專利名稱：一種安全的小鍵盤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)據(jù)安全性具有高度重要性的環(huán)境中使用的小鍵盤系統(tǒng)和鍵盤系 統(tǒng)，例如在使用自動柜員機(jī)(ATM)或者用于訪問其他個人服務(wù)時(shí)。
背景技術(shù)：
ATM是為金融機(jī)構(gòu)諸如銀行的客戶提供在公共空間使用的金融業(yè)務(wù)，而不需要人 員或者銀行柜員的一種計(jì)算機(jī)化設(shè)備。在最現(xiàn)代化的ATM機(jī)上，客戶通過如下方式被識別 插入帶有磁條的塑料ATM卡或者帶有包含唯一卡號和一些安全性信息(例如有效日期)的 芯片的塑料智能卡。通過客戶輸入個人識別號碼(PIN)而提供了安全性。通過使用ATM，客 戶可以訪問他們的銀行賬戶以進(jìn)行現(xiàn)金提取(或者信用卡預(yù)借現(xiàn)金)，以及核對他們的賬 戶結(jié)余。在ATM和許多其他應(yīng)用中，防止未授權(quán)地使用這些服務(wù)的安全性是最重要的。任 何來自用戶的輸入——包括他的PIN—一必須被防止泄露給未授權(quán)者。一個要求是對未授權(quán)者來說偵測到所輸入的PIN數(shù)字必須非常困難。該要求的 結(jié)果通常是用于檢測鍵盤的電信號由篡改偵測網(wǎng)格(tamper-detecting grid)進(jìn)行保護(hù)。 篡改偵測網(wǎng)格變得越來越昂貴，因?yàn)樗鼈儽仨毴找骒`敏，以及需要被覆蓋的區(qū)域因安全性 要求的增加而在增加。US 7196694B2公開了一種觸摸屏，所述觸摸屏使用一個或多個力傳感器來確定屏 幕上的觸摸的位置。US 5241308公開了一種在周緣以離散位置支撐的觸摸面板。面板上的應(yīng)變儀通過 生成用于確定力被施加至所述面板的位置的信號，來響應(yīng)于作用在面板上的力。所述觸摸 面板可被用作小鍵盤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有觸摸感應(yīng)屏的小鍵盤系統(tǒng)，所述觸摸感應(yīng)屏在其表面上具有 多個離散域，其中每一域具有一個相關(guān)聯(lián)的輸入值。多個力傳感器被聯(lián)接至所述屏且被布 置在單獨(dú)的力傳感器位置，以響應(yīng)于屏被觸摸而檢測單獨(dú)的力，以及生成相應(yīng)的單獨(dú)的力 信號。識別裝置被提供為用于基于所述力信號而識別被觸摸的域，以及生成裝置被提供為 用于生成與被觸摸域相關(guān)聯(lián)的輸入值。導(dǎo)電的力傳輸外殼封裝了所述力傳感器、識別裝置 和生成裝置。本發(fā)明的這種布置確保了僅有機(jī)械零件和部件在所述導(dǎo)電外殼外，而所有電氣和 電子部件以及所有相關(guān)的電信號被包含在所述外殼內(nèi)，從而確保了與所述小鍵盤的用戶操 作直接相關(guān)的任何電或者電磁信號不從所述外殼中泄露。表示所述小鍵盤的用戶操作的數(shù) 據(jù)可以以編碼或加密形式傳輸至外殼外。


圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字小鍵盤。
圖2示出了沿著圖1的線II-II的數(shù)字小鍵盤的剖視圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字小鍵盤的替代實(shí)施方案的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，使用數(shù)字小鍵盤作為實(shí)施例來描述本發(fā)明。不過，本發(fā)明也可被實(shí)現(xiàn)在 字母數(shù)字鍵盤或者其他觸摸感應(yīng)或者壓力感應(yīng)輸入裝置中。這些圖示出了數(shù)字小鍵盤10。小鍵盤10具有頂板11，所述頂板11由堅(jiān)硬材料一 例如金屬、玻璃或者合成材料如纖維增強(qiáng)材料——制成。頂板11具有一個用戶可使用的表 面，其上限定多個離散域12。所述域12可通過印刷、雕刻或者其他合適的方法被可見地限 定。還可為視覺受損者提供可觸知的限定。在示出的實(shí)施例中有各自以數(shù)字0-9識別的 十個域12，以及分別以“0K”和“CLEAR”識別的另外兩個域。所述通過數(shù)字0_9、“0K”以及 “CLEAR”的識別方式本身是已知的，并且被用在例如ATM中。數(shù)字0_9、“0K”以及“CLEAR” 是與各自的域相關(guān)聯(lián)的輸入值。在所述頂板下面是盒13，在所述盒13中電子部件14被安裝在印刷電路板15上。 力傳感器16、17例如壓電傳感器或者應(yīng)變儀被安裝在電路板15上，并且被連接至電子部件 14。力傳感器16、17經(jīng)由突出通過所述盒13的開口的支撐構(gòu)件18、19來支撐所述頂板11。 頂板11在三個或更多個(優(yōu)選地，四個)位置受到支撐，從而在頂板11上限定了兩個不同 方向，并因此在頂板11上限定了一個二維坐標(biāo)系。在示出的實(shí)施例中，所述頂板在鄰近頂 板的四個角的四個位置受到支撐，所述頂板的四個角由它們的X和Y坐標(biāo)(\，1)、(XijY0)、 (XQ，Y1)和(X1, Y1)識別，并且單獨(dú)的支撐構(gòu)件被分配給每一力傳感器。所述支撐構(gòu)件18、 19分別地在X坐標(biāo)為Xtl和X1的位置支撐所述頂板。盒13是由機(jī)械性能足以為其容納物 (即，防篡改外罩)提供適合保護(hù)的材料制成的，。導(dǎo)電的力傳輸外殼20封裝了具有電子部 件14和傳感器16、17的電路板15。外殼20優(yōu)選地是易彎片(pliable sheet)。電子部件 14是可連接至由箭頭21指示的盒13的外部的。當(dāng)用戶觸摸頂板11上的坐標(biāo)為(X，Y)的點(diǎn)處的域12時(shí)，相應(yīng)的力將通過四個支 撐構(gòu)件被傳輸至四個力傳感器。作用在力傳感器上的各個力依賴于被觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，并且 所述力傳感器生成表示力傳感器上的各自的力的相應(yīng)的力信號。基于這組力信號，電子部 件14計(jì)算被觸摸點(diǎn)的位置的坐標(biāo)，從而識別哪個域12已被觸摸。電子部件14輸出表示與 被觸摸的域12相關(guān)聯(lián)的輸入值的電信號，可能將該電信號輸出為數(shù)字信號以及加密的形 式。因而頂板11用作具有觸摸感應(yīng)屏幕的小鍵盤，且可被用戶用于輸入數(shù)字值。外殼20組成了一個導(dǎo)電屏幕，其用作封裝所有電氣和電子部件以及相關(guān)的電信 號的法拉第籠。外殼20提供了有效的電磁屏蔽，防止所有干擾所述小鍵盤系統(tǒng)的外部噪 聲，并且還阻止電磁信號泄露出所述外殼。因此，所述小鍵盤系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性被增 強(qiáng)。所述外殼20能進(jìn)行力傳輸，從而來自四個支撐構(gòu)件的力通過所述外殼被傳輸至各自的 力傳感器。經(jīng)由通過外殼20中的合適的開口的防漏連接(可能使用屏蔽電纜)完成連接 至盒13的外部的電連接21。為了防止力信號被從外部偵測，信號在相應(yīng)的外殼20內(nèi)被編 碼或者加密，因此，僅經(jīng)由電連接21傳輸被編碼或者加密的信號，并且外殼20的外部僅存 在編碼的或者加密的信號。圖3中示意性地示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方案中的數(shù)字小鍵盤10。如同圖2，力
4傳感器16、17經(jīng)由支撐構(gòu)件18、19支撐頂板11，并且每一力傳感器被封裝在導(dǎo)電的力傳輸 外殼20中。為簡單起見，僅有力傳感器、支撐構(gòu)件和外殼被示出，不過如同圖2，另外的電子 部件也存在。在此實(shí)施方案中，力傳感器16、17被布置在間隔開的單獨(dú)的盒13中，并且由 力傳感器生成的單獨(dú)的力信號被優(yōu)選地傳輸至公共計(jì)算單元或者電子部件。為了阻止從外 部偵測力信號，力信號在相應(yīng)的外殼20內(nèi)被編碼或者加密，從而僅有編碼的或者加密的信 號存在于外殼的外部。圖3中的在單獨(dú)的盒中布置力傳感器的方式在盒之間留下了空隙，在此實(shí)施方案 中，布置了顯示屏30，例如單色或彩色平面屏幕液晶顯示器(LCD)。頂板11是透明的觸摸 感應(yīng)屏幕如玻璃板，并且顯示屏被可見地布置在頂板后面，且可為用戶顯示信息和軟鍵。顯 示屏30上的每一軟鍵在頂部玻璃板11上具有相應(yīng)的域12，用戶可通過觸摸來觸發(fā)所述相 應(yīng)的域12。因而，域12的布局可通過計(jì)算機(jī)或者顯示屏30的其他控制器被控制以及被改 變。在圖2和圖3的實(shí)施方案中，所述小鍵盤系統(tǒng)具有例如被包括在電子部件14中的 篡改響應(yīng)系統(tǒng)，所述篡改響應(yīng)系統(tǒng)偵測任何物理地攻擊所述系統(tǒng)或者其他對其進(jìn)行未授權(quán) 的操縱的企圖。所述系統(tǒng)可偵測未授權(quán)的訪問所述盒的內(nèi)部或者包含在其中的電信號的企 圖，并且可包括諸如導(dǎo)電線形成的網(wǎng)(所稱的安全箔)，所述導(dǎo)電線在發(fā)生這種企圖的情況 下將受到干擾，并可發(fā)起合適的保護(hù)措施，例如擦除用于加密從力傳感器獲得的信號的加 密密鑰。安全箔可用于屏蔽電磁輻射，因此，安全箔可用作(柔性)外殼20?！昂小?13也可 以是防篡改外罩，例如安全箔。也存在對系統(tǒng)的未授權(quán)的操縱的企圖發(fā)生響應(yīng)的其他可用 系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種小鍵盤系統(tǒng)，包括-觸摸感應(yīng)屏(11)，在其表面上具有多個離散域(12)，每一域(12)具有一個相關(guān)聯(lián)的 輸入值；_多個力傳感器(16、17)，被聯(lián)接至所述屏(11)并且被布置在單獨(dú)的力傳感器位置 (X0、X1、Y0、Y1)，以響應(yīng)于屏(11)被觸摸而檢測單獨(dú)的力，并且生成相應(yīng)的單獨(dú)的力信號；-識別裝置(14)，用于基于所述力信號來識別被觸摸的域(12)；-生成裝置(14)，用于生成與被觸摸的域(12)相關(guān)聯(lián)的輸入值；以及-導(dǎo)電的力傳輸外殼(20)，用于封裝力所述傳感器(16、17)、所述識別裝置(14)和所述 生成裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小鍵盤系統(tǒng)，包括兩個力傳感器(16、17)，以及所述域(12) 被布置為一維陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的小鍵盤系統(tǒng)，包括至少三個力傳感器(16、17)，以及所述域 (12)被布置為二維陣列。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，其中成陣列的所述域(12)被指示 在觸摸感應(yīng)屏(11)的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，其中所述觸摸感應(yīng)屏(11)是透明 的，并且用于顯示軟鍵的顯示屏(30)被可見地布置在觸摸感應(yīng)屏(11)的后面。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，其中外殼(20)是防篡改外罩，或者 被容納在防篡改外罩(13)中，且具有篡改響應(yīng)裝置(14)，其對未授權(quán)操縱所述系統(tǒng)的企圖 作出響應(yīng)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，其中所述力傳感器(16、17)包括壓 電傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，其中所述力傳感器(16、17)包括壓 變儀。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，其中所述外殼(20)包括易彎片。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的小鍵盤系統(tǒng)，進(jìn)一步包括盒(13)和支撐構(gòu)件 (18、19)，所述盒封裝所述力傳感器(16、17)，所述支撐構(gòu)件突出通過盒(13)的開口并且支 撐所述屏(11)。
全文摘要
一種安全的小鍵盤系統(tǒng)，具有在表面上帶有多個離散域(12)的觸摸感應(yīng)屏(11)，其中每一域(12)具有一個相關(guān)聯(lián)的輸入值。多個力傳感器(16、17)被聯(lián)接至所述屏(11)，且被布置在單獨(dú)的力傳感器位置，以響應(yīng)于所述屏(11)被觸摸而檢測單獨(dú)的力，并且生成相應(yīng)的單獨(dú)的力信號。識別裝置被提供為用于基于力信號來識別被觸摸的域(12)，以及生成裝置被提供為用于生成與被觸摸的域(12)相關(guān)聯(lián)的輸入值。導(dǎo)電的力傳輸外殼(20)封裝了力傳感器、識別裝置和生成裝置。
文檔編號H05K5/02GK101999111SQ200980112725
公開日2011年3月30日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者P·克里斯托弗森 申請人:科瑞坡特拉股份公司