Procedimiento y escáner biométrico para identificar a una persona.

Se basa en que la penetración de una radiación electromagnética en el cuerpo humano depende de la frecuencia de la onda incidente. Iluminando la palma de la mano con una pluralidad de intensidad de las mismas fuentes de luz monocromáticas, se obtienen una pluralidad de mapas vasculares.

La mano (2) de la persona a identificar se coloca sobre un soporte (1) que aloja un sensor integrado (3) que comprende un reflector (4) en forma de corona esférica, cerrado superiormente por un difusor (5), y en cuyo interior se disponen una placa superior (6) que soporta las fuentes de luz, y una placa inferior (7), que soporta una cámara (8) cuyo objetivo (9) atraviesa la placa superior (6) y se prolonga en un conjunto de filtros (10) que atraviesan el difusor (5)

Procedimiento y escáner biométrico para identificar a una persona.

La presente invención se refiere a un procedimiento para identificar a una persona, y a un escáner biométrico para llevar a cabo dicho procedimiento. Más concretamente, el escáner biométrico comprende fuentes de luz y medios para obtener el mapa vascular de la palma de una mano de la persona a identificar a partir de una radiación de una longitud de onda predeterminada generada por las fuentes de luz, que permite asegurar que dicha persona es un ser vivo, así como su identidad (la persona es quien dice ser).

Su utilización está indicada en el campo del control de accesos, seguridad de medios de pago, control del tiempo de presencia de empleados y, en general, en todo aquello que requiera una identificación biométrica de personas.

Antecedentes de la invención

Son conocidos escáneres biométricos que se basan en la adquisición de un patrón de venas de la palma de la mano utilizando como elementos fundamentales emisores de radiación en el infrarrojo cercano (diodos emisores de luz con longitud de onda de emisión perteneciente al infrarrojo cercano del espectro electromagnético), elementos receptores de radiación cercana al infrarrojo que permiten detectar dicha radiación u obtener la imagen correspondiente al mapa vascular de la palma de la mano (también con bandas de absorción centradas en el infrarrojo cercano) y el receptor biológico (mano) que interacciona con la radiación infrarroja emitida por la fuente emisora de luz. Así pues, la radiación infrarroja cercana emitida por las fuentes de luz es en parte reflejada y esparcida por la palma de la mano y en parte absorbida por la hemoglobina. Esta radiación, reflejada y esparcida, porta la información del mapa vascular correspondiente a la estructura de venas de la palma de la mano del usuario y es detectada por un sistema detector con una banda de absorción similar a la de la fuente hbox{emisora de luz y que permite obtener una imagen de dicho patrón de venas.}

Así, por ejemplo, la solicitud de patente estadounidense US 2007/0098223 describe un escáner para la identificación biométrica con un bajo error de identificación y que se basa en la lectura del patrón de las venas de la palma de la mano utilizando la radiación cercana al infrarrojo. Se trata de un sensor óptico que emplea como fuentes de luz fuentes de emisión de radiación infrarroja cercana y como sistemas de detección un sensor CMOS con un espectro de absorción muy similar al de la fuente de luz. La radiación infrarroja emitida por las fuentes de luz es reflejada y esparcida por el tejido epitelial de la palma de la mano y absorbida por la hemoglobina desoxidada de los capilares sanguíneos. De esta forma, se obtiene el patrón de venas (en forma de imagen) que se usará posteriormente en un algoritmo de comparación de patrones. La facilidad de replicar el mapa vascular una vez extraído por otros métodos, supone un serio problema en cuanto a la suplantación de identidad de la persona.

La patente estadounidense US 6813010 describe un sensor que capta el patrón interno de las venas de un solo dedo utilizando la transmisión a través del mismo de la radiación cercana al infrarrojo, y que posee un detector de proximidad del dedo respecto a dicho sensor. Este detector permite optimizar la intensidad de luz que llega al dedo, de forma que se obtiene un patrón de venas mucho más claro, lo que facilita el reconocimiento posterior. Como inconveniente, el volumen de información utilizada para la identificación es menor que en el caso anterior.

La solicitud de patente estadounidense US 2007/0116330 describe un identificador de venas que permite, adicionalmente, detectar la presencia de tejido vivo mediante el patrón captado de la rugosidad de las capas internas de la piel que están recubiertas de tejido epidérmico. Este patrón de rugosidad es extraído por la diferencia de las propiedades ópticas de las capas internas de la piel y el tejido epidérmico. Utiliza radiación de longitud de onda larga como la radiación infrarroja cercana que interacciona con el tejido de la piel. De esta forma, además de registrar el patrón de venas, se puede detectar la presencia de tejido vivo. Sin embargo, la invención presente el inconveniente de que se trata de dos procesos y dispositivos independientes.

El uso de la radiación infrarroja cercana como mecanismo de identificación personal para la detección del mapa de capilares sanguíneos de la palma de la mano es una característica general de la Biometría basada en la interacción espectroscópica de la radiación electromagnética con la epidermis de la mano, y permite reconocer al usuario en cuestión a través de dicho elemento biométrico.

Actualmente solo existe un número muy reducido de empresas que fabriquen sensores similares a los descritos, ya que los problemas que se plantean para su fabricación son importantes. Por ejemplo, un primer problema es el que se refiere a un coste elevado de fabricación, que lo hace inviable en determinados entornos (terminales de pago bancarios), así como dificulta su integración con microcontroladores de alta gama.

Además, actualmente, las tasas de error en la identificación de personas son realmente desfavorables en comparación con otros sistemas biométricos, como los basados en el examen del iris. Las mejoras que se han ido sucediendo en los sensores biométricos que obtienen un mapa de venas se han conseguido básicamente por una sofisticación creciente de los algoritmos de reconocimiento de patrones, sin una mejora paralela en la concepción física de los propios sensores.

Pero, tal vez, el mayor problema de los sensores de venas utilizados en la actualidad reside en que pueden ser "engañados", haciendo pasar patrones falsos al sistema, sin presencia del usuario.

Descripción de la invención

A partir de lo descrito anteriormente, es un objetivo de la presente invención proporcionar un escáner biométrico con una elevada fiabilidad en la identificación de personas.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un escáner biométrico que no pueda ser fácilmente engañado por el suministro al sistema de patrones de venas reproducidos en soportes no vivos.

Finalmente, es otro objetivo de la presente invención el disponer de un escáner biométrico compacto y de bajo coste.

Estos objetivos se consiguen de acuerdo con la reivindicación 1, proporcionando un escáner biométrico para identificar a una persona, que comprende medios para controlar la intensidad de la radiación generada por las fuentes de luz, asociados a un lazo de alimentación, de modo que los medios para obtener el mapa vascular obtienen diferentes mapas vasculares de la persona a identificar, correspondientes a radiaciones de distintas intensidades emitidas por las fuentes de luz y determinadas por los medios de control de la intensidad de la radiación.

De este modo, se obtiene un escáner biométrico que incrementa considerablemente la cantidad de información a procesar, y con ello la fiabilidad de la identificación, mediante la determinación de una pluralidad de mapas vasculares obtenidos de un mismo sujeto. El fundamento de la invención reside en el hecho de que la distancia de penetración de la radiación electromagnética en el cuerpo humano depende de la longitud de onda de la radiación incidente. Escogida dicha longitud de onda como longitud de onda trabajo, esta distancia de penetración depende también de la intensidad emitida por las fuentes de luz. De esta manera, iluminando la palma de la mano con fuentes de luz que tienen un control de la intensidad asociado a un lazo de alimentación, se obtienen diferentes mapas vasculares correspondientes a distintas profundidades respecto a la superficie de la mano en función de la intensidad emitida.

De esta forma se alcanzan simultáneamente los dos primeros objetivos planteados; la mejora de la fiabilidad de la identificación y la detección de vida particularizada para una persona en cuestión.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, la radiación generada por las fuentes de luz es cuasi-monocromática de longitud de onda centrada en un rango entre 720 y 960 nm, que se encuentra dentro de la banda de absorción del infrarrojo cercano.

En cuanto al tercer objetivo, la obtención de un dispositivo compacto y de bajo coste se alcanza con elementos de emisión (LEDs) y recepción (Fotodiodos) de bajo coste. Además, el mecanismo de realimentación ya comentado, que permite controlar la iluminación,...

1. Escáner biométrico para identificar a una persona, que comprende fuentes de luz y medios para obtener el mapa vascular de la palma de una mano (2) de la persona a identificar a partir de una radiación de una longitud de onda predeterminada generada por las fuentes de luz, caracterizado por el hecho de que comprende también medios para controlar la intensidad de la radiación generada por las fuentes de luz, asociados a un lazo de alimentación, de modo que los medios para obtener el mapa vascular obtienen diferentes mapas vasculares de la persona a identificar, correspondientes a radiaciones de distintas intensidades emitidas por las fuentes de luz y determinadas por los medios de control de la intensidad de la radiación.

2. Escáner según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la radiación generada por las fuentes de luz es cuasi-monocromática de longitud de onda centrada en un rango entre 720 y 960 nm, que se encuentra dentro de la banda de absorción del infrarrojo cercano.

3. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz se alojan en un sensor integrado (3) que comprende:

4. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz son diodos emisores de luz.

5. Escáner según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que los diodos emisores de luz se disponen en forma de dos anillos concéntricos en la placa superior (6).

6. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que en la placa superior (6) se disponen también detectores de proximidad de la mano de la persona a identificar.

7. Escáner según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que los detectores de proximidad son fotodiodos receptores (13).

8. Escáner según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los fotodiodos receptores (13) se disponen intercalados alternativamente con respecto a los diodos emisores de luz en la placa superior (6).

9. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones 7 ó 8, caracterizado por el hecho de que, en función de la intensidad detectada por la cámara (8) y por los fotodiodos (13), se alcanzan, haciendo uso de un lazo cerrado, tres umbrales de iluminación.

10. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende un detector del pulso sanguíneo y concentración de la saturación de oxígeno en sangre (12).

11. Escáner según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el detector de pulso sanguíneo y concentración de la saturación de oxígeno en sangre comprende un emisor de infrarrojo y un receptor de infrarrojo (12), enfrentados a través de un dedo de la mano (2) de la persona a identificar.

12. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende una pareja de electrodos (14) conectados a un dispositivo de medida de la bio-impedancia y bio-capacitancia de la mano (2).

13. Escáner según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado el hecho de que comprende al menos un sensor de temperatura (15) susceptible de detectar la temperatura de la mano del usuario (2).

14. Procedimiento para identificar a una persona, que comprende las siguientes etapas: