DE69721537T2

DE69721537T2 - Identifizierung von personen

Info

Publication number: DE69721537T2
Application number: DE69721537T
Authority: DE
Inventors: Henry Christopher SEAL; Merrick Maurice GIFFORD; John David McCARTNEY
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-06-07
Also published as: JP2000512167A; CN1221503A; EP0909431A1; EP0922271B1; KR20000016468A; WO1997046978A1; WO1997046979A1; DE69717826T2; JP2000512169A; AU3039297A; EP0910836B1; JP3841831B2; WO1997046980A1; JP2000512168A; CN1305440C; AU3039497A; EP0909431B1; DE69717826D1; DE69721537D1; US6333988B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die persönliche Identifizierung und eine Vorrichtung, sowie Verfahren und Anwendungen hierfür.
In der heutigen Welt der elektronischen Kommunikation und des elektronischen Handels ist die Fähigkeit zum Identifizieren einer Person zum Zweck der Sicherheit in Ferntransaktionen von höchster Bedeutung. Eine einfache Form der Sicherheit ist ein einfaches Paßwort, das z. B. eingegeben wird, wenn ein Benutzer wünscht, auf ein Computernetz zuzugreifen. Eine weitere Form der Sicherheit, die bei Bank-Geldautomaten (ATMs) weit verbreitet ist, ist eine persönliche Identifikationskarte, die auf einem Magnetstreifen codierte Informationen hält, wie z. B. die persönlichen Einzelheiten und die Kontonummer des Eigentümers, die in Kombination mit einer persönlichen Identifikationsnummer (PIN), die vom Benutzer eingegeben wird, wenn die Transaktion eingeleitet wird, benutzt werden.
Es wurden verschiedene Wege zum betrügerischen Umgehen der obenbeschriebenen und anderer gewöhnlich verwendeter Sicherheitsmaßnahmen gezeigt, um Zugriff auf private Informationen oder Quellen zu erlangen. Solche Sicherheitsprobleme werden in dem Artikel mit dem Titel "Industrial Cryptography", IEE Review, Mai 1996, diskutiert. Wie der Titel andeutet, konzentriert sich dieser Artikel darauf, wie die Kryptographie als eine Möglichkeit der Erhöhung der Sicherheit effektiv genutzt werden kann.
Eine weitere Möglichkeit zur Sicherstellung der Identität eines Benutzers besteht darin, ein biometrisches Merkmal von der Partei aufzunehmen und zu codieren und das Ergebnis mit einem im voraus gespeicherten oder eingetragenen Ergebnis, das z. B. in einem Fern datenbanksystem gespeichert ist, zu vergleichen. Ein biometrisches Merkmal für diese Zwecke ist ein statistisches oder quantitatives Maß eines biologischen Merkmals einer Person. Das am besten bekannte biometrische Merkmal für Menschen, das zu Identifikationszwecken verwendet wird, ist der Fingerabdruck. Ein "robustes" biometrisches Merkmal, wie z. B. ein Finderabdruck, ist eines, das zuverlässig und wiederholt zum Identifizieren einer Person verwendet werden kann.
Vor kurzem wurde die Verwendung der Iris eines Auges als ein robustes biometrisches Merkmal für Identifikationszwecke vorgeschlagen. Das US-Patent Nr. 5.291.560, vom 1. März 1994, beschreibt ein Verfahren der Codierung des Abbildes einer Iris in einen 256-Byte-Iriscode. Es wurde gezeigt, daß ein solcher Code als ein sehr zuverlässiger Personenidentifizierer verwendet werden kann.
Ein vorgeschlagenes Beispiel der Verwendung eines Iriscodes dient zum Identifizieren eines Kunden, der versucht, Geld von einem ATM (Bankautomat = Automatic Teller Machine) abzuheben. Der vorgeschlagene ATM enthält ein Abbildungssystem, das ein Fenster umfaßt, durch das der Kunde blickt, und eine selbstfokussierende Kamera. Die Kamera ist direkt in der Sichtlinie des Kunden positioniert. Wenn der Kunde durch das Fenster blickt und z. B. seine Bankkarte in den ATM einführt, nimmt die Kamera ein Abbild seines Auges auf.
Sobald das System eine geeignete Darstellung eines Auges aufgenommen hat, wird die Darstellung digitalisiert (wenn sie nicht bereits in digitaler Form vorliegt) und codiert, um einen Iriscode zu bilden. Dieser Iriscode kann anschließend mit einem gespeicherten Iriscode der vorgeblich gleichen Person verglichen werden. Wenn die zwei Codes ausreichend ähnlich sind, wird die Identität des Kunden be stätigt und es wird z. B. die Bargeldabhebung erlaubt.
Dieses System ist dafür ausgelegt, daß es nicht intrusiv ist und von jedem verwendet werden kann, der wünscht, Geld vom ATM abzuheben.
Eine weitere Vorrichtung, die einen Benutzer durch Abbilden des Auges identifiziert, ist im US-Patent 5.359.669 offenbart. Dieses Patent offenbart einen mobilen Netzhautabtastungs-Identifizierer.
Beide obigen Vorrichtungen leiden unter dem Nachteil, daß es für den Benutzer schwierig ist, sein Auge genau auf die Vorrichtung auszurichten. Wenn das Auge des Benutzers nicht genau ausgerichtet ist, ist die Vorrichtung möglicherweise unfähig sein, den Benutzer zu identifizieren.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 92/05736 offenbart ein Pupillometer, das ermittelt, ob ein Subjekt unter dem Einfluß von Alkohol oder anderen Drogen steht. Ein Katodenstrahlröhren-Bildschirm, der die Sicht zeigt, die derzeit von einer zur Betrachtung der Pupille verwendeten Kamera gesehen wird, wird vom Benutzer beobachtet, um ihm zu ermöglichen, seine Pupille auf den optischen Pfad der Kamera auszurichten.
US-Patent 4.266.861 offenbart eine Vorrichtung, die von einem Augenarzt zum Photographieren der Netzhaut eines Patienten verwendet werden kann. Der Augenarzt betrachtet einen Fernsehbildschirm, um das Auge des Patienten auf den optischen Pfad auszurichten, der zum photographischen Film führt.
Obwohl die letzteren zwei Vorrichtungen eine Ausrichtung des Auges des Subjekts erlauben, sind die Mittel zur Durchführung hierzu umfangreich und teuer.
Das US-Patent 4.304.468 offenbart einen Brechungsmesser zum Messen der Brechkraft des Auges eines Patienten. Der Brechungsmesser enthält eine Filterplatte, die einen zentralen kreisförmigen transparenten Abschnitt aufweist, der für sichtbares Licht transparent ist, wobei der Rest der Filterplatte für sichtbares Licht undurchlässig ist, jedoch für Infrarotlicht transparent ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für die Schaffung einer Informationssignalcharakteristik eines Benutzerauges geschaffen, wobei die Vorrichtung umfaßt:
ein Gehäuse mit einem Eintrittsfenster;
eine Bildaufnahmevorrichtung, die im Gehäuse angebracht ist, mit dem Eintrittsfenster in einer optischen Verbindung steht und so betreibbar ist, daß sie in Reaktion auf nicht sichtbares Licht, das vom Benutzerauge reflektiert wird, ein Bildsignal schafft, das ein oder mehr Merkmale des Benutzerauges repräsentiert;
eine Beleuchtungsquelle, die so betreibbar ist, daß sie das Benutzerauge mit Licht beleuchtet, wovon wenigstens ein Teil nicht sichtbar ist;
ein Ausrichtobjekt, das im Gebrauch durch das Eintrittsfenster für das Benutzerauge sichtbar ist;
wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
ein optisches Element, das im Gebrauch im optischen Weg zwischen dem Benutzerauge und dem Ausrichtobjekt und im optischen Weg zwischen der Bildaufnahmevorrichtung und dem Auge eingefügt ist, wobei das optische Element für nicht sichtbares Licht im wesentlichen durchlässig ist und einen ersten Bereich besitzt, der für sichtbares Licht vom Ausrichtobjekt weniger durchlässig als ein zweiter Bereich hiervon ist.
Bei der Benutzung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Benutzer aufgefordert, durch den zweiten Bereich zu blicken (d. h. seine Pupille darauf auszurichten), so daß er eine klarere Sicht des Zielobjekts erhält. Die Bildaufnahmevorrichtung "schaut" durch beide Bereiche des optischen Elements. Durch eine geeignete Anordnung der ersten und zweiten Bereiche kann das Sichtfeld der Bildaufnahmevorrichtung relativ zur Pupille bestimmt werden.
Die Vorrichtung kann dafür ausgelegt sein, vom Benutzer an sein eigenes Auge herangeführt zu werden. Alternativ kann die Vorrichtung fixiert sein, was erfordert, daß die Person, deren Auge untersucht wird, ihren Kopf entsprechend ausrichtet.
Der erste Bereich ist vorzugsweise vom zweiten Bereich umgeben – dies ermöglicht, ein Abbild des Auges um die Pupille aufzunehmen. Wenn der erste Bereich im wesentlichen in der Mitte des zweiten Bereiches liegt, wird vorteilhaft ein um die Pupille des Benutzers zentriertes Abbild erhalten. In Ausführungsformen der Erfindung kann die richtige Augenausrichtung erreicht werden, indem ein Fenster mit einem Hauptbereich vorgesehen wird, der für sichtbare optische Strahlung relativ weniger durchlässig ist als ein kleinerer Bereich des Fensters. Der kleinere Bereich wäre vorzugsweise nahe der Mitte oder in der Mitte des Fensters angeordnet und wäre ausreichend klein, um zu erfordern, daß die Pupille eines Auges nahe am Fenster positioniert werden muß, in Ausrichtung auf den kleineren Bereich, um ein vernünftiges Sichtfeld von z. B. der Zielausrüstung durch die Vorrichtung zu sehen. Anschließend würde im Gebrauch die durch das Fenster schauende Person aufgefordert, die Pupille ihres Auges auf den kleineren Bereich des Fensters auszurichten, wodurch sichergestellt wird, daß die Iris des Auges im wesentlichen zentral positioniert wäre und somit korrekt bezüglich des Fensters zum Zweck der Informationsaufnahme ausgerichtet ist. Ferner würde bis zu einem gewissen Ausmaß eine geeignete Bemessung des kleineren Bereiches den Abstand kontrollieren, in welchem der Benutzer sein Auge vom Bildschirm platziert. Dies wäre günstig hinsichtlich der Reduktion oder Beseitigung irgendeiner Notwendigkeit, das Abbildungsmittel zu fokussieren.
Der kleinere Bereich des Fenster kann an Material mit einer anderen optischen Zusammensetzung als der größere Bereich umfassen. Die andere Zusammensetzung wurde typischerweise im wesentlichen transparent für sichtbare Wellenlängen der optischen Strahlung erscheinen und z. B. Klarglas oder Kunststoffmaterial umfassen. Alternativ kann der kleinere Bereich einfach ein Loch sein, das geeignet im Fenstermaterial des größeren Bereiches positioniert ist. Der größere Bereich kann z. B. einen Gelatinefilter umfassen, der für IR- und NIR-Strahlung transparent ist.
Wenn nichtsichtbare Wellenlängen der optischen Strahlung, z. B. IR- oder NIR-Strahlung, zum Zweck der Augenbeleuchtung und der Bildaufnahme verwendet werden, ist das Fenster vorzugsweise im wesentlichen über die Fensterfläche für diese Wellenlängen gleichmäßig transparent. Während somit das Fenster nur einen kleineren Bereich aufweist, der für Betrachtungs- und somit Ausrichtungszwecke geeignet ist, kann somit die gesamte Fläche des Fensters für Bildaufnahmezwecke verwendet werden.
In bevorzugten Ausführungsformen umfaßt das Zielobjekt ein zweites Fenster, das eine "Sichtlinie" für den Benutzer durch das erste Fenster schafft, um den Benutzer zu erlauben, die Umgebung jenseits der Vorrichtung zu sehen. Das zweite Fenster kann eine einfache Öffnung im Gehäuse sein oder kann möglicherweise eine visuelle Anzeige enthalten.
Das zweite Fenster ist insbesondere vorteilhaft, wenn es mit einer schnurlosen Anordnung kombiniert wird, da der Benutzer fähig ist, genau zu erkennen, wo die Vorrichtung hinzeigt, während er in die Vorrichtung zum Zweck der Augenbildaufnahme schaut: der Benutzer kann die Vorrichtung geeignet auf den entfernten Vorrichtungsempfänger richten. Ferner wird angenommen, daß durch die Möglichkeit, daß der Benutzer auf die entfernte Ausrüstung fixiert, die Pupille des Auges zu kontrahieren veranlaßt wird, wodurch ein größeres und klareres Bild der Iris geschaffen wird. Ferner kann bis zu einem großen Ausmaß die Sicht durch das zweite Fenster ein Mittel zum korrekten Ausrichten des Auges bezüglich des Abbildungsmittels schaffen. Es können jedoch weitere Mittel zum Unterstützen der Ausrichtung vorgesehen sein, wie z. B. ein Fadenkreuz.
Das zweite Fenster kann verwendet werden, um einem Benutzer zu erlauben, einen entfernten Bildschirm zu betrachten, auf dem ein oder mehrere aufgenommene Bilder des Auges angezeigt werden. Der Vorteil für den Benutzer in diesem Fall ist, daß er auf dem Bildschirm im wesentlichen sehen kann, was das Abbildungsmittel sieht, und seine Augenposition anpassen kann, um die Ausrichtung bei Bedarf zu korrigieren. In diesem Fall kann das Abbildungsmittel eine Videokamera sein, die fähig ist, Echtzeitbilder des Auges auf den Bildschirm zu übertragen.
Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise ein Codierungsmittel zum Codieren der aufgenommenen Informationen vor deren Übertragung. Dies hat den Vorteil, daß das von der Vorrichtung übertragene Signal eine geringere Bandbreite erfordert (unter der Annahme, daß die Übertragung in einer gegebenen Zeitspanne bewerkstelligt werden muß), als für die Übertragung des Bildsignals erforderlich wäre.
Das Codierungsmittel ist vorzugsweise dafür ausgelegt, wenigstens den Irisabschnitt eines aufgenommenen Bildes oder einen Teil desselben zu codieren. Das Codierungsmittel kann auch eines oder mehrere weitere Merkmale des Auges oder des umgebenden Gesichts codieren. Zum Beispiel kann der Code Einzelheiten der Pupille, der Augenhornhaut, der Sklera und/oder der Augenlider und dergleichen enthalten.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise dafür ausgelegt, von einem Benutzer in eine Betriebsposition gebracht zu werden; die Beleuchtungsquelle ist so betreibbar, daß sie die Oberfläche des Auges über eine Fläche außerhalb der Pupille beleuchtet; das Bildsignal stellt eines oder mehrere Merkmale der Vorderseite des Auges dar; und die Vorrichtung umfaßt ferner eine Übertragungsvorrichtung, die so betreibbar ist, daß sie das aus dem Bildsignal abgeleitete Informationssignal zu einer entfernten Vorrichtung überträgt.
Eine solche Vorrichtung wird gegenüber einer Netzhautabtastvorrichtung bevorzugt, da sie eine Kamera statt einer komplexen und umfangreichen Abtastoptik benötigt. Die Vorrichtung wird somit leichter an das Auge gebracht und bietet eine schnellere Ausrichtung als es bisher möglich war.
Die Übertragungsvorrichtung kann eine kabellose Übertragungsvorrichtung umfassen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Benutzer sich nicht selbst mit physikalischen Kabelverbindungen z. B. an der Rückseite eines PCs befassen muß. Ferner ist ein Benutzer nicht in seiner Position bezüglich des PCs oder einer anderen entfernten Anlage während der Benutzung der Vorrichtung eingeschränkt. Verschiedene Typen von kabelloser Verbindung, wie z. B. eine Ultraschall-, Optik- oder HF-Verbindung, können verwendet werden.
Die Vorrichtung umfaßt ferner vorzugsweise einen wellenlängenselektiven Reflektor, der effektiv im wesentlichen entweder das sichtbare Licht oder das nichtsichtbare Licht reflektiert, um das Durchlassen im wesentlichen des gesamten anderen Lichts zu erlauben.
Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß ein hoher Anteil des nicht-sichtbaren Lichts, das vom Auge reflektiert wird, in Richtung der Kamera gerichtet wird, wodurch ein besseres Abbild bei einem gegebenen Beleuchtungspegel erhalten wird. Die Anwesenheit des Reflektors erhöht ferner die Schärfentiefe der Vorrichtung.
In bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Abbildungsvorrichtung ferner Mittel zum Verschlüsseln eines codierten Bildes.
Die Verschlüsselung erhöht die Sicherheit der Übertragung von der Vorrichtung. Die verschlüsselten Bildcodedaten enthalten typischerweise andere verschlüsselte Daten, wie z. B. das Datum, die Zeit, die Vorrichtungsseriennummer und/oder sogar eine GPS-Koordinaten aufzeichnung (GPS = Globales Positionierungssystem). Solche zusätzlichen Informationen erhöhen weiter die Sicherheit des Systems, wenn sie in verschlüsselter Form gehalten werden. Zum Beispiel kann ein verschlüsselter Code, der verschlüsselte Zeit- und Datumsinformationen enthält, von einem Lauscher abgefangen werden, jedoch kann er nicht leicht wiederverwendet werden, da die Datums- und Zeitkombination einzigartig wäre.
Die Vorrichtung kann ferner ein Empfängermittel umfassen, um eine bidirektionale Kommunikation mit der entfernten Vorrichtung zu ermöglichen. Es kann dann vorzugsweise eine optische Kommunikation unter Verwendung von z. B. Infrarotsendern und -empfängern (z. B. Photodioden) verwendet werden. Eine solche "kabellose" Anordnung kann mit einer entfernten Vorrichtung mit einer geeigneten optischen Sender- und Empfängeranordnung verwendet werden.
Das Beleuchtungsmittel liefert vorzugsweise vorherrschend nahe infrarote (NIR) oder infrarote (IR) Lichtstrahlung. Es wird angenommen, daß eine im wesentlichen nichtsichtbare Beleuchtungsquelle für die Person, deren Auge untersucht wird, angenehmer ist. In einer Sichtlinien-Ausführungsform lenkt eine im wesentlichen nichtsichtbare Beleuchtungsquelle die Aufmerksamkeit des Benutzers weniger vom Sichtlinienbild der Umgebung ab, als es eine sichtbare Lichtstrahlung tun würde. Nur der Bequemlichkeit halber soll der Ausdruck "Licht" in dieser Beschreibung nichtsichtbare Wellenlängen der Lichtstrahlung einschließen. Aus diesem Grund sind die Ausdrücke "Licht" und "optische Strahlung" austauschbar.
Die Vorrichtung enthält vorzugsweise ein Auslösemittel. Das Auslösemittel kann vom Benutzer, durch die Vorrichtung selbst, oder sogar, in einer bidirektionalen Ausführungsform, durch die entfernte Vorrichtung bedienbar sein. Solche Anordnungen erlauben dem Benutzer oder einer der erwähnten Vorrichtungen, genau zu steuern, wann die Bildaufnahme und/oder wann die Datenübertragung stattfinden. Dieses Merkmal findet insbesondere Anwendung, wenn eine kabellose Anordnung verwendet wird.
Ebenso wie die Vorrichtung zum Identifizieren von Menschen verwendet wird, kann sie in geeigneter Form zum Identifizieren von Tieren verwendet werden. Eine solche Vorrichtung müßte typischerweise größer (in Abhängigkeit von der Größe der Augen des Tieres) und robuster sein. Geeignete Kandidaten für eine solche Verwendung sind z. B. Pferde, insbesondere teure Rennpferde.
Im folgenden werden lediglich beispielhaft Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine schematische Darstellung einer Abbildungsvorrichtung ist;
2 ein schematisches Diagramm ist, das eine mögliche Hardware-Architektur der Abbildungsvorrichtung zeigt;
3 ein Flußdiagramm eines Bildaufnahme- und Verschlüsselungsprozesses ist;
4 ein Diagramm ist, das mögliche Konfigurationen der Beleuchtungsquelle zeigt;
5a und 5b Diagramme sind, die richtige bzw. unrichtige Augen ausrichtungen zeigen; und
6 ein Diagramm ist, das eine Anordnung der Vorrichtung zum Beseitigen der in 5b gezeigten unrichtigen Ausrichtung zeigt.
1 zeigt die Abbildungsvorrichtung im Gebrauch. Die Abbildungsvorrichtung soll hauptsächlich von einem einzelnen Benutzer verwendet werden und ist daher so gestaltet, daß sie intrusiv ist, was erfordert, daß ein Benutzer sein Auge (und das umgebende Gesicht) direkt mit der Vorrichtung in Kontakt bringt. Für den Fall, daß beabsichtigt ist, das mehr als ein Benutzer die Vorrichtung verwendet, können persönliche, austauschbare Augenmuscheln vorgesehen sein.
