KR20040091952A - Non-contact type card reader having means for power saving - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 절전수단이 구비된 비접촉식 카드 판독장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비접촉식 카드의 접근시 선택적으로 판독동작을 수행함으로서 전력소모를 줄이게 되는 비접촉식 카드 판독장치에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless card reader equipped with a power saving means, and more particularly, to a contactless card reader that reduces power consumption by selectively performing a reading operation when a contactless card is accessed.
일반적으로 스마트카드와 같은 비접촉식 카드를 판독하는 장치는 특정 주파수의 RF신호를 지속적으로 외부로 송출하고, 일정 거리 내에 카드가 근접되어 카드에 장착된 IC칩으로부터 응답 RF신호가 수신될 때 이를 감지하여 데이터 판독처리를 수행하게 된다.In general, a device for reading a contactless card such as a smart card continuously transmits an RF signal of a specific frequency to the outside, and detects when a response RF signal is received from an IC chip mounted on the card by approaching the card within a predetermined distance. Data read processing is performed.
그러나, 이러한 종래의 카드 판독장치는 주변에 카드가 없을 경우에도 RF신호를 발생시키는 문제가 있으며, 판독용 반도체칩을 비롯한 각종 소자에 전원이 항시 공급된 상태를 유지하므로 심각한 전력 낭비의 취약점을 안고 있다.However, such a conventional card reader has a problem of generating an RF signal even when there is no card in the vicinity, and has a vulnerability of serious power waste because power is always supplied to various devices including a semiconductor chip for reading. have.
상기와 같은 카드 판독장치의 전력소모 문제를 해결하기 위해 시도된 방안으로는 카드 판독장치를 주기적으로 온/오프(on/off) 시킨 상태에서 카드의 근접시 이를 감지하는 방식이 있으며, 다른 방식으로는 카드 사용자의 접근을 감지하도록 별도의 적외선 센서 등을 구비하여 일정 거리 내에 근접시 판독장치를 온(on) 시키는 방식을 들 수가 있다.As an attempt to solve the power consumption problem of the card reader as described above, there is a method of detecting the proximity of the card while the card reader is periodically turned on / off. In this case, a separate infrared sensor or the like may be provided to detect a card user's approach to turn on the reading device when approaching within a predetermined distance.
그러나, 특히 금융거래용 카드 판독기와 같이 암호화된 반도체칩이 사용될 경우 안테나에 RF신호를 인가하는데 10 밀리초 이상의 시간이 걸리는 것을 감안했을 때 온/오프 시간이 너무 길어지므로 주기적인 온/오프 방식을 사용하는 방식은밧데리 솔루션에 부적합한 측면이 있는 등 사용에 제한이 많은 것이 사실이다.However, especially when an encrypted semiconductor chip such as a financial card reader is used, it takes longer than 10 milliseconds to apply an RF signal to the antenna, so the on / off time becomes too long. It is true that there are many limitations to use, such as inadequate aspects of the battery solution.
또한, 카드 사용자의 접근을 감지하기 위한 별도의 적외선 센서를 구비하는 방식의 경우에는 오감지가 빈번히 발생할 뿐만 아니라 장치의 구성이 복잡해져 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.In addition, in the case of a method having a separate infrared sensor for detecting the approach of the card user, not only the erroneous detection occurs frequently, but also the configuration of the device is complicated, thereby increasing the manufacturing cost.
본 발명은 이러한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 비접촉식 카드의 접근시 높은 정확도로 이를 감지하여 선택적으로 판독동작을 수행함으로써 전력소모를 줄이게 되는 카드 판독장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a card reading apparatus which reduces power consumption by selectively detecting and selectively performing a reading operation when a contactless card is accessed.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 카드 판독장치의 구성을 도시하는 기능블록도.1 is a functional block diagram showing the configuration of a contactless card reader according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 정합부를 통해 임피던스 매칭이 이루어진 상태를 도시하는 그래프.FIG. 2 is a graph illustrating a state where impedance matching is performed through the matching unit of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉식 카드 판독장치의 동작과정을 도시하는 흐름도.3 is a flow chart showing the operation of the contactless card reader according to the present invention.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>
10...안테나부 11...발진부 12...판독모듈10 Antenna part 11 Oscillator part 12 Read module
13...정합부 14...판독제어부 15...증폭부13 Matching unit 14 Reading control unit 15 Amplifier unit
16...RF수신부16 ... RF receiver
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 카드 판독장치는, RF신호의 송수신을 위한 안테나부; 비접촉식 카드의 작동을 위한 RF신호를 생성하는 발진부; 내부 발진회로에서 생성된 RF신호를 상기 안테나부를 경유하여 외부로 송출하고, 이에 상응하는 신호를 비접촉식 카드로부터 수신하여 데이터를 판독하도록 동작되는 판독모듈; 상기 발진부와 판독모듈에서 발생되는 RF신호를 안테나부와 임피던스 매칭시키는 정합부; 및 상기 발진부에서 생성된 RF신호를 상기 안테나부를 경유하여 외부로 송출하고, 이에 상응하는 신호가 비접촉식 카드로부터 수신되었을 때 상기 판독모듈을 동작시키는 판독제어부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the card reading apparatus according to the present invention comprises: an antenna unit for transmitting and receiving an RF signal; An oscillator for generating an RF signal for the operation of the contactless card; A reading module which transmits an RF signal generated by an internal oscillation circuit to the outside via the antenna unit, and receives a corresponding signal from a contactless card to read data; A matching unit for impedance matching the RF signal generated by the oscillation unit and the reading module with the antenna unit; And a read control unit which transmits the RF signal generated by the oscillator to the outside via the antenna unit and operates the read module when a corresponding signal is received from the contactless card.
상기 발진부와, 판독모듈의 내부 발진회로에서 생성되는 RF신호의 발진주파수는 상호 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.The oscillation unit and the oscillation frequency of the RF signal generated by the internal oscillation circuit of the reading module are preferably set to be the same.
바람직하게 상기 판독제어부는, 상기 발진부에서 생성된 RF신호에 상응하는신호가 수신되지 않을 경우 상기 판독모듈의 전원공급을 차단한다.Preferably, the read control unit cuts off the power supply of the read module when a signal corresponding to the RF signal generated by the oscillator is not received.
대안으로 상기 판독제어부는, 상기 발진부에서 생성된 RF신호에 상응하는 신호가 수신되지 않을 경우 상기 판독모듈에 제한된 전원을 공급할 수 있다.Alternatively, the read control unit may supply limited power to the read module when a signal corresponding to the RF signal generated by the oscillator is not received.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카드 판독장치의 구성을 도시하는 기능블록도이다.1 is a functional block diagram showing the configuration of a card reading apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은 RF신호의 송수신을 위한 안테나부(10)와, 카드(1)의 접근상태를 감지하기 위한 RF신호를 생성하는 발진부(11)와, 상기 카드(1)에 내장된 데이터를 판독하기 위한 판독모듈(12)과, 카드 감지시 상기 판독모듈(12)을 선택적으로 동작시키는 판독제어부(14)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the present invention provides an antenna unit 10 for transmitting and receiving an RF signal, an oscillating unit 11 for generating an RF signal for detecting an access state of the card 1, and the card 1. A reading module 12 for reading the embedded data, and a reading controller 14 for selectively operating the reading module 12 when the card is detected.
상기 발진부(11)는 통상의 기술에 따라 비접촉식 카드(1)에 내장되어 있는 공진코일(미도시)에 기전력을 유도하여 실질적으로 IC칩(미도시)을 작동시키게 되는 RF신호를 생성한다. 이때, 상기 RF신호의 발진주파수는 비접촉식 카드(1)에 고유하게 부여된 표준에 따라 설정된다. 여기서, 상기 표준으로는 예컨대, ISO 14443, ISO 10563, ISO 15693 등이 해당될 수 있다.The oscillator 11 induces electromotive force to a resonant coil (not shown) embedded in the non-contact card 1 according to a conventional technique to generate an RF signal that substantially operates an IC chip (not shown). At this time, the oscillation frequency of the RF signal is set according to a standard inherent to the contactless card 1. Here, the standard may be, for example, ISO 14443, ISO 10563, ISO 15693 and the like.
판독모듈(12)는 그 내부의 발진회로(12a)에서 생성된 RF신호를 상기 안테나부(10)를 경유하여 외부로 송출하고, 이에 상응하여 비접촉식 카드(1)에서 송출된 후 안테나부(10)를 거쳐 RF수신부(16)에 수신되는 응답 RF신호로부터 데이터를 판독하는 작용을 한다. 이러한 판독모듈(12)은 통상의 기술을 채용하여 구성될 수 있으므로 그 기술적 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The reading module 12 transmits the RF signal generated by the oscillation circuit 12a thereinto to the outside via the antenna unit 10, and correspondingly is transmitted from the contactless card 1 and then the antenna unit 10 It serves to read data from the response RF signal received by the RF receiving unit 16 via a). Since the reading module 12 may be configured by employing conventional techniques, a detailed description of the technical configuration will be omitted.
상기 발진부(11)에서 생성된 후 증폭부(15)를 통해 소정의 전력레벨로 증폭처리된 RF신호와, 상기 판독모듈(12)에서 발생되는 RF신호는 각각 정합부(13)에 인가되어 안테나부(10)와의 임피던스 매칭(matching)처리를 거치게 된다. 여기서, 상기 발진부(11)와 판독모듈(12)에서 발생되는 RF신호는 상호 동일 주파수를 가지는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되지 않고 미소 편차의 서로 다른 주파수를 가지도록 변형될 수 있음은 물론이다.The RF signal generated by the oscillator 11 and then amplified to a predetermined power level by the amplifier 15 and the RF signal generated by the readout module 12 are respectively applied to the matching unit 13 to the antenna. Impedance matching with the unit 10 is performed. Here, the RF signals generated by the oscillator 11 and the readout module 12 preferably have the same frequency, but the present invention is not limited thereto and may be modified to have different frequencies of minute deviation. to be.
도 2는 상기 정합부(13)를 통해 수행되는 임피던스 매칭을 개략적으로 도시한 그래프로서, 발진부(11)와 판독모듈(12)로부터 인가된 각각의 RF신호가 공진주파수 ω0로 안테나부(10)와 임피던스 매칭된 실시예를 나타낸다.FIG. 2 is a graph schematically illustrating impedance matching performed through the matching unit 13, wherein each RF signal applied from the oscillating unit 11 and the reading module 12 has the resonance frequency ω 0 at the antenna unit 10. ) And an impedance matched embodiment.
한편, 판독제어부(14)는 비접촉식 카드(1)의 접근여부에 따라 상기 판독모듈(12)을 선택적으로 동작시키는 작용을 한다.On the other hand, the read control unit 14 functions to selectively operate the read module 12 in accordance with the access of the contactless card (1).
이를 위해, 상기 판독제어부(14)는 상기 발진부(11)에서 생성된 RF신호를 상기 안테나부(10)를 경유하여 외부로 송출하고, 이에 상응하는 RF신호가 일정 거리 이내로 근접된 비접촉식 카드(1)로부터 송출되어 안테나부(10)를 거쳐서 RF수신부(16)에 수신되었을 때 상기 판독모듈(12)이 동작되도록 전원을 공급하는 스위칭 작용을 한다.To this end, the read control unit 14 transmits the RF signal generated by the oscillator 11 to the outside via the antenna unit 10, and the contactless card 1 in which the corresponding RF signal is within a predetermined distance. When it is transmitted from the () and received by the RF receiver 16 via the antenna unit 10 has a switching action for supplying power to operate the reading module 12.
이러한 상기 판독제어부(14)는 안테나부(10)에 RF신호가 수신되지 않을 경우 일정 거리 이내에 비접촉식 카드(1)가 없는 것으로 판단하고, 이에 따라 전원부(미도시)에서 상기 판독모듈(12)로 전원이 공급되는 것을 차단하거나 제한된 전원, 즉 판독모듈(12)을 활성화시키지는 않으나 회로내의 소정 소자들을 스탠드바이(standby)시키는 최소한의 전원만이 인가되도록 함으로써 전력을 절감하게 된다.The read control unit 14 determines that there is no contactless card 1 within a predetermined distance when the RF signal is not received by the antenna unit 10, and accordingly, the power supply unit (not shown) moves from the power supply unit (not shown) to the read module 12. The power is saved by blocking the supply of power or by activating a limited power supply, i.e., a minimum power supply that standbys certain elements in the circuit, but does not activate the limited power supply.
그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 카드 판독장치의 동작을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Next, the operation of the card reading apparatus according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIG.
먼저, 판독제어부(14)에서는 카드 감지용 RF신호, 즉 발진부(11)에서 생성된 RF신호를 안테나부(10)를 경유하여 외부로 송출한다(단계 S10).First, the read control unit 14 transmits an RF signal for card detection, that is, an RF signal generated by the oscillator 11 to the outside via the antenna unit 10 (step S10).
이때, 상기 RF신호의 전력레벨에 상응하는 일정 거리 이내에 비접촉식 카드(1)가 존재할 경우, 카드(1)에 장착되어 있는 IC칩에서는 상기 RF신호의 주파수에 상응하는 응답 RF신호를 발생시킨다.At this time, when the contactless card 1 exists within a predetermined distance corresponding to the power level of the RF signal, the IC chip mounted on the card 1 generates a response RF signal corresponding to the frequency of the RF signal.
판독제어부(14)에서는 상기 카드(1)측으로부터 응답 RF신호가 수신되는지 여부에 따라 카드(1)의 존재유무를 판단한다(단계 S20). 이에 따라, 카드(1)가 감지되지 않은 것으로 판단될 경우에는 판독모듈(12)을 비활성 상태로 유지함과 더불어 상기 단계 S10을 반복하고, 안테나부(10)에 상기 응답 RF신호가 유기되어 소정 거리 이내에 카드(1)가 존재하는 것이 감지되었을 때에는 판독모듈(12)에 전원을 공급하여 활성화 상태가 되도록 한다.The read control section 14 determines the presence or absence of the card 1 according to whether or not the response RF signal is received from the card 1 side (step S20). Accordingly, when it is determined that the card 1 is not detected, the reading module 12 is maintained in an inactive state and the step S10 is repeated, and the response RF signal is induced in the antenna unit 10 so that a predetermined distance is obtained. When the presence of the card 1 is detected within a time, power is supplied to the reading module 12 to be in an activated state.
판독제어부(14)에 의해 활성화된 상기 판독모듈(12)은 데이터 감지용 RF신호, 즉 그 내부의 발진회로(12a)에서 생성된 RF신호를 안테나부(10)를 경유하여 외부로 송출한다(단계 S30).The reading module 12 activated by the reading control unit 14 transmits an RF signal for data sensing, that is, an RF signal generated by the oscillation circuit 12a thereinto, via the antenna unit 10 to the outside ( Step S30).
송출된 상기 데이터 감지용 RF신호는 카드(1)에 내장된 공진코일로 가해지고, 이에 상응하여 상기 카드(1)의 IC칩에서 발생되는 응답 RF신호는 안테나부(10)를 경유하여 상기 판독모듈(12)에 수신되어 데이터의 판독이 이루어진다(단계 S40).The transmitted data sensing RF signal is applied to the resonant coil embedded in the card 1, and correspondingly, the response RF signal generated from the IC chip of the card 1 is read through the antenna unit 10. The module 12 receives the data and reads the data (step S40).
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
본 발명은 일정 거리 이내에 비접촉식 카드가 존재할 경우에만 판독모듈이 동작되도록 하는 절전수단이 구비되므로 전력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention is provided with a power saving means for operating the reading module only when there is a non-contact card within a certain distance has the effect of preventing the waste of power.
이러한 본 발명은 비접촉식 카드측으로 RF신호를 송출하여 카드의 접근여부를 감지하게 되므로 높은 신뢰성을 제공하고, 저가로 제작이 가능한 장점이 있다.The present invention provides a high reliability and low cost because it detects the access of the card by transmitting an RF signal to the non-contact card side.
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| J204 | Request for invalidation trial [patent] | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20051018 Effective date: 20060424 Free format text: TRIAL NUMBER: 2005100002501; TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20051018 Effective date: 20060424 |
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| J2X1 | Appeal (before the patent court) |
Free format text: INVALIDATION Free format text: TRIAL NUMBER: 2006200004628; INVALIDATION |
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| EXTG | Ip right invalidated | ||
| J302 | Written judgement (patent court) |
Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20060529 Effective date: 20061208 Free format text: TRIAL NUMBER: 2006200004628; JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20060529 Effective date: 20061208 |