JPH1069530A - ビジュアル画像ディスプレイを有するデュアル・カード・スマート・カード・リーダ - Google Patents

ビジュアル画像ディスプレイを有するデュアル・カード・スマート・カード・リーダ

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JPH1069530A
JPH1069530A JP9184536A JP18453697A JPH1069530A JP H1069530 A JPH1069530 A JP H1069530A JP 9184536 A JP9184536 A JP 9184536A JP 18453697 A JP18453697 A JP 18453697A JP H1069530 A JPH1069530 A JP H1069530A
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data
smart card
image display
card
sensor structure
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JP9184536A
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Karen E Jachimowicz
カレン・イー・ジャキモウィッツ
Scott R Novis
スコット・アール・ノービス
Dennis Barry
デニス・バリー
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Motorola Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カード上の情報への無許可アクセスを防止す
るセキュリティ構造を含むスマート・カード・リーダを
を提供する。 【解決手段】 デュアル・カード・スマート・カード・
リーダは、ビューイング・アパーチャを備えた携帯用匡
体、およびビューイング・アパーチャに画像を与える仮
想画像ディスプレイを含む。匡体にはセンサが内蔵さ
れ、データを格納した第１スマート・カード、およびア
クセス・データを格納した少なくとも１枚の追加スマー
ト・カードが、データを検出するように、センサに隣接
配置されている。第２スマート・カードはセキュリティ
構造として機能し、第１スマート・カード内のあるデー
タに対するアクセスおよび／または編集を可能とする。
匡体には電子回路が内蔵され、検出したデータおよびア
クセス・データを受信するようにセンサに接続され、更
に仮想画像ディスプレイにも接続されこれに画像データ
を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯用スマート・カ
ード読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スマート・カードは世界中で非常に普及
しつつある。通常、スマート・カードは、いくらかの電
子回路と情報を格納するメモリとを有する半導体チップ
を内蔵したカード（一般的なクレジット・カードと同様
のサイズ）として定義されている。スマート・カード
は、医療情報から財務情報までにわたる個人情報を格納
するために使用される。スマート・カード上に格納され
る大量の情報即ちデータは、通常、その所有者でさえも
アクセスできない。時として、更新／編集または情報上
の目的のために、この情報にアクセスする必要性が生じ
る場合がある。この場合、この情報へのアクセスおよび
情報の更新のアクセスを許されるのは誰であるかという
ことに関して、セキュリティ(security)が問題となる。
一般的に、今日のデジタル社会では、プライバシおよび
セキュリティは重大問題となりつつある。人々は、彼ら
の個人データを必要とするときは、簡単に入手可能であ
って欲しいが、かかる情報には誰も入手可能とはしたく
ない。同時に、このデータを保持する責任のある実体(e
ntities)は、制御を引き渡すことに抵抗する。より多く
の国がスマート・カードに基づく健康保護システム(hea
lth care system)に移行するにしたがって、誰にアクセ
スが許されるのか、即ち、データを見たり編集すること
は誰に許されるのかということが問題となる。また、様
々な異なるスマート・カードが現在使用されており、様
々な異なる電圧で動作するものや、電気接点によってア
クセス可能なもの，非接触カード，光学的に読み取り可
能なカード，磁気的に読み取り可能なカード等が含まれ
る。したがって、所有者がカード上に格納されている情
報を見て、そこに収容されている情報のステータスを判
定することができ、しかも同時に情報を保護し、カード
上に収容されている情報の編集を行う手段を備え、無許
可の個人が特定の情報にアクセスするのを防止する手段
を提供することが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スマ
ート・カード上に格納されている情報を見るための新規
で改良された装置を提供することである。
【０００４】本発明の他の目的は、スマート・カード上
に格納されている情報を見るための新規で改良された装
置であって、カード上に収容されている特定の情報を許
可なく見ること、および／または編集することを防止す
るセキュリティ構造を含む装置を提供することである。
【０００５】本発明の更に他の目的は、スマート・カー
ド上に格納されている情報を見るための新規で改良され
た装置であって、多数のタイプのスマート・カードの事
実上あらゆるものを受容するように標準化が可能な装置
を提供することである。
【０００６】本発明の別の目的は、スマート・カード上
に格納されている情報を見るための新規で改良された装
置であって、携帯可能であり、操作が容易な装置を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述のおよびその他の問
題の少なくとも部分的な解決、ならびに上述のおよびそ
の他の目的の実現は、デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダ(dual card smart card reader) において
達成される。このデュアル・カード・スマート・カード
・リーダは、二重のカード・スロットを内部に収容した
携帯用匡体を含み、匡体内にビューイング・アパーチャ
(viewing aperture)および仮想画像ディスプレイが配置
され、ビューイング・アパーチャにおいて見るように画
像を与える。仮想画像ディスプレイは、画像データを受
信するように設計されたデータ入力端子も含む。匡体に
はセンサ構造が内蔵され、デュアル・スマート・カー
ド、より具体的には、データが格納されている第１主カ
ード、およびアクセス・データが格納されている、第２
「キー」カード即ち機密承認カード(secure autorizati
on card)を有するように構成されている。第２「キー」
カードは、データを検出するように並置状に、第１主カ
ードに隣接して配置されているため、主カード上に収容
されている情報の制限，アクセス，および／または編集
が可能となる。センサ構造は、データが検出される出力
端子を含む。また、電子回路が匡体内に内蔵され、検出
データを受信するためにセンサ構造の出力端子に接続さ
れ、更に検出データに応答して画像データを供給するた
めに、仮想画像ディスプレイの入力端子にも接続されて
いる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の特徴であると考えられる
新規な構造は特許請求の範囲に記載されている。しかし
ながら、本発明自体ならびにその他の特徴および利点
は、以下の詳細な説明を参照し、添付図面と関連付けな
がら読むことにより最良に理解されよう。
【０００９】これより図面に移る。図１および図２は、
本発明による携帯用デュアル・カード・スマート・カー
ド・リーダの具体的な実施例を示す。デュアル・カード
・スマート・カード・リーダ１０は、人間工学的に手で
保持できるように設計されている携帯用匡体１１を含
む。即ち、匡体１１は手に都合良く納まり、複数のユー
ザ・インターフェース制御部１６の快適な使用によっ
て、装置を操作することができる。また、匡体１１は、
第１即ち主スマート・カード１３を受容する第１スロッ
ト１２、および第２即ち「キー」スマート・カード１５
を受容する第２スロット１４を含む。第２スマート・カ
ード１５は、機密承認カード(secure autorization car
d)として機能し、これによって、第１スマート・カード
１３上に格納されている情報の検出，読み取り，および
／または編集が可能となる。スロット１２，１４は、第
１および第２スマート・カード１３，１５を、匡体１１
に内蔵されているセンサ構造１７およびセンサ構造１８
に隣接して配置し、データを検出する並置状態となるよ
うに設計されている。スロット１２，１４およびセンサ
構造１７，１８は正しく位置付けられ、第１および第２
スマート・カード１３，１５上に収容されているデータ
を検出することが好ましいが、他の構造を利用してもよ
いことは勿論理解されよう。例えば、単純に、第１およ
び第２スマート・カード１３および／または１５の一方
または双方を、外部からアクセス可能なセンサ構造に隣
接して配置する構造が含まれる。加えて、センサ構造１
７，１８は、単一のセンサ構造として製造することによ
り、一段と小型化した設計も可能となることも理解され
よう。
【００１０】また、匡体１１にはビジュアル画像ディス
プレイ２０も内蔵されており、スマート・カード１３お
よび／または１５上に格納されている情報のビジュアル
画像を提供する。電子回路１９が、センサ構造１７，１
８と電気的に連通した状態で匡体１１に内蔵されてい
る。この具体的な実施例では、センサ構造１７，１８
は、相互接続電子回路１９を含む回路基板の対抗する両
側に直接取り付けられたものとして図示されている。ま
た、相互接続電子回路１９を含む回路基板は、発光素子
の二次元アレイを含む装置２１が相互接続電子回路１９
上に取り付けられ、これに電気的に接続されるように配
置されている。発光素子の二次元アレイは、ビジュアル
画像ディスプレイ２０内に完全な画像を与えるように接
続される。通常、相互接続電子回路１９は、中央演算装
置（ＣＰＵ）、ならびにこのＣＰＵおよびビジュアル画
像ディスプレイ２０と共に動作可能なメモリ（ＲＡＭま
たはＲＯＭ）を含む。
【００１１】好適実施例では、センサ構造１７は、第１
スマート・カード１３上の外部電気接点と物理的に係合
するように構成されているので、第１スマート・カード
１３は、相互接続電子回路１９内のＣＰＵに直接接続さ
れる。第１スマート・カード１３の保持者によるアクセ
スが不可能な、第１スマート・カード１３上の収容され
ている特定のタイプの情報のアクセスおよび／または編
集を行うためには、第２即ち「キー」スマート・カード
１５上の外部電気接点とセンサ構造１８を物理的に係合
することにより第２スマート・カード１５も相互接続電
子回路１９内のＣＰＵに直接接続することが必要であ
る。こうすることにより、第２スマート・カード１５の
ユーザおよび／または保持者に、選択された情報を見る
ことおよび／または編集することを許可する。第２スマ
ート・カード１５を係合を必要とするという要件は、プ
ログラムされたセキュリティ対策として機能し、これに
より、第２スマート・カード１５の保持者が許可した場
合にのみ、第１スマート・カード１３上に収容されてい
る情報へのアクセス、および／または編集が可能とな
る。 ある状況(scenario)では、本発明のデュアル・カ
ード・スマート・カード・リーダ１０を利用して、第１
スマート・カード１３の管理者(controller)である患者
が、彼のカードを彼の医師のオフィスにあるデュアル・
カード・スマート・カード・リーダ１０に挿入すること
が考えられる。医師は、第２スマート・カード１５、即
ち、「キー」カードを挿入することにより、患者の医療
ファイル、より具体的には、通常患者即ち第１スマート
・カード１３の保持者にはアクセスできない医療ファイ
ルの部分にアクセスすることができる。更に、医師はこ
のファイルに収容されている情報を編集することによ
り、第１スマート・カード１３上に収容されているデー
タを、許可された者に更新させることができる。このタ
イプのセキュリティは、病院または医師のオフィスのよ
うな様々な場所に保管されている個々の患者の履歴のハ
ード・コピーによる記録に伴う、物流に関わる問題(log
istics problems)の多くを解決し、公衆にアクセスおよ
び／または編集を許可すれば変造される可能性がある、
特定のタイプの情報について、医師および／または保険
機関にその制御を維持させることができる。加えて、医
療情報が収容されている第１スマート・カード１３の保
持者が、かかる情報を詳述することができない場合、よ
り一般的には、意識不明または様態が変化して救急医療
処置を受けている場合に、医療情報へのアクセスは、
「キー」即ち機密承認スマート・カードの保持者である
救急要員(emergency personnel) によって得ることがで
きる。
【００１２】他の状況では、本発明のデュアル・カード
・スマート・カード・リーダ１０は、ソフトウエアの適
切な変更により、カード保持者間、より具体的には、第
１スマート・カード１３および第２スマート・カード１
５間で金銭値(mometary value)をデジタル的に交換する
ために使用可能となる。この場合も、第２即ち「キー」
スマート・カード１５の保持者が、第１スマート・カー
ド１３および第２スマート・カード１５間で借り方およ
び／または貸し方に金銭値を記入することを許可され
る。
【００１３】本発明のデュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダ１０の好適実施例は、２枚のスマート・カ
ード１３，１５の利用について記載するが、情報へのア
クセスおよびまたは多数の相手との間の交換のために２
枚以上のスマート・カードが必要となり、したがって、
追加のスロットや必要であればセンサ構造も内蔵するも
必要となるような特定の場合の存在も予測されることは
理解されよう。したがって、この開示は、第１スマート
・カードおよび少なくとも１枚の追加のスマート・カー
ドを読み取る能力を備えた、あらゆるスマート・カード
・リーダを含むことを意図するものである。
【００１４】ＣＰＵは、メモリおよびスマート・カード
１３，１５上の回路とインターフェースし、第１スマー
ト・カード１３上に格納され第２スマート・カード１５
によってアクセスされる情報を、画像データの形状でビ
ジュアル画像ディスプレイ２０に供給するようにプログ
ラムされている。したがって、ビジュアル・ディスプレ
イ２０は、第１スマート・カード１３からの検出データ
の画像（または画像群）を発生する。尚、センサ構造１
７，１８は、物理的に係合する電気接点に加えて、また
はその代わりに、光センサ，磁気センサ，および／また
は電子センサを含む可能性があることは理解されよう。
また、ある特定の場合には、スマート・カード１３，１
５上の電子回路とのある量の通信が望ましいことや、そ
れが必要となることも考えられ（更に別のセキュリティ
に関する問題。以下で論ずる）、更にこのような場合、
センサ１７，１８は、スマート・カード１３，１５から
ＣＰＵに情報を伝達するだけでなく、ＣＰＵからスマー
ト・カード１３，１５に情報を伝達するように構成され
る。
【００１５】具体的に図３を参照すると、簡略構成図で
ビジュアル画像ディスプレイ２０の一例が示されてい
る。ビジュアル・ディスプレイ２０は、表面２２上に画
像を発生する装置２１を含む。レンズ２３で代表される
光学系が、装置２１の表面２２に対して離間された関係
で配置され、レンズ２３によって規定されるアパーチャ
２５から離れた目によって見ることができる仮想画像を
生成する。
【００１６】図４に装置２１をより詳細に示す。装置２
１は、例えば、データ処理回路２７によって駆動される
発光素子（ＬＥＤ）のアレイ２６のような半導体電子回
路を含む。データ処理回路２７は、例えば、ＬＥＤアレ
イ２６内の各ＬＥＤを制御するための論理回路およびス
イッチング回路アレイを含む。データ処理回路２７は、
論理回路およびスイッチング回路アレイに加えてまたは
その代わりに、ソフトウエア命令の入力信号２８を処理
し、ＬＥＤアレイ２６のような素子上に所望の画像を生
成するマイクロプロセッサまたは同様の回路を含む。デ
ータ処理回路２７およびＬＥＤアレイ２６は、この説明
の目的のために別個に図示されているが、用途によって
は、同一半導体チップ上に形成可能であることは理解さ
れよう。この具体的な実施例では、ＬＥＤアレイ２６は
発光ダイオードを含む。発光ダイオードが利用されるの
は、非常に小さいサイズを達成することができ、しかも
構造および動作が単純であるという理由のためである。
勿論、他の画像発生装置も利用可能であり、その中には
レーザ（垂直空洞表面放出レーザのようなレーザ），液
晶装置（ＬＣＤ），有機発光ダイオード等を含むが、こ
れらだけに限定される訳ではないことは理解されよう。
図５を具体的に参照すると、ＬＥＤアレイ２６の平面図
が示されており、この図では、ＬＥＤは単一基板２９上
の規則的な行列パターンとして形成されている。この実
施例では、基板２９は半導体チップである。基板２９の
部分を分断することによって図の簡略化を図っている
が、同一基板上には、多くの他の素子、特にドライバが
含まれ得ることは理解されよう。既知の方法により行お
よび列で特定のＬＥＤをアドレスすることにより、その
特定のＬＥＤを付勢し、画像または画像群を生成する。
入力端子２８においてデジタルまたはアナログ・データ
を受信し、データ処理回路２７によって、選択したＬＥ
Ｄを付勢可能な信号に変換し、所定の画像を発生する。
【００１７】図では、ＬＥＤアレイ２６および基板２９
はかなり拡大されていることは、当業者には理解されよ
う。基板２９の実際のサイズは、各辺が数ミリメートル
程度であり、発光領域即ちアレイは通常２ないし５０ミ
リメートルの範囲、好ましくは５ないし１０ミリメート
ルであり、各ＬＥＤは各辺が２０ミクロン未満であり、
好ましくは１辺が１ミクロン程度の小ささである。ま
た、ボンディング・パッド等が各辺に数ミリメートルの
領域を追加するので、実際の発光素子アレイはそれより
も一段と小さいことは理解されよう。通常、基板または
チップのサイズが大きくなれば、品位(definition)を高
めたりカラー画像を提供するために、より多くの発光素
子がアレイ内に用いられることを単純に意味する。半導
体技術がチップの小型化を促進するにつれて、より大き
な倍率およびより小さなレンズ系が必要となる。レンズ
を小型化しつつ倍率を高めると、その結果視野が大きく
制限され、アイ・レリーフが非常に小さくなり、レンズ
系の作動距離(working distance)「ｄ」が短くなる。
【００１８】概略的にレンズ２３で代表されるレンズ系
は、装置２１の表面２２から離間された関係で取り付け
られ、表面２２からの画像を受け、これを所定量だけ拡
大し、仮想画像が見られるアパーチャを形成する。この
実施例では、レンズ２３は画像を１５倍（１５ｘ）に拡
大するので、ＬＥＤアレイ２６からの画像は、その元の
角度サイズより１５倍に拡大される。通常、人間の目に
よって認識するのに十分な程に実像を拡大するには、少
なくとも１０倍の拡大が必要である。勿論、必要であれ
ば、合焦および一層の拡大のためにレンズ系を調節可能
としたり、あるいは簡略化のために匡体１１内に固定し
てもよいことは理解されよう。
【００１９】図６，図７および図８は、微小仮想画像デ
ィスプレイ３０の平面図，正面図，および側面図をそれ
ぞれ示す。好適実施例では、微小仮想画像ディスプレイ
３０は、デュアル・カード・スマート・カード・リーダ
１０内のビジュアル画像ディスプレイ２０として用いら
れる。微小仮想画像ディスプレイ３０は、単一倍率の光
学拡大器(single fold optical magnifier) ３２を内蔵
している。図６，図７および図８は、微小仮想画像ディ
スプレイ３０をほぼ原寸で示すことにより、この装置に
よって達成される小型化の度合いについていくらかの指
標を提示するものである。微小仮想画像ディスプレイ３
０は画像発生装置３５を含む。画像発生装置３５は、有
機または無機発光ダイオード，電界放出素子，垂直空洞
表面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ），液晶素子（ＬＣＤ）等
のような発光素子のアレイを有する。この具体的な実施
例では、画像発生装置３５は、発光素子のアレイ、より
具体的には、１４４行および２４０列またはその逆の発
光素子を含むアレイから成る。各発光素子は、１辺が約
２０ミクロン、隣接する素子間の中心間隔が２０ミクロ
ン未満として作成される。各発光素子は、約１．８ボル
トでオンになり、オンの間約５０μＡの電流を消費す
る。画像発生装置３５は、約１５ｆＬ未満の輝度を生成
する。
【００２０】画像発生装置３５は、ガラス基板３６の下
面上に取り付けられ、ドライバ基板３８が基板３６にバ
ンプ・ボンドによって接合される。ドライバ基板および
ドライバ基板への基板接合に関する追加情報は、１９９
５年７月１１日に特許され、本願と同一譲受人に譲渡さ
れた、"Integrated Electro-optical Package"と題する
米国特許番号第５，４３２，３５８号に開示されてい
る。この情報は、本願でも使用可能である。
【００２１】単一倍率光学拡大器３２も基板３６上に取
り付けられ、図７に最良に見られるように、画像発生装
置３５からビューイング・アパーチャ３９までの光路を
規定する、複数の光学素子を含む。複数の光学素子は、
第１光学素子の光入力において、画像発生装置３５が発
生する画像を、１０倍以上に角度的に拡大する。光路の
長さおよび画像発生装置３５（画像源）のサイズのため
に、光学系の水平方向視野は、１０倍拡大時における約
１１度から、２０倍拡大時における２２度までの範囲と
なり、この実施例では、約１６度の水平方向視野、およ
び１５ｘの倍率を有する。
【００２２】具体的に図９を参照すると、図６の微小仮
想画像ディスプレイ３０の部分の側面図が４倍に拡大さ
れ明確化のために示されている。この図からわかるよう
に、複数の光学素子は、フィールド平坦化光入力(field
flattening light inlet)４２，光出力４３として作用
しフィールド平坦化光入力４２に対してある角度に方向
付けられている球面，およびフィールド平坦化光入力４
２および光出力４３間に光学的に配置され、フィールド
平坦化光入力４２から光出力４３に光を方向付ける反射
面４５を含む。この具体的な実施例では、第１光学素子
４０はプリズムとして形成され、光学的品質のプラスチ
ックで成型されている。通常、光学的品質のプラスチッ
クは、約１．５ないし１．６の間の高い屈折率を有する
物質であると理解されている。反射面４５は、別個の銀
めっきされたミラーであり、単純に第１光学素子４０に
鋳込まれたものである。あるいは、反射面４５は、第１
光学素子４０の形成後に銀めっきすることもでき、更に
反射面４５は被膜を形成せず、内部全反射モードで用い
ることも可能である。
【００２３】この実施例では、フィールド平坦化光入力
４２は、非球面のフィールド平坦化凹表面(aspheric fi
eld flattening concave surface) の形状を取り、第１
光学素子４０に直接鋳込まれその一体部分として形成さ
れている。しかしながら、フィールド平坦化光入力４２
は、別個のレンズとして形成し、続いて第１光学素子４
０の下面と光学的に整合させて配置することも可能であ
ることは理解されよう。勿論、別個の素子とすれば、追
加素子および追加組立工程を必要とし、最終構造のコス
ト上昇およびサイズの大型化を招く可能性がある。
【００２４】反射面４５は、フィールド平坦化光入力４
２および光出力４３に対して、第１光学素子４０を通過
する光を、約８０°ないし１００°の間の角度で屈曲す
る(fold)即ち折り曲げるように配置されている。より具
体的には、図示する実施例では、約９５°の角度で光が
反射される。例えば、９５°の角度は、単一倍率光学拡
大器３２の出力において、画像下部の口径食(vignettin
g)を回避することがわかっている。
【００２５】微小仮想画像ディスプレイ３０の設計にお
いて重要な部分は、凸状出力面を有する単一屈曲プリズ
ム(single fold prism) を使用することにより、空気中
で単純な反射ミラー(turning mirror)を使用する場合と
比較して、同一空間容積で角倍率の増大を可能にするこ
とである。
【００２６】複数の光学素子は、更に、第１光学素子４
０の光出力４３に隣接して配置された光入力４８および
光出力４９を有する、光学レンズ４７を含む。図示した
具体的な実施例では、光学レンズ４７は、光入力４８を
規定する非球面および光出力４９を規定する非球面を有
する、両非球面光学レンズ(biaspheric optical lens)
である。光学レンズ４７は、外側匡体（図６ないし図８
に概略的に示す），取り付けフレーム，またはその他の
好都合な構造のいずれかを含むいずれかの好都合な手段
によって、第１光学素子４０に対して固定的に取り付け
られている。光学レンズ４７の光出力４９および光入力
４８ならびに光出力４３を含む非球面、および第１光学
素子４０のフィールド平坦化光入力４２は、波面がフィ
ールド平坦化光入力４２から光学レンズ４７の光出力４
９まで通る際に、波面におけるあらゆる収差を減少させ
るおよび／または除去するように設計されている。
【００２７】第１光学素子４０および光学レンズ４７を
含む複数の光学素子は、第１光学素子４０のフィールド
平坦化光入力４２から光学レンズ４７の光出力４９まで
の光路を規定する。スマート・カード・リーダにおいて
有用な単一倍率光学拡大器を製造するためには、光路の
全平均光路長は、約１５ないし３５ミリメートルの範囲
とすべきである。この実施例では、フィールド平坦化光
入力４２から光学レンズ４７の光出力４９を規定する非
球面までの光路は、約２０ミリメートルである。
【００２８】また、第１光学素子４０および光学レンズ
４７を含む複数の光学素子は、少なくとも１つの回折光
学素子が光路内に配置され、主に色収差（この実施例で
は）の追加補正を行うように構成されている。図示の実
施例では、回折光学素子５０は、光学レンズ４７の光入
力４８を規定する非球面に組み込まれている。勿論、回
折光学素子５０の代わりに、またはこれに加えて、微小
仮想画像ディスプレイ３０内の複数の素子の他のいずれ
の表面にも回折光学素子を含ませ得ることは理解されよ
う。ある角度で光が表面に衝突する場合に対して、光路
にほぼ垂直な表面に回折光学素子を含ませる場合、回転
対称(rotational symmetry) のため構成がいくらか容易
となるが、光がある角度で衝突する表面は回転対称性を
有さない。非球面および回折光学素子５０は光学レンズ
４７を比較的複雑にするので、光学レンズ４７の製造は
射出成型によって行うのが最良であることがわかってい
る。
【００２９】第１光学素子４０および光学レンズ４７は
完全な拡大器を形成するような構造とすることができる
が、この具体的な実施例では、倍率の低い光学レンズ５
１を、拡大器の可能な拡張の一例として含ませてある。
低倍率光学レンズ５１は、光入力５２を規定する球面、
および光出力５３を規定する球面を含む。低倍率光学レ
ンズ５１の入力面には、回折光学素子５４が形成され、
収差の追加補正が行われる。低倍率光学レンズ５１は光
学レンズ４７に隣接して取り付けられ、アパーチャを規
定する出力光学素子を形成する。このアパーチャを通じ
て、角度的に拡大された画像を見ることができる。低倍
率光学レンズ５１の追加によって、微小仮想画像ディス
プレイ３０のサイズおよび複雑度がいくらか加わるが、
角倍率および収差補正もある程度得られるので、様々な
他の素子の複雑度を低減することになる。これは、多く
の用途において、微小仮想画像ディスプレイ３０の全体
的なコスト低減を可能にする。低倍率光学レンズ５１
は、倍率が低いので、パッケージ・ウインドウ(package
window)即ちビューイング・アパーチャとしても使用可
能である。第１光学素子４０および光学レンズ４７のみ
を使用する用途では、ガラスまたはプラスチック製のウ
インドウを用いてビューイング・アパーチャを規定する
と都合がよい。かかるウインドウは、透明で軽いフィル
タ等とすればよい。
【００３０】多くのアプリケーションでは、最終画像を
合焦する装置を含むことが望ましい場合がある。このた
めに、第１光学素子４０（必要であれば、その他の素子
４７，５１）は、蝶ねじ，スクリュードライバ等によっ
て回転可能な調節ねじ(threaded adjustment) によって
基板３６上に取り付け、素子４０，４７，５１の固定ア
センブリを基板３６および画像発生装置３５に対して垂
直方向に近づくようにおよび離れるように移動させる。
焦点を合わせるには、フィールド平坦化光入力４２およ
び画像発生装置３５上に発生する画像間の距離を単に変
更ればよい。
【００３１】図１０は直接網膜走査ディスプレイ(direc
t retinal scan display) のブロック図であり、これも
図２の仮想画像ディスプレイ２０として利用可能であ
る。レーザ６０は、垂直空洞表面放出レーザ（ＶＣＳＥ
Ｌ），ダイオード・レーザ，ダイオード・ポンプ・レー
ザ(diode-pumped laser)等のような固体レーザを含む既
知のレーザのいずれかとすればよく、変調器６２にコヒ
ーレント光ビーム(coherent light beam) を供給する。
概略的に、変調器６２は、例えば、レーザ６０の出力レ
ベルに変化を与えることにより、光ビームの強度を変調
し、光ビーム上にビデオ情報を圧着(impress) する。用
途によって、変調はレーザ６０のオン・オフ程度の単純
なものとすることもできる。これは、本質的にデジタル
系に変換する場合である。音光変調器(acousto-optic m
odulator) は、殆どの用途に好適な変調器の１つである
が、光電的技法および機械的技法のような他の技法も全
く問題なく実現可能である。
【００３２】変調器６２からの変調光ビームは、偏向系
６３に向けられる。レンズ系６４を用いて、偏向系６３
からの光ビームを目に合焦する。レンズ系６４の焦点距
離は、走査系の焦点が目の瞳の中に入り、コヒーレント
・ビームの焦点が目の網膜に位置するように選択され
る。
【００３３】変調器６２および偏向系６３のタイミング
および制御は、電子回路６５によって与えられる。電子
回路６５は基本発振器即ちタイマを含み、タイミング信
号を供給して、適正な時点で掃引および変調が行われる
ようにする。また、電子回路６５はビデオ信号を変調器
６２に供給し、必要な時点において光ビームを正しい強
度に変調する。更に、電子回路６５は、水平および垂直
（直交）偏向信号を供給し、偏向系６３にラスタ内で光
ビームを周期的に走査させる。用途および所望の画像解
像度に応じて、水平偏向周波数(horizontal deflection
frequency) は１５ないし３０ｋＨｚ程度であり、垂直
偏向は６０Ｈｚより高く、変調周波数は約１２ＭＨｚと
することができる。
【００３４】偏向系６３の目的は、変調光ビームを目の
網膜上で走査する、即ち網膜上に画像を「書き込む」こ
とである。ディスプレイの用途および目の中で画像をど
のように形成したいかによって、偏向系６３およびレン
ズ系６４には、多くの構成が可能である。このタイプの
ディスプレイについての追加情報は、１９９４年８月１
８日に出願され、本願と同一譲受人に譲渡された、"DIR
ECT RETINAL SCAN DISPLAY" と題する同時係属中の米国
特許出願番号第０８／２９２，１９３号において入手可
能である。この出願は、１９９２年３月２４日に出願さ
れた、"DIRECTRETINAL SCAN DISPLAY" と題する米国特
許出願番号第０７／８５７，１９３号の出願記録継続(f
ile wrapper continuation) である。直接網膜走査ディ
スプレイは技術的に仮想画像を発生するものではない
が、直接網膜走査ディスプレイは、その類似性のため、
この開示の目的のために、仮想ディスプレイ装置の定義
に含まれるものとする。
【００３５】本発明のデュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダ１０を動作させるには、第１スマート・カ
ード１３および第２即ち「キー」スマート・カード１５
をスロット１２，１４に挿入する。この操作は、金融機
関において貸金庫(safety deposit box)にアクセスする
場合に一般的に見られるものと同様である。通常、金融
