FR3113429A1

FR3113429A1 - Dispositif d'acquisition d'images

Info

Publication number: FR3113429A1
Application number: FR2008532A
Authority: FR
Inventors: Jérôme MICHALLON; Delphine Descloux; Benjamin BOUTHINON
Original assignee: Isorg SA
Current assignee: Isorg SA
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2022-02-18
Also published as: US11928888B2; US20230306779A1; WO2022038034A1; CN217035642U; EP4196905A1

Abstract

Dispositif d'acquisition d'images La présente description concerne un dispositif d'acquisition d'images comprenant un unique capteur (11) à photodétecteurs organiques (43), un filtre angulaire (13), et un filtre couleur (45) comportant : - une ou des premières parties (451) adaptées à laisser passer au moins une longueur d'onde dans le visible, et - une ou des deuxièmes parties (453) filtrant les longueurs d'onde hors du rouge et/ou du proche infrarouge, la deuxième partie ayant une surface approximativement égale à la surface d'un photodétecteur ou une surface supérieure ou égale à la surface de quatre photodétecteurs. Figure pour l'abrégé : Fig. 3

Description

Dispositif d'acquisition d'images

La présente description concerne de façon générale les dispositifs d'acquisition d'images et plus particulièrement, les dispositifs d'acquisition d'empreintes digitales.

Les dispositifs d'acquisition d'empreintes digitales sont utilisés dans de nombreux domaines afin, par exemple, de sécuriser des appareils, sécuriser des bâtiments, contrôler des accès ou contrôler l'identités d'individus.

Alors que les données, informations et accès protégés par des capteurs d'empreintes se multiplient, les dispositifs d'acquisition des empreintes digitales sont la cible de nombreuses fraudes.

Les fraudes les plus courantes sont les photocopies de doigts ou d'empreintes digitales ou la reconstitution de doigts ou d'empreintes digitales en silicone, en latex, etc.

Il existe un besoin d'améliorer et de sécuriser les dispositifs d'acquisition d'empreintes digitales.

Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs d'acquisition d'empreintes digitales connus.

Un mode de réalisation prévoit un dispositif d'acquisition d'images comprenant un unique capteur à photodétecteurs organiques, un filtre angulaire, et
un filtre couleur comportant :
- une ou des premières parties adaptées à laisser passer au moins une longueur d'onde dans le visible, et
- une ou des deuxièmes parties filtrant les longueurs d'onde hors du rouge et/ou du proche infrarouge, chaque deuxième partie ayant une surface approximativement égale à la surface d'un photodétecteur ou une surface supérieure ou égale à la surface de quatre photodétecteurs ; ou
une unité de traitement d'images adaptée à extraire des informations relatives à des empreintes digitales et à des veines d'un doigt imagé par le capteur et une couche guide d'onde éclairée dans le plan par :
- une première source émettant au moins une longueur d'onde dans le visible, et
- une deuxième source émettant uniquement une ou des longueurs d'onde dans le rouge et/ou le proche infrarouge.

Selon un mode de réalisation :
les premières parties du filtre couleur sont adaptées à laisser passer au moins une longueur d'onde dans la bande de 400 nm à 600 nm, et/ou
les deuxièmes parties du filtre couleur filtrent les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 1100 nm.

Selon un mode de réalisation :
certaines des premières parties du filtre couleur sont adaptées à laisser passer uniquement les longueurs d'onde comprises dans la bande de 460 nm à 600 nm, et certaines des premières parties sont adaptées à laisser passer uniquement les longueurs d'onde comprises dans la bande de 500 nm à 580 nm ; et/ou
certaines des deuxièmes parties du filtre couleur sont adaptées à filtrer les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 700 nm, et certaines des deuxièmes parties sont adaptées à filtrer les longueurs d'onde hors de la bande de 700 nm à 1100 nm.

Selon un mode de réalisation :
la première source émet uniquement dans la bande de longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 600 nm ; et/ou
la deuxième source émet uniquement dans la bande de longueurs d'onde comprises entre 600 nm et 1100 nm.

Selon un mode de réalisation :
la première source émet uniquement dans la bande de 460 nm à 600 nm ; et/ou
la deuxième source émet uniquement dans la bande de 680 nm à 940 nm.

Selon un mode de réalisation, la première source fait face à la deuxième source.

Selon un mode de réalisation, chaque photodétecteur délimite un pixel, chaque pixel étant à base sensiblement carrée, la longueur des cotés de chaque pixel étant, de préférence, de l'ordre de 50 µm.

Selon un mode de réalisation, chaque deuxième partie a une superficie comprise entre la superficie de quatre photodétecteurs et la superficie de six photodétecteurs, de préférence, la superficie de chaque deuxième partie étant environ égale à la superficie de quatre photodétecteurs.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une troisième source lumineuse adaptée à émettre :
au moins une longueur d'onde entre 400 nm et 600 nm, de préférence entre 460 nm et 600 nm ; et
au moins une longueur d'onde entre 600 nm et 1100 nm, de préférence entre 680 nm et 940 nm.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend dans l'ordre :
le capteur d'images ;
le filtre angulaire ;
la troisième source lumineuse ; et
le filtre couleur.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend dans l'ordre :
le capteur d'images ;
le filtre angulaire ;
le filtre couleur ; et
la troisième source lumineuse.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend dans l'ordre :
le capteur d'images ;
le filtre couleur ;
le filtre angulaire ; et
la troisième source lumineuse.

Selon un mode de réalisation, un support est présent au contact du filtre couleur, le support étant en un polymère transparent dans le visible et l'infrarouge, de préférence en PET.

Un autre mode de réalisation prévoit un procédé de détection d'un vrai ou faux doigt, par le dispositif d'acquisition d'images décrit précédemment, comprenant les étapes suivantes :

acquérir une image du doigt à une longueur d'onde donnée ;
déterminer un signal de réponse à partir de ladite image ; et
comparer le signal de réponse déterminé à une valeur de référence selon un critère de comparaison et déterminer que le doigt est un faux doigt si le critère de comparaison n'est pas respecté,

dans lequel les étapes a), b) et c) sont répétées pour au moins deux longueurs d'ondes différentes.

Selon un mode de réalisation, l'étape b) comprend la détermination d'une distribution de niveaux de gris de l'image acquise, le signal de réponse étant égal au niveau de gris central de la distribution.

Selon un mode de réalisation, le critère de comparaison consiste à déterminer si le signal de réponse déterminé correspond à la valeur de référence à un seuil près.

Selon un mode de réalisation, le seuil correspond à la différence entre la valeur de référence et une valeur de niveau de gris à la mi-hauteur d'une distribution de référence.

Selon un mode de réalisation, les étapes a), b) et c) sont répétées pour au moins trois longueurs d'onde différentes.

