Brevet FR2880157A1 — publié le 20060630

DISPOSITIF OPTIQUE DE CAPTURE BIOMETRIQUE AVEC AFFICHAGE D'INFORMATION A DESTINATION DE L'UTILISATEUR La présente invention concerne le domaine général de la capture biométrique, telle notamment l'obtention d'empreinte digitale, et elle concerne plus particulière-ment des perfectionnements apportés aux dispositifs optiques de capture biométrique comprenant un élément optique prismatique dont au moins une partie d'une face apparaît dans une fenêtre et constitue une surface d'appui pour l'apposition d'un organe corporel dont on souhaite former une image biométrique et des moyens d'éclairage disposés par rapport à l'élément optique prismatique de manière à éclairer, par l'intérieur de ce dernier, ladite fenêtre et, en cas de présence d'un organe corporel apposé sur ladite surface d'appui de la fenêtre, former par réflexion totale une image biométrique dudit organe corporel. Les dispositifs optiques de capture biométrique sont d'un emploi toujours plus étendu pour le contrôle d'accès de personnes autorisées (autorisation d'entrée dans un site, autorisation d'emploi d'un appareillage, ...). Il est courant que ces dispositifs possèdent un afficheur propre à fournir une ou plusieurs informations aux utilisateurs, telles qu'une indication de la disponibilité ou de l'indisponibilité du dispositif, une indication de ce que l'utilisateur doit faire (par exemple "apposer l'index droit"), une indication sur le succès ou l'échec de l'opération de reconnaissance, etc. Ces informations peuvent être alphanumériques et/ou symboliques. Dans les dispositifs actuels, l'afficheur est disposé à côté de la fenêtre délimitant la surface 2 2880157 d'apposition d'un doigt. Il en résulte que le boîtier qui regroupe l'ensemble est relativement volumineux. Au moins pour certaines configurations d'utilisation, il est souhaité que le dispositif, y compris son afficheur, soit abrité dans un boîtier plus petit et moins encombrant. Par ailleurs, il existe également des dispositifs optiques de capture biométrique qui sont dépourvus de quelconques moyens d'affichage d'information à destination des utilisateurs. Ces dispositifs sont moins encombrants que les précédents. Dans certains cas, il est souhaité de pouvoir en réaliser une version évoluée équipée de manière qu'une information puisse être présentée aux utilisateurs, sans accroissement des dimensions du boîtier. L'invention a pour but de proposer une solution permettant de donner satisfaction aux requêtes de la pratique et, à cette fin, de proposer un dispositif optique de capture biométrique qui, tout en étant abrité dans un boîtier de relativement petites dimensions, puisse fournir un affichage d'information à destination des utilisateurs. A cette fin, l'invention propose un dispositif optique de capture biométrique tel que mentionné au préambule qui, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise en ce qu'il comporte en outre des moyens de présentation d'information lumineuse qui sont disposés sous l'élément optique prismatique et approximativement en regard de ladite fenêtre de manière à transmettre, sans réflexion totale, à travers la fenêtre une information lumineuse perceptible de l'extérieur. Grâce à cet agencement, l'information lumineuse apparaissant à travers ladite fenêtre peut, en l'absence d'organe corporel apposé sur ladite surface d'appui, être 3 2880157 perçue par un observateur. Autrement dit, la fenêtre sert sélectivement à la transmission d'information lumineuse soit par réflexion totale pour la transmission de l'image biométrique lorsqu'un organe corporel est apposé sur la surface extérieure, soit par réfraction pour la transmission d'information lumineuse à destination des utilisateurs dans le cas où aucun organe corporel n'est apposé sur ladite surface. Le dispositif peut ainsi être réalisé sous une forme compacte, moins encombrante que les dispositifs antérieurs à afficheur latéral, tandis que des dispositifs dépourvus d'afficheur de présentation d'information peuvent en être équipés sans accroissement du volume du boîtier. Quels que soient les moyens effectivement mis en oeuvre comme il sera expliqué plus loin, il est souhaitable que le dispositif comporte des moyens de commande propres à inhiber les moyens de présentation d'information lorsqu'un organe corporel est apposé sur ladite surface d'appui, de manière que la présentation de l'information lumineuse (laquelle de toute façon n'est pas perceptible par l'utilisateur du fait que l'organe corporel occulte en grande partie la fenêtre) n'interfère pas avec le faisceau lumineux transportant l'image biométrique lors du fonctionnement en mode de capture biométrique. Dans un mode de réalisation particulièrement intéressant qui est plus spécifiquement visé dans le cadre de l'invention, l'élément optique prismatique comporte deux faces sensiblement parallèles, dont une, extérieure, présente la susdite fenêtre, et une face latérale inclinée qui est noire; en regard de l'autre, intérieure, des faces parallèles et en regard de ladite fenêtre sont situés les moyens d'éclairage (en mode de fonctionnement de capture biométrique, l'organe corporel apposé sur la 4 2880157 surface extérieure de la fenêtre provoque, en conjonction avec la face inclinée noire, une réflexion totale de la lumière transmettant l'image biométrique) et les moyens de présentation d'information lumineuse (en l'absence d'organe corporel apposé sur ladite face extérieure de la fenêtre, la lumière véhiculant l'information traverse ladite face de la fenêtre). Pour une mise en uvre simple et compacte de cette disposition, on prévoit que les moyens d'éclairage comprennent des diodes électroluminescentes disposées en une plaque sensiblement parallèle à la susdite face intérieure de l'élément optique prismatique et qu'un écran LCD transparent soit interposé entre ladite plaque de diodes et ladite face intérieure de l'élément optique prismatique, ce grâce à quoi, en présence d'un organe corporel apposé sur ladite surface d'appui, les moyens d'éclairage éclairent ledit organe corporel à travers l'écran LCD transparent et en fournissent par réflexion totale une image biométrique, tandis que, en l'absence d'organe corporel apposé sur ladite surface d'appui, les moyens d'éclairage traversent l'écran LCD commandé pour présenter une information et fournissent, après traversée de l'élément optique prismatique, une information lumineuse à un observateur. De façon avantageuse alors, il est intéressant que le dispositif comprenne en outre un organe optique convergent de focalisation disposé entre l'écran LCD et ladite face intérieure de l'élément optique prismatique. Cet agencement peut donner lieu à diverses réalisations. Dans un exemple de réalisation préféré, on peut prévoir que l'organe optique convergent soit propre à focaliser une image de l'information lumineuse sur un écran situé approximativement au-dessus de ladite fenêtre, 2880157 ou à une distance adaptée à la perception visuelle directe de l'observateur. Une réalisation intéressante peut concerner un dispositif équipé d'une visière, connue en soi, de protection contre l'éclairage parasite ambiant disposée au-dessus de ladite fenêtre: dans ce cas, au moins une partie de ladite visière en regard de ladite fenêtre est constituée en un matériau translucide et l'organe optique convergent est propre à focaliser l'image d'information lumineuse sur ladite partie translucide de la visière ou au travers de celle-ci à une distance adaptée à la perception visuelle directe de l'observateur, ce grâce à quoi l'utilisateur, qui domine la visière, perçoit facilement l'information qui apparaît sur ou à travers cette dernière. Dans une réalisation compacte et de fabrication simple, il est intéressant que l'organe optique convergent soit intégré dans la face intérieure de l'élément optique prismatique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés de l'invention qui sont donnés à titre purement illustratif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - les figures lA et 1B sont des vues très schématiques illustrant de façon simplifiée les dispositions fondamentales d'un dispositif optique de capture biométrique agencé conformément à l'invention, montré respectivement dans deux situations fonctionnelles différentes; - les figures 2A et 2B sont des vues schématiques d'un mode de réalisation intéressant d'un dispositif optique de capture biométrique agencé conformément