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Die
Erfindung betrifft einen tragbaren Datenträger, welcher
eine elektronische Schaltung, eine Spannungsversorgung sowie einen
die elektronische Schaltung aufnehmenden Körper umfasst.
Bei dem Datenträger ist die elektronische Schaltung nicht durch
berührende Kontaktierung von außerhalb des tragbaren
Datenträgers zugänglich. Der Datenträger umfasst
ferner eine von außerhalb des tragbaren Datenträgers
betätigbare Rücksetzeinrichtung zur Überführung
der elektronischen Schaltung in einen definierten Zustand.
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Ein
solcher Datenträger kann beispielsweise (ausschließlich)
der Erzeugung von Zufallszahlen dienen, welche auf Anforderung per
Knopfdruck auf einer Anzeigevorrichtung des Datenträgers
angezeigt werden. Eine solche Funktionalität ist beispielsweise
zur Erzeugung eines sog. One-Time-Passwords oder einer TAN (Transaktionsnummer)
etc. von Bedeutung. Derartige Datenträger weisen gegenüber
Chipkarten, welche über eine kontaktbehaftete oder kontaktlose
Kommunikationsschnittstelle verfügen, wesentlich geringere
Herstellungskosten auf.
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Im
Rahmen des Herstellungsprozesses für einen tragbaren Datenträger
besteht eine übliche Vorgehensweise darin, eine elektronische
Schaltung ganz oder teilweise mit einem Material, insbesondere mit
einem Kunststoffmaterial zu umgeben. Bei der elektronischen Schaltung
handelt es sich in der Regel um einen integrierten Schaltkreis,
insbesondere einen Mikrocontroller. Insbesondere bei der Verwendung
von Kunststoffmaterialien kann es im Rahmen des Herstellungsprozesses
zu elektrostatischen Aufladungen kommen, durch die die elektronische Schaltung
des tragbaren Datenträgers in einen undefinierten Zustand
versetzt wird. Wenn sich die elektronische Schaltung in einem undefinierten
Zustand befindet, ist der tragbare Datenträger nicht nutzbar. Um
den tragbaren Datenträger dennoch einer Nutzung zuführen
zu können, ist es erforderlich, die elektronische Schaltung
vom undefinierten Zustand wieder in einen definierten Zustand zu überführen.
Auch während des Gebrauchs des tragbaren Datenträgers kann
eine Überführung der elektronischen Schaltung in
den definierten Zustand unter Umständen erforderlich sein.
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Um
eine Überführung von einem undefinierten in einen
definierten Zustand zu ermöglichen, verfügen insbesondere
als Mikrocontroller ausgebildete elektronische Schaltungen häufig über
eine Funktion, die als Reset bezeichnet wird und die elektronische Schaltung
ausgehend von einem beliebigen Zustand in einen Grundzustand zurückversetzt.
Dieses Zurücksetzen wird in der Regel durch Anlegen eines
dafür vorgesehenen Signals an die elektronische Schaltung
veranlasst.
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Elektronische
Schaltungen mit Reset-Funktion werden bei tragbaren Datenträgern,
insbesondere bei Chipkarten, eingesetzt. Beispielsweise wird bei kontaktbehafteten
Chipkarten während der Anschaltsequenz gemäß der Norm
ISO/IEC 7816-3 ein Reset-Signal von außen an eine
dafür vorgesehene Kontaktfläche der Chipkarte
angelegt. Außer im Rahmen der Anschaltsequenz kann ein
Zurücksetzen der elektronischen Schaltung einer Chipkarte
auch bei anderer Gelegenheit veranlasst werden. Allerdings können
auf diese Weise nur elektronische Schaltungen von Chipkarten zurückgesetzt
werden, die über Kontaktflächen zur berührenden
Kontaktierung verfügen.
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Die
DE 10 2005 020 099
A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines tragbaren
Datenträgers sowie einen tragbaren Datenträger
der eingangs genannten Art bei welcher die elektronische Schaltung
nicht durch eine berührende Kontaktierung von außerhalb
des tragbaren Datenträgers zugänglich ist. Der
in dieser Druckschrift beschriebene Datenträger umfasst
eine Rück setzeinrichtung, die von außerhalb des
tragbaren Datenträgers betätigbar ist und mit
deren Hilfe eine Überführung der elektronischen
Schaltung in einen definierten Zustand auslösbar ist. Hierdurch
ist die Überführung von einem undefinierten in
einen definierten Zustand auch bei solchen Datenträgern
möglich, welche über keinerlei elektrische Kommunikationsschnittstellen,
z. B. nach
ISO 7816,
ISO 14443 kontaktlos,
USB, etc., verfügen. Der Datenträger umfasst hierzu
in einer Realisierung einen zusätzlichen Reset-Taster,
der in den Körper des Datenträgers eingearbeitet
ist. Hierdurch entstehen Bauteilekosten für den Taster
selbst sowie gegebenenfalls höhere Prozesskosten, da unter
Umständen ein standardisierter Fertigungsablauf abgeändert
werden muss. Zusätzlich wird Platz für den Taster
in dem Datenträger benötigt. Nachteilig ist weiterhin
der Umstand, dass konstruktionsbedingt eine Fehlauslösung
der Reset-Funktion unter ungünstigen Umständen
nicht ausgeschlossen werden kann.
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Die
US 5,068,521 B1 offenbart
eine kontaktlose Chipkarte, bei welcher die Durchführung
eines Resets einer CPU auch bei vollständig in einem Gehäusekörper
verkapselter CPU durchgeführt werden kann. Die Chipkarte
verfügt hierzu über eine Einrichtung zur Detektion
eines Reset-Signals. Wenn ein Reset-Signal detektiert wird, veranlasst
diese Einrichtung eine Initialisierung der CPU. Das Reset-Signal
wird mittels einer elektromagnetischen Welle kontaktlos übertragen.
Die Detektion des Reset-Signals erfolgt über die Frequenz
oder die Amplitude der elektromagnetischen Welle.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen tragbaren Datenträger
mit wenigstens einer elektronischen Schaltung, die nicht durch eine
berührende Kontaktierung von außerhalb des tragbaren Datenträgers
zugänglich ist, so auszubilden, dass die elektronische
Schaltung zuverlässig in einen definier ten Zustand zurücksetzbar
ist und ein unbeabsichtigtes Zurücksetzen mit hoher Zuverlässigkeit
vermieden werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen tragbaren Datenträger mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen
sind in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben.
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Ein
erfindungsgemäßer tragbarer Datenträger
umfasst eine elektronische Schaltung, eine Spannungsversorgung,
wie z. B. eine Batterie, einen die elektronische Schaltung aufnehmenden
Körper, wobei die elektronische Schaltung nicht durch eine berührende
Kontaktierung von außerhalb des Datenträgers zugänglich
ist. Ferner umfasst der Datenträger eine von außerhalb
des tragbaren Datenträgers betätigbare Rücksetzeinrichtung
zur Überführung der elektronischen Schaltung in
einen definierten Zustand. Der erfindungsgemäße
Datenträger zeichnet sich dadurch aus, dass die Rücksetzeinrichtung
eine Kombination von zumindest zwei kontaktlos betätigbaren
Koppelelementen umfasst.
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Hierdurch
kann das zufällige Auslösen der Rücksetzeinrichtung
verhindert werden, da zur Überführung der elektronischen
Schaltung von einem undefinierten in einen definierten Zustand die
zumindest zwei kontaktlos betätigbaren Koppelelemente in bestimmungsgemäßer
Weise der Kombination aktiviert bzw. betätigt werden muss.
Um das zufällige Auslösen der Rücksetzeinrichtung
zu verhindern, ist es bereits ausreichend, wenn die Rücksetzeinrichtung
eine Kombination von zwei kontaktlos betätigbaren Koppelelementen
umfasst. Durch das Vorsehen eines oder mehrerer weiterer Koppelelemente
wird die Sicherheit gegen Fehlauslösung weiter erhöht.
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Die
zumindest zwei Koppelelemente sind insbesondere jeweils als Schalteinrichtung
ausgebildet oder mit einem Schaltelement gekoppelt. Die zumindest
zwei Koppelelemente basieren insbesondere auf unterschiedlichen
oder auch gleichen Koppelmechanismen. Die zumindest zwei Koppelelemente sind
damit auf physikalisch unterschiedliche oder auf physikalisch gleiche
Art ansteuerbar. Unter dem Koppelmechanismus ist die Kopplung des
jeweiligen Koppelelements mit einem außerhalb des Datenträgers
angeordneten Signalgeber zu verstehen, um einen Reset der elektronischen
Schaltung auszulösen. Insbesondere können die
zumindest zwei Koppelelemente auch getrennt voneinander ansteuerbar
sein.
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Ein
Koppelelement kann auf zahlreiche unterschiedliche Möglichkeiten
realisiert sein. Erfindungsgemäß sind die nachfolgend
ausgeführten Koppelelemente vorgesehen:
Ein Koppelelement
kann erfindungsgemäß zur frequenzselektiven Kopplung
mittels einer als Antennenspule ausgebildeten Induktivität
und einem Ladungsspeicher ausgebildet sein, wobei die Induktivität
und der Ladungsspeicher einen Schwingkreis ausbilden. Zur Ansteuerung
des Koppelelements wird ein magnetisches Wechselfeld eingesetzt,
welches bevorzugt nahe der Resonanzfrequenz des ausgebildeten Schwingkreises
ist. Die Frequenz des Wechselfeldes liegt z. B. im Bereich einiger
MHz bis hin zu einigen zehn MHz, insbesondere bei 13,56 MHz oder
27,125 MHz.
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Das
zumindest eine Koppelelement ist in einer anderen Ausgestaltung
zur nicht frequenzselektiven induktiven Kopplung mittels einer Spule
ausgebildet, die optional auf einen Ferrit- oder einen Eisenkern
gewickelt ist. Zur Ansteuerung des Koppelelements wird ein magnetisches
Wechselfeld verwendet, welches typischerweise eine Frequenz von
einigen kHz aufweist.
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Das
zumindest eine Koppelelement kann zur kapazitiven Kopplung auch
zumindest zwei kapazitive Koppelflächen umfassen. Zur Ansteuerung
wird ein elektrisches Wechselfeld, z. B. mit einer Frequenz von
einigen zehn kHz bis hin zu einigen zehn MHz verwendet.
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Das
zumindest eine Koppelelement kann derart ausgestaltet sein, dass
dieses eine akustische, akustomechanische oder mechanische Kopplung
erlaubt. Hierbei kann beispielsweise ein piezo-keramischer Schallgeber
(sog. Transducer) als Mikrofon eingesetzt und mit einem Ultraschallsignal angesteuert
werden. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, eine
piezo-elektrische Polyvinylidenflourid(PVDF)-Folie in mechanische
Schwingungen zu versetzen, wobei an den Anschlüssen der
PVDF-Folie eine Spannung abgegriffen werden kann.
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Das
zumindest eine Koppelelement kann ferner als Fotozelle, als Fotodiode,
insbesondere infrarot-empfindliche Fotodiode, oder als Fotowiderstand ausgebildet
sein.
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Das
zumindest eine Koppelelement kann auch als Thermo- oder Peltierelement
oder als Bimetallschalter ausgebildet sein. Bei der Ausgestaltung als
Thermoelement wird der Datenträger hierbei zum Auslösen
des Koppelelements punktförmig am Einbauort des Thermoelements
stark aufgeheizt. Im Gegensatz dazu wird bei der Ausgestaltung des
Koppelelementes als Peltierelement der Datenträger zum Auslösen
der Rücksetzeinrichtung einseitig aufgeheizt und gleichzeitig
auf der gegenüberliegenden Seite gekühlt. Erfolgt
eine thermische Kopplung unter Verwendung eines Bimetallschalters
als Koppelelement wird der Datenträger zum Auslösen
ebenfalls punktförmig am Einbauort des Bimetallschalters
aufgeheizt.
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Weiterhin
kann das zumindest eine Koppelelement als Näherungsschalter,
z. B. als Reed-Schalter, ausgebildet sein. Zum Auslösen
des als Reed-Schalter ausgebildeten Koppelelements wird beispielsweise
durch einen Permanent- oder Elektromagneten ein statisches Magnetfeld
erzeugt. Näherungsschalter sind aufgrund ihrer geringen
Bauhöhe von mittlerweile weniger als 1 mm gut geeignet,
auch in flache tragbare Datenträger eingebaut zu werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung kann die Rücksetzeinrichtung
durch zwei gegenphasig geschaltete Spulen als Koppelelemente ausgebildet sein.
Der Vorteil einer derart ausgebildeten Rücksetzeinrichtung
besteht darin, das ein zufällig eingekoppeltes homogenes
magnetisches Wechselfeld eine gegenphasige Spannung in den beiden
Spulen induziert, welche sich zu den Anschlüssen der Rücksetzeinrichtung
hin aufhebt. Um die Rücksetzeinrichtung auszulösen,
müssen hingegen die beiden Spulen mit einem gegenphasigen
magnetischen Wechselfeld durchsetzt werden, so dass eine gleichphasige
Spannung in den beiden Spulen induziert wird.
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Die
Rücksetzeinrichtung kann gemäß einer weiteren
Ausgestaltung ein Gleichrichterelement und/oder ein Verstärkerelement
umfassen, über welche die Kombination der zumindest zwei
Koppelelemente mit der elektronischen Schaltung elektrisch verbunden
ist. Das Vorsehen eines Gleichrichterelements ist dann notwendig,
wenn durch die Koppelelemente eine Wechselspannung bereitgestellt
wird, welche in eine Gleichspannung umgewandelt werden soll. Das
Vorsehen eines Verstärkerelements ist sinnvoll, wenn die
durch die Koppelelemente bereitgestellte Spannung beispielsweise
zu gering ist, um den Reset der elektronischen Schaltung auszulösen.
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Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird die Rücksetzeinrichtung
mit einem Dateneingang der elektronischen Schaltung verbunden und
wird als zumindest unidirektionale Schnittstelle zur Datenübertragung
von Daten von einer Schreibeinheit verwendet, indem die Rücksetzeinrichtung
von außerhalb des tragbaren Datenträgers mehrfach
betätigt wird. Durch das mehrfache Betätigen der
Rücksetzeinrichtung können auf einfache Weise
Daten an die elektronische Schaltung übertragen werden.
Hierbei eignen sich sämtliche Kombinationen zumindest zweier
miteinander gekoppelter Koppelelemente der oben beschriebenen Art.
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Es
ist ferner vorgesehen, dass zwischen der Spannungsversorgung, z.
B. einer Batterie, und der elektronischen Schaltung eine kontaktlos
betätigbare Schalt einrichtung vorgesehen ist, durch welche
die elektronische Schaltung bei Vorliegen eines ersten Kriteriums,
insbesondere während der Herstellung, von der Spannungsversorgung
trennbar und bei Vorliegen eines zweiten Kriteriums wieder mit der
Spannungsversorgung verbindbar ist. Hierdurch kann der Ruhestromverbrauch
der inaktiven, jedoch mit der Spannungsversorgung (z. B. der Batterie)
verbundenen elektronischen Schaltung gesenkt werden.
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Hierbei
umfasst die Schalteinrichtung insbesondere als erstes Schaltelement
ein thermisches Schaltelement, das bei Überschreiten einer
ersten Grenztemperatur, welches das erste Kriterium ausbildet, die
Verbindung der elektronischen Schaltung zu der Spannungsversorgung
auftrennt, und das bei Unterschreiten einer zweiten Grenztemperatur,
welche das zweite Kriterium ausbildet und die kleiner als die erste
Grenztemperatur ist, die elektrische Verbindung wieder herstellt.
Die erste Grenztemperatur wird zweckmäßigerweise
auf eine Temperatur eingestellt, wie diese z. B. beim Vorgang eines
Heißlaminierens bei der Herstellung des Körpers
des Datenträgers auftritt.
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Die
erste Grenztemperatur liegt damit z. B. im Bereich von 80° bis
120°C. Da der hohe Strom der elektronischen Schaltung exponentiell
mit der Temperatur ansteigt, ergibt sich der Vorteil, dass die in dem
Datenträger vorhandene und an die elektronische Schaltung
bereits angeschlossene Batterie während des Laminiervorgangs
nicht unnötig durch die temperaturbedingt hohen Leckströme
der elektronischen Schaltung entladen wird. Nach dem Abkühlen
des Datenträgers ergibt sich beim Wiedereinschalten zusätzlich
der Effekt, dass durch das Wiederanlegen der Versorgungsspannung
ebenfalls ein Reset der elektronischen Schaltung herbeigeführt wird.
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Um
zu verhindern, dass das erste Schaltelement der Schalteinrichtung
einsatz- und umgebungsbedingt die erste Grenztemperatur überschreitet
und damit die Verbindung der elektronischen Schaltung zu der Spannungsversorgung
auftrennt, umfasst die Schalteinrichtung zweckmäßigerweise
als zweites Schaltelement ein weiteres Schaltelement, das dem ersten
Schaltelement parallel geschaltet ist, wobei das zweite Schaltelement
im Rahmen des Herstellungsprozesses des Datenträgers, bei
dem das zweite Kriterium erfüllt ist, leitend schaltbar
ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten
tragbaren Datenträgers,
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2a bis 2c verschiedene
Kombinationen zweier kontaktlos betätigbarer Koppelelemente der
erfindungsgemäßen Rücksetzvorrichtung
des Datenträgers, und
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3 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Datenträgers, bei welcher die Rücksetzeinrichtung
zur unidirektionalen Übertragung von Daten an die elektronische
Schaltung des Datenträgers verwendet wird.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten,
tragbaren Datenträgers. Der Datenträger kann als
Chipkarte (Smartcard, Mikroprozessor-Chipkarte) oder ein Token oder
ein Chipmodul zum Einbau in eine Chipkarte oder einen Chiptoken
ausgebildet sein. Allgemein ist der Datenträger im Sinne
der Erfindung ein Rechnersystem, bei dem die Ressourcen, d. h. Speicherressourcen
und/oder Rechenkapazität bzw. Rechenleistung, begrenzt
sind.
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Der
Datenträger 1 weist einen Körper 3,
z. B. aus Kunststoff, auf, in dem eine elektronische Schaltung 2 (z.
B. ein Mikroprozessor) angeordnet ist. Der Körper 3 kann
jede beliebige standardisierte oder nicht standardisierte Gestalt
haben. So kann dieser beispielsweise in Gestalt einer flachen Chipkarte ohne
Norm oder nach einer Norm, wie z. B. ISO 7810,
oder in Form eines volumigen Tokens vorliegen. Die elektronische
Schaltung 2 ist über eine Schalteinrichtung 6 mit
einer Spannungsversorgung Vcc, z. B. einer Batterie, verbunden.
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Die
Schalteinrichtung 6 ist kontaktlos betätigbar.
Durch diese ist die elektronische Schaltung 2 bei Vorliegen
eines ersten Kriteriums von der Spannungsversorgung trennbar und
bei Vorliegen eines zweiten Kriteriums wieder mit der Spannungsversorgung
Vcc verbindbar. Das erste und das zweite Kriterium können
beispielsweise durch Temperaturwerte gebildet sein. Da der Ruhestrom
der elektronischen Schaltung 2 exponentiell mit der Temperatur
ansteigt, ergibt sich durch das Vorsehen der Schalteinrichtung 6 der
Vor teil, dass die im Datenträger vorhandene Spannungsversorgung
Vcc nicht unnötig durch temperaturbedingt hohe Leckströme
der elektronischen Schaltung entladen wird. Solche hohen Temperaturen
ergeben sich beispielsweise bei der Herstellung des Datenträgers,
wie z. B. einem Laminiervorgang des Körpers 3,
bei dem Temperaturen zwischen 80° und 120°C auftreten.
Durch den Laminiervorgang werden die elektronische Schaltung 2 und
die Spannungsversorgung Vcc sowie gegebenenfalls weitere in dem
Datenträger 1 vorgesehene elektronische Komponenten
von dem Körper 3 des Datenträgers 1 hermetisch
verschlossen.
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Die
Schalteinrichtung 6 umfasst zu diesem Zweck ein erstes
Schaltelement 7, welches mit seiner Laststrecke zwischen
der Spannungsversorgung Vcc und einem Versorgungspotentialanschluss
der elektronischen Schaltung 2 verschaltet ist. Das erste Schaltelement 7 kann
beispielsweise als thermisches Schaltelement ausgebildet sein, das
bei Überschreiten einer ersten Grenztemperatur die Verbindung
der elektronischen Schaltung 2 zu der Spannungsversorgung
Vcc auftrennt und bei Unterschreiten einer zweiten Grenztemperatur,
welche kleiner als die erste Grenztemperatur ist, die elektrische
Verbindung wieder herstellt. Im Falle einer Ausgestaltung des ersten
Schaltelements 7 als Bimetallschalter, kann dieser derart
eingestellt werden, dass er bei den Temperaturen des Laminieren
im Kartenkörper die Verbindung von Spannungsversorgung
Vcc und elektronischer Schaltung 2 automatisch auftrennt und
nach dem Abkühlen wieder herstellt. Das erste Schaltelement 7 kann
jedoch auch als von außerhalb des Datenträgers 1 aktiv
steuerbares Koppelelement ausgebildet sein, welches durch ein entsprechendes Signal
oder eine mechanische Beanspruchung die elektrische Verbindung auftrennt
bzw. wieder herstellt.
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In
dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 umfasst
die Schalteinrichtung 6 neben dem ersten Schaltelement 7 ein
zweites Schaltelement 8, welches mit seiner Laststrecke
dem ersten Schaltelement 7 parallel geschaltet ist. Zweckmäßigerweise
ist das zweite Schaltelement 8 im Rahmen des Herstellungsprozesses
des Datenträgers 1 bei Unterschreiten der zweiten
Grenztemperatur, d. h. bei Vorliegen des zweiten Kriteriums, leitend
schaltbar. Hierdurch kann vermieden werden, dass der Datenträger 1 während
seiner bestimmungsgemäßen Benutzung bei hoher
Temperatur, d. h. bei Erreichen des ersten Kriteriums, unbeabsichtigt
durch das erste Schaltelement 7 abgeschaltet wird. Das
zweite Schaltelement 8 kann beispielsweise in Gestalt eines
Näherungsschalters, z. B. eines Reed-Schalters, ausgebildet sein,
welcher während der Fertigung aufgrund eines anliegenden
Magnetfelds öffnet und nach der Fertigung, nachdem kein
Magnetfeld mehr vorliegt, automatisch schließt. Das zweite
Schaltelement 8 kann z. B. auch in Form eines Schalters
mit einer Schnappscheibe realisiert sein, der nach Abschluss des
Herstellungsvorgangs des Datenträgers 1 in einen
dauerhaften Ein-Zustand geschaltet wird. Durch den Körper 3 wird
der Schalter entsprechend verformt und kann damit ein Auslösen
der Schaltvorrichtung 6, alleine aufgrund einer vorherrschenden
hohen Temperatur, verhindern.
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Durch
das Vorsehen der Schalteinrichtung 6 wird nicht nur eine
Senkung des Ruhestroms der inaktiven, jedoch mit der Spannungsversorgung
Vcc verbundenen elektronischen Schaltung 2 bewirkt. Vielmehr
wird auch durch das Trennen und Wiederverbinden der elektronischen
Schaltung 2 mit der Spannungsversorgung Vcc ein Reset z.
B. nach Beendigung der Herstellung des Datenträgers ausgelöst.
Hierdurch kann die elektronische Schaltung von einem während
der Herstellung möglichen undefinierten Zustand in einen
definierten Zustand überführt werden. Werden die
Bedingungen hergestellt, die bei der Herstellung des Datenträgers 1 für
das Auftrennen und Wieder herstellen der Verbindung zwischen der
Spannungsversorgung Vcc und der elektronischen Schaltung 2 auftreten,
so kann auch zu einem späteren Zeitpunkt ein Reset der
elektronischen Schaltung 2 herbeigeführt werden.
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Neben
der elektronischen Schaltung 2 und der Spannungsversorgung
Vcc umfasst der erfindungsgemäße tragbare Datenträger 1 eine
von außerhalb des tragbaren Datenträgers 1 betätigbare Rücksetzeinrichtung 4 zur Überführung
der elektronischen Schaltung in einen definierten Zustand. Hierbei
umfasst die Rücksetzeinrichtung 4 eine Kombination
von zumindest zwei kontaktlos betätigbaren Koppelelementen.
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Um
ein Rücksetzen der elektronischen Schaltung 2 mit
Hilfe der Rücksetzeinrichtung 4 zu ermöglichen,
wird diese zwischen ein Bezugspotential GND (z. B. Masse) und einen
Reset-Eingang RST der elektronischen Schaltung 2 geschaltet.
Der Reset-Eingang der elektronischen Schaltung 2 ist ferner über
einen Widerstand 5, einen sog. Pull-up-Widerstand mit der
Spannungsversorgung Vcc verbunden. Durch das Betätigen
der Rücksetzeinrichtung 4 wird der Reset-Eingang
der elektronischen Schaltung 2 mit dem Bezugspotential
GND verbunden und nach Beendigung der Betätigung der Rücksetzeinrichtung 4 durch
den Widerstand 5 wieder mit dem Potential der Spannungsversorgung
Vcc verbunden. Eine derartige Potentialänderung an dem
Reset-Eingang RST der elektronischen Schaltung 2 löst
ein Zurücksetzen der elektronischen Schaltung 2 aus,
so dass sich diese nach dem Betätigen der Rücksetzeinrichtung 4 in
einem definierten Zustand befindet.
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Um
ein versehentliches Auslösen der Rücksetzeinrichtung 4 zu
unterbinden, umfasst die Rücksetzeinrichtung 4 eine
Kombination von zumindest zwei kontaktlos betätigbaren
Koppelelementen K1 und K2. Hierbei werden zwei Koppelelemente K1,
K2 mit gleichem oder unterschiedlichem Koppelmecha nismus kombiniert.
Die Koppelelemente K1, K2 können auf unterschiedliche Weise
realisiert sein.
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So
kann ein Koppelelement K1, K2 zur kapazitiven Kopplung mittels wenigstens
zweier kapazitiver Koppelflächen ausgebildet sein. Zur
Ansteuerung des Koppelelements wird dann ein elektrisches Wechselfeld
angelegt.
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Das
Koppelelement K1, K2 kann zur nicht frequenzselektiven induktiven
Kopplung mittels einer Spule, welche auf einen Ferrit- oder Eisenkern
gewickelt ist, ausgebildet sein. Zur Ansteuerung wird ein magnetisches
Wechselfeld eingesetzt.
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Das
Koppelelement K1, K2 kann auch zur frequenzselektiven Kopplung mittels
einer als großflächige Antennenspule ausgebildeten
Induktivität und einer Kapazität, welche gemeinsam
einen Schwingkreis bilden, ausgebildet sein. Zur Ansteuerung der
Rücksetzeinrichtung wird ein magnetisches Wechselfeld eingesetzt.
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Ferner
kann das Koppelelement K1, K2 zur akustischen, akustomechanischen
oder mechanischen Kopplung ausgebildet sein. Hierzu kann das Koppelelement
als piezo-keramischer Übertrager (Transducer oder Schallgeber)
als Mikrofon eingesetzt und mit einem Ultraschallsignal angesteuert werden.
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Alternativ
kann das Koppelelement als elektrische PVDF-Folie ausgebildet sein,
welche in mechanische Schwingungen versetzbar ist, wobei an den
Anschlüssen der Folie eine Spannung abgegriffen werden
kann.
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Weiterhin
ist eine optische Kopplung denkbar, wobei als Koppelelemente Fotozellen,
Fotodioden oder Fotowiderstände eingesetzt werden können.
Es kann eine Infrarotkopplung erfolgen, wobei als Koppelelemente
bevorzugt infrarot-empfindliche Fotodioden eingesetzt werden.
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Ferner
können die Koppelelemente zur thermischen Kopplung ausgebildet
sein, wobei insbesondere Thermo- oder Peltierelemente eingesetzt
werden können. Die thermische Kopplung kann auch unter
Verwendung eines Bimetallschalters erfolgen. Ebenso ist daran gedacht,
die Koppelelemente als Näherungsschalter, z. B. als Reed-Schalter,
auszubilden, wobei z. B. mittels eines Permanentmagneten oder eines
Elektromagneten ein statisches Magnetfeld zum Auslösen
erzeugt wird.
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In
den 2a bis 2c sind
unterschiedliche Varianten von Kombinationen der Koppelelemente
K1 und K2 dargestellt, welche an den mit 1 und 2 gekennzeichneten
Anschlüssen an die entsprechend gekennzeichneten Anschlüsse
der Rücksetzeinrichtung 4 in 1 angeschlossen
werden.
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2a zeigt
die Kombination einer Fotodiode (Koppelelement K2) mit einem beliebigen
anderen Koppelelement K1, welches ein Halbleiterschaltelement S
ansteuert. Werden beide Koppelelemente K1, K2 von außerhalb
des Datenträgers betätigt, so wird zwischen den
Anschlüssen 1 und 2 ein Kurzschluss erzeugt, so dass der
Reset-Eingang RST der elektronischen Schaltung 2 mit dem
Bezugspotential GND (vgl. 1) verbunden
wird.
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2b zeigt
eine Anordnung, bei der jedes der Koppelelemente K1, K2 zur Ansteuerung
eines Halbleiterschaltelementes S1 bzw. S2 dient. Um eine Fehlauslösung
zu vermeiden ist es zweckmäßig, wenn die Koppelelemente
K1, K2 einen unterschiedlichen Koppelmechanismus aufweisen.
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2c zeigt
die Verwendung zweier gegenphasig geschalteter Spulen als Koppelelemente
K1, K2. Eine derartige Anordnung erzielt, dass ein zufällig
eingekoppeltes homogenes magnetisches Wechselfeld eine gegenphasige
Spannung in den beiden Spulen induziert, welche sich zu den Anschlüssen
1 und 2 hin aufhebt. Um die Rücksetzeinrichtung 4 auszulösen,
müssen deshalb beide Spulen mit einem gegenphasigen magnetischen
Wechselfeld durchsetzt werden, so dass eine gleichphasige Spannung
in den beiden Spulen induziert wird.
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Die
erfindungsgemäße Rücksetzeinrichtung 4 kann
darüber hinaus durch mehrfaches (kontaktloses) Betätigen
zur Übertragung von Personalisierungsdaten an den Datenträger 1 verwendet
werden. Hierzu wird der Ausgang der Rücksetzeinrichtung 4 nicht
mit dem Reset-Eingang RST der elektronischen Schaltung, sondern
mit einem Dateneingang verbunden. Dies ist exemplarisch in 3 dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Rücksetzeinrichtung 4 ein
Piezoelement. Durch das schnelle Ein- und Ausschalten eines Eingangs
I/O 2 kann ein akustisches Signal, z. B. ein Quittierungston,
erzeugt werden. Das Piezoelement der Rücksetzeinrichtung 4 arbeitet
dann als Lautsprecher. Um Daten an den Datenträger 1 zu übertragen,
wird von einem Signalgeber 22 einer Schreibeinheit 20,
welche mit einer Spannungsquelle 21 verbunden ist, ein
Ultraschallsignal erzeugt, welches in das Piezoelement der Rücksetzeinrichtung 4 einkoppelt.
Die durch die Mikrofoneigenschaft des Piezoelements entstehende
elektrische Spannung wird durch Dioden D1, D2 gleichgerichtet und
kann an einem Eingang I/O 1 durch die elektronische Schaltung 2 detektiert
werden. Zur Übertragung von Daten wird das Ultraschallsignal des
Signalgebers 22 im Takt der zu übertragenden Daten
ein- und ausgeschaltet, wodurch ein entsprechend getaktetes Signal
an dem Eingang I/O 1 abgegriffen und detektiert werden
kann.
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Die
Rücksetzeinrichtung 4 kann zu diesem Zweck über
ein oder eine Kombination von zumindest zwei kontaktlos betätigbaren
Koppelelementen verfügen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005020099
A1 [0006]
- - US 5068521 B1 [0007]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Norm ISO/IEC
7816-3 [0005]
- - ISO 7816 [0006]
- - ISO 14443 [0006]
- - ISO 7810 [0032]