ДАТЧИК ПАРАМЕТРОВ КОНЕЧНОСТИ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ

Изобретение относится к криминалистической и системам безопасности технике, в частности к средствам опознания личности, и может быть использовано для организации автоматизированной системы пропуска на охраняемые объекты, доступа к базам данных и автоматизированного управления безналичными денежными средствами.

Известен датчик параметров конечности для идентификации личности (см. патент RU 2185096, 2002.07.20, А 61 В 5/117), содержащий область фиксации части поверхности конечности, причем в указанной области расположена площадка, выполненная с возможностью приложения к ней конечности с созданием контакта поверхности конечности с поверхностью площадки, и блок определения параметров приложенной конечности. Использование указанного устройства, как и большинства других известных устройств для идентификации личности по отпечатку конечности (пальца или ладони), требует непосредственного контакта незащищенного пальца (ладони) пользователя с поверхностью считывающего отпечатки устройства, поэтому применение таких систем в местах коллективного или общего доступа может стать причиной распространения инфекции, передающейся через кожные покровы. Кроме того, поверхности считывающего устройства в процессе эксплуатации покрываются продуктами жизнедеятельности и подвергаются механическому износу, что существенно снижает надежность, скорость и достоверность идентифицирования пользователя.

Для обеспечения гигиеничности процедуры снятия отпечатков пальцев применяют обеззараживание пальца (ладони) до или после контакта с поверхностью прибора с помощью одноразовых дезинфицирующих салфеток, растворов и т.п., что может вызвать аллергическую реакцию или просто раздражение и не обеспечивает полную дезинфекцию. Обработка дезинфицирующими средствами датчика, производимая вручную каждым пользователем, при большом количестве производимых с использованием датчика операций приводит к порче оборудования.

Наиболее близким аналогом изобретения по совокупности существенных признаков (прототипом) является датчик параметров конечности для идентификации личности (см. патент US 6,185,318 B1, 06.02.2001, G 06 К 9/00), содержащий область фиксации части поверхности конечности, причем в указанной области расположена площадка, выполненная с возможностью приложения к ней конечности с созданием контакта поверхности конечности с поверхностью площадки. Датчик содержит блок определения параметров приложенной конечности и блок преобразования параметров приложенной конечности в форму, пригодную для передачи на блок идентификации, выполненный обеспечивающим сравнение параметров приложенной конечности с параметрами, соответствующими, по крайней мере, одной личности из заранее заданного списка, и формирование при совпадении параметров сигнала об идентификации личности как соответствующей заранее заданному списку.

Указанное устройство обеспечивает достаточно быструю и надежную идентификацию личности в условиях коллективного или общего доступа, но не устраняет проблему распространения инфекций, передающихся через кожные покровы, при использовании устройства, а также снижения надежности идентификации личности при загрязнении датчика.

Таким образом, задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в создании гигиенически безопасного датчика отпечатков конечности для идентификации личности.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в обеспечении гигиенической безопасности пользователей с одновременным повышением надежной идентификации личности, уменьшении времени идентификации и повышении срока службы оборудования.

Датчик параметров конечности для идентификации личности содержит область фиксации части поверхности конечности. В указанной области расположена площадка, выполненная с возможностью приложения к ней конечности с созданием контакта поверхности конечности с поверхностью площадки. Датчик содержит блок определения параметров приложенной конечности и блок преобразования параметров приложенной конечности в форму, пригодную для передачи на блок идентификации, выполненный обеспечивающим сравнение параметров приложенной конечности с параметрами, соответствующими, по крайней мере, одной личности из заранее заданного списка личностей, и формирование, при совпадении параметров, сигнала об идентификации личности как соответствующей заранее заданному списку. При этом в отличии от прототипа в устройство введено средство блокировки возможности контакта поверхности конечности с поверхностью площадки, загрязненной в результате контакта, выполненное с возможностью срабатывания после прекращения контакта поверхности конечности с площадкой, и средства формирования площадки, выполненные с возможностью формирования площадки свободной от загрязненных в результате контакта областей в области фиксации части поверхности конечности. При этом средства формирования площадки выполнены с возможностью срабатывания после прекращения контакта поверхности конечности с площадкой.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения, блок преобразования параметров приложенной конечности может быть выполнен в виде блока преобразования поступивших на вход этого блока сигналов, в последовательность двоичных сигналов.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности может быть выполнен в виде графического сканера.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в датчик может быть введен блок определения положения приложенной конечности, выполненный с возможностью формирования сигнала, приводящего в действие средство блокировки и средства формирования площадки, при этом блок определения положения приложенной конечности выполнен с возможностью срабатывания после прекращения контакта конечности с площадкой.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения положения конечности может быть выполнен в виде датчика давления, приложенного к площадке.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения область фиксации части поверхности конечности может быть ограничена средством ограничения и индикации области фиксации части поверхности конечности, выполненным таким образом, что для любой личности из заранее заданного списка обеспечивается возможность определения параметров приложенной конечности, достаточных для идентификации личности без контакта поверхности приложенной конечности со средством ограничения и индикации области фиксации части поверхности конечности.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средство блокировки может быть выполнено в виде пластины с отверстием, а средства формирования площадки выполнены в виде ленты с возможностью ее перемещения лентопротяжным механизмом после прекращения контакта поверхности конечности с площадкой, образованной частью поверхности ленты, расположенной под отверстием в пластине.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства ограничения и индикации области фиксации части поверхности конечности могут быть использованы в качестве средства блокировки и представляют собой пластину с отверстием, а средства формирования площадки выполнены в виде ленты, перемещаемой лентопротяжным механизмом после прекращения контакта поверхности конечности с площадкой, образованной частью поверхности ленты, расположенной под отверстием в пластине.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения датчик может содержать средства хранения использованной ленты.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения лента может быть выполнена бесконечной.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средство блокировки может быть выполнено в виде крышки, выполненной с возможностью закрытия области фиксации части поверхности конечности на время работы средств формирования площадки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут быть выполнены в виде средств дезинфекции контактной поверхности.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения площадка может быть неподвижно закреплена в области фиксации части поверхности конечности, а средства формирования площадки выполнены в виде средств дезинфекции контактной поверхности.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в качестве параметров конечности могут использовать рисунок папиллярных линий заранее заданного пальца руки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в качестве параметров конечности могут использовать рисунок папиллярных линий и геометрические размеры элементов кисти руки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в качестве блока определения параметров приложенной конечности могут использовать бесконтактный оптический сканер, выполненный с возможностью сканирования поверхности конечности через площадку, к которой приложена конечность, сформированную на прозрачной ленте.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности личности может содержать лазерный сканер, выполненный с возможностью воздействия своим лучом на поверхность конечности через площадку, к которой приложена конечность, сформированную на прозрачной ленте.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности может быть выполнен с возможностью определения этих параметров по параметрам участка ленты, находившегося в зоне контакта, после перемещения этого участка ленты за границы зоны, ограниченной средствами ограничения и индикации области фиксации части поверхности конечности и прекращения контакта поверхности конечности с площадкой.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения лента может быть выполнена с возможностью деформации при контакте с поверхностью конечности, при этом деформация ленты соответствует параметрам поверхности приложенной конечности, а блок определения параметров приложенной конечности выполнен с возможностью определения деформации ленты.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения лента может содержать пленку, на которой сформирована площадка, пленка расположена поверх гибкой подложки таким образом, что физические свойства слоя, сформированного между поверхностями пленки и подложки, изменяются в зависимости от приложенного к соответствующему участку пленки давления, а блок определения параметров приложенной конечности выполнен с возможностью определения физических свойств слоя на участке, соответствующем, по крайней мере, части поверхности пленки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности может быть выполнен определяющим изменения интерференции световых волн заранее заданной длины, воздействующих на слой, сформированный между поверхностями пленки и подложки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности выполнен с возможностью определения удельной электрической емкости слоя между поверхностями пленки и подложки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности выполнен с возможностью определения способности слоя поглощать электромагнитное излучение.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения слой может быть выполнен со свойствами, необратимо изменяющимися после приложения к нему давления, а блок определения параметров приложенной конечности выполнен с возможностью определения свойств слоя после разделения пленки и подложки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок определения параметров приложенной конечности может быть выполнен с возможностью определения рисунка загрязнений, оставленных на поверхности площадки поверхностью приложенной конечности. При этом загрязнение может представлять собой кожный жир.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут содержать средства механического удаления загрязнений с поверхности площадки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут содержать источник СВЧ излучения.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут быть выполнены с возможностью обработки площадки веществом, растворяющим жиры.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения, средства формирования площадки могут быть выполнены с возможностью обработки площадки дезинфицирующим или химически активным веществом. При этом вещество преимущественно должно быть неактивно к материалу подложки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут быть выполнены в виде средства нанесения дезинфицирующего аэрозоля на контактную поверхность и средства последующего удаления аэрозоля и механических загрязнений.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут быть выполнены в виде средств нагрева контактной поверхности, а средство блокировки выполнено с возможностью обеспечения доступа к площадке только при достижении ею безопасной температуры.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средства формирования площадки могут быть выполнены в виде устройства облучения контактной поверхности электромагнитным излучением.

Кроме того, в частном случае реализации-изобретения в датчик может быть введен блок нанесения порошкового люминофора на места контакта поверхности конечности и поверхности площадки, а блок определения параметров приложенной конечности выполнен определяющим рисунок люминесценции люминофора под воздействием возбуждающего люминесценцию источника излучения.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения средство ограничения и индикации области фиксации части поверхности конечности может быть выделено контрастным цветом относительно цвета площадки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения датчик может содержать средства приведения в действие средства блокировки и средств формирования площадки, выполненные с возможностью срабатывания без осуществления контакта поверхности конечности и площадки.

Дополнительно датчик может содержать дополнительный датчик электропроводности конечности, приложенной к площадке, дополнительный датчик, выполненный с возможностью измерения пульсации кровяного давления в конечности, приложенной к площадке, или другие датчики, например дополнительный датчик, выполненный определяющим наличие ударов сердца и определения промежутка времени между двумя ударами, оптический датчик степени заполнения капилляров кровью, дополнительный датчик, определяющий изменение давления, прикладываемого к площадке поверхностью конечности, дополнительный датчик, выполненный с возможностью определения внутренней структуры конечности, ультразвуковой датчик, СВЧ датчик, магниторезонансный датчик, дополнительный датчик, выполненный с возможностью измерения температуры поверхностного слоя приложенной конечности, дополнительный датчик, выполненный с возможностью измерения кислотности поверхности конечности, приложенной к площадке.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема датчика параметров конечности для идентификации личности, выполненного в соответствии с заявленным изобретением.

На фиг.2-9 изображены принципиальные схемы возможных вариантов выполнения датчика.

Датчик 1 параметров (рисунка папиллярных линий или размеров кисти) конечности (фиг.1) содержит опорный стол 2, образующий область фиксации конечности, например подушечки заранее заданного пальца, например большого пальца правой руки или кисти правой руки. На поверхности опорного стола расположена часть ленты 3, концы которой намотаны на приемный 4 и подающий 5 барабаны лентопротяжного механизма. Датчик 1 содержит также средство блокировки возможности контакта поверхности конечности с поверхностью ленты, загрязненной в результате предыдущего контакта, выполненное в виде пластины 6 с отверстием, которая после прекращения контакта поверхности пальца с лентой 3 препятствует контакту пальца пользователя с загрязненной площадкой ленты, так как лента 3 перемещается лентопротяжным механизмом и часть поверхности лепты, расположенная под отверстием в пластине 6, перемещается из доступной для пользователя зоны, а на ее место перемещается новая площадка, свободная от загрязнений. Лентопротяжный механизм срабатывает по сигналу блока определения положения конечности, представляющего собой датчик давления приложенного к площадке (не показан), который сигнализирует о прекращении контакта пальца пользователя с площадкой на ленте.

С помощью датчика 1 может быть определен рисунок папиллярных линий пальца руки или рисунок кожных покровов и геометрические размеры элементов кисти, однако для надежной идентификации удобнее использовать первый способ.

Изображение отпечатка пальца, сформированное на ленте 3 в результате контакта конечности с лентой, считывается блоком определения параметров приложенной конечности с помощью приемника изображения, выполненного в виде фото- или видеокамеры 7. Приемник изображения также может быть выполнен в виде лазерного сканера или бесконтактного оптического сканера другой известной конструкции. С выхода блока определения параметров приложенной конечности данные передаются на вход блока преобразования сигналов 9, обеспечивающий преобразование полученного аналогового сигнала в последовательность двоичных сигналов, пригодную для передачи на блок идентификации 10. Блок идентификации обеспечивает сравнение в цифровой форме параметров приложенной конечности с находящимися в базе данных 12 параметрами, соответствующими, по крайней мере, одной личности из заранее заданного списка. При совпадении указанных параметров блок идентификации формирует звуковой и/или визуально воспринимаемый сигнал об идентификации личности как соответствующей заранее заданному списку, полученное изображение отпечатка пальца также может быть отображено на мониторе 13.

Считывание изображения отпечатка может осуществляться непосредственно при контактировании конечности и площадки, в этом случает используется прозрачная лента 3 и прозрачный опорный стол 2 (см. фиг.1), или после перемещения участка ленты 3, находящегося в зоне контакта, за границы зоны контакта (см. фиг.2), в этом случае может быть использована непрозрачная лента и фото- или видеокамера 7 с осветительной лампой 8 или графический однокоординатный сканер простейшей конструкции, так как сканирование по второй координате может производиться за счет перемотки ленты 3.

В конструкции датчика 1 может быть использована прозрачная лента с микродисперсной (микрошероховатой) поверхностью, в этом случае отпечаток пальца формируется при контакте пальца с матовой поверхностью прозрачной ленты с коэффициентом преломления, близким по значению с коэффициентом преломления кожного жира и кожных тканей. Изображение формируется в месте оптического контакта пальца с микрорельефом поверхности, при этом в зоне контакта диффузное рассеивание света от источника не происходит, свет беспрепятственно проходит в ткани пальца и там рассеивается. Таким образом папиллярный рисунок пальца выглядит более темным на светлом фоне ленты, которая выглядит как матовая, и регистрируется соответствующим приемником изображения.

Может быть использована также лента с пластичным рабочим слоем. При прикладывании или прокатывании по ней пальца на рабочей поверхности ленты образуется оттиск рельефа папиллярных линий. Лента может быть полупрозрачной, тогда в проходящем свете следы от папиллярных линий будут выглядеть более светлыми по отношению к фону, так как слой полупрозрачного материала в этом месте будет тоньше и, следовательно, поглощение света меньше. Кроме того, лента может быть непрозрачной, например, выполненной из скотча на лавсановой основе, тогда изображение рельефа отпечатка пальца на пленке регистрируется видеокамерой или фотокамерой 7 при косом освещении, обеспечиваемой осветительной лампой 8 (см. фиг.3). Пластичный слой ленты можно полимеризовать под действием ультрафиолета, получив твердую копию отпечатка, таким образом появляется возможность сохранять данные о всех снятых за определенный период времени отпечатках, обеспечив хранение использованной ленты любым известным способом. Кроме того, при использовании ленты с пластичным рабочим слоем появляется возможность получать изображения боковой поверхности пальца, так как палец можно прокатывать по ленте, поворачивая его с одной боковой стороны на другую. Получается отпечаток с большей поверхности пальца, а следовательно, несущий большее количество информативных признаков.

Возможно также применение ленты, чувствительной к давлению. Такая лента может быть покрыта веществом, содержащим микрокапсулы с красящим веществом диаметром менее 50 мкм. Материал оболочки микрокапсул подбирается таким, чтобы давление, развиваемое пальцем при прикладывании, было достаточным для разрушения микрокапсул и окрашивания ленты. Так как распределение давления по поверхности соответствующей площадки ленты зависит от микрорельефа папиллярных линий, их рисунок воспроизводится на ленте и может быть зарегистрирован приемником изображения.

Также может быть использована двухслойная лента (см. фиг.4), состоящая из пленки 14 с красящим слоем, расположенной на гибкой подложке 15 таким образом, что красящий слой пленки обращен к подложке. При надавливании на красящую пленку изображение папиллярных линий переносится на подложку, после чего слои ленты разъединяются и изображение на сформированное на подложке регистрируется приемником изображения. В этом варианте палец также может быть приложен с прокатыванием, что увеличивает информационное содержание отпечатка.

Возможно использование ленты, материал которой не флуоресцирует под воздействием ультрафиолета и имеет высокую агдезию к кожному жиру. Пользователь прокатывает палец или прикладывает ладонь к пленке и микрочастицы кожного жира, которые всегда присутствуют на коже, создают на пленке оттиск. Полученные следы белка и кожного жира можно обнаружить по их флуоресценции под действием ультрафиолетового излучения, таким образом изображение отпечатка может быть выявлено и зарегистрировано приемником изображения при облучении пленки ультрафиолетовой лампой.

