多应用智能卡的制作方法

专利名称：多应用智能卡的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及智能卡领域，并且特别涉及多应用智能卡。
背景技术：
术语智能卡用于描述能将信息和特定应用相关联的任何卡，如磁条卡、光学卡、存储器卡和微处理器卡。图1示出了一种典型的微处理器型智能卡，该卡包括微处理器和存储器。虽然不比信用卡大，但智能卡包含能够处理和存储数千位电子数据的小的微芯片。与仅能存储信息的无源器件(如存储卡或磁条卡)不同，智能卡是有源的并且能响应于给定条件而处理数据。这种能够在其自身的非易失性的、物理保护的存储器中记录和修改信息的能力，使智能卡成为强大和实用的工具。
智能卡具有拥有多种应用的技术能力。因此一张单独的智能卡能够执行多种功能，如信用卡、电话卡、储值卡、保健卡或忠诚卡(loyalty card)。这样，用户只须携带一张卡以用于多种功能。然而，智能卡，特别是多应用智能卡的问题在于，印刷在卡上的标志是永久印刷的，并且须由卡的应用背后的公司共享。由于公司不情愿同意用于多应用智能卡的特定外观或标志，因此用户只能携带很多智能卡，一个对应一种具体应用。即使公司同意一种特定外观，也存在这样一个问题，即当添加或移除应用时不能修改外观。

发明内容
此处描述了具有动态显示部分的智能卡的实施例。在一个实施例中，动态显示部分可以由电子墨水(electronic ink)构成，其中动态显示部分响应于智能卡的应用从第一显示画面(display)变换到第二显示画面。
此处还描述了很多其它实施例，并且这些实施例通常涉及多应用智能卡，该智能卡当被使用时能够联系具体应用改变它们的外观。


本发明的实施例以举例方式而非限制的方式在附图中示出，其中图1示出了现有技术的智能卡；图2A示出了本发明的一个实施例的智能卡的第一侧面；图2B示出了图2A所示的智能卡的第二侧面；图3示出了设置(dispose)在智能卡上的动态显示部分的一个实施例；图4示出了设置在智能卡上的动态显示部分的另一个实施例；图5示出了设置在智能卡上的动态显示部分的再一个实施例；图6示出了多应用智能卡结构的一个实施例的逻辑图；图7示出了多应用智能卡结构的另一个实施例的逻辑图；图8示出了多应用智能卡结构的再一个实施例的逻辑图；图9示出了多应用智能卡结构的另一个实施例的逻辑图；图10示出了多应用智能卡结构的另一个实施例的逻辑图；图11示出了一种用于更新多应用智能卡上设置的动态显示部分的方法的方框图；图12示出了另一种用于更新多应用智能卡上设置的动态显示部分的方法的方框图。
具体实施例方式
在下面的描述中，为了提供对本发明实施例的全面理解，提出了很多具体的细节，如具体材料或部件的例子。然而，显然，对于本领域的技术人员来说，在本发明的实际实施例中，并非必须采用这些具体的细节。另一方面，为了避免不必要地模糊本发明地实施例，没有详细描述公知的部件或方法。
在说明书中提及的任何“一个实施例”或“实施例”都意味着与该实施例相关的具体特征、结构或特性包含在要求保护的主题的至少一个实施例中。在说明书不同地方出现的短语“在一个实施例中”并不一定都指相同的实施例。
下面描述多应用智能卡的方法和设备的多个实施例。在一个实施例中，智能卡的可视表面包括动态显示部分，该动态显示部分从第一显示画面变换到第二显示画面，特别是变换到与智能卡的具体应用相关的显示画面。在一个实施例中，动态显示部分可以包括电子墨水(E-ink)技术。这种低功耗技术允许我们根据正在使用的应用变换卡表面的显示画面。例如，当被插入到支付终端时，卡的表面将显示存储在卡里的支付应用的银行的标志。该卡还可以例如使用也提供能源的无线射频识别(RFID)技术接收外部信号，该信号向卡提供场境的信息，例如用户正在走向的商店。随后该卡将变成该商店的忠诚卡。附加的应用及其标志能够被动态地上载到卡上，并且也能够以相同的方式被移除或修改。
图2A-2B示出了本发明的智能卡200的一个实施例。图2A示出了智能卡200的第一侧面或前侧面，该侧面包括第一表面202，其上设置有集成电路(IC)204和动态显示部分206。IC 204可以包括微处理器和存储器。IC 204的微处理器部分执行存储在存储器内的程序指令，并且如下面将更详细描述的，控制在智能卡200的表面显示的具体显示画面。可以是IC 204一部分的各种类型的存储器包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，以及例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的应用存储器。在可选择的实施例中，IC 204可以是任何类型的基于半导体的器件，包括但不限于计算机芯片、载体衬底(carrier substrate)、印刷电路板、或其它设置在印刷电路板上的计算机部件。可以在IC 204的表面设置一个或多个接触焊盘(contactpad)，每一个接触焊盘专门用于具体的条件，如电源电压、时钟信号和地。当将智能卡200插入到智能卡接收装置或读取器(未示出)，例如销售点终端内时，金属焊盘与读取器的相应引脚接触，从而允许智能卡200与读取器通信。
动态显示部分206也被设置于智能卡200靠近IC 204的第一表面202上。在一个实施例中，为了改变动态显示部分206的可视显示画面，并且有效地改变智能卡200的整个外观，动态显示部分206包含彩色或图像变换墨水。在本发明的一个具体实施例中，可以将电子墨水(e-ink)嵌入(embed)或印刷到动态显示部分206。E-ink由很多微胶囊(mircocapsule)或空穴构成，这些微胶囊或空穴包含墨水或类似物质、以及带有漂浮在微胶囊内部的负电荷的有颜色的碎片(chip)或球体。向微胶囊施加负电荷或正电荷以形成期望的文本或图像。特别地，当向微胶囊施加电荷时，具体的碎片或者上升到微胶囊的顶部以显示一种颜色，或者下降到底部以隐藏另一种颜色。显示的和隐藏的颜色的图形被用于形成文字或图像。电子墨水的优点在于不需要使用用于显示的固定电源；仅在需要变换显示画面时需要电能(power)。在现有技术中E-ink是公知的，因此，此处不再对其进行详细描述。在可选择的实施例中，也可以将其它类型的动态墨水，例如热彩色(thermochromatic)墨水印刷在动态显示部分206上。
图2A示出了占据第一表面202的重要(substantial)部分(例如，大约25％-75％)的动态显示部分206。可以理解，取决于期望的显示画面(例如文本、图像或标志)，动态显示部分206可以占据任何数量的第一表面202的表面面积。例如，动态显示部分可以相当于第一表面202上除IC 204之外的整个表面。
在一个实施例中，智能卡200的动态显示部分206为用户提供一种多应用智能卡，该多应用智能卡允许多个卖主的每一个将卡的整个表面用于他们的标志，从而像常规的智能卡一样提供相同的“商业曝光”。此外，动态显示部分206允许根据存储在卡内的应用添加、修改或移除标志或图像。利用智能卡200的多应用特性，一个物理外观与存储在智能卡200内的一个应用相关联，并且具体的物理外观可以根据使用的智能卡200的场境自动变换。
在一个实施例中，外观的变换可以仅限于智能卡200的第一表面202。例如，如果将智能卡200用作银行信用卡，则动态显示部分206可以显示发行该信用卡的银行的标志。利用此处描述的e-ink显示，显示画面被链接到卡上。因此，外部人员不可能干预预定的标志或图像。从而可以利用动态显示部分206显示当前智能卡200保存的值，类似于具有在其上打印的值的纸币。
在一个实施例中，为了在具体类型的使用中识别智能卡，智能卡200还可以包括识别标签或装置。例如，可以为智能卡200嵌入无线射频识别(RFID)标签或发射器，以便在智能卡200的预定应用中与智能卡读取器(未示出)进行相关信息的通信。图2B描述了智能卡200的第二侧面203(即，背面)，在第二侧面203上设置有RFID标签208。RFID标签208可以包括与天线210耦合的小IC微芯片(可以将微芯片和天线一起称为RFID发送应答器或RFID标签)。天线210使微芯片能够向读取器发射识别信息或其他数据。读取器将从RFID标签反射回来的无线电波转换成数字信息，该数字信息然后能够被继续传送到允许该智能卡200使用的应用系统(例如，银行ATM机)。可以理解，RFID标签208并非必须被设置于智能卡200的第二侧面203上。在可选择的实施例中，RFID标签208可以被设置在智能卡200上的任何地方，包括第一侧面202。
RFID系统可以包括由微芯片或微处理器、天线构成的标签以及具有天线的询问器或读取器。读取器发射电磁波。调谐RFID标签天线以接收这些电磁波。无源RFID标签从读取器产生的场中提取电能并且利用该电能为微芯片的电路供电。该芯片随后调制标签发送回读取器的波，而读取器将该新的波转换成数字数据。这样，在一个实施例中，RFID标签(如RFID标签208)的读取器不需要与智能卡物理接触来与RFID标签通信。RFID标签在现有技术中是公知的；因此，这里不再提供详细描述。同样地，可以在插入到智能卡读取器内时向智能卡200供电。读取器提供电能，并且，有可能在智能卡上执行一些“管理”操作，例如改变应用的标志、或修改/添加/移除某种应用。当被供电时，智能卡需要理解其所处的场境，并且因此而变换显示画面。如果将智能卡200插入到读取器内，读取器激活智能卡200的一种具体应用(例如，如果读取器是公共电话，则是预付费电话功能)，从而读取器给出明确的场境。
在可选择的实施例中，可以推断或“猜测”智能卡200正在应用的场境。例如，当目的用户通过反偷窃门走进一家商店时，RFID标签208接收器产生的磁场除了为智能卡200供电以外，还可以将该商店的名称发送信号到智能卡200。例如，如果智能卡200存储了该商店的“忠诚卡”的应用，则当目标用户走进该商店时，卡上显示的标志(也就是，动态显示206)也可以被改变。
图3-5示出了多应用情况下智能卡200的一个实施例。示范性地，图3-5示出了在两种应用的场境下的智能卡200，一种是在零售店而另一种是在电话亭。在默认或非使用状态下，智能卡200的动态显示部分206可以具有通用显示画面或不与某种具体应用相关的类型的显示画面，如图3所示。当智能卡200的用户通过走过包含有用于RFID标签208的磁线圈的门(其在大多数商店里都存在，以用于反偷窃目的)而进入一个零售店时，电能、以及识别商店的消息或商店的名称被发送到智能卡200。这使得在智能卡200的动态显示部分206上的显示的标志发生了变化，例如变成该店的忠诚卡的标志。在一个实施例中，忠诚程序的应用可以存储在智能卡200内。上述标志显示画面的变化用通用符号“标志1”212表示，如图4所示。如前面所述，动态显示部分206可以利用变换成与该商店相关的标志或图像的e-ink印刷。当用户离开商店时，与该商店相关的标志消失，并且可以恢复到图3所示的外观。用户接下来可以使用智能卡200以便将卡插入到位于电话亭内的预付费电话。当将智能卡200插入到预付费电话的读取器时，动态显示部分206再次变换成预付费电话服务供应商的标志，或采用该电话通信公司的电话卡外观。上述标志外观的变换用图5所示的“标志2”214表示。
图6示出了多应用智能卡(如，智能卡200)的内部结构300的一个实施例的逻辑图。应当注意虽然图6示出了智能卡系统的各个部件，但其目的不在于表示任何具体的结构或各部件间的任何互连方式，同样地，这些细节不是与本发明密切相关的。智能卡200通过接收命令和发出对这些命令的应答来与外部接口302(如，智能卡读取器)通信。在一个实施例中，命令可以分成两组。一种类型的命令是传输协议数据单元(TPDU)，它们是传输层命令，用于建立和管理读取器和智能卡之间的连接。第二种类型的命令是应用协议数据单元(APDU)，它们是在已经建立了连接后在应用层交换的命令和应答。智能卡还通过防火墙304与外部接口302通信，防火墙304是在智能卡内运行的、保证与外部接口302交换的数据遵循某种协议规范(如，出于安全目的)的软件。
对于多应用智能卡，链中的下一个方框是操作系统(OS)306，其负责正确执行智能卡内的不同应用(如，应用1(308)和应用2(310))。具体来说，OS 306负责隔离不同的应用，也就是，确保存储在智能卡内的应用不会引起串扰，或相互读取、写入、修改、或删除数据。任何数目的应用都可以是结构300的一部分，通过应用n(312)标明。
每一个存储在卡内的应用都具有到其自己的数据库的入口。例如，应用1(308)连接到数据1(314)、应用2(310)连接到数据2(316)、并且一直到应用n(312)连接到数据n(318)。在一个实施例中，每个数据库的一部分可以是只读的(如使用ROM存储器实现)，而每个数据库的其它部分除了可读外还可以是可写的。
在一个实施例中，一次仅可以有一种应用(如应用2(310))是使用中的。应用2(310)是使用中的，这由其通过OS 306和防火墙304到外部接口302的连接示出。因此，当OS 306初始化一个新的应用(如，应用1(308))时，首先关断应用2(310)。
图7示出了多应用智能卡(如智能卡200)的内部结构400的另一实施例的逻辑图，相对于上面参照图6描述的结构300，结构400包括另外的部件。除了防火墙404、OS 406、以及各种应用/数据库外，结构400还包括“显示选择器”应用422和E-ink显示控制器420，一种设置在智能卡上用于更新动态显示部分(如动态显示部分206)的硬件装置。显示数据424是与显示选择器应用422相关联的数据库。显示选择器应用422通过将描述在动态显示部分显示哪幅图像(如文本或标志)的数据提供给E-ink显示控制器420而与其通信。
图8描述了在智能卡的具体使用期间显示选择器应用的活动的一个实施例。为了解释结构400的活动，描述当被用作电话卡插入到公用电话时智能卡的使用。当公共电话的读取器检测到智能卡时，OS 406首先激活显示选择器应用422。OS 406向显示选择器应用422发送指示“接下来激活应用2(410)”的命令。显示选择器应用422随后从显示数据数据库424中检索用于更新动态显示部分所必需的信息。该信息可以是例如图像的简单位图。该图像可以表示发行电话卡的电话公司的公司标志。显示选择器应用422以正确的格式向E-ink显示控制器420发送上述信息。
当E-ink显示控制器420确定动态显示部分已经更新为正确的显示画面时，显示选择器应用422向OS 406发送应答，以确认显示画面已经被适当地更新，OS 406随后激活例如由应用2(410)指定的“电话卡”应用。当用户完成将智能卡作为电话卡的使用时(如将智能卡从读取器中移走)，应用2(410)结束，并且OS 406再次激活显示选择器应用422。OS 406向显示选择器应用422发送具有“应用2结束”意思的命令。随后，显示选择器应用422更新动态显示部分。例如，现在所显示的图像可以是表示由存储在卡内的所有可能应用的标志拼接成的图像，或者该图像可以显示“多应用智能卡”、广告、或空白图像。
图9描述了也包括RFID标签526的智能卡结构500的另一个实施例，其允许智能卡接收来自于智能卡读取器的信息，而不必将智能卡物理性地插入到读取器内。上述情况也可以被称为“脱机(offline)”接口。如前所述，RFID标签从外部的源接收数据和为智能卡供电的能量源，但是不需要与外部的源物理接触或连接。在一个实施例中，输送到RFID标签526的能量仅用于改变动态显示部分。取决于来自智能卡读取器的电能的量，脱机显示选择器528可以直接链接到e-ink显示选择器520以确定将在智能卡的动态显示部分上显示的适当的显示画面。因为脱机显示选择器528不与显示选择器应用522连接，因此仅需要较少的电能来确定和变换显示画面。在一个实施例中，脱机显示选择器525是硬件部件，其不需要OS 506以用于操作，并且使用由RFID标签526接收到的能量向脱机显示选择器525供电。
在一种用于利用脱机显示选择器528更新动态显示部分的方法中，将要被显示的图像被作为例如位像或由脱机显示选择器528解压缩的压缩图像从外部发送到RFID标签526。在可选择的方法中，RFID标签526仅接收描述环境(如，智能卡将在其中被使用的银行或零售环境的名称)的标识符串，脱机显示选择器528利用该标识符串在显示数据524内查找相应的图像(如果存在)。在一个实施例中，确定和更新显示画面的方法可以与上面参照图7描述的方法相似。
图10示出了智能卡结构600的另一个实施例，在该结构中设置在智能卡内的应用之间可以互相通信(也就是，命令和应答可以在不同应用间直接通信)。在一个实施例中，通信可以存在于某具体应用(例如应用2(610))和显示选择器应用618之间。这种交互作用允许应用2(610)实时更新动态显示部分。例如，储值应用可以利用电子墨水显示来显示余额。有很多种方法可以用于应用2(610)和显示选择器应用618之间的通信。在一种方法中，应用2(610)向显示选择器应用618发送完整的图片，然后显示选择器应用618与从显示数据620得到的图像相似地更新动态显示部分。在一种可选择的方法中，应用2(610)可以发送文本，该文本被一行一行地显示以产生完整的图像。
图11描述了用于更新多应用智能卡上设置的动态显示部分的方法的方框图。多应用智能卡(例如前面描述的智能卡200)包括可以嵌入了电子墨水的动态显示部分。在一个实施例种，该智能卡可以被加载多种应用，从而该智能卡可以被用作，例如，电话卡、银行卡、保健卡等等。此外，还可以将与每种应用相关的图像、标志、或显示画面存储在智能卡的数据库内。当将其用于某具体应用时(如作为预付费电话卡)，首先通过与智能卡读取器的接口为该智能卡供电，方框710。该接口激活显示选择器(如显示选择器422)，使其将存储在智能卡中的适当的应用数据和数据库与例如存储在智能卡中用于与付费电话一起使用的电话卡信用的应用相链接或相关联，方框715。
接下来，将与该应用相关的显示数据从显示数据库(如显示数据424)发送到显示选择器，方框720。在一个实施例中，也可以在智能卡上设置电子墨水控制器(如电子墨水控制器420)以控制显示选择器与动态显示部分(如206)之间的交互作用。当检索到的适当的显示数据后，利用与应用相关的图像变换或更新动态显示部分，方框725。在一个实施例中，通过向电子墨水施加电荷来产生合适的图像，从而更新动态显示部分。在应用完成后(如智能卡被从付费电话读取器中移走)，动态显示部分可以再次更新以便不显示图像或显示与任何具体应用无关的通用图像。
图12描述了用于更新设置在多应用智能卡上的动态显示部分的方法的方框图。在该实施例中，智能卡也可以包括设置于其上的无线射频识别标签(如RFID 208)。首先通过向RFID标签供电初始化该智能卡的使用，方框810。例如，RFID标签可以转换来自于智能卡读取器的电磁波以便向智能卡供电。在一个实施例中，RFID标签智能卡之间的接口不需要与智能卡读取器的物理接触。通过RFID标签，智能卡可以识别智能卡将要使用的应用环境，方框815。例如，智能卡可以从智能卡读取器接收应用数据。
接下来，将与该应用相关的显示数据从显示数据库发送到显示选择器。在一个实施例中，也可以在智能卡上设置电子墨水控制器(如电子墨水控制器520)，以便控制显示选择器和动态显示部分之间的交互作用。或者，显示选择器可以是从智能卡提取较少电能的脱机部件。智能卡接下来可以选择与应用环境相关的显示数据，方框820。当检索到的适当的显示数据后，使用与应用环境相关的图像变换或更新动态显示部分，方框825。在可选择的实施例中，显示选择器可以直接从存储在智能卡内的应用数据库而不是显示数据库检索显示数据。
在前面的说明书中，参考其具体实施例描述了本发明。然而，很显然地，在不脱离所附权利要求所定义的本发明的更宽的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种修改和变化。因此，说明书和附图应被认为是示意性的而不是限定性的。
权利要求
1.一种智能卡，包括设置于智能卡表面上的微处理器；和设置于微处理器附近的动态显示部分，所述动态显示部分由电子墨水构成，其中，动态显示部分响应于智能卡的应用从第一显示画面变换到第二显示画面。
2.根据权利要求1所述的智能卡，还包括设置于智能卡表面上的无线射频识别标签。
3.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述动态显示部分占据智能卡表面的重要部分。
4.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述第二显示画面包括与智能卡的应用相关的标志。
5.根据权利要求1所述的智能卡，还包括多个与唯一的嵌入在智能卡内的应用相对应的应用数据库，其中每个应用都具有相应的在动态显示部分上显示的显示数据。
6.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述电子墨水被充电以便从第一显示画面变换到第二显示画面。
7.根据权利要求2所述的智能卡，其中，所述识别标签接收显示数据以使动态显示部分从第一显示画面变换到第二显示画面。
8.一种方法，包括提供一种智能卡，该智能卡具有由电子墨水构成的显示第一图像的动态显示部分；以及处理设置于动态显示部分上的电子墨水，以便基于智能卡的应用从第一图像变换到第二图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其中处理的步骤还包括从设置于智能卡上的显示数据库内检索与所述应用相关的显示数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中处理的步骤还包括向动态显示部分发送与第二图像相对应的显示数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其中处理的步骤还包括向电子墨水充电以便在动态显示部分上产生第二图像。
12.根据权利要求11所述的方法，其中提供的步骤还包括在智能卡上存储多种应用。
13.根据权利要求8所述的方法，其中处理的步骤还包括通过无线射频识别标签为智能卡提取电能。
14.根据权利要求12所述的方法，其中处理的步骤还包括接收与所述应用相关的应用数据以便在动态显示部分上产生第二图像。
15.一种方法，包括为智能卡供电以便用于某种应用，所述智能卡具有动态显示区域；激活智能卡的显示选择器；从显示数据库为显示选择器检索与所述应用相关的显示数据；以及根据显示数据将动态显示区域变换为第一显示画面。
16.根据权利要求15所述的方法，其中供电的步骤还包括将智能卡和智能卡读取器相连接。
17.根据权利要求15所述的方法，其中供电的步骤还包括通过无线射频识别标签从应用环境提取能量。
18.根据权利要求15所述的方法，其中检索的步骤还包括向电子墨水显示控制器提供与所述应用相关的第一显示画面的显示数据。
19.根据权利要求18所述的方法，其中变换的步骤还包括向电子墨水充电以便在动态显示部分上产生第一显示画面。
20.根据权利要求15所述的方法，其中检索的步骤还包括从设置在智能卡上的应用数据库获得与所述应用相关的显示数据。
21.一种方法，包括为设置于多应用智能卡上的无线射频识别标签供电；识别多应用智能卡的第一应用环境；选择与第一应用环境相关的显示数据；以及利用与第一应用环境相关的显示数据更新设置于多应用智能卡上的动态显示部分。
22.根据权利要求21所述的方法，其中供电的步骤还包括通过无线射频识别标签从第一应用环境提取能量。
23.根据权利要求22所述的方法，其中识别的步骤还包括链接设置于智能卡内的应用数据库和第一应用环境。
24.根据权利要求21所述的方法，其中选择的步骤还包括从设置于智能卡内的显示数据库检索显示数据。
25.根据权利要求24所述的方法，其中选择的步骤还包括将显示数据发送到显示控制器。
26.根据权利要求25所述的方法，其中更新的步骤还包括指示动态显示部分根据显示数据产生显示画面。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所述动态显示部分包括电子墨水，并且更新的步骤还包括向电子墨水充电以便在动态显示部分上产生显示画面。
28.根据权利要求21所述的方法，其中选择的步骤还包括通过无线射频识别标签接收显示数据。
全文摘要
本发明公开了具有动态显示部分的智能卡的设备和方法的多个实施例。在一个实施例中，智能卡包括由电子墨水构成的动态显示部分，其中所述动态显示部分响应于智能卡的应用从第一显示画面变换到第二显示画面。
文档编号G06K19/077GK1770179SQ200510124978
公开日2006年5月10日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者朱利恩·Jp·韦西尔 申请人:Sap股份公司