DE69717826T2

DE69717826T2 - Identifizierung von personen

Info

Publication number: DE69717826T2
Application number: DE69717826T
Authority: DE
Inventors: Merrick Gifford; John Mccartney; Henry Seal
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2017-06-07
Also published as: AU3039297A; AU3039497A; EP0909431A1; EP0922271B1; DE69717826D1; WO1997046980A1; AU3039397A; WO1997046979A1; EP0910836B1; JP3902664B2; CN1221503A; DE69721537D1; EP0909431B1; US6333988B1; JP2000512167A; KR20000016468A; EP0910836A1; JP3841831B2; DE69712484T2; CN1221504A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine persönliche Identifikation sowie eine Vorrichtung, Verfahren und Anwendungen für diese.
In der heutigen Welt der elektronischen Kommunikation und des elektronischen Handels ist die Möglichkeit, eine Person bei Ferntransaktionen aus Sicherheitsgründen zu identifizieren, entscheidend. Eine übliche Form von Sicherheit ist ein einfaches Paßwort, das beispielsweise eingegeben wird, wenn ein Benutzer auf ein Computernetzwerk zugreifen will. Eine weitere Form von Sicherheit, die bei Bankautomaten verbreitet verwendet wird, ist eine persönliche Identifikationskarte, die auf einem Magnetstreifen codierte Informationen, wie die Personalien und die Kontonummer des Eigentümers, enthält, die in Kombination mit einer persönlichen Identifikationsnummer (PIN) verwendet werden, die vom Benutzer zu Beginn der Transaktion eingegeben wird.
Es wurden verschiedene Methoden zur betrügerischen Umgehung der vorstehend beschriebenen und weiterer allgemein benutzter Sicherheitsmaßnahmen zum Erhalt eines Zugriffs auf private Informationen bzw. Ressourcen demonstriert. Derartige Sicherheitsprobleme werden in einem Artikel mit dem Titel "Industrial Cryptography" im IEE Review vom Mai 1996 besprochen. Wie der Titel nahelegt, befaßt sich der Artikel mit der effizienten Verwendung der Kryptographie als Mittel zur Steigerung der Sicherheit.
Eine weitere Methode zur Sicherstellung der Identität einer Person ist die Aufnahme und Codierung biometrischer Daten der Person und der Vergleich des Ergebnisses mit einem vorab gespeicherten oder registrierten Ergebnis, das beispielsweise in einem entfernten Datenbanksystem gespeichert ist. Biometrische Daten für die vorliegenden Zwecke sind statistische oder quantitative Meßwerte eines biologischen Merkmals einer Person. Das bekannteste, zu Identifikationszwecken verwendete biometrische Merkmal des Menschen ist der Fingerabdruck. Ein "robustes" biometrisches Merkmal, wie ein Fingerabdruck, ist eines, das zuverlässig und wiederholt zur Identifikation einer Person verwendet werden kann.
In jüngerer Zeit wurde die Verwendung der Iris eines Auges als robustes biometrisches Merkmal zu Identifikationszwecken vorgeschlagen. In der internationalen Patentanmeldung WO86/05018 sind beispielsweise Verfahren und Vorrichtungen zur Iriserkennung offenbart. Das US-Patent Nr. 5,291,560 vom 1. März 1994 entwickelt die Iriserkennung weiter und beschreibt ein Verfahren zur Codierung des Bilds einer Iris in einen Iriscode von 256 Byte. Diese Codes bilden die Grundlage für einen direkten Vergleich der beiden Irisbilder. Es wurde gezeigt, daß ein derartiger Code als sehr zuverlässige Identifikation einer Person verwendet werden kann.
Ein vorgeschlagenes Beispiel für die Verwendung eines Iriscodes ist die Identifikation eines Kunden, der Bargeld von einem Bankautomaten abheben will. Der vorgeschlagene Bankautomat enthält ein Bilderzeugungssystem mit einem Fenster, durch das der Kunde blickt, und eine Kamera mit automatischer Brennweiteneinstellung. Die Kamera ist direkt in der Sichtlinie des Kunden angeordnet. Wenn der Kunde durch das Fenster blickt und beispielsweise seine Bankkarte in den Bankautomaten einführt, nimmt die Kamera ein Bild seines Auges auf.
Hat das System einmal eine geeignete Darstellung eines Auges aufgenommen, wird die Darstellung digitalisiert (sofern sie nicht bereits digital ist) und in Form eines Iriscodes codiert. Der Iriscode kann dann mit einem gespeicherten Iriscode der angeblich gleichen Person verglichen werden. Wenn die beiden Codes ausreichend ähnlich sind, wird die Identität des Kunden verifiziert und beispielsweise eine Bargeldabhebung wird zugelassen.
Dieses System ist so beschaffen, daß es nicht intrusiv ist und von jedem genutzt werden kann, der dem Bankautomaten Geld entnehmen möchte.
Ein Problem bei derartigen Systemen besteht darin, daß die Vorrichtung fest ist und der Kunde seinen Kopf relativ zu ihnen bewegen muß, damit die Vorrichtung ein Bild seines Auges aufnehmen kann. Er muß seinen Kopf so halten, daß das aufgenommene Bild scharf ist und ausreichend Details der Iris enthält. Wenn eine Bildaufnahmevorrichtung mit fester Brennweite verwendet wird, muß der Kunde sich daher im richtigen Abstand zu der Vorrichtung aufstellen. Dies macht die Benutzung der Vorrichtung mühsam. Dieses Problem kann durch die Verwendung einer automatisch fokussierenden und automatisch vergrößernden Bildaufnahmevorrichtung teilweise behoben werden, doch das führt dazu, daß die Vorrichtung sperrig und in der Herstellung aufwendig ist.
Ein alternativer Ansatz ist in dem US-Patent 5,359,669 offenbart. In diesem Patent ist eine die Retina abtastende mobile Identifikationsvorrichtung offenbart.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Identifikation von Personen zur Erzeugung eines für ein Auge charakteristischen Informationssignals mit
einem Gehäuse mit einem Eingangsfenster,
einer an dem Gehäuse montierten Lichtquelle zur Belichtung des Auges in einem Bereich außerhalb der Pupille und
einer in dem Gehäuse montierten Bildaufnahmevorrichtung geschaffen, die in optischer Verbindung mit dem Eingangsfenster steht und als Reaktion auf von dem Auge reflektiertes Licht ein Bildsignal erzeugt, das mindestens einen Teil der Iris des Auges darstellt,
wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß
sie von einem Benutzer in eine Betriebsposition gebracht werden kann und
eine Sendevorrichtung zum Senden des von dem Bild abgeleiteten Informationssignals an eine entfernte Vorrichtung aufweist.
