專利名稱：指紋身份識別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在許可操作人員進(jìn)行某項(xiàng)操作之前通過指紋來識別該人員身份的裝置。
我們知道許多身份識別系統(tǒng)，都是通過對指紋和參考指紋或者表示參考指紋的存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，從而來識別人員的身份。
最常見的裝置是光學(xué)識別裝置，適合于采集整個指紋圖像，并將這種圖像數(shù)字化。這樣得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理以后，識別裝置就可以決定是否發(fā)出許可命令。這種光學(xué)裝置的不足之處是需要一個相對較大的光學(xué)傳感器面積，即大于或等于要識別的指紋面積。
我們還知道有電容傳感器，例如德國西門子公司的“FingertipSensors”“指紋傳感器”，或者美國HARRIS SEMICONDUCTOR公司的“Finger Lock”(注冊商標(biāo))。
這些電容或電子傳感器同樣有一個不足之處，就是要求傳感器的面積大于或等于要分析的指紋面積。
在FR2.749.955號文件中，公開了另一種指紋解讀系統(tǒng)。該系統(tǒng)的指紋解讀設(shè)備帶有一個指紋傳感器，當(dāng)手指在傳感器上作相對滑動時，解讀設(shè)備就可以讀取指紋信息。
這種傳感器有一個熱電或壓電活性層，其尺寸比接受指紋分析的手指面積小。
使用這種小面積的傳感器更為便利，可以用在小型的手持式識別裝置中，也可以作為一種輔助功能并入現(xiàn)有的識別裝置中。
本發(fā)明的內(nèi)容就是在許可人員操作之前對該人員進(jìn)行指紋身份識別的裝置，其包括外殼，外殼上安裝一條手指滑道，在滑道上設(shè)置一面積比手指小的熱電或壓電活性層傳感器。手指滑道有一圓形凸起，而傳感器則安裝在凸起部位附近。這樣，當(dāng)手指在所述滑道上滑動時，就能更加優(yōu)化和更有規(guī)律地讀取指紋信息。
本發(fā)明包括以下不同特征的裝置-指紋存儲和指紋比對裝置。存儲裝置用來存儲被許可操作的人員的指紋樣本，而比對裝置則是將傳感器讀取的指紋和存儲的指紋樣本進(jìn)行比對，從而決定是否發(fā)出許可命令。
-包含數(shù)據(jù)硬件支持系統(tǒng)的裝置，該裝置包括一套軟件，該軟件用于存儲指紋樣本、為數(shù)字化指紋信息建模，并與指紋樣本進(jìn)行比對，從而決定是否發(fā)出許可操作的命令。
-為存儲指紋樣本而對指紋進(jìn)行建模的裝置或軟件。
-具有在計算機(jī)屏幕上設(shè)置指示或光標(biāo)的控制裝置構(gòu)成(例如鼠標(biāo)、操縱球或者壓力板)的裝置。
-包含存儲卡解讀器的裝置，用于接收指紋樣本。
-電子支付終端裝置，該終端連接或包含的計算機(jī)單元可以發(fā)出許可操作的命令。
-電子支付終端包括一個鍵盤，或者其他數(shù)值輸入設(shè)備和字母數(shù)字組合操作設(shè)備。
-存儲卡解讀器裝置，用于接收指紋樣本。
-與熱電或壓電活性層傳感器組合在一起工作的其他生理特征識別裝置，例如話筒或攝像機(jī)，這是為了實(shí)現(xiàn)多層次生物統(tǒng)計學(xué)的識別，從而提高發(fā)布許可命令的安全性。
下面參考附圖對本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，這些實(shí)施例是作為非限定性的例子提出的，有助于更好地理解本發(fā)明的構(gòu)思。
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圖1示意性地描繪了本發(fā)明第一種實(shí)施例的透視圖。
-圖2示意性地描繪了本發(fā)明第二種實(shí)施例的透視圖。
-圖3示意性地描繪了本發(fā)明第三種實(shí)施例的透視圖。
-圖4示意性地描繪了本發(fā)明第四種實(shí)施例的透視圖。
-圖5示意性地說明了圖4中第四種實(shí)施例沿V-V線的中央縱剖面的情況。
-圖6示意性地描繪了本發(fā)明第五種實(shí)施例的形狀。
-圖7示意性地描繪了本發(fā)明第六種實(shí)施例的形狀。
-圖8示意性地描繪了本發(fā)明第七種實(shí)施例的形狀。
-圖9示意性地描繪了本發(fā)明第八種實(shí)施例的形狀。
-圖10示意性地描繪了本發(fā)明第九種實(shí)施例的形狀。
-圖11示意性地描繪了本發(fā)明第十種實(shí)施例的形狀。
圖1中的第一種實(shí)施例包括一個用連接線2連接起來的外殼1，以便于將數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)單元(沒有畫出)。傳輸方式可以是串行傳輸、并行傳輸或者借助于通信總線傳輸，例如眾所周知的USB(通用串行總線)傳輸。
塑料外殼1中裝有電子線路，連接在面積小于手指的指紋傳感器3上。
外殼1中的電子線路連接在傳感器3上，優(yōu)選包括一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、一時鐘發(fā)生器、一輸出電平放大器和一輸出連接器，用于將數(shù)字化的信息傳輸給計算機(jī)單元。
電子線路優(yōu)選還包括一個專用處理器，連接到本機(jī)計算機(jī)單元的存儲器上。
根據(jù)本發(fā)明，傳感器3安裝在手指滑道4上，而手指滑道應(yīng)相對地凸出于外殼1的殼體之外。
在所示的例子中，手指滑道4的形狀為二面鈍角體，而傳感器3就安裝在這個二面鈍角體的頂部附近。
其他形狀的手指滑道，或者用顏色標(biāo)識的手指滑道都包括在本發(fā)明的構(gòu)思中，關(guān)鍵在于使手指滑道有一部分凸起，也就是不能凹陷下去，以便于更有規(guī)律和更優(yōu)化地讀取手指在滑道上滑動時留下的指紋。
事實(shí)上我們可以看出，當(dāng)手指滑道有一部分凸起而不是完全平整時，手指的滑動會更規(guī)則，指紋的讀取也就更連貫。
在第一種實(shí)施例中，外殼1是連接在計算機(jī)單元之上的，而計算機(jī)單元又包含了數(shù)據(jù)的硬件支持系統(tǒng)，例如硬盤、軟盤、光盤存儲器或者其他存儲設(shè)備。這些存儲設(shè)備的軟件必須是計算機(jī)單元能夠運(yùn)行的。
這套軟件優(yōu)選包括一個用于與外殼1中的電子線路相連的通信驅(qū)動軟件、一個簽名和指紋識別軟件，以及一個指紋數(shù)據(jù)庫管理軟件。管理軟件應(yīng)能將前面那些軟件集成到應(yīng)用軟件中，確保計算機(jī)單元的使用者和所有的設(shè)備包括傳感器3都能進(jìn)行通信。簽名和指紋識別軟件應(yīng)能在指紋輸入時識別出那些沒有在數(shù)據(jù)庫登記的指紋，從而拒絕那些僅僅是符合了已登記的簽名特征的數(shù)字簽名，這樣就可以避免重復(fù)使用被人竊取來的數(shù)字簽名。
圖2中與圖1的編號相同的部件也相同，其功能也是一樣的。
本發(fā)明的第二種實(shí)施例包括一個存儲卡解讀器，安裝在外殼的下部，其具有平行于手指滑道4的側(cè)面開口。
存儲卡5，例如智能卡，是一種存儲被許可操作的人員的指紋樣本的裝置。
接受檢查的人先將存儲卡5插入相應(yīng)的解讀器中，然后在手指滑道4上滑動與存儲樣本相應(yīng)的手指，來進(jìn)行指紋的讀取。
上面提到的軟件(即指紋識別軟件)隨即對存儲卡5中存儲的指紋和傳感器讀取的指紋進(jìn)行比對，從而決定是否發(fā)出許可命令。
本發(fā)明的構(gòu)思是多種多樣的，這要求數(shù)據(jù)的硬件支持系統(tǒng)包含一套個人化軟件或存儲卡解讀軟件，以便于將存儲卡上存儲的數(shù)字化指紋樣本進(jìn)行個人化處理。
在圖3中，外殼應(yīng)做成適合于操縱屏顯式考勤機(jī)或指示器的形狀。為此，外殼上應(yīng)有一個帶墊子的滾動球(未畫出)和安裝在外殼前面的操縱按鈕6和7。操縱按鈕6和7的數(shù)量是沒有限定的。在不超出本發(fā)明所述裝置范圍的情況下，還可以設(shè)計一些附加的控件，例如帶手柄的滾輪或其他部件。
電纜8是用來連接裝置與計算機(jī)單元的。外緣9圍繞在裝置的四周，其高度應(yīng)足以容納滾動球的下部和電子線路。
外緣9的前部10可以用手握住，以防止在讀取指紋時移動裝置。
上述外緣9和10的外部應(yīng)合并在一起，或者用例如塑料做成一個整體的外殼11。
外殼11包括一標(biāo)記或者一個邊緣12，這樣做一方面是為了給手指滑道14的凸起部位附近的傳感器13留出位置，另一方面是為了將手指滑道14圍繞起來。
圖4和圖5中與圖3中相同的部件的編號也相同，其功能也是一樣的。
這種裝置是用來接收存儲卡15(例如智能卡)的，該存儲卡能夠被存儲卡解讀器16所讀取，目的是用來比對傳感器13采集的指紋和存儲卡15中登記的指紋樣本。該裝置還包括一套電子線路17，用來配合計算機(jī)屏幕上指示或光標(biāo)的控制功能，這種控制是通過滾動球18在墊子19上的滾動來完成的。
外殼11中優(yōu)選具有一電子線路20，位于手指滑道14的前半部分下面，通過導(dǎo)線連接或傳輸電纜8，連接在傳感器13和計算機(jī)單元(未示出)的存儲器之間。電子線路最好有一專用的處理器，其配有存儲器，構(gòu)成本機(jī)的計算機(jī)單元。
這樣，當(dāng)手指沿著箭頭所指的方向滑動時，傳感器13就可以連續(xù)地讀取指紋截面的信息，經(jīng)電子線路20進(jìn)行數(shù)字化處理后，就可以被計算機(jī)單元中的軟件重新組織起來。
為此，應(yīng)將外殼11的表面10保持穩(wěn)定，例如用一個止推擋塊或者用被驗(yàn)證指紋者的另一手指將其穩(wěn)定住。
雖然是以鼠標(biāo)或數(shù)據(jù)屏幕上的光標(biāo)的方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但帶有手指滑道和傳感器的本發(fā)明裝置中還可以使用所有其他的操縱方式操縱滾球、壓力板、圖解板、鍵盤、數(shù)字板、帶放大鏡和十字絲的指示器、壓力探針、聲控話筒，以及通過感測位移來進(jìn)行操縱的耳機(jī)。
同樣地，指示器或光標(biāo)等控制部件還可以通過無線連接的方式與計算機(jī)單元連接起來，例如用紅外線傳輸，而不是用傳輸電纜8。
“存儲卡”不僅僅是指智能卡，還包括條形碼卡、帶有磁道的磁條卡、激光讀寫存儲卡，以及二維電碼卡，特別是DATA GLYPH(注冊商標(biāo))卡。
術(shù)語“外殼”還包括字母數(shù)字組合數(shù)據(jù)的手動讀取設(shè)備，或者帶有顯示裝置，例如液晶顯示屏。
圖6中說明的第五種實(shí)施例包括一個外殼21，通過有線形式22連接到中央處理器。
外殼21中包括一個傳感器23，安裝在例如二面鈍角狀的凸起的手指滑道24上。
外殼21做成電子支付終端的形狀，用于讀取指紋信息，從而決定是否進(jìn)行支付。外殼21中配有顯示設(shè)備25，例如液晶顯示屏，并且至少擁有一排字母數(shù)字組合數(shù)據(jù)的顯示行。
外殼21中最好能配備一個帶有工作存儲器、程序存儲器和可能有的閃速存儲器的專門處理器，用于管理指紋樣本的代表性數(shù)字化數(shù)據(jù)庫，以及保存電子支付的交易記錄。
可能并入專門處理器的程序存儲器可以選用PROM型(可編程只讀存儲器)或EEPROM型(電可擦除可編程只讀存儲器)的存儲器，或者選用FLASH型(閃速存儲器)或EEPROM型(電可擦除可編程只讀存儲器)的可充電存儲器。該存儲器構(gòu)成了系統(tǒng)內(nèi)置軟件的硬件設(shè)備。內(nèi)置軟件包括系統(tǒng)自檢程序、指紋傳感器23的初始化和引導(dǎo)程序、片段圖象讀取和完整圖象重組程序、該圖像的分析和建模程序、采集的指紋圖象與存儲的指紋圖象的比對程序，以及可能有的指紋樣本和交易記錄的數(shù)字化數(shù)據(jù)庫的局域管理程序。
計算機(jī)單元或中心支付服務(wù)器的存儲器應(yīng)支持這些集中起來的軟件，這樣中心服務(wù)器就可以集中存儲和管理指紋樣本的數(shù)字化數(shù)據(jù)和可用于應(yīng)用程序開發(fā)的原始數(shù)據(jù)庫。
安裝了專門處理器和電子線路之后，只需借助于USB類型的通信總線(通用串行總線)即可獲得獨(dú)立于受中心服務(wù)器管理的其他外圍設(shè)備的功能。
圖7中與圖6編號相同的部件也相同，其功能也是一樣的。
本發(fā)明的第六種實(shí)施例包括一個存儲卡26的解讀器。存儲卡26中存儲的是許可操作人員的指紋樣本數(shù)字化數(shù)據(jù)。
在圖8中，電子支付終端包括一個通過有線形式32連接起來的外殼31。在外殼上呈凸起形狀的手指滑道34上，裝有一個指紋傳感器33。外殼上還裝有一個顯示器35，例如液晶顯示屏，以及一個鍵盤36或者是其他數(shù)值輸入設(shè)備和字母數(shù)字組合操作設(shè)備。利用鍵盤36的按鍵，可以輸入代表財務(wù)操作或查詢的數(shù)據(jù)，也可以輸入訪問數(shù)據(jù)庫或財務(wù)操作的登錄信息。
圖9中的電子支付終端與圖8中的功能一樣，也包括一個存儲卡解讀器，存儲卡37中存儲著數(shù)字化的數(shù)據(jù)，可以用來識別一個人的身份，方法是通過傳感器33采集指紋，并與存儲卡37中存儲的指紋樣本進(jìn)行比對。
在圖10中，電子支付終端包括一個通過有線形式42連接到中心處理器的外殼41、一個安裝在手指滑道44上的傳感器43、一個顯示器45、一個字母數(shù)字組合鍵盤46、一臺連接到外殼41并由該外殼控制的打印機(jī)47。打印機(jī)打印出的內(nèi)容48顯示了有關(guān)操作或交易的內(nèi)容 。
打印內(nèi)容48上最好能按照管理中心或授權(quán)人員的要求，打印出許可操作人員的真實(shí)指紋圖象。這樣做一方面是為了通過指紋來存儲那些未能獲得許可的人員，另一方面，當(dāng)一個許可操作人員不能或不愿意簽名時，可以把他的真實(shí)指紋圖象視為他的簽名。還有就是在進(jìn)行大筆交易時，需要用這種方法來提高交易的安全性和獲得確鑿的證據(jù)。
本發(fā)明裝置是以電子支付終端來闡述的，但同樣具有多樣性，包括其他體積更大的模擬箱盒式裝置，例如自動售票箱。在這種情況下，本發(fā)明裝置可以跟自動售票箱普遍采用的身份識別密碼結(jié)合起來使用，以達(dá)到更高的安全水平。
雖然圖6至圖11中的實(shí)施例都是有線連接的，但也可以采用無線傳輸方式，例如紅外線。
同樣地，在本發(fā)明的所有實(shí)施例中，每一臺裝置都可以在指紋傳感器之外，再添加一個不同于指紋的生理特征傳感器，以實(shí)現(xiàn)多層次的生理特征識別，從而提高安全性，例如通過話筒來識別聲音，或者通過攝像機(jī)來識別面目。
下面從使用者的角度來說明這種裝置的使用和操作。
使用該裝置的第一步就是登記使用者。使用者必須首先獲得建立指紋樣本的許可，然后才能在手指滑道上滑動手指來采集指紋。傳感器首先采集指紋，再經(jīng)電子線路重組并傳輸給指紋數(shù)字化信息的建模裝置，接著將建模后的樣本存儲在許可操作人員指紋樣本存儲器里，最后將存儲的信息集中到計算機(jī)單元的數(shù)據(jù)的硬件支持系統(tǒng)里，或者集中到裝置本身的專門處理器的存儲器里。
最好為每個人設(shè)置一個識別密碼，在傳感器上滑動手指之前，必須使用該密碼登錄其指紋樣本。
在這種情況下，發(fā)布許可命令的數(shù)據(jù)庫里必須同時包括識別密碼和密碼通過之后的指紋樣本。
登記程序完成以后，使用者就可以在想要獲得許可命令的時候，通過鍵盤輸入密碼，并在傳感器上滑動手指。
在使用鼠標(biāo)的情況下，輸入密碼的鍵盤優(yōu)選為計算機(jī)單元的鍵盤。
在裝有鍵盤的電子支付終端的情況下，輸入密碼的鍵盤優(yōu)選為電子支付終端的鍵盤。使用自動售票箱時也是這樣。
雖然參考特定的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，相反地，它包括本發(fā)明范圍內(nèi)的所有變更形式。
權(quán)利要求
1．用于通過指紋鑒別人員身份的裝置，包括外殼(1、11、21、31、41)，外殼上裝有手指滑道(4、14、24、34、44)和熱電或壓電活性層傳感器(3、13、23、33、43)，傳感器的面積小于手指面積，安裝在所述手指滑道(4、14、24、34、44)的凸起部分附近，以便更加優(yōu)化和更有規(guī)律地采集手指滑過滑道(4、14、24、34、44)時留下的指紋。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該裝置包括指紋樣本的存儲裝置和將存儲指紋樣本與傳感器(3、13、23、33、43)采集來的指紋進(jìn)行比對以決定是否發(fā)出許可命令的裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于該裝置包括硬件支持系統(tǒng)，用于包括軟件的數(shù)據(jù)，所述軟件能夠記錄指紋樣本、為數(shù)字化指紋信息建模和對指紋樣本進(jìn)行比對，從而決定是否發(fā)出許可命令。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于該裝置包括能夠?yàn)橹讣y信息建模從而存儲指紋樣本的裝置或軟件。
5．用于操縱計算機(jī)屏幕上的指示或光標(biāo)的裝置，其包含上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于該裝置包括存儲卡解讀器(5、15、26)，其能夠接收指紋樣本。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于該裝置包括電子支付終端(21、31、41)，其包括發(fā)出許可操作命令的計算機(jī)單元。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述電子支付終端包括鍵盤(36、46)，或者其他的數(shù)值和/或字母數(shù)字組合輸入裝置。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述裝置包括一個存儲卡解讀器(26、37)，其能夠接收指紋樣本。
10．根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置包括配合熱電或壓電活性層傳感器工作的其他裝置，例如話筒或攝像機(jī)，用來識別不同于指紋的其他生理特征，從而實(shí)現(xiàn)多層次的生理特征識別，以確定是否發(fā)出許可操作的命令。
全文摘要
在許可操作之前對操作人員進(jìn)行指紋身份識別的裝置,包括一個外殼(1),在外殼1上裝有一條手指滑道(4),和位于手指滑道(4)上的面積小于手指的指紋傳感器(3)。
文檔編號G06F3/0354GK1288364SQ9980220
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月16日
發(fā)明者里夏多V·博特 申請人:里夏多V·博特