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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Lesevorrichtungen für Smartkarten und betrifft
insbesondere eine Lesevorrichtung, die eine derartige Karte ohne
den üblichen
Schlitz, in den die Karte eingesetzt wird, lesen kann. Weiter bezieht
sich die Erfindung insbesondere auf einen verwendeten Kontakt, um
eine elektrische Verbindung zwischen einer Smartkarte und einer
Lesevorrichtung herzustellen, um eine Information auf der Smartkarte
zu lesen oder auf die Smartkarte zu schreiben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Smartkarten
sind weitverbreitet, da die Verwendung derartiger Karten zunimmt.
U-Bahnfahrer können
nun eine Karte mit einem gewünschten,
in die Karte programmierten Wert kaufen, wobei der Wert um einen
Betrag entsprechend dem Fahrpreis jedes Mal abnimmt, wenn der Benutzer
die Karte zum Erreichen des Zugangs zu dem U-Bahn-System verwendet. Ähnliche
Karten werden in Verkaufsmaschinen verwendet, wobei es für den Benutzer
möglich ist,
eine Karte zu verwenden, um alle Einkäufe zu tätigen, ohne dass Wechselgeld
oder einzelne Geldstücke
erforderlich sind. Der programmierte Betrag auf der Karte vermindert
sich jedes Mal bei einem Einkauf. Vorbezahlte Telefon-Smartkarten
sind ebenfalls verbreitet.
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Weiter
werden Smartkarten verwendet, die keine Geldinformation speichern.
Z.B. können
Führerscheine
persönliche
oder medizinische Daten usw. speichern.
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Ein
Nachteil dieser Smartkarten besteht darin, dass es für den Benutzer
der Karte nicht einfach ist, den auf der Karte gespeicherten Datenwert
zu bestimmen, wenn er oder sie sich nicht daran erinnert. Wenn der
Benutzer es vergessen hat, muss er oder sie normalerweise zu einem
Gerät gehen,
die eine derartige Karte akzeptiert, um herauszufinden, was auf
der Karte gespeichert ist (z.B. der verbleibende Geldbetrag auf
der Karte).
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Tragbare
Kartenlesevorrichtungen wurden entwickelt, um es dem Benutzer einfacher
zu machen, den verbleibenden Wert auf allen Karten in seinem oder
ihrem Besitz zu bestimmen. Eine derartige Lesevorrichtung ist z.B.
in der U.S. Pat. Nr. 5,015,830 (Masuzawa et al.) gezeigt; es wird
eine Lesevorrichtung mit einem Schlitz, in den die Karte eingesetzt wird,
beschrieben, wobei elektronische Leseschaltkreise zum Lesen der
auf der Karte gespeicherten Information und eine Anzeige zur Anzeige
der gelesenen Information für
den Benutzer vorgesehen sind. Ein weitere Kartenlesevorrichtung
ist in dem U.S. Pat. Nr. 5,272,319 (Rey) gezeigt.
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Obwohl
die Vorrichtungen von Masuzawa und Rey klein genug sind, um mitgeführt zu werden, sind
sie jedoch für
viele Benutzer zu groß,
um sie regelmäßig mit
sich zu führen.
Der umfangreiche Aufbau derartiger Vorrichtungen führt weiter
zu erhöhten Kosten.
Der Schlitz derartiger Vorrichtungen fängt weiter Staub und Verunreinigungen
ein, die unter Umständen
zu einem Betriebsausfall der Vorrichtung führen können.
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Eine
weitere Patentanmeldung EP-A-0 329 557 A1 (SGS Thomson Microelectronics)
zeigt eine Tastatur, um es dem Benutzer zu ermöglichen, auf die in der Karte
enthaltenen Daten zuzugreifen. Dennoch sind die manuellen Vorgänge zur
Aktivierung der Smartkartenlesevorrichtung, um die Smartkarte zu
lesen, mühsam,
es sei denn, dass man beide Hände
und eine ebene Unterlage benutzt, wobei die Karte vor der Aktivierung
der Lesevorrichtung durch einen Gleitschlitz gezogen werden muss.
