WO2023063853A1 - Device for identifying the veins of a user's palm - Google Patents

Device for identifying the veins of a user's palm Download PDF

Info

Publication number
WO2023063853A1
WO2023063853A1 PCT/RU2022/050324 RU2022050324W WO2023063853A1 WO 2023063853 A1 WO2023063853 A1 WO 2023063853A1 RU 2022050324 W RU2022050324 W RU 2022050324W WO 2023063853 A1 WO2023063853 A1 WO 2023063853A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polarizer
emitter
user
light
palm
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/050324
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович ДРЕМИН
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Биометрикс"
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
Priority claimed from RU2021129865A external-priority patent/RU2772040C1/en
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Биометрикс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Биометрикс"
Publication of WO2023063853A1 publication Critical patent/WO2023063853A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117Identification of persons
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/14Vascular patterns

Definitions

  • the invention relates to devices for obtaining images of the user's palm veins and can be used in biometric identification systems for access control and management, authentication systems in financial, passport and visa systems and security systems in any industry.
  • Devices for identifying users using their biometric data are currently being actively developed, in particular devices that use the pattern of the user's palm veins as input.
  • the operation of these devices is based on the principle of absorption of radiation in the infrared (IR) region of the spectrum by reduced hemoglobin in the vessels of the veins, as a result of which, when the user's palm is illuminated, only veins and blood vessels containing reduced hemoglobin become visible.
  • IR infrared
  • biometric user identification devices use IR spectrum radiation sources and receiving devices that read the user's vein pattern in the form of an image.
  • One of the examples of radiation sources is a radiation projection device known from the field of optics and polarization systems, containing a series-arranged emitter and an emitter polarizer having a multilayer structure, one of the layers being made in the form of a film containing a polarization grating deposited on a solid base, and more one of the layers is located above the polarizing grating and is made of a solid light-transmitting material, the surface of which is glossy [JP2009198638A, publication date: 03.09.2009, IPC: G02B 27/28, G02B 5/30, G02F 1/1335].
  • the disadvantage of the known technical solution is the insufficient degree of radiation scattering, due to the fact that the surface of the layer of solid light-transmitting material is made glossy, which does not allow for a sufficient degree of light scattering to uniformly illuminate the palm, as a result of which this technical solution cannot be used as part of palm vein identification devices. user.
  • a device for identifying the veins of the user's palm was chosen, containing a series-located emitter and a polarizer of the emitter, as well as a series-located radiation receiver with a polarizer of the receiver, the light wave intensity vector of which is perpendicular to the intensity vector of the light wave of the emitter polarizer, while the design of the polarizer is not disclosed in this security document [JP2011100317A, publication date: 05/19/2011, IPC: A61B 5/117, G06T 1/00, G06T 7/00] .
  • the advantage of the prototype over the known technical solution is the possibility of obtaining a device with a more contrast image of the veins of the palm, due to the implementation of the polarizer of the receiver and the polarizer of the emitter in such a way that their light wave intensity vectors are perpendicular to each other.
  • the disadvantage of the prototype is the increased risk of damage and failure of the polarizers of the receiver and emitter due to the fact that it is not possible to unequivocally state that the polarizer has a structure that protects it from external influences.
  • the technical problem to be solved by the invention is the need to improve the efficiency of the user's biometric identification.
  • the technical result to which the invention is directed is to increase the degree of scattering of radiation coming from the emitter.
  • the device for identifying the veins of the user's palm contains a emitter and a polarizer of the emitter located in series, as well as a sequentially located radiation receiver with a polarizer of the receiver, the light wave intensity vector of which is perpendicular to intensity vector of the light wave of the emitter polarizer, wherein the emitter polarizer has a multilayer structure, one of the layers is made in the form of a film containing a polarization grating, and another of the layers is made of a solid light-transmitting material. Unlike the prototype, one surface of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer is made light-scattering.
  • the user's palm vein identification device comprises a housing that accommodates elements of the palm vein identification device.
  • the housing may be made of any structural material that is opaque.
  • the body can be made in the form of a parallelepiped, a cylinder or a polyhedron having a cavity for placing the device elements.
  • the housing contains a flat cover made of a translucent material and acting as an infrared filter that transmits light only in a given region of the spectrum.
  • the lid in longitudinal section may have a shape corresponding to the shape of the hollow part of the housing, in particular the lid may have the shape of a square, circle or polygon.
  • the cover can be attached to the housing using any elements of a detachable or permanent connection.
  • the lid can be provided with an antireflection coating, which makes it possible to achieve the transmission of IR spectrum radiation through it at a level of at least 95% for a radiation wavelength of 850 nm and at least 75% for a radiation wavelength of 940 nm.
  • the housing contains a processor printed circuit board and a lighting circuit board connected to each other by means of connectors, as well as an optical system and a scattering filter.
  • the processor printed circuit board provides placement of a microcontroller and a photosensitive element on it and can be made in the form of a PCB or getinax plate with a microcircuit applied to it.
  • the photosensitive element performs the function of an image receiver and provides its reading and transmission of the palm image to the microcontroller.
  • the photosensitive element can be made in the form of a CMOS (CMOS) or CCD (CCD) matrix photosensitive in the IR region of the spectrum.
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • CCD CCD
  • the microcontroller provides the implementation of the user identification algorithm based on the pattern of palm veins and can be represented as a microcircuit printed on a printed circuit board.
  • the algorithm consists in analyzing the image of the user's palm vein pattern, identifying the user in accordance with the results of the analysis, and providing him with the required access.
  • the optical system provides focusing of the image of the user's palm on the photosensitive element and can be represented as a lens.
  • the lens is a cylindrical body with focusing lenses inside.
  • the optical system can be located inside the device housing based on the processor printed circuit board, and the central axis of the optical system can be co-directed with the axis of symmetry of the matrix of the photosensitive element.
  • the lighting printed circuit board provides placement of LEDs on it and can be made in the form of a textolite or getinax plate with an LED power supply chip applied to it.
  • the printed circuit board may have a cylindrical hole to accommodate an optical system inside it.
  • LEDs perform the function of an emitter and provide the formation of PC spectrum radiation to illuminate the user's palm.
  • LEDs can emit light in the wavelength range from 850 to 940 nanometers.
  • the LEDs can be arranged on the lighting circuit board in a circle around the hole for the optical system, to evenly illuminate the user's palm.
  • Emitter polarizers are located above the LEDs, which ensure the production of plane polarized radiation in the near PC range from the unpolarized radiation formed by the LEDs.
  • a receiver polarizer is located above the photosensitive element, which also provides polarization in the near PC range of radiation read by the photosensitive element.
  • the direction of radiation polarization is characterized by the light wave intensity vector, while the light wave intensity vector of the receiver polarizer is perpendicular to the light wave intensity vector of the emitter polarizers.
  • Such a mutually perpendicular orientation of the polarization directions makes it possible to illuminate the user's palm with plane-polarized light, and when plane-polarized light is reflected from the inner layers of the palm, its polarization direction coincides with the polarization direction of the receiver polarizer.
  • This allows the photosensitive element to fix only the light reflected from the palm veins, while minimizing the reflection of IR radiation from the surface of the user's skin and its contact with the photosensitive element, thereby increasing the contrast of the image containing the pattern of the user's palm veins.
  • the emitter and receiver polarizers have a multilayer structure, which ensures their protection from external influences.
  • One of the layers of the polarizer is made in the form of a film containing a polarization grating.
  • the polarizing grating consists of conductors that can be deposited on a translucent plastic substrate.
  • the width of the conductors, as well as the distance between them, can vary in the range from 50 to 150 nm, which is much smaller than the wavelengths of the near-IR range (from 850 to 940 nm), and allows you to improve the optical transmission in the near-IR range, as well as increase the contrast images of palm vein pattern.
  • Another of the layers of the polarizer is made of a solid light-transmitting material that provides protection of the polarization grating from external influences and is located above the layer containing it.
  • the light-transmitting material can be represented by an optical glass that provides light transmission without significant distortion.
  • the layer containing the polarizing grating and the layer of solid light-transmitting material can be interconnected by lamination using an optical adhesive.
  • One of the surfaces of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer can be made light-scattering by increasing the inhomogeneity of the material surface, which makes it possible to increase the degree of radiation scattering and the uniformity of illumination of the user's palm by it.
  • Increasing the non-uniformity of the surface of the light-transmitting material can be achieved by applying a relief pattern or roughness.
  • the non-uniformity of the surface of the light-transmitting material can be achieved by making it matte.
  • a layer containing a polarizing grating can be located between two layers of a solid light-transmitting material.
  • the surface of each of the two layers of solid light-transmitting material can also be made light-diffusing, and in particular can be made matte, which further increases the degree of scattering of radiation coming from the emitter.
  • the surfaces of the layer of solid light-transmitting material of the polarizer of the receiver can be made smooth, which ensures minimal scattering of radiation incident on the receiver, thereby improving the quality of the received them images of the user's palm vein pattern, which improves the efficiency of the user's biometric identification.
  • the diffusion filter ensures that the radiation generated by the LEDs is scattered and allows even illumination of the user's palm.
  • the scattering filter is installed inside the housing above the polarizers of the emitters and can have an annular structure that absorbs light from each of the LEDs.
  • the invention can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".
  • the invention is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that one surface of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer is light-scattering, which makes it possible to increase the light scattering coefficient of the layer of solid light-transmitting material and ensure uniform illumination of the user's palm with polarized light coming from the emitters.
  • the set of essential features of the invention makes it possible to increase the image contrast of the user's palm vein pattern by making the receiver and emitter polarizers in such a way that their polarization directions are perpendicular to each other, which makes it possible to increase the difference between two polarized light components that are perpendicular to each other.
  • the set of essential features provides an increase in the efficiency of biometric identification of the user according to the pattern of the veins of his palm, in particular, due to the uniform illumination of the user's palm with polarized light, an increase in the area of ⁇ u200b ⁇ u200bthe palm illuminated by near-IR light occurs, which makes it possible to use for biometric identification not only those user veins that are in the center of the palm, but also those that are on the periphery with it.
  • the invention has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the criterion of patentability "novelty".
  • a device for identifying the veins of the user's palm is known, containing a series-located emitter and a polarizer of the emitter, as well as a series-located radiation receiver and a polarizer of the radiation receiver, the light wave intensity vectors of which are perpendicular to each other.
  • a device for projecting radiation containing a series of emitter polarizer emitter, which at the same time has a multilayer structure, one of the layers of which is made of a solid light-transmitting material and provides protection for the polarization grating from external influences, however, the use of this device in the field of biometric identification of users does not seem possible.
  • devices are not known from the prior art, in which the problems of increasing the protection of the polarization grating from external influences and increasing the contrast of the image of the pattern of the veins of the human palms can be simultaneously solved. Also, devices are not known in which, other things being equal, it is possible to increase the degree of scattering of radiation coming from the emitter, due to the implementation of one of the surfaces of the layer of solid light-transmitting material as light-scattering.
  • the invention meets the criterion of patentability "inventive step”.
  • Fig.1 Palm vein identification device, cross section
  • Fig. 2 Scheme of the location of the LEDs on the printed circuit board of the device.
  • Fig. 4 - The structure of the polarizing filter plate.
  • the palm vein identification device contains a hollow body 1, covered with a cover, which is an IR transmission filter 2. Inside the body 1, there is a processor printed circuit board 3 with a microcontroller and a photosensitive element 4 placed on it.
  • the photosensitive element 4 is represented by a CMOS matrix sensitive in the IR region of the spectrum .
  • An optical system is located above the photosensitive element 4, in the form of a lens 5, designed for forming an image on the CMOS matrix of the photosensitive element 4.
  • Also inside the case contains a printed circuit board 6 lighting, with LEDs 7 of the IR spectrum placed on it. LEDs 7 are located in a circle around the lens 5.
  • Printed circuit boards 3 and 6 are interconnected using connectors 8.
  • polarizing filters 9 are located above the LEDs 7, and polarizing filter 10 is located above the photosensitive element 4, the light wave strength vector of which is perpendicular to the light wave strength vector of the polarizing filter 9.
  • the polarization direction of the filters is shown by lines in Fig. 3.
  • Polarizing filters 9 and 10 provide polarization in the near-IR wavelength range and are made in the form of plates having a solid structure consisting of five layers.
  • Layers 100 and 500 are optical glasses, the outer surfaces of which are matte and perform a light-scattering function.
  • Layers of translucent optical adhesive 200 and 400 provide lamination of the active layer 300 between two layers 100 and 500 of optical glass.
  • the polarizing filter 10 has an identical structure, and the surface of the optical glass layers 100 and 500 is glossy.
  • An annular diffusing filter 11 is installed above the polarizing filters 9, which provides uniform illumination of the palm with LEDs 7.
  • the invention works as follows.
  • the user brings the palm to the identification device and fixes its position at a distance of 4-10 cm from the filter 2.
  • the LEDs 7 form the IR spectrum radiation, which falls on the polarizing filters 9 and passing through the optical glass layer 500 is scattered by its matte surface, and then passing through the layer 400 optical adhesive falls on the active layer 300 of the polarizer.
  • the radiation polarized orthogonally to the conductors passes through them, and the rest of the radiation is reflected from their surface, and at the exit from the layer 300 the radiation has a plane polarized structure.
  • the radiation, passing through the layer 200 of the optical adhesive falls on the layer 100 of the optical glass, where it is additionally scattered by its matte surface and falls on the annular diffuser.
  • filter I Passing through the annular diffuse filter And, the radiation is scattered and the user's palm is evenly illuminated.
  • Plane-polarized IR radiation illuminating the user's palm passes through the skin and is absorbed to varying degrees by oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin contained in human blood, and is also reflected from them to varying degrees.
  • IR radiation is plane polarized, it is reflected to a lesser extent from the surface of the user's palm and can be better absorbed by blood components.
  • the radiation reflected by the blood components enters the lens 5, where an image is formed, which then enters the polarizing filter 10.
  • the radiation reflected by the blood components is also plane polarized, however, when it is reflected from the blood components, the direction of its polarization changes.
  • the lens 5 receives not only the radiation reflected by the human blood components, but also the radiation reflected from the user's palm, the entry of which into the lens 5 is undesirable.
  • the radiation entering the lens 5, passing through the active layer 300 of the polarizing filter 10, is polarized in the direction perpendicular to the polarization direction of the filter 9.
  • the polarized radiation obtained at the output of the filter 10, falling on the CMOS matrix of the photosensitive element 4, forms a contrast image of the palm veins on it. After that, this image is sent to the microcontroller of the printed circuit board 3, which analyzes it and, in accordance with the results of the analysis, identifies the user and provides him with the required access.

Abstract

The invention relates to devices for obtaining an image of the veins of a user's palms and can be used in biometric identification systems for access monitoring and control. The essence of the invention consists in a device for identifying the veins of a user's palm comprising an emitter and an emitter polarizer arranged in series, as well as a radiation receiver, also arranged in series, with a receiver polarizer, the light wave intensity vector of which is perpendicular to the light wave intensity vector of the emitter polarizer, wherein the emitter polarizer has a multi-layer structure, one of the layers of which is in the form of a film containing a polarization grating, and another of the layers of which is made of a hard light-transmitting material. The technical result toward which the invention is directed is an increase in the degree of scattering of the light coming from the emitter.

Description

УСТРОЙСТВО ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЕН ЛАДОНИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ DEVICE FOR IDENTIFICATION OF THE USER'S PALM VEINS
Изобретение относится к устройствам для получения изображения вен ладоней пользователя и может быть использовано в системах биометрической идентификации для контроля и управления доступом, систем аутентификации в финансовых, паспортно- визовых системах и системах безопасности в любой отрасли промышленности. The invention relates to devices for obtaining images of the user's palm veins and can be used in biometric identification systems for access control and management, authentication systems in financial, passport and visa systems and security systems in any industry.
В настоящее время активно развиваются устройства идентификации пользователей с использованием их биометрических данных, в частности устройства, использующие рисунок вен ладони пользователя в качестве входных данных. Работа данных устройств основана на принципе поглощения излучения в инфракрасной (ИК) области спектра восстановленным гемоглобином в сосудах вен, вследствие чего при освещении ладони пользователя становятся видны только вены и кровеносные сосуды, содержащие восстановленный гемоглобин. Для реализации данного принципа в устройствах биометрической идентификации пользователей используются источники излучения ИК спектра и приемные устройства, считывающие рисунок вен пользователя в виде изображения. Devices for identifying users using their biometric data are currently being actively developed, in particular devices that use the pattern of the user's palm veins as input. The operation of these devices is based on the principle of absorption of radiation in the infrared (IR) region of the spectrum by reduced hemoglobin in the vessels of the veins, as a result of which, when the user's palm is illuminated, only veins and blood vessels containing reduced hemoglobin become visible. To implement this principle, biometric user identification devices use IR spectrum radiation sources and receiving devices that read the user's vein pattern in the form of an image.
Одним из примеров источников излучения является известное из области оптики и систем поляризации устройство проецирования излучения, содержащее последовательно расположенные излучатель и поляризатор излучателя, имеющий многослойную структуру, при этом один из слоев выполнен в виде пленки, содержащей поляризационную решетку, нанесенную на твердую основу, а еще один из слоев расположен над поляризационной решеткой и выполнен из твердого светопропускающего материала, поверхность которого выполнена глянцевой [JP2009198638A, дата публикации: 03.09.2009 г. МПК: G02B 27/28, G02B 5/30, G02F 1/1335]. One of the examples of radiation sources is a radiation projection device known from the field of optics and polarization systems, containing a series-arranged emitter and an emitter polarizer having a multilayer structure, one of the layers being made in the form of a film containing a polarization grating deposited on a solid base, and more one of the layers is located above the polarizing grating and is made of a solid light-transmitting material, the surface of which is glossy [JP2009198638A, publication date: 03.09.2009, IPC: G02B 27/28, G02B 5/30, G02F 1/1335].
Недостатком известного технического решения является недостаточная степень рассеяния излучения, обусловленная тем, что поверхность слоя твердого светопропускающего материала выполнена глянцевой, что не позволяет обеспечить достаточную для равномерного освещения ладони степень рассеяния света, вследствие чего данное техническое решение не может быть использовано в составе устройств идентификации вен ладони пользователя. The disadvantage of the known technical solution is the insufficient degree of radiation scattering, due to the fact that the surface of the layer of solid light-transmitting material is made glossy, which does not allow for a sufficient degree of light scattering to uniformly illuminate the palm, as a result of which this technical solution cannot be used as part of palm vein identification devices. user.
В качестве прототипа выбрано устройство идентификации вен ладони пользователя, содержащее последовательно расположенные излучатель и поляризатор излучателя, а также последовательно расположенный приемник излучения с поляризатором приемника, вектор напряженности световой волны которого является перпендикулярным по отношению к вектору напряженности световой волны поляризатора излучателя, при этом в данном охранном документе конструкция поляризатора не раскрыта [JP2011100317A, дата публикации: 19.05.2011 г., МПК: А61В 5/117, G06T 1/00, G06T 7/00]. As a prototype, a device for identifying the veins of the user's palm was chosen, containing a series-located emitter and a polarizer of the emitter, as well as a series-located radiation receiver with a polarizer of the receiver, the light wave intensity vector of which is perpendicular to the intensity vector of the light wave of the emitter polarizer, while the design of the polarizer is not disclosed in this security document [JP2011100317A, publication date: 05/19/2011, IPC: A61B 5/117, G06T 1/00, G06T 7/00] .
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является возможность получения устройством более контрастного изображения вен ладони, за счет выполнения поляризатора приемника и поляризатора излучателя таким образом, что их векторы напряженности световой волны перпендикулярны друг другу. The advantage of the prototype over the known technical solution is the possibility of obtaining a device with a more contrast image of the veins of the palm, due to the implementation of the polarizer of the receiver and the polarizer of the emitter in such a way that their light wave intensity vectors are perpendicular to each other.
Однако недостатком прототипа является повышенный риск повреждения и выхода из строя поляризаторов приемника и излучателя вследствие того, что не представляется возможным однозначно заявить о том, что поляризатор имеет структуру, обеспечивающую защиту его от внешних воздействий. However, the disadvantage of the prototype is the increased risk of damage and failure of the polarizers of the receiver and emitter due to the fact that it is not possible to unequivocally state that the polarizer has a structure that protects it from external influences.
Известные технические решения в той или иной степени могут обеспечивать реализацию принципа поглощения излучения в ИК области спектра восстановленным гемоглобином в сосудах вен, который используется устройствами идентификации вен ладоней пользователей, однако даже в случае совокупного использования вышеописанных технических решений, остается необходимым создание технического решения, лишенного присущих им недостатков, а именно устройства идентификации вен ладони пользователя позволяющего равномерно осветить ладонь пользователя и получить контрастное изображение вен ладони, имеющее большую площадь, что существенным образом повышает эффективность биометрической идентификации пользователей, и при этом устройства обладающего такими конструктивными особенностями, которые обеспечивают снижение риска повреждения и выхода из строя поляризаторов устройства и существенным образом улучшают его эксплуатационные характеристики. Known technical solutions, to one degree or another, can ensure the implementation of the principle of absorption of radiation in the IR region of the spectrum by reduced hemoglobin in the vessels of the veins, which is used by devices for identifying the veins of the user's palms, however, even in the case of the combined use of the above technical solutions, it remains necessary to create a technical solution devoid of inherent disadvantages, namely, the device for identifying the user's palm veins, which makes it possible to uniformly illuminate the user's palm and obtain a contrast image of the palm veins, which has a large area, which significantly increases the efficiency of biometric user identification, and at the same time, the device has such design features that reduce the risk of damage and failure of the polarizers of the device and significantly improve its performance.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в необходимости повышения эффективности биометрической идентификации пользователя. The technical problem to be solved by the invention is the need to improve the efficiency of the user's biometric identification.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении степени рассеяния излучения, поступающего от излучателя. The technical result to which the invention is directed is to increase the degree of scattering of radiation coming from the emitter.
Сущность изобретения заключается в следующем. The essence of the invention is as follows.
Устройство идентификации вен ладони пользователя содержит последовательно расположенные излучатель и поляризатор излучателя, а также последовательно расположенный приемник излучения с поляризатором приемника, вектор напряженности световой волны которого является перпендикулярным по отношению к вектору напряженности световой волны поляризатора излучателя, причем поляризатор излучателя имеет многослойную структуру, один из слоев выполнен в виде пленки, содержащей поляризационную решетку, а еще один из слоев выполнен из твердого светопропускающего материала. В отличие от прототипа одна поверхность слоя твердого светопропускающего материала поляризатора излучателя выполнена светорассеивающей. The device for identifying the veins of the user's palm contains a emitter and a polarizer of the emitter located in series, as well as a sequentially located radiation receiver with a polarizer of the receiver, the light wave intensity vector of which is perpendicular to intensity vector of the light wave of the emitter polarizer, wherein the emitter polarizer has a multilayer structure, one of the layers is made in the form of a film containing a polarization grating, and another of the layers is made of a solid light-transmitting material. Unlike the prototype, one surface of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer is made light-scattering.
Устройство идентификации вен ладони пользователя содержит корпус, обеспечивающий размещение элементов устройства идентификации вен ладони. Корпус может быть выполнен из любого конструкционного материала, который является светонепроницаемым. Корпус может быть выполнен в форме параллелепипеда, цилиндра или многогранника, имеющего полость для размещения элементов устройства. The user's palm vein identification device comprises a housing that accommodates elements of the palm vein identification device. The housing may be made of any structural material that is opaque. The body can be made in the form of a parallelepiped, a cylinder or a polyhedron having a cavity for placing the device elements.
Корпус содержит плоскую крышку, выполненную из светопрозрачного материала и выступающую в качестве инфракрасного фильтра, пропускающего свет только в данной области спектра. Крышка в продольном сечении может иметь форму ответную форме полой части корпуса, в частности крышка может иметь форму квадрата, круга или многоугольника. Крышка может быть закреплена на корпусе при помощи любых элементов разъемного или неразъемного соединения. Крышка может быть снабжена просветляющим покрытием, которое позволяет достигнуть пропускания излучения ИК спектра через нее на уровне не ниже 95 % для длины волны излучения 850 нм и не менее 75 % для длины волны излучения 940 нм. The housing contains a flat cover made of a translucent material and acting as an infrared filter that transmits light only in a given region of the spectrum. The lid in longitudinal section may have a shape corresponding to the shape of the hollow part of the housing, in particular the lid may have the shape of a square, circle or polygon. The cover can be attached to the housing using any elements of a detachable or permanent connection. The lid can be provided with an antireflection coating, which makes it possible to achieve the transmission of IR spectrum radiation through it at a level of at least 95% for a radiation wavelength of 850 nm and at least 75% for a radiation wavelength of 940 nm.
Внутри корпуса содержится процессорная печатная плата и печатная плата освещения, соединенные между собой при помощи соединительных разъемов, а также оптическая система и рассеивающий фильтр. The housing contains a processor printed circuit board and a lighting circuit board connected to each other by means of connectors, as well as an optical system and a scattering filter.
Процессорная печатная плата обеспечивает размещение на ней микроконтроллера и светочувствительного элемента и может быть выполнена в виде пластины из текстолита или гетинакса с нанесенной на нее микросхемой. The processor printed circuit board provides placement of a microcontroller and a photosensitive element on it and can be made in the form of a PCB or getinax plate with a microcircuit applied to it.
Светочувствительный элемент выполняет функцию приемника изображения и обеспечивает его считывание и передачу изображения ладони на микроконтроллер. Светочувствительный элемент может быть выполнен в виде CMOS (КМОП) или CCD (ПЗС) матрицы светочувствительной в ИК области спектра. The photosensitive element performs the function of an image receiver and provides its reading and transmission of the palm image to the microcontroller. The photosensitive element can be made in the form of a CMOS (CMOS) or CCD (CCD) matrix photosensitive in the IR region of the spectrum.
Микроконтроллер обеспечивает реализацию алгоритма идентификации пользователя по рисунку вен ладони и может быть представлен в виде микросхемы, нанесенной на печатную плату. Алгоритм заключается в анализе изображения рисунка вен ладони пользователя, идентификации пользователя в соответствии с результатами анализа и предоставлении ему требуемого доступа. Оптическая система обеспечивает фокусирование изображения ладони пользователя на светочувствительном элементе и может быть представлена в виде объектива. Объектив представляет собой цилиндрический корпус с фокусирующими линзами внутри. Оптическая система может быть расположена внутри корпуса устройства опираясь на процессорную печатную плату, а центральная ось оптической системы может быть сонаправлена с осью симметрии матрицы светочувствительного элемента. The microcontroller provides the implementation of the user identification algorithm based on the pattern of palm veins and can be represented as a microcircuit printed on a printed circuit board. The algorithm consists in analyzing the image of the user's palm vein pattern, identifying the user in accordance with the results of the analysis, and providing him with the required access. The optical system provides focusing of the image of the user's palm on the photosensitive element and can be represented as a lens. The lens is a cylindrical body with focusing lenses inside. The optical system can be located inside the device housing based on the processor printed circuit board, and the central axis of the optical system can be co-directed with the axis of symmetry of the matrix of the photosensitive element.
Печатная плата освещения обеспечивает размещение на ней светодиодов и может быть выполнена в виде пластины из текстолита или гетинакса с нанесенной на нее микросхемой питания светодиодов. Печатная плата может иметь цилиндрическое отверстие для размещения внутри него оптической системы. The lighting printed circuit board provides placement of LEDs on it and can be made in the form of a textolite or getinax plate with an LED power supply chip applied to it. The printed circuit board may have a cylindrical hole to accommodate an optical system inside it.
Светодиоды выполняют функцию излучателя и обеспечивают формирование излучения ПК спектра для освещения им ладони пользователя. Светодиоды могут излучать свет в диапазоне длин волн от 850 до 940 нанометров. Светодиоды могут быть расположены на печатной плате освещения по окружности вокруг отверстия для размещения оптической системы, для равномерного освещения ладони пользователя. LEDs perform the function of an emitter and provide the formation of PC spectrum radiation to illuminate the user's palm. LEDs can emit light in the wavelength range from 850 to 940 nanometers. The LEDs can be arranged on the lighting circuit board in a circle around the hole for the optical system, to evenly illuminate the user's palm.
