КАРТА, СБОРКА, СПОСОБ СБОРКИ КАРТЫ И СПОСОБ ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ
CARD, ASSEMBLY, METHOD OF ASSEMBLING CARD AND METHOD OF OUTPUTTING INFORMATION

Настоящее изобретение относится к новому типу карты, выполненному с возможностью выводить магнитное поле.
Кредитные карты этого типа можно найти, например, в патентных документах WO01/52204, EP1326196, US6325285, WO01/31577, WO00/49561, EP0994439, US2004/133787, EP1231562, US2003/106935, GB2243235, US4158433, DE19648767, DE19618144, US5627355, CA2317642, US6715679, CA2317642, US7278025, US4829166, US4825056, US2002/032657, RU2062507, US5563948, RU2216114, US6657538, US4304992, US2004/0035942, US2007/0176622, US6607362, US2004/0129787, US2006/0283958, US8376239, US2012/187199, EP0373411 и US2006/0091989.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к карте, выполненной с возможностью выводить (выдавать) магнитное поле на или около ее поверхности, причем карта включает в себя:
- удлиненный магнитно-проводящий материал на или около поверхности карты, причем магнитно-проводящий материал имеет первый и второй концы направляющей, и
- генератор поля, расположенный так, чтобы подавать магнитное поле в, по меньшей мере, концы направляющей магнитно-проводящего материала,
где магнитно-проводящий материал и генератор поля в положении вдоль продольного направления проводящего материала и в плоскости, перпендикулярной к продольному направлению, имеют неперекрывающиеся площади поперечного сечения.
Карта может быть выполнена с возможностью выводить магнитное поле вдоль предопределенной кривой на или около поверхности, где магнитно-проводящий материал на или около поверхности карты может быть расположен на предопределенной кривой.
Общий замысел с этой картой заключается в том, что генератор поля выполнен с возможностью подачи магнитного поля в магнитно-проводящий материал, где считывающая головка, расположенная над магнитно-проводящим материалом, будет тогда в состоянии обнаружить это поле, например, тем же самым образом, что и в устаревших картах с магнитной полосой.
В этом контексте карта может иметь те же самые размеры, что и кредитная карта, как определено, например, в стандарте ISO/IEC 7810 ID-1: 85,60×53,98 мм с толщиной 0,76 мм, что является наиболее широко используемым размером для банковских карт и карт удостоверений личности. Предлагаемая карта таким образом предпочтительно является плоской, тонкой, прямоугольной картой, выполненной с возможностью ее приема в автоматизированных кассовых аппаратах (АТМ) и других устройствах считывания с карт, используемых для контроля прохода, перевода денежных средств, банковских операций, снятия наличных и т.п. Эти устройства считывания с карт могут быть средствами чтения карт с магнитной полосой, где от пользователя требуется протащить карту через длинную щель, внутри которой расположена считывающая головка, или средствами чтения, выполненными с возможностью приема карты в слот корпуса, и которые автоматически переносят или перемещают карту к считывающей головке, предусмотренной внутри корпуса.
Предлагаемая карта предпочтительно является гибкой и в целом соответствует требованиям других частей стандарта ISO/IEC 7810 ID-1, таким как изгибаемость и стабильность размеров. Этот стандарт также относится к воспламеняемости, токсичности, стойкости к химическим продуктам, устойчивости к освещению и нагреву, а также к сроку службы карты. Естественно, желательно, чтобы эти требования также выполнялись, но такие требования могут отличаться в зависимости от конкретной ситуации, вследствие чего такие требования не всегда могут быть выполнены.
Естественно, другие формы или размеры карты могут быть выбраны вне этого стандарта, который широко используется, но никоим образом не является ограничением для настоящего изобретения. Таким образом, карты других форм, такие как квадратные, треугольные, круглые, овальные, а также с другими толщинами и другими размерами, являются одинаково полезными в соответствии с настоящим изобретением.
Карта выполнена с возможностью обеспечивать магнитное поле около или на поверхности и вдоль магнитно-проводящего материала на или около поверхности карты. Замысел заключается в том, чтобы эмулировать работу устаревшей кредитной карты, когда считывающая головка проводится вдоль ее магнитной полосы. Однако при этом существуют отличия. Например, существующее поле карты в соответствии с настоящим изобретением не обязано изменяться вдоль магнитно-проводящего материала. Вместо этого магнитное поле может изменяться во времени так, чтобы считывающая головка, стационарная или двигающаяся относительно карты, могла обнаружить переменное магнитное поле. На самом деле, как правило, один и тот же сигнал и поле выводятся по всему магнитно-проводящему материалу в любой точке во времени. Таким образом, фактическое положение средства чтения относительно магнитно-проводящего материала может быть неважным или не очень важным.
Положения этого магнитно-проводящего материала или трека определяются, например, в стандарте ISO7811-2 относительно карт с определенными выше размерами. Положение магнитно-проводящего материала, таким образом, не обязательно иллюстрируется на карте, и может быть видным, или может быть не видным как предопределенный набор положений на поверхности карты.
Таким образом, карта может содержать контроллер, выполненный с возможностью вывода на генератор поля электрического сигнала, который в генераторе поля может быть преобразован в магнитное поле - предпочтительно поле, изменяющееся во времени и содержащее информацию, подлежащую выводу с карты. Эта информация может представлять собой информацию или тип (типы) информации, выводимую стандартными кредитными картами/идентификационными картами.
В этом контексте магнитно-проводящий материал будет обычно начинаться и заканчиваться внутри границ карты, таких как внешние границы карты, если смотреть непосредственно сверху от главной поверхности или ее стороны. Этот магнитно-проводящий материал может иметь любую форму, такую как изогнутая, V-образная, подковообразная, S-образная форма, но предпочтительной является прямая линия. Обычно эта прямая линия выбирается или определяется так, чтобы она была параллельна краю или стороне карты.
