RU2306602C1

RU2306602C1 - Device for recording papillary pattern

Info

Publication number: RU2306602C1
Application number: RU2006105149/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Юльевич Гудков (RU); Владимир Юльевич Гудков; Анатолий Семенович Боков (RU); Анатолий Семенович Боков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "СОНДА Технолоджи"
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-09-20

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has radiation source, prism having input, output and fingerprint-perceiving surfaces, a set of photoreceiver units electrically connected to image processing unit and hollow cushion manufactured from flexible optically transparent material filled with immersion liquid and glued to the fingerprint-perceiving surface with optically transparent glue.

EFFECT: high quality of fingerprint images.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического формирования изображения с помощью вычислительной техники, в частности к устройствам для получения дактилокарт, используемых правоохранительными органами.The invention relates to the field of optical imaging using computer technology, in particular to devices for producing fingerprints used by law enforcement agencies.

Известно применение силиконовой пленки в качестве приемной площадки в сканере отпечатка пальца, которая наклеивается на воспринимающую отпечатки пальцев поверхность призмы, причем эта поверхность призмы освещается под углом полного внутреннего отражения источником излучения, а отраженное излучение через проекционную оптическую систему попадает в фотоприемник (заявка РФ №96105643, МПК А61В 5/117, G06К 9/00, G09F 3/00).It is known to use a silicone film as a receiving pad in a fingerprint scanner, which is glued onto a fingerprint receiving surface of a prism, this prism surface being illuminated at an angle of total internal reflection by a radiation source, and reflected radiation through a projection optical system enters the photodetector (RF application No. 96105643 , IPC А61В 5/117, G06К 9/00, G09F 3/00).

Такая пленка недостаточно улучшает оптический контакт поверхности пальца с призмой, так как слабо деформируется под давлением пальца. При сильном нажатии пальца на пленку папиллярные линии пережимаются, рисунок линий искажается. Кроме того, при длительном использовании пленка изнашивается.Such a film does not sufficiently improve the optical contact of the surface of the finger with the prism, since it is slightly deformed under the pressure of the finger. When the finger is pressed firmly on the film, the papillary lines are squeezed, the line pattern is distorted. In addition, with prolonged use, the film wears out.

Известно устройство регистрации отпечатков пальцев, содержащее призму, гипотенузная грань 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 (заявка РФ №93002977/14, МПК 7 А61В 5/117). Данное устройство выбрано в качестве прототипа.A device for recording fingerprints containing a prism, the hypotenous face of which is 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 the form of a rectangular matrix of photocells, and an image processing unit (RF application No. 93002977/14, IPC 7 A61B 5/117). This device is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является то, что воспринимающая отпечатки пальцев поверхность (гипотенузная грань призмы) является поверхностью, выполненной из жесткого материала (стекла). Такое устройство обладает рядом недостатков:The disadvantage of the prototype is that the fingerprint surface (hypotenuse face of the prism) is a surface made of hard material (glass). Such a device has several disadvantages:

- при прокатке пальца по жесткой поверхности легко произвести передавливание папиллярных линий и тем самым исказить рисунок кожного узора;- when rolling a finger on a hard surface, it is easy to squeeze papillary lines and thereby distort the pattern of the skin pattern;

- на краях контактной области кожи пальца с воспринимающей поверхностью папиллярные линии эластично растягиваются и рисунок кожного узора искажается.- at the edges of the contact region of the skin of the finger with the perceiving surface, the papillary lines elastically stretch and the pattern of the skin pattern is distorted.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение качества зарегистрированного фотоприемником изображения.The problem solved by the present invention is to improve the quality of the image recorded by the photodetector.

Достигается это тем, что:This is achieved by the fact that:

- на грань призмы, воспринимающей отпечатки пальцев, приклеивается герметичная полая подушка, выполненная из эластичного оптически прозрачного материала;- a sealed hollow pillow made of an elastic optically transparent material is glued to the edge of the prism receiving fingerprints;

- полость герметичной подушки заполняется иммерсионной жидкостью;- the cavity of the sealed pillow is filled with immersion fluid;

- оптический контакт призмы и подушки осуществляется посредством оптически прозрачного клея.- optical contact of the prism and the pillow is carried out by means of optically transparent glue.

Сущность предлагаемого устройства схематично иллюстрируется чертежом, на котором представлен общий вид устройства.The essence of the proposed device is schematically illustrated in the drawing, which shows a General view of the device.

Устройство для регистрации папиллярного узора содержит последовательно расположенные источник излучения 1, призму 2 (призма АВС), имеющую входную поверхность ВС, выходную поверхность АС и поверхность АВ, которая оптически контактирует с клеевой оптически прозрачной основой 3 и подушкой 4 из эластичного оптически прозрачного материала, причем герметичная полость подушки заполнена иммерсионной жидкостью 5, систему фотоприемных элементов 6, электрически соединенную кабелем 7 с блоком обработки изображения 8. К подушке 4, наружная поверхность которой является воспринимающей поверхностью ED, прикладывается палец 10. Излучение (показано пунктирными стрелками) от источника излучения 1 падает на воспринимающую поверхность ED под углом полного внутреннего отражения.A device for registering a papillary pattern contains a sequentially located radiation source 1, a prism 2 (prism ABC) having an input surface AC, an output surface AC and an surface AB that is optically in contact with an adhesive optically transparent base 3 and a pillow 4 of an elastic, optically transparent material, wherein the sealed cavity of the pillow is filled with immersion liquid 5, a system of photodetector elements 6, electrically connected by a cable 7 to the image processing unit 8. To the pillow 4, the outer surface which is receptive surface ED, applied finger 10. The radiation (indicated by dashed arrows) from the radiation source 1 is incident on a receiving surface ED angle of total internal reflection.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Излучение от источника 1 входит в призму 2 через входную поверхность ВС и проникает через клеевую основу 3 к эластичному оптически прозрачному материалу подушки 4 и через иммерсионную жидкость 5 достигает воспринимающей поверхности ED подушки. На поверхности ED излучение отражается от участков поверхности, контактирующих с воздухом во впадинах кожных линий, и возвращается через подушку 4, заполненную иммерсионной жидкостью 5, и клеевую основу 3 в призму 2. Из призмы излучение выходит через выходную поверхность АС, попадая на систему фотоприемных элементов 6. Показатели преломления иммерсионной жидкости 5, эластичного оптически прозрачного материала подушки 4, клеевой основы 3 и призмы 2 выбираются близкими по величине. Поэтому отражение и преломление на поверхностях, контактирующих с иммерсионной жидкостью 5 и клеевой основой 3, пренебрежимо мало, и излучение без потерь доходит до воспринимающей поверхности ED, на которой претерпевает полное внутреннее отражение. В тех точках воспринимающей поверхности ED, которые имеют контакт с папиллярными линиями пальца 10, полное внутреннее отражение нарушается, так как излучение поглощается кожей, что приводит к возникновению в плоскости фотоприемных элементов светотеневой картины, копирующей папиллярные линии пальца 10. Электрический сигнал с системы фотоприемных элементов 6 через кабель 7 вводится в блок обработки изображений 8 (компьютер) для последующей обработки.The radiation from the source 1 enters the prism 2 through the input surface of the sun and penetrates through the adhesive base 3 to the elastic optically transparent material of the pillow 4 and through the immersion liquid 5 reaches the sensing surface ED of the pillow. On the ED surface, radiation is reflected from surface portions in contact with the air in the depressions of the skin lines and returned through a pillow 4 filled with immersion liquid 5 and an adhesive base 3 to the prism 2. From the prism, the radiation exits through the output surface of the speaker, reaching the photodetector system 6. The refractive indices of the immersion liquid 5, the elastic optically transparent material of the pillow 4, the adhesive base 3 and the prism 2 are selected close in magnitude. Therefore, the reflection and refraction on surfaces in contact with the immersion liquid 5 and the adhesive base 3 are negligible, and the radiation without loss reaches the receiving surface ED, on which it undergoes total internal reflection. At those points of the receiving surface ED that are in contact with the papillary lines of the finger 10, the total internal reflection is impaired, since the radiation is absorbed by the skin, which leads to the appearance of a black-and-white picture in the plane of the photodetector elements, copying the papillary lines of the finger 10. Electrical signal from the photodetector system 6 through the cable 7 is inserted into the image processing unit 8 (computer) for further processing.

Под давлением пальца 10 поверхность ED эластичного оптически прозрачного материала подушки 4 слегка прогибается, деформируется и плотно примыкает к пальцу, а иммерсионная жидкость 5 незначительно растягивает подушку 4. При удалении пальца с поверхности ED подушка 4 восстанавливается в первоначальную форму.Under the pressure of the finger 10, the surface ED of the elastic optically transparent material of the pillow 4 slightly bends, deforms and adheres tightly to the finger, and the immersion liquid 5 slightly stretches the pillow 4. When the finger is removed from the surface of the ED, the pillow 4 is restored to its original shape.

Степень эластичности оптически прозрачного материала 4 выбирается такой, чтобы перспективные искажения изображения узора пальца были допустимы. Объем полости подушечки также можно регулировать, ограничивая величину деформации эластичного материала 4.The degree of elasticity of the optically transparent material 4 is selected so that the perspective distortion of the image of the finger pattern is acceptable. The volume of the cavity of the pillow can also be adjusted by limiting the amount of deformation of the elastic material 4.

Отметим преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.Note the advantages of the proposed device in comparison with the prototype.

Так как воспринимающая поверхность эластичная и гибкая, вероятность передавливания папиллярных линий значительно уменьшается и качество регистрируемого в компьютере изображения повышается. За счет той же эластичности воспринимающей поверхности папиллярные линии на краях контактной области пальца с поверхностью ED деформируются меньше, что тоже способствует повышению качества изображения. Наконец, подушку можно выполнить сменной и легко заменить при износе эластичного материала на новую подушку, что повышает износоустойчивость устройства.Since the receiving surface is elastic and flexible, the probability of squeezing papillary lines is significantly reduced and the quality of the image recorded in the computer increases. Due to the same elasticity of the receiving surface, the papillary lines at the edges of the contact area of the finger with the surface ED are deformed less, which also improves image quality. Finally, the cushion can be interchangeable and easily replaced when the elastic material is worn with a new cushion, which increases the durability of the device.

Таким образом, предложено сравнительно простое устройство, позволяющее получить высококачественные отпечатки пальцев, используемые в криминалистике, в системах предотвращения несанкционированного доступа в охраняемые помещения.Thus, a relatively simple device is proposed that allows you to get high-quality fingerprints used in forensics, in systems to prevent unauthorized access to secure premises.

Предприятием-заявителем начинается разработка технической документации для создания опытного образца устройства со сроком внедрения в 2006 году. В качестве эластичного оптически прозрачного материала предлагается силиконовая пленка, полиуретан или другие оптически прозрачные и эластичные синтетические полимеры.The applicant company begins the development of technical documentation for the creation of a prototype device with a implementation period in 2006. As an elastic optically transparent material, a silicone film, polyurethane or other optically transparent and flexible synthetic polymers are provided.

Claims

A device for registering a papillary pattern containing a radiation source sequentially located and optically interconnected, a prism having an input, output, and fingerprint receiving surface, a photodetector system electrically connected to an image processing unit, characterized in that the prism surface receiving fingerprints glued by means of optically transparent glue a hollow sealed pillow made of an elastic optically transparent material, the cavity of which filled with immersion fluid.