Спосіб отримання відбитка пальця та пристрій для його здійснення

1. Спосіб отримання відбитка пальця, який включає операції формування на прозорій пластині з діелектричного матеріалу суцільного шару C2 2 (19) 1 3 лу суцільного шару активної речовини з наступним прикладанням до нього пальця. Освітлюючи з боку прозорої діелектричної пластини палець, притиснутий до суцільного шару активної речовини, відбиті промені повторять форму (рельєф) папілярних ліній пальця. Коли направити відбиті промені на фотоелемент, відбудеться перетворення світлових променів у електричні сигнали, за допомогою яких можна побачити відбиток пальця на екрані. Для вказаного способу отримання відбитка пальця характерні такі недоліки: - обмежене застосування, оскільки пристрої, які працюють на вказаному способі, неможливо використати при температурах, менших від кімнатної температури (18 °C). Це пояснюється випаданням роси на холодному (менше 18 °C) шарі активної речовини пристрою під час прикладання теплого (37 °C) пальця. Роса випадає не тільки в місці прикладання пальця, а й навколо нього, що призводить до спотворення відбитка пальця та унеможливлює отримання якісного відбитка пальця під час проведення прокатки пальців; - низька надійність розпізнавання введеного відбитка з тим, що був введений, наприклад, в базу даних за нормальних умов, в результаті спотворення введеного відбитка наявністю роси між пальцем та шаром активної речовини. Мізерні краплі роси заповнюють місця борозен між папілярними лініями, в результаті чого знищується в цих місцях папілярний візерунок. Найбільш близьким до способу, що заявляється, отримання відбитка пальця за технічною суттю є спосіб, описаний в патенті України №27648, МПК А 61 В 5/117, G06 K 9/00, Бюл. №4, 2000p., який включає формування на прозорій пластині з діелектричного матеріалу суцільного шару прозорого електрода, на поверхню якого наносять суцільний шар активної речовини. Після прикладання пальця до поверхні суцільного шару активної речовини, на палець та суцільний шар прозорого електрода подають електричну напругу. Під дією електричного поля шар активної речовини починає, наприклад, випромінювати світло в місцях дотику папілярних ліній пальця до шару активної речовини. Направляючи випромінювання світла на фотоприймач, наприклад телекамеру типу CVC, який з'єднаний з комп'ютером, на екрані монітора отримують зображення папілярних ліній пальця. Отримані відбитки пальця можна аналізувати та ідентифікувати. Недоліками даного способу отримання відбитка пальця є: - обмежене застосування, оскільки пристрої, які працюють на вказаному способі, неможливо використати при температурах, менших від кімнатної температури (18 °C). Це пояснюється випаданням роси на холодному (менше 18 °C) шарі активної речовини під час прикладання теплого (37 °C) пальця. Роса випадає не тільки в місці прикладання пальця, а й навколо нього, що призводить до спотворення відбитка пальця та унеможливлює отримання якісного відбитка пальця під час проведення прокатки пальців; 96355 4 - низька надійність розпізнавання введеного відбитка з тим, що був введений, наприклад, в базу даних за нормальних умов, в результаті спотворення введеного відбитка наявністю роси між пальцем та шаром активної речовини. Мізерні краплі вологи заповнюють місця борозен між папілярними лініями, що призводить до короткого замикання електричного поля між папілярними лініями, в результаті чого знищується в цих місцях папілярний візерунок. Дослідження показують, що прилади, виготовлені по способу-прототипу при температурі зовнішнього середовища плюс 2 °C і відносній вологості повітря 60 %, мають помилку першого роду (відмова в доступі зареєстрованому в системі користувачу - імовірність неправильної відмови), яка -2 складає в середньому 2010 (0,2). Це означає, що із ста проб отримати доступ уже зареєстрованому користувачу, йому може бути відмовлено 20 раз. В основу винаходу поставлена задача - розширення можливостей застосування та підвищення надійності. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі отримання відбитка пальця, який включає операції формування на прозорій пластині з діелектричного матеріалу суцільного шару прозорого електрода, суцільного шару активної речовини, прикладання пальця до суцільного шару активної речовини та подачу електричної напруги до пальця і суцільного шару прозорого електрода, перед операцією формування суцільного шару активної речовини на поверхні суцільного шару прозорого електрода, на протилежній частині прозорої пластини з діелектричного матеріалу формують додатково прозорий резистивний шар, на який подають електричну напругу. Пристрій для отримання відбитка пальця, за вказаним способом отримання відбитка пальця, який складається з прозорої пластини з діелектричного матеріалу, на якій послідовно розміщені суцільний шар прозорого електрода, суцільний шар активної речовини, на протилежній частині прозорої пластини з діелектричного матеріалу розміщено додатково прозорий резистивний шар. Завдяки тому, що перед операцією формування суцільного шару активної речовини на поверхні суцільного шару прозорого електрода, на протилежній частині прозорої пластини з діелектричного матеріалу формують додатково прозорий резистивний шар, на який подають електричну напругу, з'являється можливість нагрівати вказану структуру шарів до необхідної температури і таким чином запобігти випаданню роси на шарі активної речовини під час прикладання до нього пальця. У пристроях, які працюють на цьому способі, розширюється можливість застосування впритул до тих температур, які може витримати короткий час (1-3 секунди) відкритий палець на морозі, так як нагрітий шар активної речовини унеможливлює випадання роси на ньому під час прикладання пальця до нього, що дозволяє отримувати якісні відбитки пальців і як наслідок підвищити надійність розпізнавання введеного відбитка з тим, що був введений, наприклад, в базу даних за нормальних умов. 5 Нагрівання вказаної структури шарів до більш високих температур, наприклад до температури (37 °C) пальця, дозволяє отримувати якісні відбитки пальців у людей, в яких пальці вологі від природи, за рахунок випаровування зайвої вологи з пальця під час прикладання його до шару активної речовини. Підвищення надійності розпізнавання введеного відбитка з тим, що був введений, наприклад, в базу даних за нормальних умов, пояснюється можливістю отримання високоякісних відбитків пальця, завдяки відсутності роси між пальцем та шаром активної речовини. Суть запропонованого способу отримання відбитка пальця представлена на фіг. 1 і полягає в наступному: на прозору пластину 1 з діелектричного матеріалу (фіг. 1) вакуумним нанесенням формують суцільний шар прозорого електрода 2, на протилежній (від шару прозорого електрода) частині прозорої пластини 1 з діелектричного матеріалу формують прозорий резистивний шар 3. Поверх суцільного шару прозорого електрода 2 наносять суцільний шар активної речовини 4. На прозорий резистивний шар подають електричну напругу, наприклад, від джерела 5 постійного або змінного струму. Температуру шару активної речовини і температуру зовнішнього середовища контролюють відповідно датчиками температури 8 та 9, наприклад, В57891 фірми EPCOS. Після того, як шар активної речовини нагріється до необхідної температури, палець 6 прикладають до шару активної речовини 4, на палець 6 і на суцільний шар прозорого електрода 2 подають електричну напругу, наприклад, від джерела змінного струму 7. Під дією електричного поля шар активної речовини 4 починає, наприклад, випромінювати світло в місцях дотику папілярних ліній пальця до шару активної речовини. Направляючи випромінювання світла на фотоприймач 10, наприклад телекамеру типу CVC, який з'єднаний з комп'ютером, на екрані монітора отримують зображення папілярних ліній пальця. Отримані відбитки пальця можна аналізувати та ідентифікувати. Приклад реалізації запропонованого способу отримання відбитка пальця. На поверхню прозорої пластини 1 (фіг. 1) з діелектричного матеріалу, наприклад скла наносять методом вакуумного напилення суцільний шар прозорого електрода 2 із -6 матеріалу In2O3:Sn товщиною 0,310 м при температурі 200 °C. З протилежної сторони скляної пластини 1 методом вакуумного напилення наносять додатково прозорий резистивний шар 3 також -6 із матеріалу In2O3:Sn, але товщиною 0,110 м при тій же температурі. На поверхню суцільного шару прозорого електрода 2 наносять суцільний шар активної речовини 4 способом пульверизації суспензії порошку люмінофора ZnS-Cu і лаку із ціанетилового ефіру полівінілового спирту (у співвідношенні 20 г порошку на 0,1 л лаку). Шар 4 сушать протягом 2 годин при температурі 100 °C. Товщи-6 на шару 3010 м. Розміри зерен порошку люмі-6 нофора близько 1010 м. Приклавши палець до шару активної речовини при температурі навко 96355 6 лишнього середовища -2 °C, неозброєним оком видно випадання роси на цьому шарі. Підключивши прозорий резистивний шар 3 до джерела постійного струму 5 величиною 5 В, через 2 хвилини після подачі напруги на резистивний шар, температура суцільного шару активної речовини 4 стала +18 °C. Після прикладання пальця 6 до суцільного шару активної речовини 4, подають електричну напругу на палець 6 та суцільний шар прозорого електрода 2 від джерела змінного струму 7 вели3 чиною 60 В і частотою 310 кГц. Під дією електричного поля шар активної речовини 4, виконаний з електролюмінесцентного матеріалу, починає випромінювати світло в видимій області довжини хвиль (=515 нм - зелений колір) в місцях дотику папілярних ліній пальця 6 до шару активної речовини 4. Направляючи випромінювання світла на телекамеру 10 (типу CVC), яка з'єднана з комп'ютером, на екрані монітора отримують зображення папілярних ліній пальця. Отримані відбитки пальця мають високу якість, їх можна аналізувати та ідентифікувати. Дослідження показали, що імовірність помилки першого роду складає в середньому 210 3 (0,002). На фіг. 1 також показано пристрій для реалізації способу отримання відбитка пальця, який складається з прозорої пластини 1 з діелектричного матеріалу, суцільного шару прозорого електрода 2, прозорого резистивного шару 3, суцільного шару активної речовини 4. Прозорою пластиною 1 з діелектричного матеріалу може бути пластина із скла, кварцу, прозорої кераміки та іншого прозорого матеріалу. Суцільним шаром прозорого електрода 2 може бути шар із SnO2, In2O3:Sn, ZnO та інші. Суцільним шаром активної речовини може бути: 1. Шар, здатний під дією електричної напруги випромінювати електромагнітні хвилі і який складається, наприклад: а) з покриття з порошкового люмінофору, яке являє собою суміш електролюмінофору, розподіленого в діелектрику (лаці, кераміці). Як порошковий люмінофор використовують такі матеріали: ZnS-Cu, ZnS-Cu, Al; ZnS-Cu:Mn, ZnS-Mn, ZnSe-Cu, випромінювання яких перекриває всю видиму область довжин хвиль. Як діелектрик, в якому розподілено люмінофор, використовують епоксидні лаки, наприклад ЕП-96, ціанетилцелюлозу; б) з покриття, яким є тонкі електролюмінесце-6 -6 нтні плівки товщиною від 0,210 м до 210 м, наприклад ZnS:Mn, ZnS:Tb; в) з покриття, яким є тонкі електролюмінесцентні плівки, на одній або на обох основних поверхнях якої розміщена одна діелектрична плівка, наприклад Та2О5 або декілька, наприклад SiO2Ta2O5, Аl2О3-Та2О5-Аl2О3. Товщини таких плівок -6 знаходяться в межах (0,1…0,4)10 м. Повна структура такого шару запишеться так: Ta2O5-ZnS:Mn-Ta2O5-SiO2 і вона послідовно наноситься на суцільний шар прозорого електрода. Тонкі діелектричні плівки наносять для збільшення електричної міцності електролюмінесцентної структури. 7 2. Шар, який під дією електричної напруги здатний змінювати свої оптичні властивості і який складається, наприклад: а) з покриття рідкокристалічної речовини, наприклад нематичного рідкого кристалу (НРК), диспергованого в полімерній матриці із полівінілового спирту (див. статтю Вайшнораса Р. А., Паєди С. І., Ваєдене С. І. "Новый электрооптический эффект в ЖК-композитах" в журналі Письма в ЖТФ, т. 16, вып. 13,1990, с. 73). Матеріалами рідкокристалічної речовини можуть бути, наприклад, нематичні, смектичні, холестеричні рідкі кристали або їх суміші. Матеріалами полімерів можуть бути такі речовини як, наприклад, полівініловий спирт, поліуретан, фотополімеризуючі матеріали та інші. Крім того, в полімерну матрицю або в рідкий кристал можна додавати фарбники, наприклад метил червоний, індофенол і отримати кольорове зображення, що покращує контраст пристроїв. б) з покриття, структура якого складається з плівки рідкокристалічної речовини, диспергованої в полімерній матриці, на одній або двох основних поверхнях якої розміщена одна, наприклад, SiO2 або декілька діелектричних плівок, наприклад, ТiO2-Та2О5. Тонкі діелектричні плівки наносять для збільшення електричної міцності всього шару та для зменшення доступу вологи до нього. Прозорий резистивний шар 3 може були виконаний із таких матеріалів, як SnO2, In2O3:Sn. Крім того, його можна формувати як суцільним шаром, так і "змійкою" (фіг. 2) (Ефимов И. Е., Козырь И. Я. Основы микроэлектроники. М., "Связь", 1975, стр. 137), де 3 - прозорий резистивний шар. Приклад реалізації пристрою для отримання відбитка пальця, показано на фіг. 1: -3 На скляну пластину 1 товщиною 410 м, пло-2 -2 щею 210 м  310 м наносять у вакуумі методом електронно-променевого напилення суцільний шар прозорого електрода 2 із Іn2О3:Sn товщиною -6 410 м. На протилежній (від шару прозорого електрода 2) частині прозорої пластини 1 з діелектричного матеріалу формують прозорий резистивний -6 шар 3 із SnO2 товщиною 0,110 м. На поверхні шару прозорого електрода 2 формують шар 4 активної речовини, який складається з послідовного нанесення у вакуумі методом електроннопроменевого напилення нижнього діелектрика, -6 яким є тонка плівка SiO2 товщиною 0,210 м, електролюмінесцентна плівка ZnS:Mn товщиною -6 0,510 м і верхній шар діелектрика із Аl2О3 тов-6 щиною 0,310 м. Випробовування роботи пристрою відбувалися при температурі зовнішнього середовища -5 °C. Підключивши прозорий резистивний шар 3 до джерела змінного струму 5 величиною 10 В, через 1,5 хвилини після подачі напруги на резистивний шар, температура шару 4 активної речовини стала +20 °C. Температуру шару активної речовини і температуру зовнішнього середовища контролюють відповідно, наприклад, термодатчиками 8 та 9 В57891 фірми EPCOS. Після прикладання пальця до поверхні шару активної речовини 3 і подачі електричної напруги величиною 80 В і частотою 5 кГц до пальця 6 та 96355 8 суцільного шару прозорого електрода 2 від джерела змінного струму 7, під дією електричного поля електролюмінесцентна плівка починає випромінювати світло в жовтій області довжин хвиль, причому тільки в місцях дотику папілярних ліній пальця. Направляючи випромінювання світла в телекамеру, яка з'єднана з комп'ютером, отримують відбиток пальця, який можна бачити на екрані монітора, обробляти його та ідентифікувати. Дослідження пристрою виготовленого за вказаним способом (при однакових умовах з пристроями, виготовленими по способу прототипу) показали, що імовірність помилки першого роду складає в -3 середньому 210 (0,002). Це означає, що зареєстрованому користувачу може буде відмовлено 2 рази із тисячі проб, що похибка на 2 порядки менше, ніж у відомих пристроях. Перелік фігур 1. На фіг. 1 показано пристрій для отримання відбитка пальця, який складається з прозорої пластини 1 із діелектричного матеріалу, суцільного шару прозорого електрода 2, прозорого резистивного шару 3, суцільного шару активної речовини 4, джерела постійного або змінного струму 5, за допомогою якого нагрівають прозорий резистивний шар 3, пальця 6, джерела змінного струму 7 для отримання відбитка пальця, датчика температури 8, який реєструє температуру поверхні шару 4 активної речовини, датчика температури 9, який реєструє температуру зовнішнього середовища, телекамери 10. 2. На фіг. 2 показано інший варіант формування прозорого резистивного шару, де 3 - прозорий резистивний шар. Техніко-економічна ефективність запропонованого способу отримання відбитка пальця та пристрою для його здійснення в порівнянні з прототипом полягає в наступному: - розширенні можливостей застосування пристроїв для отримання відбитка пальця, виготовлених за вказаним способом, від кімнатних (18 °C) до дуже низьких (-40 °C і менше) температур, завдяки тому, що перед операцією формування суцільного шару активної речовини на поверхні суцільного шару прозорого електрода, на протилежній частині прозорої пластини з діелектричного матеріалу формують додатково прозорий резистивний шар, на який подають електричну напругу. Це дає можливість нагрівати вказану структуру шарів до необхідної температури і таким чином запобігти випаданню роси на шарі активної речовини під час прикладання до нього пальця. У пристроях, які працюють на цьому способі, розширюється можливість застосування впритул до тих мінусових температур, які може витримати короткий час (1-3 секунди) відкритий палець на морозі, так як нагрітий шар активної речовини унеможливлює випадання роси на ньому під час прикладання пальця до нього, що дозволяє отримувати якісні відбитки пальців. Нагрівання вказаної структури шарів до більш високих температур, наприклад до температури (37 °C) пальця, дозволяє отримувати якісні відбитки пальців у людей, в яких пальці вологі від природи, за рахунок випаровування лишньої воло 9 ги з пальця під час прикладання його до шару активної речовини. - підвищенні надійності розпізнавання введеного відбитка з тим, що був введений, наприклад, в базу даних за нормальних умов, в результаті Комп’ютерна верстка М. Ломалова 96355 10 отримання високоякісних відбитків пальця, завдяки відсутності роси між пальцем та шаром активної речовини. Імовірність помилки першого роду зменшується в середньому на 2 порядки величини. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601