DE68924929T2

DE68924929T2 - Gerät zur Datenermittlung von unebenen Oberflächen.

Info

Publication number: DE68924929T2
Application number: DE68924929T
Authority: DE
Inventors: Seigo Igaki; Hiroyuki Ikeda; Masayuki Kato; Takashi Shinzaki; Fumio Yamagishi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2009-06-23
Also published as: EP0348182B1; DE68924929D1; KR920010481B1; US4924085A; EP0348182A3; EP0348182A2; CA1319433C; KR910001586A; FI893028L; FI893028A0; FI893028A7

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum feststellen von Daten einer unebenen oder ungleichmäßigen Oberfläche, wie z.B. eines menschlichen Fingerabdrucks und dergleichen, in einem Personal-Identifikationsgerät. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Gerät zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche mit einer dünnen Struktur.
In der heutigen hochtechnisierten Informationswelt ist eine starke Nachfrage nach besseren Sicherheitsverfahren für Computersysteme entstanden. Insbesondere um vertrauliche Daten zu schützen, muß eine zuverlässige Identifikation eines verantwortlichen Personals solcher Systeme vorgenommen werden, und solche strengen Überprüfungen eines Zugangs zu einem Computerraum sind sehr wichtig geworden. In der Vergangenheit sind Paßwörter und Identifikations-(ID)-Karten verwendet worden, und nun werden Personal-Identifikationssysteme zunehmend verwendet, welche Fingerabdrücke verwenden.
In einem ersten herkömmlichen Verfahren zum Eingeben von Daten einer unebenen Oberfläche (z.B. eines Fingerabdrucks) wird ein Fingerabdruck unter Verwendung von Tinte auf Papier gedruckt und wird dann unter Verwendung eines Bildsensors gemessen. In diesem Fall muß jedoch ein Finger jedesmal mit Tinte bescbmutzt werden, wenn die Fingerabdruckdaten eingegeben werden sollen, und irgendeine unebene Beschichtung oder ein Verwischen der Tinte behindert die Eingabeoperation außerordentlich.
In einem zweiten herkömmlichen Verfahren trifft ein Lichtstrahl auf eine Glas/Luft-Grenzfläche bei einem kritischen Winkel oder größer auf, und so wird ein Muster einer unebenen Oberfläche sofort erhalten. In diesem Verfahren verwendet, wie z.B. aus Figur 20 ersichtlich ist, ein Gerät zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche ein Prisma 2, wird ein Muster einer Fingeroberfläche (unebenen Oberfläche) eines Fingers 1 mit Vorsprüngen (Rippen) 6 und Vertiefungen (Rillen) 5 gegen ein schräges Seitenteilstück des Prismas 2 gedrückt und läßt man Licht von einer Lichtquelle 3 auf ein schräges Seitenteilstück davon bei einem kritischen Winkel oder größer einfallen. Das einfallende Licht wird durch die Vorsprünge 6 gestreut und wird durch die Glas/Luft-Grenzfläche in den Vertiefungen 5 totalreflektiert und fällt dann auf einen Detektor (z.B. ein abbildendes Element) 4, um dadurch das Muster der unebenen Oberfläche festzustellen. Dennoch sickert Licht durch eine unreine schräge Oberfläche, die durch zurückbleibende Fingerabdrücke oder Feuchtigkeit verursacht wird, und dieses Sickerlicht bestrahlt die vertieften Teilstücke 5 des Fingerabdrucks und wird gestreut. Daher wird der Pegel des Signallichts von den vorspringenden Teilstücken 6 erniedrigt, und somit wird der Kontrast des Musters einer unebenen Oberfläche auch erniedrigt. Ferner kann, weil ein Prisma verwendet wird, die gesamte Dicke des Gerätes nicht reduziert werden.
In einem dritten bekannten Verfahren enthält, wie z.B. aus Figur 21 ersichtlich ist (und z.B. im US-Patent Nr. 4,728,186 offenbart ist), das Gerät einen transparenten Körper 7, der aus Glas oder Kunststoff hergestellt ist und eine untere Oberfläche 7-1 und eine obere Oberfläche 7-2 aufweist, die zueinander parallel sind, und ein Beugungsgitter 8, das eine Linse enthält. Ein Muster einer Fingeroberfläche (unebenen Oberfläche) eines Fingers wird gegen eine der Oberflächen, d.h. die obere Oberfläche 7-2, gedrückt, und Licht wird von der unteren Oberfläche 7-1 in eine Richtung gestrahlt, die im wesentlichen senkrecht zu den transparenten Körper 7 ist. Luftschichten existieren in der Vertiefung 5 des Fingers, so daß das Licht, welches in die Vertiefung 5 eintritt, bei Positionen auf der Oberfläche der Vertiefung 5 reflektiert und in zufällige Richtungen gestreut wird. Der Großteil des Lichts tritt wieder in die transparente Basis 7 ein und wird von der anderen Oberfläche 7-1 bei dem gleichen Winkel, wie das Licht in die Basis 7 eintritt, abgegeben. Auf der anderen Seite wird das Licht, das den konvexen Bereich 6 erreicht, in die transparente Basis 7 gestreut, so daß ein Teil des Lichts von der transparenten Basis 7 wie bei R2 dargestellt abgegeben wird, und der Rest wird totalreflektiert und durch die transparente Basis 7 wie bei R3 dargestellt durchgelassen. Das Licht R3 wird von dem Beugungsgitter 8 abgeleitet und tritt in einen Bildsensor 4, wie z.B. eine CCD, ein, in dem ein Bild des Fingerabdrucks erhalten werden kann.
In dem bekannten Gerät zur Feststellung eines Fingerabdrucks, wie in den Figuren 20 und 21 dargestellt ist, müssen sich die optischen Elemente, wie z.B. ein Bildsensor, ein Beugungsgitter oder dergleichen, gegenüberliegend zu und von der Fingerabdruck-Kontaktoberfläche beabstandet befinden, und daher ist ein relativ grober Raum erforderlich, um die Bilddaten des Fingerabdrucks zu erhalten. Das heißt, ein nach dem Stand der Technik bekanntes Gerät muß eine relativ große Dicke aufweisen, und dies macht es schwierig, solch ein Gerät zur Feststellung eines Fingerabdrucks in eine Tür, eine Tastatur von Computerterminals oder dergleichen einzubauen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gerät zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche zum Feststellen einer unebenen Oberfläche mit vorspringenden Teilstücken und vertieften Teilstücken:
eine transparente Basis mit einer ersten und zweiten Oberfläche, die zueinander parallel sind, wobei mindestens ein Teil der zweiten Oberfläche ein Kontaktteilstück für die unebene Oberfläche definiert;
eine Lichtquelle zum Beleuchten der unebenen Oberfläche auf dem Kontaktteilstück, wobei die Lichtquelle gleichzeitig die vorspringenden Teilstücke und vertieften Teilstücke der unebenen Oberfläche beleuchtet, so daß das Licht, das von den vertieften Teilstücken abgeleitet wird, in die transparente Basis eintritt und davon austritt, und mindestens ein Teil des Lichts, das von den vorspringenden Teilstücken abgeleitet wird, mindestens einmal innerhalb der transparenten Basis totalreflektiert wird; und
einen Bildsensor, der außerhalb der transparenten Basis angeordnet ist, zum Feststellen eines Bildes der unebenen Oberfläche, die die vorspringenden und vertieften Teilstücke enthält,
eine dritte Oberfläche, die gegen die parallelen ersten und zweiten Oberflächen geneigt ist;
ist dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Basis weiter umfaßt:
eine fokussierende Linse, die mit einer Oberfläche, die von den ersten und zweiten parallelen Oberflächen der transparenten Basis verschieden ist, integral geformt oder integral daran geklebt ist, wobei sich die fokussierende Linse bei einer Position befindet, um das totalreflektierte Licht aus der transparenten Basis in eine Richtung zu ziehen, welche gegen das Kontaktteilstück geneigt oder dazu parallel ist.
In der vorliegenden Erfindung ist die fokussierende Linse auf der transparenten Basis integral gebildet oder integral daran geklebt. Daher kann eine Dicke dieses ein optisches System enthaltenden Gerätes reduziert werden, und somit ist es möglich, solch ein Gerät in eine Tür, eine Tastatur von Computerterminals oder dergleichen einzubauen.
Die fokussierende Linse umfaßt eine konvexe Linse. Das Gerät umfaßt vorzugsweise: eine Irisblende mit einer Apertur, wobei die Irisblende auf solch eine Weise angeordnet ist, daß sich die Apertur bei einer Position befindet, die einer Mitte der Krümmung des Radius der konvexen Linse entspricht, so daß das Licht bei einer Fläche der Apertur totalreflektiert werden kann. Solch ein eine Totalreflexion verhinderndes Mittel kann eine Metallplatte umfassen, die in der transparenten Basis angeordnet oder daran geklebt ist. Alternativ kann solch ein eine Totalreflexion verhinderndes Mittel einen Metallfilm, der durch ein Dampfablagern eines Metalls gebildet wird, eine rauhe Oberfläche oder einen lichtabsorbierenden Farbfilm, der auf die transparente Basis aufgetragen ist, umfassen.
In einer Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt die Kollimatorlinse ein zylindrisches Teilstück, das ein Ende mit der transparenten Basis integral verbunden und das andere Ende mit einem konvexen Linsenteilstück integral geformt aufweist.
In einer anderen Ausführungsform weist die transparente Basis eine dritte Oberfläche auf, die gegen die ersten und zweiten Oberflächen geneigt ist, und die dritte Oberfläche ist als eine Spiegeloberfläche gebildet, so daß das Licht, welches durch die zweite Oberfläche einmal totalreflektiert wird, durch die Spiegeloberfläche auf solch eine Weise reflektiert wird, daß eine Ausbreitungsrichtung des durch die Spiegeloberfläche reflektierten Lichts im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen gerichtet ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Gerät ferner einen Licht-Abschirmkasten, der den Bildsensor aufnimmt, wobei der Abschirmkasten eine Wand umfaßt, wobei ein Teil der Wand durch die Irisblende definiert wird. Das eine Totalreflexion verhindernde Mittel umfaßt eine Metallplatte, die an die transparente Basis geklebt ist, und die konvexe Linse ist an die Metallplatte von der Innenseite des Licht-Abschirmkastens auf solch eine Weise geklebt, daß die konvexe Linse mit der transparenten Basis durch die Apertur integral verbunden ist.
In noch einer anderen Ausführungsform umfaßt das Gerät ferner ein Prisma oder eine zweite Linse zwischen dem Prisma und dem Bildsensor. Das festzustellende Objekt kann ein menschlicher Finger mit einem Fingerabdruck sein, und das Gerät umfaßt weiter ein Führungsbauglied, das auf der ersten Oberfläche vorgesehen ist, zum Führen des Fingers auf dem Kontaktteilstück für eine unebene Oberfläche, wobei das Führungsbauglied mit der Lichtquelle eingebaut ist, so daß das Licht die unebene Oberfläche durch den Finger beleuchtet.
Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht, die ein Prinzip der Struktur eines Gerätes zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche (Fingerabdruck) dieser Erfindung veranschaulicht;
Figur 2 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform dieser Erfindung;
Figur 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Funktion eines optischen Systems in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform veranschaulicht;
Figur 4 ist eine Ansicht des in Figur 3 dargestellten optischen Systems;
Figur 5 ist ein Diagramm, das eine Position des durch eine Berechnung bestimmten Bildes veranschaulicht;
Figur 6 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Ausführungsform eines eine Totalreflexion verhindernden Mittels mit einer Apertur veranschaulicht;
Figur 7 ist eine schematische Ansicht einer Tür, die mit einem Gerät zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung darin versehen ist;
Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Computertastatur, auf der ein Gerät zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung angebracht ist;
Figur 9 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines optischen Systems eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung;
Figur 10 stellt noch eine andere Struktur eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung dar;
Figur 11 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines transparenten Körpers, der in einem Gerät zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung verwendet wird;
die Figuren 12, 13 und 14 sind Ansichten jeweiliger Ausführungsformen der optischen Systeme dieser Erfindung, welche ein Prisma verwenden;
