DE112008001530T5

DE112008001530T5 - Kontaktlose multispektrale Biometrieerfassung

Info

Publication number: DE112008001530T5
Application number: DE112008001530T
Authority: DE
Inventors: Robert K. Corrales Rowe; Matthew Cedar Crest Ennis; Stephen P. Corrales Corcoran
Original assignee: Lumidigm Inc
Current assignee: HID Global Corp
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2010-05-20
Also published as: WO2008154589A3; BRPI0812505B1; CN101843020B; IL202498A0; BRPI0812505A2; CN101843020A; IL202498A; WO2008154589A2

Abstract

Biometriesystem, umfassend:
Eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, die dazu konfiguriert sind, zumindest einen Teil eines Zielraumes zu beleuchten;
Einen ersten Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung zu empfangen;
Einen zweiten Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung zu empfangen, wobei sich die erste optische Bedingung von der zweiten optischen Bedingung unterscheidet; und
einen Analysierer, der kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl der Bildgeber gekoppelt ist, wobei der Analysierer dazu konfiguriert ist, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild von einem Objekt, das innerhalb des Zielraumes platziert wird, von dem Licht zu erzeugen, das bei dem ersten Bildgeber und bei dem zweiten Bildgeber empfangen wird.

Description

KREUZREFERENZ ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine nicht vorläufige Anmeldung und beansprucht den Vorteil der gemeinhin zugewiesenen US Provisional Application Nr. 60/943,207, eingereicht am 11. Juni 2007 mit dem Titel „Contactless Multispectral Biometric Capture”, deren Gesamtheit hierin per Bezugnahme für alle Zwecke eingebunden ist.
Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part der US Patentanmeldung Nr. 12/100,597, eingereicht am 10. April 2008, mit dem Titel „Biometric Detection Using Spatial, Temporal, And/Or Spectral Techniques”, welche keine vorläufige Anmeldung ist und den Vorteil von US Provisional Patent Application Nr. 60/911,007 beansprucht, die am 10. April 2007 eingereicht wurde, mit dem Titel „Spatial And Temporal Biometric Detection”, deren gesamte Offenbarungen hierin per Bezugnahme für alle Zwecke eingebunden sind.
Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part von US Patent Application Nr. 11/779,997, eingereicht am 19. Juli 2007 mit dem Titel „Multibiometric Multispectral Imager”, welches keine vorläufige Anmeldung ist und den Vorteil von US Provisional Patent Application Nr. 60/832,233, eingereicht am 19. Juli 2006 beansprucht, mit dem Titel „Whole-Hand Multispectral Imager”, deren Offenbarung hierin für alle Zwecke per Bezugnahme eingebunden sind.
REGIERUNGSRECHTE
Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der Regierung der Vereinigten Staaten unter dem Vertrag W911NF-07-C-0111, der von der Armee der Vereinigten Staaten erteilt wurde, gemacht. Die Regierung der Vereinigten Staaten hält bestimmte Rechte an dieser Erfindung.
HINTERGRUND
Diese Erfindung bezieht sich auf das Feld der Biometrie. Genauer bezieht sich diese Erfindung auf Verfahren und Systeme zur Verwendung eines Sensors für verschiedene Biometrien.
„Biometrie” bezieht sich generell auf die statistische Analyse von Eigenschaften lebender Körper. Eine Kategorie der Biometrie beinhaltet „biometrische Erkennung”, welche gemeinhin als einer von zwei Moden betrieben wird: Bereitstellen von automatischer Identifikation von Menschen oder Überprüfen von angeblichen Identitäten von Menschen. Biometrische Erfassungstechnologien messen die physikalischen Eigenschaften oder Verhaltencharakteristika einer Person und vergleichen diese Eigenschaften mit ähnlichen voraufgezeichneten Messungen, um zu bestimmen, ob es eine Übereinstimmung gibt. Physikalische Eigenschaften, die gemeinhin zur biometrischen Identifikation verwendet werden, beinhalten Gesichter, Irisse, Handgeometrie, Aderstruktur und Fingerabdrucksmuster, welche die am meisten verbreitete aller biometrischen Identifikationsmerkmale sind. Gegenwärtige Verfahren zum Analysieren gesammelter Fingerabdrücke beinhalten optische, kapazitive, Hochfrequenz-, thermische, Ultraschall- und weitere andere, weniger geläufige, Techniken.
Die meisten existierenden Fingerabdruckssensoren basieren auf einem relativ hochqualitativen Kontakt zwischen dem Finger und dem Sensor, um Bilder zu erhalten. Das Erhalten eines geeigneten Kontaktes ist sowohl heikel als auch zeitintensiv, aufgrund von Faktoren, die mit individuellen Charakteristika von Benutzern der Sensoren zusammenhängen, der Qualität der Haut und Umgebungsänderung. Für einige Individuen und unter bestimmten Umständen ist das Erreichen eines geeigneten Kontaktes unmöglich. Die Bequemlichkeit von gleichmäßiger Fingerabdruckserfassung begrenzt die Effektivität und den Bereich an Anwendungen, die Fingerabdrucksbiometrie zum Identifikationsmanagement zu verwenden. Weiterhin gibt es eine negative Auffassung von kontaktbasierter Fingerabdruckserfassung in einigen Kulturen und während spezifischer öffentlicher Gesundheitsereignisse. Dies war zum Beispiel während des SARS Ausbruchs in 2003 der Fall.
Die Kontaktmessung ist eine grundlegende Voraussetzung für viele Formen der Fingerabdruckserfassung, wie optische totale interne Reflexions-, HF-, Kapazitäts-, thermische und Ultraschalltechniken. Es gibt eine kleine Anzahl an Fingerabdruckssensoren, die als „Nichtkontakt”-fingerabdruckssensoren entwickelt und vermarktet wurden. In vielen Fällen verwenden diese Sensoren einen Ständer oder eine andere Vorrichtung, um den Finger zu lokalisieren und stabilisieren. Damit sind andere Teile des Fingers in Kontakt mit dem Sensor, obwohl die Fingerabdrucksregion nicht in Kontakt mit dem Sensor ist, welches die Vorteile beeinträchtigt, die ein wahrer Nichtkontaktfingerabdruckssensor beinhalten würde.
Die meisten existierenden Fingerabdruckssensoren sind auch gefährdet, durch die Verwendung von künstlichen oder veränderten Fingerabdrucksmuster irregeführt zu werden. Obwohl jede Fingerabdruckstechnologie durch nur bestimmte Typen an künstlichen (oder „Schwindel”) Muster gefährdet werden kann, ist der Auf wand, der benötigt wird, um die meisten Systeme zu hintergehen, relativ moderat, sobald der „Trick”, um dies zu tun, bekannt ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen offenbart. Das biometrische System beinhaltet eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, einen ersten Bildgeber, einen zweiten Bildgeber und einen Analysierer. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, zumindest einen Teil eines Zielraumes zu beleuchten. Der Zielraum kann in einigen Ausführungsformen innerhalb des freien Raumes positioniert sein und/oder teilweise durch eine Platte oder andere mechanische Vorrichtung definiert sein, in anderen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen ist der Zielraum konfiguriert, um eine menschliche Hand zu empfangen. Der erste Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von zumindest einem Teil des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung zu empfangen. Der zweite Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von zumindest einem Teil des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung zu empfangen. Die erste optische Bedingung unterscheidet sich von der zweiten optischen Bedingung. Der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl an Bildgebern gekoppelt sein. Der Analysierer kann auch dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild eines Objektes, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist, von dem Licht, das bei dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber empfangen wird, zu erzeugen. Der erste Bildgeber und der zweite Bildgeber können von dem Analysierer in einer Ausführungsform gesteuert werden, um den Zielraum im Wesentlichen gleichzeitig abzubilden.
In verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Bildgeber dazu konfiguriert, Licht aus einem ersten Unterraum des Zielraumes zu empfangen, und der zweite Bildgeber ist dazu konfiguriert, Licht aus einem zweiten Unterraum des Zielraumes zu empfangen. In anderen Ausführungsformen ist der erste Bildgeber auf eine erste Fokusebene fokussiert und der zweite Bildgeber ist auf eine zweite Fokusebene fokussiert, wobei die erste Fokusebene und die zweite Fokusebene sich unterscheiden. In anderen Ausführungsformen kann das biometrische System einen ersten Prozessor beinhalten, der mit dem ersten Bildgeber gekoppelt ist, und einen zweiten Prozessor, der mit dem zweiten Bildgeber gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das biometrische System eine Benutzerschnittstelle, die dazu konfiguriert ist, zumindest einen Teil des Zielraumes einem Benutzer im Wesentlichen anzuzeigen. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das biometrische System einen Anwesenheitsdetektor und/oder Näherungsdetektor, die dazu konfiguriert sind, die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes und/oder die Nähe eines Objektes bezogen auf den Zielraum zu erfassen.
Ein Verfahren zum Sammeln eines multispektralen biometrischen Bildes wird in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen offenbart. Zumindest ein Teil eines Zielraums wird beleuchtet. Die Beleuchtung kann verschiedene Beleuchtungstechniken, Beleuchtungsbedingungen und/oder Beleuchtungsquellen beinhalten. Licht wird von zumindest einem ersten Teil des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung empfangen. Licht wird auch von zumindest einem Teil des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung empfangen, im Wesentlichen gleichzeitig wie Licht von dem Zielraum unter der ersten optischen Bedingung empfangen wird. Die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung unterscheiden sich in einigen Ausführungsformen. Ein multispektrales Bild eines Objektes innerhalb des Zielraumes kann von dem Licht abgeleitet werden, das unter einer oder beiden der ersten optischen Bedingung und der zweiten optischen Bedingung empfangen wird.
In einigen Ausführungsformen wird ein Hinweis auf zumindest einen Abschnitt des Zielraumes bereitgestellt. In anderen Ausführungsformen wird die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes erfasst. In anderen Ausführungsformen wird die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung aus der Gruppe gewählt, die aus polarisiertem Licht, total internem reflektiertem Licht, Licht mit einer spezifischen Wellenlänge, Licht innerhalb eines spezifischen Wellenlängenbandes, Licht von einem Unterraum innerhalb des Zielraumes und/oder Licht von einer Fokusebene innerhalb des Zielraumes besteht. In anderen Ausführungsformen stellt ein erster Bildgeber ein erstes Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung bereit und ein zweiter Bildgeber stellt ein zweites Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung bereit. In anderen Ausführungsformen hat der erste Bildgeber eine Auflösung, die größer ist als die Auflösung des zweiten Bildes.
Ein anderes biometrisches System ist in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen offenbart. Ein Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines Zielraumes ist umfasst. Ein erstes bildgebendes Mittel zum Abbilden zumindest eines Abschnittes des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung und zum Bereitstellen eines ersten Bildes kann auch umfasst sein. Ein zweites bildgebendes Mittel zum Abbilden zumindest eines Abschnitts des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung, die sich von der ersten optischen Bedingung unterscheidet, und zum Bereitstellen eines zweiten Bildes kann auch bereitgestellt werden. Ein Verarbeitungsmittel zum Steuern des Beleuchtungsprozesses, des ersten bildgebenden Mittels und des zweiten bildgebenden Mittels werden auch bereitgestellt. Die Verarbeitungsmittel können dazu konfiguriert sein, ein multispektrales Bild von dem ersten Bild und dem zweiten Bild abzuleiten.
Anwesenheiterkennungsmittel können in einigen Ausführungsformen auch umfasst sein, um die Anwesenheit eines Objektes innerhalb zumindest eines Ab schnitts des Zielraumes zu erfassen. In einer anderen Ausführungsform können die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus polarisiertem Licht besteht, totalem internen reflektieren Licht, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes, Licht von einem Unterraum innerhalb des Zielraumes und/oder Licht von einer Fokusebene innerhalb des Zielraumes. In weiteren anderen Ausführungsformen ist ein Hinweismittel zum Anzeigen zumindest eines Abschnittes des Zielraumes an einen Benutzer umfasst.
Ein biometrischer Sensor für ganze Hände wird auch in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt. Der biometrische Sensor für ganze Hände beinhaltet eine Platte, eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, einen ersten Bildgeber, einen zweiten Bildgeber und einen Analysierer. Die Platte kann dazu konfiguriert sein, eine menschliche Hand aufzunehmen und/oder eine Oberfläche zu beinhalten, die eine Zieloberfläche definiert. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, zumindest einen Teil der Zieloberfläche zu beleuchten. Der erste Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer ersten optischen Bedingung zu empfangen. Der zweite Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer zweiten optischen Bedingung zu empfangen. Die erste optische Bedingung kann sich von der zweiten optischen Bedingung unterscheiden. Der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl an Bildgebern gekoppelt sein. Der Analysierer kann auch dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild eines Objektes, das auf der Zieloberfläche platziert ist, von dem Licht, das bei dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber empfangen wird, zu erzeugen.
In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann der Analysierer dazu konfiguriert sein, den ersten Bildgeber und den zweiten Bildgeber zu steuern, um Bilder im Wesentlichen gleichzeitig bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen kann der erste Bildgeber dazu konfiguriert sein, einen ersten räumlichen Ort auf der Zieloberfläche abzubilden, und der zweite Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, einen unterschiedlichen zweiten räumlichen Ort auf der Zieloberfläche abzubilden. Einer von beiden oder beide des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers können ein oder mehrere optische Elemente beinhalten, die von der Liste gewählt werden, die einen Farbfilter enthält, ein Farbfilterfeld, einen linearen Polarisierer, einen zirkulären Polarisierer, einen Diffusor, einen Kollimator, ein Gitter und eine Linse. Der erste Bildgeber kann auf eine erste Fokusebene fokussiert sein und der zweite Bildgeber kann auf eine zweite unterschiedliche Fokusebene fokussiert sein. Andere Ausführungsformen beinhalten einen ersten Prozessor, der mit dem ersten Bildgeber gekoppelt ist und einen zweiten Prozessor, der mit dem zweiten Bildgeber gekoppelt ist. Eine Benutzerschnittstelle, die dazu konfiguriert ist, zumindest einen Abschnitt des Zielraumes einem Benutzer im Wesentlichen anzuzeigen, kann auch beinhaltet sein in Übereinstimmung mit verschiedenen anderen Ausführungsformen. Ein Anwesenheits- und/oder Näherungsdetektor kann dazu konfiguriert sein, die Anwesenheit und/oder Nähe eines Objektes innerhalb und/oder mit Bezug auf den Zielraum zu erfassen.
Ein Verfahren zum Sammeln eines multispektralen biometrischen Bildes einer menschlichen Hand wird auch in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen offenbart. Zumindest ein Abschnitt einer Zieloberfläche einer Platte wird mit einer oder mehreren Lichtquellen verschiedener Typen und/oder Konfigurationen beleuchtet. Licht kann von zumindest einem Teil der Zieloberfläche unter einer ersten optischen Bedingung empfangen werden. Licht kann separat von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer zweiten optischen Bedingung empfangen werden, im Wesentlichen gleichzeitig wie das Empfangen des Lichtes der Zieloberfläche unter einer ersten optischen Bedingung. Die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung können unterschiedlich sein. Ein multispektrales Bild eines Objektes innerhalb der Zieloberfläche kann von dem Licht abgeleitet werden, das unter einer von beiden oder beiden der ersten optischen Bedingung und der zweiten optischen Bedingung empfangen wird.
In verschiedenen Ausführungsformen können die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung von der Gruppe gewählt werden, die aus polarisiertem Licht besteht, total intern reflektiertem Licht, Licht einer spezifischen Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmen Wellenlängenbandes, Licht von einem ersten Unterraum innerhalb des Zielraumes und/oder Licht von einer ersten Fokusebene innerhalb des Zielraumes. In einigen Ausführungsformen stellt der erste Bildgeber ein erstes Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter der ersten optischen Bedingung bereit und/oder der zweite Bildgeber stellt ein zweites Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung bereit. In anderen Ausführungsformen hat der erste Bildgeber eine Auflösung, die größer ist als die Auflösung des zweiten Bildgebers.
Ein anderes biometrisches System wird in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen offenbart, das Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines Zielraumes enthält, ein erstes bildgebendes Mittel, ein zweites bildgebendes Mittel und Verarbeitungsmittel. Das erste bildgebende Mittel ist dazu angepasst, zumindest einen Abschnitt des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung abzubilden und ein erstes Bild bereitzustellen. Die zweiten bildgebenden Mittel sind dazu angepasst, zumindest einen Teil des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung, die sich von der ersten optischen Bedingung unterscheidet, abzubilden und ein zweites Bild bereitzustellen. Ein Verarbeitungsmittel ist dazu angepasst, die Beleuchtungsmittel, die ersten bildgebenden Mittel und die zweiten bildgebenden Mittel zu steuern. Die Verarbeitungsmittel können dazu konfiguriert sein, sein multispektrales Bild von dem ersten Bild und dem zweiten Bild abzulei ten. Anwesenheitserfassungsmittel zum Erfassen der Anwesenheit eines Objektes innerhalb zumindest eines Abschnittes des Zielraumes können auch in verschiedenen Ausführungsformen umfasst sein. In anderen Ausführungsformen kann die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung von der Gruppe gewählt werden, die aus polarisiertem Licht besteht, total intern reflektiertem Licht, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes, Licht von einem ersten Unterraum innerhalb des Zielraumes und/oder Licht von einer ersten Fokusebene innerhalb des Zielraumes.
Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform offenbart, das eine oder mehrere Beleuchtungsquellen beinhaltet, eine Mehrzahl an Bildgebern und einen Analysierer. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen sind dazu konfiguriert, einen Zielraum zu beleuchten, wobei sich der Zielraum im freien Raum oder in Bezug auf eine Platte befindet. Die Mehrzahl der Bildgeber ist dazu konfiguriert, Licht von dem Zielraum unter multispektralen Bedingungen zu empfangen. Jeder Bildgeber ist dazu konfiguriert, Licht von dem Zielraum unter verschiedenen multispektralen Bedingungen zu empfangen. Die verschiedenen multispektralen Bedingungen können Unterschiede in der Beleuchtungswellenlänge oder Wellenlängen beinhalten, Unterschiede im Abbilden der Wellenlänge oder Wellenlängen, Unterschiede im Beleuchtungswinkel, Unterschiede im Abbildungswinkel, Unterschiede in der Abbildungsauflösung, Unterschiede in der räumlichen Abdeckung und/oder Unterschiede in der Fokusebene. Der Analysierer kann kommunikativ mit einer oder mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl an Bildgebern gekoppelt sein. Der Analysierer kann auch dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder mehreren Beleuchtungsquellen und/oder der Mehrzahl an Bildgebern zu steuern, um ein oder mehrere multispektrale Bilder eines Objektes, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist, von dem Licht zu erzeugen, das von irgendeinem oder allen der Bildgeber empfangen wird. Das System kann auch eine Mehrzahl an Prozessoren enthalten, wobei jeder Bildgeber mit einem Prozessor gekoppelt ist.
Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform offenbart, das eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, einen ersten und einen zweiten Bildgeber und einen Analysierer umfasst. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, einen Zielraum zu beleuchten. Der erste Bildgeber empfängt Licht von einem ersten Unterraum des Zielraumes unter einer multispektralen Bedingung. Der zweite Bildgeber empfängt Licht von einem zweiten Unterraum des Zielraumes unter einer anderen multispektralen Bedingung. Der erste Bildgeber und der zweite Bildgeber empfangen Licht im Wesentlichen gleichzeitig. Der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen, dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber gekoppelt sein. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild von einem Objekt, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist, von Licht abzuleiten, das an dem ersten Bildgeber und/oder dem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Ein Verfahren zum Sammeln eines biometrischen Bildes wird in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform bereitgestellt. Ein Zielraum wird mit einer oder mit mehreren Beleuchtungsquellen beleuchtet. Das Licht wird von einem ersten Unterraum des Zielraumes mit einem ersten Bildgeber empfangen. Licht wird von einem zweiten Unterraum des Zielraumes mit einem zweiten Bildgeber empfangen. Ein multispektrales Bild wird von zumindest einem Teil eines Objektes innerhalb des Zielraumes abgeleitet, und zwar von dem Licht, das an dem ersten Bildgeber und/oder dem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Ein biometrisches System ist in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform offenbart. Das biometrische System beinhaltet eine Platte, eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, einen ersten Bildgeber, einen zweiten Bildgeber und einen Analysierer. Die Platte kann zur Auflage einer angeblichen Hautstelle durch ein Individuum angepasst sein. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, die Hautstelle zu beleuchten. Der erste Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von einer ersten Zone der Hautstelle unter einer multispektralen Bedingung zu empfangen. Der zweite Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von einer zweiten Zone der Hautstelle unter einer anderen multispektralen Bedingung zu empfangen. Der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen, dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber gekoppelt sein. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild der Hautstelle von Licht abzuleiten, das bei dem ersten Bildgeber und/oder dem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform offenbart, das eine oder mehrere Beleuchtungsquellen beinhaltet, eine Mehrzahl an Bildgebern und einen Analysierer. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, einen Zielraum zu beleuchten. Die Mehrzahl an Bildgebern kann dazu konfiguriert sein, Licht von dem Zielraum unter multispektralen Bedingungen zu empfangen. Zumindest ein Bildgeber empfängt Licht mit einer multispektralen Bedingung, die sich von der multispektralen Bedingung unterscheidet, mit der zumindest ein anderer Bildgeber empfängt. Der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Vielzahl an Bildgebern gekoppelt sein. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl der Bildgeber zu steuern, um ein multispektrales Bild eines Objektes, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist, von dem Licht zu erzeugen, das bei irgendeinem oder allen der Bildgebern empfangen wird. Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform offenbart, das eine oder mehrere Beleuchtungsquellen beinhaltet, einen ersten Bildgeber, einen zwei ten Bildgeber und einen Analysierer. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, einen Zielraum zu beleuchten. Der erste Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von dem Zielraum unter einer ersten optischen Bedingung zu empfangen. Der zweite Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von dem Zielraum unter einer zweiten optischen Bedingung zu empfangen. Der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen, dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber gekoppelt sein. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild eines Objektes, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist, von Licht abzuleiten, das bei dem ersten Bildgeber und/oder dem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Ein Verfahren zum Sammeln eines biometrischen Bildes wird in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform offenbart. Ein Zielraum wird beleuchtet. Licht wird von einem Zielraum unter einer ersten optischen Bedingung empfangen. Licht wird von einem Zielraum unter einer zweiten optischen Bedingung empfangen. Ein multispektrales Bild eines Objektes innerhalb des Zielraumes wird von dem Licht abgeleitet, das unter der ersten optischen Bedingung und/oder der zweiten optischen Bedingung empfangen wird. Die erste und/oder die zweite optische Bedingung kann Beleuchtungswellenlänge oder Wellenlängen beinhalten, Abbildungswellenlänge oder Wellenlängen, Beleuchtungswinkel, Abbildungswinkel, Abbildungsauflösung, räumliche Abdeckung und/oder Fokusebene.
Ein kontaktloses biometrisches System ist in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform bereitgestellt. Das kontaktlose biometrische System kann eine oder mehrere Beleuchtungsquellen beinhalten, eine oder mehrere Bildgeber und einen Analysierer. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, einen Zielbereich zu beleuchten, der sich innerhalb des freien Raumes befindet. Der eine oder die mehreren Bildgeber können dazu konfiguriert sein, Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter verschiedenen multispektralen Bedingungen zu sammeln. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und dem einen oder den mehreren Bildgebern gekoppelt zu werden. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen und des einen oder der mehreren Bildgeber zu steuern, um ein multispektrales Bild von einem Objekt, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist und durch den einen oder die mehreren Bildgeber abgebildet ist, abzuleiten.
Ein Verfahren zum Sammeln eines biometrischen Bildes wird gemäß einer anderen Ausführungsform bereitgestellt. Die Anwesenheit eines Objektes wird innerhalb eines Zielraumes erfasst, der sich im freien Raum befindet. Das Objekt wird innerhalb des Zielraumes mit einer oder mehreren Beleuchtungsquellen beleuchtet. Licht wird von dem Zielraum bei einem oder mehreren Bildgebern mit unterschiedlichen optischen Bedingungen empfangen. Ein multispektrales Bild des Objektes innerhalb des Zielraumes wird von dem Licht abgeleitet, das bei dem einen oder den mehreren Bildgebern empfangen wird.
Ein kontaktloses biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform bereitgestellt, das ein Beleuchtungsuntersystem, ein Bildgebungsuntersystem, Erfassungsmittel und einen Analysierer umfasst. Das Beleuchtungsuntersystem kann in der Lage sein, einen vorbestimmten räumlichen Ort im freien Raum zu beleuchten. Das Bildgebungsuntersystem kann in der Lage sein, Licht mit Herkunft aus dem vorbestimmten räumlichen Ort zu sammeln. Die Erfassungsmittel können dazu konfiguriert sein, zu erfassen, wenn eine angebliche Hautstelle im Wesentlichen innerhalb des vorbestimmten räumlichen Ortes angeordnet wird. Der Analysierer kann mit dem Beleuchtungsuntersystem, dem bildgebenden Untersystem und dem Erfassungsuntersystem in Kommunikation sein. Der Analysierer kann Anweisungen umfassen, um das Beleuchtungsuntersystem, das Bildgebungsuntersystem und das Erfassungsuntersystem zu betreiben, um ein multispektrales Bild eines Objektes abzuleiten, das innerhalb des Zielraumes angeordnet ist und durch den einen oder die mehreren Bildgeber abgebildet ist.
Ein Verfahren zum Sammeln eines biometrischen Bildes wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform bereitgestellt. Ein Hinweis des ungefähren Ortes eines Zielraumes im freien Raum wird bereitgestellt. Ein Objekt innerhalb des Zielraumes wird beleuchtet mit einer oder mehreren Beleuchtungsquellen. Licht von dem Zielraum wird bei einem oder mehreren Bildgebern unter multispektralen Bedingungen und/oder unterschiedlichen optischen Bedingungen empfangen. Ein multispektrales Bild des Objektes innerhalb des Zielraumes kann von dem Licht abgeleitet werden, das bei dem einen oder den mehreren Bildgebern empfangen wird.
Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform offenbart, das Mitteilungsmittel, Beleuchtungsmittel, Bildgebungsmittel und Logikmittel umfasst. Die Mitteilungsmittel zum Mitteilen eines Hinweises des ungefähren Ortes eines Zielraumes im freien Raum. Die Beleuchtungsmittel zum Beleuchten zumindest eines Abschnittes des Zielraumes. Die Bildgebungsmittel zum Empfangen von Licht von dem Zielraum unter multispektralen Bedingungen. Die Logikmittel zum Ableiten eines multispektralen Bildes von einem Objekt innerhalb des Zielraumes von dem Licht, das von den Bildgebungsmitteln empfangen wird.
Ein Bildgebungssystem wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform offenbart, das eine Platte umfasst, eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, einen ersten Bildgeber, einen zweiten Bildgeber und einen Analysierer. Die Platte kann dazu konfiguriert sein, eine menschliche Hand zu empfangen. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, eine Hand, die auf die Platte gelegt wird, zu beleuchten. Der erste Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von einem ersten Abschnitt der Hand unter multispektralen Bedingungen zu empfangen. Der zweite Bildgeber kann dazu konfiguriert sein, Licht von einem zweiten Abschnitt der Hand unter multispektralen Bedingungen zu empfangen, der Analysierer kann kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen, dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber gekoppelt sein. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild des ersten Abschnittes der Hand von Licht abzuleiten, das bei dem ersten Bildgeber empfangen wird, und um ein multispektrales Bild des zweiten Abschnitts der Hand von Licht abzuleiten, das bei dem zweiten Bildgeber empfangen wird. In einer anderen Ausführungsform kann ein einzelnes multispektrales Bild von dem Analysierer von dem Licht abgeleitet werden, das bei sowohl dem ersten als auch dem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Ein biometrisches System wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform offenbart, das eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, eine Mehrzahl an Bildgebern und einen Analysierer enthält. Die eine oder die mehreren Beleuchtungsquellen können dazu konfiguriert sein, eine Hand zu beleuchten, die im Wesentlichen innerhalb eines Zielraumes im freien Raum platziert ist. Die Mehrzahl an Bildgebern kann dazu konfiguriert sein, Licht von Abschnitten einer Hand, die im Wesentlichen innerhalb des Zielraumes platziert ist, unter multispektralen Bedingungen zu empfangen. Der Analysierer kann kommunikativ mit einer oder mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl an Bildgebern gekoppelt sein. Der Analysierer kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl der Bildgeber zu steuern, um ein multispektrales Bild von den Abschnitten der Hand von Licht abzuleiten, das bei der Mehrzahl der Bildgeber empfangen wird.
Ein Verfahren zum Sammeln eines biometrischen Bildes einer Hand wird auch bereitgestellt gemäß einer Ausführungsform. Ein Zielraum, der sich im freien Raum befindet, wird zur Platzierung einer menschlichen Hand durch ein Individuum bereitgestellt. Eine Hand innerhalb des Zielraumes kann mit Hilfe einer oder mehreren Beleuchtungsquellen beleuchtet werden. Licht von der Hand kann unter multispektralen Bedingungen mit Hilfe eines oder mehrerer Bildgeber empfangen werden. Zumindest ein multispektrales Bild von zumindest einem Abschnitt der Hand innerhalb des Zielraumes wird von dem empfangenen Licht abgeleitet.
Ausführungsformen stellen ein kontaktloses biometrisches System bereit. Das System umfasst ein Beleuchtungsuntersystem, ein Bildgebungsuntersystem, ein dreidimensionales Erfassungsuntersystem und einen Analysierer. Das Beleuchtungsuntersystem ist in der Lage, einen vorbestimmten räumlichen Ort im freien Raum zu beleuchten. Das Bildgebungsuntersystem ist in der Lage, Licht, das von dem vorbestimmten räumlichen Ort ausstrahlt, zu sammeln. Das dreidimensionale Erfassungsuntersystem ist dazu konfiguriert, zu erfassen, wenn ein Objekt im Wesentlichen in dem vorbestimmten räumlichen Ort ist. Der Analysierer wird in Kommunikation mit dem Beleuchtungsuntersystem, dem Bildgebungsuntersystem und dem dreidimensionalen Untersystem bereitgestellt. Der Analysierer umfasst Anweisungen zum Betrieb des Untersystems, um im Wesentlichen gleichzeitig eine Mehrzahl an Bildern des Objekts zu sammeln, das an dem vorbestimmten räumlichen Ort angeordnet ist, unter multispektralen Bedingungen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Beleuchtungsuntersystem eine Licht emitierende Diode. In einigen Fällen kann die Licht emitierende Diode eine Weißlicht emitierende Diode umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Beleuchtungsuntersystem mehrere Licht emitierende Dioden. In einigen Fällen kann eine Mehrzahl an Licht emitierenden Dioden Licht emitieren, das im Wesentlichen monochromatisch ist. Solch eine Mehrzahl an Licht emitierenden Dio den kann Licht emitierende Dioden mit im Wesentlichen unterschiedlichen Wellenlängencharakteristiken umfassen. Ein Polarisierer kann auch bereitgestellt werden, um Licht zu polarisieren, das von der Licht emitierenden Diode ausstrahlt.
Das Bildgebungsuntersystem kann eine Vielzahl an Bildgebern umfassen, die auf den vorbestimmten räumlichen Ort orientiert und fokussiert sind. Optische Filter können bereitgestellt werden, um die Wellenlängen des Lichts zu filtern, die von zumindest einem der Mehrzahl der Bildgeber gesammelt werden. Zumindest einer aus der Mehrzahl der Bildgeber kann ein Farbfilterfeld beinhalten. Ein Polarisierer kann bereitgestellt werden um Licht zu polarisieren, das von zumindest einem aus der Mehrzahl von Bildgebern gesammelt wird. Das dreidimensionale Erfassungsuntersystem kann eine Mehrzahl an kohärenten Beleuchtern umfassen, die so orientiert sind, dass sie an vorbestimmten räumlichen Orten überlappen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein weiteres Verständnis der Natur und Vorteile kann realisiert werden durch Bezugnahme auf die verbleibenden Abschnitte der Beschreibung und der Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen über die verschiedenen Zeichnungen hinweg verwendet werden, um ähnliche Komponenten zu bezeichnen.
1 stellt eine Struktur dar, die für einen kontaktlosen biometrischen Sensor in einer Ausführungsform verwendet werden kann.
2 stellt einen modularen biometrischen Sensor in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar.
3A, 3B, 3C und 3D stellen verschiedene Ansichten eines modularen biometrischen Sensorgerätes in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar.
4A, 4B, 4C und 4D stellen verschiedene Ansichten eines räumlich modularen biometrischen Sensorgerätes dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines biometrischen Sensorsystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
6A, 6B, 6C und 6D stellen verschiedene Ansichten eines multispektral modularen biometrischen Sensorgerätes dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
7A, 7B, 7C und 7D stellen verschiedene Ansichten einer kontaktlosen biometrischen Sensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
8A, 8B, 8C und 8D stellen verschiedene Ansichten einer multispektral modularen, kontaktlosen biometrischen Sensorvorrichtung mit Bildgebern dar, die verschiedene Bildgebungsebenen fokussieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
9A, 9B, 9C und 9D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich modularen, kontaktlosen biometrischen Sensorvorrichtung mit Bildgebern dar, die verschiedene Bildgebungsebenen fokussieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
10A stellt einen multispektralen Datenwürfel eines Fingers dar, der in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen erzeugt wurde.
10B stellt vier überlappende Bilder eines Fingers von vier räumlich modularen Bildgebern dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
10C stellt separat die vier überlappenden Bilder in 10B dar.
11A, 11B, 11C und 11D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich modularen biometrischen Handsensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
12 zeigt ein Blockdiagramm eines biometrischen Handsensorsystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
13A, 13B, 13C und 13D stellen verschiedene Ansichten einer multispektral und/oder räumlich modularen kontaktlosen biometrischen Sensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
14A, 14B, 14C und 14D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich und multispektral modularen, kontaktlosen biometrischen Sensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
15A, 15B, 15C und 15D stellen verschiedene Ansichten einer räumlichen und/oder multispektral modularen, kontaktlosen biometrischen Sensorvorrichtung mit Bildgebern dar, die verschiedene Bildgebungsebenen fokussieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
16 zeigt einen kontaktlose Biometriesystembenutzerschnittstelle mit einem holographischen Bild einer Hand in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
17 zeigt eine kontaktlose Biometriesystembenutzerschnittstelle mit einem Lichtfeld in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
18 zeigt ein Bild einer Hand mit fünf Zonen, das mit einem räumlich modularen Bildgebungssystem abgebildet wurde, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
19 stellt einen multispektralen Datenwürfel einer Hand dar, der in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen erzeugt wurde.
20 stellt sechs überlappende Bilder einer Hand dar von vier räumlich modularen Bildgebern in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
21 stellt separat die sechs überlappende Bilder in 20 dar.
22 zeigt ein Flussdiagramm einer biometrischen Erfassung, die verschiedene hierin beschriebene Ausführungsformen verwendet.
23 zeigt ein Bild eines Fingers mit einer Tatoo-ähnlichen Eigenschaft in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
24 zeigt ein Bild einer Hand mit einer Anzahl an Rillen und einer Kerbe in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine detaillierte Beschreibung von Beispielen multispektraler Systeme wird im Folgenden bereitgestellt, die entsprechend in Ausführungsformen verwendet werden können, jedoch ist eine solche Beschreibung nicht dazu gedacht, begrenzend zu sein, da andere Techniken in alternativen Ausführungsformen verwendet werden können.
Überblick
Hierin offenbarte Ausführungsformen stellen Verfahren und Systeme bereit, die das Sammeln und Verarbeiten von biometrischen Messung ermöglichen. Diese biometrischen Messungen können eine sichere Feststellung der Identität einer Person bereitstellen sowie die Authentizität des biometrischen Musters, das genommen wurde. Solche Ausführungsformen können zum Beispiel in eine Anzahl an verschiedenen Typen von Vorrichtungen eingebracht werden, wie Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten, Laptopcomputer und andere tragbare elektronische Vorrichtungen sowie eigenständige Vorrichtungen für physikalischen oder logischen Zugang. Die gemeinsame Eigenschaft der Verfahren und Systeme ist die Anwendung von mehreren verschiedenen optischen Konfigurationen, die verwendet werden, um eine Mehrzahl an Bilddaten zu sammeln, während einer einzigen Beleuchtungsvornahme, oft werden die Bilder gleichzeitig gesammelt. In einigen Ausführungsformen werden die Bilder eines Fingers oder einer Hand mit oder ohne eine Platte gesammelt. In einigen Fällen werden Verfahren und Systeme für das Sammeln und Verarbeiten von Daten bereitgestellt, die einen Sensor mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Bildgebern verwenden. In einigen Beispielen betreffen die offenbarten Verfahren und Systeme Daten, die mit Hilfe eines Sensors mit einer einzigen Kamera oder mehreren Kameras gesammelt wurden. Andere Ausführungsformen von Verfahren und Systemen werden für räumliches und multispektrales modulares Abbilden und Abbildungssysteme bereitgestellt.
Die Sensoren können einen informationsreichen Datensatz bereitstellen, der in erhöhter Sicherheit und Benutzbarkeit im Vergleich mit gewöhnlichen Sensoren resultiert. Die erhöhte Sicherheit leitet sich von dem Kombinieren von Information von mehreren Bildern ab, die unterschiedliche optische Eigenschaften des Materials, das gerade gemessen wird, repräsentieren. Diese Eigenschaften stellen ausreichende Informationen bereit, um eine Unterscheidung zwischen lebender menschlicher Haut und verschiedenen künstlichen Materialien und Verfahren, die verwendet werden könnten, um den Sensor zu übergehen, vornehmen zu können. Darüber hinaus folgt die erhöhte Sicherheit aus dem Aspekt, der einen Mechanismus bereitstellt, um Messungen über eine große Bandbreite an Umwelt- und physiologischen Effekten bereitstellt. Die robuste und verlässliche Abtastung bedeutet, dass Systemsicherheitsstandards nicht gelockert werden müssen, um schlechte Bildqualität auszugleichen.
Eine verbesserte Sensorverwendbarkeit wird erreicht durch das Verringern der Anforderung an das Individuum bzgl. eines genauen Kontaktes und/oder Positionierens, sowie der Anforderung, dass die Haut des Individuums bestimmte Qualitäten aufweist. Darüber hinaus basieren Ausführungsformen auch auf kontaktlosen Systemen. Darüber hinaus stellt die Fähigkeit, biometrische Information von unter der Oberfläche von Bildern zu gewinnen, die unter bestimmten optischen Bedingungen gesammelt wurden, einen Mechanismus bereit zum Ausführen biometrischer Bestimmungen, selbst in jenen Fällen, in denen die Oberflächeneigenschaften fehlen oder beschädigt sind. Auf diese Weise sind multispektrale Messungen, die in Ausführungsformen gemacht werden, vorteilhaft robust gegenüber nicht idealen Hautqualitäten, wie Trockenheit, übermäßige Feuchtigkeit, mangelnde Elastizität und/oder Verschleißeigenschaften, wie sie typischerweise mit Älteren in Verbindung gebracht werden, jenen, die erhebliche manuelle Arbeit leisten oder jene, deren Haut Chemikalien ausgesetzt ist, wie zum Beispiel Friseure oder Krankenschwestern.
Der Satz aller Bilder, die mit einer Mehrzahl an unterschiedlichen optischen Bedingungen und/oder während einer einzigen Beleuchtungsvornahme gesammelt werden, wird hierin als „multispektrale Daten” bezeichnet. Die unterschiedlichen optischen Bedingungen können Unterschiede in Polarisationsbedingungen beinhalten, Unterschiede in Beleuchtungswinkeln, Unterschiede in Abbildungswinkel, Unterschiede in Eigenschaften eines Farbfilterfeldes, Unterschiede in der Auflösung, Unterschiede in Fokusebenen, Unterschiede in der räumlichen Abdeckung und/oder Unterschiede in der Beleuchtungswellenlänge oder Wellenlängen. Unter einigen optischen Bedingungen sind die resultierenden Bilder wesentlich durch die Anwesenheit und Verteilung von TIR Phänomenen an der Schnittstelle zwischen dem Muster und einer Platte beeinflusst. Diese Bilder werden hier als „TIR Bilder” bezeichnet. Unter einigen optischen Bedingungen sind die resultierenden Bilder im Wesentlichen nicht durch die Anwesenheit oder Abwesenheit von TIR Effekten an einer Platte beeinflusst. Diese Bilder werden hier als „direkte Bilder” bezeichnet. Einige Ausführungsformen stellen Bilder bereit, die ohne eine Platte, Auflage (zum Beispiel die Auflage, die in US Patent Nr. 6,404,904 beschrieben ist), einen Kontaktpunkt, eine mechanische Positionierungsvorrichtung, eine mechanische Ausrichtungsvorrichtung, eine Stütze, etc. aufgenommen sind. Diese Bilder werden hierin als „kontaktlose Bilder” bezeichnet. Kontaktlose Bilder wer den ohne physikalischen Kontakt zwischen der Hautstelle und der Abbildungsvorrichtung, dem biometrischen Sensor und/oder jeden Zubehörs davon, erzeugt.
Hautstellen, an denen die hierin beschriebenen multispektralen Messungen ausgeführt werden können, beinhalten alle Oberflächen und alle Gelenke der Finger und Daumen, der Fingernägel und Nagelbette, der Handflächen, die Vorderseite einer Hand oder von Händen, die Rückseite einer Hand oder von Händen, die Handgelenke und Unterarme, das Gesicht, die Augen, die Ohren und alle anderen externen Oberflächen des Körpers. Obwohl die folgende Beschreibung manchmal bestimmten Bezug nimmt auf „Finger” oder „Hände” beim Bereitstellen von Beispielen spezieller Ausführungsformen, sollte es verstanden werden, dass diese Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und dass andere Ausführungsformen Hautstellen an anderen Körperteilen verwenden können.
In einigen Ausführungsformen stellt ein Sensor eine Vielzahl von diskreten Lichtwellenlängen bereit, die auf die Oberfläche der Haut treffen, und innerhalb der Haut und/oder des darunter liegenden Gewebes gestreut werden. Wie hierin verwendet, soll der Bezug auf „diskrete Wellenlängen” sich auf Sätze an Wellenlängen oder Wellenlängenbänder beziehen, die als einzelne Einheiten behandelt werden – für jede einzelne Einheit wird Information nur aus der einzelnen Einheit als Ganzes extrahiert, und nicht von individuellen Wellenlängenuntersätzen der einzelnen Einheit. In einigen Fällen können die einzelnen Einheiten diskontinuierlich sein, so dass, wenn eine Mehrzahl diskreter Wellenlängen bereitgestellt wird, einige Wellenlängen zwischen einem Paar an Wellenlängen oder Wellenlängenbändern nicht bereitgestellt werden, jedoch ist dies nicht notwendig. In einigen Beispielen sind die Wellenlängen innerhalb des ultravioletten – sichtbaren – nahe-Infrarot Wellenlängenbereichs.
Ein Teil des Lichts, das von der Haut und/oder darunter liegendem Gewebe gestreut wird, verlässt die Haut und wird verwendet, um ein Bild der Struktur des Gewebes auf oder unterhalb der Oberfläche der Haut zu bilden.
In einigen Ausführungsformen kann solch ein Bild ein Fingerabdrucks- und/oder Handbild beinhalten, wobei sich der Ausdruck „Fingerabdruck” breit auf irgendeine Wiedergabe irgendeiner Hautstelle mit dermatoglyphischen Eigenschaften beziehen soll.
1 zeigt ein Beispiel eines kontaktlosen modularen biometrischen Sensors 100 in Übereinstimmung mit Ausführungsformen. Der biometrische Sensor 100 beinhaltet eine Mehrzahl an Bildgebern 130, die um eine einzige Lichtquelle 120 und Positionssensoren 108 angeordnet sind. Eine Hand 116, die innerhalb eines vorbestimmten Zielraumes angeordnet wird, der oberhalb des biometrischen Sensors 100 angeordnet ist, kann abgebildet werden, mit Hilfe der Mehrzahl an Bildgebern 104. Die Position der Hand mit Bezug auf den biometrischen Sensor 100 kann mit Hilfe der Positionssensoren 108 überwacht werden. Die Positionssensoren 108 können stereoskopische Lichtquellen, zum Beispiel Laser LEDs, beinhalten, die den freien Raum beleuchten, den Zielraum oberhalb des biometrischen Sensors 100 beinhaltend. Zum Beispiel, in Verbindung mit einem oder mehreren Bildgebern 104 können stereoskopische Lichtquellen einen Hinweis bereitstellen, wenn die Hand innerhalb des Zielraumes ist. Der Zielraum kann ein Volumen innerhalb des freien Raumes beinhalten, in dem ein Objekt im Wesentlichen fokussiert wird von zumindest einem Bildgeber, wenn das Objekt darin angeordnet wird. Somit kann ein Zielraum in einigen Ausführungsformen von den Eigenschaften des (der) Bildgeber abhängen. In einer Ausführungsform kann ein Bildgeber so positioniert sein, dass verschiedene räumliche Bereiche der Hand abgebildet werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein Bildgeber dazu positioniert sein, denselben Abschnitt der Hand abzubilden, allerdings unter verschiedenen multispektralen Bedingungen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Bildgeber so positioniert sein, um unterschiedliche Fokusebenen abzubilden. In einer anderen Ausführungsform kann ein Bildgeber zur im Wesentlichen selben Zeit abbilden. Die resultierenden Bilder können kombiniert werden mit Hilfe irgendeiner Funktion, um ein multispektrales Bild abzuleiten.
Räumlich modularer Fingersensor
Verschiedene Ausführungsformen stellen ein räumlich modulares biometrisches Erfassungssystem bereit. Wie oben angemerkt, kann ein multispektrales Bild von Bildern mit verschiedener räumlicher Abdeckung abgeleitet werden. Das bedeutet, dass räumlich modulare Bildgeber verwendet werden können, um ein multispektrales Bild abzuleiten. 2 zeigt ein räumlich modulares biometrisches System gemäß einer Ausführungsform. Das System beinhaltet zwei Bildgeber 230. Die Bildgeber 230A und 230B können separiert werden oder auf einer einzigen Leiterplatte kombiniert sein, zum Beispiel als verbundene Waver-Level Kameras. Jeder Bildgeber kann auch verschiedene optische Elemente 235 beinhalten. Obwohl drei optische Elemente 235 gezeigt werden, kann jede Anzahl, darunter auch Null, verwendet werden. Zumindest eine Beleuchtungsquelle 220 kann verwendet werden. In dieser Ausführungsform werden zwei LEDs 220 verwendet, um den Finger 205 auf der Platte 210 zu beleuchten. Der erste Bildgeber 230A kann Licht von einem ersten Abschnitt des Fingers 205 empfangen. Der zweite Bildgeber 230B kann Licht von einem zweiten Abschnitt des Fingers 205 empfangen, der auf die Platte 210 gelegt ist. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können überlappen oder komplett verschieden sein.
3A, 3B, 3C und 3D stellen verschiedene Ansichten einer anderen modularen Biometriesensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar. Die modulare Sensorvorrichtung beinhaltet vier Bildgeber 330, optische Elemente 335 und vier Lichtquellen 320. Obwohl vier Lichtquellen gezeigt sind, kann jede Anzahl an Lichtquellen verwendet werden. Zum Beispiel kann eine einzige weiße Lichtquelle verwendet werden. Jeder Bildgeber 330 empfängt Licht von vier Unterabschnitten des Zielbereiches. Diese Unterabschnitte können überlappen oder verschieden sein. Wie gezeigt, wird ein Finger 205 auf die Zieloberfläche 212 einer Platte 210 gelegt. Jeder Bildgeber kann vier unterschiedliche Abschnitte des Fingers abbilden. Die Bildgeber 330 können jeden Unterabschnitt im Wesentlichen gleichzeitig abbilden.
4A, 4B, 4C und 4D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich modularen Biometriesensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform. Vier Abbildungsunterabschnitte 450 werden in 4B, 4C und 4D gezeigt. In dieser Ausführungsform ist eine gewisse Überlappung zwischen den Unterabschnitten gezeigt. Gemäß einer anderen Ausführungsform können auch Unterabschnitte ohne Überlappung verwendet werden. Solch ein System kann vier Bilder erzeugen, wie jede, die in 10A, 10B und 10C gezeigt sind.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Biometriesensorsystems 500, das eine Rechenvorrichtung und Zusatzgerätevorrichtungen umfasst, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Figur zeigt generell, wie individuelle Systemelemente auf eine separate oder integriertere Weise implementiert werden können. Darüber hinaus zeigt die Zeichnung auch, wie jeder der vier Bildgeber 510 einen dedizierten Prozessor 515 und/oder dedizierten Speicher 520 beinhalten kann. Jeder dedizierte Speicher 520 kann Betriebsprogramme beinhalten, Datenverarbeitungsprogramm und/oder Bildverarbeitungsprogramme, die auf den dedizierten Prozessoren 515 arbeiten können. Zum Beispiel kann der dedizierte Speicher 520 Programme beinhalten, die den dedizierten Bildgeber 510 steuern und/oder Bildverarbeitung bereitstellen. Die Rechenvorrichtung 502 wird als Hardwareelemente umfassend dargestellt, die elektrisch über den Bus 530 gekoppelt sind. Der Bus 530 kann, abhängig von der Konfigurierung, mit der einen oder den mehreren LED(s) 505, einem Näherungssensor (oder Anwesenheitssensor) 512 und vier Bildgebungsuntersystemen 504 gekoppelt sein, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen. In einer Ausführungsform kann der Bildgeberspeicher 520 von den Bildgebern 515 und/oder mit der Rechenvorrichtung 502 gemeinsam genutzt werden.
In solch einer Ausführungsform kann ein Bildgebungsuntersystem einen Bildgeber 510, einen Prozessor 515 und Speicher 520 beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann ein Bildgebungsuntersystem 504 auch Lichtquellen und/oder optische Elemente beinhalten. Das Bildgebungsuntersystem 504 kann modular sein und zusätzliche Bildgebungsuntersysteme können einfach dem System hinzugefügt werden. Damit kann das Biometriesensorunterssystem irgendeine Anzahl an Bildgebungsuntersystemen 504 beinhalten. Die verschiedenen Bildgebungsuntersysteme können in einer Ausführungsform räumlich modular sein, und zwar so, dass jedes Bildgebungsuntersystem verwendet wird, einen anderen räumlichen Ort abzubilden. Die verschiedenen Bildgebungsuntersysteme können, in einer anderen Ausführungsform, multispektral modular sein, und zwar so, dass jedes Bildgebungsuntersystem verwendet wird, um eine andere multispektrale Bedingung abzubilden. Demgemäß kann in solche einer Ausführungsform ein Bildgebungsuntersystem 504 auch verschiedene optische Elemente, wie zum Beispiel Farbfilterfelder umfassen, Farbfilter, Polarisierer, etc. und/oder der Bildgeber 510 kann mit verschiedenen Winkeln in Bezug auf den Bildgebungsort angeordnet sein. Die verschiedenen Bildgebungsuntersysteme können, in einer anderen Ausführungsform, Fokusmodularität bereitstellen und zwar so, dass jedes Bildgebungsuntersystem verwendet wird, einen anderen Fokuspunkt oder Fokusebene abzubilden.
Die Hardwareelemente können eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 550 beinhalten, eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung(en) 535, eine Speichervorrichtung 555, einen computerlesbaren Speicher 540, eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) 545, eine Verarbeitungsbeschleunigungseinheit 548, wie ein DSP oder ein Prozessor für spezielle Zwecke, und einen Speicher 560. Der computerlesbare Speicher 540 kann ein computerlesbares Speichermedium und einen computerlesbaren Mediumleser beinhalten, wobei die Kombination entfernte, lokale, feste und/oder entfernbare Speichervorrichtungen plus Speichermedien repräsentiert zum temporären und/oder permanenteren Beinhalten von computerlesbarer Information. Das NIC 545 kann ein drahtgebundenes, drahtloses Modem und/oder anderen Typ an Schnittstellenverbindung umfassen und ermöglicht das Austauschen von Daten mit externen Vorrichtungen.
Das Biometriesensorsystem 500 kann auch Softwareelemente umfassen, die als gerade innerhalb des Arbeitsspeichers 560 platziert angezeigt sind, darunter ein Betriebssystem 565 und andere Programme und/oder Code 570, wie ein Programm oder Programme, die dazu entworfen sind, hierin beschriebene Verfahren zu implementieren. Es wird von Fachleuten verstanden werden, dass wesentliche Variationen verwendet werden können in Übereinstimmung mit bestimmten Anforderungen. Zum Beispiel könnte auch an den Benutzer angepasste Hardware verwendet werden und/oder bestimmte Elemente könnten in Hardware, Software (darunter portierbare Software wie Applets) oder beidem implementiert sein. Weiterhin kann eine Verbindung mit anderen Rechenvorrichtungen, wie Netzwerkeingabe-/ausgabevorrichtungen verwendet werden.
Multispektral modularer Fingersensor
6A, 6B, 6C und 6D stellen verschiedene Ansichten einer multispektral modularen Biometriesensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Wie in dieser Ausführungsform gezeigt, bildet jeder der vier Bildgeber 630, in Verbindung mit den optionalen optischen Elementen 635, das meiste, wenn nicht den gesamten, des Zielbereiches 212 ab, wo der Finger 205 auf der Platte 210 angeordnet ist. Die Bildgeber 630 können den Zielbereich 212 im We sentlichen gleichzeitig abbilden. Die Bildgeber 630 können in dieser Ausführungsform Bilder unter verschiedenen multispektralen Bedingungen aufzeichnen, wie zum Beispiel unterschiedliche Polarisation, unterschiedlicher Abbildungswinkel, unterschiedliche Wellenlänge oder Wellenlängen, TIR Bedingungen, unterschiedliche Auflösung, verschiedene Fokusebenen, verschiedene räumliche Abdeckung, Farbfilterfeldfilterung, etc. Zum Beispiel kann ein erster Bildgeber 630A mit einem linear polarisierenden optischen Element 635A assoziiert sein. Ein zweiter Bildgeber 630B kann ein hochauflösender Bildgeber 635B sein, der zum Beispiel mit einer Auflösung größer als 200 Punkte pro Inch abbildet. Einem dritten Bildgeber 630C kann ein Bayerfilter als ein optisches Element 635C zugeordnet sein. Einem vierten Bildgeber kann ein Blaufarbfilteroptikelement 635D zugeordnet sein. Obwohl die Bildgeber 630 und die zugeordneten optischen Elemente 635 in der Figur relativ nah beieinander, relativ coplanar und relativ parallel zu der Platte dargestellt sind, können ein oder mehrere Bildgeber und die zugeordneten optischen Elemente in einem Winkel bezogen auf die Platte 210 und/oder den Zielbereich 212 angeordnet sein, in einer Ausführungsform. Weiterhin können ein oder mehrere Bildgeber in einer anderen Ausführungsform in einer nicht coplanaren Konfiguration angeordnet sein. Weiterhin, in einer weiteren Ausführungsform, können ein oder mehrere Bildgeber dazu konfiguriert sein, Licht abzubilden, das einer totalen internen Reflektion an der Schnittstelle des Fingers 205 mit dem Plattenzielbereich 212 ausgesetzt ist. Obwohl vier Bildgeber gezeigt werden, kann jede Anzahl an Bildgebern 630 zu dem System hinzugefügt werden. Verschiedene Bildgeber können unterschiedliche und/oder einzigartige Bilder des Zielbereiches unter verschiedenen multispektralen optischen Bedingungen bereitstellen.
Die verschiedenen Bildgeber können einen Finger 205 in dem Zielbereich 212 im Wesentlichen gleichzeitig unter denselben Beleuchtungsbedingungen abbilden. Zum Beispiel kann eine weiße Lichtquelle oder Lichtquellen den Finger beleuchten und jeder Bildgeber kann ein Bild des Fingers 205 unter verschiedenen opti schen Bedingungen aufzeichnen. Gleichzeitiges oder im Wesentlichen gleichzeitiges Abbilden kann einen konsistenten Satz an Bildern des Fingers 205 bereitstellen, was den Effekt irgendeines Fingerjitters, Bewegung, Umgebungsvariationen etc. von den verschiedenen Bildern entfernt, vermindert oder minimiert. Damit können Fingereigenschaften sich von Bild zu Bild gut entsprechen. In einer Ausführungsform überlappt die Integrationszeit der Bildgeber, während welcher ein Bild aufgezeichnet wird. In einer anderen Ausführungsform können die Bildgeber zur selben Zeit abbilden. Zum Beispiel kann jeder Rahmen, der bei einem ersten Bildgeber abgebildet wird, mit einem Rahmen bei einem zweiten Bildgeber synchronisiert werden. In einer anderen Ausführungsform zeichnen die Bildgeber ein Bild innerhalb von weniger als einer Sekunde voneinander auf. In einer anderen Ausführungsform zeichnen die Bildgeber ein Bild innerhalb weniger als 500 Mikrosekunden voneinander auf. In einer anderen Ausführungsform zeichnen die Bildgeber ein Bild innerhalb weniger als 100 Mikrosekunden voneinander auf.
In einer anderen Ausführungsform können die Bildgeber kontinuierliches Abbilden bereitstellen. In einigen Ausführungsformen ist jeder Bildgeber dazu konfiguriert, zur relativ selben Zeit abzubilden. Zum Beispiel können die Bildgeber Bilder mit einer Videorahmenrate von 15, 30, 60 oder 75 Hz aufzeichnen. Die Bildgeber können von einem getakteten Signal von einem Prozessor und/oder Taktgeber synchronisiert sein. Wenn die Bildgeber richtig miteinander synchronisiert sind, kann ein einzelner Rahmen von jedem Bildgeber in den Speicher gespeichert werden, der mit den Rahmen von den anderen Bildgebern synchronisiert ist. Zum Beispiel kann der Rahmen zur Speicherung basierend auf Fokus, relativem Ort der Hautstelle, Jitter, Orientierung, Kontrast, Hautstellenbewegung, Beleuchtung, Umgebungseffekte, Bildgebereffekte, etc., gewählt werden. In einer anderen Ausführungsform wird ein Satz an Rahmen in dem Speicher aufgezeichnet. Ein einzelner synchronisierter Rahmen kann von jedem Bildgeber gewählt werden und dazu verwendet werden, ein multispektrales Bild abzuleiten.
Die durch diese Offenbarung hindurch beschriebenen Ausführungsformen können einen Satz an Bildern des Fingers und/oder der Hand unter verschiedenen optischen Bedingungen erstellen und Daten erstellen, von denen solch ein Satz mit Hilfe von Rekonstruktionstechniken erstellt werden kann. Zu darstellenden Zwecken wird die folgende Diskussion mit Bezug auf solch einen Satz an multispektralen Bildern geführt, obwohl es nicht notwendig ist, diese für nachfolgende Biometrieverarbeitung zu erstellen, in jenen Ausführungsformen, die sie nicht direkt erzeugen. Allgemein können die Bilder, die von der Vorrichtung gesammelt werden, die in dieser Offenbarung beschrieben ist, sich in Polarisationsbedingungen, Abbildungswinkeln und Orten, sowie spektralen Eigenschaften unterscheiden. Weiterhin, in dem Fall eines Farbbildgebers, der ein Farbfilterfeld umfasst, können die Farbbilder als Unterfelder der Rohpixelwerte extrahiert werden oder können farbinterpolierte Werte sein, wie es dem Fachmann bekannt ist. Die Bilder von der Mehrzahl an Bildgebern muss möglicherweise ausgerichtet, nebeneinandergelegt, verkleinert und/oder anderweitig verarbeitet werden vor der weiteren Verarbeitung. Ein beispielhafter Satz an ausgerichteten und verarbeiteten multispektralen Bildern wird in 10A gezeigt, wobei der Satz einen multispektralen Datenwürfel 1000 definiert.
Ein Weg, den Datenwürfel 1000 zu zerlegen, ist, ihn in Bilder zu zerlegen, die zu jeder der multispektralen Bedingungen korrespondieren, die verwendet werden, um das Muster in dem Messprozess abzubilden. In der Figur sind fünf einzelne Bilder 1005, 1010, 1015, 1020 und 1025 gezeigt, die fünf unterschiedlichen multispektralen Bedingungen entsprechen. In einer Ausführungsform, bei der sichtbares Licht verwendet wird, können die Bilder zum Beispiel Bildern entsprechen, die erzeugt werden mit Hilfe von Licht bei 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, und 650 nm. Zum Beispiel beinhaltet die Beleuchtungsquelle Breitbandweißlichtquellen und/oder jeder Bildgeber kann einen Farbfilter beinhalten. In anderen Ausführungsformen stellen die Bilder Polarisationsbedingungen, einen Abbildungswinkel, eine Auflösung, eine räumliche Modularität, eine Fokusebenenmodularität und/oder TIR Bedingungen dar. In einigen Ausführungsformen kann jedes Bild die optischen Effekte von Licht einer bestimmten Wellenlänge darstellen, das mit der Haut interagiert. Aufgrund der optischen Eigenschaften der Haut und Hautkomponenten, die je nach Wellenlänge, Polarisation und/oder Abbildungswinkel variieren, wird jedes der multispektralen Bilder 1005, 1010, 1015, 1020 und 1025 sich allgemein von den anderen unterscheiden.
In einigen Ausführungsformen entspricht jede der multispektralen Bedingungen einer anderen Wellenlänge oder Wellenlängen von Licht. Demgemäß kann der Datenwürfel somit ausgedrückt werden als R(X_S, Y_S, X_I, Y_I, λ) und beschreibt den Betrag des diffus reflektierten Lichts der Wellenlänge λ, wie es bei jedem Bild X_I, Y_I gesehen wird, bei Beleuchtung an einem Quellpunkt X_S, Y_S. Unterschiedliche Beleuchtungskonfigurationen (Flut, Linie, etc.) können zusammengefasst werden durch Aufsummieren der Punktantwort über geeignete Quellpunktorte. Ein Fingerabdrucks- oder Handabdrucksbild F(X_I, Y_I) kann grob als der multispektrale Datenwürfel für eine gegebene Wellenlänge, λ₀, beschrieben werden und über alle Quellpositionen summiert:
Die mehreren Bilder, die von einem einzigen Aufnahmeereignis gesammelt werden, können somit nachverarbeitet werden, um ein einzelnes zusammengesetztes Fingerabdrucksbild zu erzeugen, das komplett kompatibel mit konventionellen gesammelten „standardbasierten” vorhandenen Fingerabdrucksdatenbanken ist. Zusätzlich können die multispektralen Bilder verwendet werden, um sicherzustellen, dass das Muster optische Eigenschaften aufweist, die mit einem lebenden menschlichen Finger im Einklang sind. Das zusammengesetzte Bild und die Lebendigkeitsprüfung können von dem Analysierer 108 berichtet werden.
Kontaktloser Fingersensor
Ein kontaktloser Biometriesensor beinhaltet keine Platte, die einen Zielraum definiert, in welchem Beleuchtungsquellen und/oder Bildgeber fokussiert sind und/oder wo ein Muster zur Bildgebung platziert werden kann. Stattdessen können die Bildgeber und/oder Beleuchtungsquellen auf einen Zielraum fokussiert sein, der innerhalb des freien Raumes definiert ist, ohne Definition mit einer Platte oder irgendeinem anderen physikalischen Element oder Vorrichtung. Ein Benutzer kann seine Hand und/oder seinen (seine) Finger innerhalb des Zielraumes platzieren, ohne eine Platte zu berühren, zu kontaktieren und/oder zu referenzieren. In einigen Ausführungsformen kann das Biometriesystem und/oder die Vorrichtung ein Fenster beinhalten zwischen zumindest einigen der optischen Elemente, zum Beispiel Bildgebern und/oder Beleuchtungsquellen und dem Zielraum. Solch ein Fenster kann dazu verwendet werden, die optischen Elemente für einen Schutz vor den Elementen abzudichten und den Bereich sauber zu halten. Solch ein Fenster sollte nicht mit einer Platte verwechselt werden und ist nicht dazu konfiguriert, eine Hautstelle aufzunehmen. Demgemäß kann ein Finger innerhalb des Zielraumes platziert werden und mit einem oder mehreren Bildgebern abgebildet werden. Wie durch diese Offenbarung hindurch in verschiedenen Ausführungsformen diskutiert, kann ein kontaktloses Biometriesystem verschiedene Techniken verwenden, um einem Benutzer einen Hinweis auf den Ort und/oder die Grenzen des Zielraumes bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können die Bildgeber einzeln oder in Kombination verschiedene Techniken verwenden, um einen Finger und/oder eine Hand abzubilden, abhängig von dem relativen Ort des Fingers und/oder der Hand mit Bezug auf die Bildgeber.
7A, 7B, 7C und 7D stellen verschiedene Ansichten einer kontaktlosen Biometriesensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. In dieser Ausführungsform beinhaltet der kontaktlose Biometriesensor vier Bildgeber 730, optional optische Elemente 735 und vier Beleuchtungsquellen 720. Jede Anzahl an Bildgebern und/oder Beleuchtungsquellen kann verwendet werden. Der einfachste kontaktlose biometrische Sensor beinhaltet eine einzige Beleuchtungsquelle und einen einzigen Bildgeber. Die vier Bildgeber 730 können räumliche Modularität, multispektrale Modularität, Fokusmodularität oder eine Kombination davon bereitstellen. Zum Beispiel kann jeder Bildgeber 730 einen unterschiedlichen Bereich des Zielraumes abbilden. Als ein anderes Beispiel kann jeder Bildgeber den Finger unter verschienen multispektralen Bedingungen abbilden.
8A, 8B, 8C und 8D stellen verschiedene Ansichten einer multispektral modularen, kontaktlosen Biometriesensorvorrichtung mit multispektralen Bildgebern 830 dar, die auf verschiedene Bildgebungsebenen fokussiert sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Verschiedene Beleuchtungselemente 820 werden gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, beinhaltet der Biometriesensor 16 Bildgeber 830. In dieser Ausführungsform sind vier Bildgeber 830A, 830P, 830E, 8300 auf die erste Bildgebungsebene 880 fokussiert, weitere vier Bildgeber 830D, 830M, 830F, 830N sind auf eine zweite Bildgebungsebene 881 fokussiert, weitere vier Bildgeber 830H, 830C, 830G, 830I sind auf eine dritte Bildgebungsebene 882 fokussiert und darüber hinaus weitere vier Bildgeber 830B, 830L, 830K, 830J sind auf eine vierte Bildgebungsebene 883 fokussiert. Der Klarheit wegen ist die Fokusebene jedes Bildgebers für einige, aber nicht alle Bildgeber in der Figur gezeigt. Jeder der vier Bildgeber, die auf dieselbe Bildgebungsebene fokussiert sind, sind dazu konfiguriert, ein Bild unter einer anderen multispektralen Bedingung bereitzustellen. Damit können die Bildgeber dazu konfiguriert sein, dieselben multispektralen Bilder des Fingers bei jeder Bildgebungsebene bereitzustellen. Obwohl 16 Bildgeber in der Figur gezeigt sind, kann jede Anzahl an Bildgebern in jeder Kombination verwendet werden, die auf verschiedene Bildgebungsebenen fokussiert sind und/oder verschiedene multispektrale Bilder bereitstellen.
Die 9A, 9B, 9C und 9D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich modularen, kontaktlosen Biometriesensorvorrichtung mit Bildgebern dar, die auf verschiedene Bildgebungsebenen fokussieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Verschiedene Beleuchtungselemente 820 werden gezeigt. In dieser Ausführungsform sind Untergruppen von vier Bildgebern auf verschiedene Bildgebungsebenen fokussiert, wie oben mit Bezug auf 8A, 8B, 8C und 8D beschrieben. Jedoch ist in dieser Ausführungsform jeder der vier Bildgeber in jeder Untergruppe auf einen unterschiedlichen räumlichen Abschnitt der Bildgebungsebene fokussiert, damit räumliche Modularität bereitstellend. Wie in 9C ersichtlich, sind in dieser Ausführungsform die Bildgeber 830D und 830P auf unterschiedliche Abschnitte der Bildgebungsebene 882 fokussiert und die Bildgeber 830H und 830L sind auf verschiedene Abschnitte der Bildgebungsebene 883 fokussiert. Wie in 9D ersichtlich, ist in dieser Ausführungsform der Bildgeber 830D auf die Bildgebungsebene 882 fokussiert, der Bildgeber 830C ist auf die Bildgebungsebene 881 fokussiert und die Bildgeber 830A und 830B sind auf verschiedene Abschnitte der Bildgebungsebene 881 fokussiert.
In jeder Ausführungsform kann jeder der Bildgeber eine kleine Wafer-Level Kamera sein. Darüber hinaus kann ein ganzes Feld an Bildgebern auf einem einzigen Wafer und/oder Leiterplatte bereitgestellt sein. Zum Beispiel können solche Bildgeber OptiML^TM Wafer-Level Kamera sein, die von Tessera^® hergestellt werden oder ähnliches. Verschiedene andere Wafer-Level Kameras können auch verwendet werden. In anderen Ausführungsformen können CMOS Sensoren und/oder CCD Sensoren als Bildgeber verwendet werden.
Verschiedene andere kontaktlose Systeme können verwendet werden. Zum Beispiel können Bildgeber mit Autofokus verwendet werden, um Licht von einem Finger und/oder Hand bei einer variierenden Distanz von dem Bildgeber zu fo kussieren. In einer anderen Ausführungsform kann ein Bildgeber verwendet werden, der eine große Feldtiefe bereitstellt. In einer anderen Ausführungsform kann ein Bildgeber verwendet werden, der eine große numerische Blendeneinstellung aufweist. In einer weiteren Ausführungsform können Wavefront Coding Transfer Functions verwendet werden.
Räumlich modularer Handsensor
11A, 11B, 11C und 11D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich modularen Biometriehandsensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der biometrische Handsensor beinhaltet gemäß dieser Ausführungsform eine große Platte 1110 mit einer Zieloberfläche 1112 zum Empfangen einer Hand 915. Eine Mehrzahl an Lichtquellen 1120, optionalen optischen Elementen 1135 und Bildgebern 1130 sind auch umfasst. Jeder Bildgeber kann auf einen unterschiedlichen Abschnitt der Zieloberfläche 1112 fokussiert sein. In einigen Ausführungsformen überlappen die Abschnitte der Zieloberfläche, die von den Bildgebern 1130 abgebildet werden, und/oder bedecken die gesamte Zieloberfläche 1112 wie in den Figuren gezeigt. In anderen Ausführungsformen überlappen die Abschnitte der Zieloberfläche, die von den Bildgebern 1130 abgebildet werden, nicht. In einer weiteren Ausführungsform bedecken die Abschnitte der Zieloberfläche 1112, die von den Bildgebern abgebildet werden, nicht die gesamte Zieloberfläche 1112, stattdessen bedecken sie nur bestimmte Abschnitte der Zieloberfläche. Jede Anzahl an Beleuchtungsquellen kann verwendet werden, um eine Hand 1115 auf der Zieloberfläche 1112 zu beleuchten. Abhängig von dem Entwurf und/oder Bedürfnissen können mehr oder weniger Bildgeber 1120 verwendet werden, um die Zieloberfläche 1112 abzubilden. Aufgrund der Modularität der Bildgeber können zusätzliche Bildgeber hinzugefügt werden.
Ein räumlich modularer Biometriesensor kann Bilder von Abschnitten der Hand 2005, 2010, 2015, 2020, 2025, 2030 bereitstellen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform, wie in 21 gezeigt. Jedes Bild beinhaltet ein ähnlich großes Bild eines Abschnitts einer Hand. Eine gewisse Überlappung zwischen den Bildern kann wie in 20 gezeigt stattfinden. In einer anderen Ausführungsform sind bestimmte Orte einer Hand von einem anderen Bildgeber abgebildet, wie in 18 gezeigt. Für jeden Finger werden drei Bilder erzeugt. Zum Beispiel der kleine Finger (der kleinste, Finger ganz links) wird in den drei Bereichen 1825, 1826 und 1827 abgebildet, die dem Abschnitt des Fingers zwischen den Knöcheln oder Gelenken entsprechen. Die anderen Finger sind ähnlich abgedeckt. Der Daumen wird in zwei Bereichen 1825, 1836 zwischen den Gelenken abgebildet. Der Körper der Hand wird an drei Orten abgebildet, dem Ballen 1830, dem Kern der Handfläche 1831 und dem Daumenballen 1832. Jede andere Kombination an Bildern der Hand kann ausgearbeitet werden.
Wie in 19 gezeigt, kann ein multispektraler Handsensor, ob kontaktlos oder nicht, einen Datenwürfel 1900 bereitstellen, der Bilder beinhaltet, die jeder der multispektralen Bedingungen entsprechen, die verwendet wird, um die Hand in dem Messprozess abzubilden. In der Figur sind fünf separate Bilder 1905, 1910, 1915, 1920 und 1925 gezeigt, die fünf multispektralen Bedingungen entsprechen. In einer Ausführungsform, in der sichtbares Licht verwendet wird, können die Bilder zum Beispiel Bildern entsprechen, die erzeugt werden mit Hilfe von Licht bei 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm und 650 nm. Zum Beispiel kann jeder Bildgeber einen Farbfilter beinhalten. In anderen Ausführungsformen können die Bildgeber Polarisierungsbedingungen, Abbildungswinkel und/oder TIR Bedingungen repräsentieren. In einigen Ausführungsformen kann jedes Bild die optischen Effekte von Licht einer bestimmten Wellenlänge repräsentieren, das mit der Haut interagiert. Aufgrund der optischen Eigenschaften der Haut und der Hautkomponenten, die mit der Wellenlänge variieren, der Polarisierung und/oder des Winkels des Abbildens, wird sich im Allgemeinen jedes der multispektralen Bilder 1905, 1910, 1915, 1920 und 1925 von den anderen unterscheiden.
12 zeigt ein Blockdiagramm eines Biometriehandsensorsystems, das eine Rechenvorrichtung 502, wie jene, die in 5 gezeigt ist, umfasst, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind die 16 Bildgeber 510 und Prozessoren 515 mit dem Speicher 520 mit der Rechenvorrichtung 502 gekoppelt. In einer anderen Ausführungsform kann der Bildgeberspeicher 520 gemeinsam von den Bildgebern 515 und/oder mit der Rechenvorrichtung 502 verwendet werden.
Kontaktloser Handsensor
13A, 13B, 13C und 13D stellen verschiedene Ansichten einer multispektral und/oder räumlich modularen kontaktlosen Biometriesensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. In dieser Ausführungsform beinhaltet der kontaktlose Biometriehandsensor vier Bildgeber 1330 und vier Beleuchtungsquellen 1320. Jede Anzahl an Bildgebern und/oder Beleuchtungsquellen kann verwendet werden. Der einfachste kontaktlose Biometriehandsensor beinhaltet eine einzelne Beleuchtungsquelle und einen einzelnen Bildgeber. Die vier Bildgeber 1330 können räumliche Modularität, multispektrale Modularität, Fokusebenenmodularität oder eine Kombination der vorgehenden bereitstellen. Zum Beispiel kann jeder Bildgeber 1330 einen unterschiedlichen Bereich des Zielraumes abbilden. Als ein anderes Beispiel kann jeder Bildgeber 1330 die Hand unter verschiedenen multispektralen Bedingungen abbilden. Als ein anderes Beispiel kann jeder Bildgeber 1330 eine andere Fokusebene abbilden.
14A, 14B, 14C und 14D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich und multispektral modularen kontaktlosen Biometriesensorvorrichtung dar, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Sechzehn Bildgeber 1420 und sechzehn optionale optische Elemente 1435 werden zusammen mit acht Beleuchtungsquellen 1420 gezeigt. Jede Anzahl an Beleuchtungsquellen 1420 von jedem Typ können verwendet werden. Verschiedene optische Elemente 1435 können auch verwendet werden.
15A, 15B, 15C und 15D stellen verschiedene Ansichten einer räumlich und/oder multispektral modularen kontaktlosen Biometriesensorvorrichtung mit Bildgebern dar, die verschiedene Bildgebungsebenen fokussieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Für die Bequemlichkeit beim Beschreiben dieser Ausführungsformen sind vier Bildgeber 1520 in Gruppen 1560 gezeigt, die mit gepunkteten Linien umrandet sind. Zum Beispiel beinhaltet eine erste Gruppe 1560A die Bildgeber 1520A1, 1520A2, 1520A3 und 1520A4. Jeder dieser Bildgeber stellt Abbildungsabdeckung für eine erste Zone im Zielraum bereit, die mit ihrer Anordnung in dem Bildgeberfeld 1500 korrespondiert, darüber hinaus ist jeder Bildgeber 1520 auch auf eine andere Bildgebungsebene fokussiert. Damit stellen die Bildgeber 1520 innerhalb einer Gruppe 1560 die Abdeckung für eine bestimmte seitliche Zone bereit, möglichst mit Überlappung, sie stellen auch Abdeckung für die vertikale Distanz von den Bildgebern bereit durch das Fokussieren auf unterschiedliche Fokusebenen. Obwohl die Figur vier Bildgeber 1520 zeigt, die in einer Gruppe 1560 angeordnet sind, kann jede Anzahl an Bildgebern verwendet werden. Weiterhin kann jede Anzahl an Gruppen 1560 ebenso gut verwendet werden. Aufgrund der modularen Natur des Systems können Bildgeber 1520 und Gruppen 1560 so hinzugefügt werden, wie sie benötigt werden.
In einer anderen Ausführungsform kann jeder Bildgeber 1520 innerhalb einer Gruppe 1560 die Hand unter verschiedenen multispektralen Bedingungen abbilden. Zum Beispiel kann der Bildgeber 1520A1 ein Bild aus rotem Licht von dem Bereich der Hand bereitstellen, die dem Ort der Gruppe 1560A in dem Bildgeberfeld 1500 entspricht. Der Bildgeber 1520A2 kann mit Hilfe eine Polarisierers ein Bild des Bereichs der Hand bereitstellen, der dem Ort der Gruppen 1560A in dem Bildgeberfeld 1500 entspricht. Der Bildgeber 1520A3 kann ein Bild mit einer Auflösung von 2000 PPI oder höher bereitstellen, während andere Bildgeber Bilder mit einer Auflösung weniger als 20000 PPI bereitstellen. Der Bildgeber 1520A4 kann ein Bild aus grünem Licht von dem Bereich der Hand bereitstellen, der dem Ort der Gruppen 1560A in dem Bildgeberfeld 1500 entspricht. Verschiedene andere multispektrale Verbindungen können auch verwendet werden. Bildgeber innerhalb einer Gruppe sind, gemäß einer anderen Ausführungsform, nicht notwendigerweise angrenzend, wie gezeigt. Weiterhin kann, in einer anderen Ausführungsform, die Anordnung der Bildgeber 1520 innerhalb des Bildgeberfeldes 1500 an verschiedenen Orten oder irgendwo außer innerhalb eines geschlossenen ebenen Bildgeberfeldes 1500, wie gezeigt, vorgenommen werden.
In einer anderen Ausführungsform kann das Bildgeberfeld 1500 Bildgeber 1520 bereitstellen, die räumliche, multispektrale und Fokusebenenmodularität bereitstellen. Zum Beispiel können die Bildgeber räumliche Zonen einer Hand innerhalb des Zielraumes abbilden. Eine Untergruppe dieser Bildgeber kann auf verschiedene Fokusebenen mit verschiedenen multispektralen Bedingungen fokussiert sein. Das bedeutet, jeder Bildgeber kann eine räumliche Zone auf einer vorgegebenen Fokusebene mit Hilfe einer multispektralen Bedingung abbilden. Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Kombinationen implementiert werden können.
Näherungssensorbenutzerschnittstelle
16 zeigt eine Kontaktlosbiometriesystem-Benutzerschnittstelle mit einem holographischen Bild einer Hand 1615, in Übereinstimmung mit einer Ausfüh rungsform. Wie gezeigt, sind eine Anzahl an Beleuchtungsquellen 1620, Bildgebern 1630 und optischen Elementen 1635 gezeigt. Die Bildgeber 1630 und Beleuchtungsquellen 1630 sind dazu konfiguriert, zu beleuchten und eine Hand und/oder Finger abzubilden, die innerhalb des Zielraumes 1612 platziert werden. Ein Generator für holographische Bilder (nicht gezeigt) ist umfasst, der ein holographisches Bild einer Hand 1615 innerhalb des Zielraums 1612 bereitstellt. Damit kann ein Benutzer seine Hand innerhalb des Zielraumes 1612 platzieren durch Platzieren seiner Hand auf, in der Nähe oder innerhalb des Bildes 1615 der holographischen Hand. Der Erzeuger für holographische Bilder kann auch eine volumetrische Anzeige oder Bild bereitstellen. Eine optionale Struktur 1040 ist in der Figur gezeigt. Andere Ausführungsformen verwenden ein holographisches Bild eines Fingers anstelle einer Hand.
17 zeigt eine Kontaktlosbiometriesystem-Benutzerschnittstelle mit einem Lichtfeld 1750 gemäß einer Ausführungsform. Wie gezeigt, sind eine Anzahl an Beleuchtungsquellen 1720, Bildgeber 1730 und optische Elemente 1735 gezeigt. Die Bildgeber 1730 und die Bildgeberquellen 1730 sind dazu konfiguriert, zu leuchten und eine Hand und/oder einen Finger abzubilden, die innerhalb des Zielraumes platziert ist. Zwei Lichtquellen 1745, zum Beispiel zwei Laser oder Laserdioden, stellen jeweils einen Lichtstrahl 1750 bereit, der zumindest teilweise die Grenzen des Zielraumes definiert. Jede Anzahl an Lichtquellen kann in jeder Konfiguration verwendet werden. Wenn ein Benutzer seine Hand oder seinen Finger in den Zielraum bewegt, kann der Benutzer den Lichtstrahl auf der Hand oder dem Finger sehen und weiß, dass er eine Grenze des Zielraumes erreicht. Eine optionale Struktur 1740 ist in der Figur gezeigt.
Verschiedene andere Benutzerschnittstellenelemente können implementiert sein. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform ein Näherungssensor in Verbindung mit einem Lautsprecher oder anderen visuellen Schnittstelle implementiert sein. Der Näherungssensor kann zum Beispiel stereoskopische Bildgeber und/oder ste reoskopische Lichtquellen verwenden. Wenn der Näherungssensor die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes erfasst, können die Beleuchtungsquellen das Objekt beleuchten und die Bildgeber können das Objekt innerhalb des Zielraumes abbilden. Eine Audioschnittstelle, zum Beispiel ein Lautsprecher, kann auch dazu verwendet werden, den Benutzer darauf hinzuweisen, dass ein Bild gemacht wird, dass sich die Hand und/oder der Finger des Benutzers innerhalb des Zielraumes befindet und/oder den Benutzer zu bitten, seine Hand und/oder seinen Finger innerhalb des Benutzerraumes zu bewegen, um sie bzw. ihn auszurichten.
Näherungssensor
Ein Näherungssensor und/oder Anwesenheitssensor kann in verschiedenen Ausführungsformen auch beinhaltet sein. In kontaktlosen Biometriesystemen ist es wichtig zu wissen, ob eine biometrische Eigenschaft von Interesse sich innerhalb des Zielraumes befindet. Ein Näherungssensor kann solch eine Bestimmung ausführen. Zum Beispiel kann ein Näherungssensor stereoskopische Bildgeber und/oder stereoskopische Beleuchtungsquellen beinhalten. Das System kann dann analysieren, wann sich Spitzenintensitäten einem kalibrierten Bereich eines Bildes annähern, der mit dem Zielraum zusammenhängt. Ein stereoskopischer Beleuchtungsnäherungssensor kann zumindest zwei Beleuchtungsquellen beinhalten, die in einer Entfernung voneinander angeordnet sind, und einen Bildgeber, der zwischen den zwei Beleuchtungsquellen angeordnet ist. So wie ein Objekt, dass von solchen stereoskopischen Beleuchtungsquellen beleuchtet wird, sich dem Bildgeber nähert, nähert sich eine Graphik der Spitzenintensitäten über die Bildgeber an. Das System kann dann bestimmen, ob das Objekt innerhalb des Zielraumes ist durch das Ausführen eines Vergleiches mit kalibrierten Daten.
Ein stereoskopischer Näherungssensor kann zumindest zwei Bildgeberquellen beinhalten, die in einer Entfernung voneinander angeordnet sind, und eine Beleuchtungsquelle, die zwischen den beiden Bildgebern angeordnet ist. So wie ein Objekt, das beleuchtet wird, sich der Beleuchtungsquelle und/oder den Bildgebern nähert, beginnt eine kombinierte Graphik der Spitzenintensitäten der beiden Bildgeber, sich anzunähern. Weiterhin kann ein einzelner Bildgeber und zwei Beleuchtungsquellen verwendet werden. Auf ähnliche Weise wird eine Graphik der Intensitäten, aufgetragen gegenüber seitlichen Bildgeberpositionen, sich angleichende Spitzen bereitstellen, sowie sich ein Objekt dem Bildgeber und/oder den Beleuchtungsquellen nähert. Das System kann bestimmen, ob sich ein Objekt innerhalb des Zielraumes befindet durch das Ausführen eines Vergleiches mit kalibrierten Daten. Verschiedene andere Näherungserfassungstechniken werden bereitgestellt in der vorgehend eingebundenen US Patentanmeldung Nr. 12/100,597.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Lichtquelle den Zielraum mit einem großen Einfallswinkel beleuchten, zum Beispiel größer als 60° von der normalen des Zielraumes. Die Lichtquelle kann in verschiedenen Ausführungsformen eine monochromatische blaue Lichtquelle sein oder, in anderen Ausführungsformen kann die Lichtquelle monochromatisches Licht mit weniger als ungefähr 600 nm aussenden. Die Lichtquelle oder Quellen beleuchten nicht nur den Zielraum, sondern auch den Bereich unmittelbar über dem Ziel von unterhalb des Zielraumes. Ein Farbfilterfeld filtert Licht von dem Zielraum, bevor das Licht auf einen Bildgeber fällt. Das Farbfilterfeld kann jedes Farbfilterfeld sein, das in den verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist. Das Farbfilterfeld filtert Licht gemäß Wellenlängenbändern. Somit kann die relative Intensität eines Wellenlängenbandes mit anderen Wellenlängenbändern verglichen werden. Sobald sich ein angebliches biometrisches Merkmal dem Ziel nähert, wird monochromatisches Licht von der Oberfläche des biometrischen Merkmals reflektiert. Dementsprechend nimmt die relative Intensität des Wellenlängenbandes, das die Wellenlänge des monochromatischen Lichts enthält, relativ zu anderen Frequenz bändern zu, sowie sich das angebliche biometrische Merkmal dem Ziel nähert. Dementsprechend wird die Intensität des blauen Lichts in Bezug auf die Intensität des roten und/oder grünen Lichts überwacht. Wenn die Intensität des blauen Lichts bezogen auf die Intensität des roten und/oder grünen Lichts zunimmt, dann ist das angebliche biometrische Merkmal nahe dem Zielraum. Wenn sich die blaue Lichtintensität nicht genug erhöht, dann ist kein angebliches biometrisches Merkmal in der Nähe des Zieles und das System fährt fort, die Intensitätslevel von verschiedenen Wellenlängenbändern zu überwachen.
22 zeigt ein Flussdiagramm einer biometrischen Erfassung, das verschiedene Ausführungsformen verwendet. Obwohl eine Anzahl an Schritten und Prozessen gezeigt wird, können Ausführungsformen jeden Schritt oder Prozess enthalten, zusätzliche Schritte oder Prozesse oder nur einen oder mehrere Schritte oder Prozesse. Weiterhin kann jeder Schritt oder Prozess verschiedene Unterschritte oder Unterprozesse beinhalten. Bei Block 2205 wird einem Benutzer der Ort des Zielraumes angezeigt. Diese Anzeige kann zum Beispiel ein holographisches Bild beinhalten, ein Lichtstrahlfeld, Audiohinweise, visuelle Hinweise, eine Platte, ein Prisma, etc. Die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes, wie einer Hautstelle, wird bei Block 2208 erfasst oder detektiert. Die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes kann mit Hilfe von stereoskopischen Bildgebern und/oder stereoskopischen Beleuchtungsquellen und/oder multispektralen Techniken erfasst werden. Die Hautstelle wird beleuchtet bei Block 2210. Die Beleuchtung kann vor jedem anderen hierin beschriebenen Schritt stattfinden und/oder kann nur stattfinden, nachdem die Anwesenheit einer Hautstelle detektiert ist. Verschiedene Beleuchtungsquellen können unter irgendeiner Abwandlung an multispektralen Bedingungen, wie Wellenlänge, Wellenlängen, Polarisierung, Winkel, etc. verwendet werden. Während der Beleuchtung wird die Hautstelle mit Hilfe zweier Bildgeber bei Block 2215A und 2215B abgebildet. Diese Bildgeber können die Hautstelle im Wesentlichen gleichzeitig abbilden. Das bedeutet, diese Bildgeber können das Objekt auf verschiedene Weisen unter einer einzigen Beleuchtungssequenz sehen. Jede Anzahl an Bildgebern kann verwendet werden. Die Bildgeber können die Hautstelle unter irgendeiner Abwandlung von multispektralen Bedingungen, wie Wellenlänge, Wellenlängen, Polarisierung, Auflösung, räumlicher Modularität, Fokusebenenmodularität, Abbildungswinkel, etc. abbilden. Ein multispektrales Bild kann von den Bildern abgeleitet werden, die von den Bildgebern bei Block 2220 erzeugt werden. Eine biometrische Funktion kann dann bei Block 2225 ausgeführt werden. Die biometrische Funktion kann die Identifikation eines Individuums beinhalten, das Zuordnen eines Individuums zu einem Zugangscode, das Zuordnen eines Individuums zu einer Gruppe an Individuen, das Bestimmen, ob der Zugang zu einer Einrichtung, einem Gebäude, einem Ressort, einer Aktivität, einem Fahrzeug, einem Sicherheitsbereich und/oder einer Vorrichtung gewährbar ist, das Ausführen einer Lebendigkeitsbestimmung, das Ausführen einer Missbrauchsbestimmung, der biometrische Abgleich (Identifikation oder Verifikation) und/oder das Schätzen demographischer Parameter, welche Alter, Geschlecht und ethnische Herkunft, etc., beinhalten.
Beispielhafte Hardware
Verschiedene hierin beschriebene Ausführungsformen verwenden eine Lichtquelle, um einen Zielbereich, Zieloberfläche, Platte, Hautstelle, Finger, Hand, etc. zu beleuchten. Solche Beleuchtungsquellen können eine Breitbandquelle beinhalten, wie eine weiß leuchtende Glühbirne, ein Weißlicht LED, eine Glühstange oder andere dieser Sorte. Alternativ kann die Beleuchtungsquelle eine oder mehrere Schmalbandquellen, wie LEDs, Laser und Laserdioden, Quantumpunkte, optisch gefilterte Quellen und ähnliches beinhalten. In einigen Fällen kann das Beleuchtungssystem optische Polarisierer beinhalten, auf so eine Weise, dass Licht von einer oder mehreren Quellen polarisiert wird, bevor es auf die Hand trifft. In einigen Fällen kann der Polarisierer ein linearer Polarisierer oder ein zirkulärer Polarisierer sein. In einigen Ausführungsformen werden mehrere Lichtquellen gleichzeitig während des normalen Betriebes beleuchtet. In einigen Fällen können die mehreren Lichtquellen in irgendeiner Sequenz beleuchtet werden, während welcher eine Mehrzahl an Bildern erfasst und aufgezeichnet wird. In einigen Ausführungsformen wird mehr als eine Beleuchtungsquelle in einer Figur gezeigt oder beschrieben, in solchen Ausführungsformen kann auch eine einzelne Lichtquelle verwendet werden.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen benötigen einen oder mehrere Bildgeber. Diese Bildgeber können zum Beispiel einen Silizium CMOS Bildgeber oder einen Silizium CCD Bildgeber beinhalten. Alternativ kann ein Bildgeber ein Fotodiodenfeld beinhalten, das aus Materialien wie MCT, Führungssalz (Lead-Salt), InSb, InGaAs, oder einem Bolometerfeld oder anderen Vorrichtungen und Materialien hergestellt sein, die das Erfassen von Bildern, die den gewünschten Beleuchtungswellenlängen entsprechen, ermöglichen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Wafer-Level Bildgeber oder ein Feld von Wafer-Level Bildgebern verwendet werden. Zusätzlich zu dem Bildgeberfeld können ein oder mehrere Polarisierer in dem Bildgebungssystem anwesend sein und so angeordnet sein, dass der Bildgeber die Hand oder einen Abschnitt davon durch den Polarisierer „sieht”. Solche Polarisierer können lineare oder zirkuläre Polarisierer sein. In einigen Fällen kann der Polarisierer in dem Bildgebungssystem so angeordnet sein, dass er im Wesentlichen orthogonal oder gekreuzt mit Bezug auf einen oder mehrere Polarisierer in dem Beleuchtungssystem vorhanden ist. In einigen Fällen kann der Bildpolarisierer so angeordnet sein, dass er im Wesentlichen parallel ist oder dieselbe Orientierung aufweist, wie der Beleuchtungspolarisierer.
In Fällen, in denen der Bildgeber die Hand durch einen Polarisierer betrachtet, der im Wesentlichen bezogen auf den Beleuchtungspolarisierer gekreuzt ist, tendiert das resultierend Bild dazu, Bildeigenschaften hervorzuheben, die unter der Oberfläche der Haut liegen. In Fällen, in denen der Bildgeber die Hand durch einen Polarisierer sieht, der im Wesentlichen parallel ist mit dem Beleuchtungspolarisierer, tendiert das resultierende Bild dazu, Bildeigenschaften hervorzuheben, die auf oder in der Nähe der Oberfläche der Haut liegen. In Fällen, in denen der Beleuchtungspolarisierer oder der Bildpolarisierer oder beide weggelassen werden, tendiert das resultierende Bild dazu, Effekte von sowohl Oberflächen als auch Unteroberflächeneigenschaften zu enthalten. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, Bilder zu sammeln und zu analysieren, die unter verschiedenen Polarisationsbedingungen gesammelt wurden zusätzlich zu oder anstelle von Bildern, die mit verschiedenen Beleuchtungswellenlängen aufgenommen wurden.
In einigen Fällen kann ein Bildgeber ein Farbbildgeber sein, der in Lage ist, mehrere Wellenlängenbänder zu trennen. Die Verwendung solch eines Farbbildgebers kann in Fällen verwendet werden, die Breitbandbeleuchtungsquellen verwenden, oder in denen mehrere unterschiedliche Schmalbandbeleuchtungsquellen gleichzeitig eingeschaltet werden. In solchen Fällen kann Information von mehreren Beleuchtungsbedingungen gleichzeitig gesammelt werden, was die Zeit und/oder Datenvolumenanforderungen einer gleichwertigen aufeinanderfolgenden Serie an monochromatischen Bildern verringert. In einigen Fällen können die Farbbildgeber erhalten werden durch das Kombinieren eines digitalen Bildgebers mit breiter Wellenlängenantwort mit einem Farbfilterfeld, das eine schmalere Wellenlängenantwort jedem Bildgeberpixel bereitstellt. In einigen Fällen kann das Farbfilterfeld drei verschieden farbselektive Filter (rot, grün und blau) in einem Bayermuster enthalten, wie es dem Fachmann bekannt ist. Andere Variationen eines Farbfilterfeldes sowie andere Mittel der Farbseparierung können auch vorteilhafter Weise verwendet werden.
Sowohl die Beleuchtungs- als auch Bildgebungssysteme können andere optische Komponenten wie Linsen, Spiegel, Phasenplatten, Schließer, Diffuser, Bandpass optische Filter, Kurzpass optische Filter, Langpass optische Filter und ähnliches umfassen, um Licht zu leiten, zu steuern und zu fokussieren auf eine Weise, wie es dem Fachmann bekannt ist.
Zusätzlich zu der Beleuchtung und den Bildgebungsuntersystemen kann es eine Platte geben, auf welche die Hand zum Abbilden gelegt wird. Alternativ kann auf die Platte verzichtet werden und die Hand kann im freien Raum abgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen sind die Lichtquellen und/oder Beleuchtungsquellen Weißlicht LEDs. Es kann zwei Bänke von LEDs geben: eine mit einem anwesenden linearen Polarisierer und eine ohne einen Polarisierer. Beide Bänke von LEDs beleuchten eine Platte durch Diffuser, Linsen und/oder Spiegel, um moderate konsistente Beleuchtung über die Platte zu erreichen. Die Platte kann eine ebene Glassplatte sein. Die Bildgeber, die durch diese Beschreibung hindurch beschrieben sind, können Farbsilizium CMOS oder CCD Bildgeber, monochromatische Bildgeber, Wafer-Level Kameras etc. sein. Linsen und/oder Spiegel werden verwendet, um die obere Oberfläche der Platte abzubilden, und der Bildgeber kann auch verwendet werden in hierin beschriebenen Ausführungsformen. Ein Kurzpassfilter wird in das Bildgebungssystem eingebracht, um die Empfindlichkeit der Bildgeber für infrarotes Licht wesentlich zu reduzieren. Ein linearer Polarisierer kann so in dem Bildgebungssystem angeordnet werden, dass er im Wesentlichen orthogonal zu dem Polarisierer, der in einer der Beleuchtungsbänke anwesend ist, ist. In anderen Ausführungsformen kann das Bildgebungssystem und die Anzahl der Pixel dazu gestaltet sein, mit einer Auflösung von zwischen 100 und 2000 Pixel per Inch (PPI) abzubilden. In anderen Ausführungsformen können die Bildgebungssysteme dazu gestaltet sein, die Hand mit einer Auflösung von ungefähr 500 PPI abzubilden. Eine Serie von zwei Bildern kann gesammelt werden: eine mit nicht polarisiertem weißen Licht, das die Hand beleuchtet, und eine mit kreuzpolarisiertem Licht, dass die Hand beleuchtet. Optional kann ein drittes Bild gesammelt werden, bei dem alle Beleuchtungs LEDs ausgeschaltet sind, was in einem Bild resultiert, das die Effekte des Umgebungslichts darstellt. In einigen Fällen kann das Umgebungslichtbild (oder eine Version mit angepassten Graustufen davon) von einem oder beiden der beleuchteten Bilder subtrahiert werden, um eine Schätzung der entsprechenden Bilder zu erzeugen, in denen kein Umgebungslicht anwesend ist.
Weiterhin können ein oder mehrere Bildgeber in jeder der verschiedenen Ausführungsformen einen hochauflösenden Bildgeber beinhalten. Wie oben angemerkt kann ein multispektrales Bild von Bildern mit unterschiedlichen Auflösungen abgeleitet werden. Das bedeutet, Bildgeber mit verschiedenen Auflösungen können verwendet werden, um ein multispektrales Bild abzuleiten. Solche Bildgeber können zum Beispiel verwendet werden, um die Hand (die Hände) und/oder den Fuß (die Füße) von Kleinkindern, Neugeborene und/oder Frühgeborenen beinhaltend, abzubilden. In einer Ausführungsform kann ein hochauflösender Bildgeber in der Lage sein, mit mindestens 1000 Pixeln pro Inch (PPI) abzubilden. Solche Bildgeber können in der Lage sein, Poren und/oder Furchen eines Fingers und/oder einer Hand oder Fußes zu zeigen. In einer anderen Ausführungsform kann ein hochauflösender Bildgeber in der Lage sein, mit zumindest 2000 PPI abzubilden, welches Poren und/oder die Gestalt von Furchen in dem Finger und/oder der Hand oder Fuß eines Neugeborenen oder Frühgeborenen zu zeigen. In einer anderen Ausführungsform kann ein hochauflösender Bildgeber in der Lage sein, mit zumindest 3000 PPI abzubilden. In einer anderen Ausführungsform kann ein hochauflösender Bildgeber in der Lage sein, mit mindestens 4000 PPI abzubilden.
Verschiedene Ausführungsformen können Identifikation eines Individuums bereitstellen durch Analysieren eines Bildes des Fingerabdruckes, des Handabdruckes und/oder des Handflächenabdruckes des Individuums. Solche Ausführungsformen können Einzelheitenpunkte, Fingerabdrücke, Handflächenabdrücke und/oder Handabdrucksmuster, multispektrale Eigenschaften eines Fingers, einer Hand und/oder einer Handfläche etc. vergleichen. Andere Identifikationsmerkmale können auch als Hautentfärbung, Deformierungen, Narben, Markierungen, Tattoos, Leberflecke, Warzen, Flecken, etc. verwendet werden. Alles, was in einem Bild bei der biometrischen Bestimmung helfen kann, kann in Betracht gezogen werden.
23 zeigt ein Bild eines Fingers 2300 mit einem tattooähnlichen Merkmal 2310, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Eine tattooähnliche Eigenschaft, ein Tattoo oder andere Markierungen können bei der biometrischen Bestimmung helfen. 24 zeigt ein Bild einer Hand 2400 mit einer Anzahl von Muttermalen 2405 und einer Narbe 2410, in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform. Die Muttermale 2405, die Narben 2410, Markierungen und/oder andere Entfärbungen können verwendet werden, bei einer biometrischen Bestimmung zu helfen. Merkmale, wie Tattoos, Narben und/oder Markierungen können als ein hochverlässlicher Differenzierer zwischen Individuen verwendet werden.
Bestimmte existierende Sensorprodukte, die multispektrale Bildgebung verwenden, verwenden Kontakt als einen Mechanismus der Positionierungsregistrierung, um verschiedene Aspekte des Systementwurfs zu vereinfachen. Multispektrale Bildgebungsfingerabdruckstechnik bietet den besten Schutz der Industrie gegen Missbrauchsversuche aufgrund der umfassenden Information, die beim multispektralen Abbilden erfasst wird. Diese Bildgebung liefert umfassende Daten von den Oberflächen- und den optischen Charakteristiken von unter der Oberfläche des Fingers oder Missbrauchsmaterials, von welchen der Fingerabdruck erfasst wird, was die Unterscheidung des Originals von der Fälschung leicht durchführbar macht.
Der hierin beschriebene Sensor stellt einen wahren kontaktlosen Fingerabdruckssensor bereit, der schnell, intuitiv und einfach zu verwenden ist, bei gleichzeitigem Erfassen von Fingerabdrücken, die komplett kompatibel mit historischen Automated Fingerprint Identification System („AFIS”) Systemen sind. Der Sensor eliminiert Artefakte aufgrund von Fingerbewegung und ermöglicht einfache und verlässliche Benutzerinteraktion. Diese schnelle Erfassungsfähigkeit wird in einer Ausführungsform durch die Verwendung von mehreren Bildgebern erreicht, die synchronisiert sind, um gleichzeitig alle benötigten Bilder zu erfassen.
Zum Beispiel kann eine Mehrzahl an Bildgebern verwendet werden, um den Raum oberhalb des Sensors zu überwachen, welcher darüber hinaus aktiv mit irgendeiner Wellenlänge beleuchtet werden kann oder von Umgebungslicht beleuchtet werden kann. Die Mehrzahl an Bildgebern kann verwendet werden, um Bewegung in dem Raum oberhalb des Sensors zu erfassen und eine Sensorvorbereitungssequenz zu initiieren, wenn solche Bewegung erfasst wird. Die Vielzahl an Bildgebern kann weiterhin verwendet werden, um den ungefähren Ort des Objekts in dem Raum oberhalb des Sensors zu bestimmen, basierend auf den unterschiedlichen (parallaxen) Ansichten der Bildgeber. Die Bilder von der Mehrzahl an Sensoren kann analysiert werden, um zu bestimmen, wenn sich ein Objekt oberhalb des Sensors in dem bevorzugten Raum befindet, um die Sensorerfassung zu starten. In einigen Ausführungsformen werden die Bilder von der Mehrzahl an Bildgebern auch analysiert, um zu bestimmen, ob das Objekt in dem Raum oberhalb des Sensors die optischen Eigenschaften des Fingers aufweist und wird nur dann ein Erfassen auslösen, wenn das Objekt mit einem Finger vereinbar ist und an dem richtigen Ort ist.
In einer Ausführungsform umfasst das Beleuchtungsuntersystem eine oder mehrere Licht emittierende Dioden, die den Bereich von Interesse oberhalb des Sensors mit Licht der benötigten Eigenschaften beleuchten. Die Licht emittierenden Dioden können manchmal Weißlicht emittierende Dioden umfassen. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere der Licht emittierenden Dioden Schmalband- oder monochromatische Lichtquellen sein. In Fällen, in denen eine Mehrzahl solcher Lichtquellen verwendet wird, können die Lichtquellen im Wesentlichen dieselben sein oder sie können erhebliche andere Wellenlängeneigenschaften aufwei sen. In manchen Fällen können solche Licht emittierenden Dioden Quellen umfassen, die rote, grüne und blaue Wellenlängen emittieren. In manchen Fällen können eine oder mehrere Licht emittierende Dioden Wellenlängen emittieren, die anders sind als sichtbare Wellenlängen, wie in dem nahen ultravioletten oder dem nahen Infrarotbereich. In jeder dieser Beleuchtungskonfigurationen können eine oder mehrere Beleuchtungsquellen linear polarisiert werden mit Hilfe einer Polarisierungsplatte (nicht gezeigt).
In einer Ausführungsform können die Bildgebungssysteme eine Vielzahl an Bildgebern umfassen. Die Bildgeber können Siliziumfelder sein und können als digitale CMOS Vorrichtungen oder CCD Vorrichtungen hergestellt sein. Einer oder mehrere der Bildgeber können panchromatische (schwarz und weiß) Bildgeber sein. Einige der panchromatischen Bildgeber können einen Wellenlängenfilter beinhalten, um die Wellenlängen, die von dem Bildgeber im Wesentlichen gesehen werden, zu begrenzen. Die nicht begrenzten Wellenlängen können ein Abschnitt des sichtbaren Wellenlängenbereiches sein. Alternativ können die nicht begrenzten Wellenlängen Wellenlängen in den nahen Ultraviolett- oder nahen Infrarotwellenlängenbereichen umfassen. Einer oder mehrere der Bildgeber kann Farbbildgeber beinhalten. Der Farbbildgeber kann ein Farbfilterfeld umfassen, das aus roten, grünen und blauen Pixeln besteht, die in einem Muster, wie einem Bayermuster, angeordnet sind. Alternativ kann der Farbbildgeber aus einer Anordnung an chromatischen Strahlteilern und mehreren panchromatischen Bildgebern aufgebaut sein, wie dem Fachmann bekannt. Während die folgende Diskussion manchmal einen bestimmten Bezug auf „Farbbildgeber” macht durch das Bereitstellen von Beispielen von bestimmten Ausführungsformen, sollte es verstanden werden, dass diese Vorrichtungen lediglich beispielhaft sind und das andere Ausführungsformen andere oder alle der Bildgebervariationen, die hierin beschrieben sind, beinhalten oder andere, die für den Fachmann offensichtlich sein werden.
In einer bestimmten Ausführungsform umfasst das Bildgebungsuntersystem eine Anzahl an Farbbildgebern, die auf dem Startpunkt des dreidimensionalen Erfassungsuntersystems orientiert und fokussiert sind. Wenn der Positionssensor ausgelöst wird, erfassen alle Bildgeber im Wesentlichen gleichzeitig ein Bild des Fingers, der den Sensor ausgelöst hat. Diese schnelle und im Wesentlichen gleichzeitige Sammlung von mehreren Bildern wird Bewegungsartefakte verringern und die gesamte Robustheit und Benutzerfreundlichkeit des Erfassungssystems erhöhen. Ein Abschnitt der Farbbilder kann manchmal optische Polarisierer aufweisen, die an jene (nicht gezeigt) angebracht sind, um die Fähigkeit, Bilder in einer kreuzpolarisierten Modalität zu erfassen, bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen kann die Vielzahl an Bildgebern so orientiert sein, dass sie alle im Wesentlichen einen ähnlichen Bereich oberhalb des Sensors abbilden. In einigen Ausführungsformen können einige oder alle der Bildgeber unterschiedliche Bereiche des Raumes abbilden. In einigen Ausführungsformen können die abgebildeten Bereiche wesentlich überlappen. In einigen Ausführungsformen können die Bildgeber verschiedene Bereiche des Raumes abbilden, die alle in derselben Fokusdistanz oder „Höhe” oberhalb des Sensors sind. Dadurch kann das Sensorsystem in der Lage sein, ein größeres Objektfeld zu erfassen, als es ansonsten möglich wäre, wenn dieselben Bildgeber auf denselben Bereich des Raumes fokussiert wären. In einigen Ausführungsformen können die Bildgeber Bereiche des Raumes auf verschiedenen Entfernungen (Höhen) von dem Sensor abbilden, was es ermöglicht, dass der Sensor Daten über einen größeren Bereich an Fokusentfernungen erfasst, als anderweitig bereitgestellt, wenn alle Bildgeber auf dieselbe Fokusentfernung fokussiert wären.
Es wird angenommen, dass Verfahren zum Erhalten einer verlässlichen und intuitiven Benutzerschnittstelle beinhalten, dem Benutzer eine Führung zur richtigen Orientierung und Platzierung eines Fingers bereitzustellen durch die Verwendung eines Hologramms, das eine Hand und einen Finger an der richtigen Stelle ober halb des Sensors zeigt. Diese würde es dem Benutzer erlauben, seinen Finger in einer ähnlichen Position zu platzieren, welches dann die Messsequenz auslöst.
Es wird damit, nach der Beschreibung verschiedener Ausführungsformen, von den Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente verwendet werden können, ohne von dem Sinn abzuweichen. Zum Beispiel könnten die hierin beschriebenen Prinzipien auf vier Fingerakquisition, ganze Hand Abbildung oder das Abbilden der Haut auf anderen Körperteilen angewendet werden. Demgemäß sollte die vorgehende Beschreibung nicht als den Umfang begrenzend verstanden werden, welcher in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
Zusammenfassung
Eine Anzahl an Biometriesystemen und -verfahren wird offenbart. Ein System gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Beleuchtungsuntersystem, ein Bildgebungsuntersystem und einen Analysierer. Das Beleuchtungsuntersystem ist in der Lage, einen Zielraum zu beleuchten. Das Bildgebungsuntersystem ist dazu konfiguriert, den Zielraum unter unterschiedlichen optischen Bedingungen abzubilden. Der Analysierer wird in Kommunikation mit dem Beleuchtungsuntersystem, dem Bildgebungsuntersystem und dem dreidimensionalen Untersystem bereitgestellt. Der Analysierer weist auch Anweisungen auf, die Untersysteme zu betreiben, um im wesentlichen gleichzeitig eine Mehrzahl an Bildern des Objektes unter multispektralen Bedingungen zu sammeln, das am vorbestimmten räumlichen Ort angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6404904 [0069]

Claims

Biometriesystem, umfassend: Eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, die dazu konfiguriert sind, zumindest einen Teil eines Zielraumes zu beleuchten; Einen ersten Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung zu empfangen; Einen zweiten Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung zu empfangen, wobei sich die erste optische Bedingung von der zweiten optischen Bedingung unterscheidet; und einen Analysierer, der kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl der Bildgeber gekoppelt ist, wobei der Analysierer dazu konfiguriert ist, den Betrieb der einen oder der mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild von einem Objekt, das innerhalb des Zielraumes platziert wird, von dem Licht zu erzeugen, das bei dem ersten Bildgeber und bei dem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei der Analysierer dazu konfiguriert ist, den ersten Bildgeber und den zweiten Bildgeber zu steuern, wobei der erste Bildgeber und der zweite Bildgeber ein Bild des Zielraumes im wesentlichen gleichzeitig bereitstellen.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei der Zielraum zumindest teilweise durch eine Platte definiert ist.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei der Zielraum dazu angepasst ist, eine menschliche Hand zu empfangen.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei einer oder beide von dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber ein oder mehrere optische Elemente umfassen, die von der Gruppe gewählt werden, die aus einem Farbfilter, einem Farbfilterfeld, einem linearen Polarisierer, einem zirkulären Polarisierer, einem Diffusor, einem Kollimator, einem Gitter und einer Linse besteht.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei der erste Bildgeber dazu konfiguriert ist, Licht von einem ersten Unterraum des Zielraumes zu empfangen, und wobei der zweite Bildgeber dazu konfiguriert ist, Licht von einem zweiten Unterraum des Zielraumes zu empfangen.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei der erste Bildgeber auf eine erste Fokusebene fokussiert ist und wobei der zweite Bildgeber auf eine zweite Fokusebene fokussiert ist, wobei sich die erste und die zweite Fokusebene unterscheiden.
Biometriesystem nach Anspruch 1, wobei sich der Zielraum im freien Raum befindet.
Biometriesystem nach Anspruch 1, weiter aufweisend zumindest einen ersten Prozessor, der mit dem ersten Bildgeber gekoppelt ist, und einen zweiten Prozessor, der mit dem zweiten Bildgeber gekoppelt ist.
Biometriesystem nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Benutzerschnittstelle, die dazu konfiguriert ist, einem Benutzer zumindest einen Abschnitt des Zielraumes im wesentlichen anzuzeigen.
Biometriesystem nach Anspruch 1, weiter aufweisend einen Anwesenheitsdetektor, der dazu konfiguriert ist, die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes zu erfassen.
Verfahren zum Sammeln eines multispektralen Biometriebildes, wobei das Verfahren aufweist: Beleuchten zumindest eines Abschnittes eines Zielraumes; Empfangen von Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung; Getrenntes empfangen von Licht von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung im wesentlichen gleichzeitig mit dem Empfangen von Licht von dem Zielraum unter der ersten optischen Bedingung, wobei sich die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung unterscheiden; und Ableiten eines multispektralen Bildes von einem Objekt innerhalb des Zielraumes von dem Licht, das unter einer oder beiden der ersten optischen Bedingung und der zweiten optischen Bedingung empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter umfassend: Bereitstellen eines Hinweises auf zumindest einen Abschnitt des Zielraumes.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter umfassend: Erfassen der Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraums.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung von der Gruppe gewählt werden, die besteht aus polarisiertem Licht, total intern reflektiertem Licht, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes, Licht von einem Unterraum innerhalb des Zielraumes und Licht von einer Fokusebene innerhalb des Zielraumes.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein erster Bildgeber ein erstes Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter der ersten optischen Bedingung bereitstellt und ein zweiter Bildgeber ein zweites Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter der zweiten optischen Bedingung bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste Bild eine höhere Auflösung hat, als die Auflösung des zweiten Bildes.
Biometriesystem, aufweisend: Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines Zielraumes; erste Bildgebungsmittel zum Abbilden zumindest eines Abschnitts des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung und zum Bereitstellen eines ersten Bildes; zweite Bildgebungsmittel zum Abbilden zumindest eines Teils des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung, die sich von der ersten optischen Bedingung unterscheidet und zum Bereitstellen eines zweiten Bildes; Verarbeitungsmittel zum Steuern der Beleuchtungsmittel, der ersten Bildgebungsmittel und der zweiten Bildgebungsmittel, wobei die Verarbeitungsmittel dazu konfiguriert sind, ein multispektrales Bild von dem ersten Bild und dem zweiten Bild abzuleiten.
Biometriesystem nach Anspruch 18, weiter aufweisend: Anwesenheitserfassungsmittel zum Erfassen der Anwesenheit eines Objektes innerhalb zumindest eines Abschnittes des Zielraumes.
Biometriesystem nach Anspruch 18, wobei die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung von der Gruppe gewählt werden, die besteht aus polarisiertem Licht, total intern reflektiertem Licht, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes, Licht von einem Unterraum innerhalb des Zielraumes und Licht von einer Fokusebene innerhalb des Zielraumes.
Biometriesystem nach Anspruch 18, weiter aufweisend: Hinweismittel zum Anzeigen zumindest eines Abschnitts des Zielraumes an einen Benutzer.
Biometriesensor für ganze Hände, umfassend: eine Platte, die dazu konfiguriert ist, eine menschliche Hand zu empfangen, wobei eine Oberfläche der Platte einen Zielraum definiert; eine oder mehrere Beleuchtungsquellen, die dazu konfiguriert sind, zumindest einen Abschnitt der Zieloberfläche zu beleuchten; einen ersten Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, Licht von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer ersten optischen Bedingung zu empfangen; einen zweiten Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, Licht von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer zweiten optischen Bedingung zu empfangen, wobei sich die erste optische Bedingung von der zweiten optischen Bedingung unterscheidet; und einen Analysierer, der kommunikativ mit der einen oder den mehreren Beleuchtungsquellen und der Mehrzahl der Bildgeber gekoppelt ist, wobei der Analysierer dazu konfiguriert ist, den Betrieb der einen oder mehreren Beleuchtungsquellen, des ersten Bildgebers und des zweiten Bildgebers zu steuern, um ein multispektrales Bild eines Objektes, das auf der Zieloberfläche platziert ist, von dem Licht zu erzeugen, das bei einem ersten Bildgeber und bei einem zweiten Bildgeber empfangen wird.
Biometriesensor für ganze Hände nach Anspruch 22, wobei der Analysierer dazu konfiguriert ist, den ersten Bildgeber und den zweiten Bildgeber zu steuern und wobei der erste Bildgeber und der zweite Bildgeber ein Bild des Zielraumes im wesentlichen gleichzeitig bereitstellen.
Biometriesensor für ganze Hände nach Anspruch 22, wobei der erste Bildgeber dazu konfiguriert ist, einen ersten räumlichen Ort auf der Zieloberfläche abzubilden, und der zweite Bildgeber dazu konfiguriert ist, einen zweiten räumli chen Ort auf der Zieloberfläche abzubilden, wobei sich der erste räumliche Ort und der zweite räumliche Ort von einander unterscheiden.
Biometriesensor für ganze Hände nach Anspruch 22, wobei einer oder beide von dem ersten Bildgeber und dem zweiten Bildgeber ein oder mehrere optische Elemente umfassen, die von einer Liste gewählt werden, die aus einem Farbfilter besteht, einem Farbfilterfeld, einem linearen Polarisierer, einem zirkulären Polarisierer, einem Diffusor, einem Kollimator, einem Gitter und einer Linse.
Biometriesystem nach Anspruch 22, wobei der erste Bildgeber auf eine erste Fokusebene fokussiert ist und der zweite Bildgeber auf eine zweite Fokusebene fokussiert ist, wobei sich die erste Fokusebene und die zweite Fokusebene unterscheiden.
Biometriesystem nach Anspruch 22, weiter umfassend mindestens einen ersten Prozessor, der mit dem ersten Bildgeber gekoppelt ist und einen zweiten Prozessor, der mit dem zweiten Bildgeber gekoppelt ist.
Biometriesystem nach Anspruch 22, weiter umfassend einen Anwesenheitsdetektor, der dazu konfiguriert ist, die Anwesenheit eines Objektes innerhalb des Zielraumes zu erfassen.
Biometriesystem nach Anspruch 22, wobei der erste Bildgeber eine wafer-level Kamera umfasst und der zweite Bildgeber eine wafer-level Kamera umfasst.
Biometriesystem nach Anspruch 22, wobei die erste optische Bedingung das Abbilden eines ersten Abschnittes des Zielraumes umfasst und die zweite optische Bedingung das Abbilden eines zweiten, anderen Abschnitts des Zielraumes umfasst.
Verfahren zum Sammeln eines multispektralen Biometriebildes einer menschlichen Hand, wobei das Verfahren umfasst: Beleuchten zumindest eines Abschnitts einer Zieloberfläche einer Platte; Empfangen von Licht von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer ersten optischen Bedingung; Getrenntes empfangen von Licht von zumindest einem Abschnitt der Zieloberfläche unter einer zweiten optischen Bedingung im wesentlichen gleichzeitig mit dem Empfangen von Licht von der Zieloberfläche unter einer ersten optischen Bedingung, wobei sich die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung unterscheiden; und Ableiten eines multispektralen Bildes von einem Objekt innerhalb der Zieloberfläche von dem Licht, das unter einer oder beiden von der ersten optischen Bedingung und der zweiten optischen Bedingung empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung von der Gruppe gewählt werden, die besteht aus polarisiertem Licht, total intern reflektiertem Licht, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes, Licht von einem ersten Unterraum innerhalb des Zielraumes und Licht von einer ersten Fokusebene innerhalb des Zielraumes.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei ein erster Bildgeber ein erstes Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung bereitstellt und ein zweiter Bildgeber ein zweites Bild von zumindest einem Abschnitt des Zielraumes unter der zweiten optischen Bedingung bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das erste Bild eine Auflösung größer als die Auflösung des zweiten Bildes hat.
Verfahren nach Anspruch 31 weiter aufweisend: Erfassen der Anwesenheit eines Objektes auf der Zieloberfläche.
Biometriesystem, umfassend: Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines Zielraumes, der zumindest teilweise durch eine Platte definiert wird; erste Bildgebungsmittel zum Abbilden zumindest eines Abschnitts des Zielraumes unter einer ersten optischen Bedingung und zum Bereitstellen eines ersten Bildes; zweite Bildgebungsmittel zum Abbilden zumindest eines Abschnitts des Zielraumes unter einer zweiten optischen Bedingung, die sich von der ersten optischen Bedingung unterscheidet, und zum Bereitstellen eines zweiten Bildes; und Verarbeitungsmittel zum Steuern der Beleuchtungsmittel, der ersten Bildgebungsmittel und der zweiten Bildgebungsmittel, wobei die Verarbeitungsmittel dazu konfiguriert sind, ein multispektrales Bild von dem ersten Bild und dem zweiten Bild abzuleiten.
Biometriesystem nach Anspruch 36, weiter aufweisend: Anwesenheitserfassungsmittel zum Erfassen der Anwesenheit eines Objektes innerhalb zumindest eines Abschnitts des Zielraumes.
Biometriesystem nach Anspruch 36, wobei die erste optische Bedingung und die zweite optische Bedingung von der Gruppe gewählt werden, die besteht aus polarisiertem Licht, total intern reflektiertem Licht, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes, Licht von einem ersten Unterraum innerhalb des Zielraumes und Licht von einer ersten Fokusebene innerhalb des Zielraumes.
Biometriesystem nach Anspruch 36, wobei die Beleuchtungsmittel eine Breitbandlichtquelle umfassen.
Biometriesystem nach Anspruch 36, wobei das erste Bildgebungsmittel eine wafer-level Kamera umfasst und das zweite Bildgebungsmittel eine waferlevel Kamera umfasst.
Biometriesystem nach Anspruch 36, wobei das erste Bildgebungsmittel einen ersten Prozessor umfasst und das zweite Bildgebungsmittel einen zweiten Prozessor umfasst.
Biometriesystem nach Anspruch 36, wobei die erste optische Bedingung das Abbilden eines ersten Abschnittes des Zielraumes umfasst und die zweite optische Bedingung das Abbilden eines zweiten, anderen Abschnittes des Zielraumes umfasst.