JPH07509149A - 被検物の識別同定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 被検物の識別同定方法及び装置 本発明は被検物、例えば人間の指の皮膚の上皮構造のそれぞれの立体構造の真偽 の決定及び／又は識別同定方法であって、ここで上記被検物は平坦な又は湾曲さ れた面上へ載置され、超音波の照射を受け得るように上記超音波は当該面に接す る物体を通って通過経過するものであり、上記被検物にて反射され及び／又は後 方散乱した超音波は様々の被検物の種々の構造を表すものとして評価されるよう にした方法に関する。

その種方法はドイツ連邦共和国特許出願公開第４０１６１０５号公報から公知で おる０個々の個人の一義的識別同定が可能であるのは上皮構造が特別な遺伝コー ド及び別個の成長フェーズ（段階）により個人ごとに著しく異なるからである。

当該方法では反射し散乱した光が受信器により受信される。その結果精確な識別 同定又は真偽決定のためにはできるだけ多数の受信器が必要である。それらの受 信器は相応のスペースを要するので、当該方法は例えば指の上皮構造（例えば、 キャッシュディスペンサ（自動金銭出力機器）にて）の真偽の迅速なチェックに は不適である。スペースの節減のための受信器数を減少させるともはや十分な個 別データを採取できず、ここで載置（当接）された１つの所定の指に応じてそれ ぞれの上皮構造の個別性を識別し、他の１つの指と区別し得るのに十分な個別デ ータが採取できない。

従って本発明の課題とするところは極めて狭い空間にてもそのような構造の高い 分解能が安価な手段により可能になる冒頭に述べた形式の方法を提供することに ある。

上記課題は次のようにして解決される、即ち、上記物体にて超音波に対して透過 性があり電磁波を反射する及び／又は回折する層又は面が配され、上記層又は面 は上記物体にて超音波により、後方散乱又は回折した超音波の強さ及び形態に応 じて局部的に異なって時間に依存して変形せしめられ、そして上記層は或角度を なして電磁波の照射を受け、出射角度をなして反射され及び／又は回折された電 磁ビームの領域にて当該電磁ビームは捕捉され、そして上記層にて反射又は回折 によりせ起された変化が評価されるようにしたのである。

殊に人間の指の上皮組織における被検物の構造は相応に選定された超音波波長の もとで、照射される超音波の回折を惹起する。回折された後方伝搬する超音波は 物体中で、そして層上でひずみないし変形を生じさせる。当該層は電磁波を反射 又は回折する特性を有するので、上記層上に設けられた変形構造は光学的に検出 され得る。例えば検出器として数１０００のマトリクス上に配置された検出器素 子を有する所１１１１ＣＣＤＩレイを使用でき、それにより、有利なコストで回 層な検出器のもとで高い局所分解能及び高い検出感度が得られる。

有利な発展形態によれば超音波源の波長は識別同定さるべき構造の大きさに相応 して選定されるのである。

それにより相応の構造にて超音波の回折が起こる。

別の有利な発展形態によれば少なくとも１つの検出器が、反射されたおよび／又 は回折された電子ビーム例えば当該光の評価のため用いられ、選定された持続時 間に亘って測定を行うようにしたのである。

１つの時間窓内での評価により反射ビームの瞬時検出（収録）が得られ、順次連 続する時間的に別個の時間窓内での測定によってはダイナミックに変化する反射 ビームの時間分解された゛薄層（フィルム）″が得られる。

更に別の有利な発展形態によれば反射及び／又は回折する層は超音波のビーム路 中、超音波の伝搬方向に対してほぼ垂直に配置され、そして、電磁波は物体と反 射層との間の移行部に反射をしつつ入射されるようにしたのである。

超音波波面が層を前面にて通過することにより、測定プロセス（手法）は簡単化 される。層の反射特性によりオブトエロクトロニック手法を使用し得る。

なおさらに有利な発展形態によれば、物体内を通過伝搬して行われる被検体への 照射が時折中断され、ここで当該の中断の大きさの選定に際して少なくとも時折 ビームが送信又は反射方向で進行伝搬するように当該選定はなされるのである。

