專利名稱：：微電路卡讀出器裝置的讀出框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種供微電路讀卡器裝置使用的讀出框架(readingframe)。在本發(fā)明的上下文中，“卡”系指所有類型的裝有一個混合或單片集成電路或者“微芯片”的卡。將在以下使用術(shù)語“微電路”。例如，該卡是“信用卡”形式的卡，亦稱為“存儲器卡”?？ǖ奈㈦娐吠ǔ０ㄒ粋€微處理器或微控制器，它包含若干存儲電路，比如“可編程只讀(PROM)”型存儲器。必須能夠?qū)⑦@種類型的卡插入用于讀和/或?qū)憯?shù)據(jù)的專用裝置。為簡單起見，以下將這些裝置稱為“讀卡器”，應(yīng)該理解它們同樣能夠?qū)憯?shù)據(jù)并保證下文所提及的其它的諸輔助功能(電能供應(yīng)、測試等)。數(shù)據(jù)被存儲在前述的諸存儲電路中，一般采取加密的形式。因此，它被從諸存儲單元讀出或被寫入諸存儲單元。也使用了諸其它邏輯結(jié)構(gòu)，特別是用于“電子錢包(electronicpurse)”或類似應(yīng)用。任何情形下均存在由若干個接觸區(qū)構(gòu)成的輸入-輸出元件，這些接觸區(qū)也稱為“襯墊(pads)”，與卡的諸主面(mainface)之一的表面平齊。各種標準(ISO、AFNOR等)定義了這些接觸區(qū)域的位置。它們不僅用于前述數(shù)據(jù)的輸入-輸出，而且根據(jù)所涉及的諸應(yīng)用(存在檢驗等)，還用于給微電路供應(yīng)電能以及執(zhí)行各種檢查。讀卡器包括一個裝配有若干個這樣的電刷接點的讀出框架，當卡被正確地插入該讀出框架時，這些電刷接點與前述諸區(qū)域形成電氣接觸(galvaniccontact)。當前出現(xiàn)了各種需求和趨勢，包含——提高讀卡器裝置操作的安全性的要求；為達此目的，必須1)保證在微電路上電并與微電路對話程序開始之前，卡被正確地插入。2)保證在卡的誤操作或“拔出”的情況下迅速斷路電源，以避免損壞諸電路和/或弄虛作假。為達此目的，當前讀出系統(tǒng)包含這樣一個用于檢測卡的正確插入的裝置，該裝置使用這樣一個行程終點(endoftravel)接點，該接點的閉合支配電子線路的初始化以及由讀卡器的電子線路控制和由一個微處理器監(jiān)視的讀寫次序的開始，以符合這樣一個特殊時序，對此，該讀卡器——給微電路上電，——激活諸數(shù)據(jù)輸入/輸出通道，——激活微電路時鐘通道，以及——執(zhí)行微電路初始化程序。微電路則必須以一種特殊方式響應(yīng)于初始化程序以便使卡的微電路與讀卡器的微處理器之間能夠?qū)υ?。在該對話的結(jié)尾，微處理器執(zhí)行卡的去激活程序。現(xiàn)有若干個基于微控制器的專用電路，它們管理這些初始化和終止與微電路的對話的程序并且附帶監(jiān)視卡上的過電壓和短路。然而，如果卡被拔出，則斷電以及各種通道的去激活必需1)斷路卡存在接點；2)在卡斷電之前，由微處理器或?qū)Ｓ梦⒖刂破鲗@個斷路的檢測可被一個邏輯操作程序初始化?？赡芤愿哌_每秒1m的速度被拔出。這要求卡存在接點擁有一個小于0.1mm的行程以保證與卡緊急去激活程序兼容的小于100μs的反應(yīng)時間。第一個問題是通常缺乏有關(guān)諸行程終點接點的位置的精度，尤其是如果諸行程終點接點是水平的或被安裝在一個獨立于讀出框架的框架上。第二個問題是微處理器或微控制器的反應(yīng)時間依賴于它的內(nèi)部程序和為它定序的時鐘頻率。申請者已發(fā)現(xiàn)——當行程終點接點被激活時假定卡被正確插入；——通過將電壓加至卡供電電刷，初始化程序開始；——在上電之前和卡的初始化階段，初始化(復(fù)位通道)電刷處于邏輯0電位；——在初始化程序期間，諸信號電刷處于所謂的“高阻抗”狀態(tài)?；谶@些發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測卡的接觸區(qū)域相對于諸電刷的不正確定位的裝置，它能夠應(yīng)用于快速檢測諸電刷與卡的諸接觸區(qū)域之間的接觸的丟失。為達此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個重要特征，在卡的讀出框架上提供這樣一個附加電刷接點，該接點稱為斷路接點，并且被放置在相對于同一行內(nèi)諸電刷接觸件共有的軸稍微偏后的位置。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，該接點與一個用于快速檢測卡的斷路與去激活的邏輯電路相關(guān)聯(lián)，該邏輯電路執(zhí)行以下諸功能的某些部分或全部——將卡的微電路的初始化通道設(shè)置成0，——將卡的諸信號通道設(shè)置成高阻抗狀態(tài)，——切斷卡的電源。因此，包含于這樣一種供閱讀微電路卡的裝置用的讀出框架內(nèi)的本發(fā)明，它包含一個支持若干電刷接觸件的基體，這些電刷接觸件被調(diào)適以使在卡被插入該框架時與同所述微電路有關(guān)的諸導(dǎo)電區(qū)域構(gòu)成電接觸，其特征在于它包含這樣一個電子電路，該電子電路至少與所述諸電刷接觸件的某些相連，并被調(diào)適以便與讀卡器的電子電路連接，接觸器所攜帶的電子電路包含用于控制卡到讀卡器的插入以及卡從讀卡器中撤回的裝置；并且其特征在于該讀出框架包含一個附加的斷路檢測電刷接點，該接點在卡的插入方向上相對于諸原有電刷接點被偏移，并被調(diào)適以便無論微電路卡接到原有接點與否均與微電路卡的諸導(dǎo)電區(qū)域之一構(gòu)成電接觸。從而，根據(jù)本發(fā)明的讀出框架包含1996年1月30日申報的PCT專利申請FR96/00156中所描述的電子線路及EP-A-0595305中所描述的一個附加電刷接點的相互結(jié)合。在一個有利的實施例中，該讀出框架包含若干個提供諸信號電刷接點、一個地電刷接點、一個供電電刷接點的原有的諸電刷接點。在一個優(yōu)選實施例中，該斷路檢測器接點可通過一個供電導(dǎo)電區(qū)域與供電電刷接點構(gòu)成電接觸。通過閱讀以下說明并參看諸附圖，本發(fā)明將被更好地理解，并且其它諸特征和優(yōu)點將更加明了，附圖中——圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個讀出框架的透視——圖2顯示符合ISO標準的微電路卡的第一個實例，顯示出諸接點的位置以及它們的主要幾何特性；——圖3顯示符合AFNOR標準的微電路卡的第一個實例，顯示出諸接點的位置以及它們的主要幾何特性；——圖4顯示符合ISO標準的微電路卡的第一個實例，其諸接點具有特殊的結(jié)構(gòu)；——圖5a和5b顯示用于微電路讀卡器的現(xiàn)有技術(shù)接觸器的一個實例；——圖6顯示構(gòu)成本發(fā)明第一實施例的接觸器的一個實例的諸接觸件的布局；——圖7a和7b為細部圖，描述一個被調(diào)適以便接受符合ISO標準的卡的接觸器的操作；——圖8顯示與本發(fā)明的接觸器相關(guān)的讀卡器的專用電子線路；——圖9顯示本發(fā)明的緊急斷路邏輯電子電路的一種實施例；——圖10a和10b顯示本發(fā)明的接觸器的一種不同的實施例。圖1的實施例中，用于閱讀一個裝有微電路3的卡C的裝置的接觸器1具有一個支持若干個電刷接觸件B的基體2，這些電刷接觸件被這樣設(shè)計使得在卡C被插入接觸器1時與所述微電路IC的諸相關(guān)導(dǎo)電區(qū)域構(gòu)成電接觸。根據(jù)本發(fā)明，接觸器1包含一個電子電路IC，該電子電路至少與所述諸電刷接觸件C1至C8中的某些以及讀卡器的電子電路4相連。接觸器1所攜帶的電子電路IC包含在PCT申請FR96/00156中詳細描述的用于監(jiān)視將卡C插入讀卡器和將其從那里取出的裝置。圖2顯示一個符合ISO7816標準的卡C的一個部分。該標準規(guī)定與ID-1型微電路卡的表面平齊的諸接觸區(qū)域C1至C8的諸尺寸、位置和分配。該卡可包含一個或多個微電路。這些微電路的諸輸入-輸出端被連接至接觸區(qū)域C1至C8。接觸區(qū)域C1至C8被安排成兩行，每行具有四個區(qū)域，分別為C1至C4和C5至C8，該兩行實質(zhì)上彼此平行并平行于卡C的左邊緣Bc(圖中)。該邊緣起到接合面的作用。該圖還顯示出卡C的頂邊緣BS。圖2還指示定義諸接點C1-C8的諸主要幾何特征，它們被表示為前述標準中所陳述的諸最小或最大距離(以毫米為單位)。如同先前指出的，存在8個接點。它們可位于卡C的前面或后面，但是上述諸距離是相對于卡C的左邊緣BC和頂邊緣BS來定義的。諸接點的分配在附于本說明書之后的表中列出。圖3使用與卡C相同的表示習(xí)慣顯示符合舊AFNOR標準的微電路卡C的一個實例。關(guān)于接觸區(qū)域C1至C8之間距離以及以前所提及的左邊緣和上邊緣，存在顯著差別。此外，這接觸區(qū)域的位置也不同。比如，ISO卡上的接點C8與AFNOR卡上的C1處在相同的位置。讀卡器中所使用的接觸器必須考慮到所使用的標準，這個約束對諸現(xiàn)有技術(shù)接觸器是共同的。圖5a和5b借助于實例顯示一個現(xiàn)有技術(shù)接觸器60，它們分別是沿線BB取截面的視圖以及俯視圖。在63處被彎曲的諸電刷接點50在相應(yīng)的孔66和67中被安排成兩行。該接觸器還包含一對“行程終點”檢測器接觸件20-30，它們在60和61處被彎曲。件20和30被安排在一個孔68中，而它們的彎曲端被安排在孔68中。須指出，為沿箭頭F的方向插入一個卡(未示出)，前邊緣70(位于圖4b中的頂部)——該邊緣為彎曲的——具有兩個側(cè)端點71。這兩個點71為該卡定義一根接合面線BB。接合面線BB附近的接觸件20的區(qū)域24具有一個鉤狀輪廓。當卡被完全插入接觸器60中時，它將接觸件20推回，這使得兩個接觸件20和30構(gòu)成接觸并且卡的完全插入(“行程終點”)由與接觸器60相關(guān)的讀卡器的適當?shù)碾娮与娐?未示出)所檢測。這個檢測允許將電源電壓施加給與卡C的區(qū)域C1相關(guān)的電刷(比如，參看圖2)。根據(jù)本發(fā)明，以下述的結(jié)構(gòu)形式加入一個輔助“斷路檢測電刷”型接觸件，與標準“電壓電刷”并聯(lián)。該輔助電刷相對于標準電刷被偏移。圖6是一個原理圖，顯示一個用于插入本發(fā)明的卡C的接觸器1。在圖6所示的實例中假設(shè)將被插入接觸器1中的卡Card符合前述的ISO標準。為簡化該圖，圖6僅顯示諸接觸件以及它們在空間的布局。其它諸部件接觸器基體以及其它附件，可完全共通于諸現(xiàn)有技術(shù)接觸器，例如圖5a和5b所示的接觸器。以本身已知的方式，接觸器1具有兩個行，每行含有四個電刷接觸件，分別為Bc1-Bc4和Bc5-Bc8。這些電刷的每個被調(diào)適以便與卡C的相對應(yīng)的接觸區(qū)域C1至C8構(gòu)成電氣接觸。它們提供來自圖5a的諸接觸件50。也可提供一對“行程終點”接觸件Bfc1和Bfc2以檢測卡C到接觸器1的完全和正確插入。這本身也是已知的。圖6顯示電刷Bc1-Bc4和Bc5-Bc8為薄的、柔軟的金屬膜片，其諸末梢端10為鉤形。這些膜片彼此平行，并且前述的諸末梢端在垂直于膜片的對稱軸A相對的兩邊彼此成對地相對。根據(jù)本發(fā)明的一個基本特征，一個附加接觸件BCX成為“斷路檢測電刷”型接觸件BC1的備份。在接觸器(參看圖5b)的制造過程中，這個附加接觸件BCX可以由與諸標準接點同一條上切出，并與它們同時模壓進入接觸器基體。這種情形下，減小單個膜片的寬度并且靠其邊側(cè)增加第五個膜片是有利的。在所有的情形下，附加接觸件BCX檢測卡C的撤回，并相應(yīng)地檢測微電路卡的激活與去激活，這一點將在以下解釋。仍在卡C符合ISO標準的情形下，圖7a顯示電刷接觸件BC1和BCX相對于處在正常工作位置的區(qū)域C1，即當卡C被正確插入接觸器1時的位置。在此情形下，將電刷接觸件BCX從電刷接觸件BC1縮回設(shè)置(相對于卡的中心)，但在區(qū)域C1之上?？–由一個接合面b止推。在這種正常工作的情形下，電刷接觸件BC1被接通電源電壓VCC，它通常為+5V。隨后區(qū)域C1處在相同的電位上，附加接點BCX“閱讀”卡的電源電壓VCC，并使起動卡初始化和讀出程序的斷路邏輯失效，并且使能對卡的微電路的供電。讀和/或?qū)懖僮骺烧５剡M行。如果卡被撤回，或為正常撤回或為“拔出”，區(qū)域C1被沿著箭頭FR的方向平移移動，且電刷接觸件BCX是第一個將離開區(qū)域C1的電刷接觸件。該情形被顯示在圖6b中。被該附加電刷接觸件BCX“閱讀”的電壓經(jīng)過一個高電平/低電平跳變過程趨于消失，該跳變激活緊急斷路邏輯電子電路。然而，其它諸接觸件BC2至BC8來不及離開與它們相對應(yīng)的區(qū)域C2至C8。圖8是一個用于閱讀符合ISO格式的擁有6個接點(現(xiàn)有技術(shù))的裝置的原理框圖。該裝置中，“行程終點”接點fc被連接至讀卡器的控制電路CrC。該接點的閉合一被檢測出，控制電路即通過電刷接點BC1建立卡的電源電壓VCC，并起動讀卡器與卡之間的順序初始化對話過程，這是經(jīng)由相應(yīng)的卡的諸相應(yīng)電刷接點，通過激活卡與讀卡器之間對話所使用的輸入/輸出線路I/O建立卡的時鐘CK，特別是去激活卡的復(fù)位輸入RST而實現(xiàn)的。圖9顯示這樣一個簡化的緊急斷路邏輯電子電路，它使用附加接點BCX以即時停止讀卡器與卡之間的對話。為達此目的，來自該控制電路的接頭VCC的信號被連接至一個觸發(fā)器Ba的置位輸入端“S”。由高電平/低電平跳變激活的觸發(fā)器Ba的時鐘輸入CK被連接至接點BCX。觸發(fā)器Ba的D輸入端處于邏輯0電平。反向輸出Q被連接至這樣一個緩沖電路的使能輸入端EN，該例中卡的時鐘、輸入/輸出以及編程VPP通道通過該緩沖電路。觸發(fā)器Ba的反向輸出Q，通過一個與門跟控制電路的RST輸出結(jié)合，被連接至與區(qū)域BC2接觸的卡的初始化(復(fù)位)電刷。該裝置的工作過程如下當卡被插入時，行程終點電刷fc閉合，并且如同在現(xiàn)有技術(shù)裝置中那樣，讀卡器的控制電路CrC對該閉合的檢測使卡獲得電源電壓VCC。根據(jù)本發(fā)明，該閉合隨后通過將觸發(fā)器Ba設(shè)置成一個等待來自附加接點BCX的信號的向下跳變的狀態(tài)，設(shè)置緊急斷路裝置。當檢測到行程終點接點fc的閉合時，控制電路給卡上電，這導(dǎo)致邏輯“1”電平出現(xiàn)在觸發(fā)器Ba的置位輸入端“S”。隨后觸發(fā)器Ba，跟時鐘輸入CK的狀態(tài)無關(guān)，從反向輸出端處于邏輯“1”電平的狀態(tài)，變到一種等待時鐘信號CK下降沿的狀態(tài)。因此，該斷路裝置被設(shè)定，但它對信號RST、CLK、以及I/O保持透明，這是因為觸發(fā)器Ba的“Q”和“Q”輸出保持為一種認可這些信號——在信號RST的情形下以及信號CLK和I/O的情形下經(jīng)由緩沖電路T——通過與門的狀態(tài)。如果卡被拔出，電刷BCX離開區(qū)域C1并且不再閱讀電壓VCC，這在觸發(fā)器Ba處導(dǎo)致一次高電平/低電平跳變，使得輸出變?yōu)樵谄銬輸入端讀得的值“0”，觸發(fā)以下事件——與門的輸出變?yōu)椤?”，觸發(fā)微電路卡Card的一次“復(fù)位”，——通過使緩沖電路T失效，讀卡器攜帶信號CLK和I/O的電刷被去激活。因此，這個緊急斷路邏輯裝置保護卡的諸輸入/輸出通道直至控制電路檢測出一個故障，切斷電源電壓VCC和使微電路卡的正常去激活。當然，這里所描述的這個簡化裝置可被增強，尤其是通過熟練人員所熟知的諸裝置的過壓保護的規(guī)定、防反彈裝置等等，并且，特別地，可包含一個用于切斷VCC的附加觸發(fā)器或一個與控制電路CrC相連的附加檢錯線路。不離開本發(fā)明的范圍，還有可能在區(qū)域VCC的前面(相對于卡的中心)但仍在區(qū)域VCC之外設(shè)置一個附加電刷接點，如同圖9a和9b所示。則卡的拔出導(dǎo)致供電電刷接點BC1通過區(qū)域C1與附加電刷接點BCX接觸，這產(chǎn)生一個上升沿，該上升沿僅須被倒相即獲得等同的檢測器裝置的操作。自然地，為使本發(fā)明有效，必須滿足某些需求。當卡處在接合位置并且標準接觸件BC1與附加接觸件BCX之間存在偏離時，這些需求主要涉及滿足制造公差以及接觸器中接觸件BC1相對于區(qū)域C1的位置的公差。為提供一個具體的實例，區(qū)域C1的中心位于距卡接合面b18.87mm處，容差為最大+0.4mm最小-0.5mm。如同已經(jīng)提及的，在平行于FR方向上區(qū)域C1的寬度為最小2mm，并且C1與一個鄰接C1的區(qū)域之間的距離為0.2mm。當涉及精度時，在提供有若干“行程終點”型接觸件的現(xiàn)有技術(shù)接觸器的情形下，對正確順序的保證依賴于——前述的諸接觸件的機械精度；——諸接觸區(qū)域相對于卡的邊緣的位置；——諸電刷接觸件相對于諸“行程終點”型接觸件的位置；在根據(jù)本發(fā)明的接觸器的情形下，精度唯獨依賴于——所要求的諸電刷接觸件的偏移，這是通過一種切削和彎曲諸電刷的工具獲得的；以及——諸接觸區(qū)域的寬度的精度。所獲得的總精度優(yōu)于僅在若干“行程終點”型接觸件輔助之下所獲得的精度。附錄</tables>權(quán)利要求1.供閱讀微電路卡(C)的裝置用的讀出框架(1)，它包含一個支持若干這樣的電刷接觸件(B)的基體，這些電刷接觸件被調(diào)適以便在卡(C)被插入該框架(1)時與同所述微電路有關(guān)的諸導(dǎo)電區(qū)域構(gòu)成電接觸，其特征在于它包含這樣一個電子電路(IC)，該電子電路至少與所述諸電刷接觸件(B)的某些相連，并被調(diào)適以便與讀卡器的電子電路(4)連接，接觸器所攜帶的電子電路(IC)包含用于控制卡(C)到讀卡器的插入以及卡(C)從讀卡器中撤回的裝置，并且其特征在于該讀出框架包含這樣一個附加斷路檢測電刷接點(BCX)，該附加斷路檢測電刷接點在卡(C)的插入方向(FR)上相對于原有諸電刷接點被偏移，并被調(diào)適以便無論微電路卡接到原有接點與否均與微電路卡(C)的諸導(dǎo)電區(qū)域(C1至C8)之一構(gòu)成電接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1的讀出框架，其特征在于構(gòu)成諸信號電刷接點、一個接地電刷接點(BC5)、一個供電電刷接點(BC1)的原有諸電刷接點(BC1至BC5)被調(diào)適，以便分別與微電路卡(C)的諸信號導(dǎo)電區(qū)域、一個接地導(dǎo)電區(qū)域(C5)、以及一個供電導(dǎo)電區(qū)域(C1)構(gòu)成接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的讀出框架，其特征在于所述斷路檢測接點(BCX)被調(diào)適，以便通過微電路卡(C)的對應(yīng)于該原有電刷接點(BC1)的導(dǎo)電區(qū)域(C1)，與原有諸電刷接點之一(BC1)構(gòu)成電接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求3的讀出框架，其特征在于所述斷路檢測接點(BCX)被調(diào)適，以便微電路卡(C)在該讀出框架中被一個接合面(b)接合時，通過微電路卡的所述供電導(dǎo)電區(qū)域(C1)，與供電電刷接點(BC1)構(gòu)成電接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求3的讀出框架，其特征在于所述斷路檢測接點(BCX)被調(diào)適，以便微電路卡(C)在該讀出框架中未被一個接合面(b)接合時，通過微電路卡(C)的所述供電導(dǎo)電區(qū)域(C1)，與供電電刷接點(BC1)構(gòu)成電接觸。6.根據(jù)前述諸項權(quán)利要求中的任何一項的讀出框架，其特征在于所述斷路檢測接點(BCX)構(gòu)成一個被連接至一緊急斷路電子裝置的觸發(fā)信號。全文摘要一種用于讀出智能卡(C)的讀出框架,包括一個支持與插入框架的卡(C)上的芯片的導(dǎo)電接觸件由接觸的電刷接觸體(B文檔編號G06K7/06GK1179221SQ9619265公開日1998年4月15日申請日期1996年3月21日優(yōu)先權(quán)日1996年3月21日發(fā)明者伯納德·瓦萊特申請人:法瑪通國際聯(lián)絡(luò)公司