Die Vorrichtung ist in einem geeigneten Gehäuse 125 enthalten. Ein Benutzer positioniert sein Auge 110, indem er sein Gesicht geeignet an einer Augenmuschel 115 am rechten Fenster 120 des Gehäuses 125 plaziert. Die Augenmuschel dient sowohl als ein Mittel zum Minimieren der in die Vorrichtung eindringenden Umgebungslichtmenge, als auch als das Mittel zum Ausrichten des Benutzerauges auf das Fenster.
Die Augenmuschel 115 ist an einem Zylinder 130 angebracht, der im Gehäuse 125 ausgebildet ist und einen festen Abstand zwischen dem Auge 110 und einer Fixfokus-CCD-Kamera 135 (CCD = ladungsgekoppelte Vorrichtung) bewirkt. Die Länge der Trommel 130 ist jedoch einstellbar, um sie an verschiedene Benutzer anzupassen, und ist verriegelbar, sobald die richtige Länge bestimmt worden ist. Die Trommel 130 stellt ferner eine Sichtlinie für den Benutzer vom hinteren Fenster 120 zu einem vorderen Fenster 140 durch das Gehäuse 125 bereit. Die Anordnung der einstellbaren Trommel und der Fixfokus-Kamera kann durch eine selbstfokussierende Kameraanordnung ersetzt werden. Eine solche Anordnung würde jedoch die optische, elektronische und mechanische Komplexität der Vorrichtung erhöhen.
Der optische Pfad zwischen dem Auge 110 und der Kamera 135 legt aufgrund eines teilweise reflektierenden 45°-Spiegels 145 in der Sichtlinie der Trommel 130 einen Winkel von 90° fest.
Eine Infrarot-(IR)-Beleuchtungsquelle 150 ist zwischen dem Spiegel 145 und dem Auge 110 angeordnet, um das Auge zu beleuchten. Die Quelle weist einen zugehörigen Schirm 155 auf, um zu verhindern, daß Licht direkt von der Quelle 150 über den Spiegel 145 zur Kamera 135 läuft.
Ein IR-Sender 160 und ein Empfänger 162 sind an der Vorderseite des Gehäuses 125 ausgerichtet auf die Sichtlinie der Trommel 130 angeordnet, wobei ein Auslöseknopf 165 am Gehäuse für den Benutzer vorhanden ist, um zu steuern, wann das Bild aufgenommen wird und/oder zu einer (nicht gezeigten) entfernten Vorrichtung übertragen wird.
Wie bereits erwähnt worden ist, kann die Verbindung zwischen der Vorrichtung und der entfernten Vorrichtung statt dessen eine Telephonleitung oder eine ähnliche Verbindung umfassen, wobei die Vorrichtung eine bekannte Modem-Technik verwenden kann, um die Datenübertragung über die Telephonleitung zur und von der entfernten Vorrichtung zu unterstützen.
Der vordere Abschnitt der Trommel 130 enthält einen IR-Filter 170, um die Menge an Streu-IR-Strahlung zu minimieren, die in die Vorrichtung eintritt. Zusätzlich kann der Filter 170 nützlich sein, um das Benutzerauge vor einer unbeabsichtigten Reflektion von Strahlung zu bewahren, die vom Ausgang des Senders 160 emittiert wird. Die CCD-Kamera 135 ist mit einem Filter 175 für sichtbares Licht, der zwischen der Kamera und der Trommel positioniert ist, vor sichtbarem Streulicht geschützt. Die CCD-Kamera ist eine Standard-Schwarzweiß-Kamera, die auch für IR-Lichtstrahlung empfindlich ist. Andere Typen von Kamera, z. B. eine Farbkamera, können gleichermaßen zur Bildaufnahme verwendet werden.
Die Vorrichtung enthält ferner eine geeignete elektronische Schaltung 180, die im Gehäuse enthalten ist (mit Bezug auf 2 genauer beschrieben).
Ein optischer Anzeiger 185 ist in der Trommel im Sichtfeld des Benutzers positioniert. Der Anzeiger umfaßt ein oder mehrere LEDs verschiedener Farben, die aufleuchten können, um verschiedene Vorrichtungszustände (wie im folgenden beschrieben) anzuzeigen. Andere Anzeigesysteme, die für Fachleute offensichtlich sind, können effektive Lösungen bieten. Diese können z. B. die Verwendung von Anzeigetafeln und/oder von Geräuschen umfassen.
In der Praxis können die zwei Filter 170 und 175 durch gekreuzte Polarisatorschirme ersetzt werden, um Streulicht und unerwünschtes Licht von außerhalb der Vorrichtung daran zu hindern, die Kamera 135 zu erreichen. Die Polarisatoren würden in ähnlicher Weise wie die Filter positioniert. Die Eigenart der Filter oder Polarisatoren hängt vom Typ der verwendeten Beleuchtung ab. Wenn z. B. die Abbil dungswellenlänge nahes Infrarotlicht (NIR) oder IR-Licht ist, ist ein IR-Filter erforderlich, um IR-Streustrahlung daran zu hindern, durch das vordere Fenster 140 in die Vorrichtung einzutreten. Alternativ, wenn die Abbildungswellenlänge diejenige des sichtbaren Lichts ist, können gekreuzte Polarisatoren über dem vorderen Fenster 140 und der Kamera 135 verwendet werden. Andere ähnliche lichtblockierende oder filternde Anordnungen, die für Fachleute offensichtlich sind, können gleichermaßen effektive Lösungen bieten.
Der teilweise reflektierende Spiegel 145 kann einen Glasschirm mit einer Oberflächenbeschichtung umfassen, die IR- und NIR-Lichtstrahlung reflektiert und sichtbares Licht durchläßt. Schirme dieses Typs sind als wärmereflektierende Filter oder "Heißspiegel" bekannt. Ein Vorteil dieses Typs von Spiegel ist, daß wenigstens bis zu einem gewissen Maß der Spiegel auch als ein Filter für IR-Strahlung dient, die das Auge erreicht, und für sichtbares Licht, das die Kamera erreicht. Andere Formen von Linsen, Filtern, Strahlteilern und/oder Prismen-Anordnungen können verwendet werden.
Die Gesamtgröße der Vorrichtung hängt hauptsächlich ab von der Größe der Öffnung für das Auge 120 und vom Niveau des Komforts und der Leichtigkeit der Verwendung, die von einem Benutzer der Vorrichtung gefordert wird. Die Hardware für die Vorrichtung ist auf einem einzigen anwendungsspezifischen integrierten Schaltungschip (ASIC) ausgebildet, dessen Größe kein begrenzender Faktor für die Größe der Vorrichtung ist. Auch können bekannte CCD-Kameras Abmessungen in der Größenordnung von Millimetern aufweisen und sind kein begrenzender Faktor für die Größe der Vorrichtung.
