TWM509941U - Ｎｆｃ支付模組 - Google Patents

Description

NFC支付模組

本新型是有關於一種NFC支付模組，且特別是有關於一種利用相位控制方法之NFC支付模組。

NFC是一種建構於無線射頻技術上進行點對點溝通的通訊方式。而當NFC的資料傳輸技術搭配認證、防偽之資料加解密技術時，即可將其應用於小額支付或行動支付上。

雖說NFC在理論上於13.56MHz的頻率透過振幅偏移調變編碼技術，以每毫秒106到848kbit的資料速率傳輸，可達到10公分的距離來傳送資料。但實際上由於NFC天線線圈的設計影響，再加上較小之NFC天線線圈才易於設計到電子裝置內，一般進行NFC感應支付時，必須讓NFC電子裝置以非常近的距離貼近，甚至幾乎觸碰到讀卡機且NFC電子裝置的線圈正對讀卡機的線圈時，NFC才能順利感應。

此外電子裝置上之電池以及屏蔽框(shielding case)也都對原本感應效率薄弱之NFC感應產生影響。因此，市面上推出解決NFC感應不良的技術，在NFC電子裝置上額 外加裝NFC強波片，亦即鐵磁材料貼片(Ferrite Sheet)，藉此來加強NFC電磁波。

本新型之目的是在於提供一種NFC支付模組，其利用相位偵測之技術加強NFC感應效率，使電子裝置不需額外加裝NFC強波片。

根據本新型一結構實施方式是在提供一種NFC支付模組，其係應用於一智慧電子裝置，NFC支付模組包含一封裝外殼、一微控制器、一射頻晶片、一天線以及一安全晶片。封裝外殼設於智慧電子裝置。微控制器位於封裝外殼內，微控制器根據智慧電子裝置之一應用程式指令而輸出一相位偵測命令及一功率放大命令。射頻晶片位於封裝外殼內且電性連接微控制器，射頻晶片執行相位偵測命令及功率放大命令。天線位於封裝外殼內且電性連接射頻晶片，天線根據相位偵測命令接收至少一交易訊號，交易訊號具有一特定相位角。安全晶片位於封裝外殼內，安全晶片具有一SWP訊號接腳，此安全晶片藉由SWP訊號接腳連接射頻晶片並接收交易訊號，安全晶片驗證交易訊號並判斷特定相位角。其中安全晶片驗證交易訊號不正確時，安全晶片通知微控制器輸出一相位調整命令以調整射頻晶片。

根據前述NFC支付模組之一實施例，其中射頻晶片執行相位偵測命令而改變化接收訊號相位角直至接收訊號相位角符合特定相位角。射頻晶片係根據一時間周期來改 變接收訊號相位角。時間周期係可為1毫秒至22毫秒。天線可採二維之印刷電路佈線或三維之晶片直接封裝。

根據前述NFC支付模組之另一實施例，其中射頻晶片係根據一相位間隔改變接收訊號相位角。相位間隔係為30度至60度，更詳細地說相位間隔係可為45度。

根據前述NFC支付模組之又一實施例，其中NFC支付模組更包含一主動藍芽模組及一安全支付裝置。主動藍芽模組電性連接微控制器，主動藍芽模組往外傳輸智慧電子裝置之一應用程式驗證。安全支付裝置包含一被動藍芽模組、一安全交易模組以及一射頻模組。被動藍芽模組無線連接主動藍芽模組並接收應用程式驗證。安全交易模組電性連接被動藍芽模組，安全交易模組內設一安全交易驗證，且安全交易模組比對應用程式驗證及安全交易驗證。射頻模組無線連接安全交易模組，射頻模組用以接收交易訊號。其中，安全交易模組驗證應用程式驗證符合安全交易驗證時，安全交易模組命令射頻模組接收交易訊號，且由安全交易模組執行交易訊號。

根據本新型另一結構實施方式是在提供一種NFC支付模組，其係應用於一智慧電子裝置，NFC支付模組包含一射頻晶片及一天線。射頻晶片電性連接智慧電子裝置，射頻晶片執行智慧電子裝置輸出之一相位偵測命令及一功率放大命令。天線電性連接射頻晶片，天線根據相位偵測命令接收至少一交易訊號，交易訊號具有一特定相位角。其 中智慧電子裝置驗證交易訊號不正確時，智慧電子裝置輸出一相位調整命令以調整射頻晶片。

根據前述NFC支付模組之一實施例，其中射頻晶片執行相位偵測命令而改變一接收訊號相位角直至接收訊號相位角符合特定相位角。射頻晶片係根據一時間周期來改變接收訊號相位角。時間周期係可為1毫秒至22毫秒。

根據前述NFC支付模組之另一實施例，其中射頻晶片係根據一相位間隔改變接收訊號相位角。相位間隔係為30度至60度，更詳細地說相位間隔係可為45度。

根據前述NFC支付模組之又一實施例，其中NFC支付模組更包含一主動藍芽模組及一安全支付裝置。主動藍芽模組電性連接於智慧電子裝置，主動藍芽模組往外傳輸智慧電子裝置之一應用程式驗證。安全支付裝置包含一被動藍芽模組、一安全交易模組以及一射頻模組。被動藍芽模組無線連接主動藍芽模組並接收應用程式驗證。安全交易模組電性連接被動藍芽模組，安全交易模組內設一安全交易驗證，且安全交易模組比對應用程式驗證及安全交易驗證。射頻模組無線連接安全交易模組，射頻模組用以接收交易訊號。其中，安全交易模組驗證應用程式驗證符合安全交易驗證時，安全交易模組命令射頻模組接收交易訊號，且由安全交易模組執行交易訊號。

因此，由前述NFC支付模組搭配智慧電子裝置使用時，可由智慧電子裝置對微控制器下相位偵測命令，使射頻晶片透過天線執行相位偵測，當安全晶片透過天線確認 可用交易訊號之特定相位角後，即可固定此接收訊號相位角。如此一來，就可免除架設大體積天線的必要而保持無線傳輸表現。此外，透過藍芽連接之安全支付裝置，可利用一安全支付裝置直接進行感應支付。

100、100'‧‧‧NFC支付模組

100a、100a'‧‧‧智慧電子裝置

200‧‧‧封裝外殼

300‧‧‧微控制器

400、400'‧‧‧射頻晶片

500、500'‧‧‧天線

600‧‧‧安全晶片

700、700'‧‧‧主動藍芽模組

800、800'‧‧‧安全支付裝置

810、810'‧‧‧被動藍芽模組

820、820'‧‧‧安全交易模組

830、830'‧‧‧射頻模組

APP‧‧‧應用程式指令

PD‧‧‧相位偵測命令

PA‧‧‧功率放大命令

PM‧‧‧相位調整命令

TS‧‧‧交易訊號

APPT‧‧‧應用程式驗證

IC‧‧‧安全交易驗證

S01~S06、S11~S15‧‧‧步驟

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本新型一實施方式的一種NFC支付模組之立體示意圖。

第2圖係繪示第1圖之NFC支付模組應用於智慧電子裝置之示意圖。

第3圖係繪示第2圖之NFC支付模組應用於智慧電子裝置之流程圖。

第4圖係繪示依照本新型另一實施方式之NFC支付模組應用於智慧電子裝置之示意圖。

第5圖係繪示依照本新型又一實施方式之NFC支付模組應用於智慧電子裝置之示意圖。

第6圖係繪示第5圖之安全支付裝置感應POS機之示意圖。

第7圖係繪示第6圖之NFC支付模組應用於智慧電子裝置之流程圖。

第8圖係繪示依照本新型再一實施方式之NFC支付模組應用於智慧電子裝置之示意圖。

請參照第1圖及第2圖，其係繪示依照本新型一實施方式的一種NFC支付模組之立體示意圖以及NFC支付模組應用於智慧電子裝置之示意圖。NFC支付模組100係應用於一智慧電子裝置100a，NFC支付模組100包含一封裝外殼200、一微控制器300、一射頻晶片400、一天線500以及一安全晶片600。

本實施方式所指的智慧電子裝置100a為智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦或其餘可執行應用程式(application)之電子裝置。

封裝外殼200係用以將微控制器300、射頻晶片400、天線500以及安全晶片600封裝為一體，圖式中所繪示之封裝外殼200僅作為示意使用。

微控制器300位於封裝外殼200內，微控制器300根據智慧電子裝置100A之一應用程式指令APP而輸出一相位偵測命令PD及一功率放大命令PA。

射頻晶片400位於封裝外殼200內且電性連接微控制器300，射頻晶片400執行相位偵測命令PD及功率放大命令PA。

天線500位於封裝外殼200內且電性連接射頻晶片400，天線500根據相位偵測命令PD接收至少一交易訊號TS，交易訊號TS具有一特定相位角。天線500可採二維之印刷電路佈線或三維之晶片直接封裝，不限於此。更詳細地 說，前述射頻晶片400可針對訊號進行功率放大，再藉由天線500傳輸。

安全晶片600位於封裝外殼200內並接收交易訊號TS，安全晶片600驗證交易訊號TS並判斷其特定相位角。

其中安全晶片600驗證交易訊號TS正確後，安全晶片600通知微控制器300輸出一相位調整命令PM以調整射頻晶片400。

更詳細地說，其中射頻晶片400係於執行相位偵測命令PD而變化相異複數接收訊號相位角，而射頻晶片400可根據一時間周期及一相位間隔改變接收訊號相位角，舉例來說，時間周期係可為1毫秒至22毫秒，相位間隔係為30度至60度，相位間隔係可為45度。

請一併再參照第3圖，其係繪示前述NFC支付模組100應用於智慧電子裝置100a之流程圖。其步驟如下：S01步驟：利用智慧電子裝置100a輸出應用程式指令APP至微控制器300；S02步驟：利用微控制器300根據應用程式指令APP輸出一相位偵測命令PD及一功率放大命令PA至射頻晶片400；S03步驟：利用射頻晶片400執行相位偵測命令PD及功率放大命令PA；S04步驟：利用天線500根據相位偵測命令PD於每5毫秒及45度之相位間隔變化接收訊號相位角而接收交易訊號TS； S05步驟：利用安全晶片600驗證交易訊號TS並判斷特定相位角；S06步驟：當接收訊號相位角符合特定相位角時，利用安全晶片600通知微控制器300輸出相位調整命令PM以調整射頻晶片400。

而在本實施方式中，時間周期係可為5毫秒，相位間隔係可為45度。當進行感應支付時，智慧電子裝置100A之應用程式指令APP對微控制器300指示相位偵測命令PD，射頻晶片400利用天線500每5毫秒改變45度接收訊號相位角，直到安全晶片600接收到可驗證出交易訊號TS之特定相位角時，即接收訊號相位角等於特定相位角，安全晶片600將輸出相位調整命令PM控制微控制器300，使射頻晶片400固定此接收訊號相位角。舉例來說在第5毫秒時，微控制器300利用射頻晶片400命令天線500之接收訊號相位角為45度，而安全晶片600會判斷天線500以45度之接收訊號相位角是否可收到交易訊號TS並進行支付的驗證。若安全晶片600驗證交易訊號TS不正確時，在第10毫秒時，射頻晶片400命令天線500之接收訊號相位角為90度，並由安全晶片600再次進行判斷驗證，藉此循環至安全晶片600驗證交易訊號TS正確時，才由微控制器藉由射頻晶片400命令天線500固定此時之接收訊號相位角，以便於進行後續支付動作。

此外，安全晶片是利用一SWP訊號接腳(未圖示)來連接射頻晶片。由於安全晶片內建一軟硬體介面，可將天線傳輸之訊號直接轉為微控制器可讀取格式，藉此交易訊號 將可直接由安全晶片傳輸至微控制器直接讀取，而不必將原本天線傳輸之交易訊號透過額外之轉換晶片(bridge chip)轉換為SWP訊號。

請參照第4圖，其係繪示本新型另一實施方式之NFC支付模組100'應用於智慧電子裝置100a'之示意圖。本實施方式中，NFC支付模組100'僅包含射頻晶片400'及天線500'，前述實施方式之微控制器以及安全晶片之功能及動作則可由智慧型電子裝置100a'內之軟硬體來提供。這裡所指之智慧型裝置100a'，例如智慧型手機或平板電腦皆具有控制以及安全驗證之功能，故本技術領域之通常知識者可輕易針對微控制器以及安全晶片之設置位置或以軟體取代硬體功能進行變化，於此不再詳細說明。

請參照第5圖及第6圖，其係分別繪示本新型又一實施方式之NFC支付模組100應用於智慧電子裝置100a之示意圖以及安全支付裝置800感應POS機900之應用示意圖。在本實施方式當中，NFC支付模組100更包含一主動藍芽模組700及一安全支付裝置800。

主動藍芽模組700電性連接微控制器300，主動藍芽模組700往外傳輸智慧電子裝置100a之一應用程式驗證APPT。

安全支付裝置800無線連接主動藍芽模組700，安全支付裝置800包含一被動藍芽模組810、一安全交易模組820以及一射頻模組830。本實施方式中，此安全支付裝置800可為一手機吊飾，讓使用者方便攜帶，但不限於此。

被動藍芽模組810無線連接主動藍芽模組700並接收應用程式驗證APPT。

安全交易模組820電性連接被動藍芽模組810，安全交易模組820內設一安全交易驗證IC，且安全交易模組820比對應用程式驗證APPT及安全交易驗證IC。在這裡所指的應用程式驗證APPT及安全交易驗證IC可為認證交易所需要之金鑰。

射頻模組830無線連接安全交易模組820，射頻模組830用以接收交易訊號TS。

更詳細地說，安全交易模組820確認應用程式驗證APPT符合安全交易驗證IC時，安全交易模組820命令射頻模組830接收交易訊號TS，且安全交易模組820執行交易訊號TS。

請一併再參照第7圖，其係繪示第5圖之NFC支付模組100應用於智慧電子裝置100a之流程圖。其步驟如下：S11步驟：利用智慧電子裝置100a輸出應用程式驗證APPT至主動藍芽模組700；S12步驟：利用主動藍芽模組700輸出應用程式驗證APPT至被動藍芽模組810；S13步驟：利用安全交易模組820根據內設之安全交易驗證IC比對應用程式驗證APPT； S14步驟：當安全交易驗證IC符合應用程式驗證APPT時，利用安全交易模組820通知射頻模組830接收交易訊號TS；S15步驟：利用安全交易模組820執行交易訊號TS。

在本實施方式中，由智慧電子裝置100a透過主動藍芽模組700激活安全支付裝置800，只要安全支付裝置800處於主動藍芽模組700與被動藍芽模組810之藍芽傳輸範圍，即可直接透過安全支付裝置800來與POS機900進行感應支付，POS機900為習知商家提供可進行感應支付之裝置，在此不再進行詳細說明。此外，由於主動藍芽模組700與被動藍芽模組810可採用低功耗藍芽技術(BLE)，故如將智慧電子裝置100a放置於包包或口袋內而不必拿出，直接使用安全支付裝置800即可方便地與POS機900進行感應支付。而當激活後之安全支付裝置800與智慧電子裝置100a距離超出藍芽傳輸距離時，智慧電子裝置100a會自動發出警示以提醒使用者，避免安全支付裝置800遺失、掉落或被有心人士盜用之風險。

請參照第8圖，其係繪示本新型再一實施方式之NFC支付模組100'應用於智慧電子裝置100a'之示意圖。在本實施方式當中，NFC支付模組100'同樣更包含主動藍芽模組700'及安全支付裝置800'，安全支付裝置800'同樣包含被動藍芽模組810'、安全交易模組820'以及射頻模組830'，且作動方式同前述實施方式，差異僅在於由於NFC支付模組100'包含射頻晶片400'及天線500'，而不包含微控制器及安全晶片，故必須透過智慧電子裝置100a'內含微控制器及安全晶片 之功能的軟硬體來執行，本技術領域之通常知識者可輕易針對微控制器以及安全晶片之設置位置或以軟體取代硬體功能進行變化，於此不再詳細說明。

因此，本新型之NFC支付模組搭配智慧電子裝置使用時，可由智慧電子裝置對微控制器下相位偵測命令，使射頻晶片透過天線執行相位偵測，當安全晶片透過天線確認可用交易訊號之相位角後，即可固定此接收訊號相位角。如此一來，就可免除架設大體積天線的必要而保持無線傳輸表現。

在本新型其他實施例當中，NFC支付模組不僅限於直接安裝於智慧電子裝置內，亦可透過其他安裝載具而使其具有更多應用功能，例如NFC支付模組可再安裝於Mirco SD等記憶卡或交通卡、悠遊卡等智慧晶片卡上，使其支付功能更多樣化。

本新型之NFC支付模組具有以下優點：

1. 利用智慧電子裝置對微控制器下相位偵測命令，使射頻晶片透過天線執行相位偵測，而可保持訊號穩定，避免加裝大面積天線之額外花費成本。此外，射頻晶片更能放大訊號之功率，使NFC支付模組可為有源器件。

2. NFC支付模組更包含與其藍芽連接之安全支付裝置，可透過安全支付裝置直接進行感應支付，而不必取出NFC支付模組來進行感應支付。

3. 安全晶片具有SWP訊號接腳，天線傳輸之訊號可透過安全晶片直接傳輸給微控制器，而習知技術之天線 訊號是必須透過額外之轉換晶片將天線訊號轉換為SWP訊號，才能傳輸給微控制器。

4. 本新型之NFC支付模組係將微控制器、射頻晶片、天線、安全晶片及主動藍芽模組封裝於一體，不僅節省製程手續且縮減產品體積，封裝一體後之NFC支付模組可直接安裝於智慧電子裝置，比起習知未封裝為一體之NFC模組更能有效利用智慧電子裝置內部電路空間，使其增加散熱良好之優點。

5. 此外，本新型之NFC支付模組亦可不包含微控制器及安全晶片，由於目前所普及之智慧電子裝置幾乎具有微控制器及安全晶片之執行以及加解密功能，因此利用智慧電子裝置本身所具備之軟硬體來執行微控制器及安全晶片之功能，可使NFC支付模組成本及體積大幅降低。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧NFC支付模組

100a‧‧‧智慧電子裝置

300‧‧‧微控制器

400‧‧‧射頻晶片

500‧‧‧天線

600‧‧‧安全晶片

APP‧‧‧應用程式指令

PD‧‧‧相位偵測命令

PA‧‧‧功率放大命令

PM‧‧‧相位調整命令

TS‧‧‧交易訊號

Claims (16)

1. 一種NFC支付模組，其係應用於一智慧電子裝置，該NFC支付模組包含：一封裝外殼，裝設於該智慧電子裝置；一微控制器，位於該封裝外殼內，該微控制器根據該智慧電子裝置之一應用程式指令而輸出一相位偵測命令及一功率放大命令；一射頻晶片，位於該封裝外殼內且電性連接該微控制器，該射頻晶片執行該相位偵測命令及該功率放大命令；一天線，位於該封裝外殼內且電性連接該射頻晶片，該天線根據該相位偵測命令接收至少一交易訊號，該交易訊號具有一特定相位角；以及一安全晶片，位於該封裝外殼內，該安全晶片具有一SWP訊號接腳，該安全晶片藉由該SWP訊號接腳連接該射頻晶片並接收該交易訊號，該安全晶片驗證該交易訊號並判斷該特定相位角；其中該安全晶片驗證該交易訊號不正確時，該安全晶片通知該微控制器輸出一相位調整命令以調整該射頻晶片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之NFC支付模組，其中該射頻晶片執行該相位偵測命令而改變一接收訊號相位角直至該接收訊號相位角符合該特定相位角。
3. 如申請專利範圍第2項所述之NFC支付模組，其中該射頻晶片係根據一時間周期改變該接收訊號相位角。
4. 如申請專利範圍第3項所述之NFC支付模組，其中該時間周期係為1毫秒至22毫秒。
5. 如申請專利範圍第2項所述之NFC支付模組，其中該射頻晶片係根據一相位間隔改變該接收訊號相位角。
6. 如申請專利範圍第5項所述之NFC支付模組，其中該相位間隔係為30度至60度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之NFC支付模組，其中該相位間隔係為45度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之NFC支付模組，更包含：一主動藍芽模組，電性連接該微控制器，該主動藍芽模組往外傳輸該智慧電子裝置之一應用程式驗證；一安全支付裝置，包含：一被動藍芽模組，無線連接該主動藍芽模組並接收該應用程式驗證； 一安全交易模組，電性連接該被動藍芽模組，該安全交易模組內設一安全交易驗證，且該安全交易模組比對該應用程式驗證及該安全交易驗證；以及一射頻模組，無線連接該安全交易模組，該射頻模組用以接收該交易訊號；其中，該安全交易模組驗證該應用程式驗證符合該安全交易驗證時，該安全交易模組命令該射頻模組接收該交易訊號，且由該安全交易模組執行該交易訊號。
9. 一種NFC支付模組，其係應用於一智慧電子裝置，該NFC支付模組包含：一射頻晶片，電性連接該智慧電子裝置，該射頻晶片執行該智慧電子裝置輸出之一相位偵測命令及一功率放大命令；一天線，電性連接該射頻晶片，該天線根據該相位偵測命令接收至少一交易訊號，該交易訊號具有一特定相位角；以及其中該智慧電子裝置驗證該交易訊號不正確時，該智慧電子裝置輸出一相位調整命令以調整該射頻晶片。
10. 如申請專利範圍第9項所述之NFC支付模組，其中該射頻晶片執行該相位偵測命令而改變一接收訊號相位角直至該接收訊號相位角符合該特定相位角。
11. 如申請專利範圍第10項所述之NFC支付模組，其中該射頻晶片係根據一時間周期改變該接收訊號相位角。
12. 如申請專利範圍第11項所述之NFC支付模組，其中該時間周期係為1毫秒至22毫秒。
13. 如申請專利範圍第10項所述之NFC支付模組，其中該射頻晶片係根據一相位間隔改變該接收訊號相位角。
14. 如申請專利範圍第13項所述之NFC支付模組，其中該相位間隔係為30度至60度。
15. 如申請專利範圍第14項所述之NFC支付模組，其中該相位間隔係為45度。
16. 如申請專利範圍第9項所述之NFC支付模組，更包含：一主動藍芽模組，電性連接於該智慧電子裝置，該主動藍芽模組往外傳輸該智慧電子裝置之一應用程式驗證；一安全支付裝置，包含：一被動藍芽模組，無線連接該主動藍芽模組並接收該應用程式驗證； 一安全交易模組，電性連接該被動藍芽模組，該安全交易模組內設一安全交易驗證，且該安全交易模組比對該應用程式驗證及該安全交易驗證；以及一射頻模組，無線連接該安全交易模組，該射頻模組用以接收該交易訊號；其中，該安全交易模組驗證該應用程式驗證符合該安全交易驗證時，該安全交易模組命令該射頻模組接收該交易訊號，且由該安全交易模組執行該交易訊號。