01.05.2019
219.017.47b1

ДАТЧИК РУКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам сигнализации о нарушении охраняемого пространства. Технический результат заключается в срыве генерации LC-генератора при касании пальцев и ладони только реальной руки рабочей поверхности устройства с требуемой площадью соприкосновения. Устройство содержит расположенные в одной плоскости электроды, подключенные к обмотке трансформатора. Обмотка трансформатора подключена к выходу усилителя с положительной обратной связью, при этом электроды, трансформатор и усилитель образуют LC-генератор с петлевым усилением, устанавливаемым в зависимости от требуемой чувствительности датчика. При одновременном касании ладонью и пальцами электродов, образуются конденсаторы, которые имеют большие потери, обусловленные свойствами человеческого тела. В результате добротность LC-контура снижается настолько, что петлевое усиление LC-генератора становится меньше единицы и генерация прекращается. Отсутствие генерации является признаком того, что реальная рука заняла правильное положение. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники

Изобретение относится к области средств сигнализации о нарушении охраняемого пространства, которые приводятся в действие электрическим путем и срабатывают при изменении емкости или индуктивности цепи, вызванной приближением или вторжением нарушителя.

Более конкретно, изобретение может быть использовано в системах контроля доступа, например, в биометрических устройствах идентификации человека по геометрии кисти руки, устройствах обнаружения следов взрывчатых веществ на кисти руки и т.п., где требуется защита от попыток обмануть устройство с помощью макета кисти руки.

Предшествующий уровень техники

На сегодняшний день устройства идентификации личности по биометрическим признакам, например, по форме пальцев руки являются одним из приоритетных направлений развития систем безопасности. В таких устройствах требуется, чтобы человек положил кисть руки на поверхность устройства для идентификации человека по геометрии кисти руки. При этом необходимо проверять, действительно ли предъявлена рука или макет - предмет, имеющий силуэт руки человека. Для этого необходим датчик, срабатывающий только на реальную руку, и только тогда, когда ладонь и пальцы касаются поверхности устройства, причем с некоторой минимальной площадью соприкосновения.

Известен детектор, описанный в патенте Японии JP 201141836(A) "HUMAN BODY DETECTOR" («Обнаружитель человеческого тела»); МПК 7: G01V 3/08; заявитель SUMITOMO CHEMICAL СО + (SUMITOMO СНЕМ СО LTD); опубликовано 25.05.2001; приоритет JP 19990322826 19991112. Детектор содержит электростатический емкостный сенсор в виде двух оппозитных электродов, индуктивный элемент, соединенный последовательно с сенсором, резистор, генератор частоты и выходные клеммы, подключенные к обоим выводам резистора. Сенсор, индуктивный элемент и резистор образуют последовательный резонансный контур. При приближении объекта даже с такой малой емкостью, как человеческое тело, на выходе будет значительное изменение сигнала.

Недостатком детектора можно считать то, что такой детектор будет срабатывать и на металлический макет руки. Такое устройство не способно срабатывать только в тот момент, когда рука заняла определенное положение (ладонь и пальцы одновременно приложены к поверхности устройства), следовательно, оно не может использоваться в устройстве идентификации по геометрии кисти руки.

Известно устройство, описанное в патенте США US5,760,688 «Устройство обнаружения тела»; приоритет 24.05.1996; опубликовано 02.07.1998 г; МПК (20060101): G01D 5/12; G01R 27/02; G01D 5/20; автор: Kasai Eiji (Kyoto, JP). Устройство содержит генератор, оснащенный катушкой обнаружения. При отсутствии человека около катушки обнаружения генератор формирует высокочастотный сигнал большой амплитуды для обнаружения его с помощью детектора для того, чтобы включился транзистор контроллера. В момент, когда рядом с катушкой обнаружения находится тело человека, генерация останавливается вследствие снижения добротности LC-контура генератора, вызванной влиянием магнитной проницаемости тела человека. Сигнал от детектора к транзистору становится крайне низким и транзистор выключается.

Недостатком такого устройства можно считать неспособность его срабатывать только в тот момент, когда рука заняла определенное положение (ладонь и пальцы одновременно приложены к рабочей поверхности устройства). Следовательно, оно не может использоваться в устройстве идентификации по геометрии кисти руки.

В качестве прототипа к предлагаемому устройству было выбрано устройство охранной сигнализации с осциллятором, который выключается емкостью, вносимой телом потенциального злоумышленника, описанное в патенте США US 4173755; МПК (20060101): G08B 13/22, G08B 13/26, G08B 013/26; приоритет 06.03.1978; опубликовано 06.11.1979, авторы Butler; George N. (Boca Raton, FL).

Устройство охранной сигнализации работает от батареи и содержит батарею, осциллятор, получающий энергию от вышеуказанной батареи для нормального генерирования колебаний, датчик, оперативно сцепленный с вышеуказанным осциллятором для остановки вышеуказанных колебаний в ответ на емкость, вносимую телом человека, касающегося датчика или находящегося в непосредственной близости от него, и средства, оперативно сцепленные с вышеуказанным осциллятором для подачи звукового сигнала тревоги, когда осциллятор прекращает колебания.

Недостатками этого устройства охранной сигнализации можно считать его неспособность срабатывать только в тот момент, когда рука заняла определенное положение (ладонь и пальцы одновременно приложены к рабочей поверхности устройства) и возможность вызвать срабатывание с помощью металлического макета руки.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание датчика, формирующего сигнал при касании пальцами и ладонью реальной руки рабочей поверхности устройства, но не срабатывающего на металлический или диэлектрический макет.

Технический результат, достигаемый при решении этой задачи, заключается в срыве генерации LC-генератора при касании пальцев и ладони только реальной руки рабочей поверхности устройства с требуемой площадью соприкосновения вследствие влияния электрических свойств руки на добротность LC-контура.

Технический результат достигается тем, что в датчике руки человека, содержащем источник питания, дающий энергию генератору для генерирования колебаний, соединенному со средствами для обнаружения факта прекращения генерации и выработки соответствующего сигнала, согласно изобретению, датчик имеет два электрода. Причем один электрод расположен в зоне, предназначенной для размещения пальцев руки, а второй - в зоне размещения основания ладони. Датчик снабжен трансформатором. Электроды соединены с первой обмоткой трансформатора и образуют с ней колебательный LC-контур. Вторая обмотка трансформатора подключена к выходу усилителя с положительной обратной связью. Электроды, трансформатор и усилитель образуют LC-генератор с петлевым усилением, устанавливаемым в зависимости от требуемой чувствительности датчика, выражающейся в площади соприкосновения руки и электродов, при которой происходит срабатывание датчика. Хотя бы один электрод должен иметь защитное, специальное или декоративное покрытие из тонкого диэлектрика, второй электрод может иметь покрытие из тонкого диэлектрика или металла. Покрытие из диэлектрика необходимо, чтобы металлическим макетом руки нельзя было накоротко замкнуть электроды, так как это может привести к срыву генерации, т.е. срабатыванию датчика на макет руки.

Совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата - срыва генерации LC-генератора - когда площадь соприкосновения пальцев и ладони реальной руки с электродами превышает желаемую величину, задаваемую регулировкой петлевого усиления LC-генератора.

Краткое описание фигур чертежа

На фиг. 1 показано расположение электродов относительно пальцев и ладони.

На фиг. 2 показана функциональная схема датчика руки.

На фиг. 3 показаны емкости, образующиеся между рукой и электродами датчика руки, а также между электродами датчика руки.

Вариант осуществления изобретения

Ниже рассмотрен вариант реализации датчика руки для устройства идентификации по форме пальцев руки. На фиг. 1. изображена рабочая поверхность устройства биометрической идентификации в виде столика 1, предназначенного для размещения кисти руки 2.

Для реализации изобретения первый электрод 3 расположен в зоне столика 1, предназначенной для размещения пальцев 4 кисти руки 2. Устройство, в котором установлен датчик руки, не использует для идентификации большой палец, поэтому он размещается вне зоны для размещения остальных пальцев. Второй электрод 5 расположен в зоне столика 1, предназначенной для размещения ладони 6. Зоны с электродами 3 и 5 изолированы друг от друга.

Электрод 3 покрыт световозвращающей пленкой (на фиг. 1 не показано), обеспечивающей улучшение качества изображения руки 2, а также изоляцию руки 2 от электрода 3.

На фиг. 2 показана структурная схема датчика. Электроды 3 и 5 подключены к обмотке 6 трансформатора 7 и образуют с ней LC-контур. Обмотка 8 подключена к выходу усилителя 9 с положительной обратной связью. Электроды 3 и 5, трансформатор 7 и усилитель 9 образуют LC-генератор. Петлевое усиление LC-генератора (без руки) устанавливают в зависимости от требуемой чувствительности датчика. Под чувствительностью понимается площадь соприкосновения пальцев 4 и ладони 6 с электродами 3 и 5, при которой происходит срабатывание датчика. Площадь соприкосновения, в свою очередь, зависит от силы прижатия ладони 6 и пальцев 4 к столику 1. Сигнал с LC-генератора подается на схему обработки сигнала 10, формирующую сигнал для устройства идентификации.

Трансформатор 7 выполнен на сердечнике с малыми потерями. Схема LC-генератора построена так, чтобы в LC-контур вносились как можно меньшие потери. Маленькие потери требуются, если необходимо обеспечить срабатывание датчика уже при слабом прижатии пальцев 4 и ладони 6 к электродам 3 и 5.

Работает датчик следующим образом.

Когда человек кладет руку 2 на столик 1, то между пальцами 4 и электродом 3 создается емкость 11, а между ладонью 6 и электродом 5 создается емкость 12 (фиг. 3), величины которых зависят от площадей соприкосновения пальцев 4 и ладони 6 с электродами 3 и 5. Площади соприкосновения зависят от силы прижатия пальцев 4 и ладони 6 к электродам 3 и 5. Чем больше эти емкости, тем большие потери, обусловленные протеканием тока через руку 2, вносятся в LC-контур. Электроды 3 и 5 имеют небольшую толщину и расположены с зазором (как показано на фиг. 1). Благодаря этому емкость между ними мала и добротность LC-контура может уменьшаться в несколько раз при прижатии пальцев 4 и ладони 6 к электродам 3 и 5. При определенной силе прижатия пальцев 4 и ладони 6 добротность LC-контура уменьшается настолько, что петлевое усиление LC-генератора становится меньше единицы и генерация прекращается. Отсутствие генерации является признаком того, что реальная рука 2 заняла правильное положение. Регулировкой петлевого усиления LC-генератора можно настроить чувствительность датчика от слабого касания до сильного прижатия с большой площадью соприкосновения пальцев 4 с электродом 3 и ладони 6 с электродом 5.

Если прижать руку 2 только к одному электроду, например, пальцы 4 к электроду 3, то срыва генерации не произойдет, поскольку емкость между ладонью 6 и электродом 5, будет слишком маленькой, чтобы рука 2 могла повлиять на добротность LC-контура. То есть датчик обеспечивает выдачу сигнала на устройство идентификации только тогда, когда рука 2 заняла правильное положение на столике 1 устройства.

При одновременном касании металлическим макетом руки электродов 3 и 5 не произойдет срыва генерации, а лишь уменьшится частота колебаний LC-генератора 8, поскольку конденсаторы 11 и 12, образованные металлическим макетом руки с электродами 3 и 5, будут иметь малые потери, а металл имеет очень низкое сопротивление, поэтому потери, вносимые в LC-контур, будут очень малы и не ухудшат добротность LC-контура на величину, достаточную для срыва колебаний LC-генератора.

При одновременном касании диэлектрическим макетом руки электродов 3 и 5 немного увеличится емкость между электродами 3 и 5, поскольку диэлектрическая проницаемость диэлектрика больше, чем у воздуха, но, благодаря чрезвычайно высокому удельному сопротивлению диэлектриков, добротность колебательного контура LC-генератора не ухудшится на величину, достаточную для срыва колебаний LC-генератора. Поэтому генерация будет продолжаться, хотя и с несколько меньшей частотой.

Следовательно, датчик, построенный с использованием всех отличительных признаков, позволяет решить поставленную задачу формирования сигнала при касании пальцами и ладонью реальной руки рабочей поверхности устройства, но несрабатывания на металлический или диэлектрический макет.

Промышленная применимость

Описанный вариант выполнения изобретения реализован в разработанном и используемом во ВНИИТФ устройстве идентификации по форме пальцев руки. Датчик прошел испытания, подтверждающие срабатывание на реальную руку, но несрабатывание на металлический или диэлектрический макет. Датчик находится в эксплуатации. Это подтверждает работоспособность изобретения и его промышленную применимость.

Датчик обнаружения руки человека, содержащий источник питания, дающий энергию генератору для генерирования колебаний, соединенному со средствами для обнаружения факта прекращения генерации и выработки соответствующего сигнала, отличающийся тем, что датчик снабжен трансформатором и двумя электродами, причем один электрод расположен в зоне поверхности, предназначенной для размещения пальцев руки, а второй - в зоне размещения ладони, электроды соединены с первой обмоткой трансформатора, вторая обмотка которого подключена к выходу усилителя с положительной обратной связью, при этом электроды, трансформатор и усилитель образуют LC-генератор с петлевым усилением, устанавливаемым в зависимости от требуемой чувствительности датчика.
ДАТЧИК РУКИ
ДАТЧИК РУКИ
ДАТЧИК РУКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 638.
27.01.2013
№216.012.20ea

Способ измерения энергетических спектров импульсного гамма-излучения

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к диагностике излучения различных импульсных источников гамма-излучения. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения энергетических спектров импульсного гамма-излучения включает в себя прохождение гамма-излучения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473927
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.04.2013
№216.012.37bc

Устройство формирования компактного элемента

Изобретение относится к области экспериментальной физики, в частности к устройству формирования компактного элемента. Устройство формирования компактного элемента содержит заряд взрывчатого вещества, систему его инициирования и разгоняемый взрывом взрывчатого вещества компактный элемент....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479821
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.4533

Установка для испытаний металлического урана

Изобретение относится к области химии урана, а именно к коррозионным исследованиям металлического урана в герметичных контейнерах, и может быть использовано для определения скорости коррозии урана в газообразных средах различного химического состава в различных условиях (различных по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483292
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
Показаны записи 1-10 из 12.
25.08.2017
№217.015.b583

Устройство для хранения и выдачи предметов

Изобретение относится к устройствам, используемым в охранных системах для хранения и выдачи предметов, подлежащих особой сохранности, например ключей, носителей информации, драгоценностей, и может быть использовано в охранных системах объектов с повышенными требованиями к безопасности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614198
Дата охранного документа: 23.03.2017
20.01.2018
№218.016.11de

Способ и система для доверенного доведения информации до пользователя

Изобретение относится к средствам защиты от подмены электронных документов на вычислительных устройствах. Технический результат – уменьшение возможности подмены информации, отображаемой на экране компьютера, за счет корреляции указанной информации с информацией, фиксируемой на внешнем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634179
Дата охранного документа: 24.10.2017
04.04.2018
№218.016.2fdf

Система и способ подтверждения подлинности отображаемой информации на экране компьютера

Настоящее изобретение относится к средствам защиты от подмены электронных документов на вычислительных устройствах. Технический результат настоящего изобретения заключается в ограничении и уменьшении возможности подмены информации, отображаемой на экране компьютера пользователя, который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644503
Дата охранного документа: 12.02.2018
19.04.2019
№219.017.2e4a

Способ демодуляции сигнала в манчестерском коде

Изобретение относится к области передачи информации по проводным линиям и предназначено для использования в системах сбора и обработки информации охранных систем с их высокими требованиями к надежности каналов связи. Технический результат - исключении помех в сигнале на выходе интегратора в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002394368
Дата охранного документа: 10.07.2010
19.04.2019
№219.017.2ed2

Система для дуплексной передачи информации по двухпроводной линии связи

Изобретение относится к области передачи информации по проводным линиям и может быть использовано для линий длиной до 3000 м и более и предназначено преимущественно для использования в системах сбора и обработки информации с центральным пунктом и удаленными периферийными терминалами, в том...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381627
Дата охранного документа: 10.02.2010
19.04.2019
№219.017.30e6

Система сбора и обработки информации для интегрированной системы безопасности объекта

Изобретение относится к системам сбора и обработки информации для интегрированных систем безопасности объекта. Техническим результатом является обеспечение того, что одиночный отказ сервера, компьютера автоматизированного рабочего места, компонента компьютерной сети, управляющего компьютера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002413293
Дата охранного документа: 27.02.2011
09.06.2019
№219.017.7c1c

Устройство для хранения и выдачи предметов

Устройство предназначено для использования в охранных системах, для хранения в контейнерах предметов, например ключей, пропусков, носителей информации, денег, драгоценностей. Устройство содержит корпус с ячейками, в которые вставляются контейнеры для хранения предметов. Каждая ячейка содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002366789
Дата охранного документа: 10.09.2009
24.11.2019
№219.017.e660

Система и способ блокирования компьютерной атаки на транспортное средство

Изобретение относится к средствам блокирования компьютерной атаки на транспортное средство (далее - ТС). Технический результат заключается в обеспечении защиты транспортного средства от обнаруженной компьютерной атаки до момента обновления ПО, устраняющего возможность указанной компьютерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706887
Дата охранного документа: 21.11.2019
01.02.2020
№220.017.fc02

Приёмный тракт сигнала манчестер с автоматической подстройкой под длину линии связи (варианты)

Изобретение относится к области передачи информации по проводным линиям связи и может быть применено в каналах связи, использующих биимпульсные бифазные коды. Технический результат заключается в автоматической установке оптимального коэффициента передачи потенциометра, регулирующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712647
Дата охранного документа: 30.01.2020
01.07.2020
№220.018.2d07

Система и способ создания правил

Изобретение относится к области компьютерной безопасности электронных систем транспортных средств. Технический результат заключается в предотвращении компьютерных атак на транспортное средство. Согласно варианту реализации используется способ создания правил, в котором: получают от модуля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725033
Дата охранного документа: 29.06.2020

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД