DE20109551U1 - Mobiltelephon - Google Patents
MobiltelephonInfo
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- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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Description
S 22.139 G-DE/ah DELSY Electronic Components AG 7. Juni 2001/ah
MOBILTELEPHON
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mobiltelephon.
Bei Mobiltelephonen, die auch als "Handys" oder als tragbare Telephone bezeichnet werden, stellt sich stets das Problem der eindeutigen Authentifizierung bzw. Identifizierung des rechtmäßigen Benutzers des Mobiltelephons. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß nur diejenige Person, der das Mobiltelephon gehört und/oder die zur Benutzung des Mobiltelephons autorisiert ist, in die Lage versetzt werden soll, sich des Mobiltelephons bedienen zu können.
In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß die zuverlässige Authentifizierung bzw. Identifizierung des berechtigten Benutzers eines Mobiltelephons insofern von weiter wachsender Bedeutung sein wird, als das Mobiltelephon bereits heutzutage zur Bezahlung von Waren und von Dienstleistungen, beispielsweise von Taxifahrten, einsetzbar ist; derartige Applikationen, deren Anzahl und deren Breite in Zukunft weiter wachsen wird, lassen sich unter dem Oberbegriff "m(obile)-commerce" subsumieren.
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Gerade bei finanziellen Transaktionen, aber beispielsweise auch zum Verhindern von Aktionen mit kriminellem Hintergrund, ist eine eindeutige Authentifizierung bzw. Identifizierung des autorisierten Benutzers des Mobiltelephone unerläßlich.
Hierzu ist bei konventionellen Mobiltelephonen das Eingeben einer beispielsweise vierstelligen Geheimnummer - des sogenannten PIN-Codes (PIN = personal identification number = persönliche Identifizierungsnummer) - über die Tastatur des Mobiltelephons erforderlich.
An diesem PIN-Verfahren ist allerdings zum einen zu bemängeln, daß das Eingeben einer derartigen Geheimnummer - bei inzwischen rund fünfzig Millionen allein in der Bundesrepublik Deutschland sich im Einsatz befindlichen Mobiltelephonen - naturgemäß nicht eindeutig sein kann,- zum anderen kann hierdurch die mißbräuchliche und/oder unautorisierte Verwendung eines Mobiltelephons dann nicht ausgeschlossen werden, wenn eine unberechtigte Person Kenntnis von der Geheimnummer erlangt hat, beispielsweise indem diese Person das Eingeben der Geheimnummer unbemerkt beobachtet oder diese Geheimnummer in einem Notizbuch oder dergleichen notiert vorfindet.
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Bedürfnissen und Notwendigkeiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mobiltelephon so weiterzubilden, daß dieses mit an absolute Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nur von hierzu autorisierten Personen betätigt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Mobiltelephon gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung mindestens eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation
mit mindestens einer Lichtquelle zum Beleuchten
und/oder zum Durchleuchten des vorderen Bereichs eines Fingers,
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
aufweist.
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
aufweist.
Dieser Lösung liegt gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung auf dem Gebiet der Mobiltelephone insofern ein völlig neues Prinzip zugrunde, als der Benutzer des Mobiltelephons mittels seines Fingerabdrucks authentifiziert wird. In diesem Zusammenhang ist allerdings zu berücksichtigen, daß ein Mobiltelephon bereits heutzutage eine relativ sichere Datenübertragung gewährleisten kann:
Sobald der Benutzer des Mobiltelephons
typischerweise durch Eingeben eines PIN-Codes - eine Transaktion, etwa im Rahmen einer Überweisung oder eines Aktienhandels, freigibt, werden die Daten auf sichere Weise verschlüsselt und übermittelt, wobei der Empfänger der Daten feststellen kann, ob die übertragenen Daten während der Übermittlung
typischerweise durch Eingeben eines PIN-Codes - eine Transaktion, etwa im Rahmen einer Überweisung oder eines Aktienhandels, freigibt, werden die Daten auf sichere Weise verschlüsselt und übermittelt, wobei der Empfänger der Daten feststellen kann, ob die übertragenen Daten während der Übermittlung
eingesehen, verändert und/oder in anderer Weise manipuliert wurden.
Dies geschieht durch sogenannte "digitale Signaturen", das heißt durch eine Autorisierung der Transaktion, wobei diese digitalen Signaturen von anerkannten "trusted third parties" ausgegeben werden; der Empfänger kennt die Kennung der SIM-Karte (SIM = Subscriber Identity Module), jedoch nicht den Benutzer, der die Transaktion ausgelöst hat.
Hinsichtlich dieser konventionellen Technik ist allerdings zu berücksichtigen, daß die eindeutige Authentifizierung bzw. Identifizierung des Benutzers insofern ein Problem darstellt, als diese Authentifizierung bzw. Identifizierung des Benutzers bislang lediglich über den PIN-Code und/oder über Paßwörter erfolgt. Hierbei erfolgt jedoch keine persönliche Authentifizierung bzw. Identifizierung des tatsächlich berechtigten Benutzers, denn jede sich im Besitz des PIN-Codes und/oder des Paßworts befindliche Person kann Transaktionen über das Mobiltelephon ausführen, so daß eine unwiderlegbare Zuordnung nicht möglich ist.
Vielmehr läßt sich eine unwiderlegbare Zuordnung zur berechtigten Person nur anhand eindeutiger Körpermerkmale, das heißt mittels biometrischer Verfahren erzielen, wobei sich die Auswertung des menschlichen Fingerabdrucks als am besten geeignet erweist (und im übrigen als einziges biometrisches Merkmal auch im Rahmen von Gerichtsverfahren anerkannt wird), denn von allen biometrischen Verfahren bietet die Erkennung des Fingerabdrucks das Höchstmaß sowohl an Benutzerfreundlichkeit als auch
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an Sicherheit.
Hingegen sind andere biometrische Verfahren, wie etwa die Iriserkennung und mit Einschränkungen auch die Gesichtserkennung, nicht nur technisch aufwendiger, sondern bergen auch die Gefahr eines ungewollten oder versehentlichen Auslösens, denn der Benutzer verhält sich hierbei passiv und das Auge oder das Gesicht des Benutzers wird vom entsprechenden Gerät ohne aktives eigenes Zutun des Benutzers aufgenommen.
Im Gegensatz dazu ist das Auflegen des vorderen Bereichs des Fingers auf eine Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation eine aktive und bewußte Handlung, so daß der Benutzer zu einem späteren Zeitpunkt nicht behaupten kann, er habe nicht gewußt, daß er mit seinem Finger eine Transaktion ausgelöst hat; hierdurch ist auch das Auftreten datenschutzrechtlicher Probleme ausgeschlossen.
Mithin gewährleistet eine in ein Mobiltelephon integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation eine höchste Ansprüchen genügende Sicherheit beim Ausführen von Transaktionen über mobile Netzwerke, wobei mit Hilfe des Fingerabdrucks die Authentizität bzw. die Identität des berechtigten Benutzers auf unwiderlegbare Weise garantiert ist. Hierdurch wird nicht nur die sichere Datenübertragung, sondern auch die berechtigte Auslösung und persönliche Zuordnung einer Transaktion ermöglicht.
Neben den vorstehend dargelegten Transaktionen, die in jedem Falle eine gesonderte Authentifizierung bzw.
Identifizierung erfordern, kann mittels der vorliegenden Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation auch "lediglich" das bloße Benutzen des Mobiltelephons zum Telephonieren gegen unbefugten Gebrauch geschützt werden:
Dazu wird zunächst beim Einschalten des Mobiltelephons anstelle des PIN-Codes der Fingerabdruck "abgefragt", das heißt angefordert. Um nun den unbefugten Gebrauch eines eingeschalteten, aber unbeaufsichtigten oder verlorengegangenen Mobiltelephons zu verhindern, kann zweckmäßigerweise nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne ein Schutz nach Art eines "Bildschirmschoners" einsetzen, der den Benutzer veranlaßt, sich erneut zu authentifizieren bzw. zu identifizieren.
Ein derartiges erneutes Authentifizieren bzw. Identifizieren erscheint - anders als ein erneutes Eingeben des PIN-Codes - insofern zumutbar, als nur ein kurzes Auflegen des Fingers auf die vorliegende Vorrichtung . zur daktyloskopischen
Personenauthentifikation oder -identifikation erforderlich ist; zusätzlich kann vor dem Ausführen einer Transaktion noch einmal der Fingerabdruck "abgefragt", das heißt angefordert werden.
Der Fachmann wird in bezug auf die vorliegende Erfindung insbesondere zu schätzen wissen, daß, sobald die Identität des Benutzers festgestellt ist, Transaktionen wie beim Verwenden von konventionellen PIN-Codes autorisiert werden können. Mithin kann zum Erhöhen der Sicherheit bei Mobiltelephon- sowie "m-commerce"-Anwendungen die vorliegende Vorrichtung
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zur daktyloskopisehen Personenauthentifikation oder -identifikation ohne signifikante Änderungen in bestehende Infrastrukturen implementiert werden.
Des weiteren kann die vorliegende Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation vollumfänglich in eine sogenannte "PKI" (= Public Key Infrastructure) integriert werden. Auch hierdurch wird eine schnelle Verbreitung und eine hohe Akzeptanz drahtloser Applikationen für den "e(lectronic)-commerce" sowie für den "m-commerce" über Mobiltelephone erzielt.
In diesem Zusammenhang ist eine Einbindung des sogenannten "Fingerprint-Matching" in eine "PKI" jedoch nicht zwingend erforderlich ist, weil dieses "Fingerprint-Matching" bereits auf der SIM-Karte des Mobiltelephons gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt und nicht von einer sogenannten externen "Certification Authority" durchgeführt wird.
Zum Realisieren der vorgenannten Anforderungen, Funktionen und Spezifikationen dient nun erfindungsgemäß die im Mobiltelephon integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen
Personenauthentifikation oder -identifikation (es können auch zwei oder mehr Vorrichtungen im vorliegenden Mobiltelephon implementiert sein), mittels derer Charakteristika (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks optisch aufgenommen und elektr(on)isch verarbeitet werden. Hierzu ist mindestens eine Lichtquelle zum Beleuchten und/oder zum Durchleuchten des vorderen Bereichs des Fingers vorgesehen.
In 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, werden die vom vorderen Bereich des Fingers kommenden optischen Abbilder desselben sensiert und im Anschluß daran in mindestens einer Verarbeitungseinheit weiterverarbeitet, in der die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt und ermittelt werden.
Mithin wird durch die vorliegende Erfindung auf überraschende Weise eine Personalisierung von Mobiltelephonen dergestalt ermöglicht, daß nur eine Person, die den vorderen Bereich des Fingers auf die Vorrichtung zur daktyloskopischen
Personenauthentifikation oder -identifikation aufgelegt hat und mittels ihres Fingerabdrucks als authentifiziert bzw. als autorisiert gilt, das Mobiltelephon betätigen kann.
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Berechtigung der jeweiligen Person nach Auflegen des vorderen Bereichs des Fingers auf die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung, die beispielsweise eine Ausdehnung von etwa 12,7 Millimetern oder von etwa 19 Millimetern oder von etwa 25,4 Millimetern aufweisen kann, überprüft und ausschließlich im positiven Falle das Mobiltelephon zur Benutzung freigegeben wird; demzufolge ist jegliche unberechtigte Benutzung oder jeglicher Mißbrauch durch unbefugte, das heißt daktyloskopisch nicht authentifizierte bzw. nicht identifizierte Personen ausgeschlossen.
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In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß die Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation strengste Anforderungen hinsichtlich Funktionalität und Robustheit zu erfüllen hat, denn die im Mobiltelephon implementierte Vorrichtung ist starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt und hat auch im Außenbereich bei Regen oder bei hohen Temperaturschwankungen funktionstüchtig zu bleiben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung im Bereich des Displays des Mobiltelephons, insbesondere seitlich des Displays und/oder unterhalb des Displays angeordnet. Eine derartige Anordnung der Vorrichtung ist ergonomisch vorteilhaft.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann die Vorrichtung auch im Bereich der Tastaturabdeckung des Mobiltelephons, und hierbei insbesondere im unteren Bereich der Tastaturabdeckung des Mobiltelephons angeordnet sein.
Wenn das vorliegende Mobiltelephon in besonders erfinderischer Weise weitergebildet werden soll, so ist die Vorrichtung alternativ oder zusätzlich zum Eingeben von relativen Koordinaten, insbesondere zum graphischen Eingeben von Lageinformationen in der Ebene, mittels mindestens eines Eingabemittels, beispielsweise mittels mindestens eines Fingers und/oder mittels mindestens eines stab- oder stiftförmigen Gegenstands, ausgelegt; hierbei können die relativen Koordinaten zweckmäßigerweise durch die Lage der optischen Abbilder bestimmt sein.
Dieses optionale Merkmal ist im Hinblick darauf zu sehen, daß die Vorrichtung zusätzlich zur Fingerabdruckerkennung noch zur Übernahme von Zusatzfunktionen ausgelegt ist, was im Hinblick auf Kosteneffizienz und auf den bei Mobiltelephonen zur Verfügung stehenden beschränkten Raum von höchster Bedeutung ist.
Auf diese Weise kann die Vorrichtung als sogenanntes "Optical Touchpad" dienen und somit die Cursortasten und/oder das "Scrollwheel" bei WAP-fähigen Mobiltelephonen überflüssig machen (WAP = Wireless Application Protocol = drahtloses Anwendungsprotokoll).
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Mobiltelephons gemäß der vorliegenden Erfindung dient als Basis die als optischer Sensor mit mindestens einer externen Lichtquelle ausgebildete Vorrichtung, wobei der optische Sensor pixelorientiert (mit beispielsweise etwa 240 Pixeln mal etwa 360 Pixeln entsprechend einer aktiven Fläche von etwa zwölf Millimetern mal etwa achtzehn Millimetern) die Umgebung scannt und entsprechende Bilder aufnimmt.
Demzufolge werden durch diesen optischen Sensor Objektbewegungen registriert, die als unmittelbare Eingabeaktion gewertet werden. Hierbei existieren für das Mobiltelephon verschiedene, auch miteinander kombinierbare Modi:
Cursormodus:
Beim unmittelbaren Simulieren einer (Computer-)Maus mittels der Sensoroberfläche wird die Cursorposition
durch eine Finger- oder Stiftbewegung auf der Oberfläche des optischen Sensors berechnet und mit mindestens einer entsprechenden Logikschaltung simultan an ein angeschlossenes System übertragen; hierbei ist die Benutzung des Fingers genauso möglich wie der Einsatz eines Stiftes.
In diesem Zusammenhang kann nun eingestellt werden, ob sich die Cursorposition durch die Bewegung des Objekts (Finger, Stift, ...) statisch oder relativ ändert. In letzterem Falle, das heißt bei relativer Organisation hängt die Geschwindigkeit des Cursorzeigers vorzugsweise logarithmisch von der Schnelligkeit der Bewegung ab.
Zweckmäßigerweise wird die Simulation der Maustasten bei der vorliegenden Erfindung durch mindestens eine schnelle Berührung des optischen Sensors ermöglicht; auch ist mittels eines entsprechenden Einbaumoduls eine benachbarte Anbringung von Schaltern möglich, so daß durch Tippen auf den optischen Sensor das gesamte Sensormodul gekippt werden kann, um mindestens einen Mausklick auszulösen.
Scrollmodus:
Beim (unmittelbaren) Simulieren eines Scrollrades mittels der Sensoroberfläche wird die Geschwindigkeit und/oder die Richtung der Scrollfunktionalität durch die Bewegung des Objekts (Finger, Stift, ...) auf dem optischen Sensormodul ermittelt; der Einsatz der Schalter innerhalb des entsprechenden Einbaumoduls kann für den Scrollmodus als Scrollsignal genutzt werden.
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So kann beispielsweise zum Steuern von WAP-Funktionen (WAP = Wireless Application Protocol) in einem Mobiltelephon auf GPRS-Basis (GPRS = General Packet Radio Service) oder auf GSM-Basis (GSM = Global System for Mobile communication) anstelle des herkömmlichen Rädchens ein optischer Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gelangen. Bei einer exemplarischen Ausdehnung von beispielsweise zwölf Millimeter auf beispielsweise achtzehn Millimeter ersetzt der optische Sensor dann das herkömmliche Rädchen in seinem vollen Funkt ionsumfang.
Auch hier ist der Funktionsumfang derselbe wie bei konventionellen Touchpads zum Eingeben von relativen Koordinaten; diese sind dadurch leistungsfähiger als ein normales mechanisches Rad; insbesondere entfallen durch den Einsatz des vorliegenden optischen Sensors mechanische Nachteile, wie etwa Verklemmen, Verschmutzen oder Ausfallen mechanischer Teile, vollständig; auch hat der vorliegende optische Sensor in seinem Preis-Leistungsverhältnis wesentliche Vorteile gegenüber konventionellen mechanischen Komponenten.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung kann das Auswerten der durch den optischen Sensor in vollem Leistungsumfang zur Verfügung gestellten biometrischen Daten auch auf der SIM-Karte (SIM = Subscriber Identification Module) des Mobiltelephons erfolgen, so daß ein Mißbrauch der biometrischen Daten ausgeschlossen ist.
Abtastmodus:
Beim Abtasten der Bewegung anhand von Merkmalen an der Sensoroberfläche wird der optische Sensor unterhalb mindestens einer Bedienungseinheit positioniert und tastet die Oberfläche ab; durch die Bewegung des Objekts (Finger, Stift, ...) wird dann ähnlich wie beim Cursormodus der Cursorzeiger definiert bewegt.
Authentifizierungs- bzw. Identifizierungsmodus:
Beim Einsatz der Oberfläche des optischen Sensors zum Authentifizieren bzw. zum Identifizieren einer Person wird anhand des Fingerabdrucks der betreffenden Person erkannt, ob die Person als Benutzer zur Interaktion mit dem dem optischen Sensor zugeordneten Mobiltelephon berechtigt ist.
In diesem Zusammenhang wird der Fachmann auf dem Gebiet der Sicherheitstechnik insbesondere zu schätzen wissen, daß dies synchron mit dem Bedienen des "Sensorcursors" erfolgt und keine weitere Benutzerinteraktion erfordert; mit diesen Merkmalen wird das gesamte Mobiltelephonsystem passiv vor unbefugtem Zugriff geschützt.
Wenn die vorliegende Vorrichtung zum Eingeben von relativen Koordinaten, insbesondere zum graphischen Eingeben von Lageinformationen in der Ebene, in besonders erfinderischer Weise weitergebildet werden soll, so dient die optisch empfindliche Sensorfläche einer Größe von beispielsweise zwölf Millimeter auf beispielsweise achtzehn Millimeter beim Einsatz eines sogenannten "Touchpen" als Arbeitsfläche bzw. als sogenanntes "Touchpad", um die Bewegungen des Fingers bzw. des Stiftes verfolgen und die Steuerung des
sogenannten "Desktops" auf dem Display des Mobiltelephons bewerkstelligen zu können; hierbei ist der Funktionsumfang zumindest der gleiche wie bei konventionellen Touchpads.
Die Funktionsweise der vorliegenden Vorrichtung unterscheidet sich von konventionellen Touchpads hingegen dadurch, daß das Registrieren der Bewegungen des Objekts (Finger, Stift, ...) durch eine optische Tastung des Objekts erfolgt. Als erfindungswesentliche Eigenschaft ist in diesem Zusammenhang hervorzuheben, daß die Oberfläche des optischen Sensors durch den optionalen Einsatz mindestens einer nachstehend noch näher zu beschreibenden Fiberglasplatte in Form eines faseroptischen Bereichs eine extrem hohe Belastbarkeit aufweist, so daß für die Bewegungsabläufe ohne weiteres auch Stifte, Kugelschreiber oder dergleichen eingesetzt werden können.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung besteht bei der vorliegenden Vorrichtung zum Eingeben von relativen Koordinaten die Möglichkeit, mindestens eine Unterschrift bzw. mindestens eine Signatur einzulesen und/oder zu vergleichen, so etwa indem die Unterschrift bzw. die Signatur im Original geleistet und dann in der mindestens einen Speichereinheit der Vorrichtung abgespeichert wird.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu besteht auch die erfindungswesentliche Möglichkeit, mindestens eine Unterschrift bzw. mindestens eine Signatur von einer Bankkarte, Kreditkarte, Scheckkarte, SmartCard oder dergleichen vorab in die Speichereinheit der
vorliegenden Vorrichtung einzulesen.
Beim Vergleichen kann dann auf der vorliegenden Vorrichtung entweder mindestens eine Originalunterschrift bzw. mindestens eine Originalsignatur geleistet werden oder aber von der Bankkarte, Kreditkarte, Scheckkarte, SmartCard oder dergleichen die;·' sich darauf befindliche Unterschrift bzw. Signatur ausgelesen und mit dem in der Speichereinheit der vorliegenden Vorrichtung gespeicherten Wert verglichen werden.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung des vorliegenden Mobiltelephons ist ohne nennenswerte Zusatzkosten mindestens ein Kameramodul, insbesondere mindestens ein Videokameramodul, in die Vorrichtung integrierbar, wobei die beispielsweise mindestens eine speziell geschliffene Linse aufweisende Optik des Kameramoduls exemplarisch einen Durchmesser von etwa 2,5 Millimeter oder eine Fläche von etwa 2,5 Millimeter auf etwa 2,5 Millimeter aufweisen kann.
Das Kameramodul, dessen Optik beispielsweise in Richtung des vorderen Bereichs des Fingers angeordnet ist und/oder beispielsweise auch für die Gesichtserkennung ausgelegt ist, kann hierbei in einen weiter unten noch zu erläuternden faseroptischen Bereich integriert sein; alternativ oder in Ergänzung hierzu kann die Optik des Kameramoduls im Bereich eines weiter unten noch zu erläuternden Überfahrbereichs angeordnet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung als auf das Mobiltelephon aufsteckbares Zusatzmodul
ausgebildet. Hierdurch werden die Einsatzbereitschaft sowie die Flexibilität in der Handhabung der vorliegenden Erfindung in signifikanter Weise gesteigert.
Unabhängig hiervon oder in Verbindung mit dem Kameramodul und/oder mit dem aufsteckbaren Zusatzmodul werden die Einsatzbereitschaft sowie die Flexibilität der vorliegenden Erfindung auch dadurch gesteigert, daß das vorliegende Mobiltelephon gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung in Form mindestens einer Fernbedienung, beispielsweise in bezug auf ein interaktives Fernsehsystem oder in bezug auf eine Kraftfahrzeugschließanlage, eingesetzt werden kann.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung batteriebetrieben. Dies folgt schon allein aus der Tatsache, daß das Mobiltelephon - beispielsweise am Körper - mitgeführt, das heißt transportiert werden muß, so daß sich die Notwendigkeit einer mobilen elektrischen Spannungsversorgung stellt.
In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, der Verarbeitungseinheit mindestens eine Akkumulatoreinheit, insbesondere mindestens eine Akkumulatoreinheit auf Lithiumbasis, zur elektrischen Spannungsversorgung zuzuordnen. In bevorzugter Weise ist der Vorrichtung die Akkumulatoreinheit und/oder die Batterieeinheit zugeordne, die auch das Mobiltelephon selbst mit elektrischer Spannung versorgt.
Eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers und mithin besonders zuverlässige Ergebnisse der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung abstrahlbar sein.
Demzufolge wird beim vorliegenden Mobiltelephon mittels der Vorrichtung eine ausreichende, zuverlässige Ergebnisse zeitigende Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers ermöglicht, bei der des weiteren sowohl die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung vollständig einsehbar als auch der Vorgang der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation für die zu authentifizierende bzw. 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung bzw. der die Vorrichtung steuernde Algorithmus an die jeweiligen Lichtverhältnisse anpaßt.
Hierzu ist beim Mobiltelephon 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
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
Umgebungslichtverhaltnisse, 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
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.
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
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Sonneneinstrahlung, Dämmerlicht, diffuses Licht, Gaslicht, Mondschein, künstliche Beleuchtung, ...) die benötigte Lichteinstrahlung zur Verfügung zu stellen und mithin kontrastreiche sowie tiefenscharfe Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zu erhalten.
Insbesondere sind mit der adaptiven Lichtregelung Beleuchtungsstärken von null Lux bis etwa 40.000 Lux realisierbar, wobei letzterer Beleuchtungsstärkewert in etwa einer direkten Sonneneinstrahlung entspricht. Die mit dieser adaptiven Lichtregelung erzielbaren Ergebnisse weisen gegenüber konventionellen Beleuchtungssystemen mit Dauerlicht eine Kontrastund 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 100 Millisekunden dosieren kann und zur Verfügung stellt, so daß bei allen denkbaren Lichtverhältnissen eine nahezu gleichbleibende Bildqualität erhaltbar ist.
Mithin ist der erfindungswesentliche Vorteil des vorliegenden Mobiltelephons 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 Personenauthentifikation oder -identifikation 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 Unscharfen sowie auch teilweise Überbelichtungen resultieren.
Im Gegensatz dazu ermöglicht die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 (sogenannte "Minuzien") 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.
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
und zwar für jeden ihrer Bereiche - die erforderliche Lichtmenge anfordern, was insbesondere dann in
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vorzüglicher Weise funktioniert, wenn das
Auswertemodul der Steuerungsmittel einheitlich mit
der Auswerteeinheit und/oder als Teil der Auswerteeinheit ausgebildet ist.
Konventionelle Vorrichtungen zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation können dies nicht leisten, weil derartige bekannte Vorrichtungen (vgl. deutsche Offenlegungsschrift DE 44 04 918 Al) - 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
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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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbesserbar.
Gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung des vorliegenden Mobiltelephons ist dessen Vorrichtung für den Übergang in einen Ruhezustand ausgelegt. Dies ist insofern von Vorteil, als die zum Betreiben der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung erforderliche elektrische Spannung aus Batterien (Akkumulatoreinheit,· vgl. oben), gegebenenfalls ergänzend auch mit Hilfe von Solarkollektoren bezogen wird, so daß diesbezügliche Einsparpotentiale durch Vorsehen eines Ruhezustands hochwillkommen sind.
Hierzu kann zweckmäßigerweise mindestens eine kapazitive, vorzugsweise in die Steuerungsmittel integrierte Schaltung vorgesehen sein, mittels derer die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den Ruhezustand (= sogenannter "Sleep"-Modus) übergeht und mittels derer die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung bei Auflegen bzw. bei Überstreichen mit dem vorderen Bereich des Fingers wieder "aufgeweckt" wird, das heißt wieder in einen betriebsbereiten Zustand übergeht.
Sogesehen kann in der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung sowohl eine "Sleep"-Funktion als auch eine "Wake Up"-Funktion implementiert sein, wobei die kapazitive Schaltung zweckmäßigerweise so ausgelegt sein sollte, daß die sich im Ruhezustand befindliche, im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung innerhalb eines Zeitraums von etwa zehn Millisekunden bis etwa 100 Millisekunden aktivierbar ist.
Wenn die vorliegende Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weitergebildet werden soll, so ist in der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung mindestens ein faseroptischer Bereich vorzusehen, durch den die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zur Abtasteinheit transportierbar sind.
Um einen ordnungsgemäßen Transport des vom vorderen Bereich des Fingers stammenden Lichts durch den optional vorgesehenen faseroptischen Bereich zur
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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.
Wenn der Transport des vom vorderen Bereich des Fingers stammenden Lichts zur Abtasteinheit optimiert werden soll, so weisen die Fasern des faseroptischen Bereichs gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung eine sich in Richtung zur Abtasteinheit hin verjüngende Gestalt auf, das heißt die Dicke der Fasern ist insofern variabel, als diese Dicke vom dem vorderen Bereich des Fingers zugeordneten Bereich zur Abtasteinheit hin vorzugsweise kontinuierlich abnimmt.
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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung vorgesehen, während die in der anderen Richtung angeordneten Fasern des faseroptischen Bereichs zweckmäßigerweise zum Transport der optischen Abbilder des vorderen Bereichs 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 das Anordnen 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 des vorliegenden Mobiltelephons 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
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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 des vorliegenden Mobiltelephons 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 eines etwaigen ergänzend anzuordnenden 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, weil 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.
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.
Um die in der Vorrichtung des Mobiltelephons integrierte, vorstehend dargelegte "Sleep"-Funktion wie auch die in der Vorrichtung des Mobiltelephons integrierte, vorstehend dargelegte "Wake Up"-Funktion in besonders erfinderischer Weise zu implementieren, können sich zu einem Geflecht oder Gitter zusammensetzende Ausnehmungen, insbesondere in Form von Bahnen und/oder in Form von Linien, in den faseroptischen Bereich vorzugsweise mittels Säure eingeätzt sein, wobei in diese Ausnehmungen mindestens ein Metall, insbesondere Chrom, einfüllbar
ist, so daß das Metall, insbesondere Chrom, in die Ausnehmungen portiert.
Der Einsatz von Chrom ist hierbei aufgrund der günstigen Eigenschaften dieses Metalls zu bevorzugen, denn Chrom ist sowohl chemisch beständig als auch mechanisch beständig, wobei durch die Ausnehmungen nur ein sehr geringer Abrieb bewirkt wird.
Auf diese Weise ist der faseroptische Bereich mit einem Chromgeflecht oder Chromgitter beschichtet, durch das nicht nur der sogenannte "kapazitive Start" der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung implementierbar ist, sondern auch ein Erdungseffekt sowie eine Ableitung der durch den vorderen Bereich des Fingers transportierten elektrostatischen Aufladung, das heißt ein wirksamer ESD-Schutz (ESD = electrostatic discharge = elektrostatische Entladung) mittels einer hierfür ausgelegten Elektronik bewirkbar sind.
Zweckmäßigerweise weisen die Ausnehmungen eine Breite von etwa fünf Mikrometer auf; da nun die Fasern des faseroptischen Bereichs einen Durchmesser von etwa sechs Mikrometer und die Pixel auf der Abtasteinheit eine Dimensionierung von etwa fünfzig Mikrometer auf etwa fünfzig Mikrometer aufweisen können, bedingt das Chromgeflecht oder Chromgitter keine merkliche Verminderung der Qualität der erhaltbaren optischen Abbilder; auch der durch das Chromgeflecht oder Chromgitter bewirkte Verlust an Helligkeit beträgt weniger als fünf Prozent.
In bezug auf die Topologie der dargelegten Beschichtung weist der faseroptische Bereich gemäß
einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung mindestens eine aktive Zone und mindestens eine passive Zone auf, wobei zweckmäßigerweise zwei aktive Zonen vorgesehen sind, zwischen denen eine passive Zone angeordnet ist.
In diesem Zusammenhang dienen die vorzugsweise in etwa rechteckförmig ausgebildeten aktiven Zonen einer Auslösung des vorstehend beschriebenen kapazitiven Starts, der nur dann erfolgt, wenn der vordere Bereich des Fingers in korrekter Weise positioniert ist, das heißt wenn der vordere Bereich des Fingers beide aktiven Zonen gleichzeitig berührt bzw. auf beiden aktiven Zonen gleichzeitig aufliegt.
Im Gegensatz dazu weist die zweckmäßigerweise eine größere Fläche als die aktive Zone einnehmende, vorzugsweise in etwa rechteckförmig ausgebildete passive Zone keine elektrische Funktion auf, sondern dient dazu, die optischen Eigenschaften über den gesamten faseroptischen Bereich gleichmäßig zu erhalten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen dem Rand der aktiven Zone und dem Rand der passiven Zone in etwa fünfzig Mikrometer, um angesichts eines exemplarischen Durchmessers der Fasern des faseroptischen Bereichs von etwa sechs Mikrometer und einer exemplarischen Dimensionierung der Pixel auf der Abtasteinheit von etwa fünfzig Mikrometer auf etwa fünfzig Mikrometer keine unnötigen Trennlinien in den optischen Abbildern hervorzurufen.
Um eine einfache Positionierung des faseroptischen
Bereichs zur Abtasteinheit zu bewerkstelligen, kann die Breite der aktiven Zone und der passiven Zone zumindest gleich groß wie und insbesondere geringfügig größer als die Breite der Abtasteinheit gewählt werden, beispielsweise indem die Breite der aktiven Zone und der passiven Zone in etwa dreizehn Millimeter und die Breite der Abtasteinheit in etwa zwölf Millimeter beträgt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist das Geflecht oder Gitter und hierbei insbesondere die aktive Zone mittels mindestens einer Leiterbahn mit mindestens einem zugeordneten Kontakt vorzugsweise von der Oberseite her "gebonded" und/oder vorzugsweise galvanisch verbunden, der zweckmäßigerweise eine Ausdehnung von etwa einem Millimeter bis etwa zwei Millimeter aufweist.
Hierbei sind vorteilhafterweise mehrere, beispielsweise zehn zueinander beabstandet angeordnete Leiterbahnen, insbesondere Chrombahnen vorgesehen, die praktischerweise zumindest partiell miteinander verbunden sind und hierdurch eine hohe Redundanz der Verbindung zu den zugeordneten Kontakten gewährleisten.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung des vorliegenden Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -Identifikation ist die der Abtasteinheit zugewandte Seite des faseroptischen Bereichs mit mindestens einer insbesondere alphanumerischen Kennung versehen.
Eine derartige Kennung zeitigt insbesondere im Falle
eines Ausfallens oder Versagens der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung wesentliche Vorteile, denn in diesem Falle kann anstelle einer - ansonsten üblichen, im Falle eines Ausfallens oder Versagens aber nicht mehr auslesbaren (--> unter anderem Probleme bei einem Garantiefall) - digitalen Personalisierung der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung zumindest eine eindeutige Authentifikations- bzw. Identifikationsnummer oder dergleichen in den Datensatz aufgenommen werden.
In diesem Zusammenhang kommt der vorliegenden Erfindung die Tatsache zugute, daß die im Mobiltelephon integrierte Vorrichtung im wesentlichen auf dem Prinzip des optischen Sensors basiert, so daß die Kennung optisch gelesen und in den zu übergebenden Datensatz eingebaut werden kann.
Mithin ist durch das Vorsehen einer derartigen Kennung ein weiteres optionales Sicherheitsmerkmal bereitgestellt, wobei im Falle einer erforderlich werdenden Garantieleistung das Auslesen der Kennung durch den faseroptischen Bereich hindurch auch mittels eines Mikroskops oder dergleichen vorgenommen werden kann.
Die - beispielsweise beim Einsetzen der Lichtquellen aufgebrachte - Kennung ist zweckmäßigerweise der jeweiligen, im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung, insbesondere dem zur jeweiligen Vorrichtung gehörigen Anwender oder Kunden (--> Spezialkennung) , zugeordnet und ist von der von der Abtasteinheit abgewandten Seite des faseroptischen Bereichs aus nicht mehr erreichbar, insbesondere nicht veränderbar oder anderweitig manipulierbar.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung des vorliegenden Mobiltelephons ist die Abtasteinheit in mindestens einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung zu überstreichenden Überfahrbereich angeordnet, wobei der Überfahrbereich vorzugsweise schlitzförmig ausgebildet und vorzugsweise von zwei Schmalseiten sowie von zwei Langseiten begrenzt sein kann.
Hierbei verlaufen die Langseiten zweckmäßigerweise quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung sowie zu den Schmalseiten und sind zweckmäßigerweise um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten ausgebildet.
Bei dieser Ausgestaltung des optional vorgesehenen Überfahrbereichs erfolgt 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, die durch das Überstreichen des zweckmäßigerweise optisch durchlässig ausgebildeten Überfahrbereichs mit dem vorderen Bereich des Fingers definiert ist.
Hierdurch nimmt die Abtasteinheit nur sehr wenig Platz ein und kann kompakt im Überfahrbereich untergebracht werden, so daß die Vorrichtung problemlos im Mobiltelephon integriert werden kann.
Durch den verminderten Materialaufwand und durch die raumsparende Ausgestaltung ist auch eine erhebliche
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Kosteneinsparung erzielbar, durch die nicht nur die Vorrichtung selbst, sondern auch das Mobiltelephon, in dem die Vorrichtung integriert ist, preisgünstig und damit auch auf internationalen Märkten wettbewerbsfähig ist.
Die Vorrichtung ist in besonders vorteilhafter Weise im Mobiltelephon 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.
Wenn das vorliegende Mobiltelephon 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.
Die Vorrichtung ist in besonders vorteilhafter Weise im Mobiltelephon implementierbar, wenn der faseroptische Bereich im Überfahrbereich vorgesehen ist und hierbei in vorteilhafter Weise 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.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung des vorliegenden Mobiltelephons 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 Weiterbildung 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 daktyloskopisehen Authentifikations- bzw. 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.
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
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und/oder die seitlich oder ringförmig, hierbei insbesondere im wesentlichen gleichmäßig verteilt, um den Überfahrbereich herum angeordnet sein können.
Im Hinblick auf den vorstehend bereits angesprochenen Aspekt des optischen Erkennens der charakteristischen Merkmale (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, ist gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung mindestens eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Geschwindigkeit und/oder der Position des vorderen Bereichs des Fingers vorgesehen.
Durch das Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeit und/oder der jeweiligen Position des vorderen Bereichs des Fingers können die einzelnen aufgenommenen optischen Abbilder zu einem sinnvollen, die daktyloskopische Personenauthentifikation oder -identifikation erlaubenden Gesamtbild zusammengesetzt werden.
In diesem Zusammenhang kann die Ermittlungseinrichtung in bevorzugter Weise durch mindestens eine der Lichtquellen gebildet sein, wobei die Lichtquelle das Licht zweckmäßigerweise im wesentlichen in Überfahrrichtung emittieren sollte. Dies ermöglicht eine Entfernungsmessung oder Beobachtung bzw. Peilung mittels des aus der Lichtquelle austretenden Lichts, beispielsweise gemäß einem Verfahren aus der Meß- oder Regeltechnik.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann die Ermittlungseinrichtung zu im wesentlichen denselben Zwecken
mindestens ein induktives Element und/oder
mindestens ein kapazitives Element und/oder
mindestens ein flächig ausgedehntes Lichtelement aufweisen.
mindestens ein kapazitives Element und/oder
mindestens ein flächig ausgedehntes Lichtelement aufweisen.
Ein Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeit und/oder der jeweiligen Position des vorderen Bereichs des Fingers wird in diesem Zusammenhang insbesondere dann begünstigt, wenn die Ermittlungseinrichtung in etwa schlitzförmig und/oder in etwa streifenförmig ausgebildet ist und/oder wenn sich die Ermittlungseinrichtung in etwa rechtwinklig zum Überfahrbereich, im speziellen in etwa in Überfahrrichtung, erstreckt.
Gemäß einer besonders erfindungswesentlichen Weiterbildung des vorliegenden Mobiltelephons 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
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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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 Personenauthentifikation oder -identifikation die die Hautleisten oder Papillarlinien tragende Oberfläche des vorderen Bereichs des Fingers auf den faseroptischen Bereich aufgelegt bzw. 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 im Rahmen des Mobiltelephons ein äußerst sensibles Instrument zur daktyloskopischen Authentifikation oder 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.
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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 Personenauthentifikation oder -identifikation zu bewerkstelligen.
Während also die Auswerteeinheit, die beispielsweise als mindestens ein elektronischer Schaltkreis, insbesondere als mindestens ein ASIC (= Application-Specific Integrated Circuit
anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) ausgebildet ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Charakteristika (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt, (zwischen)speichert die Speichereinheit, die beispielsweise als mindestens eine Chipeinheit, insbesondere als mindestens ein SIM (= Subscriber Identification Module), ausgebildet ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die optischen Abbilder sowie personenspezifische Daten, insbesondere daktyloskopische Daten, elektronisch.
anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) ausgebildet ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Charakteristika (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt, (zwischen)speichert die Speichereinheit, die beispielsweise als mindestens eine Chipeinheit, insbesondere als mindestens ein SIM (= Subscriber Identification Module), ausgebildet ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die optischen Abbilder sowie personenspezifische Daten, insbesondere daktyloskopische Daten, elektronisch.
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die im Mobiltelephon enthaltene SIM-Karte im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine besonders wichtige Funktion innehat. Die SIM-Karte ist Eigentum des Mobilfunkbetreibers bzw. des Netzwerkproviders und enthält Informationen bezüglich des jeweiligen Mobiltelephonkunden.
Hierbei macht die SIM-Karte den Benutzer von einem
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bestimmten Mobiltelephonapparat insofern unabhängig, als mit der SIM-Karte jedes beliebige Mobiltelephon betrieben werden kann, sofern es nicht mit einem temporären oder permanenten "SIM-Lock" versehen ist (unter einem "SIM-Lock" wird eine zwingende Verknüpfung zwischen einer bestimmten SIM-Karte und einem bestimmten Mobiltelephonapparat verstanden; diese Verknüpfung ist nur durch den Mobilfunkbetreiber bzw. durch den Netzwerkprovider aufhebbar, nicht jedoch durch den Benutzer).
Die SIM-Karte autorisiert mobile Datenübertragungen im Namen des auf der SIM-Karte registrierten Kunden und stellt sicher, daß die Gesprächskosten dem zugehörigen Kunden in Rechnung gestellt werden. Dies schützt allerdings keineswegs vor Mißbrauch, weil jede Person, die in Besitz der SIM-Karte gelangt, diese in vollem Umfang nutzen kann.
Der zugehörige PIN-Code (PIN = personal identification number = persönliche Identifizierungsnummer) kann ebenfalls von Unbefugten kopiert oder entwendet werden, so daß die Authentizität bzw. die Identität des Benutzers konventionellerweise nicht überprüfbar ist.
Durch das "fingerprint matching" unmittelbar auf der SIM-Karte kann die Authentizität bzw. die Identität des Benutzers auf sichere und unwiderlegbare Weise überprüft werden. Dazu wird die Funktion der SIM-Karte gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wie folgt erweitert:
Die SIM-Karte ist vom Hersteller zunächst mit einem PIN-Code ausgestattet, der dem Kunden mitgeteilt
wird. Bei der erstmaligen Benutzung des Mobiltelephone durch den berechtigten Benutzer wird dieser nach Eingeben des PIN-Codes zur Registrierung seines Fingerabdrucks aufgefordert: Hierzu legt der Kunde seinen Finger auf die im Mobiltelephon integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation auf; der PIN-Code wird nun durch das Fingerabdruckmuster (sogenanntes "fingerprint template") ersetzt, das auf der SIM-Karte gespeichert wird.
Von nun an erfolgt bei jeder Authentifizierung bzw. bei jeder Identifizierung ein Vergleich (sogenanntes "matching") des auf die Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation aufgelegten Fingers mit der auf der SIM-Karte gespeicherten Information. Dieses "Matching" findet auf der SIM-Karte statt, das heißt es erfolgt kein Datenaustausch mit der SIM-Karte oder gar nach außen.
Hierdurch wird eine sehr große Sicherheit dahingehend gewährleistet, daß der Benutzer des Mobiltelephons auch derjenige ist, für den er sich ausgibt. Jede Transaktion über das Mobiltelephon, die eine Authentifizierung erfordert, wird nur dann autorisiert, wenn sich der Benutzer erfolgreich als berechtigter Benutzer authentifiziert bzw. identifiziert.
Diese Sicherheit kann noch dadurch erhöht werden, daß der Übergang vom PIN-Code auf das "Fingerprint-Template" nur ein einziges Mal zulässig ist und auch nur ein einziges Mal von der SIM-Karte ausgeführt wird; gegebenenfalls kann auch die
Änderung bei Abschluß eines Lizenzvertrags unmittelbar vom Mobilfunkbetreiber bzw. vom Netzwerkprovider im geschützten Bereich der SIM-Karte gespeichert werden.
Wenn die vorliegende Erfindung in besonders erfinderischer Weise weitergebildet werden soll, so bietet es sich an, den Zugang zur Mailbox des Mobiltelephons nur nach erfolgreicher Authentifizierung mittels des Fingerabdrucks zu ermöglichen; auch bietet es sich an, die persönlichen Einstellungen des Mobiltelephons ebenfalls auf der SIM-Karte zu speichern, so daß diese persönlichen Einstellungen mittels des Fingerabdrucks nur vom berechtigten Benutzer geändert werden können.
Des weiteren wird durch die vorliegende Erfindung die Integration einer Zahlungs- und Kreditkartenfunktion in ein Mobiltelephon ermöglicht. Hierzu gibt es beispielsweise die folgenden drei Möglichkeiten:
Durch Anwahl einer speziellen Telephonnummer kann eine Bezahlung und Abrechung über die Telephongebühren des Service-Providers erfolgen; zur Bestätigung kann ein erneutes "Fingerprint-Matching" erforderlich gemacht werden, worauf allerdings verzichtet werden kann, wenn die Benutzung des Mobiltelephons bereits ausreichend geschützt ist.
Für eine sichere Übermittlung von Kreditkarteninformationen lassen sich auf der SIM-Karte beispielsweise bis zu fünf EC-/Kreditkarten speichern. Eine Zahlung erfolgt, indem der Benutzer aus einem Menü die gewünschte Zahlungsform auswählt sich durch "Fingerprint-Matching" authentifiziert;
die jeweiligen Kreditkartendaten werden dann von der SIM-Karte an den Empfänger übermittelt, ohne daß die Kreditkartennummer für Dritte erkennbar wird.
Bei Zahlung etwa im Restaurant werden die Informationen vom Mobiltelephon aus mittels der Bluetooth-Technologie an ein geeignetes Kreditkartenlesegerät mit Empfangsschnittstelle, insbesondere mit Bluetooth-Empfangsschnittstelle, im Restaurant übermittelt.
In bezug auf die vorstehend dargelegten Applikationen gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich feststellen, daß die erhöhte Sicherheit durch das "fingerprint matching" insofern Nutzen für alle Beteiligten generiert, als bei diesen ein starkes Vertrauen in die Sicherheit des sogenannten "m(obiIe-)commerce" bzw. des sogenannten mobilen "e(lectronic-)commerce" geschaffen wird, was zu einer breiteren Angebotspalette wie auch zu einer höheren Kundenakzeptanz, zu einer daraus resultierenden verstärkten Nutzung und demzufolge zu höheren Umsätzen für alle Beteiligten führt; auch entstehen durch die erhöhte Sicherheit geringere Verluste durch Betrug und durch Mißbrauch.
Das "fingerprint matching" auf der SIM-Karte mittels der in das vorliegende Mobiltelephon integrierten Vorrichtung kann als Schlüsseltechnologie für den sogenannten "m(obiIe-)commerce" bzw. für den sogenannten mobilen "e(lectronic-)commerce" angesehen werden, denn die Erfahrung lehrt, daß es ohne ausreichende Sicherheit schwerfällt, eine breite Akzeptanz für mobile Transaktionen zu schaffen.
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß dem vorhergesagten exponentiellen Wachstum des sogenannten "m(obiIe-)commerce" bzw. des sogenannten mobilen "e(lectronic-)commerce" erst mit Bereitstellung der vorliegenden, anerkannt sicheren Vorrichtung zur daktyloskopischen
Personenauthentifikation oder -identifikation keine Grenzen mehr gesetzt sind.
Mithin genügt kein anderes System den hohen Anforderungen an Funktionalität und Robustheit annähernd so gut wie die in das vorliegende Mobiltelephon integrierte Vorrichtung; andere Sicherheitselemente, wie etwa SmartCards oder dergleichen, erhöhen zwar die Sicherheit durch Hinzufügen einer weiteren Komplexität, jedoch bieten sie letztendlich ebenfalls keine völlige Sicherheit, denn sie können - ebenso wie Paßwörter oder PIN-Codes (PIN = personal identification number = persönliche Identifizierungsnummer) - gestohlen und/oder weitergegeben werden; demzufolge können SmartCards oder dergleichen allenfalls als komplementär angesehen werden und lassen sich durch zusätzliches "fingerprint matching" noch sicherer machen.
Das "fingerprint matching" garantiert eine eindeutige Authentifizierung bzw. Identifizierung des berechtigten Benutzers, und zwar ohne Preisgabe oder Speicherung von personenbezogenen Daten; das Mobiltelephon stellt hierbei eine telekommunikative Verbindung her, und die in das Mobiltelephon integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation sorgt dafür, daß es eine "persönliche" Verbindung ist.
Es ist des weiteren von Bedeutung, daß sowohl die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung vollständig einsehbar ist als auch der Vorgang der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation für die zu authentifizierende bzw. zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent ist, denn diese Person hat den vorderen Bereich ihres Fingers in psychologisch günstiger Weise lediglich auf den faseroptischen Bereich aufzulegen bzw. in Überfahrrichtung über den Überfahrbereich zu führen und diesen hierbei mit dem vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen, nicht jedoch den Finger in einen Hohlraum oder in eine Öffnung zu stecken.
Des weiteren ist als optionales erfindungswesentliches Merkmal des Mobiltelephons 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung beispielsweise durch Vergleich der für zwei unterschiedliche Wellenlängen erhaltenen Ergebnisse zur Bestimmung der SauerstoffSättigung im Blut des vorderen Bereichs des Fingers ausgelegt sein.
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Gemäß einer besonders erfindungswesentlichen Weiterbildung basiert das Verfahren für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") auf einer optischen Messung der stetigen Abnahme des Sauerstoffgehalts durch die Verengung der Blutgefässe bei Druck des vorderen Bereichs des Fingers auf den faseroptischen Bereich der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung.
In diesem Zusammenhang liegt das Prinzip zugrunde, daß dem Blut, während es durch die Adern fließt, durch das umgebende Gewebe Sauerstoff entzogen wird, wobei das Blut gleichzeitig mit Kohlendioxid belastet wird; hierbei stellt sich ein gewisses Fließgleichgewicht im Verhältnis von Oxyhämoglobin zu Carboxyhämoglobin ein. Wird nun die Durchblutung, das heißt der Durchsatz mit Blut pro Zeiteinheit, verändert, so stellt sich auch ein anderes Fließgleichgewicht ein.
Wird mithin der vordere Bereich des Fingers auf den faseroptischen Bereich gelegt, so verengen sich durch den Druck die Blutgefäße. Durch den resultierenden erhöhten Fließwiderstand verringert sich der Blutdurchsatz des Gewebes, so daß sich das Verhältnis von Oxyhämoglobin zu Carboxyhämoglobin zuungunsten des Oxyhämoglobins verschiebt. Die Sauerstoffaufnähme des umgebenden Gewebes bleibt hierbei konstant.
Entscheidend ist nun der Zeitpunkt der Messung(en). Die erste Messung sollte im Moment des Auflegens des vorderen Bereichs des Fingers erfolgen, vorzugsweise ausgelöst durch einen kapazitiven Start. Eine Reihe von - beispielsweise etwa fünfzehn - Messungen innerhalb relativ kurzer Zeit - beispielsweise
innerhalb in etwa einer halben Sekunde - zeigt einen deutlichen monotonen Abfall des Blutsauerstoffwerts, bis sich wieder ein neues Fließgleichgewicht eingestellt hat. Dieser Effekt ist signifikant und reicht für eine eindeutige Identifikation eines lebenden Fingers aus.
Sollte aus anwendungsspezifischen Gründen der vorstehend beschriebene kapazitive Start und mithin eine Erkennung des Moments der Verengung nicht möglich sein, so ist dieses Verfahren für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform auch mit einem integrierten Drucksensor zu realisieren.
Hierbei ist eine Veränderung des Blutsauerstoffwerts in Abhängigkeit vom - stets etwas - schwankenden Anpreßdruck des vorderen Bereichs des Fingers auf den faseroptischen Bereich erkennbar. In der Regel reicht dies zu einer ebenso signifikanten Aussage; lediglich bei Personen mit unzureichend durchbluteten Fingern kann es zu Schwierigkeiten kommen, denn das sauerstoffreiche Blut strömt sehr langsam wieder in die Spitzen der Finger zurück, so daß der Sauerstoffgehalt relativ gering ist.
Auch könnte mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Person nur dann als authentifiziert oder als autorisiert 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 Personenauthentifikation oder -identifikation.
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Diese zusätzlichen, beispielsweise den Pulsschlag betreffenden biometrischen Daten senken die Fehlerwahrscheinlichkeit des Authentifikations- bzw. Identifikationsvorgangs, weil sie es ermöglichen, den "lebenden" Finger der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. 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 authentifizierenden bzw. 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 im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 die Möglichkeit besteht, auch die Schweißdrüsen zur Personenauthentifikatiön oder -identifikation heranzuziehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Lichtquelle auf der der Abtasteinheit zugewandten Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung abstrahlbar ist, das heißt der vordere Bereich des Fingers der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten 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 des vorliegenden Mobiltelephons ist das Licht von der Lichtquelle auf die von der Abtasteinheit abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung infolge des gepulsten, exakt dosierbaren Lichts beispielsweise durchaus auch batteriebetrieben arbeiten kann (Akkumulatoreinheit; vgl. oben).
In jedem Falle ist eine signifikante Reduzierung des zum Betrieb der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 das Mobiltelephon mindestens eine Pulsgebereinheit zum Steuern der Lichtquelle aufweisen, wobei die Pulsgebereinheit zweckmäßigerweise zwischen der Lichtquelle und mindestens einem Steuerungselement für die Abtasteinheit angeordnet ist.
Um der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person den jeweiligen Betriebszustand der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung zu signalisieren, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung vorgesehen.
Hierbei kann die Anzeigeeinrichtung zweckmäßigerweise mindestens eine einfarbige oder verschiedenfarbige Leuchtanzeige aufweisen, die die verschiedenen Betriebszustände der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung signalisiert (beispielsweise grünes Licht: "Vorrichtung ist zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation bereit" oder auch "Vorrichtung hat Person ordnungsgemäß daktyloskopisch authentifiziert oder identifiziert"; rotes Licht: "Vorrichtung ist nicht zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation bereit" oder auch "Vorrichtung hat Person nicht ordnungsgemäß daktyloskopisch authentifiziert oder 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung
zu ermöglichen, kann die Anzeigeeinrichtung die verschiedenen Betriebszustände der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten 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 authentifizierende bzw. zu identifizierende Person beim Auflegen des vorderen Bereichs des Fingers auf den faseroptischen Bereich bzw. 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung umzulenken und/oder das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung gleichmäßig und/oder diffus zu verteilen.
Hierdurch wird eine gleichmäßige Beleuchtung des
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vorderen Bereichs des Fingers gewährleistet, wodurch informative, vom vorderen Bereich des Fingers stammende optische Abbilder entstehen. Dies ist für ein überzeugendes Funktionieren der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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
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System vor Beschädigung, beispielsweise vor Verkratzen, 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 des vorliegenden Mobil telephone ist auf der von der Abtasteinheit abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung mindestens eine vorteilhafterweise ergonomisch geformte Fingerführung vorgesehen.
Durch eine derartige Fingerführung, die beispielsweise in Form einer Rinne ausgebildet sein kann, wird einem Benutzer, beispielsweise einer daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person, die Handhabung der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung nicht nur in psychologischer, sondern auch in praktischer Hinsicht substantiell erleichtert, denn die zu authentifizierende bzw. zu identifizierende Person erfaßt durch das Anordnen der Fingerführung instinktiv, 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 das Mobiltelephon gemäß der vorliegenden Erfindung in besonders geschickter Weise weitergebildet werden, so empfiehlt es sich, das optische System als Fingerführung auszubilden. Auf
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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 UmIenkungskomponente 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 bedeckende bzw. 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtungen zum Einsatz kommen können, in denen im Zuge der Miniaturisierung wenig Raum zur Verfügung steht, so wie dies beim Mobiltelephon gemäß der vorliegenden Erfindung der Fall ist. 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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.
Zwischen der Lichtquelle und der Abtasteinheit kann mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht vorgesehen sein, die denselben Zwecken wie die Sperrschicht innerhalb des faseroptischen Bereichs dient. In diesem Zusammenhang kann das Material der für das Licht der Lichtquelle undurchlässigen Sperrschicht beispielsweise Lack sein.
Soll das vorliegende Mobiltelephon 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 das Anordnen des Filters in zweckmäßiger Weise verhindert werden kann, denn durch dieses Filter kann die im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtung 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 Al offenbarten Filter mit "Fenster", das keinen wirksamen Schutz gegen Übersättigung bieten und auch nicht die Funktion einer "Dunkelkammer" übernehmen kann).
Das Anordnen des Filters innerhalb der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung ist durch Aufbau, Dimensionierung und Einsatzzweck der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung bestimmt.
Jedoch erscheint es zweckmäßig,
das Filter zwischen dem faseroptischen Bereich
und der Abtasteinheit anzuordnen; und/oder
das Filter auf der von der Abtasteinheit
und der Abtasteinheit anzuordnen; und/oder
das Filter auf der von der Abtasteinheit
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abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der
im vorliegenden Mobiltelephon integrierten
Vorrichtung anzuordnen; und/oder
im vorliegenden Mobiltelephon integrierten
Vorrichtung anzuordnen; und/oder
das Filter auf der der Abtasteinheit zugewandten Seite der im vorliegenden Mobiltelephon
integrierten Vorrichtung anzuordnen; und/oder
das Filter innerhalb des faseroptischen Bereichs vorzusehen.
integrierten Vorrichtung 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.
Dies hängt unter anderem damit zusammen, 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten
Vorrichtung 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 bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten 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.
Die Abtasteinheit kann in zweckmäßiger Weise mindestens ein auf CMOS-Technik basierendes Bauelement oder mindestens eine auf CMOS-Technik basierende Schaltung aufweisen (CMOS = complementary metal-oxide-semiconductor), wodurch ein extrem niedriger Stromverbrauch bewerkstelligt werden kann.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann das auf CMOS-Technik basierende Bauelement, das heißt der sogenannte "CMOS-Sensor" mittels einer Art Hobeltechnik extrem dünn gemacht werden. In diesem Zusammenhang weist der "CMOS-Sensor" genügend Speicherplatz auf und ist auch in hohem Maße ESD-beständig (ESD = electrostatic discharge = elektrostatische Entladung).
Der Fachmann auf dem Gebiet der Sicherheitstechnik wird in diesem Zusammenhang insbesondere zu schätzen wissen, daß mit dünner werdendem CMOS-Bauelement, das heißt mit dünner werdendem "CMOS-Sensor" für die Beleuchtung grundsätzlich auch Umgebungslicht bzw. eine kleine, beispielsweise im Silizium von unten einsetzbare Leuchtdiode ausreicht.
Als weiterer signifikanter Vorteil der Bauweise in CMOS-Technologie ist nicht nur die extrem niedrige Stromaufnahme von nur etwa 25 bis 30 Mikroampere im Ruhezustand (= sogenannter "Sleep"-Modus) zu nennen, sondern auch die erfindungswesentliche Eigenschaft, daß der "CMOS-Sensor" die gesamte Ansteuerungs- und Beleuchtungselektronik trägt.
Des weiteren ermöglicht der Fertigungsprozeß in CMOS-Technologie eine Steigerung sowohl der Qualität als auch der Leistungswerte in der Digitalisierungstiefe sowie in der Dynamik; aus den bestehenden Informationen werden für jedes Bildareal durch automatische softwareimplementierte Bildkorrektur im "CMOS-Sensor" die optimalen Werte ermittelt, so daß ein homogenes Bild entsteht.
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 in etwa 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 in etwa 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 in etwa 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, weil 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 das Mobiltelephon 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 im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 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 daktyloskop!sehen Personenauthentifikation oder -identifikation 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 authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person zu erhöhen und somit die Sicherheit der Personenauthentifikation oder -identifikation 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 lichtsensitive
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 Personenauthentifikation oder -identifikation.
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, im vorliegenden Mobiltelephon integrierte Vorrichtungen herzustellen. Des weiteren entstehen in den im vorliegenden Mobiltelephon integrierten Vorrichtungen 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 den
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Zeichnungen anhand der Figuren IA bis 7C beschrieben, durch die in exemplarischer Form sechs Ausführungsbeispiele des Mobiltelephons gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht sind.
Es zeigt:
Fig. IA ein erstes Ausführungsbeispiel eines Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in perspektivischer Gesamtansicht;
Fig. IB die im Mobiltelephon aus Fig IA integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie I - I in Fig. IA;
Fig. 2A ein zweites Ausführungsbeispiel eines Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in perspektivischer Gesamtansicht;
Fig. 2B die im Mobiltelephon aus Fig 2A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 2A;
Fig. 2C den in der Vorrichtung aus Fig. 2B integrierten faseroptischen Bereich,
in Aufsicht;
Fig. 3A ein drittes Ausführungsbeispiel eines Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentif ikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in perspektivischer Gesamtansicht;
Fig. 3B die im Mobiltelephon aus Fig 3A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentif ikation oder -Identifikation, in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie III - III in Fig. 3A;
Fig. 3C einen Ausschnitt aus dem faseroptischen Bereich der im Mobiltelephon aus Fig. 3A integrierten Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation aus Fig. 3B;
Fig. 3D den Ausschnitt aus dem faseroptischen Bereich aus Fig. 3C im teilweisen Aufriß;
Fig. 4A ein viertes Ausführungsbeispiel eines Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentif ikation oder -Identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in perspektivischer Gesamtansicht;
Fig. 4B die im Mobiltelephon aus Fig 4A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentif ikation oder -identifikation, in vergrößerter Ansicht;
Fig. 4C die im Mobiltelephon aus Fig 4A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation aus Fig. 4B,
in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie IV - IV in Fig. 4B;
Fig. 5A ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in perspektivischer Gesamtansicht;
Fig. 5B die im Mobiltelephon aus Fig 5A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie V - V in Fig. 5A;
Fig. 6A ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Mobiltelephons mit Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation gemäß der vorliegenden Erfindung, in perspektivischer Gesamtansicht;
Fig. 6B die im Mobiltelephon aus Fig 6A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, in vergrößerter Ansicht;
Fig. 6C die im Mobiltelephon aus Fig 6A integrierte Vorrichtung zur daktyloskopischen Personen-
authentifikation oder -identifikation aus Fig. 6B,
in Querschnittansicht entlang der Schnittlinie VI - VI in Fig. 6B;
Fig. 6D einen Ausschnitt aus dem faseroptischen Bereich der im Mobiltelephon aus Fig. 6A integrierten Vorrichtung zur daktyloskopisehen Personenauthentifikation oder -identifikation aus Fig. 6B und 6C;
Fig. 6E den Ausschnitt aus dem faseroptischen Bereich aus Fig. 6D im teilweisen Aufriß;
Fig. 7A 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. 7B ein Diagramm, in dem die bei der in den Mobiltelephonen aus den Fig. IA und 4A integrierten Vorrichtung zur daktyloskopisehen Personenauthentifikation oder -identifikation aus den Fig. IB, 4B und 4C gewählte Verstärkung der elektrischen Signale schematisch über die Breite der optischen Abbilder aufgetragen ist; und
Fig. 7C ein Diagramm, in dem die bei der in den Mobiltelephonen aus den Fig. 2A und 5A integrierten Vorrichtung zur daktyloskopisehen Personenauthentifikation oder -Identifikation aus den Fig. 2B und 5B
gewählte Absorption schematisch über die
Breite der optischen Abbilder aufgetragen
ist.
Breite der optischen Abbilder aufgetragen
ist.
Gleiche oder ähnliche Bestandteile oder Merkmale der Erfindung sind in den Figuren IA bis 7C mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die in den Figuren IA bis 7C gezeigten sechs Ausführungsbeispiele eines Mobiltelephons weisen jeweils eine Vorrichtung 1 (vgl. Figuren IA, 2A, 3A, 4A, 5A und 6A) zur daktyloskopi sehen Personenauthentifikation oder -identifikation auf.
Diese Vorrichtung 1 wiederum weist mehrere Lichtquellen 10 (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4B, 4C, 5B und 6C) zum Beleuchten und/oder zum Durchleuchten des vorderen Bereichs eines Fingers auf.
Des weiteren ist die Vorrichtung 1 mit einer Sensoreinheit 40 (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4C7 5B und 6C) , die auf ihrer dem vorderen Bereich des Fingers zugeordneten Seite eine Abtasteinheit 402 (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4C, 5B und 6C) zum Aufnehmen optischer Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers aufweist, und mit einer Verarbeitungseinheit 70 (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4C, 5B und 6C) zum Bestimmen der Charakteristika (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, ausgestattet.
Die Besonderheit des in den Figuren IA, 2A, 3A, 4A, 5A und 6A exemplarisch dargestellten Mobiltelephons ist nun darin zu sehen, daß der Benutzer des Mobiltelephons mittels seines Fingerabdrucks
authentifiziert bzw. identifiziert wird.
Mithin wird gewissermaßen eine Personalisierung von Mobiltelephonen dergestalt ermöglicht, daß nur eine Person, die den vorderen Bereich des Fingers auf die Vorrichtung 1 zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation aufgelegt hat und mittels ihres Fingerabdrucks als authentifiziert bzw. als autorisiert gilt, das Mobiltelephon betätigen kann.
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Berechtigung der jeweiligen Person nach Auflegen des vorderen Bereichs des Fingers auf die Vorrichtung 1 überprüft und ausschließlich im positiven Falle das Mobiltelephon zur Benutzung freigegeben wird; demzufolge ist jeglicher Mißbrauch des Mobiltelephons durch unbefugte, das heißt daktyloskopisch nicht authentifizierte bzw. nicht identifizierte Personen ausgeschlossen.
Hierbei ist die Vorrichtung 1 beim zweiten
Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 2A) , beim fünften
Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 5A) und beim sechsten
Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 6A) im Bereich der Tastaturabdeckung 3 des Mobiltelephons angeordnet,
nämlich am unteren Ende der Tastaturabdeckung 3 des Mobiltelephons.
Im Unterschied hierzu ist die Vorrichtung 1 beim ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur IA), beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 3A) und beim vierten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 4A) im Bereich des Displays 2 des Mobiltelephons angeordnet, nämlich seitlich des Displays 2 (vgl. erstes
Ausführungsbeispiel gemäß Figur IA sowie viertes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4A) bzw. unterhalb des Displays 2 (vgl. drittes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3A).
Dies ist ergonomisch vorteilhaft, denn eine Anordnung der Vorrichtung 1 nahe dem Display 2 des Mobiltelephons korrespondiert mit der bei Mobiltelephonen üblichen Griffhaltung, bei der die Daumen und die vier Finger das Gehäuse des Mobiltelephons umfassen, so daß der vordere Bereich des Daumens gewissermaßen "automatisch" und ohne jegliche Verrenkungen auf der nahe dem Display 2 integrierten Vorrichtung 1 zu liegen kommt.
Auch ist eine derartige Anordnung der Vorrichtung 1 nahe dem Display 2 des Mobiltelephons unter Sicherheitsaspekten begrüßenswertwert, denn auf diese Weise erfolgt die daktyloskopische Authentifikation bzw. Identifikation - beispielsweise in einer plötzlich entstehenden Notrufsituation - intuitiv, das heißt ohne langwieriges Nachdenken, so daß das Mobiltelephon sofort betriebsbereit ist.
Wie aus den Figuren IA, 2A, 3A, 4A, 5A und 6A des weiteren hervorgeht, ist die Vorrichtung 1 batteriebetrieben. Dies folgt schon allein aus der Tatsache, daß das Mobiltelephon - beispielsweise am Körper - mitgeführt, das heißt transportiert werden muß, so daß sich die Notwendigkeit einer mobilen elektrischen Spannungsversorgung stellt.
Hierzu ist dem Mobiltelephon eine Akkumulatoreinheit auf Lithiumbasis zur elektrischen Spannungsversorgung zugeordnet, wobei die Vorrichtung 1 durch eben diese
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Akkumulatoreinheit versorgt wird, die auch das Mobiltelephon selbst mit elektrischer Spannung versorgt.
Die Akkumulatoreinheit ist hierbei so ausgebildet, daß nach Aufladen der Akkumulatoreinheit eine Kapazität für etwa eine Woche vorgehalten wird; um in diesem Zusammenhang ein überraschendes und unerwartetes Aussetzen der Akkumulatoreinheit auszuschließen, gibt die Akkumulatoreinheit bei Erreichen einer vorgegebenen verbleibenden Betriebsdauer von etwa fünf Stunden ein akustisch-optisches Warnsignal ab.
Wie den Figuren IA, 2A, 3A, 4A, 5A und 6A entnehmbar ist, ist das Mobiltelephon mit einer Sende- /Empfangseinheit 4 in Form einer an sich bekannten, konventionellen Antenne zur drahtlosen Transmission von Daten und Informationen, insbesondere von Daten und Informationen der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, versehen. Auf diese Weise kann die Berechtigung zum Benutzen des Mobiltelephons auch "drahtlos", das heißt beispielsweise mittels Funksignalen erteilt werden.
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß mittels der drahtlosen Transmission von Daten und Informationen sowohl vor Betätigen des Mobiltelephone als auch nach Betätigen des Mobiltelephons ein Daten- und Informationsabgleich, insbesondere in bezug auf die Daten und Informationen der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, möglich ist.
Aber auch zusätzliche Daten, etwa bezüglich der das Mobiltelephon benutzenden Person oder bezüglich der Anzahl und des genauen Zeitpunkts der mit dem Mobiltelephon geführten Gespräche, können übertragen und von einer zentralen Behörde registriert werden.
Hierdurch wird nicht nur mehr Transparenz beim
Gebrauch von Mobiltelephonen erzielt, sondern auch ein erheblicher Sicherheitsgewinn bewerkstelligt,
denn es kann im Mobiltelephon gewissermaßen eine
"Black Box"-Funktion implementiert werden, die alle
relevanten Daten und Informationen mittels der drahtlosen Transmission überträgt und mitteilt.
Das Vorsehen einer drahtlosen Transmission der Daten und Informationen beinhaltet bei Einsatz des GPS-Standards (GPS = Global Positioning System = satellitengestütztes System zur weltweiten Ortung und Standortbestimmung) auch die Möglichkeit, den aktuellen Aufenthaltsort des Mobiltelephons exakt zu lokalisieren, was beispielsweise im Falle eines unabsichtlichen Abhandenkommens des Mobiltelephons oder im Falle eines Diebstahls des Mobiltelephons von wesentlichem Vorteil ist.
Nachfolgend werden nun der Aufbau, die Funktionsweise, die Struktur und die Wirkung der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 1 zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -Identifikation im Detail erläutert:
Indem die Lichtquellen 10 seitlich neben einem faseroptischen Bereich 3 0 konstanter Dichte angeordnet sind (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4C, 5B und 6C) und mithin das Licht von den Lichtquellen 10 in
Richtung auf die von der Abtasteinheit 402 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende (vgl. erstes, zweites und drittes Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichende (vgl. viertes, fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 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 Figuren IA bis 7C 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 daktyloskopisehen Personenauthentifikation oder -identifikation die die Hautleisten oder Papillarlinien tragende Oberfläche des vorderen Bereichs des Fingers auf die Vorrichtung 1 aufgelegt wird (vgl. erstes, zweites und drittes Ausführungsbeispiel) oder die Vorrichtung 1 überstreicht (vgl. viertes, fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel), "verschließen" die Hautleisten oder Papillarlinien sukzessive und zeilenweise die Eingänge der Fasern 310 (vgl. Figuren 3C, 3D, 5D und 5E) des faseroptischen Bereichs 30, so daß in diesen durch die Hautleisten oder Papillarlinien verschlossenen Bereichen des faseroptischen Bereichs 3 0 kein oder nur sehr wenig im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreutes, sogenanntes
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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 3 0 und demzufolge durch den faseroptischen Bereich 30 zur Abtasteinheit 402, so daß ein äußerst sensibles Instrument zur daktyloskopischen Authentifikation bzw. 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 3 0 zur Abtasteinheit 402 insofern begünstigt, als jede Faser 310 nur das an einem bestimmten Bereich in den faseroptischen Bereich 3 0 eintretende Licht durch den faseroptischen Bereich 30 zur Austrittsfläche desselben weiterleitet. Auf diese Weise wird eine Veränderung des an der Eintrittsfläche des faseroptischen Bereichs 3 0 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 4 0
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 Figuren IA bis 7C 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").
Hierbei basiert das Verfahren für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") auf einer optischen Messung der stetigen Abnahme des Sauerstoffgehalts durch die Verengung der Blutgefässe bei Druck des vorderen Bereichs des Fingers auf den faseroptischen Bereich 3 0 der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 1.
In diesem Zusammenhang liegt das Prinzip zugrunde, daß dem Blut, während es durch die Adern fließt, durch das umgebende Gewebe Sauerstoff entzogen wird, wobei das Blut gleichzeitig mit Kohlendioxid belastet wird; hierbei stellt sich ein gewisses Fließgleichgewicht im Verhältnis von Oxyhämoglobin zu Carboxyhämoglobin ein. Wird nun die Durchblutung, das heißt der Durchsatz mit Blut pro Zeiteinheit, verändert, so stellt sich auch ein anderes Fließgleichgewicht ein.
Wird mithin der vordere Bereich des Fingers auf den faseroptischen Bereich 3 0 gelegt, so verengen sich
durch den Druck die Blutgefäße. Durch den resultierenden erhöhten Fließwiderstand verringert sich der Blutdurchsatz des Gewebes, so daß sich das Verhältnis von Oxyhämoglobin zu Carboxyhämoglobin zuungunsten des Oxyhämoglobins verschiebt. Die Sauerstoffaufnähme des umgebenden Gewebes bleibt hierbei konstant.
Entscheidend ist nun der Zeitpunkt der Messung(en). Die erste Messung erfolgt im Moment des Auflegens des vorderen Bereichs des Fingers, vorzugsweise ausgelöst durch einen kapazitiven Start. Eine Reihe von
beispielsweise etwa fünfzehn - Messungen innerhalb relativ kurzer Zeit - beispielsweise innerhalb in etwa einer halben Sekunde - zeigt einen deutlichen monotonen Abfall des Blutsauerstoffwerts, bis sich wieder ein neues Fließgleichgewicht eingestellt hat. Dieser Effekt ist signifikant und reicht für eine eindeutige Authentifikation bzw. Identifikation eines lebenden Fingers aus.
beispielsweise etwa fünfzehn - Messungen innerhalb relativ kurzer Zeit - beispielsweise innerhalb in etwa einer halben Sekunde - zeigt einen deutlichen monotonen Abfall des Blutsauerstoffwerts, bis sich wieder ein neues Fließgleichgewicht eingestellt hat. Dieser Effekt ist signifikant und reicht für eine eindeutige Authentifikation bzw. Identifikation eines lebenden Fingers aus.
Des weiteren kann mit der in den Figuren IA bis 7C veranschaulichten Erfindung eine Person nur dann als authentifiziert oder als autorisiert 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 Personenauthentifikation oder -identifikation.
In diesem Zusammenhang basiert das Verfahren für die Lebenderkennung unter Zuhilfenahme des Pulses auf dem vorstehend erläuterten Funktionsprinzip. Hierbei werden jedoch ergänzend die durch den Puls verursachte periodische Durchströmung der Adern mit
neuem Blut und der anschließende Abbau des Sauerstoffs analysiert, wobei etwa zwei bis etwa vier Pulszyklen benötigt werden, die mittels Fourieranalyse genau studiert werden.
Der Puls kann nach dem Auflegen des vorderen Bereichs des Fingers auf den faseroptischen Bereich 30 im Ruhezustand gemessen werden, was auch nach der Extraktion der erhaltenen optischen Abbilder erfolgen kann; hierdurch verkürzt sich die Responsezeit der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 1.
Diese zusätzlichen, den Pulsschlag betreffenden biometrischen Daten senken die Fehlerwahrscheinlichkeit des Authentifikations- bzw. Identifikationsvorgangs, weil sie es ermöglichen, den lebenden Finger der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person von einem früher erhaltenen Abdruck dieses Fingers, insbesondere eines "Placebo-Fingers", zu unterscheiden.
Die existierenden Daten über die Veränderungen der Durchsichtigkeit des vorderen Bereichs des Fingers erlauben es, den Pulsschlag der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. 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 1 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 im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 1 die Möglichkeit besteht, auch die Schweißdrüsen zur Personenauthentifikation oder -identifikation heranzuziehen.
Die im Mobiltelephon integrierte Vorrichtung 1 ist hierbei vollständig einsehbar, und der Vorgang der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation ist für die zu authentifizierende bzw. zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent, denn diese Person hat den vorderen Bereich ihres Fingers in psychologisch günstiger Weise lediglich auf die Vorrichtung 1 zu legen (vgl. erstes, zweites und drittes Ausführungsbeispiel) oder in Überfahrrichtung y über den Überfahrbereich 240 zu führen und diesen hierbei mit dem vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen (vgl. viertes, fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel), nicht jedoch den Finger in einen Hohlraum oder in eine Öffnung zu stecken hat.
Die anhand der 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
Ausführungsbeispiele bzw. der die Vorrichtung 1 steuernde Algorithmus an die jeweiligen Lichtverhältnisse anpassen.
Hierzu ist bei den im Mobiltelephon integrierten exemplarischen Vorrichtungen 1 jeweils ein Steuerungsmittel 40, 70 zum Regeln der Dauer und der Intensität der von den Lichtquellen 10 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 4 0 zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse auf, wobei das Erfassungsmodul 4 0 bei den Ausführungsbeispielen 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 4 0 nachgeordnet ist und auf die
nachfolgend noch im Detail eingegangen wird.
Dem Erfassungsmodul 40 ist ebenfalls jeweils ein Speichermodul 7 0b 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 4 0 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 7 0a 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, 7 0 und hierbei insbesondere mit dem Auswertemodul 7 0a 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 werden.
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 Bereichs 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 Kontrastund Schärfentiefesteigerung um bis zu etwa achtzig Prozent auf, wobei die exemplarisch veranschaulichte Art der Lichtsteuerung den Vorteil hat, daß sie bei sich ändernden Beleuchtungsverhältnissen die benötigte Lichtmenge in einem zeitlichen Bereich von weniger als 100 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 exemplarisch gezeigten Vorrichtung 1 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 1 mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen ist.
Auch ermöglicht die Vorrichtung 1 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 vorgesehene Steuerungsmittel 40, 7 0 ein Erfassungsmodul 40, ein Auswertemodul 70a und ein Speichermodul 70b auf. Ist nun das Erfassungsmodul 40 einheitlich mit der Sensoreinheit 40 ausgebildet (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4C, 5B und 6C), 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. Figuren IB, 2B, 3B, 4C, 5B und 6C).
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 dargestellten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung von substantieller Bedeutung, daß jeweils ein als Linearfilter ausgebildetes Filter 90 (vgl. Figuren IB, 2B, 3B, 4C, 5B und 6C) 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 dann entfaltet, wenn die Abtasteinheit 402 nicht beispielsweise durch das normale Tageslicht gewissermaßen "von selbst" in einen Übersättigungszustand geht, wobei ein derartiger Übersattigungszustand eben gerade durch das Anordnen des Filters 90 verhindert wird, denn durch dieses Filter 90 kann die Vorrichtung 1 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".
Das Anordnen des Filters 90 innerhalb der jeweiligen
Vorrichtung 1 ist bestimmt durch Aufbau, Dimensionierung und Einsatzzweck der Vorrichtung 1. So ist
beim ersten und vierten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren IB und 4C) das Filter 90 zwischen dem faseroptischen Bereich 3 0 und der Abtasteinheit 4 02 angeordnet; beim zweiten und fünften Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 2B und 5B) das Filter 90 auf der der Abtasteinheit 402 zugewandten Seite des faseroptischen Bereichs 30 und hierbei innerhalb des faseroptischen Bereichs 3 0 angeordnet; und beim dritten und sechsten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 3B und 6C) das Filter 90 auf der von der Abtasteinheit 4 02 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden (vgl. Figur 3B) bzw. zu überstreichenden (vgl. Figur 6C) Seite der Vorrichtung 1 angeordnet.
Wie vorstehend bereits angedeutet, erfüllen die Lichtquellen 10 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 Ausführungsbeispielen mehr als eine Lichtquelle vorgesehen ist (zwei Lichtquellen 10 oder vier Lichtquellen 10), die symmetrisch zueinander angeordnet sind oder die ringförmig, hierbei insbesondere im wesentlichen gleichmäßig verteilt, um den faseroptischen Bereich 30 herum angeordnet sind (vgl. etwa das vierte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4B).
Die jeweilige Dauer und die jeweilige Intensität der von der jeweiligen Lichtquelle 10 abgestrahlten
Lichtpulse ist bei den Ausführungsbeispielen 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 und vierten Ausführungsbeispiel
(vgl. Figuren IB und 4C) in baulicher Einheit
als Steuerungsmittel 70 vorgesehen, das mit den
Lichtquellen 10 sowie über eine Trägereinheit 50 und über eine Leiterplatteneinheit 60 mit der
Sensoreinheit 4 0 in Verbindung steht;
beim zweiten und fünften Ausführungsbeispiel
(vgl. Figuren 2B und 5B) in baulicher Trennung
als Steuerungsmittel 70 vorgesehen, das über
eine Leiterplatteneinheit 60 mit den
Lichtquellen 10 sowie über eine Trägereinheit 50 und über die Leiterplatteneinheit 60 mit der
Sensoreinheit 40 in Verbindung steht; und
beim dritten und sechsten Ausführungsbeispiel
(vgl. Figuren 3B und 6C) in eine
(vgl. Figuren IB und 4C) in baulicher Einheit
als Steuerungsmittel 70 vorgesehen, das mit den
Lichtquellen 10 sowie über eine Trägereinheit 50 und über eine Leiterplatteneinheit 60 mit der
Sensoreinheit 4 0 in Verbindung steht;
beim zweiten und fünften Ausführungsbeispiel
(vgl. Figuren 2B und 5B) in baulicher Trennung
als Steuerungsmittel 70 vorgesehen, das über
eine Leiterplatteneinheit 60 mit den
Lichtquellen 10 sowie über eine Trägereinheit 50 und über die Leiterplatteneinheit 60 mit der
Sensoreinheit 40 in Verbindung steht; und
beim dritten und sechsten Ausführungsbeispiel
(vgl. Figuren 3B und 6C) in eine
Leiterplatteneinheit 60 baulich und funktionell
integriert.
integriert.
Während hierbei die Auswerteeinheit 70a, die als elektronischer Schaltkreis, nämlich als ASIC (= Application-Specific Integrated Circuit
anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) ausgebildet ist, die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt, (zwischen)speichert die Speichereinheit 70b, die als Chipeinheit, nämlich als SIM (= Subscriber Identification Module), ausgebildet ist, die optischen Abbilder sowie personenspezifische Daten, insbesondere daktyloskop!sehe Daten, elektronisch.
anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) ausgebildet ist, die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt, (zwischen)speichert die Speichereinheit 70b, die als Chipeinheit, nämlich als SIM (= Subscriber Identification Module), ausgebildet ist, die optischen Abbilder sowie personenspezifische Daten, insbesondere daktyloskop!sehe Daten, elektronisch.
Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit analysiert die Auswerteeinheit 70a die Charakteristika (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, und vergleicht diese mit in der Speichereinheit 70b gespeicherten Charakteristika, um auf diese Weise eine individuelle daktyloskopische Personenauthentifikation oder -identifikation zu bewerkstelligen. Hierbei können die bei der Analyse und bei der Verarbeitung erhaltenen Daten und Informationen in der der Sensoreinheit 4 0 nachgeordneten Speichereinheit 7 0b auch gesammelt und (neu) abgespeichert werden.
Mithin sind in der Speichereinheit 70b die Daten und die Informationen, insbesondere die Fingerabdruckdaten und -informationen, von daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Personen gespeichert, wobei die bei einem Authentifikations- bzw. Identifikationsvorgang aus den aktuellen optischen Abbildern des vorderen Bereichs des Fingers in der Auswerteeinheit 70a
errechneten Daten und Informationen zu den in der Speichereinheit 7 0b 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 1 benutzende Person als identifiziert, als authentifiziert oder auch als autorisiert, so daß für diese Person die Benutzung des Mobiltelephons freigegeben ist; bei fehlender Übereinstimmung hingegen gilt die die Vorrichtung 1 benutzende Person als nicht identifiziert, als nicht authentifiziert oder auch als nicht autorisiert, so daß für diese Person die Benutzung des Mobiltelephons weiterhin gesperrt ist.
In Abhängigkeit von der Art der Benutzung und vom Einsatzgebiet des Mobiltelephons kann die Berechtigung zum Betätigen des Mobiltelephons ausschließlich über die Speichereinheit 70b erfolgen oder bei einer größeren Anzahl berechtigter Personen in der an sich bekannten, konventionellen SIM-Karte hinterlegt werden, wobei die entsprechende Wahl vom Hersteller des Mobiltelephons oder von einer hierzu autorisierten Behörde getroffen werden kann.
Wie bereits vorstehend angedeutet, zeichnen sich die dargestellten Ausführungsbeispiele dadurch aus, daß einerseits eine ausreichende, zuverlässige Ergebnisse zeitigende Beleuchtung des vorderen Bereichs des Fingers möglich ist, andererseits jedoch sowohl die Vorrichtung 1 selbst vollständig einsehbar ist als auch der Vorgang der daktyloskopisehen Personenauthentifikation oder -identifikation für die
zu authentifizierende bzw. zu identifizierende Person nachvollziehbar und transparent ist.
Hierbei unterscheiden sich das erste und zweite Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren IA, IB, 2A und 2B) vom dritten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 3A und 3B) dadurch, daß die Vorrichtung 1 beim dritten Ausführungsbeispiel neben der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation zusätzlich zum Eingeben von vorzugsweise durch die Lage der optischen Abbilder bestimmten relativen Koordinaten x, y mittels eines Eingabemittels, beispielsweise mittels eines Fingers oder mittels eines stab- oder stiftförmigen Gegenstands, ausgelegt ist.
Dieses Merkmal des dritten Ausführungsbeispiels (vgl. Figuren 3A und 3B) ist nicht zuletzt im Hinblick darauf zu sehen, daß die Vorrichtung 1 zusätzlich zur Fingerabdruckerkennung noch zur Übernahme von Zusatzfunktionen ausgelegt ist, was im Hinblick auf Kosteneffizienz und auf den bei Mobiltelephonen zur Verfügung stehenden beschränkten Raum von höchster Bedeutung ist.
Auf diese Weise dient die flächig ausgebildete Vorrichtung 1 beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 3A und 3B) als sogenanntes "Optical Touchpad" und macht somit die Cursortasten und/oder das "Scrollwheel" bei WAP-fähigen Mobiltelephonen überflüssig (WAP = Wireless Application Protocol = drahtloses Anwendungsprotokoll).
Im einzelnen dient als Basis die als optischer Sensor mit externen Lichtquellen 10 ausgebildete Vorrichtung
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1, wobei die Vorrichtung 1 pixelorientiert (mit etwa 240 Pixeln mal etwa 360 Pixeln entsprechend einer aktiven Fläche von etwa zwölf Millimetern Höhe mal etwa achtzehn Millimetern Breite; vgl. Figur 3A) die Umgebung scannt und entsprechende Bilder aufnimmt.
Demzufolge werden durch die Vorrichtung 1 Objektbewegungen registriert, die als unmittelbare Eingabeaktion gewertet werden. Hierbei existieren für das Mobiltelephon verschiedene, auch miteinander kombinierbare Modi:
Cursormodus:
Beim unmittelbaren Simulieren einer (Computer-)Maus mittels der Oberfläche der Vorrichtung 1 wird die Cursorposition durch eine Finger- oder Stiftbewegung auf der Oberfläche der Vorrichtung 1 berechnet und mit mindestens einer entsprechenden Logikschaltung simultan an das angeschlossene System übertragen; hierbei ist die Benutzung des Fingers genauso möglich wie der Einsatz eines Stiftes.
In diesem Zusammenhang kann nun eingestellt werden, ob sich die Cursorposition durch die Bewegung des Objekts (Finger, Stift, ...) statisch oder relativ ändert. In letzterem Falle, das heißt bei relativer Organisation hängt die Geschwindigkeit des Cursorzeigers vorzugsweise logarithmisch von der Schnelligkeit der Bewegung ab.
Die Simulation der Maustasten wird beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 3A und 3B) durch mindestens eine schnelle Berührung der Vorrichtung 1 ermöglicht; auch ist mittels eines entsprechenden
Einbaumoduls eine benachbarte Anbringung von Schaltern möglich, so daß durch Tippen auf die Vorrichtung 1 das gesamte Sensormodul gekippt werden kann, um mindestens einen Mausklick auszulösen.
Scrollmodus:
Beim (unmittelbaren) Simulieren eines Scrollrades mittels der Oberfläche der Vorrichtung 1 wird die Geschwindigkeit und/oder die Richtung der Scrollfunktionalität durch die Bewegung des Objekts (Finger, Stift, ...) auf dem optischen Sensormodul ermittelt; der Einsatz der Schalter innerhalb des entsprechenden Einbaumoduls kann für den Scrollmodus als Scrollsignal genutzt werden.
So kann zum Steuern von WAP-Funkt ionen (WAP
Wireless Application Protocol) im anhand Figur 3A exemplifizierten Mobiltelephon auf GPRS-Basis (GPRS = General Packet Radio Service) oder auf GSM-Basis (GSM = Global System for Mobile communication) anstelle des herkömmlichen Rädchens die Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 3A und 3B zum Einsatz gelangen. Bei der in Figur 3A gezeigten exemplarischen Ausdehnung von zwölf Millimeter auf achtzehn Millimeter ersetzt die Vorrichtung 1 dann das herkömmliche Rädchen in seinem vollen Funktionsumfang.
Wireless Application Protocol) im anhand Figur 3A exemplifizierten Mobiltelephon auf GPRS-Basis (GPRS = General Packet Radio Service) oder auf GSM-Basis (GSM = Global System for Mobile communication) anstelle des herkömmlichen Rädchens die Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 3A und 3B zum Einsatz gelangen. Bei der in Figur 3A gezeigten exemplarischen Ausdehnung von zwölf Millimeter auf achtzehn Millimeter ersetzt die Vorrichtung 1 dann das herkömmliche Rädchen in seinem vollen Funktionsumfang.
Auch hier ist der Funktionsumfang derselbe wie bei konventionellen Touchpads zum Eingeben von relativen Koordinaten; diese sind dadurch leistungsfähiger als ein normales mechanisches Rad; insbesondere entfallen durch den Einsatz der vorliegenden Vorrichtung 1 mechanische Nachteile, wie etwa Verklemmen, Verschmutzen oder Ausfallen mechanischer Teile,
vollständig; auch hat die vorliegende Vorrichtung 1 in ihrem Preis-Leistungsverhältnis wesentliche Vorteile gegenüber konventionellen mechanischen Komponenten.
Das Auswerten der durch die Vorrichtung 1 in vollem Leistungsumfang zur Verfügung gestellten biometrischen Daten erfolgt auf der SIM-Karte (SIM = Subscriber Identification Module) des Mobiltelephons gemäß Figur 3A, so daß ein Mißbrauch der biometrischen Daten ausgeschlossen ist.
Abtastmodus:
Beim Abtasten der Bewegung anhand von Merkmalen an der Oberfläche der Vorrichtung 1 tastet der optische Sensor die Oberfläche ab; durch die Bewegung des Objekts (Finger, Stift, ...) wird dann ähnlich wie beim Cursormodus der Cursorzeiger definiert bewegt.
Authentifizierungs- bzw. Identifizierungsmodus:
Beim Einsatz der Oberfläche der Vorrichtung 1 zum Authentifizieren bzw. zum Identifizieren einer Person wird anhand des Fingerabdrucks der betreffenden Person erkannt, ob die Person als Benutzer zur Interaktion mit dem der Vorrichtung 1 zugeordneten Mobiltelephon berechtigt ist. Dies erfolgt synchron mit dem Bedienen des "Sensorcursors" und erfordert keine weitere Benutzerinteraktion, so daß das gesamte Mobiltelephonsystem passiv vor unbefugtem Zugriff geschützt wird.
Mithin dient die vorliegende Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 3A und 3B auch zum Eingeben von relativen
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Koordinaten, insbesondere zum graphischen Eingeben von Lageinformationen in der Ebene, so daß die optisch empfindliche Sensorfläche beim Einsatz eines sogenannten "Touchpen" als Arbeitsfläche bzw. als sogenanntes "Touchpad" fungiert, um die Bewegungen des Fingers bzw. des Stiftes verfolgen und die Steuerung des sogenannten "Desktops" auf dem Display des Mobiltelephons bewerkstelligen zu können; hierbei ist der Funktionsumfang zumindest der gleiche wie bei konventionellen Touchpads.
Die Funktionsweise der vorliegenden Vorrichtung 1 unterscheidet sich von konventionellen Touchpads hingegen dadurch, daß das Registrieren der Bewegungen des Objekts (Finger, Stift, ...) durch eine optische Tastung des Objekts erfolgt.
In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben, daß die Oberfläche der Vorrichtung 1 durch den Einsatz einer Fiberglasplatte in Form des faseroptischen Bereichs 3 0 eine extrem hohe Belastbarkeit aufweist, so daß für die Bewegungsabläufe ohne weiteres auch Stifte, Kugelschreiber oder dergleichen eingesetzt werden können.
Des weiteren besteht bei der Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 3A und 3B die Möglichkeit, eine Unterschrift bzw. eine Signatur einzulesen und zu vergleichen, so etwa indem die Unterschrift bzw. die Signatur im Original geleistet und dann in der Speichereinheit 70b der Vorrichtung 1 abgespeichert wird.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, eine Unterschrift bzw. eine Signatur von einer Bankkarte, Kreditkarte, Scheckkarte, SmartCard oder dergleichen
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vorab in die Speichereinheit 70b der Vorrichtung 1 einzulesen:
Beim Vergleichen kann dann auf der Vorrichtung 1 entweder eine Originalunterschrift bzw. eine Originalsignatur geleistet werden oder aber von der Bankkarte, Kreditkarte, Scheckkarte, SmartCard oder dergleichen die sich darauf befindliche Unterschrift bzw. Signatur ausgelesen und mit dem in der Speichereinheit 70b der Vorrichtung 1 gespeicherten Wert verglichen werden.
Das erste, zweite und dritte Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren IA, IB, 2A, 2B, 3A und 3B) unterscheidet sich vom vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 4A, 4B, 4C, 5A, 5B, 6A, 6B und 6C) des weiteren dadurch, daß beim vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel die Abtasteinheit 402 in einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung y zu überstreichenden Überfahrbereich 240 (vgl. Figuren 4B, 4C, 5B, 6B und 6C) angeordnet ist.
Dieser Überfahrbereich 240 ist schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten 240s sowie von zwei Langseiten 2401 begrenzt. In diesem Zusammenhang ist den Figuren 4B und 6B 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.
Dem in den Figuren 4A bis 6C gezeigten vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel liegt mithin das Prinzip zugrunde, daß das Aufnehmen der in
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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 mit dem vorderen Bereich des Fingers definiert ist.
Mithin ist die Abtasteinheit 402 beim vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel innerhalb des vom vorderen Bereich des Fingers in Überfahrrichtung y zu überstreichenden Überfahrbereichs 240 angeordnet. Hierdurch nimmt die Abtasteinheit 402 nur sehr wenig Platz ein und kann kompakt im Überfahrbereich 240 untergebracht werden, so daß die Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 4A bis 6C problemlos in ein Mobiltelephon integriert werden kann.
Durch den verminderten Materialaufwand und durch die raumsparende Ausgestaltung der Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 4A bis 6C ist auch eine erhebliche Kosteneinsparung erzielbar, durch die nicht nur die Vorrichtung 1 selbst, sondern auch das Mobiltelephon, in das die Vorrichtung 1 integriert ist, preisgünstig und damit auch auf internationalen Märkten wettbewerbsfähig ist.
Wie aus einem Vergleich der Aufsichtdarstellung der Figur 4B mit der Querschnittansicht der Figur 4C sowie aus einem Vergleich der Aufsichtdarstellung der Figur 6B mit der Querschnittansicht der Figur 6C hervorgeht, entspricht die Abtasteinheit 4 02 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 Figuren 4B und 6B entnehmbar, daß die Abmessung der Langseiten 24 01 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 4 02 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. Figuren 4B und 6B) ausgebildeten Überfahrbereichs 24 0 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 der Verarbeitungseinheit 70
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zum Bestimmen der Charakteristika (sogenannte "Minuzien") des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, zu einem GesamtabbiId zusammengesetzt werden.
Beim in den Figuren 4A bis 6C gezeigten vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel 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 Authentifikations- bzw. 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 Figuren 4C, 5B und 6C 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 3 0 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.
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Im Hinblick auf den vorstehend bereits angesprochenen Aspekt des optischen Erkennens der charakteristischen Merkmale des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, ist beim vierten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 4B) sowie beim sechsten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 6B) jeweils eine Ermittlungseinrichtung 180 zum Ermitteln der Geschwindigkeit und der Position des vorderen Bereichs des Fingers vorgesehen.
Durch das Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeit und der jeweiligen Position des vorderen Bereichs des Fingers können die einzelnen aufgenommenen optischen Abbilder zu einem sinnvollen, die daktyloskopische Personenauthentifikation oder -identifikation erlaubenden Gesamtbild zusammengesetzt werden.
Hierzu ist beim vierten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 4B) die Ermittlungseinrichtung 180 durch eine Lichtquelle 10' gebildet, die das Licht im wesentlichen in Überfahrrichtung y emittiert. Diese Lichtquelle 10' ermöglicht eine Entfernungsmessung mittels Beobachtung bzw. Peilung durch das aus der Lichtquelle 10' austretende Licht gemäß einem Verfahren aus der Meß- oder Regeltechnik.
Beim sechsten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 6B) weist die Ermittlungseinrichtung 180 zu denselben Zwecken ein induktives Element in Form einer oder mehrerer Spulen auf. Ein Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeit und der jeweiligen Position des vorderen Bereichs des Fingers wird dadurch begünstigt, daß die Ermittlungseinrichtung 180 im wesentlichen schlitzförmig ausgebildet ist und sich rechtwinklig zum Überfahrbereich 24 0, das heißt in
Überfahrrichtung y erstreckt.
Des weiteren ist beim sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine ergänzende, als Kameramodul 170 ausgebildete Einrichtung integriert (vgl. Figuren 6A und 6B), wobei dieses Kameramodul 170 partiell im faseroptischen Bereich 30 integriert ist und wobei die Optik des Kameramoduls 170 einen Durchmesser von etwa 2,5 Millimeter aufweist.
Da die Optik des Kameramoduls 170 für die Gesiehtserkennung ausgelegt ist, kann bei Einspeicherung bestimmter gesichtsspezifischer Merkmale einer Person in der Speicher-/Verarbeitungseinheit 70 (vgl. Figur 6C) der Vorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ein unmittelbares Vergleichen der gespeicherten gesichtsspezifischen Merkmale der Person mit den durch das Kameramodul 170 aufgenommenen tatsächlichen gesichtsspezifischen Merkmalen der Person vorgenommen werden; in Abhängigkeit vom Resultat dieses Vergleichs kann dann in der Vorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel eine Sperrfunktion oder eine Freigabefunktion aktiviert werden.
In Ergänzung hierzu kann mittels des Kameramoduls 170 auch ein Bild, etwa in Form einer Photographie, aufgenommen werden, was unter anderem bei auftretenden Glaubhaftmachungs- oder Beweisfragen vor Gericht ausgesprochen dienlich ist. Nicht zuletzt aus diesen Gründen ist die Optik des Kameramoduls 170 in Richtung des vorderen Bereichs des Fingers angeordnet (vgl. Figur 6B).
Beim in den Figuren IB, 2B, 4C und 5B gezeigten
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ersten, zweiten, vierten und fünften
Ausführungsbeispiel 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 2 0 wird verhindert, daß die daktyloskopisch zu authentifizierende bzw. 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 4 02 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der Vorrichtung 1 umzulenken und das von den Lichtquellen 10 abgestrahlte Licht auf der von der Abtasteinheit 402 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden (vgl. erstes und zweites Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichenden (vgl. viertes und fünftes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 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 1 wesentlich.
Das in Figur 4C bzw. 5B gezeigte vierte bzw. fünfte
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Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeichnet sich in diesem Zusammenhang insbesondere dadurch aus, daß das optische System 2 0 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. Figur 4B) und durch die einem Benutzer der Vorrichtung 1, beispielsweise einer daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person, die Handhabung der Vorrichtung nicht nur in psychologischer, sondern auch in praktischer Hinsicht substantiell erleichtert wird:
Die zu authentifizierende bzw. zu identifizierende Person erfaßt durch das Anordnen der Fingerführung instinktiv, in welcher (Überfahr-)Richtung y und in welcher Stellung der Überfahrbereich 240 auf seiner von der Abtasteinheit 4 02 abgewandten Seite vom vorderen Bereich des Fingers zu überstreichen ist. In diesem Zusammenhang ist der Überfahrbereich 24 0 zentral innerhalb der Fingerführung angeordnet (vgl. Figuren 4B und 6B).
Demzufolge werden die Vorzüge der Fingerführung, nämlich unter anderem das Gewährleisten eines optimalen Überstreichvorgangs des vorderen Bereichs des Fingers zum Erfassen der Charakteristika (sogenannte "Minuzien"), insbesondere des Fingerabdrucks, mit den Vorzügen des optischen Systems 20, nämlich unter anderem der Funktion als Umlenkungskomponente für das erzeugte Licht sowie dem
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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 2 0 implementierten Fingerführung eine gleichmäßige Lichtverteilung auf dem zu beleuchtenden Objekt bei größtmöglichem Kontrast garantiert.
Beim in den Figuren IB und 4C dargestellten ersten und vierten 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, 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 den Figuren IB und 4C dargestellten ersten und vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die von der Abtasteinheit 4 02 abgewandte Seite des faseroptischen Bereichs 3 0 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 Vorrichtung 1 essentiell ist.
Sowohl im Falle des optischen Systems 2 0 als auch im Falle des faseroptischen Bereichs 30 handelt es sich bei dem für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässigen Material 80 um Lack.
Beim ersten und dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine ergänzende, als Kameramodul 1' ausgebildete Einrichtung integriert (vgl. Figuren IA und 3A), wobei die Optik des Kameramoduls 1' einen Durchmesser von etwa 2,5 Millimeter aufweist.
Da die Optik des Kameramoduls 1' für die Gesichtserkennung ausgelegt ist, können bestimmte gesichtsspezifische Merkmale einer Person in die Speichereinheit 70b oder in die Verarbeitungseinheit 7 0 des Mobiltelephons eingespeichert werden, so daß das Mobiltelephon durch unmittelbares Vergleichen der in der Speichereinheit 70b oder in der Verarbeitungseinheit 70 gespeicherten gesichtsspezifischen Merkmale der Person mit den durch das Kameramodul 1 ■ aufgenommenen tatsächlichen gesichtsspezifischen Merkmalen der Person in Abhängigkeit vom Resultat dieses Vergleichs gesperrt oder freigegeben wird.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die im Mobiltelephon (vgl. Figur 2A) integrierte Vorrichtung 1 (vgl. Figur 2B) nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den Ruhezustand (= sogenannter "Sleep"-Modus) übergeht und daß die im Mobiltelephon integrierte Vorrichtung 1 bei Auflegen bzw. bei Überstreichen mit dem vorderen Bereich des Fingers wieder "aufgeweckt" wird, das heißt wieder in einen betriebsbereiten Zustand übergeht.
In diesem Zusammenhang ist in der im Mobiltelephon integrierten Vorrichtung 1 sowohl die "Sleep"-Funktion als auch die "Wake Up"-Funktion dadurch implementiert, daß sich zu einem Geflecht oder Gitter zusammensetzende Ausnehmungen 150 in Form von Bahnen und/oder in Form von Linien in den faseroptischen Bereich 30 mittels Säure eingeätzt sind, wobei in diese Ausnehmungen 150 ein Metall, nämlich Chrom, eingefüllt ist; dies bedeutet mit anderen Worten, daß das Chrom in die Ausnehmungen 150 portiert.
Der Einsatz von Chrom ist hierbei aufgrund der günstigen Eigenschaften dieses Metalls zu bevorzugen, denn Chrom ist sowohl chemisch beständig als auch mechanisch beständig, wobei durch die Ausnehmungen 150 nur ein sehr geringer Abrieb auf dem faseroptischen Bereich 3 0 bewirkt wird.
Mithin ist der faseroptische Bereich 30 mit einem Chromgeflecht oder Chromgitter beschichtet, durch das nicht nur der sogenannte "kapazitive Start" der Vorrichtung 1 implementierbar ist, sondern auch ein
Erdungseffekt sowie eine Ableitung der durch den vorderen Bereich des Fingers transportierten elektrostatischen Aufladung, das heißt ein wirksamer ESD-Schutz (ESD = electrostatic discharge
elektrostatische Entladung) mittels einer hierfür ausgelegten Elektronik bewirkbar sind.
elektrostatische Entladung) mittels einer hierfür ausgelegten Elektronik bewirkbar sind.
Die Ausnehmungen 150 weisen eine Breite von etwa fünf Mikrometer auf; da nun die Fasern 310 des faseroptischen Bereichs 30 einen Durchmesser von etwa sechs Mikrometer und die Pixel auf der Abtasteinheit 4 02 eine Dimensionierung von etwa fünfzig Mikrometer auf etwa fünfzig Mikrometer aufweisen, bedingt das Chromgeflecht oder Chromgitter keine merkliche Verminderung der Qualität der erhaltbaren optischen Abbilder; auch der durch das Chromgeflecht oder Chromgitter bewirkte Verlust an Helligkeit beträgt weniger als fünf Prozent.
In bezug auf die Topologie der dargelegten Beschichtung weist der faseroptische Bereich 30 zwei aktive Zonen 302, 306 und eine zwischen den aktiven Zonen 302, 306 liegende passive Zone 304 auf, wie der Aufsichtdarstellung der Figur 2C entnehmbar ist.
In diesem Zusammenhang dienen die rechteckförmig ausgebildeten aktiven Zonen 302, 306 einer Auslösung des vorstehend beschriebenen kapazitiven Starts, der nur dann erfolgt, wenn der vordere Bereich des Fingers in korrekter Weise positioniert ist, das heißt wenn der vordere Bereich des Fingers beide aktiven Zonen 302, 306 gleichzeitig berührt bzw. auf beiden aktiven Zonen 302, 306 gleichzeitig aufliegt.
Im Gegensatz dazu weist die eine größere Fläche als
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die aktiven Zonen 302, 306 einnehmende, ebenfalls rechteckförmig ausgebildete passive Zone 3 04 keine elektrische Funktion auf, sondern dient dazu, die optischen Eigenschaften über den gesamten faseroptischen Bereich 30 gleichmäßig zu erhalten.
Hierbei beträgt der Abstand zwischen dem Rand der aktiven Zone 302, 306 und dem Rand der passiven Zone 304 in etwa fünfzig Mikrometer, um angesichts eines Durchmessers der Fasern 310 des faseroptischen Bereichs 3 0 von etwa sechs Mikrometer und einer Dimensionierung der Pixel auf der Abtasteinheit 402 von etwa fünfzig Mikrometer auf etwa fünfzig Mikrometer keine unnötigen Trennlinien in den optischen Abbildern hervorzurufen.
Um eine einfache Positionierung des faseroptischen Bereichs 30 zur Abtasteinheit 402 zu bewerkstelligen, ist die Breite der aktiven Zonen 302, 306 und der passiven Zone 3 04 geringfügig größer als die Breite der Abtasteinheit 402 gewählt: Die Breite der aktiven Zonen 302, 306 und der passiven Zone 304 beträgt in etwa dreizehn Millimeter, wohingegen die Breite der Abtasteinheit 402 in etwa zwölf Millimeter beträgt.
Wie aus der exemplarischen Darstellung der Figur 2C ersichtlich, sind die aktiven Zonen 302 bzw. 306 mittels jeweils zweier Leiterbahnen 152, 154 bzw. 156, 158 mit jeweils einem zugeordneten Kontakt ("pad") 160 bzw. 161 von der Oberseite her "gebonded" und galvanisch verbunden, wobei die Kontakte 160, 161 jeweils eine Ausdehnung von etwa einem Millimeter bis etwa zwei Millimeter aufweisen.
Hierbei sind jeweils zwei zueinander beabstandet
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angeordnete Leiterbahnen in Form von Chrombahnen 152, 154 bzw. 156, 158 vorgesehen, durch die eine hohe Redundanz der Verbindung zu den zugeordneten Kontakten 160 bzw. 161 gewährleistet ist.
Im Hinblick auf das in Figur 5B gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bedarf es einer besonderen Erwähnung, daß die der Abtasteinheit 402 zugewandte Seite des faseroptischen Bereichs 30 mit einer alphanumerischen Kennung 190 versehen ist.
Eine derartige Kennung 190 zeitigt insbesondere im Falle eines Ausfallens oder Versagens der Vorrichtung 1 wesentliche Vorteile, denn in diesem Falle kann anstelle einer - ansonsten üblichen, im Falle eines Ausfallens oder Versagens aber nicht mehr auslesbaren (--> unter anderem Probleme bei einem Garantiefall) digitalen Personalisierung der Vorrichtung 1 zumindest eine eindeutige Authentifikations- bzw. Identifikationsnummer oder dergleichen in den Datensatz aufgenommen werden.
Da auch die Vorrichtung 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 5B) im wesentlichen auf dem Prinzip des optischen Sensors basiert, kann die Kennung 190 optisch gelesen und in den zu übergebenden Datensatz eingebaut werden kann. Mithin ist durch das Vorsehen der Kennung 190 ein weiteres Sicherheitsmerkmal bereitgestellt, wobei im Falle einer erforderlich werdenden Garantieleistung das Auslesen der Kennung 190 durch den faseroptischen Bereich 3 0 hindurch auch mittels eines Mikroskops oder dergleichen vorgenommen werden kann.
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Die - beispielsweise beim Einsetzen der Lichtquellen 10 aufgebrachte - Kennung 190 ist der Vorrichtung 1 gemäß Figur 5B, insbesondere dem zur Vorrichtung 1 gemäß Figur 5B gehörigen Anwender oder Kunden (--> Spezi al kennung) , zugeordnet und ist von der von der Abtasteinheit 402 abgewandten Seite des faseroptischen Bereichs 30 aus nicht mehr erreichbar, das heißt nicht veränderbar oder anderweitig manipulierbar.
Im Hinblick auf das erste und vierte 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 &khgr; (vgl. Figuren 7A und 7B) 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 &khgr; 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. Diagramm in Figur 7A, in dem der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts schematisch über die Breite &khgr; der optischen Abbilder aufgetragen ist).
Dies hängt unter anderem damit zusammen, daß die Lichtquellen 10 seitlich neben dem faseroptischen
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Bereich 3 0 angeordnet sind und daß das Licht von den Lichtquellen 10 in Richtung auf die von der Abtasteinheit 4 02 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende (vgl. erstes Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichende (vgl. viertes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 abstrahlbar ist.
Hierdurch gelangt in die zentralen, durch den vorderen Bereich des Fingers abgedeckten Bereiche auf der von der Abtasteinheit 4 02 abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden (vgl. erstes Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichenden (vgl. viertes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 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 ersten und vierten Ausführungsbeispiel 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. Diagramm in Figur 7B, in dem die bei der Vorrichtung 1 gewählte Verstärkung der elektrischen Signale schematisch über die Breite &khgr; 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. Figur 7A) , wobei die Verstärkung selektiv über die verschiedenen Bereiche &khgr; der optischen Abbilder so gewählt werden kann, daß das zum Produkt aus jeweiliger/m Streulichtintensität/-kontrast (vgl. Figur 7A) und jeweiligem Verstärkungsfaktor (vgl. Figur 7B) direkt proportionale Ausgangssignal von in etwa konstanter Intensität ist; durch diese technische Maßnahme ist die Qualität der mit dem ersten und vierten Ausführungsbeispiel erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbessert.
Im Hinblick auf das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bedarf es des weiteren einer besonderen Erwähnung, daß jeder Lichtquelle 10 eine Erfassungseinheit 12 (vgl. Figuren 4B und 4C) zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse und eine Lichtreflektoreinheit 14 (vgl. Figuren 4B und 4C) zugeordnet ist. Hierbei kann durch die Erfassungseinheit 12 festgestellt werden, welche Bereiche des Überfahrbereichs 24 0 und welche dem Überfahrbereich 24 0 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
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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 zweite bzw. fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten bzw. vierten Ausführungsbeispiel nicht nur dadurch, daß weder auf dem optischen System 2 0 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 unterhalb des faseroptischen Bereichs 3 0
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befinden (vgl. Figuren 2B und 5B).
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 bedeckende (vgl. zweites Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichende (vgl. fünftes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 abgestrahlt wird, das heißt der vordere Bereich des Fingers der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person wird von seitlich unten angestrahlt.
Im Hinblick auf das zweite und fünfte 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 &khgr; (vgl. Figuren 7A und 7C) 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 &khgr; 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. Diagramm in Figur 7A, in dem der Kontrast des im Inneren des vorderen Bereichs des Fingers gestreuten Lichts schematisch über die Breite &khgr; der optischen Abbilder aufgetragen ist).
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Dies hängt unter anderem damit zusammen, daß die Lichtquellen 10 auf der der Abtasteinheit 402 zugewandten Seite des faseroptischen Bereichs 3 0 angeordnet sind, das heißt sich unterhalb des faseroptischen Bereichs 30 befinden und daß das Licht von den Lichtquellen 10 in Richtung auf die von der Abtasteinheit 4 02 abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende (vgl. zweites Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichende (vgl. fünftes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 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 bedeckenden (vgl. zweites Ausführungsbeispiel) bzw. zu überstreichenden (vgl. fünftes Ausführungsbeispiel) Seite der Vorrichtung 1 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 zweiten und fünften 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. Diagramm in Figur 7C, in dem die bei der Vorrichtung 1 gewählte Absorption des Filters 90 schematisch über
die Breite &khgr; 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. Figur 7A) .
In diesem Zusammenhang kann der Absorptionsgrad selektiv über die verschiedenen Bereiche &khgr; der optischen Abbilder so gewählt werden, daß das zum Quotienten aus jeweiliger/m
Streulichtintensität/-kontrast (vgl. Figur 7A) und jeweiligem Absorptionsgrad (vgl. Figur 7C) direkt proportionale Ausgangssignal von in etwa konstanter Intensität ist; durch diese technische Maßnahme ist die Qualität der mit dem zweiten und fünften Ausführungsbeispiel erhaltbaren Ergebnisse maßgeblich verbessert.
Des weiteren sind die Lichtquellen 10 in den gezeigten 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 1 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.
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Das erste, zweite, vierte und fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom dritten und sechsten Ausführungsbeispiel ferner dadurch, daß die Fasern 310 im faseroptischen Bereich 30 im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, um einen ordnungsgemäßen Transport des vom vorderen Bereich des Fingers stammenden, optische Abbilder tragenden Lichts durch den faseroptischen Bereich 3 0 zur Abtasteinheit 402 zu gewährleisten.
Alternativ hierzu weisen die Fasern 310, 320 im faseroptischen Bereich 30 des dritten und sechsten Ausführungsbeispiels (vgl. Figuren 3B, 3C, 3D, 6C, 6D und 6E) 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 3 0 schichtweise angeordnet, das heißt die Fasern 310, 320 innerhalb einer Schicht sind im wesentlichen parallel zueinander und die Fasern 310, 32 0 zueinander benachbarter Schichten sind unter dem Winkel von etwa 45 Grad zueinander angeordnet.
In diesem Zusammenhang sind beim dritten und sechsten Ausführungsbeispiel (vgl. Figuren 3B, 3C, 3D, 6C, 6D und 6E) 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
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optischen Abbilder zur Abtasteinheit 40 vorgesehen sind.
Einer besonderen Erwähnung bedarf es in diesem Zusammenhang, daß durch die in den Figuren 3B, 3C, 3D, 6C, 6D und 6E veranschaulichte Ausgestaltungsform mit zwei Vorzugsrichtungen für die Fasern 310, 320 das Anordnen eines optischen Systems 20 (vgl. erstes, zweites, viertes und fünftes Ausführungsbeispiel) 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 32 0 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. Figuren 3B und 6C).
Da die Abtasteinheit 4 02 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 zweiten und fünften 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.
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Denselben Zwecken wie die Sperrschichten 13 0 innerhalb des faseroptischen Bereichs 30 (vgl. zweites und fünftes Ausführungsbeispiel) dienen zwei Sperrschichten 140, die bei den gezeigten 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 dritten und sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (vergleichbar dem ersten und vierten 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 3 0 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 3 0 erleichtert wird.
Des weiteren weist das dritte und sechste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Anzeigeeinrichtung 65 (vgl. Figuren 3B, 6B und 6C) zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung 1 auf. Um der daktyloskopisch zu authentifizierenden bzw. zu identifizierenden Person
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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 1 mittels eines entsprechend blinkenden Lichtsignals ermöglicht.
Ferner ist das Mobiltelephon gemäß dem dritten und sechsten Ausführungsbeispiel auch für den Übergang in einen Ruhezustand (= sogenannter "Sleep"-Modus) ausgelegt, was Einsparpotentiale im Hinblick auf den Stromverbrauch der Vorrichtung 1 schafft:
Hierzu ist eine kapazitive, in die Steuerungsmittel 40, 70 integrierte Schaltung 75 (vgl. Figuren 3B und 6C) vorgesehen, mittels derer die Vorrichtung 1 nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den "Sleep"-Modus übergeht und mittels derer die Vorrichtung 1 bei Bedecken (vgl. drittes Ausführungsbeispiel) bzw. bei Überstreichen (vgl. sechstes Ausführungsbeispiel) mit dem vorderen Bereich des Fingers wieder "aufgeweckt" wird, das heißt wieder in einen betriebsbereiten Zustand übergeht.
Sogesehen ist in der Vorrichtung 1 sowohl eine "Sleep"-Funktion als auch eine "Wake Up"-Funktion implementiert, wobei die kapazitive Schaltung 75 so ausgelegt ist, daß die sich im Ruhezustand befindliche, im Mobiltelephon integrierte Vorrichtung 1 innerhalb eines Zeitraums von etwa zehn Millisekunden bis etwa 100 Millisekunden aktivierbar ist.
Claims (154)
1. Mobiltelephon, aufweisend mindestens eine Vorrichtung (1) zur daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation
- 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.
2. Mobiltelephon gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) alternativ oder zusätzlich zum Eingeben von vorzugsweise durch die Lage der optischen Abbilder bestimmten relativen Koordinaten (x, y) mittels mindestens eines Eingabemittels ausgelegt ist.
3. Mobiltelephon gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingabemittel mindestens ein Finger und/oder mindestens ein stab- oder stiftförmiger Gegenstand vorgesehen ist.
4. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mobiltelephon mittels der Vorrichtung (1) als mindestens eine Fernbedienung ("remote control") ausgelegt ist.
5. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) für das Einlesen und/oder für das Vergleichen mindestens einer Unterschrift bzw. mindestens einer Signatur ausgelegt ist.
6. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kameramodul (1' bzw. 170), insbesondere mindestens ein Videokameramodul, in die Vorrichtung (1) integrierbar ist.
7. Mobiltelephon gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik des Kameramoduls (1' bzw. 170)
- in Richtung des vorderen Bereichs des Fingers angeordnet ist und/oder
- für die Gesichtserkennung ausgelegt ist.
8. Mobiltelephon gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kameramodul (1' bzw. 170) einen Durchmesser von etwa 2, 5 Millimeter oder eine Fläche von etwa 2, 5 Millimeter auf etwa 2, 5 Millimeter aufweist.
9. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (70) mindestens eine Auswerteeinheit (70a) und mindestens eine Speichereinheit (70b) aufweist.
10. Mobiltelephon gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (70b) als mindestens eine Chipeinheit, insbesondere als mindestens ein SIM (= Subscriber Identification Module), ausgebildet ist und/oder
- daß in der Speichereinheit (70b) die optischen Abbilder sowie personenspezifische Daten, insbesondere daktyloskopische Daten, elektronisch (zwischen)speicherbar sind.
11. Mobiltelephon gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Auswerteeinheit (70a) als mindestens ein elektronischer Schaltkreis, insbesondere als mindestens ein ASIC (= Application-Specific Integrated Circuit = anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) ausgebildet ist und/oder
- daß die Auswerteeinheit (70a) die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, bestimmt.
12. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (70a) die Charakteristika des vorderen Bereichs des Fingers, insbesondere des Fingerabdrucks, mit in der Speichereinheit (70b) gespeicherten Charakteristika vergleicht.
13. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) mindestens eine Akkumulatoreinheit und/oder mindestens eine Batterieeinheit, insbesondere auf Lithiumbasis, zur elektrischen Spannungsversorgung zugeordnet ist.
14. Mobiltelephon gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) die Akkumulatoreinheit und/oder die Batterieeinheit zugeordnet ist, die das Mobiltelephon mit elektrischer Spannung versorgt.
15. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mobiltelephon mit mindestens einer Sende-/Empfangseinheit (4) zur drahtlosen Transmission von Daten und Informationen, insbesondere von Daten und Informationen der daktyloskopischen Personenauthentifikation oder -identifikation, versehen ist.
16. Mobiltelephon gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Transmission der Daten und Informationen auf dem "Bluetooth"-Standard und/oder auf dem GPRS-Standard (General Packet Radio Service) und/oder auf dem GPS-Standard (GPS = Global Positioning System) und/oder auf dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communication) und/oder auf dem LAN-Standard (Local Area Network) und/oder auf dem UMTS-Standard (Universal Mobile Telecommunication System) basiert.
17. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, 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.
18. Mobiltelephon gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70) aufweist.
- 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
19. Mobiltelephon gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsmodul einheitlich mit der Sensoreinheit (40) und/oder als Teil der Sensoreinheit (40) ausgebildet ist.
20. Mobiltelephon gemäß Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertemodul einheitlich mit der Auswerteeinheit (70a) und/oder als Teil der Auswerteeinheit (70a) ausgebildet ist.
21. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermodul einheitlich mit der Speichereinheit (70b) und/oder als Teil der Speichereinheit (70b) ausgebildet ist.
22. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70) als mindestens ein Logikbauteil und/oder als mindestens eine Logikschaltung ausgebildet ist.
23. Mobiltelephon gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerungsmittel (40, 70) mindestens ein Standardlogikbauteil oder eine programmierbare Logik (FPGA = field programmable gate array) vorgesehen ist.
24. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70) als mindestens eine digitale Signalverarbeitungseinheit (DSP = digital signal processor) ausgebildet ist.
25. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (40, 70) als mindestens ein Mikrocontroller ausgebildet ist.
26. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) für den Übergang in einen Ruhezustand ausgelegt ist.
27. Mobiltelephon gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine kapazitive Schaltung (75) vorgesehen ist, mittels derer die Vorrichtung (1) nach einem vorgegebenen Zeitraum der Nichtnutzung in den Ruhezustand übergeht.
28. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 25 und gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Schaltung (75) in die Steuerungsmittel (40, 70) integriert ist.
29. Mobiltelephon gemäß Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Schaltung (75) so ausgelegt ist, daß die sich im Ruhezustand befindliche Vorrichtung (1) innerhalb eines Zeitraums von etwa zehn Millisekunden bis etwa 100 Millisekunden aktivierbar ist.
30. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung (1) mindestens ein faseroptischer Bereich (30) vorgesehen ist, durch den die optischen Abbilder des vorderen Bereichs des Fingers zur Abtasteinheit (402) transportierbar sind.
31. Mobiltelephon gemäß Anspruch 30, 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.
32. Mobiltelephon gemäß Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310) im faseroptischen Bereich (30) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
33. Mobiltelephon gemäß Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310, 320) im faseroptischen Bereich (30) im wesentlichen zwei Richtungen aufweisen, die unter einem Winkel (a) zueinander angeordnet sind.
34. Mobiltelephon gemäß Anspruch 33, 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.
35. Mobiltelephon gemäß Anspruch 33 oder 34, 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der Vorrichtung (1) 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.
36. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 35, 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.
37. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 36, 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.
38. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Bereich (30) eine Ausdehnung aufweist, die sich bis in den Bereich über der Lichtquelle (10) hinein erstreckt.
39. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des faseroptischen Bereichs (30) mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht (130) vorgesehen ist.
40. Mobiltelephon gemäß Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (130) in Form verschlossener Fasern (310) realisiert ist.
41. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 40, 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.
42. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß sich zu einem Geflecht oder Gitter zusammensetzende Ausnehmungen (150), insbesondere in Form von Bahnen und/oder in Form von Linien, in den faseroptischen Bereich (30) vorzugsweise mittels Säure eingeätzt sind.
43. Mobiltelephon gemäß Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (150) mit mindestens einem Metall, insbesondere mit Chrom, gefüllt sind.
44. Mobiltelephon gemäß Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (150) eine Breite von etwa fünf Mikrometer aufweisen.
45. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Bereich (30) mindestens eine aktive Zone (302; 306) und mindestens eine passive Zone (304) aufweist.
46. Mobiltelephon gemäß Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aktive Zonen (302; 306) vorgesehen sind, zwischen denen eine passive Zone (304) angeordnet ist.
47. Mobiltelephon gemäß Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Zone (302; 306) eine geringere Fläche als die passive Zone (304) einnimmt.
48. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Zone (302; 306) und die passive Zone (304) jeweils in etwa rechteckförmig ausgebildet sind.
49. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 45 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der aktiven Zone (302; 306) und der passiven Zone (304) in etwa fünfzig Mikrometer beträgt.
50. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 45 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der aktiven Zone (302; 306) und der passiven Zone (304) zumindest gleich groß wie und insbesondere geringfügig größer als die Breite der Abtasteinheit (402) ist.
51. Mobiltelephon gemäß Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der aktiven Zone (302; 306) und der passiven Zone (304) in etwa dreizehn Millimeter und daß die Breite der Abtasteinheit (402) in etwa zwölf Millimeter beträgt.
52. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 42 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht oder Gitter und insbesondere die aktive Zone (302; 306) mittels mindestens einer Leiterbahn (152, 154; 156, 158) mit mindestens einem zugeordneten Kontakt (160; 161) verbunden ist.
53. Mobiltelephon gemäß Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (160; 161) eine Ausdehnung von etwa einem Millimeter bis etwa zwei Millimeter aufweist.
54. Mobiltelephon gemäß Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zueinander beabstandet angeordnete Leiterbahnen (152, 154; 156, 158) vorgesehen sind.
55. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (152, 154; 156, 158) zumindest partiell miteinander verbunden sind.
56. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abtasteinheit (402) zugewandte Seite des faseroptischen Bereichs (30) mit mindestens einer insbesondere alphanumerischen Kennung (190) versehen ist.
57. Mobiltelephon gemäß Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung (190) der jeweiligen Vorrichtung (1) zugeordnet ist.
58. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß das Kameramodul (1' bzw. 170) in den faseroptischen Bereich (30) integriert ist.
59. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) im Bereich des Displays (2) des Mobiltelephons angeordnet ist.
60. Mobiltelephon gemäß Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) seitlich des Displays (2) und/oder unterhalb des Displays (2) angeordnet ist.
61. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) im Bereich der Tastaturabdeckung (3) des Mobiltelephons angeordnet ist.
62. Mobiltelephon gemäß Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) im unteren Bereich der Tastaturabdeckung (3) des Mobiltelephons angeordnet ist.
63. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) als auf das Mobiltelephon aufsteckbares Zusatzmodul ausgebildet ist.
64. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 30 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (310, 320) des faseroptischen Bereichs (30) eine sich in Richtung zur Abtasteinheit (402) hin verjüngende Gestalt aufweisen.
65. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) in mindestens einem vom vorderen Bereich des Fingers in einer Überfahrrichtung (y) zu überstreichenden Überfahrbereich (240) angeordnet ist.
66. Mobiltelephon gemäß Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) optisch durchlässig ausgebildet ist.
67. Mobiltelephon gemäß Anspruch 65 oder 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich (240) entspricht.
68. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 65 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) schlitzförmig ausgebildet und von zwei Schmalseiten (240s) sowie von zwei Langseiten (240l) begrenzt ist.
69. Mobiltelephon gemäß Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Langseiten (2401) quer, insbesondere in etwa senkrecht, zur Überfahrrichtung (y) sowie zu den Schmalseiten (240 s) verlaufen und um ein Vielfaches größer als die Schmalseiten (240s) ausgebildet sind.
70. Mobiltelephon gemäß Anspruch 68 oder 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Langseiten (240l) in etwa der Breite des vorderen Bereichs des Fingers entspricht.
71. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 68 bis 70, 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.
72. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 65 bis 71, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) als mindestens eine in einer Platte angeordnete Ausnehmung ausgebildet ist.
73. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 65 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik des Kameramoduls (1' bzw. 170) im Bereich des Überfahrbereichs (240) angeordnet ist.
74. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 73, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquelle (10) mindestens eine Erfassungseinheit (12) zum Erfassen der Umgebungslichtverhältnisse und/oder mindestens eine Lichtreflektoreinheit (14) zugeordnet ist.
75. Mobiltelephon gemäß Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (12) und/oder die Lichtreflektoreinheit (14) um die Lichtquelle (10) herum angeordnet ist.
76. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 65 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Bereich (30) im Überfahrbereich (240) vorgesehen ist.
77. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 65 bis 76, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Bereich (30) in Form und in Größe in etwa dem Überfahrbereich (240) entspricht.
78. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 77, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ermittlungseinrichtung (180) zum Ermitteln der Geschwindigkeit und/oder der Position des vorderen Bereichs des Fingers vorgesehen ist.
79. Mobiltelephon gemäß Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (180) durch mindestens eine (10') der Lichtquellen (10) gebildet ist.
80. Mobiltelephon gemäß Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10') das Licht im wesentlichen in Überfahrrichtung (y) emittiert.
81. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 78 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (180) aufweist.
- mindestens ein induktives Element und/oder
- mindestens ein kapazitives Element und/oder
- mindestens ein flächig ausgedehntes Lichtelement
82. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 78 bis 81, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (180) in etwa schlitzförmig und/oder in etwa streifenförmig ausgebildet ist.
83. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 78 bis 82, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ermittlungseinrichtung (180) in etwa rechtwinklig zum Überfahrbereich (240) erstreckt.
84. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 78 bis 83, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ermittlungseinrichtung (180) in etwa in Überfahrrichtung (y) erstreckt.
85. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 84, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) die optischen Abbilder zeilenweise aufnimmt.
86. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 85, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) eine Vielzahl optischer Abbilder pro Zeiteinheit aufnimmt.
87. Mobiltelephon gemäß Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) etwa 250 optische Abbilder pro Sekunde aufnimmt.
88. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 87, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnehmen der optischen Abbilder durch die Abtasteinheit (402) mittels von der Lichtquelle (10) abgestrahlter Lichtpulse gesteuert ist.
89. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 88, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Abbilder in elektrische Signale umwandelbar sind.
90. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 89, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) seitlich neben der Abtasteinheit (402) angeordnet ist.
91. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 90, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle (10) in Richtung auf die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der Vorrichtung (1) abstrahlbar ist.
92. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 91, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer und/oder die Intensität der von der Lichtquelle (10) abgestrahlten Lichtpulse in Abhängigkeit von den Umgebungslichtverhältnissen regelbar ist.
93. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 92, 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.
94. Mobiltelephon gemäß Anspruch 93, 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.
95. Mobiltelephon gemäß Anspruch 93 oder 94, 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.
96. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 93 bis 95, 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.
97. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 96, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Lichtquelle (10) vorgesehen ist.
98. Mobiltelephon gemäß Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, daß vier Lichtquellen (10) vorgesehen sind.
99. Mobiltelephon gemäß Anspruch 97 oder 98, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
100. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 97 bis 99, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) seitlich oder ringförmig um den Überfahrbereich (240) herum angeordnet sind.
101. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 97 bis 100, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) gleichmäßig verteilt um den Überfahrbereich (240) herum angeordnet sind.
102. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 97 bis 101, 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.
103. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 97 bis 102, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Dauer und/oder die jeweilige Intensität der von den einzelnen Lichtquellen (10) abgestrahlten Lichtpulse unabhängig voneinander steuerbar ist.
104. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 97 bis 103, 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.
105. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 104, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) auf der der Abtasteinheit (402) zugewandten Seite der Vorrichtung (1) angeordnet ist.
106. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 105, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) von der Abtasteinheit (402) seitlich beabstandet angeordnet ist.
107. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 106, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle (10) auf die von der Abtasteinheit (402) abgewandte, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der Vorrichtung (1) seitlich einstrahlbar ist.
108. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 107, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) als Pulslichtquelle ausgebildet ist.
109. Mobiltelephon gemäß Anspruch 108, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) zur Abstrahlung von Lichtpulsen mit einer Impulsdauer von nahezu null Millisekunden bis etwa neunzig Millisekunden ausgelegt ist.
110. Mobiltelephon gemäß Anspruch 108 oder 109, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pulsgebereinheit zum Steuern der Lichtquelle (10) vorgesehen ist.
111. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 110, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anzeigeeinrichtung (65) zum Anzeigen der verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung (1) vorgesehen ist.
112. Mobiltelephon gemäß Anspruch 111, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (65) mindestens eine einfarbige oder verschiedenfarbige Leuchtanzeige aufweist, die die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung (1) signalisiert.
113. Mobiltelephon gemäß Anspruch 111 oder 112, 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.
114. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 111 bis 113, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (65) die verschiedenen Betriebszustände der Vorrichtung (1) durch mindestens ein blinkendes und/oder pulsierendes Lichtsignal signalisiert.
115. Mobiltelephon gemäß Anspruch 59 oder 60 und gemäß mindestens einem der Ansprüche 111 bis 114, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (65) einheitlich mit dem Display (2) ausgebildet ist.
116. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 115, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquelle (10) mindestens ein optisches System (20) nachgeordnet ist.
117. Mobiltelephon gemäß Anspruch 116, 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite der Vorrichtung (1) 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 bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der Vorrichtung (1) gleichmäßig und/oder diffus verteilt.
118. Mobiltelephon gemäß Anspruch 116 oder 117, 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.
119. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 116 bis 118, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (20) aus Kunststoff ist.
120. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 116 bis 119, 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.
121. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 120, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Abtasteinheit (402) abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der Vorrichtung (1) mindestens eine Fingerführung vorgesehen ist.
122. Mobiltelephon gemäß Anspruch 121, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingerführung ergonomisch geformt ist.
123. Mobiltelephon gemäß Anspruch 121 oder 122, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingerführung rinnenförmig ausgebildet ist.
124. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 121 bis 123, dadurch gekennzeichnet, daß der Überfahrbereich (240) zentral innerhalb der Fingerführung angeordnet ist.
125. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 116 bis 120 und gemäß mindestens einem der Ansprüche 121 bis 124, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (20) als Fingerführung ausgebildet ist.
126. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 125, 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 bedeckende bzw. zu überstreichende Seite des Überfahrbereichs (240) mit für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigem Material (80) beschichtet ist.
127. Mobiltelephon gemäß Anspruch 120 oder 126, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem für infrarotes Licht und/oder für sichtbares Licht durchlässigen Material (80) um Lack handelt.
128. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 127, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine lichtemittierende Diode (LED) ist.
129. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 128, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) infrarotes Licht abstrahlt.
130. Mobiltelephon gemäß Anspruch 129, dadurch gekennzeichnet, daß das infrarote Licht eine Wellenlänge von etwa 900 Nanometer aufweist.
131. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 130, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) infrarotes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen abstrahlt.
132. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 131, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine Leistung von etwa 0,1 Milliwatt bis etwa fünf Watt aufweist.
133. Mobiltelephon gemäß Anspruch 132, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine Leistung von etwa zwei Milliwatt bis etwa 100 Milliwatt aufweist.
134. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 133, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (40) auf mindestens einer Trägereinheit (50) angeordnet ist.
135. Mobiltelephon gemäß Anspruch 134, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (50) auf mindestens einer Leiterplatteneinheit (60) angeordnet ist.
136. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 135, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (10) und der Abtasteinheit (402) mindestens eine lichtundurchlässige Sperrschicht (140) vorgesehen ist.
137. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 39, 40 oder 136, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der lichtundurchlässigen Sperrschicht (130, 140) Lack ist.
138. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 137, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Filter (90) vorgesehen ist.
139. Mobiltelephon gemäß Anspruch 138, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) ein Linearfilter ist.
140. Mobiltelephon gemäß Anspruch 138 oder 139, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) zwischen dem faseroptischen Bereich (30) und der Abtasteinheit (402) angeordnet ist.
141. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 138 bis 140, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) auf der von der Abtasteinheit (402) abgewandten, vom vorderen Bereich des Fingers zu bedeckenden bzw. zu überstreichenden Seite der Vorrichtung (1) und/oder auf der der Abtasteinheit (402) zugewandten Seite der Vorrichtung (1) angeordnet ist.
142. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 138 bis 141, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) innerhalb des faseroptischen Bereichs (30) vorgesehen ist.
143. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 138 bis 142, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (90) einen Absorptionsgrad von etwa 99 Prozent aufweist.
144. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 138 bis 143, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsgrad des Filters (90) über die verschiedenen Bereiche der optischen Abbilder veränderlich ist.
145. Mobiltelephon gemäß Anspruch 144, 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.
146. Mobiltelephon gemäß Anspruch 144 oder 145, 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.
147. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 146, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) mindestens eine photoempfindliche Fläche und/oder mindestens eine photoempfindliche Schicht aufweist.
148. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 147, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) auf Halbleiterbasis operiert.
149. Mobiltelephon gemäß Anspruch 148, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) auf Siliziumbasis operiert.
150. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 149, 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).
151. Mobiltelephon gemäß Anspruch 150, dadurch gekennzeichnet, daß das auf CMOS-Technik basierende Bauelement oder die auf CMOS-Technik basierende Schaltung auf mindestens einer SmartCard integriert ist.
152. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 151, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (402) mindestens ein ladungsgekoppeltes Bauelement oder mindestens eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD = charge coupled device) aufweist.
153. Mobiltelephon gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 152, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) für die Lebenderkennung (sogenannter "life support") ausgelegt ist.
154. Mobiltelephon gemäß Anspruch 131 und gemäß Anspruch 153, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) durch Vergleich der für die zwei unterschiedlichen Wellenlängen erhaltenen Ergebnisse zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung im Blut des vorderen Bereichs des Fingers ausgelegt ist.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE102007006851A1 (de) | 2007-02-12 | 2008-08-14 | Vodafone Holding Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung und Übertragung biometrischer Daten sowie elektronische Einrichtung |
-
2001
- 2001-06-07 DE DE20109551U patent/DE20109551U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102007006851A1 (de) | 2007-02-12 | 2008-08-14 | Vodafone Holding Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung und Übertragung biometrischer Daten sowie elektronische Einrichtung |
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