JP2008527515A - 読取器におけるチップカードの存在の検出器によって通信する方法、そのような存在検出器によって通信するチップカード及び読取装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、カード読取器が、通信チャネルを夫々設けられた幾つかの回路と通信することを可能にする通信チャネルを切り換える方法に関する。読取器は、接続ボタンに配置された電気接点によってカードへ電圧を印加する。読取器は、電気接点への通信チャネルの転換を制御する制御信号を送信する。電気接点は、ボタンではなくカードの挿入部分に置かれる。最後に、読取器は、回路が接続ボタンによって通信することを可能にするために少なくとも１つの回路に作動信号を設定する。取り外し可能な装置及びそのような装置を読み取るための受信器が、また、開示される。

Description

本発明は、チップカード回路用の通信チャネルを切り換える方法、そのような方法を実施するためのチップカード及びスマートカード読取装置に関する。

近年、多数の装置がスマートカードを収容できる。スマートカードは、特にセキュリティ目的のために、通常は個人又はサービスに関連付けられる、集積回路を設けられたものである。スマートカードは、携帯電話では加入者を識別するために、銀行取引では決済を保証するために、テレビジョン・セットトップボックスでは加入者の権限を認証するために使用される。より多くの一般的なスマートカードの中で、マイクロプロセッサカードは、中央演算処理ユニット、実行プログラムを含むＲＯＭメモリ、作業用ＲＡＭメモリ及び恒久的にデータを保持するＥＥＰＲＯＭメモリを有する。マイクロプロセッサカードは、接触端子を介して読取器へ接続される。これらの端子は、電源供給、Ｒｅｓｅｔ信号、マイクロプロセッサのタイミング用のＣｌｏｃｋ信号、及びＩ／Ｏと呼ばれる双方向通信リンクために使用される。Ｉ／Ｏ２と呼ばれる他の端子は標準化され、現在のところ使用されていないが通信のために使用され得る。全ての端子の位置付け、送信される電気信号の特性及びＩ／Ｏラインによって交換されるデータは、ＩＳＯによって公表されている標準ＩＳＯ７８１６−１、２及び３で標準化される。極めて一般的に、５つの端子が使用され、そのうちの１つのみが双方向でデータを伝送するために使用される。

プラスティックカードは、ポケット又は財布で保持されるのに十分な柔軟性を有する必要があり、その中に組み込まれる回路は、ある程度の屈曲に耐える必要がある。このため、単一回路の大きさは、約２０平方ミリメートルに制限される。このため、その性能は、計算力において及びメモリ空間において制限される。近年、スマートカードは、ますます使用されるようになりつつあり、性能の向上が真に必要とされている。性能レベルは、スマートカード内の回路の数を増すことによって向上する。このような解決法は、４つの回路まで実装した幾つかのスマートカード製造者によって導入されてきた。これらの４つの回路は、夫々、スマートカードの四隅の１つの近くに置かれる。適切なスクリーン印刷は、ユーザが、回路の夫々で実施される用途を知ることを可能にする。従って、ユーザは、スマートカードが読取器に挿入されるとスマートカードの右端表面の端子の下に置かれた回路に電源が供給されることを望む場合に、そのように読取器にスマートカードを挿入することができる。このようにして、ユーザは、４つではなく単一のスマートカードを有する。この解決法は、２つの回路が同時に読取器と通信することができないという欠点を有する。１つの回路から他の回路へ切り換えるよう、ユーザはスマートカードを取り外し、方向及び／又は面を変えてそれを挿入しなければならない。従って、ユーザは、常にこのような動作を実行するよう存在しなければならず、如何なる場合にも、この解決法は、スマートカードの２つの回路が互いに通信する必要がある場合には考えられ得ない。

他の方法は、１つの回路の接触通信及び他の回路との非接触通信を有するスマートカードを提供することにある。スマートカードの厚さ方向に埋め込まれたコイルへ接続されるスマートカード用回路が知られる。コイルは、電源供給及び通信の両方を提供する。しかし、回路の１つ又は他との通信は、通信チャネルによって交換される信号が他の通信チャネルにより交換される信号を改悪しないことを確実にするよう気を付けながら、コネクタ及びコイルを読取器に備えることを必要とする。このため、この解決法は費用がかかり、且つ、実施するには困難である。

スマートカードと呼ばれるマイクロプロセッサカードが知られる。マイクロプロセッサカードは、標準化された電気接点による接続端子に加えて、ＬＣＤスクリーン、キーパッド、自律電源供給手段及び更なる通信チャネルを有する。このようなマイクロプロセッサカードは、例えば、ＶＩＳＡインターナショナルによって出願された特許ＥＰ２０３６８３に開示される。ユーザがスマートカードを読取器に挿入する場合に、それらのスマートカードは接点と対話するが、キーパッドへのアクセスはもはや可能ではない。読取器の外側で、これらのスマートカードは、装置と無線によって通信する。しかし、これらのスマートカードは極めて壊れやすく、費用がかかり、実際には市販されていない。

テレビジョン・セットトップボックスは、アンテナから得られる信号を受信し、それらの信号を復号し、それらをテレビジョンスクリーンへ送信するために使用される。セットトップボックスは、多数のフロントパネルボタンを有さず、通常は５個よりも少ないボタンを有する。遠隔制御を用いると、ユーザはチャネル変更、音調整、番組ガイドの作動などを遠隔制御することができる。画像調整などの多数の調整は、セットトップボックスの遠隔制御が幾つかの機能、ひいては幾つかのキーを有するように、テレビジョンスクリーン上で実行され得る。その場合に、更なる機能をセットトップボックスに提供することが望まれるならば、ガイドは更に複雑にならざるを得ない。更に、損失に備えて、セットトップボックス上の幾つかのフロントパネルボタンは、最小限の機能しか許容しない。セットトップボックスによって提供されるサービスは、その場合に極めて低減される。
欧州特許ＥＰ２０３６８３

本発明は、安価で、且つ、スマートカードとのやり取りの通常の進行を阻害しないスマートカード読取器を設けられた装置との新規な通信手段を提供する。

本発明の主題は、スマートカード読取器が、該スマートカード読取器に挿入されたカードの幾つかの回路であって、夫々が通信チャネルを有する回路と通信することを可能にする通信チャネルを切り換える方法であって、
接続ボタンに配置された電気接点による前記カードへの電源電圧の印加ステップと、
前記ボタンではなく、前記カードの挿入された部分に置かれた電気接点への前記通信チャネルの切り換えを制御する制御信号の前記読取器による送信ステップと、
回路が前記接続ボタンを介して通信することを可能にする前記回路の通信チャネルの切り換えステップとを有する、ことを特徴とする通信チャネル切り換え方法である。

このようにして、前記読取器は、挿入されたカードの回路であって、通信したい回路を選択することができる。ボタンではなくカードの挿入された部分に置かれた電気接点へ送信される切り換え信号を有することによって、その使用を標準化されたカードの端子を使用しないことが可能である。

第１の改良に従って、当該方法は、切り換えユニットの存在を示す、前記カードの前記電気接点での信号を検出するステップを有する。このようにして、前記読取器は、挿入されたカードが１又は複数の回路と、それらの夫々との対話を可能にする切り換え手段を有するかどうかを認識する。他の改良に従って、前記制御信号は複数の個々の信号を含み、該複数の個々の信号の数は切り換え位置を決定する。このようにして、切り換えは、これらの個々の信号を数えることによって実行される。

他の改良に従って、前記切り換えは、また、Ｃｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔのような通信制御信号へ適用される。このように、前記読取器は夫々の回路を個々に作動させることができる。

本発明の主題は、また、スマートカード読取器に挿入されるよう設計され、電気接続ボタンを含む前記読取器に挿入される第１の部分を有する取り外し可能な装置であって、前記読取器の外へデータを送信するよう設計された複数の回路を有する、前記読取器の外側からアクセス可能な第２の部分を有し、前記複数の回路との通信は、前記接続ボタンによって送信される信号により管理ユニットによって管理され、且つ、前記接続ボタンではなく、当該装置の挿入された部分に置かれた電気接点を介して前記読取器と通信する、ことを特徴とする取り外し可能な装置である。

第１の改良に従って、当該装置は、切り換え回路の存在を示す前記電気接点への信号を送信する手段を有する。このようにして、前記カードは、該カードが切り換え回路を設けられているかどうかに関する指示を外部に送信することができる。他の改良に従って、前記切り換え回路は、Ｃｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔのような切り換え制御信号用の少なくとも１つの第２の回路を有する。このようにして、前記カードに存在する回路は、個々に作動することができる。

他の改良に従って、当該装置は、スマートカードを挿入するための多数の凹部を有する。該凹部は、挿入されたスマートカードとの通信のためのコネクタを設けられている。夫々のコネクタのＩ／Ｏピンは、前記切り換え回路の切り換え端子へ接続される。このようにして、当該装置は、読取器と幾つかのスマートカードとの間の通信を可能にする。改良に従って、これらの凹部の夫々は、カードを検出するための検出器を有する。管理回路は、前記検出器から発せられる信号を処理し、前記接続ボタンの端子を介して、処理された情報を送信する。

他の改良に従って、当該装置は、コマンド入力手段及び／又は表示手段を有し、スイッチの位置は、前記ボタンの端子（Ｉ／Ｏ）と前記入力手段及び／又は前記表示手段との間の通信を可能にする。このようにして、当該装置は、ユーザとの通信インターフェースとして使用され得る。他の利点に従って、前記電気接点の位置は、装置カテゴリを特徴付ける。このようにして、専ら互いに協働する読取器及びカードの組が決定され得る。