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Schließlich beschreibt
die veröffentlichte
Patentanmeldung EP 0 196 929 A1 D2 (Sharp) eine elektronische Vorrichtung
mit einer Haupteinheit, in die Tastaturdaten eingegeben werden,
bei der es möglich
ist, IC-Karten oder Tastenbefehle einzugeben. Auch hier ist es schwierig,
die Smartkartenlesevorrichtung zu aktivieren, wobei die Karte durch
eine Öffnung
eingesetzt werden muss.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Nachteile des Standes der Technik wurden mit der vorliegenden Erfindung überwunden,
wobei eine tragbare Kartenlesevorrichtung geschaffen wird, die kleiner
als die bekannten Kartenlesevorrichtungen ist, und die keinen zur
Verschmutzung usw. neigenden Schlitz aufweist.
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Die
Erfindung schafft eine tragbare Smartkartenlesevorrichtung zum Lesen
und Anzeigen einer auf der Smartkarte gespeicherten Information, wobei
die Lesevorrichtung ein dünnes
Gehäuse
mit einer oberen Fläche
und einer freiliegenden unteren Fläche, eine Vielzahl von elektrischen
Kontakten auf der freiliegenden unteren Fläche, einen in dem Gehäuse angeordneten
und mit den elektrischen Kontakten verbundenen Leseschaltkreis,
und eine an dem Gehäuse
angeordnete und mit dem Leseschaltkreis verbundene Anzeige umfasst,
wobei eine Smartkarte gegen die Kontakte angeordnet werden kann
und der Schaltkreis die auf der Smartkarte gespeicherte Information
lesen und auf der Anzeige anzeigen kann, wobei die Smartkartenlesevorrichtung weiter
einen Schalter zum Aktivieren des Leseschaltkreises aufweist, wenn
die Smartkarte gegen die Kontakte auf der freiliegenden unteren
Fläche
angeordnet ist, und wobei der Schalter aktiviert wird, wenn von
dem Benutzer direkt sowohl auf eine Oberfläche des Schalters als auf die
untere Fläche
der Smartkarte ein Druck aufgebracht wird.
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Bei
den bevorzugten Ausführungsformen
erstrecken sich die elektrischen Kontakte vorzugsweise von der freiliegenden
unteren Fläche
der Lesevorrichtung und, wenn eine Smartkarte gegen die Kontakte
angeordnet wird, bewegen sich die Kontakte in Richtung des Gehäuses. Die
freiliegende untere Fläche
kann größer als
die zu lesende Smartkarte sein und umfasst von der Bodenfläche vorstehende
Führungen,
um die Smartkarte zur Anordnung der Kontakte auf der Oberfläche der
Smartkarte gegen die Kontakte an der unteren Fläche zu führen.
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Der
Schalter kann auf der oberen Fläche
angeordnet sein und mit den Kontakten der unteren Fläche ausgerichtet
sein. Weiter kann der Schalter, wenn er heruntergedrückt wird,
bewirken, dass die Kontakte weiter von der unteren Fläche vorstehen.
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Entsprechend
schafft die Erfindung eine schlitzlose Kartenlesevorrichtung, bei
der der Leseschaltkreis oberhalb der zu lesenden Karte angeordnet
ist. Da kein üblicher
Schlitz vorhanden ist, kann die Lesevorrichtung wesentlich dünner ausgebildet werden,
und es besteht keine Gefahr, dass Schmutz oder Verunreinigungen
in den Schlitz gelangen.
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Mit
der Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik überwunden,
wobei eine Kartenlesevorrichtung geschaffen wird, die eine bessere elektrische
Verbindung zwischen der Lesevorrichtung und einer zu lesenden Karte
ausbildet.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Kartenlesevorrichtung zum Lesen einer auf einer Karte
gespeicherten Information geschaffen, die ein Gehäuse mit einer
Kontaktfläche
aufweist, wobei die Kontaktfläche
mehrere Öffnungen
aufweist, in dem Gehäuse ein
Leseschaltkreis angeordnet ist, der mehrere Kontaktflächen aufweist,
und mehrere elektrische Kontakte in dem Gehäuse angeordnet sind, die sich
zumindest teilweise in die Öffnungen
erstrecken, wobei jeder der elektrischen Kontakte ein Leiterelement umfasst,
das gleitend mit einer der Kontaktflächen in Eingriff tritt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Lesevorrichtung an dem Gehäuse eine mit dem Leseschaltkreis
verbundene Anzeige. Der elektrische Kontakt kann eine Torsionsfeder
umfassen. D.h., jeder elektrische Kontakt umfasst ein kontinuierliches
leitendes Element mit zwei mit einem Spulenabschnitt verbundenen
linearen Abschnitten, wobei die zwei linearen Abschnitte zwischen
sich einen spitzen Winkel ausbilden, wenn der Kontakt nicht zusammengedrückt ist,
und wobei die linearen Abschnitte im Wesentlichen koplanar angeordnet
sind, um so den Kontakt zusammenzudrücken.
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Jeder
der elektrischen Kontakte steht vorzugsweise aus einer der Öffnungen
vor, so dass, wenn eine Smartkarte gegen die Kontakte gedrückt wird,
die Kontakte eine elektrische Verbindung zwischen der Smartkarte
und dem Leseschaltkreis bilden.
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Die
Kontaktoberfläche
umfasst weiter von der Kontaktfläche
vorstehende Führungen,
um die Kontakte auf der Oberfläche
der Karte gegen die Kontakte auf der Kontaktfläche zu führen. Die Kartenlesevorrichtung
umfasst vorzugsweise eine flexible Oberfläche, die unter der Kontaktfläche angeordnet ist.
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Die
Kartenlesevorrichtung umfasst weiter einen Schalter auf einer oberen
Fläche
der Lesevorrichtung, wobei die Lesevorrichtung aktiviert wird, indem
die Lesevorrichtung über
einer Smartkarte angeordnet wird und dann die Lesevorrichtung und
die Smartkarte zusammengedrückt
werden.
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Die
Kartenlesevorrichtung gemäß der Erfindung
weist entscheidende Vorteile gegenüber den bekannten Kartenlesevorrichtungen
auf, ist billiger herzustellen, hat eine kleinere Größe und weitere Vorteile,
die sich dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen ergeben.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Aufsicht auf eine schlitzlose Lesevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, die über
einer Smartkarte angeordnet ist.
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2 eine
perspektivische Ansicht der Lesevorrichtung und einer Smartkarte
gemäß 1 von
unten.
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3 eine
Schnittansicht der Lesevorrichtung und einer Smartkarte gemäß 1 und 2, wobei
die Karte mit der Lesevorrichtung in Berührung steht.
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4 eine
Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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5 eine
perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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6 eine
Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung mit
verbesserten elektrischen Kontakten.
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7 eine
Schnittansicht der Ausführungsform
gemäß 6,
die mit einer Smartkarte in Berührung
steht.
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8 eine
perspektivische Ansicht einer in der Ausführungsform gemäß 6 verwendeten Torsionsfeder.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Verschiedene
bevorzugte Ausführungsformen
der Kartenlesevorrichtung gemäß der Erfindung werden
im Folgenden beschrieben.
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In 1 ist
eine Smartkartenlesevorrichtung 10 oberhalb und von einer
Smartkarte 11 beabstandet angeordnet. Die Smartkarte 11 ist
irgendeine Standard-Smartkarte, die Informationen speichert und
mehrere Kontaktflächen 12 aufweist,
die von der Lesevorrichtung für
den Zugang zu der gespeicherten Information verwendet wird. Die
Lesevorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 14 mit einer oberen
Fläche 16 und
einer unteren Fläche 18 (siehe 2).
Eine Anzeige 20 und ein Schalter 22 sind auf der
oberen Fläche 16 angeordnet.
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Die
untere Fläche 18 der
Lesevorrichtung 10 ist in 2 dargestellt
und umfasst elektrische Kontakte 24, die den Kontakten
auf der Smartkarte 11 entsprechen, wie weiter unten beschrieben.
Die Kontakte 24 stehen normalerweise ein wenig von der
unteren Fläche 18 vor.
Die untere Fläche 18 weist
ebenfalls Führungen 26, 28, 30 auf,
die von der Fläche 18 an
den Rändern
vorstehen, um die Karte 11 zu führen, wenn sie gegen die untere
Fläche 18 der
Lesevorrichtung 10 angeordnet wird.
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3 zeigt
die Anordnung der Lesevorrichtung 10 gegen die Smartkarte 11,
so dass die Kontakte 24 der Lesevorrichtung 10 die
Kontakte 12 auf der Smartkarte 11 berühren. Die
Führungen 26, 28 und 30 ordnen
die Karte 11 so an, dass ein guter Kontakt zwischen den
entsprechenden elektrischen Kontakten 12, 24 ausgebildet
wird. Es soll darauf hingewiesen werden, dass die Kontakte 24,
die normalerweise vorgespannt sind, so dass sie ein wenig von der
Fläche 18 vorstehen,
in Richtung der Fläche 18 und
in das Gehäuse 14 zurückgedrückt werden,
wenn die Smartkarte 11 gegen die Lesevorrichtung 10 gedrückt wird.
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Das
Innere des Gehäuses 14 der
Lesevorrichtung 10 umfasst eine Schaltungskarte 32 mit
einem Standard-Schaltkreis zum Lesen der auf der Smartkarte 11 gespeicherten
Information über
die durch die Kontakte 12, 24 errichtete elektrische
Verbindung. Die Lesevorrichtung wird durch Herunterdrücken des
Schalters 22 aktiviert, um eine Leiterfläche 36 des
Schalters 22 mit einem Leitergitter 38 in Berührung zu
bringen. Eine derartige Ausbildung des Schalters ist bekannt.
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Zum
Verwenden der Lesevorrichtung drückt der
Benutzer einfach die Smartkarte gegen die Lesevorrichtung und drückt die
Karte und die Lesevorrichtung zusammen, z.B. indem er seinen Daumen über dem
Schalter 22 und seinen Zeigefinger auf den Boden der Smartkarte 11 aufbringt.
Wenn der Benutzter zudrückt,
wird der Schalter 22 aktiviert, um die Schaltungskarte 32 mit
Strom von einer geeigneten Stromquelle (nicht dargestellt) zu versorgen.
Die auf der Smartkarte gespeicherte Information wird gelesen und
auf der Anzeige 20 angezeigt (siehe 1).
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung im Querschnitt, wobei eine Lesevorrichtung 110 einen
Schalter 122 aufweist, der, wenn er heruntergedrückt wird,
bewirkt, dass die Kontakte 124 fester gegen die Kontakte 12 auf
der Smartkarte 11 gedrückt
werden. Insbesondere umfasst der Schalter 122 eine obere
bewegbare Fläche 140,
die mit einer Membran 142 verbunden ist. Eine zweite Membran 144 ist
mit dem Boden der Membran 142 verbunden, wobei ein Leitergitter 138 auf
der oberen Fläche
der Membran 144 angeordnet ist. Eine Leiterfläche 136 ist
auf der Bodenfläche
der Fläche 140 ausgebildet.
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Wenn
die Fläche 140 durch
den Benutzer nach unten gedrückt
wird, berührt,
wie in 4 gezeigt, die Leiterfläche 136 das Leitergitter 138,
um eine Schaltungskarte 132 wie bei der Ausführungsform
von 1 bis 3 zu aktivieren. Das Herunterdrücken der
Fläche 140 bewirkt
ebenfalls, dass die Membranen 142, 144 nach unten
verbogen werden, wodurch die Kontakte 124 fester gegen
die entsprechenden Kontakte 12 auf der Smartkarte 11 gedrückt werden.
Wenn die Lesevorrichtung nicht verwendet wird, stehen die Kontakte 124 nicht
von der Lesevorrichtung vor.
