專(zhuān)利名稱(chēng)：文件的無(wú)線射頻識(shí)別(rfid)閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于閱讀含有至少一個(gè)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片 的文件(或證件)的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器，以及調(diào)諧這類(lèi)無(wú)線 射頻識(shí)別(RFID)閱讀器天線諧振電路的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開(kāi)了多種不同形式的具有集成電路的文件(或證 書(shū))。例如，這樣的文件多數(shù)為紙基形式，如用作電子護(hù)照或芯片 卡，特別是所謂的智能卡，其在設(shè)計(jì)上可以具有接觸式或非接觸式或 具有雙接口(界面)。
現(xiàn)有技術(shù)也公開(kāi)了用于各種這樣文件的無(wú)線識(shí)別系統(tǒng)，也可以稱(chēng) 為射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)。已知的RFID系統(tǒng)大致至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器 (或稱(chēng)應(yīng)答器，Transponder)和一個(gè)無(wú)線收發(fā)單元(Sende-Empfangseinheit)。轉(zhuǎn)發(fā)器還稱(chēng)為RFID標(biāo)記器(Etikett)、 RFID芯片、 RFID標(biāo)簽(Tag) 、 RFID標(biāo)帖(Label)或無(wú)線標(biāo)帖；無(wú)線收發(fā)單元還稱(chēng)為閱 讀裝置或讀取器。除此之外，通?？赏ㄟ^(guò)所謂的中間設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與伺 服器、服務(wù)器和其它類(lèi)似系統(tǒng)的結(jié)合，如收^^艮系統(tǒng)或商品管理系統(tǒng)。
儲(chǔ)存在RFID轉(zhuǎn)發(fā)器上的數(shù)據(jù)可通過(guò)電磁波得到。對(duì)于低頻率，可 通過(guò)附近電磁場(chǎng)的感應(yīng)實(shí)現(xiàn)；對(duì)于較高的頻率，可通過(guò)電磁遠(yuǎn)場(chǎng)實(shí) 現(xiàn)。RFID轉(zhuǎn)發(fā)器(或稱(chēng)RFID應(yīng)答器)可以被尋址和讀取的距離隨著設(shè)計(jì)方式(主動(dòng)/被動(dòng))、使用的頻帶、場(chǎng)強(qiáng)度和其它環(huán)境影響而改變， 從幾厘米到超過(guò)一公里。
人們將通過(guò)近場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的通訊分為"近耦合(Proximity Coupling)，，(參照IS014443)和"密耦合(Close Coupling)，，(參 照ISO10536 )。這兩種情況都可以通過(guò)近場(chǎng)感應(yīng)讀取無(wú)線射頻識(shí)別 (RFID)芯片。
RFID轉(zhuǎn)發(fā)器通常包括芯片和天線，其位于殼體中的載體上或者印 刷在基片上。另外，主動(dòng)RFID轉(zhuǎn)發(fā)器包括能源，如電池。
RPID轉(zhuǎn)發(fā)器可以用于不同的文件，特別是芯片卡，例如，為了實(shí) 現(xiàn)電子錢(qián)夾或者電子票，或整合到紙張內(nèi)，例如，整合到價(jià)值文件或 安全文件內(nèi)，特別是紙幣和識(shí)別文件。
例如，DE20100158U1中公開(kāi)了一種識(shí)別和安全卡片，其由分層的 和/或注塑的塑料物質(zhì)做成，其包括帶有天線的、整合的半導(dǎo)體，以用 于實(shí)現(xiàn)RFID過(guò)程。另夕卜，從專(zhuān)利DE102004008841A1，可知一種書(shū)-型 價(jià)值文件，例如護(hù)照，其包括轉(zhuǎn)發(fā)器單元。
在現(xiàn)有技術(shù)中，這種安全文件或者有價(jià)文件部分是以芯片卡的形 式出現(xiàn)。卡內(nèi)可以安裝一個(gè)帶觸點(diǎn)接口或者無(wú)觸點(diǎn)接口，比如無(wú)線射 頻識(shí)別(RFID)接口 。通過(guò)這個(gè)接口可以與芯片卡終端進(jìn)行接觸式或者 非接觸式通訊。最近，也研發(fā)出雙重接口芯片卡。無(wú)觸點(diǎn)芯片卡通訊 協(xié)議和程序可以參照標(biāo)準(zhǔn)IS014443的要求。
這種帶無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)功能的文件的缺點(diǎn)是如果文件放在 持有人的皮夾里，不需要得到文件持有人的同意，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 接口就能識(shí)別。防止非法讀取這類(lèi)文件中的數(shù)據(jù)的保護(hù)機(jī)制又稱(chēng)為"基礎(chǔ)訪問(wèn)控制(Basic Access Control)"，國(guó)際民航組織(ICAO)已對(duì)其 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。
為此，國(guó)際民航組織(ICAO)和歐盟(EU)針對(duì)擴(kuò)展訪問(wèn)控制 (EAC)和有效證書(shū)(AA)也制定了標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)這類(lèi)方法防止對(duì)儲(chǔ)存在 文件的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片中的敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行非法讀取，或者證 明護(hù)照中芯片的可靠性(AA)。特別是防止非法讀取生物數(shù)據(jù)，如指紋。
在現(xiàn)有技術(shù)中，另外還可以在密碼保護(hù)的前提下通過(guò)程序儲(chǔ)存數(shù) 據(jù)。在過(guò)去的20年中，廣泛推廣的一種受保護(hù)存儲(chǔ)器形式是電子芯片 卡，IS07816第l至第4部分對(duì)此給出了標(biāo)準(zhǔn)。芯片卡技術(shù)的使用范圍 主要是機(jī)器可讀S艮行文件(Machine Readable Travel Documents, MRTD)。
到本申請(qǐng)的申請(qǐng)時(shí)間為止，屬于同 一 申請(qǐng)人:但尚未公開(kāi)的 DE102005025806和DEI02006027253中，其與前述專(zhuān)利申請(qǐng)一樣涉及 機(jī)器可讀文件，其中，儲(chǔ)存在文件集成電路中的分配表將儲(chǔ)存在集成 電路中的各種數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)。密碼協(xié)議是外部讀取相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)象 的必要條件。此處，可以設(shè)置不對(duì)稱(chēng)密碼協(xié)議，它需要由公共密碼鑰 匙和私人密碼鑰匙對(duì)成的密碼鑰匙對(duì)。執(zhí)行密碼協(xié)議時(shí)，首先執(zhí)行文 件識(shí)別。
到本申請(qǐng)的申請(qǐng)時(shí)間為止，屬于同一申請(qǐng)人但尚未公開(kāi)的 DE102005062827中，其與前述專(zhuān)利申請(qǐng)一樣涉及一種機(jī)器可讀文件， 特別是一種電子旅行護(hù)照，其包含多個(gè)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片。例 如， 一個(gè)電子旅行護(hù)照具有多個(gè)簽證，每個(gè)簽證都有單獨(dú)的無(wú)線射頻 識(shí)別(RFID)芯片。US2006/0065714A1公開(kāi)了一種旅行護(hù)照閱讀器，其具有兩根天線 (參閱其附圖6)。其缺點(diǎn)在于，供給無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片所要求 的功率很難產(chǎn)生輻射。其天線是如此選擇的，其產(chǎn)生相對(duì)的磁場(chǎng)，并 在一定距離內(nèi)相互抵消。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的、用于閱讀文件的無(wú)線射頻識(shí)別 (RFID)閱讀器以及調(diào)諧這類(lèi)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器天線諧振電路 的方法。
上述本發(fā)明的目的可分別由獨(dú)立權(quán)利中記載的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)； 而從屬權(quán)利要求中則給出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
根據(jù)本發(fā)明，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器是用于閱讀至少帶有一 個(gè)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片的文件。例如，這種文件可以是書(shū)本式文 件，特別是有價(jià)文件或者安全文件，如機(jī)器可讀旅行護(hù)照、身份證、 駕駛執(zhí)照、識(shí)別卡、簽證、信用卡、會(huì)員卡、駕駛文件、電子鑰匙、 資格證明或者同類(lèi)文件。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器能 用于"可打開(kāi)"的文件。根據(jù)本發(fā)明，書(shū)本式的、可折疊的、可翻轉(zhuǎn) 的或者可打開(kāi)的、兩部分或更多部分的文件稱(chēng)為"可打開(kāi)"的文件。
無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器有兩個(gè)放置面，都可用于;^文置翻開(kāi)的 文件。放置面下面總設(shè)置有一根天線。其優(yōu)勢(shì)在于，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì) 的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器可用于各種不同類(lèi)型的文件，無(wú)線射頻 識(shí)別(RFID)芯片也可以安裝在不同的位置上。放置面可以是一個(gè)完整 的放置面，也可以是分成兩個(gè)部分的放置面，用于放置分成兩頁(yè)的文件。另外，文件可以完全翻開(kāi)放置在放置面上，也可以呈非180度的翻 開(kāi)角度放置在放置面上。
本發(fā)明的特別優(yōu)勢(shì)在于，如果放置面呈非180度打開(kāi)，就不是一個(gè) 平面，這樣文件就呈不完全打開(kāi)狀態(tài)。由于有兩根天線，每個(gè)放置面 所分配的磁場(chǎng)基本上是均勻的。
如果用根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器閱讀文件， 其無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片整合在文件正面。聯(lián)邦德國(guó)的電子旅行護(hù) 照就是這種情況，在正面的裝訂處整合了一個(gè)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯 片。
無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片也可以整合在文件背面，例如電子旅行 護(hù)照的后裝訂處。另一種方案是，或者額外地，也可以在文件內(nèi)頁(yè)中 的一頁(yè)或多頁(yè)整合一個(gè)或者多個(gè)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片，例如，文 件分成很多不同部分的時(shí)候，特別是簽證。
文件中無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片的位置隨文件結(jié)構(gòu)而不同，也就 是說(shuō)，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片可以只位于第一個(gè);^丈置面，或者只位 于第二個(gè)放置面，或者既位于第一個(gè)放置面，又位于第二個(gè)放置面。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的 優(yōu)勢(shì)在于，由于通?？梢苑胖貌煌奈募詿o(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 芯片可以安裝在不同的位置。這特別有利于護(hù)照檢查，因?yàn)椴煌瑖?guó)家 的護(hù)照，其無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片的位置不同。
有些帶有整合無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片的文件具有屏蔽，以防止 遠(yuǎn)程非法讀取無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片。例如，在旅行護(hù)照的前裝訂 處整合一片金屬涂層，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片則位于后裝訂處。金 屬涂層用于電磁屏蔽無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片，當(dāng)文件關(guān)閉時(shí)，由于 沒(méi)有近距離接觸金屬涂層就不能讀取。文件只能在翻開(kāi)的狀態(tài)下通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)程序才能讀取，因?yàn)闊o(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片與 前裝訂處的金屬面存在一定的距離。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方 式，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器特別適用于那些帶屏蔽的文件，因?yàn)?將文件放置在無(wú)線射頻識(shí)別(RPID)閱讀器上時(shí)必須將文件打開(kāi)，這樣 無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片就處于天線可以接收的范圍內(nèi)，與金屬面存 在一定的距離。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，其特別優(yōu)勢(shì)還在于，因 為天線諧振電路之間的感應(yīng)耦合不是相對(duì)的，可以產(chǎn)生反相觸發(fā)的不茲 場(chǎng)。這樣就保證讀取無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片時(shí)具有足夠的能量。
根據(jù)本發(fā)明的 一種具體實(shí)施方式
，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的 放置面互相呈一定角度。如此選擇的優(yōu)勢(shì)在于，方便放置可翻頁(yè)的文 件，不需要過(guò)度展開(kāi)文件裝訂處。例如，如果角度在10度和170度之 間，優(yōu)選為大約75度。
根據(jù)本發(fā)明的 一種具體實(shí)施方式
，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的 天線屬于不同的天線諧振電路。兩個(gè)天線諧振電路都是感應(yīng)耦合的， 兩個(gè)天線諧振電路中的一個(gè)受驅(qū)動(dòng)器控制。天線諧振電路之間的耦合 優(yōu)選是處于臨界狀態(tài)，但是松的。例如耦合k處于0.05和0.2之間，特別 是0.1和0.15之間。
根據(jù)本發(fā)明的 一種具體實(shí)施方式
，兩個(gè)天線諧振電路的諧振頻率 是協(xié)調(diào)的。例如，其可以如此實(shí)現(xiàn)首先，沒(méi)有與驅(qū)動(dòng)器電連接 (galvanisch verbunden)的天線諧振電路調(diào)準(zhǔn)至諧振頻率，此時(shí)與另外 一個(gè)與驅(qū)動(dòng)器電連接的天線諧振電路分開(kāi)。之后，與驅(qū)動(dòng)器電連接的
天線諧振電路因此與調(diào)諧好了的天線諧振電路耦合，繼而也調(diào)準(zhǔn)至諧
振頻率。
ii例如，可以調(diào)準(zhǔn)至用于傳送命令與數(shù)據(jù)的邊帶諧振頻率。例如，
IS014443中所描述的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片是大約14.3 MHz的諧振 頻率。通過(guò)大約為13.56 MHz的中間頻率可以為無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯 片提供電能。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，天線呈線圈狀。每一根天線都 由一個(gè)或者多個(gè)線圏組成，這樣可以圍繞放置面的邊緣位置放置。線 圈可以搭接，也可以在邊緣位置重疊。例如，可以將線圈對(duì)立放在基 底層。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，基底層(Substrat)有柔性區(qū)。 因?yàn)榇嬖谌嵝詤^(qū)，基底層可以彎曲，天線就可以放在不同的層面，這 樣就互相形成一定的角度。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器具 有光學(xué)感應(yīng)器，用于光學(xué)識(shí)別文件。光學(xué)識(shí)別可以是讀取無(wú)線射頻識(shí) 別(RFID)芯片中的信息的前提條件。例如，在光學(xué)識(shí)別的基礎(chǔ)上再執(zhí) 行密碼協(xié)議。只有在成功執(zhí)行了密碼協(xié)議后，才能從讀取無(wú)線射頻識(shí) 別(RFID)芯片中讀取受保護(hù)的信息。這種受保護(hù)的信息可以是生物數(shù) 據(jù)，例如儲(chǔ)存大文件的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片中的指紋和/或者Iris-Scann數(shù)據(jù) 。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，基底層有一個(gè)開(kāi)口，通過(guò)這個(gè) 開(kāi)口可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)識(shí)別。通過(guò)這種方式方法，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱 讀器的放置面可以根據(jù)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片的位置只進(jìn)行光學(xué)識(shí) 別，或者既可以光學(xué)識(shí)別，也可以讀取無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的特別優(yōu)勢(shì)在于，在無(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 芯片旁有一個(gè)光學(xué)可感應(yīng)的機(jī)器可讀區(qū)，例如國(guó)際民^i且織(ICAO)條 形碼就位于旅行護(hù)照的下方。通過(guò)光學(xué)可讀區(qū)可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)訪問(wèn)控制(BasicAccessControl)，因?yàn)樽x取無(wú)線射頻識(shí)另'J(RFID)芯片的前提條件是 進(jìn)行光學(xué)識(shí)別。光學(xué)識(shí)別和讀取無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片可以通過(guò)根 據(jù)發(fā)明所設(shè)計(jì)的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的一種具體實(shí)施方式
實(shí) 現(xiàn)，否則必須根據(jù)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器來(lái)改變文件位置。如果 在基底層上開(kāi)一個(gè)口，就可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)識(shí)別。
下面，借助附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中


圖1是本發(fā)明無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的一具體實(shí)施方式
的方框 圖，其中，閱讀器上放有文件；
圖2是文件的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片的方框圖3本發(fā)明無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的天線諧振電路的原理圖4是本發(fā)明無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的一具體實(shí)施方式
的基底 層的俯視圖，其帶有兩根耦合天線；
圖5是本發(fā)明無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的一具體實(shí)施方式
的基底 層的透視圖，其基底層是彎曲的；
圖6是本發(fā)明帶有顯示設(shè)備的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器的一具體 實(shí)施方式的透^L圖7是本發(fā)明用于調(diào)諧天線諧振電路的一具體實(shí)施方式
的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下面針對(duì)附圖的說(shuō)明中，相應(yīng)的元件使用相同的附圖標(biāo)記￡
的 一種具體實(shí)施方式
。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器100具有放置面102 和放置面106,用于放置文件106。文件106是可翻頁(yè)的。例如，文件106是書(shū)本形式的文件。文件106可以是機(jī)器可讀旅行 護(hù)照，它具有前裝訂處108和后裝訂處110。例如在前裝訂處108內(nèi)整合 了無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112，聯(lián)幫德國(guó)的電子旅行護(hù)照就是這種情 況。在無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112中儲(chǔ)存了需要保護(hù)的信息，例如生 物數(shù)據(jù)，特別是文件106攜帶者的指紋和/或者Iris-Scann數(shù)據(jù)。
無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112也可以整合在文件106的其它位置， 例如后裝訂處IIO。
在這種文件106的具體實(shí)施方式
中，第一頁(yè)114是塑膠卡，上有文 件106攜帶者的照片和私人數(shù)據(jù)，例如姓名、通信地址、出生日期和身 高。另外，內(nèi)頁(yè)114還含有一個(gè)帶光學(xué)可讀識(shí)別的光學(xué)可讀區(qū)116。例 如，光學(xué)可讀區(qū)116可以是國(guó)際民航組織(ICAO)條形碼。
無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器IOO光學(xué)識(shí)別是無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱 讀器IOO從無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112中讀取受保護(hù)信息的前提條 件。
文件106還可以具有其它內(nèi)頁(yè)，例如118、 120等等。其它內(nèi)頁(yè)120 等可以是帶有安全印字的紙張。內(nèi)頁(yè)118、 120等可以用于蓋章和/或者 粘貼簽證，這種粘貼式簽證可以含有另外一個(gè)帶簽證信息的無(wú)線射頻 識(shí)另'J(RFID)芯片112。
另外，文件106也可以具有屏蔽以防止非法讀取無(wú)線射頻識(shí)別 (RFID)芯片112。如果無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112位于圖1中所介紹的 文件106的后裝訂處110的位置上，文件106可以在其前裝訂處108或者 內(nèi)頁(yè)114上涂上金屬涂層。這樣，只要文件106閉合，就不能讀取無(wú)線 射頻識(shí)別(RFID)芯片112，因?yàn)闊o(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112與金屬涂 層很近。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器1 OO的放置面102和104互相形成一定角 度，這便于將文件106放置到放置面102和104上，不需要完全展開(kāi)文件 106的裝訂處。放置面102和104所形成的角度122 (參照?qǐng)D5)是10度和 170度之間，最好為大約75度。
放置面102下面有一根天線124，它可以是一根磁性天線，通過(guò)近 場(chǎng)感應(yīng)讀取無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112。天線124可以是線圏。在圖l 的具體實(shí)施方式
中，天線124由兩個(gè)線圈繞組組成，它們圍在放置面 102的邊緣。
放置面102至少在光學(xué)可讀區(qū)116下面是透明的，這樣就可以在》: 置面102下安裝光學(xué)傳感器126來(lái)感應(yīng)光學(xué)可讀區(qū)116。
無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器100的放置面104下面是另一根天線 128。與天線124—樣，天線128在這種具體實(shí)施方式
中也是線圏形式， 兩個(gè)線圈繞組圍著^L置面104的邊緣。
無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器IOO具有一個(gè)電子組件130,也可以稱(chēng) 為RPID-Reader。電子組件130包括一個(gè)天線124和128的驅(qū)動(dòng)器132，但 是驅(qū)動(dòng)器132只與天線124和128中的一根電連接。為了直接控制，驅(qū)動(dòng) 器132與天線124電連接沒(méi)有 一般限制。
天線124與128相互對(duì)立，這樣可以感應(yīng)耦合。天線124與128的耦 合最好是處于臨界狀態(tài)，但是松的。例如耦合k處于0.05和0.2之間，最 好是0.1和0.15之間。
驅(qū)動(dòng)器132可以控制天線124和128。天線124由于與驅(qū)動(dòng)器132電連 接直接受其控制，天線128由于與天線124感應(yīng)耦合則間接受其控制。 同樣這也適用于從無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112接收信號(hào)，通過(guò)天線 124可以直接接收信號(hào)，但是由于與天線124感應(yīng)耦合，天線128可以間 接接收信號(hào)。另外，電子組件130有一個(gè)處理器134,用于執(zhí)行程序指令136。程 序指令136用于控制電子組件130，特別是執(zhí)行密碼協(xié)議。另外，電子 組件130具有一個(gè)電子存儲(chǔ)器138,用于暫時(shí)儲(chǔ)存從無(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 芯片112中所讀取的信息。
另外，電子組件130可以配備接口140,例如IC卡接口或者網(wǎng)絡(luò)接 口 ，用于使用保密密碼鑰匙。只有授權(quán)人才能使用無(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 閱讀器100。將相應(yīng)的IC卡插入接口 140的IC卡閱讀器中就可以獲得使 用權(quán)。
為了從無(wú)線射頻識(shí)另'J(RFID)芯片112中讀取受保護(hù)的信息，例如執(zhí) 行護(hù)照檢查，程序如下
放置文件106,將其內(nèi)頁(yè)114放置在放置面102上，如圖1所示。文 件106的其它頁(yè)，也就是內(nèi)頁(yè)118、 120等等和后裝訂處110而放在放置 面104上。
在傳感器126的輔助下，電子組件130首先從文件106的光學(xué)可讀區(qū) 116處識(shí)別。成功識(shí)別后，驅(qū)動(dòng)器132控制天線124和128，與無(wú)線射頻 識(shí)別(RFID)芯片112進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。
通過(guò)執(zhí)行無(wú)線射頻識(shí)另'J(RFID)芯片112的程序指令136和相應(yīng)的程 序指令142(參照?qǐng)D2)，成功識(shí)別了光學(xué)可讀區(qū)116后就可以執(zhí)行密碼 協(xié)議。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112成功執(zhí)行完密碼協(xié)議后，電子組件 130開(kāi)始工作，它控制天線124和128從無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112中 讀取受保護(hù)的信息。這些信息暫時(shí)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器138中，顯示到屏幕 上。
(RFID)通訊可以在100KHz至30MHz的工作頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。如果文件 106沒(méi)有供給無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112能量，為了驅(qū)動(dòng)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112，通過(guò)天線124或者128的耦合會(huì)提供無(wú)線射頻識(shí)別 (RFID)芯片112所必須的能量，電子旅行文件一般都是這種情況。這項(xiàng) 工作是在第一頻率時(shí)完成。在天線124和128調(diào)諧的第二頻率時(shí)，無(wú)線 射頻識(shí)別(RFID)芯片112和電子組件130之間就傳遞數(shù)據(jù)。
這時(shí)需要"近耦合(Proximity Coupling)"或者"密耦合(Close Coupling)"無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)程序。并且要與IS014M3或者 ISO10S36的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112相符。
當(dāng)頻率處于13.56MHz時(shí)，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112內(nèi)實(shí)現(xiàn)電能 輸入，當(dāng)能量處于14.3MHz時(shí)，在邊帶內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
圖l所顯示的具體實(shí)施方式
的特別優(yōu)勢(shì)在于多個(gè)層面的無(wú)線射頻識(shí) 別(RFID)偵測(cè)區(qū)，它可以通過(guò)放置面102和104以及天線124和128來(lái)定 義，由于這種天線布局也可以得到相對(duì)無(wú)補(bǔ)的^f茲場(chǎng)分配。
圖2顯示的是無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112—種具體實(shí)施方式
的方 框圖。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112具有存儲(chǔ)器144，用于儲(chǔ)存感應(yīng)信 息，例如生物數(shù)據(jù)，特別是指紋和/或者Iris-Scann數(shù)據(jù)。另外，無(wú)線射 頻識(shí)別(RFID)芯片112具有處理器146，用于執(zhí)行程序指令142。程序指 令142用于執(zhí)行密碼協(xié)議的有關(guān)于無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112的相關(guān) 步驟。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片112的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)接口 148具 有一根天線，用于輸入電能，并與電子組件130交換數(shù)據(jù)(參照?qǐng)D 1)。
種具體實(shí)施方式
。電感Ll的天線124通過(guò)電容Cpl的電容器150形成天 線諧振電路152。通過(guò)一個(gè)與天線諧振電路152串聯(lián)的電容Cs的電容器 154和線155，天線諧振電路152與驅(qū)動(dòng)器132相連。
17電感L2的天線182通過(guò)電容Cp2的電容器156形成另外一個(gè)諧振電 路l58,它與天線諧振電路l52—樣是一個(gè)閉合諧振電路。
天線124與128如此布局，形成》茲性，也就是感應(yīng)耦合。但是耦合k 最好是處于臨界狀態(tài)，但是松的。例如耦合k處于0.05和0.2之間，特別 是0.1和0.15之間。
其優(yōu)勢(shì)在于，兩個(gè)天線諧振電路152和158由同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器132控 制，否則需要轉(zhuǎn)換。只有當(dāng)天線124和128之間形成足夠的耦合時(shí)，諧 振電路152和158的感應(yīng)耦合才能從原理上來(lái)說(shuō)形成兩天線諧振電路152 和158的校準(zhǔn)。需要讀取的文件106的形式多種多樣，特別是無(wú)線射頻 識(shí)別(RFID)芯片的位置不同，由于天線124與128之間可以產(chǎn)生》茲場(chǎng)， 并實(shí)現(xiàn)在不同層面的三維優(yōu)化，無(wú)線射頻識(shí)另'J(RFID)芯片才能讀取所 有相關(guān)的文件類(lèi)型。
天線諧振電路152和158的松耦合具有很多優(yōu)點(diǎn)
-如果在天線124和128的影響范圍內(nèi)放置一個(gè)帶有屏蔽(特別是 金屬涂層)的文件，則另一根用于與相關(guān)文件的無(wú)線射頻識(shí)別 (RFID)芯片進(jìn)行無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)通訊的天線還具有功能 性。
-因?yàn)樘炀€128與電容器156形成諧振電路，由天線諧振電路158 所形成的高頻場(chǎng)實(shí)際上與由天線諧振電路l52形成的一樣強(qiáng)。
-由于天線124與128之間的耦合是處于臨界狀態(tài)的，并且是松 的，當(dāng)天線124或者128中間的一根中斷，通過(guò)耦合k傳送到其 它天線時(shí)就會(huì)出現(xiàn)故障。
-由于耦合，兩個(gè)天線諧振電路152和158的諧整頻率相互漂移， 這就是所在達(dá)到的效果。由于諧整頻率相互漂移，才能通過(guò)邊 帶完成無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片和電子組件之間的l^:據(jù)傳遞。由耦合天線諧振電路所組成的電路的諧整過(guò)程由于耦合具有一 個(gè)凹谷，稱(chēng)為邊帶。
天線諧振電路152和158在天線124的電流諧振里與電容器150在相 同阻抗進(jìn)行調(diào)整，或者在天線128的電流諧振里與電容器156在相同阻
抗進(jìn)行調(diào)整。
例如，可以按以下過(guò)程進(jìn)行首先實(shí)現(xiàn)天線諧振電路158。天線諧 振電路158調(diào)整到諧整頻率，用于進(jìn)行無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)數(shù)據(jù)傳輸。 它可以是邊帶中的諧整頻率，它由于耦合由諧整頻率的相互漂移而產(chǎn) 生。例如，由于耦合，諧振電路的諧整在大約13.56MHz時(shí)有一個(gè)凹 谷，當(dāng)諧整頻率為14.3MHz時(shí)具有一個(gè)邊帶。凹谷范圍內(nèi)的諧整頻率 可以用于無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片內(nèi)的電能輸入，邊帶中的諧整頻率 則可以用于信息傳輸。
調(diào)整電容器156，可以將天線諧振電路158調(diào)整至邊帶中用于信息 傳輸?shù)闹C整頻率。
天線諧振電路158調(diào)整完畢后，可以實(shí)現(xiàn)天線諧振電路152。天線 諧振電路152與天線諧振電路158—樣，被調(diào)整至用于信息傳輸?shù)倪厧?中的相同的諧整頻率，與天線諧振電路158耦合的同時(shí)就實(shí)現(xiàn)了天線諧 振電路152的調(diào)整。此時(shí)，電路由兩個(gè)調(diào)整成諧整頻率的耦合的天線諧 振電路152和158組成。
圖4顯示的是基底層160,它的上邊緣處裝有兩個(gè)線圈162，這就形 成了天線124。基底層160的下面裝有線圈164，它同樣也圈著基底層的 邊緣，形成了天線128。線圈162和164在基底層160的中間位置166處重 疊，也就是圖4的劃線部分。由此形成了天線124和128的磁性耦合。
基底層160具有一個(gè)元件插入?yún)^(qū)168,在圖4中同樣用劃線表示。元 件插入?yún)^(qū)168可以通過(guò)印制電路170與線圈162或者164相連。元件插入?yún)^(qū)168上的元件與電容器150、 156和154—起形成圖3所介紹的電路。另 外，插件同樣也可以實(shí)現(xiàn)，天線諧振電路158，而不是天線諧振電路 152與驅(qū)動(dòng)器132直接連接。
通過(guò)基底層160形成框架形范圍172,在基底層160上有一個(gè)開(kāi)口。 開(kāi)口范圍內(nèi)可以安裝光學(xué)傳感器126 (參照?qǐng)D1和圖5)，通過(guò)開(kāi)口可以 光學(xué)識(shí)別文件106。
基底層160可以是一個(gè)完整的整體，也可以分成多個(gè)部分。例如， 框架形范圍172相對(duì)于基底層范圍來(lái)說(shuō)是可以擺動(dòng)的，在上面安裝線圏 162，根據(jù)安置面102和104 (參照?qǐng)Dl)的位置擺動(dòng)到理想的角度。
圖5顯示的是安裝狀態(tài)下基底層160的一種具體實(shí)施方式
?；讓?160具有兩個(gè)柔性的區(qū)域174，使得框架形范圍172可以擺動(dòng)，這樣框架 形范圍就進(jìn)入所顯示的安裝位置，也就是調(diào)整到角度122。這樣簡(jiǎn)化了 放置面102和104的天線124和128的安裝(參照?qǐng)Dl)。
圖6是無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器IOO的 一種具體實(shí)施方式
的透視 圖。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器100具有盒狀收納區(qū)176和一個(gè)文件106 的放置區(qū)178。放置面102位置盒狀收納區(qū)176內(nèi)(圖l)。在圖6的這種具體實(shí)施方式
中，不是水平方向，而是向下傾斜。放置區(qū)178由放置面 104(參照?qǐng)D1)形成，實(shí)際上是水平方向。無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀 器100具有一個(gè)屏幕180,用于顯示從文件的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片 112中讀取的位于電子組件130的存儲(chǔ)器138中的信息(參照?qǐng)Dl的具體 實(shí)施方式)。
圖7是無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器IOO—種可能工作方式的流程 圖。第200步，翻開(kāi)文件，將其放置在無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器上。 文件100的光學(xué)可讀區(qū)位于無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)閱讀器100的光學(xué)傳感 器126的捕捉范圍內(nèi)。第202步，在傳感器的輔助下進(jìn)行光學(xué)識(shí)別。第204步，無(wú)線射頻 識(shí)別(RFID)閱讀器100的電子組件130與文件106的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID) 芯片112進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，以執(zhí)行密碼協(xié)議的步驟，實(shí)現(xiàn)光學(xué)識(shí)別。天線 諧振電路152和158調(diào)整至諧整頻率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交流。
成功執(zhí)行密碼協(xié)議后，電子組件130在第206步從無(wú)線射頻識(shí)別 (RFID)芯片112中讀取受保護(hù)的信息，并在第208步顯示出來(lái)。
附圖標(biāo)記清單
100閱讀器
102放置面
104放置面
106文件
108前裝訂處
110后裝訂處
112RFID芯片
114內(nèi)頁(yè)
116光學(xué)可讀區(qū)
118內(nèi)頁(yè)
120內(nèi)頁(yè)
122夾角
124天線
126傳感器
128天線
130電子組件
132驅(qū)動(dòng)器
21134處理器 136程序指令 138存儲(chǔ)器 140接口 142程序指令 144存儲(chǔ)器 146處理器
148 RFID接口 150電容器 152天線諧振電路 154電容器 155導(dǎo)線 156電容器 158諧振電3各 160基底層 162線圈 164線圈 166區(qū)域 168插入?yún)^(qū) 170電路 172框架形范圍 174柔性區(qū) 176盒狀收納區(qū) 178放置區(qū) 180屏幕
權(quán)利要求
1、一種用于文件(106)的RFID閱讀裝置，其中，所述的文件帶有至少一個(gè)RFID芯片(112)；所述的RFID閱讀裝置包括-用于文件第一頁(yè)(108、114)的第一放置面(102)以及用于文件第二頁(yè)(110、118、120、...)的第二放置面(104)；-設(shè)置在所述第一放置面下的第一天線(124)以及設(shè)置在所述第二放置面下的第二天線(128)；其中，所述的第一天線和第二天線設(shè)置為通過(guò)近場(chǎng)感應(yīng)閱讀所述的至少一個(gè)RFID芯片；所述的第一天線屬于第一天線諧振電路(152)，所述的第二天線屬于第二天線諧振電路(158)；所述的第一天線諧振電路和第二天線諧振電路是感應(yīng)耦合的。
2、 如權(quán)利要求1所述的RPID閱讀裝置，其中，所述的第一放置面 和所述的第二放置面呈一夾角(122)。
3、 如權(quán)利要求1所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的夾角在IO。 到170°之間，優(yōu)選約為75。。
4、 如權(quán)利要求1-3之一所述的RFID閱讀裝置，其進(jìn)一步帶有通過(guò) 一高頻信號(hào)激勵(lì)所述第一天線諧振電路的裝置(132)，使得所述第二 天線諧振電路通過(guò)所述感應(yīng)耦合被激勵(lì)，從而使得不僅所述第一天線 諧振電路而且所述第二天線諧振電路，設(shè)置為均通過(guò)一近場(chǎng)感應(yīng)閱讀 所述的至少一個(gè)RFID芯片。
5、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，在所述的 第一天線諧振電路和第二天線諧振電路之間的耦合在0.05-0.2之間，特 別是在0.1-0.15之間。
6、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 二天線諧振電路調(diào)準(zhǔn)至一諧振頻率，與所述二天線諧振電路耦合的第 一天線諧振電路也調(diào)準(zhǔn)至該諧振頻率。
7、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其進(jìn)一步包括驅(qū) 動(dòng)器(132)，其中，只有所述的第一天線諧振電路與所述的驅(qū)動(dòng)器是 電連接的。
8、 如前述權(quán)利要求之一所述的RPID閱讀裝置，其中，所述的第 一天線諧振電路和第二天線諧振電路設(shè)置為通過(guò)近場(chǎng)、在諧振頻率下 感應(yīng)閱讀所述的至少一個(gè)RFID芯片。
9、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 一天線和第二天線設(shè)置為線圈狀。
10、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 一天線和第二天線是沿著所述的第一放置面和第二放置面的邊界區(qū)域 設(shè)置的。
11、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 一天線和第二天線是重疊設(shè)置的。
12、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 一天線和第二天線在邊界區(qū)域是交互設(shè)置的。
13、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所迷的第 一天線和第二天線設(shè)置在基底層(160)的不同面上。
14、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其進(jìn)一步包括一 基底層(160)，以收納所述的第一天線和第二天線；其中，所述的基底層至少具有一柔性區(qū)(174),該柔性區(qū)是可彎曲的，使得所述的第 一天線和第二天線位于不同的平面。
15、 如權(quán)利要求14所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的基底層具 有在所述第一放置面之下排列的第一區(qū)和在所述第二置面之下排列的 第二區(qū)。
16、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其進(jìn)一步包括一 光學(xué)傳感器(126),以便光學(xué)獲取文件的識(shí)別符。
17、 如權(quán)利要求16所述的RFID閱讀裝置，其進(jìn)一步包括借助光學(xué) 獲取的識(shí)別符作為先決條件而執(zhí)行密碼協(xié)議的裝置(134、 136)，以 便從所述的至少 一個(gè)RFID芯片讀取受保護(hù)的信息。
18、 如權(quán)利要求16或17所述的RFID閱讀裝置，其進(jìn)一步包括收納 所述第一天線和第二天線的基底層(160)以及設(shè)置在所述基底層一開(kāi) 口后的光學(xué)傳感器(126)。
19、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 一放置面和所述的第二放置面呈一偏離180。的夾角。
20、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 一放置面和所述的第二放置面設(shè)置為放置可打開(kāi)文件的不同頁(yè)。
21、 如前述權(quán)利要求之一所述的RFID閱讀裝置，其中，所述的第 二天線諧振電路設(shè)置為封閉的諧振電路。
22、 一種協(xié)調(diào)RFID閱讀裝置(100)的第一和第二天線諧振電路 (152、 158)的方法，其中，所述的第一天線諧振電路具有第一線圈 (124)，所述的第二天線諧振電路具有第二線圈(128),所述的第一天線諧振電路和第二天線諧振電路是感應(yīng)耦合的；該方法包括-在第一天線諧振電路打開(kāi)的時(shí)候，將第二天線諧振電路調(diào)準(zhǔn)到一諧振頻率；-通過(guò)與第二天線諧振電路的感應(yīng)耦合，將第一天線諧振電路也調(diào)準(zhǔn)到該諧振頻率； -將第一天線諧振電路連接到所述RFID閱讀裝置的驅(qū)動(dòng)器上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于文件(106)的RFID閱讀裝置，其中，該文件帶有至少一個(gè)RFID芯片(112)；該RFID閱讀裝置包括用于文件第一頁(yè)(108、114)的第一放置面(102)以及用于文件第二頁(yè)(110、118、120、…)的第二放置面(104)；設(shè)置在第一放置面下的第一天線(124)以及設(shè)置在第二放置面下的第二天線(128)；其中，第一天線和第二天線設(shè)置為通過(guò)近場(chǎng)感應(yīng)閱讀該至少一個(gè)RFID芯片；第一天線屬于第一天線諧振電路(152)，第二天線屬于第二天線諧振電路(158)；第一天線諧振電路和第二天線諧振電路是感應(yīng)耦合的。
文檔編號(hào)G06K7/00GK101523406SQ200780036589
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者奧拉夫·爵修, 簡(jiǎn)·海萊, 蕾內(nèi)·多林, 馬里奧·梵烏緹 申請(qǐng)人:聯(lián)邦印刷有限公司