Устройство регистрации отпечатка пальца

 

Область применения: изобретение относится к криминалистической технике и может быть использовано для дактилоскопирования. Сущность изобретения: устройство регистрации отпечатка пальца содержит призму, работающую под углом полного внутреннего отражения, корректирующую призму и оптическую систему формирования изображения. Оптическая система формирования изображения содержит два положительных компонента с совмещенными фокусами и апертурную диафрагму в точке совмещения фокусов. Устройство строит неискаженное изображение отпечатка пальца на матричном фотоприемнике. 1 ил.

Изобретение относится к криминалистической технике и используется для дактилоскопирования.

Известен аппарат для контроля доступа и идентификации, основанной на отпечатках пальцев, содержащий призму, осветительную систему для освещения внутренней поверхности призмы, контактирующей с пальцем под углом полного внутреннего отражения, сканирующую оптико-механическую систему для проецирования изображения отпечатка в плоскость фотоприемника, а также электронную систему для обработки этого изображения. Недостатком известного аппарата является сложность конструкции сканирующей оптико-механической системы, а также длительность процесса регистрации и идентификации отпечатка пальца из-за необходимости сканирования изображения. Кроме того, невозможно получить контрастное неискаженное изображение отпечатка пальца, так как плоскость отпечатка, являющаяся предметной плоскостью, наклонена относительно оптической оси осесимметричного объектива сканирующей оптико-механической системы.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является оптическая система для изображения отпечатка пальца, содержащая последовательно расположенные источник света, освещающий поверхность рабочей призмы, к которой прижимают палец, светом, падающим под углом полного внутреннего отражения, корректирующую призму для компенсации искажений изображения, три плоских зеркала, объектив, формирующий изображение отпечатка пальца на фотоприемнике. Для регистрации и обработки полученного изображения применяется аналогово-цифровая электронная система. Существенным недостатком известной оптической системы является невозможность получения неискаженного изображения отпечатка пальца, так как для проекции применен осесимметричный объектив, который, в случае наклона плоскости предметов (поверхности рабочей призмы, к которой прижимают палец), формирует изображение, имеющее дисторсию, т.е. нелинейно искаженное в силу непостоянства линейного увеличения для различных точек предмета. Применяемая в этом устройстве корректирующая призма не позволяет полностью скомпенсировать дисторсию, вносимую объективом, из-за разного характера распределения дисторсии по полю изображения в линзовых и призменных системах.

Указанные недостатки устраняются тем, что устройство регистрации отпечатка пальца содержит 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 два положительных компонента и апертурную диафрагму, расположенные так, что задний фокус первого положительного компонента совмещен с передним фокусом второго положительного компонента и с апертурной диафрагмой, матричный фотоприемник и систему обработки изображения.

Конструкция устройства проста и не имеет прецизионных элементов, сложных механических узлов и приводов, что позволяет повысить надежность в работе и улучшить технологичность устройства в изготовлении.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежа, где изображена схема устройства регистрации отпечатка пальца.

Устройство содержит призму 1, источник света 2, светорассеивающий элемент 3, плоское зеркало 4, корректирующую призму 5, первый положительный компонент 6, апертурную диафрагму 7, второй положительный компонент 8, матричный фотоприемник 9 и систему обработки изображения 10.

Устройство работает следующим образом. К контактной поверхности призмы 1 прижимают палец, отпечаток которого необходимо зарегистрировать. Зону контакта пальца с контактной поверхностью призмы 1 освещают светом под углом полного внутреннего отражения с помощью осветительной системы, состоящей из источника света 2, например, лампы накаливания, и светорассеивающего элемента 3. В местах контакта выступов на коже пальца с контактной поверхностью призмы 1 происходит нарушение полного внутреннего отражения света, поэтому интенсивность света, отраженного в этих местах, существенно ниже, чем при полном отражении. Таким образом, на контактной поверхности призмы 1 создается переменное распределение коэффициента отражения, соответствующее папиллярному рисунку пальца. Поскольку интенсивности света, отраженного в местах контакта выступов на коже и в местах полного внутреннего отражения, существенно отличаются по абсолютной величине, то на контактной поверхности призмы 1 получается высококонтрастный отпечаток пальца.

Контактная поверхность призмы 1 наклонена по отношению к направлению распространения отраженного пучка лучей света. Поэтому для получения на фотоприемнике 9 неискаженного контрастного изображения отпечатка пальца применена проекционная оптическая система, содержащая плоское зеркало 4 для отклонения лучей света, корректирующую призму 5, предназначенную для расширения изображения отпечатка пальца в одном направлении, и оптическую систему формирования изображения, включающую два положительных компонента 6 и 8 и апертурную диафрагму 7, расположенные друг относительно друга таким образом, что задний фокус F₆¹ первого положительного компонента 6 совмещен с передним фокусом F₈ второго положительного компонента 8 и с центром апертурной диафрагмы. Очевидно, в такой оптической системе формирования изображения главные лучи пучков (лучи, проходящие через центр апертурной диафрагмы, на чертеже они отмечены стрелками) строго параллельны оптической оси как в пространстве между контактной поверхностью призмы 1 и первым положительным компонентом 6, так и в пространстве между вторым положительным компонентом 8 и матричным фотоприемником 9. Поэтому в оптической системе формирования изображения обеспечивается постоянство линейного увеличения независимо от расстояния от контактной поверхности призмы 1 до первого положительного компонента 6, что является необходимым условием формирования изображения наклоненного предмета (отпечатка пальца) без дисторсии, т.е. неискаженного изображения отпечатка. Размер апертурной диафрагмы зависит от яркости источника света 2 и чувствительности матричного фотоприемника 9 и определяется на этапе расчета конкретного устройства. Для одновременной регистрации всего изображения отпечатка пальца применен матричный фотоприемник 9, плоскость чувствительной площадки которого совмещена с плоскостью изображения оптической системы формирования изображения. Сигнал, снимаемый с матричного фотоприемника 9, поступает в систему обработки изображения 10.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ОТПЕЧАТКА ПАЛЬЦА, 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, отличающееся тем, что 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 с апертурной диафрагмой.

РИСУНКИ

Рисунок 1