KR100842484B1

KR100842484B1 - 접촉 및 비접촉식 스마트카드용 단말기와 그 단말기 회로

Info

Publication number: KR100842484B1
Application number: KR1020060105478A
Authority: KR
Inventors: 탁승호
Original assignee: 탁승호
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-07-01
Also published as: KR20080038516A

Abstract

본 발명은 스마트카드용 초소형 단말기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 스마트카드를 컴퓨터, 휴대전화 등에 연결하여 사용할 수 있게 하는 단말기와 그 부수장치 그리고 이들 장치의 회로에 관한 것이다.

스마트카드는 다량의 정보를 입력할 수 있고, 위, 변조가 불가능하며, 고도의 보안기능을 부여할 수 있어 보안성이 우수한데, 접촉식 및 비접촉식 스마트카드인 신용/직불 카드, 금융카드, 전자여권, 전자운전면허증, 전자신분증 등에 다양하게 사용되고 있다. 이 스마트카드를 PC에 연결하여 인터넷과 같은 사이버 공간에서 다양하게 사용할 수 있도록 하기 위해는, 기존의 스마트카드리더기의 보편적인 크기를 획기적으로 줄여, 휴대가 편리하고 가격이 저렴한 초소형 단말기를 개발하여야 한다.

본 발명품은 상기와 같은 요건을 충족하는 스마트카드용 단말기와 그 부수장치에 관한 것으로서, 카드 단말기에 관한 고정관념을 깨고, 접으면 USB플래쉬기억장치의 크기와 모양이나, 펼치거나 조립을 하면 스마트카드리더/라이터기로 변신하는 구조를 취하여 초소형화를 구현한 단말기와 그 부수장치에 관한 것이다.

접촉식/비접촉식 스마트카드, 스마트카드 단말기, 인터넷뱅킹, 인터넷상거 래, 전자여권, 전자사증, 전자운전면허증, 이동통신

Description

접촉 및 비접촉식 스마트카드용 단말기와 그 단말기 회로{Contact and contactless smart card terminal and circuit of the terminal}

도 1은 접이식 스마트카드 단말기이다.

도 2는 또 다른 형태의 접이식 스마트카드 단말기이다.

도 3은 또 다른 형태의 접이식 스마트카드 단말기이다.

도 4는 슬라이드식 스마트카드 단말기이다.

도 5는 복합형 스마트카드 단말기이다.

도 6은 조립식 스마트카드 단말기이다.

도 7은 단말기의 몸체 상세구성도이다.

도 8은 단말기 회로도이다.

도 9는 표시입력장치이다.

도 10은 표시입력장치 회로도이다.

도 11은 단말기와 이동통신단말기를 연결하는 어댑터이다.

도 12는 본 발명의 활용범위를 보인 그림이다.

※ 주요구성품 번호

100 : 단말기 몸체, 200 : 단말기 날개, 500 : 표시입력장치, 600 : 어댑터,

110 : 케이스, 120 : 단말기 회로기판, 130 : USB포트,

210 : 암, 220 : 안내부,

510 : 표시입력장치 몸체, 520 : USB포트, 530 : 표시창, 540 : 조작버튼,

550 : 표시입력장치 회로기판, 560 : 안테나

610 : 이동통신단말기 접속단자, 630 : 통신선 630 : 단말기 접속단자

본 발명은 스마트 카드용 초소형 단말기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 스마트카드를 컴퓨터, 휴대전화 등에 연결하여 사용할 수 있게 하는 단말기와 그 부수장치 그리고 이들 장치의 회로에 관한 것이다.

근래에 들어, 휴대의 간편성과 편리성 그리고 안전성 때문에 신용카드가 보편적으로 사용되고 있는데, 보안성에 문제가 있어 위/변조가 불가능한 스마트카드인 EMV(Europay, Mastercard, Visacard)신용/직불카드가 상용화되었다. 그런데, 모든 PC에 스마트카드 리더기가 부착되어 있으면 문제가 없지만 PC, 노트북PC에는 아직 스마트카드 리더기가 부착되어 있지 않는 것이 일반적이다. 그리고 현재의 PC, 노트북PC는 대부분 USB포트를 보편적으로 채택하고 있다.(USB포트는 소켓에 해당하는 꽂히는 쪽의 포트를 "호스트(Host) USB포트"라고 하고, 플러그에 해당하는 꽂는 쪽의 포트를 "슬레이브(Slave) USB포트"라고 하는데, 본 명세서에서는 혼동의 염려가 없는 한 상기 둘 모두를 "USB포트"라고 통칭한다.)

이러한 컴퓨터 환경에서, 개인의 지갑에 휴대하고 다니는 신용카드, 신분증 등을 언제, 어디에서나 PC 또는 노트북PC의 USB포트에 연결하여 사용할 수 있는 USB저장장치 형태의 초소형 개인 단말기가 있다면, 개인 소유의 금융카드, 신분카드 등을 PC의 USB포트를 통해 사이버 공간을 접목시켜, 종래에 구현할 수 없었던 다양한 응용분야의 새로운 시장을 창출할 수 있다.

특히 기존의 여권이나 운전면허증, 신분증과는 달리, 전자여권, 전자운전면허증, 전자신분증(e-ID) 등의 스마트카드는 인터넷, 모바일 등의 통신수단을 이용하여 사이버 공간에서 다양한 서비스를 가능하게 한다. 이들을 더욱 다양하고 편리하게 사용하기 위해서는, 각국 대사관에서 전자사증(e-VISA)을 인터넷으로 다운받아 전자여권에 기록하거나, 운전면허의 주소변경 등 기록사항 갱신을 경찰청의 서버와 상호인증 후 전자면허증에 기록하거나, 전자신분증으로 전자서명하여 이메일을 전송하는 등, 사무실 또는 가정의 PC를 이용하거나 이동통신단말기 등 유무선 통신망을 통하여 사이버 공간에 용이하게 접속할 수 있어야 한다.

현재 유럽에서 100% 발급이 완료된 EMV신용/직불카드의 경우, EMV신용카드 가맹점에서 온라인으로 BL(Black List: 신용불량카드 및 분실카드리스트)조회를 하지 않고 PIN(Personal Identification Number) 입력만으로 신용결제를 하고, CD/ATM으로 계좌이체, 전자자금이체 및 지불 등을 하고 있다. 그러나, 현재까지는 인터넷/무선인터넷, 모바일 등 유/무선 통신망을 통해 결제, 자금이체 등을 하는 것에는 PC의 USB포트와 ISO7816 규격의 스마트카드의 접촉단자가 물리적으로 상이하여 접속이 불가능하고, 특히 상호 프로토콜이 달라서, 별도의 외장형 스마트카드 리더기를 PC 등에 연결하여 사용하고 있다. 그런데, 이 외장형 스마트카드 리더기는 크기가 크고, USB케이블을 별도로 휴대하여야 하므로, 스마트카드의 사용에 불편이 크다. 한편, 이러한 불편을 해소하기 위하여 PC에 스마트카드리더기를 내장시키게 되면, 휴대성을 상실하여 문제가 된다.

최근, 반도체 칩을 COB(Chip On Board)형태의 접촉단자로 플라스틱카드에 접합시킨 접촉식 스마트카드는 EMV신용/직불카드, 금융카드, 전자신분증 등 다양한 목적으로 사용중이다. 그리고, 접촉식 스마트카드와 병행하여 루프안테나가 내장된 비접촉식 스마트카드도 보급되어 신속하고 편리하게 사용되고 있으며, 접촉단자와 루프 안테나를 모두 구비하여, 접촉식과 비접촉식으로 모두 사용할 수 스마트카드도 사용되고 있다. 이러한 스마트 카드는 한 장의 카드로 신용카드, 교통카드, 전자여권, 전자면허증 등 여러 가지 기능을 할 수 있는 복합용도의 카드로 상용화되어 사용중이다. 이와 같은 접촉식 또는 비접촉식 스마트 카드는 다량의 정보를 입력시킬 수가 있고, 위, 변조가 불가능하며, 적절한 보안기능을 부여할 수 있어 사용범위는 날로 확대되고 있는 추세에 있다.

대표적으로 EMV신용/직불카드는 가맹점에서 EFT-POS(Electronic Funds Transfer at Point Of Sale)터미널에 카드소지자 개인의 PIN을 입력하여 서명을 전자서명으로 대체하여 결제하고, 금융기관의 CD/ATM에 계좌 이체를 하는 등의 방법으로 사용되는데, 이 EMV신용/직불카드는 유럽에서 사실상의 표준으로 자리잡아 2003년에 이미 금융카드의 100%를 스마트카드로 대체했고, APEC국가들도 2008년까지 기 발급된 자기띠 신용카드를 모두 스마트카드로 대체할 예정이다.

지금까지 상용화된 휴대용 스마트카드단말기는 카드를 단말기에 삽입해야 하기 때문에 그 크기가 최소한 스마트카드의 세로길이 54mm보다 커야만 하는 등 비교적 대형으로서, 휴대가 불편하고 고가여서 개인이 보유하고 사용하기에 어려움이 있다. 따라서, 인터넷/모바일 뱅킹이나 인터넷 사이버몰/모바일의 지불, 결제수단으로 EMV신용/직불카드의 효용성과 실효성이 높아지지 못하고 있는 실정이다.

또한, ISO 7501, ICAO 9303 규격의 전자여권이나, ISO 18013 규격의 전자운전면허증, 국제표준의 차세대 전자신분증, 그리고 e-ID 등을 개인이 사용할 때도, 전자사증을 인터넷을 통해 다운로드 받거나, 사이버 공간에서 전자서명을 할 때에 ISO14443 Type A, Type B 의 PICC(Proximity Integrated Circuit Cards)로 구성된 전자여권에 정당한 절차를 거쳐 발급된 전자사증을 기록하여야 하는데, 휴대가 간편한 개인용 휴대단말기(PCD : Proximity Card Device)가 없어서 전자여권의 전자도장이 찍힌 날짜를 개인적으로 확인이 불가능한 것 등 사용이 매우 불편하다.

그리고, 시내버스, 지하철 등의 교통요금 지불수단으로 사용중인 PICC 교통카드도, 카드 소지자가 직접 원격으로 잔액을 충전하거나 충전된 금액을 원격 지불하는 수단 등에 있어서도 마찬가지로 불편하다.

상기한 바와 같이, 스마트카드의 사용에 필요한 NFC(Near Field Communication, 근접통신)와 같은 통신기술은 이미 개발되었으나 스마트카드단말기의 제한요소 즉, 단말기의 크기, 부피, 무게, 그리고 단말기 가격 등의 문제 때문 에 스마트카드의 사용에 많은 제한이 있다.

종래의 스마트카드에 이용되는 단말기는, ISO7816-P2,P3 규격을 만족시키는 접촉식 스마트카드의 COB위치를 수용하여야 하므로, 단말기의 크기가 ID-1카드의 세로 길이(54mm)를 수용하기 위해서 최소한 카드의 세로길이보다 커야만 했기 때문에 단말기의 크기를 소형화하는데 한계가 있었다.

다량의 정보를 입력할 수 있고, 위, 변조가 불가능하며, 고도의 보안기능을 부여할 수 있어 보안상 우수한 접촉식 및 비접촉식 스마트카드인, 신용/직불 카드, 금융카드, 전자여권, 전자운전면허증, 전자신분증 등을 PC 또는 노트북PC에 연결하여 인터넷과 같은 사이버 공간에서 다양하게 사용할 수 있도록 하기 위해서는, 기존의 스마트카드리더기의 보편적인 크기를 획기적으로 줄인, 휴대가 편리하고 가격이 저렴한 초소형 단말기를 개발하여야 한다.

이와 같이 단말기를 소형화하여 휴대를 편리하게 하면, EMV신용/직불카드, 금융카드, 전자여권, 전자면허증 등의 응용분야를 인터넷, 무선인터넷, 셀룰러 네트웍 등 사이버공간으로 확대시킬 수 있고, 별도의 휴대용 표시입력장치를 이용하여 카드 소지자가 화면으로 모바일뱅킹은 물론 전자카드/전자지갑의 잔액확인, Lock/Unlock, PIN변경, 등의 기본적인 사용을 할 수 있게 된다.

본 발명품은 상기와 같은 요건을 충족하는 스마트카드용 단말기와 그 부수장치에 관한 것으로서, 카드 단말기에 관한 고정관념을 깨고, 접으면 USB플래쉬기억 장치 크기와 모양이나, 펼치거나 조립을 하면 스마트카드리더기로 변신하는 구조를 취하여 초소형화를 구현한 단말기와 그 부수장치 그리고 그 회로에 관한 것이다.

본 발명인 스마트카드(이하 카드라 칭함.)용 단말기(이하 단말기라 칭함.)는 초소형 USB 플래쉬저장장치 크기 및 모양의 휴대모드에서, 양쪽 날개를 펼쳐져 사용모드로 전환하여 사용하는 단말기이다. 날개를 펼치는 방법으로는, 날개를 자동 또는 수동으로 접었다 폈다 할 수 있는 접이식 방식과, 날개를 밀어 넣었다 뽑았다 할 수 있는 슬라이드 방식과, 분리되는 두 개의 구성품을 조립하여 사용할 수 있는 조립 방식을 취하고 있다.

본 단말기는 ISO7816-P2의 ID-1크기의 스마트카드 COB를 단말기의 접촉단자에 정확하게 위치시키기 위하여 사용모드에서 양쪽 날개의 끝 부분에 있는 가이드홈의 간격을 스마트카드의 세로 변의 길이와 일치되게 한다. 그리고, ISO14443 PICC 비접촉식 스마트카드의 세로길이도 이와 동일하여, PCD의 루프안테나와 PICC의 루프안테나가 근접거리에서 상호통신할 수 있다. 따라서 카드 사용자는 카드를 단말기에 용이하게 삽입하여 사용할 수 있다.

이 단말기에는 USB포트가 부착되어 있어서 카드가 삽입된 단말기를 PC에 바로 연결하여 카드를 사용할 수 있고, 별도의 표시입력장치에 결합하여 사용할 수도 있다. 본 단말기는 단말기의 상부 또는 하부에 PCD 루프 안테나를 내장하여, 상기한 ISO7816 접촉식 스마트카드과 혼용하는 ISO14443 비접촉식 스마트카드도 사용할 수 있다.

단말기의 구조는 기본적으로 소형의 몸체(100)와, 이 몸체에서 펼쳐질 수 있는 날개(200)로 구성되어 있다.

날개(200)는 암(Arm, 210)의 일단에 안내부(220)가 형성되어 있고, 그 타단은 상기 몸체에 결합할 수 있는 구조로 되어 있다. 이 날개는 휴대시에는 접혀서 상기 몸체(100)에 내장되거나 밀착되어 있다가, 단말기에 카드를 삽입하여 사용할 때는 펼쳐져서 안내부(220)가 카드의 세로 변의 두 모서리를 수용하여, 카드의 접촉단자와 상기 몸체(100)의 접촉단자가 정확하게 접촉되게 한다. 암을 접거나 펼치는 방법은 다양한데, 다음 실시예와 같은 것이 있다.

실시예 1.

본 실시예는 도 1과 같이, 좌우 대칭인 두 개의 날개의 암(210-1)이 몸체(100)의 상면과 하면을 감싸는 형태로 제작하고, 그 말단에 안내부(220)가 형성되고, 날개들이 몸체에 힌지(230)로 결합되어 몸체의 좌우로 펼쳐지게 한 접이식 단말기이다.

