RU2276577C1

RU2276577C1 - Device for registration of papillary pattern

Info

Publication number: RU2276577C1
Application number: RU2004132687/14A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Трусов (RU); Анатолий Александрович Трусов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СОНДА"
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-20
Also published as: RU2004132687A

Abstract

FIELD: optical engineering; computer engineering.

SUBSTANCE: device can be used for drawing dactyloscopic maps used in criminal law. Device for registration of papillary pattern has light source optically connected with surface recognizing prints of palm, which surface is made of optically transparent material and which has to be one side of waterproof dish filled with immersion liquid. Photoreceiving element assembly of the device is electrically connected with image processing unit. Bottom of the dish and one its side surface are made of optically transparent material. Bottom of dish is disposed in parallel to palm prints recognizing surface. Light source is disposed under bottom of the dish. Side surface of the dish made of optically transparent material is inclined to palm print recognizing surface in such a way that normal line to it forms angle with normal line of palm print recognizing surface, which angle is close to critical angle of total reflection.

EFFECT: improved reliability; improved precision of identification.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области оптического формирования изображения с использованием вычислительной техники, в частности к устройствам для получения дактилоскопических карт, используемых правоохранительными органами.The present invention relates to the field of optical imaging using computer technology, in particular to devices for fingerprint cards used by law enforcement agencies.

Известны аналоги предлагаемого изобретения, например устройство для регистрации отпечатков пальцев (заявка РФ №93002977/14, МПК 7 А 61 В 5/117), содержащее призму, одна из граней которой освещена под углом полного внутреннего отражения источником света, проекционную оптическую систему в виде телескопической системы, фотоприемник, выполненный в виде прямоугольной матрицы фотоэлементов, и блок обработки изображения. Недостатком аналога является то, что он имеет ограниченные функциональные возможности, поскольку позволяет регистрировать лишь отпечатки пальцев и фрагментов ладони. Стандартная дактилокарта должна содержать отпечатки первой фаланги всех пальцев и контрольные оттиски обеих рук, образованные одновременным прижатием 4-х пальцев (от указательного до мизинца) одной руки. В настоящее время в требования к дактилокарте входит также регистрация отпечатков ладоней вместе с контрольными оттисками пальцев. Аналог позволяет получение оттисков ладоней лишь в несколько приемов. Это связано с ограниченными размерами воспринимающей поверхности призмы. При этом возникают сложности в "сшивании" отдельных фрагментов полученных оттисков ладони в единое изображение, что требует разработки специальных программ для ЭВМ и методик, приводящих к удорожанию процесса снятия оттиска ладоней и потере качества изображения. Требования к однородности материала призмы (стекла) высоки, поэтому применение призм большого размера, на воспринимающую поверхность которых ладонь помещалась бы полностью, приводит к значительным технологическим трудностям, существенному удорожанию конструкции и увеличению размеров устройства.Known analogues of the invention, for example, a device for recording fingerprints (RF application No. 93002977/14, IPC 7 A 61 B 5/117), containing a prism, one of the faces of which is illuminated at an angle of total internal reflection by a light source, a projection optical system in the form telescopic system, a photodetector made in the form of a rectangular matrix of photocells, and an image processing unit. The disadvantage of the analogue is that it has limited functionality, since it allows you to register only fingerprints and palm fragments. A standard dactylocard should contain fingerprints of the first phalanx of all fingers and control prints of both hands, formed by simultaneously pressing 4 fingers (from index to little finger) of one hand. Currently, the fingerprint requirements also include the registration of palm prints along with control fingerprints. An analogue allows obtaining palm prints in only a few steps. This is due to the limited size of the prism receiving surface. At the same time, difficulties arise in “stitching” of individual fragments of the obtained palm prints into a single image, which requires the development of special computer programs and techniques, leading to an increase in the cost of the process of removing the palm print and loss of image quality. The requirements for the uniformity of the material of the prism (glass) are high, therefore, the use of large prisms, on the receiving surface of which the palm would fit completely, leads to significant technological difficulties, a significant increase in the cost of the structure and an increase in the size of the device.

Известно также устройство для регистрации папиллярного узора (патент РФ №2190352, МПК 7 А 61 В 5/117), содержащее воспринимающую отпечатки пальцев поверхность, проекционную оптическую систему, источник света, отклоняющую оптическую систему и систему фотоприемных элементов, оптически связанных между собой и выполненные с возможностью синхронного перемещения, а также блок обработки изображений, электрически связанный с системой фотоприемных элементов. При этом отклоняющая оптическая система погружена в иммерсионную жидкость, заполняющую кювету, одной из сторон которой является воспринимающая отпечатки пальцев поверхность. Данное устройство выбрано в качестве прототипа как наиболее близкое к заявляемому. Прототип позволяет получать полный оттиск ладони, однако наличие подвижных элементов, перемещающихся внутри жидкости, усложняет конструкцию устройства и ее обслуживание, что и является недостатком прототипа.A device for registering a papillary pattern is also known (RF patent No. 2190352, IPC 7 A 61 B 5/117), comprising a fingerprint-receiving surface, a projection optical system, a light source, a deflecting optical system and a system of photodetector elements optically connected to each other and made with the possibility of synchronous movement, as well as an image processing unit, electrically connected to a system of photodetector elements. In this case, the deflecting optical system is immersed in an immersion liquid filling the cuvette, one of the sides of which is a fingerprint-sensitive surface. This device is selected as a prototype as the closest to the claimed. The prototype allows you to get a complete impression of the palm, however, the presence of movable elements moving inside the fluid complicates the design of the device and its maintenance, which is a disadvantage of the prototype.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является упрощение конструкции устройства и снижение его стоимости.The problem solved by the claimed technical solution is to simplify the design of the device and reduce its cost.

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

- дно кюветы и одна из ее боковых поверхностей выполнены из оптически прозрачного материала;- the bottom of the cell and one of its side surfaces are made of optically transparent material;

- дно кюветы расположено параллельно воспринимающей отпечатки ладоней поверхности;- the bottom of the cuvette is parallel to the palm-sensing surface;

- источник света расположен под дном кюветы;- the light source is located under the bottom of the cell;

- боковая поверхность, выполненная из оптически прозрачного материала, наклонена к воспринимающей отпечатки ладоней поверхности таким образом, что нормаль к ней образует с нормалью воспринимающей отпечатки ладоней поверхности угол, близкий к углу полного внутреннего отражения.- a side surface made of optically transparent material is inclined to the palm-sensing surface in such a way that the normal to it forms with the normal of the palm-sensing surface an angle close to the angle of total internal reflection.

Суть изобретения поясняется чертежом, где представлен общий вид заявляемого устройства.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which presents a General view of the claimed device.

Устройство для регистрации папиллярного узора содержит воспринимающую отпечатки ладоней поверхность 1, выполненную из оптически прозрачного материала (например, стекла), источник света 2 и систему фотоприемных элементов 3, оптически связанных между собой. Система фотоприемных элементов 3 электрически связана, например, кабелем 4 с блоком обработки изображения 5, которым может быть компьютер. Поверхность 1, боковые поверхности 6 и 7 и поверхность 8, являющаяся дном, образуют герметичную кювету ABCD, заполненную иммерсионной жидкостью 9, в качестве которой может быть использован раствор глицерина. Одна из боковых поверхностей кюветы, например поверхность 7, и ее дно 8 выполнены из оптически прозрачного материала, при этом дно кюветы 8 расположено параллельно воспринимающей отпечатки ладони поверхности 1, а источник света 2 расположен под дном 8 кюветы АВСД. Кроме того, боковая поверхность 7 наклонена к воспринимающей отпечатки ладони поверхности таким образом, что нормаль к ней (нормаль n₁) образует с нормалью воспринимающей отпечатки ладони поверхности 1 (нормаль n₂) угол α, близкий к углу полного внутреннего отражения. Этого можно достичь путем подбора угла β. К внешней относительно кюветы стороне поверхности 1 прикладывается ладонь 10 (либо палец руки).A device for registering a papillary pattern contains a palm-receiving surface 1 made of optically transparent material (for example, glass), a light source 2, and a system of photodetector elements 3 optically coupled to each other. The system of photodetector elements 3 is electrically connected, for example, by cable 4 to the image processing unit 5, which may be a computer. Surface 1, side surfaces 6 and 7, and bottom surface 8 form a sealed ABCD cuvette filled with immersion fluid 9, which can be used as a glycerol solution. One of the lateral surfaces of the cuvette, for example, surface 7, and its bottom 8 are made of optically transparent material, while the bottom of the cuvette 8 is parallel to the fingerprint surface 1, and the light source 2 is located under the bottom 8 of the AWSD cuvette. In addition, the side surface 7 is inclined to the surface receiving palm prints in such a way that the normal to it (normal n ₁ ) forms with the normal of the palm print surface 1 (normal n ₂ ) an angle α close to the angle of total internal reflection. This can be achieved by selecting the angle β. A palm 10 (or a finger of the hand) is applied to the side of the surface 1 external to the cell.

