Brevet FR3062539A1 — publié le 20180803

B15775 - 16-T0-0885 1 ETUI POUR TELEPHONE PORTABLE Domaine La présente description concerne de façon générale la recharge de cartes à microcircuit (smartcard) équipées d'une batterie rechargeable et d'une antenne de communication en champ 5 proche. Exposé de l'art antérieur On peut distinguer les cartes à microcircuit (smartcard) équipées d'une antenne de communication en champ proche selon qu'elles comportent ou non une batterie. Une première catégorie 10 de cartes ne comporte pas de batterie rechargeable et le microcircuit ne peut fonctionner que quand la carte est en situation de communication sans contact avec un terminal. Une deuxième catégorie à laquelle s'applique plus particulièrement la présente description concerne les cartes dont le ou les circuits 15 électroniques restent alimentés même lorsque la carte n'est pas dans le champ d'un terminal générant un champ électromagnétique de communication en champ proche. Ces cartes intègrent alors une batterie rechargeable, typiquement en couche mince. Cette batterie doit pouvoir être rechargée. Aujourd'hui, 20 l'utilisateur doit poser périodiquement la carte sur le boîtier d'un chargeur équipé d'une antenne de communication en champ proche pour assurer la recharge. 3062539 B15775 - 16-T0-0885 2 Résumé Il serait souhaitable de disposer d'une solution permettant de recharger facilement une carte à microcircuit à batterie. Il serait souhaitable de disposer d'une solution particulièrement facile à mettre en oeuvre pour l'utilisateur. Ainsi, un mode de réalisation prévoit un étui à rabat pour téléphone portable, comportant, dans le rabat : au moins un logement destiné à recevoir une carte à 10 microcircuit ; et au moins une première antenne de communication sans contact, la première antenne étant électriquement connectée à une deuxième antenne placée dans un fond de l'étui. Selon un mode de réalisation, le logement est accessible 15 depuis l'intérieur du rabat. Selon un mode de réalisation, le logement est accessible depuis l'extérieur du rabat. Selon un mode de réalisation, ledit logement est accessible par une fente dans laquelle la carte est destinée à 20 être engagée. Selon un mode de réalisation, le fond de l'étui est destiné à être en regard d'une face du téléphone portant une troisième antenne de communication sans contact. Selon un mode de réalisation, la première antenne est 25 destinée à être en regard d'une antenne de la carte à microcircuit. Selon un mode de réalisation, la connexion électrique entre la première et la deuxième antenne passe dans une charnière reliant le rabat au fond de l'étui. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur du fond et du 30 rabat est choisie pour pouvoir y loger respectivement la deuxième antenne et la première antenne. Selon un mode de réalisation, les antennes sont formées d'enroulements conducteurs plans. 3062539 B15775 - 16-T0-0885 3 Selon un mode de réalisation, le rabat intègre un plan métallique côté extérieur, destiné à faire écran à la première antenne. Selon un mode de réalisation, l'étui comporte au moins 5 un logement accessible depuis l'intérieur du rabat et au moins un logement accessible depuis l'extérieur du rabat. Un mode de réalisation prévoit un procédé de recharge d'une carte à microcircuit à batterie, dans un étui, comportant les étapes suivantes : placer un téléphone portable dans l'étui ; placer la carte dans un logement du rabat de l'étui ; et recharger la batterie de la carte en utilisant la batterie du téléphone portable, l'énergie transitant par une 15 antenne du téléphone portable, la deuxième antenne, la première antenne, et une antenne de la carte Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de 20 réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique d'une carte à microcircuit ; la figure 2 est une représentation schématique d'un mode 25 de réalisation d'un étui pour téléphone portable ; la figure 3 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un système antennaire de l'étui de la figure 2 ; la figure 4 illustre le schéma électrique équivalent du système antennaire en couplage avec une antenne d'un téléphone ; 30 la figure 5 illustre le schéma électrique équivalent d'un autre mode de réalisation du système antennaire en couplage avec une antenne d'un téléphone et deux cartes à microcircuit ; et la figure 6 illustre le schéma électrique équivalent 35 d'encore un autre mode de réalisation du système antennaire en 3062539 B15775 - 16-T0-0885 4 couplage avec une antenne d'un téléphone et deux cartes à microcircuit. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 5 références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, le fonctionnement et la structure de l'ensemble d'une chaîne de 10 transmission radiofréquence n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les chaines de transmission usuelles. Dans la description qui suit, lorsqu'on fait référence aux termes "approximativement", "environ" et, "de l'ordre de", cela signifie à 10% près, de préférence à 5% près. La figure 1 est une vue schématique d'une carte à puce ou carte à microcircuit (smartcard), équipée d'une batterie. La carte 1 a généralement une forme rectangulaire de quelques centimètres de côté et est de faible épaisseur (moins de 2-3 millimètres). La carte 1 comporte au moins un circuit électronique 12 et, dans les applications visées par la présente description, une batterie 14, de préférence une batterie en couches minces, et une antenne 16 de communication sans contact. Le cas échéant, la carte 1 comporte en outre des contacts électriques 18 destinés à être en contact avec des contacts correspondant d'un terminal (non représenté). Les deux extrémités de l'antenne 16 sont reliées au circuit 12, de même que les deux bornes de la batterie 14. La représentation de la figure 1 est schématique. En particulier, les positions respectives des différents éléments peuvent varier. De même, la taille de l'antenne 16 dépend des applications. L'antenne 16 peut, le cas échéant, être portée par une face de la batterie 14 réalisée en couches minces. Dans les applications visées par la présente description, la carte à microcircuit est, par exemple, une carte 35 utilisable dans des applications bancaires, stockant une clé à la 3062539 B15775 - 16-T0-0885 5 manière d'un jeton (token) et équipées d'un afficheur de la valeur du jeton. Un autre exemple concerne des cartes intégrant des capteurs biométriques ou autre capteurs. Encore un autre exemple concerne des cartes bancaires stockant la valeur d'un porte- 5 monnaie électronique, etc. Les inventeurs proposent de tirer profit de la présence, dans les téléphones mobiles ou téléphones portables, d'une antenne de communication et d'une batterie de capacité supérieure à celle équipant les cartes à microcircuit. En effet, la plupart des 10 utilisateurs de carte sont par ailleurs équipés d'un téléphone mobile qu'ils ont sur eux en permanence ou la plupart du temps, de sorte qu'assurer la recharge par le téléphone ne les prive pas de la carte, contrairement à une borne de recharge. En particulier, un téléphone portable (smartphone) 15 équipé d'une antenne de communication en champ proche porte généralement cette antenne en face arrière, typiquement dans un capot arrière du téléphone. L'antenne est généralement disposée au niveau du boîtier ou coque du téléphone afin de ne pas être écrantée par des éléments métalliques. Du fait de ces éléments 20 métalliques et du fait que l'antenne comporte généralement un réflecteur, elle ne peut émettre et recevoir un signal RF que vers/depuis l'arrière du téléphone. L'antenne est reliée aux circuits électroniques de transmission internes au téléphone. Par ailleurs, un téléphone portable comporte une batterie. Cette 25 batterie peut servir de source d'alimentation pour recharger la batterie d'une carte à microcircuit. La figure 2 est une représentation schématique en perspective d'un mode de réalisation d'un étui 2 pour téléphone portable. 30 La figure 3 représente, de façon schématique, un système antennaire 3 destiné à être contenu dans un étui du type de celui de la figure 3. Selon ce mode de réalisation, l'étui 2 est un étui à rabat, à la manière d'un portefeuille. 3062539 B15775 - 16-T0-0885 6 L'étui 2 comporte une première partie 22 ou fond, définissant un logement 224 ou coque de réception pour un téléphone portable (non représenté) et un rabat 24 articulé au fond 22 par une charnière souple 26. L'étui 2 a, dans cet exemple, 5 une forme générale rectangulaire lorsque le rabat 24 est rabattu sur la coque pour fermer l'étui 2. Le fond 22 et le rabat 24 sont d'une épaisseur suffisante pour intégrer chacun au moins une antenne plane d'un système antennaire (3, figure 3). En figure 2, des exemples de surfaces dans lesquelles s'inscrivent ces antennes 10 ont été représentées en pointillés. En outre, la face intérieure du rabat 24 comporte au moins une fente 28 d'accès à un logement 29 de réception (de rangement) d'une carte 1 à microcircuit. Au moins une antenne 32 est intégrée dans le fond 22. L'antenne 32 est constituée d'un enroulement conducteur plan dont 15 la réalisation est en elle-même usuelle. Les deux extrémités de l'antenne 32 sont connectées par des fils 36 à deux extrémités d'au moins une antenne 34 intégrée dans le rabat 24. L'antenne 34 est également constituée d'un enroulement conducteur plan. Le rôle de la structure antennaire 3 est de capter 20 l'énergie rayonnée par une antenne de communication sans contact (NFC - Near Field Communication) du téléphone en regard du fond 22, et de reporter cette énergie dans l'antenne 34 du rabat 24 afin qu'elle puisse être captée par une carte 1 (plus précisément par l'antenne 16 d'une carte 1) logée dans le logement 29. 25 Un filtre 38 (typiquement un élément capacitif) est intercalé sur le trajet des conducteurs 36 reliant les deux antennes 32 et 34. Le rôle de ce filtre est de créer si nécessaire un système antennaire résonant de préférence à une fréquence identique à celle du système de communication en champ proche 30 utilisé, par exemple 13,56 Mhz dans le cas de la norme NFC. La figure 4 illustre le schéma électrique équivalent du système antennaire 3 en couplage avec une antenne 42 d'un téléphone mobile 4 placé dans le logement 224. L'antenne 42 est connectée, côté téléphone 4, à un ou plusieurs circuits électroniques 44 dont en pratique un routeur NFC. 3062539 B15775 - 16-T0-0885 7 Les antennes 32 et 34 (figure 3) peuvent être différentes (en nombre de tours, surfaces et impédances). De préférence, l'antenne 32 est identique (en nombre de tours, surface et impédance) à l'antenne 42 du téléphone 4 pour maximiser 5 leur couplage. De préférence, l'antenne 34 est identique (en nombre de tours, surfaces et impédances) à l'antenne 16 de la carte 1 toujours pour maximiser le couplage. La structure 3 joue le rôle d'un élément répliquant en quelque sorte l'antenne 42 du téléphone dans le rabat 24 de l'étui 10 2. La taille et la forme de l'étui 2 sont adaptées au modèle de téléphone portable 4 auquel l'étui 2 est destiné. De même, le modèle de téléphone 4 conditionne la position de l'antenne 32 placé dans l'épaisseur de la coque 224. Selon une variante de réalisation, la face externe du 15 rabat 24 comporte un écran métallique, de façon à protéger la ou les cartes contenues dans l'étui contre un éventuel piratage. Selon une autre variante de réalisation, le logement 29 est accessible depuis l'extérieur du rabat 24 au lieu de l'être depuis l'intérieur, la surface extérieure du rabat 24 comporte 20 alors la fente 28. Selon une autre variante de réalisation, on prévoit des logements de part et d'autre (à l'intérieur et à l'extérieur) du rabat 24. Selon une autre variante de réalisation, on prévoit 25 plusieurs fentes 28 (par exemple deux) et une antenne 34 dont la surface couvre approximativement le ou les logements 29 de réception. La figure 5 illustre le schéma électrique équivalent d'un mode de réalisation du système antennaire 3 en couplage avec 30 une antenne 42 d'un téléphone mobile 4 placé dans le logement 224 et deux cartes 1 à microcircuit 12. Selon ce mode de réalisation, on prévoit plusieurs fentes 28 (par exemple deux) et plusieurs (par exemple deux) antennes 34 connectées en parallèle. Dans ce cas, les antennes 34 35 ne se chevauchent pas, de sorte que les cartes 1 logées dans les 3062539 B15775 - 16-T0-0885 8 logements 29 du rabat 24, ouverts par les fentes 28, ne se chevauchent pas non plus. Par ailleurs, le filtre 38 est alors également dimensionné pour adapter l'impédance et tenir compte de cette connexion en parallèle. En pratique, le nombre de cartes 1 5 susceptibles d'être rechargées dépend de la surface du rabat 24. La figure 6 illustre le schéma électrique équivalent d'une autre mode de réalisation du système antennaire 3 en couplage avec une antenne 42 d'un téléphone mobile 4 placé dans le logement 224 et deux cartes 1 à microcircuit 12. 10 Selon ce mode de réalisation, on prévoit plusieurs fentes 28 (par exemple deux) et plusieurs (par exemple deux) antennes 34 connectées en série. Dans ce cas, les antennes 34 ne se chevauchent pas, de sorte que les cartes 1 logées dans les logements 29 du rabat 24, ouverts par les fentes 28, ne se 15 chevauchent pas non plus. Par ailleurs, le filtre 38 est alors également dimensionné pour adapter l'impédance et tenir compte de cette connexion en série. En pratique, le nombre de cartes susceptibles d'être rechargées dépend de la surface du rabat 24. Un avantage des modes de réalisation décrits est qu'il 20 est désormais possible d'utiliser un étui de téléphone portable pour recharger des cartes intégrant une batterie. Un autre avantage des modes de réalisation décrits est que les cartes sont contenues dans l'étui à la manière de cartes dans un portefeuille et ne risquent donc pas de tomber ou d'être 25 perdues. Un avantage induit par l'utilisation d'un étui de téléphone portable est que le rechargement de la ou des cartes s'effectue sans contrainte pour l'utilisateur, à la différence d'un chargeur dédié l'obligeant à laisser les cartes en charge 30 sur des dispositifs non transportables. Ici, dans la mesure où un utilisateur a généralement son téléphone avec lui, la recharge s'effectue beaucoup plus aisément. Une autre utilisation possible d'un étui de téléphone portable selon les modes de réalisation décrits est d'échanger 35 des données entre un téléphone portable disposé dans le logement 3062539 B15775 - 16-T0-0885 9 224 et une carte 1 à microcircuit disposée dans le logement 29 de réception. Cette utilisation est compatible avec des applications s'exécutant sur un téléphone portable et permettant de communiquer avec une carte à microcircuit via l'antenne en champ proche du 5 téléphone. Par exemple, il peut s'agir d'un échange d'informations sécurisé direct entre la carte et le téléphone pour partager des données sensibles (paiements, historique, etc.) ou l'échange de données non sensibles liées par exemple à l'état de la carte (niveau de batterie restant, activation et désactivation de la 10 charge de la batterie, informations de capteurs embarqués, etc.) permettant une optimisation de la gestion de la carte. Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. Certains modes de réalisation et variantes pourront être combinés et d'autres variantes et modifications apparaîtront à 15 l'homme de l'art. Par ailleurs, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation qui ont été décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, le dimensionnement de l'étui et des antennes dépend du téléphone et des cartes auxquels sont destinés 20 l'étui, et est à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Etui (2) à rabat (24) pour téléphone portable (4), comportant, dans le rabat : au moins un logement (29) destiné à recevoir une carte (1) à microcircuit ; et au moins une première antenne (34) de communication sans contact, la première antenne étant électriquement connectée à une deuxième antenne (32) placée dans un fond (22) de l'étui. 2. Etui selon la revendication 1, dans lequel le logement (29) est accessible depuis l'intérieur du rabat (24). 3. Etui selon la revendication 1, dans lequel le logement est accessible depuis l'extérieur du rabat (24). 4. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit logement (29) est accessible par une fente (28) dans laquelle la carte (1) est destinée à être engagée. 5. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le fond (22) de l'étui (2) est destiné à être en regard d'une face du téléphone (4) portant une troisième antenne (42) de communication sans contact. 6. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 5, dans lequel la première antenne (34) est destinée à être en regard d'une antenne (16) de la carte (1) à microcircuit. 7. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la connexion électrique entre la première et la deuxième antenne passe dans une charnière (26) reliant le rabat 25 (24) au fond (22) de l'étui (2). 8. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'épaisseur du fond (22) et du rabat (24) est choisie pour pouvoir y loger respectivement la deuxième antenne (32) et la première antenne (34). 30 9. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les antennes (32, 34) sont formées d'enroulements conducteurs plans. 3062539 B15775 - 16-T0-0885 11 10. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le rabat (24) intègre un plan métallique côté extérieur, destiné à faire écran à la première antenne (34). 11. Etui selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 10, comportant au moins un logement (29) accessible depuis l'intérieur du rabat (24) et au moins un logement accessible depuis l'extérieur du rabat. 12. Procédé de recharge d'une carte (1) à microcircuit à batterie, dans un étui selon l'une quelconque des revendications 10 1 à 11, comportant les étapes suivantes : placer un téléphone portable (4) dans l'étui ; placer la carte dans un logement (29) du rabat (24) de l'étui ; et recharger la batterie de la carte en utilisant la 15 batterie du téléphone portable, l'énergie transitant par une antenne (42) du téléphone portable, la deuxième antenne (32), la première antenne (34), et une antenne (16) de la carte.