小型数据卡 【技术领域】
本发明总体上涉及数据卡，如包含一个磁条或其他存储信息方式的信用卡。具体的，涉及小型数据卡。
各种各样的卡在现今社会中已经无处不在，人们经常在其钱包或手提包中携带大量的卡，包括信用卡、ATM或银行卡、借记卡、“智能卡”、保险卡、驾驶执照、身份证、电话卡、通行卡、图书卡，及旅馆房卡。越来越多的业务中，消费者需要使用这些卡，例如作为支付的形式，或者作为其他支付或许可方式的必要的识别形式。快速准确的读取特定的卡对于消费者和商品或服务的商家都是有用的，也是他们所期望的。
通常，消费者将信用卡及其他类型的卡放在钱包或手提包里。这些钱包或手提包中经常配有用于依照使用者所选择的排列方式存放一张或多张卡的套和缝。由于消费者所携带的各种卡的类型和数量的不断增加，这些卡在那些套和缝中经常被塞的很紧，以至于放回一张特定的卡非常困难。在重新移动一张选定的卡方面地困难增加了对卡操作的时间，也使得所存放的卡被频繁的重新排列，不断地被打乱顺序，从而也增加了各种卡丢失的概率。
虽然消费者经常携带的卡的数量在不断增加，但是大多数消费者还是会经常的使用特定的某几类卡。如有的消费者可能使用一张信用卡来支付几乎所有的购买业务。而只在极少的情况下，如果可能，使用电话卡、图书卡或保险卡。由于消费者所携带的一部分卡必须被重复的使用，因此改进对这类卡的读取非常有意义。
一种改进这种被频繁使用的卡的读取的方法是将它们存放在除习惯性的钱包或手提包之外的一个独立的位置。可以存放在钥匙链、挂绳、挂钩或其它类似的容易从包里或口袋中取出的物品内。这样当消费者在一项交易中需要使用这张卡的时候，就可以迅速的取出这张卡交给商家。这种方法通过使支付过程快速简单，从而为消费者提供了特别的方便。而且，商家也能够使排队的消费者移动的更快，从而提供了用户的满意度。另外，将频繁使用的卡放在钥匙链等物品中，也降低了卡的丢失率，因为单独的一张卡比放在钥匙链中的一张卡更容易被放错。
但是，传统尺寸的卡太大太笨重，不能很方便的存放于一个钥匙链或类似物品中。钥匙链中的每一张卡必须又小又紧凑，这样该钥匙链中才能容得下大量的卡。而且，钥匙链等东西经常被放在衣兜里，衣兜可能会很小。再有，大一些的卡如传统的信用卡存放于钥匙链等物品中的时候，可能会被弯曲或损坏。因此，为了在钥匙链中有效的携带卡，卡的尺寸必须大大的减小。
然而，传统的卡在大小上可以被减小的程度受到一些限制：如标准磁卡读卡机，如电子收款机(“POS”)，用户通过对其刷卡来支付一次购买的条件要求等。为了确保磁卡读卡机及磁卡之间的互操作性，负责磁条参数设定的国际标准化组织(ISO)和国际电子技术委员会(IEC)提出了磁条的物理特性标准ISO/IEC 7811，其中规定了磁条在卡中的位置，磁条的外观，磁条高出卡的高度。设计一种符合ISO/IEC 7811标准或与现有POS终端兼容的小体积的卡意义重大。
磁条所特有的功能是非常重要的。在传统的卡，如信用卡中，磁条中含有编码的信息，该信息可被电子读卡机所读取，从而执行一项功能或进行一次身份认证。例如，在信用卡或借记卡中，磁条通常用特定的帐户信息如信用卡号、持卡人的姓名、卡的有效期及个人身份证号码等来进行编码。如果读取编码信息的电子设备不能很好的读取磁条，商家必须使用键盘、电话等设备来进行人工输入信息。人工输入编码信息直接或间接的增加了商家的成本，如人工输入信息所必需的额外的时间可能增加对登记操作人员的需要，同时也削弱了商家吸引其他消费者的能力。而且，商家会不断被卡的发行商指责其因为人工输入而增加的交易的费用。
因此，需要提供这样的卡：比如说信用卡，尺寸上要比当前使用的卡小，但是仍然能够被现有的读卡机所读取。通过允许被规范使用的卡可以很容易的收回，可以大大提高频繁业务包括支付业务的效率。由于这样的卡可以很容易的存放于一个钥匙链或类似的物品中，卡丢失或被错放的可能性会减小，而且这种卡与当前使用的读卡机兼容，因此也不需要重新涉及现有的读卡机。
【发明内容】
一方面，本发明提供了一种比传统的信用卡尺寸更小的数据卡，卡中含有信息存储介质，如一个磁条或一个计算机芯片，可以被现有的读卡机所读取。
另一方面，该具有一个磁条的小尺寸的数据卡中，磁体靠近卡的一边，其中含有编码的数据。该磁条比传统尺寸卡中的磁条尺寸小，编码数据密度更大。磁条与现有读卡机技术兼容。
另一方面，该小尺寸的卡具有一个孔，可以用来穿在钥匙链上。卡芯至少部分由聚酯制成。另外，本发明的数据卡的表面可以具有凸起的波纹或凹坑以增加卡的握持度。进一步，信息也可以印在卡的表面，这样可以减少或完全不必要用凸起的文字或浮雕来浮饰卡。
另一方面，本分明的小尺寸的数据卡可以具有倾斜的一边。
【附图说明】
图1A为一个传统的信用卡的前视图。
图1B为一个传统的信用卡的后视图。
图2A为本发明的小型数据卡的一个优选实施例的前视图。
图2B为图2A所示数据卡的后视图。
图3A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图3B为图3A所示数据卡的后视图。
图4A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图4B为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图4C为图4A所示数据卡的后视图。
图4D为图4A所示数据卡的另一可选后视图。
图5A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图5B为图5A所示数据卡的后视图。
图6A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图6B为图6A所示数据卡的后视图。
图7A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图7B为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图7C为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图8A为本发明的小型数据卡的另一优选实施例沿胎面(tread)的局部剖面图，该胎面处包括凸起的波纹。
图8B为本发明的小型数据卡的另一优选实施例沿胎面的局部剖面图，该胎面处包括凹坑。
图9A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图9B为图9A所示数据卡的后视图。
图9C为图9A所示数据卡的侧视图。
图10为按照ISO/IEC 7811标准的磁条数据磁道1和2的位置和宽度示意图。
图11为按照ISO/IEC 7811标准的磁条数据磁道3的位置和宽度示意图。
图12为按照ISO/IEC 7811标准的磁条位置和尺寸示意图。
图13A为本发明的小型数据卡的另一个优选实施例的前视图。
图13B为图13A所示数据卡的后视图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1A-B示出了一种传统的信用卡。图1A为传统标准大小的信用卡10的前视图，该信用卡有代表性的使用凸起的文字表示一个信用卡号11，有效期12，持卡人的姓名13。该卡还包括发行银行的名字14，及信用卡公司15，如American Express，MasterCard，或VISA。还可以包括其它信息，如主办商的标志和/或一个“白金”或类似的指示。另外，为安全起见，该信用卡还可以包括持卡人的身份证照片。卡10的背面，如图1B所示，通常包括一个持卡人签字栏，用于购买时进行身份确认。卡10的背面还包括一个磁条17，该磁条平行于卡的最长边，其中存储有如信用卡号等可以被传统的电子付款机(POS)终端所读取的信息。一个标准的信用卡大约长3 3/8英寸，高2 1/4英寸，外形比(长/高)大约为1.5，厚度大约有0.75mm。
本发明的卡包括一个信息存储介质，所谓“信息存储介质”是指一种介质，该介质可以加到卡中，用于以磁、电或电-磁的方式存储信息。所述的信息不包括或者通过粘贴和直接打印在卡上的信息。适用于本发明的代表性的信息存储介质包括但不限于磁条及计算机芯片。
图2A-B表示本发明的一个优选的实施例。其中包括一个大体上呈现矩形的卡20，一个磁条21和一个孔22。卡的尺寸大约为2 1/8英寸长，1 1/4英寸高，外形比(长/高)大约为1.7，厚度大约为0.75mm。相对于标准的信用卡，尺寸上的这种缩减具有非常重要的意义。正如本领域技术人员所了解的，上述具体的尺寸仅仅是示范性的，本发明并不局限于一些特定的尺寸。本发明所采用的卡的尺寸长度上变化的范围大概是1英寸到3英寸，高度上大概是1英寸到1 7/8英寸。因此外形比(长/高)大约是0.53(1/1.875)到3(3/1)。
磁条21位于卡20的背面，如图2B所示，垂直于卡的最长边。可选的，磁条也可以位于卡20的正面。在本发明的一个实施例中，磁条21大约0.41英寸宽。在另一个实施例中，如图3A-B所示，磁条大约0.25英寸宽。
ISO/IEC 7811提供了一些标准，如磁条在卡上的位置，磁条的外形，磁条高出卡表面的高度。一般而言，卡的设计者会试图遵守这些标准以确保与现有POS终端的兼容性。但是本发明的卡却没有遵守ISO/IEC 7811的几方面标准但却与现有的电子付款机兼容，具体内容见下面的解释。
最后，位于卡20的一角的孔22使得该卡可以很方便的挂在钥匙链等物品上。对于本领域技术人员来说，显而易见的是，孔21可以位于卡20的任意位置，只要能将卡挂于钥匙链或小物件上，不会干扰磁条就可以。
图3A-B表示的是另一个优选实施例。类似于先前的实施例，本实施例包括一个大体上呈现矩形的卡30，一个磁条31，磁条垂直于卡的最长边，及一个孔32。值得注意的是，这里的磁条31比图2B中的磁条21窄，当只需要存储较少的信息在磁条上或者当编码技术可以做到让更多的信息存储在更小的空间内的时候，可以使用较窄的磁条。
图4A-D表示另外的可选实施例。图4A示出了一个大体上呈现矩形的卡40，该卡具有一个孔42。卡的尺寸(2 1/8英寸比1 1/4英寸)示于图4A，大大小于标准尺寸的信用卡。另外，卡40包括一张身份照43，各种标准44和45，附加信息46。甚至浮雕信息，如信用卡号或有效期(未示出)。其它排列形式的标志、信息，本领域技术人员根据所作的描述及实践也是很容易得出的。如图4B中表示的卡40’，类似于卡40(图4A)但不含身份照，标志和其它信息的排列也不同。
图4C是图4A中表示的卡40的背面图，其中包括磁条41，垂直于卡的最长边。特别的，图4C中包括一个签字栏47，签字栏47是要由持卡人签字，用于在购买时进行签字确认。卡40的背面还可以包括标志48和其它任一本领域技术人员所熟知的信息。
图4D是卡40的背面图的另一可选方式，其中的磁条41’较之于图4C中的磁条41更窄。更窄的磁条用于下列情况：当只有较少的信息需要存储在磁条中，或者当编码技术能够做到用较小的空间来存储更多的信息。
图5A-B表示的是另一可选实施例。包括一个大体上呈现矩形的卡50和一个磁条51，磁条垂直于卡的最长边。与之前的实施例不同的是，当前实施例中不不含一个孔。虽然孔有利于将本发明的卡挂在钥匙链等物品上，但这个孔并不是必需的。还可以用别针或类似的东西别在钥匙链上。而且，本发明的卡也不是必须放在钥匙链等物品上，也可以以消费者所选择的任意方式存放，如直接放在消费者的口袋或包里。对于本领域技术人员显而易见的是，这里描述的任一实施例都可以修改成将孔去掉。
图6A-B表示另一可选实施例，包括一个大体上呈现矩形的卡60，一个磁条61，一个孔62，磁条61平行于卡的最长边。如上所述，磁条61最好是与现有的磁条阅读器兼容。磁条61可以是窄的，也可以是宽的，根据所需存储的数据量及数据压缩的程度而定。因为磁条平行于卡的最长边，这样就可能实现在给定的宽度内存储更多的信息，如图2B中与卡的最宽边垂直的磁条21。因此，当需要存储更大量的信息的时候，当前实施例可以很容易的实现。对于本领域普通技术人员显而易见的是，这里描述的任一实施例都可以修改成将磁条平行于卡的最长边。
传统的信用卡等大体上都是矩形的，然而，本发明的卡可以采用其它的形状。例如，可以是任意的如三角形或梯形等几何形状，甚至可以具有自然形成或人工制造的物品的形状，如松树的形状或飞机的形状。卡的形状由卡的发行商或主办商决定。卡的尺寸一般都遵循此中所推荐的尺寸标准。由于卡的形状不再是矩形，因而磁条不必再定向为上述的方式(或者平行或者垂直于卡的最长边)，磁条可以根据卡的形状定向为任意的方式。
另外，此间描述的任意实施例都可以包含一胎面，以增强卡的握持度。这样的胎面在2000年7月6日申请的申请号为09/611320的美国专利中已经进行了详细的描述，在这里全部引用作为参考。
这些胎面可以由卡表面很多凸起的凹坑形成，最好是形成在卡的表面或正面以能与用户相接触来增强握持度。图7A-C示出了三种当前发明具有胎面的可选实施例，在每张卡70的正面71大量的凹坑77排列成许多的胎面76。在图7A中，凹坑77排列成的胎面76或者是一个三角形或者是一条线的样式。当然，凹坑77也可以形成任意的其它排列，本领域技术人员参考本发明的描述，并根据不同的目的和实际应用情况，作相应的修改都是显而易见的。
图8A是本发明的一个优选实施例的卡70沿图7A中的虚线X-X方向的一个局部剖视图。其中凹坑77在卡70的正面71方向凸起。在这样的实施例中，每一凹坑的高度应该设计成不影响POS终端或其它需要卡从中间或侧面通过来刷卡的设备的正常操作。
图8B是本发明的可选实施例卡70的剖视图。在该设施例中，形成各凹坑77的边缘平缓的从卡70的正面71凸起，同时坑的中心平缓的低于卡的表面。
虽然此间描述的具体实施方式都是具有磁条的卡，如信用卡，借记卡及银行卡，但这只是示例说明，本发明并不仅限于这些类型的卡。本发明可以实施为很多不同类型的数据卡，包括智能卡(即包含存储信息的计算机芯片的卡)，储值卡，临近(proximity)芯片卡，及其它能够存储信息的卡。包含嵌入式计算机芯片的数据卡的具体细节可以参见McNeely等人的美国专利，专利号为：4443027，该文献在此全部引用加以参考。
现在将对本发明的另一优选实施例进行更详细的描述。该实施例示于图9A-C，包括一个大体上呈现矩形的卡90，一个磁条91，一个孔92。卡90的正面93如图9A所示，卡90的背面94如图9B所示，卡的大概尺寸见图9B，1 9/16英寸(高)比2 9/16英寸(长)。卡的宽度见图9C(未示出)大约是0.75mm，这样的高度和长度比传统尺寸的卡的尺寸小，传统尺寸为大约2 1/4英寸(高)比3 3/8英寸(长)。
再次重申，卡90的具体尺寸仅仅是代表性的，本发明并不限于任意的特定尺寸。但是，本发明推荐的卡的尺寸范围是从大约1英寸比1英寸到大约1 7/8英寸比3英寸。
卡90的正面包括各种信息，如卡号95，有效期96，持卡人姓名97。信息可以凸起于卡上。在一个优选实施例中，卡上没有凸起的文字，此时，信息可以采用本领域技术人员所熟知的激光打印技术印在卡上。
在卡90的正面93和背面94之间是卡芯，如图9C所示，该卡芯可以至少部分由聚酯组成。在一个实施例中，卡芯由80％的聚酯和20％的聚氯乙烯(PVC)组成。在卡芯部分使用聚酯可以增加卡的寿命。本领域技术人员很容易理解，卡芯可以采用各种百分比的聚酯和其它材料。
在如图9A-C所述的实施例中，磁条91平行于卡90的底边98，底边当然是根据图9B所示的特定的卡所定向的。对于本领域技术人员而言显而易见的是，对卡90进行旋转就可以使“底边”看成是右边、左边或者顶边。磁条91用于存储编码数据，如持卡人的姓名，信用卡或其它卡的帐号，卡的有效期，及身份证号或其它保密信息等。磁条91纵长大约2 9/16英寸。此处所定义的磁条的纵长尺寸是磁条的最大尺寸，然而如上所述，本发明并不局限于任何特定的尺寸。推荐的磁条的纵长范围大约是1英寸到3英寸。
现在讨论一下ISO/IEC对磁条的国际标准要求，然后与本发明的磁条91的特性进行比较。具有磁条的卡的设计者都会试图遵循ISO/IEC 7811所设定的标准，以确保与当前磁条阅读器及POS终端的兼容性及互操作性。
ISO/IEC 7811规定，一个磁条可以最多包含三个磁道的编码信息。正如本领域技术人员所能理解的，每一磁道本质上就是具有特定宽度和位置，并与磁条同长的一个窄条，数据被编码存储在其上。根据ISO/IEC 7811，磁道1离卡的边缘最近，包含210比特每英寸(bpi)的编码数据。磁道2与磁道1相邻，包含75bpi的编码数据。图10示出了如ISO/IEC 7811-4所规定的磁道1和2的宽度和位置，这里通过全部引用加以参考。磁道3距离卡的边缘最远，包含210bpi的编码数据。图11示出了如ISO/IEC 7811-5所规定的磁道3的宽度和位置，此处全部引用加以参考。
ISO/IEC 7811规定，不论什么情况下，对磁道进行编码必须采用双频编码技术。本领域技术人员都知道，双频编码包括采用通量转换(flux transitions)来编码数据。编码同时包括数据和时钟定时转换。在时钟定时转换之间通量转换的存在表示比特为“1”，不存在表示比特为“0”。有关双频编码的其它细节参见ISO/IEC 7811-2及7811-6，这里全部引用加以参考。
每一磁道数据包含一个“起始标记”。起始标记是第一数据比特，表示每一磁道编码数据的开始。如图12所示，ISO/IEC 7811规定，对于所有磁道，起始标记的位置离卡的右边大约0.293英寸。
图12示出了ISO/IEC 7811所规定的磁条的附加物理特性。磁条的最小长度为3.135英寸(从卡的最右边到磁条的最左边的最小距离3.250英寸减从卡的最右边到磁条的最右边的最大距离0.115英寸)。对于使用磁道1和2的卡，磁条的最小宽度为0.25英寸；对于使用所有3个磁道的卡，磁条的最小宽度为0.41英寸。
磁条91(图9B)不同于ISO/IEC 7811的规定表现在几个方面：首先，磁条91的长度大约为2 9/16英寸，大大短于ISO/IEC 7811所规定的最小长度3.135英寸。
其次，磁条91上数据编码的密度高于ISO/IEC 7811的规定。磁条91的数据编码在磁道1和2。为了确保在较小的磁条区域编码足够多的数据，磁道1的数据编码密度为260bpi，磁道2为100bpi.这样的编码密度远远高于ISO/IEC 7811对磁道1和2的编码密度的规定(210bpi和75bpi)。但本领域技术人员也很容易想到，在具体的情况下如果必要或者希望，数据也可以编码在磁道3。同时也应该注意：本发明不仅限于特定的比特编码密度，为确保在适当的位置存储适当数量的信息，也可以采用其它的比特编码密度。
另外，如图9B所示，磁条91的起始标志位于离卡90的右边0.200英寸处，这一位置与ISO/IEC 7811的规定区别很大，ISO/IEC 7811规定，起始标志必须位于离卡的右边0.293英寸处。
最好是，磁条91的磁道1和2上的数据采用标准的双频编码方式。但本领域技术人员也应该理解，本发明不仅限于特定的一种编码技术。建议卡90的每一磁道的宽度离底边98的距离遵循如上所述及如图10所示的ISO/IEC 7811的规定。
卡90本身的尺寸与ISO/IEC 7810规定的尺寸也不同，ISO/IEC7810大体上规定了身份证的物理特性，这里全部引用作为参考。值得注意的是，ISO/IEC 7810规定身份证的最小尺寸是2.215英寸比3.370英寸，而卡90的尺寸大约为1 9/16英寸比2 9/16英寸。
如果本发明的卡90与ISO/IEC 7811所设定的很多标准和规定不一致，本领域技术人员可能会认为，该卡与标准的磁条阅读器和POS终端不兼容，但通过对样卡的测试证明，本发明的数据卡与上述标准是兼容的。
为了对样卡进行测试，将完全类似于图9A和9B及前文所述的25张卡集中在一起并分别用25个不同的帐号进行编码。这25张卡然后使用5个不同的POS终端来进行测试，5个POS终端都是由VeriFone公司制造的标准结构的POS终端。25张卡的大多数在每个POS终端上进行了测试。为了确保卡的正确读取，测试进行了两次。第一次，POS终端扫过每张卡之后，终端打印一份接收显示，其中包括与编码在卡上的帐号有关的名字。第二次，终端利用从卡中获得的数据，访问交换系统以得到进行交易的授权。所有的测试卡都通过了两次测验。这项测试表明，本发明的数据卡尽管与ISO/IEC 7810和7811有一些差异，但却出人意料的与POS终端兼容。
另外，还对与图13A和13B所示的卡130类似的卡进行了测试。卡130和卡90的区别仅在于卡130的边139是倾斜的。与图13A和13B完全类似的25张卡也按照上述的测试方法进行了测试。卡130的磁条131与卡90(图9B)的磁条91是完全相同的。所有的卡都通过了接收和授权的测试。
对本发明的实施例的样卡的测试表明，尽管与ISO/IEC的标准有些差异，但本发明的卡与读卡机技术和POS终端是兼容的。
现在将对本发明的小型数据卡的使用方法进行说明。如上所述，这样的卡可以存放在钥匙链、挂绳、挂钩等物品上，或者也可以直接放在消费者的口袋或包里。当消费者持本发明的卡通过POS终端或其它读卡机时，如购买商品时，消费者可能需要出示该卡，以完成交易。因为存放很方便，消费者可以快速、容易的收回卡，或者将卡交给商家以在读卡机上刷卡，或者被允许自己来刷卡。POS终端或其它读卡机然后“读取”卡中的编码信息，如卡号、信用限制等。交易完成，消费者放回卡以待下次使用。
虽然在此对本发明的具体实施例进行了文字和图示的说明，但对于本领域技术人员而言，进行一些修改和改变是显而易见的，因此，权利要求书意在对这样的修改或改变进行解释说明。