Работает заявляемое устройство следующим образом. Световой пучок (показан стрелками) от источника света 2 входит в кювету АВСД через дно 8 под углом, обеспечивающим минимальные потери (перпендикулярно), и падает, проходя через иммерсионную жидкость 9 и материал воспринимающей отпечатки ладони поверхности 1, на внешнюю (относительно кюветы АВСД) границу поверхности 1. В тех точках воспринимающей отпечатки ладони поверхности 1, которые не имеют контакта с папиллярными линиями ладони 10, свет уходит в кожу и поглощается, а в тех точках воспринимающей поверхности 1, которые имеют контакт с папиллярными линиями ладони 10, свет диффузно рассеивается и часть его выходит из материала поверхности 1 под углом полного внутреннего отражения, после чего, пройдя через иммерсионную жидкость 9, световые пучки падают перпендикулярно на боковую поверхность 7 и проходят через нее без существенных потерь, что приводит к возникновению в плоскости фотоприемных элементов 3 светотеневой картины, повторяющей линии папиллярного узора ладони. Показатель преломления иммерсионной жидкости 9 близок к показателю преломления материала воспринимающей отпечатки ладони поверхности 1, поэтому преломление и отражение светового пучка от внутренней (относительно кюветы АВСД) границы поверхности 1 пренебрежимо малы. Электрический сигнал с фотоприемников 3 через электрическую связь 4 (например, кабель) вводится в блок 5 для дальнейшей обработки.The claimed device operates as follows. The light beam (shown by arrows) from the light source 2 enters the AVSU cuvette through the bottom 8 at an angle that ensures minimal loss (perpendicular), and falls, passing through the immersion liquid 9 and the material of the palm print surface 1, to the external (relative to the AVSU cuvette) the boundary of the surface 1. At those points of the palm-receiving surface 1 that do not have contact with the papillary lines of the palm 10, the light goes into the skin and is absorbed, and at those points of the receiving surface 1 that are in contact with the papilla By the lines of palm 10, light diffuses diffusely and part of it leaves the material of surface 1 at an angle of total internal reflection, after which, passing through immersion liquid 9, light beams fall perpendicular to side surface 7 and pass through it without significant losses, which leads to the appearance in the plane of the photodetector elements 3 of a black-and-white pattern, repeating the lines of the papillary pattern of the palm. The refractive index of the immersion liquid 9 is close to the refractive index of the material of the palm-imprinting surface 1, therefore, the refraction and reflection of the light beam from the inner (relative to the cell AVSD) border of the surface 1 is negligible. The electrical signal from the photodetectors 3 through the electrical connection 4 (for example, a cable) is input to block 5 for further processing.

Таким образом, заявителем предложено простое и надежное устройство, позволяющее получить качественные отпечатки пальцев, контрольные оттиски и отпечатки ладоней, используемые в дактилоскопии. Устройство не содержит в своей конструкции движущиеся внутри жидкости элементы и детали, что существенно упрощает его обслуживание и эксплуатацию по сравнению с прототипом, а также снижает его себестоимость.Thus, the applicant proposed a simple and reliable device that allows you to get high-quality fingerprints, control prints and handprints used in fingerprinting. The device does not contain elements and parts moving inside the liquid in its design, which greatly simplifies its maintenance and operation compared to the prototype, and also reduces its cost.

Заявителем разрабатывается опытный образец устройства со сроком внедрения в 2005 году.The applicant is developing a prototype device with a implementation period in 2005.

Claims

A device for registering a papillary pattern containing an optically coupled light source, a palm-sensing surface made of an optically transparent material and one of the sides of a sealed cell filled with immersion liquid, and a photodetector system electrically connected to the image processing unit, characterized in that the bottom of the cuvette and one of its side surfaces are made of optically transparent material, while the bottom of the cuvette is parallel to A palm-imprinting surface and a light source is placed under it, and the side surface of the cell from an optically transparent material is made with the possibility of selecting the angle of its inclination to the palm-sensing surface, which ensures the passage of light beams reflected from the palm-sensing surface perpendicular to the photodetector system.