それにより入射（入来）する超音波と後方散乱する超音波との間の測定に障害を 及ぼす干渉が回避される。

又別の発展形態によれば、１つの超音波パルス内で、複数の超音波波長が例えば 時間的に順次連続して通過作用せしめられ、当該波長は識別同定さるべき構造の 大きさに適合せしめられるようにしたのである。それにより大きさの点で相互に 著しく異なる構造が測定ないし識別同定され得る。

最大可能の局所分解能を達成するため次のようにすると有利である、即ち反射さ れた及び／又は回折されたビームは検出器に結像（写像）されるようにしたので ある。電磁ビームが複数検出器により形成された面を過剰掃引しくこうなると情 報が失われることとなる）ないように、また、不足掃引しくこうなると最大可能 の分解能が得られなくなる）ないようにするため、ビームはレンズ系で適合化さ れ得、検出器上へ結像（写像）され得る。

付加的分析手法は次のようにして可能になる、即ち反射及び／又は回折する層（ ６）の変形に応じてそこに当たる白色光がスペクトル分解されるようにしたので ある。

評価のためには次のようにすると有利である、即ちそのようにして得られたデー タは圧縮され、又はデータ量（集合）全体の所定データが、選定され、コード化 され、データ担体上に記憶され、該データ担体は実際上の測定に対する参照基準 として用いられるのである。このことはそれぞれの被検物の測定のため使用され 得る。それというのはそれぞれの透過照射された物体が様々の構造を有し、該構 造の、反射層への作用は識別同定得さるべき物体のそれより数オーダもわずかだ からである。就中、識別同定さるべき物体により得られた個別の上皮構造データ はデータ坦体上及び／又はデータバンクに記憶されて、それにより次のような場 合にいつでも校正−参照基準として河川にされる、即ちその指（紋）を調べられ た人物が例えば自動金銭出力機（キャッシュディスペンサ）の利用の際、識別同 定され検出されなければならない場合に河川にされる。

更に本発明は当該方法の実施装置にも関する、即ち少なくとも１つの超音波源と 、該源から透過照射される物体と透過照射可能な物体に対する載置（当接）支持 面を有し、該載置（当接）支持面は超音波源のビーム路に対して固定角度をなし て配置されている装置に関する。当該装置において被検物に対する載置（当接） 支持面下方には電磁波を反射し、及び／又は回折する層が物体内に配置されてお り、更に、当該装置は電磁波に対するビーム源、例えば光源を育し、咳源のビー ムは層に向けられており、更に反射され及び／又は回折された電磁ビームの領域 にて反射又は回折により惹起される当該ビームの変化の評価のため少なくとも１ つのビーム受信器が設けられている。

反射特性により層に形成、作成された瞬時の回折ノ（ターンが読出され得る。

更に有利には上記層は載置（当接）支持面の直ぐ下にこの面に平行に且つ超音波 の進行伝搬方向に対してほぼ直角方向に配置されているのである。超音波波面が 当接支持面及び層を前面で通過することにより測定プロセスは簡単化される。

なお更に有利には上記層は鏡面層であるのである。

それにより特に良好なる反射特性が達成される。場合により、有利には複数の層 、例えば平行な反射又は回折面は層が設けられているのである。

有利な発展形態によれば複数の検出器は例えばマトリクス状に配置されており、 ここで、それの基準（法線ないし垂直）面は電磁ビームの出射角度に対してほぼ 平行に延びているのである。それにより有利な価格で入手可能な高い局所分解能 又は所謂ＣＣＤアレイを使用し得る。

更に有利な発展形態によれば超音波源は少なくとも１つのパルス発生器等と結合 されているのである。それにより超音波をパルス的に励振し得る。順次連続する パルス間の間隔は次のように調整されるべきである、即ち、入射波と後方散乱波 との間の物体内での測定に障害を及ぼし得る干渉が回避され得る。

特に有利には少なくとも１つの投影レンズ等が反射された及び／又は回折された 電磁ビームのビーム路中に物体とビーム受信器との間に配置されているのである 。それによりビームは存在する検出器面に適合されたビーム直径が得られる。そ のような結像（写像）により局所分解能が高められ得る。

検出器へのフォーカシングは次のようにして達成される、即ち反射および／又は 回折層は湾曲されてしするのである。当該湾曲部は凹面鏡のような作用をし得る 次に本発明の１実施例を図を用いてそれの重要な詳細事項についてさらに詳述す る。個々の構成要件はそれぞれ、それのみ又は複数宛本発明の実施例にて実現さ れ得る。

単一の図にて略示するのは測定中の被検物と物体と共に当該装置の斜視図である 。ここで物体中に設けられている層又は面は被検物の回折パターンに相応して変 形されている。

図１中全体を１で示す装置は被検物例えば皮膚の上皮構造、殊に人間の指のそれ のそれぞれの空間構造の真偽及び／又は識別同定に用いられる。上記装置は超音 波源３により透過照射され電磁波に対して透過性の物体４を有し該物体の、超音 波源３から離隔したほうの側に被検体２に対する当接支持面５が配置されている 。この載置（当接）支持面５の下方の近くに物体４内部に反射又は回折面６が配 置されており、この層は載置（当接）支持面５にほぼ平行に延び、超音波源３に より発せられた超音波の経過進路方向に対してほぼ直角を成す、ここで物体４及 びこの中に設けられている層にれら双方は超音波に対して透過性がありそれの弾 性定数の点で同じであり、層６にて音波の散乱損失をわずかにするように構成さ れている。

更に装置１は電磁ビーム源７（実施例中では光源）を有し、該源のビームは光学 的に透過性の物体中に側方から侵入し、該物体内で或角度をなしで層６に当たる ０層６は物体４とは異なる屈折率を有するので、層６に当たる電磁ビームは出射 角９をなして反射され、物体４のところを離脱し、検出器装置８により捕捉され 、この装置８は評価装置１０と接続されている。

被検物２殊に指の皮膚の上皮構造の被検構造の測定のため指は物体４のそのため に設けられた載置（当接）支持面５上に載置されている。超音波源３から送出さ れる音波は物体４を通過走行し、ここで波面は層６をほぼ前面で通過し、物体４ を画定する載置（当接）支持面５を介して、該載置（当接）支持面５上に載置さ れた指の最上皮膚層内に達する。

最外皮膚層の下方に位置する上皮組織の個々の構造は次のような寸法、拡がりを 有する、即ち高周波超音波の波長のオーダの寸法、広がりを有する。当該の拡が り、寸法によっては上記構造にて生じる超音波は回折され後方散乱される。物体 ４内に後方伝搬する超音波はそこで上皮組織により生ぜしめられた回折効果に基 づき局所的に異なる圧力振幅を有し、図１に示すように物体４内の層６を後方伝 搬する回折された超音波の形態及び強度に応じて、局所的に異ならせて時間に依 存して変形する。

層６は角度をなして光源から照射される（ここで層は有利に鏡反射層である）の で、照射される電磁ビームは層の有する変形に従って稽々の角度をなして異なっ た強度分布で出射角度９のもとに反射される。

当該の散乱角又は反射角の領域内に有利には複数の検出器８が殊にマトリクス状 に配置されており、ここで当該の検出器マトリクスの基準（法線）面では光線の 出射角９に対してほぼ平行に延びる。これは数１０００の検出器素子を有する所 謂“ＣＣＤアレイ”であり得、これを用いては反射により惹起された光線の局所 的変化が測定される。反射された光源により最大可能の局所分解能を達成するた めに検出器面８を実際上完全に照明するために、光路中に物体４と検出器８との 間に、投影レンズ等を配置し得、この投影レンズによっては検出器８上へ反射さ れたビームが相応に結像される。

装置１の有利な実施例によれば物体４を通って行わせる被検物２の超音波照射が 周期的に中断され、ここで超音波源３がパルス発生器（図示せず）と結合される のである。中断インターバルは次のように選定されている、即ち少なくとも一時 的に超音波が被検物により後方散乱される一方又は他方の方向でのみ走行伝搬す るように選定されている。それにより、入射、後方伝搬超音波間の測定に障害を 及ぼす干渉が回避される。

回折結果を生じさせるため超音波源３の波長は識別同定さるべき構造に相応して 選定されている。但し異なった大きさの構造を検出しようとするので、１つの超 音波パルス内で複数の離散的超音波波長を動作通過させ、ここで。当該波長はほ ぼ異なる構造に相応する。

そのために広帯域超音波源（所謂“トランスジューサ”）を使用し得る。

検出器装置８（これによっては入射する電磁ビームの強度分布が測定される）は 全体的に１０で示す評価−及び電子回路に接続されており、ここでは測定された データが一時記憶され、種々の使用された音響周波に従ってコード化されデータ 担体上に記憶される。当該評価手法は例えばフーリエ交換のような画像処理プロ セスを包含する。記憶されたデータは実際の測定のための参照（情報）として回 層である。制御プロセッサ１３は超音波源３及びそれのパルス発生器に結合され ており、パルス長、遮断インターバル、周波数特性を決定する。評価−及び制御 電子回路１ｏは実施例ではＣＯＤインターフェース１１と、インテリジェント評 価電子回路１２と、制御プロセッサ１３と、データコーディングのためのクリプ トないし暗号（Ｋｒｙｐｔｏ）プロセッサ１４と、インターフェースモジュール １５（種々のデータパンク又はターミナルとのネットワーク化のため）とから成 る。

個々の人物の一義的識別同定ないし検証が可能である、それというのは上皮構造 は特別な遺伝コード及び個々の成長フェーズにより個人個人著しく異なるからで ある。試験により明らかになったところでは如何なる人物も当該方法によりその 皮膚例えば指のそれを用いて一義的に識別同定され相互に区別され得た。

要するに詳述すべきは測定プロセスは超音波を用いての被検物２の個々の構造の 回折による局所分解に基づく。超音波は分解さるべき構造のオーダで、又は幾ら かより小に（高いコントラストのため）選定されるので、後方散乱の超音波は回 折パターンに相応して物体４及び層６にて局所的（ローカル）で時間依存の変形 を惹起する。当該層６のそのような時間依存の変形における光学的反射により、 時間的に変化する情報がオプトエレクトロツクに読出され得る。

物体４は所定の音響的及び光学的品質のガラスから作成される。固体の代わりに 相応に選定された液体で充填された中空体を利用できる。固体４においては層６ は次のように施し得る。物体４は載置（当接）支持フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理番号ＧＯＩＮ　２９／１０　 ９１１５−２ＪＧ　０６　Ｔ　１１００ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ、　ＣＡ。

