DE20120224U1

DE20120224U1 - Device for identifying people based on their skin patterns

Info

Publication number: DE20120224U1
Application number: DE20120224U
Authority: DE
Original assignee: TST TOUCHLESS SENSOR TECHNOLOG
Current assignee: Tst Biometrics Holding Ag Ch
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2011-12-14

Description

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TST-Touchless Sensor
Technology AG
Filchnerstraße 16
D 89231 Neu-UlmTST Touchless Sensor
Technology AG
Filchnerstrasse 16
D 89231 Neu-Ulm

89073 Ulm, 13.12.2001 Akte G/11888 h/ht89073 Ulm, December 13, 2001 File G/11888 h/ht

Vorrichtung zur Identifizierung von Personen anhand von deren HautmusterDevice for identifying persons based on their skin pattern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Identifizierung von Personen anhand von deren Hautmuster, insbesondere Fingerabdrücken, Hand- und/oder Fingerlinien, Papillarleisten, Oberhautmuster, Unterhautmuster oder dergl., mit einem Gehäuse, Gestell oder dergl. und einer Kamera mit einem Bildempfänger, deren Objektiv auf die mit Abstand zu der Oberfläche des Gehäuses positionierte Gegenstandsebene scharfgestellt ist.The invention relates to a device for identifying persons based on their skin patterns, in particular fingerprints, hand and/or finger lines, papillary ridges, epidermal patterns, subcutaneous patterns or the like, with a housing, frame or the like and a camera with an image receiver, the lens of which is focused on the object plane positioned at a distance from the surface of the housing.

Eine derartige Vorrichtung ist in DE 198 18 22 9 Al beschrieben, die einen Fingerprintsensor beschreibt, mit 0 dem der Fingerabdruck eines einzelnen Fingers in sehr kurzer Zeit und in hoher Qualität berührslos erfaßt werdenSuch a device is described in DE 198 18 22 9 A1, which describes a fingerprint sensor with which the fingerprint of a single finger can be captured in a very short time and in high quality without contact.

kann. Diese Vorrichtung hat sich in der Praxis bewährt, jedoch hat sich der Wunsch der Anwender gezeigt, den insgesamt erforderlichen Zeitwand für die Erfassung der Fingerabdrücke sämtlicher 10 Finger beider Hände weiter zu verringern.This device has proven itself in practice, but users have expressed a desire to further reduce the total time required to capture the fingerprints of all 10 fingers of both hands.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein gegenüber einer Fingerkuppe größer ausgedehntes Hautmuster simultan mit der Kamera erfaßt werden kann.The invention is therefore based on the object of developing a device of the type mentioned at the outset in such a way that a skin pattern which is larger than a fingertip can be simultaneously recorded with the camera.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der der Gegenstandsebene zugewandten Seite des Gehäuses eine eine Bewegung des Hautmusters in die von der Oberfläche des Gehäuse wegweisende Richtung begrenzende Positionierlehre vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that a positioning gauge is provided on the side of the housing facing the object plane, which limits a movement of the skin pattern in the direction away from the surface of the housing.

Bei bisher bekannten Vorrichtungen, die mit kontaktbehafteten Verfahren arbeiten, ist es stets erforderlich, die Finger oder eine Hand auf eine Scannerfläche aufzulegen, wodurch Probleme auftreten insbesondere durch druckbedingte Deformationen der zu erfassenden Hautmuster und Verschmutzungen der Scannerfläche, so daß diesbezüglich kontaktlose Verfahren vorteilhaft sind, allerdings auch eine exakte Positionierung des Hautmusters erfordern, da die durch die Scannerfläche gegebenen Referenz fehlt. Durch die Erfindung wird nun eine exakte Positionierung ermöglicht, und zwar nicht nur für einen Finger als ein kleines Objekt, sondern für die gesamte Hand, deren Bewegungsrichtung sich diametral von dem zuvor Üblichen unterscheidet, wodurch aufzunehmende Fläche mit dem Hautmuster frei zugänglich bleibt ohne Stützhilfen in denIn previously known devices that work with contact-based methods, it is always necessary to place the fingers or a hand on a scanner surface, which causes problems, in particular due to pressure-related deformations of the skin pattern to be recorded and soiling of the scanner surface, so that contactless methods are advantageous in this regard, but also require exact positioning of the skin pattern, since the reference provided by the scanner surface is missing. The invention now enables exact positioning, not only for a finger as a small object, but for the entire hand, the direction of movement of which is diametrically different from what was previously usual, whereby the surface to be recorded with the skin pattern remains freely accessible without support aids in the

Strahlengang einführen zu müssen und auch eine Kontrolle der richtigen Anwendung bei kooperationsunwilligen
Personen möglich ist.beam path and also a control of the correct application in cases of unwilling cooperation
people is possible.

