CS272139B1

CS272139B1 - Dactyloscopic comparator

Info

Publication number: CS272139B1
Application number: CS888292A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Kupka; Milan Ing Pavlik
Original assignee: Jan Ing Kupka; Milan Ing Pavlik
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS829288A1

Abstract

Osvětlovači systém obsahuje dvojici světelných zdrojů,1 kde vzdálenost každé žárovky (10) od předmětové-roviny (3) ve světelné ose světelného zdroje je meněi, než je trojnásobek vzdálenosti mezi prvním - ohniskem (F^) e druhým ohniskem (F2) jeho eliptického zrcadla (9) ,1 přičemž druhé ohnis< ko (F„) eliptického zrcadla (9) každého světeřnóho zdroje se nachází ve štěrbině me· zi dvojicí tepelných litrů (2) umístěných ve dráze světelného svazku světelného zdrojeThe lighting system comprises a pair of light sources,1 where the distance of each bulb (10) from the object plane (3) in the light axis of the light source is less than three times the distance between the first focus (F^) and the second focus (F2) of its elliptical mirror (9),1 where the second focus (F„) of the elliptical mirror (9) of each light source is located in the gap between a pair of thermal liters (2) located in the path of the light beam of the light source

Description

Vynález se týká daktyloskopického komparátoru,· jehož konstrukce využívá princip epiprojekce s vysokou účinností potlačení parazitních tepelných vlivů.The invention relates to a dactyloscopic comparator, the design of which uses the epiprojection principle with high efficiency in suppressing parasitic thermal effects.

V daltyloskopii jsou komparátory využívány k porovnávání sejmutých daktyloskopických stop se vzorky z daktyloskpických archivů. Stopami mohou být kopie otisků částí nebo celých prstů, dlaná nebo celé ruky. Z toho vyplývá značná rozdílnost velikosti vyhodnocovaných vzorků v rozsahu od cca 1 cm^ do rozměru cca 13 x 18 cm. Pro účely archivace daktyloskopických stop jsou používány evidenční karty formátu A4, na kterých jsou vedle dalších údajů zhotoveny otisky všech prstů. Komparátor svým tvarem a zejména umístěním předmětové plochy, tj. prostoru, kam se ukládá zpracovávaný vzorek,', musí umožnit snadnou manipulaci se vzorky o velkém rozsahu velikostí. V daktyloskopické praxi jsou využívány dva druhy komparátorů speciální daktyloskopické a nebo universální.In dactyloscopy, comparators are used to compare captured dactyloscopic traces with samples from dactyloscopic archives. Traces can be copies of prints of parts or whole fingers, palms or the whole hand. This results in a significant difference in the size of the evaluated samples, ranging from approximately 1 cm^ to approximately 13 x 18 cm. For the purposes of archiving dactyloscopic traces, A4-format registration cards are used, on which, in addition to other data, the prints of all fingers are made. The comparator, due to its shape and especially the location of the object surface, i.e. the space where the processed sample is stored, must enable easy handling of samples of a large range of sizes. In dactyloscopic practice, two types of comparators are used: special dactyloscopic and universal.

Daktyloskopické komparátory jsou zpravidla řešeny jako dvoukanálové snímači přístroje se zvětšením 3 až 7 krát proměnným plynule nebo skokově* Hranice zvětšení 7krát je teoreticky zdůvodnitelná z poměru velikosti nejmenších vyhodnocovaných detailů a rozlišovací schopnosti lidského oka při pozorování ze vzdálenosti asi 0,5 m. Všechny známé daktyloskopické komparátory jsou založeny na principu epiprojekce, tj, na principu zobrazeni paprsků odražených od netransparentní předlohy, Oen zcela výjimečně jsou komparátory v jednom kanálu vybaveny pomocným snímacím diaprojekčním systémem zobrazujícím transparentní předlohu metodou prosvícení. Tento způsob zobrazení bývá využíván jen zcela výjimečně.Fingerprint comparators are usually designed as two-channel device sensors with a magnification of 3 to 7 times, variable continuously or stepwise* The 7-fold magnification limit is theoretically justifiable from the ratio of the size of the smallest evaluated details and the resolution of the human eye when observed from a distance of about 0.5 m. All known fingerprint comparators are based on the principle of epiprojection, i.e., on the principle of displaying rays reflected from a non-transparent original. Only exceptionally are comparators in one channel equipped with an auxiliary scanning slide projection system displaying a transparent original using the transillumination method. This method of display is used only very rarely.

Univerzální komparátory bývají vybaveny rozsáhlým ovládacím komfortem, který v daktyloskopii není využit. Osou známy univerzální komparátory se zvětšením proměnným v rozsahu Isl až 1:100 výměnou objektivů nebo předsázkových čoček. Tyto komparátory bývají také vybaveqy různými osvětlovacími zdroji,' například bílého, monochromatického, popřípadě polarizovaného světla,' nebo ultrafialového záření. Daktyloskopické i univerzální komparátory mohou být dále vybaveny soustavou optických prvků - hranolů nebo rovinných zrcadel, umožňující stranově převráceni obrazu v jednom kanálu nebo promítnutí obrazů obou kanálů do jednoho místa - tzv. superprojekcs. 'Universal comparators are equipped with extensive control comfort, which is not used in dactyloscopy. Universal comparators with variable magnification in the range of 1:100 to 1:100 by replacing objectives or pre-setting lenses are well known. These comparators are also equipped with various lighting sources, for example white, monochromatic, or polarized light, or ultraviolet radiation. Dactyloscopic and universal comparators can also be equipped with a system of optical elements - prisms or plane mirrors, allowing the image in one channel to be flipped sideways or the images of both channels to be projected into one place - the so-called superprojection.

V optickém schématu jednoho kanálu daktyloskopického komparátoru pracujícího na principu epiprojekce je tedy snímaný vzorek pomocí přítlačného mechanismu vložen do předmětové roviny snímacího systému a osvětlen světelným zdrojem. Paprsky odražené od snímané předlohy jsou předtím zrcadlem odkloněny do směru optické osy objektivu. Za objektivem jsou zadním zrcadlem paprsky odraženy na matnicí stínítka,¹ kde ss*.zadni projekcí vytvoří zvětšený obraz snímaného vzorku.In the optical scheme of one channel of a dactyloscopic comparator operating on the principle of epiprojection, the scanned sample is inserted into the object plane of the scanning system by means of a pressing mechanism and illuminated by a light source. The rays reflected from the scanned original are previously deflected by a mirror in the direction of the optical axis of the objective. Behind the objective, the rays are reflected by a rear mirror onto a matting screen, ¹ where, by rear projection, an enlarged image of the scanned sample is created.

Protože při daktyloskopické expertíze jsou zpravidla zpracovávány originály, nesmí v průběhu jejích zpracování dojít k jakémukoliv poškození. Vzhledem k použití plastů může nejsnáze dojit k tepelnému poškozeni nebo snížení odolnosti vůči mechanickému poškození vlivem přehřátí.Since originals are usually processed during fingerprint examination, no damage may occur during processing. Due to the use of plastics, thermal damage or a decrease in resistance to mechanical damage due to overheating can easily occur.

Vzhledem k přímé závislosti mezi vyzářenou světelnou a tepelnou energií ze světelného zdroje je u všech dosud známých přístrojů užíváno relativně nízkých úrovní osvětlení. Z hlediska osvětlení předlohy v předmětové rovině jsou známa následující řešeni;Due to the direct relationship between the emitted light and heat energy from the light source, all known devices use relatively low levels of illumination. In terms of illuminating the original in the object plane, the following solutions are known;

V prvém je jedna žárovka o výkonu 5C až 75 W umístěná v prostoru mezi oběma snímacími systémy,: jejichž světelný tok,'· vyzářený do prostoru, je optickými soustavami koncentrován do dvou kolineárních světelných svazků/ osvětlujicich předmětové roviny obou kanálů. Nepříznivý vliv tepelného záření je zde omezen umístěním světelného zdroje ve značné vzdálenosti od zobrazované předlohy. Značná část tepelné energie je vyzářena do prostoru ve velké vzdálenosti od zpracovávaných vzorků.In the first, there is one light bulb with a power of 5C to 75 W located in the space between the two scanning systems, whose luminous flux,'· radiated into space, is concentrated by optical systems into two collinear light beams/ illuminating the object planes of both channels. The adverse effect of thermal radiation is limited here by placing the light source at a considerable distance from the displayed original. A significant part of the thermal energy is radiated into space at a great distance from the processed samples.

U druhého řešení je jedna žárovka o výkonu 15 až 75 W pro každý kanál, umístěná v takové vzdálenosti,' že tepelná energie vyzářená touto žárovkou ve směru na předlohu nemůže ovlivnit teplotní stabilitu zpracovávaných vzorků.In the second solution, one light bulb with a power of 15 to 75 W for each channel is placed at such a distance that the thermal energy radiated by this light bulb in the direction of the original cannot affect the thermal stability of the samples being processed.

U zařízení, která využívají výše uvedených způsobů osvětlení je dosahováno jasu stínítka maximálně 5 až 20 Lx,¹ což má za následek,¹ že vyhodnocování vzorků na těchto přístrojích musí být prováděno pouze v zatemněných laboratořích a práce je značně na*In devices that use the above-mentioned lighting methods ^, the screen brightness is achieved at a maximum of 5 to 20 Lx, ¹ which means that the evaluation of samples on these devices must be carried out only in darkened laboratories and the work is considerably more*

CS 272139 Bl máhavá pro zrak obsluhy. Velká vzdálenost světelného zdroje od předmětové roviny ee . negativně projeví v potřebě umístění zadního zrcadla snímacího systému a stínítka ve volném prostoru mimo světelné zdroje. Tím se zvětěi celá konstrukce a komparátory jsou příliš rozměrné. Navíc stínítko je značně vzdáleno od předmětové roviny, coz znesnadňuje práci obsluhy komparátoru.CS 272139 Bl is difficult for the operator's vision. The large distance of the light source from the object plane ee . negatively affects the need to place the rear mirror of the scanning system and the screen in free space outside the light sources. This increases the size of the entire structure and the comparators are too large. In addition, the screen is considerably distant from the object plane, which makes the work of the comparator operator difficult.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje daktyloskopický komparátor/ jehož podstatou je,' že osvětlovací systém obsahuje dvojici světelných zdrojů,¹ kde vzdálenost každé žárovky od předmětové roviny,' ve světelné ose světelného zdroje js menší,' než je trojnásobek vzdálenosti mezi 1. a 2. ohniskem jeho eliptického zrcadla,' přičemž druhé ohnisko eliptického zrcadla každého světelného zdroje se nachází ve štěrbině mezi dvojici tepelných filtrů umístěných ve dráze světelného svazku světelného zdroje.The above disadvantages are eliminated by a dactyloscopic comparator, the essence of which is that the illumination system includes a pair of light sources, ^where the distance of each bulb from the object plane, in the light axis of the light source is less than three times the distance between the 1st and 2nd focus of its elliptical mirror, while the second focus of the elliptical mirror of each light source is located in the gap between a pair of thermal filters located in the path of the light beam of the light source.

Výhodou daktyloskopického komparátoru podle vynálezu je vysoký jas stínítka umožňující práci s komparátorem v nezatsmněné místnosti při současně vhodně umístěné pracovní ploše pracovní roviny umožněné konstrukci osvětlovacího systému podle vynálezu.The advantage of the dactyloscopic comparator according to the invention is the high brightness of the screen, which allows working with the comparator in a non-darkened room, while at the same time providing a suitably positioned working surface of the working plane, enabled by the construction of the lighting system according to the invention.

Na obr. 1 je celkový boční pohled na komparátor se znázorněnou cestou obrazu v přenosném systému,' z předmětové do zobrazovací roviny.Fig. 1 is a general side view of the comparator with the image path in the transmission system shown, from the object plane to the imaging plane.

Na obr. 2 a 3 je schematické znázornění osvětlovacího systému v bočním pohledu a pohledu shora.Fig. 2 and 3 show a schematic representation of the lighting system in side view and top view.

Na obr. 4 je detailní pohled na konstrukční uspořádáni přední části komparátoru s částečným řezem v místě osvětlovacího systému.Fig. 4 is a detailed view of the structural arrangement of the front part of the comparator with a partial section at the location of the illumination system.

Na základnu 1. komparátoru je připevněn plášf 2 lichoběžníkového tvaru, v jehož dutině je umístěn osvětlovací a přenosový systém. Spodní plocha pláště 2 tvoři předmětovou rovinu 3 komparátoru. V přední Části spodní plochy pláště 2 je ve výřezu umístěna skleněná destička 4 tvořící předmětovou plochu. Do základny j. je na její svislou stěnu připevněna výkyvná páka 5 přítlačného ústroji,' které má v místě skleněné destičky 4 otočně upevněn přítlačný člen 6. V přední Části pláště 2 je v jeho dutině vytvořen nosič 7 osvětlovacího a části přenosného systému. Na nosič 7 je připevněna dvojice kovových držáků 8, v jejichž drážkách jsou za okraje upevněna dichroitická eliptická zrcadla 9 s halogenovými žárovkami 10 umístěnými v jejich prvních ohniscích JF^. Na každém držáku £ světelného zdroje je upevněn tvarový nosič 11 dvojice souose uspořádaných skleněných tepelných filtrů 12. Každý tepelný filtr 12 je k nosiči 11 připevněn příchytkou ,13. V prostoru mezi světelnými zdroji je umietěno předni zrcadlo 14 přenosového systému s snímací objektiv 1S také upevněný v nosiči ,7. V optické ose objektivu 15 je v zadní části pláště 2 komparátoru umístěno zadní zrcadlo 16. Nad nosičem 7 je potom v předni části pláště 2 komparátoru umístěno zobrazovací stínítko 17.A trapezoidal-shaped casing 2 is attached to the base of the 1st comparator, in the cavity of which the illumination and transmission system is placed. The lower surface of the casing 2 forms the object plane 3 of the comparator. In the front part of the lower surface of the casing 2, a glass plate 4 forming the object surface is placed in a cutout. A swing lever 5 of the pressing device is attached to the base 1 on its vertical wall, which has a pressing member 6 rotatably mounted in place of the glass plate 4. In the front part of the casing 2, a carrier 7 of the illumination and part of the transmission system is formed in its cavity. A pair of metal holders 8 are attached to the carrier 7, in the grooves of which dichroic elliptical mirrors 9 with halogen bulbs 10 located in their first foci JF^ are attached to the edges. On each light source holder £, a shaped carrier 11 of a pair of coaxially arranged glass thermal filters 12 is mounted. Each thermal filter 12 is attached to the carrier 11 by a clip 13. In the space between the light sources, a front mirror 14 of the transmission system with a sensor lens 1S also mounted in a carrier 7 is placed. In the optical axis of the lens 15, a rear mirror 16 is located in the rear part of the comparator housing 2. Above the carrier 7, a display screen 17 is then located in the front part of the comparator housing 2.

Pro osvětlení předmětové plochy v předmětové rovině 3 každého kanálu komparátoru jsou tedy použity dva světelné zdroje s halogenovými žárovkami 10,1 opatřené eliptickými dichroitickými zrcadly 9 a soustavami tepelných filtrů 12 umístěných symetricky kolem druhého ohniska Fg každého eliptického zrcadla 9, Tato koncepce umožňuje při výrazném potlačeni perazitních tepelných vlivů umístěni světelných zdrojů o značném světelném výkonu v minimální možné vzdálenosti od předmětové roviny 3, Světelné paprsky vycházející z vlákna žárovky 10 umístěné v ohnisku eliptické plochy zrcadla 9,' jsou tímto odráženy do druhého ohniska F₂ eliptického zrcadla 9 odkud potom vycházejí v rozbíhavém světelném svazku s vrcholovým úhlem 33° a osvětlují předmětovou plochu v předmětové rovině 3. Kolmý průmět osy obou žárovek 10 svírá s kolmým průmětem předmětové roviny 3 ve svislé rovině úhel 40 až 50°. Současně jeou oba světelné zdroje natočeny k přední hraně pláště 2 komparátoru tak, že kolmý průmět přímky procházející oběma prvními ohnisky F·^ eliptických zrcadel 9 osvětlovacího systému do předmětové roviny svírá s průmětem světelné osy každého světelného zdroje v předmětové rovině úhel // který je menši než 20°. Toto vytočeni os světelných zdrojů umožňuje posunout předmětovou plochu co nejblíže k předni hraně pláště 2 komparátoru. Tepelné účinky světelných zdrojů jsou potlačeny zčásti využitim dichroitických vlastností eliptických zrcadel 9/ jejichž spektrální vlastnosti jsou voleny tak/ že paprsky ve viditelné oblasti jsou zrcadly J9 propouštěny. Dále jsou tepelnéTo illuminate the object surface in the object plane 3 of each comparator channel, two light sources with halogen bulbs 10,1 equipped with elliptical dichroic mirrors 9 and systems of thermal filters 12 located symmetrically around the second focus Fg of each elliptical mirror 9 are used. This concept allows, while significantly suppressing parasitic thermal effects, the placement of light sources with a significant light output at the minimum possible distance from the object plane 3. The light rays emanating from the filament of the bulb 10 located in the focus of the elliptical surface of the mirror 9,' are thereby reflected into the second focus _F2 of the elliptical mirror 9, from where they then emerge in a diverging light beam with an apex angle of 33° and illuminate the object surface in the object plane 3. The perpendicular projection of the axis of both bulbs 10 forms an angle of 40 to 40° with the perpendicular projection of the object plane 3 in the vertical plane. 50°. At the same time, both light sources are turned to the front edge of the comparator housing 2 so that the perpendicular projection of a straight line passing through both first foci F·^ of the elliptical mirrors 9 of the illumination system onto the object plane forms an angle // which is less than 20° with the projection of the light axis of each light source in the object plane. This turning of the axes of the light sources allows the object surface to be moved as close as possible to the front edge of the comparator housing 2. The thermal effects of the light sources are partially suppressed by using the dichroic properties of the elliptical mirrors 9/ whose spectral properties are chosen so/ that the rays in the visible region are transmitted by the mirrors J9. Furthermore, the thermal

CS 272139 Bl účinky každého světelného zdroje potlačeny dvojicí tepelných filtrů 12 umístěných ve dráze světelného svazku kolem druhého ohniska F₂ ^ve vzdálenosti cca 2 mm před a za tímto ohniskem,! tedy v oblaeti/ kde je evazek světelných paprsků koncentrován do nejmenšiho průměru. Tepelné filtry 12 takto umístěné mají aktivní průměr prakticky shodný s průměrem světelného svazku v tomto místě. Vzhledem ke spětné tepelné vodivosti skel,' která jsou při výrobě tepelných filtrů 12 užívána/ je použiti malého průměru tepelných filtrů 12 výhodné/ protože tepelná energie v nich akumulovaná je nejkratěi cestou odváděna do chladicích ploch kovových držáků. Dále ve hmotě filtrů 12 dochází k rovnoměrnějšímu rozloženi teploty.CS 272139 Bl the effects of each light source are suppressed by a pair of thermal filters 12 placed in the path of the light beam around the second focus F ₂ ^at a distance of approximately 2 mm in front of and behind this focus,! i.e. in the area/ where the emission of light rays is concentrated to the smallest diameter. Thermal filters 12 thus placed have an active diameter practically identical to the diameter of the light beam at this location. Given the reverse thermal conductivity of the glasses, which are used in the production of thermal filters 12/ the use of a small diameter of thermal filters 12 is advantageous/ because the thermal energy accumulated in them is discharged to the cooling surfaces of the metal holders by the shortest route. Furthermore, a more uniform temperature distribution occurs in the mass of the filters 12.

Tímto rovnoměrnějším ohřevem filtrů 12 se zabraňuje vzniku vnitřního mechanického pnutí, které má za příčinu jeho praskáni. Řešení podle vynálezu je možno využít u zobrazených přístrojů pracujících na principu epiprojekce.This more uniform heating of the filters 12 prevents the formation of internal mechanical stress, which causes them to crack. The solution according to the invention can be used in the illustrated devices operating on the epiprojection principle.

Claims

Dactyloscopic first comparator provided with a illumination system subject area whose evětelný source is constituted by a halogen lamp possible the location of the first focal point of the elliptical mirror dichroitiokého / transmission system e pair of planar mirrors between which the lens and the image plane, wherein * ee by the ⁴ the lighting system comprises a pair of light sources, ¹ where the distance of each bulb (10) from the object plane (3) / in the light axis of the light source is less than three times the distance between the first focus (Ρ _χ ) and the second focus (F ₂ ) of its elliptical a mirror (9), the second focus (F ₂ ) of the elliptical mirror (9) of each light source being located in a gap between a pair of thermal filters (12) located in the path of the light source of the light source,

2. Dactyloscopic comparator according to claim 1, characterized in that the perpendicular projection of the line passing through the two first foci (Fj) of the elliptical mirrors (9) of the lighting system from the object plane (3) intersects the projection of the light axis of each light source in the object plane (3). angle (Λ) / which is less than 20 °.