RU2371092C2

RU2371092C2 - Method for registration of papillary lines pattern and device for its realisation

Info

Publication number: RU2371092C2
Application number: RU2007142562/14A
Authority: RU
Inventors: Владимир Юльевич Гудков (RU); Владимир Юльевич Гудков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "СОНДА Технолоджи"
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-10-27
Also published as: RU2007142562A

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention is related to the field of biometric personal authentication. Device comprises the following components that are serially installed and optically connected to each other - source of radiation, optically transparent base soaked with optically transparent liquid and intended for location on perceiving surface of body part base with papillary lines, and receiver of radiation, which is electrically connected to unit of image processing. Angle of radiation drop from source of radiation onto perceiving surface is selected within the limits of angle of complete internal reflection at interphase border "perceiving surface - liquid" to the angle of complete internal reflection at interphase border "perceiving surface - skin". On perceiving surface of the base there is a deepening filled with optically transparent liquid. Moreover, linear size of deepening corresponds to linear size of body part.

EFFECT: use of this device makes it possible to obtain high-quality high-contrast images of palm or finger prints for both dry and wet skin

4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области биометрической аутентификации личности, а именно к способам и устройствам регистрации узора папиллярных линий, и может применяться для получения изображений папиллярных линий пальцев, ладоней и других частей тела в полицейских системах, а также в системах, ограничивающих доступ в какие-либо объекты (банк, компьютер, помещения и т.д.)The present invention relates to the field of biometric authentication of a person, and in particular to methods and devices for registering a pattern of papillary lines, and can be used to obtain images of papillary lines of fingers, palms and other parts of the body in police systems, as well as in systems that restrict access to any objects (bank, computer, premises, etc.)

Известен способ отображения участков кожи, которые освещают через прозрачное основание при контакте исследуемого рельефа с поверхностью основания, описанный в ЕР 0785750 В1, МПК A61B 5/117, G06K 9/00, 30.07.1997 г. Для улучшения оптической связи между рельефом кожи и поверхностью основания в устройстве используют прозрачные нагревательные элементы, что обеспечивает более надежное отображение отпечатка.A known method of displaying skin areas that are illuminated through a transparent base upon contact of the studied relief with the surface of the base, described in EP 0785750 B1, IPC A61B 5/117, G06K 9/00, 07/30/1997, To improve the optical connection between the skin relief and the surface the base of the device uses transparent heating elements, which provides a more reliable display of the print.

Недостатком способа является то, что вследствие возможного слабого прижатия участка кожи могут быть получены слабоконтрастные или нечеткие изображения, а в случае сухой кожи способ и устройство не обеспечивают получения четкого и контрастного изображения. Факт слабой контрастности изображения отпечатка сухой кожи известен.The disadvantage of this method is that due to the possible weak pressing of the skin area, low-contrast or fuzzy images can be obtained, and in the case of dry skin, the method and device do not provide a clear and contrast image. The fact of low contrast images of the imprint of dry skin is known.

Известно устройство для регистрации папиллярного узора, описанное в патенте РФ №2190352, МПК A64B 5/117, опубл. в 2002 г., содержащее воспринимающую отпечатки пальцев или ладоней поверхность, оптически связанные между собой проекционную оптическую систему, источник света, отклоняющую оптическую систему и систему фотоприемных элементов, синхронно перемещаемые и размещенные под воспринимающей поверхностью, и блок обработки изображений, электрически связанный с фотоприемными элементами, при этом отклоняющая оптическая система погружена в иммерсионную жидкость, заполняющую кювету, лицевой стороной которой является воспринимающая поверхность, а проекционная оптическая система, источник света и фотоприемные элементы размещены под отклоняющей оптической системой и механически связаны с ней.A device for registering a papillary pattern is described in the RF patent No. 2190352, IPC A64B 5/117, publ. in 2002, containing a surface receiving fingerprints or palms, an optically connected projection optical system, a light source deflecting the optical system and a system of photodetector elements, synchronously moved and placed under the receiving surface, and an image processing unit electrically connected to the photodetector elements while the deflecting optical system is immersed in an immersion fluid filling the cuvette, the front side of which is the sensing surface, and The projection optical system, the light source and the photodetector elements are located under the deflecting optical system and are mechanically connected with it.

