FR2558971A1

FR2558971A1 - Appareil de formation d'images d'empreintes digitales

Info

Publication number: FR2558971A1
Application number: FR8501191A
Authority: FR
Inventors: Randall C Fowler; Kenneth Ruby; Thomas F Sartor Jr
Original assignee: Identix Inc
Current assignee: Idemia Identity and Security USA LLC
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1985-08-02
Also published as: DE3490643T1; DK163754B; SE8504461D0; SE8504461L; FR2558971B1; CA1250774A; IL73990A0; CH670752A5; JPH0544715B2; ZA85140B; IT8519291A0; IL73990A; JPS61500335A; DK436085A; IT1208498B; US4537484A; NL8420320A; DK436085D0; GB2173332B; DK163754C

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE FORMATION D'IMAGES D'EMPREINTES DIGITALES. IL COMPREND UN CHARIOT 22 MONTE DE FACON A POUVOIR TOURNER ET PORTANT UNE SOURCE DE LUMIERE 26, DES MOYENS OPTIQUES 32, 36, 34, ET UN DETECTEUR 38 CONSTITUE D'UNE RANGEE DE PHOTODIODES. LE CHARIOT PEUT TOURNER PAR RAPPORT A UN ELEMENT OPTIQUE TRANSPARENT 20 DESTINE A RECEVOIR UN DOIGT DONT ON SOUHAITE FORMER L'IMAGE DE L'EMPREINTE. DOMAINE D'APPLICATION: SYSTEMES DE VERIFICATION D'IDENTITE, ETC.

Description

L'invention concerne d'une manière générale un appareil de formation

d'images, et plus particulièrement

un appareil de formation d'images d'empreintes digitales.

Un appareil de formation d'images d'empreintes digitales est actuellement utilisé pour l'enregistrement, entre autres,d'empreintes digitales sans utilisation d'encre. Un exemple d'appareil de formation d'images

d'empreintes digitales est décrit dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n 4 152 056. L'appareil comprend un cylin-

dre transparent destiné à recevoir un doigt dont une

empreinte doit être prise. Un plateau entourant le cylin-

dre porte une source de lumière dirigée vers ce cylindre.

Le plateau est mis en rotation autour du cylindre afin que le doigt soit balayé de lumière. La lumière réfléchie par le cylindre et le doigt qu'il renferme contient une information concernant les dessins des crêtes de la peau, information enregistrée par une caméra se déplaçant avec

la source de lumière.

Bien que l'appareil de formation d'images décrit ci-dessus constitue un perfectionnement pour la technique, il subsiste des inconvénients. A titre d'exemple, l'appareil de l'art antérieur est difficile à réaliser sous une forme compacte. De plus, il faut prévoir un mécanisme pour faire tourner la caméra par rapport à la source de lumière afin qu'une image soit appliquée sur la surface du film de la

caméra. Ainsi qu'il est évident au spécialiste, à la lec-

ture du meilleur mode de mise en oeuvre de l'invention donné ci-après, en regard des dessins, la présente invention élimine les limitations indiquées ci-dessus et autres,

affectant l'appareil de formation d'images de l'art anté-

rieur. L'invention concerne un appareil de formation d'images d'empreintes digitales. L'appareil comprend un bâti rigide sur lequel un chariot est monté de façon à pouvoir tourner. Un élément optique transparent, destiné à recevoir un doigt dont une image doit être formée, est fixé au bâti. L'élément optique est avantageusement réalisé en matière plastique et présente une section transversale partiellement cylindrique qui forme un berceau destiné à

recevoir le doigt.

Le chariot rotatif est entraîné par un moteur, avantageusement un moteur électrique pas à pas. Le chariot porte une source de lumière et un détecteur de lumière qui comprend généralement une paire de miroirs, un ensemble de lentilles et un élément sensible à la lumière tel qu'un

réseau de photodiodes. Le détecteur de lumière est posi-

tionné sur le chariot de façon à recevoir la lumière de l'élément optique, laquelle lumière provient de la source de lumière. La position du détecteur de lumière reste fixe

par rapport à la source de lumière.

Dans la forme préférée de réalisation, l'un des miroirs du détecteur de lumière est positionné sur un

élément de chariot allongé, adjacent à l'élément optique.

La source de lumière est fixée à un second élément de chariot allongé, également adjacent à l'élément optique, les positions radiales relatives de la source et du miroir étant ajustées de façon que la lumière partant de la source, qui est transmise par l'élément optique, soit reçue par le premier miroir. Le second miroir reçoit la

lumière du premier miroir par l'intermédiaire de l'ensem-

ble à lentilles et il la transmet au réseau de photodiodes.

Le chariot est entraîné en rotation par le moteur de façon qu'au moins une partie substantielle du doigt soit balayée par la source de lumière. La lumière issue de l'élément optique contient une information d'image d'empreinte digitale qui est reçue par le réseau de diodes. Les données émises par le réseau peuvent ensuite

être traitées comme nécessaire pour l'exécution de diver-

ses fonctions telles qu'une vérification d'identité.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un terminal de vérification d'empreintes digitales qui utilise un appareil de formation d'images d'empreintes digitales selon l'invention;

5. la figure 2 est une vue schématique en perspec-

tive partielle de l'appareil de formation d'images selon l'invention, montrant la position relative de certains des éléments principaux de l'appareil; la figure 3 est une vue en plan, avec coupe

partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1, de l'appa-

reil de formation d'images selon l'invention;

la figure 4 est une élévation avec coupe par-

tielle suivant la ligne 4-4 de la figure 3 de l'appareil de formation d'images selon l'invention;

15. la figure 5 est une élévation avec coupe par-

tielle suivant la ligne 5-5 de la figure 3 de l'appareil de formation d'images selon l'invention; * la figure 6 est une vue de face de l'élément optique destiné à recevoir un doigt, ainsi que la source de lumière et le miroir associés, avec coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 4;

la figure 7 est une vue de face avec coupe par-

tielle suivant la ligne 7-7 de la figure 4 de l'appareil de formation d'images selon l'invention;

25. la figure 8 illustre schématiquement un exem-

ple de trajet de lumière à travers l'élément optique de l'appareil de formation d'images selon l'invention; la figure 9 est une coupe schématique partielle à échelle agrandie du détail entouré du cercle 9-9 sur la figure 8; et la figure 10 est un schéma simplifié d'un exemple de dispositif électrique de commande de l'appareil

de formation d'images selon l'invention.

En se référant à présent aux dessins, la

figure 1 représente un exemple de réalisation de l'appa-

reil de formation d'images d'empreintes digitales selon

l'invention, appliqué à un terminal de vérification d'em-

preintes digitales, désigné globalement par la référence

numérique 12. Un ou plusieurs de ces terminaux de vérifi-

cation sont généralement utilisés, avec un ordinateur central (non représenté) pour contrôler l'accès d'indivi-

dus à des installations ou des ordinateurs.

Le terminal 12 comprend un coffret 14 qui

renferme l'appareil de formation d'images selon l'invention.

Le coffret 14 comporte un panneau avant incliné (non référencé) sur lequel sont montés un clavier à touches 16 et un visuel 18. Le panneau avant présente en outre un évidement dans lequel un élément optique 20 de l'appareil

de formation d'images selon l'invention est monté.

Le terminal 12 est utilisé à la fois à des fins de vérification et d'immatriculation. Dans les deux cas, l'individu à immatriculer ou vérifier place un doigt 82

ou son pouce dans le berceau formé par l'élément optique 20.

Un circuit sensible détecte la présence du doigt sur l'élément, ce qui provoque l'affichage sur le visuel 18 d'une série de messages d'interrogation. Si l'individu a

été précédemment immatriculé, il lui est demandé d'intro-

duire son numéro personnel d'identification, son nom ou toute autre forme d'identification. Le doigt est ensuite exploré à l'aide de l'appareil de formation d'images selon l'invention afin que-l'on obtienne une image correspondant à l'empreinte digitale de l'individu. Puis une comparaison entre l'image et une image mémorisée pour cet individu est effectuée. Si la comparaison est positive, il est permis à l'individu d'accéder physiquement à l'installation ou aux

données.

La procédure d'immatriculation est similaire à la procédure de vérification par le fait que le doigt de

l'individu est exploré ou balayé et que des données corres-

pondant à l'image de l'empreinte digitale sont enregistrées

dans une mémoire rémanente. De plus, une information d'iden-

tification, telle que le nom ou le numéro personnel d'identification de l'individu, est enregistrée à l'aide du clavier à touches 16. Le personnel de sécurité est généralement présent pendant la procédure d'immatriculation afin de vérifier l'identité de l'individu. Une fois que l'individu a été immatriculé, il peut obtenir un accès

physique ou un accès à des données en utilisant la procé-

dure de vérification décrite précédemment, cette procédure

ne nécessitant pas la présence de personnel de sécurité.

Certains détails de la réalisation de l'appareil de formation d'images selon l'invention peuvent être vus sur la figure 2. L'élément optique 20 est réalisé en matière

transparente, par exemple en une matière plastique acryli-

que, ayant un indice de réfraction connu. Le corps de l'élément 20 se présente sous la forme d'un cylindre ayant

un axe longitudinal ou principal.86. Une moitié du cylin-

dre, définie par un plan bissecteur qui contient l'axe 86, est retirée pour former un berceau destiné à recevoir le doigt 82. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 8, la surface intérieure 80 de l'élément 20 présente une

section incurvée à rayon constant RI centré sur l'axe 86.

De façon similaire, la surface extérieure 84 de l'élément présente une seconde section incurvée de rayon constant R0 centré sur l'axe 86. Les rayons R0 et RI sont généralement

d'environ 25,4 et 15,25 mm, respectivement.

L'élément optique 20 comprend en outre une partie 88 de montage, généralement transversaleà l'axe 86, qui fait partie intégrante de la moitié principale du cylindre. La partie 88 de montage est située à l'extrémité

éloignée de l'élément 20 et est utilisée pour fixer rigi-

dement l'élément au bâti de l'appareil. La partie 88 de montage peut également se présenter sous la forme d'un

disque qui est fixé à la partie principale du corps.

Dans ce cas, la partie principale du corps peut être

réalisée à partir d'un cylindre de matière plastique.

Avant le montage du disque sur le corps principal, les surfaces intérieure et extérieure 80 et 84 peuvent être

255897 1

aisément polies.

L'appareil de formation d'images comprend en outre un chariot 22 qui est monté de façon à pouvoir tourner autour de l'axe 86. Le chariot 22 porte une source allongée de lumière, généralement désignée par la référence numérique 26. Le chariot supporte également des premier et second miroirs 32 et 34, respectivement, un ensemble à lentilles 36 et un réseau linéaire ou une rangée 38 de photodiodes. Le chariot 22 peut être mis en rotation autour de l'axe 86 par un moteur pas à pas 24, comme

décrit ci-après.

La source de lumière 26, qui est placée à proxi-

mité immédiate de la surface 84 de l'élément optique, possède un axe principal qui est parallèle à l'axe 86. La

source de lumière 26 comprend une embase 30 qui est géné-

ralement d'une longueur de 38 mm et un diffuseur translu-

cide 28 de lumière fixé à l'embase. Une rangée de petites ampoules à incandescence est montée dans l'embase 30 afin de constituer une source de lumière diffusée relativement

uniforme sur la longueur de l'embase.

Le miroir 32 est un miroir du type à première surface dans lequel la surface réfléchissante est disposée sur la surface extérieure du miroir. Le miroir 32 forme un angle de 45 avec la source de lumière 26 afin de recevoir la lumière réfléchie par l'élément optique 20, comme

décrit ci-après.

La rangée 38 de photodiodes est fixée sur le chariot 22 de façon que le grand axe de la rangée linéaire soit parallèle à l'axe 86. Le second miroir 34, qui est

également un miroir du type à première surface, est posi-

tionné sur le chariot 22 de façon à recevoir la lumière du miroir 32 à travers l'ensemble à lentilles 36 et à la réfléchir vers la surface de la rangée 38. Ainsi, les miroirs 32 et 34 occupent la même position radiale par

rapport à l'axe 86, l'axe longitudinal du miroir 34 for-

mant 45 avec l'axe 86. La rangée 38 de photodiodes est une rangée linéaire de 512 photodiodes d'entraxe de 0,025 mm pour former une rangée d'environ 12,7 mm de longueur. Les diodes et le circuit associé sont avantageusement assemblés dans un bottier unique. Une rangée commercialisée par la firme EG&G Reticon, de Sunnyvale, Californie, sous la dési-

gnation "RL512G" s'est avérée adaptée à la présente applica-

tion. D'autres types de dispositifs photosensibles peuvent

également être utilisés à cet effet.

L'ensemble 36 à lentilles, qui est fixé sur le chariot 22 entre les miroirs 32 et 34, peut comprendre une

lentille unique, comme représenté, ou plusieurs lentilles.

Cet ensemble 36 est configuré de façon à focaliser la lumière provenant de la surface 80 de l'élément optique sur la surface de la rangée de diodes 38. L'ensemble 36 sert également à réduire l'image réfléchie par le miroir 32 afin que l'image d'environ 2,5 cm présente à la surface soit réduite en une image de 12,7 mm sur la surface de la rangée 38 de photodiodes pour correspondre à la longueur

de cette rangée.

En se référant à présent aux figures 3 à 7, on peut voir d'autres détails de la construction d'un exemple de réalisation de l'appareil de formation d'images selon l'invention. L'appareil comprend un bâti métallique rigide , comme on peut mieux le voir sur la figure 4, qui est fixé à une plaque de base 60, en reposant sur trois pieds verticaux 42, au moyen de vis. Le bâti 40 comporte des parties verticales avant et arrière (non référencées) faisant saillie vers le bas, reliées entre elles par une

plaque horizontale, les pieds 42 étant fixés à la plaque.

Le bâti 40 est avantageusement usiné dans un bloc d'alumi-

nium moulé d'une seule pièce pour former un élément d'un

seul bloc, bien que d'autres matières puissent être utili-

sées. L'élément optique 20 est fixé rigidement à la partie avant verticale du bâti 40 au moyen de deux vis 66 (figure 5). Les vis 66 passent dans des trous lamés (non référencés) ménagés dans la partie 88 de montage de

l'élément et pénètrent dans des trous taraudés correspon-

dants 90 ménagés dans la partie avant verticale du bâti 40.

L'élément optique 20 est positionné sur le bâti 40 de manière que l'axe longitudinal de l'élément coïncide avec l'axe principal 86 du bâti. La partie avant de l'élément optique 20 présente avantageusement une entaille 15 (figure 5) destinée à recevoir une bride correspondante

formée dans le coffret 14 pour réaliser un joint.

Le moteur pas à pas 24 est fixé rigidement sur la

partie verticale arrière du bâti 40 au moyen de deux vis 52.

L'arbre du moteur 24, qui passe dans une ouverture ménagée

dans la partie arrière du bâti, est aligné sur l'axe prin-

cipal 86. Le chariot rotatif 22 est suspendu au-dessous de

la plaque supérieure du bâti 40 entre les parties vertica-

les avant et arrière. Le chariot 22 présente un alésage

longitudinal qui reçoit un arbre 62 de montage (figure 3).

L'arbre 62 est fixé rigidement au chariot 22 par une goupille de blocage (non représentée) qui passe à travers le chariot et pénètre dans l'arbre. L'extrémité avant de l'arbre 62 est montée dans un palier 68 logé dans un alésage de la partie verticale avant du bâti. L'extrémité arrière de l'arbre 62, qui est centrée sur l'axe 86, est reliée à l'arbre d'entraînement du moteur 24 au moyen d'un collier 58. Un ressort 54 de tension entoure l'arbre 62 de montage, une extrémité du ressort 54 étant fixée au chariot22 et l'autre extrémité étant positionnée contre la plaque horizontale du bâti 40 (figure 4). Le ressort 54 exerce une tension sur le chariot 22 pour éliminer le jeu

réactif du train d'engrenage incorporé au moteur pas à pas 24.

Le chariot 22 comprend deux éléments allongés 22a et 22b de montage qui s'étendent au-dessous de la partie avant du bâti 40 et qui sont tous les deux sensiblement parallèles à l'axe principal 86. L'élément 22b de montage (figure 4) présente une section en T et sert à supporter

le miroir 32 à proximité immédiate de l'élément optique 20.

Un élément 78 de montage est prévu pour fixer le miroir à l'élément allongé. L'élément allongé 22a est utilisé pour supporter la source 26 de lumière à proximité immédiate de l'élément optique. Ainsi qu'on peut peutêtre mieux le voir sur la figure 6, la source de lumière 26 et le miroir 32 supportés par les éléments allongés du chariot sont espacés radialement l'un de l'autre par rapport à l'axe

primaire d'environ 45 .

Un bloc 44 de montage, qui est assujetti à la face inférieure du chariot rotatif 22, porte l'ensemble 36

à lentilles, le miroir 34 et la rangée 38 de photodiodes.

Le bloc 44 est fixé au chariot 22 par trois vis 92 qui passent dans des ouvertures allongées 46 (figures 3 et 5)

du chariot. Les ouvertures sont parallèles à l'axe prin-

cipal 86 de manière que la position longitudinale du bloc le long de l'axe 86 puisse être modifiée par desserrage

des vis 92, déplacement du bloc 44 et resserrage des vis.

Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 3, le bloc 44 présente un alésage qui reçoit un cylindre 48 de montage dans lequel l'ensemble 36 à lentilles est

monté. Le cylindre 48 est monté de façon à pouvoir coulis-

ser dans l'alésage et il est fixé en position par une vis 50 de blocage. Le bloc 44 supporte également le miroir 34 de façon qu'il forme un angle de 45 avec l'axe 86. De plus, la rangée 38 de photodiodes est fixée au bloc 44 de façon que le plan de cette rangée soit parallèle à l'axe principal. La longueur du trajet optique entre la rangée 38 de photodiodes et la lentille 36 est ajustée par desserrage de la vis 50 de blocage et coulissement du cylindre 48 à l'intérieur de l'alésage du bloc de montage. La longueur du trajet optique entre l'ensemble à lentilles et la surface 80 de l'élément optique 20 est ajustée à l'aide de vis 92 permettant de modifier la position du bloc 44 de montage sur le chariot 22. Comme indiqué précédemment, les deux trajets optiques sont réglés de façon que l'image

2558971"

formée sur la surface 80 soit focalisée sur la rangée de

photodiodes. De plus, les trajets sont choisis pour réali-

ser la réduction souhaitée de deux à un.

Les connexions électriques entre la source tournante de lumière et la rangée de photodiodes, d'une part, et les éléments non tournants, sont assurées par un câble flexible et plat 29. Une extrémité du cable 29 est fixée au bloc tournant 44 et l'autre extrémité est fixée à la plaque supérieure du bâti 40 par une bride 31 (figure 4). Le câble forme une boucle entre le bâti et le

chariot afin qu'il ne soit pas soumis à une tension méca-

nique lorsque le chariot est en rotation.

Des exemples de trajetslumineux traversant l'élément optique 20 seront à présent décrits en regard

des figures 8 et 9. La source de lumière 26 est représen-

tée dans une position typique pendant le balayage de formation d'images. Une ligne 94 représente un exemple de rayon lumineux émis par la source 26, parcourant la longueur de l'élément optique 20 en suivant l'axe principal 86 sur environ 2,5 cm. Lorsque le rayon pénètre dans l'élément optique à la surface 84, la lumière est soumise à une

réfraction. L'amplitude de la réfraction dépend, conformé-

ment aux lois bien connues de l'optique, de l'indice de réfraction du milieu de l'élément optique et de l'angle

d'incidence du rayon.

Le rayon lumineux continue à travers l'élément optique jusqu'à ce qu'il atteigne la surface 80 de cet élément, comme représenté par la ligne 96. Comme montré sur la figure 9, à la surface 80, le rayon 96 atteint une partie de l'élément 20 comprise entre deux crêtes cutanées adjacentes du doigt 82. L'angle de la source de lumière 26 et de la surface 80 est maintenu à une valeur constante sur tout le balayage de formation d'images de sorte que l'angle d'incidence % à la surface 80 reste constant. Il

existe un angle critique d'incidence pour lequel la tota-

lité de la lumière est renvoyée par réflexion sur la 1 1 surface 80 à travers l'élément optique. Lorsque le milieu opposé à la surface est de l'air, l'angle critique est généralement d'environ 45 . L'angle ç est établi à une valeur qui est quelque peu supérieure à l'angle critique afin que la lumière arrivant à la surface 80 entre des crêtes cutanées soit réfléchie, comme représenté par une

ligne 98.

Comme montré sur la figure 8, le rayon lumineux réfléchi 98 est transmis à travers l'élément optique jusqu'à ce qu'il atteigne la surface extérieure 84 de l'élément. Comme indiqué par la ligne 100, le rayon est ensuite reçu et réfléchi par le miroir 32 vers la rangée

de diodes.

En référence de nouveau à la figure 9, la ligne 96' représente un rayon lumineux qui a été produit

un peu plus tôt lors du balayage de formation d'image.

Le rayon 96' atteint une crête cutanée sous l'angle 4, cette crête ayant un indice de réfraction beaucoup plus grand que celui de l'air. En raison de l'accroissement de l'indice de réfraction, la réflexion interne totale est très affaiblie et la plus grande partie de la lumière

incidente est absorbée par le doigt 82. Une certaine par-

tie de la lumière incidente est également réfléchie par la crête et est dispersée dans plusieurs directions comme représenté par des lignes 98'. Bien qu'une certaine partie de la lumière réfléchie atteigne la rangée 38 de diodes, l'intensité de la lumière est notablement inférieure à celle de la lumière réfléchie par la surface 80 dans les

zones comprises entre les creux situés entre les crêtes.

L'appareil de formation d'images selon l'inven-

tion comprend en outre un détecteur 59 de position de repos du chariot, qui est fixé à la partie verticale

arrière du bâti 40, immédiatement au-dessous du collier 58.

Le détecteur 59 comprend une source de lumière (non repré-

sentée) qui dirige la lumière vers le collier 58 et un photodétecteur (non représenté) qui reçoit la lumièreréfléchie

par le collier. Ce dernier présente des surfaces réflé-

chissantes et non réfléchissantes, adjacentes

entre elles, la jonction des surfaces étant située immé-

diatement au-dessus du détecteur 59 lorsque le chariot est amené par rotation en position de repos, comme décrit ci-après. Ainsi, le signal de sortie du photodétecteur change brusquement lorsque le chariot atteint la position

de repos.

En référence à présent à la figure 10, le moteur pas à pas 24 est piloté par une commande de moteur telle

que représentée par un bloc 70. La commande du moteur pro-

duit classiquement des impulsions d'entraiînement qui font progresser le moteur 24 dans un sens ou dans l'autre, à des fréquences réglables. La fréquence d'entraînement est une fonction de la fréquence des impulsions et du mécanisme

d'engrenage interne du moteur pas à pas.

La rangée de diodes 38 est pilotée par un circuit de commande, représenté par un bloc 72, qui reçoit des impulsions d'horloge d'une horloge représentée ccme par un bloc 74. La commande 72 de la rangée de diodes produit

les divers signaux classiques de commande qui sont trans-

mis à la rangée et qui comprennent des signaux d'horloge,

des signaux de régénération et des signaux de rechargement.

Les signaux d'horloge provoquent la transmission, à un circuit de traitement tel qu'indiqué par un bloc 76, des

données en série associées à chaque diode de la rangée.

Les signaux de départ sont généralement produits toute&

les 6 millisecondes, ce temps correspondant à celui néces-

saire pour extraire des données de chacune des 512 diodes de la rangée. Le signal de départ est également utilisé par la commande 70 du moteur pour entraîner le moteur pas

à pas 24.

La figure 6 illustre deux exemples de position de la source de lumière 26 et du miroir 32. Les traits pleins représentent la position de la source de lumière et du miroir à la fin du balayage. La position de la

source et du miroir au commencement du balayage est indi-

quée en trait mixte. Avant le commencement de la séquence de balayage, la source de lumière 26 est placée dans la

position de repos (non représentée) située entre les posi-

tions de début de balayage et de fin de balayage, o le rayon incident 96 arrive généralement sur la partie centrale de la surface 80 de l'élément optique. Lorsqu'un

doigt n'est pas présent dans cet élément optique, prati-

quement la totalité de la lumière est réfléchie vers le

miroir 32 en suivant toute la longueur de l'élément.

Ainsi, chacune des diodes de la rangée linéaire de diodes reçoit la quantité maximale de lumière. Les informations

de la rangée de diodes sont lues périodiquement et trans-

mises à l'unité 76 de traitement qui détermine que toutes les diodes sont éclairées, ce qui indique l'absence d'un

doigt dans l'élément optique.

Lorsqu'un doigt est placé sur l'élément optique , les crêtes cutanées du doigt provoquent l'absorption ou la diffusion d'au moins une certaine partie de la lumière, comme indiqué par les rayons lumineux 98' sur la figure 9. Au moins certaines des diodes ne reçoivent plus la quantité maximale de lumière. Lorsque la rangée de diodes est lue, l'unité 76 de traitement détecte qu'un doigt est présent et ordonne à la commande 70 du moteur de commencer une séquence de formation d'images,ou bien

provoque l'affichage sur le visuel 18 d'un message d'inter-

rogation. La commande 70 du moteur transmet alors au moteur pas à pas 24 des impulsions d'avance pas à pas, dérivées des signaux de départ produits par la commande 72 de la

rangée de diodes. Les impulsions d'avance pas à pas pro-

voquent l'entraînement du chariot 22 dans le sens des aiguilles d'une montre vers la position de début de balayage telle que représentée en trait mixte sur la figure 6. Dans la position de début de balayage, la lumière provenant de la source 26 arrive en un point de

2S55897 1

la surface intérieure 80 de l'élément optique situé à

environ 45 de la verticale. Pendant le mouvement du cha-

riot de la position de repos vers la position de début de balayage, les données extraites de la rangée 38 ne sont pas prises en considération. La commande 70 du moteur agit alors sur le moteur 24 pour qu'il entraîne le chariot 22 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre afin d'effectuer un balayage. Le moteur progresse d'un pas toutes les

6 millisecondes de manière que la totalité des informa-

tions de la rangée 38 de photodiodes puisse être lue une fois par pas. Les données provenant de la rangée de diodes sont ensuite soit enregistrées dans une mémoire pour être traitées ultérieurement, soit traitées en temps réel par l'unité 76 de traitement, comme demandé. Le chariot est avancé dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il atteigne la position de fin de balayage dans laquelle la lumière provenant de la source 26 arrive sur la surface intérieure 80 de l'élément optique en formant un angle d'environ 45 avec la verticale, comme montré en trait plein sur la figure 6. L'angle totalde balayage est donc d'environ 90 . La commande 70 du moteur ramène ensuite le chariot en arrière, vers la position de repos. Lorsque le chariot atteint la position de repos, le détecteur 59 ordonne à la commande 70 du moteur d'arrêter

le moteur, ce qui termine la séquence de formation d'image.

Les données extraites de la rangée 38 de diodes sont trai-

tées, comme demandé, pour mener à bien une procédure de

vérification ou d'identification.

La rangée linéaire 32 comporte 512 diodes qui échantillonnent la lumière suivant l'axe longitudinal de l'élément optique. Etant donné que la longueur de l'image est d'environ 2,5 cm, les données obtenues permettent de produire des éléments d'image espacés d'environ 0,05 mm le long de l'axe longitudinal. Ceci donne une résolution plus que convenable, car les crêtes cutanées sont

généralement espacées de 0,5 mm. Pour obtenir approxima-

tivement la même résolution suivant l'axe perpendiculaire, chaque pas du moteur 24 doit provoquer une progression du faisceau lumineux incident 96 d'environ 0,05 mm le long de la surface intérieure 80 de l'élément optique. L'amplitude de l'avance est une fonction de la rotation angulaire de

chaque pas du moteur 24 et du rayon intérieur RI de l'élé-

ment optique. Etant donné qu'il n'existe qu'un nombre limité de rapports d'engrehage utilisables par le moteur 24, il est habituellement avantageux de choisir un rapport qui permet d'obtenir approximativement l'avance linéaire souhaitée, puis d'ajuster le rayon RI pour obtenir la valeur finale. Etant donné un rayon typique RI de 15 mm et un

angle typique de balayage à 90 , chaque balayage de forma-

tion d'image correspond approximativement à 450 pas

d'avance du moteur. Par conséquent, les données de forma-

tion d'image obtenues produisent un réseau de 512 sur 450 éléments d'image. Chaque élément d'image possède un bit de résolution (noir/blanc), bien qu'une résolution supérieure puisse être obtenue, si cela est souhaité,

pour produire une échelle des gris.

Le miroir 32 est avantageusement disposé radia-

lement autour de l'axe 86 afin de recevoir la lumière réfléchie sur la surface 80 dans la zone comprise entre

les crêtes cutanées, comme indiqué sur les figures 8 et 9.

Cependant, il est possible de modifier les positions radiales relatives de la source de lumière26 et du miroir 32 afin que la lumière réfléchie sur la surface 80, dans la région comprise entre les crêtes cutanées, n'atteigne pas le miroir. Ainsi, lorsqu'un creux est balayé, la rangée

de photodiodes reçoit une quantité minimale de lumière.

Lorsqu'une crête cutanée est balayée, la rangée reçoit la lumière qui est réfléchie et diffusée par le doigt dans plusieurs directions, comme indiqué par les rayons 98' sur la figure 9. L'image produite est alors l'image négative de celle produite à l'aide de la forme de

Z558971-

réalisation préférée. De plus, la différence d'intensité de lumière entre une crête et un creux, lorsque l'on utilise la variante, est inférieure à celle obtenue avec la forme de réalisation préférée et, par conséquent, le rapport signal/bruit est quelque peu plus faible. Il convient également de noter que la zone du doigt balayée pourrait également-être modifiée pourvu que l'on acquière suffisamment de données pour produire une identification fiable. Par exemple, l'angle de balayage de 90 pourrait être quelque peu réduit ou augmenté. De plus, certaines dimensions de l'élément optique 20, comprenant l'épaisseur (Ro0-RI) de l'élément, pourraient être modifiées sans réduire notablement l'efficacité de l'appareil de formation d'images selon l'invention. Bien que le corps principal de l'élément 20 se présente sous

la forme d'un demi-cylindre, le corps pourrait être quel-

que peu plus grand ou plus petit qu'un demi-cylindre.

Il est avantageux que l'angle sur lequel s'étendent les surfaces 80 et 84 de l'élément optique soit d'au moins 60

pour assurer le balayage d'une partie suffisante du doigt.

De plus, l'angle minimal confère à l'élément un évidement

suffisamment profond pour que le doigt soit guidé automa-

tiquement dans la position souhaitée sur l'élément. Il est souhaitable que l'angle ne dépasse pas environ 260 , car

la zone dans laquelle l'élément reçoit le doigt ressemble-

rait davantage à une ouverture ou à un trou qu'à un loge-

ment. Il semble, pour des raisons psychologiques, que des individus éprouvent souvent une gêne à introduire un doigt dans un trou plutôt que de placer le doigt sur une surface

incurvée.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil de formation d'images d'empreintes digitales décrit et représenté sans sortir

du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de formation d'images d'empreintes digitales, caractérisé en ce qu'il comporte un bâti (40), un chariot (22) monté de façon à pouvoir tourner sur le bâti, des moyens d'entrainement à moteur (24)destinés à faire tourner le chariot, un élément optique transparent (20) fixé au bâti et destiné à recevoir un doigt dont une image doit être formée, une source de lumière (26) fixée au chariot et dirigeant de la lumière vers l'élément optique, et un détecteur de lumière fixé au chariot et recevant de la lumière de l'élément optique, la position du détecteur étant fixe par rapport à celle de la source

de lumière.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de lumière comprend un premier miroir (32) destiné à recevoir de la lumière dudit élément optique, une lentille (36) destinée à focaliser la lumière provenant du premier miroir, un second miroir (34) destiné à recevoir de la lumière de la lentille et un élément sensible à la lumière destiné à recevoir de la lumière du

second miroir.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément sensible à la lumière est une rangée

(38) de photodiodes.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé

en ce que la rangée de diodes est linéaire.

5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément optique définit un logement destiné à

recevoir le doigt dont l'image doit être formée.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé

en ce que l'élément optique présente une section partiel-

lement cylindrique qui couvre un angle de moins de 260 .

7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement à moteur comprennent un moteur (24) et une commande (70) destinée à piloter le moteur, la commande du moteur faisant tourner le chariot entre une position de départ du chariot et une position d'arrêt du chariot pour effectuer un balayage de formation d'image.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande du moteur provoquent égale- ment le retour du chariot vers une position de repos située entre les positions de départ et d'arrêt du chariot à la

fin d'un balayage de formation d'image.

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de commande du moteur comprennent en outre des moyens (76) de détection de la présence d'un

doigt sur l'élément optique.