KR100571133B1 - 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포터블 데이터 매체와의 통신을 수행하기 위한 장치로서 통신을 위하여 접속수단(3)을 통하여 포터블 데이터 매체의 적어도 하나의 전기접점(24)과 상호작용상호작용 적어도 하나의 전기접점(44)으로 구성되며, 상기 접속수단(3)은 장치의 전기접점(44)과 포터블 데이터 매체의 전기접점(24) 사이에 뻗어 있으며 두께를 관통하며 상기 각 접점(24,44)과 상호작용하도록 배치된 제1도전소자(34)를 형성하는 적어도 하나의 영역을 구비하고, 상기 장치는 상기 각 접점(24,44)에 대하여 상기 제1도전소자를 가압하도록 접점(24,44)에 압축력을 인가하며 접점(24,44)으로부터 상기 제1도전소자(34)를 이동시키도록 힘의 인가를 분리시키기 위한 힘인가수단(8,9)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 제1도전소자(34)는 엘라스토머로 이루어진 전기적 도전체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치{METHOD FOR COMMUNICATING WITH A PORTABLE DATA MEDIUM}
본 발명은 포터블 데이터 매체와의 통신을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 접속수단을 통하여 포터블 데이터 매체의 적어도 하나의 전기접점과 상호작용하는 전기접점을 포함하며, 상기 접속수단은 장치의 전기접점과 포터블 데이터 매체의 전기접점 사이에 뻗어 있으며 두께를 관통하여 상기 각 접점과 상호작용하도록 배치된 제1도전소자를 형성하는 적어도 하나의 영역을 구비하고, 상기 장치는 상기 각 접점에 대하여 상기 제1도전소자를 가압하도록 접점에 압축력을 인가하며 접점으로부터 상기 제1도전소자를 이동시키도록 힘을 차단하기 위한 힘인가수단을 포함한다.
포터블 데이터 매체는 특히, 널리 주지된 신용카드 형태의 카드로 구성되며, 이러한 카드는 데이터 처리를 위해 마이크로프로세서 또는 논리회로칩을 갖추고 있고, 이들은 미합중국 특허 제4,211,919호에 기재되어 있는 것과 같이 장치에 구비된 동일한 수의 접점과 상호작용하는 다수의 전기접점을 갖고 있다. 이 장치는 금융조작, 사이트(site)에 대한 사용자 억세스의 검증 등과 같은 임의 절차의 프레임워크(framework) 내에서 포터블 데이터 매체와 정보를 교환하는 임의의 장치일 수 있다.
종래에 접속수단은 장치에 부착되어 있으며 다수의 병렬로 배치된 가요성 금속핀을 갖는 콤(comb)으로 구성되어 있다. 이들 핀은 장치의 접점에 접속되어 있으며 포터블 데이터 매체의 접점과 탄성적으로 상호작용하도록 되어 있다. 금속 스프링들을 갖는 다른 접속수단이 또한 존재한다. 이러한 종류의 접속수단은 그것이 포함하는 금속 컷팅 동작으로 인하여 생산비용이 높다는 단점을 갖고 있다.
본 발명의 목적은 포터블 데이터 매체에 대한 접속수단이 생산비가 저렴한 명세서의 서두에서 언급한 종류의 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 상기 제1도전소자는 엘라스토머(elastomer)로 이루어지는 전기적 도전부(conductive mass)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징과 이점은 다음의 도면을 참고하여 설명되는 장치의 실시예에 대한 다음 설명을 통하여 명확하게 될 것이다:
도 1은 포터블 데이터 매체와 상호작용하여 처리할 때 포터블 데이터 판독장치의 내측에 대한 평면도이고;
도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도이며;
도 3은 판독장치가 구비한 커넥터의 평면도이고;
도 4는 도 3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 부분 단면도이며;
도 5는 도 3의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취한 부분 단면도이고;
도 6a 내지 도 6c는 판독장치가 포터블 데이터 매체와의 상호작용 상태에 있을 때 이들 2 장치를 접촉상태로 놓기 위한 3개의 연속된 절차를 보여주는 도 3의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 취한 3개의 부분 단면도이며;
도 7은 도전소자와 상호작용하고 있는 임의의 접점 중의 하나에 대한 구체예를 보여주는 인쇄회로(4)의 부분 단면도이고;
도 8a는 판독장치(1)의 슬롯을 폐쇄하기 위한 립(lip)을 부가하여 이루어진 본 발명의 변형예를 보여주는 도 2의 선 Ⅷ-Ⅷ을 따라 취한 단면도이며, 도 8b는 일단 카드가 삽입되어 있는 판독장치(1)를 보여준다는 점에서 도 8a와 상이하다.
도 1 및 도 2는 포터블 데이터 매체는 널리 주지된 방식으로 신용카드 형태의 카드(2)를 수용할 수 있는 칩카드 판독장치를 나타내며, 이러한 카드는 데이터 처리를 위해 마이크로프로세서 또는 논리회로칩을 갖고 있고, 이들은 커넥터(3)를 통하여 판독장치에 구비된 동일한 수의 접점과 상호작용하는 다수의 전기접점을 갖고 있다.
이 예에서, 판독장치(1)는 포터블이고 사이즈가 작아서 오로지 상기 칩을 구비한 카드의 일단만을 수용하며: 특히, 그것의 기능은 이 카드의 홀더가 카드에 기록된 어카운트 밸런스(account balance)를 읽을 수 있게 해준다. 판독장치는 상부면에 마이크로프로세서 칩(5)와 디스플레이(6), 하부면에 적합한 수단에 의해 인쇄회로(4)에 부착된 커넥터(3)를 구비한 인쇄회로(4)를 포함한다. 이들 수단은 다음의 것들 중에서 구성될 수 있다:
- 접착제 또는 양면 접착층에 의한 본딩;
- 인쇄회로(4)를 관통하여 그 위로 접혀지는 커넥터(3)에 구비되는 핀;
- 스크류 접속.
판독장치(1)는 또한 한 세트의 전지(7)를 포함한다. 케이스는 판독장치(1)를 둘러싸며 판독장치(1)의 각종 소자를 수용하는 바디(8)와, 바디(8)를 커버함과 동시에 카드(2)에 대한 측방향 슬롯을 형성하여 후자 라인의 접점들이 커넥터(3)와 면대면 대향하는 방식으로 통과하게 하는 커버(9)로 이루어져 있다.
도 3 내지 도 5의 커넥터(3)는 가요성이며 전기적으로 절연재로 이루어진 두꺼운 직사각형 시트로 구성되는 바디(31)로 이루어져 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 바디(31)는 엘라스토머로 이루어진다. 바디는 카드(2)의 접점과 동일한 방식으로 배치되며 카드와 동일한 수(이 경우는 8)로 이루어진 다수의 원형 스루홀(through-hole)(32)을 갖고 있다. 각각의 홀(32)과 일치하며 커넥터(3)의 양측에는 이점에서 바디(31)의 두께를 감소시키는 원형 홈(33)이 배치되어 있다.
각 홀(32)에는 전기적으로 도전상태로 되게 하는 필러(filler)를 포함하는 실리콘 러버와 같은 엘라스토머 재료로 구성되는 도전성 구(34)로 이루어진 도전성 소자가 배치되어 있다. 이러한 전형적인 필러는 은 또는 탄소이다. 각각의 도전성 구(34)는 홀(32)의 직경보다 다소 더 큰 직경을 가지므로 후자(구멍)는 도전성 구(34)에 대하여 일정한 주변압력을 가한다. 따라서, 각각의 도전성 구(34)는 대응하는 홀(32)에 탄성적으로 보유된다. 각각의 도전성 구(34)는 구가 판독장치(1)의 인쇄회로(4)와 상호작용하도록 바디(31)의 일측면(35)으로부터 뒤로 설정되며 다른 한편으로 카드(2)와 상호작용하도록 바디(31)의 반대면(37)을 지나 돌출되는 구조로 바디(32)에 설치되어 있다.
홀(32)로부터 떨어져서 커넥터(3)의 바디(31)는 판독장치(1)의 인쇄회로(4)와 상호작용하도록 일측면(35)에 원형 홈(36)이 형성되고, 반대면(37)에는 카드와 상호작용하며 홈(36)과 일치하여 외부를 향하여 바디에서 수직으로 연장된 실질적으로 원통형의 돌출부(38)가 형성되어 있다. 돌출부(38)는 바디(31)의 표면을 지나도록 돌출되어 있다.
