Claims (17)
1. Оптическое устройство для сканирования кожного рисунка, содержащее осветитель, имеющий матрицу источников света, оптическую систему, имеющую сенсорный оптический элемент с углом полного внутреннего отражения на границе стекло-вода и оптическую линзовую систему, формирующую оптический пучок, определяющий оптическое изображение кожного отпечатка, обладающую свойством дуальной телецентричности и анаморфотности изображения, удовлетворяющую условию углового сопряжения плоскостей объекта и изображения, фотоприемник, отличающееся тем, что каждый элемент из матрицы источников света создает плоский пучок света, например, с помощью бифокальной линзы, в источник света введена призма с двухкратным внутренним отражением, формирующая суммарный от матрицы источников света однородный направленный в заданном рабочем для линзовой системы направлении поток света, имеющая вид клина, одна из поверхностей клина имеет растровую поверхность, сенсорный оптический элемент может иметь выпуклую, плоскую или вогнутую рабочую поверхность и предназначен для сканирования относительным перемещением в виде линейного перемещения или вращения, причем осветитель может быть связан при относительном перемещении как с сенсорным оптическим элементом, так и с компенсирующей призмой, линзовой системой и фотоприемником; оптическая система непосредственно за сенсорным оптическим элементом содержит компенсирующую призму в виде клина, угол которого является дополняющим углом, при котором выходная грань призмы перпендикулярна оптической оси линзовой системы; оптическая линзовая система состоит из двух положительных линзовых компонентов, образующих афокальную дуальную телецентрическую оптическую систему, первый линзовый компонент состоит из двух плоско-выпуклых линз, первая линза обращена выпуклостью в сторону пространства изображения, вторая линза обращена выпуклостью в сторону пространства объекта, второй линзовый компонент состоит последовательно из двух менисков и двух выпукло-вогнутых линз, первый мениск обращен выпуклостью в сторону пространства объекта, второй мениск обращен выпуклостью в сторону пространства изображения, первая выпукло-вогнутая линза обращена выпуклостью в сторону пространства изображения, вторая выпукло-вогнутая линза обращена выпуклостью в сторону пространства объекта.1. An optical device for scanning a skin pattern, comprising a illuminator having a matrix of light sources, an optical system having a sensor optical element with an angle of total internal reflection at the glass-water interface, and an optical lens system forming an optical beam defining an optical image of the skin imprint having the property of dual telecentricity and anamorphic image, satisfying the condition of angular conjugation of the planes of the object and the image, the photodetector, which differs in so that each element from the matrix of light sources creates a flat beam of light, for example, using a bifocal lens, a prism with double internal reflection is introduced into the light source, forming a total light stream uniformly directed from the matrix of light sources in the direction working for the lens system, having the form wedge, one of the surfaces of the wedge has a raster surface, the touch optical element can have a convex, flat or concave working surface and is designed to scan relative eremescheniem a linear movement or rotation, the illuminator may be associated with the relative movement of both sensor optical element, and a compensating prism lens system and a photodetector; the optical system immediately behind the touch optical element contains a compensating prism in the form of a wedge, the angle of which is a complementary angle at which the output face of the prism is perpendicular to the optical axis of the lens system; the optical lens system consists of two positive lens components forming an afocal dual telecentric optical system, the first lens component consists of two plane-convex lenses, the first lens is convex towards the image space, the second lens is convex towards the object space, the second lens component consists consistently of two menisci and two convex-concave lenses, the first meniscus is convex towards the object space, the second meniscus is facing you uklostyu toward the image space, the first convexo-concave lens is convex toward the image space, the second convex-concave lens is convex toward the object space.
2. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что каждая бифокальная линза матрицы источников света имеет входную для светового пучка сферическую поверхность, направленную вогнутостью в сторону источника света, и выходную цилиндрическую поверхность, обращенную выпуклостью в сторону объекта.2. The device according to claim 1, characterized in that each bifocal lens of the matrix of light sources has a spherical surface input for the light beam, directed concavity towards the light source, and an output cylindrical surface, convex towards the object.
3. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что осветитель содержит дополнительную призму, имеющую входную для светового пучка грань и внутреннюю отражающую грань, создающую вместе с клиновой призмой пятикратное внутреннее отражение светового потока.3. The device according to claim 1, characterized in that the illuminator comprises an additional prism having a face input to the light beam and an internal reflective face, creating, together with the wedge prism, a five-fold internal reflection of the light flux.
4. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что осветитель содержит дополнительную призму в виде клина, имеющую входную для светового потока грань, создающую вместе с клиновой призмой четырехкратное внутреннее отражение светового потока.4. The device according to paragraph 1, characterized in that the illuminator contains an additional prism in the form of a wedge having a face that is inlet for the light flux, creating together with the wedge prism a four-fold internal reflection of the light flux.
