JPS63503249A - パーソナルメモリカードシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パーソナル　メモリ　カード　システム尤夙ｑ青員 ｌ−孜歪分立 本発明は処理及び通信のためにスマート　カードを使用するシステム、より具体 的には、コンタクトレス　インタフェースを介してこのカードと相互作用するシ ステムに関する。

２・洗上ＪＸＪＡ灯引直肌 買い物、バンキング及び他のトランザクションにクレジットカードを使用するこ とがますまずさがんとなり、今日の旅行者は現金はあまり持ち歩かない０通常、 浮き彫りされた口座番号及び口座名をもつプラスチック類のカードは単に銀行あ るいはクレジット会社にあるトランザクションの請求光となるべき許可された口 座を同定する機能のみをもつ、幾つかのカードの裏面の磁気ストリップはこれと 同じ情報をもつが、トランザクションをスピード化できるように機械的に読出し ができるようになっている。全ての勘定情報は銀行あるいはクレジット会社に格 納される。

トランザクションが、通常、銀行あるいはクレジット会社から離れたところで行 なわれるため、不正カードが使用されたり、あるいは正当な所有者でもうっかり 限度額を超えるような場合がある。殆んどの販売業者は、従って、比較的高額、 例えば、８５０．００以上の買い物の場合は、銀行あるいはクレジット会社に確 認を行うことが必要となる。自動ダイアルであってもこの手続きは手間がかかる 仕事である。さらに、個々の口座に別個のカードが必要とされる。

しかし、マイクロエレクトロニクスの最近の進歩によって、今日では、多量の計 算パワー及びメモリをカードに直接に組み込んで“スマート　カード（ｓｍａｒ ｔ　ｃａｒｄ）　”あるいは１パーソナルメモリ　カード（ｐｅｒｓｏｎａｌ　 ｍｅｍｏｒｙ　ｃａｒｄ）　″を作成することが可能となっている。このカード は、悪用されるのを防止するために、個人同定データ、例えば、個人の特徴、車 の免許証、社会保険番号、個人同定番号、あるいは声紋を含む、カードはまた所 有者の掛は売り勘定の全ての勘定番号、全ての勘定のバランス、全ての勘定のク レジット限度、及びその他の個人的なデータ、例えば、洋服を買うときのための 家族のサイズ、電話番号などを含むこともできる。これら個人的なデータとして は想像できるあらゆるタイプのデータが考えられる。

これら全てを標準サイズのカードに格納する技術は既に存在する。この便利なカ ードの成長を妨たげている問題は、カードにパワーを供給するための適当なイン タフェースが存在しないこと、及びカードへのあるいはカードからのデータの結 合の信転性の問題である。

当分野において既知のスマート　カードはさまざまなコンタクト方法によってカ ードからの読出しあるいはカードへの書込みが遂行される。金属コンタクトが使 用されたときの１つの問題は、時間の経過とともにコンタクト面上に酸化物が生 成され、オーミック　コンタクトが増加することである。これは、カードと読出 しあるいは書込みデバイスとの間のデータ伝送の速度がこれらオーミンク　コン タクトが増加すると減少するために問題を与える。

これに加えて、コンタクトは、露出された位置においては、表面に空中に浮遊す る粒子が沈殿することを許し、このためコンタクト面積が減少し、結果として断 続接続を与える。カードからの読出しあるいは書込みのための動作パワーもシス テム内の関連するステーションからこれらコンタクトを介してカードに供給され るため、時間の経過とともに供給されるエネルギーの量が減少し、カードが動作 不能となる。

スマート　カードにパワー及びデータを供給するために金属コンタクトを使用す ることの第２の問題は、静電放電（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｄｉｓｃｈａ ｒｇｅ　％　Ｅ　Ｓ　Ｄ）が発生し、これによってカード上のマイクロエレクト ロニクスが損傷を受ける危険があることである。金属コンタクトが使用された場 合、人体あるいはカード上に蓄積された、あるいは他のソースから不注意にカー ドに結合された高い電圧が、カード上のエレクトロニクスに直接に簡単に結合さ れる。カードのさまざまな入力の所に使用されるクランピング　ダイオードはあ る程度の保護手段を提供するが、カードが通常の環境内で普通に使用されたとき 、ときおり発生するような高い電圧レベルに対しては無防備である。

又里至叉豹 本発明によると、パーソナル　カード　システムが顧客レパートリ−ダイアリイ ブから個人的な医療及び／あるいはバンキング　レコードの記録に至るまでのさ まざまな用途に使用される。

このシステムは通常のクレジット　カードと外観が類似するパーソナル　メモリ 　カードとともに使用される。メモリ　カードからのデータの読み出しあるいは これにデータを書き込むために露出された電気コンタクトを使用することの必要 性が容量性インタフェースを使用することによって回避される。このインタフェ ースはカード及び関連するステーション内の読出し／書込み装置の両方の上に存 在する外側誘電体表面をもつ導電プレートあるいは電極から成り、カード内の個 々のプレートが読出し／書込み装置内の対応するプレートと接近して整合された とき形成される。

カードと読出し／書込み装置との間で、動作パワーをカードに供給するために直 接のオーミック電気コンタクトは作られない。

トランスフォーマの一次巻線セクションが読出し／書込み装置内に位置し、カー ド内に埋没されたインダクターがトランスフォーマの二次巻線セクションとして 機能する。これらセクションがそれぞれ読出し／書込み装置及びカード内に位置 するフェライトコアとともに、トランスフォーマの二次セクションが読出し／書 込み装置内の一次セクションと接近して整合されたとき形成される誘導性インタ フェースを形成する。カード内のエレクトロニクスの動作のための十分なパワー 及び要求されるタイミングを提供するためのクロック信号がこの誘導性インタフ ェースを通じてカードに結合される。

カードが読出し／書込み装置内に挿入されると、カードへのあるいはカードから のデータ及びカードへのパワーが高信頼度にて伝送される。これは、腐食に弱い あるいはこの表面に粒子が堆積するような露出された金属表面が存在しないため カードがかなり使用された後でも十分に保証される。これに加えて、カード内の エレクトロニクスの静電放電による損傷の可能性は、カード上の導体と放電を起 す可能性のあるソースとの間に絶縁体が誘電体の形式にて提供されるため最小限 に押さえられる。動作の一例として、このパーソナル　メモリ　カード　システ ムは関連するステーションの所の許可されたユーザが必要に応じてパーソナル　 メモリ　カードを新たな異なるデータにて選択的に再プログラムできるように設 計される。

本発明及び本発明の動作モードは以下の詳細な説明を付随の図面とともに読むこ とによって一層明白となるものである。

凹皿■旦垂次聚更 第１図は本発明の原理に従って動作が可能なパーソナル　メモリ　カード及び読 出し／書込み装置の機能ブロック図であり；第２図は本発明の原理によるパーソ ナル　メモリ　カードの基本構造及びこの上の主な要素の配置を示し；第３図は 第１図のメモリ　カード内に示されるアナログ　インタフェース回路の主な機能 要素をより詳細に示す略図であり；そして 第４図は第１図の読出し／書込み装置の主な機能要素をより詳細に示す略図であ る。

全図面を通じて、同一要素は同一番号にて示される。

韮坦左脱所 第１図には本発明の原理によるカード読出し／書込み装置１５とともに使用され るポータプル　データあるいはパーソナル　メモリ　カード１０のブロック図が 示される。カード１０内に含まれる主な要素には、マイクロコンピュータ１１０ ．！気的に消去可能なプログラマブル　メモリ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｅｒａ ｓａｂｌｅｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ　Ｅ 　Ｅ　Ｐ　ＲＯＭ）　１１５、アナログ　インタフェース回路３００．）ランス フォーマ１２０の二次巻線１２１、及び容量性プレート１２５から１２８が含ま れる。

マイクロコンピュータ１１０は中央処理ユニット及びランダムアクセス　メモリ 及び読出し専用メモリの形式のメモリ　ユニットを含む。その内部読出し専用メ モリによって提供されるファームウェア制御下にて動作し、マイクロコンピュー タ１１０はＥＥＰＲＯＭＩ　１５に直接に送くられるデータ、またアナログ　イ ンタフェース回路３００を介して読出し／書込み装置に送くられるデータをフォ ーマント化する。マイクロコンピュータ１１０はまたアナログ　インタフェース ３００を通じて読出し／書込み装置から受信される命令を翻訳する。これに加え て、マイクロコンピュータ１１０はＥＥＰＲＯＭＩ　１５からのデータの読出し あるいはこれへの書込み、及び読出し／書込み装Ｗ１５へのあるいはこれからの データの伝送の際に発生するエラーのチェックを行なう。

カード１０内にＥＥＰＲＯＭＩ　１５を使用することによって、許可されたユー ザは必要であればカードの幾つかのセクションを許可された関連アプリケーショ ン　ステーションの所で新たな異なるデータにて再プログラムすることができる 。ＥＥＦＲＯＭは複数の業者から供給されるが、これら業者の多くは、Ｊ、ロバ ート　ラインバック　（Ｊ、　Ｒｏｂｅｒｔ　Ｌｉｎｅｂａｃｋ）によってエレ クトロ二〇　Ｘ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　、　Ｖｏｌ、　５９　、ｍ　７　 （１９８６年２月１７日号）、ベージ４０−４１に発表の論文〔最終段階に入っ たかと思われるＥ　Ｂ　Ｆ　ＲＯＭ　（Ａｒｅ　ＥＥＰＲＯＭＳ　Ｆｉｎａｌｌ ｙ　Ｒｅａｄｙ　Ｔｏ　Ｔａｋｅ　Ｏｆｆ？）　、ページ４０−４１において述 べられている。データは動作パワーが加えられている間にＥＥＦＲＯＭに書き込 むあるいはこれから読出しないし消去することが可能である。動作パワーが除去 されると、ＥＥＦＲＯＭ内のデータに加えられた全ての修正はそのままとなり、 カード１０に再びパワーが加えられるたびに検索が可能である。

アナログ　インタフェース回路３００はメモリ　カード１０を読出し／書込み装 置１５にインタフェースするための手段を提供する。このインタフェースは読出 し／書込み装置１５から結合された磁気エネルギーからの動作パワーのカード１ ０への供給、及び読出し／書込み装置１５とカード１０内のマイクロコンピュー タ１１０の間のデータの結合を含む複数の機能を遂行する。カード１０へのパワ ーは読出し／書込み装？Ｚ１５からトランスフォーマ１２０の二次巻線１２１に よって提供される誘導性インタフェースを介してアナログ　インタフェース回路 ３００に提供される。

このトランスフォーマはカード１０内のこの二次ｔ！？ｌが読出し／書込み装置 １５内の一次巻線１２２にはめ込まれたとき（メーティング）形成される。

トランスフォーマ１２０はトランスフォーマの一次巻線１２２と二次巻線１２１ の間の結合を増加させるために読出し／書込み装置内にフェライト　コア１２３ を含む。さらに結合効率を向上させるためにトランスフォーマ１２０内に第２の フェライト　コア１２４を含め、カード内の二次巻線１２１と関連させることも できる。豊富なパワーがあり、効率も問題とならないようなケースでは、これら コアの片方あるいは両方を省くことができる。クレジット　カードにパワーを結 合することを目的としたトランスフォーマの使用は、１９８４年１０月２５日付 けで、Ｒ，Ｌ、ビリンゲス（Ｒ，Ｌ、　ＢｉｌＢｌｌｌｉｎによって申請された 合衆国特許出願第６６４５５５号、′フレキシブル　インダクター（Ｆｌｅｘｉ ｂｌｅＩｎｄｕｃｔｏｒ）”において開示されている。

カード１０へのデータの受信あるいはこれからの伝送はアナログ　インタフェー ス３００にメモリ　カード１０内の電極あるいはプレート１２５から１２８が読 出し／書込み装置１５内の対応する電極あるいはプレート１１５から１５８には められたとき形成される４つのコンデンサから成る容量性インタフェースによっ て提供される。これらコンデンサの中の２つは読出し／書込み装置１５からカー ド１０にデータを伝送するために使用され、残りの２つはカード１０から読出し ／書込み装置１５にデータを伝送するために使用される。誘導性インタフェース と容量性インタフェースの組合せは読出し／書込み装置１５とメモリ　カード１ ０との間に完全な通信インタフェースを提供する。第３図にアナログ　インタフ ェース回路３００がより詳細に示されるが、これに関しては後にさらに詳細に説 明される。

続出し／書込み装置１５内の幾つかの要素の編成はカード１０内の要素と機能的 にミラー関係にある。これら要素には、例えば、アナログ　インタフェース回路 ４００とマイクロコンピュータ４１０がある。これに加えて、読出し／書込み装 置１１５はパワー源１６２及び入力／出力インタフェース１６０を含む。パワー 源１６２はカード１０にパワーを提供するため、及び読出し／書込み装置１５か らのクロック信号をトランスフォーマ１２０を通じてカード１０に結合するため に使用される。入力／出力インタフェース１６０は原理的には普遍非同期受信機 送信機（ｕｎｉｖｅｒｓａｌａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｔ ｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ　ＳＵ　Ａ　ＲＴ　）であり、マイクロコンピュータ４１ ０内に含まれる。このＵＡＲＴは適当に構成されたアブリケーシッン　ステーシ ョンと外部通信を行なうために使用される。