바디(31)의 홈(36)에는 강성 또는 가요성이며 전기적 도전재로 이루어진 원형 도전패드(39)가 설치되어 있다. 이 예에서는 도전성 구(34)와 동일한 재료로 이루어져 있다. 이러한 배치에 따라 도전패드(39)는 바디(31)의 표면으로부터 뒤로 설정된다. 도전패드(39)는 임의의 적당한 수단, 특히 본딩 또는 엠보싱에 의해 바디(31)에 부착된다.
이하에 커넥터(3)의 동작을 도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명한다. 도 6a는 판독장치(1)에 카드(2)가 삽입된 상태를 보여준다. 판독장치(1)의 인쇄회로(4)는 커넥터(3)의 각각의 도전성 구(34)와 일치하여 편평하고 바람직하게는 원형의 접점(44)을 구비하며, 커넥터(3)의 도전패드(39)와 일치하여 비도전성 공간(50)이 중간에 삽입된 상태로 나란히 배치된 한쌍의 편평하고 바람직하게는 원형의 접점(49a,49b)이 배치되어 있다. 비도전성 공간(50)은 도전패드(39)와 대향하도록 배치되며, 크기가 더 작다. 모든 접점(24,44,49a,49b)은 인쇄회로에 사용된 표준 금속재료로 이루어지며; 대표적으로, 그것은 닉켈층으로 덮여있는 구리층과 금 또는 주석-납층으로 이루어진 다층 콤파운드이다. 2접점(49a,49b)은 가동부가 도전패드(39)로 이루어진 스위치의 2고정부를 구성하며; 이 스위치는 판독장치에서 카드의 존재를 검출하는 역할을 한다. 도 6a의 상황에서 상기한 도전소자의 후방설정(setbacks) 또는 돌출이 이루어진 경우 도전소자가 어떤 전기적인 접점과 접촉상태에 있지 않으므로 한편으로 접점(24와 44) 사이, 그리고 다른 한편으로 접점(49a와 49b) 사이에는 어떤 전기적인 연결이 이루어지지 않는다.
도 6b는 카드(2)와 판독장치(1)의 인쇄회로(4)가 서로를 향하여 이동한 경우의 중간 접촉단계를 보여준다. 이것은 판독장치(1)의 케이스의 어떤 변형 가능성을 이용함에 의해 얻어졌다; 판독장치(1)의 사용자는 케이스의 양면, 즉 바디(8)와 뚜껑(9)에 대하여 서로를 향하여 이동하도록(도 6b 참조) 평균력(f)을 수작업으로 가하여야 한다. 이러한 변형 가능성은 다음 방법을 포함하는 몇가지 방법으로 얻어질 수 있다:
- 변형 가능한 재료(예를들어, 플라스틱)로 구성된 케이스를 제공하는 것;
- 뚜껑(9)이 예를들어, 엘라스토머 소자와 같은 변형 가능한 중간 접속소자에 의해 바디(8)에 탄성적으로 장착된 케이스를 제공하는 것.
사용자가 가하는 힘(f)의 결과는 돌출부(38)가 아직 카드(2)에 의해 작동되지 않았기 때문에 비록 아직 도전패드(39)에 의한 전기적 연결은 이루어지지 않았으나, 접점(24,24) 사이에는 도전성 구(34)로 인하여 전기적 연결이 이루어지게 한 것이다. 이 결과는 돌출부(38)의 높이 뿐아니라 도전성 구(34)의 돌출과 도전패드(39)의 후방설정을 적절하게 조정함에 의해 얻어진다. 이는 도전성 구(34)가 압축을 받아서 그의 직경이 증가된 것임에 틀림없다.
더 큰힘(F)을 가하면 사용자는 최종 접촉단계에 도달하며(도 6c), 여기서 도전패드(39) 또한 2접점(49a,49b) 사이에 전기적인 연결을 이룬다. 그 결과 판독장치(1)를 향한 카드(2)의 더 큰 이동 동안 판독장치는 돌출부(38)에 압력을 가하여 도전 플레이트(39)가 접점(49a,49b)과 접촉할 때 까지 판독장치(1)의 인쇄회로(4)를 향하여 밀린다.
상기한 순차적인 2 단계접촉으로 인하여 판독장치(1)는 스위치(49a,49b)가 닫혀진 것을 결정한 후에만 카드에 전원을 공급하기 때문에 카드에 인가되어야 하는 신호를 발생하는 시퀀스를 정의하는 ISO 표준 7816-3의 요구조건을 유리하게 만족할 수 있게 한다.
자연스럽게 힘(F)을 점진적으로 해제하면 접촉단계에 대하여 상기한 것과 역순으로 접점의 분리가 일어난다. 즉, 먼저 도전패드(39)의 수축이 일어나고, 그후 도전성 구(34)의 수축이 일어나, ISO 표준 7816-3의 요구조건을 따른다.
카드의 칩이 손상없이 견딜 수 있는 최대 힘(Fmax)을 초과하지 않도록 돌출부(38)의 높이 뿐아니라 스위치(49a,49b)의 폐쇄를 얻는데 요구되는 힘(F)을 정밀하게 조정하는 것이 필요하다는 점에 유의하여야 한다. 전형적으로, 상기 힘(Fmax)은 50g 정도이다. 이러한 조정은 선택된 엘라스토머 재료의 경화성(hardness)과 부품 각각의 치수에 대하여 작용하여 얻어질 수 있다.
본 발명의 일 변형예는 이산(discrete) 소자 형태로 원래 구현되는 저항을 교체하도록 소정의 전기저항을 갖도록 적어도 도전소자의 일부가 구성되며, 판독장치(1)의 인쇄회로(4)에 인쇄된다는 점에 특징이 있다. 저항값에 대한 힘의 영향을 고려하도록 힘(F)이 인가될 때 이렇게 구성되는 저항값은 측정되어야 한다.
자연스럽게 도전소자는 상기와 다른 적당한 형태로 존재할 수 있다. 예를들어, 도전성 구(34)는 실린더로 대체 가능하다. 더욱이, 커넥터(3)의 바디(31)에 부착되는 대신에 도전소자는 후자와 동시에 바디(31)와 일체로 구현될 수 있다.
도 7은 인쇄회로(4)의 접점(49a,49b) 중의 하나의 구체예를 보여준다. 인쇄회로(4)는 도전층(72)으로 피복되어 있으며 인쇄회로94)의 양측면을 연결하는 원통형 스루홀을 갖는다. 카드92)와 상호작용하는 일측면에는 도전층(72)이 원형 링(73)을 형성하며, 이 원형 링(73)은 도전성 구(34)와 상호작용하는 접점을 구성하며; 링(73)은 도전성 구(34)의 셀프-센터링을 위한 수단을 구성한다.
도 8a는 카드가 존재하지 않을 때 카드(2)가 삽입되는 슬롯(81)을 폐쇄하기 위하여 판독장치(1)에 부가된 립(lip)(80)을 포함한 변형예를 보여준다. 이러한 배치는 판독장치(1)의 동작에 장해가 될 수 있는 이물질 또는 먼지가 판독장치(1)로 들어오는 것을 차단하는 이점이 있다.
립(80)은 슬롯(81)을 전체 폭을 따라 연장되어 있다. 이 예에서 그것은 엘라스토머 커넥터(3)와 함께 하나의 피스를 형성하며 그 자체가 접혀져 있는 엘라스토머 시트로 구성된다. 그것은 2개의 길이방향 에지(82,83)를 가지며, 하나의 에지(82)는 슬롯(81)의 다음에 위치한 커넥터(3)의 에지와 연결되어 있으며, 다른 하나의 에지(83)는 자유단을 이룬다.
도 8b는 카드가 삽입된 판독장치(1)를 보여준다는 점에서 도 8a와 다르다. 립(80)은 카드(2)가 슬롯(81)을 통과할 때 립(80)을 수용하는 케이스의 바디(8)에 구비된 공간(85)으로 카드의 선단부(84)에 의해 측방향으로 밀려진다는 점에 주목해야 한다. 카드를 제거한후 립(80)은 도 8a의 위치로 탄성적으로 리턴한다.
변형예에서 립(80)은 커넥터(3)와 별개로 이루어지며 그것에 연결된다.
스위치(39,49a,49b)를 포함하지 않는 변형예에서 커넥터(3)를 강성재료로 만드는 것이 가능하며 반면에 카드와 상호작용하는 도전소자(34)는 그럼에도 불구하고 엘라스토머로 이루어질 수 있다. 이 경우 인쇄회로(4) 및 카드(2)와 동시에 상호작용하는 34와 같은 도전소자 각각은 커넥터(3)가 그들과 실제로 접촉하는 것을 보장하도록 커넥터(3)의 양측면으로부터 돌출해야 한다.

Claims (11)

  1. 포터블 데이터 매체(2)를 수용하고 그와 통신을 수행하기 위한 판독 장치로서,
    상기 포터블 데이터 매체의 적어도 하나의 제2 전기접점(24)과 상호작용하는 적어도 하나의 제1 전기접점(44);
    상기 포터블 데이터 매체가 판독장치에 동작가능하게 수용되었을 때 상기 포터블 데이터 매체의 제2 전기접점(24)과 상기 판독장치의 제1 전기접점(44) 간에 연장되고, 상기 포터블 데이터 매체의 제2 전기접점(24) 및 상기 판독장치의 제1 전기접점(44)과 상호작용하도록 배치되고 시트의 두께를 관통하여 연장되는 적어도 제1 전기적 도전 소자(34)를 갖는 시트(31)를 포함하고, 상기 제1 전기적 도전 소자(34)는 전기적 도전성의 엘라스토머 부를 구비하는, 커넥터(3);
    제1 위치에 있어서는 데이터 매체가 판독장치에 수용되었을 때 상기 제1 접점(44) 및 제2 접점(24)에 압축력을 가하도록 상기 제1 전기적 도전 소자(34)에 대해 상기 제1 접접(44) 및 제2 접접(24)을 가압하도록 하고, 제2 위치에 있어서는 상기 압축력을 제거하여 상기 도전 소자(34)가 상기 제1 및 제2 접접(24,44)으로부터 떨어져 움직이도록 하는 힘인가수단(8,9)을 포함하는, 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 도전소자(34)는 시트(31)의 홀(32)에 끼워지는 인서트인 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1도전소자(34)는 구의 형상인 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1도전소자(34)는 설정된 값의 전기 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시트(31)는 엘라스토머로 이루어진 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시트(31)는 제1면 및 제2면을 포함하되, 포터블 데이터 매체가 동작가능하게 수용될 때, 상기 적어도 하나의 제1 도전성 소자(34)가 상기 포터블 데이터 매체의 적어도 하나의 제2 전기접점(24)과의 동작가능한 전기적 접촉을 위해 상기 제1면과 제2면 사이에 배치되며, 상기 각 제1면 및 제2면은, 상기 제1 도전성 소자(34)에 인접한 시트(31)의 두께를 감소시키는 각각의 홈(33)을 포함하고,
    상기 시트(31)는, 힘인가수단(8,9)이 동작될 때 장치의 다른 2접점(49a,49b)과 상호작용하도록 상기 시트상에 배치되는 제2 도전소자(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2도전소자(39)는 시트(31)의 제1면상의 제2 홈(36)에 위치되는 패드의 형태이고, 상기 제1면의 반대측의 상기 시트(31)의 제2면에 위치된 돌출부(38)을 더 포함하고, 상기 돌출부(38)와 제2 도전소자(39)는 상기 포터블 데이터 매체(2)와 상호작용하기 위해 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 도전소자(34) 및 제2 도전소자(39)는, 힘인가수단(8,9)의 작동에 따라 상기 접점(24,44)과 제1 도전소자(34)의 순차적 접속이 야기되고, 다음 상기 접점(24,44)과 제2도전소자(39)의 상호작용이 일어나고, 반면에 상기 힘인가수단(8,9)의 비작동에 따라 상기 접점(24,44)과 제2도전소자(39)의 상호작용이 중지되고, 다음 상기 접점(24,44)과 각 제1도전소자(34)의 상호작용이 중지되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 힘인가수단(8,9)은 포터블 데이터 매체(2)를 수용하는 케이스를 구성하는 바디(8) 및 커버(9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 포터블 데이터 매체(2)의 삽입을 위한 슬롯(81)을 더 포함하며, 상기 시트는 포터블 데이터 매체가 없을 때 상기 슬롯을 폐쇄하고 포터블 데이터 매체가 슬롯에 삽입될 때 접혀지도록 배치되는 립(80)을 갖는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 힘인가수단(8,9)과 상호작용하도록 배치된 상기 장치의 두 접점(49a,49b)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 데이터 매체와 통신을 수행하기 위한 장치.
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