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DE602004004926T2 - Zur erzeugung eines bildes von fingerabdrücken geeignete optische abbildungseinrichtung - Google Patents

Zur erzeugung eines bildes von fingerabdrücken geeignete optische abbildungseinrichtung Download PDF

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DE602004004926T2
DE602004004926T2 DE602004004926T DE602004004926T DE602004004926T2 DE 602004004926 T2 DE602004004926 T2 DE 602004004926T2 DE 602004004926 T DE602004004926 T DE 602004004926T DE 602004004926 T DE602004004926 T DE 602004004926T DE 602004004926 T2 DE602004004926 T2 DE 602004004926T2
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DE
Germany
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plate
opposite
finger
optical
focusing lens
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DE602004004926T
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English (en)
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DE602004004926D1 (de
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Chantal Cordier
Miguel Boutonne
Francois Riguet
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Idemia Identity and Security France SAS
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Sagem Defense Securite SA
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    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
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    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Bereich der Abnahme von Fingerabdrücken und betrifft insbesondere Verbesserungen an optischen Vorrichtungen zur Bildherstellung für die Bildung eines optischen Bildes von Fingerabdrücken eines Fingers, umfassend:
    • – eine optische Platte mit einer ersten und einer zweiten Hauptseite, die einander gegenüberstehen, wobei mindestens ein in der Nähe eines ersten Endes der Platte gelegener Teil der ersten Hauptseite eine Auflagefläche für einen Finger bildet,
    • – mindestens eine Lichtquelle, die gegenüber einer Seite der Platte an deren erstem Ende liegt, um den Finger durch die Platte zu beleuchten, und
    • – Bildherstellungsmittel, die ein fokussierendes Objektiv umfassen, das eine Eintrittsfläche und eine entgegengesetzte Austrittsfläche besitzt, die einen Vergrößerungsfaktor bestimmen, und das stromab der optischen Platte liegt.
  • Es wird hier ausdrücklich betont, dass die Erfindung sich ausschließlich auf eine optische Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Bilds von Fingerabdrücken bezieht und dass sie nicht die stromab dieser Vorrichtung gelegenen Einrichtungen zum Abtasten/Aufzeichnen des erhaltenen Bildes, Erfassen der charakteristischen Punkte der Fingerabdrücke und Liefern von Informationen über die betreffende Person betrifft.
  • Die Vorrichtungen zur Erfassung von Fingerabdrücken können insbesondere zur Authentifizierung einer Person dienen, um diese zu autorisieren, eine bestimmte Operation auszuführen: in diesem Fall begleitet die Vorrichtung zur Erfassung von Fingerabdrücken häufig ein anderes Gerät, zu dessen Verwendung die authentifizierte Person autorisiert wird (Rechner, Bankmaschine, ...). Der verfügbare Platz für den Einbau der Vorrichtung zur Erfassung von Fingerabdrücken ist nun reduziert, und erst recht muss diese Vorrichtung zur Erfassung von Fingerabdrücken in einer möglichst kompakten Form ausgeführt sein, und zwar insbesondere mit der kleinstmöglichen Dicke (oder Höhe). Beispielsweise ist es erforderlich, zumindest bei sicheren Anwendungen, dass die optische Vorrichtung zur Bildherstellung eine Dicke (oder Höhe) besitzt, die etwa 5 mm nicht überschreitet.
  • Man kennt bereits verschiedene Ausführungen von optischen Vorrichtungen zur Bildherstellung, die für die Erzeugung eines optischen Bildes von Fingerabdrücken bestimmt sind, und zwar beispielsweise die Vorrichtung der Schrift EP 0 308 162, die die in der Einleitung angeführten Anordnungen aufweist. Diese bekannten Vorrichtungen gestatten es jedoch nicht, die Anforderungen der Praxis vollständig zu erfüllen.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Vorrichtung zur Bildherstellung für die optische Erfassung von Fingerabdrücken zu schaffen, die in einer möglichst kompakten Form, insbesondere mit einer minimalen Dicke, die etwa 5 mm nicht überschreitet, ausgeführt werden kann und die baulich so einfach wie möglich ist, mit einer Minimumanzahl von Bestandteilen, so dass ihre Herstellung und ihre Montage so einfach, so schnell und so wirtschaftlich wie möglich werden.
  • Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine kompakte, optische Vorrichtung zur Bildherstellung vor, die geeignet ist, ein optisches Bild der Fingerabdrücke eines Fingers zu bilden, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass:
    • – die erste und zweite Hauptseite, sowie die Seite, gegenüber der die Lichtquelle liegt, und die Beleuchtungsrichtung der Lichtquelle zueinander so angeordnet sind, dass der Lichtstrahl, der von der Quelle ausgesendet wird und dann zu dem auf den Teil der ersten Hauptseite aufgelegten Finger gelangt, um diesen Finger zu beleuchten, und sich dann im Inneren der Platte unter vielfachen Reflexionen abwechselnd an deren erster und zweiter Hauptseite fortpflanzt, um zu dem, dem ersten Ende entgegengesetzten, zweiten Ende der Platte zu gelangen,
    • – die Platte an ihrem zweiten Ende eine Endseite aufweist, die mindestens zum Teil geneigt ist, so dass der Lichtstrahl aus der Platte über diese geneigte Endseite austritt, ohne eine starke Brechung oder eine Reflexion zu erleiden,
    • – das fokussierende Objektiv in den Grenzen der Dicke der Platte dimensioniert ist und gegenüber der geneigten Seite des zweiten Endes der Platte angeordnet ist, indem sich seine optische Achse im Wesentlichen in der Mittelebene der Platte zwischen den Hauptseiten und im Wesentlichen parallel zu der Seite erstreckt, und
    • – ein erster Spiegel gegenüber der Eintrittsfläche des fokussierenden Objektivs angeordnet ist und eine solche Ausrichtung aufweist, dass er einen Teil des aus der Endseite des zweiten Endes der Platte austretenden Lichtstrahls aufnimmt und ihn in Richtung der Ein trittsfläche des fokussierenden Objektivs in dessen Achse reflektiert.
  • Dank der vorstehenden Anordnungen ist man im Stande eine Vorrichtung auszubilden, deren größtes Element aus der optischen Platte besteht und bei der alle anderen verwendeten Bestandteile, die dieser Platte funktionell zugeordnet sind, so ausgebildet und bemessen sind, dass sie in der Verlängerung dieser Platte angeordnet sind und hinsichtlich der Abmessungen in den Grenzen der Dicke dieser Platte bleiben. Insbesondere kann diese Anordnung und insbesondere die Übertragung des optischen Strahls von einem Ende der Platte zum anderen mit einer Dicke der Platte kompatibel bleiben, die gemäß den Anforderungen der Praxis etwa 5 mm nicht überschreitet.
  • Um die Vorrichtung zur Erfassung und zur Analyse von Fingerabdrücken so kompakt wie möglich auszuführen, ist es wünschenswert, dass die Bildherstellungsvorrichtung insbesondere keine übermäßige Ausdehnung besitzt, und man kann zu diesem Zweck vorsehen, dass der Bildbrennpunkt des fokussierenden Objektivs nicht in der Verlängerung der optischen Platte liegt: zu diesem Zweck umfasst die optische Bildherstellungsvorrichtung außerdem einen zweiten Spiegel, der gegenüber der Austrittsfläche des fokussierenden Objektivs angeordnet und so ausgerichtet ist, dass der aus dem fokussierenden Objektiv austretende Lichtstrahl quer (typischerweise senkrecht) zur Platte reflektiert wird. Vorteilhafterweise ist dieser zweite Spiegel nun so ausgerichtet, dass der Lichtstrahl in einer Richtung reflektiert wird, die zu der Fläche zur Auflage des Fingers entgegengesetzt ist.
  • In Zusammenhang mit einer Ausbildung der Vorrichtung, die so einfach wie möglich ist, sind die erste und die zweite Hauptseite der Platte zueinander parallel.
