SK500142009A3

SK500142009A3 - Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu, použitie a spôsob výroby

Info

Publication number: SK500142009A3
Application number: SK50014-2009A
Authority: SK
Inventors: Miroslav Florek; Michal Masaryk
Original assignee: Logomotion, S. R. O.
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2010-10-07
Also published as: SK288874B6

Abstract

Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu má anténu (4) tvorenú závitmi (10) umiestnenými na vonkajšom povrchu telesa (1) karty a je prekrytá vrstvou (7) feromagnetického materiálu. Vo výhodnom usporiadaní je anténa (4) vytvorená na jednej ploche (2) karty ôsmimi závitmi (10) a obe plochy (2) karty sú pokryté vrstvou (7) feritovej fólie. Anténa (4) je zapojená do série s prvkom (12) s kapacitou a na druhej strane s odporom (11). Rezonančný obvod je naladený na výslednú frekvenciu 13,0 až 15,0 MHz. Signál z antény (4) je snímaný medzi prvým a druhým závitom (10) zo strany prvku (12) s kapacitou. Spôsob výroby antény na telese vyberateľnej karty spočíva v tom, že na povrchu telesa (1) karty sa vyhĺbi drážka v tvare vodivej cesty (5), drážka sa vyplní vodivým materiálom a na povrch plôch (2) sa nanesie vrstva (7) feromagnetického materiálu prekrývajúca anténu (4).

Description

Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu, použitie a spôsob výroby

Oblasť techniky

Vynález sa týka vyberateľnej, v podstate plochej karty, najmä pamäťovej karty, ktorá je prispôsobená na bezkontaktnú rádiovú komunikáciu predovšetkým na NFC komunikáciu pre potreby autorizačných procesov, ktoré sa vykonávajú mobilnými komunikačnými zariadeniami. Vynález tiež popisuje použitie karty a spôsob výroby spočívajúci v úprave a doplnení konštrukcie bežnej vyberateľnej, najmä pamäťovej karty na kartu s požadovanými prvkami.

Doterajší stav techniky

Rôznorodé formáty pamäťových kariet sa používajú v celej škále technických prostriedkov ako sú digitálne fotoaparáty, mobilné telefóny, počítače. Danému normalizovanému formátu pamäťovej karty zodpovedá príslušný zásuvný konektor, slot v zariadení. Vyberateľné pamäťové karty sú vďaka masovej výrobe rozšírené a mobilné komunikačné zariadenia, mobilné telefóny sú bežne opatrené príslušným slotom na vloženie pamäťovej karty.

Nie sú doteraz známe také karty, ktoré by popri svojej bežnej, najmä pamäťovej funkcii umožňovali rozšíriť funkčnosť nosného zariadenia o bezkontaktný prenosový kanál. Takýto dodatočný prenosový kanál je potrebný a žiadaný na beh autorizačných operácií, najmä pri bezhotovostných platbách. Dodatočné implementovanie prenosovej cesty, napríklad formátu NFC čipu do existujúcich už na trhu rozšírených a používaných mobilných komunikačných zariadení by podstatne zvýšilo penetráciu používania bezhotovostných platieb pomocou mobilných komunikačných prostriedkov.

Snaha vytvoriť v existujúcom hardvéri priestor pre bezkontaktný komunikačný prvok naráža na problém umiestnenia antény tak, aby nerušila vonkajší vzhľad zariadenia, nekolidovala s inými prvkami a pritom mala dostatočné podmienky na prijímanie a vysielanie elektromagnetického poľa. Vynález podľa zverejneného patentu JP2007166379 používa anténu umiestnenú priamo na vonkajšej ploche mobilného i

telefónu, čo je však riešenie nepraktické a ťažko použiteľné pre existujúce telefóny.

Riešenie podľa CN1870012 zahrňuje jednu anténu obsiahnutú v pamäťovej karte, avšak takéto usporiadanie sa vyznačuje slabými prenosovými vlastnosťami, keďže anténa je v zasunutom slote mobilných telefónov zatienená.

Vo francúzskom vynáleze FR0611190 a FR0611189 sa popisuje pripojenie pamäťovej karty k anténe, avšak nie je vyriešené konkrétne usporiadanie a umiestnenie antény a táto anténa nie je súčasťou samotnej karty. Viaceré vynálezy, ako napr. CN101013903, US2007/0158438A1, KR20040089800A, KR20030005088A,

JP2004348235A popisujú zapojenia a výhody mobilných telefónov, ktoré sú schopné komunikovať s dodatočnou anténou na krátke vzdialenosti, napríklad prostredníctvom NFC, RFID komunikácie. Tieto riešenia však nepopisujú, akým technickým usporiadaním dosiahnuť dodatočné a užívateľsky prijateľné doplnenie funkcionality existujúcich komunikačných zariadení.

Vynález podľa spisu DE102007019272A1 popisuje napojenie dodatočnej antény k SIM karte pomocou flexibilného držiaka antény, ktorý by mal riešiť priestorový problém s vyvedením antény mimo tieneného priestoru mobilného telefónu. Toto riešenie je však nevhodné na univerzálne použitie a komplikuje manipuláciu so SIM kartou a batériou.

Iné riešenia, ako napríklad podľa JP2007060076A používajú teleso batérie ako nosič anténneho systému, čo sa však dá len ťažko využiť pri dodatočnom rozširovaní funkcionality telefónu. Sú tiež známe riešenia vytvorenia antény na NFC komunikáciu priamo v pôvodnom hardvéri telefónu. Takéto technické riešenia, napr. KR20040012401A, KR20050008622A však neumožňujú vybaviť už existujúce telefóny dodatočne komunikačným prvkom.

Vynález podľa spisu DE102005026435B3, US20060255160A1 popisuje pamäťovú kartu, ktorá okrem čipu zahŕňa aj anténu. Tento vynález však nerieši konkrétne usporiadanie antény tak, aby po zasunutí pamäťovej karty do slotu nosného zariadenia nebola zatienená, mala dostatočné možnosti prijímania a vysielania elektromagnetického poľa. Zverejnené usporiadanie používa rozmiestnenie anténneho prvku v podstate po celom pôdoryse karty, čo v skutočnosti zhoršuje prenosové charakteristiky.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu zahrňujúca anténu, čip, v podstate ploché vonkajšie teleso karty z elektricky nevodivého materiálu a kontakty karty, ktorej podstata podľa tohto vynálezu spočíva v tom, že anténa je tvorená aspoň jedným závitom vodivej cesty na vonkajšom nevodivom povrchu telesa karty a je aspoň čiastočne prekrytá vrstvou feromagnetického materiálu.

Umiestnenie antény, vytvorenie vodivého závitu antény na vonkajšom povrchu telesa karty zlepšuje vlastnosti antény. Prekrytie antény vrstvou feromagnetického materiálu rieši problém s tienením karty a stabilizuje naladenie antény.

Podstatná časť karty je po zasunutí do slotu v príslušnom zariadení elektromagneticky zatienená kovovými časťami slotu. Nezatienený je predovšetkým prierez vstupného otvoru, ktorého plocha je však veľmi malá s prihliadnutím na malú hrúbku pamäťových kariet. Podstatným prvkom karty je aplikácia feromagnetického materiálu, ktorý má vhodné fyzikálne vlastnosti vo vzťahu k šíreniu signálu, a ktorého plošné nanesenie vytvára podmienky na usmernenie a postúpenie elektromagnetického poľa z okolia k anténe na povrchu karty. Na dosiahnutie požadovaných vysielacích a prijímacích vlastností je vhodné, ak vrstva feromagnetického materiálu na strane protiľahlej k strane kontaktov siaha až do okrajovej zóny plochy telesa karty, výhodne až po hranu telesa karty. Technologicky je vhodné a jednoduché, ak s výnimkou kontaktov pokrýva feromagnetický materiál celú plochu karty.

Pre zachovanie štandardizovaných rozmerov vyberateľných kariet v rámci predpísaných tolerancií je súčet výšky prevýšenia vodivej cesty antény nad povrch plochy vonkajšieho telesa karty a hrúbky vrstvy feromagnetického materiálu do 0,15mm, výhodne do 100 pm. Potom je možné vyberateľnú kartu podľa tohto vynálezu používať v slotoch pre bežné vyberateľné pamäťové karty a nie je nutné vyvíjať a produkovať špeciálne rozmery vonkajšieho telesa karty. Relatívna permeabilita feromagnetického materiálu k vákuu je od 30 do 180, vo výhodnom roszsahu 50 až 150.

Vo výhodnom usporiadaní je anténa tvorená na jednej ploche (spodnej alebo homej) karty šiestimi až desiatimi, výhodne ôsmimi závitmi vodivej cesty a obe plochy karty sú pokryté vrstvou feromagnetického materiálu. Anténa sa teda nachádza medzi vrstvami feromagnetického materiálu.

Z hľadiska dosiahnutia dobiých prenosových vlastností je vhodné, ak závity vodivej cesty majú šírku 75 až 125 pm, výhodne 100 pm a medzi závitmi sú medzery so šírkou 75 až 125 pm, výhodne 100 pm. Vrstva feromagnetického materiálu má v jednom z možných usporiadaní podobu fólie s hrúbkou 75 až 125 pm, výhodne 100 pm. Je výhodné, ak vrstva feromagnetického materiálu je tvorená feritovou fóliou napríklad so zlúčeninou oxidu železitého Fe₂C>3, prípadne Fe3O₄ s oxidmi dvojmocných kovov.

Pri riešení s jednou anténou bude vhodné, ak závity sú špirálovo usporiadané na ploche tvaru švorstranu. Z technologického hľadiska budú rohy tohto útvaru zaoblené. Jedna strana štvorstranu siaha až do okrajovej zóny plochy telesa karty na strane protiľahlej k strane kontaktov, výhodne siaha až k hrane telesa karty. To znamená, že anténa je svojím okrajom umiestnená na tom okraji telesa karty, ktoré je po zasunutí v príslušnom slote v podstate mimo slotu, resp. čo najviac pri vonkajšom okraji slotu, teda na okraji, cez ktoiý sa karta vyberá zo slotu. Opačná, protiľahlá strana štvorstranu nepresahuje cez dve tretiny, výhodne cez polovicu výšky plochy telesa karty a bočné strany štvorstranu siahajú k okrajovým zónam plochy telesa karty, výhodne siahajú až k hranám telesa karty. Týmto usporiadaním sa dosiahne dobré využitie tej časti plochy karty, ktorá má dobrý prínos k stabilnému prenosu elektromagnetického vlnenia. Použitie hlbšie zasunutej časti karty na nesenie plochy antény môže byť neproduktívne alebo aj zhoršujúce celkové prenosové vlastnosti.

Z hľadiska použitia rozšíreného formátu microSD kariet bude vhodné usporiadanie, pri ktorom má opísaná plocha antény tvar pravouholníka, výhodne obdĺžnika s rozmermi 3,5mm až 6,5mm krát 6mm až 10 mm, výhodne 5mm krát 8,5 mm.

Z hľadiska naladenia je výhodné, ak anténa je zapojená do série s prvkom s kapacitou, napríklad s kondenzátorom. Tento sériový rezonančný obvod je naladený tak, že po zasunutí telesa karty do príslušného slotu má frekvenciu 13,0 až 15,0 MHz výhodne frekvenciu 14 MHz. Anténa je do série zapojená s odporom, kde odpor je na opačnej strane ako je umiestnený prvok s kapacitou. Odpor bude mať veľkosť 10 Ω až

Ω, výhodne 14 Ω. V protiklade s doteraz zaužívanými spôsobmi spracovania signálu antény je v riešení podľa tohto vynálezu vhodné, ak signál z antény je snímaný medzi prvým a druhým závitom zo strany, ku ktorej je pripojený prvok s kapacitou.

Vstupná komplexná impedancia prijímacieho obvodu je X^mmhz ⁼ 4000 Ω -j2200 Ω na frekvencii 14 MHz.

Vonkajšie teleso karty je z dotovaného termoplastu, výhodne z polyméru typu PA6/6T a/alebo LCP a/alebo PBT a/alebo PET, čo vytvára dobré predpoklady pre vyhĺbenie drážky s dostatočnou priľnavosťou vodivej cesty k povrchu drážky. Na dosiahnutie rovnakého účinku môže byť teleso karty aspoň povlakované uvedenými materiálmi v miestach vedenia vodivej cesty. Hrúbka použitej povlakovej vrstvy by mala dosahovať aspoň výšku vodivej cesty.

Vyberateľná karta môže mať usporiadanie, pri ktorom je opatrená dvoma anténami v tvare špirálových indukčných cievok, ktoré sú umiestnené protiľahlo na plochách telesa karty mimo zóny kontaktov, pričom cievky sú prepojené cez prekovené otvory v telese karty. Prepojenie je umiestnené na karte v mieste, kde tomu neprekážajú vnútorné prvky karty v danom pôvodnom rozmiestnení. Obe plochy karty s výnimkou zóny kontaktov sú pokryté feromagnetickým materiálom siahajúcim až k hranám karty - ku koncom plôch, ktoré sú protiľahlé k zóne kontaktov. Feromagnetické fólie sa takto nachádzajú pri okraji vstupného otvoru slotu a nie sú teda elektromagneticky zatienené kovovým časťami púzdra slotu. Toto usporiadanie vytvára lievikovitý efekt usmernenia elektromagnetického poľa.

Iným usporiadaním anténneho prvku je riešenie, kde vodivá cesta antény je obvodovo navinutá na telese karty. Závit vodivej cesty prechádza naprieč po ploche telesa karty, šikmo a/alebo so zakrivením pokračuje na hrane telesa karty na protiľahlú plochu telesa karty, odkiaľ vedie naprieč k druhej hrane telesa karty. Podľa počtu závitov je takto opakovane navinutá na teleso karty. Priebeh vodivej cesty na ploche telesa karty je kolmý k hrane telesa karty a potrebný posun susediacich závitov je vytvorený na hrane telesa karty v tvare zošikmenia alebo v tvare zakrivenia vodivej cesty. Toto usporiadanie vytvára indukčnú cievku, ktorá má závity v oboch priemetoch - v kolmom aj v rovnobežnom s plochou karty. Vďaka tejto konštrukcii je možné prijímať a vysielať elektromagnetické pole šírené v oboch uvedených smeroch. V prípade problémov s bezkontaktným prenosom signálu prostredníctvom opísanej vyberateľnej karty sa môže dosiahnuť náprava tak, že sa mobilné komunikačné zariadenie v mieste vyberateľnej karty priamo priloží k príslušnému komunikačnému prvku, napríklad k POS terminálu a anténa je schopná spracovávať elektromagnetické pole smerovo vyžarované v blízkosti vysielača. Pre dosiahnutie dobrej účinnosti závitov je vhodné, ak obvodovo navinuté vodivé cesty sú vzájomne rovnobežné..

Pri použití dvoch antén je prvý kontakt prvej antény spojený s čipom, druhý kontakt prvej antény je spojený s uzemnením a zároveň s prvým kontaktom druhej antény a druhý kontakt druhej antény je spojený s čipom. Celá anténna sústava má potom dve blízke rezonančné frekvencie a vďaka tomu je naladiteľná na širší rozsah. Ten je potrebný s ohľadom na rozladenie sústavy po vložení karty do slotu zariadenia. Požadovaná výsledná frekvencia je 13,56 MHz. Túto frekvenciu môžeme dosiahnuť tak, že antény bez vplyvu okolitého prostredia sú rozdielne naladené v rozsahu od 13,4 MHz po 13,7 MHz, výhodne od 13,5 MHz po 13,6 MHz.

Na zvýšenie funkčných vlastností je výhodné, ak vyberateľná karta je pamäťová, výhodne formátu mikroSD alebo SD alebo mini SD.

Predmetom ochrany podľa tohto vynálezu je tiež samotné použitie hore opísanej vyberateľnej karty v mobilnom telefóne na vytvorenie bezkontaktného spoja pre platobné aplikácie s účasťou mobilného telefónu.

Nedostatky terajšieho stavu v podstatnej miere rieši aj spôsob výroby antény na telese vyberateľnej karty z elektricky nevodivého materiálu podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že na povrchu telesa karty sa najskôr vyhĺbi drážka v tvare vodivej cesty, a to výhodne pomocou laserového lúča. Hrúbka vyhĺbenia nesmie narušiť celistvosť telesa karty, zvyčajne nepresiahne hĺbku do 0,005 mm až do 0,05 mm. Následne sa drážka vyplní vodivým materiálom, výhodne zliatinou obsahujúcou zlato, kontakty antény sa spoja s čipom a na povrch plochy alebo na povrch oboch plôch sa nanesie feromagnetická fólia aspoň čiastočne prekrývajúca anténu. Je vhodné, ak sa drážka vyplní vodivým materiálom do výšky okolitého povrchu karty.

Pre dosiahnutie dobrého adhézneho spojenia vodivej cesty s telesom karty a pre uľahčenie hĺbenia drážky je výhodné, ak sa drážka hĺbi do vrstvy dotovaného termoplastu, výhodne typu PA6/6T a/alebo LCP a/alebo PBT a/alebo PET. Môže sa to dosiahnuť voľbou základného materiálu telesa karty alebo nanesením vrstvy žiadaného materiálu na povrch telesa karty pred hĺbením drážky.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený pomocou obrázkov 1 až 7, kde na obrázku 1 je axonometrický pohľad na vyberateľnú kartu s dvoma anténami na protiľahlých plochách. Na obrázku 2 je priečny rez vyberateľnej karty so znázornením vrstiev a vodivej cesty.

Na obrázku 3 je vyberateľná karta s obvodovým návinom vodivej cesty v priestorovom pohľade. Na obrázku 4 je karta s obvodovým návinom vodivej cesty v náryse a bokoryse. V náryse je zreteľný posun vodivej cesty na jednej ploche voči rovnobežnej vodivej ceste na protiľahlej ploche.

Na obrázku 5 je pozdĺžny rez karty so znázornením vrstvy feromagnetického materiálu a vodivej cesty. Pre prehľadné zviditeľnenenie vodivej cesty sú obrázky 3 až 5 bez mierky a nezobrazujú skutočný počet návinov podľa súvisiaceho príkladu.

Na obrázku 6 je schéma zapojenia špirálovej indukčnosti s ôsmimi závitmi s vyobrazením miesta napojenia antény k prijímaciemu obvodu. Na obrázku 7 je vyobrazená microSD pamäťová karta s osem závitovou anténou najednej ploche karty.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

V tomto príklade je opísaná vyberateľná karta typu micro SD s rozmermi 15 x 11 x 0,7 mm, ktorá má dve antény 4. Sú na plochách 2 telesa i karty, jedna je naladenú na frekvenciu 13,5 MHz, druhá je naladená na frekvenciu 13,6 MHz. Anténne prvky sú tvorené špirálovými indukčnými cievkami umiestnenými v podstate protiľahlo na plochách 2 karty. Cievky sú prepojené cez prekovené otvory 8 v karte na mieste, kde v telese i karty nie je otvor 8 s prekovením na prekážku vnútorným súčiastkam karty. Celkové impedančné vlastnosti antény 4 sú nastavené tak, že po vložení do slotu mobilného telefónu má rezonančná frekvenciu hodnotu 13,56 MHz. Nastaviteľnými parametrami pri tvorbe antény 4 je hrúbka vodivej cesty 5, veľkosť medzery medzi vodivými cestami 5 a počet závitov 10 cievok. Prvý kontakt prvej antény 4 je spojený s výstupným kontaktom čipu, druhý kontakt prvej antény 4 je spojený s uzemnením a zároveň s prvým kontaktom druhej antény 4. Druhý kontakt druhej antény 4 je spojený s ďalším výstupným kontaktom čipu.

Na obe plochy 2 karty je najskôr nanesená vrstva 9 polyméru typu PBT. Následne je na plochách 2 karty do vrstvy 9 laserovým lúčom vypálená drážka v tvare vodivej cesty 5. Vodivá cesta 5 je vytvorená vyplnením tvarovej drážky zliatinou zlata. Následne sú obe plochy 2 karty opatrené vrstvou 7 feromagnetickej fólie s hrúbkou 0,05 mm. Relatívna permeabilita feromagnetickej fólie k vákuu je 50.

Príklad 2

Anténa 4 podľa schématický ch, bezmierkových obrázkov 3 až 5 je navinutá celoobvodovým návinom na telese i karty. Teleso i karty je tvorené polymérom typu LCP. Vodivá cesta 5 prechádza naprieč po ploche 2 telesa J_ karty, v podstate kolmo k hrane 3 karty. Ďalej pokračuje šikmo pod 45 stupňovým uhlom po hrane 3 telesa karty na protiľahlú plochu 2 telesa 1_ karty, odkiaľ vedie naprieč k druhej hrane 3 telesa i karty a takto je opakovane navinutá na teleso i karty. Vodivé cesty 5 sú vzájomne rovnobežné a majú v tomto príklade šírku 0,15 mm. Medzi návinom vodivej cesty 5 na homej ploche 2 a pokračujúcim návinom na spodnej ploche 2 je posun v hodnote 0,7 mm. Zošikmenie vodivej cesty 5 na hrane 3 telesa i karty zabezpečuje posun pokračovania vodivej cesty 5 na protiľahlých plochách 2 karty. Medzera medzi susednými vodivými cestami na ploche 2 karty je v tomto príklade v rozmedzí od 0,lmm do 0,15 mm. Výška vodivej cesty 5 je 0,03 mm. V tomto príklade má anténa 4 35 návinov vodivej cesty 5, ktoré začínajú pri hrane 3 náprotivnej k strane s kontaktmi 6 a náviny končia približne 5 mm od opačného konca karty. Vrstva 7 feromagnetického materiálu má hrúbku 0,04 mm.

Príklad 3

Vyberateľná karta v tomto príklade je pamäťová karta s telesom 1 tvaru microSD s rozmery formátu približne 15 mm x 11 mm. Má jednu anténu 4 vytvorenú na jednej ploche 2 karty. Anténa 4 je vytvorená ôsmimi závitmi 10 a obe plochy 2 karty sú pokryté feritovou fóliou s hrúbkou 100 pm tak, že anténa 4 sa nachádza pod feritovou fóliou. Feritová fólia má relatívnou permeabilitu 50 - 150. Pokryté sú takmer celé plochy 2 karty s výnimkou zóny kontaktov 6.

Závity 10 majú šírku 100 pm a medzi závitmi 10 sú medzery so šírkou 100 pm. Závity 10 antény 4 sú vytvarované do okrajov obdĺžnika, ktorého rozmery sú 5 mm krát 8,5 mm, pričom obdĺžnik má zaoblené rohy. Anténa 4 sa troma stranami približuje k okrajovým zónam plochy 2 telesa i karty. Jedna strana obdĺžnika opisujúceho vonkajšie okraje antény 4 siaha až k okrajovej zóne plochy 2 telesa i karty na strane protiľahlej k strane kontaktov 6, v podstate siaha až k hrane 3 telesa 1. karty. Dve bočné strany obdĺžnika opisujúceho vonkajšie okraje antény 4 siahajú až k bočným okrajovým zónam plochy 2 telesa i karty. Pri uvedenom rozmere antény 4 v hodnote 5 mm anténa 4 nezasahuje ani do polovice výšky plochy 2 telesa 1 karty a horný okraj antény 4 je cca 9 mm od tej hrany microSD karty, kde sú umiestnené kontakty 6.

Anténa 4 je zapojená do série s prvkom 12 s kapacitou, tu v podobe kondenzátora. Tento sériový rezonančný obvod je naladený tak, že po zasunutí telesa i karty do príslušného slotu mobilného telefónu má frekvenciu 14 MHz. Anténa 4 je do série zapojená s odporom 11, pričom odpor 11 je zapojený na opačnej strane, ako je umiestnený prvok 12 s kapacitou. Odpor má hodnotu 14 Ω. Prijímací obvod 13 je zapojený k anténe 4 medzi prvým a druhým závitom 10 zo strany, ku ktorej je pripojený prvok 12 s kapacitou. Signál antény 4 je snímaný medzi prvým a druhým závitom 10 z uvedenej strany. Vstupná komplexná impedancia prijímacieho obvodu 13 je Xf=i4MHz⁼ 4000 Ω -j2200 Ω na frekvencii 14 MHz.

Vyberateľná pamäťová karta podľa tohto príkladu je určená na použitie v mobilnom telefóne. Jej zasunutím do príslušného slotu, pôvodne určeného na rozširovanie pamäte, a vďaka príslušnému programovému vybaveniu na karte ako aj v mobilnom telefóne sa vytvorí bezkontaktný spoj medzi mobilným telefónom a vonkajšími platobnými prvkami pre platobné aplikácie s účasťou mobilného telefónu.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto vynálezu je možné priemyselne a opakovane vyrábať vyberateľné karty na bezkontaktnú komunikáciu najmä pre využitie štandardu NFC komunikačných čipov v mobilných komunikačných zariadeniach, ktoré majú slot pre vloženie pamäťovej karty.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu zahrňujúca anténu, čip, ploché vonkajšie teleso karty, predovšetkým z elektricky nevodivého materiálu, a kontakty karty vyznačujúca sa tým, že anténa (4) je tvorená aspoň jedným závitom (10) vodivej cesty (5) na vonkajšom nevodívom povrchu telesa (1) karty a je aspoň čiastočne prekrytá vrstvou (7) feromagnetického materiálu.
2. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 1 vyznačujúca sa tým, že vrstva (7) feromagnetického materiálu na strane protiľahlej k strane kontaktov (6) siaha až do okrajovej zóny plochy (2) telesa (1) karty, výhodne až po hranu (3) telesa (1) karty.
3. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 1 alebo 2 vyznačujúca sa tým, že súčet prevýšenia vodivej cesty (5) nad povrch plochy (2) vonkajšieho telesa (1) karty a hrúbky vrstvy (7) feromagnetického materiálu je do 0,15mm, výhodne do 100 pm.
4. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3 vyznačujúca sa tým, že relatívna permeabilita feromagnetického materiálu k vákuu je od 30 do 180.
5. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4 vyznačujúca sa tým, že relatívna permeabilita feromagnetického materiálu k vákuu je od 50 do 150.
6. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až5 vyznačujúca sa tým, že anténa (4) je tvorená na jednej ploche (2) karty šiestimi až desiatimi, výhodne ôsmimi závitmi (10) vodivej cesty (5) a obe plochy (2) karty sú pokryté vrstvou (
7) feromagnetického materiálu, tak že anténa (4) sa nachádza medzi vrstvami (7) feromagnetického materiálu.

Ί. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6 vyznačujúca sa tým, že závity (10) vodivej cesty (5) majú šírku 75 až 125 pm, výhodne 100 pm a medzi závitmi (10) sú medzery so šírkou 75 až 125 pm, výhodne 100 pm.
8. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7 vyznačujúca sa tým, že vrstva (7) feromagnetického materiálu má podobu fólie s hrúbkou 75 až 125 pm, výhodne 100 pm a výhodne je tvorená feritovou fóliou.
9. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 6 až 8 vyznačujúca sa tým, že závity (10) sú špirálovo usporiadané na ploche tvaru švorstranu, výhodne so zaoblenými rohmi, pričom jedna strana štvorstranu siaha až do okrajovej zóny plochy (2) telesa (1) karty na strane protiľahlej k strane kontaktov (6), výhodne siaha až k hrane (3) telesa (1) karty, protiľahlá strana štvorstranu nepresahuje cez dve tretiny, výhodne cez polovicu výšky plochy (2) telesa (1) karty a bočné strany štvorstranu siahajú k okrajovým zónam plochy (2) telesa (1) karty, výhodne siahajú až k hranám (3) telesa (1) karty.
10. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 9 vyznačujúca sa tým, že švorstran je pravouholník s rozmermi 3,5mm až 6,5mm krát 6mm až 10 mm, výhodne 5mm krát 8,5 mm.
11. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10 vyznačujúca sa tým, že anténa (4) je zapojená do série s prvkom (12) s kapacitou, pričom tento sériový rezonančný obvod je naladený na frekvenciu 13,0 až 15,0 MHz meranú po zasunutí telesa (1) karty do príslušného slotu, výhodne na frekvenciu 14 MHz.
12. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 11 vyznačujúca sa tým, že anténa (4) je do série zapojená s odporom (11) na opačnej strane ako je umiestnený prvok (12) s kapacitou.
13. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 12 vyznačujúca sa tým, že odpor (11) má veľkosť 10 Ω až 18 Ω, výhodne 14

Ω.
14. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 11 až 13 vyznačujúca sa tým, že signál z antény (4) je snímaný medzi prvým a druhým závitom (10) zo strany prvku (12) s kapacitou.
15. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 14 vyznačujúca sa tým, že vstupná komplexná impedancia prijímacieho obvodu (13) je X{M4mhz ~ 4000 Ω -j2200 Ω na frekvencii 14 MHz.
16. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 15 vyznačujúca sa tým, že vonkajšie teleso (1) karty je z dotovaného termoplastu, výhodne typu PA6/6T a/alebo LCP a/alebo PBT a/alebo PET.
17. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 16 vyznačujúca sa tým, že vonkajšie teleso (1) karty je aspoň v miestach vedenia vodivej cesty (5) opatrené vrstvou (9) z dotovaného termoplastu, výhodne typu PA6/6T a/alebo LCP a/alebo PBT a/alebo PET.
18. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 17 vyznačujúca sa tým, že karta je opatrená dvoma anténami (4) v tvare špirálových indukčných cievok, ktoré sú umiestnené protiľahlo na plochách (2) telesa (1) karty mimo zóny kontaktov (6), pričom cievky sú prepojené cez otvory (8) v telese (1) karty.
19. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5 alebo 7, 8, 11 až 17 vyznačujúca sa tým, že vodivá cesta (5) antény (4) je obvodovo navinutá na telese (1) karty, závit (10) vodivej cesty (5) prechádza naprieč po ploche (2) telesa (1) karty, šikmo a/alebo so zakrivením pokračuje na hrane (3) telesa (1) karty na protiľahlú plochu (2) telesa (1) karty, odkiaľ vedie naprieč k druhej hrane (3) telesa (1) karty a podľa počtu závitov (10) je takto opakovane navinutá na teleso (1) karty.
20. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 19 vyznačujúca sa tým, že vodivé cesty (5) sú vzájomne rovnobežné.
21. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 18 vyznačujúca sa tým, že zahrňuje dve antény (4), pričom prvý kontakt prvej antény (4) je spojený s čipom, druhý kontakt prvej antény (4) je spojený s uzemnením a zároveň s prvým kontaktom druhej antény (4) a druhý kontakt druhej antény (4) je spojený s čipom.
22. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa nároku 21 vyznačujúca sa tým, že antény (4) sú rozdielne naladené v rozsahu od 13,4 MHz po 13,7 MHz, výhodne od 13,5 MHz po 13,6 MHz.
23. Vyberateľná karta na bezkontaktnú komunikáciu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 22 vyznačujúca sa tým, že je pamäťová, výhodne formátu microSD alebo SD alebo mini SD.
24. Použitie vyberateľnej karty podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 23 v mobilnom telefóne na vytvorenie bezkontaktného spoja pre platobné aplikácie s účasťou mobilného telefónu.
25. Spôsob výroby antény na telese vyberateľnej karty, najmä pamäťovej, z elektricky nevodivého materiálu vyznačujúci sa tým, že na povrchu telesa (1) karty sa vyhĺbi drážka v tvare vodivej cesty (5), výhodne pomocou laserového lúča, drážka sa vyplní vodivým materiálom, výhodne zliatinou obsahujúcou zlato, kontakty antény (4) sa spoja s čipom a na povrch plochy (2) alebo na povrch oboch plôch (2) sa nanesie vrstva (7) feromagnetického materiálu aspoň čiastočne prekrývajúca anténu (4).
26. Spôsob vytvorenia antény na ploche telesa vyberateľnej karty podľa nároku 25 vyznačujúci sa tým, že hĺbka drážky je do 0,05 mm a drážka sa vyplní vodivým materiálom, výhodne do výšky okolitého povrchu karty.
27. Spôsob vytvorenia antény na ploche telesa vyberateľnej karty podľa nároku 25 alebo 26 vyznačujúci sa tým, že pred hĺbením drážky sa na povrch telesa (1) karty nanesie vrstva (9) dotovaného termoplastu, výhodne typu PA6/6T a/alebo LCP a/alebo PBT a/alebo PET.