(57)【要約】【課題】欺瞞の試みに対抗して、入口領域での認知チェックのために突起線スジパターンを評価する生物測定の信頼度を向上させることができる方法を提供する。【解決手段】本発明は、生来固有の皮膚(５)を識別するための方法であって、皮膚表面(４)に対し可視光または隣接領域の光を入射個所(１)に照射するとともに、入射個所(１)にて皮膚表面(４)を通って入射し皮膚(５)中で散乱して出射した光の部分を散乱光(７)として検出個所(９)にて検出器(２０)を用いて検出し、検出器(２０)によって捉えられた信号をコンパレーターに供給して登録されたデータと比較する。この方法を実施するための装置もまた、発明の対象である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触の生物測定によって人物を識別するにあたり天然のままの皮膚(５)を認識するための方法であって、皮膚表面(４)に対し数個の特定のスペクトル領域を用いて可視光または隣接領域の光を、指または手の平に割り当てられた一つの入射個所(１)にて照射するとともに、該入射個所(１)にて皮膚表面(４)を通って入射し皮膚(５)中で散乱して出射した光の部分を、散乱光(７)として検出個所(９)にて検出器(２０)を用いて検出し、同時に、突起線スジセンサーでもって特徴的な線スジパターンを光学的に非接触で捉え、検出器(２０)によって捉えられた信号をコンパレーターに供給して登録されたデータと比較することを特徴とする認識方法。
【請求項２】
入射個所(１)への照射のために、一つのスペクトル領域の光が用いられ、この際、吸収及び／または散乱が、皮膚中に存在する天然物質に固有の値を取ることを特徴とする請求項１に記載の認識方法。
【請求項３】
約６００ｎｍのスペクトル領域の光、及び、約８００ｎｍのスペクトル領域の光が入射個所(１)の照明に用いられることを特徴とする請求項２に記載の認識方法。
【請求項４】
約１２５０ｎｍのスペクトル領域の光が入射個所(１)の照明に用いられることを特徴とする請求項２または３に記載の認識方法。
【請求項５】
空間的に相異なる数個の検出個所(９)にて散乱光(７)を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の認識方法。
【請求項６】
前記数個の検出個所(９)が、入射個所(１)に対して相異なる間隔で備えられていることを特徴とする請求項５に記載の認識方法。
【請求項７】
光の強度が時間的に変化することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の認識方法。
【請求項８】
散乱光(７)が導光部材(１９)を通じて検出器(２０)に供給されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の認識方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の認識方法を実施すべく、入射個所(１)での皮膚表面の照明のための光源(１０,１１)と、検出個所(９)にて出射される散乱光(７)を検出するための検出器(２０)と、皮膚(５)の特徴的な線スジパターンを光学的に非接触で捉えるためのカメラ(２２)を有する突起線スジセンサーと、コンパレーターとして機能するデータ処理装置、特にはマイクロプロセッサーとを備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
光源(１０,１１)が、皮膚(５)上に、近似的なまたは完全な円形リングに相当する照射パターン(８)を生成することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
一つの光源(１０,１１)が、一つの照射リング(１５,１６)に割り当てられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
検出個所(９)が前記円形リングの中心に割り当てられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
数個の光源(１０,１１)が照射リング(１５,１６)に配置され、相異なる波長の光を出射することを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
ある波長の光源(１０,１１)の数が、該波長での皮膚(５)の散乱能及び吸収能に合わせ
られていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
照射パターン(８)の径が、光源(１０,１１)から出射される波長、及びこれに関連した皮膚(５)の散乱能及び吸収能に合わせられていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも２つの互いに同心に配された照射リング(１５,１６)が備えられ、相異なる波長の光を出射することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
発光ダイオードが光源(１０,１１)として備えられることを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
レーザーが光源(１０,１１)として備えられることを特徴とする請求項９〜１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
照射リング(１５,１６)が、光学材料からなる全反射する管部材によって形成されていることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
光源(１０,１１)を皮膚(５)上に映し出すレンズ(１３)が備えられることを特徴とする請求項９〜１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
レンズ(１３)の中央の孔に検出器(２０)が割り当てられていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
光源(１０,１１)と、皮膚(５)上に照射パターン(８)を映し出す役割をするレンズ(１３)との間の光路に、該光路を折り曲げる鏡(２１)が配置され、
レンズ(１３)は、管部材に隣接して、または管部材の内部に配置されることを特徴とする請求項２０または２１に記載の装置。
【請求項２３】
照射パターン(８)が入射個所(１)にてプロジェクターによって作り出されることを特徴とする請求項１０〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
光照射パターン(８)が、レーザー・パターン生成器によって、特には、レーザーダイオード・円形プロジェクターによって作り出されることを特徴とする請求項１０〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
散乱光(７)を検出器(２０)に供給するための導光部材(１９)が備えられることを特徴とする請求項９〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
導光部材(１９)がフレキシブルに形成され、任意の位置に配置された検出器(２０)にまで導かれていることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
光路中、検出器(２０)の前にスペクトロメーターが配置されたことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
検出器(２０)が光ダイオード・アレイ（ＰＤＡ）によって形成されたことを特徴とする請求項９〜２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
検出器(２０)が電荷結合素子（ＣＣＤ）によって形成されたことを特徴とする請求項９〜２７のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
光源(１０，１１)の輝度を監視するための監視センサーが備えられたことを特徴とする請求項９〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
光源(１０，１１)により生成した光と、測定のための散乱光とを突起線スジセンサーの対物側の光路に挿入するための光線分割器が備えられることを特徴とする請求項９に記載
の装置。
【請求項３２】
検出器(２０)が突起線スジセンサーのカメラ(２２)からなることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項３３】
照射パターン(８)と、検出個所(９)から出射される散乱光(７)とを捉えるためのカメラ(２２)が備えられることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
照射光路中、及び検出光路中のいずれにも、偏光フィルター(２３)が配置されたことを特徴とする請求項９〜３３のいずれかに記載の装置。
【請求項３５】
レンズ(１３)には、中央が円形の絞り(２７)が割り当てられ、数個の光源(１０,１１)が相異なる間隔で一つの光学軸上に配置されたことを特徴とする請求項２０〜３４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然のままの皮膚を識別するための装置、及びこの方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最初に示したシステムにおける認知・識別チェックに関連して、例えばオープンな複合施設やデータネットワークであり得るように、入口での認知による個人識別のために、強い条件で生物測定(biometrics)によるチェックが行われる。個人の生物測定に係る固有の特徴には、パスワードまたはカギを用いる場合とは対称的に、危険性がないからである。パスワードやカギは紛失したり他人に引き渡されたりする可能性がある。実務により実証されたところによると、手の平または指先の突起線スジパターンが、各個人で相異なる不変の判別用特徴として用いられる。ここで、突起線スジパターンが非接触で光学的に捉えられる。この測定の際、突起線スジパターンを、皮膚表面のトポロジーとして評価するか、または、突起線スジにより形成された浮き彫りのパターンとして別個に練り上げられたものを評価する。この場合、次のような問題がある。突起線スジパターンの知見では、一般に、生物測定データを識別するための測定装置が、偽のパターンにだまされてしまうことがある。偽のパターンは、３次元の本来のパターンに一致する突起線スジパターンのレプリカを備えるものであり、例えば、２次元のレプリカ、３次元のレプリカ、または、本来の指のカバーの形態であることが考えられる。
【特許文献１】ヨーロッパ特許公開EP-0359554A
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の根底をなす課題は、入口での認知チェックのための欺瞞の試みに対する生物測定の信頼度、特には突起線スジパターンを用いる生物測定の信頼度を向上させることができる方法を提供することである。さらには、このような方法を実施することのできる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
【０００４】
本発明によると、上記課題は、方法の部分に関して以下のようにして解決される。天然のままの皮膚を識別するための方法であって、皮膚表面に対し可視光線または隣接領域の光を入射個所に照射するとともに、入射個所にて皮膚表面を通って入射し皮膚中で散乱して出射した光の部分を散乱光として検出個所にて検出器を用いて検出し、検出器によって捉えられた信号をコンパレーターに供給して登録されたデータと比較する。
【０００５】
上記方法は以下の利点を与える。天然のままの皮膚の光学的な固有特性を散乱光の測定によりチェックすることができる。これにより、導入部で述べたような欺瞞の可能性を排除することができる。このため、皮膚が入射個所で光線により照射され、該光線は、ある部分が、皮膚の表面で、分散しつつ反射する。光線の残りの部分は、皮膚組織中を通り、この体積中に、多重散乱により分配される。散乱光のほんの一部は、皮膚表面を通って外側へと戻り、したがって、皮膚が明るく見える。生来の皮膚は、複雑な組織構造から構成されており、多くの光学的に活性な物質を含むので、特には散乱（ミー及びレイリー散乱）及び散乱光により決まる吸収に関連した光学的な固有特性は、模倣することができないか、または、模倣するのに非常に高いコストがかかる。したがって、入射個所と検出個所とが別個の個所であるのが好ましい。
【０００６】
本発明の方法の確実性は、入射個所への照射のために、特定のスペクトル領域の光を用いることにより向上する。これは、光学的な特性に関連して、吸収及び／または散乱が、皮膚中に存在する天然物質に固有の固有値を取りうるからである。したがって、特には入射個所での照明のために、あるスペクトル領域の光が用いられる。このスペクトル領域では、吸収及び散乱が、皮膚中に本来存在する天然物質に特徴的な値を取る。
【０００７】
本発明の枠内において、測定結果の改良のために、さらに以下のことが想定されている。数個の制限されたスペクトル領域が、入射個所の照明のために用いられる。ここで、６００ｎｍ付近及び８００ｎｍ付近のスペクトル領域を入射個所の照明に用いるのが好ましい。これらの波長の間では、ヘモグロビンの吸収の大きなジャンプのみならず、皮膚色素物質メラニンの吸収の違いを捉えることができ、また、これら２つの波長では、血液における酸素飽和度の揺れ動きが測定に影響を与えないからである。入射個所にて皮膚の照明を行うための、さらなる好ましい特定のスペクトル領域が、約１２５０ｎｍにある。この波長領域では、組織の含水率が、ほぼ測定結果を決定する。
【０００８】
全くもって特に好ましい実施形態は、数個の空間的に異なる検出個所にて検出が行われることを特徴とする。特には、数個の検出個所が、入射個所からの相異なる距離を有しているのが好ましい。散乱光の強度が、入射個所からの変動する距離でもって、「散乱関数」と呼ばれる所定の関数により得られる。この「散乱関数」は、距離依存性の他にも、入射光の波長に対する依存性を有する。そのため、本方法においては、照射されたサンプルが、その散乱関数の点で天然のままの皮膚に一致するかどうかについて、厳密なチェックを行うという実施形態をとることができる。現在知る限りでは、散乱関数を人工的に精密に再生した上で、この散乱関数に近似するために用いられる材料について、線スジ突起パターン再生のために必須の表面外形をさらに有するようにするということは不可能である。
【０００９】
光の強度が時間的に変動して変動光を利用するときには、周辺のじゃまな光に対して鈍感となる。周辺のじゃまな光は、例えばスクリーニングといった従来から一般的な簡単な計算によっては、しばしば、充分に取り除くことができない。
【００１０】
検出個所からの散乱光を、導光部材を用いて検出器に導くという実施形態も、同様に可能である。
【００１１】
さらに、本発明の枠内において、入射個所が人の指であるかまたは手の表面に割り当てられているときには、線スジ突起センサーを用いて非接触かつ光学的に、特徴的な線スジ突起パターンが、同時に捉えられる。大きな利点は、欺瞞の試みに対するさらなる防衛である。実際にそのような個所で、突起線スジパターンと、天然の皮膚の散乱比とを捉える２つの測定は、ほぼ同時に行われるのであり、このため、２つの測定の間に、測定サンプルをシフトさせたり取り替えることは不可能だからである。
【００１２】
本発明によると、上記課題の装置に関する部分は、以下により解決される。皮膚表面を入射個所にて照らすための光源と、検出個所にて発せられた散乱光を検出するための検出器と、コンパレーターとして機能するデータ処理装置、特にはマイクロプロセッサーとを備える。また、光源は、皮膚に対して、ほぼまたは完全に円形リングに相当する照射パターンを生成する。このような構成であると、組織の不均一さに関連した平均値を生成するとともに、より多数の同様の固有散乱分布を重ね合わせることによって充分な強度の計測信号を生成することにより、計測の確実性を向上させるのに役立つ。
【００１３】
円形リングに相当する照射パターンは、簡単で、したがって好ましい態様において、上記光源が、一つの照射リングに割り当てられることにより、生成する。ここで、検出個所が円形リングの中心に割り当てられているならば、円形リングに相当する照射パターンは、散乱光の強度を高くすることを考慮し、入射個所から所定の間隔、すなわち、好ましいものとして知られた半径Ｒを有する。照射パターンのこのような対称性が、半径Ｒに対応する距離での、強い信号を生成する上で、存分に利用されるからである。
【００１４】
散乱光を捉えるためには、相異なる波長の光を発する数個の光源が照射リングに割り当てられているならば好ましい。さらには、ある波長の光源の数が、該波長における皮膚の散乱及び吸収能（散乱関数）と相関関係があるのが好ましい。このようであると、ある波長の光は、その散乱関数が、所定の間隔にて、ある一つの強い強度変動を引き起こし、照射リング全体に伝わった高い照射強度でもって、入射個所に照射される。そのため、強度の点で他の波長の測定信号に匹敵する、充分な測定信号が得られる。
【００１５】
上記に代えて、次のような実施態様が可能である。リング状照射パターンの径は、光源から発せられる光の波長と、これに相関している、皮膚の散乱及び吸収能（散乱関数）とにより決められる。したがって、良好な測定が可能な、散乱光の強度を得るためには、入射光の強度のみならず、検出位置からの距離も変えられる。
【００１６】
このことは、特に簡単で、したがって好ましい態様では、同心かつ交互に配置された少なくとも２つの照射リングを備え、相異なる波長の光が発せられることにより達成される。
【００１７】
本発明の枠内において、発光ダイオードが光源として想定される。一つの多角形により近似された円形リングを描き、とびとびの光のスポットにより近似されたリング状の照射パターンを生成する。円形近似の限界は、照射リングを、光学材料からなる一つの全反射を行う管状体によって形成することにより、克服される。管状体には一方の側から光が入射し、該光が、両壁面の間で繰り返し全反射を行い、したがって、全周にわたって均一に分布する。そのため、均一に照射された円形リング、及び、対応する照射パターンが生成する。この際、管状体の出口面が光ることとなりうる。
【００１８】
また、レーザーを光源として用いることができる。また、皮膚上に光源を映し出すレンズを用いることが想定される。デフォーカスに対する測定装置の感度を小さくするとともに、既知の焦点深度で欠陥のない測定結果を得るために、レンズの中央孔が検出器に割り当てられており、したがって、共軸の測定構成が選択されている。
【００１９】
装置のコンパクトな構造を達成するためには、皮膚上に照射パターンを映し出すのに役立つレンズと、光源との間の照射経路中に、鏡が配置される。鏡は、照射経路を屈曲させて、レンズが、管状体に近接して、または管状体中に配置されるようにする。
【００２０】
照射パターンの生成は、光源、集光レンズ、投射マスターパターン及び対物レンズからなる従来より一般的なプロジェクターを配置することによっても行うことができ、これにより、入射個所が照らされる。また、レーザーパターンプロジェクター、例えばレーザーダイオード・リングプロジェクターが好ましい。
【００２１】
散乱光を検出器に導く導光部材が備えられるならば、同様に好ましい。特には、導光部材がフレキシブルに構成されることで、任意の位置であって照射経路より外側に配置された検出器へと導くのであれば、好ましい。
【００２２】
確実性の要求が高い用途に用いる場合の難しい技術的解決を行うべく、比較的多くの別個の波長にて測定を行う必要があるならば、対応して多数の光源及び照射リングを実現するための技術面からのコストが大きくなる。この場合、本発明によれば、照射経路中にあって検出器の前には、簡単な構造であって、したがってコスト的に好ましい構造である回折格子分光計といったスペクトロメーターが配置される。これは、波長に依存する散乱光強度の評価を可能にする。検出器は、光ダイオード・アレイ（ＰＤＡ）または電荷結合素子（ＣＣＤ）から構成されると好ましい。また、光源の発光強度についてモニターするための光度センサー、例えばモニター用計測ダイオードを備えることが想定される。これにより、一定状態に制御することができる実施態様が実現される。
【００２３】
本発明の枠内において、入射個所に人の指または手の平が割り当てられ、突起線スジセンサーでもって特徴的な線スジパターンを、同時に、光学的に非接触で捉えるならば好ましい。このようであると、欺瞞の試みをチェックする観点から、入口領域のチェックが一つの装置に統合されるからである。生体検知及び生物測定による識別という非接触で実施される２つの測定について、測定領域を狭小な空間内で組み合わせつつ、ほぼ同時に行うならば、特に好ましい。
【００２４】
測定領域を空間的に一致させることは、光源により生成される光及び測定される散乱光を、突起線スジセンサーの対物側の照射経路に挿入するための光線分割器を備えるならば、達成することができる。
【００２５】
検出器を突起線スジセンサーのカメラにより構成することが、同様に、可能であってかつ好ましい。ここで、カメラは、検出個所から発せられる散乱光を受けるために備えられるものである。突起線スジセンサーとしてのカメラを用いるにあたり、測定スポット像では、さらに、皮膚上の照射パターンが撮像され、該測定スポット像にて測定が行われる。この場合、体積散乱が入射個所表面での散乱と重ね合わされたものを基準の大きさとするのであり、光源の安定化または制御は、必ず必要というのではない。
【００２６】
突起線スジセンサーのカメラを用いるにあたり、さらには、散乱光センサーの照射光線経路中、及び、カメラの前に、それぞれ、クロス配置の偏光フィルターが配置されるならば好ましい。このようであると、突起線スジパターンを捉えるにあたり、眩光効果を避けることができるからである。突起線スジセンサーとして、ドイツ特許公開DE 198 18 229 A1に記載されたセンサーを用いることができ、また、これを用いるのが好ましい。どっちみち、カメラの前に偏光フィルターが備えられ、測定スポット像の光学測定的な分析が行われるからである。
【００２７】
レンズにリング状の絞りを割り当てるとともに、光学軸上に、種々の間隔で数個の光源を配置するならば、簡単かつ省スペースの照射装置を実現することができる。また、皮膚上の照射パターンについての公知のデフォーカスはじゃまにならないので、このような構造により、簡単な具合に、多数のリング像を生成することができる。ここでは、測定カメラまたは検出器に対して十分な大きさの像だけが観察される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、入射個所１に所定の強度及び波長の光線が照射される場合の散乱光７の発生について単純化したものである。光線２の一部が、皮膚５の表面４で拡散するようにして反射しており、これにより、光束６が生成している。光線２の他の部分は、該表面４を通り抜けて皮膚組織中に入り込み、そこで多重光に分配される。皮膚５中にて散乱された光のほんの一部が、皮膚表面４から外側に、可視散乱光７として戻る。この散乱光７の強度は、散乱関数Ｓにしたがって、入射個所から出射個所までの距離、及び、入射光の波長に、特徴的な様式で依存する。このような散乱関数Ｓをなす規則的な依存性は、皮膚５の光学的な材料特性に由来するが、図２では、３つの相異なる波長について模式的に示している。充分に大きなシグナル−ノイズ比を実現し、組織の不均一性に関する平均値を得るためには、光が円形リングに対応する一つの照射パターン８をなして、皮膚５に照射される。したがって、図４に示すように、入射個所１は、この円形リングの形をなし、そのため、検出個所９は、この円形リングの中心に配置される。円形リングの形のこの照射パターンにより、図３に示す散乱関数を、これらの間隔の半分のところの軸を中心に回転させて重ね合せた一つの総散乱関数が得られる。その結果、中心では、比較的大きな強度を利用可能となる。
【００２９】
図５には、天然の皮膚５を把握する方法を実施することができる装置の構成を示す。図示の実施例では、全周にわたって均等であって２つの同心円上にそれぞれ配置された２つの光源１０，１１が、相異なる波長を有する。内側の円に光源１０が配置されており、この光源１０が、より散乱関数Ｓの強い光を生成する。例えば、比較的短波長の可視光、または、比較的長波長の赤外光を生成する。
【００３０】
図には示さない実施例によると、上記に代えて、異なる波長の光源１０，１１が一つの円上に配置される。この場合、光源１０，１１の数量的な比を、散乱関数Ｓに適合させている。したがって、例えば、可視光用に、短波長の光源１０，１１が、長波長のものよりも、より多く用いられている。
【００３１】
光源１０，１１から出射されて集束された、矢印１２で示す光は、レンズ１３に向かっている。このレンズ１３は、光源１０，１１を、照射リング９の構成部分３として、皮膚５上に映し出す。検出個所９に出て来た散乱光７は、一つの小さな測定カメラ１４でもって測定される。この測定カメラ１４は、レンズ１３の中央の孔の中にある。測定カメラ１４は、対物レンズ２５と、測定スポット像の位置にある検出器２０とからなる。
【００３２】
図６の実施例は、照射の条件・構成の点で、図５のものと異なる。図６の実施例では、光源１０，１１が、照射リング１５，１６としての、差し込んで合わされた２つの管部材における入射面に向けられている。光は、全反射に基づき照射リング１５，１６中を、他方の側の出射面へと導かれる。管部材は、例えば、アクリルガラスのような光学材料からなる。出射面は、軽度に粗面化されている。これにより、互いに近接して均等に出射する２つのリング状光源を形成している。これは、空気によって隔てられたリング状断面をなすよりも、測定精度の点で好ましい。図７に示す変形例では、検出器２０が測定スポットの像のところになく、ケーシング１７中の導光部材１９の一端にある。このケーシング１７は、管部材の内側にある。ケーシング１７は、同様に、装置の完成のために、さらに必要な構造部分を含む。例えば、コンパレーター、電源その他を含む。
【００３３】
ケーシングは、管部材の内側に配置せざるを得ない。図８は、フレキシブルな導光部材１９を用いた場合について示す。フレキシブルな導光部材１９により、外れた位置であって原理的には任意の位置にある検出器２０へと通じている。また、図８は、装置構造をコンパクトにするために、光源１０，１１とレンズ１３との間の光路中に鏡２１を用いることを示す。光路中、検出器２０の前にスペクトロメーターを配することは図示していない。これは、波長に依存する散乱強度の評価を実現するためのものであり、また、特定の光源１０，１１を選択するのでなく、広い範囲から相応に選択できるようにするためである。
【００３４】
同様に不図示であるのは、光源１０，１１で生成した光を、突起線スジセンサー２４の対物側の光路中に挿入するための光線分割器である。これは、同一個所での個人識別及び生での認識を実現可能にする。また、原理的には、相応の検出器２０でもって、すなわち突起線スジセンサー２４のカメラ２２でもって実現可能にする。これにより、特には「指紋」を非接触で光学的に把握することができる。突起線スジパターンは、光源１０，１１により照らされ、カメラ２２により捉えられる。ここで、照射光光路中、及び、検出光光路中のいずれにおいても、１つの偏光フィルター２３が配置されている。偏光フィルター２３の配向にしたがい、表皮パターン及び皮下パターンを捉えることができる。詳細については、ドイツ特許公開DE 198 18 229 A1に示されている。散乱光測定の際、変化させた偏光により散乱された光のみを測定する。ここで、偏光フィルター２３の偏光方向の調整については、一様でない具合に選ばれる。次いで、撮影を行うカメラ２２の信号は、生のままの皮膚５の散乱特性という観点から評価される。
【００３５】
皮膚５上の照明パターン８についての知られたぼやけが、じゃまにならないという事実を知るならば、図９に示す比較的簡単で省スペースの照明装置を実現することができる。
【００３６】
光源１０は、中央部にリング状の絞り２７を備えたレンズ１３により、皮膚上にデフォーカスされて映し出される。ここで、絞り２７は、測定カメラ１４よりも大きい。レンズ１３において瞳孔として作用する部分がリング状であるため、光源１０のデフォーカスされた映像が、同様にリング状である。波長の異なる第２の光源１１が、第１の光源１０の光学軸上にあって、前方または後方に位置するので、第２の同心円状の照明リングが生成する。したがって、光学軸上に数個の光源１０，１１を配置することができ、これに対応する数のリング状映像が生成する。光源１０，１１の位置は、選ばれるリングの半径によって選択される。
【００３７】
ぼやけ具合及びリング幅は、リング半径Ｒが増大するにつれて大きくなる。しかし、リング半径Ｒの増大は、さらに許容可能であって、配置設計のために幾何学的な点から考慮に入れられる。光源１０，１１の間隔に関して、プラス側及びマイナス側にデフォーカスして互いに組み合わせるならば、得られる利点により実際的である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】皮膚の照明工程についての模式図である。
【図２】散乱光の強度についての、入射個所から検出個所までの距離ｒの依存性を示すグラフである。３つの異なる波長について示す。
【図３】２Ｒの間隔で配置された２つの入射個所での散乱関数を重ね合わせた、図２に対応するグラフである。
【図４】入射個所を中心とする円形リングの模式図である。
【図５】本発明の装置の構成について示す模式図である。相異なる照射リングに、相異なる波長の光源が配置されている。
【図６】上記に代えて全反射の管部材を用いる場合の実施例について示す、図５に対応する模式図である。
【図７】さらに他の実施例について示す、図５に対応する模式図である。コンパレーターを用いて検出及び評価を行うための一体構造及び導光部材を備える。
【図８】構造体を短くするために照射光の経路中に鏡を用いた場合の、図５に対応する模式図である。
【図９】絞りを用いて複数のリングパターンを生成するための簡単な構造について示す。
【図１０】指の線すじを把握する装置と協同で作動するための、光源及び検出器についての他の配置構成について示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触の生物測定によって人物を識別するにあたり天然のままの皮膚(５)を認識するための方法であって、皮膚表面(４)に対し光源（１０）から可視光または隣接領域の光を、指または手の平に割り当てられた一つの入射個所(１)にて照射するとともに、該入射個所(１)にて皮膚表面(４)を通って入射し皮膚(５)中で散乱して出射した光の部分を、散乱光(７)として、指または手の平に割り当てられた検出個所(９)にて検出器(２０)を用いて検出し、同時に、突起線スジセンサーでもって特徴的な線スジパターンを光学的に非接触で捉え、検出器(２０)によって捉えられた信号をコンパレーターに供給して登録されたデータと比較する方法において、
複数の特定のスペクトル領域にある、互いに異なる波長の散乱光(７)を生成する役割を果たす複数の光源（１０，１１）が、一つの入射箇所（１）への照明を行うのに用いられ、
散乱光(７)の強度についての、入射個所からの距離依存性、及び、入射光の波長に対する依存性に基づき、照射されたサンプルが、その散乱関数の点で天然のままの皮膚に一致するかどうかについてチェックを行うことを特徴とする認識方法。
【請求項２】
入射個所(１)への照射のために、一つのスペクトル領域の光が用いられ、この際、吸収及び／または散乱が、皮膚中に存在する天然物質に固有の値を取ることを特徴とする請求項１に記載の認識方法。
【請求項３】
約６００ｎｍのスペクトル領域の光、及び、約８００ｎｍのスペクトル領域の光、及び、約１２５０ｎｍのスペクトル領域の光のうちの少なくともいずれかが入射個所(１)の照明に用いられることを特徴とする請求項２に記載の認識方法。
【請求項４】
空間的に相異なる複数の検出個所(９)にて散乱光(７)を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の認識方法。
【請求項５】
前記複数の検出個所(９)が、入射個所(１)に対して相異なる間隔で備えられていることを特徴とする請求項４に記載の認識方法。
【請求項６】
光の強度が時間的に変化することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の認識方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の認識方法を実施すべく、非接触の生物測定によって人物を識別するにあたり天然のままの皮膚(５)を認識するための装置であって、
皮膚(５)の特徴的な線スジパターンを光学的に非接触で捉えるための突起線スジセンサー（24）と、データ処理装置と、複数の波長の光を、指または手の平に割り当てられた一つの入射個所(１)に照射するための複数の光源(１０,１１)と、該入射個所(１)にて皮膚表面(４)を通って入射し皮膚(５)中で散乱して出射した光の部分を、散乱光(７)として検出個所(９)にて検出する検出器(２０)とを備えることを特徴とする装置。
【請求項８】
複数の光源(１０,１１)からの光を組み合わせて皮膚(５)上へと導くための、光学材料からなる全反射する管部材が備えられることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
光源(１０,１１)を皮膚(５)上に映し出すレンズ(１３)が備えられることを特徴とする請求項７または8に記載の装置。
【請求項１０】
照射パターン(８)が入射個所(１)にてプロジェクターによって作り出されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
光源(１０,１１)と皮膚(５)との間の光路に鏡(２１)が配置されたことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
散乱光(７)を検出器(２０)に供給するための導光部材(１９)が備えられることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
光路中、検出器(２０)の前にスペクトロメーターが配置されたことを特徴とする請求項７〜１２に記載の装置。
【請求項１４】
検出器(２０)が光ダイオード・アレイ（ＰＤＡ）によって形成されたことを特徴とする請求項７〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
検出器(２０)が突起線スジセンサーのカメラ(２２)からなることを特徴とする請求項７〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
照射パターン(８)と、検出個所(９)から出射される散乱光(７)とを捉えるためにカメラ(２２)が備えられることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
マイクロプロセッサーからなるデータ処理装置を備え、このデータ処理装置は、散乱光(７)の強度についての、入射個所からの距離依存性、及び、入射光の波長に対する依存性に基づき、照射されたサンプルが、その散乱関数の点で天然のままの皮膚に一致するかどうかについてチェックを行うコンパレーターとして機能することを特徴とする請求項７〜１６に記載の装置。