Im Rahmen der Erfindung ist bevorzugt, wenn die
Positionierlehre durch einen an dem Gehäuse
angeschlossenen, mindestens einseitig offenen Rahmen
gebildet ist, da so das Gehäuse und die Positionierlehre eine Einheit bilden und keine Justierprobleme auftreten.Within the scope of the invention, it is preferred if the
Positioning gauge by a on the housing
connected frame open on at least one side
is formed, as the housing and the positioning gauge form a unit and no adjustment problems occur.

Günstig im Sinne eine einfachen Anwendung für eine
Vielzahl von Nutzern ist weiterhin, wenn der Rahmen eine parallel zur Gegenstandsebene liegende Planfläche
definiert, die eine Positionierung des Hautmusters in der Gegenstandsebene erzwingt.Favorable in the sense of a simple application for a
A large number of users are still satisfied if the frame has a plane surface parallel to the object plane
which forces the skin pattern to be positioned in the object plane.

Um Hemmungen der Nutzer, ihre Hände in dunkle Löcher
einzuführen zu beseitigen, bestehen die Wände des Rahmens aus durchsichtigem Material. Alternativ wird dies ZielTo overcome users’ inhibitions about putting their hands in dark holes
To eliminate the risk of introducing a virus, the walls of the frame are made of transparent material. Alternatively, this goal is

auch dadurch erreicht, daß der Rahmen aus einerThis is also achieved by the fact that the frame is made of

Gitterkonstruktion besteht, die gleichfalls den Blick in das Innere zuläßt und darüber hinaus auch einfacher zu
pflegen ist, insbesondere unter hygienischen
Gesichtpunkten.Grid construction, which also allows a view into the interior and is also easier to
care, especially under hygienic
points of view.

Um eine gestreckte Stellung der Hand zu erreichen, weist die der Gegenstandsebene gegenüberliegende Deckseite des Rahmens mindestens drei Querstreben auf.In order to achieve an extended position of the hand, the cover side of the frame opposite the object plane has at least three cross braces.

Der richtigen Positionierung der Hand dient auch,
insbesondere für die simultane Erfassung der
Fingerabdrücke der vier Finger einer Hand, wenn an der
Positionierlehre ein Ruhesitz zur seitlichenThe correct positioning of the hand also helps
especially for the simultaneous recording of
Fingerprints of the four fingers of one hand, if
Positioning gauge a rest seat for lateral

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Positionierung einer Fingerkuppe angeordnet ist, wobei zweckmäßigerweise der Ruhesitz zweifach vorgesehen ist zur wahlweisen Aufnahme eines der Finger der rechten Hand oder der linken Hand.
5Positioning of a fingertip is arranged, wherein the rest seat is expediently provided twice to optionally accommodate one of the fingers of the right hand or the left hand.
5

Wenn die. Seitenwände des Rahmen geneigt zur Gegenstandsebene ausgerichtet sind und mit dieser einen Winkel von 100° bis 160°, vorzugsweise von 120° bis 140°, einschließen, dann ist dies ergonomisch ein Vorteil im Hinblick auf Anatomie der menschlichen Hand mit der relativen Ausrichtung des Daumen gegenüber der Handfläche, die außen auf die Seitenwände gelegt werden kann und der Daumen sich dann bereits in der Richtigen Position zur Erfassung seines Hautmusters befindet. Darüberhinaus bietet sich die Möglichkeit, daß neben den Seitenwänden innerhalb des Rahmen die Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, wodurch für einen hohen Kontrast ein schräger Beleuchtungswinkel möglich ist.If the side walls of the frame are inclined to the object plane and form an angle of 100° to 160°, preferably 120° to 140°, with it, then this is ergonomically advantageous with regard to the anatomy of the human hand with the relative orientation of the thumb to the palm, which can be placed on the outside of the side walls and the thumb is then already in the correct position to capture the skin pattern. In addition, it is possible to arrange the lighting device next to the side walls inside the frame, which allows an oblique lighting angle for high contrast.

