TW407249B - RF token and reading device thereof - Google Patents

Description

A7 407249 五、發明說明（） 發明領域： 本發明係關於一種IC ^ ττ jtt ^ , L卡及其讀取裝置，及更特定地 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係關於一種非接觸式1C卡甘也，lL 4 A u ^ β 卞其典型地被用來付一運輸工具 的費用及其對取裝置。 發明背景： 不同種類的卡式記綠媒體被廣风地用作為一交易或 個人識別證。目前流行的卡式記錄媒體可被分類為兩種， 即，磁條卡及1C卡。磁綠j ^ . 域條卡包括一磁條其在平行於該卡 的長度上被塗佈使得資料·5Γ 4 ., 了藉由造成該磁條的磁圖案改 變而被記錄。在另一方面，了 卡内包括了一積體電路晶片 且資料是被記錄於該積體電跃0 a电路晶片中。每一片這些卡片大 致是矩形且被作成圓角，並夏 〜有約85公釐（mm)長及54mm

寬。關於實體規格及資料格式沾姑社诚.A α份式的數種標準已針對這些卡被 提出。例如，國際標準細科± 千◊且織（ISO)已提出對於磁條卡之 IS0-78 1 0-1 3標準格式，及料、人+-細 及對於接觸與非接觸式iC卡分別 提出IS07816及ISO10536標準格式。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 然而，磁條卡具有的缺點為只有少量的資料可被貯存 在磁條中且被貯存的資料在磁鐵的附近會受到損害。再 者’貯存在磁條卡中之資料报交瓦·φ ^ ”很备易遭到偽造及變更。因 此’當一磁條卡被一使用者使用睹， „ 足』時，一歇格的授權程序是 必需的。在卡片被強烈的需求用以女 』以万便地以一少量的錢被 使用的例子中’如卡片被用來付運蚣 ”逆輸工具像是公車或捷運 的費用’該磁條卡即不適合使用。 吏糟的是，因為磁卡具 第5頁 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐 A7 407249 五、發明說明（） 有短的可讀範圍，所以其必需被插入一讀取裝置的增口中 使得一裝設於該槽口内的讀取頭可讀取該磁條以取得被 貯存的資料。因此，會耗費相當長的時間來讀取被貯存的 資料。為了這些理由’磁條卡通常不適合用來付運輸工具 的費用。 IC卡通常具有一高的貯存容量，且被貯存的資科受損 的可能性相當低。而且，1C卡提供一高度的安全性。詳士 之’在非接觸式的1C卡的例予中，讀取貯存於其内的資 料是很容易的。當非接觸式的1(:卡被用作為付運輸工具 的費用的方法時’一運輸公司可輕易的與一卡片販賣公司 解決帳目的問題’且可將服務管理合理化。因此，非接觸 式1C卡被廣泛地用作為付運輸工具費用的方法，特別是 在公車上。 在傳統公車的1C卡中，在開始時及記錄一預定的錢 數，且該被記綠的錢數在該公車Ic卡被一使用者使用時 即藉由扣掉-運輸費用來加以更^當該被記錄的錢數快 用完時，使用者付錢給收費站來重新對該公車IC卡加錢 m，在傳統@ IC ” -開始被設定貯存之將被 收取之基本錢數相當的大’且一便宜的IC卡尚未出現。 因此，對於不常使用該特定運輪工具的人或從外地來人而 言購買該1c卡是一項經濟上的負擔。因此，這些人使用 現金，金屬代幣，或其它付費方式來使用該運輸工具。在 此例子中，運輸公司與代幣販賣公司之間的賬目的處理即 成為一個問S ’且運輸公司無法充分地享受到㈣IC卡 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^J- "I I — — — — —--I — i I · ---I I 訂 — 11111 — · (琦先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 407249 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（ 系統在服務管理的好處。 發明目的及概怵： 為了要解決上述的問題，本發明的一個目的是提供一 射頻代幣用來付一運輸工具的費用，其可被輕易地購買並 攜帶且只可被使用一次或數次。 本發明的另一目的為提供一種非接觸式1C卡讀取裝 置用來讀取一用來付一運輸工具的費用且可被輕易地購 具並攜帶且只可被使用一次或數次之射頻代幣。 在一被提供來達到上述目的的射頻代幣中，—硬幣形 狀的載體是由塑膠所製成，並具有10至40mm的直徑及J 至4mm的厚度。一半導體晶片被埋設於該載髏内。一天 線線圈被螺旋地纏繞，其從該半導體晶片的一接點區延伸 出。 在一被提供來達成上述目的的1C卡讀取裝置中，一 殼體包括一形成於其外表面上之輸入槽口。一閘板被朝内 地裝設並離殼體上的輸入槽口一預定的距離用以選擇性 地讓該射頻代幣通過。一輸送機構包括一與該閘板結合的 臂並選則性地輸送該閘板。一讀取及控制裝單元讀取貯存 在該裝入到該閘板上之射頻代幣中的資訊並根據被讀出 的資訊選擇性地驅動該螺線管。一接收單元接收通過該閘 板的射頻代幣。 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I I I-----— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 12 載體 1 6，1 7 接點區 3〇 讀取裝置 第8頁 4|7249 五、發明說明（） 遇__式簡箪說明：_ 本發明之上述目的及優點可藉由參照附圖中所示之 較佳實施例的詳細說明而變得更為明顯，其中： 第1圖為根據本發明之一射頻代幣的較佳實施例的立體 圖； 第2圖為根據本發明之一 ic卡的讀取裝置的較佳實施例 的立體圖； 第3圖為用來讀取在接收在第2圖之1C卡讀取裝置中射 頻代幣之機構的一實施例的部分分解立體圖； 第4圖為方塊圖，其舉出第2圖之1C卡讀取裝置的電子 架構； 第5A及5B圖舉出選擇性地接收在第3圖的機構中之射頻 代幣的操作； 弟6圖為用來讀取及接收在弟2圖之ic卡讀取裝置中射 頻代幣之機構的另一實施例的部分分解立體圖；及 第7A及7B圖舉出選擇性地接收在第6圖的機構中之射頻 代幣的操作。/ 在圖式及下面的說明中，相同的標號代表相同或對應 的元件。 圈號對照說明： 10 射頻代幣 14 半導體晶片 18 螺旋天線線圈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1111]· --III — —— ^ « — — — — — I — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 407249 A7 _—-------- B7 五、發明說明（） 31 •4/t aA 32 槽口 34 顯示器 36 1C卡讀取單元 42 閘板 50 耦合件 60 螺線管 62 柱塞 54 銷 44 絞鏈 72 代幣讀取器 64 回復彈簧 7 0 代幣感應器 74 微控制器 76 螺線管驅動單元 發明詳細說明： 參照第1圖’一根據本發明的射頻代幣1 0被作成硬 幣的形狀。效射頻代幣的載體12是由塑膠材料所製成， 並1〇至4〇mm的直徑及i至4mm的厚度。在此較佳的實 施例中，該射頻代幣的直徑& 36_ ’及厚度為i 6贿。 一半導體晶片14被埋設於該載體12内，及兩個接點區域 16及17被形成於該半導體晶片14上。同時，一螺旋天線 線圏1 8沿著該射頻代幣丨〇的外周緣被纏繞，及該螺旋天 經 濟 部 智 慧 財 產 局 貝 工 消 费 合 作 社 印 製 線線圈18的兩端被固定於該半導體晶片14的接點區16 及17 » 半導體晶片14具有多個記憶體細胞（未示出）。在此實 施例中，記憶體細胞貯存一使用者可用來付一次車資，如 公車或捷運，的錢數。該射頻代幣1〇可與一讀取裝置溝 通，在30mm的範圍内不會接觸到該裝置，該讀取裝置被 裝設於該運輸工具的入口或搭乘該運輸工具的入口處。在 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)~ ~ --- A7 B7 407249 五、發明說明（） 此較佳的實施例中，在該射頻代幣10與該讀取裝置之間 的溝通是經由使用一頻率為13.65MHz的無線電連接來進 行。在此處，一來自於該半導體晶片的訊號被該天線線圈 18傳送出去到達該讀取裝置。被該讀取裝置判定為有效之 該射頻代幣10被該讀取裝置所收取，且稍後被再次充入 錢數用以販售給其它的乘客。 第2圖顯示根據本發明的一 1C卡讀取裝置的實施 例。讀取裝置3 0典型地可被使用於一公車上。一射頻代 幣槽口 32被提供於一大致具有一盒子形狀的殼體31的外 表面上，及一用來顯示該代幣的有效性及其它訊息給乘客 看之顯示器34被裝設於該殼體31的前面上。一射頻代幣 接收禾38被裝設於該讀取裝置30的底部。同時，第2圖 之讀取裝置30包括一被裝設於該顯示器34底下的1C卡 讀取單元36,使得該公車的乘客可使用非射頻代幣之一般 的IC卡。 第3圖顯示用來讀取及接收在第2圖之1C卡讀取裝 置中射頻代幣之機構的一實施例。第3圖中之機構在其底 部包括一閘板42用來選擇性地讓一射頻代幣向下通過及 一螺線管60用來驅動該閘板42。該閘板42的一端經由一 耦合件50連接至該螺線管60的一柱塞62。此處，該閘板 42及該耦合件50係經由一鉚接或藉由使用一螺釘與一螺 帽而牢固地彼此結合，而該耦合件50與該柱塞62則使用 一銷釘將其鬆弛地彼此連結。一絞鏈44被裝設於該與該 耦合件50連結之閘板42的端部的内側》—回復彈簧64 第10肓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I n n n 1· ·1 1 n n n I * I n I 1 n · ϋ n n >1 I <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 407249 A7 B7 五、發明說明（） 被裝設於該螺線管60之柱塞62的外周緣上。一代幣讀取 器72被直接裝設於該讀取裝置之輸入槽口底下用以面向 一被插入的射頻代幣1 0。一用來偵測該射頻代幣之代幣感 應器，未於第3圖中示出，被提供，其與該代幣讀取器相 對。該代幣感應器包含一對發光二極禮（LED)及一光電二 極管。 在此一機械結構中，當該螺線管60被充能時，該柱 塞62會靠近該螺線管的本體。該拄塞62的運動會經由該 搞合件50對該值板42施加一力量，使得該閘板42於該 絞鏈44上樞轉。因此，被裝載於該值板42上的射頻代幣 10因為重力而落下，沿著一預定的路徑被送入射頻代幣接 收禾中。在另一方面，當該螺線管60被放能時，該柱塞 62及該問板42會因為該回復彈簧64的作用而回到它們原 來的位置。 第4圖顯示第2圖中之1C卡讀取裝置的電子架構。 該1C卡讀取裝置電子上包括一代幣感應器70，一代幣讀 取器72，一微控制器74，該卡讀曲器36，一螺線管驅動 單元76 ’及一顯示器60。如上所述，該代幣感應器70偵 測被插入到該輸入槽口中之射頻代幣，及該代幣感應器7 2 接受來自於該被插入之代幣發射出之射頻訊號。該卡讀取 器36與一般的1C卡溝通，該1C卡可與該射頻代幣獨立 地使用，用以接收從該1C卡發出之訊號。而且，該卡讀 取器36將一被減掉的錢數的資訊或減掉貯存在該ic卡中 之錢數的指令傳至該1C卡。該螺線管驅動單元76是在該 第11頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — — — ———— — — I! ·1111111 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 407249

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 吾控制器74的控制下對該螺線管充能或放能。該顯示單 疋60藉由顯示來自於微控制器74的資訊而作為一使用者 界面。 一使用第3圖之機構的ic卡讀取裝置的操作現將被 說明。 .當沒有射頻代幣被插入時，該閘板42將該代幣槽口 的底部擋住，如第5A圖所示。當一乘客將一射頻代幣丟 入或插入該輸入槽口時，該代幣感應器偵測該射頻代 幣並知會該微控制器74有一代幣被插入。該微控制器74 啟度該該代幣讀取器72用以接收從該射頻代幣發出之射 頻訊號。由該代幣讀取器72所讀出之資訊被送至該微控 制器74用以決定該射頻代幣的有效性。 當該射頻代幣是有效的時候，該微控制器74提供一 螺線管控制訊號給該螺線管驅動單元7 6，讓該螺線管驅動 單元對螺線管60充能。在此時，該螺線管的柱塞62收回 或接近該螺線管本體，且該閘板42的一端被該柱塞62拉 動用以在該紋鏈4 4上樞轉。因此，如第5 B圖所示’該閘 板42被推開及該代幣落下。在一段時間之後，該螺線管 驅動單元74將該螺線管60放能’該柱塞62及該閘板42 就會因為回復彈簧64的作用而回到第5A圖所示之它們原 來的位置，準備好接受下一個射頻代幣。 第ό圓顯示用來讀取及選擇性地接收在第2圖之 卡讀取裝置中射頻代幣之機構的另一實施例。該讀取裝置 在其底部包括一閘板42用以選擇性地讓該射頻代幣向下

第12T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -I I — 1 ^ I — I I I ϊ 1 ^ I I ^ I I 肅 1 ^ (請先閱讀背面之注*ί事項再填寫本頁) A7 B7 五、 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 407249 發明說明（） 通過及螺線管60用來驅動該閘板42。在第6圈中’該閘 板42及該螺線管60的柱塞62是藉由一銷釘90而彼此成 直線地連結。因此，閘板42是被該嫘線管的柱塞62之運 動所移動。一未示於第6圖中的導軌被裝設於該閘板 之與該柱塞62相對的一端上用以幫助該閘板的移動。第6 圖中之機構的其它特徵於第3圖所示的相同。而且，第4 圖中之電子架構可與第6圖之機構相結合。 使用第6圖之機構的ic卡讀取裝置的操作將說明如 下。當沒有射頻代幣被插入時，該閘板42將該代幣槽口 的底部擋住，如第7A圖所示。當一乘客將一射頻代幣丟 入或插入該輸入槽口時，該代幣感應器偵測該射頻代 幣並知會該微控制器74有一代幣被插入。當根據來自於 該代幣讀取器72的資訊決定該射頻代幣為有效的代幣 時，該微控制器74提供一螺線管控制訊號給該螺線管驅 動單元76’讓該螺線管驅動單元76對螺線管6〇充能。在 此時，該螺線管的柱塞62收回至該螺線管本體中，且該 閘板42的-瑞被該柱塞62拉動用以沿著導館94移動於 螺線管的方向±。因此，該代幣落下。在—段時間之後， 該螺線管驅動單元74將該螺線管6〇妨叫 人 $ $ 〇υ玫能，該柱塞62會 因為回復彈簧64的作用而回到它們席也 尔來的位置。在此時， 閘板42亦會沿著導軌94回到第μ閣& 圓所示之原來的位 置’準備好接受下一個射頻代幣。 雖然在較佳的實施例中閘板及故人 蚁及耦合件是分別被提 供’但閘板及耦合件亦可結合成為—显 早—的構件。在此一 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公《 — — — — — I — — — — — — — ·1111111 ' — — — — In (請先閱讀背面之注意事承再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407249 a? Β7 五、發明說明（） 例子中，組合該讀取装置的人工即可被減少’製造成本亦 可被降低》 在本發明的較佳實施例中’該射頻代幣是被設計成只 使用一次。然而，在替代的實施例中，該射頻代幣可被使 用兩次或三次。在此一例子中’當一射頻代幣被售予一使 用者時，一對應於代幣可使用的次數之錢數被記錄於該射 頻代幣中。當一使用者搭乘運輸工具時被記錄於該記憶體 細胞中之餘額即扣掉該車資’及被扣掉車資之後的錢數再 被貯存。在此一替代實施例中，一被該半導體晶片所傳送 出之將被送至該讀取裝置的訊號是經由一天線線圈所發 出，且從該讀取裝置傳送至該半導體晶片上的訊號亦是經 由該天線線圈來接收。在此處’一出口必需被提供於該殼 體的前面上用以將該餘額未用盡之射頻代幣送回"而且， 一從該輸入槽口至該出口之輸送路徑亦必需被提供。該射 頻代幣不會被該讀取裝置所收集，直到該射頻代幣的餘額 用完為止才會被收集。同時，該被收集的射頻代幣可再被 加入錢數並再賣給其它的乘客。此一變化對於熟西此技藝 者而言是顯而易見的，因此其細即將被省略。 本發明已用較佳實施例來加以說明。然而，對於熟悉 此技藝者而言很明顯的是，已被描述的實施例之不同的變 化可在不偏離本發明的精神與範圍下被達成。 產業利用性 根據本發明之射頻代幣及1C卡讀取裝置可藉由將其 第Η頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公藿） I I— I tM§ eat IP I · I— n i n 一5, · I 1 n I ,(請先閱讀背面之注意事壻再填寫本頁) 407349 A7 B7 五、發明說明（ 裝設於一公車上之公車司機可直接收取車資的地方來加 以應用。而且’亦可被使用於捷運的收票口處。在 -捷運的乘客在-離站的收“處將其射頻代幣插入該 輸入槽口中，然後從出口取回它們的代幣。然後，乘客將 它代幣插入裝設在其目的地站之讀取裝置的輸入槽口中 以離開月台。而且，本發明之射頻代幣亦可被用來付高速 公路使用費的費用。再者，該射頻代幣亦可被用在所有需 要收取費用之入口處。 當該射頻代幣被應用於一運輸工具上，特別是公車 上’時很少搭乘該運輸工具的人或來自於外地觀光客可以 很容易購買對應於所需要的錢數之射頻代幣。因此，該射 頻代幣提供乘客更多使用上的便利。而且，一運輸公司可 簡化於與代幣販售公司間之賬目處理，提高稱資收取的透 明度’及很容易獲得統計數字。因此，採用1C卡系統的 好處即可增加》甚者，該射頻代幣以資源回收的觀點來看 是有效率的，因為射頻代幣可被重新記錄及重新使用。 I I ί裝--------訂---！|!味 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. ^49申請專利範圍 -^)-7249 A8 B8 C8 D8 ι·種用來付費用之硬幣形射頻代幣，其皇少包含： —裁體’其由塑膠材料所製成並具有10到4〇公麥 的直徑及1至4公釐的厚度； ~半導體晶片’其埋設於該載體内戚具有至少一接 點區；及 被螺旋地纏繞的天線線圈，其從該半導體晶片的 接點區延伸出。 -種非接觸…讀漏用之 硬幣形射頻代幣，該裝置至少包含： 设體’其具有一外表面及—在該外表面上 槽口； 的輸人 用以選擇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 到該閘板 性地 一閘板，其被朝内地裝設並離該殼體的輸入槽口 預定的距離用以選擇性地讓該射頻代幣通過； 一輪送機構，其包括一與該閘板結合的臂 性地輸送該閘板； 一讀取及控制單元，其讀取貯存在該裝入 上之射頻代幣中的資訊並根據被讀出的資訊選擇 驅動該輸送機構；及 一接收單元用來接收通過該閘板的射頻代常。 3.如申請專利範圍第2項所述之非接觸式IC卡 取裳，置’ 其中該閘板及該臂係彼此大致垂直地連結。 笫16頁 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4洗格（21〇X297公釐） A8 B8 C8 407249---- 六、申請專利範圍 4. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式1C卡讀取裝置， 其中該閘板及該臂係彼此成直線地連結。 5. 如申請專利範圍第4項所述之非接觸式1C卡讀取裝置， 其進一步包括一導軌用來導引該閘板使得該閘板沿著 一預定的直線路徑被輸送。 6. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式"C卡讀取裝置， 其進一步包括一代幣感應器用來偵測該射頻代幣是否 一被置入該輸入槽口中且只有在該射頻代幣已被輸入 時才會啟動該讀取及控制單元。 -----Γ.--·---裝------ΐτ-------^ .--. (請先閱讀背面之注意事項再<舄本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐）