ES2329328B1 - Procedimiento y escaner biometrico para identificar a una persona. - Google Patents
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Abstract
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).
Description
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.
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.
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, se lleva a cabo mediante un algoritmo matemático que
facilita conseguir una iluminación uniforme, incluso en condiciones
desfavorables de exceso de luz externa (lámparas fluorescentes,
radiación solar, etc.).
Este mecanismo de lazo cerrado de la iluminación
se describe a continuación: debido a que la imagen del mapa de
venas tomada por el sensor depende de la luz ambiental y de las
sombras que proyectan los objetos que rodean al sensor, la
intensidad medida por el sensor CCD/CMOS tiene dos
contribuciones: luz reflejada por la mano y los objetos procedente
de los LEDs que lleva incorporado el sensor de venas y luz
ambiental de lámparas fluorescentes o luz solar. Mediante un
control en lazo cerrado se pretende estabilizar y limitar en tres
umbrales constantes la cantidad de radiación infrarroja que incide
sobre el sensor CCD/CMOS en el momento de tomar la imagen de
la mano. Para ello un actuador (potenciómetro controlado) regula la
intensidad que atraviesa los LEDs infrarrojos del sensor de venas
en función de la cantidad de radiación infrarroja detectada por el
sensor CCD.
Preferiblemente, las fuentes de luz se alojan en
un sensor integrado que comprende:
- -
- un reflector en forma de cubo, cerrado superiormente por un difusor;
- -
- una placa superior, en la que se disponen las fuentes de luz;
- -
- una placa inferior, en la que se dispone una cámara capaz de registrar la radiación emitida por las fuentes de luz, pasando su objetivo a través de la placa superior, comprendiendo dicho objetivo un filtro de transmisión IR que atraviesa el difusor.
Este sensor integrado utiliza un reflector en
forma de cubo, cerrado superiormente por un difusor, en cuyo
interior se disponen una placa superior y una placa inferior. La
placa superior soporta las fuentes de luz (que son, por ejemplo,
diodos emisores de luz) así como un conjunto fotodetectores
utilizados para detectar la presencia de la mano del usuario en
función de la intensidad de la radiación reflejada y esparcida en
la palma de la mano y que permiten iniciar el procedimiento de
registro del mapa vascular palmar del usuario. Además estos
fotodiodos permiten conocer la intensidad de radiación que recibe el
sensor, que junto con la intensidad detectada por la CCD y
los umbrales de intensidad establecidos en el algoritmo, permiten
determinar si se incrementa o disminuye la potencia de alimentación
de los LEDs para el caso de que se sobrepase el umbral o disminuya
respectivamente. La placa inferior, además de la electrónica
precisa, soporta una cámara CCD cuyo objetivo óptico
atraviesa la placa superior con un filtro de infrarrojos cercano a
la misma altura que el difusor.
Dichos diodos emisores de luz pueden disponerse
en la placa superior en forma de dos anillos concéntricos en la
placa superior. En ese caso, los detectores de proximidad de la
mano de la persona a identificar (que son, por ejemplo fotodiodos
receptores), pueden disponerse intercalados alternativamente con
respecto a los diodos emisores de luz, en la placa superior.
Por tanto, en función de la intensidad detectada
por la cámara y por los fotodiodos, se alcanzan, haciendo uso de un
lazo cerrado, tres umbrales de iluminación.
Los elementos descritos deberían bastar para
alcanzar los objetivos propuestos. El mapa de venas está oculto y
es propio de cada usuario. Sólo es posible su falsificación bajo un
robo o hurto del mismo. Para evitarlo, cabe la posibilidad de
incorporar fácilmente, fuera del sensor integrado y dispuestos en un
soporte adecuado, uno o varios elementos de seguridad adicionales
que constituyan elementos de seguridad para detectar vida, y que
van a hacer prácticamente imposibles los ataques al dispositivo,
aunque el coste se incremente ligeramente.
Estos elementos de seguridad adicionales, de los
que pueden elegirse los que convenga en función de los requisitos
de seguridad y coste especificados para una aplicación concreta, se
describen a continuación.
En primer lugar, el escáner de acuerdo con la
invención puede comprender un detector del pulso sanguíneo y
concentración de la saturación de oxígeno en sangre (el pulso
sanguíneo y la concentración del oxígeno en sangre son
características propias de un individuo vivo). Dicho detector de
pulso sanguíneo y concentración de la saturación de oxígeno en
sangre puede comprender un emisor de infrarrojo y un receptor de
infrarrojo, enfrentados a través de un dedo de la mano de la
persona a identificar.
Por otro lado, el escáner puede comprender
también una pareja de electrodos conectados a un dispositivo de
medida de la bio-impedancia y
bio-capacitancia de la mano (La impedancia y
capacitancia humanas son parámetros característicos de la persona.
A partir de ellos, pueden extraerse datos de la composición
corporal del usuario, más particularmente de la mano que se utiliza
en el registro o en la identificación. Con ello se evita la posible
utilización de otro tipo de elementos distintos al tejido humano
vivo), así como al menos un sensor de temperatura susceptible de
detectar la temperatura de la mano del usuario (la temperatura
corporal humana es también un dato característico del ser
humano).
De acuerdo con otro aspecto, la invención
proporciona un procedimiento para identificar a una persona, que
comprende las siguientes etapas:
- a.
- Detectar la presencia de la mano de la persona a identificar;
- b.
- Generar una primera radiación de una primera intensidad determinada;
- c.
- Obtener un primer mapa vascular de la palma de una mano de la persona a identificar, a partir de dicha primera radiación;
- d.
- Generar al menos una segunda radiación de una segunda intensidad determinada;
- e.
- Obtener un segundo mapa vascular de la palma de la mano de la persona a identificar, a partir de dicha segunda radiación;
- f.
- Identificar a la persona a partir del primer y segundo mapas vasculares de la palma de la mano.
\vskip1.000000\baselineskip
Para mayor comprensión de cuanto se ha expuesto
se acompaña unos dibujos en los cuales, esquemáticamente y sólo a
título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de
realización.
En los dibujos,
Fig. 1 muestra una perspectiva del escáner
biométrico de la invención, en curso de utilización;
Fig. 2 muestra un detalle en perspectiva de los
elementos adicionales de seguridad del escáner biométrico de la
invención;
Fig. 3 muestra una sección vertical del sensor
integrado;
Fig. 4 muestra una vista en planta de la placa
superior del sensor integrado, al realizar un corte por la línea
IV-IV de la figura 3; y
Fig. 5 muestra un esquema del lazo de
alimentación eléctrico.
En las figuras descritas, las referencias
numéricas corresponden a las siguientes partes y elementos:
- 1.
- Soporte
- 2.
- Mano del usuario
- 3.
- Sensor integrado
- 4.
- Reflector cúbico
- 5.
- Difusor
- 6.
- Placa superior
- 7.
- Placa inferior
- 8.
- Cámara CCD
- 9.
- Objetivo de la cámara
- 10.
- Filtro infrarrojo cercano
- 11.
- Fotodetectores
- 12.
- Aletas con pulsioxímetro
- 13.
- Diodos emisores de luz (LEDs)
- 14.
- Electrodos
- 15.
- Sensor de temperatura.
\vskip1.000000\baselineskip
Como puede apreciarse en las figuras 1 y 2, el
escáner biométrico de acuerdo con la invención comprende un soporte
(1) en forma de "U" sobre el que se apoya la mano (2) de la
persona a identificar. La parte central del soporte (1) aloja un
sensor integrado (3), mientras que las ramas extremas de la "U"
sirven para disponer los eventuales elementos de seguridad
adicionales.
El sensor integrado (3), cuya sección vertical
se muestra en la figura 3, comprende un reflector cúbico (4),
cerrado por un difusor (5), en cuyo interior se disponen,
superpuestas, dos placas de circuito impreso que contienen los
distintos componentes. En la placa superior (6) se sitúan las
fuentes de luz y los detectores de proximidad de usuario, mientras
que la placa inferior (7) soporta, además de la electrónica
precisa, una cámara (8) cuyo objetivo óptico (9) pasa a través de
la placa superior (6) con un filtro con banda de transmisión en el
infrarrojo cercano (10) para eliminar parte de la luz visible
externa que atraviesa el difusor (5). De esta forma se separan los
componentes eléctricos y electrónicos de los puramente ópticos,
facilitando el poder añadir nuevos elementos sin interferirse
mutuamente.
En la presente realización preferida, el difusor
(5) es una lámina de ópalo, mientras que el filtro (10) debe
permitir el paso de la radiación infrarroja en el rango de
longitudes de onda en las que operan las fuentes de luz del sensor
integrado (3), pero debe eliminar la mayor parte de la componente
visible del espectro con objeto de no interferir en la obtención de
los mapas vasculares. El filtro (10) incorpora asimismo un
polarizador móvil cuyo eje de polarización puede girar.
La cámara (8) es del tipo CCD
("Charge-Coupled Device" - en español
"dispositivo de cargas eléctricas interconectadas") y
tiene un rango óptico que, además de capturar los mapas vasculares
en el infrarrojo, permite tomar una imagen de la silueta de la mano
para comprobar su posición correcta.
La disposición de las fuentes de luz en la placa
superior (6) se muestra en la figura 3. Se trata de un conjunto de
diodos de emisión de luz (LED) con longitud de onda de
emisión de 880 nm en forma de dos anillos concéntricos, entre los
que se intercalan alternativamente fotodiodos receptores. En las
esquinas de la placa superior (6) también se disponen estos
diodos.
Los elementos de seguridad adicionales están
agrupados sobre las dos ramas de la "U" que constituye el
soporte (1) del escáner, tal como se aprecia en la figura 2.
\newpage
El detector del pulso sanguíneo y concentración
de la saturación de oxigeno en sangre se dispone sobre dos aletas
(12), las cuales se disponen a su vez en el extremo derecho del
soporte (1). Dicho detector está formado por un emisor de
infrarrojo que comprende dos diodos de emisión de luz de longitudes
de onda 660 nm y 940 nm, que corresponden a los picos de absorción
de la hemoglobina oxidada y la hemoglobina desoxidada, y un
receptor de infrarrojo, enfrentado al emisor de infrarrojo, que
comprende un fotodetector que presenta una banda de absorción en el
rango anteriormente indicado.
La medida de las propiedades eléctricas
(impedancia y capacitancia) de la mano (2) se realizan mediante
electrodos (14) que están situados en los extremos de la "U"
que constituye el soporte (1) del escáner.
Por otro lado, dos sensores de temperatura (15),
dispuestos a cada lado de las aletas (12) del soporte (1), permiten
tomar la temperatura de dos dedos de la mano (2).
En la figura 4 se muestra un esquema del
funcionamiento del sistema de iluminación con lazo cerrado para
conseguir una iluminación homogénea y constante. También permite
nivelar la iluminación a un umbral constante para conseguir una
imagen nítida en cualquier ambiente externo.
El funcionamiento del escáner biométrico de la
invención es el siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- El sensor integrado puede utilizarse para una calibración espectral de la cámara CCD previamente a la instalación del escáner en el lugar de utilización. El orificio de salida de la radiación del sensor integrado confiere una direccionalidad determinada de la fuente emisora. Se trata de una emisión vertical en la dirección de abajo a arriba. La mano colocada sobre el sensor (ver figura 1) protege la cámara CCD de las fuentes de luz ambientales, cuya dirección de emisión es predominantemente de arriba abajo. Así, la componente mayoritaria de la radiación que se propaga en dirección vertical descendente es debida a la reflejada en la palma de la mano y que porta la información requerida, no la debida a las fuentes ambientales.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- Usualmente, el escáner se encuentra en este modo de funcionamiento, en el que todos los diodos se activan de forma intermitente. Cuando se produce la aproximación de la mano (2) del usuario, se detecta la radiación reemitida después de ser absorbida por las venas del usuario. Previamente a esta etapa de detección de presencia.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- En función del umbral promedio de color de los píxeles de la imagen detectado por la CCD, el actuador (potenciómetro controlado por el controlador) comienza a regular la potencia eléctrica de entrada de los LEDs, hasta llegar a un umbral programado para conseguir una primera intensidad deseada. Este umbral promedio de la imagen es también obtenido a partir de la radiación detectada por los fotodiodos (11) situados en la placa interior de LEDs que, en función de la intensidad de la señal recibida, el controlador manda de nuevo la orden de incrementar la potencia de los LEDs o disminuirla, al igual que la compara con la información del promedio de píxeles detectado por la CCD. Se procede de la misma forma hasta alcanzar dos niveles de intensidades (y por tanto de iluminación) distintos. Por cada umbral alcanzado, se extrae un mapa de venas característico de la mano del usuario en cuestión. Por tanto son tres los mapas de venas que se utilizan en el sistema biométrico descrito.
En cuanto a la realización industrial, serán
evidentes para el experto en la materia una serie de modificaciones
y alternativas que pueden introducirse para adaptar la realización
a las aplicaciones concretas. Así, pueden hacerse las siguientes
consideraciones sobre el diseño.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- El elemento biométrico de interacción de un sensor biométrico es un receptor biológico, que interacciona físicamente con la magnitud física medible, característica del tipo de sensor biométrico empleado. Este elemento biométrico tiene características biológicas únicas del individuo en cuestión (características biométricas) que han de ser detectadas por el sistema de detección para su posterior tratamiento. Generalmente los rasgos biométricos se encuentran dentro de un receptor biológico. Debido a que el sensor de acuerdo con la invención utiliza el principio óptico de la interacción de la radiación IR con la palma de la mano, se trata de un sistema biométrico óptico con la palma de la mano como elemento biológico receptor. Sus características biométricas son los capilares sanguíneos por donde circula la sangre (hemoglobina oxidada y desoxidada). Por tanto el sistema de procesamiento o tratamiento de la señal deberá extraer estos rasgos biométricos (el mapa capilar de la mano) del elemento receptor (mano).
- \quad
- Como se ha comentado, es la hemoglobina la sustancia biológica que juega el papel más importante en el reconocimiento biométrico del sensor desarrollado. Por ello se han de conocer bien los picos de máxima absorción de la hemoglobina con la radiación electromagnética para poder determinar qué tipo de fuentes de luz se han de emplear. Éstos son varios, dependiendo si la hemoglobina está o no oxidada en la sangre. El máximo corresponde con una \lambda=760 nm para la hemoglobina desoxidada, aunque existen otros muchos más, la mayoría de ellos centrados en el IR (cercano y lejano). También hay un máximo para la luz roja visible (\lambda=650 nm). Por tanto, la hemoglobina tiene una banda de absorción muy amplia en el rango IR del espectro electromagnético.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- Debido a que la banda de absorción de la hemoglobina se extiende principalmente en la zona IR del espectro y también debido a que las fuentes de emisión de luz de radiación electromagnética centrada en el IR cercano son de bajo coste, se han utilizado diodos de emisión de luz (LEDs) con longitudes de onda centradas en 880 nm.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- En función de la longitud de onda de las fuentes de luz elegidas, el receptor escogido es una cámara CCD basada en la tecnología de la microelectrónica del silicio. Son posibles otros detectores de radiación.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- Como se ha comentado anteriormente, la cámara (8) es sensible al IR cercano y también al rango visible, por lo que es necesario utilizar filtros de luz con una alta transmitancia en el IR y casi nula en el visible. Como opción alternativa a los filtros ópticos de infrarrojo cercano, y como medida a tomar de menor coste, se pueden utilizar dos láminas polarizantes lineales cruzadas en el rango visible y que se sitúan (al igual que los filtros ópticos) sobre el objetivo (9) de la cámara (8).
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- Para conseguir una óptima formación de la imagen en la cámara CCD y una mayor integración, es ventajoso utilizar un objetivo (9) gran angular "ojo de pez" (campo angular: 180º) con una distancia focal f=1.6 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- El modelo matemático para el pulsi-oxímetro se basa en medir el tiempo en que la intensidad de la luz pasa a través del tejido fino como por ejemplo a través de la extremidad del dedo. El proceso de la señal se basa en este modelo simple y en la ley de Beer-Lambert:
I(\lambda , t)
= I_{o} (\lambda) \cdot e^{-(\sum\limits_{v} \sigma_{Hb_{v}}
(\lambda)s_{Hb_{v}}))z(t)}
- \quad
- donde la intensidad I_{o} y \lambda es la longitud de onda de la luz incidente, c_{Hb}(\lambda) es la concentración y s_{Hb}(\lambda) es el coeficiente de absorción de la longitud de onda dependiendo de cada derivado de Hb; z describe el espesor variable. Su realización no presentara dificultad alguna para el experto en le materia.
- \quad
- Previamente al proceso del control de la iluminación para la posterior captura de los mapas de venas de la palma de la mano del usuario, el pulsi-oxímetro detecta la concentración de oxígeno saturado en sangre y el ritmo del pulso sanguíneo. Si los valores detectados se encuentran fuera del umbral característico humano, el sensor no procederá a capturar los mapas de venas de la mano e indicará al usuario que sitúe la mano correctamente sobre el sensor.
- \quad
- La medida de las propiedades eléctricas (impedancia y capacitancia) del tejido de la mano mediante los electrodos (14) se realiza, ventajosamente, con una corriente alterna de 800 microamperios y 50 kHz.
A pesar de que se ha descrito y representado una
realización concreta de la presente invención, es evidente que el
experto en la materia podrá introducir variantes y modificaciones,
o sustituir los detalles por otros técnicamente equivalentes, sin
apartarse del ámbito de protección definido por las
reivindicaciones adjuntas.
A pesar también de que las realizaciones
descritas de la invención con referencia a los dibujos comprenden
sistemas de computación y procesos realizados en sistemas de
computación (por ejemplo, para obtener los mapas vasculares), la
invención también se extiende a programas de ordenador, más
particularmente a programas de ordenador en o sobre unos medios
portadores, adaptados para poner la invención en práctica. El
programa de ordenador puede estar en forma de código fuente, de
código objeto o en un código intermedio entre código fuente y
código objeto, tal como en forma parcialmente compilada, o en
cualquier otra forma adecuada para usar en la implementación de los
procesos de acuerdo con la invención. El medio portador puede ser
cualquier entidad o dispositivo capaz de portar el programa.
Por ejemplo, el medio portador puede comprender
un medio de almacenamiento, tal como una ROM, por ejemplo un
CD ROM o una ROM semiconductora, o un medio de
grabación magnético, por ejemplo un floppy disc o un disco
duro. Además, el medio portador puede ser un medio portador
transmisible tal como una señal eléctrica u óptica que puede
transmitirse vía cable eléctrico u óptico o mediante radio u otros
medios.
Cuando el programa de ordenador está contenido
en una señal que puede transmitirse directamente mediante un cable
u otro dispositivo o medio, el medio portador puede estar
constituido por dicho cable u otro dispositivo o medio.
Alternativamente, el medio portador puede ser un
circuito integrado en el que está encapsulado (embedded) el
programa de ordenador, estando adaptado dicho circuito integrado
para realizar, o para usarse en la realización de, los procesos
relevantes.
Claims (14)
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:
- -
- un reflector (4) en forma de cubo, cerrado superiormente por un difusor (5);
- -
- una placa superior (6), en la que se disponen las fuentes de luz;
- -
- una placa inferior (7), en la que se dispone una cámara (8) capaz de registrar la radiación emitida por las fuentes de luz, pasando su objetivo (9) a través de la placa superior (6), comprendiendo dicho objetivo un filtro de transmisión IR (10) que atraviesa el difusor (5).
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:
- a.
- Detectar la presencia de la mano de la persona a identificar;
- b.
- Generar una primera radiación de una primera intensidad determinada;
- c.
- Obtener un primer mapa vascular de la palma de una mano (2) de la persona a identificar, a partir de dicha primera radiación;
- d.
- Generar al menos una segunda radiación de una segunda intensidad determinada;
- e.
- Obtener un segundo mapa vascular de la palma de la mano (2) de la persona a identificar, a partir de dicha segunda radiación;
- f.
- Identificar a la persona a partir del primer y segundo mapas vasculares de la palma de la mano (2).
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