人的无接触生物统计识别时天然皮肤的鉴别方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及天然皮肤（５）的一种鉴别方法，在这种方法中，皮肤表面（４）用可见光范围或邻近范围的光线在入射部位（１）进行照射，在入射部位（１）通过皮肤表面（４）入射皮肤（５）的散射的并从皮肤表面（４）重新出射的光线作为散射光（７）在一个检测部位（９）用一个检测器（２０）进行检测，检测器（２０）探测出的信号被输入一个比较器并与存储的数据进行比较。此外，本发明专利技术涉及一种实施该方法的装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然皮肤的一种鉴别方法以及该方法的一种实施装置。在进入一些封闭系统例如进入某些房间或数据网络所规定的封闭系统时，一般都要进行特许检查，即加强了鉴别特许进入者的生物统计检查，因为每个人的个人生物统计特性与用口令或密钥比较起来不存在丢失或传播的危险。在实践中，行之有效的办法是利用手心或手指的纹样作生物统计的、对每个人来说都是不同和不变的特征。其中，这类纹样用光学方法进行不接触地检测是众所周知的。在检测时，纹样作为皮肤表面的局部解剖学组成的纹样进行分析，这种纹样即通过凸起的纹路构成的凸纹。在进行检测时，存在这样的问题在识别纹样时，检测生物统计数据用的测量仪表原则上可能由于用伪造的样品而受骗上当，这种伪造的样品是与三维的原样一致的纹样的复制品，例如可能是二维复制品、三维复制品或天然手指的涂层。本专利技术的目的是指出一种方法，用该方法可改进特许进入检验用的生物统计方法尤其是指纹鉴别防止伪造企图的指纹鉴别的方法的安全性。此外，本专利技术的目的是提出一种装置来实施该方法。根据本专利技术，这个目的涉及的有关该方法的部分是通过天然皮肤的一种鉴别方法来实现的，在这种方法时，皮肤表面用可见光范围或邻近范围的光线在入射点进行照射，在入射点上通过皮肤表面入射的在皮肤中散射的并从皮肤表面重新出射的光线部分作为散射光在一个配有一个检测器的检测部位进行检测，该检测器探测出的信号被输入一个比较器，并与该处存储的数据进行比较。这个方法具有这样的优点通过散射光的测量检验了天然皮肤的光学特性，从而可避免上述的各种欺骗行为。为此，皮肤在光线入射部位被表面上扩散反射的光线部分照射。光线的剩余部分则进入皮肤的组织并经过多次散射分布在这个容积中，其中该散射光线的一小部分重新从皮肤表面出射，并可照亮皮肤。天然皮肤是由复合有机结构组成的并含有许多光学作用的物质，所以天然皮肤的光学特性尤指散射(米-瑞雷散射)和可用散射光确定的吸收特性不易或只有用很高的费用才能仿造。其中，检测部位和入射部位最好不在相同的位置。通过使用一个有限光谱范围的光线来照射入射部位还可提高本专利技术方法的安全性，因为这个光谱范围与皮肤内存在的物质的有关散射和吸收的光学特性是协调的，亦即用这样的一个光谱范围的光线来照射入射部位，在该光谱范围内。一种天然存在于皮肤内的天然物质的吸收和散射可采用特征值。此外，在本专利技术的范围内，为了提高测试结果的精度可用多个有限的光谱范围来照射入射部位。其中，用600纳米和800纳米附近的光谱范围的光线来照射入射部位是有利的，因为在这些波长之间既可探测到白红素的较大的吸收跃变，又可探测到黑红素即皮肤色素的吸收衰减。此外，在这两个波长时，血的波动的氧饱和对测量没有影响。在入射部位、照亮皮肤的另一个有限波长大约为1250纳米，在这个波长时，组织的含水量大体上决定测试结果。一个特别有利的实施例应具有这样的特征散射光的在多个三维空间不同的检测部位进行检测，特别是当这些检测部位离入射部位具有不同的距离时。由于散射光的强度随入射部位不断增加的距离按一定的函数即这里所谓的“散射函数”下降，而这个散射函数除了与入射距离有关外，还与入射光的波长有关，所以不论被照射的样品在其散射函数方面是否与天然皮肤一致，这种方法都存在严格检验的可能性，而且根据目前的知识水平，这个散射函数不可能人工精确模拟，何况接近这个散射函数所用的材料还附加地设置了指纹的进一步模拟所需的表面轮廓。如果光的强度在时间上进行调节，则用交变光，这时该方法对环境干扰光不敏感，这种环境干扰光通过简单的常规措施例如屏蔽往往不可能完全消除。检测部位的散射光同样可通过一个光导体输入检测器。此外，在本专利技术的范围内，光线入射部位应当优选被测人的一个手指或皮肤表面，与此同时，用一个指纹传感器对特征指纹进行光学无接触的探测。这样做的一大优点是，在很大程度上防止了欺骗意图，因为指纹探测和天然皮肤的散射特性的这两个测试实际上是在相同的位置和几乎在相同的时间进行的，所以在两个测试之间不存在测量试样被移动或交换的可能性。根据本专利技术，这个目的涉及的有关装置的部分是这样实现的设置了一个光源来照射入射部位的皮肤表面、设置了一个检测器来检测在检测部位上发射的散射光线和设置了一个起比较器作用的数据处理单元尤其是微处理器，而且该光源在皮肤上产生一个与圆近似的或完全一致的照明图形。这个方案用于提高整个组织不均匀性求平均值的测试安全性并通过大量相同单个散射光线分布的叠加产生足够强的测试信号。相当于圆环的照明图形以简便的、因而有利的方式这样产生，使该光源对应一个照明环。在相当于圆环的照明图形时，如果检测部位对应圆环的中心，则在离入射部位的一个预定的距离即在半径R内的散射光线的较高强度业已证明是有利的，因为这样就可利用照明的对称性来获得在距离相当于半径R时一个强的测试信号。为了探测散射函数，最好在该照明环内布置多个光源，这些光源发射不同的波长。其中一个波长的光源数目最好在该波长时与皮肤的散射和吸收能力(散射函数)相互有关，这样，一种以其散射函数而导致在给定距离内光强严重减弱的波长的光线就以整个照明环平均的较高入射强度在入射部位入射，从而获得一个与别的波长的测量信号比较在光强上足够的测量信号。另一种可能性是，环形照明图形的直径与由该光源发射的波长和由此与皮肤的相关的散射和吸收能力(散射函数)进行协调，即为了获得散射光线的一个可良好测量的强度，不是改变入射光线的强度，而是改变从检测部位到入射部位的距离。这可按特别简便的、因而是优选的方式通过设置至少两个同心布置的、发射不同波长光线的照明环来实现。在本专利技术的范围内，采用发光二极管作为光源，它们显示为一个由多角形近似的圆环，产生一个由分离的光点近似的圆环形照明图。其中，近似圆的限制是这样克服的该照明环通过一个用光学材料制成的全反射管件构成。光线可入射到它的一侧并通过该管件多次在该管件的壁之间反射、很均匀地分布在整个圆周上，并由此形成一个具有相应照明图形的均匀发光的圆环。其中，该管件出射侧上的表面可打毛。此外，可用激光作光源。还可用一个透镜使光源成象在皮肤上。为了减少测量仪器对散焦的敏感性或为了在一定的景深范围内获得无错误的测量值，该透镜的中心孔需对应该检测器，亦即选择同轴的测试装置。该装置的紧凑的结构是这样达到的在光源和用于使照明图形成像在皮肤上的透镜之间的光路中布置一个反射镜。该反射镜使该光路这样偏转，使该透镜接近于该管件布置或布置在该管件的内部。照明图的产生也可用常规的投影装置，这种装置由光源、聚光器、投影原样和物镜组成，用该照明图形照射入射部位。此外，激光标准投影机例如激光二极管投影机也很合适。如果用一个光导体来把散射光输入检测器同样是有利的，特别是该导体做成柔性的，并因此而可引到任意位置的、甚至位于光路以外的检测器时。对一些具有高度安全性使用场合的要求高的技术解决方案来说，必须用相对多的单个波长进行测量，这时技术费用很高，必须用相应多的光源和照明环来实现。在这种情况下，本专利技术在光路中在检测器的前面设置一个分光仪，例如一个结构简单因而价格低廉的晶格分光仪，这种分光仪可进行散射光强的与波长有关的测量。这时，该检测器最好由一个光电二极管阵列(PDA)或一个电荷耦合器件(CCD)组成。此外，设置了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
天然皮肤（５）的鉴别方法，在这种方法时，皮肤表面（４）用可见光范围或邻近范围的光线在入射部位（１）进行照射，在入射部位（１）通过皮肤表面（４）入射皮肤（５）并在其中散射的并从皮肤表面（４）重新出射的光线作为散射光（７）在一个检测部位（９）用一个检测器（２０）进行检测，检测器（２０）探测出的信号被输入一个比较器并与存储的数据进行比较。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H埃尼哈默，M吉伦科，
申请(专利权)人：TST生物测定学控股股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]