  • Zur Bildung einer Vorrichtung, die eine Minimumanzahl von Bestandteilen umfasst und die deshalb wirtschaftlich herzustellen und zu installieren ist, kann man vorsehen, dass der erste Spiegel zu einem ersten vorstehenden Teil gehört, das auf der Endseite des zweiten Endes der Platte so angeordnet ist, dass es sich in der Verlängerung der Platte erstreckt. Auf dieselbe Weise und aus denselben Gründen kann man auch vorsehen, dass der zweite Spiegel zu einem zweiten vorstehenden Teil gehört, das auf der Endseite des zweiten Endes der Platte so angebracht ist, dass es sich in der Verlängerung der Platte erstreckt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur optischen Bildherstellung, um ein Bild von kontrastreicher Qualität zu erhalten, eine Blende, die strom- auf und in der Nähe des fokussierenden Objektivs liegt.
  • Auf interessante Weise ist das fokussierende Objektiv mit der Endseite des zweiten Endes der Platte über Tragmittel fest verbunden, und die Tragmittel des fokussierenden Objektivs sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Bewegung des fokussierenden Objektivs längs seiner optischen Achse zulassen. Vorteilhafterweise sind dabei die Tragmittel des fokussierenden Objektivs als Einheit mit dem den zweiten Spiegel einschließenden zweiten vorspringenden Teil ausgeführt.
  • Die Ausbildung der optischen Vorrichtung zur Bildherstellung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass sie die Wahl zwischen verschiedenen möglichen Lösungen für den Einbau einer oder mehrerer Lichtquellen lässt.
  • Gemäß einer ersten Möglichkeit weist die Platte an ihrem ersten Ende eine Endseite auf, die bezüglich der ersten Hauptseite in einem spitzen Winkel geneigt ist, wobei die Lichtquelle gegenüber dieser geneigten Endseite liegt: die Lichtquelle bleibt auf diese Weise in den Abmessungsgrenzen der Dicke der Platte angeordnet, so dass die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit wenig dick ist.
  • Gemäß einer zweiten Möglichkeit ist auf Höhe des eine Fläche zur Auflage eines Fingers bildenden Teils der ersten Seite der Platte mindestens eine Seitenfläche der Platte in einem spitzen Winkel bezüglich der ersten Hauptseite geneigt und liegt die Lichtquelle gegenüber dieser geneigten Seitenfläche. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass die beiden entgegengesetzten Seitenflächen der Platte geneigt sind und dass zwei Lichtquellen jeweils gegenüber diesen beiden geneigten Seitenflächen liegen, so dass der Finger nun zweiseitig beleuchtet wird, was die Bildung eines Bildes der Fingerabdrücke von besserer Qualität begünstigt. Auch bei dieser Lösung bleiben die Lichtquelle bzw. die Lichtquellen in den Maßgrenzen der Dicken der optischen Platte angeordnet.
  • Unabhängig von der für den Einbau der Lichtquelle bzw. Lichtquellen herangezogenen Lösung ist es möglich, einen Beleuchtungslichtstrahl zu erhalten, der stärker divergiert und damit den Finger besser bedeckt, indem vorgesehen wird, dass die geneigte Seite bzw. die geneigten Seiten der Platte, die auf deren erstes Ende zu gelegen sind, in der Richtung der Dicke der Platte gekrümmt sind, wobei die Konkavität nach außen gewandt ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante kann man vorsehen, dass die Lichtquelle nicht punktförmig mit einer signifikanten Oberfläche ist und vor der unteren Hauptseite der Platte im Wesentlichen gegenüber dem auf der oberen Hauptseite vorgesehenen Teil zur Auflage eines Fingers angeordnet ist und auf diesen zu gerichtet ist; die Lichtquelle ist nun vorteilhafterweise eine Matrix von Elektrolumineszenzdioden, wobei zwischen diese und die Unterseite der Platte eine Mattscheibe eingesetzt ist.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt eine ausführliche Beschreibung von einigen ausführlichen Ausführungsformen, die nur als Beispiel dienen. In dieser Beschreibung wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen. Es zeigen:
  • 1 und 2 eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Vorrichtung zur Bildherstellung;
  • 3 eine Unteransicht der Vorrichtung der 1 und 2 mit einem gemäß der Linie III-III von 2 geschnittenen Endteil;
  • 4 eine Stirnansicht des linken Endes der Vorrichtung von 1;
  • 5 eine Ansicht der Vorrichtung von 1 in einem Schnitt nach der Linie V-V;
  • 6 eine Stirnansicht des rechten Endes der Vorrichtung von 1;
  • 7 und 8 Seitenansichten analog zu der von 2, die zwei Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellen;
  • 9 eine Stirnansicht analog zu der von 6, die eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, und
  • 10 eine Seitenteilansicht analog zu der von 2, die eine bevorzugte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.
  • Zunächst bezieht man sich auf die Gesamtheit der 1 bis 6, um eine bevorzugte Ausführungsform einer optischen Vorrichtung zur Bildherstellung zu beschreiben, die ein optisches Bild der Fingerabdrücke eines Fingers erzeugen kann.
  • Die erfindungsgemäße optische Vorrichtung zur Bildherstellung, die insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnet ist, umfasst hauptsächlich:
    • – eine optische Platte 2 mit einer ersten Hauptseite 3 und einer zweiten Hauptseite 4, die der vorhergehenden entgegengesetzt ist, wobei die beiden Seiten 3 und 4 vorteilhafterweise
    • – zur Vereinfachung des Aufbaus der Vorrichtung gleichzeitig in mechanischer und in optischer Hinsicht – zueinander parallel sein können, wie in allen Figuren dargestellt ist; mindestens ein Teil 5 (in 1 grau gekennzeichnet, um ihn von dem Rest der Platte besser zu unterscheiden), der ersten Hauptseite 3, der in der Nähe eines ersten Endes A (in den 1 bis 3 rechts) der Platte 2 liegt, bildet eine erste Auflagefläche für einen Finger 6; in ihrer Gesamtheit liegt die Platte 2 in einer allgemeinen Form eines rechteckigen Parallelepipeds vor;
    • – mindestens eine Lichtquelle – die im Nachstehenden noch ausführlicher behandelt wird -, die gegenüber einer Seite der optischen Platte 2 an deren erstem Ende A liegt, um den Finger 6 durch die Platte 2 zu beleuchten;
    • – wobei die erste und die zweite Hauptseite 3, 4 der Platte 2 die Seite der Platte, gegenüber der die Lichtquelle liegt, und die Beleuchtungsrichtung der Lichtquelle zueinander so angeordnet sind, dass der von der Quelle ausgesendete Lichtstrahl zu dem auf diesen Teil 5 der ersten Hauptseite 3 aufgelegten Finger 6 gelangt (71 ), um diesen Finger 6 zu beleuchten, und dann sich im Inneren der Platte 2 mit mehrfachen Reflexionen abwechselnd an deren erster und zweiter Hauptseite 3, 4 fortpflanzt (72 ), um zu dem, dem Ende A entgegengesetzten, zweiten Ende B der Platte zu gelangen;
    • – wobei die Platte 2 an ihrem zweiten Ende B eine Endseite 8 aufweist, die so geneigt ist, dass sie von dem Lichtstrahl 72 im Wesentlichen senkrecht getroffen wird, so dass dieser aus der Platte über diese geneig te Seite 8 austritt, ohne eine starke Brechung oder Reflexion zu erleiden; und
    • – Bildherstellungsmittel, die im Nachstehenden erläutert werden.
  • Die Tatsache, dass der Lichtstrahl in der Platte 2 mit vielfachen Reflexionen auf ihren entgegengesetzten Hauptseiten 3, 4 geleitet wird, gestattet es, bei einer gegebenen Länge des optischen Wegs die beiden Enden des optischen Wegs einander anzunähern und damit eine kürzere Vorrichtung mit weniger Platzbedarf zu schaffen. Die Tatsache, dass die beiden Hauptseiten 3, 4 zueinander parallel sind, gewährleistet identische und symmetrische Reflexionen auf den beiden Seiten, was den optischen Aufbau und die Herstellung der Platte vereinfacht; falls es erforderlich sein sollte, können die beiden Seiten 3, 4 jedoch auch nicht parallel sein.