ＣＺ、ＦＩ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、ＬＫ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、Ｎｏ、 ＮＺ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＫ、ＵＡ、ＵＳ、ＶＮ Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．被検物、例えば人間の指の皮膚の上皮構造のそれぞれの立体構造の真偽の決 定及び／又は識別同定方法であって、ここで上記被検物（２）は平坦な又は湾曲 された面上へ載置され、超音波の照射を受け得るように上記超音波は当該面に接 する物体（４）を通って通過経過するものであり、上記被検物にて反射され及び ／又は後方散乱した超音波は様々の被換物の種々の構造を表すものとして評価さ れる上うにした方法において、上記物体（４）にて超音波に対して透過性があり 電磁波を反射する及び／又は回折する層又は面（６）が配され、上記層又は面（ ６）は上記物体（４）にて超音波によリ、後方散乱又は回折した超音波の強さ及 び形態に応じて局部的に異なって時間に依存して変形せしめられ、そして上記層 （６）は或角度をなして電磁波の照射を受け、出射角度（９）をなして反射され 及び／又は回折された電磁ビームの領域にて当該電磁ビームは捕捉され、そして 上記層（６）にて反射又は回折によリ惹起された変化が評価されるようにしたこ とを特徴とする被横物の識別同定方法。 ２．超音波源の波長は識別同定さるべき構造の大きさに相応して選定される請求 の範囲１記載の方法。 ３．少なくとも１つの検出器（８）が、反射されたおよび／又は回折された電子 ビーム例えば当該光の評価のため用いられ、選定された持続時間に亘って測定を 行うようにした請求の範囲１又は２記載の方法。 ４．反射及び／又は回折する層（６）は超音波のビーム路中、超音波の伝搬方向 に対してほぼ垂直に配置され、そして、電磁波は物体（４）と反射層（６）との 間の移行部に反射をしつつ入射されるようにした請求の範囲１又は４までのうち いずれか１項記載の方法。 ５．物体（４）内を通過伝搬して行われる被検体（２）への照射が時折中断され 、ここで当該の中断の大きさの選定に際して少なくとも時折ビームが送信又は反 射方向で進行伝搬するように当該選定はなされる請求の範囲１又は４までのうち いずれか１項記載の方法。 ６．１つの超音波パルス内で、複数の超音波波長が例えば時間的に順次連続して 通過作用せしめられ、当該波長は識別同定さるべき構造の大きさに適合せしめら れるようにした請求の範囲１又は５までのうちいずれか１項記載の方法。 ７．反射された及び／又は回折されたビームは検出器（８）に結像（写像）され るようにした請求の範囲１又は６までのうちいずれか１項記載の方法。 ８．反射及び／又は回折する層（６）の変形に応じてそこに当たる白色光がスペ クトル分解されるようにした請求の範囲１または７までのうちいずれか１項記載 の方法。 ９．そのようにして得られたデータは圧縮され、又はデータ量（集合）全体のう ちの所定データが、選定され、コード化され、データ担体上に記憶され、該デー タ担体は実際の測定に対する参照基準として用いられる請求の範囲１又は８まで のうちいずれか１項記載の方法。 １０．請求の範囲１から９までのうちいずれか１つヌは複数による方法の実施装 置であって、少なくとも１つの超音波源と、該源から透過照射される物体と透過 照射可能な物体に対する載置（当接）支持面を有し、該載置（当接）支持面は超 音波源（３）のビーム路に対して固定角度をなして配置されている装置において 被横物（２）に対する載置（当接）支持面（５）下方には電磁波を反対し、及び ／又は回折する層（６）が物体（４）内に配置されており、更に、当該装置（１ ）は電磁波に対するビーム源（７）例えば光源を有し、該源のビームは層（６） に向けられており、更に反射され及び／又は回折された電磁ビームの領域にて反 射又は回折によリ惹起される当該ビームの変化の評価のため少なくとも１つのビ ーム受信器が設けられている装置。 １１．上記層（６）は載置（当接）支持面（５）の直ぐ下にこの面に平行に且つ 超音波の進行伝搬方向に対して直角方向に配置されている請求の範囲１０記載の 装置。 １２．上記層（６）は鏡面反射層である請求の範囲１０又は１１までのうちいず れか１項記載の方法。 １３．複数の層、例えば平行な反射又は回折面（６）が設けられている請求の範 囲１０または１２までのうちいずれか１項記載の方法。 １４．複数の検出器（８）は例えばマトリクス状に配置されており、ここで、そ れの基準（法線ないし垂直）面は電磁ビームの出射角度（９）に対してほぼ平行 に延びている請求の範囲１０又は１３までのうちいずれか１項記載の方法。 １５．超音波源（３）は少なくとも１つのパルス発生器等と結合されている請求 の範囲１０ヌは１４までのうちいずれか１項記載の方法。 １６．少なくとも１つの投影レンズ等が反射された及び／又は回折された電磁ビ ームのビーム路中に物体（４）とビーム受信器（８）との間に配置されている請 求の範囲１０又は１５までのうちいずれか１項記載の方法。 １７．反射および／又は回折層（６）は湾曲されている請求の範囲１０又は１６ までのうちいずれか１項記載の方法。