EP1573655A1 - Method of determining the living character of an element bearing a fingerprint - Google Patents

Method of determining the living character of an element bearing a fingerprint

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Publication number
EP1573655A1
EP1573655A1 EP03799635A EP03799635A EP1573655A1 EP 1573655 A1 EP1573655 A1 EP 1573655A1 EP 03799635 A EP03799635 A EP 03799635A EP 03799635 A EP03799635 A EP 03799635A EP 1573655 A1 EP1573655 A1 EP 1573655A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrodes
impedance
fingerprint
measurement
zcd
Prior art date
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Ceased
Application number
EP03799635A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Christophe Fondeur
Joel-Yann Fourre
Laurent Lambert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemia Identity and Security France SAS
Original Assignee
Sagem SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Sagem SA filed Critical Sagem SA
Publication of EP1573655A1 publication Critical patent/EP1573655A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor

Definitions

  • the present invention relates to a method for verifying the living character of a finger by a fingerprint sensor.
  • the invention also relates to the fingerprint sensor allowing the implementation of this method.
  • any protected access becomes accessible to my authorized person by a means that only they have.
  • One of the ways to limit access to a person is to require that person's fingerprint.
  • the image of a person's fingerprint is obtained by a fingerprint sensor. Once the image of the imprint obtained by the sensor, it is transmitted to an image processing unit which compares the image obtained with a bank of image of imprints so as to verify that the imprint taken by the sensor is known. Recognition of the fingerprint by the image processing unit then gives the person to whom the fingerprint corresponds access to what they are looking for.
  • the object of the invention is therefore to propose a method for verifying the living character of a finger which ensures with certainty the discrimination between a living finger and an imitation.
  • the invention relates to a method for determining the living character of an element carrying a fingerprint, consisting in carrying out impedance measurements at different points of said element using electrodes.
  • the method consists in measuring the impedance between two first electrodes of predetermined surface, in measuring the impedance between two second electrodes of predetermined surface and in verifying that the points defined by the impedance values and of surface corresponding to the first and second electrodes belong to the same curve verifying said law of variation.
  • the method consists firstly in carrying out a first impedance measurement between two first electrodes of predetermined surface and in determining the curve verifying said law of variation, then in a second step, to carry out a second impedance measurement between two second electrodes of predetermined surface and to verify that the point defined by the impedance and surface values corresponding to the second electrodes belongs to a tolerance zone finding around the predefined curve.
  • said second impedance measurement is carried out randomly between two electrodes of the same size or between two electrodes of different sizes.
  • said second impedance measurement is carried out alternately between two electrodes of the same size or between two electrodes of different sizes.
  • the present invention also relates to a fingerprint sensor allowing the determination of the living character of an element carrying a fingerprint.
  • the sensor according to the invention is characterized in that it comprises at least two pairs of electrodes of different surfaces.
  • one of said pairs of electrodes consists of two small closely spaced electrodes provided to allow local measurement of the impedance.
  • said sensor comprises a first set of four monoblock electrodes with identical surfaces and a second set of two electrodes in the form of interlocking combs with identical surfaces.
  • said sensor comprises two sets of four monoblock electrodes and identical surfaces inside the same set.
  • said sensor comprises a first set of four monoblock electrodes and identical surfaces, a second set of two monoblock electrodes and identical surfaces and a third set of two electrodes in the form of intersecting combs and surfaces identical.
  • said sensor comprises an optical system provided for producing an image of the fingerprint and for determining the surface of the measurement electrodes not entirely covered by the fingerprint.
  • Fig.2a shows a schematic top view of a fingerprint sensor whose electrodes are completely covered by a fingerprint
  • Fig.2b shows a schematic top view of a fingerprint sensor whose electrodes are partially covered by a fingerprint
  • Fig. 3 represents a law of variation of the impedance measured between two electrodes as a function of the surface of these electrodes
  • Fig. 4 shows a first embodiment with four electrodes of a fingerprint sensor according to the invention
  • Fig. 5 shows a second embodiment with six electrodes of a fingerprint sensor according to the invention.
  • Figs. 6 and 7 show a third and a fourth embodiment with eight electrodes of a fingerprint sensor according to the invention.
  • the invention relates to a method for verifying the living character of an element carrying a fingerprint by measuring the impedance Z thereof.
  • impedance measurement is understood to mean both the measurement of impedance Z in itself and measurements of the type measuring resistance, capacitance, inductance, etc.
  • the measurement of the impedance Z is carried out, as shown in FIG. 1, by a fingerprint sensor 1 placed in contact with the element carrying the fingerprint, here represented by a finger D.
  • the fingerprint sensor 1 comprises a plate 10 of transparent material, for example glass or transparent plastic, making it optically possible to take the fingerprint D.
  • a plate 10 of transparent material for example glass or transparent plastic, making it optically possible to take the fingerprint D.
  • Ej is made possible by conductive and transparent connections. These connections 20 also placed in contact with the plate 10 must necessarily be conductive and transparent so as to allow the sensor 1 to ensure both its image sensor function and its function of verifying the living character of the finger.
  • the transparency of the connections 20 is preferably obtained by deposition under vacuum of a very thin layer of material, preferably ITO (Indium tin Oxide), of thickness less than one micrometer.
  • ITO Indium tin Oxide
  • Figs. 2a and 2b there is shown a top view of a fingerprint sensor 1 according to the invention.
  • the sensor 2 comprises two electrodes Ea, Eb, of small area and two electrodes Ec, Ed of larger area. These four electrodes are provided to enable the impedance Z of finger D to be measured two by two, which covers them with its imprint 4.
