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Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Ver-
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gleichs gegebener Muster, insbesondere Fingerabdrücke Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs und
einer Vorrichtung nach der Gattung des ersten Vorrichtungsanspruchs.
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Aus dem US-PS 3 947 128 ist es bekannt, den unmittelbar gewonnenen
Fingerabdruck einer Person mit einer Aufzeichnung dieses Fingerabdrucks zu vergleichen,
die sich beispielsweise auf einem Ausweispapier, einer Kreditkarte, einem sonstigen
Informationsträger o.dgl. befinden.
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Zur Durchführung dieses Vergleichs wird ein Abbild des Fingerabdrucks
durch Auflegen des Fingers der betreffenden Person auf
ein Prisma
hergestellt und dieses Abbild wird durch optische Mittel zur Deckung gebracht mit
dem aufgezeichneten Fingerabdruck, der sich mit dem ihn tragenden Aufzeichnungsträger
in einem Kartenschlitz des Vergleichsgerätes befindet. Zur Herbeiführung der Deckungsgleichheit
wird das ein Abbild des Fingerabdrucks tragende Lichtbündel einer Suchbewegung unterworfen,
und zwar mit Hilfe eines ersten trapezförmigen Prismas und anschliessend mit Hilfe
von zwei prismatischen Keilformen, die um eine Achse eine Drehbewegung ausführen.
Bei Identität der Fingerabdruckabbildung mit der Aufzeichnung ergibt sich nach photoelektrischer
Umwandlung des den Vergleich bewirkenden Lichtstrahlbündels eine bestimmte Charakteristik
der wechselstromartigen Ausgangsgröße des Photodetektors, die ausgatertet werden
kann. Dieses Identitätscharakteristikum kann ein maximaler oder ein minimaler Ausgangswert
sein, je nachdem, ob negative oder positive Finge rabdruck-Charakteristiken miteinander
verglichen worden sind. Angaben über die effektive Auswertung des gewonnenen Detektorausgangssignals
sowie deren genauem Verlauf werden nicht gemacht.
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Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage sind, die optisch gewonnenen Vergl eichsgrößen
bei der Finge rabdrucks-Verglelchsdurchführung nach ihrer Umsetzung in eine elektrische
Größe so zu erfassen und zu interpretieren, daß eine zuverlässige Aussage über den
Identitätsgehalt des mit der Au fzeichnung verglichenen Fingerabdrucks gemacht werden
kann.
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Vorteile der Erfindung Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden
Merkmalen
des ersten Verfahrensanspruchs bzw. mit den Merkmalen
des ersten Vorrichtungsanspruchs und hat den Vorteil, daß auch bei ähnlichen Fingerabdrücken
die Genauigkeit der Identiteitsaussage besonders hoch und zuverlässig ist, wobei
Fehler im wesentlichen ausgeschlossen werden können. Die Erfindung beruht auf der
Auswertung einer größeren Anzahl, nämlich mindestens zwei unterschiedl ichen Untersuchungs-
und Überprüfungskriterien und erst dann, wenn ein Gesamtausgangssignal einen vorgegebenen
Pegel überschreitet, der auch einstellbar ist, ist die Identität des zu überprüfenden
Fingerabdrucks mit der Aufzeichnung als sicher anzunehmen.
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Vorteilhaft ist weiterhin, daß zusätzlich zu der optischen Suchbewegung
in der X- Y-Koordinatenebene, in welcher sich die Aufzeichn ung befindet, auch die
Aufzeichnung selbst noch einer mechanischen Verschiebebewegung unterworfen werden
kann, vorzugsweise gleichzeitig mit der optischen Suchbewegung zur Erzielung einer
Deckungsgleichheit, so daß es möglich ist, auch bei etwas schräger Einführung des
den zu überprüfenden Fingerabdruck tragenden Fingers in die Fingerführung eine optimale
Aussage über den Identitätsgehalt gemacht werden kann. Weitere Unterregelschleifen
sind vorhanden, um die Lampenhelltgkeit oder die Verstärkung des Systems auf vorgegebenen
Werten aufrechtzuerhalten.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft
ist die Möglichkeit einer optischen Verzerrung der Abbildform des Fingerabdrucks,
wobei gleichzeitig
bei der Erstellung der Aufzeichnung dieses Fingerabdrucks
eine identische Verzerrung vorgenommen worden ist. Hierdurch schließt man Fälschungen
sicher aus, denn es werden dann nicht Aufzeichnungen von Fingerabdrücken mit ihrem
Abbild verglichen, sondern von Anfang an verzerrte Darstellungen mit entsprechend
ve rze rrten, unmittelbar gewonnenen Abbildern.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1: in schematischer Darstellung den optisch-mechanischen
Aufbau des erfindungsgemäßen Systems zum Fingerabdruckvergleich, die Fig. 2a und
2b: die Arbeitsweise eines rotierenden Keilsystems in schematischer Darstellung
sowie die In einer Ebene sich durch diese Suchbewegung ergebende spiralige Verschiebung
des Fingerabdruckabbilds, Fig. 3: einen möglichen Kurvenverlauf des Detektorausgangssignals
bei Identität von Abbild und Aufzeichnung des Fingerabdrucks, Fig. 4: in schematischer
Blockbilddarstellung die eine Vielzahl von Übe rprüfungskri terien sichernde elektronische
Auswerteschaltung, Fig. 5: ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltung
in Form eines Blockschaltbildes zur Gewinnung des im Detektorsignal enthaltenden
Sinus-Grundschwingungssignals, die Fig. 6a und 6b: Blockbilddarstellungen von Schaltungen
zur
Durchführung von Vergleichen eines bei Identität von Abbild
und Aufzeichnung auftretenden negativen Spitzenimpulses mit im Detektorsignal ebenfalls
enthaltenden elektrischen Signal formen, Fig. 7: eine Ausführungsform eines Blockschaltbildes
für ein weiteres Überprüfungskriterium, Fig. 8: eine Ausführungsform eines Blockschaltbildes
für ein zusätzliches Überprüfungskriterium und Fig. 9: in Form eines Blockschaltbildes
eine mögliche Ausführungsform einer die Ausgangssignale der Überprüfungsblöcke zusammenfassenden
Entsche idungsschal tung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der Grundgedanke vorliegender
Erfindung besteht darin, ein zu einem gegebenen Zeitpunkt durch unmittelbare Einwirkung
entstandenes Muster mit einem aufgezeichneten Muster zu vergleichen, hauptsächlich
also entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung das
Muster eines zu diesem Zeitpunkt abgenommenen oder gewonnenen Fingerabdrucks mit
einem als Aufzeichnung existierendem Fingerabdruck, und zwar dadurch, daß der Verlauf
einer aus diesem Vergleich resultierenden elektrischen Größe, die wechselspannungseihnlich
ist, mit Hilfe mindestens eines Kriteriums, vorzugsweise aber mit Hilfe einer größeren
Anzahl von Überprüfungskriterien so ausgewertet wird, daß sich bei einer anschließend
zu fällenden Entscheidung bezüglich der Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung
des unmittelbar gewonnenen Musters mit dem aufgezeichneten Muster eine an Sicherheit
grenzende
Wahrscheinlichkeit bezüglich der getroffenen Entscheidung ergibt. Dabei befindet
sich das aufgezeichnete Muster, also beispielsweise der aufgezeichnete Fingerabdruck,
auf einer Unterlage, die bei Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise
also sichtbarem Licht, oder Infrarotlicht o . dg.
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ein durch die Linien des Fingerabdrucks modifiziertes, also nicht
mehr gleichmäßiges Strahlungsbild ergibt. Bevorzugt ist diese Unterlage transparent
und die aufgezeichneten Fingerabdrucklinien sind als mehr oder weniger starke Schwärzungen
erkennbar; es ist auch möglich, die Fingerabdrucklinien als helle Verläufe auf dunklem
Grund auszubilden. Die Unterlage selbst kann dann ihrerseits wieder Bestandteil
sein eines beliebigen Dokuments oder Ausweispapiers, beispielsweise also einer Kreditkarte,
eines sonstigen Informationsträgers, einer Codekarte, eines Führerscheins oder sonstigen
Identifkationspapiers, Paß, Personalausweis, einer Scheckkarte, aber auch Teil sogenannter
Schlüsskarten, mit deren Einschub in vorgegebene Öffnungen Berechtigungspersonen
sich Zugang zu Gebäuden oder dgl. verschaffen können.
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Durch dieses durch die Erfindung geschaffene zusätzliche Überprüfungsmittel
kann jede Person, die über einen Unterlagenträger verfügt, nachweisen, daß sie die
berechtigte Person ist, diesen Unterlagenträger zu besitzen, denn sie weist beim
Gebrauch des Unterlagenträgers nach, daß der auf diesem befindliche Fingerabdruck
mit dem Fingerabdruck übereinstimmt, den sie einem Vergleich unterwirft.
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Im folgenden wird von diesem Unterlagenträger ausschließlich noch
als
von der Karte gesprochen, die an einer vorgegebenen Stelle auch eine Aufzeichnurg
des Fingerabdrucks der die Karte tragenden und somit berechtigten Person aufweist,
wodurch es gelingt, eine Vielzahl von Tätigkeiten, geschäftlichen Abschlüssen, Käufen
mit Hilfe von Kreditkarten u.dgl. absolut fälschungssich(r zu machen, desgleichen
den Zugang zu Gebäuden ausschließlich berechtigten Personen vorzubehalten.
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Im folgenden wird zunächst auf den mechanischen /\Uf lU cle s erfindungsgemäßen
Systems, anschließend auf die elektronischen Auswe rtungsschaltungen und weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung eingegangen.
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1.) Der mechanische Aufbau Die mechanischen Baukomponenten sind so
angeordnet und ausgebildet, daß sie ein, beispielsweise durch Auflegen eines @ingers
4 auf ein Prisma 5 unmittelbar gewonnenes Abbild eines Fingerabdrucks vergleichen
und zur Deckung bringen mit der Aufzeichnung 1 eines Fingerabdrucks, die sich, etwa
als transparentes Abbild mit geschwärzter Linienführung auf einem Informationsträger
oder einer Karte 2 befindet, die in einen Kartenhalter 3 eingeschoben ist.
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Zur Durchführung dieses Vergleichs fällt von einer Lampe 6 Licht über
ein beliebig ausgebildetes Linsensystem 6a zunächst auf einen Spiegel 7 und von
dort auf das Prisma, an dessen innerer Prismafläche 5a Totalreflexion stattfindet,
aber nur bezüglich der Bereiche, die nicht in einem unmittelbaren Kontakt mit den
erhabenen
Teilen des Fingerabdrucks stehen. Mit anderen Worten, das aus dem Prisma 5 austretende
Lichtbündel trägt ein Abbild des auf diese Weise gewonnenen Fingerabdrucks. Dieses
Fingerabdruck-Abbild tritt durch ein weiteres Linsensystem 8 in ein Bauelement ein,
welches dem Fingerabdruck-Abbild eine Bewegung in der X-Y-Koordinatenebene verleiht,
und zwar eine Suchbewegung, so daß man dieses Bauelement am besten als Bewegungssucher
9 bezeichnet oder als Scanner, denn durch diese Bewegung, die dem Fingerabdruck-Abbild
vom Bewegungssucher 9 verliehen wird, verschiebt sich das Abbild ständig und, wie
weiter unten noch in Verbindung mit dem Aufbau des Bewegungssuchers 9 genauer erläutert
wird, in Spiralform in der X-Y-Koordinatenebene, in welcher sich auch die Aufzeichnung
1 des Fingerabdrucks befindet.
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Zwischen dem Bewegungssucher 9 und der Abbildung 1 befindet sich ein
weiteres Linsensystem 10, wobei das durch den transparenten Bereich der Karte 2
und damit durch die Aufzeichnung des Fingerabdrucks 1 tretende Lichtbündel von einem
weiteren Linsensystem 11 gebündelt und auf ein lichtempfindliches Element 12 geworfen
wird, vorzugsweise eine Photodiode, ein Detektor o.dgl.
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In diesem Zusammenhang versteht es sich, daß innerhalb des erfindungsgemäßen
Rahmens bei diesem Aufbau mechanischer Bauteile auch alternative Lösungen infrage
kommen, beispielsweise eine ledigliche Anstrahlung der Aufzeichnung 1 mit dem Fingerabdruck-Abbild
und die Auswertung des reflektierten Bündels, die Verwendung sonstiger geeigneter,
der Abtastung dienender Strahlungsmittel wie allgemein elektromagnetischer Strahlung,
insofern insbesondere auch Licht an den Endbereichen des sichtbaren Lichtbandes
wie Infrarotlicht oder ultraviolettes Licht.
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Am Ausgang des Photodetektors 12 ergibt sich auf jeden Fall ein der
einfallenden, sich ändernden Lichtenergie proportionaler elektrischer Strom oder
nach Umwandlung eine entsprechende proportionale elektrische Spannung, die Wechselstromcharakter
hat und die von einer nachgeschalteten, elektronischen Auswerteeinrichtung 13 so
ausgewertet wird, daß sich eine Identifizierung des unmittelbar gewonnenen Fingerabdrucks
mit dem auf der Karte 2 aufgezeichneten Fingerabdruck mit einer Irrtümer ausschließenden
Wahrscheinlichkeit ergibt.
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Aufbau und Arbeitsweise des Bewegungssuchers 9 sind dabei wie folgt.
Der Bewegungssucher oder Scanner verschiebt das Abbild des Fingerabdrucks fortlaufend
in der X-Y-Koordinatenebene der Aufzeichnung 1, so daß zu einem gegebenen, aber
nicht vorhersehbaren Zeitpunkt die beiden Fingerabdrücke, der aufgezeichnete und
der unmittelbar durch Messung gewonnene, stets auch zu einer absoluten, jedoch sehr
kurzzeitigen Deckung gelangen müssen, wenn sie identisch sind.
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Es ist weiter vorn schon darauf hingewiesen worden, daß die erhabenen
Ftngerabdruckstellen bei der Herstellung des Fingerabdruck-Abbildes am Prisma nicht
zur Reflexion führen, so daß sich hinter dem Prisma ein negatives Abbild ergibt
mit Bereichen fehlender Lichtenergie in der X-Y-Koordinatenebene dort, wo sich bei
der Messung die erhabenen Fingerabdruckstellen befunden haben.
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Solange, wie wohlverstanden bei identischen Fingerabdrücken im Abbild
und in der Aufzeichnung, diese nicht deckungsgleich sind,
ergibt
sich eine Art mittlerer Lichtstrom. Dieser mittlere Lichtstrom führt nach Umwandlung
in eine elektrische Größe zu dem in Fig. 3 dargestellten Schwingungsverlauf, bestehend
aus einer in etwa sinusförmig verlaufenden Schwingung niedriger Frequenz und einer
diese überlageMden höherfrequenten Schwingung mit vergleichsweise kleiner Amplitude.
Im Moment der Deckungsgleichheit blendet aber der Verlauf der Fingerabdrucklinien
der Aufzeichz nung Licht entweder genau an den Stellen aus, wo es durch schwächere
Reflexion am Prisma 5 ohnehin nur gering vorhanden war oder es werden die Stellen
ausgeblendet, die bei der Prismareflexion eine Totalreflexion erfahren haben. Letzteres
trim zu, wenn die Täler der Fingerlinien bei der Aufzeichnung geschwärzt sind, d.h.
der Aufzeichnungsabdruck negativ ist. Diese völlige Deckungsgleichheit führt aJ
einem kurzzeitigen Abfall des Lichtstroms und zu einem entsprechenden, merklichem
negativen Impuls 14 im Kurvenverlauf der Fig. 3, wobei dieser negative Impuls 14,
wie festgestellt worden ist, von zwei aus der Masse der anderen Impulse ebenfalls
merklich hervorragenden positiven Impulsen 15a, 15b umrahmt ist.
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Um diese Deckungsgleichheit durch den Bewegungssucher 9 zu erzielen,
verfügt dieser über zwei Prismakeile 16a, 16b, die sich entsprechend den Pfeilen
mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit um ihre eigene Achse drehen und außerdem
noch eine geringe Differenzgeschwindigkeit aufweisen. Die Fig. 2a verdeutlicht,
was gemeint ist. Befinden sich beide Keile 16a, 16b in der mit durchgezogener Linienführung
gekennzeichneten Position der Fig. 2a, dann erfährt ein durch die Keile hindurchgeführter
Lichtstrahl 17
eine nach unten gerichtete, maximale Ablenkung durch
beide Keilprismen. Der Lichtstrahl trifft dann bei 18a auf einen in der X-Y-Koordinatenebene
befindlichen, gedachten Schirm auf. Stehen beide Keilprismen, wie gestrichelt angedeutet,
bei ihrer schnellen Rotation gleichsinnig mit ihrer Basisfläche nach oben, dann
erfährt der Lichtstrahl, wie ohne weiteres einzusehen, eine maximale nach oben gerichtete
Ablenkung und trifft bei 1 8b auf den Schirm auf.
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Infolge der geringfügig unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten
der beiden Keilprismen 1 6a, 1 6b ergibt es aber Verschiebungen in der Gleichsinnigkeit
der Keilprismenposition dahingehend, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt die Position
eines dick durchgezogenen Keilprismas 1 6a mit der gestrichelten Position eines
Keilprismas 16b zusammentrifft, wodurch die Ablenkung des Lichtstrahls durch den
einen Keil vom anderen wieder aufgehoben wird und der Lichtstrahl bei 18c auf die
Schirmfläche auftrifft. Es ist einzusehen, daß die Ablenkung daher insgesamt spiralförmig
verläuft, wie in Fig. 2b durch den spiraligen Verlauf 19 angedeutet und daher das
Fingerdruck-Abbild sich zu bestimmten Zeiten an bestimmten Stellen innerhalb eines
vorgegebenen Ausschnitts 20 der X-Y-Koordinatenebene befindet, aber an jeder Stelle
mindestens einmal bei einem vollständigen Durchlauf der rotierenden Keilprismen,
bis eine erneute gleichsinnige Position erreicht ist.
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Man erkennt, daß innerhalb eines solchen Zyklus einmal eine völlige
Deckungsgleichheit erreicht werden muß mit der Aufzeichnung 1 des Fingerabdrucks,
die sich in der X-Y-Koordinatenebene befindet. Zu diesem Zeitpunkt ergibt sich der
scharfc Negativimpuls
14 im Kurvenverlauf der Fig. 3. In Fig.
2b sind einige mögliche Stellungen des Fingerabdruck-Abbilds in der X-Y-Koordinatenebene
mit 21a, 21b und 21c gekennzeichnet.
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2.) Die Identifizierung des Fingerabdrucks und die elektronische Schaltung
Es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß sich ein herausra-' gender Impuls,
der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Negativi mpul 5 aufgrund der gewählten
Hell -Dunkel -Fel dverte ilung von Fingerlinienbergen und Fingerlinientälern ergibt,
immer dann er gibt, wem während des Suchvorgangs bei Identität von Aufzeichnung
und Abbild des Fingerabdrucks Deckungsgleichheit auftrtt; in der Darstellung der
Fig. 3 ist gezeigt, daß dieser herausragende Impuls, der im folgenden auch als Identifikationsimpuis
14 bezeichnet wird, begleitet ist von mindestens zwei weiteren Erscheinungen im
Verlauf der gewonnenen elektrischen Größe, nämlich dem sogenannten Detektorsignal.
Dieses Detektorsignal ergibt sich (siehe Fig. 4) nach der Umwandlung des Lichtindels
am Photodetektor bzw. einer geeigneten Photodiode 12 und nach Verstärkung am Verstärker
13. Die den Identifikationsi mpuls begleitenden Erscheinungen sind eine Grundschwingung
mit geringer, sowie jedoch nicht vorherbestimmbarer Frequenz / eine hochfrequente,
sich der Grundschwingung überlagernde und den Identifikationsimpuls 14, am ehesten
aber die ihn begleitenden positiven Impulsspitzen 1 5a, 1 5b mindestens teilweise
maskierende Störschwingung.
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Die folgende Auswertung für die Identifikation ist darauf ausgerichtet,
den
ldentifikationsimpuls 14, sein zeitliches Auftreten und seine Größe, bezogen auf
die sonstigen Schwingungs-Erscheinungsformen, zu untersuchen, wobei gemäß einem
weiteren Merkmal vorliegender Erfindung mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Untersuchungskriterien
angewendet werden. In Fig. 2 sind die an den Ausgang des Verstärkers 22 angeschlossenen,
jeweils thtersuchungskriterien darstellenden Blöcke mit 23 bis 28 ... und die die
Ergebnisse der einzelnen Blöcke zusammenfassende und bewertende Schaltung mit 30
bezeichnet. Im folgenden werden einige der bei vorliegender Erfindung bevorzugt
angewandten Untersuchungskriterien bezüglich des Identifikationsimpulses erläutert,
die gewählt Reihenfolge stellt aber nicht notwendigerweise auch yleichzeitig die
Bewertung dieser Kriterien nach ihrer Bedeutung dar.
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a) Ein erstes Untersuchungskriterium wird als die Erfassung der sogenannten
prozentuellen Korrelation bezeichnet. Es handelt sich hierbei um eine Art prozentuale
Amplitudenbestimmung des Identifikatlonsimpulses 14 mit Bezug auf die Grundschwingung
langsamer Amplitude, in welche er eingebettet ist, d.h. mit anderen Worten, um die
Bestimmung des Abstandes, den der hier negativ auftretende Identifikationsimpuls
14 zur Grundschwingung an der Stelle aufweist, wo er selbst entstanden ist. Man
erkennt am Verlauf des Detektorsignals in Fig. 3, daß das Gesamtsignal durchaus
Bereiche aufweist, die noch negativer liegen als der negative Identifikationsimpuls,
so daß besondere Mittel zur Diskriminierung erforderlich sind, worauf weiter unten
noch eingegangen wird. Das Verhältnis der Amplitude des Identifikationsimpulses
14 zur an dieser gleichen Stelle gegebenen Amplitude des Grundschwingungssignals
ergibt
das Ausmaß der prozentualen Korrelation und ist, bezogen auf einen empirisch feststellbaren
Schwellwert, auf jeden Fall ein Hinweis auf die Identität zwischen Aufzeichnung
und Abbild des Fingerabdrucks.
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b) Ein weiterer Hinweis auf das Vorhandensein der Identität zwischen
Abbild und Aufzeichnung ergibt sich durch die Verhiltnisbildung zwischen dem grc
ten auftretenden positiven Impuls 15a, 15b, der jeden negativen Identifikationsimpuis
begleitet, zum hochfrequenten Grundschwingungs-Störsignal; je stärker der positive
Impuls aus dem Durchschnitt der Hochfrequenzschwingung herausragt, umso sicherer
handelt es sich hier um einen einen negativen Identifikationsimpul s 14 begleitenden
positiven Impuls.
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Dieses Kriterium ist in der Zeichnung der Fig. 4 mit+P/A bezeichnet
(+peak/average signal).
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c) Zusätzlich zu der Auswertung der prozentualen Korretation des negativen
Identifikationsimpulses 14 zur Amplitude der (langsamen) Grundschwingung kann der
negative Identifikationsimpul s ins Verhältnis gesetzt werden zum Mittelwert der
hochfrequenten Störschwingung, wobei auch hier wieder ein ausreichend starkes Abheben
des Identifikationssignals vom Fbchfrequenz-Störsignal einen Hinweis auf die Identität
zwischen Abbild und Aufzeichnung vermittelt. Dieses Kriterium ist in Fig. 4 im Block
25 mit -P/A gekennzeichnet (-peak/average signal).
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d) Ein weiteres zur Bewertung bei der endgültigen Identitätsprüfung
heranziehbares Kriterium besteht darin, daß man entsprechend
Block
26 in Fig. 4 das Verhältnis des Identifikationsi mpulses zum Gleichstromsignal bzw.
allgemein zur erforderlichen Verstärkung erstellt, also -P/DC (-peak/DC-signal).
Eine solche Verhältnisbildung ist sinnvoll, auf jeden Fall als eines der für die
Identifikation verwendeten Kriterien, weil durch beliebig hohe Verstärkung Negativimpulse
mit solchen Amplituden gebildet werden können, daß sie in den Grenzbereich echter
Identifikationsimpuls--Amplituden hineingeraten könnten. Durch das Kriterium -P/DC
des Blocks 26 ist sichergestellt, daß durch eine zu hohe Verstärkung keine Meßfehler
entstehen können.
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e) Ein in diesem Zusammenhang noch erwähnenswertes Merkmal bei der
Identifikationsprüfung besteht schließlich noch darin, daß man den Zeitabstand erfaßt
und bewertet, der sich zwischen zwei Identifikationsimpulsen 14 im Kurvenverlauf
der Fig. 3 ergibt, also die Zeitdauer T, die eine aus den Parametern des Geräts
herleitbare Größe ist, auf jeden Fall größenordnungsmäßig aus dem Gerät, den Antriebsgeschwindigkeiten
des Scanners u.dgl.
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ableitbar ist.
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Läßt sich daher feststellen, daß der negative Identifikationsimpuis
14 im Verlauf des Vergleich des Fingerabdruck-Abbilc6 mit der Aufzeichnung innerhalb
vorgegebener Abstände, und nur in annähernd gleichen Zeitabständen T auftritt, dann
handelt es sich hier um einen echten Identifikattonsimpuls und die Auswertung wird
im positiven Sinne weitergeführt. Aus der weiter vorn gegebenen Erläuterung bezüglich
des Suchverfahrens ergibt sich ja, daß das Abbild des Fingerabdrucks zu wiederhciten
Malen kurzzeitig
deckungsgleich mit der Aufzeichnung ist, denn
der Rahmen 20, der durch die Spiralbewegung des Abbildes abgesucht wird, wird ja
bei einer Identifikation zu wiederholten Malen durchlaufen.
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Die Erfindung schließt nicht aus, daß noch zusätzliche Bewertungskriterien
in die Endbeurteilung einbezogen werden, die sich letzten Endes ebenfalls auf Merkmale
beziehen, die die Position des negativen Identifikationsimpulses 14 mit Bezug auf
das restliche Signalspektrum kennzeichnen. Für diese weiteren Kriterien, auf die
aus Gründen der Übersicht nicht weiter eingegangen wird, steht in Fig. 4 stellvertretend
der Block 28.
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3.) Die elektronischen Detail schaltungen Mit Bezug auf Fig. 4 ist
schon darauf hingewiesen worden, daß am Ausgang des Verstärkers 22 das in Fig. 3
in seinem Verlauf gezeigte Detektorsignal auftritt, welches für die Identifikation
auszuwerten ist.
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Zunächst wird mit Hilfe der in Fig. 5 dargestellten Schaltung aus
dem dem Eingang 31 eines Tiefpaßfilters 32 zugeführten Detektorsignal DS ein SinusGrundschwingungssignal
SG gebildet, welches lediglich noch die Grundschwingungskomponerte des Detektorsignals
DS, wie in Fig. 3 gezeigte aufweist, ohne die hochfrequente Störkomponente und ohne
die Peaks 14, 15a, 15b. Dieses Sinusgrundschwingungssignal SG muß jedoch in phasenrichtiger
Beziehung zum Detektorsignal stehen und daher ist dem Tiefpaßfilter
32
eine Phasen-Kompensationsschaltung 33 nachgeschaltet, die die phasenrichtige Beziehung
des Sinus-Grundschwi ngungssignals SG zu dem Grundschwingungsanteil im Detektorsignal
DS wieder herstellt, die durch das Tiefpaßfilter verlorengegangen ist.
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Das Grundschwingungssignal SG wird zur Erstellung des prozentualen
Korrelationssignals verwendet, wie in Fig. 6a gezeigt, also eines im folgenden als
-P/SG bezeichneten Korrelationssignals.
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Durch Zuführen des Grundschwingungssignals SG zum einen Eingang eines
subtrahierenden Verstärkers 34 und des Detektorsignals DS zum anderen Eingang, nämlich
dem -Eingang des gleichen Verstärkers gewinnt man an dessem Ausgang ein negatives
Bezugssignal, welches grundschwingungsfrei ist und daher lecliglich noch die Hauptimpulse
sowie das hochfrequente Störsignal aufweist. Um dieses Bezugssignal am Ausgang des
Verst:arkers 34 mit dem Grundschwingungssiynal SG ins Verhältnis zu setzen, wird
das Grundschwingungssignal SG nochmals einem Eingang einer nachgeschalteten analogen
Teilerschaltung 35 zugeführt, deren anderer Eingang mit dem Verstärker 34 verbunden
ist. Es ergibt sich dann, wie einzusehen, am Ausgang der Teilerschaltung 35 ein
Impuls, der, gegebenenfalls nach Zwischenversleirkung bei 36 einem Spitzenwertdetektor
37 zugeführt wird, an dessem Ausgang sich dann das gewünschte Korrelationssignal
-P/SG ergibt.
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Das gleiche, am Ausgang des Verstärkers 34 gebildete Bezugssignal
wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6b dem einen Eingang einer weiteren
analogen Teilerschaltung 38
zugeführt. Aus dem am Ausgang des Verstärkers
34 dargestellten kleinen Schaubild bezüglich dieses Bezugssignals geht hervor, daß
dieses Signal noch den hochfrequenten Schwingungsanteil, der im folgenden als Oberschwingungsgehalt
bezeichnet wird, enthält, so daß es möglich ist, aus diesem Signal das Kriterium
-P/A als das Verhältnis des negativen Spitzenwerts zur Oberschwingung zu erzeugen.
Nach paralleler Zuführung des Bezugssignals zu einem Tiefpaßfilter 39 ergibt sich
an dessem Ausgang ein negatives Oberschwingungs-Mittelsignal und nach Division der
beiden Signale einer Teilerschaltung und nach eventueller Verstärkung bei 40 hinter
dem wieder vorgesehenen Spitzenwertdetektor 41 das gewünschte Ausgangssignal -P/A.
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Im Grunde die gleiche Schaltung zeigt in Fig. 7 zur Gewinnung des
Verhältnisses des positiven Spitzenwertsignals zum Mittelwert der Oberschwingung
(+P/A), wobei jedoch der subtrahierende Verstärker 42 am Eingang das Detektorsignal
DS jetzt an seinem +Eingang und das -Grundschwingungssignal an seinem anderen, negativen
Eingang, zugeführt erhält. Es ergibt sich dann am Ausgang des Verstärkers 42 ein
positives Bezugssignal und entsprechend am Ausgang des Tiefpaßfilters 39' ein positives
Mittelwertsignal des Oberschwingungsgehaltes, so daß sich nach Verhältnisbildung
an der analogen Teilerschaltung 38' und Verstärkung bei 40' hinter dem Spitzenwertdetektor
41' das +P/A-Signal ergibt. Auf die Auswertung dieser Signale wird dann wd -ter
unten eingegangen.
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Eine im Vergleich ähnliche Schaltung ergibt sich entsprechend
Fig.
8 dann noch zur Erzeugung des -P/OC-Signals, wobei das Detektorsignal DS parallel
dem Eingang eines Hochpaßfilters 43 und eines Tiefpaßfilters 44 zugeführt wird.
Am Ausgang des Tiefpa8-filters 44 ergibt sich ein Gleichspannungssignal DC, welches
auch als maßgebend für die Verstärkung angesehen werden kann, so daß man nach Verhältnisbildung
an einer weiteren analogen Teilerschaltung 45, Verstärkung bei 46 und Spitzenwertdetektion
bei 47 das das Verhältnis des negativen Identitätsimpulses zum Gleichspannungslevel
angebende Ausgangssignal -P/DC gewinnt.
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Schließlich läßt sich das durch den Block 27 gewonnene Zeitabstands-Signal
TA beispielsweise mit Hilfe einer Zeitverzögerungsschaltung, etwa eines Monoflops
erzeugen, indem man den Monoflop jeweils mit dem Spitzenimpuis an einem der Eingänge
der Spitzen-/ wertdetektoren 37, 41 oder 41' triggert und die Verzögerungszeit bis
zum Rückkippen in die Normal lage so ansetzt, daß der nächste Identifikationsimpuis
als Spitzenwert den Monoflop wieder triggert, bevor dieser zurückgekippt ist. Das
Verbleiben des Monoflops in seinem metastabilen Zustand ist dann als GUT-Signal
aufzufassen bezüglich der Zeitabstandsbestimmung; mit anderen Worten, der Spitzenimpuls
trifft innerhalb der durch das System vorgegebenen Zeitdauer T zu wiederholten Malen
ein. Selbstverständlich sind hier auch andere Lösungen mit Hilfe von Zeitver zögerungsgl
iedern verschiedenster Art möglich.
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Die Spitzenwertdetektoren 37, 41, 41' sind so ausgebildet, daß sich
an ihren Ausgängen ein länger andauerndes, der Maximalamplitude des am Eingang zugeführten
Spitzenimpulses entsprechendes Signal ergibt, so daß die Höhe des Ausgangssignals
der
Spitzenwertdetektoren ein Maß ist für die durch die jeweilige
Schaltung gemachte Aussage über das Verhältnis der miteinander verglichenen Eingangsgrößen.
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Es ist dann nämlich möglich, wie die Darstellung der Fig. 9 zeigt,
die jeweiligen Ausgangssignale der Spitzenwertdetektoren 37, 41, 41' und 47 insgesamt
zusammenzufassen, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Faktoren k. noch zu bewerten,
ihnen also unterschiedliches Gewicht zu verleihen, und dann auszuwerten. Dem in
Fig. 9 dargestellten summierenden und seine verschiedenen Eingangssignale gleichzeitig
unterschiedlich gewichtenden Verstärker 43 sind daher, von oben nach unten zugeführt,
das Spitzenwert zu Gleichspannungssignal -P/DC, das das Verhältnis des negativen
Spitzenwert zum Mittelwert der Oberschwingung bildende Signal -P/A, das das Verhältnis
des positiven Spitzenwerts zum Mittelwert der Oberschwingung bildende Signal +P/A
und das prozentuale Korrelationssignal -P/SG und gegebenenfalls noch weitere Signale,
die aber aus Gründen der Klarheit nicht aufgeführt sind.
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Der Summierverstärker 43 bildet ein Ausgangssignal, welches als Identifikations-Vorsignal
bezeichnet werden kann und welches nach Vergleich mit einem voreingestellten Schwellwertsignal
vom Block 44 am Vergleicher 45 das Ausgangs-Identifikattonssignal IS ergibt. Zwischen
dem Ausgang des Summierverstlirkers 43 und dem Eingang des Vergleichers 45 ist noch
eine "Sample and Hold-Schaltung" eingefügt, auf deren Aufgabe weiter unten noch
eingegangen wird.
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Das Identifikationssignal IS wird dann einer logischen Entscheidungsschaltung
46
zugeführt, der an weiteren Eingängen hauptsächltch aus mechanischen Grundbedingungen
resultierende Signale zugeführt werden, so daß die logische Entscheidungsschaltung
46 in der Lage ist, an ihrem Ausgang dann ein endgültiges Entscheidungssignal zu
erstellen.
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So werden der logischen Entscheidungsschaltung 46 vom Kartenhalter
3 (siehe Fig. 1) zwei Signale zugeführt, nämlich ei,) erstes Kl-Signal, welches
angibt, daß die die Aufzeichnung des Fingerabdrucks tragende Karte 2 völlig in den
Kartenhal ter eingeschoben worden ist oder alternativ ein KT-Signal, welches nur
einen teilweisen Karteneinschub angibt und daher zum Bloc'<ierung bzw. zur Rückweisung
führen würde. Ein weiteres Signal gelangt von einer in Fig. 1 nicht dargestellten
Fingerführung 47 zur logischen Entscheidungsschaltung 46, welches angibt, daß die
Fingerführung ordnungsge.näß niedergedrückt ist und daß sich daher angrenzend an
das Prisma 5 ein Finger 4 befindet.
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Schließlich ist eine Lichtniveau-Erkennungseinrichtung 48 vorhanden,
die ein erstes Signal LL erzeugt, welches angibt, daß das Lichthöhenniveau einwandfrei
ist, sowie ein zweites Signal FP, welches angibt, daß sich der Finger in Kontakt
mit dem Prisma 5 befindet. Nach Gutbefindung sämtlicher dieser zusätzlichen Eingangssignale
erzeugt die logische Entscheidungsschaltung 46 an drei Anzeigeeinrichtungen 49,
50 und 51 Informationen, die sich bei der Anzeigeeinrichtung 49 auf die Position
des eingeschobenen Fingers beziehen, nämlich, ob der Finger zurückgezogen werden
soll oder erneut auf das Prisma zu legen ist. Bei der Anzeigeeinrichtung
50
handelt es sich um die Ausgabe der Identifikationsanzeige, die eine Gutanzeige oder
eine Anzeige erzeugen kann, daß die Identifizierung negativ ausgefallen ist und
daher zurückgewiesen wird. Schließlich zeigt die Anzeigeeinrichtung 51 an, ob eine
Falschmanipulation an dem System insgesamt festgestellt worden ist. Die logische
Entscheidungsschaltung 46 leitet die an den Anzeigeeinrichtungen 49 und 51 sich
ergebenden Zustände hauptsächlich aus den Eingangssignalen der Elemente 3, 47 und
48 ab.
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4.) Weitere Ausgestaltungen der Erfindung Der logischen Entscheidungsschaltung
ist noch eine, den synchronisierten Zeitablauf der einzelnen Geschehnisse des Identifikationssystems
synchronisierende Zeitschaltung 46a zugeordnet, deren Ausgangsimpulse auch dazu
verwendet werden können, daß der weiter vorn schon erwähnten Salze and Hold Schaltung
49 zugeordnete System zeitgerecht zu triggern. Dieses System umfaßt einen Vergleicher
50, dessen beide Eingänge 50a, 50b jeweils mit Eingang bzw. Ausgang der Sample and
Hold Schaltung 49 verbunden sind, eine dem Vergleicher 50 nachgeschaltete Treiberschaltung
51 sowie einen Schrittmotor 52. Die Aufgabe dieses Systems besteht darin, durch
mechanische Nachregelung die geometrisch optimale Position des aus dem auf dem Prisma
5 aufliegenden Fingers gewonnenen Fingerabdruck-Abbildes mit Bezug auf die Aufzeichnung
1 einzustellen. Zwar ist, wie erwähnt, eine Fingerführung 47 für den Finger 4 vorgesehen,
es ist aber nicht
auszuschließen, daß der Finger unter Umständen
noch etwas schräg oder verdreht eingeführt wird und durch den Suchvorgang mit Hilfe
des Bewegungssuchers oder Scanners 9 wird zwar eine Deckungsgleichheit angestrebt,
eine, wenn auch nur geringfügige Schräglage des Fingerabdruck-Abbildes zur Aufzeichnung
oder umgekehrt, kann hierdurch aber nicht völlig ausgeglichen werden.
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Daher ist mit dem Kartenhalter 3 in Fig. 3 mechanisch die Ausgangswelle
52a des Schrittmotors 52 so verbunden, daß eine graduelle Nachführung durch diesen
Schrittmotor, üblicherweise also eine geringe Drehbewegung der Aufzeichnung 1 zur
Optimierung der geometrischen Relativposition von Abbild und Aufzeichnung möglich
ist. Es versteht sich aber, daß durch eine solche Ndchführschaltung auch sonstige
beliebige und eine Optimierung der gegenseitigen Position von Abbild und Aufzeichnung
ermöglichende Bewegungen, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Schrittmotoren,
möglich sind. Die Funktion dieser Zusatzschaltung ist dann wie folgt: Bei Beginn
der Messung ergibt sich am Ausgang des Summierverstärkers 43 ein zusammengefaßter
Vor-Identifikationsi mpul s bestimmter Amplitude, der nach Vergleich mit einem vorgegebenen
Sicherheits-Schwellwert am Vergleicher 45 entweder zur Zuführung eines gültigen
Identifikationsimpulses zur logischen Entscheidungsschaltung führt oder nicht. Gleichzeitig
mit dem Auftauchen dieses ersten Voridentifikationsimpul ses am Ausgang des Summierverstärkers
43 und/oder mit dem Auflegen des Fingers 4 auf das Prisma 5 mit Hilfe der Fingerführung
47 wird der
Schrittmotormechanismus in Gang gesetzt und es erfolgt
zunächst eine ganz geringe Drehbewegung des Schrittmotors 52 in einer beliebigen
Richtung. Hieraus resultiert, wie einzusehen, am Ausgang des Summierverstärkers
43 ein Identifikationsimpuls unterschiedlicher Größe, entweder also geringer als
der vorhergehende Identifikationsimpuls, wenn nämlich durch diese Verdrehung eine
geringere Annäherung an die ideale Deckungsgleichheit erzielt worden ist, oder die
Amplitude dieses Vor-ldentifikationsimpulses wird größer, da sich die geometrischen
Positionen in Richtung auf eine Optimierung bewegt haben. In diesem Fall veranlaßt
der Vergleicher 50, an dessem Eingang 50b der aus dem vorherigen Meßvorgang stammende
Impuls anliegt und dessem Eingang 50a der jeweils neue Identifikations-Vorimpuls
zugeführt ist, eine weitere Verstellbewegung des Kartenhalters 3 durch den Schrittmotor
52 in der ursprjnglich eingeschlagenen Richtung zur Erzielung einer weiteren Optimierung;
andernfalls, also wenn das Ergebnis sich verschlechtert hat, erfolgt eine Drehbewegung
in der entgegengesetzten Richtung. Man erkennt, daß sich so, bei entsprechend schnellem
Ablauf dieser Nachfiihrregelung, auch sehr schnell eine optimale Position zwischen
Abbild und Aufzeichnung herstellen l§ßt, so daß es auch bei ungünstiger, unüberlegter
oder nicht sorgfältig genug durchgeführter Kontaktierung zwischen Finger 4 und Prisma
5 noch ein Identifikationsimpuis am Ausgang des Vergleichers 45 von so ausreichender
Größe realisieren lßißt, daß das Sicherheitsniveau der Schaltung 44 als Schwellwert
überwunden wird. Es versteht sich, daß dieses Sicherheitsniveau der Schaltung 44
so ausreichend hoch angesetzt ist, daß sämtliche, aus miteinander nicht identischen
Fingerabdrucksvergleichen
eventuell doch herrührenden Impu\sspitzen
sicher unter dem Schwellwert liegen. In diesem Fall kann auch die mechanische Nachführregelung
fir den Kartenhalter 3 nicht zu einer merklichen Verbesserung des Ergebnisses beitragen,
eben weil die miteinander zu vergleichenden Fingerabdrücke nicht identisch sind.
Bei Identität ergibt sich aber so eine die Übereinstimmung und Identität unterstreichende
Optimierung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht
darin, daß unterschiedlichen Bel euchtungsve rhäl tnissen, die sich etwa durch unterschiedliche
Schwärzung im Aufzeichnungsbereich der Karte 2, durch unterschiedliche Färbung des
autgelegten Fingers 4 o.dgl. ergeben, dadurch Rechnung getragen wird, daß eine Regelschaltung
vorgesehen ist, die die Lampenhelligkeit 6 über eine Verbindungsleitung 53 zwischen
der elektronischen Auswerteschaltung 13 und der Lampe 6 nachregelt. Ergibt sich
beispielsweise am Ausgang des Photodetektors 12 daher eine insgesamt zu schwache
Signalhöhe, dann ist dies hauptsächlich auf eine zu starke Schwächung des die Auswertung
und den Vergleich durchführenden Lichtbündels zurückzuführen und die Lampe 6 wird
entsprechend in ihrer Helligkeit nachgeregelt. Außerdem kann am Ausgang des Verstärkers
22 noch eine vergleichende Schwellwertschaltung vorgesehen sein, die bei einem zu
geringen elektrischen Niveau des auszuwertenden Signalverlaufs die Verstärkung entsprechend
nachregelt. Die Nachregelung der Lampenhelligkeit und/oder die Nachregelung des
Verstärkungsgrades etwa des Verstärkers 22 können aber Einfluß auf das Signalkriterium
-P/DC haben, so daß es empfehlenswert ist, diesen jeweiligen
Verstärkungsgrad
und/oder die Nachregelung der Lampenhelligkeit in die Verhaltnisbildung für das
Teilkriterium -P/DC einzubeziehen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beruht auf folgender Überlegung.
Durch die durch die Erftndung gewährleistete Identifikationsprüfung wird zwar sichergestellt,
daß der Fingerabdruck des Karteninhabers übereinstimmt nit dem aufgezeichneten Fingerabdruck
der Karte 2 und daher dieser Inhaber der allein berechtigte Trager der Karte ist;
nicht sichergestellt werden kann aber, daß man sich mit dieser Karte beispielsweise
Zugang zu Räumen verschafft, die zu einem Betrieb gehören, der zwar ebenfalls ein
solches Fingerabdruck-Vergl eichssystem benutzt, zu dem man aber selbst nicht gehört,
daß Kreditkarten gefälscht oder in anderem Zusammenhang verwendet werden u . dgl.
Man benötigt für solche Fälle dann zusätzliche Unterscheidungskriterien auf der
Karte, beispielsweise Magnetcodierung, Infrarotcodierung o.dgl.
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Die Erfindung bietet aber einen besonders eleganten Ausweg aus diesem
Problem, indem eine zusätzliche optische Codierung vorgenommen wird, die völlig
fälschungssicher ist.
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Es ist ja bei der ersten Herstellung der Aufzeichnung des Fingerabdrucks
auf jeden Fall erforderlich, daß der spätere Kartenbenutzer anwesend ist und die
Aufnahme beispielsweise dadurch durchgeOhrt wird, daß anstelle der Karte 2 mit Aufzeichnung
ein photographischer Apparat angeordnet wird, wobei in etwa eine gleiche Anordnung
verwendet werden kann, wie in Fig. 1 gezeigt, mit Ausnahme der durch den Scanner
9 verursachten Suchbewegung.
Bringt man während dieser Anfertigung
der Aufzeichnung oder 54' in den Strahlengang, etwa bei 54/eine Einrichtung ein,
die im allgemeinen Sinn wie ein optischer Codegeber wirkt, die also bcispielsweise
die Strahlen vergrößert> utaterschiedllch brlcls, vtrzerrt o.dgl., dann ist auch
die Aufzeichnung des Fingerabdrucks von Anfang an entsprechend verzerrt. Es versteht
sich dann, daß der optische Codegeber 54 in der absolut gleichen Form bei sämtlichen
Geräten der einen Firma oder des einen Kunden, Kreditkartengebers o.dgl. verwendet
wird, die nachher den Vergleich zwischen Abbild und Aufzeichnung durchführen.
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Da die Möglichkeiten der optischen Codierung praktisch nahezu unendlich
sind, ist es auch möglich, jede mit dem erfindungsgemäßen System arbeitende Firma,
jeden Verein, jeden Kreditkartengeber, jede Bank u.dgl. mit Geräten auszustatten,
die sämtlich eine identische optische Codierung aufweisen und daher den Kreis der
Beteiligten durch dieses fälschungssichere "Kennwort" einer optischen Verzerrung
einwandfrei gegen andere Kartenbesitzer abzugrenzen, die sich des gleichen Fingerabdruck-Identifikationssystems
im allgemeinen Sinn bedienen.
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Als optische Codegeber 54 kommen beispielsweise zusätzliche Linsen
im Strahlengang beliebiger, aber vorbestimmter Brechungsfshigkeit in Frage, vorzugsweise
aber die Einbringung einer teleskopartigen Einrichtung mit sogenannten zylindrischen
Linsen, die eine Vielfalt von Modifikationen und Codierungen erlauben. Da aber die
identische optische Codierung auch schon bei der Anfertigung der Aufzeichnung des
Fingerabdrucks selbst angewendet
worden ist, ist diese zusätzliche
Codierung für den eigentlichen Identifizierungsvorgang ohne Belang, denn das jeweils
mit der verzehnten Aufzeichnung verglichene Fi ngerabdruck-Abbild ist in genau der
gleichen Weise verzerrt.
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Es ist im übrigen empfehlenswert, das in Fig. 1 gezeigte optische
System bzw. dessen Strahlengang so zu justieren, daß die Wendel der Lampe 6 genau
in der optischen Achse liegt, d.h. daß diese Wendel bei den verschiedenen Dreh-Suchbewegungen
durch die Prismenkeile 1 6a, 1 6b des Bewegungssuchers 9 keine optische Positionsverlagerung
erfährt, da sich die prismatischen Gegebenheiten, also deren Brechungsmöglichkeiten
genau in der optischen und gleichzeitig Drehachse geometrisch nicht verändern.
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Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung
betrifft eine Verbesserung der Identifizierungsqualität des Systems. Zweifelsohne
läßt sich der Identifizierungsfehler des e rfindungsge mäßen Systems bei tatsächlicher
Übereinstimmung der Aufzeichnung mit dem durch Auflegen des Fingers auf das Prisma
gewonnenen Fingerabdruckabbild dadurch reduzieren, daß man den gesamten Prüfvorgang
mehrfach wiederholt. Durch die im folgenden geschilderte Maßnahme erübrigt sich
ein mehrfaches, gegebenenfalls lästige Wiederholen, da es durch diese vorteilhafte
Ausgestaltung möglich ist, die Identifizierungsgenauigke it praktisch so weit zu
steigern, daß sich schon beim ersten Versuch eine an Sicherheit grenzende Wahrscheinlichkeit
für die Identität oder Nichtidentität zwischen Aufzeichnung und Abbild ergibt.
