KR20000024815A - Non-contact card reader having dual coil magnetic field generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중 코일 자기장발생기를 구비한 카드리더기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카드 리더기내에 내부 코일과 외부코일의 이중의 형태로 이루어진 자기장 발생기를 두어 자기장의 영역 및 분포를 향상시킴으로서 카드가 카드리더기에 접근 각도나 위치를 크게 구애받지 않고 정상적인 정보 교환이 가능하도록 한 이중코일 자기장발생기를 구비한 카드리더기에 관한 것이다.The present invention relates to a card reader having a double coil magnetic field generator, and more particularly, to a card reader having a magnetic field generator having a dual form of an inner coil and an outer coil in a card reader to improve the area and distribution of the magnetic field. The present invention relates to a card reader having a dual coil magnetic field generator that enables normal information exchange regardless of an approach angle or position.
일반적으로 비 접촉식에 의한 카드 리더기는 보통 출입 제한을 위한 사무실이나 보안기능을 강화하기 위한 장소 또는 버스에서 요금을 계산 하기위한 용도등으로 다양하게 사용되고 있다.In general, non-contact card readers are commonly used to calculate fares in offices for restricted access, places to enhance security, or buses.
여기서 도 1a에 도시된 바와같이 비 접촉식 카드리더기(100)는 일정한 공간내부에 실제로 사용되는 프로그램이 내장된 신호처리부(110), 무선 통신을 위한 RF모듈(120), 카드에 전력을 공급하는 동력원으로 사용되는 자기장과 이 자기장에 RF 신호를 실어 보내는 이중의 용도로 사용되는 자기장발생 코일(130) 그리고 이 자기장발생 코일(130)로 인가되는 전류를 제어함으로서 일정한 자장 발생을 유도하는 전원제어부(150)와, 이 전원제어부(150)로 자장 발생을 위한 구동전원을 외부에서 인가하는 전원공급부(140)로 이루어진다.As shown in FIG. 1A, the non-contact card reader 100 includes a signal processing unit 110 in which a program actually used in a predetermined space is embedded, an RF module 120 for wireless communication, and a power supply to a card. Magnetic field generating coil 130 used for the dual purpose of carrying the RF signal to the magnetic field used as a power source and the power control unit for inducing a constant magnetic field generation by controlling the current applied to the magnetic field generating coil 130 ( 150 and a power supply unit 140 for applying a driving power for generating a magnetic field to the power control unit 150 from the outside.
그리고 도 1b에 도시된 바와같이 스마트 카드(200)는 얇은 플라스틱 재질로 그 내부에는 안테나겸 전류발생을 위한 코일(210)과, 이 코일(210)에서 발생된 전류에 위해 신호처리 동작하는 IC칩(220)으로 이루어진다.As shown in FIG. 1B, the smart card 200 is made of a thin plastic material and has an antenna and a coil 210 for generating current, and an IC chip for signal processing for current generated from the coil 210. It consists of 220.
한편, 이와같은 구성으로 이루어진 종래의 카드리더기와 스마트 카드에 의한 리딩 동작을 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, a reading operation by a conventional card reader and a smart card having such a configuration will be described below.
먼저,카드리더기(100)에서는 전원공급부(140)으로부터 일정한 전원을 공급받게된다. 그러므로 전원제어부(150)를 통해 공급되는 일정한 전류가 자기장발생 코일(130)에 흐르게 되고 이로인해 그 자기장발생 코일(130)로부터 자기장이 형성된다. 그러므로 이와같은 과정으로 발생된 카드리더기(100)의 자기장 범위내로 비 접촉식 스마트카드(200)가 접근하면 그 카드리더기(100)내의 자기장 발생코일(130)에서 형성한 자기장에 의해 스마트 카드(200)내부에 설치된 안테나 겸 전류 발생코일(210)에는 전류가 발생하고, 이 발생된 전류는 카드내부의 IC칩(220)을 구동시켜 원하는 정보 전달을 할 수 있게 된다.First, the card reader 100 receives a constant power from the power supply unit 140. Therefore, a constant current supplied through the power control unit 150 flows to the magnetic field generating coil 130, thereby forming a magnetic field from the magnetic field generating coil 130. Therefore, when the contactless smart card 200 approaches the magnetic field range of the card reader 100 generated by the above process, the smart card 200 is formed by the magnetic field formed by the magnetic field generating coil 130 in the card reader 100. A current is generated in the antenna and current generation coil 210 installed therein, and the generated current can drive desired IC information by driving the IC chip 220 inside the card.
즉, 이와같은 카드 리딩 동작은 도 2에 도시된 바와같이 카드리더기(100)내의 자기장 발생용 코일(130)에 의해 자기장이 분포할 때 데이터를 전달받기 위해서 스마트 카드(200)를 자기장의 일정 세기 영역내로 자기장발생 코일(130)과는 수평 관계를 유지하며 접근 시킴으로서 가능하다. 여기서 정확한 정보처리를 위해 스마트 카드(200)를 자기장발생 코일(130)에 의해 발생된 자기장 영역내로 움직여 주는데 이는 카드 내부의 코일에 의해 전류 발생을 원할히 해주기 위함이다.That is, such a card reading operation is a constant strength of the magnetic field to the smart card 200 to receive data when the magnetic field is distributed by the magnetic field generating coil 130 in the card reader 100 as shown in FIG. It is possible by approaching and maintaining a horizontal relationship with the magnetic field generating coil 130 into the region. Here, the smart card 200 is moved into the magnetic field region generated by the magnetic field generating coil 130 for accurate information processing. This is to facilitate the generation of current by the coil inside the card.
그러나 이와같은 종래의 카드리더기에 스마트 카드가 접근할 때 즉, 카드가 카드리더기에서 발생되는 자력선의 밀도가 높은 곳으로 이동할 때 가장 효과적으로 전류를 발생하고 가능하면 스마트 카드의 면이 카드리더기의 내부에 설치된 자기장발생 코일에 수평이 되도록 해주어야 함으로 그 카드사용에 따른 불편함이 있었다. 즉, 비접촉식 스마트 카드가 작동을 하기 위해서는 작동에 필요한 전류가 스마트 카드내부의 안테나에 유도가 되어야 하는데 이 목적을 달성하기 위해서는 스마트 카드면이 카드리더기내의 자기장발생 코일과 수평관계를 유지하여야 한다. 그러므로 만일 스마트 카드면이 카드리더기의 자기장발생 코일면에 수평으로 접근하지 못하면 스마트 카드내부 안테나인 코일은 수평 접근시 보다 상대적으로 자장의 영향을 작게 받게되어 필요한 전류의 유도가 불 가능한 단점이 있었다.However, when a smart card approaches such a conventional card reader, i.e., when the card moves to a high density of magnetic lines generated from the card reader, the current is generated most effectively, and if possible, the face of the smart card is placed inside the card reader. Since it should be horizontal to the installed magnetic field generating coil, there was inconvenience in using the card. That is, in order for the contactless smart card to operate, the current required for the operation must be induced to the antenna inside the smart card. To achieve this purpose, the smart card surface must maintain a horizontal relationship with the magnetic field generating coil in the card reader. Therefore, if the smart card surface does not approach the magnetic field generating coil surface of the card reader horizontally, the coil of the internal antenna of the smart card is relatively less affected by the magnetic field than the horizontal approach, and thus there is a disadvantage in that it is impossible to induce the necessary current.
이에 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 카드리더기에 내부코일과 외부코일의 이중의 형태로 이루어진 자기장발생기를 구비함으로서 비접촉 스마트 카드 사용자가 그 카드를 카드리더기에 접근시킬 때 그 카드의 접근 각도나 위치에 크게 구애받지 않고 자연스럽게 카드를 카드리더기 앞에 지나가도 정상적인 정보 교환이 이루어질 수 있도록 한 이중 코일 자기장발생기를 구비한 카드리더기를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems by having a magnetic field generator in the form of a dual coil of the inner coil and the outer coil in the card reader when the contactless smart card user approaches the card to the card reader It is an object of the present invention to provide a card reader equipped with a dual coil magnetic field generator, which enables normal information exchange even when a card is naturally passed in front of the card reader regardless of the approach angle or position.
한편, 이와같은 목적을 이루기 위한 본 발명은 일정한 공간내부에 실제로 사용되는 프로그램이 내장된 정보처리부, 무선 통신을 위한 RF모듈 및 자장 발생을 위한 구동전원을 외부에서 인가하는 전원공급부가 구비된 카드리더기에 있어서, 상기 전원공급부로부터의 구동전원을 인가받아 자기장을 발생하며 그 자기장의 영역과 분포를 넓히고자 내부 코일 및 외부코일의 이중의 형태인 자기장 발생기가 구비되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention for achieving the above object is a card reader equipped with a power supply unit for applying a driving power for generating an information processing unit, RF module for wireless communication and the magnetic field is actually embedded in a certain space in the outside In the present invention, a magnetic field generator having a dual form of an inner coil and an outer coil is provided to generate a magnetic field by receiving driving power from the power supply unit and to widen the range and distribution of the magnetic field.
그리고 상기 자기장발생기의 외부코일는 RF모듈에 연결되어 있어 카드에서 발생될 신호를 수신하는 안테나의 역할을 부가적으로 하는 것을 특징으로 한다.And the external coil of the magnetic field generator is connected to the RF module, characterized in that additionally serves as an antenna for receiving a signal to be generated from the card.
도 1은 일반적인 비 접촉식 카드 리더기 및 스마트 카드의 구조를 보여주는 도면.1 illustrates the structure of a typical contactless card reader and smart card.
도 2는 종래 비 접촉식 카드 리더기의 코일에서 발생하는 자장에 의해 카드 리딩을 보여주는 도면.Figure 2 shows the card reading by the magnetic field generated by the coil of the conventional contactless card reader.
도 3은 본 발명에 따라 이중 코일이 내장된 카드 리더기의 구성을 보인 도면.3 is a view showing the configuration of a card reader with a built-in double coil in accordance with the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 이중 코일에서 발생되는 자기장의 형태를 보여주는 도면.4 is a view showing the shape of the magnetic field generated in the double coil according to the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 이중 코일을 카드가 지날 때 받는 자기장을 나타내는 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating a magnetic field in which a double coil shown in FIG. 4 receives a card.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 카드리더기 11 : 신호처리부10: card reader 11: signal processing unit
12 : RF모듈 13 : 자기장 발생기12: RF module 13: magnetic field generator
14 : 전원공급부 15 : 전원제어부14: power supply unit 15: power control unit
200 : 카드200: card
이하, 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 카드리더기의 구성은 도 3에 도시된 바와같이 비 접촉식 카드리더기(10)는 일정한 공간내부에 실제로 사용되는 프로그램이 내장된 정보처리부(11), 무선 통신을 위한 RF모듈(12), 내부 코일(A) 및 외부코일(B)의 이중의 형태로 이루어져 카드에 전력을 공급하는 동력원으로 사용되는 자기장과 이 자기장에 RF 신호를 실어 보내는 용도로 사용되는 자기장발생기(13) 그리고 이 자기장발생기(13)에 인가되는 전류를 제어함으로서 균일한 자장 발생을 유도하는 전원제어부(15)와, 이 전원제어부(15)로 제어 동작을 위한 구동전원을 인가하는 전원공급부(14)로 이루어져 있다.In the configuration of the card reader according to the present invention, as shown in FIG. 3, the non-contact card reader 10 includes an information processor 11 having a program that is actually used in a predetermined space, and an RF module 12 for wireless communication. ), The magnetic field generator (13), which is composed of a dual form of an inner coil (A) and an outer coil (B), is used as a power source for supplying power to the card, and is used to carry an RF signal to the magnetic field. It is composed of a power supply control unit 15 for inducing a uniform magnetic field by controlling the current applied to the magnetic field generator 13, and a power supply unit 14 for applying a drive power for a control operation to the power supply control unit 15. .
여기서 본 발명에 따른 카드리더기(10)에 적용되는 스카트 카드는 종래와 동일함으로 그 구성 설명을 생략한다.Here, the card is applied to the card reader 10 according to the present invention is the same as the conventional description of the configuration is omitted.
한편, 이와같은 구성으로 이루어진 카드 리더기의 구성에 따른 카드 리딩 동작을 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, look at the card reading operation according to the configuration of the card reader composed of such a configuration as follows.
먼저, 사용자가 카드(200)를 카드리더기(10)와의 수평 관계를 고려하지 않고 일정거리 이내로 접근시키면 상기 그 카드리더기(10)의 내부에는 이중 구조인 자기장 발생기(13)이 있어 이를통해 카드리더기 외부에 넓은 범위의 자기장을 형성한다. 이 자기장발생기(13)에서 출력되는 자기장은 카드(200)내부의 IC칩(220)을 구동시킨다.First, when the user approaches the card 200 within a certain distance without considering the horizontal relationship with the card reader 10, there is a magnetic field generator 13 having a dual structure inside the card reader 10 through the card reader Form a wide range of magnetic fields outside. The magnetic field output from the magnetic field generator 13 drives the IC chip 220 inside the card 200.
즉, 상기 카드리더기(10)내의 자기장발생기(13)는 도 4에 도시된 바와같이 내부코일(A)과 외부코일(B)의 이중 구조로 이루어져 있으며, 이때 발생되는 자기장은 내부코일(A) 안쪽에서 자장이 출력되어 외부코일(B)을 지나 내부코일(A) 안쪽으로 자력선이 형성된다. 그러므로 이와같은 구조를 갖는 자기장에 의해 스마트 카드(200)의 위치 및 각도는 더욱 광범위 한 형태로 접근이 가능하다.That is, the magnetic field generator 13 in the card reader 10 is composed of a dual structure of the inner coil (A) and the outer coil (B), as shown in Figure 4, the magnetic field generated at this time is the inner coil (A) The magnetic field is output from the inside to pass the outer coil (B) to form a magnetic force line inside the inner coil (A). Therefore, the position and angle of the smart card 200 can be accessed in a more extensive form by the magnetic field having such a structure.
여기서 도 5는 자기장발생기 앞을 스마트 카드(200)가 지나갈 때 그 카드가 받는 자기장을 나타내 것으로, 이중 코일에 의해 형성된 자기장을 비 접촉 스마트 카드(200)가 지나가는 경우 스마트 카드는 어떤 위치를 가더라도 카드리더기(10)에서 출력되는 수직성분의 자기장을 감지하게 된다. 따라서 상기 스마트 카드(200)의 IC칩(220)을 구동 시킬 수 있는 충분한 전류를 카드 내부의 안테나에서 유도할 수 있다.5 shows a magnetic field received by the card when the smart card 200 passes in front of the magnetic field generator. When the non-contact smart card 200 passes the magnetic field formed by the double coil, the smart card may go to any position. The magnetic field of the vertical component output from the card reader 10 is sensed. Therefore, a sufficient current to drive the IC chip 220 of the smart card 200 can be induced by the antenna inside the card.
그러므로 상기 스마트 카드(200)내 코일(210)에서 발생한 자기장에 의해 유도된 전류를 받아 작동된 IC칩(220)에서 발생된 신호는 스마트 카드(200)내의 안테나 역할을 하는 코일(210)을 통해 카드리더기(10)의 외부코일(B)에 연결된 RF모듈(12)로 입력되어 필요한 정보의 전달을 마치게 된다.Therefore, the signal generated from the IC chip 220 operated by receiving a current induced by the magnetic field generated by the coil 210 in the smart card 200 is transmitted through the coil 210 serving as an antenna in the smart card 200. Input to the RF module 12 connected to the external coil (B) of the card reader 10 to complete the transmission of the necessary information.
여기서 상기 카드리더기(10)의 RF모듈(12)을 자기장 발생기(13)의 외부코일(B)에 접속하는 것은 이 외부코일(B)을 안테나로 이용하여 상기 스마트 카드(200)에서 발생한 RF신호를 보다 넓은 영역으로 수신하기 위함이다.Here, connecting the RF module 12 of the card reader 10 to the external coil B of the magnetic field generator 13 uses the external coil B as an antenna to generate an RF signal generated by the smart card 200. This is to receive a wider area.
이상 설명에서와 같이 본 발명은 스마트 카드를 카드리더기의 중심 부위에 정확히 갖다 대거나 수평으로 유지하지 않더라도 스마트 카드가 위치에 관계없이 정상 작동이 가능하도록 카드리더기내에 외부코일와 내부코일의 이중의 형태인 자기장 발생기를 구비하여 그 자기장의 영역과 분포를 향상시킴으로서 사용자가 카드의 접근 각도나 위치에 구애받지 않고 폭 넓은 영역에서 정보 통신이 가능하여 조작에 따른 편의성이 증대하는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a magnetic field that is a dual form of an external coil and an internal coil in the card reader so that the smart card can operate normally regardless of the position even when the smart card is not exactly placed or kept horizontally in the center of the card reader. By providing a generator to improve the area and distribution of the magnetic field, the user can communicate information in a wide area irrespective of the access angle or position of the card, thereby increasing convenience in operation.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020064451A (en) * | 2001-02-01 | 2002-08-09 | 유씨에스코리아주식회사 | An amplifying method for RF signals in a contactless IC card system by through a mutual induced amplifying junction antenna and an apparatus therefor |
| US7267446B2 (en) | 2004-05-22 | 2007-09-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Projection display |
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1998
- 1998-10-02 KR KR1019980041528A patent/KR20000024815A/en not_active Application Discontinuation
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