도 1의 (a)는 날개가 접힌 휴대모드이고, (b)는 날개가 펴지고 있는 중간 과정이고, (c)는 날개가 완전히 펴진 사용모드이고, (d)는 사용모드에서 카드가 몸체에 삽입된 형태이고, (e)는 측면도이고, (f)는 슬롯부분의 단면도이다.

날개는 90도 이상 뒤로 회전하지 못하게 몸체에 스토퍼를 형성한다. 날개를 이와 같이 제작하면 단말기의 두께가 다소 두꺼워지나, 날개의 강성이 높아져서 파손이 잘 일어나지 않는 장점이 있다.

실시예 2.

본 실시예는 도 2에 도시된 바와 같은데, (a)는 날개가 접힌 휴대모드이고, (b)는 날개가 펴지고 있는 중간 과정이고, (c)는 날개가 완전히 펴진 사용모드이고, (d)는 사용모드에서 카드가 몸체에 삽입된 형태이고, (e)는 측면도이고, (f)는 슬롯부분의 단면도이다. 본 실시예는 상기 실시예 1의 날개의 암의 하부만 남겨 놓은 형태의 암(210-2)이고, 이 날개는 몸체의 아래 덮개에 힌지(230-1)로 결합되어 몸체의 좌우로 펼쳐지게 한 접이식 단말기이다. 날개를 이와 같이 제작하면 구조강도는 다소 저하되나, 단말기의 두께가 얇아지는 장점이 있다.

실시예 3.

본 실시예는 도 3에 도시된 바와 같은데, (a)는 날개(200)가 몸체(100) 속으로 접힌 휴대모드이고, (b)는 날개가 완전히 펴진 사용모드이고, (c)는 사용모드에서 카드가 몸체에 삽입된 형태이다.

날개를 이와 같이 몸체의 내부로 완전히 접혀 들어가게 하면, 몸체의 크기는 다소 커질 수 있으나, 휴대모드에서 구조가 아주 단순하고, 날개가 부러질 염려가 적다.

실시예 4.

본 실시예는 도 4에 도시된 바와 같은데, (a)는 날개가 접힌 휴대모드이고, (b)는 날개가 완전히 펴진 사용모드이고, (c)는 측면도이고, (d)는 휴대모드에서 슬롯부분의 단면도이고, (e)는 사용모드에서 슬롯부분의 단면도이다.

본 실시예는 몸체(100)의 내부로 날개(200)를 밀어 넣었다 뽑았다 할 수 있 게 한 슬라이드식의 단말기이다. 날개는 판 형태의 암(210-3)을 가지고, 그 외측 끝단에 안내부(220)가 형성되어 있다. 그리고 날개가 정해진 길이 만큼 빠지면, 더 이상 빠지지 못하도록 날개의 다른 끝단에 턱을 형성하고, 몸체에는 스토퍼를 형성하는 것이 좋다. 단말기를 이와 같이 슬라이드 방식으로 제작하면, 통상의 휴대모드에서 날개가 외부로 노출되지 않고 몸체 내부에 삽입되어 있어서 파손의 염려가 적다.

실시예 5.

본 실시예는 도 5와 같이, 하나의 날개는 상기 실시예 1, 실시예 2 또는 실시예 3과 같이 접이식으로 하고, 다른 하나의 날개는 상기 실시예 4와 같이 슬라이드식으로 한 복합형 단말기이다. (a)는 날개가 접힌 휴대모드이고, (b)는 날개가 완전히 펴진 사용모드이고, (c)는 측면도이고, (d)는 휴대모드에서 슬롯부분의 단면도이고, (e)는 사용모드에서 슬롯부분의 단면도이다.

단말기를 이와 같이 복합형으로 제작하면, 단말기를 더욱 소형으로 할 수 있다.

실시예 6.

본 실시예는 도 6과 같이, 단말기의 날개(200)를 일체로 길게 제작하고, 그 내부에 몸체(100)가 수납될 수 있게 한 조립식 단말기이다. (a)는 몸체가 날개에 수납된 휴대모드이고, (b)는 몸체를 날개에 조립하는 과정이고, (c)는 몸체를 날개에 완전히 조립한 사용모드이고, (d)는 사용모드에서 카드를 삽입한 것이다.

본 실시예에서는, 날개는 단면이 ㄷ자 형상을 가진 막대기 형상으로 제작하 는데, 전면은 막혀 있고 후면은 트여 있다. 몸체는 트인 후면에 수납된다. 그리고 날개의 전면 중앙에는 몸체의 USB포트가 삽입될 수 있는 사각 구멍이 형성되어 있다.

휴대모드에서 상기 날개에 수납된 몸체를 분리하여 USB포트를 상기 날개의 USB포트 구멍에 삽입하여 조립하면 사용모드가 된다.

상기의 모든 실시예에서, 몸체(100)는 도 7에 도시한 바와 같은 구조인데, (a)는 윗 덮개, (b)는 회로기판, (c)는 아래 덮개, (d)는 회로기판의 배면, (e)는 아래덮개의 배면, (f)는 몸체에 조립되는 날개이다. 몸체의 구성은, 단말기의 외부를 구성하는 케이스(110), 케이스 내부에 내장된 회로기판(120), 그리고 이 몸체를 개인용 컴퓨터(이하, PC라 칭함)에 꽂을 수 있는 USB포트(130)를 포함하여 구성되어 있다. 케이스(110)는 그 상면을 구성하는 윗 덮개(111)와 하면을 구성하는 아래 덮개(112)로 구성된다. 윗 덮개(111)에는 중앙에 카드가 삽입되는 슬롯(slot, 113)이 형성되어 있다. 아래 덮개의 내측에는 그 둘레를 따라 PCD 루프 안테나가 부착되어 있다. 만약 본 단말기가 접촉식 스마트 카드용으로만 사용될 경우에는 이 루프 안테나가 생략된다.

회로기판(120)은 상기 케이스(110)의 내부에 장착되는데, 여기에는 접촉단자(124)가 부착되어 있고, 이 접촉단자는 윗 덮개의 슬롯 내부로 노출되어 있어서 스마트 카드의 접촉단자와 접촉할 수 있게 되어있다. 회로기판에는 접촉단자를 포함하여 각종 회로 구성요소가 부착되어 있는데, 후술한다.

회로기판의 전단에는 USB포트(130)가 전방으로 돌출되게 부착되어 있다.

상기 모든 실시 예에서, 카드의 단자를 단말기의 단자에 정확히 일치시키기 위해서는 날개를 하나만 부착하여, 카드를 날개 쪽으로 밀착시켜 삽입하면 된다. 이 경우 카드의 접촉안정성은 다소 저하되나, 단말기의 크기를 더 소형으로 제작할 수 있다.

몸체의 회로기판(120)의 회로 구성은 도 8에 도시한 회로도와 같다. 본 회로기판에는 USB/RS232 전환회로(121), 마이크로컨트롤러(122), 카드감지스위치(123), 접촉단자(124), 전지(125) 등이 설치되어 있고, 그 전단에는 USB포트(130)가 부착되어 있다. 마이크로컨트롤러(122)는 카드감지스위치(123)에서 받은 신호를 통하여 카드가 사용상태에 있는지 인식하여 작업을 개시 또는 종결하고, 접촉단자(124) 또는 몸체에 설치된 루프안테나(114)를 통하여 카드에 입력된 정보를 읽어 USB포트(130)와 USB/RS232 전환회로(121)를 통하여 PC 등으로 송출하고, 동일한 경로를 통하여 PC로부터 정보를 수신하여 카드의 사용에 필요한 연산과 제어를 한다. 전지(125)는 마이크로컨트롤러(122)의 작동에 필요한 전원을 공급한다. 경우에 따라서는 마이크로컨트롤러(122)의 작동에 필요한 전원을 USB포트로부터 공급받고, 전지를 생략할 수도 있다.

대부분의 상용화된 마이크로컨트롤러들이 USB 통신모듈을 내장하고 있어서 USB호스트와 직결되어 통신하는 것은 보편적인 기술이다. 본 발명의 회로는 USB와 RS-232를 선택적으로 사용하도록 복수 프로토콜을 지원하도록 구성하고, ISO7816-3 프로토콜로 변환시켜 스마트카드와 통신하는 것을 기반으로 ISO14443 Type A 또는 Type B 비접촉식 스마트카드와 ISO15693 VICC (Vicinity Integrated Circuit Card) 그리고/또는 ISO18000-3 RFID 프로토콜을 추가 지원한다.

마이크로컨트롤러(122)는 접촉식 스마트카드 ISO7816-3 통신프로토콜과 USB와 RS-232 직렬통신프로토콜을 단순히 변환하고, 비접촉식 스마트카드 ISO14443 Type A와 B, ISO15693, RFID ISO18000-3 통신프로토콜을 추가로 변환시켜 접촉식 및 비접촉식 스마트카드와 PC, 컴퓨터, 네트워크 컴퓨터 상호간에 정보교환이 가능하다.

한편 ISO14443, ISO18000-3 등에서 정한 13.56MHz 등 특정주파수를 지원하는 비접촉식 스마트카드와 RFID는 물론 동일주파수를 사용하는 ISO15693 VICC(Vicinity Integrated Circuit Card)를 순차적으로 찾아 통신프로토콜을 선택하고 무선통신을 한다.

상기 스마트카드 단말기는, 몸체에서 날개를 펼치거나 날개를 조립하는 등 사용모드로 전환하여 PC의 USB 포트에 꽂아 사용할 수 있으나, 도 9과 같은 별도의 휴대용 표시입력장치(500)를 이용하여 전자카드/전자지갑의 잔액확인, Lock/Unlock, PIN변경 등의 조작을 할 수 있다. 도 9에서 (a)는 표시입력장치이고, (b)는 표시입력장치에 단말기가 결합된 그림이다.

표시입력장치(500)의 외형은 도 9에 도시된 바와 같이, 그 몸체(510)에 호스트 USB포트(520)가 부착되어 있는 장치로서, 상기 스마트카드 단말기의 슬레이브 USB포트(130)를 삽입할 수 있고, 그 일면에는 표시창(530)이 있어서 스마트 카드에 기록된 정보와 조작상황을 볼 수 있고, 다른 일면에는 조작 버튼들(540)이 부착되어 잔액확인, Lock/Unlock, PIN변경, 등의 조작을 할 수 있다. 이 표시입력장치의 내부에는 회로기판이 내장되어 있다. 그리고, 이 표시입력장치에는 NFC안테나(560), Wireless USB안테나(561), 직비/블루투스안테나(562) 등을 부착하여 근거리 통신방법으로 컴퓨터 등 주변의 데이터 통신장치와 무선으로 정보를 교환할 수 있다.

이 표시입력장치의 회로기판의 회로 구성은 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 안테나들과 연결된 RF모듈(551), 필요한 연산과 제어를 하는 CPU(552), 정보를 기억하는 메모리(553), 보안모듈(554), 2차전지(555), 2차전지 충전모듈(556) 등을 포함하여 구성된다. CPU(552)는 USB포트(520)를 통하여 받아들인 카드 단말기의 정보, 메모리(553)에 저장된 정보, 안테나(560, 561, 562)를 통하여 받아들인 정보, 조작버튼들(540)을 통하여 받아들인 조작명령 등을 이용하여, 필요한 연산을 하여 표시창(530)에 송출하여 표시하고, 카드 단말기의 사용에 필요한 정보를 USB포트(520)를 통하여 단말기에 송출하는 등의 기능을 한다.

보안모듈(554)은 미리 입력된 정보를 조작버튼으로 입력되는 정보와 비교하여 카드 사용자가 정당한 사용자인지 여부를 확인하고, 전자 서명 등이 정당한 사용자의 것인지 조회하여, 그 정보를 CPU(552)에 송출하여 부정한 사용자가 카드를 사용하는 것을 방지한다. 이 보안모듈에 좀더 상세히 설명하면, 표시입력장치의 CPU는 USB포트를 통하여 카드단말기에 삽입된 카드정보를 읽고, 수정하고, 보안모듈(SAM:Secure Access Module)의 암호키에 의해 스마트카드의 EF(Elementary File) 와 DF(Dedicated File)에 접근권한을 가질 수 있다. 즉, 호텔 카운터에서 고객 전자여권(ICAO9303, ISO7501)의 DG1(Data Group1)은 암호화되어 있지 않아서 단말기 만 있으면 누구나 읽을 수 있으나, 공항 출입국사무소의 직원 또는 수사관 등이 전자여권의 DG2 등 암호화된 블록일 읽거나 기록할 때는 정당한 절차에 의해 발행된 보안모듈을 단말기에 삽입하여 전자여권의 암호블록을 읽거나 기록할 수 있는 권한을 갖는다. 한편 경찰이 전자운전면허의 벌점을 기록하는 등 권한도 가질 수 있다.

상기한 표시입력장치의 기능관련 회로를 동작시키기 위한 전원은 PC의 USB포트에 포함된 +5V 전압에 의해 충전되는 2차전지와 충전회로로 동작하는데, 좀더 상세히 설명하면, 표시입력장치의 USB포트가 PC의 USB 호스트포트와 연결되면 PC의 USB전원으로 2차전지를 충전하지만 USB Host-Host통신이 불가능하므로 자석스위치가 부착된 USB케이블 컨넥터가 표시장치의 자석스위치를 ON으로 전환하고 표시입력장치의 CPU가 통신모드를 슬레이브 모드로 전환하여 PC를 통해 메모리에 응용소프트웨어를 다운로드 하거나 보안모듈의 암호키 값의 길이를 늘이거나 암호키 값을 바꾸는 등 다양한 서비스를 수행할 수 있다.

본 발명의 단말기는, 도 11에 도시한 바와 같이, 이동통신단말기와 연결할 수 있는 어댑터(600)를 이용하여 이동통신단말기에 연결한 후, 오프라인 모드로는 카드에 기록된 정보를 한정적으로 읽거나 변경하고, 온라인 모드에서는 이동통신단말기의 통신기능을 이용하여 인터넷에 접속, 인터넷망을 이용하여 은행, 경찰서, 대사관, 출입국관리소, 인터넷 쇼핑몰 등에 접속하여 인터넷 뱅킹, 사이버 쇼핑, 전자사증 다운로드 등의 업무를 수행할 수 있다.

어댑터(600)를 이용하여 단말기와 이동통신단말기를 연결하는 형상은 도 11에 도시한 바와 같은데, 이동통신단말기 접속단자(610), 통신선(620), 그리고 단말 기 접속단자(630)로 구성된다. 이동통신단말기 접속단자(610)는 규격화된 이동통신단말기의 단자에 연결될 수 있는 단자이고, 단말기 접속단자(630)는 단말기의 USB포트(130)를 수용할 수 있는 호스트 USB포트를 가진 단자이다.

대분의 이동통신단말기들이 USB포트를 채택하지않고 RS-232통신 방식을 채택하고 있어서, 본 발명의 단말기와 접속할 때 외형 및 물리적 접촉방식은 USB단자를 사용하고, 어댑터의 단말기 접속단자에 본 발명인 카드 단말기가 접속되면 단자 내부의 자석스위치에 의하여 USB 통신 모드를 RS-232 통신 모드로 전환하여 이동통신 단말기와 통신한다. 즉 USB의 D+단자는 RS-232의 Tx로, D-는 Rx로, Vcc는 이동전화기의 전원을 단말기로 공급하는 단자로 Gnd는 Gnd로 변환 접속된다.

RS-232대신 USB 포트를 사용하는 이동전화가 있을 경우, 단말기와 이동전화 양측의 USB가 슬레이브 모드이므로 상호 통신할 수 없으므로 접속 단자의 내부 하측에 설치된 자석스위치에 의해 슬레이브 상호간에 통신할 수 있는 통신모듈을 자동으로 인식하여 상호 통신할 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 본 발명의 USB-ISO7816 스마트카드단말기를 USB호스트포트(PC, 노트북PC 등)에 접속하면 PC의 USB포트는 자력의 영향이 없어서 SW1, SW2가 "00"으로 인식되어 기존 USB 단말기로 인식되고, 이동전화기의 통신포트가 RS-232방식인 경우 컨넥터의 상부에만 자석스위치를 부착하여, SW1,SW2가 "10"으로 마이크로컨트로러에 신호를 인가하여 RS-232 모드의 통신프로토콜을 지원하며, SW1, SW2가 "01"인 경우 이동전화기의 USB 슬레이브이므로 SLAVE 와 SLAVE간의 통신이 불가능하므로 SLAVE끼리 통신이 가능하도록 가상적인 호스트로 변환한 프로토콜로 상호간 데이터 통신을 한다. 한편 컨넥터 상 측 및 하측 두개의 자석스위치를 설치하여 SW1, SW2가 "11"인 경우 1394 또는 미래에 개발될 통신프로토콜을 위해 예비로 설정해 둘 수 있다.

본 발명인 단말기는 스마트카드의 이용에 사용되는 초소형 휴대용 단말기로서, 휴대가 아주 간편하고, 제조가격이 저렴하여 스마트 카드의 활용도를 획기적으로 증대시킬 수 있다. 본 단말기는 비접촉식 및 비접촉식 스마트카드에 모두 사용될 수 있고, 본 단말기를 PC, 이동통신단말기 등에 연결하여, 필요한 경우 유/무선통신망을 통해 서버의 HSM(Hardware Security Module)과 개인 스마트카드가 상호인증을 거쳐, 간편하게 스마트 카드로 사이버뱅킹/모바일뱅킹 등은 물론 카드의 정보를 기록하거나 삭제하거나 변경할 수 있다.

또한 본 단말기와 함께 사용할 수 있는 표시입력장치를 사용하여, 단말기를 PC 등에 접속하지 않고도 제한된 범위에서 스마트 카드를 사용할 수 있다.

본 발명인 단말기와 그 부수장치인 표시입력장치의 통신모듈 그리고 어댑터를 통해 연결된 이동통신단말기를 이용하여 구현할 수 있는 스마트카드의 활용범위는 도 12와 같이 광범위하다. 즉, 컴퓨터와 이동통신 단말기의 유, 무선 통신기능을 이용하여, 은행 서버와 연결하여 인터넷뱅킹을 할 수가 있고, 인터넷 사이버몰의 서버와 연결하여 인터넷 쇼핑의 지불 및 결제를 할 수 있고, 대사관의 서버와 연결하여 전자사증을 발급받을 수 있고, 경찰청 서버와 연결하여 전자운전면허증의 기재사항 변경, 교통카드의 금액충전 등을 할 수 있는 등, 본 발명을 통해 스마트 카드의 활용범위를 확대시킬 수 있다.

Claims

단말기의 외부를 구성하는 것으로 스마트 카드를 삽입할 수 있는 슬롯이 형성된 케이스(110)와, 상기 케이스 내부에 내장되어 스마트카드를 사용하는데 필요한 기능을 구비한 것으로서 USB/RS232 전환회로, ISO7816-3 ISO14443 Type A & B 그리고 ISO1800-3 프로토콜변환 마이크로컨트롤러, 카드감지스위치, 그리고 접촉단자를 포함하여 구성되는 회로기판(120)과, 상기 회로기판에 접속되고, PC에 꽂을 수 있는 USB포트(130)를 포함하여 구성되어, 스마트카드를 삽입하면 카드의 접촉단자와 상기 회로기판의 접촉단자가 서로 접촉되는 몸체(100);

그리고, 상기 몸체에 그 일단이 몸체에 힌지로 부착되어 접거나 펼 수 있고, 타단에는 스마트 카드의 모서리를 수용할 수 있는 안내부가 형성되고, 날개를 접었을 때 암이 몸체의 상면과 하면을 감싸는 형태인, 접이식의 한 개 또는 두 개의 날개(200);

를 포함하여 구성되어, 스마트카드를 삽입하여 이를 PC, 이동통신단말기, 또는 별도의 표시입력장치에 접속하여 스마트카드를 사용할 수 있게 하는, 스마트카드 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 날개는, 그 암이 몸체의 하면만 감싸는 암으로서, 몸체의 아래 덮개에 힌지로 부착되는 접이식 날개인 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 날개는, 그 암이 몸체의 내부로 완전히 삽입되는 접이식인 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 몸체의 케이스(110)는 그 내부에 한 개 또는 두 개의 날개의 암을 수용할 수 있는 몸체이고;

상기 날개(200)는 몸체에 힌지로 결합되는 대신, 상기 몸체에서 수평으로 슬라이딩하면서 빠져나오고 들어갈 수 있는 슬라이드식의 날개;

인 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 날개(200)는, 그 내부에 상기 몸체를 길이 방향으로 수납할 수 있는 공간이 형성되어 있고, 전면에는 상기 몸체의 USB포트(130)가 관통할 수 있는 사각구멍이 형성되고, 그 양단 또는 일단에 스마트카드의 모서리를 수용할 수 있는 안내부가 형성된 날개로서, 날개가 몸체의 케이스(110)에 부착되는 대신 몸체의 USB포트(130)를 날개의 사각구멍에 결합하여 사용하는 결합식인 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제 1항에 있어서, 상기 날개는, 하나의 날개는 제2항의 접이식 날개이고, 다른 하나의 날개는 제 3항의 슬라이드식인 복합식 날개로서 복합식인 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 몸체(100)는 그 아래 덮개의 내부에 루프안테나를 부착한 몸체이고, 회로기판은 상기 루프안테나를 통하여 스마트카드와 정보를 교환할 수 있는 기능을 더 구비하여, ISO14443 Type A & B, ISO15693, ISO18000-3 통신방법으로 비접촉식 스마트카드와 특정주파수의 RFID를 이용할 수 있는 기능을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
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제1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스마트카드 단말기는,

이동통신단말기의 데이터 단자에 접속되는 이동통신단말기 접속단자(610);

스마트카드 단말기에 접속되는 USB포트를 구비한 접속단자로서, 이동통신단말기의 통신포트가 RS-232인 경우 RS-232 프로토콜 통신이 가능하고, 이동통신 단말기의 통신포트가 USB인 경우 USB슬레이브와 슬레이브간의 통신이 가능하도록 USB 슬레이브와 슬레이브간의 통신을 변환시켜주며, 단말기와 접속되는 이동통신단말기의 통신 프로토콜과 데이터 단자의 종류에 따라 USB 슬레이브와 마스터 RS-232가 자동으로 인식하도록 자석스위치가 내장된 단말기 접속단자(630);

그리고 상기 이동통신단말기 접속단자와 단말기 접속단자를 연결하는 통신선(620);

을 포함하여 구성되는 스마트카드 단말기용 어댑터를 추가로 구비하여, 스마트카드 단말기를 이동통신단말기와 연결하여 사용할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제7항에 있어서, 상기 스마트카드 단말기는,

이동통신단말기의 데이터 단자에 접속되는 이동통신단말기 접속단자(610);

스마트카드 단말기에 접속되는 USB포트를 구비한 접속단자로서, 이동통신단말기의 통신포트가 RS-232인 경우 RS-232 프로토콜 통신이 가능하고, 이동통신 단말기의 통신포트가 USB인 경우 USB슬레이브와 슬레이브간의 통신이 가능하도록 USB 슬레이브와 슬레이브간의 통신을 변환시켜주며, 단말기와 접속되는 이동통신단말기의 통신 프로토콜과 데이터 단자의 종류에 따라 USB 슬레이브와 마스터 RS-232가 자동으로 인식하도록 자석스위치가 내장된 단말기 접속단자(630);

그리고 상기 이동통신단말기 접속단자와 단말기 접속단자를 연결하는 통신선(620);

을 포함하여 구성되는 스마트카드 단말기용 어댑터를 추가로 구비하여, 스마트카드 단말기를 이동통신단말기와 연결하여 사용할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는, 스마트카드 단말기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 회로기판에 적용되는 전자회로로서,

하기 마이크로컨트롤러와 USB포트를 연결하는 USB/RS232 전환회로(121);

스마트카드감지스위치(123)에서 받은 신호를 통하여 카드가 사용상태에 있는지 인식하여 작업을 개시 또는 종결하고, 접촉단자(124)를 통하여 카드에 입력된 정보를 읽어 USB포트(130)와 USB/RS232를 자석의 위치와 조합 갯수로 인식하여 통신프로토콜을 자동으로 전환하는 회로(121)를 통하여 컴퓨터로 송출하고, 상기와 동일한 경로를 통하여 컴퓨터로부터 정보를 수신하여 카드의 사용에 필요한 연산과 제어를 하는 기능을 구비한 마이크로컨트롤러(122);

스마트카드가 단말기의 사용위치에 위치하였는지 감지하는 카드감지스위치(123);

그리고, 스마트카드의 COB 접촉부와 접촉하여 카드에 기록된 정보를 읽어 들이는 접촉단자(124);

를 포함하여 구성되는 스마트카드 단말기용 전자회로.
제 11항에 있어서, 상기 스마트카드 단말기용 전자회로는,

마이크로컨트롤러(122)가 스마트카드 단말기의 몸체에 설치된 루프안테나로부터 스마트카드에 기록된 정보를 받아들일 수 있는 기능을 더 구비한 마이크컨트롤러로서, ISO14443 Type A, B 비접촉식 스마트카드와 ISO15693, ISO18000-3 RFID태그를 사용할 수 있는 기능을 더 구비한 스마트카드 단말기용 전자회로.
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