TWM462920U - 感應式票卡 - Google Patents

Description

感應式票卡

本創作係有關於一種感應式票卡，尤指一種具有共用一天線之二處理模組以及電荷幫浦電路，並藉由電荷幫浦電路所產生之電力而經資訊顯示器顯示票卡資訊之感應式票卡。

隨著科技的發展與時代的進步，無線通信技術的成熟與進步而應用於各個生活領域，使得人們生活充滿愈趨方便，進一步來說，現有無線通信技術中，人們的生活主要是以無線射頻(Radio Frequency；RF)之無線通信的技術為使用大宗。

具體而言，上述無線射頻之無線通信技術之發展，主要係以射頻識別(Radio Frequency Identification；RFID)為主，通常又稱為電子標籤、無線射頻識別，是一種通過無線電訊號來識別特定目標並讀寫相關數據的通訊技術，射頻識別技術的優點是不需要使用到機械或光學的接觸就能夠識別特定目標，使得射頻識別技術的應用已深入生活各個層面。

舉例而言，在製造產品的應用中，產品的生產可以利用 射頻識別來改善生產的控管，進而發揮出產品生產之履歷全程監控的效益；而在商品的應用中，射頻識別可作為商品的真假辨識，進而使人們可分辨商品真偽；人們生活的應用中，捷運、公車之大眾交通運輸的身分驗證、停車場與商店的繳費等，都已被各式射頻識別技術整合、簡化其應用程序，而達到更便利、快速的應用成效。

然而，上述運用射頻識別技術之票卡中，其無法顯示使用者使用後之票卡資訊，使得使用者無法清楚地了解當下還有多少票卡價值，而需藉由讀寫器進行餘額查詢方能得知。此外，現有部分之票卡設有電池，使得票卡不能夠完全密封，以至於在實務的使用上沒有耐震、抗摔、防水、防潮與長時間使用之狀況，因此，現有之票卡仍具有改善之空間。

有鑒於現有之票卡存在有無法顯示使用者使用後之票卡資訊之問題，以及部分設有電池而造成票卡不耐震、不抗摔、不防水、不防潮以及使用壽命短之問題。

緣此，本創作之主要目的在於提供一種感應式票卡，其主要係藉由電荷幫浦電路與感應時所產生之電磁波共振而取得工作所需之電力，藉以使資訊顯示器利用此電力顯示票卡資訊。

基於上述目的，本創作所採用之主要技術手段係提供一種感應式票卡，係用以接收一讀寫器所傳送出之一讀寫 信號與一票卡資料信號，並且顯示票卡信號所代表之一票卡資訊，感應式票卡包含一票卡本體以及一資訊顯示器。票卡本體包含一無線射頻(Radio Frequency；RF)天線、一電荷幫浦電路、一第一處理晶片以及一第二處理晶片。無線射頻天線係用以接收讀寫信號與票卡資料信號，電荷幫浦電路係電性連接於無線射頻天線，用以在無線射頻天線接收票卡資料信號時，藉由一共振方式產生一感應式工作電力。第一處理晶片係電性連接於無線射頻天線以及電荷幫浦電路，用以接收無線射頻天線所傳遞之讀寫信號，藉以經由無線射頻天線將一資料信號傳送至讀寫器，而資料信號係代表票卡資訊。

第二處理晶片係電性連接於無線射頻天線以及電荷幫浦電路，用以接收讀寫器依據資料信號所傳送出之票卡資料信號，藉以將票卡資料信號轉換為一用以顯示票卡資訊之顯示信號。資訊顯示器係設置外露於票卡本體，並且電性連接於第二處理晶片以及電荷幫浦電路，用以接收顯示信號，並且依據顯示信號並利用感應式工作電力顯示票卡資訊。

