Brevet FR2948477A1 — publié le 20110128

La présente invention concerne un dispositif de capture d'une empreinte d'une partie corporelle. Elle trouve application dans le domaine de la reconnaissance des empreintes biométriques. L'utilisation d'empreintes biométriques, par exemple du type empreintes digitales, palmaires ou autres permet de sécuriser l'accès à des bâtiments ou à des machines. Cette technologie permet éventuellement de s'affranchir de codes d'accès ou de cartes qui peuvent être prêtés, volés ou falsifiés. L'utilisation de cette technologie permet de renforcer la sécurité dans la mesure où la probabilité que deux personnes aient deux empreintes biométriques identiques est quasiment nulle. Un dispositif de capture d'une empreinte biométrique permet de capturer une image d'une empreinte biométrique qui est, au cours d'une étape de comparaison, soit comparée avec un ensemble d'empreintes biométriques de référence contenues dans une base de données dans le cas d'une identification, soit comparée à une seule empreinte biométrique dans le cas d'une authentification. A l'issue de cette étape de comparaison, une étape de prise de décision détermine, en fonction du résultat de l'étape de comparaison, soit si l'empreinte biométrique capturée appartient ou non à une personne référencée dans la base de données, soit si la personne est bien celle qu'elle prétend être. On connaît un dispositif de capture d'une empreinte biométrique, travaillant en 20 réflexion totale (frustrée ou non) qui comprend une source lumineuse, un prisme et un système optique adapté à capturer l'image de l'empreinte biométrique. La source lumineuse génère des faisceaux lumineux qui traversent une première face du prisme, les faisceaux lumineux ainsi transmis traversent le prisme jusqu'à une deuxième face du prisme où est positionnée la partie du corps portant l'empreinte 25 biométrique à identifier qui est constituée de creux et de bosses. Dans le cas d'un système en réflexion totale frustrée, un faisceau lumineux issu de la source lumineuse et arrivant au niveau d'un creux est réfléchi par réflexion totale à l'intérieur du prisme et ressort du prisme au niveau d'une troisième face en direction du système optique, tandis qu'un faisceau lumineux issu de la source lumineuse et 30 arrivant au niveau du contact entre la surface du prisme et la zone corporelle posée sur le prisme (couplage optique) est transmis vers l'extérieur du prisme sans jamais atteindre le système optique. Un tel dispositif de capture permet d'obtenir un bon contraste entre les zones de l'empreinte biométrique qui sont en contact avec le prisme et les zones de l'empreinte biométrique qui ne le sont pas, permettant ainsi une meilleure comparaison avec les empreintes biométriques de référence. Un tel dispositif de capture permet d'obtenir de bons résultats en ce qui concerne l'identification des personnes référencées dans la base de données, mais la présence du prisme en fait un ensemble encombrant. En particulier, dans le cas d'un dispositif de capture palmaire ou de 4 doigts, le prisme prend des dimensions très importantes qui ne sont pas compatibles avec un dispositif de capture portatif. On connaît un autre dispositif de capture d'une empreinte digitale, travaillant en vue directe, qui comprend plusieurs sources de lumière, une lame et un système 10 optique permettant de capturer l'image de l'empreinte biométrique. Les sources lumineuses éclairent l'empreinte biométrique à travers la lame ; la lumière diffusée par cette empreinte biométrique ressort de la lame en direction du système optique. Un tel dispositif permet d'obtenir un système de capture d'empreintes 15 biométriques peu encombrant et léger, en revanche le contraste de l'imagerie en vue directe ne permet pas d'atteindre les performances requises par les standards (IAFIS). Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de capture d'une empreinte d'une partie corporelle qui ne présente pas les inconvénients de l'état de la technique. 20 A cet effet, est proposé un dispositif de capture d'une empreinte d'une partie corporelle comportant: - une lame présentant une face de support destinée à recevoir la partie d'un corps portant l'empreinte à capturer, une face d'éclairement parallèle à ladite face de support, - une source d'éclairement émettant une lumière diffuse éclairant l'empreinte à 25 travers la face d'éclairement, et - un système optique adapté à capturer, à travers la face d'éclairement, l'image de l'empreinte ainsi éclairée, caractérisés en ce que la source d'éclairement et le système optique sont positionnés de manière à ce que l'angle d'incidence de la source d'éclairement et 30 l'angle de l'axe optique du système optique sont symétriques par rapport à la normale à la lame, afin que le reflet de la source d'éclairement sur la lame soit imagé par le système optique. Avantageusement, la source d'éclairement est une source de grande surface adaptée à éclairer en une seule fois la surface de l'empreinte à capturer. Avantageusement, la lame est réalisée dans un matériau rigide. Avantageusement, la face d'éclairement présente un traitement anti-reflet. Avantageusement, la face de support présente un traitement d'aide au couplage optique. Avantageusement, le dispositif de capture comporte une optique diffractive accolée à la face d'éclairement. Avantageusement, le dispositif de capture comporte un filtre devant le système optique, et la source d'éclairement émet selon une longueur d'onde d'éclairage particulière associée aux caractéristiques dudit filtre. Avantageusement, la source d'éclairement émet selon une longueur d'onde d'éclairage choisie pour minimiser l'effet parasite de la lumière extérieure au dispositif de capture. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec la Fig. unique qui est une représentation schématique d'un dispositif de capture d'une empreinte d'une partie corporelle selon l'invention, et plus particulièrement d'un dispositif de capture d'une empreinte digitale. La suite de la description est plus particulièrement basée sur un dispositif de capture d'une empreinte digitale d'un doigt, mais elle s'applique de la même manière dans le cas de 4 doigts, de la paume, ou de toute autre partie du corps dont l'empreinte biométrique doit être capturée. La Fig. unique est une représentation schématique d'un dispositif de capture d'une empreinte d'une partie corporelle 100 en vue directe sur lequel un doigt 50 est disposé. Le dispositif de capture 100 comprend : - une lame 102, - un système optique 104 adapté à capturer l'image de l'empreinte digitale, par exemple une caméra munie d'un objectif, et - une source d'éclairement 106. La source d'éclairement 106 et le système optique 104 sont positionnés de manière à ce que l'angle d'incidence de la source d'éclairement 106 et l'angle de l'axe optique du système optique 104 sont symétriques par rapport à la normale à la lame 102, afin que le reflet de la source d'éclairement 106 sur la lame 102 soit imagé par le système optique 104. L'angle d'incidence de la source d'éclairement 106 est l'angle entre la normale à la lame 102 et la normale à la source d'éclairement 106 qui est ici sensiblement 5 représentée par la flèche 114. L'angle de l'axe optique du système optique 104 est l'angle entre la normale à la lame 102 et l'axe optique du système optique 104. La lame 102 est une lame à faces parallèles qui est transparente dans le spectre de la source d'éclairement 106. La lame 102 est par exemple en verre, en 10 polycarbonate, en polyméthacrylate de méthyle, ou autres. La lame 102 est réalisée dans un matériau rigide et présente une face de support 108 sur laquelle est positionné le doigt 50 et une face d'éclairement 110 qui reçoit les faisceaux lumineux issus de la source d'éclairement 106. La face de support 108 est parallèle à la face d'éclairement 110 et la lame 102 présente une épaisseur qui peut 15 être très faible par exemple de quelques mm. La source d'éclairement 106 émet une lumière diffuse en direction de la face d'éclairement 110 de la lame 102 de manière à éclairer l'empreinte digitale à travers la face d'éclairement 110. L'angle de la source d'éclairement 106 et l'angle de vue du système optique 104 sont tels que le système optique 104 image le reflet sur la lame 20 102 de la source d'éclairement 106. Ce phénomène permet d'amplifier le contraste de l'image. Les faisceaux lumineux 112, 114 ainsi émis traversent la lame 102. Un faisceau lumineux 112 ainsi transmis et arrivant au niveau d'un creux est en partie réfléchi vers l'intérieur de la lame 102, du à la réflexion spéculaire sur la face 108, et en partie transmis vers l'extérieur de la lame 102. Le faisceau lumineux 112 25 ainsi réfléchi ressort de la lame 102 par la face d'éclairement 110 et est capturé par le système optique 104. Tandis qu'un faisceau lumineux 114 ainsi transmis et arrivant au niveau d'une bosse est absorbé par le doigt 50 et diffuse légèrement à travers la lame 102. Contrairement au cas du faisceau 112, une quantité beaucoup moins importante de 30 lumière atteint le système optique 104. Ainsi, sans le doigt 50, le système optique 104 capture l'image de la source d'éclairement 106, tandis qu'en présence du doigt 50, cette image est perturbée par cette présence, et le système optique 104 capture cette image perturbée, c'est-à-dire que le système optique 104 capture, à travers la face d'éclairement 110, l'image de l'empreinte éclairée par la source d'éclairement 106. L'utilisation d'une source d'éclairement 106 constituant une source de lumière diffuse permet d'augmenter le contraste entre les creux et les bosses de l'empreinte digitale du doigt 50 sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un prisme encombrant et onéreux. Le dispositif de capture 100 est alors léger et compact et peut être portable. Un tel dispositif de capture 100 peut être utilisé dans les contrôles d'identité à la volée, par exemple dans un avion, et il permet également, en augmentant les dimensions de la lame 102 de capturer 4 doigts simultanément tout en gardant un encombrement et un poids réduit par rapport à un dispositif de capture utilisant un prisme. La source d'éclairement 106 est une source de grande surface, c'est-à-dire qu'elle permet d'éclairer en une seule fois la surface de l'empreinte à capturer sans qu'il soit nécessaire de déplacer le doigt 50 ou le système optique 104. Le fait de ne pas utiliser de prisme permet de ne plus avoir d'aberrations optiques dues à cet élément, et il n'est plus alors nécessaire d'utiliser d'éléments de compensation des aberrations et le système optique 104 est alors un dispositif plus simple que dans le cas de l'utilisation d'un prisme. La source d'éclairement 106 et le système optique 104 sont orientés par rapport à la lame 102 de manière à ce que les faisceaux lumineux 112, 114 émis en direction de la lame 102 parviennent à la caméra 104. La source d'éclairement 106 peut être par exemple constituée d'un film électroluminescent, ou d'une source de rétro-éclairage du type rétro-éclairage pour écran. Pour faciliter la transmission des faisceaux lumineux 112 et 114 à l'intérieur de la lame 102 lorsqu'ils proviennent de la source d'éclairement 106, la face d'éclairement 110 reçoit un traitement anti-reflet. Ainsi, la plus grande partie de la lumière émise parvient jusqu'à la face de support 108 et n'est pas réfléchie par la face d'éclairement 110. Pour augmenter le couplage entre le doigt 50 et la face de support 108, cette dernière reçoit un traitement d'aide au couplage optique, par exemple du type métallisation, ou traitement diélectrique. Ainsi, la réflexion au niveau des creux du doigt 50 est améliorée et cette couche permet également de limiter la transmission de faisceaux lumineux parasites provenant de l'extérieur du dispositif de capture 100. En effet, sans traitement et en fonction du matériau utilisé pour réaliser la lame 102, la puissance de la partie du faisceau lumineux 112 qui est transmise représente de 90 à 95% de la puissance incidente, et la puissance de la partie qui est réfléchie représente de 5 à 10%. L'image de l'empreinte du doigt 100 qui est capturée par le système optique 104 est alors traitée de manière classique et comparée à des images de référence d'une base de données. Pour réduire le volume du système d'éclairage 106, une optique diffractive peut être accolée à la face d'éclairement 110. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de capture 100 peut comporter un filtre disposé devant le système optique 104, et la source d'éclairement l0 106 est alors prévue pour émettre une lumière diffuse 112, 114 selon une longueur d'onde d'éclairage particulière associée aux caractéristiques dudit filtre. Afin de minimiser l'effet parasite que la lumière extérieure pourrait avoir sur le dispositif de capture 100, la source d'éclairement 106 émet selon une longueur d'onde d'éclairage choisie pour minimiser cet effet. En particulier, la longueur d'onde 15 d'éclairage choisie est en dehors de l'intervalle des longueurs d'onde qui sont contenues dans la lumière extérieure. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme du métier. 20 Par exemple, le dispositif de capture 100 a été plus particulièrement décrit dans le cas d'une empreinte digitale d'un doigt, mais elle s'applique de la même manière dans le cas où l'empreinte biométrique consiste dans les empreintes digitales de 4 doigts, une empreinte palmaire ou autres. REVENDICATIONS1) Dispositif de capture (100) d'une empreinte d'une partie corporelle comportant: - une lame (102) présentant une face de support (108) destinée à recevoir la partie d'un corps portant l'empreinte à capturer, une face d'éclairement (110) parallèle à ladite face de support (108), - une source d'éclairement (106) émettant une lumière diffuse (112, 114) éclairant l'empreinte à travers la face d'éclairement (110), et - un système optique (104) adapté à capturer, à travers la face d'éclairement (110), l'image de l'empreinte ainsi éclairée, caractérisés en ce que la source d'éclairement (106) et le système optique (104) sont positionnés de manière à ce que l'angle d'incidence de la source d'éclairement (106) et l'angle de l'axe optique du système optique (104) sont symétriques par rapport à la normale à la lame (102), afin que le reflet de la source d'éclairement (106) sur la lame (102) soit imagé par le système optique (104). 2) Dispositif de capture (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'éclairement (106) est une source de grande surface adaptée à éclairer en une seule fois la surface de l'empreinte à capturer. 3) Dispositif de capture (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame (102) est réalisée dans un matériau rigide. 4) Dispositif de capture (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face d'éclairement (110) présente un traitement anti-reflet. 5) Dispositif de capture (100) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face de support (108) présente un traitement d'aide au couplage optique. 6) Dispositif de capture (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une optique diffractive accolée à la face d'éclairement (110). 7) Dispositif de capture (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre devant le système optique (104), et en ce que la source d'éclairement (106) émet selon une longueur d'onde d'éclairage particulière associée aux caractéristiques dudit filtre. 8) Dispositif de capture (100) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source d'éclairement (106) émet selon une longueur d'onde d'éclairage choisie pour minimiser l'effet parasite de la lumière extérieure au dispositif de capture (100).