-
Die Erfindung betrifft einen tragbaren
Datenträger
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Endgerät mit einer Kontaktiereinrichtung
zur berührenden
Kontaktierung eines tragbaren Datenträgers und ein Verfahren zur Datenübertragung
zwischen einem tragbaren Datenträger
und einem Endgerät.
-
Tragbare Datenträger können bei einer Vielzahl unterschiedlicher
Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise als Ausweisdokumente
bei Zugangskontrollen, als Träger
für eine
elektronische Signatur, zur Abwicklung von Transaktionen des Zahlungsverkehrs
usw. Im Rahmen der Anwendungen erfolgt jeweils eine Datenübertragung
zwischen dem Datenträger
und einem Endgerät
oder auch einem anderen Datenträger.
Je nach Anwendung wird diese Datenübertragung über eine berührende Kontaktierung
einer Kontaktfläche
des Datenträgers
durch das Endgerät
oder kontaktlos abgewickelt. Eine berührende Kontaktierung wird häufig bei
Anwendungen bevorzugt, bei denen die Sicherheit und die Zuverlässigkeit
der Datenübertragung
im Vordergrund stehen. Eine kontaktlose Datenübertragung wird in der Regel dann
gewählt,
wenn mit dem Datenträger
eine Transaktion möglichst
schnell abgewickelt werden soll oder wenn das Umfeld der Anwendung
eine Einführung
des Datenträgers
in das Endgerät
schwierig oder gar unmöglich
macht. Dies führt
dazu, dass sowohl ein erster Typ von Datenträgern im Umlauf ist, der über eine
Kontaktfläche
für eine
berührende
Kontaktierung verfügt,
als auch ein zweiter Typ, der eine Antenne für eine kontaktlose Datenübertragung
aufweist. Da zunehmend versucht wird, denselben Datenträger bei
unterschiedlichen Anwendungen einzusetzen, sind zwischenzeitlich
auch Datenträger
bekannt geworden, die sowohl über
eine Kontaktfläche für eine berührende Kontaktierung
als auch über
eine Antenne für
eine kontaktlose Datenübertragung
verfügen.
-
Ein derartiger Datenträger ist
in der
DE 39 35 364
C1 offenbart. Dort ist eine Chipkarte beschrieben, bei
der die Energieversorgung und der bidirektionale Datenaustausch über ein
Kontaktfeld erfolgen. Neben dem Kontaktfeld sind auch Spulen zur
Spannungsversorgung und zum Datenaustausch vorgesehen. Die in den
Spulen induzierte Wechselspannung wird durch ein Dioden-Kondensatornetzwerk
gleichgerichtet und geglättet
und einer Schaltung zugeführt,
an der auch eine gegebenenfalls über
das Kontaktfeld gelieferte Gleichspannung anliegt. Die Schaltung
ist jeweils über
Leitungsreihen mit dein Kontaktfeld, mit den Spulen und mit einem
Chip der Chipkarte verbunden. Abhängig davon, ob eine Spannung
an den Spulen oder am Kontaktfeld anliegt, werden die Signale von
den Spulen oder die Signale vom Kontaktfeld an den Chip durchgeschaltet.
-
Ein Nachteil der bekannten Chipkarte
besteht darin, dass ein relativ hoher Schaltungsaufwand erforderlich
ist. Zudem besteht bei dem Umschaltmechanismus das potentielle Risiko
einer Fehlfunktion, durch die die Datenübertragung gestört oder
sogar unterbrochen werden könnte.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit
einem vertretbaren Aufwand einen zuverlässig arbeitenden tragbaren
Datenträger
zu realisieren, der sowohl für
eine Datenübertragung
durch eine berührende
Kontaktierung als auch für
eine kontaktlose Datenübertragung
ausgebildet ist.
-
Diese Aufgabe wird durch einen tragbaren Datenträger mit
der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
-
Der erfindungsgemäße Datenträger weist eine elektronische
Schaltung zur Speicherung und/ oder Verarbeitung von Daten, eine
Kontaktfläche
zur Datenübertragung
durch eine berührende
Kontaktierung und einer Antennen einrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung
auf. Der erfindungsgemäße Datenträger zeichnet
sich dadurch aus, dass die Antenneneinrichtung mit der Kontaktfläche elektrisch
leitend verbunden ist.
-
Die Erfindung hat den Vorteil, dass
mit relativ einfachen Mitteln ein tragbarer Datenträger geschaffen
wird, der sowohl in einem berührenden
als auch in einem kontaktlosen Betrieb sehr zuverlässig arbeitet.
Da die Antenneneinrichtung permanent mit der Kontaktfläche verbunden
ist, ist keine Umschaltung erforderlich, durch die wahlweise ein
Kommunikationspfad von der Kontaktfläche oder von der Antenneneinrichtung
zur elektronischen Schaltung durchgeschaltet wird.
-
Die Antenneneinrichtung kann mit
zwei Kontakten der Kontaktfläche
elektrisch leitend verbunden sein, die die ISO-Bezeichnungen vier
und acht tragen. Ebenso ist es auch möglich, dass die Antenneneinrichtung
mit zwei zusätzlich
zu den gemäß ISO vorhandenen
Kontakten der Kontaktfläche
elektrisch leitend verbunden ist.
-
Beim erfindungsgemäßen Endgerät ist eine Kontaktiereinrichtung
zur berührenden
Kontaktierung eines tragbaren Datenträgers vorgesehen, der eine Kontaktfläche für eine berührende Datenübertragung und
eine Antenneneinrichtung für
eine kontaktlose Datenübertragung
aufweist. Weiterhin verfügt
das erfindungsgemäße Endgerät über eine
Einrichtung zur Deaktivierung der Antenneneinrichtung des tragbaren
Datenträgers.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass während einer Datenübertragung
durch eine berührende
Kontaktierung die übertragenen
Daten über
die Antenneneinrichtung nicht gestört, manipuliert oder abgehört werden.
Die Kontaktiereinrichtung kann mehrere Kontaktierelemente für die berührende Kontaktierung
je eines Kontakts der Kontaktfläche
des tragbaren Datenträgers
aufweisen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei dieser
Kontaktierelemente mit der Einrichtung zur Deaktivierung der Antenneneinrichtung
des tragbaren Datenträgers
elektrisch leitend verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die Deaktivierung
der Antenneneinrichtung vollautomatisch und mit einer hohen Zuverlässigkeit
durchgeführt
werden kann. Insbesondere sind diese beiden Kontaktierelemente so
angeordnet, dass sie die Kontaktfläche vor den übrigen Kontaktierelementen
kontaktieren, um die Antenneneinrichtung schon vor Beginn der berührenden
Datenübertragung
zu deaktivieren. Die voreilende Deaktivierung der Antenneneinrichtung
kann dadurch realisiert werden, dass die beiden Kontaktierelemente
für die Deaktivierung über die übrigen Kontaktierelemente überstehen.
Die Einrichtung zur Deaktivierung der Antenneneinrichtung des tragbaren
Datenträgers
ist vorzugsweise als eine Kurzschlussverbindung ausgebildet und
verursacht somit kaum einen Zusatzaufwand.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren
zur Datenübertragung
zwischen einem tragbaren Datenträger
und einem Endgerät
verfügt
der tragbare Datenträger über eine
Kontaktfläche
zur Datenübertragung durch
eine berührende
Kontaktierung und über
eine Antenneneinrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung. Die Besonderheit
des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass das Endgerät
bei der Datenübertragung
durch eine berührende
Kontaktierung die Antenneneinrichtung deaktiviert. Um eine möglichst
frühzeitige
Deaktivierung der Antenneneinrichtung zu erreichen, werden vorzugsweise
zuerst diejenigen Kontakte der Kontaktfläche kontaktiert, an denen die
Antenneneinrichtung des tragbaren Datenträgers angeschlossen ist. Die
Deaktivierung kann insbesondere dadurch durchgeführt werden, dass die Antenneneinrichtung
kurzgeschlossen wird. Hierzu kann eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen den zwei Kontakten der Kontaktfläche hergestellt werden, an
denen die Antenneneinrichtung angeschlossen ist. Zur Errei chung
eines möglichst
hohen Sicherheitsstandards kann der tragbare Datenträger so ausgebildet
sein, dass er einen Fehlerzustand erkennt, wenn die Antenneneinrichtung
im Rahmen der Datenübertragung
durch berührende Kontaktierung
nicht deaktiviert wird. Im Falle eines Fehlerzustands empfiehlt
es sich, die Datenübertragung
zu sperren.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, bei
denen der erfindungsgemäße Datenträger als
Chipkarte ausgebildet ist. Die Erfindung ist aber nicht auf Chipkarten
beschränkt,
sondern bezieht sich in gleicher Weise auch auf andersartig ausgebildete
Datenträger.
-
Es zeigen
-
1 ein
Ausführungsbeispiel
einer Chpkarte als eine Realisierungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Datenträgers in
einer schematischen Darstellung,
-
2 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Chipkarte in einer 1 entsprechenden
Darstellung,
-
3 ein
nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel
der Chipkarte in einer den 1 und 2 entsprechenden Darstellung,
-
4 zwei
Anwendungssituationen für
die Chipkarte in einer schematischen Darstellung,
-
5 ein
Ausführungsbeispiel
für die
Kontaktiereinrichtung in einer schematischen Aufsicht und
-
6 das
Ausführungsbeispiel
der Kontaktiereinrichtung aus 5 in
einer schematischen Seitenansicht.
-
1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Chipkarte 1 als eine Realisierungsmöglichkeit
des erfindungsgemäßen Datenträgers in
einer schematischen Darstellung. Die Chipkarte 1 und ihre
Komponenten sind dabei jeweils symbolisch als Funktionsblöcke dargestellt.
Die Chipkarte 1 weist einen Chip 2 auf, der mit
Kontakten 3 einer Kontaktfläche 4 elektrisch leitend
verbunden ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktfläche 4 insgesamt zehn
Kontakte 3 auf, die in Form von zwei parallelen Reihen
mit je vier Kontakten 3 angeordnet sind, wobei in beiden
Endbereichen zwischen den Reihen je ein weiterer Kontakt 3 vorhanden
ist. An den beiden Kontakten 3, die zwischen den Reihen
angeordnet sind, ist zusätzlich
zum Chip 2 eine Antenne 5 angeschlossen. Zwei
Kontakte 3, die im Endbereich der beiden Reihen angeordnet
sind und gemäß der Nummerierung
nach ISO die Bezeichnungen vier und acht tragen, sind weder mit
dem Chip 2 noch mit der Antenne 5 verbunden und
können
im Bedarfsfall für sonstige
Zwecke verwendet werden. Der Chip 2 ist so ausgebildet,
dass er sowohl über
die Kontaktfläche 4 als
auch über
die Antenne 5 eine Datenübertragung durchführen kann,
so dass die Chipkarte 1 sowohl bei Anwendungen mit berührender
Kontaktierung als auch bei Anwendungen mit kontaktloser Datenübertragung
einsetzbar ist. Weitere Ausführungsbeispiele
der Chipkarte 1, die bezüglich der Ausbildung der Kontaktfläche 4 von
dem Ausführungsbeispiel
der 1 abweichen, sind
in den 2 und 3 dargestellt.
-
2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Chipkarte 1 in einer 1 entsprechenden
Darstellung. Bei diesem Ausführungsbeispiel
weist die Kontaktfläche 4 der
Chipkarte 1 ebenfalls zehn Kontakte 3 auf, die
zwei Reihen zu je vier Kontakten 3 ausbilden, zwischen
denen zwei weitere Kontakte 3 angeordnet sind. Im Unterschied
zu 1 sind die beiden
weiteren Kontakte 3 allerdings gemeinsam in einem Endbereich
zwischen den beiden Reihen angeordnet. Die Antenne 5 ist
wiederum an die zwischen den Reihen angeordneten Kontakte 3 angeschlossen
und die Kontakte 3 mit den ISO-Bezeichnungen vier und acht sind wiederum
frei.
-
3 zeigt
ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel
der Chipkarte 1 in einer den 1 und 2 entsprechenden Darstellung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind bei der Kontaktfläche 4 nur
acht Kontakte 3 vorgesehen, die in zwei parallelen Reihen
zu je vier Kontakten 3 angeordnet sind. Die Antenne 5 ist
an zwei Kontakten 3 angeschlossen, die benachbart zueinander
jeweils im Endbereich der beiden Reihen angeordnet sind und die nach
ISO mit den Ziffern vier und acht bezeichnet sind. Freie Kontakte 3 sind
bei diesem Ausführungsbeispiel
nicht vorhanden.
-
4 zeigt
zwei Anwendungssituationen für die
Chipkarte 1 in einer schematischen Darstellung. Im Rahmen
der Anwendungen erfolgt jeweils eine Datenübertragung zwischen der Chipkarte 1 und
einem Endgerät 6.
Das Endgerät 6 weist
eine Kontaktiereinrichtung 7 für eine Datenübertragung
durch eine berührende
Kontaktierung und eine Endgeräteantenne 8 für eine kontaktlose
Datenübertragung auf.
-
In der ersten Anwendungssituation
ist die Chipkarte 1 zur berührenden Kontaktierung in das Endgerät 6 eingeführt. In
dieser Position der Chipkarte 1 werden Kontaktiernadeln 9 der
Kontaktiereinrichtung 7 gegen die dafür vorgesehenen Kontakte 3 der Kontaktfläche 4 gepresst
und dadurch jeweils eine elektrisch leitende Verbindung ausgebildet. Über die so
ausgebildeten Verbindungen wird eine Betriebsspannung an den Chip 2 angelegt
und es wird die im Rahmen der Anwendung erforderliche Datenübertragung
zwischen dem Chip 2 der Chipkarte 1 und dem Endgerät 6 durchgeführt. Dabei
ist es von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung, dass das Endgerät 6 im
Rahmen der berührenden
Kontaktierung die Antenne 5 der Chipkarte 1 deaktiviert.
Die Deaktivierung der Antenne 5 ist deshalb erforderlich,
weil der Chip 2 nicht zwischen der berührenden und der kontaktlosen
Datenübertragung
umschaltet, sondern beide Übertragungsarten
parallel zueinander ablaufen. Somit kann durch die Deaktivierung
der Antenne 5 bei einer berührenden Kontaktierung verhindert
werden, dass die berührende
Datenübertragung über die
Antenne 5 gestört,
manipuliert oder abgehört
wird. Die Deaktivierung wird bevorzugt gleich zu Beginn der berührenden
Kontaktierung vorgenommen, d. h. noch bevor eine Betriebsspannung
an den Chip 2 angelegt wird und eine Datenübertragung
durchgeführt wird.
Um die Antenne 5 zu deaktivieren, werden die beiden Kontakte 3 der
Kontaktfläche 4,
an die die Antenne 5 angeschlossen ist, elektrisch leitend
miteinander verbunden. Einzelheiten hierzu werden an Hand der 5 und 6 erläutert.