Поверхность карты обычно будет большей или главной поверхностью карты, такой как одна из самых больших поверхностей карты, где зачастую предусматривается печатная информация, такая как имя пользователя, подписи, эмблемы и т.п. Зачастую поверхность является ровной или плоской.
Магнитно-проводящий материал может быть расположен вдоль кривой, на или около поверхности или в выступе на этой поверхности, на которой магнитное поле является желаемым или необходимым. Таким образом, эта кривая может быть треком на карте, непосредственно над которым предполагается перемещать считывающую головку или катушку для того, чтобы обнаружить поле, испускаемое картой. Следовательно, эта кривая часто будет определяться или диктоваться средством чтения или стандартом, определяющим относительные положения карты и считывающей головки/катушки.
Магнитно-проводящий материал является удлиненным. В этом контексте удлиненный элемент имеет самый длинный размер и имеет ширину, перпендикулярную к самому длинному размеру, которая короче, чем самый длинный размер, такой как не больше, чем 50%, или такой как не больше, чем 20% от самого длинного размера.
Предпочтительно, длина удлиненного магнитно-проводящего материала составляет предопределенный процент кривой или ширины/длины карты вдоль той же самой кривой или направления. Этот процент может составлять 50% или больше, например 75% или больше. Альтернативно к проценту ширины может быть определено максимальное расстояние от края карты до соответствующего конца.
Магнитно-проводящий материал предпочтительно является материалом с μr>10, например с μr>50, предпочтительно с μr>100, например с μr>500, для того, чтобы магнитно-проводящий материал мог собирать и направлять поле, производимое генератором поля.
Магнитно-проводящий материал предпочтительно обеспечивается на или около поверхности на кривой. Таким образом, материал предпочтительно, по меньшей мере, существенно перекрывает кривую, когда они оба проектируются на поверхность карты.
Магнитно-проводящий материал может образовывать часть поверхности или может быть предусмотрен в материале, определяющем часть этой поверхности, как если бы материал был встроен в слой, формирующий поверхность. Альтернативно материал может быть защищен, например, от износа и окисления, когда некоторый слой предусматривается между материалом и поверхностью. Предпочтительно толщина слоя между материалом и поверхностью составляет не больше, чем, например, 0,5 мм, или не больше, чем 0,3 мм, поскольку чем больше расстояние между материалом и поверхностью, тем больше расстояние до считывающей головки, и следовательно, меньше поля доступно для обнаружения в головке.
Во многих ситуациях магнитно-проводящий материал будет обеспечиваться в плоскости, параллельной плоскости поверхности. В некоторых ситуациях, однако, магнитно-проводящий материал может иметь переменное расстояние до поверхности вдоль его длины, чтобы таким образом, например, адаптировать напряженность поля, выводимую материалом на поверхности вдоль его длины. В одной ситуации магнитно-проводящий материал имеет большее расстояние до поверхности в своей центральной части для того, чтобы напряженность поля на поверхности карты была, по меньшей мере, практически одинаковой (например, в пределах 25%) вдоль длины кривой.
В этом контексте генератор поля является элементом или устройством, конфигурируемым или способным выводить магнитное поле. Типичный генератор поля содержит катушку, которая является подходящей для преобразования электрического сигнала в магнитное поле. У катушки при желании может быть сердечник.
Когда магнитно-проводящий материал и генератор поля, в положении вдоль продольного направления магнитно-проводящего материала и в плоскости, перпендикулярной к продольному направлению, имеют неперекрывающиеся области поперечного сечения, эти два элемента предпочтительно формируются двумя отдельными частями. В этой ситуации «неперекрывающиеся» означает, что эти два элемента помещаются друг около друга, а не один внутри другого. Другой способ определения этого состоит в том, что ограничивающие кривые не перекрываются. Генератор поля и магнитно-проводящий материал предпочтительно являются отдельными элементами, которые, как описывается ниже, не имеют никакого электрического контакта, и до объединения в карту могут обрабатываться отдельно. Эти два элемента могут быть не связаны непосредственно физически друг с другом, но могут быть косвенно связаны друг с другом через другой элемент, такой как структурная часть карты.
В одном предпочтительном варианте осуществления области поперечного сечения или ограничивающие кривые не перекрываются в поперечном сечении или плоскости. Это может быть ситуацией в одном или множестве положений вдоль направления, такого как через всю или через большую часть (минимум 50% или больше) длины магнитно-проводящего материала, где в поперечном сечении присутствует генератор поля.
Предпочтительно генератор имеет два конца, на которых выводится часть, например большая часть, магнитного поля. Предпочтительно концы генератора располагаются близко к магнитно-проводящему материалу для того, чтобы облегчить перенос поля от генератора к магнитно-проводящему материалу. Цель может состоять в том, чтобы расположить генератор и магнитно-проводящий элемент так, чтобы магнитно-проводящий материал обеспечивал существенный обратный путь для поля, выводимого генератором.
Карта или генератор поля могут также содержать возбудитель для обеспечения сигнала для генератора. Этот сигнал может изменяться во времени так, чтобы включать информацию в сигнал, и таким образом в генерируемое магнитное поле. Это изменение во времени может приводить к выводу магнитного поля, изменяющегося тем же самым образом, что и обнаруживаемое считывающей головкой, перемещающейся вдоль магнитной дорожки устаревшей магнитной карты. Магнитное поле карты в соответствии с настоящим изобретением может, однако, в некоторых ситуациях быть обнаруженным считывающей головкой независимо от того, является ли головка неподвижной относительно карты или движущейся вдоль кривой и магнитно-проводящего материала.
Подача магнитного поля в магнитно-проводящий материал обычно будет автоматической и будет определяться из относительных положений генератора поля и магнитно-проводящего материала, таких как его концы. Кроме того, окружения карты и частей карты, окружающие генератор и магнитно-проводящий материал, могут влиять на величину поля, собираемого магнитно-проводящим материалом.
Естественно, что обратный путь может быть получен независимо от того, где магнитное поле вводится в магнитно-проводящий материал. Таким образом, концы генератора могут быть расположены в любом положении вдоль магнитно-проводящего материала.
Концы направляющей обычно будут располагаться на двух частях удлиненного магнитно-проводящего материала, которые являются самыми удаленными друг от друга. Концы прямоугольного элемента могут быть двумя противоположными меньшими сторонами.
Далее, концы направляющей из магнитно-проводящего материала могут быть предусмотрены близко к концам генератора поля так, чтобы поле от генератора входило в магнитно-проводящий материал у концов направляющей.
В этом контексте расстояние между концом генератора и соответствующим концом магнитно-проводящего материала может составлять 1 мм или меньше, например 0,5 мм или меньше, или 0,3 мм или меньше. Это расстояние может быть расстоянием у концов генератора или расстоянием между вышеописанными поперечными сечениями или ограничивающими кривыми, в поперечном сечении или плоскости.
Предпочтительно карта не имеет никакого другого материала, кроме магнитно-проводящего материала, который имеет μr>100, например μr>10, в пределах расстояния 1 мм от кривой или магнитно-проводящего материала или генератора. Это помогает оптимизировать величину магнитного поля, которая предпочитает возвратиться назад через магнитно-проводящий материал.
Как было упомянуто выше, кривая или магнитно-проводящий материал обычно располагаются в стандартизированном положении. Преимущество этого заключается в том, что средства чтения тогда также могут быть выполнены с возможностью читать все карты. Вышеупомянутый стандарт является наиболее широко используемым.
Таким образом, в одном варианте осуществления карта имеет внешнюю, по меньшей мере, практически прямую сторону, и причем кривая или магнитно-проводящий материал является прямой линией, являющейся, по меньшей мере, практически параллельной этой стороне и расположенной между 6,9 мм и 7,2 мм от этой стороны.
В другом варианте осуществления карта имеет внешнюю, по меньшей мере, практически прямую сторону, причем кривая или магнитно-проводящий материал является прямой линией, являющейся, по меньшей мере, практически параллельной этой стороне и расположенной между 10,2 мм и 10,5 мм от этой стороны.
Эти два варианта осуществления могут быть объединены, когда карта имеет множество магнитно-проводящих материалов и множество генераторов, причем один магнитно-проводящий материал располагается на одном расстоянии и питается одним генератором, а другой материал располагается на другом расстоянии и питается другим генератором.
Для того, чтобы облегчить извлечение/выход части поля из магнитно-проводящего материала, его магнитные свойства предпочтительно адаптируются для этого использования. Таким образом, предпочтительно магнитно-проводящий материал имеет магнитную проницаемость не больше, чем 500000 μr, например не больше, чем 300000 μr, или не больше, чем 100000 μr, или не больше, чем 50000 μr, предпочтительно не больше, чем 10000 μr, например не больше, чем 5000µr или не больше, чем 2000 μr. В настоящий момент, желаемый магнитно-проводящий материал имеет μr приблизительно 1600, но это будет зависеть от ряда параметров, таких как μr считывающей головки. Чем выше μr считывающей головки, тем легче поле будет выходить из магнитно-проводящего материала, и тем выше может быть выбрано значение μr магнитно-проводящего материала.
В одном варианте осуществления магнитно-проводящий материал имеет толщину в направлении, перпендикулярном к поверхности, меньше чем 500 мкм, например от 5 до 200 мкм или от 10 до 100 мкм. С одной стороны более толстый магнитно-проводящий материал будет в состоянии привлечь или перенести больше напряженности поля, но если толщина становится слишком большой, поле, переносимое на самое дальнее расстояние от поверхности, может испытывать слишком большое магнитное сопротивление для того, чтобы принимать участие в поле, проходящем ближе к поверхности, часть которого входит в считывающую головку. Эта проблема может быть решена путем выбора магнитно-проводящего материала с более высоким значением μr в направлении к поверхности, чем вдоль плоскости поверхности.
Ширина магнитно-проводящего материала предпочтительно составляет не больше, чем 5 мм, например не больше, чем 3 мм, например, приблизительно 2,5 мм.
В большинстве случаев магнитно-проводящий материал может быть металлом. Магнитно-проводящий материал может быть монолитным материалом, таким как фольга или лента. Альтернативно магнитно-проводящий материал может быть сформованным из порошка или иным образом обеспеченным в материале носителя, такого как пластмасса, полимер и т.п. Магнитно-проводящий материал может образовывать часть пластикового листа, предусмотренного на карте. Это может быть получено с использованием cоэкструдирования, заливки, формования и т.п.
В одном варианте осуществления генератор поля включает в себя удлиненную катушку, опционально с сердечником внутри нее при желании. Этот генератор поля может быть помещен, по меньшей мере, по существу параллельно магнитно-проводящему материалу. В другой ситуации расстояние между магнитно-проводящим материалом и катушкой может быть больше в центральном положении, чем на концах, с тем, чтобы адаптировать напряженность поля, выходящего из катушки в положениях между ее концами этого и входящего в магнитно-проводящий материал между его концами. Таким образом общей напряженностью поля в магнитно-проводящем материале можно управлять вдоль его длины.
Предпочтительно, если присутствует сердечник, сердечник или материал сердечника имеет магнитную проницаемость, по меньшей мере 1000 μr, например по меньшей мере 2000 μr, предпочтительно по меньшей мере 5000 μr, такую как по меньшей мере 7500 μr, предпочтительно по меньшей мере 9000 μr. В настоящее время предпочтительный материал катушки имеет μr приблизительно 10000.
В одном варианте осуществления в поперечном сечении, перпендикулярном к кривой или продольному направлению магнитно-проводящего материала, генератор поля помещается не далее, чем в 3 мм, например в 1 мм или меньше от магнитно-проводящего материала. Это может гарантировать то, что достаточное количество поля, производимого генератором, входит в магнитно-проводящий материал.
В одном альтернативном или дополнительном варианте осуществления генератор поля является удлиненным и имеет два конца генератора, а карта дополнительно включает в себя магнитно-проводящие элементы, выполненные с возможностью направлять магнитное поле от каждого конца генератора к концу направляющей. Эти магнитно-проводящие элементы тогда сами по себе могут быть удлиненными, имеющими один конец, расположенный в непосредственной близости от конца магнитно-проводящего элемента, и другой конец, расположенный в непосредственной близости от конца генератора, с тем, чтобы проводить поле от генератора к магнитно-проводящему материалу. Эти магнитно-проводящие элементы могут иметь проницаемость, по меньшей мере 1000 μr, такую как, по меньшей мере 2000 μr, предпочтительно, по меньшей мере 5000 μr, такую как, по меньшей мере 7500 μr, предпочтительно, по меньшей мере 9000 μr, такую как, по меньшей мере 15000 μr, например, по меньшей мере 20000 μr, предпочтительно, по меньшей мере 50000 μr, например, по меньшей мере 75000 μr.
Второй аспект настоящего изобретения относится к сборке карты в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения и к средству считывания с карт, включающему в себя считывающую головку, выполненную с возможностью расположения около или перемещаться на расстоянии относительно карты над магнитно-проводящим материалом карты, считывая магнитное поле, и выводить сигнал, относящийся к воспринятому полю.
В этом контексте считывающая головка может содержать считывающую катушку или детектор, выполненный с возможностью преобразования считанного/обнаруженного магнитного поля в выходной сигнал, который обычно будет электрическим, но который также может быть оптическим, беспроводным, радиосигналом, аудио сигналом и т.п.
Эта считывающая катушка или считывающая головка выполнена с возможностью расположения относительно карты непосредственно над предопределенной кривой или магнитно-проводящим материалом. Большинство средств считывания с карт изначально выполнены с возможностью обеспечения или облегчения относительного перемещения карты и считывающей головки так, чтобы считывающая головка или считывающая катушка перемещалась вдоль и непосредственно над предопределенной кривой и/или магнитно-проводящим материалом. Это не является недостатком в соответствии с настоящим изобретением, но это не является и требованием, как описано выше. Считывающая головка и/или считывающая катушка могут быть неподвижными относительно карты во время обнаружения полевого выхода, но считывающая магнитная головка/катушка все равно должна быть расположена непосредственно над кривой/магнитно-проводящим материалом.
В этом контексте считывающая головка находится над кривой или магнитно-проводящим материалом, если она расположена непосредственно над ним, то есть линия, перпендикулярная к поверхности и пересекающая поверхность у кривой или магнитно-проводящего материала, пересекает считывающую головку.
Обычно считывающая головка имеет, по меньшей мере, первый датчик поля, такой как катушка, имеющий магнитную проницаемость, равную, по меньшей мере 100000 μr, такую как, по меньшей мере 200000 μr. Зачастую такие катушки имеют магнитную проницаемость, равную приблизительно 300000 μr.
Предпочтительно считывающая головка либо входит в контакт с поверхностью во время обнаружения или считывания поля из магнитно-проводящего материала, либо расстояние между головкой и поверхностью карты является очень малым, таким как не больше, чем 1 мм, предпочтительно не больше, чем 500 мкм, предпочтительно не больше, чем 250 мкм, например, не больше, чем 100 мкм.
Третий аспект настоящего изобретения относится к способу сборки карты в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения и включает в себя этапы, на которых:
1) обеспечивают заготовку карты,
2) крепят генератор поля относительно заготовки карты,
3) после этапа 2, крепят магнитно-проводящий материал относительно заготовки карты.
В этой связи заготовка карты может быть элементом, имеющим внешний контур, напоминающий контур окончательной карты. Обычно заготовка карты формируется в конечную карту, возможно среди других этапов, путем ламинирования ее с одним или более листами или слоями, такими как печатные слои, защитные листы и т.п. В некоторых типах карт предусматриваются микросхемы или другая электроника, например выключатели, контакты, дисплеи и т.п.
Обычно, заготовка карты будет иметь контур окончательной карты (контур карты, проецируемый на плоскость поверхности) и будет составлять большую часть ее толщины.
Заготовка карты может использоваться в качестве жесткого элемента, формирующего основу карты.
Крепление генератора относительно заготовки карты может осуществляться склеиванием, ламинированием, свариванием, этапом пайки, запрессовкой и т.п.
Крепление также может быть выполнено путем обеспечения генератора в вырезе или полости заготовки карты, в которую помещается генератор, например путем добавления слоя или листа поверх генератора, чтобы заключить его в вырезе или полости.
Крепление магнитно-проводящего материала также может осуществляться склеиванием, ламинированием, свариванием, стадией пайки и т.п. Предпочтительно магнитно-проводящий материал является частью слоя, ламинированного на заготовку карты.
Естественно, этапы 2 и 3 крепления могут быть переставлены местами так, чтобы магнитно-проводящий материал был прикреплен к заготовке перед генератором поля.
Крепление последнего из магнитно-проводящего материала или генератора поля может быть креплением его в положении около, ниже или выше установленного первым.
Следует отметить, что карта может дополнительно содержать дополнительные элементы, такие как батарея, биометрическое средство чтения, такое как средство чтения отпечатка пальца, один или более дисплеев, один или более приемников/передатчиков, таких как беспроволочные приемники/передатчики, такие как приемопередатчик Bluetooth, приемопередатчик Wi-Fi, радиочастотный приемопередатчик и т.п., антенны, клавиатура, один или более выключателей, таких как блистерные выключатели или пьезовыключатели (см., например, патентный документ WO2008/104567) и т.п.
В одном варианте осуществления этап 3) содержит обеспечение отсутствия электрического соединения между магнитно-проводящим материалом и генератором поля. Таким образом, при производстве карты в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены пониженные требования по сравнению с ситуацией, в которой генератор должен быть точно расположен относительно кривой. В этой ситуации поле генератора все еще будет в состоянии течь к магнитно-проводящему материалу, даже если генератор будет немного смещен относительно его оптимального положения.
Таким образом, этап 3) может быть простым этапом ламинирования.
Четвертый аспект настоящего изобретения относится к способу вывода сигнала из карты в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, при этом способ содержит этап работы генератора поля для того, чтобы подать магнитное поле в магнитно-проводящий материал, выводящий сигнал.
Вышеприведенное описание кривой, магнитно-проводящего материала, генератора и т.д. также справедливо и для четвертого аспекта.
Как было упомянуто выше, этап подачи поля в магнитно-проводящий материал может быть получен просто путем расположения этих элементов подходящим образом друг относительно друга или, альтернативно или в дополнение к этому, путем обеспечения элементов, выполненных с возможностью направлять поле из генератора к магнитно-проводящему материалу и обратно.
В одном варианте осуществления этап работы включает в себя работу генератора поля для подачи магнитного поля в магнитно-проводящий материал, причем магнитное поле изменяется во времени. Таким образом, считывающая головка может быть неподвижна над кривой или может двигаться над или вдоль кривой и/или магнитно-проводящим материалом с любой желаемой скоростью, обнаруживая и выводя при этом желаемый сигнал.
Последний аспект настоящего изобретения относится к способу передачи информации из карты в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения к считывающей головке, при этом способ содержит:
- работу генератора поля карты для подачи магнитного поля в магнитно-проводящий материал,
- расположение считывающего устройства в непосредственной близости от магнитно-проводящего материала во время этапа работы,
так, чтобы во время этапа работы, по меньшей мере, часть магнитного поля, перенесенного в магнитно-проводящий материал, вышла из магнитно-проводящего материала и вошла в считывающее устройство, которое выводит сигнал, соответствующий, по меньшей мере, части магнитного поля, входящего в считывающее устройство.
Вышеприведенное описание кривой, генератора и магнитно-проводящего материала также справедливо и для данного аспекта.
Работа генератора поля может заключаться в подаче к нему электрического сигнала, причем генератор поля предназначен для того, чтобы преобразовывать электрический сигнал в магнитный сигнал. Предпочтительно генератор поля должен быть в состоянии преобразовывать любую временную зависимость или вариацию в соответствующую зависимость или вариацию напряженности поля. Типичный генератор поля является катушкой, опционально с материалом сердечника внутри.
Таким образом, информация, которая может быть закодирована в электрическом сигнале, присутствует также в генерируемом поле, и таким образом в выходном сигнале считывающей головки.
Стадия расположения может включать в себя, как было упомянуто выше, сближение считывающего устройства, такого как считывающая головка, и карты. Альтернативно расстояние между ними может быть, например, не больше, чем 1 мм, предпочтительно не больше, чем 500 мкм, предпочтительно не больше, чем 250 мкм, например, не больше, чем 100 мкм. Предпочтительно расстояние между устройством и картой сохраняется, по меньшей мере, практически постоянным во время стадии работы.
Как было упомянуто выше, стадия работы может выполнять стадию подачи поля автоматически благодаря самому испускаемому полю при перемещении через магнитно-проводящий материал.
Этап работы включает в себя устройство, считывающее поле из магнитно-проводящего материала или испускаемое магнитно-проводящим материалом. Это поле будет выходить из магнитно-проводящего материала для того, чтобы найти путь с более низким магнитным сопротивлением обратно к генератору. Таким образом, работа опять же может быть полностью автоматической просто за счет выбора параметров подходящим образом. Подходящие параметры для индивидуальных элементов дополнительно описаны выше.
В одном варианте осуществления этап расположения включает в себя перемещение считывающего устройства относительно карты, предпочтительно вдоль кривой или магнитно-проводящего материала.
Далее предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на сопроводительные чертежи, в которых:
- Фиг. 1 иллюстрирует кредитную карту с магнитной полосой,
- Фиг. 2 иллюстрирует стандартизированные положения индивидуальных магнитных треков магнитной карты,
- Фиг. 3 иллюстрирует относительные положения кодировщика, направляющей и положения трека,
- Фиг. 4 иллюстрирует два генератора поля на карте, включая компенсационные катушки, и
- Фиг. 5 иллюстрирует поперечное сечение карты в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 1 показана стандартная кредитная карта 10, имеющая магнитную область 12, расположенную в предопределенном и стандартизированном положении. Магнитная область 12 как правило содержит две индивидуальные полосы или сигнальных трека 121 и 122 с магнитно закодированной информацией. Положения этих полос или треков 121 и 122 также являются стандартизированными.
В соответствии со стандартом ISO/IEC 7811-2:2001 трек 121, расположенный ближе всего к самой близкой продольной стороне 16 карты 10 (см. Фиг. 2), отстоит от нее не больше, чем на 0,228 дюйма (5,79 мм). Граница между первым и вторым треками 121/122 составляет от 0,328 дюйма (8,33 мм) до 0,358 дюйма (9,09 мм) от края 16. Второй трек 122 располагается на расстоянии от 0,458 дюйма (11,63 мм) до 0,498 дюйма (12,65 мм) от края 16. Минимальная ширина трека составляет 0,100 дюйма (2,45 мм).
Различные источники идентифицируют слегка различающиеся центральные расстояния от края 16 до центра треков 121 и 122, но видны следующие расстояния: расстояние от края 16 до центра трека 121: (0,228»+0,328»)/2=0,278» (7,06 мм), расстояние от края 16 до центра трека 122: (0,358»+0,458»)/2=0,408» (10,36 мм).
Естественно, треки 121/122 могут быть расположены вдоль любых кривых на карте. Прямые линии являются предпочтительными, поскольку они облегчают линейное протаскивание или перемещение карты относительно средства чтения.
Предпочтительные варианты осуществления карты по настоящему изобретению имеют один или более магнитных кодировщиков, расположенных у или около положений треков карты. Эти кодировщики могут генерировать магнитное поле, эмулирующее поле магнитной полосы устаревшей карты, перемещаемой относительно средства чтения.
На Фиг. 3 показана стратегия кодировщика, в которой предусматривается единственный кодировщик 20, имеющий генерирующий поле элемент 21, содержащий катушку 22 и при желании сердечник 24, проходящий вдоль, предпочтительно параллельно кривой 121, которая находится в одном из стандартизированных положений магнитного трека кредитной карты. В дополнение к этому кодировщик включает в себя направляющую 26 поля, расположенную около или ниже положения кривой.
Концы 20’ и 20’’ катушки 22 или сердечника 24, которые простираются на самое дальнее расстояние вправо и влево, определяют конечные точки, в которые выводится значительная часть генерируемого магнитного поля, которое будет проходить к другой конечной точке таким образом, который определяется характеристиками карты и окружением карты 10.
Расстояние D между концами 20’ и 20’’ кодировщика 20 и кривой 121 и направляющей 26 не является критичным, поскольку направляющая 26 будет выбрана силовыми линиями магнитного поля благодаря ее проводящим характеристикам, особенно если или когда нет никаких других магнитно-проводящих элементов, в целом направленных от первого конца ко второму концу.
Следует отметить, что главное поле, испускаемое кодировщиком 20, выводится концами 20’ и 20’’. Таким образом, когда положения концов 20’ и 20’’ являются фиксированными, в принципе любая форма может использоваться для остальной части кодировщика 20. Альтернативой прямому кодировщику 20, изображенному на Фиг. 3, является согнутый или искривленный кодировщик, такой как кодировщик, образующий часть круга, овала и т.п.
Однако было найдено, что катушка 22/сердечник 24 на самом деле также выводит поле между концами. Этот эффект может быть использован путем изменения расстояния вдоль продольного направления между катушкой 22/сердечником 24 и направляющей 26 для того, чтобы, например, получить одну и ту же напряженность поля, входящего в направляющую 26, вдоль ее длины или одну и ту же напряженность поля, считываемого считывающей головкой (см. ниже) вдоль длины направляющей 26. В этой ситуации расстояние D будет обычно увеличиваться ближе к центру направляющей 26. Альтернативно моет быть желательно, чтобы направляющая 26 и катушка 22/сердечник 24 были параллельными, например прямыми.
Работа кодировщика 20 заключается в том, что сигнал, соответствующий магнитному полю, считываемый считывающей головкой средства чтения, которая является неподвижной или перемещается вдоль или над направляющей 26 поля, передается в катушку 22. В результате этого катушка 22 и сердечник 24 выдают магнитное поле, которое входит в направляющую 26 поля через ее концы, с тем, чтобы завершить ненарушенные силовые линии поля. Поле, подаваемое в направляющую 26, принимается от обеих концевых частей катушки 22/сердечника 24, а также от положений вдоль ее длины (между концами), в зависимости от расстояния между катушкой 22/сердечником 24 и направляющей 26 вдоль ее длины.
Когда головка средства чтения перемещается вдоль направляющей 26 поля, или является неподвижной по отношению к ней, силовые линии внутри направляющей поля будут выбирать вход в считывающую головку и таким образом подавать часть поля в головку средства чтения, и таким образом передавать информацию, эмулируя поведение стандартной магнитной полосы кредитной карты.
Преимущество использования направляющей 26 по сравнению с расположением катушки 22/сердечника 24 около кривой заключается в том, что магнитное поле, выходящее из направляющей 26 и входящее в считывающую головку, входит в считывающую головку тем же самым образом, например под теми же самыми углами, что и для устаревших карт с магнитной полосой. Таким образом, силовые линии поля, входящие в считывающую головку, являются соответствующим образом выровненными по сравнению с катушками в считывающей головке.
Ширина направляющей 26, перпендикулярная к ее продольному направлению и параллельная к плоскости поверхности карты, может составлять 2,5 мм.
На Фиг. 4 иллюстрируется схема кодировщика, включающая в себя, в дополнение к кодировщику 20, второй кодировщик 30, а также компенсирующие элементы, которые будут описаны более подробно.
Для иллюстративных целей кодировщики 20 и 30 являются различными. Может использоваться большое разнообразие схем кодировщика, как будет дополнительно описано ниже. Обычно в одной и той же карте используются идентичные типы кодировщика.
Кодировщик 20, как и на Фиг. 3, содержит генерирующий поле элемент 21, содержащий материал 24 продолговатого сердечника и катушку 22, намотанную вокруг материала сердечника 24. Параллельно генерирующему поле элементу 21 предусматривается направляющая 26 магнитного поля, содержащая магнитно-проводящий материал. Направляющая 26 магнитного поля предусматривается около или вдоль одного из стандартизированных положений 121 магнитных треков кредитных карт.
Кодировщик 30 содержит генерирующий поле элемент 31 с сердечником 34, катушкой 32 и направляющей 36 поля, расположенный в другом из стандартизированных положений 122 магнитных треков кредитных карт. Кодировщик 30, однако, также имеет направляющие 38, выполненные с возможностью направлять магнитное поле от катушки 32 и сердечника 34 к направляющей 36 для того, чтобы увеличить связь между ними и уменьшить потери поля в окружающую среду.
В дополнение к кодировщикам 20/30 может быть предусмотрена катушка 29/39 уменьшения перекрестных наводок, которая может иметь или не иметь сердечник, для того, чтобы предотвратить перекрестные наводки от одного кодировщика к другому, когда они работают одновременно.
Функция катушки 29 уменьшения перекрестных наводок заключается в том, чтобы создать магнитное поле у направляющей 36, противодействующее полю, создаваемому у направляющей кодировщиком 20, расположенным у направляющей 36, при работе для генерирования желаемого поля у или в направляющей 26. Таким образом, желательно, чтобы суммарное поле от кодировщика 20 и катушки 29 уменьшения перекрестных наводок у направляющей 36 равнялось нулю или было максимально возможно низким.
Работа катушки 39 уменьшения перекрестных наводок является аналогичной.
Альтернативой работе катушек 29/39 уменьшения перекрестных наводок является вычитание из сигнала, подаваемого к кодировщику 20, например, сигнала, коррелированного с сигналом, подаваемым к кодировщику 30 для того, чтобы сам кодировщик 20 выводил поле, противодействующее полю кодировщика 30, находящегося в положении 121, или направляющей 26. Другим решением при желании будет вычитание сигнала перекрестных наводок в средстве чтения, поскольку средством чтения могут быть считаны как сигнал от кодировщика 20, так и сигнал от кодировщика 30.
На Фиг. 5 карта 10 иллюстрируется в поперечном сечении, перпендикулярном к катушкам, сердечникам и направляющим. Также показана электроника 48 для подачи электрических сигналов в катушки. Катушки 29/39 уменьшения перекрестных наводок не показаны, и могут быть предусмотрены или нет. Они обычно также питаются электроникой 48, но это не является требованием.
Также показана считывающая магнитная головка 50, содержащая две считывающих катушки 52 и 54, каждая из которых располагается так, чтобы перемещаться вдоль треков 121/122 и таким образом направляющих 26/36, индивидуально принимая поля, выводимые направляющими 26/36, соответственно. Обычно считывающие катушки 52/54 помещаются непосредственно над (перпендикулярно к верхней поверхности карты) направляющими 26/36 и/или положениями треков 121/122. Как было упомянуто выше, катушки 52/54 могут перемещаться вдоль кривых или направляющих 26/36, или оставаться неподвижными относительно карты 10.
Таким образом, работа выглядит, как описано выше: поле, генерируемое генераторами, подается в направляющие и из направляющих, часть поля, переносимого внутри направляющей, войдет в головку 50 и таким образом в катушки 52/54, расположенные непосредственно над и в непосредственной близости от направляющих.
Сборка карты 10 может быть выполнена путем обеспечения основного элемента 46, который может иметь часть 46’ углубления или выреза, в которой может быть предусмотрен заранее смонтированный электронный комплект, содержащий электронику 48, катушки, сердечники и соединительные провода. Этот комплект может содержать дополнительные элементы, такие как батарея, биометрическое средство чтения, такое как средство чтения отпечатка пальца, один или более дисплеев, один или более приемников/передатчиков, таких как беспроволочные приемники/передатчики, такие как приемопередатчик Bluetooth, приемопередатчик Wi-Fi, радиочастотный приемопередатчик и т.п., антенны, клавиатура, один или более выключателей, таких как блистерные выключатели или пьезовыключатели (см., например, патентный документ WO2008/104567) и т.п.
Часть 46’ выреза и/или электроника может быть покрыта слоем 44. Направляющие 26/36 могут быть предусмотрены либо индивидуально, либо как часть слоя 44 или следующего слоя 42. При желании поверх направляющих 26/36 может быть предусмотрен верхний слой 40.
Может быть сочтено выгодным иметь направляющие 36/26, образующие часть внешней, верхней поверхности карты для того, чтобы катушки 52/54 устройства считывания с карт могли входить в контакт или находиться очень близко к направляющим 26/36. С другой стороны, верхний слой 40 может быть предусмотрен для того, чтобы предохранить направляющие 26/36 от износа, окисления и других типов деградации. Предпочтительно верхний слой 40 является довольно тонким, таким как тоньше 100 мкм, например тоньше 50 мкм, и имеет постоянную толщину вдоль направления направляющих 26/36.
Следует отметить, что не требуется никаких электрических соединений между направляющими 26/36 и катушками 52/54, так что сборка карты может быть довольно простой, такой как стандартное ламинирование.
Естественно, что магнитные свойства индивидуальных частей кодировщика должны поддерживать вышеописанную функциональность.
Таким образом, катушка кодировщика может быть единственной катушкой или множеством катушек, помещенных вдоль удлиненного кодировщика, предпочтительно с продольными осями, расположенными вдоль направления кодировщика. Катушка (катушки) может иметь постоянный или переменный шаг по длине. Переменный шаг может использоваться для того, чтобы управлять напряженностью выходного поля в обмотках, то есть между концами.
В настоящее время предпочитается единственная катушка с индуктивностью от 1 до 10 мГн.
Следует отметить, как было упомянуто выше, что катушка может быть изогнутой так, чтобы адаптировать напряженность поля, передаваемого к направляющей, вдоль ее длины.
Сердечник может представлять собой один или более сердечников. Предпочтительно сердечник (сердечники) способны нести большую напряженность поля без насыщения материала. Различные материалы имеют различные кривые намагничивания, описывающие магнитную индукцию как функцию напряженности магнитного поля. Материалом с прямой кривой намагничивания может быть материал VC6025Z (см. www.VacuumSchmelze.de), который имеет довольно острый «угол насыщения», тогда как мю-металл имеет намного более плавную характеристику. В последней ситуации напряженность поля может поддерживаться достаточно низкой для того, чтобы она находилась в линейной области, либо может быть сделана компенсация в сигнале или при обнаружении.
Предпочтительно проницаемость материала сердечника составляет от 100 до 100000 μr, например от 5000 до 15000 μr, например, около 10000 μr, где μr представляет собой отношение проницаемости к проницаемости вакуума μ0.
Более острый угол насыщения материала VC6025Z будет вызывать более сильное искажение в случае насыщения, но может переносить больше напряженности поля до начала искажения выводимого поля.
Магнитные свойства направляющей 26/36 предпочтительно слегка отличаются от магнитных свойств сердечника, поскольку желательно, чтобы часть силовых линий поля фактически выходила из направляющей при приближении считывающей головки. Таким образом, магнитные свойства направляющей должны быть достаточно хорошими для того, чтобы силовые линии поля входили в направляющую на концах кодировщика. С другой стороны, магнитные свойства должны быть достаточно низкими для того, чтобы некоторые из силовых линий поля выходили из направляющей и входили в считывающую головку при ее приближении.
Таким образом, проницаемость направляющей предпочтительно является намного более высокой, чем проницаемость воздуха и основного материала карты (такого как пластмасса или полимеры), и предпочтительно ниже, чем проницаемость типичных считывающих магнитных головок. Многие считывающие магнитные головки имеют проницаемость порядка 300000 μr.
Предпочтительно направляющая имеет проницаемость ниже, чем проницаемость сердечника (если он присутствует), например, от 100 до 10000 μr, предпочтительно от 800 до 5000 μr, например, около 1600 μr.
В этом контексте также имеют значение размеры поперечного сечения направляющей (направляющих), поскольку силовые линии поля, проходящие у основания относительно толстой (в направлении, перпендикулярном к поверхности карты) направляющей, могут не испытывать влияния считывающей магнитной головки, вследствие чего только часть силовых линий поля в направляющей примет участие в передаче информации.
Направляющая может иметь большое разнообразие толщин. В целом, чем меньше толщина, тем выше должна быть проницаемость для того, чтобы все еще можно было притягивать и переносить достаточное поле.
При проницаемости около 1600 μr толщина, равная приблизительно 18 мкм, является подходящей.
Естественно, что расстояние от направляющей до считывающей головки также имеет значение. Предпочтительно считывающая головка располагается настолько близко к направляющим, насколько это возможно. При этом может быть нежелательным, чтобы считывающая головка касалась магнитно-проводящего материала, например во время перемещения. Желательно обеспечить расстояние от 0 до 500 мкм, такое как от 5 до 50 мкм, например за счет обеспечения верхнего слоя материала, чтобы головка могла касаться карты во время перемещения.
Для того, чтобы направляющая собирала магнитное поле, желательно, чтобы не было никаких других или лучших альтернатив для поля в непосредственной близости от генератора поля. Таким образом предпочтительно, чтобы кроме катушки (катушек), сердечника (сердечников) и направляющей никакие другие элементы с μr>100, например μr>10, не присутствовали в карте в пределах 10 мм, например в пределах 5 мм, например в пределах 3 мм, например в пределах 2 мм, например в пределах 1 мм от продольной или центральной оси катушки (катушек) или кривой.
Кроме того, может быть желательно изменять глубину направляющей (расстояние от поверхности до направляющей) вдоль ее длины для того, чтобы адаптировать напряженность поля, передаваемого считывающей магнитной головке, перемещающейся над поверхностью с фиксированным расстоянием до поверхности. Таким образом, в одном варианте осуществления, глубина направляющей может быть более высокой в ее центре, чем на ее концах.
Магнитные свойства направляющей могут быть сделаны изменяющимися при желании. Например, может быть предпочтительным обеспечить направляющую различными магнитными свойствами в различных направлениях. Например, может быть желательным иметь более высокое значение μr в направлении к поверхности или к считывающей головке, чем вдоль продольного направления направляющей. Таким образом, силовые линии поля, проходящие далеко от поверхности, будут видеть более низкое значение μr при прохождении через материал направляющей и в считывающую головку, так, чтобы могли использоваться более толстые материалы направляющей.
Материал направляющей может быть металлом. Материал направляющей может быть монолитным материалом, таким как фольга или лента. Альтернативно материал направляющей может быть сформованным из порошка или иным образом обеспеченным в материале носителя, такого как пластмасса, полимеры и т.п. Материал направляющей может образовывать часть пластикового листа, предусмотренного на карте. Это может быть получено с использованием cоэкструдирования, заливки, формования и т.п.