WO2008008000A1 - Procede d'enregistrement d'images de dessins papillaires des doigts - Google Patents

Procede d'enregistrement d'images de dessins papillaires des doigts Download PDF

Info

Publication number
WO2008008000A1
WO2008008000A1 PCT/RU2007/000345 RU2007000345W WO2008008000A1 WO 2008008000 A1 WO2008008000 A1 WO 2008008000A1 RU 2007000345 W RU2007000345 W RU 2007000345W WO 2008008000 A1 WO2008008000 A1 WO 2008008000A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
face
prism
faces
angle
degrees
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000345
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Pavel Anatolievich Zaitsev
Vladimir Nikolaevich Bichigov
Alexandr Vladimirovich Moksin
Alexei Nikolaevich Chernovol
Ivan Borisovich Shapshal
Original Assignee
Pavel Anatolievich Zaitsev
Vladimir Nikolaevich Bichigov
Alexandr Vladimirovich Moksin
Alexei Nikolaevich Chernovol
Ivan Borisovich Shapshal
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 Pavel Anatolievich Zaitsev, Vladimir Nikolaevich Bichigov, Alexandr Vladimirovich Moksin, Alexei Nikolaevich Chernovol, Ivan Borisovich Shapshal filed Critical Pavel Anatolievich Zaitsev
Priority to EP07794066A priority Critical patent/EP2039292A4/en
Publication of WO2008008000A1 publication Critical patent/WO2008008000A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117—Identification of persons
    • A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A61B5/1172—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1324—Sensors therefor by using geometrical optics, e.g. using prisms