Над светодиодами расположены поляризаторы излучателя, которые обеспечивают получение плоскополяризованного в ближнем ПК диапазоне излучения из формируемого светодиодами неполяризованного излучения. Над светочувствительным элементом расположен поляризатор приемника, также обеспечивающий поляризацию в ближнем ПК диапазоне излучения, считываемого светочувствительным элементом. Направление поляризации излучения характеризуется вектором напряженности световой волны, при этом вектор напряженности световой волны поляризатора приемника является перпендикулярным вектору напряженности световой волны поляризаторов излучателя. Такая взаимно перпендикулярная ориентация направлений поляризации позволяет осветить ладонь пользователя плоскополяризованным светом, а при отражении плоскополяризованного света от внутренних слоев ладони его направление поляризации совпадает с направлением поляризации поляризатора приемника. Это позволяет зафиксировать светочувствительным элементом только отраженный от вен ладоней свет, минимизируя при этом отражение ИК излучения от поверхности кожи пользователя и попадание его на светочувствительный элемент, за счет чего обеспечивается повышение контрастности изображения, содержащего рисунок вен ладоней пользователя. Emitter polarizers are located above the LEDs, which ensure the production of plane polarized radiation in the near PC range from the unpolarized radiation formed by the LEDs. A receiver polarizer is located above the photosensitive element, which also provides polarization in the near PC range of radiation read by the photosensitive element. The direction of radiation polarization is characterized by the light wave intensity vector, while the light wave intensity vector of the receiver polarizer is perpendicular to the light wave intensity vector of the emitter polarizers. Such a mutually perpendicular orientation of the polarization directions makes it possible to illuminate the user's palm with plane-polarized light, and when plane-polarized light is reflected from the inner layers of the palm, its polarization direction coincides with the polarization direction of the receiver polarizer. This allows the photosensitive element to fix only the light reflected from the palm veins, while minimizing the reflection of IR radiation from the surface of the user's skin and its contact with the photosensitive element, thereby increasing the contrast of the image containing the pattern of the user's palm veins.
Поляризаторы излучателя и приемника имеют многослойную структуру, что обеспечивает защиту их от внешних воздействий. Один из слоев поляризатора выполнен в виде пленки, содержащей поляризационную решетку. Поляризационная решетка состоит из проводников, которые могут быть нанесены на светопрозрачную пластиковую подложку. Ширина проводников, а также расстояние между ними может варьироваться в диапазоне от 50 до 150 нм, что значительно меньше, чем длины волн ближнего ИК диапазона (от 850 до 940 нм), и позволяет улучшить оптическое пропускание в ближнем ИК диапазоне, а также повысить контрастность изображения рисунка вен ладони. The emitter and receiver polarizers have a multilayer structure, which ensures their protection from external influences. One of the layers of the polarizer is made in the form of a film containing a polarization grating. The polarizing grating consists of conductors that can be deposited on a translucent plastic substrate. The width of the conductors, as well as the distance between them, can vary in the range from 50 to 150 nm, which is much smaller than the wavelengths of the near-IR range (from 850 to 940 nm), and allows you to improve the optical transmission in the near-IR range, as well as increase the contrast images of palm vein pattern.
Еще один из слоев поляризатора выполнен из твердого светопропускающего материала, обеспечивающего защиту поляризационной решетки от внешних воздействий и расположен над слоем, содержащим ее. Светопропускающий материал может быть представлен оптическим стеклом, обеспечивающим пропускание света без его существенных искажений. Слой, содержащий поляризационную решетку, и слой твердого светопропускающего материала, могут быть соединены между собой посредством ламинации с использованием оптического клея. Another of the layers of the polarizer is made of a solid light-transmitting material that provides protection of the polarization grating from external influences and is located above the layer containing it. The light-transmitting material can be represented by an optical glass that provides light transmission without significant distortion. The layer containing the polarizing grating and the layer of solid light-transmitting material can be interconnected by lamination using an optical adhesive.
Одна из поверхностей слоя твердого светопропускающего материала поляризатора излучателя может быть выполнена светорассеивающей, за счет увеличения неоднородности поверхности материала, что позволяет повысить степень рассеяния излучения и равномерность освещения им ладони пользователя. Увеличение неоднородности поверхности светопропускающего материала может быть достигнуто посредством нанесения рельефного рисунка или шероховатостей. В наиболее предпочтительном варианте исполнения неоднородность поверхности светопропускающего материала может быть достигнута посредством выполнения её матовой. Выполнение поверхности слоя светопропускающего материала матовой позволяет уменьшить размер шероховатостей до размера меньшего чем длина волны падающего света, за счет чего увеличивается коэффициент рассеяния излучения твердого светопропускающего материала. Для придания структуре поляризатора дополнительной жесткости и снижения риска его повреждения и выхода из строя, слой, содержащий поляризационную решетку, может быть расположен между двух слоев твердого светопропускающего материала. Поверхность каждого из двух слоев твердого светопропускающего материала также может быть выполнена светорассеивающей, а в частности может быть выполнена матовой, что дополнительно повышает степень рассеяния излучения, поступающего от излучателя. One of the surfaces of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer can be made light-scattering by increasing the inhomogeneity of the material surface, which makes it possible to increase the degree of radiation scattering and the uniformity of illumination of the user's palm by it. Increasing the non-uniformity of the surface of the light-transmitting material can be achieved by applying a relief pattern or roughness. In the most preferred embodiment, the non-uniformity of the surface of the light-transmitting material can be achieved by making it matte. Making the surface of the layer of the light-transmitting material matte makes it possible to reduce the size of the roughness to a size smaller than the wavelength of the incident light, thereby increasing the scattering coefficient of the radiation of the solid light-transmitting material. To impart additional rigidity to the structure of the polarizer and reduce the risk of its damage and failure, a layer containing a polarizing grating can be located between two layers of a solid light-transmitting material. The surface of each of the two layers of solid light-transmitting material can also be made light-diffusing, and in particular can be made matte, which further increases the degree of scattering of radiation coming from the emitter.
Поверхности слоя твердого светопропускающего материала поляризатора приемника могут быть выполнены гладкими, что обеспечивает минимальное рассеяние излучения, попадающего на приемник, за счет чего повышается качество получаемого им изображения рисунка вен ладони пользователя, что позволяет повысить эффективность биометрической идентификации пользователя. The surfaces of the layer of solid light-transmitting material of the polarizer of the receiver can be made smooth, which ensures minimal scattering of radiation incident on the receiver, thereby improving the quality of the received them images of the user's palm vein pattern, which improves the efficiency of the user's biometric identification.
Рассеивающий фильтр обеспечивает рассеяние излучения, формируемого светодиодами, и позволяет равномерно осветить ладонь пользователя. Рассеивающий фильтр установлен внутри корпуса над поляризаторами излучателей и может иметь кольцеобразную структуру, обеспечивающую поглощение света от каждого из светодиодов. The diffusion filter ensures that the radiation generated by the LEDs is scattered and allows even illumination of the user's palm. The scattering filter is installed inside the housing above the polarizers of the emitters and can have an annular structure that absorbs light from each of the LEDs.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость». The invention can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".
Изобретение характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что одна поверхность слоя твердого светопропускающего материала поляризатора излучателя выполнена светорассеивающей, что позволяет, повысить коэффициент рассеяния света слоем твердого светопропускающего материала и обеспечить равномерность освещения ладони пользователя поляризованным светом, поступающим от излучателей. The invention is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that one surface of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer is light-scattering, which makes it possible to increase the light scattering coefficient of the layer of solid light-transmitting material and ensure uniform illumination of the user's palm with polarized light coming from the emitters.
Совокупность существенных признаков изобретения позволяет повысить контрастность изображения рисунка вен ладони пользователя, за счет выполнения поляризаторов приемника и излучателя таким образом, что направления их поляризации перпендикулярны друг другу, что позволяет увеличить разницу между двумя составляющими поляризованного света, которые перпендикулярны друг другу. Также совокупность существенных признаков обеспечивает повышение эффективности биометрической идентификации пользователя по рисунку вен его ладони, в частности, за счет равномерного освещения ладони пользователя поляризованным светом происходит увеличение площади ладони освещаемой светом ближнего ИК диапазона, что позволяет использовать для биометрической идентификации не только те вены пользователя, которые находятся в центре ладони, но и те что находятся на периферии с ней. The set of essential features of the invention makes it possible to increase the image contrast of the user's palm vein pattern by making the receiver and emitter polarizers in such a way that their polarization directions are perpendicular to each other, which makes it possible to increase the difference between two polarized light components that are perpendicular to each other. Also, the set of essential features provides an increase in the efficiency of biometric identification of the user according to the pattern of the veins of his palm, in particular, due to the uniform illumination of the user's palm with polarized light, an increase in the area of \u200b\u200bthe palm illuminated by near-IR light occurs, which makes it possible to use for biometric identification not only those user veins that are in the center of the palm, but also those that are on the periphery with it.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении степени рассеяния излучения, поступающего от излучателя, тем самым, повышая эффективность биометрической идентификации пользователя. This ensures the achievement of the technical result, which consists in increasing the degree of scattering of radiation coming from the emitter, thereby increasing the efficiency of the user's biometric identification.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна». Из уровня техники известно устройство идентификации вен ладони пользователя, содержащее последовательно расположенные излучатель и поляризатор излучателя, а также последовательно расположенные приемник излучения и поляризатор приемника излучения, векторы напряженности световой волны которых перпендикулярны друг другу. Также из уровня техники известно устройство проецирования излучения, содержащее последовательно расположенные излучатель поляризатор излучателя, который при этом имеет многослойную структуру, один из слоев которой выполнен из твердого светопропускающего материала и обеспечивает защиту поляризационной решетки от внешних воздействий, однако применение данного устройства в области биометрической идентификации пользователей не представляется возможным. The invention has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the criterion of patentability "novelty". From the prior art, a device for identifying the veins of the user's palm is known, containing a series-located emitter and a polarizer of the emitter, as well as a series-located radiation receiver and a polarizer of the radiation receiver, the light wave intensity vectors of which are perpendicular to each other. Also, a device for projecting radiation is known from the prior art, containing a series of emitter polarizer emitter, which at the same time has a multilayer structure, one of the layers of which is made of a solid light-transmitting material and provides protection for the polarization grating from external influences, however, the use of this device in the field of biometric identification of users does not seem possible.
Однако из уровня техники не известны устройства, в которых могут быть одновременно решены проблемы повышения защищенности поляризационной решетки от внешних воздействий и повышения контрастности изображения рисунка вен ладоней человека. А также не известны устройства, в которых, при прочих равных признаках, возможно повышение степени рассеяния излучения, поступающего от излучателя, за счет выполнения одной из поверхностей слоя твердого светопропускающего материала светорассеивающей. However, devices are not known from the prior art, in which the problems of increasing the protection of the polarization grating from external influences and increasing the contrast of the image of the pattern of the veins of the human palms can be simultaneously solved. Also, devices are not known in which, other things being equal, it is possible to increase the degree of scattering of radiation coming from the emitter, due to the implementation of one of the surfaces of the layer of solid light-transmitting material as light-scattering.
Ввиду этого изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень». In view of this, the invention meets the criterion of patentability "inventive step".
Изобретение поясняется следующими фигурами. The invention is illustrated by the following figures.
Фиг.1 - Устройство идентификации вен ладони, поперечный разрез Fig.1 - Palm vein identification device, cross section
Фиг. 2 - Схема расположения светодиодов на печатной плате устройства. Fig. 2 - Scheme of the location of the LEDs on the printed circuit board of the device.
Фиг. 3 - Схема расположения поляризационных фильтров внутри устройства идентификации вен ладони. Fig. 3 - Scheme of the polarization filters inside the palm vein identification device.
Фиг. 4 - Структура пластины поляризационного фильтра. Fig. 4 - The structure of the polarizing filter plate.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом. In order to illustrate the possibility of implementation and a better understanding of the essence of the invention, an embodiment of its implementation is presented below, which can be modified or supplemented in any way, while the present invention is by no means limited to the presented embodiment.
Устройство идентификации вен ладони содержит полый корпус 1, прикрытый крышкой, которая представляет собой ИК пропускающий фильтр 2. Внутри корпуса 1 содержится, процессорная печатная плата 3 с размещенным на ней микроконтроллером и светочувствительным элементом 4. Светочувствительный элемент 4 представлен CMOS матрицей чувствительной в ИК области спектра. Над светочувствительным элементом 4 расположена оптическая система, в виде объектива 5, предназначенного для формирования изображения на CMOS матрице светочувствительного элемента 4. Также внутри корпуса содержится печатная плата 6 освещения, с размещенными на ней светодиодами 7 ИК спектра излучения. Светодиоды 7 расположены по окружности вокруг объектива 5. Печатные платы 3 и 6 соединены между собой при помощи соединительных разъемов 8. The palm vein identification device contains a hollow body 1, covered with a cover, which is an IR transmission filter 2. Inside the body 1, there is a processor printed circuit board 3 with a microcontroller and a photosensitive element 4 placed on it. The photosensitive element 4 is represented by a CMOS matrix sensitive in the IR region of the spectrum . An optical system is located above the photosensitive element 4, in the form of a lens 5, designed for forming an image on the CMOS matrix of the photosensitive element 4. Also inside the case contains a printed circuit board 6 lighting, with LEDs 7 of the IR spectrum placed on it. LEDs 7 are located in a circle around the lens 5. Printed circuit boards 3 and 6 are interconnected using connectors 8.
Как показано на фиг. 1 и 3, над светодиодами 7 расположены поляризационные фильтры 9, а над светочувствительным элементом 4 расположен поляризационный фильтр 10 вектор напряженности световой волны которого, перпендикулярен вектору напряженности световой волны поляризационного фильтра 9. При этом направление поляризации фильтров показано линиями на фиг. 3. As shown in FIG. 1 and 3, polarizing filters 9 are located above the LEDs 7, and polarizing filter 10 is located above the photosensitive element 4, the light wave strength vector of which is perpendicular to the light wave strength vector of the polarizing filter 9. In this case, the polarization direction of the filters is shown by lines in Fig. 3.
Поляризационные фильтры 9 и 10 обеспечивают поляризацию в ближнем ИК диапазоне длин волн и выполнены в виде пластин, имеющих твердую структуру, состоящую из пяти слоев. Поляризационный фильтр 9 содержит активный слой 300 выполненный в виде поляризатора, поляризационный слой которого состоит из металлических проводников и нанесен на пластиковую подложку. Ширина проводников равна расстоянию между ними и составляет 5 = 100 нм. Слои 100 и 500 представлены оптическими стеклами, внешние поверхности которых выполнены матовыми и выполняют светорассеивающую функцию. Слои светопрозрачного оптического клея 200 и 400 обеспечивают ламинацию активного слоя 300 между двумя слоями 100 и 500 оптического стекла. Поляризационный фильтр 10 имеет идентичную структуру, а поверхность слоев 100 и 500 оптического стекла выполнена глянцевой. Polarizing filters 9 and 10 provide polarization in the near-IR wavelength range and are made in the form of plates having a solid structure consisting of five layers. The polarizing filter 9 contains an active layer 300 made in the form of a polarizer, the polarizing layer of which consists of metal conductors and is deposited on a plastic substrate. The width of the conductors is equal to the distance between them and is 5 = 100 nm. Layers 100 and 500 are optical glasses, the outer surfaces of which are matte and perform a light-scattering function. Layers of translucent optical adhesive 200 and 400 provide lamination of the active layer 300 between two layers 100 and 500 of optical glass. The polarizing filter 10 has an identical structure, and the surface of the optical glass layers 100 and 500 is glossy.
Над поляризационными фильтрами 9 установлен кольцеобразный рассеивающий фильтр 11, обеспечивающий равномерное освещение ладони светодиодами 7. An annular diffusing filter 11 is installed above the polarizing filters 9, which provides uniform illumination of the palm with LEDs 7.
Изобретение работает следующим образом. The invention works as follows.
Пользователем подносится ладонь к устройству идентификации и фиксируется ее положение на расстоянии 4-10 см от фильтра 2. Светодиодами 7 формируется излучение ИК спектра, которое попадает на поляризационные фильтры 9 и проходя через слой 500 оптического стекла рассеивается его матовой поверхностью, а затем проходя через слой 400 оптического клея попадает на активный слой 300 поляризатора. На активном слое 300 поляризатора излучение поляризованное ортогонально проводникам проходит сквозь них, а остальное излучение отражается от их поверхности, и на выходе из слоя 300 излучение имеет плоскополяризованную структуру. Излучение, проходя через слой 200 оптического клея попадает на слой 100 оптического стекла, где дополнительно рассеивается его матовой поверхностью и попадает на кольцеобразный рассеивающий фильтр И. Проходя через кольцеобразный рассеивающий фильтр И, излучение рассеивается и ладонь пользователя равномерно освещается. The user brings the palm to the identification device and fixes its position at a distance of 4-10 cm from the filter 2. The LEDs 7 form the IR spectrum radiation, which falls on the polarizing filters 9 and passing through the optical glass layer 500 is scattered by its matte surface, and then passing through the layer 400 optical adhesive falls on the active layer 300 of the polarizer. On the active layer 300 of the polarizer, the radiation polarized orthogonally to the conductors passes through them, and the rest of the radiation is reflected from their surface, and at the exit from the layer 300 the radiation has a plane polarized structure. The radiation, passing through the layer 200 of the optical adhesive, falls on the layer 100 of the optical glass, where it is additionally scattered by its matte surface and falls on the annular diffuser. filter I. Passing through the annular diffuse filter And, the radiation is scattered and the user's palm is evenly illuminated.
Плоскополяризованное ИК излучение, освещающее ладонь пользователя, проходит сквозь кожу и в различной степени поглощается оксигемоглобином и дезоксигемоглобином, содержащимися в крови человека, и также в различной степени отражается от них. При этом, за счет того, что ИК излучение является плоскополяризованным оно в меньшей степени отражается от поверхности ладони пользователя и может быть лучше поглощено компонентами крови. Отраженное компонентами крови излучение попадает в объектив 5, где формируется изображение, которое затем поступает на поляризационный фильтр 10. Отраженное компонентами крови излучение также является плоскополяризованным, однако при отражении его от компонентов крови изменяется направление его поляризации. Также в объектив 5 попадает не только излучение, отраженное компонентами крови человека, а также и излучение, отраженное от ладони пользователя, попадание которого в объектив 5 является нежелательным. Излучение попадающее в объектив 5 проходя через активный слой 300 поляризационного фильтра 10, поляризуется в направлении перпендикулярном направлению поляризации фильтра 9. Поляризованное излучение, полученное на выходе из фильтра 10, попадая на CMOS матрицу светочувствительного элемента 4 формирует на ней контрастное изображение вен ладони. После чего это изображение поступает на микроконтроллер печатной платы 3, который анализирует его и в соответствии с результатами анализа производит идентификацию пользователя и предоставляет ему требуемый доступ. Plane-polarized IR radiation illuminating the user's palm passes through the skin and is absorbed to varying degrees by oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin contained in human blood, and is also reflected from them to varying degrees. At the same time, due to the fact that IR radiation is plane polarized, it is reflected to a lesser extent from the surface of the user's palm and can be better absorbed by blood components. The radiation reflected by the blood components enters the lens 5, where an image is formed, which then enters the polarizing filter 10. The radiation reflected by the blood components is also plane polarized, however, when it is reflected from the blood components, the direction of its polarization changes. Also, the lens 5 receives not only the radiation reflected by the human blood components, but also the radiation reflected from the user's palm, the entry of which into the lens 5 is undesirable. The radiation entering the lens 5, passing through the active layer 300 of the polarizing filter 10, is polarized in the direction perpendicular to the polarization direction of the filter 9. The polarized radiation obtained at the output of the filter 10, falling on the CMOS matrix of the photosensitive element 4, forms a contrast image of the palm veins on it. After that, this image is sent to the microcontroller of the printed circuit board 3, which analyzes it and, in accordance with the results of the analysis, identifies the user and provides him with the required access.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении степени рассеяния излучения, поступающего от излучателя, тем самым, повышая эффективность биометрической идентификации пользователя. This ensures the achievement of the technical result, which consists in increasing the degree of scattering of radiation coming from the emitter, thereby increasing the efficiency of the user's biometric identification.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Устройство идентификации вен ладони пользователя содержит последовательно расположенные излучатель и поляризатор излучателя, а также последовательно расположенный приемник излучения с поляризатором приемника, вектор напряженности световой волны которого является перпендикулярным по отношению к вектору напряженности световой волны поляризатора излучателя, причем поляризатор излучателя имеет многослойную структуру, при этом один из слоев выполнен в виде пленки, содержащей поляризационную решетку, а еще один из слоев выполнен из твердого светопропускающего материала, отличающееся тем, что одна поверхность слоя твердого светопропускающего материала поляризатора излучателя выполнена светорассеивающей. 1. The device for identifying the veins of the user's palm contains a series-located emitter and a polarizer of the emitter, as well as a series-located radiation receiver with a polarizer of the receiver, the light wave intensity vector of which is perpendicular to the light wave intensity vector of the emitter polarizer, and the emitter polarizer has a multilayer structure, with In this case, one of the layers is made in the form of a film containing a polarizing grating, and another of the layers is made of a solid light-transmitting material, characterized in that one surface of the layer of solid light-transmitting material of the emitter polarizer is made light-scattering.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность слоя твердого светопропускающего материала выполнена матовой. 2. The device according to claim 1, characterized in that the surface of the layer of solid light-transmitting material is matte.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поляризационная решетка расположена между двух слоев твердого светопропускающего материала. 3. The device according to claim 1, characterized in that the polarizing grating is located between two layers of solid light-transmitting material.
4. Устройство по п.З, отличающееся тем, что поверхность каждого из слоев твердого светопропускающего материала выполнена матовой. 4. The device according to claim 3, characterized in that the surface of each of the layers of solid light-transmitting material is matte.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поляризатор приемника имеет многослойную структуру. 5. The device according to claim 1, characterized in that the polarizer of the receiver has a multilayer structure.
6. Устройство по и.5, отличающееся тем, что один из слоев поляризатора приемника выполнен из твердого светопропускающего материала. 6. The device according to claim 5, characterized in that one of the polarizer layers of the receiver is made of a solid light-transmitting material.
7. Устройство по и.6, отличающееся тем, что поверхности слоя твердого светопропускающего материала выполнены гладкими. 7. The device according to claim 6, characterized in that the surfaces of the layer of solid light-transmitting material are smooth.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шаг поляризационной решетки составляет от 50 до 150 нм. 8. The device according to claim 1, characterized in that the pitch of the polarization grating is from 50 to 150 nm.
PCT/RU2022/050324 2021-10-14 2022-10-12 Device for identifying the veins of a user's palm WO2023063853A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021129865 2021-10-14
RU2021129865A RU2772040C1 (en) 2021-10-14 User palm vein identification device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023063853A1 true WO2023063853A1 (en) 2023-04-20

Family

ID=85987658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/050324 WO2023063853A1 (en) 2021-10-14 2022-10-12 Device for identifying the veins of a user's palm

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023063853A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110051053A1 (en) * 2008-07-04 2011-03-03 Mitsui Chemicals, Inc. Polarizing diffuser film, method for producing polarizing diffuser film, and liquid crystal display device comprising polarizing diffuser film
CN103679153A (en) * 2013-12-16 2014-03-26 中国民航大学 Finger multi-modal biometric characteristic polarization imaging system
US20150356362A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Lawrence Livermore National Security, Llc Personal electronic device for performing multimodal imaging for non-contact identification of multiple biometric traits

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110051053A1 (en) * 2008-07-04 2011-03-03 Mitsui Chemicals, Inc. Polarizing diffuser film, method for producing polarizing diffuser film, and liquid crystal display device comprising polarizing diffuser film
CN103679153A (en) * 2013-12-16 2014-03-26 中国民航大学 Finger multi-modal biometric characteristic polarization imaging system
US20150356362A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Lawrence Livermore National Security, Llc Personal electronic device for performing multimodal imaging for non-contact identification of multiple biometric traits

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STANUCH MACIEJ, WODZINSKI MAREK, SKALSKI ANDRZEJ: "Contact-Free Multispectral Identity Verification System Using Palm Veins and Deep Neural Network", SENSORS, vol. 20, no. 19, pages 5695, XP093062132, DOI: 10.3390/s20195695 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI713921B (en) Under-screen fingerprint identification device
US9379157B2 (en) Image acquisition device, biometric authentication device, and electronic apparatus
KR100864272B1 (en) Light guide member, illumination apparatus, and image capturing apparatus using the same
US5822445A (en) Apparatus for identifying fingerprints
US7787110B2 (en) Diffractive imaging system and method for the reading and analysis of skin topology
TW201901525A (en) Optical fingerprint identification module
KR100908860B1 (en) Imaging device
TWM553019U (en) Biological feature identification device
TWI623766B (en) Biometric device and method and wearable carrier
TWI637326B (en) Biological feature identification device
WO2014115682A1 (en) Personal authentication device
CN101765402A (en) Fingerprint imaging system
WO2021213514A1 (en) Edge-lit backlight module and liquid crystal display device
TWI637327B (en) Biological feature identification device
TWM553015U (en) Biological feature identification device
TWM553018U (en) Biological feature identification device
RU2772040C1 (en) User palm vein identification device
CN111902822A (en) Under-screen illumination using external light sources
WO2023063853A1 (en) Device for identifying the veins of a user's palm
TWM553016U (en) Biological feature identification device
KR101040750B1 (en) Apparatus for personal identification
TWM553003U (en) Biological feature identification device
RU2218866C2 (en) Device for recording papillary pattern
TWI833480B (en) Optical biometric identification module
WO2018113100A1 (en) Biometric identification device

Legal Events

Date Code Title Description
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22881454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1