CN103946852A - 用于触摸屏幕的输入机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输入机构，所述输入机构包括至少一个不能导电的基底、位于基底上的能导电的面、电的带状导体、用于将面和能量源电互连的控制单元，其中至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与控制单元电连接。本发明还涉及一种包括输入机构和触摸屏幕的系统。此外，本发明涉及一种用于在触摸屏幕上输入数据的方法和输入机构用于认证、授权和/或数据输入的应用。

Description

用于触摸屏幕的输入机构

技术领域

本发明涉及一种输入机构，其包括不能导电的基底、位于基底上的能导电的面、电的带状导体、用于将电的面和能量源电互连的控制单元。此外，本发明涉及一种由输入机构和触摸屏幕组成的系统。

背景技术

为了保护数据或电仪器免受未授权的访问，在现有技术中描述大量的方法和技术。例如，借助口令来限制至个人计算机的入口，以便保护重要数据或者防止计算机被未经授权的人员使用。所述口令结合加密校验密钥和身份证明校验密钥来应用，使用所述加密校验密钥和身份证明校验密钥，以便在计算机之间引入安全的消息传递。如今可行的是，在计算机上安装将敏感数据加密的程序，使得所述数据不能够被不具有开启密匙的任何人读取。但是必要的是，将密匙保管在某处，并且如果所述密匙不复杂的话，那么能够将所述密钥找出。

尽管持续地发展新的技术，口令始终还是最频繁使用的安全工具；口令也是最常误用的并且对于未授权人员通常是最易破解的。口令为一种安全悖论。最佳的口令是最难以猜中的：即长且随机的。遗憾的是，该口令也是最难以记忆的。此外，大多专家强调地推荐：对于每个电子邮件账户、电子商务账户或其他账户应用不同的口令并且规律地改变所述口令。结果，大多人员选择可容易猜中的口令或者将其记录下来，而使得其能够被复制或窃取。

因此，一般使用者使用多个优选不同的口令或密码。在现有技术中，描述专用的程序，所述程序存储和管理密码。所述程序提供一定区域，以便将长的、复杂的或随机的口令存储并且然后将其加密，以便其不能够被窃取。所述所谓的密码保险库中的一些甚至为应用者产生随机的口令。但是这些密码保险库通常也位于个人硬盘上并且同样需要口令，以便激活软件。然而在此不利的是，黑客也能够设法进入到程序或密码的存储位置。

此外，在现有技术中公开：便携式数据载体能够配设有芯片并且能够在所述芯片上存储数据载体独特的或人员独特的数据。然而，数据的写入仅经由从位于数据载体之外的写入装置至嵌入的芯片的适当的数据通信连接是可行的。在该上下文中已知的是：在便携式数据载体的外侧上提供接触面，经由所述接触面能够将数据载体独特的或人员独特的数据（例如个性化数据）写入到数据载体的芯片中。这种数据载体独特的或人员独特的数据涉及人员的或数据载体配置等的个体化的数据，这些数据没有在安装数据载体时就已经装载，因为所述数据尤其不是适合于多种数据载体的与数据载体和/或人员相关的数据。为此，经由数据载体的接触区将数据载体独特的或人员独特的数据写入到完全嵌入塑料基底中的（已经安装的）芯片中。

这种接触区在视觉上是显眼的并且在数据载体的整个使用寿命期间能够实现到芯片中的敏感数据的基本入口，所述基本入口能够用于操作和监视。此外，所述数据区减小芯片的使用寿命，因为例如为应力的外部影响能够直接到达芯片中。同样地，得出下述困难，这种电子个性化的、即设有个性化数据的数据载体事后不能够容易地与视觉个性化——即可见的、独特的标记或印花——相关联，因为写入到芯片中的个性化数据在视觉个性化中仅能够难于读出。

例如，DE 195 00 925 A1公开一种用于无接触的数据传递的芯片卡，然而所述芯片卡在其外侧上设有接触面，使得在此也出现与个性化相关的在上面提出的缺点。

此外，在现有技术中，描述一次性密码的应用。一次性密码（英文为One-Time Password-OTP）是一种认证方法，其中密码仅能够为会话使用一次。因此排除攻击者能够窃听并且重新使用密码。该方法也称作为交替编码方法。原则上，为此实现两种可行性。或者应用预先生成的列表，所述列表必须事先经由安全通道传递给用户。这例如在PIN/TAN方法的TAN中进行。或者使用暗号的散列函数以用于生成仅暂时有效的一次性密码。为此的实例是SecurID或S/Key。

为了在电容性屏幕上或触摸屏幕上执行输入，在现有技术中描述专用的输入笔。电容性的触摸灵敏的屏幕检测到输入笔的位置，所述输入笔改变行电极和列电极之间的跨越电容耦合。在电容性的触摸灵敏的屏幕上通常通过用户的一个或多个手指进行输入。当然，用户的手指能够覆盖电容性的触摸灵敏的屏幕的操作面。由此，借助于用户的手指不能够进行位置准确的输入。此外，用于电容性的触摸灵敏的屏幕的常规的输入笔具有带有用于接触电容性的触摸灵敏的屏幕的特定的接触面的输入笔尖部。当然，常规的输入笔不能够精确地指向对应于具有作为接触面的较小面的目标图案的位置上。

在现有技术中公开的输入机构的缺点是，所述输入机构是简单的进而不能够实现复杂的且安全的数据输入。此外，借助所公开的机构不能够执行快速的输入。

发明内容

本发明的目的是：提供一种机构，所述机构能够实现在触摸屏幕上进行输入并且不具有现有技术中的缺点或缺陷。

所述目的通过独立权利要求来实现。在从属权利要求中得出有利的实施方案。

完全惊喜的是：能够提供不具有现有技术的缺点和缺陷并且能够实现便携式地（移动式地）输入数据、例如口令、优选一次性密码的输入机构，所述输入机构至少包括

a.不能导电的基底，

b.位于基底上的能导电的面，

c.电的带状导体，

d.控制单元以用于将根据b.的面电互连和

e.能量源。

在根据本发明的输入机构中，至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与控制单元电连接。借助于输入机构，有利可行的是：通过接触机构而生成口令，所述口令然后能够被转发给接收器、例如转发给包含触摸屏幕的仪器的评估单元。因此，提供安全的且移动式的输入机构，借助所述输入机构，一方面能够实现认证/授权，但是，这另一方面也能够用作为支付机构和/或用于支付者的身份证明。输入机构能够广泛地使用并且优选能够通过批量生产方法来制造，这又反映在输入机构的低的购置价格中。就本发明而言，术语“编码”、“口令”或“密码”类似地应用。

数据就本发明而言表示由连续函数或符号组成的产物，所述产物由于已知的或者暗含的协议而显示信息，主要为了处理的目的并且作为处理的结果。数据或信息是（机器）可读的或者可处理的并且能够用于通信、注释或者用于处理。对于信息学的本领域技术人员而言已知的是，这表示为术语“数据”。术语数据和信息就本发明而言同义地应用。就本发明而言，评估单元表示电气的和电子的机构，所述机构位于触摸屏幕或者包括触摸屏幕的电气仪器中，并且用于注释或处理经由触摸屏幕进行的输入。

输入机构包括不能导电的基底，在所述基底上施加有至少一个能导电的面。也能够优选的是：将多个能导电的面以一个或多个阵列的形式设置在基底上，使得提供不相互连接的能导电的面的一个或多个阵列。就本发明而言，阵列表示能导电的面在不能导电的基底上的布置。所述能导电的面具有以至控制单元的带状导体（Leiterbahnen）或导体列（Leiterzügen）的形式的引线。这就是说，全部引线在控制单元中、例如在控制芯片中聚集。因此，面仅经由控制单元彼此电连接，其中优选地在面之间（除经由控制单元之外）不存在直接的电连接。

输入机构有利地能够通过与触摸屏幕置于接触而引起电容性的相互作用，所述相互作用触发在触摸屏幕上输入。由此，在触摸屏幕上生成触摸事件（或触控事件），所述触摸事件又在包含触摸屏幕的电气仪器中触发事件。

此外，优选的是，用户激活输入机构并且经由输入机构的能导电的面传递编码。编码能够与期望值比较，其中当能够确定一致时，用户视作为是经过授权的。因此，能够限制至电气仪器或程序的入口。也能够有利的是，执行顺序地接通多个包含目标信息的编码，使得能够将更大的数据量传递到触摸屏幕的评估单元上。

基底优选地选自：塑料、纸、纸板、木材、薄膜、复合材料、玻璃、陶瓷、电路板材料、织物、皮革或者这些项的组合。基底尤其是不导电的材料，所述材料优选具有低的重量。能够应用透光的或不透光的基底。优选的塑料尤其包括PVC、PETG、PV、PETX和PE，其中尤其优选的是合成纸。

在基底上施加有至少一个能导电的面。也优选的是，能导电的面单独地、成对地或以分成功能组的方式设置在基底上。就本发明而言，单独的、成对的或作为功能组设置的面尤其表示下述面的布置，所述面尤其用于目的明确地改变与触摸屏幕或包含触摸屏幕的仪器的相互作用的影响。属于此的例如是：相互作用的发展或者减小、增大、产生、振动、往复变换、移动，所述相互作用惊喜地触发触控事件，即生成、消除和/或改变触控电。消除就本发明而言尤其表示：不再满足用于显示触控点的条件，例如由于低于阈值。所述触控事件惊喜地使得能够以数据和/或信号的形式来评估用于触摸屏幕或者包含触摸屏幕的仪器的相互作用。触摸屏幕和输入机构之间的相互作用在外部影响相同的情况下（例如外部的定位和间距基本上不显著改变）以电子的方式受到控制。

面的形状是任意的并且能够以不同的实施方案构造。因此，例如能够在基底上存在圆形的、多边形的或椭圆的面或者其组合、例如尤其为圆环。也能够实现复杂的几何形状或者将多个单独的面彼此组合。能够优选的是，在基底上施加有多个能导电的面。有利地，能够改变面的形状、取向、数量、定向、间距和/或位置。对于本领域技术人员而言也已知借助特定的布局产生的面作为结构化的面。面的结构化在相应的制造方法中进行。

也能够优选的是，将能触知的、视觉的、声学的或触觉的元件施加到输入机构的层或能导电的面上，以便提供给用户回馈。由此，能够显著地简化输入机构的操作。例如，视觉的元件、如LED能够设置在输入机构上，以便例如用信号通知用户输入机构是否是激活的（正确的操作）。这就是说，视觉的元件例如能够用作为状态显示器。还能够使用这种显示元件，以便显示剩余的电池使用寿命或者以便能够执行对输入机构的简单的剩余使用寿命估算。

能导电的层优选是金属层、包含金属颗粒的层、包含能导电的颗粒的层、能导电的聚合物层或者由这些层的至少一个组合构成的层。通常能够应用任何能导电的材料。此外，也能够应用由金属和碳组成的化合物构成的金属有机材料。金属就本发明而言尤其表示下述化学元素，所述化学元素与非金属相比在元素周期表中位于始于元素铍（第二族）直至钋（第十六族）的对角分隔线左侧，以及其合金和具有特征的金属特性的金属间化合物（包括莱夫斯相、赫斯勒相、津特耳相、休木若塞瑞相、NiTi,Co5,Nb3Sn或Ni3Al）。此外，金属包括铝、铅、铬、铁、金、铟、钴、铜、镁、锰、钼、钠、镍、银、钛、钨、锌或锡。此外，能够使用例如氧化铟锡的金属氧化物。这是尤其有利的，因为尽管其是能导电的，但是也是透明的。因此，在结合透明的基底应用透明的金属氧化物、尤其是氧化铟锡的情况下实现：视觉上不覆盖触摸屏幕上的任何面。因此，例如能够为用户在其使用优选的输入机构期间在触摸屏幕上显示指令。也能够应用例如Ni/Au（Ni：镍；Au：金）的合金或者镀金的铜。也能够将多个金属层组合。

在一个优选的实施形式中，将之前提出的层与具有高的相对电容率的材料组合。对于本领域技术人员已知的是，名称“介电常量”适用于电容率，但是视作为是过时的。

聚合物就本发明而言尤其表示下述物质：所述物质由化学均质构成的、但是通常在聚合度、摩尔量和链长度方面不同的宏分子（聚合物分子）的集合组成。聚合物优选是能导电的。在这种聚合物均质的材料中，全部宏分子优选构成为是相同的并且仅在其链长度（聚合度）方面是不同的。能够将这种聚合物称作为聚合物同系物。聚合物能够选自：无机聚合物、金属有机聚合物、全芳族或部分芳族的聚合物、均聚物、共聚物、生物聚合物、化学改性的聚合物和/或合成聚合物。尤其优选的是，聚合物选自对苯、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺(PANI)和PE-DOT。

能导电的物质还尤其是碳黑颗粒或石墨颗粒。碳黑描述碳的一种表现形式，所述表现形式在蒸汽状的、含碳的物质不完全燃烧或热裂解的情况下形成。碳黑能够以粉末或颗粒材料的形式应用。也能够应用碳黑制剂、例如作为液态的、膏状的或固态的碳黑溶剂浓缩物，碳黑均匀地分散在所述碳黑溶剂浓缩物中。根据制造方式和原材料，碳黑除碳之外能够包含氢、氮或氧。碳黑具有突出的颜料特性以及在全部溶剂中的不可溶性、相对于大多化学试剂的抗性、耐光性、高的色彩深度和色彩强度。石墨就本发明而言尤其表示碳的稳定的改性形式。石墨由于层状结构是良好的导体。

能导电的面有利地能够借助于叠加法例如压印法、凸模法、PVD和CVD法、电镀法或减除法例如激光结构化、擦刷法、铣削法等来施加。半叠加法、例如刻蚀法也能够是有利的。

在一个实施形式中，将能导电的面借助于转移法而施加到基底上。在此尤其地，薄膜转移法、尤其热转移法是优选的。对于本领域技术人员而言这种方法是已知的。显然，也能够应用全部另外的用于施加能导电的面的方法。

在本发明的另一个优选的实施形式中，输入机构具有至少一个层和/或至少一个另外的基底层片。具有所施加的能导电的面的基底能够被至少一个另外的层或基底层片覆盖或者包围。在此优选的是，另外的层或基底层片由与基底层相同的材料制成，其中不同的材料也能够是优选的。另外的层或基底层片能够覆盖能导电的面和/或基底。在此，例如能够为覆盖层片或镶框边用纸。另外的层或基底层片优选由纸、纸板、木材、复合材料、金属、层压件和/或塑料制成并且能够用油漆层和/或清漆层压印或覆层。另外的层或基底层片也能够是粘接剂层、树脂层、蜡层、纸层、油漆层、清漆层和/或薄膜。当然也能够考虑的是，施加上述层的组合。粘接剂层就本发明而言尤其表示不导电的粘接剂，所述粘接剂施加成，使得其包围能导电的面。输入机构的紧凑的结构通过另外的层和基底层片是可行的，其中也保护所述输入机构免受外部的力作用或污染。

输入机构的控制单元优选包括至少一个数字的和/或模拟的电路。数字电路优选是微控制器，但是也能够是ASIC、FPGA或由逻辑门、半导体器件、机电的或机械的器件组成的离散数字电路或者这些项的组合。数字电路用于生成要传递的数据/编码并且将其转换成数字的或模拟的信号，所述信号直接地或者经由模拟电路通过能导电的连接转发给能导电的面（电极）。模拟电路用于信号形成并且例如能够包含高通装置、低通装置、用于直流电压退耦的元件、工作点设定装置（偏压）或电荷泵。对于至能导电的面的各一个面的每个能导电的连接而言，优选存在相同类型的模拟电路，然而对于至能导电的面的各个连接而言也能够存在模拟电路的不同的设计方案。也优选的是，在控制单元上施加有机械装置，所述机械装置本身由较高级的实体、例如用户来控制并且断开和闭合导体列之间的电桥（继电器结构）。

能导电的面、尤其是电极能够以任意的形状、几何形式或宽度、高度和深度设计。

能够有利的是，控制单元的数字电路是电子的、机电的或机械的电路。

输入机构优选包括能量源，以便确保输入机构的自给自足的工作原理。能量源例如能够是电池、蓄电池、太阳能电池、压电元件、电容器或这些项的组合。能量源与控制单元电连接并且对其供给能量。能够优选的是，能量源能够通过外部的电网接口而重新充电、是可更换的或可替换的。为此，能量源具有相应的连接接口。有利地，能量源能够设计成太阳能电池，所述太阳能电池利用人工的或天然的光源。也能够优选的是：使用“能量收集”方法，以便对输入机构供给能量。例如，能够由与输入机构处于接触的触摸屏幕来提供能量。也能够有利地借助于感应（例如感应线圈）对输入机构供给能量。

输入机构优选包括至少一个按键和/或开关。开关或按键能够设置在输入机构上，通过所述开关或按键跨接带状导体之间的接触部，即能够建立电连接。开关或按键优选能够用于接入供电电压、即用于在能量源和控制单元之间建立能导电的连接。也可行的是，将一个或多个按键或开关作为输入可能性与控制单元连接，以便因此在控制单元上触发相关联的功能。例如，按键能够设计为快动作磁盘（Schnappscheibe），所述快动作磁盘能够实现简单且快速的操作。

本发明还涉及一种系统，所述系统包括输入机构和触摸屏幕，其中触摸屏幕与输入机构有效连接。包含触摸屏幕的仪器优选地选自：智能电话、手机、显示器、平板电脑、笔记本、触摸板仪器、绘图板、电视机、PDA、MP3播放器和电容输入仪器。触摸屏幕例如也能够是输入仪器的组成部分。触摸屏幕也作为触控屏、键控屏幕（Tastschirm）或传感器屏幕。这种输入仪器此外使用在智能电话、PDA、触控显示器或笔记本中。

完全惊喜的是，输入机构能够用于多种不同的触摸屏幕。试验显示出：尤其电容触摸屏幕是尤其好适合的。在此，输入机构与触摸屏幕有效连接。有效连接就本发明而言尤其表示：输入机构与触摸屏幕至少暂时地连接或联接，使得能够由操作者经由激活的输入机构在触摸屏幕上触发触控事件。

激活就本发明而言尤其描述用户接近输入机构和/或由用户接触输入机构和/或操作按键或开关，而没有限制于此。

通过由用户操作按键或开关和/或接触例如接入能量源。

但是，也能够有利的是，例如通过将太阳能电池作为能量源用在无开关的结构中，输入机构与用户无关地被激活或者是激活的。与此相关优选的是，闭合控制单元和能量源、例如太阳能电池之间的接触部。仅当满足事先限定的条件时才提供能量源，例如能够将太阳能电池用作为能量源，所述能量源仅在特定亮度的情况下提供足够的电压。

在另一个实施形式中优选的是，触摸屏幕具有视觉的、声学的、能触知的、触觉的或者机械的定位机构，所述定位机构能够实现输入机构在触摸屏幕上的最佳的定位。例如，能够在屏幕上虚拟地示出棱边或者将屏幕的边缘用作为用于定位的机构。能够简单地通过视觉的、声学的、能触知的或触觉的机构使用户得知正确的或错误的定位。此外，在触摸屏幕上借助于进度条来显示通过输入机构触发的输入。由此，能够使用户简单地且快速地得知输入进展到何种程度。

借助输入机构可以在具有触摸屏幕的移动的或固定的终端仪器之间进行无线的通信/数据传递。输入机构将数据经由触摸屏幕传递给终端仪器。触摸屏幕的激励优选借助于触摸屏幕和输入机构之间的电容耦合来进行。输入机构为此布设在触摸屏幕上或者置于其附近，使得在触摸屏幕和输入机构之间产生电场。在此优选的是，输入机构在置于接触之前或之后被激活，使得模拟将一个或多个手指置于触控屏上并且在终端仪器上产生触控输入。终端仪器上的输入能够静态地和/或顺序地进行。

下面作为优选的数据传输率的实例提出：为了经由触控点的移动进行数据传递，例如能够使用5×2的能导电的面，其中两个能导电的面分别形成功能组。在输入机构与触摸屏幕置于接触之后，对每功能组触发触控事件，生成各一个触控点。输入机构被激活，紧接着根据要传递的数据改变每个触控点的位置，往复地移动相应的触控点进而能够传递信息“0”或“1”（在触控点往复移动时，“0”相应于一个位置，“1”相应于另外的位置）。因此，每功能组能够编码为1Bit。因此，能够在时间间距中传递这样依次的信息/数据。

在触控屏的取样率例如为60Hz的情况下，在考虑取样定理的情况下得出30Hz作为最大要传递的数据频率，因此，最大的物理数据传输率为每功能组5Bit*30Hz=150Bit/s或30Bit/s。由此，对于本领域技术人员而言，通过增加或减少功能组而推断出数据传递的可缩放性。此外可行的是，扩展数字状态0或1并且允许另外的状态或中间状态。因此，例如也能够产生三重（三态）状态，由此能够进一步提高数据传输率。

为了经由生成和消除触控点来进行数据传递，触控点例如能够以限定的坐标系、例如虚拟的4×4矩阵设置在触控屏上。在该情况下，存在16个可自由选择的位置，以便设置触控点。因此，得到4368种不同的可能性：将5个触控点分布在16个位置上（统计原理在不考虑顺序的情况下，“从16个中选出5个”）。这相应于大约12比特的数据深度。因此，在考虑取样定理的情况下，最大物理数据传输率为12Bit*30Hz=360Bit/s。

输入机构为了输入优选设置在触摸屏幕的空间上的附近。空间上的附近就本发明而言尤其表示：存在直接的接触或间接的接触并且输入机构相对于触摸屏幕处于功能上的相互作用。所述相互作用能够通过不同的物理作用原理或其组合来实现，例如以电容的、电感的、电磁的、电子的或机械的方式实现。相应的相互作用与具体存在的触摸屏幕类型相关，即与触摸屏幕技术相关。输入机构的功能优选是在触摸屏幕上触发至少一个触摸事件（即优选生成、消除和/或改变触控点），以便因此传递特别经过编码的数据，其中经过编码的数据尤其在应用的情况下能够被评估。触摸事件或者触控事件就本发明而言尤其提出、表示在触摸屏幕上触发事件。

输入机构在触摸屏幕上投射的触控输入例如能够将在输入机构中生成的一次性密码传递给触摸屏幕，这能够优选用于认证和/或授权或用于数据输入。因此，本发明也涉及输入机构用于认证、授权和/或数据输入的应用。此外，优选的是，应用输入机构以用于生成一次性密码、密码或编码。

由此，例如能够激活具有触摸屏幕的仪器或程序。完全惊喜的是，输入机构优选能够用于在经济生活的大量领域中的用途。所述用途例如包括：游戏棋子、身份证明、顾客卡、防盗锁、用于汽车/自行车共享的访问授权、进入授权、随机数生成器、芯片卡、汽车钥匙、钥匙、游戏牌、收集卡、货物物流、货物跟踪、数字分类系统、编目、数字索引卡系统、进入许可、入场券、真实地或虚拟地至封闭区域的入口、虚拟内容、市场用途、客户忠诚度、彩票和抽奖游戏、会员证件、长期票证、支付用途、真实性证书、证书、防伪保护、复制保护、签名、发货单、计算机游戏之内的物品、音乐/视频/电子书下载、奖金标记/计划、仪器控制装置或礼品卡，而没有限制于此。

在一个优选的实施形式中，输入机构能够与触摸屏幕有效连接，使得所述输入机构仅布设到所述触摸屏幕上并且尤其通过重力来建立在触摸屏幕和输入机构之间的接触。然而，也能够优选的是，输入机构借助于暂时的有效连接固定在触摸屏幕处或触摸屏幕上，使得基底借助能导电的面与触摸屏幕接触或者至少在空间上靠近并且允许与触摸屏幕相互作用。优选的是，输入机构借助于形状配合的、力配合的和/或材料配合的连接与触摸屏幕、优选可逆地连接。这就是说，能够重新建立在建立连接之前的状态，而输入机构或触摸屏幕或其环境保持不经受变化。在另一个实施形式中，输入机构根据粘贴标签原理（例如，便利贴）或者借助其他的粘附粘接剂来固定在触摸屏幕上。此外，能够有利的是，仅输入机构的能导电的面与触摸屏幕连接或者处于优选的接触。

此外，能够考虑的是，为了将输入机构暂时地或者持久地固定在触摸屏幕上而使用另外的元件。能够考虑全部形式的粘接剂（能导电的和不能导电的）或者胶合剂、橡胶、铭带、插入辅助装置、夹子等。也能够考虑用于包含触摸屏幕的仪器的设备、套等。由此，能够防止输入机构打滑或移动。

输入机构优选能够是用于支付物品和服务的卡或者输入机构集成到这种卡中。所述卡能够是电子现金卡或信用卡或其他的能够在汇付中使用的卡。信用卡是以支票卡的形式（ISO7810）的由塑料（例如，PVC）制成的卡。在信用卡的正面上以凸出的方式压印卡数据（所谓的凸印）。然而，也已知不具有凸印的卡。这种预付卡具有预先支付的存款。每张卡在背面上具有卡持有者的签名并且通常具有卡校验码（KPN）。此外，在卡的背面上设置有磁条，在所述磁条上存储有卡数据。此外，芯片能够安置在卡上。有利地，卡具有EMV芯片，以便实现SEPA兼容性。相关的规格称作EMV（欧陆卡、万事达卡、维萨卡）。此外，也已知能够实现根据ISO/IEC14443方法的无接触的支付的信用卡。为了提高安全性，另外的创新是全息磁条。

然而，也能够优选的是，输入机构设计成宽大的体部，例如设计成游戏棋子或者集成到游戏棋子中或者安置在所述游戏棋子上。对于本领域技术人员已知的是，能够改变输入机构的形状，使得所述输入机构最佳地与游戏棋子的特殊形状协作并且匹配于所述游戏棋子。因此，输入机构能够基本上安置在游戏棋子的每个任意部位上，使得电极优选设置在游戏棋子的底部上。

输入机构在一个实施形式中能够集成在贺卡中。由此，贺卡能够与触摸屏幕集成并且关于卡的有限内容扩展。

输入机构优选集成到卡或宽大的体部中，使得不影响卡的或体部的原始功能。更确切地说，卡能够用作为用于生成编码或者在PIN/TAN方法的过程中用于授权/认证的附加机构。由此，尤其能够显著地提高电子汇付的安全性，因为除卡的安全特征之外现在装入另外的安全屏障，所述安全屏障使得卡的复制是不可能的。除了原始的安全屏障之外，用户也必须生成一次性密码，然而这仅借助卡上的输入机构是可行的。由此，能够建立高的安全标准。这尤其在互连网中支付时是非常重要的。

输入机构能够与智能电话或具有触摸屏幕的电气仪器以物理的方式相互作用并且生成用于认证的编码，由此能够在网页上安全地办理汇付。输入机构和触摸屏幕之间的相互作用或物理相互作用双向地进行，而数据传递优选地单向地进行，即优选地仅在一个方向上，即优选地从输入机构至触摸屏幕。

输入机构能够实施成这种卡的组成部分，其中所述输入机构也能够设计成用于支付物品和服务的独立的卡。借助于输入机构，优选能够生成密码，通过所述密码进行授权和/或认证。输入机构例如能够对使用者进行身份证明和/或激活支付。

本发明也涉及用于在触摸屏幕上输入数据的方法，包括

a.输入机构，至少包括

i.不能导电的基底，

ii.位于基底上的能导电的面，

iii.电的带状导体，

iv.控制单元和

v.能量源，

vi.和/或按键和/或开关，

其中至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与控制单元电连接，

b.和触摸屏幕，

其中输入机构与触摸屏幕有效连接，由此面与触摸屏幕开始相互作用，由此对于电激活面实现影响触控事件并且在触摸屏幕上实现数据输入。现在能够注释、解码或者另外地继续处理所述数据。在此，所输入的数据是有利随机产生的或者确定的数据。这就是说，输入机构能够有利地生成一次性密码或密码，这事先已经被确定并且与期望值进行比较。但是，此外优选的是，输入机构生成随机的密码。在此，密码具有能够实现明确的认证的参数。

数据输入优选地在触控屏的整个面上进行，其中数据输入能够通过点的地点、布置和/或数量优选如下进行区分：

·点的数量能够是固定的或可变的。

·激活一个或多个面。

数据输入就本发明而言尤其表示：借助于一个或多个面激活和解除触摸事件或触控事件（例如，电容耦合输入接通/断开或者变多/变少），其中优选地在触摸屏幕和输入机构之间不发生移动。那么，特别地，当面设计成圆环时，环的激活的面的减小已经能够引起不再触发触控事件，相反，在激活的面增大时实现触发（电容耦合输入变多/变小）。

也能够优选的是，数据输入在触摸屏幕上静态地和/或动态地进行。静态的输入就瞬时记录而言尤其表示由触控点的组合构成的刚好一个状态。不同的静态状态的时间序列尤其表示动态输入。

在输入结构和具有触摸屏幕的仪器之间能够得出描述在动态输入时的时间序列的细节的协议。也优选的是，输入机构的一个或多个能导电的面用作为用于数据传递的时钟发生器，剩余的能导电的面用于传递原本的数据。

使用多个能导电的面能够用于传递并行的数据流。

也能够优选的是，为了产生触控事件而移动面或者影响面。

此外，优选的是，由输入机构产生的数据能够与数据处理系统中的数据记录相关联并且数据记录保持恒定。在一个优选的实施形式中，由输入机构产生的数据与数据处理系统中的数据记录相关联，其中数据记录发生改变。这例如能够通过应用输入机构或者应用由输入机构生成的一个或多个编码和/或通过时间而发生，而没有限制于此。

有利地，能够应用输入机构，使得输入机构结合触摸屏幕能够经由影响一个或多个触控事件或生成编码或一次性密码而与数据处理系统的动作相关联或者触发所述动作。所述动作尤其涉及非联网的数据处理系统并且尤其优选地涉及联网的数据处理系统。

输入机构或包括输入机构和触摸屏幕的系统能够用于：在包含触摸屏幕的仪器上触发相关联的事件或动作。相关联的事件或动作是系统典型的或系统相关和用途相关的。

附图说明

下面应根据实例和附图阐明本发明，然而不能够限制于此。附图示出：

图1A-D示出输入机构的结构

图2A、B示出输入机构的剖面图

图3A-D示出控制单元的模拟电路

图4A-C示出控制单元的数字电路

图5A-C示出输入机构和触摸屏幕之间的相互作用

图6A-C示出输入机构和触摸屏幕之间的有效连接

图7A、B示出具有数字/模拟电路的输入机构

图8示出借助于输入机构到触摸屏幕上的数据传递的方框图

图9-12示出输入机构的优选的设计方案

图13和图14示出动态/静态输入

图15和16示出具有太阳能电池的输入机构的实施例。

具体实施方式

图1A-D输出优选的输入机构的结构，图2A、B示出输入机构1的剖面图，图3A-D示出控制单元的模拟电路并且图4A-C示出控制单元的数字电路。输入机构1优选具有不能导电的基底6，所述基底例如由塑料制成。在基底6上施加有至少一个能导电的面4，所述面经由能导电的带状导体5与控制单元3连接。能导电的面4尤其能够是金属层、包含金属颗粒的层、包含能导电的颗粒的层或能导电的聚合物层。基本上，能够将每种能导电的材料用作为面4。将面4与控制单元3连接的带状导体5同样由能导电的材料制成，例如由与面4相同的材料制成。也能够优选的是，将多个能导电的面4施加在基底6上（见图1B、C）。能导电的面4经由带状导体5与控制单元3连接。控制单元3又与能量源2，例如与电池、蓄电池、太阳能电池、压电元件、电容器或这些项的组合连接。能量源也能够为“能量收集”能量源，使得输入机构1通过从另外的能量源中提取能量来获取其能量。就本发明而言，术语能源供给装置和能量源能够等同地应用并且尤其涉及对输入机构供给电能的机构。在此，例如能够为触摸屏幕9的发光能量。输入机构1也能够具有接口，以便例如与电网接口连接。用于对输入机构1的能量源2充电的无线的充电技术也能够是优选的。在输入机构1的一个尤其优选的结构（见图1D）中，借助于按键19或开关来闭合能量源2和控制单元3之间的通常断开的电连接，由此激活控制单元3，以便生成数据并且将所述数据传递给具有触摸屏幕的仪器10。

输入机构1具有至少一个能导电的面4，所述能导电的面施加在不能导电的基底6上。面4能够借助于本领域技术人员已知的叠加法或减除法、例如借助于压印或刻蚀来施加到基底6上。面4经由能导电的带状导体5与控制单元3连接，所述控制单元又与能量源2互连。在一个优选的实施形式中，输入机构1除基底6之外还能够具有另外的层或层片，所述层或层片构成为中间层8（见图2B）或覆盖层片7。覆盖层片7能够由与基底6相同的不能导电的材料构成并且优选用于保护输入机构1的元件免受力作用或污染。但是，覆盖层片7也能够是漆层或薄膜层，所述漆层或薄膜层例如安置在至少一个中间层片8上并且能够压印有主题或符号。中间层片8能够是填充材料。例如，粘接剂层、优选不能导电的粘接剂层能够用作为填充材料。但是，也能够将镶框边用纸（Passepartout）作为中间层片8集成到输入机构1中。借助于中间层片能够使输入机构1的元件稳定并且同样保护其免受力作用。此外，至少一个中间层片8确保均质的、均匀的且平面的产品结构，所述产品结构能够通过另外的方法步骤、例如压印来进一步改良。

能够有利的是，尤其在控制单元3的数字电路17中生成的数字信号经由模拟电路18和带状导体5引导到能导电的面4上，以便改变信号特性，使得加强或衰减在输入机构1的能导电的面4和触摸屏幕9的电极之间的电容耦合。模拟电路例如能够包含信号放大器、信号衰减器、高通装置、低通装置、工作点设定装置、直流电压退耦装置、信号终止装置或者这些元件的组合，而没有限制于此。信号放大器的一个尤其优选的电路是电荷泵。本领域技术人员已知用于所实施的元件的相应的模拟电路。优选地，对于至能导电的面4的各一个面的每个能导电的连接存在同类的模拟电路，然而对于至能导电的面的各个连接也能够存在模拟电路的不同的设计方案。

数字电路17用于生成要传递的数据/编码并且将其转换成数字的或模拟的信号，所述信号直接地或者经由模拟电路18通过能导电的连接5转发给能导电的面4。尤其优选地，数字电路17生成多个电信号，所述电信号分别单独地借助模拟电路18或者直接地借助各一个能导电的连接5转发给各一个能导电的面4。数字电路17优选是微控制器，但是也能够是ASIC、FPGA或由逻辑门、半导体器件、机电的或机械的器件组成的离散数字电路或者这些项的组合。

在图5A-C和图15中示出在输入机构1和触摸屏幕9之间的物理的相互作用。输入机构1能够与触摸屏幕9物理地相互作用。触摸屏幕9优选是电气仪器10的组成部分，所述电气仪器包括智能电话、手机、显示器、平板电脑、笔记本、触摸板仪器、绘图板、电视机、PDA、MP3播放器和电容输入仪器。触摸屏幕9也能够是输入仪器的组成部分。输入机构1与触摸屏幕9置于接触。就本发明而言，这能够表示：输入机构1接触触摸屏幕9或者置于其附近，使得当输入机构激活时，能够实现在触摸屏幕9上或在具有触摸屏幕的仪器10上的作用。就本发明而言，置于接触表示：尤其在输入机构1和触摸屏幕9之间优选不存在自由空间。这就是说，输入机构1优选与触摸屏幕9处于触摸接触。然而，也能够优选的是，在输入机构1和触摸屏幕9之间不存在直接的接触，而是仅存在靠近，该靠近足以在输入机构激活时在触摸屏幕9上触发输入。在靠近时，在输入机构1和触摸屏幕9之间存在尤其0cm至2cm的优选的间距。

输入机构1能够以每种取向与触摸屏幕9相互作用。所述输入机构例如能够遍布地或者仅仅部分地布设到触摸屏幕9上。然而，所述输入机构有利地与触摸屏幕9置于接触，使得至少一个能导电的面4与触摸屏幕9处于接触。触摸屏幕9也能够是计算机或笔记本电脑的组成部分。通过输入机构1与触摸屏幕9的相互作用能够进行数据输入，所述数据输入例如用于认证或授权。

对于输入机构1包括太阳能电池的情况而言，能够有利的是：输入机构1以特定的取向与触摸屏幕9置于接触，使得太阳能电池能够为了能量获取而利用触摸屏幕9的辐射能量。

图6A-C示出输入机构1和触摸屏幕9之间的有效连接。就本发明而言，有效连接11表示输入元件1和触摸屏幕9之间的连接，使得在触摸屏幕9上能够产生通过输入机构1的触控事件的影响，所述影响能够通过触摸屏幕9的评估单元和/或具有触摸屏幕的仪器10来评估。有效连接就最简单的意义而言尤其表示：例如彼此机械地至少暂时地连接。此外，能够——例如以电子的方式——连接成，使得传递能量和/或信息（例如，在不存在机械连接的情况下）；这就是说，将两个元件设置或者彼此联接成，使得实现期望的效果。所述相互作用与触摸屏幕9的作用方式相关并且能够通过不同的物理作用原理或其组合来实现，例如以电容、电感、电磁或电子的方式。当输入机构具有相应的器件（例如图15的太阳能电池）并且利用由触摸屏幕发射的辐射时，那么，尤其能够将能量从触摸屏幕传递到输入机构上。太阳能电池22在输入机构1上不仅能够设置在指向仪器的方向的一侧上、而且能够设置在背离的一侧上。与利用何种能量（来自屏幕的能量或来自环境中的辐射源的能量）相关而有利的是，太阳能电池22具有相应的取向并且相应地对准。图6B示例性地示出电容触摸屏幕9的作用方式。在此，在传感器线路13（或传感器电极）和触摸屏幕9的驱动器线路15（或驱动器电极）之间存在电场线14。通过输入机构1、更确切地说输入机构1的能导电的面4与触摸屏幕12的表面的接触，在驱动器线路15和传感器线路13之间出现电场线14的改变并且出现电容耦合16。电场线14的影响基本上通过位于输入机构上的能导电的面4和其激励来引起。输入机构1的另外的元件、例如带状导体5或控制单元3有利地不对触摸屏幕9或电场线14具有作用。电场线14的改变能够通过触摸屏幕9的评估单元和/或具有触摸屏幕的仪器10来评估和处理。

图7A、B示出控制单元3的功能连接的原理图，所述控制单元由数字电路17和/或模拟电路18、有效连接11和触摸屏幕9或具有触摸屏幕的仪器10构成。控制单元3优选用于生成电信号，所述电信号经由带状导体5传导到能导电的面4上。经由能导电的面4和触摸屏幕9的至少一个传感器线路13之间的有效连接11，将电信号传递给触摸屏幕9或传递给具有触摸屏幕的仪器10，所述触摸屏幕或所述仪器将信号解释为触控输入。为了更好地示出，在所述视图中放弃能导电的面4、不能导电的基底、带状导体5和传感器线路13。但是，也能够优选的是，利用外部的（设置在控制元件之外的）模拟的和数字的电路以及这些项的组合。

图8示出借助于输入机构1到触摸屏幕上的数据传递的方框图。一旦输入机构1由用户激活，控制单元3就生成数据，所述激活例如能够通过按压按键19和/或开关来进行。控制单元3由能量源3供给能量进而能够自给自足地工作。数据由控制单元3转换成串行的或并行的数据流，所述数据流又作为电信号经由带状导体5转发给能导电的面4。所述能导电的面与触摸屏幕9处于有效接触并且在触摸屏幕9上生成触控输入。触控输入优选基于电容耦合16，所述电容耦合能够由触摸屏幕的或具有触摸屏幕的仪器10的评估单元来评估。由此，能够借助于输入机构1简单且快速地进行认证或授权。输入机构1例如能够集成到信用卡中进而用作为支付机构或另外的控制元件。

图9-12示出输入机构的优选的设计方案。输入机构能够设计成是不同的。因此，所述输入机构例如能够成形为卡、但是也能够成形为宽大的体部，由此输入机构的应用领域几乎是不受限制的。所述输入机构通过其具有游戏中的游戏棋子的形状例如也能够用作为游戏棋子。那么，这在应当借助游戏棋子例如激活数字内容时尤其能够是有利的。例如，在游戏中获得棋子的参与者能够将具有触控屏的电子仪器与游戏棋子置于接触并且激活数字内容、例如优惠券。

棋子为此优选具有能导电的区域或面（电极4），在棋子由用户激活之后，所述区域或面由控制单元3控制。由此，在触控屏上引起一个或多个触控事件，使得在触控屏或电气仪器上触发动作或事件。游戏棋子尤其具有一个或多个按键19、带状导体5、至少一个能量源2、至少一个控制单元3和至少一个电极4。显然，组成部分的布置能够匹配于游戏棋子的大小和形状并且在附图中仅示例地表明。根据图9-12应当指出：输入机构不仅能够设计成卡、而且也能够设计成宽大的体部进而能够广泛地使用。

图13和图14示出借助于输入机构在触摸屏幕上静态的和动态的输入。在触摸屏幕上的数据输入能够静态地和/或动态地进行。静态的输入就瞬时记录而言尤其表示由触控点的组合构成的刚好一个状态，这例如在图13A中示例性地示出。不同的静态状态的时间序列尤其表示动态输入。图13的附图A-C示出动态输入的序列的实例。通过输入机构1以时间序列生成的触控点23经受变化，使得进行动态的数据输入。静态的和/或动态的数据输入也能够如图14中示出的那样进行。用户21将输入机构1与触摸屏幕9置于有效接触，其中所述用户例如在触摸屏幕9之上拉动输入机构1。

附图标记列表

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于触摸屏幕的输入机构，至少包括

a.不能导电的基底，

b.位于所述基底上的能导电的面，

c.电的带状导体，

d.控制单元，以用于将根据b.的面电互连和

e.能量源，

其特征在于，

至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与所述控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的输入机构，

其特征在于，所述面单独地、成对地或以分成功能组的方式设置在所述基底上。

3.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述输入机构具有至少一个层和/或至少一个另外的基底层片。

4.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述控制单元包括至少一个数字电路和/或模拟电路。

5.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述控制单元的数字电路是电子的、机电的或机械的电路。

6.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述能量源是电池、蓄电池、太阳能电池、压电元件、电容器或者这些项的组合。

7.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述输入机构包括至少一个按键和/或开关。

8.一种系统，其包括根据权利要求1至7中的任一项所述的输入机构和触摸屏幕，

其特征在于，所述触摸屏幕与所述输入机构有效连接。

9.根据权利要求8所述的系统，

其特征在于，所述输入机构借助形状配合的、力配合的和/或材料配合的连接与所述触摸屏幕连接或者通过重力保持在所述触摸屏幕上。

10.根据权利要求8或9所述的系统，

其特征在于，所述触摸屏幕具有视觉的、声学的、能触知的、触觉的或者机械的定位机构。

11.一种用于在触摸屏幕上输入数据的方法，包括

a.输入机构，其至少包括

i.不能导电的基底，

ii.位于所述基底上的能导电的面，

iii.电的带状导体，

iv.控制单元和

v.能量源，

vi.和/或按键和/或开关，

其中至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与所述控制单元电连接，

b.和触摸屏幕，

其中所述输入机构与所述触摸屏幕有效连接，由此所述面与所述触摸屏幕开始相互作用，由此对于电激活面实现影响触控事件并且在所述触摸屏幕上实现数据输入。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所输入的数据是随机产生的或者确定的数据。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述数据输入在所述触摸屏幕上静态地和/或动态地进行。

14.一种根据权利要求1至7所述的输入机构的应用，以用于认证、授权和/或数据输入。

15.根据权利要求14所述的应用，其中生成一次性密码、密码或代码。

16.根据权利要求14或15所述的输入机构的应用，其中所述输入机构是用于支付物品和服务的卡或者所述输入机构集成到这种卡中。

17.根据上述权利要求中的一项或多项所述的应用，以用于选自下述的用途：游戏棋子、身份证明、顾客卡、防盗锁、用于汽车/自行车共享的访问授权、进入授权、随机数生成器、芯片卡、汽车钥匙、钥匙、游戏牌、收集卡、货物物流、货物跟踪、数字分类系统、编目、数字索引卡系统、进入许可、入场券、真实地或虚拟地至封闭区域的入口、虚拟内容、市场用途、客户忠诚度、彩票和抽奖游戏、会员证件、长期票证、支付用途、真实性证书、证书、防伪保护、复制保护、签名、发货单、计算机游戏之内的物品、音乐/视频/电子书下载、奖金标记/计划、仪器控制装置或礼品卡。

Claims (17)

1.一种输入机构，至少包括

a.不能导电的基底，

b.位于所述基底上的能导电的面，

c.电的带状导体，

d.控制单元，以用于将根据b.的面电互连和

e.能量源，

其特征在于，

至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与所述控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的输入机构，

其特征在于，所述面单独地、成对地或以分成功能组的方式设置在所述基底上。

3.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述输入机构具有至少一个层和/或至少一个另外的基底层片。

4.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述控制单元包括至少一个数字电路和/或模拟电路。

5.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述控制单元的数字电路是电子的、机电的或机械的电路。

6.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述能量源是电池、蓄电池、太阳能电池、压电元件、电容器或者这些项的组合。

7.根据上述权利要求中的一项或多项所述的输入机构，

其特征在于，所述输入机构包括至少一个按键和/或开关。

8.一种系统，其包括根据权利要求1至7中的任一项所述的输入机构和触摸屏幕，

其特征在于，所述触摸屏幕与所述输入机构有效连接。

9.根据权利要求8所述的系统，

其特征在于，所述输入机构借助形状配合的、力配合的和/或材料配合的连接与所述触摸屏幕连接或者通过重力保持在所述触摸屏幕上。

10.根据权利要求8或9所述的系统，

其特征在于，所述触摸屏幕具有视觉的、声学的、能触知的、触觉的或者机械的定位机构。

11.一种用于在触摸屏幕上输入数据的方法，包括

a.输入机构，其至少包括

i.不能导电的基底，

ii.位于所述基底上的能导电的面，

iii.电的带状导体，

iv.控制单元和

v.能量源，

vi.和/或按键和/或开关，

其中至少一个能导电的面经由至少一个带状导体与所述控制单元电连接，

b.和触摸屏幕，

其中所述输入机构与所述触摸屏幕有效连接，由此所述面与所述触摸屏幕开始相互作用，由此对于电激活面实现影响触控事件并且在所述触摸屏幕上实现数据输入。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所输入的数据是随机产生的或者确定的数据。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述数据输入在所述触摸屏幕上静态地和/或动态地进行。

14.一种根据权利要求1至7所述的输入机构的应用，以用于认证、授权和/或数据输入。

15.根据权利要求14所述的应用，其中生成一次性密码、密码或代码。

16.根据权利要求14或15所述的输入机构的应用，其中所述输入机构是用于支付物品和服务的卡或者所述输入机构集成到这种卡中。

17.根据上述权利要求中的一项或多项所述的应用，以用于选自下述的用途：游戏棋子、身份证明、顾客卡、防盗锁、用于汽车/自行车共享的访问授权、进入授权、随机数生成器、芯片卡、汽车钥匙、钥匙、游戏牌、收集卡、货物物流、货物跟踪、数字分类系统、编目、数字索引卡系统、进入许可、入场券、真实地或虚拟地至封闭区域的入口、虚拟内容、市场用途、客户忠诚度、彩票和抽奖游戏、会员证件、长期票证、支付用途、真实性证书、证书、防伪保护、复制保护、签名、发货单、计算机游戏之内的物品、音乐/视频/电子书下载、奖金标记/计划、仪器控制装置或礼品卡。