устройство для регистрации папиллярного узора

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации папиллярного узора, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные между собой источник света, призму, имеющую входную, воспринимающую и выходную поверхности, а также систему фотоприемных элементов, электрически связанную с блоком обработки изображения, отличающееся тем, что выходная поверхность призмы либо ее часть имеет криволинейную форму.

2. Устройство для регистрации папиллярного узора по п.1, отличающееся тем, что между выходной поверхностью призмы и системой фотоприемных элементов установлена положительная линза.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение относится к области оптического формирования изображения с использованием вычислительной техники, в частности к устройствам для получения дактилоскопических карт, используемых правоохранительными органами для идентификации личности по отпечаткам пальцев.

Известны аналоги предполагаемого изобретения, например, устройство регистрации отпечатка пальца (заявка РФ №93002977/14, МПК 7 А 61 В 5/117 от 18.01.93), содержащее призму, одна из внутренних поверхностей которой освещена под углом полного внутреннего отражения, источник света, проекционную оптическую систему в виде телескопической системы, фотоприемник, выполненный в виде прямоугольной матрицы фотоэлементов, и блок обработки изображений. Основным недостатком данного устройства является следующий: изображение, например, отпечатка пальца, выходящее из призмы, получается “сжатым” вдоль одной из осей координат. Так при выполнении призмы, имеющей в поперечном сечении форму равнобедренного прямоугольного треугольника, изображение “сжимается” примерно в 1,4 раза вдоль одной из осей координат. При этом необходимо принимать специальные меры с привлечением алгоритмов, “растягивающих” изображение, что неизбежно увеличивает величину возможной погрешности, снижающей в конечном итоге вероятность идентификации личности по отпечаткам пальцев.

Известно также устройство регистрации отпечатка пальца (патент РФ №2022524 от 28.05.92 г, МПК7 А 61 В 5/117), содержащее последовательно расположенные источник света, призму, контактная поверхность которой размещена под углом полного внутреннего отражения к оси пучка света, корректирующую призму, оптическую систему формирования изображения, включающую положительный компонент, матричный фотоприемник и систему обработки изображения, причем оптическая система формирования изображения дополнительно содержит второй положительный компонент и апертурную диафрагму, при этом задний фокус первого положительного компонента совмещен с передним фокусом второго положительного компонента и апертурной диафрагмой. Данное устройство выбрано в качестве прототипа, как наиболее близкое к заявляемому.

Прототип имеет тот же недостаток, что и аналог (“сжатое” вдоль одной из осей координат изображение). Кроме того, наличие корректирующей призмы, двух положительных компонентов и апертурной диафрагмы существенно увеличивает габариты устройства, что имеет важное значение при создании малогабаритных устройств, используемых, например, в системах ограничения доступа.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение качества изображения и уменьшение габаритов устройства. Достигается это тем, что выходная поверхность призмы либо ее часть имеет криволинейную форму.

Суть изобретения поясняется чертежом на фиг.1, где представлен общий вид устройства.

Устройство для регистрации папиллярного узора (см. фиг.1) содержит последовательно расположенные источник света 1, призму 2 (призма АВС), имеющую входную поверхность ВС, воспринимающую поверхность АВ и выходную поверхность АС, систему фотоприемных элементов 3, блок обработки изображения 4 и электрическую связь 5 (кабель), соединяющую фотоприемные элементы 3 с блоком обработки изображения 4. Выходная поверхность АС (либо ее часть, как показано на фиг.1) выполнена криволинейной (в простейшем случае цилиндрической). Выполнение всей поверхности АС криволинейной показано на фиг.1 пунктирной линией. Элементы 1, 2 и 3 оптически связаны между собой. К воспринимающей поверхности АВ призмы 2 прикладывается палец руки 6. Лучи от источника света 1 (показаны стрелками) падают на воспринимающую поверхность АВ призмы 2 под углом, близким к углу полного внутреннего отражения.

Работает устройство следующим образом.

Световой пучок (показан стрелками) от источника 1 входит в призму 2 через входную грань ВС под углом, обеспечивающим минимальные потери (как правило, перпендикулярно) после чего отражается от поверхности АВ и выходит из призмы 2 через выходную поверхность АС, попадая на фотоприемные элементы 3. В тех точках воспринимающей поверхности АВ призмы 2, которые имеют контакт с папиллярными линиями пальца 6, полное внутреннее отражение нарушается (свет уходит в кожу и поглощается), что приводит к возникновению в плоскости фотоприемных элементов светотеневой картины, повторяющей линии папиллярного узора пальца 6. Электрический сигнал с фотоприемных элементов 3 через кабель 5 вводится в блок 4 (компьютер) для дальнейшей обработки. Исполнение выходной поверхности АС призмы 2 либо ее части криволинейной позволяет “растянуть” изображение вдоль одной из осей координат, не прибегая к использованию сложных алгоритмов, неизбежно приводящих к частичной потере информации, что сказывается на качестве изображения. Криволинейная выходная поверхность призмы работает в этом случае как рассеивающая линза. Общий вид призмы с частично криволинейной выходной поверхностью приведен на фиг.2.

Для формирования параллельного светового пучка, падающего на систему фотоприемных элементов 3, между выходной гранью АС призмы 2 и системой фотоприемных элементов 3 может дополнительно устанавливаться положительная (собирающая) линза 7, как показано на фиг.1.

Таким образом, автором предложено достаточно простое и надежное устройство, позволяющее получить качественные отпечатки пальцев, используемые в дактилоскопии. Предприятием-заявителем разрабатывается рабочая документация для создания опытного образца устройства в 2002 году.