Может быть использована лента, меняющая прозрачность или цвет при химическом взаимодействии с кожным жиром и потом. После контакта с пальцем пользователя ленту перематывают и после проявления изображение регистрируют приемником изображения. Аналогичным образом можно использовать ленту из пассивного материала, адгезивного к кожному жиру. После съема отпечатка ленту перематывают и обрабатывают мелкодисперсным порошком восстановленного железа или другого контрастного вещества, которое связывается микроостатками кожного жира, оставшегося на пленке, образующийся контрастный отпечаток регистрируют приемником изображения.

Формирование площадки в области фиксации части поверхности конечности, свободной от загрязненных в результате контакта областей, может быть обеспечено также путем дезинфекции и обеззараживания соответствующего участка на поверхности считывающего устройства известной конструкции.

Очистка поверхности может осуществляться с помощью салфетки, пропитанной дезинфицирующим быстросохнущим составом, например спиртом (см. фиг.5). Рабочая площадка 16 считывающего устройства прикрыта подвижной шторкой 17, которая препятствует доступу к загрязненной поверхности рабочей площадки. С внутренней стороны к шторке 17 прикреплена салфетка 18 с дезинфицирующей пропиткой. Шторка 17 автоматически сдвигается по сигналу блока определения положения конечности, который в этом случае представляет собой фотоэлемент или другое известное средство аналогичного назначения (не показан), при этом открывается рабочая площадка считывающего устройства и одновременно происходит ее очищение салфеткой 18. Эластичный скребок 19, находящийся на краю шторки 17, очищает поверхность считывающего устройства от остатков дезинфицирующего вещества. При смещении шторки происходит также пропитка салфетки жидким или гелеобразным дезинфицирующим средством, содержащимся в картридже 20. Для ускорения сушки может быть применен обдув поверхности считывающего устройства.

Дезинфекция и обеззараживание поверхности считывающего устройства может также осуществляться с помощью аэрозоли или распыляемого микродисперсного порошка (см. фиг.6). После каждого применения на рабочую площадку считывающего устройства через форсунки 21, расположенные на внутренней стороне шторки 22, подают порцию обеззараживающего аэрозоля из баллона 23, а при обратном движении шторки поверхность считывающего устройства очищают эластичным скребком 24 или потоком воздуха.

Рабочая площадка считывающего устройства может быть расположена на подвижной турели, при этом после регистрации каждого отпечатка рабочая площадка механически перемещают в ванну с дезинфицирующим составом, а затем возвращают в исходное рабочее положение. В датчике может быть выполнено несколько рабочих площадок с возможностью их поочередной работы, что обеспечивает более оперативную работу датчика.

Дезинфекция и обеззараживание рабочей площадки на поверхности считывающего устройства может быть осуществлена путем нагрева поверхности (см. фиг. 7). В этом случае на внутренней стороне шторки 25 закрепляют импульсный нагревательный элемент 26, который обеспечивает быстрый нагрев рабочей площадки 16 и одновременно закрывает поверхность, исключая возможность ожога пользователя. После дезинфекции производят охлаждение поверхности считывающего устройства путем обдува. Нагревательный элемент также может быть выполнен в виде тонкой прозрачной системы электродов 27, расположенной непосредственно на рабочей площадке (см. фиг.6). В это случае горячую поверхность считывающего устройства закрывают подвижным кожухом 28, а после дезинфекции поверхность охлаждают путем обдува вентилятором 29 и сдвигают кожух 28, открывая доступ следующему пользователю.

Дезинфекция поверхности считывающего устройства может быть осуществлена с помощью ультрафиолетового облучения (см. фиг.7). В этом случае в датчике устанавливают источник УФ излучения 30, например бактерицидную лампу, которая облучает рабочую площадку 16 постоянно или включается на определенное заданное время после каждого считывания отпечатка. Рабочая площадка закрыта подвижным защитным кожухом-отражателем 11, который собирает и фокусирует УФ излучение и препятствует контакту конечности с непродезинфицированной поверхностью считывающего устройства.

Устройство 1 может быть снабжено дополнительными датчиками физиологических параметров прикладываемой конечности для исключения подделки отпечатков конечности, например, путем использования муляжа и т. п. Дополнительные датчики могут обеспечивать определение электропроводности конечности, измерение кровяного давления пользователя, определение параметров пульса пользователя, определение внутренней структуры конечности с помощью известных ультразвуковых, СВЧ или магниторезистивных средств, а также измерение температуры или кислотности поверхностного слоя приложенной конечности любыми известными способами.