УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПАПИЛЛЯРНОГО УЗОРА
DEVICE FOR RECORDING RIDGE PATTERN

Изобретение относится к устройствам для регистрации папиллярного узора пальца и может быть использовано в системах ограничения доступа к защищаемому объекту.
Известно устройство для регистрации папиллярного узора, выбранное в качестве аналога, описанное в патенте РФ №2218866, МПК А61В 5/117, содержащее трехгранную призму, оптически связанные между собой источник света, проекционную систему и систему фотоприемных элементов, а также блок обработки сигнала, электрически связанный с системой фотоприемных элементов, причем призма имеет форму прямоугольного треугольника, грань меньшего катета является воспринимающей, грань большего катета является входной и одновременно выходной гранью, грань гипотенузы образует с воспринимающей гранью угол 60-75°, а проекционная система, источник света и система фотоприемных элементов расположены напротив грани большего катета призмы. Недостатком данного устройства является то, что при снятии отпечатков пальцев на воспринимающей грани призмы остаются потожировые выделения кожи, которые могут ухудшать качество изображения папиллярного узора (фоновый шум на изображении), что снижает надежность идентификации личности. Кроме этого, устройство имеет относительно высокую себестоимость за счет наличия в нем призмы, изготавливаемой из дорогостоящего оптического стекла.
Известны устройства для регистрации папиллярного узора, в которых вместо оптического элемента (призмы) используется термочувствительная линейка (см. термочувствительные линейки типа AT 77 С104В и AT 77 С102В производства фирмы «Atmel Corporation», USA, в приложении, взятом с сайта www.atmel.com). Линейка содержит термочувствительные элементы, устанавливается на плоском основании и электрически соединена с блоком обработки изображений (контроллером или ПЭВМ). При перемещении пальца поперек линейки тепловые потоки от бугорков и впадин папиллярного узора пальца преобразуются в электрические сигналы, которые обрабатываются блоком обработки и преобразуются в электронное изображение папиллярного узора. В дальнейшем будем называть эту линейку основной. Подобные устройства существенно меньше подвержены влиянию потожирового выделения кожи на качество изображения папиллярного узора. Однако данному устройству, выбранному в качестве прототипа, присущ следующий недостаток: устройство позволяет получать изображение папиллярного узора подушечки пальца и не позволяет одновременно получать изображения боковых поверхностей пальца, примыкающих к подушечке, т.е. картина папиллярного узора пальца получается неполной и часть информации о папиллярном узоре теряется.
Задачей, решаемой изобретением, является получение более полной картины папиллярного узора пальца.
Достигается это тем, что в известном устройстве для регистрации папиллярного узора, содержащем основание с установленной на нем основной линейкой термочувствительных элементов, расположенной поперек направления движения анализируемого пальца и электрически соединенной с блоком обработки изображений:
вблизи основной линейки слева и справа относительно анализируемого пальца дополнительно установлены две дополнительные термочувствительные линейки так, что они контактируют с боковыми поверхностями пальца, соединенные электрической связью с блоком обработки изображений.
Кроме того, дополнительные термочувствительные линейки выполнены подпружиненными с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном поверхности, на которой установлена линейка.
Кроме того, основание выполнено в виде желоба, имеющего в сечении форму трапеции, причем на дне желоба расположена основная линейка, а на боковых сторонах желоба установлены дополнительные линейки.
Суть изобретения поясняется на Фиг.1, на которой приведена схема заявляемого устройства.
Устройство содержит основание 1, например, из пластмассы, на котором установлена основная термочувствительная линейка 2. Для простоты понимания рассматривается вариант, когда основание выполнено в форме желоба, имеющего в поперечном сечении форму трапеции, причем дно желоба является меньшим основанием трапеции. Линейка 2 расположена на дне желоба. Кроме того, на этом же основании на боковых сторонах желоба установлены две дополнительные термочувствительные линейки 3, продольные оси которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной направлению движения пальца 4 при сканировании и сдвинутой относительно основной термочувствительной линейки 2 вдоль направления движения пальца 4, при этом при проекции на плоскость, перпендикулярную направлению движения пальца 4, каждая из дополнительных линеек 3 пересекается одним своим концом с концом основной линейки 2, образуя в проекции три стороны равнобедренной трапеции, причем участок проекции основной линейки 2 между точками пересечения составляет меньшее основание трапеции, а участки проекций дополнительных линеек 3 составляют ее боковые стороны. Линейки 3 подпружинены пружинами 7 и могут перемещаться в направлениях, указанных на виде А Фиг.1 стрелками. Перемещения линеек 3 необходимы для более полного охвата поверхности пальца 4. Линейки 3 контактируют с боковыми поверхностями пальца 4, примыкающими к подушечке пальца.
Такое же взаимное расположение линеек может быть достигнуто и без желоба путем расположения линеек 3 на соответствующих кронштейнах.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
Палец 4 прижимают к линейкам 2 и 3 термочувствительных элементов и перемещают относительно линеек 2 и 3 в направлении, перпендикулярном им. Тепловые потоки от бугорков и впадин папиллярного узора регистрируются термодатчиками линеек, преобразуются в электрические сигналы, передающиеся по связям 5 в блок обработки 6, преобразующий их в электронное изображение папиллярного узора.
При прижимании пальца 4 к линейкам кожа в местах контакта ее с линейками 2, 3 за счет как собственной упругости кожи, так и упругости подкожных слоев пальца 4 деформируется, принимая форму линеек 2, 3. Форма поперечного сечения недеформированного пальца показана на Фиг.2а, деформация на основной линейке показана на Фиг.2б, на боковых - на Фиг.2в. Общая деформация пальца на всех линейках показана на главном виде и на виде Б Фиг.1. На Фиг.1 видно, что участки кожи между точками Х и Y последовательно протягиваются сначала по основной линейке 2, а потом наклонным дополнительным линейкам 3. Соответственно, изображения папиллярного узора, полученные с этих линеек, могут быть за счет анализа совпадающих участков «сшиты» в единое изображение значительной части зоны расположения папиллярного узора. Для того чтобы изображения, полученные с разных линеек, могли быть надежно «сшиты», необходимо, чтобы ширина зоны пересечения изображений была больше, чем характерный размер деталей изображения. Для папиллярных узоров таким характерным размером является расстояние между соседними папиллярными линиям, которое в среднем составляет 0,3 мм и, как правило, не превышает 0,5 мм. Поэтому и длина участков линеек от точки пересечения их проекций до ближайших концов линеек не должна быть меньше этой величины. Благодаря наличию дополнительных термочувствительных линеек, размещенных под углом к основной, изображение папиллярного узора получается более полным, что упрощает процесс идентификации личности.
Для лучшей сшивки изображения на основание 1 может быть установлена еще одна дополнительная линейка 8, параллельная линейке 2 и находящаяся с линейкой 2 по разные стороны от линеек 3. На видах А и Б Фиг.1 линейка 8 показана пунктирной линией.
Заявителем изготовлен опытный образец устройства, на котором площадь изображения регистрируемого папиллярного узора существенно увеличена. Заявляемое техническое решение обладает новизной, существенными отличительными признаками, промышленной применимостью и может быть защищено патентом на изобретение.