FR3025042A1 - Dispositif d'acquisition d'empreintes digitales - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) d'acquisition d'empreintes digitales ou palmaires, comprenant : un capteur d'empreintes (110) comportant, sur un substrat de support (112), une pluralité de cellules (114) d'acquisition d'empreintes, chaque cellule (114) comportant un élément (201) de conversion photoélectrique, pyroélectrique, capacitif ou piézoélectrique, et au moins un transistor TFT ; et un détecteur de faux doigts comportant au moins un enroulement conducteur (130) et un circuit (132) de mesure d'une grandeur représentative de l'inductance de cet enroulement (130).

Description

1 DISPOSITIF D'ACQUISITION D'EMPREINTES DIGITALES Domaine La présente demande concerne le domaine des dispositifs électroniques de façon générale, et vise plus particulièrement le domaine des dispositifs d'acquisition d'empreintes digitales.

Exposé de l'art antérieur Divers dispositifs et méthodes ont été proposés pour réaliser une acquisition électronique d'une empreinte digitale, c'est-à-dire pour fournir une image du motif formé par les crêtes et creux de la peau d'un doigt, de plusieurs doigts, ou de la paume de la main. On a notamment proposé des capteurs optiques, des capteurs capacitifs, des capteurs thermiques, des capteurs à ultrasons, et des capteurs à champ électrique. On s'intéresse ici plus particulièrement aux capteurs d'empreintes digitales optiques, thermiques, capacitifs ou à pression, réalisés en technologie TFT (de l'anglais "Thin Film Transistor" - transistor en couches minces), c'est-à-dire comportant, sur un substrat de support, une ou plusieurs cellules élémentaires d'acquisition, chaque cellule comportant un élément de conversion photoélectrique, pyroélectrique, capacitif, ou piézoélectrique, et un ou plusieurs transistors TFT permettant de commander cet élément. Par transistor TFT, on entend ici des transistors formés par dépôts successifs de couches conductrices, 3025042 2 isolantes et semiconductrices sur le substrat de support. En particulier, dans un transistor TFT, la région semiconductrice de formation de canal du transistor est réalisée par dépôt d'une couche d'un matériau semiconducteur, par exemple du silicium 5 amorphe hydrogéné, du silicium polycristallin (rendu polycristallin après un recuit par exemple), ou encore un matériau de type IGZO (de l'anglais "Indium Gallium Zinc Oxyde" - oxyde d'indium gallium zinc), ce dépôt pouvant être précédé d'un dépôt d'une couche conductrice servant à former une électrode de grille, 10 de source ou de drain du transistor. Les capteurs d'empreintes optiques, thermiques et capacitifs réalisés en technologie TFT présentent l'avantage d'être relativement peu onéreux, notamment grâce à l'utilisation d'un substrat de support en un matériau à faible coût tel que le verre (au lieu d'un substrat en silicium 15 monocristallin généralement utilisé pour réaliser des transistors), et d'être facilement intégrables dans de nombreux types de dispositifs électroniques, et en particulier dans des dispositifs utilisant déjà la technologie TFT pour réaliser d'autres fonctions, par exemple pour réaliser des écrans 20 d'affichage. Outre le capteur d'empreintes proprement dit, un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales peut comprendre un ou plusieurs dispositifs de protection contre les fraudes. Une méthode de fraude relativement répandue consiste à apposer sur le capteur une reproduction artificielle de l'empreinte d'un doigt, par exemple un faux doigt réalisé par moulage dans un matériau tel que l'argile, la pâte à modeler, la gélatine ou le silicone. On a proposé des détecteurs de faux doigts dans lesquels on mesure la conductivité électrique du doigt par l'intermédiaire d'électrodes disposées au contact du doigt. Cette méthode présente l'inconvénient de nécessiter un contact entre le doigt de l'utilisateur et au moins une électrode du détecteur de faux doigts. Ceci peut poser des problèmes pratiques de conception, et à long terme, des problèmes de fiabilité du dispositif d'acquisition d'empreintes digitales. En outre, cette méthode de 3025042 3 détection, largement répandue, a déjà été contournée par certains fraudeurs qui utilisent des faux doigts en des matériaux présentant des conductivités électriques sensiblement identiques à celles de la peau humaine.

5 Il a en outre été proposé, dans le document W02014/015095, un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales à champ magnétique, comportant une pluralité de pixels comportant chacun une bobine et des moyens de mesure de l'inductance de cette bobine. Ce document indique que les mesures d'inductance peuvent 10 être utilisées pour détecter des tentatives de fraude, mais n'explique toutefois pas comment effectuer de telles détections. Un inconvénient de ce dispositif d'acquisition d'empreintes digitales réside dans sa très grande complexité de réalisation, si l'on souhaite acquérir des images à une résolution exploitable 15 par les dispositifs de reconnaissance d'empreintes digitales usuels. A titre d'exemple, si on souhaite acquérir des images à une résolution de 500 pixels par pouce ou plus, soit un pas inter-pixel de 50,8 fun ou moins, chaque bobine doit tenir dans une zone de largeur inférieure ou égale à 50,8 gm. Il en résulte que les 20 bobines ont inévitablement un faible nombre de tours, et donc une faible sensibilité. En outre, du fait de leur petite taille, les bobines génèrent un champ magnétique sur une faible profondeur. En particulier, de telles bobines ne permettent pas de créer un champ magnétique pénétrant dans les couches internes de la peau.

25 En pratique, un tel capteur ne permet d'obtenir des images qu'à des résolutions très nettement inférieures à celles que l'on peut typiquement obtenir avec des capteurs optiques, thermiques ou capacitifs réalisés en technologie TFT. Résumé 30 Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales ou palmaires, comprenant : un capteur d'empreintes comportant, sur un substrat de support, une pluralité de cellules d'acquisition d'empreintes, chaque cellule comportant un élément de conversion photoélectrique, 35 pyroélectrique, capacitif ou piézoélectrique, et au moins un 3025042 4 transistor TFT ; et un détecteur de faux doigts comportant au moins un enroulement conducteur et un circuit de mesure d'une grandeur représentative de l'inductance de cet enroulement. Selon un mode de réalisation, l'enroulement est disposé 5 au-dessus du substrat. Selon un mode de réalisation, l'enroulement et le capteur sont superposés. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend plusieurs enroulements superposés à des zones d'acquisition 10 distinctes du capteur. Selon un mode de réalisation, l'enroulement et le capteur ne sont pas superposés. Selon un mode de réalisation, le capteur est un capteur à défilement, présentant une surface d'acquisition inférieure à 15 la surface de l'empreinte à acquérir. Selon un mode de réalisation, l'ensemble formé par le capteur et l'enroulement est revêtu d'une couche isolante de protection. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la couche 20 isolante de protection au-dessus de l'enroulement est inférieure à 50 fun et de préférence inférieure à 10 gm. Selon un mode de réalisation, l'enroulement est en un matériau conducteur transparent. Selon un mode de réalisation, chaque cellule comprend 25 un élément de conversion photoélectrique, et l'enroulement est en un matériau conducteur opaque. Selon un mode de réalisation, l'extrémité intérieure de l'enroulement est reliée à un noeud d'application d'un potentiel de référence d'une cellule sous-jacente.

30 Selon un mode de réalisation, les cellules d'acquisition sont disposées en matrice. Selon un mode de réalisation, le substrat est transparent. Selon un mode de réalisation, les opérations de mesure 35 d'inductance effectuées par le circuit de mesure et les opérations 3025042 5 d'acquisition d'empreinte par le capteur ne sont pas mises en oeuvre simultanément. Selon un mode de réalisation, l'acquisition d'une empreinte digitale par le capteur comprend plusieurs phases 5 successives d'acquisition de portions de l'empreinte, ces phases successives étant séparées deux à deux par une phase de mesure de l'inductance de l'enroulement. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, 10 seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif d'acquisition 15 d'empreintes digitales ; la figure 2 est une vue en coupe schématique agrandie d'une portion du dispositif d'acquisition d'empreintes digitales de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus schématique d'une 20 variante de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales ; la figure 4 est une vue de dessus schématique d'une autre variante de réalisation d'un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales ; et 25 la figure 5 est un diagramme illustrant, sous forme de blocs, un exemple d'un procédé de commande d'un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales du type décrit en relation avec les figures 1 à 4. Description détaillée 30 Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des circuits intégrés, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par ailleurs, dans la suite de la description, sauf indication 35 contraire, les termes "approximativement", "sensiblement", 3025042 6 "environ", et "de l'ordre de", etc., signifient "à 20% près", et des références directionnelles telles que "supérieur", "inférieur", "surmontant", "au-dessus", etc., s'appliquent à des dispositifs orientés de la façon illustrée dans les vues 5 correspondantes, étant entendu que, dans la pratique, ces dispositifs peuvent être orientés différemment. La figure 1 est une vue de dessus schématique d'un exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif 100 d'acquisition d'empreintes digitales.

10 Le dispositif 100 comprend un capteur d'empreintes 110 optique, thermique, capacitif ou à pression, réalisé en technologie TFT. Le capteur d'empreintes 110 comprend, sur un substrat de support 112, par exemple un substrat isolant, une pluralité de cellules élémentaires d'acquisition 114 comportant 15 chacune au moins un élément de conversion photoélectrique, pyroélectrique, capacitif ou piézoélectrique, et un transistor TFT de commande de cet élément. Les cellules sont par exemple régulièrement réparties sur le substrat avec un pas compris entre 10 et 100 pin. Dans l'exemple représenté, le capteur 110 comprend 20 une pluralité de cellules 114 disposées en lignes et en colonnes. Les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à l'exemple schématique de la figure 1 dans lequel le capteur 110 comprend six lignes et cinq colonnes. A titre d'exemple non limitatif, le capteur 110 comprend 200 à 400 lignes et 300 à 500 colonnes. Un 25 tel capteur est par exemple adapté à une acquisition statique, c'est-à-dire à acquérir une image de l'empreinte sans que le doigt de l'utilisateur ne bouge par rapport au capteur. A titre de variante, le capteur 110 peut comprendre une seule ligne de cellules 114, ou un faible nombre de lignes, par exemple 2 à 10 30 lignes. Un tel capteur est par exemple adapté à une acquisition à défilement, c'est-à-dire à acquérir une image de l'empreinte en plusieurs tronçons lorsque le doigt de l'utilisateur défile par rapport au capteur. Dans cet exemple, le dispositif 100 comprend en outre 35 un circuit 116 (CTRL) de commande des cellules élémentaires 114 3025042 7 du capteur 110, et un circuit 118 (RD) de lecture des valeurs de sortie des cellules 114. A titre d'exemple non limitatif, le circuit de commande 116 et le circuit de lecture 118 sont adaptés à commander simultanément et à lire simultanément les cellules 5 114 d'une même ligne du capteur 110, les différentes lignes du capteur 110 pouvant être lues successivement. Selon un aspect d'un mode de réalisation, le dispositif 100 comprend en outre un enroulement conducteur 130 disposé au-dessus du capteur 110, dont les extrémités sont reliées à un 10 circuit 132 de mesure de l'inductance de cet enroulement, ou d'une grandeur représentative de l'inductance de cet enroulement. A titre d'exemple, le circuit 132 est adapté à appliquer une tension ou un courant aux bornes de l'enroulement 130, et à mesurer un déphasage courant/tension pour en déduire la valeur de 15 l'inductance de l'enroulement 130. L'enroulement 130 est de préférence un enroulement planaire, c'est-à-dire que les différentes spires de l'enroulement sont disposées sensiblement dans un même plan, dans un même niveau conducteur du dispositif, un niveau conducteur supplémentaire pouvant être prévu, pour 20 relier l'extrémité intérieure de l'enroulement au circuit 132. Dans l'exemple représenté, vu de dessus, les dimensions extérieures de l'enroulement 130 sont sensiblement identiques aux dimensions du capteur 110. Les modes de réalisation décrits ne se limitent toutefois pas à ce cas particulier. A titre de variante, 25 en vue de dessus, l'enroulement peut être plus petit que le capteur et être disposé en regard d'une partie centrale du capteur. L'enroulement 130 comprend de préférence un nombre de spires élevé, par exemple supérieur à 4 et de préférence supérieur à 10, voire supérieur à 100, afin d'augmenter sa valeur propre 30 d'inductance et ainsi la sensibilité du système. On notera que le nombre de spires de l'enroulement 130 peut être conditionné par la largeur de piste minimale qui peut être formée dans la technologie considérée. A titre d'exemple, un enroulement en spirale planaire composé de 100 spires, ayant une largeur de piste 35 conductrice de 3 fun et un espacement inter-spires de 3 fun de 3025042 8 large, présente un encombrement équivalent à celui d'un disque de 1,2 mm de diamètre. Si on dispose de plusieurs niveaux conducteurs pour réaliser l'enroulement, le nombre de spires peut être augmenté, ou l'encombrement en surface diminué. A titre de 5 variante, un matériau magnétique peut être ajouté autour de l'enroulement et/ou au centre de l'enroulement, pour augmenter la sensibilité de détection. Les inventeurs ont constaté que la présence d'un vrai doigt au-dessus de l'enroulement 130 modifie la valeur de son 10 inductance, alors que la présence d'un faux doigt ne la modifie pas ou la modifie dans des proportions différentes. L'enroulement 130 et le circuit 132 forment ainsi des éléments d'un détecteur de faux doigt. A titre d'exemple non limitatif, les inventeurs ont constaté qu'un enroulement présentant une inductance à vide 15 de 19,4 pH voit son inductance passer à 20,540 pH en présence d'un vrai doigt placé au-dessus de l'enroulement, alors que la présence d'un faux doigt en un matériau de type papier imprimé ou silicone au-dessus de l'enroulement, ramène l'inductance à une valeur de 19,8 pH. Le détecteur peut en outre comprendre une unité (non 20 représentée) de traitement des mesures fournies par le circuit 132, adapté à déterminer, à partir de ces mesures, si un vrai doigt est placé au-dessus de l'enroulement 130. L'enroulement 130 est de préférence disposé dans une zone du dispositif 100 au-dessus de laquelle l'utilisateur pose ou passe inévitablement son 25 doigt lors d'une acquisition d'empreinte digitale. Ceci permet d'éviter une utilisation frauduleuse dans laquelle un utilisateur placerait un vrai doigt sur le détecteur de faux doigt, et un faux doigt sur le capteur d'empreintes, en vue de tromper le dispositif de sécurité. A titre de variante, l'enroulement 130 peut être 30 remplacé par plusieurs enroulements de plus petite surface, répartis sur la surface du capteur de façon à garantir que, dans des conditions normales d'utilisation, le doigt de l'utilisateur recouvre au moins un enroulement. De plus, pour augmenter la robustesse aux fraudes, on peut prévoir de vérifier la cohérence 3025042 9 entre la détection effectuée via le ou les enroulements conducteurs, et l'image de l'empreinte. Un avantage d'un tel détecteur de faux doigt est que le doigt n'a pas besoin d'être en contact avec l'enroulement 5 conducteur 130 pour permettre son authentification. Ainsi, l'enroulement conducteur 130 peut être revêtu d'une couche isolante de passivation (non visible sur la figure 1), par exemple un vernis protecteur ou une couche de nitrure ou d'oxyde de silicium, procurant une grande robustesse au dispositif 100. De 10 préférence, pour permettre une détection fiable, la distance entre l'enroulement 130 et le doigt de l'utilisateur, c'est-à-dire la distance entre le plan moyen de l'enroulement 130 et la face supérieure du dispositif 100, est relativement faible, par exemple inférieure à 50 pin et de préférence inférieure à 10 pm.

15 La figure 2 est une vue en coupe schématique agrandie d'un exemple de réalisation du dispositif d'acquisition d'empreintes digitales 100 de la figure 1. Plus particulièrement, la figure 2 est une vue schématique d'une cellule élémentaire 114 et d'une portion de l'enroulement 130, selon le plan de coupe F2 20 de la figure 1. Dans cet exemple, le capteur 110 est un capteur optique réalisé en technologie TFT. Le substrat 114 est un substrat transparent, par exemple en verre. Chaque cellule 114 du capteur 110 comprend un élément de conversion photoélectrique 201 et au 25 moins un transistor d'accès ou transistor 203 de commande de cet élément. L'élément 201 comprend un phototransistor 205 et une capacité 207 de stockage des charges photogénérées par le phototransistor 205. Le phototransistor 205 comprend un empilement comportant, dans l'ordre à partir de la surface du substrat 112, 30 une grille conductrice 209, un isolant de grille 211, et une région semiconductrice 213 de formation de canal. A ses extrémités, la région de formation de canal 213 est reliée respectivement à une électrode conductrice de source 215 et à une électrode conductrice de drain 217. La capacité 207 comprend un 35 empilement comportant, dans l'ordre à partir de la surface du 3025042 10 substrat 112, une première électrode conductrice 219 connectée à la grille 209 du phototransistor 205, une région isolante 221 formée dans le même niveau isolant que l'isolant de grille 211 du phototransistor 205, et une deuxième électrode conductrice 223 5 connectée à l'électrode de drain 217 du phototransistor 205. Le transistor d'accès 203 comprend un empilement comportant, dans l'ordre à partir de la surface du substrat, une grille conductrice 225 formée dans le même niveau conducteur que la grille 209, un isolant de grille 227 formé dans le même niveau isolant que les 10 régions 211 et 221, et une région semiconductrice 229 de formation de canal, formée dans le même niveau semiconducteur que la région 213. A ses extrémités, la région de formation de canal 229 est reliée respectivement à une électrode conductrice de source 231 et à une électrode conductrice de drain 233. Dans cet exemple, 15 les électrodes de grille 209 et 225 des transistors 205 et 203 sont formées dans un premier niveau conducteur non transparent, par exemple de l'aluminium ou du molybdène, l'électrode inférieure 219 de la capacité 207 est formée dans un premier niveau conducteur transparent, par exemple de l'ITO (de l'anglais "Indium Tin Oxyde" 20 - oxyde d'indium étain), les électrodes de source et drain 231 et 233 du transistor 203 sont formées dans un même deuxième niveau conducteur non transparent, par exemple de l'aluminium ou du molybdène, et les électrodes 215, 217 et 223 sont formées dans un même deuxième niveau conducteur transparent, par exemple de l'ITO.

25 Dans l'exemple représenté, l'ensemble de la cellule 114 comprenant le phototransistor 205, la capacité 207 et le transistor d'accès 203 est recouvert par une couche isolante 235, cette couche étant surmontée, en regard du transistor 203, par un écran opaque 237, par exemple en aluminium ou en molybdène.

30 Dans cet exemple, l'enroulement conducteur 130 est formé au-dessus de la couche isolante 235, dans un troisième niveau conducteur transparent, par exemple en ITO. Un quatrième niveau conducteur (non visible sur la figure 2), par exemple un niveau conducteur transparent, peut être prévu pour relier l'extrémité 35 intérieure de l'enroulement 130 au circuit de mesure d'impédance 3025042 11 132. A titre de variante avantageuse, l'extrémité intérieure de l'enroulement 130 peut être reliée à un potentiel de référence disponible dans un pixel ou cellule élémentaire d'acquisition sous-jacente, par exemple la masse, ce qui évite la réalisation 5 d'une couche supplémentaire spécifiquement pour relier cette extrémité intérieure au circuit 132. Une couche de passivation transparente 239 recouvre l'ensemble de la structure comprenant le capteur 110 et l'enroulement 130.

10 Le fonctionnement du dispositif d'acquisition d'empreintes digitales 100 de la figure 2 est le suivant. L'utilisateur place un doigt sur ou au-dessus de la surface supérieure de la couche de passivation 239. Une source lumineuse de rétroéclairage, non représentée, disposée du côté de la face 15 inférieure du substrat 112, éclaire le doigt à travers le dispositif 100. Dans l'exemple de la figure 2, la lumière de rétroéclairage passe notamment à travers le dispositif 100 au niveau de la capacité 207, qui est constituée uniquement de couches transparentes et qui n'est pas surmontée par une couche 20 opaque. L'enroulement conducteur 130 étant réalisé dans un niveau conducteur transparent, il n'empêche pas le passage de la lumière provenant de la source de rétroéclairage. La lumière est alors réfléchie par le doigt en direction du phototransistor 205, avec une atténuation plus ou moins importante selon que la portion de 25 doigt située au-dessus de la cellule 114 correspond à une crête ou à un creux de la peau du doigt. La lumière réfléchie par le doigt est convertie en charges électriques par le phototransistor 205. Ces charges sont stockées dans la capacité 207 et peuvent être lues par un circuit extérieur, par exemple le circuit 118 de 30 la figure 1, par l'intermédiaire du transistor d'accès 203. On notera que dans le cas d'un capteur d'empreintes optique, du type décrit en relation avec la figure 2, la prévision d'un enroulement conducteur 130 transparent permet avantageusement de pouvoir disposer l'enroulement 130 au plus près 35 de la zone d'acquisition d'empreintes, et de préférence en regard 3025042 12 de la zone d'acquisition d'empreintes, sans perturber le fonctionnement du capteur d'empreintes. A titre de variante, le phototransistor 205 et la capacité 207 peuvent être remplacés par un élément pyroélectrique 5 (non représenté) pour réaliser un capteur thermique. Dans ce cas, le capteur 110 ne nécessite pas de source lumineuse de rétroéclairage pour son fonctionnement, et le dispositif 100 peut être opaque. L'enroulement conducteur 130 peut alors être formé dans un niveau conducteur non transparent, par exemple en 10 aluminium ou en molybdène, de préférence à proximité des cellules élémentaires d'acquisition d'empreinte, par exemple en position centrale. Par ailleurs, on notera que dans le cas d'un capteur optique, si l'enroulement 130 est disposé de façon qu'une quantité 15 suffisante de lumière soit reçue par chaque cellule 114, l'enroulement 130 peut être en un matériau non transparent, par exemple en aluminium ou en molybdène. A titre d'exemple, on peut prévoir de réaliser l'enroulement 130 en un matériau opaque, et de dimensionner et disposer l'enroulement 130 de façon que la 20 surface de chaque cellule 114 revêtue par l'enroulement soit inférieure ou égale à la moitié de la surface totale de la cellule. L'enroulement 130 peut alors avantageusement être formé dans le même niveau que l'écran opaque 237 de la figure 2. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'enroulement 130 et 25 l'écran opaque 237 de la figure 2 (revêtant le transistor 203) sont confondus, c'est-à-dire que, dans chaque cellule, l'enroulement 130 recouvre le transistor 203 et sert de masque opaque permettant d'éviter la photo-génération de charges électriques par le transistor 203.

30 La réalisation de l'enroulement 130 en un matériau opaque permet avantageusement d'obtenir un enroulement présentant une meilleure conductivité électrique que ce qui peut typiquement être obtenu avec des matériaux conducteurs transparents. La figure 3 est une vue de dessus illustrant très 35 schématiquement une variante de réalisation du dispositif 3025042 13 d'acquisition d'empreintes digitales des figures 1 et 2. Dans l'exemple de la figure 3, le dispositif d'acquisition d'empreintes digitales 300 comprend un capteur d'empreintes digitales 310 à défilement, c'est-à-dire à dire un capteur présentant une surface 5 d'acquisition inférieure à la surface d'empreinte à acquérir. Lors d'une acquisition, l'utilisateur fait défiler son doigt devant le capteur (ou le capteur défile devant le doigt de l'utilisateur) de façon que le capteur puisse acquérir une image complète de l'empreinte digitale. Le capteur 310 peut être un capteur optique, 10 thermique, capacitif ou à pression, réalisé en technologie TFT, par exemple un capteur du type décrit en relation avec les figures 1 et 2. Le dispositif 300 comprend en outre un détecteur de faux doigt du type décrit en relation avec les figures 1 et 2, c'est- 15 à-dire basé sur une mesure d'inductance. Dans l'exemple de la figure 3, le détecteur de faux doigts comprend deux enroulements conducteurs 330 et 330', disposés respectivement en amont et en aval du capteur 310 par rapport au sens de défilement du doigt devant le capteur 310. Les enroulements 330 et 330' peuvent être 20 identiques ou similaires. Les dimensions et la position des enroulements 330 et 330' sont de préférence choisies de façon que l'utilisateur ne puisse pas faire défiler son doigt devant le capteur 310 sans passer aussi devant les enroulements 330 et 330'. A titre d'exemple, la surface occupée par le capteur 310 et les 25 enroulements 330 et 330' est inférieure à la surface d'une empreinte digitale, par exemple inférieure à 1 cm2. A titre d'exemple non limitatif, chacun des enroulements 330 et 330' a des dimensions extérieures du même ordre que celles du capteur 310. Les enroulements 330 et 330' n'étant pas disposés en regard 30 du capteur 310, ils peuvent être réalisés en un matériau conducteur non transparent, par exemple en cuivre ou en aluminium, et ce même si le capteur 310 est un capteur optique. La prévision de deux enroulements conducteurs permet d'augmenter la fiabilité de la détection. Toutefois, à titre de variante, le dispositif 35 300 peut comprendre un unique enroulement conducteur placé en 3025042 14 amont ou en aval du capteur 310 par rapport au sens de défilement du doigt, ou comprendre un nombre d'enroulements conducteurs supérieur à deux. Par ailleurs, les enroulements 330 et 330' peuvent avoir des dimensions, et donc des valeurs d'inductance 5 différentes. La figure 4 est une vue de dessus illustrant schématiquement une autre variante de réalisation du dispositif d'acquisition d'empreintes digitales 100 des figures 1 et 2. Le dispositif d'acquisition d'empreintes digitales 400 de la figure 10 4 comprend des éléments communs avec le dispositif 100 de la figure 1. Dans la suite, seules les différences entre les dispositifs des figures 1 et 4 seront détaillées. Le dispositif 400 comprend un capteur d'empreintes 110 optique, thermique, capacitif ou à pression, réalisé en 15 technologie TFT, similaire ou identique à celui de la figure 1. Dans l'exemple de la figure 4, la matrice de cellules élémentaires 114 est divisée en plusieurs sous-matrices comportant chacune plusieurs cellules 114, correspondant à plusieurs zones d'acquisition distinctes du capteur, quatre zones 412a, 412b, 412c 20 et 412d dans l'exemple de la figure 4, chaque zone d'acquisition étant adaptée à effectuer une acquisition statique d'une partie de l'empreinte d'un doigt ou de la paume de l'utilisateur. Le dispositif 400 comprend en outre un circuit 116 (CTRL) de commande des cellules élémentaires 114, et un circuit 25 118 (RD) de lecture des valeurs de sortie des cellules 114. Les circuits 116 et 118 sont par exemple identiques ou similaires à ceux du dispositif 100 de la figure 1. Le dispositif 400 comprend en outre un enroulement conducteur 430 disposé au-dessus de chacune des zones 30 d'acquisition du capteur 110, soit quatre enroulements conducteurs 430 dans l'exemple de la figure 4. Chaque enroulement conducteur 430 du dispositif 400 est par exemple identique ou similaire à l'enroulement 130 du dispositif 100 de la figure 1. A titre d'exemple non limitatif, chaque enroulement 430 a des dimensions 35 extérieures sensiblement identiques à celles de la zone 3025042 15 d'acquisition au-dessus de laquelle il se trouve. Chaque enroulement 430 a ses extrémités reliées à un circuit 132 de mesure de l'inductance de cet enroulement. Les enroulements 430 et le circuit 132 forment des éléments d'un détecteur de faux 5 doigt. Lorsqu'un objet, par exemple un doigt, est placé sur le capteur 110, il peut recouvrir ou non une zone d'acquisition. A titre d'exemple illustratif, le doigt peut recouvrir la majeure partie de la zone 412a, et ne pas couvrir ou couvrir seulement 10 une faible partie des zones 412b, 412c et 412d. Dans ce cas, si le doigt est authentique, la détection de vrai doigt sera positive dans la zone 412a et négative dans les autres zones. Le dispositif peut alors vérifier la cohérence entre l'image acquise par le capteur 110 et les mesures d'inductance réalisées par le circuit 15 132. A titre d'exemple, la décision d'authenticité du doigt (ou de la paume) peut être prise indépendamment pour chaque zone recouverte par le doigt. Si toutes les zones ayant fourni une partie de l'image de l'empreinte sont considérées valides, l'empreinte acquise peut être considérée comme étant authentique.

20 Si en revanche des zones ayant fourni une partie de l'image de l'empreinte sont considérées comme non valides, une alarme peut être déclenchée. Ceci permet de détecter, dans une même phase d'acquisition, la présence sur une partie de la surface du capteur, d'un doigt authentique, et, sur une autre partie de la 25 surface du capteur, d'un faux. Un certain nombre de fausses détections peut éventuellement être toléré. Des consolidations spatiales et temporelles peuvent être prévues pour améliorer la robustesse du système. A titre d'exemple, la surface de chaque zone du capteur 30 peut être comprise entre 2 et 100 mm2. La surface et le nombre de zones peut être adapté en fonction de l'utilisation envisagée. A titre d'exemple, un capteur destiné à l'acquisition de l'empreinte d'un doigt peut avoir une taille d'environ 13x20 mm, et être divisé en 6 à 12 zones surmontées chacune par un enroulement 35 conducteur. A titre de variante, un capteur destiné à 3025042 16 l'acquisition de l'empreinte de quatre doigts simultanément peut avoir une taille d'environ 80x80 mm, et être divisé en 64 à 256 zones surmontées chacune par un enroulement conducteur. En pratique, les inventeurs ont déterminé que, dans des 5 dispositifs d'acquisition d'empreintes digitales du type décrit en relation avec les figures 1 à 4, il est préférable de ne pas effectuer une mesure d'inductance du ou des enroulements conducteurs du détecteur de faux doigts en même temps que l'on acquière une empreinte via le capteur d'empreintes. L'application 10 d'une tension ou d'un courant aux bornes de l'enroulement conducteur pour mesurer son inductance risque en effet de provoquer, au niveau des transistors TFT du capteur d'empreintes, des interférences ou perturbations électromagnétiques susceptibles d'entrainer des dysfonctionnements du capteur.

15 Pour éviter de tels dysfonctionnements, on peut prévoir d'effectuer les opérations de détection de faux doigt et d'acquisition d'empreinte successivement. De préférence, on prévoit alors un temps relativement court, par exemple inférieur à 50 ms et de préférence inférieur à 10 ms entre la fin d'une 20 phase de détection de faux doigt et le début d'une phase d'acquisition d'empreinte, afin de prévenir une utilisation frauduleuse dans laquelle un utilisateur mal intentionné substituerait un faux doigt à un vrai doigt entre l'opération de détection de faux doigt et l'opération d'acquisition d'empreinte.

25 Pour plus de sécurité, une deuxième opération de détection de faux doigt peut en outre être mise en oeuvre juste après l'acquisition de l'empreinte. A titre de variante, pour renforcer encore la sécurité du dispositif, une alternance d'opérations de détection de faux doigt et d'opérations d'acquisitions de l'empreinte du 30 doigt peut être prévue, de préférence à une fréquence relativement élevée, par exemple supérieure ou égale à 10 Hz. Dans certains capteurs optiques, thermiques, capacitifs, ou à pression, réalisés en technologie TFT, l'acquisition d'une image d'une empreinte digitale peut comporter 35 plusieurs phases successives d'acquisition de portions de 3025042 17 l'empreinte. A titre d'exemple, dans le capteur de la figure 3, des tranches ou lignes de l'image du doigt sont acquises successivement par le capteur 310. De plus, dans le capteur de la figure 1, des lignes de l'image du doigt peuvent être acquises et 5 lues successivement par le capteur 110. Dans ce cas, on peut prévoir un procédé de commande du dispositif dans lequel, entre deux phases successives d'acquisition d'une portion de l'image du doigt, on prévoit une phase de détection de faux doigt, ce qui procure un niveau de sécurité particulièrement élevé au 10 dispositif. La figure 5 est un diagramme illustrant, sous forme de blocs, un exemple non limitatif d'un tel procédé de commande d'un dispositif d'acquisition d'empreintes digitales comprenant un détecteur de faux doigts à mesure d'inductance du type décrit en 15 relation avec la figure 3. Lors d'une étape 501 (FINGER DETECTED ?), le dispositif est par exemple dans un mode de veille, et surveille l'arrivée éventuelle d'un doigt au-dessus du capteur. Cette détection peut être effectuée par mesure de l'inductance d'un enroulement 20 conducteur du dispositif, ou par tout autre moyen adapté. Si un objet, par exemple un doigt, est détecté sur le capteur, une étape 503 (SENSE L) de détection de faux doigt, comprenant la mesure de l'inductance d'un enroulement conducteur du dispositif, est mise en oeuvre.

25 Lors d'une étape 505 (SPOOF ?) postérieure à l'étape 503, le dispositif détermine si la valeur d'inductance mesurée à l'étape 503 est susceptible de correspondre à la présence d'un faux doigt sur le capteur. Cette détermination peut se faire en vérifiant si la valeur d'inductance est inférieure à un seuil bas, 30 correspondant à la présence, au-dessus de l'enroulement, d'un matériau insuffisamment conducteur par rapport à un vrai doigt, par exemple un faux doigt en latex, ou supérieure à un seuil haut, correspondant à la présence, au-dessus de l'enroulement, d'un matériau trop conducteur par rapport à un vrai doigt, par exemple 35 un faux doigt métallique.

3025042 18 Si un faux doigt est détecté, un compteur de détection de faux doigt peut être incrémenté lors d'une étape 507 (CPT). A titre de variante, une alarme peut être déclenchée à ce stade. Le procédé peut alors se poursuivre à l'étape 509.

5 Lors d'une étape 509 (READ) postérieure à l'étape 505, une image vue par le capteur d'empreintes du dispositif, correspondant à une portion de l'image de l'empreinte du doigt, est acquise et mémorisée. Lors d'une étape 511 (FINGER STILL PRESENT ?), le 10 dispositif vérifie si un doigt est toujours présent au-dessus du capteur. Si un doigt est toujours présent, les étapes 503 à 511 sont réitérées. Si le doigt n'est plus présent, le procédé d'acquisition se termine. L'image de l'empreinte peut alors être reconstruite lors d'une étape 513, à partir des portions d'images 15 acquises lors des itérations successives de l'étape 509. Lors de l'étape 513, le dispositif peut en outre, en tenant compte de la valeur du compteur de détections de faux doigt (étape 507), décider de déclencher ou non une alarme. A titre d'exemple, un taux d'erreur de détections de faux inférieur ou égal à 1% peut 20 être acceptable. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les modes de réalisation décrits ne se 25 limitent pas aux exemples particuliers de structures TFT décrites en relation avec la figure 2. D'autres types de structures TFT peuvent être prévues, par exemple des structures TFT dans lesquelles les électrodes de grille des transistors sont disposées du côté de la couche semiconductrice opposé au substrat de 30 support. Par ailleurs, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples particuliers décrits ci-dessus de disposition du ou des enroulements conducteurs du détecteur de faux doigt par rapport au capteur d'empreintes.

3025042 19 De plus, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples susmentionnés de procédés de commande du dispositif d'acquisition d'empreintes digitales. En particulier, bien que l'on ait indiqué ci-dessus comme préférable de séparer 5 temporellement les phases de mesure d'inductance par le détecteur de faux doigts, et les phases d'acquisition d'image par le capteur d'empreintes, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à ce cas particulier. En fonction des circonstances, on pourra prévoir d'effectuer simultanément la détection de faux doigt par 10 mesure d'inductance et l'acquisition d'une image de l'empreinte digitale. En outre, bien que l'on ait décrit ci-dessus des exemples de réalisation de dispositifs adaptés à l'acquisition d'une empreinte d'un seul doigt d'un utilisateur, les modes de 15 réalisation décrits peuvent être adaptés à des dispositifs adaptés à acquérir simultanément les empreintes de plusieurs doigts d'un utilisateur, ou à acquérir l'empreinte de la paume d'un utilisateur. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, dans l'exemple de la figure 1, pour réaliser un dispositif adapté à 20 acquérir en parallèle les empreintes de quatre doigts d'un utilisateur, le capteur 110 peut comporter 1400 à 1600 lignes et 1500 à 1700 colonnes de cellules élémentaires, et, pour réaliser un dispositif d'acquisition d'une empreinte palmaire (empreinte de la paume ou de la main entière), le capteur 110 peut comporter 25 2600 à 2800 lignes et 3900 à 4100 colonnes.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (100 ; 300 ; 400) d'acquisition d'empreintes digitales ou palmaires, comprenant : un capteur d'empreintes (110 ; 310 ; 410) comportant, sur un substrat de support (112), une pluralité de cellules (114) 5 d'acquisition d'empreintes, chaque cellule (114) comportant un élément (201) de conversion photoélectrique, pyroélectrique, capacitif ou piézoélectrique, et au moins un transistor TFT (203) ; et un détecteur de faux doigts comportant au moins un 10 enroulement conducteur (130 ; 330, 330' ; 430) et un circuit (132) de mesure d'une grandeur représentative de l'inductance de cet enroulement (130 ; 330, 330' ; 430).
2. 2. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon la revendication 1, dans lequel ledit au moins un enroulement (130 ; 330, 330' ; 15 430) est disposé au-dessus du substrat.
3. 3. Dispositif (100 ; 400) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'enroulement (130 ; 430) et le capteur (110 ; 410) sont superposés.
4. 4. Dispositif (400) selon la revendication 3, 20 comprenant plusieurs enroulements (430) superposés à des zones d'acquisition (412a, 412b, 412c, 412d) distinctes du capteur (410).
5. 5. Dispositif (300) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, l'enroulement (330, 330') et le capteur (310) ne sont pas 25 superposés.
6. 6. Dispositif (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le capteur (310) est un capteur à défilement, présentant une surface d'acquisition inférieure à la surface de l'empreinte à acquérir. 30
7. 7. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'ensemble formé par le capteur (110 ; 310 ; 410) et l'enroulement (130 ; 330, 330' ; 430) est revêtu d'une couche isolante de protection (239). 3025042 21
8. 8. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon la revendication 7, dans lequel l'épaisseur de la couche isolante de protection (239) au-dessus de l'enroulement (130 ; 330, 330' ; 430) est inférieure à 50 fun et de préférence inférieure à 10 gm.
9. 9. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'enroulement (130 ; 330, 330' ; 430) est en un matériau conducteur transparent.
10. 10. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel chaque cellule (114) comprend un élément de conversion photoélectrique, et l'enroulement (130 ; 330, 330' ; 430) est en un matériau conducteur opaque.
11. 11. Dispositif (100 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'extrémité intérieure de 15 l'enroulement (130 ; 430) est reliée à un noeud d'application d'un potentiel de référence d'une cellule (114) sous-jacente.
12. 12. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel les cellules d'acquisition (114) sont disposées en matrice. 20
13. 13. Dispositif (100 ; 300 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le substrat (112) est transparent.
14. 14. Procédé de commande d'un dispositif (100 ; 300 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel 25 les opérations de mesure d'inductance effectuées par le circuit de mesure (132) et les opérations d'acquisition d'empreinte par le capteur (110 ; 310 ; 410) ne sont pas mises en oeuvre simultanément.
15. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel 30 l'acquisition d'une empreinte digitale par le capteur (110 ; 310 ; 410) comprend plusieurs phases successives (509) d'acquisition de portions de l'empreinte, ces phases successives étant séparées deux à deux par une phase (503) de mesure de l'inductance de l'enroulement (130 ; 330, 330' ; 430).