Brevet FR2792437A1 — publié le 20001020

PROCEDÉ ET DISPOSITIF DE PRISE D'UN CONTACT.LECTRIQUE SUR UNE CARTE À PUCE La présente invention concerne les lecteurs de carte à puce à insertion manuelle. Un lecteur de carte à puce comporte un ensemble de plots de contact reliés directement ou indirectement à des cir- cuits du lecteur et destinés à établir une liaison électrique avec des zones conductrices situées à la surface de la carte et reliées à des bornes de la puce contenue dans la carte. Dans un lecteur de carte à puce à insertion manuelle, c'est la carte qui, lors de son insertion dans un chemin de guidage du lecteur, interagit avec des moyens mécaniques qui mettent en contact les plots du lecteur et les zones conductrices de la carte. Les plots de contact sont typiquement élastiques ou montés sur des supports élastiques tels que des lames souples. Dans un premier type de lecteur à insertion manuelle, les plots de contact sont montés sur un support fixe et sont situés sur le chemin suivi par la carte. Lors de l'insertion de la carte dans le lecteur, les plots sont d'abord écartés par le bord de la carte, puis ils frottent sur la carte avant de venir porter sur les zones conductrices de la carte. Chaque insertion de la carte provoque un frottement important, notamment du bord des cartes insérées, sur les plots de contact du lecteur. De tels frottements provoquent une usure des plots qui limite la durée de vie du lecteur. D'autre part, une telle solution est particu- lièrement sensible aux actes de vandalisme perpétrés contre le lecteur, par exemple au moyen d'une lime ou de pièces de monnaie introduites dans le chemin de guidage pour détériorer les plots de contact. Dans un deuxième type de lecteur, les plots de contact sont situés sur une pièce mobile du lecteur, prévue pour être abaissée sur une carte que l'on introduit dans le chemin de guidage par une interaction mécanique avec la carte. Dans ce cas, les plots viennent porter directement sur les zones conductrices de la carte près de leur position finale, sans entrer en contact avec le bord et la partie plastique antérieure de la carte, ce qui limite leur usure. D'autre part, les plots de contact sont mieux protégés contre des actes de vandalisme. Ce type de lecteur est couramment appelé dans la technique "lecteur à atterrissage". En outre dans les lecteurs classiques, des premier et deuxième types, il est généralement prévu un détecteur de fin de course de la carte destiné à "activer" les plots de contact, c'est-à-dire à les connecter aux dispositifs d'alimentation, de lecture et/ou d'écriture du lecteur, seulement quand la carte a été complètement enfoncée. Lorsqu'un utilisateur commence à retirer la carte du lecteur, les zones conductrices de la carte, sur lesquelles portent les plots de contact activés, se mettent à glisser par rapport aux plots. Lorsque la carte a été retirée sur une cer- taine longueur, le détecteur de fin de course commute, ce qui a pour effet de désactiver les contacts. Les zones conductrices sont situées les unes par rapport aux autres de telle sorte que, au moins pour certaines zones, lors du glissement de la carte, certains plots vont passer d'une zone à une autre. Le fait que ce passage se produise avant que les plots n'aient été "désactivés" par le détecteur de fin de course peut entraîner des erreurs de lecture ou d'écriture, des défauts d'alimentation ou encore des risques de court-circuit. Pour éviter cela, les lecteurs classi- ques sont prévus pour que le détecteur de fin de course commute alors que chaque zone conductrice se trouve encore sous le plot de contact qui lui est normalement associé. Cependant, les zones conductrices ont souvent de très petites dimensions, par exemple de l'ordre du millimètre, ce qui impose une grande précision dans la réalisation des lecteurs et dans le positionnement relatif de leurs divers éléments (contacts, détecteur de fin de course), précision qui doit être d'autant plus grande que la tolérance diminue tandis que les plots s'usent et que leur surface de contact avec les zones conductrices augmente. Un objet de la présente invention est de prévoir un lecteur de carte à puce à insertion manuelle du type à atterris- sage dans lequel le retrait de la carte ne risque pas de provoquer des erreurs ou des défauts. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un lecteur à atterrissage dans lequel, lors du retrait de la carte, les plots de contact et la carte sont d'abord déplacés de manière solidaire. Au cours de cette phase, le détecteur de fin de course commute et désactive les plots de contact. Le glisse- ment des zones conductrices de la carte par rapport aux plots de contact ne commence qu'après que ces derniers aient été désac- tivés. Plus particulièrement, la présente invention prévoit un lecteur de carte à puce à insertion manuelle comprenant un bâti dans lequel est ménagé un chemin de guidage de la carte, une pièce mobile portant un ensemble de plots de contact, un premier moyen de couplage mécanique disposé pour interagir avec la carte tandis que celle-ci effectue une première course pour déplacer la pièce mobile par rapport à la carte et amener les plots de contact à porter sur des zones choisies de la carte lors de l'insertion de celle-ci, un deuxième moyen de couplage mécanique entre la carte et la pièce mobile pour, dans une deuxième course de la carte, déplacer ensemble la pièce mobile et la carte, un commutateur dont la conmmutation active les plots de contact, fixé au bâti de manière à être commuté par une interaction avec la carte à la fin de la deuxième course, le deuxième moyen de couplage étant tel que, lors du retrait de la carte, le commutateur est commuté et désactive les plots de contact pendant la deuxième course. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier moyen de couplage mécanique provoque un glissement avec frottement des plots de contact sur la carte avant qu'ils ne se positionnent sur les zones choisies de la carte. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le lecteur comprend un moyen de rappel pour, lorsque l'utilisateur retire la carte, ramener la pièce mobile dans une position de repos située hors du chemin de guidage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la pièce mobile est couplée au bâti par deux paires de tiges, une première paire de tiges étant reliée en rotation autour d'un premier axe au bâti et autour d'un deuxième axe à la pièce mobile, la deuxième paire de tiges étant reliée en rotation autour d'un troisième axe au bâti et autour d'un quatrième axe à la pièce mobile. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier moyen de couplage mécanique est un levier formé par prolongement d'une tige d'une des paires de tiges de manière à interagir avec le bord de la carte pour rapprocher les plots de contact de la pièce mobile des zones choisies de la carte. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le deuxième moyen de couplage mécanique est une butée fixée à la pièce mobile à une distance prédéterminée des plots de contact, combinée à une structure qui permet aux plots de contact de porter sur les zones choisies de la carte avec une pression suffisante pour entraîner un déplacement solidaire de la carte et de la pièce mobile. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 illustre une première étape de l'insertion d'une carte à puce dans un lecteur selon la présente invention; la figure 2 illustre une deuxième étape de l'insertion d'une carte à puce dans un lecteur selon la présente invention; la figure 3 illustre une troisième étape de l'insertion d'une carte à puce dans un lecteur selon la présente invention; et la figure 4 illustre une étape finale de l'insertion d'une carte à puce dans un lecteur selon la présente invention. La figure 1 représente une vue en coupe d'une carte à puce 1 comportant des zones conductrices 2, insérée dans un chemin de guidage 3 du bâti 5 d'un lecteur de carte à puce selon la présente invention. Une pièce mobile 7 portant des plots de contact 9 est couplée au bâti 5 par deux paires de tiges 11 et 13. La paire de tiges 11 (dont une seule est visible) est reliée en rotation autour d'un premier axe, passant par un point Al, au bâti 5 et autour d'un deuxième axe, passant par un point A2, à la pièce mobile 7. De même, la paire de tiges 13 (dont une seule est visible) est reliée en rotation autour d'un troisième axe, pas- sant par un point A3, au bâti 5 et autour d'un quatrième axe, passant par un point A4, à la pièce mobile 7. Les points Al à A4 forment un parallélogramme articulé Ah A2 A4 A3. Un ressort de rappel 15 relié à la tige 11 rappelle la pièce mobile 7 dans une position de repos. Une des tiges 13 est allongée pour former un levier 17 qui coupe le chemin suivi par la carte 1 lors de son insertion dans le chemin de guidage 3. Une butée 19 est solidaire de la pièce mobile 7 de manière à couper le chemin suivi par la carte. Un détecteur de fin de course 21 est fixé au bâti de manière à être commté à la fin de l'insertion de la carte. Le levier 17 et la butée 19 sont disposés pour permettre notanmnient le dégagement latéral d'objets parasites introduits par vandalisme, par exemple des demi-cartes (des cartes coupées en deux. Ainsi le levier 17 sera disposé de préférence pour être poussé par une zone frontale de la carte voisine d'un coin de celle-ci et la butée 19 sera par exemple constituée de deux petites butées latérales disposées sur les bords du chemin de guidage. La figure 1 illustre la fin d'une première étape de l'insertion de la carte 1 dans le chemin de guidage 3, à un instant o le bord de la carte 1 arrive au contact du levier 17. Les figures 2 à 4 illustrent des étapes ultérieures de l'insertion de la carte à puce dans le lecteur représenté en figure 1. De mêmes références désignent de mêmes éléments aux figures 1 à 4. Lors d'une deuxième étape, on introduit plus avant la carte dans le chemin de guidage et la pression du bord de la carte sur le levier 17 provoque une descente de la pièce mobile 7 par déformation du parallélogramme Ai A2 A4 A3. Les plots de contact 9 sont ainsi rapprochés des zones conductrices 2 de la carte. La figure 2 illustre la fin de la deuxième étape, à un instant o les plots de contact 9 entrent en contact, en des points de contact initiaux C1, avec les zones conductrices 2 de la carte 1. Lors d'une troisième étape, on continue d'introduire la carte 1 dans le chemin de guidage 3 et le déplacement relatif de la pièce mobile 7 par rapport à la carte 1 fait que les plots 9 subissent un glissement avec frottement sur les zones conductri- ces 2, et que la pression des contacts 9 sur les zones conductrices 2 augmente. La figure 3 illustre la fin de la troisième étape, à un instant o le bord de la carte 1 entre en contact avec la butée 19 de la pièce mobile 7. Les plots 9 ont été amenés, par glisse- ment sur les zones conductrices 2, depuis les points de contact initiaux C1 jusqu'à des points de contact finaux C2. Lors d'une quatrième étape, on finit d'introduire la carte dans le chemin de guidage 3 et le bord de la carte 1 pousse sur la butée 19 et entraîne la pièce mobile 7. Pendant cette quatrième étape la pièce mobile se déplace avec la carte. La position C2 des plots de contact 9 sur les zones conductrices 2 ne varie plus. On notera que, le parallélogranTne Al A2 A4 A3 continuant de se déformer, la pièce mobile 7 continue de se rapprocher de la surface de la carte, ce qui accroît encore la pression des plots 9 sur les zones conductrices 2. La figure 4 illustre la fin de la quatrième étape, à un instant o la pièce mobile 7, sous la pression de la carte 1, vient conmuter le détecteur de fin de course 21. Cette coTmuta- tion active les plots de contact 9 et permet aux circuits du lecteur d'accéder aux données contenues dans la puce de la carte. La course de la carte 1 dans le chemin de guidage 3 aux étapes 1 à 3 correspond à une première course dans laquelle le levier 17 déforme le parallélogramme Al A2 A4 A3 pour amener les plots de contact de la pièce mobile à porter sur des zones choi- sies C2 de la carte. La course de la carte 1 dans le chemin de guidage 3 à la quatrième étape correspond à une deuxième course dans laquelle la butée 19 permet de déplacer la carte et la pièce mobile de manière solidaire jusqu'à ce qu'un détecteur de fin de course soit commuté. Le retrait de la carte se fait selon une suite d'étapes sensiblement inverses de celles décrites précédemment. Quand l'utilisateur amorce le retrait de la carte, les plots 9 exercent une pression importante sur les zones conductri- ces 2. Selon la présente invention, on prévoit que cette pression est suffisante pour que la carte entraîne la pièce mobile 7 dans un mouvement solidaire. Ainsi, lors de cette première étape de retrait, le détecteur de fin de course est commuté de manière à désactiver les plots 9 tandis que ces derniers restent en contact avec les zones conductrices 2 aux points C2. Dans une deuxième étape, la pression exercée par les plots de contact 9 sur les zones conductrices 2 de la carte n'est plus suffisante pour assurer un mouvement solidaire de la carte 1 et de la pièce mobile 7. La carte 1 commence alors à glisser par rapport à la pièce mobile 7, et l'extrémité de la carte quitte la butée 19. A partir de cet instant, la force de rappel exercée par le ressort 15 commence à ramener la pièce mobile 7 à sa position de repos. On notera que la longueur du mouvement solidaire lors du retrait de la carte ne dépend que de la pression exercée par les plots sur la carte, alors que la longueur du mouvement soli- daire lors de l'insertion de la carte dépend de la position de la butée 19 par rapport aux plots. Ces deux longueurs ne seront pas nécessairement identiques. On notera que la force du ressort de rappel 15 devra être faible pour ne pas causer une éjection d'une carte complète- ment insérée. Enfin, on notera que la distance entre la butée 19 et les plots de contact est particulièrement importante, notamment car elle permet de déterminer la longueur du glissement avec frottement entre les positions Cl et C2. Cette longueur doit être suffisante pour permettre le nettoyage des plots de contact et des zones conductrices mais elle doit également être assez courte pour que les plots de contact ne quittent pas les zones conduc- trices qui leur sont normalement associées. Il est important de garantir cette distance avec précision. Une solution consiste à utiliser une butée 19 fabriquée d'une seule pièce avec le support des plots de contact 9. On notera que les formes des paires de tiges 11 et 13, du levier 17 du plot de contact 9, données à titre d'exemple, pourront être adaptées en fonction de contraintes propres à l'utilisation de pièces préexistantes. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme du métier. En particulier, on notera que la butée 19 décrite aux figures 1 à 4 n'est pas indispensable pour, lors de la quatrième étape de l'insertion de la carte dans le lecteur, entraîner un mouvement solidaire de la carte et de la pièce mobile. L'homme du métier pourra concevoir un lecteur dans lequel la pièce mobile 7 ne comprend pas de butée 19. Lors de l'insertion de la carte dans un tel lecteur, dans une première course, la pression de la carte 1 sur le levier 17 rapprochera la piece mobile 7 de la carte 1 jusqu'à ce que les plots 9 portent sur les zones conductrices 2 de la carte avec une pression suffisante pour entraîner un dépla- cement solidaire de la pièce mobile et de la carte. Lors d'une deuxième course, la carte 1 entraînera de manière solidaire la pièce mobile 7 jusqu'à la fin du chemin de guidage 3 o la carte commutera le détecteur de fin de course. Dans un tel mode de réalisation, le retrait de la carte se fera comme décrit précé- demment. REVENDICATICNS 1. Lecteur de carte à puce à insertion manuelle compre- nant: un bâti (5) dans lequel est ménagé un chemin de guidage (3) de la carte (1), une pièce mobile (7) portant un ensemble de plots de contact (9), un premier moyen de couplage mécanique (11, 13, 17) disposé pour interagir avec la carte tandis que celle-ci effectue une première course pour déplacer la pièce mobile par rapport à la carte et amener les plots de contact à porter sur des zones choisies (2) de la carte lors de l'insertion de celle-ci, un deuxième moyen de couplage mécanique (9, 11, 13, 19) entre la carte et la pièce mobile pour, lors d'une deuxième course de la carte, déplacer ensemble la pièce mobile et la carte, un commnutateur (21) dont la commutation active les plots de contact, fixé au bâti de manière à être cotmmuté par une interaction avec la carte à la fin de la deuxième course, le deuxième moyen de couplage étant tel que, lors du retrait de la carte, le commutateur est commuté et désactive les plots de contact pendant la deuxième course. 2. Lecteur de carte à puce selon la revendication 1, dans lequel le premier moyen de couplage mécanique (11, 13, 17) provoque un glissement avec frottement des plots de contact sur la carte avant qu'ils ne se positionnent sur les zones choisies de la carte. 3. Lecteur de carte selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend un moyen de rappel (15) pour, lorsque l'utilisateur retire la carte, ramener la pièce mobile dans une position de repos située hors du chemin de guidage. 4. Lecteur de carte à puce selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile (7) est couplée au bâti (5) par deux paires de tiges (11, 13), une première paire de tiges (11) étant reliée en rotation autour d'un premier axe au bâti (5) et autour d'un deuxième axe à la pièce mobile (7), la deuxième paire de tiges (13) étant reliée en rotation autour d'un troi- sième axe au bâti (5) et autour d'un quatrième axe à la pièce mobile (7). 5. Lecteur de carte à puce selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier moyen de couplage mécanique est un levier (17) formé par prolongement d'une tige d'une des paires de tiges de manière à interagir avec le bord de la carte pour rapprocher les plots de contact (9) de la pièce mobile (7) des zones choisies (2) de la carte. 6. Lecteur de carte à puce selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième moyen de couplage mécanique (19) est une butée fixée à la pièce mobile (7) à une distance prédéterminée des plots de contact, combinée à une structure (11, 13, 9) qui permet aux plots de contact (9) de porter sur les zones choisies de la carte (2) avec une pression suffisante pour entraîner un déplacement solidaire de la carte et de la pièce mobile.