Figur 15 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Grundstruktur einer weiteren Ausführungsform eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung veranschaulicht;
Figur 16 ist eine Querschnittsansicht, die ausführlich die Ausführungsform des in Figur 15 dargestellten Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks veranschaulicht;
die Figuren 17 und 18 sind obere und perspektivische Ansichten eines Führungsbauglieds, das in der in Figur 16 dargestellten Ausführungsform verwendet wird;
Figur 19 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks, das auch für eine Verwendung als ein optisches Gerät zum Feststellen eines lebenden Körpers gedacht ist; und
die Figuren 20 und 21 sind schematische Ansichten, die Geräte zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche veranschaulichen, die nach dem Stand der Technik bekannt sind.
Nun auf die Zeichnungen verweisend wird ein Grundprinzip eines Gerätes zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Figur 1 beschrieben werden. Ein Objekt mit einer unebenen Oberfläche, wie z.B. ein menschlicher Finger 10, wird gegen eine transparente oder Lichttransmissionsbasis 7 (z.B. Glas) mit einer unteren Oberfläche 7-1 und einer oberen Oberfläche 7-2 gedrückt, welche im wesentlichen parallel zueinander sind. In Figur 1 sind vorspringende Teilstücke (Rippen) 6a und vertiefte Teilstücke (Rillen) 6b hervorgehoben, welche einen Fingerabdruck des Fingers 10 bilden. Wie aus der Zeichnung ersehen werden kann, befinden sich die vorspringenden Teilstücke 6a in Kontakt mit der oberen Oberfläche 7-2, und die vertieften Teilstücke 6b sind von der oberen Oberfläche 7-2 getrennt, so daß eine Luftschicht zwischen den vertieften Teilstücken 6b und der oberen Oberfläche 7-2 gebildet wird. Licht wird auf die transparente Basis 7 von der unteren Oberflächenseite 7-1 davon gestrahlt, wie durch Pfeile A angezeigt ist, und in das Innere der Basis 7 eintretendes Licht wird zufällig durch die vorspringenden Teilstücke 6a reflektiert und wird dadurch in alle Richtungen gestreut, weil eine Luftschicht bei den vorspringenden Teilstücken 6a nicht gebildet wird. Gestreute Lichtstrahlen, welche der Totalreflexionsbedingung der Basis 7 genügen (d.h. einen Winkel aufweisen, der größer als ein kritischer Winkel ist), werden durch die untere Oberfläche 7-1 (bei P1) der Basis 7 totalreflektiert, wie durch die gestrichelte Linie in Figur 1 angezeigt ist, durch die obere Oberfläche 7-2 (P2) davon totalreflektiert, wieder durch die untere Oberfläche 7-1 (bei P3) davon totalreflektiert und gehen durch eine fokussierende Linse 11 hindurch, um durch einen außerhalb der transparenten Basis 7 angeordneten Bildsensor 12 festgestellt zu werden.
Auf der anderen Seite geht bei den vertieften Teilstücken 6b Licht durch die Basis 7 und tritt aus, weil dort eine Luftschicht gebildet wird. Die Lichtstrahlen, welche die vertieften Teilstücke 6b eines Fingers 10 erreichen, werden zufällig durch die Oberflächen der vertieften Teilstücke 6b reflektiert und werden in gestreutes Licht umgewandelt. Dieses gestreute Licht tritt wieder in die Basis 7 von der oberen Oberfläche 7-2 davon ein und wird dann extern von der unteren Oberfläche 7-1 der Basis 7 unter dem gleichen Winkel wie dem Einfallswinkel davon gemäß dem Gesetz von Snellius (wie durch die durchgezogene Linie angezeigt ist) abgegeben. Daher wird das gestreute Licht von den vertieften Teilstücken 6b nicht länger durch das Innere der Basis 7 durchgelassen. Demgemäß wird nur das totalreflektierte Licht, welches durch das Innere der Basis 7 durchgelassen wird, durch den Bildsensor 12 festgestellt, um ein Bild eines Musters einer unebenen Oberfläche zu erhalten.
Somit werden die Vorsprungsdaten und die Vertiefungsdaten in Abhängigkeit davon unterschieden, ob eine Luftschicht zwischen der transparenten Basis 7 und dem Finger 10 gebildet wird oder nicht, weil all die durch die vertieften Teilstücke 6b gestreuten Lichtkomponenten außerhalb der Basis 7 abgegeben werden, wie durch die durchgezogenen Linien angezeigt ist. Auf der anderen Seite entsprechen die Lichtkomponenten, welche sich durch das innere der Basis 7 ausbreiten, den Daten von den vorspringenden Teilstücken 6a und müssen nur festgestellt werden, um Daten eines Musters einer unebenen Oberfläche mit einem guten Kontrast zu erhalten.
Die Lichtkomponenten breiten sich durch das innere der Basis 7 aus und erreichen eine Position, welche der Kollimatorlinse 11 entspricht, die auf einer geneigten Oberfläche der transparenten Basis 7 integral gebildet oder integral daran geklebt ist. Weil die Totalreflexionsbedingung bei dieser Position nicht länger erfüllt werden kann, werden die Lichtkomponenten durch die fokussierende Linse 11 und extern von der transparenten Basis 7 geführt, und somit werden die Daten eines Musters von den Lichtkomponenten des Vorsprungs 6a dann durch den Bildsensor 12 festgestellt. Eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) wie z.B. SONY CORP., 018-L, kann vorteilhafterweise als solch ein Bildsensor 12 verwendet werden.
In Figur 1 bezeichnet die Bezugsziffer 15 eine Irisblende 15 mit einer Apertur 15a. Die transparente Basis 7 kann aus irgendeinem transparenten oder lichtdurchlässigen Material, wie z.B. Glas oder Kunststoff, hergestellt sein. Der Bildsensor 12 ist angeordnet, so daß eine Eingangsoberfläche davon gegen die Ausbreitungsrichtung des Lichts, das in den Bildsensor 12 eintritt, geneigt ist, um eine Aberration zu minimieren.
Figur 2 veranschaulicht eine Ausführungsform dieser Erfindung, worin eine fokussierende Linse 11, die auf einer geneigten Oberfläche der transparenten Basis 7 angebracht ist, ein zylindrisches Teilstück 13 umfaßt, das ein Ende integral mit der transparenten Basis 7 verbunden und das andere Ende integral mit einem konvexen Linsenteilstück 14 gebildet aufweist. Eine Irisblende 15 mit einer Öffnungsapertur 15a ist vorteilhafterweise auf der geneigten Oberfläche der transparenten Basis 7 auf solch eine Weise gebildet, daß sich die Apertur 15a bei einer Position befindet, die einer Mitte einer Krümmung des Radius des konvexen Linsenteilstücks 14 entspricht, und somit ist die Apertur 15a bei einem verbindenden Teilstück zwischen der transparenten Basis 7 und der fokussierenden Linse 11 positioniert.