  • Die nach dem zweiten Ende B liegenden Bildherstellungsmittel umfassen hauptsächlich ein fokussierendes Objektiv 9 (beispielsweise in Form einer dicken konvergierenden Linse), das eine Eintrittsfläche 91 , die den Lichtstrahl, der die geneigte Seite 8 der Platte 2 durchquert hat, aufnimmt, und eine Austrittsfläche 92 aufweist, aus der der fokussierte Lichtstrahl austritt; die Eintrittsfläche 91 und die Austrittsfläche 92 des fokussierenden Objektivs 9 bestimmen einen Vergrößerungsfaktor zwischen dem Finger und seinem Bild.
  • Damit die Vorrichtung 1 so wenig dick wie möglich ist, ist es vorteilhaft, wie man besser in den 3 und 5 sieht, dass das fokussierende Objektiv 9 in liegender Stellung an geordnet ist und sich nun in die zwischen den beiden Hauptseiten 3, 4 der Platte 2 definierten Maßgrenzen einpasst. Nun muss der Strahl, der die geneigte Endseite 8 der Platte 2 durchquert hat, gemäß der Achse 11 des fokussierenden Objektivs 9 reflektiert werden. Zu diesem Zweck ordnet man einen Spiegel 10 an, der eine doppelte Neigung gleichzeitig bezüglich der Normalen auf die Seite 8 und bezüglich der Achse 11 des fokussierenden Objektivs 9 hat, wie man besser in den 3, 4 und 5 sieht. Bei der typischen Anordnung, die insbesondere in den 1 bis 6 dargestellt ist, beträgt die Neigung des Spiegels 10 in beiden Fällen etwa 45°. In 3 ist mit 72 und 73 der Weg des Strahls in der Platte 2 und dann nach Reflexion an dem Spiegel 10 und durch das fokussierende Objektiv 9 dargestellt.
  • Der aus dem fokussierenden Objektiv 9 austretende fokussierte Strahl muss dann zu einem Fühler (nicht dargestellt) gelangen, der das Bild der Fingerabdrücke erfassen kann, wobei dieser Fühler im Bildbrennpunkt des fokussierenden Objektivs liegt. Um zu große Abmessungen der Vorrichtung 1 zu vermeiden, liegt der Fühler nicht in der optischen Achse des fokussierenden Objektivs 9, sondern unter der Vorrichtung 1 (der Fühler ist beispielsweise in eine Behandlungseinheit integriert, über welcher die Vorrichtung 1 angeordnet ist). Zu diesem Zweck sieht man einen weiteren Spiegel 11 vor, der gegenüber der Austrittsfläche 92 des fokussierenden Objektivs 9 angeordnet ist und so geneigt ist (beispielsweise um etwa 45°), dass er den Strahl 73 quer (und insbesondere im Wesentlichen senkrecht) zur Platte 2 reflektiert.
  • Dank dieser Anordnungen bildet man eine optische Vorrichtung zur Bildherstellung, die besonders kompakt ausgeführt sein kann, wobei der fokussierte Strahl auf die der Fläche der Auflage des Fingers entgegengesetzte Seite gerichtet ist. Außerdem kann man verschiedene Anordnungen vorsehen, die zu einer bemerkenswerten Kompaktheit führen.
  • Der erste Spiegel 10 und/oder der zweite Spiegel 11 können auf Teilen 12 bzw. 13 gebildet sein, die an der geneigten Endfläche 8 der Platte 2 angebracht sind, von welcher aus sie sich in der Verlängerung der Platte vorstehend erstrecken.
  • Um den Einfluss der Störlichter zu begrenzen und um ein Bild besserer Qualität zu erhalten, sieht man vorteilhafterweise eine Blende vor, die stromauf und in der Nähe des fokussierenden Objektivs liegt. In der Praxis kann die Stirnfläche 14a der Tragmittel, die im Nachstehenden beschrieben werden, als Blende dienen.
