Brevet FR2137952A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne les dispositifs de lecture statiques utilisant des dispositifs de détection électromagnétiques pour des cartes magnétiques dans lesquelles des informations sont enregistrées dans des zones* 5 Dans les dispositifs de lecture statiques connus jusqu'à présent qui utilisent des dispositifs électromagnétiques pour détecter 3es positions des aimants dans les cartes, des transformateurs sont prévus et les cartes magnétiques sont conçues pour être placées entre les enroulements primaire et secondaire, les 10 aimants des cartes effectuant le couplage nécessaire pour établir les tensions de sortie dans les enroulements secondaires» Dans de tels dispositifs, les transformateurs doivent être étalés pour éviter le couplage parmi les transformateurs contigus» Ces dispositifs de lecture sont coûteux, volumineux et sont capables de 15 lire seulement une petite partie du nombre désiré des codes différents des cartes lors d'une excitation» L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés» La fig- 1 est une élévation latérale partielle d'un loge-20 ment avec un ensemble d'électro-aimants montrant les noyaux des électro-aimants s'étendant depuis une paroi et -une carte placée de manière coulissante entre les extrémités restantes des noyaux et l'autre paroi, cette carte ayant des zones alignées avec les électro-aimants respectifs» 25 La fig» 2 est une coupe partielle prise suivant la ligne 2-2 de la fig* ^• La fig» 3 est un schéma synoptique d'un dispositif suivant l'invention pour exciter simultanément les bobinages des électro-aimants depuis une source d'impulsion et pour engendrer un signal 30 de niveau logique depuis chaque bobinage qui indique si le champ de là zone de la carte associé est en relation d'addition ou de soustraction avec le champ du bobinage. Les fig» 4-a à 4-d sont des graphiques servant à expliquer le fonctionnement du schéma synoptique de la fig* 3, dans ces 35 figures T signifie temps, excitation des bascules, IH impulsion retardée, tension du dispositif fournissant des impulsions, TB tension au niveau des bobinages, S soustraction et A addition» La fig» 5 est un schéma synoptique du dispositif de 72 17460 2 213795? l'invention où les bobinages sont excités en série depuis une source d'impulsions» les fig» 6a à 6^ sont des graphiques servant à expliquer le fonctionnement du dispositif de la fig» 5; dans ces figures 5 T, signifie temps, EB excitation des bascules, IB impulsion retardée; ÏDI tension du dispositif fournissant des impulsions, CB courant à travers les bobinages, TB tension au niveau des bobinages, S soustraction et À addition- La fig- 7 est un schéma synoptique d'un autre dispositif 10 de détection d'amplitude suivant l'invention- Aux fig- 1 et 2, on a représenté un logement 10 ayant une paroi 12 à partir de laquelle plusieurs noyaux 14- des électroaimants 16 s'étendent- Les noyaux s'étendent suivant un plan qui est espacé de la paroi opposée 18 de sorte qu'une carte 15 magnétique 20 peut être insérée de manière coulissante entre les noyaux et la paroi 18. Dans un mode de réalisation, les parois 12, 18 et une paroi de liaison 22 à un bord sont des éléments magnétiques comme des plaques en fer doux- Bans un autre mode de réalisation, seule la paroi 18 est magnétique-20 la carte 20 qui est de la dimension d'une carte de crédit classique est du type dans lequel une matière" finement divisée comme de la ferrite de baryum est répartie à travers un substrat de caoutchouc ou de matière plastique et est aimantée dans des zones 24 qui sont polarisées perpendiculairement aux surfaces 25 de la carte- Les répartitions et les orientations des champs des zones constituent des informations pouvant être identifiées avec la carte particulière• Quelle que soit l'orientation du champ d'une zone, il s'étend à travers le noyau associé 14* Le trajet du flux entre l'extrémité supérieure du noyau et l'extrémité in-30 férieure de la zone de la carte est complété à travers la paroi 18 quand les parois 18 et 22 sont également magnétiques, un circuit magnétique est formé dans lequel les entrefers sont limités à ceux des extrémités opposées de la zone de la carte- Chaque noyau 14 comprend une partie centrale les matières 35 pouvant être saturées de perméabilité initiale élevée et qui nécessite une très faible force magnétomotrice pour la saturer et qui est caractérisée par un cycle B-H étroit. Sous ce rapport, les densités du flux de saturation des matières connues qui ont ces caractéristiques sont essentiellement supérieures à 72 17460 3 2137952 celles de la densité du flux du champ d'une telle zone de la carte» A titre d'exemple, la densité du flux d'un mumétal à la saturation est de l'ordre de 8000 gauss, ce qui représente une valeur de plsieurs milliers de gauss supérieures à celles d'une 5 zone de matière dans une carte coTrrme décrit ci-dessus» Cependant, une force correspondant à un ou deux ampère-tours, sature cette matière et la présente invention permet à une zone d'une carte d'être utilisée à cette fin» Pour cela, les noyaux sont munis à leur extrémité inférieure de pièces polaires 26 comme 10 en fer doux d'une dimension suffisante (par exemple approximativement le diamètre d'une zone de la carte ) pour intercepter tout le flux d'une zone alignée avec lui» Ces pièces polaires 26 sont également prévues aux extrémités supérieures des noyaux pour simplifier les problèmes de placement dans l'as-15 semblage. Le noyau 14 est réalisé afin que cette section transversale soit suffisamment faible pour que le flux rassemblé par une pièce polaire depuis une zone de la carte soit concentré dans le noyegi- Bien que la plupart de la force du champ de la zone soit 20 répartie n'importe où plutôt que dans le noyau 14, c'est-à-dire dans les entrefers, il y a la petite force disponible nécessaire pour surmonter la reluctance du noyau et la magnétiser à une densité de flux prédéterminée» Pour les petites zones de la carte, par exemple celles ayant un diamètre de 3,18mm, la section trans-25 versale des noyaux doit être extrêmement petite pour obtenir la concentration désirée, par exemple de l'ordre de 0,0130cm2 à 0,0t94CBj2. Aux fig» 1, 2 et 3, les bobinages respectifs 28 sont enroulés autour des noyaux 14 et chacun est relié en série avec une 30 résistance respective 30 au niveau d'une source d'impulsions de tension représentée sous la forme d'un dispositif 32 fournissant des impulsions*relié à une source de tension 34. Les jonctions des bobinages 28 et des résistances 30 reliées en série, sont reliées à un réseau logique binaire comme une bascule de type D 35 et les sorties de chacune des basculee36 sont reliées à un réseau de sortie 38. De même, chacune des bascules 36 comporte une deuxième entrée reliée à un générateur d'impulsions retardées 40 qui est relié de façon opérationnelle au dispositif 32 fournissant des impulsions» 72 17460 4 2137952 La fig- 4-jb illustre une impulsion de tension 42 à partir du dispositif 32 fournissant des impulsions- Cette impulsion est appliquée simultanément aux niveaux de toutes les combinaisons de bobinage et de résistance reliées en série- Les 5 flèches près des bobinages 28 désignent les directions des champs magnétiques crées par l'écoulement de courant à travers eux- Les champs établis à travers les bobinages dans cet exemple, sont suivant une relation de soustraction par rapport aux champs des zones 24 où les pôles nord se trouvent aux surfaces 10 supérieures de la carte 20 et suivant une relation d'addition avec les zones associées ayant leur pôle sud à la surface supérieure de la carte- L'inductence du bobinage dont le champ se soustrait à celui d'une zone de la carte associée est supérieure à l'induc-15 tance d'une bobine dont le champ se trouve suivant une relation d'addition avec celui d'une zone de la carte- Ainsi la décroissance d'une tension au niveau d'un bobinage dont le champ se soustrait de celui de la zone de la carte associée (voir la courbe en traits interrompus 44 à la fig- 4-a) est plus faible que 20 celle au niveau d'un bobinage dont le champ se trouve suivant une relation d'addition avec sa zone de la carte (voir la courbe en trait plein 46 à la fig- 4a). Aux fig- 4ja et 4c, une impulsion 48 depuis le générateur d'impulsions retardées"40, est appliquée à chacune des bascules 25 36 à un moment déterminé où les tensions décroissantes pour les relations d'addition ou de soustraction sont approximativement équidistantes du seuil de tension Vt de la porte d'entrée de la bascule- Ainsi, la tension 44 pour la relation de soustraction est au-dessus de ce seuil ce qui a pour effet que la bascule 30 engendre une sortie élevée ou M1M- Pour la relation d'addition, la tension 46 se trouve en dessous de ce seuil, auquel cas, la bascule engendre une sortie basse ou tt0M- A ia fig. 4d, la tension en traits interrompus 50 représente l'état "1" de la bascule pour la relation de soustraction» Pour la relation d'ad-35 dition, le niveau de tension de sortie de la bascule reste à la valeur zéro» Le réseau de sortie 38 a plusieurs éléments d'information qui y sont appliqués simultanément et qui représentent les orientations et les répartitions des zones de la carte» Le réseau de 72 17460 5 2137952 sortie peut traiter les informations pour n'importe quelle fin désirée, par exes^le pour les comparer avec des informations emmagasinées,et fournir un signal indiquant si le code de la carte est valable pour répondre aux différentes parties des in-5 formations afin d'actionner des mécanismes différents,etc«.. La fig- 5 illustre un dispositif de détection de phase suivant l'invention- Dans ce mode de réalisation, une seule bascule 36 est utilisée et les bobinages 28 sont reliés en série à une entrée de celle-ci. A cette fin, chaque bobinage à une ex-10 trémité a des connexions avec un réseau de commutation 54- qui maintient normalement un circuit ouvert entre les bobinages et l'entrée à la bascule- Le réseau de commutation 54 est relié au dispositif produisant des impulsions 32 et un compteur approprié ainsi qu'un dispositif de décodage dans le réseau 5^ réagissent 15 aux impulsions du dispositif de production d'impulsions 32 pour fermer individuellement les connexions entre les bobinages et la bascule suivant une séquence prédéterminée. Comme représenté, un limiteur de courant 56 est relié à la source 34 et chaque enroulement est agencé pour être relié au 20 limiteur et être excité quand il est choisi par le réseau de commutation 54-. Les fig. 6a, 6b illustrent l'effet de la limitation du courant- Pendant l'apparition d'une impulsion 58 à partir du dispositif fournissant des impulsions 32 (fig. 6c), le courant à travers un bobinage s'établit à un niveau maximal I aax, déter-25 miné par le limiteur 56. A cette limite, la tension au niveau du bobinage décroît fortement en raison du fait qu'il n'y a plus de modification du courant dans celui-ci- En outre, comme on peut le remarquer à partir de la courbe en traits interrompus 60 et de la courbe en trait plein 62 de la fig. 6b, le courant s'éta-30 blit au niveau I max bien plus rapidement lorsque les champs magnétiques du bobinage et de la zone associée de la carte se trouvent suivant une relation d'addition plutôt que dans le cas où les champs se trouvent suivant une relation de soustraction. A la fig* 6a, la courbe 64 représente la chute de tension au niveau 35 d'un bobinage au temps t^ lorsque la limite du courant est atteinte quand les champs du bobinage et de la zone sont suivant une relation d'addition* La courbe 66 illustre la chute de tension au niveau du bobinage au temps t2 lorsque le limite de courant est atteinte pour le cas dans lequel les champs du bobinage 72 17460 6 2137952 et de la zone sont suivant une relation de soustraction» Il convient de remarquer que le mode de réalisation de la fig- 5 est un mode de réalisation dans lequel les résistances ne sont pas reliées en série avec les bobinages» Ainsi, la ten-5 sion au niveau d'un bobinage reste essentiellement constante pendant l'établissement du courant dans celui-ci» La grandeur de cette tension est bien au-dessus du seuil de la porte dans la bascule 36 et ceci est vrai que les champs du bobinage et de la zone,soit suivant une relation d'addition,soit suivant 10 une relation de soustraction» Par conséquent, lorsqu'une impulsion 68 (fig» 6d) est appliquée à la bascule à partir du générateur d'impulsions retardées 40, la sortie de la bascule est élevée ou "1" (fig» 6e) si une tension est présente- La détermination pour savoir si le champ d'une zone de la 15 carte se trouve suivant une relation d'addition ou de soustraction, par rapport à celui du bobinage associé, est réalisée en appliquant l'impulsion de la porte (fig- 6d) entre les temps t^, t2» Si les champs se trouvent suivant une relation d'addition, la tension au niveau du bobinage aura,baissé au moment où l'im-20 pulsion du générateur 40 est appliquée à la bascule et, dans ce cas, la sortie de la bascule est basse ou "O*t ce qui signifie que le pôle de la sone de la carte à la surface supérieure de la carte 20 est un pôle sud» Si le champ du bobinage excité est suivant une relation de soustraction avec celui de la zone de la 25 carte associée, une tension élevée existe au niveau du bobinage lorsque l'impulsion à partir du générateur 40 est appliquée à la bascule, après quoi la sortie de la bascule est élevée ou "1"-Bans l'agencement représenté,tue sortie "l" de la bascule signifie que la zone de la carte associée est orientée de sorte que 30 son pôle nord se trouve à la surface supérieure de la carte» La bascule est désexcitée après chaque opération- Une illustration et une description du fonctionnement du circuit logique et du circuit porte d'une bascule du type illustré dans l'invention est décrite dans la publication "Motorola 35 Digital Intégrâted Circuits" (Motorola Semiconductor Products, Inc», July 1968)» Cependant, il y a lieu de remarquer que l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un type particulier de circuit logique mais englebe n'importe quel dispositif approprié pour effectuer une sortie logique binaire qui est suscevH-40 ble d'être identifiée avec l'orientation du champ d'une zone 72 17460 7 2137952 d'une carte avec lequel un bobinage particulier est associé» En outre, il y a lieu de noter que bien que le schéma de détection de l'amplitude de la fig» 3 utilise une excitation en parallèle des électro-aimants et que le schéma de détection de 5 phase de la fig» 5 utilise une excitation en série des électro-aimants, l'invention englobe l'agencement de la fig» 3 dans lequel les bobinages sont excités en série et l'agencement de la fig» 5 dans lequel les bobinages sont excités en parallèle» Dans un dispositif de détection suivant l'invention, une 10 excitation en parallèle est avantageuse lorsque les zones de la carte jet donc les électro-aimants, sont suffisamment espacées pour éviter un couplage indésiré entre les bobinages d*électro-aimants contigus» L'excitation en série est un mode avantageux pour des cartes de lecture dans lesquelles les zones sont étroi-15 tement rassemblées et qui nécessitent donc des électro-aimants qui sont étroitement espacés ensemble d'une manière correspondante» La présente invention se rapporte également à une combinaison d'une excitation en série et en parallèle des électro-aimants» 20 A titre d'exemple une carte de crédit d'une dimension classique peut comporter plusieurs douzaines de zones aimantées disposées en plusieurs rangées et colonnes» Les électro-aimants sont placés d'une façon analogue» Us peuvent être excités suivant des groupes qui sont suffisamment espacés pour éviter un couplage 25 indésiré entre eux lorsqu'ils sont excités» En excitant successivement les bobinage» de différents groupes d'électro-aimant», la lecture de» informations codées sur une carte est effectuée plus rapidement que lors d'une excitation en série seule,mais suivant une façon qui permet le regroupement des informations 30 suivant une mesure qui est possible avec l'excitation en série seule» La fig» 7 représente un dispositif suivant l'invention pour effectuer une excitation en série et en parallèle des élec-tro-aimants» Dans ce mode de réalisation, le» dispositif» pro-35 duisant de» impulsions sont illustrés par les commutateurs 70, 72 normalement ouverts reliés à la source de tension 34. Chacun des bobinage» alterné» 28 est relié en série avec une résistance respective 30 entre la terre et le contact fixe du commutateur 70. De la même façon, les autres bobinages alternés sont repré 72 17460 8 2137952 sentés comme étant reliés en série avec les résistances respectives 30 entre la terre et un contact fixe-du commutateur 72. Les dispositifs de détection respectifs 74- sont reliés au niveau des résistances 30 et ont leurs sorties reliées au réseau de 5 sortie 38. La fermeture du commutateur 70 provoque l'application simultanée d'une impulsion de tension à chacun des agencements résistance-bobinage reliés en série connectés à son contact fixe» Chacun des dispositifs de détection associés 74 détecte la tension au niveau de la résistance associée 30 et engendre une sor-10 tie "1" ou W0W en fonction si oui ou non la tension au niveau de la résistance associée dépasse un niveau prédéterminé, ce niveau étant déterminé si le champ du bobinage se trouve suivant une relation d'addition ou de soustraction avec celui de la zone de la carte associée» D'une façon analogue, le commutateur 72 est 15 fermé après que le commutateur 70 a été ouvert afin d'effectuer de» opération» analogues au moyen des dispositifs de détection 74- associés avec lui» 72 17460 9 2137952 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de lecture statique, caractérisé par un ensemble de dispositifs de détection électromagnétique en parallèle ayant chacun un bobinage entourant un noyau qui a une perméabilité initiale élevée et une densité de flux importante à la 5 saturation, un dispositif pour supporter une carte magnétique ayant plusieurs zones aimantées dans lequel les zones respectives de la carte et les dispositifs de détection sont alignés, un dispositif pour appliquer une impulsion de tension à chaque bobinage pour l'exciter, la tension au niveau de l'un quelconque des 10 bobinages ayant une caractéristique où les champs du bobinage et de la zone se trouvent suivant une relation d'addition et une autre caractéristique où les champs du bobinage et de la zone s«it suivant une relation de soustraction et un circuit logique engendrant une sertie de valeur logique binaire à partir de la tension 15 au niveau de chaque bobinage où la valeur logique est "0" si la tension a une caractéristique et "1" si la tension a l'autre caractéristique» 2 - Dispositif de lecture statique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit présente un seuil opération- 20 nel et en ce qu ' un temps prédéterminé après qu'une impulsion a été appliquée à un bobinage, la tension au niveau du bobinage se trouve en dessous du seuil si les champs du bobinage et de la zone se trouvent suivant une relation d'addition et au-dessus de ce seuil si les champs du bobinage et de la zone se trouvent 25 suivant une relation de soustraction. 3 - Dispositif de lecture statique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit a un seuil opérationnel et en ce qu 1 à un moment prédéterminé après qu'une impulsion a été appliquée à un bobinage, la tension au niveau du 30 bobinage se trouve au-dessus du seuil seulement si les champs du bobinage et de la zone se trouvent suivant une relation de soustraction. 4 - Dispositif de lecture statique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un disposi- 35 tif pour appliquer simultanément une inqpulsion de tension à tous les bobinages. 5 - Dispositif de lecture statique suivant l'une des reven- 72 17460 10 2137952 dieétions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour appliquer une impulsion de tension à un seul bobinage à un moment et suivant une séquence prédéterminés» 6 - Dispositif de lecture statique suivant l'une des reven-5 dications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour appliquer séquentiellement et simultanément une impulsion de tension au bobinage de groupes différents de bobinage» 7 - Dispositif de lecture statique suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une résis- 10 tance reliée en série avec chaque bobinage, les résistances reliées en série et les bobinages étant reliés en parallèle, l'impulsion de tension étant appliquée au niveau de chaque résistance et bobinages reliés en série, des circuits logiques ayant des entrées reliées aux jonctions respectives résistance-bobinage, 15 chaque circuit logique ayant une entrée et une sortie, un générateur d'impulsions retardées relié aux entrées et pouvant être actionné par l'impulsion de tension pour appliquer une impulsion aux entrées à un moment prédéterminé et un réseau de sortie ayant des connexions d'entrée à partir des sorties des circuits logi-20 ques» 8 - Dispositif de lecture statique suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit a une entrée de niveau reliée aux bobinages, une entrée de porte, une sorti» de niveau, un dispositif de limitation du courant relié aux bo— 25 binages, un dispositif pour appliquer sélectivement une impulsion de tension à chaque bobinage, un générateur d'impulsions retardées, ce générateur étant relié à l'entrée de porte et pouvant être actionné par chaque impulsion de tension pour appliquer une impulsion à l'entrée de porte à un moment prédéterminé 30 et un réseau de sortie relié à la sortie de niveau»