Falls im Rahmen der berührenden
Kontaktierung der Chipkarte 1 keine Deaktivierung der Antenne 5 erfolgt,
erkennt der Chip 2 einen Fehlerzustand und sperrt die Datenübertragung
seitens der Chipkarte 1. Um eine berührende Datenübertragung
mit der Chipkarte 1 durchführen zu können, ist es somit erforderlich,
dass das Endgerät 6 über eine
Einrichtung zur Deaktivierung der Antenne 5 der Chipkarte 1 verfügt. Dies
setzt allerdings nicht voraus, dass das Endgerät 6, wie dies in 4 der Fall ist, auch für eine kontaktlose
Datenübertragung
ausgelegt sein muss.
-
In der zweiten Anwendungssituation
wird eine kontaktlose Datenübertragung
zwischen der Chipkarte 1 und dem Endgerät 6 durchgeführt. Hierzu
befindet sich die Chipkarte 1 außerhalb des Endgeräts 6 in
Reichweite der Endgeräteantenne 8.
Eine berührende
Kontaktierung der Chipkarte 1 durch die Kontaktiereinrichtung 7 findet
in der zweiten Anwendungssituation nicht statt, so dass es auch
nicht zu einer Deaktivierung der Antenne 5 der Chipkarte 1 kommt
und die Antenne 5 somit für die kontaktlose Datenübertragung
zur Verfügung
steht. Da die Kontaktfläche 4 nicht
kontaktiert wird, besteht auch nicht das Risiko, dass die kontaktlos übertragenen
Daten durch einen Datenfluss über
die Kontaktfläche 4 gestört werden.
Die kontaktlose Datenübertragung
und in der Regel auch eine kontaktlose Energieübertragung erfolgen zwischen
der Antenne 5 der Chipkarte 1 und der Endgeräteantenne 8 und
sind in 4 durch mehrere
gestrichelte Linien angedeutet. Da die Kontaktiereinrichtung 7 an
der kontaktlosen Datenübertragung
nicht beteiligt ist, kann die kontaktlose Datenübertragung auch mit einem Endgerät 6 ohne Kontaktiereinrichtung 7 durchgeführt werden.
-
5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für die Kontaktiereinrichtung 7 in
einer schematischen Aufsicht. Eine zugehörige Seitenansicht ist in 6 dargestellt. Das dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist für eine
berührende
Kontaktierung der Chipkarte 1 gemäß 1 ausgelegt, d. h. die Kontaktiernadeln 9 sind
in einem Muster angeordnet, das der Anordnung der Kontakte 3 der
in 1 dargestellten Chipkarte 1 entspricht.
Die beiden Kontaktiernadeln 9, die den Kontakten 3 zugeordnet
sind, an denen die Antenne 5 der Chipkarte 1 angeschlossen
ist, sind durch eine Leitung 10 miteinander verbunden und
somit kurzgeschlossen. Weiterhin sind die genannten beiden Kontaktiernadeln 9 etwas
länger
ausgebildet als die übrigen
Kontaktiernadeln 9, so dass sie über die übrigen Kontaktiernadeln 9 vorstehen.
Durch diese Ausbildung der Kontaktiereinrichtung 7 wird
erreicht, dass bei einer berührenden
Kontaktierung der Chipkarte 1 zunächst die beiden Kontakte 3 kontaktiert
werden, an denen die Antenne 5 angeschlossen ist. Im selben Moment
wird die Antenne 5 über
die Leitung 10 kurzgeschlossen und damit deaktiviert. Die übrigen Kontakte 3 werden
mit einer zeitlichen Verzögerung
kontaktiert.
-
Somit wird beim Einsatz des in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiels der Kontaktiereinrichtung 7 die
Antenne 5 der Chipkarte 1 deaktiviert, bevor eine
Datenübertragung
stattfindet.
-
Das Endgerät 6 kann jeweils als
ein eigenständiges
Gerät konzipiert
sein oder Bestandteil einer Vorrichtung sein, die neben der Kommunikation mit
der Chipkarte 1 noch andere Funktionen ausübt.