Brevet FR2886032A3 — publié le 20061124

FR 2886032 A3 20061124 FR 0504914 A 20050517 Cette invention concerne un dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile, il s'agit en particulier d'un organe miniature et mince d'entrée optique de dactylogramme en combinaison avec un capteur d'image à barres permettant d'obtenir une image d'empreinte digitale. Au fur et à mesure du développement des sciences et techniques, un grand nombre de produits électroniques sont apparus l'un après l'autre dans la vie humaine. Afin de permettre à l'utilisateur de porter sur lui ces produits, de plus en plus de produits électroniques miniatures voient le jour. Cependant la miniaturisation de ces produits électroniques fait que leur utilisateur peut facilement les perdre par inattention, ce qui abaisse la sécurité d'utilisation de ces produits électroniques miniatures. Dans le but d'éviter la divulgation de données individuelles lorsque le produit électronique miniature est perdu, on inventé des outils d'identification d'empreinte digitale individuelle, cette emprunte étant unique et non imitable, applicables aux produits électroniques. Le brevet public des Etats-Unis US 6,259,108 Bl a proposé un dispositif d'entrée optique de visualisation de dactylcgramme, qui consiste à apposer le dactylogramme sur une plateforme transparente exposée aux rayons d'une source de lumière, à scanner le dactylogramme avec un capteur d'image, à focaliser l'image du dactylogramme moyennant un verre en cartouche d'index de réfractivité de développement graduel et à la projeter pour l'imagerie sur un capteur de matrice linéaire et à la réalisation d'effet d'identification. Par ailleurs, bien que le brevet public des Etats-Unis U.S. 6,538,243 ait exposé quelques méthodes pour améliorer le polissage, dans la description d'un système miniature et mince, la faisabilité reste à développer Ainsi, la présente invention propose un dispositi= miniature et mince de capteur d'image tactile pour combler les manques de l'art antérieur précité. Compte tenu de l'importance croissante des produits miniaturisés dans la vie humaine, l'invention présente un dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile, c'est-à-dire, une surface de contact de dactylogramme à barre servant à obtenir l'empreinte digitale, des moyens de guidage pour guider la lumière, et une ou plusieurs diodes électroluminescentes ou DEL (LED), de type SM-LED, constituant une source de lumière qui se projette sur un plan incident et dont la lumière créée se répartit uniformément sur la surface de contact de dactylogramme, et une matrice de verre en cartouche à Jarre pouvant obtenir un index de réfractivité de développement graduel pour créer une image de dactylogramme et la conformer dans le capteur d'image à barre,en refaisant une image de dactylogramme complète à partir des images à barre segmentées obtenues en cohérence avec le remuement du doigt après le traitement du logiciel. L'invention concerne donc un dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile caractérisé en ce qu'il comprend : une source de lumière, un objectif, un capteur à barre et des moyens de guidage de rayon de lumière à déviations multiples comprenant un plan incident, un premier plan de guidage du rayon, une surface dE! contact de dactylogramme, un second plan de guidage du rayon Et un plan de réflexion d'image. Avantageusement, le dispositif comprend un objectif et, avantageusement, ledit objectif est un verre cylindrique à barre d'index de réfractivité de développement graduel (GRIN). Avantageusement, la lumière est guidée à travers du plastique transparent ou d'autres matières transparentes. Avantageusement, les moyens de guidage et l'objectif peuvent être posés combinés sur une assise d'appui. Avantageusement, la source de lumière et le capteur à barre peuvent être configurés sur une carte imprimée. Avantageusement, la surface de contact de dactylogramme est une zone à barre permettant de guider le rayon par le plan de guidage, à travers la réflexion et la focalisation, le rayon se projetant sur cette zone en intensité de distribution uniforme. Avantageusement, au moins une surface des moyens de guidage de rayon à déviations multiples est revêtue d'une couche de matière de réflexion. Cette création est un dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile, grâce à sa structure contenant le visu de dactylogramme à barre de guidage de lumière (ou photoconduction) à déviations (ou pliages) multiples, le dispositif est miniaturisé pour pouvoir être utilisé sur des produits électroniques tels que des portables, des baladeurs, des walkmans, des souris, des assistants numériques personnels (ou PDA) ou des clés d'automobile. La description détaillée d'exemples de réalisation, qui suit, fait référence aux figures annexées suivantes: Fig.l: Schéma en trois dimensions d'un exemple de dispositif selon l'invention, décomposé; Fig.2: Schéma en trois dimensions du dispositif de Ici figure 1, une fois combiné; Fig.3: Schéma en coupe d'un dispositif selon l'invention pour lequel le premier plan de guidage de rayon de lumière s'accorde avec la face de contact de dactylogramme au moyen d'une surface pliée pour faire réflexion totale interne); Fig.3-A: Schéma partiel du dispositif de la figure :3 (au premier plan de guidage de rayon); Fig.3-B : Schéma partiel du dispositif de la figure 3 (au premier plan de guidage de rayon); Fig.4 :Schéma en coupe d'un dispositif selon l'invention pour lequel le premier plan de guidage de rayon de lumière s'accorde avec la face de contact de dactylogramme au moyen d'une surface réfringente pour faire réflexion totale interne; Fig.5 : Schéma en coupe d'un dispositif selon l'invention pour lequel le premier plan de guidage de rayon de lumière s'accorde avec la face de contact de dactylogramme au moyen d'une surface curviligne pour faire réflexion totale interne; Fig.6 : Schéma en coupe d'un dispositif selon l'irvention pour lequel le premier plan de guidage de rayon de lumière s'accorde avec la face de contact de dactylogramme au moyen de surface curviligne pour faire réflexion totale interne; et Figure 7 : Photo d'un exemple de dispositif selon l'invention. En se référant aux figures 1 à 7, l'invention a pour objet un dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile, il comprend : une source de lumière 2 pouvant être sertie sur une carte imprimée 21, des moyens pour guider la lumière 3, un objectif 4 et un capteur à barre 5. Entre autres, les moyens de guidage 3 pour guic'er la lumière sont à déviations multiples et sont composés d'un plan incident 31, d'un plan de guidage du premier rayon 32, d'une surface de contact de dactylogramme 33, d'un plan de guidage du second rayon 34 et d'un plan de réflexion d'image 35 et peuvent être posés combinés sur une assise d'appui 6 pour diminuer la taille de capteur d'image. Comme le montre la fig. 7, on peut voir que le volume de l'ensemble de dispositif est assez petit. En référence à la Fig. 3, le premier plan de guidage de rayon 32 des moyens de guidage 3 s'accorde avec la face de contact de dactylogramme 33 au moyen d'une surface réfringence pour faire réflexion totale interne. En référence à la Fig. 4, le premier plan de guidage de rayon 32 des moyens de guidage 3 s'accorde avec la face de contact de dactylogramme au moyen de surface réfringente pour faire réflexion totale interne. En référence à la Fig. 5, le premier plan de guidage de rayon 32 de photoconduction 3 s'accorde avec la face de contact de dactylogramme 33 au moyen d'une surface curviligne pour faire réflexion totale interne. En référence à la Fig. 6, le premier plan de guidage de rayon de lumière 32 s'accorde avec la face de contact de dactylogramme 33 au moyen de surface curviligne pour faire réflexion totale interne.Voici quelques exemples d'application de cette invention, dans lesquels une ou plusieurs sources de lumière de type SM-LED 2 projètent un rayon de lumière, ces sources sont sertie , sur la carte imprimée 21. Le rayon de lumière est projeté sur le plan incident 31de photoconduction 3, guidé par le premier plan de guidage de rayon 32, concentré et reflété, selon une réflexion totale interne, pour favoriser l'analyse d'image de dactylogramme et augmenter le contraste de zone d'ombre et de lumière. Ensuite le rayon est reflété sur la face de contact de dactylogramme 33, où se plaque l'empreinte digitale de doigt ou d'orteil 7. On plaque cette empreinte sur la face de contact de dactylogramme 33 en se décalant de manière à fa re tâter les proéminences du dactylogramme à la face de contact à barre.Une grande partie de la lumière se disperse suivant différerts degrés en formant la zone ombrée alors que comme le creux du dactylogramme n'a pas de contact avec la face de contact de dactylogramme 33, il constitue une réflexion totale interne en créant la zone de luminance. Une image en niveaux de gris de quelques stries d'un contraste d'ombre et de lumière est créée. Guidée par le deuxième plan de guidage de rayon 34, elle entre dans un objectif 4 composé d'un verre cylindrique en frange, qui permet à l'image en niveaux de gris striée de faire incidence sur le miroir réfléchissant d'image 35 après la focalisation. Finalement la vision réflexe est visée sur le capteur à barre 5 configuré sur la carte imprimée 21, elle est ensuite traitée par le signal de circuit électronique de la carte imprimée et mise en concordance en image de dactylogramme complet pour réaliser l'objectif de l'identification. Comme représenté Fig.3-A et Fig.3-B, pour réaliser l'objectif de l'uniformisation de la lumière, la lumière émise par la source de lumière LED 2 est guidée selon des déviations multiples. A travers plusieurs reprises de réflexion pour prolonger la longueur de parcours utile de manière à rendre sa longueur largement supérieure au diamètre de lumière, on peut ajouter à la surface de premier plan de guidage de rayon 32 dans la photoconduction 3 une rayure régulière en V 321 (Voir Fig.3-A) ou une rayure irrégulière ou des spot sphérique de diffusion de rayon 322 (voir Fig.3-B) répartis régulièrement en deux dimensions, ou répartis irrégulièrement, pour mieux disperser la lumière et rendre la répartition plus uniforme pour renforcer la concepticn d'effet de diffusion du rayon, rallonger la longueur de parcours efficace du rayon et permettre à la surface de contact dactylogramme 33 de zone à barre d'obtenir un effet d'éclairage à la fois clair et homogène, i.e. pour mieux disperser la lumière et rendre la répartition plus uniforme. REVENDICATIONS 1. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile caractérisé en ce qu'il comprend : une source de lumière (2), un objectif, un capteur à barre (5) et des moyens de guidage de rayon de lumière à déviations multiples comprenant un plan incident (31), un premier plan de guidage de rayon (32), une surface de contact de dactylogramme (33), un second plan de guidage de rayon (34; et un plan de réflexion d'image (35). 2. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon la revendication 1, dont la source de lumière (2) est créée par une ou plusieurs diodes électroluminescentes, de préférence de type SM-LED, qui se projettent sur ledit plan incident (31). 3. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit objectif est un verre cylindrique à barre d'index de réfractivité de développement graduel. 4. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la lumière est guidée à travers du plastique transparent ou d'autres matières transparentes. 5. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de guidage et l'objectif peuvent être posés combinés sur une assise d'appui. 6. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source de lumière (2) et le capteur à barre (5) sont configurés sur une carte imprimée (21). 7. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface de contact de dactylogramme (33) est une zone à barre permettant de guider le rayon par le plan de guidage, à travers la réflexion et la focalisation, le rayon se projetant sur cette zone en intensité de distribution uniforme. 8. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une surface des moyens de guidage de lumière à déviations multiples est revêtue d'une couche de matière de réflexion. 9. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier plan de guidage de rayon de lumière (32) s'accorde au plan de réflexion ,au moyen d'une surface pliée. 10. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier plan de guidage de rayon de lumière (32) s'accorde à ladite surface de contact de dactylogramme (33) au moyen d'une surface courbe. 11. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite surface courbe du premier plan de guidage de rayon peut être non sphérique. 12. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface du premier plan de guidage de rayon de lumière dispose de rayures régulières ou irrégulières en V pour mieux disperser la lumière et rendre la répartition plus unifo'me. 13. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface du premier plan de guidage de rayon de lumière dispose de spots régulièrement ou irrégulièrement repartis en deux dimensions pour mieux disperser la lumière et rendre la répartition plus uniforme. 14. Dispositif miniature et mince de capteur d'image tactile selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est appliqué à un téléphone portable, à un baladeur, à une souris, à un assistant numérique personnel ou à une clé d'automobile.