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Die
Erfindung kann verschiedene Formen aufweisen und ist nicht auf die
rechtwinklige oben beschriebene Ausführungsform begrenzt. Beispielsweise
zeigt 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei
eine Lesevorrichtung 210 über der Smartkarte 11 angeordnet
ist, um die auf der Smartkarte 11 gespeicherte Information
auf der Anzeige 220 anzuzeigen. Ein Schalter 222 aktiviert
die Lesevorrichtung.
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Die
Ausführungsform
gemäß 5 ist
noch schmaler als die obigen Ausführungsformen und ist an einer
Schlüsselkette 300 angebracht.
(Dies wird manchmal als eine Schlüsselkette „FOB" bezeichnet.)
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Die
obige Beschreibung dient lediglich zur beispielhaften Beschreibung
der Erfindung und andere Ausführungsformen
sollen mit in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen. Beispielweise können verschiedene
Schalter mit der Erfindung verwendet werden, einschließlich eines „Schnapp"-Membranschalters,
der eine Stahl- oder Federmetallscheibe verwendet, die „einschnappt", wenn sie heruntergedrückt wird,
um ein entsprechendes Berührungsgefühl zu vermitteln.
Bei einem derartigen Schalter wird die Stahlfederscheibe gegen ein
Gittermuster auf einem Schaltkreis gedrückt, wodurch die Flächen verkleinert
werden, die dann den Schaltkreis vervollständigen (ähnlich dem einfachen Membranschalter
in 3 und 4).
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Andere
Schalter, einschließlich
eines Gummigefühl-Schalters,
können
verwendet werden, bei dem ein Gummi oder ein ähnliches Material tastenförmig ausgebildet
ist, das lose an einem Gummi-„Kragen" angebracht ist.
Beim Herunterdrücken kann
sich die Taste relativ zu dem Kragen bewegen. Eine Leiterfläche ist
auf der Unterseite der Taste angeordnet und diese Fläche stellt
eine Verbindung mit dem Gittermuster her, wenn sie heruntergedrückt wird, ähnlich wie
bei den oben beschriebenen Schaltern.
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Der
Schalter kann ebenfalls auf der Unterseite der Lesevorrichtung angeordnet
sein, so dass, wenn die Smartkarte und die Lesevorrichtung gegeneinandergedrückt werden,
die Smartkarte selbst den Schalter und nicht der Daumen den Schalter
aktiviert. Es kann weiter ein Schalter verwendet werden, der die
Kontakte und die Schaltfunktion in der gleichen Einrichtung kombiniert.
D.h., die Bewegung der Kontakte in das Gehäuse der Lesevorrichtung, wenn
die Smartkarte gegen die Lesevorrichtung gedrückt wird, kann den Schalter
aktivieren.
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Die
Lesevorrichtung gemäß der Erfindung kann
eine Kunststoffabdeckung umfassen, einschließlich einer Abdeckung, die
sich von der Bodenfläche
der Lesevorrichtung weg erstreckt, um eine Wirkung eines glatten
Schlitzes zum Anordnen der Smartkarte zu schaffen. Diese Schlitzart
ist jedoch nicht der übliche
Schlitz und hat keinen festen Boden, und ist für die Lesefunktion nicht erforderlich.
Sie dient lediglich als Maßnahme
zum Schutz der Lesekontakte. Wenn die Lesevorrichtung nicht verwendet wird,
fällt die
Kunststoffabdeckung in Richtung der Lesevorrichtung zurück, wodurch
sie nur wenig Raum einnimmt. Sie kann ebenfalls von der Lesevorrichtung
von dem Benutzer zum Reinigen entfernt werden.
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6 bis 8 zeigen
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, bei der ein verbesserter Federkontakt vorgesehen
ist, der die Herstellung der Lesevorrichtung vereinfacht und die
Lesevorrichtung noch kompakter ausbildet.
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In 6 ist
ein Abschnitt einer Lesevorrichtung 310 dargestellt (die
anderen Abschnitte entsprechen jenen der oben beschriebenen Ausführungsformen).
