NL8420320A

NL8420320A - Afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken.

Info

Publication number: NL8420320A
Application number: NL8420320A
Authority: NL
Original assignee: Identix Inc
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-12-24
Publication date: 1985-12-02
Also published as: SE8504461D0; FR2558971A1; IL73990A0; DE3490643T1; DK163754C; SE453870B; FR2558971B1; SE8504461L; JPH0544715B2; GB2173332B; US4537484A; DK436085D0; GB8521524D0; IT8519291A0; ZA85140B; JPS61500335A; WO1985003362A1; IL73990A; GB2173332A; DK163754B

Description

- 1 - 8420320 h 1

Afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken Gebied van de techniek

De onderhavige uitvinding heeft betrekking in het algemeen op een afbeeldingsinrichting en in het bijzonder op een afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken.

5 Technische achtergrond

Een afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken wordt tegenwoordig gebruikt voor, onder andere, het registreren yan vingerafdrukken zonder het gebruik van inkt. Een tot voorbeeld dienende afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken 10 wordt vermeld in het Amerikaanse octrooi No. 4.152.056, getiteld ''Fingerprinting Arrangement". De inrichting omvat een doorzichtige cilinder voor het opnemen van een vinger, waarvandaan een vingerafdruk moet worden genomen. Een platform, dat de cilinder omgeeft, wordt verschaft, dat een 15 lichtbron draagt, gericht naar de cilinder. Het platform wordt rond de cilinder gedraaid, zodat de vinger wordt afgetast met licht. Het licht, gereflecteerd door de cilinder en de vinger die daarin geplaatst is, omvat informatie die betrekking heeft op het huidrichelpatroon dat geregistreerd wordt door 20 een camera, die met de lichtbron verplaatst wordt.

Alhoewel de boven beschreven afbeeldingsinrichting een verbetering in de bekende techniek vormde, blijven er tekortkomingen. Bij wijze van voorbeeld is het moeilijk de inrichting uit de bekende techniek uit te voeren in een 25 compacte vorm. Bovendien moet een mechanisme verschaft worden voor het roteren van de camera ten opzichte van de lichtbron, zodat een afbeelding wordt ontworpen over het oppervlak van de camerafilm. Zoals duidelijk zal worden aan een deskundige na het lezen van de volgende "Beste wijze voor het volbrengen 30 van de uitvinding", tezamen met de tekeningen, komt de onderhavige uitvinding de boven opgemerkte en andere begrenzingen van de afbeeldingsinrichting uit de bekende techniek te boven.

/ 8420320 - 2 -

Presentatie van de uitvinding

Een afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken wordt gepresenteerd. De inrichting omvat een vast gestel met een wagen, draaibaar gemonteerd op het gestel. Een doorzichtig 5 optisch element voor het opnemen van een vinger die moet worden afgebeeld wordt vastgemaakt aan het gestel. Het optisch element wordt bij voorkeur gemaakt van kunststof en heeft een gedeeltelijk cilindrische doorsnede, die een uitsparing verschaft voor het opnemen van de vinger.

JO De draaibare wagen wordt aangedreven door een motor, bij voorkeur een electrische stappenmotor. De wagen draagt een lichtbron en een lichtdetector, die typisch een paar spiegels omvat, een lenzenstelsel en een lichtgevoelig element zoals een fotodioderij. De lichtdetector wordt geplaatst 15 op de wagen, om licht te ontvangen uit het optisch element, dat voortkomt uit de lichtbron. De positie van de lichtdetector blijft vast ten opzichte van de lichtbron.

In een .uitvoeringsvoorbeeld dat de voorkeur heeft wordt één van de spiegels van de lichtdetector geplaatst 20 op een langwerpig wagenorgaan, aangrenzend aan bet optisch element. De lichtbron wordt vastgemaakt aan een tweede langwerpig wagenorgaan, eveneens aangrenzend aan het optisch element, waarbij de relatieve radiale posities van de bron en de spiegel bijgeregeld worden, zodat het licht, voortkomend 25 uit de bron, dat wordt doorgegeven vanaf het optische element, wordt ontvangen door de eerste spiegel. De tweede spiegel ontvangt het licht van de eerste spiegel door het lenzenstelsel heen en geeft het licht door aan de fotodioderij.

De wagen wordt draaibaar aangedreven door een motor, 30 zodat tenminste een belangrijk deel van de vinger wordt afgetast door de lichtbron. Het licht, dat uit het optische element komt, bevat beeldinformatie van de vingerafdruk, dat wordt ontvangen door de dioderij. De gegevensuitvoer yan de rij kan dan verwerkt worden zoals vereist, teneinde ver-35 schillende functies uit te voeren zoals een identiteits- onderzoek.

8420326 - 3 -

Korte beschrijving van de tekeningen

Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een eindstation voor het onderzoeken van vingerafdrukken, dat gebruikt wordt in een afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken in overeenstemming met de onderhavige uitvinding.

5 Fig. 2 is een schematische tekening van een afbeeldingsinrichting in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, tonende de relatieve positie van enkele hoofdbestanddelen van de inrichting.

Fig. 3 is een bovenaanzicht van de doorsnede JO yan de onderhavige afbeeldingsinrichting, genomen langs de snijlijn 3-3 uit fig. 1.

Fig. 4 is een zijaanzicht van de doorsnede van de onderhavige afbeeldingsinrichting, genomen langs de snijlijn 4-4 uit fig. 3.

15 Fig· 5 is een zijaanzicht van de doorsnede van de onderhavige afbeeldingsinriehtings, genomen langs de snijlijn 5-5 uit fig. 3.

Fig. 6 is een vooraanzicht van het optisch element voor het opnemen van een vinger, tezamen met de verbonden 20 lichtbron en spiegel, genomen langs lijn 6-6 uit fig. 4.

Fig. 7 is een vooraanzieht van de doorsnede van de onderhavige afbeeldingsinrichting, genomen langs de snijlijn 7-7 uit fig. 4.

Fig. 8 is een schematische weergave van een tot 25 voorbeeld dienende lichtweg door het optisch element van de onderhavige afbeeldingsinrichting heen.

Fig. 9 is een vergroot gedeelte van een doorsnede van de schematische weergaye uit fig. 8.

Fig. JO is een vereenvoudigd blokschema van een 3Q tot voorbeeld dienend electrisch besturingsstelsel voor de onderhavige afbeeldingsinrichting.

Besté wijze vóór hét Volbrengen van dé uitvinding

Onder verwijzing nu naar de tekeningen toont fig. J een tot voorbeeld dienende toepassing van de onderhavige 35 afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken in een eindstatipn 8420320 j - 4 - voor het onderzoeken van vingerafdrukken, in het algemeen aangeduid door het nummer 12. Een of meer van dergelijke onderzoekeindstations; in combinatie met een gastheer-computer (niét getoond.),Worden typisch gebruikt om de 5 toegang van personen tot voorzieningen of computers te besturen.

Eindstation 12 omvat een huis 14, dat de onderhavige afbeeldingsinrichting omvat. Huis 14 heeft een schuin voorzijdepaneel (niet aangeduid), waarop een toetsenbord 16 10 en een afleesorgaan 18 gemonteerd worden. Het voorzijdepaneel omvat verder een uitsparing, waarin een optisch element 20 van de onderhavige afbeeldingsinrichting wordt gemonteerd.

Eindstation 12 wordt gebruikt zowel voor onderzoek als voor registratie. In beide gevallen plaatst het individu, 15 dat of wel geregistrreerd of wel onderzocht moet worden, een vinger 82 of duim in de uitsparing, bepaald door het optisch element 20. Voelschakelingen detecteren de aanwezigheid van de vinger op het element, dat een serie aansporingsbe-richten veroorzaakt welke getoond moeten worden op aflees-20 orgaan 18. Indien het individu eerder geregistreerd is, wordt het individu gevraagd zijn/haar persoonlijk identificatiemiddel, naam, of andere vorm van identificatie in te voeren. De vinger wordt dan afgetast, waarbij de onderhavige afbeeldingsinrichting wordt gebruikt om een afbeelding te verschaffen, die overeen-25 komt met de vingerafdruk van het individu. Vervolgens wordt een vergelijking tussen de afbeelding en een opgeslagen afbeelding yoor het individu ten uitvoer gebracht. Indien de vergelijking positief is wordt het individu fysieke toegang verschaft naar de voorziening of gegevenstoegang.

30 De registratieprocedure is gelijk aan de onderzoek- procedure, waarbij de vinger van het individu afgetast wordt en de gegevens, overeenstemmende met de afbeelding van de vingerafdruk worden vastgezet in een niet-vluchtig geheugen.

Ook de identificatieinformatie, zoals de naam van het indivi-35 du of het persoonlijk identificatienummer, wordt vastgezet, §42 0 3 2 0 - 5 - waarbij toetsenbord 16 gebruikt wordt. Veiligheidspersoneel is typisch aanwezig tijdens de registratieprocedure teneinde de identiteit van het individu te onderzoeken. Wanneer het individu eenmaal geregistreerd is, kan fysieke toegang 5 of gegevenstoegang worden verkregen door het individu, die de hiervoor beschreven onderzoekprocedure aanwendt, waabij zo'n procedure niet de aanwezigheid van veiligheidspersoneel vereist.

Enkele details van de bouw van de onderhavige 10 afbeeldingsinrichting kan men zien in fig. 2. Optisch element 20 wordt vervaardigd van een doorzichtig materiaal, zoals acrylaat-kunststof, met een bekende brekingsindex. Het lichaam van element 20 heeft de vorm van een cilinder met een as in de lengterichting of primaire as 86. Een halfsectie 15 van de cilinder, bepaald door een deelvlak dat op as 86 ligt, wordt verwijderd om een uitsparing te vormen om vinger 22 op te nemen.ZoaLs meahet beste kan zien in fig. 8 bepaalt het binnenopperylak 80 van element 20 een gebogen sectie met een constante straal R^. ten opzichte van as 86. Op 20 gelijke wijze bepaalf het buitenoppervlak 84 van het element een tweede gebogen sectie met een constante straal Rq ten opzichte van as 86. De stralen R^ en R^. zijn typisch ongeveer respectievelijk 1,0 en 0,6 inch.

Optisch element 20 omvat verder een montagegedeelte 25 88, in het algemeen loodrecht op de as 86, dat één geheel vormt met de hoofdsectie van de halve cilinder. Montagegedeelte 88 wordt geplaatst bij het uiteinde van element 20 en wordt gebruikt om het element stevig vast te maken aan het gestel van de onderhavige inrichting. Montagegedeelte 88 zou ook 30 de yorm van een schijf kunnen hebben, die vastgemaakt wordt aan de hoofdsectie van het lichaam. In dat geval zou de hoofdsectie van het lichaam vervaardigd kunnen worden van een kunststof cilinder. Voorafgaande aan het monteren van de schijf op het hoofdlichaam, kunnen de binnen- en buiten-35 oppervlakken 80 en 84 gemakkelijk gepolijst worden.

De afbeeldingsinrichting omvat verder een wagen 22, 8420320 - 6 - die kan draaien rond as 86. Wagen 22 draagt een lichtbron in de lengterichting, in het algemeen aangegeven met het nummer 26. De wagen draagt ook eerste en . tweede spiegels respectievelijk 32 en 34, een lenzenstelsel 36 en 5 een rechtlijnige fotodioderij 38. Wagen 22 wordt gedraaid rond as 86 door een stappenmotor 24, zoals hiervolgend beschreven zal worden.

Lichtbron 26, die geplaatst wordt aangrenzend aan oppervlak 34 van het optische element, heeft een hoofdas, JO die evenwijdig is aan as 86. Lichtbron 26 omvat een voet 30, die typisch anderhalve inch lang is, en een doorschijnende lichtverstrooier 28, die vastgemaakt wordt aan het voetstuk. Een rij kleine gloeilampjes wordt gemonteerd in voet 30, teneinde zo een betrekkelijk uniforme diffuse lichtbron langs de lengte-15 richting van de voet te verschaffen.

Spiegel 32 is een eerste oppervlaktetype-spiegel, waarin het weerkaatsende oppervlak wordt geplaatst op het buitenoppervlak van de spiegel. Spiegel 32 maakt een hoek van 45° met de lichtbron 26, teneinde zo licht te ontvangen, 20 weerkaatst vanuit optisch element 20, zoals hiervolgend be schreven zal worden.

Fotodioderij 38 wordt vastgemaakt op wagen 22 waarbij de hoofdas van de rechtlijnige rij evenwijdig is ten opzichte van as 86. Tweede spiegel 34, die eveneens een 25 eerste oppervlaktetype-spiegel is, wordt geplaatst op wagen 32, teneinde licht te ontvangen door het lenzenstelsel 36 heen vanaf spiegel 32 en om dit te weerkaatsen naar het oppervlak van rij 38. Zo bezitten spiegels 32 en 34 dezelfde radiale positie ten opzichte van as 86, waarbij de as in de 3Q lengterichting van spiegel 34 een hoek van 45° maakt met as 86. Fotodioderij 38 omvat een rechtlijnige rij van 512 fotodiodes} waarbij de tussenruimte tussen middens 0,001 inch bedraagt, teneinde een rij te vormen van ongeveer 0,50 inch lang. De diodes en de ermee verbonden schakelingen worden bij voorkeur 35 gemonteerd in ëën enkele verpakking. Een rij, verhandeld door EG&G Reticon of Sunnyvale, California met aanduiding 1420320 - 7 - "RL512G", is geschikt bevonden voor de onderhavige toepassing. Andere typen fotogevoelige inrichtingen zouden gebruikt kunnen worden voor dit doel.

Lenzenstelsel 36, dat vastgemaakt wordt op 5 wagen 22 tussen spiegels 32 en 34, kan een enkele lens, zoals getekend, of meerdere lenzen omvatten. Lenzenstelsel 36 wordt gemaakt om licht te focusseren dat van oppervlak 80 van het optisch element vandaan komt op het oppervlak van dioderij 38. Stelsel 36 dient er eveneens toe om het J0 door de spiegel 32 weerkaatste beeld te verkleinen, zodat het beeld van ongeveer 1 inch op pagina 80 wordt verkleind tot een beeld yan een halve inch op het oppervlak van foto-dioderij 38, teneinde overeen te stemmen met de lengte van de rij.

J5 Onder verwijzing nu naar de fig. 3-7, kan men verdere details van de bouw van een tot voorbeeld dienend uitvoeringsvoorheeld van de onderhavige afbeeldingsinrichting zien. De inrichting omvat een onbuigzaam metalen gestel 40, zoals men het beste kan zien in fig. 4, dat vastgezet 20 wordt aan een voetplaat 6Q op drie verticale poten 42 door middel van schroeven. Gestel 40 omvat naar beneden verticaal uitstekende vooir en achtergedeelten (niet aangeduid) , met elkaar verbonden door een horizontale plaat, waarbij de poten 42 yerbonden zijn met de plaat. Bij voorkeur wordt 25 gestel 40 vervaardigd uit een enkel aluminium gietstuk teneinde een geheel te vormen, alhoewel andere materialen gebruikt kunnen worden.

Optisch element 20 wordt stevig vastgemaakt aan het verticale voorgedeelte van gestel 40 door middel van 30 een paar schroeven 66 (fig. 5). De schroeven 66 strekken zich uit door verzonken hoorvaten heen (niet aangeduid), geplaatst in het monteergedeelte 88 van het element en in overeenkomende getapte gaten 90, geplaatst in hét verticale voorgedeelte van gestel 40. Optisch element 20 35 wordt geplaatst op gestel 40, zodat de as in de lengterichting van het element coaxiaal is met de primaire as 86 van het 8420320 - 8 - gestel. Optisch element 20 omvat bij voorkeur een uitsnijding 15 in het voorgedeelte daarvan (fig. 5) teneinde een overeenkomende flens op te nemen, gevormd in huis .14 om zo te werken als een afdichting.

5 Stappenmotor 24 wordt stevig vastgemaakt aan het verticale achtergedeelte van gestel 40 door een paar schroeven 52. De aandrijfas van motor 24, die uitsteekt door een opening in het achtergedeelte van het gestel .1, is coaxiaal met de primaire as 86. De draaibare wagen 22 wordt opgehangen 10 onder de bovenplaat stel 40 tussen de verticale voor- en achtergedeelten. Wagen 22 wordt voorzien van een boorgat in de lengterichting, dat een montageas 62 (fig. 3) opneemt.

As 62 wordt stevig vastgemaakt aan wagen 22 door een vergrendel ingspen (niet getoond) die zich door de wagen en 15 in de as uitstrekt. Het vooreinde van as 62 wordt gemonteerd in een hoorgat in het verticale voorgedeelte van het gestel op ondersteuning 68. Het achtereinde van as 62, dat coaxiaal is met as 86 wordt verbonden met de aandrijfas van motor 24 door middel van een klamp 58. Een spannende veer 54 strekt 20 zich uit rond montageas 62, waarbij éën einde van veer 54 wordt vastgemaakt aan wagen 22 en het overblijvende einde geplaatst wordt tegen de horizontale plaats van gestel 40 (fig. 4). Veer 54 verschaft een spanningskracht aan de wagen 22 die terugslippen elimineert, veroorzaakt door de inwendige 25 tandwieloverhrengingstrein van stappenmotor 24.

Wagen 22 omvat een paar montageorganen 22a en 22b in de lengterichting, die uitsteken onder het voorgedeelte van gestel 40 en die beide in het algemeen parallel zijn met primaire as 86, Montagegedéelte 22b (fig. 4) heeft 30 een T-dwarsdoorsnede en dient voor het dragen van spiegel 32, aangrenzend aan optisch element 20. Een montageorgaan 78 wordt verschaft voor het vastmaken van de spiegel aan het orgaan in de lengterichting. Het orgaan 22a in de lengterichting wordt gebruikt om lichtbron 26 te dragen aangrenzend 35 aan het optisch element. Zoals misschien het best gezien kan worden in fig. 6, worden lichtbron 26 en spiegel 32, gedragen 8420320 - 9 - door de organen in de lengterichting op de wagen, radiaal met tussenruimte geplaatst ten opzichte van de primaire as onder ongeveer 45°.

Een montageblok 44, dat bevestigd wordt aan de 5 onderzijde van de roterende wagen 22, draagt lenzenstelsel 36, spiegel 34 en fotodioderij 38. Blok 44 wordt vastgemaakt aan wagen 22 door drie schroeven 92, die zich uitstrekken door openingen 46 in de lengterichting (fig. 3 en 5) in de wagen heen. De openingen zijn evenwijdig met primaire as 10 86, zodat de positie in de lengterichting van het blok langs as 86 veranderd kan worden door het losmaken van de schroeyen 92, het opnieuw plaatsen van blok 44 en het weer vastzetten van .de schroeven.

Zoals het beste gezien kan worden in fig. 3 wordt 15 blok 44 yoorzien yan een boorgat, dat een montagecilinder 48 voor het lenzenstelsel opneemt, waarin lenzenstelsel 36 gemonteerd wordt. Cilinder 48 wordt schuifbaar gemonteerd binnen het boorgat en wordt op een plaats vastgezet door een instelschroef 50. Blok 44 draagt eveneens spiegel 34 bij 20 een hoek van 45° ten opzichte van as 86. Bovendien wordt fotodioderij 38 vastgemaakt aan blok 44 waarbij het vlak van de rij evenwijdig is met de primaire as.

De lengte van de optische weg tussen fotodioderij 38 en lens 36 wordt bij geregeld door losmaken van instel-25 schroef 50 en het verschuiven van cilinder 48 binnenin het boorgat yan Het montageblok. De lengte van de optische weg tussen het lenzenstelsel en oppervlak 80 van optisch element 20 wordt bijgeregeld door de schroeven 92 te gebruiken teneinde de positie van het montageblok 44 op wagen 22 te veranderen.

30 Zoals hiervoor opgemerkt is worden de twee optische wegen bijgeregeld, zodat het beeld op het oppervlak 80 gefocusseerd wordt op de rij. Bovendien worden de wegen gekozen om de gewenste 2:1 verkleining te verschaffen.

De electrische verbinding tussen de draaiende 35 lichtbron en de fotodioderij en de niet draaiende bestanddelen 8420320 - 10 - wordt tot stand gebracht door middel van een buigzame platte kabel 29. Een einde van kabel 29 wordt vastgemaakt aan het draaiende blok 44 waarbij het overblijvende einde wordt vastgemaakt aan de bovenplaat van gestel 40 door een klamp-5 stelsel 33 (fig. 4). Een lus wordt gevormd in de kabel tussen het gestel en de wagen, zodat de kabel niet gespannen wordt wanneer de wagen gedraaid wordt.

Onder verwijzing nu naar de fig. 8 en 9 worden tot voorbeeld dienende lichtwegen door het optisch element 30 20 getoond. Lichtbron 26 wordt getoond bij een typische positie tijdens het afbeeldingsaftasten. Lijn 94 geeft een tot voorbeeld dienende lichtstraal weer, uitgezonden uit bron 26, die zich beneden langs de lengte van het optisch element 20 uitstrekt, langs primaire as 86, over ongeveer 35 één inch. Wanneer de straal het optisch element bij oppervlak 84 binnentreedt, wordt het licht gebroken. Be mate van breking, overeenkomstig bekende wetten uit de optica, is een functie van de brekingsindex van het medium van het optisch element en de invalshoek van de straal.

2Q J)e lichtstraal zal doorlopen door het optisch element totdat hij oppervlak 80 van het element bereikt, zoals weergegeven door lijn 96. Zoals getoond is in fig. 9 treft straal 96 bij oppervlak 80 een gedeelte van het element 20 gelegen tussen twee aangrenzende huidrichels 25 van vinger 82. Be hoek van lichtbron 26 en oppervlak 80 wordt op een constante waarde gehouden gedurende het heeld-aftasten, zodat de hoek van inval 0 bij oppervlak 80 constant blijft. Er is een kritische hoek van inval, waar alle licht gereflecteerd wordt vanaf oppervlak 80 terug door het 30 optisch element. Wanneer het medium tegenover het oppervlak lucht is, is de kritische hoek typisch ongeveer 45°. Hoek 0 wordt ingesteld op een waarde, die iets groter is dan de kritische hoek, zodat licht, . dat oppervlak 80 treft tussen huidrichels, zal worden weerkaatst, zoals 35 weergegeven door lijn 98.

Zoals getoond is in fig. 8, zal de weerkaatste ® i, 9 0 7: ? 0'· V t, i-_- 'V >·..· - 11 - lichtstraal 98 worden doorgegeven door het optisch element heen totdat hij het buitenoppervlak 84 van het element bereikt. Zoals aangegeven door lijn 100 zal de straal dan ontvangen worden en gereflecteerd worden door spiegel 32 naar de 5 dioderij.

