CN104024992A - 用于触摸屏的组合式射频识别和触摸输入 - Google Patents

用于触摸屏的组合式射频识别和触摸输入 Download PDF

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Abstract

一种图形输入板系统，该图形输入板系统包括：壳体；位于所述壳体中的触摸屏，该触摸屏用来接收触摸输入，并用来显示与所接收的触摸输入对应的图形；用于执行触摸输入的多个触笔，每个触笔包括：存储一个或多个图形属性的RFID芯片；和所述一个或多个图形属性的可见指示符；位于所述壳体中的RFID读取器，该RFID读取器用于从触摸所述触摸屏的触笔读取所存储的一个或多个图形属性；以及位于所述壳体中的处理器，该处理器连接至所述触摸屏和所述RFID读取器，用于根据所述触笔在所述触摸屏上的运动并根据由所述RFID读取器从所述触笔读取的一个或多个图形属性在所述触摸屏上渲染图画，其中所述多个触笔存储不同的一个或多个图形属性。

Description

用于触摸屏的组合式射频识别和触摸输入
相关申请的交叉参考
本申请要求由发明人Gunnar Martin于2012年1月10日提交的名称为“COMBINED RADIO-FREQUENCY IDENTIFICATION AND TOUCHINPUT FOR A TOUCH SCREEN(用于触摸屏的组合式射频识别和触摸输入)”的美国临时专利申请No.61/584,914的优先权权益。
本申请通过参考结合如下六个美国专利申请的公开内容。
·美国申请No.12/371,609(现在为美国专利No.8,339,379)，名称为“LIGHT-BASED TOUCH SCREEN(基于光的触摸屏)”，由发明人Magnus Goertz、Thomas Eriksson和Joseph Shain于2009年2月15日提交；
·美国申请No.12/486,033，名称为“USER INTERFACE FOR MOBILECOMPUTER UNIT(用于移动计算机单元的用户接口)”，由发明人Magnus Goertz和Joseph Shain于2009年6月17日提交；
·美国申请No.12/667,692，名称为“SCANNING OF A TOUCH SCREEN(触摸屏的扫描)”，由发明人Magnus Goertz于2010年1月5日提交；
·美国申请No.12/760,567，名称为“OPTICAL TOUCH SCREENSYSTEMS USING REFLECTED LIGHT(利用反射光的光学触摸屏系统)”，由发明人Magnus Goertz、Thomas Eriksson和Joseph Shain于2010年4月15日提交；
·美国申请No.12/760,568，名称为“OPTICAL TOUCH SCREENSYSTEMS USING WIDE LIGHT BEAMS(利用宽光束的光学触摸屏系统)”，由发明人Magnus Goertz、Thomas Eriksson和Joseph Shain于2010年4月15日提交；和
·美国申请No.13/424,592，名称为“LIGHT-BASED FINGER GESTUREUSER INTERFACE(基于光的手指姿势用于接口)”，由发明人Thomas Eriksson,Per Leine,Jochen Laveno Mangelsdorff,RobertPettersson和Anders Jansson于2012年3月20日提交。
技术领域
本发明的领域为用户输入设备。
背景技术
许多消费电子设备现在都构建有触敏屏，供手指或触笔触摸用户输入之用。经常，输入包括多个变量。例如，手写输入可以通过颜色、线宽和其他特征来改变。在触摸屏环境中，每个这种变量通常都是通过菜单导航或通过从屏幕调色板或线宽选择来配置。直接通过输入触笔传送该变量选择而不需要用户另外通过菜单或调色板进行导航将是有利的。特别地，当用户是幼小的孩子时，提供这种直观用户输入体验比较重要。
在用户识别比较重要的应用中，有益的是提供若干层的用户验证。例如，ATM机的用户将他们的卡上的值与PIN码匹配，以便进行业务办理。
发明内容
本发明的各个方面提供了一种用于触摸屏的输入触笔，其中所述触笔包含存储输入属性的无源射频识别(RFID)标签。当用户在所述触摸屏上输入触摸信息时，所存储的输入属性与触摸输入相组合。因而，所述触摸屏连接至处理器，该处理器在所述触笔触摸所述触摸屏时从所述触摸屏接收触摸信息。该处理器还连接至RFID读取器，该RFID读取器在所述触笔触摸所述触摸屏时读取RFID标签输入属性。所述处理器将所述输入属性与所述触摸信息相关联。
因而，根据本发明的一个实施方式，提供了一种图形输入板系统，该图形输入板系统包括：壳体；位于所述壳体中的触摸屏，该触摸屏用来接收触摸输入，并用来显示与所接收的触摸输入对应的图形；用于执行触摸输入的多个触笔，每个触笔包括：存储一个或多个图形属性的RFID芯片；和所述一个或多个图形属性的可见指示符；位于所述壳体中的RFID读取器，该RFID读取器用于从触摸所述触摸屏的触笔读取所存储的一个或多个图形属性；以及位于所述壳体中的处理器，该处理器连接至所述触摸屏和所述RFID读取器，用于根据所述触笔在所述触摸屏上的运动并根据由所述RFID读取器从所述触笔读取的一个或多个图形属性在所述触摸屏上渲染图画，其中所述多个触笔存储不同的一个或多个图形属性。
根据本发明的一个实施方式，还提供了一种用于图形平板的方法，该方法包括：对触笔触摸触摸屏进行检测，所述触笔具有RFID芯片；响应于所述检测，从包含在所述触笔中的所述RFID芯片读取一个或多个图形属性；以及根据所述触笔在所述触摸屏上的运动以及根据从所述RFID芯片读取的所述一个或多个图形属性渲染图画。
本发明的其他方面提供了一种用于在自动柜员机(ATM)或销售终端的触摸屏上输入个人识别码(PIN)并且随后执行ATM操作或销售的信用卡或借记卡。所述触摸屏连接至处理器，该处理器在所述卡触摸所述触摸屏时从所述触摸屏接收触摸信息。所述卡主要包括存储用户识别信息的无源射频标签(RFID)标签，并且所述处理器连接至RFID读取器，该RFID读取器在所述卡触摸所述触摸屏时读取RFID标签用户识别信息。这允许所述处理器检查：(a)所存储的用户识别信息是否与所输入PIN匹配；和(b)是否在用户键入他的PIN时的每次触摸都接收到相同的存储用户识别信息。
根据本发明的实施方式，进一步提供了一种销售点(POS)系统，该销售点系统包括：壳体；位于所述壳体中的触摸屏，该触摸屏用来通过利用塑料卡在所述触摸屏上敲击一序列键盘字符而输入PIN码，其中所述塑料卡具有存储PIN码的嵌入式RFID芯片；位于所述壳体中的RFID读取器，该RFID读取器被构造成从敲击所述触摸屏的所述塑料卡读取所存储的PIN码；以及位于所述壳体中的处理器，所述处理器连接至所述触摸屏和所述RFID读取器，并被构造成用来确定所输入的PIN码是否与所存储的PIN码匹配。
根据本发明的实施方式，又提供了一种用于销售点终端的方法，该方法包括：读取存储在RFID芯片中的第一PIN码，所述RFID芯片嵌入在塑料卡中；识别触敏显示屏上的正被所述塑料卡敲击的第一键盘字符；读取存储在RFID芯片中的第二PIN码，所述RFID芯片嵌入在塑料卡中；识别触敏显示屏上的正被所述塑料卡敲击的第二键盘字符；确定所述第二PIN码是否与所述第一PIN码匹配；以及如果所述确定是肯定的，则将所述第二键盘字符添加至所述第一键盘字符，以生成两个字符的输入码，否则独自以所述第二键盘字符开始新的一个字符输入码。
附图说明
从如下结合附图进行的详细描述将更完全地理解和认识本发明，其中：
图1至图3是根据本发发明的实施方式的与触摸屏交互的输入触笔的简化图示；
图4是根据本发明的一个实施方式的自动柜员机(ATM)键盘和用于在该键盘上输入个人识别码(PIN)的信用卡的简化图示；以及
图5是根据本发明的一个实施方式的在ATM上进行用户验证方法的流程图。
具体实施方式
本发明的各个方面涉及组合来自两个源的输入：触摸屏上的触摸输入和来自嵌入在执行触摸输入的物体中的无源RFID芯片的射频识别(RFID)输入。描述了两组应用：绘图应用和银行应用。该描述公开了基于光的触摸屏，但是本发明的范围包括所有触摸技术，特别是电容式、电阻式和投射电容式，并且还包括所有触摸表面(具有底层显示屏或不具有底层显示屏)。
参照图1至图3，图1至图3是根据本发明的实施方式的与触摸屏交互的输入触笔的简化图示。图1示出了装在壳体827内的电子设备826，该电子设备826主要包括触摸屏800、计算单元770和RFID读取器781。一个示例性设备是孩子的绘图板。在这种情况下，给孩子提供风格为魔法标记或蜡笔的各种触笔931。每个所提供的触笔931当在触摸屏800上使用时都绘画出唯一颜色。与每个触笔931相关联的颜色设置在附接于该触笔931的无源RFID标签780上。无源RFID标签780出于美观原因可以嵌入在触笔931的本体中，以防止该标签780从触笔掉落。当孩子利用触笔931在触摸屏800上绘画时，他的笔画被从触摸屏800传送到计算单元770。当计算单元770接收到已经发生触摸的信息时，计算单元770启动RFID读取器781来读取RFID标签780。RFID读取器781将所读取的信息发送到计算单元770。计算单元770将笔画信息和RFID信息组合而在触摸屏800上渲染一条线，该条线具有从RFID标签780读取的属性。因而，例如，触笔931被示出为绘制了红色线932。红颜色由虚线式样表示。
图2示出了与第二触笔931一起使用的电子设备826，该第二触笔931具有比图1的触笔931更宽的头部。因而，图2中的绘制线932比图1的宽。图2中的绘制线932是绿色的，由点划线式样表示。绘制线的附加属性也可以被包含在RFID标签中，诸如式样，例如实线、虚线或点划线。
在一些配置中，线932的宽度与线颜色一起在标签780中提供。另选地，线宽通过所检测到的触摸面积来确定。诸如在美国申请No.13/424,529(名称为“LIGHT-BASED FINGER GESTURE USER INTERFACE(基于光的手指姿势用户接口)”)中描述的高分辨率触摸传感器使得能够确定触摸过程中的被覆盖面积的大小。线宽与该面积相对应。在图1和图2中描绘的曲线图中示出了所检测到的不同触摸面积。这些曲线图示出了沿着一个屏幕边缘的检测信号。其中触笔931具有较窄笔尖的图1中所示的非覆盖面积的范围比其中触笔931具有在较宽笔尖的图2的被覆盖面积的范围短，这在检测信号峰值的长度中反映出来。
图3示出了不同的配置。这里，RFID标签780包括关于房子图像的信息。当用户触摸触摸屏800时，房子出现在被触摸部位。房子933的图像设置在触笔931上以指示使用触笔时的所得到的屏幕图形934。另外的图像设置在另外的触笔中。
现在转过来讨论银行应用。参照图4，图4是根据本发明的一个实施方式的自动柜员机(ATM)键盘和用于在该键盘上输入个人识别码(PIN)的信用卡的简化图示。图4示出了被成行的光发射器200和光接收器300围绕的用于ATM的基于光的触摸屏800。呈现了用于输入PIN的键盘。使用具有嵌入式RFID标签780的信用卡904作为指示器，用户在触摸屏800上输入PIN。信用卡904每次触摸触摸屏800，触摸检测信号都被发送到计算单元770，该计算单元770启动RFID读取器781读取RFID标签780。RFID标签781将所读取的信息发送到计算单元770。计算单元770将所输入的PIN码和RFID信息组合以对用户进行验证。借助于图5说明该方法。
图5中所示的方法以步骤1002开始，该步骤1002查询触摸检测器，例如启动发射器200并在相应的接收器300处检测期望光。期望光值被从接收器300发送到计算单元770，计算单元770然后在步骤1004确定是否发生了触摸。当期望光缺少时，则认为已经发生触摸。如果发生触摸，则计算单元770在步骤1006启动RFID读取器781，并从RFID781读取RFID信息。在步骤1008，如果没有RFID信息被读取出，则单元770忽略该触摸输入。如果RFID信息被读取出，则单元770在步骤1010将该输入与之前存储的RFID数据进行比较。用户需要使用同一个物体输入PIN中的每个数字。因而，在每次触摸时RFID数据都必须相同。如果数据不同，则认为是新的用户。因而，之前的RFID信息被重写(覆盖)，并且之前输入的PIN数字在步骤1020中被抛弃。如果数字匹配，则在步骤1012将输入的PIN数字添加至之前输入的PIN数字的序列。该操作序列继续，直到在步骤1014已经输入了期望数量的PIN数字。在步骤1016，计算单元770将由用户输入的PIN与从RFID标签780读取的用户信息进行比较。输入该数据对应于单个用户，则计算单元继续进行交易，例如，在步骤1024分发现金。如果数据不与单个用户对应，则计算单元770在步骤1022取消操作。同样的方法可以应用于在进行购买之前验证信用卡持有者。在这种情况下，触摸屏嵌入在销售控制台中。

Claims (20)

1.一种图形输入板系统，该图形输入板系统包括：
壳体；
位于所述壳体中的触摸屏，该触摸屏用来接收触摸输入，并用来显示与所接收的触摸输入对应的图形；
用于执行触摸输入的多个触笔，每个触笔包括：
存储一个或多个图形属性的RFID芯片；和
所述一个或多个图形属性的可见指示符；
位于所述壳体中的RFID读取器，该RFID读取器用于从触摸所述触摸屏的触笔读取所存储的一个或多个图形属性；以及
位于所述壳体中的处理器，该处理器连接至所述触摸屏和所述RFID读取器，用于根据所述触笔在所述触摸屏上的运动并根据由所述RFID读取器从所述触笔读取的一个或多个图形属性在所述触摸屏上渲染图画，
其中所述多个RFID芯片存储不同的一个或多个图形属性。
2.根据权利要求1所述的图形输入板系统，其中所述不同的一个或多个图形属性包括不同颜色，并且其中所述处理器根据所述触笔的运动以由所述RFID读取器从所述触笔的所述RFID芯片读取的颜色渲染笔画。
3.根据权利要求1所述的图形输入板系统，其中所述不同的一个或多个图形属性包括不同形状，并且其中所述处理器根据所述触笔的运动以及由所述RFID读取器从所述触笔的所述RFID芯片读取的形状渲染笔画。
4.根据权利要求1所述的图形输入板系统，其中所述不同的一个或多个图形属性包括不同图像，并且其中所述处理器渲染从所述触笔的所述RFID芯片读取的图像。
5.根据权利要求1所述的图形输入板系统，其中所述不同的一个或多个图形属性包括不同的线式样，并且其中所述处理器根据所述触笔的运动利用从所述触笔的所述RFID芯片读取的线式样渲染线。
6.根据权利要求1所述的图形输入板系统，其中所述触摸屏操作而检测触笔与所述触摸屏接触时接触区域的粗细，并且其中所述处理器根据所述触笔的运动渲染与所述接触区域一样粗细的线。
7.根据权利要求1所述的图形输入板系统，其中所述处理器响应于触摸所述所述触摸屏的物体而启动所述RFID读取器。
8.一种销售点(POS)系统，该销售点系统包括：
壳体；
位于所述壳体中的触摸屏，该触摸屏用来通过利用塑料卡在所述触摸屏上敲击一序列键盘字符而输入PIN码，其中所述塑料卡具有存储PIN码的嵌入式RFID芯片；
位于所述壳体中的RFID读取器，该RFID读取器被构造成从敲击所述触摸屏的所述塑料卡读取所存储的PIN码；以及
位于所述壳体中的处理器，所述处理器连接至所述触摸屏和所述RFID读取器，并被构造成用来确定所输入的PIN码是否与所存储的PIN码匹配。
9.根据权利要求8所述的POS系统，其中所述处理器响应于敲击所述触摸屏的所述塑料卡而启动所述RFID读取器。
10.根据权利要求8所述的POS系统，其中当所述RFID读取器没有读取PIN码时，所述处理器忽略触摸屏输入。
11.一种用于图形输入板的方法，该方法包括：
对触笔触摸触摸屏进行检测，所述触笔具有RFID芯片；
响应于所述检测，从包含在所述触笔中的所述RFID芯片读取一个或多个图形属性；以及
根据所述触笔在所述触摸屏上的运动以及根据从所述RFID芯片读取的所述一个或多个图形属性渲染图画。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个图形属性包括颜色，并且其中所述渲染根据所述触笔的运动以从所述触笔的RFID芯片读取的颜色渲染笔画。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个图形属性包括形状，并且其中所述渲染根据所述触笔的运动以从所述触笔的RFID芯片读取的形状渲染笔画。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个图形属性包括图像，并且其中所述渲染对从所述触笔的RFID芯片读取的图像进行渲染。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个图形属性包括线式样，并且其中所述渲染根据所述触笔的运动利用从所述触笔的RFID芯片读取的线式样渲染线。
16.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括检测触笔与所述触摸屏接触时接触区域的粗细，并且其中所述渲染根据所述触笔的运动渲染与所述接触区域一样粗细的线。
17.一种用于销售点终端的方法，该方法包括：
读取存储在RFID芯片中的第一PIN码，所述RFID芯片嵌入在塑料卡中；
识别触敏显示屏上的正被所述塑料卡敲击的第一键盘字符；
读取存储在RFID芯片中的第二PIN码，所述RFID芯片嵌入在塑料卡中；
识别触敏显示屏上的正被所述塑料卡敲击的第二键盘字符；
确定所述第二PIN码是否与所述第一PIN码匹配；以及
如果所述确定是肯定的，则将所述第二键盘字符添加至所述第一键盘字符，以生成两个字符的输入码，否则独自以所述第二键盘字符开始新的一个字符输入码。
18.根据权利要求17所述的方法，该方法进一步包括：
对下一个PIN码重复所述读取，对下一个键盘字符重复所述识别，对所述下一个PIN码是否与前一PIN码匹配重复所述确定，如果匹配，则将所述下一个键盘字符添加至当前输入码以生成更长的输入码，直到所述输入码包括了预定数量的字符；
确定具有预定数量字符的所述输入码是否与存储在RFID芯片中的PIN码匹配；以及
如果所述确定是肯定的，则完成业务办理，否则拒绝业务办理。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述完成业务办理包括从银行柜员机分发现金。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述完成业务办理包括执行销售。
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