Brevet FR3132203A1 — publié le 20230804

Procédé de détection de présence d’un organe à imager La présente description concerne un dispositif (100) d’imagerie ultrasonore, comprenant un ensemble (103) de transducteurs ultrasonores disposé dans un boîtier (101), et un circuit électronique (105) de contrôle et de traitement, le circuit électronique (105) de contrôle et de traitement étant configuré pour mettre en oeuvre un procédé de détection de présence d’un organe à imager sur et en contact avec une surface d’accueil (101a) du boîtier. Figure pour l'abrégé : Fig. 1 Procédé de détection de présence d’un organe à imager La présente description concerne de façon générale le domaine des dispositifs d’imagerie ultrasonore, et vise plus particulièrement le domaine des dispositifs d’imagerie ultrasonore d’organes humains ou animaux, par exemple pour des applications de biométrie ou des applications médicales. Un dispositif d'imagerie ultrasonore comprend classiquement une pluralité de transducteurs ultrasonores, et un circuit électronique de commande connecté aux transducteurs. En fonctionnement, l'ensemble des transducteurs est disposé face à un objet ou corps dont on souhaite acquérir une image. Le circuit électronique de commande est configuré pour appliquer des signaux électriques d'excitation aux transducteurs, de façon à provoquer l'émission d'ondes ultrasonores par les transducteurs, en direction du corps à analyser. Les ondes ultrasonores émises par les transducteurs sont réfléchies par le corps à analyser (par sa structure interne et/ou superficielle), puis reviennent vers les transducteurs qui les convertissent à nouveau en signaux électriques. Ces signaux électriques de réponse sont lus par le circuit électronique de commande, et peuvent être mémorisés et analysés pour en déduire des informations sur le corps étudié. Dans de nombreuses applications, par exemple des applications médicales ou des applications de biométrie, le corps à imager est une partie du corps humain ou animal, ci-après appelée organe. Par exemple, pour des applications de biométrie, l’organe à imager peut-être un doigt ou une partie de la main d’un utilisateur. Dans de telles applications, l’organe à imager est placé sur et en contact avec une surface d’accueil du dispositif, en vis à vis des transducteurs ultrasonores. Il serait souhaitable de pouvoir détecter la présence de l’organe sur la surface d’accueil du dispositif de façon à pouvoir déclencher automatiquement une séquence d’acquisition d’une image ultrasonore en présence de l’organe. Pour cela, un mode de réalisation prévoit un dispositif d’imagerie ultrasonore, comprenant un ensemble de transducteurs ultrasonores disposé dans un boîtier, et un circuit électronique de contrôle et de traitement, le circuit électronique de contrôle et de traitement étant configuré pour mettre en oeuvre un procédé de détection de présence d’un organe à imager sur et en contact avec une surface d’accueil du boîtier, le procédé de détection comprenant les étapes suivantes : a) sélectionner un sous-ensemble de n transducteurs ultrasonores parmi les transducteurs de l’ensemble, où n est un entier inférieur au nombre total N de transducteurs ultrasonores de l’ensemble, le sous ensemble comprenant n_tx transducteurs d’émission et n_rx transducteurs de réception, n_tx et n_rx étant des entiers inférieurs ou égaux à n ; b) émettre un faisceau ultrasonore en direction de la surface d’accueil au moyen des n_tx transducteurs ultrasonores d’émission sélectionnés à l’étape a), puis recevoir un faisceau ultrasonore retour, au moyen des n_rx transducteurs ultrasonores de réception sélectionnés à l’étape a) ; c) pour chacun des n_rx transducteurs de réception, calculer une valeur Ei représentative de l’énergie d’une portion du faisceau ultrasonore retour reçue par le transducteur ; d) déterminer, à partir des n_rx valeurs d’énergie Ei calculées à l’étape c), si un organe à imager est présent ou non sur la surface d’accueil du boîtier. Selon un mode de réalisation, le circuit électronique de contrôle et de traitement est configuré pour, à l’étape d), déterminer un indicateur statistique représentatif de la distribution des n_rx valeurs Ei calculées à l’étape c), et comparer ledit indicateur statistique à un seuil. Selon un mode de réalisation, l’indicateur statistique est la valeur moyenne ou la valeur médiane des n_rx valeurs Ei calculées à l’étape c), et le circuit électronique de contrôle et de traitement est configuré pour, si l’indicateur statistique est inférieur audit seuil, en déduire qu’un organe à imager est présent sur la surface d’accueil du boîtier, et, si l’indicateur statistique est supérieur audit seuil, en déduire l’absence d’un organe à imager sur la surface d’accueil du boîtier. Selon un mode de réalisation, le circuit électronique de contrôle et de traitement est configuré pour, à l’étape c), mesurer et échantillonner un signal électrique de réponse aux bornes de chaque transducteur sélectionné à l’étape a), pendant une fenêtre temporelle incluant un écho du faisceau ultrasonore sur la surface d’accueil du boîtier. Selon un mode de réalisation, à l’étape c), la valeur Ei calculée pour chaque transducteur ultrasonore sélectionné à l’étape a) est la valeur quadratique moyenne des échantillons du signal électrique de réponse mesuré aux bornes du transducteur. Selon un mode de réalisation, à l’étape c), la valeur Ei calculée pour chaque transducteur ultrasonore sélectionné à l’étape a) est la somme des valeurs absolues des échantillons du signal électrique de réponse mesuré aux bornes du transducteur. Selon un mode de réalisation, la valeur Ei calculée pour chaque transducteur ultrasonore sélectionné à l’étape a) est la valeur maximale, en valeur absolue, des échantillons du signal électrique de réponse mesuré aux bornes du transducteur. Selon un mode de réalisation, le circuit électronique de traitement et de contrôle est configuré pour, si la présence d’un organe à imager est détectée à l’étape d), commander l’acquisition d’une image ultrasonore de l’organe au moyen de l’ensemble de transducteurs ultrasonores, et, si la présence d’un organe à imager n’est pas détectée à l’étape d), réitérer les étapes a), b), c), et d) après une période d’inactivation prédéfinie. Selon un mode de réalisation, la période d’inactivation prédéfinie est comprise entre 0,05 et 1 seconde. Selon un mode de réalisation, les transducteurs de l’ensemble sont des transducteurs CMUT, des transducteur PMUT, des transducteurs à cristal, des transducteurs piézoélectriques ou piézo-composites, ou des transducteurs monocristal. Un autre mode de réalisation prévoit un procédé de détection de présence d’un organe à imager sur et en contact avec une surface d’accueil d’un boîtier d’un dispositif d’imagerie ultrasonore, le dispositif d’imagerie ultrasonore comprenant un ensemble de transducteurs ultrasonores disposé dans le boîtier, et un circuit électronique de contrôle et de traitement, le procédé de détection comprenant les étapes suivantes : a) sélectionner un sous-ensemble de n transducteurs ultrasonores parmi les transducteurs de l’ensemble, où n est un entier inférieur au nombre total N de transducteurs ultrasonores de l’ensemble), le sous ensemble comprenant n_tx transducteurs d’émission et n_rx transducteurs de réception, n_tx et n_rx étant des entiers inférieurs ou égaux à n ; b) émettre un faisceau ultrasonore en direction de la surface d’accueil au moyen des n_tx transducteurs ultrasonores d’émission sélectionnés à l’étape a), puis recevoir un faisceau ultrasonore retour, au moyen des n_rx transducteurs ultrasonores de réception sélectionnés à l’étape a) ; c) pour chacun des n_rx transducteurs ultrasonores de réception, calculer, au moyen du circuit électronique de contrôle et de traitement, une valeur Ei représentative de l’énergie d’une portion du faisceau ultrasonore retour reçue par le transducteur ; et d) déterminer, au moyen du circuit électronique de contrôle et de traitement, à partir des n_rx valeurs d’énergie calculées à l’étape c), si un organe à imager est présent ou non sur la surface d’accueil du boîtier. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente très schématiquement un exemple d’un dispositif d’imagerie ultrasonore ; la représente l’évolution, en fonction du temps, d’un signal électrique de réponse d’un transducteur ultrasonore du dispositif de la en présence d’un organe à imager ; la représente l’évolution, en fonction du temps, d’un signal électrique de réponse d’un transducteur ultrasonore du dispositif de la en l’absence d’un organe à imager ; et la illustre schématiquement un exemple d’un procédé de commande d’un dispositif d’imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation. Dispositif (100) d’imagerie ultrasonore, comprenant un ensemble (103) de transducteurs ultrasonores disposé dans un boîtier (101), et un circuit électronique (105) de contrôle et de traitement, le circuit électronique (105) de contrôle et de traitement étant configuré pour mettre en oeuvre un procédé de détection de présence d’un organe à imager sur et en contact avec une surface d’accueil (101a) du boîtier, le procédé de détection comprenant les étapes suivantes : a) sélectionner un sous-ensemble de n transducteurs ultrasonores parmi les transducteurs de l’ensemble (103), où n est un entier inférieur au nombre total N de transducteurs ultrasonores de l’ensemble (103), le sous ensemble comprenant n_tx transducteurs d’émission et n_rx transducteurs de réception, n_tx et n_rx étant des entiers inférieurs ou égaux à n ; b) émettre un faisceau ultrasonore en direction de la surface d’accueil (101a) au moyen des n_tx transducteurs ultrasonores d’émission sélectionnés à l’étape a), puis recevoir un faisceau ultrasonore retour, au moyen des n_rx transducteurs ultrasonores de réception sélectionnés à l’étape a) ; c) pour chacun des n_rx transducteurs de réception, calculer une valeur E i représentative de l’énergie d’une portion du faisceau ultrasonore retour reçue par le transducteur ; d) déterminer, à partir des n_rx valeurs d’énergie E i calculées à l’étape c), si un organe à imager est présent ou non sur la surface d’accueil (101a) du boîtier (101). Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel le circuit électronique (105) de contrôle et de traitement est configuré pour, à l’étape d), déterminer un indicateur statistique représentatif de la distribution des n_rx valeurs E i calculées à l’étape c), et comparer ledit indicateur statistique à un seuil. Dispositif (100) selon la revendication 2, dans lequel ledit indicateur statistique est la valeur moyenne ou la valeur médiane des n_rx valeurs E i calculées à l’étape c), et dans lequel le circuit électronique (105) de contrôle et de traitement est configuré pour, si l’indicateur statistique est inférieur audit seuil, en déduire qu’un organe à imager est présent sur la surface d’accueil (101a) du boîtier (101), et, si l’indicateur statistique est supérieur audit seuil, en déduire l’absence d’un organe à imager sur la surface d’accueil (101a) du boîtier (101). Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit électronique (105) de contrôle et de traitement est configuré pour, à l’étape c), mesurer et échantillonner un signal électrique de réponse aux bornes de chaque transducteur sélectionné à l’étape a), pendant une fenêtre temporelle incluant un écho du faisceau ultrasonore sur la surface d’accueil (101a) du boîtier (101). Dispositif (100) selon la revendication 4, dans lequel, à l’étape c), la valeur E i calculée pour chaque transducteur ultrasonore sélectionné à l’étape a) est la valeur quadratique moyenne des échantillons du signal électrique de réponse mesuré aux bornes du transducteur. Dispositif (100) selon la revendication 4, dans lequel, à l’étape c), la valeur E i calculée pour chaque transducteur ultrasonore sélectionné à l’étape a) est la somme des valeurs absolues des échantillons du signal électrique de réponse mesuré aux bornes du transducteur. Dispositif (100) selon la revendication 4, dans lequel, à l’étape c), la valeur E i calculée pour chaque transducteur ultrasonore sélectionné à l’étape a) est la valeur maximale, en valeur absolue, des échantillons du signal électrique de réponse mesuré aux bornes du transducteur. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le circuit électronique (105) de traitement et de contrôle est configuré pour, si la présence d’un organe à imager est détectée à l’étape d), commander l’acquisition d’une image ultrasonore de l’organe au moyen de l’ensemble (103) de transducteurs ultrasonores, et, si la présence d’un organe à imager n’est pas détectée à l’étape d), réitérer les étapes a), b), c), et d) après une période d’inactivation (405) prédéfinie. Dispositif (100) selon la revendication 8, dans lequel ladite période d’inactivation prédéfinie est comprise entre 0,05 et 1 seconde. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les transducteurs de l’ensemble (103) sont des transducteurs CMUT, des transducteur PMUT, des transducteurs à cristal, des transducteurs piézoélectriques ou piézo-composites, ou des transducteurs monocristal. Procédé de détection de présence d’un organe à imager sur et en contact avec une surface d’accueil (101a) d’un boîtier (101) d’un dispositif (100) d’imagerie ultrasonore, le dispositif (100) d’imagerie ultrasonore comprenant un ensemble (103) de transducteurs ultrasonores disposé dans le boîtier (101), et un circuit électronique (105) de contrôle et de traitement, le procédé de détection comprenant les étapes suivantes : a) sélectionner un sous-ensemble de n transducteurs ultrasonores parmi les transducteurs de l’ensemble (103), où n est un entier inférieur au nombre total N de transducteurs ultrasonores de l’ensemble (103) ), le sous ensemble comprenant n_tx transducteurs d’émission et n_rx transducteurs de réception, n_tx et n_rx étant des entiers inférieurs ou égaux à n ; b) émettre un faisceau ultrasonore en direction de la surface d’accueil (101a) au moyen des n_tx transducteurs ultrasonores d’émission sélectionnés à l’étape a), puis recevoir un faisceau ultrasonore retour, au moyen des n_rx transducteurs ultrasonores de réception sélectionnés à l’étape a) ; c) pour chacun des n_rx transducteurs ultrasonores de réception, calculer, au moyen du circuit électronique (105) de contrôle et de traitement, une valeur E i représentative de l’énergie d’une portion du faisceau ultrasonore retour reçue par le transducteur ; et d) déterminer, au moyen du circuit électronique (105) de contrôle et de traitement, à partir des n_rx valeurs d’énergie calculées à l’étape c), si un organe à imager est présent ou non sur la surface d’accueil (101a) du boîtier (101).