Obwohl 1 die Sichtlinie der Abbildungsvorrichtung als direkt durch eine Trommel führend zeigt, ist klar, daß die Sichtlinie statt dessen über pfadumlenkende Optiken wie z. B. Spiegel oder Prismen laufen kann und Linsen enthalten kann. Solche Anordnungen können für eine noch kompaktere Gestaltung sorgen und können das Abbild der Außenumgebung, das vom Benutzer wahrgenommen wird, oder das Abbild des Auges, das von der Kamera aufgenommen wird, verbessern.
In 1 ist die Sichtlinie ein optischer Weg durch die Trommel. Es wird jedoch angenommen, daß die Sichtlinie von einem abgeschirmten Bild der Umgebung jenseits der Vorrichtung z. B. auf einem Flüssigkristallanzeigebildschirm (LCD) bereitgestellt werden kann. Das Abbild kann von einer auf der Vorderseite der Vorrichtung montierten CCD-Kamera bereitgestellt werden. Somit wäre es möglich, graphische Indikatoren dem Bild zu überlagern, um den Benutzer bei der Ausrichtung der Vorrichtung auf die entfernte Vorrichtung zu unterstützen. Alternativ kann der LCD-Bildschirm im wesentlichen transparent sein, um dem Benutzer zu erlauben, die wirkliche Umgebung jenseits der Vorrichtung zu sehen, wobei der Bildschirm nur für die Überlagerungsausrichtungsinformationen oder andere Informationen über dem wirklichen Bild verwendet werden kann. Die richtige Ausrichtung kann durch Überwachen einer Reihe von Signalen bewerkstelligt werden, die von der Abbildungsvorrichtung oder der entfernten Vorrichtung emittiert werden und von der anderen empfangen und verarbeitet werden. Obwohl eine solche Anordnung technisch komplexer ist als eine einfache Sichtlinienanordnung durch eine Trommel, kann, da elektronische Vorrichtungen wie z. B. CCD-Kameras und Anzeigen kleiner und billiger werden, eine solche technisch komplexere Anordnung in der Praxis mehr Sinn machen.
2 zeigt eine mögliche Hardwarearchitektur-Anordnung für die Vorrichtung. Wie bereits erwähnt worden ist, ist die Verarbeitungshardware vorzugsweise auf einem einzigen ASIC-Chip ausgebildet. Die Vorrichtung wird von einem Prozessor 200 gesteuert, auf dem die in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 205 gehaltene Software läuft. Der Prozessor 200 ist über einen Bus 210 mit dem ROM 205, einem Block von Schreib/Lese-Speicher (RAM) 215 und einer Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Steuervorrichtung 220 verbunden. Der RAM ist groß genug, um wenigstens ein aufgenommenes Bild eines Auges zu halten. Die E/A-Steuervorrichtung 220 ist über eine geeignete Schaltung und (nicht gezeigte) Treiber mit dem IR-Sender 160 und dem Empfänger 162, der CCD-Kamera 135, dem Auslöser 165, der IR-Beleuchtungsquelle 150 und dem optischen Anzeiger 185 verbunden. Die gesamte Vorrichtung wird mit einer geeigneten (nicht gezeigten) Batterie betrieben.
Der Prozessor 200 ist für die vom Auslöser 165, dem IR-Empfänger 162 und der CCD-Kamera 165 empfangenen Signale empfindlich. Ferner steuert der Prozessor den IR-Sender 150, die IR-Beleuchtungsquelle, die CCD-Kameraoperation und den optischen Anzeiger 185.
Das Flußdiagramm in 3 zeigt einen möglichen Prozeß für die Aspekte der Bildaufnahme, der Verarbeitung und der Übermittlung eines Benutzerüberprüfungssystems. Diese Prozedur enthält eine Verschlüsselung, um das Sicherheitsniveau zu steigern. Das Verschlüsselungssystem verwendet einen "öffentlichen Schlüssel", um Daten zu chiffrieren, und einen privaten Schlüssel (nur dem Empfänger der chiffrierten Daten bekannt), um die Daten zu dechiffrieren.
Im Schritt 300 befindet sich die Abbildungsvorrichtung in einem Zustand, indem das Niederdrücken eines Auslösers erwartet wird, um den Prozeß zu starten. Wenn der Benutzer den Auslöser drückt, erzeugt der Auslöser ein Signal, das vom Prozessor empfangen wird. Der Prozessor steuert anschließend den IR-Sender, um ein Signal im Schritt 305 zur entfernten Vorrichtung zu senden, um eine Kommunikation einzuleiten. In Reaktion hierauf sendet die entfernte Vorrichtung eine Rückgabenachricht zur Abbildungsvorrichtung.
In anderen Ausführungsformen ist der Auslöser durch die Abbildungsvorrichtung oder die entfernte Vorrichtung, die die richtige Ausrichtung überwacht, ersetzt. Wenn eine richtige Ausrichtung vom Benutzer bewerkstelligt wird, werden die Aufnahme-, Codierungs- und Übermittlungsoperationen eingeleitet. Die Überwachung würde die eine oder andere der Vorrichtungen, die ein Signal emittieren, das von der anderen Vorrichtung empfangen und verarbeitet werden kann, verwenden, um eine korrekte Ausrichtung anzuzeigen.
Wenn die Rückgabenachricht von der Abbildungsvorrichtung im Schritt 315 nicht empfangen wird, z. B. als Ergebnis der Tatsache, daß die entfernte Vorrichtung das erste Signal nicht empfängt, leuchtet der optische Anzeiger im Schritt 320 rot auf, um einen Fehler anzuzeigen und den Benutzer zu informieren, den Prozeß durch erneutes Drücken des Auslösers neu zu starten.
Wenn die Rückgabenachricht im Schritt 315 empfangen wird, enthält das Signal von der entfernten Vorrichtung eine Auswahl, welcher öffentliche Verschlüsselungsschlüssel und welches Iriscodeformat die Abbildungsvorrichtung für eine erfolgreiche Übermittlung verwenden muß. Mehrere öffentliche Verschlüsselungsschlüssel und mehrere Iriscodealgorithmen, aus denen eine Auswahl getroffen werden kann, sind im RAM (oder im ROM) in der Abbildungsvorrichtung gespeichert. Die entfernte Vorrichtung sendet ferner einen Datums- und Zeitstempel zur Abbildungsvorrichtung. Die Informationen im Rückgabesignal, das von der entfernten Vorrichtung gesendet wird, werden im RAM in der Abbildungsvorrichtung für einen nachfolgenden Zugriff gespeichert.
Als nächstes signalisiert im Schritt 325 das Verarbeitungsmittel der Kamera, daß ein oder mehr Bilder aufgenommen werden sollen. Die aufgenommenen Bilder werden im RAM gespeichert. Im Schritt 330 ermittelt das Verarbeitungsmittel, ob das gespeicherte Bild, oder welches Bild, für die Codierung geeignet ist. Wenn alle Bilder oder das Bild nicht geeignet ist/sind, signalisiert der Prozessor der Kamera, das Bild (die Bilder) neu aufzunehmen.
