Brevet FR2340547A1 — publié le 19770902

la présente invention concerne un dispositif d'analyse d'objets, notamment d'objets caractérisés par une trace, c'est-à-dire par une surface de contact entre l'objet et un capteur, ou bien par la trace au sens classique du terme que laisse l'objet sur le capteur, ou bien par un tracé réalisé sur une surface. De façon générale, l'invention concerne un dispositif d'analyse par lecture d'une trace. De nombreux moyens de lecture, connus actuellement, sont utilisés pour la lecture automatique de documents allant des cartes perforées aux documents bancaires codés et au déchiffrage automatique de l'é- criture manuelle, par exemple libellé d'un chèque ou une adresse postale. Toutefois, les moyens de lecture utilisés pour le déchiffrage d'une écriture manuscrite ne sont pas très précis à cause du petit nombre d'éléments de détection utilisés et du fait du mouvement relatif entre l'objet à analyser et les éléments de détection du capteur. En particulier, de tels moyens ne conviennent pas pour l'analyse d'empreintes digitales ou autres objets, etc.. de structure très complexe. Par définition, dans un but de simplifica- tion de l'exposé, on appellera objet tout document, produit, personne dont on veut analyser certains paramètres, certaines caractéristiques etc... La partie de l'objet analysée sera appelée trace. Dans le cas d'une personne la trace sera par exemple l'empreinte digitale. Afin de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus l'invention concerne un dispositif d'analyse d'objets caractérisé en ce qu'il comporte un capteur pour recevoir de façon fixe un objet à analyser, ce capteur étant muni d'éléments de détection fixes répartis selon une géométrie déterminée, coopérant avec la trace de l'objet pour fournir des signaux de détection correspondant à la trace ; la position fixe des éléments de détection permet notamment d'atteindre une excellente précision de l'analyse. Selon des caractéristiques de l'invention, le capteur est relié à un circuit d'analyse commandant un dispositif d'exploitation, éventuellement par 1' intermédiaire d'un circuit de puissance. Il en résulte une grande polyvalence, et en particulier des possibilités d'application à des systèmes complexes et puissants réalisant par exemple l'identification d'un individu, la délivrance d'une carte de crédit, l'ouverture d'une serrure, le démarrage d'un appareil, etc.. Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur comporte des éléments de détection (1# > répartis sur un circuit intégré ; aussi, il est possible d'analyser des objets de dimensions artrememant diverses, me de taille relativement réduite, en conservant un excellent pouvoir de résolution.Un tel dispositif est représenté, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 représente un schéma synoptique du dispositif - la figure 2 représente schématiquement une partie du même dispositif, en cours de fonctionnement ; - la figure 3 représente une trace sur un capteur ; - la figure 4 représente une partie du schéma électronique du dispositif. Selon la figure 1 le dispositif est composé essentiellement d'un capteur 1 dont les signaux de sortie attaquent un circuit d'analyse 2 commandant, par l'intermédiaire d'un circuit de puissance 3, un dispositif d'exploitation 4. Le capteur 1 comporte une surface munie d'éléments de détection répartis sur elle de manière appropriée, en fonction de la nature et des dimensions de l'objet à analyser, et par conséquent de sa trace. Le dispositif décrit étant destiné à analyser la trace de l'index dtun individu, c'est-à-dire en fait son empreinte digitale et à la comparer à une empreinte référencée, le capteur est réalisé sous la forme d'une touche flottante 11 destinée à recevoir l'index. L'accès à la touche est limité par un organe de positionnement 12, afin que l'extrémité du doigt soit toujours positionnée de la même manière pour simplifier la comparaison ; l'organe de positionnement 12 est une barrette métallique formant butée et destinée également à transmettre le courant électrique provenant d'une source. Les éléments de détection 13, métalliques et conducteurs de la surface de la touche 11 sont répartis selon une géométrice déterminée, par exemple en lignes droites. En fait, la partie inférieure de l'index n'est -pas en contact avec la touche sur toute sa surface, mais seulement à l'endroit des saillies définies par les lignes papillaires. Par mesure de simplification, cette particularité importante nta pas été traduite sur la figure 2, mais la figure 3 représentant une partie d'une empreinte digitale rend compte que les lignes de contact tracées correspondent à ces saillies. La détection des saillies de l'extrémité du doigt est effectuée grâce à la circulation d'un courant électrique à travers le doigt, entre la barrette 12 et les éléments de détection 13, en contact avec la peau. La différence de potentiel est de quelques volts à l'entrée et de quelques millivolts au niveau des points de contact. la figure 3 représente un exemple de répsrtition dtéléments de détection 13 à la surface de la touche 11. Pour simplifier l'exposé, on a également représenté la trace 14 du doigt. Cette trace généralement appelée empreinte digitale est formée des lignes et points de contact des lignes et points papillaires du doigt et de la surface de la touche Il. La répartition des éléments de détection 13 est faite ici selon deux groupes de lignes droites (...,Zp-I, Zp, Zptl, ... et ..., Tr-2, Tr-1, Tr, Tir+1,...) formant, une grille. Cette disnosition simple n'est cependant pas impérative. il est notamment possible de prévoir un grand nombre d'autres dispositions, telles que les éléments de détection soient toujours répartis simplement en fonction de deux paramètres, par exemple des coordonnées polaires. la touche est réalisée sous la forme d'un circuit intégré sur support rigide et neutre. La grille est constituée de 60 lignes de 75 éléments de détection, au pas de 0, 20 mm, de même section. La touche a une surface de 12 X 15 mi, et on a donc 4500 points de détection ; elle a ici la forme d'un rectangle. Les directions des groupes Z et T de lignes d'élé- ments de détection peuvent être quelconques (comme sur la figure 5), mais il est évident qu'un cas particulier intéressant est que ces directions soient parallèles aux côtés du rectangle. Les embouts des éléments de détection sont protégés de toute oxydation par un procédé anodique ou par la composition particulière du métal. La figure 4 représente un mode de réa lisation du circuit d'analyse 2 auquel chaque élément de détection 13 est relié. Ce circuit d'analyse est subdivisé en cellules composées chacune d'une résistance R reliée à une extrémité à un élément de détection 13. L'autre extrémité de la résistance R est reliée à deux diodes DI, D2. Ces deux diodes D1, D2 sont branchées, dans le meme sens, à deux conducteurs tels que Xm, Yn, faisant respectivement partie de deux groupes de conducteurs X et Y. Chaque conducteur ... Im-1, Im, Xi+1... attaque, grâce à un multiplexage réalisé par un multiplexeur Ml, les amplificateurs .. .#-I, En, In+l, ...Chaque conducteur ...Yn-2, Yn-1, Yn, Yin+1,... est relié à la masse du montage par un interrupteur commandé tel qu'un transistor ...In-2, In-1, In, In+1... commandé par un multiplexeur ME. Les éléments de détection 3 en contact avec la trace, délivrent donc un courant électrique, repéré définissant parfaitement un point unique de l'empreinte. Dans le cas présent, la résistance R a une valeur de 82 k Q et les diodes D1, D2, sont du type 1N4148, les interrupteurs I étant des transistors Lu407. De plus, on a fait correspondre p à m et r à n, de telle sorte qu'un élément de détection 13 relié à des conducteurs électriques Xi et Yi soit également situé géométriquement sur des lignes Zi et TJ, pour n'importe quelle valeur de i et j, mais toute répartition plus complexe peut être prévue. il résulte de cette convention que dans le cas particulier représenté sur la figure 4, les points tels que 13m, n reliés respectivement aux conducteurs Im, Yn ne sont autres que les points tels que 13p, r des figures 2 et 3. Les amplificateurs ...Km-l, Kn, Kn+1... font partie du circuit de puissance 3 attaquant le circuit d'exploitation 4. Ce dispositif d'exploitation 4 peut être par exemple destiné à l'identification d'un individu à la délivrance d'une carte de crédit, à l'ouverture d'une serrure, au démarrage d'un appareil, etc. En fonctionnement, les interrupteurs commandés I relient les lignes Y à la masse sauf la ligne Yn en cours de contrôle. Les lignes X délivrent ainsi successivement un signal de détection correspondant à chaque contact entre un point de détection 13 et la trace du doigt, sur toute la longueur d'une ligne Y. En l'absence de contact, aux points de détection 13, on ne recueille pas de signal de détection. Rien entendu, on peut travailler en logique inverse. Dans ce cas, tout contact correspond à une absence de signal ; par contre, lorsqu'il n'y a pas contact, un signal apparait aux lignes X. Les lignes Y étant mises à la masse sauf celles encours de contrftle, les bits de ces lignes sont successivement appliqués aux entrées des amplificatuers E où les signaux de sortie sont alors disponibles grSce au multipleseur d'analyse Ml. La vitesse de lecture est par exemple de 1500 Hertz. Pour que des comparaisons valables puissent être faites, il est nécessaire que la trace se présente toujours de la même manière sur la surface de la touche (position de l'objet à analyser en butée, rotation). Les erreurs d'orientations angulaires sont absorbées par le montage souple ou flottant de la touche. De plus, il est nécessaire de rechercher des coincidences de lignes X et Y entre la trace de l'objet et une trace référencée, dont les caractéristiques sont par exemple enregistrées dans une mémoire. Pour cela, les trois premières lignes sont déterminantes et ordonnent la suite de la lecture des signes, lorsque 60 à 80 % de la somme des bits est concordante au modèle, la trace étant traduite par des suites dtimpul- sions électriques dont chaque bit représente un point de la trace.La lecture est faite par l'intermédiaire d'un multiplexage, la comparaison permet de rendre la trace sous une forme ou une autre, mais dans tous les cas est entièrement conforme. Quand la concordance est totale, la somme des informations déclenche l'opération souhaitée dans le dispositif d'exploitation 4. il est également possible de concevoir les éléments de détection sous une autre forme que des organes métalliques conducteurs, et des versions électromagnétiques,- électrostatiques, optiques (sous forme de fibres conductrices de la lumière) etc... peuvent astre envisagées, en adoptant en conséquence les autres organes du dispositif d'analyse, et cela en fonction de la nature de la trace (empreinte, image, écriture, etc...) à analyser et identifier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. EE~ENDICATIONS 10) Dispositif d'analyse d'objets, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (1) pour recevoir de façon fixe un objet à analyser, ce capteur étant 'mini d 'élé- ments de détection (13) fixes répartis selon une géométrie déter- minée, coopérant asec la trace de 11 objet pour fournir des signaux de détection correspondant à la trace. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (i) ext relié à un circuit analyse (2) commandant un dispositif d'exploitation (4). 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit d'analyse (2) commande le dispositif d'exploitation (4) par l'intermddiaire d'un circuit de puissance (3). 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de détection (13) sont des organes de faible surface conducteurs de l'électricité. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de détection (13) sont alignés selon des lignes droites (...Zp-1, Zp, Zp+1, ..., Tr-t, Tr, Tr+1, ...). 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une buté. (12). 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capteur comporte des éléments de détection (13) répartis sur un circuit intégré. 80) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le circuit d'analyse (2) comporte une première diode (D1) par élément de détection (13), cette première diode (D1) étant reliée par une ligne (Xm) a des diodes correspondantes d'autres éléments de détection (13), chaque ligne (..., Im-1, Xm, Xm+1...) étant raccordée par multiplexage au dispositif d'exploitation (4) éventuellement par un circuit de puissance (3). 90) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le circuit d'analyse (2) comporte une deuxième diode (D2) par élément de détection (13), cette deuxième diode (D2) étant reliée par une Ligne (In) à des diodes correspondantes d'autres éléments de déteoticn(13), chaque ligne (..., Yn-2, YnB Yn, Yn+1...) étant raccordée à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé (..., In-2, In-1, In, In+1...) par exemple un semiconducteur commandé par multiplexage. 100) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, les interrupteurs commandés (...In-2, ln-1, in, In+1...) relient les éléments de détection (13) àla masse, à l'exception des éléments de détection (...;13m-1,n;13m,n;l3m+1,n;... ) placés sur une mEme ligne (Yn) en cours de contrôle, de façon que chacun de ces éléments de détection délivre à une ligne du groupe comprenant notamment les lignes (... Xm-1, Xm, Xm+1), un bit dépendant de la configuration de la trace.