DE19811930A1 - Tragbarer Computer und Verfahren zur elektronischen Unterschriftenerfassung mittels desselben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen tragbaren Computer, insbesondere ein Notebook (10), mit einem eine zentrale Verarbeitungseinheit (46) aufnehmenden Rechnergehäuse (12) und einer in dem Rechnergehäuse (12) angeordneten Eingabevorrichtung (16), die eine mittels eines Schreibstiftes betätigte berührungsempfindliche Eingabefläche (18) zur ortsaufgelösten Erfassung von beim Schreiben aufgebrachten Druckkräfte aufweist. Um entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Unterschrift hinsichtlich zusätzlicher Parameter wie Schreibgeschwindigkeit erfassen und auswerten zu können, ist eine Auswerteschaltung (32) vorgesehen, welche die analogen Ausgangssignale der Eingabevorrichtung (16) zeitaufgelöst in Digitalsignale umsetzt und der Verarbeitungseinheit (46) zur Weiterverarbeitung zuführt.

Description

Die Erfindung betrifft einen tragbaren Computer, insbe­ sondere eine Notebook mit einer berührungsbetätigten Eingabevorrichtung insbesondere zur Eingabe von Unter­ schriften. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur elektronischen Erfassung einer Unterschrift mittels eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers.

Es sind Personalcomputer dieser Art bekannt, welche ei­ nen berührungsempfindlichen Bildschirm (Touchscreen) als Eingabefläche zur Befehlseingabe aufweisen. In be­ sonderen Ausführungen sind mit Spezialstiften betätig­ bare Eingabefelder zur handschriftlichen Eingabe von Symbolen vorgesehen, welche durch Schrifterkennungspro­ gramme in maschinenlesbare Zeichen umgesetzt werden. Weiter ist es bekannt, Unterschriften als Faksimile pi­ xelweise zu speichern. Beim Einsatz von tragbaren Per­ sonalcomputern insbesondere im Außendienst von Versi­ cherungen oder Banken tritt häufig das Problem auf, Un­ terschriften nicht nur bildlich zu registrieren, son­ dern auch einer unmittelbaren maschinellen Echtheits­ prüfung zugänglich zu machen, um rechtsverbindliche Vertragsabschlüsse tätigen zu können.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, einen tragbaren Computer dahingehend weiterzu­ entwickeln, daß eine zuverlässige und sichere Aufnahme und gegebenenfalls Auswertung von mittels eines Schrei­ binstruments getätigten Eingaben erlaubt. Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe eines Verfahrens zur elektronischen Unterschriftenerfassung.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentan­ sprüchen 1 und 11 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, manuelle Be­ rührungseingaben zur Auswertung zusätzlicher Kenngrößen dynamisch zu erfassen. Um dies zu ermöglichen, wird er­ findungsgemäß ein tragbarer Computer mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen:

• - einem eine zentrale Verarbeitungseinheit aufnehmenden Rechnergehäuse,
• - einer in dem Rechnergehäuse angeordneten Eingabevor­ richtung, die eine mittels eines Schreibstiftes betä­ tigte berührungsempfindliche Eingabefläche zur orts­ aufgelösten Erfassung punktuell aufgebrachter Druck­ kräfte aufweist, und
• - einer die analogen Ausgangssignale der Eingabevor­ richtung zeitaufgelöst in Digitalsignale umsetzenden und diese der Verarbeitungseinheit zu führenden Aus­ werteschaltung zur zusätzlichen Erfassung des zeitli­ chen Verlaufs der Druckkräfte.

Damit ist es möglich, die Rechnerleistung eines mobilen Computers vor Ort zur sofortigen Erfassung und zeitauf­ gelösten Auswertung symbolischer oder gestischer Berüh­ rungseingaben vor allem hinsichtlich Geschwindigkeit und Bahnverlauf zu nutzen.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht ergibt sich dadurch, daß die Eingabefläche der Eingabevorrich­ tung zur kraftproportionalen Erfassung der Druckkräfte und damit zur Aufzeichnung des Schreibdrucks ausgebil­ det ist.

Bei einem mobilen Computer, bei welchem das Rechnerge­ häuse ein eine Tastatur aufnehmendes Standteil und ein einen Flachbildschirm tragendes, an dem Standteil schwenkbar gelagertes Klappteil aufweist, ist die Ein­ gabefläche vorteilhafterweise in dem Standteil angeord­ net. Um den vorhandenen Gehäuseaufbau möglichst wenig zu verändern und gleichzeitig eine ergonomisch vorteil­ hafte Schrifteingabe zu ermöglichen, ist die Eingabe­ fläche vorzugsweise flächenbündig in einer an die Ta­ statur angrenzenden Handauflagefläche angeordnet. Al­ ternativ dazu ist es auch möglich, daß die Eingabeflä­ che in dem Standteil über einen Schubmechanismus schub­ ladenartig aus- und einfahrbar angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Auswerteschaltung einen mit einer vorgebbaren Taktrate ansteuerbaren Analog-Digital-Umsetzer zur zeitaufgelösten Digitalisierung der Ausgangssignale der Eingabevorrichtung auf. Weiter ist es von Vorteil, wenn die Auswerteschaltung einen Mikrocontroller zur An­ steuerung des Analog-Digital-Umsetzers und zur Erzeu­ gung von als serielle Schnittstellensignale in die Ver­ arbeitungseinheit einspeisbaren Digitalsignalen auf­ weist.

Um die allgemein vorhandenen Möglichkeiten eines Mo­ bilcomputers vorteilhaft zu nutzen, kann die Auswerte­ schaltung über eine serielle Standardschnittstelle, insbesondere über den universellen seriellen Bus bidi­ rektional mit der Verarbeitungseinheit verbunden sein.

Die Eingabefläche der Eingabevorrichtung läßt sich durch eine starre Druckplatte realisieren, welche zur indirekten Erfassung der Koordinaten eines Kraftan­ griffspunktes auf mindestens drei koplanar angeordne­ ten, insbesondere als Wägezellen ausgebildeten Kraft­ aufnehmern gelagert ist.

Zur zuverlässigen Unterschriftenprüfung ist es vorgese­ hen, daß die Eingabefläche zum Aufbringen einer Unter­ schrift mittels eines beliebigen Schreibstiftes ausge­ bildet ist, und daß die in die Verarbeitungseinheit eingespeisten Digitalsignale mittels einer Programmrou­ tine mit in einem Speichermittel gespeicherten Refe­ renzdaten zur Echtheitsprüfung der Unterschrift ver­ gleichbar sind.

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs angege­ bene Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels eines Schreibstiftes eine Unterschrift auf eine berührungs­ empfindliche Eingabefläche unter punktueller Ausübung von Druckkräften aufgebracht wird, die dabei auftreten­ den Druckkräfte als ortsaufgelöste und gegebenenfalls kraftproportionale Eingabesignale erfaßt werden, und die Eingabesignale mittels einer Auswerteschaltung zeitaufgelöst digitalisiert und als Digitalsignale der Verarbeitungseinheit zur Speicherung und/oder Prüfung zugeführt werden. In einem weiteren vorteilhaften Ver­ fahrensschritt ist es vorgesehen, daß die Digitalsigna­ le in der Verarbeitungseinheit mit in einem Speicher­ mittel hinterlegten Referenzdaten zur Echtheitsprüfung der Unterschrift verglichen werden. Hier ist es zur weiteren Verbesserung der Erkennungssicherheit vorteil­ haft, wenn die Digitalsignale in der Verarbeitungsein­ heit hinsichtlich der Schreibgeschwindigkeit und des zeitlichen Schriftzugverlaufs einer Handschrifteingabe ausgewertet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Notebook mit einer im Unterteil des Rech­ nergehäuses angeordneten berührungssensitiven Eingabevorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der über eine Auswerte­ schaltung mit der CPU des Notebooks gekoppelten Eingabevorrichtung; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Eingabevor­ richtung mit einer auf Kraftaufnehmer gelager­ ten, mittels eines Schreibstiftes betätigbaren Druckplatte.

Das in Fig. 1 dargestellte Notebook 10 weist ein auf­ klappbares Rechnergehäuse 12 auf, in dessen Unter- bzw. Standteil 14 eine mittels eines nicht gezeigten belie­ bigen Schreibstiftes betätigbare Eingabevorrichtung 16 angeordnet ist. Die Eingabevorrichtung 16 weist eine rechteckige Eingabefläche 18 auf, die flächenbündig in einer Handauflagefläche 20 angeordnet ist, welche an der Oberseite des Standteils 14 an die Tastatur 22 längsseitig angrenzt. Die Eingabefläche 18 und die Ta­ statur 22 werden durch Aufklappen eines in bekannter Weise an dem Standteil schwenkbar gelagerten, einen Flachbildschirm 24 tragenden Klappteils 26 des Rechner­ gehäuses 12 zugänglich.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist die Eingabefläche 18 durch eine in einem Einbaugehäuse 27 angeordnete starre Druckplatte 28 gebildet, welche an ihren Eckbe­ reichen auf vier Kraftaufnehmern gelagert ist, die als Wägezellen 30 ausgebildet sind. Diese liefern bei punk­ tueller Druckbeaufschlagung der Druckplatte 28 analoge Ausgangssignale, die in an sich bekannter Weise hin­ sichtlich kartesischer Koordinaten x, y des Kraftan­ griffspunkts und Stärke der aufgebrachten Druckkraft auswertbar sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, an­ stelle einer auf Kraftaufnehmern gelagerten Druckplatte zwei durch eine Unterteilungsschicht getrennte Filmwi­ derstandsschichten zur Detektion der x- und y-Ko­ ordinaten des Kraftangriffs vorzusehen. Alternativ ist es auch denkbar, eine rasterförmige Anordnung von Piezosensoren unter einer biegsamen Eingabefläche zur ortsaufgelösten und kraftproportionalen Erfassung von Druckkräften vorzusehen.

Die von der Eingabevorrichtung gelieferten Analogsigna­ le werden wie in Fig. 2 gezeigt in eine Auswerteschal­ tung 32 eingespeist. Diese umfaßt eine Analogeinheit 34 zur Aufbereitung und Pegelanpassung der Analogsignale und eine Digitaleinheit 36, welche einen der Analogein­ heit nachgeordneten Analog-Digital-Umsetzer 38 und ei­ nen Mikrocontroller 40 aufweist. Der Mikrocontroller 40 steuert den Analog-Digital-Umsetzer 38 mit einer vor­ gebbaren Taktrate an, so daß die kontinuierlich anste­ henden Analogsignale mit einer der Taktrate entspre­ chenden Zeitauflösung in Digitalsignale umgesetzt wer­ den. Diese können dann über den Mikrocontroller 40 ge­ steuert der in dem Rechnergehäuse angeordneten Rech­ nereinheit 42 des Notebooks zugeführt werden. Hierfür ist es zweckmäßig, die ohnehin vorhandene serielle Standardschnittstelle 44 vorzusehen, welche insbesonde­ re als universeller serieller Bus (Universal Serial Bus, USB) ausgeführt sein kann. Über diesen Bus werden die umgesetzten Digitalsignale als Digitalwerte in die zentrale Verarbeitungseinheit 46 (Central Processing Unit, CPU) des Notebooks zur weiteren Auswertung einge­ speist.

Die Auswertung erfolgt im Hinblick auf die elektroni­ sche Erfassung einer an der Eingabefläche 18 mittels eines Schreibstiftes eingegebenen Unterschrift zunächst dahingehend, daß aus den sequentiell eingelesenen Digi­ talwerten die Koordinaten x, y und zugeordneten Druck­ kräfte F für eine Abfolge von beim Schreiben überstri­ chenen Abtaststellen ermittelt werden, wobei die zuge­ hörige Abtastzeit t der Abtaststellen durch die vorge­ gebene Taktrate des Analog-Digital-Umsetzers 38 be­ stimmt sind. Auf diese Weise wird eine vierfach parame­ trisierte Erfassung der Unterschrift bezüglich der Pa­ rameter x, y, t, F ermöglicht. Insbesondere kann durch die Zeitauflösung sowohl die Schreibgeschwindigkeit als auch Bahnkurve, d. h. die Abfolge der Schreib- bzw. Ab­ taststellen bestimmt werden. Dies erlaubt eine elektro­ nische Identitäts- bzw. Echtheitsprüfung der Unter­ schrift, indem die erfaßten Daten mit in einem Spei­ chermittel hinterlegten Referenzdaten verglichen wer­ den.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfin­ dung betrifft einen tragbaren Computer, insbesondere ein Notebook 10 mit einem eine zentrale Verarbeitungs­ einheit 46 aufnehmenden Rechnergehäuse 12 und einer in dem Rechnergehäuse 12 angeordneten Eingabevorrichtung 16, die eine mittels eines Schreibstiftes betätigte be­ rührungsempfindliche Eingabefläche 18 zur ortsaufgelö­ sten Erfassung von beim Schreiben aufgebrachten Druck­ kräfte aufweist. Um entsprechend einem erfindungsgemä­ ßen Verfahren eine Unterschrift hinsichtlich zusätzli­ cher Parameter wie Schreibgeschwindigkeit erfassen und auswerten zu können, ist eine Auswerteschaltung 32 vor­ gesehen, welche die analogen Ausgangssignale der Einga­ bevorrichtung 16 zeitaufgelöst in Digitalsignale um­ setzt und der Verarbeitungseinheit 46 zur Weiterverar­ beitung zuführt.

Claims (13)

1. Tragbarer Computer, insbesondere Notebook (10), mit folgenden Merkmalen:

• a) einem eine zentrale Verarbeitungseinheit (46) aufnehmenden Rechnergehäuse (12),
• b) einer in dem Rechnergehäuse (12) angeordneten Eingabevorrichtung (16), die eine vorzugswei­ se mittels eines Schreibstiftes betätigte be­ rührungsempfindliche Eingabefläche (18) zur ortsaufgelösten Erfassung punktuell insbeson­ dere als Schriftzug aufgebrachter Druckkräfte aufweist, und
• c) einer die analogen Ausgangssignale der Einga­ bevorrichtung (16) zeitaufgelöst in Digital­ signale umsetzenden und diese der Verarbei­ tungseinheit (46) zuführenden Auswerteschal­ tung (32) zur zusätzlichen Erfassung des zeitlichen Verlaufs der Druckkräfte.

2. Computer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabefläche (18) der Eingabevorrichtung (16) zur kraftproportionalen Erfassung der Druck­ kräfte ausgebildet ist.

3. Computer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rechnergehäuse (12) ein eine Ta­ statur (22) aufnehmendes Standteil (14) und ein einen Flachbildschirm (24) tragendes, an dem Standteil (14) schwenkbar gelagertes Klappteil (26) aufweist, und daß die Eingabefläche (18) in dem Standteil (14) angeordnet ist.

4. Computer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabefläche (18) vorzugsweise flächen­ bündig in einer an die Tastatur (22) angrenzenden Handauflagefläche (20) des Standteils (14) ange­ ordnet ist.

5. Computer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabefläche (18) in dem Standteil (14) über einen Schubmechanismus schubladenartig aus- und einfahrbar angeordnet ist.

6. Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (32) ei­ nen mit einer vorgebbaren Taktrate ansteuerbaren Analog-Digital-Umsetzer (38) zur zeitaufgelösten Digitalisierung der Ausgangssignale der Eingabe­ vorrichtung (16) aufweist.

7. Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (32) ei­ nen Mikrocontroller (40) zur Ansteuerung des Ana­ log-Digital-Umsetzers (38) und zur Erzeugung von als serielle Schnittstellensignale in die Verar­ beitungseinheit (46) einspeisbaren Digitalsignalen aufweist.

8. Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (32) über eine serielle Standardschnittstelle (44), insbesondere über den universellen seriellen Bus bidirektional mit der Verarbeitungseinheit (46) verbunden ist.

9. Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (16) eine die Eingabefläche (18) bildende starre Druck­ platte (28) aufweist, welche auf mindestens drei koplanar angeordneten, insbesondere als Wägezellen ausgebildeten Kraftaufnehmern (30) gelagert ist.

10. Computer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabefläche (18) zum Aufbringen einer Unterschrift mittels eines belie­ bigen Schreibstiftes ausgebildet ist, und daß die in die Verarbeitungseinheit (46) eingespeisten Di­ gitalsignale mittels einer Programmroutine mit in einem Speichermittel gespeicherten Referenzdaten zur Echtheitsprüfung der Unterschrift vergleichbar sind.

11. Verfahren zur elektronischen Erfassung einer Un­ terschrift mittels eines tragbaren Computers (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei wel­ chem

• a) mittels eines Schreibstiftes eine Unter­ schrift auf eine berührungsempfindliche Ein­ gabefläche (18) unter punktueller Ausübung von Druckkräften aufgebracht wird,
• b) die Druckkräfte als ortsaufgelöste und gege­ benenfalls kraftproportionale Eingabesignale erfaßt werden, und
• c) die Eingabesignale mittels einer Auswerte­ schaltung (32) zeitaufgelöst digitalisiert und als Digitalsignale der zentralen Verar­ beitungseinheit (46) des Computers (10) zur Speicherung und/oder Prüfung zugeführt wer­ den.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Digitalsignale in der Verarbeitungs­ einheit (46) mit in einem Speichermittel hinter­ legten Referenzdaten zur Echtheitsprüfung der Un­ terschrift verglichen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Digitalsignale in der Verar­ beitungseinheit (46) hinsichtlich der Schreibge­ schwindigkeit und des zeitlichen Schriftzugver­ laufs einer Handschrifteingabe ausgewertet werden.