DE2846189A1

DE2846189A1 - FINGERPRINT REMOVAL DEVICE

Info

Publication number: DE2846189A1
Application number: DE19782846189
Authority: DE
Inventors: Michael Schiller
Original assignee: Individual
Current assignee: Fingermatrix Inc
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1979-04-26
Also published as: GB2007415B; FR2407533A1; IT7851633A0; JPS5477499A; GB2007415A; FR2407533B1

Description

Köln, den 21. Oktober 197βί &A.6 1 89Cologne, October 21, 197βί & A.6 1 89

Anmelder: Michael SchülerApplicant: Michael Schüler

4465 Douglas Avenue Riverdale, New York, U. S. A.4465 Douglas Avenue Riverdale, New York, UNITED STATES.

Mein Zeichen: Sch 56/1My reference: Sch 56/1

ti j Nachqerf.,-jk7[ Vorrichtung zum Abnehmen von Fingerabdrücken ti j After qerf., - jk7 [ Device for taking fingerprints

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten bzw. Abnehmen von Fingerabdrücken und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Umsetzen eines Fingerabdruckes in maschinenlesbare Signale.The invention relates generally to an apparatus and method for processing and taking fingerprints, respectively and in particular to a device for converting a fingerprint into machine-readable signals.

In der Vergangenheit ist schon eine Anzahl von Verfahren und Vorrichtungen zum Abnehmen von Fingerabdrücken bekannt geworden, mit denen das archaische und doch noch sehr weit verbreitete Verfahren des Abnehmens von Fingerabdrücken abgelöst werden soll, gemäß dem der Finger eingefärbt und der eingefärbte Finger dann gegen eine Unterlage gedrückt wird. Es wurde zum Beispiel vorgeschlagen, Laser in solchen Vorrichtungen zum Verarbeiten von Fingerabdrücken oder auch in Fingerabdruck-Verifikationssystemen zu verwenden. In der US-PS 3 704 949 wird ein hierfür repräsentatives System beschrieben. Bei dem darin beschriebenen System wird ein Hologramm als Bezugsfingerabdruck verwendet. Ein Laserstrahl wird dann auf ein Bild des zu untersuchenden Fingerabdruckes projiziert und das Hologramm und das zur Untersuchung anstehende Bild werden in Beziehung gesetzt. Bei Übereinstimmung wird ein dieses anzeigendes Signal erzeugt.In the past, a number of methods and devices for taking fingerprints have become known, with which the archaic and yet still very widespread procedure of taking fingerprints is to be replaced, according to which the finger is colored and the colored finger is then pressed against a base. For example, it has been suggested Lasers in such devices for processing fingerprints or in fingerprint verification systems to use. A representative system is described in US Pat. No. 3,704,949. With the system described therein a hologram is used as a reference fingerprint. A laser beam is then applied to an image of the fingerprint to be examined projected and the hologram and the image to be examined are related. If there is a match a signal indicating this is generated.

Diese Systeme leiden jedoch unter einer Anzahl von Nachteilen. Der S stärkste Nachteil liegt in der hohen Ungenauigkeit. Zwischen dem Hologramm und dem Bild kann eine fehlende Übereinstimmung sehr leicht auftreten. Durch Verwendung von genauen Ausrichtverfahren läßt sich dies ausschalten. Mit einer solchen Lösung erhöhen sich jedoch die Kosten und die Kompliziertheit des Systems. Abgesehen von dieser Frage der Ausrichtvorrichtung sind solche Systeme aber auch äußerst kostenaufwendig. Sie ver-However, these systems suffer from a number of disadvantages. The S main disadvantage is the high level of inaccuracy. Between between the hologram and the image, a mismatch can very easily occur. By using precise alignment procedures this can be switched off. However, such a solution increases the cost and complexity of the Systems. Apart from this question of the alignment device, such systems are also extremely expensive. You

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langen Strahlzerteiler, Vorrichtungen zum Ändern der Strahlrichtung, Bündellinsen, Vorrichtungen zum Bewirken der notwendigen Korrelationen usw. Es kommt hinzu, daß sich diese Systeme nur schwierig unterhalten und warten lassen. Dies liegt an der Zahl der in diesen Systemen enthaltenen Bauteile und der Tatsache, daß eine Linse oder ein Spiegel schon durch die kleinste Erschütterung aus ihrer Lage geraten kann.long beam splitters, devices for changing the beam direction, Bundle lenses, devices for effecting the necessary correlations, etc. In addition, these systems are only difficult to keep entertaining and waiting. This is due to the number of components included in these systems and the fact that a lens or a mirror can get out of place with the slightest shock.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt damit in der Ausbildung einer verbesserten Vorrichtung zum Abnehmen und Verarbeiten von Fingerabdrücken.One object of the present invention is thus to provide training an improved device for taking and processing fingerprints.

Eine weitere spezielle Aufgabe dieses Aspektes der Erfindung liegt in der Ausbildung einer Vorrichtung zum Verarbeiten von Fingerabdrücken, die in ihrem Betrieb äußerst zuverlässig ist und sich verhältnismäßig unaufwendig herstellen läßt.Another specific object of this aspect of the invention is to provide an apparatus for processing Fingerprints that are extremely reliable in their operation and relatively inexpensive to produce.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in neuartigen Konstruktionseinzelheiten, die zu der beschriebenen Vorrichtung zum Verarbeiten von Fingerabdrücken führt, mit der sich die Informationen bezüglich eines Fingerabdruckes in einem Minimum an Zeit verarbeiten lassen.Another object of the invention lies in novel construction details, which leads to the device described for processing fingerprints, with which the information process with respect to a fingerprint in a minimum of time.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verarbeiten eines Fingerabdruckes enthält demgemäß eine Lichtstrahlquelle. Im Weg dieses Lichtstrahles ist eine transparente Platte angeordnet. Sie kann einen Fingerabdruck aufnehmen. Im Lichtweg hinter der transparenten Platte befindet sich ein Umwandler zum Umwandeln des von dieser transparenten Platte aufgenommenen und die Information über den Fingerabdruck enthaltenen Lichtes in eine Vielzahl von entsprechenden elektrischen Signalen. Zum Erzeugen dieser Z zahlreichen elektrischen Signale benötigt der Umwandler eine bestimmte Lichtstärke. Deshalb ist ein Lichtverstärker vorgesehen, um die Intensität des auf den Wandler auftreffenden Lichtstrahles über das vorgewählte Niveau anzuheben, so daß sich der Lichtstrahl in eine Folge von elektrischen Signalen umwandeln läßt, die die Information über den Fingerabdruck enthalten.The device according to the invention for processing a fingerprint accordingly contains a light beam source. A transparent plate is arranged in the path of this light beam. She can take a fingerprint. In the light path behind the transparent plate there is a converter for converting the light picked up by this transparent plate and containing the information about the fingerprint into a large number of corresponding electrical signals. In order to generate these numerous electrical signals, the converter requires a certain light intensity. A light amplifier is therefore provided in order to raise the intensity of the light beam impinging on the transducer above the preselected level, so that the light beam can be converted into a sequence of electrical signals which contain the information about the fingerprint.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Ausbildung eines verbesserten Verfahrens zum Verarbeiten von Fingerabdruck-Information. Another object of the invention is to provide an improved method for processing fingerprint information.

Eine noch speziellere« Aufgabe dieses Aspektes der Erfindung liegt in der Ausbildung eines Verfahrens zum Umwandeln von Fingerabdruck-Information in maschinenlesbare Signale, so daß sich die Fingerabdruck-Information leicht mit einem Rechner oder dergleichen verarbeiten läßt.An even more specific object of this aspect of the invention is to provide a method for converting fingerprint information into machine-readable signals so that the fingerprint information can be easily processed with a computer or the like.

Ein gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführtes Verfahren besteht somit darin, eine transparente Platte vorzusehen, auf der ein Fingerabdruck abgenommen werden kann. Dieser Fingerabdruck wird dann mit einem Lichtstrahl mit aufeinanderfolgenden Abtastungen über den Fingerabdruck abgenommen, wobei dieser und der Lichtstrahl relativ zueinander bewegt werden. Für jede Abtastzeile wird dann der Lichtstrahl, der die Fingerabdruck-Information von der transparenten Platte aufgenommen hat, auf eine bestimmte Anordnung projiziert. Diese Anordnung enthält mehrere lichtempfindliche Elemente. Nach Maßgabe eines vorgegebenen Energieniveaus erzeugen diese elektrische Signale. Das Verfahren schließt weiter ein, daß sämtliche lichtempfindlichen Elemente während jeder Abtastung nacheinander abgefragt werden und damit das Vorhandensein eines elektrischen Signales festgestellt wird, undOne method practiced in accordance with the present invention is thus, to provide a transparent plate on which a fingerprint can be taken. That fingerprint is then picked up with a light beam with successive scans over the fingerprint, this and the Light beam are moved relative to each other. For each scan line is then the light beam that contains the fingerprint information from the transparent plate is projected onto a specific arrangement. This arrangement contains several photosensitive elements. These generate electrical signals in accordance with a specified energy level. The procedure further includes that all photosensitive elements are interrogated one after the other during each scan and thus the presence of an electrical signal is detected, and

«η» damit eine Folge von elektrischen Signalen, die die Fingerabdruck-Information enthalten, erzeugt wird.«Η» so that a sequence of electrical signals containing the fingerprint information is generated.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist: The invention will now be described further using the example of the embodiments shown in the drawing. In the drawing is:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Lichtwege in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 shows a schematic representation of the light paths in the device according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zum Umsetzen der Fingerabdruck-Information, 2 shows a block diagram for converting the fingerprint information,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Lichtweges in einer ab geänderten Ausführungsform nach der Erfindung und Fig. 3 is a schematic representation of the light path in a modified embodiment from according to the invention and

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Fig. 4 ein senkrechter Schnitt in vergrößertem Maßstab durch die verschiebbare Platte in der Anordnung gemäß Fig. 3.Fig. 4 is a vertical section on an enlarged scale through the displaceable plate in the arrangement according to FIG. 3.

Die Vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Fingerabdrucken. Diese Vorrichtung arbeitet mit einer aus Fotodioden bestehenden Anordnung, die die die Information über die Fingerabdrücke tragenden Lichtstrahlen in eine Reihe von elektrischen Signalen umwandeln, die die optische Fingerabdruck-Information verschlüsselt enthalten. Mit anderen Worten, der die Fingerabdruck-Information tragende Lichtstrahl erscheint als eine Folge von hellen und dunklen Punkten. Beim Auftreffen eines solchen Lichtpunktes auf eine Fotodiode erzeugt diese dem Licht ausgesetzte Fotodiode ein entsprechendes elektrisches Signal. Auf der anderen Seite erzeugen die in einem dunklen Punkt liegenden Fotodioden kein Signal. Durch aufeinanderfolgendes Abfragen der Fotodioden wird damit eine Folge von elektrischen Signalen erzeugt, die die notwendige Fingerabdruck-Information enthalten. Mit anderen Worten, die optische Fingerabdruck-Information wird mit den Fotogdioden digitalisiert. Diese Information kann dann zur Speicherung oder zur anderweiteigen Verarbeitung in einen Rechner oder dergleichen gegeben werden.The present invention relates generally to an apparatus for processing fingerprints. This device works with an arrangement consisting of photodiodes which the convert the information about the light rays bearing the fingerprints into a series of electrical signals that the optical Encrypted fingerprint information included. In other words, the light beam carrying the fingerprint information appears as a series of light and dark points. Generated when such a point of light hits a photodiode this photodiode exposed to light generates a corresponding electrical signal. On the other hand, they produce in one photodiodes lying in the dark point no signal. By successively interrogating the photodiodes, a sequence of generated electrical signals that contain the necessary fingerprint information. In other words, the optical fingerprint information is digitized with the photo diodes. This information can then be stored or otherwise used Processing can be given to a computer or the like.

Die hier zur Diskussion stehenden Fotodioden-Anordnungen enthalten Fotodioden mit einem Abstand von Mitte zu Mitte von einem Tausendstel Zoll. Mit der vorliegenden Erfindung lassen sich demnach sehr genaue Ergebnisse erzielen. Im einzelnen sei gesagt, daß die aus den Fotodioden bestehende Anordnung eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Reihe von Fotokdioden enthält, von denen Jede zum Erzeugen eines nutzbaren Informationssignales eine bestimmte minimale Lichtenergiemenge benötigt. Dieses nutzbare Informationssignal entsteht beim Auftreffen von Lichtenergie auf die Diode im Unterschied zu dem von dieser Diode abgegebenen Dunkelstrom. Erfindungsgemäß wird dies durch die Verstärkung des auf die Fotodioden auf treffenden Lichtstrahles w bewirkt. Hierzu wird die Form des Lichtstrahles so geändert, daß er sich der Form der Fotodioden bzw. Fotodiodenanordnung annähert. Im einzelnen sei gesagt, daß der Lihtstrahl in einen Spalt eingeformt wird. Der Lichtstrahl wird dann in mehreren Abtastlinien über den Fingerab-Contain the photodiode arrangements under discussion here Photodiodes spaced one-thousandth of an inch center-to-center. The present invention can therefore get very accurate results. In detail it should be said that the arrangement consisting of the photodiodes is one in one Contains longitudinally extending row of photo diodes, each of which for generating a usable information signal one certain minimum amount of light energy is required. This usable information signal arises when light energy strikes the diode in contrast to the dark current emitted by this diode. According to the invention, this is achieved by reinforcing the on causes the photodiodes to hit the light beam w. This is done the shape of the light beam changed so that it approximates the shape of the photodiodes or photodiode array. In detail is said that the light beam is molded into a gap. The light beam is then scanned over the fingerprint in several

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druck geführt, so daß die gesamte Fingerabdruck-Information in maschinenlesbare Signale umgesetzt werden kann. Obwohl die Beugung oder Streuung eines "geschlitzten" Lichtstrahles die Verwendung eines solchen Lichtstrahles zusammen mit einer Fotodiodenanordnung der beschriebenen Art auszuschalten scheint, wird dieses Problem erfindungsgemäß durch Vergrößern der kleinen Achse des Lichtstrahlschlitzes gelöst, so daß in dem auf die Diodenanordnung auftreffenden Teil des Lichtstrahles keine Streuung dieses Lichtstrahles erfolgt.print so that all of the fingerprint information is in machine-readable signals can be converted. Although the diffraction or scattering of a "slotted" beam of light use seems to switch off such a light beam together with a photodiode array of the type described, will this problem is solved according to the invention by enlarging the minor axis of the light beam slot, so that in the on the diode array impinging part of the light beam no scattering of this light beam takes place.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet. Sie enthält eine auf einer Stütze 14 montierte Fotodiodenanordnung 12. Diese Fotodiodenanordnung 12 ist von üblicher Konstruktion. Es kann sich zum Beispiel um das Modell No. CCD 131 handeln, wie es von der Fairchild Semiconductor Division der Fairchild Camera & Instrument Co. aus Mountainview, Californien, hergestellt wird. Die ausgewählte besondere Anordnung enthält 1064 Fotodioden. Diese sind in Längsrichtung angeordnet, das heißt entläng einer durch die Papierebene durchtretenden Linie. Die Dioden haben einen Mittenabstand von ein Tausendstel Zoll. Die Form der das Licht aufnehmenden öffnung in dieser Anordnung liegt daher in Form eines Schlitzes vor, bei dem die lange Achse des Schlitzes der Längsrichtung der Fotodiodenanordnung entspricht.The device according to the invention is denoted generally by 10 in FIG. 1. It contains a photodiode array mounted on a support 14 12. This photodiode array 12 is of conventional construction. For example, it can be model No. Act CCD 131, as provided by the Fairchild Semiconductor Division of Fairchild Camera & Instrument Co. of Mountainview, California, will be produced. The particular array selected contains 1064 photodiodes. These are arranged in the longitudinal direction, that is, along a line passing through the plane of the paper. The diodes have a center-to-center distance of one thousandth Customs. The shape of the opening receiving the light in this arrangement is therefore in the form of a slot in which the long axis of the slot corresponds to the longitudinal direction of the photodiode array.

Die Lichtquelle enthält einen Laser 16. fi Der Laser 16 erzeugt im allgemeinen einen kreisförmigen Lichtstrahl mit einem sehr geringen Durchmesser in der Größenordnung von annähernd einem Millimeter. Wie bereits ausgeführt wurde, ist es jedoch erwünscht, den Lichtstrahl in Schlitzform zu bringen. In Strahrichtung hinter dem Laser 16 sind daher zylindrische Linsen 18 und 19 im Strahlweg angeordnet. Entsprechend konventioneller Technik ändern diese zylindrischen Linsen die Erstreckung des Strahles entlang einer Achse und bündeln ihn entlang der anderen Achse. In einer tatsächlichen Ausführungsform wurde der Strahl entlang einer Achse gestreckt und auf 1,2 Zoll gebündelt. Die Querachse des Strahles verbleibt bei einem Millimeter. Damit wird er tatsächlich in die Form eines Schlitzes gebracht und da-The light source contains a laser 16. fi The laser 16 generates generally a circular beam of light with a very small diameter, on the order of approximately one Millimeter. As already stated, however, it is desirable to bring the light beam in the form of a slit. In the direction of the beam cylindrical lenses 18 and 19 are therefore arranged in the beam path behind the laser 16. Correspondingly more conventional Technique, these cylindrical lenses change the extent of the beam along one axis and focus it along the other Axis. In an actual embodiment, the beam was stretched along one axis and collimated to 1.2 inches. The transverse axis of the beam remains at one millimeter. In this way it is actually brought into the shape of a slit and

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mit an die Form der Fotodiodenanordnung angeglichen. Zur leichteren Darstellung werden der Laser und die zylindrischen Linsen in einer Orientierung gezeigt, die zu einem langgestreckten Lichtstrahl führen würde, wobei die längere Abmessung des Strahles in der Zeichenebene liegen würde. In der Praxis werden der Laser und die zylindrischen Linsen jedoch um 90° gedreht, so daß sich die längere Achse des geschlitzten Lichtstrahles in die Papierebene hinein erstreckt.with adapted to the shape of the photodiode array. For the easier Illustration shows the laser and the cylindrical lenses in an orientation leading to an elongated one Would lead light beam, the longer dimension of the beam would lie in the plane of the drawing. In practice, the However, the laser and the cylindrical lenses are rotated by 90 ° so that the longer axis of the slotted light beam is in the plane of the paper extends into it.

Obgleich hier ein Laserstrahl gezeigt und offenbart wird, sei doch darauf hingewiesen, daß dies nur zu Zwecken der Erläuterung dient. Es ist nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung aufzufassen. Das heißt, obwohl der Laser eine kohärente Lichtquelle erzeugt, kann die Erfindung genauso gut auch mit einer inkohärenten Lichtquelle verwendet werden. Ein mit einem Laser erzielbarer Vorteil liegt jedoch darin, daß es keine oder nur eine geringe Streuung des Lichtstrahles ergibt. Das heißt, da der Laser einen Lichtstrahl mit einer Erstreckung von annähernd einem Millimeter entlang der kleinen Achse erzeugt,Although a laser beam is shown and disclosed here, be but it should be noted that this is for illustrative purposes only. It is not intended to limit the present invention to grasp. That is, although the laser produces a coherent light source, the invention can just as well with one incoherent light source can be used. One advantage that can be achieved with a laser, however, is that there are none or only results in a low scattering of the light beam. That is, since the laser emits a light beam with an extension of approximately one millimeter along the minor axis,

werden keine Linsen zum Beeinflussen dieses Teiles des Strahles benötigt und die Schlitzabmessung von einem Millimeter wird trotzdem beibehalten. Damit sinken auch die Gesamtkosten des Systems und eine komplizierte Bündelanordnung ist nicht erforderlich. no lenses are needed to influence this part of the beam and the slot dimension becomes one millimeter retained anyway. This also reduces the overall costs of the system and a complicated bundle arrangement is not required.

Wie es bei Fotodiodenanordnungen der hier betrachteten Art üblieh ist, muß das Licht mit einer bestimmten Energie auf die Fotodioden auftreffen, damit diese ein nutzbares Informationssignal abgeben. Das heißt, daß die auf die Anordnung auftreffende Energie bei einer vorgegebenen Bandbreite so sein sollte, daß die Anordnung auf das Signallicht und nicht auf den Dunkelstrom anspricht. Erfindungsgemäß wird dies durch Verstärken der Lichtintensität erreicht. Dies geschieht durch Ändern der Lichtstrahlfläche infolge Verwendung der zylindrischen Linsen 18 und 20. Insbesondere sei gesagt, daß die Intensität des Lichtstrahles durch Umformen der Gestalt des Lichtstrahles in einen Schlitz erhöht wird, so daß diese Intensität nun gleich oder größer als diejenige Energie ist, die die Diodenanordnung 12 zum ErzeugenAs is customary with photodiode arrays of the type considered here is, the light has to hit the photodiodes with a certain energy in order for them to be a usable information signal hand over. That is, the one that hits the arrangement Energy at a given bandwidth should be such that the arrangement focuses on the signal light and not on the dark current appeals to. According to the invention, this is achieved by increasing the light intensity. This is done by changing the light beam area due to the use of the cylindrical lenses 18 and 20. In particular, it should be said that the intensity of the light beam is increased by reshaping the shape of the light beam into a slot so that this intensity is now equal to or greater than is the energy that the diode arrangement 12 generates

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eines nutzbaren Signales benötigt.of a usable signal is required.

Im Weg des von der Linse 20 ausgehenden Lichtstrahles liegt ein Prisma 22. Dieses % dreht den Lichtstrahl um einen Winkel von 90°, so daß er nun entlang einer horizontalen Bahn 24 fortschreitet. Ein Spiegel 26, der an einer beweglichen Stütze 28 befestigt ist, wirft den Lichtstrahl aus der Bahn 24 entlang einer Bahn 30 auf eine Platte 32. Auf diese Platte 32 kann ein Finger F aufgelegt werden, dessen Fingerabdruckseite dann mit der Oberseite der Platte in Berührung liegt, Die Platte 32 ist eine transparente optische Vorrichtung. Sie wird in der US-PS 4 053 228 beschrieben.In the path of the light beam emanating from the lens 20 there is a prism 22. This% rotates the light beam through an angle of 90 °, so that it now progresses along a horizontal path 24. A mirror 26 attached to a movable support 28, throws the light beam from the path 24 along a path 30 onto a plate 32. A finger F can be placed on this plate 32 whose fingerprint side is then in contact with the top of the plate. The plate 32 is a transparent one optical device. It is described in U.S. Patent 4,053,228.

Die Stütze 28 ist bewegbar montiert und kann auf an ihren Enden gleitbar in Bohrungen 35 aufgenommenen Armen 34 hin- und herbewegt werden. Die Arme selbst sind auf Ständern 37 befestigt, die auf der Stütze 14 aufstehen. Auf der Oberseite 36 der Stütze ist noch ein Glied 38 mit Seitenwänden 40 und 42 montiert. Diese Seitenwände laufen in Streben 41 aus. In einer bevorzugten Ausführungsform schließen die Seitenwände 40 und 42 aus Gründen, die im folgenden noch genauer erläutert werden, mit der Horizontalen einen Winkel von 42,5° ein. Der Spiegel 26 ist an einer Wand 40 und ein Spiegel 44 ist an einer Wand 42 befestigt.The support 28 is movably mounted and can be moved back and forth on arms 34 slidably received in bores 35 at their ends will. The arms themselves are attached to stands 37 which stand on the support 14. On top 36 of the support is another link 38 with side walls 40 and 42 is mounted. These side walls terminate in struts 41. In a preferred embodiment close the side walls 40 and 42 for reasons that will be explained in more detail below, one with the horizontal Angle of 42.5 °. The mirror 26 is attached to a wall 40 and a mirror 44 is attached to a wall 42.

Eine Feder 46 ist zwischen der Stütze 28 und einer Wand 48 eingespannt und drückt die Stütze, bei Blickrichtung auf Fig. 1, nach rechts. Nach der Darstellung in Fig. 1 ist eine leer mitlaufende Rolle 50 an der rechten Seite der Stütze 28 drehbar montiert. Ein motorisch angetriebener Nocken 52 liegt mit der Rolle 50 in Eingriff. Der Nocken ist so geformt, daß die Stütze 28 bei Drehung des Nockens durch den Motor bei Blickrichtung auf Fig. 1 nach links geschoben wird. Bei Drehung des Nockens in seine in Fig. 1 gezeigte Lage führt die Feder 2 46 die Stütze 28 in ihre rechte Stellung zurück.A spring 46 is clamped between the support 28 and a wall 48 and pushes the support, looking towards Fig. 1, to the right. According to the illustration in FIG. 1, there is an idle Roller 50 is rotatably mounted on the right side of the support 28. A motor-driven cam 52 engages roller 50. The cam is shaped so that the support 28 when the cam is rotated by the motor when looking at Fig. 1 after is pushed to the left. When the cam is rotated into its position shown in FIG. 1, the spring 2 46 guides the support 28 into its right-hand position Position back.

Der Spiegel 44 liegt im Weg des von der Platte 32 reflektierten Strahles 54 und dreht das Licht von der Bahn 54 in eine Bahn 56, so daß der Lichtstrahl dann auf die Diodenanordnung 12 auftrifft. Der entlang der Bahnen 54 und 56 laufende Strah«! trägt die ihmThe mirror 44 lies in the path of the beam 54 reflected from the plate 32 and rotates the light from the path 54 into a path 56 so that the light beam then impinges on the diode arrangement 12. The running along the tracks 54 and 56 Strah "! wear it to him

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von der Platte mitgegebene Fingerabdruck-Information. Im folgenden wird dies noch im einzelnen erläutert.fingerprint information provided by the disk. Hereinafter this will be explained in detail.

Nach der Darstellung in Fig. 1 sind die Spiegel 26 und 44 so orientiert, daß der von dem Laser ausgehende Lichtstrahl unter einem Glanzwinkel von 5° auf die Platte 32 auftrifft. Das heißt, daß die Bahn 30 einen Winkel von 5° mit der Vertikalen einschließt. Ähnlich liegt der Winkel, den die Bahn 54 mit der Vertikalen einschließt, auch bei 5°.As shown in Fig. 1, the mirrors 26 and 44 are oriented so that the light beam emanating from the laser under hits the plate 32 at a glancing angle of 5 °. This means that the path 30 includes an angle of 5 ° with the vertical. Similarly, the angle that the path 54 includes with the vertical is also 5 °.

Hiermit wird sichergestellt, daß der der Bahn 30 folgende Abfragestrahl von dem reflektierten Strahl, der der Bahn 54 folgt, divergiert. This ensures that the interrogation beam following web 30 from the reflected beam following path 54 diverges.

Die Fingerabdruck-Information wird mit den durch den Fingerabdruck auf die Platte 32 aufgeformten Höckern und Tälern auf den geschlitzten Lichtstrahl aufmoduliert. Dies wird in der oben genannten US-PS im einzelnen erläutert. Bei Aufdrücken eines Fingers auf die Oberseite der Platte wird ein Oberflächenobjekt geschaffen, das man Fingerdruck oder Fingerabdruck nennen kann. Der von dieser Oberseite reflektierte Teil des auftreffenden Lichtes wird durch die Hocker und Täler des Fingerabdruckes moduliert und es entsteht ein die Fingerabdruck-Information tragender reflektierter Lichtstrahl. Im Ergebnis enthält das auf die Diodenanordnung auffallende Licht helle und dunkle Punkte, die die Fingerabdruck-Information anzeigen. Diese Information ist für jeden Fingerabdruck typisch und enthält damit eine verschlüsselte Fingerabdruck-Information, die von der Bedienung ausgewertet oder nach Wunsch auf andere Art bearbeitet wird.The fingerprint information is matched by the fingerprint humps and valleys formed on the plate 32 are modulated onto the slotted light beam. This is mentioned in the above US-PS explained in detail. When a finger is pressed on the top of the plate, a surface object is created, that can be called fingerprint or fingerprint. The part of the incident light reflected from this upper side is modulated by the stools and valleys of the fingerprint and a reflected one that carries the fingerprint information is created Beam of light. As a result, the light incident on the diode array contains light and dark spots which are fingerprint information Show. This information is typical for every fingerprint and thus contains encrypted fingerprint information, which is evaluated by the operator or processed in another way, if desired.

Wie es oben ausgeführt wurden und weiter unten auch noch im einzelnen dargelegt wird, hat der auf die Platte auftreffende Lichtstrahl die Form eines Schlitzes. Dieses Licht wird stückweise nacheinander über den Fingerabdruck bewegt (das heißt bei Blickrichtung auf Fig. 1 von rechts nach links), so daß der gesamte Fingerabdruck in aufeinanderfolgenden Abtastzeilen abgetastet wird. Zum Synchronisieren der in dem Lichtstrahl enthaltenen Information mit der Ausgangsspannung der Diodenanordnung ist eine As stated above and will also be explained in detail further below, the light beam striking the plate has the shape of a slot. This light is moved piece by piece over the fingerprint (i.e. from right to left when looking at FIG. 1) so that the entire fingerprint is scanned in successive scan lines. To synchronize the information contained in the light beam with the output voltage of the diode arrangement is a

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Umsetzer 55 vorgesehen. Dieser erzeugt Synchronisationssignale, die der Abtastschaltung über eine Leitung 57 zugeführt werden. Das heißt, daß dieser Umsetzer 55 von konventioneller Bauart ist und jedesmal dann ein Signal erzeugt, wenn sich die Stütze 28 um eine vorgegebene Strecke verschiebt. Da die Dioden einen Durchmesser von einem Tausendstel Zoll haben, ist der Umsetzer 55 ähnlich aufgebaut und erzeugt ein Signal jedesmal dann, wenn sich die Stütze um ein Tausendstel Zoll verschiebt. Jede Bauart eines Umsetzers kann verwendet werden. In der Praxis wird zum Erzeugen dieser Synchronisationssignale jedoch ein optischer linearer Umsetzer verwendet.Converter 55 is provided. This generates synchronization signals which are fed to the scanning circuit via a line 57. That is, this converter 55 is of conventional design and generates a signal each time the support 28 turns moves a specified distance. Because the diodes are one-thousandth of an inch in diameter, converter 55 is similar is built up and generates a signal every time the support shifts a thousandth of an inch. Every type of one Converter can be used. In practice, however, an optical linear converter is used to generate these synchronization signals used.

In der Praxis wird der zu untersuchende Fingerabdruck auf die Oberseite der Platte 32 aufgelegt. Der Laser 16 wird erregt und erzeugt einen Lichtschlitz, der auf den Bahnen 24 und 30 fortschreitet und auf den Fingerabdruck auf der Oberseite der Platte 32 auftrifft. Dieses Licht wird moduliert und über die Bahnen 54 und 56 auf die Diodenanordnung 12 reflektiert. Gleichzeitig mit der Erregung des Lasers erzeugt der Umsetzer 55 ein Synchronisationssignal, das über eine Leitung 57 an eine Abtastschaltung 58 (Fig. 2) angelegt wird. Die Abtastschaltung 58 ist in ihrem Aufbau konventionell. Nach Maßgabe des Synchronisationssignales fragt sie nacheinander die in der Anordnung 12 enthaltenen Dioden ab. Das Ausgangssignal der Abtastschaltung 58, das für jede Abtastzeile aus einer Impulsfolge besteht, wird über eine Leitung 60 auf einen Speicher oder einen Rechner gegeben, so daß dann die Fingerabdruck-Information weiterverwarbeltet werden kann.In practice, the fingerprint to be examined is placed on top of the plate 32. The laser 16 is energized and creates a slit of light that progresses on tracks 24 and 30 and onto the fingerprint on top of the plate 32 hits. This light is modulated and reflected onto the diode arrangement 12 via the tracks 54 and 56. At the same time with When the laser is excited, the converter 55 generates a synchronization signal which is sent via a line 57 to a scanning circuit 58 (Fig. 2) is applied. The sampling circuit 58 is conventional in construction. According to the synchronization signal it queries the diodes contained in the arrangement 12 one after the other. The output of the sampling circuit 58, which for each Scanning line consists of a pulse train, is given via a line 60 to a memory or a computer, so that then the Fingerprint information can be further processed.

Der Motor wird gleichzeitig mit dem Laser 16 erregt, so daß sich die Stütze 28 bei Drehung des Nockens 52 bei Blickrichtung auf Fig. 1 nach links verschiebt.The motor is energized simultaneously with the laser 16, so that the support 28 when the cam 52 is rotated when looking towards Fig. 1 shifts to the left.

