用于单向或双向数据传输的机构的制作方法

用于单向或双向数据传输的机构的制作方法
【专利摘要】本发明说明一种包含触摸屏与发送和/或接收装置的系统，其中在触摸屏和装置之间存在有效接触并且借助于发送和/或接收装置将数据发送到触摸屏上和/或由所述触摸屏接收数据。
【专利说明】用于单向或双向数据传输的机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间传输数据的系统。此外，本发明还涉及所述系统的应用和一种用于数据传输的方法。
【背景技术】
[0002]在数字时代，智能手机或其他便携式电子设备变成永久的伴侣，其除了原本的任务以外越来越多地承担其他任务。设备的主要任务是管理数据，例如联系人数据、访问数据、记事本，然而还有例如允许银行账户的移动式管理的财务数据。用于购买商品或服务的设备的应用也是可能的。
[0003]因此有必要为所述数字伴侣提供能够实现与设备的通信并且实现与电气设备可靠的、快速的且复杂的数据交换的装置。数据交换是电子数据处理中的术语并且尤其表示在电气设备，例如计算机、系统组件或程序之间的数据的传输。
[0004]在现有技术中描述了所谓的“近场通信Near Field Communication”(NFC),所述近场通信是在近场中的、即在几厘米的短距离上的用于传输数据的规范化的标准。在此，所述传输不借助于电缆，而是无线地进行。
[0005]经由NFC的数据传输通常是直观的，也就是说，有NFC能力的设备，例如NFC手机，其简单地被保持靠近其他的NFC设备或存储有信息的数据载体(例如所谓的NFC标签)。紧接着，数据传输和必要时与其相关联的应用程序自动地开始和/或在借助于按压按键简短地确认之后开始。
[0006]在此，能够实现424kBit/s的最大传输速度。数据传输借助于NFC进行进而虽然比在应用例如蓝牙或无线局域网的技术的情况下更慢，但是所述数据传输为此也提供在安全性的主题方面的决定性的优势。这使得NFC成为非现金支付系统或访问控制的基础。
[0007]数据的传输不仅单向地而且也双向地进行，因此所连接的设备能够在两个方向上交换数据进而进行对话。NFC技术例如能够实现执行不同类型的交易(Transaktion)、交换数字内容或将电子设备彼此连接。
[0008]原则上，三种不同的NFC数据传输模式的区别在于:
[0009]-通过NFC设备读取存储在无源存储器上的信息。例如将音乐会日期从显示在广告上的NFC标签传输到NFC手机上以用于存储和提醒。
[0010]-由NFC终端设备通过有源NFC介质读取信息。例如通过在输入区域中的NFC终端来读取存储在NFC手机上的电子音乐会入场券。
[0011]-在对话中的两个NFC设备之间双向地交换数据。
[0012]此外，从现有技术中已知用于防止操纵交易的不同的方法。在电子地实施银行业务的交易时，尤其使用不同形式的ΡΙΝ/TAN码法的应用。在此，用户经由PIN码借助于其浏览器在其银行的银行服务器上登录并且经由相应的优选加密保护的数据连接传送待实施的交易的交易数据。
[0013]在文献W02008/046575A1中描述一种用于借助于便携式数据载体来实施应用程序的方法，其中在插入数据载体的情况下借助于第一和第二终端设备来实施应用程序。所述方法尤其也能够用于执行电子银行交易。在此实施的通信总是在插入便携式数据载体的情况下发生。在所述方法中，首先经由第一终端设备输入交易数据，其中第一终端设备尤其是个人计算机。紧接着，将数据传送给便携式数据载体，所述便携式数据载体将所述数据转发到第二终端设备上，例如移动电话上。然后，交易必须由用户借助于在第二终端设备上的输入来开启，随后将交易数据从数据载体传输到执行交易的服务器上。在文献US2003/0087601 Al中描述具有两个接口的安全令牌的应用以用于在移动电话和PC之间可安全的数据传输。在此，所述令牌经由非接触式接口，例如基于蓝牙或红外的非接触式接口与移动电话进行通信并且经由接触式连接的接口与PC进行通信。
[0014]此外，现有技术中公开了，便携式数据载体能够配设有芯片，并且在所述芯片上能够存储有数据载体个体化或个人个体化的数据。然而，数据的写入仅能够经由从位于数据载体之外的写入设施到嵌入式芯片的适合的数据通信连接实现。在本文中已知的是，在便携式数据载体的外侧上提供接触面，经由所述接触面能够将数据载体个体化的或个人个体化的数据(例如个性化数据)写入到数据载体的芯片中。这种个人的或数据载体配置等的数据载体个体化的或个性化数据相关的个体化的数据在数据载体的初始化时还未能够被录入，因为其尤其不是适用于多个数据载体的数据载体无关的和/或个人无关的数据。为此，数据载体个体化的或个人个体化的数据经由数据载体的接触区写入完全嵌入塑料基板中的芯片中。
[0015]这种接触区是视觉上明显的并且在数据载体的整个使用寿命中提供对能够用于操纵和侦察的芯片中的敏感数据的基本访问。此外，所述接触区降低芯片的使用寿命，因为外部的影响，例如静电电压或放电，能够直接到达芯片中或者甚至能够将其损坏。同样出现的困难是，这种电子个性化的、即设有个性化数据的数据载体随后不能轻易地与视觉个性化——即可见的、个体化的文字或压印花纹——相关联，因为在视觉个性化期间仅能够困难地读取写入到芯片中的个性化数据。
[0016]例如，DE 195 00 925 Al公开了一种用于无接触式数据传输的芯片卡，然而所述芯片卡在其外侧上设有接触面，使得在此也出现上文所述的与个性化相关的缺陷。
[0017]在现有技术中描述大量具有触摸敏感的屏幕(触摸屏)的电子设备，其也称为触控屏(Touchscreen)并且能够用手指或输入设备来操作。现今，触控屏存在于几乎所有生活领域中。由于其直观的操作，所述触控屏特别是对于无经验的用户而言使在日常世界中的技术设备的简单的操作变得容易并且触控屏能够用于操作电子设备。也就是说，触控屏不仅应用在日常生活中而且也应用在工业中，其中触控屏例如用于控制机器或用在游戏产业的领域中，在游戏产业中触控屏用于游戏机或街机游戏。触摸屏的其他示例包括智能手机、手机、显示器、平板电脑、平板笔记本、触摸板设备、图形输入板、电视、掌上电脑、MP3播放器和/或其他输入设备。
[0018]触摸屏也能够是输入设备的组成部分。这种输入设备此外使用在智能手机、掌上电脑、触摸显示器或笔记本中。
[0019]通常，也称为触屏或感应式屏幕的触摸屏理解为施加在屏幕上的触敏层，所述触敏层对用户借助于其手指或根据所应用的技术适合的触控笔的接触作出反应。触摸屏是具有直接作用的输入设备，也就是说，输入直接在显示空间上，而不是远离显示器，例如通过鼠标或键盘这种情况来实现。此外，在触控屏中的定位实现为绝对的，也就是说所述定位与之前的位置无关。因此，触控屏提供极其直观的操作，因为屏幕同时用作用户界面并且不必选择经过外部的输入设备的绕行。
[0020]触控屏基于不同的作用原理，其中电阻技术和电容技术是最广泛传播的。电阻式触控屏例如由两个相对置的、透明的、传导的ITO层(铟锡氧化物)构成，所述ITO层通过大量绝缘的间隔件、所谓的“隔离点(Spacer-Dots)”彼此分开。内部的ITO层例如位于固定的玻璃屏上，外部的层由柔性的、防划的塑料膜来保护。
[0021]借助于控制器，交替地在传导的层上施加电压，使得例如在内部的层上在X方向上产生电压梯度，并且例如在外部的层上在Y方向上产生电压梯度。只要屏幕被触摸，那么上部的层被挤压到位于下部的层上，从而建立电接触并且通过相应的无电压的层在通电的层上形成分压器，所述分压器的大小由在通电的层上的触摸部位的位置得出。由此能够计算出触摸点的相应的X和Y坐标。
[0022]而在电容技术中，例如在两个空间上彼此分开的平面上，例如膜的或玻璃基板的上侧和下侧上，分别施加有多个由传导的材料构成的彼此平行地伸展的带状导线。在一个平面的水平伸展的带状导线和另一平面的竖直伸展的带状导线的交叉点处形成电容。
[0023]一个平面的带状导线(发送线路)的电的触发产生在第二平面的带状导线(接收线路)上的能测量的信号。通过由用户例如经由其手指来触摸系统，对在发送线路和接收线路之间的电容耦合产生影响，使得接收线路的信号变化。随后，评估所得到的信号变化并且借助于相应的发送和接收线路确定接触的坐标。除了单点触摸以外，多点触摸识别也是可行的，使得多个手指或输入元件能够触发触摸事件。
[0024]此外，已知的是应用红外技术、声表面波技术或色散信号技术的触控屏。

【发明内容】

[0025]据此，本发明的目的是，提供一种不具有现有技术的缺点或缺陷的并且能够借助于移动设备实现安全的数据传输的机构。
[0026]本发明的目的通过独立权利要求来实现。优选的实施形式由从属权利要求中得到。
[0027]提供一种用于在具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间进行数据传输的系统，其中触摸屏是电容屏并且所述装置具有至少一个带有至少一个导电的面的平板，其中平板与触摸屏有效连接或者将要被有效连接并且至少一个面激活或者将要被激活。在本发明的意义上，平板尤其称作:载体；柔性的或刚性的、平面的基板或基板层。在本申请中同义地应用这些术语，使得所应用的术语“平板”也称作:载体；柔性的或刚性的、平面的基板或基板层。优选地能够是，发送和/或接收装置例如通过具有触摸屏的设备来激活并且在激活之后才进行数据传输。激活例如能够借助于光学的、声学的、电学的、触觉的或能触知的信号或机构来实现。
[0028]完全令人惊讶的是，根据本发明的系统不具有现有技术的缺点和缺陷并且能够借助于触摸屏实现有效的且特别安全的数据传输。特别令人惊讶的是数据传输的高速性。由此，能够显著地使用户的等待时间降到最低，这显著地改进了操作舒适性。有利地，数据传输能够单向地或双向地进行。发送和/或接收装置能够将数据发送到触摸屏上或具有触摸屏的设备上和/或也由所述触摸屏或具有触摸屏的设备接收数据。在本发明的意义上，单向尤其意味着数据交换仅在一个方向上发生，即从发送和/或接收装置到触摸屏或设备上或者相反地进行。而双向在本发明的意义上尤其表示数据交换优选同时地或依次地在两个方向上进行。
[0029]在本发明的意义上，主要为了处理的目的以及作为处理的结果，数据是字符或连续的函数所构成的产物，这些字符或连续的函数基于已知的或隐含的协议来表达信息。这些数据或信息是(机器)可读的和可处理的并且能够用于通信、解释或用于处理。对于计算机科学的技术人员而言，术语“数据”所表示的意义是已知的。
[0030]在现有技术中，触摸屏也描述为触控屏或平面传感器。触摸屏能够通过用手指触摸实现输入。
[0031]在本发明的意义上，有效连接尤其表示发送和/或接收装置与触摸屏至少暂时地连接或联接，使得能够在触摸屏与发送和/或接收装置之间交换数据。有效连接的元件的示例例如是经由作用或功能彼此连接的白炽灯泡和灯开关。在最简单的意义上，有效连接
尤其意味着例如至少暂时地彼此机械地连接。此外，能够-例如电子地-连接，使得能
量和/或信息被传输(例如在不存在机械连接的情况下)，即两个元件设置或(彼此)联接为，使得实现所期望的效果。
[0032]触摸屏或其至少一个部分区域与发送和/或接收装置的平板接触。在本发明的意义上,接触尤其意味着在平板和触摸屏之间优选不存在自由空间。在本发明的意义上，接触尤其意味着发送和/或接收装置与触摸屏功能性地交互作用，并且优选不存在自由空间。也就是说，平板优选与触摸屏触摸接触。然而，还能够优选的是，在平板和触摸屏之间不存在直接接触，而是仅靠近，这足以触发数据传输。当中间层和/或基板阻碍在基板和触摸屏之间的直接接触时这尤其是这种情况。
[0033]平板能够用作用于至少容纳导电的面的容纳机构并且能够具有任意形状(例如有角的、圆的、矩形的、正方形的等)。平板的材料优选选自包括塑料、纸、纸板、木质材料、膜、复合材料、玻璃、陶瓷、电路板材料、纺织品、皮革或者这些材料的组合的组。平板尤其由优选刚性的不导电的材料构成。也能够使用透光的和/或不透光的材料。
[0034]优选的例如能够是，具有尤其至少一个导电的面的平板被覆盖层或不导电的层覆盖，所述覆盖层或不导电的层保护平板或通常保护发送和/或接收装置免受污染和力作用。此外，层或覆盖层构成为，使得其不损坏，而是保护触摸屏的容易划伤的表面。覆盖层优选由不导电的材料例如纸、塑料、纺织品、泡沫塑料、橡胶和/或与平板相同的材料制成并且能够用色层和/或涂层和/或蜡层来压印或覆层。覆盖层有利地能够是胶粘层、纸层、色层、涂层和/或膜。当然可设想的还有施加上述材料的组合。
[0035]在发送和/或接收装置的在本发明的意义上能够称为电极板的平板上，施加有至少一个导电的面。所述面的形状是任意的并且能够以不同的实施方案构造。因此，在平板上例如能够存在圆形的、有角的或椭圆的面或组合尤其例如圆环。也能够实现复杂的几何形状或者将多个单独的面相互组合。优选的能够是，在平板上施加有多个能导电的面，其中所述面优选单个地、成对地或以分成功能组的形式设置在平板上。有利地，面的形状、取向、数量、定向、间距和/或位置能够变化。对于本领域技术人员而言，以一定的布局产生的面也作为结构化的面已知。面的结构化以相应的制造法实现。[0036]优选的也能够是，将多个导电的面以一个或多个阵列的形式设置在平板上，使得提供由彼此不直接电连接的传导的面构成的一个阵列或多个阵列。在本发明的意义上，阵列表示在不导电的基板(平板)上的导电的面的布置。
[0037]还优选的是，导电的面单个地、成对地或以分成功能组的形式设置在平板上。在本发明的意义上，功能组尤其表示面的布置，所述布置有利地用于有针对性地改变与触摸屏或与包含触摸屏的设备的交互作用的影响。其中例如包括交互作用的进展或缩小、放大、产生、振动、来回变化、移动，这以令人惊讶的方式触发触摸事件，即生成、删除和/或改变触摸点。在本发明的意义上，删除尤其意味着，不再满足用于显示触摸点的条件，例如通过低于阈值而引起。所述触摸事件以令人惊讶的方式使能够以数据和/或信号的方式对触摸屏或包含触摸屏的设备的交互作用进行评估。在相同的外部影响下(例如外部的定位和间距没有显著地改变)，电子地控制触摸屏和输入机构之间的交互作用。
[0038]有利地，导电的面能够借助于加成工艺例如印刷工艺、冲压工艺、PVD和CVD工艺、电镀工艺或者借助于减成工艺例如激光结构化、涂刷工艺、铣削工艺等来施加。半加成工艺，例如在之前在不导电的基板上整面地施加材料之后的选择性的蚀刻工艺也能够是有利的。在一个实施形式中，导电的面借助于转移工艺施加到平板上。在此，尤其优选的是膜转移工艺，特别是热转移工艺。对于本领域技术人员而言，这种方法是已知的。当然，也能够应用所有其他的用于施加导电的面的方法。
[0039]至少一个导电的面优选以结构化的方式施加到平板上。在本发明的意义上，结构化尤其表示，导电的面不完全地而是部分地覆盖平板。通过使导电性与结构化的施加相关联，能够令人惊讶地实现平板的导电的面与触摸屏的有针对性的交互作用。
[0040]导电的层优选是金属层、包含金属颗粒的层、包含导电的颗粒的层、导电的聚合物层或由上述层的至少一个组合构成的层。普遍来说，能够使用任意的导电材料。此外，也能够使用由金属和碳组成的化合物构成的金属有机的材料。在本发明的意义上，金属尤其表示在元素周期表中位于从元素铍(2族)开始直至钋(16族)的对角分割线左侧的、与非金属相对的化学元素及其合金以及具有表征的金属特性的金属间化合物(包括Laves相、Heusler 相、Zintl 相、Hume-Rothery 相、NiT1、Co5、Nb3Sn 或 Ni3Al)。此外，金属包括招、铅、铬、铁、金、铟、钴、铜、镁、猛、钥、钠、镍、银、钛、鹤、锌或锡。此外，能够使用例如是铟锡氧化物的金属氧化物。这是特别有利的，因为其是导电的，然而也是透明的。
[0041]在本发明的意义上，聚合物尤其表示化学方面一致地构成的、然而通常在聚合度、摩尔质量和链长方面不同的大分子(聚合物分子)的集合所组成的物质。聚合物优选是导电的。在这种聚合物一致的物质中，所有大分子优选相同地构成并且仅通过其链长(聚合度)来区分。这种聚合物也称作同系聚合物。聚合物能够选自包括无机聚合物、金属有机聚合物、全芳香族的或部分芳香族的聚合物、均聚物、共聚物、生物聚合物、化学改性的聚合物和/或合成聚合物的组。特别优选的是，聚合物选自对亚苯基、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺(PANI)和 PE-DOT。
[0042]此外，导电的物质尤其是煤烟颗粒或石墨颗粒。煤烟描述碳的表现形式，所述表现形式在蒸汽状的含碳的物质未完全燃烧或热裂解的情况下形成。煤烟能够以粉末状或粒状的形式使用。也能够使用煤烟制备、例如作为煤烟均匀地分散的液态的、膏状的或固态的煤烟-溶剂浓缩物。根据制造方式和原料，除了碳以外，煤烟也能够包含氢、氮或氧。煤烟具有优秀的色素特性以及在所有溶剂中的不溶性，对于大多数化学药剂的耐抗性，耐光性，高的颜色深度和颜色强度。在本发明的意义上，石墨尤其表示碳的稳定的改性。由于其层状的结构，石墨是非常好的导体。
[0043]至少一个导电的面优选是用于触摸屏的接口并且优选在空间上邻近于所述触摸屏地设置。在本发明的意义上，在空间上邻近尤其表示存在直接的接触或间接的接触并且至少一个导电的面与触摸屏在功能上交互作用。所述交互作用能够通过不同的物理的作用原理及其组合实现，例如电容式、电感式、电磁式或电子式地实现。相应的交互作用与具体存在的触摸屏类型、即与触摸屏技术相关。导电的面的功能优选是触发在触摸屏上的至少一个触摸事件。触摸事件或也称为Touchevent在本发明的意义上尤其表示触发在触摸屏上的事件。由此，例如能够将数据由发送和/或接收装置传输到触摸屏或具有触摸屏的设备上。
[0044]优选的是，发送和/或接收装置包括至少一个发送机构、接收机构、控制单元和/或评估电子装置。借助于发送机构，能够将数据经由平板的至少一个导电的面由发送装置发送到触摸屏上。由此，安全的且快速的类型的数据传输是可能的。完全令人惊讶的是，数据传输能够借助于任意类型的触摸屏实现，使得确保了发送和/或接收装置的普遍适用性。
[0045]优选的发送和/或接收结构包括选自包括蓝牙、无线局域网或红外的组的短程无线电技术(WPAN-Wireless Personal Area Network无线个人区域网络)的机构和尤其是用于电容的和/或光学的方法的机构。优选的接收机构优选包括电阻式传感器、电感式传感器、差动变压器、电感式位移传感器、电涡流式传感器、电感式接近开关、磁场传感器、磁弹性传感器、电容式传感器、压电式传感器、光电子传感器或电化学传感器。
[0046]发送和/或接收机构能够在不同的部位处集成在发送和/或接收装置中。例如能够优选的是，平板具有开口或留空部，发送和/或接收机构、尤其传感器集成到所述开口或留空部中。此外能够优选的是，平板具有开口，在所述开口之后设置有传感器。通过传感器的优选的位置能够建立在触摸屏与发送和/或接收装置之间的快速的且有效的数据传输。发送和/或接收机构能够具有自己的电源或连接到发送和/或接收装置上的电源。
[0047]在现有技术中描述了薄膜传感器，所述薄膜传感器具有小的厚度并且能柔性地施加到底座上。这样的发送和/或接收机构或普遍地具有小的厚度的发送和/或接收机构也能够设置在平板上或平板下，由此能够显著地减少发送和/或接收装置的总厚度。
[0048]发送和/或接收装置优选能够具有多个在本发明的意义上也称为数据通信机构的发送和/或接收机构。
[0049]优选的是，应用用于在具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间进行单向的或双向的数据传输的系统，其中实现在装置与触摸屏之间的电容耦合并且所述电容耦合引起在具有触摸屏的设备上的数据输入。借助于发送和/或接收机构能够将数据由发送和/或接收装置发送到触摸屏或具有触摸屏的设备上，然而也能够由所述发送和/或接收装置接收所述数据。也就是说，在一个优选的实施形式中，在触摸屏或具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间的双向的数据交换是可能的。为此，发送和/或接收装置优选具有评估单元，所述评估单元将由接收机构接收到的信号转换为能处理的数据。优选的是，将由具有触摸屏的设备发送的数据转换为信号，所述信号由装置的传感器接收并且借助于评估电子装置转换回数据。在本发明的意义上，评估单元表示存在于发送和/或接收装置中的电气的和电子的机构并且用于处理接收到的信号以及解释所产生的数据。
[0050]在一个优选的实施形式中，发送和/或接收装置至少包括:
[0051]a.电带状导线；
[0052]b.导电的面；
[0053]c.用于电子控制导电的面的控制单元；
[0054]d.内部的或外部的电源；
[0055]e.接收机构；和/或
[0056]f.评估单元，其中
[0057]导电的面经由至少一个带状导线与所述控制单元电连接。
[0058]至少一个导电的面优选以结构化的方式设置在平板上并且经由至少一个用于至少一个面的电布线的带状导线与控制单元连接。
[0059]由此，在发送数据到触摸屏上时能够电子地由控制单元操控面并且触发在触摸屏上的触摸事件。具有触摸屏的设备能够将触摸事件借助于评估元件转换为数据。发送和/或接收装置优选从能够是内部的或外部的起源的电源得到其电能。电源例如能够是电池、蓄电池、太阳能电池、压电元件、电容器以及这些项的组合。电源与控制单元电连接并且为所述控制单元供电。优选的也能够是，电源能够通过外部的电源端子重新充电、交换或更换。为此，电源具有相应的连接端子。然而，发送和/或接收装置也能够由外部的电源得到能量，使得装置优选仅具有相应的端子，以便与相应的电源连接。
[0060]有利地，电源能够构造为能够通过光源提供电能的太阳能电池。为此，能够考虑人造的或自然的光源。优选的也能够是，利用“能量收集”法，以便为发送和/或接收装置供能。例如，能量能够由与装置接触的触摸屏提供。装置也能够有利地借助于感应(例如感应线圈)供应电能。
[0061]例如,每个导电的面具有呈导线组(Leiterziigen)或带状导线的形式的到控制单元的引线。也就是说，所有的引线优选聚集在控制单元(例如具有外部的模拟电路的控制芯片)中或多个控制单元中。因此，这些面仅经由控制单元彼此电连接，其中在所述面之间(除了经由控制单元以外)不存在直接的电连接。带状导线优选由导电的材料构成并且优选建立电连接。
[0062]发送和/或接收装置的控制单元优选包括至少一个数字的和/或模拟的电路并且控制单元能够由一个或多个器件构成。数字的电路优选是微型控制器，然而也能够是ASIC(专用集成电路)、FPGA (现场可编程门阵列)或者由逻辑门、半导体器件、机电的或机械的器件或者这些项的组合构成的分立的数字电路。数字电路用于生成待传输的数据/编码并且将其转换为数字的或模拟的信号，所述信号直接地或者经由模拟电路经由至少一个导电的连接转发到至少一个导电的面上，所述面在本发明的意义上也能够称为电极。模拟电路用于信号成形并且例如能够包含高通滤波器、低通滤波器、用于直流电压退耦的元件、工作点设置装置(偏压)或电荷泵。对于分别到导电的面中的一个的每个导电的连接，优选存在类似的模拟电路，然而对于各个到导电的面的连接也能够存在模拟电路的不同的布设方式。还优选的是，在控制单元上安装有本身通过更高的实例、例如用户控制的机械的装置并且在导线组之间的电桥被打开和关闭(继电器结构类型)。[0063]当控制单元的数字电路是电子的、机电的、机械的电路或者这些项的组合时能够是有利的。
[0064]因此，本发明也涉及用于在具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间进行单向的或双向的数据传输的系统的应用，其中实现在装置和触摸屏之间的电容耦合并且所述电容耦合引起在具有触摸屏的设备上的数据输入。所述系统能够实现在发送和/或接收装置与触摸屏之间的快速的且安全的数据传输。由此，一方面能够将数据由触摸屏发送给接收装置并且能够将数据由发送装置发送给触摸屏。因此，所述系统能够多样化地被使用，优选能够用于授权和/或认证。
[0065]令人惊讶的是，所述系统优选能够用于大量领域中的应用。所述领域例如包括游戏角色、身份识别、客户卡、防盗器、用于汽车/自行车共享的访问授权、进入授权、随机数生成器、芯片卡、汽车钥匙、钥匙、扑克牌、采集卡、货物物流、货物跟踪、数字分类系统、编目、数字档案系统(digitalem Karteikartensystem)、入口、入场门票、实际以及虚拟地对封闭的区域的访问、虚拟的内容、营销应用、客户关系、彩票和抽奖游戏、会员证件、长期票证、支付应用、真实性证书、证书、防伪、版权保护、签名、送货单、电脑游戏中的主题、音乐/视频/电子书下载、奖励积分/计划、设备控制器或礼品卡，而不局限于这些领域。
[0066]在一个特别的实施形式中，系统也能够用作存储装置，使得由包含触摸屏的设备将数据发送到装置上，所述数据易失性地或非易失性地存储在装置中。因此能够优选的是，发送和/或接收装置具有用于存储数据的机构。包含触摸屏的设备也能够有利地由装置调用数据，其方式为:将数据发送到装置上，所述装置又再促使控制单元将存储在装置中的数据发送到包含触摸屏的设备上。
[0067]为了在触摸屏与发送和/或接收装置之间建立简单的和快速的交互作用，能够有利的是，发送和/或接收装置的平板、覆盖层或发送和/或接收装置自身具有光学的、声学的、能触知的或触觉的或机械的定位机构，以便保证具有触摸屏的设备的或触摸屏在发送和/或接收装置处或在发送和/或接收单元上的最优的定位。例如，发送和/或接收装置能够具有用于定位触摸屏的止挡棱边。能够简单地通过光学的、声学的、能触知的或触觉的机构使用户获得正确的或错误的定位。
[0068]在一个优选的实施形式中，输入和/或输出系统集成到发送和/或接收装置和/或包含装置的设备中。所述输入和/或输出系统选自包括键盘、鼠标、操纵杆、图形输入板、数码笔、游戏垫、扫描仪、照相机、MIDI键盘、打印机和显示器的组。输入系统能够简化发送和/或接收装置的操作。为了将输入和/或输出系统与发送和/或接收装置连接，所述输入和/或输出系统能够具有在现有技术中描述的端子，使得能够快速地且简单地建立连接。借助于输出系统，能够观察或记录在触摸屏或包含触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间的数据交换。例如，能够在与装置连接的显示器上显示数据交换的进度。在一个优选的实施形式中，显示器能够集成到发送和/或接收装置的壳体中。显示器也能够构成为触控屏，使得其能够起输入和输出系统的作用。
[0069]在一个优选的实施形式中，系统能够具有用于与其他的数据传输设施和/或数据处理系统进行数据通信的机构。在本发明的意义上，数据处理系统尤其称为电子数据处理系统并且优选包括电脑、大型计算机、服务器系统、数据库系统、信息系统、过程计算机、数字化测量系统、DSP系统、微控制器系统、紧凑型控制器、嵌入式系统、移动电话、智能手机、平板电脑、数字电话答录机、视频会议系统和通信系统。用于数据通信的机构能够实现发送和/或接收装置与具有触摸屏的设备还有与其他的数据传输设施和/或数据处理系统进行数据传输，其中连接尤其通过无线连接或有线连接，例如无线电或光来建立。然而，还能够优选的是，装置自身是数据处理系统和/或装置与数据处理系统连接。
[0070]令人惊讶地，借助于所述系统，在移动的、具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间进行无线的通信/数据传输是可能的。据此，本发明也涉及一种用于在具有电容式触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间进行数据传输的方法，其中装置具有带有至少一个传导的面的至少一个平板，所述方法包括下述步骤:
[0071]a.使所述触摸屏靠近具有传导的面的平板；以及
[0072]b.将电信号从装置发送到触摸屏上，即操控电容式触摸屏、尤其通过与平板的传导的面的电容耦合来操控触摸屏的电极；以及
[0073]c.触发在触摸屏上的触摸事件。
[0074]有利地，通过所述方法能够将数据在触摸屏或具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间传输，其中数据交换能够单向地或双向地进行。触摸事件优选分配给数据处理系统的动作(Aktion)或触发所述动作。所述动作尤其适合不联网的数据处理系统并且特别优选适合联网的数据处理系统。所述动作是系统典型的或与系统和应用相关的并且例如包括激活和/或结束应用、改变数值和/或文本、操纵图像、改变数据集(Datenbestanden )或获得对数据和/或信息方面的服务的访问而不局限于此。
【专利附图】

【附图说明】
[0075]在下文中，借助于附图示例地阐述本发明，然而不局限于所述附图。附图示出:
[0076]图1示出优选的系统；
[0077]图2A、B示出在设备和装置之间的交互作用；
[0078]图3示出平板的剖面图；
[0079]图4示出具有多个分布在装置中的传感器的发送和接收装置；
[0080]图5示出具有多个设置在平板上的传导的面的系统；
[0081]图6A、B示出单向的和双向的数据交换；
[0082]图7示出具有覆盖层的优选的发送和/或接收装置；
[0083]图8示出优选的数据交换；以及
[0084]图9示出数据交换的优选的流程。
【具体实施方式】
[0085]图1示出一个优选的系统。所述系统包括具有触摸屏2的设备I和带有至少一个具有导电的面5的平板4的发送和/或接收装置3。导电的面5优选是结构化的，即局部地施加在平板4上，使得所述面5不完全地覆盖平板4。所述面5优选与用于电子控制器6的控制单元(未示出)连接。平板4优选与触摸屏2有效连接，使得在电有源的面5与触摸屏2之间发生电容耦合，其中在触摸屏2和发送和/或接收装置3、尤其导电的面5之间进行数据交换(通过两侧的箭头示出)。
[0086]图2A和图2B示出在设备I与装置之间的有利的交互作用。发送和/或接收装置3能够以任意取向与设备I或触摸屏2交互作用。为了简化触摸屏2在发送和/或接收装置3上的定位，所述发送和/或接收装置能够具有定位机构，借助于所述定位机构，设备I仅能够以限定的取向被带到发送和/或接收装置3处或发送和/或接收装置3上。为了交互作用，触摸屏2仅靠近装置3或具有导电的面5的平板4或者与其接触。在触摸屏2与发送和/或接收装置3之间的数据交换能够在单向的或双向的方向上进行。发送和/或接收装置3能够具有构造有发送和/或接收机构8 (未示出)的开口 7或留空部。
[0087]图3示出一个优选的实施变型方案的平板4的剖面图。平板4优选具有导电的面5和开口 7。所述面5是结构化的，即局部地设置在平板4上。在平板4中集成有开口 7，发送和/或接收机构8弓I入到所述开口中。然而，也能够有利的是，平板4仅具有凹陷部，发送和/或接收机构8插入到所述凹陷部中。此外，能够有利的是，平板4，在某种意义上也能够称为载体、基板或基板层，具有开口 7，其中在开口 7之后，即在开口 7的与面5相反的侧上设置有传感器。借助于优选能够是光电传感器的发送和/或接收机构8，能够将信号从触摸屏2发送到发送和/或接收装置3上。信号例如能够是光学的、声学的或其他的信号。
[0088]图4示出发送和接收装置3的示例的变型方案，所述变型方案具有多个接收机构
8。控制单元10在此经由带状导线9与导电的面5连接，所述面与触摸屏2 (在此未示出)有效连接。此外，系统能够经由其他的接收机构8从具有触摸屏的设备I接收信号。接收机构8在此与评估单元11连接以用于处理接收到的信号。接收到的信号通过评估单元11进一步处理，以便由此得到最终转发到控制单元10上的有效数据。除了示出的其他接收机构8以外，具有示出的配置的系统还能够具有其他的发送机构8，以便与具有触摸屏的设备I (未示出)进行通信。发送和/或接收机构8能够在不同的部位处集成在发送和/或接收装置3中。优选的发送和/或接收机构8包括用于电容的和光学的方法的机构和/或选自包括蓝牙、无线局域网或红外的组的短程无线电技术(WPAN-Wireless Personal AreaNetwork无线个人区域网)的机构。此外，电阻式传感器、电感式传感器、差动变压器、电感式行程传感器、涡流传感器、电感式接近开关、磁场传感器、磁弹性传感器、电容式传感器、压电式传感器、光电子传感器或电化学传感器优选作为接收机构。
[0089]图5示出所述系统的由控制单元10构成的另一结构，所述控制单元分别经由带状导线9操控多个传导的面5。因此，存在建立与触摸屏2 (在此未示出)的多个有效连接的可能性，由此例如为了更高的数据传输速度的目的实现多个信号到触摸屏2的并行的传输。此外，示出与评估单元11连接的接收机构8。具有所述示例的配置的系统能够双向地与包含触摸屏的设备I (未示出)进行通信。
[0090]图6A和6B示出单向的和双向的数据交换。所述数据交换用虚线的箭头标识。只要触摸屏2或具有触摸屏的设备I与发送和/或接收装置3有效接触，那么在发送和/或接收装置3的平板4上发生触摸屏2与导电的面5之间的数据交换。在此，数据优选由面5发送到触摸屏2上，在那里相应地触发触摸事件，其中设备I的评估单元11 (未示出)将接收到的信号转换为数据。此外，将数据由触摸屏2传送到发送和/或接收装置3上能够是有利的。为此，发送和/或接收机构8优选能够集成到开口 7中，所述开口接收由触摸屏2发送的信号并且转发到将信号转换为数据的评估单元11 (未示出)上。
[0091]在图7中示出具有覆盖层12的优选的发送和/或接收装置3。发送和/或接收装置3具有平板4，在所述平板上存在至少一个导电的面5。在具有面5的平板4上能够施加有呈覆盖层12的形式的另一层。覆盖层12保护平板4和面5免受污染和外部的力作用。面5经由带状导线9与控制单元10连接，所述控制单元优选承担面的电子控制。控制单元10优选与将接收到的信号转换为数据的评估单元11或评估电子装置连接。评估单元11和控制单元10与电源13连接。在此能够是内部的或外部的电源13。
[0092]图8示出优选的数据交换。在触摸屏2或包含触摸屏的设备I与发送和/或接收装置3之间能够进行单向的或双向的数据交换。为此，除了导电的面5 (在图中未示出)以夕卜，发送和/或接收装置3具有:在图中左侧示出的发送机构8，所述发送机构将信号发送到触摸屏2上；和在图中右侧示出的接收机构8，所述接收机构能够从触摸屏2接收信号。信号例如能够通过呈设置在平板4 (未示出)之下的传感器形式的接收机构8来接收。传感器与将由触摸屏2接收到的信号转换为数据的评估单元11连接。
[0093]图9示出数据交换的一个优选的流程。当触摸屏或具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置接触时，能够在触摸屏与装置之间进行数据交换。为此，发送和/或接收装置被激活，其中控制单元生成数据或从数据处理系统接收数据。数据被转换为串行的/并行的数据流，使得导电的面能够被电操控并且数据能够发送到触摸屏上。电操控的面生成在触摸屏上的触摸事件，所述触摸事件又再由评估单元评估或者转发给相应的应用程序，在那里由触发事件生成数据。通过对数据进行解释，应用程序例如能够执行动作。所述动作也能够包括发送数据，例如确认数据，从具有触摸屏的设备到发送和/或接收装置。
[0094]附图标记列表
[0095]1具有触摸屏的设备
2触摸屏
3发送和/或接收装置
4平板
5导电的面
6电子控制器
7开口
8发送和/或接收机构
9带状导线
10控制单元
11评估单元
12覆盖层
13电源
【权利要求】
1.一种用于在具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间传输数据的系统，其中所述触摸屏是电容屏并且所述装置具有至少一个带有至少一个导电的面的平板， 其特征在于， 所述平板与所述触摸屏有效连接并且至少一个面被激活。
2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述发送和/或接收装置包括至少一个发送机构、接收机构、控制单元和/或评估单J Li ο
3.根据权利要求1或2所述的系统， 其特征在于， 具有所述面的所述平板被不导电的层覆盖。
4.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述装置至少包括: a.电带状 导线； b.导电的面； c.用于电子控制所述导电的面的控制单元； d.内部的或外部的电源； e.接收机构；和/或 f.评估单元， 其中所述导电的面经由至少一个带状导线与所述控制单元电连接。
5.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述控制单元包括至少一个数字的和/或模拟的电路并且所述控制单元由一个或多个器件构成。
6.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述控制单元的所述数字电路是电子的、机电的、机械的电路或者这些项的组合。
7.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述导电的面单独地、成对地或以分成功能组的方式设置在所述平板上。
8.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述平板具有开口，传感器集成到所述开口中或者传感器设置在所述开口之后。
9.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 由具有所述触摸屏的设备发送的数据转换成信号，所述信号由所述装置的所述传感器接收并且借助于所述评估单元转换回数据。
10.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统，其特征在于， 所述数据传输是单向的或双向的。
11.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 输入和/或输出系统集成到所述装置和/或包含所述装置的设备中。
12.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述系统具有用于与其他数据传输设施和/或数据处理系统数据进行通信的机构。
13.根据上述权利要求中一项或多项所述的系统， 其特征在于， 所述装置自身是数据处理系统和/或所述装置与数据处理系统连接。
14.一种用于数据传输的方法，所述方法包括根据权利要求1至13所述的系统，其中所述装置具有至少一个带有至少一个导电的面的平板，所述方法包括下述步骤: a.使所述触摸屏靠近具有传导的所述面的所述平板；以及 b.将电信号从所述装置发送到所述触摸屏上，即操控所述电容式触摸屏、尤其通过与所述平板的传导的所述面电容耦合来操控所述触摸屏的电极；以及 c.触发在所述触摸屏上的触摸事件。
15.根据权利要求1至13所述的系统的一种应用，所述系统用于在具有触摸屏的设备与发送和/或接收装置之间进行单向的或双向的数据传输，其中实现在所述装置和所述触摸屏之间的电容耦合，并且所述电容耦合引起在具有触摸屏的设备上的数据输入。
16.根据权利要求15所述的应用，其中所述系统用于授权和/或认证。
17.根据上述权利要求中一项或多项所述的应用，该应用选自以下的应用:游戏角色、身份识别、客户卡、防盗器、用于汽车/自行车共享的访问授权、进入授权、随机数生成器、芯片卡、汽车钥匙、钥匙、扑克牌、采集卡、货物物流、货物跟踪、数字分类系统、编目、数字档案系统、入口、入场门票、实际以及虚拟地对封闭的区域的访问、虚拟的内容、营销应用、客户关系、彩票和抽奖游戏、会员证件、长期票证、支付应用、真实性证书、证书、防伪、版权保护、签名、送货单、电脑游戏中的主题、音乐/视频/电子书下载、奖励积分/计划、设备控制器或礼品卡。
【文档编号】G06K7/08GK103946861SQ201280040031
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年6月18日 优先权日:2011年6月16日
【发明者】斯文·霍夫曼, 安德烈·克罗伊策 申请人:T-触摸国际有限公司