DE60033235T2

DE60033235T2 - Informations-ein-/ausgabe-einheit

Info

Publication number: DE60033235T2
Application number: DE60033235T
Authority: DE
Inventors: Fumiyuki Tsukuba-gun INOSE; Satoshi Tsukuba-gun KAWAMURA; Shin Tsukuba-gun SHIMIZU; Toshiyuki Tsukuba-gun KANEKO
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: CN1180372C; EP1231562A1; CN1390334A; DE60033235D1; WO2001037213A1; EP1231562A4; US6910634B1; EP1231562B1; AU1304301A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Informationseingabe-/Ausgabesystem und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Informationseingabe-/Ausgabesystem welches kontaktlos in Kommunikation mit einem kontaklosen Informationsmedium treten kann, welches ein IC Modul beinhaltet, das Daten aufzeichnen kann, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solch ein System ist aus der JP-A-08 129 630 bekannt. In diesem Zusammenhang soll mit dem Ausdruck „berührungsloses Informationsmedium mit einem IC Modul" ein Medium gemeint sein, welches ein IC Modul aufweist, das einen IC Chip als Informationsspeichermedium enthält und welches dazu bestimmt ist, kontaktlos mit einem äußeren Gerät oder einer äußeren Ausrüstung in Kommunikation zu treten, einschließlich einer Informationseingabe-/Ausgabeeinheit unabhängig von der Wellenlänge der Hochfrequenzwellen, des Kommunikationsbereichs, solange die Kommunikation berührungslos ausgeführt werden kann.
Als ein typisches kontaktloses Informationsmedium mit einem IC Chip oder IC Modul kann eine berührungslose IC Karte genannt werden, die dazu bestimmt ist mit einem äußeren Gerät oder einer äußeren Ausrüstung zu kommunizieren, wobei elektromagnetische oder Hochfrequenzwellen oder Mikrowellen verwendet werden. In diesem Zusammenhang soll mit dem Ausdruck „IC Karte", der in dieser Beschreibung verwendet wird folgendes umfasst sein: Smart Card, Intelligent Card, Chip-in Card, Mikrocomputerkarte, Speicherkarte, Superkarte, Multifunktionskarte, Kombinationskarte und dergleichen. Es sollte ebenfalls erwähnt werden, dass die Form des kontaktlosen Informationsmediums, welches den IC Chip enthält, nie auf eine kartenähnliche Form beschränkt ist. Dementsprechend umfasst das kontaktlose Informationsmedienkonzept ebenfalls sogenannte IC Plaketten. Dabei soll der Ausdruck „IC Plaketten" alle Informationsspeichermedien von der Größe einer Briefmarke bezeichnen oder kleinere Größen als diese oder in münzenähnlicher Form usw. soweit die Funktionen ähnlich denen eines IC Chips sind.
Die Informationseingabe-/Ausgabeeinheit nach der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise als eine Lese-/Schreibeinheit ausgeführt sein, die zur Verwendung in Kombination mit einem nahbereichskontaktlosen Informationsmedium mit einem relativ kleinen Kommunikationsradius der Größenordnung von Null bis einigen Millimetern, unter anderem unter Ausnutzung der elektromagnetischen Induktion, aufweist, konstruiert ist. Die Eignung zur Kommunikation mit der Informationseingabe-/Ausgabeeinheit ist jedoch nicht immer auf solch ein berührungsloses Informationsmedium mit einem IC Chip beschränkt. Es reicht aus, dass das berührungslose Informationsmedium mit mindestens einer Antenne ausgerüstet ist, durch die Kommunikation mit der Lese-/Schreibeinheit durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann das Mittel zur Kommunikation mit der Lese-/Schreibeinheit ein Verstärker mit einer Spule oder mit Spulen und einem Kondensator oder mit Kondensatoren sein, der den Kommunikationsbereich der kontaktlosen IC Karte vergrößert.
Die Lese-/Schreibeinheiten können in Arten von Kontakttyp und in Arten vom kontaktlosen Typ klassifiziert werden in Abhängigkeit von den Kommunikationsarten der verwendeten kontaktlosen Informationsmedien, wie IC Chip, IC Plakette und andere. Unter diesen haben die berührungslosen Lese-/Schreibeinheiten die vorteilhaften Eigenschaften, dass kein Kontaktfehler auftreten kann, da es nicht zu Kontakten mit der IC Karte kommt und die Lese-/Schreibeinheit kann beweglich in einem Abstand von wenigen Zentimetern bis zu einigen 10-Zentimetern verwendet werden und dass die Lese-/Schreibeinheit eine bemerkenswerte Unempfindlichkeit gegenüber Schmutz, Regen und statischer Elektrizität aufweist, was eine steigende Beliebtheit zusammen mit berührungsfreien Informationsmedien in nicht zu ferner Zukunft verspricht.
Die berührungslose IC Karte ist so konstruiert, dass sie einen elektrischen Betriebsstrom aus den von der Lese-/Schreibeinheit empfangenen Hochfrequenzwellen durch elektromagnetische Induktion verfügbar macht und Daten mit der Lese-/Schreibeinheit austauscht. Die berührungslose IC Karte weist eine Antenne (z.B. eine Antennenspule) und einen IC Chip als von einander getrennte oder unabhängige Elemente auf. Die Antenne dient zum Senden/Empfangen von Hochfrequenzwellen zur bzw. von der Lese-/Schreibeinheit. Der IC Chip weist einen nicht flüchtigen Speicher und dergleichen auf und ist mit der Antenne elektrisch verbunden. Anordnungen dieser Art von berührungslosen IC Karten treffen auf technische Schwierigkeiten beim elektrischen Verbinden sehr kleiner Anschlüsse des IC Chips mit der Antenne. Daneben kann wahrscheinlich ein Kabelbruch in den Verbindungsbereichen unter Einwirkung mechanischer Spannungen, die auf die Karte ausgeübt werden auftreten, wobei die Karte von sich aus flexibel ist. Ferner wird für die Halterung des IC Chips und der Antenne eine Basisplatte oder ein Substrat benötigt, was zu einem Anstieg der Herstellungskosten führt. Zusätzlich kann eine Untersuchung der elektrischen Verbindungen, der Antenne und des IC Chips zur Bestätigung der Funktionsbereitschaft nur durchgeführt werden nachdem der IC Chip und die Antenne zusammengefügt und miteinander verbunden wurden, was heißt, dass eine Herstellungseffizienz nicht gegeben ist.
Unter diesen Umständen wurde neulich ein IC Chip in dem die Antennenspule integriert ist (z.B. eine Ein-Chip-Implementierung) vorgeschlagen mit Blick auf die Forderung nach Miniaturisierung von Komponenten und multifunktionalen Eigenschaften. Der IC Chip mit integrierter Spule ist insofern vorteilhaft, als die mit dem Aufbau zusammenhängenden Probleme verhindert werden können, da die Antennenspule und der IC Chip schon auf dem Waferniveau miteinander verbunden sind. Ferner erlaubt der IC Chip mit integrierter Spule es das berührungslose Informationsmedium in verschiedenen Formen zu miniaturisieren. Insbesondere, im Hinblick auf die Tatsache, dass die Lese-/Schreibeinheit als eine funktionserweiternde Vorrichtung für Personalcomputer verwendbar sein soll ohne auf die bekannte Verwendung als Kreditkarte oder dergleichen beschränkt zu sein wird angenommen, dass die Form des berührungslosen Informationsmediums nicht auf Kartenform beschränkt ist sondern in zahlreichen verschiedenen Arten von Formen für viele Anwendungen ausgeführt sein kann unter Berücksichtigung der Miniaturisierung, Manövrierfähigkeit oder Handhabbarkeit, Betätigbarkeit, ästhetische Erscheinung, Anwenderpräferenzen usw..
Eine übliche Lese-/Schreibeinheit leidet unter dem Problem, dass die Datenkommunikation mit einem nahbereichsberührungslosen Informationsmedium, dessen Kommunikationsbereich klein ist, wie beispielsweise in der Größenordnung einiger Millimeter (z.B. das berührungslose Informationsmedium mit dem IC Chip mit integrierter Spule, wie oben beschrieben) nicht auf befriedigende Weise funktionieren kann. Sicher kann eine Lese-/Schreibeinheit mit dem berührungslosen Informationsmedium, welches einen relativ großen Kommunikationsbereich der Größenordnung von einigen Zentimetern bis einigen 10-Zentimetern Abstand vom berührungslosen Informationsmedium Kommunikation betreiben. Um jedoch Kommunikation mit einem nahbereichsberührungslosen Informationsmedium zu betreiben ist nicht nur erforderlich, dass das berührungslose Informationsmedium dicht herangeführt wird, sondern auch dass die Antennen sowohl des berührungslosen Informationsmediums als auch der Lese-/Schreibeinheit mit einer Genauigkeit von einigen Millimetern positioniert werden. Unter diesen Umständen wurde der IC Chip mit integrierter Spule praktisch nicht eingesetzt, wegen der Schwierigkeit das berührungslose Informationsmedium zu positionieren.
Ferner leidet die bekannte Lese-/Schreibeinheit unter dem Problem, dass man weniger Freiheit im Hinblick auf die Form des nahbereichsberührungslosen Informationsmediums hat. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die Form des bekannten berührungslosen Informationsmediums mit relativ großem Kommunikationsradius kein schwerwiegendes Problem darstellt, da es von Haus aus so konstruiert ist, dass mit der Lese-/Schreibeinheit in einem bestimmten Abstand kommuniziert. Andererseits kann das nahbereichsberührungslose Informationsmedium in verschiedenen Formen implementiert sein, aufgrund der Möglichkeit zur Miniaturisierung im Allgemeinen. Es wird jedoch schwieriger das nahbereichsberührungslose Informationsmedium bezüglich der Lese-/Schreibeinheit dicht daran zu positionieren, obwohl dies von der Form abhängt (z.B. Münzenform des nahbereichsberührungslosen Informationsmediums). Unnötig zu sagen, dass herkömmliche Lese-/Schreibeinheiten nicht in der Lage sind eine Vielzahl erschiedener nahbereichsberührungslosen Informationsmedien mit unterschiedlichen Formen zu handhaben.
Die JP-A-129 630, gegenüber der die Ansprüche abgegrenzt sind, beschreibt ein Informations-Eingabe/Ausgabe-System mit einem berührungslosen Informationsmedium und einer Eingabe/Ausgabeeinheit mit einem Hauptkörper, der einen Antennenteil aufweist zum Austauschen von Informationen mit dem berührungslosen Informationsmedium, wobei die Informationseingabe-/Ausgabeeinheit Justiermittel zum selektiven Justieren der Positionen der berührungsfreien Informationsmedien relativ zu einer Empfangsantenne aufweisen, derart, dass der Antennenteil gegenüber einem Ort gebracht werden kann an dem die zur Kommunikation bestimmte Antenne in dem berührungsfreien Informationsmedium integriert ist.
Die US-A-4 862 160 beschreibt eine Artikelidentifikationsplakette für ein schnelles Inventurdatenbeschaffungssystem. Diese Druckschrift beschreibt keine Einheit mit Justiermitteln zum selektiven Justieren von Positionen mindestens eines Teils eines Randes der berührungsfreien Informationsmedien in Abhängigkeit von der Art der berührungsfreien Informationsmedien, derart, dass der Antennenteil der Informationseingabe-/Ausgabeeinheit gegenüber einem Ort positioniert werden kann, an dem die zur Kommunikation bestimmte Antenne in dem berührungsfreien Informationsmedium beliebiger Art integriert ist und welches in die besagte Einheit eingeführt ist.
Angesichts des oben beschriebenen Stands der Technik ist es eine allgemeine typische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, ein neues und nützliches Informationseingabe-/Ausgabesystem anzugeben, welches die Probleme der üblichen Informationseingabe-/Ausgabesysteme lösen kann und insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Informationseingabe-/Ausgabesystem anzugeben, welches mit einem nahbereichsinformationslosen Informationsmedium kommunizieren kann ohne zu versagen und vorzugsweise mit einem vorbestimmten Gestaltungsfreiraum hinsichtlich der Größen der Medien.
Diese Aufgabe wird mit einem Informationseingabe-/Aufgabesystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
Unteransprüche sind auf Merkmale bevorzugter Ausführungsform der Erfindung gerichtet.
Aufgrund der vorgesehenen Lage der Justiermittel kann die oben beschriebene Informationseingabe-/Ausgabeeinheit in Kommunikation mit mehreren Arten von berührungsfreien Informationsmedien treten, die jeweils unterschiedliche Formen haben.
Insbesondere kann die Informationseingabe-/Ausgabeeinheit Kommunikation mit berührungsfreien Informationsmedien treten, die eng anliegende Umfangsformen aufweisen.
Eine Informationseingabe-/Ausgabeeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Verbindungsbereich auf zum Positionieren des berührungsfreien Informationsmediums, welches eine gekrümmte Oberflächenkontur hat, in dem die oben erwähnte krummlinige Oberflächenkontur einen Antennenteil aufweist, der über Hochfrequenzwellen mit dem oben erwähnten berührungsfreien Informationsmedium kommunizieren kann. Die oben beschriebene Informationseingabe-/Ausgabeeinheit der oben beschriebenen Anordnung kann in Funkkommunikation mit einem berührungsfreien Informationsmedium mit einer krummlinigen Oberfläche treten, wie beispielsweise in Münzenform, und ist mit hoher Zuverlässigkeit aufgrund der Funktionen der Positionierung des berührungsfreien Informationsmediums durch den Verbindungsbereich in der Lage mit einem berührungsfreien Informationsmedium zu kommunizieren, welches einen enganliegenden Aufbau aufweist.
Das berührungsfreie Informationsmedium gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen ersten Antennenteil, einen ersten IC Chip, der mit dem ersten Antennenteil verbunden ist, einen zweiten Antennenteil und einen zweiten IC Chip auf, der mit dem ersten Antennenteil verbunden ist. Das berührungsfreie Informationsmedium mit dem oben beschriebenen Aufbau kann eine Vielzahl von Funktionen mit den ersten und zweiten IC Chips erfüllen (beispielsweise durch Speichern und/oder Verarbeiten verschiedener Arten von Daten).
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht eines Kommunikationssystems bestehend aus einer Informationseingabe-/Ausgabeeinheit und einem berührungsfreien Informationsmedium nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem elektronischen Gerät.
2 zeigt eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Eingabe-/Ausgabeeinheit.
3 zeigt eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Informationseingabe-/Ausgabeeinheit.
4 zeigt einen Querschnitt durch die in 1 gezeigte Informationseingabe-/Ausgabeeinheit.
5 zeigt eine Rückansicht einer Rückabdeckung der in 4 gezeigten Informationseingabe-/Ausgabeeinheit.
6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Anordnung eines in 4 gezeigten Kommunikationsmoduls darstellt.
7 zeigt ein Blockdiagramm, welches die genauere Struktur des in 6 gezeigten Kommunikationsmoduls darstellt.
8 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine berührungsfreie IC Karte als Beispiel des in 1 gezeigten berührungsfreien Informationsmediums.
9 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der in 8 gezeigten berührungsfreien IC Karte.
10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Prinzips des Auslesens eines unsichtbaren Barcodes auf der in 8 gezeigten berührungsfreien IC Karte.
11 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels von Signalen, die den gelesenen unsichtbaren Barcode darstellen.
12 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen IC Chip mit integrierter Spule, der in dem in 1 gezeigten berührungsfreien Informationsmedium verwendet wird.
13 zeigt ein Blockdiagramm mit der konzeptionellen Struktur des IC Chips mit integrierter Spule, wie er in 12 gezeigt ist.
14 zeigt ein Blockdiagramm, welches detaillierter die einzelnen Module des IC Chips mit integrierter Spule gemäß 13 darstellt.
15 ist eine schematische Draufsicht auf eine berührungsfreie IC Plakette gemäß einer weiteren Ausführungsform des berührungsfreien Informationsmediums, welches in 1 gezeigt ist.
16 zeigt schematische Querschnittsansichten zur Erläuterung von Stellungen in denen die berührungsfreien Informationsmedien innerhalb der Aufnahmehohlräume der in 1 gezeigten Informationseingabe-/Ausgabeeinheit platziert sind.
17 zeigt einen Querschnitt einer Modifikation der in 16 gezeigten Informationseingabe-/Ausgabeeinheit.
