch der Bildsensor 60 ist zum Beispiel gegenüber der Anlagefläche etwas zurückgesetzt, um Verschmutzungen zu vermei¬ den. Der Bildsensor 60 erstreckt sich zum Beispiel rechtwinklig über der Auflagefläche 1.The abutment surface 6 is formed, for example, as a block or strip, and in particular, for example, with an image sensor 60 equipped to gain more information about the edge of the hand. The image sensor 60, for example, is slightly set back from the contact surface in order to avoid contamination. The image sensor 60 extends, for example, at right angles above the support surface 1.
Des weiteren ist es möglich, in der Anlagefläche 6 zum Beispiel Berührungskontakte oder -sensoren vorzusehen, um die Anwesen¬ heit einer aufzunehmenden Hand zu detektieren. Durch ein Auslö¬ sen dieses Sensors ist es möglich, den Aufnahmeprozeß anzu¬ stoßen.Furthermore, it is possible, for example, to provide contact contacts or sensors in the contact surface 6 in order to detect the presence of a hand to be picked up. By triggering this sensor, it is possible to initiate the recording process.
Des weiteren sieht die Erfindung vor, daß eine Mehrzahl von Aufspreizungsmitteln 5 vorgesehen sind, die, wenn die Hand 2 in die Vorrichtung eingeführt ist, sich in den Zwischenraum zwi¬ schen den einzelnen Fingern 20 erstrecken. Sie begrenzen auch gleichzeitig die Einführstrecke der Hand 2 in die Vorrichtung.Furthermore, the invention provides that a plurality of spreading means 5 are provided which, when the hand 2 is inserted into the device, extend into the intermediate space between the individual fingers 20. At the same time they limit the insertion of the hand 2 in the device.
Im vorderen Bereich der Vorrichtung, insbesondere in dem Be¬ reich der Finger 20, ist die Fingerlinienabbildungs- bzw. Er¬ kennungsanlage 7 angeordnet (siehe Fig. 4). Sie dient dazu, die Mantelfläche des Fingers 2 aufzunehmen. Die spezielle Ausbil¬ dung dieser Anordnung ist insbesondere in Fig. 3 gezeigt.In the front region of the device, in particular in the region of the fingers 20, the finger line imaging or identification device 7 is arranged (see FIG. 4). It serves to receive the lateral surface of the finger 2. The special embodiment of this arrangement is shown in particular in FIG.
In Fig. 3 ist gezeigt, daß für jeden der Finger 20 je eine Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage 7 vorgehalten ist. Dadurch ist es möglich, in einem Verfahrensschritt alle Finger und gegebenenfalls auch die Linien des Daumens, der insofern ebenfalls als Finger zu verstehen ist, aufzunehmen.In Fig. 3 it is shown that for each of the fingers 20 per a Fingerlinienabbildungs- or detection system 7 is maintained. This makes it possible to record in a method step all fingers and possibly also the lines of the thumb, which is insofar also to be understood as fingers.
Um fehlerhafte Bildaufzeichnungen zu vermeiden, ist im Bereich der Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlage 7 die Auf¬ lagefläche 1 ausgenommen, um so keine verschmutzte Auflage¬ flächen zu haben. Die Funktionsweise der Fingermantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnung 7 ergibt sich insbesondere aus Fig. 5. Sie ergibt sich aber auch aus der internationalen Patentanmeldung PCT-EP 2005-001230. Wie bereits ausgeführt, wird auf den Inhalt dieser internationalen Patentanmeldung vollumfänglich Bezug genommen.In order to avoid erroneous image recordings, the bearing surface 1 is excluded in the area of the finger line imaging or recognition system 7 so as not to have soiled bearing surfaces. The mode of operation of the finger jacket surface imaging or recognition arrangement 7 results in particular from FIG. 5, but it also results from the international patent application PCT-EP 2005-001230. As already stated, reference is made to the content of this international patent application in its entirety.
Durch die Relativbewegung 4 der Hand 2 wird der Finger 2 durch den ringartigen Umlenkspiegel 70 zurückgezogen. Es ist eine Beleuchtung 72 vorgesehen, die die Mantelfläche des Fingers beleuchtet. Das hiervon abgestrahlte Licht wird über den Um¬ lenkspiegel 70 und eine Abbildungsoptik 71 (vgl. Fig. 4) auf eine Bildaufnahmeeinheit 73 projeziert.By the relative movement 4 of the hand 2 of the finger 2 is withdrawn through the annular deflecting mirror 70. A lighting 72 is provided which illuminates the lateral surface of the finger. The light radiated therefrom is projected onto an image pickup unit 73 via the deflection mirror 70 and an imaging optics 71 (see FIG.
Idealisierterweise entspricht ein Finger 20 einem Zylinder. Der Umlenkspiegel 70 ist kegelstumpfartig ausgebildet und bildet eine hülsenartige Mantelfläche ab in eine Kreisscheibe. Die weitere Bildaufbereitung erfolgt dabei rechnergesteuert.Ideally, a finger 20 corresponds to a cylinder. The deflecting mirror 70 is frustoconical and forms a sleeve-like lateral surface in a circular disk. The further image processing is computer-controlled.
Durch die Rückzugbewegung 4 wird letztendlich ein Film über die Oberfläche der Mantelfläche durch die Bildaufnahmeeinheit 73 aufgenommen. Dieser Film wird dann zu einem kompletten Bild durch elektronische Bildverarbeitung umgerechnet.The retraction movement 4 ultimately accommodates a film over the surface of the lateral surface through the image recording unit 73. This film is then converted to a complete image by electronic image processing.
Ein wesentlicher Vorzug der Erfindung liegt insbesondere, auch darin, daß gleichzeitig komplexe Daten, wie die Mantelfläche des Fingers, wie auch die verhältnismäßig einfach zu gewinnende Handunterseite beziehungsweise Fingerunterseite mit den jewei¬ ligen Linien gewonnen werden.An essential advantage of the invention lies in particular, also in that at the same time complex data, such as the lateral surface of the finger, as well as the relatively easy to win the underside of the hand or finger bottom are obtained with the jewei¬ time lines.
Der Probant steckt seine Hand 2 in die erfindungsgemäße Vor¬ richtung, die Finger 2 werden durch die Aufspreizungsmittel 5 derart gespreizt, daß die einzelnen Finger 20 den jeweiligen Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanlageen 7 zugeordnet sind. Zum Beispiel ist auf einem Aufspreizungsmittel 5 ein Bildaufnahmetaster 8 vorgesehen. Dieser Taster wirkt als Schal¬ ter und betätigt die Aufnahmeautomatik. Zieht jetzt der Probant seine Hand zurück, so wird zum einen durch die Fingerlinienab- bildungs- bzw. Erkennungsanläge 7 von jedem Finger die Mantel¬ fläche aufgenommen und gleichzeitig beziehungsweise in unmit¬ telbarer Folge, in jedem Fall aber während der Rückzugbewegung 4, die Handunterseite durch den Liniensensor 3 aufgenommen. Jedenfalls werden alternativ auch noch Seitenbilder durch die Bildsensoren 60 aufgenommen. Die Aufnahme dieser zwei verschie¬ denen Bildergruppen erfolgt simultan, wobei natürlich zunächst bezüglich der Finger die Fingermantelfläche aufgenommen wird und hernach, wenn der Finger entsprechend weit herausgezogen ist, der Liniensensor als Sensor die Fingerlinien der Finger¬ unterseite aufnimmt. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß der Liniensensor 3 ein Gesamtbild anfertigt, um insbesondere die geometrische Lage der verschiedenen Finger festzustellen, um so auch manipulations- beziehungsweise verwechslungssicher zu sein. Ziel ist es zum Beispiel, dem linksten Bild tatsäch¬ lich das Datenfeld "kleiner Finger" zuverlässig zuordnen zu können. Hierzu ist gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung des weiteren vorgesehen, daß ein Vergleich, eine Kontrolle oder eine Zuordnung der aufgenommenen Fingermantelflächen zu den jeweiligen aufgenommenen Fingerunterseiten der Finger erfolgt. Zusätzlich wird dabei auch noch ein gesamtes Handlinienbild gewonnen, das ebenfalls zur biometrischen Datenerfassung interessant ist.The test person puts his hand 2 into the device according to the invention, the fingers 2 are spread by the spreading means 5 in such a way that the individual fingers 20 are assigned to the respective finger line imaging or recognition systems 7. For example, on a spreading means 5 is a Image pickup 8 is provided. This button acts as a switch and actuates the automatic recording system. If the test person now withdraws his hand, the lateral surface of each finger is picked up by the finger line imaging or detection means 7 of each finger and simultaneously or immediately, but in any case during the withdrawal movement 4, the underside of the hand recorded by the line sensor 3. In any case, page images are alternatively still taken by the image sensors 60. The recording of these two verschie¬ which image groups is carried out simultaneously, of course, first with respect to the fingers, the finger coat surface is recorded and thereafter, when the finger is pulled out correspondingly far, the line sensor as a sensor, the finger lines of Finger¬ underside receives. The arrangement is chosen so that the line sensor 3 makes an overall picture, in particular to determine the geometric position of the various fingers so as to be manipulation or confusion. The goal is, for example, to be able to reliably allocate the data field "little finger" to the leftmost image. For this purpose, according to the device according to the invention further provided that a comparison, a check or an assignment of the recorded finger coat surfaces is carried out to the respective recorded finger bottoms of the fingers. In addition, an entire handline image is obtained, which is also interesting for biometric data acquisition.
Hierbei ist zu bemerken, daß die relative Länge für die Bestimmung, ob es sich um die linke bzw. rechte Hand handelt, schon ausreicht. Es ist erwiesen, daß in keinem Fall der kleine Finger länger als der Mittelfinger ist. Insofern läßt sich schon anhand der Fingerlänge bestimmen, ob es sich um die linke oder die rechte Hand handelt. Noch günstigerb ist allerdings die in der Beschreibung bereits erwähnte Variante der Er¬ findung, wonach zumindest ein Teil der Handfläche, beispiels¬ weise bis zum Bereich der Handwurzel aufgenommen wird, um Manipulationen auszuschließen und um sicher erkennen zu können, ob es sich um die linke oder rechte Hand handelt. Diese Va¬ riante ist noch günstiger, da man neben den Fingerlinienmantel- flachen auch noch zumindest einen Teil der Handfläche bzw. des Handlinienbildes erhält. Manipulationen sind auf diese Weise vollständig ausgeschlossen.It should be noted that the relative length for determining whether it is the left or right hand, already sufficient. It has been proven that under no circumstances is the little finger longer than the middle finger. In this respect, it can already be determined on the basis of the finger length whether it is the left or the right hand. Even cheaper, however, is the variant of the invention already mentioned in the description, according to which at least part of the palm of the hand, for example, is taken up to the area of the carpal To exclude manipulation and to be able to reliably recognize whether it is the left or right hand. This variant is even more favorable since, in addition to the finger line sheath flaps, one also obtains at least a part of the palm or of the hand-line image. Manipulations are completely eliminated in this way.
In Fig. 6 ist eine weitere erfindungsgemäße Variante gezeigt. Die Hand 2 ist dabei in die Vorrichtung eingeführt, die Um¬ lenkspiegel 70', 70" ' sind zum Beispiel als ringartige Umlenk¬ spiegel ausgebildet. Es ist zu beachten, daß der Umlenkspiegel 70' ' des Mittelfingers 20' ' etwas beabstandet zur Fingerwurzel angeordnet ist. Er bildet mit seinem benachbarten, weiteren Umlenkspiegel keine Gerade, der Spiegel 70' der benachbarten Fingerlinienabbildungs- bzw. Erkennungsanläge 7 ' ist etwas versetzt. Es ist angedeutet, daß die Umlenkspiegel 70', 70' ' deutlich größer sind wie der Durchmesser des Fingers 20', 20". Um eine Kollision der benachbarten Umlenkspiegel 70', 70' ' zu vermeiden, sind die Umlenkspiegel insbesondere im Hinblick auf die Rückzugsbewegung 4 versetzt. Hierdurch wird Platz gespart.FIG. 6 shows a further variant according to the invention. The hand 2 is introduced into the device, the deflecting mirrors 70 ', 70 "' are designed, for example, as annular deflecting mirrors, It should be noted that the deflecting mirror 70" of the middle finger 20 "is slightly spaced from the root of the finger It does not form a straight line with its adjacent, further deflection mirror, the mirror 70 'of the adjacent finger line imaging or detection devices 7' is somewhat offset, it is indicated that the deflection mirrors 70 ', 70 "are significantly larger than the diameter of the finger 20 ', 20 ". In order to avoid a collision of the adjacent deflecting mirrors 70 ', 70 ", the deflecting mirrors are offset, in particular with regard to the retraction movement 4. This saves space.
In Fig. I1 8 ist eine weitere Ausgestaltung einer Fingerlinien¬ abbildungs- bzw. Erkennungsanlage nach der Erfindung gezeigt. Fig. 7 entspricht dabei nicht vollständig einer Seitenansicht nach Fig. 8, zur besseren Übersichtlichkeit ist in der Ansicht nach Fig. 7 der Spiegel 702 weggelassen.In Fig. I 1 8 a further embodiment of a Fingerlinien¬ imaging or detection system according to the invention is shown. FIG. 7 does not completely correspond to a side view according to FIG. 8; for better clarity, the mirror 702 is omitted in the view according to FIG.
Im Gegensatz zu der Ausgestaltung zum Beispiel nach Fig. 4 ist bei der Variante nach Fig. 7, 8 eine Mehrzahl von einzelnen Umlenkspiegeln 701, 702, 703, 704, 705 vorgesehen, die entlang des Umfanges des Fingers 2 streifenartig angeordnet sind.In contrast to the embodiment according to FIG. 4, for example, a plurality of individual deflecting mirrors 701, 702, 703, 704, 705 are provided in the variant according to FIGS. 7, 8, which are arranged along the circumference of the finger 2 in strip-like fashion.
Im Gegesatz zu der Variante nach Fig. 4, in welcher ein ring- oder halbringartiger Umlenkspiegel 70 eingesetzt wird, werden hier jeweils planar ausgebildete einzelne, kleine Umlenkspiegel 701, 702, 703, 704 und 705 verwendet. Diese sind zwar hier beabstandet voneinander gezeichnet, tatsächlich liegen sie aber stumpf aneinander an, um ein vollständiges Abbild der Finger¬ mantelfläche zu ergeben. Zur besseren Übersichtlichkeit wurden sie beabstandet gezeigt. Die Erfassung erfolgt dabei immer mit entsprechenden Überdeckungsbereichen, also nicht aneinander¬ liegend, sondern bereichsweise überdeckend, derart, daß an- einandergrenzende Bereiche jeweils immer gemeinsame Über¬ deckungsbereiche aufweisen.In contrast to the variant according to FIG. 4, in which an annular or semi-annular deflecting mirror 70 is used, in each case planar individual, small deflecting mirrors are formed 701, 702, 703, 704 and 705 used. Although these are drawn here at a distance from each other, in fact they lie butt against one another in order to give a complete image of the finger jacket surface. For clarity, they were shown spaced. In this case, detection always takes place with corresponding coverage areas, ie not adjacent to one another, but covering in regions, such that adjacent areas always have common overlap areas.
Eine solche Ausgestaltung ergibt deutlich geringere Kosten für die Schaffung eines solchen Umlenkspiegels 70, da diese jeweils als einzelne, insbesondere planare oder ebene Umlenkspiegel ausgestaltbar sind.Such an embodiment results in significantly lower costs for the creation of such a deflecting mirror 70, since these can each be configured as individual, in particular planar or planar deflecting mirrors.
Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß die Bild¬ aufnahmeeinheit 73 in dem hier dargestellten Ausführungsbei¬ spiel als Linien- oder Zeilensensor ausgebildet ist und ein quasi eindimensionales Abbild liefert. Die Zeichnung in Fig. 8 ist dabei sehr schematisch. Günstigerweise wird dabei vorge¬ sehen, daß der hier verwendete Sensor ein Farbsensor bezie¬ hungsweise eine Farbkamera ist, um, wie noch später beschrieben wird, den Effekt des fraktalen Lichtes, insbesondere zur Erzeu¬ gung eines dreidimensionalen Abbildes der Fingermantelfläche zu nutzen.Another advantage of the invention is that the Bild¬ recording unit 73 in the Ausführungsbei¬ shown here game is designed as a line or line sensor and provides a quasi one-dimensional image. The drawing in Fig. 8 is very schematic. It is expediently provided that the sensor used here is a color sensor or a color camera in order, as will be described later, to use the effect of the fractal light, in particular for producing a three-dimensional image of the finger jacket surface.
Die Anordnung ist jetzt so gewählt, daß der linke Bereich der Fingermantelfläche (nach Fig. 8) des Fingers 2 über den äußerst linken Umlenkspiegel 701 über den optischen Weg 791 auf den Bereich 731 des Sensors 73 abgebildet wird. So werden jeweils verschiedene Abbildungsbereiche definiert, wobei es insbeson¬ dere günstig ist, daß die unterschiedlichen Mantelflächenbe¬ reiche auf einem Liniensensor 73 abgebildet werden. Da die einzelnen Spiegel 701 bis 705 jeweils aneinander anliegen, wird auch ein vollständiges Abbild erreicht. So wird zum Beispiel der mittlere, untere Bereich des Fingers 2 über den schmalen Weg 793 über den Umlenkspiegel 703 auf den mittleren Bereich 733 der Bildaufnahmeeinheit 73 abgebildet. Die einzelnen, jeweils benachbarten Bereiche, die die Bereiche der Fingermantelflächen abbilden, sind mit 731 bis 735 gekenn¬ zeichnet. Zu betonen ist, daß die Anordnung bei Fig. 6 sehr schematisch ist.The arrangement is now selected such that the left-hand area of the finger jacket surface (according to FIG. 8) of the finger 2 is imaged via the extremely left-hand deflection mirror 701 via the optical path 791 onto the area 731 of the sensor 73. Thus, in each case different imaging ranges are defined, wherein it is particularly favorable that the different lateral surface areas are imaged on a line sensor 73. Since the individual mirrors 701 to 705 abut each other, a complete image is achieved. Thus, for example, the middle, lower region of the finger 2 is imaged via the narrow path 793 via the deflection mirror 703 onto the middle region 733 of the image recording unit 73. The individual, respectively adjacent regions, which image the areas of the finger jacket surfaces, are marked 731 to 735. It should be emphasized that the arrangement in Fig. 6 is very schematic.
Die gewählte Anordnung ist dabei so, daß die Bildaufnahmeein¬ heit 73 bezüglich der Rückzugbewegung 4 versetzt ist von der Anordnung der Umlenkspiegel 701 bis 705 (vergleiche Fig. 7). So ist es möglich, eine vollständige Abbildung der Mantelfläche des Fingers 2 auf einen Liniensensor als Bildaufnahmeeinheit 73 zu realisieren.The selected arrangement is such that the Bildaufnahmeein¬ unit 73 with respect to the retraction movement 4 is offset from the arrangement of the deflection mirror 701 to 705 (see FIG. 7). Thus, it is possible to realize a complete image of the lateral surface of the finger 2 on a line sensor as the image pickup unit 73.
Günstige Herstellungskosten für die einzelnen Umlenkspiegel 701 bis 705 verbinden sich hier mit einer einfachen und insbeson¬ dere sehr schnell auslesbaren Bildaufnahmeeinheit 73, wenn diese nämlich als Zeilensensor ausgebildet ist.Favorable production costs for the individual deflecting mirrors 701 to 705 are combined here with a simple and, in particular, very fast readable image recording unit 73, if this is designed as a line sensor.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Bild¬ aufnahmeeinheit 73 in dem in Fig. 7 beziehungsweise Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels insbesondere als Farbsensor ausgebildet ist. Die Anordnung kann dabei wiederum entweder als zweidimensionaler Sensor oder als Zeilensensor sein. Die Ver¬ wendung eines Farbsensors als Bildaufnahmeeinheit 73 eröffnet aber die Möglichkeit, nach dem Effekt des fraktalen Lichtes in einfacher Weise ein dreidimensionales Abbild in der Bildver¬ arbeitung zu errechnen.Furthermore, it is proposed according to the invention that the image recording unit 73 in the exemplary embodiment shown in FIG. 7 or FIG. 8 is designed in particular as a color sensor. The arrangement can again be either a two-dimensional sensor or a line sensor. However, the use of a color sensor as the image recording unit 73 makes it possible to calculate a three-dimensional image in the image processing in a simple manner after the effect of the fractal light.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, einen Farbsensor für die spektroskopische Erfassung und Auswertung des Objektes vorzusehen. Dies ist insbesondere von Vorteil, da damit die Auswertung des Objektes im Zusammenhang einer Lebenderkennungsfunktion ermöglicht ist. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, um zu vermeiden, daß mit künstlichen Modellen eine biometrische Erkennungs- bzw. Erfassugnsanlage manipuliert wird.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided to provide a color sensor for the spectroscopic detection and evaluation of the object. This is particularly advantageous because it allows the evaluation of the object in the context of a live recognition function. This is particularly important to avoid manipulating a biometric detection system with artificial models.
Die Figuren 9 und 10 zeigen Modelle, wie mit einer ringförmigen Anordnung von planaren Spiegeln um den aufzunehmenden Körperbereich, hier eine Fingerkuppe 2, aus verschiedenen Blickwinkeln der jeweilige Körperbereich 2 aufgenommen und abgebildet wird. Dabei ist zu beachten, daß die in Fig. 9 angordneten Spiegel 701 bis 705 den Bereich von 360° umfassen und damit den Finger 2 vollumfänglich abzubilden vermögen, während in Fig. 10, die als ausreichend angesehene Ausführungsvariante mit 5 Spiegeln einen Bereich von 180° umfasst. Dabei ist insbesondere zu beachten, daß die Abbildung und/oder Erfassung der jeweiligen Bereiche jeweils überdeckend erfolgt, so daß jeder Bereich für den angrenzenden Bereich jeweils einen überdeckenden Bereich gemeinsam besitzen. Dies bedeutet, daß beispielsweise die Spiegel 701, 702 einen gemeinsamen angrenzenden Bereich des Fingers besitzen, die dann ein dreidimensionales Bild in Form eines exakten Drei-D-Mo¬ dells projezieren. Über die Spiegel werden dabei zunächst die Bereiche lediglich bildhaft erfaßt. Eine Umsetzung in digitale Daten kann beispielsweise in dem Sensor bzw. Detektor erfolgen, der diese Daten dann in einen Rechner weiterleitet. Erst dort erfolgt die rechnergestützte Auswertung mittels entsprechender Software. Diese Software vergleicht dann die ermittelten und in digitale Daten umgewandelten Bilder mit den im Rechner hinter¬ legten Daten des bzw. der Probanten. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es demnach möglich, in einer ersten Phase zunächst ein exaktes Abbild in Form eines dreidimensionalen Bildes zu erzeugen und erst in einer zweiten Phase die Erkennung bzw. Auswertung mittels Soft¬ ware vorzunehmen. Damit ist es möglich, sowohl eine Auswertung anhand von den Abbildern vorzunehmen, als auch diese Auswertung in einer komfortableren Variante der Erfindung rechnergestützt vorzunehmen. Es wird insbesondere nochmals angemerkt, daß die erfassten, sich überdeckenden Bereiche nicht in Form eines Panoramabildes aneinandergefügt werden, sondern daß tatsächlich anhand von überdeckenden Bereichen ein dreidimensionale, exaktes Drei-D-Modell erzeugt wird.FIGS. 9 and 10 show models of how an annular arrangement of planar mirrors around the male body region, here a fingertip 2, receives and images the respective body region 2 from different angles of view. It should be noted that the in Fig. 9 angordneten mirror 701 to 705 include the range of 360 ° and thus able to fully map the finger 2, while in Fig. 10, the sufficiently regarded embodiment variant with 5 mirrors a range of 180 ° includes. It should be noted in particular that the mapping and / or detection of the respective areas are each overlapping, so that each area for the adjacent area each have a covering area together. This means that, for example, the mirrors 701, 702 have a common adjacent area of the finger, which then project a three-dimensional image in the form of an exact three-D model. About the mirror while the areas are initially detected only pictorially. A conversion into digital data can take place, for example, in the sensor or detector, which then forwards this data to a computer. Only there is the computer-aided evaluation by means of appropriate software. This software then compares the determined images converted into digital data with the data of the test person (s) stored in the computer. With the device according to the invention or the method according to the invention, it is therefore possible to first generate an exact image in the form of a three-dimensional image in a first phase and to detect or evaluate it by means of software only in a second phase. This makes it possible to carry out an evaluation on the basis of the images, as well as computer-assisted this evaluation in a more comfortable variant of the invention make. It is particularly noted again that the detected, overlapping areas are not joined together in the form of a panoramic image, but that actually on the basis of overlapping areas, a three-dimensional, accurate three-D model is generated.
Im Rahmen dieser Anmeldung behält es sich der Anmelder bezie¬ hungsweise die Anmelderin vor, für die verschiedenen Aspekte der hier geschilderten Erfindung eigenständigen Schutz zu be¬ anspruchen. Insbesondere behält es sich der Anmelder/die An¬ melderin vor, für den Gegenstand nach den Figuren 7, 8, 9, 10 beziehungsweise für den Einsatz des Effektes des frakalen Lichtes zur Erstellung eines dreidimensionalen Bildes einer Fingermantelfläche eigenständigen Schutz, zum Beispiel im Rahmen einer Teilanmeldung, zu suchen. In diesem Falle behält es sich der Anmelder/die Anmelderin insbesondere vor, die vorgenannten Merkmale eigenständig zum Gegenstand eigenständiger Anmeldungen zu erheben und diese unabhängig von dem zum Beispiel in Anspruch 1 beschriebenen Gegenstand zu beanspruchen und zu verstehen. Gleichwohl behält es sich der Anmelder/die Anmelderin auch vor, alle anderen Merkmale in geeigneter Weise, insbesondere zur jetzigen Vermeidung von unnötigen Wiederholungen als hiermit mit offenbart und beschrieben zu betrachten. Der Anmelder/die Anmelderin behalten es sich insbesondere vor, die Merkmale in jedweger Kombination miteinander zu kombinieren, diese sind auch mit offenbart.In the context of this application, the applicant or the Applicant reserves the right to claim independent protection for the various aspects of the invention described here. In particular, the applicant reserves the right to provide independent protection for the article according to FIGS. 7, 8, 9, 10 or for the use of the effect of the frakal light to produce a three-dimensional image of a finger coat surface, for example as part of a Divisional application, search. In this case, the applicant reserves the right in particular to independently raise the abovementioned features to the subject of independent applications and to claim and understand them independently of the subject-matter described, for example, in claim 1. Nevertheless, the Applicant also reserves the right to consider and describe all other features in a suitable manner, particularly for the avoidance of unnecessary repetition, as disclosed herein. In particular, the Applicant reserves the right to combine the features in any combination with each other, these are also disclosed with.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung- weitergehenden Schutzes.The claims now filed with the application and later are attempts to formulate without prejudice to the attainment of further protection.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.If, on closer examination, in particular also of the relevant prior art, it appears that one or the other feature is favorable for the purpose of the invention, but not decisive, then of course already now seeking a formulation that no longer has such a feature, especially in the main claim.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Haupt¬ anspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features of the dependent claims.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that have hitherto been disclosed only in the description may be claimed in the course of the method as of essential importance to the invention, for example to distinguish from the prior art.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merk¬ malen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merk¬ malen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit an¬ deren Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen. Features that have been disclosed only in the description, or even individual features from claims that include a plurality of Merk¬ can be taken over at any time to distinguish from the prior art in the first claim, even if such features in context have been mentioned with other features or achieve particularly favorable results in connection with other features.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Vorrichtung für das Erfassen von biometrischen Daten, insbesondere von Fingerabdrücken, wobei die Vorrichtung einen optisch wirksamen Detektor zur Aufnahme der Ober¬ fläche von Körperbereichen und eine Lichtquelle für den abzutastenden Körperbereich aufweist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Strahlengang (107) zwischen der Licht¬ quelle oder der Oberfläche (1033) und dem Detektor (101) wenigstens, ein Spiegel (102) vorgesehen ist.1. Apparatus for acquiring biometric data, in particular fingerprints, wherein the apparatus has an optically effective detector for receiving the surface of body areas and a light source for the body region to be scanned, characterized gekenn¬ characterized in that in the beam path (107) between the Licht¬ source or the surface (1033) and the detector (101) at least, a mirror (102) is provided.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. Apparatus according to claim 1, characterized in that
Teile des bzw. der Spiegel (102) zwischen den aufzu¬ nehmenden Körperbereichen, z.B. der oder des Finger(s), bzw. um diesen herum, angeordnet sind, derart, daß zu¬ mindest ein Großteil des Körperbereihcs abgebildet bzw. erfaßt wird.Parts of the mirror or mirrors (102) between the areas of the body to be picked up, e.g. or of the finger (s), or around it, are arranged in such a way that at least a large part of the body region is imaged or detected.
3. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Spie¬ gel derart angeordnet sind, daß zumindest ein großer Bereich des abzubildenden bzw. zu erfassenden Körperbe¬ reiches aus mehreren Blickwinkeln erfaßt wird, derart, daß ein exaktes dreidimensionales Bild als 3-D-Modul erzeugt bzw. errechnet wird.3. Device according to one or both of the preceding Claims, characterized in that the mirror or mirrors are arranged in such a way that at least a large area of the body region to be imaged or detected is detected from a plurality of viewing angles such that an exact three-dimensional image is generated as a 3-D module or is calculated.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (102) gewölbt oder gebogen, insbesondere ü-artig (1021) oder halbringartig, ausgebildet ist.4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the mirror (102) arched or curved, in particular ü-like (1021) or semi-annular, is formed.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (102) als Ringspiegel (1020) ausgebildet ist.5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the mirror (102) is designed as a ring mirror (1020).
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine konische Form des Spiegels (102).6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a conical shape of the mirror (102).
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Spiegel (102) abtastbare Teilfläche (1032) der Oberfläche (1033) klein ist im Verhältnis z.ur gesamten aufzu¬ nehmenden Oberfläche (1033) des Körperteils (103).7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the part (1032) of the surface (1033) which can be scanned by the mirror (102) is small in relation to the total surface (1033) of the body part to be picked up (1033). 103).
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle für den abzutastenden Körperbereich (103) eine künstliche Beleuchtung (105) oder natürliche Lichtquelle vorgesehen ist.8. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the light source for the scanned body region (103) an artificial lighting (105) or natural light source is provided.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Beleuchtung (105) eine grüne Lichtquelle (green light) vorgesehen ist. 9. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a green light source (green light) is provided as illumination (105).
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung (105) unterhalb des Körperbereichs (103) angeordnet ist.10. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the illumination (105) is arranged below the body region (103).
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., daß die Beleuchtung (105) streifenartig, insbesondere als LED-Array (1050) ausgebildet ist.11. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the illumination (105) strip-like, in particular as a LED array (1050) is formed.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch einen halbdurchlässigen, als Teilspiegel ausgebildeten Spiegel (102) zur Ein- spiegelung des Lichtes einer Beleuchtung (105) in den Strahlengang (107) .12. The device according to one or more of the preceding claims, characterized by a semipermeable, designed as a partial mirror mirror (102) for the reflection of the light of a lighting (105) in the beam path (107).
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenver¬ lauf zwischen Spiegel (102) und Detektor (101) parallel oder spitzwinklig zur Längserstreckung (1034) des aufzu¬ nehmenden Körperbereichs (103) ist.,13. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Strahlenver¬ run between mirror (102) and detector (101) is parallel or acute angle to the longitudinal extension (1034) of the aufzu¬ to be taken up body portion (103).,
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang (107) zwischen der Oberfläche (1033) und dem Detektor (101), insbesondere zwischen Spiegel (102) und Detektor (101) ein Objektiv (1.010) vorgesehen ist.14. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the beam path (107) between the surface (1033) and the detector (101), in particular between the mirror (102) and detector (101) an objective (1.010) is provided is.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung des Objektives so gewählt ist, daß das am Körper aufzulö¬ sende Ortselement mindestens auf ein Element (Pixel) des Detektors abgebildet ist.15. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the magnification of the objective is selected so that the body aufzulö¬ sende Ortselement is mapped at least to one element (pixel) of the detector.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine telezentrische Ab¬ bildung. 16. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a telecentric Ab¬ education.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Frontlinse des Ob¬ jektives, welche mindestens der Größe des Objektes ent¬ spricht.17. The device according to one or more of the preceding claims, characterized by a front lens of the object, which speaks at least the size of the object ent.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine rechteckige Frontlinse.18. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a rectangular front lens.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Relativbewegung (104) zwischen dem Körperbereich (103) und zumindest dem Spiegel (102).19. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a relative movement (104) between the body region (103) and at least the mirror (102).
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Relativbewegung (104) parallel oder im wesentlichen parallel zur Längser¬ streckung (1034) des aufzunehmenden Körperbereichs (103).20. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a relative movement (104) parallel or substantially parallel to the longitudinal extent (1034) of the male body region (103).
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Spiegel (102) während der Aufnahme ortsfest ist und die Relativbewegung (104) von der Bewegung des Körperbereichs (103) abgeleitet ist.21. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least the mirror (102) is stationary during the recording and the relative movement (104) from the movement of the body portion (103) is derived.
22. Vorrichtung nach einem oder, mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bewegung des Spie¬ gels (102) zumindest während der Aufnahme des Körperbe¬ reichs (103).22. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a movement of the mirror (102) at least during the reception of the body region (103).
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Detektor (101) und Spiegel (102) sowie gegebenenfalls das Objektiv als Sensorkopf zusammengefasst sind und der Sensorkopf bewegbar, insbesondere linear bewegbar ist. 23. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the detector (101) and mirror (102) and optionally the lens are combined as a sensor head and the sensor head is movable, in particular linearly movable.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein berührungsloses Abtasten des Körperbereichs (103).24. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a contactless scanning of the body region (103).
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehr als fünf, insbesondere sechs Fingerlinienerkennungs- anordnungen trägt.25. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the device carries more than five, in particular six Fingerlinienerkennungs- arrangements.
26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, daß in der Vor¬ richtung ein erster Teil der Fingerlinienerkennungsan- ordnung zum Erkennen der Fingerlinien der ersten Hand und ein zweiter Teil der Fingerlinienerkennungsanordnung zum Erkennen der Fingerlinien der zweiten Hand dient.26. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the Vor¬ direction a first part of the Fingerlinienerkennungsan- order for detecting the finger lines of the first hand and a second part of the finger line recognition arrangement for detecting the finger lines of the second hand is used.
27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Fingerlinienerkennungsanordnungen sowohl beim Erfassen der Fingerlinien der ersten wie auch der zweiten Hand vorgesehen ist/sind.27. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that one or more finger line recognition arrangements is provided both in detecting the finger lines of the first and the second hand / are.
28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Erkennungs¬ sensor (9) , insbesondere im Bereich der Fingerlinienan- ordnung des linken oder rechten Daumens für das Erkennen der ersten beziehungsweise zweiten Hand vorgesehen ist.28. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that each one Erkennungs¬ sensor (9), in particular in the region of the Fingerlinienan- arrangement of the left or right thumb for detecting the first or second hand is provided.
29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auflagefläche (1) für die Hand (2) beziehungsweise die Finger (20) aufweist und in der Auflagefläche (1) ein sich über die gesamte Breite der Hand (2) erstreckender Liniensensor (3) vorgesehen ist. 29. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a bearing surface (1) for the hand (2) or the fingers (20) and in the bearing surface (1) over the entire width of the hand (2 ) extending line sensor (3) is provided.
30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Hand (2) zugewandte Oberfläche des Liniensensors (3) gegenüber der Auflagefläche (1) zurückgesetzt ist.30. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hand (2) facing surface of the line sensor (3) relative to the support surface (1) is reset.
31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Auflagefläche (1) so bemessen ist, daß die gesamte Hand (2) auflegbar ist.31. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the length of the support surface (1) is dimensioned so that the entire hand (2) can be placed.
32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine geringe Breite des Liniensensors (3) im Verhältnis zur Länge der Hand (2).32. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a small width of the line sensor (3) in relation to the length of the hand (2).
33. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Relativbewegung, insbesondere eine Rückzugbewegung (4) der Hand (2) bezüg¬ lich des Liniensensors (3) zur Aufnahme der Hand- bezie¬ hungsweise Fingerlinien.33. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a relative movement, in particular a retraction movement (4) of the hand (2) with respect to the line sensor (3) for receiving the hand or finger lines.
34. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Aufspreizungs- mitteL (5) für die Finger (20), die an, auf oder über der Auflagefläche (1) angeordnet sind.34. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a plurality of spreading center (5) for the fingers (20) which are arranged on, on or above the support surface (1).
35. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine seitliche Anlagefläche (6) zur Führung der Handseite bzw. Hand¬ kante.35. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by at least one lateral contact surface (6) for guiding the hand side or Hand¬ edge.
36. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (6) mit einem Bildsensor (60) ausgestattet ist.36. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the abutment surface (6) is equipped with an image sensor (60).
37. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (60) gegenüber der Auflagefläche (6) zurücksteht.37. Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the image sensor (60) with respect to the support surface (6) protrudes.
38. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hand (2) seitlich je von einer Anlagefläche (6) geführt ist.38. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hand (2) is guided laterally depending on a contact surface (6).
39. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine seitliche, insbe¬ sondere winklige oder rechtwinklige Beweglichkeit der Anlageflächen (6) zur Rückzugsbewegung (4) der Hand..39. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a lateral, in particular special angular or rectangular mobility of the contact surfaces (6) for the withdrawal movement (4) of the hand.
40. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anstellmittel, zum Beispiel eine Feder für die bewegliche Anlagefläche40. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a adjusting means, for example a spring for the movable contact surface
(6) vorgesehen ist.(6) is provided.
41. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens eine Fingermantelflächen-Erkennungsanordnung41. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the device comprises at least one finger jacket surface recognition arrangement
(7) besitzt.(7) owns.
42. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Finger (20) eine eigene Fingermantelflächen-Erkennungsanordnung (7) vorgesehen ist.42. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that for each finger (20) has its own finger coat surface recognition arrangement (7) is provided.
43. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingermantel¬ flächen-Erkennungsanordnung (7) aus einem Umlenkspiegel (70) und gegebenenfalls einer Abbildungsoptik (71) sowie einer Bildaufnahmeeinheit (73) gebildet ist.43. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the finger surface area recognition arrangement (7) is formed from a deflection mirror (70) and optionally an imaging optics (71) and an image recording unit (73).
44. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkspiegel (70', 70") benachbarter Fingermantelflächen-Erkennungs¬ anordnungen (71, 7' ') versetzt zueinander angeordnet sind.44. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the deflection mirror (70 ', 70 ") adjacent Fingerermantelflächen-Erkennungs¬ arrangements (7 1 , 7'') offset from one another.
45. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingermantel¬ flächen-Erkennungsanordnung (7) mehrere Umlenkspiegel (701, 702, 703, 704, 705) umfaßt und jeder Umlenkspiegel (701, 702, 703, 704, 705) einzelne Bereiche der Finger¬ mantelfläche abbildet.45. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the finger cover area recognition arrangement (7) comprises a plurality of deflection mirrors (701, 702, 703, 704, 705) and each deflection mirror (701, 702, 703, 704, 705) images individual areas of the finger jacket surface.
46. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahme¬ einheit (73) ein flächiger Bildsensor oder ein Zeilen¬ sensor ist.46. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Bildaufnahme¬ unit (73) is a flat image sensor or a Zeilen¬ sensor.
47. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahme¬ einheit (73) beziehungsweise der Liniensensor (3) eine Farbkamera ist.47. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Bildaufnahme¬ unit (73) or the line sensor (3) is a color camera.
48. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem von mehreren Umlenkspiegeln (701, 702, 703, 704, 705) abgebildeten Fingermantelflächen je von einem Bereich (731, 732, 733, 734, 735) des Sensors, bevorzugt des Zeilensensors (73) aufgenommen wird.48. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the one of a plurality of deflecting mirrors (701, 702, 703, 704, 705) imaged finger jacket surfaces each of a region (731, 732, 733, 734, 735) of the Sensor, preferably of the line sensor (73) is received.
49. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Um— lenkspiegel (701, 702, 703, 704, 705) die Fingermantelbe¬ reiche auf benachbarte Sensorbereiche (731, 732, 733, 734, 735) abbilden.49. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that adjacent deflection mirrors (701, 702, 703, 704, 705) image the finger coat areas onto adjacent sensor areas (731, 732, 733, 734, 735).
50. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Umlenk¬ spiegel (701, 702, 703, 704, 705) je ein eigener Sensor vorgesehen ist.50. Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a separate sensor is provided for each deflecting mirror (701, 702, 703, 704, 705).
51. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einsatz von Licht unterschiedlicher Wellenlänge zur Beleuchtung des Fingers beziehungsweise der Hand, insbesondere zur Erzeugung eines räumlichen Abbildes der Fingermantelfläche bezie¬ hungsweise der Hand auf dem Liniensensor beziehungsweise der Bildaufnahmeeinheit (73).51. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by the use of light of different wavelengths for illuminating the finger or the hand, in particular for generating a spatial image of the finger coat surface bezie¬ as the hand on the line sensor or the image pickup unit (73).
52. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (70) ring- oder halbringartig, eben, planar oder kegel- stumpfartig ausgebildet ist.52. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the deflecting mirror (70) ring-shaped or semi-annular, planar, planar or truncated cone-shaped.
53. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bogenwinkel des Umlenkspiegels von 0° bis 360°, bevorzugt von 0° bis 220°, insbesondere bevorzugt von 0° bis 180°.53. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by an arc angle of the deflecting mirror of 0 ° to 360 °, preferably from 0 ° to 220 °, particularly preferably from 0 ° to 180 °.
54. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingermantel¬ flächen-Erkennungsanordnung (7) durch einen eigenen Zei¬ lensensor gebildet ist.54. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the finger surface area detection arrangement (7) is formed by a separate line sensor.
55. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Liniensensor (3), der Fingermantelflächen-Erkennungsanordnung (7) und der Bildsensor (60) bzw. die Anlagefläche (6) jeweils modular ausgebildet sind.55. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the line sensor (3), the finger jacket surface recognition arrangement (7) and the image sensor (60) or the abutment surface (6) are each formed modularly.
56. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung modular ausgebildet ist und gegebenenfalls mit einer Fingermantelflächen-Erkennungsanordnung (7) und/oder dem Bildsensor (60) bzw. der Anlagefläche (6) austattbar ist.56. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the device is modular and optionally with a finger coat surface recognition arrangement (7) and / or the image sensor (60) or the contact surface (6) can be replaced.
57. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildaufnahme¬ taster (8) , insbesondere an einem Aufspreizmittel (5) , vorgesehen ist, welcher für den Aufnahmebeginn der Finger- beziehungsweise Mantellinie und/oder der einzel¬ nen Fingermantelfläche dient.57. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a Bildaufnahme¬ button (8), in particular on a spreading means (5), is provided, which for the start of recording of the finger or surface line and / or the einzel¬ NEN Finger coat surface is used.
58. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (70) in der Nähe des Aufspreizmittels (5) angeordnet ist.58. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the deflection mirror (70) in the vicinity of the spreading means (5) is arranged.
59. Erfassungsanordnung für das gleichzeitige Erfassen von biometrischen Daten wie Fingerabdrücken von unterschied¬ lichen Körperbereichen, insbesondere Fingern, wobei die Erfassungsanordnung mit mindestens zwei Vorrichtungen, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, für das Erfassen von biometrischen Daten aus¬ gestattet ist, wobei die Vorrichtung zumindest einen optisch wirksamen Detektor zur Aufnahme der Oberfläche' von Körperbereichen aufweist und eine erste Vorrichtung für die Aufnahme eines ersten und eine zweite Vorrichtung für die Aufnahme eines zweiten Körperbereichs vorgesehen ist und die Erfassungsanordnung eine Spreizvorrichtung besitzt, durch die die Körperbereiche derart beabstandet werden, daß auch Seitenaufnahmen der Körperbereiche durch den Detektor ermöglicht sind.59. Acquisition arrangement for the simultaneous acquisition of biometric data such as fingerprints of unterschied¬ union body areas, in particular fingers, wherein the detection arrangement with at least two devices, in particular according to one or more of the preceding claims, for the acquisition of biometric data aus¬ is permitted, wherein the device has at least one optically effective detector for receiving the surface 'of body regions and a first device for receiving a second body portion is provided a first and a second device for receiving and detection arrangement has a spreading device by which the body portions are spaced such in that lateral recordings of the body regions by the detector are also possible.
60. Erfassungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtungen (1080) als Anschläge (1082), insbesondere als zylin¬ drische Anschläge ausgebildet sind, welche zwischen den Körperbereichen, insbesondere zwischen den Fingern (1030) einer Hand (1035), anzuordnen sind und die Spiegel der Vorrichtung unterhalb der Körperbereiche bzw. der Finger sind.60. detection arrangement according to the preceding claim 59, characterized in that the spreading devices (1080) as stops (1082), in particular as cylin¬ drische attacks are formed, which between the Body areas, in particular between the fingers (1030) of a hand (1035), are arranged and the mirrors of the device below the body areas or the fingers.
61. Erfassungsanordnung nach einem oder beiden der vorherge¬ henden Ansprüche 59 und 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung (1080) eine Spreizung der in die Erfassungsanordnung eingeführten Finger einer Hand von je 10° bis 20°, bevorzugt ca. 15°, zwischen zwei benachbar¬ ten Fingern (1030) bewirkt.61. Detection arrangement according to one or both of the preceding claims 59 and 60, characterized in that the spreading device (1080) spreads the finger of a hand introduced into the detection arrangement from 10 ° to 20 °, preferably approximately 15 °, between two adjacent fingers (1030).
62. Erfassungsanordnung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 59 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsanordnung (108) eine Auflagefläche (1080) aufweist, in der Schlitze oder Öffnung mit optisch trans¬ parenten Abdeckungen vorgesehen sind und die Spiegel (102) jeweils im Bereich des Schlitzes bzw. Vertiefung angeordnet sind.62. Detection arrangement according to one or more of vorher¬ claims 59 to 61, characterized in that the detection arrangement (108) has a support surface (1080), are provided in the slots or opening with optically transparent covers and the mirror (102 ) are each arranged in the region of the slot or recess.
63. Erfassungsanordnung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 59 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (1080) Mulden für die Aufnahme von Fingern (1030) bzw. Handfläche bilden und die Anordnung der Mulden eine Spreizvorrichtung bewirken.63. Detection arrangement according to one or more of vorher¬ claims 59 to 62, characterized in that the support surface (1080) form troughs for receiving fingers (1030) or palm and cause the arrangement of the troughs a spreading device.
64. Erfassungsanordnung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 59 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß zwei insbesondere benachbarte Vorrichtungen (109) ein Objektiv teilen.64. Detection arrangement according to one or more of vorher¬ claims 59 to 63, characterized in that two in particular adjacent devices (109) share a lens.
65. Erfassungsanordnung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 59 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Finger (1030) ein eigener, bewegbarer Sensor¬ kopf vorgesehen ist, und benachbarte Sensorköpfe jeweils entgegengesetzt beweglich sind.65. A detection arrangement according to one or more of the preceding claims 59 to 64, characterized in that a separate, movable sensor head is provided for each finger (1030), and adjacent sensor heads respectively are movable in opposite directions.
66. Erfassungsanordnung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 59 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Finger (1030) ein eigener,, bewegbarer Sensor¬ kopf vorgesehen ist und jeder Sensorkopf längsbeweglich, insbesondere in Richtung der Längserstreckung des je¬ weiligen Fingers beweglich ist.66. Detection arrangement according to one or more of vorher¬ claims 59 to 65, characterized in that for each finger (1030) has its own ,, movable Sensor¬ head is provided and each sensor head longitudinally movable, in particular in the direction of the longitudinal extension of je¬ respective Fingers is movable.
67. Erfassungsanordnung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 59 bis 66, gekennzeichnet, durch eine Festleganordnung der Hand und/oder der einzelnen Finger an oder in der Erfassungsanordnung.67. Detection arrangement according to one or more of vorher¬ claims 59 to 66, characterized by a Festleganordnung the hand and / or the individual fingers on or in the detection arrangement.
68. Erfassungsgerät für die Aufnahme der Finger- bzw. Hand¬ linie eines Probanten, gekennzeichnet durch eine doppelte, bevorzugt gespiegelte Anordnung zweier Vorrichtungen bzw. Erfassungsanordnungen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.68. Detecting device for receiving the finger or hand line of a test subject, characterized by a double, preferably mirrored arrangement of two devices or detection arrangements according to one or more of the preceding claims.
69. Verfahren für die Erfassung von biometrischen Daten, zum Beispiel einen Fingerabdruck, wobei ein Detektor zumin¬ dest ein Bild einer ersten Teilfläche der zur erfassenden Oberfläche eines Körperbereiches aufnimmt, hernach eine Relativbewegung zwischen dem Detektor und dem Körperbe¬ reich erfolgt, wonach der Detektor zumindest ein Bild einer zweiten Teilfläche der zur erfassenden Oberfläche des Körperbereiches aufnimmt.69. A method for acquiring biometric data, for example a fingerprint, wherein a detector at least captures an image of a first subarea of the surface to be detected of a body region, after which a relative movement takes place between the detector and the body region, after which the detector at least one image of a second partial area of the surface to be detected of the body area receives.
70. Verfahren für die Erfassung von biometrischen Daten, zum Beispiel einen Fingerabdruck, wobei ein aus einem Detek¬ tor und einer Abbildungsoptik bestehender Sensorkopf zumindest ein Bild einer ersten Teilfläche der zu erfas¬ senden Oberfläche eines Körperbereiches aufnimmt, hernach eine Relativbewegung zwischen dem Körperbereich und dem Sensorkopf bzw. Teilen des Sensorkopfes erfolgt und her¬ nach der Sensorkopf zumindest ein Bild einer zweiten Teilfläche der zu erfassenden Oberfläche des Körperbe¬ reiches aufnimmt.70. A method for acquiring biometric data, for example a fingerprint, wherein a sensor head consisting of a detector and an imaging optics captures at least one image of a first subarea of the surface of a body region to be detected, then a relative movement between the body region and the Sensor head or parts of the sensor head takes place and her¬ after the sensor head receives at least one image of a second partial area of the surface of the Körperbe¬ to be detected.
71. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung parallel oder im wesentlich parallel zur Längserstreckung des Körperbereichs erfolgt.71. The method according to one or both of the preceding An¬ claims, characterized in that the relative movement is parallel or substantially parallel to the longitudinal extent of the body region.
72. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 69 bis 71, dadurch gekennzeichnet:, daß der72. The method according to one or more of the preceding claims 69 to 71, characterized in that:
Detektor die von den Teilflächen aufgenommenen Bilder korreliert in ihrer Reihenfolge in einem Speicher ablegt.Detector correlates the captured images of the sub-images in their order in a memory stores.
73. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 69 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest die Bilder der ersten und zweiten Teilfläche teilweise überlappen.73. The method according to one or more of the preceding claims 69 to 72, characterized in that overlap at least the images of the first and second partial area partially.
74. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 69 bis 73, dadurch gekennzeichnet, daß im74. The method according to one or more of the preceding claims 69 to 73, characterized in that in
Strahlengang zwischen dem Körperbereich und dem Detektor ein zumindest abschnittsweise gewölbter bzw. gebogener Spiegel, gegebenenfalls als Teil der Abbildungsoptik, vorgesehen ist und der Detektor ein Bild einer gewölbten Teilfläche aufnimmt.Beam path between the body portion and the detector is at least partially curved or curved mirror, if appropriate, provided as part of the imaging optics, and the detector receives an image of a curved partial surface.
75. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 69 bis 74, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bildverarbeitungsmodul die in dem Speicher abgelegten Bilder zu einem dreidimensionalen Abbild der erfassten Oberflächen zusammengestellt werden.75. The method according to one or more of the preceding claims 69 to 74, characterized in that in an image processing module, the images stored in the memory are combined to form a three-dimensional image of the detected surfaces.
76. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 69 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß das76. Method according to one or more of the preceding Claims 69 to 75, characterized in that the
Bildverarbeitungsmodul das Abbild und/oder die einzelnen Bilder entzerrt.Image processing module equalizes the image and / or the individual images.
77. Verfahren zur Aufnahme von Finger- beziehungsweise Hand¬ linien, wobei die Aufnahme der Fingermantelfläche gleich¬ zeitig mit der Aufnahme der Handlinien erfolgt.77. A method for receiving finger or hand lines, wherein the recording of the finger coat surface takes place simultane- ously with the recording of the hand lines.
78. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Fingermantelfläche, insbesondere durch eine beziehungsweise mehrere Finger- mantelflächen-Abbildungs- bzw. Erkennungsanordnungen aufgenommen wird und hernach ein Sensor die Fingerlinien der Fingerunterseite aufnimmt.78. Method according to the preceding claim 77, characterized in that firstly the finger jacket surface is received, in particular by one or more finger jacket surface imaging or recognition arrangements, and subsequently a sensor receives the finger lines of the finger bottom side.
79. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden An¬ sprüche 77 und 78, gekennzeichnet durch einen Vergleich, eine Kontrolle beziehungsweise eine Zuordnung der aufge¬ nommenen Fingermantelflächen zu den jeweiligen aufge¬ nommenen Fingerunterseiten der Finger.79. The method according to one or both of the preceding An¬ claims 77 and 78, characterized by a comparison, a control or an assignment of auf¬ assumed fingernail surfaces to the respective auf¬ taken finger bottoms of the fingers.
80. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An¬ sprüche 77 bis 79, gekennzeichnet durch einen Bildkor¬ rekturschritt zur Eliminierung von Zitterbewegungen der Hand.80. The method according to one or more of the preceding An¬ claims 77 to 79, characterized by a Bildkor¬ rectification step for the elimination of dithering movements of the hand.
81. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An¬ sprüche 77 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß bei der81. The method according to one or more of the preceding An¬ claims 77 to 80, characterized in that in the
Verwendung von Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge und/oder der Verwendung einer Farbkamera ein räumliches Abbild der Fingermantelfläche beziehungsweise der Hand erzeugt wird.Using light with different wavelength and / or the use of a color camera, a spatial image of the finger coat surface or the hand is generated.
81. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An¬ sprüche 77 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Hand in eine Vorrichtung für die Aufnahme der Finger¬ beziehungsweise Handlinien, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 58, einge¬ führt wird, ein in der Vorrichtung angeordneter Bildauf¬ nahmetaster betätigt wird und während der Herausziehbewe¬ gung der Hand aus der Vorrichtung die Hand- beziehungs¬ weise Fingerlinien sowie die Fingermantelfläche aufge¬ nommen wird.81. The method according to one or more of the preceding An¬ claims 77 to 80, characterized in that first the hand is inserted into a device for receiving the finger or hand lines, in particular according to one or more of the preceding claims 1 to 58, an image pick-up button arranged in the device is actuated and during the pulling-out movement of the hand the device the Hand- relationship as finger lines and the finger coat surface aufge¬ taken.
82. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden82. Method according to one or more of the preceding
Ansprüche 77 bis 81, dadurch gekennzeichnet-, daß zu¬ mindest neben der Abbildung der Fingermantelfläche zu¬ mindest der Übergangsbereich zwischen den Fingern und der Handfläche abbildet und/oder erfaßt wird für eine ein¬ deutige, fälschungssichere Zuordnung der erfassten Bil¬ der und/oder Daten.Claims 77 to 81, characterized in that zu¬ at least in addition to the image of the finger coat surface at least the transition region between the fingers and the palm of the hand maps and / or is detected for ein¬ unequivocal, forgery-proof assignment of the recorded Bil¬ and / / or data.
83. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 77 bis 82, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Phase ein Abbild des Körperbereiches aufgenommen und weitergeleitet wird und in einer zweiten Phase die Erkennung in einem Rechner mittels einer Software er¬ folgt, die die erfaßten bzw. abgebildeten Daten mit im Rechner hinterlegten Daten vergleicht und auswertet. 83. The method according to one or more of the preceding claims 77 to 82, characterized in that recorded and forwarded in a first phase, an image of the body region and in a second phase, the detection in a computer by means of a software er¬ follows, which detected the or imaged data with data stored in the computer compares and evaluates.
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