Brevet FR2752972A1 — publié le 19980306

Montage acoustique de surface linéaire pour générateur acoustique La présente demande de brevet concerne les cartes de visite électroniques et les systèmes authentifieurs acoustiques. En effet, il existe à ce jour divers produits et procédés permettant la fabrication de petits dispositifs de la taille d'une carte de crédit, sauf en épaisseur, qui permettent de composer soit un numéro de téléphone, soit une séquence d'authentification, soit les deux. Le principe en est le suivant: le dispositif comporte un circuit électronique capable de générer des signaux acoustiques désignés suivant l'abréviation DTMF (Dual Tone Multifrequency en anglais, fréquence vocale en français) selon la norme internationale CCITT Q23. Il comporte en outre un transducteur acoustique, avec sa cavité résonnante, une pile, de la mémoire pour permettre la composition automatique d'un numéro de téléphone lorsque l'on colle la partie acoustique du dispositif contre le micro d'un combiné téléphonique, et dans le cas de dispositifs authentifier, une unité de calcul permettant le calcul et l'envoi du résultat de ce calcul de manière acoustique, via le micro d'un combiné téléphonique. Le principe général de ces dispositifs est dans le domaine public. Bien que souvent annoncé, l'objectif dimensionnel, qu'est la carte de crédit dans son épaisseur ( soit de l'ordre de 0, 8 mm ) n'a jamais atteint avec ce genre de dispositif et ce , dû essentiellement au problème que pose l'acoustique dans cette épaisseur. L'objet premier de la présente demande de brevet concerne la partie acoustique de ces dispositifs, à savoir permettre l'intégration ( avec un objectif de coût faible ) d'un système acoustique complet dans une épaisseur inférieur ou égale à 0,8 mm. Ce système acoustique devant générer de manière fiable l'ensemble des fréquences compatibles avec la norme CCITT Q23. Néanmoins, l'objectif de fiabilité acoustique n'est pas dans ce cadre, suffisant. En effet, les contraintes mécaniques liées à l'usage des cartes de crédit sont assez particulières : celles ci résident en général dans un portefeuille, lui même dans certains cas mis dans la poche arrière d'un pantalon. Ce qui implique que l?on s'assied sur ces cartes de crédit assez souvent. Une carte de crédit ne comporte pas de dispositif acoustique ou électronique, sauf en ce qui concerne les cartes à puces. les contraintes subies sont de type: gradient température, torsion, pliage compression, chute) et ont conduit à établir un ensemble de normes auxquelles doivent satisfaire les cartes à puces ( norme ISO). Dans le but de fabriquer des dispositifs générant des signaux acoustiques tels que décrits plus haut, au format carte de crédit, et plus particulièrement dans une épaisseur inférieure ou égale à 1,2 mm, ces dispositifs subiront le même type de contraintes, tout étant par principe, plus fragiles que des cartes à puces, dont la partie électronique ne dépasse pas 100 mu2 . L'objectif second de la présente invention concerne la tenue mécanique de la partie acoustique. a sensibilité des dispositifs électroniques aux liquides et à l'oxydation est très forte. L'objectif troisième de la présente invention concerne tant la protection du dispositif acoustique que l'électronique qui le commande des atteintes des liquides et substances oxydantes. L'objet de la présente invention consiste en la réalisation d'un dispositif permettant la génération de signaux acoustiques sur une surface plane. de très faible épaisseur et de faible sensibilité au contraintes mécaniques énoncées plus haut, dénommé ici: Montage acoustique linéaire de surface. Pour cela, nous allons utiliser une lame vibrante suivant la figure 1. Cette lame vibrante est directement montée solidaire de la surface plane, sans aucun interstice. Cette lame peut être une lame piezzo électrique classique, un revêtement de type Pvdf, ou encore une lame métallique ou d'un matériau autre, accouplée à un dispositif la faisant vibrer, elle est de largeur faible (quelques mm). l'effet désiré, à savoir la génération signal acoustique est produit par le mouvement appliqué par la lame vibrante à l'ensemble de la surface plane. puisque celle-ci l'entrame, via le montage qui la rend solidaire de l'ensemble (Figure 2 ). Le substrat dont elle est solidaire présentant quant à lui les caractéristiques suivantes: pas de fréquence de résonance dans le spectre de fréquence acoustique que la lame produit et une rigidité mécanique compatible avec sa mise en vibration à ces mêmes fréquences (c'est le cas de nombreuses substances plastiques ). La surface plane vibrant dans son ensemble constitue un amplificateur acoustique de la lame vibrante et donc un haut parleur plat. Le montage linéaire de surface suivant figure 1, présente l'avantage d'être insensible à une large plage de contraintes mécaniques qui pourraient être appliquées à cette surface plane (torsions, pliage En effet, un pliage, ou bombage selon figure 3, ne fera l'objet d'aucune atteinte à la lame vibrante, par ailleurs solidaire du substrat. Une torsion selon la figure 4, appliquera à la lame une très légère torsion extrêmement limitée par le fait que la lame est montée longitudinalement au centre de la surface, et donc selon l'axe de moindre contrainte. La compression n' a aucun effet sur la lame, puisque le dispositif dans son ensemble ne comporte pas de cavité résonnante et donc pas de possibilité de détruire le système en compressant la lame vibrante dans la cavité résonnante. Les contraintes de température (dans la gamme normale d'usage de ce genre de dispositif, soit environ -lO0C à +450C) sont essentiellement électroniques, et ne concernent donc pas directement l'unité de génération acoustique. le montage de surface linéaire présente l'avantage de ne pas nécessiter la présence de trous sur l'une des faces de la surface plane pour générer des signaux acoustiques et donc d'être étanche aux liquides, substances oxydantes et poussières, et par la même de présenter une grande sécurité d'utilisation ( à cet effet, la lame vibrante est noyée dans le substrat, ou affleurante avec une couche de protection ). Enfin, le principe de montage acoustique de surface linéaire peut lui même peut être agrémenté de plusieurs lames, afin de mieux générer l'ensemble du spectre acoustique qui est visé : deux ou trois lames de longueur adaptée aux fréquences à reproduire, voir montage selon la figure 5. Détail des figures Figure 1 (vues de face et de profil ) (1) lame vibrante (vue de face) (2) Objet plan de faible épaisseur (3) Lame vibrante montée solidairement à l'objet plan de faible épaisseur. (4) épaisseur comprise entre 0,5 mm et 1,2 mm. (5) objet plan de faible épaisseur Figure 2: Vue exagérée d'une courbure transversale appliquée par la lame à l'ensemble de la surface lors de l'application d'un signal électrique à la lame. La surface ainsi pilotée par la lame sert d'amplificateur acoustique au système. Figure3 (1) lame vibrante. (2) surface plane de faible épaisseur, bombée. Figure 4: (1) lame vibrante (2) substrat (A) sens de déformation du substrat (B) axe de moindre déformation Figure 5: (1A) Lame fréquences médianes. (1B) Lame fréquences basses. (1C) Lame fréquences hautes. (2) Surface plane de faible épaisseur (0,5 à 1,2 mm). Revendications 1 Montage acoustique destiné aux dispositifs électroniques d'épaisseur inférieure ou égale à 1,2 mm ayant pour but de générer des signaux acoustiques dans la gamme des fréquences compatibles avec leur transport par le réseau téléphonique, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une lame vibrante de type piezzo électrique, ou Pvdf ou de tout autre matériau capable de vibrer sous l'action d'un dispositif électronique. 2.Montage acoustique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la lame vibrante est montée solidairement au substrat. 3.Montage acoustique selon les revendications 1 et 2 caractérisé par la suppression de toute cavité, ou caisse de résonance acoustique dans le dispositif. 4.Montage acoustique selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que la lame vibrante est montée suivant l'axe de plus grande longueur du dispositif, de façon a subir un minimum de contraintes mécaniques. 5.Montage acoustique suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que la lame vibrante est recouverte par une fine couche de matériau rendant le dispositif totalement étanche aux liquides et substances oxydantes. 6.Montage acoustique suivant la revendication 1 caractérisé qu'il peut, en tant que variante, comporter plusieurs lames vibrantes dédiées à des gammes de fréquence différentes et dans ce cas, disposées de part et d'autre de l'axe de plus grande longueur, au plus près de cet axe.