EP0008572A1 - Device for measuring characteristical parameters of the speed of a handwriting - Google Patents

Abstract

The sensor element of this device comprises at least two windings of electrical conductors (Ex) and (Ey) superimposed, located below a writing surface. Each of these windings has a straight portion over at least part of its length. They are arranged so that two of their respective rectilinear portions overlap and the conductors of one of these portions are orthogonal to the conductors of the other portion. The overlap zone of these two windings constitutes the area in which the sensor element of the device is capable of recording across the terminals of the two windings (Ex) and (Ey) voltages (Ux) and (Uy) as a function of variations in magnetic field resulting from the movement above this zone of a permanent magnet attached to the writing instrument. The signals from this device can be used to identify a signature, or to transmit writing characters.

Description

 DISPOSITIF POUR MESURER DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE LA VITESSE D'UNE ECRITURE MANUSCRITE

Domain technique

L'ecriture manuscrite a déja été étudiée de fagon statique par la graphologie. II existe des cas dans lesquels l'analysis graphologique n'est pas suffisante ou est susceptible d 'erreurs et il faut avoir recours à une analyze dynamique de l'écriture. Ce besoin se fait de plus en plus sentir, notamment pour autentifier des signatures lors de l'éndossement ou de l'émission d'un chèque par exemple, ou encore lors des payements ou de retraits d'argent à l'aide de Cartes de credit, de chèques de voyage dont l'usage tend à croître considérablement.

Budget of the technique

Various solutions ont déjà été proposées pour procéder à l'analyse dynamique de l'écriture, en particulier en vue de comparer deux signatures apparemment semblables pour déterminer si elles ont été produites par la même personne.

On a déjà propose à cet effet de mesurer la pression de contact du crayon sur le support d'écriture, ainsi que les frottements latéraux entre le crayon et le support d'écriture. Ces deux Solutions ont l'inconvénient d'étre fortement influencées par la nature de l'instrument utilise pour écrire ainsi que par celle du support d'écriture, de sorte que l'information obtenue par ces moyens peut présenter de grandes variations entre l ' analyze de deux signatures effectuées par la même personne dans d'autres conditions matérielles. On a également proposé de mesurer les accélérations consecutives à l'écriture au moyen d'accélérometres fixés sur l'instrument d'écriture. L'inconvénient de cette solution provient de sa dépendance vis-a-vis de l'orientation spatiale des accélérometres. En effet, l'instrument d'écriture étant généralement de forme cylindrique, la position des accénéromètres autour de l'axe peut être absolument quelconque lorsque l'on saisit l'instrument. Par conséquent, les accélérations enregistrées peuvent varier considérablement d'une signature à l'autre de la meme personne. Expose de l'invention

Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, aux inconvénients susmentionnés.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif pour mesurer des paramétres caractéristiques de la vitesse d'une écriture manuscrite, caractérisé par le fait qu'il comporte, d'une part, sous-jacent à la surface constituant le support d 'écriture, deux enroulements superposés de conducteurs électriques, les deux extrémités de chaque enroulement aboutissant à deux bornes de mesure, chacun de ces enroulements présentant une portion dans laquelle ses conducteurs sont rectilignes la portion de conducteurs orthogulalees de conducteurs rectilignes de l'autre enroulement, les longueurs respectives de ces portions de conducteurs rectilignes delimitant la superficie de la surface dudit support d'écriture, et, d'autre part, un aimant adjacent à la pointe traçante de l'Instrument d ' écriture et dont l'aimantation est choisie pour être d'orientation generale paralléle à l'axe longitudinal dudit instrument et symetrique autour de cet ax, le tout de manière que lorsque la pointe de cet instrument est deplacée au moins à proxité immediate de la surface dudit support, des tensions soient induites dans ces enroulements, en fonction de la vitesse de Variation du champ vis-à- vis de ces deux portions de conducteurs rectilignes. Description sommaire des dessins

The design annexe illustrative, tres schematique et à titre d'éxemple, une forme d'éxecution et une Variant du dispositif objet de la présente invention. La figure 1 est un Schéma destiné à expliquer le principe sur lequel est basé le dispositif.

The figure 2 is one of the plan of the elément capteur selon cette forme d'exécution.

The figure 3 is one of a coupe axiale a instrument d'écriture destiné à coopérer avec cet élément capteur.

The figures 4 and 5 represent quatre diagrammes cor- respondant aux tensions enregistrées aux bornes de l'élément capteur consecutivement à deux signatures d'une meme personne. La figure 6 représente deux autres diagrammes relatifs à la signature d'une autre personne.

Figure 7 illustrative and variant of figure 2.

La figure 8 est un Schéma explicatif du fonctionnement de cette variant. La figure 9 est un Schéma d'un circuit de traitement du signal capté par cette variant.

Meilleure manière de réaliser l'invention

The dispositif selon l'invention est basé sur le phéno- mène d'induction d'une force éléctromotrice créant une dif- férence de potentiel aux bornes d'une spire d'un conducteur éléctrique soumise à une Variation du champ magnétique qui la traverse. Si l'on considère la figure 1, où l'on a une spire d'un conducteur S _x refermée sur deux bornes entre lesquelles on mesure la tension U _x et un aimant permanent dont le flux est Ф, dont la vitesse de déplacement selon l'axe O _x est V _x et la dimension dans le sens de la vitesse a, lorsque l'aimant permanent traverse le bord de la spire S _x , la tension enregistrée aux bornes de la spire, consecutivement à la variation d φ du flux Ф dans un intervalle de temps dt, correspond à:

Dans le cas où le flux magnétique est engendré par un aimant permanent dont les lignes de champ sont sensiblement perpendiculaires au plan de la spire S _x on a:

dφ = Φ

dt correspond au temps de passage de l'aimant permanent au-dessus du bord de la spire:

Par conséquent:

Etant donné que Φ et a sont des constantes, U _x est don directement proportionnel à V _x . La figure 2 illustrative comment, sur ce principe et à l'aide de deux enroulements de conducteurs éléctriques, on peut mesurer les composantes de la vitesse selon deux axes orthogonaux x, y. L'élément capteur du dispositif comprend donc deux enroulements de conducteurs éléctriques E _x et E _y superposés. Chacun de ces enroulements est conformé pour presenter une portion rectiligne sur au moins une partie de sa longueur. Comme illustré par la figure 2, les enroulements E _x et E _y sont disposes de manière que deux de leurs portions rectilignes respectives se superposent et que les conducteurs de l'une de ces portions soient orthogonaux aux conducteurs de l'autre portion. The zone de recouvrement de ces deux enroulements constitue la superficie dans laquelle l'élément capteur du dispositif est capable d'enregistrer aux bornes des deux enroulements E _x et E _y les tensions respectives U _x et U _y en fonction des variations de champ magnetique consé- cutives aux déplacements d'un aimant permanent sur toute cette superficie. Ces deux enroulements sont destinés à être disposés sous-jacents à un support d'écriture qui peut être constitué par l'une des faces F d'un carter protégeant les bobines. Bien entendu, seule la zone de recouvrement des enroulements constitue le capteur, de sorte que des moyens de repérage devront être prévus pour indiquer sur la face F du carter les limites de cette zone afin que seule cette zone soit utilisée comme support d'écriture à l'exclusion de toute autre.

Le second élément du dispositif est constitué par l 'instrument d'écriture I illustré par la figure 3.Cet instru- ment est, par exemple, un stylo à bille dans l'énveloppe duquel sont places des aimants annulaires A coaxiaux à la pointe d 'écriture; Ces aimants A ont une aimantation orien- tée sensiblement selon l'axe longitudinal du stylo et symétrique autour de cet ax, de manière que les lignes de champ coupent les conducteurs formant les enroulements E _x et E _y .

Dès lors les tensions U _x et U _y mesurees aux bornes de ces enroulements seront caractéristiques des composantes de vitesse de l'aimant A solidaire du crayon, selon les directions O _x et O _y . This information is relative to the vitesse de déplacement de l'aimant et non de la pointe d'écriture. A ce titre l'inclinaison et les variations d'inclinaison entrent comme élément de la vitesse de l'aimant. This is the gestes of the right rent pas directement un tracé sur le support et impliquent un éloignement à composante verticale de l'instrument d'écriture du support. C'est le cas notam- ment du tracé des accents, des barres de la lettre t etc ... qui resultent d'une interruption du trace et impliquent des gestes alors que la pointe d'écriture n'est plus en contact avec le support d'écriture.

Par conséquent, les variations de tension enregistrées ne sont pas seulement fonction de ce qui est tracé sur le support d'écriture, mais de l'ensemble des vitesses susceptibles de modifier la valeur du flux magnétique coupant lesbobines. Sur six degrés de liberté dans l'espace, cinq influencent directement la tension enregistrée aux bornes des bobines, seuls les mouvements angulaires autour de l'axe longitudinal de l'instrument d'écriture n'interviennent pas, les lignes de champ magnétique étant symétriques autour de l'axe longitudinal de cet instrument. Cette insensibilité présente l'avantage de rendre le dispositif absolument indépendant de sa position dans la main de l'utilisateur. Cet instrument étant un corps de révolution, cette insensibilité à sa position autour de son ax de révolution est importante étant donné que cette position n'est pas caractéristique de l'utilisateur, mais résulte simplement du hasard.

Les diagrams des figures 4 et 5 constituent des enregistrements de signaux correspondant aux tensions enregistrées aux bornes U _x et U _y pour des signatures. Les figures 4a et 4b correspondent aux tensions U _x et U _y caracteristiques des vitesses V _x et V _y enregistrees lorsqu'une personne déterminée a tracé sa signature au-dessus du capteur décrit précédemment. Les figures 5a and 5b correspondent aux tensions U _x et U _y , enregistrées lorsque cette même personne determinée a tracé une seconde fois sa signature au-dessus du même capteur. On constate qu'une corrélation est possible entre ces deux signaux qui pourront être ensuite analysés par un processus de traitement de signal d'analyse approprié.

Enfin, lorsqu'une autre personne trace sa signature audessus du meme capteur, on obtient, par exemple, les signaux U _x et U _y qui font l'objet des figures 6a et 6b. On remarque que les caractéristiques de ces signaux sont totalement différentes de celles des signaux enregistrés dans le cas des figures 4 et 5.Sur la base de ces signaux, il est possible d'effectuer une analyze comparative en vue de l'autentification d'une signature avec les signaux enregistres lors d'une signature precedente du meme individu et constituant alors la signature de reference.

The variant illustree par la figure 7 comporte, en plus des enroulements de conducteurs E _x et E _y superposés, un troisieme enroulement de conducteur E _z en forme de cadre, et qui entoure toute la zone de chevauchement des conducteurs

E _x et E _y qui constitue la zone de detection du capteur. Ce cadre forme de ce troisieme enroulement E _z sert à mesurer les variations de flux magnetique embrasse par la zone de chevauchement des conducteurs E _x et E _y , consecutivement aux deplacements perpendiculaires au plan de ces enroulements.

En effet, si on considere la figure 8, on remarque que le tube de flux magnétique issu d'un aimant A, embrassé par l'enroulement E _z au niveau I est supérieur à celui qui est embrassé par ce même enroulement au niveau II.

Le schéma de la figure 9 montre un circuit de traitement des trois signaux U _x , U _y et U _z dans lequel les tensions induites aux bornes de l'enroulement E _z sont soustraites de celles induites aux bornes des enroulements E _x et E _y de manière à enregistrer un signal independant des mouvements situes hors du plan d'écriture. Ce circuit comporte aux sorties U _x , U _y et U _z , du capteur Cp, un amplificateur inverseur Ai relie à la sortie U _z et deux amplificateurs sommateurs integrateurs As ₁ et As ₂ reliés d'une part, aux sorties U _x respectivement U _y et d'autre part à la sortie de l'amplificateur inverseur Ai. Les sorties de ces amplificateurs intégrateurs sont elles-mêmes relièes aux deux entrées d'un traceur T à coordonnées x et y. Grâce à ce capteur et au circuit amplificateur décrit, le traceur T ne reproduira que les mouvements situés dans le plan d'écriture, c'est-à-dire que les traits et non les mouvements de l'instrument d'écriture situés hors du plan d'écriture et qui ne correspondent donc pas à un trait mais sont necessaires pour marquer des accents ou des points au-dessus des lettres par exemple. Un tel capteur peut notamment être utilisé pour faire la transmission de caracteres écrits.

Possibility of exploration industrial L'invention est applicable dans le domaine de l'iden- tification d'écriture, notamment de signature, dans celui de la transmission de caractères écrits ainsi que dans celui de la transmission de n'importe quel signe écrit.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour mesurer des paramètres caracteristiques de la vitesse d'une ecriture manuscrite, caracterise se par le fait qu'il comporte, d'une part, sous-jacent à la surface constituant le support d'écriture, deux enrollments superposés de conducteurs éléctriques, les deux extre- mites de chaque enroulement aboutissant à deux bornes de mesure, chacun de ces enroulements presentant une portion dans laquelle ses conducteurs sont rectilignes, la portion de conducteurs rectilignes d'un enroulement etant de cond rectilignes de l'autre enroulement, les longueurs respectives de ces portions de conducteurs rectilignes delimitant la superficie de la surface dudit support d'écriture, et, d'autre part, un aimant adja- cent a la pointe tragante de l'instrument d ' écriture et dont l'aimantation est choisie pour être d 'orientation générale paralléle à l'axe longitudinal dudit instrument et symetrique autour de cet axe, le tout de maniere que lor sque la pointe de cet instrument est deplacee au moins à proxité immédiate de la surface dudit support, des tensions soient induites dans ces enroulements, en fonction de la vitesse de Variation du champ vis-à-vis de ces deux portions de conducteurs rectilignes.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un troisieme enroulement superpose aux deux autres et s'etendant autour de la zone dans laquelle lesdites portions de conducteurs rectilignes se re-couvrent, et des moyens pour deduire the tension induite aux bornes de ce troisieme enroulement de celles induites aux bornes des deux autres enroulements.