In Figur 2 wird Licht, das von der fokussierenden Linse 11 abgegeben wird, durch einen Spiegel 16 reflektiert, der außerhalb der transparenten Basis 7 angeordnet ist, und tritt dann in den Bildsensor 12 ein. In Figur 2 wird, wenn der Finger 10 auf dem Teilstück zur Feststellung einer unebenen Oberfläche auf der oberen Oberfläche 7-2 der transparenten Basis 7 gelegt wird, das Licht, das durch die vorspringenden Teilstücke 6a des Fingerabdrucks gestreut wird, wie durch eine gepunktete Linie dargestellt durchgelassen und der Reihe nach bei Punkten P1, P2 und P3 totalreflektiert, durch die Linse 11 fokussiert und dann durch den Spiegel 16 reflektiert.
Figur 3 veranschaulicht einen geraden Lichtweg in der Ausführungsform von Figur 1 und Figur 2. Um den Lichtweg des Lichts, das durch die Punkte P1, P2 und P3 und den Spiegel 16 geht, einfach zu erklären, kann die transparente Basis 7 als entlang des Weges von gestreutem Licht ausgebildet angenommen dargestellt werden, unter der Bedingung, daß ein gerades Licht von den Vorsprungsteilstücken 6a des Fingerabdrucks als eine optische Achse angenommen wird. Weil eine der Oberflächen der Basis 7, d.h. die obere Oberfläche 7-2 (die Oberfläche zur Feststellung eines Fingerabdrucks), gegen die optische Achse geneigt ist, wird verstanden, daß eine Eingangsoberfläche des Bildsensors 12 ebenfalls geneigt sein muß.
Es sollte notwendig sein, die Öffnungsapertur 15a bei einer Position, die einer Mitte des Krümmungsradius der konvexen Linse entspricht, infolge einer beträchtlichen Aberration anzuordnen, die entsteht, wenn der Lichtstrahl durch eine konvexe Linse fokussiert wird. Tatsächlich ist es, weil die Fingerabdruck-Eingangsoberfläche gegen die optische Achse geneigt ist und daher das Längen- und Breitenverhältnis eines Fingerabdruckbildes in Abhängigkeit von der Fokaldistanz der Linse geändert wird, notwendig, die Anderung in Betracht zu ziehen, wenn man sich mit der Dateneingabe in den Bildsensor 12 befaßt.
Figur 4 ist eine schematische Ansicht des in Figur 3 dargestellten optischen Systems und veranschaulicht die Beziehung zwischen der Fingerabdruck-Eingangsoberfläche und der Bildsensoroberfläche, worin das optische System eine semisphärische Linse mit einem Krümmungsradius r verwendet. In Figur 4 bezieht sich unter der Annahme, daß ein Ursprungspunkt O die Mitte des Krümmungsradius r der Linse ist; die Richtung der optischen Achse z ist; die Richtung der mit der Öffnungsapertur 15 versehenen Irisblende y ist; und die Richtung senkrecht zu der y-Achse und z-Achse und senkrecht zu dem Blatt x ist, dann B auf einen Punkt auf den vorspringenden Teilstücken auf der Fingerabdruck-Eingangsoberfläche (Fingerkontaktfläche) und befindet sich auf einer Verlängerung der z-Achse; beträgt der Abstand L1 von BO 90mm; betragen die Abstände AB bzw. BC 10 mm; beträgt der Brechungsindex der transparenten Basis 7 1,5; und beträgt der Krümmungsradius r 10 mm.
Figur 5 veranschaulicht die Ergebnisse einer Berechnung für die Anderung des Bildes, das auf der Sensoroberfläche erhalten wird. Gemäß Figur 5 beträgt der Abstand L2 von OB' etwa 37,5 mm, und obwohl die ursprüngliche Position (flache Oberfläche) des Bildes wie durch die gestrichelte Linie angezeigt ist, ist das Bild genäß den Ergebnissen der Berechnung wie durch die durchgezogene Linie angezeigt welche die Punkte A', B' und C' enthält. Bei dem Punkt B' ist das Bild in der Richtung einer Z- Achse um 200 um oder weniger abgelenkt. Dennoch fällt solch eine kleine Ablenkung in eine Brennweite der Linse, so daß der ganze Fingerabdruck eines einzelnen Fingers auf der Sensoroberfläche durch eine einzelne sphärische konvexe Linse ganz fokussiert werden kann.
Figur 6 veranschaulicht eine Ausführungsform des eine Totalreflexion verhindernden Mittels (Irisblende) 22 mit der Öffnungsapertur 22a. Eine Dicke der transparenten Basis 7 ist auf solch eine Weise ausgewählt, daß sich die Mitte P eines Krümmungsradius der konvexen Linse 11 genau auf einer von Oberflächen (d.h. der unteren Oberfläche 7-1, die dem Fingerabdruck-Feststellungsteilstück auf der oberen Oberfläche 7-2 gegenüberliegt) der transparenten Basis 7 befindet, und eine schräge Apertur 22a (die Fläche, wo der eine Totalreflexion verhindernde Film nicht gebildet ist) ist auf einem eine Totalreflexion verhindernden Film 22 gebildet. Daher wird das auf die Fläche der schrägen Apertur auftreffende Licht totalreflektiert. Auf der anderen Seite kann das auf die Außenfläche der schrägen Apertur auftreffende Licht nicht reflektiert werden und wird durch das Filmteilstück absorbiert. Der Grund, warum die Apertur eine schräge Form haben sollte, ist, daß der optische Strahl bezüglich der Reflexionsoberfläche geneigt ist. Natürlich arbeitet solch eine schräge Apertur auf die gleiche Weise wie die kreisförmig geformte Öffnungsapertur in einem allgemeinen optischen System.
Figur 7 veranschaulicht ein Beispiel, das ein Gerät zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche (Fingerabdruck) gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Wo eine Personalzugangskontrolle durch Identifizieren der Fingerabdrücke einzelner Personen durchgeführt werden soll, ist es vorzuziehen, ein Gerät zur Feststellung von Fingerabdruckdaten in einer Tür anzubringen, insbesondere es vollständig innerhalb des Bereichs einzusetzen, der durch eine Dicke der Tür definiert wird, um sowohl eine einfache Funktion als auch ein bevorzugtes Erscheinungsbild zu erhalten. Wie in Figur 7 dargestellt ist, ist eine transparente Basis 7 auf solch eine Weise hergestellt, daß ein Teil davon gebogen und in der Tür 17 in der Umgebung des Griffs 18 versenkt ist. Das optische System zum Eingeben von Fingerabdruckbilddaten in den Bildsensor 12 kann somit wie dargestellt angeordnet werden, ohne das Erscheinungsbild der Tür 17 zu beeinflussen. Um die Zugangskontrolle durchzuführen, ist alles, was notwendig ist, einen Finger auf die Fingerabdruck-Kontaktoberfläche der transparenten Basis 7 der Tür zu legen. In Figur 7 geben die gleichen Bezugsziffern die gleichen Teile wie in den oben erwähnten Ausführungs formen an.
Figur 8 veranschaulicht ein anderes Anwendungsbeispiel, das ein Gerät zur Feststellung von Fingerabdruckdaten dieser Erfindung verwendet, um eine Person zu identifizieren, die zu einer Datenbank in einem Computersystem zugriffsbefähigt ist. In diesem Fall ist es vorzuziehen, nicht ein unabhängiges Gerät zur Eingabe von Fingerabdruckdaten vorzusehen, sondern ein Gerät zur Eingabe von Fingerabdruckdaten in einer Tastatur einzubauen, um sowohl eine einfache Funktion als auch ein bevorzugtes Erscheinungsbild zu erhalten. In dem in Figur 8 dargestellten Beispiel bezeichnet Bezugsziffer 19 eine Tastatur, und Bezugsziffer 20 bezeichnet ein Terminalgerät des Computers.
Figur 9 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines optischen Systems eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung, worin das Licht von der Fingerabdruck-Kontaktoberfläche 7-2 einmal durch die untere Oberfläche 7-1 totalreflektiert und dann durch einen Spiegel 24 reflektiert wird, der auf einer geneigten Endfläche des transparenten Körpers 7 gebildet ist, so daß das durch den Spiegel 24 reflektierte Licht im wesentlichen parallel zu der oberen Fingerabdruck-Kontaktoberfläche 7-2 und zu der unteren Oberfläche 7-1 des transparenten Körpers 7 wird und dahindurch zu der semi-sphärischen Linse 14 gelangt, die an die andere Endfläche des transparenten Körpers 7 angeklebt sein kann. Auch die Öffnungsapertur 15a der Irisblende 15 ist bei der Mitte einer Krümmung des Radius der semi-sphärischen Linse 14 positioniert.
Figur 10 zeigt noch eine andere Struktur eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung. In dieser Ausführungsform wird das Licht von der Fingerabdruck- Kontaktoberfläche 7-2 einmal durch die gegenüberliegende Oberfläche 7-1 totalreflektiert und dann durch einen Spiegel 24 reflektiert, der auf der geneigten Fläche des transparenten Körpers 7 gebildet ist, auf die gleiche Weise wie in der Ausführungsform von Figur 9.
Eine Metallplatte 25 mit einer Apertur 15a ist durch eine geeignete optische Adhäsion an die andere Endfläche des transparenten Körpers 7 geklebt, d.h. an die Oberfläche S, die senkrecht zu L ist, auf solch eine Weise, daß die Apertur 15a auf L positioniert ist. Hier ist L als eine optische Achse des Lichts definiert, das von der Fingerabdruck-Kontaktoberfläche 7-2 durchgelassen und durch den Spiegel 24 reflektiert wird.
Eine Linse mit einem zylindrischen Teilstück 13 und einem konvexen Linsenteilstück 14, ähnlich der in Figur 2 dargestellten Linse, ist durch eine geeignete optische Adhäsion an die Metallwand 25 von der entgegengesetzten Seite des transparenten Körpers 7 geklebt, so daß die Mitte eines Krümmungsradius des konvexen Linsenteilstücks 14 bei der Apertur 15a positioniert ist.
Ein optischer magnetischer Abschirmkasten 30 weist ein offenes Ende auf und nimmt darin den Bildsensor 12 auf, wie z.B. eine CCD, die auf einem gedruckten Schaltungssubstrat 31 angebracht ist. Ein Abschirmkasten 30 ist mit der Metallplatte 25 auf solch eine Weise integral verbunden, daß das geöffnete Ende des Abschirmkastens 30 durch die Metallplatte 25 geschlossen wird und die lichtempfangende Oberfläche des Sensors 12 um einen bestimmten Winkel zu der optischen Achse L geneigt ist. Ein Signal von dem Bildsensor 12 wird extern von dem Abschirmkasten 30 durch ein Kabel 32 ausgegeben.
Weil der Bildsensor 12 zu der Außenseite durch nur ein sehr kleines stecknadelartiges Loch, d.h. die Apertur 15, optisch geöffnet ist, ist der Abschirmkasten 30 vollständig abgeschirmt oder geschlossen, und somit können magnetische Einflüsse oder ungünstiges Licht, die den Bildsensor 12 beeinflussen, wirksam vermieden werden.
Figur 11 veranschaulicht eine Ausführungsform eines transparenten Körpers 7, worin der transparente Körper 7 zweimal um 90º in eine im wesentlichen J-förmige Konfiguration gebogen ist. Das heißt, der transparente Körper 7 weist eine erste Totalreflexions- (oder Spiegel-) Oberfläche 7-3, die um 45º bezüglich der Finger-Kontaktoberfläche 7-2 geneigt ist, eine nachfolgende zweite Totalreflexionsoberfläche 7-4, die um 45º gegen die erste Totalreflexionsoberfläche 7-3 geneigt ist, eine gegenüberliegende Totalreflexionsoberfläche 7-5, die zu der zweiten Oberfläche 7-4 parallel ist, und eine rauhe Oberfläche 15 auf, die um 45º gegen die dritte Oberfläche 7-3 geneigt ist.
In der obigen Ausführungsform kann das eine Totalreflexion verhindernde Mittel durch irgendeines von einer Metallplatte, einem Metallfilm, der durch z.B. Dampfablagerung gebildet wird, eine rauhe Oberfläche, einen lichtabsorbierenden Farbfilm oder dergleichen gebildet werden.
Somit weist die Oberfläche 15 ein glattes Teilstück auf, das eine Apertur 15a definiert, die bei der Mitte einer Krümmung des Radius der fokussierenden Linse 14 positioniert ist. Daher wird das Licht von der Finger-Kontaktoberfläche 7-2 durch die gegenüberliegende Oberfläche 7-1 bei P1, durch die Oberfläche 7-3 bei P2, durch die Oberfläche 7-5 bei P3, durch die Oberfläche 7-4 bei P4, wieder durch die Oberfläche 7-5 bei P5 und dann durch die geneigte Oberfläche bei 15a totalreflektiert. Das Licht, das zu der rauhen Fläche 15 gelangt, wird gestreut und tritt nicht in die fokussierende Linse 14 ein, und nur das Licht, das zu der glatten Fläche (d.h. die Apertur) 15a gelangt, wird totalreflektiert und tritt in die fokussierende Linse 14 ein und wird auf dem Bildsensor 12 fokussiert.
