RU2190352C1 - Device for recording papillary pattern - Google Patents

Device for recording papillary pattern Download PDF

Info

Publication number
RU2190352C1
RU2190352C1 RU2001100749A RU2001100749A RU2190352C1 RU 2190352 C1 RU2190352 C1 RU 2190352C1 RU 2001100749 A RU2001100749 A RU 2001100749A RU 2001100749 A RU2001100749 A RU 2001100749A RU 2190352 C1 RU2190352 C1 RU 2190352C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical system
deflecting
photodetector
light source
deflecting optical
Prior art date
Application number
RU2001100749A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Г. Струц
А.А. Трусов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА"
Priority to RU2001100749A priority Critical patent/RU2190352C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2190352C1 publication Critical patent/RU2190352C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has finger imprint reading surface, projective optical system, light source, deflecting optical system and system of photodetector members connected to each other and synchronously movable and unit for image processing electrically connected to photodetector member system The deflecting optical system is plunged into immersion fluid filling a cell unit one side of which is the finger imprint reading surface. Beside that, projective optical system, light source and system of photodetector members are placed in the same module with the deflecting optical system. The deflecting optical system is a prism having equilateral trapezoid cross-section. EFFECT: wide range of functional applications; small size and low cost. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического формирования изображения с использованием вычислительной техники, в частности к устройствам для получения дактилоскопических карт, используемых правоохранительными органами
Известны аналоги предлагаемого изобретения, например система для формирования изображения отпечатка пальца в процессе его прокатки по поверхности призмы (патент США 3482498, МПК G 03 B 29/00, опубл. 1969 г.). В подобных схемах для слежения за перемещениями пальца по поверхности призмы используются электромеханические приспособления, регулирующие положение источника света для обеспечения оптимального угла подсветки. Приспособления приводятся в действие от механического упора на палец.
The invention relates to the field of optical imaging using computer technology, in particular to devices for fingerprint cards used by law enforcement agencies
Known analogues of the invention, for example, a system for forming an image of a fingerprint during its rolling on the surface of the prism (US patent 3482498, IPC G 03 B 29/00, publ. 1969). In such schemes, to monitor the movements of the finger along the surface of the prism, electromechanical devices are used that adjust the position of the light source to ensure the optimal illumination angle. The fixtures are driven by mechanical finger rest.

Описанная схема не нашла применения из-за сложности механической части. Кроме того, более важным является то, что в этой схеме отсутствует контроль за качеством изображения. The described circuit did not find application due to the complexity of the mechanical part. In addition, more importantly, there is no control over image quality in this circuit.

Известно также устройство регистрации отпечатков пальцев (заявка РФ 93002977/14, МПК6 А 61 В 5/117), содержащее призму, одна их граней которой освещена под углом полного внутреннего отражения источником света, проекционную оптическую систему в виде телескопической системы, фотоприемник, выполненный в виде прямоугольной матрицы фотоэлементов, и блок обработки изображения. Данное устройство выбрано в качестве прототипа как наиболее близкое к заявляемому. A fingerprint registration device is also known (RF application 93002977/14, IPC 6 A 61 B 5/117), containing a prism, one of its faces illuminated at an angle of total internal reflection by a light source, a projection optical system in the form of a telescopic system, a photodetector made in a rectangular matrix of photocells, and an image processing unit. This device is selected as a prototype as the closest to the claimed.

Недостатком прототипа является то, что он имеет ограниченные функциональные возможности, поскольку позволяет регистрировать лишь отпечатки пальцев и фрагментов ладони. Стандартная дактилокарта должна содержать отпечатки первой фаланги всех пальцев, прокатанные по воспринимающей поверхности от ногтя до ногтя, и контрольные оттиски обеих рук, образованные одновременным прижатием 4-х пальцев (от указательного до мизинца) одной руки. В настоящее время в требования к дактилокарте постепенно входит также регистрация отпечатков ладоней вместе с контрольными оттисками пальцев. The disadvantage of the prototype is that it has limited functionality, since it allows you to register only fingerprints and fragments of the palm. A standard fingerprint card should contain fingerprints of the first phalanx of all fingers, rolled along the receiving surface from nail to nail, and control prints of both hands, formed by simultaneously pressing 4 fingers (from index to little finger) of one hand. Currently, fingerprint registration along with control fingerprints is gradually also being included in the requirements for dactylocardiography.

Прототип позволяет регистрировать полную прокатку и контрольные оттиски пальцев, а также получение оттисков ладоней лишь в несколько приемов. Это связано с ограниченными размерами воспринимающей поверхности призмы. При этом возникают сложности в "сшивании" отдельных фрагментов полученных отпечатков ладони в единое изображение, что требует разработки специальных программ и методик, приводящих к удорожанию процесса снятия отпечатков ладоней и потере качества изображения. Требования к однородности материала призмы (стекла) высоки, поэтому применение призм большого размера, на воспринимающую поверхность которых ладонь помещалась бы полностью, приводит к значительным технологическим трудностям и удорожанию конструкции. Кроме того, поскольку объект (ладонь) расположен под углом, близким к 45o к направлению наблюдения и к выходной грани призмы, возникают значительные перспективные искажения изображения и оптические аберрации, такие как астигматизм и кривизна поля и т.п. Для компенсации их необходимо применять дорогостоящую проекционную оптику и удлинять оптический путь, что приводит к существенному увеличению размеров устройства.The prototype allows you to register full rolling and control fingerprints, as well as obtaining handprints in only a few steps. This is due to the limited size of the prism receiving surface. At the same time, difficulties arise in “stitching” of individual fragments of the obtained fingerprints into a single image, which requires the development of special programs and techniques that lead to a rise in the cost of the process of taking fingerprints and loss of image quality. The requirements for the uniformity of the material of the prism (glass) are high, therefore, the use of large prisms, on the receiving surface of which the palm would fit completely, leads to significant technological difficulties and the cost of construction. In addition, since the object (palm) is located at an angle close to 45 o to the direction of observation and to the output face of the prism, significant perspective image distortions and optical aberrations arise, such as astigmatism and field curvature, etc. To compensate for them, it is necessary to use expensive projection optics and lengthen the optical path, which leads to a significant increase in the size of the device.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является расширение функциональных возможностей устройства, снижение его габаритов и стоимости. The problem solved by the present invention is to expand the functionality of the device, reducing its size and cost.

Достигается это тем, что:
- воспринимающая отпечатки элементов ладони поверхность представляет собой фрагмент плоской прозрачной пластины;
- в схему введена отклоняющая оптическая система, обеспечивающая вход света от источника под оптимальным углом, падение света на воспринимающую поверхность под углом, близким к углу полного внутреннего отражения, и вывод света на фотоприемники под оптимальным углом, погруженная в иммерсионную жидкость, заполняющую кювету, одной из сторон которой является воспринимающая поверхность;
- отклоняющая оптическая система имеет возможность синхронного перемещения с источником света и системой фотоприемных элементов;
- воспринимающая отпечатки поверхность с целью наилучшего прилегания ладони может быть выполнена в виде фрагмента криволинейной оболочки, например сферической;
- источник света и система фотоприемных элементов могут размещаться как снаружи кюветы, так и внутри ее. В последнем случае источник и приемники могут быть выполнены в едином блоке с отклоняющей оптической системой.
This is achieved by the fact that:
- the surface perceiving fingerprints of the palm elements is a fragment of a flat transparent plate;
- a deflecting optical system is introduced into the circuit, which ensures that the light from the source enters at an optimal angle, the light is incident on the receiving surface at an angle close to the angle of total internal reflection, and the light is output to the photodetectors at an optimal angle, immersed in an immersion liquid filling the cuvette with one from the sides of which is the perceiving surface;
- a deflecting optical system has the ability to synchronously move with a light source and a system of photodetector elements;
- the surface perceiving fingerprints for the best fit of the palm can be made in the form of a fragment of a curved shell, for example spherical;
- the light source and the system of photodetector elements can be placed both outside the cell and inside it. In the latter case, the source and receivers can be made in a single unit with a deflecting optical system.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - вариант исполнения отклоняющей оптической системы. The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the device, in Fig. 2 is an embodiment of a deflecting optical system.

Устройство для регистрации папиллярного узора (см. фиг.1) содержит воспринимающую отпечатки поверхность 1, выполненную в виде фрагмента плоской пластины, проекционную оптическую систему 2, источник света 3, систему фотоприемных элементов 4, отклоняющую оптическую систему 5, которая погружена в иммерсионную жидкость 6, заполняющую кювету 7, одной из сторон которой является воспринимающая поверхность 1. Кювета 7 выполнена из оптически прозрачного материала. Отклоняющая система 5 имеет возможность синхронного перемещения с источником света 3 проекционной системой 2 и системой фотоприемных элементов 4. Направление перемещения показано на фиг.1 стрелками, а механизм, осуществляющий перемещение, для простоты не показан. A device for registering a papillary pattern (see Fig. 1) contains a fingerprint surface 1 made in the form of a fragment of a flat plate, a projection optical system 2, a light source 3, a system of photodetector elements 4, a deflecting optical system 5, which is immersed in immersion liquid 6 filling the cuvette 7, one of the sides of which is the receiving surface 1. The cuvette 7 is made of optically transparent material. The deflecting system 5 has the ability to move synchronously with the light source 3 by the projection system 2 and the photodetector system 4. The direction of movement is shown in FIG. 1 by arrows, and the movement mechanism is not shown for simplicity.

Ось светового пучка показана на фиг.1 штрихпунктирной линией. Световой пучок от источника 3 входит в кювету 7 через одну из ее сторон под углом, обеспечивающим минимальные потери (перпендикулярно). Отклоняющая оптическая система 5 поворачивает ось пучка так, чтобы свет падал на воспринимающую поверхность 1 под углом, близким к углу полного внутреннего отражения. Показатель преломления иммерсионной жидкости 6 близок к показателю преломления материала воспринимающей поверхности, поэтому преломление и отражение от внутренней поверхности пластины 1 пренебрежимо малы, и свет без потерь доходит до наружной (воспринимающей) поверхности пластины 1 и претерпевает на ней полное внутреннее отражение. Отклоняющая оптическая система 5 поворачивает отраженный свет так, чтобы он без потерь выходил из кюветы 7. Проекционная система 2 формирует изображение части воспринимающей поверхности на плоскости, где расположена система фотоприемных элементов 4. В тех точках воспринимающей поверхности 1, которые имеют контакт с папиллярными линиями ладони 9, полное внутренне отражение нарушается (свет уходит в кожу и поглощается), что приводит к возникновению в плоскости фотоприемных элементов светотеневой картины, повторяющей линии папиллярного узора. При совместном движении источника 3, отклоняющей системы 5, проекционной системы 2 и системы фотоприемных элементов 4 параллельно воспринимающей поверхности 1 изображение последовательно считывается фотоприемниками. Электрический сигнал с фотоприемников вводится в блок 8 (компьютер) для дальнейшей обработки. The axis of the light beam is shown in FIG. 1 by a dash-dot line. The light beam from the source 3 enters the cell 7 through one of its sides at an angle that ensures minimal loss (perpendicular). A deflecting optical system 5 rotates the axis of the beam so that light falls on the receiving surface 1 at an angle close to the angle of total internal reflection. The refractive index of the immersion liquid 6 is close to the refractive index of the material of the sensing surface, therefore, the refraction and reflection from the inner surface of the plate 1 are negligible, and light without loss reaches the outer (sensing) surface of the plate 1 and undergoes total internal reflection on it. The deflecting optical system 5 rotates the reflected light so that it leaves the cell 7 without loss. The projection system 2 forms an image of a part of the receiving surface on the plane where the photodetector system 4 is located. At those points of the receiving surface 1 that are in contact with the papillary lines of the palm 9, the total internal reflection is disturbed (the light goes into the skin and is absorbed), which leads to the appearance of a black-and-white picture in the plane of the photodetector elements that repeats the lines of the papillary narrow a. With the joint movement of the source 3, the deflecting system 5, the projection system 2 and the system of photodetector elements 4 parallel to the receiving surface 1, the image is sequentially read by the photodetectors. An electrical signal from the photodetectors is input to block 8 (computer) for further processing.

Изображенный на фиг. 2 вариант исполнения отклоняющей системы 5 представляет собой призму, которая в сечении имеет форму равнобедренной трапеции. На боковые (наклонные) грани призмы нанесено зеркальное покрытие 10. Ось распространения светового пучка показана штрихпунктирной линией. Вследствие близости показателей преломления материала (стекла) призмы 5, воспринимающей пластины 1 и показателя преломления иммерсионной жидкости 6, преломление на границе стекло - жидкость пренебрежимо мало и на фиг.1-2 не показано. Depicted in FIG. 2 embodiment of the deflecting system 5 is a prism, which in cross section has the shape of an isosceles trapezoid. A mirror coating 10 is applied to the lateral (inclined) faces of the prism 10. The axis of propagation of the light beam is shown by a dash-dot line. Due to the proximity of the refractive indices of the material (glass) of the prism 5, the receiving plate 1 and the refractive index of the immersion liquid 6, the refraction at the glass-liquid interface is negligible and is not shown in FIGS.

Дополнительно, для наилучшего прилегания ладони к воспринимающей поверхности 1, последняя может быть выполнена в виде криволинейной оболочки, например сферической. Кроме того, для компактности устройства источник света 3, проекционная система 2 и система фотоприемных элементов 4 могут быть выполнены в едином блоке с отклоняющей оптической системой 5 (не показано). Additionally, for the best fit of the palm of the hand to the receiving surface 1, the latter can be made in the form of a curved shell, for example spherical. In addition, for compactness of the device, the light source 3, the projection system 2 and the system of photodetector elements 4 can be made in a single unit with a deflecting optical system 5 (not shown).

Поскольку воспринимающая поверхность (пластина) имеет сравнительно небольшую толщину, требования к однородности материала и к качеству его обработки могут быть снижены по сравнению с прототипом. Since the receiving surface (plate) has a relatively small thickness, the requirements for the uniformity of the material and the quality of its processing can be reduced in comparison with the prototype.

Таким образом, заявителями предложено достаточно простое и надежное устройство, позволяющее получить качественные отпечатки пальцев, контрольные оттиски и отпечатки ладоней, используемых в дактилоскопии. Устройство может быть использовано также для регистрации отпечатков ступней, что тоже может применяться для идентификации. До настоящего времени получение полных отпечатков ладоней (а тем более ступней) на известных дактилоскопических устройствах представляло значительные сложности. Thus, the applicants proposed a fairly simple and reliable device that allows you to get high-quality fingerprints, control prints and handprints used in fingerprinting. The device can also be used to register foot prints, which can also be used for identification. To date, obtaining complete fingerprints (and especially feet) on known fingerprints has been a significant challenge.

Предприятием-заявителем начинается разработка рабочей документации и создание опытного образца устройства со сроком внедрения в 2001 году. The applicant company begins the development of working documentation and the creation of a prototype device with a implementation period in 2001.

Claims (3)

1. Устройство для регистрации папиллярного узора, содержащее воспринимающую отпечатки пальцев поверхность, оптически связанные между собой проекционную оптическую систему, источник света, отклоняющую оптическую систему и систему фотоприемных элементов, выполненные с возможностью синхронного перемещения. и блок обработки изображений, электрически связанный с системой фотоприемных элементов, отличающееся тем, что в нем отклоняющая оптическая система погружена в иммерсионную жидкость, заполняющую кювету, одной из сторон которой является воспринимающая отпечатки пальцев поверхность. 1. A device for registering a papillary pattern, comprising a fingerprint-receiving surface, a projection optical system optically coupled to each other, a light source deflecting the optical system and a photodetector system configured to synchronously move. and an image processing unit, electrically connected to the photodetector system, characterized in that the deflecting optical system is immersed in an immersion liquid filling the cell, one of the sides of which is a fingerprint sensing surface. 2. Устройство для регистрации папиллярного узора по п.1, отличающееся тем, что источник света, проекционная оптическая система и система фотоприемных элементов выполнены в едином блоке с отклоняющей оптической системой. 2. The device for registering a papillary pattern according to claim 1, characterized in that the light source, the projection optical system and the photodetector system are made in a single unit with a deflecting optical system. 3. Устройство для регистрации папиллярного узора по п.1, отличающееся тем, что отклоняющая оптическая система выполнена в виде призмы, которая в сечении имеет форму равнобедренной трапеции. 3. The device for registering a papillary pattern according to claim 1, characterized in that the deflecting optical system is made in the form of a prism, which in cross section has the shape of an isosceles trapezoid.
RU2001100749A 2001-01-09 2001-01-09 Device for recording papillary pattern RU2190352C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100749A RU2190352C1 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Device for recording papillary pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100749A RU2190352C1 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Device for recording papillary pattern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2190352C1 true RU2190352C1 (en) 2002-10-10

Family

ID=20244623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001100749A RU2190352C1 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Device for recording papillary pattern

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2190352C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108715A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Oleg Mikhailovich Chernomordik Anamorpothic system for reading papillary pictures and a method for the use thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108715A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Oleg Mikhailovich Chernomordik Anamorpothic system for reading papillary pictures and a method for the use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0155034B1 (en) Rugged face reader
US5146102A (en) Fingerprint image input apparatus including a cylindrical lens
US7801338B2 (en) Multispectral biometric sensors
JP2002527832A (en) Fingerprint image optical input device
JP6339025B2 (en) Personal authentication device
JPH0752464B2 (en) Fingerprint scanning device
JPWO2006077718A1 (en) Lens array and image sensor having lens array
KR100651740B1 (en) Sensor of recognizing finger print using micro lens
US7081951B2 (en) Palm print scanner and methods
RU2190352C1 (en) Device for recording papillary pattern
JP2020086749A (en) Imaging device and imaging method
RU2231119C2 (en) Papillary pattern recording device
JP2004086553A (en) Optical element and reader
RU2311678C2 (en) Device for registration of papillary pattern
RU2218866C2 (en) Device for recording papillary pattern
KR100379179B1 (en) Optical fingerprint acquisition device
RU2298222C2 (en) Anamorphic system for reading papillary patterns and method for using said system
RU2276966C1 (en) Device for registration of papillary pattern
RU2311679C1 (en) Device for registration of papillary pattern
JP2568310B2 (en) Physical feature input device
RU2413299C2 (en) Method of recording finger papillary pattern
JPH06282637A (en) Waveguide type picture transmitter and fingerprint detector
RU2265396C1 (en) Device for registering papillary pattern
RU2279130C2 (en) Anamorphic system for reading papillary patterns and method for using said system
RU2355308C2 (en) Biometric parametres reading device for personality identification

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080326

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100110