à 6 2880157 l'invention, montré respectivement dans deux situations fonctionnelles différentes; - les figures 3A et 3B sont des vues schématiques d'un mode de réalisation préféré du dispositif des figures 5 2A et 2B, montré respectivement dans deux situations fonctionnelles différentes; - les figures 4A et 4B sont des vues schématiques similaires aux figures 3A et 3B, suivant une variante de réalisation; - la figure 5 est une vue schématique partielle illustrant un mode de réalisation préféré d'une partie du dispositif des figures 4A et 4B; et - les figures 6A et 6B sont des vues schématiques similaires aux figures 4B et 4B, suivant 15 encore un autre mode de réalisation. Comme schématisé à la figure lA, un dispositif optique de capture biométrique, désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend: un élément optique prismatique 2 dont au moins une partie d'une face principale 4 apparaît dans une fenêtre 3 (par exemple définie par un capot 3a) et constitue une surface d'appui pour l'apposition d'un organe corporel 5 (par exemple l'extrémité d'un doigt de la main) dont on souhaite former une image biométrique et des moyens d'éclairage 6 disposés par rapport à l'élément optique prismatique 2 de manière à éclairer, par l'intérieur de ce dernier, ladite face 4 dans la fenêtre 3. Dans l'exemple schématique de la figure 1A, les moyens d'éclairage 6 sont disposés en regard d'une face latérale 7 de l'élément optique prismatique 2 de manière telle que le rayonnement d'éclairage atteigne la face 7 2880157 latérale 7 sensiblement perpendiculairement et pénètre par réfraction dans ledit élément optique prismatique 2 sensiblement sans déviation notable. En regard de l'autre face latérale 8 et 5 sensiblement parallèlement à celle-ci se trouve un capteur de rayonnement 9. Enfin, en regard de la petite face 10 (située à l'opposé de la face principale 4 et sensiblement parallèlement à celle-ci) de l'élément optique prismatique 2 sont situés des moyens il d'émission d'information lumineuse propres, lorsqu'ils sont excités, à émettre un faisceau lumineux porteur d'une information. Dans la situation fonctionnelle montrée à la figure 1A, un organe corporel 5, tel qu'un doigt, est apposé sur la partie de la face 4 précitée définie par la fenêtre 3. Les moyens d'éclairage 6, qui sont excités, émettent un rayonnement 12 qui, pénétrant dans l'élément optique prismatique par la face latérale 7, éclaire la face 4 et est réfléchi avec réflexion totale en raison de la présence de l'organe corporel 5 apposé sur ladite face 4. Le rayonnement 13 réfléchi, véhiculant l'image biométrique de l'organe corporel 5, parvient sur l'autre face latérale 8 sensiblement perpendiculairement à celle- ci, sort de l'élément optique prismatique 2 par réfraction sans déviation notable et atteint le capteur 9. Dans cette situation fonctionnelle du dispositif, les moyens 11 d'émission d'information lumineuse ne sont de préférence pas excités de manière que la lumière qu'ils émettent n'interfère pas avec le rayonnement 12 d'éclairage de l'organe corporel 5. En dehors du laps de temps pendant lequel un organe corporel 5 est apposé sur la partie de la face 4 8 2880157 définie par la fenêtre 3 en vue d'une capture biométrique, les moyens d'éclairage 6 peuvent de préférence être éteints comme montré à la figure 1B, tandis que les moyens 11 d'émission d'information lumineuse sont excités. La lumière 14 qu'ils émettent traverse la petite face 10 et la face principale 4 sensiblement perpendiculairement à celles-ci, de sorte qu'un observateur 15 situé en regard de la fenêtre 3 perçoit une information lumineuse telle que générée par les moyens 11. Des moyens de commande (non représentés) devraient, dans ce contexte, être prévus pour commander de façon sélective l'excitation des moyens d'éclairage 6 et l'excitation des moyens 11 d'émission d'information lumineuse selon qu'un organe corporel 5 est apposé ou non sur la partie de la face 4 définie par la fenêtre 3. L'agencement qui vient d'être décrit permet de capter une image biométrique de l'organe corporel 5 de façon conventionnelle, tandis que, en l'absence d'organe corporel, le dispositif émet une information lumineuse à destination des utilisateurs (par exemple signal de disponibilité ou d'indisponibilité de l'appareil, information sur la manoeuvre à effectuer, etc.). Le même dispositif optique est, conformément à l'invention, apte à assumer les deux fonctions sous une forme beaucoup plus compacte que les dispositifs actuels mettant en oeuvre deux fenêtres juxtaposées. Les figures 2A et 2B (sur lesquelles les mêmes références numériques sont conservées pour désigner des organes ou parties analogues à ceux respectifs des figures lA et 1B) illustrent un mode de réalisation pratique des dispositions de principe qui viennent d'être exposées. L'élément optique prismatique 2 est d'un type allongé, avec la fenêtre 3 située au voisinage de la face 9 2880157 inclinée 7 opposée à la face inclinée 8 de sortie du rayonnement 13 véhiculant l'image de capture biométrique. La face 7 est noire de manière à constituer une face de réflexion totale à l'intérieur de l'élément optique prismatique 2. Enfin, les moyens d'éclairage et les moyens d'émission d'information lumineuse précités sont réunis en une seule unité 16 agencée sous forme d'une plaque disposée sensiblement parallèlement à la face inférieure 10 de l'élément optique prismatique 2. Cette unité 16 peut en pratique être constituée d'une matrice de diodes électroluminescentes 17. Dans la situation fonctionnelle montrée à la figure 2A, un organe corporel 5, tel qu'un doigt, est apposé sur la partie de la face 4 précitée définie par la fenêtre 3. Au moins un certain nombre des diodes 17, qui sont excitées, émettent un rayonnement 12 qui, pénétrant dans l'élément optique prismatique par la face intérieure 10, éclaire la face 4 et est réfléchi avec réflexion totale en raison de la présence de l'organe corporel 5 apposé sur ladite face 4; l'image biométrique de l'organe corporel 5 apparaît sur un fond noir généré par la face latérale 7 qui est noire (les nervures de l'empreinte digitale apparaissent en blanc et les sillons en noir). Le rayonnement réfléchi 13 parcourt toute la longueur de l'élément optique prismatique 2 par des réflexions totales multiples sur ses faces opposées 4 et 10 jusqu'à sortir par l'autre face latérale 8 pour parvenir sur le capteur 9. En dehors du laps de temps pendant lequel un organe corporel 5 est apposé sur la partie de la face 4 définie par la fenêtre 3 en vue d'une capture biométrique, comme montré à la figure 2B, les diodes ayant servi à l'éclairage dans la situation fonctionnelle de la figure 2880157 lA ou certaines d'entre elles sont maintenant éteintes, et d'autres diodes de l'unité 16 ou certaines des diodes ayant servi à l'éclairage, sélectionnées de manière à reproduire un signe informatif ou un texte prédéterminé, sont excitées. La lumière 14 qu'elles émettent traverse la face intérieure 10 et la face principale 4 sensiblement perpendiculairement à celles-ci, de sorte qu'un observateur 15 situé en regard de la fenêtre 3 perçoit une information lumineuse. Les figures 3A et 3B illustrent un mode de réalisation préféré de l'agencement des figures 2A et 2B. Ce mode de réalisation préféré fait intervenir, en combinaison avec l'unité 16 de diodes électroluminescentes 17, toujours agencée sous forme d'une plaque sensiblement parallèle à la face intérieure 10 de l'élément optique prismatique 2, un écran LCD 18 transparent interposé entre l'unité 16 et la face 10. Dans la situation fonctionnelle montrée à la figure 3A, un organe corporel 5, tel qu'un doigt, est apposé sur la partie de la face 4 précitée définie par la fenêtre 3. Toutes les diodes 17 de l'unité 16 sont excitées et émettent un rayonnement 12 qui, pénétrant dans l'élément optique prismatique 2 par la face intérieure 10, éclaire la face 4 et est réfléchi avec réflexion totale dans les mêmes conditions que précédemment. En dehors du laps de temps pendant lequel un organe corporel 5 est apposé sur la partie de la face 4 définie par la fenêtre 3 en vue d'une capture biométrique, comme montré à la figure 3B, toutes les diodes 17 ou au moins un nombre suffisant d'entre elles sont maintenues excitées et la lumière qu'elles émettent traverse l'écran LCD transparent. Cette lumière 14, véhiculant l'information affichée par l'écran LCD 18, l'élément 11 2880157 optique prismatique 2 dont elle sort par la face principale 4 sensiblement perpendiculairement à celle-ci. Le mode de réalisation préféré montré aux figures 3A et 3B est particulièrement intéressant en raison de la compacité qu'il permet d'obtenir et des modifications restreintes qu'il implique par rapport aux dispositifs actuels. On soulignera que la commande du dispositif qui vient d'être décrit en regard des figures 3A et 3B est simplifiée: l'unité 16 reste en service en permanence et la lumière qu'elle émet sert sélectivement à la capture biométrique ou à la présentation d'information, selon qu'un organe corporel 5 est apposé ou non sur la face 4. Pour éviter qu'une présentation de l'information en permanence, y compris pendant les séquences de capture biométrique, perturbe le rayonnement véhiculant l'image de capture biométrique, on peut avantageusement prévoir que l'écran LCD 18 transparent soit excité seulement lorsqu'un organe corporel n'est pas appliqué sur la face 4 et ne soit pas excité lors du processus de capture biométrique (l'écran LCD 18 étant alors entièrement transparent). Les figures 4A et 4B illustrent une variante du mode de réalisation illustré sur les figures 3A et 4A. Suivant cette variante, un élément optique convergent 19 (typiquement une lentille convergente) est interposé entre l'écran LCD 18 et la face 10 pour focaliser l'information affichée par l'écran LCD 18. Pour le reste, la structure de l'ensemble est inchangée, à ceci près que, dans le contexte de cette variante, on peut avantageusement prévoir que l'élément optique convergent 19 soit propre à focaliser la lumière 14 de manière que l'image d'information qu'elle véhicule se forme sur un écran situé au-dessus de la fenêtre 3 ou à une distance adaptée à la 12 2880157 perception visuelle directe de l'observateur, afin que l'utilisateur puisse observer cette image focalisée sur l'écran ou à travers celui-ci. De façon astucieuse, il est prévu, conformément à l'invention, que l'écran ne soit pas une pièce supplémentaire rapportée sur l'appareil, mais soit tout simplement constitué par une visière de protection 20 connue en soi pour protéger l'appareil contre l'éclairage parasité (lumière ambiante, lumière du soleil). On prévoit alors qu'une partie de cette visière 20 située en regard de la fenêtre 3 soit formée en un matériau translucide de façon à constituer un hublot 21 sur la face externe duquel ou au travers duquel apparaît l'image d'information qui est ainsi rendue visible à l'observateur 15. La figure 5 montre une variante intéressante et préférée de réalisation selon laquelle l'élément optique convergent 19 est incorporé dans la face intérieure 10 de l'élément optique prismatique 2, de sorte qu'il n'y a alors qu'un seul élément optique à fabriquer et à installer lors du montage. En variante, il est envisageable de coller sur la face inférieure 10 de l'élément optique prismatique 2 un dispositif rapporté tel qu'une lentille de Fresnel, jouant le même rôle que l'élément optique convergent 19 incorporé évoqué ci- dessus. Dans encore une autre variante, c'est le hublot 21 qui constitue l'élément optique convergent. Les figures 6A et 6B montrent encore un autre mode de réalisation selon lequel l'information affichée par l'écran LCD 16 ne parvient pas directement à l'observateur 15, mais après avoir subi une réflexion sur une surface réfléchissante 22 disposée à l'aplomb de la face 4 et inclinée par rapport à celle-ci, cette surface réfléchissante étant soit plane (figure 6A), auquel cas il 13 2880157 peut être avantageux de prévoir, comme précédemment, une lentille 19 de focalisation, soit concave (figure 6B), auquel cas la focalisation est effectuée par la surface 22 elle-même. La surface réfléchissante 22 est, dans l'exemple illustré sur les figures 6A et 6B, portée par une visière 23 montée sur le capot 3a ou formée d'un seul tenant avec celui-ci. 2880157 14 REVENDICATIONS 1. Dispositif optique (1) de capture biométrique comprenant 5. un élément optique prismatique (2) dont au moins une partie d'une face (4) apparaît dans une fenêtre (3) et constitue une surface d'appui pour l'apposition d'un organe corporel (5) dont on souhaite former une image biométrique et 10. des moyens d'éclairage (6; 16) disposés par rapport à l'élément optique prismatique (2) de manière à éclairer, par l'intérieur de ce dernier, ladite fenêtre (3) et, en cas de présence d'un organe corporel (5) apposé sur ladite surface d'appui de la fenêtre, former par réflexion totale une image biométrique dudit organe corporel, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (11; 16-19) de présentation d'information lumineuse qui sont disposés sous l'élément optique prismatique (2) et approximativement en regard de ladite fenêtre (3) de manière à transmettre, sans réflexion totale, à travers la fenêtre une image d'information lumineuse perceptible de l'extérieur, ce grâce à quoi l'image d'information lumineuse apparaissant à travers ladite fenêtre (3) peut, en l'absence d'organe corporel (5) apposé sur ladite surface d'appui, être perçue par un observateur (15). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande propres à inhiber les moyens (11; 18) de présentation d'information lumineuse lorsqu'un organe corporel (5) est apposé sur ladite surface d'appui. 2880157 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément optique prismatique (2) comporte deux faces (4, 10) sensiblement parallèles, dont une (4), extérieure, est associée à la susdite fenêtre (3), et une face (7) latérale inclinée qui est noire et en ce qu'en regard de l'autre (10), intérieure, des faces parallèles et en regard de ladite fenêtre (3) sont situés les moyens d'éclairage (6) et les moyens (11) de présentation d'information lumineuse. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage (16) comprennent des diodes électroluminescentes (17) disposées en une plaque sensiblement parallèle à la susdite face intérieure (10) de l'élément optique prismatique (2) et en ce qu'un écran LCD (18) transparent est interposé entre ladite plaque de diodes et ladite face intérieure de l'élément optique prismatique (2), ce grâce à quoi, en présence d'un organe corporel (5) apposé sur ladite surface d'appui, les moyens d'éclairage (16) éclairent ledit organe corporel (5) à travers l'écran LCD (18) transparent et en fournissent par réflexion totale une image biométrique, tandis que, en l'absence d'organe corporel (5) apposé sur ladite surface d'appui, les moyens d'éclairage (16) traversent l'écran LCD (18) commandé pour présenter une information et fournissent, après traversée de l'élément optique prismatique (2), une information lumineuse à un observateur (15). 5. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre un organe optique 30 convergent (19) de focalisation qui est disposé entre l'écran LCD (18) et ladite face (10) intérieure de l'élément optique prismatique (2). 16 2880157 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe optique convergent (19) est propre à focaliser l'image d'information lumineuse sur un écran (20) situé approximativement audessus de ladite fenêtre (3). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe optique convergent (19) est propre à focaliser l'image d'information lumineuse à une distance adaptée à la perception visuelle directe d'un observateur. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel une visière (20) de protection contre l'éclairage parasite ambiant est disposée au-dessus de ladite fenêtre (3), caractérisé en ce qu'au moins une partie (21) de ladite visière en regard de ladite fenêtre (3) est constituée en un matériau translucide et en ce que l'organe optique convergent (19) est propre à focaliser une image de l'information lumineuse sur ladite partie translucide (21) de la visière ou au travers de celle-ci à une distance adaptée à la perception visuelle directe d'un observateur. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'organe optique convergent (19) est intégré dans la face (10) intérieure de l'élément optique prismatique (2). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe optique convergent de focalisation constitué par un hublot (21) formé dans un écran (20) situé approximativement au-dessus de ladite fenêtre (3). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une visière portant une surface réfléchissante (22) inclinée par rapport à la surface d'appui pour l'apposition de l'organe corporel, propre à réfléchir l'information lumineuse.