BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Dievorliegende Erfindung betrifft eine Tastatur, insbesondere eineSicherheitstastatur, beispielsweise zur sicheren Eingabe von Daten.TheThe present invention relates to a keyboard, in particular a keyboardSecurity keyboard, for example for the secure input of data.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
HerkömmlicheTastaturen, bestehen meist aus einer Tastaturleiterplatte und beweglichenTasten mit Tastenkontakten auf der Tastenunterseite. Durch Drücken derTaste wird ein Kontakt auf der Leiterplatte geschlossen und Informationkann erzeugt bzw. weitergeleitet werden.conventionalKeyboards, usually consist of a keyboard PCB and movableKeys with key contacts on the bottom of the key. By pressing theButton, a contact on the circuit board is closed and informationcan be generated or forwarded.
Beiden durch die Tastatur eingegebenen Daten kann es sich um vertraulicheInformationen, wie zum Beispiel PINs (Personal Identification Number),handeln. In diesem Fall kann es nötig sein, die Tastatur gegenManipulationen zu schützen.Beispielsweise muss verhindert werden, dass die eingegebene PINvon einem Angreifer aufgezeichnet werden kann.atThe data entered by the keyboard may be confidentialInformation, such as PINs (Personal Identification Number),act. In this case it may be necessary to use the keyboard againstProtect manipulations.For example, it must be prevented that the entered PINcan be recorded by an attacker.
EinmöglicherAngriff besteht bei herkömmlichenTastaturen im Auseinanderbau der Tastatur, dem anschließenden Einbaueiner drucksensitiven Tastaturfolie bzw. dem direkten Kontaktierender Tastenkontakte und der Mitschrift der PIN mit Hilfe einer Auswerteelektronik.OnepotentialAttack exists in conventionalKeyboards in the disassembly of the keyboard, the subsequent installationa pressure-sensitive keyboard foil or direct contactthe key contacts and the transcript of the PIN using an evaluation.
EinmöglicherAnsatzpunkt zum Verhindern von Manipulationen ist der Einbau entsprechender Gehäuseschalter,die das Auseinanderbauen der Tastatur verhindern sollen, indem sieeinen Alarm oder die Löschungvon Daten bei Unterbrechung von bestimmten Kontakten, die zum Beispielzwischen Gehäuseteilenangeordnet sind, veranlassen. Ein Angreifer kann jedoch versuchendiese Vorkehrung dadurch zu umgehen, dass er Kontakte elektrisch kontaktiertund sie dadurch „anzapft", ohne sie dabei zuunterbrechen, und so unbemerkt sensible Informationen aufzeichnen.OnepotentialThe starting point for preventing tampering is the installation of appropriate housing switches,to prevent the disassembly of the keyboard byan alarm or the deletiondata on interruption of certain contacts, for examplebetween housing partsare arranged. An attacker can trycircumvent this provision by making electrical contact with contactsand thereby "tapping" them without theminterrupt, and record unnoticed sensitive information.
Eskann daher als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehenwerden, eine Tastatur bzw. Sicherheitstastatur mit hoher Absicherunggegen Manipulationen bereitzustellen.Itcan therefore be considered as an object of the present inventionbe a keyboard or security keyboard with high securityto provide against manipulation.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
DieseAufgabe kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst werden.Vorteilhafte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.TheseThe object can be achieved by the subject matter of the present invention according to the independent claims.Advantageous embodimentsThe present invention is described in the dependent claims.
Gemäß einemersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tastatur beschrieben,die mindestens eine Taste mit einem Magneten, mindestens ein magnetischsensitives Element und eine Auswerteschaltung aufweist. Die Auswerteschaltung istmit dem magnetisch sensitiven Element verbunden und das magnetischsensitive Element ist dazu ausgestaltet, eine Veränderungder Lage der Taste kontaktlos zu detektieren.According to oneIn the first aspect of the present invention, a keyboard is described.the at least one button with a magnet, at least one magnetichaving sensitive element and an evaluation circuit. The evaluation circuit isconnected to the magnetically sensitive element and the magneticsensitive element is designed to be a changethe position of the button contactless to detect.
Andersausgedrücktbasiert die Idee der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt auf einerkontaktlosen Funktionsweise der Tastatur zur Übermittelung von Informationen.Die Tastatur hat mindestens eine Taste mit einem Magneten, wobei derMagnet als ein Elektromagnet oder vorzugsweise als ein Permanentmagnetausgestaltet sein kann. Ein magnetisch sensitives Element kann sichim Inneren der Tastatur befinden. Dabei ist dessen Entfernung undLage gegenüberdem Magneten in der Taste so gewählt,dass die magnetische Feldstärkedes Magneten am Ort des magnetisch sensitiven Elements messbar istbzw. eine Änderungder Feldstärkeaufgrund einer Verlagerung des Magneten von dem magnetisch sensitivenElement detektiert werden kann. Eine Auswerteschaltung, die mitdem magnetisch sensitiven Element in Verbindung steht, ist dazuausgestaltet, die durch eine Veränderungder magnetischen Feldstärkeam Ort des magnetisch sensitiven Elements in dem magnetisch sensitivenElement induzierte Kenngrößenänderungzu detektieren. Wird die Taste beispielsweise gedrückt, sonähertsich der Magnet dem magnetisch sensitiven Element und die magnetischeFeldstärkeam Ort des magnetisch sensitiven Elements nimmt zu. Durch die Zunahmeder magnetischen Feldstärkewird die Änderungeiner Kenngröße des magnetischsensitiven Elementes bewirkt. Diese Änderung kann in der Auswerteschaltungdetektiert werden. Sollte ein Angreifer versuchen die Taste zu entfernen,so nimmt die magnetische Feldstärkeab und es kann ebenfalls eine Änderungeiner elektromagnetischen Kenngröße in der Auswerteschaltungevt. mit umgekehrtem Vorzeichen detektiert werden. Auf diese Weisekann einerseits die von einem Tastaturbenutzer eingegebene Informationkontaktlos übertragenwerden, so dass kein Schließenvon Kontakten, wie bei konventionellen Tastaturen, notwendig ist.Dies verhindert möglicheAngriffe durch elektrisches Abgreifen von Tastaturkontakten. Andererseitskann eine Manipulation der Tastatur, wie beispielsweise das Entferneneiner Taste zum Anbringen einer drucksensitiven Tastaturfolie sofortdetektiert werden und die Daten können geschützt werden. Insgesamt ist aufgrundder räumlichenAusbreitung des magnetischen Feldes und der damit verbundenen Messbarkeiteiner magnetischen Feldstärkean bestimmten Punkten im Raum, die Möglichkeit gegeben, Informationenohne elektrischen oder mechanischen Kontakt zu übertragen. Also werden durchdie kontaktlose Funktionsweise der Tastatur Angriffe erschwert undder Datentransfer erheblich gesichert.In other words, the idea of the present invention according to the first aspect is based on non-contact operation of the keyboard for communicating information. The keyboard has at least one button with a magnet, wherein the magnet may be configured as an electromagnet or preferably as a permanent magnet. A magnetically sensitive element may be inside the keyboard. In this case, its distance and position relative to the magnet in the key is selected so that the magnetic field strength of the magnet at the location of the magnetically sensitive element is measurable or a change in field strength due to a displacement of the magnet can be detected by the magnetically sensitive element. An evaluation circuit which is connected to the magnetically sensitive element is designed to detect the characteristic change induced by a change in the magnetic field strength at the location of the magnetically sensitive element in the magnetically sensitive element. If the key is pressed, for example, the magnet approaches the magnetically sensitive element and the magnetic field strength at the location of the magnetically sensitive element increases. Due to the increase in the magnetic field strength, the change of a characteristic of the magnetically sensitive element is effected. This change can be detected in the evaluation circuit. If an attacker attempts to remove the key, the magnetic field strength decreases and it is also possible to detect a change in an electromagnetic characteristic in the evaluation circuit, possibly with the opposite sign. In this way, on the one hand, the input of a keyboard user information can be transmitted contactless, so that no closing of contacts, as in conventional keyboards, is necessary. This prevents possible attacks by electrical tapping of keyboard contacts. On the other hand, manipulation of the keyboard, such as removal of a button for attaching a pressure-sensitive keyboard slide, can be detected immediately and the data can be protected. Overall, due to the spatial spread of the magnetic field and the associated measurability of a magnetic field strength at certain points in space, given the opportunity to transmit information without electrical or mechanical contact. So the contactless functioning of the keyboard makes attacks and data transfer difficult considerably secured.
ImFolgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Tastaturgemäß dem erstenAspekt der Erfindung im Detail diskutiert.in theFollowing are features, details and possible benefits of a keyboardaccording to the firstAspect of the invention discussed in detail.
Einmagnetisch sensitives Element kann zum Beispiel ein Hallelement,eine stromdurchflossene Spule oder ein Reedkontakt sein. Je nachAusgestaltung des magnetisch sensitiven Elements können sichdie Kenngrößen desmagnetisch sensitiven Elements, wie messbare induzierte Spannung,Stromstärkeoder elektrischer Widerstand ändern.Onemagnetically sensitive element may be, for example, a Hall element,be a current-carrying coil or a reed contact. Depending onDesign of the magnetically sensitive element can bethe characteristics of themagnetically sensitive element, such as measurable induced voltage,amperageor change electrical resistance.
Diekontaktlose Übermittlungvon Informationen überdie räumlicheVerteilung des Magnetfeldes des Magneten kann beispielsweise aufdem Halleffekt beruhen. Der Halleffekt ist das Auftreten einer elektrischenSpannung in einem stromdurchflossenen elektrischen Leiter, der sichin einem Magnetfeld befindet. Das heißt, in einem Hallelement wirdein elektrischer Strom in einer Stromflussrichtung erzeugt. Befindetsich das Hallelement nun in einem Magnetfeld, so wird in dem stromdurchflossenenHallelement eine Spannung induziert, die sowohl senkrecht zum Magnetfeld,als auch senkrecht zur Stromflussrichtung ausgerichtet ist. Über dieAuswerteschaltung kann diese induzierte Spannung gemessen werden.Da die Größe dieserSpannung von mehreren Faktoren abhängt, lässt sich die Empfindlichkeitdes Hallelements unter anderem überfolgende Größen beeinflussen:Einerseits überdie Materialkonstante des Hallelements, andererseits über die Stromstärke, diedurch das Hallelement fließ.Zusätzlichkann die Empfindlichkeit überdie Dicke und die geometrische Beschaffenheit des Hallelements oder über diemagnetische Flussdichte, also die Entfernung zum Magneten, die relativeLage bezüglichdes Magneten und die Stärkedes Magneten beeinflusst werden.Thecontactless transmissionof information aboutthe spatialDistribution of the magnetic field of the magnet can, for examplebased on the reverb effect. The reverb effect is the appearance of an electricalVoltage in a current-carrying electrical conductor, thein a magnetic field. That is, in a Hall element isgenerates an electric current in a current flow direction. isThe Hall element now in a magnetic field, so is in the current flowing throughHall element induces a voltage that is both perpendicular to the magnetic field,as well as perpendicular to the current flow direction is aligned. About theEvaluation circuit, this induced voltage can be measured.Because the size of thisVoltage depends on several factors, the sensitivity can be reducedof the Hall element among othersinfluence the following variables:On the one hand overthe material constant of the Hall element, on the other hand, on the current, theflowing through the Hall element.additionallycan the sensitivity overthe thickness and the geometrical nature of the Hall element or over themagnetic flux density, ie the distance to the magnet, the relativeSituation regardingthe magnet and the strengthbe influenced by the magnet.
Beider Verwendung eines Hallelements als magnetisch sensitives Elementist die Empfindlichkeit des Hallelements und der Auswerteschaltung vorzugsweiseso gewählt,dass die Auswerteschaltung erst ab einer gewissen Größe der induzierten Spannungeine Veränderungder Lage der Taste detektiert. Dadurch kann verhindert werden, dassdurch ungewollte, geringfügigeBerührungender Taste die Detektion einer Tastenbetätigung veranlasst wird.atthe use of a Hall element as a magnetically sensitive elementthe sensitivity of the Hall element and the evaluation circuit is preferablychosen sothat the evaluation circuit only from a certain magnitude of the induced voltagea changethe position of the button detected. This can prevent thatby unwanted, minortouchesthe button causes the detection of a key operation.
EineVeränderungder Lage der Taste kann sowohl eine Betätigung, als auch das Entfernender Taste bedeuten. Durch die Zu- oder Abnahme der induzierten Spannungkann in der Auswerteschaltung zwischen diesen zwei Möglichkeitenunterschieden werden.AchangeThe position of the button can be both an operation, as well as the removalmean the key. By the increase or decrease of the induced voltagecan be in the evaluation circuit between these two possibilitiesbe differentiated.
DieLage des Hallelements gegenüberder Taste bzw. gegenüberdem Magneten in der Taste hat auch Einfluss auf die Funktionsweiseder Tastatur. Beispielsweise kann sich der geometrische Mittelpunkteiner beispielsweise runden oder rechteckigen Taste direkt über demgeometrischen Mittelpunkt des Hallelementes befinden. Dies hätte denVorteil, dass eine möglichsthohe magnetische Feldstärkeam Ort des Hallelements gemessen werden kann und somit die Genauigkeitder Datenübertragungerhöhtwerden kann.TheLocation of the Hallway oppositethe button or oppositeThe magnet in the button also affects the operationthe keyboard. For example, the geometric center may befor example, a round or rectangular button directly above thegeometric center of the Hall element are located. This would have theAdvantage that one possiblehigh magnetic field strengthcan be measured at the location of the Hall element and thus the accuracythe data transmissionelevatedcan be.
DieAuswerteschaltung kann dazu ausgestaltet sein, eine permanente vordefinierteSpannung an das Hallelement anzulegen, um den elektrischen Stromin der Stromflußrichtungzu erzeugen. Des Weiteren kann die Auswerteschaltung dazu ausgestaltetsein eine am Hallelement durch ein Magnetfeld induzierte Spannungzu messen und diese als Information zu verarbeiten und/oder weiterzuleiten.Die Auswerteschaltung kann sich zusammen mit dem Hallelement innerhalbeines zugriffsgesicherten Gehäusesbefinden, um ebenfalls vor Manipulationen geschützt zu sein.TheEvaluation circuit can be designed to be a permanent predefinedApply voltage to the Hall element to the electric currentin the current flow directionto create. Furthermore, the evaluation circuit can be designed for this purposebe a voltage induced on the Hall element by a magnetic fieldto measure and process these as information and / or forward.The evaluation circuit can be combined with the Hall element withinan access secured housingto be protected against tampering.
Istdas magnetisch sensitive Element als eine Spule oder als ein Reedkontaktausgestaltet, so kann die Auswerteschaltung dazu ausgestaltet sein, einevorgegebene, konstante oder variable Stromstärke an das magnetisch sensitiveElement zu liefern und eine Änderungder Stromstärkebzw. des Widerstandes in dem magnetisch sensitiven Element zu detektieren.isthe magnetically sensitive element as a coil or as a reed contactconfigured, so the evaluation can be configured to apredetermined, constant or variable current to the magnetically sensitiveElement to deliver and a changethe current strengthor the resistance in the magnetically sensitive element.
Gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung ist die Auswerteschaltung dazu ausgestaltet,eine Veränderungeiner Kenngröße des magnetischsensitiven Elements als eine Betätigung derTaste oder ein Entfernen der Taste zu interpretieren.According to oneembodimentAccording to the present invention, the evaluation circuit is designed toa changea characteristic of the magneticsensitive element as an actuation of theButton or a removal of the key to interpret.
InAbhängigkeitvon der elektrischen Kenngröße des magnetischsensitiven Elements, die durch die Auswerteschaltung überwachtwird, kann eine Zu- oder eine Abnahme der gemessenen Größe als eineBetätigungder Taste interpretiert werden. Dementsprechend kann durch die Auswerteschaltungbei einem umgekehrten Vorzeichen der Änderung der gemessenen Größe ein Entfernender Taste interpretiert werden.Independencefrom the electrical characteristic of the magneticsensitive element monitored by the evaluation circuitmay be an increase or decrease in the measured size as oneactivitythe key are interpreted. Accordingly, by the evaluation circuitwith an inverse sign of the change of the measured size, a removalthe key are interpreted.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist das magnetisch sensitive Elementein Hallelement.According to oneanother embodimentThe present invention is the magnetically sensitive elementa Hall element.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist die Auswerteschaltung dazu ausgestalteteine Zunahme einer an dem Hallelement gemessenen Spannung als eineBetätigung derTaste zu interpretieren.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the evaluation circuit is designed for this purposean increase in a voltage measured at the Hall element as aActuation ofKey to interpret.
Nähert sichder Magnet in der Taste durch eine Betätigung der Taste dem im Innerender Tastatur angesiedelten Hallelement, so nimmt die am Ort desHallelements messbare magnetische Feldstärke zu. Damit nimmt auch dieinduzierte Spannung zu, die in der Auswerteschaltung gemessen werden kann.Die Auswerteschaltung ist dabei so ausgestaltet, dass sie die Zunahmeder Spannung als eine Information weiterleiten bzw. weiterverarbeitenkann, die eine Betätigungder Taste signalisiert.The magnet in the key approaches an actuation of the key located in the interior of the keyboard Hall element, so increases the measurable at the location of the Hall element magnetic field strength. This also increases the induced voltage, which can be measured in the evaluation circuit. The evaluation circuit is designed such that it can pass on or further process the increase in the voltage as information which signals an actuation of the key.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist die Auswerteschaltung dazu ausgestalteteine Abnahme einer an dem Hallelement gemessenen Spannung als einEntfernen der Taste zu interpretieren.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the evaluation circuit is designed for this purposea decrease in a voltage measured at the Hall element as aRemove the key to interpret.
Wirddie Taste beispielsweise bei einem Manipulationsversuch von ihrerursprünglichenPosition entfernt, so nimmt die am Ort des Hallelements herrschendemagnetische Feldstärkeab. Auch die von der Auswerteschaltung gemessene induzierte Spannungnimmt ab. Unterschreitet der gemessene Wert der im Hallelement induziertenSpannung einen vorgegebenen Schwellenwert, so kann die Auswerteschaltungden Messwert einem Entfernen der Taste oder dem Auseinanderbauender Tastatur zuordnen und ein Signal weiterleiten, das für das Einleitenentsprechender Sicherheitsmaßnahmensorgt. Alternativ kann die Auswerteschaltung auch direkt einen Alarmauslösenoder die Löschungvon Daten einleiten.BecomesFor example, the key in a tampering attempt from heroriginalPosition away, so takes the prevailing at the location of the Hall elementmagnetic field strengthfrom. Also the induced voltage measured by the evaluation circuitdecreases. If the measured value is less than that induced in the Hall elementVoltage a predetermined threshold, so the evaluation circuitremove the reading by removing the key or disassemblingAssign to the keyboard and forward a signal for initiatingappropriate security measuresprovides. Alternatively, the evaluation circuit also directly an alarmtriggeror the deletionof data.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung weist die Tastatur ein zugriffsgesichertesGehäuseauf. Dabei ist das magnetisch sensitive Element innerhalb des zugriffsgesichertenGehäusesangeordnet.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the keyboard has an access-securedcasingon. In this case, the magnetically sensitive element is within the access securedhousingarranged.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist die Taste außerhalb des zugriffsgesichertenGehäusesangeordnet.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the key is out of the access securedhousingarranged.
Daszugriffsgesicherte Gehäusekann ein abgeschlossener Kasten sein, der unter der Taste angesiedeltist. Zusätzlichzu dem magnetisch sensitiven Element kann sich eine Leiterplatteim Inneren oder an der Oberflächedes zugriffsgesicherten Gehäuses,vorzugsweise an der der Taste zugewandten Seite befinden. Der Schutzvor unerwünschtenZugriffen kann sich aus einer stabilen Ausgestaltung des Gehäuses ergeben.Einen zusätzlichenSchutz fürdas zugriffsgesicherte Gehäusekann eine Schicht aus mäanderförmig angeordneten,eng benachbarten Leiterbahnen liefern. Die Mäanderschicht kann sich dabeian der Oberflächedes Gehäuses,vorzugsweise an der dem Inneren des Gehäuses zugewandten Seite befinden.Das Gehäusekann beispielsweise als eine räumlichespritzgegossene Schaltungsträger-Kappeauch bekannt als MID (Molded Interconnected Device) Kappe ausgebildetsein. Alternativ kann das zugriffsgesicherte Gehäuse auch mittels einer aushärtendenMasse vergossen werden.Theaccess secured housingcan be a locked box located below the buttonis. additionallyto the magnetically sensitive element may be a circuit boardinside or on the surfacethe access protected case,preferably located on the side facing the button. The protectionagainst unwantedAccess can result from a stable design of the housing.An additionalprotection forthe access protected housingmay be a layer of meandering,supply closely adjacent tracks. The meandering layer can do thison the surfaceof the housing,preferably located on the side facing the interior of the housing.The housingfor example, as a spatialinjection molded circuit board capAlso known as MID (Molded Interconnected Device) cap formedbe. Alternatively, the access secured housing by means of a hardeningMass shed.
Durchdie Anordnung des magnetisch sensitiven Elements im Inneren einesgesicherten Gehäuseskann die Eingabe von Daten mit Hilfe der Tastatur sicherer gestaltetwerden, da der Ort an den die Daten kontaktlos übertragen werden, nämlich dasmagnetisch sensitive Element vor Manipulationen geschützt ist.Bythe arrangement of the magnetically sensitive element inside asecured housingthe input of data can be made safer with the help of the keyboardbe because the place where the data is transmitted without contact, namely themagnetically sensitive element is protected from manipulation.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist das magnetisch sensitive Elementan einer Leiterplatte angeordnet.According to oneanother embodimentThe present invention is the magnetically sensitive elementarranged on a circuit board.
