Brevet FR2486271A1 — publié le 19820108

- 1 - L'écriture manuscrite a déjà été étudiée de façon statique par la graphologie. Il existe des cas dans lesquels l'analyse grapholo- gique n'est pas suffisante ou est susceptible d'erreurs et il faut avoir recours à une analyse dynamique de l'écriture. Ce besoin se fait de plus en plus sentir, notamment pour autentifier des signa- tures lors de l'endossement ou de l'émission d'un chèque par exem- ple, ou encore lors des payements ou de retraits d'argent à l'.aide de cartes de crédit, de chèques de voyage dont l'usage tend à croi- tre considérablement. Diverses solutions ont déjà été proposées pour procéder à 1-'a- nalyse dynamique de l'écriture, en particulier en vue de comparer deux signatures apparamment semblables pour déterminer si elles ont été produites par la même personne. On a déjà proposé à cet effet de mesurer la pression de contact du crayon sur le support d'écriture, ainsi que les frottements la- téraux entre le crayon et le support d'écriture. Ces deux solutions ont l'inconvénient d'être fortement influencées par la nature de l'ins- trument utilisé pour écrire ainsi que par celle du support d'écri- ture, de sorte que l'information obtenue par ces moyens peut présen- ter de grandes variations entre l'analyse de deux signatures effec- tuées par la mêne persoine dans d'autres conditions matérielles. - On a également proposé de mesurer les accélérations consécuti- ves à l'écriture au moyen d'accéléromètres fixés sur l'instrument d'écriture. L'inconvénient de cette solution provient de sa dépen- dance vis-à-vis de l'orientation-spatiale des accéléromètres. En ef- fet, l'instrument d'écriture étant généralement de forme cylindri- que, la position des accéléromètres autour de l'axe peut être abso- lument quelconque lorsque l'on saisit l'instrument. Par conséquent, les accélérations enregistrées peuvent variées considérablement d'une -30 signature àl'autré de la même personne. Le but -de la présente invention est de remédier, au moins en partie, aux inconvénients susmentionnés. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif pour mesurer des paramètres caractéristiques de la vitesse d'une écri- ture manuscrite, caractérisé par le fait qu'il comporte, d'une part, sous-jacent à la surface constituant le support d'écriture, deux en- roulements superposés de conducteurs électriques, les deux extrémi- 248 62 7 1 - 2 - tés de chaque enroulement aboutissant à deux bornes de mesure, cha- cun de ces enroulements présentant une portion dans laquelle ses con- ducteurs sont rectilignes la portion de conducteurs rectilignes d'un enroulement étant orthogonale à la portion de conducteurs rectili- gnes de l'autre enroulement, les longueurs respectives de ces por- tions de conducteurs rectilignes délimitant la superficie de la sur- face dudit support d'écriture, et, d'autre part, un aimant adjacent à la pointe traçante de l'instrument d'écriture et dont l'aimanta- tion est choisie pour être d'orientation générale parallèle à l'axe longitudinal dudit instrument et symétrique autour de cet axe, le tout de manière que lorsque la pointe de cet instrument est dépla- cée au mains à proximité immédiate de la surface dudit support, des tensions soient induites dans ces enroulements,- en fonction -de- la vitesse de variation du champ vis-à-vis de ces deux portions de con- ducteurs rectilignes. Le dessin annexé illustre, très schématiquement et à titre d'exem- ple, une forme d'exécution et une variante du dispositif objet de la présente invention. La figure 1 est un schéma destiné à expliquer le principe sur lequel est basé -le dispositif.. La figure 2 est une vue en plan de l' élément capteur selon cet- te forme d'exécution. La figure 3 est une vue en coupe axiale d'un instrument d'écri- ture destiné à coopérer avec cet élément capteur. - Les figures 4 et 5 représentent quatre diagrammes correspondant aux tensions enregistrées aux bornes de l'élément capteur consécu- tivement à deux signatures d'une rême personne. La figure 6 représente deux autres diagrammes relatifs à la si- gnature d'une autre personne. La figure 7 illustre une variante de la figure 2. - La figure 8 est un schéma explicatif du fonctionnement de cet- te variante. La figure 9 est un schéma d'un circuit de traitement du signal capté par cette variante. Le dispositif selon l'invention est basé sur le phénomène d'in- duction d'une force électromotrice créant une différence de poten- tiel aux bornes d'une spire d'un conducteur électrique soumise à une -3 variation du champ magnétique qui la traverse. Si l'on considère la figure 1, o l'on a une spire d'un conducteur Sx refermée sur deux bornes entre lesquelles on mesure la tension Ux et un aimant perma- nent dont le flux est À, dont la vitesse de déplacement selon l'axe Ox est Vx et la dimension dans le sens de la vitesse a, lorsque l'ai- mant permanent traverse le bord 'de la spire Sx la tension enregis- trée aux bornes de la spire, consécutivement à-la variation de du flux O dans un intervalle de temps dt, correspond à: d U = -10 x dt Dans le cas o le flux magnétique est engendré par un aimant permanent dont les lignes de champ sont' sensiblement pérpendiculai- res au plan de la spire Sx on a dq> = dt correspond au temps de passage de l'aimant permanent au-dessus du bord de la spire: a dt = V X Par conséquent: U =- V Etant donné que O et a sont des constantes, Ux est donc direc- tement proportionnel à Vx. La figure 2 illustre comment, sur ce principe et à l'aide de ' deux enroulements de conducteurs électriques, on peut mesurer 'les composantes de la vitesse selon deux axes orthogonaux x,y. L'élément capteur du dispositif comprend donc deux enroulements de conducteurs électriques Ex et Ey superposés. Chacun de ces enroulements est con- formé pour présenter une portion rectiligne sur au moins une partie de sa longueur. Comme illustré par la figure 2, les enroulements Ex et Ey sont disposés de manière que deux de leurs portions rectili- gnes respectives se superposent et que les conducteurs de l'une de - 4 - ces portions soient orthogonaux aux conducteurs de l'autre portion. La zone de recouvrement de ces deux enroulements constitue la super- ficie dans laquelle l'élément capteur du dispositif est capable d'en- registrer aux bornes des deux enroulements E. et Ey les tensions res- pectives Ux et U en fonction des variations de champ magnétique con- xy sécutives aux déplacements d'un aimant permanent sur toute cette su- perficie. Ces deux enroulements sont destinés à être disposés sous-ja- cents à un support d'écriture qui peut être constitué par l'une des faces F d'un carter protégeant les bobines. Bien entendu, seule la zone de recouvrement des enroulements constitue le capteur, de sor- te que des moyens de repérage devront être prévus pour indiquer sur la face F du carter les limites de cette zone afin que seule cette- zone soit utilisée commee support d'écriture à l'exclusion de tou- te autre. Le second élément du dispositif est constitué par l'instrument d'écriture I illustré par la figure 3. Cet -instrument est, par exem- ple, un stylo à bille dans l'enveloppe duquel sont placés des aimants annulaires A coaxiaux à la pointe d'écriture; ces aimants A ont une aimantation orientée sensiblement selon l'axe longitudinal du sty- lo et symétrique autour de cet axe, de manière que les lignes de champ coapent les conducteurs forment les enroulements Ex et E. Dès lors les tensions U1 et U mesurées aux bornes de ces enroulements seront x y caractéristiques des composantes de vitesse de l'aimant A solidai- re du crayon, selon les directions % et Oy Ces informations sont relatives à la vitesse de déplacement de l'aimant et non de la pointe d'écriture. A ce titre l'inclinaison et les variations d'inclinaison entrent comme élément de la vites- se de l'aimant. Il en est de même des gestes qui n'engendrent pas directement un tracé sur le support et impliquent un éloignement à composante verticale de l'instrument d'écriture du support. C'est le cas notamment du tracé des accents, des barres de la lettre t etc... qui résultent d'une interruption du tracé et impliquent des gestes alors que la pointe d'écriture n'est plus en contact avec le support d'écriture. Par conséquent, les variations de tension enregistrées ne sont pas seulement fonction de ce qui est tracé sur le support d'écritu- re, mais de l'ensemble des vitesses susceptibles de modifier la va- _ 5 - leur du flux magnétique coupant les bobines. Sur six degrés de li- berté dans l'espace, cinq influencent directement la tension enre- gistrée aux bornes des bobines, seuls les mouvements angulaires au- tour de l'axe longitudinal de l'instrument d'écriture n'intervien- nent pas, les lignes de champ magnétique étant symétriques autour de l'axe longitudinal de cet instrument. Cette insensibilité présen- te l'avantage de rendre le dispositif absolument indépendant de sa position dans la main de l'utilisateur. Cet instrument étant un corps de révolution, cette insensibilité à sa position autour de son axe de ré volution est importante étant donné que cette position n'est pas- caractéristique de l'utilisateur mais résulte simplement du ha- sard. Les diagrammes des figures 4 et 5 constituent des enregistre- ments de signaux correspondant aux tensions enregistrées aux bornes Ux et U pour des signatures. Les figures 4a et 4b correspondent aux tensions Ux et U, caractéristiques des vitesses Vx et V enregis- x y y trées lorsque qu'une personne déterminée a tracé sa signature au-des- sus du capteur décrit précédemment. Les figures Sa et 5b correspon- dent aux tensions Ix et U, enregistrées lorsque cette mêwme person- ne déterminée a tracé une seconde fois sa signature au-dessus du me- me capteur. On constate qu'une corrélation est possible entre ces deux signaux qui pourront être ensuite analysés par un processus de traitement de signal d'analyse approprié. Enfin, lorsqu'une autre personne trace sa signature au-dessus du même capteur, on obtient, par exemple, les signaux U et U qui y font l'objet des figures 6a et 6b. On remarque que les caractéris- tiques de ces signaux sont totalement différentes de celles des si- gnaux enregistrés dans le cas des figures 4 et 5. Sur la base des ces signaux, il est possible d'effectuer une analyse comparative en vue de l'autentification d'une signature avec les signaux enregistrés lors d'une signature précédente du même in- dividu et constituant alors la signature de référence. La variante illustrée par la figure 7 comporte, en plus des en- roulements de conducteurs Ex et Ey superposés, un troisième enrou- lement de conducteur E en forme de cadre, et qui entoure toute la z zone de chevauchement des conducteurs Ex et Ey qui constituent la zone de détection du capteur. Ce cadre formé de ce troisième enrou- lement Ez sert à mesurer les variations de flux magnétique embras- sé par la zone de chevauchement des conducteurs E et Ey, consécu- x tivement aux déplacements perpendiculaires au plan de ces enroule- ments. En effet, si on considère la figure 8, on remarque que le tu- be de flux magnétique issu cd'un aimant A, embraess par l'enroulement Ez au niveau I est supérieur à ceiui qui est emb,.rasse par ce mere enroulement au niveau Il. Le schéma de la figure 9 montre Lu circuit de traitement des trois signaux Ux, U et U dans lec.esl les tensio_ induites aux bor- nes de l'enroulement Ez sont soustraites de celles induites aux bor- nes des enroulements Ex et E de manlière à epnrecjizrer un signal in- dépendant des mouvements situus hrs du plan d' écrure. Ce circuit comporte aux sorties U, Uy eL U., du capteur Cp, un amplificateur inverseur Ai relié à la sortie Uz et deux arplificateurs sianateurs intégrateurs As1 et As2 reliés dun&e art, aux sorties Ux respecti- veient Uy et d'autre part a la sortie de lga -aplificateur inverseur Ai. Les sorties de ces amplificateurs intégrateurs sont elles-m'rnes reliées aux deux entrées d'un traceur T à cord-onnres x et y. Grâce à ce capteur et au circuit anipificateur d0crit, le tra- ceur T ne reproduira que les nouenents situés dens le plan d'écri- ture, c'est-à-di.re que les traits et non les mouvements de l'instru- ment d'écriture situés hors du pLan d'écriture et qui ne correspon- dent d3onc pas à un trait mais son'; necessaire pour iarquer des ac- cents ou des points au-dessus des lettres par exemple. Un tel cap- teur peut notoament être utilise pour faire la transmission de ca- ractères écrits. L'invention est applicable dans le domaire de l'indentification d'écriture, notanient de signature, dans celui de la transmission de caractères écrits ainsi que dans celui de la transmission de n'importe quel signe ecrit. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Dispositif pour mesurer des paramètres caractéris- tiques de la vitesse d'une écriture manuscrite, caractérisé par le fait qu'il comporte, d'une part, sous-jacent à la surface constituant le support d'écriture,deux enroulements de conducteurs électriques superposés, les deux extrémités de chaque enroulement aboutissant à deux bornes de mesure, le fil conducteur de chacun de ces enroulements présentant des tronçons rectilignes disposés côte-à-côte, en série et contenus dans des spires enroulées dans le même sens, les tronçons de conducteurs rectilignes d'un enroulement étant situés dans un plan parallèle aux tronçons de conducteurs rectilignes de l'autre enroulement les directions des tron- çons rectilignes des conducteurs respectifs étant orthogo- nales, la zone de chevauchement de ces enroulements corres- pondant à la superficie utile dudit support d'écriture, et, d'autre part, un aimant adjacent à la pointe traçante de l'instrument d'écriture et dont l'aimantation est choisie pour être d'orientation générale parallèle à l'axe longitu- dinal dudit instrument et symétrique autour de cet axe, le tout de manière que lorsque la pointe de cet instrument est déplacée au moins à proximité immédiate de la surface dudit support, des tensions soient induites dans ces enroulements, en fonction de la vitesse de variation du champ vis-à-vis de ladite zone de chevauchement des tronçons rectilignes des- dits enroulements. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un troisième enroulement superpo- sé aux deux autres et s'étendant autour de la zone dans la- quelle lesdites portions de conducteurs rectilignes se re- couvrent, et des moyens pour déduire la tension induite aux bornes de ce troisième enroulement de celles induites aux bornes des deux autres enroulements.