Die Lesevorrichtung 310 umfasst ein Gehäuse 314, in dem eine
Schaltungsplatte 332 vorgesehen ist. Die Schaltungsplatte 332 weist
mehrere elektrische Kontaktflächen 350 auf,
wobei vorzugsweise acht goldbeschichtete Kontaktflächen vorgesehen sind
(zwei davon sind dargestellt).
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Eine
Torsionsfeder 352 ist unterhalb jeder Kontaktfläche 350 angeordnet
und erstreckt sich in eine Öffnung
in dem Gehäuse 314 (z.B. ähnlich den Öffnungen,
durch die sich die Kontakte 24 in 2 bei der
oben beschriebenen Ausführungsform
erstrecken). Eine Strecke h ist der Abstand zwischen der Schaltungskarte 332 und
der Innenfläche 309 des Gehäuses 314.
Eine Kontaktfläche 311 ist
als gegenüberliegende
Fläche 309 ausgebildet.
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Im
nicht zusammengedrückten
Zustand der Federn, wie in 6 gezeigt,
bilden die geraden Abschnitte jeder Feder einen spitzen Winkel und
drücken
die Schaltungskarte 332 von den Flächen 309, 311 weg.
Der Spiralabschnitt jeder Feder erstreckt sich in die Öffnungen
im Gehäuse 314.
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Wenn
die Smartkarte 11 mit den elektrischen Kontakten 12 gegen
die Kontaktfläche 311 angeordnet
wird, bildet, wie in 7 gezeigt, jeder Kontakt 11 eine
elektrische Verbindung mit einer entsprechenden Feder 352.
Ein auf die Schaltungskarte 362 aufgebrachter nach unten
gerichteter Druck vermindert den Abstand h, wodurch die Federn 352 zusammengedrückt werden.
Wenn die Federn 352 zusammengedrückt werden, sind die geraden
Abschnitte jeder Feder im Wesentlichen koplanar und es wird eine ausreichende
elektrische Verbindung zwischen jeder Kontaktfläche 350 und ihrer
entsprechenden Feder 352 ausgebildet, um Daten zwischen
der Smartkarte 11 und der Schaltungskarte 332 zu übertragen.
(Es soll darauf hingewiesen werden, dass im nicht zusammengedrückten Zustand,
wie in 6 gezeigt, zwischen den Federn 352 und
den Flächen 350 kein Kontakt
besteht).
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Der
auf die Schaltungskarte 332 nach unten aufgebrachte Druck
wird von dem Benutzer durch Zusammendrücken der Lesevorrichtung 310 mit
der Smartkarte 11 erzeugt. Dieser Druck kann z.B. unter Verwendung
der Konstruktion von 3 und 4 wie oben
beschrieben erzeugt werden.
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8 zeigt
eine der Torsionsfedern 352 mit einem Spiralabschnitt aus
Metall, die einfach hergestellt und eingebaut werden kann.
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Die
verbesserten Federkontakte gemäß der Erfindung
wurden in Verbindung mit der schlitzlosen Kartenlesevorrichtung
der bevorzugten Ausführungsform
dargestellt, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Die verbesserten
Kontakte können
vielfach verwendet werden, auch bei üblichen Lesevorrichtungen mit festen
Schlitzen zum Einsetzen der Smartkarte.
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Die
Torsionsfeder 352 weist mehrere Vorteile gegenüber den
bekannten Kontakten auf, z.B. ist es nicht erforderlich, den Kontakt
an der Einrichtung anzulöten
(die Federspannung legt den Kontakt fest), und es ist möglich, die
Kontakte direkt in das Gehäuse
oder den Kasten für
die Lesevorrichtung einzusetzen, ohne dass eine besondere Lagerung
für die Kontakte
erforderlich ist. Dies vereinfacht den Zusammenbau und vermindert
die Herstellungskosten. Weiter benötigt der Federkontakt weniger
Raum als übliche
Kontakte, so dass die Einrichtung kompakter ausgebildet werden kann.