KR20170066597A - 다중 구성을 가능하게 하는 비접촉식 생체 인식 식별 디바이스 - Google Patents

Abstract

생체 인식 RFID 디바이스들을 제조하는 방법으로서, 각각 적어도 두 개의 상이한 유형의 RFID 모듈(240, 340, 440a, 440b)을 수용하도록 조정된 복수의 생체 인식 식별 디바이스(202, 302, 402)를 생산하는 단계, 및 각각의 RFID 모듈(240, 340, 440a, 440b)을 선택된 RFID 프로토콜에 대응하는 디바이스들(202, 302, 402)의 각각에 설치하는 단계를 포함한다.

Description

다중 구성을 가능하게 하는 비접촉식 생체 인식 식별 디바이스{CONTACTLESS BIOMETRIC IDENTIFICATION DEVICE ALLOWING MULTIPLE CONFIGURATIONS}

본 발명은 비접촉식 생체 인식 식별 디바이스, 그리고 특히 상이한 RFID 프로토콜들을 사용하는 통신을 위해 다중 구성을 가능하게 하는 비접촉식 생체 인식 식별 디바이스에 관한 것이다.

도 1은 통상적인 수동 RFID 디바이스(2)의 아키텍처를 도시한다. 전동 RFID 리더기(4)는 안테나(6)를 통해 신호를 송신한다. 신호는 통상적으로 NXP Semiconductors에 의해 제조되는 MIFARE® 및 DESFire® 시스템들의 경우 13.56 MHz이나, HID Global사에 의해 제조되는 보다 저 주파수의 PROX® 제품들의 경우에는 125 kHz일 수 있다. 이러한 신호는 동조 코일 및 커패시터를 포함하는, RFID 디바이스(2)의 안테나(8)에 의해 수신된 다음, RFID 칩(11)으로 전달된다. 수신된 신호는 브리지 정류기(12)에 의해 정류되고, 정류기(12)의 DC 출력은 칩(11)으로부터의 메시징을 제어하는 제어 로직(14)에 제공된다.

제어 로직(14)으로부터의 데이터 출력은 안테나(8)에 걸쳐 연결되는 전계 효과 트랜지스터(16)에 연결된다. 트랜지스터(16)를 스위치 온 및 오프함으로써, 신호가 RFID 디바이스(2)에 의해 송신되고 리더기(4)에서의 적절한 제어 회로들(18)에 의해 디코딩될 수 있다. 이러한 유형의 시그널링은 후방 산란 변조로서 알려져 있고, 리더기(4)가 리턴 메시지를 그 자체에 추진시키기 위해 사용된다는 사실로 특징지어진다.

본 출원에는 생체 인식 센서, 이를테면 지문 스캐너를 수동 또는 반-수동 RFID 디바이스에 통합시키는 것이 제안되었다.

다양한 RFID 프로토콜과 호환가능한 생체 인식 RFID 디바이스들을 생산하는 것이 바람직하다. 그러나, 각각 예를 들어, 상이한 주파수들, 상이한 수의 비트들, 상이한 변조 기법들, 상이한 데이터 보호 기법들 등을 사용하는 많은 상이한 유형의 RFID 프로토콜이 존재한다.

하나의 대표적인 RFID 프로토콜은 HID Global사의 근접 프로토콜이며, 이는 125 kHz 여자기장, FSK 변조, 37 비트까지의 데이터, 비 데이터 보호 및 맨체스터 코드 위반으로 표시되는 프레임 길이를 사용한다. 다른 보편적인 프로토콜은 국제 표준 ISO/IEC 14443A에 정의되며, 이는 13.56 MHz 여자기장을 사용하나, 이러한 프로토콜을 따르는 디바이스들은 상이한 메모리 크기, 데이터 보호 등에 의하는 몇몇 유형으로 존재할 수 있다. 이러한 디바이스들은 MIFARE®라는 명칭으로 판매된다.

특정 프로토콜을 사용하기 위해, RFID 디바이스는 해당 프로토콜에 대응하는 RFID 칩을 필요로 하나; 동시에 모든 원하는 RFID 프로토콜을 따를 수 있는 단일 디바이스를 설계하는 것은 현실적이지 않다. 뿐만 아니라, RFID 칩들은 표준화되지 않았고, 그에 따라 고유한 RFID 디바이스 설계가 각 프로토콜에 따라 사용하도록 생산되어야 한다. 이는 상이한 설계들 간 전환 비용으로 인해 제조 비용을 증가시킨다. 뿐만 아니라, 이는 다양한 프로토콜의 각각을 따르는 RFID 디바이스들의 생산 과잉 또는 과소 위험을 증가시키며, 이는 공급 지연 또는 손실로 이어질 수 있다.

제1 측면에서 볼 때, 본 발명은 생체 인식 RFID 디바이스들을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은: 각각 RFID 칩 및 동조 커패시터를 포함하는 RFID 모듈을 수용하도록 조정된 복수의 생체 인식 식별 디바이스를 생산하는 단계를 포함하고, 각 생체 인식 식별 디바이스는: 생체 인증 엔진을 하우징하는 디바이스 본체; 상기 디바이스 본체 내 안테나; 및 RFID 모듈을 수용하도록 배열된 소켓을 포함하며; 상기 방법은: 각 생체 인식 식별 디바이스에 대해, 복수의 상이한 RFID 프로토콜에서 RFID 프로토콜을 선택하는 단계; 및 상기 생체 인식 식별 디바이스의 상기 소켓에, 선택된 상기 RFID 프로토콜에 대응하는 RFID 모듈을 설치하는 단계를 더 포함한다.

"RFID 모듈"은 특정 RFID 프로토콜을 따르도록 제조된 제품이다. RFID 모듈들은 동조 커패시터와 함께 RFID 칩을 포함하며, 그에 따라 그것들은 작동하기에 적절한 안테나에 간단히 연결될 필요가 있게 된다. 많은 RFID 모듈은 단지 특정 제조업체들에서만 시판되고 있으고, 표준화되지 않아, 상이한 모듈들은 상이한 연결들 및 상이한 안테나가 사용될 것을 요구한다.

본 발명에 따르면, 생체 인식 식별 디바이스의 의도된 용도에 따라, 기본 디바이스의 제조 이후, 상이한 RFID 모듈들이 설치되게 하는 포괄적인 생체 인식 식별 디바이스가 대량 생산될 수 있다. 상기 RFID 프로토콜을 상기 선택하는 단계는 디바이스별 상이한 프로토콜들을 선택하는 단계를 수반할 수 있고 그로 인해 상기 방법은 상기 복수의 디바이스에 디바이스별 상이한 모듈들을 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 단일 디바이스 설계가 상이한 RFID 프로토콜들을 사용하여 적용되도록 대량 생산 및 사용되는 것을 가능하게 하며, 이는 단지 하나의 설계가 만들어지기만 하면 되기 때문에, 제조 프로세스 비용을 감소시키며, 동일한 유닛이 모든 프로토콜에 대해 사용될 수 있기 때문에, 너무 많은 하나의 설계 및 너무 적은 다른 설계에 대한 위험을 갖지 않고 재고의 유연성을 향상시킨다.

바람직하게는 상기 RFID 프로토콜을 상기 선택하는 단계는 대응하는 상기 생체 인식 식별 디바이스를 상기 생산하는 단계 이후에 수행될 수 있다. 반대로, 종래 기술에서는, 각 RFID 모듈이 맞춤 디바이스 구성을 필요로 했을 것이기 때문에, 그러한 결정이 디바이스의 제조를 시작하기 전에 이루어질 필요가 있었을 것이다.

하나의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 제1 생체 인식 식별 디바이스를 위해 상기 복수의 상이한 RFID 프로토콜에서 제1 RFID 프로토콜을 선택하는 단계 및 상기 제1 생체 인식 식별 디바이스에 대응하는 RFID 모듈을 설치하는 단계; 및 제2 생체 인식 디바이스를 위해 상기 복수의 상이한 RFID 프로토콜에서 상기 제1 RFID 프로토콜과 상이한 제2 RFID 프로토콜을 선택하는 단계 및 상기 제2 생체 인식 식별 디바이스에 대응하는 RFID 모듈을 설치하는 단계를 포함한다.

따라서, 기본적인 상기 생체 인식 디바이스들이 대량으로 제조되고 다수의 상이한 RFID 모듈에 의해 사용될 수 있다. 실제로, 바람직하게는 모든 생체 인식 식별 디바이스는 RFID 모듈이 설치되기 전 구조적으로 동일하다. 상기 방법은 상기 RFID 프로토콜이 각 디바이스마다 변경될 것을 요구하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 실제로, 예를 들어 소비자로부터 제1 오더를 충족시키기 위해, 제1 프로토콜에 의한 디바이스들의 제1 세트를 생산하고, 그 다음 들어 예를 들어 제2 오더를 충족시키기 위해, 제2 프로토콜을 사용하는 디바이스들의 제2 세트를 생산하는 것이 요구될 수 있다. 현재 방법에 대해 중요한 것은 생체 인식 식별 디바이스의 기본 설계를 변경하지 않으면서 프로토콜들 간 전환할 수 있는 가능성이 존재한다는 것이다.

바람직하게는, 각 생체 인식 식별 디바이스는 상기 소켓에 단자들의 다수의 세트를 포함하며, 단자들의 각 세트는 상이한 유형의 RFID 모듈에 따라 작동하도록 배열된다. 따라서, 상기 소켓에 제1 RFID 모듈에 따라 작동하기 위한 단자들의 제1 세트 및 제2 RFID 모듈에 따라 작동하기 위한 단자들의 상이한 제2 세트가 존재할 수 있다. 상이한 유형들의 RFID 모듈들을 수용하기 위해 단자들의 상이한 세트들이 상기 소켓 내에 위치될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 생체 인식 식별 디바이스는 다수의 주파수에서 작동가능하도록 조정될 수 있다. 따라서, 상기 제1 RFID 모듈은 제1 주파수에서 작동할 수 있고, 상기 제2 RFID 모듈은 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수에서 작동한다.

뿐만 아니라, 여기서 상기 제1 주파수가 상기 제2 주파수보다 높고, 상기 생체 인증 엔진은 상기 안테나와 직렬로 접속되는 스위치를 사용하여 상기 단자들의 제1 세트에 연결되는 RFID 모듈을 활성화하도록, 그리고 상기 안테나와 병렬로 접속되는 스위치를 사용하여 상기 단자들의 제2 세트에 연결되는 RFID 모듈을 활성화하도록 구성될 수 있다.

상기 스위치는 예를 들어, 솔리드 스테이트 계전기일 수 있다. 그러나, 통상적인 솔리드 스테이트 계전기는 완전한 스위치는 아니고, 사실상 병렬 기생 커패시턴스 및 직렬 기생 저항을 가지며, 이는 솔리드 스테이트 계전기가 불완전한 스위치로 적용되게 만든다.

스위치가 안테나 코일과 직렬일 때, 직렬 기생 저항은 신호 저하를 야기한다. 그러나, 스위치가 안테나 코일과 병렬일 때, 병렬 기생 커패시턴스는 안테나의 이조를 야기한다. 통상적인 솔리드 스테이트 계전기 스위치의 병렬 기생 커패시턴스는 스위치가 개방되고 안테나와 병렬일 때 비교적 고 주파수 안테나(이를테면 13.56 MHz 안테나)를 수용불가능한 정도로 이조할 것임이 판명되었다. 그러나, 비교적 저 주파수 안테나(이를테면 125 kHz)는 스위치의 기생 커패시턴스에 의한 영향을 덜 심하게 받는다. 따라서, 기생 저항에 의한 신호 저하를 최소화하기 위해 저 주파수 RFID 모듈과 사용하기에 병렬 배열이 최적인 반면, 안테나를 이조하지 않기 위해 고 주파수 RFID 모듈과 사용하기에는 직렬 배열이 최적이다.

하나의 배열에서, 위에서 언급된 바와 같이, 상기 제1 RFID 프로토콜은 13.56 MHz에서 작동할 수 있고, 상기 제2 RFID 프로토콜은 125 kHz에서 작동할 수 있다.

바람직하게는, 상기 생체 인식 디바이스는 수동 또는 반-수동이다. 다시 말해서, 상기 생체 인식 식별 디바이스는 상기 소켓에 설치되는 RFID 모듈에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 포함하지 않는다. 일 실시예에서, 상기 생체 인식 디바이스는 (전) 수동 디바이스이다, 즉 그것은 배터리를 전혀 포함하지 않는다.

일 예에서, 상기 생체 인증 엔진은 지문 인증 엔진이다.

제2 측면에서 볼 때, 본 발명은 RFID 칩 및 동조 커패시터를 포함하는 RFID 모듈을 수용하기 위한 생체 인식 식별 디바이스를 제공하며, 상기 생체 인식 식별 디바이스는: 생체 인증 엔진를 하우징하는 디바이스 본체; 상기 디바이스 본체 내 안테나; 및 RFID 모듈을 수용하도록 배열된 소켓으로서, 제1 RFID 프로토콜을 따르는 제1 유형의 RFID 모듈 또는 선택적으로 상기 제1 RFID 프로토콜과 상이한 제2 RFID 프로토콜을 따르는 제2 유형의 RFID 모듈 중 어느 하나를 수용하도록 조정된 단자들을 포함하는, 상기 소켓을 포함한다.

위에서 논의된 바와 같이, 그러한 생체 인식 식별 디바이스들은 규모의 경제의 이점을 취하도록 대량 생산될 수 있다. 제조 이후, 적절한 RFID 모듈은 상기 디바이스가 요구된 RFID 프로토콜에 따라 작동하게 하도록 설치될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 각 디바이스가 위에서 설명된 바와 같은, 생체 인식 식별 디바이스들의 세트일 수 있으며, 이에 의해 상기 디바이스들의 세트로부터의 각각의 디바이스들이 상이한 유형들의 RFID 모듈들을 장착할 수 있다. 다른 예에서, 생체 인식 식별 디바이스들의 세트가 상기 디바이스들의 하나의 그룹이 제1 유형의 RFID 모듈을 장착하고 상기 디바이스들의 다른 그룹이 제2 유형의 RFID 모듈을 장착하는 다수의 동일한 생체 인식 식별 디바이스를 포함할 수 있다.

상기 생체 인식 식별 디바이스는 상기 단자들에 연결될 때 RFID 모듈을 활성화하도록 상기 생체 인증 엔진에 의해 제어가능한 스위치를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 상기 안테나와 직렬로, 또는 상기 안테나와 병렬로 배열될 수 있다.

대안적으로, 또는 추가하여, 상기 단자들은 상기 소켓 내에 적어도 단자들의 제1 세트 및 단자들의 제2 세트를 포함할 수 있고, 상기 단자의 제1 세트는 상기 제1 유형의 RFID 모듈을 수용하도록 배열되고, 상기 단자의 제2 세트는 상기 단자들의 제1 세트에 상이한 구성을 갖고 제2 유형의 RFID 모듈을 수용하도록 배열된다.

그 다음 상기 생체 인식 식별 디바이스는: 상기 단자들의 제1 세트에 연결될 때, 상기 스위치와 직렬로 배열되고 제1 유형의 RFID 모듈을 활성화하도록 상기 생체 인증 엔진에 의해 제어가능한 제1 스위치; 및 상기 단자들의 제2 세트에 연결될 때, 상기 안테나와 병렬로 배열되고 제2 유형의 RFID 모듈을 활성화하도록 상기 생체 인증 엔진에 의해 제어가능한 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 생체 인증 엔진은 사용자의 신분을 확인하도록 그리고 긍정 식별에 응답하여, 상기 단자들에 연결되는 RFID 모듈이 상기 안테나를 사용하여 메시지를 송신하게 하도록 구성된다. 이는 예를 들어, 상기 RFID 모듈을 활성화하기 위해 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 이루어질 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 상기 생체 인증 엔진은 지문 인증 엔진이다.

상기 RFID 디바이스(들)는 출입 카드, 신용 카드, 현금 카드, 선불 카드, 포인트 적립 카드, 신분 카드, 암호화 카드, 또는 그 밖에 유사한 것 중 임의의 카드일 수 있다.

이제 본 발명의 특정 바람직한 실시예들이 단지 예로서 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 보다 더 상세하게 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 종래 기술의 수동 RFID 디바이스에 대한 회로를 예시한다;
도 2는 지문 스캐너를 통합시킨 반-수동 RFID 생체 인식 식별 디바이스에 대한 회로를 예시한다; 그리고
도 3은 상이한 유형들의 고 주파수 RFID 모듈들을 수용하기 위한 소켓을 갖는 반-수동 생체 인식 식별 디바이스에 대한 회로를 예시한다;
도 4는 상이한 유형들의 저 주파수 RFID 모듈들을 수용하기 위한 소켓을 갖는 반-수동 생체 인식 식별 디바이스에 대한 회로를 예시한다;
도 5는 상이한 유형들의 저 주파수 및 고 주파수 RFID 모듈들 양자를 수용하기 위한 소켓을 갖는 반-수동 생체 인식 식별 디바이스에 대한 회로를 예시한다.

도 2는 RFID 리더기(4) 및 도 1에 도시된 종래 기술의 수동 RFID 디바이스(2)의 변형예인 반-수동 RFID 디바이스(102)의 아키텍처를 도시한다. 도 2 에 도시된 RFID 디바이스(102)는 지문 인증 엔진(120)을 포함하도록 조정되었다.

본 출원에서 사용될 때, 용어 "수동 RFID 디바이스"는 RFID 칩(110)이 단지 예를 들어 RFID 리더기(118)에 의해 생성되는 RF 여자기장으로부터 수확되는 에너지에 의해 전력을 공급받는 RFID 디바이스(102)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다시 말해서, 수동 RFID 디바이스(102)는 브로드캐스팅을 위한 그것의 전력을 공급하기 위해 RFID 리더기(118)에 의존한다. 수동 RFID 디바이스(102)는 배터리가 회로의 보조 구성요소들, 이를테면 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기 위해 포함될 수 있지만(그러나 브로드캐스팅을 위해서는 그렇지 않다), 보통 배터리를 포함하지 않을 것이며; 그러한 디바이스들은 "반-수동 RFID 디바이스들"로서 지칭된다.

RFID 리더기(4)는 도 1에서와 같이 작동하는 종래의 RFID 리더기이다. RFID 리더기(4)는 리더기 안테나(6)를 사용하여 RF 여자기장을 생성하도록 구성된다. 리더기 안테나(6)는 RFID 디바이스(102)로부터의 인입 RF 신호들을 더 수신하며, 이들은 RFID 리더기(4) 내 제어 회로들(18)에 의해 디코딩된다.

RFID 디바이스(102)는 RF(라디오-주파수) 신호를 수신하기 위한 안테나(108), 안테나(108)에 의해 전력을 공급받는 수동 RFID 칩(111), 및 배터리(122)에 의해 전력을 공급받는 전동 지문 인증 엔진(120)을 포함한다.

안테나(108)는 RFID 리더기(104)로부터 RF 신호를 수신하도록 동조된, 안테나 코일(109) 및 동조 커패시터(110)를 포함하는 이러한 배열로, 동조 회로를 포함한다. 안테나(108)는 디바이스(102)의 RFID 칩(111)의 RFID 프로토콜에 대응하는 주파수를 수신하도록 동조된다. RFID 리더기(4)에 의해 생성되는 여자기장에 노출될 때, 안테나(108)에 걸쳐 전압이 유도된다.

안테나(108)의 출력선들은 지문 인증 디바이스(120)에 의해 제어되는, 제어 스위치(132)를 통해 RFID 칩(111)에 연결된다.

지문 인증 디바이스(120)는 프로세싱 유닛(128) 및 지문 리더기(130)를 포함한다. 지문 인증 디바이스(120)는 지문 리더기(130)에 제시되는 손가락 또는 엄지가락을 스캔하도록 그리고 프로세싱 유닛(128)을 사용하여 스캔된 손가락 또는 엄지가락의 지문을 미리 저장된 지문 데이터와 비교하도록 정해진다. 그 다음 스캔된 지문이 미리 저장된 지문 데이터와 매칭되는지에 관한 결정이 이루어진다.

매칭이 결정되는 경우, RFID 칩(110)이 인증되어 신호를 RFID 리더기(104)에 송신한다. 도 2의 배열에서, 이것은 RFID 칩(110)을 안테나(108)에 연결하기 위해 제어 스위치(132)를 폐쇄함으로써 실현된다. RFID 칩(111)은 종래 형식이고 트랜지스터(116) 스위칭 온 및 오프에 의한 후방 산란 변조를 사용하여 안테나(108)를 통해 신호를 브로드캐스팅하기 위해 도 1에 도시된 RFID 칩(10)과 동일한 방식으로 작동한다.

이러한 배열에서, 안테나 코일(109) 및 동조 커패시터(110)의 인덕턴스 및 커패시턴스는 특히 RFID 칩(111)에 의해 정의되는 프로토콜의 주파수에서 작동하도록 선택된다.

도 3은 RFID 리더기(4) 및 도 2에 도시된 반-수동 RFID 디바이스(2)의 변형예인 반-수동 생체 인식 RFID 디바이스의 아키텍처를 도시한다.

도 3에 도시된 생체 인식 RFID 디바이스는 도 2에 도시된 RFID 디바이스(102)와 유사하게 작동하고, 도 2에 도시된 것들에 대응하는 구성요소들은 100씩 증분되어, 동일한 참조 부호를 공유한다. 반복을 피하기 위해, 단지 이러한 배열들 간 차이점들만 아래에서 논의될 것이다. 그 외 도 2에 도시된 구성요소들에 대한 논의는 또한 도 3에 도시된 대응하는 구성요소들에도 적용된다.

도 3 에 도시된 생체 인식 RFID 디바이스는 두 개의 부분, 생체 인식 디바이스(202) 및 RFID 모듈(240)을 포함한다. 생체 인식 디바이스(202)는 각각 상이한 RFID 프로토콜을 따르는, 다수의 RFID 모듈(240)과 호환가능하다. 생체 인식 디바이스(202) 및 RFID 모듈(240)은 별개로 제조될 수 있다, 예를 들어 각 RFID 모듈들은 특정 RFID 프로토콜의 독점권 소유자에 의해 제조될 수 있다. RFID 모듈(240)이 생체 인식 디바이스(202)에 설치될 때, 완전한 생체 인식 RFID 디바이스가 형성되며, 이는 도 2에 도시된 RFID 디바이스(102)와 유사하게 작동하나, 선택된 RFID 모듈(240)의 RFID 프로토콜에 따른다.

RFID 모듈(240)은 특정 RFID 프로토콜에 따라 작동하도록 구성된 RFID 칩 및 RFID 프로토콜의 동작 주파수에서 RF 신호를 수신하도록 생체 인식 디바이스(202)의 안테나 코일(209)을 동조하도록 사이징된 동조 커패시터(210)를 포함한다.

RFID 모듈들(240)은 보통 특정 RFID 프로토콜의 독점권 소유자에 의해 시판 및 제조된다. 몇몇 경우, RFID 모듈들(240)은 안테나와 함게 판매될 수 있으며, 이는 그것이 생체 인식 디바이스(202)와 사용될 수 있기 전에 제거되어야 한다. 대안적으로, RFID 모듈(240)은 적절한 동조 커패시터(210)와 함께 RFID 칩을 보드에 장착함으로써 만들어질 수 있다.

RFID 모듈(240)의 RFID 칩은 특정 RFID 프로토콜에 따라 리턴 신호를 RFID 리더기(204)에 송신하도록 요구되는 구성요소들을 포함한다. 이는 통상적으로 후방 산란 변호를 통해 신호를 송신하기 위해 안테나(208)에 걸쳐 연결된 제어 로직(214) 및 스위치(216)를 포함한다. RFID 칩은 또한 제어 로직(214)에 전력을 공급하기 위해 수신된 전압을 정류하기 위한 정류기(212)를 포함할 수 있다. RFID 칩은 몇몇 실시예에서 도 1 또는 도 2에서와 같이 자체 완비된 구성요소일 수 있다.

RFID 모듈(240)은 생체 인식 디바이스(202)에 연결하기 위한 단자들(242)의 쌍(다른 단자 구성들이 가능하나)을 포함한다. 이러한 단자들(242)은 안테나 코일(209)의 종단들에 걸쳐 연결되도록 배열되며, 그에 따라 안테나 코일(209)이 단자들에 걸쳐 연결될 때, RFID 칩이 동조 커패시터(210)에 의해 동조되는, 안테나 코일(209)을 통해 신호를 송신할 수 있게 된다.

생체 인식 디바이스(202)는 안테나 코일(209); 생체 인증 엔진(220), 이를테면 도시된 지문 인증 엔진; RFID 모듈(240)을 수용하기 위한 소켓(236); 및 소켓(236)에 설치될 때, RFID 모듈(240)을 활성화하기 위해 생체 인증 엔진(220)에 의해 제어가능한 제어 디바이스(232)가 제공되는 하우징(미도시)을 포함한다.

소켓(236)은 기본적으로 예상되는 가장 큰 RFID 모듈(240)을 수용하기에 충분히 큰 하우징 내 공간을 포함한다. 소켓(236)은 RFID 모듈(240)의 대응하는 단자들(242)과 체결하도록 배열된 단자들(236)을 포함한다. 소켓(236)은 각각이 소켓(236)에 설치될 때 대응하는 RFID 모듈(240)의 단자들(242)과 체결하도록 위치되는, 단자들(236)의 다수의 상이한 세트를 포함할 수 있다. 구성을 간략하게 하기 위해, 단자들의 각 세트는 바람직하게는 안테나 코일(240)에 걸쳐 RFID 모듈(240)에 연결하기 위한 단자들의 쌍을 포함하지만, 단자들의 쌍 중 하나가 단자들의 상이한 세트들 간에 공유될 수 있다.

이러한 실시예에서 제어 디바이스(232)는 안테나 코일(209)과 직렬로 연결되는, 스위치(232), 이를테면 솔리드 스테이트 계전기(232)를 포함한다. 스위치(232)는 생체 인증 엔진(220)에 의해 제어된다. 생체 인증 엔진(220)이 승인 조건, 이를테면 지문 매칭을 결정할 때, 스위치(232)는 RFID 모듈(240)의 RFID 칩을 활성화하도록 제어된다. 이러한 실시예에서, 이는 신호를 스위치(232)를 폐쇄하여 안테나 코일(209)로부터 소켓(234)의 단자들(236)로 공급함으로써 실현된다.

도 4는 RFID 리더기(4) 및 도 3에 도시된 반-수동 RFID 디바이스의 변형예인 대안적인 반-수동 생체 인식 RFID 디바이스의 아키텍처를 도시한다.

도 4에 도시된 생체 인식 RFID 디바이스는 도 3에 도시된 것과 유사하고, 도 3에 도시된 것들에 대응하는 구성요소들은 100씩 증분되어, 동일한 참조 부호를 공유한다. 반복을 피하기 위해, 단지 이러한 배열들 간 차이점들만 아래에서 논의될 것이다. 그 외 도 3에 도시된 구성요소들에 대한 논의는 또한 도 4에 도시된 대응하는 구성요소들에도 적용된다.

도 4에 도시된 생체 인식 디바이스(302) 및 도 3에 도시된 생체 인식 디바이스(202) 간 주된 차이는 제어 디바이스(333)의 배열이다.

이러한 실시예에서 제어 디바이스(333)는 안테나 코일(309)과 병렬로 연결되는, 스위치(333), 이를테면 솔리드 스테이트 계전기(333)를 포함한다. 스위치(333)는 생체 인증 엔진(320)에 의해 제어된다. 생체 인증 엔진(320)이 승인 조건, 이를테면 지문 매칭을 결정할 때, 스위치는 RFID 모듈(340)의 RFID 칩을 활성화하도록 제어된다. 이러한 실시예에서, 스위치(333)가 폐쇄될 때, 안테나 코일(309)은 단락 회로가 되고 RFID 모듈(340)은 어떠한 전력도 수신하지 않는다. RFID 모듈(340)을 활성화하기 위해, 생체 인증 엔진(320)으로부터의 RFID 모듈(340)을 활성화하기 위한 명령에 응답하여 스위치(333)가 개방된다.

통상적인 솔리드 스테이트 계전기(232, 333)는 완전한 스위치는 아니고, 사실상 병렬 기생 커패시턴스 및 직렬 기생 저항을 가지며, 이는 솔리드 스테이트 계전기(232, 233)가 불완전한 스위치로 적용되게 만든다. 다시 말해서, 솔리드 스테이트 계전기(232, 333)는 폐쇄될 때 저항으로서 그리고 개방될 때 커패시터로서의 역할을 한다.

도 3의 배열에서, 스위치(232)가 개방될 때 RFID 모듈(240)은 활성화되지 않고, 그에 따라 스위치(232)의 기생 커패시턴스는 중요하지 않다. 그러나, 스위치(232)가 폐쇄될 때 RFID 모듈(240)은 활성화되고 수신된 신호가 스위치(232)를 거친다. 이에 따라, 스위치(232)의 기생 저항은 RFID 모듈(240)에 의해 프로세싱되는 신호에 영향을 미친다. 이러한 기생 저항은 신호를 상당하게 저하시킬 수 있고, 그에 따라 이상적으로는 회피된다.

도 4의 배열에서, 이러한 신호 저하는 스위치(333)가 폐쇄될 때 RFID 모듈(340)이 활성화되고, 스위치(333)가 개방될 때 신호가 스위치(333)를 거치지 않기 때문에 회피된다. 이에 따라, 기생 저항은 신호를 저하시키지 않는다. 그러나, 스위치(333)가 개방될 때, 스위치(333)의 기생 커패시턴스는 동조 커패시터(310)와 병렬이며, 이는 안테나(308)를 이조시킬 수 있다.

분석은 안테나 코일(308)과 병렬인 통상적인 솔리드 스테이트 계전기 스위치(333)의 병렬 기생 커패시턴스가 스위치(333)가 개방될 때 비교적 고 주파수 안테나(308)(이를테면 13.56 MHz 안테나)를 수용불가능한 정도로 이조할 것임을 보인다. 그러나, 저 주파수 RFID 모듈(340)은 비교적 저 임피던스를 갖고, 그에 따라 스위치(333)의 기생 커패시턴스에 의한 영향을 덜 받는다.

따라서, 기생 저항에 의한 신호 저하를 최소화하기 위해 저 주파수 RFID 모듈(240)과 사용하기에 도 4에 도시된 배열이 최적인 반면, 안테나(208)를 이조하지 않기 위해 고 주파수 RFID 모듈(340)과 사용하기에는 도 3에 도시된 배열이 최적이다.

제조 비용을 더 줄이기 위해서는, 고 주파수 및 저 주파수 RFID 모듈들 양자에 대해 사용될 수 있는 단일 설계를 갖는 생체 인식 디바이스를 생산하는 것이 바람직하다.

도 5는 RFID 리더기(4) 및 도 3 및 도 4에 도시된 반-수동 RFID 디바이스들의 변형예인 또 다른 대안적인 반-수동 생체 인식 RFID 디바이스의 아키텍처를 도시한다.

도 5에 도시된 생체 인식 RFID 디바이스는 도 3 및 도 4에 도시된 것들의 요소들을 조합하고, 도 3 또는 도 4에 도시된 것들에 대응하는 구성요소들은 각각, 200 또는 100씩 증분되어, 동일한 참조 부호를 공유한다. 반복을 피하기 위해, 단지 이러한 배열들 간 차이점들만 아래에서 논의될 것이다. 그 외 도 3 및 도 4에 도시된 구성요소들에 대한 논의는 또한 도 5에 도시된 대응하는 구성요소들에도 적용된다.

이러한 배열에서, 생체 인식 디바이스(402)의 소켓(434)은 단자들의 두 개의 선택적인 쌍들(434a, 434b)을 갖는다. 생체 인식 디바이스(402)는 제1 및 제2 스위치들(432, 433)을 더 포함한다. 제1 스위치(432)가 안테나 코일(409) 및 단자들의 제1 세트(436a)와 직렬로 연결된다. 제2 스위치는 안테나 코일(409) 및 단자들의 제2 세트(436b)와 병렬로 연결된다.

단자들의 제1 및 제2 세트들(436a, 436b)은 연결을 위해 소켓 내에 상이하게 배열되며, 그에 따라 RFID 디바이스(440)가 단자들의 하나의 또는 다른 세트들에 연결될 수 있게 된다. RFID 모듈들(440)의 구성에 따라 다른 배열들도 가능하지만, 예를 들어, 이러한 실시예에서, 단자들의 세트들(436a, 436b)은 소켓(434)의 에지를 따라 서로 축 방향으로 오프셋된다.

볼 수 있는 바와 같이, 예를 들어 13. 56 MHZ에서 작동하는 고 주파수 RFID 모듈(440a)이 소켓(434)에 설치될 때, RFID 모듈(440a)의 단자들이 단자들의 제1 세트(436a)와 연결되며, 그에 따라 RFID 모듈(440a)의 동조 커패시터(410a)는 안테나 코일(409)과 직렬인 스위치(432)와 연결된다. 이러한 구성은 도 3에 도시된 구성에 대응한다.

반대로, 예를 들어 125 kHZ에서 작동하는 저 주파수 RFID 모듈(440b)이 소켓(434)에 설치될 때, RFID 모듈(440b)의 단자들이 단자들의 제2 세트(436b)와 연결되며, 그에 따라 RFID 모듈(440b)은 안테나 코일(409)과 병렬인 스위치(433)와 연결된다. 이러한 구성은 도 4에 도시된 구성에 대응한다.

결과적인 생체 인식 RFID 디바이스가 작동할 주파수는 안테나 코일(409)의 인덕턴스 및 동조 커패시터(410a, 410b)의 커패시턴스에 의해 정의되며, 이는 설치되는 RFID 모듈(440a, 440b)의 RFID 칩의 RFID 프로토콜에 의해 구술되는 주파수에서 RF 필드에 의해 안테나(408)가 여자되게 하도록 선택된다.

따라서, 단일 생체 인식 디바이스 설계는 다수의 RFID 프로토콜에 의해 사용될 수 있으며, 이는 또한 설치된 RFID 모듈(440)의 RFID 칩에 최적의 신호를 제공하는 스위칭 배열을 갖는다.

생체 인식 RFID 디바이스를 제조하는 방법은 도 3, 도 4 또는 도 5 중 어느 하나에 도시된 바와 같은 복수의 생체 인식 디바이스(202, 302, 402)를 생산하는 단계를 포함한다. 생체 인식 디바이스들(202, 302, 402)이 생산된 후, 그것들은 특정 프로토콜을 따르는 생체 인식 RFID 디바이스에 대한 오더가 이루어질 때까지 저장될 수 있다. 이러한 오더에 응답하여, 적합한 RFID 모듈(240, 340, 440a, 440b)이 선택되고 생체 인식 디바이스(202, 302, 402)의 소켓(234, 334, 344)으로 설치된다.

RFID 모듈(240, 340, 440a, 440b)을 설치할 때, 다양한 추가 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스위치들 중 하나가 예를 들어 스위치에의 연결을 단절하기 위해 사용되지 않는 선을 물리적으로 제어하거나 절단함으로써, 물리적으로 디세이블될 수 있다.

뿐만 아니라, 트리밍 커패시터가 안테나(208, 308, 408)의 작동 주파수를 정밀하게 동조하기 위해 안테나에 걸쳐 추가적으로 부가될 수 있다. 해당 기술분야의 통상의 기술자들은 동조 커패시터 및 트리밍 커패시터 간 차이점, 예를 들어 트리밍 커패시터가 10% 미만, 그리고 바람직하게는 5% 미만으로 안테나(208, 308, 408)의 주파수를 달리할 수 있다는 점을 이해할 것이다.

상기한 논의 내용은 지문 인증 엔진(220, 320, 420)이 배터리(222, 322, 422)에 의해 전력을 공급받는 반-수동 생체 인식 디바이스(202, 302, 402)에 관한 것이지만, 대안적으로 본 출원에 설명된 배열들 중 임의의 또는 모든 배열이 안테나(208, 308, 408)에서 유도되는 전압을 사용하여 전력을 공급받는 동 지문 인증 엔진(220, 320, 420)을 사용하여, 즉 배터리(222, 322, 422)를 사용하지 않고 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (21)

1. 생체 인식 RFID 디바이스들을 제조하는 방법으로서,
   각각 RFID 칩 및 동조 커패시터를 포함하는 RFID 모듈을 수용하도록 조정된 복수의 생체 인식 식별 디바이스를 생산하는 단계를 포함하고, 각 생체 인식 식별 디바이스는:
   생체 인증 엔진을 하우징하는 디바이스 본체;
   상기 디바이스 본체 내 안테나; 및
   RFID 모듈을 수용하도록 배열된 소켓을 포함하며;
   상기 방법은, 각 생체 인식 식별 디바이스에 대해:
   복수의 상이한 RFID 프로토콜에서 RFID 프로토콜을 선택하는 단계; 및
   상기 생체 인식 식별 디바이스의 상기 소켓에, 선택된 상기 RFID 프로토콜에 대응하는 RFID 모듈을 설치하는 단계를 더 포함하는, 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 디바이스별 상이한 프로토콜들을 선택하는 단계 및 복수의 상기 디바이스에 디바이스별 상이한 모듈들을 설치하는 단계를 포함하는, 방법.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 RFID 프로토콜을 상기 선택하는 단계는 대응하는 상기 생체 인식 식별 디바이스를 상기 생산하는 단계 이후에 수행되는, 방법.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 생체 인식 식별 디바이스를 위해 상기 복수의 상이한 RFID 프로토콜에서 제1 RFID 프로토콜을 선택하는 단계 및 상기 제1 생체 인식 식별 디바이스에 대응하는 RFID 모듈을 설치하는 단계; 및
   제2 생체 인식 디바이스를 위해 상기 복수의 상이한 RFID 프로토콜에서 상기 제1 RFID 프로토콜과 상이한 제2 RFID 프로토콜을 선택하는 단계 및 상기 제2 생체 인식 식별 디바이스에 대응하는 RFID 모듈을 설치하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 청구항 4에 있어서, 각 생체 인식 식별 디바이스는 단자들의 다수의 세트를 포함하며, 단자들의 각 세트는 상이한 유형의 RFID 모듈에 따라 작동하도록 배열되는, 방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 단자들의 다수의 세트는 제1 RFID 모듈에 의해 작동하기 위한 단자들의 제1 세트 및 제2 RFID 모듈에 의해 작동하기 위한 단자들의 상이한 제2 세트를 포함하되, 상기 제1 RFID 모듈은 제1 주파수에서 작동하고 상기 제2 RFID 모듈은 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수에서 작동하는, 방법.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 높고, 상기 생체 인증 엔진은 상기 안테나와 직렬로 접속되는 스위치를 사용하여 상기 단자들의 제1 세트에 연결되는 RFID 모듈을 활성화하도록, 그리고 상기 안테나와 병렬로 접속되는 스위치를 사용하여 상기 단자들의 제2 세트에 연결되는 RFID 모듈을 활성화하도록 구성되는, 방법.
8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 제1 RFID 프로토콜은 13.56 MHz에서 작동하고 상기 제2 RFID 프로토콜을 125 kHz에서 작동하는, 방법.
9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체 인식 식별 디바이스는 상기 소켓에 설치되는 RFID 모듈에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 포함하지 않는, 방법.
10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 생체 인식 식별 디바이스 전부는 RFID 모듈이 설치되기 전 구조적으로 동일한, 방법.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체 인증 엔진은 지문 인증 엔진인, 방법.
12. RFID 칩 및 동조 커패시터를 포함하는 RFID 모듈을 수용하기 위한 생체 인식 식별 디바이스로서,
    생체 인증 엔진을 하우징하는 디바이스 본체;
    상기 디바이스 본체 내 안테나; 및
    RFID 모듈을 수용하도록 배열된 소켓으로서, 제1 RFID 프로토콜을 따르는 제1 유형의 RFID 모듈 또는 상기 제1 RFID 프로토콜과 상이한 제2 RFID 프로토콜을 따르는 제2 유형의 RFID 모듈을 선택적으로 수용하도록 조정된 단자들을 포함하는, 상기 소켓을 포함하는, 생체 인식 식별 디바이스.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 단자들에 연결될 때 RFID 모듈을 활성화하도록 상기 생체 인증 엔진에 의해 제어가능한 스위치를 포함하는, 생체 인식 식별 디바이스.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 스위치는 상기 안테나와 직렬로 배열되는, 생체 인식 식별 디바이스.
15. 청구항 13에 있어서, 상기 스위치는 상기 안테나와 병렬로 배열되는, 생체 인식 식별 디바이스.
16. 청구항 12에 있어서, 상기 단자들은 상기 소켓 내에 적어도 단자들의 제1 세트 및 단자들의 제2 세트들을 포함하고, 상기 단자의 제1 세트는 상기 제1 유형의 RFID 모듈을 수용하도록 배열되고, 상기 단자의 제2 세트는 상기 단자들의 제1 세트에 상이한 구성을 갖고 제2 유형의 RFID 모듈을 수용하도록 배열되는, 생체 인식 식별 디바이스.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 단자들의 제1 세트에 연결될 때, 상기 안테나와 직렬로 배열되고 제1 유형의 RFID 모듈을 활성화하도록 상기 생체 인증 엔진에 의해 제어가능한 제1 스위치; 및
    상기 단자들의 제2 세트에 연결될 때, 상기 안테나와 병렬로 배열되고 제2 유형의 RFID 모듈을 활성화하도록 상기 생체 인증 엔진에 의해 제어가능한 제2 스위치를 포함하는, 생체 인식 식별 디바이스.
18. 청구항 12 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체 인증 엔진은 사용자의 신분을 확인하도록 그리고 긍정 식별에 응답하여, 상기 단자들에 연결되는 RFID 모듈이 상기 안테나를 사용하여 메시지를 송신하게 하도록 구성되는, 생체 인식 식별 디바이스.
19. 청구항 12 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체 인증 엔진은 지문 인증 엔진인, 생체 인식 식별 디바이스.
20. 생체 인식 식별 디바이스들의 세트로서, 각 디바이스가 청구항 12 내지 19 중 어느 한 항에 따른 생체 인식 식별 디바이스이며, 이에 의해 상기 디바이스들의 세트로부터의 각각의 디바이스들이 상이한 유형들의 RFID 모듈들을 장착하는, 생체 인식 식별 디바이스들의 세트.
21. 생체 인식 식별 디바이스들의 세트로서, 상기 디바이스들의 하나의 그룹이 제1 유형의 RFID 모듈을 장착하고 상기 디바이스들의 다른 그룹이 제2 유형의 RFID 모듈을 장착하는 다수의 동일한 생체 인식 식별 디바이스를 포함하는, 생체 인식 식별 디바이스들의 세트.

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