另外，本創作所採用之較佳技術手段係提供一種感應式票卡，其中，第一處理晶片係為一感應處理晶片，第二處理晶片係為一微控制器(Micro Control Unit；MCU)晶片，電荷幫浦電路係為一電荷泵(Charge Pump)，而資訊顯示器係為一電子紙顯示器(Electronic Paper Display；EPD)，且資訊顯示器係藉由文字或數字中之至少一者顯示票卡資訊。此外，無線射頻天線更用以接收 讀寫器所傳送出之一複寫信號，且第一處理晶片經由無線射頻天線接收複寫信號後，係依據複寫信號而複寫票卡資訊。

此外，本創作所採用之另一較佳技術手段係提供一種感應式票卡，其中，第一處理晶片係包含一儲存器，儲存器係為電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory；EEPROM)，用以儲存票卡資訊，並且用以供讀寫器複寫票卡資訊。此外，資訊顯示器更包含一警示器，警示器係用以在第二處理晶片接收票卡資料信號時，發出一警示信號。

因此，藉由本創作所採用之感應式票卡後，由於採用了共用一無線射頻天線之二處理模組，且電荷幫浦電路在讀取器感應上述之處理模組時，其感應電磁波係與電荷幫浦電路產生共振，進而產生感應式工作電力而得到所需的工作電力，藉以使資訊顯示器利用此電力顯示票卡資訊，使得使用者可即時得知當下之票卡資訊，而不需要透過讀寫器進行餘額查詢得知票卡資訊。

此外，也由於是利用線圈耦合感應取得工作所需電力，因此感應式票卡在製作上可完全密封，進而達到耐震、抗摔、防水、防潮並且長時間使用之功效。

本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

1、1a‧‧‧感應式票卡

11、11a‧‧‧票卡本體

111‧‧‧無線射頻天線

112‧‧‧電荷幫浦電路

113‧‧‧第一處理晶片

1131‧‧‧儲存器

114‧‧‧第二處理晶片

12、12a‧‧‧資訊顯示器

121‧‧‧警示器

2‧‧‧讀寫器

S1‧‧‧讀寫信號

S2‧‧‧資料信號

S3‧‧‧票卡資料信號

S4‧‧‧顯示信號

S5‧‧‧複寫信號

第一圖係顯示本創作較佳實施例之感應式票卡之立體示意圖；第二圖係顯示本創作較佳實施例之感應式票卡之方塊示意圖；以及第三與三A圖係顯示本創作較佳實施例之感應式票卡之應用示意圖。

由於本創作所提供之感應式票卡中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅各列舉一較佳實施例來加以具體說明。

請一併參閱第一圖與第二圖，第一圖係顯示本創作較佳實施例之感應式票卡之立體示意圖，第二圖係顯示本創作較佳實施例之感應式票卡之方塊示意圖。如圖所示，本創作較佳實施例所採用之感應式票卡1中，係採用圓柱體而為一硬幣狀之外形，且此感應式票卡1係具有一感應範圍，在此感應範圍內，係可與讀寫器2無線通信連接，其中，讀寫器2內之天線(圖未示)可為由複數個繞線所組成之天線。

在本創作較佳實施例中，感應式票卡1包含一票卡本體11與一資訊顯示器12，票卡本體11內部包含了一無線射頻(Radio Frequency；RF)天線111、一電荷幫浦電路112、一第一處理晶片113、一第二處理晶片114，其中，無線射頻天線111係為現有之天線組，其可為由複數個繞線所組成之天線，藉以與讀寫器2相匹配，且在 上述之感應範圍內時，無線射頻天線111係與讀寫器2無線通信連接。

電荷幫浦電路112係電性連接於無線射頻天線111，且在本創作較佳實施例中，電荷幫浦電路112係為一電荷泵(Charge Pump)，其可由電容與開關電路所組成，例如是開關式調整器升壓泵、無調整電容式電荷泵與可調整電容式電荷泵中之一者，但不限於上述，只要是可儲存積累電能之電荷泵均不脫離本創作之精神。此外，在本創作較佳實施例中，電荷幫浦電路112係進一步經由一電感電容(LC)串聯諧振電路(圖未示)而與無線射頻天線111電性連接，而此串聯諧振電路可為現有之電路，且其頻率係與讀寫器2之發射頻率相同。

第一處理晶片113係電性連接於無線射頻天線111與電荷幫浦電路112，且第一處理晶片113包含有一儲存器1131，用以儲存票卡資訊，而此票卡資訊例如是儲值金額、停車場租用時間，但不限於上述。此外，第一處理晶片113係為一感應處理晶片，具體而言，本創作較佳實施例係採用MIFARE 1 S50晶片，其係為符合ISO/IEC 14443A之協定，且具有防碰撞、多重資料加密、防衝突機制與成本低之優點，且儲存器1131係為電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory；EEPROM)，其係設有複數個磁區以儲存上述之票卡資訊。

第二處理晶片114係電性連接於無線射頻天線111與電荷幫浦電路112，且在本創作較佳實施例中，第二處理 晶片114係為一微控制器(Micro Control Unit；MCU)晶片，而在其他實施例中，係可使用現有之具有處理功能之晶片。

此外，在此值得一提的是，第一處理晶片113與第二處理晶片114係同時電性連接於無線射頻天線111而共用此無線射頻天線111進行資料傳輸。另外，在其他實施例中，無線射頻天線111係可整合於第一處理晶片113或第二處理晶片114中，而電荷幫浦電路112亦可整合於第一處理晶片113，其僅視實務上之製程成本所決定。

資訊顯示器12係設置外露於票卡本體11，並且電性連接於電荷幫浦電路112以及第二處理晶片114，且在本創作較佳實施例中，資訊顯示器12係為一電子紙顯示器(Electronic Paper Display；EPD)，且此電子紙顯示器可為現有業界常使用之電子紙，因此不再贅述。

此外，在本創作較佳實施例中，資訊顯示器12更包含一警示器121，且警示器121係與資訊顯示器2共用，也就是說，資訊顯示器2部分係設置為警示器121，且警示器121係為一以對比方式呈現警示之警示器，但在其他實施例中，不在此限。

其中，使用者使用本創作所提供之感應式票卡1時，在感應範圍內供讀寫器2讀取的過程中，讀寫器2係傳送出一讀寫信號S1至感應式票卡1，而無線射頻天線111係接收並傳遞讀寫信號S1，且第一處理晶片113係接收無線射頻天線111所傳遞之讀寫信號S1，而第一處理晶片113此時依據讀寫信號S1而至儲存器1131讀取票卡 資訊，並且依據此票卡資訊產生一資料信號S2(資料信號S2係代表此票卡資訊)，並且經由無線射頻天線111將資料信號S2傳送至讀寫器2。

此時，讀寫器2接收到資料信號S2後，係依據資料信號S2解析出票卡資訊，並且再依據此票卡資訊產生並傳送出票卡資料信號S3，而無線射頻天線111係接收並傳遞票卡資料信號S3，而第二處理晶片114係接收票卡資料信號S3，藉以將票卡資料信號S3轉換為一用以顯示票卡資訊之顯示信號S4，並且將此顯示信號S4傳送至資訊顯示器12，資訊顯示器12接收顯示信號S4後，依據顯示信號S4顯示票卡資訊。

此外，在第二處理晶片114接收票卡資料信號S3時，警示器121係發出一警示信號，警示器121係可藉由明暗對比差之方式產生警示信號。具體而言，上述資訊顯示器12係藉由文字與數字中之至少一者組合而成而顯示票卡資訊，且在本創作較佳實施例中，由於本創作較佳實施例之資訊顯示器12係電子紙，且資訊顯示器12係與警示器121共用，因此實務上的使用例如可於資訊顯示器12的最左側設置為警示器121，並且可藉由將電子紙之背景反白並於最左側顯示對應符號之數量多寡來產生不同之警示功能。另外，資訊顯示器12之其餘部分設置為可產生文字與數字之顯示器(例如可以七段、十六段米字型或「8」字型之組合顯示出文字與數字)，但在其他實施例中不在此限。

另外，在進一步的應用中，無線射頻天線11更用以接 收讀寫器2所傳送出之一複寫信號S5，且第一處理晶片113經由無線射頻天線111接收複寫信號S5後，係依據複寫信號S5而對儲存器1131複寫票卡資訊，藉以使讀寫器2更新儲存器1131內之票卡資訊。

另外，在此值得一提的是，在讀寫器2與感應式票卡1感應而發送出讀寫信號S1、票卡資料信號S3以及複寫信號S5，且無線射頻天線111接收上述之信號時，由於上述電感電容諧振電路的頻率與讀寫器2發射的頻率相同，因此在電磁波的感應下，電感電容諧振電路產生共振，從而使其電容(圖未示)內產生電荷，在此電容之另一端即接有電荷幫浦電路112，使得上述所產生的電荷可傳送至電荷幫浦電路112的電容內儲存，進而產生感應式工作電力，而資訊顯示器12係利用此感應式工作電力顯示票卡資訊。

為了使本領域所屬技術領域人員能更了解本創作之應用，請一併參閱第三圖與第三A圖，第三與三A圖係顯示本創作較佳實施例之感應式票卡之應用示意圖。如圖所示，其中，使用者持有感應式票卡1a進入停車場時，停車場之讀寫器(圖未示)依據當下之日期與時間，發送出複寫信號(圖未示)至感應式票卡1a，感應式票卡1a之第一處理晶片(圖未示)隨即將上述之日期與時間複寫至儲存器(圖未示)內，且第一處理晶片隨即經由無線射頻天線(圖未示)將資料信號(圖未示)傳送至讀寫器，讀寫器再依據此資料信號產生並傳送出票卡資料信號(圖未示)至第二處理晶片(圖未示)，使 得第二處理晶片依據此票卡資料信號產生並將顯示信號(圖未示)傳送至資訊顯示器12a，使得資訊顯示器12a顯示出當下之日期與時間(即票卡資訊，如第三圖所示，且在其他實施例中，資訊顯示器12a最左側可進一步發出警示信號)。同樣地，當使用者離開停車場時，係再重複執行上述之動作，進而使資訊顯示器12a顯示出離開停車場之資訊(如第三A圖所示)，其中，在此實施例中，資訊顯示器12a係以數字顯示票卡資訊。

另外，在其他應用中，例如是捷運的應用中，其在使用者進站時，讀寫器係發送出讀寫信號，並再經由第一處理晶片以及第二處理晶片的工作下，使資訊顯示器12a顯示出使用者當下之入站捷運站代號、入站日期及時間暨購票金額或儲值餘額等以做為憑證；而在使用者出站時，如果有無法讀票之類的故障發生時，可藉由此顯示內容進行人工補票出站，以減少爭議。讀取器係發送出複寫信號並執行上述之動作，使資訊顯示器12a顯示出過站後之餘額。

此外，由於本創作的資訊顯示器12a係電子紙顯示器，因此儘管儲存的電荷消失，資訊顯示器12a仍會顯示相關之資訊而可供使用者即時了解票卡資訊。另外；目前無顯示功能之票證，常於顧客入站時因疏忽沒刷讀到票證，且在不知情之情況下，導致出站時無法計價，正確補票。本創作於入站時，因會馬上改變顯示內容，故容易讓使用者確認有無成功刷讀票證，因此可大幅減少上述問題的發生。因而此一票證，比目前所使用無顯示票 證，具有其進步性及實用性。

綜合以上所述，由於採用了共用一無線射頻天線之二處理模組，且電荷幫浦電路在讀取器感應上述之處理模組時，其感應電磁波係與電荷幫浦電路產生耦合共振，進而產生感應式工作電力，藉以使資訊顯示器利用此電力顯示票卡資訊，使得使用者可即時得知當下之票卡資訊，而不需要透過讀寫器進行餘額查詢得知票卡資訊。

此外，也由於是利用耦合感應取得工作所需電力，因此感應式票卡在製作上可完全密封，進而達到耐震、抗摔、防水、防潮並且長時間使用之功效。

再者，由於本創作之感應式票卡1之外形特別予以設計比一般流通硬幣尺寸大小稍大(直徑38.5mm；厚度3.5mm)，唯仍非常適合硬幣的計算與發行機構，回收之感應式票卡1無需任何整理即可以再由發行機構再次發行，使用者將其置入口袋中也不會與流通硬幣混淆，或於無人自助的全自動收繳相關費用設備之應用時，無法被辨識硬幣真偽的硬幣收受器之投入口所接受，且由於不具有電池，因此本創作所提供之感應式票卡1重量輕而沒有如硬幣沉重負擔之感覺。

另外，本創作所提供之感應式票卡1係為可回收，且至少十萬次重覆讀寫使用之票卡，其可取代傳統不可回收例如的紙張類的票卡，進而降低紙漿樹木的砍伐而符合現今環保之標準。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具 體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧感應式票卡

11‧‧‧票卡本體

111‧‧‧無線射頻天線

112‧‧‧電荷幫浦電路

113‧‧‧第一處理晶片

1131‧‧‧儲存器

114‧‧‧第二處理晶片

12‧‧‧資訊顯示器

121‧‧‧警示器

2‧‧‧讀寫器

S1‧‧‧讀寫信號

S2‧‧‧資料信號

S3‧‧‧票卡資料信號

S4‧‧‧顯示信號

S5‧‧‧複寫信號

Claims (7)

1. 一種感應式票卡，係用以接收一讀寫器所傳送出之一讀寫信號與一票卡資料信號，並且顯示該票卡資料信號所代表之一票卡資訊，該感應式票卡包含：一票卡本體，包含：一無線射頻(Radio Frequency；RF)天線，係用以接收該讀寫信號與該票卡資料信號；一電荷幫浦電路，係電性連接於該無線射頻天線，用以在該無線射頻天線接收該票卡資料信號時，藉由一共振方式產生一感應式工作電力；一第一處理晶片，係電性連接於該無線射頻天線以及該電荷幫浦電路，用以接收該無線射頻天線所傳遞之該讀寫信號，藉以經由該無線射頻天線將一資料信號傳送至該讀寫器，而該資料信號係代表該票卡資訊；以及一第二處理晶片，係電性連接於該無線射頻天線以及該電荷幫浦電路，用以接收該讀寫器依據該資料信號所傳送出之該票卡資料信號，藉以將該票卡資料信號轉換為一用以顯示該票卡資訊之顯示信號；以及一資訊顯示器，係設置外露於該票卡本體，並且電性連接於該電荷幫浦電路以及該第二處理晶片，用以接收該顯示信號，並且依據該顯示信號並利用該感應式工作電力顯示該票卡資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之感應式票卡，其中，該第一處理晶片係為一感應處理晶片，而該第二處理晶片係為一微控制器(Micro Control Unit；MCU)晶片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之感應式票卡，其中，該電荷幫浦電路係為一電荷泵(Charge Pump)，而該資訊顯示器係為一電子紙顯示器(Electronic Paper Display；EPD)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之感應式票卡，其中，該無線射頻天線更用以接收該讀寫器所傳送出之一複寫信號，且該第一處理晶片經由該無線射頻天線接收該複寫信號後，係依據該複寫信號而複寫該票卡資訊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之感應式票卡，其中，該第一處理晶片係包含一儲存器，該儲存器係為電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory；EEPROM)，用以儲存該票卡資訊，並且用以供該讀寫器複寫該票卡資訊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之感應式票卡，其中，該資訊顯示器更包含一警示器，用以在該第二處理晶片接收該票卡資料信號時，發出一警示信號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之感應式票卡，其中，該資訊顯示器係藉由文字與數字中之至少一者顯示該票卡資訊。