Brevet FR2768531A1 — publié le 19990319

LECTEUR DE CARTE A PUCE La présente invention a pour objet un lecteur de carte à puce à bas coût. I1 est destiné à convenir à une extension très rapide du marché d'utilisation des cartes à puce. Par la simplicité de la conception du lecteur de l'invention, une production en masse à faible prix peut être envisagée. Le lecteur de l'invention trouve application en tant que terminal de paiement par carte bancaire ou carte porte monnaie électronique pour réaliser des transactions financières. Un lecteur de carte à puce comporte généralement un organe essentiel standard appelé communément connecteur destiné principalement à recevoir la carte et à établir un contact avec les plages de contact d'un micro-module, porté par la carte, qui contient la puce. La mise en contact n'est assurée que si la carte à puce occupe une place précise dans le connecteur. Dans ce but un connecteur comporte naturellement des organes de guidage, des glissières, pour guider la puce jusqu'à sa position finale. L'invention peut également s'appliquer au domaine du sans contact. De manière à éviter l'application de tensions intempestives sur les plages de contact du micro-module il est prévu, au fond du lecteur, un détecteur de présence. Lorsque la carte est insérée dans le lecteur, elle appuie sur le détecteur de présence. Celui-ci émet un signal qui valide l'application de tensions sur les connecteurs du micro-module et/ou autorise la transaction. Dès que la carte est retirée cette validation disparaît, toutes les tensions chutent. Ceci prévient des problèmes de courts-circuits, des tentatives d'action malhonnêtes exercées par les fraudeurs ou des manipulations accidentelles ayant pour effet de perturber le déroulement d'une transaction ou d'un échange. Pour éviter la fraude, il est connu divers mécanismes qui ont l'inconvénient de grever même faiblement le prix du lecteur. Ainsi, il est connu des dispositifs verrous de blocage qui soit empêchent le retrait de la carte, soit empêchent que celle-ci soit même accessible. Les dispositifs connus comportent soit un volet mécanique d'obturation, soit un dispositif d'avalement et/ou d'éjection de la carte. Quand ils comportent un volet, ce volet est destiné à masquer complètement la vision que l'opérateur peut avoir de la carte. En outre, ce volet est en général encombrant, lourd. Sa manoeuvre est compliquée. Les dispositifs à avalement présentent l'inconvénient qu'ils nécessitent eux aussi une mécanique compliquée avec des moteurs de déplacement. Une solution consisterait à disposer des moyens qui s'opposeraient ou empêcheraient le retrait par exemple liés aux mécanismes d'entraînement ci-dessus. Mais encore une fois, de tels moyens viendraient augmenter -le prix du lecteur. En outre, un autre problème s'est posé. I1 est lié à la tolérance de réalisation des cartes et des connecteurs et à l'existence du détecteur de présence d'une carte insérée dans le connecteur. La tolérance sur la longueur des cartes à puce, cumulée aux tolérances de fabrication et de montage des connecteurs, peut produire des écarts allant jusqu'à 0,9 mm. I1 est donc nécessaire d'avoir en plus de l'espace pour la carte, un jeu mécanique supérieur ou égal à 0,9 mm entre la partie avant du connecteur, le détecteur en position enfoncée, et le verrou. Ce jeu a alors l'inconvénient d'être à l'origine d'un déclenchement du détecteur de présence en cas de retrait de la carte, accidentel ou intentionnel. En effet, les détecteurs de présence sont prévus pour se déclencher dès que la carte est retirée au-delà d'environ 0,3 mm. Les inventeurs se sont aperçu que, la marge de déplacement des palpeurs de contact du connecteur sur les plages de contact de la puce étant d'environ 1,5 mm, que le détecteur de présence peut invalider une carte qui serait retirée au delà de 0,3 mm alors que, sur sa course de retrait, il y aurait encore 1 mm pour lesquels la connexion serait normalement assurée. L'invention a pour objectif de proposer un lecteur anti-fraude simple compact et bon marché. La solution de l'invention consiste à utiliser un minimum de composants, si possible standards notamment en ce qui concerne le connecteur et le verrou, et à les adapter pour éviter le problème du déclenchement intempestif du détecteur de présence. Elle consiste également à concevoir une structure de lecteur qui évite l'emploi de mécanismes d'entraînement et/ou -d'éjection. L'adaptation consiste notamment à considérer uniquement la position du verrou pour valider la mise sous tension et/ou autoriser le déroulement d'une transaction quel que soit l'état du détecteur de présence. Ce faisant, lors d'un déplacement accidentel de la carte, celle-ci relâche sa pression sur le détecteur de présence. Le signal délivré par celui-ci alors devient inopérant dans la mesure où, la carte étant empêchée de trop reculer par le verrouillage, les contacts électriques sont maintenus. Le signal du verrou peut venir par ailleurs pour des raisons de sécurité se substituer au signal du détecteur de présence pour continuer à valider le fonctionnement du lecteur. L'invention a donc pour objet un lecteur de carte à puce comportant un détecteur de présence d'une carte à puce insérée dans le lecteur et un verrou mécanique de blocage d'une carte à puce insérée, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit logique de traitement des indications délivrées par le détecteur de présence pour déclencher le verrouillage en réponse au détecteur de présence et autoriser le déroulement d'une transaction et/ou la mise sous tension après le déclenchement du verrouillage. En bref, l'invention comporte les éléments essentiels suivants: - un guidage simple de la carte pour l'introduction, l'extraction et l'avalement partiel manuel de celle-ci, - un verrou agissant à l'arrière de la carte, - un détecteur de présence enclenchant l'actionnement du verrou, - la mise sous tension et/ou l'autorisation du déroulement d'une transaction n'étant commandées qu'après l'actionnement du verrou. Par sécurité, on peut subordonner la mise sous tension et/ou l'autorisation à la vérification de l'actionnement du verrou. A cet effet, un détecteur d'actionnement du verrou tel un détecteur de position peut être ajouté. Alternativement, le déplacement du verrou peut établir un contact électrique qui déclenche la commande de la mise sous tension et/ou l'autorisation. Cela signifie qu'on détourne une des fonctions du détecteur de présence qui habituellement est celle ci-dessus, au profit du verrou. En d'autres termes, pour un fonctionnement du lecteur, il suffit d'avoir le verrou actionné quel que soit l'état du détecteur de présence. Selon un mode de réalisation simplifié, un circuit à microprocesseur comporte un programme comportant une étape selon laquelle il autorise la mise sous tension et/ou la transaction, ladite étape intervenant après l'exécution d'une étape de commande de l'actionnement du verrou. Selon un mode de sécurité, la dernière étape de commande ci-dessus n'est actionnée que lorsque le microprocesseur reçoit un signal représentatif de l'actionnement du verrou. Ce signal peut etre émis notamment par un détecteur de position. Le déverrouillage peut s'effectuer après la réception par le circuit à microprocesseur d'un signal de fin de transaction. Un nouveau cycle peut ne recommencer qu'après un déverrouillage, une absence de détection de carte, et une nouvelle détection de carte. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figures la et lb: un lecteur de carte à puce conforme à l'invention avec un verrou dans une position ouverte d'une part et fermée d'autre part; - Figure 2: une illustration des différents jeux de la carte à puce dans le lecteur; - Figure 3: une représentation en perspective d'un lecteur conforme à l'invention; - Figure 4: un organigramme des différentes fonctions effectuées par le lecteur pour traiter les indications délivrées par le détecteur de présence et le détecteur de position de l'invention. La figure 1 montre un lecteur 1 pour lire une carte à puce 2. Le lecteur 1 comporte un détecteur 3 de présence pour détecter la présence d'une carte à puce qui est insérée dans le lecteur. Le lecteur comporte également un verrou 4 montré respectivement en position ouverte sur la figure la et fermé sur la figure lb. Selon une caractéristique de l'invention le verrou 4 peut être muni d'un détecteur de position 5. Ce détecteur de position délivre une indication sur la position d'ouverture ou de fermeture du verrou 4. Dans la pratique, les indications délivrées par les détecteurs seront un signal électrique. Les deux signaux électriques sont ici symboliquement conduits par des connections respectivement 6 et 7 à un circuit logique de traitement 8 qui élabore un signal de validation du fonctionnement du lecteur 1. Pour simplifier l'explication le circuit logique 8 est tout simplement une porte OU formant un OU logique entre les signaux disponibles sur les connections 6 et 7. Bien qu'une solution entièrement mécanique pour le verrou 4, et le détecteur 5 soit envisageable, auquel cas les indications seraient des indications mécaniques (position de levier ou de came dans un dispositif), le détecteur de position 5 sera plutôt un détecteur électronique. A ce titre il fournira un signal électrique. Sous une forme préférée un détecteur de position selon l'invention comporte un photo-émetteur 9, un photo-détecteur 10 et un canal de liaison 11 pour conduire la lumière produite par le photo-émetteur 9 sur le photo-détecteur 10. Le détecteur 5 pourrait ne comporter par ailleurs qu'un simple relais électro-mécanique. Dans l'exemple, le verrou comporte une jambe 12 rotative. La jambe 12 peut tourner autour d'un axe 13 sensiblement parallèle au plan de la carte à puce 2. A une extrémité de la jambe 12 est fixée une targette 14. Cette targette 14 sert à bloquer, figure lb, l'arrière de la carte à puce 2. Quand elle est relevée, figure la, la targette 14 permet l'insertion ou l'extraction de la carte à puce 2. A une autre extrémité, la jambe 15 porte un index 15. L'index 15, pourrait néanmoins être réalisé sur la même extrémité que celle oû est réalisée la targette 14. Dans la forme représentée sur les figures la et lb le verrou a globalement la forme d'un S. L'index, selon sa position, figure la ou figure lb, vient s'interposer ou non dans le canal 11 ménagé entre le photo-émetteur 9 et le photo-détecteur 10. Le photo-détecteur 10 délivre donc un signal, véhiculé par la connexion 6, représentatif de la position fermée ou ouverte du verrou 4. Dans la suite des explications qui seront données le signal du photo-détecteur 10 sera dit actif lorsque l'index n'obstrue pas le canal 11, c'est à dire lorsque le verrou est fermé. Dans l'exemple de réalisation préféré, le connecteur 30 est muni d'organes non représentés de mise en contact avec les plages de contact 16 de la puce 2 ainsi que d'un détecteur de présence montés sur un circuit imprimé 17. L'axe 13 et le plan de la carte sont parallèles au plan du circuit imprimé 17. Dans l'invention on utilise avantageusement l'existence de ce circuit imprimé pour monter également un électro-aimant 18 servant à manoeuvrer et à maintenir la jambe 12. Ainsi, aucune adaptation supplémentaire n'est à effectuer sur le boîtier du lecteur. Selon un autre mode de réalisation, il y a indépendance entre les moyens de guidage de la carte, le détecteur de présence et les organes de mise en contact grille ou piste à atterrissage. Ces deux dernier peuvent être montés isolement sur la carte à circuit imprimé. L'électro-aimant 18 est commandé par un circuit de commande 19 du lecteur. Le circuit 19 peut comporter notamment un microprocesseur pour mettre en oeuvre un programme comme cela sera expliqué plus loin. Le circuit 19 reçoit par ailleurs par un bus 20 tous les signaux disponibles sur le connecteur du lecteur en relation avec le connecteur 16 de la carte à puce. Dans l'invention le circuit 19 reçoit par une connexion 21 un signal traité par le circuit 8 et produit par une connexion 22 un signal de commande de l'électro-aimant 18. Le circuit 8 est montré à l'extérieur du circuit 19 pour en faire comprendre le fonctionnement. Cependant, le microprocesseur 19 est bien entendu capable d'assurer également la fonction du circuit 8. La fonction de ce circuit 8 est de remplacer le signal de détection de présence délivré par la connexion 7 par un signal de détection de position fermée du verrou. Lorsque par mégarde la carte a été légèrement retirée, tout en restant maintenue par la targette 14 à l'intérieur du lecteur 1, le signal sur la connexion 6 maintient la validation des fonctions du lecteur. Le circuit 19 peut par ailleurs être déporté sur un appareil extérieur au lecteur 1, et auquel le lecteur 1 est relié. La solution consistant à fixer tous les éléments 30, 4, 19 sur un même circuit imprimé 17 est particulièrement économique et trouve son intérêt dans le caractère léger du verrou 4 ainsi réalisé. La figure 2 montre les jeux autorisés par le lecteur de l'invention. Elle reprend les mêmes éléments que les figures la et lb et montre en outre une carte à puce 2 dont les tolérances de fabrication, cumulées avec les tolérances de fabrication du lecteur lui-même, conduisent à un jeu 23 d'environ 0,9 mm. Comme la course du détecteur de position 3, dans le sens de l'insertion de la carte à puce, est de l'ordre de 0,3 mm il y a des cas où la carte peut être légèrement retirée, rester au contact de la targette 14 tout en n'étant plus détectée par le détecteur de fin de course 3. La figure 3 montre un boîtier 25 servant à contenir le lecteur 1. Le profil 26 du boîtier 25 est rappelé sur la figure 2. La carte à puce ayant une forme rectangulaire, le boîtier 25 est conçu de telle façon qu'il possède une partie operculaire 27 pour laisser apparaître une partie de la carte 2 en l'occurrence un coin. Le boîtier 25 possède également une autre partie 28, adjacente à la partie 27, pour masquer une autre partie de la carte, en l'occurrence un autre coin de celle-ci. Dans la partie 28 pour masquer, on a réalisé le verrou 4. La particularité de la partie 27 est double. D'une part elle permet de saisir la carte à la main, et donc évite d'avoir à réaliser des moyens de transport pour amener la carte à puce 2 au contact du connecteur correspondant au connecteur 16 de la carte à puce, ou des moyens d'éjection par exemple par ressort. D'autre part, la forme de la partie 27 a la particularité d'être petite de façon à ce que la préhension par un opérateur ne puisse pas s'exercer avec une force suffisante. De fait un opérateur ne peut saisir la carte 2 que du bout de deux doigts, par exemple le pouce et l'index. Dans ces conditions, il ne peut pas exercer, pour l'extraction, une force bien grande. Ceci a alors pour effet que la targette 14 peut être réalisée, ainsi que l'ensemble du verrou 4, en materiaux légers, moins résistant, mais surtout bien moins cher. La force de préhension est alors insuffisante pour permettre à l'utilisateur de casser le mécanisme de verrouillage. Au besoin la dépouille de la partie 27 peut être agrandie pour convenir à une préhension plus aisée de la carte 2. La position du verrou 4 dans la partie 28 empêche bien sûr qu'un opérateur puisse actionner ce verrou de manière intempestive. La figure 4 montre un organigramme du fonctionnement du lecteur selon l'invention. Le circuit 19, s'il est porté par le circuit imprimé 17, ou un autre circuit auquel seraient reliés les bus 8 et les connexions 21 et 22 se livre à un premier test 31 cyclique. Le test 31 consiste à savoir si une carte à puce est présente dans le lecteur 1. Ce test 31 est relatif à la mesure du signal disponible sur la connexion 7. Tant qu'une carte à puce n'est pas introduite, le système boucle. Dès que le programme détecte qu'une carte à puce a été introduite, il provoque par une instruction 32 le verrouillage par l'électro-aimant 18 du verrou 4. L'instruction 32 se concrétise par la circulation d'un signal adéquat dans la connexion 22. A la suite de cette action, le programme teste la position du verrou 4 par une instruction 33. Le test 33 est effectué en examinant par exemple le signal disponible sur la connexion 6. En variante, le microprocesseur 19 garde en mémoire le fait qu'il a donné un ordre de fermeture du verrou et utilise cette mémorisation comme un signal équivalent à celui du détecteur de position du verrou. Si ce signal n'est pas actif, il peut y avoir édition d'un message d'erreur affiché sur l'écran 34 du lecteur (figure 3) ou bien l'exécution d'un nouvel ordre 35 de fermeture. Lorsque le verrou est fermé, le photo-émetteur 9 éclaire le photo-détecteur 10, le signal sur la connexion 6 devient actif. Dans ce cas, par une instruction 36, le microprocesseur 19 désactive le détecteur de présence 3. Cette désactivation 36 est équivalente à l'existence de la porte OU 8. Puis le lecteur 1 communique avec la carte 2 en un ensemble d'opérations 37 relatives à une utilisation de la carte 2 avec le lecteur 1. Lorsque l'échange est terminé, le programme lance un test 38 de fin d'échange. A la fin de l'échange, le programme provoque la mise hors tension 39 de la carte à puce, et l'ouverture 40 du verrou et le cas échéant l'émission d'un signal perceptible, par exemple lumineux, pour indiquer le retrait manuel de la carte par un utilisateur. Selon la technologie ou le système retenu, il y aura ultérieurement une opération 41 de réactivation du détecteur de présence, soit au bout de quelques secondes, soit seulement après avoir enlevé le verrou. Dans ce dernier cas, la désactivation est en deux temps. Dans un premier temps le détecteur de présence 3 est réactivé, il fournit un signal relatif au fait que la carte n'a pas encore été enlevée. On autorise ensuite une réactivation et un fonctionnement conforme au programme montré sur la figure 4 dès que le signal délivré par le détecteur de présence 3 aura passé une fois par un état dans lequel il détecte l'absence de carte à puce puis la présence d'une nouvelle carte. L'électro-aimant 18 est prévu de telle façon, que si le lecteur n' est pas alimenté électriquement, la targette 14 remonte automatiquement libérant la carte à puce 2. La commande de 1 l'électro-aimant elle-même nécessite l'envoi d'une impulsion suffisante pour faire tourner la jambe 12, puis une faible tension de maintien lorsque la targette est descendue. Dans l'exemple de réalisation, on préfère utiliser un électroaimant de maintien à un électroaimant du type à noyau mobile en raison notamment de sa légèreté, compacité, consommation. En outre, il se prête mieux au montage sur une carte à circuit imprimé. REVENDICATIONS 1 - lecteur (1) de carte (2) à puce comportant un détecteur (3) de présence d'une carte à puce insérée dans le lecteur et un verrou (4) mécanique de blocage d'une carte à puce insérée, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (8) logique de traitement des indications (6,7) délivrées par le détecteur de présence pour déclencher le verrouillage en réponse au détecteur de présence et autoriser le déroulement d'une transaction et/ou la mise sous tension après le déclenchement du verrouillage. 2 - Lecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de position du verrou et en ce que le circuit logique (8, 19, 36) comporte un circuit pour remplacer un signal de détection de présence par un signal de détection de position. 3 - Lecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur de position comporte un photoémetteur (9), un photo-détecteur (10), et un canal (11) pour interposer une partie (15) du verrou entre le photo-détecteur et le photoémetteur. 4 - Lecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les photoémetteur et photo-détecteur sont des composant électroniques et que les indications sont des signaux électriques. 5 - Lecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les détecteur de présence et détecteur de position sont fixés à un même circuit (17) imprimé. 6 - Lecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le verrou comporte une jambe (12) rotative (13), une targette (14) fixée à la jambe pour bloquer, dans une position de la jambe, l'extraction de la carte à puce, et un index (15) lui aussi fixé à la jambe pour passer devant le détecteur de position. 7 - Lecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce le verrou comporte un électro-aimant de maintien (18) pour manoeuvrer la jambe. 8 - Lecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un bâti (26) comportant une partie (27) operculaire pour laisser dépasser une portion de la carte et une partie (28) pour masquer une autre portion de la carte, le verrou se trouvant dans la partie pour masquer. 9 - Lecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un organe (30) de guidage de l'insertion de la carte à puce. 10 - Lecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que, au repos, l'électro-aimant laisse le verrou ouvert. 11 - Lecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le verrou est monté sur un circuit imprimé.