Die Figuren 12, 13 und 14 veranschaulichen Ausführungsformen des Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks, insbesondere eines optischen Systems, welches ein Prisma verwendet. Die in Figur 12 dargestellte Ausführungsform ist der von Figur 9 ähnlich außer, daß ein Prisma 26 zwischen der fokussierenden Linse 14 und dem Bildsensor auf solch eine Weise angeordnet ist, daß die optische Länge eines Lichtweges, einfallend auf den Bildsensor 12, in dem ganzen Bereich des Fingerabdruckbildes gleich wird. Daher weist das auf der messenden Oberfläche des Bildsensors 12 erhaltene Bild weniger Aberrationen oder Verzerrungen auf.
Die in Figur 13 dargestellte Ausführungsform ist der von Figur 12 ähnlich außer, daß ferner eine zweite Linse 27 zwischen dem Prisma 26 und dem Bildsensor 12 auf solch eine Weise angeordnet ist, daß das Licht, welches durch das Prisma 26 korrigiert wird, durch diese Linse 27 weiter fokussiert wird und in den Bildsensor 12 eintritt.
In der in Figur 14 dargestellten Ausführungsform ist ein Prismenteilstück 28 in der transparenten Basis 7 enthalten. Dieses Prismenteilstück 28 weist einen Brechungsindex n&sub2; auf, der größer als ein Brechungsindex n&sub1; der transparenten Basis 7 ist. Daher wird das Licht (welches von der Fingerabdruck- Kontaktoberfläche 7-2 kommt und mindestens einmal durch die untere Oberfläche 7-1 totalreflektiert wird) korrigiert, bevor es durch die fokussierende Linse 14 fokussiert wird, auf solch eine Weise, daß die Länge eines Lichtweges in dem ganzen Bereich des Fingerabdruckbildes gleich wird. Daher weist das auf der messenden Oberfläche des Bildsensors 12 erhaltene Bild weniger Aberrationen oder Verzerrungen auf.
Die Figuren 15 bis 19 sind Ansichten, welche eine weitere Ausführungsform eines Gerätes zur Feststellung eines Fingerabdrucks dieser Erfindung veranschaulichen. Falls das Objekt, das festgestellt werden soll und eine unebene Oberfläche mit vorspringenden Teilstücken und vertieften Teilstücken aufweist, transparent oder wenigstens teilweise lichtdurchlässig ist und eine lichtstreuende Oberfläche aufweist (ein menschlicher Finger ist solch ein Objekt), kann sich eine Lichtquelle zum Beleuchten der unebenen Oberfläche bei der Seite der oberen Oberfläche des transparenten Körpers 7 befinden, wie in Figur 15 dargestellt ist. In diesem Fall wird die unebene Oberfläche durch das Licht beleuchtet, das durch das Objekt (Finger) selbst durchgelassen wird, so daß ein Teil des Lichts von den vorspringenden Teilstücken (P) abgegeben werden kann und der Rest von den vertieften Teilstücken (Q) abgegeben werden kann, auf die gleiche Weise wie in den vorherigen Aus führungsformen.
In den Figuren 16, 17 und 18 ist ein im wesentlichen Uförmiges Führungsbauglied 41 auf der oberen Fingerabdruck- Kontaktoberfläche 7-2 der transparenten Basis 7 vorgesehen. Das Führungsbauglied 41 weist eine Führungsöffnung 42 auf, in die ein Finger 10 eingeführt wird. Weil das U-förmige Führungsbauglied 41 an der oberen Oberfläche 7-2 der transparenten Basis 7 befestigt ist, kommt, wenn ein Finger in die Führungsöffnung 42 eingeführt wird, der Fingerabdruck bei einer vorher bestimmten Position mit der Oberfläche 7-2 in Kontakt. Ein Paar von Lichtquellen 43, wie z.B. Laserdioden oder LED, kleine Lampen oder dergleichen, ist eingesetzt und in einem Paar von Vertiefungen 44 befestigt, wie in Figur 16 dargestellt ist. Jede der Vertiefungen 44 steht vorzugsweise mit einer konusförmigen Öffnung 46 in Verbindung, um den beleuchtenden Bereich auf die Innenseite des U-förmigen Führungsbaugliedes 41 zu zu erweitern. Ein Paar von oder eine Vielzahl von Paaren derartiger Lichtquellen 43 kann vorgesehen werden. Laserdioden- oder LED-Felder 45, wie in Figur 18 dargestellt, können ebenfalls verwendet werden. Somit wird der Fingerabdruck auf der Kontaktoberfläche 7-2 gleichmäßig durch das Licht beleuchtet, das von den jeweiligen Seiten des Uförmigen Führungsbaugliedes 41 kommt und durch den Finger selbst durchgeht. Das in dieser Ausführungsform verwendete Licht ist vorzugsweise ausgewählt, so daß das Licht eine bestimmte Wellenlänge hat, um hohe Lichtdurchlässigkeitscharakteristiken zu zeigen.
In Figur 19 ist das U-förmige Führungsbauglied 41 mit einem Paar von lichtemittierenden Elementen 43, wie z.B. LEDs wie oben erwähnt, und einem lichtempfangenden Element 48 verbunden. Das von den lichtemittierenden Elementen 43 emittierte Licht gelangt durch den Finger, der auf die Fingerabdruck- Kontaktoberfläche 7-2 gelegt ist, und wird durch das lichtempfangende Element 48 empfangen. Ein Teil des von den lichtemittierenden Elementen 43 emittierten Lichts beleuchtet den Fingerabdruck durch den Finger selbst. Wie wohlbekannt ist, ist ein Zustand des Blutes, wie z.B. eine Verteilung der roten Blutkörperchen von einem Teil des menschlichen Körpers, wie z.B. einem Finger, periodischen Änderungen infolge einer Blutpulsation unterworfen. Somit wird die Amplitude des durch das lichtempfangende Element 48 empfangenen Lichts ebenfalls periodisch geändert, und daher kann dies, falls ein menschlicher Finger auf dieses Gerät korrekt gelegt wird, vor der Feststellung eines Fingerabdrucks festgestellt werden. Somit kann, falls das lichtempfangende Element 48 eine bestimmte, sich periodisch ändernde Amplitude des Lichts empfängt, berücksichtigt werden, daß ein menschlicher Finger korrekt in das Führungsbauglied 41 eingeführt ist, und danach kann die Feststellung eines Fingerabdrucks begonnen werden.
Zum Beispiel kann, falls ein Finger falsch eingeführt wird, wie z.B. eingeführt wird, während er einen Handschuh trägt, oder falls ein anderer Gegenstand in das Führungsbauglied 41 eingeführt wird, solch eine sich periodisch ändernde Amplitude des Lichts durch das lichtempfangende Element 48 nicht empfangen werden. In diesem Fall kann eine Feststellung eines Fingerabdrucks nicht begonnen werden.
US-Patent Nr. 4,728,186 offenbart ein Personal- Identifikationssystem, wie z.B. ein System zum Unterscheiden festgestellter Daten und der zuvor registrierten Daten, und das gleiche System kann hier verwendet werden.

