DE10008076A1 - Chipkarte - Google Patents

Abstract

Chipkarte, umfassend einen Kartenkörper (14), mit einer Tragplatte, die als Schaltungsfolie (1) ausgebildet ist und zumindest einen integrierten Schaltkreis (2) und zumindest ein Signalübertragungsmittel (3) aufweist, wobei die Schaltungsfolie (1) mit zumindest einem Funktionsmodul (15) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der integrierte Schaltkreis (2) mittels zumindest einem an der Schaltungsfolie (1) angebrachten Taster (6) betätigbar ist und wobei der integrierte Schaltkreis (2), der Taster (6), das Funktionsmodul (15) und das Signalübertragungsmittel (3) mittels der Schaltungsfolie (1) jeweils signalleitend miteinander und jeweils elektrisch leitend mit einer Energiequelle (7) verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Chipkarte.

Stand der Technik

Solche Chipkarten sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE 196 09 149 A1. Ein Überblick über Chipkarten und deren Anwendung ist in der "Elektronik"-Zeitschrift, Heft 26/1993, gegeben. Chipkarten gelangen beispielsweise als Telefonkarten, Krankenkassenkarten oder Zutrittskontrollkarten zur Anwendung. Weit verbreitet sind reine Kontakt- Chipkarten, die aus einem Kartenkörper und einem mit Kontaktflächen versehenden Modul bestehen. Diese Karten können über ihre Kontakte Energie und Daten mit einem Schreib-/Lesegerät austauschen. Weiterhin sind demnach kontaktlose Chipkarten bekannt, die durch induktive oder kapazitive Kopplung Energie und Daten mit dafür geeigneten Schreib-/­ Lesegeräten austauschen. Eine dritte Ausführungsform ist durch sogenannte Kombinationschipkarten gebildet, die Energie und Daten sowohl über Kontakte als auch kontaktlos mit Schreib-/Lesegeräten austauschen können. Gespeicherte Daten können an der Chipkarte selbst nicht abgelesen werden. Bei vorbekannten kontaktlosen Karten besteht außerdem die Gefahr, dass Daten von unbefugten Dritten in der Karte unbemerkt verändert oder unbemerkt gelesen werden können.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Chipkarte derart weiterzuentwickeln, dass zumindest ein Teil der gespeicherten Daten auf der Karte selbst abgelesen werden kann und Befehle oder Daten in die Karte eingegeben werden können und ein größtmöglicher Schutz vor Missbrauch gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine aktive Multifunktions-Chipkarte vorgesehen, umfassend einen Kartenkörper, mit einer Tragplatte, die als Schaltungsfolie ausgebildet ist und zumindest einen integrierten Schaltkreis und zumindest ein Signalübertragungsmittel aufweist, wobei die Schaltungsfolie mit zumindest einem Funktionsmodul elektrisch leitend verbunden ist, wobei der integrierte Schaltkreis mittels zumindest einem an der Schaltungsfolie angebrachten Taster betätigbar ist und wobei der integrierte Schaltkreis, der Taster, das Funktionsmodul und das Signalübertragungsmittel mittels der Schaltungsfolie jeweils signalleitend miteinander und jeweils elektrisch leitend mit einer Energiequelle verbunden sind. Hierbei ist von Vorteil, dass der Benutzer der Chipkarte durch ein als Signalanzeige ausgebildetes Funktionsmodul über Daten informiert wird, die in der Chipkarte gespeichert sind. Wird die Chipkarte beispielsweise als bargeldloses Zahlungsmittel verwendet, kann der Zahlenwert der Signalanzeige dem auf der Chipkarte gespeicherten Geldwert entsprechen. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, einen bestimmten Betrag mittels eines Schreib-/Lesegeräts, wie beispielsweise einem Bankautomat, auf die Karte einzuzahlen, wobei der Betrag anschließend durch die Signalanzeige angezeigt wird. Wird die Chipkarte als bargeldloses Zahlungsmittel eingesetzt und beispielsweise von einem externen Lesegerät gebucht, dann wird der zu zahlende Geldbetrag mittels Tastern eingegeben und kann erst dann von einem externen Lesegerät gebucht werden. Mit der Buchung wird der Betrag vom Zahlenwert der Signalanzeige subtrahiert und der verbleibende Geldwert auf der Signalanzeige angezeigt. Im Gegensatz zu Chipkarten, die als herkömmliche Kreditkarten zur Anwendung gelangen, gibt der Benutzer der erfindungsgemäßen Chipkarte also den abzubuchenden Betrag über die Taster selbst ein. Von der Chipkarte kann nicht mehr Geld abgebucht werden, als der mittels Taster eingegebene Geldwert. Derartige Chipkarten sind besonders sicher, da der Benutzer den abzubuchenden Betrag selbst eingibt, und von der Karte nur das abgebucht werden kann, was eingegeben und angezeigt wird, so dass er stets Klarheit über den Geldtransfer und den Geldwert auf der Karte hat. Die Sicherheit kann noch erhöht werden, wenn vor einer Abbuchung immer ein Pin-Code eingegeben werden muss oder durch einen biometrischen Sensor als Funktionsmodul auf der Chipkarte selbst der rechtmäßige Besitzer der Karte erkannt und die Karte nur dann zur Benutzung freigegeben wird. Ungewolltes Lesen oder Verändern der Chipkartendaten kann auch in der Form verhindert werden, dass die Karte für eine Transaktion durch Tastendruck benutzbar gemacht und danach wieder automatisch gesperrt wird.

Die Schaltungsfolie ist als Systemträgerfolie ausgebildet und das zentrale Element, um alle Bauteile und Funktionselemente der Chipkarte zu integrieren, die erforderlich sind, um eine Vielzahl von Funktionen mit der Chipkarte ausführen zu können. Die Schaltungsfolie für eine solche Multifunktions-Chipkarte erfüllt dabei mehrere Aufgaben. Erstens ist sie Verbindungselement zu allen elektronischen Bauteilen und zur Energiequelle. Zweitens sind auf ihr Antennen- und Spulenstrukturen für die Funkübertragung von Energie und Daten ausgebildet. Drittens besitzt sie Anschlüsse für die in den Kartenkörper integrierten Funktionsblöcke, wie beispielsweise Signalübertragungs-/Signalverarbeitungselemente, ein Display mit der entsprechenden Displayansteuerung, einen Verstärkerbaustein und/oder einen Controllerbaustein. Viertens ist die Schaltungsfolie mit Tastern signalleitend verbunden. Außerdem besteht die Möglichkeit, Sensoren, Schnittstellen und/oder Solarzellen auf der Schaltungsfolie zu platzieren.

Die Signalübertragungselemente sind zum Generieren von Signalen vorgesehen. Für den Fall, dass die Displayansteuerung eine Bestandteil des Displays bildet, ist von Vorteil, dass insgesamt nur wenige Leitungen vorzusehen sind. Ein HF-Verstärkerbaustein kann für eine Antennenver­ stärkung vorgesehen sein, um eine bessere Übertragungsqualität und größere Reichweite sicherzustellen. Der Controllerbaustein ist für die Überwachung des Zusammenwirkens der auf der Schaltungsfolie angeordneten elektronischen Bausteine vorgesehen.

Die Schaltungsfolie ermöglicht es daher, Multifunktions-Chipkarten modular aufzubauen. Vorstellbar ist also, dass je nach bestimmter Funktion und Anwendung der Chipkarte nur eine Teilmenge der genannten Funktionselemente integriert wird und dadurch eine Auslegung der Schaltungsfolie für viele unterschiedliche Ausgestaltungen ermöglicht wird.

Bevorzugt besteht die Schaltungsfolie aus dem Kunststoff, aus dem der Kartenkörper selbst aufgebaut ist, wie z. B. aus PVC, ABS, PET, PEN, papierverstärktem Laminat, wobei die Trägerdicke 50 bis 400 µm beträgt.

Wird ein sehr biegesteifer Kartenkörper benötigt, zum Beispiel für rauhen Einsatz, so kann die Schaltungsfolie aus faser- oder gewebeverstärktem Laminat, z. B. Epoxidglashartgewebe hergestellt sein und eine Dicke von 50 bis 400 µm aufweisen. Ein solches Material ist vergleichsweise biegesteif, so dass auch bei häufiger Betätigung des Tasters eine lange Lebensdauer gewährleistet ist.

Das Signalübertragungsmittel für kontaktlose Übertragung wird bevorzugt durch eine Antenne gebildet, die sich ringförmig entlang des Außenumfangs der Schaltungsfolie erstreckt. Die Antenne ist als Induktionsspule ausgebildet. Hierbei ist von Vorteil, dass die Antenne durch mehrere Windungen der Induktionsspule gebildet sein kann und sich dadurch eine vergleichsweise große Umfangslänge und demzufolge eine große Reichweite der Funksignale ergibt.

Taster, die ohne Hilfsmittel von Hand betätigt werden sollen, müssen in Form und Größe im wesentlichen der Fingerkuppe eines menschlichen Zeigefingers entsprechen. Durch eine solche Ausgestaltung ist einerseits eine leichte und sichere Bedienbarkeit mit den Fingern gewährleistet. Andererseits nimmt ein aus solchen Tasten gebildetes Tastenfeld mit zum Beispiel zehn Bedienoberflächen eine Größe ein, die auf Chipkarten mit genormten Abmessungen nur schwer bedienerfreundlich unterzubringen sind.

Folientastaturen, wie sie zum Beispiel in Taschenrechnern benutzt werden, sind nur als zusammenhängendes Tastaturfeld bekannt und außerdem aufgrund ihres Aufbaus und der erforderlichen Gesamtdicke nicht für den Einsatz in Chipkarten mit genormter Dicke und die an sie gestellten Anforderungen bezüglich Biege-Torsionsfestigkeit geeignet.

Die vorteilhafte Weiterentwicklung der Schaltungsfolie als Teil der Tastatur erlaubt es nun, einzelne oder mehrere Taster an beliebigen Stellen der Chipkarte auszubilden. Dazu wird auf der der Bedieneroberfläche zugewandten Schaltungsseite der Schaltungsfolie ein Teil des Schaltungsmusters als Schaltkontaktfläche ausgelegt.

Bevorzugt bilden mehrere Taster ein Tastenfeld, wobei sich die Tasten entlang des umfangsseitigen Rands der Schaltungsfolie erstrecken. Die Kennzeichnung der Taster kann beispielsweise durch beschriftete und/oder geprägte Ziffern erfolgen. Eine Kennzeichnung der Taster mit Ziffern ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Chipkarte als bargeldloses Zahlungsmittel zur Anwendung gelangt. Eine davon abweichende Kennzeichnung ist in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall ebenfalls möglich. Im Hinblick auf eine leichte, sichere Bedienbarkeit der leicht biegbaren Chipkarte in der Hand sind die Taster bevorzugt gleichmäßig in Umfangsrichtung auf der Tragplatte verteilt angeordnet. So kann die Karte mit einer Hand festgehalten und mit den Fingern der anderen Hand betätigt werden, ohne dass die Karte dabei verbogen wird.

Zum Korrigieren der Eingabe kann ein Korrekturtaster auf der Tragplatte angebracht sein. Fehlerhafte Eingaben durch die Taster in den Signalverarbeitungschip können dadurch annulliert werden. Im Anschluss an das Löschen der fehlerhaften Eingabe besteht die Möglichkeit der richtigen Eingabe.

Ein weiterer Taster kann vorgesehen sein, zum Ein- oder Ausschalten der Signalanzeige. Hierbei ist von Vorteil, dass die Signalanzeige nur dann eingeschaltet ist, wenn tatsächlich Informationen abgelesen werden sollen. Der Energieverbrauch ist dadurch auf ein Minimum begrenzt, was im Hinblick auf eine möglichst lange Haltbarkeit, beispielsweise einer in den Kartenkörper eingebauten und mit der Schaltungsfolie verbundenen Batterie, von hervorzuhebendem Vorteil ist. Davon abweichende Energiequellen, beispielsweise Solarzellen, die elektrische Energie für die Signalanzeige liefern, sind ebenfalls denkbar.

Die Signalanzeige kann durch Segmente für alphanummerische Anzeigen oder durch eine matrixförmige Darstellung gebildet sein. In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall besteht die Möglichkeit, dass das Display zur Darstellung von Zahlen zumindest drei Stellen vor einem Komma und zwei Nachkommastellen aufweist.

Gelangt die erfindungsgemäße Chipkarte als bargeldloses Zahlungsmittel zur Anwendung, entspricht der Zahlenwert auf der Signalanzeige dem gespeicherten Geldwert auf der Chipkarte und/oder dem zu transferierenden Betrag. Der zu transferierende Betrag wird mittels der Taster eingegeben, von einem externen Lesegerät gebucht und anschließend vom Zahlenwert der Signalanzeige subtrahiert. Dadurch ist eine gute Kontrolle der Ausgaben gegeben und ein unbeabsichtigtes Überziehen des auf der Chipkarte gespeicherten Geldwerts ausgeschlossen.

Bei den Verwendungen der Chipkarte kann ein Pin-Code zur Aktivierung eines Datentransfers mittels des Tastenfelds eingebbar sein. Der Pin-Code kann als Eingangsberechtigung, als elektronische Unterschrift in Form einer Bestätigung oder als Einverständnis zu dem durchgeführten Transfer gewertet werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Chipkarte wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Chipkarte; transparente Folien erlauben dabei die Sicht auf die einlaminierte Schaltungsfolie.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Chipkarte aus Fig. 1

Ausführung der Erfindung

Die Chipkarte umfasst einen Kartenkörper 14 mit einer Tragplatte, die als Schaltungsfolie 1 ausgebildet ist. Die Schaltungsfolie 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei integrierte Schaltkreise 2 und ein Signalüber­ tragungsmittel 3 auf. Das Signalübertragungsmittel 3 ist als Antenne 8 und als Kontaktfeld 20 des Chipmoduls 2 ausgebildet.

Der integrierte Schaltkreis 2 besteht aus einem üblichen Chip und kann beispielsweise durch ein genormtes Kontaktmodul mit Kontaktflächen 20 gebildet sein, wobei die Kontakte Energie und Daten mit einem Schreib- Lesegerät austauschen. Ein Signalverarbeitungschip 4 ist ebenfalls auf der Schaltungsfolie angeordnet und elektrisch leitend mit den übrigen elektronischen Bauteilen auf der Schaltungsfolie 1 verbunden. Der Signalverarbeitungschip 4 ist signalleitend mit der Signalanzeige 5 verbunden, wobei die als Funktionsmodul 15 ausgebildete Signalanzeige 5 durch die Taster 6 des Tastenfelds 22 betätigbar ist. Die Taster 6 des Tastenfelds 22 sind entlang des umfangsseitigen Rands des Kartenkörpers 14 platziert, damit sie leicht uns sicher ohne Auflage auf eine ebene Fläche in der Hand des Benutzers sicher und leicht betätigt werden können. Mit einem Finger kann die Betätigungskraft auf den Taster 6 und mit einem anderen Finger die Gegenkraft zur Auslösung des Schaltkontakts des Tasters 6 aufgebracht werden.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Chipkarte als bargeldloses Zahlungsmittel verwendet, wobei der abzubuchende Betrag über die Taster 6 auf der Chipkarte eingegeben und anschließend durch den Signalverarbei­ tungschip 4 und den integrierten Schaltkreis 2 abgebucht sowie mittels des Signalverarbeitungschip 4 von der Signalanzeige 5 subtrahiert wird.

Im Kartenkörper 14 sind Kavitäten 19 angeordnet, um Funktionsmodule 15, wie beispielsweise die Signalanzeige 5 oder das Chipmodul 2 von außen in den Kartenkörper 14 integrieren zu können. Kavitäten innerhalb des Kartenkörpers werden genutzt, um weitere Funktionsbauteile, wie beispielsweise den Ansteuerchip 16, den Verstärkerbaustein 17, einen Controllerbaustein 18 oder die Signalanzeige 5 in die Chipkarte zu integrieren oder Schaltkammern für die Taster 6 auszubilden.

In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das Display 11 zur Darstellung von Zahlen drei Stellen 12 vor dem Komma und zwei Nachkommastellen 13 aufweist.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt aus Fig. 1 gezeigt und der schichtweise Aufbau der erfindungsgemäßen Chipkarte dargestellt. Die Energiequelle 7 ist als Batterie ausgebildet und vollständig in den Kartenkörper 14 und die Schaltungsfolie 1 integriert, ebenso wie die Kontaktelemente der jeweiligen Taster 6. Jede Schicht der Chipkarte richtet sich nach den Anforderungen an ihre Funktion in der Karte unter der Maßgabe, dass die Gesamtdicke des Kartenaufbaus innerhalb des genormten Dickenbereichs liegt und die Schaltungsfolie 1 möglichst nahe in der neutralen Faser der Karte liegt. Der integrierte Schaltkreis 2 ist als Kontaktmodul ausgebildet und bildet einen Teil der Oberfläche der Chipkarte und ist ebenso wie die Signalanzeige 5 an der Außenseite 21 des Kartenkörpers 14 angeordnet. Die Schaltungsfolie 1 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Trägerfolie von etwa 100 µm Dicke.

Claims (15)

1. Chipkarte, umfassend einen Kartenkörper (14), mit einer Tragplatte, die als Schaltungsfolie (1) ausgebildet ist und zumindest einen integrierten Schaltkreis (2) und zumindest ein Signalübertragungsmittel (3) aufweist, wobei die Schaltungsfolie (1) mit zumindest einem Funktionsmodul (15) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der integrierte Schaltkreis (2) mittels zumindest einem an der Schaltungsfolie (1) angebrachten Taster (6) betätigbar ist und wobei der integrierte Schaltkreis (2), der Taster (6), das Funktionsmodul (15) und das Signalübertragungsmittel (3) mittels der Schaltungsfolie (1) jeweils signalleitend miteinander und jeweils elektrisch leitend mit einer Energiequelle (7) verbunden sind.

2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis (2) Funktionsblöcke umfasst, die als Signalver­ arbeitungschip (4) und/oder als Signalübertragungschip (23) und/oder Ansteuerchip (16) für das Funktionsmodul (15) und/oder Verstärker­ baustein (17) und/oder Controllerbaustein (18) ausgebildet sind.

3. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Funktionsmodul (15) in einer Kavität (19) des Kartenkörpers (14) montierbar und mit der Schaltungsfolie (1) kontaktierbar ist.

4. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (15) als Signalanzeige (5) ausgebildet ist.

5. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsfolie (1) aus faser- oder gewebeverstärktem Laminat besteht.

6. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsfolie (1) einen Bestandteil des Tasters (6) bildet.

7. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalübertragungsmittel (3) durch eine Antenne (8) gebildet ist, die sich ringförmig entlang des Außenumfangs der Schaltungsfolie (1) erstreckt.

8. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (8) einen Bestandteil der Schaltungsfolie (1) bildet.

9. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalübertragungsmittel (3) durch galvanische Kontakte (20) gebildet ist, die auf der Außenseite (21) Kartenkörpers (14) angeordnet sind.

10. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (6) in Form und Größe im wesentlichen der Fingerkuppe eines menschlichen Zeigefingers entspricht.

11. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Taster (6) ein Tastenfeld (22) bilden, wobei sich die Tasten (6) entlang des umfangsseitigen Rands der Schaltungsfolie (1) erstrecken.

12. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zum Ein- oder Ausschalten der Signalanzeige (5) ein weiterer Taster (10) an der Schaltungsfolie (1) angebracht ist.

13. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Signalanzeige (5) eine matrixförmige Darstellung aufweist.

14. Verwendung einer Chipkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche als bargeldloses Zahlungsmittel, wobei der Zahlenwert auf der Signalanzeige (5) dem gespeicherten Geldwert auf der Chipkarte und/oder dem zu transferierenden Betrag entspricht.

15. Verwendung einer Chipkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Pin-Code zur Aktivierung eines Datentransfers mittels des Tastenfelds (22) eingebbar ist.