Brevet FR2687238A1 — publié le 19930813

LECTEUR DE CARTES A PUCES BISTANDARD L'invention concerne les lecteurs de cartes à puces. Les cartes à mémoire de masse amovibles pour microordinateurs (ou ordinateurs personnels ou PC, de l'anglais "personal computer") ont fait leur apparition récemment comme accessoires des ordinateurs personnels, surtout pour les ordinateurs portables. Elles pourraient remplacer dans l'avenir les disquettes et autres moyens de stockage de masse de type magnétique. Elles peuvent servir de mémoire de masse d'aussi grande capacité que les disquettes magnétiques (ordre de grandeur : le million d'octets); leur encombrement n'est pas plus grand (format carte de crédit, épaisseur de 3 à 5 millimètres); elles sont beaucoup plus rapides d'accès (plusieurs milliers de fois plus rapides). Elles peuvent même servir de mémoire vive de programme directement exécutable par l'ordinateur personnel. Dans ce cas, contrairement aux mémoires de masse magnétiques, elles n'ont pas à être chargées dans la mémoire vive (RAM) du PC pour être exécutées ensuite. Les programmes qu'elle contient sont exécutables directement par l'ordinateur personnel. Les cartes à mémoire de masse, parfois appelées encore PC-Cards, comportent plusieurs puces de mémoire et un connecteur (connecteur femelle de 68 broches selon la norme PCMCIA de "Personal Computer Memory Card International Association" 1030B East Duane Avenue Sunnyvale, California). La carte est enfichable dans un connecteur correspondant (mâle) de l'ordinateur. Les connexions sont telles que la mémoire puisse être adressée par un port d'entrée-sortie parallèle du PC, soit comme si la mémoire était une mémoire de masse magnétique, soit comme si elle était une extension de mémoire vive de l'ordinateur. Avec le même standard, il existe d'autres cartes à connecteur enfichable qui ont d'autres fonctions qu'une simple fonction de mémoire (cartes de communication, etc.). Pour la facilité de la compréhension ultérieure, on utilisera l'appellation carte à mémoire pour ces cartes au format PCMCIA même si leur fonction principale n'est pas le stockage d'informations. I1 existe par ailleurs d'autres types de cartes qui sont les cartes à puces à contacts affleurants, largement utilisées dans le grand public pour des applications telles que : cartes téléphoniques, cartes d'accès à des locaux sécurisés, cartes bancaires, etc. Ces cartes ne comportent généralement qu'une seule puce de circuit-intégré (bien qu'il ne soit pas exclu qu'elles en aient plusieurs). Les contacts ne sont pas en bout de carte mais ils sont sur une des faces principales planes de la carte. Ces contacts sont peu nombreux, entre six et huit en général. Ces cartes sont beaucoup plus minces que les cartes à mémoire au standard PCMCIA mentionnées précédemment : leur épaisseur est de l'ordre du millimètre, au lieu de 3 à 5 millimètres. Elles sont destinées à être insérées dans des lecteurs spécialisés selon les applications cabines téléphoniques pour les cartes téléphoniques, portillons d'accès pour les cartes d'accès, distributeurs de billets pour les cartes bancaires, etc. Dans certains cas, on prévoit même que les cartes peuvent être raccordées à un microordinateur, pour assurer la sécurité d'utilisation de celui-ci. Dans ce cas, un lecteur de carte à puce est raccordé au microordinateur et celui-ci ne peut assurer que des fonctions très limitées (limitation au dialogue avec le lecteur de carte à puce par exemple) si un code confidentiel correspondant à un code inscrit dans la carte n'est pas introduit au clavier par l'utilisateur autorisé. Pour simplifier le langage utilisé dans cette description, on appellera "cartes de crédit" ce type de carte à contacts affleurants, même si sa fonction n'a rien à voir avec un crédit (comme c'est le cas par exemple pour des cartes à puces de sécurité). On a pensé selon l'invention qu'il serait utile de généraliser l'usage des cartes à puces pour microordinateurs. Pour faciliter cette utilisation généralisée, l'invention propose un lecteur de carte pour microordinateur qui possède une fente d'insertion de carte et des moyens pour lire indifféremment soit une carte à mémoire à connecteur en bout, soit une carte à puce à contacts affleurants insérée dans cette fente. L'invention repose en effet partiellement sur la constatation que bien que de format différent, au moins en épaisseur, et surtout du point de vue de la connexion avec le lecteur, les deux types de cartes ont des dimensions latérales comparables dans les principaux standards. Dans le standard ISO 7816 qui régit les cartes au format "carte de crédit", les dimensions latérales de la carte sont les mêmes que dans le standard PCMCIA qui régit les cartes à mémoire enfichables. Le lecteur de cartes selon l'invention comporte de préférence - une fente d'insertion de carte, ayant deux faces principales rapprochées entre lesquelles peut se glisser une carte généralement plane, cette fente se terminant par un fond, - un premier connecteur au fond de la fente pour recevoir un connecteur d'une carte à connecteur enfichable en bout, - un deuxième connecteur, pour cartes à contacts affleurants, placé sur une des faces principales de la fente, - et des moyens mobiles à ressort de rappel, ces moyens étant placés à l'intérieur de la fente, pour tendre à pousser une carte introduite dans la fente contre le connecteur à contacts affleurants, ces moyens étant repoussés contre leur ressort de rappel lors de l'insertion d'une carte à connecteur en bout. Les moyens mobiles à ressort de rappel comportent par exemple un plateau parallèle aux faces principales de la fente, monté sur des piliers qui peuvent s'enfoncer dans des trous borgnes percés dans une des faces principales de la fente, des ressorts de rappel étant prévus pour s'opposer à l'enfoncement des piliers dans les trous borgnes. Le plateau est de préférence pourvu, du côté de l'entrée de la fente, d'une rampe inclinée vers la face principale opposée à celle qui porte le deuxième connecteur. Cette rampe sert à faciliter la pénétration d'une carte à puce dans la fente entre la face de la fente qui porte le deuxième connecteur et la face du plateau qui est en vis-à-vis du deuxième connecteur. Le deuxième connecteur peut être un connecteur à balais ou tout autre type de connecteur apte à venir en contact avec les contacts affleurants d'une carte à puce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue générale d'une carte à mémoire; - la figure 2 représente une vue générale d'une carte de crédit; - la figure 3 représente une coupe de la fente d'insertion d'un lecteur de carte selon l'invention; - la figure 4 représente une coupe du lecteur dans lequel une carte à mémoire est insérée; - la figure 5 représente une coupe du lecteur dans lequel une carte de crédit est insérée. A la figure 1, on voit une carte du type PCMCIA, c'est-à-dire une carte pour microordinateur, enfichable, à connecteur en bout. La carte porte la référence 10, le connecteur la référence 12. L'épaisseur el peut être de 3 à 5 millimètres, pour une largeur d'environ 5 cm et une longueur d'environ 8 cm. Diverses caractéristiques de construction non essentielles pour l'invention ne seront pas décrites : présence d'une pile de sauvegarde, d'un connecteur supplémentaire pour la transmission de données vers une ligne téléphonique, etc. Ces caractéristiques sont facultatives. A la figure 2 on voit maintenant une carte 14 du type carte de crédit. Les dimensions latérales sont les mêmes mais l'épaisseur e2 est beaucoup plus faible que el; par exemple e2 est inférieure à 1 mm. Cette carte possède un connecteur 16 à contacts affleurants placé sur une des deux faces principales planes de la carte. Ce connecteur est classiquement constitué par plusieurs surfaces de contact individuelles placées côte à côte sur cette surface, en général en petit nombre (six à huit). Le contact avec l'extérieur ne se fait pas par enfichage de broches mâles dans des logements femelles comme c'est le cas pour la carte à mémoire; il se fait par pression de lames de contact faisant partie du lecteur contre les surfaces de contact juxtaposées faisant partie de la carte et affleurant dans le plan de la surface de celle-ci. Les lames peuvent être en forme de balais venant frotter contre les surfaces de contact du connecteur 16, ou en forme de bossages venant s'appuyer sur ces surfaces. Le lecteur de carte selon l'invention est représenté en coupe à la figure 3 dans un mode de réalisation préféré. C'est un lecteur destiné à être monté sur un microordinateur ou raccordé directement à un microordinateur. I1 comporte un bâti 20 dans lequel est formé une fente d'insertion 22 présentant deux faces principales 24 et 26 parallèles et un fond 28 en vis-à-vis de l'extrémité ouverte de la fente. Les faces principales de la fente sont séparées par une hauteur H supérieure à l'épaisseur des cartes les plus épaisses qu'on pourra introduire dans la fente. Sur le fond 28 est disposé un connecteur 30 apte à recevoir par enfichage une carte à mémoire à connecteur en bout telle que celle de la figure 1. Dans l'exemple représenté, on suppose que les cartes ont des connecteurs femelles et que le connecteur 30 du lecteur est un connecteur mâle. Ce connecteur 30 est relié par des fils 32 aux organes de traitement de signal du lecteur, non représentés. Sur une des faces principales de la fente, par exemple la face supérieure 24 sur la figure 3, est monté un connecteur supplémentaire 34, relié par des fils 36 aux organes de traitement de signal du lecteur. Ce connecteur est apte à venir en contact avec des contacts affleurants d'une carte de type carte de crédit telle que celle de la figure 2. Un plateau mobile 40, associé à des moyens de rappel en position de repos, est prévu à l'intérieur de la fente. Ce plateau 40 s'étend parallèlement aux faces principales 24 et 26 de la fente et sur la majeure partie de la zone dans laquelle peut être introduite une carte. Le plateau 40 peut se déplacer parallèlement à lui-même sur pratiquement toute la hauteur de la fente. I1 est représenté sur la figure 3 en position de repos, vers laquelle il est ramené par des moyens de rappel. Dans un exemple de réalisation, les moyens de rappel sont des ressorts 42 placés dans le fond de trous borgnes 44 formés dans la face principale 26 de la fente (celle qui est opposée à la face 24 portant le connecteur 34). Les trous borgnes 44 s'étendent perpendiculairement à cette face. Le plateau est monté sur des piliers 46 qui peuvent s'enfoncer dans les trous 44 en comprimant plus ou moins les ressorts 42. La hauteur des trous est telle qu'ils puissent contenir les ressorts et permettre l'enfoncement complet ou quasi complet des piliers jusqu'à une position où le plateau est en contact avec la face inférieure 26. Enfin, le plateau 40 possède, du côté de l'ouverture de la fente 22, c'est-à-dire du côté où on peut y introduire des cartes, une rampe inclinée vers le bas. Cette rampe 48 peut s'effacer vers le bas dans un logement 50 de la face inférieure 26, pour ne pas gêner la descente du plateau. La rampe 48 a pour fonction de faciliter l'abaissement du plateau sous l'effet de l'introduction d'une carte dans la fente : l'extrémité de la carte pousse la partie supérieure de la rampe lorsque le plateau est en position de repos haute, ce qui provoque l'abaissement du plateau. Dans sa position de repos, le plateau mobile tend à remonter contre la face supérieure 24 de la fente, c'est-à-dire celle qui porte le connecteur 34. Sa position inférieure est écartée au minimum d'une hauteur el par rapport à la position de repos, pour pouvoir laisser une hauteur libre el pour l'insertion de cartes à mémoire enfichables. La figure 4 représente le lecteur de carte dans lequel on a inséré une carte à mémoire telle que la carte 10 de la figure 1. Le plateau mobile 40 est descendu en position basse, la plus éloignée de la position de repos. La carte est enfichée par son connecteur en bout 12 dans le connecteur correspondant 30 placé au fond de la fente d'insertion. Le deuxième connecteur 34 reste inutilisé. La rampe 48 est effacée dans le logement 50. La figure 5 représente le lecteur dans lequel on a introduit une carte de crédit telle que la carte 14 de la figure 2. Le plateau mobile 40 plaque la carte 14 vers la face supérieure 24 de la fente, sous l'action des ressorts de rappel 42. Les contacts 16 affleurant à la surface supérieure de la carte 14 sont plaqués contre le connecteur 34. La communication entre le lecteur et la carte peut s'établir. Le connecteur 30 reste inutilisé. On peut prévoir d'autres particularités non représentées, telles qu'un détecteur mécanique ou optique ou magnétique du type de carte. Ce détecteur commanderait automatiquement le lecteur en fonction du type de carte insérée, de manière à adapter automatiquement son protocole de communication selon le type de carte. Le type de carte peut être distingué optiquement ou mécaniquement malgré les dimensions globales similaires, par exemple par la présence d'un décrochement tel que celui qui est visible sur un bord longitudinal de la carte 10 de la figure 1; un tel décrochement n'est pas présent sur une carte de crédit. On a ainsi décrit un lecteur apte à recevoir dans une fente unique des cartes à mémoire enfichables et des cartes de crédit. REVENDICATIONS 1. Lecteur de carte pour microordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte une fente (22) d'insertion de carte et des moyens pour lire une carte insérée dans cette fente, cette carte étant indifféremment soit une carte à mémoire à connecteur en bout (10), soit une carte à puce à contacts affleurants (14). 2. Lecteur de carte selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fente d'insertion de carte possède deux faces principales rapprochées (24, 26) entre lesquelles peut se glisser une carte généralement plane, cette fente se terminant par un fond (28), - un premier connecteur (30) au fond de la fente pour recevoir un connecteur d'une carte à connecteur en bout, - un deuxième connecteur (34), pour cartes à contacts affleurants, placé sur une des faces principales de la fente, - et des moyens mobiles à ressort de rappel (40,42), ces moyens étant placés à l'intérieur de la fente, pour tendre à pousser une carte introduite dans la fente contre le connecteur à contacts affleurants, ces moyens étant repoussés contre leur ressort de rappel lors de l'insertion d'une carte à connecteur en bout. 3. Lecteur de carte selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens mobiles à ressort de rappel comportent un plateau (40) parallèle aux faces principales de la fente, monté sur des piliers (46) qui peuvent s'enfoncer dans des trous borgnes (44) percés dans une des faces principales de la fente, des ressorts de rappel (42) étant prévus pour s'opposer à l'enfoncement des piliers dans les trous borgnes. 4. Lecteur de carte selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau est pourvu, du côté de l'entrée de la fente, d'une rampe (48) inclinée vers la face principale (26) opposée à celle qui porte le deuxième connecteur (34).