DE19542900A1 - Contactless record carrier with loop antenna for transmission - Google Patents
Contactless record carrier with loop antenna for transmissionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Datenträ ger mit spulenförmiger Antenne zur elektromag netischen Daten- und/oder Energieübertragung.The invention relates to a contactless data carrier ger with coil-shaped antenna for elektromag netic data and / or energy transmission.
Kontaktlose Datenträger werden z. B. in Form von kontaktlosen Chipkarten für vielfältige Einsatzge biete verwendet. Sie ermöglichen einen berührungs losen Datenaustausch zwischen dem Datenträger und einer Schreib- bzw. Lesestation. Der Datentransfer erfolgt dabei durch Übertragung mittels eines elek tromagnetischen Feldes ohne direkten elektrischen Kontakt. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsabstandes zwischen Datenträger und Schreib- bzw. Lesestation ist es möglich, den Datenaustausch zu betreiben, ohne daß die Karte in ein Schreib- bzw. Lesegerät eingelegt werden muß.Contactless data carriers are e.g. B. in the form of contactless chip cards for a variety of uses offer used. They allow a touch loose data exchange between the data carrier and a writing or reading station. The data transfer takes place by transmission by means of an elek tromagnetic field without direct electrical Contact. Within the respective working distance between data carrier and read or write station it is possible to exchange data, without the card in a writing or reading device must be inserted.
Dabei besteht die Gefahr des unbeabsichtigten Preisgebens von Daten oder einer ungewollten Ände rung der im Datenträger gespeicherten Informatio nen, da durch verdeckt angebrachte Schreib-Lese- Stationen oder durch unbeabsichtigtes Nähern an Schreib- oder Lesestationen der Datenträger gelesen oder seine Daten verändert werden kann, ohne daß der Benutzer dies bemerkt.There is a risk of unintentional Surrender of data or an unwanted change Information stored in the data carrier because there is a hidden read / write Stations or by unintentional approach Read or write stations of the data carriers read or its data can be changed without the user notices this.
Zum Schutz des Datenträgers vor ungewollten Ablesen bzw. Beschreiben ist es bekannt durch temporäres Abschotten des Datenträgers mit metallischen Folien o. ä. die Reichweite drastisch einzuschränken.To protect the data carrier against unwanted reading it is known through temporary Isolate the disk with metallic foils etc. drastically limit the range.
Dies hat jedoch den Nachteil, daß abschirmende Ele mente, wie Klappen, Schieber, Blenden o. ä. bei je dem beabsichtigten Gebrauch des Datenträgers in ih rer Lage verändert werden müssen. Weiterhin ist durch das Vorhandensein der schützenden Hülle oder des abschottenden Elementes in der Nähe des Daten trägers in den meisten Fällen eine Verringerung der Lese- bzw. Schreib-Reichweite des Datenträgers nicht zu vermeiden.However, this has the disadvantage that shielding ele elements such as flaps, sliders, panels or the like at each the intended use of the data carrier in ih situation must be changed. Still is by the presence of the protective cover or of the partitioning element near the data carrier in most cases a reduction in Read or write range of the data carrier can not be avoided.
Andererseits ist eine Erhöhung der Reichweite wün schenswert, da die maximale Schreib- bzw. Lese reichweite der kontaktlosen Datenträger zur Schreib- und/oder Lesestation durch Toleranzen bei der Herstellung des Datenträgers (z. B. durch Anten nen- und Kapazitätstoleranzen) und durch Umgebungs einflüsse, z. B. durch metallische Teile in der Nähe des kontaktlosen Datenträgers, durch den mensch lichen Körper, durch die Bekleidung, durch Befesti gungs- oder Beförderungsmittel, durch Temperatur einflüsse und dergleichen herabgesetzt wird.On the other hand, increasing the range is desirable worth it because the maximum write or read range of contactless data carriers for Writing and / or reading station due to tolerances the manufacture of the data carrier (e.g. by Anten tolerances and capacities) and environmental influences, e.g. B. by metallic parts nearby of the contactless data carrier, through humans body, through clothing, through fasteners means of transport or transportation, by temperature influences and the like is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schreib- bzw. Lesereichweite des Datenträgers zu verändern ohne schirmende oder filternde Elemente bewegen zu müssen.The invention is based, which Read or write range of the data carrier too change without shielding or filtering elements to have to move.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen kon taktlosen Datenträger mit den in Anspruch 1 angege benen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun gen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a con tactless disk with the specified in claim 1 characteristics resolved. Advantageous design conditions are specified in the subclaims.
Dabei wird unmittelbar am Datenträger oder in einem Abstand zum Datenträger oder je nach Größe des Da tenträgers ebenenparallel oder nahezu ebenenparal lel zur spulenförmigen Antenne des Datenträgers mindestens eine Zusatzspule mit offenen Enden ange ordnet.This is done directly on the data carrier or in a Distance to disk or depending on the size of the Da carrier parallel to the plane or almost parallel to the plane lel to the coil-shaped antenna of the data carrier at least one additional coil with open ends arranges.
Durch diese Zusatzspule wird eine Veränderung des Datenträgerschwingkreises bewirkt, die bei zweck mäßiger Dimensionierung der Datenträgerantenne und der Zusatzantenne sowie der Wahl eines angepaßten Abstandes von Datenträgerantenne und der Zusatz spule zu einer allgemeinen Erhöhung der Schreib- bzw. Lesereichweite des Datenträgers führt.This additional coil will change the Disk oscillation circuit causes the purpose moderate dimensioning of the data carrier antenna and the additional antenna and the choice of a customized one Distance from disk antenna and the addition coil to a general increase in writing or Read range of the disk leads.
Durch die Anordnung von je einer Zusatzspule auf jeder Seite der Datenträgerantenne kann eine Ver stärkung dieses Effektes erreicht werden.By arranging one additional coil each each side of the disk antenna can have a ver strengthening of this effect can be achieved.
Werden die Enden mindestens einer Zusatzspule mit einander verbunden oder werden zumindest Teile der Zusatzspule kurzgeschlossen und läßt sich diese Verbindung oder dieser Kurzschluß durch ein schal tendes oder tastbares Element permanent oder zeit weise öffnen, wird dadurch einerseits erreicht, daß die Sende- bzw. Empfangssignale in den Kurzschluß ringen nahezu vollständig absorbiert werden, daß also die Sende- bzw. Empfangsreichweite stark ver ringert wird und daß andererseits bei geöffnetem Zusatzspulenkurzschluß die sonst erreichbare maxi male Lese- und/oder Schreibreichweite des Datenträ gers wiederhergestellt wird.Be the ends with at least one additional coil connected to each other or at least part of the Additional coil shorted and leaves this Connection or this short circuit through a scarf ting or tactile element permanently or time open wisely, is achieved on the one hand that the send or receive signals in the short circuit wrestle are almost completely absorbed that so the transmission or reception range ver is wrestled and that on the other hand when open Additional coil short circuit the otherwise achievable maxi male read and / or write range of the data carrier gers is restored.
Es ergibt sich damit der Vorteil, daß der Datenträ ger bei beabsichtigter Benutzung eine gegenüber zu satzspulenfreien Datenträgern erhöhte Reichweite und bei Nichtbenutzung der Datenträger keine bzw. nur eine verschwindend kleine Reichweite aufweist. Bei der Benutzung kann z. B. durch Drücken eines öffnenden Tastschalters auf maximale Reichweite ge schaltet werden.This gives the advantage that the data eng when intended use Record range-free data carriers increased range and if the data carrier is not used, none or only has a very small range. When using z. B. by pressing one opening pushbutton switch for maximum range be switched.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich dadurch, daß parallel zur Ebene der Datenträgerantenne in bestimmten Abstän den eine oder mehrere Zusatzspulen vorzugsweise einseitig zum Antennenträger angeordnet werden und daß zusätzlich in bestimmten Abstand dazu min destens eine Ferritschichtebene und gegebenenfalls eine weitere Zusatzspule angeordnet wird.Another embodiment of the invention Arrangement results from the fact that parallel to Disc antenna level at certain intervals the one or more additional coils preferably be arranged on one side to the antenna carrier and that additionally at a certain distance min at least a ferrite layer plane and if necessary another additional coil is arranged.
Damit wird eine Vergrößerung der Reichweite er reicht. Dies ist besonders für Anwendungsfälle vor teilhaft, bei denen ein Datenträger direkt auf ei nem metallischen Gegenstand oder sehr nahe daran angeordnet werden soll. Die Veränderung tritt ins besondere dann ein, wenn der metallische Gegenstand etwa die Flächengröße des Datenträgers einnimmt oder diese überschreitet. Durch die Energieabsorption, die von dem metallischen Gegenstand hervorge rufen wird, wird die Schreib- oder Lesereichweite des Datenträgers deutlich verringert. Die schich tenweise Anordnung von Zusatzantenne und zusätzlich einer Ferritschicht sowie gegebenenfalls einer wei teren Zusatzspule ermöglicht es, daß die Reichweite des Datenträgers nur gering eingeschränkt wird. Insbesondere wenn deren Flächengröße die Flächen größe der Datenträgerantenne überschreitet. Dabei liegen die Zusatzschichten zwischen Datenträgeran tenne und Metallfläche bzw. metallischen Gegen stand.This will increase the range enough. This is especially true for use cases partial, where a disk directly on egg metallic object or very close to it to be arranged. The change begins special one if the metallic object approximately occupies the area size of the data carrier or exceeds this. Through energy absorption, that originate from the metallic object is called, the read or write range of the disk significantly reduced. The shich arrangement of additional antenna and additional a ferrite layer and optionally a white tere additional coil allows the range of the data carrier is only slightly restricted. Especially if their area size is the area Disk antenna size exceeds. Here the additional layers lie between the data carriers tenne and metal surface or metallic counter was standing.
Besonders vorteilhaft ist dabei, daß dieser Mehr schichtenaufbau wesentlich leichter und in seiner Gesamtschichtendicke wesentlich dünner ist, als ein Schichtenaufbau, der nur aus Ferriten besteht. Zudem ergibt die Reichweiteneliminierung durch zeitweises Kurzschließen mindestens einer Zusatz spule einen weiteren Vorteil.It is particularly advantageous that this more layer structure much easier and in its Total layer thickness is much thinner than one Layer structure consisting only of ferrites. In addition, the range elimination results from temporarily short-circuiting at least one additive reel another benefit.
Die Erfindung ermöglicht es einerseits die Schreib- und/oder Lesereichweite kontaktloser Datenträger zu erhöhen oder die Schreib- und/oder Lesereichweite auch bei Eintreten ungünstiger Sende- bzw. Empfangsbedingungen nicht signifikant zu verrin gern, andererseits kann die Schreib- und/oder Lesereichweite auch drastisch verringert werden, wenn dies erforderlich oder wünschenswert ist.On the one hand, the invention enables writing and / or Read range of contactless data carriers too increase or the read and / or write range even if unfavorable transmission or Reception conditions not significantly reduced like, on the other hand, the writing and / or Reading range can also be drastically reduced, if this is necessary or desirable.
Für die erfindungsgemäßen Datenträger sind vielfäl tige Ausführungsformen möglich.For the data carriers according to the invention there are many embodiments possible.
Zur Erzeugung unterschiedlicher Reichweiten können z. B. die Zusatzspulen gleichsinnig oder gegensinnig zur Antennenspule des Datenträgers gewickelt sein. Ferner ist es möglich, daß die Spule und die Ferritschicht untereinander elektrisch isoliert und/oder daß mehrere Zusatzspulen hintereinander angeordnet sind.To generate different ranges e.g. B. the additional coils in the same direction or in opposite directions be wound to the antenna coil of the data carrier. It is also possible that the coil and the Ferrite layer electrically insulated from one another and / or that several additional coils in a row are arranged.
Die Windungen der Zusatzspulen können dabei so ge staltet sein, daß die Zusatzspule eine Windungs ganghöhe gleich/größer der der Antennenspule auf weist und/oder daß die Windungsfläche der Zusatz spule gleich/größer der Windungsfläche der Anten nenspule ist.The turns of the additional coils can ge stalten that the additional coil is a winding pitch equal to / greater than that of the antenna coil points and / or that the winding surface of the additive coil equal to / larger than the winding area of the antenna is coil.
Weiter ist es möglich, daß die Fläche der Zusatz spule gleich oder größer als die Fläche der Anten nenspule ist.It is also possible that the area of the additive coil equal to or larger than the area of the antenna is coil.
Ferner kann die Fläche der Ferritschicht gleich oder größer der Fläche der Antennenspule gestaltet sein.Furthermore, the area of the ferrite layer can be the same or larger the area of the antenna coil be.
Zweckmäßig ist es ferner, daß die Fläche der Zu satzspule(n) und gegebenenfalls die Fläche der Fer ritschicht(en) größer sind als die Fläche der An tennenspule und/oder daß die Zusatzantenne, Ferrit schichten, Kurzschlußschalter als Zusatzpaket bzw. als Reflektorpaket oder als Datenträger angeordnet sind.It is also expedient that the area of the zu set coil (s) and, if applicable, the area of the fer ritschicht (s) are larger than the area of the An tennis coil and / or that the additional antenna, ferrite layers, short-circuit switch as additional package or arranged as a reflector package or as a data carrier are.
Mit diesen Gestaltungsmöglichkeiten läßt sich er reichen, daß einerseits eine Optimierung der Zu satzspulen und Ferritschichten in Bezug auf den An tennenschwingkreis und andererseits eine günstige anwendungstechnische Anordnung von Zusatzspulen, Ferritschichten und Datenträger möglich ist.With these design options, he can suffice that on the one hand an optimization of the Zu set coils and ferrite layers in relation to the type tennis circuit and on the other hand a cheap one application-specific arrangement of additional coils, Ferrite layers and data carriers are possible.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus führungsbeispieles näher erläutert. The invention is based on an off management example explained in more detail.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing:
Fig. 1 eine Gestaltungsmöglichkeit für Daten träger und Zusatzspule, wobei die Zusatz spulenenden mit Schalter kurzgeschlossen sind und Fig. 1 shows a design option for data carriers and additional coil, the additional coil ends are shorted to the switch and
Fig. 2 eine Gestaltungsmöglichkeit für die An ordnung eines erfindungsgemäßen Datenträgers auf einem Metallgegenstand im Schnitt. Fig. 2 shows a design option for the arrangement of a data carrier according to the invention on a metal object in section.
Fig. 1 erläutert die Gestaltung des Datenträgers 1, der im beschriebenen Beispiel eine kontaktlose Chipkarte 10 darstellt. Auf bzw. in dieser Chip karte 10 befindet sich ein Modul 2, das mit der Da tenträgerantenne 3 verbunden ist. Die Datenträger antenne 3 ist so gewickelt, daß sie die Antennen ebene 4 bildet. Hinter oder vor dieser Ebene 4 ist die Zusatzspule 5 mit den Spulenenden 11 angeord net, die durch den Schalter 9 kurzgeschlossen sind. Die Zusatzspule 5 weist im dargestellten Beispiel mehr Windungen auf als die Datenträgerantenne 3. Zusatzspule 5 und Schalter 9 befinden sich in elektrisch isolierenden Abstandsschichten 7 und bilden zusammen ein Datenträgerzusatzpaket 12. Das Datenträgerzusatzpaket 12 liegt deckungsgleich un ter der Chipkarte 10. Fig. 1 illustrates the configuration of the data carrier 1, which is in the described example is a contactless IC card 10. On or in this chip card 10 there is a module 2 , which is connected to the data carrier antenna 3 . The data carrier antenna 3 is wound so that it forms the antenna level 4 . Behind or in front of this level 4 , the additional coil 5 is angeord net with the coil ends 11 , which are short-circuited by the switch 9 . In the example shown, the additional coil 5 has more turns than the data carrier antenna 3 . Additional coil 5 and switch 9 are located in electrically insulating spacer layers 7 and together form a data carrier additional package 12 . The data carrier add-on package 12 is congruent under the chip card 10 .
Fig. 2 erläutert eine Anordnung, die auf einem Metallgegenstand 8 angebracht ist. Auf diesem Metallgegenstand 8 ist das Reflektorpaket 13 und darüber der Datenträger 1 als Chipkarte 10 angeord net. Das Reflektorpaket 13 besteht aus mehreren Abstandsschichten 7, zwischen denen die Ferrit schicht 6 und Zusatzspulen 5 angeordnet sind. Fig. 2 illustrates an arrangement which is mounted on a metal object 8 . On this metal object 8 , the reflector package 13 and above the data carrier 1 as a chip card 10 is net angeord. The reflector package 13 consists of several spacer layers 7 , between which the ferrite layer 6 and additional coils 5 are arranged.
BezugszeichenlisteReference list
1 Datenträger
2 Modul
3 Datenträgerantenne
4 Antennenebene
5 Zusatzspule
6 Ferritschicht
7 Abstandsschicht
8 Metallgegenstand
9 Schalter
10 Chipkarte
11 Spulenenden
12 Datenträgerzusatzpaket
13 Reflektorpaket 1 disk
2 module
3 data carrier antenna
4 antenna level
5 additional spool
6 ferrite layer
7 spacer layer
8 metal object
9 switches
10 chip card
11 coil ends
12 disk add-on package
13 reflector package
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995142900 DE19542900A1 (en) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Contactless record carrier with loop antenna for transmission |
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Publications (1)
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