JPH02500939A - コンピュータ化されたデータ保持カード及び該カードのための読取り／書込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、データを記憶し処理するために、通常はマイクロコンピュータを含む 回路が埋込まれ、記憶したデータにアクセスしデータを変更するための外部装置 と相互作用する身分照明カード、クレジットカード、及び類似物に関する。より 特定的には、本発明は、これらのカードと装置との間のデータ転送のための改良 された方法及び手段に関する。

従来技術 電気回路の超小型化のための技術の進歩、特に安価な精緻なマイクロプロセッサ 半導体チップの出現は、いわゆる“スマートカード”の開発に強い関心をもたら した。これらの小型のコンピユータ化された積層プラスチック装置は大量の情報 を記憶し、処理する能力を有しており、カードのメモリ内に容れられている情報 を受け、若干の場合には変更し、削除し、或は付加するようになっている６読取 り／書込み”端末装置と共に使用される。合衆国特許４．３８４．２８８号、４ ．５８２．９８５号、及び４．６０５．８４４号はこれらカード及び端末装置の 典型例を示し、検討している。

これらのカードは無数の応用に対する可能性を有している。身分証明カードとし てのこれらのカードは所有者に関する履歴データ、及び職歴、医療、歯科、及び 給付資格記録のような他の情報を保持していよう。特別に設計された錠と共に使 用する場合カードは合鍵として、或は被給電装置のためのアクチュエータとして 役立つであろう。遠隔リンクされている現場端末装置と共に用いる場合には、カ ードはカード内に容れられている情報をカードを使用する都度確認し、変更し、 そして更新する必要がある銀行取引、商売及び種々の他の商取引における使用に 役立つ。

従来、読取り／書込み装置とコンピユータ化されたデータ保持カードとの間の通 信は、直接的な電気接触、電磁結合、或は高周波伝送によって達成されていた。

これらの方法は概して満足できるものではあるが、これらは全て若干の周知の固 有欠陥を有している。本発明゛は、カードへ電力を供給するとともに読取り／書 込み端末装置とカードとの間のデータ交換を遂行する改良された方法及び手段を 用いることによって、これらの欠陥の多くを避けている。

本発明の目的は、身分証明、データ記憶および処理、およびトランザクション・ モニタリングのために使用されえて、財布のサイズで、通常のプラスチッククレ ジットカードより厚くなく、従って、携帯に便利なコンピユータ化されたカード を提供することである。

本発明の別の目的は、外部電気接点も内部バッテリも必要としない改良された相 互作用的でコンピユータ化されたデータ保持カードを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、カードへのまたはカードからの情報の転送のために 、電磁的結合または無線周波数送信でなく、光電変換器によって発生され且つ受 信される光パルスを利用するコンピユータ化されたデータ保持カードおよびその ための読取り／書込み装置を提供することである。

その他の目的および効果は、次の要約および本発明の好ましい実施例、その特徴 および動作についての詳細な説明から明らかになろう。

発明の要約 好ましい実施例では、本発明は、情報を受けとり、処理し且つ記憶するだめのコ ンピュータまたはマイクロプロセッサ等のソリッドステート回路を積層された層 の間に含む０．０４５〜０．０５５インチの厚さの財布のサイズの通常のプラス チックカードからなる。

別の読取り／書込み装置は、光のパルスを用いてそのカードとデジタルニーＶに て通信する。カードからのデータは、そのカードに埋設された発光ダイオード（ ＬＥＤ）によって伝送され、読取り／書込み装置の光検出器によって受信される 。カー、内。プログラム可能で消去可能かつ変更可能なメモリ内に記憶されるべ き情報または前に記憶されていた情報を修正するのに使用される情報を含むデジ タル化されたデータは、読取り／書込み装置の発光ダイオードによって、そのカ ード内で且つそのカードの回路に組み込まれた光感知検出器へ送信される。

マイクロコンピュータは、カード内の発光ダイオードによって読取り／書込み装 置内の光検出器へ送信されてそのカードによって発生されるデータ信号を処理す るための制御を行う基準クロック信号を発生する手段を含んでいる。

カード内のマイクロコンピュータおよびその他の回路に給電するために、電線の 多巻回の２次巻線が、カードの積層内に埋設される。読取り／書込み装置の１次 巻線によって与えられる高周波電磁界は、読取り／書込み装置の１次巻線を有す る磁気コアの空隙内にカードが挿入されるときに、そのカードの２次巻線にある 電圧を誘起させ条。このようにしてカード内に誘起された高周波電圧は、整流さ れ調整されて、そのカードの回路を駆動するのに使用される。

図面の説明 第４図は、種々の電気的及び電子的素子及び成分が本発明を実施する典型的なり レジットカード内に埋込まれている様を示す概要図であり、 第２図は、本発明の特定実施例によるｉｆ図のカード内に含まれている回路の回 路図であり、 第３図は、第１図のカードからのデータにアクセスする、或はカード内に新しい データを伝達するのに使用可能なカード読取り／書込み装置の概要ブロック線図 である。

本発明の詳細な説明 本発明のデータ保持カードを第１図に番号ｌＯで示す。カード内にはマイクロコ ンピュータ１２が埋込まれている。マイクロコンピュータは発光ダイオード（Ｌ ＥＤ）１４に接続されている。

第２のＬＥＤ１６もマイクロコンピュータ１２に接続されている。

マイクロコンピュータ１２からの出力データ信号はＬＥＤ１４によって対応する 光信号に変換され、またマイクロコンピュータ１２からの関連クロック信号はＬ ＥＤ１６によって対応する光クロツク信号に変換される。マイクロコンピュータ １２に接続されているフォトトランジスタ１８は到来する光信号に応答して対応 するデータ信号をマイクロコンピュータ１２へ伝達する。

多巻回電力受取り巻線２０がカード内に埋込まれており、高周波電磁場を使用し て巻線２０にまたがって交流電圧を誘起させる。

巻線２０はダイオードブリッジ整流器２２に接続されているので適切な直流付勢 用電力がマイクロコンピュータ１２に供給される。

第１図の種々の成分を第２図の詳細回路図に示す。第２図に示すように、定電圧 ダイオード２６がフィルタコンデンサ２４にまたがって接続され、電圧安定器と して動作する。

マイクロコンピュータ１２は市販されている日立製１１０６５９０１型でよい。

第２図に示すように、マイクロコンピュータ１２は、中央処理ユニット（ＣＰＵ ）１２Ａ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２Ｂ、適切な入力／出力回路（ Ｉｌｏ）１２Ｃ１読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１２Ｄ、及び電気的に変更可能な 且つプログラム可能なメモリ　（ＥＥＰＲＯＭ）１２Ｅを含む。これらの成分は 、データバス１２Ｆ及びアドレスバス１２Ｇによって相互に接続されている。通 常行われているように、プログラムはＲＯＭ１２Ｄ内に記憶させ、データはＲＡ Ｍ１２Ｂ及びＥＥＰＲＯＭ１２Ｅの両方或は何れか一方内に記憶させる。

良く知られているように、給電が断たれると、ＲＡＭ１２Ｂの如きソリッドステ ートランダムアクセスメモリ装置は、それらの記憶していた情報の全てを失って しまう。マイクロコンピュータチップ内 避けることができ、且つ、医療、歯科および職業記録、個人的データを、前述し たようにしてカードに記憶させるようにすることができ、また、より重要なこと に、バッテリを必要とせずに、それらを保持させるようにすることができる。そ の上、マイクロコンピュータチップ内にＥＥＰＲＯＭＩ　２Ｅとその他のメモリ とを組合せて設けると、カードに必要とされる内部リードの数が減じられる。

フォトトランジスタ１８はマイクロコンピュータ１２の適切なピン１に接続され ており、フォトトランジスタ１８に向けられた光データ信号に応答して入力デー タ信号をマイクロコンピュータ１２へ供給する。ＬＥＤ１４はマイクロコンピュ ータ１２のピン２に接続され、後で詳述するマイクロコンピュータ１２からの出 力データ信号に応答して対応する光データ信号を発生ずる。カード１０との間の 通信を行うために光電変換器を使用することは、外部電気接点に付随の問題を排 除する。

電力受取り巻線２０及びダイオードブリッジ整流器２２を含む電源ハ、マイクロ コンピュータ１２のピン４とピン５とに接続されている。ピン４は＋Ｖｃｃで示 され、ピン５は接地されている。

例示した電源によれば、外部接点を必要とせずに、カードの封止された周辺部を 横切って、外部書込み／読取り装置によってそのカードへの給電がなされる。

カード読取り／書込み装置は第３図にブロック線図で示されている。この装置は 、ブロック５０で示されている内部処理電子回路を含む。フォトトランジスタ５ ２が処理回路５０に接続されていて入力データ信号を処理回路に供給し、第２の フ１ト）ランジスタ５４はこのトランジスタに入射する光クロツク信号に応答し てクロック信号を処理回路に供給する。処理回路５０からのデータ信号はＬＥＤ ５６に印加され、対応する光データ信号に変換される。

処理回路５０は直流電源５８から給電される。電源５８は電力発振及び駆動回路 ６０にも接続されており、回路６０はフェライトコア６４上に巻かれている巻線 ６２に接続されている。発振器６０は、必ずしもそうである必要はないが、好ま しくは、超音波レンジにおける高周波出力信号を巻線６２へ与える。カードの回 路に給電するために高周波励振を使用する効果については、以下で、説明する。

処理回路５０は適当な表示装置に接続されているので、第１図のデータ保持カー ドから読取られた情報を翻訳表示することができる。また処理回路５０は、デー タを処理して第１図のカードに供給するように適切な端末装置へ接続することも できる。更に、処理回路５０は適切なモデムを通して電話線に接続することも可 能であり、これにより遠隔コンピュータを使用してデータをカードに送給し、デ ータをカードから受けることが可能である。

第り図のカード１０及び第３図の読取り／書込み装置は、カード１０を読取り／ 書込み装置内へ揮大した時、電力受取り巻線２０がフェライトコア６４の間隙内 に配置され、フォトトランジスタ５２がカード０ＬＥＤ１６上に位置ぎめされ、 モしてＬＥＤ５６がカードのフォトトランジスタ１８上に位置ぎめされるように 配列されている。

カード１０が保持するデータを処理する場合、カードＩＯを読取り／書込み装置 内へ挿入するとカード１０内のマイクロコンピュータ１２は読取り／書込み装置 の電力発振及び駆動回路６０から電力を受取る。マイクロコンピュータ１２から の出力データは読取り／書込み装置のフォトトランジスタ５２及び５４によって 検知される。また新しいデータはＬＥＤ５６によって処理回路５０からのカード のマイクロコンピュータ１２内へ供給することができる。

典型的な従来の変圧器が６０１（ｚの電源によって励振されるとき、０．０２　 Ｖ〜０．０５　Ｖのオーダーの電圧が、２次巻線２０の単一巻回間に発生される 。このような変圧器では、５ＶＤＣ整流器回路のための電力を発生ずるには、通 常、６０より多い巻回が必要とされるであろう。一方、第２図の回路では、本発 明の発振器６０は、第１図のカード１０の巻線２０端に１ターン当たり０．５〜 １．５ボルトを得るように、１０ＫＨｚから５０ＫＩ−１ｚの範囲、好ましくは 、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚの範囲のエネルギを発生する。従って、カードによっ て必要とされる５ＶＤＣを発生するためには、わずか４〜５ターンの薄いフラッ トなコイルからなる巻線２０で充分である。

前述した技術は、電流制限機能を果たすために、第３図のフェライトコア６４に 空隙を使用するものである。こうすることにより、望ましくない熱源を与えるこ とになる電流制限抵抗をカード内に設ける必要がなくなる。このような方法によ り、また、フィルタキャパシタ２４に必要とされる物理的サイズを相当に減する ことができる。制限抵抗を排除したことにより、調整用ツェナーダイオード２６ をダイオードブリッジ整流器２２端に直接的に接続することができる。

カードの内部回路は、水晶の如き標準時間装置を必要としないという付加的な効 果も有している。このようなりリスタルは、相当な体積を有し、ショックに敏感 であり、曲げにより粉砕され易いものである。このようなりリスタルの必要性は 、マイクロコンピュータのクロック出力を遅延させてその入力へフィードバック させて自己発振クロック回路を作ってやることにより、排除することができる。

第２図に示されるように、マイクロコンピュータチップ１２内の自走クロック発 生器の公称クロッキングおよびエベント周波数を外部環境に対して使用できるよ うにするために、補助チャンネルが設けられる。これにより、デコーディングお よびエンコーディングの比較となる時間ベースが与えられる。

本発明のコンピユータ化されたカード１０は、非常に薄くすることができる。そ の上、そのカード内の回路は、内部のハンダ付は接続を全く必要としないように 、形成できる。このようなことは、例えば、マイラー基板に導電性回路パターン をシルクスクリーニングして、且つ、マイクロコンピュータチップおよびその他 の構成部分からの接続を行うために導電性エポシキを使用することによって、実 施される。短絡を防止するために、エポシキは、マスクを使用して導電性回路パ ターン上にシルクスクリーニングされる。

本発明は、簡易且つ安価なデータ保持カード及び読取り／書込み装置を提供する 。カードは何等の外部電気接点をも有せず、或は内部電池を有していないので、 このカードは現在の普通のクレジットカードより大きくする必要はなく、従って 便利に携帯可能である。読取り／書込み装置が小型であるために、カードはその 場所で、或は遠隔端末装置から処理することができる。

以上に幾つかの特別な特色を有する好ましい実施例に関して説明したが、本発明 はこの実施例及びこれらの特色に限定されるものではない。これらは単なる例示 に過ぎないのである。本発明は、以下の請求の範囲から逸脱することなく、説明 の目的から選択した実施例に対する何等かの、及び全ての変更を包含する。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．コンピュータ化されたデータ保持カードと読取り／書込み装置との組合せで あって： 読取り／書込み装置内に挿入可能であって、マイクロコンピユータ手段を収納し ている薄いカード状の部材；カード状部材上に取付けられ、マイクロコンピュー タ手段に接続されていてマイクロコンピュータ手段からの電気出力信号を光信号 に変換し、読取り／書込み装置へ伝達する第１の電気・光変換器手段； 読取り／書込み装置内の電気信号処理手段；読取り／書込み装置上に取付けられ 、第１の電気・光変換器手段からの光信号に応答して電気入力信号を電気信号処 理手段へ伝達する第１の光・電気変換器手段；読取り／書込み装置上に取付けら れ、電気信号処理手段に接続されていて電気信号処理手段からの電気的出力信号 を光信号に変換する第２の電気・光変換器手段；カード状部材上に取付けられ、 マイクロコンピュータ手段に接続されていて第２の電気・光変換器手段からの光 信号に応答して電気入力信号をマイクロコンピュータ手段へ伝達する第２の光・ 電気変換器手段； カード状部材上に取付けられマイクロコンピュータ手段に給電する電源手段であ って、カード状部材に埋込まれた電力転送巻線と、カード状部材に埋込まれたダ イオードブリッジ整流器と、電源手段からの出力を調整するためダイオードブリ ッジ整流器に直接またがって接続されているツェナーダイオードとを含む電源手 段； 読取り／書込み装置上に取付けられ、所定周波数の交流電力信号を発生する発振 器； 読取り／書込み装置上に取付けられ、発振器に接続されている第２電力転送巻線 ；及び 読取り／書込み装置上に取付けられ、電力転送巻線に給電する磁気コアであって 、内部にカード状部材を収容する空隙を有してその空隙に磁場を形成し、第２電 力転送巻線が空隙内に挿入された際その巻線に内に電流を生ぜしめてマイクロコ ンピュータに供電する磁気コア； を具備する紺合せ。
2. ２．第１の電気・光変換器手段が： マイクロコンピュータ手段からの電気的データ信号を対応光データ信号に変換す る第１の変換器；及びマイクロコンピュータ手段からの電気的クロック信号を対 応光クロック信号に変換する第２の変換器を含む請求の範囲１記載の組合せ。
3. ３．第１及び第２の光・電気変換器手段の各々が、少なくとも１個のフォトトラ ンジスタを含む請求の範囲１記載の組合せ。
4. ４．第１及び第２の電気・光変換器手段の各々が、少なくとも１個の発光ダイオ ードを含む請求の範囲１記載の組合せ。
5. ５．所有者に関する情報を含むコンピュータ化された携帯用データ保持装置にお いて、 所有者が札入れ等に入れて所持できる薄いカード状部材；カード状部材に埋込ま れ、中央処理装置とそれに接続されたメモリ手段とを有するマイクロコンピュー タであって、そのマイクロコンピュータが消熱されたときに失われるデータを記 憶するランダムアクセスメモリと、中央処理装置用プログラム及び所有者に関す る他の標準化されたデータを記憶するリードオンリメモリと、所有者に関する付 加的なデータを記憶するプログラム可能なリードオンリメモリとを含み、このリ ードオンリメモリ及びプログラム可能なリードオンリメモリに記憶されたデータ はマイクロコンピュータが消熱されたときにそこに保持されるマイクロコンピユ ータ； カード状部材に取付けられ、マイクロコンピュータに接続されていてそこに入射 する光信号に応答して電気的入力信号を前記マイクロコンピュータに伝達する光 電変換手段；カード状部材に取付けられ、マイクロコンピュータに接続されてい てマイクロコンピュータからの電気的出力信号に応答して対応光出力信号を発生 する電気・光変換手段；及びマイクロコンピュータに接続され、カード状部材に 埋込まれた電力転送巻線を有する電源手段であって、通常受動性であり通常消勢 状態でマイクロコンピュータを確立し、外部磁場に応答してその磁場が存在する 場合だけマイクロコンピュータのための電力を発生し、カード状部材に埋込まれ たダイオードブリッジ整流器と電源手段からの出力を調整するためダイオードブ リッジ整流器に直接またがって接続されているツェナーダイオードとを含む電源 手段； を具備するコンピュータ化されたデータ保持装置。
6. ６．電気・光変換手段が； マイクロコンピュータに接続され、マイクロコンピュータからの電気的データに 応答してクロック光出力信号発生のためマイクロコンピュータからデータ出力光 信号を発生する第１電気・光変換手段 を含む請求の範囲５記載のコンピュータ化されたデータ保持装置。
7. ７．光電変換手段が、少なくとも１個のフォトトランジスタを含む請求の範囲５ 記載のコンピュータ化されたデータ保持装置。
8. ８．電気・光変換手段が、少なくとも１個の発光ダイオードを含む請求の範囲５ 記載のコンピュータ化されたデータ保持装置。