ES2455915B1 - METHOD FOR OBTAINING INFORMATION RELATED TO AN OBJECT USING A CAPACITIVE SENSOR - Google Patents
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Abstract
Método para obtener información relacionada con un objeto usando un sensor capacitivo.#La invención propuesta se refiere a un método para obtener información relacionada con un objeto, que comprende una pluralidad de elementos eléctricamente conductores, mediante un sensor de superficie capacitivo que puede interaccionar con la pluralidad de los elementos eléctricamente conductores. El método comprende las etapas de: detectar, el sensor de superficie capacitivo, la posición de la pluralidad de elementos eléctricamente conductores; hacer corresponder, un algoritmo, las posiciones de un primer conjunto de elementos eléctricamente conductores detectados con un patrón clave de un conjunto de posiciones definidas previamente; si la etapa de correspondencia resulta positiva, el algoritmo obtiene la posición de un segundo conjunto de elementos eléctricamente conductores; comparar las posiciones detectadas del segundo conjunto de elementos eléctricamente conductores con un conjunto de patrones definidos previamente; y, si la etapa de comparación da como resultado un patrón específico del conjunto de patrones, obtener la información relacionada con el objeto de dicho patrón específico, estando asociada previamente la información relacionada con el objeto con dicho patrón específico.Method for obtaining information related to an object using a capacitive sensor. # The proposed invention relates to a method for obtaining information related to an object, comprising a plurality of electrically conductive elements, by means of a capacitive surface sensor that can interact with the plurality of electrically conductive elements. The method comprises the steps of: detecting, the capacitive surface sensor, the position of the plurality of electrically conductive elements; matching, one algorithm, the positions of a first set of electrically conductive elements detected with a key pattern of a set of previously defined positions; if the correspondence stage is positive, the algorithm obtains the position of a second set of electrically conductive elements; comparing the detected positions of the second set of electrically conductive elements with a set of previously defined patterns; and, if the comparison stage results in a specific pattern of the set of patterns, obtaining the information related to the object of said specific pattern, the information related to the object being previously associated with said specific pattern.
Description
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Método para obtener información relacionada con un objeto usando un sensor capacitivo. Method to obtain information related to an object using a capacitive sensor.
Campo técnico de la invención 5 Technical field of the invention 5
La presente invención tiene su aplicación en el campo de la comunicación con objetos inteligentes, específicamente la comunicación con dispositivos, como teléfonos inteligentes o tabletas, y el uso de sus pantallas táctiles para adquirir cierta información codificada previamente en el objeto inteligente. The present invention has its application in the field of communication with smart objects, specifically communication with devices, such as smartphones or tablets, and the use of its touch screens to acquire certain information previously encoded in the smart object.
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Más particularmente, la invención descrita en el presente documento se refiere a un método para obtener la información registrada en un objeto inteligente usando las propiedades de materiales eléctricamente conductores distribuidos sobre el objeto inteligente de una manera específica y su interacción con un sensor capacitivo. More particularly, the invention described herein refers to a method of obtaining the information recorded in a smart object using the properties of electrically conductive materials distributed over the smart object in a specific manner and its interaction with a capacitive sensor.
Antecedentes de la invención 15 Background of the invention
En la actualidad, las tecnologías de comunicación M2M están implicadas en un desarrollo constante que está conduciendo a un área nueva y emocionante denominada comúnmente “Internet de las cosas”. Consiste principalmente en crear objetos inteligentes permitiéndoles interaccionar con otros y su entorno. Para conseguir esta interacción, algunos de estos objetos inteligentes requieren la transmisión de cantidades relevantes de información 20 por sí mismos. Así, necesitan habitualmente tener disponibles sus canales de comunicación y fuente de alimentación propios. (Por ejemplo, un termostato inteligente requeriría su propio módulo de comunicación), pero en muchas otras ocasiones, los objetos pueden no necesitar su propio canal de comunicación y por tanto, el canal de comunicación puede proporcionarse mediante un dispositivo externo. En este caso, todavía se requiere que todo objeto se identifique de manera unívoca de modo que la comunicación pueda hacer referencia de nuevo al objeto (Por 25 ejemplo, un inventario de herramientas con etiquetas RFID [identificación de radiofrecuencia]. No es necesario que cada herramienta transmita información por sí misma, sino que cuando sea solicitada por un dispositivo externo puedan usar su canal de comunicación para transmitir información y es necesario que conozcan qué herramientas específicas están presentes). At present, M2M communication technologies are involved in a constant development that is leading to a new and exciting area commonly called "Internet of things." It consists mainly of creating intelligent objects allowing them to interact with others and their environment. To achieve this interaction, some of these intelligent objects require the transmission of relevant amounts of information 20 by themselves. Thus, they usually need to have their own communication channels and power supply available. (For example, an intelligent thermostat would require its own communication module), but on many other occasions, objects may not need their own communication channel and therefore, the communication channel can be provided by an external device. In this case, it is still required that every object be identified uniquely so that the communication can refer back to the object (For example, an inventory of tools with RFID tags [radiofrequency identification]. It is not necessary that each tool transmits information by itself, but when requested by an external device they can use their communication channel to transmit information and they need to know what specific tools are present).
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La identificación de cada objeto de una manera unívoca es de suma importancia con el fin de evitar cualquier confusión con otro objeto. Existen varios mecanismos para generar ID únicas y garantizar que no estén alteradas y, una vez que se genera la ID, se enlaza de una manera inseparable al objeto específico. El estado de la técnica propone varias maneras de hacer esto como códigos QR, RFID, marcas de agua en imágenes digitales, NFC, etc. Las soluciones existentes en el estado del arte usan o bien tecnologías de radio o bien algoritmos de reconocimiento 35 de imágenes. The identification of each object in a unique way is of the utmost importance in order to avoid any confusion with another object. There are several mechanisms to generate unique IDs and ensure that they are not altered and, once the ID is generated, it is linked in an inseparable way to the specific object. The state of the art proposes several ways of doing this such as QR codes, RFID, watermarks in digital images, NFC, etc. The existing solutions in the state of the art use either radio technologies or image recognition algorithms.
- Mediante el uso de la tecnología de radio, el estado del arte da a conocer las siguientes soluciones: - Through the use of radio technology, the state of the art discloses the following solutions:
o RFID y NFC, que generalmente usan antenas pasivas que recuperan una señal emitida por el aparato 40 de teléfono. El aparato de teléfono requiere un hardware específico para leer estos datos. or RFID and NFC, which generally use passive antennas that recover a signal emitted by the telephone apparatus 40. The telephone set requires specific hardware to read this data.
o WiFi, Bluetooth y otros protocolos de radio de corto alcance. Usan antenas activas, lo que significa que es necesario alimentar el teléfono y el dispositivo que almacena los datos registrados, y requieren un hardware específico. 45 o WiFi, Bluetooth and other short range radio protocols. They use active antennas, which means that it is necessary to power the phone and the device that stores the recorded data, and require specific hardware. Four. Five
- Mediante el uso del reconocimiento de imágenes, el estado de la técnica da a conocer las siguientes soluciones: - By using image recognition, the state of the art discloses the following solutions:
o Los códigos QR y sus diferentes variables. Consiste en capturar de manera óptica una imagen en la 50 que se analiza un patrón específico de puntos y extraer de la misma los datos registrados. Para esta solución es necesario usar la cámara de un teléfono inteligente, por tanto se ve perjudicada la experiencia del usuario. o QR codes and their different variables. It consists of optically capturing an image in which a specific pattern of points is analyzed and extracting the recorded data from it. For this solution it is necessary to use the camera of a smartphone, therefore the user experience is impaired.
o Marca de agua. Similar a QR, en la que las marcas invisibles al ojo humano se insertan en una fotografía. El software de reconocimiento de imágenes detecta estas marcas y extrae información de las mismas. Es 55 necesaria la cámara de un teléfono inteligente, de modo que se interrumpe la experiencia del usuario de la otra aplicación. o Watermark. Similar to QR, in which the invisible marks to the human eye are inserted into a photograph. The image recognition software detects these marks and extracts information from them. The camera of a smartphone is necessary, so that the user experience of the other application is interrupted.
o Realidad aumentada. Combina la información contextual (cámara, GPS, orientación, temperatura, etc.) proporcionada por sensores complementarios en el teléfono inteligente. Habitualmente, también requiere el uso de la 60 cámara. o Augmented reality. It combines the contextual information (camera, GPS, orientation, temperature, etc.) provided by complementary sensors in the smartphone. Usually, it also requires the use of the camera.
Todas estas tecnologías proporcionan experiencias de usuario diferentes que pueden ser más o menos apropiadas dependiendo de cómo vaya a leerse el objeto con la ID. Por ejemplo, la lectura de una ID con tecnología QR mediante una cámara se adapta mejor en algunos casos que utilizar un teléfono con tecnología NFC y viceversa. 65 Generalmente, las ID del objeto se leen con teléfonos inteligentes, que se requiere que estén equipados con algunas All these technologies provide different user experiences that may be more or less appropriate depending on how the object is to be read with the ID. For example, reading an ID with QR technology using a camera is better suited in some cases than using a phone with NFC technology and vice versa. 65 Generally, object IDs are read with smartphones, which are required to be equipped with some
de estas tecnologías mencionadas anteriormente. Pero las tecnologías mencionadas anteriormente no están presentes en todos los teléfonos inteligentes, de modo que cualquiera que necesite leer una ID asociada con un objeto físico tendrá un problema si en su caso de uso no es apropiado usar la cámara para detectar ID ópticas (códigos QR, marcas de agua, etc.) o tampoco tienen un hardware RFID disponible en el teléfono inteligente. of these technologies mentioned above. But the technologies mentioned above are not present in all smartphones, so anyone who needs to read an ID associated with a physical object will have a problem if it is not appropriate to use the camera to detect optical IDs (QR codes) , watermarks, etc.) or do not have an RFID hardware available on the smartphone.
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Otra solución presentada en el estado de la técnica es la patente WO11154524A, en la que se da a conocer un sistema que comprende una portadora de información capacitiva para adquirir información. Básicamente, usa la pantalla táctil de un teléfono inteligente para leer la ID asociada con un objeto físico. El alcance de esta patente cubre añadir un material conductor en un sustrato no conductor para llevar información capacitiva. Esta invención resuelve la necesidad de añadir un hardware adicional al teléfono inteligente, pero todavía tiene algunos 10 inconvenientes, como por ejemplo, que es necesario que la portadora se coloque en un área muy específica de la pantalla y es necesario que se mantenga de una manera específica con una orientación y ubicación predefinidas para detectarse correctamente; o que haya una determinada cantidad y posicionamiento de puntos de contacto predefinidos que limita la implementación en el hardware existente y limita el potencial para dispositivos futuros; o que la gestión de los códigos asociados con las ID no pueda realizarse por terceras partes. 15 Another solution presented in the prior art is WO11154524A, in which a system comprising a capacitive information carrier for acquiring information is disclosed. Basically, use the touch screen of a smartphone to read the ID associated with a physical object. The scope of this patent covers adding a conductive material on a non-conductive substrate to carry capacitive information. This invention solves the need to add additional hardware to the smartphone, but it still has some disadvantages, such as, for example, that the carrier needs to be placed in a very specific area of the screen and it needs to be maintained in a manner specific with a predefined orientation and location to be detected correctly; or that there is a certain amount and positioning of predefined contact points that limits the implementation in existing hardware and limits the potential for future devices; or that the management of the codes associated with the IDs cannot be carried out by third parties. fifteen
En el estado de la técnica, falta un método para leer las ID asociadas con objetos físicos que no necesite un hardware adicional, de modo que esté disponible para cualquier teléfono inteligente, y ofrezca una manera fácil de interaccionar con un objeto inteligente. Debido al desarrollo constante de esta clase de tecnologías, es obligatorio que las soluciones propuestas puedan adaptarse a los cambios y mejoras constantes en las pantallas táctiles. 20 In the state of the art, a method is missing to read the IDs associated with physical objects that do not need additional hardware, so that it is available for any smartphone, and offers an easy way to interact with a smart object. Due to the constant development of this kind of technologies, it is mandatory that the proposed solutions can adapt to the changes and constant improvements in the touch screens. twenty
Sumario de la invención Summary of the invention
La presente invención sirve para resolver el problema mencionado anteriormente obteniendo información relacionada con un objeto. La información se codifica previamente distribuyendo una pluralidad de elementos 25 eléctricamente conductores en el objeto y luego, un sensor de superficie capacitivo, que puede interaccionar con dichos elementos, detecta la distribución de los elementos en el objeto lo que conduce a obtener finalmente la información. La información relacionada con el objeto puede ser un valor numérico que sirve como identificador y facilita la comunicación entre “cosas” tal como lo requiere el “Internet de las cosas” emergente. Como no se necesita ningún hardware adicional además del hallado comúnmente en los teléfonos inteligentes, ésta sería la aplicación 30 preferente de la presente invención, pero no existe ninguna limitación para usarse en cualquier otro dispositivo que tenga un sensor capacitivo. The present invention serves to solve the problem mentioned above by obtaining information related to an object. The information is previously encoded by distributing a plurality of electrically conductive elements 25 in the object and then, a capacitive surface sensor, which can interact with said elements, detects the distribution of the elements in the object which leads to finally obtaining the information. The information related to the object can be a numerical value that serves as an identifier and facilitates communication between "things" as required by the "Internet of things" emerging. As no additional hardware is needed in addition to that commonly found in smartphones, this would be the preferred application of the present invention, but there is no limitation for use in any other device that has a capacitive sensor.
