Einleitung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fernsteuerung von elektronischen Geräten. Insbesondere betrifft die Erfindung Fernbedienungen, die zur Erfassung biometrischer Informationen zur Identifizierung eines Individuums ausgelegt sind.

Stand der Technik und Nachteile

Herkömmliche Fernbedienungen dienen der Steuerung einzelner Geräte oder sind als sogenannte Universalfernbedienungen zur Steuerung einer Mehrzahl unterschiedlicher Geräte ausgelegt. Obwohl derartige Fernbedienungen über eine Vielzahl von Steuerungsmöglichkeiten verfügen, steht jedem Anwender oder Nutzer grundsätzlich die gesamte Nutzungsbreite zur Verfügung. Ein personalisiertes Nutzerprofil kann zumeist lediglich über die Eingabe von geeigneten Passwörtern, PIN-Codes oder dergleichen erreicht werden.

Im Stand der Technik sind jedoch auch Fernbedienungen bekannt, die über eine Sensorik verfügen, mit deren Hilfe personalisierte Nutzerprofile angelegt, verwaltet und freigegeben werden können. Derartige Fernbedienungen weisen einen oder mehrere Sensoren auf, mit denen biometrische Daten oder Informationen eines gegebenen Individuums erfasst werden können, weshalb sie als Biometriesensoren bezeichnet werden.

Die Druckschriften US 6,970,098 Bl und US 2003/0172283 AI offenbaren eine biometrische Fernbedienung, welche die Authentifizierung eines Nutzers auf der Basis von biometrischen Informationen oder Daten gewährleistet, die mittels geeigneter Sensoren erfasst werden, wobei als individualisierende Merkmale eines Anwenders sein Fingerabdruck, sein Sprachmuster, seine Retina oder sein Gesicht angegeben werden. Eine vergleichbare Fernbedienung wird in der Druckschrift WO 2011/112727 A2 beschrieben, wobei als beispielhafte biometrische Sensoren optische Scanner sowie solche zur Erfassung eines Fingerabdrucks, eines Retina-Abbildes, eines Gesichts, einer DNA oder eines Sprachmusters, als auch Empfänger für elektromagnetische Signale, Mittel zur elektrischen Messung und Mikrofone genannt werden.

Die im vorgenannten Stand der Technik beschriebenen Fernbedienungen sind hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer allgemeinen Funktionsweise detailliert beschrieben, während die Auswahl und Implementierung geeigneter biometrischer Sensoren jedoch nur aufgabenhaft dargelegt wird und konkrete Einlassungen zur Praktikabilität der vorgeschlagenen Sensorik unterbleiben.

Aufgabe der Erfindung und Lösung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer alternativen Fernbedienung, mit der die Authentifizierung oder Identifizierung eines Anwenders auf der Grundlage biometrischer Daten oder Informationen vergleichsweise nutzerfreundlich erfolgt, indem die Fernbedienung vom Anwender lediglich in gewohnter Weise in die Hand genommen wird, ohne irgendwelche Umgriffe vornehmen zu müssen, wie es bei herkömmlichen Biometrie-tauglichen Fernbedienungen der Fall ist.

Die Aufgabe wird durch Bereitstellung der Fernbedienung gemäß Hauptanspruch gelöst.

Beschreibung Die Fernbedienung zur Steuerung elektronischer Geräte wie z.B. von Fernsehern, Set-Top-Boxen, Satellitenreceivern und solchen zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von Ton- und/oder Bildmaterial, sowie gewünschtenfalls zur Steuerung von Prozessoren, die sich in anderen Gegenständen wie z.B. in der Steuerung der Motorik von Rollläden, Jalousien oder Fenstern oder aber in der Ansteuerung von Anlagen zur Beleuchtung oder Klimatisierung befinden, mittels geeigneter Signale umfasst ein Gehäuse mit einem weitgehend umlaufenden Rahmen und einer Vorder- sowie einer Rückseite, einen Prozessor, sowie mindestens einen biometrischen Sensor zum Erfassen biometrischer Informationen von einem Anwender der Fernbedienung und zum Weiterleiten der erhaltenen oder erfassten Informationen an den Prozessor, welcher derart ausgelegt ist, dass eine Identifizierung oder Authentifizierung des Anwenders durch Abgleich der Informationen mit zuvor hinterlegten Biometrie-Profildaten erfolgen kann.

Ferner kann der Prozessor Steuerbefehle des Nutzers entgegennehmen und, gegebenenfalls nach ihrer Aufbereitung, an ein Kommunikations-Interface (KI) weiterleiten, welches kommunikativ mit dem Prozessor gekoppelt ist. Das Interface ist derart ausgelegt, dass es ein Signal oder mehrere Signale an einen externen Empfänger (Gerät) übertragen und eine Reihe von Signalen oder Befehlen von einer externen Quelle empfangen kann. Das Interface umfasst bevorzugt einen Transceiver, der so ausgelegt ist, dass er mit einem externen Empfänger (Gerät) kommunizieren kann über ein elektromagnetisches Signal, ein Funksignal im Bereich von z.B. 2,4 oder 5 GHz, ein Infrarot- Signal, ein Bluetooth-Signal, ein ZigBee-Signal , ein Funksignal für elektronische Geräte (RF4CE - "radiofrequency for consumer electronics" ) , und/oder ein benignes Mikrowellensignal. Vorzugsweise umfasst das Interface einen Port oder eine Schnittstelle, welcher bzw. welches beispielsweise mit einem USB- Kabel, einem Mikro-USB-Kabel , einem HDMI -Kabel , und/oder einem Ethernet-Kabel kompatibel ist.

Der Biometrie-Sensor dient erfindungsgemäß der Erfassung von Daten oder Informationen über individualisierende Eigenschaften der Handinnenfläche, worunter erfindungsgemäß die Handlinienstruktur und/oder die Handvenenstruktur zu verstehen sind. Da die Anzahl potentieller Nutzer der Fernbedienung gewöhnlich eher gering ist und beispielsweise bis zu 10 oder bis zu 100 Personen betragen kann, ist davon auszugehen, dass die Erfassung eines oder beider dieser biometrischen Charakteristika für eine hinreichend sichere Identifizierung eines Nutzers ausreichen. Ein biometrisches Erkennungssystem setzt sich im Wesentlichen aus den Komponenten Sensor (Messwertaufnehmer) , Merkmalsextraktion und Merkmalsvergleich zusammen, wobei die Sensorkomponente als Ergebnis ein biometrisches Muster (Sample) liefert. Über die Merkmalsextraktion werden mittels komplexer Algorithmen alle vom Sensor gelieferten Informationen entfernt, die nicht die geforderten Merkmalseigenschaften erfüllen, sodass als Ergebnis die biometrischen Merkmale geliefert werden. Mit Hilfe des Merkmalsvergleichers wird schließlich ein Vergleichswert (Score) errechnet zwischen dem in einer Einlernphase gespeicherten biometrischen Template und dem aktuellen, von der Merkmalsextraktion gelieferten Datensatz. Sofern dieser Vergleichswert eine bevorzugt einstellbare Schwelle über- bzw. unterschreitet, gilt die Erkennung eines Anwenders oder Nutzers der Fernbedienung als erfolgreich. In der Einlernphase ( "Enrolment" ) werden die biometrischen Merkmalsdaten als Referenzmuster in digitaler Form verschlüsselt abgespeichert, was in einem Speicher innerhalb oder außerhalb der Fernbedienung erfolgen kann. Beim nächsten Kontakt mit dem biometrischen System der Fernbedienung wird ein aktuelles Sample aufgenommen und mit dem Referenzmuster (Template) verglichen. Das System entscheidet dann, ob die Ähnlichkeit der beiden Muster hinreichend hoch ist und damit beispielsweise eine ggfs. eingeschränkte Benutzungsaufnahme erfolgen kann oder nicht.

Im Rahmen biometrischer Erkennungsverfahren wird grundsätzlich zwischen Verifikation und Identifikation unterschieden. Bei der Verifikation muss die zu verifizierende Person dem System zunächst ihren Namen oder ihre User-ID mitteilen, und das biometrische System entscheidet anschließend, ob die Person zum zugehörigen Referenzmerkmalsdatensatz gehört oder nicht. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Identifikation offenbart die zu erkennende Person dem System demgegenüber ausschließlich ihr biometrisches Charakteristikum in Form ihrer Handlinien- und/oder Handvenenstruktur, und das System ermittelt daraus durch Vergleich mit den Referenzmerkmalsdatensätzen aller hinterlegten Nutzer den zugehörigen Namen, die User-ID, oder das korrespondierende Nutzerprofil.

Da die vom biometrischen Sensor gelieferten Samples starken statistischen Schwankungen unterliegen können, kann es gelegentlich zu Falscherkennungen kommen, wobei die Zuverlässigkeit der Identifikation hauptsächlich nach zwei Kriterien beurteilt wird, nämlich nach der Zulassungsrate Unberechtigter (Falschakzeptanzrate; FAR) und nach der Abweisungsrate Berechtigter ( Falschrückweisungsrate ; FRR) . Beide Raten hängen gegenläufig vom Entscheidungsschwellenwert ab, weshalb dieser erfindungsgemäß einstellbar ist. Eine höher gewählte Schwelle verringert zwar die FAR, erhöht aber zugleich die FRR und umgekehrt, weshalb z.B. die alleinige Angabe der FAR ohne zugehörige FRR keinen Sinn ergibt. Bei einer angenommenen FRR von 10% kann die FAR bei guten biometrischen Systemen je nach Charakteristikum Werte von 0,1% bis unterhalb von 0,000001% erreichen. Während die FAR bei Verifikationssystemen bei gegebener Entscheidungsschwelle eine Konstante ist, wächst sie bei dem vorliegenden System zur Identifikation mit der Anzahl der gespeicherten oder hinterlegten Referenzdatensätze. Näherungsweise ergibt sich die resultierende Gesamt-FAR aus der Multiplikation der zugrunde liegenden Identifikations-FAR mit der Zahl der Datensätze. Wie bereits erwähnt, erfolgt der Identifikat ionsabgleich bei der erfindungsgemäßen Fernbedienung jedoch nicht gegenüber einer großen Datenbasis mit Millionen von Einträgen, sondern gegenüber einer Sammlung von z.B. höchstens 10 oder höchstens 100 unterschiedlichen Referenzmerkmalsdatensätzen, sodass die zuvor dargelegte Abhängigkeit zwischen FAR und FRR vorzugsweise zugunsten einer anwenderfreundlich niedrigen FRR verschoben werden kann.

Bei biometrischen Systemen wie der vorliegenden Fernbedienung spielt zusätzlich die Erkennungs zeit eine wichtige Rolle, denn neben der Sicherheit und Zuverlässigkeit sind die Benutzerakzeptanz und die Gebrauchstauglichkeit oder Anwenderfreundlichkeit eines biometrischen Systems entscheidende Kriterien.

Die erfindungsgemäße Fernbedienung kann derart ausgelegt sein, dass die vom Biometrie-Sensor erhaltenen biometrischen Daten oder Informationen (Sample), ggfs. nach einer Aufbereitung (z.B. mittels einer Komponente zur Merkmalsextraktion) , innerhalb der Fernbedienung einem Abgleich mit in der Fernbedienung gespeicherten Referenzmerkmalsdatensätzen unterworfen werden. Alternativ können die biometrischen Informationen oder Daten, ggfs. nach einer Aufbereitung (z.B. mittels einer Komponente zur Merkmalsextraktion) , aber auch über das Interface an ein externes Gerät wie z.B. an eine Set-Top-Box zur Vornahme des Abgleiche mit in der Set-Top-Box hinterlegten Referenzmerkmalssätzen weitergeleitet werden. In diesem Fall erhält die Fernbedienung ein entsprechendes Signal über die Identifikation der Person, von welcher das zuvor erwähnte Sample erhalten worden ist.

Vorzugsweise umfasst die Fernbedienung ferner eine Speichereinheit zum Speichern von Befehlen oder Befehlsketten (Makros), die vom Prozessor ausgeführt werden können, und zum Speichern von über das Kommunikations-Interface und/oder den Port bzw. die Schnittstelle empfangenen Daten, Befehlen oder Befehlsketten (Makros) .

Die zuvor erwähnten Funktionalitäten der Fernbedienung können auf einem Ein-Chip-System ( System-on-a-Chip, SoC; System-on-a- Programmable-Chip; SoPC) oder auf mehreren Modulen verteilt bereitgestellt sein. Im Falle eines Ein-Chip-Systems sind alle oder ist zumindest ein großer Teil der Funktionen der Fernbedienung auf einem Chip, also einem integrierten Schaltkreis (IC) auf einem Halbleiter-Substrat integriert (monolithische Integration) . Sofern als Substratmaterial Silizium eingesetzt wird, kann alternativ auch von einem System-on-Silicon (SoS) gesprochen werden. Vorliegend betrifft der Begriff "System" eine Kombination unterschiedlicher Elemente, die funktionell gekoppelt, also zusammen eine bestimmte Funktionalität bereitstellen wie beispielsweise ein Biometrie-Sensor samt Auswerteelektronik .

Vorzugsweise besteht ein erfindungsgemäß geeignetes Ein-Chip- System aus dem Prozessor, welcher über ein Bussystem mit einem Speicher und der weiteren Peripherie verbunden ist. Bei diesem Prozessor kann es sich sowohl um einen sehr einfachen 8-Bit- Mikrocontroller als auch um eine sehr leistungsfähige Multicore- CPU handeln, wobei Mehrprozessorsysteme ebenfalls erfindungsgemäß geeignet sind. Je nach gewünschter Leistungsfähigkeit, Anwendungsanforderung und weiteren Kriterien wie Stromverbrauch, Größe und Preis besitzt das SoC gegebenenfalls neben seinen Registern nur einen kleinen internen Speicher oder alternativ/zusätzlich einen oder mehrere deutlich größere externe Speicher, die sich jedoch nach wie vor in der Fernbedienung befinden. Dies kann beispielsweise ein SDRAM oder Flash-Speicher sein. Hierfür hängt dann bevorzugt am Systembus ein Speichercontroller, welcher eine entsprechende Schnittstelle für den Speicher zur Verfügung stellt .

Um den eigentlichen Hauptprozessor des SoCs zu entlasten, kann die Fernbedienung je nach gewünschter Nutzungsbreite und Funktionalität auch zusätzliche Spezialprozessoren enthalten. Diese können beispielsweise Prozessoren zur digitalen Signal- Verarbeitung (DSPs) oder beispielsweise Ver-/Entschlüsselungs- einheiten oder sonstige Hardwarebeschleuniger sein, sodass einzelne Berechnungen oder auch nur Teile davon ausgelagert werden können. Die zuvor bereits genannte Prozedur der Merkmalsanalyse erfolgt vorzugsweise unter Anwendung der skaleninvarianten Merkmalstransformation ( "Scale-invariant feature transform"; SIFT) , einem Algorithmus zur Extraktion lokaler Bildmerkmale aus dem vom Biometrie-Sensor gelieferten Muster (Sample) . Die erhaltenen biometrischen Bilddaten werden erforderlichenfalls in einem ersten Schritt mit z.B. einem Gauß-Filter oder unter Anwendung des RANSAC-Algorithmus ("Random Sample Consensus") geglättet, um sie z.B. vom Bildrauschen und anderen Daten, die nicht die geforderten Merkmalseigenschaften erfüllen, zu bereinigen. Anschließend wird das Bild in lokale Merkmalspunkte unterteilt, die vorzugsweise unempfindlich gegenüber perspektivische Verzerrung sind. Markant oder erfindungsgemäß relevant sind Objekte der Handlinien- und/oder Handvenenstruktur, deren Eigenschaften von ihrem Hintergrund abweichen und demzufolge als individualisierende Merkmale geeignet sind. Diese Objekte lassen sich durch ihre Histogramme kennzeichnen, deren Merkmale als Merkmalsdatensatz oder Referenzmerkmalsdatensatz gespeichert werden und nachfolgend für einen Merkmalsvergleich zur Verfügung stehen. Die extrahierten Merkmale sind unempfindlich gegenüber Koordinatentransformationen wie Translation, Rotation und Skalierung und darüber hinaus robust gegen Beleuchtungsvariation, Bildrauschen und geringere geometrische Deformation höherer Ordnung, wie sie z.B. durch eine projektive Abbildung einer Handinnenfläche von verschiedenen Perspektiven entstehen können. Für die Objekterkennung können mit Hilfe z.B. des RANSAC- Algorithmus gewünschtenfalls die Daten von mehreren, zufällig gewählten Merkmalspunkten verschiedener Abbildungen auf eine Übereinstimmung verglichen werden. Im alternativen Fall der erfindungsgemäß bevorzugten Verwendung von nachfolgend näher erläuterten Photodioden-Arrays liegt zur Erfassung der Biometriedaten eine Matrix von Leuchtdioden (LEDs) vor, welche besonders bevorzugt für Licht mit einer Wellenlänge im IR- oder NIR-Bereich ausgelegt sind. Fließt durch eine Diode elektrischer Strom in Durchlassrichtung, strahlt sie Licht, vorzugsweise Infrarotstrahlung mit einer vom Halbleitermaterial und der Dotierung abhängigen Wellenlänge ab und kann daher im Sendemodus als Leucht- oder Beleuchtungsmittel (Lichtquelle) eingesetzt werden. Neben dieser mindestens einen Belichtungsdiode umfasst das Array ferner mehrere weitere LEDs/Photodioden, welche im Empfangsmodus in Sperrrichtung betrieben als Empfängerdioden verwendet werden. Eine LED Sende-und Empfangszelle besteht daher grundsätzlich aus einer Leuchtdiode mit bevorzugt weitem Streuwinkel und einem Kondensator mit niedriger Toleranz. Diese zwei Bauteile sind in Serie geschaltet und werden mittels zweier Signale A und B vom Prozessor (vorzugsweise als FPGA bereitgestellt) angesteuert (siehe Figur 2) . Nachdem also mit der Belichtungsdiode ein Blitz generiert worden ist, durch den ein oder mehrere Areale der Handinnenfläche ausgeleuchtet werden, erfolgt mittels eines Capacitance-to-Time-Converters (CTC) auf einem Field Programmable Gate Array (FPGA) die Messung der von den Empfängerdioden erfassten Werte, wodurch der Erhalt einer dreidimensionalen Abbildung des aufgenommenen Handinnenflächen- bereiches ermöglicht wird. Im Empfangsmodus wird in zwei Phasen gearbeitet (siehe Figur 2). Die Anode der LED hängt an Netz B. Die Kathode und der eine Anschluss des Kondensators hängen an Netz A, während der zweite Anschluss des Kondensators an der Versorgungsspannung hängt. Die Schaltung kann auch umgedreht zur Anwendung kommen, wobei die Kathode der LED dann an Netz B hängt, während die Anode und der eine Anschluss des Kondensators an Netz A und der zweite Anschluss des Kondensators an Signalmasse hängen. In Phase 1 wird das Netz zwischen Kondensator und LED auf die I/O Nennspannung (Masse) des Controllers aufgeladen. Dazu werden beide Steuersignale als Ausgang auf die Nennspannung des Controllers (bzw. Masse) gesetzt. In Phase zwei wird das Netz zwischen Kondensator und LED durch den Photostrom der empfangenen LED umgeladen. Dabei wird das Signal B auf Masse (bzw. Nennspannung) geschaltet, und das Signal A wird als Empfang konfiguriert (hochimpedant ) . Die Empfangszelle wird dabei so konfiguriert, dass sie differenzial wirkt, d.h. der Eingang wird aus der digitalen Differenz zwischen dem Netz A und einer Referenzspannung (vorzugsweise 2,5 V) gebildet. Die Zeit bis zum Erreichen der Referenzspannung wird gemessen, woraus sich die Antwort der Empfangszelle auf die Beleuchtung durch die Sendezelle ergibt (siehe Figur 2) .

Die Verarbeitung der Daten durch Merkmalsextraktion und Merkmalsvergleich erfolgt unter Anwendung der zuvor dargelegten skaleninvarianten Merkmalstransformation (SIFT) . Für die Sicherstellung der von der vorliegend beschriebenen Fernbedienung erwarteten Funktionalitäten mit z.T. mehreren parallel ablaufenden Prozessen und schwierigen Echtzeit- Anforderungen sind die zuvor genannten FPGAs und SoCs/SoPCs sehr gut geeignet und daher bevorzugt. Da ein SoPC sowohl FPGA-Logik zur Implementierung von Algorithmen zur Signalverarbeitung als auch einen Mikroprozessor enthält, sind die technischen und funktionellen Möglichkeiten beider Plattformen in vorteilhafter Weise kombiniert.

Der Speicher in einem Ein-Chip-System dient entweder zur Ablage und Ausführung des Programms (Programmspeicher) oder bevorzugt zur Ablage und Bearbeitung von Daten wie biometrische Daten und/oder Referenzmerkmalsdatensätze (Datenspeicher). Die Ausführungsform des Speichers kann als SRAM, DRAM oder Flash bereitgestellt sein. Vor dem Hintergrund der vorstehenden Ausführungen ist klar, dass der Biometrie-Sensor zur Erfassung eines oder mehrerer Charakteristika der Handinnenfläche (Handlinien- und/oder Handvenenstruktur) ein optischer Sensor sein muss und aus der Gruppe bestehend aus CCD-Sensoren, CMOS-Sensoren, und Photodioden ausgewählt ist, wobei sowohl CMOS-Sensoren als auch Photodioden- Arrays erfindungsgemäß bevorzugt sind. Beispielsweise geeignet ist ein aktiver Pixelsensor (APS) , ein Halbleiterdetektor zur Lichtmessung, der in CMOS-Technik gefertigt ist und deshalb als CMOS-Sensor bezeichnet wird. Im Gegensatz zum ebenfalls in CMOS- Technik hergestellten passiven Pixelsensor (PPS) enthält jedes Bildelement eine Verstärkerschaltung zum Signalauslesen. Durch die Verwendung der CMOS-Technik ist es möglich, weitere Funktionen in den Sensorchip zu integrieren, wie beispielsweise die Belichtungskontrolle, die Kontrastkorrektur, die Merkmalsextraktion, und/oder die Analog-Digital-Wandlung.

Die einfachste Realisierung eines integrierenden APS- Bildelementes besteht aus einer Photodiode, die in Sperrrichtung betrieben wird, als photosensitives Element und drei n-Kanal- MOSFETs (Feldeffekttransistoren) . Zu Beginn der Belichtungsmessung wird die Spannung über die Photodiode mittels des Rücksetz-Transistors auf einen definierten Anfangswert gesetzt. Während der nachfolgenden Helligkeitsmessung wird die Sperrschichtkapazität der Photodiode durch den Photostrom entladen, wobei die Spannung über der Diode proportional zur Bestrahlungsstärke und zur Belichtungszeit sinkt. Nach Ablauf der Belichtungszeit wird dieser Spannungswert ausgelesen und einer analogen Nachverarbeitung oder sofort einem Analog-Digital- Wandler zugeführt. Dafür besitzt jedes Bildelement einen Verstärker-Transistor, der mittels des Auswahl-Transistors zumeist spaltenweise auf eine für alle Bildelemente einer Zeile gemeinsame Ausleseleitung geschaltet wird. Erfindungsgemäß befindet sich über jedem Bildelement des Sensors oder der Sensoren eine Mikrolinse (sphärisch, asphärisch oder astigmatisch) , welche das gesamte einfallende Licht auf den lichtempfindlichen Teil lenken. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind auch Photodioden-Arrays , die quasi ein n x 1-CMOS- Sensor sind, als Spezialform der CMOS-Bildsensoren geeignet.

Die CMOS-Sensoren sind erfindungsgemäß bevorzugt, weil sie im Vergleich zu CCD-Sensoren im Bereich kurzwelliger Infrarotstrahlung (NIR-Bereich) eine höhere Empfindlichkeit aufweisen. Üblicherweise liegt das Empfindlichkeitsmaximum bei CMOS-Sensoren im NIR-Bereich (größer 650 nm) , während CCD-Sensoren das Maximum im sichtbaren Bereich (grünes Licht, 550 nm) besitzen. Ferner sind CMOS-Sensoren bevorzugt, weil sie durch die Integration der Auswertelogik auf demselben Chip (SoC) eine vergleichsweise geringere Baugröße als CCD-Sensoren aufweisen.

Die für die Aufnahme eines Teilbereichs der Handinnenfläche durch den Biometrie-Sensor geeignete Belichtung erfolgt in einem Wellenlängenbereich, der mit dem verwendeten Sensortyp kompatibel ist. Im bevorzugten Fall der Verwendung eines oder mehrerer CMOS- Sensoren erfolgt die Aus- oder Beleuchtung demgemäß im IR- oder NIR-Wellenlängenbereich von 0,78 μηα bis 1 mm. Zur Beleuchtung umfasst die Fernbedienung daher bevorzugt eine oder mehrere Photodioden, die Licht in dem gewünschten Wellenlängenbereich emittieren können. Bei der erfindungsgemäßen Fernbedienung, welche die Prozedur der Identifikation eines Nutzers ohne umständliches Umgreifen, also quasi "in der Hand liegend" gewährleisten soll, weist die Rückseite ein entsprechendes Fenster auf, durch welches Licht der gewünschten Wellenlänge hindurchtreten kann, Licht unerwünschter Wellenlängenbereiche aber nicht. Alternativ kann die gesamte Rückseite oder können wesentliche Bereiche derselben aus diesem für Licht der gewünschten Wellenlänge wie z.B. solches im NIR-Bereich durchlässig ausgestaltet sein, sofern sichergestellt ist, dass der Biometrie-Sensor die für ihn bestimmten Daten zur Handlinien- und/oder Handvenenstruktur empfangen kann.

Aus Gründen der Stromersparnis ist es bevorzugt, dass der Biometrie-Sensor sowie die zur Belichtung erforderliche Lichtquelle als auch derjenige Anteil des Prozessors, welcher diesbezügliche Funktionalitäten (z.B. Merkmalsextraktion, Merkmalsvergleich) lediglich für kurze Zeit aktiviert werden, denn sobald die (positive oder negative) Identifizierung eines potentiellen Nutzers erfolgt ist, können die hierfür benötigten Komponenten und Funktionalitäten in einen Stromsparmodus überführt oder sogar abgeschaltet werden. Daher ist nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die Aktivierung des Biometrie-Sensors einschließlich der für die Authentifizierung benötigten weiteren Bauteile oder Komponenten mit der Aktivierung eines weiteren Sensortyps zu koppeln, wobei dieser weitere Sensortyp bevorzugt aus Drucksensoren und/oder kapazitiven Berührungssensoren ausgewählt und im umlaufenden Rahmen und/oder in der Rückseite der Fernbedienung angeordnet ist. Beim Ergreifen der Fernbedienung als vorbereitende Handlung einer bevorstehenden Nutzung derselben wird der umlaufende Rahmen einerseits vom Daumen und andererseits (gegenüberliegend) von mindestens einem der übrigen vier Finger einer Hand kontaktiert, sodass der umlaufende Rahmen an zumindest zwei Stellen, welche bevorzugt mindestens zwei Zentimeter voneinander beabstandet sind, einen Anpressdruck und/oder das Ereignis einer Berührung erfährt, was über eine geeignete Sensorik erfasst werden kann.

Bei der erfindungsgemäß bevorzugten Fernbedienung wird beispielsweise der Anpressdruck an dem Festkörper des umlaufenden Rahmens als kraftübertragendes Bauteil der Fernbedienung gemessen. Sofern dieser Druck einen bestimmten Mindestwert überschreitet, sorgt der Prozessor dafür, dass die funktionelle Systemeinheit des Biometrie-Sensors bis zum Abschluss der Authentifizierung oder Identifikation aktiviert wird. Gleiches gilt analog für den Fall der alternativen oder zusätzlichen Anwesenheit mindestens eines kapazitiven Berührungssensors im umlaufenden Rahmen und/oder der Rückseite. Ergänzend kann die Aktivierung des Biometrie-Sensors an die Aktivierung eines Bewegungs- oder Beschleunigungssensors gekoppelt sein. Für den Sensortyp eines Drucksensors ist es bevorzugt, im Bereich des umlaufenden Rahmens und/oder der Rückseite piezoelektrische Dünnschichten auf geeigneten Messkörpern direkt zu applizieren, wobei hierfür bevorzugt Zinkoxid (ZnO) oder Aluminiumnitrid (A1N) Verwendung findet. Alternativ kann der Drucksensor aus nur einem Material wie z.B. aus Quarz bestehen, wobei neben einem elastischen Grundmaterial zusätzlich auch Dehnungsmessstreifen verwendet werden können. Als erfindungsgemäß geeigneter Drucksensor können verschiedene Typen zum Einsatz kommen. Der piezoresistive Drucksensor enthält eine Membran mit aufgebrachten elektrischen Widerständen und wird zumeist als Silizium-Drucksensor hergestellt. Über eine druckabhängige Verformung der Membran und darauf eindiffundierte verformungsabhängige Widerstände kommt es zur Ausbildung einer elektrischen Spannung. Dieser Drucksensortyp kann kostengünstig hergestellt werden und weist eine vergleichsweise hohe Empfindlichkeit auf. Zwar zeigen die zur Druckmessung eingesetzten Materialien eine starke Temperaturabhängigkeit, da aber dieser Einfluss auf alle Widerstände gleich ist, kann er durch eine differenzbildende elektrische Schaltung unwirksam gemacht werden. Ein frequenzanaloger Drucksensor ist meistens ein piezoresistiver Drucksensor, der den Druck mittels Dehnungsmessstreifen misst und schaltungstechnisch um einen Ringoszillator erweitert ist. Durch Verändern des Druckes ändert sich der Widerstand der Dehnungsmessstreifen und in Folge wird die Frequenz des Ringoszillators verstimmt. Die ausgegebene Frequenz ist direkt proportional zu dem angelegten Druck.

Bei einem piezoelektrischen Sensor wird mittels Druck durch Ladungstrennung eine elektrische Spannung in einem Kristall erzeugt (piezoelektrischer Effekt) . Durch Druck werden Ionen im Inneren des Kristalls verschoben, wodurch sich an der Oberfläche elektrische Ladung proportional zur Kraft bildet. Die Ladung wird durch einen Ladungsverstärker in eine proportionale elektrische Spannung umgeformt. Jeder beliebige Druck kann durch Ableitung (Kurzschluss ) der Ladung als Nullpunkt des Ladungsverstärkers eingestellt werden, wodurch Druckänderungen direkt messbar sind. Ein erfindungsgemäß ebenfalls geeigneter Drucksensortyp betrifft den kapazitiven Drucksensor, welcher zwei in einem Siliziumchip eindiffundierte Kondensatoren enthält. Bei Druckbeaufschlagung werden die Abstände einer Membran zu zwei beidseitig gegenüberliegenden Kondenstorplatten und dadurch die Kapazitäten der Kondensatoren gegenläufig verändert. Die Kondensatoren können Teil eines internen Verstärkers sein, dessen Ausgangssignal von der Differenz der Kapazitäten abhängig ist.

Vorliegend ebenfalls geeignet ist ein induktiver Drucksensor, der mit einem induktiven Wegaufnehmer arbeitet, welcher mit einer Membran verbunden ist. Druckänderungen erzeugen eine Kraft auf die Membran und bewegen diese. Dadurch ändert sich die Position eines Eisenankers gegensinnig in zwei Spulen, wobei die Induktivität in einer Spule steigt, während sie in der anderen Spule sinkt. Diese Differenz kann elektrisch sehr genau bestimmt werden. Alternativ kann die Anordnung auch durch einen Differentialtransformator ersetzt werden.

Sämtliche der vorstehend genannten Druck- und (kapazitiven) Berührungssensoren sind im Markt verfügbar und geben ein standardisiertes elektrisches Signal aus, welches durch die nachfolgende funktionelle Signalketteneinheit (Prozessor; DDC) einfach verarbeitet werden kann.

Figurenbeschreibung

In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäß geeignete Fernbedienung in vier unterschiedlichen Perspektiven (Figur 1A, 1B, IC, 1D) dargestellt. Sie besitzt eine Vorderseite 1, eine Rückseite 2 sowie einen umlaufenden Rahmen 3, und weist in üblicher Weise ein Display 4 und ein Bedienfeld bzw. eine Bedieneinheit 5 mit beispielsweise Tasten auf. Auf der Rückseite 2 in Figur 1D ist ein Bereich dargestellt, welcher für den Biometrie-Sensor 6 durchlässig ausgestaltet ist. In der Figur 2 ist ein Schaltbild zur Verdeutlichung der vorstehenden Ausführungen unter Verwendung eines Photodioden- Arrays als Biometrie-Sensor dargestellt.

Bezugszeichenliste Vorderseite

Rückseite

Umlaufender Rahmen

Display

Bedienfeld / Bedieneinheit

Biometriesensor mit Leuchtmittel