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Patent 2513412 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2513412
(54) English Title: PERSON RECOGNITION METHOD AND DEVICE
(54) French Title: PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECONNAISSANCE DE PERSONNE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G06K 9/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • MAINGUET, JEAN-FRANCOIS (France)
(73) Owners :
  • ATMEL GRENOBLE (France)
(71) Applicants :
  • ATMEL GRENOBLE S.A. (France)
(74) Agent: ROBIC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2004-01-16
(87) Open to Public Inspection: 2004-08-12
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2004/000093
(87) International Publication Number: WO2004/068394
(85) National Entry: 2005-07-14

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
03/00593 France 2003-01-21

Abstracts

English Abstract

The invention relates to the recognition of persons by biometric identification systems. According to the invention, an optical or non-optical sensor (10) sensing an image of a fingerprint (theoretically on a silicon chip) associated with spectral recognition of the skin is used to recognize persons with the aid of fewer light-emitting elements (12) (generally LED light-emitting diodes) than those used for spectral recognition alone. The fingerprint image sensor and a sensor (12,14) sensing spectral transmission information relating to the skin of the finger are disposed on a common base, said fingerprint being captured by the image sensor.


French Abstract




L'invention concerne la reconnaissance de personnes par systèmes
d'identification biométrique. Selon l'invention, on propose d'utiliser, pour
la reconnaissance de personnes, un capteur d'image d'empreinte digitale 10 (en
principe sur puce de silicium), optique ou non, associé à une reconnaissance
spectrale de la peau utilisant moins d'éléments émetteurs de lumière 12 (des
diodes électroluminescentes LED en général) que si la reconnaissance spectrale
avait été utilisée seule. Sur une même embase, on trouve le capteur d'image
d'empreinte digitale et un capteur (12, 14) d'informations de transmission
spectrale relatives à la peau du doigt dont l'empreinte est relevée par le
capteur d'image.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



REVENDICATIONS

1. Dispositif de reconnaissance de personne, comportant sur une
embase (20) un capteur d'image d'empreinte digitale (10) à balayage
capturant une ligne ou un petit nombre de lignes d'image et comportant des
moyens permettant une reconstitution d'image globale d'empreinte par
corrélation entre images partielles obtenues au cours d'un déplacement
relatif entre le doigt et le capteur, caractérisé en ce qu'il comporte
également
un capteur (12, 14) d'informations de transmission spectrale relatives à la
peau du doigt dont l'empreinte est relevée par le capteur d'image, le capteur
d'image et le capteur d'informations spectrales étant agencés pour
fonctionner de manière entrelacée.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le
capteur d'image d'empreinte digitale est situé sur une puce de silicium et le
capteur d'informations de transmission spectrales comporte des diodes
électroluminescentes et des photodiodes.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les
photodiodes et éventuellement aussi les diodes électroluminescentes, sont
situées sur la même puce que le capteur d'image d'empreinte.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en
ce que les diodes électroluminescentes et les photodiodes sont disposées
symétriquement par rapport à un axe.

5. Procédé de reconnaissance de personne, caractérisé en ce que
l'on détecte à partir d'un même dispositif comportant un capteur d'image
d'empreinte à balayage et un capteur d'informations de transmission
spectrale, à la fois une image d'empreinte digitale et des informations de
transmission spectrale relatives à la peau d'un doigt dont l'empreinte est
détectée, et on utilise à la fois l'image d'empreinte et les informations de
transmission spectrale pour la reconnaissance de la personne, le capteur
d'image capturant une ligne ou un petit nombre de lignes d'image et
comportant des moyens permettant une reconstitution d'image globale
d'empreinte par corrélation entre images partielles obtenues au cours d'un

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déplacement relatif entre le doigt et le capteur, le capteur d'image
d'empreinte et le capteur d'informations spectrales fonctionnant de manière
entrelacée.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on lit
plusieurs fois l'empreinte digitale complète, et on recueille plusieurs fois
les
informations spectrales complètes, de manière entrelacée, et on vérifie la
cohérence entre les différentes informations détectées.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on lit une
partie de l'empreinte digitale correspondant à un secteur de doigt déterminé,
on lit les informations spectrales correspondant à ce secteur, et on
reconstruit ultérieurement une image complète de l'empreinte à partir des
images partielles.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on vérifie
que l'empreinte digitale correspondant à un secteur de doigt est cohérente
avec les informations spectrales correspondant à ce secteur ou à un autre
secteur pour la personne qu'on cherche à reconnaître.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce
que le capteur d'empreinte est un capteur optique ou capacitif ou thermique
ou un capteur sensible au passage de courant dans le doigt, ou un capteur
sensible à la pression.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en
ce qu'une même source de lumière sert à la fois à la capture d'empreinte
digitale et à la capture d'informations spectrales.

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en
ce que la capture d'informations spectrales comprend une mesure à une
longueur d'onde servant à la détection du sang, et/ou du taux d'oxygène
dans l'hémoglobine.



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Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.




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WO 2004/068394 PCT/FR2004/000093
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PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECONNAISSANCE DE PERSONNE
L'invention concerne les dispositifs de reconnaissance
biométriques de personnes, destinés à des applications où un haut niveau de
sécurité est requis contre les risques de fraude, et où la présence d'une
s personne physique déterminée, et l'identification certaine de cette
personne,
est requise pour limiter les risques.
Le dispositif selon l'invention utilise un capteur d'image
d'empreinte digitale. Un tel capteur d'image d'empreinte digitale est réalisé
à
partir d'un circuit intégré, en principe à base de silicium, comprenant
1o notamment une matrice d'éléments sensibles individuels permettant d'établir
une représentation de l'image de l'empreinte d'un doigt posé directement ou
indirecfiement sur la surFace de la matrice. La détection de l'empreinte est
en
général optique ou capacitive ou thermique ou pié~oélectrique et les
éléments sensibles du capteur sont alors respectivement sensible à la
lumière ou à la proximité capacitive ou à la chaleur ou à la pression.
Certains capteurs fonctionnent en présence d'un doigt posé
statiquement sur la surface d'un capteur dont la matrice active de détection
est rectangulaire ou carrée ; dans ce cas, la surface du capteur a une taille
globale correspondant à la surface d'empreinte à détecter ; d'autres capteurs
2o fonctionnent par glissement du doigt sur un capteur dont la matrice de
détection, de surface beaucoup plus petite que l'empreinte à détecter, est
une barrette allongée de quelques rangées de détecteurs ponctuels (voire
même une seule rangée).
Les techniques connues de capture d'empreinte digitale ne
25 permettent pas de détecter si le doigt est vivant : on peut tromper le
capteur
en utilisanfi un faux doigt moulé, mais on peut aussi utiliser une fine couche
de matic~re plastique sur laquelle est moulc~e une copie dry l'empreinte,
cette
c~uche étant c~Ilée sur pan ~,~rai d~igt ; ~n peut aussi tr~m~aer le capteur,
et
cetâ;e finaude est pratiquement imp~ssible à détecter, avec un d~igt c~upc~,
~1e
3o physiologie exlrémement proche d'un doigt normalement connecté à son
corps d'origine.
Une technique de détection utilisant deux électrodes et mesurant
la conductivité ou l'impédance du doigt a déjà été proposée, mais est
aisément trompée en mouillant à l'aide de salive un faux doigt en plastique,



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ou en utilisant une matière plastique conductrice, voire simplement un papier
d'aluminium pressé contre le faux doigt. Cette technique ne peut être très
précise car les conditions d'utilisation peuvent étre très variées, et le
doigt
pour un méme individu peut présenter une surface très sèche ou très
humide, ce qui oblige à avoir une zone d'acceptation très large pour
l'impédance mesurée ; une zone d'acceptation large facilite évidemment la
fraude.
La détection du sang (pouls, taux d'oxygène de l'hémoglobine)
par des moyens optiques (diode électroluminescente de longueur d'onde
adaptée + photodiode) semble offrir une solution intéressante, mais sera
trompée par une pellicule de matière plastique transparente posée sur un
vrai doigt, voire par pane matière plastique ayant la 'couleur' adaptée dans
l'infrarouge. ~e plus, il faut au moins attendre un battement cardiaque
entier,
ce qui peut étre assez long dans le cas de certains sportifs, et donc peu
Commode.
lJne technique de reconnaissance basée sur la forme de la
pulsation cardiaque a déjà été proposée, mais n'a pas encore prouvé ses
performances ; ces performances ne seront pas aussi précises que celles
des empreintes digitales et cette technique n'a donné aucune réalisation
2o pratique à ce jour.
De plus, les techniques de mesure de pouls sont incompatibles
avec la technique de capture d'empreinte digitale à balayage telle _aue
décrite
dans le brevet i=R 2 749 955, car le temps de balayage est de l'ordre de la
demi-seconde, largement inférieur à un battement cardiaque.
~ans la proposition de brevet US 2002/0009213, une technique
de reconnaissance spectrale de la peau, et plus précisément du derme, est
prop~sée pour l'identification des personnes. La précision de cette technique
n'est pas encore prouvée, et elle ne sera vraisemblablement pas supérieure
à ce a~~ae permet la rec~nnaissance des empreintes digitales. Elle nécessite
d'éclairer le doigt avec pl~asie~ars diodes électr~I~aminescentes (LE~) de
diverses couleurs, et d'analyser la I~amière transmise par la peau à~ diverses
distances, en utilisant quelques photodiodes pour mesurer les
caractéristiques de cette lumière : plus la distance entre l'émetteur de
lumière et le capteur est importante, et plus on obtient des caractéristiques
du derme en profondeur. De plus certaines bandes de fréquences (vers



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l'infrarouge) sont très sensibles à la présence du sang. Le nombre de
photodiodes et de diodes électroluminescentes sera limité par le fait qu'il
faut
les assembler individuellement, et donc le coût associé augmente très vite.
La présente invention propose d'utiliser, pour la reconnaissance
s de personnes, un capteur d'image d'empreinte digitale (en principe sur puce
de silicium), optique ou non, associé à une reconnaissance spectrale de la
peau utilisant moins d'éléments émetteurs de lumière (des diodes
électroluminescentes LED en général) que si la reconnaissance spectrale
avait éfié utilisée seule.
1o L'invention propose donc un dispositif de reconnaissance de
personne comportant, sur une méme embase, à la fois un capteur d'image
d'empreinte digitale et un capteur d'informations de transmission spectrale
relatives à la peau du doigt dont l'empreinte est relevée par le capteur
d'image.
Pour l'empreinte spectrale, on utilisera de préférence mais pas
obligatoirement des diodes électroluminescentes et on obtiendra, à l'aide de
photodiodes de détection de la lumière transmise à travers le doigt en
provenance de ces diodes électromuminescentes, une image particulière à
partir de chaque diode électroluminescente ; ces diodes émettront de
2o préférence à plusieurs longueurs d'onde différentes, notamment dans
l'infrarouge, et la combinaison de ces images donnera une information riche
pour la reconnaissance de la personne du fait que la peau (derme et
épiderme mais surtout derme) présente des caractéristiques spectrales qui
varient d'un individu à l'autre. Des photodiodes de détection seront de
25 préférence arrangées en matrice pour fournir un ensemble d'informations
spectrales assimilables à une "empreinte" spectrale spécifique de l'individu.
L'usage de l'empreinte digitale et de la reconnaissance spectrale
de la peau permettra d'~btenir globalement d'excellents taux de
rec~nnaissance et p~~arra en par~ic~alier permettre de rec~nnaitre des
inaivid~as p~~ar lesquels, excepti~nnellement, la rec~nnaissance d'empreinte
digitale serait inadaptée.
Cette technique de capture sera très difficile à contrefaire avec un
faux doigt, car il faudra à la fois avoir le dessin de l'empreinte à
contrefaire,
ainsi qu'une connaissance de la structure interne de la peau du doigt de



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l'individu possesseur de l'empreinte et des caractéristiques spectrales de
cette peau.
On détectera aussi la présence de sang si on utilise une longueur
d'onde dans le proche infra-rouge (en particulier autours de 800nm qui est le
s point isobestique entre l'oxyhémoglobine et l'hémoglobine), ce qui sera un
élément fort de détermination de "doigt vivant".
~' La capture d'image d'empreinte et la capture d'informations
spectrales se feront soit séquentiellement soit simultanément, cette dernière
manière étant préférée. Les captures peuvent aussi se faire de manière
1o entrelacée : capture partielle d'image d'empreinte suivie d'une capture
partielle d'informations spectrales, et de nouveau une capture partielle
d'image d'empreinte, etc., avec une vérification de la cohérence des diverses
captures, entre les captures osa postérieurement suez captures.
L'image d'empreinte pourra âtre obtenue statiquement ou
15 dynamiquement, par des moyens optiques, thermiques ou capacitifs
notamment. Dans une capture d'image statique, le doigt reste immobile
pendant la lecture d'empreinte. Dans une capture d'image dynamique ou
capture avec balayage, c'est le doigt qui est déplacé sur le capteur, ou le
capteur qui est déplacé sous un doigt fixe ; l'image globale est reconstituée
à
2o partir d'images partielles issues d'un capteur ayant seulement un petit
nombre de lignes de points d'image ; la reconstitution est faite par
corrélation
entre les images partielles obtenues successivement au cours du
déplacement relatif.
Le capteur d'image d'empreinte digitale est réalisé en principe sur
25 une puce de silicium.
Les photodiodes d'analyse d'informations spectrales sont situées
de préférence sur la méme puce que le capteur d'image de l'empreinte
digitale. Les diodes électroluminescentes qui f~~arnissent la source
I~amine~ase
p~ur l'~btenti~n d'inf~rmati~ns spectrales s~nt situées en deh~rs de la puce
de silicium pour des raisons techn~I~giq~aes (elles ~e s~nt en principe pas
réalisées à parür de silicium).
Pour un méme niveau de qualité de la reconnaissance de
personne, le capteur d'empreinte pourra âtre plus petit que ce qui serait
nécessaire en l'absence de reconnaissance spectrale.



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Les diodes électroluminescentes et les photodiodes peuvent être
disposées symétriquement par rapport à un axe pour effectuer plusieurs
mesures à diverses positions de manière équivalente : dispositions selon
deux ou quatre secteurs symétriques notamment.
s Les photodiodes qui servent pour la capture d'informations
spectrales peuvent être les mêmes que celles qui, dans un arrangement
matriciel, servent à la capture d'image d'empreinte.
D'autre part, l'invention propose de corréler les informations
spectrales de la section de peau observée avec la tranche d'empreinte
1o digitale observée au même moment. En efFet, la reconnaissance spectrale
permet de déduire certains paramètres qui seront ensuite acceptés avec une
certaine fourchette pour s'affranchir des variations locales de la peau.
suivant la position, repérée à l'aide de l'empreinfie digitale, on pourra
vérifier
que la peau présente localement les caractéristiques requises, démultipliant
la précision de vérification et rendant la technique extrêmement difficile à
contrefaire.
Cette technique est utilisable dans le cas d'une capture statique,
mais encore plus commodément dans le cas d'une capture à balayage qui
permettra de réduire les coüts (le capteur silicium présentera une surface
2o plus faible) tout en conservant une richesse d'information importante.
L'invention propose que les captures d'empreinte digitale et
d'empreinte spectrale soient de préférence réalisées physiquement par les
mêmes photodiodes ; les mesures seront faites séquentiellement ou mieux
simultanément.
2s Dans le cas où les mesures d'empreintes digitale et spectrale ne
sont pas simultanées, que ce soit physiquement fait ou non avec les mêmes
photodiodes, l'invention propose d'entrelacer la capfiure d'empreinte digitale
et la capture d'empreinte spectrale pour rendre la fraude difficile. En effet,
si
on lisait l'empreinte digitale pais l'empreinte spectrale après la ~n de la
lecture d'empreinte digitale, alors il serait pofentiellemenf possible de
présenter pane contrefa~on d'empreinte puis une contrefa~on spectrale. Si la
séquence de mesures est suffisamment rapide ou entrelacée, comme lire un
secteur d'empreinte, faire une mesure spectrale avec une première LED,
puis lire un autre secteur, faire une seconde mesure spectrale, etc... alors
il



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devient impossible de frauder en présentant alternativement une fausse
empreinte digitale et une fausse empreinte spectrale.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront
à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en
référence aux
dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente le principe du dispositif selon l'invention ;
- la figure ê représente le dispositif de la figure 1 en vue de
dessus ;
- la figure 3 représente une réalisation avec photodiodes intégrées
sur la méme puce que le capteur d'image d'empreinte ;
- la figure 4 représente le capteur de la figure 3 en vue de dessus ;
- la figure 5 représente une réalisation du capteur en quatre
secteurs symétriques ;
- la figure 6 représente une réalisation du capteur en deux
secteurs symétriques ;
- la figure 7 représente un capteur dans lequel l'image de
l'empreinte est détectée par déplacement du doigt sur la surface du capteur.
2o Dans la suite on emploiera l'abréviation LED (de l'anglais
ee electroluminescent diode ») pour désigner l'émetteur de lumière
monochromatique ou quasi-monochromatique pour la reconnaissance
spectrale, sachant que ce sera le plus souvent une diode
électroluminescente, mais que cela peut être n'importe quel type d'émetteur
de lumière adapté à cette mesure (laser, lumiére blanche plus filtre...).
Plusieurs couleurs sont utilisées, donc plusieurs diodes (ou filtres).
L'émission lumineuse est de préférence dans le rouge et le proche
infrarouge, pour lesquels il y a à la fois pane bonne pénétrati~n de la
lumiére à
l'intérieur de la peau, pane bonne rép~nse d~a sang, et ~anr~ sr~nsibilitc~
suffisante de détecteurs réalisés à partir câe silicium.
Le terme photodiode est utilisé pour désigner le capteur de
lumiére qui convertira les photons reçus en signal électrique.
La capture du spectre de la peau exige de mesurer la réponse
optique de la peau à une excitation lumineuse pour différentes longueurs
d'onde optiques. II faut éviter de mesurer la lumière directement réfléchie
par



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la surface ou les couches superficielles de la peau (stratum corneum). En
effet, l'information particulière à chaque individu se situe dans la structure
du
derme. II faut donc que l'émetteur de lumière (LED) soit séparé du capteur
de lumière (photodiode) de manière à ce que seule la lumière qui a traversé
s la peau parvienne au capteur, en minimisant la fraction de lumière qui peut
parvenir directement ou après simple réflexion sur la peau de la LED au
capteur. Le choix de la distance entre émetteur de lumière et détecteur
permet d'agir sur la réduction de la réflexion directe.
La figure 1 représente, en coupe, le principe de l'invention dans
laquelle le capteur d'empreinte digitale et le capteur d'empreinte spectrale
se
partagent la surface sur laquelle appuie le doigt pendant l'opérafiion de
reconnaissance de la personne. Le capfieur d'empreinfie (optique ou non) est
un capfieur matriciel 10 consfiitué par une puce de silicium monfiée sur un
substrat ~0. Une LED 1~ esfi représenfiée ainsi qu'une photodiode
correspondante 14, montées sur le méme subsfirat 20. Dans la pratique il y a
plusieurs LEDs, correspondant de préférence à des longueurs d'onde
différentes, et plusieurs photodiodes.
~n s'arrange de préférence pour que le capteur d'empreinte soit
notablement plus petit que le doigt afin de permettre à la peau de toucher en
2o mëme temps le capteur spectral afin de pouvoir faire les captures avec un
seul <e toucher a> de l'utilisateur. Le fait d'avoir un capteur d'empreinte
plus
petit diminue notablement les performances de reconnaissance, en
particulier lié au fait qu'il est difficile de présenter à chaque fois
exactement la
même partie d'empreinte. Cette perte de performance sera compensée par
25 l'information supplémentaire apportée par la reconnaissance spectrale.
La figure 2 représente une vue de dessus du capteur mixfie, avec,
en superposition l'image du doigfi ~~ posé sur le capfie~ar.
Pour diminuer les co~âfis en dirninuanfi le nombre fiofial d'éléments
élecfir~niq~aes ~ associer, ~n ch~isira de préférence d'insérer les
phofi~diodes
so dans le capteur d'empreinte digifiale. fin pourra le faire en particulier
I~rsque
le capfieur d'empreinfie utilise une puce de silicium sur la surface de
laquelle
le doigt est directemenfi posé. La puce doifi alors âtre profiégée par une
couche de protection superficielle transparente (ou ajourée), ne masquant
pas les photodiodes qui détectent la lumière des LEDs.



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La figure 3 représente, en coupe, un principe de réalisation avec
les photodiodes 14 incorporées à la puce de silicium 10 constituant le
capteur d'empreinte digitale. La figure 4 représente en vue de dessus la
configuration du capteur mixte de la figure 3.
s On pilotera les LEDs de préférence directement à l'aide de la puce
de silicium 10 qui peut contenir toute l'électronique nécessaire à la
détection
d'empreinte et à la détection d'informations spectrales.
On pourra aussi intégrer l'algorithme de reconnaissance de
personne sur la puce silicium, ce qui rendra l'ensemble encore moins
coûteux. Cet algorithme consistera le plus souvent en une comparaison de
mesures spectrales présentes avec un ensemble de mesures spectrales
associées à un individu (comparaison simple pour vérification d'idenfiité) ou
plusieurs individus (comparaison multiple pour identification d'une personne
parmi plusieurs).
Un avantage de la technique d'intégrafiion des diodes sur le
capteur d'empreinte silicium est que l'on pourra avoir de nombreuses
photodiodes pour la lecture spectrale, pour le même août, car ce coût
dépend essentiellement de la surface de silicium et non du nombre de
photodiodes, ce qui n'est pas le cas lors d'un assemblage d'éléments
2o discrets.
L'augmentation du nombre de photodiodes pour la lecture
spectrale permet de réduire le nombre de LEDs tout en accroissant la
précision de la mesure.
D'autre part, cela rend possible une corrélation entre l'information
25 spectrale locale et une zone du doigt particulière repérée par l'empreinte
digitale : ceci rendra exfirémement difficile la fabrication d'un faux doigt,
et
augmentera la précision de l'identification. Les photodiodes peuvent étre
insérées dans chaque secteur que l'on veut caractériser. Chaque secteur
p~~arra utiliser s~n pr~pre ~e~a de LEDs afin a1'av~ir des coniig~arati~ns
3o topol~giq~aes identiques et sirnplifier l'analyse, mais on pourra aussi
utiliser
un seul feu de LEDs pour tous les secteurs. On aura alors intérét à avoir une
configuration aussi symétrique que possible. II sera souhaitable d'utiliser un
guide pour le doigt afin d'éviter les rotations, ce qui simplifiera l'analyse
de
corrélation.



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La figure 5 représente un mode de réalisation dans lequel le
capteur d'empreinte (puce de silicium) est divisé en quatre zones
symétriques comprenant chacune plusieurs photodiodes, associées à des
LEDs disposées autour de la puce. La figure 6 représente un autre mode de
réalisation avec une division du capteur en deux zones symétriques par
rapport à un axe horizontal. Les photodiodes sont situées de part et d'autre
de cet axe, dans la puce, et les LEDs sont situées de préférence sur l'axe, de
chaque coté de la puce.
Dans une réalisation particuliére, dans laquelle la matrice de
1o détection d'empreinte digitale est une matrice de photodiodes (lecture
optique de l'empreinte, statique et à contact direct), on prévoit que ce sont
ces mêmes photodiodes qui servent aussi à la détection de l'empreinte
spectrale. ~e sont alors les LEDs qui servent de source d'éclairage pour
éclairer les crétes et vallées des empreintes digitales ; les photodiodes
recueillent un motif lumineux représentant l'empreinfie digitale lorsque
toutes
les LEDs sont allumées ; d'autre part, pour l'obtention d'information
spectrale, on prévoit que les LEDs émettent selon différentes longueurs
d'onde. Typiquement, avec une configuration telle que celle de la figure 6 où
les LEDs sont alignées de part et d'autre de la matrice de photodiodes sur
20 l'axe de symétrie horizontal de la matrice, on peut considérer que les
photodiodes de la matrice de détection d'image, situées sur un arc de cercle
30 centré sur une LED déterminée 32 reçoivent une information spectrale
issue d'une méme profondeur de derme, constituant un élément de la
reconnaissance spectrale globale qu'on peut obtenir à partir des autres
2s LEDs. Les différentes longueurs d'onde de LEDs et les différentes positions
de photodiodes dans la matrice permettent de définir une empreinte
spectrale globale.
Par conséquent, dans cetïe réalisati~n, plusieurs LEDs de
diverses long~ae~ars d'~nde ser~nt placées a~at~~ars d~a capteur ~fatiq~ae
statique à contact direct. Elles auront alors deu~z usages : d'une part, t~ut
osa
partie des LED seront simultanément allumées afin d'éclairer suffisamment le
doigt pour permettre la capture de l'empreinte digitale à l'aide de la matrice
de photodiodes connectées à une électronique adaptée à cet usage. D'autre
part, une seule longueur d'onde sera activée pour permettre la mesure de



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l'empreinte spectrale à l'aide des mêmes photodiodes connectées à une
électronique adaptée à cette lecture spectrale.
On pourra combiner cette disposition des photodiodes avec
l'analyse de corrélation précédemment mentionnée.
s D'une manière générale, si la capture d'empreinte et la capture
spectrale se font séquentiellement, un fraudeur possédant une fausse
empreinte digitale et un faux doigt présentant les bonnes caractéristiques
spectrales pourra présenter au bon moment chacun des deux faux. II est
donc hautement souhaitable de rendre ceci très difficile et la présente
1o invention propose d'entrelacer les lectures, efi/ou d'effectuer plusieurs
fois les
mesures : on pourra alors s'assurer de la cohérence des informations lues.
Les diverses possibilités, non limitatives, sont les suivantes
- lecture compléta de l'empreinte, puis lecture spectrale,
puis encore lecture de l'empreinte, en vérifiant que les deu~~ images
~ s d'empreintes sont identiques (pas de déplacement entre les deux
lectures d'empreinte)
- lecture partielle de l'empreinte (par exemple le quart haut-
droit), lecture partielle de l'empreinte spectrale (par exemple lecture
dans la bande de fréquence bleue), et cela séquentiellement jusqu'à
lecture complète des autres parties du capteur d'empreinte et des
informations correspondant aux autres longueurs d'onde.
- lecture de l'empreinte dans chaque bande de fréquence,
permettant l'acquisition simultanée de l'empreinte digitale et de
l'empreinte spectrale.
Si la capture statique d'une empreinte digitale, oû le doigt ne
bouge pas pendant la prise d'information, semble plus simple à utiliser, elle
présente l'inconvénient d'utiliser une surface de silicium au moins égale à la
taille de l'empreinte capturée.
La technique de capture à balayage a été proposée dans le brevet
FI~ ~ ~~~9 g5b, dans lequel le doigt est glissé s~ar une none de capture
linéaire, l'image globale étant reconstituée à partir d'images successives en
recouvrement partiel les unes par rapport aux autres. L'invention est
applicable également dans ce cas. La figure ~ représente une configuration
correspondante du capteur mixte, avec une puce de silicium en forme de
barrette allongée, contenant à la fois quelques lignes de photodiodes pour la



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capture d'image d'empreinte et des photodiodes pour la capture
d'informations spectrales, les diodes électroluminescentes étant situées à
l'extérieur de la puce de silicium.
En utilisant le balayage, l'interlaçage des lectures proposé
s précédemment se fait naturellement, car les lectures doivent être faites « à
la
volée » (sinon il faudrait passer deux fois le doigt, ce qui réduit
notablement
l'intérët de la technique).
Une amélioration importante est apportée par l'utilisation de la
technique à balayage dans la corrélation empreinte digitale et empreinte
spectrale. En effet, il sera possible de faire des corrélations directement au
niveau des tranches d'empreinte, et ceci précisément pour une portion de
peau en contact avec le dispositif au moment de la mesure. Une vérification
de cohérence pourra étre faite entre l'empreinte digitale correspondant à un
secteur de doigt et les informations spectrales correspondant à ce secteur
pour la personne qu'on cherche à reconnaître.
~n pourra aussi déclencher « à la vole » l'analyse spectrale
lorsqu'une certaine section d'empreinte est détectée, afin de précisément
analyser spectralement une partie bien déterminée de la peau.
~n pourra également faire des corrélations non plus directement,
2o mais avec un décalage spatial (et temporel) en évaluant la vitesse du doigt
à
la volée. La corrélation peut être faite sur un mëme secteur de doigt ou sur
des secteurs difFérents.
L'implémentation préférable de l'invention consistera à utiliser une
capture d'empreinte optique à balayage associée à la capture de l'empreinte
25 spectrale, où les photodiodes seront physiquement les mêmes. Cela réduit
au maximum les éléments nécessaires à l'acquisition de donnée, et par là les
co~âts.
~n pourra séparer les LE~s qui ser~eent de source d'éclairage
p~~ar la capture d'empreinte (erg les dise~sant de maniére uniforme p~~ar
~~ éclairer également le doigt) de celles qui servent à la capture d'image
spectrale. fë~iais il sera moins co~ateua~ de partager l'usage des diodes
électroluminescentes pour leur faire jouer les deux r~les.
Les possibilités suivantes sont encore envisagées selon la
présente invention



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- les diodes électroluminescentes peuvent être intégrées, dans la
mesure où la technologie le permet, dans la puce constituant le capteur
d'empreinte digitale ;
- le capteur d'empreinte digitale peut être un capteur optique, mais
s peut aussi être un capteur capacitif, thermique, de pression, de passage de
courant ;
- si le capteur est optique, la source de lumière peut être commune
pour la capture d'empreinte digitale et pour la capture d'informations
spectrales ;
- pour la capture d'empreinte spectrale, on peut utiliser une longueur
d'onde servant é la détection du sang dans le doigt, etlou du tain d'oxygène
dans l'hémoglobine ;
- le doigt peut êfire guidé par un guide-doigt pour faciliter la corrélation
entre la capture d'empreinte digitale et la mesure d'informations spectrales ;
- le dispositif peut être utilisé une ou plusieurs fois pour une
identification de personne plus sûre : on peut vérifier plusieurs doigts, ou
vérifier une empreinte digitale sur un doigt et les informations spectrales
sur
un autre doigt.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2004-01-16
(87) PCT Publication Date 2004-08-12
(85) National Entry 2005-07-14
Dead Application 2010-01-18

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2009-01-16 FAILURE TO REQUEST EXAMINATION
2009-01-16 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Registration of a document - section 124 $100.00 2005-07-14
Application Fee $400.00 2005-07-14
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2006-01-16 $100.00 2005-12-30
Registration of a document - section 124 $100.00 2006-05-19
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2007-01-16 $100.00 2006-12-21
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2008-01-16 $100.00 2007-12-21
Owners on Record

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Current Owners on Record
ATMEL GRENOBLE
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MAINGUET, JEAN-FRANCOIS
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 2005-07-14 1 26
Claims 2005-07-14 2 98
Abstract 2005-07-14 1 72
Representative Drawing 2005-07-14 1 3
Description 2005-07-14 12 775
Cover Page 2005-10-03 1 34
PCT 2005-07-14 6 263
Assignment 2005-07-14 6 155
Assignment 2006-05-19 7 420