устройство для регистрации папиллярного узора

Формула изобретения

Устройство для регистрации папиллярного узора, содержащее оптически связанные между собой источник света, воспринимающую отпечатки ладони поверхность, выполненную из оптически прозрачного материала и являющуюся одной из сторон герметичной кюветы, заполненной иммерсионной жидкостью, и систему фотоприемных элементов, электрически связанную с блоком обработки изображения, отличающееся тем, что боковые поверхности кюветы расположены напротив друг друга и выполнены каждая относительно воспринимающей отпечатки ладони поверхности под острым углом с возможностью обеспечения перпендикулярного падения на боковую поверхность светового пучка от источника света и перпендикулярного падения отраженного от воспринимающей отпечатки ладони поверхности светового пучка на систему фотоприемных элементов, при этом боковые поверхности кюветы выполнены из оптически прозрачного материала, а величина острого угла составляет 30-60°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области оптического формирования изображения с использованием вычислительной техники, в частности к устройствам для получения дактилоскопических карт, используемых правоохранительными органами.

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.

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 связанные 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.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является упрощение конструкции устройства и снижение его стоимости.

Достигается это тем, что:

- две боковые поверхности кюветы, расположенные напротив друг друга и примыкающие к воспринимающей отпечатки ладони поверхности, выполнены из оптически прозрачного материала;

- указанные выше боковые поверхности кюветы образуют с воспринимающей отпечатки ладоней поверхностью острые углы, величина которых составляет 30...60°.

Суть изобретения поясняется на чертеже, где представлен общий вид устройства.

Устройство для регистрации папиллярного узора (см. чертеж) содержит воспринимающую отпечатки ладоней (либо пальцев) поверхность 1, выполненную из оптически прозрачного материала (например, стекла), источник света 2 и систему фотоприемных элементов 3, оптически связанные 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. Боковые поверхности 6 и 7, расположенные напротив друг друга, выполнены из оптически прозрачного материала и образуют с поверхностью 1 острые углы (на чертеже углы и ), величина которых составляет 30...60°. К внешней относительно кюветы стороне поверхности 1 прикладывается ладонь 10.

Работает заявляемое устройство следующим образом. Световой пучок (показан стрелками) от источника света 2 входит в кювету ABCD через боковую поверхность 6 под углом, обеспечивающим минимальные потери (перпендикулярно) и падает на воспринимающую поверхность 1 под углом, близким к углу полного внутреннего отражения (это обеспечивается подбором угла ). Показатель преломления иммерсионной жидкости 9 близок к показателю преломления материала воспринимающей поверхности 1, поэтому преломление и отражение от внутренней (относительно кюветы ABCD) границы поверхности 1 пренебрежимо малы и свет без потерь доходит до наружной (относительно кюветы) границы воспринимающей поверхности 1 и претерпевает на ней полное внутреннее отражение. После этого отраженный световой пучок выходит из кюветы ABCD через боковую поверхность 7 с минимальными потерями (перпендикулярно к поверхности 7), что обеспечивается подбором угла . В результате в плоскости, где расположена система фотоприемных элементов 3, формируется изображение воспринимающей поверхности 1. В тех точках воспринимающей поверхности 1, которые имеют контакт с папиллярными линиями ладони 10, полное внутреннее отражение нарушается (свет уходит в кожу и поглощается), что приводит к возникновению в плоскости фотоприемных элементов 3 светотеневой картины, повторяющей линии папиллярного узора. Электрический сигнал с фотоприемников 3 через электрическую связь 4 (кабель) вводится в блок 5 для дальнейшей обработки.

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. Заявителем разрабатывается опытный образец устройства со сроком внедрения в 2005 году.