DE202014010426U1

DE202014010426U1 - Fingerprint scanner

Info

Publication number: DE202014010426U1
Application number: DE202014010426.3U
Authority: DE
Original assignee: Dermalog Identification Systems GmbH
Current assignee: Dermalog Identification Systems GmbH
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-07-14
Anticipated expiration: 2024-03-06

Abstract

Fingerabdruckscanner zur Aufnahme von Fingerabdruckbildern von einem oder mehreren Fingern, der aufweist: einen durchsichtigen, prismenförmigen Auflagekörper (9) mit ebener Auflagefläche (10) und wenigstens einer ersten und einer zweiten Facette (11, 12), eine Lichtquelle (8) zur Beleuchtung eines auf oder über der Auflagefläche angeordneten Objekts, eine so auf eine Facette des Auflagekörpers gerichtete erste Kamera (5), um bei einem auf die Auflagefläche aufgelegten Finger ein aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindexverhältnisse von Auflagekörper zu Luft einerseits durch Totalreflexion und von Auflagekörper zu aufliegenden Hautleisten andererseits durch gestörte Totalreflexion erzeugtes Bild der aufliegenden Hautstelle aufnehmen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagekörper (9) so ausgebildet und eine zweite Kamera (6) so auf den Auflagekörper gerichtet ist, dass an einem auf oder über der Auflagefläche (10) befindlichen Objekt gestreutes oder reflektiertes und dann wieder an der Auflagefläche gebrochenes Licht teilweise auf die erste (11) und teilweise auf die zweite Facette (12) des Auflagekörpers fällt und dort jeweils gebrochen wird und für die zweite Kamera (6) aufnehmbar ist, wobei die erste und die zweite Facette zueinander geneigt sind, so dass die zweite Kamera (6) in einem ersten Bildbereich über die erste Facette (11) und in einem gegenüber diesem versetzten zweiten Bildbereich über die zweite Facette (12) jeweils ein Abbild eines auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objekts aufnimmt, wodurch sich der Betrachtungswinkel des ersten Bildbereichs aufgrund der Neigung der ersten zu der zweiten Facette von dem Betrachtungswinkel des zweiten Bildbereichs unterscheidet.Fingerprint scanner for taking fingerprint images of one or more fingers, comprising: a transparent, prism-shaped support body (9) with a flat support surface (10) and at least a first and a second facet (11, 12), a light source (8) for illuminating a arranged on or over the support surface object, so directed to a facet of the support body first camera (5) to a placed on the support surface finger on the one hand due to the different refractive index ratios of support body to air on the one hand by total reflection and from support body to resting skin strips by Disturbed total reflection generated image of the overlying skin site to record, characterized in that the support body (9) is formed and a second camera (6) is directed to the support body that on an object or on the support surface (10) located scattered object or reflect and then again refracted at the bearing surface light falls partially on the first (11) and partly on the second facet (12) of the support body and is there broken and is receivable for the second camera (6), wherein the first and the second Facet are inclined to each other, so that the second camera (6) in a first image area on the first facet (11) and in a second image area offset from this via the second facet (12) each have an image of an object located on or above the support surface whereby the viewing angle of the first image area differs from the viewing angle of the second image area due to the inclination of the first to the second facet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fingerabdruckscanner zur Aufnahme von Fingerabdruckbildern von einem oder mehreren Fingern, der aufweist: einen durchsichtigen, prismenförmigen Auflagekörper mit ebener Auflagefläche und wenigstens zwei weiteren Facetten, eine Lichtquelle zur Beleuchtung eines auf oder über der Auflagefläche angeordneten Objekts, eine so auf eine Facette des Auflagekörpers gerichtete erste Kamera, um bei einem auf die Auflagefläche aufgelegten Finger ein aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindexdifferenzen zwischen Auflagekörper und Luft einerseits durch Totalreflexion und zwischen Auflagekörper und aufliegenden Hautleisten andererseits durch gestörte Totalreflexion erzeugtes Bild der aufliegenden Hautstelle aufnehmen zu können. The present invention relates to a fingerprint scanner for taking fingerprint images of one or more fingers, comprising: a transparent, prism-shaped support body with a flat support surface and at least two further facets, a light source for illuminating an object arranged on or above the support surface, one on one Facet of the support body directed first camera to be able to record a generated due to the different refractive index differences between the support body and air on the one hand by total reflection and between support body and resting skin strips by disturbed total reflection generated image of the overlying skin site.

Ein derartiger Fingerabdruckscanner ist zum Beispiel aus EP 2 120 182 A1 bekannt. Ein Fingerabdruckscanner weist typischerweise einen durchsichtigen, prismenförmigen Auflagekörper auf, auf dessen obere Auflagefläche ein oder mehrere Finger zur Aufnahme eines Fingerabdruckbildes aufzulegen sind. Der Auflagekörper kann auch mehrere Prismen umfassen, wie etwa Fresnel-Prismen. Es ist ferner eine Lichtquelle vorhanden, um einen hohen Kontrast zwischen Hautleisten und Hintergrund zu erzeugen. Aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindexdifferenzen zwischen Auflagekörper und Luft (im Bereich zwischen Hautleisten) einerseits und zwischen Auflagekörper und aufliegenden Hautleisten andererseits wird ein Fingerabdruckbild erzeugt, das von einer Kamera aufgenommen und von einer Datenverarbeitungseinrichtung zur Speicherung aufgenommen wird. Aus dem Blickwinkel der Kamera erfolgt an Grenzflächen mit einem Übergang von Auflagekörper in Luft (zwischen Hautleisten) Totalreflexion, während an Grenzflächen mit auf dem Auflagekörper aufliegenden Hautleisten die Bedingungen für Totalreflexion durch die an den Auflagekörper angekoppelten Hautleisten aufgehoben oder gestört sind, so dass keine Totalreflexion mehr erfolgt (FTIR – Frustrated Total Internal Reflection). Such a fingerprint scanner is for example off EP 2 120 182 A1 known. A fingerprint scanner typically has a transparent, prism-shaped support body, on the upper support surface of which one or more fingers are to be placed for receiving a fingerprint image. The support body may also include a plurality of prisms, such as Fresnel prisms. There is also a light source to create a high contrast between skin ridges and background. Due to the different refractive index differences between the support body and air (in the area between skin strips) on the one hand and between support body and resting skin strips on the other hand, a fingerprint image is generated, which is recorded by a camera and recorded by a data processing device for storage. From the point of view of the camera occurs at interfaces with a transition from support body to air (between skin strips) total reflection, while at interfaces with resting on the support body skin strips the conditions for total reflection are suspended or disturbed by the coupled to the support body skin strips, so that no total reflection more (FTIR - Frustrated Total Internal Reflection).

Typische Anordnungen, die vom Prinzip der gestörten Totalreflexion Gebrauch machen, sind einerseits solche, die auf dem Prinzip der Hellfeldmessung basieren, und andererseits solche, die auf dem Prinzip der Dunkelfeldmessung beruhen. Typical arrangements which make use of the principle of faulty total reflection are on the one hand based on the principle of bright field measurement and on the other hand on the basis of the principle of dark field measurement.

In einer beispielhaften Anordnung, die zur Dunkelfeldmessung geeignet ist, ist die Lichtquelle unterhalb des Auflagekörpers angeordnet, um einen auf die Auflagefläche aufgelegten Finger von unten durch den Auflagekörper hindurch zu beleuchten. In 1 ist schematisch ein solcher Aufbau der zur Erläuterung des Prinzips notwendigen Komponenten eines Fingerabdruckscanners mit Dunkelfeldaufnahme gezeigt. Auf der oberen Auflagefläche eines transparenten Auflagekörpers 4 ist ein Finger zur Aufnahme eines Fingerabdruckbildes aufgelegt. Die Auflagefläche wird durch eine Lichtquelle 1 von unten durch den Auflagekörper 4 hindurch beleuchtet. Auf der Auflagefläche des Auflagekörpers 4 liegen die Hautleisten mit direktem Kontakt zur Auflagefläche auf, während in den zwischen den Hautleisten liegenden Zwischenräumen eine Grenzfläche von Auflagekörper 4 zu Luft vorliegt. In Bereichen von Hautleisten ist durch deren optische Ankopplung an den Auflagekörper die Totalreflexion im Abbildungsstrahlengang gestört, und das von den Hautleisten reflektierte Licht gelangt von dort auf die Kamera 5. Eine solche Reflexion ist schematisch durch die mit den längeren Strichen gestrichelte Linie in 1 angedeutet. Die Hautleisten erscheinen in dem von der Kamera 5 aufgenommenen Bild also durch das von Hautleisten diffus reflektierte Licht hell. In den Zwischenräumen zwischen den Hautleisten tritt keine Störung der Totalreflexion auf. In den Bereichen zwischen den Hautleisten, wo die Bedingungen für Totalreflexion somit erfüllt sind, wird durch einen Strahlengang, wie er durch die mit den kürzeren Strichen dargestellte Linie exemplarisch dargestellt ist, durch Totalreflexion an der Auflagefläche ein Bild der gegenüberliegenden Seite 2 des Auflagekörpers 4 abgebildet. Diese Seite 2 ist durch eine Beschichtung oder anderweitig abgedunkelt. In den Bereichen zwischen den Hautleisten, in denen Totalreflexion auftritt, „sieht“ die Kamera 5 daher das Bild der abgedunkelten Seite 2 des Auflagekörpers, wodurch das Bild der Kamera 5 einen dunklen Hintergrund mit hellen Hautleisten zeigt. In an exemplary arrangement which is suitable for dark field measurement, the light source is arranged below the support body in order to illuminate a finger placed on the support surface from below through the support body. In 1 is schematically shown such a structure of the explanation of the principle necessary components of a fingerprint scanner with dark field recording. On the upper support surface of a transparent support body 4 a finger is placed to take a fingerprint image. The bearing surface is illuminated by a light source 1 from below through the support body 4 lit up. On the support surface of the support body 4 the skin strips are in direct contact with the support surface, while in the gaps between the skin strips an interface of support body 4 to air. In areas of skin strips, the total reflection in the imaging beam path is disturbed by their optical coupling to the support body, and the light reflected from the skin strips passes from there to the camera 5 , Such a reflection is schematically represented by the dashed line with the longer dashes in FIG 1 indicated. The skin strips appear in the of the camera 5 Thus, the image picked up is bright due to the light diffusely reflected by skin strips. There is no disturbance of the total reflection in the spaces between the skin strips. In the areas between the skin strips, where the conditions for total reflection are thus met, by an optical path, as exemplified by the line shown with the shorter lines, by total reflection on the support surface an image of the opposite side 2 of the support body 4 displayed. This page 2 is darkened by a coating or otherwise. In the areas between the skin strips where total reflection occurs, the camera "sees" 5 Therefore, the image of the darkened side 2 of the support body, causing the image of the camera 5 a dark background with light skin strips shows.

