CN1472698A - 非接触交易卡及其适配器 - Google Patents

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Abstract

一种非接触交易卡，其包括第一和第二非接触集成电路(IC)芯片以及一个与这两个IC相连的天线，该天线用来在非接触条件下实现这两个IC的操作功能。该非接触交易卡优选由多层材料经层压形成的一载板来制成。天线以及其中的一个IC芯片嵌在载板的层体中从而永久地固定在卡中，另一个IC芯片作为微尺寸卡布置在卡内的一个区域中，该微尺寸卡可从载板的主体上取下。此外，还有一种适配卡，其具有一个用来存放微尺寸非接触交易卡的固定器以及一个与微尺寸卡相连的天线。该适配器可将微尺寸交易卡转换成一个全尺寸卡并能读取该卡中IC芯片的相关信息。

Description

非接触交易卡及其适配器
技术领域
本发明涉及一种多功能非接触电子交易卡，其能够在一张卡上提供多种非接触功能。本发明还涉及一种非接触卡，其可变换用于非接触卡不同容纳尺寸的操作环境中。
背景技术
现代社会中，电子交易卡已风行了多年，其在功能上可用来保存用户信息或者是特定的帐户信息从而方便而快捷地实现各种交易。例如，这类卡可用来保存用户的帐户信息从而方便购货交易或服务交易的进行其也可保存用户的身份信息从而使用户通过安全或特许网络或系统。现在通常有两类电子交易卡，即已存在多年的接触卡和新近出现的非接触交易卡。
接触型电子交易卡例如包括有图1所示的信用卡或者是图2所示的用户身份模块(subscriber identity modules----SIM)卡。当信用卡在美国已广为人知时，SIM卡还主要用于欧洲和亚洲(尽管在美国受到欢迎)的通讯设备如移动电话上以便用户读取个人信息，在特定的国家里该SIM卡甚至还主要是用于特定的通讯网络中。通常来说，SIM卡有两种尺寸规格，即尺寸大小类似于信用卡的全尺寸(即标准尺寸)卡以及尺寸远小于信用卡的微尺寸或塞入式尺寸卡(其大小约为25mm长，15mm宽)(参见图2)。该接触型卡中保存有帐户信息和/或其它特定的用户信息，这些信息也可经编码保存在嵌入卡内的磁条或集成电路(IC)芯片上。只有将磁条或IC芯片直接与读卡器或读取设备相接触，所保存的信息或者与该卡有关的信息才能被读取出来。
另一方面，非接触交易卡通常用于公共交通系统或用于安全/进入控制中。与接触型卡一样，非接触交易卡内的集成电路也可保存特定的用户信息如用户的帐户信息或身份信息。另一方面，接触卡要求磁条或IC与读卡器或读取设备进行物理接触，而非接触交易卡则是通过无线信号来与读卡器或读取设备实现信息输送的，因此该卡和读卡器或读取设备之间不需要物理接触。
如图3所示，非接触交易卡200包括有集成电路IC210和天线220，其中的IC210安装在卡板230上，其中的天线220从IC210伸出并安装在卡板230上。IC210和天线220优选为同时嵌在层压形成的交易卡200的多层材料中。相对于IC210来说，天线220的总长很长，其通常以回路的形式制作在卡200中，其也可卷绕在卡的平面内。向或从非接触交易卡传送或读取信息是通过从IC210伸出的天线220发送RF信号来实现的。天线的长度正比其收发范围，因此天线越长，卡和读卡器/读取设备之间能够成功收发信息的距离也就越大。
在一例非接触交易卡中，用户只需将非接触交易卡靠近到读取设备周围一适当的天线范围内就能成功地进入安全地点，其中读取设备可通过卡的内置天线成功地读取IC内的身份数据。如果读取设备根据所检测的身份信息确定该用户有权进入安全地点，那么读取设备就发送一个信号以控制安全系统允许用户进入安全地点。
当非接触交易卡用于交通系统时，安装在卡内的IC例如就包含有用户的帐户信息如可获得的余款信息(用于余款类型的控制)或帐单信息(用于信用类型的控制)。使用这种卡进入或离开交通系统的操作方式或者使用这种卡读取或更新用户帐户的操作方式类似于读取控制的操作，其中只需将卡放到读卡器前天线发射的范围之内就可以了。
与标准的集成电路(接触)卡相比，非接触交易卡具有许多的优点，如：交易快速，使用简便，卡和读取设备的磨擦损坏小。因此随着无线技术的广泛应用，这种非接触交易卡越来越受人喜爱。
随着非接触交易卡使用的不断增加，用户可能需要同时携带几种卡，其中不同的卡用于不同的环境和/或不同的功能。因此，最好增强和/或提供多功能的交易卡以减少用户所需的卡数。
发明概述
本发明包括一种非接触交易卡，其包括第一和第二非接触集成电路(IC)芯片以及一个与这两个IC相连的天线，从而在非接触条件下实现这两个IC的操作功能。该非接触交易卡优选由多层材料经层压形成一载板来制成。天线以及其中的一个IC芯片嵌在载板的层体中从而永久地固定在卡中，另一个IC芯片作为微尺寸卡布置在卡内的一个区域中，该微尺寸卡可从载板的主体部分上取下。
本发明还包括一种适配卡，其具有一个用来存放微尺寸非接触交易卡的固定器以及一个与微尺寸卡相连的天线。因此该适配器可将微尺寸交易卡转换成一个全尺寸卡并能读取该卡中IC芯片的相关信息。
结合附图参考以下的说明，本发明的其它特征和优点将会更加清楚。
附图说明
图1为现有技术中接触型电子交易卡第一实施例的标准信用卡；
图2为现有技术中接触型电子交易卡第二实施例的微尺寸SIM卡；
图3为现有技术中的标准非接触交易卡；
图4为本发明的非接触交易卡；
图5A-5C所示为形成图4所示非接触交易卡的层体；
图6为从图4所示卡上分离下来的本发明微尺寸非接触交易卡；
图7为本发明用来与图6所示微尺寸卡相连的适配器；
图8A-8D所示为形成图7所示适配卡的层体；
图9为另一例用于微尺寸非接触卡的载体，其用作移动通讯设备的盖子；
图10为用于图9所示载体的第一固定器的结构；
图11为图10所示载体结构的分解图；
图12为用于图9所示载体的另一例固定器的结构。
发明详述
图4所示为本发明的全尺寸非接触交易卡100。该卡包括一个具有第一非接触IC芯片104的卡板102以及一个微尺寸卡108，其中的卡板102内嵌有天线106，微尺寸卡108布置在卡板102内并且其内装有一个第二非接触IC芯片110。如图4所示，第一IC芯片104和天线106布置在卡板102外表面的下面。同时，可在微尺寸卡108的表面对IC芯片110进行读取。
微尺寸卡108做在卡板102内并可从卡板102上取下。例如，可沿卡板102的厚度做出多个切边112从而形成微尺寸卡108的形状，其中只在微尺寸卡108的本体和卡板102之间留下一个或多个未切的接边114。作为选择，除了沿微尺寸卡108的整个外周形成切边112之外，微尺寸卡的一边或多边可通过卡板上打孔的方式与卡板可拆相连(参见图5A-5C)。
现在参数图5A-5C，卡板优选至少由三层202a、202b、202c塑料或聚合材料如PVC层压而成。图5A所示的顶层202a具有切边212a，该切边确定了微尺寸卡208a外周的主要部分。如图5A所示，顶层202a的主要部分与微尺寸卡208a本体之间没有接边。然而在图5A所示的实施例中，微尺寸卡208a的一侧沿着打孔线218a与202a的主体相连。IC210布置在层体202a中，这样至少有IC210的电触点露在202a的前后表面上。
图5B所示的中间层202b包括一个由切边212b形成的微尺寸卡208b。与层202a一样，微尺寸卡208b的一侧沿着打孔线218b与202b的主体相连。然而与层202a不同的是，层202b内的切边212b在微尺寸卡208b的本体和层202b的主体之间沿着微尺寸卡208b的外周存在中断从而形成接边214。
该中间层202b进一步包括有一个安装在其内的IC芯片204以及形成于其上的天线206。天线206的总长通常(尽管并非必须)是卡层202b外周长度的数倍，因此其要在层202b的平面区域上卷绕或形成回路。当天线206绕层202b弯卷时，其要穿过IC芯片204并与之接触从而可通过天线206经RF传输使信息保存在IC芯片204中并能被读取。天线206还包括有从卷绕部分伸出的端线216，该端线216跨过接边214并进入微尺寸卡208b的本体中。该接边214优选沿微尺寸卡208b的外周布置，这样天线206的端线216就可在IC210的适当触点位置处进到微尺寸卡208b的主体中。由于层体202a、202b、202c如下所述是经叠放置压而成，因此在层体最终组合成图4所示的卡时，IC210的相应触点就会在层体202a的后面与天线的端线216接触。
对于每一个非接触芯片来说，天线回路都要与芯片的正极区域和负极区域相连，这样电磁信号才能从其一侧进入相应的芯片并从芯片的另一侧出去。各芯片的中间部分接地。
可用多种方式将天线206做在层体202b上。例如，可将一根具有一定长度的细丝或导线附在层体202b的表面来形成天线206。作为选择，天线206也可做成一根由导电漆构成的连续线条，其中该导电漆可采用印刷技术沉积在层体202b。
如图5C所示，卡板的底层202c在制作上与图5A所示的顶层202a类似，只是切好的微尺寸卡208c不包括有IC芯片。注意，形成微尺寸卡208c外周的的切边212c并不包括有接边，因此，只有中间层202b在微尺寸卡208b和卡层202b的主体之间包括有接边214。
在形成上述的层体202a、202b、202c之后，这些层体彼此对齐并经层压形成图4所示的非接触交易卡，其中天线206和IC芯片204永久地集成在卡板中。在最后形成的非接触交易卡中，天线206与非接触IC芯片204永久接触从而能够实现与标准全尺寸非接触卡一样的非接触操作功能。此外，还可通过非接触IC210来实现另一种非接触操作功能，其中天线的端线216在微尺寸卡的层体之间或之内延伸从而与非接触IC芯片210相连，同时该微尺寸卡形成全尺寸卡的一个部分。因此，这两个非接触IC芯片204和210共用天线206来向或从相应的IC芯片发射和接收信息，从而使一张非接触卡可用于多种非接触交易中。
微尺寸卡优选为仅沿着一条孔边与卡的主要部分相连，其中的孔边穿过所有的层体202a、202b、202c，并且只有中间层202b包括有接边214从而提供一个表面供天线连接到微尺寸卡的IC210上。在微尺寸卡和卡板的主体部分之间形成孔边，减少接边的厚度以及仅在一个卡层上形成接边均能使微尺寸卡容易地从更大的非接触卡上取下。
尽管上面是用特定的实施例来描述非接触卡的结构，但本发明实际上还包括其它的实施例，这包括内置两个以上IC芯片的非接触卡，比图5A-5C所示层数更多的非接触卡等。
当微尺寸卡108从卡板102上取下时，如图6所示，微尺寸卡必须与另一根天线相连才能恢复非接触IC芯片110的非接触操作功能。例如，该微尺寸卡108可插入到一张如图7所示的适配卡300中，该适配卡包括一个基板302，一个内置天线304以及一个用来固定微尺寸卡108的袋壳306。
与图5A-5C所示的载板一样，适配卡300可由多个层体层压而成。每个层体优选由塑料膜或聚合材料膜制成，当然所有的层并非一定要由同一种材料制成。
如图8A所示，顶层302a上有一个切除部分308，其尺寸和形状大约与微尺寸卡108的一半相当。层体302a的厚度优选足以柔韧到能将微尺寸卡滑过切除部分308并滑到袋壳306下。
图8B所示的第二层302b包括有一个切除部分310，其尺寸和形状与微尺寸卡108相当。第二层302b的厚度优选大于顶层302a的厚度，其接近或略小于微尺寸卡108的厚度。
图8C所示的第三层302c包括有一天线304，该天线304在层体302c上的形成方式类似于图5B所示非接触卡中间层202b上天线的形成方式。天线304的端线312伸到层体302c表面上的对齐标识314中，这样层体在组合好后，天线的端线312就在一位置处附接于对齐标识314内的层体302c上，其中该位置对应于微尺寸卡108正确插入适配器时其IC芯片的位置。
作为选择，顶层302a和第二层302b之间可形成天线，同时端线312在适配器组装时附接在标识314区域内的第三层302c上。作为选择，适配器300的底面可加一个第四层302d作为底层。该底层为实体结构其中没有其它形状结构、孔或切除部分。本发明的构思内还可有其它的结构，这包括带有附加层或不同层的适配卡以及具有不同结构的载卡，该载卡用来形成非接触卡的固定器。
在适配器300的使用中，要将微尺寸卡108插入到袋壳306中，同时非接触IC芯片110与对齐标识314正对。这样，IC芯片110就与天线的线端312电接触从而使芯片的非接触操作功能得以实现。
作为选择，微尺寸卡108在操作上可存放于移动电话壳体上的载体中。由于现今许多人通常都将他们的移动电话放在手边随手可拿到的地方，因此对于他们来说将微尺寸非接触卡放在移动电话的壳体中非常方便。此时，用户只需在使用非接触卡时将移动电话在读取器前晃一下就行了，不必再去翻找他或她的钱夹、口袋或手袋里的非接触交易模块。
图9为本发明的盖子50与移动电话40相连的情况。盖子50内有一个在厚度上至少能容纳非接触交易卡108和固定器60(图11)的内空间，其中非接触交易模块就插在该固定器60中。如图10-12所示，盖子50包括固定的突出部52，该突出部52沿盖子的底边形成，用来与移动电话40壳体中相应的槽口相接。
如图9所示，盖子50可沿着盖子50的顶边通过一个扣锁机构与移动电话相连，该扣锁机构可由弹性推键54控制。例如，可在推键54的底部形成一个向上的钩锁，其中当盖子与移动电话40相连时该钩锁钩在盖子50顶边内面形成的边56下。作为选择，推键54和相应的扣锁也可形成于盖子50的顶边上从而抓住移动电话40壳体上相应的边缘。
将突出部52插到移动电话40壳体中形成的对应槽口中，并将盖子50的顶边按到移动电话40上直到突件54上的扣锁扣在盖子50的边缘56上或者移动电话40的壳体上，就可将盖子50连接到移动电话40上，上述操作的不同取决于盖子和电话的结构。
按下推键54将扣锁从盖子50的边缘上或者从电话的壳体上松开，就能使盖子50离开移动电话40的表面从而使突出部52与电话壳体中相应的槽口分开，将盖子50从移动电话40上取下。
推键54的弹性可由弹簧提供，该弹簧将推键固定到移动电话的壳体上或盖子50上。该弹性也可由其上带有突件的塑料材料的自然变形特性来提供。
当然，可以对盖子50的形状和尺寸进行调整以适应不同类型的移动电话。此外，根据移动电话手持类型的不同，特别是那些可拆电池单元形成电话壳体后盖的手机的不同，盖子50可做成电池单元上的一个附加盖子。此时，盖子50的侧边可带有向内的制动件或其它的突件以便与电池单元或电话壳体上的相应沟槽或槽口相接。然后可使盖子50沿着电池单元滑动从而使盖子50接入电话的固定位置或从该位置松开并取下。
图10和11为这类盖子50的第一个实施例。在该例中，盖子50的内面具有边缘62和64，其中的盖子50在形状上与微尺寸卡108相对应。边缘62、64的高度可与卡108的厚度相当。边缘62和64用作定位导件以便将非接触微尺寸卡108保持在固定器60内的插入位置中。
固定片68通过柱体66附接到盖子50的内表面上，其一直从边缘62的端头附近横跨到边缘64的端头附近，从而基本穿过边缘62和64之间的空间。固定片68的长度至少应等于卡108的相应长度或宽度。固定片68正对着盖子50内表面的一面优选处于一个略小于卡108厚度的高度上，从而当卡108插入固定器60时可以将卡108压住，但注意该高度不应低到使卡108不能插入固定器60的程度。当将卡插入固定器60时，固定片68用来将卡108牢牢地固定在边缘62和64上。
边缘62和64、柱体66以及固定片68优选由盖子50内表面的材料构成。作为选择，固定片68可由一种在弹性上能够增强其固定功能的材料构成。
盖子50可带有一个已“内置”于盖子50表面上的天线30，其中天线的端线位于一个在卡108插入固定器60时能够与非接触卡108上的IC芯片110自然连上的位置上。该天线的端线34可布置在盖子50的内表面上，也可布置在固定片68上与插入的卡108正对的表面上。
如图10所示，当微尺寸卡108的尺寸和形状与塞入式SIM卡一样时，卡108就以这样的一个方向插入到固定器60中，其中斜角14与边缘62的位置对齐，卡108滑到固定片68的下面直致模块的插入角与边缘62和64邻接。当然，固定器60的方向也可变到使插入的卡108的斜角位于盖子右上侧的方向上，其与图10和11所示的左上侧相对；固定器60的方向还可变到斜角位于固定器左下角或右下角的位置上，其中如图所示，卡108从上面插到固定片68中。作为选择，边缘64在短尺寸一边的设计上可与微尺寸卡108斜角旁边的角相一致，这与长尺寸一边的相反。边缘62的位置同样可使斜角的方向位于固定器60的左上角、右上角、左下角或右下角。
当然，如果微尺寸卡108的尺寸和形状与塞入式SIM卡不同，如图所示，盖子50内的固定器60，特别是边缘62和64在形状上也应相应地与卡108的尺寸和形状一致。
鉴于固定器60内的微尺寸卡108可能具有不同的取向和结构，因此当微尺寸卡108插入到固定器60中时，边缘62和64的结构也应能够保证微尺寸卡108上的IC芯片110处于一个合适的正对盖子50内表面的位置上从而与盖子50表面上的天线30的端线34相齐，参见图11。
图12为用于微尺寸非接触交易卡的另一例载体。在该实施例中，用于非接触交易卡的固定器做成了盖子50内表面上的一个袋壳70。该袋壳70由封套72形成，封套72固定连接在盖子50的内表面上，袋壳70四个侧边中有三个被封上或者具有一个挡板从而防止其中的非接触交易卡从中滑出。封套72的宽度应刚好能够容纳其中的非接触交易卡，其高度优选小于卡的高度。
封套72还包括一个开口74，其大小应足以使用户用他或她的手指将插入的模块推出袋壳70。袋壳70位于盖子50的内表面上，其底端78靠近盖子50的一边，袋口76相对于底端78更靠近盖子50的中心。为了将卡插入，可将该模块放在盖子50内表面上袋口76的上部，然后滑入袋壳70中。
与图10和11所示的载体实施例类似，该天线永久地附接在盖子的表面上，同时在非接触交易卡插入到袋壳70中时，天线的端线位于一个合适的与IC对齐的位置上。这里，当非接触交易卡插入时，内含IC的侧边与盖子50的表面正对这一点非常重要，此时IC就能与盖子上上天线端线相对齐。
用于本发明非接触交易模块的载体可嵌在另一种与上述用于移动电话的适配器300或盖子不同的结构中。例如，这种载体可做成一个用于膝上电脑或笔记本式电脑、掌上或手持式组件或计算设备如个人数字助理、或者其它任何类型便携式电子和/或通讯设备的盖子或者附件。这类载体可嵌在任何移动用户方便的结构中，只要载体中包括有一个用于非接触交易模块和天线的固定器就可，当非接触交易卡插入固定器中时，其中的天线布置在载体上或内一个与卡对齐的位置上。
尽管本发明是相对于特定的实施例进行地描述，但本领域的技术人员都清楚其它变化、改型以及其它用处均是显而易见的。因此，本发明并非由上面所公开的内容限定而是由权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种非接触交易卡，其包括
基板，其大小与标准的交易卡相同；
天线，其布置基板中；
第一集成电路芯片，其装在基板中并在操作上与天线连接从而用来实现第一非接触交易操作功能；
微尺寸卡，其形成于基板的一个部分中从而可从基板上取下来；以及
第二集成电路芯片，其装在基板中形成有微尺寸卡的部分内，该芯片在操作上与天线连接从而用来实现第二非接触交易操作功能。
2.如权利要求1所述的非接触交易卡，其中的微尺寸卡可通过基板厚度上的至少一个切口而可分割地形成于基板中，该切口的形状与微尺寸卡基本相同。
3.如权利要求2所述的非接触交易卡，其至少还包括一个未切的接边，该接边将微尺寸卡与基板的其它部分相连，其中的天线穿过这至少的一个接边而与第二集成电路芯片卡相连。
4.如权利要求1所述的非接触交易卡，其中的微尺寸卡沿着一个孔线与基板的其余部分相连。
5.一种形成非接触交易卡的方法，其包括：提供至少第一、第二和第三层材料，其中第一、第二和第三层材料的形状和尺寸均对应于全尺寸交易卡的形状和尺寸；
通过在第一层体上沿微尺寸卡的外周部分形成连续的切口，在第一层体材料中形成一个与微尺寸卡相对应的形状部分；
将第一集成电路芯片安装在第一层体中这个与微尺寸卡相对应的形状部分内；
通过在第二层体上沿微尺寸卡的外周形成多个切口，在第二层体材料中形成一个与微尺寸卡相对应的形状部分，其中的多个切口在微尺寸卡和第二层体的其它部分之间至少留下一个接边；
将第二集成电路芯片安装在第二层体上；
在第二层体上提供一根天线，该天线与第一和第二集成电路芯片电连接，该天线经该至少的一个接边而伸入微尺寸卡中从而与第一集成电路芯片相连；
通过在第三层体上沿微尺寸卡的外周主要部分形成一个连续切口，而在第三层体材料中形成一个与微尺寸卡相对应的形状部分；以及
将这至少的第一、第二和第三层层体层压起来。
6.一种使用非接触交易卡的方法，其中的交易卡具有一个微尺寸卡，该微尺寸卡为可分离地形成于一标准尺寸交易卡中，该方法包括：
将标准尺寸交易卡放到第一读取设备处以便激活标准尺寸交易卡中第一集成电路芯片的功能；
将标准尺寸交易卡放到第二读取设备处以便激活标准尺寸卡中微尺寸卡主要内第二集成电路芯片的功能。
7.一种使用非接触交易卡的方法，其中的交易卡具有一个微尺寸交易卡，该微尺寸交易卡为可分离地形成于一标准尺寸交易卡中，该方法包括：
将微尺寸交易卡从标准尺寸卡上取下来；以及
将微尺寸卡插入一其上布置有天线的载体中，该天线与微尺寸卡上的集成电路芯片对齐从而使天线与集成电路芯片相连并实现微尺寸卡上集成电路芯片的非接触操作功能。
8.一种使用非接触交易卡的方法，其中的交易卡内具有多个集成电路芯片，该方法包括：
将标准尺寸交易卡放到第一读取设备处以便激活标准尺寸交易卡中第一集成电路芯片的功能；
将标准尺寸交易卡放到第二读取设备处以便激活标准尺寸卡中微尺寸卡主要内第二集成电路芯片的功能。
9.一种用于微尺寸非接触交易卡的适配器，其包括：基层，其形状和尺寸基本与标准交易卡相当；
中间层，其厚度基本对应于微尺寸非接触交易卡的厚度，并且该中间层中还有一个切除部分，该切除部分的形状对应于微尺寸非接触交易卡的形状；
顶层，其厚度小于中间层的厚度，该顶层中还具有一切除部分，该切除部分的形状对应于一部分微尺寸非接触交易卡的形状，顶层的切除部分与中间层的切除部分对齐从而形成一个袋壳以固定微尺寸交易卡；以及
天线，该天线要么嵌在中间层和顶层之间，要么嵌在中间长和基层之间，该天线的端部布置在基层表面上一个与中间层和顶层切除部分对齐的区域上，这样一旦微尺寸交易卡插入到袋壳中就会使卡的集成电路芯片与天线在操作上对齐接触从而实现非接触操作功能。
10.一种形成适配卡的方法，其中的适配卡用于适配微尺寸非接触交易卡，该方法包括：
提供至少第一、第二和第三层材料，其中第一、第二和第三层材料的形状和尺寸均基本对应于全尺寸交易卡的形状和尺寸；
在第一层体上形成一切除部分，该切除部分在形状上与微尺寸卡的一部分相对应；
在第二层体上形成一切除部分，该切除部分在形状上与整个微尺寸卡相对应，同时第二层的这个切除部分与第一层中的切除部分对齐；
在第三层上形成一天线，并将天线的端部附接在第三层上一个与第一和第二层中切除部分相对齐的区域上，这样一旦微尺寸交易卡插入切除部分中就会使微尺寸卡的集成电路芯片与天线在操作上对齐接触；以及
将至少的这第一、第二和第三层层体层压起来。
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