WO2022112369A1 - Guide d'onde - Google Patents

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WO2022112369A1
WO2022112369A1 PCT/EP2021/082894 EP2021082894W WO2022112369A1 WO 2022112369 A1 WO2022112369 A1 WO 2022112369A1 EP 2021082894 W EP2021082894 W EP 2021082894W WO 2022112369 A1 WO2022112369 A1 WO 2022112369A1
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WO
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face
layer
microstructures
microstructure
plane
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Application number
PCT/EP2021/082894
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Jérôme MICHALLON
Delphine DESCLOUX
Julie BONNETTO
Denis Fournier
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Isorg
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]

Definitions

  • This description relates generally to waveguide layers and, more particularly, to waveguide layers integrated into image acquisition systems, for example integrated into biometric acquisition systems.
  • the waveguide layers and more particularly the waveguide layers integrated into image acquisition systems are generally composed of several different refractive index media. These different media can be layers, portions of layers or structures of different sizes and shapes.
  • One embodiment overcomes all or part of the drawbacks of known waveguides.
  • One embodiment provides a waveguide comprising at least one microstructure defining, with respect to a first plane parallel to a first face of the waveguide, a protrusion in the direction of a second face of the waveguide. wave parallel to the first face, the protuberance having the shape of a portion of a cylinder inclined with respect to said first plane and intersected by the latter, the protuberance comprising at least one curved face corresponding to a part of the circumference of the cylinder, and the first plane being neither perpendicular nor parallel to a plane of symmetry of the cylinder.
  • the microstructure comprises a non-planar face, defined by the curved part of the portion of the cylinder emerging from the first plane.
  • the curved face of the microstructure has a convex shape.
  • the axis of the cylinder makes, with the first plane, an angle of between 20° and 60°, preferably equal to about 45°, more preferably equal to 45°.
  • the protuberance is symmetrical with respect to a second plane perpendicular to the first plane and in which the axis of the cylinder is inscribed.
  • the microstructure comprises a first planar face in a third plane perpendicular to the second plane.
  • the microstructure comprises a second planar face in the first plane.
  • the first flat face and the second flat face of the microstructure intersect with an angle of between 45° and 135°, preferably less than or equal to around 90°, more preferably equal to around 90°.
  • the inclination of the microstructure is in the direction of the waves conveyed by the guide.
  • the waveguide comprises at least a first set of microstructures whose axes of the cylinders are parallel and of the same orientation.
  • the waveguide comprises at least a second set of microstructures whose axes of the cylinders are parallel and of the same orientation, the first face of each microstructure of the first set being common to the first face of each microstructure of the second set.
  • the waveguide comprises, in a direction parallel to the axis of the microstructures of the first set, a first part without microstructure followed by a second part comprising microstructures.
  • the waveguide comprises, in a direction parallel to the axis of the microstructures of the second set, a third part without microstructure followed by the second part comprising microstructures.
  • the density of microstructures in the second part is all the lower as one approaches the first part or the third part.
  • One embodiment provides an image acquisition system comprising: a device comprising an image sensor, the upper face of which is parallel to the second face of the waveguide layer, an angular filter and the waveguide as described; a light source; and a processing unit.
  • the light source is one or more light-emitting diodes.
  • the light source is located in the waveguide layer.
  • the system comprises a passive liquid crystal screen, illuminated by the waveguide layer, the liquid crystal screen being located between the waveguide layer and an object to be imaged.
  • the light source is an organic light-emitting diode located between the waveguide layer and an object to be imaged.
  • Figure 1 is a sectional view, partial and schematic, of an example of an image acquisition system
  • FIG. 2 is a perspective view, partial and schematic, of an embodiment of a microstructure of the image acquisition system illustrated in FIG. 1;
  • Figure 3 is a sectional view, partial and schematic, in a plane perpendicular to the plane of the section of Figure 1, of an embodiment of the microstructure illustrated in Figure 2;
  • Figure 4 is a sectional view, partial and schematic, in a plane perpendicular to the planes of the sections of Figures 1 and 2, of an embodiment of the microstructure illustrated in Figure 2;
  • FIG. 5 represents sectional views A, B and C, partial and schematic, in the plane of the section of FIG. 1, of variant embodiments of the microstructure illustrated in FIG. 2;
  • Figure 6 is a top view, partial and schematic, of an embodiment of the image acquisition device illustrated in Figure 1
  • Figure 7 is a top view, partial and schematic, of another embodiment of the image acquisition device illustrated in Figure 1;
  • FIG. 8 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 7, of an embodiment of a microstructure of the image acquisition device illustrated in FIG. 7;
  • FIG. 9 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of another microstructure of the image acquisition device illustrated in FIG. 7;
  • FIG. 10 represents by a top view, partial and schematic, yet another embodiment of the image acquisition device illustrated in FIG. 1;
  • FIG. 11 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of a microstructure of the image acquisition device illustrated in FIG. 10;
  • FIG. 12 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of another microstructure of the image acquisition device illustrated in Figure 10;
  • FIG. 13 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of yet another microstructure of the image acquisition device illustrated in Figure 10;
  • Figure 14 is a sectional view, partial and schematic, in a plane perpendicular to the section plane of Figure 1, of one embodiment of yet another microstructure of the image acquisition device illustrated in FIG. 10;
  • Figure 15 shows, by a perspective view A and a sectional view B, partial and schematic, another embodiment of microstructures of the image acquisition device illustrated in Figure 1.
  • the refractive index of a medium is defined as being the refractive index of the material constituting the medium for the range of wavelengths of the radiation captured by the sensor of pictures.
  • the refractive index is considered to be substantially constant over the range of wavelengths of the useful radiation, for example equal to the average of the index of refraction over the range of wavelengths of the radiation picked up by the image sensor .
  • Figure 1 is a sectional view, partial and schematic, of an example of an image acquisition system
  • the system 10 comprises a device 11 comprising, from bottom to top in the orientation of the figure: a single organic image sensor 13; and a layer 17, called the waveguide, covering the upper face of the image sensor 13 and defined by an upper face 17s and a lower face 17i.
  • the device 11 further comprises, preferably, an optical filter 15, for example, an angular filter, between the image sensor 13 and the waveguide layer 17.
  • an optical filter for example, an angular filter
  • the system 10 further comprises a processing unit 18 (PU), connected to the device 11.
  • the processing unit 18 preferably comprises means for processing the signals supplied by the device 11, not shown in FIG. 1.
  • the processing unit 18 further comprises, for example, a microprocessor.
  • the device 11 and the processing unit 18 are preferably connected by a link 19.
  • the device 11 and the processing unit 18 are, for example, integrated in the same circuit.
  • the device 11 comprises a light source 21 adapted to emit radiation 23.
  • the source 21 is laterally coupled to the layer 17 and is located out of plumb, in the direction Y, of the stack of sensor 13, of the angular filter 15 and of the layer 17.
  • the source 21 is, for example, composed of one or more light-emitting diodes (LED, Light-Emitting Diode).
  • LED Light-Emitting Diode
  • the source 21 is composed of several LEDs organized in "bars" along one or the side edges of the layer 17.
  • the device 11 comprises an organic light-emitting diode screen (OLED, Organic Light-Emitting Diode) not shown located, for example, between the layer 17 and an object 25 to be imaged.
  • OLED Organic Light-Emitting Diode
  • the device 11 comprises a liquid crystal display (LCD, liquid crystal display) not shown located between the layer 17 and the object 25 to be imaged, preferably without a lighting system.
  • LCD liquid crystal display
  • the device 11 captures the image response of the object 25, partially represented, preferably a hand or one or more fingers.
  • the image processing unit 18 is adapted to extract information relating to fingerprints fingers and/or to a network of finger veins 25 imaged by the sensor 13.
  • the radiation 23 corresponds to light radiation in the visible and/or infrared, that is to say radiation whose component wavelength(s) are between 400 nm and 1700 nm. .
  • the source 21 is positioned on the periphery of the layer 17.
  • the source 19 is located to the left of the layer 17, in the orientation of figure 1.
  • the sources 21 there are several sources 21 located indifferently relative to each other.
  • the sources 21 are positioned, for example, on the same side of the layer 17, one next to the other or one behind the other or so that the radiations 23 are orthogonal.
  • the layer 17, called the waveguide layer, comprises a structure of two or three media with different refractive indices.
  • a waveguide layer is structurally adapted to allow the confinement and propagation of electromagnetic waves.
  • the media are, for example, arranged in the form of a stack of three sub-layers, a central layer sandwiched between an upper sheath and a lower sheath, the refractive indices of the materials making up the sheaths being lower than the index refraction of the material making up the central layer, the lower sheath being located on the side of the angular filter 15.
  • the sheaths have a refractive index of the order of 1.33 and the central layer has an index of refraction of the order of 1.59 at 530 nm.
  • microstructures are formed, by nano-imprinting (nanoimprint) in a layer of resin located between the central layer and the lower sheath.
  • the microstructures are formed by stamping or by photolithography.
  • the resin layer is, for example, composed of a resin having a refractive index substantially equal to the refractive index of the material constituting the central layer and this for the wavelengths considered.
  • the central layer is for example made of poly(methyl methacrylate) (PMMA), polycarbonate (PC), cyclo-olefin polymer (COP) or poly(ethylene terephthalate) (PET).
  • PMMA poly(methyl methacrylate)
  • PC polycarbonate
  • COP cyclo-olefin polymer
  • PET poly(ethylene terephthalate)
  • the central layer is made of a polycarbonate known under the trade name Makrolon LED2245.
  • a network of microstructures 27 is, for example, adapted to extract, from the layer 17, the waves of the radiation 23 emitted by the source 21, in the direction of the object 25 to be imaged.
  • the geometry and the structure of the microstructures 27 will be detailed below in relation to FIG. 2.
  • layer 17 has a thickness of between 100 ⁇ m and 1 mm, the thickness of layer 17 is preferably between 150 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the central layer has a thickness of between 100 ⁇ m and 1 mm, the thickness of the central layer is preferably between 200 ⁇ m and 500 ⁇ m and more preferably of the order of 250 ⁇ m.
  • the sheaths preferably have thicknesses of between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m, the thickness of the sheaths are preferably between 10 ⁇ m and 50 ⁇ m and more preferentially of the order of 25 ⁇ m.
  • the layer 17 is covered, in the stack of the image acquisition device 11, by a layer of protection.
  • the protective layer makes it possible, in particular, to prevent the layer 17 from being scratched when the device 11 is used by a user.
  • the microstructures 27 are inside the waveguide. In other words, the microstructures project from one face of the waveguide towards the other face of the waveguide parallel to the first face.
  • the microstructures project from one face of the waveguide in a direction opposite to the other face of the waveguide parallel to the first face.
  • Figure 2 is a perspective view, partial and schematic, of an embodiment of a microstructure 27 of the image acquisition system 10 illustrated in Figure 1.
  • the microstructures 27 of the layer 17 have substantially all the same dimensions and the same geometry within manufacturing tolerances, however in practice, the microstructures 27 may have different dimensions. .
  • Each microstructure 27 defines, with respect to a first plane PI parallel to the lower face 17i (FIG. 1) of the waveguide layer 17, a protrusion in the direction of the upper face 17s (FIG. 1) of the layer 17 waveguide.
  • the protrusion has the shape of a cylinder 29 inclined with respect to the plane PI and cut by the plane PI.
  • the axis 31 of the cylinder 29 forms, with the plane PI, an angle cp of between 20° and 60°, preferably equal to approximately 45°, more preferably equal to 45°.
  • the axis 31 of the cylinder 29 is inscribed in a second plane P2, perpendicular to the first plane PI and preferably intersecting the microstructure 27 associated with the cylinder 29 into two equal and symmetrical.
  • Each microstructure 27 is further delimited by a third plane P3 perpendicular to the second plane P2 and, preferably, perpendicular to the plane PI.
  • Each microstructure 27 illustrated in FIGS. 2 to 5 thus comprises: a first planar face F1 in the third plane P3; a second planar face F2 in the first plane PI; and a non-planar face F3 defined by the curved part of the portion of the cylinder 29 emerging from the first plane PI.
  • the non-planar face F3 connects the curved sides of two flat faces F2, F1.
  • the face F3 describes the entire space between the two flat faces F1 and F2.
  • the non-planar face F3 has, when flattened, the shape of a pointed oval.
  • the curved or non-planar face F3 of the microstructure defines from the point of view of the microstructure a convex shape, that is to say rounded towards the outside of the microstructure. Reference is made here to the form itself and not to the material constituting the microstructure.
  • FIG. 1 is a sectional view, partial and schematic, in a plane perpendicular to the plane of the section of Figure 1, of an embodiment of the microstructure 27 illustrated in Figure 2.
  • Figure 4 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the planes of the sections of Figures 1 and 2, of an embodiment of the microstructure 27 illustrated in Figure 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the microstructure 27, according to the section plane P1 of FIG. 2 and
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the microstructure 27, according to the section plane P3 of Figure 2.
  • Each of the faces F1, F2 has the shape of part of an ellipse. According to the embodiment illustrated in FIG. 2 to 4, the faces F1, F2 intersect over a distance equal to d1.
  • the distance d1 is preferably less than or equal to half the size of one side of a pixel.
  • the distance d1 is between 1 ⁇ m and 25 ⁇ m for pixels measuring 50 ⁇ m by 50 ⁇ m, the distance d1 is preferably of the order of 4 ⁇ m.
  • Figure 5 shows sectional views A, B and C, partial and schematic, in the plane of the section of Figure 1, of variant embodiments of the microstructure 27 illustrated in Figure 2.
  • FIG. 5 correspond to cross-sectional views of the microstructure 27 along the section plane P2 illustrated in FIG. 2.
  • the section of the microstructure 27 along the section plane P2 of view A of FIG. 2 is a triangle whose two sides of the faces F1 and F2 respectively have dimensions d2 and d3, which are preferably equal.
  • the dimensions d2 and d3 are, for example, between 1 ⁇ m and 25 ⁇ m, preferably between 2 ⁇ m and 12 ⁇ m.
  • the first flat face F1 and the second flat face F2 of each microstructure 27 intersect with an angle Q of between 45° and 135°, preferably less than or equal to approximately 90°, more preferably equal to about 90°.
  • the angle Q is around 90°
  • the angle Q is between 90° and 135°
  • the angle Q is between 45° and 90°.
  • angles a, cp, formed respectively between the face F3 and the face F1 and between the face F3 and the face F2 are, in the plane P2 of FIG. 2, for example, between 20° and 60° and are preferably equal to about 45°, more preferably equal to 45°.
  • section of a microstructure 27 along the section plane P2 of Figure 2 is a right triangle, preferably isosceles.
  • the dimension d2 can be equal to half the dimension d3, the angle Q equal to approximately 90°, the angle cp equal to approximately 30° and the angle equal to approximately 60 °.
  • Figure 6 is a top view, partial and schematic, of an embodiment of the image acquisition device 11 illustrated in Figure 1.
  • FIG. 6 illustrates an example of the evolution of the density of microstructures 27 in the waveguide layer 17 of a device 111.
  • the device 111 illustrated in FIG. 6 comprises two sources 21, on the same side of the layer 17 and each emitting radiation 23, however in practice the number of sources 21 may be different from 2. According to one embodiment, not shown, the sources 21 can be located in the waveguide layer 17.
  • the layer 17 is, in top view, rectangular.
  • layer 17 can have an oval, triangular or polygonal shape. Those skilled in the art will know how to adapt the present description to the shape of the layer 17.
  • the device 111 comprises two parts: a first part 33, optional, not comprising microstructures 27, located on the source side 21; and a second part 35, comprising microstructures 27, and in which the density of microstructures 27 is, for example, not homogeneous over its entire surface.
  • the layer 17 is divided into two parts, the first part 33 being the part of the layer 17 located close to the sources 21, to the left of the layer 17 in FIG. 6, and the second part 35 being the part of the layer 17 located opposite the sources 21, to the right of the layer 17 in FIG. 6.
  • the first part 33 extends from the edge of the layer 17, on the source 21 side, in the layer distance L1.
  • the second part extends from the edge of the layer 17, opposite the sources 21, over a distance L2.
  • Layer 17 has a width of 1.
  • An advantage of this embodiment is that the first part 33 of the layer 17 makes it possible to ensure that the entry of the second part 35 of the layer 17, that is to say the junction between the first part 33 and the second part 35, is illuminated by the radiation 23 from the layers 21 in a homogeneous manner.
  • this embodiment allows the cones of revolution or portions of cone of revolution in which the radiation 23 propagate intersect in the first part 33 of the layer 17, and outside the second part 35 of the layer 17.
  • the distance L1 thus depends on the distance which separates the layer 17 and the sources 21. The distance L1 is therefore lower in a device 111 where the sources 21 are located in the layer 17, than in a device 111 where the sources 21 are located outside the layer 17.
  • layer 17 appears darker when the density of microstructures 27 is higher and layer 17 appears lighter when the density of microstructures 27 is lower.
  • Microstructures 27 extend from the entrance to the second part 35 of the layer 17, to the exit of the second part 35 of the layer 17 (that is to say opposite the entrance to the second part 35 of layer 17).
  • the density of the microstructures 27, which corresponds to the ratio between the total surface occupied by the microstructures 27 and the surface of the waveguide 17 in the XZ plane, is preferably much greater near the exit of the layer 17 only close to the entrance to layer 17.
  • the evolution of the density of microstructures 27 within layer 17 is adapted so that the object 25 to be imaged is illuminated by homogeneous radiation in the XZ plane.
  • the evolution of the density of the microstructures 27 within the layer 17 is, for example, linear.
  • the evolution of the density of the microstructures 27 within the layer 17 has a logarithmic, power or exponential trend.
  • the density changes between 0.1 and 1, preferably between 0.2 and 0.8.
  • the waveguide layer 17 has, for example, dimensions adapted so that the dimension of the image sensor 13 (FIG. 2) respects the certifications of the office of Federal Investigation (FBI, Federal Bureau of Investigation) .
  • the waveguide layer 17 has dimensions adapted so that the image sensor 13 is adapted to capture the image of a finger, that is to say that it complies with FAP 10 certification category.
  • Distance L2 is greater than or equal to 16.5 mm.
  • layer 17 has a width 1 greater than 12.7.
  • the number of sources 21 is, for example, of the order of 5 or 6.
  • the waveguide has dimensions adapted so that the image sensor 13 is adapted to capture the image of a hand, that is to say that it respects the certification category FAP 60.
  • the distance L1 is, for example, between 5 mm and 15 mm and the distance L2 is greater than or equal to 81.28 mm.
  • the layer 17 has a width 1 at least equal to 76.2 mm.
  • the number of sources 21 can be of the order of 26 but can be different from 26.
  • the waveguide has dimensions adapted so that the image sensor 13 respects the certification category FAP 10, FAP 30, FAP 60 or FAP 45.
  • the waveguide has a shape and dimensions adapted so that the shape and dimension of the image sensor 13 are adapted to the system or to the object 25 to be imaged.
  • the microstructures 27 have all the axes 31 of the cylinders 29 ( Figure 2), by which they are defined, parallel and of the same orientation.
  • the microstructures 27 are oriented in the layer 17 so that the radiation 23 encounters a microstructure 27 via its face F3.
  • the inclination of the microstructures is in the direction of the radiation 23 conveyed by the layer 17.
  • the microstructures 27 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face 17s (FIG. 1) of the layer 17 and that the face F2 looks at the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face F1 faces the outlet of the second part 35 of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F1 then points in the direction of the upper face 17s (FIG. 1) of the layer 17 and, more particularly in finger direction 25.
  • FIG. 7 is a partial and schematic top view of another embodiment of the image acquisition device 11 illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 7 illustrates an example of the evolution of the density of microstructures 27 in the waveguide layer 17 of a device 113.
  • the device 113 illustrated in FIG. 7 is similar to the device 111 illustrated in FIG. 6 with the difference that the device 113 comprises light sources 21 on two opposite sides of the layer 17 among the four sides of the layer 17.
  • the device 113 illustrated in FIG. 7 comprises two sources 21, on two of the sides of the layer 17, each emitting radiation 23, however, in practice the number of sources 21 can be, per side, different from two.
  • the first part 33 of the layer 17 of the device 113 illustrated in FIG. 7 is divided into two portions each located on one edge of the layer 17 opposite the sources 21.
  • the second part 35 is, it, located in the center of the layer 17.
  • the second part 35 is, according to the embodiment illustrated in FIG. 7 taken "sandwiched" between the two portions of the first part 33 of the layer 17, the portions of the first part 33 being located opposite the sources 21.
  • the second part 35 has, for example, dimensions adapted to comply with FBI certifications, for example, FAP 10, FAP 20, FAP 30, FAP 45 or FAP 60.
  • the dimension of the second part 35 along the Z axis is greater than or equal to 12.7 mm and the dimension of the second part 35 along the X axis is greater than or equal to 16.5 mm or Conversely.
  • the dimension of the second part 35 along the Z axis is greater than or equal to 81.28 mm and the dimension of the second part 35 along the X axis is greater than or equal to 76.2 mm or vice versa.
  • Each of the two portions of the first part 33 extends, for example, from the edge of the layer 17, into the layer 17, over a distance, along the Z axis, constant substantially equal to the distance L1 mentioned in relation with FIG. 6.
  • the distance L1 is preferably between 5 mm and 15 mm.
  • part 35 is divided into two distinct portions, for example substantially identical and symmetrical along the XY plane passing through the center of layer 17.
  • Each of the portions of the second part 35 accommodates a network of microstructures 27.
  • a portion 351 of the second part 35 thus comprises a network of microstructures 271 and a portion 352 of the second part 35 comprises a network of microstructures 272 .
  • the density of microstructures in each portion of the second part 35 is such that the density of microstructures is low in an area of the portion near the sources 21 and is increasingly high as the distance from the sources 21 increases.
  • the density is maximum in microstructures 271, 272 at the level of the XY plane passing through the center of the layer 17.
  • the orientation of the microstructures according to their locations in the layer 17 and more particularly in the second part 35 of the layer 17 will be described below. More specifically, the orientation of the microstructures 271 present in the portion 351 of the second part 35 is described in relation to FIG. 8. The orientation of the microstructures 272 present in the portion 352 of the second part 35 is described in relation to the figure 9.
  • FIG. 8 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 7, of an embodiment of a microstructure of the image acquisition device illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 8 illustrates an example of orientation of microstructures 271 of layer 17 illustrated in FIG. 7 and in layer 17, according to section plane AA of FIG. 7.
  • the microstructures 271 are oriented in the layer 17, more precisely in the portion 351, so that the radiation 23, coming from the sources 21 adjacent to the portion 351, meets each microstructure 271 by its face F3.
  • the microstructures 271 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face, 17s of the layer 17 and that the face F2 faces the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face Fl is, it, oriented so that it is orthogonal to the Z axis and facing the source or sources 21 located on the opposite side of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F2 then points in the opposite direction of the axis Z and the angle formed by the faces F3 and F1 points in the direction of the upper face 17s of the layer 17 and, more particularly in the direction of the finger 25.
  • FIG. 9 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of another microstructure 27 of the image acquisition device illustrated in figure 7.
  • FIG. 9 illustrates an example of orientation of the microstructures 272 of layer 17 illustrated in FIG. 7 and in layer 17, according to section plane BB of FIG. 7.
  • the microstructures 272 are oriented in the layer 17, more precisely in the portion 352, so that the radiation 23, coming from the sources 21 adjacent to the portion 352, meets each microstructure 272 by its face F3.
  • the microstructures 272 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face 17s of the layer 17 and that the face F2 faces the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face F1 is oriented so that it is orthogonal to the Z axis and facing the source(s) 21 located on the opposite side of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F2 then points in the direction of the Z axis and the angle formed by the faces F3 and F1 points in the direction of the upper face 17s of the layer 17 and, more particularly in the direction of the finger 25.
  • Figure 10 shows by a top view, partial and schematic, yet another embodiment of the image acquisition device illustrated in Figure 1.
  • FIG. 10 illustrates an example of the evolution of the density of microstructures 27 in the waveguide layer 17 of a device 115.
  • the device 115 illustrated in FIG. 10 is similar to the device 111 illustrated in FIG. 6 with the difference that the device 115 comprises light sources 21 on each of the four sides of the layer 17.
  • the device 115 illustrated in FIG. 10 thus comprises at least one source 21, on each of the four sides of the layer 17, each emitting a radiation 23, however, in practice the number of sources 21 can be, per side, different. of one.
  • the first part 33 of the layer 17 of the device 115 illustrated in FIG. 10 forms a frame, for example rectangular or square, around the second part 35.
  • the second part 35 of the layer 17 of the device 115 illustrated in FIG. 10 is, for example, rectangular and located in the center of the layer 17 and is surrounded by the first part 33.
  • the second part 35 has, for example, dimensions adapted to comply with FBI certifications, for example FAP 10, FAP 20, FAP 30, FAP 45 or FAP 60.
  • the dimension of the second part 35 along the Z axis is greater than or equal to 12.7 mm and the dimension of the second part 35 along the X axis is greater than or equal to 16.5 mm or vice versa .
  • the dimension of the second part 35 along the Z axis is greater than or equal to 81.28 mm and the dimension of the second part 35 along the X axis is greater than or equal to 76.2 mm or vice versa.
  • the first part 33 has, for example, a constant frame width substantially equal to the distance L1 of the first part 33 mentioned in relation to FIG. 6.
  • the distance L1 is preferably , between 5 mm and 15 mm.
  • part 35 is divided into four equivalent triangular portions whose bases each correspond to one side of part 35 and whose vertices coincide at the center of layer 17.
  • each of the portions of the second part 35 accommodates a network of microstructures.
  • a portion 353 of the second part 35 comprises a network of microstructures 273
  • a portion 355 of the second part 35 comprises a network of microstructures 275
  • a portion 357 of the second part 35 comprises a network of microstructures 277
  • a portion 359 of the second part 35 comprises a network of microstructures 279.
  • the density of microstructures in each portion of the second part 35 is such that the density of microstructures is low in the part of the portion near the sources 21 and is higher and higher as you approach the center of layer 17.
  • the orientation of the microstructures according to their locations in the layer 17 and more particularly in the second part 35 of the layer 17 will be described below. More precisely, the orientation of the microstructures 273 present in the portion 353 of the second part 35 is described in relation to FIG. 11. The orientation of the microstructures 275 present in the portion 355 of the second part 35 is described in relation to FIG. 12. The orientation of the microstructures 277 present in the portion 357 of the second part 35 is described in relation to Figure 13. The orientation of the microstructures 279, present in the portion 359 of the second part 35, is described in relation to Figure 14. For each of the portions 353, 355, 357, 359 the density is maximum in microstructures 273, 275, 277, 279 at the center of layer 17.
  • FIG. 11 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of a microstructure 273 of the image acquisition device illustrated in figure 10.
  • FIG. 11 illustrates an example of orientation of the microstructures 273 of layer 17 illustrated in FIG. 10 and in layer 17, according to section plane AA of FIG. 10.
  • the microstructures 273 are oriented in the layer 17, more precisely in the portion 353, so that the radiation 23, coming from the sources 21 adjacent to the portion 353, meets each microstructure 273 by its face F3.
  • the microstructures 273 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face of the layer 17 and that the face F2 faces the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face F1 is oriented so that it is orthogonal to the axis X and facing the source(s) 21 located on the opposite side of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F2 then points in the direction of the X axis and the angle formed by the faces F3 and Fl point towards the upper face of layer 17 and, more particularly towards finger 25.
  • FIG. 12 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of another microstructure 275 of the image acquisition device illustrated in Figure 10.
  • FIG. 12 illustrates an example of orientation of the microstructures 275 of layer 17 illustrated in FIG. 10 and in layer 17, according to section plane BB of FIG. 10.
  • the microstructures 275 are oriented in the layer 17, more precisely in the portion 355, so that the radiation 23, coming from the sources 21 adjacent to the portion 355, meets each microstructure 275 by its face F3.
  • the microstructures 275 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face of the layer 17 and that the face F2 faces the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face F1 is oriented so that it is orthogonal to the Z axis and facing the source(s) 21 located on the opposite side of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F2 then points in the direction of the Z axis and the angle formed by the faces F3 and F1 points towards the upper face of the layer 17 and, more particularly towards the finger 25.
  • FIG. 13 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of yet another microstructure 277 of the image acquisition device illustrated in Figure 10. More particularly, FIG. 13 illustrates an example of orientation of the microstructures 277 of layer 17 illustrated in FIG. 10 and in layer 17, according to section plane CC of FIG. 10.
  • the microstructures 277 are oriented in the layer 17, more precisely in the portion 357, so that the radiation 23, coming from the sources 21 adjacent to the portion 357, meets each microstructure 277 by its face F3.
  • the microstructures 277 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face of the layer 17 and that the face F2 faces the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face F1 is oriented so that it is orthogonal to the axis X and facing the source(s) 21 located on the opposite side of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F2 then points in the opposite direction of the axis X and the angle formed by the faces F3 and F1 points in the direction of the upper face of the layer 17 and, more particularly in the direction of the finger 25.
  • microstructures 277 and the microstructures 273 are symmetrical with respect to the XZ plane passing through the center of the layer 17.
  • FIG. 14 is a partial and schematic sectional view, in a plane perpendicular to the section plane of FIG. 1, of an embodiment of yet another microstructure 279 of the image acquisition device illustrated in Figure 10.
  • FIG. 14 illustrates an example of orientation of the microstructures 279 of layer 17 illustrated in FIG. 10 and in layer 17, according to section plane DD of FIG. 10.
  • the microstructures 279 are oriented in the layer 17, more precisely in the portion 359, so that the radiation 23, coming from the sources 21 adjacent to the portion 359, meets each microstructure 279 by its face F3.
  • the microstructures 279 are oriented so that the face F2 is parallel to the plane formed by the upper face of the layer 17 and that the face F2 faces the upper face of the angular filter 23 (FIG. 2).
  • the face F1 is oriented so that it is orthogonal to the Z axis and facing the source(s) 21 located on the opposite side of the layer 17.
  • the angle formed by the faces F3 and F2 then points in the opposite direction of the Z axis and the angle formed by the faces F3 and F1 points in the direction of the upper face of the layer 17 and, more particularly in the direction of the finger 25.
  • microstructures 279 and the microstructures 275 are symmetrical with respect to the XY plane passing through the center of the layer 17.
  • Figure 15 shows, by a perspective view A and a sectional view B, partial and schematic, another embodiment of microstructures 27 'of the image acquisition device illustrated in Figure 1.
  • view A represents a perspective view of a microstructure 27' as it is present in layer 17.
  • the microstructures 27' illustrated in FIG. 15 are comparable to the microstructures 27 illustrated in FIG. 2 since a microstructure 27' illustrated in FIG. 15 corresponds to the assembly of two microstructures 27 illustrated in FIG. 2 by their faces F1.
  • the layer 17 in FIG. 15 comprises two sets of microstructures 27 as illustrated in FIG. 2, the axes of the cylinders of which intersect forming an angle substantially equal to 180 ⁇ 2 ⁇ cp.
  • the axes of the cylinders are preferably orthogonal in the same plane and the orientation is, in the two assemblies, opposite.
  • the first face F1 (defined on the microstructure 27' as being the face F6) of each microstructure 27 of the first set being common to the first face F1 of each microstructure 27 of the second set.
  • Each microstructure 27' then corresponds to the assembly of two microstructures 27 by their first faces F1.
  • Each microstructure 27' comprises, according to the embodiment illustrated in FIG. 15, two non-flat faces F5 and F5' connecting the curved sides of two flat surfaces F6, F4.
  • Face F6 has the shape of part of an ellipse and face F4 has the shape of an entire ellipse.
  • the two plane faces F6, F4 are orthogonal and secant so that the right edge of face F6 coincides with the axis of symmetry of face F4.
  • the faces F5 and F5' describe all the space between the two faces F4 and F6.
  • the non-planar faces F5 and F5' have, when flattened, the same shape and the shape of a pointed oval.
  • the faces F6, F4 intersect over a distance equal to d1.
  • the section of a microstructure 27' along the section plane P of view A of FIG. 15 is a right-angled triangle whose height is equal to d2 and whose dimension of the hypotenuse is twice the dimension d3.
  • the section of a microstructure 27' along the section plane P of view A is a right triangle, preferably isosceles.
  • the microstructure 27' is a non-rectangular and/or non-isosceles triangle whose height is equal to d2.
  • angles formed between face F5 and face F4 and between face F5' and face F4 are, in plane P of view A, equal to cp (figure 2) and of the order of 45°.
  • microstructures are, for example, used in the device 113 illustrated in FIG. 7, the layer 17 of which is illuminated by two rows of sources 21 facing each other.
  • the density of the microstructures 27' in the layer 17 can be homogeneous over the entire surface of the layer, the density can follow a curve divided into two linear and symmetrical portions with respect to the center of the layer 17 (for example according to the XY plane) or another distribution making it possible to obtain homogeneous illumination over the whole of the object 25 to be imaged.
  • the orientation of the microstructures is preferably chosen according to the angular distribution of the waves emitted by the light source or vice versa.
  • the orientation mainly the angle cp but also the curvature of the face F3, conditions the angular distribution of the waves in the horizontal and vertical directions and this angular distribution is preferentially different in the vertical direction with respect to that of the horizontal direction.
  • An advantage of the embodiments and modes of implementation described is that they make it possible to extract more light in the direction of the finger 25 rather than in the direction of the image sensor 13.
  • Another advantage of the embodiments and implementations described is that they allow limit the degradation of the image, the sensor thus captures an image of good quality, even for a high density of microstructures.
  • Yet another advantage of the embodiments and modes of implementation described is that they make it possible to extract the light coming from the sources 21 with an angle of 90°, that is to say that they make it possible to illuminate the finger mainly perpendicularly relative to the surface of the waveguide layer 17 .

Landscapes

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Abstract

La présente description concerne un guide d'onde comportant au moins une microstructure (27) définissant, par rapport à un premier plan (P1) parallèle à une première face du guide d'onde, une protubérance en direction d'une deuxième face du guide d'onde, la protubérance ayant la forme d'un cylindre (29) incliné par rapport audit premier plan (P1) et coupé par ce dernier.

Description

DESCRIPTION
Guide d'onde
Domaine technique
[0001] La présente description concerne de façon générale les couches guide d'onde et, plus particulièrement, les couches guide d'onde intégrées dans des systèmes d'acquisition d'images, par exemple intégrées dans des systèmes d'acquisition biométriques.
Technique antérieure
[0002] Les couches guide d'onde et plus particulièrement les couches guide d'onde intégrées dans des systèmes d'acquisition d'images sont généralement composées de plusieurs milieux d'indice de réfraction différents. Ces différents milieux peuvent être des couches, des portions de couches ou des structures de tailles et de formes différentes.
Résumé de l'invention
[0003] Il existe un besoin d'améliorer les guides d'onde.
[0004] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des guides d'onde connus.
[0005] Un mode de réalisation prévoit un guide d'onde comportant au moins une microstructure définissant, par rapport à un premier plan parallèle à une première face du guide d'onde, une protubérance en direction d'une deuxième face du guide d'onde parallèle à la première face, la protubérance ayant la forme d'une portion de cylindre incliné par rapport audit premier plan et coupé par ce dernier, la protubérance comportant au moins une face courbe correspondant à une partie du pourtour du cylindre, et le premier plan n'étant ni perpendiculaire, ni parallèle, à un plan de symétrie du cylindre. [0006] Selon un mode de réalisation, la microstructure comporte une face non plane, définie par la partie courbe de la portion du cylindre émergeant du premier plan.
[0007] Selon un mode de réalisation, la face courbe de la microstructure a une forme convexe.
[0008] Selon un mode de réalisation, l'axe du cylindre fait, avec le premier plan, un angle compris entre 20° et 60° de préférence égal à environ 45°, plus préférentiellement égal à 45°.
[0009] Selon un mode de réalisation, la protubérance est symétrique par rapport à un deuxième plan perpendiculaire au premier plan et dans lequel s'inscrit l'axe du cylindre.
[0010] Selon un mode de réalisation, la microstructure comporte une première face plane dans un troisième plan perpendiculaire au deuxième plan.
[0011] Selon un mode de réalisation, la microstructure comporte une deuxième face plane dans le premier plan.
[0012] Selon un mode de réalisation, la première face plane et la deuxième face plane de la microstructure sont sécantes avec un angle compris entre 45° et 135°, de préférence, inférieur ou égal à environ 90°, plus préférentiellement égal à environ 90°.
[0013] Selon un mode de réalisation l'inclinaison de la microstructure est dans la direction des ondes véhiculées par le guide.
[0014] Selon un mode de réalisation, le guide d'onde comporte au moins un premier ensemble de microstructures dont les axes des cylindres sont parallèles et de même orientation.
[0015] Selon un mode de réalisation, le guide d'onde comprend au moins un deuxième ensemble de microstructures dont les axes des cylindres sont parallèles et de même orientation, la première face de chaque microstructure du premier ensemble étant commune à la première face de chaque microstructure du deuxième ensemble.
[0016] Selon un mode de réalisation, le guide d'onde comporte, dans une direction parallèle à l'axe des microstructures du premier ensemble, une première partie sans microstructure suivie d'une deuxième partie comprenant des microstructures.
[0017] Selon un mode de réalisation, le guide d'onde comporte, dans une direction parallèle à l'axe des microstructures du deuxième ensemble, une troisième partie sans microstructure suivie de la deuxième partie comprenant des microstructures.
[0018] Selon un mode de réalisation, la densité en microstructures dans la deuxième partie est d'autant plus faible que l'on s'approche de la première partie ou de la troisième partie.
[0019] Un mode de réalisation prévoit un système d'acquisition d'images comprenant : un dispositif comportant un capteur d'images, dont la face supérieure est parallèle à la deuxième face de la couche guide d'onde, un filtre angulaire et le guide d'onde tel que décrit ; une source lumineuse ; et une unité de traitement.
[0020] Selon un mode de réalisation, la source lumineuse est une ou des diodes électroluminescentes.
[0021] Selon un mode de réalisation, la source lumineuse est située dans la couche guide d'onde.
[0022] Selon un mode de réalisation, le système comprend un écran à cristaux liquides passif, éclairé par la couche guide d'onde, l'écran à cristaux liquides étant situé entre la couche guide d'onde et un objet à imager. [0023] Selon un mode de réalisation, la source lumineuse est une diode électroluminescente organique située entre la couche guide d'onde et un objet à imager.
Brève description des dessins
[0024] 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 :
[0025] la figure 1 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple d'un système d'acquisition d'images ;
[0026] la figure 2 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'une microstructure du système d'acquisition d'images illustré en figure 1 ;
[0027] la figure 3 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de la coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation de la microstructure illustrée en figure 2 ;
[0028] la figure 4 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire aux plans des coupes des figures 1 et 2, d'un mode de réalisation de la microstructure illustrée en figure 2 ;
[0029] la figure 5 représente des vues en coupe A, B et C, partielles et schématiques, dans le plan de la coupe de la figure 1, de variantes de modes de réalisation de la microstructure illustrée en figure 2 ;
[0030] la figure 6 est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 1 ; [0031] la figure 7 est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation, du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 1 ;
[0032] la figure 8 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 7, d'un mode de réalisation d'une microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 7 ;
[0033] la figure 9 est vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'une autre microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 7 ;
[0034] la figure 10 représente par une vue de dessus, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation, du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 1 ;
[0035] la figure 11 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'une microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10 ;
[0036] la figure 12 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'une autre microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10 ;
[0037] la figure 13 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'encore une autre microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10 ;
[0038] la figure 14 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'encore une autre microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10 ; et
[0039] la figure 15 représente, par une vue en perspective A et une vue en coupe B, partielles et schématiques, un autre mode de réalisation de microstructures du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 1.
Description des modes de réalisation
[0040] 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.
[0041] 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, seuls les modes de réalisation et les modes de mise en oeuvre des couches guide d'onde ont été détaillé, ceux-ci étant compatibles avec les systèmes d'acquisition d'images usuels.
[0042] 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.
[0043] 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.
[0044] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0045] 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 .
[0046] La figure 1 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple d'un système d'acquisition d'images
10.
[0047] Le système 10 comprend un dispositif 11 comportant, de bas en haut dans l'orientation de la figure : un unique capteur d'images 13 organique ; et une couche 17, dite guide d'onde, recouvrant la face supérieure du capteur d'images 13 et définie par une face supérieure 17s et une face inférieure 17i.
[0048] Le dispositif 11 comprend en outre, de préférence, un filtre optique 15, par exemple, un filtre angulaire, entre le capteur d'images 13 et la couche guide d'onde 17.
[0049] Dans la présente description, les modes de réalisation des figures 1 à 14 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 13 et orienté du capteur 13 vers la couche 17. [0050] Le système 10 comprend, en outre, une unité de traitement 18 (PU), reliée au dispositif 11. L'unité de traitement 18 comprend, de préférence, des moyens de traitement des signaux fournis par le dispositif 11, non représentés en figure 1. L'unité de traitement 18 comprend, en outre, par exemple, un microprocesseur. Le dispositif 11 et l'unité de traitement 18 sont, de préférence, reliés par une liaison 19. Le dispositif 11 et l'unité de traitement 18 sont, par exemple, intégrés dans un même circuit.
[0051] Le dispositif 11 comprend une source lumineuse 21 adaptée à émettre un rayonnement 23.
[0052] Selon un mode de réalisation la source 21 est couplée latéralement à la couche 17 et est située hors de l'aplomb, selon la direction Y, de l'empilement du capteur 13, du filtre angulaire 15 et de la couche 17. La source 21 est, par exemple, composée d'une ou des diodes électroluminescentes (LED, Light-Emitting Diode) . De préférence, la source 21 est composée de plusieurs LED organisées en "barrettes" le long d'un ou des bords latéraux de la couche 17.
[0053] Selon un mode de réalisation, le dispositif 11 comprend un écran de diode électroluminescente organique (OLED, Organic Light-Emitting Diode) non représenté situé, par exemple, entre la couche 17 et un objet 25 à imager.
[0054] Selon un mode de réalisation, le dispositif 11 comprend un écran à cristaux liquides (LCD, liquid crystal display) non représenté situé entre la couche 17 et l'objet 25 à imager, préférentiellement sans système d'éclairage.
[0055] Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, le dispositif 11 capte la réponse image de l'objet 25, partiellement représenté, de préférence, une main ou un ou des doigts. L'unité de traitement d'images 18 est adaptée à extraire des informations relatives à des empreintes digitales et/ou à un réseau de veines du doigt 25 imagés par le capteur 13.
[0056] Le rayonnement 23 correspond à un rayonnement lumineux dans le visible et/ou l'infrarouge, c'est-à-dire à un rayonnement dont la ou les longueurs d'onde qui le composent sont comprises entre 400 nm et 1700 nm.
[0057] Selon un mode de réalisation, la source 21 est positionnée sur la périphérie de la couche 17. Par exemple, la source 19 est située à gauche de la couche 17, dans l'orientation de la figure 1.
[0058] Selon une variante, non représentée, il existe plusieurs sources 21 situées indifféremment les unes par rapport aux autres. Les sources 21 sont positionnées, par exemple, du même côté de la couche 17, les unes à côté des autres ou les unes derrière les autres ou de sorte que les rayonnements 23 soient orthogonaux.
[0059] La couche 17 dite couche guide d'onde comprend une structure de deux ou trois milieux d'indices de réfraction différents .
[0060] 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 inférieur à l'indice de réfraction du matériau composant la couche centrale, la gaine inférieure étant située du côté du filtre angulaire 15. A titre d'exemple, les gaines ont un indice de réfraction de l'ordre de 1,33 et la couche centrale a un indice de réfraction de l'ordre de 1,59 à 530 nm. Selon un mode de réalisation, des microstructures sont formées, par nano-impression (nanoimprint) dans une couche de résine située entre la couche centrale et la gaine inférieure. En variante, les microstructures sont formées par emboutissage ou par photolithographie. La couche de résine est, par exemple, composée d'une résine ayant un indice de réfraction sensiblement égal à l'indice de réfraction du matériau constituant la couche centrale et ce pour les longueurs d'onde considérées .
[0061] La couche centrale est par exemple en poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA), en polycarbonate (PC), en polymère cyclo-oléfine (COP) ou en poly(téréphtalate d'éthylène) (PET). A titre d'exemple, la couche centrale est en un polycarbonate connu sous la dénomination commerciale Makrolon LED2245.
[0062] Un réseau de microstructures 27 est, par exemple, adapté à extraire, de la couche 17, les ondes du rayonnement 23 émis par la source 21, en direction de l'objet 25 à imager. La géométrie et la structure des microstructures 27 seront détaillées ci-après en relation avec la figure 2.
[0063] Selon un mode de réalisation, la couche 17 a une épaisseur comprise entre 100 pm et 1 mm, l'épaisseur de la couche 17 est, de préférence, comprise entre 150 pm et 500 pm. Selon un mode de réalisation, la couche centrale a une épaisseur comprise entre 100 pm et 1 mm, l'épaisseur de la couche centrale est de préférence comprise entre 200 pm et 500 pm et plus préférentiellement de l'ordre de 250 pm. Les gaines ont, de préférence, des épaisseurs comprises entre 1 pm et 100 pm, l'épaisseur des gaines sont de préférence comprises entre 10 pm et 50 pm et plus préférentiellement de l'ordre de 25 pm.
[0064] Selon un mode de réalisation, non représenté en figure 1, la couche 17 est recouverte, dans l'empilement du dispositif d'acquisition d'images 11, par une couche de protection. La couche de protection permet, notamment, d'éviter que la couche 17 ne se raye lors de l'utilisation du dispositif 11 par un utilisateur.
[0065] Selon un mode de réalisation, les microstructures 27 sont à l'intérieur du guide d'onde. En d'autres termes, les microstructures sont saillantes d'une face du guide d'onde en direction de l'autre face du guide d'onde parallèle à la première face.
[0066] Selon un autre exemple, les microstructures sont saillantes d'une face du guide d'onde dans une direction opposé à l'autre face du guide d'onde parallèle à la première face.
[0067] La figure 2 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'une microstructure 27 du système d'acquisition d'images 10 illustré en figure 1.
[0068] Selon les modes de réalisation illustrés en figures 2 à 15, les microstructures 27 de la couche 17 ont sensiblement toutes les mêmes dimensions et la même géométrie aux tolérances de fabrication près, toutefois en pratique, les microstructures 27 peuvent avoir des dimensions différentes.
[0069] Chaque microstructure 27 définit, par rapport à un premier plan PI parallèle à la face inférieure 17i (figure 1) de la couche 17 guide d'onde, une protubérance en direction de la face supérieure 17s (figure 1) de la couche 17 guide d'onde. La protubérance a la forme d'un cylindre 29 incliné par rapport au plan PI et coupé par le plan PI.
[0070] L'axe 31 du cylindre 29 fait, avec le plan PI, un angle cp compris entre 20° et 60° de préférence égal à environ 45°, plus préférentiellement égal à 45°. L'axe 31 du cylindre 29 s'inscrit dans un deuxième plan P2, perpendiculaire au premier plan PI et coupant, de préférence, la microstructure 27 associée au cylindre 29 en deux parties égales et symétriques. Chaque microstructure 27 est en outre délimitée par un troisième plan P3 perpendiculaire au deuxième plan P2 et, de préférence, perpendiculaire au plan PI.
[0071] Chaque microstructure 27 illustrée en figures 2 à 5 comprend ainsi : une première face plane Fl dans le troisième plan P3 ; une deuxième face plane F2 dans le premier plan PI ; et une face non plane F3 définie par la partie courbe de la portion du cylindre 29 émergeant du premier plan PI.
[0072] En d'autres termes, la face non-plane F3 relie, les côtés courbes de deux faces planes F2, Fl. La face F3 décrit tout l'espace entre les deux faces planes Fl et F2. La face non-plane F3 a, lorsqu'elle est aplanie, la forme d'un ovale pointu .
[0073] De préférence, la face courbe ou non-plane F3 de la microstructure définit du point de vue de la microstructure une forme convexe, c'est-à-dire arrondie vers l'extérieure de la microstructure. On se réfère ici à la forme elle-même et non au matériau constituant la microstructure.
[0074] Par exemple, dans le cas d'une microstructure constituée d'air et définie par un matériau l'entourant, la microstructure est convexe et la courbure dans le matériau la définissant à l'interface avec la face F3 est concave. Dans le cas d'une microstructure en un premier matériau entourée d'un guide d'onde en un second matériau, la microstructure est convexe et l'espace l'entourant du guide d'onde est concave à l'interface avec la face F3 de la microstructure. Dans le cas d'une microstructure en un matériau entourée d'air constituant le guide d'onde, la microstructure est convexe et l'espace remplit d'air présente, à l'interface avec la face F3 de la microstructure, une forme concave. [0075] La figure 3 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de la coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation de la microstructure 27 illustrée en figure 2.
[0076] La figure 4 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire aux plans des coupes des figures 1 et 2, d'un mode de réalisation de la microstructure 27 illustrée en figure 2.
[0077] Plus particulièrement, la figure 3 est une vue en coupe de la microstructure 27, selon le plan de coupe PI de la figure 2 et la figure 4 est une vue en coupe de la microstructure 27, selon le plan de coupe P3 de la figure 2.
[0078] Chacune des faces Fl, F2 a la forme d'une partie d'ellipse. Selon le mode de réalisation illustré en figure 2 à 4, les faces Fl, F2 sont sécantes sur une distance égale à dl. La distance dl est, de préférence, inférieure ou égale à la moitié de la taille d'un coté d'un pixel.
[0079] Par exemple, la distance dl est comprise entre 1 pm et 25 pm pour des pixels mesurant 50 pm par 50 pm, la distance dl est, de préférence, de l'ordre de 4 pm.
[0080] La figure 5 représente des vues en coupe A, B et C, partielles et schématiques, dans le plan de la coupe de la figure 1, de variantes de modes de réalisation de la microstructure 27 illustrée en figure 2.
[0081] Plus particulièrement, les trois vues de la figure 5 correspondent à des vues en coupe de la microstructure 27 selon le plan de coupe P2 illustré en figure 2.
[0082] La section de la microstructure 27 selon le plan de coupe P2 de la vue A de la figure 2 est un triangle dont les deux côtés des faces Fl et F2 ont respectivement des dimensions d2 et d3, de préférence, égales. Les dimensions d2 et d3 sont, par exemple, comprises entre 1 pm et 25 pm, de préférence, comprises entre 2 pm et 12 pm.
[0083] De préférence, la première face plane Fl et la deuxième face plane F2 de chaque microstructure 27 sont sécantes avec un angle Q compris entre 45° et 135°, de préférence, inférieur ou égal à environ 90°, plus préférentiellement égal à environ 90°. A titre d'exemple, en vue A, l'angle Q est de l'ordre de 90°, en vue B, l'angle Q est compris entre 90° et 135° et en vue C, l'angle Q est compris entre 45° et 90°.
[0084] Selon le mode de réalisation préféré, les angles a, cp, formés respectivement entre la face F3 et la face Fl et entre la face F3 et la face F2, sont, dans le plan P2 de la figure 2, par exemple, compris entre 20° et 60° et sont, de préférence, égaux à environ 45°, plus préférentiellement égalaux à 45°.
[0085] A titre d'exemple, la section d'une microstructure 27 selon le plan de coupe P2 de la figure 2 est un triangle rectangle, de préférence, isocèle.
[0086] A titre d'exemple, la dimension d2 peut être égale à la moitié de la dimension d3, l'angle Q égal à environ 90°, l'angle cp égal à environ 30° et l'angle égal à environ 60°.
[0087] La figure 6 est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation du dispositif d'acquisition d'images 11 illustré en figure 1.
[0088] Plus particulièrement, la figure 6 illustre un exemple d'évolution de la densité en microstructures 27 dans la couche 17 guide d'onde d'un dispositif 111.
[0089] Le dispositif 111 illustré en figure 6 comprend deux sources 21, d'un même côté de la couche 17 et, émettant chacune un rayonnement 23 toutefois en pratique le nombre de sources 21 peut être différent de 2. [0090] Selon un mode de réalisation, non représenté, les sources 21 peuvent être situées dans la couche guide d'onde 17.
[0091] Selon le présent mode de réalisation, la couche 17 est, en vue de dessus, rectangulaire. En pratique, la couche 17 peut avoir une forme ovale, triangulaire ou polygonale. L'homme du métier saura adapter la présente description à la forme de la couche 17.
[0092] En vue de dessus, le dispositif 111, et plus précisément la couche 17, comprend deux parties : une première partie 33, optionnelle, ne comprenant pas de microstructures 27, située côté sources 21 ; et une deuxième partie 35, comprenant des microstructures 27, et dans laquelle la densité en microstructures 27 n'est, par exemple, pas homogène sur l'ensemble de sa surface.
[0093] En d'autres termes, la couche 17 est divisée en deux parties, la première partie 33 étant la partie de la couche 17 située proche des sources 21, à gauche de la couche 17 en figure 6, et la deuxième partie 35 étant la partie de la couche 17 située à l'opposé des sources 21, à droite de la couche 17 en figure 6. La première partie 33 s'étend du bord de la couche 17, côté sources 21, dans la couche 17 sur une distance L1. La deuxième partie s'étend du bord de la couche 17, opposé aux sources 21, sur une distance L2. La couche 17 a une largeur 1.
[0094] Un avantage du présent mode de réalisation est que la première partie 33 de la couche 17 permet d'assurer que l'entrée de la deuxième partie 35 de la couche 17, c'est-à- dire la jonction entre la première partie 33 et la deuxième partie 35, soit éclairée par les rayonnements 23 issus des couches 21 de façon homogène. En d'autres termes, le présent mode de réalisation permet que les cônes de révolution ou portions de cône de révolution dans lesquels les rayonnements 23 se propagent se recoupent dans la première partie 33 de la couche 17, et en dehors de la deuxième partie 35 de la couche 17. La distance L1 dépend ainsi de la distance qui sépare la couche 17 et les sources 21. La distance L1 est donc plus faible dans un dispositif 111 où les sources 21 sont situées dans la couche 17, que dans un dispositif 111 où les sources 21 sont situées à l'extérieur de la couche 17.
[0095] En figure 6, la couche 17 apparaît plus foncée lorsque la densité en microstructures 27 est plus importante et la couche 17 apparait plus claire lorsque la densité en microstructures 27 est moins importante. Des microstructures 27 s'étalent de l'entrée dans la deuxième partie 35 de la couche 17, à la sortie de la deuxième partie 35 de la couche 17 (c'est-à-dire à l'opposé de l'entrée de la deuxième partie 35 de la couche 17). La densité des microstructures 27, qui correspond au rapport entre la surface totale occupée par les microstructures 27 et la surface du guide d'onde 17 dans le plan XZ, est, de préférence, beaucoup plus importante à proximité de la sortie de la couche 17 que à proximité de l'entrée de la couche 17. L'évolution de la densité des microstructures 27 au sein de la couche 17 est adaptée afin que l'objet 25 à imager soit éclairé par un rayonnement homogène dans le plan XZ. L'évolution de la densité des microstructures 27 au sein de la couche 17 est par exemple, linéaire. A titre d'exemple, l'évolution de la densité des microstructures 27 au sein de la couche 17 a une tendance logarithmique, puissance ou exponentielle. A titre d'exemple, la densité évolue entre 0,1 et 1 de préférence entre 0,2 et 0,8.
[0096] La couche 17 guide d'onde a, par exemple, des dimensions adaptées afin que la dimension du capteur d'images 13 (figure 2) respecte les certifications du bureau d'investigation fédéral (FBI, Fédéral Bureau of Investigation) .
[0097] Selon un mode de réalisation, la couche 17 guide d'onde a des dimensions adaptées afin que le capteur d'images 13 soit adapté à capter l'image d'un doigt, c'est-à-dire qu'il respecte la catégorie de certification FAP 10. La distance L2 est supérieure ou égale à 16,5 mm. Afin de respecter les dimensions de certification du FBI FAP 10, la couche 17 a une largeur 1 supérieure à 12,7.
[0098] Le nombre de sources 21 est, par exemple, de l'ordre de 5 ou 6.
[0099] Selon un mode de réalisation, le guide d'onde a des dimensions adaptées afin que le capteur d'images 13 soit adapté à capter l'image d'une main, c'est-à-dire qu'il respecte la catégorie de certification FAP 60. La distance L1 est, par exemple, comprise entre 5 mm et 15 mm et la distance L2 est supérieure ou égale à 81,28 mm. Afin de respecter les dimensions de certification du FBI FAP 60, la couche 17 a une largeur 1 au moins égale à 76,2 mm. Le nombre de sources 21 peut être de l'ordre de 26 mais peut être différent de 26.
[0100] Selon un mode de réalisation, le guide d'onde a des dimensions adaptées afin que le capteur d'images 13 respecte la catégorie de certification FAP 10, FAP 30, FAP 60 ou FAP 45.
[0101] Selon un autre mode de réalisation, le guide d'onde a une forme et des dimensions adaptées afin que la forme et la dimension du capteur d'images 13 soient adaptées au système ou à l'objet 25 à imager.
[0102] Selon le mode de réalisation illustré en figure 6, les microstructures 27 ont toutes les axes 31 des cylindres 29 (figure 2), par lesquelles elles sont définies, parallèles et de même orientation. [0103] Selon le mode de réalisation illustré en figure 6, les microstructures 27 sont orientées dans la couche 17 de sorte que le rayonnement 23 rencontre une microstructure 27 par sa face F3. En d'autres termes, l'inclinaison des microstructures est dans la direction du rayonnement 23 véhiculé par la couche 17. Les microstructures 27 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure 17s (figure 1) de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl fait face à la sortie de la deuxième partie 35 de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et Fl pointe alors en direction de la face supérieure 17s (figure 1) de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0104] La figure 7 est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation, du dispositif d'acquisition d'images 11 illustré en figure 1.
[0105] Plus particulièrement, la figure 7 illustre un exemple d'évolution de la densité en microstructures 27 dans la couche 17 guide d'onde d'un dispositif 113. Le dispositif 113 illustré en figure 7 est semblable au dispositif 111 illustré en figure 6 à la différence près que le dispositif 113 comprend des sources lumineuses 21 sur deux côtés opposés de la couche 17 parmi les quatre côtés de la couche 17.
[0106] Le dispositif 113 illustré en figure 7 comprend deux sources 21, sur deux des côtés de la couche 17, émettant chacune un rayonnement 23, toutefois, en pratique le nombre de sources 21 peut être, par côtés, différent de deux.
[0107] A la différence de la première partie 33 de la couche 17 du dispositif 111 illustré en figure 6, la première partie 33 de la couche 17 du dispositif 113 illustré en figure 7 est divisée en deux portions chacune située sur un bord de la couche 17 en vis-à-vis des sources 21. La deuxième partie 35 est, elle, située au centre de la couche 17. En d'autres termes, la deuxième partie 35 est, selon le mode de réalisation illustré en figure 7 prise "en sandwich" entre les deux portions de la première partie 33 de la couche 17, les portions de la première partie 33 étant situées en face des sources 21.
[0108] La deuxième partie 35 a, par exemple, des dimensions adaptées afin de respecter les certifications FBI, par exemple, FAP 10, FAP 20, FAP 30, FAP 45 ou FAP 60. A titre d’exemple, et afin de respecter la certification FBI FAP 10, la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe Z est supérieure ou égale à 12,7 mm et la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe X est supérieure ou égale à 16,5 mm ou inversement. A titre d'exemple, et afin de respecter la certification FBI FAP 60, la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe Z est supérieure ou égale à 81,28 mm et la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe X est supérieure ou égale à 76,2 mm ou inversement .
[0109] Chacune des deux portions de la première partie 33 s'étend, par exemple, du bord de la couche 17, dans la couche 17, sur une distance, selon l'axe Z, constante sensiblement égale à la distance L1 mentionnée en relation avec la figure 6. A titre d'exemple, la distance L1 est, de préférence, comprise entre 5 mm et 15 mm.
[0110] Selon le mode de réalisation illustré en figure 7, la partie 35 est divisée en deux portions distinctes, par exemple sensiblement identiques et symétriques selon le plan XY passant par le centre de la couche 17.
[0111] Chacune des portions de la deuxième partie 35 accueille un réseau de microstructures 27. Une portion 351 de la deuxième partie 35 comprend, ainsi, un réseau de microstructures 271 et une portion 352 de la deuxième partie 35 comprend un réseau de microstructures 272. [0112] La densité en microstructures dans chaque portion de la deuxième partie 35 est telle que la densité en microstructures est faible dans une zone de la portion aux abords des sources 21 et est de plus en plus élevée en s'éloignant des sources 21. Pour chacune des deux portions 351, 352, la densité est maximale en microstructures 271, 272 au niveau du plan XY passant par le centre de la couche 17.
[0113] L'orientation des microstructures en fonction de leurs localisations dans la couche 17 et plus particulièrement dans la deuxième partie 35 de la couche 17 sera décrite ci-après. Plus précisément, l'orientation des microstructures 271 présentes dans la portion 351 de la deuxième partie 35 est décrite en relation avec la figure 8. L'orientation des microstructures 272 présentes dans la portion 352 de la deuxième partie 35 est décrite en relation avec la figure 9.
[0114] La figure 8 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 7, d'un mode de réalisation d'une microstructure du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 7.
[0115] Plus particulièrement, la figure 8 illustre un exemple d'orientation des microstructures 271 de la couche 17 illustrée en figure 7 et dans la couche 17, selon le plan de coupe AA de la figure 7.
[0116] Selon le mode de réalisation illustré en figures 7 et 8, les microstructures 271 sont orientées dans la couche 17, plus précisément dans la portion 351, de sorte que le rayonnement 23, issu des sources 21 adjacentes à la portion 351, rencontre chaque microstructure 271 par sa face F3.
[0117] Les microstructures 271 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure, 17s de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl est, elle, orientée de sorte qu'elle soit orthogonale à l'axe Z et face à la ou aux sources 21 situées du côté opposé de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et F2 pointe alors dans le sens opposé de l'axe Z et l'angle formé par les faces F3 et Fl pointe en direction de la face supérieure 17s de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0118] La figure 9 est vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'une autre microstructure 27 du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 7.
[0119] Plus particulièrement, la figure 9 illustre un exemple d'orientation des microstructures 272 de la couche 17 illustrée en figure 7 et dans la couche 17, selon le plan de coupe BB de la figure 7.
[0120] Selon le mode de réalisation illustré en figures 7 et 9, les microstructures 272 sont orientées dans la couche 17, plus précisément dans la portion 352, de sorte que le rayonnement 23, issu des sources 21 adjacentes à la portion 352, rencontre chaque microstructure 272 par sa face F3.
[0121] Les microstructures 272 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure 17s de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl est, elle, orientée de sorte qu'elle soit orthogonale à l'axe Z et face à la ou aux sources 21 situées du côté opposé de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et F2 pointe alors dans le sens de l'axe Z et l'angle formé par les faces F3 et Fl pointe en direction de la face supérieure 17s de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0122] Les microstructures 271 et les microstructures 272 sont symétriques par rapport au plan XZ passant par le centre de la couche 17. [0123] La figure 10 représente par une vue de dessus, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation, du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 1.
[0124] Plus particulièrement, la figure 10 illustre un exemple d'évolution de la densité en microstructures 27 dans la couche 17 guide d'onde d'un dispositif 115. Le dispositif 115 illustré en figure 10 est semblable au dispositif 111 illustré en figure 6 à la différence près que le dispositif 115 comprend des sources lumineuses 21 sur chacun des quatre côtés de la couche 17.
[0125] Le dispositif 115 illustré en figure 10 comprend ainsi au moins une source 21, sur chacun des quatre côtés de la couche 17, émettant chacune un rayonnement 23, toutefois, en pratique le nombre de sources 21 peut être, par côtés, différent de un.
[0126] A la différence de la première partie 33 de la couche 17 du dispositif 111 illustré en figure 6, la première partie 33 de la couche 17 du dispositif 115 illustré en figure 10 forme un cadre, par exemple rectangulaire ou carré, autour de la deuxième partie 35. En d'autres termes, la deuxième partie 35 de la couche 17 du dispositif 115 illustré en figure 10 est, par exemple, rectangulaire et située au centre de la couche 17 et est entourée par la première partie 33.
[0127] La deuxième partie 35 a, par exemple, des dimensions adaptées afin de respecter les certifications FBI, par exemple FAP 10, FAP 20, FAP 30, FAP 45 ou FAP 60. A titre d'exemple, et afin de respecter la certification FBI FAP 10, la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe Z est supérieure ou égale à 12,7 mm et la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe X est supérieure ou égale à 16,5 mm ou inversement. A titre d'exemple, et afin de respecter la certification FBI FAP 60, la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe Z est supérieure ou égale à 81,28 mm et la dimension de la deuxième partie 35 selon l'axe X est supérieure ou égale à 76,2 mm ou inversement .
[0128] La première partie 33 a, par exemple, une largeur de cadre, constante sensiblement égale à la distance L1 de la première partie 33 mentionnée en relation avec la figure 6. A titre d'exemple, la distance L1 est, de préférence, comprise entre 5 mm et 15 mm.
[0129] Selon le mode de réalisation illustré en figure 10, la partie 35 est divisée en quatre portions triangulaires équivalentes dont les bases correspondent chacune à un côté de la partie 35 et dont les sommets sont confondus au centre de la couche 17.
[0130] De façon analogue au dispositif 113 illustrée en figure 7, chacune des portions de la deuxième partie 35 accueille un réseau de microstructures. Ainsi, une portion 353 de la deuxième partie 35 comprend un réseau de microstructures 273, une portion 355 de la deuxième partie 35 comprend un réseau de microstructures 275, une portion 357 de la deuxième partie 35 comprend un réseau de microstructures 277, une portion 359 de la deuxième partie 35 comprend un réseau de microstructures 279.
[0131] Encore de façon analogue au dispositif 113 illustré en figure 7, la densité en microstructures dans chaque portion de la deuxième partie 35 est telle que la densité en microstructures est faible dans la partie de la portion aux abords des sources 21 et est de plus en plus élevée à l'approche du centre de la couche 17.
[0132] L'orientation des microstructures en fonction de leurs localisations dans la couche 17 et plus particulièrement dans la deuxième partie 35 de la couche 17 sera décrite ci-après. Plus précisément, l'orientation des microstructures 273 présentes dans la portion 353 de la deuxième partie 35 est décrite en relation avec la figure 11. L'orientation des microstructures 275 présentes dans la portion 355 de la deuxième partie 35 est décrite en relation avec la figure 12. L'orientation des microstructures 277 présentes dans la portion 357 de la deuxième partie 35 est décrite en relation avec la figure 13. L'orientation des microstructures 279, présentes dans la portion 359 de la deuxième partie 35, est décrite en relation avec la figure 14. Pour chacune des portions 353, 355, 357, 359 la densité est maximale en microstructures 273, 275, 277, 279 au centre de la couche 17.
[0133] La figure 11 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'une microstructure 273 du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10.
[0134] Plus particulièrement, la figure 11 illustre un exemple d'orientation des microstructures 273 de la couche 17 illustrée en figure 10 et dans la couche 17, selon le plan de coupe AA de la figure 10.
[0135] Selon le mode de réalisation illustré en figures 10 et 11, les microstructures 273 sont orientées dans la couche 17, plus précisément dans la portion 353, de sorte que le rayonnement 23, issu des sources 21 adjacentes à la portion 353, rencontre chaque microstructure 273 par sa face F3.
[0136] Les microstructures 273 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl est, elle, orientée de sorte qu'elle soit orthogonale à l'axe X et face à la ou aux sources 21 situées du côté opposé de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et F2 pointe alors dans le sens de l'axe X et l'angle formé par les faces F3 et Fl pointe en direction de la face supérieure de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0137] La figure 12 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'une autre microstructure 275 du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10.
[0138] Plus particulièrement, la figure 12 illustre un exemple d'orientation des microstructures 275 de la couche 17 illustrée en figure 10 et dans la couche 17, selon le plan de coupe BB de la figure 10.
[0139] Selon le mode de réalisation illustré en figures 10 et 12, les microstructures 275 sont orientées dans la couche 17, plus précisément dans la portion 355, de sorte que le rayonnement 23, issu des sources 21 adjacentes à la portion 355, rencontre chaque microstructure 275 par sa face F3.
[0140] Les microstructures 275 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl est, elle, orientée de sorte qu'elle soit orthogonale à l'axe Z et face à la ou aux sources 21 situées du côté opposé de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et F2 pointe alors dans le sens de l'axe Z et l'angle formé par les faces F3 et Fl pointe en direction de la face supérieure de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0141] La figure 13 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'encore une autre microstructure 277 du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10. [0142] Plus particulièrement, la figure 13 illustre un exemple d'orientation des microstructures 277 de la couche 17 illustrée en figure 10 et dans la couche 17, selon le plan de coupe CC de la figure 10.
[0143] Selon le mode de réalisation illustré en figures 10 et 13, les microstructures 277 sont orientées dans la couche 17, plus précisément dans la portion 357, de sorte que le rayonnement 23, issu des sources 21 adjacentes à la portion 357, rencontre chaque microstructure 277 par sa face F3.
[0144] Les microstructures 277 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl est, elle, orientée de sorte qu'elle soit orthogonale à l'axe X et face à la ou aux sources 21 situées du côté opposé de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et F2 pointe alors dans le sens opposé de l'axe X et l'angle formé par les faces F3 et Fl pointe en direction de la face supérieure de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0145] Les microstructures 277 et les microstructures 273 sont symétriques par rapport au plan XZ passant par le centre de la couche 17.
[0146] La figure 14 est une vue en coupe, partielle et schématique, dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1, d'un mode de réalisation d'encore une autre microstructure 279 du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 10.
[0147] Plus particulièrement, la figure 14 illustre un exemple d'orientation des microstructures 279 de la couche 17 illustrée en figure 10 et dans la couche 17, selon le plan de coupe DD de la figure 10. [0148] Selon le mode de réalisation illustré en figures 10 et 14, les microstructures 279 sont orientées dans la couche 17, plus précisément dans la portion 359, de sorte que le rayonnement 23, issu des sources 21 adjacentes à la portion 359, rencontre chaque microstructure 279 par sa face F3.
[0149] Les microstructures 279 sont orientées de sorte que la face F2 soit parallèle au plan formé par la face supérieure de la couche 17 et que la face F2 regarde la face supérieure du filtre angulaire 23 (figure 2). La face Fl est, elle, orientée de sorte qu'elle soit orthogonale à l'axe Z et face à la ou aux sources 21 situées du côté opposé de la couche 17. L'angle formé par les faces F3 et F2 pointe alors dans le sens opposé de l'axe Z et l'angle formé par les faces F3 et Fl pointe en direction de la face supérieure de la couche 17 et, plus particulièrement en direction du doigt 25.
[0150] Les microstructures 279 et les microstructures 275 sont symétriques par rapport au plan XY passant par le centre de la couche 17.
[0151] La figure 15 représente, par une vue en perspective A et une vue en coupe B, partielles et schématiques, un autre mode de réalisation de microstructures 27' du dispositif d'acquisition d'images illustré en figure 1.
[0152] Plus particulièrement, la vue A représente une vue en perspective d'une microstructure 27' telle qu'elle est présente dans la couche 17. La vue B de la figure 15 est une vue en coupe selon le plan P de la vue A.
[0153] Les microstructures 27' illustrées en figure 15 sont comparables aux microstructures 27 illustrées en figure 2 puisqu'une microstructure 27' illustrée en figure 15 correspond à l'assemblage de deux microstructures 27 illustrées en figure 2 par leurs faces Fl. [0154] En d'autres termes, la couche 17 en figure 15 comprend deux ensembles de microstructures 27 telles qu'illustrées en figure 2 dont les axes des cylindres se coupent en formant un angle sensiblement égal à 180 -2xcp. Les axes des cylindres sont, de préférence, orthogonaux dans un même plan et l'orientation est, dans les deux ensembles, opposée. La première face Fl (définie sur la microstructure 27' comme étant la face F6) de chaque microstructure 27 du premier ensemble étant commune à la première face Fl de chaque microstructure 27 du deuxième ensemble.
[0155] Chaque microstructure 27' correspond alors à l'assemblage de deux microstructures 27 par leurs premières faces Fl.
[0156] Chaque microstructure 27' comprend, selon le mode de réalisation illustré en figure 15 deux faces non-planes F5 et F5' reliant, les côtés courbes de deux surfaces planes F6, F4. La face F6 a la forme d'une partie d'ellipse et la face F4 a la forme d'une ellipse entière. Les deux faces planes F6, F4 sont orthogonales et sécantes de sorte que le bord droit de la face F6 soit confondu avec l'axe de symétrie de la face F4. Les faces F5 et F5' décrivent tout l'espace entre les deux faces F4 et F6. Les faces non-planes F5 et F5' ont, lorsqu'elles sont aplanies, la même forme et la forme d'un ovale pointu.
[0157] Selon le mode de réalisation illustré en figure 15, les faces F6, F4 sont sécantes sur une distance égale à dl.
[0158] Selon le mode de réalisation préféré, la section d'une microstructure 27' selon le plan de coupe P de la vue A de la figure 15 est un triangle rectangle dont la hauteur est égale à d2 et dont la dimension de l'hypoténuse correspond à deux fois la dimension d3. En d'autres termes, la section d'une microstructure 27' selon le plan de coupe P de la vue A est un triangle rectangle, de préférence, isocèle. [0159] Selon un autre mode de réalisation, la microstructure 27' est un triangle non rectangle et/ou non isocèle dont la hauteur est égale à d2.
[0160] Selon le mode de réalisation illustré en figure 15, les angles formés entre la face F5 et la face F4 et entre la face F5' et la face F4 sont, dans le plan P de la vue A, égaux à cp (figure 2) et de l'ordre de 45°.
[0161] De telles microstructures sont, par exemple, utilisées dans le dispositif 113 illustré en figure 7, dont la couche 17 est éclairée par deux rangées de sources 21 se faisant face. La densité des microstructures 27' dans la couche 17 peut être homogène à l'ensemble de la surface de la couche, la densité peut suivre une courbe divisée en deux portions linéaires et symétriques par rapport au centre de la couche 17 (par exemple suivant le plan XY) ou une autre répartition permettant d'obtenir un éclairement homogène sur l'ensemble de l'objet 25 à imager.
[0162] L'orientation des microstructures est de préférence choisie en fonction de la distribution angulaires des ondes émises par la source lumineuse ou inversement. En d'autres termes, l'orientation, principalement l'angle cp mais également la courbure de la face F3, conditionne la distribution angulaire des ondes dans les directions horizontales et verticales et cette distribution angulaire est préférentiellement différente dans la direction verticale par rapport à celle de la direction horizontale.
[0163] Un avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits est qu'ils permettent d'extraire davantage de lumière en direction du doigt 25 plutôt qu'en direction du capteur d'images 13.
[0164] Un autre avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits est qu'ils permettent de limiter la dégradation de l'image, le capteur capte ainsi une image d'une bonne qualité et ce même pour une forte densité en microstructures.
[0165] Encore un autre avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits est qu'ils permettent d'extraire la lumière issue des sources 21 avec un angle de 90°, c'est-à-dire qu'ils permettent d'éclairer le doigt principalement perpendiculairement par rapport à la surface de la couche 17 guide d'onde.
[0166] 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.
[0167] 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

REVENDICATIONS
1. Guide d'onde (17) comportant au moins une microstructure (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279 ; 27') définissant, par rapport à un premier plan (PI) parallèle à une première face (17i) du guide d'onde, une protubérance en direction d'une deuxième face (17s) du guide d'onde parallèle à la première face, la protubérance ayant la forme d'une portion de cylindre (29) incliné par rapport audit premier plan (PI) et coupé par ce dernier, la protubérance comportant au moins une face courbe (F3) correspondant à une partie du pourtour du cylindre, et le premier plan (PI) n'étant ni perpendiculaire, ni parallèle, à un plan de symétrie du cylindre.
2. Guide d'onde selon la revendication 1, dans lequel la microstructure ((27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279 ; 27') comporte une face non plane (F3 ; F5, F5'), définie par la partie courbe de la portion du cylindre (29) émergeant du premier plan (PI).
3. Guide d'onde selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la face courbe (F3) de la microstructure a une forme convexe.
4. Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, dans lequel l'axe (31) du cylindre (29) fait, avec le premier plan (PI), un angle (cp) compris entre 20° et 60° de préférence égal à environ 45°, plus préférentiellement égal à 45°.
5. Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, dans lequel la protubérance est symétrique par rapport à un deuxième plan (P2) perpendiculaire au premier plan (PI) et dans lequel s'inscrit l'axe du cylindre.
6. Guide d'onde selon les revendications 5 dans lequel la microstructure (27 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) comporte une première face plane (Fl) dans un troisième plan (P3) perpendiculaire au deuxième plan (P2).
7.Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à
6, dans lequel la microstructure (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) comporte une deuxième face plane (F2) dans le premier plan (PI).
8.Guide d'onde selon les revendications 6 et 7, dans lequel la première face plane (Fl) et la deuxième face plane (F2) de la microstructure (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) sont sécantes avec un angle (Q) compris entre 45° et 135°, de préférence, inférieur ou égal à environ 90°, plus préférentiellement égal à environ 90°.
9.Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'inclinaison de la microstructure (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) est dans la direction des ondes (23) véhiculées par le guide (17).
10. Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comportant au moins un premier ensemble de microstructures (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) dont les axes (31) des cylindres (29) sont parallèles et de même orientation .
11. Guide d'onde selon les revendications 6 et 10, comprenant au moins un deuxième ensemble de microstructures (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) dont les axes (31) des cylindres (31) sont parallèles et de même orientation, la première face (Fl) de chaque microstructure (27 ; 271,
272 ; 273, 275, 277, 279) du premier ensemble étant commune à la première face (Fl) de chaque microstructure du deuxième ensemble.
12. Guide d'onde selon la revendication 11, dans lequel les axes des cylindres des microstructures (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279) du premier ensemble sont approximativement perpendiculaires aux axes des cylindres des microstructures du deuxième ensemble.
13. Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications
10 à 12, comportant, dans une direction parallèle à l'axe des microstructures (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279 ; 27') du premier ensemble, une première partie (33) sans microstructure suivie d'une deuxième partie (35 ; 351,
352 ; 353, 355, 357, 359) comprenant des microstructures.
14. Guide d'onde selon la revendication 13, comportant, dans une direction parallèle à l'axe des microstructures (27 ; 271, 272 ; 273, 275, 277, 279 ; 27') du deuxième ensemble, une troisième partie (33) sans microstructure suivie de la deuxième partie (35 ; 351, 352 ; 353, 355,
357, 359) comprenant des microstructures.
15. Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications
11 à 14, dans lequel la densité en microstructures (27 ;
271, 272 ; 273, 275, 277, 279 ; 27') dans la deuxième partie (35 ; 351, 352 ; 353, 355, 357, 359) est d'autant plus faible que l'on s'approche de la première partie (33) ou de la troisième partie (33).
16. Système d'acquisition (10) d'images comprenant : un dispositif (11) comportant un capteur d'images (13), dont la face supérieure est parallèle à la deuxième face (17s) de la couche guide d'onde (17), un filtre angulaire (15) et le guide d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 ; une source lumineuse (21) ; et une unité de traitement (18).
17. Système selon la revendication 16, dans lequel la source lumineuse est une ou des diodes électroluminescentes
18. Système selon la revendication 16 ou 17, dans lequel la source lumineuse est située dans la couche guide d'onde (17).
19. Système selon la revendication 16, comprenant un écran à cristaux liquides passif, éclairé par la couche guide d'onde (17), l'écran à cristaux liquides étant situé entre la couche guide d'onde (17) et un objet à imager (25).
20. Système selon la revendication 16, dans lequel la source lumineuse est une diode électroluminescente organique située entre la couche guide d'onde (17) et un objet à imager (25).
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