  • the impedance Zab is measured between the two smallest electrodes Ea and Eb, then the impedance Zcd between the two largest electrodes Ec and Ed.
  • the surface S of the electrodes covered by the imprint 4 is different.
  • the surface Sij considered preferably corresponds to the smaller surface of the two surfaces of the electrodes Ei and Ej covered by the fingerprint 4 of the finger D.
  • the surface Scd considered will advantageously correspond to the surface of one of the electrodes Ec or Ed. If as shown in FIG. 2b the imprint 4 does not entirely cover the electrodes Ec and Ed, the surface Scd considered will then advantageously correspond to the smallest of the areas Ac or Ad covered by the imprint 4 of the finger D.
  • a second step we check that the impedance Z is constant over the whole of the finger D. For this, we measure the impedance Zcd between the two large electrodes Ec and Ed. Again knowing the surface Scd of the large electrodes Ec and Ed, we are able to place a point Pcd on the graph of FIG. 3. If the point Pcd obtained by this second measurement is located in a tolerance zone T surrounding the curve C, we will consider that the law is verified for this second point Pcd and therefore that the finger is alive.
  • the implementation of the method involves the use of a fingerprint sensor 1.
  • a fingerprint sensor 1 Several embodiments of the sensor 1 according to the invention are proposed. These different embodiments are shown in Figs. 4, 5, 6 and 7.
  • FIG. 4 there is shown a first embodiment of the fingerprint sensor according to the invention.
  • the sensor 1 comprises two small electrodes Ea, Eb and two large electrodes Ec, Ed, ie two sets of two electrodes with identical surfaces inside the same set.
  • Each of the electrodes is connected by a connection 20 preferably made of ITO (Indium Tin Oxide) to a device for measuring the impedance Z.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • An essential characteristic of the invention verified for all the embodiments of the sensor is the random nature of the impedance measurements.
  • randomness is meant the possibility of carrying out impedance measurements both between two small electrodes and between a small electrode and a large electrode and of being able to invert the electrodes serving for the measurement of the impedance so as to foil d '' possible forgers who would have understood the operation of the sensor.
  • a third impedance measurement can therefore be carried out, for example alternately for every other finger, between the electrodes Ec and Ea and then between the electrodes Ed and Eb. This third measurement confirms the second measurement.
  • FIG. 5 a second embodiment of a fingerprint sensor according to the invention comprising six measurement electrodes.
  • these six electrodes there are four large electrodes Ec, Ed, Ee and Ef and two small electrodes Ea and Eb, i.e. a first set of four monoblock electrodes with identical surfaces and a second set of two electrodes in the form of interlocking combs of identical surfaces.
  • the two small electrodes each consist of two parts of electrodes electrically connected by a cord of conductive material advantageously made of ITO.
  • the two parts of the same electrode are separated by a part of the other electrode so as to measure a very localized and precise impedance.
  • the impedance measurements are carried out as follows.
  • the impedance Zab is measured between the small electrodes Ea, Eb and a second and third impedances are measured, ie between two of the large electrodes, for example between the electrodes Ec and Ee (Zce) then Ef and Ed (Zfd), if these electrodes are covered by the finger D, or in the opposite case, between a large electrode and a small electrode, for example between Ec and Ea (Zac) and between Ee and Eb (Zeb).
  • the sensor 1 comprises two sets of four monoblock electrodes and identical surfaces inside the same set, while in the fourth embodiment embodiment, the sensor 1 comprises a first set of four monoblock electrodes and identical surfaces, a second set of two monoblock electrodes and identical surfaces and a third set of two electrodes in the form of intersecting combs and identical surfaces.
  • the impedance Z measurements for both of the embodiments are carried out identically.

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Abstract

The invention relates to a method of determining the living character of an element bearing a fingerprint. The inventive method consists in taking impedance measurements at different points of the element using electrodes. According to the invention, the method is characterised in that it consists in determining if the aforementioned impedance measurements verify a law of variation of the impedance measured by the above-mentioned electrodes as a function of the surface of said electrodes which are covered by the element, such that Z = Dt(S).

Description

Procédé de détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale Method for determining the living character of an element carrying a fingerprint
La présente invention concerne un procédé de vérification du caractère vivant d'un doigt par un capteur d'empreintes digitales. L'invention concerne également le capteur d'empreintes digitales permettant la mise en œuvre de ce procédé.The present invention relates to a method for verifying the living character of a finger by a fingerprint sensor. The invention also relates to the fingerprint sensor allowing the implementation of this method.
De manière générale, tout accès protégé devient accessible à mie personne autorisée par un moyen qu'elle seule possède. Un des moyens de limiter un accès à une personne est de requérir l'empreinte d'un doigt de cette personne. L'image de l'empreinte digitale d'une personne est obtenue par un capteur d'empreintes digitales. Une fois l'image de l'empreinte obtenue par le capteur, elle est transmise à une unité de traitement d'image qui compare l'image obtenue avec une banque d'images d'empreintes de manière à vérifier que l'empreinte prise par le capteur est connue. La reconnaissance de l'empreinte par l'unité de traitement de l'image ouvre alors à la personne à laquelle correspond l'empreinte un accès à ce qu'elle recherche.In general, any protected access becomes accessible to my authorized person by a means that only they have. One of the ways to limit access to a person is to require that person's fingerprint. The image of a person's fingerprint is obtained by a fingerprint sensor. Once the image of the imprint obtained by the sensor, it is transmitted to an image processing unit which compares the image obtained with a bank of image of imprints so as to verify that the imprint taken by the sensor is known. Recognition of the fingerprint by the image processing unit then gives the person to whom the fingerprint corresponds access to what they are looking for.
On a pu remarquer que bien que l'identification par empreintes digitales soit une méthode connue, elle pose encore des problèmes. En effet, nombreux sont les faussaires qui tentent de tromper les capteurs d'empreintes digitales avec des imitations. Les artifices notamment utilisés sont des faux doigts. Pour déjouer ces faussaires, on a proposé plusieurs méthodes permettant de déterminer si l'élément porteur de l'empreinte digitale est vivant. Certaines méthodes utilisent des moyens optiques. C'est par exemple le cas du document US-A-5 719 950 qui décrit une méthode consistant à mesurer des paramètres biométriques tels que le taux d'oxygène dans le sang, la température de la peau, etc. Le document US-A-5 737 439 décrit un système de mesure optique permettant la détection du flux sanguin à l'aide de deux longueurs d'onde. D'autres méthodes consistent à réaliser des mesures électriques. C'est le cas du document JP-A-11197135 qui décrit la mesure des variations de capacité entre deux électrodes ou du document US-A-5 953 441 qui décrit un dispositif permettant de mesurer l'impédance complexe du doigt et de la comparer à des courbes de référence fonctions de la fréquence.It has been observed that although fingerprint identification is a known method, it still poses problems. Indeed, many are the counterfeiters who try to deceive the fingerprint sensors with imitations. The devices used in particular are false fingers. To thwart these counterfeiters, several methods have been proposed making it possible to determine whether the element carrying the fingerprint is alive. Some methods use optical means. This is for example the case of document US-A-5,719,950 which describes a method consisting in measuring biometric parameters such as the oxygen level in the blood, the temperature of the skin, etc. Document US-A-5,737,439 describes an optical measurement system allowing the detection of blood flow using two wavelengths. Other methods include performing electrical measurements. This is the case of document JP-A-11197135 which describes the measurement of the variations in capacitance between two electrodes or of document US-A-5 953 441 which describes a device making it possible to measure the complex impedance of the finger and to compare it to frequency-dependent reference curves.
On a remarqué au travers des méthodes déjà connues que la mesure de l'impédance du doigt est une des méthodes les mieux adaptées à la vérification du caractère vivant d'un doigt, mais qui arrive encore parfois à être trompée par des imitations.It has been noticed through already known methods that the measurement of the finger impedance is one of the methods best suited to the verification of the living character of a finger, but which still sometimes happens to be deceived by imitations.
Le but de l'invention est donc de proposer une méthode de vérification du caractère vivant d'un doigt qui assure avec certitude la discrimination entre un doigt vivant et une imitation.The object of the invention is therefore to propose a method for verifying the living character of a finger which ensures with certainty the discrimination between a living finger and an imitation.
A cet effet, l'invention concerne un procédé détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale, consistant à réaliser des mesures d'impédance en différents points dudit élément à l'aide d'électrodes. Le procédé se caractérise en ce qu'il consiste à déterminer si lesdites mesures d'impédance vérifient une loi de variation de l'impédance mesurée par lesdites électrodes en fonction de la surface desdites électrodes recouvertes par ledit élément tel que Z =/r,t(S). Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à mesurer l'impédance entre deux premières électrodes de surface prédéterminée, à mesurer l'impédance entre deux secondes électrodes de surface prédéterminée et à vérifier que les points définis par les valeurs d'impédance et de surface correspondants aux premières et secondes électrodes appartiennent à une même courbe vérifiant ladite loi de variation.To this end, the invention relates to a method for determining the living character of an element carrying a fingerprint, consisting in carrying out impedance measurements at different points of said element using electrodes. The method is characterized in that it consists in determining whether said impedance measurements verify a law of variation of the impedance measured by said electrodes as a function of the surface of said electrodes covered by said element such that Z = / r, t (S). According to another characteristic of the invention, the method consists in measuring the impedance between two first electrodes of predetermined surface, in measuring the impedance between two second electrodes of predetermined surface and in verifying that the points defined by the impedance values and of surface corresponding to the first and second electrodes belong to the same curve verifying said law of variation.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste dans un premier temps, à réaliser une première mesure d'impédance entre deux premières électrodes de surface prédéterminée et à déterminer la courbe vérifiant ladite loi de variation, puis dans un second temps, à réaliser une seconde mesure d'impédance entre deux secondes électrodes de surface prédéterminée et à vérifier que le point défini par les valeurs d'impédance et de surface correspondant aux secondes électrodes appartienne à une zone de tolérance se trouvant autour de la courbe prédéfinie.According to another characteristic of the invention, the method consists firstly in carrying out a first impedance measurement between two first electrodes of predetermined surface and in determining the curve verifying said law of variation, then in a second step, to carry out a second impedance measurement between two second electrodes of predetermined surface and to verify that the point defined by the impedance and surface values corresponding to the second electrodes belongs to a tolerance zone finding around the predefined curve.
Avantageusement, ladite seconde mesure d'impédance est réalisée aléatoirement entre deux électrodes de même taille ou entre deux électrodes de tailles différentes.Advantageously, said second impedance measurement is carried out randomly between two electrodes of the same size or between two electrodes of different sizes.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite seconde mesure d'impédance est réalisée alternativement entre deux électrodes de même taille ou entre deux électrodes de tailles différentes.According to another characteristic of the invention, said second impedance measurement is carried out alternately between two electrodes of the same size or between two electrodes of different sizes.
La présente invention concerne également un capteur d'empreintes digitales permettant la détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale. Le capteur selon l'invention se caractérise en ce qu'il comporte au moins deux couples d'électrodes de surfaces différentes.The present invention also relates to a fingerprint sensor allowing the determination of the living character of an element carrying a fingerprint. The sensor according to the invention is characterized in that it comprises at least two pairs of electrodes of different surfaces.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'un desdits couples d'électrodes se compose de deux petites électrodes rapprochées prévues pour permettre une mesure locale de l'impédance.According to another characteristic of the invention, one of said pairs of electrodes consists of two small closely spaced electrodes provided to allow local measurement of the impedance.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit capteur comporte un premier ensemble de quatre électrodes monoblocs de surfaces identiques et un second ensemble de deux électrodes en forme de peignes entrecroisés de surfaces identiques.According to another characteristic of the invention, said sensor comprises a first set of four monoblock electrodes with identical surfaces and a second set of two electrodes in the form of interlocking combs with identical surfaces.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit capteur comporte deux ensembles de quatre électrodes monoblocs et de surfaces identiques à l'intérieur du même ensemble. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit capteur comporte un premier ensemble de quatre électrodes monoblocs et de surfaces identiques, un second ensemble de deux électrodes monoblocs et de surfaces identiques et un troisième ensemble de deux électrodes en forme de peignes entrecroisés et de surfaces identiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit capteur comporte un système optique prévu pour réaliser une image de l'empreinte et pour déterminer la surface des électrodes de mesure non couvertes entièrement par l'empreinte digitale. 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 les dessins joints, parmi lesquels : La Fig. 1 représente une vue en coupe d'un capteur d'empreintes digitales selon l'invention sur lequel est posé un élément porteur d'une empreinte digitale ;According to another characteristic of the invention, said sensor comprises two sets of four monoblock electrodes and identical surfaces inside the same set. According to another characteristic of the invention, said sensor comprises a first set of four monoblock electrodes and identical surfaces, a second set of two monoblock electrodes and identical surfaces and a third set of two electrodes in the form of intersecting combs and surfaces identical. According to another characteristic of the invention, said sensor comprises an optical system provided for producing an image of the fingerprint and for determining the surface of the measurement electrodes not entirely covered by the fingerprint. The characteristics of the invention mentioned above as well as others will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the accompanying drawings, among which: FIG. 1 shows a sectional view of a fingerprint sensor according to the invention on which is placed an element carrying a fingerprint;
La Fig.2a représente une vue schématique de dessus d'un capteur d'empreintes digitales dont les électrodes sont totalement recouvertes par une empreinte ;Fig.2a shows a schematic top view of a fingerprint sensor whose electrodes are completely covered by a fingerprint;
La Fig.2b représente une vue schématique de dessus d'un capteur d'empreintes digitales dont les électrodes sont partiellement recouvertes par une empreinte ;Fig.2b shows a schematic top view of a fingerprint sensor whose electrodes are partially covered by a fingerprint;
La Fig. 3 représente une loi de variation de l'impédance mesurée entre deux électrodes en fonction de la surface de ces électrodes ;Fig. 3 represents a law of variation of the impedance measured between two electrodes as a function of the surface of these electrodes;
La Fig. 4 représente un premier mode de réalisation à quatre électrodes d'un capteur d'empreintes selon l'invention ; La Fig. 5 représente un second mode de réalisation à six électrodes d'un capteur d'empreintes selon l'invention ; etFig. 4 shows a first embodiment with four electrodes of a fingerprint sensor according to the invention; Fig. 5 shows a second embodiment with six electrodes of a fingerprint sensor according to the invention; and
Les Figs. 6 et 7 représentent un troisième et un quatrième modes de réalisation à huit électrodes d'un capteur d'empreintes selon l'invention.Figs. 6 and 7 show a third and a fourth embodiment with eight electrodes of a fingerprint sensor according to the invention.
L'invention concerne un procédé de vérification du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale par la mesure d'impédance Z de celui-ci. On notera que dans la description qui suit, on entend par mesure d'impédance aussi bien la mesure d'impédance Z en elle-même que les mesures du type mesure de la résistance, de la capacitance, de l'inductance, etc. La mesure de l'impédance Z est effectuée, comme cela est représenté à la Fig. 1, par un capteur d'empreintes digitales 1 placé en contact avec l'élément porteur de l'empreinte, ici représenté par un doigt D.The invention relates to a method for verifying the living character of an element carrying a fingerprint by measuring the impedance Z thereof. It will be noted that in the following description, the term “impedance measurement” is understood to mean both the measurement of impedance Z in itself and measurements of the type measuring resistance, capacitance, inductance, etc. The measurement of the impedance Z is carried out, as shown in FIG. 1, by a fingerprint sensor 1 placed in contact with the element carrying the fingerprint, here represented by a finger D.
Un système optique SO est placé à la base du capteur de manière à réaliser une image de l'empreinte. Le capteur d'empreintes digitales 1 selon l'invention comporte une plaque 10 de matière transparente, par exemple du verre ou de la matière plastique transparente, rendant optiquement possible la prise de l'empreinte du doigt D. Sur la surface 11 de cette plaque 10, sont disposées des électrodes Ei et Ej entre lesquelles est mesurée une impédance Zij. La mesure de l'impédance Zij entre les électrodes Ei,An optical system SO is placed at the base of the sensor so as to produce an image of the imprint. The fingerprint sensor 1 according to the invention comprises a plate 10 of transparent material, for example glass or transparent plastic, making it optically possible to take the fingerprint D. On the surface 11 of this plate 10, are arranged electrodes Ei and Ej between which an impedance Zij is measured. The measurement of the impedance Zij between the electrodes Ei,
Ej est rendue possible grâce à des connexions 20 conductrices et transparentes. Ces connexions 20 placées également en contact avec la plaque 10 doivent nécessairement être conductrices et transparentes de manière à permettre au capteur 1 d'assurer à la fois sa fonction de capteur d'image et sa fonction de vérificateur du caractère vivant du doigt. La transparence des connexions 20 est obtenue de préférence par un dépôt sous vide d'une très fine couche de matériau, de préférence de l'ITO (Indium tin Oxide), d'épaisseur inférieure à un micromètre. L'ensemble de la surface du capteur 1 à l'exception des électrodes Ei, Ej est recouvert par une couche d'un matériau isolant 30 permettant de n'offrir au contact du doigt D que les électrodes Ei, Ej.Ej is made possible by conductive and transparent connections. These connections 20 also placed in contact with the plate 10 must necessarily be conductive and transparent so as to allow the sensor 1 to ensure both its image sensor function and its function of verifying the living character of the finger. The transparency of the connections 20 is preferably obtained by deposition under vacuum of a very thin layer of material, preferably ITO (Indium tin Oxide), of thickness less than one micrometer. The entire surface of the sensor 1 with the exception of the electrodes Ei, Ej is covered by a layer of insulating material 30 making it possible to offer only the electrodes Ei, Ej in contact with the finger D.
Aux Figs. 2a et 2b, on a représenté une vue de dessus d'un capteur d'empreintes digitales 1 selon l'invention. Sur ces Figs., le capteur 2 comporte deux électrodes Ea, Eb, de petite surface et deux électrodes Ec, Ed de plus grande surface. Ces quatre électrodes sont prévues pour permettre de mesurer deux à deux l'impédance Z du doigt D qui les recouvre de son empreinte 4. De manière avantageuse, on mesure l'impédance Zab entre les deux plus petites électrodes Ea et Eb, puis l'impédance Zcd entre les deux plus grandes électrodes Ec et Ed. Entre la Fig. 2a et la Fig. 2b, la surface S des électrodes recouverte par l'empreinte 4 est différente. Cette différence peut provenir de la différence d'empreinte entre deux doigts ou de la différence de pression exercée sur le capteur 1 par un même doigt. De manière générale, on notera que la surface Sij considérée correspond de préférence à la plus petite surface des deux surfaces des électrodes Ei et Ej recouverte par l'empreinte 4 du doigt D. Autrement dit, si comme cela est représenté à la Fig. 2a, l'empreinte 4 du doigt D recouvre entièrement les électrodes Ec et Ed, la surface Scd considérée correspondra avantageusement à la surface d'une des électrodes Ec ou Ed. Si comme cela est représenté à la Fig. 2b l'empreinte 4 ne recouvre pas entièrement les électrodes Ec et Ed, la surface Scd considérée correspondra avantageusement alors à la plus petite des aires Ac ou Ad recouvertes par l'empreinte 4 du doigt D. Ces aires Ac et Ad qui sont hachurées sur la Fig.2b, sont par exemple déterminées à l'aide du système optique SO placé sous le capteur 1. De même, si la mesure d'impédance Z est effectuée entre une petite électrode Ea et une électrode Ec plus grande et que l'empreinte 4 du doigt D ne recouvre pas entièrement les électrodes tel que cela est représenté à la Fig. 2b, alors la surface Sac considérée sera avantageusement la plus petite surface prise entre la surface Sa de l'électrode Ea et l'aire Ac de l'électrode Ec. Le procédé selon l'invention se base sur une loi statistique de variation de l'impédance Z mesurée entre deux électrodes en fonction de la surface S de ces mêmes électrodes. Cette loi de variation est représentée pour un doigt D donné à un moment t donné sous forme d'un graphique à la Fig. 3. La courbe représentée sur cette Fig. est telle que l'impédance Z est proportionnelle à la surface S : Z =fm (S).In Figs. 2a and 2b, there is shown a top view of a fingerprint sensor 1 according to the invention. In these Figs., The sensor 2 comprises two electrodes Ea, Eb, of small area and two electrodes Ec, Ed of larger area. These four electrodes are provided to enable the impedance Z of finger D to be measured two by two, which covers them with its imprint 4. Advantageously, the impedance Zab is measured between the two smallest electrodes Ea and Eb, then the impedance Zcd between the two largest electrodes Ec and Ed. Between Fig. 2a and FIG. 2b, the surface S of the electrodes covered by the imprint 4 is different. This difference can come from the difference in imprint between two fingers or from the difference in pressure exerted on the sensor 1 by the same finger. In general, it will be noted that the surface Sij considered preferably corresponds to the smaller surface of the two surfaces of the electrodes Ei and Ej covered by the fingerprint 4 of the finger D. In other words, if as shown in FIG. 2a, the imprint 4 of the finger D completely covers the electrodes Ec and Ed, the surface Scd considered will advantageously correspond to the surface of one of the electrodes Ec or Ed. If as shown in FIG. 2b the imprint 4 does not entirely cover the electrodes Ec and Ed, the surface Scd considered will then advantageously correspond to the smallest of the areas Ac or Ad covered by the imprint 4 of the finger D. These areas Ac and Ad which are hatched on Fig.2b, are for example determined using the optical system SO placed under the sensor 1. Similarly, if the impedance measurement Z is performed between a small electrode Ea and a larger electrode Ec and that the fingerprint 4 of finger D does not entirely cover the electrodes as shown in FIG. 2b, then the surface Sac considered will advantageously be the smallest surface taken between the surface Sa of the electrode Ea and the area Ac of the electrode Ec. The method according to the invention is based on a statistical law of variation of the impedance Z measured between two electrodes as a function of the surface S of these same electrodes. This law of variation is represented for a finger D given at a given time t in the form of a graph in FIG. 3. The curve shown in this Fig. is such that the impedance Z is proportional to the surface S: Z = fm (S).
Pour un doigt D donné à un moment t donné, il n'existe qu'une seule courbe. Se basant sur cette constatation, on mesure dans un premier temps une impédance Zab entre les deux petites électrodes Ea et Eb. Connaissant par ailleurs la surface Sab des petites électrodes Ea, Eb, on connaît donc les coordonnées d'un point Pab d'une des courbes vérifiant la loi de variation décrite plus haut. A partir de cette première mesure, on détermine alors la courbe C correspondante au doigt D qui vérifie la loi.For a given finger D at a given time t, there is only one curve. Based on this observation, we first measure an impedance Zab between the two small electrodes Ea and Eb. Knowing moreover the surface Sab of the small electrodes Ea, Eb, we therefore know the coordinates of a point Pab of one of the curves verifying the law of variation described above. From this first measurement, the curve C corresponding to the finger D which verifies the law is then determined.
Dans un second temps, on vérifie que l'impédance Z est constante sur l'ensemble du doigt D. Pour cela, on mesure l'impédance Zcd entre les deux grandes électrodes Ec et Ed. Connaissant là encore la surface Scd des grandes électrodes Ec et Ed, on est en mesure de placer un point Pcd sur le graphique de la Fig. 3. Si le point Pcd obtenu par cette seconde mesure se situe dans une zone de tolérance T entourant la courbe C, on considérera que la loi est vérifiée pour ce second point Pcd et donc que le doigt est vivant. La zone de tolérance T correspond approximativement à un écart type b autour de la courbe C tel que T=2b. Cet écart type b varie en fonction de données statistiques.In a second step, we check that the impedance Z is constant over the whole of the finger D. For this, we measure the impedance Zcd between the two large electrodes Ec and Ed. Again knowing the surface Scd of the large electrodes Ec and Ed, we are able to place a point Pcd on the graph of FIG. 3. If the point Pcd obtained by this second measurement is located in a tolerance zone T surrounding the curve C, we will consider that the law is verified for this second point Pcd and therefore that the finger is alive. The tolerance zone T corresponds approximately to a standard deviation b around the curve C such that T = 2b. This standard deviation b varies according to statistical data.
On notera qu'on pourrait aussi faire les mesures d'impédance Zab entre les petites électrodes et Zcd entre les grandes électrodes dans un même temps, puis vérifier que les points Pab et Pcd correspondants aux mesures effectuées appartiennent à une même courbe. La mise en pratique du procédé passe par l'utilisation d'un capteur d'empreintes digitales 1. Plusieurs modes de réalisation du capteur 1 selon l'invention sont proposés. Ces différents modes de réalisation sont représentés aux Figs. 4, 5, 6 et 7. Sur la Fig. 4, on a représenté un premier mode de réalisation du capteur d'empreintes digitales selon l'invention. Dans ce premier mode, le capteur 1 comporte deux petites électrodes Ea, Eb et deux grandes électrodes Ec, Ed, soit deux ensembles de deux électrodes de surfaces identiques à l'intérieur du même ensemble. Chacune des électrodes est reliée par une connexion 20 de préférence en ITO (Indium Tin Oxide) à un appareil de mesure de l'impédance Z. Ainsi, dans le premier mode de réalisation du capteur, on met le procédé décrit précédemment en oeuvre et on vérifie par ce moyen que le doigt D est vivant.Note that we could also make the impedance measurements Zab between the small electrodes and Zcd between the large electrodes at the same time, then check that the points Pab and Pcd corresponding to the measurements taken belong to the same curve. The implementation of the method involves the use of a fingerprint sensor 1. Several embodiments of the sensor 1 according to the invention are proposed. These different embodiments are shown in Figs. 4, 5, 6 and 7. In FIG. 4, there is shown a first embodiment of the fingerprint sensor according to the invention. In this first mode, the sensor 1 comprises two small electrodes Ea, Eb and two large electrodes Ec, Ed, ie two sets of two electrodes with identical surfaces inside the same set. Each of the electrodes is connected by a connection 20 preferably made of ITO (Indium Tin Oxide) to a device for measuring the impedance Z. Thus, in the first embodiment of the sensor, the method described above is implemented and it is verified by this means that the finger D is alive.
Une caractéristique essentielle de l'invention vérifiée pour tous les modes de réalisation du capteur est le caractère aléatoire des mesures d'impédance. On entend par caractère aléatoire la possibilité d'effectuer des mesures d'impédance aussi bien entre deux petites électrodes qu'entre une petite électrode et une grande électrodes et de pouvoir intervertir les électrodes servant à la mesure de l'impédance de manière à déjouer d'éventuels faussaires qui auraient compris le fonctionnement du capteur. A l'aide du capteur représenté à la Fig. 4, une troisième mesure d'impédance peut donc être effectuée, par exemple alternativement pour un doigt sur deux, entre les électrodes Ec et Ea puis entre les électrodes Ed et Eb. Cette troisième mesure permet de confirmer la seconde mesure.An essential characteristic of the invention verified for all the embodiments of the sensor is the random nature of the impedance measurements. By randomness is meant the possibility of carrying out impedance measurements both between two small electrodes and between a small electrode and a large electrode and of being able to invert the electrodes serving for the measurement of the impedance so as to foil d '' possible forgers who would have understood the operation of the sensor. Using the sensor shown in FIG. 4, a third impedance measurement can therefore be carried out, for example alternately for every other finger, between the electrodes Ec and Ea and then between the electrodes Ed and Eb. This third measurement confirms the second measurement.
On a représenté à la Fig. 5, un second mode de réalisation d'un capteur d'empreintes digitales selon l'invention comportant six électrodes de mesure. Parmi ces six électrodes, il y a quatre grandes électrodes Ec, Ed, Ee et Ef et deux petites électrodes Ea et Eb, soit un premier ensemble de quatre électrodes monoblocs de surfaces identiques et un second ensemble de deux électrodes en forme de peignes entrecroisés de surfaces identiques. Les deux petites électrodes se composent chacune de deux parties d'électrodes reliées électriquement par un cordon de matériau conducteur avantageusement en ITO. Les deux parties d'une même électrode sont séparées par une partie de l'autre électrode de façon à mesurer une impédance très localisée et précise. Les mesures d'impédance s'effectuent de la manière suivante. On mesure l'impédance Zab entre les petites électrodes Ea, Eb et on mesure une seconde et une troisième impédances, soit entre deux des grandes électrodes, par exemple entre les électrodes Ec et Ee (Zce) puis Ef et Ed (Zfd), si ces électrodes sont recouvertes par le doigt D, soit dans le cas contraire, entre une grande électrode et une petite électrode, par exemple entre Ec et Ea (Zac) et entre Ee et Eb (Zeb).There is shown in FIG. 5, a second embodiment of a fingerprint sensor according to the invention comprising six measurement electrodes. Among these six electrodes, there are four large electrodes Ec, Ed, Ee and Ef and two small electrodes Ea and Eb, i.e. a first set of four monoblock electrodes with identical surfaces and a second set of two electrodes in the form of interlocking combs of identical surfaces. The two small electrodes each consist of two parts of electrodes electrically connected by a cord of conductive material advantageously made of ITO. The two parts of the same electrode are separated by a part of the other electrode so as to measure a very localized and precise impedance. The impedance measurements are carried out as follows. The impedance Zab is measured between the small electrodes Ea, Eb and a second and third impedances are measured, ie between two of the large electrodes, for example between the electrodes Ec and Ee (Zce) then Ef and Ed (Zfd), if these electrodes are covered by the finger D, or in the opposite case, between a large electrode and a small electrode, for example between Ec and Ea (Zac) and between Ee and Eb (Zeb).
Dans les troisième et quatrième modes de réalisation du capteur selon l'invention, les électrodes de mesure sont au nombre de huit, à savoir quatre grandes électrodes Ec, Ed, Ee et Ef et quatre petites électrodes Ea, Eb, Eg et Eh. Ces modes de réalisation sont représentés aux Figs. 6 et 7. Dans le troisième mode de réalisation, le capteur 1 comporte deux ensembles de quatre électrodes monoblocs et de surfaces identiques à l'intérieur du même ensemble, alors que dans le quatrième mode de réalisation, le capteur 1 comporte un premier ensemble de quatre électrodes monoblocs et de surfaces identiques, un second ensemble de deux électrodes monoblocs et de surfaces identiques et un troisième ensemble de deux électrodes en forme de peignes entrecroisés et de surfaces identiques. Les mesures d'impédance Z pour l'un et l'autre des modes de réalisation s'effectuent de manière identique. On mesure les impédances Zah et Zbg entre les petites électrodes Ea, Eh et Eb, Eg et on mesure, soit l'impédance Zce si le doigt recouvre les électrodes correspondantes, soit si ce n'est pas le cas Zdb ou Zfa ou Zab. On peut également mesurer l'impédance Zfd si les électrodes correspondantes sont recouvertes par le doigt D, sinon on mesure Zcb ou Zeg ou Zgh. In the third and fourth embodiments of the sensor according to the invention, there are eight measurement electrodes, namely four large electrodes Ec, Ed, Ee and Ef and four small electrodes Ea, Eb, Eg and Eh. These embodiments are shown in Figs. 6 and 7. In the third embodiment, the sensor 1 comprises two sets of four monoblock electrodes and identical surfaces inside the same set, while in the fourth embodiment embodiment, the sensor 1 comprises a first set of four monoblock electrodes and identical surfaces, a second set of two monoblock electrodes and identical surfaces and a third set of two electrodes in the form of intersecting combs and identical surfaces. The impedance Z measurements for both of the embodiments are carried out identically. We measure the impedances Zah and Zbg between the small electrodes Ea, Eh and Eb, Eg and we measure either the impedance Zce if the finger covers the corresponding electrodes, or if this is not the case Zdb or Zfa or Zab. We can also measure the impedance Zfd if the corresponding electrodes are covered by finger D, otherwise we measure Zcb or Zeg or Zgh.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de détermination du caractère vivant d'un élément (D) porteur d'une empreinte digitale, consistant à réaliser des mesures d'impédance (Z) en différents points dudit élément (D) à l'aide d'électrodes (Ei, Ej), caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer si lesdites mesures d'impédance (Z) vérifient une loi de variation de l'impédance (Z) mesurée par lesdites électrodes (Ei, Ej) en fonction de la surface (S) desdites électrodes (Ei ; Ej) recouvertes par ledit élément (D) tel que Z =/D.(S).1) Method for determining the living character of an element (D) carrying a fingerprint, consisting in carrying out impedance measurements (Z) at different points of said element (D) using electrodes (Ei , Ej), characterized in that it consists in determining whether said impedance measurements (Z) verify a law of variation of the impedance (Z) measured by said electrodes (Ei, Ej) as a function of the surface (S ) of said electrodes (Ei; Ej) covered by said element (D) such that Z = / D. (S).
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer l'impédance (Zab) entre deux premières électrodes (Ea, Eb) de surface (Sab) prédéterminée, à mesurer l'impédance (Zcd) entre deux secondes électrodes (Ec, Ed) de surface (Scd) prédéterminée et à vérifier que les points (Pab, Pcd) définis par les valeurs d'impédance (Zab, Zcd) et de surface (Sab, Scd) correspondants aux premières et secondes électrodes (Ec, Ed) appartiennent à une même courbe (C) vérifiant ladite loi de variation. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste, dans un premier temps, à réaliser une première mesure d'impédance (Zab) entre deux premières électrodes (Ea, Eb) de surface (Sab) prédéterminée et à déterminer la courbe (C) vérifiant ladite loi de variation, puis dans un second temps, à réaliser une seconde mesure d'impédance (Zcd) entre deux secondes électrodes (Ec, Ed) de surface (Scd) prédéterminée et à vérifier que le point (Pcd) défini par les valeurs d'impédance (Zcd) et de surface (Scd) correspondant aux secondes électrodes (Ec, Ed) appartienne à une zone de tolérance (T) se trouvant autour de la courbe (C) prédéfinie.2) Method according to claim 1, characterized in that it consists in measuring the impedance (Zab) between two first electrodes (Ea, Eb) of predetermined surface (Sab), in measuring the impedance (Zcd) between two seconds electrodes (Ec, Ed) of predetermined surface (Scd) and to check that the points (Pab, Pcd) defined by the impedance (Zab, Zcd) and surface (Sab, Scd) values corresponding to the first and second electrodes ( Ec, Ed) belong to the same curve (C) verifying said law of variation. 3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that it consists, firstly, in carrying out a first impedance measurement (Zab) between two first electrodes (Ea, Eb) of predetermined surface (Sab) and to determine the curve (C) verifying said law of variation, then in a second step, to carry out a second impedance measurement (Zcd) between two second electrodes (Ec, Ed) of predetermined surface (Scd) and to verify that the point (Pcd) defined by the impedance (Zcd) and surface (Scd) values corresponding to the second electrodes (Ec, Ed) belongs to a tolerance zone (T) located around the predefined curve (C).
4) Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite seconde mesure d'impédance (Zcd) est réalisée aléatoirement entre deux électrodes (Ec, Ed) de même taille ou entre deux électrodes de tailles différentes (Ec, Ea).4) Method according to claim 2 or 3, characterized in that said second impedance measurement (Zcd) is carried out randomly between two electrodes (Ec, Ed) of the same size or between two electrodes of different sizes (Ec, Ea).
5) Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite seconde mesure d'impédance (Zcd) est réalisée alternativement entre deux électrodes (Ec, Ed) de même taille ou entre deux électrodes de tailles différentes (Ec, Ea).5) Method according to claim 2 or 3, characterized in that said second impedance measurement (Zcd) is carried out alternately between two electrodes (Ec, Ed) of the same size or between two electrodes of different sizes (Ec, Ea).
6) Capteur d'empreintes digitales (1) permettant la détermination du caractère vivant d'un élément (D) porteur d'une empreinte digitale, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois électrodes permettant de réaliser des mesures d'impédance deux à deux.6) Fingerprint sensor (1) allowing the determination of the living character of an element (D) carrying a fingerprint, characterized in that it has at least three electrodes making it possible to carry out impedance measurements two by two.
7) Capteur d'empreintes digitales (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins deux électrodes sont des petites électrodes rapprochées prévues pour permettre une mesure locale de l'impédance.7) Fingerprint sensor (1) according to claim 6, characterized in that at least two electrodes are small closely spaced electrodes provided to allow a local measurement of the impedance.
8) Capteur d'empreintes digitales (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte un premier ensemble de quatre électrodes monoblocs de surfaces identiques et un second ensemble de deux électrodes en forme de peignes entrecroisés de surfaces identiques. 9) Capteur d'empreintes digitales (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles de quatre électrodes monoblocs et de surfaces identiques à l'intérieur du même ensemble.8) Fingerprint sensor (1) according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises a first set of four monoblock electrodes with identical surfaces and a second set of two electrodes in the form of intersecting combs with identical surfaces. 9) Fingerprint sensor (1) according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises two sets of four monoblock electrodes and identical surfaces inside the same set.
10) Capteur d'empreintes digitales (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte un premier ensemble de quatre électrodes monoblocs et de surfaces identiques, un second ensemble de deux électrodes monoblocs et de surfaces identiques et un troisième ensemble de deux électrodes en forme de peignes entrecroisés et de surfaces identiques.10) Fingerprint sensor (1) according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises a first set of four monoblock electrodes and identical surfaces, a second set of two monoblock electrodes and identical surfaces and a third set of two electrodes in the form of crisscrossed combs and identical surfaces.
11) Capteur d'empreintes digitales (1) selon l'une de revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un système optique (SO) réalisant une image de l'empreinte et déterminant la surface (S) des électrodes (Ei, Ej) de mesure non couvertes entièrement par l'empreinte digitale. 11) Fingerprint sensor (1) according to one of claims 6 to 10, characterized in that it comprises an optical system (SO) producing an image of the imprint and determining the surface (S) of the electrodes ( Ei, Ej) of measurement not entirely covered by the fingerprint.
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