In 2 ist eine entsprechende schematische Darstellung der Komponenten eines Fingerabdruckscanners gezeigt, der zur Hellfeldmessung geeignet ist. Ein gleichmäßig diffus streuendes Element 3, z.B. eine opake Beschichtung, wird durch die Lichtquelle 1 beleuchtet, wodurch eine homogene Flächenbeleuchtung entsteht. Bei einem auf der Auflagefläche des Auflagekörpers 4 aufliegenden Finger ist die Totalreflexion im Bereich von Hautleisen gestört, denn durch die direkte Auflage der Hautleisten auf der Auflagefläche ist dort eine andere Brechungsindexdifferenz gegeben. Ein solcher Strahlengang mit lokal gestörter Totalreflexion ist durch die mit den längeren Strichen gestrichelten Liniengang beispielhaft eingezeichnet. Aus solchen Bereichen wird also durch die gestörte Totalreflexion weniger Licht auf die Kamera 5 geworfen. In den Zwischenräumen zwischen den Hautleisten, in denen an der Grenzschicht zwischen Auflagekörper und Luft ungestörte Totalreflexion stattfindet, wird über die Totalreflexion an der Auflagefläche die flächig beleuchtete Seite 3 des Auflagekörpers 4 mit der opaken Beschichtung abgebildet, wozu hier beispielhaft ein mit einer mit kürzeren Strichen gestrichelten Linie dargestellter Strahlengang gezeigt ist. Im Ergebnis erhält man also ein Bild mit dunklen Bereichen, die den aufliegenden Hautleisten entsprechen, und mit einem hellen Hintergrund, der den Bereichen zwischen den Hautleisten entspricht. In 2 a corresponding schematic representation of the components of a fingerprint scanner is shown, which is suitable for bright field measurement. An evenly diffusing element 3 , eg an opaque coating, is caused by the light source 1 illuminated, creating a homogeneous surface lighting. In one on the support surface of the support body 4 resting fingers is the total reflection in the area of skin noise disturbed, because by the direct support of the skin strips on the support surface there is a different refractive index difference. Such a beam path with locally disturbed total reflection is shown by way of example by the dashed lines with the longer lines. From such areas so less light is on the camera due to the disturbed total reflection 5 thrown. In the spaces between the skin strips in which undisturbed total reflection takes place at the boundary layer between the support body and air, the areally illuminated side 3 of the support body is total reflection on the support surface 4 mapped with the opaque coating, which is shown here by way of example, a beam path shown with a dashed line with shorter dashes. As a result, you get a picture with dark areas that the Corresponding skin ridges correspond, and with a light background, which corresponds to the areas between the skin ridges.

Fingerabdruckscanner werden heute in großem Umfang an Grenzübergängen oder anderweitigen Übergängen mit Zugangskontrolle eingesetzt. An Grenzübergängen soll oft neben der Aufnahme eines Fingerabdruckbildes auch ein Ausweisdokument der Person aufgenommen werden und durch kombinierte Überprüfung von Fingerabdruckbild und Ausweisdokument eine Prüfung durchgeführt werden, aufgrund derer über den Grenzübergang entschieden oder dieser dokumentiert wird. Gleichzeitig wächst der Bedarf, Grenzkontrollen zu automatisieren und somit Kosten und Zeit zu sparen (z.B. durch sogenannte E-Gates, bei denen Fingerabdruck und Ausweis automatisch abgebildet und eingelesen werden und sich bei Erfüllung aller Kriterien sich dann eine Zugangstür oder durch Durchgangstür öffnet). Fingerprint scanners are now widely used at border crossings or other access-controlled transitions. At border crossings is often in addition to the inclusion of a fingerprint image and a personal identification document of the person are recorded and carried out by combined verification of fingerprint image and identity document a test, due to which decided on the border crossing or this is documented. At the same time, there is a growing need to automate border controls and thus save costs and time (e.g., through so-called E-gates, where fingerprints and credentials are automatically mapped and read in and then an access door or doorway opens upon meeting all criteria).

Aus WO 00/04516 A1 ist ein Dokumenten-Lesegerät bekannt, mit dem Bilder von aufgelegten Ausweisparieren aufgenommen und die Ausweise auf Ihre Echtheit hin überprüft werden sollen. Das Lesegerät weist einen kubischen, transparenten Auflagekörper auf, auf dessen eine Seite das aufzunehmende Dokument aufzulegen ist. Auf die gegenüberliegende Seite des Auflagekörpers ist eine Kamera gerichtet, mit der das Bild des aufgelegten Ausweises aufgenommen wird. Dabei werden jeweils eine Mehrzahl von Bildern, zum Beispiel mit mehreren unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln oder mit mehreren spektral unterschiedlichen Beleuchtungen, aufgenommen und die Mehrzahl von Bildern wird auf vorgegebene Sicherheitsmerkmale überprüft, um die Echtheit des Ausweises zu bestätigen oder zu verneinen. Out WO 00/04516 A1 a document reader is known to be used to record images of issued Ausweisparieren and the identity cards to be checked for authenticity. The reader has a cubic, transparent support body, on one side of which the document to be recorded is to be placed. On the opposite side of the support body, a camera is directed to the image of the attached card is recorded. In each case, a plurality of images, for example with a plurality of different illumination angles or with a plurality of spectrally different illuminations, are recorded and the plurality of images are checked for predetermined security features in order to confirm or deny the authenticity of the identification.

Aus EP 2 518 696 A1 ist ein Lesegerät bekannt, mit dem einerseits Bilder von Ausweisdokumenten aufgenommen werden können und daneben biometrische Bilder aufgenommen werden können. Die Ausweis-Leseeinheit und die biometrische Leseeinheit sind als separate Einheiten getrennt voneinander in dem Gerät angeordnet. Out EP 2 518 696 A1 a reader is known, with the one hand, images of ID documents can be recorded and next biometric images can be recorded. The badge reading unit and the biometric reading unit are arranged as separate units separated from each other in the apparatus.

Das Gerät Dakty 4PASS der Firma Dakty Electronics ist ein Fingerabdruckscanner, mit dem die Abdruckbilder von vier Fingern gleichzeitig aufgenommen werden können. Ferner können durch Auflage eines Ausweisdokuments auf die Auflagefläche auch Bilder von Ausweisdokumenten aufgenommen werden. Der prinzipielle Aufbau ist in DE 10 2005 050 807 B4 beschrieben. Der Auflagekörper ist hier kein Prismenkörper, sondern eine Faseroptik aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Lichtleitern, wobei das Licht einer Lichtquelle durch die einzelnen Lichtleiter zu der Auflagefläche geleitet wird. Reflektiertes Licht wird durch Lichtleiter zu einem Kamerasensor geleitet und dort das Reflexionsbild aufgenommen. Aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindexdifferenzen im Bereich von Hautleisten und in den Zwischenräumen dazwischen kann so ein Fingerabdruckbild aufgenommen werden. Ferner kann auch ein Bild eines aufgelegten Ausweisdokuments aufgenommen werden. The Dakty 4PASS device from Dakty Electronics is a fingerprint scanner that can capture the imprints of four fingers simultaneously. Furthermore, images of identity documents can also be recorded by supporting an identity document on the support surface. The basic structure is in DE 10 2005 050 807 B4 described. The support body here is not a prism body, but a fiber optic of a plurality of interconnected optical fibers, wherein the light of a light source is passed through the individual optical fibers to the support surface. Reflected light is guided through optical fibers to a camera sensor where the reflection image is recorded. Due to the different refractive index differences in the area of skin strips and in the spaces between them, a fingerprint image can be recorded. Furthermore, an image of an issued identification document can also be recorded.

Aus WO 2008/062287 A1 sind Geräte bekannt, mit denen Fingerabdruckbilder und Ausweisdokumente aufnehmbar sind. Dabei kommt einerseits ein thermischer Sensor und andererseits ein optischer Sensor zum Einsatz. Out WO 2008/062287 A1 Devices are known with which fingerprint images and ID documents are receivable. On the one hand, a thermal sensor and, on the other hand, an optical sensor are used.

Auf Ausweisdokumenten sind oft schwer fälschbare Sicherheitsmerkmale aufgebracht, mit deren Hilfe die Echtheit des Ausweisdokuments überprüfbar sein soll. Dazu gehören zum Beispiel Hologramme und sogenannte CLI- und MLI-Merkmale (changeable and multiple laser image), bei denen Bilder und andere Informationen, wie etwa Geburtsdatum, mit einem Laser in das Ausweisdokument geschrieben sind, so dass je nach Blickwinkel des Betrachters immer nur eine Information zu sehen ist. Identification documents often contain security features which are difficult to falsify, with the aid of which the authenticity of the identity document should be verifiable. These include, for example, holograms and so-called CLI and MLI features (changeable and multiple laser image), in which images and other information, such as date of birth, are written with a laser in the ID document, so depending on the perspective of the observer only ever an information can be seen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten Fingerabdruckscanner so auszugestalten, dass damit auch Ausweisdokumente aufgenommen werden und auf Sicherheitsmerkmale hin überprüft werden können. It is an object of the present invention to design a compact fingerprint scanner in such a way that identification documents can also be recorded and checked for security features.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Fingerabdruckscanner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. To solve this problem is a fingerprint scanner with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist der Auflagekörper so geformt und eine zweite Kamera so auf den Auflagekörper gerichtet, dass an einem auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objekt gestreutes und dann an der Auflagefläche gebrochenes Licht teilweise auf eine erste und teilweise auf eine zweite Facette des Auflagekörpers fällt und dort jeweils gebrochen und von der zweiten Kamera aufgenommen wird. Dies ist möglich, wenn die erste Facette und die zweite Facette zueinander geneigt sind, z.B. wenn die erste und die zweite Facette jeweils von der Auflagefläche ausgehen und die Summe ihrer einander zugewandten Winkel zur Auflagefläche kleiner als 180° ist, und wenn die zweite Kamera so unter dem Auflagekörper angeordnet ist, dass sie die erste Facette und die zweite Facette als Flächen „sieht“. Durch die geneigte Lage der ersten und zweiten Facette zueinander wird bewirkt, dass die zweite Kamera einen ersten Bildbereich von der ersten Facette und einen gegen über diesem versetzten zweiten Bildbereich von der zweiten Facette aufnimmt, wodurch sich der Betrachtungswinkel des ersten Bildbereichs aufgrund der Neigung der ersten zu der zweiten Facette von dem Betrachtungswinkel des zweiten Bildbereichs eines auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objekts unterscheidet. According to the invention, the support body is shaped and a second camera is directed onto the support body such that light scattered on an object located on or above the support surface and then refracted at the support surface partially falls on a first and partly on a second facet of the support body and respectively there broken and picked up by the second camera. This is possible if the first facet and the second facet are inclined to each other, for example, if the first and the second facet respectively emanate from the support surface and the sum of their facing angles to the support surface is less than 180 °, and if the second camera so under the support body is arranged to "see" the first facet and the second facet as surfaces. The inclined position of the first and second facets to one another causes the second camera to capture a first image area from the first facet and a second image area offset from the second facet, thereby increasing the viewing angle of the first image area due to the slope of the first to the second facet from the viewing angle of the second image area of an object located on or above the support surface.

Ein Teil von dem an dem auf oder über der Oberfläche des Auflagekörpers befindlichen Objekt gestreuten Lichts fällt also auf die Auflagefläche des Auflagekörpers zurück, wird dort in den Auflagekörper hinein gebrochen. Ein Teil dieses Lichts fällt auf die erste Facette und wird dort weiter zur Senkrechten auf der Auflagefläche hin gebrochen. Ein Teil dieses Lichts fällt auf den zweiten Kamerasensor, auf dem so ein erster Bildbereich eines auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objekts erzeugt wird. Ein anderer Teil des an dem Objekt reflektierten und wieder in den Auflagekörper hinein gebrochenen Lichts wird zu der zweiten Facette hin gebrochen, und bei Austritt aus dieser zweiten Facette weiter zur Senkrechten auf der Auflagefläche hin gebrochen. Ein Teil dieses Lichts von der zweiten Facette fällt auf die zweite Kamera und erzeugt dort einen zweiten Bildbereich des auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objekts. Da die erste und die zweite Facette zueinander geneigt sind, unterscheidet sich der Betrachtungswinkel des ersten Bildbereichs von dem Betrachtungswinkel des zweiten Bildbereichs, die von der zweiten Kamera von der ersten und der zweiten Facette aufgenommen werden. Auf diese Weise werden von der zweiten Kamera zwei Bilder des auf oder über der Auflagefläche des Auflagekörpers befindlichen Objekts aufgenommen, also zum Beispiel eines auf die Auflagefläche aufgelegten Ausweisdokuments. Dadurch wird nicht nur eine Aufnahme des Ausweisdokuments bereitgestellt, sondern auch eine Überprüfung von Sicherheitsmerkmalen ermöglicht, die in dem einen Bildbereich anders als in dem zweiten Bildbereich erscheinen, also zum Beispiel durch die Erkennung von Hologrammen und CLI- und MLI-Merkmalen. Neben der Echtheitsverifikation von Dokumenten kann die zweite Kamera beispielsweise auch zur Erkennung von Fingerabdruckimitationen anhand von aus den Bildbereichen unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln gewonnen Tiefeninformationen verwendet werden. A part of the light scattered on the object located on or above the surface of the support body thus falls back onto the contact surface of the support body, where it is broken into the support body. Part of this light falls on the first facet and is there further refracted to the vertical on the support surface. Part of this light falls on the second camera sensor, on which a first image area of an object located on or above the support surface is produced. Another portion of the light reflected off the object and refracted back into the support body is refracted toward the second facet and, on exiting this second facet, further refracted to the perpendicular on the support surface. A portion of this light from the second facet falls onto the second camera and generates there a second image area of the object located on or above the support surface. Since the first and second facets are inclined to each other, the viewing angle of the first image area differs from the viewing angle of the second image area taken by the second camera from the first and second facets. In this way, two images of the object located on or above the support surface of the support body are received by the second camera, that is, for example, an identification document placed on the support surface. Not only does this provide a record of the badge document, but it also allows verification of security features that appear in the one image area other than in the second image area, eg, by detecting holograms and CLI and MLI features. In addition to verifying the authenticity of documents, the second camera can also be used, for example, to detect fingerprint imitations based on depth information obtained from the image areas at different viewing angles.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Auflagekörper als Dreiecksprisma ausgebildet, wobei im Querschnitt die Auflagefläche die Grundseite eines Dreiecks und die erste und die zweite Facette die aufeinander zu laufenden und sich im dritten Eckpunkt treffenden Schenkel eines Dreiecks bilden. Die zweite Kamera ist unter dem Dreiecksprisma auf der der Auflagefläche gegenüberliegenden Seite angeordnet, so dass die zweite Kamera mit einem Teil der Kamerasensorfläche die erste Facette „sieht“ und mit einem zweiten Teil der Kamerasensorfläche die zweite Facette „sieht“. In an advantageous embodiment of the support body is designed as a triangular prism, wherein in cross section, the support surface of the base of a triangle and the first and the second facet to each other and running in the third corner point legs of a triangle form. The second camera is arranged below the triangular prism on the side opposite the support surface, so that the second camera "sees" the first facet with a part of the camera sensor surface and "sees" the second facet with a second part of the camera sensor surface.

Auf diese Weise wird ein kombiniertes Gerät aus Fingerabdruckscanner und Dokument-Lesegerät gebildet, das sehr kompakt ist und nur unwesentlich größer als der Fingerabdruckscanner selbst, da gegenüber einem bekannten Fingerabdruckscanner wie aus 1 und 2 lediglich Raum für eine zweite Kamera benötigt wird. In this way, a combined device of fingerprint scanner and document reader is formed, which is very compact and only slightly larger than the fingerprint scanner itself, as compared to a known fingerprint scanner like out 1 and 2 only space is needed for a second camera.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen der ersten und der zweiten Facette eine weitere Facette befindet, die auch durch die zweite Kamera aufnehmbar ist, was zu drei Aufnahmebereichen und zwei doppelt abgebildeten Bereichen eines auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objektes führt. In a preferred embodiment it is provided that between the first and the second facet another facet is located, which can also be accommodated by the second camera, resulting in three receiving areas and two double-imaged areas of an object located on or above the support surface.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Auflagekörper aus einer Vielzahl von Einzelprismen besteht, die zusammen ein Fresnel-Prisma formen und demzufolge eine Vielzahl von Überlappungsbereichen erzeugen. In a preferred embodiment it is provided that the support body consists of a plurality of individual prisms, which together form a Fresnel prism and consequently produce a plurality of overlapping regions.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und zweite Kamera an eine Datenverarbeitungseinrichtung angeschlossen sind und die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die aufgenommenen Bildbereiche eines auf oder über der Auflagefläche befindlichen Objekts zu analysieren und aufgrund von Bildmerkmalen Informationen zu gewinnen und Bewertungen der Echtheit des Objektes abzuleiten. In a preferred embodiment it is provided that the first and second camera are connected to a data processing device and the data processing device is adapted to analyze the recorded image areas of an object located on or above the support surface and to obtain information on the basis of image characteristics and evaluates the authenticity of the object Derive object.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, in denen: The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments in the drawings, in which:

1 eine schematische Ansicht eines bekannten Fingerabdruckscanners für Dunkelfeldaufnahme zeigt, 1 shows a schematic view of a known fingerprint scanner for dark field recording,

2 eine schematische Ansicht eines bekannten Fingerabdruckscanners zur Hellfeldaufnahme zeigt, 2 shows a schematic view of a known fingerprint scanner for bright field recording,

3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fingerabdruckscanners bei der Aufnahme eines Fingerabdruckbildes zeigt, 3 shows a schematic view of a fingerprint scanner according to the invention when taking a fingerprint image,

4 eine schematische Ansicht des Fingerabdruckscanners aus 3 bei der Aufnahme eines Bildes eines Ausweisdokuments zeigt, 4 a schematic view of the fingerprint scanner 3 when taking a picture of an identity document,

5 eine schematische Draufsicht auf ein Ausweisdokument zeigt, wobei die dargestellten und nummerierten Linien lediglich schematisch Bild- oder Schriftinformationen auf dem Ausweisdokument symbolisieren sollen, 5 2 shows a schematic plan view of an identity document, wherein the illustrated and numbered lines are merely intended to symbolically symbolize image or font information on the identity document,

6 eine schematische Darstellung ist, die die Abbildung eines ersten Bildbereichs und eines zweiten Bildbereichs des Ausweisdokuments aus 5 auf die zweite Kamera illustriert, 6 FIG. 3 is a schematic diagram showing the image of a first image area and a second image area of the identity document. FIG 5 illustrated on the second camera,

7 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fingerabdruckscanners zeigt und 7 shows a schematic view of an alternative embodiment of a fingerprint scanner according to the invention and

8 eine schematische Ansicht des Fingerabdruckscanners aus 7 bei der Aufnahme von Bildern eines Ausweisdokuments zeigt. 8th a schematic view of the fingerprint scanner 7 when taking pictures of a badge document.

3 zeigt schematisch den Aufbau der wesentlichen Komponenten eines Fingerabdruckscanners gemäß der vorliegenden Erfindung. Der transparente Auflagekörper 9 ist als Dreiecksprisma ausgebildet, wobei die Grundseite des Dreiecks die Auflagefläche 10 und die Schenkel die erste Facette 11 und die zweite Facette 12 bilden. Unterhalb des Auflagekörpers 9 ist eine Lichtquelle 8 angeordnet, um einen auf die Auflagefläche 10 aufgelegten Finger oder ein darauf aufgelegtes Objekt von unten durch den Auflagekörper hindurch zu beleuchten. Die Lichtquelle 8 ist hier mit zwei Leuchten ausgeführt, zum Beispiel in Form von LED-Leisten, die symmetrisch unterhalb des Auflagekörpers 9 angeordnet sind. 3 schematically shows the structure of the essential components of a fingerprint scanner according to the present invention. The transparent support body 9 is designed as a triangular prism, wherein the base of the triangle, the support surface 10 and the thighs the first facet 11 and the second facet 12 form. Below the support body 9 is a light source 8th arranged one on the support surface 10 put finger on or an object placed on it from below to illuminate through the support body. The light source 8th is here designed with two lights, for example in the form of LED strips that are symmetrical below the support body 9 are arranged.

Bei aufgelegtem Finger ist in Bereichen von Hautleisten durch deren optische Ankopplung an den Auflagekörper die Totalreflexion im Abbildungsstrahlengang gestört, und von den Hautleisten reflektiertes Licht fällt auf eine erste Kamera 5, die auf die erste Facette 11 gerichtet ist. Zu der ersten Kamera 5 gehört auch das davor schematisch dargestellte Objektiv. Die Hautleisten, von denen reflektiertes Licht auf die erste Kamera 5 fällt, erscheinen in dem von der ersten Kamera 5 aufgenommenen Bild also hell. In den Zwischenräumen zwischen den Hautleisten, wo die Bedingungen für Totalreflexion erfüllt sind, wird durch einen Strahlengang, wie er beispielhaft durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, eine absorbierende Hintergrundwand 13 auf die erste Kamera 5 abgebildet, so dass in den Bereichen zwischen Hautleisten die dunkle Hintergrundwand 13 als dunkler Hintergrund erscheint. Es handelt sich bei dem dargestellten Fingerabdruckscanner also um ein Gerät, das zur Dunkelfeldmessung ausgelegt ist. Grundsätzlich kann die Erfindung aber auch auf Fingerabdruckscanner angewendet werden, die nach dem Prinzip der Hellfeldmessung arbeiten. When the finger is placed in areas of skin strips by their optical coupling to the support body, the total reflection in the imaging beam path disturbed, and reflected by the skin strips light falls on a first camera 5 that on the first facet 11 is directed. To the first camera 5 also includes the previously schematically illustrated lens. The skin strips, from which reflected light to the first camera 5 falls, appear in the one from the first camera 5 Thus, in the spaces between the skin strips, where the conditions for total reflection are met, is through an optical path, as exemplified by the dashed line, an absorbing background wall 13 on the first camera 5 imaged so that in the areas between skin strips the dark background wall 13 appears as a dark background. Thus, the illustrated fingerprint scanner is a device that is designed for dark field measurement. In principle, however, the invention can also be applied to fingerprint scanners that operate on the principle of bright field measurement.

In 4 ist die Situation dargestellt, in der ein Ausweisdokument 20 auf die Auflagefläche 10 des Auflagekörpers 9 aufgelegt ist. Die aufgelegte Seite des Ausweisdokuments 20 wird von der Lichtquelle 8 von unten durch den Auflagekörper 9 hindurch beleuchtet. Von der aufgelegten Seite des Ausweidokuments 20 reflektiertes Licht wird bei Wiedereintritt in den Auflagekörper 9 gebrochen, und ein Teil des wieder in den Auflagekörper eingetretenen reflektierten Lichts fällt auf die erste Facette 11, während ein anderer Teil auf die zweite Facette 12 fällt. Beim Austritt aus der jeweiligen Facette wird das Licht wiederum gebrochen, und ein Teil des Lichts fällt auf eine zweite Kamera 6, die unterhalb des Auflagekörpers 9 angeordnet und so ausgerichtet ist, dass sie sowohl Licht von der ersten Facette 11 als auch von der zweiten Facette 12 empfangen kann. Mit anderen Worten „sieht“ die zweite Kamera 6 sowohl die erste Facette 11 als auch die zweite Facette 12, so dass an diesen Facetten beim Austritt aus dem Auflagekörper 9 gebrochenes Licht von der zweiten Kamera 6 aufgenommen wird. In 4 the situation is illustrated in which an identity document 20 on the support surface 10 of the support body 9 is up. The launched page of the identity document 20 is from the light source 8th from below through the support body 9 lit up. From the launched page of the eviscerate 20 reflected light is on re-entry into the support body 9 and a part of the reflected light which has entered the support body falls on the first facet 11 while another part on the second facet 12 falls. Upon exiting the respective facet, the light is again refracted, and a portion of the light falls on a second camera 6 which are below the support body 9 arranged and aligned so that they both light from the first facet 11 as well as from the second facet 12 can receive. In other words, the second camera "sees" 6 both the first facet 11 as well as the second facet 12 , so that on these facets when exiting the support body 9 broken light from the second camera 6 is recorded.

In 4 sind mit den gepunkteten Linien zwei Strahlengänge von Licht dargestellt, das nach Reflexion an der aufgelegten Seite des Ausweisdokuments 20 wieder in den Auflagekörper 9 eintritt und auf die zweite Kamera 6 fällt. Auf den Kamerasensor der zweiten Kamera 6 werden zwei Bildbereiche der aufgelegten Seite abgebildet, die von der ersten Facette 11 und der zweiten Facette 12 stammen. Bei symmetrischer Anordnung der zweiten Kamera 6 unter der Spitze des Dreieckprismas wird auf die linke Hälfte des Kamerasensors der zweiten Kamera 6 die Abbildung von der ersten Facette 11 abgebildet, die in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform einem linken Teil der aufgelegten Seite entsprechend etwa dreiviertel der Breite der Seite abbildet, wobei diese Breite des abgebildeten Seitenteils vom Brechungsindex der Prismenglassorte abhängt. Auf die rechte Seite des Kamerasensors der zweiten Kamera 6 wird ein rechter Teil der aufgelegten Seite entsprechend etwa dreiviertel der Breite der rechten Seite abgebildet. Der erste Bildbereich des auf die Auflagefläche 10 aufgelegten Objekts wird dabei unter einem ersten Betrachtungswinkel abgebildet, während der von der zweiten Facette 12 stammende zweite Bildbereich des aufgelegten Objekts unter einem zweiten, von dem ersten verschiedenen Betrachtungswinkel abgebildet wird. Da sich der erste und der zweite Bildbereich des aufgelegten Objekts überlappen, können so im Überlappungsbereich Merkmale des aufgelegten Objekts unter zwei Betrachtungswinkeln untersucht werden, insbesondere Hologramme, CLI- und MLI-Merkmale oder Oberflächenstrukturierungen. In 4 are shown with the dotted lines two light paths of light, which after reflection on the mounted side of the identity document 20 again in the support body 9 enters and on the second camera 6 falls. On the camera sensor of the second camera 6 Two image areas of the launched page are mapped, that of the first facet 11 and the second facet 12 come. With symmetrical arrangement of the second camera 6 below the top of the triangle prism is on the left half of the camera sensor of the second camera 6 the picture of the first facet 11 which, in the illustrated exemplary embodiment, images a left portion of the laid-up side corresponding to approximately three-quarters of the width of the page, this width of the imaged side portion depending on the refractive index of the prism glass type. On the right side of the camera sensor of the second camera 6 For example, a right-hand portion of the laid-up page is mapped approximately three quarters of the width of the right-hand side. The first image area of the on the support surface 10 launched object is imaged at a first viewing angle while that of the second facet 12 originating second image area of the placed object at a second, from the first different viewing angle is mapped. Since the overlapping of the first and the second image area of the applied object, it is possible to examine features of the placed object at two viewing angles in the overlapping area, in particular holograms, CLI and MLI features or surface structuring.

Die Abbildung des auf die Auflagefläche aufgelegten Objekts in zwei Bildbereiche auf der zweiten Kamera ist noch einmal in den 5 und 6 illustriert. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Seite eines Ausweisdokuments, die auf die Auflagefläche des Auflagekörpers aufzulegen ist. Die auf der Seite des Ausweisdokuments befindliche graphische Information ist vereinfacht durch zehn parallele Linien symbolisiert, die von 1 bis 10 durchnummeriert sind. 6 zeigt nun oben schematisch eine Seitenansicht des Dreiecksprismas des Fingerabdruckscanners mit der aufgelegten Seite des Ausweisdokuments aus 5. Durch den Pfeil unterhalb des Dreieckprismas in 6 wird die Blickrichtung der zweiten Kamera angedeutet, und in 6 unten ist das Bild des Dreieckprismas von unten gezeigt, das die zweite Kamera 6 aufnimmt. In der unteren Darstellung ist der Pfeil der Blickrichtung der zweiten Kamera durch einen Kreis mit einem mittigen Punkt angedeutet. Die zweite Kamera 6 nimmt also einen ersten, von der ersten Facette 11 stammenden Bildbereich der auf die Auflagefläche aufgelegten Seite des Ausweisdokuments auf. Dieser erste Bildbereich der auf die Auflagefläche aufgelegten Seite des Ausweisdokuments deckt einen linken Teilbereich der aufgelegten Seite ab, der etwa bis zur Mitte zwischen den mit 7 und 8 nummerierten Linien aus 5 reicht. The image of the object placed on the support surface in two image areas on the second camera is again in the 5 and 6 illustrated. 5 shows a plan view of a side of an identification document, which is to be placed on the support surface of the support body. The graphic information located on the side of the identification document is simplified symbolized by ten parallel lines, which are numbered from 1 to 10. 6 now shows schematically above a side view of the triangular prism of the fingerprint scanner with the launched side of the ID document 5 , By the arrow below the triangle prism in 6 the viewing direction of the second camera is indicated, and in 6 below is the image of the triangle prism shown from below, the the second camera 6 receives. In the lower illustration, the arrow of the viewing direction of the second camera is indicated by a circle with a central point. The second camera 6 So take a first, from the first facet 11 originating image area of the mounted on the support surface side of the identification document. This first image area of the page of the identification document placed on the support surface covers a left part of the laid-up side, which is approximately halfway between the lines numbered 7 and 8 5 enough.

