WO1999001844A1 - Chipkarte mit mindestens zwei spulenanordnungen zur übertragung von daten und/oder energie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Chipkarte mit mindestens zwei Spulenanordnungen (2, 3) zur kontaktfreien sowie gegebenenfalls mit Kontakten (1) zur kontaktbehafteten jeweiligen Übertragung von Daten und/oder Energie mit einem Schreib-/Lesegerät (Terminal). Eine der Spulen (2) der ersten Spulenanordnung (2) ist eine solche für den Nahbereich, eine der Spulen (3) der zweiten Spulenanordnung (3) ist eine solche für den Fernbereich. Eine Elektronik kann zwischen den unterschiedlichen Spulenanordnungen (2, 3) entsprechend unterschiedlicher physikalischer Merkmale, wie Phasen- und/oder Frequenz- und/oder Amplituden- und/oder Energieunterschiede unterscheiden. In einem ersten Teil (4) der Elektronik (6) wird ein Stereosignal (S1) erzeugt, welches einen ersten charakteristischen Wert (A1) annimmt, wenn die Fernbereichs- (3) und die Nahbereichsspule(n) (2) sich gleichzeitig in einem elektromagnetischen Wechselfeld befinden und die Energieeinspeisung über die Fernbereichsspule(n) ausreichend gross ist. Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichs- (3) und den Nahbereichsspule(n) (2) werden in Form von Phasen- und/oder Frequenz- und/oder Amplituden- und/oder Energiedifferenzen genutzt, um einen zweiten charakteristischen Wert (A2) des Stereosignals (S1) zu erzeugen. Wenn die Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichs- (3) und den Nahbereichsspule(n) (2) verschwinden, so bleibt in Folge davon das Stereosignal (S1) aus oder es nimmt einen dritten Wert (A3) an; in diesen beiden Fällen bleibt die Chipkarte mit ihrer Umwelt so lange mit eingeschränkten Funktionen nutzbar, wie die eingestrahlte Energie aus der Fernbereichsspule(n) (3) dies zulässt. Bei Vorliegen des Stereosignals (S1) mit dem zweiten Wert (A2) ist hingegen die Chipkarte mit zusätzlichen Funktionen über die eingeschränkte Funktion hinaus nutzbar, so dass die Chipkarte unter Ausnutzung des Stereoeffekts in Abhängigkeit vom Nah- oder Fernbetrieb verschiedene Funktionen erfüllt.

Description

Chipkarte mit mindestens zwei Spulenanordnungen zur Übertragung von Daten und/oder Energie

Technisches Gebiet: Die Erfindung betrifft eine Chipkarte mit mindestens zwei Spulenanordnungen zur kontaktfreien sowie gegebenenfalls mit Kontakten zur kontaktbehafteten jeweiligen Übertragung von Daten und/oder Energie mit einem Schreib-/Lesegerät (Terminal), wobei eine oder mehrere der Spulen der ersten Spulenanordnung solche für den Nahbereich (Nahbereichs- oder Stereospulen) und eine oder mehrere der Spulen der zweiten Spulenanordnung solche für den Fernbereich (Fernbereichsspulen) sind, mit einer Elektronik, die mit den Spulenanordnungen und gegebenenfalls den Kontakten verbunden und die geeignet ist, zwischen den unterschiedlichen Spulenanordnungen entsprechend unterschiedlicher physikalischer Merk- male, wie Phasen- und/oder Frequenz- und/oder Amplituden- und/oder Energieunterschiede, zu unterscheiden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik und Problemstellung: Zunehmend kommen kontaktfreie Chipkarten zum Einsatz, die Energie und Daten kontaktfrei mit ihrer Umwelt austauschen, wenn sie sich in einem elektromagnetischen Feld befinden, welches von Spulen in einem Terminal erzeugt wird. Die Entfernung zwischen Chipkarte und Terminal kann in der Regel zwischen einigen Millimetern (Nahbereich, close coupled, beschrieben in ISO 10536) bis zu 15 Zentimetern (Fernbereich, remote coupled, beschrieben in ISO 14443) liegen. Es besteht bei diesen Chipkarten das Problem, dass sie ohne Einstecken in ein Terminal über Entfernung - unbemerkt für den Nutzer - in ihrem Speicher geändert werden können.

Durch die DE 43 27 334 Cl ist eine Chipkarte bekannt geworden, welche zwischen Nahbereich und Fernbereich bzw. Nicht-Nahbereich unterscheiden kann. Als Unterscheidungsmerkmal für Nah- und Fernbereich dient eine Phasendifferenz zwischen zwei Signalen, zu deren Detektion sich vorzugsweise Spulen eignen, wie sie in der ISO 10 536 beschrieben sind. Es ist auch möglich, auf der Chipkarte Spulenanordnungen zu kombinieren, wie sie in der ISO 14 443 und in der ISO 10 536 beschrieben sind. Zusätzlich können auch auf den Chipkarten Kontakte vorhanden sein. Mit diesen unterschiedlichen Kommunikations elementen (Spulen nach ISO 14 443, ISO 10 536 und Kontakten) können Chipkarten in unterschiedlichster Weise mit ihrer Umwelt Daten und Energie austauschen. Aus Sicherheitsgründen wird die Unterscheidung der Nutzung einer Chipkarte im Nahbereich eines Terminals, z.B. durch Einschieben in einen Schlitz, von der im Fernbereich unterschieden. Daten, die beispielsweise Geldbeträge repräsentieren, sollen ausschließlich nur dann geladen werden können, wenn die Chipkarte in einen Schlitz eines Terminals gesteckt wird und sich innerhalb des geschützten Terminals befindet. Es soll nämlich ausgeschlossen sein, dass bestimmte Speicherbereiche auf der Chipkarte oder bestimmte Funktionen der Chipkarte über Entfernung unbemerkt für den Nutzer aktiviert werden. Aus der DE 43 27 334 AI ist wohl zu entnehmen, wie ein Signal erzeugt wird, welches den Nahbereich zwischen Chipkarte und Terminal indiziert. Jedoch ist über das Zusammenwirken zwischen den Spulen für den Fernbereich, den Nahbereich und den Kontakten nichts ausgesagt.

Durch die DE 39 35 364 ist des Weiteren eine Chipkarte bekannt geworden, welche selbsttätig in einem Chip zwischen den Funktionen Kontaktbetrieb und kontaktfreier Betrieb unterscheidet. Auch hier wird nicht zwischen verschiedenen Funktionsstufen, welche durch unterschiedliche Entfernun- gen charakterisiert sind, unterschieden.

Durch die DE 195 09 517 Cl ist gemäß dem vorgenannten Oberbegriff der Erfindung eine Vorrichtung mit einem Kartenendgerät zur Übertragung von Energie und Daten zu Chipkarten über elektromagnetische Wellen bekannt geworden, bei welcher sich die von verschiedenen Kartenendgeräten gesendeten elektromagnetischen Wellen in einem oder mehreren physikalischen Merkmalen, wie Amplitude, Frequenz, Phase, Energiedichte, Raumrichtung, elektrische oder magnetische Feldkomponente unterscheiden. Zum Empfang der elektromagnetischen Wellen enthält die Chipkarte eine elektronische Schaltung, die die Wellen nach ihren physikalischen Merkmalen auswertet und gemäß dem Ergebnis unterschiedliche Funktionsteile der Schaltung aktiviert und dementsprechend der Energie- und Datenaustausch entsprechend der speziellen Funktion der jeweils aktivierten Funktionsteile der Schaltung erfolgt.

Durch die DE 42 05 827 AI ist eine Chipkarte zum kontaktfreien, bidirektionalen Übertragen von Energie und Daten mit einem Terminal bekannt geworden, die einen Mikroprozessor und einen Speicher sowie eine Spule für den Nahbereich, einen elektromagnetischen Schwingkreis für den Fernbereich sowie einen Energiespeicher und einen manuell betätigbaren Schalter umfasst. Bei Betätigung des Schalters wird ein codiertes fernwirkendes elektromagnetisches Wechselfeld des Schwingkreises zur Datenübertragung aus oder in den Speicher ausgelöst.

Technische Aufgabe:

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Chipkarte der genannten Gattung zu schaffen, welche unterschiedliche Funktionsweisen des Chips oder Teile davon in Abhängigkeit von der Indikation Nahbereich und/oder Fernbereich unter Ausnutzung des Stereoeffekts steuert.

Beschreibung der patentgemäßen Lösung und deren Vorteile:

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, dass a) in einem ersten Teil der Elektronik ein Stereosignal (SI) erzeugt wird, welches einen ersten charakteristischen Wert (AI) annimmt, wenn die Fernbereichs- und die Nahbereichsspule(n) sich gleichzeitig in einem elektromagnetischen Wechselfeld befinden und die Energieeinspeisung über die Fernbereichs- spule(n) ausreicht, um die Elektronik oder wenigstens den ersten Teil zu aktivieren, b) wobei Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichs- und den Nahbereichsspule(n) in Form von Phasen- und/oder Frequenz- und/oder Amplituden- und/oder Energiedifferenzen genutzt werden, um einen zweiten charakteristischen Wert (A2) des Stereosignals (SI) zu erzeugen, c) wenn die Unterschiede im elektromagne- tischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichs- und den Nahbereichs- spule(n) verschwinden, in Folge davon das Stereosignal SI ausbleibt oder einen weiteren, dritten charakteristischen Wert (A3) annimmt und in diesen beiden Fällen die Chipkarte mit ihrer Umwelt so lange mit eingeschränkten Funktionen nutzbar bleibt, wie die eingestrahlte Energie aus den Fernbe- reichsspule(n) dies zulässt, d) hingegen bei Vorliegen des Stereosignals (SI) mit dem zweiten charakteristischen Wert (A2) die Chipkarte mit zusätzlichen Funktionen über die eingeschränkte Funktion hinaus nutzbar ist.

Vorteilhaft ist es durch die Erfindung möglich, die Funktion einer Chipkarte in Abhängigkeit von der Indikation Nahbereich und/oder Fernbereich zu steuern und dabei den Stereoeffekt bzw. ein dadurch geschaffenes Stereosignal auszunutzen. Somit ist es möglich, unterschiedliche Sicher- heitsstufen beim Zugriff auf Speicher oder Speicherteile in Abhängigkeit von der Funktion Nah- oder Fernbereich, zu aktivieren.

In weiterer Ausgestaltung hat bei Vorliegen des Stereosignals (SI) mit dem ersten Wert (A2) und ausreichender Energieeinspeisung über die Nahbe- reichsspule(n) der erste Teil der Elektronik bzw. des Chips die Dominanz über alle weiteren Teile bzw. Elektronikteile inne, so daß er wahlweise die anderen Teile bzw. Elektronikteile ein oder auszuschalten und/oder bestimmte Funktionen in den anderen Teilen bzw. Elektronikteilen zu aktivieren oder zu deaktivieren imstande ist.

Bei einer Chipkarte mit Kontakten wird bei Vorliegen des Stereosignals (SI) mit dem ersten oder zweiten oder dritten Wert (A1,A2,A3) eine Kommunikation über die Kontakte unterbrochen und/oder abhängig vom entsprechen- den Stereosignal (SI) gesteuert.

Ein weiterer, zweiter Elektronikteil ist direkt mit den Nahbereichsspule(n) verbunden, welcher die über die Nahbereichsspule(n) eingehenden Signale in einer solchen Form der Elektronik und/oder dem ersten Teilen davon zur Verfügung stellt, wie sie den Signalen bei Eingang über die Kontakte vergleichbar sind, beispielsweise Gleichrichtung, so daß der weitere zweite Elektronikteil Funktionen ausführt, wie sie auch bei Eingang der Signale über die Kontakte ausführbar sind.

Vorteilhaft ist wenigstens ein weiterer, dritter Elektronikteil vorhanden, welcher bei Vorliegen eines der unterschiedlichen Werte (A1,A2,A3) oder beim Ausbleiben des Stereosignals (SI) ein für Menschen wahrnehmbares optisches oder akustisches Signal aussendet, womit ein Nutzer der Chipkarte zwischen verschiedenen Funktionsweisen zu unterscheiden in der Lage ist.

Daneben kann wenigstens ein Teil der Fernbereichsspule(n) und/oder der Nahbereichsspule(n) als Kondensatoren ausgeführt sein, die ebenfalls zum Übertragen von Daten und/oder Energie dienen. Dabei können bei einer Chipkarte mit Kontakten ausschließlich Nahbereichsspule(n) und/oder Kondensatoren vorhanden sein, wobei das Stereosignal (SI) unterschiedliche Werte (A1,A2, ..., An) annimmt, welche jeweils zur Steuerung der Funktionen der Elektronik der Chipkarte dienen. Vorteilhaft werden wechselweise über die Fernbereichsspule(n) und/oder die Nahbereichsspule(n) Energie und Daten und/oder über die Kontakte Daten und Energie ausgetauscht, wobei die von den Kontakten eingehenden Daten über die Spulen und die über Spulen eingegebenen Daten über die Kontakte ausgegeben werden.

Bei der Verwendung von unterschiedlichen Frequenzen als physikalisches Unterscheidungsmerkmal wird vorteilhaft in die Nahbereichsspule(n) (2) eine andere Frequenz eingekoppelt als in die Fernbereichsspule(n) 3, indem die der Nahbereichsspule(n) 2 benachbart lokalisierte Spule des Terminals mit einer anderen Frequenz schwingt, als diejenige Spule des Terminals, welche mit der Fernbereichsspule(n) 3 der Chipkarte gekoppelt ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, welche ein Blockschaltbild der einzelnen Funktionsbausteine einer erfindungsgemäßen Chipkarte zeigt.

Wege zur Ausführung der Erfindung:

Figur 1 stellt schematisch die einzelnen Teile der patentgemäß beschriebenen Chipkarte dar. Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Kontaktfeld 1 bzw. Kontakte symbolisiert, welches an eine Elektronik 6 bzw. einen Chip 6 angeschlossen ist. Der Chip 6 besteht im wesentlichen aus den beiden Teilen 4 und 5, zwischen denen per Pfeil 9 Daten und Energie ausgetauscht werden können. Im Teil 4 wird ein Stereosignal (SI) erzeugt, der Teil 5 kann beispielsweise einen Speicher oder verschiedene Speicher wie auch ein Rechenwerk beherbergen. Nahbereichs- oder Stereospulen 2 sind mit einem zweiten Elektronikteil 7 verbunden, welcher die Signal- bzw. Energieeingänge über die Nahbereichsspulen 2 in einer Form aufbereitet, wie sie über die Kontakte 1 dem Chip 6 zur Verfügung gestellt werden. Der zweite Elektronikteil 7 kommuniziert mit dem Teil 4 des Chips 6 über die Kommunikationsstrecke 10. Fernbereichsspulen 3, beispielsweise solche von Schwingkreisen unterschiedlicher Kenndaten, sind mit dem Chip 6 verbunden. Ein drittes Elektronikteil 8 gibt akustische oder optische oder sonstwie geartete Signale in Abhängigkeit von unterschiedlichen Werten AI, A2, A3 des Stereosignals aus.

Im Teil 4, welcher Teil des Chips 6 ist, wird ein Stereosignal SI erzeugt. Dieses Stereosignal SI kann durch Unterschiede in den Signaleingängen der Nahbereichsspule(n) 2 und/oder der Fernbereichsspule(n) 3 erzeugt werden. Es kann sich bei den Spulen 2, 3 um eine Kombination handeln, bei der eine kleine Spule in einer sie umgebenden größeren Spule enthalten ist. Es kann sich auch um eine Spulenanordnung handeln, wie sie in der ISO 10 536 beschrieben ist, wobei diese Spulenanordnung sich ebenfalls geometrisch innerhalb der Fläche einer größeren Spule befinden kann. Derart ist es möglich, dass beide Spulen im Fernbereich vom gleichen elektromagnetischen Feld durchflössen werden, hingegen im Nahbereich ein zusätzliches Feld genau dort lokalisiert wird, wo sich die Nahbereichsspule(n) 2 befindet. Diese Lokalisierung kann dadurch erreicht werden, dass in einem Terminal eine Spule geometrisch so plaziert ist, dass sie beim Einschub der Chipkarte in das Terminal unmittelbar in der Nähe der Nahbereichsspule(n) 2 zu liegen kommt. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass die Nahbereichsspule(n) 2 im Fernbereich ein schwaches Signal empfängt, im Nahbereich aber ein starkes Signal. Die Fernbereichsspule(n) 3 wird in ihrer Funktion im Fernbereich nicht gestört, da das Signal für die Nahbereichs- spule(n) 2 im Fernbereich zu schwach wäre. Im Nahbereich kann eine Entkopplung z.B. durch unterschiedliche Frequenzen erfolgen. Beide Spulen 2, 3 können auch in ihren Windungen miteinander verknüpft sein, womit sich ihre Signal- und ihre Energieempfänge je nach Verbindungsschaltung, nämlich hintereinander oder parallel, verstärken oder schwächen lassen. Es ist aufgrund dieser Ausführungen möglich, in der ersten Spulenanordnung 2 unterschiedliche Signale und Energien gegenüber der zweiten Spulenanordnung 3 zu erhalten. Diese Unterschiede in den elektromagnetischen Einkopplungen in die Nahbereichs- 2 und/oder Fernbereichsspule(n) 3 sind mittels der Elektronik 6 elektronisch auswertbar und können in den unterschiedlichen Werten eines Stereosignals SI abgebildet werden.

Das Stereosignal SI kann einen charakteristischen Wert AI annehmen, wenn die Nahbereichsspule(n) 2 sich gleichzeitig mit der Fernbereichs- spule(n) 3 in einem elektromagnetischen Wechselfeld befindet, und die Energieeinspeisung allein über die Fernbereichsspule(n) 3 ausreicht, um den Chip 6 oder wenigstens Teile 4, 5 des Chip 6 zu aktivieren. Dieser erste charakteristische Wert AI signalisiert somit, dass sowohl Fernbereichs- spule(n) 3 wie auch Nahbereichsspule(n) 2 Signale empfangen, wobei die Energieversorgung für den Chip 6 vollkommen ausreichend über die Fernbereichsspule(n) 3 erfolgt. Damit ist gewährleistet, dass eine Chipkarte, welche aus dem unendlichen Fernbereich in die Nähe eines elektromag- netische Wellen ausstrahlenden Terminals gebracht wird, das Stereosignal SI mit dem Wert AI erzeugt. Die Chipkarte kann Funktionen übernehmen, wie sie üblicherweise bei Chipkarten nach ISO 14 443 vorhanden sind.

Kann die Elektronik 6 und/oder der Teil 4 hiervon Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichsspule(n) 3 und Nahbe- reichsspule(n) 2 indizieren, nimmt das Signal SI seinen zweiten charakteristischen Wert A2 an. Die Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld können physikalisch als Phasendifferenzen, Frequenzdifferenzen, Amplitudendifferenzen oder Energiedifferenzen oder Kombinationen aus diesen genutzt werden. Die DE 43 27 334 Cl beschreibt ausschließlich die Nutzung von Phasendifferenzen zur Indikation zwischen dem Nah- und Fernbetrieb. Die Phasendifferenz dürfte das beste Kriterium sein, um zwischen Nah- und Fernbetrieb zu unterscheiden, da im Fernbereich die Überlagerung der Schwingungen von zwei Sendern, wie zwei Spulen, gegeben ist. Nicht in gleicher Weise vorteilhaft sind Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld aufgrund von Frequen- und/oder Amplituden- und/ oder Energiedifferenzen. In all diesen Fällen könnte durch geeignete Maßnahmen, auch über den Fernbereich, eine Signaldifferenz in den Nahbereichs- 2 und Fernbereichsspule(n) 3 erzeugt werden, die den Betrieb Nahbereich vortäuscht. Patentgemäß ist es jedoch möglich, in die Nahbereichsspule(n) 2 beispielsweise eine andere Frequenz einzukoppeln als in die Fernbereichsspule(n) 3. Dies geschieht beispielsweise, indem die der Nahbereichsspule(n) 2 benachbart lokalisierte Spule im Terminal mit einer anderen Frequenz schwingt, als die Spule im Terminal, welche mit der Fernbereichsspule(n) 3 koppelt. Detektiert der Chip 6 bzw. der Teil 4 eine Frequenzdifferenz, wird das Stereosignal SI vom ersten charakteristischen Wert AI in seinen zweiten Wert A2 umgeschaltet. Das gleiche geschieht, falls zwischen Nahbereichs- 2 und Fernbereichsspule(n) 3 eine Phasendifferenz auftritt.

Verschwinden die Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Eingängen über den Nahbereichs- 2 und Fernbereichsspule(n) 3, so soll auch das Stereosignal SI ausbleiben oder es soll einen weiteren charakteristischen dritten Wert A3 annehmen. Bei Vorliegen dieses dritten Wertes A3 ist in der Elektronik 6 die Information vorhanden, dass der zweite Wert A2 des Stereosignals SI vorgelegen hat und nicht mehr vorliegt. Für den Chipkartennutzer bedeutet dies, dass die Chipkarte im Bereich eines Nahfeldes war und sich jetzt nicht mehr in diesem befindet. Mit dem dritten Wert A3 können in der Elektronik 6 unterschiedliche Funktionen gesteuert werden, welche sich von denen unterscheiden, die mit den Werten AI bzw. A2 gesteuert wurden. Damit ist gewährleistet, dass die Chipkarte mit einge- schränkten Funktionen solange nutzbar bleibt, wie sie genügend eingestrahlte Energie über die Fernbereichsspule(n) 3 erhält. Liegt das Stereosignal SI mit dem Wert A2 vor, ist gewährleistet, dass alle zusätzliche Funktionen, über die eingeschränkten bei den Werten AI bzw. A3 hinaus, aktiv sind. Die Funktionen können bestimmten Sicherheitsstufen zugeordnet sein, so dass mit dem A2 des Stereosignals die höchste Sicherheitsstufe dem Nahbereich zugeordnet ist.

Wird über die Nahbereichsspule(n) 2 genügend Energie eingespeist, d.h. reicht die Nahbereichskopplung aus, um den Chip 6 bzw. den Teil 4 zu versorgen, kann derTeil 4 die Dominanz über alle weiteren Elektronikteile übernehmen. Da gemäß der Erfindung das Stereosignal SI in diesem Falle den Wert A2 hat, ist gewährleistet, dass die höchste Sicherheitsstufe nur aktiv ist, wenn und nur wenn sich die Chipkarte im Nahbereich eines Terminals befindet. Voraussetzung hierzu ist, dass die Energie über die Nahbereichsspule(n) 2 ausreicht, um mindestens den Teil 4 der Elektronik 6 aktiv zu halten. In diesem Falle kann über den Teil 4 der Elektronik 4 entschieden werden, ob beispielsweise bestimmte weitere Chipteile oder Ein- und Ausgänge ein- bzw. ausgeschaltet werden.

Das Stereosignal SI indiziert mit seinen drei Werten AI, A2, A3 unterschiedliche Zustände. In Abhängigkeit von diesen Werten kann entschieden werden, ob über die Kontakte 1 weiterhin kommuniziert werden kann, indem nur Daten ausgetauscht werden, oder ob über die Kontakte auch Energie zur Verfügung gestellt wird oder ob die Kontakte abgeschaltet werden.

Der zweite Elektronikteil 7 ist direkt mit den Nahbereichsspule(n) 2 verbunden. In diesem Elektronikteil 7 werden die Signal- und/oder Energieeingänge über die Nahbereichsspule(n) 2 in einer Form aufbereitet, dass sie mit den Eingängen über die Kontakte 1 vergleichbar sind. Damit ist gewährleistet, dass die Elektronik 6 alle Funktionen, die auf eine Kommunikation über die Kontakte 1 ausgelegt sind, in unveränderter Weise wie bei einem Kontaktbetrieb erfüllen kann. So kann ein Multiplizierwert im Teil 5 des Chips 6 auf die gleiche Weise Daten über die Koppelstrecke 2 wie über die Kontaktstrecke 1 erhalten.

Zusätzlich zum Elektronikteil 6 oder als Teil von 6, ist ein drittes Elektronikteil 8 vorhanden, welches in Abhängigkeit der Werte AI, A2, A3 des Stereosignals SI optische, akustische oder sonstwie für Menschen wahrnehmbare Signale aussenden. Mit der Wahrnehmung der unterschiedlichen Signale ist es einem Nutzer möglich zu beurteilen, in welchem Zustand, Sicherheitsmodus, die Chipkarte arbeitet. Mit diesem Signal ist es einem Chipkartennutzer möglich, festzustellen, ob beispielsweise die höchste Sicherheitsstufe durch den Wert A2 in einem abgeschlossenem Terminal aktiviert wird. Dies kann durch ein akustisches Signal erfolgen, der dritte Elektronikteil 8 kann aber auch eine visuelle Anzeige darstellen, welche auf der Chipkarte enthalten ist und nach Einschub in einen Terminal beim Herausnehmen anzeigt, dass der Wert A2 aktiviert wurde. Damit ist für einen Nutzer unmittelbar sichtbar, dass die höchste Sicherheitsstufe seiner Chipkarte aktiviert wurde.

Wenn in einer besonderen Ausgestaltung Fernbereichsspule(n) 3 fehlen, ist der Fernbetrieb nur in eingeschränkter Form möglich ist. Wenn aber zusätzlich Kontakte 1 auf der Chipkarte vorhanden sind, kann ein Stereosignal SI erzeugt werden, welches unterschiedliche Werte AI, A2, ... An anzunehmen imstande ist, wobei diese Werte AI, A2, ...., An Kontaktfunktion oder gemischte Funktion, nämlich sowohl kontaktbehaftet wie auch kontaktfrei, charakterisieren.

Für Testzwecke kann es sinnvoll sein, Daten, welche über Spulen und/oder Kontakte eingehen, über die jeweils weiteren Ein- Ausgabewege zu senden. Über diesen Weg kann das Funktionieren bestimmter Chipteile getestet werden, indem Daten über die Nahbereichsspule(n) 2 eingespeist und ihre richtige Verabeitung und Ausgabe über die Kontakte 1 oder Fernbereichsspulen 3 oder umgekehrt getestet wird.

Statt Nahbereichs- oder Stereospulen 2 und/oder Fernbereichsspulen 3 können auch wenigstens teilweise Kondensatoren verwendet werden. In diesem Falle werden über diese Kondensatoren vorzugsweise Signale bzw. Daten übertragen, da sich eine Energieübertragung durch Ausnützung elektrischer Feldeigenschaften (Energiedichte des elektrischen Feldes) über Kondensatorplatten nicht in gleicher Weise eignet wie eine Energieübertragung über die magnetischen Felddichten bei Spulenkopplungen.

Sämtliche elektronischen Schaltungsteile, nämlich die Elektronik 6, der erste Teil 4 der Elektronik 6, der zweite Teil 5 der Elektronik 6, der zweite Elektronikteil 7 und der dritte Elektronikteil 8, können in einen einzigen Chip 6 integriert sein, wie es auch möglich ist, Teile hiervon als separate Schaltungen aufzubauen, die miteinander funktional verbunden sind.

Gewerbliche Anwendbarkeit:

Die erfindungsgemäße Chipkarte mit mindestens zwei Spulenanordnungen ist gewerblich anwendbar, um derartige Chipkarten in Abhängigkeit von der Indikation Nahbereich und/oder Fernbereich zu steuern und dabei den Stereoeffekt auszunutzen. Die Nützlichkeit der Erfindung besteht insbeson- dere darin, daß dadurch beim Zugriff auf den Speicher oder Speicherteile des Chips unterschiedliche Sicherheitsstufen in Abhängigkeit von der Funktion Nah- oder Fernbereich aktiviert werden und somit die Chipkarte unter Ausnutzung des Stereoeffekts in Abhängigkeit vom Nah- oder Fernbetrieb verschiedene Funktionen zu erfüllen imstande ist.

Claims

Patentansprüche :

1. Chipkarte mit mindestens zwei Spulenanordnungen (2,3) zur kontaktfreien sowie gegebenenfalls mit Kontakten (1) zur kontaktbehafteten jeweiligen Übertragung von Daten und/oder Energie mit einem Schreib- /Lesegerät (Terminal), wobei eine oder mehrere der Spulen (2) der ersten Spulenanordnung (2) solche für den Nahbereich (Nahbereichs- oder Stereospulen) und eine oder mehrere der Spulen (3) der zweiten Spulenanordnung (3) solche für den Fernbereich (Fernbereichsspulen) sind, mit einer Elektronik (6), die mit den Spulenanordnungen (2,3) und gegebenenfalls den Kontakten (1) verbunden und die geeignet ist, zwischen den unterschiedlichen Spulenanordnungen (2,3) entsprechend unterschiedlicher physikalischer Merkmale, wie Phasen- und/oder Frequenz- und/oder Amplituden- und/oder Energieunterschiede, zu unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass a) in einem ersten Teil (4) der Elektronik (6) ein Stereosignal (SI) erzeugt wird, welches einen ersten charakteristischen Wert (AI) annimmt, wenn die Fernbereichs- (3) und die Nahbereichsspule(n) (2) sich gleichzeitig in einem elektromagnetischen Wechselfeld befinden und die Energieeinspeisung über die Fernbereichsspule(n) ausreicht, um die Elektronik (6) oder wenigstens den Teil (4) zu aktivieren, b) wobei Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichs- (3) und den Nahbereichsspule(n) (2) in Form von Phasen- und/ oder Frequenz- und/oder Amplituden- und/oder Energiedifferenzen genutzt werden, um einen zweiten charakteristischen Wert (A2) des Stereosignals (SI) zu erzeugen, c) wenn die Unterschiede im elektromagnetischen Wechselfeld zwischen den Fernbereichs- (3) und den Nahbereichsspule(n) (2) verschwinden, in Folge davon das Stereosignal SI ausbleibt oder einen weiteren, dritten charakte- ristischen Wert (A3) annimmt und in diesen beiden Fällen die Chipkarte mit ihrer Umwelt so lange mit eingeschränkten Funktionen nutzbar bleibt, wie die eingestrahlte Energie aus den Fernbereichsspule(n) (3) dies zulässt, d) hingegen bei Vorliegen des Stereosignals (SI) mit dem zweiten charakteristischen Wert (A2) die Chipkarte mit zusätzlichen Funktionen über die eingeschränkte Funktion hinaus nutzbar ist.

2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen des Stereosignals (SI) mit dem ersten Wert (A2) und ausreichender Energieeinspeisung über die Nahbereichssρule(n) (2) der erste Teil (4) der Elektronik (6) die Dominanz über alle weiteren Elektronikteile (5,7,8) innehat, so daß er wahlweise die anderen Elektronikteile (5,7,8) ein oder auszuschalten und/oder bestimmte Funktionen in den anderen Elektronikteilen (5,7,8) zu aktivieren oder zu deaktivieren imstande ist.

3. Chipkarte nach Anspruch 1 mit Kontakten (1), dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen des Stereosignals (SI) mit dem ersten oder zweiten oder dritten Wert (A1,A2,A3) eine Kommunikation über die Kontakte (1) unterbrochen und/oder abhängig vom entsprechenden Stereosignal (SI) gesteuert wird.

4. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Elektronikteil (7) direkt mit den Nahbereichsspule(n) (2) verbunden ist, welcher die über die Nahbereichsspule(n) (2) eingehenden Signale in einer solchen Form der Elektronik (6) und/oder Teilen (4,5) davon zur Verfügung stellt, wie sie den Signalen bei Eingang über die Kontakte (1) vergleichbar sind, beispielsweise Gleichrichtung, so daß der zweite Elektronikteil (7) Funktionen ausführt, wie sie auch bei Eingang der Signale über die Kontakte (1) ausführbar sind.

5. Chikparte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Elektronikteil (8) vorhanden ist, welche bei Vorliegen eines der unterschiedlichen Werte (A1,A2,A3) oder beim Ausbleiben des Stereosignals (SI) ein für Menschen wahrnehmbares optisches oder akustisches Signal aussendet, womit ein Nutzer der Chipkarte zwischen verschiedenen Funktionsweisen zu unterscheiden in der Lage ist.

6. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Fernbereichsspule(n) (3) und der Nahbereichs- spule(n) (2) als Kondensatoren ausgeführt sind, die ebenfalls zum Übertragen von Daten und/oder Energie dienen.

7. Chipkarte nach Anspruch 6 mit Kontakten (1), dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich Nahbereichsspule(n) (2) und/oder Kondensatoren vorhanden sind, und das Stereosignal (SI) unterschiedliche Werte (A1,A2, ..., An) annimmt, welche jeweils zur Steuerung der Funktionen der Elektronik (6) der Chipkarte dienen.

8. Chipkarte nach Anspruch 1, mit Kontakten (1), dadurch gekennzeichnet, dass wechselweise über die Fernbereichsspule(n) (3) und/oder die Nahbe- reichsspule(n) (2) Energie und Daten und/oder über die Kontakte (1) Daten und Energie ausgetauscht werden, wobei die von den Kontakten eingehenden Daten über die Spulen (2,3) und die über Spulen (2,3) eingegebenen Daten über die Kontakte (1) ausgegeben werden.

9. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von unterschiedlichen Frequenzen als physikalisches Unterscheidungsmerkmal in die Nahbereichsspule(n) (2) eine andere Frequenz eingekoppelt wird als in die Fernbereichsspule(n) 3, indem die der Nahbereichsspule(n) 2 benachbart lokalisierte Spule des Terminals mit einer anderen Frequenz schwingt, als diejenige Spule des Terminals, welche mit der Fernbereichsspule(n) 3 der Chipkarte gekoppelt ist.