Brevet FR3000304A1 — publié le 20140627

Terminal comprenant au moins une antenne surfacique flexible. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des terminaux électroniques, et plus particulièrement de l'intégration d'antennes pour les communications sans contact, par exemple selon les normes 2G, 3G et 4G, Bluetooth et Wifi, dans de tels terminaux. L'invention s'applique notamment aux terminaux de paiement électroniques. 2. Art antérieur Il existe actuellement un grand nombre de terminaux électroniques intégrant des antennes pour des communications sans contact. Cette intégration pose un certain nombre de problèmes, qui ne sont pas nécessairement considérés comme des priorités lors de la conception des terminaux, les considérations de sécurité associées aux composants liés au paiement notamment étant prioritaires. Ainsi, lors de l'intégration de l'antenne dans le terminal, un problème majeur est souvent rencontré, consistant à éloigner l'antenne des autres composants électroniques, pour le bon fonctionnement de tous les composants. Une première solution a été envisagée, pour permettre un meilleur rayonnement de l'antenne et une meilleure isolation par rapport aux autres composants du terminal, consistant à placer l'antenne dans le compartiment servant à accueillir le support d'impression (le rouleau de papier). Par exemple, le document de brevet FR2872323 décrit une telle antenne placée sur une plaque perpendiculaire au rouleau de papier, à une de ses extrémités, la plaque permettant également un maintien du rouleau dans le boitier du terminal. Cette technique présente plusieurs inconvénients, parmi lesquels : - la permittivité diélectrique de la partie de l'antenne en contact avec le papier varie au cours du temps du fait de la variation de l'épaisseur du rouleau lors d'impressions sur le papier, - le frottement du papier sur la surface de l'antenne en contact avec celui-ci entraine une contrainte mécanique de frottement. Pour tenter de résoudre une partie de ces inconvénients, une solution a été présentée dans le document de brevet US 6,637,661, consistant à utiliser une antenne flexible montée sur la surface externe du support de rouleau de papier, l'antenne étant donc disposée entre ce support de rouleau de papier et le boitier du terminal. Cette technique était en particulier adaptée aux terminaux exploités à cette époque, mais présente aujourd'hui l'inconvénient de nécessiter une pièce spéciale de support de rouleau de papier, sur laquelle l'antenne est fixée, et de façon à ce que cette antenne ne soit ni en contact avec le papier, ni à l'extérieur du boitier du terminal. Or les terminaux actuels ne présentent plus ce type de support de rouleau de papier, pour des raisons entre autres de diminution de la taille de ces terminaux. Il existe donc un besoin pour une solution d'intégration d'une antenne dans un terminal électronique prenant en compte ces inconvénients de l'art antérieur et les normes de conception des terminaux actuels. 3. Objectifs de l'invention L'invention, dans au moins un mode de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un objectif est de fournir une technique d'intégration d'une antenne de communication sans contact permettant de tenir compte des contraintes de conception, et notamment de taille, d'un terminal tout en fournissant un fonctionnement optimal du mode de communication mettant en oeuvre cette antenne. 4. Exposé de l'invention L'invention ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et propose un terminal comprenant au moins une antenne surfacique flexible. Selon les modes de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'antenne est disposée sur une surface interne incurvée d'un logement destiné à recevoir un rouleau de papier l'antenne présente un motif particulier prédéterminé permettant de limiter la variation d'au moins une caractéristique de réponse d'un ensemble comprenant au moins l'antenne et le rouleau de papier, dit ensemble d'antenne, en fonction d'au moins un paramètre lié à la présence du rouleau de papier. Ainsi, l'invention, selon ce mode de réalisation particulier, propose une technique permettant un rayonnement optimal d'une antenne surfacique dont au moins une partie (par exemple la partie rayonnante) est intégrée dans un terminal au niveau du logement prévu pour le rouleau de papier, l'antenne présentant un motif particulier permettant d'ajuster les variations de réponse d'un ensemble composé de l'antenne (et du support éventuel sur lequel elle est fixée) et du rouleau de papier, en fonction de la présence ou non du rouleau de papier, ainsi que de l'épaisseur de ce rouleau. On notera par la suite cet ensemble « ensemble d'antenne ». En effet, l'antenne étant placée au contact du rouleau de papier, puisque disposée sur la surface interne du logement prévu pour le rouleau de papier, les caractéristiques de réponse de cet ensemble d'antenne (par exemple la permittivité diélectrique) sont variables en fonction de la présence du rouleau de papier, et même de l'épaisseur de ce rouleau de papier. Le motif particulier de l'antenne selon ce mode de réalisation de l'invention permet d'uniformiser la réponse de l'ensemble d'antenne quelque soit le degré d'utilisation du rouleau de papier. Par exemple, la caractéristique de réponse correspond à une valeur de permittivité diélectrique et le paramètre correspond à une épaisseur du rouleau de papier. Ainsi, l'invention, selon ce mode de réalisation particulier, permet d'ajuster en particulier les variations de la permittivité diélectrique de l'ensemble d'antenne en fonction de l'épaisseur de ce rouleau (allant de l'épaisseur nulle lorsqu'il n'y a pas de rouleau jusqu'à l'épaisseur maximale d'un rouleau neuf), de façon à obtenir un rayonnement optimal de l'antenne, quelque soit la quantité de papier dans le rouleau, donc au fur et à mesure du fonctionnement du terminal. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'antenne est préalablement intégrée à une surface flexible présentant, sur sa seconde face, des moyens de fixation à la surface interne du logement. Ainsi, l'invention, selon ce mode de réalisation particulier, propose d'intégrer l'antenne, préalablement à son insertion dans le terminal, sur une surface flexible, classiquement appelée « flex », ou circuit imprimé souple (FPC en anglais pour « Flexible Printed Circuit »), laquelle présente, sur son autre face, des moyens de fixation dans le terminal. Par exemple, le « flex » présente des zones adhésives destinées à assurer sa fixation à l'intérieur du logement du rouleau de papier, permettant ainsi à l'antenne d'être intégrée au terminal de manière simple. En effet, du fait du motif particulier de l'antenne, il est plus aisé de « coller », sur la partie interne incurvée du logement de rouleau de papier, une surface de forme rectangulaire par exemple (sur laquelle est intégrée l'antenne de forme particulière) que de « coller » directement l'antenne. Par ailleurs, la surface interne incurvée du logement du rouleau de papier pouvant être formée de plusieurs pièces différentes, l'utilisation d'un « flex » intégrant l'antenne et pouvant être fixé dans le logement du rouleau de papier facilite l'intégration de l'antenne dans le terminal. De plus, l'utilisation de ce « flex » présentant des moyens de fixation ne nécessite pas de pièces mécaniques supplémentaires pour intégrer l'antenne au terminal. Enfin, ces moyens de fixation peuvent par exemple prendre une forme d'adhésifs repositionnables pour une fixation précise et optimale de l'antenne dans le logement du rouleau de papier. Par exemple, l'antenne présente des moyens de protection contre l'usure appartenant au groupe comprenant : une couche de protection en Polyimide ; au moins un raidisseur ; une combinaison des moyens de protection précités. Ainsi, l'invention, selon ce mode de réalisation particulier, propose de protéger l'antenne contre l'usure, particulièrement l'usure due aux frottements du papier lors des impressions. Par exemple, ces moyens de protection consistent en une couche de protection en Polyimide et/ l'ajout de raidisseurs, encore appelés « stiffeners ». Par ailleurs, ces moyens de protection assurent également une fonction d'amélioration de la rotation du papier, en limitant les frottements. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente une vue de l'intérieur d'un logement de rouleau de papier d'un boitier d'un terminal selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; la figure 2 présente un exemple de motif particulier d'une antenne selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - les figures 3a et 3b présentent une vue de chacune des faces d'une surface flexible intégrant une antenne selon un mode de réalisation particulier de l'invention. 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention 6.1 Principe général Le principe général de l'invention repose sur la prise en compte de la présence d'un rouleau de papier, dans un logement prévu à cet effet, pour la réalisation d'une antenne flexible pour des communications sans contact, c'est-à-dire la conception de l'antenne et en particulier le choix d'un motif spécifique de l'antenne, et son intégration dans le logement du rouleau de papier d'un terminal électronique. En particulier, le principe général de l'invention repose sur l'observation de variations d'au moins un paramètre de réponse de l'ensemble constitué par l'antenne et le rouleau de papier (par exemple la valeur de permittivité diélectrique de cet ensemble), en fonction des variations de l'épaisseur du rouleau de papier, pour concevoir une antenne dont la forme, ou le motif, permet d'obtenir un rayonnement optimal de l'antenne quelque soit l'épaisseur du rouleau de papier. En effet, l'antenne elle-même présente une permittivité diélectrique intrinsèque qui ne varie pas, encore appelée constante diélectrique, et qui dépend des matériaux de sa conception. En revanche, selon la variation de l'épaisseur du papier, la permittivité diélectrique du rouleau de papier va varier et ainsi faire varier les performances de rayonnement de l'antenne. On parle donc par la suite de la permittivité diélectrique de l'ensemble d'antenne, composé au moins de l'antenne et du rouleau de papier, et, selon certaines modes de réalisation, d'une surface souple (telle qu'un circuit imprimé flexible) sur laquelle est intégrée l'antenne. 6.2 Description d'un mode de réalisation On présente maintenant, en relation avec la figure 1, un exemple de terminal présentant un logement 10 pour un rouleau de papier, à l'intérieur duquel est intégrée une antenne flexible de communications sans contact 11, accordée à une ou plusieurs fréquences de résonance. Selon ce mode de réalisation particulier de l'invention, l'antenne 11 est placée à l'intérieur du logement 10, sur une face incurvée, et se trouve donc en contact avec le rouleau de papier (non représenté), principalement lorsque celui-ci est neuf. Ainsi, l'antenne 11 se trouve à distance des autres composants électroniques du terminal, limitant, voire supprimant, les interactions avec ces composants. Par ailleurs, la surface interne du logement 10 est suffisamment grande pour permettre l'utilisation d'une antenne de motif particulièrement étalé, de façon à optimiser ses performances. Par exemple, et comme illustré en figure 2, l'antenne 11 présente un motif tel que les variations de l'épaisseur du rouleau de papier n'influent pas, ou influent de façon infime, sur la permittivité diélectrique de l'ensemble d'antenne, permettant un rayonnement optimal de l'antenne quelque soit le niveau d'utilisation du rouleau de papier. En effet, les inventeurs de la présente demande ont constaté que les antennes existantes présentent un rayonnement variant en fonction de l'utilisation du rouleau de papier, et offrent donc des performances variables et non optimales. Ils en ont déduit que les ensembles d'antennes existants, c'est-à-dire les ensembles comprenant au moins l'antenne et le rouleau de papier, présentent l'inconvénient majeur de voir leur permittivité diélectrique varier de manière importante en fonction de la présence ou non du rouleau de papier, et de l'épaisseur de celui-ci au fur et à mesure de son utilisation. Par exemple, le motif particulier de l'antenne, tel qu'illustré en figure 2, permet de s'affranchir des variations de la taille du rouleau de papier sur les performances de rayonnement de l'antenne. En effet, le motif spécifique de l'antenne déterminé par les inventeurs permet d'obtenir un rayonnement optimal de l'antenne, quelque soit le degré d'utilisation du rouleau de papier, rendant ainsi optimal ce choix de placement de l'antenne de communications sans contact dans le logement du rouleau de papier du terminal. Par ailleurs, selon une caractéristique particulière de l'invention, illustrée en figures 3a et 3b, l'antenne est d'abord intégrée à une surface flexible 30, notée « flex », avant d'être fixée dans le logement 10. Par exemple, cette surface flexible correspond à un circuit imprimé souple, classiquement noté « fpc » (pour « Flexible Printed Circuit » en anglais). Ainsi, au lieu de fixer directement l'antenne sur la surface interne incurvée du logement 10, ce qui peut être relativement difficile en raison du motif particulier de l'antenne, et du fait que cette surface interne du logement 10 peut présenter plusieurs pièces différentes, l'antenne est d'abord intégrée à un « flex » 30, qui est ensuite fixé dans le logement 10. De plus, cette solution d'intégration de l'antenne, associée au motif spécifique déterminé pour l'antenne, permet de placer l'antenne de manière très précise dans le terminal, et donc de prendre en compte la contrainte de variation de la permittivité de l'ensemble d'antenne de manière optimale. Selon ce mode de réalisation particulier de l'invention, ce « flex » 30 présente des moyens de fixation 31, sur son autre face, permettant son intégration à l'intérieur du logement 10. Par exemple, ces moyens de fixation 31 consistent en des zones adhésives permettant une intégration simplifiée de l'antenne dans le terminal, ainsi qu'un démontage facile de cette antenne, par « décollement » du « flex ». Cette technique d'intégration de l'antenne permet une fixation très précise de cette antenne, optimisant encore les performances de celle-ci. Les moyens de fixation 31 peuvent bien entendu mettre en oeuvre toute autre technique connue de fixation appropriée pour l'intégration de l'antenne dans le terminal. Par ailleurs, les performances de l'antenne sont encore améliorées grâce à des moyens de protection ajoutés lors de la fabrication de l'antenne, ou au moment de son intégration sur le « flex », permettant de protéger l'antenne contre l'usure due par exemple aux frottements du rouleau de papier lors des impressions. Selon une première variante de réalisation ces moyens de protection consistent en une couche en Polyimide sur tout ou partie de la surface de l'antenne. Selon une deuxième variante, compatible avec la première, ces moyens de protection consistent en l'ajout d'un ou plusieurs « raidisseurs », encore appelés « stiffeners », en différents endroits stratégiques de l'antenne. Par exemple, ces endroits peuvent être choisis pour renforcer l'antenne à des points particuliers de frottement du rouleau de papier. Par exemple, le ou les raidisseurs peuvent être du type polyuréthane, comme le PORON HH-48®, qui possède des propriétés de bonne tenue en frottement ainsi qu'une élasticité intéressante pour la présente utilisation. En effet, ce type de raidisseur répond de manière optimale à une contrainte d'étirement du raidisseur dans le logement du rouleau de papier lors de la pose du « flex » intégrant l'antenne. Il est à noter que ces moyens de protection de l'antenne contre l'usure permettent également d'améliorer la rotation du rouleau de papier, en limitant les frottements.15 REVENDICATIONS1. Terminal comprenant au moins une antenne surfacique flexible (11), caractérisé en ce qu'au moins une partie de ladite antenne (11) est disposée sur une surface interne incurvée d'un logement (10) destiné à recevoir un rouleau de papier et en ce que ladite antenne (11) présente un motif particulier prédéterminé permettant de limiter la variation d'au moins une caractéristique de réponse d'un ensemble comprenant au moins ladite antenne et ledit rouleau de papier, dit ensemble d'antenne, en fonction d'au moins un paramètre lié à la présence dudit rouleau de papier. 2. Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une caractéristique de réponse correspond à une valeur de permittivité diélectrique et en ce que ledit paramètre correspond à une épaisseur dudit rouleau de papier. 3. Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite antenne est préalablement intégrée à une surface flexible (30) présentant, sur sa seconde face, des moyens de fixation (31) à ladite surface interne dudit logement (10). 4. Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite antenne (11) présente des moyens de protection contre l'usure appartenant au groupe comprenant : une couche de protection en Polyimide ; au moins un raidisseur ; - une combinaison des moyens de protection précités.