18 zeigt eine schematische Draufsicht einer Modifikation der Aufnahmehohlräume der in 2 gezeigten Eingabe-/Ausgabeeinheit.
19 zeigt eine Draufsicht einer weiteren Modifikation des Aufnahmehohlraums, der in der Informationseingabe-/Ausgabeeinheit gemäß 2 geformt ist.
20 zeigt einen Querschnitt des in 19 gezeigten Aufnahmehohlraums.
21 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Modifikation der berührungsfreien IC Karte als ein weiteres Beispiel eines in 1 gezeigten berührungsfreien Informationsmediums.
22 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere Modifikation der berührungsfreien IC Karte als ein weiteren Beispiel des in 1 gezeigten berührungsfreien Informationsmediums.
23 zeigt ein Blockdiagramm, welches den exemplarischen Aufbau eines Speichers des in 14 gezeigten IC Moduls darstellt.
24 zeigt eine Draufsicht, die eine Modifikation der Spule auf dem in 12 gezeigten IC Chip darstellt.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUR REALISIERUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Lese-/Schreibeinheit 100, die ein Ausführungsbeispiel der Informationseingabe-/Ausgabeeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, beschrieben. In allen Figuren sind gleiche Teile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und deren wiederholte Beschreibung wird vermieden. Die Lese-/Schreibeinheit 100 ist mit einem Notebook-PC 300 verbunden, der ein Beispiel eines elektronischen Gerätes darstellt. Die Lese-/Schreibeinheit ist fähig mit der berührungsfreien IC Karte 202 und der münzenförmigen berührungsfreien IC Plakette 204 zu kommunizieren. Beiläufig sei erwähnt, dass in der folgenden Beschreibung sowohl die berührungsfreie IC Karte als auch die berührungsfreie münzenförmige IC Plakette gemeinsam als „berührungsfreies Informationsmedium" bezeichnet werden. Im Fall der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, lediglich beispielsweise, dass die Lese-/Schreibeinheit 100 als eine funktionserweiternde Einheit für den Notebook Computer 300 dient. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Kommunikationssystems 1, bestehend aus der Lese-/Schreibeinheit 100, den berührungsfreien Informationsmedien 200 und den Notebook Computer 300.
Wie in den 1 und 2 zu sehen weist die Lese-/Schreibeinheit 100 ein Gehäuse 10, Aufnahmehohlräume 40 und 50, Lampen 62 und 64, einen Schalter 72, Gummifüße 80 (siehe 4) und ein Kabel 98 auf. Das Gehäuse 10 kann beispielsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt sein und weist eine Frontabdeckung 20 und eine Rückabdeckung 30, wie in den
3 bis 5 gezeigt ist, woran zum Beispiel vier Gummifüße 80 in den Eckbereichen des Bodens vorgesehen sind. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Lese-/Schreibeinheit 100. 3 ist eine Seitenansicht der Lese-/Schreibeinheit 100. 4 ist eine Querschnittsansicht der Lese-/Schreibeinheit 100. 5 zeigt eine Rückansicht der rückwärtigen Abdeckung 30 der Lese-/Schreibeinheit 100.
Als eine Modifikation kann das Gehäuse 10 einstückig mit einer Tastatur des Notebook Computers 300 oder als eine Erweiterungseinheit des Notebook Computers 300 ausgeführt sein. Alternativ kann das Gehäuse 10 einstückig mit dem Hauptkörper oder einem Zusatzgerät (z.B. der Fernbedienung eines Fernsehgerätes) von anderen elektronischen Geräten (z.B. PDA, Palm-Top-PCs, tragbaren Computern, Fernsehgeräten, Handys, Spielkonsolen oder dergleichen) ausgeführt sein, die sich von der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung unterscheiden.
Die Frontabdeckung 20 und die rückwärtige Abdeckung 30 sind miteinander über Schrauben oder andere Kupplungsglieder verbunden. Die Frontabdeckung 20 ist mit den Aufnahmehohlräumen 40 und 50, den Lampen 62 und 64 und dem Schalter 72 versehen, wie in 2 zu sehen ist.
Der Aufnahmehohlraum 40 ist so ausgeführt, dass die berührungsfreie IC Karte 202 teilweise in Eingriff steht, während diese teilweise in dem Aufnahmehohlraum 40 gelagert ist. Genauer gesagt ist der Aufnahmehohlraum 40 so designed, dass er die berührungsfreie IC Karte 202 an einer vorbestimmten Stelle positioniert, wo ein Antennenbereich 120 der Lese-/Schreibeinheit mit einem IC Chip 210 der berührungsfreien IC Karte 202 kommunizieren kann, wie weiter unten beschrieben wird. Ähnlich ist der Aufnahmehohlraum 50 so ausgebildet, dass die berührungsfreie IC Plakette 204 teilweise mit diesem in Eingriff steht, während sie in dem Hohlraum gelagert ist. Genauer gesagt ist der Aufnahmehohlraum 50 ebenfalls so designed, dass er die berührungsfreie IC Plakette 204 an einer vorbestimmten Stelle positioniert wo der Antennenbereich 120 der Lese-/Schreibeinheit 100 mit dem IC Chip 210 der berührungsfreien IC Plakette 204 kommunizieren kann, wie weiter unten beschrieben wird.
Wie im Folgenden beschrieben wird ist die Dicke der berührungsfreien IC Karte 202 (0,77 mm im Fall der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung) dünner als die Dicke der berührungsfreien IC Plakette 204 (1,5 mm im Fall der vorliegenden Ausführungsform) während der Bereich (die Größe) der Stirnseite der berührungsfreien IC Karte 202 (die 54 mm lang und 85,6 mm breit ist) größer als der Bereich (die Größe) der Stirnfläche der berührungsfreien IC Plakette 204 (die 15 mm × 15 mm im Fall der vorliegenden Ausführungsform) misst.
16 zeigt schematisch im Querschnitt einen Zustand in dem die Karte 202 in den Aufnahmehohlraum 40 eingelegt ist und einen Zustand in dem die berührungsfreie IC Plakette 204 in den Aufnahmehohlraum 50 eingelegt ist. Ein Kommunikationsmodul 110 der Lese-/Schreibeinheit 100 kann mit einem IC Chip 250 mit Spule des berührungsfreien Informationsmediums 200 über eine Antenne 142 kommunizieren. Im Fall des in den 1 und 16 gezeigten Aufbaus können die Karte 202 und die Plakette 204 nicht gleichzeitig in die Aufnahmehohlräume 40 und 50 eingeführt werden. Dem gegenüber zeigt 17 schematisch im Querschnitt eine Lese-/Schreibeinheit 100a, bei der die Aufnahmehohlräume 40a und 50a voneinander getrennt oder unterteilt sind. Im Fall des in 17 gezeigten Aufbaus kann das Kommunikationsmodul 110 gleichzeitig mit den beiden Arten der berührungsfreien Informationsmedien 202 und 204 kommunizieren. Die Lese-/Schreibeinheit diesen Aufbaus kann mit verbesserter Effizienz dazu verwendet werden zum Beispiel eine elektronische Transaktion durchzuführen indem elektronisches Geld in der berührungsfreien IC Karte 202 gespeichert wird während in der berührungsfreien IC Plakette 204 eine Adresse einer Homepage gespeichert wird, um diese zu kontaktieren.
Wie mit einer gestrichelten Linie in 2 angegeben ist hat der Aufnahmehohlraum 40 eine im Wesentlichen rechtwinklige Kontur 42, die konform mit der Form der Karte ist, während der Aufnahmehohlraum 50 eine Kontur 52 aufweist, die näherungsweise U-förmig und konform mit der münzenähnlichen Form ist. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist der Aufnahmehohlraum 50 in der Stirnseite des Aufnahmehohlraums 40 ausgeformt, wobei die Dicke des Aufnahmehohlraums 40 kleiner ist als die des Aufnahmehohlraums 50. In 2 zeigt eine unterbrochene Linie den Zustand in dem die berührungsfreie IC Plakette 204 eingeführt wurde. Natürlich kann als eine Modifikation der Aufnahmehohlraum 40 so realisiert sein, durch die Verwendung eines U-förmigen Rahmens 46, dass er der Karte 202 ermöglicht darin aufgenommen zu werden während der Aufnahmehohlraum 50 einen V-förmigen Rahmen 56 aufweisen kann, um es der Plakette 204 zu ermöglichen dort aufgenommen zu werden, wie in 18 gezeigt.
18 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Modifikation der Aufnahmehohlräume 40 und 50, die in 2 gezeigt sind.
Die Aufnahmehohlräume 40 und 50 weisen eine konkavkonvexe oder geriffelte Oberfläche 44 auf, die den beiden Hohlräumen teilweise gemeinsam ist. Die geriffelte Oberfläche 44 dient dazu die reibungslose Einführung und Entfernung der berührungsfreien IC Karte 202 und der berührungsfreien IC Plakette 204 in die Lese-/Schreibeinheit 202 und deren Entfernung daraus zu erleichtern. Die Lampen 62 und 64 sind vorgesehen um den Zustand der Lese-/Schreibeinheit 100 anzugeben. Als eine wählbare Modifikation kann die Lese-/Schreibeinheit 100 mit einem Flüssigkristallpaneel (nicht gezeigt) versehen sein, um Daten der berührungsfreien IC Karte 202 und der berührungsfreien IC Plakette 204 anzuzeigen. Die Lampe 62 dient dazu anzuzeigen, ob die Lese-/Schreibeinheit 100 in Betrieb ist und mit der berührungsfreien IC Karte 202 und der berührungsfreien IC Plakette 204 kommuniziert, während gleichzeitig angezeigt wird ob oder ob nicht ein Bedienungsfehler aufgetreten ist. Die Lampe 62 kann ebenfalls auch so designed sein, dass sie den Kommunikationszustand und das Auftreten von Bedienungsfehlern angibt, wobei diese unterschiedlich sind. So kann beispielsweise die Lampe 62 während der Kommunikation leuchten, während sie bei Auftreten eines Bedienungsfehlers blinkt oder alternativ kann die Lampe 62 in verschiedenen Farben leuchten, um die Kommunikation und das Auftreten eines Bedienungsfehlers voneinander unterscheidbar anzuzeigen. Als weitere mögliche Modifikation kann die Lampe 62 als einem Lampenpaar bestehen, eine zur Anzeige der Kommunikation und die andere zur Anzeige eines Bedienungsfehlers. Wenn der Lese-/Schreibeinheit elektrischer Strom zugeführt wird leuchtet die Lampe 64 während diese stromlos ist wenn die Stromversorgung der Lese-/Schreibeinheit abgeschaltet ist. Die Lampe 64 kann in einer unterschiedlichen Farbe leuchten, die sich von der der Lampe 62 unterscheidet. Ferner kann die Lampe durch ein Flüssigkristallpaneel oder einen Lautsprecher oder dergleichen zum gleichen Zweck ersetzt werden.
Wie man in 5 erkennt ist der Schalter 72 mit einer Feder 74, einer Rückhalteplatte 76 und einer Löseeinheit 78 versehen, um einen Aufspringmechanismus 70 (nicht gezeigt) zu bilden. Der Schalter 72 ist so konstruiert, dass er mit der berührungsfreien IC Karte 202 und der berührungsfreien IC Plakette 204 in Eingriff steht, die in den Aufnahmehohlräumen 40 und 50 jeweils platziert sind. Um gegen die Federkraft der Feder 74, die fest an der Frontabdeckung 20 über die Rückhalteplatte 76 befestigt ist sich nach unten zu bewegen in eine Stellung, die in 4 durch eine gebrochene Linie angezeigt ist, um dadurch einen Vorsprung 79 der Löseeinheit 78 anzupressen. Als Ergebnis dieser Maßnahme kann die Lese-/Schreibeinheit 100 das Einführen der berührungsfreien IC Karte 202 oder berührungsfreien IC Plakette 204 erfassen. Nach der Kommunikation zum Datenaustausch springt der Vorsprung 79 der Löseeinheit 78 heraus, um den Schalter 72 in seine ursprüngliche Position zu bringen. Gleichzeitig bewegt sich der Schalter 72 durch den Druck der Feder 74 nach oben, um die berührungsfreie IC Karte 202 oder die berührungsfreie IC Plakette 204 zu zwingen nach außen vorzustehen, so dass sie leichter herausgenommen werden kann.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann ein Einschnitt 47 in einer Rückhalteplatte 48 ausgeformt sein, die die berührungsfreie IC Plakette 204 trägt (die berührungsfreie IC Karte 202 ist bei der Darstellung weggelassen, da das Gleiche auch für diese Karte gilt), wobei ein Finger in den Einschnitt 47 eingeführt werden kann um die berührungsfreie IC Plakette 204 in den Aufnahmehohlraum 40b einzuführen, und um diese aus dem Aufnahmehohlraum 40b zu entfernen, wie in den 19 und 20 gezeigt ist. 19 ist eine Draufsicht auf den Aufnahmehohlraum 40b, der eine Modifikation des Aufnahmehohlraums 40 darstellt, und 20 ist eine Querschnittsansicht des Aufnahmehohlraums 40b.
Das Kabel 98 ist als ein USB Kabel bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt. Das Kabel kann jedoch auch ein RS232C Kabel oder dergleichen sein. Es versteht sich von selbst, dass das Kabel 98 (und der Verbinder) in Abhängigkeit von der elektronischen Ausrüstung oder Zusatzgeräten ausgewechselt werden muss. Die Lese-/Schreibeinheit 100 umfasst ein Kommunikationsmodul 110, wie in den 4, 6 und 7 gezeigt. In diesem Zusammenhang zeigt 6 ein schematisches Blockdiagramm, welches allgemein eine Anordnung des Kommunikationsmoduls 110 darstellt und 7 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau des Kommunikationsmoduls 110 genauer zeigt.
Wie in 6 gezeigt, umfasst das Kommunikationsmodul 110 eine Steuerschnittstelle 120 und einen Antennenbereich 140, die über ein Kabel 130 miteinander verbunden sind. Das Kommunikationsmodul 110 ist so konstruiert, dass es vom berührungsfreien Informationsmedium 200 eine Hochfrequenzwelle W mit einer Trägerfrequenz fc zur Kommunikation mit dem berührungsfreien Informationsmedium 200 über Funk sendet und empfängt. Die Hochfrequenzwelle W, eine Trägerfrequenz fc für ein vorgegebenes Frequenzband (z.B. 13,65 MHz) können verwendet werden. Das Kommunikationsmodul 110 ist über die Steuerschnittstelle 120 mit dem Notebook Computer 300 verbunden. Das Kommunikationsmodul 110 kann jedoch mit anderen elektronischen Geräten (wie beispielsweise einen Desktop-PC, TAD oder dergleichen) anstelle des Notebook Computers 300 verbunden sein.
Die Steuerschnittstelle 120 umfasst einen Sendekreis (Modulationskreis) 122, einen Empfangskreis (Demodulationskreis) 124 und eine Steuereinheit 126. Der Sendekreis 122 ist so konstruiert, dass er Daten moduliert, die vom Notebook Computer 300 geliefert werden unter Verwendung der Trägerfrequenz fc, um dadurch Daten in ein Sendesignal umzuwandeln, welches dem Antennenbereich 140 zugeführt wird. Für die Modulation an dieser Stelle kann jedes geeignete Modulationsschema, welches im Stand der Technik bekannt ist, verwendet werden.