Definitions

  • the utility model relates to the field of optical imaging of papillary patterns, in particular, to devices for producing fingerprints used by law enforcement agencies.
  • Known technical solutions RU 2185096, RU 2218866 containing a prism, optically coupled, a radiation source, a projection system, a system of photodetector elements, a signal processing unit, electrically coupled to a system of photodetector elements.
  • One of the faces of the prism is a fingerprint surface - the first face; adjacent to the first face - the second face - is the input (intended to enter into the prism of the input radiation beam to illuminate the receiving face), and at the same time the output face (intended to divert the output beam to form the image of the receiving face on the photodetector system); the third face of the prism is a reflective face.
  • the prism of the device RU 2185096 has four working faces, and the prism of the device RU 2218866 has three working faces.
  • the values of the angles of adjacent faces of the prism are selected based on the conditions for obtaining the best image of the papillary pattern; for this, the viewing angle of the receiving (first) face is chosen equal to the angle of illumination and exceeding the angle of total internal reflection at the border of the prism and air.
  • drops of sweat and moisture on the fingers negatively affect the image quality of the prints, since the viewing angle of the receiving (first) face is less than the angle of total internal reflection at the glass-water interface.
  • the radiation illuminating the perceiving (first) face, at the site of contact of moisture of a drop of moisture with a prism leaves the prism into a drop and dissipates, not reflected.
  • drops of water or sweat are capable of producing spots on the image that are hardly distinguishable from traces of skin contact, which distorts the resulting image of a papillary pattern.
  • the location of the light source and the projecting system on one side of the prism leads to a reduction in the dimensions of these devices and characterizes the compact layout schemes.
  • the device RU 2218866 is selected as the closest analogue.
  • the objective of the proposed technical solution is to improve the quality of registration of the papillary pattern by eliminating the influence of moisture on the resulting image while maintaining the compactness of the device.
  • the device for registering a papillary pattern contains a prism with at least three working faces, of which the first face is adjacent to the second and third faces; optically interconnected radiation source, projection system and a system of photodetector elements located opposite the second face of the prism, a signal processing unit electrically connected to the system of photodetector elements, the first face being the fingerprint receptor, the second face being the input and output for the light beam , the third face of the prism is reflective and is made with a mirror coating, the angle between the first and second faces is 90-62 degrees, the angle between the first and third gr any - 76-90 degrees, for the input radiation, the second face of the prism is refractive.
  • the geometric angles between adjacent faces of the prism - the working faces - are selected based on the condition under which the angle of incidence and the angle of reflection on the receiving face of the prism is less than the angle of total internal reflection at the glass-skin interface, but greater than angle of total internal reflection at the glass-water interface.
  • the specified range of values determines the calculation of the geometric angles of the prism.
  • the angle between the first and third faces is 76-90 degrees.
  • the light beam reflected from the first face at an angle of 62 degrees falls on the third face at an angle of 14-28 degrees.
  • the direction of the beam reflected from the third face is 0-28 degrees relative to the first face.
  • the direction of the beam reflected from the third face is 0-20 degrees relative to the first face.
  • the best conditions for outputting the output beam from the prism are achieved provided that the second face of the prism is perpendicular to the output beam; for the angle between the first and third faces 76-90 degrees, the second face perpendicular to the light beam will be 90-62 degrees, respectively. Due to the interval of values of the geometric angles of the prism, obtained by calculation based on the angle of total internal reflection of light radiation from the receiving face, it becomes possible to achieve a technical result. For a more complete reflection of the light beam from the third face, the latter is made with a mirror coating.
  • the entire range of values of two adjacent geometric angles of the prism makes it possible to reflect the light beam from the receiving face at the glass-water interface, eliminating the influence of moisture droplets on the image quality of the papillary pattern.
  • a device for registering a papillary pattern contains a prism with three working faces, of which the first face 1 is the fingerprint 2, the second face 3 is the input and output for the light beam, and the third face 4 is the reflective light beam.
  • the device also contains a projection optical system 5, a light source 6, a system of photodetector elements 7. Elements of the device 5, 6, 7 are located opposite the face 3 of the prism.
  • the adjacent angle ⁇ between faces 1 and 4 is 76-90 degrees, the adjacent angle ⁇ between faces 1 and 3 is 90-62 degrees.
  • the axis of the light beam in the drawing is indicated by a dash-dotted line with arrows.
  • the surface of the prism faces near the angle lying between faces 3 and 4 forms a dead zone in the prism section, since it does not enter and does not exit the light beam.
  • it can be truncated arbitrarily.
  • the truncated part in the drawing is hatched.
  • the values of the geometric angles are as follows: the angle ⁇ is 78 degrees, the angle ⁇ is 90 degrees.
  • the device operates as follows.
  • the formation of a papillary pattern is as follows. In the absence of finger 2 pressed to the prism, face 1 fully reflects the light beam incident on it, and when a finger touches surface 1 in places where the crests of the papillary skin pattern are pressed to the surface, part of the radiation leaves the prism - total internal reflection is disturbed, and the light goes into skin. The reflected radiation leaves the prism and enters the projection system 5, forming an image of the applied finger on the system of photodetector elements 7.
  • the system of photodetector elements forms an adequate image of a papillary pattern without distortion.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

Устройство для регистрации папиллярного узора
Полезная модель относится к области оптического формирования изображений папиллярных узоров, в частности, к устройствам для получения дактилокарт, используемых правоохранительными органами.
Известно техническое решение по патенту US 5625448, содержащее призматическое средство, состоящее из отдельных трех призм, соприкасающихся соответствующими гранями. Данное устройство характеризуется трудоемкостью изготовления призматического средства из-за необходимости его точной компоновки.
Известны технические решения RU 2185096, RU 2218866, содержащие призму, оптически связанные между собой, источник излучения, проекционную систему, систему фотоприемных элементов, блок обработки сигналов, электрически связанный с системой фотоприемных элементов. Одна из граней призмы является воспринимающей отпечатки пальцев поверхностью - первая грань; смежная с первой гранью — вторая грань - является входной (предназначенной для ввода в призму входного пучка излучения для освещения воспринимающей грани), и одновременно выходной гранью (предназначенной для отвода выходного пучка для формирования на фотоприемной системе изображения воспринимающей грани); третья грань призмы является отражающей гранью.
Призма устройства RU 2185096 имеет четыре рабочих грани, а призма устройства RU 2218866 - три рабочих грани.
В приведенных решениях величины углов смежных граней призмы (с первой гранью) выбраны исходя из условия получения наилучшего изображения папиллярного узора, для этого угол визирования воспринимающей (первой) грани выбирают равным углу освещения и превышающим угол полного внутреннего отражения на границе призмы и воздуха.
Однако капли пота и влаги на пальцах отрицательно влияют на качество изображения отпечатков, поскольку угол визирования воспринимающей (первой) грани меньше, чем угол полного внутреннего отражения на границе раздела сред стекло-вода. Таким образом, излучение, освещающее воспринимающую (первую) грань, на участке контакта влаги капли влаги с призмой, выходит из призмы в каплю и рассеивается, а не отражается. По этой причине капли воды или пота способны давать на изображении пятна, мало отличимые от следов контакта кожи, что искажает получаемое изображение папиллярного узора.
Расположение источника света и проектирующей системы с одной стороны от призмы приводит к сокращению габаритов указанных устройств и характеризует компактность схем компоновки.
Устройство RU 2218866 выбрано в качестве ближайшего аналога. Задача заявляемого технического решения заключается в повышении качества регистрации папиллярного узора за счет устранения влияния влаги на получаемое изображение при сохранении компактности устройства.
Указанная задача решается тем, что устройство для регистрации папиллярного узора содержит призму минимум с тремя рабочими гранями, из них первая грань является смежной со второй и третьей гранями; оптически связанные между собой источник излучения, проекционную систему и систему фотоприемных элементов, расположенных напротив второй грани призмы, блок обработки сигнала, электрически связанный с системой фотоприемных элементов, при этом первая грань является воспринимающей отпечатки пальцев, вторая грань является входной и одновременно выходной для светового пучка, третья грань призмы является отражающей и выполнена с зеркальным покрытием, угол между первой и второй гранями составляет 90-62 градусов, угол между первой и третьей гранями - 76-90 градусов, для входного излучения вторая грань призмы является преломляющей.
Для устранения влияния влаги геометрические углы между смежными гранями призмы — рабочими гранями — выбраны исходя из условия, при котором угол падения и угол отражения на воспринимающей грани призмы составляет величину меньшую, чем угол полного внутреннего отражения на границе сред стекло-кожа, но большую, чем угол полного внутреннего отражения на границе сред стекло-вода.
Известно, что угол полного внутреннего отражения на границе раздела сред стекло-вода равен 61,7 градуса, а угол полного внутреннего отражения на границе раздела сред стекло-кожа равен 71,3 градуса для оптического стекла с показателем преломления 1,52.
Получение наилучшего изображения папиллярного узора становится возможным благодаря диапазону значений углов внутреннего отражения от первой воспринимающей грани, составляющему 61,7-71,3 градуса, при котором пучок светового излучения на границе контакта капли влаги с призмой всегда будет отражаться от воспринимающей грани.
Указанный диапазон значений предопределяет расчет значений геометрических углов призмы.
Для того, чтобы вывести отраженный от воспринимающей грани пучок из призмы через вторую, выходную грань, его отражают от третьей грани так, чтобы направить параллельно первой, воспринимающей грани, или под небольшим углом к этой грани, в направлении от нее. Для пучка, отраженного от воспринимающей грани под углом, превышающим 61,7 градуса, угол между первой и третьей гранью должен превышать 75,8 градуса. Если указанный угол составит 90 градусов, то выходной пучок внутри призмы будет иметь направление, параллельное направлению входного пучка между рабочими гранями призмы. Данное обстоятельство свидетельствует о сохранении компактности устройства. При величине угла между первой и третьей гранями свыше 90 градусов, выходной пучок отклонился бы от направления входного пучка в сторону от воспринимающей грани. Это вынудило бы переместить и проектирующую систему в сторону от воспринимающей грани, что привело бы к увеличению габаритов устройства. Таким образом, в заявляемом устройстве угол между первой воспринимающей и третьей отражающей гранями составляет 76-90 градусов.
При таком диапазоне значений углов между гранями световой пучок, отраженный от первой грани под углом 62 градуса (приблизительно 61,7 градусов), падает на третью грань под углом 14-28 градусов. При этом направление отраженного от третьей грани пучка составляет 0-28 градусов относительно первой грани.
Пучок, отраженный от первой грани под углом 70 градусов, падает на третью грань под углом 10-20 градусов. При этом направление отраженного от третьей грани пучка составляет 0-20 градусов относительно первой грани. Наилучшие условия для вывода выходного пучка из призмы достигаются при условии, когда вторая грань призмы перпендикулярна выходному пучку; для угла между первой и третьей гранями 76-90 градусов, перпендикулярная пучку светового излучения вторая грань составит 90-62 градуса соответственно. Благодаря интервалу значений геометрических углов призмы, полученному расчетным путем на основе угла полного внутреннего отражения светового излучения от воспринимающей грани, становится возможным достижение технического результата. Для более полного отражения светового пучка от третьей грани, последняя выполнена с зеркальным покрытием.
Таким образом, весь интервал значений двух смежных геометрических углов призмы обусловливает возможность отражения светового пучка от воспринимающей грани на границе раздела сред стекло-вода, исключающее влияние капель влаги на качество изображения папиллярного узора.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом (см. фиг.l).
Устройство для регистрации папиллярного узора содержит призму с тремя рабочими гранями, из которых первая грань 1 — воспринимающая отпечатки пальцев 2, вторая грань 3 - входная и выходная для светового пучка, третья грань 4 - отражающая световой пучок. Устройство содержит также проекционную оптическую систему 5, источник света 6, систему фотоприемных элементов 7. Элементы устройства 5, 6, 7 расположены напротив грани 3 призмы. Смежный угол α между гранями 1 и 4 составляет 76-90 градусов, смежный угол β между гранями 1 и 3 составляет 90-62 градуса. Ось светового пучка на чертеже обозначена штрихпунктирной линией со стрелками.
Поверхность граней призмы вблизи угла, лежащего между гранями 3 и 4 образует в сечении призмы мертвую зону, поскольку в нее не заходит и из нее не выходит световой пучок. Для уменьшения габаритов призмы она может быть усечена произвольным образом. Усекаемая часть на чертеже заштрихована.
Для описания работы заявляемого устройства значения геометрических углов следующие: угол α составляет 78 градусов, угол β составляет 90 градусов.
Устройство работает следующим образом.
Световой пучок от источника 6, преломляясь, входит в призму (через грань 3) и падает на грань 1 (и отражается от грани 1) под углом 66 градусов, претерпевая полное внутреннее отражение. От грани 4 световой пучок отражается под углом 12 градусов к грани 4, идет параллельно грани 1 и выходит из призмы через грань 3, перпендикулярно грани 3. Формирование папиллярного узора происходит следующим образом. В отсутствии прижатого к призме пальца 2, грань 1 полностью отражает падающий на нее световой пучок, а при касании пальцем поверхности 1 в местах, где гребни папиллярного узора кожи прижаты к поверхности, часть излучения покидает призму - полное внутренне отражение нарушается, и свет уходит в кожу. Отраженное излучение выходит из призмы и попадает в проекционную систему 5, формируя на системе фотоприемных элементов 7 изображение приложенного пальца.
При наличии влаги на пальце, световой пучок претерпевает полное внутреннее отражение и не выходит из призмы в каплю. Таким образом, система фотоприемных элементов формирует адекватное без искажений изображение папиллярного узора.

Claims

Формула полезной модели
Устройство для регистрации папиллярного узора, содержащее призму минимум с тремя рабочими гранями, из них первая грань является смежной со второй и третьей гранями, а также оптически связанные между собой источник излучения, проекционную систему и систему фотоприемных элементов, расположенных напротив второй грани призмы, блок обработки сигнала, электрически связанный с системой фотоприемных элементов, при этом первая грань является воспринимающей отпечатки пальцев, вторая грань является входной и одновременно выходной для светового пучка, третья грань призмы является отражающей и выполнена с зеркальным покрытием, угол между первой и второй гранями составляет 90-62 градусов, угол между первой и третьей гранями - 76-90 градусов, для входного излучения вторая грань призмы является преломляющей.
PCT/RU2007/000345 2006-07-10 2007-06-25 Procede d'enregistrement d'images de dessins papillaires des doigts WO2008008000A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07794066A EP2039292A4 (en) 2006-07-10 2007-06-25 FINGERPRINT RECORDING DEVICE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124769 2006-07-10
RU2006124769 2006-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008008000A1 true WO2008008000A1 (fr) 2008-01-17

Family

ID=38923477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000345 WO2008008000A1 (fr) 2006-07-10 2007-06-25 Procede d'enregistrement d'images de dessins papillaires des doigts

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2039292A4 (ru)
WO (1) WO2008008000A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102486825A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 一品国际科技股份有限公司 指纹影像撷取装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625448A (en) 1995-03-16 1997-04-29 Printrak International, Inc. Fingerprint imaging
WO1999037209A1 (fr) * 1998-01-22 1999-07-29 Sagem S.A. Dispositif de prise d'empreintes digitales
RU2185096C1 (ru) 2001-01-31 2002-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА" Устройство для регистрации папиллярного узора
RU2218866C2 (ru) 2002-01-08 2003-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА" Устройство для регистрации папиллярного узора
RU2279130C2 (ru) * 2004-02-13 2006-06-27 Футроник Технолоджис Компани Лтд Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков и способ ее использования

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE129396T1 (de) * 1990-08-30 1995-11-15 Maurer Identifikationssysteme Identifikationseinrichtung für daumen- oder fingerabdrücke.
US5416573A (en) * 1993-09-10 1995-05-16 Indentix Incorporated Apparatus for producing fingerprint images which are substantially free of artifacts attributable to moisture on the finger being imaged
AU7359700A (en) * 1999-09-08 2001-04-10 Digitalpersona, Inc. A thin prism fingerprint imager system
EP1217573A1 (de) * 2000-12-22 2002-06-26 Fingerpin AG Vorrichtung zur Aufnahme der Papilarrillen eines Fingers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625448A (en) 1995-03-16 1997-04-29 Printrak International, Inc. Fingerprint imaging
WO1999037209A1 (fr) * 1998-01-22 1999-07-29 Sagem S.A. Dispositif de prise d'empreintes digitales
RU2185096C1 (ru) 2001-01-31 2002-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА" Устройство для регистрации папиллярного узора
RU2218866C2 (ru) 2002-01-08 2003-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА" Устройство для регистрации папиллярного узора
RU2279130C2 (ru) * 2004-02-13 2006-06-27 Футроник Технолоджис Компани Лтд Анаморфотная система считывания папиллярных рисунков и способ ее использования

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2039292A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2039292A4 (en) 2010-01-27
EP2039292A1 (en) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8872908B2 (en) Dual-imager biometric sensor
JP3782420B2 (ja) 光学式の指紋取得装置
US6429927B1 (en) Imaging device, especially for optical fingerprinting
JP5873905B2 (ja) 指紋センサー
US6853444B2 (en) Non-contact optical imaging system for biometric identification
US6750955B1 (en) Compact optical fingerprint sensor and method
TW511038B (en) High contrast, low distortion optical acquisition systems for image capturing
CN109426812B (zh) 用来基于接触同时采集手足的印痕的装置
US7834988B2 (en) Fingerprint sensor using a spectral filter and a holographic optical element
EP1210686B1 (en) Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system
JPH10289304A (ja) 指紋画像入力装置
JPH1065882A (ja) 媒体表面形状データ取得方法
JP2010515139A (ja) 指紋を採取する装置および方法
TWI601074B (zh) Certification devices and certification prism body
KR101463445B1 (ko) 홍채인식 프리즘 및 이를 구비한 홍채인식 카메라
US11656700B2 (en) Image capturing device and electronic equipment comprising the same
CN111310742B (zh) 一种超薄指纹采集装置
WO2008008000A1 (fr) Procede d'enregistrement d'images de dessins papillaires des doigts
JPH08279035A (ja) 指紋入力装置
CN202548868U (zh) 一种光学指纹传感器
RU58889U1 (ru) Устройство для регистрации папиллярного узора
FR2862408B1 (fr) Dispositif optique d'imagerie propre a la formation d'une image d'empreintes digitales
US7221489B2 (en) Live print scanner with holographic platen
KR101438691B1 (ko) 홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라
TWI651569B (zh) 屏內光學指紋辨識的薄膜電晶體面板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07794066

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007794066

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU