[实用新型]用于光学采集被供血的皮肤区域的印痕的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于光学采集人类肢体或肢体部分的被供血的皮肤区域的印痕的设备。这种设备从需要放上的皮肤区域的方向、例如从应当将手指或手放到指纹采集传感器上的人的方向包括用于搁放至少一个皮肤区域的搁放面。所述设备还包括具有传感器层的层状体，在传感器层中布置有具有规定的侧向尺寸的、在第一像素栅格中感光的传感器元件。所述设备还包括多个发光元件。

背景技术

对人类的生物特征的识别和检测越来越重要。在此，除了其他能够检测到的特征之外，指纹和/或手印也十分重要。一方面存在用于验证生物特征的系统，即在这些生物特征中，必须存在与所存储的特征的一致性，例如以便实现进入监控或干预监控。其他系统用于通过在比较数据库中的搜索和存储来识别，例如在机场进行边检时或者在警察进行甄别职责的检测时。对于后面提到的系统，针对所采集的皮肤纹理的图像的质量、分辨率和忠于原型的程度提出诸多要求。尤其是由于被委托了甄别职责措施的机构(例如联邦调查局(FBI))提出了高要求，所以在这种系统中存在高度的标准化，以便一方面确保尽可能不存疑问的识别，另一方面能够实现将由不同系统采集的数据组进行比较。这种系统例如必须具有至少500ppi的分辨率，这对应的是50.8μm的像素间距。此外，针对对比度调制函数(Contrast Transfer Function CTF)、信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)以及失真度提出一定要求。最后，彩阶必须具有至少200的灰度值，像场在邻近的像素环境中以及在整幅图中都被尽可能均匀地照亮。

所有的需求标准需要合适的而且在质量上高品质的系统设计。在光学系统中，这例如意味着，一个或多个采集传感器必须满足所述要求，照明装置和所有其他对于产生图像所需的部件也必须满足所述要求。

为了检测到满足上述高质量要求的指纹和手印，当今主要使用的是根据干扰全反射原理工作的光学结构。在此，安设有棱镜，棱镜的设置用于采集印痕的面积基于机械和光学的要求而必须大于用于采集印痕所需的面积。作为采集途径中通常较大的构件的棱镜由此产生的尺寸决定性地影响到设备的最小结构尺寸以及最小质量。而相反，高图像品质实现了对人员的快速而且可靠的检测和识别，这特别是还指除了有说服力的精确度之外还关注人员的高通过量的应用，例如在边检时。除了已经提到的结构尺寸和质量外，在需要使用复杂的机械构件方面以及在技术和时间上进行复杂的装配和调校方面存在其他缺点。在这种设备中的使用者引导借助于在搁放面以外、例如通过旁边放置的显示屏所呈现的信息来实现。由此，在采集皮肤印痕时，人员总是要在搁放面与显示屏之间来回切换视线。

具有成像光学器件的小型化的结构(如其例如在US7,379,570B2中介绍那样)一般满足不了例如由FBI规定的高标准并且由于光程的原因，总是对设备的尽可能的小型化。超声波传感器或压电传感器(如其例如由US4,394,773已知那样)以及电容传感器(如其例如在US5,325,442中介绍那样)能够以非光学的方式采集指纹。基于超声波传感器的设备尚未面市。电容传感器迄今又仅用于对单指或两指进行采集。所有非光学的原理迄今都具有如下缺陷，也就是不能直接在传感器上显示信息。例如在US2005/0229380A1中介绍的薄膜键盘满足不了所需的标准。

为了将能够利用干扰全反射来实现的高图像品质的优点与小结构尺寸相结合，在US2012/0321149A1中已经介绍了方案。在其中公开的指纹传感器(其中将手指放置在TFT显示器上)对指纹进行采集，然后将指纹经电子器件传送至计算机系统。与指纹相对应的亮度分布在此如在利用透镜的结构那样产生，方式为：放置在TFT显示器的表面上的皮肤凹沟干扰到出自光源的光的内部全反射，而在掌纹凹沟中(也就是皮肤凹陷中)，在皮肤与TFT表面之间不发生接触，在那里，出自光源的光在TFT表面上发生内部反射。在TFT的感光区域上则产生指纹图像的负片，由此光能够打到TFT的感光区域上。此外，所需的是，照明满足在入射方向和孔径角方面的一定要求，这明显增大了针对照明的技术耗费及其占位需求。在US2012/0321149A1中介绍的照明实施方案针对多于一个或两个手指的大采集面积不合适或者与高耗费相关地仅有条件地适合。