Der Bildaufnahmeschritt umfaßt die Steuerung der Beleuchtungsquelle. Die Beleuchtungsquelle ist in einer Regelschleife angeschlossen, wodurch der Prozessor die Lichtintensität der Quelle in Abhängigkeit von z. B. der Farbe der Iris des Benutzers verändern kann: eine hellblaue Iris reflektiert viel mehr Licht und erfordert eine geringere Beleuchtung als eine dunkelbraune Iris. Mehrere sequentiell aufgenommene Bilder, ähnlich einer Videosequenz, können für den Prozessor und die Software erforderlich sein, um die optimale Beleuchtung für das Auge zu ermitteln, bevor ein geeignetes Bild oder geeignete Bilder erhalten werden.
Es wird vorgeschlagen, daß ein Pulsieren der Beleuchtungsvorrichtung wünschenswerter ist als die Verwendung einer kontinuierlichen Quelle, obwohl die Bildaufnahme mit einem Impuls des Lichts syn chronisiert werden muß, um eine geeignete Beleuchtung sicherzustellen. Pulsierendes Licht hat den Vorteil, daß das Benutzerauge im Durchschnitt einer geringeren Lichtstrahlung ausgesetzt wird. Ferner verwendet eine gepulste Quelle weniger Energie.
Das Aufnehmen mehrerer Bilder kann ferner Probleme beseitigen, wie z. B., daß der Benutzer zu dem Zeitpunkt blinzelt, zu dem das eine Bild aufgenommen wird. Bekannte digitale Signalverarbeitungstechniken können verwendet werden, um zu ermitteln, welches Bild das Beste ist, und um ungeeignete Bilder zu verwerfen.
Wenn ein geeignetes Bild erhalten wird, werden die Bilddaten aus dem RAM abgerufen und verarbeitet, um im Schritt 335 unter Verwendung des Iriscodeerzeugungsalgorithmus, der von der entfernten Vorrichtung im Schritt 315 ausgewählt worden ist, einen Iriscode zu bilden. Ein Beispielalgorithmus ist derjenige, der im US-Patent 5.291.560 beschrieben ist. Der resultierende Iriscode wird im RAM gespeichert.
Der Prozessor verschlüsselt anschließend den Iriscode im Schritt 340 unter Verwendung des ausgewählten öffentlichen Schlüssels zusammen mit dem Datums- und Zeitstempel, der von der entfernten Vorrichtung im Schritt 315 bereitgestellt wird. Die resultierenden Daten werden im RAM gespeichert. Die codierten und verschlüsselten Daten werden anschließend vom IR-Sender im Schritt 345 zur entfernten Vorrichtung gesendet.
Es ist denkbar, daß die Schritte der Bildaufnahme, der Verarbeitung und der Verschlüsselung vollständig ohne zwischengeschaltete Schritte der Speicherung von Daten im RAM ablaufen, d. h. die Verarbeitung wird sozusagen "fliegend" bewerkstelligt, um die Operationsgeschwindigkeit der Vorrichtung deutlich zu erhöhen. Eine solche Verarbeitung würde jedoch eine teurere und komplexere Elektronik erfordern.
Wenn schließlich die Daten von der entfernten Vorrichtung erfolgreich empfangen worden sind, gibt die entfernte Vorrichtung ein "Erfolgs"-Signal im Schritt 350 an die Abbildungsvorrichtung zurück. Das Verarbeitungsmittel veranlaßt in Reaktion hierauf den optischen Anzeiger, grün aufzuleuchten, um im Schritt 360 den Benutzer anzuzeigen, daß die Prozedur erfolgreich war. Ein wiederholtes Versagen beim Senden der Daten, z. B. nach fünf Versuchen, veranlaßt den optischen Anzeiger, im Schritt 355 rot aufzuleuchten, und führt dazu, daß der Benutzer die gesamte Prozedur neu starten muß.
Ein einfacherer Prozeß als der obenbeschriebene verwendet die Abbildungsvorrichtung, die vorschreibt, welcher von mehreren öffentlichen Verschlüsselungsschlüsseln zu verwenden ist. Die Auswahl kann unter Verwendung eines Pseudozufallszahlengenerators in der Abbildungsvorrichtung bewerkstelligt werden. Wenn jeder öffentliche Schlüssel eine Indexreferenz aufweist, kann die entsprechende Referenz, offensichtlich in unverschlüsselter Form, in den verschlüsselten Daten enthalten sein, um der entfernten Vorrichtung anzuzeigen, welcher öffentliche Schlüssel verwendet worden ist, und somit, welcher private Schlüssel für die Entschlüsselung verwendet werden sollte. Eine Erweiterung dieser Anordnung ist, daß ein neuer Satz von öffentlichen Schlüsseln in die Abbildungsvorrichtung von der entfernten Vorrichtung jedes Mal dann, wenn eine erfolgreiche Transaktion stattfindet, heruntergeladen wird. Andere weitere Verschlüsselungsmöglichkeiten sind für Fachleute offensichtlich.
In alternativen Ausführungsformen kann die Sicherheit unter Verwendung einer persönlichen Identitätskarte ähnlich z. B. einer Bankkarte, die persönliche Identitätsinformationen auf einem Magnetstreifen enthält, weiter verbessert werden. Alternativ kann die persönliche Identitätskarte eine intelligente Karte sein, die Daten in elektronischer Form hält. Die Karte, die intelligente Karte oder eine äquivalente Karte oder Vorrichtung bietet Informationen in Form magnetischer oder elektronischer Daten, die auf der Karte gehalten werden und einen bestimmten Benutzer identifizieren. Diese Informationen können von der Abbildungsvorrichtung gelesen werden, wenn die Karte in einen darin vorgesehenen geeigneten Schlitz eingeführt wird, und in den Iriscode zusammen mit z. B. anderen Zeitstempel- und Vorrichtungsidentitätsinformationen eingebaut werden, wobei weitere ähnliche Ausführungsformen für Fachleute offensichtlich sind.
4a zeigt eine mögliche Konfiguration für die Beleuchtung mit mehreren Quellen verschiedener Wellenlänge 412, 414 und 416. Das Diagramm zeigt die Ansicht durch das erste Fenster 400 zur Kamera 405 (das Diagramm berücksichtigt nicht den 45°-Spiegel). Am unteren Rand des Sichtbereiches innerhalb des Körpers der Vorrichtung ist eine Anordnung von lichtemittierenden Dioden (LED) vorgesehen, die drei LEDs umfaßt, die jeweils NIR-Lichtstrahlung eines verschiedenen Wellenlängenbandes jenseits von etwa 700 nm erzeugen. Zum Beispiel erstreckt sich jedes Band über etwa 20 nm, wobei jedes Band vom nächsten durch etwa 200 nm getrennt ist. Eine der LEDs kann statt dessen sichtbares Licht erzeugen.
Ein Grund für die Bereitstellung von Beleuchtungsquellen mit ver schiedenen Wellenlängen ergibt sich aus der Beobachtung, daß verschiedene Beleuchtungsbedingungen bis zu einem gewissen Ausmaß verschiedene Bilder liefern. Dies ist ein Ergebnis der Tatsache, daß die Iris eines Auges ein dreidimensionales Objekt ist, in welchem verschiedene Wellenlängen von Licht bis zu verschiedenen Tiefen eindringen und hiervon reflektiert werden. Zum Beispiel dringt IR-Lichtstrahlung tiefer in die Iris ein als sichtbares Licht. Somit erzeugt eine breitbandige Lichtquelle ein viel reicheres komplexeres Bild einer Iris als eine schmalbandige Lichtquelle dies kann. Ein Vorteil der Verwendung einer schmalbandigen Lichtquelle ist, daß ein einfacheres Bild erzeugt wird, das unter Verwendung einer relativ kostengünstigen Optik aufgenommen werden kann.
Die Anmelder haben festgestellt, daß verschiedene schmalbandige Lichtquellen verwendet werden können, um verschiedene Irisabbilder zu erzeugen, die als eine Gruppe eine Familie von Abbildern für eine Iris bilden. Somit können ein oder mehrere der Abbilder verwendet werden, um einen Benutzer zu identifizieren oder zu bestätigen. Die Wahl, welches Bild zu verwenden ist, kann von der entfernten Vorrichtung bestimmt werden. Dieser Lösungsansatz erhöht die Sicherheit durch Eliminieren einer Täuschung, die andernfalls möglich wäre, indem ein Benutzer durch eine Photographie eines Auges ersetzt wird. Da eine Photographie nur zweidimensional ist, würde sich keine oder wenigstens eine verschiedene Wellenlängenabhängigkeit der erzeugten Abbilder ergeben, wobei das Abbild sich nicht ändert, unabhängig davon, welche Wellenlänge der Quelle verwendet wurde.
Andere Ausführungsformen, in denen separate Abbilder, die aus verschiedenen Wellenlängen von Beleuchtung resultieren, in ver schiedener Weise kombiniert werden, sind für Fachleute offensichtlich.
In der Praxis wird die Anordnung, und jede der individuellen LEDs, vom Prozessor (über eine nicht gezeigte geeignete elektrische Schaltung) gesteuert. Der Prozessor steuert, wann welche LEDs aufleuchten, um das Auge zu beleuchten, entweder in Reaktion auf ihre eigene Steuersoftware oder in Reaktion auf Signale, die von der entfernten Anlage empfangen werden. Der Prozessor bestimmt ferner, wann und unter welchen Beleuchtungsbedingungen der Bildaufnahmeprozeß stattfindet. Die Beleuchtungsbedingungen hängen von den Abbildern ab, die von der entfernten Anlage benötigt werden, und können, wie bereits beschrieben worden ist, gepulst sein.
4b ist ähnlich der 4a, mit der Ausnahme, daß vier identische LED-Anordnungen vorgesehen sind, um eine gleichmäßigere Beleuchtung des Auges zu erzeugen.
An Stelle der Quellen mit verschiedenen Wellenlängen können eine oder mehrere Breitbandquellen verwendet werden, um die Iris zu beleuchten, wobei Lichtleitfasern verwendet werden, um die benötigten verschiedenen Wellenlängenbänder zu isolieren.
Die Prozedur beruht auf der entfernten Vorrichtung, die dafür ausgelegt ist, in komplementärer Weise zur Abbildungsvorrichtung zu empfangen, zu senden und zu reagieren. In einer Ausführungsform ist die entfernte Vorrichtung ein PC, der mit geeigneter Software programmiert ist und eine geeignete Sender- und Empfängeranordnung aufweist. Ferner ist der PC typischerweise über ein Datennetz mit einer anderen entfernten Vorrichtung, z. B. einem Datenbank- Server, verbunden. Sobald im Betrieb die verschlüsselten Iriscodedaten vom PC empfangen worden sind, werden sie über das Netz zum Datenbank-Server weitergeleitet. Der Datenbank-Server decodiert die Daten und akzeptiert den Benutzer als gültigen Benutzer oder weist ihn als ungültigen Benutzer zurück.
5a zeigt die richtige Ausrichtung eines Auges 500 bezüglich des hinteren Fenstern 520 der Vorrichtung. Die richtige Ausrichtung erfordert in diesem Beispiel, daß die gesamte Iris 530 des Auges 500 sich im Sichtfeld des Fensters 520 befindet.
5b, die die gleichen Bezugszeichen wie 5a verwendet, zeigt ein mögliches Problem bei der Augenausrichtung bezüglich des hinteren Fensters 520 der Vorrichtung. Wie gezeigt ist, ist es möglich, daß die Pupille 510 des Auges 500 eine Sicht durch das Fenster 520 hat, jedoch gleichzeitig ein signifikanter Abschnitt der Iris 530 von der Sicht durch das Fenster verdeckt ist. Während der Benutzer eine vernünftige Sicht durch die Vorrichtung von z. B. der Zielanlage hat, wäre die CCD-Kamera 135 unfähig, ein volles Irisabbild aufzunehmen, was eine erfolgreiche Iriserkennung verhindern würde.
6 zeigt einen möglichen Weg zur Aufforderung eines Benutzers, sein Auge richtig bezüglich des hinteren Fensters 620 der Vorrichtung auszurichten. Das hintere Fenster 620 der Vorrichtung enthält einen Schirm 625. Der Schirm umfaßt einen Gelatinefilter, z. B. einen Wratten-Filter Nr. 89B von Kodak (Handelsmarke) der für Wellenlängen größer als 700 nm transparent ist und für kürzere, sichtbare Wellenlängen undurchlässig ist. Der Schirm weist ein Loch 328 in oder um seine Mitte auf, das allen Lichtwellenlängen erlaubt, den Schirm zu passieren. Das Loch 328 ist groß genug, um der Pu pille des Auges eine Sicht (mit den durchgezogenen Projektionslinien gezeigt) durch den Schirm zu erlauben. Diese Sicht ist nicht durch einen 45°-Spiegel 645 unterbrochen, der im wesentlichen für sichtbare Wellenlängen der Lichtstrahlung transparent ist, jedoch IR- und NIR-Wellenlängen reflektiert.
Der größere Abschnitt des Schirms 625 ist für sichtbare Wellenlängen der Strahlung undurchlässig, jedoch für IR- und NIR-Wellenlängen transparent. Mit einer geeigneten IR- oder NIR-Beleuchtung (nicht gezeigt) kann somit ein Abbild der Iris 612 des Auges, das durch den Schirm 625 sichtbar ist und über den Spiegel 645 auf eine (nicht gezeigte) Kamera projiziert wird, aufgenommen werden (wie durch die gestrichelten Projektionslinien gezeigt ist).
Andere geeignete Zusammensetzungen des Schirms sind für Fachleute hinsichtlich der vorangehenden Beschreibung offensichtlich. Tatsächlich können beliebige Variationen des Schirms, die einen ähnlichen Vorteil bieten, verwendet werden. Zum Beispiel kann der größere Bereich für sichtbares Licht durchscheinend statt undurchlässig sein. Alternativ kann der größere Bereich einfach bezüglich des kleineren Pupillenausrichtungsbereiches gefärbt sein, um den Benutzer zu veranlassen, die richtige Ausrichtung anzunehmen. Ferner kann der Schirm mit Glas oder Kunststoffmaterialien verstärkt sein, die das Loch abdecken, um z. B. zu verhindern, daß Staub in die Vorrichtung eindringt.
Selbstverständlich hat eine Augenausrichtungstechnik, die den obenbeschriebenen Schirm verwendet, einen potentiell breiteren Anwendungsbereich als die Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Tatsächlich kann ein solcher Schirm in eine beliebige Vorrichtung oder ein Gerät eingebaut werden, die eine ähnliche richtige Augenausrichtung bezüglich der jeweiligen Vorrichtung erfordern.
Als Alternative zu dem in der obigen Ausführungsform verwendeten Heißspiegel kann ein Kaltspiegel verwendet werden. Der Kaltspiegel hat die gleiche Position und Ausrichtung wie der Heißspiegel, weist jedoch auf seiner Unterseite eine andere Beschichtung auf. Die Beschichtung würde bewirken, daß ein Großteil des sichtbaren Lichts reflektiert wird, während das nahe infrarote Licht durchgelassen wird. Die andere Änderung, die in dieser alternativen Ausführungsform vorgenommen wird, besteht darin, die CCD-Kamera und die LCD-Anzeige zu vertauschen.
Die Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung weist offensichtlich ferner einen viel breiteren Anwendungsbereich auf als die Datenbankzugang-Benutzerbestätigung. Zum Beispiel kann die Vorrichtung verwendet werden, um den Eigentümer eines Kraftfahrzeuges für eine Wegfahrsperre im Kraftfahrzeug zu identifizieren: solange der Benutzer nicht der Eigentümer ist, kann das Kraftfahrzeug nicht gestartet werden. Viele andere Anwendungen der Erfindung sind für Fachleute beim Lesen der vorliegenden Beschreibung offensichtlich.

Claims

Vorrichtung für die Schaffung einer Informationssignalcharakteristik eines Benutzerauges (110), wobei die Vorrichtung umfaßt: ein Gehäuse (125) mit einem Eintrittsfenster (620); eine Bildaufnahmevorrichtung (135), die im Gehäuse (125) angebracht ist, mit dem Eintrittsfenster (620) in einer optischen Verbindung steht und so betreibbar ist, daß sie in Reaktion auf nicht sichtbares Licht, das vom Benutzerauge (110) reflektiert wird, ein Bildsignal schafft, das ein oder mehr Merkmale des Benutzerauges (110) repräsentiert; eine Beleuchtungsquelle (150), die so betreibbar ist, daß sie das Benutzerauge (110) mit Licht beleuchtet, wovon wenigstens ein Teil nicht sichtbar ist; ein Ausrichtobjekt (140), das im Gebrauch durch das Eintrittsfenster (620) für das Benutzerauge (110) sichtbar ist; wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: ein optisches Element (625), das im Gebrauch im optischen Weg zwischen dem Benutzerauge (110) und dem Ausrichtobjekt (140) und im optischen Weg zwischen der Bildaufnahmevorrichtung (135) und dem Auge eingefügt ist, wobei das optische Element (625) für nicht sichtbares Licht im wesentlichen durchlässig ist und einen ersten Bereich besitzt, der für sichtbares Licht vom Ausrichtobjekt weniger durchlässig als ein zweiter Bereich (628) hiervon ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erste Bereich größer als der zweite Bereich (628) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der erste Bereich den zweiten Bereich (628) umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der zweite Bereich (628) im wesentlichen in der Mitte des ersten Bereichs oder in ihrer Nähe positioniert ist.
Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der erste Bereich für sichtbares Licht im wesentlichen undurchlässig ist.
Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der das nicht sichtbare Licht Licht im nahen Infrarotbereich umfaßt.
Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der das Ausrichtobjekt ein weiteres Fenster (140) umfaßt, das mit dem Eintrittsfenster (620) in einer optischen Verbindung steht, um für das Benutzerauge (110) eine Sicht über das Gehäuse (125) hinaus zu schaffen.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der das Ausrichtobjekt ein sichtbares Anzeigemittel umfaßt, das im Gebrauch für das Benutzerauge (110) sichtbar ist.
Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei: die Vorrichtung so beschaffen ist, daß sie von einem Benutzer an eine Arbeitsposition getragen werden kann; die Beleuchtungsquelle (150) so betreibbar ist, daß sie die Oberfläche des Benutzerauges (110) über einen Bereich außerhalb der Pupille beleuchtet; das Bildsignal ein oder mehr Merkmale der Vorderseite des Benutzerauges (110) repräsentiert; und die Vorrichtung ferner umfaßt: Informationssignal-Bereitstellungsmittel, die im Betrieb so beschaffen sind, daß sie aus dem Bildsignal ein Informationssignal ableiten; und eine Übertragungsvorrichtung (160), die so betreibbar ist, daß sie das aus dem Bildsignal abgeleitete Informationssignal an eine entfernte Vorrichtung sendet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung so beschaffen ist, daß sie in der Hand gehalten werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Übertragungsvorrichtung ein schnurloses Übertragungsmittel (160) umfaßt.
Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, die ferner Mittel umfaßt, um die Beleuchtungsquelle (150) gepulst zu betreiben.
Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, die ferner einen wellenlängenselektiven Reflektor umfaßt, der bewirkt, daß im wesentlichen das gesamte sichtbare Licht oder das gesamte nicht sichtbare Licht reflektiert wird und im wesentlichen das gesamte jeweils andere Licht durchgelassen wird.
Vorrichtung zum Aufnehmen von Informationscharakteristiken eines oder beider Benutzeraugen (110), wobei die Vorrichtung umfaßt: a) ein Gehäuse (125) mit einem Fenster (625); und b) Mittel zum Anordnen eines oder beider Benutzeraugen (110) in einer vorgegebenen Beziehung zu dem Fenster (625), wobei das Gehäuse (125) versehen ist mit: c) Mitteln (150) zum Beleuchten des (der) Auges (Augen) mit nicht sichtbarer Beleuchtung; d) Mitteln (135) zum Aufnehmen von Informationscharakteristiken des (der) Benutzerauges (Benutzeraugen) (110) in Reaktion auf das nicht sichtbare Licht; e) Mitteln (162) zum Senden der Informationen an entfernte Vorrichtungen; wobei die Anordnungsmittel Ausrichtmittel umfassen; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ausrichtmittel das Fenster (625) umfassen, wobei das Fenster (625) im Gebrauch in dem optischen Weg zwischen dem Benutzerauge (110 und den Informationsaufnahmemitteln (135) angeordnet ist, wobei ein erster Bereich des Fensters für sichtbare optische Strahlung relativ weniger durchlässig als ein zweiter Bereich (628) hiervon ist und sowohl der erste Bereich als auch der zweite Bereich (628) für nicht sichtbares Licht durchlässig sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das nicht sichtbare Licht Licht im Infrarotbereich oder im nahen Infrarotbereich umfaßt.