機関は、貸金庫を開くためには、２つの別々で異なるキ
ーの挿入を要求する。貸金庫へのアクセスは、これら２
つのキーを同時に挿入しなければ得ることはできない。
一方の鍵は、典型的に、貸金庫のユーザが保持し、第２
即ち「制御」キーは金融機関が保持している。既に述べ
たように、スマート・カード上に収容されている情報の
アクセスおよび／または編集機能を制限することが望ま
しい場合があるので、貸金庫の場合と同様、第２の承
認、即ち、第２の「制御」用スマート・カードの保持者
が必要となる。
【００３６】次に図１１を参照すると、本発明のデュア
ル・カード・スマート・カード・リーダ１０のセキュリ
ティ・シーケンスのブロック図が示されている。デュア
ル・カード・スマート・カード・リーダ１０は、数種類
のモードで動作する。第１モードにおける動作の間、第
１スマート・カード１３の保持者は、本発明のデュアル
・カード・スマート・カード・リーダ１０のスロット１
４に第１スマート・カード１３を挿入する。セキュリテ
ィ識別子(security identifier) ７０を入力し、デュア
ル・カード・スマート・カード・リーダ１０に第１スマ
ート・カード１３上に収容されている情報へのアクセス
／読み取りを行わせる。セキュリティ識別子７０は、個
人識別番号（ＰＩＮ：personal identification numbe
r），スマート・カードの内部回路に一致する内部回
路，あるいは指紋またはアイ・スキャン(eye scan)のよ
うな生物測定的識別子(biometric identifier)等、カー
ドの所有者によってのみ入力可能な、ある形態の固有の
識別特徴である。セキュリティ識別子７０の入力手段と
して、ユーザ・インターフェース制御部１６（既に述べ
た）、または生物測定入力装置（図示せず）のような、
ある形態のユーザ・インターフェースが設けられてい
る。生物測定入力装置（図示せず）の場合、デュアル・
カード・スマート・カード・リーダ１０のディスプレイ
素子を、データを表示するだけでなく生物測定入力装置
としても動作可能な高解像度接触感応パネルとして製造
する。この第１モードで動作する場合、一旦セキュリテ
ィ識別子７０を、スマート・カードのマイクロチップ上
に収容されているものと照合すれば、ユーザは第１スマ
ート・カード１３上に収容されているある情報を見るこ
とができる（７１）が、編集はできない。
【００３７】病歴を参照して先に述べたもののように、
機密性が高い情報が第１スマート・カード１３上に収容
されている場合、第２動作モードが可能である。このモ
ードにおける動作の間、前述のように第１スマート・カ
ード１３をスロット１２に挿入するだけでなく、第２即
ち「キー」スマート・カード１５もデュアル・カード・
スマート・カード・リーダ１０の第２スロット１４に挿
入する。この場合も、第１スマート・カード１３の保持
者によってセキュリティ識別子７０が入力され、更に、
セキュリティ・識別子７０を参照して先に述べたのと形
態が同様の第２スマート・カード１５の保持者によっ
て、セキュリティ識別子７２が入力される。一旦セキュ
リティ識別子７０，７２がスマート・カード１３，１５
上にプログラムされているものと一致したなら、ユーザ
は第１スマート・カード１３上に収容されているある情
報を見ることができ、更に、カードのプログラミングに
よっては、収容されている情報７３を編集することも可
能である。
【００３８】図１２を参照すると、ビューイング・アパ
ーチャ３９のみが見えるように微小仮想画像ディスプレ
イ３０（図６ないし図８に示したような）を内蔵した、
デュアル・カード・スマート・カード・リーダ１０の斜
視図が示されている。また、図１２は、オペレータがデ
ュアル・カード・スマート・カード・リーダ１０のビュ
ーイング・アパーチャ３９を覗き込んだときに見える第
１スマート・カード１３上に格納されている情報の典型
的な表示７４、即ち、仮想画像も示す。表示７４（仮想
画像）は、デュアル・カ−ド・スマ−ト・カ−ド・リ−
ダ１０の背後に表われる。表示７４は８．５ｘ１１の用
紙程度の大きさで見ることができ、例えば、完全な財務
計算書(financial statement) ，クレジットカードの取
引および残高，医療記録，デジタル通貨為替(digital m
onetary exchange) 等を含むことができる。 次に図１
３に移ると、デュアル・カード・スマート・カード・リ
ーダ１０の簡略ブロック図が示されている。このデュア
ル・カード・スマート・カード・リーダ１０の具体的な
実施例では、中央演算装置（ＣＰＵ）７５は、ランダム
・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）７６およびリード・オン
リ・メモリ（ＲＯＭ）７７を使用するものとして示され
ている。この好適実施例では、ＣＰＵ７５として、MOTO
ROLA, INC.から商業的に入手可能なMC68HC05SC21が使用
されている。勿論、ＲＡＭ７６およびＲＯＭ７７はＣＰ
Ｕ７５内部のものとすることができ、あるいは追加構造
または特別な構造として外部メモリを設けることも可能
であることは理解されよう。異なる電力および／または
異なる電圧（例えば、１ないし１２ボルトの範囲の電
圧）の要件を有する異なるスマート・カードに対応する
ために、電力管理回路８０が設けられている。
【００３９】１枚以上のスマート・カードとインターフ
ェースすることが可能なカード・インターフェース８２
を用いてスマート・カード（群）をＣＰＵ７５に結合す
る。前述のように、カード・インターフェース８２は、
直接物理的接続のための電気接点，光学的リーダ，磁気
センサ，電子センサ（例えば、非接触カード用の赤外線
センサ，ＲＦセンサ等）のいずれかまたは全てを含むこ
とができる。この実施例では、カード・インターフェー
ス８２はセンサ構造１７，１８（図２）を含む。
【００４０】ユーザ・インターフェース８５が設けら
れ、ユーザはＣＰＵ７５、そして最終的にスマート・カ
ード（群）との通信が可能となっている。ユーザ・イン
ターフェース８５、即ち、ユーザ・インターフェース制
御部１６（この実施例では）は、ビジュアル画像ディス
プレイ２０（この実施例では）を制御するための様々な
ボタンおよび制御部を含む。通常、ユーザ・インターフ
ェース８５は、少なくとも、プル・ダウン・メニュー用
カーソル，前進／後退画像(advance/reverse images)等
のようなオフ／オン制御部および手段を含み、ビジュア
ル画像ディスプレイ２０が発生する表示を制御する。ユ
ーザ・インターフェース８５と連携するのは、セキュリ
