WO2001009817A1

WO2001009817A1 - Vorrichtung zur biometrischen erkennung

Info

Publication number: WO2001009817A1
Application number: PCT/DE2000/002542
Authority: WO
Inventors: Brigitte Wirtz; Maximilian Zellner
Original assignee: Infineon Technologies Ag
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-02-08

Abstract

In einem Handabdrucksensor (1) zur Erfassung von Handlinien oder geometrischen Kenngrößen einer aufgelegten Hand sind Fingerabdrucksensoren (2, 3, 4, 5, 6) mit höherem Auflösungsvermögen integriert, die die gleichzeitige Erfassung von Fingerabdrücken der aufliegenden Hand ermöglichen.

Description

Beschreibung

Vorrichtung zur biometrischen Erkennung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur bio- etrischen Erkennung anhand der Geometrie und Hautstruktur einer menschlichen Hand.

Es existieren bereits verschiedene Systeme zur Identifikation von Personen mittels Handgeometrie- bzw. Fingerabdruckerkennung. Handgeometπegerate bestimmen üblicherweise geometrische Kenngroßen der Hand wie z. B. Großenverhaltnisse an den Fingergelenken, an der Haut vorhandene Texturmerkmale oder Fingerkonturlinien. Bei exakter Finger- bzw. Handpositionie- rung erzielen diese Systeme eine hohe Genauigkeit bei gleichzeitiger Unabhängigkeit von dem Zustand der Hautoberflache z. B. von äußeren Verschmutzungen. Systeme zur Identifikation von Personen über ihre Fingerabdrucke bestimmen die Übereinstimmung eines aktuell aufgenommenen Fingerabdrucks mit abge- speicherten Referenzdaten, wobei vorzugsweise typische Merkmale der Fingerabdrucke wie z. B. Mmutien, Poren etc. miteinander verglichen werden. Es wird bei exakter Bedienung derartiger Fingerabdrucksensoren ebenfalls ein hohes Maß an Sicherheit erzielt; dabei muß jedoch auf die richtige Posi- tionierung der jeweiligen Finger geachtet werden. Außerdem können Verschmutzungen oder zeitweise Veränderungen der Fingermerkmale z. B. infolge von Verletzungen oder dergleichen die Identifikation erschweren. Außerdem existieren Handabdruckssysteme, die entsprechend einem Fingerabdrucksensor die Struktur der Haut der Handoberflache erfassen. Das können die Handlinien sein oder bestimmte topologische Strukturen oder dauerhafte Merkmale wie z. B. Narben. Derartige Systeme besitzen im Prinzip die gleichen Eigenschaften wie Fmgerab- drucksensoren, wobei gegebenenfalls die zur Identifikation zur Verfugung stehende Anzahl von Merkmalen großer ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur biometrischen Erkennung anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelost. Ausgestaltungen ergeben sich aus den ab^¬ hangigen Ansprüchen.

Die erfmdungsgemaße Vorrichtung kombiniert einen Handab- drucksensor, der die Struktur der Hautoberflache (z. B. die Hautlinien und/oder geometrische Kenngroßen, wie z. B. die äußere Form einer Hand) erfaßt, mit mindestens einem Fingerabdrucksensor höherer Auflosung. Der Fingerabdrucksensor ist dabei so m den Handabdrucksensor integriert, daß beim Auflegen einer Hand auf den Handabdrucksensor gleichzeitig der Fingerabdruck erfaßt werden kann. Durch die Kombination von fein aufgelösten Fingerabdruckstrukturen und Merkmalen der gesamten Hand ist die erfmdungsgemaße Vorrichtung zuverlässiger als bisherige Erkennungssysteme, die nur den Fingerabdruck oder nur Merkmale der gesamten Hand erfassen.

Die beigefugte Figur zeigt im Schema einen Teil der Benutzeroberflache eines Beispiels einer erfmdungsgemaßen Vorrichtung.

Bei dem der Figur dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist eine Auflageflache der erfmdungsgemaßen Vorrichtung für eine linke Hand dargestellt. In dieser Auflageflache befindet sich ein Handabdrucksensor 1, den Fingerabdrucksensoren für Daumen 2, Zeigefinger 3, Mittelfinger 4, Ringfinger 5 und kleinen Finger 6 Hand integriert sind. Wird eine Hand auf diese Oberflache m vorgesehener Weise aufgelegt, können gleichzeitig charakteristische Merkmale der Hand zusätzlich zu mindestens einem Fingerabdruck erfaßt werden, wobei die Merkmale der Hand durch die Oberflachenstruktur der Haut ge- bildet sein und entsprechend einem Fingerabdruck erfaßt werden können und/oder durch die geometrische Form und Große (z. B. die äußere Kontur der Hand) oder dergleichen gegeben sein können.

Bei dem m der Figur dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist die Auflageflache des Handabdrucksensors 1 vorzugsweise an die Unebenheit einer menschlichen Hand angepaßt, falls die Oberflachenstruktur der Haut detailliert erfaßt werden soll. Wenn es möglich sein soll, beim Aufliegen der Hand gleichzeitig mehrere Fingerabdrucke zu erfassen, sind die betreffenden Fingerabdrucksensoren 2, 3, 4, 5, 6 so anzubringen, daß nicht nur die Fingerbeeren der verschiedenen Finger jeweils auf dem vorgesehenen Fingerabdrucksensor ruhen, sondern daß auch die unterschiedliche Ausrichtung der Finger, insbesondere des Daumens gegenüber den übrigen Fingern, berücksichtigt ist. Die Auflageflache für den Fingerabdrucksensor des Daumens insbesondere ist daher vorzugsweise gegenüber der Ebene des Handabdrucksensors geneigt.

Bei einem einfachen Ausfuhrungsbeispiel der erfmdungsgemaßen Vorrichtung ist nur em Fingerabdrucksensor, z. B. nur ein für einen Zeigefinger vorgesehener Fingerabdrucksensor 3, in dem Handabdrucksensor integriert. Mit einer größeren Anzahl von Fingerabdrucksensoren für mehrere Finger kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert werden. Wird der Vorrichtung em Handabdrucksensor verwendet, der nur relativ grobe geometrische Kenngroßen ermittelt, braucht der Handabdrucksensor nur über ein sehr geringes Auflösungsvermögen zu verfugen. Falls der Handabdrucksensor die Struktur der Hautoberflache erfassen soll, muß das Auflosungsver- mögen des Handabdrucksensors entsprechend besser sein. Aufgrund der Vielzahl und der größeren Abmessungen der Handlinien im Vergleich zu den Fingerlinien ist es zum Zwecke der Optimierung vorteilhaft, wenn die Auflosung des Handabdrucksensors geringer ist als die Auflosung des Fingerabdrucksensors. Typischerweise können die von dem Fingerabdrucksensor erfaßten Bildpunkte eine maximale Abmessung beliebiger Richtung von 100 um oder weniger besitzen. Der Handabdrucksensor ist dann z. B. vorgesehen für die Erfassung von Bildpunkten einer maximalen Abmessung m beliebiger Richtung von 140 μm oder mehr. Das Raster der Bildpunkte kann bei dem Handabdrucksensor aber auch erheblich grober gewählt werden. Die Handlinien können mit einer Auflosung von typisch 200 μm noch erfaßt werden.

Die Fingerabdrucksensoren können in dem Handabdrucksensor m der Weise integriert werden, daß sie auf Metall, Keramik, Fo- lie, Leiterplatte, Glas oder Silizium hergestellt und als

Chip m die Auflageflache eines Handabdrucksensors eingesetzt werden. Bei Verwendung eines die Handlinien erfassenden Handabdrucksensors kann die Integration eines oder mehrerer Fingerabdrucksensoren dadurch bewerkstelligt sein, daß die Mittel zur Erfassung der Bildpunkte (z. B. Leiterflachen bei einem kapazitiv messenden Sensor) je nach Lage im Bereich der Hand (Handflache oder Fingerbeere) großer oder kleiner, enger oder weiter voneinander entfernt und gegebenenfalls auch mit unterschiedlicher geometrischer Struktur ausgebildet sind, so daß sich em ortlich unterschiedliches Auflösungsvermögen ergibt. Im Bereich der aufzulegenden Fingerbeeren wird das Raster der Bildpunkte kleiner gewählt, wahrend im Bereich der Handflache dieses Raster grober ist. Em noch gröberes Raster der Bildpunkte kann m den Außenbereichen der Auflageflache vorgesehen sein, da dort allenfalls noch geometrische Kenngroßen der Hand ermittelt werden können.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Auflageflache des Handabdrucksensors aus einem flexiblen, weichen oder nachgiebigen Material gefertigt ist. So wird erreicht, daß sich die Handauflageflache bestmöglich an den Abdruck einer aufgelegten Hand anpaßt. Mit Hilfe des Handabdrucksensors kann bei Bedarf die Ausrichtung der Fingerbeeren auf den integrierten Fmger- abdrucksensoren kontrolliert werden. Umgekehrt können zur Op- timierung der Erfassung geometrischer Kenngroßen der gesamten Hand die integrierten Fingerabdrucksensoren dazu verwendet werden, die Ausrichtung der Hand auf dem Handabdrucksensor zu kontrollieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, Merkmale ver- schiedener struktureller Feinheit zu erfassen und bei der nachgeschalteten Auswertung zur Identifikation oder Verifikation zu kombinieren. Damit erhält man ein gegenüber bisherigen biometrischen Systemen zur Personenidentifikation, die nur eine bestimmte Strukturfeinheit erfassen, ein zugleich sichereres und komfortableres System.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur biometrischen Erkennung, bei der ein Handabdrucksensor (1) vorhanden ist, der eine Hautstruktur oder geometrische Kenngrößen oder eine

Hautstruktur und geometrische Kenngrößen einer Hand erfaßt und in elektrische Signale umsetzt, bei der mindestens ein Fingerabdrucksensor (2, 3, 4, 5, 6) vorhanden ist, der einen Fingerabdruck in elektrische Signale umsetzt und bei der der Fingerabdrucksensor so in dem Handabdrucksensor angeordnet ist, daß bei einem bestimmungsgemäßen Aufliegen einer Hand auf dem Handabdrucksensor ein Fingerabdruck eines Fingers dieser Hand erfaßt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens zwei Fingerabdrucksensoren vorhanden sind und bei der die Fingerabdrucksensoren so in dem Handabdrucksensor angeordnet sind, daß Fingerabdrücke verschiedener Finger einer auf dem Handabdrucksensor aufliegenden Hand gleichzeitig aufgenommen werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Fingerabdrucksensor eine höhere Auflösung besitzt als der Handabdrucksensor.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Fingerabdrucksensor Bildpunkte einer maximalen Abmessung von 100 μm oder weniger erfaßt und der Handabdrucksensor Bildpunkte einer maximalen Abmessung von 140 μm oder mehr erfaßt.