CN103917942B - 作为触摸屏设备的安全放大镜的移动触摸生成设备 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及在移动触摸生成设备(10)、触摸屏(20)和服务器(30)之间通信的方法，包括：‑经由所述移动触摸生成设备生成(S30)一个或多个触摸事件；‑在所述触摸屏处检测(S40‑S45)所生成的触摸事件，并且经由电信网络(32)发送触摸事件的数据；‑在所述服务器(30)处接收(S50)所述触摸事件的数据或相关数据；‑通过与所述触摸生成设备建立的安全连接(C1、C1t)，发送(S60)根据所接收的数据选择的内容；以及‑在所述触摸生成设备处接收所述内容，并且经由可视化装置(19)显示所述内容。本发明还涉及移动触摸生成设备和触摸屏。

Description

作为触摸屏设备的安全放大镜的移动触摸生成设备
技术领域
本发明涉及与触摸屏设备(例如使用容性读出的触摸屏设备)的自动通信领域。
背景技术
个人数字助理(或PDA)通常已知，例如参见维基百科投稿。“Personal digital assistant(个人数字助理)”。维基百科，自由百科全书。维基百科，自由百科全书，2011年5月18日。Web。2011年6月10日。PDA是提供个人信息管理能力的移动设备。通常，PDA具有电子可视显示器(或简称显示器)，更一般地说具有各种用户界面。较新的产品也具有音频能力并且可以用作移动电话(“智能电话”)或便携媒体播放器。当今，几乎所有PDA都是智能电话。此外，大多数PDA具有连接到因特网的能力并且包括Web浏览器。实际上，许多PDA可以通过Wi-Fi或无线广域网接入因特网、内联网或外联网。
许多PDA使用触摸屏技术。触摸屏(或触敏显示器)是读出触摸事件在显示区域中的位置的电子显示器。通常，使用手指完成触摸显示器。触摸屏还可以读出无源对象，例如触笔。触摸屏通常用于例如以下设备：单体计算机、平板计算机、PDA和智能电话，例如参见维基百科投稿。“Touchscreen(触摸屏)”。维基百科，自由百科全书。维基百科，自由百科全书，2011年6月6日。Web。2011年6月10日。存在各种触摸屏技术，例如阻性、容性、红外线等。
容性读出可能是PDA使用最多的技术。容性触摸屏面板包括涂有透明导体(例如铟锡氧化物)的绝缘体(例如玻璃)。使用导体(人体也是 导电体)触摸屏幕表面导致屏幕的静电场畸变，这可以被测量为电容变化。
PDA的安全问题(正如PC)使它们不适合许多功能，因为用户输入的数据可以被攻击者操纵或复制。例如，可以改变交易以便向不期望的接收者发送资金或者订购不需要的商品，或者可以复制用户凭证，从而为攻击者提供对系统(例如用于网络银行的系统)的访问。除了PDA之外，触敏显示器在许多电子设备中变得越来越盛行，范围从智能电话、平板PC或膝上型计算机到专用设备(例如ATM机)，显示器充当人机接口设备。
这些通用设备往往在线，并且用于不停地在线访问数据。根据收集的数据，进行决策。因此，非常希望显示的数据是真实的，例如未被某些病毒或木马软件篡改。然而，假设这些设备计算机通常可自由编程，通常不可能防止用户从不可信源下载应用。这可能引入恶意软件，从而改变触摸屏设备操作，在某种程度上设备显示器可能实际上未显示真实的数据，而是在触摸屏设备上显示被篡改的数据。为了防止这种攻击(已经在PC上相当常见)，触摸屏设备和数据提供服务器之间的安全网络连接并不足够，因为可以通过在触摸屏设备上运行的恶意软件在本地执行操纵。
例如，对于在线交易，开发的一种解决方案是所谓的区域信任信息通道(或简称ZTIC)。ZTIC是用于交易数据认证的安全、不可编程的设备。因为ZTIC维护到服务器的安全端到端网络连接，所以ZTIC本身防止恶意软件篡改攻击，并且因为它具有自己的独立于与其连接的主机的输入和输出组件，所以在ZTIC显示器上显示的数据是真实的。更多详细信息例如可以在以下文献中找到：Thomas Weigold、Thorsten Kramp、Reto Hermann、FrankPeter Buhler、Michael Baentsch的“The Zurich Trusted Information Channel-An Efficient Defence Against Man-in-the-Middle and Malicious Software Attacks(苏黎世信任信息通道—有效防御中间人和恶意软件攻击)”。在P.Lipp、A.-R.Sadeghi和K.-M.Koch(编者)：TRUST2008，LNCS4968，第75-91页，2008年。柏林海德堡Springer-Verlag，2008年。
ZTIC安全概念通常依赖于标识在触摸屏设备上可见的数据的相当小 的子集，例如，在线银行情况下的交易数据。通常，服务器规定哪些数据被视为关键的(并且因此需要显式主机外检验)，以及哪些数据不是关键的。一般而言，例如对于Web服务，该方案可能不是最实用的，因为不可能始终定义相当小的关键数据子集或者检测重要信息以便自动显式确认。具体地说，该方案对于网站并不实用。
发明内容
根据本发明的第一方面，本发明提供一种移动触摸生成设备，其具有：
逻辑；
触摸生成系统，其包括一个或多个触摸生成元件并且经由所述元件耦合到所述逻辑以便生成可由单独触摸屏检测的触摸事件；以及
网络连接性装置，其在操作上耦合到所述逻辑以便经由电信网络与服务器建立安全连接，并且通过相应地建立的安全连接接收数据；
可视化装置，其可连接到所述逻辑，以便根据通过所建立的安全连接接收的数据来显示内容。
在各实施例中，该设备可以包括以下一个或多个特性：
-所述触摸生成系统包括至少三个触摸生成元件，并且优选地包括九个触摸生成元件；
-所述一个或多个触摸生成元件包括相应的导电电极，并且所述触摸生成系统进一步包括电路，所述电路耦合到所述逻辑并且经由一个或多个开关连接到所述电极，从而允许使所述电路闭合并且从所述电极排出电荷；
-通过使用由邻近设备实现的网络连接，优选地通过在此类连接上的网络共享(tethering)，耦合所述网络连接性装置以便与所述服务器建立所述安全连接；以及
-还配置所述移动触摸生成设备，使得所述移动触摸生成设备可以置于所述触摸屏上，并且所述触摸生成元件靠近所述单独触摸屏。
根据另一个方面，本发明实现为一种系统，包括：
根据上面任何一个实施例的移动触摸生成设备，其中所述移动触摸生 成设备的所述触摸生成系统被配置为生成触摸事件；以及
触摸屏，其能够检测此类触摸事件，所述触摸屏被进一步配置为建立到所述电信网络的连接，由此可以在所述服务器处接收在所述触摸屏处检测的触摸事件的数据。
优选地，配置所述移动触摸生成设备，使得所述移动触摸生成设备可以置于所述触摸屏上，其中所述触摸生成元件靠近所述触摸屏并且跨越小于所述触摸屏的表面的区域。
此外，所述系统可以还包括所述服务器，其中所述服务器被配置为：
接收在所述触摸屏处检测的触摸事件的数据；
根据所接收的数据选择内容，并且通过与所述移动触摸生成设备建立的安全连接发送所选择的内容，以便随后在所述移动触摸生成设备处显示或经由所述移动触摸生成设备显示。
根据另一方面，本发明实现为一种在根据本发明实施例的移动触摸生成设备、触摸屏和服务器之间通信的方法，所述方法包括：
经由所述移动触摸生成设备生成一个或多个触摸事件；
在所述触摸屏处检测所生成的触摸事件，并且经由所述电信网络发送触摸事件的数据；
在所述服务器处接收所述触摸事件的数据或相关数据；
通过与所述移动触摸生成设备建立的安全连接，发送根据所接收的数据选择的内容；以及
在所述移动触摸生成设备处接收所述内容，并且经由所述可视化装置显示所述内容。
在各实施例中，该方法可以包括以下一个或多个特性：
-经由在所述触摸屏上运行的应用检测所述触摸事件；
-由诸如JavaScript代码之类的计算机程序代码检测所述触摸事件，所述计算机程序代码被实现为正在运行的应用的一部分，所述正在运行的应用优选地是通过所述触摸屏显示网页的浏览器；
-所述触摸事件的数据包括与已生成所述触摸事件的所述移动触摸生 成设备或者所述一个或多个触摸生成元件的位置有关的信息，优选地包括与当检测所述触摸事件时经由所述触摸屏显示的内容有关的信息；
-使用以下项之一，经由所述网络连接性装置建立所述安全连接：
邻近设备实现的网络连接，优选地为在此类网络连接上的网络共享；或者
单独网络连接；
-根据本发明实施例的方法还包括接收与所述移动触摸生成设备的配置有关的配置数据的步骤，所述配置数据优选地指示所述一个或多个触摸生成元件的布置，并且其中接收配置数据优选地包括：
经由所述触摸屏接收由所述移动触摸生成设备生成的触摸事件序列；以及
根据所接收的序列确定所述配置。
根据最后一个方面，本发明实现为一种包括指令的计算机程序介质，所述指令可由处理装置执行，以便优选地在Web应用中执行根据本发明实施例的方法的所有步骤。
现在将通过非限制性实例并且参考附图，描述体现本发明的方法、设备和系统。
附图说明
-图1是示出根据本发明各实施例的方法的步骤的流程图；
-图2是根据各实施例的触摸屏设备及其组件的示意性表示；
-图3表示如在各实施例中涉及的连接到触摸生成元件(导电电极)的电路的一部分；以及
-图4是根据各实施例的与触摸屏配对的移动触摸生成设备的示意性表示；
-图5是包括九个触摸生成元件的触摸生成系统变型的(下)部分的从底部(图5A)和侧部(图5B)所见的局部投影。图5C聚焦于如在各种实施例中涉及的给定触摸生成元件(导电电极)；以及
-图6是根据各实施例的包括服务器的系统的示意性表示，所述服务器与置于触摸屏上的移动触摸生成设备通信，并且用作安全放大镜(secure loupe)以便检查触摸屏显示的内容。
具体实施方式
Ⅰ.简介
作为详细描述的简介，首先针对本发明的一般方面，本发明涉及一种移动触摸生成设备(此后为“TGD”)，即，包括触摸生成系统的用户设备。该系统配备有一个或多个触摸生成元件(此后为“TGE”)，并且在操作上耦合到逻辑以便经由TGE生成触摸事件。所述事件例如可通过触摸屏设备检测。TGD还配备有网络连接性装置，其在操作上耦合到所述逻辑以便经由电信网络与服务器(例如，某一预定义或用户可配置的远程服务器)建立(或触发)安全连接。最后，TGD包括可视化装置，其在操作上耦合(或至少可连接)到所述逻辑以便根据例如通过所建立的安全连接接收的数据来显示内容。
这种TGD主要允许根据在触摸屏上读出的触摸事件安全地访问内容。可以构想许多应用，主要检验成对触摸屏设备显示的内容。例如，可以在触摸屏设备的给定位置处生成触摸事件，例如，在该位置处向用户显示某些特定内容。因此，触摸屏可以通过网络发送与在触摸屏处检测的触摸事件相关的数据，并且随后将数据传递到服务器。服务器转而可以根据所接收的数据选择真实的内容，并且通过与TGD建立的安全连接发送所选择的内容。最后可以经由TGD显示所选择的内容(即，先验的真实数据)，以便用户可以检查触摸屏显示的内容。用户可以进一步在触摸屏表面上移动TGD，并且检查任何显示的数据。因此，至少在某些应用中，可以将TGD视为检验工具。如果需要，可以放大经由TGD显示的数据，由此在某些实际实施例中，将TGD相应地称为“安全放大镜”。
Ⅱ.设备和系统描述
1.触摸生成系统与触摸屏
具体地说，参考图2或4，触摸生成系统15适当耦合到逻辑12；它包括一个或多个TGE151-153，以便生成要在触摸屏设备20处检测的触摸事件。
用于触摸屏设备20的优选技术是容性读出。依赖于容性读出是有利的，因为TGD不需要包括移动部件(即，致动TGE)，其它技术十分需要这些移动部件。相反，使用容性读出，TGE可以仅包括导电电极151。
因此，触摸生成系统15可以基本上包括电路，例如，经由电子开关连接到电极151的电阻器-电容器电路150(参见图3)。使电路闭合允许将电荷从电极排出到其它电容中，从而导致电容变化，即，(容性)触摸事件。例如设计电路和电极以便实现合适的人体容性模型以及高度隔离的晶体管，这确保与大多数容性触摸屏技术的兼容性。这将在下面详细讨论。
但是，在其它触摸显示技术的情况下，TGE可能以不同方式工作，例如经由机械压力工作。在此，可能使用致动的手指(即，机械操作的压力点)取代开关电极，而与电动机或压电元件一起作为在手指上产生机械力的主要手段。
2.触摸生成元件
触摸生成系统15包括至少一个TGE151。然而，增加TGE数量允许增加与触摸屏设备20的通信带宽。此外，可以增加在触摸屏上放置TGD的任意性。然而，可以提供物理或可视机制以便限制TGD在触摸屏上的位置(例如，校准放置)，如下面要讨论的那样。然而，单个TGE原则上足以允许与触摸屏设备通信。
更优选地，触摸生成系统15包括至少两个TGE151-152，这已经允许任意放置触摸生成设备，例如，前提是触摸屏设备或在其上运行的应用知道移动触摸生成设备的配置。注意，所述配置可以(至少部分)预先已知或者以其它方式提供，例如从因特网提供。TGD还可以经由触摸事件序列直接传送所述配置，如下面要讨论的那样。
优选地并且如图4中所示，例如在非对称配置(未形成等边三角形) 中提供至少三个TGE 151-153，由此允许更任意地放置TGD。更优选地，提供九个元件以便增加通信带宽，如图5的实例中所示。
在所有情况下，如果需要，通过在触摸屏设备上运行的应用(例如Web应用)，可以推断由一个或多个TGE生成的触摸事件如何与经由触摸屏显示的内容相关(几何关系)。
如图4中所示，通常配置TGE 151-153、触摸生成系统15，并且一般地说配置TGD 10，以便可以将TGD置于触摸屏20的显示器29上，其中触摸生成元件151-153靠近触摸屏显示器29放置。此外，通常将TGE布置在跨越小于典型触摸屏表面(例如，小于PDA显示器)的区域的平面中，以便触摸屏可以读出由每个TGE生成的触摸事件。此外并且尤其是如果需要双向通信，则可以设计TGE以及光检测器16跨越的有效表面，以便适合最典型的触摸屏设备的显示表面。
在图5的实例中，每个TGE基本上包括导电电极(图5C)，即，在主体的对应凹处插入并固定或保持的手指(图5A为底视图，图5B为侧视图)。该实例中提供的尺寸与智能电话/PDA的触摸屏的各种面板尺寸兼容。例如，在此导电电极的主直径为5.90mm(毫米)，最大直径为7.80mm。触摸生成面板填充40.00×40.00mm区域(图5A)。图5A示出可以容纳九个电极和四个光检测器的面板。光检测器例如可以安装在位于面板中心的电极周围的四个小孔的后面。显然可以改变这些尺寸，具体取决于构想的触摸屏设备类型和性能以及TGE数量。如果分辨率允许，则可以大幅降低TGE的最大直径，例如降低至1mm或以下。
现在，如上所述，如果使用需要机械压力生成触摸事件的触摸屏技术，则可以插入连接到电子致动器的机械可移动手指取代导电电极，以便在逻辑请求时生成压力。
3.触摸生成电路的详细描述
现在，将参考图3提供关于触摸生成电路的可能实施例的详细信息。如前所述，移动TGD包括具有TGE 151-153的触摸生成系统15。TGE基本上包括导电电极151。此外，触摸生成系统可以基本上包括电路150。电
更详细地说，在图3中：J1表示将在容性触敏显示器处或者靠近容性触敏显示器放置的电极151，即，在TGD底部的TGE。在该实例中使用的光耦合MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)150’可以被视为连接3和4之间的开关，该开关根据连接1和2之间的发光二极管170发射的光来打开和闭合。换言之，它可以被视为由光接通或关断的开关。在此使用光MOSFET，因为它具有很低的输入电容，这意味着如果开关打开，则它在连接器4处的电容很低。然而，可以改为使用任何合适的设备，例如机械固态继电器(尽管后者可能比光MOSFET的可行性更小，因为它可能更大)。注意，某些类型的(非光)晶体管通常具有高得多的输入电容，这意味着无论开关是打开还是闭合，触敏显示器将始终检测到触摸事件。换言之，将适当的开关机制调整到其预期功能，即，以便经由TGE生成触摸事件，可由(典型)触摸屏检测这些事件。
在图3的实例中，电阻器R2和电容器C1一起表示与触摸屏设备处的触摸事件检测兼容的“人体模型”。换言之，选择它们以便例如模拟人体的电阻和电容。连接160连接到地。如果闭合3和4之间的开关，则地经由人体模型连接到电极151，并且触摸屏在检测电容变化时检测到触摸事件(如同人触摸屏幕那样)。触发触摸事件的逻辑12的核心经由R1连接，并且每当生成触摸时将该线路下拉到地。在非常简化的版本中，如在图2或4中另外示出的那样，可以例如在经由R1连接到电极151的微处理器中执行的软件中部分或完全设计逻辑12的核心。然而，在图2或4中，未表示电路150的详细信息。发光二极管170然后在适当时由逻辑核心接通，并且闭合3和4之间的开关。提供电阻器R1以便防止在操作发光二极管170时短路。
将电路的非常简单的示意性版本表示为插入图，其中逻辑核心12被示为致动开关。电路150可以被视为开关，其将人体模型连接到电极151并且由逻辑核心12致动。在使电路闭合时：从电极151排出电荷，从而导致 期望的容性触摸事件。在触摸屏设备处相应地检测到该容性触摸事件。
R1、R2的典型值为750和1500欧姆。电容C1的典型值为100皮法。可以根据应用、电极的确切特征和构想的触摸屏兼容性等改变这些值。有意地使图3的方案简单；技术人员可以认识到：如果需要，则可以将图3中所示原理并行用于多个电极。当然，可以设计执行基本上相同功能的其它电路。最后，可以使用适当影响电场并且因此影响触摸屏测量的电容的任何其它手段，而不是经由开关将导电电极连接到人体模型。
4.网络连接性
此外，再次参考图2或4，TGD10还配备有网络连接性装置14，其在操作上耦合到逻辑12以便使能与远程服务器的安全连接，即，经由网络32。如图6中所示，这种网络连接性装置允许实现与服务器30的安全连接C1、C1t。
可以主要构想两种类型的连接：单独连接(通过连接装置14独立于触摸屏20而实现和维护)或共享连接。
最实用的是，网络连接性装置14可以共享连接，即，使用由邻近设备实现的网络连接，例如，通过在由触摸屏设备实现的(通常为无线)连接上的网络共享，或者实际上允许此操作的任何邻近设备。共享连接通常本身已知。在本实例中，仅需要将装置14(例如，连接性封装)适当连接到逻辑12。例如，触摸屏或任何邻近设备可能还需要其它设备配置步骤，并且TGD可能也需要，以便授权共享连接，如所属技术领域公知的那样。
例如，允许支持因特网的PDA(例如移动电话)与其它设备共享因特网连接的技术通常已知。这种共享可以通过无线LAN(WiFi)或蓝牙提供，或者还可以通过物理连接设备来提供。为此，可以为TGD提供USB能力13，然而由于人体工程学原因而优选无线连接(例如，在无线LAN上的网络共享)。例如，当为TGD10提供网络共享服务时，因特网连接的触摸屏20充当便携式路由器。因此，在本实例中，TGD可以与邻近设备共享连接(无线或非无线)。因此，例如可以通过触摸屏设备20实现的网络连接，与服务器30建立安全连接C1t。
如前所述，一种变型包括连接性装置14以便维护它们自己的网络接入(例如，GPRS、WLAN)，如本身众所周知的那样。在这种情况下，仍也可以独立于触摸屏设备20而与服务器30建立安全连接C1。
5.可视化装置
最后，TGD包括耦合(或至少可连接)到逻辑12的可视化装置19，即，显示器19或电子护目镜(goggle)。如下面要详细讨论的，这将允许显示通过与服务器建立的安全连接接收的内容，从而能够检查安全访问的数据。
6.触摸生成设备和触摸屏之间的双向通信
如图2和4中所示，在各实施例中，TGD可以进一步包括检测器系统16(例如，具有诸如光敏二极管之类的光敏元件)，以便允许与触摸屏设备的双向通信。除了在此构想的主应用之外，这还可以用于某些应用。为此，光检测器系统16可以耦合到逻辑12，以便对在触摸屏显示器29处显示的光信号进行读取和/或解密。通常，响应于经由光检测器16检测的光信号，逻辑12可以指示生成触摸事件。可以使用标准电子组件(例如，光敏电阻器或二极管)实现光敏组件。
下面更详细地描述。触摸屏设备可以被配置为显示空间和/或时间内调制的图像(例如，闪烁图像)。闪烁图像是有利的，因为它们允许设计或重用通信协议，这些通信协议在光信号中嵌入任意二进制信息，例如闪烁明亮(1)、黑暗(0)。例如，图像可以包括黑/白、灰度或彩色的闪烁1D条形码，其中一个条定义时钟，其它表示在每个时钟信号传输的数据位。一种备选方案将是2D条形码的单个图像。
转而，配备有耦合到逻辑12的光检测器系统16的移动TGD可以检测所显示的图像。TGD的放置合理地靠近触摸屏设备的触摸显示器或者与其接触，以便光检测器的元件(例如，光敏二极管)可以容易读取闪烁图像或条形码的条形。
此外，逻辑12通常将响应于所检测的图像而生成触摸事件。一般地说，触摸屏20可以包括除了触摸屏之外的接口装置，从而实现与TGD的通信。 除了所显示的图像之外，可以构想其它类型的信号，例如音频、无线等，也可以设想这些信号以便确保双向通信。
此外有利的是，在可以以其他方式读出TGD生成的触摸事件的同一应用(例如Web应用)中更容易设计显示图像的功能。此外，同一应用例如可以经由无线因特网接入，实现与远程服务器的通信。
7.触摸生成设备的其它组件
通常，逻辑12包括耦合到存储器的处理装置(或计算装置)，该存储器通常包括永久性和非永久性存储器两者。永久性存储器例如可以存储下面讨论的计算机化方法，由相应的处理装置执行这些方法。这同样适用于触摸屏设备。图2中所示的逻辑12具有中心角色：它触发触摸事件，连接到服务器，被通知数据接收并且随后指示显示所接收的数据。然而，可以依赖其它体系架构，其中通过不同实体而不是中心逻辑进行决策。
参考图2，如果需要，可以为TGD10提供至少一个接口13(例如，USB接口)，以便对设备的电池11充电和/或与任何其它USB兼容设备通信。可以进一步为设备10提供读卡器17，以便读取存储在存储卡40(例如，智能卡)上的用户凭证。可以对存储在卡上的诸如用户凭证之类的数据进行安全的适当使用。具体地说，可以经由触摸屏设备20在用户(或严格地说为TGD10)和第三方(例如，诸如图6中所示的服务器30之类的服务器)之间建立可靠连接，该可靠连接可能需要使用这些数据。在一种变型中，用户凭证可以直接存储在安全设备的永久性存储器上。在这方面，可以设计或重用任何合适的加密协议，以便对设备将显示和签名的安全敏感信息进行编码/解码。
可以提供进一步接口(如控制按钮18)以便允许与用户直接交互。此外，所述设备通常包括通-断开关11a。
在各变型中，可以进一步为设备10提供一个或多个太阳能电池，以便对电池(未示出)充电或者直接为触摸生成系统15供电，从而利用例如在TGD10和触摸屏设备20之间的双向通信期间接收的光。图4中所示的TGD可以另外包括与图2的功能类似的其它功能，即，控制按钮、通-断 开关、电池等(未示出)。
Ⅲ.通信方法
1.触摸生成设备和触摸屏的基本操作
基本上，如图4或6中所示，例如上述的移动TGD将经由触摸生成系统15和相应的TGE151-153生成触摸事件。成对的触摸屏设备20通常能够检测这些事件。此外，触摸屏20被进一步配置为建立到网络32的连接(参考图6中的C2)，例如到TGD10以其他方式可到达的同一服务器的连接。通常，可以通过服务器32获得在触摸屏20处检测的触摸事件数据(或任何种类的相关数据)，或者将数据传递到服务器32。
转到图6，服务器将能够访问通过触摸屏20检测的触摸事件数据(或相关数据)。接下来，所述服务器可以根据所接收的数据选择内容，并且通过与TGD10建立的安全连接C1、C1t发送所选择的内容，以便随后在设备10处显示。
2.触摸生成设备、触摸屏和服务器之间的通信
在图1的流程图中捕获通常针对例如图6中所示的系统实现的步骤：
-步骤S10：首先，用户通常为TGD10通电并且将其放在触摸屏上，以便TGE151-153位于触摸屏20上，另外如图4中所示；
-步骤S20：如果需要，在下面的步骤S40-S45之前的任何时间，为触摸屏提供配置数据。这些数据捕获TGE的布置。配置数据例如可以由TGD本身提供，例如经由移动设备10所生成的触摸事件序列提供，然后可以经由触摸屏设备20读出和解释这些触摸事件序列。同时，TGD10可以通过使用它自己的网络连接或触摸屏提供的连接，设法建立到某一预定义或用户可配置的服务器的安全连接(例如，受SSL保护)。
-步骤S30：TGD生成一个或多个触摸事件；
-步骤S40-S45：在触摸屏设备处读出触摸事件，并且例如相对于“显示中”的位置定位TGD。然而，原则上，此时需要的最低数量的信 息是触摸事件，因为某个简单应用可能甚至不需要在向用户显示的“文档”或任何内容中定位TGD。尽管如此，主要需要定位TGD，这通常采用与触摸事件相同的方式完成，触摸事件通常与触摸屏应用内的“显示中”的内容关联。
●在此同样地，通常经由在触摸屏设备上运行的应用检测触摸事件。
○优选地，通过合适的计算机程序代码(例如JavaScript代码)检测触摸事件，该计算机程序代码实现为正在运行的应用(例如，通过触摸屏显示网页的浏览器)的一部分。因此，一个优选的应用实例是运行Web应用的触摸屏的实例，该Web应用显示服务器30维护的网页或者另外从服务器知道的网页的内容。JavaScript代码可以适当地识别所生成的触摸事件。
○备选地，通过在触摸屏上运行的特定应用向用户呈现内容，该特定应用再次地适合于在需要时识别所生成的触摸事件及其位置。
●可以相对于在触摸屏上显示的特定内容或者显示的数据中的某个参考位置，定位所读出的触摸事件(步骤S45)。
●JavaScript代码或应用可以进一步将与TGD/触摸事件的位置相关的数据持续发送到服务器。
●对于到目前为止在此构想的大多数应用，我们假设服务器能够检索假设触摸屏以某种或其它方式在TGD的位置处真正显示何种数据/内容。
○当依赖于Web应用时可以简单地实现此操作，由此服务器可以轻松访问相关内容/数据。
○在各变型中，可能需要服务器和触摸屏或者服务器和TGD之间的其它交换，以便服务器能够标识哪些数据相关。
●在其它应用中，在触摸屏上运行的应用不一定知道对应于用户选择的TGD位置的内容(例如，隐藏内容)。然而，通过将TGD移动到这些位置，用户能够显示逻辑上与这些位置关联的内容。
在这种情况下，服务器知道位置-内容映射，或者可以根据TGD位置以某种方式推断相关内容，以便可以经由安全连接C1、C1t将相关内容传递到TGD。在这些应用中，TGD可以用于安全完成触摸屏显示的内容。下面提及其它变型。再次地，考虑本发明的各种可能应用，服务器30必须知道的最低数量的信息是在某个上下文(时间、在触摸屏上运行的应用的类型、访问的网页等)中出现触摸事件，服务器可以通过以下操作回应触摸事件：将数据/内容(逻辑上与触摸事件和上下文相关)安全传送到TGD以便随后显示。注意，可能需要或不需要上下文数据，因为在某些情况下，上下文是隐式的。在其它情况下，仅可以将上下文数据传递到服务器32；
-步骤S50：通过网络32发送与检测的触摸事件相关的数据，例如通过先前与服务器30建立的连接C2直接发送到服务器30。如前所述，除了通知出现触摸事件的信息之外，触摸事件数据可以包括关于上下文的信息(上下文数据)。实际上，触摸事件数据甚至可以限于上下文数据，例如关于TGD在文档中的位置的信息。这可以是绝对位置(例如，对应于文本文件中的第n个字符或者数据库中的第n个条目等)，或者相对于某个参考位置或内容的相对触摸位置等；
-步骤S60：服务器30然后继续标识并选择相关内容，即，对应于服务器接收或访问的触摸事件数据的内容。例如，所述相关内容可以是对应于标识的位置或者与标识的位置相距给定距离内的所有内容。标识之后，选择相关内容。所标识的内容可以存储在服务器上，或者可由服务器访问。总之，服务器根据所接收的数据选择相关内容。然后，通过与移动触摸生成设备建立的安全连接C1、C1t发送所选择的内容。
如前所述，经由TGD10的网络连接装置14，使用它自己的网络连接或者邻近设备实现的连接，例如通过在此类连接上的网络共享C1t，建立安全连接C1、C1t。假设此时已经建立必需的连接C1、C1t(可以在步骤 S50之前的任何合适的时间建立)。注意，可以自动触发，例如在连接TGD10或者将TGD放在触摸屏20上时，或者在TGD10请求共享因特网连接时触发。连接C1或C1t是安全连接(例如，受SSL保护)：因为安全传输数据(通常在服务器和TGD之间进行端到端加密)，所以即使提供网络连接，触摸屏设备也不能读取或篡改所交换的信息。
最后，可以经由图4中所示的可视化装置19，显示从服务器30发送到TGD10的选定内容。
作为一种可能的应用，可以通过将TGD移动到触摸屏上的所需位置，检验在触摸屏20上显示的文档的不同部分。因此，在触摸屏上运行并且改变其屏幕内容的任何恶意软件都将暴露，因为TGD的屏幕内容将不同于触摸屏的屏幕内容。甚至可以在服务器上(如果TGD将读取的信息发送回服务器)或者在TGD本身上自动完成这种比较。
因为保护服务器和TGD之间的连接以免被在触摸屏上运行的任何软件篡改，所以最终用户可以检验在触摸屏显示器上显示的数据实际上是真实的，通常由此预计用户仅检验她/他选择的所有数据的小型部分，例如，对她/他最重要的区域。
3.变型
可以构想多个应用变型。第一个变型是防止其它人例如通过越过用户的肩膀查看而“窃取”在触摸屏上显示的数据。在这种情况下，在触摸屏上根本不显示数据(触摸屏甚至可能不知道隐藏数据)。相反，显示具有某些标记的空格，这些空格仍然允许用户在文档上导航。然后仅在TGD上显示数据。在这种情况下，可能优选例如将电子护目镜连接到TGD(而不是显示器19)，以便用户通过在触摸屏上移动TGD而扫描数据时佩戴。可以构想其它可视化装置19，这些可视化装置至少可连接到TGD(并且因此可连接到其逻辑12)。
TGD另外可以提供一种机制，以便例如通过生成数字签名，认证在特定时间点显示的数据(或者在触摸屏上移动TGD时在一段时间内显示的数据)，并且将认证消息发送回服务器。该机制可以在使用TGD时自动 触发，或者它可以需要特定用户操作(例如，按下按钮)以便激活。
TGD还可以实现缓存策略以便在GDP的显示器上移动时，防止多次加载相同数据。可能需要TGD和服务器之间的其它通信以便高效实现此类缓存策略。
取决于TGD的显示器19的屏幕分辨率，TGD可能放大或缩小，也可能不放大或缩小。在图4或6的实例中，TGD放大显示的内容，由此获得昵称“安全放大镜”。
另一变型另外可以在TGD的显示器上显示对服务器的逻辑具有特定意义的数据区域，而无论用户是否选择这些数据区域以便在TGD中查看。
可以将上面的概念从触摸屏设备扩展到专用设备，如银行的自动柜员机(ATM)：通过对ATM的显示应用安全放大镜，TGD可以保证ATM的显示未被篡改。此外，TGD的TGE可以键入任何恶意观察者不可见的机密信息，如PIN码。
4.触摸生成设备和触摸屏之间的双向通信
接下来，出于完整性，将讨论移动设备10和触摸屏设备20之间的双向通信的方法的典型步骤。两个主要步骤是：
-步骤S50’：触摸屏设备(例如，其Web应用)指示经由某个接口装置发出信号(例如，图像)；以及
-步骤S40’：触摸屏设备接收(即，读出)移动TGD所生成的触摸事件。
如前所述，TGD可以配备有检测器系统16，优选地为光检测器。注意，上面的步骤可以以任何顺序执行，并且形成双向通信的基础。例如，响应于读出触摸事件而显示图像。相反，可以响应于在TGD处读取图像而生成触摸事件。
接下来，可以构想多种方案，以便在系统组件10、20的每侧上进行编码/解码。首先，假设将显示图像，然后例如可以如本身已知的那样使用闪烁代码。一般地说，可以在触摸屏面板处显示一个或多个图像，并且在逻辑12处对这些图像进行解码。此外，可以在空间(例如，条形码)和/或 时间(例如，条形码图像序列)中调制这些图像。其次，现在再次考虑触摸事件，可以构想多种编码算法。最佳算法主要依赖于所集成的触敏元件数量。例如，通-断键控(即，触摸事件的不存在/出现表示二进制逻辑0/1)可以在集成仅一个TGE时使用，或者与多个TGE并行使用。一般地说，可以设计各种词汇表，其中信息字由特定的触摸事件序列表示。下面将讨论其它变型。这也适用于例如前面参考步骤S30讨论的触摸事件序列。
在其它应用中，例如上面讨论的方案对于电子银行应用尤其有利。可以使用类似的理念构想其它安全应用。
Ⅳ.计算机程序产品实施例
实现上面计算机化方法的至少多个部分所需的计算机程序代码可以以高级(例如，过程式或面向对象)程序设计语言实现，或者以汇编或机器语言实现(如果需要)；并且在任何情况下，所述语言可以是编译或解译语言。合适的处理器包括通用和专用微处理器。注意，可以将TGD和/或触摸屏设备(和/或可能有涉及的服务器或任何网络主机)执行的操作存储在有形包含在机器可读存储设备中的计算机程序产品上，以便由可编程处理器执行；并且本发明的方法步骤可以由执行指令的一个或多个可编程处理器执行，以便执行本发明的功能。在所有情况下，本发明可以不仅涵盖TGD而且涵盖包括该设备的系统，该系统通过以下一项或多项增强：触摸屏设备、服务器和/或任何网络主机等。
一般地说，上面的发明可以在数字电子电路中实现，或者在计算机硬件、固件、软件中实现，或者在它们的组合中实现。
通常，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。适合于有形包含计算机程序指令和数据的存储器件包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储器件，例如EPROM、EEPROM、闪存等。
Ⅴ.最终注意事项
已公开了各实施例，这些实施例提出如下设备和方法：这些设备和方 法扩展已知显示读取方法以便与触敏显示器一起使用。某些所述实施例实现高效双向数据通信，而无需精确对准或预校准两个设备。存在可以从这种超短程无线通信机制受益的各种应用，例如，与安全令牌通信以实现认证目的(如上所述)，并且一般地说为设备的配对等。
尽管参考某些实施例描述了本发明，但所属技术领域的技术人员应该理解，可以进行各种更改，并且可以替换等效物而不偏离本发明的范围。此外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导而不偏离其范围。因此，本发明并非旨在限于公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。在这点上，许多变型都是可能的。例如，为了在将数据编码为触摸事件时增加通信带宽，TGD可以在编码/解码算法中使用多个TGE并且考虑触摸位置。根据TGE的定位，可以再次有必要如前所述那样自动对准两个设备；可以使用相同技术。此外，如果触敏显示器支持多触摸(检测多个并行触摸事件)，则可以通过并行激活多个TGE来探索该特性。例如，如果可以在单个多触摸事件中识别八个触摸事件，并且将使用8X8的TGE矩阵，则可以使用单个多触摸传输32位，从而增加成对设备之间的数据吞吐量和/或减少交互时间，因此为设备的用户增加便利。如前所述，TGD可以配备有光敏、能量采集(即，“太阳能”)面板。太阳能面板可以用于对包括的电池充电，或者甚至TGD可以由触摸屏设备的显示器发射的光直接供电，从而使TGD中不需要电池。可以设想其它能量采集手段。此外，两个设备10、20之间的通信可以是半双工或全双工。接下来，触摸屏设备可以通过检测TGD生成的特殊触摸事件序列(不可能由人或其它无意的触摸所生成)，自动检测TGD的存在。如前所述，此类序列可以进一步是对配置数据进行编码的预备序列的一部分。在存在多个TGD变型/模型的情况下，TGD例如可以对标识设备类型的ID进行编码。触摸屏设备然后将相应地改变其响应(读出参数、显示的图像等)。

Claims (17)

1.一种移动触摸生成设备(10)，其具有：
-逻辑(12)；
-触摸生成系统(15)，其包括一个或多个触摸生成元件(151-153)并经由所述元件耦合到所述逻辑以便生成(S30)可由单独的触摸屏检测的触摸事件；以及
-网络连接性装置(14)，其在操作上耦合到所述逻辑以便经由电信网络(32)与服务器(30)建立安全连接(C1、C1t)，并且通过相应地建立的安全连接接收数据；
-可视化装置(19)，其可连接到所述逻辑，以便根据通过所建立的安全连接接收的数据来显示内容。
2.根据权利要求1的移动触摸生成设备，其中所述触摸生成系统包括至少三个触摸生成元件(151-153)。
3.根据权利要求2的移动触摸生成设备，其中所述触摸生成系统包括九个触摸生成元件。
4.根据权利要求1的移动触摸生成设备，其中所述一个或多个触摸生成元件(151-153)包括相应的导电电极，并且所述触摸生成系统进一步包括电路，所述电路耦合到所述逻辑并经由一个或多个开关连接到所述电极，从而允许使所述电路闭合并从所述电极排出电荷。
5.根据权利要求1的移动触摸生成设备，其中通过使用由邻近设备实现的网络连接，耦合所述网络连接性装置(14)以便与所述服务器(30)建立所述安全连接(C1、C1t)。
6.根据权利要求1的移动触摸生成设备，其中通过使用由邻近设备实现的网络连接上的网络共享，耦合所述网络连接性装置(14)以便与所述服务器(30)建立所述安全连接(C1、C1t)。
7.根据权利要求1至6中的任一权利要求的移动触摸生成设备，还配置所述移动触摸生成设备，使得所述移动触摸生成设备可以置于所述触摸屏上，并且所述触摸生成元件靠近所述触摸屏。
8.一种通信处理系统(1)，包括：
-根据权利要求1至7中的任一权利要求的移动触摸生成设备，其中所述移动触摸生成设备的所述触摸生成系统(15)被配置为生成(S30)触摸事件；以及
-触摸屏(20)，其能够检测此类触摸事件，所述触摸屏被进一步配置为建立到所述电信网络(32)的连接(C2)，由此可以在所述服务器(30)处接收在所述触摸屏(20)处检测的触摸事件的数据。
9.根据权利要求8的系统，其中配置所述移动触摸生成设备，使得所述移动触摸生成设备可以置于所述触摸屏上，其中所述移动触摸生成设备的触摸生成元件靠近所述触摸屏并且跨越小于所述触摸屏的表面的区域。
10.根据权利要求8或9的系统，还包括服务器(30)，其中所述服务器被配置为：
-接收在所述触摸屏(20)处检测的触摸事件的数据；
-根据所接收的数据选择内容，并且通过与所述移动触摸生成设备建立的安全连接(C1、C1t)发送所选择的内容，以便随后在所述移动触摸生成设备处显示或经由所述移动触摸生成设备显示。
11.一种在根据权利要求1至7中的任一权利要求的移动触摸生成设备、触摸屏(20)和服务器(30)之间通信的方法，所述方法包括：
-经由所述移动触摸生成设备生成(S30)一个或多个触摸事件；
-在所述触摸屏处检测(S40-S45)所生成的触摸事件，并且经由所述电信网络(32)发送触摸事件的数据；
-在所述服务器(30)处接收(S50)所述触摸事件的数据或相关数据；
-通过与所述移动触摸生成设备建立的安全连接(C1、C1t)，发送(S60)根据所接收的数据选择的内容；以及
-在所述移动触摸生成设备处接收所述内容，并且经由所述可视化装置(19)显示所述内容。
12.根据权利要求11的方法，其中经由在所述触摸屏上运行的应用检测所述触摸事件。
13.根据权利要求12的方法，其中由计算机程序代码检测所述触摸事件，所述计算机程序代码为JavaScript代码，被实现为正在运行的应用的一部分，所述正在运行的应用是通过所述触摸屏显示网页的浏览器。
14.根据权利要求11、12或13中的任一权利要求的方法，其中所述触摸事件的数据包括与已生成所述触摸事件的所述移动触摸生成设备或者所述一个或多个触摸生成元件的位置有关的信息。
15.根据权利要求11、12或13中的任一权利要求的方法，其中所述触摸事件的数据包括与当检测所述触摸事件时经由所述触摸屏显示的内容有关的信息。
16.根据权利要求11、12或13中的任一权利要求的方法，其中使用以下项之一，经由所述网络连接性装置(14)建立所述安全连接(C1、C1t)：
-邻近设备实现的网络连接(C1t)；或者
-单独网络连接(C1)。
17.根据权利要求11、12或13中的任一权利要求的方法，包括接收(S20)与所述移动触摸生成设备的配置有关的配置数据的步骤，所述配置数据指示所述一个或多个触摸生成元件(151-153)的布置，并且其中接收配置数据包括：
-经由所述触摸屏接收(S30)由所述移动触摸生成设备生成的触摸事件序列；以及
-根据所接收的序列确定(S40-S45)所述配置。
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