Claims

1. Ein Gerät zur Feststellung von Daten einer unebenen Oberfläche zum Feststellen einer unebenen Oberfläche (10) mit vorspringenden Teilstücken (6a) und vertieften Teilstücken (6b), umfassend:

eine transparente Basis (7) mit einer ersten (7-1) und zweiten (7-2) Oberfläche, welche zueinander parallel sind, wobei mindestens ein Teil der zweiten Oberfläche (7-2) ein Kontaktteilstück für die unebene Oberfläche definiert;

eine Lichtquelle zum Beleuchten der unebenen Oberfläche auf dem Kontaktteilstück, wobei die Lichtquelle gleichzeitig die vorspringenden Teilstücke (6a) und vertieften Teilstücke (6b) der unebenen Oberfläche (10) beleuchtet, so daß das Licht, das von den vertieften Teilstücken (6b) abgeleitet wird, in die transparente Basis eintritt und davon austritt und mindestens ein Teil des Lichts, das von den vorspringenden Teilstücken (6a) abgeleitet wird, mindestens einmal innerhalb der transparenten Basis (7) totalreflektiert wird;

einen Bildsensor (12), der außerhalb der transparenten Basis (7) angeordnet ist, zum Feststellen eines Bildes der unebenen Oberfläche, welche die vorspringenden und vertieften Teilstücke enthält; und

eine dritte Oberfläche, die gegen den parallelen ersten (7-1) und zweiten (7-2) Oberflächen geneigt ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Basis ferner umfaßt:

eine fokussierende Linse (11; 14), die integral gebildet oder integral an eine Oberfläche geklebt ist, die von den ersten und zweiten parallelen Oberflächen der transparenten Basis verschieden ist, wobei sich die fokussierende Linse bei einer Position befindet, um das totalreflektierte Licht aus der transparenten Basis in eine Richtung zu ziehen, welche gegen das Kontaktteilstück geneigt oder dazu parallel ist.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die fokussierende Linse (11; 14) eine konvexe Linse umfaßt.

3. Ein Gerät nach Anspruch 2, wobei das Gerät weiter umfaßt:

eine Irisblende (15) mit einer Apertur (15a), wobei die Irisblende auf solch eine Weise angeordnet ist, daß sich die Apertur bei einer Position befindet, welche einer Mitte eines Krümmungsradius der konvexen Linse entspricht, so daß das Licht bei einer Fläche der Apertur totalreflektiert werden kann.

4. Ein Gerät nach Anspruch 3, worin die Irisblende (15) eine Metallplatte umfaßt, die in der transparenten Basis angeordnet oder daran geklebt ist.

5. Ein Gerät nach Anspruch 3, worin die Irisblende (15) einen Metallfilm umfaßt, der durch Dampfablagerung eines Metalls auf der transparenten Basis gebildet wird.

6. Ein Gerät nach Anspruch 3, worin die Irisblende (15) eine rauhe Oberfläche umfaßt, die auf der transparenten Basis gebildet ist.

7. Ein Gerät nach Anspruch 3, worin die Irisblende durch einen auf der transparenten Basis aufgetragenen lichtabsorbierenden Farbfilm gebildet wird.

8. Ein Gerät nach Anspruch 3, worin die Irisblende auf einer der ersten und zweiten Oberflächen der transparenten Basis gebildet ist.

9. Ein Gerät nach Anspruch 3, worin die Irisblende innerhalb der transparenten Basis angeordnet ist.

10. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die fokussierende Linse integral mit der transparenten Basis als ein Teil davon gebildet ist.

11. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die fokussierende Linse ein zylindrisches Teilstück umfaßt, das ein Ende integral mit der transparenten Basis verbunden und das andere Ende mit einem konvexen Linsenteilstück integral gebildet aufweist.

12. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die fokussierende Linse auf der dritten Oberfläche der transparenten Basis gebildet oder daran geklebt ist.

13. Ein Gerät nach Anspruch 12, worin das Gerät weiter umfaßt:

einen eine Totalreflexion verhindernden Film mit einer Apertur, die sich bei einer Position befindet, welche einer Mitte einer Krümmung eines Radius der konvexen Linse (14) entspricht, und der eine Totalreflexion verhindernde Film und die Apertur auf der dritten Oberfläche gebildet sind.

14. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die dritte Oberfläche als eine Spiegeloberfläche (24) gebildet ist, so daß das durch die zweite Oberfläche einmal totalreflektierte Licht durch die Spiegeloberfläche (24) auf solch eine Weise reflektiert wird, daß eine Ausbreitungsrichtung des durch die Spiegeloberfläche (24) reflektierten Lichts in die transparente Basis gerichtet ist.

15. Ein Gerät nach Anspruch 3, wobei das Gerät weiter umfaßt:

einen Abschirmkasten (30), der den Bildsensor (12) aufnimmt, wobei der Abschirmkasten (30) eine Wand (25) umfaßt, wobei ein Teil der Wand durch die Irisblende (15) definiert wird.

16. Ein Gerät nach Anspruch 15, worin die Irisblende (15) eine Metallplatte (25) umfaßt, die an die transparente Basis (7) geklebt ist, und die konvexe Linse (14) an die Metallplatte von der Innenseite des Abschirmkastens (30) geklebt ist, auf solch eine Weise, daß die konvexe Linse (14) integral mit der transparenten Basis durch die Apertur (15a) verbunden ist.

17. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die geneigte dritte Oberfläche als eine Totalreflexionsoberfläche oder eine Spiegeloberfläche (24) gebildet ist, so daß das mindestens einmal durch die zweite Oberfläche totalreflektierte Licht durch die geneigte dritte Oberfläche reflektiert wird.

18. Ein Gerät nach Anspruch 15, worin die transparente Basis vierte und fünfte Oberflächen aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander und im wesentlichen senkrecht zu den zweiten bzw. ersten Oberflächen sind, und die geneigte dritte Oberfläche zwischen den vierten und fünften Oberflächen definiert ist, so daß das durch die geneigte dritte Oberfläche reflektierte Licht dann wiederum durch die vierten und fünften Oberflächen totalreflektiert wird.

19. Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät weiter umfaßt:

ein Prisma (26), das zwischen der fokussierenden Linse (14) und dem Bildsensor (12) angeordnet ist, so daß das Licht, das aus dem transparenten Körper (7) gezogen wird, durch das Prisma (26) durchgeht.

20. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin die transparente Basis ein Prismenteilstück (28) darin umfaßt, das Prismenteilstück (28) einen Brechungsindex aufweist, der von dem der transparenten Basis verschieden ist, so daß das mindestens einmal durch die zweite Oberfläche totalreflektierte Licht durch das Prismenteilstück durchgeht

21. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin sich die Lichtquelle zum Beleuchten der unebenen Oberfläche bei der Seite der ersten Oberfläche befindet, die der zweiten Oberfläche gegenüberliegt, auf der das Kontaktteilstück definiert ist, so daß das Licht die unebene Oberfläche durch die transparente Basis beleuchtet.

22. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin ein festzustellendes Objekt mit der unebenen Oberfläche ein lichtdurchlässiger Körper ist und sich die Lichtquelle zum Beleuchten der unebenen Oberfläche bei der Seite der zweiten Oberfläche befindet, auf der das Kontaktteilstück definiert ist, so daß das Licht die unebene Oberfläche durch das Objekt beleuchtet.

23. Ein Gerät nach Anspruch 22, worin das als die unebene Oberfläche mit vorspringenden Teilstücken und vertieften Teilstücken festzustellende Objekt ein menschlicher Finger mit einem Fingerabdruck ist;

wobei das Gerät weiter umfaßt:

ein Führungsbauglied (41), das auf der zweiten Oberfläche vorgesehen ist, zum Führen des Fingers auf dem Kontaktteilstück, wobei das Führungsbauglied mit der Lichtquelle verbunden ist, so daß das Licht die unebene Oberfläche durch den Finger beleuchtet.

24. Ein Gerät nach Anspruch 23, worin das Führungsbauglied (41) mit einem Paar eines lichtemittierenden Elements (43) und eines lichtempfangenden Elements (48) auf solch eine Weise verbunden ist, daß das Licht, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wird, durch den Finger durchgeht, der auf das Kontaktteilstück gelegt ist, und durch das lichtempfangende Element empfangen wird, und ein Teil des Lichts, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wird, die unebene Oberfläche durch den Finger beleuchtet.

25. Ein Gerät nach Anspruch 24, worin das Führungsbauglied im wesentlichen U-förmig ist.

26. Ein Gerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls enthaltend eine andere fokussierende Linse (27), die zwischen der fokussierenden Linse (14) und dem Bildsensor (12) angeordnet ist, so daß das aus dem transparenten Körper gezogene Licht durch die andere fokussierende Linse geht.

27. Ein Gerät nach Anspruch 26, wobei das Gerät weiter ein Prisma umfaßt, das zwischen den fokussierenden Linsen angeordnet ist.