Chipkarten der gattungsgemäßen Art werden bereits in großen Stückzahlen als Bankkarten, Telefonkarten, z. B. zum Betrieb von Mobiltelefonen, Zugangsberechtigungskarten, Krankenkassenkarten und dergleichen eingesetzt. Der Kartenkörper solcher Chipkarten besteht aus mehreren laminierten Kunststoffolien oder einem im Spritzgußverfahren hergestellten Kartenkörper und ist nach ISO 7810 aufgebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Chipkarte für weitere Anwendungsfelder nutzbar zu machen sowie ein Chipkartensystem für derartige Chipkarten zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine erfindungsgemäße Chipkarte sowie durch ein erfindungsgemäßes Chipkartensystem mit den Merkmalen des betreffenden unabhängigen

Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, in der Chipkarte einen elektronischen Meßdatenspeicher vorzusehen, der die von einem Sensor abgegebenen Meßdaten speichert.

Bevorzugt werden ein oder mehrere Sensoren in die Chipkarte integriert. Anstelle von einem oder mehreren karteninternen Sensoren können auch die von einem oder mehreren kartenexternen Sensoren abgegebenen Meßsignale, ggf. über eine geeignete Schnittstelle zwischen Chipkarte und Sensor am Chipkartenkörper, an eine erfindungsgemäße Chipkarte übertragen und in ihrem erfindungsgemäßen Meßdatenspeicher gespeichert werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, die erfindungsgemäße Chipkarte mit einem karteneigenen Analog- Digitalwandler bzw. einer Analog-Digitalelektronik zur Umwandlung eines vom Sensor bzw. Meßsensor abgegebenen analogen Meßsignals in ein digitales Signal bzw. eine Bitfolge zu versehen. Das digitalisierte Meßsignal wird vorzugsweise von einem in der Chipkarte vorgesehenen Prozessor verarbeitet und in einem dem Prozessor zugeordneten Datenspeicher, wie einem RAM oder einem EEPROM, gespeichert.

Zum autarken Betrieb der erfindungsgemäßen Chipkarte ist diese vorzugsweise mit einer in der Chipkarte vorgesehenen Spannungsquelle, wie insbesondere einer Solarzelle und/oder einer Batterie oder einem Akkumulator, zur Spannungsversorgung der in ihr befindlichen elektronischen Bauelemente versehen.

Um die erfaßten und ggf. von dem Prozessor verarbeiteten Meßdaten auslesen zu können, ist in oder auf der erfindungsgemäßen Chipkarte eine kontaktbehaftete und/oder kontaktlose Schnittstelle zu einem Computer, wie insbesondere einem PC, zur Auswertung bzw. zur weiteren Auswertung der vom Sensor oder den Sensoren abgegebenen Meßdaten, angeordnet.

Zur Ablaufsteuerung von einer oder mehreren Messungen, die von einer erfindungsgemäßen Chipkarte vorzugsweise selbsttätig, z.

B. nach Bestätigung eines im oder auf dem Chipkartenkörper vorgesehenen Drucktasters oder dgl., ausgeführt werden, ist die erfindungsgemäße Chipkarte mit einem Programmspeicher zur Speicherung eines entsprechenden Meß-und/oder Auswertungsprogramms versehen, das den in der Chipkarte vorgesehenen Prozessor, der vorzugsweise ein eigenes Betriebssystem hat, steuert. Dieser veranlaßt dann seinerseits die Ausführung der Messung durch den oder die Sensoren und die Speicherung und/oder eine primäre Auswertung der erfaßten Meßdaten.

Das Betriebssystem des Prozessors sowie auf der Basis dieses Betriebssystems lauffähige Meß-und/oder Auswertungsprogramme werden bevorzugt in einem dem Prozessor zugeordneten karteninternen ROM und/oder RAM und/oder EEPROM abgelegt.

Weiterhin ist bevorzugt in der Chipkarte eine Digitalelektronik integriert, die einen karteneigenen Systemtakt für den Prozessor bzw. Mikroprozessor der Chipkarte erzeugt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die den karteneigenen Systemtakt bzw. ein Clock-Signal erzeugende

Digitalelektronik ferner mit einer Einrichtung versehen, die eine Synchronisierung und/oder Umschaltung zwischen dem karteneigenen Systemtakt und einem kartenexternen Systemtakt, wie dem eines Kartenlesers oder einer kartenexternen Auswertungseinheit, beispielsweise einem PC, ermöglicht.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Chipkarte weist einen Kartenkörper auf, der ein eigenes Leitungssystem, wie insbesondere ein System aus Leiterbahnen im oder auf dem Kartenkörper besitzt, das die Einzelkomponenten elektrisch untereinander verbindet und einen schnellen Datenaustausch zwischen ihnen ermöglicht. Ebenso ist es denkbar, anstelle eines Systems aus Leiterbahnen eine optische Verbindung der Einzelkomponenten zu realisieren, z. B. über eine oder mehrere Glasfasern und entsprechende Wandler, die ein von der einen Komponente zu einer anderen in der erfindungsgemäßen Chipkarte vorgesehenen Komponente zu übertragendes Digitalsignal in ein entsprechendes optisches Signal umwandeln, dieses über die Glasfaser bzw. Glasfasern oder dgl. übertragen und bei der anderen Komponente umgekehrt in ein Digitalsignal umwandeln.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, den oder die Sensoren und die für die konkrete Meßaufgabe spezifischen Bauelemente auf einem vom Chipkartenkörper zunächst separaten Schaltungsträger anzuordnen. Vorzugsweise werden dann weitere zur Durchführung der Meßaufgabe benötigte Bauelemente, die nicht spezifisch für die durch den betreffenden Schaltungsträger durchzuführende Meßaufgabe sind, im oder auf dem Chipkartenkörper angeordnet.

Solche nicht spezifischen Bauelemente können etwa eine kontaktbehaftete und/oder kontaktlose Schnittstelle der Chipkarte zu einem Kartenleser, eine Bestätigungseinrichtung,

wie z. B. ein Drucktaster, um ein oder mehrere Meßprogramme zu starten und/oder zu beenden, eine karteninterne Spannungsquelle und/oder ein im oder auf dem Kartenkörper integriertes Leitungssystem. Hierbei bilden dann ein erfindungsgemäßer Chipkartenkörper und ein erfindungsgemäßer Schaltungsträger ein modulares System, bei dem ein im Chipkartenkörper, vorzugsweise eingebetteter Schaltungsträger durch seine konkrete Funktionalität die Funktionalität der erfindungsgemäßen Chipkarte bestimmt.

Hierdurch ist es möglich gleiche Chipkartenkörper in großer Serie herzustellen und erst durch die Einbettung eines die gewünschte Meßaufgabe erfüllenden Schaltungsträgers die Funktionalität einer aus Chipkartenkörper und Schaltungsträger gebildeten Chipkarte festzulegen. Damit ist also eine flexible Anpassung der Funktionalität gegeben. Zudem können die Chipkartenkörper und die Schaltungsträger unabhängig voneinander auf ihre Funktion hin überprüft werden, z. B. bei verschiedenen Herstellern, bevor diese zu einer Chipkarte aus Chipkartenkörper und diesem zugedachten Schaltungsträger für die konkret von der Chipkarte zu erfüllende Meßaufgabe, verbunden werden.

Als karteninterne bzw. kartenexterne Sensoren sollen erfindungsgemäß insbesondere solche Sensoren zum Einsatz kommen, die der Erfassung einer chemischen und/oder physikalischen und/oder biologischen Größe und/oder eines biometrischen Merkmals dienen. Beispielhaft seien hier Sensoren zur Feuchtigkeitsmessung, Temperaturmessung, Druckmessungen, Messung des pH-Werts einer Flüssigkeit, Messung des Redoxpotentials oder die Messung von Blutwerten genannt. Bei solchen Sensoren kann es sich beispielsweise um

sogenannte mikromechanische und/oder mikroelektronische Sensoren handeln. Es versteht sich, daß die Erfindung auch von anderen verfügbaren und aufgrund ihrer Größe geeigneten Sensoren Gebrauch machen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von nicht notwendigerweise vollständig maßstäblichen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Chipkarte, die einen Chipkartenkörper und ein mit einem Sensor versehenes Chipmodul aufweist, das in einer Kavität des Chipkartenkörpers angeordnet ist ; und Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Chipkarte teilweise im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 1.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Chipkarte 1 weist einen Chipkartenkörper 2 sowie ein in einer Kavität 3 des Chipkartenkörpers 2 eingebettetes Chipmodul 4, ein Multichipmodul (MCM), auf. Der Chipkartenkörper 2 besteht aus mehreren laminierten Kunststoffolien oder einem durch (Kunststoff-) Spritzguß hergestellten Kartenkörper, der im übrigen vorzugsweise nach ISO 7810 aufgebaut ist. Ferner ist der Chipkartenkörper 2 mit einer Kavität 5 versehen, in der eine kontaktbehaftete Schnittstelle 6 der Chipkarte 1 zur Kommunikation mit einem Kartenleser (nicht dargestellt) eingebettet ist.

Bei der kontaktbehafteten Schnittstelle 6 handelt es sich bevorzugt um das für Chipkarten übliche Kontaktflächen tragende Teil entsprechend der ISO 7810.

Weiterhin ist der Chipkartenkörper 2 mit einer Kavität (nicht dargestellt) zur Aufnahme einer Batterie 7, einer Kavität (nicht dargestellt) zur Aufnahme einer Leuchtdiode 8, d. h. einer LED, einer Kavität (nicht dargestellt) zur Aufnahme eines Starttasters 15 sowie einer Kavität 9 versehen.

Auf einem sogenannten Die 10, d. h. einem Teil eines Halbleiterwafers, sind ein Prozessor 11, d. h. eine CPU, ein ROM 12, ein RAM 13 und ein EEPROM 14 integriert, der in der Kavität 9 des Chipkartenkörpers 2 eingebettet ist. Bei den im Chipkartenkörper 2 eingebetteten Bauelementen 6,7,8,10 und 15 handelt es sich bevorzugt um Module in der sogenannten Chip-on-Flex-Technik oder ganz oder teilweise um TAB-Module, die eine besonders geringe Bauhöhe aufweisen. Dem Fachmann sind diese Begriffe bekannt, so daß sie hier nicht näher erläutert werden müssen. Sofern es die Größe des Die 10 gestattet, kann dieser auch zusammen mit der Schnittstelle 6 in der Kavität 5 untergebracht sein.

Ferner kann es zweckmäßig sein, den Die 10 oder einen Teil der auf ihm integrierten Bauelemente nicht in der Kavität 9 des Chipkartenkörpers 2 anzuordnen, sondern diesen auf einem Schaltungsträger 17 vorzusehen.

Das Chipmodul bzw. Multichipmodul vier weist einen Schaltungsträger 17 auf, auf dem, bevorzugt nach Art einer (dünnen), ggf. durchkontaktierten und beidseitig mit Leiterbahnen versehenen Platine, ein Sensor 18, ein

Analogverstärker 19, ein Analog-Digitalwandler 20, und eine Takterzeugungs-und Taktumschalteinrichtung 21 aufgebracht ist. Die Takterzeugungs-und Taktumschalteinrichtung 21 dient der Erzeugung eines karteninternen Systemtakts und der Umschaltung des von ihr erzeugten karteninternen Systemtakts auf einen kartenexternen Systemtakt, der beispielsweise von einem mit der Chipkarte über die Schnittstelle 6 in Verbindung stehenden Kartenleser in üblicher Weise an die Schnittstelle einer Chipkarte angelegt wird.

Anstelle einer Batterie kann selbstverständlich auch eine Solarzelle (nicht dargestellt) und ein von ihr gespeister Akkumulator (nicht dargestellt) zur Spannungsversorgung der im Chipkartenkörper 2 integrierten und auf dem Schaltungsträger 17 vorgesehenen Bauelemente Verwendung finden. Der Übersichtlichkeit halber ist die Spannungsversorgung der Bauelemente lediglich angedeutet.

Zur elektrischen Verbindung der im Kartenkörper 2 eingebetteten, separaten Bauelemente ist ein System aus Leiterbahnen 22 im unteren Teil der Chipkarte 1 vorgesehen, das etwa parallel zur unteren Deckfläche der Chipkarte 1 angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 2 lediglich zwei Leiterbahnen 23 und 24 des Leiterbahnsystems 22 exemplarisch dargestellt.

Auf dem Schaltungsträger 17 ist der schaltungsträgerseitige Teil 27 einer Schnittstelle 25 angeordnet, so daß eine Daten- und/oder Befehlskommunikation zwischen der CPU 11 und dem auf dem Schaltungsträger 17 aufgebrachten Analog-Digitalwandler 20 sowie der Takterzeugungs-und Taktumschalteinrichtung 21 über den kartenkörperseitigen Teil 26 der Schnittstelle 25

ermöglicht ist. Der kartenkörperseitige Teil 26 wird bevorzugt durch ein entsprechend gestaltetes Leiterbahnsystem 22 gebildet, wie in Fig. 2 dargestellt.

Das Leiterbahnsystem 22 wird vorzugsweise in der in Fig. 2 dargestellten Weise im Rahmen eines Spritzgußverfahrens erzeugt ; ebenso ist es jedoch denkbar die untere Schicht der Chipkarte 1 durch eine Laminierfolie (nicht dargestellt) zu bilden, die auf ihrer Oberseite mit dem Leiterbahnsystem 22 versehen ist und auf dem oberen Teil des Chipkartenkörpers zwei aufgebracht wird. Alternativ kann das Leiterbahnsystem 22 auch eine flexible Kunststofffolie, beispielsweise aus Epoxydharz, aufweisen, auf der die Leiterbahnen 23,24 etc. aufgebracht sind. Der elektrische Kontakt der in dem Chipkartenkörper 2 eingebetteten Bauelemente mit dem Leiterbahnsystem 22 kann beispielsweise in der in Fig. 2 dargestellten Weise über Stifte 16, die Ball-Grid-Array- Technologie (vgl. insbesondere die beispielhafte Verbindung der Anschlußstellen des Die 10 mit den Leiterbahnen 23 und 24) oder über die Chip-and-Wire-Technik erfolgen (vgl. die beispielhafte Verbindung der Anschlußstellen des Sensors 18 mit den entsprechenden Kontaktstellen des Schaltungsträgers 17).

Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der mit den betreffenden Bauelementen bestückte Schaltungsträger 17 (nach einem separaten Funktionstest sowohl des Schaltungsträgers als auch des bestückten Chipkartenkörpers 2) in die Kavität 3 des Chipkartenkörpers 2 eingebracht. Dann wird eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Teilen 26 und 27 der Schnittstelle 25, beispielsweise mittels der Chip-and-Wire- Technik, hergestellt und die Kavität 3 mit einem Kunststoff

oder dgl. abgedeckt oder ausgefüllt, wobei dafür Sorge getragen wird, daß eine Öffnung 31 zwischen der Oberseite der Chipkarte 1 und der Oberfläche des Sensors 18 verbleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Chipkarte, die einen Temperatursensor 18 aufweist, näher erläutert. Der Temperatursensor 18, beispielsweise ein Infrarotsensor, mißt periodisch, welcher Temperatur eine sensible Lieferung, z. B. temperatur-und feuchtigkeitsempfindliche Rohstoffe, während des Transports ausgesetzt sind. Hierzu wird eine entsprechende Chipkarte der Rohstofflieferung beigepackt.

Es versteht sich, daß dies lediglich ein einfaches Ausführungsbeispiel ist ; insbesondere kann auch von einem oder mehreren der eingangs genannten Sensoren sowie weiterer Sensoren, soweit verfügbar, Gebrauch gemacht werden.

Insbesondere ist es im vorgenannten Anwendungsfall zweckmäßig ein Chipmodul zu verwenden, daß neben dem Temperatursensor einen Feuchtigkeitssensor aufweist. Die von beiden Sensoren oder auch mehreren Sensoren abgegebenen Meßsignale würden dann vorzugsweise zeitmultiplex, d. h. periodisch nacheinander, erfaßt und nach ihrer Umwandlung in digitale Daten in einem Datenspeicher der Chipkarte gespeichert.

Zum gewünschten Zeitpunkt wird der Starttaster 15 manuell betätigt, die Bauelemente der Chipkarte 1 werden mit Spannung aus der Batterie 7 versorgt, ggf. lediglich in vorbestimmten Zeitintervallen für eine gewisse Zeit über eine Standby- Schaltung (nicht dargestellt), um Energie einzusparen und um so periodisch durchgeführte Messungen über einen langen Zeitraum zu ermöglichen. Mit der Betätigung des Starttasters 15 wechselt die Leuchtdiode 8 ihre Farbe, beispielsweise von

rot nach grün oder umgekehrt, und die Takterzeugungs-und Taktumschalteinrichtung 21 erzeugt einen karteninternen Systemtakt. Daraufhin tritt ein im ROM bzw. EEPROM des Prozessors 11 gespeichertes Betriebssystem des Prozessors 11 sowie eine Meß-und/oder Auswertungssoftware in Funktion. Der Sensor 18 gibt ein der Temperatur entsprechendes analoges Meßsignal ab, das dem Eingang des Analogverstärkers 19 über ein oder mehrere Leitungen 28 zugeführt wird. Dieser verstärkt das vom Sensor 18 abgegebene Meßsignal und nimmt ggf. eine Signal-/Rauschoptimierung vor. Das vom Ausgang des Analogverstärkers 19 abgegebene verstärkte Meßsignal wird über ein oder mehrere Leitungen 29 dem Analog-Digitalwandler 20 zugeführt, der das verstärkte, analoge Meßsignal in ein entsprechendes Digitalsignal bzw. eine der Temperatur entsprechende Bitfolge umwandelt. Das vom Analog- Digitalwandler 20 abgegebene digitale Meßsignal wird von dem Prozessor 11 über das Leiterbahnsystem 22, die Schnittstelle 25 und ein oder mehrere Leitungen 30 abgefragt und im EEPROM 14 und/oder RAM 13 gespeichert, wobei der oder die betreffenden Speicher dann teilweise als Meßdatenspeicher fungieren. Diese Abfrage und Speicherung erfolgt kontinuierlich in periodischen, voreingestellten Zeitintervallen, die beispielsweise durch die Meßsoftware vorgegeben sein kann. Zum Zeitpunkt der Speicherung bzw.

Abfrage wird zusammen mit der Speicherung der Meßdaten eine Information über den zugeordneten Zeitpunkt der Messung im Meßdatenspeicher abgelegt.

Nach der Durchführung der vorgesehenen Meßaufgabe ist der Temperatur- (und bei Verwendung eines weiteren geeigneten Sensors) auch der Feuchtigkeitsverlauf über den gesamten Versandzeitraum aufgezeichnet worden. Insbesondere im Falle

eines Transportschadens werden die in der Chipkarte gespeicherten Meßdaten von einem PC über die Schnittstelle 6 ausgelesen. Mit den zur Verfügung stehenden Meßdaten und dem Zeitpunkt ihrer Messung kann festgestellt werden, an welcher Stelle der Versandkette (Hersteller, Lager, Lieferant 1, Zwischenlager, Lieferant 2 usw.) unzulässige Temperatur- und/oder Feuchtigkeitswerte aufgetreten sind.

Anhand der Meßdaten können Reklamationen einfach begründet werden ; eine aufwendige Fehlersuche entfällt. Ebenso kann vorgesehen sein, daß die in der der Lieferung beigepackten Chipkarte 1 gespeicherten Meßdaten, ggf. nach einer Authentisierungsprüfung, beispielsweise über die Eingabe einer korrekten und von dem Prozessor 11 auf ihre Richtigkeit hin überprüften Zahlenfolge, wieder gelöscht werden können. Diese Eingabe kann beispielsweise über einen PC erfolgen, der einen Kartenleser aufweist, der mit mit der Schnittstelle 6 der Chipkarte 1 in Verbindung steht. Ebenso kann die Chipkarte 1 auf diese Weise in ihren ursprünglichen Ruhezustand versetzt werden, bis sie erst nach einer erneuten Betätigung des Starttasters 15 für eine weitere Meßaufgabe zur Verfügung steht.

Alternativ kann die oben beschriebene Chipkarte auch als eine kontaktlos betreibbare Chipkarte, insbesondere als sogenanntes Smart Label mit einem Transponder, ausgebildet sein. Der Transponder ist vorzugsweise passiv ausgebildet und weist eine Empfangs-/Sendeeinheit auf. Vorteilhaft ist die Transponder- Schalteinheit in den Chip integriert. Alternativ kann er auch gesondert auf der Karte (Smart Label) angeordnet sein.

Vorteilhaft kann das Smart Label bestehend aus dem Transponder und den erfindungswesentlichen Merkmalen relativ flach und insbesondere als selbstklebendes Etikett ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste : 1 Chipkarte 2 Chipkartenkörper 3 Kavität 4 Chipmodul 5 Kavität 6 Schnittstelle 7 Batterie 8 Leuchtdiode 9 Kavität 10 Die 11 Prozessor 12 ROM 13 RAM 14 EEPROM 15 Starttaster 17 Schaltungsträger 18 Sensor 19 Verstärker 20 Analog-Digitalwandler 21 Takterzeugungs-und Taktumschalteinrichtung 22 Leiterbahnsystem 23 Leiterbahn 24 Leiterbahn 25 Schnittstelle 26 kartenseitiges Teil der Schnittstelle 25 27 schaltungsträgerseitiges Teil der Schnittstelle 25 28 Leitungen 29 Leitungen 30 Leitungen 31 Öffnung