PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69737390T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000919959
Titel Tragbares Objekt, insbesondere Uhr mit mehreren auswählbaren elektronischen Modulen
Anmelder ETA SA Manufacture Horlogère Suisse, Grenchen, CH
Erfinder Engelmann, Adolf, 4500 Solothurn, CH
Vertreter Sparing · Röhl · Henseler, 40237 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 69737390
Vertragsstaaten AT, CH, DE, ES, FI, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 28.11.1997
EP-Aktenzeichen 971208996
EP-Offenlegungsdatum 02.06.1999
EP date of grant 21.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse G07C 9/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G04G 1/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares Objekt, insbesondere ein Zeitmessgerät, mit einem Gehäuse, dem ein elektronisches Modul zugeordnet ist, das die kontaktlose und drahtlose Kommunikation zwischen dem tragbaren Objekt und einem dazu vorgesehenen externen Endgerät ermöglichen soll.

Die vorliegende Erfindung zielt auf eine Mehrzahl von Situationen oder Orten ab, wo beispielsweise kontrolliert wird, ob eine Person ein gebührenpflichtiges oder nicht gebührenpflichtiges Zugangsrecht besitzt.

Die Erfindung zielt insbesondere auf die Systeme zum Kontrollieren des Zugangs zu industriellen Orten (Forschungs- und Entwicklungslabors, Produktionseinheiten usw.) und zu öffentlichen Gebäuden (Stadien, Museen, Kinos oder dergleichen) ab, in denen das tragbare Objekt durch seinen Inhaber einer Kontrollvorrichtung präsentiert wird, die den Zugang zum Ort oder zum Gebäude nur dann gestattet, wenn die im von der Person getragenen Objekt gespeicherte Information einer Zugangsberechtigung, der Bezahlung eines ausreichenden Betrags oder auch einem korrekten Gültigkeitsgrenzdatum entspricht.

Es sind Zugangskontrollsysteme bekannt, die Karten einsetzen, die mit einem Magnetstreifen versehen sind und die in den Schlitz eines Zugangskontrollendgeräts eingeführt werden können, in dessen Innerem die vom Magnetstreifen getragenen Informationen gelesen werden. Wenn diese Informationen erkannt werden, wird eine Zugangsberechtigung geliefert und neue Informationen können auf den Magnetstreifen eingetragen werden.

Die Zugangskontrollsysteme mit Magnetkarte sind jedoch manchmal eine wenig leichte Verwendung, insbesondere auf Grund der Enge des Schlitzes, in den die Karte für das genaue Lesen ihres Inhalts eingesetzt werden muss. Wenn ein Zugangskontrollsystem mit Magnetkarte an bestimmten Anlagen wie beispielsweise Skiliften in den Wintersportstationen verwendet wird, erweist sich folglich die Handhabung der Magnetkarte durch Anwender, deren Hände nicht frei sind, als besonders langsam und unpraktisch. Andererseits ruft die wiederholte Einführung der Karte in den Schlitz des Endgeräts den Verschleiß des Magnetstreifens hervor, auf dem die Nutzinformationen gespeichert sind.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde ein System zur automatischen Kontrolle und Identifikation von Objekten vorgeschlagen, in dem ein tragbares Objekt in einem Gehäuse ein elektronisches Modul enthält, das insbesondere einen Speicher zur Aufzeichnung von Nutzinformationen wie eines Identifikationscodes, eine Sende- und Empfangsvorrichtung für Funksignale und eine Antenne, die elektrisch mit der Sende/Empfangs-Vorrichtung verbunden ist, umfasst. In diesem System zur Kontrolle von Objekten ist die Sende/Empfangs-Vorrichtung in der Lage, wenn sie mit einem dazu vorgesehenen externen Endgerät gekoppelt wird, Funksignale auszusenden, die dem Lesen der in der Speicherschaltung aufgezeichneten Informationen entsprechen, und gegebenenfalls Funksignale für das erneute Eintragen von neuen Nutzinformationen in diese Speicherschaltung zu empfangen. Wenn das externe Endgerät ein Abfragesignal aussendet, führt die Erfassung dieses Signals durch das tragbare Objekt folglich zur Übertragung beispielsweise eines Identifikationscodes dieses Objekts, was anschließend ermöglicht, dass das Endgerät dieses Objekt identifiziert und folglich die Identität seines Trägers kontrolliert.

Das obige System zur automatischen Identifikation von Objekten schafft zahlreiche Vorteile.

Die gebührenpflichtigen oder nicht gebührenpflichtigen Zugangskontrollen werden leichter und schneller gemacht. Die zur Identifikation erforderlichen Informationen oder dergleichen werden nämlich kontaktlos und drahtlos in den Speicher geschrieben und aus diesem gelesen. Der Vorgang der mechanischen Einführung einer Karte in den Schlitz eines Lesers, der häufig durch die Umstände schwierig gemacht wird, wird folglich beispielsweise unterdrückt. Andererseits ist dieses System vollständig passiv, d. h., dass es keine eigene Energiequelle benötigt. Die für seinen Betrieb erforderliche Energie wird von den elektromagnetischen Wellen geliefert, die das Endgerät für die Identifikation des Objekts aussendet.

Derzeit schlagen jedoch die verschiedenen auf dem Markt befindlichen Hersteller kontaktlose Kontrollsysteme für Objekte vor, die sich voneinander insbesondere durch die Struktur der elektronischen Module unterscheiden, die in den zu kontrollierenden Objekten verwendet werden, was diese Systeme untereinander vollständig inkompatibel macht. Der Anwender befindet sich folglich unter dem Zwang, für jeden gesuchten Dienst, beispielsweise für die Skilifte mehrerer Skistationen, für das Öffnen der Tür eines Zimmers eines Hotels wie für die Bezahlungen an der Bar von diesem, das Objekt zu erwerben, das ihm entspricht. Es ist leicht zu verstehen, dass eine derartige Situation für den Anwender wenig praktisch ist. Sie multipliziert die Anzahl von tragbaren Objekten, erhöht die Risiken für einen Diebstahl, einen Verlust oder das Vergessen dieser Objekte und führt zu einer beträchtlichen Steigerung der Kosten.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-3740794 ist eine elektronische Armbanduhr bekannt, die die interaktive Kommunikation mit anderen Systemen wie etwa einer Bank gestattet. Genauer beschreibt dieses Dokument ein System zur Steuerung und Speicherung von persönlichen Daten, das in einem Uhrgehäuse enthalten ist und das für die Kommunikation mit anderen Systemen verwendet werden kann. Typischerweise kann die Einheit mit dem Banksystem kommunizieren und ersetzt die Kreditkarten oder Bankkarten. Die Einheit umfasst Eingabe/Ausgabe-Mittel beispielsweise des optoelektronischen oder elektroakustischen Typs. Eine Miniaturtastatur ermöglicht es, Befehle zur Übertragung von Informationen einzugeben. Die Einheit umfasst einen Mikroprozessor, um die Interpretation von codierten Informationen zu ermöglichen. Weder beschreibt noch schlägt dieses Dokument Mittel zur Auswahl und Aktivierung von Funktionen zum Austausch von Daten, die bei verschiedenen Frequenzen arbeiten, vor.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die vorstehend beschriebenen Probleme und Nachteile zu beseitigen, indem sie ein tragbares Objekt, insbesondere eine Armbanduhr, vorschlägt, das es ermöglicht, persönlich und gleichzeitig mehrere verschiedene Dienste auszuwählen.

Dazu betrifft die Erfindung ein tragbares Objekt für kontaktlose Zugangskontrollsysteme mit einem Gehäuse, dem mindestens eine Antenne zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens zwei verschiedene elektronische Module umfasst, wobei jedes elektronische Modul den Zugang zu einem besonderen Dienst ermöglicht, wobei das tragbare Objekt andererseits Mittel zur Auswahl und Aktivierung von einem der elektronischen Module in Abhängigkeit von dem vom Anwender gewünschten Dienst umfasst.

Durch die Merkmale der vorliegenden Erfindung kann der Anwender gleichzeitig und mit einer großen Leichtigkeit auf mehrere verschiedene Dienste, beispielsweise Zugang zu Skiliften von mehreren Wintersportstationen, Öffnen der Tür eines Hotelzimmers, Bezahlung eines Kinoplatzes und dergleichen, mit Hilfe eines einzigen tragbaren Objekts zugreifen. Die Risiken für einen Verlust, einen Diebstahl oder das Vergessen des Objekts sind minimiert und die Kosten verringert.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung steuern die Mittel zur Auswahl und Aktivierung die Verlagerung eines elektrischen Kontaktteils für das Schließen des Stromkreises von jedem der elektronischen Module, das dem vom Anwender gesuchten Dienst entspricht.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die nur zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung gegeben wird, wobei diese Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Armbanduhr mit Mitteln zur Auswahl und Aktivierung der elektronischen Module ist;

2 ein Schaltplan der Verbindung der elektronischen Module entsprechend verschiedenen gewünschten Diensten ist, in dem das elektrische Kontaktteil dargestellt ist, das das Schließen oder Öffnen des Stromkreises dieser Module ermöglicht, und

3 eine schematische Darstellung der verschiedenen Funktionsblöcke ist, die ein elektronisches Modul bilden.

Es ist ab jetzt zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Frequenzbereiche für die in das Gehäuse integrierten Antennen begrenzt ist und auch nicht auf spezielle Dienste begrenzt ist. Obwohl die folgende Beschreibung Uhrenteile, insbesondere eine Armbanduhr betrifft, ist die vorliegende Erfindung andererseits nicht auf derartige Teile begrenzt und kann leicht für jedes andere tragbare Objekt gelten, in dem mindestens zwei elektronische Module angeordnet sind, die den Empfang und das Senden von Funksignalen ermöglichen, die dem Lesen von Informationen, die in einer Speicherschaltung aufgezeichnet sind, und gegebenenfalls dem erneuten Eintragen von neuen Nutzinformationen in diese Speicherschaltung entsprechen.

Zuallererst wird auf 1 Bezug genommen, in der ein Uhrenteil gemäß der Erfindung dargestellt ist, das in seiner Gesamtheit mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.

Das Uhrenteil 1 umfasst in klassischer Weise ein Gehäuse 2, das beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gemäß einem gut bekannten Spritzverfahren hergestellt wird.

Das Uhrenteil 1 umfasst außerdem ein Uhrwerk (nicht dargestellt), das im Inneren des Gehäuses 2 aufgenommen ist und mit Zeigern 4, 6 und 8 gekoppelt ist, die einen Stundenzeiger, einen Minutenzeiger bzw. einen Sekundenzeiger bilden.

Das Uhrenteil 1 ist mittels eines Glases 10 und einer Lünette 12 dicht gemacht. Diese letztere ist fest am Gehäuse 2 montiert, beispielsweise durch Kleben oder durch Ultraschallschweißen.

Das Gehäuse 2 umfasst eine Wandung 14, die insbesondere eine Aufziehkrone 16 trägt, beispielsweise um das Uhrwerk des Uhrenteils 1 aufzuziehen oder um die Anzeige der Zeiger 4, 6 und 8 zu regeln.

Die Stränge 18 und 20 eines Armbandes (nicht dargestellt) sind an der Wandung 14 des Gehäuses 2 befestigt.

Gemäß der Erfindung trägt die Wandung 14 des Gehäuses 2 außer der Aufziehkrone 16 Mittel 22 zur Auswahl und Aktivierung des gewünschten Dienstes.

In dem in 1 dargestellten Beispiel liegen diese Mittel 22 zur Auswahl und Aktivierung in Form eines Umschalters 24 vor, der manuell betätigbar ist und sich in einer Rinnenführung 26 gleitend verlagert, die in der Wandung 14 des Gehäuses 2 entgegengesetzt zur Aufziehkrone 16 ausgebildet ist.

Der Umschalter 24 kann beispielsweise zwischen drei verschiedenen Positionen verlagert werden, die mit den alphabetischen Bezugszeichen A, B und C in 1 bezeichnet sind. Jede dieser drei Positionen A, B und C entspricht der Auswahl und der Aktivierung eines speziellen Dienstes, beispielsweise dem Zugang zu Skiliften einer Wintersportstation, der Entriegelung des Zimmers einer Hoteltür oder durchaus auch der Bezahlung eines Kinoplatzes. Um die Aufgabe des Anwenders zu vereinfachen und ihm zu ermöglichen, den Dienst, den er wünscht, schnell auszuwählen, kann beispielsweise auf dem Glas 10 des Uhrenteils 1 ein Code oder eine Angabe eingraviert werden, der/die es ermöglicht visuell zu identifizieren, welchem Dienst die Position des Umschalters 24, die er gewählt hat, entspricht.

Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine gegebene Anzahl von Diensten und auch nicht auf einen bestimmten Typ von Diensten (Ski, Hotel, Kino, Banktransaktionen oder dergleichen) begrenzt ist. Andererseits kann man sich vorstellen, den Auswahl- und Aktivierungsmitteln 22 eine andere Form als die eines Umschalters 24 zu geben. Insbesondere kann es sich um eine Drückerkrone handeln. Ebenso kann in Erwägung gezogen werden, den Code oder die Angabe, der/die es ermöglicht, den gewählten Dienst zu identifizieren, mittels einer elektrooptischen Anzeigezelle anzuzeigen.

Die Verlagerung des Umschalters 24 von der einen seiner Auswahl-/Aktivierungspositionen A, B oder C in die folgende oder vorangehende Position ruft die entsprechende Verlagerung eines elektrischen Kontaktteils 26 (2) hervor, was zum Schließen des Stromkreises von jenem der drei elektronischen Module 28, 30 oder 32 führt, das dem mittels des Umschalters 24 ausgewählten Dienst entspricht.

Genauer sind die drei elektronischen Module 28, 30 und 32 im Gehäuse 2 des Uhrenteils 1 aufgenommen. Wie gut verstanden wurde, entspricht jedes Modul 28, 30 oder 32 einem speziellen Dienst und ist in einen unabhängigen elektrischen Stromkreis 34, 36 bzw. 38 eingefügt. Wie aus 2 hervorgeht, befinden sich diese elektrischen Stromkreise 34, 36 und 38 normalerweise im offenen Zustand. Nur die Verlagerung des Umschalters 24 von einer der Positionen A, B oder C in die folgende oder vorangehende Position kann die Verlagerung des elektrischen Kontaktteils 26 steuern, das dann den Stromkreis 34, 36 oder 38 elektrisch schließt, in den das elektronische Modul 28, 30 bzw. 32, das dem gewählten Dienst entspricht, eingefügt ist. Wenn der Stromkreis 34, 36 oder 38 durch das Kontaktteil 26 elektrisch geschlossen wird, wird die für den Betrieb des entsprechenden elektronischen Moduls 28, 30 oder 32 erforderliche Energie durch die elektromagnetischen Wellen geliefert, die das externe Kontrollendgerät aussendet, das für die Identifikation des Uhrenteils 1 vorgesehen ist.

Das elektronische Modul 28 ist mit einer ersten Antenne 40 elektrisch verbunden, deren Resonanzfrequenz auf 125 kHz eingestellt sein kann. Diese Frequenz ist besonders gut an die Dienste angepasst, die weder eine große Sicherheit bei den Transaktionen zwischen dem tragbaren Objekt und dem externen Kontrollendgerät (beispielsweise Skilifte) noch große Datenaustauschflüsse benötigen. Vorteilhafterweise kann das tragbare Objekt vom externen Kontrollendgerät bei der Transaktion ziemlich entfernt sein, typischerweise in der Größenordnung von 20 bis 50 cm.

Immer nur zur Erläuterung sind die elektronischen Module 30 und 32 mit einer zweiten Antenne 42 elektrisch parallel geschaltet, deren Resonanzfrequenz auf 13,56 MHz festgelegt werden kann. Diese Frequenz ist an die Dienste gut angepasst, die eine große Transaktionssicherheit benötigen (insbesondere Banktransaktionen) und große Datenaustauschvorgänge implizieren.

Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Frequenzen begrenzt ist und dass so viele Antennen vorgesehen sein können, wie elektronische Module im Gehäuse des tragbaren Objekts existieren. Andererseits kann auch vorgesehen werden, die elektronischen Module 28, 30, 32 und ihre Antennen 40, 42 beispielsweise in der Lünette 12 des Gehäuses 2 aufzunehmen.

Als Beispiel kann das elektronische Modul 28, das mit der Antenne 40 elektrisch verbunden ist, deren Resonanzfrequenz auf 125 kHz festgelegt ist, aus einer integrierten Schaltung gebildet sein, die von der Gesellschaft EM Microelectronic SA in Marin, Schweiz, unter der Referenz V4050 vertrieben wird. Trotzdem ist zu verstehen, dass gemäß der Erfindung alle elektronischen Module, die von den verschiedenen Herstellern stammen, die sich derzeit auf dem Markt befinden, dem Gehäuse 2 des Uhrenteils 1 zugeordnet sein können.

Nun werden mit Bezug auf 3 die verschiedenen Funktionsblöcke, die eine derartige integrierte Schaltung bilden, untersucht.

Die Antenne 40 ist mit einem Wechselstrom/Gleichstrom-Umsetzer CONV elektrisch verbunden, der die von der Antenne 40 aufgefangene elektromagnetische Wechselstrahlung in eine interne Gleichspannung zur Versorgung der integrierten Schaltung transformiert.

Eine Leistungssteuervorrichtung POW stellt sicher, dass der Pegel der internen Gleichspannung, die vom Umsetzer CONV geliefert wird, ausreicht, um die gute Funktion der integrierten Schaltung zu ermöglichen.

Das von der Antenne 40 aufgefangene Signal wird auch durch eine Datenextraktionsreihe DATA und eine Taktsignalreihe CLOCK demoduliert und decodiert, um die Logikpegel und die interne Frequenz zu einer Steuerlogikschaltung CTRL zu liefern.

Die Steuerlogikschaltung CTRL steuert die Funktion der integrierten Schaltung. Sie schafft eine große Betriebssicherheit für das System insbesondere durch ein Passwort mit 32 Bits und eine lesegeschützte Zone für die Organisation der Sicherheit. Jede Steuerlogikschaltung CTRL ist einzigartig und unterscheidet sich von den anderen durch eine Identifikationsnummer und eine Seriennummer, die mit einem Laser in einen Speicher des Typs ROM programmiert werden.

Die Steuerschaltung CTRL enthält auch einen Algorithmus, der es ermöglicht, die Transaktionen zu codieren und folglich die Sicherheit des Systems gegenüber jeglichem Versuch einer betrügerischen Verwendung zu steigern. Sie stellt auch den Schutz der aufgezeichneten Daten vor dem Lesen und Schreiben sicher. Schließlich ermöglicht die Steuerschaltung CTRL, zwischen verschiedenen Betriebsarten der integrierten Schaltung zu wählen, in die sie eingebaut ist.

Für die Aufzeichnung von Nutzinformationen ist jede integrierte Schaltung mit einem Speicher MEM des EEPROM-Typs mit 1 kBit versehen.

Schließlich überträgt die elektronische Schaltung die Informationen zum externen Kontrollendgerät in Form von Bitsignalen über eine Codierungsvorrichtung ENC und einen Modulator MOD.

Es ist selbstverständlich, dass jenseits der beschriebenen Mittel verschiedene einfache Varianten und Modifikationen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.


Anspruch[de]
Tragbares Objekt für kontaktlose Zugangskontrollsysteme, das ein Gehäuse (2) aufweist, dem wenigstens eine Antenne (40, 42) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens zwei verschiedene elektronische Module (28, 30, 32) enthält, wobei jedes Modul (28, 30, 32) den Zugang zu einem besonderen Dienst erlaubt, wobei das tragbare Objekt andererseits Mittel (22) zum Auswählen und Aktivieren eines der elektronischen Module (28, 30, 32) in Abhängigkeit von dem von dem Anwender gewünschten Dienst umfasst. Tragbares Objekt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl- und Aktivierungsmittel (22) die Verlagerung eines elektrischen Kontaktteils (26) zum Schließen des Schaltkreises desjenigen der elektrischen Module (28, 30, 32), das dem vom Anwender gesuchten Dienst entspricht, steuern. Tragbares Objekt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elektronische Modul (28, 30, 32) in einen unabhängigen elektrischen Schaltkreis (34, 36, 38) eingesetzt ist, wobei dieser elektrische Schaltkreis (34, 36, 38) normalerweise im offenen Zustand sind, wobei das elektrische Kontaktteil (26) den elektrischen Schaltkreis (34, 36, 38), in den dasjenige elektronische Modul (28, 30, 32) eingesetzt ist, das dem von dem Anwender ausgewählten Dienst entspricht, schließt. Tragbares Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl- und Aktivierungsmittel (22) die Form eines manuell betätigbaren Umschalters (24) haben, der sich gleitend in einer Rinnenführung (26) verlagert. Tragbares Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz der Antenne (40, 42) auf 125 kHz eingestellt ist. Tragbares Objekt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz der Antenne (40, 42) auf 13,56 MHz eingestellt ist. Tragbares Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Modul (28), das mit der Antenne (40) elektrisch verbunden ist, deren Resonanzfrequenz auf 125 kHz eingestellt ist, durch eine integrierte Schaltung gebildet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com