Zur Überwachung der richtigen Position ist vorgesehen, daß dem Rahmen Kontaktschalter zur Überprüfung der gleichzeitigen Präsenz aller vier Finger in der Gegenstandsebene zugeordnet sind.To monitor the correct position, contact switches are provided on the frame to check the simultaneous presence of all four fingers in the object plane.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:In the following, the invention is explained in more detail using an embodiment shown in the drawing; in which:

Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung der auf dem nur gebrochen dargestellten Gehäuse angeordneten Positionierlehre,Fig. 1 is a perspective, schematic representation of the positioning gauge arranged on the housing shown only broken away,

• Si. «• Si. «

Fig. 2 eine Ansicht von oben des Gegenstandes aus Fig. 1, undFig. 2 is a top view of the article of Fig. 1, and

Fig. 3 eine Seitenansicht des Gegenstande aus Fig. 1. 5Fig. 3 is a side view of the object from Fig. 1. 5

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Identifizierung von Personen dargestellt, die dazu dient, deren Hautmuster zu erfassen und auszuwerten, um dieses Hautmuster mit zuvor gespeicherten Hautmustern vergleichen zu können. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist für die simultane Erfassung der Fingerabdrücke von vier Fingern einer Hand optimiert, wobei anstatt der Fingerabdrücke aber auch andere Strukturen erfaßt und ausgewertet werden können, beispielsweise das Unterhautmuster, wie dies in der DE 198 18 229 Al beschrieben ist, die eine Vorrichtung zur berührungslosen Hand- und Fingerlinienerkennung zeigt, deren Eigenschaften auch die vorliegende Vorrichtung aufweisen kann, die die bekannte Vorrichtung um weitere vorteilhafte Eigenschaften ergänzt. Insbesondere hinsichtlich des Aufbaus des optischen Systems im Beleuchtungs- und Abbildungsstrahlengang kann daher auf die DE 198 18 229 Al verwiesen werden.The drawing shows a device for identifying people, which is used to record and evaluate their skin pattern in order to be able to compare this skin pattern with previously stored skin patterns. The embodiment shown is optimized for the simultaneous recording of the fingerprints of four fingers of one hand, whereby instead of fingerprints, other structures can also be recorded and evaluated, for example the subcutaneous pattern, as described in DE 198 18 229 A1, which shows a device for contactless hand and finger line recognition, the properties of which can also be exhibited by the present device, which supplements the known device with further advantageous properties. In particular with regard to the structure of the optical system in the illumination and imaging beam path, reference can therefore be made to DE 198 18 229 A1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein nur schematisch dargestelltes Gehäuse 1, in dem beispielsweise die Beleuchtungsquellen angeordnet sind, und eine Kamera mit einem Bildempfänger, deren Objektiv auf die mit Abstand zu der Oberfläche des Gehäuses 1 positionierte Gegenstandsebene scharfgestellt ist. Auf der der Gegenstandsebene zugewandten Seite des Gehäuses 1 ist eine eine Bewegung der Hand mit dem·Hautmuster der Finger in die von der Oberfläche des Gehäuse 1 wegweisende Richtung begrenzende Positionierlehre 2 vorgesehen, die an demThe device according to the invention comprises a housing 1, shown only schematically, in which, for example, the lighting sources are arranged, and a camera with an image receiver, the lens of which is focused on the object plane positioned at a distance from the surface of the housing 1. On the side of the housing 1 facing the object plane, a positioning gauge 2 is provided which limits a movement of the hand with the skin pattern of the fingers in the direction pointing away from the surface of the housing 1, which is attached to the

Gehäuse 1 angeschlossen und durch einen mindestens einseitig, in dem gezeigten Ausführungsbeipiel zweiseitig offenen Rahmen 3 gebildet ist. Der Rahmen 3 definiert eine parallel zur Gegenstandsebene liegende Planfläche 4, die eine Positionierung des Hautmusters in der Gegenstandsebene erzwingt. Nach einem nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeipiel bestehen die Wände des Rahmens 3 aus einem durchsichtigen Material, um Hemmungen des Nutzers zu beseitigen, seine Hand in eine Öffnung mit ihm unbekannten Inhalt zu stecken.Housing 1 is connected and formed by a frame 3 that is open on at least one side, in the embodiment shown on both sides. The frame 3 defines a flat surface 4 that is parallel to the object plane and forces the skin pattern to be positioned in the object plane. According to an embodiment not shown in the drawing, the walls of the frame 3 are made of a transparent material in order to eliminate the user's inhibitions about putting his hand into an opening with contents that are unknown to him.

Dargestellt ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die gute Sicht in das Innere des Rahmens 3 dadurch erreicht ist, daß der Rahmen 3 aus einer Gitterkonstruktion 5 besteht.An embodiment is shown in which the good view into the interior of the frame 3 is achieved by the frame 3 consisting of a grid construction 5.

Die der Gegenstandsebene gegenüberliegende Deckseite des Rahmens 3 weist drei Querstreben 15 auf, die eine geeignete Lage der Hand mit gestreckten Gelenken erzeugen, wenn der Nutzer darauf achtet, Kontakt zu allen Querstreben 15 herzustellen, was auch durch Kontaktschalter überprüft werden kann, die dem Rahmen 3 zugeordnet sind.The cover side of the frame 3 opposite the object plane has three cross braces 15 which produce a suitable position of the hand with stretched joints if the user takes care to make contact with all cross braces 15, which can also be checked by contact switches assigned to the frame 3.

An der Positionierlehre 2 ist ein zweifach vorgesehener Ruhesitz 6 angeordnet zur seitlichen Positionierung von wahlweise einer Fingerkuppe der linken oder der rechten Hand.A double rest seat 6 is arranged on the positioning gauge 2 for the lateral positioning of either a fingertip of the left or the right hand.

Nach einem wiederum selber nicht dargestellten 0 Ausführungsbeispiel sind die Seitenwände 7 des Rahmens 3 geneigt zur Gegenstandsebene ausgerichtet und schließen mit dieser einen Winkel von 100° bis 160°, vorzugsweise von 12 0° bis 140°, ein. Dies ermöglicht,According to an embodiment not shown, the side walls 7 of the frame 3 are inclined to the object plane and form an angle of 100° to 160°, preferably 120° to 140°. This enables

daß neben den Seitenwänden 7 innerhalb des Rahmens 3 die Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. Weiterhin ist dies ergonomischer, da bei einem entspannten Vorstrecken eines Armes die Handfläche leicht geneigt ist. 5that the lighting device is arranged next to the side walls 7 within the frame 3. This is also more ergonomic, since the palm of the hand is slightly inclined when the arm is stretched out in a relaxed manner. 5

Im folgenden soll der Einsatz der erfindungsmäßen Vorrichtung kurz geschildert werden. Zuerst führt der Nutzer eine Hand in den Raum, der von der Oberfläche des Gehäuses 1 und der Positionierlehre 2 begrenzt ist; daran anschließend bewegt der Nutzer seine Hand in Richtung der durch die Positionierlehre 2 definierten Planfläche 4 bis die Hand an der Positionierlehre 2 zur Anlage kommt und dadurch sich das Hautmuster mit den Fingerabdrücken zwangsweise in der Gegenstandsebene befindet. Die richtige seitliche Ausrichtung wird dadurch sichergestellt, daß ein Finger, vorzugsweise der Mittelfinger, in den Ruhesitz 6 eingeführt wird. Nachdem durch die Kontaktschalter die richtige Position der Hand sichergestellt ist, wird durch die Kamera das Bild aufgenommen und vorzugsweise in einer Auswerteeinheit gespeichert oder mit zuvor gespeicherten Bildern verglichen. Dieser Vorgang wird dann mit der anderen Hand wiederholt. Daran schließt sich noch die Aufnahme der Fingerabdrücke der Daumen an, wozu der Nutzer seine Handfläche außen auf die Seitenwände 7 der Positionierlehre 2 legt und den Daumen nach oben in die Gegenstandsebene schiebt. Die richtige Ausrichtung der Daumen wird dabei durch die Neigung der Seitenwände 7 unterstützt. Ist die richtige Position erreicht, wird für beide Daumen simultan das Bild aufgenommen.The use of the device according to the invention will be briefly described below. First, the user places a hand in the space that is delimited by the surface of the housing 1 and the positioning gauge 2; then the user moves his hand in the direction of the flat surface 4 defined by the positioning gauge 2 until the hand comes to rest on the positioning gauge 2 and the skin pattern with the fingerprints is thereby forced to be in the object plane. The correct lateral alignment is ensured by inserting a finger, preferably the middle finger, into the rest seat 6. After the correct position of the hand has been ensured by the contact switches, the camera records the image and preferably stores it in an evaluation unit or compares it with previously stored images. This process is then repeated with the other hand. This is followed by the recording of the fingerprints of the thumbs, for which the user places his palm on the outside of the side walls 7 of the positioning gauge 2 and pushes the thumb upwards into the object plane. The correct alignment of the thumbs is supported by the inclination of the side walls 7. Once the correct position is reached, the image is recorded for both thumbs simultaneously.

