DE10002767A1

DE10002767A1 - Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation

Info

Publication number: DE10002767A1
Application number: DE10002767A
Authority: DE
Inventors: Hans Juergen Poehs
Original assignee: DELSY ELECTRONIC COMPONENTS AG
Current assignee: DELSY ELECTRONIC COMPONENTS AG
Priority date: 2000-01-23
Filing date: 2000-01-23
Publication date: 2001-07-26
Also published as: DE10190171D2; WO2001054051A3; WO2001054051A2; AU2001226806A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifaktion DOLLAR A - mit mindestens einer Lichtquelle zum Beleuchten und/oder zum Durchleuchten des vorderen Bereichs eines Fingers, DOLLAR A - mit mindestens einer Sensoreinheit, die auf ihrer dem vorderen Bereich des Fingers zugeordneten Seite mindestens eine Abtasteinheit zum Aufnehmen optischer Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers aufweist, und DOLLAR A - mit mindestens einer Verarbeitungseinheit zum Bestimmen der Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, DOLLAR A - wobei die Abtasteinheit in mindestens einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung zu überstreichenden Überfahrbereich angeordnet ist, DOLLAR A - daß der Überfahrbereich schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten sowie von zwei Langseiten begrenzt ist und DOLLAR A - daß die Langseiten quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung sowie zu den Schmalseiten verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation

- mit mindestens einer Lichtquelle zum Beleuchten und/oder zum Durchleuchten des vorderen Bereichs eines Fingers,
- mit mindestens einer Sensoreinheit, die auf ihrer dem vorderen Bereich des Fingers zugeordneten Seite mindestens eine Abtasteinheit zum Aufnehmen optischer Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers aufweist, und
- mit mindestens einer Verarbeitungseinheit zum Bestimmen der Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks.

Derartige Vorrichtungen dienen der Aufnahme und Verarbeitung von Charakteristika des vorderen Bereichs eines Fingers, insbesondere von Fingerabdrücken, und können in beliebigen Bereichen zum Einsatz gebracht werden, in denen eine daktyloskopische Personenidentifikation notwendig ist. Beispielhaft können in diesem Zusammenhang das Gebiet der Computertechnik, der Einlaßsysteme, der Kriminalistik, der Medizin, der Schutzsysteme im allgemeinen sowie der Banken- und Finanzbereich genannt werden.

Nun sind auf dem Gebiet der Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenidentifikation Systeme bekannt (vgl. internationale Offenlegungsschrift WO 98/27509), die eine Lichtquelle aufweisen, die über dem zu durchleuchtenden Finger angeordnet ist, so daß sich der Finger bei Auflegen auf die Fingerauflagefläche zwischen der Lichtquelle und der Fingerauflagefläche befindet. Das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht gelangt nach Durchlaufen des vorderen Bereichs des Fingers und Aufnehmen der Informationen hinsichtlich des Fingerabdrucks durch die Fasern der Fingerauflagefläche in die unterhalb der Fingerauflagefläche angeordnete Sensoreinheit und wird dann mittels der der Sensoreinheit nachgeordneten Auswerteeinheit analysiert.

Im Zusammenhang mit diesem sogenannten direktoptischen Verfahren erweist es sich jedoch als ausgesprochen problematisch, daß die daktyloskopisch zu identifizierende Person den betreffenden Finger gewissermaßen in einen Hohlraum bzw. in eine Öffnung zwischen Lichtquelle und Fingerauflagefläche stecken muß.

Dies ist psychologisch ausgesprochen ungünstig und erhöht erfahrungsgemäß die Hemmschwelle, eine derartige Vorrichtung zu benutzen, in signifikanter Weise, weil die daktyloskopisch zu identifizierende Person gleichsam genötigt ist, ein exponiertes Körperteil in Form des vorderen Bereichs des Fingers in einen nicht visuell erfaßbaren Hohlraum zu stecken, womit nicht selten ein gesteigertes Angstgefühl einhergeht.

Das vorgenannte Problem der psychischen Überwindung ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Eingabe von unregelmäßigen Mustern (vgl. deutsche Offenlegungsschrift DE 44 04 918 A1) nicht gegeben. Diese Vorrichtung enthält ein Lichtleiterbündel, an dessen beiden Enden jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche gebildet sind. Eine Beleuchtungsvorrichtung gibt Bestrahlungslicht in der Weise ab, daß ein Lichtmuster entsprechend einem konvexen Teil eines Objekts in Berührung mit der Eintrittsfläche und entsprechend einem konkaven Teil des Objekts außer Berührung zu der Eintrittsfläche gebildet wird. Stellt sich ein Einfallswinkel des Bestrahlungslichts ein, der größer als ein kritischer Winkel an einer Grenzfläche zwischen einem Kernteil einer jeweiligen Lichtleitfaser des Lichtleiterbündels und der Luft ist, so ist es möglich, an der Eintrittsfläche außer Berührung zum konkaven Teil des Objekts eine Totalreflexion und an der Eintrittsfläche in Berührung mit dem konvexen Teil des Objekts keine Totalreflexion zu erzielen, was Reflexionslicht mit einem einem unregelmäßigen Muster entsprechenden Lichtmuster ergibt. Das sich ergebende Lichtmuster wird über die Austrittsfläche in eine photoelektrische Wandlervorrichtung eingegeben und durch diese in elektrische Informationen umgesetzt.

Die aus der DE 44 04 918 A1 bekannte Vorrichtung erweist sich jedoch insofern als nachteilig, als sie auf einem statischen Prinzip basiert, das heißt die daktyloskopisch zu identifizierende Person hat den vorderen Bereich des Fingers auf die Eintrittsfläche des Lichtleiterbündels zu legen, so daß ein zweidimensionales optisches Abbild des vorderen Bereichs des Fingers, das heißt des Fingerabdrucks abgenommen wird. Dies bedeutet jedoch notwendigerweise, daß die Flächenausdehnung des optisch aktiven Bereichs der Abtasteinheit bzw. der photoelektrischen Wandlervorrichtung zumindest so groß wie der aufzunehmende Bereich des vorderen Bereichs des Fingers sein muß. Hierdurch wird nicht nur viel Platz in Anspruch genommen, sondern es ist auch ein hoher Aufwand an Material für und Energieeinspeisung in die Abtasteinheit bzw. in die photoelektrische Wandlervorrichtung zu betreiben.

Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation in einer Weise weiterzubilden, die eine platzsparende Unterbringung der Vorrichtung beispielsweise in einem Gehäuse eines elektrischen oder elektronischen Geräts ermöglicht, um auf diese Weise eine Miniaturisierung des elektrischen oder elektronischen Geräts zu bewerkstelligen.

Damit einhergeht die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, insbesondere für die Abtasteinheit, die als photoelektrische Wandlervorrichtung ausgebildet sein kann, den Materialeinsatz erheblich herabzusetzen, um auf diese Weise den Energiebedarf der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation zu senken.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs dadurch gelöst, daß gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung

- die Abtasteinheit in mindestens einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung zu überstreichenden Überfahrbereich angeordnet ist,
- der Überfahrbereich schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten sowie von zwei Langseiten begrenzt ist und
- die Langseiten quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung sowie zu den Schmalseiten verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten ausgebildet sind.

Dieser Lösung liegt gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung auf dem Gebiet der Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenidentifikation insofern ein völlig neues Prinzip zugrunde, als das Aufnehmen der vorzugsweise in elektrische Signale umwandelbaren optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers gewissermaßen auf der Grundlage einer räumlichen Komponente, die sich quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung erstreckt, und auf der Grundlage einer zeitlichen Komponente erfolgt, die durch das Überstreichen des zweckmäßigerweise optisch durchlässig ausgebildeten Überfahrbereichs mit dem vorderen Bereich des Fingers definiert ist.

Hierdurch unterscheidet sich die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in signifikanter Weise von konventionellen Vorrichtungen, denn bei letzteren erfolgt das Aufnehmen der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers erforderlicherweise auf der Grundlage zweier räumlicher Komponenten, das heißt die Abtasteinheit ist notwendigerweise flächig ausgebildet, womit nicht nur verhältnismäßig hohe Materialaufwendungen verbunden sind, die die allgemeine Tendenz zum Preisverfall bei elektrischen und elektronischen Geräten konterkarieren, sondern im Vergleich zur vorliegenden Erfindung auch ein erhöhter Energiebedarf gegeben ist.

Im Gegensatz dazu ist die Abtasteinheit bei der vorliegenden Erfindung in mindestens einem vom vorderen Bereich des Fingers in Überfahrrichtung zu überstreichenden Überfahrbereich angeordnet, der schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten sowie von zwei Langseiten begrenzt ist, wobei letztere quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung sowie zu den Schmalseiten verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten ausgebildet sind.

Hierdurch nimmt die Abtasteinheit nur sehr wenig Platz ein und kann kompakt im Überfahrbereich untergebracht werden, so daß die vorliegende Vorrichtung in eine Vielzahl von elektrischen oder elektronischen Geräten integriert werden kann, so etwa in Bankautomaten, in Datenverarbeitungsgeräten (insbesondere in Handcomputern oder in Taschencomputern), in Einlaßsystemen, in Kraftfahrzeugschließsystemen, in Kraftfahrzeugstartsystemen, in Mobiltelephonen, in Tresorsystemen oder in Zugangskontrollsystemen.

Durch den verminderten Materialaufwand und durch die raumsparende Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist auch eine erhebliche Kosteneinsparung erzielbar, durch die nicht nur die Vorrichtung selbst, sondern auch das elektrische oder elektronische Gerät, in das die Vorrichtung integriert ist, preisgünstig und damit auch auf internationalen Märkten wettbewerbsfähig ist.

Die vorliegende Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist in besonders vorteilhafter Weise in elektrische oder elektronische Geräte implementierbar, wenn die Abtasteinheit in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich entspricht. Diese technische Maßnahme dient auch einem störungsfreien und unmittelbaren Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers vom Überfahrbereich zur Abtasteinheit.

Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit kann es empfehlenswert sein, die Abmessung der Langseiten so zu wählen, daß sie in etwa der Breite des vorderen Bereichs des Fingers entspricht. Hierdurch ist gewährleistet, daß die daktyloskopischen Merkmale des Fingers auf voller Breite von der Abtasteinheit aufgenommen werden, wenn der vordere Bereich des Fingers den Überfahrbereich in Überfahrrichtung überstreicht.

Um eine kleine und kompakte Bauweise nicht nur der Abtasteinheit, sondern auch des beispielsweise als mindestens eine in einer Platte angeordnete Ausnehmung ausgebildeten Überfahrbereichs zu manifestieren, liegt die Abmessung der Schmalseiten in der Größenordnung von etwa 0,5 Millimeter bis etwa fünf Millimeter, insbesondere in der Größenordnung von etwa zwei Millimeter. Mithin sind der Überfahrbereich und korrespondierend hierzu auch die Abtasteinheit in Überfahrrichtung sehr schmal ausgebildet.

Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung nimmt die Abtasteinheit die optischen Abbilder zeilenweise auf, das heißt die Abtasteinheit fungiert gewissermaßen als Zeilenscanner, wenn der vordere Bereich des Fingers über den Überfahrbereich hinweggeführt oder hinweggezogen wird. Sogesehen empfiehlt es sich, die Abtasteinheit so auszulegen, daß sie eine Vielzahl optischer Abbilder pro Zeiteinheit insbesondere zeilenweise aufnehmen kann, wobei eine realistische Größenordnung im Bereich von etwa 250 optischen Abbildern pro Sekunde liegt.

In erfindungswesentlicher Weise können diese insbesondere zeilenweise aufgenommenen optischen Abbilder dann in der Sensoreinheit und/oder in der Verarbeitungseinheit zum Bestimmen der Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, zu einem Gesamtabbild zusammengesetzt werden.

Wie bereits vorstehend dargelegt, wird der vordere Bereich des Fingers bei der vorliegenden Erfindung in Überfahrrichtung über den Überfahrbereich und demzufolge über die Abtasteinheit hinweggezogen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß ein derartiges Überstreichen des vorderen Bereichs des Fingers nicht unbedingt mit konstanter Geschwindigkeit und bei mehreren daktyloskopischen Identifikationsvorgängen auch nicht unbedingt mit jeweils identischer Geschwindigkeit vonstatten gehen wird. Nicht zuletzt aus diesem Grunde ist das Aufnehmen der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung mittels von der Lichtquelle abgestrahlter Lichtpulse gesteuert.

Wenn die vorliegende Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weitergebildet werden soll, so ist im Überfahrbereich mindestens ein faseroptischer Bereich vorgesehen, durch den die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zur Abtasteinheit transportierbar sind.

Die vorliegende Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist in diesem Zusammenhang in besonders vorteilhafter Weise in elektrische oder elektronische Geräte implementierbar, wenn der faseroptische Bereich in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich entspricht. Diese technische Maßnahme dient auch einem störungsfreien und unmittelbaren Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers vom Überfahrbereich zur Abtasteinheit.

Eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers und mithin besonders zuverlässige Ergebnisse der vorliegenden Vorrichtung zur Personenidentifikation sind dadurch erzielbar, daß die Lichtquelle in zweckmäßiger Weise seitlich neben der Abtasteinheit angeordnet ist. Zu denselben Zwecken kann das Licht unabhängig hiervon oder in Ergänzung hierzu von der Lichtquelle in Richtung auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs abstrahlbar sein.

Dies unterscheidet die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung von konventionellen Vorrichtungen wie etwa der aus der DE 44 04 918 A1 bekannten Vorrichtung, die mit Licht konstanter Intensität arbeitet und auf dem Prinzip der gestörten Totalreflexion basiert. Durch dieses bekannte Prinzip werden sowohl die Art der Beleuchtung als auch die Lichtführung starr und unflexibel, denn bei einer Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts von mehr als etwa 3.000 Lux kommt es sehr schnell zu einer Übersättigung der photoelektrischen Wandlervorrichtung, so daß mit konventionellen Vorrichtungen keine verläßlichen Ergebnisse mehr erzielt werden können.

Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation eine ausreichende, zuverlässige Ergebnisse zeitigende Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers ermöglicht, bei der des weiteren sowohl die Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation vollständig einsehbar als auch der Vorgang der daktyloskopischen Personenidentifikation für die zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent ist und mit der schließlich unabhängig von den jeweiligen Umgebungslichtverhältnissen stets konstant gute und verläßliche Ergebnisse erzielbar sind. Hierzu ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Dauer und/oder die Intensität der von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtpulse in Abhängigkeit von den Umgebungslichtverhältnissen regelbar.

Mithin wird eine adaptive Lichtregelung (= ALR oder auch ALC = "adaptive light control"), das heißt eine Art "intelligente Lichtsteuerung" bereitgestellt, durch die die Defizite sich ändernder Umgebungslichtverhältnisse, wie etwa wechselnder Raumbeleuchtung oder wechselnder Sonneneinstrahlung, ausgleichbar sind, indem sich die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. der die Vorrichtung steuernde Algorithmus an die jeweiligen Lichtverhältnisse anpaßt.

Hierzu ist bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in bevorzugter Weise mindestens ein Steuerungsmittel zum Regeln der Dauer und/oder der Intensität der von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtpulse vorgesehen. Mit diesem Steuerungsmittel ist ein kontinuierliches oder temporäres Meßverfahren durchführbar, mit dem eine permanent gute Bildqualität ermittelbar ist und mit dem bedarfsweise eine optimale, auf Kontrast und Schärfentiefe abgestimmte Sättigung mittels kurzzeitiger Lichtpulse erzielbar ist, wobei die kurzzeitigen Lichtpulse in ihrer Dauer und/oder in ihrer Intensität exakt auf die tatsächlich benötigte Lichtmenge dosierbar sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das Steuerungsmittel auf:

- mindestens ein Erfassungsmodul zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse, wobei das Erfassungsmodul einheitlich mit der Sensoreinheit und/oder als Teil der Sensoreinheit ausgebildet sein kann;
- mindestens ein Auswertemodul zum Bestimmen der Dauer und/oder der Intensität der Lichtpulse in Anpassung an die vom Erfassungsmodul erfaßten Umgebungslichtverhältnisse, wobei das Auswertemodul einheitlich mit mindestens einer Auswerteeinheit und/oder als Teil mindestens einer Auswerteeinheit ausgebildet sein kann, die der Sensoreinheit in bevorzugter Weise nachgeordnet ist; und
- mindestens ein Speichermodul zum Abspeichern von für das Regeln der Dauer und/oder der Intensität der Lichtpulse bestimmten Schwellwerten, wobei das Speichermodul einheitlich mit mindestens einer Speichereinheit und/oder als Teil mindestens einer Speichereinheit ausgebildet sein kann, die der Sensoreinheit in bevorzugter Weise nachgeordnet ist.

Die Arbeitsweise und die Funktion des Steuerungsmittels ist hierbei beispielsweise dergestalt, daß das Erfassungsmodul die jeweiligen Umgebungslichtverhältnisse erfaßt, diese im Auswertemodul ausgewertet und analysiert werden sowie im Auswertemodul ein Vergleich mit im Speichermodul gespeicherten vorgegebenen Schwellwerten erfolgt.

In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs wird dann die Lichtquelle, die mit dem Steuerungsmittel und hierbei insbesondere mit dem Auswertemodul in Verbindung steht, vom Steuerungsmittel angesprochen, wobei die Dauer und/oder die Intensität der von der Lichtquelle emittierten Lichtpulse an die ermittelten Umgebungslichtverhältnisse angepaßt wird.

Hierdurch können die Lichtpulse sowohl in ihrer Dauer als auch in ihrer Intensität dynamisch und adaptiv gestaltet werden, um für jede Art von Umgebungslicht (beispielsweise starke Sonneneinstrahlung, schwache Sonneneinstrahlung, Dämmerlicht, diffuses Licht, Gaslicht, Mondschein, künstliche Beleuchtung, . . .) die benötigte Lichteinstrahlung zur Verfügung zu stellen und mithin kontrastreiche sowie tiefenscharfe Abbilder des vorderen Bereich des Fingers zu erhalten.

Insbesondere sind mit der adaptiven Lichtregelung Beleuchtungsstärken von null Lux bis etwa 40.000 Lux realisierbar, wobei letzterer Beleuchtungsstärkenwert in etwa einer direkten Sonneneinstrahlung entspricht. Die mit dieser adaptiven Lichtregelung erzielbaren Ergebnisse weisen gegenüber konventionellen Beleuchtungssystemen mit Dauerlicht eine Kontrast- und Schärfentiefesteigerung um bis zu etwa achtzig Prozent auf, wobei die erfindungsgemäße Art der Lichtsteuerung den Vorteil hat, daß sie bei sich ändernden Beleuchtungsverhältnissen die benötigte Lichtmenge in einem zeitlichen Bereich von weniger als einhundert Millisekunden dosieren kann und zur Verfügung stellt, so daß bei allen denkbaren Lichtverhältnissen eine nahezu gleichbleibende Bildqualität erhaltbar ist.

Mithin ist der erfindungswesentliche Vorteil der vorliegenden Vorrichtung in der "intelligenten Ansteuerung" zu sehen, die sich die eingestrahlte Lichtmenge bedarfsweise gewissermaßen selbst justiert und sie rund um das zu beleuchtende Objekt, das heißt rund um den vorderen Bereich des Fingers, für jeden Bereich separat errechnet und zur Verfügung stellt, so daß eine Überbelichtung bzw. eine Unterbelichtung mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen ist.

In diesem Zusammenhang zeitigen statisch arbeitende Beleuchtungseinheiten, wie sie etwa bei konventionellen Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenidentifikation mittels mindestens eines Fingerabdrucks vorgesehen sind, insofern einen weiteren Nachteil, als die von ihnen bereitgestellte Lichtmenge nicht objektbezogen abgegeben werden kann, das heißt ein zehn Millimeter starkes Objekt wird mit der gleichen Lichtmenge wie ein fünf Millimeter starkes Objekt beleuchtet, woraus Unschärfen sowie auch teilweise Überbelichtungen resultieren.

Im Gegensatz dazu ermöglicht die vorliegende Erfindung in zweckmäßiger Weise die gleichmäßige Beleuchtung eines Objekts, etwa des vorderen Bereichs eines Fingers, und zwar unabhängig von der Stärke des Objekts, das im übrigen durchaus auch eine mehr oder weniger starke Lichtleitfähigkeit oder ein mehr oder weniger starkes Reflexionsvermögen aufweisen kann, sowie unabhängig davon, ob dieses Objekt nun frontal, lateral und/oder rückseitig von Störlicht beleuchtet wird. Demzufolge spielt es bei der vorliegenden Erfindung keine Rolle, unter welchem Winkel und von welcher Stelle aus Licht auf das zu beleuchtende Objekt eingestrahlt wird; lediglich die Dauer und/oder die Intensität des zusätzlich benötigten Lichts ist für jeden Bereich individuell zu regeln, ist doch das Aufnehmen der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit in bevorzugter Weise mittels von der Lichtquelle abgestrahlter Lichtpulse gesteuert.

Die Vorzüge der vorliegenden adaptiven Lichtregelung führen letztendlich dazu, daß die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, ohne wesentliche Änderung der Belichtungszeiten unter vollumfänglicher Erhaltung des Kontrastes und der Schärfentiefe bestimmbar sind.

Zweckmäßigerweise ist das Steuerungsmittel für die adaptive Lichtregelung als mindestens ein Logikbauteil und/oder als mindestens eine Logikschaltung, insbesondere als mindestens ein Standardlogikbauteil oder als mindestens eine programmierbare Logik (FPGA = field programmable gate array) ausgebildet. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann das Steuerungsmittel auch als mindestens eine digitale Signalverarbeitungseinheit (DSP = digital signal processor) und/oder als mindestens ein Mikrocontroller ausgebildet sein.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, weist das zur Bewerkstelligung der adaptiven Lichtregelung vorgesehene Steuerungsmittel gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform mindestens ein Erfassungsmodul, mindestens ein Auswertemodul und mindestens ein Speichermodul auf. Ist nun das Erfassungsmodul in bevorzugter Weise einheitlich mit der Sensoreinheit und/oder als Teil der Sensoreinheit ausgebildet, so kann sich die photoempfindliche Fläche und/oder die photoempfindliche Schicht der Sensoreinheit mittels der adaptiven Lichtregelung gewissermaßen selbst - und zwar für jeden ihrer Bereiche - die erforderliche Lichtmenge anfordern, was insbesondere dann in vorzüglicher Weise funktioniert, wenn das Auswertemodul der Steuerungsmittel einheitlich mit der Auswerteeinheit und/oder als Teil der Auswerteeinheit ausgebildet ist.

Konventionelle Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenidentifikation können dies nicht leisten, weil derartige bekannte Vorrichtungen - wenn überhaupt - das eingestrahlte Licht für den gesamten Bereich der Abtasteinheit bzw. der Sensoreinheit unflexibel und starr regulieren; im Gegensatz dazu ist nur die adaptive Lichtregelung in der Lage, für jeden Bereich der Fläche und/oder der Schicht der Abtasteinheit bzw. der Sensoreinheit die angesichts der Umgebungslichtverhältnisse erforderliche Lichtmenge hinsichtlich Dauer und/oder hinsichtlich Intensität im Auswertemodul in bezug auf eine optimale Sättigung zu berechnen und unverzüglich zu liefern.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es Teil der adaptiven Lichtregelung (= ALR oder auch ALC = "adaptive light control"), das heißt der "intelligenten Lichtsteuerung" sein, daß die elektrischen Signale in der Sensoreinheit und/oder in der Auswerteeinheit über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder verstärkbar sind. In diesem Zusammenhang kann es von erfindungswesentlicher Bedeutung sein, die Verstärkung der elektrischen Signale in der Sensoreinheit und/oder in der Auswerteeinheit über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder veränderlich auszugestalten.

Hintergrund dieser besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Tatsache, daß die Intensitätsverteilung und demzufolge der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts über die gesamte Breite der optischen Abbilder weder gleichmäßig noch konstant, sondern in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder geringer als in den Randbereichen der optischen Abbilder ist, was unter anderem damit zusammenhängen kann, daß die mindestens eine Lichtquelle seitlich neben der Abtasteinheit angeordnet sein kann und daß das Licht von der Lichtquelle in Richtung auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs abstrahlbar sein kann. Hierdurch gelangt in die zentralen, durch den vorderen Bereich des Fingers abgedeckten Bereiche auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs weniger Licht als in die seitlichen Bereiche, so daß die Intensität und - direkt proportional hierzu - der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist.

Zum Beheben dieses Mankos kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung die Verstärkung der elektrischen Signale in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder größer, und hierbei beispielsweise um etwa den Faktor 2 bis 3 größer, als die Verstärkung der elektrischen Signale in den Randbereichen der optischen Abbilder sein. Eine derartige elektronische Modulation mittels variabler Verstärkungsfaktoren kann hierbei in jeder Zeile der optischen Abbilder vorgenommen werden.

Hierdurch kann auf elegante, elektronisch bewerkstelligte Weise die Tatsache kompensiert werden, daß die Intensität und der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist, wobei die Verstärkung selektiv über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder so gewählt werden kann, daß das zum Produkt aus jeweiliger/m Streulichtintensität/-kontrast und jeweiligem Verstärkungsfaktor direkt proportionale Ausgangssignal von in etwa konstanter Intensität ist; durch diese technische Maßnahme ist die Qualität der mit der vorliegenden Vorrichtung erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbesserbar.

Gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung ist diese für den Übergang in einen Ruhezustand ausgelegt. Dies ist beispielsweise im Rahmen des Einsatzes der vorliegenden Vorrichtung bei Mobiltelephonen oder bei Kraftfahrzeugteilen, wie etwa bei Lenkrädern, bei Schaltknäufen oder bei Türschlössern, von Vorteil, denn bei derartigen Anwendungen wird die zum Betreiben der Vorrichtung erforderliche elektrische Spannung zumeist aus Batterien, gegebenenfalls ergänzend auch mit Hilfe von Solarkollektoren bezogen, so daß diesbezügliche Einsparpotentiale durch Vorsehen eines Ruhezustands der Vorrichtung hochwillkommen sind.

Hierzu kann zweckmäßigerweise mindestens eine kapazitive, vorzugsweise in die Steuerungsmittel integrierte Schaltung vorgesehen sein, mittels derer die Vorrichtung nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den Ruhezustand (= sogenannter "Sleep"-Modus) übergeht und mittels derer die Vorrichtung bei Überstreichen des Überfahrbereichs mit dem vorderen Bereich des Fingers wieder "aufgeweckt" wird, das heißt wieder in einen betriebsbereiten Zustand übergeht; sogesehen kann in der vorliegenden Vorrichtung zur Personenidentifikation sowohl eine "Sleep"-Funktion als auch eine "Wake Up"-Funktion implementiert sein.

Wie vorstehend bereits angedeutet, erfüllt die mindestens eine Lichtquelle bei der adaptiven Lichtregelung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine wichtige Funktion. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß zum Zwecke einer gleichmäßigen Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers in den meisten praktischen Anwendungsfällen mehr als eine Lichtquelle vorgesehen ist, beispielsweise zwei Lichtquellen oder insbesondere vier Lichtquellen, die symmetrisch zueinander angeordnet sein können und/oder die seitlich oder ringförmig, hierbei insbesondere im wesentlichen gleichmäßig verteilt, um den Überfahrbereich herum angeordnet sein können.

Gemäß einer besonders erfindungswesentlichen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung ist die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität der von der jeweiligen Lichtquelle abgestrahlten Lichtpulse in Anpassung an die Umgebungslichtverhältnisse selektiv regelbar; dies bedeutet mit anderen Worten, daß die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität der von den einzelnen Lichtquellen abgestrahlten Lichtpulse unabhängig voneinander, hierbei insbesondere in Abhängigkeit von vorgegebenen Schwellwerten, steuerbar ist. Mithin können alle Lichtquellen unabhängig voneinander angesteuert werden, wobei die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität vorzugsweise im Auswertemodul für jede Lichtquelle einzeln berechnet wird.

Nicht nur die Ansteuerung der Lichtquellen und die Anzahl der Lichtquellen, sondern auch deren Anordnung spielt bei der vorliegenden Erfindung eine erfindungswesentliche Rolle. Indem die Lichtquelle seitlich neben der Abtasteinheit angeordnet sein kann und das Licht von der Lichtquelle in Richtung auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs abstrahlbar sein kann, wird eine ausreichende, zuverlässige Ergebnisse zeitigende Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers ermöglicht.

Hierbei erfolgt der Lichteinfall auf den vorderen Bereich des Fingers im wesentlichen von der Seite, wobei zumindest ein Teil des Lichts in das Innere des vorderen Bereichs des Fingers eindringt und dort gestreut wird, wobei die Streuung im wesentlichen in alle Richtungen, so unter anderem auch in Richtung der Abtasteinheit erfolgt; mithin basiert die vorliegende Erfindung gewissermaßen auf der Durchlichttechnik, das heißt die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers werden als Durchlichtbilder verarbeitet.

Indem nun beim Vorgang der daktyloskopischen Personenidentifikation die die Hautleisten oder Papillarlinien tragende Oberfläche des vorderen Bereichs des Fingers am Überfahrbereich vorbeigeführt wird, "verschließen" die Hautleisten oder Papillarlinien sukzessive und zeilenweise die Eingänge der Fasern des optional vorgesehenen faseroptischen Bereichs, so daß in diesen durch die Hautleisten oder Papillarlinien verschlossenen Bereichen des faseroptischen Bereichs kein oder nur sehr wenig im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreutes, sogenanntes Durchgangslicht in die Abtasteinheit gelangt.

In den Bereichen der Aussparungen zwischen den Hautleisten oder Papillarlinien hingegen gelangt mehr gestreutes Licht in die Fasern des optional vorgesehenen faseroptischen Bereichs und demzufolge durch den faseroptischen Bereich zur vorzugsweise mindestens eine photoempfindliche Fläche und/oder mindestens eine photoempfindliche Schicht aufweisenden Abtasteinheit, so daß ein äußerst sensibles Instrument zur daktyloskopischen Identifikation von Personen, insbesondere anhand der Bereiche der Hautleisten oder Papillarlinien und anhand der Bereiche zwischen den Hautleisten oder Papillarlinien, bereitgestellt ist.

Die aufgenommenen optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers gelangen mithin in die Abtasteinheit und werden dann mittels der der Abtasteinheit in bevorzugter Weise zugeordneten Auswerteeinheit, die in vorteilhafter Ausgestaltung Teil der Verarbeitungseinheit ist, analysiert und verarbeitet. Hierbei können die bei der Analyse und bei der Verarbeitung erhaltenen Daten und Informationen zweckmäßigerweise in mindestens einer der Abtasteinheit in bevorzugter Weise zugeordneten Speichereinheit, die in vorteilhafter Ausgestaltung Teil der Verarbeitungseinheit ist, gesammelt und gespeichert werden.

Während also die Auswerteeinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt, (zwischen)speichert die Speichereinheit die optischen Abbilder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform elektronisch. Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit kann die Auswerteeinheit die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, analysieren und mit in der Speichereinheit gespeicherten Charakteristika vergleichen, um auf diese Weise eine individuelle daktyloskopische Personenidentifikation zu bewerkstelligen.

Es ist in diesem Zusammenhang von Bedeutung, daß sowohl die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vollständig einsehbar ist als auch der Vorgang der daktyloskopischen Personenidentifikation für die zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent ist, da diese Person den vorderen Bereich ihres Fingers in psychologisch günstiger Weise lediglich in Überfahrrichtung über den Überfahrbereich zu führen und diesen hierbei mit dem vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen hat, nicht jedoch den Finger in einen Hohlraum oder in eine Öffnung zu stecken hat.

Des weiteren ist als optionales erfindungswesentliches Merkmal der Vorrichtung die Auslegung für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") zu nennen, das heißt aufgrund der Helligkeitsunterschiede zwischen den Bereichen der Hautleisten oder Papillarlinien und den Bereichen zwischen den Hautleisten oder Papillarlinien ist mit der vorliegenden Erfindung auch eine Beobachtung oder Untersuchung dahingehend möglich, ob das beleuchtete Objekt, etwa der vordere Bereich des Fingers, "lebt", das heißt beispielsweise von Blut durchflossen ist und/oder einen Pulsschlag aufweist. In diesem Zusammenhang kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise durch Vergleich der für die zwei unterschiedlichen Wellenlängen erhaltenen Ergebnisse zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung im Blut des vorderen Bereichs des Fingers ausgelegt sein.

Auch könnte mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Person nur dann als authentifiziert oder authorisiert identifiziert werden, wenn ihre aktuelle Pulsfrequenz um nicht mehr als zehn Prozent von der gespeicherten Pulsfrequenz nach oben oder nach unten abweicht; somit wird die Pulsfrequenz zu einem weiteren Kriterium für die Personenidentifikation.

Diese zusätzlichen, beispielsweise den Pulsschlag betreffenden biometrischen Daten senken die Fehlerwahrscheinlichkeit des Identifikationsvorgangs, weil sie es ermöglichen, den "lebenden" Finger der daktyloskopisch zu identifizierenden Person von einem früher erhaltenen Abdruck dieses Fingers zu unterscheiden. Die existierenden Daten über die Veränderungen der Durchsichtigkeit des vorderen Bereichs des Fingers erlauben es, den Pulsschlag der zu identifizierenden Person vorzugsweise in der Verarbeitungseinheit rechnerisch zu ermitteln und die so erhaltene Durchsichtigkeitskurve analog einem Elektrokardiogramm (EKG) für medizinische Zwecke einzusetzen.

Des weiteren sind mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch optische Abbilder ermittelbar, deren Schärfegrad so hoch ist, daß sogar die sich im vorderen Bereich des Fingers befindlichen, personenspezifisch unterschiedlich angeordneten Schweißdrüsen klar und deutlich erkennbar sind, so daß im Rahmen des Betriebs der vorliegenden Vorrichtung die Möglichkeit besteht, auch die Schweißdrüsen zur Personenidentifikation heranzuziehen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Lichtquelle auf der der Abtasteinheit zugewandten Seite des Überfahrbereichs angeordnet. Hierbei handelt es sich um eine hinreichende Voraussetzung dafür, daß das Licht von der Lichtquelle in Richtung auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs abstrahlbar ist, das heißt der vordere Bereich des Fingers der daktyloskopisch zu identifizierenden Person wird von seitlich unten angestrahlt.

Des weiteren kann die Lichtquelle zweckmäßigerweise von der Abtasteinheit seitlich beabstandet angeordnet sein. Diese bauliche Trennung von Lichtquelle und Abtasteinheit ist insofern empfehlenswert, als es zur Erzielung eines ordnungsgemäßen Betriebs der Vorrichtung vermieden werden sollte, daß Licht unmittelbar von der Lichtquelle in die Abtasteinheit gelangt; vielmehr soll nur Licht in die vorzugsweise auf Halbleiterbasis, insbesondere auf Siliziumbasis, operierende Abtasteinheit gelangen, das zuvor im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreut wurde und demzufolge daktyloskopische Informationen hinsichtlich der Hautleisten oder Papillarlinien trägt.

Gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist das Licht von der Lichtquelle auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs seitlich einstrahlbar. Diese Weiterbildung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Lichtquelle in bevorzugter Form seitlich neben oder bereits knapp auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs angeordnet ist; auch kann die Lichtquelle bei dieser Weiterbildung gleichsam liegend angeordnet sein und das Licht "flach" auf den vorderen Bereich des Fingers abstrahlen.

Optionalerweise kann die Lichtquelle als Pulslichtquelle ausgebildet sein, die für die Abstrahlung von gepulstem Licht ausgelegt ist, so daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung infolge des gepulsten, exakt dosierbaren Lichts beispielsweise durchaus auch batteriebetrieben arbeiten kann. In jedem Falle ist eine signifikante Reduzierung des zum Betrieb der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlichen Stroms erzielbar, weil das Umgebungslicht Verwendung finden kann und das zusätzlich benötigte Licht mittels der adaptiven Lichtregelung exakt dosierbar ist. Hierbei bewegt sich die Impulsdauer der abgestrahlten Lichtpulse vorteilhafterweise in der Größenordnung von nahezu null Millisekunden bis etwa neunzig Millisekunden.

In Korrespondenz hierzu kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eine Pulsgebereinheit zum Steuern der Lichtquelle aufweisen, wobei die Pulsgebereinheit zweckmäßigerweise zwischen der Lichtquelle und mindestens einem Steuerungselement für die Abtasteinheit angeordnet ist.

Wenn die vorliegende Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation in besonders vorteilhafter Weise weitergebildet werden soll, so empfiehlt es sich, der Lichtquelle mindestens eine Erfassungseinheit zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse und/oder mindestens eine Lichtreflektoreinheit zuzuordnen. Hierbei kann durch die Erfassungseinheit festgestellt werden, welche Bereiche des Überfahrbereichs und/oder welche dem Überfahrbereich benachbarten Bereiche gerade vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen werden:

Meldet die Erfassungseinheit einen schwachen oder gar keinen Lichteinfall, so deutet dies darauf hin, daß der der Erfassungseinheit zugeordnete Bereich gerade vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen wird; meldet die Erfassungseinheit hingegen einen normalen und ungetrübten Lichteinfall, so deutet dies darauf hin, daß der der Erfassungseinheit zugeordnete Bereich bereits vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen worden ist oder noch vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen werden wird.

In diesem Zusammenhang erscheint es erfindungswesentlich, daß durch die Abfolge der vorgenannten Meldungen der einzelnen Erfassungseinheiten unter anderem die Geschwindigkeit bestimmbar ist, mit der der vordere Bereich des Fingers in Überfahrrichtung über den Überfahrbereich hinwegstreicht, so daß die vorgenannten Meldungen der einzelnen Erfassungseinheiten mit dem Steuern des Aufnehmens der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit mittels von der Lichtquelle abgestrahlter Lichtpulse gekoppelt, koordiniert und synchronisiert werden können. Dies funktioniert in besonders vorzüglicher Weise, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung die Erfassungseinheit und/oder die Lichtreflektoreinheit um die Lichtquelle herum angeordnet ist, wobei durch die jeweilige Lichtreflektoreinheit das von der Lichtquelle emittierte Licht und/oder das Umgebungslicht auf die jeweilige Erfassungseinheit fokussierbar ist.

Um der daktyloskopisch zu identifizierenden Person den jeweiligen Betriebszustand der Vorrichtung zu signalisieren, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung vorgesehen. Hierbei kann die Anzeigeeinrichtung zweckmäßigerweise mindestens eine einfarbige oder verschiedenfarbige Leuchtanzeige aufweisen, die die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung signalisiert (beispielsweise grünes Licht: "Vorrichtung ist zur daktyloskopischen Personenidentifikation bereit" oder auch "Vorrichtung hat Person ordnungsgemäß daktyloskopisch identifiziert"; rotes Licht: "Vorrichtung ist nicht zur daktyloskopischen Personenidentifikation bereit" oder auch "Vorrichtung hat Person nicht ordnungsgemäß daktyloskopisch identifiziert").

Will man die vorliegende Erfindung in diesem Zusammenhang in besonders eleganter und/oder kompakter Weise ausgestalten, so empfiehlt es sich, die Anzeigeeinrichtung in die Lichtquelle zu integrieren und/oder die Anzeigeeinrichtung und die Lichtquelle einheitlich auszubilden.

Um beispielsweise auch farbenfehlsichtigen Personen die Erfassung des jeweiligen Betriebszustands der Vorrichtung zu ermöglichen, kann die Anzeigeeinrichtung die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung gemäß einer vorteilhaften alternativen oder ergänzenden Ausgestaltungsform auch durch mindestens ein blinkendes und/oder pulsierendes Lichtsignal signalisieren.

Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Lichtquelle mindestens ein optisches System nachgeordnet. Ein derartiges optisches System übt zum einen eine gewisse Schutzfunktion aus, das heißt durch das optische System wird verhindert, daß die daktyloskopisch zu identifizierende Person beim Hinwegführen des vorderen Bereichs des Fingers über den Überfahrbereich die empfindliche und leicht beschädigbare Lichtquelle berühren kann.

In besonders vorteilhafter Weise ist das optische System jedoch dafür ausgelegt, das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs umzulenken und/oder das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs gleichmäßig und/oder diffus zu verteilen.

Hierdurch wird eine gleichmäßige Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers gewährleistet, wodurch informative, vom vorderen Bereich des Fingers stammende optische Abbilder entstehen. Dies ist für ein überzeugendes Funktionieren der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich.

In bevorzugter Weise ist das optische System als mindestens ein Filter, als mindestens eine Linse, als mindestens ein Prisma, als mindestens ein Lichtleiter, als mindestens ein Lichtleitelement und/oder als mindestens ein Spiegel ausgebildet, wobei der Einsatz der vorgenannten optischen Elemente allein oder in Kombination beispielsweise vom zur Verfügung stehenden Platz oder vom erforderlichen Ausleuchtungsgrad abhängig ist.

Sowohl zum Erfüllen der vorstehend erläuterten Schutzfunktion als auch im Hinblick auf die Lichtverteilung bietet es sich an, für das Material des optischen Systems Kunststoff zu wählen. Kunststoff ist ein preiswerter und robuster Werkstoff, der insbesondere in transparenter Ausführung überzeugende optische Eigenschaften aufweist.

Zum Erfüllen der vorstehend erläuterten Schutzfunktion kann es des weiteren zweckmäßig sein, wenn zumindest die von der Lichtquelle abgewandte Seite des optischen Systems mit mindestens einem für das Licht der Lichtquelle durchlässigen Material, insbesondere mit für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigem Material, beschichtet ist. Hierdurch wird das nicht selten empfindliche optische System vor Beschädigung, beispielsweise vor Verkratzen durch Vandalen, und/oder vor Verschmutzen geschützt, wobei durch die Beschichtung mit lichtdurchlässigem Material auch die Reinigung des optischen Systems erleichtert wird.

Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung ist auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs mindestens eine vorteilhafterweise ergonomisch geformte Fingerführung vorgesehen ist. Durch eine derartige Fingerführung, die beispielsweise in Form einer Rinne ausgebildet sein kann, wird einer Benutzerin oder einem Benutzer der Vorrichtung, beispielsweise einer daktyloskopisch zu identifizierenden Person, die Handhabung der Vorrichtung nicht nur in psychologischer, sondern auch in praktischer Hinsicht substantiell erleichtert, da die zu identifizierende Person durch die Anordnung der Fingerführung instinktiv erfaßt, in welcher (Überfahr-)Richtung und in welcher Stellung der Überfahrbereich auf seiner von der Abtasteinheit abgewandten Seite vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen ist. In diesem Zusammenhang ist der Überfahrbereich vorzugsweise zentral innerhalb der Fingerführung angeordnet.

Soll die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in besonders geschickter Weise weitergebildet werden, so empfiehlt es sich, das optische System als Fingerführung auszubilden. Auf diese Weise werden die Vorzüge der Fingerführung, nämlich unter anderem das Gewährleisten eines optimalen Überstreichvorgangs des vorderen Bereichs des Fingers zum Erfassen der Charakteristika, insbesondere des Fingerabdrucks, in zweckmäßiger Weise mit den Vorzügen des optischen Systems, nämlich unter anderem der Funktion als Umlenkungskomponente für das erzeugte Licht sowie dem Gewährleisten eines sauberen gleichmäßigen Ausleuchtens des zu beleuchtenden vorderen Bereichs des Fingers, verbunden.

In diesem Zusammenhang bedarf es einer besonderen Erwähnung, daß durch die adaptive Lichtregelung in besonders vorteilhafter Weise geschmeidige und gleichmäßige Übergänge für die verschiedensten Bereiche des zusammensetzbaren Gesamtbildes erzielbar sind. Mithin ist durch das Zusammenwirken der adaptiven Lichtregelung mit der optionalerweise im optischen System implementierten Fingerführung eine gleichmäßige Lichtverteilung auf dem zu beleuchtenden Objekt bei größtmöglichem Kontrast garantiert.

Die im Hinblick auf die Beschichtung des optischen Systems mit lichtdurchlässigem Material vorstehend aufgestellten Maßgaben gelten auch für eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der zumindest die Abtasteinheit und/oder zumindest die von der Abtasteinheit abgewandte Seite des faseroptischen Bereichs und/oder zumindest die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs mit mindestens einem für das Licht der Lichtquelle durchlässigen Material, insbesondere mit für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigem Material, beschichtet ist.

Hierbei kann eine derartige Beschichtung insofern von erfindungswesentlicher Bedeutung sein, als eine unbeschädigte, das heißt unter anderem unverkratzte, und saubere Abtasteinheit und/oder ein ebensolcher faseroptischer Bereich und/oder ein ebensolcher Überfahrbereich für eine ordnungsgemäße Funktion der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation essentiell ist.

Sowohl im Falle des optischen Systems als auch im vorgenannten Falle handelt es sich bei dem für das Licht der Lichtquelle durchlässigen Material gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform um Lack.

In bezug auf die vorliegende Erfindung kann es von Vorteil sein, wenn die Lichtquelle eine lichtemittierende Diode (LED) ist, wobei der Vorzug derartiger lichtemittierender Dioden insbesondere darin zu sehen ist, daß diese sehr klein sind und demzufolge auch in Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können, in denen im Zuge der Miniaturisierung wenig Raum zur Verfügung steht. Als weitere Pluspunkte sind das geringe Gewicht, die robuste Ausgestaltung, die niedrige Betriebsspannung und die hohe Lebensdauer lichtemittierender Dioden zu nennen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung strahlt die Lichtquelle infrarotes Licht ab, wobei das infrarote Licht beispielsweise eine Wellenlänge von etwa 900 Nanometer aufweisen kann. Die Lichtquelle, die in einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform auch infrarotes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen abstrahlen kann, sollte zur Vermeidung einer unverhältnismäßig hohen Aufheizung der Vorrichtung eine Leistung beispielsweise von etwa 0,1 Milliwatt bis etwa fünf Watt, im speziellen eine Leistung von etwa zwei Milliwatt bis etwa 100 Milliwatt, aufweisen.

Um der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation eine gewisse Stabilität zu verleihen, ist die Sensoreinheit in zweckmäßiger Weise auf mindestens einer Trägereinheit angeordnet. Diese Trägereinheit wiederum kann auf mindestens einer Leiterplatteneinheit angeordnet sein.

Um einen ordnungsgemäßen Transport des vom vorderen Bereich des Fingers stammenden Lichts durch den optional vorgesehenen faseroptischen Bereich zur Abtasteinheit zu gewährleisten, sind die Fasern im faseroptischen Bereich gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung im wesentlichen senkrecht zur Eintrittsfläche und/oder zur Austrittsfläche des faseroptischen Bereichs orientiert.

Zu denselben Zwecken sind die Fasern im faseroptischen Bereich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Alternativ hierzu können die Fasern im faseroptischen Bereich gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung im wesentlichen zwei Richtungen aufweisen, die unter einem Winkel zueinander angeordnet sind. Hierbei ist eine Ausgestaltungsform bevorzugt, bei der die Fasern im faseroptischen Bereich schichtweise angeordnet sind, wobei die Fasern innerhalb einer Schicht im wesentlichen parallel zueinander und die Fasern zueinander benachbarter Schichten unter dem Winkel zueinander angeordnet sind.

Bei der vorgenannten bevorzugten Ausgestaltungsform sind die in der einen Richtung unter dem Winkel zur anderen Richtung angeordneten Fasern des faseroptischen Bereichs zweckmäßigerweise zum Transport von Licht auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs vorgesehen, während die in der anderen Richtung angeordneten Fasern des faseroptischen Bereichs zweckmäßigerweise zum Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereich des Fingers zur Abtasteinheit vorgesehen sind.

Einer besonderen Erwähnung bedarf in diesem Zusammenhang, daß durch die vorgenannte bevorzugte Ausgestaltungsform mit zwei Vorzugsrichtungen für die Fasern die Anordnung eines optischen Systems insofern obsolet sein kann, als eine gleichmäßige Ausleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers durch die in der einen Richtung unter dem Winkel zur anderen Richtung angeordneten Fasern des faseroptischen Bereichs gewährleistet sein kann.

Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist zumindest ein Teil der Fasern im faseroptischen Bereich zumindest abschnittsweise von (licht)absorbierendem Material in Form einer Beschichtung und/oder in Form einer Hülle umgeben. Hierdurch wird etwaig von außen her durch eine Seitenfläche der Fasern einfallendes Licht und/oder von einer benachbarten Faser her einfallendes Licht absorbiert, so daß über jede Faser nur das an einer bestimmten Stelle in den faseroptischen Bereich eintretende Licht durch den faseroptischen Bereich zur Austrittsfläche desselben weitergeleitet wird. Auf diese Weise wird eine Veränderung des an der Eintrittsfläche des faseroptischen Bereichs erhaltenen Lichtmusters in zuverlässiger Weise vermieden.

Gemäß einer hierzu alternativen oder ergänzenden, ebenfalls besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist zumindest ein Teil der Fasern im faseroptischen Bereich zumindest abschnittsweise von (licht)reflektierendem Material in Form einer Beschichtung und/oder in Form einer Hülle umgeben, die das Licht in der jeweiligen Faser in bevorzugter Weise wieder von der Wandung dieser Faser in das Innere dieser Faser zurückreflektiert. Hierdurch wird der Transport der optischen Abbilder durch den faseroptischen Bereich zur Abtasteinheit insofern begünstigt, als jede Faser nur das an einem bestimmten Bereich in den faseroptischen Bereich eintretende Licht durch den faseroptischen Bereich zur Austrittsfläche desselben weiterleitet. Auf diese Weise wird eine Veränderung des an der Eintrittsfläche des faseroptischen Bereichs erhaltenen Lichtmusters in zuverlässiger Weise vermieden.

Unabhängig vom Gesichtspunkt des Weglassens des optischen Systems bietet sich für den faseroptischen Bereich eine Ausdehnung an, die sich bis in den Bereich über der Lichtquelle hinein erstreckt, so daß letztere abgedeckt und vor manuellen Eingriffen geschützt ist.

Da die Abtasteinheit naturgemäß nur von Licht erreicht werden soll, das die Informationen bezüglich der optischen Abbilder trägt, das heißt das vom vorderen Bereich des Fingers gestreut ist, ist es empfehlenswert, innerhalb des faseroptischen Bereichs mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht vorzusehen, da mittels dieser lichtundurchlässigen Sperrschicht verhindert wird, daß von der Lichtquelle emittiertes Licht unmittelbar, das heißt ohne Streuung im vorderen Bereich des Fingers zur Abtasteinheit gelangt. Die Sperrschicht kann hierbei beispielsweise in Form verschlossener Fasern realisiert sein.

Denselben Zwecken wie die Sperrschicht innerhalb des faseroptischen Bereichs dient mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht, die zwischen der Lichtquelle und der Abtasteinheit vorgesehen sein kann. In diesem Zusammenhang kann das Material der für das Licht der Lichtquelle undurchlässigen Sperrschicht beispielsweise Lack sein.

Soll die vorliegende Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation in erfindungswesentlicher Weise weitergebildet werden, so ist mindestens ein vorzugsweise als Linearfilter ausgebildetes Filter vorgesehen, um störendes und überschüssiges Umgebungslicht zu absorbieren und demzufolge eine Übersättigung der Abtasteinheit mit Sicherheit auszuschließen.

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die adaptive Lichtregelung ihre optimale Wirkung entfaltet, wenn die Abtasteinheit nicht beispielsweise durch das normale Tageslicht gewissermaßen "von selbst" in einen Übersättigungszustand geht, wobei ein derartiger Übersättigungszustand eben gerade durch die Anordnung des Filters in zweckmäßiger Weise verhindert werden kann, denn durch dieses Filter kann die vorliegende Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation auch bei einer Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts von mehr als etwa 3.000 Lux arbeiten, wobei eine realistische obere Grenze bei einer Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts von etwa 40.000 Lux liegen dürfte. Hierzu weist das Filter in zweckmäßiger Weise einen Absorptionsgrad von etwa 99 Prozent auf, das heißt das lichtabsorbierende Filter wirkt im Ergebnis wie eine "Dunkelkammer" (im Gegensatz etwa zum in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 04 918 A1 offenbarten Filter mit "Fenster", das keinen wirksamen Schutz gegen Übersättigung bieten und auch nicht die Funktion einer "Dunkelkammer" übernehmen kann).

Die Anordnung des Filters innerhalb der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist bestimmt durch Aufbau, Dimensionierung und Einsatzzweck der Vorrichtung. Jedoch erscheint es zweckmäßig,

- das Filter zwischen dem faseroptischen Bereich und der Abtasteinheit anzuordnen; und/oder
- das Filter auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs anzuordnen; und/oder
- das Filter auf der der Abtasteinheit zugewandten Seite des Überfahrbereichs anzuordnen; und/oder
- das Filter innerhalb des faseroptischen Bereichs vorzusehen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es Teil der adaptiven Lichtregelung (= ALR oder auch ALC = "adaptive light control"), das heißt der "intelligenten Lichtsteuerung" sein, den Absorptionsgrad des Filters über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder veränderlich auszugestalten.

Hintergrund dieser besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Tatsache, daß die Intensitätsverteilung und demzufolge der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts über die gesamte Breite der optischen Abbilder weder gleichmäßig noch konstant, sondern in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder geringer als in den Randbereichen der optischen Abbilder ist, was unter anderem damit zusammenhängt, daß die mindestens eine Lichtquelle seitlich neben der Abtasteinheit angeordnet sein kann und daß das Licht von der Lichtquelle in Richtung auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs abstrahlbar sein kann. Hierdurch gelangt in die zentralen, durch den vorderen Bereich des Fingers abgedeckten Bereiche auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs weniger Licht als in die seitlichen Bereiche, so daß die Intensität und - direkt proportional hierzu - der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist.

Zum Beheben dieses Mankos kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung der Absorptionsgrad des Filters in den Randbereichen der optischen Abbilder größer, und hierbei beispielsweise um etwa den Faktor 2 bis 3 und/oder um etwa sechs Dezibel bis etwa zehn Dezibel größer, als der Absorptionsgrad des Filters in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder sein.

Es handelt sich mithin um eine erfindungswesentliche optionale technische Maßnahme, bei der die Dichte des optischen Filters über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder dahingehend veränderlich ausgestaltet ist, daß die Dichte in den Randbereichen des Filters größer, und hierbei beispielsweise um etwa den Faktor 2 bis 3 und/oder um etwa sechs Dezibel bis etwa zehn Dezibel größer, als die Dichte des Filters in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder ist.

Hierdurch kann auf elegante, mittels optischer Modulation bewerkstelligte Weise die Tatsache kompensiert werden, daß die Intensität und der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist, wobei der Absorptionsgrad selektiv über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder so gewählt werden kann, daß das zum Quotienten aus jeweiliger/m Streulichtintensität/-kontrast und jeweiligem Absorptionsgrad direkt proportionale Ausgangssignal von in etwa konstanter Intensität ist; durch diese technische Maßnahme ist die Qualität der mit der vorliegenden Vorrichtung erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbesserbar.

In diesem Zusammenhang sollte nicht übersehen werden, daß die vorstehend dargelegte optionale technische Maßnahme der optischen Modulation gegenüber der weiter oben dargelegten optionalen technischen Maßnahme der elektronischen Modulation mittels Verstärkungsfaktor den weiteren Vorteil aufweist, daß eine Verstärkung von Störeinflüssen, wie etwa von elektronischem Rauschen oder dergleichen, insbesondere in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder beim optischen Modulieren ausgeschlossen ist; vielmehr können derartige unerwünschte Störeinflüsse durch das optische Modulieren sogar noch reduziert werden.

Um ein unmittelbares, nicht durch Störeinflüsse verfälschtes Erfassen der Lichtsignale durch die Abtasteinheit zu ermöglichen, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Abtasteinheit unmittelbar an den faseroptischen Bereich angrenzt und/oder bei der die Abtasteinheit an der Austrittsfläche des faseroptischen Bereichs angebracht ist.

Die Abtasteinheit kann in zweckmäßiger Weise mindestens ein auf CMOS-Technik basierendes Bauelement oder mindestens eine auf CMOS-Technik basierende Schaltung aufweisen (CMOS = complementary MOS).

Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann mindestens ein ladungsgekoppeltes Bauelement oder mindestens eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD = charge coupled device) vorgesehen sein. Hierbei kann es sich insbesondere um mindestens eine Einbereich-CCD handeln, die als lichtsensitive Einheit fungiert und die keinen gesonderten lichtgeschützten Bereich aufweist.

Der Fachmann wird in diesem Zusammenhang als vorteilhaft zu schätzen wissen, daß bei CCD-Abtasteinheiten eine Halbleiterfläche benötigt wird, die lediglich der Hälfte der konventionellerweise benötigten Fläche entspricht, denn bei CCD-Abtasteinheiten kann das erhaltene Bild unmittelbar in der Dunkelphase ausgelesen werden und muß nicht, wie bei konventionellen Abtasteinheiten, in einen lichtunempfindlichen Bereich transportiert werden, der zumeist fünfzig Prozent der Sensorfläche einnimmt und aus dem schließlich ausgelesen wird.

Der Bildaufbau und das Auslesen der Ladungen erfolgen hierbei in der lichtsensitiven Einheit in integrierter Form, wobei der Vorgang des Bildaufbaus und der Vorgang des Auslesens der Ladungen zwar zeitlich, im Unterschied zu Zweibereich-CCDs nicht jedoch räumlich voneinander getrennt sind. Hierbei zeichnen sich Einbereich-CCDs unter anderem dadurch aus, daß sie im Vergleich zu Zweibereich-CCDs bedeutend einfacher und kostengünstiger herstellbar sind, weil bei Einbereich-CCDs die Anzahl an Bauteilen bei im wesentlichen gleichen Abmessungen der lichtsensitiven Einheit lediglich halb so groß wie bei Zweibereich-CCDs ist.

Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang allerdings, daß Einbereich-CCDs bei kontinuierlicher bzw. stetiger Beleuchtung des zu beleuchtenden Objekts nicht einsetzbar sind, da bei simultanem Ablauf des Bildaufbauvorgangs und des Auslesevorgangs eine unerwünschte Vermischung der entstehenden Bilder erfolgen würde.

Aus diesem Grunde kann, wie vorstehend bereits ausgeführt, die Lichtquelle als Pulslichtquelle ausgebildet sein, die für die Abstrahlung von gepulstem Licht ausgelegt ist. In Korrespondenz hierzu kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eine Pulsgebereinheit zum Steuern der Lichtquelle aufweisen, wobei die Pulsgebereinheit zweckmäßigerweise zwischen der Lichtquelle und mindestens einem Steuerungselement für die Abtasteinheit angeordnet ist.

Der Fachmann wird in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft zu schätzen wissen, daß die Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers mit Lichtpulsen eine signifikante Reduzierung der Instabilitäten und Ungleichmäßigkeiten in den erhaltenen optischen Abbildern und daraus resultierend auch in den erzeugten elektrischen Signalen nach sich zieht.

Diese Effekte sind eine unmittelbare Folge der zeitlich kurzen Lichtpulse von vorzugsweise etwa einer Millisekunde Dauer, wobei der Einfluß des Blutflusses im zu durchleuchtenden vorderen Bereich des Fingers auf die Qualität der erhaltenen optischen Abbilder zu einer vernachlässigbaren Größe wird.

Des weiteren wird durch die Reduzierung der Bildaufbauzeit auch der Einfluß der Umgebungslichtverhältnisse auf die optische Abbildung des Hautreliefs in entscheidender Weise verringert.

Demzufolge ist durch den Einsatz der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit geschaffen, anstelle verschwommener optischer Abbilder, die bei Verwendung einer stetigen Beleuchtung und einer mit der Bildvorlaufzeit korrespondierenden Belichtungszeit entstehen, klare und scharfe optische Abbilder zu erhalten, in denen sämtliche Informationen über das Innere und/oder über die Oberfläche des vorderen Bereichs des Fingers zu einem bestimmten Zeitpunkt enthalten sind.

Diese Qualitätsverbesserung der erhaltenen optischen Abbilder erlaubt es, die Fehlerhäufigkeit und -wahrscheinlichkeit bei der daktyloskopischen Personenidentifikation in signifikanter Weise zu reduzieren. Auch ist es nunmehr möglich, durch Bildfolgenbearbeitung den Informationsgehalt der daktyloskopischen Abbilder infolge Gewinnung zusätzlicher biometrischer Daten, beispielsweise der Besonderheiten des Pulses, der zu identifizierenden Person zu erhöhen und somit die Sicherheit der Personenidentifikation weiter zu verbessern.

Der Einsatz von Pulslichtquellen führt nicht nur zur vorstehend beschriebenen wesentlichen Verbesserung der Bildqualität, sondern erlaubt es auch, mindestens eine Kamera mit Einbereich-CCDs als lichtsensitiven Einheiten einzusetzen. Der Einsatz von Einbereich-CCDs ermöglicht es, qualitativ hochwertige Abbildungen größerer Flächen zu erhalten. Diese Vergrößerung der Flächen führt zusammen mit der Verbesserung der Stabilität der optischen Abbilder zu einer weiteren Verringerung der Fehlerwahrscheinlichkeit bei der daktyloskopischen Personenidentifikation.

Hierbei ist die Herstellung von Einbereich-CCDs mit einer Diagonale des lichtsensitiven Bereichs von beispielsweise etwa 16 Millimeter bis beispielsweise etwa 24 Millimeter und mit einem faseroptischen Eingang eine technisch eher unkomplizierte Aufgabe, wodurch es möglich ist, relativ einfache und preiswerte Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenidentifikation herzustellen. Des weiteren entstehen in Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Einbereich-CCDs geringere Informationsverzerrungen als in Vorrichtungen mit anderen Arten der Ladungsverschiebung.

Der Einsatz von Einbereich-CCDs in mit kontinuierlicher bzw. stetiger Beleuchtung arbeitenden Geräten ist nicht möglich, weil das kontinuierliche bzw. stetige Licht nicht nur während der Bildaufbauphase, sondern auch während der Auslesephase auf die CCDs fällt und mithin eine Vermischung der Ladungen eintreten würde, was die Gewinnung klarer optischer Abbilder des Hautreliefs des vorderen Bereichs des Fingers unmöglich machen würde.

Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in der Zeichnung anhand der Fig. 1 bis 6C beschrieben, durch die in exemplarischer Form drei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht sind.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in Aufsicht;

Fig. 2 die Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation aus Fig. 1, in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in Querschnittansicht;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer. Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in Aufsicht;

Fig. 5A die Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation aus Fig. 4, in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 4;

Fig. 5B einen Ausschnitt aus dem faseroptischen Bereich der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation aus Fig. 5A;

Fig. 5C den Ausschnitt aus dem faseroptischen Bereich aus Fig. 5B im teilweisen Aufriß;

Fig. 6A ein Diagramm, in dem der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts schematisch über die Breite der optischen Abbilder aufgetragen ist;

Fig. 6B ein Diagramm, in dem die bei der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation aus den Fig. 1 und 2 gewählte Verstärkung der elektrischen Signale schematisch über die Breite der optischen Abbilder aufgetragen ist; und

Fig. 6C ein Diagramm, in dem die bei der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation aus Fig. 3 gewählte Absorption schematisch über die Breite der optischen Abbilder aufgetragen ist.

Gleiche oder ähnliche Bestandteile oder Merkmale der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 6C mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation dienen der Aufnahme und Verarbeitung von Charakteristika des vorderen Bereichs eines Fingers, insbesondere von Fingerabdrücken, und können in beliebigen Bereichen zum Einsatz gebracht werden, in denen eine daktyloskopische Personenidentifikation notwendig ist. Beispielhaft können in diesem Zusammenhang das Gebiet der Computertechnik, der Einlaßsysteme, der Kriminalistik, der Medizin, der Schutzsysteme im allgemeinen sowie der Banken- und Finanzbereich genannt werden.

Hierbei zeichnen sich die in den Fig. 1 bis 5A dargestellten drei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation dadurch aus, daß einerseits eine aus 52987 00070 552 001000280000000200012000285915287600040 0002010002767 00004 52868reichende, zuverlässige Ergebnisse zeitigende Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers möglich ist, andererseits jedoch sowohl die Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation selbst vollständig einsehbar ist als auch der Vorgang der daktyloskopischen Personenidentifikation für die zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent ist.

Dies ist realisiert, indem die in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation jeweils vier symmetrisch angeordnete Lichtquellen 10 (vgl. Fig. 1, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß der vorliegenden Erfindung in Aufsicht zeigt) zum Beleuchten des vorderen Bereichs eines Fingers (von diesen jeweils vier Lichtquellen 10 sind in den Fig. 2, 3 und 5A aus Gründen der übersichtlichen Darstellung jeweils nur zwei gezeigt) aufweisen.

Die in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation weisen des weiteren jeweils eine Sensoreinheit 40 (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A) auf, die auf ihrer dem vorderen Bereich des Fingers zugeordneten Seite jeweils eine Abtasteinheit 402 (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A) zum Aufnehmen optischer Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers aufweist.

Die Sensoreinheit 40 ist auf einer Trägereinheit 50 (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A) angeordnet, die wiederum auf einer Leiterplatteneinheit 60 (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A) angeordnet ist.

Entscheidend ist nun, daß die Abtasteinheit 402 in einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung y zu überstreichenden Überfahrbereich 240 (vgl. die Fig. 1 und 4) angeordnet ist, wobei der Überfahrbereich 240 schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten 240s sowie von zwei Langseiten 2401 begrenzt ist. In diesem Zusammenhang ist den Fig. 1 und 4 entnehmbar, daß die Langseiten 2401 senkrecht zur Überfahrrichtung y sowie zu den Schmalseiten 240s verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten 240s ausgebildet sind.

Den in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispielen der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation liegt mithin insofern ein völlig neues Prinzip zugrunde, als das Aufnehmen der in elektrische Signale umwandelbaren optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers gewissermaßen auf der Grundlage einer räumlichen Komponente, die sich senkrecht zur Überfahrrichtung y erstreckt, und auf der Grundlage einer zeitlichen Komponente erfolgt, die durch das Überstreichen des optisch durchlässig ausgebildeten Überfahrbereichs 240 (vgl. die Fig. 1 und 4) mit dem vorderen Bereich des Fingers definiert ist.

Hierdurch unterscheidet sich die Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5A in signifikanter Weise von konventionellen Vorrichtungen, denn bei letzteren erfolgt das Aufnehmen der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers erforderlicherweise auf der Grundlage zweier räumlicher Komponenten, das heißt die Abtasteinheit ist notwendigerweise flächig ausgebildet.

Im Gegensatz dazu ist die Abtasteinheit 402 bei der vorliegenden Erfindung im vom vorderen Bereich des Fingers in Überfahrrichtung y zu überstreichenden Überfahrbereich 240 angeordnet. Hierdurch nimmt die Abtasteinheit 402 nur sehr wenig Platz ein und kann kompakt im Überfahrbereich 240 untergebracht werden, so daß die Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5A in eine Vielzahl von elektrischen oder elektronischen Geräten integriert werden kann, so etwa in Bankautomaten, in Datenverarbeitungsgeräten (insbesondere in Handcomputern oder in Taschencomputern), in Einlaßsystemen, in Kraftfahrzeugschließsystemen, in Kraftfahrzeugstartsystemen, in Mobiltelephonen, in Tresorsystemen oder in Zugangskontrollsystemen.

Durch den verminderten Materialaufwand und durch die raumsparende Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5A ist auch eine erhebliche Kosteneinsparung erzielbar, durch die nicht nur die Vorrichtung selbst, sondern auch das elektrische oder elektronische Gerät, in das die Vorrichtung integriert ist, preisgünstig und damit auch auf internationalen Märkten wettbewerbsfähig ist.

Wie aus einem Vergleich der Aufsichtdarstellung der Fig. 1 mit der Querschnittansicht der Fig. 2 sowie aus einem Vergleich der Aufsichtdarstellung der Fig. 4 mit der Querschnittansicht der Fig. 5A hervorgeht, entspricht die Abtasteinheit 402 in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich 240. Diese technische Maßnahme dient auch einem störungsfreien und unmittelbaren Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers vom Überfahrbereich 240 zur sich darunter befindlichen Abtasteinheit 402.

Des weiteren ist den Fig. 1 und 4 entnehmbar, daß die Abmessung der Langseiten 2401 in etwa der Breite des vorderen Bereichs des Fingers entspricht. Hierdurch ist gewährleistet, daß die daktyloskopischen Merkmale des Fingers auf voller Breite von der Abtasteinheit 402 aufgenommen werden, wenn der vordere Bereich des Fingers den Überfahrbereich 240 in Überfahrrichtung y überstreicht.

Um eine kleine und kompakte Bauweise nicht nur der Abtasteinheit 402, sondern auch des als eine in einer Platte angeordnete Ausnehmung (vgl. die Fig. 1 und 4) ausgebildeten Überfahrbereichs 240 zu manifestieren, sind der Überfahrbereich 240 und korrespondierend hierzu auch die Abtasteinheit 402 in Überfahrrichtung y sehr schmal ausgebildet. Mithin nimmt die Abtasteinheit 402 die optischen Abbilder gewissermaßen zeilenweise auf, das heißt die Abtasteinheit 402 fungiert gewissermaßen als Zeilenscanner, wenn der vordere Bereich des Fingers über den Überfahrbereich 240 hinweggeführt oder hinweggezogen wird.

Sogesehen kann die Abtasteinheit 402 eine Vielzahl optischer Abbilder pro Zeiteinheit insbesondere zeilenweise aufnehmen, wobei diese zeilenweise aufgenommenen optischen Abbilder dann in der Sensoreinheit 40 und in einer Verarbeitungseinheit 70 (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A) zum Bestimmen der Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, zu einem Gesamtabbild zusammengesetzt werden.

Bei den in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispielen der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation wird der vordere Bereich des Fingers in Überfahrrichtung y über den Überfahrbereich 240 und demzufolge über die Abtasteinheit 402 hinweggezogen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß ein derartiges Überstreichen des vorderen Bereichs des Fingers nicht unbedingt mit konstanter Geschwindigkeit und bei mehreren daktyloskopischen Identifikationsvorgängen auch nicht unbedingt mit jeweils identischer Geschwindigkeit vonstatten geht. Nicht zuletzt aus diesem Grunde ist das Aufnehmen der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit 402 mittels von der Lichtquelle 10 abgestrahlter Lichtpulse gesteuert.

Wie den Fig. 2, 3 und 5A zu entnehmen ist, ist im Überfahrbereich 240 ein faseroptischer Bereich 30 vorgesehen, durch den die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zur Abtasteinheit 402 transportierbar sind. Hierbei entspricht der faseroptische Bereich 30 in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich 240. Auch diese technische Maßnahme dient einem störungsfreien und unmittelbaren Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers vom Überfahrbereich 240 zur Abtasteinheit 402.

Indem die Lichtquellen 10 seitlich neben dem faseroptischen Bereich 30 angeordnet sind (vgl. das erste Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2) und das Licht von den Lichtquellen 10 in Richtung auf die von der Abtasteinheit 402 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs 240 abstrahlbar ist, erfolgt der Lichteinfall auf den vorderen Bereich des Fingers im wesentlichen von der Seite. Zumindest ein Teil des Lichts dringt in das Innere des vorderen Bereichs des Fingers ein und wird dort gestreut, so daß die Streuung im wesentlichen in alle Richtungen, so unter anderem auch in Richtung des faseroptischen Bereichs 30 erfolgt; mithin basiert die anhand der Fig. 1 bis 6C veranschaulichte Erfindung gewissermaßen auf der Durchlichttechnik, das heißt die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers werden als Durchlichtbilder verarbeitet.

Indem nun beim Vorgang der daktyloskopischen Personenidentifikation die die Hautleisten oder Papillarlinien tragende Oberfläche des vorderen Bereichs des Fingers am Überfahrbereich 240 vorbeigeführt wird, "verschließen" die Hautleisten oder Papillarlinien sukzessive und zeilenweise die Eingänge der Fasern 310 (vgl. die Fig. 5B und 5C) des faseroptischen Bereichs 30, so daß in diesen durch die Hautleisten oder Papillarlinien verschlossenen Bereichen des faseroptischen Bereichs 30 kein oder nur sehr wenig im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreutes, sogenanntes Durchgangslicht in die Abtasteinheit 402 gelangt.

In den Bereichen der Aussparungen zwischen den Hautleisten oder Papillarlinien hingegen gelangt mehr gestreutes Licht in die Fasern 310 des faseroptischen Bereichs 30 und demzufolge durch den faseroptischen Bereich 30 zur Abtasteinheit 402, so daß ein äußerst sensibles Instrument zur daktyloskopischen Identifikation von Personen, insbesondere anhand der Bereiche der Hautleisten oder Papillarlinien und anhand der Bereiche zwischen den Hautleisten oder Papillarlinien, bereitgestellt ist.

Die Fasern 310 im faseroptischen Bereich 30 sind von (licht)reflektierendem Material in Form einer Beschichtung umgeben, die das Licht in der jeweiligen Faser 310 wieder von der Wandung dieser Faser 310 in das Innere dieser Faser 310 zurückreflektiert. Hierdurch wird der Transport der optischen Abbilder durch den faseroptischen Bereich 30 zur Abtasteinheit 402 insofern begünstigt, als jede Faser 310 nur das an einem bestimmten Bereich in den faseroptischen Bereich 30 eintretende Licht durch den faseroptischen Bereich 30 zur Austrittsfläche desselben weiterleitet. Auf diese Weise wird eine Veränderung des an der Eintrittsfläche des faseroptischen Bereichs 30 erhaltenen Lichtmusters vermieden.

Die derart aufgenommenen optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers gelangen mithin durch die Fasern 310 des faseroptischen Bereichs 30 in die dem faseroptischen Bereich 30 nachgeordnete Abtasteinheit 402, die Teil der Sensoreinheit 40 ist, und werden dann mittels der der Sensoreinheit 40 nachgeordneten Verarbeitungseinheit 70 analysiert und verarbeitet.

Hierbei ist aufgrund der Helligkeitsunterschiede zwischen den Bereichen der Hautleisten oder Papillarlinien und den Bereichen zwischen den Hautleisten oder Papillarlinien mit der in den Fig. 1 bis 6C gezeigten Erfindung auch eine Beobachtung oder Untersuchung dahingehend möglich, ob das beleuchtete Objekt, etwa der vordere Bereich des Fingers, "lebt", das heißt beispielsweise von Blut durchflossen ist und/oder einen Pulsschlag aufweist (sogenannter "life support").

So kann mit der in den Fig. 1 bis 6C veranschaulichten Erfindung eine Person nur dann als authentifiziert oder authorisiert identifiziert werden, wenn ihre aktuelle Pulsfrequenz um nicht mehr als zehn Prozent von der gespeicherten Pulsfrequenz nach oben oder nach unten abweicht; somit wird die Pulsfrequenz zu einem weiteren Kriterium für die Personenidentifikation.

Diese zusätzlichen, den Pulsschlag betreffenden biometrischen Daten senken die Fehlerwahrscheinlichkeit des Identifikationsvorgangs, weil sie es ermöglichen, den lebenden Finger der daktyloskopisch zu identifizierenden Person von einem früher erhaltenen Abdruck dieses Fingers zu unterscheiden. Die existierenden Daten über die Veränderungen der Durchsichtigkeit des vorderen Bereichs des Fingers erlauben es, den Pulsschlag der daktyloskopisch zu identifizierenden Person rechnerisch zu ermitteln und die so erhaltene Durchsichtigkeitskurve analog einem Elektrokardiogramm (EKG) für medizinische Zwecke einzusetzen.

Des weiteren sind mit der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5A auch optische Abbilder ermittelbar, deren Schärfegrad so hoch ist, daß sogar die sich im vorderen Bereich des Fingers befindlichen, personenspezifisch unterschiedlich angeordneten Schweißdrüsen klar und deutlich erkennbar sind, so daß im Rahmen des Betriebs der anhand der Fig. 1 bis 5A veranschaulichten Vorrichtung die Möglichkeit besteht, auch die Schweißdrüsen zur Personenidentifikation heranzuziehen.

Die in den Fig. 1 bis 5A exemplarisch dargestellte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist hierbei vollständig einsehbar, und der Vorgang der daktyloskopischen Personenidentifikation ist für die zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent, da diese Person den vorderen Bereich ihres Fingers in psychologisch günstiger Weise lediglich in Überfahrrichtung y über den Überfahrbereich 240 zu führen und diesen hierbei mit dem vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen hat, nicht jedoch den Finger in einen Hohlraum oder in eine Öffnung zu stecken hat.

Die anhand der in den Fig. 1 bis 5A dargestellten drei Ausführungsbeispiele veranschaulichte Erfindung zeichnet sich des weiteren dadurch aus, daß die Dauer und die Intensität der von den Lichtquellen 10 abgestrahlten Lichtpulse in Abhängigkeit von den Umgebungslichtverhältnissen regelbar ist, das heißt es wird eine adaptive Lichtregelung (= ALR oder auch ALC = "adaptive light control"), mithin eine Art "intelligente Lichtsteuerung" bereitgestellt, durch die die Defizite sich ändernder Umgebungslichtverhältnisse, wie etwa wechselnder Raumbeleuchtung oder wechselnder Sonneneinstrahlung, ausgleichbar sind, indem sich die in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung bzw. der die Vorrichtung steuernde Algorithmus an die jeweiligen Lichtverhältnisse anpassen.

Hierzu ist bei den drei in den Fig. 1 bis 5A veranschaulichten exemplarischen Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenidentifikation jeweils ein Steuerungsmittel 40, 70 zum Regeln der Dauer und der Intensität der von den Lichtquellen abgestrahlten Lichtpulse vorgesehen. Mit diesem Steuerungsmittel 40, 70, das als digitale Signalverarbeitungseinheit (DSP = digital signal processor) mit Mikrocontroller ausgebildet ist, ist ein kontinuierliches oder temporäres Meßverfahren durchführbar, mit dem eine permanent gute Bildqualität ermittelbar ist und mit dem bedarfsweise eine optimale, auf Kontrast und Schärfentiefe abgestimmte Sättigung mittels kurzzeitiger Lichtpulse erzielbar ist, wobei die kurzzeitigen Lichtpulse in ihrer Dauer und in ihrer Intensität exakt auf die tatsächlich benötigte Lichtmenge dosiert sind.

Das Steuerungsmittel 40, 70 weist ein Erfassungsmodul 40 zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse auf, wobei das Erfassungsmodul 40 bei den drei Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 5A einheitlich mit der Sensoreinheit 40 ausgebildet ist.

Dem Erfassungsmodul 40 ist jeweils ein Auswertemodul 70a zum Bestimmen der Dauer und der Intensität der Lichtpulse in Anpassung an die vom Erfassungsmodul 40 erfaßten Umgebungslichtverhältnisse nachgeschaltet, wobei das Auswertemodul 70a einheitlich mit einer Auswerteeinheit 70a ausgebildet ist, die der Sensoreinheit 40 nachgeordnet ist und auf die nachfolgend noch im Detail eingegangen wird.

Dem Erfassungsmodul 40 ist ebenfalls jeweils ein Speichermodul 70b zum Abspeichern von für das Regeln der Dauer und der Intensität der Lichtpulse bestimmten Schwellwerten nachgeschaltet, wobei das Speichermodul 70b einheitlich mit mindestens einer Speichereinheit 70b ausgebildet ist, die der Sensoreinheit 40 nachgeordnet ist und auf die nachfolgend noch im Detail eingegangen wird.

Hat nun das Erfassungsmodul 40 die jeweiligen Umgebungslichtverhältnisse erfaßt, so werden diese im Auswertemodul 70a ausgewertet und analysiert, wobei im Auswertemodul 70a ein Vergleich mit im Speichermodul 70b gespeicherten vorgegebenen Schwellwerten erfolgt.

In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs werden die Lichtquellen 10, die mit dem Steuerungsmittel 40, 70 und hierbei insbesondere mit dem Auswertemodul 70a in Verbindung stehen, vom Steuerungsmittel 40, 70 angesprochen, wobei die Dauer und die Intensität der von den Lichtquellen 10 emittierten Lichtpulse an die ermittelten Umgebungslichtverhältnisse angepaßt wird.

Insbesondere sind mit der adaptiven Lichtregelung Beleuchtungsstärken von null Lux bis etwa 40.000 Lux realisierbar, wobei letzterer Beleuchtungsstärkenwert in etwa einer direkten Sonneneinstrahlung entspricht. Die mit dieser adaptiven Lichtregelung erzielbaren Ergebnisse weisen gegenüber konventionellen Beleuchtungssystemen mit Dauerlicht eine Kontrast- und Schärfentiefesteigerung um bis zu etwa achtzig Prozent auf, wobei die anhand der Fig. 1 bis 5A exemplarisch veranschaulichte Art der Lichtsteuerung den Vorteil hat, daß sie bei sich ändernden Beleuchtungsverhältnissen die benötigte Lichtmenge in einem zeitlichen Bereich von weniger als einhundert Millisekunden dosieren kann und zur Verfügung stellt, so daß bei allen denkbaren Lichtverhältnissen eine nahezu gleichbleibende Bildqualität erhaltbar ist.

Mithin ist ein wesentlicher Vorteil der anhand der drei Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 5A exemplarisch gezeigten Vorrichtung in der "intelligenten Ansteuerung" zu sehen, die sich die eingestrahlte Lichtmenge bedarfsweise gewissermaßen selbst justiert und sie rund um das zu beleuchtende Objekt, das heißt rund um den vorderen Bereich eines Fingers, für jeden Bereich separat errechnet und zur Verfügung stellt, so daß eine Überbelichtung bzw. eine Unterbelichtung bei der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation gemäß den Fig. 1 bis 5A mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen ist.

Auch ermöglicht die in den Fig. 1 bis 6C dargestellte Erfindung die gleichmäßige Beleuchtung eines Objekts, etwa des vorderen Bereichs eines Fingers, und zwar unabhängig von der Stärke des Objekts, das im übrigen durchaus auch eine mehr oder weniger starke Lichtleitfähigkeit oder ein mehr oder weniger starkes Reflexionsvermögen aufweisen kann, sowie unabhängig davon, ob dieses Objekt nun frontal, lateral und/oder rückseitig von Störlicht beleuchtet wird.

Demzufolge spielt es auch keine Rolle, unter welchem Winkel und von welcher Stelle aus Licht auf das zu beleuchtende Objekt eingestrahlt wird; lediglich die Dauer und die Intensität des zusätzlich benötigten Lichts ist für jeden Bereich individuell zu regeln. Die Vorzüge der vorliegenden adaptiven Lichtregelung führen letztendlich dazu, daß ein Fingerbild ohne wesentliche Änderung der Belichtungszeiten unter vollumfänglicher Erhaltung des Kontrastes und der Schärfentiefe ermittelbar ist.

Wie bereits vorstehend angedeutet, weist das zur Bewerkstelligung der adaptiven Lichtregelung in den Fig. 1 bis 5A vorgesehene Steuerungsmittel 40, 70 ein Erfassungsmodul 40, ein Auswertemodul 70a und ein Speichermodul 70b auf. Ist nun das Erfassungsmodul 40 einheitlich mit der Sensoreinheit 40 ausgebildet (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A), so kann sich die photoempfindliche Fläche der Abtasteinheit 402 mittels der adaptiven Lichtregelung gewissermaßen selbst - und zwar für jeden ihrer Bereiche - die erforderliche Lichtmenge anfordern, was in vorzüglicher Weise funktioniert, denn das Auswertemodul 70a der Steuerungsmittel 40, 70 ist einheitlich mit der Auswerteeinheit 70a ausgebildet (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A).

Mithin ist die adaptive Lichtregelung in der Lage, für jeden Bereich der Fläche der Abtasteinheit 402 die angesichts der Umgebungslichtverhältnisse erforderliche Lichtmenge hinsichtlich Dauer und hinsichtlich Intensität im Auswertemodul 70a in bezug auf eine optimale Sättigung zu berechnen und unverzüglich zu liefern.

In bezug auf die Wirkungen der adaptiven Lichtregelung ist bei den in den Fig. 1 bis 5A dargestellten drei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung von substantieller Bedeutung, daß jeweils ein als Linearfilter ausgebildetes Filter 90 (vgl. die Fig. 2, 3 und 5A) vorgesehen ist, um störendes und überschüssiges Umgebungslicht zu absorbieren und demzufolge eine Übersättigung der Abtasteinheit 402 mit Sicherheit auszuschließen.

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die adaptive Lichtregelung ihre optimale Wirkung in den Fig. 1 bis 5A dann entfaltet, wenn die Abtasteinheit 402 nicht beispielsweise durch das normale Tageslicht gewissermaßen "von selbst" in einen Übersättigungszustand geht, wobei ein derartiger Übersättigungszustand eben gerade durch die Anordnung des Filters 90 verhindert wird, denn durch dieses Filter 90 kann die anhand der Fig. 1 bis 5A exemplifizierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation auch bei einer Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts von mehr als etwa 3.000 Lux arbeiten, wobei eine realistische obere Grenze bei einer Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts von etwa 40.000 Lux liegen dürfte. Hierzu weist das Filter 90 einen Absorptionsgrad von etwa 99 Prozent auf, das heißt das lichtabsorbierende Filter 90 wirkt im Ergebnis wie eine "Dunkelkammer".

Die Anordnung des Filters 90 innerhalb der jeweiligen Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation ist bestimmt durch Aufbau, Dimensionierung und Einsatzzweck der Vorrichtung. So ist

- beim ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2) das Filter 90 zwischen dem faseroptischen Bereich 30 und der Abtasteinheit 402 angeordnet;
- beim zweiten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 3) das Filter 90 auf der der Abtasteinheit 402 zugewandten Seite des faseroptischen Bereichs 30 und hierbei innerhalb des faseroptischen Bereichs 30 angeordnet; und
- beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 5A) das Filter 90 auf der von der Abtasteinheit 402 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs 240 angeordnet.

Wie vorstehend bereits angedeutet, erfüllen die Lichtquellen 10 (vgl. die Fig. 1, 2, 3 und 5A) bei der adaptiven Lichtregelung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine wichtige Funktion. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß zum Zwecke einer gleichmäßigen Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers bei den anhand der Fig. 1 bis 5A veranschaulichten drei Ausführungsbeispielen mehr als eine Lichtquelle vorgesehen ist (in den drei Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5A jeweils vier Lichtquellen), die symmetrisch zueinander angeordnet sind und die ringförmig, hierbei insbesondere im wesentlichen gleichmäßig verteilt, um den faseroptischen Bereich 30 herum angeordnet sind (vgl. Fig. 1).

Die jeweilige Dauer und die jeweilige Intensität der von der jeweiligen Lichtquelle 10 abgestrahlten Lichtpulse ist bei den drei Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5A in Anpassung an die Umgebungslichtverhältnisse selektiv regelbar; dies bedeutet mit anderen Worten, daß die jeweilige Dauer und die jeweilige Intensität der von den einzelnen Lichtquellen 10 abgestrahlten Lichtpulse unabhängig voneinander, hierbei insbesondere in Abhängigkeit von vorgegebenen Schwellwerten, steuerbar ist. Mithin können alle Lichtquellen 10 unabhängig voneinander angesteuert werden, wobei die jeweilige Dauer und die jeweilige Intensität im Auswertemodul 70a für jede Lichtquelle 10 einzeln berechnet wird.

Vorstehend sind bereits die Auswerteeinheit 70a und die Speichereinheit 70b erwähnt. Diese sind

- beim ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2) in baulicher Einheit als Steuerungsmittel 70 vorgesehen, das mit den Lichtquellen 10 sowie über die Trägereinheit 50 und über die Leiterplatteneinheit 60 mit der Sensoreinheit 40 in Verbindung steht;
- beim zweiten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 3) in baulicher Trennung als Steuerungsmittel 70 vorgesehen, das über die Leiterplatteneinheit 60 mit den Lichtquellen 10 sowie über die Trägereinheit 50 und über die Leiterplatteneinheit 60 mit der Sensoreinheit 40 in Verbindung steht; und
- beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 5A) in die Leiterplatteneinheit 60 baulich und funktionell integriert.

Während hierbei die Auswerteeinheit 70a die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt, (zwischen)speichert die Speichereinheit 70b die optischen Abbilder elektronisch. In Verbindung hiermit analysiert die Auswerteeinheit 70a die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, und vergleicht diese Charakteristika mit in der Speichereinheit 70b gespeicherten Charakteristika, um auf diese Weise eine individuelle daktyloskopische Personenidentifikation zu bewerkstelligen. Hierbei können die bei der Analyse und bei der Verarbeitung erhaltenen Daten und Informationen in der der Sensoreinheit 40 nachgeordneten Speichereinheit 70b auch gesammelt und (neu) angespeichert werden.

Mithin sind in der Speichereinheit 70b die Daten und die Informationen, insbesondere die Fingerabdruckdaten und die Fingerabdruckinformationen, von daktyloskopisch zu identifizierenden Personen gespeichert, wobei die bei einem Identifikationsvorgang aus den aktuellen optischen Abbildern des vorderen Bereichs des Fingers in der Auswerteeinheit 70a errechneten Daten und Informationen zu den in der Speichereinheit 70b aufbewahrten Daten und Informationen in Beziehung gesetzt und mit diesen abgeglichen werden können.

Ergibt sich bei diesem Vergleichen eine Übereinstimmung, so gilt die die Vorrichtung benutzende Person als identifiziert, authentifiziert oder auch authorisiert, so daß beispielsweise der Zutritt gestattet wird; bei fehlender Übereinstimmung hingegen gilt die die Vorrichtung benutzende Person als nicht identifiziert, als nicht authentifiziert oder auch als nicht authorisiert, so daß beispielsweise der Zutritt verweigert wird.

Bei den in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten beiden ersten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist den Lichtquellen 10 jeweils ein als Linse ausgebildetes optisches System 20 aus Kunststoff nachgeordnet. Dieses optische System 20 übt zum einen eine gewisse Schutzfunktion aus, das heißt durch das optische System 20 wird verhindert, daß die daktyloskopisch zu identifizierende Person beim Auflegen des vorderen Bereichs des Fingers die empfindlichen und leicht beschädigbaren Lichtquellen 10 berühren kann.

Insbesondere ist das optische System 20 jedoch dafür ausgelegt, das von den Lichtquellen 10 abgestrahlte Licht auf die von der Abtasteinheit 402 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs 240 umzulenken und das von den Lichtquellen 10 abgestrahlte Licht auf der von der Abtasteinheit 402 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs 240 diffus zu verteilen.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten beiden ersten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeichnen sich in diesem Zusammenhang insbesondere dadurch aus, daß das optische System 20 als ergonomisch geformte Fingerführung ausgebildet ist. Mithin ist auf der von der Abtasteinheit 402 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs 240 eine ergonomisch geformte Fingerführung vorgesehen, die in Form einer Rinne ausgebildet ist (vgl. Fig. 1) und durch die einer Benutzerin oder einem Benutzer der Vorrichtung, beispielsweise einer daktyloskopisch zu identifizierenden Person, die Handhabung der Vorrichtung nicht nur in psychologischer, sondern auch in praktischer Hinsicht substantiell erleichtert wird, da die zu identifizierende Person durch die Anordnung der Fingerführung instinktiv erfaßt, in welcher (Überfahr-)Richtung y und in welcher Stellung der Überfahrbereich 240 auf seiner von der Abtasteinheit 402 abgewandten Seite vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen ist. In diesem Zusammenhang ist der Überfahrbereich 240 zentral innerhalb der Fingerführung angeordnet (vgl. die Fig. 1 und 4).

Demzufolge werden die Vorzüge der Fingerführung, nämlich unter anderem das Gewährleisten eines optimalen Überstreichvorgangs des vorderen Bereichs des Fingers zum Erfassen der Charakteristika, insbesondere des Fingerabdrucks, mit den Vorzügen des optischen Systems 20, nämlich unter anderem der Funktion als Umlenkungskomponente für das erzeugte Licht sowie dem Gewährleisten eines sauberen gleichmäßigen Ausleuchtens des zu beleuchtenden vorderen Bereichs des Fingers, verbunden.

In diesem Zusammenhang bedarf es einer besonderen Erwähnung, daß durch die adaptive Lichtregelung geschmeidige und gleichmäßige Übergänge für die verschiedensten Bereiche des zusammensetzbaren Gesamtbildes erzielbar sind. Mithin ist durch das Zusammenwirken der adaptiven Lichtregelung mit der im optischen System 20 implementierten Fingerführung (vgl. die Fig. 1, 2 und 3) eine gleichmäßige Lichtverteilung auf dem zu beleuchtenden Objekt bei größtmöglichem Kontrast garantiert.

Beim in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die von den Lichtquellen 10 abgewandte Seite des optischen Systems 20 mit einem für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässigen Material 80, das heißt mit für infrarotes Licht durchlässigem Material 80 beschichtet. Hierdurch wird das nicht selten empfindliche optische System 20 vor Beschädigung, beispielsweise vor Verkratzen durch Vandalen, und/oder vor Verschmutzen geschützt, wobei durch die Beschichtung mit lichtdurchlässigem Material 80 auch die Reinigung des optischen Systems 20 erleichtert wird.

In gleicher Weise ist beim in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die von der Abtasteinheit 402 abgewandte Seite des faseroptischen Bereichs 30 mit dem für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässigen Material, das heißt mit für infrarotes Licht durchlässigem Material 80 beschichtet. Hierbei kann eine derartige Beschichtung des faseroptischen Bereichs 30 insofern von wesentlicher Bedeutung sein, als ein unbeschädigter, das heißt unter anderem unverkratzter, und sauberer faseroptischer Bereich 30 für eine ordnungsgemäße Funktion der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation essentiell ist.

Sowohl im Falle des optischen Systems 20 als auch im Falle des faseroptischen Bereichs 30 handelt es sich bei dem für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässigen Material 80 um Lack.

Im Hinblick auf das in den Fig. 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bedarf es des weiteren einer besonderen Erwähnung, daß es Teil der adaptiven Lichtregelung (= ALR oder auch ALC = "adaptive light control"), das heißt der "intelligenten Lichtsteuerung" ist, die Verstärkung der elektrischen Signale in der Sensoreinheit 40 oder in der Auswerteeinheit 70a über die verschiedenen Bereiche x (vgl. die Fig. 6A und 6B) der optischen Abbilder veränderlich auszugestalten.

Hintergrund dessen ist die Tatsache, daß die Intensitätsverteilung und demzufolge der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts über die gesamte Breite x der optischen Abbilder weder gleichmäßig noch konstant, sondern in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder geringer als in den Randbereichen der optischen Abbilder ist (vgl. das Diagramm in Fig. 6A, in dem der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts schematisch über die Breite x der optischen Abbilder aufgetragen ist); dies hängt unter anderem damit zusammen, daß die Lichtquellen 10 seitlich neben dem faseroptischen Bereich 30 angeordnet sind und daß das Licht von den Lichtquellen 10 in Richtung auf die von der Abtasteinheit 402 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs 240 abstrahlbar ist.

Hierdurch gelangt in die zentralen, durch den vorderen Bereich des Fingers abgedeckten Bereiche auf der von der Abtasteinheit 402 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs 240 weniger Licht als in die seitlichen Bereiche, so daß die Intensität und - direkt proportional hierzu - der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist.

Zum Beheben dieses Mankos ist beim anhand der Fig. 1 und 2 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Verstärkung der elektrischen Signale in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder um etwa den Faktor 2 bis 3 größer als die Verstärkung der elektrischen Signale in den Randbereichen der optischen Abbilder (vgl. das Diagramm in Fig. 6B, in dem die bei der Vorrichtung zur Personenidentifikation aus den Fig. 1 und 2 gewählte Verstärkung der elektrischen Signale schematisch über die Breite x der optischen Abbilder aufgetragen ist). Eine derartige elektronische Modulation mittels variabler Verstärkungsfaktoren wird hierbei in jeder Zeile der optischen Abbilder vorgenommen.

Hierdurch kann auf elektronisch bewerkstelligte Weise die Tatsache kompensiert werden, daß die Intensität und der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist (vgl. Fig. 6A), wobei die Verstärkung selektiv über die verschiedenen Bereiche x der optischen Abbilder so gewählt werden kann, daß das zum Produkt aus jeweiliger/m Streulichtintensität/-kontrast (vgl. Fig. 6A) und jeweiligem Verstärkungsfaktor (vgl. Fig. 6B) direkt proportionale Ausgangssignal von in etwa konstanter Intensität ist; durch diese technische Maßnahme ist die Qualität der mit dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbessert.

Im Hinblick auf das in den Fig. 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bedarf es des weiteren einer besonderen Erwähnung, daß jeder Lichtquelle 10 eine Erfassungseinheit 12 (vgl. die Fig. 1 und 2) zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse und eine Lichtreflektoreinheit 14 (vgl. die Fig. 1 und 2) zugeordnet ist. Hierbei kann durch die Erfassungseinheit 12 festgestellt werden, welche Bereiche des Überfahrbereichs 240 und welche dem Überfahrbereich 240 benachbarten Bereiche gerade vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen werden:

Meldet die Erfassungseinheit 12 einen schwachen oder gar keinen Lichteinfall, so deutet dies darauf hin, daß der der Erfassungseinheit 12 zugeordnete Bereich gerade vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen wird meldet die Erfassungseinheit 12 hingegen einen normalen und ungetrübten Lichteinfall, so deutet dies darauf hin, daß der der Erfassungseinheit 12 zugeordnete Bereich bereits vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen worden ist oder noch vom vorderen Bereich des Fingers überstrichen werden wird.

In diesem Zusammenhang ist durch die Abfolge der vorgenannten Meldungen der einzelnen Erfassungseinheiten 12 unter anderem die Geschwindigkeit bestimmbar, mit der der vordere Bereich des Fingers in Überfahrrichtung y über den Überfahrbereich 240 hinwegstreicht, so daß die vorgenannten Meldungen der einzelnen Erfassungseinheiten 12 mit dem Steuern des Aufnehmens der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit 402 mittels von jeder Lichtquelle 10 abgestrahlter Lichtpulse gekoppelt, koordiniert und synchronisiert werden können. Dies funktioniert besonders gut, weil die Erfassungseinheit 12 und die Lichtreflektoreinheit 14 um die Lichtquelle 10 herum angeordnet ist, wobei durch die jeweilige Lichtreflektoreinheit 14 das von der Lichtquelle 10 emittierte Licht und das Umgebungslicht auf die jeweilige Erfassungseinheit 12 fokussiert wird.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel nicht nur dadurch, daß weder auf dem optischen System 20 noch auf dem faseroptischen Bereich 30 ein für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässiges Material aufgebracht ist, sondern vor allem dadurch, daß die Lichtquellen 10 auf der der Abtasteinheit 402 zugewandten Seite des faseroptischen Bereichs 30 angeordnet sind, das heißt sich in Fig. 3 unterhalb des faseroptischen Bereichs 30 befinden.

Hierbei handelt es sich um eine hinreichende Voraussetzung dafür, daß das Licht von den Lichtquellen 10 in Richtung auf die von der Abtasteinheit 402 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs 240 abgestrahlt wird, das heißt der vordere Bereich des Fingers der daktyloskopisch zu identifizierenden Person wird von seitlich unten angestrahlt.

Im Hinblick auf das in Fig. 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bedarf es des weiteren einer besonderen Erwähnung, daß es Teil der adaptiven Lichtregelung (= ALR oder auch ALC = "adaptive light control"), das heißt der "intelligenten Lichtsteuerung" ist, den Absorptionsgrad des Filters 90 über die verschiedenen Bereiche x (vgl. die Fig. 6A und 6C) der optischen Abbilder veränderlich auszugestalten.

Zum Beheben dieses Mankos ist beim anhand Fig. 3 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Dichte des optischen Filters 90 und demzufolge der Absorptionsgrad in den Randbereichen der optischen Abbilder um etwa den Faktor 2 bis 3 bzw. um etwa sechs Dezibel bis etwa zehn Dezibel größer als der Absorptionsgrad des Filters 90 in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder (vgl. das Diagramm in Fig. 6C, in dem die bei der Vorrichtung zur Personenidentifikation aus Fig. 3 gewählte Absorption des Filters 90 schematisch über die Breite x der optischen Abbilder aufgetragen ist).

Hierdurch kann auf mittels optischer Modulation bewerkstelligte Weise die Tatsache kompensiert werden, daß die Intensität und der Kontrast des gestreuten Lichts in den zentralen Bereichen schwächer als in den Randbereichen ist (vgl. Fig. 6A), wobei der Absorptionsgrad selektiv über die verschiedenen Bereiche x der optischen Abbilder so gewählt werden kann, daß das zum Quotienten aus jeweiliger/m Streulichtintensität/-kontrast (vgl. Fig. 6A) und jeweiligem Absorptionsgrad (vgl. Fig. 6C) direkt proportionale Ausgangssignal von in etwa konstanter Intensität ist; durch diese technische Maßnahme ist die Qualität der mit dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbessert.

Des weiteren sind die Lichtquellen 10 in den in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung von der Abtasteinheit 402 seitlich beabstandet angeordnet. Diese bauliche Trennung von Lichtquellen 10 und Abtasteinheit 402 ist insofern von Vorteil, als es zur Erzielung eines ordnungsgemäßen Betriebs der Vorrichtung zu vermeiden ist, daß Licht unmittelbar von der Lichtquelle 10 in die Abtasteinheit 402 gelangt; vielmehr soll nur Licht in die Abtasteinheit 402 gelangen, das zuvor im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreut wurde und demzufolge Informationen hinsichtlich der Hautleisten oder Papillarlinien trägt.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten ersten beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich vom in den Fig. 4 und 5A dargestellten dritten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die Fasern 310 im faseroptischen Bereich 30 im wesentlichen parallel zueinander angeordnet, um einen ordnungsgemäßen Transport des vom vorderen Bereich des Fingers stammenden, optische Abbilder tragenden Lichts durch den faseroptischen Bereich 30 zur Abtasteinheit 402 zu gewährleisten.

Alternativ hierzu weisen die Fasern 310, 320 im faseroptischen Bereich 30 des dritten Ausführungsbeispiels (vgl. die Fig. 5A, 5B und 5C) im wesentlichen zwei Richtungen auf, die unter einem Winkel von etwa 45 Grad zueinander angeordnet sind. Hierbei sind die Fasern 310, 320 im faseroptischen Bereich 30 schichtweise angeordnet, das heißt die Fasern 310, 320 innerhalb einer Schicht sind im wesentlichen parallel zueinander und die Fasern 310, 320 zueinander benachbarter Schichten sind unter dem Winkel von etwa 45 Grad zueinander angeordnet.

Hierbei sind beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. die Fig. 5A, 5B und 5C) die in der einen Richtung unter dem Winkel von etwa 45 Grad zur anderen Richtung angeordneten Fasern 320 des faseroptischen Bereichs 30 zum Transport des Lichts der Lichtquelle 10 auf die von der Abtasteinheit 402 abgewandte Seite des faseroptischen Bereichs 30 vorgesehen, während die in der anderen Richtung angeordneten Fasern 310 des faseroptischen Bereichs 30 zum Transport der optischen Abbilder zur Abtasteinheit 40 vorgesehen sind.

Einer besonderen Erwähnung bedarf es in diesem Zusammenhang, daß durch die in den Fig. 5A, 5B und 5C veranschaulichte Ausgestaltungsform mit zwei Vorzugsrichtungen für die Fasern 310, 320 die Anordnung eines optischen Systems 20 gemäß den Fig. 2 und 3 insofern obsolet ist, als eine gleichmäßige Ausleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers durch die in der einen Richtung unter dem Winkel von etwa 45 Grad zur anderen Richtung angeordneten Fasern 320 des faseroptischen Bereichs 30 gewährleistet ist.

Unabhängig vom Gesichtspunkt des Weglassens des optischen Systems 20 bietet sich hierbei für den faseroptischen Bereich 30 eine Ausdehnung an, die sich bis in den Bereich über der Lichtquelle 10 hinein erstreckt, so daß letztere abgedeckt und vor manuellen Eingriffen geschützt ist (vgl. die Fig. 3 und 5A).

Da die Abtasteinheit 402 naturgemäß nur von Licht erreicht werden soll, das die Informationen bezüglich der optischen Abbilder trägt, das heißt das vom vorderen Bereich des Fingers gestreut ist, sind beim in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung innerhalb des faseroptischen Bereichs 30 zwei Sperrschichten 130 vorgesehen, die für das Licht der Lichtquellen 10 undurchlässig sind. Mittels dieser Sperrschichten 130 wird verhindert, daß von den Lichtquellen 10 emittiertes Licht unmittelbar, das heißt ohne Streuung im vorderen Bereich des Fingers zur Abtasteinheit 402 gelangt.

Denselben Zwecken wie die Sperrschichten 130 innerhalb des faseroptischen Bereichs 30 (vgl. Fig. 3) dienen zwei Sperrschichten 140, die bei den in den Fig. 1 bis 5A gezeigten drei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung jeweils zwischen der Lichtquelle 10 und der Abtasteinheit 402 vorgesehen sind und die ebenfalls für das Licht der Lichtquellen 10 undurchlässig sind.

Auch sollte nicht unerwähnt bleiben, daß auch beim in den Fig. 4 und 5A dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (vergleichbar dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung) die von den Lichtquellen 10 abgewandte Seite des faseroptischen Bereichs 30 mit einem für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässigen Material 80, das heißt mit für infrarotes Licht durchlässigem Material 80, etwa mit handelsüblichem Klarlack, beschichtet ist. Hierdurch wird der nicht selten empfindliche faseroptische Bereich 30 vor Beschädigung, beispielsweise vor Verkratzen durch Vandalen, und/oder vor Verschmutzen geschützt, wobei durch die Beschichtung mit lichtdurchlässigem Material 80 auch die Reinigung des faseroptischen Bereichs 30 erleichtert wird.

Des weiteren weist das in den Fig. 4 und 5A gezeigte dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Anzeigeeinrichtung 65 zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung auf. Um der daktyloskopisch zu identifizierenden Person den jeweiligen Betriebszustand der Vorrichtung zu signalisieren, ist die Anzeigeeinrichtung 65 mit einer Leuchtanzeige versehen, die auch farbenfehlsichtigen Personen die Erfassung des jeweiligen Betriebszustands der Vorrichtung mittels eines entsprechend blinkenden Lichtsignals ermöglicht.

Schließlich ist die Vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5A auch für den Übergang in einen Ruhezustand (= sogenannter "Sleep"-Modus) ausgelegt, was Einsparpotentiale im Hinblick auf den Stromverbrauch der Vorrichtung schafft. Hierzu ist eine kapazitive, in die Steuerungsmittel 40, 70 integrierte Schaltung 75 vorgesehen, mittels derer die Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5A nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den "Sleep"-Modus übergeht und mittells derer die Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5A bei Überstreichen des Überfahrbereichs 240 mit dem vorderen Bereich des Fingers wieder "aufgeweckt" wird, das heißt wieder in einen betriebsbereiten Zustand übergeht; sogesehen ist in der Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation sowohl eine "Sleep"-Funktion als auch eine "Wake Up"-Funktion implementiert.

Claims

1. Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenidentifikation

- mit mindestens einer Lichtquelle (10) zum Beleuchten und/oder zum Durchleuchten des vorderen Bereichs eines Fingers,
- mit mindestens einer Sensoreinheit (40), die auf ihrer dem vorderen Bereich des Fingers zugeordneten Seite mindestens eine Abtasteinheit (402) zum Aufnehmen optischer Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers aufweist, und
- mit mindestens einer Verarbeitungseinheit (70) zum Bestimmen der Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Abtasteinheit (402) in mindestens einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung (y) zu überstreichenden Überfahrbereich (240) angeordnet ist,
- daß der Überfahrbereich (240) schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten (240s) sowie von zwei Langseiten (2401) begrenzt ist und
- daß die Langseiten (2401) quer, insbesondere in Etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung (y) sowie zu den Schmalseiten (240s) verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten (240s) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) optisch durchlässig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich (240) entspricht.

4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Langseiten (2401) in etwa der Breite des vorderen Bereichs des Fingers entspricht.

5. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Schmalseiten (240s) in der Größenordnung von etwa 0,5 Millimeter bis etwa fünf Millimeter, insbesondere in der Größenordnung von etwa zwei Millimeter, liegt.

6. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) als mindestens eine in einer Platte angeordnete Ausnehmung ausgebildet ist.

7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) die optischen Abbilder zeilenweise aufnimmt.

8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) eine Vielzahl optischer Abbilder pro Zeiteinheit aufnimmt.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) etwa 250 optische Abbilder pro Sekunde aufnimmt.

10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnehmen der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit (402) mittels von der Lichtquelle (10) abgestrahlter Lichtpulse gesteuert ist.

11. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Überfahrbereich (240) mindestens ein faseroptischer Bereich (30) vorgesehen ist, durch den die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zur Abtasteinheit (402) transportierbar sind.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Bereich (30) in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich (240) entspricht.

13. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Abbilder in elektrische Signale umwandelbar sind.

14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) seitlich neben der Abtasteinheit (402) angeordnet ist.

15. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle (10) in Richtung auf die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs (240) abstrahlbar ist.

16. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer und/oder die Intensität der von der Lichtquelle (10) abgestrahlten Lichtpulse in Abhängigkeit von den Umgebungslichtverhältnissen regelbar ist.

17. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (70) mindestens eine Auswerteeinheit (70a) und mindestens eine Speichereinheit (70b) aufweist.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (70b) die optischen Abbilder elektronisch (zwischen)speichert.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (70a) die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt.

20. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (70a) die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, mit in der Speichereinheit (70b) gespeicherten Charakteristika vergleicht.

21. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale in der Sensoreinheit (40) und/oder in der Auswerteeinheit (70a) über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder verstärkbar sind.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der elektrischen Signale in der Sensoreinheit (40) und/oder in der Auswerteeinheit (70a) über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder veränderlich ist.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der elektrischen Signale in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder größer als die Verstärkung der elektrischen Signale in den Randbereichen der optischen Abbilder ist.

24. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der elektrischen Signale in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder um etwa den Faktor 2 bis 3 größer als die Verstärkung der elektrischen Signale in den Randbereichen der optischen Abbilder ist.

25. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Anspräche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Steuerungsmittel (40, 70) zum Regeln der Dauer und/oder der Intensität der von der Lichtquelle (10) abgestrahlten Lichtpulse vorgesehen ist.

26. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70)

- mindestens ein Erfassungsmodul zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse;
- mindestens ein Auswertemodul zum Bestimmen der Dauer und/oder der Intensität der Lichtpulse in Anpassung an die vom Erfassungsmodul erfaßten Umgebungslichtverhältnisse; und
- mindestens ein Speichermodul zum Abspeichern von für das Regeln der Dauer und/oder der Intensität der Lichtpulse bestimmten Schwellwerten

aufweist.

27. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsmodul einheitlich mit der Sensoreinheit (40) und/oder als Teil der Sensoreinheit (40) ausgebildet ist.

28. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 24 und gemäß Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertemodul einheitlich mit der Auswerteeinheit (70a) und/oder als Teil der Auswerteeinheit (70a) ausgebildet ist.

29. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 20 und gemäß mindestens einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermodul einheitlich mit der Speichereinheit (70b) und/oder als Teil der Speichereinheit (70b) ausgebildet ist.

30. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70) als mindestens ein Logikbauteil und/oder als mindestens eine Logikschaltung ausgebildet ist.

31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerungsmittel (40, 70) mindestens ein Standardlogikbauteil oder eine programmierbare Logik (FPGA = field programmable gate array) vorgesehen ist.

32. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70) als mindestens eine digitale Signalverarbeitungseinheit (DSP = digital signal processor) und/oder als mindestens ein Mikrocontroller ausgebildet ist.

33. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für den Übergang in einen Ruhezustand ausgelegt ist.

34. Vorrichtung gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine kapazitive Schaltung (75) vorgesehen ist, mittels derer die Vorrichtung nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den Ruhezustand übergeht.

35. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 25 bis 32 und gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Schaltung (75) in die Steuerungsmittel (40, 70) integriert ist.

36. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Lichtquelle (10) vorgesehen ist.

37. Vorrichtung gemäß Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß vier Lichtquellen (10) vorgesehen sind.

38. Vorrichtung gemäß Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) symmetrisch zueinander angeordnet sind.

39. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) seitlich oder ringförmig um den Überfahrbereich (240) herum angeordnet sind.

40. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) gleichmäßig verteilt um den Überfahrbereich (240) herum angeordnet sind.

41. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität der von der jeweiligen Lichtquelle (10) abgestrahlten Lichtpulse in Anpassung an die Umgebungslichtverhältnisse selektiv regelbar ist.

42. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 36 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität der von den einzelnen Lichtquellen (10) abgestrahlten Lichtpulse unabhängig voneinander steuerbar ist.

43. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität der von den einzelnen Lichtquellen (10) abgestrahlten Lichtpulse in Abhängigkeit von vorgegebenen Schwellwerten steuerbar ist.

44. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) auf der der Abtasteinheit (402) zugewandten Seite des Überfahrbereichs (240) angeordnet ist.

45. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) von der Abtasteinheit (402) seitlich beabstandet angeordnet ist.

46. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle (10) auf die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs (240) seitlich einstrahlbar ist.

47. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) als Pulslichtquelle ausgebildet ist.

48. Vorrichtung gemäß Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) zur Abstrahlung von Lichtpulsen mit einer Impulsdauer von nahezu null Millisekunden bis etwa neunzig Millisekunden ausgelegt ist.

49. Vorrichtung gemäß Anspruch 47 oder 48, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pulsgebereinheit zum Steuern der Lichtquelle (10) vorgesehen ist.

50. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquelle (10) mindestens eine Erfassungseinheit (12) zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse und/oder mindestens eine Lichtreflektoreinheit (14) zugeordnet ist.

51. Vorrichtung gemäß Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (12) und/oder die Lichtreflektoreinheit (14) um die Lichtquelle (10) herum angeordnet ist.

52. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anzeigeeinrichtung (65) zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung vorgesehen ist.

53. Vorrichtung gemäß Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (65) mindestens eine einfarbige oder verschiedenfarbige Leuchtanzeige aufweist, die die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung signalisiert.

54. Vorrichtung gemäß Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (65) in die Lichtquelle (10) integriert ist und/oder daß die Anzeigeeinrichtung (65) und die Lichtquelle (10) einheitlich ausgebildet sind.

55. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (65) die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung durch mindestens ein blinkendes und/oder pulsierendes Lichtsignal signalisiert.

56. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquelle (10) mindestens ein optisches System (20) nachgeordnet ist.

57. Vorrichtung gemäß Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (20) das von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht auf die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs (240) umlenkt und/oder daß das optische System (20) das von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht auf der von der Abtasteinheit (402) abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs (240) gleichmäßig und/oder diffus verteilt.

58. Vorrichtung gemäß Anspruch 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (20) als mindestens ein Filter, als mindestens eine Linse, als mindestens ein Prisma, als mindestens ein Lichtleiter, als mindestens ein Lichtleitelement und/oder als mindestens ein Spiegel ausgebildet ist.

59. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 56 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (20) aus Kunststoff ist.

60. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 56 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die von der Lichtquelle (10) abgewandte Seite des optischen Systems (20) mit für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigem Material (80) beschichtet ist.

61. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Abtasteinheit (402) abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs (240) mindestens eine Fingerführung vorgesehen ist.

62. Vorrichtung gemäß Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingerführung ergonomisch geformt ist.

63. Vorrichtung gemäß Anspruch 61 oder 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingerführung rinnenförmig ausgebildet ist.

64. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 61 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) zentral innerhalb der Fingerführung angeordnet ist.

65. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 56 bis 60 und gemäß mindestens einem der Ansprüche 61 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (20) als Fingerführung ausgebildet ist.

66. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Abtasteinheit (402) und/oder zumindest die von der Abtasteinheit (402) abgewandte Seite des faseroptischen Bereichs (30) und/oder zumindest die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs (240) mit für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigem Material (80) beschichtet ist.

67. Vorrichtung gemäß Anspruch 60 oder 66, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigen Material (80) um Lack handelt.

68. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine lichtemittierende Diode (LED) ist.

69. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) infrarotes Licht abstrahlt.

70. Vorrichtung gemäß Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß das infrarote Licht eine Wellenlänge von etwa 900 Nanometer aufweist.

71. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 70, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) infrarotes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen abstrahlt.

72. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 71, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine Leistung von etwa 0,1 Milliwatt bis etwa fünf Watt aufweist.

73. Vorrichtung gemäß Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine Leistung von etwa zwei Milliwatt bis etwa 100 Milliwatt aufweist.

74. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 73, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (40) auf mindestens einer Trägereinheit (50) angeordnet ist.

75. Vorrichtung gemäß Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (50) auf mindestens einer Leiterplatteneinheit (60) angeordnet ist.

76. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310) im faseroptischen Bereich (30) im wesentlichen senkrecht zur Eintrittsfläche und/oder zur Austrittsfläche des faseroptischen Bereichs (30) orientiert sind.

77. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310) im faseroptischen Bereich (30) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

78. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310, 320) im faseroptischen Bereich (30) im wesentlichen zwei Richtungen aufweisen, die unter einem Winkel (α) zueinander angeordnet sind.

79. Vorrichtung gemäß Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310, 320) im faseroptischen Bereich (30) schichtweise angeordnet sind, wobei die Fasern (310, 320) innerhalb einer Schicht im wesentlichen parallel zueinander und die Fasern (310, 320) zueinander benachbarter Schichten unter dem Winkel (α) zueinander angeordnet sind.

80. Vorrichtung gemäß Anspruch 78 oder 79, dadurch gekennzeichnet, daß die in der einen Richtung unter dem Winkel (α) zur anderen Richtung angeordneten Fasern (320) des faseroptischen Bereichs (30) zum Transport von Licht auf die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs (240) vorgesehen sind und daß die in der anderen Richtung angeordneten Fasern (310) des faseroptischen Bereichs (30) zum Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zur Abtasteinheit (402) vorgesehen sind.

81. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Fasern (310, 320) im faseroptischen Bereich (30) zumindest abschnittsweise von absorbierendem Material in Form einer Beschichtung und/oder in Form einer Hülle umgeben ist.

82. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 81, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Fasern (310, 320) im faseroptischen Bereich (30) zumindest abschnittsweise von reflektierendem Material in Form einer Beschichtung und/oder in Form einer Hülle umgeben ist.

83. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 82, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Bereich (30) eine Ausdehnung aufweist, die sich bis in den Bereich über der Lichtquelle (10) hinein erstreckt.

84. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 83, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des faseroptischen Bereichs (30) mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht (130) vorgesehen ist.

85. Vorrichtung gemäß Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (130) in Form verschlossener Fasern (310) realisiert ist.

86. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 85, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (10) und der Abtasteinheit (402) mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht (140) vorgesehen ist.

87. Vorrichtung gemäß Anspruch 84 oder 86, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der lichtundurchlässigen Sperrschicht (130, 140) Lack ist.

88. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 87, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Filter (90) vorgesehen ist.

89. Vorrichtung gemäß Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) ein Linearfilter ist.

90. Vorrichtung gemäß Anspruch 88 oder 89, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) zwischen dem faseroptischen Bereich (30) und der Abtasteinheit (402) angeordnet ist.

91. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 88 bis 90, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) auf der von der Abtasteinheit (402) abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichenden Seite des Überfahrbereichs (240) und/oder auf der der Abtasteinheit (402) zugewandten Seite des Überfahrbereichs (240) angeordnet ist.

92. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 88 bis 91, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) innerhalb des faseroptischen Bereichs (30) vorgesehen ist.

93. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 88 bis 92, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) einen Absorptionsgrad von etwa 99 Prozent aufweist.

94. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 88 bis 93, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsgrad des Filters (90) über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder veränderlich ist.

95. Vorrichtung gemäß Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsgrad des Filters (90) in den Randbereichen der optischen Abbilder größer als der Absorptionsgrad des Filters (90) in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder ist.

96. Vorrichtung gemäß Anspruch 94 oder 95, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption des Filters (90) in den Randbereichen der optischen Abbilder um etwa den Faktor 2 bis 3 größer und/oder um etwa sechs Dezibel bis etwa zehn Dezibel größer als die Absorption des Filters (90) in den mittleren Bereichen der optischen Abbilder ist.

97. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 96, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) unmittelbar an den faseroptischen Bereich (30) angrenzt und/oder daß die Abtasteinheit (402) an der Austrittsfläche des faseroptischen Bereichs (30) angebracht ist.

98. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 97, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) mindestens eine photoempfindliche Fläche und/oder mindestens eine photoempfindliche Schicht aufweist.

99. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 98, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) auf Halbleiterbasis operiert.

100. Vorrichtung gemäß Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) auf Siliziumbasis operiert.

101. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 100, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) mindestens ein auf CMOS-Technik basierendes Bauelement oder mindestens eine auf CMOS-Technik basierende Schaltung aufweist (CMOS = complementary MOS).

102. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 101, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) mindestens ein ladungsgekoppeltes Bauelement oder mindestens eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD charge coupled device) aufweist.

103. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 102, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") ausgelegt ist.

104. Vorrichtung gemäß Anspruch 71 und gemäß Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung durch Vergleich der für die zwei unterschiedlichen Wellenlängen erhaltenen Ergebnisse zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung im Blut des vorderen Bereichs des Fingers ausgelegt ist.

105. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 104, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung batteriebetrieben ist.

106. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 105, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in elektrischen oder elektronischen Geräten, wie etwa

- in Bankautomaten,
- in Datenverarbeitungsgeräten (insbesondere in Handcomputern oder in Taschencomputern),
- in Einlaßsystemen,
- in Kraftfahrzeugschließsystemen,
- in Kraftfahrzeugstartsystemen,
- in Mobiltelephonen,
- in Tresorsystemen oder
- in Zugangskontrollsystemen

integriert ist.