ティ回路８６であり、例えば、ＰＩＮ番号，生物測定入
力，スマート・カードの内部回路と一致するある内部回
路等、前述のような、スマート・カードの所有者のみが
わかるある秘密識別情報にのみ応答して、デュアル・カ
ード・スマート・カード・リーダ１０の動作を許可す
る。このために、ユーザ・インターフェース８５は１つ
以上のボタンを含み、デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダ１０を起動するためには、ユーザがこれら
のボタンを適正に操作しなければならない。
【００４１】ビジュアル・ディスプレイ９０は、ドライ
バ回路９２に結合された発光素子のアレイ、およびＣＰ
Ｕ７５によって供給される画像データを格納しおよび／
または正しく方位付けるＲＡＭ９３を含む。通常、ビジ
ュアル・ディスプレイ９０は、上述のディスプレイのい
ずれかとすることができ、微小仮想画像ディスプレイ３
０（図６ないし図９）であることが好ましい。上述のよ
うに、ビジュアル・ディスプレイ９０は、１９９６年１
月２３日に特許され、本願と同一譲受人に譲渡され
た、"Integrated Electro-optic Package for Reflecti
ve Spatial Light Modulators"と題する米国特許番号第
５，４８６，９４６号に記載されているもののような、
ＬＣＤアレイを含むことができる。また、発光素子のア
レイ上に画像を発生するいくつかの典型的な電子回路
は、１９９５年７月１１日に特許され、本願と同一譲受
人に譲渡された、"Integrated Electro-optical Packag
e"と題する米国特許第５，４３２，３５８号に記載され
ている。
【００４２】以上のように、スマート・カード上に格納
されている情報を見るための新規で改良された装置が開
示された。この新規で改良された装置は、標準化によっ
て多数のタイプのスマート・カードの事実上いずれでも
受容することができ、許可されない者によるスマート・
カード上に収容されている特定情報へのアクセス，不法
な盗み見，および／または編集を禁止するために、第２
即ち「キー」スマート・カードの入力を要求する機密構
造を内蔵する。また、このスマート・カード上に格納さ
れている情報を見るための新規で改良された装置は、携
帯可能で、操作も容易であるので、必要であれば、主ス
マート・カードの所有者、あるいは、より可能性がある
のは、第２の「キー」スマート・カードの所有者が装置
を手軽に携行することができ、必要であれば、スマート
・カード上に格納されている情報を瞬時に評価するため
に、家庭またはオフィスに１台有することも可能であ
る。以上、本発明の具体的な実施例について示しかつ説
明してきたが、更に別の変更や改良も当業者には想起さ
れよう。したがって、本発明はここに示した特定形態に
は限定されないと理解されることを望み、本発明の精神
および範囲から逸脱しない全ての変更は、特許請求の範
囲に含まれることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による携帯用デュアル・カード・スマー
ト・カード・リーダの等幅図。
【図２】図１の線２−２に沿って見た場合の簡略断面
図。
【図３】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダの一部の簡略構成図。
【図４】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダの一部の簡略構成図。
【図５】図４の装置の一部の平面図。
【図６】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダの一部の平面図。
【図７】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダの一部の正面図。
【図８】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・カ
ード・リーダの一部の側面図。
【図９】図６の装置の拡大側面図。
【図１０】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・
カード・リーダの別のビジュアル・ディスプレイのブロ
ック図。
【図１１】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・
カード・リーダのブロック図。
【図１２】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・
カード・リーダの動作を示す等幅図。
【図１３】図１の携帯用デュアル・カード・スマート・
カード・リーダのブロック図。
【符号の説明】
１０ デュアル・カード・スマート・カード・リーダ １１ 携帯用匡体 １２ 第１スロット １３ 主スマート・カード １４ 第２スロット １５ キー・スマート・カード １６ ユーザ・インターフェース制御部 １７，１８ センサ構造 １９ 相互接続電子回路 ２０ ビジュアル画像ディスプレイ ２１ 装置 ２３ レンズ ２５ アパーチャ ２６ 発光素子（ＬＥＤ）アレイ ２７ データ処理回路 ２８ 入力信号 ２９ 基板 ３０ 微小仮想画像ディスプレイ ３２ 単一倍率光学拡大器 ３５ 画像発生装置 ３６ ガラス基板 ３８ ドライバ基板 ４０ 第１光学素子 ４２ フィールド平坦化光入力 ４３ 光出力 ４５ 反射面 ４７ 光学レンズ ４８ 光入力 ４９ 光出力 ５０ 回折光学素子 ５１ 低倍率光学レンズ ６０ レーザ ６２ 変調器 ６３ 偏向系 ６４ レンズ系 ６５ 電子回路 ７０，７２ セキュリティ識別子 ７４ 表示 ７５ 中央演算装置 ７６ ランダム・アクセス・メモリ ７７ リード・オンリ・メモリ ８２ カード・インターフェース ８５ ユーザ・インターフェース ８６ セキュリティ回路 ９０ ビジュアル・ディスプレイ ９２ ドライバ回路 ９３ ＲＡＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・バリー アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックス、 イースト・ポンカ・ストリート4215

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スマート・カード・リーダ（１０）であっ
    て：第１スマート・カード上に格納されている情報を読
    み取るセンサ構造（１７）；前記第１スマート・カード
    （１３）上に格納されている特定の情報へのアクセスに
    先だって、制御用第２スマート・カード（１５）の同時
    入力を要求するセキュリティ回路（７０）；および前記
    センサ構造（１７）に接続され、前記情報のビジュアル
    ・ディスプレイ（２０）を与えるビジュアル・ディスプ
    レイ（２０）；から成ることを特徴とするスマート・カ
    ード・リーダ（１０）。
  2. 【請求項２】スマート・カード・リーダであって：ビュ
    ーイング・アパーチャ（２５）を含む携帯用匡体（１
    １）；前記携帯用匡体（１１）に内蔵され、前記ビュー
    イング・アパーチャ（２５）において見るための画像を
    与えるビジュアル画像ディスプレイ（２０）であって、
    画像データを受信するように設計されたデータ入力端子
    を含む前記ビジュアル画像ディスプレイ（２０）；前記
    携帯用匡体（１１）に内蔵されたセンサ構造（１７）で
    あって、データが格納されている第１スマート・カード
    （１３）が、データを検出するように並置状に、これに
    隣接配置され、アクセス・データが格納されている少な
    くとも１枚の追加スマート・カード（１５）が、データ
    を検出するように並置状に、これに隣接配置され、デー
    タが検出される出力端子を含む前記センサ構造（１
    ７）；および前記携帯用匡体（１１）に内蔵され、前記
    センサ構造（１７）の出力端子に接続された電子回路
    （１９）であって、前記第１スマート・カード（１３）
    からの検出データおよび前記少なくとも１枚の追加スマ
    ート・カード（１５）からの前記検出アクセス・データ
    を受信し、更に前記ビジュアル画像ディスプレイ（２
    ０）のデータ入力端子に接続され、前記検出データおよ
    び前記検出アクセス・データに応答して、それに画像デ
    ータを供給する前記電子回路（１９）；から成ることを
    特徴とするスマート・カード・リーダ。
  3. 【請求項３】スマート・カード・リーダであって：ビュ
    ーイング・アパーチャ（２５）を含む携帯用匡体（１
    １）；前記携帯用匡体（１１）に内蔵され、前記ビュー
    イング・アパーチャ（２５）において見るための画像を
    与えるように配置された仮想画像ディスプレイ（２０）
    であって、該仮想画像ディスプレイ（２０）は画像デー
    タを受信するように設計されたデータ入力端子を含み、
    前記仮想画像ディスプレイ（２０）は更に完全な画像を
    与えるように接続された発光素子の二次元アレイ（２
    ６）を含み、該二次元アレイ（２６）は前記仮想画像デ
    ィスプレイ（２０）の前記データ入力端子に結合され、
    前記画像データを受信し、かつそれに応答して前記完全
    な画像を発生する前記仮想画像ディスプレイ（２０）；
    前記携帯用匡体（１１）に内蔵されたセンサ構造（１
    ７）であって、データが格納されている第１スマート・
    カード（１３）が、データを検出するように並置状に、
    これに隣接配置され、アクセス・データが格納されてい
    る少なくとも１枚の追加スマート・カード（１５）が、
    データを検出するように並置状に、これに隣接配置さ
    れ、データが検出される出力端子を含む前記センサ構造
    （１７）；および前記携帯用匡体（１１）に内蔵され、
    前記センサ構造（１７）の出力端子に接続された電子回
    路（１９）であって、前記検出したデータおよび前記検
    出したアクセス・データを受信し、更に、前記仮想画像
    ディスプレイ（２０）のデータ入力端子に接続され、こ
    れに画像データを供給する前記電子回路（１９）；から
    成ることを特徴とするスマート・カード・リーダ。
  4. 【請求項４】スマート・カード・リーダであって：ビュ
    ーイング・アパーチャ（２５）を含む携帯用匡体（１
    １）；前記携帯用匡体（１１）に内蔵され前記ビューイ
    ング・アパーチャ（２５）において見るための画像を与
    えるように配置された仮想画像ディスプレイ（２０）で
    あって、該仮想画像ディスプレイ（２０）は、画像デー
    タを受信するように設計されたデータ入力端子（２８）
    を含み、前記仮想画像ディスプレイ（２０）はさらに、
    光入力（４２）と該光入力（４２）に対してある角度に
    方向付けられた光出力（５３）とを有する複数の光学素
    子（４０，４７，５０，５１および５４）を含み、反射
    面（４５）が前記光入力（４２）および前記光出力（５
    ３）間に光学的に配置され、前記光入力（４２）からの
    光を前記光出力（５３）に方向付け、前記複数の光学素
    子（４０，４７，５０，５１および５４）は、収差補正
    のために少なくとも１つの非球面を含み、前記複数の光
    学素子（４０，４７，５０，５１および５４）は、前記
    光入力（４２）から前記光出力（５３）までの光路を規
    定し、全平均光路長が約２０ないし３５ミリメートルの
    範囲であり、少なくとも１つの回折光学素子（５０）が
    前記光路内に配置され収差の追加補正を行い、前記複数
    の光学素子（４０，４７，５０，５１および５４）は、
    第１光学素子（４０）の前記光入力（４２）における画
    像源を１０倍より大きく角度的に拡大するように構成さ
    れている前記仮想画像ディスプレイ（２０）；前記携帯
    用匡体（１１）に内蔵されたセンサ構造（１７）であっ
    て、データが格納されている第１スマート・カード（１
    ３）が、データを検出するように並置状に、これに隣接
    配置され、アクセス・データが格納されている第２スマ
    ート・カード（１５）が、データを検出するように並置
    状に、これに隣接配置され、データが検出される出力端
    子を含む前記センサ構造（１７）；および前記携帯用匡
    体（１１）に内蔵され、かつ前記センサ構造（１７）の
    出力端子に接続された電子回路（１９）であって、前記
    検出データおよび前記検出アクセス・データを受信し、
    更に、前記仮想画像ディスプレイ（２０）のデータ入力
    端子（２８）に接続され、これに画像データを供給する
    前記電子回路（１９）；から成ることを特徴とするスマ
    ート・カード・リーダ。
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