[发明专利]组合的全内反射和组织成像系统和方法

说明书

相关申请的对照

本申请是2004年4月5日由Robert K.Rowe等提出的、标题为“MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSOR”的美国专利申请No.10/818,698的部分延续，该申请是如下申请的非临时申请：2003年4月4日提出的标题为“NONINVASIVE ALCOHOL MONITOR”的美国临时专利申请No.60/460,247；2003年6月27日由Robert K.Rowe等提出的标题为“HYPERSPECTRAL FINGERPRINT READER”的美国临时专利申请No.60/481,281；2003年9月18日提出的标题为“HYPERSPECTRALFINGERPRINTING”的美国临时专利申请No.60/504,594；以及2004年3月10日提出的标题为“OPTICAL SKIN SENSOR FOR BIOMETRICS”的美国临时专利申请No.60/552,662。

本申请还涉及2001年6月5日提出的标题为“APPARATUS ANDMETHOD OF BIOMETRIC DETERMINATION USING SPECIALIZED OPTICALSPECTROSCOPY SYSTEM”的共同受让的美国专利临时申请No.09/874,740。

将上面提到的每一个申请的全部内容在此引入作为参考。

背景技术

本申请大体上涉及生物测定学。更详细地，本申请涉及组合的全内反射和组织成像系统和方法。

“生物测定学”通常是指对活体的特性进行统计分析。生物测定学的一个范畴包括“生物测定识别”，它通常工作在两个模式之一下，用于提供对人的自动识别，或者用于验证所支撑的(purported)人的身份。生物测定检测技术测量人的物理特征或行为特性，并把这些特征与类似的预记录的测量进行比较，以确定是否匹配。通常用于生物测定识别的物理特征包括：脸、虹膜、手的几何结构、血管结构和指纹图案，这些是所有生物测定-识别特征中最普遍的特征。当前的用于分析所收集指纹的方法包括：光学、电容性、射频、热、超声技术，以及若干其他不常用的技术。

多数指纹收集方法依赖于对手指表面或非常靠近手指表面处的皮肤的特性进行测量。具体地，光学指纹读取器典型地依赖于是否存在检测器压盘(platen)和置于其上的手指之间的折射率之差。当指纹中由空气填充的谷(valley)高于压盘的特定位置时，由于空气-压盘的折射率的差别，压盘中出现全内反射(“TIR”)。备选地，如果具有适当折射率的皮肤与压盘发生光学接触，则这个位置处的TIR“受阻”，允许光穿过压盘-皮肤的分界面，或者在一些布置中，允许光以在该位置出现TIR现象时不可实现的角度而穿过该分界面。在手指与压盘发生接触的区域上，由TIR的差异形成的图形成了传统光学指纹读取的基础。存在多种光学装置，用于检测亮场和暗场光学布置中的光学分界面的变化。通常，使用单一的、准单色光束来执行这种基于TIR的测量。

还存在非TIR光学指纹检测器。在多数情况下，这些检测器依赖于一些准单色光装置以便照射指尖的前面、侧面、或后面，使光漫射经过皮肤。由于皮肤-压盘边界上光透射对于脊(ridge)和谷的差别，形成了指纹图像。本领域的技术人员可以理解，光透射的差别是由Fresnel反射特性的变化而引起的，而该变化是由谷中是否存在任意中间气隙而引起的。

尽管TIR指纹检测器是最普通形式的光学指纹读取器，但它们尤其容易受到非理想条件所造成的图像品质问题的影响。如果皮肤过干，将会损害与压板的折射率匹配，导致较差的图像对比度。类似地，如果手指过湿，则谷中会填有水，导致在全部指纹区域上发生光耦合，并严重减小了图像对比度。如果手指对压板的压力过小或过大、皮肤或检测器较脏、皮肤老化和/或磨损、或出现过于精细的特性(例如在特定人种和非常小的儿童中)，会出现类似的效果。这些效果降低了图像品质，从而降低了指纹检测器的整体性能。在一些情况下，商用光学指纹读取器包含由例如硅树脂的软材料形成的薄膜，以帮助减轻这些效果并恢复性能。作为软材料，该薄膜易于受到损害、磨损和污染，这限制了检测器在不具有维护的情况下的使用，并限制了检测器所能使用的环境。