ПОРТАТИВНОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, В ЧАСТНОСТИ ЭЛЕКТРОННАЯ КАРТА С ОПТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ Российский патент 2015 года по МПК G06K19/73 H03K19/175 

Область техники

Настоящее изобретение относится к портативным электронным устройствам и, в частности, к электронным картам с переключателем, приводимым в действие пользователем для активации электронного блока и/или подачи на него команды или инструкции. Необходимо заметить, что объем настоящего изобретения никак не ограничивает функции переключателя и может относиться к активации электронного блока или его части (в частности, подачи питания или инициализации блока, или установки соединения с другим блоком портативного электронного устройства), или для запуска приложения или части приложения, или для отдачи команды или инструкции, в частности, для выбора элемента последовательного списка или передачи сигнала подтверждения транзакции и т.д.

Уровень техники

На данный момент известны портативные электронные устройства с переключателем, имеющим различные конфигурации. В основном, такие переключатели образованы нажимным устройством, например клавишей или кнопкой, где пользователю необходимо оказать на него давление с некоторым уровнем усилия для активации переключателя. Также известны переключатели, не требующие какого-либо нажатия, например, емкостные датчики, обнаруживающие присутствие пальца, или оптические датчики, чувствительные к свету.

В частности, в случае электронных карт, использование кнопки, встроенной в карту, которая имеет упругодеформируемую область для активирования переключателя, имеет некоторые недостатки. Во-первых, размещение таких кнопок делает производство карт более сложным. Во-вторых, наличие упругодеформируемой области для пальца пользователя создает проблему в получении плоской карты, не имеющей вогнутых или выпуклых участков. Кроме того, многократная активация переключателя приводит к небольшому оседанию в области кнопки. Наконец, основная проблема возникает ввиду того, что электронную карту, в частности банковскую карту, пользователь обычно носит с собой, что может привести к непреднамеренному или случайному нажатию на кнопку, что влечет за собой непреднамеренную активацию переключателя. Это приводит к проблемам с энергопотреблением или нарушению правильной работы приложений электронной карты.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является предоставление портативного электронного устройства, снабженного переключателем, который может быть активирован пользователем и не имеет вышеописанных недостатков, существующих на предшествующем уровне техники. В частности, задачей настоящего изобретения является предоставление электронной карты, которая приводится в действие пользователем без необходимости какой-либо локальной деформации и которая не реагирует на нажатие.

В целом, настоящее изобретение относится к портативному электронному устройству в виде электронной карты, включающей в себя, по меньшей мере, один электронный блок и один переключатель, связанный с этим электронным блоком, который может быть приведен в действие пальцем пользователя, в частности, для активирования и/или отдачи команды данному блоку, и вышеупомянутое портативное электронное устройство отличается тем, что переключатель образован двумя независимыми фотодетекторами, направленными так, чтобы принимать свет, падающий на одну и ту же поверхность портативного электронного устройства, и удаленными друг от друга на достаточное расстояние, чтобы пользователь закрывал пальцем только один из двух фотодетекторов, и данный переключатель включает в себя логическую схему, обеспечивающую подачу сигнала, означающего активацию переключателя, только когда первый сигнал приема света и второй сигнал приема света, подаваемые, соответственно, от двух фотодетекторов, соответствуют, в указанном порядке, приему света и отсутствию приема свет или закрытому состоянию для логической схемы.

Согласно конкретному варианту осуществления, настоящее изобретение относится к электронной карте, включающей в себя, по меньшей мере, один электронный блок и один переключатель, активируемый пользователем и связанный с этим электронным блоком, в частности, для активирования и/или отдачи команды данному блоку. Электронная карта отличается тем, что переключатель образован двумя независимыми фотодетекторами, направленными так, чтобы принимать свет, падающий на одну и ту же поверхность электронной карты, и удаленными друг от друга на достаточное расстояние, позволяя пользователю закрыть пальцем только один из двух фотодетекторов, и тем, что данный переключатель включает в себя логическую схему, на которую подаются сигналы от соответствующих фотодетекторов, где логическая схема выполнена с возможностью подачи сигнала, обозначающего активирование переключателя, только когда первый и второй сигналы приема света соответствуют двум разным логическим состояниям для логической схемы.

В соответствии с конкретным признаком настоящего изобретения, два фотодетектора выполнены так, чтобы подавать сигнал, значение напряжения которого меняется в зависимости от количества получаемого света.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, каждый из двух фотодетекторов включает в себя светочувствительный датчик и компаратор. Компаратор принимает входной опорный сигнал и измеряемый сигнал от светочувствительного датчика. Компаратор выводит логический сигнал, имеющий первое логическое состояние, когда значение измеряемого сигнала выше опорного сигнала, и второе логическое состояние в противном случае. Выводимый компаратором сигнал определяет, соответственно, первый или второй сигнал освещенности.

Логическая схема, согласно первому варианту осуществления, образована вентилем Исключающее ИЛИ (XOR), получающего на входе, соответственно, первый и второй сигнал.

Логическая схема, согласно второму варианту осуществления, образована вентилем И с инвертором, размещенным на одном из входов, и получающим на входе, соответственно, первый и второй сигнал.

Согласно конкретному варианту осуществления, два фотодетектора расположены на противоположных областях электронной карты.

Вследствие этого, портативное электронное устройство, согласно настоящему изобретению, позволяет очень эффективно использовать оптический переключатель благодаря тому, что оптический переключатель образован двумя независимыми фотодетекторами, расположенными достаточно далеко друг от друга, что позволяет пользователю затемнить одним пальцем только один из двух фотодетекторов. Когда два фотодетектора принимают свет, или когда они находятся в темноте и принимают небольшое количество света или вообще его не принимают, оптический переключатель не активируется и находится в состоянии ВЫКЛЮЧЕН.

Должно быть очевидно, что в случае только одного фотодетектора трудно обеспечить оптический переключатель для электронной карты, который позволил бы пользователю контролировать получение света единственным фотодетектором. Например, когда пользователь достает электронную карту из кошелька, единственный фотодетектор будет немедленно освещен, что активирует переключатель перед тем, как пользователь совершит какие-либо обдуманные действия. Наличие двух фотодетекторов, расположенных на расстоянии друг от друга, делает оптический переключатель более эффективным и он будет активирован только при желании пользователя, в частности, для запуска приложения работы с банковскими услугами.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения, приведенные в качестве примера, но изобретение ими не ограничено, будут более понятны после прочтения нижеследующего описания, сделанного со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичный вид электронной карты согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - принципиальная схема общего варианта осуществления оптического переключателя, встроенного в портативное электронное устройство согласно настоящему изобретению;

фиг.3 - принципиальная схема улучшенного общего варианта осуществления, показанного на фиг.2;

фиг.4 - принципиальная схема аналого-цифрового преобразователя для варианта осуществления, показанного на фиг.3;

фиг.5 - второй вариант осуществления оптического переключателя согласно настоящему изобретению;

фиг.6 - третий улучшенный вариант осуществления оптического переключателя согласно настоящему изобретению;

фиг.7 - альтернативный вариант размещения двух фотодетекторов оптического переключателя на электронной карте.

Подробное описание вариантов осуществления

На фиг.1 показана электронная карта согласно настоящему изобретению. Карта 2 включает в себя электронный блок 4 и переключатель, активируемый пользователем и образованный двумя независимыми фотодетекторами 6 и 8, которые достаточно далеко удалены друг от друга, позволяя пользователю закрыть одним пальцем только один из фотодетекторов 6 и 8. Два фотодетектора расположены, соответственно, на противоположных областях Z1 и Z2 электронной карты. Данная карта также включает в себя цифровой дисплей 10, предназначенный для отображения, по меньшей мере, одной порции информации или одной инструкции для пользователя. В настоящем изобретении дисплей 10 не является обязательным, но его наличие будет предпочтительным в случае некоторых возможных применений, в частности, для работы с банковскими приложениями.

На фиг.2 показан общий вариант осуществления оптического переключателя согласно настоящему изобретению. Оптический переключатель 12 связан с электронным блоком 4, в частности, для активации или подачи команды на данный блок. В показанном варианте, оптический переключатель 12 напрямую отправляет сигнал S3 в электронный блок 4. Однако в другом варианте, который не показан, оптический переключатель может быть использован для соединения электронного блока 4 с другим электронным блоком или антенной. Таким образом, оптический переключатель может напрямую воздействовать на электронный блок, подавая на него цифровой сигнал, соответствующий состояниям ВКЛ и ВЫКЛ, или выступать в качестве соединительного элемента, который может быть замкнут или разомкнут посредством оптического переключателя. Приведенные примеры никак не ограничивают настоящее изобретение. Оптический переключатель 12 включает в себя логическую схему 14, на которую подают первый сигнал S1 освещенности и второй сигнал S2 освещенности от, соответственно, двух фотодетекторов 6 и 8. В первом варианте осуществления, логическая схема 14 является вентилем Исключающее ИЛИ, который в данной технической области также называется вентилем XOR.

Сигнал S3, обозначающий активацию переключателя 12, имеет высокий уровень или логическое состояние "1", когда в логической схеме 14 первый сигнал S1 и второй сигнал S2 имеют разные логические состояния. Таким образом, согласно настоящему изобретению, когда оба два фотодетектора 6 и 8 получают, в основном, одинаковое количество света или не получают его вовсе, оптический переключатель не активируется, и подаваемый сигнал, в предпочтительном варианте, имеет низкий уровень или логическое состояние "0". Данное логическое состояние "0" соответствует тому, что оптический переключатель 12 разомкнут, т.е. находится в состоянии ВЫКЛ. Когда пользователь затеняет или закрывает только один из двух фотодетекторов и когда электронная карта 2 находится в освещенной обстановке, вентиль XOR подает сигнал S3, соответствующий логическому состоянию "I", что обозначает замкнутое положение переключателя, соответствующее состоянию ВКЛ. Таким образом, электронный блок 4 принимает сигнал активации оптического переключателя только тогда, когда в вентиле XOR первый и второй сигналы освещенности соответствуют двум разным логическим состояниям.

Когда электронная карта 2 находится в полной темноте, в частности в кошельке, оптический переключатель остается в неактивном состоянии. Подобным образом, когда электронная карта 2 полностью находится в освещенной обстановке и ни один из двух фотодетекторов не затенен, оптический переключатель также находится в неактивном состоянии. Только действия, состоящие из затенения или закрытия одного из двух фотодетекторов, вызовут активирование оптического переключателя 12 и отдачу команды электронной системе, встроенной в карту 2.

Необходимо заметить, что в первом варианте осуществления и в других вариантах осуществления, описанных ниже, фотодетекторы 6 и 8 выполнены так, что они выдают сигналы с определенным напряжением, зависящим от количества полученного света. Таким образом, сигналы S1 и S2 являются сигналами с определенным напряжением, подаваемыми на логическую схему 14. Специалистам в данной области техники должно быть известно, как изготовить такие фотодетекторы. Сигналы S1 и S2 могут быть либо аналоговыми сигналами, либо цифровыми сигналами от аналого-цифрового преобразователя, встроенного в фотодетекторы.

На фиг.3 показан предпочтительный вариант первого варианта осуществления, в котором каждый фотодетектор образован, соответственно, светочувствительными датчиками 6А и 8А и аналого-цифровыми 6В и 8В преобразователями, которые, в указанном порядке, подают цифровые сигналы S1 и S2. Таким образом, в данном конкретном варианте, два светочувствительных датчика 6А и 8А подают аналоговые сигналы S01 и S02 на преобразователи 6В и 8В. Вариант такого преобразователя показан на фиг.4. Он является обычным компаратором 18, принимающим, соответственно, аналоговый сигнал S1 и S2 на положительном входе и опорный сигнал Ref на отрицательном входе. Данный опорный сигнал может быть настроен или определен так, чтобы высокий или низкий уровень сигнала S3, выводимого компаратором 18, соответствовал некоторому уровню освещенности соответствующего фотодетектора. В частности, сигнал S3 может указывать активацию оптического переключателя 12 только тогда, когда один из двух фотодетекторов принимает то количество света, которое соответствует достаточному уровню освещенности, позволяющего пользователю правильно прочитать информацию на цифровом дисплее 10. В целом, компаратор выводит логический сигнал, который имеет первое состояние, когда уровень измеряемого сигнала выше опорного сигнала, или, в противном случае, выводит сигнал, имеющий второе состояние. Выводимый компаратором сигнал подается на логическую схему 14.

На фиг.5 показан второй вариант осуществления портативного электронного устройства согласно настоящему изобретению. Повторное описание элементов, имеющих одинаковые ссылочные позиции и описанных ранее, не приводится. Данный второй вариант осуществления отличается тем, что логическая схема 24 отличается от логической схемы 14 по первому варианту осуществления. Логическая схема 24 образована вентилем 25 И и расположенным на одном из его входов инвертором 26. Данные два входа, соответственно, принимают сигналы S1 и S2. Таким образом, выходной сигнал от логической схемы 24 будет иметь высокий уровень "1" только тогда, когда первый сигнал S1 соответствует логическому состоянию "1" и второй сигнал S2 соответствует логическому состоянию "0". Вследствие этого и что касается работы оптического переключателя согласно второму варианту осуществления, ситуация, при которой оптический выключатель 22 будет активирован и управляющий сигнал S4 для электронного блока 4 будет соответствовать состоянию ВКЛ, возникнет только тогда, когда один из определенных датчиков получает достаточное количество света, а другой закрыт или затенен, например, пальцем пользователя.

В первом варианте осуществления, сигнал об активации оптического переключателя подается вне зависимости от того, затенен первый фотодетектор или второй фотодетектор, в то время как другой является освещенным. Во втором варианте осуществления данной симметрии не существует. Единственно возможная ситуация, приводящая к активации оптического переключателя, состоит в том, что фотодетектор 6 освещен, а фотодетектор 8 нет. Вариант, показанный на фиг.5, является предпочтительным для электронных карт, предназначенных для людей, которые обычно используют левую руку. Таким образом, если такой человек держит электронную карту и если его палец закрывает или затеняет фотодетектор 6, расположенный в области Z1 (см. фиг.1), это не приведет к активации переключателя. Данное преимущество предотвращает неумышленную активацию оптического переключателя пользователем, держащим карту левой рукой. Таким образом, должно быть очевидно, что карты могут быть специально рассчитаны на людей, использующих, в основном левую или правую руку. В последнем случае, входы логической схемы 24 могут быть просто перевернуты, так что инвертор 26 будет получать первый сигнал S1.

Третий вариант осуществления будет описан со ссылками на фиг.6. Данный улучшенный вариант осуществления позволяет преодолеть проблемы, которые могут возникнуть в первом и втором варианте осуществления. Несомненно, для того чтобы оптический переключатель являлся бы эффективным, он должен предотвращать неумышленную активацию настолько, настолько возможно. Во время некоторых действий с электронной картой может быть некоторый временной промежуток при перемещении двух фотодетекторов между освещенной или темной обстановкой. В зависимости от расположения двух фотодетекторов, в частности, показанного на фиг.1, может произойти ситуация, когда электронную карту убирают в кошелек или карман одежды и один из фотодетекторов будет закрыт ранее второго. Время перемещения между темной и освещенной обстановкой, являющееся относительно коротким, может привести к неумышленной активации оптического переключателя. Для преодоления данной проблемы в усовершенствованном варианте осуществления, показанном на фиг.6, в оптическом переключателе 30 предусмотрена схема 32 задержки.

В показанном варианте, схема 32 задержки размещена, в качестве примера, но изобретение этим не ограничено, после логической схемы 14. Данная схема 32 задержки принимает логический сигнал S3, обозначающий, имеют ли фотодетекторы 6 и 8 разные логические состояния. Сигнал S3, с одной стороны, напрямую подается на вход логического вентиля 38 И, и, с другой стороны, на счетчик N, обозначенный ссылочным номером 34. Счетчик 34 синхронизирован с тактовым сигналом 36. Выводимый счетчиком сигнал подают на второй вход логического вентиля 38. Счетчик 34 выполнен так, что он остается в исходном значении до тех пор, пока сигнал S3, принимаемый на входе, соответствует низкому уровню, т.е. логическому состоянию "0". Как только сигнал меняет свой уровень на высокий, т.е. логическое состояние "1", счетчик начинает увеличиваться до значения N. Предпочтительно, чтобы он имел значение N до тех пор, пока сигнал S3 имеет высокий уровень. Выходной сигнал S6 от счетчика соответствует логическому состоянию "0" до тех пор, пока счетчик имеет значение, меньше N. Только когда счетчик будет иметь значение, равное N, сигнал S6 будет соответствовать логическому состоянию "1".

Логический вентиль И подает логический сигнал S5, обозначающий активацию оптического переключателя 30, на электронный блок 4, как только сигнал S6 изменит свое логическое состояние на "1". Таким образом, логический сигнал S5 будет иметь логическое состояние "1", только когда счетчик 34 достигнет значения, соответствующего N. Счетчик 34, при увеличении своего значения от ноля до N, использует временной интервал Т, определяемый тактовым сигналом, который синхронизирует счетчик. Соответственно, до тех пор, пока два фотодетектора 6 и 8 не имеют разные логические состояния, во время, по меньшей мере, заданного периода времени Т, определяющего задержку или запаздывание активации оптического переключателя 30, сигнал S5, подаваемый на электронный блок 4, соответствует управляющему сигналу ВЫКЛ, т.е. неактивному состоянию оптического переключателя. Таким образом, оптический переключатель будет активирован только тогда, когда два фотодетектора 6 и 8 подают, соответственно, первый и второй сигналы, имеющие разные логические состояния, в течение времени, большего времени (или задержки) Т. Если разные логические состояния длятся меньше, чем период времени Т, сигнал S3, подаваемый логической схемой 14, опять меняет свое состояние на логический "0" перед тем, как счетчик 34 достигнет максимального значения N. Это приводит к тому, что счетчик будет обнулен перед достижением значения N и, следовательно, сигнал S6 останется в логическом состоянии "0". Таким образом, сигнал S6 является сдерживающим сигналом, предотвращающим активацию оптического переключателя в течение определенного промежутка времени. Переключатель не активируется в начальный промежуток при внешнем воздействии, которое соответствуют нормальной ситуации для активирования выключателя, а именно когда два фотодетектора освещены по-разному.

Более коротко, схема 32 задержки выполнена с возможностью подачи на электронный блок 4 сигнала, обозначающего активацию оптического переключателя, только тогда, когда разница в логических состояниях двух логических сигналов S1 и S2 длится больше, чем заданный период времени. Счетчик, предусмотренный в схеме задержки, сбрасывается на ноль, как только сигналы освещенности S1 и S2 соответствуют одинаковым логическим состояниям. Счетчик активируется, как только первый и второй сигналы имеют разные логические состояния, и подает сигнал задержки, обозначающий, что он не достиг некоторого заданного уровня. Необходимо отметить, что сигнал задержки может сохранять логическое значение "1" до тех пор, пока значение счетчика остается равным N (логическое значение "1" соответствует состоянию без задержки) или он может подавать импульс с ограниченной продолжительностью. Специалисты в данной области техники могут предусмотреть другие варианты и альтернативы.

На фиг.7 показано альтернативное размещение фотодетекторов 6 и 8 в электронной карте 3. Данная альтернатива частично решает проблемы, которые были упомянуты в случае первого и второго варианта осуществления. В отличие от варианта, показанного на фиг.1, фотодетекторы 6 и 8, и, более конкретно, светочувствительные датчики, образующие фотодетекторы, расположены в одной и той же области Z3 электронной карты 3. Таким образом, поскольку они расположены относительно близко друг к другу, период времени, когда два фотодетектора могут иметь разное состояние, то есть, соответственно, принимать свет или быть закрытыми от света становится, в целом, более коротким. Однако карта 3 требует более аккуратного обращения со стороны пользователя, и он должен избегать одновременного закрытия обоих фотодетекторов 6 и 8 при удержании карты. Таким образом, в соответствии с объемом настоящего изобретения, два фотодетектора могут быть расположены ближе друг к другу, но, однако, должны быть удалены друг от друга на расстояние, позволяющее пользователю закрыть только один из двух фотодетекторов одним пальцем. Специалисты в данной области техники могут предложить другие варианты размещения двух фотодетекторов. Например, можно расположить два фотодетектора в двух областях, противоположных друг к другу по диагонали относительно карты.

Изобретение относится к портативным электронным устройствам, в частности к электронным картам с переключателем, приводимым в действие пользователем для активации электронного блока. Технический результат заключается в обеспечении предотвращения случайной активации переключателя электронной карты за счет расположения фотодиодов и конструкции логической схемы. Технический результат достигается за счет портативного электронного устройства, которое содержит электронный блок и переключатель, связанный с электронным блоком, при этом переключатель содержит два независимых фотодетектора, получающие свет с одной и той же поверхности портативного электронного устройства и расположенные достаточно далеко друг от друга, обеспечивая пользователю возможность закрыть один фотодетектор пальцем, и логическую схему, на которую подаются первый и второй сигналы освещенности, поступающие с двух фотодетекторов соответственно, и в случае соответствия первого и второго сигналов освещенности разным логическим состояниям, активирующую переключатель. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электронная банковская карта (2, 3), содержащая один переключатель (12, 20, 24, 30), приводимый в действие пальцем пользователя, отличающаяся тем, что переключатель образован двумя независимыми фотодетекторами (6, 8), которые ориентированы так, чтобы получать свет с одной и той же поверхности электронной карты и расположены достаточно далеко друг от друга, обеспечивая пользователю возможность закрыть один из двух фотодетекторов одним пальцем, при этом переключатель содержит логическую схему (14, 24), выполненную с возможностью подачи сигнала (S3, S4, S5), который означает активацию переключателя, только когда первый сигнал освещенности (S1) и второй сигнал освещенности (S2), соответственно подаваемые двумя фотодетекторами на логическую схему, соответствуют соответственно получению света и неполучению света или перекрытому состоянию.

2. Электронная банковская карта по п. 1, отличающаяся тем, что два фотодетектора выполнены с возможностью подачи сигнала напряжения, величина которого изменяется в соответствии с количеством полученного света.

3. Электронная банковская карта по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из двух фотодетекторов содержит светочувствительные датчики (6А, 8А) и компаратор (18), причем компаратор принимает на входе опорный сигнал и измерительный сигнал (S01, S02) от светочувствительного датчика и выдает на выходе логический сигнал, который имеет первое логическое состояние, когда величина измерительного сигнала выше опорного сигнала, и, в противном случае, второе логическое значение, при этом выходной логический сигнал от компаратора определяет, соответственно, указанный первый сигнал освещенности и указанный второй сигнал освещенности.

4. Электронная банковская карта по п. 2, отличающаяся тем, что логическая схема (14) образована вентилем Исключающее ИЛИ (XOR), принимающим на двух входах указанные первый и второй сигналы освещенности соответственно.

5. Электронная банковская карта по п. 2, отличающаяся тем, что логическая схема (14) образована вентилем И с одним инвертором, расположенным на одном из двух входов вентиля, при этом указанные два входа соответственно принимают указанные первый и второй сигнал освещенности.

6. Электронная банковская карта по п. 1, отличающаяся тем, что переключатель (30) содержит схему (32) задержки, выполненную с возможностью подачи сигнала (S5), обозначающего активацию переключателя, когда два разных логических состояния одновременно сохраняются более, чем в течение заданного периода времени.

7. Электронная банковская карта по п. 6, отличающаяся тем, что схема (32) задержки содержит счетчик (34), принимающий тактовый сигнал (36) и который обнуляется, как только указанные первый и второй сигналы освещенности (S1, S2) соответствуют одному и тому же логическому состоянию, при этом счетчик активируется, как только указанные первый и второй сигналы имеют разные логические состояния, и подает сигнал запрета (S6) до тех пор, пока значение счетчика не достигнет определенного уровня.

8. Электронная банковская карта по п. 7, отличающаяся тем, что два фотодетектора размещены, соответственно, в двух противоположных областях (Z1, Z2) электронной карты.

9. Электронная банковская карта по п. 7, отличающаяся тем, что два фотодетектора размещены в одной и той же области (Z3) электронной карты.