Während der Bewegung der Stütze 28 um ein Tausendstel Zoll nach links wird der geschlitzte Lichtstrahl ähnlich um ein Tausendstel Zoll nach links verschoben und die Modulation des Lichtstrahles ändert sich nach Maßgabe der Hocker und Vertiefungen des Fingerabdruckes, auf den der Lichtstrahl nun auftrifft. Der Umsetzer 54 erzeugt wieder ein Synchronisationssignal. Dieses bewirkt, daßSimilarly, as the post 28 moves one thousandth of an inch to the left, the slotted light beam becomes one thousandth of an inch Shifted inches to the left and the modulation of the light beam changes according to the stool and indentations of the fingerprint, on which the light beam now hits. The converter 54 again generates a synchronization signal. This causes

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die Abtastschaltung wieder jede der in der Anordnung 12 enthaltenen Fotodioden abfragt und eine zweite Impulsfolge erzeugt, die die Fingerabdruck-Information in der zweiten Abtastzeile darstellen. the sampling circuit again each of those contained in the arrangement 12 Interrogates photodiodes and generates a second pulse train representing the fingerprint information in the second scan line.

Diese Arbeitsweise setzt sich fort, bis der gesamte Fingerabdruck durch den geschlitzten Lichtstrahl abgetastet ist, Es sei jedoch noch darauf hingewiesen, daß sich das Abfragen der Diodenanordnung elektrisch weit schneller als die Bewegung der Stutze 28 durchführen läßt, so daß sämtliche Dioden abgefragt sind, bevor der geschlitzte Lichtstrahl die nächste Abtastzeile erreicht.This operation continues until the entire fingerprint is scanned by the slotted light beam, Let It Be However, it should be noted that the querying of the diode arrangement electrically far faster than the movement of the support 28 can be carried out, so that all diodes are interrogated before the slit light beam reaches the next scan line.

Aus diesen Gründen ist eine verbesserte Vorrichtung zum Verarbeiten von Fingerabdrücken offenbart worden, die ein einfaches Umsetzen und Verarbeiten von Fingerabdruck-Information in einer sehr genauen und zuverlässigen Weise mit einer verhältnismäßig umaufwendigen Einrichtung ermöglicht.For these reasons, there is an improved apparatus for processing of fingerprints has been disclosed, which enables simple conversion and processing of fingerprint information in one very accurate and reliable way with a relatively cumbersome facility.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Lichtstrahl zum Abtasten des gesamten Fingerabdruckes gegenüber der Platte verschoben. Es kann Jedoch noch eine weniger komplizierte und wirtschaftlichere Einrichtung vorgesehen werden, bei der der Fingerabdruck gegenüber dem Lichtstrahl verschoben wird. Dabei wird eine von Hand gehaltene Einrichtung oder eine vollständig tragbare Anordnung unter Bedingungen verwendet, bei denen der Fingerabdruck gegenüber dem Lichtstrahl verschoben wird.In the embodiment described above, the light beam is used to scan the entire fingerprint against the plate postponed. However, a less complicated and more economical device can be provided in which the fingerprint is shifted relative to the light beam. It uses a hand-held device or a fully portable one Arrangement used under conditions in which the fingerprint is shifted relative to the light beam.

In den Figuren 3 und 4 wird hierzu eine Anordnung gezeigt, bei der der Fingerabdruck zum Bwewirken eines Abtastvorganges gegenüber dem Lichtstrahl verschoben wird. Es sei noch gesagt, daß ähnliche Bezugszeichen zum Bezeichnen identischer Elemente in den Figuren verwendet werden.For this purpose, FIGS. 3 and 4 show an arrangement in which the fingerprint for the effect of a scanning process is opposite the light beam is shifted. It should also be noted that like reference numerals are used to designate identical elements in the figures are used.

Die in Fig. 3 gezeigte Plattenanordnung 132 der Vorrichtung enthält eine Stütze 62, auf der die optische Platte 64 verschiebbar ist. Die Stütze 62 ist mit einem zentrischen Kanal oder einer öffnung 66 versehen. Diese ermöglicht den Durchtritt der Lichtstrahlen durch die Platte 64. Die Platte 64 ist noch auf einemThe plate assembly 132 of the apparatus shown in FIG. 3 includes a support 62 on which the optical disk 64 is slidable. The support 62 is with a central channel or a opening 66 is provided. This enables the light rays to pass through through the plate 64. The plate 64 is still on one

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Schlitten 68 montiert. Dieser ist mit Rollen 70 auf der Oberseite der Stütze 62 verschiebbar. Auf dem Schlitten 68 befindet sich noch ein Umsetzer 71. In seinem Aufbau ist er dem Umsetzer 55 ähnlich. Zusätzlich wird der Schlitten 68 noch mit Schienenführungen 72 auf der Stütze 62 gehalten. Die SchienenfUhrungen greifen in entsprechende Ausnehmungen in der Unterseite des Schlittens ein.Slide 68 mounted. This can be displaced with rollers 70 on the upper side of the support 62. Located on the carriage 68 another converter 71. In its structure it is the converter 55 similar. In addition, the slide 68 is also held on the support 62 with rail guides 72. The rail guides engage in corresponding recesses in the underside of the carriage.

Nach der Darstellung in Fig. 3 ist die Oberseite der Stütze 62 mit einer Ausnehmung 74 versehen. Diese ist wesentlich langer als der Schlitten 68. Zusätzlich verläuft noch eine Stange 76 zwischen einem Ende der Ausnehmung 74 und dem Schlitten 68. Sie liegt gleitbar in einer Öffnung 78 im Schlitten. Eine Einrichtung 80 zum Herabsetzen der Geschwindigkeit ist mit dem Schlitten 68 verbunden und nimmt die Stangen 76 auf. Sie erhöht den Reibungskoeffizienten zwischen den Stangen und dem Schlitten und begrenzt damit die Vorwärtsgeschwindigkeit des Schlittens in der Ausnehmung. Die Einrichtung 80 kann zum Beispiel aus mehreren Filzscheiben bestehen. Mit engem Reibungseingriff sind die Stangen durch diese durchgeführt.As shown in FIG. 3, the top of the support 62 is provided with a recess 74. This is much longer than the carriage 68. In addition, a rod 76 runs between one end of the recess 74 and the carriage 68. You rests slidably in an opening 78 in the carriage. A means 80 for reducing the speed is with the carriage 68 connected and takes the rods 76 on. It increases the coefficient of friction between the rods and the slide and thus limits the forward speed of the carriage in the recess. The device 80 may, for example, consist of several Felt discs are made. The rods are passed through them with close frictional engagement.

Im Betrieb wird der Finger F auf die Platte 64 aufgelegt und die Spitze des Fingers liegt dabei am Anschlag 82 des Schlittens an. Der von dem Laser abgegebene geschlitzte Strahl wird dann so eingestellt, daß er auf das vordere Ende des Fingerabdruckes auftrifft, wenn die verschiedenen Teile die in Fig. 3 gezeigte Lage einnehmen. Der Umsetzer 71 erzeugt dann ein Synchronisationssignal und die Anordnung 12 wird abgefragt. Danach wird mit dem Finger F kontinuierlich ein Druck in ¥ Vorwärtsrichtung ausgeübt und dabei der Schlitten 68 bei Blickrichtung auf Fig. 3 nach rechts verschoben. Bei dieser Verschiebung des Schlittens wird seine Geschwindi&eit durch die Einrichtung 80 begrenzt. Bei der nun erfolgenden Relativbewegung des Fingers gegenüber dem Lichtstrahl wird der gesamte Fingerabdruck in der oben erläuterten Weise abgetastet. Die Einrichtung 80 zum Begrenzen der Geschwindigkeit verhindert die Erzeugung eines Synchronisationssignales, während die Anordnung noch von der vorhergehenden Abtastung abgefragt wird. In operation, the finger F is placed on the plate 64 and the tip of the finger rests against the stop 82 of the carriage. The slotted beam emitted by the laser is then adjusted so that it impinges on the leading end of the fingerprint when the various parts assume the position shown in FIG. The converter 71 then generates a synchronization signal and the arrangement 12 is interrogated. Thereafter, a pressure in ¥ forward direction is exerted with the finger F continuously while the carriage 68 when viewed in Fig. 3 are shifted to the right. During this displacement of the slide, its speed is limited by the device 80. During the relative movement of the finger with respect to the light beam, the entire fingerprint is scanned in the manner explained above. The device 80 for limiting the speed prevents the generation of a synchronization signal while the arrangement is still being interrogated by the previous scan.

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Die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Konstruktion ist damit ein zuverlässiges und leicht tragbares System zum Verarbeiten von Fingerabdruck-Information.The construction shown in Figures 3 and 4 is thus a reliable and easily portable system for processing fingerprint information.

Im vorstehenden sind bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden. Es leuchtet jedoch ein, daß zahlreiche Auslassungen, Änderungen und Zusätze bei diesen Ausführungsformen getroffen werden können, ohne daß damit das Wesen und der Be reich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.The foregoing has shown and described preferred embodiments. It will be understood, however, that numerous omissions, changes, and additions can be made in these embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention.

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Claims

Cologne, October 21, 1978 vA.

Applicant: Michael Schüler

4465 Douglas Avenue Riverdale, New York, U.S.A.

My reference: Sch 56/1

PATENT CLAIMS I

(1./ device for taking and processing fingerprints, characterized by the following features:

a light source (16) for generating an interrogating light beam (30),

a transparent plate (32) for placing a finger on it,

said plate (32) being so arranged in the path of the interrogating light beam (30) that it carries the light beam receives and reflects a modulated light beam (54) which modulates with information relating to the finger image is,

Slot-forming elements (18, 20) that the interrogating Transform the light beam into the shape of a light slit,

optical scanning devices (28, 34, etc. in Fig. 1 and 68, 70 «- etc. in Fig. 3) to scan the finger image caused by the interrogating, slit-shaped light beam,

Converters (12, 55) which are arranged in the light path below the plate and a surface that receives a light beam Have with a predetermined slit shape to receive the modulated slit light beam so as to be in the modulated To convert light beam contained information related to the finger image into several information signals that the Represent information relating to the finger image in the recorded modulated slit light beam.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the

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Scanning device is a sliding device that causes the angular relationship between the interrogating Light beam and the finger image remains constant during the optical scanning.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the converter has a device for electronic scanning the finger image information contained in the slot and synchronization means for synchronizing the electronic scanning devices in successive ones Sections and locations of the optical scanning devices, making a relatively fast electronic Scan along a first axis and a relatively slower optical scan along a second Axis perpendicular to the first axis is reached.

k. Device according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the optical scanning device displaces the plate along a plane parallel to itself.

5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the optical scanning device is the scanning Beam shifts in one direction to make successive layers of the beam parallel to the other layers of the beam to keep.

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the scanned finger image is a flat object.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the interrogating light beam is aligned in parallel.

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