CH713299A2

CH713299A2 - Objet portable comportant un dispositif de connexion en champ proche.

Info

Publication number: CH713299A2
Application number: CH01757/16A
Authority: CH
Inventors: Vuille Pierry; Martin Jean-Claude; Willemin Michel; Scordilis Thierry
Original assignee: Swatch Group Res & Dev Ltd
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-06-29
Also published as: CH713299B1

Abstract

La présente invention propose un objet portable comportant un dispositif de communication en champ proche. Le dispositif de communication comporte une puce électronique (1) munie de deux bornes (2, 3) connectées à un circuit électrique comportant une antenne (4) et un filtre (5). Le dispositif de communication est agencé pour recevoir et émettre à une fréquence définie correspondant à la fréquence de résonance du circuit électrique. De façon originale, l’objet portable comporte un organe de commande apte à être déplacé entre deux positions prédéfinies, à savoir une position active dans laquelle le dispositif de communication est activé et une position passive dans laquelle le dispositif de communication est désactivé. Le circuit électrique comporte en outre une branche de dérivation (6) munie d’un interrupteur mécanique (7) apte à commuter entre un état ouvert et un état fermé en réponse à un déplacement de l’organe de commande de l’une à l’autre de ses positions prédéfinies en provoquant une modification de la fréquence de résonance du circuit électrique.

Description

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] La présente invention se rapporte au domaine des microtechniques. Elle concerne plus particulièrement un objet portable comportant un dispositif de connexion en champ proche.

ART ANTERIEUR

[0002] Il est connu de réaliser des objets portables incorporant des moyens de communication en champ proche par exemple à l’aide d’une étiquette radiofréquence. Ces moyens de connexion sont composés d’une puce électronique, ou circuit intégré, reliée électriquement aune antenne. La plupart du temps, ces dispositifs n’ont pas besoin d’une alimentation électrique autonome et sont destinés à communiquer automatiquement avec un lecteur dès qu’ils s’en approchent. Le champ électromagnétique du lecteur génère un courant induit dans l’antenne qui alimente la puce et lui permet d’émettre à son tour un signal via l’antenne.

[0003] On trouve couramment de tels dispositifs dans les cartes à puces qui permettent d’effectuer des paiements sans contact aux bornes prévues à cet effet. On connaît également les demandes EP 603 721, EP 974 878, CH 690 525 ou CH 704 583 qui décrivent des montres comportant des moyens de communication en champ proche dans lesquelles les antennes sont dissimulées à différents endroits de la montre comme le cadran, la carrure, la lunette, le joint de glace ou la glace. D’autres configurations prévoient de loger l’antenne dans le fond, le mouvement ou encore le bracelet. L’intégration de ces dispositifs de communication sans contact dans une montre permet de nombreuses applications comme la réalisation d’opérations d’information, d’identification, de verrouillage, de contrôle d’accès ou de paiement.

[0004] Cependant, ces dispositifs de communication automatique présentent une grande vulnérabilité vis-à-vis de tiers malintentionnés qui pourraient, en approchant un émetteur récepteur, récupérer à l’insu de leurs propriétaires, des informations confidentielles ou faire exécuter des virements bancaires à leur profit. Différentes parades ont été développées pour sécuriser les dispositifs de communication en champ proche. Les cartes de paiement peuvent ainsi être placées dans des étuis blindés qui agissent comme une cage de Faraday et empêchent la communication de s’établir. La demande US 2016/0 188 925 décrit un procédé pour activer ou désactiver une étiquette radiofréquence possédant un interrupteur électronique à l’aide d’un lecteur auxiliaire approprié. L’opération de déverrouillage électronique peut s’avérer fastidieuse et peu pratique puisqu’elle nécessite de manipuler un autre objet que celui par lequel s’établit la communication. De surcroît, elle présente une faille de sécurité car le dispositif de communication en champ proche reste vulnérable entre le moment où il est activé et celui où la communication s’établit. Les différentes méthodes de sécurisation connues sont inadaptées à certains objets portables comme une montre bracelet, sont peu pratiques et ne permettent pas d’éliminer totalement les risques de piratage.

RESUME DE L’INVENTION

[0005] La présente invention a pour but de proposer un moyen pour sécuriser un dispositif de communication en champ proche intégré à un objet portable qui soit facile à utiliser et plus sûr que les solutions de l’art antérieur.

[0006] De façon plus précise, l’invention concerne un objet portable comportant un dispositif de communication en champ proche. Le dispositif de communication comporte une puce électronique munie de deux bornes connectées à un circuit électrique comportant une antenne et un filtre. Le dispositif de communication est agencé pour recevoir et émettre à une fréquence définie correspondant à la fréquence de résonance du circuit électrique. De façon originale, l’objet portable comporte un organe de commande apte à être déplacé entre deux positions prédéfinies, à savoir une position active dans laquelle le dispositif de communication est activé et une position passive dans laquelle le dispositif de communication est désactivé. Le circuit électrique comporte en outre une branche de dérivation munie d’un interrupteur mécanique apte à commuter entre un état ouvert et un état fermé en réponse à un déplacement de l’organe de commande de l’une à l’autre de ses positions prédéfinies en provoquant une modification de la fréquence de résonance du circuit électrique.

[0007] Cet agencement permet de sécuriser un dispositif de communication en champ proche intégré dans un objet portable tout en simplifiant les opérations nécessaires à cette sécurisation.

[0008] Selon une variante avantageuse de l’invention, le circuit électrique comporte un pont portant un condensateur parallèle à l’antenne.

[0009] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, l’antenne et le pont sont connectés aux bornes de la puce électronique.

[0010] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, la branche de dérivation est connectée aux bornes de la puce électronique.

[0011] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, le pont comporte un deuxième composant monté en série avec le condensateur et la branche de dérivation est connectée entre les deux composants du pont et sur une borne de la puce électronique.

[0012] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, le deuxième composant est un condensateur ou une inductance.

[0013] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, la branche de dérivation comporte un composant monté en série avec l’interrupteur, le composant étant un condensateur, une inductance ou une résistance.

[0014] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, une inductance est montée entre une borne de la puce électronique et le condensateur et la branche de dérivation est montée parallèle à l’inductance.

[0015] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, l’interrupteur mécanique est un interrupteur Reed et l’objet portable comporte un aimant permanent mobile en référence à l’interrupteur Reed et apte à modifier l’état de l’interrupteur Reed en réponse à un déplacement de l’organe de commande.

[0016] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, l’objet portable comporte un interrupteur de sécurité agencé pour changer d’état simultanément avec l’interrupteur Reed en présence d’un champ magnétique extérieur.

[0017] Selon une variante avantageuse de l’invention, l’objet portable comporte un moyen de rappel élastique agencé pour ramener automatiquement l’organe de commande de la position active vers la position passive.

[0018] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, l’objet portable est une montre.

[0019] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, la montre comporte une lunette pivotante qui est l’organe de commande.

[0020] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, la montre comporte une couronne ou un poussoir qui est l’organe de commande.

[0021] Selon une autre variante avantageuse de l’invention, l’objet portable est une carte à puce.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0022] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: les fig. 1 à 7 représentent différents schémas de principe d’un dispositif de communication d’un objet portable selon l’invention, la fig. 8 représente un diagramme du gain de l’antenne, donc de sa performance, en fonction de la fré quence d’un dispositif de communication selon l’invention, les fig. 9 et 10 représentent une vue en coupe de la branche de dérivation et d’un interrupteur, respectivement dans les positions ouverte et fermée.

DESCRIPTION DETAILLEE

[0023] Les fig. 1 à 7 représentent des schémas de principe du dispositif de communication en champ proche sécurisé que l’invention propose d’intégrer dans des objets portables. Le dispositif de communication comporte une puce électronique 1 munie de deux bornes 2, 3 connectées à un circuit électrique comportant une antenne 4 et un filtre 5, typiquement un filtre-passe bande. Le dispositif de communication en champ proche est agencé pour recevoir et émettre à une fréquence définie correspondant à la fréquence de résonance du circuit électrique qui est également la fréquence de fonctionnement du lecteur avec lequel l’objet portable est destiné à communiquer. La fréquence de résonance de l’antenne est adaptée afin d’avoir les meilleures performances (gain) dans la bande de fréquences utiles, et donc de permettre de recevoir et émettre de manière contrôlée et selon les standards RFID en vigueur. Le circuit électrique comporte une branche de dérivation 6 munie d’un interrupteur 7 apte à commuter entre un état ouvert et un état fermé. L’interrupteur 7 est commandé par le déplacement d’un organe de commande que comporte l’objet portable. L’organe de commande est apte à être déplacé entre deux positions prédéfinies, à savoir une position active dans laquelle le dispositif de communication est activé et une position passive dans laquelle le dispositif de communication est désactivé. Le déplacement de l’organe de commande de l’une à l’autre de ses positions prédéfinies provoque la commutation de l’interrupteur 7 et modifie la fréquence de résonance du circuit électrique et donc son aptitude à communiquer avec un lecteur cible.

[0024] Dans tous les exemples présentés, le filtre comporte un pont 8 monté en parallèle avec l’antenne 4. Il est aussi possible que ce pont soit monté en série, et que les autres composants soient également placés de manière de manière duale pour obtenir des effets similaires, sans sortir du domaine de l’invention. Seuls les cas avec un pont en parallèle seront traités à titre d’exemple dans la suite de la description.

[0025] Dans les exemples des fig. 1 et 2, le pont comporte uniquement un condensateur 9, l’antenne 4 et le condensateur 9 étant reliés aux bornes de la puce électronique 1. La branche de dérivation 6 est également connectée aux bornes 2, 3 de la puce électronique 1, si l’interrupteur 7 est en position fermée.

[0026] Dans les exemples des fig. 3 à 6 le pont comporte un deuxième composant 10 en plus du condensateur 9 qui peut notamment être une inductance ou un deuxième condensateur. Dans ce cas la branche de dérivation 6 est connectée en parallèle du deuxième composant 10, d’un côté à une borne 2 de la puce électronique 1 et de l’autre entre les deux composants du pont 8.

[0027] La branche de dérivation 6 peut également comporter un composant 11 monté en série avec l’interrupteur 7, ce composant 11 pouvant être un condensateur, une inductance ou une résistance.

[0028] Dans l’exemple présenté à la fig. 7, une inductance 12 est montée entre une borne 3 de la puce électronique 1 et le condensateur 9 et la branche de dérivation 6 est montée parallèle à l’inductance 12.

[0029] L’homme du métier saura créer un grand nombre de variantes à partir des exemples proposés en combinant les différentes alternatives proposées entre elles.

[0030] Le diagramme de la fig. 8 représente le gain de l’antenne du dispositif de communication en fonction de la fréquence dans le cas d’un circuit avec un filtre passe-bande. La fréquence centrale de réception de la bande passante est la fréquence de résonance f0 du circuit électrique. La fréquence d’émission du lecteur se situe dans la bande passante du circuit. En dehors de cette gamme de réception, le signal est trop atténué et le dispositif de communication ne peut plus fonctionner. Dans le cas d’un circuit LC comportant un condensateur et une bobine, la fréquence de résonance est donnée par la formule:

fo= 1 /2 π VLC

[0031] Le circuit modifié présente une nouvelle fréquence de résonance f suffisamment éloignée de f0 pour qu’un signal émis dans la gamme de fréquence du dispositif RFID ne soit plus détecté, désactivant ainsi le dispositif de communication.

[0032] Les fig. 9 et 10 représentent une coupe d’un détail d’un objet portable selon l’invention, en l’occurrence une montre dont on distingue le boîtier 20. Une lunette 21, montée pivotante en référence au boîtier 20, comporte un dispositif de communication en champ proche tel que ceux représentés schématiquement sur les fig. 1 à 7 et comportant une antenne 4, un circuit électrique et une puce électronique. Des lames flexibles conductrices 22, 23 logées dans le boîtier 20 sont agencées pour venir au contact de pattes 24,25 du circuit électrique lorsque la lunette 21, qui est ici l’organe de commande, est dans la position active représentée à la fig. 10. Les lames flexibles 22, 23 forment une branche de dérivation 6 qui peut éventuellement comporter un composant 11 supplémentaire, en particulier un condensateur, une inductance ou une résistance. Lorsque l’organe de commande est dans la position passive représentée à la fig. 9, la branche de dérivation 6 est connectée au circuit électrique via les pattes 23, 24 ce qui a pour effet d’en modifier la fréquence de résonance et de rendre le dispositif inactif. L’objet portable comporte également un moyen de rappel élastique 26 agencé pour ramener automatiquement l’organe de commande dans sa position passive et ainsi sécuriser le dispositif.

[0033] Le mode de réalisation d’un interrupteur des fig. 9 et 10 n’est qu’un exemple non limitatif. L’homme du métier saura adapter d’autres dispositifs pour réaliser cette fonction. En particulier, l’organe de commande peut être un bouton poussoir ou bien la couronne de commande. Dans une configuration intéressante, l’interrupteur galvanique décrit précédemment peut être remplacé par un interrupteur magnétique à lame souple de type interrupteur Reed. Dans ce cas, l’objet portable comporte également un aimant permanent mobile en référence à l’interrupteur Reed 26, le déplacement relatif de l’interrupteur Reed et de l’aimant étant provoqué par le déplacement de l’organe de commande. Comme précédemment, l’ensemble est agencé pour que le déplacement de l’organe de commande, entre ses positions prédéfinies, modifie l’état de l’interrupteur Reed.

[0034] Dans une variante de réalisation non représentée, l’objet portable comporte un interrupteur Reed principal ainsi qu’un un interrupteur de sécurité supplémentaire destiné à se prémunir du risque d’une connexion frauduleuse à l’aide d’un lecteur et d’un aimant placé par un tiers malveillant à proximité de l’objet portable. Cet aimant de sécurité est également un interrupteur Reed. Contrairement à l’interrupteur Reed principal, l’interrupteur de sécurité n’est pas associé à un aimant permanent car il n’est pas destiné à changer d’état lors d’un fonctionnement normal mais uniquement en cas d’attaque.

[0035] L’interrupteur de sécurité peut, par exemple, être monté en série avec l’interrupteur Reed principal. L’interrupteur de sécurité est dans ce cas un interrupteur de type NF, normalement fermé, c’est-à-dire qu’il est fermé en l’absence de champ magnétique et qu’il commute en position ouverte sous l’effet d’un champ magnétique. L’interrupteur Reed principal est de type NO, normalement ouvert, et fonctionne à l’inverse du précédent. En cas d’attaque à l’aide d’un aimant, l’interrupteur de sécurité et l’interrupteur principal commutent simultanément sous l’effet du champ magnétique extérieur, si bien que le dispositif de communication reste inactif. De préférence l’interrupteur Reed principal et l’interrupteur de sécurité sont disposés aussi proches que possible en veillant à ce que le déplacement de l’aimant permanent, commandant l’interrupteur principal, soit sans effet sur l’interrupteur de sécurité.

[0036] L’homme du métier saura réaliser de multiples variations à partir des modes de réalisation présentés sans sortir du cadre des revendications. La position passive de l’organe de commande peut par exemple aussi bien correspondre à un état ouvert de l’interrupteur qu’à un état fermé.

[0037] Les objets portables selon l’invention, offrent une grande facilité d’usage et une meilleure sécurité que ceux pourvus des interrupteurs électroniques de l’art antérieur dont le changement d’état doit être commandé à l’avance depuis

Claims

un appareil électronique extérieur, par exemple depuis un smartphone. Il est possible d’adapter facilement ce dispositif sécurisé de communication en champ proche sur tout type d’objet portable comme par exemple une carte à puce. [0038] D’une façon avantageuse, le dispositif de sécurité proposé par l’invention permet de réduire les risques de communication frauduleuse car le dispositif peut être activé alors que l’objet portable se trouve déjà à proximité et sous l’influence magnétique du lecteur avec lequel il est destiné à communiquer, si bien que la communication s’établit instantanément avec le lecteur cible dès que l’organe de commande est déplacé dans la position active. De plus, le retour automatique de l’organe de commande dans sa position passive sécurise immédiatement le dispositif dès que l’opération souhaitée a été effectuée et alors même que l’objet portable se trouve encore dans la portée du champ magnétique du lecteur cible. [0039] Par ailleurs, le moyen de verrouillage mécanique proposé par l’invention donne à l’utilisateur la maîtrise de la sécurité du dispositif de communication en champ proche et lui apporte la confiance qui faisait jusqu’à présent défaut dans l’utilisation de cette technologie. Revendications

1. Objet portable comportant un dispositif de communication en champ proche, le dispositif de communication comportant une puce électronique (1) munie de deux bornes (2, 3) connectées à un circuit électrique comportant une antenne (4) et un filtre (5), le dispositif de communication étant agencé pour recevoir et émettre à une fréquence définie correspondant à la fréquence de résonance du circuit électrique caractérisé en ce que l’objet portable comporte un organe de commande apte à être déplacé entre deux positions prédéfinies, à savoir une position active dans laquelle le dispositif de communication est activé et une position passive dans laquelle le dispositif de communication est désactivé et en ce que le circuit électrique comporte une branche de dérivation (6) munie d’un interrupteur (7) apte à commuter entre un état ouvert et un état fermé en réponse à un déplacement de l’organe de commande de l’une à l’autre de ses positions prédéfinies en provoquant une modification de la fréquence de résonance du circuit.
2. Objet portable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électrique comporte un pont (8) parallèle à l’antenne (4), portant un condensateur (9).
3. Objet portable selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’antenne (4) et le pont (8) sont connectés aux bornes (2, 3) de la puce électronique (1).
4. Objet portable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la branche de dérivation (8) est connectée aux bornes (2, 3) de la puce électronique (1).
5. Objet portable selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le pont (8) comporte un deuxième composant (10) monté en série avec le condensateur (9) et en ce que la branche de dérivation (6) est montée en parallèle du deuxième composant (10) en étant connectée d’un côté à une borne (2) de la puce électronique (1) et de l’autre entre les deux composants du pont (8).
6. Objet portable selon la revendication précédente caractérisé en ce que le deuxième composant (10) est un condensateur ou une inductance.
7. Objet portable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la branche de dérivation (6) comporte en outre un composant (11) monté en série avec l’interrupteur (7), le composant (11) étant un condensateur, une inductance ou une résistance.
8. Objet portable selon la revendication 2 caractérisé en ce qu’une inductance (12) est montée entre une borne (3) de la puce électronique () et le condensateur (9) et en ce que la branche de dérivation (6) est montée parallèle à l’inductance (12).
9. Objet portable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’interrupteur (7) est un interrupteur Reed et en ce que l’objet portable comporte un aimant permanent mobile en référence à l’interrupteur Reed et apte à modifier l’état de l’interrupteur Reed en réponse à un déplacement de l’organe de commande.
10. Objet portable selon la revendication 9 caractérisé en ce qu’il comporte un interrupteur de sécurité agencé pour changer d’état simultanément avec l’interrupteur Reed en présence d’un champ magnétique extérieur.
11. Objet portable selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un moyen de rappel élastique (26) agencé pour ramener automatiquement l’organe de commande de la position active vers la position passive.
12. Objet portable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’objet portable est une montre.
13. Objet portable selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’il comporte une lunette pivotante (21) et en ce que l’organe de commande est la lunette (21).
14. Objet portable selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’il comporte une couronne ou un poussoir et en ce que l’organe de commande est la couronne ou le poussoir.
15. Objet portable selon l’une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que l’objet portable est une carte à puce.