用于近场通信读取器设备的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月16日提交的名称为“用于近场通信读取器设备的系统和方法”(systemandmethodforanearfieldcommunicationsreaderdevice)(律师卷号：bbps60-34538)的第16/386,226号美国专利申请的权益和/或优先权。第16/386,226号美国申请要求于2018年4月23日提交的名称为“用于近场通信读取器设备的系统和方法”(systemandmethodforanearfieldcommunicationsreaderdevice)(律师卷号：bbps60-34091)的第62/661,152号美国临时申请的权益。第16/386,226号和第62/661,152号美国申请的全部内容通过引用结合到本文中。

本申请涉及用于智能设备和移动设备的近场通信(nfc)读取器的领域。

背景技术：

许多智能设备(例如智能电话、平板计算机或者其它电子设备)已集成了近场通信(nfc)、和/或射频识别(rfid)、和/或欧陆万事达维萨(europaymastercardvisa，emv)能力。然而，大多数的nfc/rfid/emv设备在设备背面或非显示侧上具有nfc/rfid/emv天线。这对于大多数消费者应用而言是可取的，这些消费者应用通常涉及将电子钱包或“e-钱包(e-wallet)”拍(tap)到商家的读卡器以进行移动支付。

然而，在一些情况下，将nfc/rfid/emv天线定位在正面或显示侧是优选的。更优选的是，将nfc/rfid/emv天线定位成使得客户可以利用支付卡来拍智能设备的屏幕。这在商家使用平板计算机来获取电子钱包支付的情况下是有用的。

此外，在智能设备设计中，nfc/rfid/emv功能的性能要求并不总是关键的设计目标。通常，大多数的智能设备用户使用nfc/rfid/emv技术进行卡仿真且与其它设备进行对等通信，并且不读取“无源”卡(即，由nfc电磁波供电并且不具有电池的卡)。此外，移动电话制造商通常希望设备(例如智能电话)紧凑并且看起来吸引消费者。

这与商家的处理支付的要求是矛盾的。通常，商家需要支付设备能够读取所有卡，包括例如无源卡、有源卡和仿真卡。因此，对商家设备通过nfc/rfid/emv来处理支付的互操作性要求通常更加严格。为了确保卡接受设备与金融卡的互操作性，emv组织已经定义了被称为emv无接触性l1的工业标准的规范。

此外，许多比较旧的智能设备不具有nfc能力。因此，需要对这些比较旧的智能设备的能力进行升级。

存在有加密狗(dongle)设备，该设备与智能设备连接，以在前侧上提供nfc/rfid/emv卡接受接口。然而，这些加密狗被设计成使得用户在加密狗上拍卡，而不是在智能设备屏幕上拍卡。这对于商家来而言并不总是理想的。

还有一些著作详述了将nfc天线与智能设备屏幕集成在一起以使能够从正面读取的系统和方法。这些著作包括，例如：

-liu等人于2012年4月24日提交的公开号为2013/0229362的美国专利申请；

-parekh等人于2012年1月27日提交的公开号为2013/0196596的美国专利申请；

-yoo等人于2010年7月9日提交的公开号为2011/0273382的美国专利申请；

-zou等人于2016年1月29日提交的公开号为2017/0179567的美国专利申请；

-konanur等人于2012年12月20日提交的公开号为2014/0080411的美国专利申请；

-li等人于2014年9月29日提交的公开号为2015/0062853的美国专利申请；以及

-que等人于2016年8月26日提交的公开号为2016/0365620的美国专利申请。

然而，这些系统和方法在没有考虑到商家的需要的情况下被创建，如之前所解释的，这些商家通常比消费者更加严格。此外，这些解决方案关注于在制造期间将nfc天线与智能设备屏幕进行集成。因此，这些解决方案并不适用于需要对比较旧的智能设备的nfc能力进行升级的情况。

因此，需要使商家能够通过在智能设备屏幕上拍卡来从消费者接收卡支付的解决方案；并且需要能够升级比较旧的智能设备以提高这种能力的解决方案。该解决方案必须符合支付行业标准，从而满足商家的需求。

技术实现要素：

一个实施例提供了用于附接到智能设备的读取器设备，所述智能设备包括显示器。所述读取器设备包括：天线、处理和读取电路、以及通信模块，其中，所述天线、所述处理和读取电路、所述处理器、和所述通信模块彼此耦合，并由此所述天线包围所述显示器；其中，当在所述显示器上拍卡时，所述天线接收信号并且将所述信号传输到所述处理和读取电路，所述处理和读取电路处理所述信号，以产生数据，并且已产生的所述数据通过所述通信模块被传输到所述读取器设备外部的设备。

另一实施例提供了用于对智能设备执行读取的方法，所述智能设备包括显示器。所述方法包括：提供读取器设备，所述读取器设备包括：天线、处理和读取电路、以及通信模块，其中，所述天线、所述处理和读取电路和所述通信模块彼此耦合，并由此所述天线包围所述显示器；当在所述显示器上拍卡时，通过所述天线接收信号；通过所述天线将所述信号传输到所述处理和读取电路；通过所述处理和读取电路处理所述信号，以产生数据；以及通过所述通信模块将已产生的所述数据传输到所述读取器设备外部的设备。

另一实施例提供了用于对设备执行读取的方法，所述设备包括显示器。所述方法包括：提供读取器，所述读取器包括：天线、处理和读取电路、以及通信模块，其中，所述天线、所述处理和读取电路、和所述通信模块彼此耦合，并由此所述天线包围所述显示器；当在所述显示器上拍卡时，使所述天线能够接收信号；使所述天线能够将所述信号传输到所述处理和读取电路；使所述处理和读取电路能够处理所述信号，以产生数据；以及使所述通信模块能够将已产生的所述数据传输到所述读取器外部的设备。

附图说明

为了更完整的理解，现在结合附图来参考以下描述，在附图中：

图1示出了用以经由卡来接收卡支付的读取器、读取器设备、近场通信(nfc)读取器或nfc读取器设备的实施例；

图2a示出了nfc读取器设备的详细实施例；

图2b示出了用于读取卡的过程的示例性实施例；

图3示出了用以通过卡来接收卡支付的nfc读取器设备的另一实施例；以及

图4示出了用以通过卡来接收卡支付的nfc读取器设备的另一实施例。

具体实施方式

现在参考附图，其中贯穿于全文，相同的附图标记在本文中用于表示相同的元件，示出并描述了用于读取器或nfc读取器设备的系统和方法的各种视图和实施例，并且描述了其它可能的实施例。附图不一定是按比例绘制的，并且在一些情况下，仅出于说明的目的，附图在某些地方被夸大和/或简化。本领域的普通技术人员基于可能实施例的以下示例将了解许多可能的应用和变化。在下面的描述中，术语“读取器”和“读取器设备”可以互换使用。

图1示出了系统和方法的一个实施例，该系统和方法使商家能够通过在智能设备屏幕上拍(tap)卡来从消费者接收卡支付，并且其是符合标准的。

在图1中，nfc读取器设备100包括启用nfc的边缘覆盖层(rimoverlay)102。边缘覆盖层102是利用例如塑料或任何其它合适的材料来制成的，并且利用各种附接技术附接到智能设备104的边缘。智能设备104例如是智能电话或平板计算机。在一些实施例中，利用例如接触紧固件(touchfastener)或维克罗双面胶带或胶水的粘合附接技术将边缘覆盖层102附接到智能设备104的边缘。在其它实施例中，通过卡爪锁定件(clicklocking)来将边缘覆盖层102附接到智能设备104的边缘，以将边缘覆盖层保持在智能设备104周围的适当位置。在其它实施例中，边缘覆盖层102具有用于附接到智能设备104的边框(bezel)的形状适配边框。然后，边缘覆盖层102包围显示器105。

在一些实施例中，nfc读取器设备100还通信地耦合到智能设备104。在其它实施例中，nfc读取器设备100电耦合到智能设备104，以从智能设备104汲取电力。

图2a显示了nfc读取器设备100的详细实施例。nfc读取器设备100包括：集成到边缘覆盖层102中的天线201，例如nfc/rfid/emv天线。在一些实施例中，边缘覆盖层102由塑料制成，并且天线201是线缠绕形式、或者在印刷电路板(pcb)上、或者采用集成到边缘覆盖层102中的柔性印刷电路板(fpcb)的形式。在一些实施例中，为了将天线201与智能设备104之间的不希望的相互作用最小化，在智能设备104与天线201之间插入铁氧体材料。这样，天线形成包围显示器105的环形天线。

nfc读取器设备100包括处理和读取电路(例如nfc/rfid/emv处理和读取电路203)，以：

-从nfc/rfid/emv天线201接收信号，

-处理从nfc/rfid/emv天线201接收的信号，以及

-向nfc/rfid/emv天线201传输信号。

nfc读取器设备100还包括处理器205，以协调nfc读取器设备100的全部操作。

nfc读取器设备100还包括通信模块207。该模块负责从nfc读取器设备100外部的设备和系统(例如智能设备104)接收信号以及向该设备和系统传输信号。在一个实施例中，通信模块207包括专用处理器，以实现各种通信协议的操作。通信模块207经由例如有线连接技术和无线连接技术中的至少一者来促成通信。在一些实施例中，通信模块207被配置成使用本领域技术人员已知的用于近距离通信的通信技术，例如通用串行总线(usb)、闪电接口(lightning)、雷电接口(thunderbolt)、火线接口(firewire)、蓝牙、和wifi。

nfc读取器设备100还包括电源单元209。电源单元209耦合到nfc读取器设备100的其它部件，以向这些部件供电。在一些实施例中，电源单元209包括用于连接到市电电源(mainsupply)的交流(ac)适配器。在一些实施例中，电源单元209包括一个或多个电池。在一些实施例中，一个或多个电池包括可再充电电池。在电源单元209是可再充电电池的实施例中，利用以下方式对电源单元209进行充电：

-本领域技术人员已知的有线充电技术；或

-本领域技术人员已知的无线充电技术，例如qi协议。

在进一步的实施例中，电源单元209包括ac适配器和一个或多个电池。在这些实施例中的一些实施例中，如果电源单元209未连接到市电电源，则nfc读取器设备100由一个或多个电池供电。在这些实施例中的一些实施例中，如果电源单元209连接到市电电源，则nfc读取器设备100由市电电源供电。在这些实施例中的一些实施例中，当电源单元209连接到市电电源时，nfc读取器设备100由一个或多个电池供电，并且一个或多个电池被再充电。在其它实施例中，电力的一些部分是由一个或多个电池来提供的，而电力的剩余部分是由市电电源来提供的。在一些实施例中，所述部分将取决于电池充电水平。在其它实施例中，nfc读取器设备100由智能设备104供电。

互连211将nfc读取器设备100中的部件电耦合在一起。互连211是利用本领域技术人员已知的技术来创建的。

在一些实施例中，nfc/rfid/emv处理和读取电路203、处理器205、通信模块207、电源单元209和互连211位于边缘覆盖层102内。

图2b显示了用于读取卡的过程的示例性实施例。在步骤2b-01中，当用户在显示器105上拍卡时，在步骤2b-02中，利用nfc/rfid/emv天线201产生并读取或接收信号。在步骤2b-03中，来自nfc/rfid/emv天线201的已读取信号被发送到nfc/rfid/emv处理和读取电路203，在该nfc/rfid/emv处理和读取电路处，信号被进一步处理，并且产生数据。在步骤2b-04中，然后根据需要将已产生的数据传送到nfc读取器设备100的其它部件，例如传送到处理器205和通信模块207。在步骤2b-05中，这些经处理的数据通过通信模块207被进一步传送到nfc读取器设备100外部的设备，例如智能设备104或其它外部设备或外部服务器。

图3示出了系统和方法的另一实施例，该系统和方法符合标准并且使商家能够通过在智能设备屏幕上拍卡来接收卡支付。在图3中，智能设备304包括显示器305。nfc读取器设备300包括保护套302，保护套302包括边框303。保护套302附接到包括显示器305的智能设备304。在一些实施例中，利用例如接触紧固件或双面胶带或胶水的粘合附接技术将套302附接到智能设备304的边缘。在其它实施例中，套302被卡扣锁定，以在它们之间保持智能设备。在其它实施例中，边框303是形状适配边框，并且被按压以适配或卡(click)到智能设备304的边框上。

类似于nfc读取器设备100，并且如图2a所示，nfc读取器设备300包括nfc/rfid/emv天线、nfc/rfid/emv处理和读取电路、处理器、电源单元、和通信模块。前面已经关于图2a描述了这些部件的功能。然而，边框303代替了边缘覆盖层102。

在一些实施例中，nfc/rfid/emv天线被集成到套302的边框303中。这是通过例如利用用于边框303的塑料外壳并且以线缠绕形式安装天线、或者将天线安装在印刷电路板(pcb)上或者fpcb上来实现的。然后，天线是包围显示器305的环形天线。在一些实施例中，为了将天线与智能设备之间的不希望的相互作用最小化，在智能设备304与天线之间插入铁氧体材料。

除nfc/rfid/emv天线以外的部件被互连在一起，并且位于保护套302内。在一些实施例中，保护套302通信地耦合到智能设备304。在一些实施例中，保护套302电耦合到智能设备304。

产生了与图2b中所描述的用于读取卡的过程类似的过程。类似于步骤2b-01中所示的，当消费者在智能设备304的屏幕上拍他或她的卡时，集成到边框303中的nfc/rfid/emv天线读取类似于步骤2b-02所产生的信号，并且类似于步骤2b-03，将这些信号传送到nfc/rfid/emv处理和读取电路，在该nfc/rfid/emv处理和读取电路处信号被进一步处理。类似于nfc读取器设备100的情况，并且如在步骤2b-04中，然后根据需要将经处理的数据传送到nfc读取器设备300的其他组件，例如处理器和通信模块。类似于步骤2b-05中所示的，这些经处理的数据被进一步传送到读取器外部的设备，例如智能设备304。

图4显示了实现上述目的的系统和方法的又一实施例。在图4中，nfc读取器设备400包括：

-包括边框403的保护套402，以及

-启用nfc的边缘覆盖层405。

在一些实施例中，启用nfc的边缘覆盖层405附接到智能设备406的边缘，以包围显示器407。在一些实施例中，利用例如接触紧固件或双面胶带或胶水的粘合附接技术将边缘覆盖层405附接到智能设备406的边缘。在其它实施例中，边缘覆盖层405被卡爪锁定，以将其保持在智能设备406周围的适当位置。在其它实施例中，边缘覆盖层405具有形状适配边框，以按压适配或卡到智能设备406的边框上。

在一些实施例中，nfc/rfid/emv天线被集成到启用nfc的边缘覆盖层405中。在一些实施例中，重叠件405是塑料外壳，并且天线是线缠绕形式、或者被印刷在pcb上或被印刷在fpcb上。这样，天线形成包围显示器407的环形天线。在一些实施例中，为了将天线与智能设备406之间的不希望的相互作用最小化，在智能设备306与天线之间插入铁氧体材料。

除了天线，nfc读取器设备400包括nfc/rfid/emv处理和读取电路、处理器、电源单元、和通信模块。这些部件类似于图2a中所示的部件。除nfc/rfid/emv天线以外的部件以各种可能的方式分布在边缘覆盖层405与保护套402之间。在一些实施例中，保护套402容纳除nfc/rfid/emv天线以外的对于nfc读取器设备400的操作所必需的部件。其余部件的其它分布也是可能的。

互连408将保护套402电耦合且通信地耦合到启用nfc的边缘覆盖层405的组合。互连408例如是板到板连接器、板到fpcb连接器、线缆、弹性接触、或本领域技术人员已知的能够实现对于nfc读取器设备400的操作所必需的通信耦合和电耦合的任何其它技术。

在一些实施例中，边缘覆盖层405也通信地耦合到智能设备406。在一些实施例中，边缘覆盖层405还电耦合到智能设备406，以从智能设备406汲取电力。

在一些实施例中，保护套402通信地耦合到智能设备406。在一些实施例中，保护套402电耦合到智能设备406，以从智能设备406汲取电力。

当用户在重叠件405上拍卡时，nfc/rfid/emv天线接收或读取已产生的信号，并且将这些信号传送到nfc/rfid/emv处理和读取电路，在该nfc/rfid/emv处理和读取电路处，这些信号被处理，以产生数据。如果nfc/rfid/emv处理和读取电路位于例如保护套402中，则其利用互连408来实现。类似于对于nfc读取器设备100和300的情况，然后根据需要将已产生的数据传送到nfc读取器设备400的其它部件，例如传送到处理器和通信模块。在一些实施例中，这些已产生的数据被进一步传送到智能设备406。

除了智能设备，本领域的技术人员将认识到nfc读取器设备100、300和400可以被归纳为与除了具有显示屏或监视器的智能设备以外的设备或系统一起使用。这些设备或系统包括例如，膝上型计算机、交互式自助服务终端、和台式计算机。

在一些实施例中，作为天线安装的一部分，软件在部署之前被安装在设备上。该软件包括例如应用或“app”。在一些实施例中，app从应用商店或市场(例如商店或appleapp)下载。在一些实施例中，软件或app向用户指示例如分别在智能设备104、304和406的显示器105、305和407上拍卡的位置。

已经参考nfc、rfid和emv描述了上述实施例中的一些实施例。本领域的技术人员将已知的是，上述方法并不仅限于这些技术。

应当理解，本文中的附图和详细描述被认为是说明性的，而不是限制性的，并且并不旨在限制到所公开的特定形式和示例。相反，在不偏离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，还包括有对于本领域的普通技术人员而言明显的任何进一步的修改、改变、重新布置、替代、替换、设计选择和实施例。因此，所附权利要求旨在被解释为涵盖所有这种进一步的修改、改变、重新布置、替代、替换、设计选择和实施例。