Onder verwijzing weer naar fig. 9, geeft lijn 96' een lichtstraal weer, die afgegeven werd iets eerder tijdens het beeldaftasten. Straal 96' treft een huidrichel onder hoek 0, waarbij een dergelijke richel een brekingsindex 10 bezit die aanzienlijk groter is dan lucht. Vanwege de toename van de brekingsindex, wordt de totale inwendige weerkaatsing teniet gedaan en het meeste invallende licht wordt geabsorbeerd in vinger 82. Enig invallend licht wordt eveneens weerkaatst door de richel en wordt verstrooid in verschillende richtingen, 15 zoals is weergegeven door lijnen 98’. Alhoewel enig weerkaatst lichtdioderij 38 bereikt, is de intensiteit van het licht beduidend minder dan lichtweerkaatst door oppervlak 80 in gebieden aangrenzend aan de dalen, gelegen tussen de richels.

De onderhavige afbeeldingsinrichting omvat verder 20 een detector 59 voor de uitgangspositie van de wagen, die vastgemaakt wordt aan het verticale achtergedeelte van gestel 40, onmiddellijk onder klamp 58. Detector 59 omvat een lichtbron (niet getoond) die licht naar klamp 58 richt en een fotodetector (niet getoond), die licht ontvangt, weerkaatst 25 vanaf de klamp. De klamp wordt voorzien van aangrenzende weerkaatsende en niet weerkaatsende oppervlakken waarbij de naad van de oppervlakken gelegen is onmiddellijk boven detector 59, wanneer de wagen gedraaid wordt naar de uitgangspositie, zoals hiervolgend beschreven zal worden. Zo zal de uitvoer van 30 de fotodetector abrupt yeranderen, wanneer de wagen de uitgangspositie bereikt.

Onder verwijzing nu naar fig. 10 wordt stappenmotor 24 aangedreven door een motorbesturing zoals weergegeven door blpk 70. De motorbesturing geeft gewone aandrijfpulsen af, 35 waardoor veroorzaakt wordt dat motor 24 voortgaat in een van beide richtingen bij bestuurbare snelheden. De aandrijfsnel- 8420320 - 12 - heid is een functie van de frequentie van de pulsen en van de inwendige overbrengingsinrichting van de stappenmotor.

Dioderij 38 wordt bestuurd door rijbesturings-schakelingen, weergegeven door blok 72, die kloksignalen 5 opnemen uit een klok weergegeven door blok 74. Rijbestaring 72 verschaft de yerschillende gebruikelijke besturings-signalen aan de rij, omvattende kloksignalen, opfrissings-signalen en herladingssignalen. De kloksignalen veroorzaken ' dat seriegegeyens, verbonden met elke diode van de rij, JO overgebracht worden naar verwerkingsschakelingen, zoals weergegeven door het blok76. De startsignalen worden typisch elke 6 ms afgegeven, een tijdsduur verenigbaar met de tijdsduur vereist voor het uitlezen van gegevens voor elk van de 5J2 diodes‘in de-‘r ijl. Het startsignaal wordt ook 15 gebruikt door motorbesturing 70 teneinde stappenmotor : 24 aan te drijyen.

Fig. 6 toont twee tot voorbeeld dienende posities van lichtbron 26 en spiegel 32. De tekeningen met doorgetrokken lijnen geven de positie van de lichtbron en van de spiegel 20 weer aan het einde van het aftasten. De plaats van de bron en van de spiegel bij het begin van het aftasten worden getoond in de onderbroken lijnen. Voorafgaande aan het doen beginnen van de aftastvolgorde, wordt lichtbron 26 geplaatst bij de uitgangspositie (niet getekend), gelegen tussen de begin- en 25 eindpositie van het aftasten, waar de invallende straal 96 in het algemeen het centrale gedeelte van oppervlak van het optisch element treft. Wanneer geen vinger aanwezig is in het optisch element, zal nagenoeg alle licht weerkaatst worden naar spiegel 32 over de gehele lengte van het element.

Zo zal elke diode van de rechtlijnige dioderij de maximale 30 hoeveelheid licht ontvangen. De inhoud van de rij wordt periodiek uitgelezen en wordt overgedragen aan verwerkings-eenheid 76, die bepaalt dat alle diodes verlicht worden, waardoor aangegeven wordt dat geen vinger geplaatst is in het optisch element.

35 Wanneer een yinger op optisch element 20 geplaatst 8420320 - 13 - wordt, zullen de huidrichels veroorzaken dat tenminste enig licht geabsorbeerd of verstrooid wordt, zoals aangegeven door de lichtstralen 98' uit fig. 9. Tenminste enige diodes zullen niet langer de maximale hoeveelheid licht ontvangen.

5 Wanneer de dioderij uitgelezen wordt, zal verwerkingseenheid 76 detecteren, dat een vinger aanwezig is, en zal of wel opdragen dat motorbesturing 70 een afbeeldingsreeks begint, of wel een aansporingsbericht veroorzaken dat getoond moet worden op afleesorgaan 18, 10 Motorbesturing 70 zal dan stappenmotor 24 voorzien yan stappulsen, afgeleid van de startsignalen, afgegeven door rijbesturing 72. .De stappulsen zullen veroorzaken dat wagen 22 wordt aangedreven in wijzerrichting naar de beginpositie voor aftasten, zoals getoond in onderbroken lijnen in fig. 6. 15 Bij de beginpositie voor aftasten valt licht uit de bron 26 in hij een punt op binnenoppervlak 80 van het optisch element bij ongeveer 45° met de verticale richting. Gedurende de verplaatsing yan de wagen van de uitgangspositie naar de beginpositie yoor aftasten worden gegevens, gelezen uit de 20 rij 38, genegeerd.

Motorbesturing 70 veroorzaakt dan dat motor 24 wagen 22 aandrijft in tegenwijzerrichting om een aftasting te bewerken. De motor wordt gepulst eens in elke 6 ms, zodat de gehele inhoud van fotodioderij 38 eenmaal in elke 25 stap uitgelezen kan worden. De gegevens uit de rij worden dan ofwel yastgezet in een geheugen voor latere verwerking, ofwel worden in werkelijke tijd verwerkt door verwerkingseenheid 76, wanneer vereist. De wagen wordt voortbewogen in tegenwijzerrichting, totdat de wagen de eindpositie voor 30 aftasten bereikt, waar het licht uit de bron 26 het binnen oppervlak 80 van het optische element treft bij ongeveer 45° met de verticale richting, zoals getoond in doorgetrokken lijnen in fig. 6. Zo is de totale aftasthoek ongeveer 90°. Motorbesturing 70 veroorzaakt dan dat de wagen teruggevoerd 35 wordt naar de .uitgangspositie. Wanneer de wagen de uitgangs- 8420320 - 14 - positie bereikt, geeft detéctor 59 aan motorbesturing 70 de opdracht de motor te stoppen, waardoor de afbeeldingsreeks be’éixidigd wordt. De gegevens, gelezen uit dioderij 38, worden verwerkt, zoals vereist, om een onderzoek- of regi-5 stratieprocedure te voltooien.

De rechtlijnige dioderij 32 heeft 512 diodes, die licht bemonsteren langs de as in de lengterichting van het optisch element. Omdat de lengte van het beeld ongeveer één inch is, worden gegevens verschaft voor het produceren 10 van beeldelementen, met tussenruimten geplaatst langs de as in de lengterichting op ongeveer 0,002 inch. Dit verschaft meer dan voldoende oplossing, omdat de huidrichels typisch met 0,020 inch van elkaar geplaatst zijn. Teneinde ongeveer -dezelfde oplossing te verschaffen langs de loodrechte as, ]5 zou elke stap van motor 24 moeten veroorzaken dat de invallen de lichtbundel 96 ongeyeer 0,002 inch verdergaat langs binnenoppervlak 80 van het optisch element. De grootte van de voortgang is een functie van de hoekdraaiing van motor 24 per Stap en van de inwendige straal Rj van het optisch.

20 element. Omdat er slechts een beperkt aantal tandwielover- brengingsyerhoudingen beschikbaar zijn voor motor 24, heeft het gewoonlijk de voorkeur een verhouding te kiezen die ongeveer de gewenste rechtlijnige voortgang bereikt en om dan straal R^, bij te regelen om de eindwaarde te verschaffen. 25 Gegeven een typische straal R^. van 0,060 inch en een typische aftasthoek van 90°, zullen er ruwweg 450 motorstappen zijn voor elke heeldaftasting. Zo zullen afbeeldingsgegevens verschaft worden om een kaart van 512 bij 450 beeldelementen af te geven. Elk beeldelement bezit een bitoplossing (zwart/ 30 wit), alhoewel een grotere oplossing verschaft zou kunnen worden indien gewenst, om een grijze afzetting te verschaffen.

Spiegel -32 wordt bij voorkeur radiaal geplaatst om as 86 teneinde licht weerkaatst, van het oppervlak 80 in het gebied tussen de huidrichels vandaan, op te vangen, 35 zoals aangegeven in de fig. 8 en 9. Het zou echter mogelijk 8420320 r - 15 - zijn de relatieve radiale posities van lichtbron 26 en spiegel 32 zo te veranderen, dat licht, weerkaatst van oppervlak 80 in het gebied tussen de huidrichels vandaan, de spiegel niet treft. Zo, wanneer een dal afgetast wordt, 5 ontvangt de fotodioderij een minimale hoeveelheid licht.

Wanneer een huidrichel afgetast wordt, ontvangt de rij licht, dat weerkaatst en verstrooid wordt door de vinger in yerschillende richtingen, zoals weergegeven door stralen 98' in fig. 9. Het afgegeven beeld zou het negatieve beeld 10 zijn van dat, vervaardigd bij gebruik van de benadering die de voorkeur heeft. Bovendien zou het verschil in lichtintensiteit tussen een richel en een dal, gebruikende de alternatieve benadering, kleiner zijn dan bij gebruik van de benadering die de voorkeur heeft, en daarom zou de 15 signaal/ruisyerhouding enigszins kleiner zijn.

Ook zou moeten worden opgemerkt, dat het gebied van de vinger, die afgetast wordt, ook veranderd zou kunnen worden, mits voldoende gegevens verkregen worden om een betrouwbare identificatie af te geven. Bijvoorbeeld zou

O

20 de 90 -aftasthoek enigszins verkleind of vergroot kunnen worden. Bovendien zouden bepaalde afmetingen van optisch element 20, omvattende de dikte (R &T) van het element veranderd kunnen worden zonder de uitwerking van de onderhavige afbeeldingsinrichting aanzienlijk te verminderen.

25 Alhoewel het hoofdlichaam van element 20 de vorm heeft van een halve cilinder, zou het lichaam enigszins groter of kleiner kunnen zijn dan een halve cilinder. Het heeft de voorkeur dat de hoek, opgespannen door oppervlakken 80 en 84 van het optisch element, tenminste 60° is teneinde te ver-30 zekeren dat een voldoend deel van de vinger afgetast wordt. Bovendien yerschaft de minimumhoek een uitsparing in het element met yoldoende diepte, zodat de vinger automatisch geleid wordt naar de gewenste positie op het element. De hoek zou bij voorkeur niet boyen ongeveer 260° mogen uitkomen, 35 omdat het gebied in het element om de vinger op te nemen 8420320 . - 16 - * v meer zal gaan lijken op een opening of gat dan op een uitsparing. Men gelooft dat vanwege psychologische redenen individuen vaak niet op hun gemak zijn wanneer zij een vinger in een opening steken, dan wanneer zij de vinger 5 op een gebogen oppervlak plaatsen.

Zo is een nieuwe afbeeldingsinrichting voor vingerafdrukken gepresenteerd. Alhoewel een uitvoeringsvoor-beelddatde vQ<k^fiur.hae9: van de inrichting in detail beschreven is, moet begrepen worden dat yerschillende veranderingen 10 aangebracht zouden kunnen worden door deskundigen, zonder de geest en het kader van de onderhavige uitvinding te verlaten, zoals bepaald in de bijgevoegde conclusies.

8420320

Claims

2. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie J, waarin de lichtdetector omvat, een eerste spiegel voor het ontvangen van licht uit het optisch element, een lens voor het focusseren van licht van de eerste spiegel, 20 een tweede spiegel voor het ontvangen van licht van de eerste lens, en een lichtgevoelig element voor het ontvangen van licht van de tweede spiegel.
3. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie 2, waarin het lichtgevoelige element een fotodioderij is.
4. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie 3, waarin de dioderij een rechtlijnige rij is.
5. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie Λ, waarin het optisch element een uitsparing bepaalt voor het Opnemen van de yinger die afgebeeld moet worden.
6. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie 5, waarin het optisch, element een gedeeltelijke cilindrische dwarsdoorsnede heeft, die een hoek overspant van minder dan 260°.
7, Afbeeldingsinrichting volgens conclusie 1, 35 waarin de motoraandrijforganen een motor en motorbesturings- 8420320 4 ί - 18 - organen voor het besturen van de motor omvatten en waarin de motorbesturingsorganen veroorzaken dat de wagen draait tussen een beginpositie van de wagen en een eindpositie van de wagen om een afbeeldingsaftasting ten uitvoer te brengen.
8. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie 7, waarin de motorbesturingsorganen ook veroorzaken dat de wagen terugkeert naar een uitgangspositie van de wagen, tussen de begin- en eindpositie van de wagen, na het voltooien van een afbeeldingsaftasting.
9. Afbeeldingsinrichting volgens conclusie 8, waarin de motorbesturingsorganen verder omvatten vinger-detectieorganen,. om te detecteren wanneer een vinger aanwezig is op het optisch element. 8420320