Dasmagnetisch sensitive Element kann im Inneren des zugriffsgesichertenGehäusesbefestigt sein oder als Teil der Leiterplatte ausgestaltet sein. Eskann in die Leiterplatte eingegossen oder beispielsweise mit Hilfeeines Epoxy-Klebers eingeklebt sein. Durch die Ausgestaltung desmagnetisch sensitiven Elements als Teil der Leiterplatte kann dieSicherheit zusätzlicherhöhtwerden, da, um das magnetisch sensitive Element zu erreichen, zunächst die Leiterplatte,die ebenfalls durch bestimmte Schaltungen gesichert sein kann, überwundenwerden muss.Themagnetically sensitive element can be inside the access securedhousingbe attached or configured as part of the circuit board. Itcan be poured into the circuit board or, for example, with the helpglued to an epoxy adhesive. Due to the design of themagnetically sensitive element as part of the circuit board, theSecurity in additionelevatedsince, in order to reach the magnetically sensitive element, first the circuit board,which may also be secured by certain circuits, overcomemust become.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung befindet sich der Magnet an der Oberfläche derTaste.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the magnet is located on the surface ofButton.
DerMagnet kann beispielsweise als ein Plättchen vorzugsweise an derdem magnetisch sensitiven Element zugewandten Seite der Taste vorgesehensein. Dieser Aufbau kann Herstellungskosten reduzieren bzw. ermöglichen,herkömmlichhergestellte Tasten durch den Magneten einfach zu ergänzen. DasMagnetplättchenkann beispielsweise die gängigen Kontaktelementezum Schließenvon Kontakten auf der Leiterplatte ersetzen. Alternativ kann diegesamte Taste aus magnetischem Material aufgebaut sein. In diesemFall könnenbereits Manipulationen an der Tastenoberfläche detektiert werden. Zusätzlich wirdder Herstellungsprozess eventuell vereinfacht, da keine Einzellteileder Taste miteinander verbunden werden müssen.Of theMagnet, for example, as a platelet preferably at thethe magnetically sensitive element facing side of the button providedbe. This structure can reduce or enable production costs,conventionalbuttons made easy to complete by the magnet. Themagnetic platesFor example, the common contact elementsto closereplace contacts on the PCB. Alternatively, theentire key be constructed of magnetic material. In thisCase canalready manipulations on the key surface are detected. In addition willthe manufacturing process may be simplified, as no Einzellteilethe button must be connected to each other.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung weist die Taste eine Schaltmatte auf.Dabei ist der Magnet an der Schaltmatte angeordnet.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the key has a switching mat.The magnet is arranged on the switching mat.
DieSchaltmatte kann aus einem elastischen Material, wie zum BeispielSilikon bestehen. Ferner könnenin dem Material der Schaltmatte Aussparungen und Hohlräume vorhandensein, um ein Komprimieren der Matte zu ermöglichen. Damit kann der in derSchaltmatte integrierte Magnet sich bei einem Betätigen derTaste dem Hallelement annähern. Durchdie Ausgestaltung des Magneten als Teil einer Schaltmatte kann derMagnet sich beispielsweise im Inneren der Taste befinden und aufdiese Weise zusätzlichvor Zugriffen geschütztsein.The switching mat can be made of an elastic material, such as silicone. Further, in the material of the switching mat recesses and cavities may be present to allow compression of the mat. Thus, the magnet integrated in the switching mat can approach the Hall element when the key is pressed. Due to the configuration of the magnet as part of a switching mat, the magnet can be located, for example, in the interior of the button and be additionally protected in this way from access.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung befindet sich eine Oberfläche desMagneten gegenüberdem magnetisch sensitiven Element.According to oneanother embodimentThe present invention is a surface of theMagnets oppositethe magnetically sensitive element.
Istder Magnet beispielsweise als rundes oder rechteckiges Plättchen ausgestaltet,so kann der geometrische Mittelpunkt des Magneten über demmagnetisch sensitiven Element liegen. Je zentraler sich der geometrischeMittelpunkt des Magneten überdem magnetisch sensitiven Element befindet, desto höher istdie am Ort des magnetisch sensitiven Elements herrschende magnetischeFeldstärkeund desto genauer wird die Messung der Veränderung der Lage der Taste.isthe magnet, for example, designed as a round or rectangular plate,so can the geometric center of the magnet over themagnetically sensitive element lie. The more central the geometricCenter of the magnet overthe magnetically sensitive element is the higherthe magnetic magnetic field prevailing at the location of the magnetically sensitive elementfield strengthand the more accurate the measurement of the change in the position of the key.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung weist die Tastatur einen Deckel auf.Dabei sind die Tasten durch den Deckel hindurch zugänglich.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the keyboard has a lid.The keys are accessible through the lid.
DerDeckel kann aus einem Material, wie zum Beispiel Metall oder Kunststoffangefertigt sein. Er kann als eine Gehäuseoberschale ausgestaltet seinund am zugriffsgesicherten Gehäusebefestigt sein und/oder mit der Leiterplatte in Verbindung stehen.Der Deckel kann die Bestandteile der Tastatur, wie zum Beispieldie Leiterplatte, das magnetisch sensitive Element und/oder daszugriffsgesicherte Gehäuseabdecken und schützen.In dem Deckel könnenAusnehmungen fürdie Tasten vorgesehen sein. Alternativ kann der Deckel als eineflexible Folie ausgestaltet sein, die die Tasten abdeckt und deren Betätigung durchdie eigene Flexibilitätzulässt.Die sichere Befestigung des Deckels kann durch ein Deckelkontaktelement,wie eine Karbonpille oder konzentrische metallische Ringe, die inKontakt mit der Leiterplatte sind gewährleistet werden. Alternativ kannder Deckel, wie auch die Taste, mit einem Magneten ausgestattetsein, so dass das magnetisch sensitive Element und die damit verbundeneAuswerteschaltung im unteren Teil der Tastatur ein Entfernen desDeckels sofort registriert. Das magnetisch sensitive Element mitAuswerteschaltung kann ein separates Element sein oder es kann dasgleiche sein, das einer Taste zugeordnet ist. Durch den Deckel sinddie Tasten, die Leiterplatte und der zugriffsgesicherte Raum zusätzlich vorAngriffen geschützt.Of theLid can be made of a material, such as metal or plasticbe made. It can be configured as a housing upper shelland the access secured housingbe attached and / or communicate with the circuit board.The lid can be the components of the keyboard, such asthe circuit board, the magnetically sensitive element and / or theaccess secured housingcover and protect.In the lid canRecesses forthe keys are provided. Alternatively, the lid as abe designed flexible film that covers the keys and their operation byyour own flexibilityallows.The secure attachment of the lid can be achieved by a cover contact element,like a carbon pill or concentric metallic rings that are inContact with the circuit board are to be ensured. Alternatively, you canthe lid, as well as the button, equipped with a magnetso that the magnetically sensitive element and the associatedEvaluation circuit in the lower part of the keyboard removing theLids registered immediately. The magnetically sensitive element withEvaluation circuit can be a separate element or it canbe the same, which is assigned to a key. Through the lid areIn addition, the keys, the circuit board and the access-secured roomProtected attacks.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung weist die Tastatur eine Ausgabeeinrichtungzur Ausgabe von von der Auswerteschaltung erzeugten elektrischenSignalen auf. Die Ausgabeeinrichtung ist dabei mit der Auswerteschaltungverbunden.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the keyboard has an output devicefor the output of electrical generated by the evaluation circuitSignals on. The output device is doing with the evaluation circuitconnected.
DieAusgabeeinrichtung kann ein weiterer interner, also in dem zugriffsgesichertenGehäuseangeordneter, oder externer Schaltkreis oder Anschluss sein. DieAusgabeeinrichtung kann beispielsweise Daten weiterleiten oder aneinem Bildschirm präsentieren.Beispielsweise könnendie durch die Tastenbetätigungeingegebenen Daten, wie Geldbeträge zurBestätigungauf einem Bildschirm ausgegeben werden. Bei einer Detektion einerManipulation durch die Auswerteschaltung, kann die Ausgabeeinrichtung einAlarmsignal, beispielsweise an die zuständige Polizeibehörde weiterleiten.Die elektrischen Signale, die von der Ausgabeeinrichtung ausgegebenwerden können,sind also beispielsweise Daten- oder Alarmsignale.TheOutput device can be another internal, ie in the access securedcasingarranged, or external circuit or connection. TheOutput device may, for example, forward or forward datato present a screen.For example, you canthe by pressing the buttonentered data, such as funds forconfirmationbe output on a screen. In a detection of aManipulation by the evaluation circuit, the output device canAlarm signal, for example, forward to the relevant police authority.The electrical signals emitted by the output devicecan beSo are, for example, data or alarm signals.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung weist die Tastatur mindestens zwei Tastenund mindestens zwei magnetisch sensitive Elemente auf. Dabei detektiertjedes magnetisch sensitive Element die Veränderung der Lage einer ihmzugeordneten Taste.According to oneanother embodimentAccording to the present invention, the keyboard has at least two keysand at least two magnetically sensitive elements. Detectedevery magnetically sensitive element changes the position of a himassigned key.
Durchdie Zuweisung jeweils eines einer Taste zugeordneten Magneten zujeweils einem magnetisch sensitiven Element kann die mit allen magnetischsensitiven Elementen verbundene Auswerteschaltung eindeutig zuordnen,welche Taste betätigt wurde.Ferner kann die Genauigkeit der Auswertung einer Messung von Veränderungender Lage von Tasten verbessert werden. Ist jedem magnetisch sensitivenElement genau eine Taste zugeordnet, so kann es so ausgestaltetsein, dass es lediglich das Magnetfeld von dem Magneten in der ihmzugeordneten Taste registriert. Auf diese Weise kann beispielsweisebei Verwendung von Hallelementen die Auswertung der in dem Hallelementinduzierten Spannung wesentlich vereinfacht werden.Bythe assignment of each one associated with a key magneteach with a magnetically sensitive element that can be magnetic with allunambiguously assign the evaluation circuit connected to sensitive elements,which key was pressed.Furthermore, the accuracy of the evaluation of a measurement of changesthe location of keys can be improved. Everyone is magnetically sensitiveElement assigned exactly one key, so it can be configuredbe that it's just the magnetic field from the magnet in itassigned key registered. In this way, for examplewhen using Hall elements, the evaluation of the Hall elementinduced voltage can be significantly simplified.
Gemäß einemzweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sicherheitstastaturbeschrieben, die einen Deckel, ein Kontaktelement und eine Tastaturgemäß einerder angeführtenAusführungsformenaufweist. Dabei deckt der Deckel die Tastatur zumindest teilweiseab. Das Kontaktelement ist an dem Deckel angeordnet und weist einenersten Zusatzmagneten auf. Das magnetisch sensitive Element istdazu ausgestaltet eine Veränderungder Lage des Kontaktelementes kontaktlos zu detektieren.According to onesecond aspect of the present invention is a security keyboarddescribed a cover, a contact element and a keyboardaccording to aof the citedembodimentshaving. The lid covers the keyboard at least partiallyfrom. The contact element is arranged on the lid and has afirst additional magnet on. The magnetically sensitive element isto make a changethe position of the contact element to detect contactless.
Andersausgedrücktbasiert die Idee der vorliegenden Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt auf derWechselwirkung zwischen einem an einem Deckel angebrachten Zusatzmagnetenund einem magnetisch sensitiven Element zur Detektion von Manipulationenan dem Deckel einer Tastatur gemäß einerder genannten Ausführungsformen.DifferentexpressedThe idea of the present invention according to the second aspect is based on theInteraction between an additional magnet attached to a coverand a magnetically sensitive element for detecting tamperingon the lid of a keyboard according to asaid embodiments.
EinKontaktelement kann dabei an dem Deckel der Tastatur angebrachtsein. Der Deckel kann die Bestandteile der Tastatur, wie zum Beispieldie Leiterplatte, das magnetisch sensitive Element und/oder daszugriffsgesicherte Gehäuseabdecken und die Tastatur vor Eingriffen aber auch vor Umwelteinflüssen, wieRegen schützen.Das Kontaktelement kann einen Kontakt zwischen dem Deckel und demTastaturinneren, wie zum Beispiel der Leiterplatte darstellen. DasKontaktelement weist einen ersten Zusatzmagneten auf, dessen magnetischesFeld ein magnetisch sensitives Element im Inneren der Tastatur erreicht.Das magnetisch sensitive Element kann dabei mit dem magnetisch sensitivenElement identisch sein, das fürdie Detektion einer Tastenbetätigunggenutzt wird. Alternativ kann ein zusätzliches magnetisch sensitivesElement fürdie Detektion einer Manipulation am Deckel verwendet werden. Bei einemEntfernen des Deckels, entfernt sich auch der daran angeordneteMagnet von dem magnetisch sensitiven Element und das magnetischeFeld am Ort des magnetisch sensitiven Elements nimmt ab. Bei derVerwendung eines Hallelements als magnetisch sensitives Elementkann in der Auswerteschaltung, die mit dem Hallelement verbundenist, die Abnahme der durch das Magnetfeld induzierten Spannung registriertwerden. Die Auswerteschaltung kann die Einleitung entsprechenderMaßnahmenveranlassen. Dabei kann die Auswerteschaltung, die der Feststellungeiner Manipulation des Deckels dient, mit der Auswerteschalung für die Tastenbetätigung identisch sein.Alternativ könnenseparate Auswerteschaltungen verwendet werden, die unabhängig voneinander sind oder in Verbindung mit einander stehen können.A contact element can be attached to the De be attached to the keyboard. The cover can cover the components of the keyboard, such as the circuit board, the magnetically sensitive element and / or the access protected housing and protect the keyboard from interference but also from environmental influences, such as rain. The contact element may represent a contact between the lid and the keyboard interior, such as the circuit board. The contact element has a first additional magnet whose magnetic field reaches a magnetically sensitive element in the interior of the keyboard. The magnetically sensitive element may be identical to the magnetically sensitive element which is used for the detection of a key operation. Alternatively, an additional magnetically sensitive element may be used to detect tampering with the lid. Upon removal of the cover, the magnet arranged thereon also moves away from the magnetically sensitive element and the magnetic field at the location of the magnetically sensitive element decreases. When using a Hall element as a magnetically sensitive element, the decrease in the voltage induced by the magnetic field can be registered in the evaluation circuit which is connected to the Hall element. The evaluation circuit can initiate appropriate measures. In this case, the evaluation circuit, which serves to establish a manipulation of the lid, be identical to the evaluation circuit for the key operation. Alternatively, separate evaluation circuits may be used which are independent of each other or may be in communication with each other.
Aufdiese Weise kann die Überwachungder Sicherheit der Tastatur von der Registrierung der Tastenbetätigung getrenntwerden, was in bestimmten Situationen wünschenswert sein kann. Wennbeispielsweise die Sicherheit sehr stark erhöht werden muss, kann eine große Anzahlvon Kontaktelementen in die Tastatur eingebaut werden. Die Anzahlvon Kontaktelementen und damit auch die Anzahl von Magneten, istdabei von der Anzahl der Tasten und der darin enthaltenen Magnetenunabhängig.Auch die Stärkeder Magneten in den Kontaktelementen ist unabhängig von der Stärke derMagneten in den Tasten frei wählbar.Onthis way can be the monitoringthe security of the keyboard separated from the registration of the key pressbecome what may be desirable in certain situations. IfFor example, the security must be greatly increased, a large numberbe installed by contact elements in the keyboard. The numberof contact elements and thus the number of magnets isthe number of buttons and the magnets contained thereinindependently.Also the strengththe magnet in the contact elements is independent of the strength of theMagnets in the keys freely selectable.
Eskann von Vorteil fürdie Sicherheit der Tastatur sein, wenn das Kontaktelement einenzweiten Zusatzmagneten aufweist.Itcan be beneficial forthe security of the keyboard when the contact element is ahaving second additional magnet.
Dabeikann das Kontaktelement zweiteilig ausgestaltet sein. Ein ersterTeil des Kontaktelements kann an dem Deckel befestigt sein und den erstenZusatzmagneten aufweisen. Ein zweiter Teil des Kontaktelements kanneinem flexiblen Element mit einer mechanischen Vorspannung entsprechen, andem der zweite Zusatzmagnet angeordnet sein kann. Der zweite Teildes Kontaktelements kann durch die mechanische Vorspannung dazuausgestaltet sein, ein Deckelkontaktelement, das sich unter demKontaktelement auf der Leiterplatte befinden kann, zu schließen. Umdie mechanische Vorspannung zu gewährleisten, kann der zweiteTeil Aussparungen und Hohlräumeaufweisen und beispielsweise aus Silikon gestaltet sein. Zusätzlich wirdder zweite Teil des Kontaktelements durch die Befestigung des Deckels über denersten Teil des Kontaktelements nach unten gedrückt, so dass das unter dem zweitenTeil des Kontaktelements befindliche Deckelkontaktelement geschlossenwird.therethe contact element can be designed in two parts. A firstPart of the contact element may be attached to the lid and the firstHave additional magnets. A second part of the contact element cana flexible element with a mechanical bias correspond tothe second additional magnet can be arranged. The second partof the contact element can by the mechanical bias to itbe configured, a cover contact element extending under theContact element may be located on the circuit board to close. AroundTo ensure the mechanical preload, the second canPart recesses and cavitieshave and, for example, be made of silicone. In addition willthe second part of the contact element by the attachment of the lid over thepressed down the first part of the contact element, so that under the secondPart of the contact element located lid contact element closedbecomes.
Durchdas Vorhandensein von mindestens zwei Zusatzmagneten in dem Kontaktelementkann durch die Feldstärkedes ersten Magneten beispielsweise nahe der Oberfläche desDeckels in dem ersten Teil des Kontaktelements eine Manipulationan dem Deckel detektiert werden. Andererseits kann durch den zweitenZusatzmagneten in dem zweiten Teil des Kontaktelements eine weitereManipulation im Tastaturinneren detektiert werden. Auf diese Weiselässt sichzum Beispiel eine zweistufige Detektionsgrenze realisieren. DasEntfernen des Deckels bzw. des Gehäuses der Tastatur lässt sichdurch das Entfernen des ersten Zusatzmagneten und die damit verbundeneAbnahme der magnetischen Feldstärke detektieren.Eine weitere Manipulation im Inneren der Tastatur, wie zum Beispieldas Entfernen des zweiten Teils des Kontaktelements, kann durchdie Abnahme der magnetischen Feldstärke des zweiten Magneten detektiertwerden. So kann auch bei einem Schließen des an der Leiterplatteangeordneten Deckelkontaktelements durch einen Angreifer, jede weitereManipulation detektiert werden.Bythe presence of at least two additional magnets in the contact elementcan through the field strengthof the first magnet, for example, near the surface of theCover in the first part of the contact element a manipulationbe detected on the lid. On the other hand, by the secondAdditional magnets in the second part of the contact element anotherManipulation inside the keyboard can be detected. In this waylet yourselfFor example, realize a two-stage detection limit. TheRemoving the lid or the housing of the keyboard can beby removing the first additional magnet and the associatedDetect decrease in the magnetic field strength.Another manipulation inside the keyboard, such asthe removal of the second part of the contact element, bydetects the decrease in the magnetic field strength of the second magnetbecome. So can also when closing the on the circuit boardarranged lid contact element by an attacker, each otherManipulation can be detected.
DieseAusgestaltung ermöglichtauch das Auslöseneines zweistufigen Alarmes. So kann beispielsweise bei der Detektioneiner Positionsänderungdes Deckels ein so genannter stiller bzw. verdeckter Alarm ausgelöst werden,bei dem die Tastatur nach außenhin betriebsfähigbleibt, jedoch beispielsweise ein Sicherheitsdienst verständigt wird. Beieiner Detektion einer Positionsänderungdes zweiten Zusatzmagneten in der Schaltmatte, also im Inneren derTastatur kann ein Sicherheitsalarm ausgelöst werden, der beispielsweisedie Löschungaller Daten veranlassen kann.TheseDesign allowsalso the triggeringa two-stage alarm. For example, in detectiona position changethe lid causes a so-called silent or covert alarm,with the keyboard facing outwardoperationalremains, however, for example, a security service is notified. ata detection of a change in positionof the second additional magnet in the switching mat, ie inside theKeyboard may trigger a security alarm, for examplethe deletionof all data.
Gemäß einerweiteren Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist das magnetisch sensitive Elementein Hallelement. Und die Auswerteschaltung ist dazu ausgestalteteine Abnahme einer an dem Hallelement gemessenen Spannung als eineManipulation des Kontaktelementes zu interpretieren.According to oneanother embodimentThe present invention is the magnetically sensitive elementa Hall element. And the evaluation circuit is designed for this purposea decrease of a voltage measured at the Hall element as oneManipulation of the contact element to interpret.
WeitereMerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmannaus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen,die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unterBezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich.Further features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments which, however, do not constitute the invention be interpreted restrictively, with reference to the accompanying drawings.
BESCHREIBUNG DER FIGURENDESCRIPTION OF THE FIGURES
AlleFiguren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäß ausgestalteterTastaturen bzw. ihrer Bestandteile. Insbesondere Abstände undGrößenrelationensind in den Figuren nicht maßstabsgetreuwiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind gleiche oder identischeElemente mit den gleichen Referenznummern versehen.AllFigures are merely schematic representations ausgestalteter inventivelyKeyboards or their components. In particular distances andsize relationsare not to scale in the figuresplayed. In the different figures are the same or identicalProvide elements with the same reference numbers.
In
DieAuswerteschaltung
Durchein Betätigeneiner Taste
Vonoben ist die Tastatur
In
DieSicherheit der Befestigung des Deckels
DasEntfernen des Deckels
Unterdem Kontaktelement
DieSicherheitselektronik
DieHallelemente
Abschließend wirdangemerkt, dass Ausdrückewie „aufweisend" oder ähnlichenicht ausschließensollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. DesWeiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können inVerbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmalebeliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt,dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang derAnsprüche beschränkend ausgelegtwerden sollen.Finally, it willnoted that expressionslike "having" or similardo not excludeshould be that other elements or steps can be provided. OfFurther, it should be noted that "one" or "one" does not exclude a multitude. In addition, inConnection with the various embodiments described featuresbe combined with each other as desired. It is further notedthat the reference numerals in the claims are not to the extent ofClaims limitedshould be.
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