Der zweite Bildbereich der auf die Auflagefläche aufgelegten Seite des Ausweisdokuments fällt über die zweite Facette 12 auf die rechte Seite der zweiten Kamera 6. Dieser zweite Bildbereich reicht über einen rechten Teilbereich der aufgelegten Seite, der etwa von der Mitte zwischen den mit 3 und 4 nummerierten Linien aus 5 bis zum rechten Rand der aufgelegten Seite reicht. Es ist somit zu erkennen, dass der mittlere Bereich der aufgelegten Seite des Ausweisdokuments, der etwa von der Mitte zwischen den Linien 3 und 4 bis zur Mitte zwischen den Linien 7 und 8 reicht, sowohl im ersten Bildbereich über die erste Facette 11 als auch im zweiten Bildbereich über die zweite Facette 12 abgebildet wird. Dieser Bereich ist in den 5 und 6 durch die gestrichelte Line angedeutet. In diesem Bereich können also Merkmale der aufgelegten Seite des Ausweisdokuments unter zwei Betrachtungswinkeln analysiert und auf charakteristische Eigenschaften von vorgegebenen Sicherheitsmerkmalen hin überprüft werden, um neben der Aufnahme des aufgelegten Ausweisdokuments auch eine Echtheitsüberprüfung durch Prüfung von Sicherheitsmerkmalen zu ermöglichen. Auf diese Weise können charakteristische Oberflächenstrukturierungen (z.B. raised embossing, deep embossing) durch die beiden Blickrichtungen erkannt werden. Ferner können in einer angeschlossenen Datenverarbeitungseinrichtung vorgegebene Sicherheitsmerkmale unter den beiden unterschiedlichen Blickrichtungen überprüft werden (z.B. MLI-, CLI-Merkmale, Hologramme, Kinegramme, Kippbilder etc.). The second image area of the page placed on the support surface of the identification document falls over the second facet 12 on the right side of the second camera 6 , This second image area extends over a right portion of the laid-up page, approximately from the middle between the 3 and 4 numbered lines 5 to the right edge of the launched page is enough. It can thus be seen that the middle area of the printed page of the identity document, approximately from the middle between the lines 3 and 4 to the middle between the lines 7 and 8th ranges, both in the first image area on the first facet 11 as well as in the second picture area over the second facet 12 is shown. This area is in the 5 and 6 indicated by the dashed line. In this area, therefore, features of the launched side of the identity document can be analyzed under two viewing angles and checked for characteristic properties of predetermined security features to allow in addition to the inclusion of the issued identity document and a authenticity check by checking security features. In this way, characteristic surface structuring (eg raised embossing, deep embossing) can be recognized by the two viewing directions. Furthermore, predefined security features in the two different viewing directions can be checked in an attached data processing device (eg MLI, CLI features, holograms, kinegrams, tilt images, etc.).

Die beiden Bildbereiche von der ersten Facette 11 und der zweiten Facette 12 der aufgelegten Seite des Ausweisdokumentes können in einer an den Scanner angeschlossenen Datenbearbeitungseinrichtung zu einer Abbildung zusammengefügt werden. The two image areas of the first facet 11 and the second facet 12 The mounted side of the identification document can be assembled into a picture in a data processing device connected to the scanner.

Bei der in 7 und 8 dargestellten Ausführungsform ist der Auflagekörper 9 durch eine Vielzahl von Einzelprismen 16 gebildet, hier in Form von nebeneinander angeordneten Dreiecksprismen. At the in 7 and 8th embodiment shown is the support body 9 through a variety of individual prisms 16 formed here in the form of juxtaposed triangle prisms.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2120182 A1 [0002]
WO 00/04516 A1 [0007]
EP 2518696 A1 [0008]
DE 102005050807 B4 [0009]
WO 2008/062287 A1 [0010]

Claims

Fingerprint scanner for taking fingerprint images of one or more fingers, comprising: a transparent, prism-shaped support body ( 9 ) with flat contact surface ( 10 ) and at least a first and a second facet ( 11 . 12 ), a light source ( 8th ) for illuminating an object arranged on or above the support surface, a first camera directed on a facet of the support body ( 5 ), in order to be able to record a picture of the overlying skin site generated due to the different refractive index ratios of the support body to air on the one hand by total reflection and by support body to resting skin strips on the other hand by disturbed total reflection, characterized in that the support body ( 9 ) and a second camera ( 6 ) is directed to the support body, that at one on or above the support surface ( 10 scattered or reflected and then refracted at the bearing surface light partially on the first ( 11 ) and partly on the second facet ( 12 ) of the support body falls and there each broken and for the second camera ( 6 ) is receivable, wherein the first and the second facet are inclined to each other, so that the second camera ( 6 ) in a first image area over the first facet ( 11 ) and in a second image area offset with respect to the second facet (FIG. 12 ) each record an image of an object located on or above the support surface, whereby the viewing angle of the first image region differs from the viewing angle of the second image region due to the inclination of the first to the second facet.

Fingerprint scanner according to claim 1, characterized in that the support body ( 9 ) a triangular prism with the support surface ( 10 ) and the first and second facets ( 11 . 12 ), the first camera ( 5 ) on the first facet ( 11 ) is arranged directed to receive a fingerprint image and the second camera ( 6 ) of the bearing surface ( 10 ) is disposed under the triangular prism opposite to the first and the second facet ( 11 . 12 ) each with refraction emerging light with the first image area and a relation to these offset second image area of an object located on or above the support surface.

Fingerprint scanner according to claim 1, characterized in that between the first and the second facet another facet is located, which is also receivable by the second camera, which leads to three receiving areas and two double-mapped areas of an object located on or above the support surface.

Fingerprint scanner according to claim 1, characterized in that the support body ( 9 ) from a large number of individual prisms ( 16 ), which together form a Fresnel prism and thus generate a plurality of overlapping areas.

Fingerprint scanner according to claim 1, characterized in that the first and second camera are connected to a data processing device and the data processing device is adapted to analyze the recorded image areas of an object located on or above the support surface and gain information on the basis of image characteristics and ratings of authenticity derive the object.