ES2241168T3 - Aparato de formacion de imagenes. - Google Patents

Abstract

Aparato de formación de imágenes de rasgos faciales, que comprende: un dispositivo de cámara que puede utilizarse para captar una imagen de uno o varios rasgos faciales del usuario, desplazándose la luz reflejada desde dichos rasgos faciales a lo largo de la trayectoria óptica entre dichos rasgos faciales y los medios de captación de imágenes situados dentro de dicho dispositivo de cámara; un reflector de luz visible, dispuesto en funcionamiento en sentido transversal a dicha trayectoria óptica, que permite al usuario ver su reflejo, en el que dicho reflejo permite, a su vez, al usuario obtener una indicación visual de que se halla dentro de un rango de distancias preferido de la cámara para captar dicha imagen; caracterizado porque: dicho reflector de luz visible comprende un reflector no plano, la superficie del cual adopta la forma adecuada para presentar dicha indicación visual.

Description

Aparato de formación de imágenes.

La presente invención se refiere a un aparato de formación de imágenes. Tiene una utilidad particular en relación con un aparato de formación de imágenes apto para obtener una imagen de uno o varios rasgos faciales del usuario.

Un aparato conocido de este tipo es uno de los componentes del aparato de reconocimiento del iris IriScan 2000 EAC™ fabricado por IriScan Inc. El aparato incluye una unidad de captación de imágenes que comprende una parte de carcasa para la fijación a la pared, que proporciona apoyo y capacidad de rotación a una caja basculante que contiene los elementos ópticos utilizados en el aparato. La cámara y el sistema óptico de desvío de trayectoria situados dentro de la caja están destinados a proporcionar a la cámara una vista a través de una abertura situada en la pared frontal de la caja basculante. La caja contiene además una pantalla de cristal líquido (LCD) que es observada por el usuario durante el procedimiento de reconocimiento del iris a través de la misma abertura. La pantalla LCD es activada por la señal de vídeo generada entonces por la cámara.

Cuando se utiliza el aparato, el usuario debe mover la cabeza hasta que aparece en la pantalla LCD una imagen enfocada de uno de sus ojos. Debido a las limitaciones de seguridad sobre el nivel de iluminación del ojo humano, la profundidad de enfoque del aparato está limitada y la separación entre la cabeza del usuario y el aparato puede variar dentro de un intervalo relativamente estrecho. El sistema óptico puede aumentar la imagen del ojo de tal forma que, una vez enfocada, ésta ocupa más de un tercio del campo visual de la cámara. Esto resulta útil para asegurar que se obtiene una imagen suficientemente detallada del iris y una secuencia de datos del iris exclusiva para dicho iris.

El coste de la pantalla LCD del aparato anterior es significativo. Aunque la utilización de la tecnología de reconocimiento del iris es francamente deseable debido al alto nivel de seguridad que aporta, el coste actual de las unidades de reconocimiento del iris frena su incorporación a los terminales de pago por tarjeta de crédito y similares.

En otros aparatos de reconocimiento del iris propuestos, no resulta necesario que el usuario mueva la cabeza hasta dejarla en una posición preferida respecto del aparato; en su lugar, se proporciona una cámara con funciones de enfoque automático y alejamiento/acercamiento automático. Aunque esto relaja las restricciones impuestas sobre la distancia entre el usuario y el aparato, no proporciona medios para alinear el ojo dentro del campo visual de la cámara. Por consiguiente, se ha propuesto la utilización de una cámara con movimiento horizontal, vertical y alejamiento/acercamiento en combinación con técnicas de seguimiento del ojo, para asegurar que el ojo del usuario quede incluido dentro de la imagen obtenida. La utilización de dichos dispositivos provoca un notorio aumento del coste de producción unitario del componente de formación de imágenes del aparato de reconocimiento del iris.

La empresa Identification Technologies Internacional Inc. fabrica el sistema de reconocimiento facial PAC-1000. La sección de captación de imágenes del aparato presenta un espejo en la superficie frontal, donde el usuario puede verse reflejado. Aunque esto impone restricciones a la colocación transversal de la cara del usuario, no impone ninguna restricción positiva a la distancia entre el usuario y el dispositivo. El usuario es, por supuesto, capaz de calcular la distancia entre él y el aparato gracias a su tamaño aparente (es decir, gracias a la perspectiva), pero esto no constituye una indicación suficientemente precisa para asegurar al usuario que la posición en la que se va a situar es la posición preferida en relación con el aparato.

La solicitud de patente GB nº 2 119 941 describe una cámara que presenta una ventana para lente en la cara frontal de una caja, y un espejo situado junto a la ventana para lente para que el usuario pueda observar el alcance de la cámara desde un lugar situado delante de la cámara.

La patente US nº 4.821.118 describe un sistema de imágenes de vídeo que crea una imagen de vídeo de la cara de una persona. El sistema incluye una cámara situada detrás de una ventana, que puede ser un espejo de visión unilateral que es reflector por el lado del usuario y transparente por el lado opuesto.

En consecuencia, la presente invención proporciona un aparato de formación de imágenes de rasgos faciales, que comprende:

un dispositivo de cámara que puede utilizarse para captar una imagen de uno o varios rasgos faciales del usuario, desplazándose la luz reflejada desde dichos rasgos faciales a lo largo de la trayectoria óptica entre dichos rasgos faciales y los medios de captación de imágenes situados dentro de dicho dispositivo de cámara;

un reflector de luz visible, dispuesto en funcionamiento en sentido transversal a dicha trayectoria óptica, que permite al usuario ver su reflejo, en el que dicho reflejo permite, a su vez, al usuario obtener una indicación visual de que se halla dentro de un rango de distancias preferido de la cámara para captar dicha imagen;

caracterizado porque:

dicho reflector de luz visible comprende un reflector no plano, la superficie del cual adopta la forma adecuada para presentar dicha indicación visual.

Gracias a la provisión de un reflector de luz visible que está destinado a proporcionar una indicación visual positiva de que el usuario se halla dentro de un rango de distancias preferido de la cámara, el usuario recibe retroalimentación que le permite colocar la cabeza a la distancia correcta del aparato. El reflector de luz visible proporciona dicha retroalimentación con la misma eficacia que los dispositivos conocidos, pero a un coste más económico.

La provisión de dicho reflector de luz visible reduce la necesidad de disponer de una cámara con una función de enfoque automático (y posiblemente de alejamiento/acercamiento automático). Además, si se coloca el reflector en la trayectoria óptica entre el usuario y la cámara, el aparato resultante tendrá un tamaño más reducido que los aparatos conocidos. La reflexión proporciona una indicación positiva, en la medida en que aporta una indicación adicional a la capacidad del usuario para deducir la distancia que le separa de la cámara por medio de la perspectiva.

Preferentemente, el reflector comprende uno o más elementos ópticos que, en combinación, presentan una potencia óptica superior a cero. Esto tiene como consecuencia que el reflejo observado por el usuario experimenta cambios de tamaño y de orientación a medida que el usuario se aproxima al aparato.

El reflector comprende un reflector no plano, la superficie del cual adopta una forma que permite presentar dicha indicación visual positiva. La ventaja de dichos reflectores de luz visible es que comprenden pocos componentes y, por lo tanto, son de fabricación económica.

En las realizaciones preferidas, el espejo presenta una superficie cóncava dirigida hacia el usuario. La superficie cóncava puede ser esférica o asférica. El coste de los espejos esféricos suelen ser más bajo que el de los espejos asféricos.

En algunas realizaciones de la presente invención, se utiliza una cámara que es sensible a la luz que no es de la parte visible del espectro electromagnético. Por ejemplo, la cámara utilizada puede ser sensible a la luz infrarroja, en cuyo caso el reflector utilizado puede ser un espejo selectivo de longitud de onda, que refleja la luz visible pero permite el paso de la luz infrarroja, colocado en la abertura de la caja. Se observará que esta disposición permite que la luz infrarroja reflejada desde la cara del usuario pase a través del espejo y se desplace a lo largo de una trayectoria óptica hasta la cámara.

A continuación, se describirán, únicamente a título de ejemplo, unas realizaciones específicas de la presente invención en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 representa un quiosco multimedia adaptado para incluir una unidad de generación de secuencias de datos del iris;

la Figura 2 es una ilustración esquemática, en parte seccionada transversalmente, de la disposición de los componentes dentro de la sección de captación de imágenes de la unidad de generación de secuencias de datos;

la Figura 3A es un diagrama de rayos ópticos que ilustra el efecto del espejo curvo frío sobre la luz visible;

la Figura 3B es un diagrama de rayos ópticos que ilustra el paso de la luz infrarroja reflejada desde el ojo del usuario;

la Figura 4A es una ilustración esquemática, en parte seccionada transversalmente, de la disposición de los componentes dentro de la sección de captación de imágenes de una tercera realización de la presente invención, en una configuración normal adecuada para la vídeo conferencia y

la Figura 4B ilustra la sección de captación de imágenes de la Figura 4A en una configuración adecuada para captar la imagen del iris del usuario.

La Figura 1 representa un quiosco multimedia 1 que es una versión adaptada del quiosco Touchpoint® de BT. El quiosco está conectado por medio de enlaces de telecomunicaciones a servidores remotos y también a la red telefónica pública conmutada (PSTN). El quiosco comprende tres secciones 10, 20 y 30 sujetas unas a otras y montadas sobre una estructura de apoyo 2. La sección central de la interfaz de usuario 10 comprende un receptáculo que contiene una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT) 12, una impresora y un altavoz 13. La CRT 12 presenta información en forma de páginas de la red mundial (World Wide Web) y también proporciona una función de pantalla táctil que permite al usuario interactuar con el quiosco. El quiosco proporciona una salida impresa a través de una ranura horizontal 14 de la superficie frontal de la sección de la interfaz de usuario, situada a pocos centímetros por debajo de la pantalla CRT. La salida de audio se proporciona por medio del altavoz 13.

El segundo componente del quiosco es una sección de teléfono 20 que se sujeta al lado izquierdo de la sección de interfaz de usuario 10 y que incluye un microteléfono 22 y un teclado 24 para permitir al usuario efectuar llamadas telefónicas desde el quiosco.

El tercer componente del quiosco es una sección de recaudación 30 que se sujeta al lado derecho de la sección de interfaz de usuario 10. La sección de recaudación 30 presenta una ranura para tarjetas de crédito 31, una ranura para monedas 32 y una salida de cambio 33. Un quiosco 1 como el descrito hasta aquí sería un quiosco de diseño convencional.

Sin embargo, el quiosco de la realización específica presenta además una unidad de reconocimiento del iris integrada en la parte superior de la sección de recaudación 30. Asimismo, la sección de recaudación 30 está inclinada hacia dentro con un ángulo aproximado de quince grados, para que el usuario pueda desviar la mirada desde la pantalla CRT 12 hasta la unidad de reconocimiento del iris sin tener que mover la cabeza lateralmente.

La unidad de reconocimiento del iris comprende una sección de captación de imágenes alargada 34 que se apoya y puede girar sobre la esquina superior delantera de la parte de recaudación 30, y los componentes electrónicos de generación de secuencias de datos del iris situados en la parte superior trasera de la sección de recaudación 30.

La sección de captación de imágenes 34 comprende una caja alargada que presenta tres lados alargados (de los cuales sólo dos (38 y 39) son visibles en la Figura) y dos extremos. La caja está provista de un asa en forma de disco 37 por su extremo derecho. El asa 37 es concéntrica al eje de rotación de la parte 34. Uno de los lados 38 de la caja es rectangular y su orientación normal es hacia delante (como se representa en la Figura). El lado adyacente 39 adopta una forma rectangular similar y, en la orientación normal de la parte 34, se extiende horizontalmente hacia atrás desde el panel frontal. La otra pared de la caja está provista de una superficie que se corresponde con la superficie de un cilindro que presenta un eje coincidente con el eje de rotación de la sección de captación de imágenes 34. La superficie cilíndrica forma, pues, un ángulo superior a 90 grados con los lados 38 y 39.

Como se aprecia en la Figura 2 (que representa la superficie superior 39 recortada parcialmente y los componentes inferiores seccionados transversalmente), el panel del lado anterior 38 presenta un rebaje cilíndrico 40 en una posición central, que tiene un diámetro de 80 mm y se prolonga hacia atrás desde los bordes de la abertura hasta un punto aproximadamente coincidente con el eje de rotación AA de la parte 34. Dentro del rebaje 40, existe una pared cilíndrica 41 dispuesta concéntricamente, que tiene una altura igual a la profundidad del rebaje y que encierra una cámara cilíndrica 44 de 70 mm de diámetro. La cámara anular 42 delimitada por la pared cilíndrica 40 y el rebaje 41 se cierra mediante un anillo de vidrio con esmerilado fino 43. El extremo abierto de la cámara cilíndrica 44 se cierra mediante un espejo curvo 45 que refleja la luz visible incidente. La pared cilíndrica 41 dispone de una brida circunferencial 46 situada a corta distancia detrás del espejo curvo 45.

En el centro de una placa de circuito 48 apoyada en la parte inferior del rebaje cilíndrico 44, se ha montado una cámara CCD (dispositivo de carga acoplada) 47. La cámara 47 es una unidad de reproducción de imágenes Watec Wat 660 con unas dimensiones de 30 mm * 30 mm * 18 mm. La cámara 47 se combina con una lente de 12 mm para proporcionar una imagen enfocada de cualquier objeto situado a unos 100 mm delante de la cámara. La cámara 47 es sensible tanto a la luz visible como a la luz infrarroja. En el extremo superior e inferior, respectivamente, del lado anterior de la brida circunferencial 46, se han montado dos diodos emisores de luz (LED) 49. Las conexiones con los LED 49 parten de la placa de circuito 48.

El espejo curvo 45 se forma a partir de un sustrato de vidrio transparente de 5mm de grosor y adopta la forma de parte de la superficie de la esfera de 200 mm de radio. La cara posterior del sustrato de vidrio está provista de un revestimiento 50, y dicho revestimiento 50 refleja con eficacia la luz visible (cuya longitud de onda está comprendida entre los 400 nm y los 700 nm, aproximadamente), pero permite la transmisión de luz de otras longitudes de onda, incluida la luz infrarroja emitida por los LED 49. Los expertos en la técnica de fabricación de dichos revestimientos podrán fabricar sin dificultad un revestimiento que presente dichas propiedades.

Los presentes inventores han determinado que es posible obtener imágenes más nítidas del iris en la zona del infrarrojo muy cercano (es decir, en el rango de longitudes de onda comprendidas entre los 700 nm y los 850 nm). Se considera que las longitudes de onda más largas penetran en el ojo a mayor profundidad y, por lo tanto, proporcionan dibujos del iris más confusos. Para mitigar este problema, la cámara 47 viene provista de un filtro (no representado) que rechaza de manera sustancial las longitudes de onda superiores a 850 nm.

Además, debido al efecto de la absorción por las moléculas de agua y de oxígeno en la atmósfera, se producen varias depresiones en el espectro de la luz solar natural dentro del rango de longitudes de onda de 750 nm a 800 nm. La formación de imágenes del iris en el rango de 700 nm a 850 nm provoca, por lo tanto, el indeseable efecto de la reducción de la reflexión de la luz solar infrarroja.

Se dispone de un detector de rango 51 montado en la superficie de la cámara 47, que puede utilizarse para generar una señal de proximidad cuando algún objeto se sitúa a menos de 100 mm de la cámara 47.

En la cámara anular 42, se prevé un tubo fluorescente 52 que adopta la forma de un anillo, a excepción de sus dos extremos que están orientados hacia atrás. También en la cámara anular 42, justo delante del tubo fluorescente 52, se halla un filtro de bloqueo de infrarrojos en forma de anillo 53. Los dos extremos del tubo 52 se sujetan a la base del rebaje cilíndrico 44 y están conectados a unos contactos deslizantes (no representados) presentes en el lado curvo de la sección de captación de imágenes 34.

Los componentes electrónicos encargados de captar una secuencia de datos que caracterice el ojo del usuario están situados fuera de la sección de captación de imágenes 34 de la unidad de reconocimiento del iris, en la parte superior de la sección de recaudación 30. En la patente US nº 5.291.560, se describe un algoritmo que puede ser ejecutado por los componentes electrónicos para caracterizar el iris del usuario. La comunicación electrónica entre la unidad de captación de imágenes y los componentes electrónicos generadores de las secuencias de datos viene proporcionada por otros contactos deslizantes dispuestos en la superficie cilíndrica de la sección de captación de imágenes 34. Se utilizan contactos deslizantes similares para permitir la transmisión de energía al tubo fluorescente 52, la cámara 47 y los LED.

Cuando se utiliza el quiosco Touchpoint® modificado, la interacción entre el usuario y el quiosco puede tener lugar, por ejemplo, de la forma indicada a continuación. En un principio, el usuario avanza hacia el quiosco y observa el menú principal presentado en la pantalla CRT 12. Para ello, el usuario habitualmente se sitúa a unos 500 mm de la pantalla 12 y la unidad de recaudación 30. A continuación, el usuario utiliza la función de pantalla táctil (por ejemplo) para solicitar que le sea suministrado cierta mercancía en su domicilio. Si el usuario decide pagar mediante tarjeta de crédito, entonces la pantalla le pide que introduzca su tarjeta en la ranura para tarjetas de crédito 31 de la unidad de recaudación 30 y, a continuación, la unidad de recaudación 30 lee los detalles de la cuenta contenidos en la tarjeta de una forma convencional. En ese momento, el tubo fluorescente 52 se enciende y aparece un mensaje en la pantalla 12 (o tal vez, se emite una indicación oral por el altavoz 13) que solicita al usuario que se aproxime hasta que vea una imagen derecha enfocada de su ojo en el espejo 45. Al principio, el usuario debe manipular el asa 37 para inclinar el espejo, de tal forma que pueda ver una imagen que incluya su ojo. Seguidamente, como se indica a continuación, para ver una imagen del ojo en posición derecha en el espejo, el usuario debe situarse a menos de 100 mm de la sección de captación de imágenes 34. Una vez que el usuario se ha situado a esta distancia de la sección de captación de imágenes 34, el detector de rango 51 genera la señal de proximidad mencionada anteriormente. Tras la generación de la señal de proximidad, la cámara 47 empieza a captar imágenes del usuario, y los LED 49 se iluminan en sincronía con los momentos de captación de imágenes. La captación de imágenes continúa hasta que se obtiene una imagen adecuada para formar una secuencia de datos representativa del iris. Una vez que la captación de la imagen ha resultado satisfactoria, se emite un mensaje de voz en el que se comunica que la imagen ha sido captada y en el que se agradece la colaboración del usuario. A continuación, la secuencia de datos que representa el iris se transmite a un servidor remoto, donde puede comprobarse si la secuencia de datos del iris coincide con la del titular de la tarjeta. En caso de coincidencia, se envía al quiosco una señal en la que se indica que puede autorizarse la transacción.

A continuación, se describirá la función de cada uno de los elementos ópticos utilizados en la sección de captación de imágenes, en relación con las Figuras 3a y 3b. La Figura 3a ilustra la interacción de los elementos ópticos con la luz visible. Cuando el usuario introduce su tarjeta de crédito en la unidad de recaudación 30, la luz visible del entorno externo y también del tubo fluorescente 52 incide en su ojo (F) y se refleja hacia el espejo frío 45. Es probable que el usuario se halle inicialmente a unos 500 mm de distancia del espejo 45, y que el reflejo que observa sea, por lo tanto, una imagen invertida de su entorno. Después de recibir desde el quiosco la orden de acercarse al espejo 45 hasta ver una imagen en posición derecha de su ojo, el usuario avanza hacia el espejo 45 y ve como aumenta el tamaño de la imagen invertida hasta quedar totalmente desenfocada e irreconocible. No obstante, cuando el usuario se sitúa a una distancia (F) inferior a 100 mm del espejo frío 45, la imagen (I) se reduce y aparece en su posición derecha correcta. En ese instante el usuario se detendrá. Puesto que ahora el usuario está a menos de 100 mm del espejo 45, el detector de rango 51 empieza a generar la señal de proximidad.

La posición en la que el usuario considera que el reflejo del ojo está enfocado dependerá de si éste es miope o hipermétrope. Puesto que la posición de la imagen virtual derecha vista por el usuario está inicialmente muy alejada y luego va acercándose cuando el usuario se aproxima, la utilización de un espejo curvo significa que incluso los hipermétropes (que tal vez no sean capaces de ver en absoluto una imagen enfocada derecha si se utiliza un espejo plano) encontrarán una distancia a la cual su reflejo aparecerá enfocado.

Puesto que el espejo frío 45 es sumamente ineficaz en el infrarrojo muy cercano, el comportamiento óptico en el infrarrojo es relativamente simple, como se ilustra en la Figura 3b. Cuando los dos LED se encienden, la luz infrarroja emitida por los LED atraviesa el espejo frío 45 y se refleja a continuación en el ojo del usuario (E) en dirección a la cámara 47. Puesto que el usuario se halla a una distancia inferior a 100 mm del espejo 45, la imagen del iris del usuario deberá abarcar una proporción razonable de la imagen captada por la cámara 47.

En esta posición, la mayor parte de la luz visible que incide en el ojo del usuario (E) habrá sido irradiada por el tubo fluorescente 52. La imagen captada por la cámara 47 puede deteriorarse si la cámara recibe un reflejo de una fuente de luz infrarroja difusa que oculta parte de los detalles del iris del usuario. La función del filtro de bloqueo de infrarrojos 53 es reducir todavía más el ya de por sí reducido componente de luz infrarroja emitida por el tubo fluorescente 52 para evitar dicha ocultación de la imagen.

Hasta aquí se ha supuesto que el espejo frío 45 no tenía ningún efecto sobre la luz infrarroja. Sin embargo, en la práctica, el revestimiento 50 puede reflejar un pequeño porcentaje de luz infrarroja. El espejo curvo 45 presenta una superficie convexa dirigida hacia la cámara 47. La utilización de un espejo curvo 45 presenta la ventaja de que la luz de los LED, que provoca reflejos indeseados en el revestimiento, en general se refleja hacia el exterior alejándose de la cámara 47.

En una segunda realización de la presente invención, se pintan referencias de centrado adicionales en la superficie frontal del espejo curvo 45. Las referencias de centrado comprenden las secciones centrales de los lados de un rectángulo de 30 mm x 20 mm orientado horizontalmente y situado en el centro del espejo 45.

La utilización y el funcionamiento del aparato son como los descritos en relación con la primera realización, salvo por los puntos siguientes. Además del mensaje de petición emitido por el quiosco, en el que se solicita al usuario que avance hasta ver un reflejo en posición derecha (I) del ojo, el usuario recibe la petición de situarse a una distancia en la que los límites externos del reflejo del ojo (I) se correspondan con la máxima precisión posible con las referencias de centrado. Esto no tan sólo impulsa al usuario a alinear centralmente su ojo en el campo de visión de la cámara, puesto que el tamaño del reflejo (I) del ojo del usuario varía con la distancia desde el espejo 45, sino que permite dirigir al usuario hasta situarlo a una distancia preferida y mejor delimitada de la cámara 47.

En las Figuras 4A y 4B, se ilustra una tercera realización de la presente invención.

Algunos quioscos multimedia proporcionan una función de vídeo conferencia y, por consiguiente, el usuario podrá establecer una vídeo conferencia con, por ejemplo, un dependiente del establecimiento en el cual desea efectuar una compra. En tal caso, la utilización de una sola cámara para vídeo conferencia y para reconocimiento del iris permitirá simplificar tanto el diseño como la utilización del aparato.

Entonces, el problema al que debe hacer frente el diseñador es que a menudo las cámaras de vídeo conferencia no pueden obtener, de un objeto cercano a la cámara, una imagen que esté enfocada y aumentada en la medida exigida por el reconocimiento del iris.

La tercera realización (Figuras 4A y 4B) implementa una solución para este problema. La realización comparte muchas de las características de la primera realización ilustrada en las Figuras 1 y 2. Dichas características comunes a ambas realizaciones presentan números de referencia equivalentes y no se describen aquí en mayor detalle. En la realización, el quiosco multimedia Touchpoint® se modifica mediante la adición de una sección de captación de imágenes del iris y de componentes electrónicos de generación de secuencias de datos del iris. En contraste con la primera realización, la unidad de formación de imágenes del iris está situada en el borde superior delantero de la sección central de la interfaz del usuario, y también se utiliza para obtener imágenes del usuario para su utilización en una vídeo conferencia con otro interlocutor. Los componentes electrónicos de generación de secuencias de datos del iris se hallan dentro de la sección central, detrás de la sección de captación de imágenes.

La unidad de formación de imágenes del iris comprende un cuerpo principal 60 y una corredera 70. El cuerpo principal es sustancialmente idéntico a la sección de captación de imágenes descrita en relación con la primera realización, salvo por los siguientes aspectos. En primer lugar, las caras anterior y superior 38, 39 tienen unas dimensiones transversales suficientemente grandes como para contener un rebaje cilíndrico 40 de 120 mm de profundidad en el centro de la cara delantera 38. Dentro del rebaje 40, se halla un bloque de cámara en color Sony EVI 331 (47) de 50 mm * 50 mm * 100 mm, aproximadamente. Se ha extraído de la cámara el filtro de bloqueo de infrarrojos que normalmente contiene. Una segunda diferencia de la unidad de captación de imágenes es que se ha retirado también de ésta el espejo curvo y el anillo de vidrio esmerilado. El filtro de bloqueo de infrarrojos 53, situado delante del tubo fluorescente 52, sustituye al anillo de vidrio con esmerilado fino y cierra la cámara anular 42.

La corredera 70 comprende un panel rectangular que presenta una profundidad de 15 mm, una altura similar a la de la cara anterior 38 y una longitud 100 mm inferior a la del panel delantero 38. La corredera está alineada con el panel delantero 38 que proporciona apoyo y capacidad de deslizamiento a ésta. La corredera puede desplazarse horizontalmente desde la posición del extremo izquierdo (Figura 4A), donde su borde izquierdo queda al mismo nivel que el borde izquierdo del cuerpo principal 60, hasta la posición del extremo derecho (Figura 4B), donde el borde derecho queda al mismo nivel que el borde derecho del cuerpo principal 60.

La corredera 70 presenta dos aberturas circulares 73, 74. La abertura izquierda tiene un diámetro de 80 mm y contiene un anillo de vidrio esmerilado anular 43 idéntico al utilizado en la primera realización. Una pared se extiende 10 mm hacia atrás desde el borde interno del anillo de vidrio 43. En la abertura delimitada por el borde interno de la pared, se sujeta una lente de aproximación 71 de 70 mm de diámetro. La superficie frontal de la lente de aproximación tiene una forma idéntica a la superficie trasera del espejo curvo 45 y está provista de un revestimiento similar 50. La lente 71 adopta la forma adecuada para proporcionar una potencia de unas 4 dioptrías. Los expertos en la técnica de fabricación de lentes podrán fabricar dichas lentes sin grandes dificultades.

La abertura derecha contiene un disco de vidrio plano 75 de 70 mm de diámetro. La cara posterior del disco presenta un revestimiento de bloqueo de infrarrojos 76.

Se proporciona un solenoide y unos componentes electrónicos de control que pueden utilizarse para desplazar la corredera 70 entre las posiciones del extremo izquierdo y el extremo derecho.

En funcionamiento, la corredera 70 se halla inicialmente en la posición del extremo izquierdo, y el usuario puede solicitar los artículos de la misma forma que la descrita en relación con la primera realización, excepto en que éste además participa en una vídeo conferencia con un dependiente del establecimiento donde desea efectuar la compra. Si el usuario decide pagar mediante su tarjeta de crédito, entonces, tras la introducción de la tarjeta, la corredera 70 se desplaza hasta la posición del extremo derecho y el tubo fluorescente 52 se enciende. A continuación, se solicita al usuario que avance hasta que pueda ver una imagen derecha del ojo en la superficie reflectante de la lente de aproximación 71. Una vez que se ha captado una imagen adecuada del iris, se agradece al usuario su colaboración y el solenoide conduce de nuevo la corredera 70 hasta la posición del extremo izquierdo.

A continuación, se describirá la función de los elementos ópticos de la tercera realización. Cuando la corredera 70 se halla en la posición del extremo izquierdo (Figura 4A), la cámara 47 ve al usuario a través del disco de vidrio plano 75. El disco 75 no tiene potencia óptica y no afecta al rango de distancias a lo largo de las cuales la cámara puede enfocar. No obstante, el revestimiento 76 del disco 75 sustituye al filtro de bloqueo de infrarrojos que ha sido retirado de la cámara 47. Por consiguiente, la cámara puede funcionar con normalidad como una cámara de vídeo conferencia en color cuando la corredera 70 se halla en la posición del extremo izquierdo.

Sin embargo, cuando la corredera 70 se halla en la posición del extremo derecho (Figura 4B), el revestimiento 50 de la superficie externa de la lente de aproximación 71 impide que la luz visible llegue hasta la cámara 47. Las superficies de la lente 71 provocan una refracción eficaz de la luz infrarroja emitida por los LED y reflejada en el ojo del usuario. La lente tiene una potencia positiva y, por lo tanto, dadas las exigencias de aumento (el ojo de una persona situada a 100 mm de la cámara deberá ocupar por lo menos un tercio del campo de visión de la cámara), determina el descenso del límite inferior del rango de distancias a través del cual la cámara 47 puede proporcionar una imagen enfocada adecuada para el reconocimiento del iris. En la práctica, la distancia foco-objeto a la que el bloque de cámara en color Sony EVI 331 puede proporcionar dicha imagen se ha reducido de 300 mm a 60 mm gracias a la adición de dicha lente.

Aunque en las realizaciones anteriores se utiliza un espejo frío, los expertos en la materia sobrentenderán que la cámara puede ser sensible a la luz visible y que es posible utilizar un espejo parcialmente reflectante. Los LED infrarrojos pueden ser reemplazados por LED de luz blanca (fabricados actualmente por Nichia en Japón) y, entonces, una parte de la luz de éstos que se ha reflejado en la cara del usuario podría incidir en el espejo y ser reflejada, permitiendo de ese modo al usuario situarse en la posición correcta. El resto de luz visible podría proporcionar la imagen deseada del iris del usuario.

En algunas realizaciones, el reflector de luz visible puede estar constituido por una combinación de elementos ópticos. Por ejemplo, el espejo curvo descrito anteriormente puede ser reemplazado por una combinación de una lente adecuada y un espejo plano.

Ambas realizaciones presentan un espejo esférico 45 con una superficie cóncava dirigida hacia el usuario. No obstante, es posible, por ejemplo, utilizar un espejo asférico diseñado para distorsionar el reflejo del usuario cuando el usuario está incorrectamente alineado en sentido transversal.

En otras implementaciones, el espejo puede estar situado a una distancia de la abertura, incluso en funcionamiento. Por ejemplo, el espejo puede estar colocado dentro de la caja, detrás de la abertura.

El radio de curvatura elegido para la superficie reflectante utilizada en las realizaciones anteriores es de 200 mm, porque permite limitar la posición del usuario a un reducido rango de distancias de la cámara. En principio, no obstante, la curvatura del espejo podría alcanzar, por ejemplo, radios de curvatura de hasta 1 m. Es probable, sin embargo, que entonces se precisara de una cámara de enfoque automático. Pero aunque fuera posible obtener una imagen enfocada con el aumento adecuado sin utilizar una lente de aproximación, se pondrían de manifiesto problemas relacionados con la vibración de la cámara o con el movimiento del usuario.

Aunque en las realizaciones anteriores se describe la utilización de un espejo cóncavo, es posible utilizar también un espejo convexo. En dichas realizaciones, el usuario verá aumentar el tamaño de su reflejo en relación con el tamaño del espejo a medida que avanza hacia el espejo. El espejo puede contener marcas para que el reflejo del usuario quede alineado con éstas cuando el usuario se sitúa a una distancia de trabajo preferida del aparato. Una de las ventajas de utilizar un espejo cóncavo es que no puede concentrar la luz en el ojo del usuario. Por lo tanto, las realizaciones que incluyan un espejo cóncavo presentarán menos limitaciones de diseño debidas a la seguridad.

Las realizaciones anteriores se refieren a un quiosco que presenta una unidad de reconocimiento de iris integral. No obstante, también puede colocarse un espejo curvo en la ventana de entrada del reproductor de imágenes portátil descrito en las solicitudes de patente internacional nº WO 97/46978, nº WO 97/46979 y nº WO 97/46980. El espejo curvo tendrá, entonces, un diámetro de sólo unos 2 cm y tendrá un radio de curvatura que establecerá un punto focal a unos 5 cm del espejo. De esta forma, se crea un reproductor de imágenes portátil con la ventaja de que no necesita ser colocado justo delante del ojo del usuario.

Las realizaciones de la presente invención proporcionan un recurso económico que permite al usuario adoptar una posición preferida en relación con un aparato de formación de imágenes.

Claims (10)

1. Aparato de formación de imágenes de rasgos faciales, que comprende:

un dispositivo de cámara que puede utilizarse para captar una imagen de uno o varios rasgos faciales del usuario, desplazándose la luz reflejada desde dichos rasgos faciales a lo largo de la trayectoria óptica entre dichos rasgos faciales y los medios de captación de imágenes situados dentro de dicho dispositivo de cámara;

un reflector de luz visible, dispuesto en funcionamiento en sentido transversal a dicha trayectoria óptica, que permite al usuario ver su reflejo, en el que dicho reflejo permite, a su vez, al usuario obtener una indicación visual de que se halla dentro de un rango de distancias preferido de la cámara para captar dicha imagen;

caracterizado porque:

dicho reflector de luz visible comprende un reflector no plano, la superficie del cual adopta la forma adecuada para presentar dicha indicación visual.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho reflector comprende uno o varios elementos ópticos que, en combinación, presentan una potencia óptica superior a cero.

3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho reflector de luz visible comprende un reflector curvo cóncavo, cuya superficie cóncava está orientada hacia el usuario.

4. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en el que la indicación visual es la aparición del reflejo en su posición derecha.

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que dicho reflector comprende un espejo.

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que dicho reflector comprende una lente que presenta un revestimiento reflectante.

7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho reflector está provisto de marcas que deben alinearse con uno o varios de los rasgos faciales del usuario.

8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha cámara es sensible a la luz no visible y dicho reflector permite el paso de dicha luz no visible.

9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho aparato es un aparato de formación de imágenes del iris.

10. Aparato de identificación que comprende un aparato de formación de imágenes de rasgos faciales según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, medios de almacenamiento en los que se almacena una o varias secuencias de datos de rasgos faciales, y medios de comparación para comparar las secuencias de datos de rasgos faciales, correspondientes a una o varias imágenes obtenidas por el aparato de formación de imágenes, con la secuencia o las secuencias de datos de rasgos faciales almacenadas en los medios de almacenamiento.