DE212014000256U1

DE212014000256U1 - Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Geräts zum Arbeiten in batterieloser Weise

Info

Publication number: DE212014000256U1
Application number: DE212014000256.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: CN104932676A; HK1215316A1; US20170093463A1; WO2015139185A1; JP3209472U; CN205038594U

Abstract

Eine Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Geräts, um zumindest eine vorbestimmte Aktion in einer batterielosen Weise durchzuführen, umfassend:
zumindest ein Nahfeldkommunikations(NFC)-Tag, das eine integrierte Schaltung, die zum Aktivieren des elektronischen Geräts aufgebaut ist, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen, nachdem die Schaltung energetisiert ist, und eine Antenne aufweist, die mit der integrierten Schaltung elektrisch verbunden und ausgebildet ist, um NFC-Energie von dem elektronischen Gerät zu sammeln, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, und
zumindest eine Schalteinrichtung, die zum Schalten einer batterielosen Betriebsschleife zwischen einem Betriebszustand, in dem die Antenne in der Lage ist, die NFC-Energie zu sammeln, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, und einem Nicht-Betriebszustand ausgebildet ist, in dem die Antenne die NFC-Energie nicht sammelt, um die integrierte Schaltung zu deaktivieren, wobei die Betriebsschleife durch ein des zumindest einen NFC-Tags zusammen mit der jeweiligen Schalteinrichtung gebildet ist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum drahtlosen Steuern elektronischer Geräte. Genauergesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum drahtlosen Steuern eines elektronischen Geräts zum Arbeiten in einer batterielosen Weise, basierend auf einer Nahfeldkommunikation (NFC).
Hintergrund der Erfindung
Drahtlose Controller sind in heutigen Steuerumgebungen sehr populär. Die implizierten fundamentalen Techniken können grundsätzlich in fünf Kategorien unterteilt werden: Funkkommunikation, Mikrowellenkommunikation, Lichtkommunikation (sowohl sichtbar als auch infrarot), Schallkommunikation (insbesondere Ultraschall) und elektromagnetische Induktionskommunikation. Einige dieser Techniken werden aufgrund des Verlustes und der Abschwächung in dem leitenden Medium nur für kurzreichweitige Kommunikation verwendet, während einige von ihnen sowohl bei kurzreichweitiger als auch bei langreichweitiger Kommunikation verwendet werden. Bei der herkömmlichen drahtlosen Steuerung erzeugt der Controller im Allgemeinen eine Anweisung und sendet diese zu dem Empfänger, der eine bestimmte Aufgabe gemäß dieser Anweisung ausführt. Diese Konfiguration erfordert, dass der Controller Energie verbraucht (üblicherweise mittels einer Batterie zur Verfügung gestellt), wenn er Anweisungen übermittelt. In den vergangenen Jahrzehnten sind einige Technologien entwickelt worden, die ein Sammeln von Energie mittels drahtloser Controller ermöglichen. Jedoch dienen diese nur als eine Unterstützung der Batterie, welche die Lebensdauer der Batterie verlängert, können sie jedoch nicht vollständig ersetzen, da die Signalmodulation eine Menge an Energie verbraucht, die nicht einfach extern gesammelt werden kann.
Radiofrequenz-Identifikation (RFID) ist die drahtlose berührungslose Verwendung eines elektromagnetischen Radiofrequenz-Felds, um Daten zum Zweck eines automatischen Identifizierens und Verfolgens von an einem Objekt befestigten Tags zu übermitteln. Gemäß praktischen Erfordernissen kann ein mechanisch manipulierter oder elektronisch manipulierter Schalter zu einem RFID-Tag hinzugefügt werden, um das Tag zu aktivieren oder zu deaktivieren. Bspw. beschreibt das US-Patent 6,025,780 ein elektronisches Sicherheitssystem, das RFID-Tags verwendet. Ein elektronischer, physikalischer oder virtueller Deaktivierungsvorgang kann auf dem Tag durchgeführt werden, wenn ein legitimierter Zugriff auf das getaggte Objekt erwirkt wird. Die Deaktivierung kann mittels eines in der Schaltung des RFID-Tags angeordneten Schalters durchgeführt werden, der in der Lage ist, einen Teil der Schaltung abzuschalten oder kurzzuschließen, um einen Informationstransfer zwischen dem RFID-Tag und einer Abfrageeinrichtung zu verhindern.
Nahfeldkommunikation (NFC) ist eine kurzreichweitige drahtlose Kommunikationstechnologie vom kontaktlosen Typ, die auf der Basis der RFID entwickelt worden ist. In der NFC arbeiten die Kommunikationsgeräte in nächster Nähe, üblicherweise in der Größenordnung von 10 cm, und verbrauchen sehr wenig Energie. Im Ergebnis wird die NFC zunehmend vorherrschend für den Austausch und das Teilen von Information und viele elektronische Geräte integrieren ein NFC-System, um NFCkompatible Kommunikationsgeräte zu werden. Da NFC-Tags mittels Energie versorgt werden, die in der Form von elektromagnetischen Wellen im Radiofrequenzbereich übertragen wird, müssen sie nicht an eine Stromquelle angeschlossen sein, um Signale zu senden, was sie zu einem vielversprechenden Kandidaten als batterielose drahtlose Controller macht. Jedoch sind bis jetzt NFC-basierte batterielose drahtlose Controller nicht im Stand der Technik gefunden worden. Daher besteht ein Bedarf für eine innovative Vorrichtung, die die NFC-Technologien zum drahtlosen Steuern eines elektronischen Geräts verwendet, um vorbestimmte Aktionen in einer batterielosen Weise durchzuführen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die grundsätzliche Aufgabe der Bereitstellung einer Vorrichtung zum drahtlosen Steuern eines elektronischen Geräts, bspw. ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer oder eine Digitalkamera, in einer batterielosen Weise zugrunde. Einer der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie keine Stromquelle, bspw. eine Batterie, benötigt, die bei bestehenden drahtlosen Controllern üblicherweise unverzichtbar ist. Die zum Antreiben der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung benötigte Energie wird in der Form von elektromagnetischen Wellen im Radiofrequenzbereich, die von dem zu steuernden elektronischen Gerät bereitgestellt werden, übertragen und durch die Vorrichtung gesammelt. Daher ist das Problem der begrenzten Batterielebensdauer in existierenden drahtlosen Controllern voll und ganz beseitigt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum drahtlosen Steuern eines elektronischen Geräts durch mechanische Manipulation der steuernden Vorrichtung bereitzustellen. Da die Manipulation der steuernden Vorrichtung mechanisch ist anstelle von elektronisch oder virtuell, wird der Betrieb der steuernden Vorrichtung präziser und zuverlässiger. Das Auftreten einer versehentlichen Fehlfunktion der steuernden Vorrichtung wird reduziert. Zusätzlich wird eine unautorisierte Steuerung des anvisierten elektronischen Geräts effektiver verhindert und kann wertvolle in dem elektronischen Gerät gespeicherte Information, bspw. persönliche Kontodaten, besser geschützt werden.
Da die Vorrichtungen zum drahtlosen Steuern eines elektronischen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung NFC-basiert sind, verbleiben andere üblicherweise bei elektronischen Geräten zu findende Kommunikationsanschlüsse wie bspw. Mini-USB-Anschluss oder Bluetooth-Anschluss für weitere Anwendungen verfügbar und werden nicht besetzt. Dies ist besonders vorteilhaft, da die meisten der elektronischen Geräte heutzutage multifunktional sind.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind durch die Erfindung erfüllt, die eine Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Geräts bereitstellt, um zumindest eine vorbestimmte Aktion in einer batterielosen Weise durchzuführen, umfassend:
zumindest ein NFC-Tag, das eine integrierte Schaltung, die zum Aktivieren des elektronischen Geräts aufgebaut ist, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen, nachdem die Schaltung energetisiert ist, und eine Antenne aufweist, die mit der integrierten Schaltung elektrisch verbunden und ausgebildet ist, um NFC-Energie von dem elektronischen Gerät zu sammeln, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, und
zumindest eine Schalteinrichtung, die zum Schalten einer batterielosen Betriebsschleife zwischen einem Betriebszustand, in dem die Antenne in der Lage ist, die NFC-Energie zu sammeln, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, und einem Nicht-Betriebszustand ausgebildet ist, in dem die Antenne die NFC-Energie nicht sammelt, um die integrierte Schaltung zu deaktivieren, wobei die Betriebsschleife durch ein des zumindest einen NFC-Tags zusammen mit der jeweiligen Schalteinrichtung gebildet ist.
Der hier verwendete Ausdruck „NFC-Energie“ bezieht sich auf mittels NFC übertragene Radiofrequenzenergie.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das NFC-Tag ausgebildet sein, um eine Tag-Identifikation und eine mit der vorbestimmten Aktion verbundene Anweisung und Information zu enthalten, die durch das elektronische Gerät lesbar sind, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die zumindest eine Schalteinrichtung als ein mechanischer Schalter zum Ein- und Ausschalten der integrierten Schaltung bereitgestellt sein, um die Betriebsschleife zwischen dem Betriebszustand und dem Nicht-Betriebszustand zu schalten.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die zumindest eine Schalteinrichtung als ein mechanischer Schalter zum Verändern einer Form oder einer Größe der Antenne bereitgestellt sein, bspw. zum Verkürzen einer effektiven Länge der Antenne, so dass die durch die integrierte Schaltung gesammelte NFC-Energie nicht ausreicht, um das elektronische Gerät zu aktivieren, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann abnehmbar an dem elektronischen Gerät angeordnet sein, das bspw. aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Mobiltelefon, einem Tablet-Computer und einer Digitalkamera besteht.
Die vorbestimmte Aktion kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus einem Starten eines Anwendungsprogramms, das in dem elektronischen Gerät installiert ist, einem Besuchen einer Website und einem Ausführen einer Aufgabe in einem Anwendungsprogramm, das in dem elektronischen Gerät installiert ist, besteht. Das Ausführen einer Aufgabe kann das Bewirken einer mobilen Zahlung umfassen, wobei das elektronische Gerät mit Mitteln zum Verhindern des Startens der Zahlung versehen ist, sofern nicht die Mittel zum Verhindern ein Signal von dem NFC-Tag empfangen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von NFC-Tags der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung einer gemeinsamen Antenne ausgebildet sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist jedes der NFC-Tags eine jeweilige Antenne auf.
Die Schalteinrichtung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in der Form einer Taste realisiert sein. Bspw. kann die Taste die Betriebsschleife in den Betriebszustand schalten, wenn sie gedrückt ist, und die Betriebsschleife in den Nicht-Betriebszustand schalten, wenn sie nicht gedrückt ist.
Die Aufgaben, Charakteristiken, Vorteile und technischen Effekte der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung in der folgenden Beschreibung der Konzepte und Strukturen der Erfindung weiter sorgfältig dargelegt.
Figurenkurzbeschreibung
1 zeigt eine beispielhafte Betriebsschleife einer Vorrichtung, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieben des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels.
3 zeigt eine beispielhafte Betriebsschleife einer Vorrichtung, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
4 zeigt eine Anordnung von NFC-Tags mit jeweiligen Antennen und in Kommunikation mit dem zu steuernden elektronischen Gerät gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Anordnung von NFC-Tags mit einer gemeinsamen Antenne und in Kommunikation mit dem zu steuernden elektronischen Gerät gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Smartphone-Etui gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines elektronischen Geräts, um ein mobiles Bezahlen durchzuführen, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
8A zeigt eine Vorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die als eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben einer Information in ein elektronisches Gerät ausgebildet ist, wobei jedes der mehreren NFC-Tags eine jeweilige Antenne aufweist.
8B zeigt die innere Struktur der in 8A gezeigten Vorrichtung.
9A zeigt eine Vorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die als eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben einer Information in ein elektronisches Gerät ausgebildet ist, wobei die mehreren NFC-Tags eine gemeinsame Antenne verwenden.
9B zeigt die innere Struktur der in 9A gezeigten Vorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Obgleich diese Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben wird, kann die Vorrichtung der Erfindung in vielen verschiedenen Konfigurationen, Größen, Formen und Materialien ausgebildet werden, und das Verfahren gemäß der Erfindung kann auf verschiedene Arten realisiert werden.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur drahtlosen Steuerung eines elektronischen Geräts (im Folgenden als „anvisiertes elektronisches Gerät“ bezeichnet) ist eine Vorrichtung, die basierend auf der NFC-Technologie aufgebaut und zum Betrieb in einer batterielosen Weise konfiguriert ist. Die Vorrichtung kann mittels mechanischer Manipulation betrieben werden, was bspw. die Vorteile einer besseren Zuverlässigkeit und Sicherheit bereitstellt.
Bei der herkömmlichen Anwendung eines NFC-Tags würde das NFC-Tag Tag-Informationen zu einem NCF-Lesegerät senden, sobald das NCF-Tag und das NFC-Lesegerät sich innerhalb der Übertragungsreichweite (typischerweise in der Größenordnung von 10 cm) befinden, in der das NFC-Tag in der Lage ist, NFC-Energie von dem NFC-Lesegerät zu empfangen. Die Erfindung ist basierend auf diesem Prinzip entwickelt.
Jetzt bezugnehmend auf die 1 und 2 ist dort ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. 1 zeigt eine Vorrichtung 100, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 100 ein NFC-Tag 110, das eine Antenne 101 und eine integrierte Schaltung (IC) 102 aufweist, und einen mechanischen Schalter 103. Die Antenne 101, die integrierte Schaltung 102 und der Schalter 103 sind miteinander in Reihe geschaltet, wobei sie eine batterielose Betriebsschleife 120 bilden, die zwischen einem geschlossenen Betriebszustand und einem offenen Nicht-Betriebszustand mittels des Schalters 103 schaltbar ist.
Die Antenne 101 kann von jedem oder jeder im Stand der Technik bekannten Typ, Form und Größe sein und würde im Bereich des Könnens eines Fachmanns liegen. Daher wird die Antenne 101 hier nicht im Detail beschrieben, da sie nicht den Kern der Erfindung bildet.
Die integrierte Schaltung eines herkömmlichen NFC-Tags kann als die integrierte Schaltung 102 verwendet werden. Bspw. kann sie einen Modulator, einen Encoder, einen Decoder, ein EEOROM-Memory usw. aufweisen. Solch eine integrierte Schaltung würde ebenfalls innerhalb des Fachwissens eines Fachmanns liegen und wird daher hier nicht im Detail beschrieben.
Das die Antenne 101 und die integrierte Schaltung 102 aufweisende NFC-Tag ist dazu ausgebildet, eine Tag-Identifikation, Anweisungen und Informationen zu enthalten, die mit einer durch ein anvisiertes elektronisches Gerät durchzuführenden vorbestimmten Aktion verbunden sind und die durch das anvisierte elektronische Gerät lesbar sind. Bspw. sind die Tag-Identifikation und die mit der vorbestimmten Aktion verbundene Anweisung und Information in dem EEOROM-Memory der integrierten Schaltung 102 gespeichert.
Ein mechanischer Schalter 103 ist elektrisch in Reihe und zwischen die Antenne 101 und die integrierte Schaltung 102 geschaltet. Der mechanische Schalter 103 kann von jedem im Stand der Technik bekannten Typ sein, der schaltbar ist. Wenn der Schalter 103 eingeschaltet ist, wird die Betriebsschleife 120 eine geschlossene Schleife, die im Betriebszustand ist. Wenn der Schalter 103 ausgeschaltet ist, ist die Betriebsschleife 120 geöffnet und im Nicht-Betriebszustand. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der mechanische Schalter 103 in der Form einer Taste bereitgestellt, die dazu verwendet wird, die Betriebsschleife 120 einzuschalten, wenn sie gedrückt ist, und die Betriebsschleife 120 auszuschalten, wenn sie losgelassen ist.
Die Betriebsschleife 120 weist einen batterielosen Aufbau auf, was bedeutet, dass sie keine Stromquelle irgendeiner Form oder irgendeines Typs benötigt. Die für den Betrieb der Betriebsschleife 120 erforderliche Energie ist die durch die Antenne 101 gesammelte NFC-Energie, die von dem anvisierten elektronischen Gerät übertragen wird.
Wenn die Betriebsschleife 120 im Betriebszustand ist, sammelt die Antenne 101 NFC-Energie, die durch das anvisierte elektronische Gerät übertragen wird, und energetisiert sie die integrierte Schaltung 102. Die energiegeladene integrierte Schaltung 102 überträgt ein Signal, das die Tag-Identifikation und mit der vorbestimmten Aktion verbundene Anweisungen und Informationen aufweist, über die Antenne zu dem anvisierten elektronischen Gerät. Nach dem Empfang des Signals liest das anvisierte elektronische Gerät die empfangenen Daten, um die vorbestimmte Aktion gemäß der in dem Signal enthaltenen Information durchzuführen.
Wenn die Betriebsschleife 120 im Nicht-Betriebszustand ist, ist die Antenne 101 hinsichtlich des Sammelns von NFC-Energie deaktiviert und wird die integrierte Schaltung 102 nicht energetisiert und findet daher keine elektronische Kommunikation zwischen dem NFC-Tag und dem anvisierten elektronischen Gerät statt.
Es ist festzuhalten, dass obgleich in diesem Ausführungsbeispiel der mechanische Schalter 103 zwischen der Antenne 101 und der integrierten Schaltung 102 angeordnet ist, es möglich ist, den Schalter 103 irgendwo zu realisieren, solange das Ein- und Ausschalten des Schalters 103 ein Schließen und Öffnen der Betriebsschleife 120 zur Folge hat. Bspw. kann der Schalter 103 zwischen jeglichen zwei Komponenten (bspw. der Modulator und der Encoder) der integrierten Schaltung 102 positioniert werden.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben der in 1 gezeigten Vorrichtung, um ein elektronisches Gerät zum Durchführen einer vorbestimmten Aktion in einer batterielosen Weise zu steuern. Das Verfahren beginnt bei Schritt 201. Wenn der Benutzer das anvisierte elektronische Gerät zu aktivieren wünscht, um eine vorbestimmte Aktion durchzuführen, schaltet er den mechanischen Schalter 103 mechanisch ein, um die Betriebsschleife 120 in Schritt 202 zu schließen. Das bedeutet, dass die Betriebsschleife 120 in den Betriebszustand geschaltet ist. In Schritt 203 sammelt die Antenne 101 NFC-Energie, die durch das anvisierte elektronische Gerät übertragen wird, um die integrierte Schaltung 102 zu energetisieren, die dann ein die Tag-Identifikation und mit der vorbestimmten Aktion verbundene Anweisungen und Informationen umfassendes Signal über die Antenne 101 zu dem anvisierten elektronischen Gerät in Schritt 204 sendet. Nachdem das anvisierte elektronische Gerät die vorbestimmte Aktion gemäß der in dem Signal enthaltenen Anweisung und Information in Schritt 205 durchführt, schaltet der Benutzer den mechanischen Schalter 103 in Schritt 206 aus und das Verfahren endet bei Schritt 207.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das dem in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel gleicht, außer dass der mechanische Schalter 303 zwischen einem Punkt A und einem Punkt B der Antenne 301 angeordnet ist, um die effektive Länge der Antenne 301 zu variieren, wodurch die Betriebsschleife 320 zwischen dem Betriebszustand und dem Nicht-Betriebszustand schaltbar gesteuert wird. In der NFC-Technologie muss die Antenne 301 eine ausreichend große effektive Länge aufweisen, um genügend NFC-Energie zu sammeln, um die integrierte Schaltung 302 zu energetisieren. Falls die effektive Länge der Antenne 301 verkürzt wird, um hinsichtlich des Sammelns der ausreichenden NFC-Energie deaktiviert zu werden, wird die integrierte Schaltung 302 nicht energetisiert und folglich wird die Betriebsschleife 320 in den Nicht-Betriebszustand geschaltet. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel der Schalter 303 geschaltet wird, um den Punkt A und den Punkt B zu verbinden, wird die effektive Länge der Antenne 301 mit dem Ergebnis verkürzt, dass die integrierte Schaltung 302 nicht genug Energie von der Antenne 301 erhalten kann und daher die Betriebsschleife 320 in den Nicht-Betriebszustand geschaltet wird. Wenn der Schalter 303 geschaltet wird, um den Punkt A und den Punkt B zu diskonnektieren, wird die vollständige effektive Länge der Antenne 301 wieder hergestellt und wird die integrierte Schaltung 302 ausreichend energetisiert, um ein Signal zu dem anvisierten elektronischen Gerät zu senden, das aktiviert wird, um die vorbestimmte Aktion gemäß dem Signal durchzuführen. Das nachfolgende Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist grundsätzlich dasselbe wie das in 2 gezeigte Verfahren.
Es ist festzuhalten, dass neben der in 3 gezeigten Konfiguration jede andere Konfiguration der Vorrichtung, bei der die Form oder die Größe der Antenne 301 durch ein mechanisches Schalten des Schalters 303 verändert werden kann, ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt, solange die Veränderung der Form oder der Größe der Antenne 301 zu dem Sammeln der NFC-Energie führt, wobei ermöglicht wird, die Betriebsschleife 320 zwischen dem Betriebszustand und dem Nicht-Betriebszustand zu schalten.
Zusätzlich zu den obigen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen gibt es zusätzlich viele weitere Möglichkeiten, die Betriebsschleife zwischen dem Betriebszustand und dem Nicht-Betriebszustand zu schalten. Bspw. kann der Schalter zur Bildung einer Lücke in der Antenne ausgebildet sein, um die Betriebsschleife in den offenen Nicht-Betriebszustand zu schalten, und zum Wiederschließen der Lücke, um die Betriebsschleife in den geschlossenen Betriebszustand zu schalten. Diese Konfigurationen liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Betriebsschleifen 420 hergestellt und in einer wie in 4 gezeigten Anordnung positioniert, wobei jede der Betriebsschleifen 420 einer durch das anvisierte elektronische Gerät 430 durchzuführenden jeweiligen vorbestimmten Aktion entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 400 vier Betriebsschleifen 420. Jede der Betriebsschleifen 420 weist ein NFC-Tag 410, das eine Antenne 401 und eine integrierte Schaltung 402 aufweist, und einen mechanischen Schalter 403 auf. Der mechanische Schalter 403 kann in derselben Weise wie bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen mit dem NFC-Tag 410 elektrisch verbunden sein.
Das anvisierte elektronische Gerät 430 kann ein NFC-Lesegerät 431 aufweisen. Wenn das NFC-Lesegerät 431 ein Signal von der Vorrichtung 400 empfängt, kann das anvisierte elektronische Gerät 430 bezüglich einer Tag-Identifikationsübereinstimmung antworten und eine Antwort auf das Signal veranlassen. Das anvisierte elektronische Gerät 430 und das NFC-Lesegerät 431 liegen beide innerhalb des Wissens und der Fähigkeit eines Fachmanns und sind nicht im Detail beschrieben, da sie nicht den Kern der Erfindung bilden.
Jede der Betriebsschleifen 420 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Das NFC-Tag 410 einer jeden Betriebsschleife 420 enthält eine spezifische Tag-Identifikation, Instruktionen und Informationen, die mit einer jeweiligen vorbestimmten und durch das anvisierte elektronische Gerät 430 auszuführenden Aktion verbunden sind. Wenn eine der Betriebsschleifen 420 durch mechanisches Schalten des Schalters 403 in den Betriebszustand geschaltet wird, sendet das korrespondierende NFC-Tag 410 ein Signal zu dem anvisierten elektronischen Gerät. Das Signal kann eine Identifikation dieses spezifischen Tags und mit einer jeweiligen vorbestimmten und durch das anvisierte elektronische Gerät 430 durchzuführenden Aktion verbundene Instruktionen und Informationen enthalten. Nach dem Empfangen des Signals von dem NFC-Tag 410, führt das anvisierte elektronische Gerät 430 die vorbestimmte Aktion gemäß den empfangenen Instruktionen und Informationen durch. Das anvisierte elektronische Gerät 430 kann einen Abgleich der Tag-Identifikation vor der Durchführung der vorbestimmten Aktion durchführen. Der Nutzer kann den Schalter 403 für eine der Betriebsschleifen 420 zu einer Zeit schalten, um das anvisierte elektronische Gerät 430 zum Durchführen einer entsprechenden vorbestimmten Aktion zu aktivieren.
Obgleich die Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vier Betriebsschleifen 420 aufweist, ist es ersichtlich, dass die Vorrichtung mehr oder weniger als vier Betriebsschleifen 420 aufweisen kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das dasselbe ist wie das dritte Ausführungsbeispiel, sich jedoch darin unterscheidet, dass die Vielzahl von Betriebsschleifen zur Verwendung einer gemeinsamen Antenne 501 ausgebildet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 500 vier integrierte Schaltungen 502, von denen jede jeweils mit einem von vier mechanischen Schaltern 503 elektrisch verbunden ist. Die vier Schalter 503 sind wiederum mit einer gemeinsamen Antenne 501 verbunden. Jede integrierte Schaltung 502 enthält eine spezifische Tag-Identifikation und Instruktionen und Informationen, die mit einer jeweiligen vorbestimmten Aktion verbunden sind, die durch das anvisierte elektronische Gerät 530 auszuführen ist. Der Betrieb der Vorrichtung 500 zur Steuerung des anvisierten elektronischen Geräts 530 kann zu dem dritten Ausführungsbeispiel in Beziehung gesetzt werden. Jede der integrierten Schaltungen 502 wird unter Verwendung des jeweiligen Schalters 503 eingeschaltet, um mittels der NFC-Energie energetisiert zu werden, die durch die gemeinsame Antenne 501 gesammelt wird. Die energetisierte integrierte Schaltung 502 sendet dann ein Signal zu dem anvisierten elektronischen Gerät 530, wobei das Signal eine Identifikation dieser spezifischen integrierten Schaltung 502 und Instruktionen und Informationen aufweist, die mit einer jeweiligen vorbestimmten Aktion verbunden sind, die durch das anvisierte elektronische Gerät 530 durchzuführen ist. Nach dem Empfang des Signals führt das anvisierte elektronische Gerät 530 die vorbestimmte Aktion gemäß den empfangenen Instruktionen und Informationen durch, die in dem Signal enthalten sind. In gleicher Weise kann der Nutzer einen der Schalter 503 zu einer Zeit schalten, um das anvisierte elektronische Gerät 530 zum Durchführen einer entsprechenden vorbestimmten Aktion zu aktivieren.
Obgleich die Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vier integrierte Schaltungen 502 und entsprechend vier Schalter 503 umfasst, ist es einzusehen, dass die Vorrichtung erforderlichenfalls mehr oder weniger als vier integrierte Schaltungen 502 und mehr oder weniger als vier Schalter 503 aufweisen kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung findet einen weiten Bereich von Anwendungen in zahlreichen Erscheinungen. Bspw. kann die Vorrichtung ein Zubehör sein, das an dem elektronischen Gerät abnehmbar befestigt ist, das bspw. aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Mobiltelefon, einem Tablet-Computer und einer Digitalkamera besteht.
Bei einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das anvisierte elektronische Gerät ein Smartphone, das mit einer NFC-Fähigkeit ausgerüstet ist, und die Vorrichtung ist wie in 6 gezeigt an einem Telefonetui oder an einer Telefonhülle 600 des Smartphones befestigt. Das Smartphone kann durch jeglichen im Stand der Technik wohl bekannten Typ gebildet sein und wird daher hier nicht im Detail beschrieben. Ein NFC-Tag 610 ist auf der inneren Oberfläche der Telefonhülle abnehmbar befestigt und weist eine Antenne 601 und eine integrierte Schaltung 602 sowie einen mechanischen Schalter 603 auf. Der mechanische Schalter 603 ist mit dem NFC-Tag in der gleichen Weise wie bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel elektrisch verbunden. Wie in 6 gezeigt, ist der Schalter 603 auf der linken Seite der Telefonhülle 600 angeordnet. Es ist selbstverständlich, dass der Schalter 603 auch an anderen Positionen platziert werden kann, bspw. auf der rechten, oberen oder unteren Seite oder der Rückseite der Telefonhülle 600. Vorzugsweise ist die Antenne 601 nahe der eingebauten NFC-Antenne des Smartphones positioniert, um eine einwandfreie Signalübertragung zwischen dem NFC-Tag 610 der Telefonhülle 600 und dem eingebauten NFC-Lesegerät des Smartphones zu gewährleisten.
Ein Beispiel der vorbestimmten Aktionen, die durch das anvisierte elektronische Gerät durchzuführen sind, besteht in dem Starten eines darin installierten Anwendungsprogramms. Bspw. kann die vorbestimmte Aktion die Aufnahme eines Bilds mit der eingebauten Kamera des Smartphones sein. Dies ist besonders nützlich, wenn der Nutzer ein Selbstbild aufnehmen möchte und die eingebaute Kamera auf der Rückseite des Smartphones ist. Ohne die Telefonhülle 600 und da die Rückseite des Smartphones dem Nutzer zugewandt sein muss, wenn er ein Selbstbild aufnimmt, kann der Nutzer die virtuelle Taste zur Aufnahme eines Bilds, die auf dem Touchscreen des Smartphones dargestellt ist, nicht sehen, was es schwierig macht, das Bild aufzunehmen. Wenn die Telefonhülle 600 an dem Smartphone befestigt ist und da der Schalter 603 auf der linken Seite der Telefonhülle 600 platziert ist, kann der Nutzer den Schalter 603 sehen und daher präzise bedienen, während er der Kamera auf der Rückseite des Telefons zugewandt ist. Dies macht die Aufnahme eines Selbstbilds viel einfacher.
Es ist selbstverständlich, dass die vorbestimmte Aktion eine der zahlreichen Anwendungen sein kann, die durch das anvisierte elektronische Gerät ausgeführt werden können, bspw. das Besuchen einer bestimmten Website oder die Ausführung einer Aufgabe in einem Anwendungsprogramm, das in dem anvisierten elektronischen Gerät installiert ist. Eine besonders wichtige Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in dem Bewirken einer mobilen Zahlung, bspw. durch ein tragbares elektronisches Gerät (PED) wie bspw. ein Smartphone. Bei einem PED-basierten Bezahlsystem wie bspw. Google Wallet startet gegenwärtig das PED ein bestimmtes Anwendungsprogramm, um sich selbst als ein NFC-Tag zu simulieren und eine Kommunikation mit einem externen NFC-Lesegerät durchzuführen. Das simulierte NFC-Tag enthält wertvolle und vertrauliche Informationen wie bspw. eine Kontoidentität. Wenn der Nutzer eine Zahlung durchführen möchte, startet er das NFC-Tag-Simulatorprogramm und präsentiert das PED dem Lesegerät, das die in dem simulierten NFC-Tag enthaltene Information überprüft und den Zahlungsvorgang beginnt. Obgleich eine Sicherheitsautorisierung zwischen dem simulierten NFC-Tag und dem Lesegerät durchgeführt wird, bestehen noch Risiken, dass die wertvolle und vertrauliche Information, die in dem simulierten NFC-Tag enthalten ist, durch unautorisiertes Starten des NFC-Tag-Simulatorprogramms durch schädliche Plugin-Programme Dritter oder Viren gestohlen werden kann.
Die oben erwähnten Risiken sind durch die Erfindung beseitigt. Das gesamte Verfahren zur Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, um ein PED zum Durchführen einer Zahlung zu aktivieren, ist in 7 dargestellt. Die Vorrichtung des fünften Ausführungsbeispiels ist bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet und ein Smartphone ist als das PED gewählt. Gemäß der Erfindung ist ein Hintergrundprogramm in dem PED vorinstalliert und zur Verhinderung des Startens der Zahlung aufgebaut. Dieses Hintergrundprogramm ist aufgebaut, um den Start des NFC-Tag-Simulators zu verhindern, der wiederum den Zahlungsvorgang und den Zugang zu der vertraulichen Information des Nutzers verhindert, falls keine Anweisung von dem NFC-Tag der erfindungsgemäßen Vorrichtung empfangen wird, und um die Zahlungsoperation und den Zugang zu der vertraulichen Information zu erlauben, falls ein Signal von dem NFC-Tag der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem PED empfangen wird und die Identität von dem NFC-Tag und dem Bezahlsystem übereinstimmt. Dies gewährleistet eine sichere und zuverlässige Zahlung und verhindert den Verlust der vertraulichen Information.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der mechanische Schalter auf die gleiche Weise mit dem NFC-Tag der Vorrichtung elektrisch verbunden, wie dies im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels diskutiert worden ist. Mit anderen Worten sind die Antenne, die integrierte Schaltung und der mechanische Schalter in Reihe geschaltet. Wie in 7 dargestellt, startet das Verfahren zur Bewirkung einer sicheren Zahlung durch das PED bei Schritt 701. Wenn der Nutzer eine Zahlung bewirken möchte, wird der mechanische Schalter geschaltet, um die Betriebsschleife in Schritt 702 einzuschalten, wodurch die Betriebsschleife in den Betriebszustand geschaltet wird. Bei Schritt 703 sammelt die Antenne durch das PED übertragene NFC-Energie, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, die dann ein Signal, das die Tag-Identifikation und mit der Zahlung verbundene Anweisungen und Informationen enthält, über die Antenne zu dem PED in Schritt 704 sendet. Wenn das PED das Signal in Schritt 705 empfängt, wird das Hintergrundprogramm aktiviert, um das Verhindern des Startens des NFC-Bezahlsystems in Schritt 706 zu stoppen. Dann – in Schritt 707 – startet das NFC-Bezahlsystem und führt die Zahlung gemäß den Anweisungen vom Nutzer aus. Nachdem die Zahlung vollendet ist, schaltet der Nutzer den mechanischen Schalter in Schritt 708 aus, und das Verfahren endet bei Schritt 709.
Da die Zahlung nur bewirkt wird, wenn der Schalter durch den Nutzer mechanisch betätigt wird, wird eine unautorisierte Initiierung des Zahlungsvorgangs oder ein illegaler Zugang zu den vertraulichen Informationen, die in dem simulierten NFC-Tag des PED enthalten sind, wirksamer verhindert, wodurch sich ein sichereres Bezahlsystem ergibt.
Alternativ kann der mechanische Schalter auch auf die gleiche Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem NFC-Tag der Vorrichtung elektrisch verbunden sein. In diesem Fall ist die Betriebsschleife zwischen dem Betriebszustand, wenn der Schalter offen ist, und dem Nicht-Betriebszustand, wenn der Schalter geschlossen ist, schaltbar. Daher öffnet der Nutzer in Schritt 702 den mechanischen Schalter, um die Zahlung zu bewirken, und nachdem die Zahlung vollendet ist, schließt der Nutzer den mechanischen Schalter in Schritt 708.
Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht als eine berührungslose Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Informationen in das anvisierte elektronische Gerät. Bei dieser Anwendung ist jede der Schalteinrichtungen der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in der Form einer Taste oder eines Knopfs ausgebildet, um die jeweilige Betriebsschleife in den Betriebszustand zu drücken und die jeweilige Betriebsschleife in den Nicht-Betriebszustand freizugeben.
Die 8A und 8B zeigen das siebte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine drahtlose Tastatur 800 ist mit vier Tasten 803 ausgebildet, wobei jede der Tasten 803 eine Betriebsschleife mit einem jeweiligen NFC-Tag bildet und eine jeweilige Ziffer zwischen 1 und 4 darstellt. Wenn bspw. die linke obere Taste 803 gedrückt wird, wird die jeweilige Betriebsschleife in den Betriebszustand geschaltet und ein die Ziffer „1“ darstellendes Signal von dem jeweiligen NFC-Tag zu dem anvisierten elektronischen Gerät gesendet. Die rechte obere, linke untere und rechte untere Taste sind jeweils ausgebildet, um die Ziffern 2, 3 und 4 darzustellen. 8A zeigt die positionsmäßige Anordnung der vier Tasten 803, während 8B die innere Struktur der Tastatur 800 zeigt. Jedes der vier NFC-Tags weist eine jeweilige Antenne 801 auf. Jede der Tasten 803 ist mit dem jeweiligen NFC-Tag wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel elektrisch verbunden. Mit anderen Worten sind die Taste 803, die jeweilige Antenne 801 und die jeweilige integrierte Schaltung 802 in Reihe geschaltet. Wenn daher eine der Tasten 803 gedrückt wird, wird die jeweilige integrierte Schaltung 802 geschlossen und die jeweilige Betriebsschleife wird geschaltet, um die Ziffer anzuzeigen, die sie repräsentiert. Die vier Antennen 801 sind in einem Antennenbereich 804 der Tastatur 800 angeordnet, wohingegen die vier Tasten 803 in einem Tastenbereich 805 der Tastatur 800 angeordnet sind.
Obgleich die Tastatur gemäß diesem Ausführungsbeispiel vier Tasten 803 aufweist, ist es für Fachleute selbstverständlich, dass die Tastatur mehr oder weniger als vier Tasten 803 aufweisen kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es würde ebenfalls wertgeschätzt werden, wenn die oben beschriebene Eingabeeinrichtung als ein Controller zur Steuerung verschiedener Operationen ausgebildet wird.
Die 9A und 9B zeigen das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das dem in den 8A und 8B gezeigten siebten Ausführungsbeispiel strukturell ähnlich ist, aber sich darin unterscheidet, dass die vier Tasten 903 zum Teilen einer gemeinsamen Antenne 901 ausgebildet sind. 9A zeigt die positionsmäßige Anordnung der vier Tasten 903, während 9B die innere Struktur der Tastatur 900 zeigt. Die gemeinsame Antenne 901 ist in einem Antennenbereich 904 der Tastatur 900 angeordnet, wohingegen die vier Tasten 903 in einem Tastenbereich 905 der Tastatur 900 angeordnet sind. Der Betrieb der Tastatur 900 ist derselbe wie der oben diskutierte Betrieb der Tastatur 800. Beim Vergleich des siebten Ausführungsbeispiels mit dem achten Ausführungsbeispiel kann klar gesehen werden, dass der Aufbau mit der „gemeinsamen Antenne“ bei dem achten Ausführungsbeispiel viel weniger Platz benötigt als der Aufbau mit einer „separaten Antenne“ des siebten Ausführungsbeispiels.
Nachdem die Natur der vorliegenden Erfindung gemäß einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen ausreichend beschrieben worden ist, soll die Erfindung jedoch nicht auf die Strukturen und Funktionen der Ausführungsbeispiele und Zeichnungen eingeschränkt werden. Es wird insoweit festgestellt, dass soweit ihre grundsätzlichen Prinzipien nicht verändert, gewechselt oder modifiziert werden, sie Detailänderungen unterworfen werden kann. Zahlreiche Variationen und Modifikationen, die aufgrund des allgemeinen Fachwissens eines Fachmanns ohne ein Verlassen des Umfangs der Erfindung einfach erreicht werden können, sollen in den Umfang dieser Erfindung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6025780 [0003]

Claims

Eine Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Geräts, um zumindest eine vorbestimmte Aktion in einer batterielosen Weise durchzuführen, umfassend: zumindest ein Nahfeldkommunikations(NFC)-Tag, das eine integrierte Schaltung, die zum Aktivieren des elektronischen Geräts aufgebaut ist, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen, nachdem die Schaltung energetisiert ist, und eine Antenne aufweist, die mit der integrierten Schaltung elektrisch verbunden und ausgebildet ist, um NFC-Energie von dem elektronischen Gerät zu sammeln, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, und zumindest eine Schalteinrichtung, die zum Schalten einer batterielosen Betriebsschleife zwischen einem Betriebszustand, in dem die Antenne in der Lage ist, die NFC-Energie zu sammeln, um die integrierte Schaltung zu energetisieren, und einem Nicht-Betriebszustand ausgebildet ist, in dem die Antenne die NFC-Energie nicht sammelt, um die integrierte Schaltung zu deaktivieren, wobei die Betriebsschleife durch ein des zumindest einen NFC-Tags zusammen mit der jeweiligen Schalteinrichtung gebildet ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das NFC-Tag ausgebildet ist, um eine Tag-Identifikation und eine mit der vorbestimmten Aktion verbundene Anweisung und Information zu enthalten, die durch das elektronische Gerät lesbar sind, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung als ein mechanischer Schalter zum Ein- und Ausschalten der integrierten Schaltung bereitgestellt ist, um die Betriebsschleife zwischen dem Betriebszustand und dem Nicht-Betriebszustand zu schalten.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung als ein mechanischer Schalter zum Verändern einer Form oder einer Größe der Antenne bereitgestellt ist, bspw. zum Verkürzen einer effektiven Länge der Antenne, so dass die durch die integrierte Schaltung gesammelte NFC-Energie nicht ausreicht, um das elektronische Gerät zu aktivieren, um die jeweilige vorbestimmte Aktion durchzuführen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung abnehmbar an dem elektronischen Gerät angeordnet ist, das bspw. aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Mobiltelefon, einem Tablet-Computer und einer Digitalkamera besteht.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Aktion aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Starten eines Anwendungsprogramms, das in dem elektronischen Gerät installiert ist, einem Besuchen einer Website und einem Ausführen einer Aufgabe in einem Anwendungsprogramm, das in dem elektronischen Gerät installiert ist, besteht.
Die Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Ausführen einer Aufgabe ein Bewirken einer mobilen Zahlung umfasst, wobei das elektronische Gerät mit Mitteln zum Verhindern des Startens der Zahlung versehen ist, sofern nicht die Mittel zum Verhindern ein Signal von dem NFC-Tag empfangen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von NFC-Tags zur Verwendung einer gemeinsamen Antenne ausgebildet sind oder jedes der NFC-Tags eine jeweilige Antenne aufweist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schalteinrichtung in der Form einer Taste realisiert ist.