Die Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung gemäß den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a scanning device according to the
Features of the preamble of claim 1.
Durch den zunehmenden Einsatz von Datenverarbeitungsgeräten
im Polizei- und Sicherheitswesen entsteht ein großer Bedarf
an Datenerfassungssystemen, insbesondere von Bilddatenerfas
sungssystemen, die in bestehende Systeme eingebunden werden
können. Als Bilddaten kommen insbesondere die Konturen von
Fingerkuppen in Betracht, zu deren Erfassung bislang relativ
komplizierte und aufwendige Verfahren eingesetzt werden. Die
datentechnische Erfassung des Fingerkuppenbildes erfolgt
nämlich vorzugsweise über einen Zwischenprozeß, bei dem der
zu erfassende Fingerabdruck durch Abrollen des eingefärbten
Fingers auf ein spezielles Dokument gewonnen wird. Da der mit
Farbe behandelte Finger beim Abdruck auf Papier leicht ver
rutschen kann, kommt es nicht selten zu Verschmierungen, die
die Verwendbarkeit des Abdrucks für die Identifizierung stark
einschränken. Die Bearbeitung und Auswertung des auf diese
Weise erfaßten Fingerabdrucks setzt weiterhin voraus, daß das
den Fingerabdruck enthaltende Papierdokument mit einem Scan
ner aufgenommen und digitalisiert wird.Due to the increasing use of data processing equipment
There is a great need in the police and security system
on data acquisition systems, in particular of image data acquisition
systems that are integrated into existing systems
can. The contours of in particular come as image data
Fingertips into consideration, so far relative to their detection
complicated and time-consuming procedures are used. The
data acquisition of the fingertip image takes place
namely preferably via an intermediate process in which the
Fingerprint to be captured by rolling off the colored one
Fingers on a special document is obtained. Since the with
Color treated fingers slightly when printed on paper
can slip, it is not uncommon for smearing to occur
the usability of the impression for identification strongly
restrict. The processing and evaluation of this
Wise fingerprinting still requires that
paper document containing the fingerprint with a scan
ner is recorded and digitized.
Zur Vereinfachung des relativ aufwendigen und nur bedingt
brauchbaren Verfahrens sind bereits Fingerabdruck-Scanner
bekannt, die unmittelbar, d. h. unter Verzicht auf einen
Farbabdruck auf Papier, ein Abbild der Fingerkuppen erzeugen.
Bei derartigen Geräten wird das optische Bild der Fingerkuppe
üblicherweise über ein Prisma gewonnen, auf dessen Hypo
thenusenfläche der Finger aufgelegt wird. Dies bedeutet, daß
die den Fingerabdruck erfassende Kamera, unabhängig von dem
dabei ausgenutzten physikalischen Effekt, auf eine geneigte
Fläche schaut. Daraus resultieren zwangsläufig Abbildungsfeh
ler, die zusätzlich noch von optischen Toleranzen der Optik
überlagert werden. Da verzerrte Bilder im Sinne einer krimi
nalistischen Auswertung nicht oder nur sehr eingeschränkt
verwendbar sind, müssen die Verzerrungen vorher mit großem
Aufwand beseitigt oder korrigiert werden.To simplify the relatively complex and only limited
usable procedures are already fingerprint scanners
known that immediately, d. H. waiving one
Color print on paper to create an image of the fingertips.
With such devices, the optical image of the fingertip
usually obtained via a prism, on its hypo
then the surface of the fingers is placed. This means that
the fingerprint-taking camera, regardless of that
exploited physical effect, on an inclined
Area looks. This inevitably results in misrepresentation
ler, in addition, of optical tolerances of optics
be overlaid. Because distorted images in the sense of a thriller
nalistic evaluation not or only very limited
can be used, the distortions must be large beforehand
Effort to be eliminated or corrected.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,
für die optische Erfassung von insbesondere eine Oberflächen
struktur aufweisenden Objekten einen Weg aufzuzeigen, der
eine verzerrungsfreie Abbildung des Objekts gewährleistet.The present invention is based on the object
for the optical detection of surfaces in particular
to show structure-bearing objects a way that
guarantees a distortion-free image of the object.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich, ausgehend von einer
Abtastvorrichtung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß
durch die Merkmale des Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Weiter
bildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.The solution to this problem arises from one
Scanning device of the type mentioned, according to the invention
by the features of claim 1. An advantageous further
education of the invention is given in claim 2.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert.The following is an embodiment of the invention
explained in more detail with reference to the drawing.
Die Figur zeigt das Prinzip einer Abtastvorrichtung mit einer
planparallelen Glasplatte 1 als Ablage für das abzutastende
Objekt, mit einem Objektiv 2, einer Sensoranordnung 3, einem
als Strahlteiler dienenden halbdurchlässigen Spiegel 4 und
einer Lichtquelle 5. Die Lichtquelle 5 so angeordnet, daß der
Lichtstrahl durch den um 45° geneigten Spiegel 4 senkrecht
auf die Glasplatte 1 fällt. Die Glasplatte 1 ist auf der der
Lichtquelle 5 zugewandten Fläche entspiegelt. Die andere
Fläche der Glasplatte dient als Auflage für das abzutastende
Objekt, beispielsweise für die abzutastende Fingerkuppe. Der
von der Lichtquelle 5 über den halbdurchlässigen Spiegel 4
senkrecht auf die Glasplatte 1 einfallende Lichtstrahl wird
am Glas-Luft-Übergang mit einem Anteil von ca. 4% des trans
mittierten Lichtes reflektiert. Dieses reflektierte Licht
wird am halbdurchlässigen Spiegel um 90° umgelenkt und über
das Objektiv 2 der Sensoranordnung 3 zugeführt. Im vorliegen
den Fall erzeugt das reflektierte Licht einen hellen Bildhin
tergrund.The figure shows the principle of a scanning device with a plane-parallel glass plate 1 as a tray for the object to be scanned, with an objective 2 , a sensor arrangement 3 , a semi-transparent mirror 4 serving as a beam splitter and a light source 5 . The light source 5 is arranged so that the light beam falls perpendicularly onto the glass plate 1 through the mirror 4 inclined at 45 °. The glass plate 1 is non-reflective on the surface facing the light source 5 . The other surface of the glass plate serves as a support for the object to be scanned, for example for the fingertip to be scanned. The light beam incident perpendicularly onto the glass plate 1 from the light source 5 via the semitransparent mirror 4 is reflected at the glass-air transition with a proportion of approximately 4% of the transmitted light. This reflected light is deflected by 90 ° on the semitransparent mirror and fed to the sensor arrangement 3 via the objective 2 . In the present case, the reflected light creates a bright picture background.
Wird nun auf der der Lichtquelle 5 abgewandten Seite der
Glasplatte 1 eine Oberflächenstruktur aufweisendes Objekt,
beispielsweise eine Fingerkuppe 6, aufgelegt, dann wird an
den Stellen, an denen die erhabenen Fingerstrukturen das Glas
berühren, der Brechungsindex gegenüber dem Glas-Luft-Übergang
wesentlich geändert, so daß an diesen Stellen das Licht aus
dem Glas austritt und an der Haut diffus gestreut wird. Der
an den Berührungsstellen reflektierte Anteil des Lichts liegt
dabei deutlich unter 4%, bei feuchter Haut bei ca. 0,1%.If an object having a surface structure, for example a fingertip 6 , is now placed on the side of the glass plate 1 facing away from the light source 5 , then the refractive index in relation to the glass-air transition is changed significantly at the points at which the raised finger structures touch the glass , so that the light emerges from the glass at these points and is diffusely scattered on the skin. The proportion of light reflected at the points of contact is well below 4%, with damp skin around 0.1%.
Durch die Bildgewinnung senkrecht zur Oberfläche der Glas
scheibe 1 ist das Bild vollkommen verzerrungsfrei und bedarf
daher keiner nachträglichen Korrektur.Due to the image acquisition perpendicular to the surface of the glass pane 1 , the image is completely free of distortion and therefore requires no subsequent correction.
Durch eine zusätzliche oder geänderte Anordnung der
Lichtquelle kann die in der Figur dargestellte Vorrichtung
auch als üblicher Scanner für blattförmige Dokumente oder
dergleichen verwendet werden. Hierzu ist es lediglich
erforderlich, die Lichtquelle im Raum zwischen Glasplatte 1
und Strahlteiler 4 so anzuordnen, daß das Licht direkt, aber
schräg zur Glasplatte 1 einfällt (siehe die gestrichelt
dargestellte Lichtquelle 7).Due to an additional or modified arrangement of the light source, the device shown in the figure can also be used as a conventional scanner for sheet-shaped documents or the like. For this it is only necessary to arrange the light source in the space between the glass plate 1 and the beam splitter 4 so that the light falls directly but obliquely to the glass plate 1 (see the light source 7 shown in dashed lines).