Im Empfangskreis 124 wird das von dem berührungsfreien Informationsmedium 200 durch den Antennenbereich 140 empfangene Signal in ein Basisbandsignal umgewandelt, um daraus Daten abzuleiten, die dann an den Notebook Computer 300 gesendet werden. Bei praktischen Anwendungen sind der Sendekreis 122 und der Empfängerkreis 124 mit einer Mehrzahl von Steuerkreisen 150 und 152 verbunden, um durch diese gesteuert zu werden, wie in 17 gezeigt. Der Fachmann kann die Aufbauten und Betriebsweisen des Sendekreises 122 und des Empfangskreises 124 sowie der Steuerschaltungen 150 und 152 leicht verstehen und implementieren, sodass eine detaillierte Beschreibung nicht nötig ist.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 8 und 9 die berührungsfreie IC Karte 202 beschrieben, die lediglich als Beispiel als eine Ausweiskarte ausgeführt ist. Hierzu zeigt 8 eine schematische Draufsicht der berührungsfreien IC Karte 202 und 9 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der berührungsfreien IC Karte 202. Die berührungsfreie IC Karte 202 trägt persönliche Identifikationsinformation 112 oder dergleichen („persönlich" ist nicht so zu verstehen, dass diese Informationen auf Menschen eingeschränkt ist sondern es können ebenfalls Tiere, Pflanzen, Gebäude, gefertigte Waren oder dergleichen gemeint sein). Ferner trägt die berührungsfreie IC Karte 202 unsichtbare Information (z.B. unsichtbare Barcodes 220) und verspricht verschiedene Mehrzweckanwendungen, die finanztechnische Anwendungen umfassen (Bargeldkarten, Kreditkarten, elektronisches Geld, Betriebsbanking, Homebanking oder dergleichen), kommerzielle Vertriebsanwendungen (Shopping Card, Prepaid Card, Point Card, Warenpapiere oder dergleichen), verschiedene Arten von Mitgliedskarten (für Hotels, Fluglinien, Golfplätze, Restaurants oder dergleichen), medizinische Anwendungen (Kultationstickets, Krankenversicherungskarte, Blutspendekarte, Befindlichkeitsnotizen, eine medizinische Karte, auf der gesundheitsbezogene Information oder dergleichen gespeichert ist), Verkehrsanwendungen (vorbezahlte Fahrttickets, Abschnittstickets, Dauerkarten, Computertickets, Flugtickets, Autobahn-Mautkarten, Parktickets, Personalausweise oder dergleichen), Versicherungsanwendungen (Versicherungspolice oder dergleichen), Anleihen-Anwendungen (Anleihe oder dergleichen), Anwendungen im Erziehungsbereich (Studentenausweiskarten, Leistungsnachweiskarten oder dergleichen), Nachweise verschiedener Mitgliedschaften und Unternehmenszugehörigkeiten (Angestelltenausweise, Zugangsidentifikationskarten für den Zugang zum Tresor oder dergleichen), verwaltungstechnische Anwendungen (Zertifizierung eines Siegels, Steuerkarte, Residenzkarten oder dergleichen) usw..
Wie man in 8 erkennt weist die berührungsfreie IC Karte 202 beispielsweise auf: ein Substratmuster 211, eine Gesichtsfotographie 212, Information über den Herausgeber der Karte 214, ein Kartenherausgeberlogo 216, eine Identifikationsnummer 218, einen unsichtbaren Barcode 220 und einen IC Chip mit Spule 250. Die berührungsfreie IC Karte 202 hat die gleichen Abmessungen wie die Kreditkarte, eine sogenannte ISO (International Organization for Standardization) Größe (54 mm lang, 85,6 mm breit und 0,76 mm dick). Die Form und die Größe der berührungsfreien IC Karte ist jedoch nicht auf die ISO Größe beschränkt sondern kann eine gegebene Form (z.B. die Form eines Anhängers, die Form einer Münze, die Form eines Schlüssels, die Form einer Plakette oder dergleichen) in Abhängigkeit von der beabsichtigten oder beschriebenen Anwendung haben. Ferner können die in 8 gezeigten Komponenten 211 bis 218 in weißer Farbe, in schwarz oder in jeder anderen Farbe ausgeführt sein.
Das Substratmuster 211 kann ein gewünschtes Muster sein wie beispielsweise eine Fotographie, ein Bild oder eine Zeichnung oder alternativ kann es ohne Muster ausgeführt sein. Die Gesichtsfotographie 212 und die Identifikationsnummer 218 (Mitgliedsnummer, Kreditkartennummer oder dergleichen) sind nicht immer unabdingbare Komponenten. Die Kartenherausgeberinformation 214 kann zum Beispiel der Name eines Hotels, der Name einer Fluggesellschaft, der Name einer Kreditkartengesellschaft, der Name einer Schule oder dergleichen sein, und das Kartenherausgeberlogo 216 kann eine Logomarke oder dergleichen einer Fluggesellschaft, usw. sein. Die Kartenherausgeberinformation 214 kann den Status der Karte (Goldmitgliedschaft, Platinmitgliedschaft oder dergleichen) enthalten und zusätzlich eine damit in Verbindung stehende Gesellschaft (zum Beispiel zugehörige Kreditkartengesellschaft, zugehörige Fluggesellschaft, zugehöriges Hotel oder dergleichen).
Ferner kann die berührungslose IC Karte 202 Informationen enthalten bezüglich des Endes der Gültigkeit der Karte und/oder andere Markierungen (Hologramm, Unterschriftenstreifen, ein gefräster Stempel, ein heiß gepresster Stempel, ein Bildabdruck oder dergleichen) je nach Anforderung. Die Identifikationsnummer 218 der Karte gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist durch Drucken anstatt Stanzen geformt, obwohl nicht beabsichtigt ist, dass das Stanzen von dem Informationsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen ist.
Der unsichtbare Barcode 220 ist mit einem Phosphormaterial gedruckt und stellt eine laufende Nummer oder eine einzigartige Nummer dar, die von einer Karte zur anderen bei der vorliegenden Ausführungsform unterschiedlich ist. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass der unsichtbare Barcode 220 durch andere unsichtbare Informationen, wie eine Markierung, eine Zahlenfolge oder Symbole oder dergleichen ersetzt sein kann. Das Phosphormaterial wird dadurch angeregt, dass es Energie ausgesetzt wird wie beispielsweise Licht, Elektronen, etc während es Energie beim Zurückfallen in den Grundzustand aussendet. Bei der Karte gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedweder Phosphor verwendet werden, der sich anregen lässt und luminesziert, wenn er mit ultraviolettem Licht, Infrarotstrahlung oder sichtbarem Licht bestrahlt wird. Im Fall der vorliegenden Ausführungsform wird lediglich beispielsweise angenommen, dass ein Phosphor verwendet wird, der mit Infrarotstrahlung angeregt werden kann, die für das Auge des Benutzers unsichtbar ist und dass der Phosphor beim Relaxieren in den Grundzustand Infrarotstrahlung aussendet.
Lichtstrahlung mit großer Wellenlänge wie Infrarotlicht durchquert gedrucktes Material und Folien. Dementsprechend wird die Lumineszenzintensität sich nur wenig verringern wenn eine bedruckte Schicht über dem unsichtbaren Barcode 220 angeordnet ist. Wenn jedoch infrarotstrahlungsabsorbierendes gedrucktes Material, wie Kohlenstoff, auf dem unsichtbaren Barcode 220 angebracht ist, werden Infrarotstrahlen absorbiert. Dementsprechend wird bevorzugt gedrucktes Material aufzutragen, welches keine Infrarotstrahlen absorbiert.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 10 und 11 das Prinzip des Lesens des unsichtbaren Barcodes 220 beschrieben. 10 ist eine schematische perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Prinzips des Lesens des unsichtbaren Barcodes 220. 11 ist ein Diagramm zur beispielhaften Erläuterung der Signale, die vom gelesenen unsichtbaren Barcode 220 herrühren. Wie in 10 gezeigt, kann der unsichtbare Barcode 220 mithilfe eines Detektors 504 erfasst werden, der eine Fotodiode aufweist in Zusammenarbeit mit einer Lichtquelle 502, wie beispielsweise einer LED. Wenn der unsichtbare Barcode 220 mit Anregungslichtstrahlen von der Lichtquelle 502 bestrahlt wird emittieren die Bereiche auf dem unsichtbaren Barcode, die aus Phosphor sind Lichtstrahlen. An den Stellen des unsichtbaren Barcodes, an denen kein Phosphor angebracht ist, werden die Erregungslichtstrahlen reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen werden durch einen optischen Filter 505, der vor dem Detektor 504 angeordnet ist, abgeschnitten. Somit werden nur fluoreszente Strahlen vom Detektor erfasst. Durch Bewegen des unsichtbaren Barcodes 220 in der angegebenen Pfeilrichtung kann ein dem Barcode entsprechendes Signal in Form eines analogen Ausgangssignals des Detektors 504 erhalten werden. Das analoge Ausgangssignal wird dann durch einen A/D Konverter in ein digitales Ausgangssignal verwandelt, wobei der A/D Konverter mit dem Detektor 504 verbunden ist, obwohl dessen Darstellung hier weggelassen ist. Auf diese Weise kann die Barcodeinformation gelesen werden.
Der unsichtbare Barcode 220 erleichtert die Handhabung der berührungsfreien IC Karte 202. Die Handhabung kann beispielsweise umfassen: Die Handhabung für die Herausgabe der berührungsfreien IC Karten 202 durch Drucken oder Stanzen und deren Lieferung an den Kunden, das Verwalten der erneuten Herausgabe einer neuen Karte anstelle einer defekten Karte 202, deren Verwendung unmöglich wurde, das kollative Management gedruckten Inhalts nach magnetischer Codierung oder die IC Codierung der magnetischen Karte oder IC Karte, die die Karte 202 darstellt. Der unsichtbare Barcode 220 beeinträchtigt nicht die ästhetische Erscheinung des Substratmusters 211, da die Anwesenheit des unsichtbaren Barcodes 220 von außen nicht sichtbar ist. Zusätzlich, da die Präsenz des Barcodes nicht mit dem Auge erkennbar ist, die unbeabsichtigte Verbreitung der Barcodeinformation nur schwerlich eintreten, wodurch die Sicherheit der Karte 202 erhöht wird.
Im Folgenden wird mit Bezug auf 9 ein beispielsweiser Aufbau der Karte 202 erläutert. Die berührungsfreie IC Karte 202 weist ein Substrat 230, bedruckte Schichten 232 und 234 und Schutzschichten 236 und 238 auf. Das Substrat 230 kann zum Beispiel aus Vinylchlorid, Plastik oder einer Polyesterplatte bestehen. Ferner kann auf dem Substrat 230 eine Anzeige und eine Tastatur (nicht gezeigt) angebracht sein, um dadurch die Anzahl der Funktionen zu erhöhen. Das Substrat 230 ist mit dem IC Chip mit integrierter Spule 250 versehen. In diesem Fall kann der IC Chip 250 die Information betreffend den unsichtbaren Barcode 220 speichern. Die bedruckte Schicht 232 umfasst Komponenten 211 bis 220, wie in 1 gezeigt. Bei einer ausgesuchten Modifikation können die Substratmuster 211 und andere Komponenten 212 bis 220 als getrennte gedruckte Schichten ausgebildet sein. Genauer gesagt, auf der gedruckten Schicht 232 kann die Identifikationsinformation und der unsichtbare Barcode 220 in derselben gedruckten Schicht gebildet sein. Zuvor wurde die Identifikationsinformation und der unsichtbare Barcode 220 als separate gedruckte Schichten ausgebildet, woraus sich die Befürchtung ergab, dass zum Beispiel die Gesichtfotographie 212 betrügerischer Weise ausgetauscht wurde, indem die oberste Schicht laminiert wurde. Die gedruckte Schicht 232 gemäß der vorliegenden Erfindung löst das oben erläuterte Problem und stellt eine erhöhte Sicherheit für die Karte 202 dar.
Die gedruckte Schicht 234, die wahlweise vorgesehen werden kann ist auf der Rückseite des Substrats 230, zum Beispiel in Form eines Magnetstreifens vorgesehen, indem dem unsichtbaren Barcode 220 betreffende Information gespeichert werden kann. In diesem Zusammenhang sollte erwähnt werden, dass der Ausdruck „Information betreffend den unsichtbaren Barcode 220" so verwendet wird, dass die Barcodeinformation (zum Beispiel ein Identifikationscode oder dergleichen) und die Information, die zu dem Barcode gehört (zum Beispiel Adresse, Name, Alter, Geburtsdatum, physikalische Merkmale oder dergleichen) umfasst sind.
Die gedruckten Schichten 232 und 234 bestehen aus Toner, Tinte oder andere Arten von Farbstoffen. Der Toner kann magnetisch oder nicht magnetisch sein und kann eine oder zwei Komponenten (einschließlich des Trägers) aufweisen. Die Tinte kann ein Lösungsmittel, ein Farbstoff, Oxide, Binder, Schmiermittel und zusätzliche oder alternative andere Komponenten aufweisen. Die Tinte zum Drucken der Identifikationsinformation und die Tinte zum Drucken des unsichtbaren Barcodes 220 unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Anwesenheit/Abwesenheit eines Farbstoffes und anderer Komponenten. Als Schutzschichten 236 und 238 können zum Beispiel Vinylchloridüberzüge, Polyesterüberzüge oder dergleichen verwendet werden.
Mit Bezug auf 12 wird der IC Chip mit integrierter Spule 250 beschrieben. In diesem Zusammenhang sollte erwähnt werden, dass der IC Chip mit inkorporierter Spule 250 mit gleichem Abstand von den Vorder- und Rückseiten und mit einem Abstand von 15 mm von der linken Seite angeordnet ist, wie in 8 gezeigt. Wie in 12 gezeigt, besteht der IC Chip mit integrierter Spule 250 aus einem Substrat 251, welches als Trägerelement dient, einem IC Modul 260, welches ein auf dem Substrat 251 angebrachter Halbleiterchip ist und einer auf dem Chip angebrachten Spule 252, die auf der Oberfläche des IC Moduls 260 durch Galvanotechnik aufgebracht ist. Das IC Modul 260 und die sich auf dem Chip befindliche Spule 252 sind über Anschlüsse 254 elektrisch miteinander verbunden. 12 zeigt eine schematische Draufsicht auf den IC Chip mit integrierter Spule 250. Konzeptionell weist der IC Chip mit inkorporierter Spule 250 die Antennenspule 252 und das IC Modul 260 auf, wie man in 13 erkennt. 13 zeigt ein Blockdiagramm, welches den Aufbau des IC Chips mit integrierter Spule 250 darstellt. Die Spule 252 kann in drahtlose- oder Funkkommunikation mit der Lese-/Schreibeinheit 100 treten.
Ein Resonanzkondensator 256 hat die elektrostatische Kapazität C und wirkt mit der Induktanz L des Spulenmusters 252 zusammen, um einen Resonanzkreis zu bilden, der mit der Trägerfrequenz fc der Hochfrequenzwelle zur Übertragung/Empfang in Resonanz treten kann. Da die Resonanzfrequenz f_r gegeben ist durch f_r = (1/2π)(LC)^-1/2, ist es möglich einen großen Resonanzstrom durch die Spule 252 und den Kondensator 256 fließen zu lassen, indem man die Resonanzfrequenz mit der Trägerfrequenz fc koinzidieren lässt, wodurch der Resonanzstrom in das IC Modul 260 eingespeist werden kann. Der Kondensator 256 kann in derselben Ebene wie das IC Modul 260 (zum Beispiel in einer einzigen Schicht) oder alternativ in einer Mehrschichtstruktur ausgebildet sein. So können beispielsweise die Spule 253 und der Kondensator 256 an Anschlüssen 254 angeschlossen sein, um den Kommunikationsbereich des IC Chips mit integrierter Spule 250 zu erhöhen, wie in 24 gezeigt. 24 ist eine schematische Draufsicht auf den IC Chip mit integrierter Spule 250, der die Spule 253 aufweist und in 12 gezeigt ist.
14 ist ein Blockdiagramm, welches im Detail die einzelnen Komponenten des IC Moduls 260 darstellt. Das IC Modul 260 weist eine Stromversorgungsschaltung 262, eine Rücksetzsignalerzeugungsschaltung 263, eine Sender/Empfängerschaltung 264 (zum Beispiel die Schaltkreise 264a bis 264b), eine logische Steuerschaltung 266, eine Zeittaktschaltung (TIM) 267 und einen Speicher 268 auf. Das IC Modul 260 kann mit der Lese-/Schreibeinheit 100 über die Spule 252 kommunizieren.
Mit der Stromversorgungsschaltung (PS) 262 ist die Rücksetzsignalerzeugungsschaltung 263 verbunden, die wiederum mit dem Rücksetzanschluss (RST) der logischen Steuerschaltung 266 verbunden ist. Das IC Modul 260 ist so designed, dass es die Betriebsspannung Vcc (zum Bespiel 5V) des Kommunikationssystems der logischen Steuerschaltung 266 liefert, wobei die Spannung durch elektromagnetische Induktion aus der Hochfrequenzwelle W (Trägerfrequenz fc) erzeugt wird, die von der Lese-/Schreibeinheit 100 empfangen wird. In Erwiderung auf die Erzeugung der Betriebsspannung Vcc setzt die Rücksetzsignalerzeugungsschaltung 263 die logische Steuerschaltung 266 zurück, um Vorkehrungen für eine folgende oder neue Operation zu treffen. Die Sender/Empfängerschaltung 264 weist einen Detektor (DET) 264a, einen Modulator (MOD) 264b, einen Demodulator (DEM) 264c und einen Kodierer (ENC) 264d auf. Der Demodulator 264c und der Kodierer 264d sind an Datenanschlüsse DI und DO der logischen Steuerschaltung 266 angeschlossen. Ein Kodierer bestehend aus einem Digital/Analogkonverter oder dergleichen kann als eine unabhängige Komponente in einer Stufe vorgesehen sein, die auf den Demodulator 264c folgt, falls erforderlich. In diesem Fall kann der Dekodierer so angeordnet sein, dass er mit dem Kodierer 264d eine Codec-Schaltung bildet. Die Zeittaktschaltung 267 wird verwendet um eine Vielzahl von Zeittaktsignalen zu erzeugen und ist an Taktgeberanschluss (CLK) der logischen Steuerschaltung 266 angeschlossen.
Die Empfängerschaltung der Sender/Empfängerschaltung 264 besteht aus dem Detektor 264a und dem Demodulator 264c. Die empfangene Hochfrequenzwelle W wird durch den Detektor 264a erfasst, worauf der Demoduluator 264c ein Basisbandsignal aus dem erfassten Signal rekonstruiert, um die Daten abzuleiten. Das rekonstruierte Basisbandsignal (oder das darauf folgend rekonstruierte Signal, je nach dem) wird als Datensignal DI an die Logik-Steuerschaltung 266 geschickt.
Die Senderschaltung des Sender/Empfängerkreises 264 besteht aus dem Modulator 264b und dem Kodierer 264d, die jeweils jeden bekannten Aufbau haben können. Zum Senden der Daten wird die Trägerwelle moduliert in Übereinstimmung mit den zu sendenden Daten und anschließend an die Spule 252 gesendet. Als Modulationsschema kann ein ASK zum Amplitudenmodulieren des Trägerfrequenzsignals verwendet werden und ein PSK kann zum Phasenmodulieren verwendet werden. Darüberhinaus kann ebenfalls eine Lastmodulation angewandt werden. Mit der Lastmodulation ist die Modulation einer mittleren Leistung (Last) in Übereinstimmung mit dem Unterträger gemeint. Der Kodierer 264d kodiert (Bit- Kodierung) die Daten DO, welche mit einem vorbestimmten Code (zum Beispiel Manchester Code, PSK Code, etc.) gesendet werden sollen, worauf die codierten Daten der Spule 252 eingegeben werden.
Die Sender/Empfängerschaltung 264 wird durch die Logiksteuerschaltung 266 gesteuert, um synchron mit dem Taktsignal (Taktgeber) zu sein, welches durch die Taktgeberschaltung 267 erzeugt wird. Die Logiksteuerschaltung 266 kann als eine CPU ausgeführt sein. Der Speicher 268 besteht aus einem ROM, einem RAM, einem EEPROM und/oder einem FRAM, usw. beispielsweise mit dem in 23 gezeigten Aufbau. 23 ist ein Blockdiagramm, welches einen beispielsweisen Aufbau des Speichers 268 darstellt. Die Logiksteuerschaltung 266 ist so konstruiert, dass sie mit der Lese-/Schreibeinheit 100 kommunizieren kann oder vorbestimmte Prozesse auf der Grundlage der oben erwähnten Daten durchführen kann. Beispielsweise können Identifikationsinformationen, vorbestimmte Beträge eines Wertes wie elektronisches Geld, Übertragungsaufzeichnungen, etc. im Speicher 268 gespeichert sein, während die Logiksteuerschaltung 266 so konstruiert ist, dass sie den oben beschriebenen Wert erhöhen/erniedrigen kann in Abhängigkeit von vorbestimmten Transaktionen (beispielsweise wie den Kauf eines Tickets, das Erhalten/Zahlen von elektronischem Geld oder dergleichen). Anordnungen und Operationen der oben erwähnten Komponenten werden vom Fachmann ohne weiteres verstanden. Dementsprechend ist eine weitere detaillierte Beschreibung nicht notwendig.
Die berührungslose IC Plakette 204 ist mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 1,5 mm ausgeführt, wobei der IC Chip mit integrierter Spule 250 in der Mitte der berührungslosen IC Plakette angeordnet ist. Dementsprechend ist der Abstand vom Umfang des IC Chips mit integrierter Spule 250, wie in 15 gezeigt 15 mm, wie dies für den Abstand des IC Chips mit integrierter Spule 250 von der rechten Seite der berührungsfreien IC Karte der Fall ist, die in 8 gezeigt ist. Dementsprechend überlappen sich jeweils die IC Chips mit integrierter Spule 250 beider Informationsmedien im Wesentlichen, wenn die in 8 und 15 gezeigten berührungsfreien Informationsmedien 200 in den Aufnahmehohlräumen 40 bzw. 50 platziert werden. Das Kommunikationsmodul 110, welches in der Lese-/Schreibeinheit 100 eingebaut ist, ist an einer Stelle angeordnet, wo es mit diesen IC Chips mit inkorporierter Spule 250 kommunizieren kann. 15 zeigt eine Draufsicht auf die berührungsfreie IC Plakette 204.
In dem IC Chip mit integrierter Spule 250, der in 15 gezeigt ist, ist die Antenne 252 in kleiner Größe implementiert. Dementsprechend wird die Größe der Karte und der Plakette nicht durch die Form der Spule eingeschränkt, im Unterschied zu vorbekannten üblichen berührungsfreien Karten. Somit kann die Größe eines Substrats 270 der berührungsfreien IC Plakette miniaturisiert werden, was wiederum bedeutet, dass das Substrat 270 in einer gewünschten Form, wie beispielsweise als Ellipse, Rhombus, herzförmig oder dergleichen, ohne auf eine kreisförmige (zylindrische) Form beschränkt zu sein wie im Fall dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Allgemeinen ist die Form der berührungsfreien IC Plakette 204 keinen Einschränkungen unterworfen, wenn die Lese-/Schreibeinheit 100 als Erweiterungseinheit eines elektronischen Geräts oder einer elektronischen Ausrüstung verwendet wird. In der Erweiterungseinheit für den Notebook Computer 300 kann der Speicher 262 des IC Chips mit integrierter Spule 250 Homepage-Adressen von Unternehmen speichern, zum Beispiel für Werbezwecke, Softwareprogramme, Spiele und Zwischen- und/oder Endergebnisse vorbestimmter Arbeitsabläufe.
Das berührungsfreie Informationsmedium 200 kann eine Mehrzahl von IC Chips mit integrierter Spule 250 aufweisen. So kann beispielsweise mit Bezug auf die 21 und 22 die berührungsfreie IC Karte 202 durch berührungsfreie IC Karten 202a und 202b ersetzt werden, die jeweils mit einer Mehrzahl IC Chips mit integrierter Spule 250 ausgerüstet sind. 21 zeigt eine schematische Draufsicht einer Modifikation der berührungsfreien IC Karte 202. 22 zeigt eine schematische Draufsicht einer anderen Modifikation der berührungsfreien IC Karte 202. Da jede der IC Karten mit integrierter Spule 250, die in den berührungsfreien IC Karten 202a und 202b enthalten sind einen kurzen Kommunikationsradius aufweisen, besteht im Wesentlichen nicht das Problem des Übersprechens.
Die berührungsfreie IC Karte 202a umfasst ein Paar IC Chips mit integrierter Spule 250, die verschiedene Informationen in den jeweiligen Speichern 268 speichern können. So kann beispielsweise die Information, die das elektronische Geld betrifft in dem oberen IC Chip mit integrierter Spule 250 abgespeichert sein wohingegen Informationen, die den Kredit betrifft in dem unteren IC Chip mit integrierter Spule 250 abgespeichert sein kann. In diesem Fall kann das Kommunikationsmodul 110 mit dem gewünschten der IC Chips mit integrierter Spule 250 kommunizieren, indem die Karte 202a in dem Aufnahmehohlraum 50 in einer Richtung A oder B platziert wird. Andererseits kann das Kommunikationsmodul 110 beispielsweise beweglich ausgebildet sein, um eine Kommunikation mit dem gewünschten IC Chip mit integrierter Spule 250 im Fall der berührungsfreien IC Karte 202b zu ermöglichen. Es versteht sich von selbst, dass ähnliche Modifikationen an der IC Plakette 204 ebenfalls ausgeführt werden können.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Lese-/Schreibeinheit 100 beschrieben. Es wird beispielsweise angenommen, dass das berührungsfreie Informationsmedium 200 die Identifikationsinformation (Passwort) in dessen Speicher 268 abspeichert. In diesem Fall kann die Lese-/Schreibeinheit 100 als eine Zugangsverwaltungseinheit einer Computerdatenbasis eines Unternehmens, eines Instituts, einer Universität, etc. verwendet werden.
In diesem Fall steckt der Verwender sein kontaktfreies Informationsmedium 200 in die Lese-/Schreibeinheit 100. In Erwiderung sendet die Lese-/Schreibeinheit 100 eine Hochfrequenzwelle W mit der Trägerfrequenz fc, wodurch das berührungsfreie Informationsmedium 200 veranlasst wird, seine Identifikationsnummer zurückzusenden. Die oben erwähnte Hochfrequenzwelle W wird vorzugsweise von der Spule 252 (und wahlweise durch die Spule 253) empfangen, die mit der Trägerfrequenz fc in Resonanz tritt. Als Ergebnis fließt induzierter Strom durch die Spule 252, um in den IC 260 gespeist zu werden. Da der induzierte Strom ein Wechselstrom ist, wird der induzierte Strom in der Stromversorgungsschaltung 262 in einen Gleichstrom gewandelt, von dem konstante Betriebsspannungen der einzelnen Komponente abgeleitet werden können.
Andererseits antwortet das Steuermodul 266 auf das von der Spule 252 und dem nicht gezeigten dem Modulationskreis gelieferte Signal (induzierter Strom), um dadurch zu bewirken, dass die einzelnen Komponenten arbeiten, derart, dass die Identifikationsinformation (Passwort oder dergleichen) aus dem Speicher 268 ausgelesen werden, um anschließend von der Spule 252 gesendet zu werden. Auf diese Weise ist die Identifikationsinformation, die über die Sende/Empfängerschaltung 264 und die Spule 252 nach außen gesendet werden soll, aus dem Speicher 268 ausgelesen. Die von der Spule 252 ausgestrahlte Identifikationsinformation wird auf den Antennenteil 140 der Lese-/Schreibeinheit 100 übertragen, die elektromagnetisch mit der Spule 242 gekoppelt ist. Der Antennenteil 140 liefert die empfangene Identifikationsinformation an den Steuerschnittstellenbereich 120, der darauf reagiert, indem er eine Anforderung zur Überprüfung der Gültigkeit der Identifikationsinformation an den Notebook Computer 300 oder einen Host Computer oder dergleichen, die mit dem Steuerschnittstellenbereich verbunden sind, sendet.
Alternativ kann die Lese-/Schreibeinheit so konstruiert sein, dass sie den Benutzer auffordert, das Passwort und/oder einen Fingerabdruck, eine Stimmenprobe oder Irisinformation einzugeben. Auf diese Weise kann gleichzeitig überprüft werden ob oder ob nicht der Benutzer der autorisierte Besitzer des berührungsfreien Informationsmediums 200 ist oder nicht. In diesem Fall wird ein Fingerabdruckleser oder dergleichen (nicht gezeigt) in Kombination mit der Lese-/Schreibeinheit 100 verwendet werden müssen. Im Anschluss daran, wenn bestätigt ist, dass die Identifikationsinformation echt ist, kann der Verwender auf den Notebook Computer 300 zugreifen oder die damit verbundene Datenbasis eines Host Computers. Es ist unnötig zu sagen, dass wenn die Identifikationsinformation falsch ist, der Benutzerzugang verweigert wird.
Oben stehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Verschiedene Modifikationen und Variationen sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung mögliche. So wird beispielsweise in den erläuterten Ausführungsformen ein nahbereichsberührungsfreies Informationsmedium als berührungsfreies Informationsmedium 200 verwendet, dessen Kommunikationsradius klein ist. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Lehre der vorliegenden Erfindung Anwendung bei zahlreichen berührungsfreien Informationsmedien im Allgemeinen finden kann. Außerdem kann der Positionierungsfehler zwischen der Lese-/Schreibeinheit und dem berührungsfreien Informationsmedium 200 aufgefangen werden, indem die Antenne 142 des Kommunikationsmoduls 100, welches in der Lese-/Schreibeinheit 100 integriert ist größer als die Antenne ist, die in den berührungsfreien Informationsmedien 200 integriert ist.
Mit der Informationseingabe-/Ausgabeeinheit nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Kommunikation mit dem nahbereichsberührungsfreien Informationsmedium fehlerlos durchgeführt werden, wodurch eine erhöhte Verlässlichkeit der Datenkommunikation sichergestellt werden kann. Ferner können verschiedene Arten von Daten mit dem berührungsfreien Informationsmedium nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gespeichert werden, um eine Multifunktionsperformance durchzuführen.

Claims

Informations-Eingabe/Ausgabe-System mit: – einem berührungslosen Informationsmedium (200) mit einer zur Kommunikation bestimmten Antenne (252), wobei das Informations-Eingabe/Ausgabe-System ferner aufweist: – eine Eingabe/Ausgabe-Einheit (100) mit • einem Hauptkörper (10) mit • einem Antennenteil (140) zum Austauschen von Informationen mit dem berührungslosen Informationsmedium (200), • Justiermitteln (42, 44, 52) zum selektiven Justieren der Position des berührungsfreien Informationsmediums (200) in Bezug auf den Antennenteil (140), derart, dass der Antennenteil (140) gegenüber der Position der zur Kommunikation bestimmten Antenne (252) angeordnet ist, wobei die Eingabe/Ausgabe-Einheit (100) so ausgeführt ist, dass sie einen Informationsaustausch mit mehreren Typen von kontaktfreien Informationsmedien (200) unterschiedlicher Form durchführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel (42, 44, 52) eine gewellte Oberfläche (44) aufweisen derart, dass sie mindestens mit einem Teil des Randes des Mediums in Abhängigkeit von dem Typ des Mediums (200) in Kontakt mit dem Informationsmedium gebracht werden kann.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsjustiermittel einen Positionierungsbereich mit einem krummlinigen Oberflächenrand (44) aufweisen zur Positionierung eines berührungsfreien Informationsmediums (200) mit einem krummlinigen Oberflächenrand.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktfreien Informationsmedien (200) verschiedener Form solche einschließen, die eine kartenähnliche Form (202) und eine tokenähnliche Form (204) aufweisen.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das berührungsfreie Informationsmedium (200) einen integrierten Schaltkreischip (250) mit einer Spule aufweist.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsjustiermittel einen Schlitz (47) aufweisen, der das manuelle Entfernen des berührungsfreien Informationsmediums (200) aus den Positionsjustiermitteln erleichtert.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch einen Auswurfmechanismus (70), der eine mechanische Entfernung des berührungsfreien Informationsmediums (200) aus den Positionsjustiermitteln ermöglicht.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine erste Anzeige, die anzeigt, dass eine Kommunikation mit dem berührungsfreien Informationsmedium stattfindet.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch einen zweiten Indikator, der anzeigt, dass ein Fehler bei der Kommunikation mit dem berührungsfreien Informationsmedium auftritt.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Indikator den eingeschalteten/ausgeschalteten Zustand einer elektrischen Stromversorgung anzeigt.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsjustiermittel zwei Stellungen für zwei Arten von berührungsfreien Informationsmedien (200) aufweisen, wobei der Antennenteil (120) zwischen den beiden Positionen angeordnet ist.
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenteil (120) größer ist als die Antenne (252) des berührungsfreien Informationsmediums (200).
Informations-Eingabe/Ausgabe-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei berührungsfreie Informationsmedien (202, 204) vorgesehen sind, die jeweils eine unterschiedliche Dicke aufweisen.