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Die Ausgestaltung beruht darauf, daß man zur gleichen Zeit parallel
das
einmal durch Auflegen auf das Prisma gewonnene Abbild des Fingerabdrucks vergleicht
mit einer größeren Anzahl von Aufzeichnungen, die sich beispielsweise auf der Karte
befinden können; man führt also eine Art Mehrfachabbild-Aufzeichnungsvergleich durch.
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Es ist weiter vorn schon mit Bezug auf die Darstellung der tig.
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2b erwähnt worden, daß durch die Suchbewegung des Scanners 9 in der
X-Y-Ebene die Abbildverschiebung zur Erzielung einer Deckungsgleichheit mit der
Aufzeichnung, die sich ebenfalls in dieser X-Y-Ebene befindet, vorgenommen wird.
Diese Suchbewegung verläuft in der Regel spiralig, kann aber auch, speziell angewendet
auf diese vorliegende Ausgestaltung, hierzu unterschiedlich, etwa lediglich einen
peripheren Rand abtastend, durchgeführt werden. In Fig. 2b sind gestrichelt eine
größere Anzahl von Aufzeichnungen angegeben und mit 54 bezeichnet, die dem Mehrfach-Abbildvergleich
dienen. Mit anderen Worten, während eines Durchlaufzyklus der Suchbewegung des Abbilds
in der Aufzeichnungsebene trifft dieses Abbild auf beispielsweise 6 oder 8 Aufzeichnungen,
wodurch sich die Wahrscheinlichkeit der sofort feststellbaren Identität durch Koinzidenz
zwischen dem Abbild und mindestens einer der Aufzeichnungen außerordentlich stark
erhöht, nämlich im Sinne einer exponentiellen Steigerung.
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Diese Mehrfachabtastung muß nicht notwendigerweise auf den Vergleich
nur eines Fingerabdruck-Abbildes auf dann 6 oder 8 oder noch mehr identische Aufzeichnungen
beschränkt sein, sondern es ist auch möglich, im einen Extremfall so viele unterschiedliche
Aufzeichnungen
vorzusehen, wie beispielsweise zu vergleichende Finger des Kartenträgers ausgewählt
sind, also für beispielsweise 6 oder für 10 Finger jeweils 6 oder 10 entsprechende
Aufzeichnungen, so daß der Kartenträger nacheinander verschiedene unterschiedliche
Finger zum Vergleich auf das Prisma legt. Hierdurch erhöht sich die Identifizierungs-Sic
herheit selbstverständlich außerordentlich, denn bei einer Person, von welcher zwei
Fingerabdrücke gleichzeitig identifiziert worden sind, ist die Möglichkeit eines
Irrtums oder Fehlers praktisch ausgeschlossen. Gleichzeitig kann man sich dieser
ersten Möglichkeit des Vielfachvergleichs dann bedienen, wenn aufgrund einer Verletzung
oder Verschmutzung einer der Finger, dessen Aufzeichnung sich auf der Karte befindet,
zum Vergleich nicht herangezogen werden kann, aber noch weitere Fingerabdrucks-Aufzeichnungen
auf der Karte sind, so daß de Identitätsprüfungen mit anderen Fingerabdrücken durchführbar
ist.
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Im anderen Extremfall kann der Aufzeichnungsträger über die schon
erwähnten 6 oder 8 identischen Aufzeichnungen bezüglich eines Fingerabdrucks verfügen
und den Vergleich praktisch parallel und zur gleichen Zeit bei einem zyklischen
(spiraligen) Durchlauf durchführen.
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Die Auswerteelektronik braucht nicht wesentlich unterschiedlich zu
sein, denn trotz der dann in schnellerer Folge eintreffenden Identifikationsimpulse
(bei vorhandener Identität) ergeben sich diese dennoch in einem zeitlichen Abstand,
der sich aus der Abtastgeschwindigkeit ergibt. Gegebenenfalls kann die Geschwindigkeit
hierbei
verringert werden, um der Elektronik ausreichend Zeit
zu lassen, oder die Elektronik kann in parallel arbeitende, im Zeitmultiplex angesteuerte
Zweige aufgespalten werden.
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Ohnehin ist es empfehlenswert, die wesentlichsten Elektronikbereiche
doppelt vorzusehen, um eine ausreichend hohe Zuverlässigkeit sicherzustellen. Es
versteht sich, daß in diesem Fall der Mehrfachabtastung eine entsprechende Umstellung
der Zeitdauer-Überwachung vorzunehmen ist, da die Peaks oder ldentifikationsimpulse
in kürzeren Abständen eintreffen.
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Es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß es im Grunde belanglos
ist, ob positive oder negative Fingerabdruck-Abbilder oder -Aufzeichnungen miteinander
verglichen werden, d. h. mit anderen Worten, ob bei der Aufzeichnung auf eine Schwärzung
der F ingerabdrucktäler oder der Fingerabdruckberge abgestellt wird bzw.
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ob bei der Gewinnung des Abbildes aus dem Fingerabdruck die Totalreflexion
auf die Fingerabdrucktäler, wie erwnhnt, bezogen ist.
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Tatsächlich ist es ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung, nicht nur Fingerabdruck-Aufzeichnungen mit zu diesem Zeitpunkt durch
den physikalischen Kontakt des Fingers mit dem Prisma gewonnenen Abbildern zu vergleichen,
sondern das erfindungsgemße System eignet sich gleichermaßen zum Vergleich von Fingerabdruck-Aufzeichnungen
mit anderen Aufzeichnungen, gegebenenfalls in einem schnellen, rechnergesteuertem
Ablauf, so daß es auch möglich ist, beispielsweise einen auf beliebige Art und Weise
gewonnenen Fingerabdruck mit einer Vielzahl
gesammelter Fingerabdrucl-daten
schnell und mit hoher Sicherheit zu vergleichen. Gerade diese Möglichkeit ist von
erheblicher Bedeutung auf dem Gebiet der Kriminalistik, denn sehr haufig können
bei Verbrecheri Fingerabdrücke der Täter gewonnen werden, die dann schnell und sicher
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems mit schon vorab gespeicherten Fingerabdrücken
verglichen werden. Es versteht sich, daß in diesem Fall zur Beschleunigung eines
solchen Vergleichs eine Transporteinrichtung im Bereich der Aufzeichnungsebene sinnvollerweise
vorgesehen ist, die, etwa im getakteten Ablauf, gespeicherte F ingerabdruckdaten
in schneller Folge der Überprüfung zuführt.
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Die Erfindung ermöglicht daher neben dem unmittelbar vorzunehmenden
Vergleich mit einem physikatisch vorhandenen Finger auch den Vergleich von positiven
oder negativen Fingerabdrücken mit einander, also praktisch den Vergleich von zwei
Karten die Fingerabdruck-Aufze ìchnungen aufweisen.
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