5. Устройство по пунктам 1-4, отличающееся тем, что в осветителе дополнительная призма имеет входную цилиндрическую поверхность.5. The device according to paragraphs 1-4, characterized in that the illuminator additional prism has an input cylindrical surface.
6. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что в осветителе растровая поверхность выполнена в виде набора большого числа узких наклоненных зеркальных граней, так, что растровая поверхность имеет пилообразный профиль в сечении.6. The device according to claim 1, characterized in that in the illuminator the raster surface is made in the form of a set of a large number of narrow inclined mirror faces, so that the raster surface has a sawtooth profile in cross section.
7. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что в осветителе растровая поверхность клиновой призмы может быть выполнена в виде направленной или ненаправленной шероховатой поверхности.7. The device according to claim 1, characterized in that in the illuminator the raster surface of the wedge prism can be made in the form of a directional or non-directional rough surface.
8. Устройство по пунктам 1 и 7, отличающееся тем, что в осветителе клиновая призма может иметь две шероховатые поверхности с направленной или ненаправленной шероховатостью.8. The device according to paragraphs 1 and 7, characterized in that in the illuminator the wedge prism may have two rough surfaces with directional or non-directional roughness.
9. Устройство по пунктам 1, 2, 7 и 8, отличающееся тем, что сенсорный оптический элемент выполнен в виде цилиндра, и предназначен для сканирования рисунка кожных линий вращением его относительно собственной оси.9. The device according to paragraphs 1, 2, 7 and 8, characterized in that the touch optical element is made in the form of a cylinder, and is designed to scan the pattern of skin lines by rotating it about its own axis.
10. Устройство по пунктам 1 и 9, отличающееся тем, что компенсирующая призма выполнена с наклонной отражающей гранью, создающей однократное внутреннее отражение для рабочего светового пучка.10. The device according to paragraphs 1 and 9, characterized in that the compensating prism is made with an inclined reflective face, creating a single internal reflection for the working light beam.
11. Устройство по пунктам 1, 9 и 10, отличающееся тем, что оно содержит дополнительное зеркало между двумя линзовыми компонентами для преломления оптической оси.11. The device according to paragraphs 1, 9 and 10, characterized in that it contains an additional mirror between two lens components for refracting the optical axis.
12. Устройство по пунктам 1-8, отличающееся тем, что сенсорный оптический элемент выполнен в виде призмы с плоской рабочей поверхностью и предназначен для сканирования путем линейного перемещения линзового блока и фотоприемника вдоль рабочей плоскости призмы.12. The device according to paragraphs 1-8, characterized in that the touch optical element is made in the form of a prism with a flat working surface and is intended for scanning by linear movement of the lens unit and the photodetector along the working plane of the prism.
13. Устройство по пунктам 1 и 12, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный оптический канал, содержащий линзовую систему, например, объектив и фотоприемник, предназначенный для управления сканированием, например, при прокатке пальцев.13. The device according to paragraphs 1 and 12, characterized in that it contains an additional optical channel containing a lens system, for example, a lens and a photodetector, designed to control scanning, for example, when rolling fingers.
14. Устройство по пунктам 1, 12 и 13, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно первое и второе зеркала между первым и вторым линзовыми компонентами и третье зеркало между линзовой системой и фотоприемником.14. The device according to paragraphs 1, 12 and 13, characterized in that it further comprises a first and second mirror between the first and second lens components and a third mirror between the lens system and the photodetector.
15. Устройство по пунктам 1, 12-14, отличающееся тем, что дополнительный оптический канал содержит три зеркала и две склеенные прямоугольные призмы, причем в случае совмещения дополнительного оптического канала с линзовой системой, первое из зеркал может быть полупрозрачным.15. The device according to paragraphs 1, 12-14, characterized in that the additional optical channel contains three mirrors and two glued rectangular prisms, and in the case of combining the additional optical channel with the lens system, the first of the mirrors may be translucent.
16. Устройство по пунктам 1-8, отличающееся тем, что сенсорный оптический элемент выполнен в виде усеченного конуса с вогнутой конической рабочей поверхностью и предназначен для сканирования вращением компенсирующей призмы, линзового узла и фотоприемника относительно оси конического сенсорного оптического элемента.16. The device according to paragraphs 1-8, characterized in that the touch optical element is made in the form of a truncated cone with a concave conical working surface and is intended for scanning by rotation of the compensating prism, the lens assembly and the photodetector relative to the axis of the conical sensor optical element.
17. Устройство по пунктам 1 и 16, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно два зеркала: первое - после первого линзового компонента и второе - после второго линзового компонента.17. The device according to paragraphs 1 and 16, characterized in that it further comprises two mirrors: the first after the first lens component and the second after the second lens component.