TW548597B - Contactless portable object featuring one or several contactless peripheral devices - Google Patents

Description

548597 A7 ___B7__ 五、發明說明（丨） 本發明之領域 本發明係關於可攜帶的物件，特別係關於以至少一個 不與主晶片成歐姆接觸式週邊爲特點之可攜帶的非接觸式 物件。 柑關技術之說明 例如非接觸式智慧卡之可攜帶的物件在目前係廣泛地 使用在各種應用中。其通常係遵守著耦合至讀取器的I S 〇格式卡，並透過讀取器使其被遙控地供給能量，亦即， 藉由讀取器使其接收磁場形式的能量並以磁場形式通訊。 在大眾運輸工具區段中，該種構件已經以I S〇卡之形式 或例如票證之較小格式實現之。使用者在讀取器前方出示 預購卡以獲得大眾運輸工具之通行。建立在卡與讀取器之 間的通訊係能夠進行使用者辨識，並從使用者之帳戶扣除 旅費。 \ 這些構件亦已發展成付款機制。舉例而言，此爲電子 錢包的情況。電子錢包可用以在商店中小額購買行爲之付 款。其包含智慧卡。該卡係由特定之發卡機構給予帳面餘 額。使用者可藉由在讀取器前方出示智慧卡以爲購買付款 。卡與讀取器之間建立之通訊將根據購買額之總和記入借 方。 許多公司亦已發展出使用非接觸式智慧卡之員工辨識· 構件。在讀取器前方出示卡片係使得卡持有者被辨識，並 接著被同意或拒絕進入受控制之進入區域。該同一卡片亦 3 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · ----------I · I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂； 548597 A7 _____B7_ 五、發明說明（/ ) 可由員工用在 ''打卡〃中。 智慧卡技術漸增之應用係引起新的需求。 第一個需求係能夠直接在可攜帶的非接觸式物件上讀 取資訊的可能性。使用者希望能夠查閱包含在智慧卡內之 資訊，而無需將智慧卡放置在讀取器之範圍內並接著讀取 直接顯示在讀取器顯示螢幕上的資訊。舉例而言，在使用 電子錢包時係遭遇到此種問題。使用者僅能在他/她轉移 金錢至卡片或進行交易時才能查閱帳戶餘額，亦即當智慧 卡放置在由讀取器發射之磁場內，其能量供應至該卡片時 Ο 在市場上係可獲得一種用於消除這些缺點的機制。該 機制係一種設計成用於電子錢包卡的機盒，其特點係在於 容許使用者隨時查閱卡片帳戶餘額之顯示螢幕。藉由將卡 片插入該機盒’卡片之晶片以及機盒之晶片之間進彳了接觸 。藉由該_觸建立之通訊導致帳戶餘額顯示在機盒之顯示 螢幕。然而，此技術仍有數項缺點。第一項不便處係該機 盒需要內部電源，以使得該機盒以及卡片及機盒之間的通 訊能夠動作。該電源通常係電池。因此，該電池需在電源 耗盡時定期地充電。第二項缺點係在於該機盒僅接受特定 裝配成能與該機盒操作的卡片。因此，無法在其內使用數 種卡片。 第二個需求係在數種應用中使用同一 ^^片的可能性。' 想像一張卡片可與不同之讀取器通訊。因此，卡片可設計 成與不同之系統操作。事實上，操作在自動存提款機之提 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 tjl - 548597 A7 ____B7____ 五、發明說明（巧） 款卡可作爲電子錢包使用。同樣的方面，非接觸式大眾運 輸卡可用於小額購買。因此，同一卡片可變成能用在數種 不同應用之日常基本需求的配件。 第三個需求可能係在非接觸式智慧卡上納入小型鍵盤 ，以能夠在卡片及終端機之間進行處理時輸入資料。可在 智慧卡之主體上放置此種鍵盤。 目前在市場上僅能獲得以僅有一個主晶片爲特點之卡 片，使其僅能與一種系統形式通訊。 此外，當卡片在因爲讀取器才能通訊的讀取器發射之 磁場內時，這些輔助功能需要能量源以操作。 最後，使用週邊以實現這些功能可能將導致主晶片之 操作以及特別是在主晶片及與其配合之讀取器之間通訊時 的干擾。 本發明之槪要 本發明之目的係藉由供應具有能與數種不同系統通訊 之數種獨立功能之可攜帶的物件而減少這些缺點，由於一 或多個獨立之週邊，這些週邊僅需微量之能量以操作且對 主晶片之操作僅有些微之影響。 本發明係關於一種可攜帶的非接觸式物件，其特點在 於一種主晶片以及一種主天線，其建立該晶片以及配合該 可攜帶的非接觸式物件之讀取器之間的通訊。該可攜帶的 非接觸式物件亦以至少一個非接觸式週邊設備爲特點，其 具有與主晶片之功能不同之功能，且不藉由歐姆接觸連接 5 , 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " " ： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) !· 裝 L5-·· 548597 A7 _ B7__ 五、發明說明（IV ) 至主晶片並僅需以微量之能源操作。 如本發明之具體實施例，本發明係關於一種非接觸式 智慧卡，其特點在於獨立於主晶片並與主晶片讀取器不同 之讀取器通訊的輔助晶片。 圖式簡單說明 從接下來配合附圖之詳細說明將能更瞭解本發明之目 的、物件及特性，其中： 圖1係表示以複數個週邊設備爲特點之可攜帶的非接 觸式物件。 圖2係表示以輔助晶片及顯示器設備爲特點之可攜帶 的非接觸式物件。 圖3係表示一種非接觸式智慧卡的電路槪要圖。 圖4係表示一種週邊設備的電路圖。

X 元件符號¥明 10···非接觸式智慧卡 12···主晶片 14···主天線 16···週邊設備 18···週邊設備 2 0 ···非接觸式智慧卡 2 2 · · ·主晶片 2 4 · · ·主天線 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） . --------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -;§?. 548597 A7 _____B7 五、發明說明（< ) 2 6· ••輔助晶片 2 8· ••平面線圈 3 0· ••螢幕 3 2· ••平面線圏 3 4· ••非接觸式智慧卡 3 6· ••主天線 3 8· ••電容器 4 0· ••電阻器 4 2· ••電子開關 4 4· ••週邊設備 4 6· ••平面線圏 4 8· ••電阻器 5 0· ••電子開關 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 齡佳窗施例之詳細_ 圖1^表示一種IS〇格式之非接觸式智慧卡。該卡 1 0係包含主晶片1 2。該卡片係透過主天線1 4與讀取 器對話。當卡片放置在由讀取器產生之磁場內時，在晶片 1 2以及讀取器之間發生電磁偶合。接著，在晶片以及讀 取器之間藉由其各自之天線傳送資料及能量。該主天線1 4係包含週長漸增之螺旋線。該天線之兩端係連接至晶片 1 2。該智慧卡1 0亦包含兩個週邊設備1 6及1 8。這 些週邊設備可能係具有相同之形式或不同之形式。其係電 性連接至主晶片且彼此獨立的。如其它實施例，該卡片可 7 石氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽x 297公爱）- 548597 A7 ___B7___ — - _ — 五、發明說明（v ) 能係依照需求而以一個單一週邊設備或多於兩個之週邊設 備爲特點。 I —II----· I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2係表示以兩個不同特性之週邊爲特點之I s〇格 式智慧卡的範例。該智慧卡2 0係包含連接至主天線2 4 之主晶片2 2。該卡片亦包含連接至平面線圈2 8之輔助 晶片2 6。其特點亦有包含晶片（未顯示出）之週邊顯示 器元件、螢幕3 0及平面線圈3 2，其使得該週邊顯示器 兀件能接收由讀取器或主晶片傳送之資料及能量。 平面線圏之尺寸係隨著其連接之週邊的具體特性而變 化。從圖可看出平面線圈2 8在尺寸上係小於平面線圈3 2。此外，該尺寸亦依照卡片與其週邊操作之具體特性而 定。無論週邊爲何，可注意到，無直接之電線連接至主晶 片2 2或其天線2 4。 圖3係表不一種非接觸式智慧卡3 4之電路圖。該卡 之電路係每含主天線3 6或耦合天線、至少一個電容器3 8及包含至少一個電阻器4 0之數個電阻器、以及一個電 子開關4 2。電容器4 0之角色係提供一個調諧電容器， 當其放置在由讀取器產生之磁場內時，能使得非接觸式智 慧卡與讀取器共振。如目前之標準，共振發生之頻率，亦 即智慧卡之電路與讀取器調諧之頻率係等於1 3 · 5 6百 萬赫茲（MHz)。電阻器4 0可藉由該晶片內部之電子 開關4 2切換之，以產生智慧卡以及讀取器之間的反調變 副載波頻率。如對應至目前標準的具體實施例，該反調變 副載波頻率之値係8 4 7千赫茲（k Η z )。該反調變副 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） · 548597 A7 _____Β7_____ 五、發明說明（' ) 載波頻率係使得智慧卡能傳送資訊至讀取器。 圖4係表示一種週邊設備4 4之電路圖。該週邊設備 之特點係在於平面線圈4 6、包含電阻器4 8及電子開關 5 0的數個建立負載之電阻器。該週邊設備4 4之電路不 具有調諧電容器。因此，其無法在由讀取器所傳送之可使 用的能量強度內成爲獨立之元件而操作。因此，需透過與 主天線電路之耦合，使用配合非接觸式智慧卡及其讀取器 之間調諧的過壓。因此，此原理係使用非接觸式智慧卡之 調諧主電路作爲變壓器之主要部分。週邊設備之平面線圏 4 6係因而形成此變壓器之輔助部分，並接收透過電磁耦 合之能量及資料。由電子開關5 0切換之電阻器4 8係容 許變更該電路之阻抗以產生反調變副載波頻率。事實上， 根據一種特定之操作模式，可變化該週邊設備之阻抗以藉 由反調變傳送反應至讀取器。 如同@有的變壓器，由週邊設備之電子電路呈現之阻 抗可與在非接觸式卡片之主天線上晶片所呈現之阻抗相比 較，其係基於主天線及平面線圈之間的耦合相互浪湧阻抗 m以及η 1/η 2的比値，該η 1係非接觸式卡片之主天 線之圈數而η 2係週邊設備之天線之圈數。 若該週邊設備係具有強阻抗且在整流器反向具有非常 弱之寄生電容，則當非接觸式卡片在讀取器磁場內時’其 可被給予能量而不會明顯地降低該讀取器之操作° 如該週邊設備之操作模式，該週邊設備獲取具有由主 天線發射之特定指令形式而由非接觸式卡片共應、之 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 ， ----— II--I I · I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >0- 548597 A7 ____B7 ____ 五、發明說明（S ) 資料。一旦非接觸式卡片以及讀取器之間完成交易則產生 該指令。 --------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如該週邊設備之另一種操作模式’該週邊設備可同時 獲取由讀取器發射之資料，其係由讀取器帶有能量地以振 幅調變傳送至該非接觸式卡片且接著由卡片之主天線發射 Ο 如一種具體實施例，該週邊設備之電路的特點係在於 提供至總體調諧之電容器。該電容器可與主晶片之調諧電 容器相累積，以提供能使主晶片、週邊設備及讀取器之電 路調諧至讀取器之工作頻率的整體耦合電容値。若在非接 觸式智慧卡上放置數個週邊設備，該週邊設備及主晶片之 電容値會累積以供應整體調諧電容値。週邊設備之電容器 通常係小於主晶片之電容器，故總體電容値之7 5 %係分 配在該主晶片之電容器而2 5%係分配在該週邊設備之電 容器。該整體調諧電容値亦依照相互耦合而定，且配合主

X 天線以及週邊設備之天線的圈數。 該週邊設備能夠在與主晶片之相同頻率下與同一讀取 器如同主晶片一般操作。 該週邊設備能夠與特定在如主晶片頻率之同一頻率下 的讀取器操作。 爲獲得1 3 · 5 6 ΜΗ Z之整體耦合頻率，出現在該 卡片上之各種電路之自然共振頻率需高於工作頻率。 如另一種實施例，週邊設備係呈現一種能使其直接稱 合至特定讀取器之調諧電容器。在該種情況中，該耦合頻 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） . 548597 A7 ___B7___ 五、發明說明（Y ) 率係不同且高於主晶片之頻率。 該週邊設備可能係具有不同之形式。如最初之實施例 ，該設備係具有其特有指令之輔助晶片。該晶片能如同主 晶片一般與同一讀取器對話，或與特定讀取器對話。 如第二種實施例，該週邊設備可能係一種例如在圖2 所示之顯示器元件。該元件係顯示主晶片以及讀取器之間 對話而來之資訊。若非接觸式智慧卡係一種電子錢包，則 該顯示器元件能顯示在該非接觸式智慧卡上剩餘之金額。 其亦能顯示關於卡片操作之資訊。如一種特定之實施例， 該顯示器維持最後一個影像，其容許使用者在兩次交易之 間隨時地觀看資訊。 如第三種實施例，該週邊設備係一種鍵盤。該鍵盤最 好係數字鍵盤。此種功能在非接觸式智慧卡作爲電子錢包 使用時特別引起興趣。該種元件可用以鍵入使用者希望從 發卡機構等移至電子錢包的金額。該種鍵盤亦可用以鍵入 通行密碼。1該種週邊設備之操作僅需該非接觸式物件在輸 入操作時維持在讀取器之範圍內。 無需歐姆接觸操作之週邊設備可在製造時內嵌於可攜 帶的非接觸式物件內；因此該週邊設備之平面線圈係與主 天線在同一平面上。 如另一種實施例，該週邊設備可在其製造時附著於該 可攜帶的物件上。在該種情況中，該週邊設備可從該可攜 帶的物件移除。 在週邊設備係可移除的情況中，該週邊設備的資料及 11 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） · --------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >0 · 548597 A7 ____B7 五、發明說明（vo) 能量之接收僅能發生在該可攜帶的物件附近且當其放置在 由讀取器發出之磁場內時。此外，爲能藉由反調變發出反 應，該週邊設備需放置在該可攜帶的非接觸式物件附近。 總言之，每個構成之週邊設備係獨立的且並無連接至 該可攜帶的非接觸式物件之主晶片，且因此不會影響該主 晶片之操作或該可攜帶的物件之其它週邊設備之操作，亦 不會影響主晶片、其它週邊設備以及其它讀取器之間發生 之交互作用。以此方式，在週邊設備與該可攜帶的非接觸 式物件係物理上分隔時，無論是主晶片或其它週邊設備的 故障皆對該可攜帶的非接觸式物件之其它元件之功能沒有 影響。因此使用者可一再地使用位在卡片上的主晶片以及 其它週邊設備之功能。當考慮到缺陷元件時，若其加入該 可攜帶的非接觸式物件時，其可被改變以作爲新的週邊設 備。 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂：

Claims (1)

1. 548597 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 ·一種可攜帶的非接觸式物件，其特點在於一種主 晶片以及一種建立該晶片以及配合該可攜帶的非接觸式物 件之讀取器之間通訊的主天線， 該可攜帶的非接觸式物件之特徵亦以至少一個非接觸 式週邊設備爲特點，其具有與主晶片之功能不同之功能且 不藉由歐姆接觸連接至主晶片並僅需以微量之能源操作。 2·如申請專利範圍第1項之可攜帶的非接觸式物件 ’其中’該週邊設備係包含用於接收能量及資訊之構件。 3·如申請專利範圍第2項之可攜帶的非接觸式物件 ’其中’該用於接收能量及資料之構件係平面線圈。 4·如申請專利範圍第3項之可攜帶的非接觸式物件 ，其中，當該主天線透過電磁耦合從該可攜帶的物件接收 能量及資料時，該平面線圈係扮演輔助變壓器之角色，而 主要變壓器係由該主天線所形成。 5·如申請專利範圍第4項之可攜帶的非接觸式物件 ’其中，能量以及由該主天線傳送之該資料係由該可攜帶 的物件之讀取器所產生。 6·如申請專利範圍第4項之可攜帶的非接觸式物件 ，其中，由該主天線傳送之該資料係由該可攜帶的物件之 主晶片所產生。 7·如申請專利範圍第6項之可攜帶的非接觸式物件 ，其中，該週邊設備係包含使該元件耦合至讀取器之調諧 電容器。 8·如申請專利範圍第6項之可攜帶的非接觸式物件 1 本紙張尺&適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公g ^ (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂：_ 線 A8B8C8D8 548597 六、申請專利範圍 ’其中’該兀件之稱合係藉由結合g亥兀件之調諧電容器以 及該主晶片之調諧電容器所獲得。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 9·如申請專利範圍第1項至第8項之任何—項之$ 攜帶的非接觸式物件，其特徵在於該非接觸式週邊設備係 一種顯示器設備。 10·如申請專利範圍第1項至第8項之任何—項之 可攜帶的非接觸式物件，其特徵在於該非接觸式週邊設備 係一種輔助晶片。 11·如申請專利範圍第1項至第8項之任何—項之 可攜帶的非接觸式物件，其特徵在於該非接觸式週邊設備 係一種鍵盤。 線 12·如申請專利範圍第1項至第8項之任何—項之 可攜帶的非接觸式物件，其中，該週邊設備可藉由使用反 調變透過平面線圏傳送反應至該可攜帶物件之讀取器，其 平面線圏係耦合至該可攜帶的物件之主天線。 13·如申請專利範圍第1項至第8項之任何一項之 可攜帶的非接觸式物件，其中，該週邊設備係內嵌在該可 攜帶的物件內，該平面線圏係與該可攜帶的物件之該主天 線在同一平面上。 14·如申請專利範圍第1項至第8項之任何一項之 可攜帶的非接觸式物件，其中，該週邊設備可從該可攜帶 的物件移除。 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)