EP2721551A1 - Eingabemittel für einen berührungsbildschirm - Google Patents

Eingabemittel für einen berührungsbildschirm

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Publication number
EP2721551A1
EP2721551A1 EP12732570.2A EP12732570A EP2721551A1 EP 2721551 A1 EP2721551 A1 EP 2721551A1 EP 12732570 A EP12732570 A EP 12732570A EP 2721551 A1 EP2721551 A1 EP 2721551A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
input means
touch screen
data
input
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12732570.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Hofmann
André KREUTZER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
T-TOUCH INTERNATIONAL S.A R.L.
Original Assignee
Printechnologics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP11170233A external-priority patent/EP2535839A1/de
Application filed by Printechnologics GmbH filed Critical Printechnologics GmbH
Priority to EP12732570.2A priority Critical patent/EP2721551A1/de
Publication of EP2721551A1 publication Critical patent/EP2721551A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/10—Protecting distributed programs or content, e.g. vending or licensing of copyrighted material ; Digital rights management [DRM]
    • G06F21/12—Protecting executable software
    • G06F21/121—Restricting unauthorised execution of programs
    • G06F21/123—Restricting unauthorised execution of programs by using dedicated hardware, e.g. dongles, smart cards, cryptographic processors, global positioning systems [GPS] devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/36—User authentication by graphic or iconic representation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07788—Antenna details the antenna being of the capacitive type
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/08—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Definitions

  • the invention relates to an input means, comprising an electrically non-conductive substrate, an electrically conductive surface present on the substrate, an electrical conductor, a control unit for the electrical connection of the electrical surfaces and a
  • the invention relates to a system consisting of an input means and a touch screen.
  • passwords are still the most commonly used security tools; they are also the most abused and often the easiest to break for an unauthorized person.
  • Passwords are a kind of security paradox. The best passwords are the hardest to guess: long and random. Unfortunately, these are the hardest to remember.
  • most experts strongly recommend that you use different passwords for each e-mail, e-commerce, or other account and change them regularly. As a result, most people choose either easy-to-guess passwords or write-downs so they can be copied or stolen.
  • the average consumer thus uses several preferably different passwords or passwords.
  • the prior art describes special programs that store and manage passwords. These programs provide an area to store long, complex, or random passwords, and then encrypt them so they can not be stolen. Some of these so-called password safes even generate random passwords for the user. But they are often on your personal hard drive and also require a password to activate the software. The disadvantage here, however, is that a hacker can also gain access to the program or the location of the passwords.
  • portable data carriers can be equipped with a chip and on this data carrier or person-individual data are storable.
  • the writing of the data is only via an appropriate data communication connection from an outside of the data carrier
  • Personal data relate to individualizing data of a person or a person
  • Data carrier can be recorded, since they are in particular no suitable for a variety of media volumes and / or person-independent data.
  • the data carrier or person-specific data is written into the fully embedded in a plastic substrate (already initialized) chip via a contact field of the data carrier.
  • Such contact fields are visually striking and create over the entire life of the data carrier a basic access to the sensitive data in the chip, which could be exploited for manipulation and spying. In addition, they reduce the life of the chip, since external influences such. B. voltages can get directly into the chip. Likewise, the difficulty arises that such electronically personalized, d. H. subsequently provided with personalization data storage medium not readily optical visualization - d. H. a visible, individualizing label or embossing - can be assigned, since the written in the chip personalization data in the optical personalization can be difficult to read.
  • DE 195 00 925 A1 discloses a chip card for contactless
  • a one-time password is an authentication method in which a password can be used only once for a session. This prevents an attacker from listening to a password and using it again.
  • the method is also referred to as a rolling code method.
  • touch-sensitive screen detects the position of the stylus that the
  • Transcapacitance coupling between row and column electrodes changes.
  • the input is often done by the finger or a user.
  • the user's finger may obscure a portion of a control surface of the capacitive touch screen. Due to this, no position-accurate input can be made by means of the user's finger.
  • a conventional capacitive touch screen input stylus has a stylus tip with a certain touch area for contacting the capacitive touch screen.
  • the conventional stylus pen is incapable of accurately indicating a position corresponding to a target pattern having a smaller area than the touch area.
  • a disadvantage of the input means disclosed in the prior art is that they are simple and thus do not allow complex and secure data entries. In addition, no rapid inputs can be made with the disclosed means.
  • the object of the invention was to provide a means that an input to a
  • Touch screen allows and does not have the disadvantages or shortcomings of the prior art.
  • an input means comprising at least
  • the input device can be provided, which does not have the disadvantages and shortcomings of the prior art and allows a portable (mobile) input of data, such as passwords, preferably one-time passwords.
  • data such as passwords, preferably one-time passwords.
  • the input device at least one electrically conductive surface is electrically connected to the control unit via at least one conductor track.
  • the input means it is advantageously possible to generate a password by touching the means, which can then be passed on to a receiver, for example to an evaluation unit of a device containing a touchscreen.
  • a secure and mobile input means with which on the one hand an authorization / authentication can be achieved, but which on the other hand can be used as a means of payment and / or for the identification of the payee.
  • the input means can be used universally and is preferably by
  • Mass production process can be produced, which in turn results in a low Purchase price of the input device.
  • code For the purposes of the invention, the terms "code”, “password” or “password” are used analogously.
  • Data in the sense of the invention, denotes entities of characters or continuous functions that represent information on the basis of known or imputed agreements, primarily for the purpose of processing and as a result thereof.
  • the data or information is (machine) readable and editable and can be used for communication, interpretation or processing.
  • the term "data” is known to those skilled in the computer science
  • the terms data and information are used interchangeably in the sense of the invention
  • an evaluation unit designates electrical and electronic means which are present in a touch screen or the electrical device. which includes the touch screen, is present and is for interpretation and processing of the touch screen inputs.
  • the input means comprises an electrically non-conductive substrate on which at least one electrically conductive surface is applied. It may also be preferable to arrange a plurality of electrically conductive surfaces in the form of one or more arrays on the substrate, so that an array or a plurality of arrays of electrically conductive surfaces not connected to one another are provided.
  • an array denotes an arrangement of electrically conductive surfaces on an electrically non-conductive substrate.
  • Control unit That is, all derivatives are stored in the control unit, e.g. one
  • Controller chip merged.
  • the surfaces are thus electrically connected to each other only via the control unit, wherein preferably there is no direct electrical connection between the surfaces (except via the control unit).
  • Touchscreen cause a capacitive interaction, which triggers an input on the touch screen. This will display on the touch screen
  • Touch events (or touch events) are generated, which in turn trigger an event in the electrical device included in the touch screen.
  • a user activates the input means and a code is transmitted via the electrically conductive surfaces of the input means.
  • the code may be compared to an expected value, where the user is considered authorized, if any
  • the substrate is preferably selected from the group comprising plastic, paper, cardboard, wood-based material, foil, composite material, glass, ceramics, printed circuit board material, textiles, leather or a combination thereof.
  • the substrate is in particular an electrically non-conductive substance, the preferably has a low weight. It can be translucent or
  • Preferred plastics include
  • At least one electrically conductive surface is applied to the substrate. It is also preferred that the electrically conductive surfaces are arranged individually, in pairs or in functional groups on the substrate. For the purposes of the invention, individual surfaces arranged in pairs or as functional groups designate in particular an arrangement of surfaces which serve, in particular, to influence the interaction with the surface
  • Touch screen or the device containing the touch screen targeted to change include, for example, shrinking, enlarging, generating, vibrating, switching back and forth, moving, or advancing interactions that surprisingly trigger touch events, i. E. Generate, delete and / or modify touch points.
  • Extinguishing in the sense of the invention means in particular that the conditions for displaying a touch point are no longer met, e.g. by falling short of one
  • Threshold Surprisingly, these touch events render the interactions for the touch screen or the touch screen-containing device evaluable in the form of data and / or signals.
  • the interaction between touch screen and input means is electronically controlled under the same external influences (e.g., outer positioning and spacing are not significantly altered).
  • the shape of the surface is arbitrary and can be designed in different designs. Thus, for example, round, angular or oval surfaces or combinations such as in particular circular rings can be present on the substrate. It is also possible to realize complex geometrical shapes or to combine several individual surfaces. It may be preferred that a plurality of electrically conductive surfaces are applied to a substrate.
  • the shape, orientation, number, orientation, spacing and / or position of the surfaces can vary.
  • a person skilled in the art will also be aware of surfaces created with a certain layout as structured surfaces. The structuring of the surfaces takes place in each case
  • tactile, visual, acoustic or haptic elements may also be preferred to apply tactile, visual, acoustic or haptic elements to a layer of the input means or the electrically conductive surface to one
  • a visual element such as an LED, may be disposed on the input means to signal the user, for example, if the LED
  • the visual element can be used as a status indicator, for example. You can also use such display elements to indicate the remaining battery life or a simple
  • the electrically conductive layer is preferably a metal layer, a layer containing metal particles, a layer containing electrically conductive particles, electrically conductive layers
  • Polymer layer or a layer of at least one combination of these layers In general, any material that is electrically conductive can be used. Furthermore, organometallic materials consisting of a compound of metal and carbon can also be used. For the purposes of the invention, metals denote in particular chemical
  • Elements which, in contrast to the non-metals in the periodic table, are to the left of the diagonal dividing line, starting with the element beryllium (2nd group) up to the polonium (16th group), as well as their alloys and intermetallic compounds (comprising Laves phases, Heusler phases, Zintl phases, Hume-Rothery phases, NiTi, Co5, Nb3Sn or ⁇ 3 ⁇ ) with characteristic metallic properties.
  • Metals include u. a. Aluminum, lead, chromium, iron, gold, indium, cobalt, copper, magnesium, manganese, molybdenum, sodium, nickel, silver, titanium, tungsten, zinc or tin. Furthermore, metal oxides such as
  • Indium tin oxide can be used. This is particularly advantageous because it is electrically conductive, but also transparent. Thus, with the use of transparent metal oxides, in particular indium tin oxide in combination with a transparent substrate, no area on the touch screen is optically covered. It can be such. For example, the user may be presented with instructions on the touch screen while using the preferred input means. Also alloys such. Ni / Au (Ni: nickel, Au: gold) or gold-plated copper may be used. Also, several metal layers can be combined.
  • a previously named layer is combined with a material having a high relative permittivity.
  • dielectric constant applies to permittivity, but is to be regarded as obsolete.
  • Polymer molecules are preferably electrically conductive. In such polymer-unitary substances, all macromolecules are preferably of identical construction and differ only in their chain length (degree of polymerization). Such polymers can be referred to as polymer homologs. Polymers may be selected from the group consisting of inorganic polymers, organometallic polymers, fully or partly aromatic polymers, homopolymers, copolymers, biopolymers, chemically modified polymers and / or
  • synthetic polymers are selected. Particularly preferred are polymers selected from paraphenylene, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline (PANI) and PE-DOT.
  • Electrically conductive substances are furthermore, in particular, carbon black or graphite particles.
  • Carbon black describes a manifestation of carbon that forms with incomplete combustion or thermal cracking of vaporous carbonaceous substances. Soot can be used in the form of powder or granules. It is also possible to use carbon black preparations, for example as liquid, pasty or solid carbon black solvent concentrates in which the carbon black is uniformly dispersed. Depending on the method of production and the raw material, carbon black can contain hydrogen, nitrogen or oxygen in addition to carbon. Carbon black has excellent pigment property as well as insolubility in all solvents, resistance to most chemicals, lightfastness, high color depth and the like. Color strength on. In the context of the invention, graphite refers in particular to a stable modification of the carbon. Due to its layered structure graphite is a good conductor.
  • the electrically conductive surfaces can advantageously be applied by means of additive processes such as printing processes, stamping processes, PVD and CVD processes, electroplating processes or subtractive processes such as laser structuring, brushing processes, milling processes, etc. Also, semi-additive methods such as e.g. Etching be advantageous.
  • the electrically conductive surfaces are applied to the substrate by means of a transfer process.
  • a film transfer method especially a thermal transfer method is preferred.
  • the person skilled in the art knows such methods.
  • all other methods for applying an electrically conductive surface can be used.
  • the input means has at least one layer and / or at least one further substrate layer.
  • the substrate with the applied electrically conductive surfaces may be covered or surrounded by at least one further layer or substrate layer.
  • the further layer or substrate layer consists of the same material as the substrate layer, it also being possible for a different material to be preferred.
  • the further layer or the substrate layer may cover the electrically conductive surfaces and / or the substrate. This may be, for example, a top layer or a paspartout.
  • the further layer or substrate layer is preferably made of paper, cardboard, wood materials, composite materials, metal, laminates and / or plastics and can be printed or coated with a color and / or lacquer layer.
  • the further layer or substrate layer can also be an adhesive layer, a resin layer, a wax layer, a paper layer, a color layer, a lacquer layer and / or a film.
  • the adhesive layer designates in the context of the invention, in particular an electrically non-conductive adhesive, which is applied so that it surrounds the electrically conductive surfaces. Due to the further layer and the substrate layer, a compact construction of the input means is possible, whereby it is also protected against external forces and contamination.
  • the control unit of the input means preferably comprises at least one digital and / or analog circuit.
  • a digital circuit is preferably a microcontroller, but may also be an ASIC, an FPGA or a discrete digital circuit of logic gates,
  • the digital circuit is used to generate the data / codes to be transmitted and the conversion of these into digital or analog signals, which are forwarded either directly or via the analog circuit via the electrically conductive connections to the electrically conductive surfaces (electrodes).
  • An analog circuit is used for signal shaping and may, for example, a high pass, a low pass, a member for
  • similar analog circuits preferably exist, however, different designs of the analog circuit for the individual connections to the electrically conductive surfaces may also exist. It is also preferable to mount a mechanical arrangement on the control unit, which itself is controlled by a higher authority, such as a user, and opens and closes electrical bridges between the conductor tracks (relay construction).
  • the electrically conductive surfaces, in particular the electrodes can be configured in any shape, geometry or width, height and depth.
  • the digital circuit of the control unit is an electronic, electromechanical or mechanical circuit.
  • the input means preferably comprises a power source to ensure autonomous operation of the input means.
  • the energy source may be, for example, a battery, an accumulator, a solar cell, a piezo element, a capacitor, or a combination thereof.
  • the power source is electrically connected to the control unit and supplies it with energy. It may be preferred that the energy source is rechargeable, replaceable or replaceable by means of an external mains connection. For this purpose, the energy source has corresponding connection connections.
  • the energy source can be configured as a solar cell, which uses artificial or natural light sources. It may also be preferable to use an "energy harvesting" method to power the input means, for example, the energy could be provided from the touch screen that is in contact with the input means.
  • the input means preferably comprises at least one key and / or a switch.
  • a switch or a button can be arranged, are bridged by which contacts between the interconnects, ie, an electrical connection can be established.
  • the switch or pushbutton can preferably be used for switching on the supply voltage, ie for producing a conductive connection between the energy source and the control unit. It is also possible to connect one or more buttons or switches as an input option to the control unit in order to trigger associated functions on the control unit.
  • the button can be configured as a snap-action disc, which allows easy and quick operation.
  • the invention further relates to a system comprising an input means and a touch screen, wherein the touch screen is operatively connected to the input means.
  • the touchscreen-containing device is preferably selected from the group comprising smartphones, mobile phones, displays, tablet PCs, notebooks, touchpad devices,
  • touchscreen may also be part of input devices.
  • Touch screens are also known as touch screens, touch screens or touch screens. Such input devices are used, inter alia, in smartphones, PDAs, touch displays or notebooks.
  • Touch screens can be used. Experiments have shown that, in particular, capacitive touch screens are particularly well suited.
  • an input means is operatively connected to the touch screen. Operationally referred to in the sense of the invention in particular means that the input means is at least temporarily connected or linked to the touch screen in such a way that a touch event can be triggered on the touch screen by an operator via the activated input means.
  • Activation in the sense of the invention particularly describes an approach of the user to the input means and / or touching of the input means by the user and / or
  • the power source is switched on.
  • the input means is or is activated independently of the user, for example by using a solar cell as the energy source in a switchless configuration.
  • Energy source z. B. a solar cell
  • the energy source is available only when pre-defined conditions are met, e.g. can a solar cell as
  • Energy source can be used, which provides sufficient voltage only at a certain brightness.
  • the touch screen has visual, acoustic, tactile, haptic or mechanical positioning means which allow optimal positioning of the input means on the touch screen.
  • an edge can be displayed visually on the screen or the edge of the screen can be used as a means for positioning. The correct or incorrect positioning can be conveyed to the user simply by visual, auditory, tactile or haptic means.
  • the input triggered by the input means can be displayed on the touch screen by means of a progress bar. This allows the user to be easily and quickly taught how far the input has progressed.
  • the input means enables wireless communication / data transmission between mobile or stationary terminals with a touch screen.
  • the input means transmits data via the touch screen to the terminal. The activation of the
  • Touch screen is preferably done by means of a capacitive coupling between the touch screen and the input means.
  • the input means is on the
  • Touch screen and input means an electric field is generated.
  • the input device is activated before or after being brought into contact so that the placement of one or more fingers on the touchscreen is simulated and a touch input is generated on the terminal.
  • the input on the terminal can be static and / or sequential.
  • 5x2 conductive surfaces could be used for data transfer by moving touch points, with two conductive surfaces each forming a functional group. After contacting the input device with the touch screen, one touch event per functional group is triggered, one touch point each being generated. The input means is activated, whereupon the position of each touch point is changed according to the data to be transmitted, the respective touch point is pushed back and forth and can thus the
  • Transfer information "0" or "1" ("0" corresponds to one position, "1" corresponds to the other when moving the touch point back and forth).
  • Each functional group can therefore be coded 1 bit. At intervals, so sequential information / data can be transmitted.
  • This opens up to the person skilled in the scalability of data transmission by increasing or decreasing the functional groups. It is also possible to extend the digital state 0 or 1 and to allow other states or intermediate states. Thus, trinary (tristate) states can also be generated, for example, whereby the data rate can be further increased.
  • the touch points can, for example, in a defined coordinate system, eg. B. a virtual 4x4 matrix, are arranged on the touch screen. In this case, 16 positions would be available
  • the input means is preferably placed in close proximity to the input
  • Touch screen arranged.
  • spatial proximity refers in particular to direct contact or indirect contact and the input means being in functional interaction with the touch screen. This interaction can be achieved by various physical principles or combinations of these, e.g.
  • the function of the input means is preferably to trigger at least one touch event on the touch screen (i.e.
  • a touch event or also called touch event designates, in particular, a triggering of an event on the touch screen.
  • a projected touch input of the input device on the touch screen can, for example, transmit a one-time password generated in the input device to the touch screen, which can preferably be used for authentication and / or authorization or for data input.
  • the invention also relates to the use of an input means for authentication, authorization and / or data input.
  • the input means is used to generate a one-time password, password or code. This may, for example, a device having a touch screen or a
  • Access authorization for car / bike sharing access authorization, random number generator, chip cards, car keys, keys, playing cards, trading cards, goods logistics,
  • Device controls or gift cards, without being limited thereto.
  • the input means can be operatively connected to the touch screen such that it is only applied to the touch screen and, in particular, contact between the touch screen and the input means is established by the gravitational force.
  • the input means may also be preferred that the input means by means of a temporary
  • the substrate Affixed to or on the touch screen, so that the substrate, with the electrically conductive surfaces in contact with the touch screen or at least spatial approach and allows an interaction with the touchscreen.
  • the input means is attached to the touchscreen according to the sticky note principle (eg post-it notes) or with other adhesive adhesives. Furthermore, it may be advantageous that only the conductive surfaces of the input means with the
  • Conceivable are all forms of adhesive (electrically conductive and electrically non-conductive) or glues, rubbers, banderoles, insertion aids, brackets, etc. There are also devices, cases, etc. for the adhesive (electrically conductive and electrically non-conductive) or glues, rubbers, banderoles, insertion aids, brackets, etc. There are also devices, cases, etc. for the adhesive (electrically conductive and electrically non-conductive) or glues, rubbers, banderoles, insertion aids, brackets, etc. There are also devices, cases, etc. for the
  • Touchscreen-containing device conceivable. As a result, slipping or shifting of the input means can be prevented.
  • the input means may preferably be a card for the payment of goods and services or integrated into one.
  • the card may be an electronic cash card or credit card or other card usable in payment transactions.
  • a credit card is a card made of plastic (e.g., PVC) in the format of a credit card (ISO 7810).
  • embossing On the front of the credit card, the card data embossed embossed (so-called embossing).
  • embossing embossed embossed
  • Such prepaid cards have a prepaid balance.
  • KPN card verification number
  • a magnetic strip is arranged on the back of the card, on which the card data are stored.
  • chips can be mounted on the card.
  • the cards have an EMC chip in order to achieve SEPA compatibility.
  • EMV Europay, MasterCard, Visa
  • a novelty, to increase security, is the hologram magnetic stripe.
  • the input means be designed as a voluminous body, such.
  • a game character is designed or integrated into a game character or attached to this. It is known to those skilled in the art that the input means can be changed in shape so that it optimally cooperates with and adapts to the specific shape of a toy character.
  • the input means can be mounted substantially at any point of the game character, so that the electrodes are preferably arranged at the bottom of the game character.
  • the input means may in one embodiment be integrated in a greeting card. This allows the greeting card to interact with a touch screen and expand over the limited content of the card.
  • the input means is preferably integrated into the card or voluminous body so as not to affect the original function of the card or body. Rather, the card can be used as an additional means of generating a code or as part of the PIN / TAN authorization / authentication process.
  • the security of electronic payment transactions can be considerably increased, since in addition to the security features of the card now another security barrier is inserted, which makes the copying of the card impossible.
  • a user In addition to the original security gates, a user must also generate a one-time password, but this is only possible with the input device on the card. As a result, a high safety standard can be produced. This is particularly relevant for payments on the Internet.
  • the input means may physically interact with a smart phone or a touch device-equipped electrical device and generate a code for authentication, whereby payment traffic on a website can be safely handled.
  • Touch screen is bidirectional, while the data transmission is preferably unidirectional, d. H. preferably only in one direction, namely vorzutician of the
  • the input means may be embodied as part of such a card, wherein it may also be configured as an independent card for the payment of goods and services.
  • a password can preferably be generated by which an authorization and / or authentication takes place.
  • the input means may for example identify a consumer and / or unlock a payment.
  • the invention also relates to a method for inputting data to a touchscreen
  • an input means comprising at least
  • Track is electrically connected to the control unit
  • the input means is operatively connected to the touch screen, whereby the surfaces interact with the touch screen, thereby affecting touch events on electrically activated surfaces, and data entry on the touch screen
  • the input data may advantageously be randomly generated or determined data. That is, the input means may advantageously generate a one-time password or password, which was previously determined and compared to an expected value. Furthermore, however, it is preferred that the input means generate a password which is random. In this case, the password has parameters that enable a unique authentication.
  • the data input may preferably take place over the entire area of the touch screen, wherein the data input may differ by location, arrangement and / or number of points preferably as follows:
  • a data input designates in particular that a
  • Touch event or touch event is enabled and disabled by means of one or more surface (s) (e.g., capacitive coupling on / off or more / less), preferably with no movement between touch screen and input means.
  • surface e.g., capacitive coupling on / off or more / less
  • the surfaces are designed as a circular ring, even a reduction of the activated area of the ring can cause that no touch event is triggered, whereas when the activated area is increased triggering is achieved (capacitive
  • the data entry on the touch screen is static and / or dynamic.
  • a static input specifically designates exactly one
  • a chronological sequence of different static states characterizes, in particular, a dynamic input.
  • Input describes. It is also preferred that one or more electrical conductive surfaces of the input means be used as clocks for the data transmission, the remaining electrical conductive surfaces are used for the transmission of the actual data.
  • the use of multiple electrical conductive surfaces may serve to transmit a parallel data stream.
  • the areas for generating the touch events are moved or influenced. It is further preferred that the data generated by the input means can be assigned to a data record in a data processing system and the data record remains constant. In a preferred embodiment, the data generated by the input means is assigned to a data record in a data processing system, wherein the data record changes. This can happen, for example, by using the input means or the codes generated by the input means and / or by time, without being limited thereto.
  • the input means can be used such that the input means in conjunction with a touch screen on the influence of one or
  • a plurality of touch events or the generation of a code or one-time password of an action of a data processing system can be assigned or triggers. This action applies in particular to non-networked data processing systems, and more preferably to networked data processing systems.
  • the input means or system comprising the input means and the touch screen may be used to trigger events or actions associated with a touch screen-containing device.
  • the associated events or actions are system-typical or system- and application-related.
  • Fig. 1A-D structure of an input means
  • FIG. 2A, B sectional view of an input means
  • FIG. 8 shows a block diagram of a data transmission to a touchscreen by means of input means
  • Fig. 9-12 Preferred embodiments of the input means Fig. 13 u. Fig. 14 Dynamic / static input
  • Figs. 1A-D show a structure of a preferred input means, Figs. 2A, B a
  • the input means 1 has
  • an electrically non-conductive substrate 6, which, for example, from
  • the electrically conductive surface 4 is applied, which is connected via an electrically conductive conductor 5 with a control unit 3.
  • the electrically conductive surface 4 may in particular be a metal layer, a layer containing metal particles, a layer containing electrically conductive particles or an electrically conductive polymer layer. In essence, any electrically conductive material may be used as surface 4.
  • the conductor track 5, which connects the surface 4 to the control unit 3, is also made of an electrically conductive material, for example of the same material as the surface 4. It may also be preferable to apply a plurality of electrically conductive surfaces 4 on the substrate 6 ( see Fig. 1 B, C). The electrically conductive surfaces 4 are connected via conductor tracks 5 to the control unit 3.
  • the control unit 3 is in turn connected to a power source 2, for example a battery, an accumulator, a solar cell, a piezoelectric element, a capacitor or a combination thereof.
  • the energy source can also be an "energy harvesting" energy source, so that the input means 1 obtains its energy by extracting energy from a further energy source
  • the terms energy supply and energy source can equally be used and refer in particular to one another Means that that
  • Luminous energy of a touch screen 9 act.
  • the input means 1 can also have connections, for example to connect it to a mains connection. It may also be preferred wireless charging techniques for charging the power source 2 of the input means 1.
  • the normally open electrical connection between the energy source 2 and the control unit 3 is closed by means of a push-button 19 or switch, whereby the control unit 3 is activated to generate data and these to transmit to a touch screen device 10.
  • the input means 1 has at least one electrically conductive surface 4, which is applied to an electrically non-conductive substrate 6.
  • the surface 4 can be applied to the substrate 6 by means of additive or subreptmaschinen known in the art such as printing or etching.
  • the surface 4 is connected via an electrically conductive conductor 5 with the
  • Control unit 3 is connected, which in turn is connected to the power source 2.
  • the cover layer 7 may consist of the same electrically nonconductive material as the substrate 6 and preferably serves to protect the elements of the input means 1
  • the cover layer 7 may also be a lacquer layer or film layer, which is attached, for example, on at least one intermediate layer 8 and can be printed with motifs or characters.
  • the intermediate layer 8 may be a filling material.
  • an adhesive layer preferably an electrically non-conductive adhesive layer, can serve as the filling material.
  • the at least one intermediate layer 8 also ensures a homogeneous, uniform and level product structure, which is produced by further method steps, e.g. Printing can be further refined.
  • Electrodes of the touch screen 9 is amplified or attenuated.
  • the analog circuit may include, for example, a signal amplifier, a signal attenuator, a high pass, a low pass, an operating point setting, a DC decoupling, a
  • Signal termination or a combination of such elements include, but are not limited to.
  • a particularly preferred circuit of a signal amplifier is the charge pump.
  • the person skilled in the corresponding analog circuits for the listed elements are known.
  • similar analog circuits preferably exist, but it is also possible for different interpretations of the analog circuit to be used for the individual ones
  • the digital circuit 17 is used to generate the data / codes to be transmitted and the conversion of them into digital or analog signals, which are forwarded either directly or via the analog circuit 18 via the electrically conductive connection 5 to the electrically conductive surface 4.
  • the digital circuit 17 generates a plurality of electrical signals, each individually with an analog circuit 18 or directly with in each case one electrically conductive connection 5 to an electrically conductive surface 4, respectively
  • a digital circuit 17 is preferably a microcontroller, but may also be an ASIC, an FPGA or a discrete digital circuit of logic gates,
  • FIGS. 5A-C and FIG. 15 a physical interaction between an input means 1 and a touch screen 9 is shown.
  • the input means 1 may physically interact with a touch screen 9.
  • the touch screen 9 is preferably part of an electrical device 10 comprising smartphones, cell phones, displays, tablet PCs, notebooks, touchpad devices, graphics tablets, televisions, PDAs, MP3 players, and capacitive input devices.
  • a touch screen 9 may also be part of an input device.
  • the input means 1 is brought into contact with the touch screen 9.
  • this may mean that the input means 1 is contacted or brought near the touch screen 9, so that an effect on the touch screen 9 or on the touch screen device 10 can be achieved if the input means is activated.
  • bringing into contact means that in particular there is preferably no free space between the input means 1 and the touch screen 9. That is, the input means 1 is preferably in touching contact with the touch panel 9.
  • Touch screen 9 is no direct contact, but there is only an approximation, which is sufficient to trigger an input on the touch screen 9 with activated input means.
  • Touch screen 9 When approaching, there is a preferred distance of, in particular, 0 cm to 2 cm between input means 1 and touch screen 9.
  • the input means 1 may interact with the touch screen 9 in any orientation. For example, it can be placed all over on the touch screen 9 or only partially. Advantageously, however, it is brought into contact with the touch screen 9 so that at least one electrically conductive surface 4 is in contact with the touch screen 9.
  • the touch screen 9 may also be part of a laptop or computer. Through the interaction of the input means 1 with the touch screen 9, a data entry can be made, for example, the authorization or authentication is used.
  • the input means 1 comprises a solar cell
  • Fig. 6A-C shows an operative connection between an input means 1 and a
  • an operative connection 1 1 denotes a connection between the input element 1 and the touch screen 9, so that on the touch screen 9 influencing touch events by the input means 1 can be generated by an evaluation of the touch screen 9 and / or the touch screen having device O is evaluable.
  • Actively connected means in the simplest sense in particular that something is mechanically connected to each other at least temporarily. Furthermore, it may be connected - eg electronically - so that energy and / or information is transmitted (for example, without a mechanical connection is present); ie two elements are arranged or linked together in such a way that the desired effect is realized. This interaction is dependent on the operation of the touch screen 9 and can be achieved by various physical principles of action or combinations of these, for example capacitive, inductive, electromagnetic or electronic. In particular, energy can then be transferred from the touch screen to the
  • Input means are transmitted when the input means has corresponding components (such as a solar cell, Fig. 15) and the radiation emitted by the touch screen is used.
  • the solar cell 22 may be arranged on the input means 1 on the device side facing as well as on the opposite side. Depending on which energy is used (energy from a screen or from a radiation source in the environment), it is advantageous if the solar cell 22 has the corresponding orientation and is aligned accordingly.
  • FIG. 6B shows an example of an operation of a capacitive touch screen 9.
  • electric field lines 14 exist between the two
  • Influence of the electric field lines 14 is essentially by the on the
  • Input means present electrically conductive surfaces 4 and their control causes. Further elements of the input means 1, such as printed conductors 5 or control unit 3 advantageously have no effect on the touch screen 9, or the electric field lines 14. The change of the electric field lines 14 can by an evaluation of the
  • Touch screen 9 and / or the touch screen device having O are evaluated and processed.
  • control unit 3 represents a schematic representation of the functional connection of the control unit 3, consisting of digital circuit 17 and / or analog circuit 18, active connection 1 1 and touch screen 9 or the device 10 having the touch screen.
  • the control unit 3 is preferably for generating electrical signals passing over the
  • Conductor 5 are passed to the leifixede surface 4. Via the operative connection 1 1 between the conductive surface 4 and at least one sensor line 13 of the touch screen 9, the electrical signals are transmitted to the touch screen 9 or the touch screen device 10, which interprets the signals as touch inputs.
  • the electrically conductive surface 4, the electrically non-conductive substrate, the conductor track 5 and the sensor line 13 have been dispensed with in this view.
  • external (outside the control element arranged) analog and digital circuits are used, as well as their combinations.
  • Fig. 8 shows a block diagram of a data transmission to a touch screen by means of input means 1.
  • Conductor tracks 5 is forwarded to the electrically conductive surfaces 4. These are in operative contact with a touch screen 9 and generate a touch input on the touch screen 9.
  • the touch input is preferably based on a capacitive coupling 16 that is evaluable by the evaluation unit of the touch screen or the touch screen device 10.
  • an authorization or authentication by means of the input means 1 can be effected simply and quickly.
  • the input means 1 can for example be integrated into a credit card and thus serve as a means of payment or another control element.
  • Figs. 9-12 show preferred embodiments of the input means.
  • the input means can be designed differently. So it may be z. B. as a card but also be shaped as a voluminous body, which represent the application of the input means as almost unlimited. It can, for. B. can be used as a game character by having the shape of a character in a game. This can be particularly advantageous if the character z. B. a digital content should be unlocked. For example, a co-player who has acquired the character in-game may bring an electronic device with a touch screen into contact with the character, and digital content, such as a video game. B. unlock vouchers.
  • the figure preferably has electrically conductive areas or areas (electrodes 4) which are controlled by a control unit 3 after the figure has been activated by a user.
  • electrodes electrically conductive areas or areas
  • the game piece has one or more buttons 19, printed conductors 5, at least one energy source 2, at least one control unit 3 and at least one electrode 4.
  • the arrangement of the components can be adapted to the size and shape of a game character and is indicated in the figures only by way of example. It should be pointed out with reference to FIGS. 9-12 that the input means can be designed not only as a card but also as a voluminous body and thus can be used universally.
  • FIGS. 13 and 14 show a static and dynamic input on the
  • Touch screen can be static and / or dynamic.
  • a static input designates in particular exactly one state from a combination of the touch points in the sense of a snapshot, as shown by way of example in FIG. 13A.
  • a chronological sequence of different static states characterizes, in particular, a dynamic input.
  • An example of a sequence for a dynamic input are shown in the diagrams AC of FIG. 13.
  • the touch points 23 generated by the input means 1 in chronological order undergo a change. so that a dynamic data entry takes place.
  • Data input can also be done as shown in FIG. 14.
  • a user 21 brings the input means 1 in operative contact with a touch screen 9, wherein he the input means 1 z. B. via the touch screen 9 moves.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Eingabemittel, welches mindestens ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat, eine auf dem Substrat vorliegende elektrisch leitfähige Fläche, eine elektrische Leiterbahn, eine Kontrolleinheit zur elektrischen Verschaltung der Flächen und eine Energiequelle umfasst, wobei mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche über mindestens eine Leiterbahn mit der Kontrolleinheit elektrisch verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System umfassend das Eingabemittel und einen Berührungsbildschirm. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Eingabe von Daten an einem Berührungsbildschirm und die Verwendung des Eingabemittels zur Authentifizierung, Autorisierung und/oder Dateneingabe.

Description

Eingabemittel für einen Berührungsbildschirm
Die Erfindung betrifft ein Eingabmittel, umfassend ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat, eine auf dem Substrat vorliegende elektrisch leitfähige Fläche, eine elektrische Leiterbahn, eine Kontrolleinheit zur elektrischen Verschaltung von den elektrischen Flächen und eine
Energiequelle. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System bestehend aus einem Eingabemittel und einem Berührungsbildschirm.
Um Daten oder elektrische Geräte vor einem nicht autorisierten Zugriff zu sichern, sind im Stand der Technik zahlreiche Verfahren und Techniken beschrieben. Beispielsweise kann der Zugang zu einem Personalcomputer mit einem Kennwort restringiert werden, um wichtige Daten zu schützen oder zu verhindern, dass der Computer von unbefugten Personen verwendet wird. Diese Kennwörter werden in Verbindung mit Verschlüsselungs- und
Identifikationsüberprüfungschlüsseln verwendet, die benutzt werden, um eine sichere
Nachrichtenübermittlung zwischen Computern einzuführen. Es ist heute möglich, ein Programm auf dem Computer zu installieren, das empfindliche Daten verschlüsselt, sodass diese Daten nicht von irgendjemandem gelesen werden können, der den Schlüssel für die Entsperrung nicht besitzt. Es ist aber notwendig, den Schlüssel irgendwo aufzubewahren, und wenn dieser Schlüssel nicht komplex ist, wird er gefunden werden.
Trotz der konstanten Entwicklung von neuen Techniken sind Kennwörter immer noch die am häufigsten gebräuchlichen Sicherheitswerkzeuge; sie sind auch die am meisten missbrauchten und häufig die am Leichtesten zu brechenden für einen Nichtberechtigten. Kennwörter stellen eine Art von Sicherheitsparadox dar. Die besten Kennwörter sind die am schwierigsten zu erratenden: lang und zufällig. Leider sind diese auch die Schwierigsten, um sich daran zu erinnern. Außerdem empfehlen die meisten Experten nachdrücklich, verschiedene Kennwörter für jeden E-Mail-, E-Commerce- oder anderen Account zu verwenden und diese regelmäßig zu ändern. Als Ergebnis wählen die meisten Personen entweder leicht erratbare Kennwörter oder schreiben sie auf, sodass sie kopiert oder gestohlen werden können.
Der Durchschnittsverbraucher benutzt somit mehrere vorzugsweise unterschiedliche Passwörter oder Kennwörter. Im Stand der Technik sind spezielle Programme beschrieben, die Kennwörter speichern und verwalten. Diese Programme stellen einen Bereich zur Verfügung, um lange, komplexe oder zufällige Kennwörter zu speichern und verschlüsseln sie dann, sodass sie nicht gestohlen werden können. Einige dieser sogenannten Kennworttresore erzeugen sogar zufällige Kennwörter für den Anwender. Aber sie befinden sich häufig auf der persönlichen Festplatte und benötigen ebenfalls ein Kennwort, um die Software zu aktivieren. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass sich ein Hacker auch Zugang zu dem Programm bzw. dem Speicherort der Kennwörter verschaffen kann.
Weiterhin ist im Stand der Technik offenbart, dass portable Datenträger mit einem Chip ausgestattet werden können und auf diesem datenträger- oder personenindividuelle Daten speicherbar sind. Jedoch ist das Einschreiben der Daten nur über eine geeignete Datenkommunikationsverbindung von einer außerhalb des Datenträgers befindlichen
Schreibeinrichtung zu dem eingebetteten Chip möglich. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, an der Außenseite von portablen Datenträgern Kontaktflächen bereitzustellen, über die datenträger- oder personenindividuelle Daten (z. B. Personalisierungsdaten) in den Chip des Datenträgers eingeschrieben werden können. Derartige datenträgerindividuelle oder
personenindividuelle Daten betreffen individualisierende Daten einer Person oder einer
Datenträgerkonfiguration oder dergleichen, die nicht bereits bei der Initialisierung des
Datenträgers eingespielt werden können, da sie insbesondere keine für eine Vielzahl von Datenträgern geeigneten datenträger und/ oder personenunabhängige Daten sind. Dazu werden die datenträger- oder personenindividuellen Daten über ein Kontaktfeld des Datenträgers in den vollständig in ein Kunststoffsubstrat eingebetteten (bereits initialisierten) Chip eingeschrieben.
Derartige Kontaktfelder sind optisch auffällig und schaffen über die gesamte Lebensdauer des Datenträgers einen prinzipiellen Zugang zu den sensiblen Daten im Chip, der für Manipulationen und Ausspähungen ausgenutzt werden könnte. Darüber hinaus reduzieren sie die Lebensdauer des Chips, da äußere Einflüsse wie z. B. Spannungen direkt in den Chip gelangen können. Ebenso ergibt sich die Schwierigkeit, dass derartige elektronisch personalisierte, d. h. mit Personalisierungsdaten versehene Datenträger nachfolgend nicht ohne weiteres einer optischen Personalisierung - d. h. einer sichtbaren, individualisierenden Beschriftung oder Prägung - zugeordnet werden können, da die in den Chip eingeschriebenen Personalisierungsdaten bei der optischen Personalisierung nur schwer ausgelesen werden können.
Beispielsweise offenbart die DE 195 00 925 A1 eine Chipkarte zur kontaktlosen
Datenübertragung, die jedoch an einer ihrer Außenseiten mit Kontaktflächen versehen ist, so dass auch hier die oben genannten Nachteile im Zusammenhang mit der Personalisierung auftreten.
Weiterhin ist im Stand der Technik die Verwendung eines Einmalpassworts beschrieben. Ein Einmalpasswort (engl. One-Time Password - OTP) ist ein Authentifikationsverfahren, bei dem ein Passwort nur einmal für eine Session benutzt werden kann. Damit wird ausgeschlossen, dass ein Angreifer ein Passwort abhören und erneut verwenden kann. Das Verfahren wird auch als Wechselcodeverfahren bezeichnet. Im Prinzip gibt es dafür zwei Möglichkeiten zur Umsetzung. Entweder verwendet man vorgenerierte Listen, die dem Benutzer vorher über einen sicheren Kanal übertragen worden sein müssen. Dies geschieht zum Beispiel bei den TANs des PIN/TAN- Verfahrens. Oder man setzt kryptographische Hash-Funktionen zur Generierung von nur kurzzeitig gültigen Einmalpasswörtern ein. Beispiele dafür sind SecurlD oder S/Key.
Um eine Eingabe an einem kapazitiven Bildschirm oder Berührungsbildschirm vorzunehmen, sind im Stand der Technik spezielle Eingabestifte beschrieben. Der kapazitive
berührungsempfindliche Bildschirm detektiert die Position des Eingabestifts, der die
Transkapazitätskopplung zwischen Zeilen- und Spaltenelektroden ändert. Auf einem kapazitiven berührungsempfindlichen Bildschirm erfolgt die Eingabe oft durch den oder die Finger eines Benutzers. Allerdings kann der Finger des Benutzers einen Teil einer Bedienfläche des kapazitiven berührungsempfindlichen Bildschirms verdecken. Aufgrund dessen kann mittels des Fingers des Benutzers keine positionsgenaue Eingabe erfolgen. Ferner weist ein herkömmlicher Eingabestift für einen kapazitiven berührungsempfindlichen Bildschirm eine Eingabestiftspitze mit einer bestimmten Berührungsfläche zum Berühren des kapazitiven berührungsempfindlichen Bildschirms auf. Allerdings ist der herkömmliche Eingabestift nicht imstande, exakt auf eine Position, die einem Zielmuster mit einer kleineren Fläche als der Berührungsfläche entspricht, hinzuzeigen.
Nachteilig bei den im Stand der Technik offenbarten Eingabemitteln ist, dass diese einfach sind und somit keine komplexen und sicheren Dateneingaben ermöglichen. Außerdem können mit den offenbarten Mitteln keine schnellen Eingaben vorgenommen werden.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Mittel bereitzustellen, das eine Eingabe an einem
Berührungsbildschirm ermöglicht und nicht die Nachteile oder Mängel des Standes der Technik aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es war völlig überraschend, dass ein Eingabemittel, umfassend mindestens
a. ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat,
b. eine auf dem Substrat vorliegende elektrisch leitfähige Fläche,
c. eine elektrische Leiterbahn
d. eine Kontrolleinheit zur elektrischen Verschaltung von Flächen gemäß b. und e. eine Energiequelle
bereitgestellt werden kann, das nicht die Nachteile und Mängel des Stands der Technik aufweist und eine transportable (mobile) Eingabe von Daten, beispielsweise Kennwörtern, vorzugsweise Einmalpasswörtern ermöglicht. Bei dem erfindungsgemäßen Eingabemittel ist mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche über mindestens eine Leiterbahn mit der Kontrolleinheit elektrisch verbunden. Mithilfe des Eingabemittels ist es vorteilhafterweise möglich, ein Kennwort durch eine Berührung des Mittels zu generieren, was dann an einen Empfänger, beispielsweise an eine Auswerteeinheit eines, einen Berührungsbildschirm beinhaltenden Gerätes weitergegeben werden kann. Es wird mithin ein sicheres und mobiles Eingabemittel zur Verfügung gestellt, mit dem zum einen eine Autorisierung/Authentifizierung erreicht werden kann, was aber auch zum anderen als Bezahlmittel und/oder zur Identifizierung des Bezahlenden verwendet werden kann. Das Eingabemittel kann universell eingesetzt werden und ist vorzugsweise durch
Massenherstellungsverfahren herstellbar, was sich wiederum in einem niedrigen Anschaffungspreis des Eingabemittels widerspiegelt. Im Sinne der Erfindung werden die Begriffe „Code",„Kennwort" oder„Passwort" analog verwendet.
Daten bezeichnen im Sinne der Erfindung Gebilde aus Zeichen oder kontinuierliche Funktionen, die aufgrund bekannter oder unterstellter Abmachungen Informationen darstellen, vorrangig zum Zweck der Verarbeitung und als deren Ergebnis. Die Daten oder Informationen sind (maschinen-) lesbar und -bearbeitbar und sind zur Kommunikation, Interpretation oder zur Verarbeitung nutzbar. Dem Fachmann der Informatik ist bekannt, was mit dem Begriff„Daten" bezeichnet wird. Die Begriffe Daten und Informationen werden im Sinne der Erfindung synonym verwendet Im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Auswerteeinheit elektrische und elektronische Mittel, die in einem Berührungsbildschirm oder dem elektrischen Gerät, das den Berührungsbildschirm umfasst, vorliegen und der Interpretation und Verarbeitung der über den Berührungsbildschirm erfolgten Eingaben dienen.
Das Eingabemittel umfasst ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat, auf welchem mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche aufgebracht ist. Es kann auch bevorzugt sein, mehrere elektrisch leitfähige Flächen in Form eines oder mehrerer Arrays auf dem Substrat anzuordnen, sodass ein Array oder mehrere Arrays von miteinander nicht verbundenen elektrisch leitfähigen Flächen bereitgestellt werden. Im Sinne der Erfindung bezeichnet ein Array eine Anordnung von elektrisch leitfähigen Flächen auf einem elektrisch nicht leitfähigen Substrat. Diese elektrisch leitfähigen Flächen haben eine Ableitung in Form von Leiterzügen oder Leiterbahnen zu einer
Kontrolleinheit. Das heißt, alle Ableitungen werden in der Kontrolleinheit, z.B. einem
Controllerchip zusammengeführt. Die Flächen sind somit lediglich über die Kontrolleinheit elektrisch miteinander verbunden, wobei vorzugsweise keine direkte elektrische Verbindung zwischen den Flächen (außer über die Kontrolleinheit) besteht.
Das Eingabemittel kann vorteilhafterweise durch ein in Kontakt bringen mit einem
Berührungsbildschirm eine kapazitive Wechselwirkung bewirken, die eine Eingabe auf dem Berührungsbildschirm auslöst. Hierdurch werden auf dem Berührungsbildschirm
Berührungsereignisse (oder Touchevents) generiert, die wiederum ein Ereignis in dem, den Berührungsbildschirm beinhalteten elektrischen Gerät auslösen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass ein Benutzer das Eingabemittel aktiviert und über die elektrisch leitfähigen Flächen des Eingabemittels ein Code übertragen wird. Der Code kann mit einem Erwartungswert verglichen werden, wobei der Benutzer als autorisiert gilt, wenn eine
Übereinstimmung feststellbar ist. Es kann so ein Zugang zu einem elektrischen Gerät oder einem Programm restringiert werden. Es kann auch vorteilhaft sein, dass ein sequentielles
Durchschalten mehrerer Codes durchgeführt wird, welche die Zielinformation beinhalten, sodass eine größere Datenmenge an die Auswerteeinheit des Berührungsbildschirms übertragbar ist.
Das Substrat ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kunststoff, Papier, Karton, Holzwerkstoff, Folie, Verbundwerkstoff, Glas, Keramik, Leiterplattenmaterial, Textilien, Leder oder einer Kombination davon. Das Substrat ist insbesondere ein elektrisch nicht leitender Stoff, der vorzugsweise ein geringes Gewicht aufweist. Es können lichtdurchlässige oder
lichtundurchlässige Substrate verwendet werden. Bevorzugte Kunststoffe umfassen
insbesondere PVC, PETG, PV, PETX und PE, wobei insbesondere synthetische Papiere bevorzugt sind.
Auf dem Substrat ist mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche aufgebracht. Es ist auch bevorzugt, dass die elektrisch leitfähigen Flächen einzeln, paarweise oder zu funktionellen Gruppen auf dem Substrat angeordnet sind. Im Sinne der Erfindung bezeichnen einzelne, paarweise oder als funktionelle Gruppen angeordnete Flächen insbesondere eine Anordnung von Flächen, welche insbesondere dazu dienen, den Einfluss der Wechselwirkung mit dem
Berührungsbildschirm bzw. dem den Berührungsbildschirm beinhaltenden Gerät gezielt zu verändern. Darunter zählt beispielsweise das Verkleinern, Vergrößern, Erzeugen, Schwingen, Hin- und Herwechseln, Verschieben, oder Fortschreiten von Wechselwirkungen welche überraschenderweise Touchevents auslösen, d.h. Touchpunkte generieren, löschen und/oder verändern. Löschen bedeutet im Sinne der Erfindung insbesondere, dass die Bedingungen zur Anzeige eines Touchpunktes nicht mehr erfüllt sind, z.B. durch Unterschreitung eines
Schwellwertes. Diese Touchereignisse machen überraschenderweise die Wechselwirkungen für den Berührungsbildschirm bzw. das den Berührungsbildschirm beinhaltende Gerät in Form von Daten und/oder Signalen auswertbar. Die Wechselwirkung zwischen Berührungsbildschirm und Eingabemittel wird unter gleichen äußeren Einflüssen (z.B. äußere Positionierung und Abstand verändern sich nicht wesentlich) elektronisch gesteuert.
Die Form der Fläche ist beliebig und kann in unterschiedlichen Ausführungen gestaltet sein. So können beispielsweise runde, eckige oder ovale Flächen oder Kombinationen wie insbesondere Kreisringe auf dem Substrat vorliegen. Es können auch komplexe geometrische Formen realisiert werden oder mehrere einzelne Flächen miteinander kombiniert sein. Es kann bevorzugt sein, dass auf einem Substrat mehrere elektrisch leitfähige Flächen aufgebracht sind.
Vorteilhafterweise können Form, Orientierung, Anzahl, Ausrichtung, Abstand und/oder Position der Flächen variieren. Dem Fachmann sind mit einem gewissen Layout erzeugte Flächen auch als strukturierte Flächen bekannt. Die Strukturierung der Flächen erfolgt im jeweiligen
Herstellungsverfahren.
Es kann auch bevorzugt sein, taktile, visuelle, akustische oder haptische Elemente auf eine Schicht des Eingabemittels oder die elektrisch leitfähige Fläche aufzubringen, um einem
Benutzer eine Rückmeldung zu geben. Hierdurch kann die Bedienung des Eingabemittels erheblich vereinfacht werden. Beispielsweise kann ein visuelles Element, wie eine LED, auf dem Eingabemittel angeordnet sein um dem Benutzer beispielsweise zu signalisieren, ob das
Eingabemittel aktiv ist (korrekte Bedienung). Das heißt, das visuelle Element kann beispielsweise als Zustandsanzeige verwendet werden. Man kann ferner solche Anzeigeelemente nutzen, um die verbleibende Batterielebensdauer anzuzeigen oder um eine einfache
Restlebensdauerabschätzung des Eingabemittels vornehmen zu können. Die elektrisch leitfähige Schicht ist bevorzugt eine Metallschicht, eine Metallpartikel enthaltende Schicht, eine elektrisch leitfähige Partikel enthaltende Schicht, elektrisch leitfähige
Polymerschicht oder eine Schicht aus wenigstens einer Kombination dieser Schichten. Generell kann jedes Material verwendet werden, das elektrisch leitfähig ist. Des Weiteren können auch metallorganische Materialien, bestehend aus einer Verbindung aus Metall und Kohlenstoff verwendet werden. Metalle bezeichnen im Sinne der Erfindung insbesondere chemische
Elemente, die sich im Gegensatz zu den Nichtmetallen im Periodensystem links der diagonalen Trennungslinie, beginnend mit dem Element Beryllium (2. Gruppe) bis hin zum Polonium (16. Gruppe), befinden, sowie deren Legierungen und intermetallische Verbindungen (umfassend Laves-Phasen, Heusler-Phasen, Zintl-Phasen, Hume-Rothery-Phasen, NiTi, Co5, Nb3Sn oder ΝΪ3ΑΙ) mit charakteristischen metallischen Eigenschaften. Metalle umfassen u. a. Aluminium, Blei, Chrom, Eisen, Gold, Indium, Cobalt, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Nickel, Silber, Titan, Wolfram, Zink oder Zinn. Weiterhin können Metalloxide wie beispielsweise
Indiumzinnoxid eingesetzt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, weil es zwar elektrisch leitfähig ist, aber auch transparent. Somit wird bei der Verwendung von transparenten Metalloxiden, insbesondere Indiumzinnoxid in Kombination mit einem transparenten Substrate erreicht, dass keine Fläche auf dem Berührungsbildschirm optisch abgedeckt wird. Es können so z. B. dem Benutzer Anweisungen auf dem Berührungsbildschirm angezeigt werden, während er das bevorzugte Eingabemittel benutzt. Auch Legierungen wie z. B. Ni/Au (Ni: Nickel; Au: Gold) oder Gold-plattiertes Kupfer können verwendet werden. Auch können mehrere Metallschichten kombiniert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine zuvor benannte Schicht mit einem Material kombiniert, welches eine hohe relative Permittivität aufweist. Dem Fachmann ist bekannt, dass die Bezeichnung„Dielektrizitätskonstante" für Permittivität gilt, aber als veraltet anzusehen ist. Polymere bezeichnen im Sinne der Erfindung insbesondere eine Substanz, die sich aus einem Kollektiv chemisch einheitlich aufgebauter, sich in der Regel aber hinsichtlich
Polymerisationsgrad, Molmasse und Kettenlänge unterscheidender Makromoleküle
(Polymermoleküle) zusammensetzt. Die Polymere sind vorzugsweise elektrisch leitfähig. Bei solchen polymereinheitlichen Stoffen sind alle Makromoleküle bevorzugt gleich aufgebaut und unterscheiden sich lediglich durch ihre Kettenlänge (Polymerisationsgrad). Man kann derartige Polymere als Polymerhomologe bezeichnen. Polymere können aus der Gruppe umfassend anorganische Polymere, metallorganische Polymere, voll- oder teilaromatische Polymere, Homopolymere, Copolymere, Biopolymere, chemisch modifizierte Polymere und/oder
synthetische Polymere ausgewählt werden. Besonders bevorzugt sind Polymere ausgewählt aus Paraphenylen, Polyacetylen, Polypyrrol, Polythiophen, Polyanilin (PANI) und PE-DOT.
Elektrisch leitfähige Substanzen sind weiterhin insbesondere Ruß- oder Graphitpartikel. Ruß beschreibt eine Erscheinungsform des Kohlenstoffs, die sich bei unvollständiger Verbrennung bzw. thermischer Spaltung von dampfförmigen kohlenstoffhaltigen Substanzen bildet. Ruß kann in Form von Pulver oder Granulat verwendet werden. Es können auch Ruß-Präparationen, beispielsweise als flüssige, pastenförmige oder feste Ruß-Lösemittel-Konzentrate, in denen der Ruß gleichmäßig dispergiert ist, verwendet werden. Je nach Herstellungsweise und Rohstoff kann Ruß neben Kohlenstoff Wasserstoff, Stickstoff oder Sauerstoff enthalten. Ruß weist eine hervorragende Pigment-Eigenschaft, sowie eine Unlöslichkeit in allen Lösungsmitteln, Resistenz gegen die meisten Chemikalien, Lichtechtheit, hohe Farbtiefe u. Farbstärke auf. Graphit bezeichnet im Sinne der Erfindung insbesondere eine stabile Modifikation des Kohlenstoffs. Aufgrund eines schichtartigen Aufbaus ist Graphit ein guter Leiter.
Die elektrisch leitfähigen Flächen können vorteilhafterweise mittels additiver Verfahren wie Druckverfahren, Stempelverfahren, PVD- und CVD- Verfahren, galvanischen Verfahren oder subtraktiven Verfahren wie Laserstrukturierung, Bürstverfahren, Fräsverfahren usw. aufgebracht werden. Auch können semi-additive Verfahren wie z.B. Ätzverfahren vorteilhaft sein.
In einer Ausführungsform sind die elektrisch leitfähigen Flächen mittels eines Transferverfahrens auf das Substrat aufgebracht. Hierbei ist insbesondere ein Folientransferverfahren, besonders ein Thermotransferverfahren bevorzugt. Dem Fachmann sind derartige Verfahren bekannt. Selbstverständlich können auch alle anderen Verfahren zur Aufbringung einer elektrisch leitfähigen Fläche verwendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Eingabemittel mindestens eine Schicht und/oder mindestens eine weitere Substratlage auf. Das Substrat mit den aufgebrachten elektrisch leitfähigen Flächen kann von mindestens einer weiteren Schicht oder Substratlage bedeckt oder umgeben sein. Hierbei ist es bevorzugt, dass die weitere Schicht oder Substratlage aus dem gleichen Material wie die Substratschicht besteht, wobei auch ein unterschiedliches Material bevorzugt sein kann. Die weitere Schicht oder die Substratlage kann die elektrisch leitfähigen Flächen und/oder das Substrat bedecken. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Decklage oder ein Passepartout handeln. Die weitere Schicht oder Substratlage ist bevorzugt aus Papier, Karton, Holzwerkstoffe, Verbundwerkstoffe, Metall, Laminate und/oder Kunststoffe gefertigt und kann mit einer Färb- und/oder Lackschicht bedruckt oder beschichtet sein. Die weitere Schicht oder Substratlage kann auch eine Kleberschicht, eine Harzschicht, eine Wachsschicht, eine Papierschicht, eine Farbschicht, eine Lackschicht und/oder eine Folie sein. Es ist natürlich auch denkbar, Kombinationen der Vorgenannten aufzubringen. Die Kleberschicht bezeichnet im Sinne der Erfindung insbesondere einen elektrisch nicht leitenden Kleber, der derart aufgebracht ist, dass er die elektrisch leitfähigen Flächen umgibt. Durch die weitere Schicht und die Substratlage ist eine kompakte Bauweise des Eingabemittels möglich, wobei es auch vor äußeren Krafteinwirkungen und Verschmutzungen geschützt ist. Die Kontrolleinheit des Eingabemittels umfasst vorzugsweise mindestens eine digitale und/oder analoge Schaltung. Eine digitale Schaltung ist vorzugsweise ein Mikrocontroller, kann aber auch ein ASIC, ein FPGA oder eine diskrete digitale Schaltung aus Logikgattern,
Halbleiterbauelementen, elektromechanischen oder mechanischen Bauelementen oder eine Kombination davon sein. Die digitale Schaltung dient der Generierung der zu übertragenden Daten/Codes und der Umwandlung derer in digitale oder analoge Signale, die entweder direkt oder über die analoge Schaltung über die elektrisch leitfähigen Verbindungen an die elektrisch leitfähigen Flächen (Elektroden) weitergeleitet werden. Eine analoge Schaltung dient der Signalformung und kann beispielsweise einen Hochpass, einen Tiefpass, ein Glied zur
Gleichspannungsentkopplung, eine Arbeitspunkteinstellung (Vorspannung) oder eine
Ladungspumpe enthalten. Für jede der elektrisch leitfähigen Verbindungen zu jeweils einer der elektrisch leitfähigen Flächen existieren vorzugsweise gleichartige analoge Schaltungen, es können jedoch auch unterschiedliche Auslegungen der analogen Schaltung für die einzelnen Verbindungen zu den elektrisch leitfähigen Flächen existieren. Bevorzugt ist auch, auf der Kontrolleinheit eine mechanische Anordnung anzubringen, welche selbst durch eine höhere Instanz, wie beispielsweise einem Benutzer gesteuert wird und elektrische Brücken zwischen den Leiterzügen öffnet und schließt (Relaisbauweise).
Die elektrisch leitfähigen Flächen, insbesondere die Elektroden können in jeglicher Form, Geometrie oder Breite, Höhe und Tiefe ausgestaltet sein.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Digitalschaltung der Kontrolleinheit eine elektronische, elektromechanische oder mechanische Schaltung ist.
Das Eingabemittel umfasst vorzugsweise eine Energiequelle, um eine autarke Funktionsweise des Eingabemittels sicherzustellen. Die Energiequelle kann beispielsweise eine Batterie, ein Akkumulator, eine Solarzelle, ein Piezo-Element, ein Kondensator oder eine Kombination hiervon sein. Die Energiequelle ist mit der Kontrolleinheit elektrisch verbunden und versorgt diese mit Energie. Es kann bevorzugt sein, dass die Energiequelle durch einen externen Netzanschluss wiederaufladbar, austauschbar oder auswechselbar ist. Hierfür verfügt die Energiequelle über entsprechende Verbindungsanschlüsse. Vorteilhafterweise kann die Energiequelle als Solarzelle ausgestaltet sein, welche künstliche oder natürliche Lichtquellen nutzt. Es kann auch bevorzugt sein, eine„energy harvesting"-Methode zu nutzen, um das Eingabemittel mit Energie zu versorgen. Beispielsweise könnte die Energie von dem Berührungsbildschirm bereitgestellt werden, der mit dem Eingabemittel in Kontakt steht. Auch kann das Eingabemittel
vorteilhafterweise mittels Induktion (z. B. einer Induktionsspule) mit Energie versorgt werden. Das Eingabemittel umfasst vorzugsweise mindestens eine Taste und/oder einen Schalter. Auf dem Eingabemittel kann ein Schalter oder eine Taste angeordnet sein, durch welche Kontakte zwischen den Leiterbahnen überbrückt werden, d.h. eine elektrische Verbindung herstellbar ist. Der Schalter oder Taster kann vorzugsweise zum Einschalten der Versorgungsspannung, d.h. zur Herstellung einer leitfähigen Verbindung zwischen der Energiequelle und der Kontrolleinheit dienen. Es ist auch möglich einen oder mehrere Taster oder Schalter als Eingabemöglichkeit mit der Kontrolleinheit zu verbinden, um damit assoziierte Funktionen auf der Kontrolleinheit auszulösen. Beispielweise kann die Taste als Schnappscheibe ausgestaltet sein, die eine einfache und schnelle Betätigung ermöglicht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System umfassend ein Eingabemittel und einen Berührungsbildschirm, wobei der Berührungsbildschirm mit dem Eingabemittel wirkverbunden ist. Das den Berührungsbildschirm beinhaltende Gerät ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Smartphones, Handys, Displays, Tablet-PCs, Notebooks, Touchpad-Geräte,
Grafiktabletts, Fernseher, PDAs, MP3-Player und kapazitive Eingabegeräte. Ein
Berührungsbildschirm kann beispielsweise auch Bestandteil von Eingabegeräten sein.
Berührungsbildschirme sind auch als Touchscreen, Tastschirm oder Sensorbildschirm bekannt. Derartige Eingabegeräte werden unter anderem in Smartphones, PDAs, Touchdisplays oder Notebooks eingesetzt.
Es war völlig überraschend, dass das Eingabemittel für eine Vielzahl unterschiedlicher
Berührungsbildschirme verwendet werden kann. Versuche haben gezeigt, dass insbesondere kapazitive Berührungsbildschirme besonders gut geeignet sind. Hierbei wird ein Eingabemittel mit dem Berührungsbildschirm wirkverbunden. Wirkverbunden bezeichnet im Sinne der Erfindung insbesondere, dass das Eingabemittel mit dem Berührungsbildschirm zumindest zeitweise derart verbunden oder verknüpft ist, dass von einem Bediener über das aktivierte Eingabemittel ein Touchevent auf dem Berührungsbildschirm ausgelöst werden kann.
Aktivierung beschreibt im Sinne der Erfindung insbesondere eine Annäherung des Benutzers an das Eingabemittel und/oder Berührung des Eingabemittels durch den Benutzer und/oder
Betätigen einer Taste oder Schalters, ohne darauf begrenzt zu sein.
Durch Berühren und/oder Betätigen einer Taste oder Schalter durch den Benutzer wird beispielsweise die Energiequelle zugeschaltet.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass das Eingabemittel unabhängig vom Benutzer aktiviert ist oder wird, indem beispielsweise eine Solarzelle als Energiequelle in einem Schalterlosen Aufbau genutzt wird. Diesbezüglich ist bevorzugt, dass der Kontakt zwischen Kontrolleinheit und
Energiequelle, z. B. einer Solarzelle, geschlossen ist. Die Energiequelle steht nur dann zur Verfügung wenn vorab definierte Bedingungen erfüllt sind, z.B. kann eine Solarzelle als
Energiequelle verwendet werden, die nur bei bestimmter Helligkeit eine ausreichende Spannung zur Verfügung stellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt, dass der Berührungsbildschirm über visuelle, akustische, taktile, haptische oder mechanische Positionierungsmittel verfügt, die eine optimale Positionierung des Eingabemittels auf dem Berührungsbildschirm ermöglichen. Beispielsweise kann eine Kante visuell auf dem Bildschirm dargestellt werden oder der Rand des Bildschirms als Mittel zur Positionierung genutzt werden. Die korrekte oder falsche Positionierung kann dem Benutzer einfach durch visuelle, akustische, taktile oder haptische Mittel vermittelt werden.
Weiterhin kann die durch das Eingabemittel ausgelöste Eingabe auf dem Berührungsbildschirm mittels eines Fortschrittsbalkens angezeigt werden. Hierdurch kann dem Benutzer einfach und schnell vermittelt werden, wie weit die Eingabe fortgeschritten ist. Mit dem Eingabemittel ist eine drahtlose Kommunikation/Datenübertragung zwischen mobilen oder stationären Endgeräten mit einem Berührungsbildschirm möglich. Das Eingabemittel überträgt Daten über den Berührungsbildschirm an das Endgerät. Die Ansteuerung des
Berührungsbildschirms erfolgt vorzugsweise mittels einer kapazitiven Kopplung zwischen dem Berührungsbildschirm und dem Eingabemittel. Das Eingabemittel wird dazu auf den
Berührungsbildschirm aufgelegt oder in dessen Nähe gebracht, sodass zwischen
Berührungsbildschirm und Eingabemittel ein elektrisches Feld erzeugt wird. Hierbei ist bevorzugt, dass das Eingabemittel vor oder nach in Kontakt bringen aktiviert wird, sodass das Auflegen eines oder mehrerer Finger auf dem Touchscreen simuliert und eine Toucheingabe auf dem Endgerät erzeugt wird. Die Eingabe auf dem Endgerät kann statisch und/oder sequentiell erfolgen.
Als Beispiel für eine bevorzugte Datenrate sei das folgende genannt: Für eine Datenübertragung über das Verschieben von Touchpunkten könnten beispielsweise 5x2 leitfähige Flächen genutzt werden, wobei jeweils zwei leitfähige Flächen eine funktionelle Gruppe bilden. Nach dem in Kontakt bringen des Eingabemittels mit dem Berührungsbildschirm wird ein Touchevent pro funktioneller Gruppe ausgelöst, je ein Touchpunkt wird generiert. Das Eingabemittel wird aktiviert, woraufhin die Position eines jeden Touchpunktes entsprechend der zu übertragenden Daten verändert wird, der jeweilige Touchpunkt wird hin- und hergeschoben und kann damit die
Information„0" bzw.„1 " übertragen („0" entspricht einer Position,„1 " entspricht der anderen beim Hin- und Herschieben des Touchpunktes). Pro funktioneller Gruppe kann demnach 1 Bit kodiert werden. In zeitlichen Abständen können so aufeinanderfolgende Informationen/Daten übertragen werden.
Bei einer Abtastrate des Touchscreens von beispielsweise 60 Hz ergibt sich unter Beachtung des Abtasttheorems als maximal zu übertragende Datenfrequenz 30 Hz, die maximale physikalische Datenrate ergibt sich demnach zu 5 Bit * 30 Hz = 150 Bit/s bzw. 30Bit/s je funktioneller Gruppe. Dadurch erschließt sich dem Fachmann die Skalierbarkeit der Datenübertragung durch Erhöhung oder Verringerung der funktionellen Gruppen. Es ist ferner möglich den digitalen Zustand 0 oder 1 zu erweitern und weitere Zustände oder Zwischenzustände zuzulassen. Damit können bspw. auch trinäre (tristate) Zustände erzeugt werden, wodurch sich die Datenrate weiter erhöhen lässt. Für eine Datenübertragung über das Generieren und Löschen von Touchpunkten können die Touchpunkte beispielsweise in einem definierten Koordinatensystem, z. B. einer virtuellen 4x4- Matrix, auf dem Touchscreen angeordnet werden. In diesem Fall stünden 16 Positionen frei zur
Auswahl, um die Touchpunkte anzuordnen. Damit ergeben sich 4368 verschiedene
Möglichkeiten, 5 Touchpunkte auf 16 Positionen zu verteilen (Statistik-Prinzip „5 aus 16", ohne Beachtung der Reihenfolge). Dies entspricht einer Datentiefe von rund 12 Bit. Die maximale physikalische Datenrate ergibt sich demnach unter Beachtung des Abtasttheorem zu 12 Bit * 30 Hz = 360 Bit/s. Das Eingabemittel wird zur Eingabe vorzugsweise in räumlicher Nähe zu dem
Berührungsbildschirm angeordnet. Eine räumliche Nähe bezeichnet im Sinne der Erfindung insbesondere, dass ein direkter Kontakt oder indirekter Kontakt besteht und das Eingabemittel in funktionaler Wechselwirkung zum Berührungsbildschirm steht. Diese Wechselwirkung kann durch verschiedene physikalische Wirkprinzipien oder Kombinationen derer erreicht werden, z.B.
kapazitiv, induktiv, elektromagnetisch, elektronisch oder mechanisch. Die jeweilige
Wechselwirkung hängt vom konkret vorliegenden Berührungsbildschirmtyp, d. h. von der Berührungsbildschirmtechnologie ab. Die Funktion des Eingabemittels ist vorzugsweise das Auslösen mindestens eines Berührungsereignisses auf dem Berührungsbildschirm (d.h.
bevorzugt Touchpunkte generieren, löschen und/oder verändern), um damit speziell codierte Daten zu übertragen, wobei codierte Daten insbesondere im Kontext einer Anwendung auswertbar sind. Ein Berührungsereignis oder auch Touchevent genannt, bezeichnet im Sinne der Erfindung insbesondere ein Auslösen eines Ereignisses auf dem Berührungsbildschirm.
Eine projizierte Toucheingabe des Eingabemittels auf dem Berührungsbildschirm kann beispielsweise ein, im Eingabemittel generiertes Einmalpasswort an den Berührungsbildschirm übertragen, was bevorzugt zur Authentifizierung und/oder Autorisierung verwendet werden kann oder zur Dateneingabe. Somit betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Eingabemittels zur Authentifizierung, Autorisierung und/oder Dateneingabe. Weiterhin ist bevorzugt, dass das Eingabemittel zur Generierung eines Einmalpassworts, Passworts oder Codes verwendet wird. Hierdurch kann beispielsweise ein einen Berührungsbildschirm aufweisendes Gerät oder ein
Programm freigeschaltet werden. Es war völlig überraschend, dass das Eingabemittel bevorzugt für Anwendungen in zahlreichen Bereichen des Wirtschaftslebens verwendet werden kann. Diese umfassen beispielsweise Spielfiguren, Identifizierung, Kundenkarten, Wegfahrsperre,
Zugangsberechtigung für Car-/Bike-Sharing, Zutrittsberechtigung, Zufallszahlengenerator, Chipkarten, Autoschlüssel, Schlüssel, Spielkarten, Sammelkarten, Warenlogistik,
Warenverfolgung, digitale Ordnungssysteme, Katalogisierung, digitalem Karteikartensystem, Einlass, Eintrittskarten, Zugang zu geschlossen Bereichen sowohl real aus auch virtuell, virtuellen Inhalten, Marketinganwendungen, Kundenbindung, Lotterie- und Gewinnspiele,
Mitgliederausweise, Zeitkarten, Bezahlanwendungen, Echtheits-Zertifikate, Zertifikate,
Fälschungssicherungen, Kopierschutze, Signaturen, Lieferscheine, Gegenstände innerhalb von Computerspielen, Music/Video/E-Books-Downloads, Bonusmarken/-programme,
Gerätesteuerungen oder Geschenkkarten, ohne darauf begrenzt zu sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Eingabemittel so mit dem Berührungsbildschirm wirkverbunden werden, dass es lediglich auf diesen aufgelegt wird und insbesondere durch die Gravitationskraft ein Kontakt zwischen Berührungsbildschirm und Eingabemittel hergestellt ist. Es kann jedoch auch bevorzugt sein, dass das Eingabemittel mittels einer temporären
Wirkverbindung an oder auf dem Berührungsbildschirm befestigt wird, sodass das Substrat, mit den elektrisch leitfähigen Flächen mit dem Berührungsbildschirm in Kontakt oder zumindest räumlicher Annäherung steht und eine Wechselwirkung mit dem Berührungsbildschirm zulässt. Es ist bevorzugt, das Eingabemittel mittels form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindungen mit dem Berührungsbildschirm, vorzugsweise reversibel zu verbinden. Das heißt, der Zustand vor der Herstellung der Verbindung kann wiederhergestellt werden, ohne dass das Eingabemittel oder der Berührungsbildschirm oder deren Umgebung bleibende Veränderungen erfahren. In einer weiteren Ausführungsform ist das Eingabemittel nach Klebezettelprinzip (z.B. Post-it-notes) oder mit sonstigen Haft-Klebestoffen an dem Berührungsbildschirm befestigt. Ferner kann es vorteilhaft sein, dass lediglich die leitfähigen Flächen des Eingabemittels mit dem
Berührungsbildschirm verbunden oder in bevorzugten Kontakt gebracht werden.
Es ist ferner denkbar, dass weitere Elemente zur temporären oder dauerhaften Fixierung des Eingabemittels am Berührungsbildschirm zum Einsatz kommen. Denkbar sind alle Formen von Kleber (elektrisch leitfähig und elektrisch nicht leitfähig) oder Leimen, Gummis, Banderolen, Einschubhilfen, Klammern usw. Es sind auch Vorrichtungen, Hüllen etc. für das den
Berührungsbildschirm beinhaltende Gerät denkbar. Hierdurch kann ein Verrutschen oder Verschieben des Eingabemittels verhindert werden.
Das Eingabemittel kann bevorzugt eine Karte zur Zahlung von Waren und Dienstleistungen sein oder in eine solche integriert sein. Die Karte kann eine electronic-cash-Karte oder Kreditkarte oder eine sonstige im Zahlungsverkehr benutzbare Karte sein. Eine Kreditkarte ist eine aus Kunststoff (z.B. PVC) hergestellte Karte im Format einer Scheckkarte (ISO 7810). Auf der Vorderseite der Kreditkarte sind die Kartendaten erhaben geprägt (sogenannte Hochprägung). Es sind jedoch auch Karten bekannt, die keine Hochprägung aufweisen. Solche Prepaid-Karten besitzen ein vorausbezahltes Guthaben. Auf der Rückseite trägt jede Karte die Unterschrift des Karteninhabers und häufig eine Kartenprüfnummer (KPN). Weiterhin ist auf der Rückseite der Karte ein Magnetstreifen angeordnet, auf dem die Kartendaten gespeichert sind. Außerdem können Chips auf der Karte angebracht sein. Vorteilhafterweise weisen die Karten einen EMV- Chip auf, um eine SEPA-Kompatibilität zu erreichen. Die dazugehörige Spezifikation nennt sich EMV (Europay, MasterCard, Visa). Außerdem sind auch Kreditkarten bekannt, die eine kontaktlose Bezahlung nach dem ISO/IEC 14443- Verfahren ermöglichen. Eine weitere
Neuerung, zur Erhöhung der Sicherheit, ist der Hologramm-Magnetstreifen.
Es kann jedoch auch bevorzugt sein, dass das Eingabemittel als voluminöser Körper, wie z. B. eine Spielfigur ausgestaltet ist oder in eine Spielfigur integriert oder an dieser angebracht ist. Dem Fachmann ist bekannt, dass das Eingabemittel in seiner Form geändert werden kann, so dass es optimal mit der spezifischen Form einer Spielfigur zusammenarbeitet und sich dieser anpasst. Somit kann das Eingabemittel im Wesentlichen an jeder beliebigen Stelle der Spielfigur angebracht werden, sodass die Elektroden bevorzugt am Boden der Spielfigur angeordnet sind.
Das Eingabemittel kann in einer Ausführungsform in einer Glückwunschkarte integriert sein. Hierdurch kann die Glückwunschkarte mit einem Berührungsbildschirm interagieren und über den begrenzten Inhalt der Karte erweitert werden. Das Eingabemittel ist vorzugsweise derart in die Karte oder den voluminösen Körper integriert, dass die ursprüngliche Funktion der Karte oder des Körpers nicht beeinflusst wird. Die Karte kann vielmehr als zusätzliches Mittel zur Generierung eines Codes oder im Zuge des PIN/TAN Verfahrens zur Autorisierung/Authentifizierung verwendet werden. Hierdurch kann insbesondere die Sicherheit des elektronischen Zahlungsverkehrs erheblich erhöht werden, da neben den Sicherheitsmerkmalen der Karte nun eine weitere Sicherheitsschranke eingefügt ist, die das Kopieren der Karte unmöglich macht. Neben den ursprünglichen Sicherheitsschranken muss ein Benutzer auch ein Einmalpasswort generieren, was jedoch nur mit dem Eingabemittel auf der Karte möglich ist. Hierdurch kann ein hoher Sicherheitsstandard hergestellt werden. Dies ist insbesondere bei Zahlungen im Internet von hoher Relevanz.
Das Eingabemittel kann mit einem Smartphone oder einem einen Berührungsbildschirm aufweisenden elektrischen Gerät physikalisch interagieren und einen Code zur Authentifizierung generieren, wodurch ein Zahlungsverkehr auf einer Website sicher abgewickelt werden kann. Die physikalische Interaktion oder Wechselwirkung zwischen Eingabemittel und
Berührungsbildschirm erfolgt bidirektional, während die Datenübertragung vorzugsweise unidirektional erfolgt, d. h. bevorzugt nur in eine Richtung, nämlich vorzusweise von dem
Eingabemittel zu dem Berührungsbildschirm.
Das Eingabemittel kann als Bestandteil einer solchen Karte ausgeführt sein, wobei es auch als unabhängige Karte zur Zahlung von Waren und Dienstleistungen ausgestaltet sein kann. Mittels des Eingabemittels kann vorzugsweise ein Passwort generiert werden, durch welches eine Autorisierung und/oder Authentifizierung erfolgt. Das Eingabemittel kann beispielsweise einen Verbraucher identifizieren und/oder eine Zahlung freischalten.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Eingabe von Daten an einem Berührungsbildschirm umfassend
a. ein Eingabemittel umfassend mindestens
i. ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat,
ii eine auf dem Substrat vorliegende elektrisch leitfähige Fläche, iii eine elektrische Leiterbahn,
iv eine Kontrolleinheit und
v eine Energiequelle
vi und/oder eine Taste und/oder einen Schalter,
wobei mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche über mindestens eine
Leiterbahn mit der Kontrolleinheit elektrisch verbunden ist
b. und einen Berührungsbildschirm, wobei das Eingabemittel mit dem Berührungsbildschirm wirkverbunden wird wodurch die Flächen in Wechselwirkung mit dem Berührungsbildschirm treten, wodurch bei elektrisch aktivierten Flächen eine Beeinflussung von Touchevents erreicht und eine Dateneingabe auf dem
Berührungsbildschirm erzielt wird. Diese können nun interpretiert, decodiert oder anderweitig weiterverarbeitet werden. Hierbei können die eingegebenen Daten vorteilhafterweise zufällig erzeugte oder determinierte Daten sein. Das heißt, das Eingabemittel kann vorteilhafterweise ein Einmalpasswort oder Passwort generieren, was zuvor bereits bestimmt war und mit einem Erwartungswert verglichen wird. Weiterhin ist es aber bevorzugt, dass das Eingabemittel ein Passwort generiert, welchens zufällig ist. Hierbei weist das Passwort Parameter auf, die eine eindeutige Authentifizierung ermöglichen.
Die Dateneingabe kann bevorzugt auf der ganzen Fläche des Touchscreens erfolgen, wobei sich die Dateneingabe durch Örtlichkeit, Anordnung und/oder Anzahl der Punkte vorzugweise wie folgt unterscheiden kann:
• Anzahl der Punkte kann entweder fest oder variabel sein.
· Aktivierung von einer oder mehreren Flächen.
Eine Dateneingabe bezeichnet im Sinne der Erfindung insbesondere, dass ein
Berührungsereignis oder Touchevent mittels einer oder mehrerer Fläche(n) aktiviert und deaktiviert (z.B. kapazitive Einkopplung ein/aus oder mehr/weniger) wird, wobei vorzugsweise keine Bewegung zwischen Berührungsbildschirm und Eingabemittel stattfindet. Insbesondere dann, wenn die Flächen als Kreisring ausgestaltet sind, kann bereits eine Verkleinerung der aktivierten Fläche des Ringes bewirken, dass kein Touchevent mehr ausgelöst wird, wohingegen bei einer Vergrößerung der aktivierten Fläche eine Auslösung erreicht wird (kapazitive
Einkopplung mehr/weniger).
Es kann auch bevorzugt sein, dass die Dateneingabe auf dem Berührungsbildschirm statisch und/oder dynamisch erfolgt. Eine statische Eingabe bezeichnet insbesondere genau einen
Zustand aus einer Kombination der Touchpunkte im Sinne einer Momentaufnahme. Eine zeitliche Abfolge von verschiedenen statischen Zuständen kennzeichnet insbesondere eine dynamische Eingabe.
Zwischen Eingabemittel und Gerät, das den Berührungsbildschirm aufweist, kann eine
Vereinbarung getroffen sein, die die Details zur zeitlichen Abfolge bei einer dynamischen
Eingabe beschreibt. Es ist auch bevorzugt, dass eine oder mehrere elektrische leitfähige Flächen des Eingabemittels als Taktgeber für die Datenübertragung genutzt werden, die verbleibenden elektrischen leitfähigen Flächen dienen der Übertragung der eigentlichen Daten.
Die Nutzung mehrerer elektrischer leitfähiger Flächen kann der Übertragung eines parallelen Datenstroms dienen.
Es kann auch bevorzugt sein, dass die Flächen zur Erzeugung der Touchevents bewegt oder beeinflusst werden. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die vom Eingabemittel erzeugten Daten einem Datensatz in einem Datenverarbeitungssystem zugeordnet werden können und der Datensatz konstant bleibt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die vom Eingabemittel erzeugten Daten einem Datensatz in einem Datenverarbeitungssystem zugeordnet, wobei sich der Datensatz verändert. Dies kann beispielsweise durch Verwendung des Eingabemittels bzw. des oder der von dem Eingabemittel generierten Kodes und/oder durch Zeit passieren, ohne darauf begrenzt zu sein.
Vorteilhafterweise kann das Eingabemittel derart verwendet werden, dass das Eingabemittel in Verbindung mit einem Berührungsbildschirm über die Beeinflussung eines oder
mehrerenTouchevents bzw. der Generierung eines Kodes oder Einmalpasswortes einer Aktion eines Datenverarbeitungssystems zugeordnet werden kann oder diese auslöst. Diese Aktion trifft insbesondere auf nicht-vernetzte Datenverarbeitungssysteme und besonders bevorzugt auf vernetzte Datenverarbeitungssysteme zu.
Das Eingabemittel bzw. das System umfassend das Eingabemittel und den Berührungsbildschirm kann dazu verwendet werden, auf einem einen Berührungsbildschirm beinhaltenden Gerät assoziierte Ereignisse oder Aktionen auszulösen. Die assoziierten Ereignisse oder Aktionen sind systemtypisch bzw. system- und anwendungsbezogen.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von Beispielen und Figuren erläutert werden, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen:
Fig. 1A-D Aufbau eines Eingabemittels
Fig. 2A, B Schnittdarstellung eines Eingabemittels
Fig. 3A-D analoge Schaltungen der Kontrolleinheit
Fig. 4A-C digitale Schaltungen der Kontrolleinheit
Fig. 5A-C Interaktion zw. einem Eingabemittel und einem Berührungsbildschirm
Fig. 6A-C Wirkverbindung zw. einem Eingabemittel und einem Berührungsbildschirm
Fig. 7A, B Eingabemittel mit digitaler / analoger Schaltung
Fig. 8 Blockschaltbild einer Datenübertragung an einen Berührungsbildschirm mittels Eingabemittel
Fig. 9-12 Bevorzugte Ausgestaltungen des Eingabemittels Fig. 13 u. Fig. 14 Dynamische/statische Eingabe
Fig. 15 u. 16 Ausführungsbeispiel eines Eingabemittels mit Solarzelle
Fig. 1A-D zeigen einen Aufbau eines bevorzugten Eingabemittels, Fig. 2A, B eine
Schnittdarstellung eines Eingabemittels 1 , Fig. 3A-D analoge Schaltungen der Kontrolleinheit und Fig. 4A-C zeigen digitale Schaltungen der Kontrolleinheit. Das Eingabemittel 1 weist
vorzugsweise ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat 6 auf, welches beispielsweise aus
Kunststoff gefertigt ist. Auf dem Substrat 6 ist mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche 4 aufgebracht, die über eine elektrisch leitfähige Leiterbahn 5 mit einer Kontrolleinheit 3 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Fläche 4 kann insbesondere eine Metallschicht, eine Metallpartikel enthaltene Schicht, eine elektrisch leitfähige Partikel enthaltene Schicht oder eine elektrisch leitfähige Polymerschicht sein. Im Wesentlichen kann jegliches elektrisch leitfähige Material als Fläche 4 verwendet werden. Die Leiterbahn 5, die die Fläche 4 mit der Kontrolleinheit 3 verbindet, ist ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, beispielsweise aus dem gleichen Material wie die Fläche 4. Es kann auch bevorzugt sein, mehrere elektrisch leitfähige Flächen 4 auf dem Substrat 6 aufzubringen (siehe Fig. 1 B, C). Die elektrisch leitfähigen Flächen 4 sind über Leiterbahnen 5 mit der Kontrolleinheit 3 verbunden. Die Kontrolleinheit 3 ist wiederum mit einer Energiequelle 2, beispielsweise einer Batterie, einem Akkumulator, einer Solarzelle, einem Piezo-Element, einem Kondensator oder einer Kombination hiervon verbunden. Bei der Energiequelle kann es sich auch um eine„energy harvesting" Energiequelle handeln, so dass das Eingabemittel 1 seine Energie durch Abziehen von Energie von einer weiteren Energiequelle gewinnt. Im Sinne der Erfindung können die Begriffe Energieversorgung und Energiequelle gleichermaßen verwendet werden und bezeichnen insbesondere ein Mittel, dass das
Eingabemittel mit elektrischer Energie versorgt. Hierbei kann es sich beispielsweise um
Leuchtenergie eines Berührungsbildschirms 9 handeln. Das Eingabemittel 1 kann auch über Anschlüsse verfügen, um es beispielsweise mit einem Netzanschluss zu verbinden. Es können auch drahtlose Ladetechniken zur Aufladung der Energiequelle 2 des Eingabemittels 1 bevorzugt sein. In einem besonders bevorzugten Aufbau des Eingabemittels 1 (siehe Fig. 1 D) wird mittels eines Tasters 19 oder Schalters die normalerweise offene elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle 2 und der Kontrolleinheit 3 geschlossen, wodurch die Kontrolleinheit 3 aktiviert wird, um Daten zu generieren und diese an ein einen Berührungsbildschirm aufweisendes Gerät 10 zu übertragen.
Das Eingabemittel 1 weist mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche 4 auf, die auf einem elektrisch nicht leitfähigen Substrat 6 aufgebracht ist. Die Fläche 4 kann mittels dem Fachmann bekannten Additiv- oder Subraktivverfahren wie Drucken oder Ätzen auf das Substrat 6 aufgebracht werden. Die Fläche 4 ist über eine elektrisch leitfähige Leiterbahn 5 mit der
Kontrolleinheit 3 verbunden, die wiederum mit der Energiequelle 2 verschaltet ist. In einer Ausführungsform kann das Eingabemittel 1 neben dem Substrat 6 eine weitere Schicht oder Lage aufweisen, die als Zwischenschicht 8 (siehe Fig. 2B) oder Decklage 7 ausgestaltet ist. Die Decklage 7 kann aus dem gleichen elektrisch nicht leitfähigen Material wie das Substrat 6 bestehen und dient vorzugsweise dem Schutz der Elemente des Eingabemittels 1 vor
Krafteinwirkungen oder Verunreinigungen. Die Decklage 7 kann aber auch eine Lackschicht oder Folienschicht sein, die beispielsweise auf mindestens einer Zwischenlage 8 angebracht ist und mit Motiven oder Zeichen bedruckt werden kann. Die Zwischenlage 8 kann ein Füllmaterial sein. Als Füllmaterial kann beispielsweise eine Kleberschicht, vorzugsweise eine elektrisch nicht leitfähige Kleberschicht dienen. Es kann aber auch ein Passepartout als Zwischenlage 8 in das Eingabemittel 1 integriert werden. Mithilfe der Zwischenlage können die Elemente des
Eingabemittels 1 stabilisiert und ebenfalls vor Krafteinwirkungen geschützt werden. Die mindestens eine Zwischenlage 8 gewährleistet zudem einen homogenen, gleichmäßigen und ebenen Produktaufbau, welcher durch weitere Verfahrensschritte, z.B. Bedruckung weiter veredelt werden kann.
Es kann vorteilhaft sein, die digitalen Signale, die insbesondere in der digitalen Schaltung 17 der Kontrolleinheit 3 generiert werden, über eine analoge Schaltung 18 und die Leiterbahn 5 an die elektrisch leitfähigen Flächen 4 zu führen, um die Signaleigenschaften derart zu ändern dass die kapazitive Kopplung zwischen den leitfähigen Flächen 4 des Eingabemittels 1 und den
Elektroden des Berührungsbildschirms 9 verstärkt oder gedämpft wird. Die analoge Schaltung kann beispielsweise einen Signalverstärker, einen Signalabschwächer, einen Hochpass, einen Tiefpass, eine Arbeitspunkteinstellung, eine Gleichspannungsentkopplung, eine
Signalterminierung oder eine Kombination solcher Elemente beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Eine besonders bevorzugte Schaltung eines Signalverstärkers ist die Ladungspumpe. Dem Fachmann sind entsprechende analoge Schaltungen für die aufgeführten Elemente bekannt. Für jede der elektrisch leitfähigen Verbindungen zu jeweils einer der elektrisch leitfähigen Flächen 4 existieren vorzugsweise gleichartige analoge Schaltungen, es können jedoch auch unterschiedliche Auslegungen der analogen Schaltung für die einzelnen
Verbindungen zu den elektrisch leitfähigen Flächen existieren.
Die digitale Schaltung 17 dient der Generierung der zu übertragenden Daten/Codes und der Umwandlung derer in digitale oder analoge Signale, die entweder direkt oder über die analoge Schaltung 18 über die elektrisch leitfähige Verbindung 5 an die elektrisch leitfähige Fläche 4 weitergeleitet werden. Besonders bevorzugt generiert die digitale Schaltung 17 mehrere elektrische Signale, die jeweils einzeln mit einer analogen Schaltung 18 oder direkt mit jeweils einer elektrisch leitfähigen Verbindung 5 an jeweils eine elektrisch leitfähige Fläche 4
weitergeleitet werden. Eine digitale Schaltung 17 ist vorzugsweise ein Mikrocontroller, kann aber auch ein ASIC, ein FPGA oder eine diskrete digitale Schaltung aus Logikgattern,
Halbleiterbauelementen, elektromechanischen oder mechanischen Bauelementen oder eine Kombination davon sein. In der Fig. 5A-C und Fig. 15 zeigen eine physikalische Interaktion zwischen einem Eingabemittel 1 und einem Berührungsbildschirm 9. Das Eingabemittel 1 kann mit einem Berührungsbildschirm 9 physikalisch interagieren. Der Berührungsbildschirm 9 ist vorzugsweise Bestandteil eines elektrischen Gerätes 10, umfassend Smartphones, Handys, Displays, Tablet-PCs, Notebooks, Touchpad-Geräte, Grafiktabletts, Fernseher, PDAs, MP3-Player und kapazitive Eingabegeräte. Ein Berührungsbildschirm 9 kann auch Bestandteil eines Eingabegerätes sein. Das Eingabemittel 1 wird mit dem Berührungsbildschirm 9 in Kontakt gebracht. Im Sinne der Erfindung kann dies bedeuten, dass das Eingabemittel 1 den Berührungsbildschirm 9 kontaktiert oder in dessen Nähe gebracht wird, sodass eine Wirkung auf dem Berührungsbildschirm 9 bzw. auf dem das den Berührungsbildschirm aufweisende Gerät 10 erzielt werden kann, wenn das Eingabemittel aktiviert ist. Im Sinne der Erfindung bedeutet in Kontakt bringen, dass insbesondere zwischen dem Eingabemittel 1 und dem Berührungsbildschirm 9 bevorzugt kein Freiraum besteht. Das heißt, das Eingabemittel 1 ist bevorzugt mit dem Berührungsbildschirm 9 in Berührungskontakt. Es kann jedoch auch bevorzugt sein, dass zwischen dem Eingabemittel 1 und dem
Berührungsbildschirm 9 kein direkter Kontakt besteht, sondern nur eine Annäherung vorliegt, welche ausreicht, um bei aktiviertem Eingabemittel eine Eingabe auf dem Berührungsbildschirm 9 auszulösen. Bei einer Annäherung besteht zwischen Eingabemittel 1 und Berührungsbildschirm 9 ein bevorzugter Abstand von insbesondere 0 cm bis 2 cm.
Das Eingabemittel 1 kann in jeglicher Orientierung mit dem Berührungsbildschirm 9 interagieren. Es kann beispielsweise vollflächig auf den Berührungsbildschirm 9 aufgelegt werden oder lediglich partiell. Vorteilhafterweise wird es jedoch so mit dem Berührungsbildschirm 9 in Kontakt gebracht, dass mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche 4 mit dem Berührungsbildschirm 9 in Kontakt ist. Der Berührungsbildschirm 9 kann auch Bestandteil eines Laptops oder Computers sein. Durch die Interaktion des Eingabemittels 1 mit dem Berührungsbildschirm 9 kann eine Dateneingabe erfolgen, die beispielsweise der Autorisierung oder Authentifizierung dient.
Für den Fall, dass das Eingabemittel 1 eine Solarzelle umfasst, kann es vorteilhaft sein, dass das Eingabemittel 1 in einer bestimmten Orientierung mit dem Berührungsbildschirm 9 in Kontakt gebracht wird, so dass die Solarzelle die Strahlungsenergie des Berührungsbildschirm 9 zur Energiegewinnung nutzen kann.
Fig. 6A-C zeigt eine Wirkverbindung zwischen einem Eingabemittel 1 und einem
Berührungsbildschirm 9. Im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Wirkverbindung 1 1 eine Verbindung zwischen dem Eingabeelement 1 und dem Berührungsbildschirm 9, sodass auf dem Berührungsbildschirm 9 eine Beeinflussung von Touchereignissen durch das Eingabemittel 1 erzeugt werden kann, die durch eine Auswerteeinheit des Berührungsbildschirms 9 und/oder das den Berührungsbildschirm aufweisende Gerätel O auswertbar ist. Wirkverbunden meint im einfachsten Sinne insbesondere, dass etwas miteinander mechanisch zumindest zeitweise verbunden ist. Weiterhin kann es - z.B. elektronisch - so verbunden sein, dass Energie und/oder Informationen übertragen werden (beispielsweise, ohne dass eine mechanische Verbindung vorliegt); d.h. zwei Elemente sind so angeordnet oder miteinander verknüpft, dass der gewünschte Effekt realisiert wird. Diese Wechselwirkung ist von der Wirkungsweise des Berührungsbildschirms 9 abhängig und kann durch verschiedene physikalische Wirkprinzipien oder Kombinationen derer erreicht werden, z.B. kapazitiv, induktiv, elektromagnetisch oder elektronisch. Energie kann insbesondere dann von dem Berührungsbildschirm auf das
Eingabemittel übertragen werden, wenn das Eingabemittel über entsprechende Bauelemente verfügt (wie z. B. einer Solarzelle, Fig. 15) und die vom Berührungsbildschirm emittierte Strahlung genutzt wird. Die Solarzelle 22 kann auf dem Eingabemittel 1 auf der Richtung Gerät weisenden Seite als auch auf der abgewandten Seite angeordnet sein. Abhängig davon, welche Energie genutzt wird (Energie von einem Bildschirm oder von einer Strahlungsquelle in der Umgebung) ist es vorteilhaft, wenn die Solarzelle 22 die entsprechende Orientierung hat und entsprechend ausgerichtet ist. Fig. 6B zeigt exemplarisch eine Wirkungsweise eines kapazitiven Berührungsbildschirms 9. Hierbei bestehen elektrische Feldlinien 14 zwischen den
Sensorleitungen 13 (oder Sensorelektroden) und den Treiberleitungen 15 (oder
Treiberelektroden) des Berührungsbildschirms 9. Durch den Kontakt des Eingabemittels 1 , genauer den elektrisch leitfähigen Flächen 4 des Eingabemittels 1 mit der Oberfläche des Berührungsbildschirms 12 kommt es zu einer Änderung der elektrischen Feldlinien 14 zwischen der Treiberleitung 15 und der Sensorleitung 13 und zur kapazitiven Kopplung 16. Die
Beeinflussung der elektrischen Feldlinien 14 wird im Wesentlichen durch die auf den
Eingabemittel vorliegenden elektrisch leitfähigen Flächen 4 und deren Ansteuerung bewirkt. Weitere Elemente des Eingabemittels 1 , wie Leiterbahnen 5 oder Kontrolleinheit 3 haben vorteilhafterweise keinen Effekt auf den Berührungsbildschirm 9, bzw. die elektrischen Feldlinien 14. Die Änderung der elektrischen Feldlinien 14 kann durch eine Auswerteeinheit des
Berührungsbildschirms 9 und/oder das den Berührungsbildschirm aufweisende Gerätel O ausgewertet und verarbeitet werden.
Fig. 7A,B stellen eine Prinzipdarstellung der funktionellen Verbindung der Kontrolleinheit 3, bestehend aus digitaler Schaltung 17 und/oder analoger Schaltung 18, Wirkverbindung 1 1 und Berührungsbildschirm 9 bzw. dem das Berührungsbildschirm aufweisende Gerät 10 dar. Die Kontrolleinheit 3 dient vorzugsweise der Generierung elektrischer Signale, die über die
Leiterbahn 5 an die leifähige Fläche 4 geleitet werden. Über die Wirkverbindung 1 1 zwischen leitfähiger Fläche 4 und mindestens einer Sensorleitung 13 des Berührungsbildschirms 9 werden die elektrischen Signale an den Berührungsbildschirm 9 bzw. das den Berührungsbildschirm aufweisende Gerät 10 übertragen, der bzw. das die Signale als Toucheingaben interpretiert. Zur besseren Darstellung ist in dieser Ansicht auf die elektrisch leitfähige Fläche 4, das elektrisch nicht leitfähige Substrat, die Leiterbahn 5 und die Sensorleitung 13 verzichtet worden. Es kann aber auch bevorzugt sein, dass externe (außerhalb des Kontrollelements angeordnete) analoge und digitale Schaltungen genutzt werden, sowie deren Kombinationen.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer Datenübertragung an einen Berührungsbildschirm mittels Eingabemittel 1. Sobald das Eingabemittel 1 durch einen Benutzer aktiviert ist, was beispielsweise durch das Drücken einer Taste 19 und/oder Schalter erfolgen kann, generiert die Kontrolleinheit 3 Daten. Die Kontrolleinheit 3 wird von der Energiequelle 2 mit Energie versorgt und kann somit autark arbeiten. Die Daten werden von der Kontrolleinheit 3 in einen seriellen oder parallelen Datenstrom umgewandelt, der wiederum als elektrisches Signal über die
Leiterbahnen 5 an die elektrisch leitfähigen Flächen 4 weitergeleitet wird. Diese stehen in Wirkkontakt mit einem Berührungsbildschirm 9 und generieren eine Toucheingabe auf dem Berührungsbildschirm 9. Die Toucheingabe beruht bevorzugt auf einer kapazitiven Kopplung 16, die von der Auswerteeinheit des Berührungsbildschirms oder des, den Berührungsbildschirm aufweisenden Gerätes 10 auswertbar ist. Hierdurch kann einfach und schnell eine Autorisierung oder Authentifizierung mittels des Eingabemittels 1 erfolgen. Das Eingabemittel 1 kann beispielsweise in eine Kreditkarte integriert sein und somit als Bezahlmittel oder weiteres Kontrollelement dienen.
Fig. 9-12 zeigen bevorzugte Ausgestaltungen des Eingabemittels. Das Eingabemittel kann unterschiedlich ausgestaltet sein. So kann es z. B. als Karte aber auch als voluminöser Körper geformt sein, womit sich die Anwendungsgebiete des Eingabemittels als nahezu unbegrenzt darstellen. Es kann z. B. als Spielfigur eingesetzt werden, indem es die Form einer Spielfigur in einem Spiel aufweist. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn mit der Spielfigur z. B. ein digitaler Inhalt freigeschaltet werden soll. Zum Beispiel kann ein Mitspieler, der die Figur im Spiel erworben hat, ein elektronisches Gerät mit einem Touchscreen mit der Spielfigur in Kontakt bringen und digitale Inhalte, wie z. B. Gutscheine freischalten.
Die Figur weist hierfür bevorzugt elektrisch leitfähige Bereiche oder Flächen (Elektroden 4) auf, die durch eine Kontrolleinheit 3 gesteuert werden, nachdem die Figur durch einen Benutzer aktiviert wurde. Dadurch werden auf dem Touchscreen ein oder mehrere Touchevents bewirkt, so dass eine Aktion oder ein Ereignis auf dem Touchscreen, bzw. dem elektrischen Gerät ausgelöst wird. Die Spielfigur weist insbesondere einen oder mehrere Taster 19, Leiterbahnen 5, mindestens eine Energiequelle 2, mindestens eine Kontrolleinheit 3 und mindestens eine Elektrode 4 auf. Selbstverständlich kann die Anordnung der Bestandteile an die Größe und Form einer Spielfigur angepasst werden und ist in den Figuren nur beispielhaft angedeutet. Anhand der Figuren 9-12 soll aufgezeigt werden, dass das Eingabemittel nicht nur als Karte, sondern auch als voluminöser Körper ausgestaltet werden kann und somit universell einsetzbar ist.
Fig. 13 und Fig. 14 zeigen eine statische und dynamische Eingabe auf dem
Berührungsbildschirm mittels des Eingabemittels. Die Dateneingabe auf dem
Berührungsbildschirm kann statisch und/oder dynamisch erfolgen. Eine statische Eingabe bezeichnet insbesondere genau einen Zustand aus einer Kombination der Touchpunkte im Sinne einer Momentaufnahme, wie beispielhaft in Figur 13A dargestellt. Eine zeitliche Abfolge von verschiedenen statischen Zuständen kennzeichnet insbesondere eine dynamische Eingabe. Ein Beispiel einer Abfolge für eine dynamische Eingabe zeigen die Abbildungen A-C der Fig. 13. Die durch das Eingabemittel 1 in zeitlicher Abfolge generierten Touchpunkte 23 erfahren Änderung, so dass eine dynamische Dateneingabe erfolgt. Eine statische und/oder dynamische
Dateneingabe kann auch wie in Fig. 14 dargestellt erfolgen. Ein Benutzer 21 bringt das Eingabemittel 1 mit einem Berührungsbildschirm 9 in Wirkkontakt, wobei er das Eingabemittel 1 z. B. über den Berührungsbildschirm 9 zieht.
Bezugszeichenliste:
1 Eingabemittel
2 Energiequelle
3 Kontrolleinheit
4 leitfähige Fläche
5 Leiterbahn
6 elektrisch nicht leitfähiges Substrat
7 Decklage
8 Zwischenlage
9 Berührungsbildschirm
10 Berührungsbildschirm aufweisendes Gerät
1 1 Wirkverbindung zw. Berührungsbildschirm und Eingabemittel
12 Oberfläche des Berührungsbildschirms
13 Sensorleitung des Berührungsbildschirms
14 elektrische Feldlinien
15 Treiberleitung des Berührungsbildschirms
16 kapazitive Kopplung
17 digitale Schaltung der Kontrolleinheit
18 analoge Schaltung der Kontrolleinheit
19 Taster /Schalter
20 Spielfigur
21 Benutzer
22 Solarzelle
23 generierte Touchpunkte

Claims

Patentansprüche
1 . Eingabemittel, umfassend mindestens a. ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat, b. eine auf dem Substrat vorliegende elektrisch leitfähige Fläche, c. eine elektrische Leiterbahn d. eine Kontrolleinheit zur elektrischen Verschaltung von Flächen gemäß b. und e. eine Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche über mindestens eine Leiterbahn mit der Kontrolleinheit elektrisch verbunden ist.
2. Eingabemittel nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flächen einzeln, paarweise oder zu funktionellen Gruppen auf dem Substrat angeordnet sind.
3. Eingabemittel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingabemittel mindestens eine Schicht und/oder mindestens eine weitere Substratlage aufweist.
4. Eingabemittel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontrolleinheit mindestens eine digitale und/oder analoge Schaltung umfasst.
5. Eingabemittel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Digitalschaltung der Kontrolleinheit eine elektronische, elektromechanische oder mechanische Schaltung ist.
6. Eingabemittel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Energiequelle eine Batterie, ein Akkumulator, eine Solarzelle, ein Piezo-Element, ein Kondensator oder eine Kombination hiervon ist.
7. Eingabemittel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingabemittel mindestens eine Taste und/oder einen Schalter umfasst.
8. System umfassend ein Eingabemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einen Berührungsbildschirm,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Berührungsbildschirm mit dem Eingabemittel wirkverbunden ist.
9. System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingabemittel mit einer form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit dem Berührungsbildschirm verbunden ist oder durch Gravitationskraft auf diesem gehalten wird.
10. System nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Berührungsbildschirm über visuelle, akustische, taktile, haptische oder mechanische Positionierungsmittel verfügt.
1 1. Verfahren zur Eingabe von Daten an einem Berührungsbildschirm umfassend a. ein Eingabemittel umfassend mindestens i. ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat, ii. eine auf dem Substrat vorliegende elektrisch leitfähige Fläche, iii. eine elektrische Leiterbahn, iv. eine Kontrolleinheit und v. eine Energiequelle, vi. und/oder eine Taste und/oder einen Schalter, wobei mindestens eine elektrisch leitfähige Fläche über mindestens eine Leiterbahn mit der Kontrolleinheit elektrisch verbunden ist b. und einen Berührungsbildschirm, wobei das Eingabemittel mit dem Berührungsbildschirm wirkverbunden wird, wodurch die Flächen in Wechselwirkung mit dem Berührungsbildschirm treten, wodurch bei elektrisch aktivierten Flächen eine Beeinflussung von Touchevents erreicht und eine Dateneingabe auf dem Berührungsbildschirm erzielt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei die eingegebenen Daten zufällig erzeugte oder determinierte Daten sind.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die Dateneingabe auf dem
Berührungsbildschirm statisch und/oder dynamisch erfolgt.
14. Verwendung eines Eingabemittels nach den Ansprüchen 1 bis 7 zur Authentifizierung, Autorisierung und/oder Dateneingabe.
15. Verwendung nach Anspruch 14, wobei ein Einmalpasswort, Passwort oder Code
generiert wird.
16. Verwendung des Eingabemittels nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Eingabemittel eine Karte zur Zahlung von Waren und Dienstleistungen ist oder in eine solche integriert ist.
17. Verwendung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche für Anwendungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Spielfiguren, Identifizierung, Kundenkarten,
Wegfahrsperre, Zugangsberechtigung für Car-/Bike-Sharing, Zutrittsberechtigung, Zufallszahlengenerator, Chipkarten, Autoschlüssel, Schlüssel, Spielkarten,
Sammelkarten, Warenlogistik, Warenverfolgung, digitale Ordnungssysteme,
Katalogisierung, digitalem Karteikartensystem, Einlass, Eintrittskarten, Zugang zu geschlossen Bereichen sowohl real aus auch virtuell, virtuelle Inhalten,
Marketinganwendungen, Kundenbindung, Lotterie- und Gewinnspiele,
Mitgliederausweise, Zeitkarten, Bezahlanwendungen, Echtheits-Zertifikate, Zertifikate, Fälschungssicherungen, Kopierschutze, Signaturen, Lieferscheine, Gegenstände innerhalb von Computerspielen, Music/Video/E-Books-Downloads, Bonusmarken/- programme, Gerätesteuerungen oder Geschenkkarten.
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