Escáner biométrico tridimensional (1) para el mapa capilar de la palma de la mano (2) comprende dos sensores de imagen (5,

6) configurados para obtener una visión estereoscópica de un mapa vascular y donde, por cada imagen, correspondiente a cada longitud de onda, se conocen para dicho plano la profundidad de cada punto. Conjuntando las N imágenes correspondientes a las N longitudes de onda de emisión, se consigue un mapa 3D de las venas de la palma de la mano. Para conseguir una imagen estereoscópica es necesaria una distancia fija (d) entre los sensores de imagen (5, 6) para poder calcular la componente Z de profundidad del elemento biométrico de reconocimiento

Escáner biométrico tridimensional.

La presente invención está referida a un escáner biométrico tridimensional y a su método de operación, en donde se permite obtener la estructura de venas de forma tridimensional mediante imágenes estereoscópicas de cualquiera de los dedos de la mano, de la palma de la mano o de la muñeca, de tal forma que se consiga asegurar que el usuario es un ser vivo e identificarlo.

Su uso está indicado en el control de accesos, la seguridad de los medios de pago, el control de tiempo de presencia de empleados y, en general, en todo aquel campo que requiera una identificación biométrica de personas.

Antecedentes de la invención

Son conocidos los escáneres biométricos que se basan en la adquisición de un patrón de venas (el elemento biométrico) de un receptor biométrico (palma de la mano, alguno de los dedos o la muñeca de la persona), utilizando como elementos fundamentales los emisores de radiación en el infrarrojo cercano, como los 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 dicho receptor biométrico, también con bandas de absorción centradas en el infrarrojo cercano, y el receptor biológico y biométrico (palma, dedo o muñeca) 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 el receptor biométrico y, en parte, absorbida por la hemoglobina. Esta radiación, reflejada y esparcida, porta la información del mapa vascular en 2D correspondiente a la estructura de venas del receptor biológico del usuario y es detectada, a su vez, por un sistema de detección con una banda de absorción similar a la de la fuente emisora de luz, permitiendo obtener una imagen de dicho patrón de venas.

Ejemplo de ello encontramos en el documento US20070098223 que describe un escáner para la identificación biométrica basada en la lectura del patrón de venas de la palma de la mano utilizando la radiación cercana al infrarrojo. Otro documento es el US6813010 que muestra como innovación un detector de proximidad del dedo para optimizar la intensidad de la luz que llega al dedo, de tal forma que se obtenga un patrón de venas más claro. Otro caso es el mostrado en US20070116330 donde además del identificador de venas, 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.

En ninguno de los casos anteriormente mencionados se describen dispositivos y/o métodos que permitan establecer un mapa tridimensional del patrón de venas.

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, dedo o muñeca es una característica general de la biometría basada en la interacción espectroscópica de la radiación electromagnética con la epidermis de la mano, dedo o muñeca y que permite reconocer al usuario en cuestión a través de dicho elemento biométrico. La obtención del mapa de venas 3D mediante este mecanismo se trata de una propiedad global que permite una información mucho mayor que la de 2D, ya que se refiere a la disposición también en profundidad de las venas del elemento biométrico en cuestión, que es a su vez un dato biométrico.

Actualmente son contados los sistemas presentes en el mercado que fabriquen sensores similares a los anteriormente descritos de lectura bidimensional de los mapas capilares de los elementos biométricos correspondientes, ya que los problemas planteados son muy serios. Entre los mismos es posible citar el coste elevado, que lo hace inviable en determinados entornos (control de accesos, por ejemplo), una posibilidad de que el patrón de venas 2D sea falsificado y una integración muy difícil con microcontroladores de alta gama.

Hay sistemas que solucionan estos problemas y captan mapas tridimensionales de los capilares sanguíneos, son también muy pocos los que se presentan en el mercado y ninguno de ellos se utilizan como identificadores biométricos, sino en general, con fines médicos, donde el coste y el tamaño tienen una importancia relativa. Así tenemos el documento US2001/027273 que describe un aparato para detectar la reflexión de radiación electromagnética incidente en un tejido biológico que permite visualizar los vasos sanguíneos y que consta de dos cámaras que permiten una visión estereoscópica, en un sentido estricto, aunque, como ha sido comentado, su empleo con fines médicos hace que criterios como el coste y el tamaño sean secundarios.

En el estado de la técnica, fuera del campo médico, se describe un método y sistema para adquirir y procesar datos biométricos como el US2005/271258 que se refiere a métodos y sistemas de toma de imágenes biométricas multiespectrales. No obstante, en este caso, el principal problema radica en el alto coste y la escasa información sobre la profundidad de los patrones de venas, ya que no emplea una visión estereoscópica en sentido estricto, sino diferentes imágenes de iluminación recogidas con una misma cámara que se sitúa de forma fija y no dos separadas a la distancia característica necesaria para obtener una imagen tridimensional.

Como es conocido, las tasas de error en la identificación de personas son 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 sofistificación creciente de los algoritmos de reconocimiento de patrones, sin una mejora paralela en la concepción física de los propios sensores del sistema biométrico. Pero, tal vez, el problema mayor de los sensores de venas utilizados hasta el presente reside en que pueden ser "engañados", haciendo pasar patrones falsos al sistema, sin presencia del usuario.

En consecuencia, es un objetivo de la presente invención el disponer de un escáner biométrico óptico estereoscópico con una elevada Habilidad en la identificación de personas que emplee un procedimiento de operación único basado en la detección de los niveles de profundidad de los distintos planos monocromáticos de iluminación para cada longitud de onda usada.

Es otro objeto de la presente invención el disponer de un escáner biométrico óptico estereoscópico que no pueda ser engañado por el suministro al sistema de patrones de venas reproducidos en soportes no vivos.

Finalmente, la presente invención tiene por objeto el disponer de un escáner biométrico óptico estereoscópico compacto y de bajo coste, utilizable en sensores biométricos de capilares sanguíneos, como son los de la palma de la mano, de la muñeca o del dedo del usuario en cuestión, tanto de reflexión (palma de la mano y muñeca) como de transmisión (dedo y muñeca).

Descripción de la invención

Para solucionar los problemas encontrados en el actual estado de la técnica se ha desarrollado un escáner biométrico que incrementa considerablemente la cantidad de información a procesar, y con ello, la fiabilidad en la identificación, mediante la obtención de una pluralidad de mapas vasculares bidimensionales de un receptor biométrico, como la palma de la mano, la muñeca o los dedos, de distinta profundidad y un mismo sujeto, formando una imagen tridimensional a partir de la conjunción de dichos planos, gracias a unos medios aptos para ello.

El fundamento de la presente invención reside en el hecho de que las venas del receptor biométrico están situadas en el espacio dentro del tejido, con una distribución y ramificación 3D característica dentro del mismo. Como la distancia de penetración de la radiación electromagnética en el cuerpo humano depende de la longitud de onda de la radiación incidente, se emplean fuentes emisoras de la luz de distintas longitudes de onda centradas en el IR cercano para poder obtener la profundidad de los distintos planos de imagen en función del tipo de espectro de emisión de la fuente. La profundidad de los píxeles de cada plano de imagen, se obtienen por medio de técnicas estereoscópicas de visión, mediante dos cámaras posicionadas a la misma altura y con una distancia fija entre ellas. El resultado final es la...

1. Escáner biométrico tridimensional del tipo de los que obtienen el mapa vascular de la palma de la mano, muñeca o dedos del usuario caracterizado porque comprende

una pluralidad de fuentes de luz que se encuentran dentro de la banda de absorción del infrarrojo cercano; y

al menos dos sensores de imagen sensibles a dicha banda de infrarrojo cercano, con una distancia fija entre ellas y situadas a la misma altura;

en donde, en función de cada longitud de onda de emisión se obtiene una imagen etiquetada y registrada en un elemento de procesamiento para una profundidad determinada; y en donde dicho elemento de procesamiento, a su vez, comprende medios de reconstrucción tridimensional de un mapa, dichos medios estando configurados para reconstruir tridimensionalmente las distintas imágenes obtenidas mediante la conjunción de unos puntos de éstas imágenes con una profundidad determinada, para cada longitud de onda de emisión.

2. Escáner según reivindicación 1 en donde los sensores de imágenes son sensibles al UV-A del espectro electromagnético de tal forma que se obtengan las propiedades ópticas tisulares y de las componentes de la sangre.

3. Escáner según reivindicación 1 y 2 en donde comprende elementos de seguridad adicionales (4) ante un posible fraude, en donde dichos elementos son al menos uno seleccionado entre:

un detector de pulso sanguíneo y concentración de la saturación de oxígeno en sangre; medidores de bioimpedancia; sensores de temperatura; y polarizadores lineales visibles e IR cercanos posicionados con los ejes de polarización cruzados sobre las fuentes de luz y los objetivos de los sensores de imagen configurados para detectar el cambio en la polarización de la luz que interacciona con el elemento biométrico.

4. Sistema de identificación biométrica caracterizado porque comprende el escáner biométrico de las reivindicaciones 1 a 3.