CH638631A5

CH638631A5 - Dispositif pour mesurer des parametres caracteristiques de la vitesse d'une ecriture manuscrite.

Info

Publication number: CH638631A5
Application number: CH896580A
Authority: CH
Inventors: Louis Bechet
Original assignee: Battelle Memorial Institute
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1983-09-30
Also published as: FR2486271A1; GB2060234A; EP0008572A1; GB2060234B; CH619059A5; WO1979000363A1; JPS6158865B2; DE2857624C2; JPS54500108A; DE2857624A1; FR2486271B1

Description

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 paramètres selon la revendication 1.

Description sommaire des dessins

Le dessin annexé illustre, très schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante du dispositif objet de la présente invention.

La figure 1 est un schéma destiné à expliquer le principe sur lequel est basé le dispositif.

La figure 2 est une vue en plan de l'élément capteur selon cette forme d'exécution.

La figure 3 est une vue en coupe axiale d'un instrument d'écriture destiné à coopérer avec cet élément capteur.

Les figures 4 et 5 représentent quatre diagrammes correspondant aux tensions enregistrées aux bornes de l'élément capteur consécutivement à deux signatures d'une même personne.

La figure 6 représente deux autres diagrammes relatifs à la signature d'une autre personne.

La figure 7 illustre une variante de la figure 2.

La figure 8 est un schéma explicatif du fonctionnement de cette variante.

La figure 9 est un schéma d'un circuit de traitement du signal capté par cette variante.

Meilleure manière de réaliser l'invention

Le dispositif selon l'invention est basé sur le phénomène d'induction d'une force électromotrice créant une différence de potentiel aux bornes d'une spire d'un conducteur électrique 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 Sx refermée sur deux bornes entre lesquelles on mesure la tension Ux et un aimant permanent dont le flux est <ï>, dont la vitesse de déplacement selon l'axe Ox est Vx et la dimension dans le sens de la vitesse a, lorsque l'aimant permanent traverse le bord de la spire Sx, la tension enregistrée aux bornes de la spire, consécutivement à la variation d cp du flux <J> dans un intervalle de temps dt, correspond à:

dep dt

Uv =

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 Sx on a:

dep = <î>

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

dt = -—

Par conséquent:

<ï>

Ux = — Vx a x

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Etant donné que <E> et a sont des constantes, Ux est donc directement proportionnel à Vx.

La figure 2 illustre comment, sur ce principe et à l'aide de deux enroulements de conducteurs électriques, ont peut mesurer les composantes de la vitesse selon deux axes orthogonaux x, y. L'élément capteur du dispositif comprend donc deux enroulements de conducteurs électriques Ex et Ey superposés. Chacun de ces enroulements est conformé pour présenter une portion rectiligne sur au moins une partie de sa longueur. Comme illustré par la figure 2, les enroulements Ex et Ey sont disposés 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. La 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 Ex et Ey les tensions respectives Ux et Uy en fonction des variations de champ magnétique consécutives 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 instrument est, par exemple, un stylo à bille dans l'enveloppe duquel sont placés des aimants annulaires A coaxiaux à la pointe d'écriture; Ces aimants A ont une aimantation orientée sensiblement selon l'axe longitudinal du stylo et symétrique autour de cet axe, de manière que les lignes de champ coupent les conducteurs formant les enroulements Ex et Ey. Dès lors les tensions Ux et Uy mesurées aux bornes de ces enroulements seront caractéristiques des composantes de vitesse de l'aimaint A solidaire du crayon, selon les directions Ox et Oy.

Ces informations sont relatives à la 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. Il en est de même des gestes qui n'engendrent pas directement un tracé sur le support et impliquent un éloi-gnement à composante verticale de l'instrument d'écriture du support. C'est le cas notamment du tracé des accents, des barres de la lettre t etc ... qui résultent d'une interruption du tracé 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 les bobines. 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 axe de révolution est importante étant donné que cette position n'est pas caractéristique de l'utilisateur, mais résulte simplement du hasard.

Les diagrammes des figures 4 et 5 constituent des enregistrements de signaux correspondant aux tensions enregistrées aux bornes Ux et Uy pour des signatures. Les figures 4a et 4b correspondent aux tensions Ux et Uy, caractéristiques des vites-5 ses Vx et Vy enregistrées lorsqu'une personne déterminée a tracé sa signature au-dessus du capteur décrit précédemment. Les figures 5a et 5b correspondent aux tensions Ux et Uy, enregistrées lorsque cette même personne déterminée a tracé une seconde fois sa signature au-dessus du même capteur. On constate io qu'une corrélation est possibile 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 au-des-sus du même capteur, on obtient, par exemple, les signaux Ux et 15 Uy 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 analyse comparative en vue de l'authentification d'une signature 20 avec les signaux enregistrés lors d'une signature précédente du même individu et constituant alors la signature de référence.

La variante illustrée par la figure 7 comporte, en plus des enroulements de conducteurs Ex et Ey superposés, un troisième enroulement de conducteur Ez en forme de cadre, et qui entoure 25 toute la zone de chevauchement des conducteurs Ex et Ey qui constitue la zone de détection du capteur. Ce cadre formé de ce troisième enroulement Ez sert à mesurer les variations de flux magnétique embrassé par la zone de chevauchement des conducteurs Ex et Ey, consécutivement aux déplacements perpendi-30 culaires au plan de ces enroulements. En effet, si on considère la figure 8, on remarque que le tube de flux magnétique issu d'un aimant A, embrassé par l'enroulement Ez au niveau I est supérieur à celui qui est embrassé par ce même enroulement au niveau II.

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Le schéma de la figure 9 montre un circuit de traitement des trois signaux Ux, Uy et Uz dans lequel les tensions induites aux bornes de l'enroulement Ez sont soustraites de celles induites aux bornes des enroulements Ex et Ey de manière à enregistrer 40 un signal indépendant des mouvements situés hors du plan d'écriture. Ce circuit comporte aux sorties Ux, Uy et Uz, du capteur Cp, un amplificateur inverseur Ai relié à la sortie U2 et deux amplificateurs sommateurs intégrateurs Asj et As2 reliés d'une part, aux sorties Ux respectivement Uy et d'autre part à la 45 sortie de l'amplificateur inverseur Ai. Les sorties de ces amplificateurs intégrateurs sont elles-mêmes reliées 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 so 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 nécessaires pour marquer des accents ou des points au-dessus des lettres par exemple. Un tel capteur peut notamment être utilisé pour faire 55 la transmission de caractères écrits.

Possibilité d'exploitation industrielle

L'invention est applicable dans le domaine de l'identifica-60 tion 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.

C

2 feuilles dessins

Claims

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2

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour mesurer des paramètres 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 de conducteurs électri- 5 ques superposés, les deux extrémités de chaque enroulement aboutissant à deux bornes de mesure, le fil conducteur de chacun de ces enroulements présentant des tronçons rectilignes disposés côte-à-côte, en série et contenus dans les spires enroulées dans le même sens, les tronçons de conducteurs rectilignes d'un 10 enroulement étant situés dans un plan parallèle aux tronçons de conducteurs rectilignes de l'autre enroulement les directions des tronçons rectilignes des conducteurs respectifs étant orthogonales, la zone de chevauchement de ces enroulements correspondant à la superficie utile dudit support d'écriture, et, d'autre 15 part, un aimant adjacent à la pointe traçante de l'instrument d'écriture et dont l'aimantation est choisie pour être d'orientation générale parallèle à l'axe longitudinal dudit instrument et symétrique autour de cet axe, le tout de manière que lorsque la pointe de cet instrument est déplacée au moins à proximité im- 20 médiate 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 ladite zone de chevauchement des tronçons rectilignes desdits enroulements.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait 25 qu'il comporte un troisième enroulement superposé aux deux autres et s'étendant autour de la zone dans laquelle lesdites portions de conducteurs rectilignes se recouvrent, et des moyens pour déduire la tension induite aux bornes de ce troisième enroulement de celles induites aux bornes des deux autres enrou- 30 lements.

Domaine technique 35

L'écriture manuscrite a déjà été étudiée de façon statique par la graphologie. Il existe des cas dans lesquels l'analyse graphologique n'est pas suffisante ou est susceptible d'erreurs et il faut avoir recours à une analyse dynamique de l'écriture. Ce besoin se fait de plus en plus sentir, notamment pour authenti- 4<> fier des signatures lors de l'endossement 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 crédit, de chèques de voyage dont l'usage tend à croître considérablement.

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Technique antérieure

Diverses solutions ont déjà été proposées pour procéder à l'analyse dynamique de l'écriture, à l'aide de bobines d'induction disposées dans le plan d'écriture et d'un flux inducteur associé à l'instrument d'écriture. De telles solutions sont décri- 50 tes notamment dans IBM Technical Disclosure Bulletin, volume 3, no 6, novembre 1960 (Armock USA) K. Ahmad «Signal Communication Apparatus», page 22, dans Systems-Comput-ers-Controls, volume 4, no 1,1973, (Washington D.C. USA), S. Inokucki e.a. « A New Magnetic Device for Graphie Input», 55 pages 56-60, ainsi que dans Soviet Instrumentation and Control Journal, août 1969, no 8, (Oxford GB) I. Ivashchenko e.a. «Induttive Transducers for Graphical Input Devices» pages 22-25.

Les bobines décrites dans ces documents sont toutes constituées par des successions de portions de fils parallèles, mais 60 alternativement de sens opposés. Il s'ensuit que les tensions induites dans deux portions parallèles adjacentes d'une même bobine sont de sens contraires, de sorte qu'il n'est pas possible d'obtenir aux bornes de ces bobines des tensions caractéristiques de la vitesse de l'instrument d'écriture. Au contraire, tous 65 ces documents sont relatifs à des dispositifs qui permettent de reconnaître la position de l'instrument d'écriture vis-à-vis des bobines et ainsi de reproduire les déplacements de cet instrument. Par conséquent, de tels dispositifs ne sont pas conçus pour former un signal caractéristique de la vitesse de l'instrument d'écriture et par là même d'effectuer une analyse dynamique de l'écriture.

Il est encore à noter que le flux d'induction engendré par l'instrument d'écriture est créé par des bobines alimentées à partir d'une source de courant. Ceci suppose par conséquent,

soit que l'instrument est relié à une source de courant extérieure par un fil, soit qu'une source de courant est incorporée à cet instrument. Ces deux solutions présentent un inconvénient.

Exposé de l'invention