Недостаток данного устройства заключается в невозможности получения четких и ясных изображений для сухой кожи. Кроме того, это устройство не обеспечивает получение ясных изображений отпечатков пальцев или ладоней, если на воспринимающую поверхность попали капельки воды.The disadvantage of this device is the inability to obtain clear and clear images for dry skin. In addition, this device does not provide clear images of fingerprints or palms if water droplets get on the receiving surface.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ сканирования рисунка кожных линий, при котором анализируемую часть тела помещают на выпуклое основание, прозрачное для сканирующего излучения, сканируют анализируемую часть тела от источника излучения через основание и регистрируют приемником отраженное излучение (патент US 5528355, МПК G06K 9/00, опубл. 18.07.1996 г.). Устройство для реализации способа содержит неподвижную опору, выпуклое основание, прозрачное для сканирующего излучения и предназначенное для размещения на нем анализируемой части тела, источник и приемник излучения. Данный способ и устройство выбраны в качестве прототипов.The closest analogue to the claimed method is a method of scanning a pattern of skin lines, in which the analyzed part of the body is placed on a convex base transparent to scanning radiation, the analyzed part of the body is scanned from the radiation source through the base and the reflected radiation is recorded by the receiver (patent US 5528355, IPC G06K 9 / 00, published on July 18, 1996). A device for implementing the method comprises a fixed support, a convex base transparent for scanning radiation and intended to accommodate the analyzed body part, a radiation source and receiver. This method and device are selected as prototypes.

На устройстве прототипа получают более качественные отпечатки благодаря использованию выпуклого основания. Однако, как и в других аналогичных устройствах, проблема сухой кожи с присущей ей слабой контрастностью изображения отпечатка остается. Кроме того, если на выпуклое основание случайно попадут капельки воды, то в отраженном излучении изображение папиллярных линий может сильно затемниться и потерять информативность. Это может затруднить аутентификацию личности.On the device of the prototype get better prints due to the use of a convex base. However, as in other similar devices, the problem of dry skin with its inherent low contrast image print remains. In addition, if droplets of water accidentally fall onto a convex base, then in the reflected radiation the image of papillary lines can be very darkened and lose informational content. This can make identity authentication difficult.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание такого способа и соответствующего ему устройства, которые позволяют получить качественные высококонтрастные изображения отпечатков пальцев или ладоней как для сухой, так и для мокрой кожи.The problem solved by the present invention is the creation of such a method and its corresponding device, which allows to obtain high-quality high-quality images of fingerprints or palms for both dry and wet skin.

Достигается это тем, что в способе регистрации узора папиллярных линий, заключающемся в помещении части тела с папиллярными линиями на воспринимающую поверхность основания, оптически прозрачного для излучения, освещении части тела потоком излучения от источника излучения через основание и регистрации приемником отраженного излучения, перед помещением части тела с папиллярными линиями на воспринимающую поверхность основания, воспринимающую поверхность смачивают оптически прозрачной жидкостью (например, дистиллированной водой).This is achieved by the fact that in the method of registering the pattern of papillary lines, which consists in placing a part of the body with papillary lines on the receiving surface of the base, which is optically transparent for radiation, illuminating the part of the body with the radiation flux from the radiation source through the base and registering the reflected radiation by the receiver before placing the body with papillary lines on the receiving surface of the base, the receiving surface is wetted with an optically transparent liquid (for example, distilled water).

Способ реализуется в устройстве для регистрации узора папиллярных линий. Устройство для регистрации узора папиллярных линий содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой источник излучения, оптически прозрачное основание, предназначенное для размещения на воспринимающей поверхности основания части тела с папиллярными линиями, и приемник излучения, электрически связанный с блоком обработки изображений. Дополнительно на воспринимающей поверхности размещается оптически прозрачная жидкость в количестве, достаточном для смачивания области контакта части тела с воспринимающей поверхностью, а угол падения излучения на воспринимающую поверхность выбирается в пределах от угла полного внутреннего отражения на межфазной границе воспринимающая поверхность - жидкость до угла полного внутреннего отражения на межфазной границе воспринимающая поверхность - кожа. Здесь межфазную границу образует материал воспринимающей поверхности и жидкость или кожа.The method is implemented in a device for registering a pattern of papillary lines. A device for registering a pattern of papillary lines contains sequentially mounted and optically coupled radiation source, an optically transparent base, designed to be placed on the receiving surface of the base part of the body with papillary lines, and a radiation receiver, electrically connected to the image processing unit. Additionally, an optically transparent liquid is placed on the sensing surface in an amount sufficient to wet the contact area of the body part with the sensing surface, and the angle of incidence of radiation on the sensing surface is selected from the angle of total internal reflection at the interface between the sensing surface and the liquid to the angle of total internal reflection at the interface between the perceptive surface is skin. Here, the interface is formed by the material of the sensing surface and the liquid or skin.

Кроме того, на воспринимающей поверхности основания выполнено углубление, заполненное оптически прозрачной жидкостью, причем линейные размеры углубления соответствуют линейным размерам части тела.In addition, a recess filled with an optically transparent liquid is made on the receiving surface of the base, and the linear dimensions of the recess correspond to the linear dimensions of the body part.

Кроме того, на воспринимающей поверхности основания установлена открытая кювета, заполненная оптически прозрачной жидкостью, причем линейные размеры кюветы соответствуют линейным размерам части тела.In addition, an open cell filled with an optically transparent liquid is installed on the receiving surface of the base, and the linear dimensions of the cell correspond to the linear dimensions of the body part.

Кроме того, в устройстве дополнительно установлен генератор холодного пара, получаемого из оптически прозрачной жидкости, причем выход пара осуществляется в направлении к воспринимающей поверхности основания в области контакта части тела с воспринимающей поверхностью.In addition, the device is additionally equipped with a generator of cold steam obtained from an optically transparent liquid, and the steam is output towards the sensing surface of the base in the contact area of the body with the sensing surface.

Кроме того, на воспринимающей поверхности основания располагается пористый или волокнистый гидрофильный оптически прозрачный материал, заполненный оптически прозрачной жидкостью, причем оптическая плотность материала равна или близка к оптической плотности жидкости.In addition, a porous or fibrous hydrophilic optically transparent material filled with an optically transparent liquid is located on the receiving surface of the base, the optical density of the material being equal to or close to the optical density of the liquid.

Суть изобретения поясняется иллюстрациями на фиг.1 -4, где схематически приведены варианты устройства, осуществляющего заявляемый способ. Отметим, что для простоты и наглядности на всех приведенных схемах в качестве оптически прозрачного основания приведена призма, хотя это может быть и криволинейная поверхность (выпуклое основание) либо плоская пластина. Сути изобретения это не меняет. В качестве участка тела, для которого регистрируется узор папиллярных линий, на всех фигурах изображен палец, хотя это может быть, например, ладонь или стопа ноги.The essence of the invention is illustrated by illustrations in figures 1 to 4, where schematically shows variants of a device that implements the inventive method. Note that for simplicity and clarity, in all the schemes shown, a prism is shown as an optically transparent base, although this can be a curved surface (convex base) or a flat plate. This does not change the essence of the invention. As a part of the body for which the pattern of papillary lines is recorded, a finger is depicted on all the figures, although this can be, for example, a palm or foot.

Рассмотрим устройство на фиг.1. Устройство для регистрации узора папиллярных линий содержит последовательно расположенные и оптически связанные между собой источник излучения 1, оптически прозрачное основание 2 (призму) с воспринимающей поверхностью 3 (одна из граней призмы) и приемник отраженного излучения 4, электрически соединенный кабелем 5 с блоком обработки изображений 6. На воспринимающей поверхности 3 основания 2 выполнено углубление 7, линейные размеры которого соответствуют линейным размерам части тела, например пальца 9, прикладываемого к воспринимающей поверхности 3. Углубление 7 заполнено оптически прозрачной жидкостью 8 в количестве, достаточном для смачивания области контакта части тела 9 с воспринимающей поверхностью 3 основания 2. В качестве оптически прозрачной жидкости 8 может быть выбрана дистиллированная вода. Излучение показано пунктирными стрелками.Consider the device in figure 1. The device for registering the pattern of papillary lines contains sequentially located and optically interconnected radiation source 1, an optically transparent base 2 (prism) with a receiving surface 3 (one of the faces of the prism) and a reflected radiation receiver 4, electrically connected by a cable 5 to the image processing unit 6 On the receiving surface 3 of the base 2, a recess 7 is made, the linear dimensions of which correspond to the linear dimensions of a part of the body, for example, the finger 9, applied to the receiving surface ited 3. The recess 7 is filled with an optically transparent liquid 8 in an amount sufficient to wet the contact area 9 of the body 3 with the receiving surface of the base 2. As an optically transparent liquid 8 Distilled water may be selected. Radiation is indicated by dashed arrows.

Работает представленное на фиг.1 устройство следующим образом. Излучение от источника 1 входит в прозрачное основание 2 и достигает воспринимающей поверхности 3. При этом направление распространения излучения от источника 1 к воспринимающей поверхности 3 (излучение показано пунктирными стрелками) выбирается в пределах от угла полного внутреннего отражения на межфазной границе воспринимающая поверхность - жидкость до угла полного внутреннего отражения на межфазной границе воспринимающая поверхность - кожа. Поясним эффекты на межфазных границах. Если выбрать оптическое стекло типа БК-4, то угол больше 40,89° соответствует углу полного внутреннего отражения на межфазной границе стекло-воздух, угол больше 63.5° соответствует углу полного внутреннего отражения на межфазной границе стекло-вода, угол больше 68.1°-68.7° соответствует углу полного внутреннего отражения на межфазной границе стекло-кожа и зависит от жирности и влажности поверхности пальца. Следовательно угол, на который должно отклоняться излучение от нормали к воспринимающей поверхности, лежит в пределах 63.5°-68.1°. На самом деле из-за возможных примесей в жидкости этот диапазон примерно в два раза сокращается. Поэтому устройство требует тонкой настройки, даже если следить за чистотой жидкости. Там, где папиллярные линии касаются воспринимающей поверхности 3, излучение от источника 1 уходит в кожу и поглощается, а там, где имеются впадины между папиллярными линиями, заполненные жидкостью или воздухом, излучение от воспринимающей поверхности отражается. В результате в плоскости приемника 4 излучения формируется ясное и четкое светотеневое изображение узора папиллярных линий, которое преобразуется приемником 4 в электрические сигналы, передающиеся по кабелю 5 в блок обработки изображений 6. Получение контрастного изображения папиллярных линий достигается за счет хорошего оптического контакта мокрых папиллярных линий, подымающихся над поверхностью кожи пальца 9, с воспринимающей поверхностью 3 основания 2. Действительно на папиллярных линиях воздух при давящем контакте пальца 9 с воспринимающей поверхностью выдавливается водой, которая в свою очередь тоже вытесняется из-под папиллярных линий и замещается поверхностными слоями кожи, например жиром с потом, но поверхностные слои кожи уже жестко связаны с телом пальца и дальнейшего изменения межфазной границы не происходит. Даже для сухой кожи оптический контакт пальца с воспринимающей поверхностью улучшается за счет жидкости, которая выдавливает воздух с поверхности папиллярных линий и размягчает жиропотовую прослойку.The device shown in FIG. 1 operates as follows. The radiation from source 1 enters the transparent base 2 and reaches the receiving surface 3. In this case, the direction of radiation propagation from source 1 to the receiving surface 3 (radiation is indicated by dashed arrows) is selected from the angle of total internal reflection at the interface between the receiving surface - liquid and the angle total internal reflection at the interphase boundary of the perceiving surface is the skin. Let us explain the effects at the interfaces. If you choose optical glass of the BK-4 type, then an angle greater than 40.89 ° corresponds to the angle of total internal reflection at the glass-air interface, an angle greater than 63.5 ° corresponds to an angle of total internal reflection at the glass-water interface, the angle is greater than 68.1 ° -68.7 ° corresponds to the angle of total internal reflection at the glass-skin interface and depends on the fat content and humidity of the surface of the finger. Therefore, the angle by which the radiation should deviate from the normal to the receptive surface lies in the range 63.5 ° -68.1 °. In fact, due to possible impurities in the liquid, this range is approximately halved. Therefore, the device requires fine-tuning, even if you monitor the purity of the liquid. Where the papillary lines touch the receiving surface 3, the radiation from the source 1 goes into the skin and is absorbed, and where there are cavities between the papillary lines filled with liquid or air, the radiation from the receiving surface is reflected. As a result, a clear and distinct black-and-white image of the pattern of papillary lines is formed in the plane of the radiation receiver 4, which is converted by the receiver 4 into electrical signals transmitted via cable 5 to the image processing unit 6. A contrast image of the papillary lines is obtained due to good optical contact of the wet papillary lines, rising above the surface of the skin of the finger 9, with the perceiving surface 3 of the base 2. Indeed, on the papillary lines air with pressure contact of the finger 9 with imayuschey surface water is squeezed out, which in turn also forced out from under the papillary lines and replaced by the surface layers of the skin, such as fat, with sweat, but the superficial layers of the skin is already firmly associated with the finger body and further change the interface does not occur. Even for dry skin, the optical contact of the finger with the receptive surface is improved due to the liquid, which squeezes air from the surface of the papillary lines and softens the grease layer.

В другом варианте (фиг.2) устройство содержит последовательно расположенные и оптически связанные между собой источник излучения 1, оптически прозрачное основание 2 (призму) с воспринимающей поверхностью 3 и приемник отраженного излучения 4, электрически соединенный кабелем 5 с блоком обработки 6 изображений. На воспринимающей поверхности 3 установлена открытая кювета 10, например, бортики на призме, заполненная оптически прозрачной жидкостью 11. Линейные размеры кюветы 10 соответствуют линейным размерам анализируемой части тела, а количество жидкости 11 достаточно для смачивания области контакта части тела с воспринимающей поверхностью 3 основания 2.In another embodiment (Fig. 2), the device comprises sequentially located and optically interconnected radiation source 1, an optically transparent base 2 (prism) with a receiving surface 3, and a reflected radiation receiver 4 electrically connected by cable 5 to the image processing unit 6. An open cuvette 10 is installed on the receiving surface 3, for example, the sides on the prism filled with an optically transparent liquid 11. The linear dimensions of the cuvette 10 correspond to the linear dimensions of the analyzed part of the body, and the amount of liquid 11 is sufficient to wet the contact area of the body part with the receiving surface 3 of the base 2.

Работает представленное на фиг.2 устройство следующим образом. Излучение от источника 1 входит в основание 2 и достигает воспринимающей поверхности 3. При этом направление распространения излучения от источника 1 к воспринимающей поверхности 3 (показано стрелками) выбирается таким же, как и в устройстве на фиг.1. Здесь воспроизводятся те же известные оптические эффекты для межфазных границ. Преимущество воспринимающей поверхности здесь в том, что угол падения излучения проще настроить, поскольку воспринимающая поверхность плоская. В результате в плоскости приемника 4 формируется светотеневое изображение рисунка кожных линий пальца 9, которое преобразуется приемником в электрические сигналы, передающиеся по кабелю 5 в блок обработки 6 изображений. Получение ясного и четкого изображения узора папиллярных линий в данном устройстве достигается благодаря хорошему оптическому контакту мокрых папиллярных линий воспринимающей поверхностью 3.The device shown in FIG. 2 operates as follows. The radiation from the source 1 enters the base 2 and reaches the receiving surface 3. In this case, the direction of propagation of radiation from the source 1 to the receiving surface 3 (shown by arrows) is chosen to be the same as in the device in figure 1. It reproduces the same known optical effects for interfaces. The advantage of the receiving surface here is that the angle of incidence of the radiation is easier to adjust because the receiving surface is flat. As a result, a black-and-white image of the pattern of the skin lines of the finger 9 is formed in the plane of the receiver 4, which is converted by the receiver into electrical signals transmitted via cable 5 to the image processing unit 6. Obtaining a clear and sharp image of the pattern of papillary lines in this device is achieved due to the good optical contact of the wet papillary lines of the receiving surface 3.

В третьем варианте (фиг.3) устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой источник излучения 1 (излучение показано пунктирными стрелками), оптически прозрачное основание 2 (призму) с воспринимающей поверхностью 3 (грань призмы) и приемник 4 отраженного излучения, электрически соединенный кабелем 5 с блоком обработки 6 изображений. Дополнительно устройство содержит генератор 13 холодного пара, получаемого из оптически прозрачной жидкости. Генератор 13 формирует струю пара 12 в направлении к воспринимающей поверхности основания в области контакта части тела с воспринимающей поверхностью, например в касательном направлении над воспринимающей поверхностью 3 основания 2 или под небольшим углом к воспринимающей поверхности. В качестве генератора холодного пара может быть использован ультразвуковой генератор, позволяющий производить мелкодисперсный пар, температура которого равна температуре жидкости, из которой производят пар.In the third embodiment (Fig. 3), the device comprises a radiation source 1 installed in series and optically interconnected (radiation is indicated by dashed arrows), an optically transparent base 2 (prism) with a receiving surface 3 (prism face), and a reflected radiation receiver 4 electrically connected cable 5 with a processing unit of 6 images. Additionally, the device includes a generator 13 of cold steam obtained from an optically transparent liquid. The generator 13 generates a stream of steam 12 in the direction of the sensing surface of the base in the area of contact of the body part with the sensing surface, for example in the tangent direction above the sensing surface 3 of the base 2 or at a slight angle to the sensing surface. An ultrasonic generator can be used as a cold steam generator, which allows the production of finely dispersed steam, the temperature of which is equal to the temperature of the liquid from which the steam is produced.

Работает представленное на фиг.3 устройство следующим образом. Излучение от источника 1 входит в основание 2 и достигает воспринимающей поверхности 3. При этом направление распространения излучения от источника 1 к воспринимающей поверхности 3 (показано стрелками) выбирается таким же, как и в устройстве на фиг.1. Здесь воспроизводятся те же оптические эффекты для межфазных границ. Перед прикладыванием анализируемой части тела, например пальца 9, к воспринимающей поверхности 3 задействуют генератор 13 холодного пара, который подает холодный пар 12 в направлении к воспринимающей поверхности основания в области контакта пальца 9 с воспринимающей поверхностью 3. В результате пар конденсируется на воспринимающей поверхности 3 (поверхность 3 запотевает, т.е. увлажняется). После увлажнения к поверхности 3 прикладывается палец 9, который, пройдя через паровую завесу также увлажняется. В результате в плоскости приемника 4 формируется светотеневое изображение узора папиллярных линий пальца 9, которое преобразуется приемником 4 в электрические сигналы, передающиеся по кабелю 5 в блок обработки 6 изображений. Получение ясного и четкого изображения узора папиллярных линий здесь достигается благодаря увлажнению оптически прозрачной жидкостью области контакта пальца 9 с воспринимающей поверхностью 3, что обеспечивает хороший оптический контакт мокрых папиллярных линий с воспринимающей поверхностью 3. Преимущество данного варианта устройства в том, что непрерывно конденсирующийся пар очищает жидкость от возможных кожных примесей.The device shown in FIG. 3 operates as follows. The radiation from the source 1 enters the base 2 and reaches the receiving surface 3. In this case, the direction of propagation of radiation from the source 1 to the receiving surface 3 (shown by arrows) is chosen to be the same as in the device in figure 1. The same optical effects for interfacial boundaries are reproduced here. Before applying the analyzed part of the body, for example, finger 9, to the receiving surface 3, a cold steam generator 13 is used, which delivers cold steam 12 towards the receiving surface of the base in the contact area of the finger 9 with the receiving surface 3. As a result, the steam condenses on the receiving surface 3 ( surface 3 fogs up, i.e. gets wet). After wetting, a finger 9 is applied to the surface 3, which, having passed through the steam curtain, is also moistened. As a result, a black-and-white image of the pattern of papillary lines of the finger 9 is formed in the plane of the receiver 4, which is converted by the receiver 4 into electrical signals transmitted via cable 5 to the image processing unit 6. Obtaining a clear and crisp image of the pattern of papillary lines here is achieved by wetting the area of contact of the finger 9 with the receiving surface 3 by an optically transparent liquid, which provides good optical contact of the wet papillary lines with the receiving surface 3. The advantage of this device variant is that continuously condensing steam cleans the liquid from possible skin impurities.

В четвертом варианте (фиг.4) устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой источник излучения 1, оптически прозрачное основание 2 (призму) с воспринимающей поверхностью 3 (грань призмы) и приемник 4 отраженного излучения, электрически соединенный кабелем 5 с блоком обработки 6 изображений. На воспринимающей поверхности 3 основания 2 установлен гидрофильный, пористый или волокнистый, оптически прозрачный материал 14, заполненный оптически прозрачной жидкостью. Оптическая плотность материала равна или достаточно близка к оптической плотности жидкости. Материал 14 выполнен в виде пластины толщиной от долей миллиметра до миллиметра. Материал 14 может быть мягким или упругим и может быть выполнен с применением нанотехнологий (волокнистое полугибкое стекло, оптически прозрачные силиконовые резины с капиллярами, пористый полиэтилен...). Поскольку материал 14 смачивается, на его поверхности образуется пленка жидкости, в том числе и в области контакта пальца 9 с материалом 14. Или жидкость на материал 14 может периодически наливаться. Или жидкость на материал 14, если материал мягок, может поступать по капиллярам из емкости с оптически прозрачной жидкостью (не показано) как топливо на фитиль в керосиновой лампе освещения.In the fourth embodiment (figure 4), the device comprises a radiation source 1 installed in series and optically interconnected, an optically transparent base 2 (prism) with a receiving surface 3 (prism face) and a reflected radiation receiver 4 electrically connected by a cable 5 to the processing unit 6 images. On the receiving surface 3 of the base 2 is installed hydrophilic, porous or fibrous, optically transparent material 14, filled with an optically transparent liquid. The optical density of the material is equal to or close enough to the optical density of the liquid. Material 14 is made in the form of a plate with a thickness of fractions of a millimeter to a millimeter. The material 14 can be soft or elastic and can be made using nanotechnology (semi-flexible fibrous glass, optically transparent silicone rubber with capillaries, porous polyethylene ...). Since the material 14 is wetted, a liquid film is formed on its surface, including in the contact area of the finger 9 with the material 14. Or, the liquid can be periodically poured onto the material 14. Or the liquid to material 14, if the material is soft, can flow through the capillaries from a container with an optically transparent liquid (not shown) as fuel to a wick in a kerosene lamp.

Работает представленное на фиг.4 устройство следующим образом. Излучение от источника 1 входит в основание 2 и достигает поверхности призмы 3. За счет того, что оптически прозрачная жидкость пропитывает весь материал 14, в том числе располагается между основанием 2 и материалом 14, излучение проходит внутрь оптически прозрачного материала 14. Поскольку оптические плотности материала 14 и оптически прозрачной жидкости выбраны равными или достаточно близкими, излучение проходит через объем материала 14 и достигает поверхности материала 14, контактирующей с пальцем 9. Направление распространения излучения от источника 1 к поверхности материала 14 (показано стрелками) выбирается таким же, как и в устройстве на фиг.1. Поэтому здесь воспроизводятся те же оптические эффекты для межфазных границ, что и в устройстве на фиг.1. В результате в плоскости приемника 4 формируется светотеневое изображение узора папиллярных линий пальца 9, которое преобразуется приемником 4 в электрические сигналы, передающиеся по кабелю 5 в блок обработки 6 изображений. Получение ясного изображения в данном устройстве достигается благодаря хорошему оптическому контакту пальца с мокрой (влажной) поверхностью материала 14. В случае применения упругого материала 14 положительным эффектом является большая площадь охвата поверхности пальца за счет упругой деформации материала 14. Для удаления воздуха палец о материал 14 можно потереть.The device shown in FIG. 4 operates as follows. The radiation from the source 1 enters the base 2 and reaches the surface of the prism 3. Due to the fact that the optically transparent liquid impregnates the entire material 14, including located between the base 2 and the material 14, the radiation passes into the optically transparent material 14. Since the optical density of the material 14 and the optically transparent liquid are chosen equal or close enough, the radiation passes through the volume of the material 14 and reaches the surface of the material 14 in contact with the finger 9. The direction of propagation of radiation from source 1 to the surface of the material 14 (shown by arrows) is selected the same as in the device in figure 1. Therefore, the same optical effects for the interfaces are reproduced here as in the device of FIG. 1. As a result, a black-and-white image of the pattern of papillary lines of the finger 9 is formed in the plane of the receiver 4, which is converted by the receiver 4 into electrical signals transmitted via cable 5 to the image processing unit 6. Obtaining a clear image in this device is achieved due to the good optical contact of the finger with the wet (wet) surface of the material 14. In the case of applying elastic material 14, the positive effect is a large area of coverage of the surface of the finger due to the elastic deformation of the material 14. To remove air, the finger on the material 14 can rub.

Заявляемый способ регистрации узора папиллярных линий реализуется в устройстве следующим образом.The inventive method of registering a pattern of papillary lines is implemented in the device as follows.

Освещают излучением от источника 1 воспринимающую поверхность основания через основание (призму). Смачивают оптически прозрачной жидкостью воспринимающую поверхность, например, в области контакта с папиллярными линиями анализируемой части тела. После смачивания (разливания) помещают часть тела с папиллярными линиями (палец 9) на мокрую (увлажненную) воспринимающую поверхность 3 оптически прозрачного основания 2 (либо на материал 14 на фиг.4). Там, где папиллярные линии касаются воспринимающей поверхности 3, излучение от источника 1 уходит в кожу и поглощается, а там, где имеются впадины между папиллярными линиями, заполненные жидкостью или воздухом, излучение от воспринимающей поверхности отражается и выходит из основания 2. В результате в плоскости приемника 4 излучения формируется светотеневое изображение узора папиллярных линий, которое регистрируется приемником 4 и по кабелю 5 передается в блок обработки изображений 6. Последовательность действий способа завершена.Illuminate the radiation from the source 1 perceiving surface of the base through the base (prism). The sensing surface is wetted with an optically transparent liquid, for example, in the area of contact with the papillary lines of the analyzed part of the body. After wetting (pouring), a part of the body with papillary lines (finger 9) is placed on the wet (moistened) sensing surface 3 of the optically transparent base 2 (or on the material 14 in FIG. 4). Where the papillary lines touch the receiving surface 3, the radiation from the source 1 goes into the skin and is absorbed, and where there are hollows between the papillary lines filled with liquid or air, the radiation from the receiving surface is reflected and leaves the base 2. As a result, in the plane the radiation receiver 4, a black-and-white image of a pattern of papillary lines is formed, which is recorded by the receiver 4 and transmitted via cable 5 to the image processing unit 6. The process is completed.

Отметим преимущества изобретения. В отличие от аналогов, способ и устройство обеспечивают получение контрастного и ясного изображения как для сухих, так и для мокрых пальцев (после мытья рук при дактилоскопировании в милиции). Не надо наносить химическое вещество на палец, обеспечивающее другую оптическую плотность поверхности папиллярных линий. Эти эффекты недостижимы в прототипе и существенно повышают качество изображений отпечатков пальцев и ладоней.Note the advantages of the invention. Unlike analogues, the method and device provide a contrast and clear image for both dry and wet fingers (after washing hands during fingerprinting in police). No need to apply the chemical to the finger, providing a different optical density on the surface of the papillary lines. These effects are unattainable in the prototype and significantly increase the quality of images of fingerprints and palms.

Заявителем проведены исследования и создан опытный образец устройства с мокрой поверхностью, на котором подтвердились описанные межфазные эффекты.The applicant conducted research and created a prototype device with a wet surface, which confirmed the described interfacial effects.

Учитывая новизну, наличие существенных отличительных признаков и промышленную применимость, заявитель считает, что техническое решение может быть защищено патентом на изобретение.Given the novelty, the presence of significant distinguishing features and industrial applicability, the applicant believes that the technical solution can be protected by a patent for an invention.

Claims

A device for registering papillary lines, comprising a radiation source sequentially installed and optically interconnected, an optically transparent base moistened with an optically transparent liquid and intended to be placed on the receiving surface of the base part of the body with papillary lines, and a radiation receiver electrically connected to the image processing unit, the angle of incidence of the radiation from the radiation source onto the receiving surface is selected within the range of the angle of the total internal reflection at the interface: the receiving surface is liquid up to the angle of total internal reflection at the interface, the receiving surface is skin, characterized in that a recess is filled on the receiving surface of the base, filled with an optically transparent liquid, and the linear dimensions of the recess correspond to the linear dimensions of the body part.