CN101523799A

CN101523799A - 以非接触状态进行充电的身份认证装置及其方法

Info

Publication number: CN101523799A
Application number: CN200780000609A
Authority: CN
Inventors: 蒋重光
Original assignee: ID Enabler Corp
Current assignee: Ernica Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: US20100134259A1; WO2009021352A1; KR20100037651A; CN101523799B; JP2010536322A; CA2696130A1; US8072312B2; EP2187562A1

Abstract

本案系指一种以非接触状态进行充电的身份认证装置及其方法，该身份认证装置包含：一电源，用以传输及接收一电力；一控制单元，用以控制一讯号；一分流分压电路，分别与该电源及该控制单元电连接，用以控制该电力的传输；和一电磁感应元件，与该分流分压电路电连接，用以感应产生及传输一电磁感应讯号，该电磁感应讯号具一电磁感应频率，其中，当该身份认证装置与一充电装置发生非接触的电磁感应时，该充电装置对该身份认证装置进行充电。

Description

以非接触状态进行充电的身份认证装置及其方法

技术领域

本案系指一种身份认证装置及其方法，特别是指一种以非接触状态对具有内建电池的身份认证装置的充电方法。背景技术

随着诈骗行为层出不穷且手法不断翻新，越来越多的场合要求在第一组身份认证外尚须第二组身份认证，以确认使用者的正确身份。不论银行交易、网路登入或一般门禁管理，严密正确的身份认证已成为安全的第一道关卡。

目前的身份证明文件，不论是身份证或驾照，都仅能被动证明使用者的身份，虽然有先进的防伪技术, 亦仅能防止被伪造或被破坏 , 而没有主动证明使用者即时无误的功能。

有效的即时身份认证技术应做到无法被复制、修改与破解，目前常用到的方法包括提供使用者一组随机产生的动态密码确认身份，使用者持有内建无线射频元件的身份认证装置以证明其身份，或扫瞄使用者的指纹或虹膜等生物特征确认身份。

以上方法都面临一个基本问题，就是这些装置都需要以电力驱动元件，目前的设计普遍以一小型一次电池（非充电电池）提供电力，由于这些装置必须做成轻薄短小，方便使用，故电池常不易更换，且部分装置根本无法更换电池，故能提供的电力极为有限。又因这些装置成本偏高，电力耗尽就更换装置不但不符合经济要求，也增加身份证明装置被破坏的机会与风险。因此如何提供这些装置有效持久的电力，便成为一项迫切需要解决的问题。

现行为一装置充电的技术，除了将充电装置的金属电极与被充电装置的金属电极互相接触，对被充电装置进行接触状态的蓄电外，还有以非接触状态进行充电的技术。

目前，有两种以非接触状态对被充电装置进行充电的技术：电磁感应 ( electromagnetic induction ) 以及无线射频 ( radio frequency ) 。电磁感应的原理为：充电装置内的感应线圈首先产生感应磁场与电磁能，被充电装置上的感应线圈进一步接收电磁场，将电磁能转换为电能储存在被充电装置的电池内，完成充电。目前该技术已被应用于电动牙刷充电，未来也有可能对移动电话、个人数字助理（ personal digital assistant )等装置进行充电。

无线射频技术以无线频率进行资讯的传递，理论上也可以经过调变解码技术，将电力通过无线频率由一个装置传给另一个装置，使达到充电目的，此一技术因效率过低，尚未见于实际应用。

目前尚未有以非接触感应技术为身份认证装置提供电力的应用，如能做到这一步，身份认证装置将可及时无误辨识及降低防止被伪造或被破坏的机会，延长身份认证装置使用寿命，减少因失去电力而需经常更换的花费。

职是之故，申请人鉴于已知技术中所产生的缺失，乃经悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终构思出本案 "以非接触状态进行充电的身份认证系统及其方法" ，以下为本案的简要说明。

发明内容

为了达到上述的目的，本案提出一种身份认证装置，包含：一电源，用以传输及接收一电力；一控制单元，用以控制一讯号；一分流分压电路，分别与该电源及该控制单元电连接，用以控制该电力的传输；和一电磁感应元件，与该分流分压电路电连接，用以感应产生及传输一电磁感应讯号，该电磁感应讯号具一电磁感应频率，其中，当该身份认证装置与一充电装置发生非接触的电磁感应时，该充电装置对该身份认证装置进行充电。

如前述的身份认证装置，该电源为一电池。

如前述的身份认证装置，该电池为一可充电电池，其中较佳的为一锂电池。

如前述的身份认证装置，该分流分压电路更通过一保护线路与电源电连接，用以保护该身份认证装置于充电时的安全。

如前述的身份认证装置，该电磁感应元件为一电磁感应线圈与一无线射频元件其中之一。

如前述的身份认证装置，适用该电磁感应频率的频率范围包括一低频率、一高频率、一超高频率与一微波其中之一。

本案又提出一种身份认证装置，包含：一电池，用以传输及接收一电力；一控制单元，用以控制一讯号；一分流分压电路，分别与该电池及该控制单元电连接，用以控制该电力的传输；一电磁感应元件，与该分流分压电路电连接，用以感应产生及传输一电磁感应讯号，该电磁讯号具一电磁感应频率；一荧幕，与该控制单元电连接，用以显示一资讯；和一键盘，与该控制单元电连接，该键盘至少有一按钮，用以输入一指令至该身份认证装置，其中，当该身份认证装置与一充电装置发生非接触的电磁感应时，该充电装置对该身份认证装置进行充电。

如前述的身份认证装置，该分流分压电路更通过一保护线路与该电池电连接，用以保护该身份认证装置于充电时的安全。

如前述的身份认证装置，该荧幕较佳的为一平面可挠式显示器。

如前述的身份认证装置，更包含一指示灯，与该控制单元电连接，用以显示该电池的一电力，其中较佳的为一发光二极管。

本案又提出一种身份认证系统的充电方法，包含一身份认证装置及一充电装置，该身份认证装置包含一第一电源、一分流分压电路及一第一电磁感应元件，该充电装置包含一第二电源及一第二电磁感应元件，其中该第一电磁感应元件所产生的一第一频率与该第二电磁感应元件所产生的一第二频率相同，该方法包含下列步骤：（a )耦合该第一频率与该第二频率；（b ) 转换该第二电源的一电力为该第二电磁感应元件的一电磁能；（c )传输该第二电磁感应元件的该电磁能至该第一电磁感应元件；（d )转换该第一电磁感应元件的该电磁能为该电力并传输至该分流分压电路；和（ e )提供该电力至该第一电源。

如前述的充电方法，该分流分压电路所提供的该电力包含一全部电力与一部分电力其中之一。

如前述的充电方法，该分流分压电路所提供的该电力的一电压值等于或高于该第一电源的一额定电压。

如前述的充电方法，该分流分压电路所提供的该电力的一单位时间电流值等于或小于该第一电源的一电容量。

如前述的充电方法，其中至少一身份认证装置可同时放置于一电磁感应磁场范围内进行充电。

如前述的充电方法，该身份认证装置与该充电装置的一最小距离为零。如前述的充电方法，该身份认证装置与该充电装置的一最大距离为该电磁感应磁场范围的极限。附图概述

本发明通过下列附图及详细说明，得到更深入的了解：

图 1为本发明所提供的第一实施例的身份认证装置的示意图；图 2为本发明所提供的第二实施例的身份认证装置的示意图；图 3为本发明所提供的身份认证装置及充电装置的配置图；以及图 4为本发明所提供的身份认证系统的充电方法的方块图。本发明的较佳实施方式

请参阅图 1 , 为本发明所提供的第一实施例的身份认证装置的示意图。在图 1中，身份认证装置 10包含一电源 101、一控制单元 10²、一分流分压电路 103、一电磁感应元件 104和一保护线路 105。分流分压电路 103分别与电源 101 (可通过保护线路 105 ) 、控制单元 102及电磁感应元件 104电连接。当身份认证装置 10失去电力或电力不足时，使用者将身份认证装置 10接近一充电装置 20, 使两者发生非接触电磁感应，则电磁感应元件 104 所产生的一电力将通过分流分压线路 103 , 部分对电源 101进行充电（可通过保护线路 105 ) , 部分则传输至控制单元 102。该控制单元 102可判别电力来源的方式。

请继续参阅图 1 , 电源 101可选用优点为体积小及较无记忆效应的一锂电池，并可与一保护线路 105 电连接，于充电时用以保护身份认证装置 10 的安全。电磁感应元件 104为一电磁感应线圈与一无线射频元件其中之一，但相对应的充电装置 20需选用与电磁感应元件 104相同的电磁感应线圈或无线射频元件，方能产生非接触的电磁感应。而适用于非接触的电磁感应的频率范围包括低频率（30~300 kHz )、高频率（3〜30 MHz )、超高频率（300 MHz - 3 GHz )或是微波（高于 3 GHz )其中之一。

请参阅图 2, 为本发明所提供的第二实施例的身份认证装置的示意图。在图 2中，身份认证装置 30包括一电池 301、一控制单元 302、一分流分压电路 303、一电磁感应元件 304、一荧幕 305、一键盘 306和一保护线路 307，其中分流分压电路 303分别与电池 301 (可通过保护线路 307 ) 、控制单元 302及电磁感应元件 304电连接，控制单元 302分别与荧幕 305及键盘 306 电连接。当身份认证装置 30失去电力或电力不足时，使用者将身份认证装置 30接近一充电装置（未显示于图 2 ) , 使两者发生非接触电磁感应，则电磁感应元件 304所产生的一电力将通过分流分压线路 303 ,部分对电池 301 进行充电（可通过保护线路 307 ) , 部分则传输至控制单元 302。该控制单元 302可判别电力来源的方式。

请继续参阅图 2, 电池 301为一可充电电池，其中较佳的为一锂电池。选用可充电电池可以克服需经常更换电池 301 的问题，减少身份认证装置 30被破坏的机会与风险及降低装置成本。电池 301依照身份认证装置 30的外观及内部配置所需，制作为包括但不限定为薄片或一长方体等。

请继续参阅图 2, 电磁感应元件 304为一电磁感应线圈与一无线射频元件其中之一，但相对应的充电装置（未显示于图 2 )需选用与电磁感应元件 304相同的电磁感应线圈或无线射频元件，方能产生非接触的电磁感应。而适用于非接触的电磁感应的频率范围包括低频率、高频率、超高频率或是微波其中之一。荧幕 305用以显示控制单元 302产生的资讯，使用者利用显示的资讯进行身份认证与判读。通常，荧幕 305较佳的为一平面可挠式显示器，因为其具有体积小、可耐外力扭曲的优点。键盘 306与控制单元 302电连接，用以输入一指令至身份认证装置 30, 键盘 306至少有一按钮。分流分压电路 303可与一保护线路 307电连接，用以保护身份认证装置 30在进行充电时，不会造成身份认证装置 30的损坏。指示灯 308与控制单元 302电连接，用以显示电池 301的电力及充电状态，指示灯 308的灯源通常为一发光二极管，因为发光二极管具有耗电低、不含汞及寿命长的优点。使用者按下键盘 306, 由指示灯 308显示的颜色得知电池 301的电力，决定是否需将身份认证装置 30进行充电。

本发明的身份认证装置（ 10、 30 )适用于各种需要电力的身份认证装置，造型不拘，包括但不限于手持电子装置、卡片、标签、吊牌、纸册等。

请参阅图 3 , 为本发明所提供的身份认证装置及充电装置的配置图。在图 3中，身份认证装置 40包含一第一电源 401、一分流分压电路 402及一第一电磁感应元件 403 , 充电装置 50包含一第二电源 501及一第二电磁感应元件 503 , 其中该第一电磁感应元件 403所产生的一第一频率与该第二电磁感应元件 503所产生的一第二频率相同。

请继续参阅图 4, 为本发明所提供的身份认证系统的充电方法 60的方块图。参照图 3的身份认证装置 40及充电装置 50的配置图与图 4的身份认证系统的充电方法的方块图可以得知，当充电装置 50对身份认证装置 40进行充电时，包含下列步骤：（a )耦合第一频率与第二频率（步骤 601 ) ； ( b )转换该第二电源 501的一电力为该第二电磁感应元件 503的一电磁能 (步驟 602 ) ； ( c )传输该第二电磁感应元件 503 的该电磁能至该第一电磁感应元件 403 (步骤 603 )； ( d )转换该第一电磁感应元件 403的该电磁能为该电力并传输至该分流分压电路 402 (步骤 604 )；和（ e )提供该电力至该第一电源 401 (步骤 605 ) 。

其中，步骤（a ) 的第一与第二频率需相同才能进行充电动作，反之，充电动作不会进行。此外，步骤（b )与步驟（c ) 中电磁能自第二电磁感应 W 200 元件 503传输至第一电磁感应元件 501是通过非接触的电磁感应，但身份认证装置 40与充电装置 50的最小距离为零，最大距离为该电磁感应的磁场范围的极限，超过最大距离会发生感应不良或是无法进行充电。

步骤（e ) 中，该分流分压电路 402所提供的电力包含一全部电力与一部分电力其中之一。当充电装置 50对身份认证装置 40进行充电，且身份认证装置 40并无进行身份认证时，分流分压电路 402提供全部电力至第一电源 401。当充电装置 50对身份认证装置 40进行充电，且身份认证装置 40 同时进行身份认证时，分流分压电路 402提供部分电力至第一电源 401 , 另提供部分电力供身份认证装置 40使用。

步骤（e ) 中，分流分压电路 402所提供的电力，其电压值应等于或高于第一电源的额定电压，其单位时间电流值应等于或小于第一电源的额定电容量，确保充电有效且安全进行。

请继续参阅图 4, 本发明的身份认证装置的充电方法可适用于将至少一身份认证装置 40同时放置于与充电装置 50发生电磁感应而产生的一电磁感应磁场范围内进行充电。此优点在于使用者可以一次完成多个身份认证装置 40的充电动作、节省充电装置 50的购置费用、放置空间及线路配置。

如以上的发明可知，利用本发明的身份认证装置，以非接触状态对具有内建电池的身份认证装置进行充电，可以彻底解决身份认证装置的电力供应问题，使身份认证装置能长期使用，不受电力不足的限制。

本发明可以由本领域技术人员做任何修改，但不脱离如所附权利要求所要保护的范围。

Claims

权利要求书

1、一种身份认证装置，包含：

一电源，用以传输及接收一电力；

一控制单元，用以控制一讯号；

一分流分压电路，分别与该电源及该控制单元电连接，用以控制该电力的传输；和

一电磁感应元件，与该分流分压电路电连接，用以感应产生及传输一电磁感应讯号，该电磁感应讯号具一电磁感应频率，

其中，当该身份认证装置与一充电装置发生非接触的电磁感应时，该充电装置对该身份认证装置进行充电。
2、如权利要求 1所述的装置，该电源为一电池。
3、如权利要求 2所述的装置，该电池为一可充电电池，其中较佳的为一锂电池。
4、如权利要求 1所述的装置，该分流分压电路更通过一保护线路与电源电连接，用以保护该身份认证装置于充电时的安全。
5、如权利要求 1所述的装置，该电磁感应元件为一电磁感应线圏与一无线射频元件其中之一。
6、如权利要求 1所述的装置，适用该电磁感应频率的频率范围包括一低频率、一高频率、一超高频率与一微波其中之一。 7、一种身份认证装置，包含：

一电池，用以传输及接收一电力；

一控制单元，用以控制一讯号；

一分流分压电路，分别与该电池及该控制单元电连接，用以控制该电力的传输；一电磁感应元件，与该分流分压电路电连接，用以感应产生及传输一电磁感应讯号，该电磁讯号具一电磁感应频率；

一荧幕，与该控制单元电连接，用以显示一资讯；和

一键盘，与该控制单元电连接，该键盘至少有一按鈕，用以输入一指令至该身份认证装置，

其中，当该身份认证装置与一充电装置发生非接触的电磁感应时，该充电装置对该身份认证装置进行充电。
8、如权利要求 7所述的装置，该电池为一可充电电池，其中较佳的为一锂电池。 9、如权利要求 7所述的装置，该分流分压电路更通过一保护线路与该电池电连接，用以保护该身份认证装置于充电时的安全。
10、如权利要求 7所述的装置，该电磁感应元件为一电磁感应线圈与一无线射频元件其中之一。
11、如权利要求 7所述的装置，适用该电磁感应频率的频率范围包括一低频率、一高频率、一超高频率与一微波其中之一。
12、如权利要求 7所述的装置，该荧幕较佳的为一平面可挠式显示器。
13、如权利要求 7所述的装置，更包含一指示灯，与该控制单元电连接，用以显示该电池的一电力，其中较佳的为一发光二极管。
14、一种身份认证系统的充电方法，包含一身份认证装置及一充电装置，该身份认证装置包含一第一电源、一分流分压电路及一第一电磁感应元件，该充电装置包含一第二电源及一第二电磁感应元件，其中该第一电磁感应元件所产生的一第一频率与该第二电磁感应元件所产生的一第二频率相同，该方法包含下列步驟：

( a )耦合该第一频率与该第二频率；

( b )转换该第二电源的一电力为该第二电磁感应元件的一电磁能； ( c )传输该第二电磁感应元件的该电磁能至该第一电磁感应元件；

( d )转换该第一电磁感应元件的该电磁能为该电力并传输至该分流分压电路；和

( e )提供该电力至该第一电源。 15、如权利要求 14所述的方法，该分流分压电路所提供的该电力包含一全部电力与一部分电力其中之一。
16、如权利要求 14所述的方法，该分流分压电路所提供的该电力的一电压值等于或高于该第一电源的一额定电压。
17、如权利要求 14所述的方法，该分流分压电路所提供的该电力的一单位时间电流值等于或小于该第一电源的一电容量。
18、如权利要求 14所述的方法，其中至少一身份认证装置可同时放置于一电磁感应磁场范围内进行充电。
19、如权利要求 14所述的方法，该身份认证装置与该充电装置的一最小巨离为零。 20、如权利要求 14所述的方法，该身份认证装置与该充电装置的一最大距离为该电磁感应磁场范围的极限。