本発明の主題は、また、凹部に挿入されたカード上の接続ボタンの端子と協働する電気接点を設けられたコネクタを有する前記凹部と、カードが挿入されると変化する電圧を有するカード存在検出器とを有するスマートカード読取器であって、前記検出器は、前記挿入されたカードの金属部と接触するよう設計された金属部を有し、当該読取器は、前記カード存在検出器を介してデータを送信する通信手段を有する、ことを特徴とするスマートカード読取器である。

本発明は、その特徴及び利点とともに、添付の図面を参照して、特定の及び限定されない例となる実施形態の記載を読むことでより明らかとなるであろう。

図１は、スマートカード１との主な接続を示す読取器２のブロック図である。読取器２はスロットを有し、このスロットは凹部へアクセスを与え、凹部は、カードが凹部に完全に挿入される場合にカードの端子と協働するひと組のコネクタを含む。

チップカード１は、ＩＳＯ７８１６−３に従って標準化された端子を備えた接続ボタンを有する。
・ＧＮＤ及び＋Ｖｃｃ：電源供給（５ボルト又は３ボルト）と、
・Ｒｅｓｅｔ：マイクロプロセッサのリセット信号と、
・Ｃｌｏｃｋ：マイクロプロセッサのタイミング用クロック信号と、
・Ｖｐｐ：ＥＰＲＯＭカード（使用されず。）用の電圧（２１〜２５ボルト）と、
・Ｉ／Ｏ：双方向データ転送ラインと、
・ＡＵＸ１、ＡＵＸ２：ＮＤＳ形式のセキュリティカードのために使用される信号と、
が存在する。

ボタンと協働するコネクタは、通常は、すり接点であり、端子は２列で置かれるので、カードが挿入されている最中に電気信号が端子へ印加されることは、マイクロプロセッサを破壊しうる。凹部の奥の方に置かれたカード存在スイッチ１０は、カードが完全に挿入される場合を検出する。スイッチ１０によって送信された信号は、ＩＳＯ７８１６−３標準によって規定される正確な順序で＋Ｖｃｃ、Ｃｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔの作動を引き起こす。これに続いて、カードのマイクロプロセッサは作動し、Ｉ／Ｏラインにより「Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ Ｒｅｓｅｔ（Ｒｅｓｅｔに対する応答）」を送信する。他のプロトコルが、特に同期カードにおいて、考えられても良い。

特に経済的且つ広く利用される方法で、カード存在スイッチ１０は、２つの金属羽根を有する。これらの金属羽根は、カードがない場合には電気的に接触している。カードが完全に挿入されると、その端が羽根の一方を巻き込むので、この一方の羽根は他の羽根との接触を中断する。カードと接触する羽根は、読取器の＋Ｖｃｃへ接続されたプルアップ抵抗と、スマートカード読取器の中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）によって処理されるべき電気的レベルを検出するフォーマット回路とへ電気的に接続される。ＧＮＤレベル（０ボルト）の消滅は、カードが存在する現れである。検出されるレベルは、それがスイッチ１０と協働する電気接点を有する又は有さないカードであるかどうかを示す。カードが読取器から取り外されると、羽根は、ＧＮＤ、即ち電気的零位へ接続された他の羽根と再び接触する。カードがない場合、発生する信号は０ボルトである。

図２は、第１の好ましい例となる実施形態に従うカード１を示す。カードは、ＩＳＯ７８１６標準に従う接続端子を有するボタン３を備える。２．５ｍｍの金属ストリップ４は、スマートカード読取器の凹部の奥の方でカード存在スイッチと接触するように、カードの端に位置付けられる。カードは、また、ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３及びＣＰ４と呼ばれる、マイクロプロセッサ６を含む幾つかの集積回路と、ＳＷＩＴＣＨと呼ばれる４ポジションスイッチ回路とを有する。夫々のマイクロプロセッサ６は、一方向又は双方向通信のためのＩ／Ｏラインを有する。ＧＮＤ、＋Ｖｃｃ、ＲＥＳＥＴ及びＣｌｏｃｋ信号は、全ての中央処理ユニットに電力を供給する。端子からのＩ／Ｏラインは、ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３などのマイクロプロセッサ６からの様々な通信ラインＩ／Ｏｉであるように、スイッチＳＷＩＴＣＨへ接続される。スイッチは、読取器と通信可能な回路６が存在する数と同じだけポジションを有する。第１の例となる実施形態に従って、読取器と通信するラインＩ／Ｏｉを選択することを可能にする切り換え信号は、ＯＳＩ標準化端子にはない更なる接点４によって供給される。更なる接点４は、スイッチＳＷＩＴＣＨの制御入力部へ電気的に接続される。