  • Das fokussierende Objektiv 9 ist seinerseits ebenfalls an der Platte 2 an deren Ende B über Tragmittel 14 befestigt. Diese Tragmittel 14 können beispielsweise in Form einer Buchse vorliegen, die an der geneigten Endseite 8 der Platte 2 befestigt (insbesondere angeklebt) ist und in die das Objektiv 9 eingeführt ist. Das Objektiv 9 kann vorzugsweise im Inneren der Buchse axial bewegt werden, so dass eine Verstellung der Bildbrennebene bezüglich des Fühlers zugelassen wird. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise vorsehen, dass das Objektiv 9 mit einer Platine 15 fest verbunden ist, die mit einem Finger 16 versehen ist, der radial durch einen seitlichen Schlitz 17 der Buchse vorsteht, wie dies deutlicher aus den 4 und 5 hervorgeht. Bei diesem konkreten Ausführungsbeispiel bemerkt man, dass die Tragmittel einstückig mit dem vorstehenden Teil 13 gebildet sind, in das ein zweiter Spiegel 11 integriert ist und das eine Bohrung umfasst, in die die genannte Buchse eingeführt ist. Die Buchse kann in ihrer Stellung mit Hilfe beispielsweise einer radialen Blockierschraube blockiert werden, die das Teil 13 durchquert (13a).
  • Die Ausbildung der optischen Vorrichtung zur Bildherstellung gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, dass sie verschiedene mögliche Implantierungen der Lichtquelle bzw. Lichtquellen in Abhängigkeit von dem verfügbaren Platz zulässt.
  • Bei der in den 1 bis 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Platte 2 auf ihr erstes Ende A zu und ungefähr auf Höhe des erwähnten Teils 5 der ersten Hauptseite 3, der eine Auflagefläche für einen Finger bildet, mindestens eine Seitenfläche 18, die bezüglich der ersten Hauptseite 3 der Platte 2 in einem spitzen Winkel geneigt ist. Die beiden entgegengesetzten Seitenflächen 18 sind vorzugsweise so geneigt, dass eine symmetrische Beleuchtung des Fingers geschaffen wird. Bei dem dargestellten Beispiel, das in 6 besser sichtbar ist, beträgt die Neigung der beiden Seitenflächen 18 etwa 45°. Zwei Lichtquellen S (beispielsweise in Form von Fotodioden) sind jeweils gegenüber den geneigten Flächen 18 angeordnet und mit ihren jeweiligen Achsen annähernd senkrecht zu den Flächen 18. Bei diesem Beispiel sind die Flächen 18 eben. Die so vorgeschlagene Anordnung verschafft eine zweiseitige und damit gleichmäßigere und wirksamere Beleuchtung des auf den Teil 5 aufgelegten Fingers.
  • Man kann aus denselben Lichtquellen offenere Beleuchtungskegel erhalten, indem man die geneigten Flächen in gekrümmter Form mit nach außen gerichteter Konkavität ausbildet, wie in 9 bei 19 dargestellt ist.
  • Eine andere mögliche Ausbildung, die in 7 dargestellt ist, besteht darin, dass der Finger durch die am ersten Ende A der Platte 2 gelegene Endseite 20 beleuchtet wird. Zu diesem Zweck ist diese Endseite 20 bezüglich der ersten Hauptseite 3 der Platte 2 in einem spitzen Winkel geneigt und ist die Lichtquelle S gegenüber der Seite 20 angeordnet, indem ihre Achse annähernd senkrecht zu dieser ist. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt die Neigung der Seite 20 etwa 45°. Mehrere Lichtquellen S können gegenüber der Seite 20 auf der Breite der Platte 2 verteilt sein.
  • Ein offenerer Beleuchtungskegel kann erhalten werden, indem man, wie in 8 dargestellt, eine Endseite 21 vorsieht, die geneigt und gekrümmt ist, wobei ihre Konkavität nach außen gewandt ist.
  • Bei einer Ausführungsvariante, die gegenwärtig bevorzugt wird, wird die Beleuchtung des Fingers, wie 10 zeigt, erzielt, indem man die nicht-punktförmige Lichtquelle, die eine signifikante Oberfläche besitzt und vor der Unterseite 4 der Platte 2 angeordnet ist, gegenüber dem Teil 5 zur Auflage eines Fingers und auf diesen zu gerichtet anordnet. In der Praxis kann diese Lichtquelle vorteilhafterweise eine Matrix 20 von Elektrolumineszenzdioden sein, wobei zwi schen dieser und der Unterseite 4 der Platte 2 eine Mattscheibe eingesetzt oder auf der Platte gebildet ist.
  • Aus den vorstehenden Erläuterungen geht hervor, dass die vorstehenden Teile 12 und 13, in die jeweils die Spiegel 10 und 11 integriert sind, sowie die Mittel 14 zum Tragen des fokussierenden Objektivs 9 mit Abmessungen ausgeführt werden können, die die durch die Hauptseiten 3 und 4 der Platte 2 jeweils definierte obere Grenze und untere Grenze nicht überschreiten. Auf diese Weise ist man in der Lage, eine sehr kompakte Vorrichtung zu bilden, die vor allem eine sehr geringe Dicke besitzt, die 5 mm nicht überschreitet, womit die Anforderungen der Praxis erfüllt werden. Diese Vorrichtung umfasst nur eine sehr geringe Anzahl von Bestandteilen, was ihre Herstellung einfach und wenig kostspielig macht.

Claims (16)

  1. Kompakte optische Vorrichtung (1) zur Bildherstellung, die geeignet ist, ein optisches Bild der Fingerabdrücke eines Fingers (6) zu bilden, umfassend: – eine optische Platte (2) mit einer ersten und einer zweiten Hauptseite (3, 4), die einander gegenüberstehen, wobei mindestens ein in Nähe eines ersten Endes (A) der Platte (2) gelegener Teil (5) der ersten Hauptseite (3) eine Auflagefläche für einen Finger (6) bildet, – mindestens eine Lichtquelle (S), die gegenüber einer Seite der Platte (2) an deren erstem Ende (A) gelegen ist, um den Finger (6) durch die Platte (2) zu beleuchten, und – Bildherstellungsmittel, die hinsichtlich der Abmessungen in den Grenzen der Dicke dieser Platte bleiben und ein fokussierendes Objektiv (9) umfassen, das eine Eintrittsfläche (91 ) und eine entgegengesetzte Austrittsfläche (92 ) besitzt, die einen Vergrößerungsfaktor bestimmen, und das stromab der optischen Platte (2) gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste und die zweite Hauptseite (3, 4), die Seite, gegenüber welcher die Lichtquelle (S) gelegen ist, und die Beleuchtungsrichtung der Lichtquelle (S) zueinander so angeordnet sind, dass der Lichtstrahl, der von der Quelle ausgesendet wird und dann zu dem auf den Teil (5) der ersten Hauptseite (3) aufgelegten Finger (6) gelangt(71 ), um diesen Finger zu beleuchten, und sich dann im Inneren der Platte (2) unter vielfachen Reflexionen abwechselnd an deren ersten und an deren zweiten Seite (3, 4) fortpflanzt (72 ), um zu dem dem ersten Ende (A) entgegengesetzten zweiten Ende (B) der Platte (2) zu gelangen, – die Platte (2) an ihrem zweiten Ende (B) eine Endseite (8) aufweist, die mindestens zum Teil geneigt ist, so dass der Lichtstrahl aus der Platte über diese geneigte Endseite (8) austritt, ohne eine starke Brechung oder eine Reflexion zu erleiden, – das fokussierende Objektiv (9) in den Grenzen der Dicke der Platte dimensioniert ist und gegenüber dieser geneigten Seite (8) des zweiten Endes (B) der Platte (2) angeordnet ist, indem sich seine optische Achse im Wesentlichen in der Mittelebene der Platte zwischen den Hauptseiten und im Wesentlichen parallel zu der Seite (8) erstreckt, und – ein erster Spiegel (10) gegenüber der Eintrittsfläche (91 ) des fokussierenden Objektivs (9) angeordnet ist und eine solche Ausrichtung aufweist, dass er einen Teil des aus der Endseite (8) des zweiten Endes (B) der Platte (2) austretenden Lichtstrahls aufnimmt und ihn in Richtung der Eintrittsfläche (91 ) des fokussierenden Objektivs (9) in dessen Achse reflektiert (73 ).
  2. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem einen zweiten Spiegel (11) umfasst, der gegenüber der Austrittsfläche (92 ) des fokussierenden Objektivs (9) an geordnet ist und so ausgerichtet ist, dass der von dem fokussierenden Objektiv (9) kommende Lichtstrahl quer zur Platte (2) reflektiert wird.
  3. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spiegel (11) so ausgerichtet ist, dass der Lichtstrahl in einer Richtung reflektiert wird, die zu der Fläche (3) zur Auflage des Fingers (6) entgegengesetzt ist.
  4. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Hauptseite (3, 4) der Platte (2) zueinander parallel sind.
  5. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel (10) zu einem ersten vorstehenden Teil (12) gehört, das auf der Endseite (8) des zweiten Endes (B) der Platte (2) so angebracht ist, dass es sich in der Verlängerung der Platte erstreckt.
  6. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spiegel (11) zu einem zweiten vorstehenden Teil (13) gehört, das auf der Endseite (8) des zweiten Endes (B) der Platte (2) so angebracht ist, dass es sich in der Verlängerung der Platte erstreckt.
  7. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine stromauf und in Nähe des fokussierenden Objektivs gelegene Blende umfasst.
  8. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das fokussierende Objektiv (9) mit der Endseite (8) des zweiten Endes (B) der Platte (2) über Tragmittel (14) fest verbunden ist.
  9. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmittel (14) des fokussierenden Objektivs (9) ausgebildet sind, um eine Bewegung des fokussierenden Objektivs (9) längs seiner optischen Achse zuzulassen.
  10. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach Anspruch 6 und Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmittel (14) des fokussierenden Objektivs (9) als Einheit mit dem den zweiten Spiegel (11) einschließenden zweiten vorspringenden Teil (13) ausgeführt sind.
  11. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (2) an ihrem ersten Ende (A) eine Endseite (20) aufweist, die bezüglich der ersten Hauptseite (3) in einem spitzen Winkel geneigt ist, und dass die Lichtquelle (5) gegenüber dieser geneigten Endseite (20) gelegen ist.
  12. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Höhe des eine Fläche zur Auflage eines Fingers (6) bildenden Teils (5) der ersten Hauptseite (3) der Platte (2) mindestens eine Seitenfläche (18) der Platte (2) in einem spitzen Winkel bezüglich der ersten Hauptseite (3) geneigt ist und dass die Lichtquelle (S) gegenüber dieser geneigten Seitenfläche (18) gelegen ist.
  13. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden entgegengesetzten Seitenflächen (18) der Platte (2) geneigt sind und dass zwei Lichtquellen (S) jeweilig gegenüber diesen beiden geneigten Seitenflächen gelegen sind.
  14. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine geneigte Seitenfläche (18) der Platte (2), die auf deren erstes Ende (A) zu gelegen ist, in der Richtung der Dicke der Platte (2) gekrümmt ist, wobei die Konkavität nach außen gewandt ist.
  15. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (S) nicht punktförmig mit einer signifikanten Oberfläche ist und vor der unteren Hauptseite (4) der Platte (2) im Wesentlichen gegenüber dem auf der oberen Hauptseite (3) vorgesehenen Teil (5) zur Auflage eines Fingers angeordnet ist und auf diesen zu gerichtet ist.
  16. Optische Vorrichtung zur Bildherstellung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (S) eine Matrix (20) von Elektrolumineszenzdioden ist, wobei zwischen diese und die Unterseite (4) der Platte (2) eine Mattscheibe eingesetzt ist.
DE602004004926T 2003-11-14 2004-11-10 Zur erzeugung eines bildes von fingerabdrücken geeignete optische abbildungseinrichtung Expired - Lifetime DE602004004926T2 (de)

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FR0313379 2003-11-14
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PCT/FR2004/002896 WO2005050541A1 (fr) 2003-11-14 2004-11-10 Dispositif optique d'imagerie propre a la formation d'une image d'empreintes digitales

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