第２図にはカード１０の基本構造及びカード上の主な要素の位置関係が示される 。カードはＯ，Ｏ，０５インチ厚のシングルあるいはダブル　サイド　プリント 配線基板２０１を含む薄板構造をもつ。容量性プレート１２５から１２８がこの プリント配線基板の上側面上に展開されているように示されるが、これらは適当 な絶縁体あるいは誘電シートにてカバーされているかぎり、基板の底、つまり、 反対側に位置することも可能である。アナログ　インタフェース回路３００、マ イクロコンピュータ１１０、ＥＥＰＲＯＭ１１５、トランスフォーマ二次巻ｖＡ １２１及び表面搭載コンデンサ３０２及び３１５を接着するためのパッドが基板 ２０１の上側面に位置される。集積回路、つまり、マイクロコンピュータ１１０ 、ＥＥＰＲＯＭＩ　１５及びアナログ　インタフェース回路３００はプリント配 置基板２０１にワイヤー　ボンディングされ、コンデンサは導電的にエポキシ接 合される。集積回路をプリント配線基板２０１に電気的に接続する他の方法も当 分野において周知である。−例として、テープ自動ボンディング法を使用するこ ともできる。

カード１０の構造の説明に入いり、プリント配線基板２０１上に約０．０２Ｑイ ンチ厚の構造部材２０２の薄板が位置される。この構造部材はプリント配線基板 ２０１上に搭載されるべき上記の要素の物理サイズを収容する複数の開口２０３ をもつ。その後、この開口内に位置される要素をカバーし、また構造部材２０２ の最も上の部分と整合するこれら要素のいくぶんへこんだ上側面を与えるのに十 分な量のポツティング材料（ｐｏｔｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ）が塗られる。

薄板の上面カバー　シート２０４が構造部材２０２に層化される。このカバー　 シートに適当なラベル及びロゴが付着あるいは打ち出される。ダブル　サイド　 プリント配線基板２０１の裏面には薄い誘電シートがはられ、これによってこの 基板の下側に位置されこれなしでは露出される導体リード（及び導体プレート） がカバーされる。命令、及び必要であれば磁気ストライブ及び署名パネルが置か れるのは、通常、カードの内側下部のこの位置である。

第３図には第１図のアナログ　インタフェース回路３００がより詳細に示される 。メモリ　カード１０に対する多くの機能がこのインタフェース回路によって提 供される０例えば、このインタフェース回路は、パワーの整流及び調整、読出し ／書込み装置１５へのデータの伝送あるいはこれからの受信、マイクロコンピュ ータ１１０の動作のためのトランスフォーマニ次Ｓ！１２１からのクロック信号 の取得、またメモリ　カード１０からいったんパワーが切断され再度加えられた ときマイクロコンピュータをリセットするためのパワー　リセット動作等の機能 を提供する。

読出し／書込み装置１５からトランスフォーマ１２０を通じて二次巻ｖＡ１２１ に磁気的に結合されるのは、約１．８メガヘルツのＡＣ信号である。この二次巻 線１２１の出力は全波ブリッジ整流器３０１に加えられる。ブリッジ整流器３０ １によって生成されるＤＣ電圧はコンデンサ３０２によってろ波され、次に前端 に分路レギュレータ　セクションをもち、後端に直列パス　レギュレータをもつ ２部レギュレータ３０３に結合される。

この分路レギュレータはトランスフォーマ二次巻！１２１から引かれる電流を一 定に保ち、これによってトランスフォーマ１２０のパワー伝達曲線上の最適領域 内で動作することを保証する。これは、カード１０内のパワー需要が減少すると 、分路レギュレータ　セクションが読出し／書込み回路１５及びＡＣパワーを受 信しているトランスフォーマ二次巻線１２１上の負荷を一定に保つために余分の パワーを散逸するために必要である。一方、カード内で大きなパワーを要求する 動作が開始されパワー需要が増加すると、分路レギュレータ　セクションは電圧 の減少を検出するとそのパワー散逸を減少させる。電流は次に直列パス電圧レギ ュレータに流れ、カード内の他の全ての回路に対するパワーを提供する。コンデ ンサ３１５は分路／直列パス　レギュレータ３０３のＤＣ出力に対する追加のる 波を提供する。

クロック回復回路３０４はマイクロコンピュータ１１０の動作のための適当なり ロック信号を提供するためにトランスフォーマ１２０の二次巻綿１２１に結合さ れる。この回路３０４はトランスフォーマ１２０の二次巻線１２１の片側とブリ ッジ整流器３０１のアース　ノードとの差を比較する比較器から成る。提供され るを駆動するのに適する速いターン　オン及びターン　オフ時間が与えられる。

電圧基準３０６、比較器３０７及び単安定マルチバイブレータ３０８から成るリ セット回路３０５は、分路／直列パス　レギュレータ３０３の調整された出力を 監視する。この回路は分路／直列パス　レギュレータ３０３の出力の所の供給電 圧が所定の動作範囲内でないときは、マイクロコンピュータ１１０の動作を抑止 する。

抵抗体３０９及び３１０から成る抵抗体ストリングはレギュレータ３０３から比 較器３０７に結合される電圧を減少する。そして、電圧基準３０６は要求される 動作レベルの許容最低レベルに対応するしきい電圧レベルをセントする。このレ ベルは次に比較器３０７内の抵抗体ストリングからの電圧と比較される。動作に おいて、分路／直列バス　レギュレータ３０３からの電圧が０から上昇すると、 電圧基準３０６から比較器に供給される電圧が抵抗体ストリングから比較器に供 給される電圧より高くなり、マイクロコンピュータはリセットされたままとなる 。分路／直列パスレギュレータ３０３からの電圧が最低動作電圧以上に上昇する と、抵抗体ストリングの出力は電圧基準より高くなる。すると、比較器３０７は 状態を変え、単安定マルチパイプレーク３０８は１／１２００ミリ秒の長さのパ ルスをマイクロコンピュータ１１０に提供する。これによってマイクロコンピュ ータ１１０が起動され、この中に含まれるプロセッサが実行を開始する。

要求される動作レベルに到達した後のある時点において、調整された電圧がたま たましきい電圧レベル以下となった場合は、すセント回路３０５がこの低下を検 出し、マイクロコンピュータ１１０を抑止する。これはＥＥＰＲＯＭＩ　ｌ　Ｓ 内のデータに悪影響を与えるような外来性の動作が起こらないことを保証する。

つ、まり、リセット回路３０５は電圧が所定の動作電圧以下になるとマイクロコ ンピュータ１１０を抑止し、こうして、カード１０がこのような低電圧状態にて 誤動作を起すことから保護する。

このような不当な電圧はカード１０が読出し／書込み装置１５に完全に挿入され ていない場合、カード１０の表面と読出し／書込み装置１５内の受け面との間の 間隙がどちらかの表面に妨害物が体積したりして狭くなり過ぎた場合などに発生 する。また、カードへの電圧の中断によってもリセット回路３０５が起動される ため、読出し／書込み装置１５へのＡＣパワーが中断した場合、あるいはユーザ がカード１０を読出し／書込み装置１５から不適当なとき取り出した場合には、 マイクロコンピュータ１１０が抑止される。マイクロコンピュータ１１０の動作 は供給電圧がいったん正常な動作レベルになると再開される。

ドライバ増幅器３１２及び３１３から成るデータ　アウト　ドライブ回路３１１ はマイクロコンピュータ１１０からシリアルデータを受信し、それぞれ読出し／ 書込み装置１５内の容量性プレート１５５及び１５６とインタフェースする容量 性プレート１２５及び１２６を差分的に駆動する。これらドライバ３１２及び３ １３は１つの極性をもつマイクロコンピュータ１１０からの直列データをマイク ロコンピュータ１１０からの信号の個々の遷移がドライバの片方が正となり他方 が負となるような差分極性に変換する。

データ受信回路３２０は差動増幅器から成り、読出し／書込み装置１５内の容量 性プレート１５７及び１５８から容量性プレート１２７及び１２８に結合された 差データを受信するために使用される。この読出し／書込み装置１５からのデー タは適当な処理を行なうためにカード１０内のマイクロコンピュータ１１ｏに結 合される。データ受信回路３２０にヒステリシスが、このヒステリシスより大き な差分パルスが増幅器の出力を高値状態から低値される全てとなるように構築さ れる。このヒステリシスは小さな差分ノイズ信号を無視し、大きな差データ信号 のみをスイッチすることにより、データ受信回路がノイズによって誤ってトリガ されることを防止するように働く。つまり、データ受信回路の状態がいったん切 り換えられると、さらに入力がないかぎり、これはそれがスイッチされた状態に とどまり、別の状態にドリフトすることはない。

コンタクトレス　カードでは静電放電（Ｅ　Ｓ　Ｄ）の問題が最小限に押さえら れるが、データ　ドライブ回路３１１の出力及びデータ受信回路３２０の入力上 の電圧をクランプするための追加の保護ダイオードを設計し、カード回路内に含 めることができる。

これら電圧をクランプし、安全なレベルに積分するためのクランプ回路は当業者 においては周知である。

第４図は第１図の読出し／書込み装置１５の主な機能要素を略図にてより詳細に 示す。第１図に線図にて示され、第２図にグラフ的に示されるメモリ　カード１ ０が、第４図には、読出し／書込み装置１５のデータ及びパワー結合要素といか にコンタクトするか示される。カードへのパワーは読出し／書込み装置１５がら カード１０内の二次巻線１２１が読出し／書込み装置内の一次巻線１２２とメー ティング（ｍａｔｉｎｇ）されたとき形成され名トランスフォーマ１２０の一次 巻線１２２を介して提供される。

前述のごとく、読出し／書込み装置１５とカード１０との間のデータの伝送は、 カード上のプレート１２５から１２８が読出し／書込み装置１５内の対応するプ レート１５５から１５８にメーティングされたとき形成される容量性インタフェ ースによって提供される。読出し／書込み装置１５はメモリ　カード１０内に発 見される要素と同一の動作をもつ複数の要素を含む。カード１０と同様に、読出 し／書込み装置１５は非反転ドライバ増幅器４０１と反転ドライバ増幅器４０２ から成るデータ　アウト　デバイス回路を含む。これら増幅器は、ＵＡＲＴ４０ ３からシリアル　データを受信し、カード１０内の容量性プレート１２７及び１ ２８とインタフェースする容量性プレート１５７及び１５８を差分的に駆動する 。メモリ　カード１０に対するデータは、マイクロコンピュータ４１０から８− ビット　バス４１１を通じてパラレルにてＵＡＲＴに送信される。

読出し／書込み装置１５はまたデータ受信回路４０４を含むが、これは差動増幅 器から成り、読出し／書込み装置１５によってカード１０内の容量性プレート１ ２５及び１２６から容量性プレート１５５及び１５６に結合されたデータを受信 するために使用される。゛カード１０からのこのシリアル　データはＵＡＲＴ４ ０３に結合され、ここでこれはパラレル　データに再フォートマントされ、次に ８−ビット　データ　バス４１１を通じてマイクロコンピュータ４１０に結合さ れる。マイクロコンピュータ４１ｏは、内部ＵＡＲＴを使用して、このデータを 開始及び停止ビットをもつシリアル　フォーマットに再変換し、その後、このデ ータはカード１０と続出し／書込み装置１５が通信のために構成された特定のア プリケーション　ステーション４４０に結合される。

アプリケーション　ステーションはさまざまな構成をもっことができる。つまり 、工場編集ステーション、オフィス編集ステーション、発行者編集ステーション 、公衆電話、あるいはカード１゜と相互作用するように適当に構成された任意の 他のステーションとして構成することができる。

カード１０へのパワーの供給を効率的に制御するための回路が読出し／書込み回 路１５内に含まれる。パワー　ドライバ４２０はトランスフォーマ１２０の一次 巻線１２２に伝送されるパワーのレベルを制御する。カード１０にトランスフォ ーマの二次巻線１２１を介して提供されるパワーは、このトランスフォーマの一 次巻線１２２内の電流に比例する。任意の時間にドライバ４２０によってカード １０に供給されるパワーの量がトランスフォーマの一次巻線１２２内でサンプリ ングされ、この情報がアナログデジタル変換器４２１に提供される。この変換器 はマイクロコンピュータ４１０にサンプリングされたアナログ　パワーのレベル に等しいデジタル信号を提供する。一方、マイクロコンピュータ４１０は、カー ド１０に向うパワーをデジタル　アナログ変換器４２２に提供される信号にて所 望のドライブ　レベルに調整する。

このデジタル　アナログ変換器の出力は電圧レギュレータ４２３に結合される。

レギュレータ４２３はカード１ｏに対する絶えず訂正されているドライブ　パワ ーをパワー　ドライバ４２０に提供する。こうして、カード１０へのパワーが正 常で効率的な動作のための所望のレンジ内に制御される。

カードを読出し／書込み装置１５と使用するためには、カードを読出し／書込み 装置１５内の収容スロットに挿入することが必要トされる。カード１０と読出し ／書込み装置１５内のインタフェース要素が正しくメーティングされることを保 証するために、また読出し／書込み回路の正しいターン　オンを保証するために 、読出し／書込み装置１５内のスロット内に接近センサが位置される。カード　 イン　センサ４２５はカード　スロットの内側に向って約半分の所に位置される 。これは照明及び検出要素をもつ光センサである。機械アームがカードがスロッ トの内側約半分の所まで到達したとき、照明要素によって生成された光ビームが 遮断され検出要素によって検出されるように配置される。このカードイン　セン サ４２５はカードがステーションに挿入あるいはこれから取り出され途中の半分 の所にきたときマイクロコンピュータ４１０に１つの信号を送くる。

カード　フル　イン　センサ４２６はカード　イン　センサと類催する動作をも つが、カード　スロットの最も内側に位置される。このセンサはカードがカード 　スロットに完全に挿入されたとき、マイクロコンピュータ４１０に通知する。

読出し／書込み装置１５は再プログラマブル　マイクロエレクトロニクスをもつ パーソナル　メモリ　カードばかりでなく、付着された磁気ストライプのみをも つカードも収容できるように設計される。カードが完全に挿入されると、カード がコンタクトレス　メモリ　カードであるか、あるいは磁気ストライプのみをも つカードであるかを決定するためのテストが遂行される。このテストはマイクロ コンピュータ４１０がパワー　ドライバ４２０にパワーを供給することによって 開始される。パワーがトランスフォーマの一次巻線１２２から引かれた場合は、 読出し／書込み装Ｗ１５はスロット内にメモリ　カードが存在するとみなす、そ うでない場合は、読出し／書込み装置はスロット内に磁気ストライブカードが存 在するものとみなす。

カードが完全に挿入され、トランスフォーマの一次巻線１２２によって引かれる 電流に基いてメモリ　カードであることが決定されると、読出し／書込み装置１ ５内の通信インタフェースを挿入されたカードとコンタクトさせるためにソレノ イド４２７がマイクロコンピュータ４１０によって起動される。このインタフェ ースを構成する容量性プレート１５５から１５８及びトランスフォーマ−次ｉ線 １２２はプラテン上に、カードとの最良の容量性及び誘導性結合が得られるよう に、このソレノイドによってカードに対してたわみが与えられるように搭載され る。カードが部分的に引き出されるなどしてカード　フル　イン　センサ４２６ がトリップされると、カードをＮ華に取り出せるようにソレノイド４２７がただ ちに解放される。

メモリ　カードであるか調べるテストがメモリ　カードでないことを示すと、マ イクロコンピュータ４１０は挿入されたカードが磁気ストライプのみのカードで あることを決定する。すると、マイクロコンピュータ４１０はカードを取り出さ せるためにユーザに可聴あるいは視覚信号を送くる。カードがスロットから引き 出されるとき、磁気ストライプ上のデータが磁気ヘンド４３０によって読み出さ れ、増幅器４３１によって増幅され、次にマイクロコンピュータ４１０上のシリ アル　ポートに結合される。

読出し／書込み装置１５内には発振器セクション４３５が含まれる。このセクシ ョンはマイクロコンピュータ４１０に対するクロンク信号及びパワー　ドライバ ４２０に対する約１．８メガヘルツの信号を提供する。第３図内のクロンク回復 回路３０４によって第１図内のマイクロコンピュータ１１０を動作するのに適当 なりロック信号を提供するために検出されるのはこの信号である。

データ伝送回路に対するクロンク信号がまた発振器セクション４３５によつてＵ ＡＲＴ４０３に提供される。この信号はカード１０と読出し／書込み装置１５と の間のデータ伝送速度を１９．２キロビット／秒にセットする。このデータ速度 は容量性プレートがデータ　ビット遷移間の期間を通じて正しくバイアスされる ことを保ち、これによってカードと読出し／書込み装置との間の通信インタフェ ースが受ける電圧ドリフトに起因するノイズによる悪影響が最小に押さえられる 。

マイクロコンピュータ４１０は外部ランダム　アクセス　メモリ　（ＲＡＭ）セ クション４３７及び外部読出し専用メモリ（ＲＯＭ）セクション４３６の形式に て追加のメモリをもつ。更新あるいは再プログラミングを楽にするため、ＲＯＭ セクションはＥＥＰＲＯ？ｌセクションと簡単に交換あるいはこれによって増分 できる。読出し／書込み装置１５及び／あるいはステーション４４０内のこのＥ ＥＦＲＯＭセクションは、カードが動作できるように読出し／書込み装置１５と コンタクトされたときカード内に含まれるデータによって簡単に再プログラミン グできる。

前述のごとく、マイクロコンピュータ４１０は外界とステーション４４０へのシ リアルデータ経路を介して通信する。このデータ経路は送信リード４４１及び受 信リード４４２を含む。これはまたカード　フル　イン　センサ４２６によって 起動されるアテンションリード４４３を含む、さらに、これはリセット　リード ４４４も含む、これを使用して、ステーション４４０は読出し／書込み装置１５ をリセットし、これを既知の状態に初期化する。

読出し／書込み装置１５へのパワーもステーション４４０によって供給される。

本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者においては、このメモリ　 カードの他の多くの変形を実現できることは明白である。これら変形の一例とし て、シテスム内で動作するデータがメモリ　カードからカード　リーグにのみ送 くられるような実現も可能である。メモリ　カード及び／あるいは関連するカー ド　リーグはカードからカード　リーグへのデータ流を確立及び維持するために 必要とされる最小限の通信インタフェース及びマイクロエレクトロニクスをもつ ように構成される。従って、本発明は添付の請求の範囲の範囲内で、上に具体的 に説明された実施態様以外にも実現が可能であることを理解できる。

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Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ポータブルデータカード（１０）とともに使用されるカード読出し／書込み ステーション（１５）において、該カード読出し／書込みステーションがデータ を格納するためのメモリ手段（４１０）及びデータを処理するためのプロセッサ 手段（４１０）を含み、該読出し／書込みステーションが；少なくとも１つのポ ータブルデータカードと通信するための入／出力手段（４００を含み、該入／出 力手段がデータを読出し／書込みステーションからデータカードに、及びデータ カードから読出し／書込みステーションに伝送するための容量結合手段（１５６ −１５８）を含み；該読出し／書込みステーションがさらに； 該読出し／書込みステーションからの磁気エネルギーを該データカードに供給す るためのエネルギー結合手段（１２２、１２３）を含み、該磁気エネルギーが該 データカードに対する動作パワーを提供し；該ステーションがさらに 協力して該データカードと該読出し／書込みステーションとの間の１つの完全な 通信インタフェースを提供するための容量結合手段及びエネルギー結合手段を含 むことを特徴とする読出し／書込みステーション。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該容量結 合手段が該読出し／書込みステーションと該ボータブルデータカードとの間の直 列接続から成り、該直列接続が該読出し／書込みステーション内の電極を該デー タカード内の電極と接近整合させることによって確立されることを特徴とする読 出し／書込みステーション。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、整合され る個々の２つの電極の少なくとも１つに誘電材料が付着され、該誘電材料がこれ ら電極の間に並列に置かれることを特徴とする読出し／書込みステーション。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該エネル ギー結合手段が電気的に導電材料の多重巻コイル及び該磁気エネルギーの伝送を 該ポータブルデータカード内の平坦多重巻コイルに向けるために位置されたフェ ライトコアを含むことを特徴とする読出し／書込みステーション。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該入／出 力手段がデータを該容量結合手段とプロセッサ手段との間で結合するためのアナ ログインタフェースを含み、該インタフェース回路が該プロセッサ手段からシリ アルデータを受信し、このシリアルデータを該容量結合手段に差分的に結合する ための第１及び第２の増幅器を含むことを特徴とする読出し／書込みステーショ ン。
6. ６．請求の範囲第５項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該容量結 合手段が該読出し／書込みステーション内に第１及び第２の電極を含み、該第１ 及び第２の増幅器がそれぞれ該プロセッサ手段からのシリアルデータを該ポータ ブルデータカードに伝送するために該第１及び第２の電極に接続されることを特 徴とする読出し／書込みステーション。
7. ７．請求の範囲第６項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該アナロ グインクフェース回路がさらに該容量結合手段から差データを受信し、この差デ ータを該プロセッサ手段に結合するための第３の増幅器を含むことを特徴とする 読出し／書込みステーション。
8. ８．請求の範囲第７項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該容量結 合手段がさらに該読出し／書込みステーション内に第３及び第４の電極を含み、 該第３の増幅器が該ポータブルデータカードからの差データを該プロセッサ手段 に伝送するために該第３及び第４の電極の両方に結合されることを特徴とする読 出し／書込みステーション。
9. ９．請求の範囲第８項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該アナロ グインタフェース回路がさらに該エネルギー結合手段に接続された該ポータブル データカードに伝送される磁気エネルギーの周波数を決定するための発振発生手 段を含み、該発振発生手段が該ポータブルデータカードに関与するデータ伝送動 作のためのタイミング情報を提供することを特徴とする読出し／書込みステーシ ョン。
10. １０．請求の範囲第９項に記載の読出し／書込みステーションにおいて、該プロ セッサ手段がマイクロコンピュータから成ることを特徴とする読出し／書込みス テーション。
11. １１．請求の範囲第１項に記載のカード読出し／書込みステーションにおいて、 該メモリ手段が電気的に変更可能なプログラマブル読出し専用メモリを含み、該 読出し／書込みステーションが該データカードが該読出し／書込みステーション と動作可能にコンタクトされたとき該データカード内に含まれるデータによって 再プログラム可能であることを特徴とするカード読出し／書込みステーション。