Durch die Schaffung einer Vorrichtung, die ein Bild eines vorderen Teils (beispielsweise Iris, Lederhaut, Augenlied, etc.) des Auges einer Person bzw. eines Tiers aufnimmt, erübrigt sich eine Abtastoptik. Dies führt dazu, daß die Vorrichtung weniger sperrig und weniger kostspielig als die bekannten Vorrichtungen ist. Wenn das Auge, das überprüft werden soll, das des Benutzers ist, ist die Vorrichtung leichter zu benutzen, da der Benutzer die Vorrichtung in eine Betriebsstellung bringt statt sein Auge in eine für die Vorrichtung geeignete Stellung zu bewegen. Die Vorrichtung kann beispielsweise Teil eines Mobiltelefons sein oder um das Handgelenk oder als Teil einer Brille getragen werden. Die von der Vorrichtung erzeugten Wellen können sowohl auf die Pupille als auch auf die Bereiche außerhalb der Pupille auftreffen.
Selbstverständlich ist es möglich, daß die Vorrichtung von einer Person verwendet wird, um ein Informationssignal zu erhalten, das für das Auge einer anderen Person charakteristisch ist. Auf diese Weise kann die Vorrichtung beispielsweise von einem Polizisten genutzt werden, der eine Person, die er verhaftet hat, identifizieren will bzw. der die Identität der betreffenden Person verifizieren möchte. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen einen Benutzer, der die Vorrichtung für sein eigenes Auge verwendet. Es ist jedoch festzuhalten, daß das überprüfte Auge auch das einer anderen Person als des Benutzers oder das Auge eines Tiers sein kann.
Vorzugsweise kann die Vorrichtung in der Hand gehalten und daher beim Einsatz vom Benutzer genommen und an sein oder das Auge einer anderen Person gehalten werden. Da die Vorrichtung tragbar ist, muß sie keinem bestimmten System und keiner bestimmten entfernten Vorrichtung zugeordnet sein und kann tatsächlich von verschiedenen Arten entfernter Vorrichtungen genutzt werden.
Die Sendevorrichtung kann eine drahtlose Sendevorrichtung sein. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß der Benutzer sich nicht mit physischen Kabelverbindungen, beispielsweise an der Rückseite eines PC, befassen muß. Ebenso ist der Benutzer bei der Verwendung der Vorrichtung hinsichtlich seiner Position in bezug auf den PC oder eine andere entfernte Anlage nicht eingeschränkt. Es können verschiedene Arten von kabelloser Verbindung verwendet werden, beispielsweise eine Ultraschall-, eine optische oder eine Hochfrequenzverbindung.
Eine alternative Kommunikationsverbindung zwischen der Vorrichtung und der entfernten Vorrichtung ist eine Telefonleitung oder ein ähnlicher Anschluß. In diesem Fall weist die Vorrichtung eine Einrichtung zur Umwandlung elektrischer Iriscodedaten in ein akustisches Signal auf, das über die Telefonleitung übertragen werden kann. Die Einrichtung zur Umwandlung von Tönen in elektrische Daten und elektrischen Daten in Töne könnte die Standard- Modemtechnologie nutzen.
Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung ein Zielobjekt auf, das für eine Person sichtbar ist, deren Auge überprüft wird.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Zielobjekt ein zweites Fenster, das dem Benutzer eine "Sichtlinie" durch das erste Fenster bietet, um dem Benutzer die Sicht hinter die Vorrichtung zu gewähren. Das zweite Fenster kann eine einfache Öffnung im Gehäuse sein oder möglicherweise eine visuelle Anzeige umfassen.
Ein zweites Fenster ist besonders in Kombination mit einer drahtlosen Vorrichtung vorteilhaft, da der Benutzer genau sehen kann, wohin die Vorrichtung zeigt, während er in die Vorrichtung blickt, um ein Bild seines Auges aufzunehmen: der Benutzer kann die Vorrichtung in geeigneter Weise auf den Empfänger der entfernten Vorrichtung richten. Es wird auch angenommen, daß sich die Pupille des Auges verkleinert, wenn man dem Benutzer gestattet, die entfernte Anlage zu fixieren, wodurch eine größere und klarere Ansicht der Iris geboten wird. Ebenso kann der Blick durch das zweite Fenster in hohem Maße dazu beitragen, das Auge in bezug auf die Bilderzeugungseinrichtung korrekt auszurichten. Es können aber auch weitere Einrichtungen vorgesehen sein, die bei der Ausrichtung helfen, beispielsweise ein Fadenkreuz.
Das zweite Fenster kann verwendet werden, um dem Benutzer das Sehen eines entfernten Bildschirms zu ermöglichen, auf dem eines oder mehrere aufgenommene Bilder des Auges angezeigt werden. Der Nutzen für den Benutzer ist in diesem Fall, daß er auf dem Bildschirm im wesentlichen sehen kann, was die Bilderzeugungseinrichtung sieht, und die Position seines Auges nötigenfalls für eine korrekte Ausrichtung anpassen kann. In diesem Fall kann die Bilderzeugungsvorrichtung eine Videokamera sein, die Echtzeitbilder des Auges an den Bildschirm übertragen kann.
Bei bevorzugten Ausführungsformen reagiert die Bildaufnahmevorrichtung auf vom Benutzer reflektiertes Licht, das sich hinsichtlich des Spektrums von dem Licht von dem Zielobjekt unterscheidet. Dieser Aufbau ermöglicht die Verwendung wellenlängenabhängiger optischer Vorrichtungen, die mit Licht vom Benutzer und Licht vom Zielobjekt unterschiedlich zusammenwirken.
Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Codiereinrichtung zur Codierung der aufgenommenen Informationen vor ihrer Übertragung. Dies hat den Vorteil, daß das von der Vorrichtung gesendete Signal eine geringere Bandbreite erfordert (wobei davon ausgegangen wird, daß die Übertragung in einer gegebenen Zeitspanne erfolgen soll), als sie für die Übertragung eines Bildsignals erforderlich wäre.
Die Codiereinrichtung ist vorzugsweise so beschaffen, daß sie zumindest den Irisbereich oder einen Teil desselben aus einem aufgenommenen Bild codiert. Die Codiereinrichtung kann auch eines oder mehrere weitere Merkmale des Auges oder des umgebenden Gesichts codieren. Der Code kann beispielsweise Einzelheiten der Pupille, der Hornhaut, der Lederhaut und/oder der Augenlieder, etc. enthalten.
Bei bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Bilderzeugungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zur Verschlüsselung eines codierten Bilds.
Eine Verschlüsselung macht die Verwendung der Vorrichtung sicherer. Die verschlüsselten Bildcodedaten enthalten typischer Weise weitere verschlüsselte Daten, wie Datum, Uhrzeit, Seriennummer der Vorrichtung und/ oder sogar eine Aufzeichnung der GPS- Koordinaten (GPS: Global Positioning System, globales Positionsbestimmungssystem). Derartige zusätzliche Informationen steigern die Sicherheit des Systems weiter, wenn sie in verschlüsselter Form gespeichert sind. Ein verschlüsselter Code, der verschlüsselte Zeit- und Datumsinformationen enthält, könnte beispielsweise von einem Hacker abgefangen, aber nicht ohne Weiteres wiederverwendet werden, da die Kombination von Datum und Zeit einmalig wäre.
Die Vorrichtung kann ferner eine Empfängereinrichtung umfassen, um eine Kommunikation in beiden Richtungen mit der entfernten Vorrichtung zu ermöglichen. Vorzugsweise kann die optische Kommunikation dann beispielsweise unter Verwendung von Infrarotsendern und -empfängern (beispielsweise Photodioden) genutzt werden. Eine derartige "drahtlose" Konstruktion könnte mit einer entfernten Vorrichtung mit einer geeigneten optischen Sende- und Empfangsanordnung verwendet werden.
Die Belichtungseinrichtung liefert vorzugsweise optische Strahlung mit im wesentlichen nicht sichtbaren Wellenlängen, beispielsweise hauptsächlich nahe Infrarotstrahlen oder Infrarotstrahlen. Eine im wesentlichen unsichtbare Lichtquelle wird für angenehmer für den Benutzer gehalten. Ebenso lenkt bei einer Sichtlinienausführung eine im wesentlichen unsichtbare Belichtungsquelle die Aufmerksamkeit des Benutzers weniger von dem Sichtlinienbild der Umgebung ab, als es bei einer Quelle sichtbarer optischer Strahlung der Fall wäre. Aus Gründen der Vereinfachung schließt der Begriff "Licht" in der vorliegenden Beschreibung optische Strahlung mit nicht sichtbaren Wellenlängen ein. Aus diesem Grund sind die Begriffe "Licht" und "optische Strahlung" austauschbar.
Bei den Ausführungsformen der Erfindung kann durch Bereitstellen einer optischen Komponente mit einem größeren Bereich, der im Verhältnis weniger durchlässig für sichtbare optische Strahlung als ein kleinerer Bereich der Komponente ist, eine korrekte Ausrichtung der Augen erreicht werden. Der kleinere Bereich ist vorzugsweise nahe oder in der Mitte des Fensters angeordnet und ausreichend klein, daß die Pupille eines Auges an dem kleineren Bereich ausgerichtet nahe am Eingangsfenster angeordnet werden muß, um durch die Vorrichtung ein vernünftiges Blickfeld beispielsweise auf die Zielanlage zu haben. Dann könnte die durch das Fenster blickende Person dazu veranlaßt werden, die Pupille ihres Auges am kleineren Bereich des Fensters auszurichten, wodurch sichergestellt wird, daß die Iris des Auges zum Zwecke der Bildaufnahme im wesentlichen mittig positioniert und damit in bezug auf das Fenster korrekt ausgerichtet ist. Ebenso würden geeignete Abmessungen des kleineren Bereichs bis zu einem gewissen Grad den Abstand beeinflussen, den der Benutzer zwischen seinem Auge und dem Schirm einhält. Dies wäre hinsichtlich der Verringerung oder Beseitigung der Notwendigkeit einer Fokussierung der Bilderzeugungseinrichtung vorteilhaft.
Der kleinere Bereich des Fensters kann aus einem Material mit einer anderen optischen Zusammensetzung als der größere Bereich bestehen. Der größere Bereich könnte für sichtbare optische Strahlung im wesentlichen durchlässig sein und beispielsweise aus einem klaren Glas- oder Kunststoffmaterial bestehen. Alternativ kann der kleinere Bereich einfach eine Öffnung sein, die geeignet im Fenstermaterial des größeren Bereichs angeordnet ist. Der größere Bereich könnte beispielsweise ein für Infrarot- und nahe Infrarotstrahlung durchlässiges Gelfilter umfassen.
Bei der Verwendung von optischer Strahlung mit nicht sichtbaren Wellenlängen, beispielsweise Infrarot- und nahe Infrarotstrahlung, zur Belichtung des Auges und zur Bildaufnahme ist das Fenster über den Fensterbereich für diese Wellenlängen im wesentlichen gleichmäßig transparent. Daher kann die gesamte Fläche des Fensters für die Bildaufnahme genutzt werden, obwohl das Fenster nur einen kleinen Bereich aufweist, der zum Hindurchsehen geeignet ist.
Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Auslöseeinrichtung. Die Auslöseeinrichtung kann vom Benutzer, der Vorrichtung selbst und bei einer bidirektionalen Ausführungsform sogar von der entfernten Vorrichtung betätigt werden. Eine derartige Konstruktion ermöglicht dem Benutzers bzw. einer der Vorrichtungen die genaue Steuerung des Zeitpunkts der Bildaufnahme und/oder der Datenübertragung. Diese Eigenschaft findet vor allem bei der Verwendung einer drahtlosen Anordnung Anwendung.
Ebenso wie zur Identifikation von Menschen kann die vorliegende Vorrichtung in geeigneter Weise zur Identifikation von Tieren verwendet werden. Eine derartige Vorrichtung müßte typischer Weise (abhängig von der Größe der Augen des Tiers) größer und robuster sein. Geeignete Kandidaten für eine solche Anwendung sind beispielsweise Pferde und insbesondere wertvolle Rennpferde.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen lediglich beispielhaft Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm, das eine mögliche Hardwarearchitektur für die Bilderzeugungsvorrichtung darstellt;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Bildaufnahme und -verschlüsselungsprozesses;
Fig. 4 ein Diagramm, das mögliche Konfigurationen der Belichtungsquelle darstellt;
die Fig. 5a und 5b Diagramme, die jeweils eine korrekte und eine nicht korrekte Ausrichtung des Auges zeigen; und
Fig. 6 ein Diagramm, das den Aufbau einer Vorrichtung zum Ausschließen der in Fig. 5 gezeigten fehlerhaften Ausrichtung darstellt.
Fig. 1 zeigt die Bilderzeugungsvorrichtung bei der Verwendung. Die Bilderzeugungsvorrichtung ist prinzipiell zur Verwendung durch einen einzigen Benutzer gedacht und ist daher intrusiv konstruiert, was bedeutet, daß der Benutzer sein Auge (und das umgebende Gesicht) in direkten Kontakt mit der Vorrichtung bringen muß. Wenn eine Benutzung der Vorrichtung durch mehr als einen Benutzer vorgesehen ist, können persönliche, austauschbare Augenschalen verwendet werden.
Die Vorrichtung ist in einem geeigneten Gehäuse 125 enthalten. Ein Benutzer bringt sein Auge 110 in Position, indem er eine Augenschale 115 am rückseitigen Fenster 120 des Gehäuses 125 in geeigneter Weise an sein Gesicht hält. Die Augenschale dient sowohl als Einrichtung zur Minimierung der Menge an in die Vorrichtung eindringendem Umgebungslicht als auch als Einrichtung zur Ausrichtung des Auges des Benutzers in bezug auf das Fenster.
Die Augenschale 115 ist an einer in dem Gehäuse 125 ausgebildeten Hülse 130 befestigt, die einen festen Abstand zwischen dem Auge 110 und der CCD-Kamera (CCD: charge coupled device (ladungsgekoppelte Vorrichtung)) 135 mit fester Brennweite sicherstellt. Die Länge der Hülse 130 ist jedoch auf verschiedene Benutzer einstellbar und kann verriegelt werden, wenn die korrekte Länge einmal bestimmt ist. Die Hülse 130 liefert dem Benutzer auch eine Sichtlinie vom hinteren Fenster 120 durch das Gehäuse 125 zum vorderen Fenster 140. Der Aufbau mit einstellbarer Hülse und Kamera mit fester Brennweite könnte auch durch einen Aufbau mit automatisch fokussierender Kamera ersetzt werden. Ein derartiger Aufbau würde jedoch die optische, elektronische und mechanische Komplexität der Vorrichtung steigern.
Der optische Pfad zwischen dem Auge 110 und der Kamera 135 verläuft aufgrund eines teilweise reflektierenden 45º-Spiegels 145 in der Sichtlinie der Hülse 130 in einem Winkel von 90º.
Eine Infrarotbelichtungsquelle 150 zur Belichtung des Auges ist zwischen dem Spiegel 145 und dem Auge 110 angeordnet. Die Quelle weist einen zugeordneten Sortierer 155 auf, der verhindert, daß Licht über den Spiegel 145 direkt von der Quelle 150 zur Kamera 135 gelangt.
Ein Infrarotsender 160 und ein Infrarotempfänger 162 sind in einer Linie mit der Sichtlinie der Hülse 130 an der Vorderseite des Gehäuses angeordnet, und auf dem Gehäuse befindet sich ein Auslöseknopf 165, mit dem der Benutzer steuern kann, wann das Bild aufgenommen und/oder an eine (nicht gezeigte) Vorrichtung übertragen wird.
Wie bereits erwähnt, kann die Verbindung zwischen der Vorrichtung und der entfernten Vorrichtung statt dessen eine Telefonverbindung oder eine ähnliche Verbindung sein, und die Vorrichtung kann dann bekannte Modemtechnologien nutzen, um die Datenübertragung zu und von einer entfernten Vorrichtung über die Telefonleitung zu vereinfachen.
Die Vorderseite der Hülse 130 enthält ein Infrarotfilter 170 zur Minimierung der Menge der gestreuten Infrarotstrahlung, die in die Vorrichtung gelangt. Zudem kann das Filter 170 zum Schutz des Auges des Benutzers vor der zusätzlichen Reflexion der Strahlung genutzt werden, die aus dem Ausgang des Senders 160 emittiert wird. Die CCD-Kamera 135 wird durch ein Filter 175 für sichtbares Licht, das zwischen Kamera und Hülse angeordnet ist, vor sichtbarem Streulicht geschützt. Die CCD-Kamera ist eine Standard-Schwarz- Weiß-Kamera, die auch für optische Infrarotstrahlung empfindlich ist. Ebenso könnten andere Kameratypen, beispielsweise eine Farbkamera, für die Bildaufnahme verwendet werden.
Die Vorrichtung umfaßt auch eine geeignete, im Gehäuse enthaltene elektronische Verschaltung 180 (die unter Bezugnahme auf Fig. 2 genauer beschrieben wird).
Ein optischer Indikator 185 ist im Sichtfeld des Benutzers in der Hülse angeordnet. Der Indikator umfaßt eine oder mehrere LEDs in verschiedenen Farben, die beleuchtet werden können, um (wie nachstehend beschrieben) verschiedene Zustände der Vorrichtung anzuzeigen. Andere Anzeigesysteme, die für Fachleute offensichtlich sind, können effiziente Lösungen bieten. Diese könnten beispielsweise die Verwendung von Anzeigefeldern und/oder Tönen einschließen.
In der Praxis können die beiden Filter 170 und 175 durch Kreuzpolarisationsschirme ersetzt werden, um zu verhindern, daß Streulicht bzw. unerwünschtes Umgebungslicht die Kamera 135 erreicht. Die Polarisationseinrichtungen währen auf ähnliche Weise wie die Filter angeordnet. Die Art der Filter oder Polarisationseinrichtungen hängt von der Art der verwendeten Belichtung ab. Wenn die Wellenlänge für die Bilderzeugung nahe infrarot oder infrarot ist, ist ein Infrarotfilter erforderlich, um ein Eindringen von Infrarotstreustrahlung über das vordere Fenster 140 in die Vorrichtung zu verhindern. Alternativ könnten Kreuzpolarisationseinrichtungen über dem vorderen Fenster 140 und der Kamera 135 verwendet werden, wenn die Wellenlänge für die Bilderzeugung die von sichtbarem Licht ist. Andere ähnliche Lichtblockier- oder Filteranordnungen, die Fachleuten bekannt sind, könnten ähnlich effektive Lösungen bieten.
Direkt über der CCD-Kamera 135 ist ein "heißer Spiegel" 145 (wie beispielsweise der von Ealing Optics, Greylaine Rd., Watford, U.K. unter der Katalognummer 35-6681 vertriebene) angeordnet. Der Spiegel 145 ist um 45º nach unten und vorne zur Längsachse der Hülse 130 geneigt. Der Spiegel ist aus einem Glasplättchen mit einer Beschichtung aus dielektrischen Materialien auf der Unterseite ausgebildet. Die andere Seite des Glasplättchens ist mit einer Antireflexionsbeschichtung 147 überzogen. Die Beschichtung 146 aus dielektrischem Material kann ca. 80% des nahen Infrarotlichts reflektieren, das auf ihn trifft, und läßt ca. 90% des einfallenden sichtbaren Lichts durch.
Ein Vorteil dieses Spiegeltyps ist, daß der Spiegel zumindest bis zu einem gewissen Grad auch als Filter für das Auge erreichende Infrarotstrahlung und die Kamera erreichendes sichtbares Licht dient. Andere Formen von Linsen-, Filter-, Strahlenteiler- und/oder Prismenanordnung könnten verwendet werden.
Die Gesamtgröße der Vorrichtung hängt hauptsächlich von der Größe der Öffnung 120 für das Auge und dem Grad an Komfort und Bedienerfreundlichkeit ab, den der Benutzer der Vorrichtung verlangt. Die Hardware für die Vorrichtung ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) auf einem einzigen Chip, dessen Größe kein begrenzender Faktor für die Größe der Vorrichtung ist. Ebenso können bekannte CCD-Kameras Abmessungen im Millimeterbereich aufweisen und sind kein begrenzender Faktor für die Größe der Vorrichtung.
Obwohl die Sichtlinie der Bilderzeugungsvorrichtung in Fig. 1 als direkt durch eine Hülse verlaufend darstellt ist, ist darauf hinzuweisen, daß die Sichtlinie statt dessen über eine den Pfad biegende Optik, wie Spiegel oder Prismen, verlaufen und Linsen enthalten kann. Ein derartiger Aufbau kann eine noch kompaktere Konstruktion ermöglichen und das vom Benutzer empfangene Bild der äußeren Umgebung bzw. das von der Kamera empfangene Bild des Auges verbessern.
Gemäß Fig. 1 ist die Sichtlinie ein optischer Pfad durch die Hülse. Es ist jedoch vorstellbar, daß die Sichtlinie durch ein auf einem Bildschirm, beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige (LCD- Anzeige), dargestelltes Bild der Umgebung hinter der Vorrichtung erzeugt wird. Das Bild könnte von einer an der Vorderseite der Vorrichtung montierten CCD-Kamera geliefert werden. Dadurch wäre es möglich, grafische Indikatoren über das Bild zu legen, um den Benutzer bei der Ausrichtung der Vorrichtung auf die entfernte Vorrichtung zu unterstützen. Alternativ kann der LCD-Schirm im wesentlichen transparent sein, um dem Benutzer die Sicht auf die tatsächliche Umgebung hinter der Vorrichtung zu gestatten, und der Bildschirm könnte ausschließlich zum Überlagerndes tatsächlichen Bilds mit Ausrichtungs- oder anderen Informationen verwendet werden. Eine korrekte Ausrichtung könnte durch die Überwachung einer Folge von durch die Bilderzeugungsvorrichtung oder die entfernte Vorrichtung ausgegebenen und durch die andere empfangenen und verarbeiteten Signalen erzielt werden. Obwohl ein derartiger Aufbau technisch komplexer als der einfache Aufbau mit Sichtlinie durch eine Hülse ist, könnte eine derartige, technisch aufwendigere Anordnung in der Praxis sinnvoller sein, nachdem elektronische Vorrichtungen wie CCD-Kameras und LCD-Anzeigen laufend kleiner und preisgünstiger werden. Die LCD kann alternativ das von der Bildaufnahmeeinrichtung ausgegebene Bildsignal wiedergeben.
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer möglichen Hardwarearchitektur für die Vorrichtung. Wie bereits ausgeführt, ist die Verarbeitungshardware vorzugsweise auf einem einzigen ASIC-Chip ausgebildet. Die Vorrichtung wird von einem Prozessor 200 gesteuert, der in einem Festspeicher (ROM) 205 gespeicherte Software ausführt. Der Prozessor 200 ist über einen Bus 210 mit dem ROM 205, einem Block Direktzugriffsspeicher (RAMs) 215 und einer Eingangs- /Ausgangs-Steuereinheit (E/A-Steuereinheit) 220 verbunden. Der RAM ist groß genug, um mindestens ein aufgenommenes Bild eines Auges zu halten. Die E/A-Steuereinheit 220 ist durch eine geeignete Verschaltung und (nicht dargestellte) Treiber mit dem Infrarotsender 160 und dem Infrarotempfänger 162, der CCD-Kamera 135, dem Auslöser 165, der Infrarotbelichtungsquelle 150 und dem optischen Indikator 185 verbunden. Die gesamte Vorrichtung wird durch eine geeignete (nicht dargestellte) Batterie mit Energie versorgt.
Der Prozessor 200 reagiert auf von dem Auslöser 165, dem Infrarotempfänger 162 und der CCD-Kamera empfangene Signale. Ebenso steuert der Prozessor den Infrarotsender 160, die Infrarotlichtquelle, die Betätigung der CCD-Kamera und den optischen Indikator.
Das Ablaufdiagramm in Fig. 3 stellt einen möglichen Prozeß für die Bildaufnahme-, Verarbeitungs- und Übertragungsaspekte eines Benutzerüberprüfungssystems dar. Die Prozedur umfaßt zur Verbesserung des Sicherheitsstandards eine Verschlüsselung. Das Verschlüsselungssystem verwendet zur Verschlüsselung der Daten einen "öffentlichen Schlüssel" und zu ihrer Entschlüsselung einen privaten Schlüssel (der nur dem Empfänger der verschlüsselten Daten bekannt ist).
In einem Schritt 300 befindet sich die Bilderzeugungsvorrichtung in einem Zustand, in dem eine Betätigung des Auslösers zum Starten des Prozesses erwartet wird. Wenn der Benutzer den Auslöser betätigt, erzeugt der Auslöser ein Signal, das vom Prozessor empfangen wird. Der Prozessor steuert dann den Infrarotsensor so, daß er in einem Schritt 305 ein Signal an die entfernte Einrichtung sendet, um eine Kommunikation einzuleiten. Als Reaktion sendet die entfernte Vorrichtung eine Rückmeldung an die Bilderzeugungsvorrichtung.
Bei anderen Ausführungsformen wird der Auslöser durch die Bilderzeugungsvorrichtung oder die entfernte Vorrichtung ersetzt, die eine Überwachung auf eine korrekte Ausrichtung ausführt. Wenn der Benutzer eine korrekte Ausrichtung vorgenommen hat, werden der Aufnahme-, der Codier- und der Übertragungsvorgang initiiert. Eine Überwachung würde die Ausgabe eines Signals zur Angabe einer korrekten Ausrichtung durch eine der Vorrichtungen einschließen, das von der anderen empfangen und verarbeitet werden könnte.
Wird von der Bilderzeugungsvorrichtung in einem Schritt 315 keine Rückmeldung empfangen, beispielsweise weil die entfernte Vorrichtung das erste Signal nicht empfangen hat, leuchtet der optische Indikator in einem Schritt 320 rot auf, um eine Fehlfunktion anzuzeigen und dem Benutzer einen Neustart des Prozesses durch erneutes Betätigen des Auslösers nahezulegen.
Wenn im Schritt 315 die Rückmeldung empfangen wird, enthält das Signal von der entfernten Vorrichtung eine Auswahl, welchen öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel und welches Iriscodeformat die Bilderzeugungsvorrichtung für eine erfolgreiche Übertragung verwenden muß. Im RAM (oder ROM) der Bilderzeugungsvorrichtung sind mehrere öffentliche Verschlüsselungsschlüssel und mehrere Iriscodealgorithmen gespeichert, unter denen eine Auswahl getroffen werden kann. Die entfernte Vorrichtung überträgt auch eine Datums- und Zeitmarke an die Bilderzeugungsvorrichtung.
Die Informationen in dem von der entfernten Vorrichtung gesendeten Antwortsignal werden für den anschließenden Zugriff im RAM der Bilderzeugungsvorrichtung gespeichert.
Als nächstes signalisiert die Verarbeitungseinrichtung der Kamera in einem Schritt 325, daß ein oder mehrere Bilder aufgenommen werden sollen. Die aufgenommenen Bilder werden im RAM gespeichert. In einem Schritt 330 bestimmt die Verarbeitungseinrichtung, ob das gespeicherte Bild bzw. welches der Bilder zur Codierung geeignet ist. Wenn das Bild bzw. sämtliche Bilder ungeeignet sind, signalisiert der Prozessor der Kamera, daß ein neues Bild bzw. mehrere neue Bilder aufgenommen werden muß bzw. müssen.
Der Schritt der Bildaufnahme umfaßt die Steuerung der Belichtungsquelle. Die Belichtungsquelle ist an eine Steuerschleife angeschlossen, über die der Prozessor die Lichtintensität der Quelle beispielsweise abhängig von der Augenfarbe einstellen kann: eine hellblaue Iris reflektiert erheblich mehr Licht und erfordert weniger Belichtung als eine dunkelbraune. Mehrere nacheinander aufgenommene Bilder, ähnlich einer Videosequenz, können erforderlich sein, bis Prozessor und Software die optimale Belichtung für das Auge bestimmt haben und ein oder mehrere geeignete Bilder erzeugt werden.
Es wird vorgeschlagen, daß eine pulsierende Belichtungsquelle zweckmäßiger als eine kontinuierliche Quelle ist, obwohl die Bildaufnahme mit einem Lichtimpuls synchronisiert werden müßte, um eine geeignete Belichtung sicherzustellen. Pulsierendes Licht hat den Vorteil, daß das Auge des Benutzers im Durchschnitt weniger optischer Strahlung ausgesetzt ist. Ebenso verbraucht eine pulsierende Quelle weniger Energie.
Durch die Aufnahme mehrerer Bilder können auch Probleme wie beispielsweise ein Zwinkern des Benutzers während der Aufnahme eines Bildes überwunden werden. Zur Bestimmung des besten Bildes und zur Zurückweisung ungeeigneter Bilder können bekannte digitale Signalverarbeitungstechniken verwendet werden.
Wenn ein geeignetes Bild erzeugt wurde, werden die Bilddaten in einem Schritt 335 aus RAM abgerufen und verarbeitet, um unter Verwendung des im Schritt 315 von der entfernten Vorrichtung ausgewählten Iriscodeerzeugungsalgorithmus einen Iriscode zu erzeugen. Ein Beispiel eines Algorithmus ist der im US-Patent 5,291,560 beschriebene. Der resultierende Iriscode wird im RAM gespeichert.
Der Prozessor verschlüsselt dann in einem Schritt 340 unter Verwendung des ausgewählten öffentlichen Schlüssels sowie der von der entfernten Vorrichtung im Schritt 315 übermittelten Datums- und Zeitmarke den Iriscode. Die resultierenden Daten werden im RAM gespeichert. Die codierten und verschlüsselten Daten werden dann in einem Schritt 345 durch den Infrarotsender an die entfernte Vorrichtung gesendet.
Eine Komplettierung des Bildaufnahme-, des Verarbeitungs- und des Verschlüsselungsschritts ohne Zwischenspeicherungsschritte von Daten im RAM ist vorstellbar, d. h. die Verarbeitung erfolgt "im laufenden Betrieb", wodurch die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung erheblich gesteigert wird. Eine derartige Verarbeitung würde jedoch eine aufwendigere und komplexere Elektronik erfordern.
Wenn die Daten schließlich erfolgreich durch die entfernte Vorrichtung empfangen wurden, sendet die entfernte Vorrichtung in einem Schritt 350 ein "Erfolgssignal" an die Bilderzeugungsvorrichtung. Die Verarbeitungseinrichtung veranlaßt als Reaktion ein grünes Aufleuchten des optischen Indikators, um dem Benutzer anzuzeigen, daß die Prozedur im Schritt 360 erfolgreich war. Ein wiederholtes Scheitern der Datenübertragung verursacht beispielsweise nach fünf Versuchen in einem Schritt 355 ein rotes Aufleuchten und hat die Folge, daß der Benutzer die gesamte Prozedur neu starten muß.
Ein einfacherer Prozeß als der vorstehend beschriebene beinhaltet, daß die Bilderzeugungsvorrichtung bestimmt, welcher der mehreren öffentlichen Verschlüsselungsschlüssels verwendet wird. Die Auswahl kann unter Verwendung eines pseudozufälligen Zahlengenerators in der Bilderzeugungsvorrichtung erfolgen. Wenn jeder öffentliche Schlüssel einen Indexbezug aufweist, kann der entsprechende Bezug, selbstverständlich in unverschlüsselter Form, in den verschlüsselten Daten enthalten sein, um der entfernten Vorrichtung mitzuteilen, welcher öffentliche Schlüssel verwendet wurde und damit, welcher private Schlüssel zur Entschlüsselung zu verwenden ist. Eine Erweiterung dieses Aufbaus ist, daß nach jeder erfolgreichen Transaktion ein neuer Satz öffentlicher Schlüssel von der entfernten Vorrichtung auf die Bilderzeugungsvorrichtung heruntergeladen wird. Weitere Möglichkeiten der Verschlüsselung sind für Fachleute offensichtlich.
Bei alternativen Ausführungsformen kann die Sicherheit durch die Verwendung einer persönlichen Identitätskarte weiter verbessert werden, die beispielsweise einer Bankkarte ähnelt, die auf einem Magnetstreifen persönliche Identitätsinformationen hält. Alternativ kann die persönliche Identitätskarte eine Smart-Card sein, die Daten in elektronischer Form hält. Die Karte, Smart-Card oder eine äquivalente Karte oder Vorrichtung liefert Informationen in Form auf der Karte, die einen bestimmten Benutzer identifiziert, gehaltener magnetischer oder elektronischer Daten. Die Informationen können von der Bilderzeugungsvorrichtung gelesen werden, wenn die Karte in einen darin vorgesehenen, geeigneten Schlitz eingeführt wird, und sie können zusammen mit beispielsweise weiteren Zeitmarken und Vorrichtungsidentifikationsinformationen in den Iriscode eingefügt werden. Weitere ähnliche Informationen sind für Fachleute naheliegend.
Fig. 4a stellt einen möglichen Aufbau für die Belichtung mit mehreren Quellen 412, 414 und 416 für unterschiedliche Wellenlängen dar. Das Diagramm zeigt eine Sichtlinie durch das erste Fenster zur Kamera 405 (wobei das Diagramm den 45º-Spiegel nicht berücksichtigt). Auf der Unterseite des Sichtbereichs im Körper der Vorrichtung ist eine LED-Anordnung (LED: lichtemittierende Diode) mit drei LEDs vorgesehen, von denen jede optische nahe Infrarotstrahlung mit einem anderen Wellenlängenband von über ca. 700 nm erzeugt. Jedes Band erstreckt sich beispielsweise über ca. 20 nm und ist vom nächsten Band um ca. 200 nm beabstandet. Eine der LEDs kann statt dessen sichtbares Licht liefern.
Ein Grund für die Bereitstellung von Belichtungsquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen ist die Beobachtung, daß unterschiedliche Ausleuchtungsbedingungen bis zu einem gewissen Grad unterschiedliche Bilder ergeben. Das liegt daran, daß die Iris eines Auges ein dreidimensionales Objekt ist, in das Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen bis in unterschiedliche Tiefen eindringt und dann reflektiert wird. Optische Infrarotstrahlung dringt beispielsweise weiter als sichtbares Licht in die Iris ein. Daher erzeugt eine Breitbandlichtquelle ein bei weitem detaillierteres, komplexeres Bild einer Iris, als es mit einer Schmalbandlichtquelle möglich wäre. Ein Vorteil der Verwendung einer Schmalbandlichtquelle ist, daß ein einfacheres Bild erzeugt wird, daß unter Verwendung einer verhältnismäßig preiswerten Optik aufgenommen werden kann.
Ein weiterer Grund für die Bereitstellung von Belichtungsquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen ist, daß der Grad der Absorption beispielsweise von nahem Infrarotlicht von der Farbe der Iris abhängt. Daher können zur Erzeugung eines Bilds mit der erforderlichen Helligkeit für unterschiedliche Augenfarben Quellen unterschiedlicher Wellenlängen verwendet werden.
Die Anmelder haben festgestellt, daß unterschiedliche Schmalbandlichtquellen zur Erzeugung unterschiedlicher Irisbilder verwendet werden können, die als Gruppe eine Familie von Bildern einer Iris bilden. Damit können eines oder mehrere der Bilder zur Identifikation oder Überprüfung eines Benutzers verwendet werden. Die Auswahl des zu verwendenden Bilds kann von der entfernten Vorrichtung getroffen werden. Dieser Ansatz steigert die Sicherheit, indem er Betrug ausschließt, der anderenfalls mittels des Ersetzens des Benutzers durch die Fotografie eines Auges möglich wäre. Da eine Fotografie lediglich zweidimensional ist, bestünde keine bzw. zumindest eine andere Wellenlängenabhängigkeit der erzeugten Bilder, und das Bild würde sich nicht abhängig von der Wellenlänge der verwendeten Quelle verändern.
Weitere Ausführungsformen, bei denen getrennte, durch eine Belichtung mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugte Bilder unterschiedlich kombiniert werden, sind für Fachleute offensichtlich.
In der Praxis werden die Anordnung und jede einzelne der LEDs (über eine geeignete, hier nicht dargestellte elektrische Verschaltung) durch den Prozessor gesteuert. Der Prozessor steuert entweder als Reaktion auf seine eigene Steuerungssoftware oder als Reaktion auf von der entfernten Anlage empfangene Signale, wann welche LEDs aufleuchten, um das Auge zu belichten. Der Prozessor bestimmt auch, wann und unter welchen Lichtbedingungen der Bildaufnahmeprozeß stattfindet. Die Lichtbedingungen hängen von dem Bild bzw. den Bildern ab, die die entfernte Anlage benötigt, und können, wie bereits beschrieben, pulsieren.
Fig. 4b ähnelt Fig. 4a, mit der Ausnahme, daß vier identische LED-Anordnungen vorgesehen sind, um eine noch gleichmäßigere Belichtung des Auges zu gewährleisten.
Anstelle von Quellen verschiedener Wellenlängen können eine oder mehrere Breitbandquellen zur Belichtung der Iris verwendet werden, wobei optische Filter verwendet werden können, um die erforderlichen unterschiedlichen Wellenlängenbänder zu isolieren.
Die Prozedur beruht darauf, daß die entfernte Vorrichtung so beschaffen ist, daß sie komplementär zu der Bilderzeugungsvorrichtung empfängt, sendet und reagiert. Bei einer Ausführungsform ist die entfernte Vorrichtung ein mit einer geeigneten Software programmierter PC mit einer geeigneten Sender- und Empfängeranordnung. Ebenso ist der PC typischer Weise über ein Datennetzwerk mit anderen entfernten Vorrichtungen, beispielsweise einem Datenbankserver, verbunden. Beim Betrieb werden die einmal vom PC empfangenen verschlüsselten Iriscodedaten über das Netzwerk an den Datenbankserver weitergeleitet. Der Datenbankserver decodiert die Daten und akzeptiert den Benutzer als zugelassenen Benutzer oder lehnt ihn als nicht zugelassenen Benutzer ab.
Fig. 5a stellt eine korrekte Ausrichtung des Auges 500 in bezug auf das rückseitige Fenster 520 der Vorrichtung dar. Eine korrekte Ausrichtung erfordert gemäß diesem Beispiel, daß sich die gesamte Iris 530 des Auges 500 im Blickfeld des Fensters 520 befindet.
Fig. 5b, in der die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5a verwendet werden, ist ein potentielles Problem hinsichtlich Ausrichtung des Auges in bezug auf das hintere Fenster 520 der Vorrichtung dargestellt. Wie gezeigt, ist es möglich, daß die Pupille 510 des Auges 500 eine Sicht durch das Fenster 520 hat, während sich gleichzeitig ein erheblicher Teil der Iris 530 außerhalb des Sichtbereichs durch das Fenster befindet. Obwohl der Benutzer eine halbwegs gute Sicht durch die Vorrichtung beispielsweise auf die Zielanlage hat, wäre die CCD-Kamera 135 nicht in der Lage, ein vollständiges Bild der Iris aufzunehmen, wodurch eine erfolgreiche Erkennung verhindert würde.
Fig. 6 zeigt eine mögliche Methode, den Benutzer dazu zu bringen, sein Auge in bezug auf das rückseitige Fenster 620 der Vorrichtung korrekt auszurichten. Das rückseitige Fenster 620 der Vorrichtung enthält einen Schirm 625. Der Schirm umfaßt ein Gelfilter, beispielsweise ein Kodak (TM) Wratten-Filter Nr. 89B, das für Wellenlängen von mehr als 700 nm durchlässig und für niedrigere, sichtbare Wellenlängen undurchlässig ist. Der Schirm weist in oder um seine Mitte eine Öffnung 328 auf, die sämtliche Wellenlängen des Lichts durch den Schirm hindurchläßt. Die Öffnung 328 ist groß genug, daß sie der Pupille des Auges die (durch durchgehende Projektionslinien dargestellte) Sicht durch den Schirm gestattet. Diese Sicht wird durch einen für sichtbare Wellenlängen der optischen Strahlung im wesentlichen transparenten, die Infrarot- und nahen Infrarotwellenlängen jedoch reflektierenden 45º-Spiegel 645 nicht unterbrochen.
Der größte Teil des Schirms 625 ist für die sichtbaren Wellenlängen der Strahlung undurchlässig, für Infrarot- und nahe Infrarotwellenlängen jedoch transparent. Daher kann mit einer (nicht dargestellten) geeigneten Infrarot- oder nahen Infrarotbelichtung ein Bild der durch den Schirm 625 sichtbaren und über den Spiegel 645 auf eine (nicht dargestellte) Kamera projizierten Iris 612 des Auges aufgenommen werden (wie durch die gestrichelten Projektionslinien veranschaulicht).
Weitere geeignete Zusammensetzungen des Schirms gehen für Fachleute aus der vorangegangenen Beschreibung hervor. Tatsächlich können jedwede Variationen des Schirms verwendet werden, die ähnliche Vorteile bieten. So kann beispielsweise der größte Bereich milchig statt undurchlässig für sichtbares Licht sein. Alternativ kann der Hauptbereich in bezug auf den kleineren Pupillenausrichtungsbereich einfach getönt sein, um den Benutzer dazu zu bewegen, eine korrekte Ausrichtung vorzunehmen. Ebenso kann der Schirm durch Glas oder Kunststoffmaterialien verstärkt sein, die die Öffnung bedecken, um beispielsweise das Eindringen von Staub in die Vorrichtung zu verhindern.
Es ist klar, daß eine Augenausrichtungstechnik, bei der ein Schirm verwendet wird, wie vorstehend beschrieben, einen potentiell breiteren Anwendungsbereich als die Verwendung im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hat. Tatsächlich könnte ein derartiger Schirm in jeder Vorrichtung enthalten sein, die eine ähnliche korrekte Augenausrichtung in bezug auf die jeweilige Vorrichtung erfordert.
Als Alternative zu dem bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendeten heißen Spiegel kann ein kälter Spiegel verwendet werden. Der kalte Spiegel hat die gleiche Position und Ausrichtung wie der heiße Spiegel, aber eine andere Beschichtung auf seiner Unterseite. Die Beschichtung würde das meiste sichtbare Licht wirkungsvoll reflektieren, während er nahes Infrarotlicht durchließe. Eine weitere Veränderung bei dieser alternativen Ausführungsform wäre der Austausch von CCD-Kamera und LCD-Anzeige.
Die erfindungsgemäße Bilderzeugung hat ganz offensichtlich einen wesentlich breiteren Anwendungsbereich als die Benutzerüberprüfung für einen Datenbankzugriff. Die Vorrichtung könnte beispielsweise zur Identifikation des Eigentümers eines Fahrzeugs gegenüber einer Wegfahrsperre des Fahrzeugs eingesetzt werden: wenn der Benutzer nicht der Eigentümer ist, kann das Fahrzeug nicht angelassen werden. Aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung gehen für Fachleute viele weitere Verwendungsmöglichkeiten für die Erfindung hervor.

Claims

1. Personenidentifikationsvorrichtung zur Erzeugung eines für ein Auge (110) charakteristischen Informationssignals mit

einem Gehäuse (125) mit einem Eingangsfenster (140),

einer am Gehäuse (125) montierten Belichtungsquelle (150) zur Belichtung des Auges (110) über einen Bereich außerhalb der Pupille,

einer in dem Gehäuse (125) montierten Bildaufnahmevorrichtung (135), die optisch mit dem Eingangsfenster (120) in Verbindung steht und als Reaktion auf das von dem Auge (110) reflektierte Licht ein Bildsignal erzeugt, das zumindest einen Teil der Iris des Auges (110) wiedergibt,

wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß

sie von einem Benutzer in eine Betriebsposition gebracht werden kann und

daß sie eine Sendevorrichtung (160) zum Senden des aus dem Bild abgeleiteten Informationssignals an eine entfernte Vorrichtung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung in der Hand gehalten werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der

die Belichtungsquelle (150) eine im wesentlichen nicht sichtbare Belichtung vornimmt, und

die Bildaufnahmevorrichtung (135) auf von dem Auge (110) reflektiertes, nicht sichtbares Licht anspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Bildaufnahmevorrichtung (135) auf nahes Infrarotlicht anspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, die ferner zur Erleichterung der Ausrichtung (110) des Auges (110) in bezug auf das Eingangsfenster (120) ein für das Auge (110) sichtbares Zielobjekt umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Zielobjekt ein weiteres Fenster (140) ist, das mit dem zuerst genannten Fenster (120) optisch in Verbindung steht, um dem Auge die Sicht über das Gehäuse (125) hinaus zu gestatten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der

die Vorrichtung weiterhin einen hinsichtlich der Wellenlänge selektiven Reflektor (145, 146, 147) aufweist, der entweder sichtbares Licht von dem Zielobjekt oder nicht sichtbares Licht von der Belichtungsquelle (150) reflektiert und das jeweils andere durchläßt,

wobei sich das sichtbare Licht beim Betrieb entlang eines ersten optischen Pfads (A) vom Zielobjekt über den hinsichtlich der Wellenlänge selektiven Reflektor (145, 146, 147) zum Auge (110) und das nicht sichtbare Licht entlang eines zweiten optischen Pfads (B) von der Belichtungsquelle (150) über den hinsichtlich der Wellenlänge selektiven Reflektor (145, 146, 147) zu der Bildaufnahmevorrichtung (135) bewegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, die ferner ein zwischen dem Auge (110) und dem Zielobjekt (140) angeordnetes optisches Element (625) aufweist, das für nicht sichtbare Strahlung im wesentlichen transparent ist und einen ersten Bereich (628) aufweist, der für sichtbare optische Strahlung transparenter als ein zweiter Bereich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der erste Bereich (628) von dem zweiten Bereich umgeben ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Einrichtung (220) zum pulsierenden Betreiben der Belichtungsquelle (150) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Belichtungsquelle (150) mehrere Lichtquellen (412, 414, 416) umfaßt, die Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbändern emittieren.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Quellen (412, 414, 416) zur Belichtung des Auges (der Augen) für die Informationsaufnahme einzeln gesteuert werden können.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Empfangseinrichtung zum Ermöglichen einer bidirektionalen Kommunikation mit der entfernten Vorrichtung aufweist, wobei eine oder mehrere der Funktionen der Vorrichtung durch die entfernte Vorrichtung gesteuert werden kann bzw. können.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin eine Einrichtung zur Auswahl von mindestens einem Bild aus mehreren nacheinander aufgenommenen Bildern zur weiteren Verarbeitung umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, die ferner eine Auslöseeinrichtung (165) umfaßt, die von der entfernten Vorrichtung betätigt werden kann.

16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Identifikation oder Überprüfung eines Menschen.

17. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Identifikation oder Überprüfung eines Tiers.

18. Verfahren zur Identifikation eines Menschen oder eines Tiers, das

(a) das Bewegen einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in eine Betriebsposition an einem Auge (110) und eine Betätigung der Vorrichtung zum

(b) Aufnehmen (325) eines Bilds des Auges des Menschen oder des Tiers,

(c) zum Codieren (335, 340) des Bilds zur Erzeugung eines Codes von mindestens einem Irisabschnitt oder einem Teil desselben des Auges (110) und

(d) zum drahtlosen Senden (345) des Codes an eine entfernte Vorrichtung umfaßt.

19. Personenidentifikationsvorrichtung zur Aufnahme von für eines oder beide Augen (110) eines Benutzers charakteristischen Informationen mit

a) einem Gehäuse (125) mit einem Eingangsfenster (120) und

b) einer Einrichtung (115; 120, 140) zum Positionieren eines oder beider Augen (110) des Benutzers in einem vorgegebenen Verhältnis zum Fenster (120),

wobei das Gehäuse

c) eine Einrichtung (150) zur Belichtung des Auges (der Augen) und

d) eine Einrichtung (135) zur Aufnahme von für das Auge bzw. die Augen (110) des Benutzers charakteristischen Informationen von mindestens dem Irisabschnitt eines oder beider Augen (110) des Benutzers aufweist

und die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist,

daß sie in der Hand gehalten werden kann und

daß sie eine Einrichtung (160) zum Senden der Informationen an eine entfernte Vorrichtung aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Belichtungseinrichtung (150) eine Quelle für eine im wesentlichen nicht sichtbare Belichtung aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, bei der das Gehäuse (125) ein weiteres Fenster (140) aufweist, das optisch mit dem Eingangsfenster (120) ausgerichtet ist und dem Benutzer bei der Benutzung der Vorrichtung die Sicht über das Gehäuse (125) hinaus gewährt.