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Claims

1. Vorrichtung zur Identifizierung von Personen anhand von deren Hautmuster, insbesondere Fingerabdrücken, Hand- und/oder Fingerlinien, Papillarleisten, Oberhautmuster, Unterhautmuster oder dergl., mit einem Gehäuse (1), Gestell oder dergl. und einer Kamera mit einem Bildempfänger, deren Objektiv auf die mit Abstand zu der Oberfläche des Gehäuses (1) positionierte Gegenstandsebene scharfgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Gegenstandsebene zugewandten Seite des Gehäuses (1) eine eine Bewegung des Hautmusters in die von der Oberfläche des Gehäuse (1) wegweisende Richtung begrenzende Positionierlehre (2) vorgesehen ist. 1. Device for identifying persons on the basis of their skin patterns, in particular fingerprints, hand and/or finger lines, papillary ridges, epidermal patterns, subcutaneous patterns or the like, with a housing ( 1 ), frame or the like and a camera with an image receiver, the lens of which is focused on the object plane positioned at a distance from the surface of the housing ( 1 ), characterized in that on the side of the housing ( 1 ) facing the object plane there is provided a positioning gauge ( 2 ) which limits movement of the skin pattern in the direction away from the surface of the housing ( 1 ).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierlehre (2) durch einen an dem Gehäuse (1) angeschlossenen, mindestens einseitig offenen Rahmen (3) gebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the positioning gauge ( 2 ) is formed by a frame ( 3 ) connected to the housing ( 1 ) and open on at least one side.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) eine parallel zur Gegenstandsebene liegende Planfläche (4) definiert, die eine Positionierung des Hautmusters in der Gegenstandsebene erzwingt. 3. Device according to claim 2, characterized in that the frame ( 3 ) defines a flat surface ( 4 ) lying parallel to the object plane, which forces a positioning of the skin pattern in the object plane.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Rahmens (3) aus durchsichtigem Material bestehen. 4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the walls of the frame ( 3 ) consist of transparent material.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) aus einer Gitterkonstruktion (5) besteht. 5. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the frame ( 3 ) consists of a lattice construction ( 5 ).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gegenstandsebene gegenüberliegende Deckseite des Rahmens (3) mindestens drei Querstreben (15) aufweist. 6. Device according to claim 5, characterized in that the cover side of the frame ( 3 ) opposite the object plane has at least three cross struts ( 15 ).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere für die simultane Erfassung der Fingerabdrücke der vier Finger einer Hand, dadurch gekennzeichnet, daß an der Positionierlehre (2) ein Ruhesitz (6) zur seitlichen Positionierung einer Fingerkuppe angeordnet ist. 7. Device according to one of claims 1 to 6, in particular for the simultaneous detection of the fingerprints of the four fingers of one hand, characterized in that a rest seat ( 6 ) for the lateral positioning of a fingertip is arranged on the positioning gauge ( 2 ).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruhesitz (6) zweifach vorgesehen ist zur wahlweisen Aufnahme eines der Finger der rechten Hand oder der linken Hand. 8. Device according to claim 7, characterized in that the rest seat ( 6 ) is provided in two places for selectively receiving one of the fingers of the right hand or the left hand.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (7) des Rahmens (3) geneigt zur Gegenstandsebene ausgerichtet sind und mit dieser einen Winkel von 100° bis 160°, vorzugsweise von 120° bis 140°, einschließen. 9. Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the side walls ( 7 ) of the frame ( 3 ) are inclined to the object plane and enclose an angle of 100° to 160°, preferably 120° to 140°, with the latter.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Seitenwänden (7) innerhalb des Rahmens (3) die Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. 10. Device according to claim 9, characterized in that the lighting device is arranged next to the side walls ( 7 ) within the frame ( 3 ).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rahmen (3) Kontaktschalter zur Überprüfung der gleichzeitigen Präsenz aller vier Finger in der Gegenstandsebene zugeordnet sind. 11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the frame ( 3 ) is assigned contact switches for checking the simultaneous presence of all four fingers in the object plane.