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la figure 1 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, un mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 2 représente des exemples de réponses de vrai et faux doigts, éclairés par un rayonnement, déterminées à partir d'images acquises par un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 3 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 4 représente, par une vue de dessus, partielle et schématique, un mode de réalisation du dispositif illustré en figure 3 ;

la figure 5 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 6 représente, par une vue de dessus, partielle et schématique, le dispositif illustré en figure 5 ;

la figure 7 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 8 représente, par une vue de dessus, partielle et schématique, un mode de réalisation du dispositif illustré en figure 7 ;

la figure 9 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, un mode de réalisation d'une structure dotée d'un filtre couleur ;

la figure 10 représente, par une vue de dessus, partielle et schématique, un mode de réalisation de la structure illustrée en figure 9 ;

la figure 11 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 12 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ;

la figure 13 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images ; et

la figure 14 est une représentation d'un exemple d'évolution de l'aire d'un vrai doigt éclairé par un rayonnement.

De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la réalisation du capteur d'images n'a pas été détaillée, les modes de réalisation et les modes de mise en oeuvre décrits étant compatibles avec les réalisations usuelles de capteur, de filtre et d'éventuels autres éléments du capteur.

Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.

Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.

Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.

Dans la suite de la description, sauf précision contraire, une couche ou un film est dit opaque à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est inférieure à 10 %. Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit transparent à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est supérieure à 10 %. Selon un mode de réalisation, pour un même système optique, tous les éléments du système optique qui sont opaques à un rayonnement ont une transmittance qui est inférieure à la moitié, de préférence inférieure au cinquième, plus préférentiellement inférieure au dixième, de la transmittance la plus faible des éléments du système optique transparents audit rayonnement. Dans la suite de la description, on appelle "rayonnement utile" le rayonnement électromagnétique traversant le système optique en fonctionnement. Dans la suite de la description, on appelle "élément optique de taille micrométrique" un élément optique formé sur une face d'un support dont la dimension maximale, mesurée parallèlement à ladite face, est supérieure à 1 μm et inférieure à 1 mm. On appelle longueur d'onde d'un rayonnement, ou longueur d'onde centrale ou principale du rayonnement, la longueur d'onde à laquelle le maximum du spectre du rayonnement est atteint.

Des modes de réalisation de systèmes optiques vont maintenant être décrits pour des systèmes optiques comprenant une matrice d'éléments optiques à taille micrométrique dans le cas où chaque élément optique à taille micrométrique correspond à une lentille à taille micrométrique, ou microlentille, composée de deux dioptres. Toutefois, il est clair que ces modes de réalisation peuvent également être mis en oeuvre avec d'autres types d'éléments optiques de taille micrométrique, chaque élément optique de taille micrométrique pouvant correspondre, par exemple, à une lentille de Fresnel de taille micrométrique, à une lentille à gradient d'indice de taille micrométrique ou à un réseau de diffraction de taille micrométrique.

Dans la suite de la description, on appelle lumière visible un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nm et 700 nm, et, dans cette plage, lumière rouge un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 600 nm et 700 nm. On appelle rayonnement infrarouge un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1 mm. Dans le rayonnement infrarouge, on distingue notamment le rayonnement infrarouge proche dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1,1 μm.

Sauf précision contraire, les expressions "l'ensemble des éléments", "tous les éléments", "chaque élément", signifient entre 95 % et 100 % des éléments.

Sauf précision contraire, l'expression "il comprend uniquement les éléments" signifie qu'il comprend, à au moins 90 % les éléments, de préférence qu'il comprend à au moins 95 % les éléments.

La figure 1 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, un mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images 101.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, le dispositif 101 d'acquisition d'images comprend, de bas en haut dans l'orientation de la figure :
un unique capteur d'images 11 organique ;
un filtre optique 13, de préférence un filtre angulaire ; et
une couche 19 dite guide d'onde située à l'aplomb du filtre optique 13.

Le dispositif 101 comprend une première source lumineuse 151 émettant au moins une longueur d'onde dans le visible et une deuxième source lumineuse 153 émettant au moins une longueur d'onde dans le rouge et/ou le proche infrarouge.

Les deux sources 151 et 153 se font, de préférence, face. Les sources 151 et 153 sont couplées latéralement à la couche 19 et sont situées hors de l'aplomb de l'empilement du capteur 11, du filtre optique 13 et de la couche 19.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, la première source 151 est adaptée à émettre un premier rayonnement, ou rayonnement vert, 171 comprenant au moins une longueur d'onde dans la bande de 400 nm à 600 nm. De préférence, le premier rayonnement 171 comprend uniquement des premières ondes électromagnétiques dont les longueurs d'onde sont comprises dans la bande de 400 nm à 600 nm, de préférence comprises dans la bande de 460 nm à 600 nm. Plus préférentiellement, le premier rayonnement 171 comprend uniquement des premières ondes électromagnétiques dont les longueurs d'onde sont égales à environ 530 nm (vert) ou 500 nm (cyan).

La deuxième source 153 est adaptée à émettre un deuxième rayonnement, ou rayonnement rouge, 173 comprenant uniquement des deuxièmes ondes électromagnétiques dont les longueurs d'onde sont comprises entre 600 nm et 1700 nm, de préférence comprises entre 680 nm et 940 nm. Les deuxièmes ondes électromagnétiques peuvent être monochromatiques ou polychromatiques.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, le dispositif 101 capte la réponse image d'un objet 21, partiellement représenté, de préférence, un doigt.

Selon un mode de réalisation, le dispositif 101 comprend une unité de traitement 22 comprenant, par exemple, un microprocesseur (non représenté). L'unité de traitement 22 est, par exemple, un ordinateur ou un téléphone portable (smartphone).

Le capteur 11 comprend des photodétecteurs (non représentés), de préférence, agencés sous forme matricielle. Les photodétecteurs ont, de préférence, tous la même structure et les mêmes propriétés/caractéristiques. En d'autres termes, tous les photodétecteurs sont sensiblement identiques aux différences de fabrication près. Le capteur 11 est, de préférence, adapté à capter les rayonnements 171 et 173.

La couche 19 dite couche guide d'onde comprend une structure de deux ou trois milieux d'indices de réfraction différents (non représentés en figure 1).

A titre d'exemple, la couche 19 comprend des sous-couches permettant d'augmenter la dureté de la couche 19 finale mais qui peuvent de pas être impliquées dans la propagation d'ondes.

Pour les besoins de la présente description, l'indice de réfraction d'un milieu est défini comme étant l'indice de réfraction du matériau constitutif du milieu pour la plage de longueurs d'onde du rayonnement capté par le capteur d'images. L'indice de réfraction est considéré sensiblement constant sur la plage de longueurs d'onde du rayonnement utile, par exemple égal à la moyenne de l'indice de réfraction sur la plage de longueurs d'onde du rayonnement capté par le capteur d'images.

Une couche guide d'onde est structurellement adaptée à permettre le confinement et la propagation d'ondes électromagnétiques. Les milieux sont, par exemple, arrangés sous forme d'un empilement de trois sous-couches, une couche centrale prise en sandwich entre une gaine supérieure et une gaine inférieure, les indices de réfraction des matériaux composant les gaines étant inférieurs à l'indice de réfraction du matériau composant la couche centrale, la gaine inférieure étant située du côté du filtre optique 13. De préférence, des microstructures sont formées entre la couche centrale et la gaine inférieure. Les microstructures ont, de préférence, des formes de prismes ou de dents dont les pointes sont orientées en direction de l'objet à imager et dont les bases affleurent la face arrière de la couche centrale. Chaque microstructure a une face légèrement inclinée dans le sens de propagation de l'onde afin que l'onde propagée soit déviée et suive la géométrie de la microstructure. L'inclinaison de la face de la microstructure est, par exemple, comprise entre 5° et 80°. L'inclinaison est, de préférence, de l'ordre de 45°. Par exemple, les microstructures ne sont pas réparties uniformément le long du trajet de l'onde. La densité des microstructures est, de préférence, de plus en plus élevée lorsque l'on s'éloigne de la source du rayonnement dévié par ces microstructures.

Un premier réseau de microstructures 181 est, par exemple, adapté à guider les premières ondes du premier rayonnement 171 émis par la première source 151. Le premier réseau comprend, alors, des microstructures 181 inclinées dans le sens des ondes émises par la première source 151.

Un deuxième réseau de microstructures 183 est, par exemple, adapté à guider les deuxièmes ondes du deuxième rayonnement 173 émis par la deuxième source 153. Le deuxième réseau comprend, alors, des microstructures 183 inclinées dans le sens des ondes émises par la deuxième source 153.

De préférence, le premier réseau de microstructures 181 s'étend depuis le bord latéral de la couche 19, adjacent à la source 151, jusqu'à, au maximum, le bord latéral, opposé à la source 151, de la couche 19.

De préférence, le deuxième réseau de microstructures 183 s'étend depuis le bord latéral de la couche 19 adjacent à la source 153, jusqu'à, au maximum, le bord latéral de la couche 19 opposé à la source 153.

Selon un mode de réalisation non représenté, la couche 19 comprend un unique réseau de microstructures, dans lequel la géométrie des microstructures est adaptée à guider les premières ondes du premier rayonnement 171 issu de la première source 151 et les deuxièmes ondes du deuxième rayonnement 173 issu de la deuxième source 153.

Selon un mode de réalisation non représenté, le dispositif 101 comprend deux couches guide d'onde superposées dont l'une recouvre la face supérieure du filtre optique 13, la première couche guide d'onde recevant le premier rayonnement émis par la première source 151, et la deuxième couche guide d'onde recevant le deuxième rayonnement émis par la deuxième source 153. La première couche guide d'onde comprend alors le premier réseau de microstructures 181 et la deuxième couche guide d'onde comprend le deuxième réseau de microstructures 183.

Selon un mode de réalisation, les sources 151 et 153 se font face. De préférence, les sources 151 et 153 sont positionnées sur la périphérie de la couche 19. Par exemple, dans l'orientation de la figure 1, la source 151 est située à gauche de la couche 19, et la source 153 est située à droite de la couche 19.

Selon une variante, non représentée, les sources 151 et 153 sont situées indifféremment l'une par rapport à l'autre. Les deux sources 151 et 153 sont positionnées, par exemple, du même coté de la couche 19, l'une derrière l'autre, l'une à coté de l'autre ou de sorte que les rayonnements 171 et 173 soient orthogonaux.

Selon un mode de réalisation, les sources 151 et 153 sont allumées l'une après l'autre de sorte à imager successivement le doigt 21 uniquement par le premier rayonnement 171, puis le doigt 21 uniquement par le deuxième rayonnement 173.

Les inventeurs ont mis en évidence qu'il est possible de distinguer un vrai doigt d'un faux doigt à partir d'images acquises du doigt par un dispositif d'acquisition d'images, notamment le dispositif d'acquisition d'images tel que décrit précédemment, le doigt étant éclairé par au moins deux rayonnements à des longueurs d'onde différentes. Pour chaque image acquise, un signal, appelé réponse du doigt, peut être déterminé à partir des valeurs des pixels de l'image acquise. Selon un mode de réalisation, la réponse est égale à la moyenne, éventuellement pondérée, des valeurs des pixels de l'image acquise. Des valeurs de référence de réponses pour un vrai doigt peuvent être mémorisées pour différentes longueurs d'onde. La détection d'un faux doigt peut être réalisée en comparant la réponse du doigt testé avec la réponse de référence pour aux moins deux longueurs d'onde différentes. Si la réponse du doigt testé diffère de la réponse de référence pour au moins une longueur d'onde, le doigt testé est considéré comme étant un faux doigt.

Selon un mode de réalisation, le dispositif 101 comprend plus de deux sources lumineuses, émettant des rayonnements identiques ou différents dans des longueurs d'ondes du visible. Le dispositif 101 comprend alors un nombre de couches guide d'onde inférieur ou égal au nombre de sources, chacune des couches guide d'onde comprenant au moins un réseau de microstructures.

La figure 2 représente des exemples de réponses de vrai et faux doigts, éclairés par un rayonnement, déterminées à partir d'images acquises par un dispositif d'acquisition d'images.

Plus particulièrement, la figure 2 comprend un premier graphique dans une vue A illustrant l'évolution de la réponse de doigts (Amplitude) en fonction de la longueur d'onde (Wavelength (nm)) du rayonnement qui les éclaire et de la nature des doigts.

En figure 2, la réponse d'un doigt à une longueur d'onde donnée correspond à la "moyenne" des valeurs des pixels de l'image acquise du doigt éclairé par un rayonnement à ladite longueur d'onde.

Les inventeurs ont constaté que les réponses pour un faux doigt, sous un rayonnement ayant une longueur d'onde donnée, sont nettement différentes par rapport aux réponses pour un vrai doigt, sous le même rayonnement, et ce peu importe la longueur d'onde considérée. En vue A de la figure 2, les réponses d'un vrai doigt pour trois longueurs d'onde sont indiquées par des repères 23 carrés, les réponses d'un faux doigt en trois dimensions (par exemple un doigt en silicone) sont indiquées par des repères 25 ronds et les réponses d'un faux doigt en deux dimensions (par exemple une photocopie d'un doigt) sont indiquées par des repères 27 triangulaires. Ainsi, la mesure de la réponse d'un doigt quelconque, à une longueur d'onde donnée, permet d'estimer si ce doigt est un vrai doigt ou un faux doigt.

En pratique la réponse, sous une longueur d'onde donnée, d'un doigt à tester est comparée à la réponse de référence d'un vrai doigt. En d'autres termes, on vient éclairer le doigt à tester avec une longueur d'onde, puis déterminer, à partir de l'image acquise du doigt à tester avec le dispositif d'acquisition d'image, la réponse du doigt et comparer cette réponse mesurée avec la réponse de référence, à la même longueur d'onde. Toujours en pratique on vient comparer la réponse du doigt à tester à la réponse de référence à différentes longueurs d'onde pour gagner en fiabilité. Si pour une des longueurs d'onde testées la réponse mesurée ne correspond pas à la réponse de référence d'un vrai doigt selon un critère de comparaison, par exemple si la différence, en valeur absolue, entre la réponse mesurée et la réponse de référence est supérieure à un seuil, le doigt testé est considéré comme faux. A titre d'exemple, la comparaison évoquée est réalisée au moins à deux longueurs d'onde différentes, de préférence, au moins à trois longueurs d'onde différentes. Toujours à titre d'exemple, la comparaison évoquée est réalisée sous un rayonnement ayant une longueur d'onde comprise entre 460 nm et 600 nm, par exemple de l'ordre de 530 nm, sous un rayonnement ayant une longueur d'onde comprise entre 600 nm et 700 nm, par exemple, de l'ordre de 680 nm et sous un rayonnement ayant une longueur d'onde comprise entre 700 nm et 1100 nm, par exemple, de l'ordre de 850 nm.

Selon un mode de réalisation, la réponse de référence à une longueur d'onde donnée peut être déterminée de la façon suivante : pour une image acquise d'un doigt éclairé par un rayonnement à la longueur d'onde donnée, on vient dénombrer le nombre de pixels ayant la même valeur de niveau de gris, la distribution des valeurs des niveaux de gris des pixels donne une gaussienne. La gaussienne est centrée sur une valeur "moyenne" ou centrale qui, normée par une valeur propre au dispositif considéré, donne la réponse de référence.

La figure 2 comprend un graphique dans une vue B illustrant, par une courbe 29, un exemple de distribution (Occurrence) des valeurs des niveaux de gris (Grey scale) des pixels d'une image d'un vrai doigt à une longueur d'onde de l'ordre de 630 nm. La valeur centrale v correspond par exemple à la réponse de référence. Les valeurs à mi-hauteur (O_1/2) v_set v_ide la courbe 29 définissent à titre d'exemple le seuil de comparaison qui peut être égal à v - v_i.

Les figures 3 à 13 illustrent des dispositifs d'acquisition d'images pouvant être utilisés afin de détecter l'usage de faux doigts comme décrit en relation avec la figure 2.

Les figures 3 à 13 illustrent, de plus, d'autres modes de réalisation de dispositif d'acquisition d'images comprenant une unique source de lumière émettant un unique rayonnement dont les longueurs d'onde sont filtrées localement. L'unique rayonnement comprend, de préférence, à la fois des longueurs d'onde dans le vert, dans le rouge et/ou dans l'infrarouge. Les ondes électromagnétiques captées par des photodétecteurs du dispositif sont ainsi localement similaires aux premières ondes électromagnétiques ou aux deuxièmes ondes électromagnétiques.

La figure 3 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, un autre mode de réalisation d'un dispositif 103 d'acquisition d'images.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 3, le dispositif 103 d'acquisition d'images comprend :
un capteur d'images 11 comprenant des photodétecteurs ou photodiodes 43 ; et
un filtre optique 13, de préférence un filtre angulaire.

Dans la présente description, les modes de réalisation des dispositifs des figures 3 à 13 sont représentés dans l'espace selon un repère XYZ orthogonal direct, l'axe Y du repère XYZ étant orthogonal à la face supérieure du capteur 11.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 3, le dispositif 103 capte la réponse image d'un objet 21, partiellement représenté, de préférence, un doigt.

Selon un mode de réalisation, le dispositif 103 comprend une unité de traitement 22 comprenant, par exemple, un microprocesseur (non représenté). L'unité de traitement 22 est, par exemple, un ordinateur ou un téléphone portable (smartphone).

Les photodiodes 43 sont, par exemple des photodiodes organiques (OPD, Organic Photodiode) intégrées sur un substrat à transistors CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor, semiconducteur oxyde métal complémentaire) ou un substrat à transistors en couches minces (TFT ou Thin Film Transistor). Le substrat est par exemple en silicium, de préférence en silicium monocristallin. Les régions de canal, de source et de drain des transistors TFT sont par exemple en silicium amorphe (a-Si ou amorphous Silicon), en indium, gallium, zinc et oxyde (IGZO Indium Gallium Zinc Oxide) ou en silicium polycristallin basse température (LTPS ou Low Temperature Polycrystalline Silicon).

Les photodiodes 43 du capteur d'images 11 comprennent, par exemple, un mélange de polymères semiconducteurs organiques comme le poly (3-hexylthiophène) ou le poly(3-hexylthiophène-2,5-diyl), connu sous la dénomination P3HT, mélangé avec le [6,6]-phényl-C61-butanoate de méthyle (semiconducteur de type N), connu sous la dénomination PCBM.

Les photodiodes 43 du capteur d'images 11 comprennent, par exemple, des petites molécules, c'est-à-dire des molécules ayant des masses molaires inférieures à 500 g/mol, de préférence, inférieures à 200 g/mol.

Les photodiodes 43 peuvent être des photodiodes non organiques, par exemple, réalisées à base de silicium amorphe ou silicium cristallin. A titre d'exemple, les photodiodes 43 sont composées de boites quantiques (quantum dots).

Les photodétecteurs 43 sont, de préférence, agencés sous forme matricielle. Le pas de répétition des photodétecteurs 43 est, par exemple, compris entre 10 µm et 100 µm, de préférence, compris entre 32 µm et 80 µm. Les photodétecteurs 43 ont, de préférence, tous la même structure et les mêmes propriétés/caractéristiques. En d'autres termes, tous les photodétecteurs 43 sont sensiblement identiques aux différences de fabrication près. Le capteur 11 est, de préférence, adapté à détecter un rayonnement 17 émis par une source 15.

La source 15 est adaptée à émettre le rayonnement 17 comprenant :
au moins une longueur d'onde dans le visible, par exemple, comprise dans la bande de 400 nm à 600 nm ; et
au moins une longueur d'onde dans le rouge et/ou le proche infrarouge, par exemple, comprise entre 600 nm et 1100 nm.

De préférence, le rayonnement 17 comprend :
des longueurs d'onde comprises dans la bande de 460 nm à 600 nm, par exemple, une longueur d'onde égale à environ 500 nm (cyan) ou 530 nm (vert) ; et
des longueurs d'onde comprises dans la bande de 680 nm à 940 nm.

La source lumineuse 15 est constituée, par exemple, d'une ou plusieurs diodes électroluminescentes (LED, Light-Emitting Diode) associées à une couche guide d'onde. La source lumineuse 15 est constituée, par exemple, d'une ou plusieurs diodes électroluminescentes organiques (OLED, Organic Light-Emitting Diode). De préférence, la source 15 est une LED associée à une couche guide d'onde.

Le filtre optique 13, illustré en figure 3, comprend de bas en haut dans l'orientation de la figure :
une première couche 47 comprenant des ouvertures 49, ou trous, et des murs 51 opaques au rayonnement 17. Les ouvertures 49 sont, par exemple, comblées par un matériau formant, sur la face inférieure de la couche 47, une couche 53 ;
un substrat ou support 55, reposant sur la face supérieure de la couche 47 ; et
un réseau de lentilles 57 de taille micrométrique, situé sur la face supérieure du substrat 55, la face plane des lentilles 57 et la face supérieure du substrat 55 se faisant face. Le réseau de lentilles 57 est surmonté par une couche 59 d'aplanissement.

Le substrat 55 peut être en un polymère transparent qui n’absorbe pas, au moins, les longueurs d’onde considérées, ici dans le domaine du visible et de l’infrarouge. Ce polymère peut notamment être en poly(téréphtalate d’éthylène) PET, en poly(métacrylate de méthyle) PMMA, en polymère d’oléfinecyclique (COP), en polyimide (PI), ou en polycarbonate (PC). L’épaisseur du substrat 55 peut, par exemple, varier entre 1 µm et 100 μm, de préférence entre 10 µm et 100 μm. Le substrat 55 peut correspondre à un filtre coloré, à un polariseur, à une lame demi-onde ou à une lame quart d’onde.

Les lentilles 57 peuvent être réalisées en silice, en PMMA, en une résine photosensible positive, en PET, en poly(naphtalate d'éthylène) (PEN), en COP, en polydiméthylsiloxane (PDMS)/silicone, en résine époxy ou en résine acrylate. Les lentilles 57 peuvent être formées par fluage de blocs d'une résine photosensible. Les lentilles 57 peuvent, en outre, être formées par moulage sur une couche de PET, PEN, COP, PDMS/silicone, de résine époxy ou de résine acrylate. Les lentilles 57 sont des lentilles convergentes ayant chacune une distance focale f comprise entre 1 μm et 100 μm, de préférence entre 1 μm et 70 μm. Selon un mode de réalisation, toutes les lentilles 57 sont sensiblement identiques. Les lentilles ont, par exemple, un diamètre compris entre 10 µm et 30 µm, de préférence égal à environ 20 µm. Le pas de répétition des lentilles est, de préférence, compris entre 10 µm et 30 µm, par exemple, égal à environ 20 µm.

Selon le présent mode de réalisation, les lentilles 57 et le substrat 55 sont, de préférence, réalisés dans des matériaux transparents ou partiellement transparents, c'est à-dire transparents dans une partie du spectre considéré pour le domaine visé, par exemple l'imagerie, sur la plage de longueurs d'onde correspondant aux longueurs d'onde utilisées lors de l'exposition.

Selon un mode de réalisation, la couche 59 est une couche qui épouse la forme des lentilles 57. La couche 59 peut être obtenue à partir d’un adhésif optiquement transparent (Optically Clear Adhesive - OCA), notamment un adhésif optiquement transparent liquide (Liquid Optically Clear Adhesive - LOCA), ou d’un matériau à bas indice de réfraction, (par exemple une colle epoxy/acrylate) ou d’un film d'un gaz ou d'un mélange gazeux, par exemple de l'air.

Les ouvertures 49 sont, par exemple, remplies d'air, de vide partiel ou d'un matériau au moins partiellement transparent dans les domaines du visible et de l'infrarouge.

Les modes de réalisation décrits prennent pour exemple le cas d'un filtre optique 13 constituant un filtre angulaire. Toutefois, ces modes de réalisation peuvent s'appliquer à d'autres types de filtres optiques, comme un filtre spatial.

Le filtre angulaire 13 est adapté à filtrer le rayonnement incident en fonction de l'incidence du rayonnement par rapport aux axes optiques des lentilles 57.

Le filtre angulaire 13 est, plus particulièrement, adapté à ce que chaque photodétecteur 43 du capteur d'images 11 reçoive seulement les rayons dont les incidences respectives par rapport aux axes optiques respectifs des lentilles 57 associées à ce photodétecteur 43 sont inférieures à une incidence maximale inférieure à 45°, de préférence inférieure à 30°, plus préférentiellement inférieure à 10°, encore plus préférentiellement inférieure à 4°. Le filtre angulaire 13 est adapté à bloquer les rayons du rayonnement incident dont les incidences respectives par rapport aux axes optiques des lentilles 57 du filtre optique 13 sont supérieures à l'incidence maximale.

Chaque ouverture 49 est, de préférence, associée à une seule lentille 57. Les axes optiques des lentilles 57 sont, de préférence, centrés avec les centres des ouvertures 49 de la couche 47. Le diamètre des lentilles 57 est, de préférence, supérieur à la taille maximale de la section (perpendiculaire à l'axe optique des lentilles 57) des ouvertures 49.

Chaque photodétecteur 43 est, par exemple, associé à au moins quatre ouvertures 49 (et quatre lentilles 57). De préférence, chaque photodétecteur 43 est associé à exactement quatre ouvertures 49.

Le dispositif 103 est, de préférence, divisé en pixels. On utilise le terme pixel dans l'ensemble de la description pour définir une partie du capteur d'images 11 comprenant un unique photodétecteur 43. La dénomination pixel peut s'appliquer à l'échelle du capteur d'images 11 mais aussi à l'échelle du dispositif 103. A l'échelle du dispositif 103, un pixel est l'ensemble de l'empilement, constituant ledit dispositif, à l'aplomb du pixel du capteur 11. Dans l'ensemble de cette description, le terme pixel, sauf précision contraire, fait référence à un pixel à l'échelle du dispositif 103.

Dans l'exemple de la figure 3, un pixel 44 correspond à chaque partie du dispositif 103 comprenant, entre autres, un photodétecteur 43 surmonté par quatre ouvertures 49, elles mêmes surmontées par quatre lentilles 57. Chaque pixel 44 est, de préférence, de forme sensiblement carrée vu selon une direction perpendiculaire à la face supérieure du capteur d'images 11. Par exemple, la superficie de chaque pixel est de l'ordre de 50 µm par 50 µm, et est, de préférence, égale à environ 50,8 µm par 50,8 µm.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 3, le dispositif 103 comprend un filtre couleur 45, sur la face avant du filtre optique 13, plus précisément sur la face avant de la couche 59.

En variante, le filtre de couleur 45 est situé entre le capteur d'images 11 et le filtre angulaire 13 ou entre deux couches constitutives du filtre angulaire 13, par exemple, entre la couche 47 et le substrat 55.

Le filtre couleur 45 est divisé en deux parties.

Selon un mode de réalisation, une première partie 451 est adaptée à laisser passer toutes les longueurs d'onde. En variante, la première partie 451 est adaptée à laisser passer au moins une longueur d'onde dans la bande de 400 nm à 600 nm. Encore en variante, la première partie 451 est adaptée à laisser passer uniquement au moins une longueur d'onde dans la bande de 460 nm à 600 nm. Selon un mode de réalisation particulier, la première partie 451 est adaptée à laisser passer uniquement la longueur d'onde égale à 530 nm ou la longueur d'onde égale à 500 nm.

Une ou des deuxièmes parties 453 sont adaptées à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 1100 nm, de préférence, hors de la bande de 680 nm à 940 nm.

La figure 4 représente, par une vue de dessus, partielle et schématique, un mode de réalisation du dispositif 103 illustré en figure 3.

Plus particulièrement, la figure 4 est une vue de dessus du dispositif 103 illustré en figure 3. La figure 3 est une vue selon le plan de coupe AA de la figure 4.

Selon le mode de réalisation illustré en figures 3 et 4, chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 est formée à la surface du filtre optique 13 de façon à ce que chaque deuxième partie 453 recouvre un unique pixel 44 correspondant. Chaque deuxième partie 453 est donc alignée avec un photodétecteur 43.

Selon le mode de réalisation illustré en figures 3 et 4, chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 a une forme carrée dans la vue de la figure 4. Par exemple, la surface de chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 est égale à un carré d'environ 50,8 µm par 50,8 µm.

A titre d'exemple, le pas de répétition des deuxièmes parties 453 du filtre couleur 45 est compris entre deux pixels et vingt pixels. De préférence, le pas de répétition des deuxièmes parties 453 est compris entre cinq pixels et quinze pixels. Plus préférentiellement, le pas de répétition des deuxièmes parties 453 est d'environ de dix pixels selon l'axe Z et de dix pixels selon l'axe X. En d'autres termes, neufs pixels séparent deux pixels consécutifs selon l'axe Z (ou X) recouverts par des deuxièmes parties 453. Encore en d'autres termes, dans un ensemble carré de cent pixels (c'est-à-dire un carré de dix pixels selon l'axe Z et dix pixels selon l'axe X), un unique pixel est recouvert par une deuxième partie 453. La répartition des deuxièmes parties 453 est alignée, c'est-à-dire que la répétition se fait en lignes et en colonnes, ou décalée, c'est-à-dire que la répartition est décalée d'un ou plusieurs pixels d'une ligne à la suivante ou d'une colonne à la suivante.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 4, les autres pixels 44 sont recouverts par la première partie 451 du filtre couleur 45. De préférence, la première partie 451 est jointive entre deux pixels 44 voisins, c'est-à-dire que la première partie 451 n'est pas pixelisée et qu'elle est formée simultanément sur l'ensemble des pixels considérés du capteur d'images 11.

Selon un mode de mise en oeuvre, le matériau constitutif de la première partie 451 est déposé sur l'ensemble de la face supérieure du filtre optique 13, plus particulièrement, sur la face supérieure de la couche 59, puis retiré par photolithographie ou photolithogravure de sorte à former des logements destinés à recevoir les deuxièmes parties 453. Toujours en exemple, le matériau constitutif des deuxièmes parties 453 est déposé pleine plaque sur la face supérieure de la structure et plus précisément sur la face supérieure de la première partie 451 et dans les logements. La face supérieure de la couche du matériau constitutif des deuxièmes parties 453 subit ensuite une planarisation mécano-chimique (CMP, Chemical Mechanical Planarization) de façon à dévoiler la face supérieure de la première partie 451 ou une photolithographie de sorte à retirer les deuxièmes parties 453 situées à la surface de la première partie 451. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de chaque deuxième partie 453 est comprise entre 200 nm et 10 µm, de préférence entre 500 nm et 2 µm.

En variante, les premières et deuxièmes parties sont déposées localement à la surface du filtre angulaire 13 par des techniques de dépôt localisé comme la technique de sérigraphie, la technique du jet d'encre (inkjet) ou la technique de pulvérisation (spray).

En variante, le matériau constitutif des deuxièmes parties 453 est déposé selon l'une des techniques décrites ci-avant, de préférence, par photolithogravure. Les parties 451 correspondent alors aux espaces situés entre les parties 453.

Selon un mode de réalisation, le matériau constitutif de la première partie 451 est de l'air, un vide partiel ou un matériau transparent dans l'ensemble des longueurs d'onde.

Selon un mode de réalisation, le matériau constitutif de la première partie 451 est un matériau transparent uniquement aux longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 600 nm (filtre visible), de préférence comprises entre 460 nm et 600 nm, par exemple une résine comprenant le colorant connu sous la dénomination commerciale "Orgalon Green 520" ou une résine de la gamme commerciale "COLOR MOSAIC" du fabriquant Fujifilm.

Selon un mode de réalisation, le matériau constitutif de la première partie 451 est un matériau transparent uniquement à 500 nm (filtre cyan) ou transparent à uniquement 530 nm (filtre vert), par exemple une résine comprenant le colorant connu sous la dénomination commerciale "PC GREEN 123P" ou une résine de la gamme commerciale "COLOR MOSAIC" du fabriquant Fujifilm.

Les figures 5 et 6 illustrent, par une vue en coupe et une vue de dessus, partielles et schématiques, un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images 104.

Plus particulièrement, les figures 5 et 6 illustrent un dispositif 104 similaire au dispositif 103 illustré en figures 3 et 4 à la différence près que les deuxièmes parties 453 filtre 45 illustrées en figures 3 et 4 sont tantôt remplacées par des parties 455 et tantôt remplacées par des parties 457.

La figure 6 est une vue de dessus du dispositif 104 illustré en figure 5, la figure 5 étant une vue en coupe selon le plan de coupe A'A' de la figure 6.

Selon un mode de réalisation, les parties 451 illustrées en figures 5 et 6 sont identiques aux parties 451 illustrées en figures 3 et 4.

La ou les parties 455 sont, par exemple, adaptées à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 700 nm, de préférence, hors de la bande de 680 nm à 700 nm.

La ou les parties 457 sont, par exemple, adaptées à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 700 nm à 1100 nm, de préférence, hors de la bande de 680 nm à 940 nm.

Les parties 455 et 457 illustrées en figures 5 et 6 ont, de préférence, des dimensions similaires aux dimensions des parties 453 illustrées en figures 3 et 4. A titre d'exemple, les parties 455 et 457 s'organisent de sorte que les parties 455 et 457 s'alternent selon l'axe Z et selon l'axe X. En d'autres termes, deux parties 455 successives sont séparées par une partie 457.

Selon un mode de réalisation non représenté, le filtre 45 comprend trois parties filtrant à des longueurs d'onde différentes. A titre d'exemple, le filtre 45 comprend une partie, identique à la partie 453 illustrée en figure 3 et 4, une autre partie adaptée à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 460 nm à 600 nm et encore une autre partie adaptée à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 500 nm à 580 nm.

En variante, le nombre de parties est différent de trois. Le filtre 45 contient, par exemple, quatre parties dont une partie adaptée à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 460 nm à 600 nm, une autre partie adaptée à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 500 nm à 580 nm, une autre partie adaptée à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 700 nm et une autre partie adaptée à bloquer toutes les longueurs d'onde hors de la bande de 700 nm à 1100 nm.

De préférence, pour des modes de réalisation différents des modes de réalisation illustrés en figures 3 à 6, les parties bloquant les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 1100 nm sont organisées de façon à remplacer les parties 453 du dispositif d'acquisition d'images 103 illustré en figures 3 et 4 et les autres parties sont organisées de façon à remplacer les parties 451 du dispositif d'acquisition d'images 103 illustré en figure 3.

Les figures 7 et 8 illustrent, par une vue en coupe et une vue de dessus, partielles et schématiques, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images 105.

Plus particulièrement, les figures 7 et 8 illustrent un dispositif 105 similaire au dispositif 103 illustré en figures 3 et 4 à la différence près que les deuxièmes parties 453 du filtre couleur 45 sont formées arbitrairement à la surface du filtre optique 13 et qu'elles ont chacune une superficie plus importante (dans le plan XZ) que la superficie de chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 illustré en figures 3 et 4.

La figure 8 est une vue de dessus du dispositif 105 illustré en figure 7, la figure 7 étant une vue en coupe selon le plan de coupe BB de la figure 8.

Selon le mode de réalisation illustré en figures 7 et 8, chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 est formée sur la face avant du filtre optique 13 sans alignement préalable de celle-ci avec les photodétecteurs 43 ou les lentilles 57 sous-jacentes.

Selon le mode de réalisation illustré en figures 7 et 8, chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 a une forme sensiblement carrée dans la vue de la figure 8. De préférence, chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 est réalisée de sorte qu'elle recouvre intégralement au moins un pixel 44 (ou un photodétecteur 43) et ce peu importe son emplacement sur la face supérieure de la couche 59. Ainsi, la superficie de chaque deuxième partie 453 (dans le plan XZ) du filtre couleur 45 est au moins égale à la superficie de quatre pixels 44. De préférence, la superficie de chaque deuxième partie 453 est comprise entre la superficie de quatre pixels 44 et la superficie de six pixels. Plus préférentiellement, la superficie de chaque deuxième partie 453 est exactement égale à la superficie de quatre pixels 44.

Selon un mode de réalisation, le pas de répétition des deuxièmes parties 453 est compris entre une distance correspondant à la dimension de quatre pixels et une distance correspondant à la dimension de vingt pixels. De préférence, le pas de répétition est sensiblement égal à une distance correspondant à la dimension de dix pixels. La répartition des deuxièmes parties 453 est alignée, c'est-à-dire que la répétition se fait en lignes et en colonnes, ou décalée, c'est-à-dire que la répartition est décalée d'un ou plusieurs pixels d'une ligne à la suivante ou d'une colonne à la suivante.

Selon un mode de réalisation, non représenté, le filtre 45 est situé entre le filtre angulaire 13 et le capteur d'images 11, plus précisément, entre la couche 53 et le capteur d'images 11.

Les figures 9 et 10 illustrent, par une vue en coupe et une vue de dessus, partielles et schématiques, un mode de réalisation d'une structure 64 dotée du filtre couleur 45.

Plus particulièrement, la figure 9 illustre un mode de réalisation d'une structure 64 comprenant le filtre couleur 45 et un support 65

La figure 10 est une vue de dessus de la structure 64 illustré en figure 9, la figure 9 étant une vue en coupe selon le plan de coupe CC de la figure 10.

La figure 10 illustre la répartition des deuxièmes parties 453 dans le filtre couleur 45.

De préférence, le filtre couleur 45 illustré en figures 9 et 10 est similaire au filtre couleur 45 illustré en figures 7 et 8, à la différence près qu'il est formé sur la face supérieure du support 65 en figures 9 et 10. Ceci permet de façon avantageuse de réaliser le filtre couleur 45 séparément des autres éléments du dispositif d'acquisition d'images.

Le support 65 peut être en un polymère transparent qui n’absorbe pas au moins les longueurs d’onde considérées, ici dans le domaine du visible et de l’infrarouge. Ce polymère peut notamment être en poly(téréphtalate d’éthylène) (PET), en poly(métacrylate de méthyle) (PMMA), en polymère d’oléfinecyclique (COP), en polyimide (PI), ou en polycarbonate (PC). Le support 65 est, de préférence, en PET. L’épaisseur du support 65 peut varier de 1 µm à 100 µm, de préférence de 10 µm à 50 µm. Le support 65 peut correspondre à un filtre coloré, à un polariseur, à une lame demi-onde ou à une lame quart d’onde.

La figure 11 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images.

Plus particulièrement, la figure 11 illustre un dispositif 107 similaire au dispositif 105, illustré en figure 7, à la différence près qu'il comprend la structure 64 à la place du filtre couleur 45.

Selon le mode de réalisation illustré en figure 11, la structure 64 est située sur la face supérieure de la source lumineuse 15 de sorte que le support 65 recouvre la face supérieure de la source lumineuse 15 et le filtre couleur 45 recouvre le support 65.

Selon un mode de mise en oeuvre, la structure 64 est reportée sur la face supérieure de la source lumineuse 15 sans alignement du filtre couleur 45 avec les lentilles 57 du filtre optique 13 sous-jacent.

Selon un mode de réalisation non représenté, la structure 64 est reportée sur la face supérieure de la source lumineuse 15 de sorte que le filtre 45 recouvre la face supérieure de la source lumineuse 15 et le support 65 recouvre la face supérieure du filtre couleur 45.

Selon un mode de réalisation, on pourrait prévoir remplacer le filtre couleur 45 par une couche très résistante (hardcoating) associant les fonctions de filtre couleur et de protection de la source lumineuse 15.

La figure 12 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images.

Plus particulièrement, la figure 12 illustre un dispositif 109 similaire au dispositif 107 illustré en figure 11, à la différence près que la structure 64 est située entre la source lumineuse 15 et le filtre optique 13.

Selon un mode de réalisation non représenté, la structure 64 est reportée sur la face supérieure de la couche 59 de sorte que le filtre 45 recouvre la face supérieure de la couche 59 et le support 65 recouvre la face supérieure du filtre couleur 45.

La figure 13 illustre, par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'images.

Plus particulièrement, la figure 13 illustre un dispositif 111 similaire au dispositif 107 illustré en figure 11, à la différence près que la structure 64 est située entre le capteur 11 et le filtre optique 13.

Selon un mode de réalisation non représenté, la structure 64 est reportée sur la face supérieure du capteur 11 de sorte que le filtre 45 recouvre la face supérieure du capteur 11 et le support 65 recouvre la face supérieure du filtre couleur 45.

Plus particulièrement, la figure 14 illustre, à partir d'un doigt imagé par les photodétecteurs 43 au sein du dispositif 103, 104, 105, 107, 109 ou 111, l'évolution de l'aire du doigt en contact avec la surface dudit dispositif d'acquisition d'images lors d'une pression 77 du doigt sur le dispositif puis lors d'un relâchement 79.

En figure 14, la courbe 75 comprend une série de mesures (points), extraites chacune sur une image différente, correspondant à l'évolution de l'aire du niveau de gris du centre du doigt en fonction dudit niveau de gris.

En d'autres termes, lors d'un mouvement de pression du doigt sur le dispositif puis de relâchement, le dispositif acquiert plusieurs images. Pour chacune des images, le niveau de gris (grey color (inverted)) du centre du doigt est extrait et la surface (Area (mm²)) de l'image, en millimètres carrés, ayant ce niveau de gris, ou un niveau de gris proche (c'est-à-dire ayant une différence de luminosité de l'ordre de quelques pourcents) est déterminée. Les mesures sur plusieurs images sont regroupées dans la courbe 75.

La courbe 75 comprend une hystérésis 81, entre la pression 77 et le relâchement 79. Cette hystérésis 81 est due à l'afflux de sang dans le doigt lors du relâchement 79.

L'hystérésis 81 de la courbe 75 étant caractéristique d'un afflux du sang, elle est caractéristique d'un vrai doigt. Il est, ainsi, possible de distinguer un cas de fraude (faux doigt : par exemple doigt en silicone ou en 2D) en extrayant la surface et le niveau de gris décrits ci-avant.

Un avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits en figures 3 à 13 est qu'ils permettent de détecter l'utilisation de faux doigt en deux dimensions ou trois dimensions avec l'acquisition d'une unique image.

Un autre avantage des modes de réalisation et des modes de mise ne oeuvre décrits en figure 3 à 13 est qu'ils permettent de détecter l'utilisation de faux doigt en deux dimensions en moins de 200 millisecondes.

Encore un autre avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits en figure 3 à 13 est qu'ils n'utilisent qu'un unique capteur, ce qui permet de réduire l'épaisseur des téléphones. En effet, un téléphone doté de deux capteurs dont l'un adapté à capter le rayonnement visible et l'autre adapté à capter le rayonnement infrarouge sera plus épais qu'un téléphone doté d'un unique capteur adapté à capter le rayonnement visible et infrarouge.

Encore un autre avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits en figures 7 à 11, est qu'ils permettent de s'affranchir de l'alignement des deuxièmes parties 453 du filtre couleur 45 avec les photodétecteurs 43. La superficie des deuxièmes parties 453 du filtre couleur 45 est, en effet, choisie de façon à ce que chaque deuxième partie 453 du filtre couleur 45 recouvre entièrement au moins un photodétecteur 43.

Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, les modes de réalisation et les exemples décrits en relation avec les figures 5 et 6 peuvent être combinés aux modes de réalisation illustrés en figure 7 à 13 et certains des modes de réalisation décrits en relation avec la figure 11 peuvent être combinés avec les modes de réalisation décrits en relation avec les figures 12 et 13.

Les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples de dimensions et de matériaux mentionnées ci-dessus.

Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims

Dispositif d'acquisition d'images comprenant un unique capteur (11) à photodétecteurs organiques (43), un filtre angulaire (13), et
un filtre couleur (45) comportant :
une ou des premières parties (451) adaptées à laisser passer au moins une longueur d'onde dans le visible, et

une ou des deuxièmes parties (453) filtrant les longueurs d'onde hors du rouge et/ou du proche infrarouge, chaque deuxième partie ayant une surface approximativement égale à la surface d'un photodétecteur ou une surface supérieure ou égale à la surface de quatre photodétecteurs ; ou
une unité de traitement d'images adaptée à extraire des informations relatives à des empreintes digitales et à des veines d'un doigt imagé par le capteur (11) et une couche guide d'onde (19) éclairée dans le plan par :
une première source (151) émettant au moins une longueur d'onde dans le visible, et

une deuxième source (153) émettant uniquement une ou des longueurs d'onde dans le rouge et/ou le proche infrarouge.
Dispositif selon la revendication 1, dans lequel :
les premières parties (451) du filtre couleur (45) sont adaptées à laisser passer au moins une longueur d'onde dans la bande de 400 nm à 600 nm, et/ou
les deuxièmes parties (453) du filtre couleur (45) filtrent les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 1100 nm.
Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel :
certaines des premières parties (451) du filtre couleur (45) sont adaptées à laisser passer uniquement les longueurs d'onde comprises dans la bande de 460 nm à 600 nm, et certaines des premières parties sont adaptées à laisser passer uniquement les longueurs d'onde comprises dans la bande de 500 nm à 580 nm ; et/ou
certaines des deuxièmes parties (453) du filtre couleur (45) sont adaptées à filtrer les longueurs d'onde hors de la bande de 600 nm à 700 nm, et certaines des deuxièmes parties sont adaptées à filtrer les longueurs d'onde hors de la bande de 700 nm à 1100 nm.
Dispositif selon la revendication 1, dans lequel :
la première source (151) émet uniquement dans la bande de longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 600 nm ; et/ou
la deuxième source (153) émet uniquement dans la bande de longueurs d'onde comprises entre 600 nm et 1100 nm.
Dispositif selon la revendication 1 ou 4, dans lequel :
la première source (151) émet uniquement dans la bande de 460 nm à 600 nm ; et/ou
la deuxième source (153) émet uniquement dans la bande de 680 nm à 940 nm.
Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, dans lequel la première source (151) fait face à la deuxième source (153).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque photodétecteur (43) délimite un pixel (44), chaque pixel étant à base sensiblement carrée, la longueur des cotés de chaque pixel étant, de préférence, de l'ordre de 50 µm.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque deuxième partie (453) a une superficie comprise entre la superficie de quatre photodétecteurs et la superficie de six photodétecteurs, de préférence, la superficie de chaque deuxième partie étant environ égale à la superficie de quatre photodétecteurs.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une troisième source lumineuse (15) adaptée à émettre :
au moins une longueur d'onde entre 400 nm et 600 nm, de préférence entre 460 nm et 600 nm ; et
au moins une longueur d'onde entre 600 nm et 1100 nm, de préférence entre 680 nm et 940 nm.
Dispositif selon la revendication 9, comprenant dans l'ordre :
le capteur d'images (11) ;
le filtre angulaire (13) ;
la troisième source lumineuse (15) ; et
le filtre couleur (45).
Dispositif selon la revendication 9, comprenant dans l'ordre :
le capteur d'images (11) ;
le filtre angulaire (13) ;
le filtre couleur (45) ; et
la troisième source lumineuse (15).
Dispositif selon la revendication 9, comprenant dans l'ordre :
le capteur d'images (11) ;
le filtre couleur (45) ;
le filtre angulaire (13) ; et
la troisième source lumineuse (15).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel un support (65) est présent au contact du filtre couleur (45), le support étant en un polymère transparent dans le visible et l'infrarouge, de préférence en PET.
Procédé de détection d'un vrai ou faux doigt par le dispositif d'acquisition d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant les étapes suivantes :
acquérir une image du doigt (21) à une longueur d'onde donnée ;

déterminer un signal de réponse à partir de ladite image ; et

comparer le signal de réponse déterminé à une valeur de référence (23, 24, 25) selon un critère de comparaison et déterminer que le doigt est un faux doigt si le critère de comparaison n'est pas respecté,
dans lequel les étapes a), b) et c) sont répétées pour au moins deux longueurs d'ondes différentes.
Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape b) comprend la détermination d'une distribution (29) de niveaux de gris de l'image acquise, le signal de réponse étant égal au niveau de gris central de la distribution.
Procédé selon la revendication 14 ou 15, dans lequel le critère de comparaison consiste à déterminer si le signal de réponse déterminé correspond à la valeur de référence à un seuil près.
Procédé selon la revendication 16, dans lequel le seuil correspond à la différence entre la valeur de référence et une valeur (v_i) de niveau de gris à la mi-hauteur d'une distribution (O_1/2) de référence.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, dans lequel les étapes a), b) et c) sont répétées pour au moins trois longueurs d'onde différentes.