図２に示されない改良点に従って、スイッチＳＷＩＴＣＨは、３連切り換え回路を有する。この回路は、Ｉ／ＯラインのみならずＣｌｏｃｋライン及びＲｅｓｅｔラインを切り換えることを可能にする。このため、Ｃｌｏｃｋピン及びＲｅｓｅｔピンは、もはや以前のようにボタン３の端子へ接続されないが、スイッチ５の第２及び第３の回路の第２及び第３の端子へ接続される。電気的レベルを一定に保つために、回路６のＣｌｏｃｋピン及びＲｅｓｅｔピンの全ての電気的レベルは、抵抗によって０ボルトに保たれる。この改良点により、読取器は夫々の回路６を別々に作動させることができる。

様々な要素について詳細に述べてきたが、以下、それらの要素が図３のタイミング図にどのように関連するかについて記載する。

読取器の中央演算処理ユニットは、カード存在スイッチ１０に存在する電気的レベルを恒久的に分析する。カードが電気接触を有さない場合には、カード存在スイッチで検出される電圧は＋Ｖｃｃである。その場合に、カードは、従来の方法で電源を入れられる。カード存在スイッチで検出される電圧が中間の電圧、例えば２．５ボルトである場合には、このことは、カードに実装される抵抗及び読取器のプルアップ抵抗を流れる電流が存在することを意味する。その場合に、読取器の中央演算処理ユニットは、カード１の端子へ電源供給電圧＋Ｖｃｃを印加する。この時点で、スイッチＳＷＩＴＣＨは電源を供給され、電源投入時のそのデフォルト位置は、ボタンのＩ／Ｏ端子と回路ＣＰ１のＩ／Ｏ１を接続することことができる。読取器が回路ＣＰ１と対話することを望む場合に、切り換え信号を送信する必要はない。読取器が他のマイクロプロセッサと対話することを望む場合には、読取器は所定数のパルスから構成されたパルス列をカード存在スイッチ１０へ送る。夫々のパルスで、スイッチは位置を変える。即ち、２つのＩ／Ｏパルスの後、端子はＣＰ２のＩ／Ｏ２へ接続され、３つのＩ／Ｏパルスの後、端子はＣＰ３のＩ／Ｏ３へ接続され、以下同様に続く。金属製のカード存在スイッチの使用により、通信チャネル切り換え信号の送信は、読取器のハードウェア特性が変更されることを要しない。

この第１の実施形態の実施例の変形例は、カード存在スイッチ１０へ所定の電圧を印加することから成る。スイッチの位置は、印加される電圧の値に直接に依存する。例えば、電圧が１から２ボルトである場合に、スイッチは、ボタンのＩ／Ｏ端子と回路ＣＰ１のＩ／Ｏ１を電気的に接続する。電圧が２から３ボルトである場合に、スイッチは、ボタンのＩ／Ｏ端子と回路ＣＰ２のＩ／Ｏ２を接続する。電圧が３から４ボルトである場合に、スイッチは、ボタンのＩ／Ｏ端子と回路ＣＰ３のＩ／Ｏ３を接続する。電圧が４から５ボルトである場合に、スイッチは、ボタンのＩ／Ｏ端子と回路ＣＰ４のＩ／Ｏ４を接続する。この変形例は、新しい電圧の印加によりスイッチの位置が速やかに変更されるという利点を有する。

第１の実施形態の改良点は、読取器に挿入されるカードが、ユーザとのインターフェースと、幾つかのチップカードとの通信用の幾つかのコネクタとを有するピギーバックカードであることから成る。

ピギーバックカードの他の実施形態は、図４によって図式的に示される。ピギーバックカードは、図３に記載されるカードと同じ参照番号１を付され、マイクロプロセッサカードと同じ厚さ（０．９ｍｍ）を有するエポキシウェハーから作られている。第１の違いは、マイクロプロセッサ６の全て又は幾つかがチップカード１１によって置き換えられている点である。読取器に挿入される部分の限界は破線によって表される。ボタン３はＩＳＯ７８１６標準接続を支持する。カードの端に固定された２．５ｍｍの金属ストリップ４は、スマートカード読取器の凹部の奥にあるカード存在スイッチへ当てられる。ピギーバックカードは、読取器に挿入される第１の部分と、ユーザがアクセス可能な状態のままの第２の部分とを有する。２つの部分の間の境界は図４の破線によって表される。この第２の部分は、ユーザによってアクセス可能なキーを備えたキーパッド７と、ディスプレイ８と、最大で３枚のマイクロプロセッサカード１１が挿入されることを可能にする１つずつ段々に積み重ねられた３つの凹部９とを有する。ボタン３の端子ＧＮＤ、＋Ｖｃｃ、ＲＥＳＥＴ及びＣｌｏｃｋは、これらの端子が、凹部９に挿入されたカードの対応する端子へ電気的に接続されるように、３つの凹部９の中の３つのコネクタの対応する端子へ電気的に接続される。ボタン３のＩ／Ｏラインは、スイッチＳＷＩＴＣＨ５と、３つの凹部の中の３つのコネクタのＩ／Ｏピンとへ接続される。スイッチ５は４つの位置を有し、第１の位置に対応する端子はキーパッド管理回路１２へ接続される。この管理回路１２は、有利にマイクロコントローラである。他の３つの端子は、夫々、３つの凹部９の中の３つのコネクタの夫々のＩ／Ｏピンへ接続される。更なる接点４は、読取器によって送信される切り換え信号が、読取器が通信することを望む回路のラインＩ／Ｏｉを選択するように、スイッチＳＷＩＴＣＨの制御入力へ電気的に接続される。

夫々の凹部はカード存在スイッチ１３を有する。スイッチの１つの端子はＧＮＤへ接続され、他は＋Ｖｃｃへ接続された抵抗へ接続される。カードがない場合に、スイッチは閉じられ、その端子での電圧は０ボルトである。スイッチ１３での＋Ｖｃｃレベルを有する信号の出現は、カードが凹部９に完全に挿入されたことを示す。３つのスイッチ１３はキーパッド管理回路１２へ接続される。このようにして、管理回路１２は、カードが凹部に挿入された場合に情報を受け取って、読取器がその情報を要求する場合に読取器へ情報を供給することができる。

ピギーバックカードは、また、例えばラウドスピーカ及びブザーのような可聴な伝達手段を支持することができる。キーパッド７、スクリーン８及びカード１１の存在を管理する役割を果たすキーパッド管理回路１２は、望ましくは、読取器の挿入領域の外側に置かれる。この領域では、厚みの制約が存在しない。このことは、最大０．９ｍｍの厚さが順守されるという条件で、管理回路１２が挿入領域にあることを妨げない。ボタン３、電気素子４、スイッチ５、管理回路１２及び凹部９のコネクタの間の接続線は、望ましくは、エポキシウェハー上に堆積された銅の形で実装され、その場合に、その堆積物は絶縁要素によって覆われる。ピギーバックカードは、また、セキュリティモジュールを支持することができる。セキュリティモジュールは、更なるセキュリティ機能を備えたマイクロプロセッサと同じ形式の回路である。

ピギーバックカードの一使用は、有料の送信ネットワークの助けにより通信販売応用を実行する読取器を有することから成る。第１の凹部は、専用の送信ネットワークアクセスカードを収容する。このカードは、視聴覚プログラムを観るための権利を含む。第２の凹部は、バンクカードを収容するよう設計される。それは、通信販売プログラムで選択された対象の代金を支払うことを可能にする。

図３によって示されるカードに関して、１つの改良点は３連切り換え回路を有するスイッチＳＷＩＴＣＨから成る。このようにして、コネクタ９のＣｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔピンは、もはや、上記のようにボタン４の対応する端子へは接続されず、スイッチ５の第２及び第３の回路へ電気的に接続される。電気的レベルを一定に保つために、夫々の凹部９に挿入されたコネクタのＣｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔピンの全ての電気的レベルは、抵抗によってＧＮＤに保たれる。この改良により、読取器は、夫々の凹部９に挿入された夫々のカード１１を別個に作動させることができる。

他の改良点に従って、カードの電気的縁部の位置及びカード存在スイッチの位置は、所定の位置に配置される。カードの幅の直線部分が４８ｍｍである場合に、３ｍｍごとに電気的縁部を有することが可能であり、これにより１６の可能な位置が作られる。厳密に言えば、切り換えを実行することを可能にするよう、カードの接点は、カード存在スイッチの金属部分に面していなければならない。さもなければ、電気接点は作られず、カードは従来通りに取り扱われる。この改良点を用いて、専らあるモデルのピギーバックカードと協働する読取器の組が決定され得る。

ピギーバックカードの他の実施形態は、図５によって図式的に示される。図４によって表される例との第１の違いは、スイッチ５がカード管理回路１４によって置き換えられていることから成る。この回路は、金属ストリップ４を介して通信データを受信する。ボタン３はＩＳＯ７８１６標準接続を支持する。２．５ｍｍの金属ストリップ４は、カードが読取器に完全に挿入される場合にカード存在スイッチ１０に当たる位置で、カードの端に固定される。アクセス可能なままのピギーバックカードの部分は、マイクロプロセッサカード１１を挿入するための凹部９を有する。この凹部はカード存在スイッチ１３を有する。このスイッチは、一方で電気接点４へ、他方でＧＮＤへ接続された抵抗へ接続される。凹部９にカード１１が存在する場合に、スイッチ１３は、電気接点４に存在する電気的レベルがある値、通常、＋Ｖｃｃが５ボルトに等しい場合に１．５ボルトへと下げられるように閉じられる。

凹部でのＩＳＯ７８１６標準接点素子及びボタン３の端子へ接続された電気ラインは、挿入されたマイクロプロセッサカード１１とボタン３との間の電気的導通を提供する。このようにして、読取器は、チップカード１１が直接的に挿入されたかのように、チップカード１１を読み取ることができる。ピギーバックカード１は、場合によりスクリーン印刷された、キーを備えたキーパッド７を有する。他のコマンド取得又は値入力要素（スイッチ、ミニディップスイッチ、ポテンショメータ、１０進パッドなど。）が可能である。改良点に従って、ピギーバックカード１は、また、通常ＬＣＤスクリーンであるディスプレイ８を有する。カード１は、また、例えばラウドスピーカ及びブザーのような可聴な伝達手段を支持することができる。キーパッド７、スクリーン８及び電気素子８を介する通信を処理するマイクロコントローラ１４は、望ましくは、読取器の挿入領域の外側に置かれるので、厚さの制約は存在しない。このことは、最大０．９ｍｍの厚さが順守されるという条件で、マイクロコントローラ１４が挿入領域にあることを妨げない。ボタン３、電気素子４、マイクロコントローラ１４及び凹部９のコネクタの間の接続線は、エポキシウェハー上の銅堆積によって実装され、この堆積物は絶縁要素によって覆われる。

図６は、ピギーバックカードの電気部品間の様々な電気接続を示す。マイクロコントローラ１４は、その電源供給、Ｃｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔ信号をユーザインターフェース素子７及び８へ供給するために、ボタン３の端子へ接続されている。マイクロコントローラと金属素子４との間の部品は、レベル整合及び短絡回路保護のために必要とされうる。接続が双方向であって、且つ、マイクロコントローラが２つの通信ラインを有する場合に、それらのラインは、レベル整合及び半二重ラインの提供のための２つの部品へ接続される。

以下、どのように読取器が、この新規の実施形態に従うピギーバックカードの存在と、その凹部でのチップカードの存在とを検出することができるかを検討する。図７、８及び９は、カード存在スイッチに存在し、読取器の管理ユニットへ送信される電気信号の動向を示すタイムチャートである。図７は、従来のマイクロプロセッサカードの挿入を示す。最初は、電気的レベルは０ボルトである。これは、カードが挿入されていないことを意味する。次に、レベルは、カードの挿入を示す＋Ｖｃｃまで高まる。次に、レベルは＋Ｖｃｃで保たれる。これは、ピギーバックカードが存在しないことを意味する。最後に、カードが取り除かれると、レベルは０ボルトに再び下がる。

図８は、ピギーバックカードが、チップカードがその凹部に挿入されない状態で挿入されている場合の電気信号の動向を示す。図７と同じく、電気的レベルは、ピギーバックカードが挿入される場合に＋Ｖｃｃに至り、次に、レベルは、＋Ｖｃｃと値＋Ｖ２との間で振動する。これは、マイクロコントローラがデータを送信していること、又は、更に一般的には、通信が読取器とマイクロコントローラとの間で築かれていることを示す。ピギーバックカードがキーパッドのみを有する最も簡単な実施例で、所定の存続期間の間の＋Ｖ２レベルの出現は開始ビットの送信を示し、その場合に、８データビットが連続して送信される。有利に、パリティビット及びエンドビットが、データの送信を終わらせる。

図９は、ピギーバックカードが挿入され、次いで、チップカードがその凹部に挿入された場合の電気信号の動向を示す。電気信号は、ピギーバックカードが挿入されると＋Ｖｃｃに至り、次に、チップカードが挿入されると＋Ｖ２に至る。＋Ｖｃｃから＋Ｖ２への電圧降下は、カード存在スイッチ１３の閉成と、ＧＮＤへ接続された抵抗とに起因する。長時間（ビットを送信するために要する時間の少なくとも１０倍。）の＋Ｖ２レベルの保持は、マイクロプロセッサカードが正に凹部に挿入されたことを読取器に知らせる。読取器がこのような＋Ｖ２への移行を検出する場合に、読取器は、チップカードが凹部に挿入されたことを認識し、新しいリセットを引き起こす。その後、順当に行けば、読取器は、接続端子からＩ／Ｏリンクを介してＲｅｓｅｔバイトを受け取るべきである。Ｉ／Ｏラインがバイトを送信しないならば、カードは、安全性の閉塞のために又はカード誤動作のために動作しない（ｍｕｔｅ）。マイクロコントローラが読取器と通信する場合に、電気レベルは、＋Ｖ２の最大値と＋Ｖ１の最小値との間で振動する。電圧が＋Ｖｃｃに再び上昇する場合に、読取器は、マイクロプロセッサカードが取り除かれたことを認識する。

様々な閾値＋Ｖｃｃ、＋Ｖ２及び＋Ｖ１を検出するために、カードと接触している羽根は、閾値検出器へ接続される。１つの最も簡単な実施例に従って、閾値は３つの中間電圧Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ及びＶ_Ｃに設定される。Ｖ_Ａは０ボルトから＋Ｖ１の間の電気的レベルであり、Ｖ_Ｂは＋Ｖ１から＋Ｖ２の間の電気的レベルであり、Ｖ_Ｃは＋Ｖ２から＋Ｖｃｃの間の電気的レベルである。比較器は、読取器管理ユニットへ接続された２本のラインで２進値を提供するように直列接続される。２本のラインの２進値は、カード存在スイッチの電圧値のカプラーに情報を与える。この値の解析は、ＩＳＯ７８１６接続端子へ印加される電圧及び信号を考慮することによって実行される。最初は、電圧が印加されない。比較器によって送信される「００」値は、カードが挿入されていないことを意味し、そうでない場合には、カードは読取器に存在する。後者の場合に、読取器の管理ユニットは、ＩＳＯ７８１６標準に従う接続端子へ信号を加える。その場合に、比較器の出力は以下の値を取る。即ち、「０１」である場合に、レベルはＶ_Ａよりも大きく、Ｖ_Ｂよりも小さい。これは、ピギーバックカード及びマイクロプロセッサカードが読取器に存在することを示し、「０」であるビットが送信される。「１０」である場合に、レベルはＶ_Ｂよりも大きく、Ｖ_Ｃよりも小さい。これは、ピギーバックカード及びマイクロプロセッサカードが読取器に存在し、リンクが遊休状態であり、即ち「１」であるビットが送信されることを示し、あるいは、マイクロプロセッサカードを有さないピギーバックカードが読取器に存在し、「０」であるビットが送信されることを示す。「１１」である場合には、レベルはＶ_Ｃよりも大きい。これは、マイクロプロセッサカード単独の存在又はマイクロプロセッサカードを有さないピギーバックカードの存在を示し、リンクは遊休状態にあり、即ち「１」であるビットが送信される。比較器の値が「０１」と「１０」との間又は「１０」と「１１」との間で変わる場合に、読取器は、このことから、ピギーバックカードの存在又は不在及びマイクロプロセッサカードの存在又は不在を推定することができる。

最後の実施形態に従って、ピギーバックカードが信号伝達手段、例えばＬＣＤスクリーン若しくはＬＥＤダイオード又はブザーを有するならば、マイクロコントローラとのリンクは双方向である。このようにして、読取器は、押下されたキーからコードを受け取って、表示されるべき情報を送信することができる。

最後の実施形態の他の改良点に従って、カードの電気的縁部の位置及びカード存在スイッチの位置は、所定の場所に配置される。カードの幅の直線部分が４８ｍｍである場合に、３ｍｍごとに電気的縁部を有することが可能であり、これにより１６の可能な位置が作られる。厳密に言えば、通信を提供するよう、それらはお互いに向き合っていなければならないが、カードの存在のみを検出する必要はない。このため、特定のピギーバックカードモデルと協働する様々な読取器のモデルが実施可能である。

本実施例は、実例として考えられるべきであるが、添付の特許請求の範囲の適用範囲によって定められる範囲で変更され得る。具体的に、チップカードでの電気接触の他の検出方法は、本発明の適用範囲を逸脱することなく考えられる。具体的に、本発明は、テレビジョン・セットトップボックスに限定されず、マイクロプロセッサカード読取器を有する如何なる装置にも適用され得る。

好ましい例となる実施形態に従う、チップカードとの主な接続を示す読取器のブロック図である。 本発明に従うカードの例となる実施例を図式的に示す。 １つの例となる実施形態に従う。カードに電源が入れられた場合に交換される主な信号の動向を示すタイミング図である。 １つの例となる実施形態の変形例に従うピギーバックカードの図である。 ピギーバックカードの例となる実施形態を図式的に示す。 主な電気的接続を示す、ピギーバックカードの例となる実施形態を図式的に示す。 従来のマイクロプロセッサが挿入される場合のカード存在スイッチにおける検出信号の動向を示すタイムチャートである。 チップカードが凹部に挿入されない状態でピギーバックカードが挿入される場合のカード存在スイッチにおける検出信号の動向を示すタイムチャートである。 ピギーバックカードが挿入され、且つ、チップカードが凹部に挿入される場合の電気信号の動向を示すタイムチャートである。

Claims (20)

1. スマートカード読取器が、該読取器に挿入されたカードの幾つかの回路であって、夫々が通信チャネルを有する回路と通信することを可能にする通信チャネルを切り換える方法であって、
   接続ボタンに配置された電気接点による前記カードへの電源電圧の印加ステップと、
   前記ボタンではなく、前記カードの挿入された部分に置かれた電気接点で前記通信チャネルの切り換えを制御する制御信号の前記読取器による送信ステップと、
   回路が前記接続ボタンを介して通信することを可能にする前記回路の通信チャネルの切り換えステップとを有する、ことを特徴とする通信チャネル切り換え方法。
2. 切り換えユニットの存在を示す、前記カードの前記電気接点での信号を検出するステップを有する、ことを特徴とする請求項１記載の通信チャネル切り換え方法。
3. 前記送信された制御信号は複数の個々の信号を含み、該複数の個々の信号の数は切り換え位置を決定する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の通信チャネル切り換え方法。
4. 前記切り換え信号は、また、Ｃｌｏｃｋ及びＲｅｓｅｔのような通信制御信号を切り換える、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の通信チャネル切り換え方法。
5. スマートカード読取器に挿入されるよう設計され、電気接続ボタンを含む前記読取器に挿入される第１の部分を有する取り外し可能な装置であって、
   前記読取器の外へデータを送信するよう設計された複数の回路を有する、前記読取器の外側からアクセス可能な第２の部分を有し、
   前記複数の回路との通信は、前記接続ボタンによって送信される信号により管理ユニットによって管理され、且つ、前記接続ボタンではなく、当該装置の挿入された部分に置かれた電気接点を介して前記読取器と通信する、ことを特徴とする取り外し可能な装置。
6. 前記第２の部分は、スマートカードが挿入されるよう設計された少なくとも１つの凹部を有し、
   該凹部は、当該凹部に挿入されたカードとの通信を可能にする前記接続ボタンの接点へ電気的に接続される接点を有する、ことを特徴とする請求項５記載の取り外し可能な装置。
7. カードが前記凹部に存在する場合に、前記電気接点に存在する電圧を変更する手段を有する、請求項５又は６記載の取り外し可能な装置。
8. 前記接続ボタンの少なくともＲｅｓｅｔ又はＣｌｏｃｋ端子は、通信手段の前記管理ユニットへ電気的に接続される、ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一項記載の取り外し可能な装置。
9. 前記電気接点を介する通信プロトコルは、前記凹部に挿入されて、前記接続ボタンを介して通信する前記スマートカードの通信プロトコルと同じである、ことを特徴とする請求項５乃至８のうちいずれか一項記載の取り外し可能な装置。
10. スマートカードを挿入するための複数の凹部を有し、
    該凹部は、挿入されたスマートカードとの通信のためのコネクタを設けられ、
    夫々のコネクタのＩ／Ｏピンは、通信手段の前記管理ユニットの切り換え端子へ接続される、ことを特徴とする請求項５乃至９のうちいずれか一項記載の取り外し可能な装置。
11. 夫々の凹部は、スマートカードの存在を検出する検出器を有し、
    当該装置は、夫々の凹部でスマートカードの存在を管理する回路を有する、請求項１０記載の取り外し可能な装置。
12. コマンド入力手段及び／又は表示手段を有し、
    スイッチの位置は、前記ボタンの端子（Ｉ／Ｏ）と前記入力手段及び／又は前記表示手段との間の通信を可能にする、ことを特徴とする請求項５乃至９のうちいずれか一項記載の取り外し可能な装置。
13. 前記電気接点は、前記読取器のスマートカード存在検出器と電気的に協働するよう位置付けられる、ことを特徴とする請求項５乃至１２のうちいずれか一項記載の取り外し可能な装置。
14. 前記電気接点の位置は装置カテゴリを特徴付ける、ことを特徴とする請求項５乃至１３のうちいずれか一項記載の取り外し可能な装置。
15. 凹部に挿入されたカード上の接続ボタンの端子と協働する電気接点を設けられたコネクタを有する前記凹部と、カードが挿入されると変化する電圧を有するカード存在検出器とを有するスマートカード読取器であって、
    前記検出器は、前記挿入されたカードの金属部と接触するよう設計された金属部を有し、
    当該読取器は、前記カード存在検出器を介してデータを送信する通信手段を有する、ことを特徴とするスマートカード読取器。
16. 前記凹部に挿入されたカードの回路を選択する信号を送信する手段を更に有し、
    通信は、前記接続ボタンを介して前記選択された回路により実行され、
    切り換え信号は前記検出器によって送信される、ことを特徴とする請求項１５記載のスマートカード読取器。
17. 前記切り換え信号を作る複数の個々の信号を送信する手段を有し、
    個々の信号の数は、前記読取器と通信することを目的とした前記カードの回路を選択する、ことを特徴とする請求項１６記載のスマートカード読取器。
18. データが前記カード存在検出器を介して送信され得るかどうかを決定するために、前記カード存在検出器の電圧を解析する手段を有する、請求項１５記載のスマートカード読取器。
19. 通信手段は双方向であり、
    前記カード存在検出器によって送信されるデータは、ユーザへ前記カードによって送信されることを目的とする、請求項１５又は１８記載のスマートカード読取器。
20. 前記凹部における前記カード存在検出器の位置は、当該読取器と対話することを目的としたカードのカテゴリを決定することを可能にする、請求項１５乃至１９のうちいずれか一項記載のスマートカード読取器。

Images