Un aspecto de la invención se refiere a un método para obtener información relacionada con un objeto, que comprende una pluralidad de elementos eléctricamente conductores, mediante un sensor de superficie capacitivo 35 que puede interaccionar con la pluralidad de los elementos eléctricamente conductores. Se realizan las siguientes etapas: One aspect of the invention relates to a method for obtaining information related to an object, comprising a plurality of electrically conductive elements, by means of a capacitive surface sensor 35 that can interact with the plurality of electrically conductive elements. The following stages are performed:
a) detectar, el sensor de superficie capacitivo, la posición de la pluralidad de elementos eléctricamente 40 conductores; a) detect, the capacitive surface sensor, the position of the plurality of electrically conductive elements;
b) hacer corresponder, un algoritmo, las posiciones detectadas de un primer conjunto de los elementos eléctricamente conductores con un patrón clave de un conjunto de posiciones definidas previamente; b) matching, an algorithm, the detected positions of a first set of electrically conductive elements with a key pattern of a set of previously defined positions;
45 Four. Five
c) si la etapa de correspondencia resulta positiva, el algoritmo obtiene la posición de un segundo conjunto de elementos eléctricamente conductores; c) if the correspondence stage is positive, the algorithm obtains the position of a second set of electrically conductive elements;
d) comparar las posiciones detectadas del segundo conjunto de elementos eléctricamente conductores con un conjunto de patrones definidos previamente; 50 d) compare the detected positions of the second set of electrically conductive elements with a set of previously defined patterns; fifty
e) si la etapa de comparación da como resultado una correspondencia con un patrón específico del conjunto de patrones, obtener la información relacionada con el objeto a partir de dicho patrón específico, estando asociada previamente la información relacionada con el objeto con dicho patrón específico. e) if the comparison stage results in a correspondence with a specific pattern of the set of patterns, obtaining information related to the object from said specific pattern, the information related to the object being previously associated with said specific pattern.
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La invención puede comprender detectar posiciones que son dinámicas y varían con el tiempo en la etapa de detectar las posiciones de la pluralidad de elementos eléctricamente conductores. Mediante la introducción de la dimensión del tiempo, se resuelve la restricción de tener un número limitado de puntos de contacto (por tanto una cantidad limitada de información) introduciendo un flujo de combinaciones diferentes que, consideradas dentro de una intervalo de tiempo, pueden representar una información diferente. 60 The invention may comprise detecting positions that are dynamic and vary over time in the step of detecting the positions of the plurality of electrically conductive elements. By introducing the time dimension, the restriction of having a limited number of contact points (therefore a limited amount of information) is resolved by introducing a flow of different combinations that, considered within a time interval, can represent a different information. 60
Según una de las realizaciones de la invención, el patrón clave comprende los vértices de un cuadrado, que, a su vez, proporciona la orientación del objeto. Los vértices del cuadrado siguen un patrón fijo, de modo que cuando el algoritmo lee dicho patrón fijo, denominado patrón clave, se conoce inmediatamente la orientación del objeto. Las posiciones de los elementos eléctricamente conductores se distribuyen dentro de una cuadrícula limitada por el 65 cuadrado. Por tanto, se codifica la información relacionada con el objeto distribuyendo los elementos en una According to one of the embodiments of the invention, the key pattern comprises the vertices of a square, which, in turn, provides the orientation of the object. The vertices of the square follow a fixed pattern, so that when the algorithm reads said fixed pattern, called the key pattern, the object orientation is immediately known. The positions of the electrically conductive elements are distributed within a grid limited by 65 square. Therefore, information related to the object is encoded by distributing the elements in a
cuadrícula de dimensiones X por Y y no importa la orientación del objeto (puesto que el algoritmo conoce la orientación del patrón clave) ni la ubicación en la pantalla. La provisión de una cuadrícula X por Y autodefinida aumenta el potencial para su uso en dispositivos futuros. Por ejemplo, si en el futuro una pantalla táctil nueva permite veinte puntos de contacto independientes con una mejor resolución, la invención propuesta se ajusta a escala para proporcionar más “resolución de datos”. 5 Grid of dimensions X by Y and does not matter the orientation of the object (since the algorithm knows the orientation of the key pattern) or the location on the screen. The provision of a self-defined X by Y grid increases the potential for use in future devices. For example, if in the future a new touch screen allows twenty independent contact points with a better resolution, the proposed invention is scaled to provide more "data resolution." 5
La invención también puede comprender ejecutar un evento, estando asociado dicho evento con la información relacionada con el objeto, en un dispositivo conectado al sensor de superficie capacitivo. La información relacionada con el objeto puede ser un valor numérico y este valor numérico y la información asociada con el mismo pueden almacenarse bien de manera local en un dispositivo conectado a la pantalla táctil que comprende el sensor de 10 superficie capacitivo o bien pueden almacenarse externamente en la nube. Esta asociación enlaza virtualmente cualquier tipo de contenido digital (URL, música, imágenes, texto, vídeo, claves criptográficas, etc.) para que esté disponible para los usuarios de la invención propuesta. The invention may also comprise executing an event, said event being associated with the information related to the object, in a device connected to the capacitive surface sensor. The information related to the object can be a numerical value and this numerical value and the information associated with it can be stored either locally in a device connected to the touch screen comprising the capacitive surface sensor or they can be stored externally in Cloud. This association links virtually any type of digital content (URL, music, images, text, video, cryptographic keys, etc.) so that it is available to users of the proposed invention.
Otro aspecto de la invención se refiere a un aparato para obtener cierta información relacionada con un objeto que 15 comprende una pluralidad de elementos eléctricamente conductores. El aparato comprende: Another aspect of the invention relates to an apparatus for obtaining certain information related to an object that comprises a plurality of electrically conductive elements. The apparatus comprises:
- un sensor de superficie capacitivo que puede interaccionar con la pluralidad de los elementos eléctricamente conductores y detectar la posición de la pluralidad de elementos eléctricamente conductores; 20 - a capacitive surface sensor that can interact with the plurality of electrically conductive elements and detect the position of the plurality of electrically conductive elements; twenty
- un módulo de procesamiento configurado para: - a processing module configured to:
- hacer corresponder las posiciones de la pluralidad de los elementos eléctricamente conductores detectados, con un patrón clave de un conjunto de posiciones definidas previamente; si la etapa de 25 correspondencia resulta positiva, obtener la posición de un segundo conjunto de elementos eléctricamente conductores; - matching the positions of the plurality of the electrically conductive elements detected, with a key pattern of a set of previously defined positions; if the correspondence stage is positive, obtain the position of a second set of electrically conductive elements;
- comparar las posiciones detectadas del segundo conjunto de elementos eléctricamente conductores con un conjunto de patrones definidos previamente; y, si la etapa de comparación da como resultado 30 una correspondencia con un patrón específico del conjunto de patrones, obtener la información relacionada con el objeto de dicho patrón específico, estando asociada previamente la información relacionada con el objeto con dicho patrón específico. - compare the detected positions of the second set of electrically conductive elements with a set of previously defined patterns; and, if the comparison stage results in a correspondence with a specific pattern of the set of patterns, obtaining the information related to the object of said specific pattern, the information related to the object being previously associated with said specific pattern.
El aparato de la presente invención puede implementarse preferiblemente en la pantalla táctil de un teléfono 35 inteligente, pero según otras realizaciones de la invención, también puede implementarse en cualquier dispositivo con una pantalla táctil como dispositivos de videojuegos, cajeros automáticos, cámara digital, puntos de ayuda u otros. The apparatus of the present invention can preferably be implemented on the touch screen of a smart phone, but according to other embodiments of the invention, it can also be implemented on any device with a touch screen such as video game devices, ATMs, digital camera, data points. Help or others.
Descripción de los dibujos 40 Description of the drawings 40
Para completar la descripción que está realizándose y con el objeto de ayudar para un mejor entendimiento de las características de la invención, según un ejemplo preferido de realización práctica de la misma, un conjunto de dibujos acompaña dicha descripción como parte integral de la misma en los que, a modo de ilustración y de manera no restrictiva, se ha representado lo siguiente: 45 To complete the description that is being made and in order to help for a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization thereof, a set of drawings accompanies said description as an integral part thereof in the that, by way of illustration and in a non-restrictive manner, the following has been represented:
La figura 1 representa una realización de la invención propuesta. Figure 1 represents an embodiment of the proposed invention.
La figura 2 representa una realización de la invención propuesta añadiendo un área de sujeción para la realización de la figura 1. 50 Figure 2 represents an embodiment of the proposed invention adding a clamping area for the embodiment of Figure 1. 50
La figura 3 representa una realización de la invención que representa una implementación dinámica de la invención propuesta. Figure 3 represents an embodiment of the invention representing a dynamic implementation of the proposed invention.
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
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La invención propuesta da a conocer un método para introducir datos registrados previamente desde un objeto en un sensor capacitivo mediante una interacción, como podría ser simplemente ponerlos en contacto, entre dicho objeto y dicho sensor. El objeto comprende elementos eléctricamente conductores, situados preferiblemente en su base, que siguen una distribución que conduce a los datos registrados previamente. Por tanto, se proporciona un método para introducir en un dispositivo equipado con un sensor de superficie capacitivo, como un teléfono 60 inteligente o tableta, cierta información que se ha registrado previamente en un objeto físico. The proposed invention discloses a method for entering previously recorded data from an object into a capacitive sensor through an interaction, such as simply putting them in contact, between said object and said sensor. The object comprises electrically conductive elements, preferably located at its base, which follow a distribution that leads to previously recorded data. Therefore, a method is provided for entering into a device equipped with a capacitive surface sensor, such as a smartphone or tablet, certain information that has previously been recorded on a physical object.
La acción de tocar la pantalla puede imitarse usando materiales eléctricamente conductores que simulen la capacitancia humana. (Por ejemplo, tintas conductoras, espumas, resinas epoxídicas y otros sustratos con nanopartículas conductoras como plata). Estas sustancias se incorporan a un objeto, preferiblemente en una base 65 de soporte (por ejemplo, cartón, plástico, vidrio, etc.) y siguiendo un patrón específico. Estos patrones pueden The action of touching the screen can be imitated using electrically conductive materials that simulate human capacitance. (For example, conductive inks, foams, epoxy resins and other substrates with conductive nanoparticles such as silver). These substances are incorporated into an object, preferably in a support base 65 (for example, cardboard, plastic, glass, etc.) and following a specific pattern. These patterns can
disponerse en varias combinaciones diferentes, representando cada uno de los patrones información diferente. be arranged in several different combinations, each of the patterns representing different information.
Cuando el objeto se coloca sobre una pantalla equipada con un sensor apropiado, como un sensor de superficie capacitivo, este patrón se reconoce por un algoritmo de la invención. When the object is placed on a screen equipped with an appropriate sensor, such as a capacitive surface sensor, this pattern is recognized by an algorithm of the invention.
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Como el patrón se encarga de la ubicación relativa de cada elemento con respecto a los otros elementos, estas ubicaciones no dependen de ningún punto específico de la pantalla, pero el patrón se identifica independientemente de dónde esté colocado en la pantalla. Cada patrón diferente puede estar expresado numéricamente con una relación de uno a uno directa que, a su vez, puede referirse a información específica. (Por ejemplo, un patrón representa el valor numérico 11267863292, este valor se refiere en sí a una URL como www.vodafone.com). 10 Since the pattern is responsible for the relative location of each element with respect to the other elements, these locations do not depend on any specific point on the screen, but the pattern is identified regardless of where it is placed on the screen. Each different pattern can be expressed numerically with a direct one-to-one relationship that, in turn, can refer to specific information. (For example, a pattern represents the numerical value 11267863292, this value itself refers to a URL such as www.vodafone.com). 10
La relación entre el valor numérico y la información asociada con el mismo o bien puede almacenarse localmente en un dispositivo conectado a la pantalla táctil que comprende el sensor de superficie capacitivo o bien puede almacenarse externamente en la nube. Esta asociación puede realizarse para enlazar virtualmente cualquier tipo de contenido digital (URL, música, imágenes, texto, vídeo, claves criptográficas, etc.) 15 The relationship between the numerical value and the information associated with it can either be stored locally on a device connected to the touch screen comprising the capacitive surface sensor or it can be stored externally in the cloud. This association can be made to link virtually any type of digital content (URL, music, images, text, video, cryptographic keys, etc.) 15
Existen varias maneras de implementar esta solución. A continuación, se da a conocer una descripción detallada de dos posibles realizaciones: una versión estática y una versión dinámica. Ambas se basan en el mismo principio, pero tienen diferentes características que podrían hacerlas más adecuadas para uno u otro caso de uso. There are several ways to implement this solution. Next, a detailed description of two possible embodiments is disclosed: a static version and a dynamic version. Both are based on the same principle, but have different characteristics that could make them more suitable for one or another use case.
Primera realización: implementación estática 20 First realization: static implementation 20
En esta primera realización, el objeto usado es una tarjeta de visita regular como ejemplo de base de soporte en la que se incorporan una pluralidad de elementos eléctricamente conductores, aunque podría aplicarse lo mismo a cualquier otro objeto o material. In this first embodiment, the object used is a regular business card as an example of a support base in which a plurality of electrically conductive elements are incorporated, although the same could be applied to any other object or material.
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Tal como se muestra en la figura 1, uno o ambos lados de la tarjeta (1) de visita se dividen en una cuadrícula de dimensiones X por Y. Esto se realiza de manera lógica, lo que significa que no es necesario dibujar líneas de manera física en la tarjeta. As shown in Figure 1, one or both sides of the business card (1) are divided into a grid of dimensions X by Y. This is done logically, which means that it is not necessary to draw lines so Physics on the card.
Los 25 recuadros que resultan de esta cuadrícula tienen una separación suficiente entre los mismos de modo que 30 dos recuadros adyacentes no puedan confundirse con un recuadro más grande. The 25 boxes resulting from this grid have a sufficient separation between them so that two adjacent boxes cannot be confused with a larger box.
Algunos de estos recuadros se llenan con un material conductor visible o invisible, como por ejemplo tinta conductora invisible. Estos recuadros se consideran recuadros activos porque, cuando la tarjeta se coloca sobre la pantalla del dispositivo móvil con un sensor de superficie capacitivo, cada recuadro activo se considera como un 35 dedo que toca la pantalla en esa posición específica. Some of these boxes are filled with a visible or invisible conductive material, such as invisible conductive ink. These boxes are considered active boxes because, when the card is placed on the screen of the mobile device with a capacitive surface sensor, each active box is considered as a finger touching the screen in that specific position.
Luego, un algoritmo detecta las diferentes coordinadas de los puntos de contacto con el fin de hallar un patrón clave. Este patrón clave es un número fijo de recuadros activos e inactivos en una posición predefinida. En la figura 1, el patrón clave es: activo (2) izquierda superior, activo (3) derecha superior, activo (4) izquierda inferior, inactivo (5) 40 derecha inferior. Como este patrón clave siempre es el mismo, es útil como referencia para identificar la orientación de la tarjeta. Then, an algorithm detects the different coordinates of the contact points in order to find a key pattern. This key pattern is a fixed number of active and inactive boxes in a predefined position. In Figure 1, the key pattern is: active (2) upper left, active (3) upper right, active (4) lower left, inactive (5) 40 lower right. Since this key pattern is always the same, it is useful as a reference to identify the orientation of the card.
Una vez que se define la orientación de la tarjeta por el patrón clave y se conocen las coordenadas de las esquinas, un algoritmo divide el área de la tarjeta en una cuadrícula y ubica el resto de los recuadros activos. Por tanto, se 45 determina el patrón específico de los recuadros activos contenidos en la tarjeta de visita. (En la figura 1, los recuadros activos se determinan mediante las referencias 6, 7 y 8). Y, finalmente, el patrón específico se hace corresponder con una identidad ID única. Once the orientation of the card is defined by the key pattern and the coordinates of the corners are known, an algorithm divides the area of the card into a grid and locates the rest of the active boxes. Therefore, the specific pattern of the active boxes contained in the business card is determined. (In Figure 1, the active boxes are determined by references 6, 7 and 8). And finally, the specific pattern is mapped to a unique ID identity.
Mientras que el patrón se forma por la posición de los recuadros activos en la cuadrícula, una de las ventajas 50 principales de la invención propuesta es que no importa dónde se coloque el objeto en la pantalla porque la posición relativa en la cuadrícula de los recuadros activos es lo que define el patrón. While the pattern is formed by the position of the active boxes in the grid, one of the main advantages of the proposed invention is that it does not matter where the object is placed on the screen because the relative position in the grid of the active boxes It is what defines the pattern.
Opcionalmente, esta realización particular de una tarjeta de visita puede comprender enviar la ID a un servicio en la nube que devuelva los detalles de contacto empresarial que están impresos en la tarjeta. 55 Optionally, this particular embodiment of a business card may comprise sending the ID to a cloud service that returns the business contact details that are printed on the card. 55
En esta realización, los elementos eléctricamente conductores usados ofrecen una capacitancia similar a la ofrecida por el cuerpo humano con el fin de que se detecte por la pantalla como entrada táctil. Por tanto, el material usado en los recuadros activos debe tener esta propiedad. Sin embargo, las realizaciones alternativas de la invención pueden comprender conectar los recuadros activos con un conjunto de circuitos pasivos que proporcione esta capacitancia. 60 In this embodiment, the electrically conductive elements used offer a capacitance similar to that offered by the human body in order to be detected by the screen as a touch input. Therefore, the material used in active boxes must have this property. However, alternative embodiments of the invention may comprise connecting the active boxes with a set of passive circuits that provide this capacitance. 60
Otra realización representada en la figura 2 puede incluir un área (20) de sujeción cubierta con material conductor y conectada a los recuadros (21) activos a través de canales (22) conductores. Es necesario que un humano sujete la tarjeta por esta área de sujeción con el fin de proporcionar su valor de capacitancia a los recuadros activos. Another embodiment shown in Figure 2 may include a fastening area (20) covered with conductive material and connected to the active frames (21) through conductive channels (22). It is necessary for a human to hold the card through this clamping area in order to provide its capacitance value to the active boxes.
Segunda realización: implementación dinámica Second embodiment: dynamic implementation
Esta segunda realización de la invención, representada en la figura 3, propone algunas adiciones a la primera realización de la invención descrita anteriormente. Los recuadros varían de un estado activo a un estado inactivo, debido a ello los recuadros se denominan “recuadros dinámicos”. 5 This second embodiment of the invention, represented in Figure 3, proposes some additions to the first embodiment of the invention described above. The boxes vary from an active state to an inactive state, due to which the boxes are called “dynamic boxes”. 5
En esta implementación, todos los recuadros están recubiertos con el material conductor, aunque ninguno de ellos ofrece la capacitancia necesaria para detectarse por la pantalla. Los recuadros están conectados a un conjunto (30) de circuitos de conmutación (un microcontrolador o dispositivo similar puede realizar la función) que se ocupa de activar los recuadros conectándolos a una capacitancia (31) apropiada. 10 In this implementation, all the boxes are covered with the conductive material, although none of them offers the necessary capacitance to be detected by the screen. The boxes are connected to a set (30) of switching circuits (a microcontroller or similar device can perform the function) that is responsible for activating the boxes by connecting them to an appropriate capacitance (31). 10
El funcionamiento de este dispositivo se alimenta en una realización alternativa mediante una batería recargable, aunque en esta segunda realización se usa una célula (32) fotovoltaica. The operation of this device is fed in an alternative embodiment by means of a rechargeable battery, although in this second embodiment a photovoltaic cell (32) is used.
La célula fotovoltaica se coloca muy cerca de la cuadrícula, de modo que también esté expuesta a la pantalla táctil y 15 se use la luz emitida por la pantalla por la célula fotovoltaica para alimentar al conjunto de circuitos de conmutación tal como puede observarse en la figura 3. The photovoltaic cell is placed very close to the grid, so that it is also exposed to the touch screen and the light emitted by the screen by the photovoltaic cell is used to power the switching circuit assembly as can be seen in the figure 3.
Esta segunda implementación proporciona una mayor cantidad de combinaciones y, por tanto, la cantidad de datos que puede transmitirse aumenta de manera significativa. Esto se consigue introduciendo la dimensión de tiempo 20 para representar diferentes patrones. Aunque en la implementación estática los recuadros activos se mapean sólo en una cuadrícula de X e Y, ahora también es posible establecer una relación con el orden en el que se activan los recuadros. Esta mejora da como resultado un área más pequeña necesaria para transmitir la misma cantidad de información que una implementación estática. This second implementation provides a greater number of combinations and, therefore, the amount of data that can be transmitted increases significantly. This is achieved by entering the time dimension 20 to represent different patterns. Although in the static implementation the active boxes are mapped only in an X and Y grid, it is now also possible to establish a relationship with the order in which the boxes are activated. This improvement results in a smaller area needed to convey the same amount of information as a static implementation.
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Mediante el uso de una tarjeta de visita como objeto que lleva la pluralidad de elementos (33) conductores, una célula (32) fotovoltaica y el conjunto (30) de circuitos de conmutación que conecta una capacitancia (31) apropiada con las células activas, existe un protocolo de comunicación entre la pantalla y el objeto. Cuando se coloca la tarjeta en la pantalla, se activa la célula fotovoltaica recibiendo la luz emitida por la pantalla. Una vez que se ha alimentado la célula fotovoltaica, el conjunto de circuitos de conmutación comienza a establecer una secuencia de patrones 30 activando/desactivando los recuadros dinámicos, lo que da como resultado un conjunto de combinaciones de puntos de contacto que van a detectarse en la pantalla que transporta determinada información. By using a business card as an object that carries the plurality of conductive elements (33), a photovoltaic cell (32) and the switching circuit assembly (30) that connects an appropriate capacitance (31) with the active cells, There is a communication protocol between the screen and the object. When the card is placed on the screen, the photovoltaic cell is activated receiving the light emitted by the screen. Once the photovoltaic cell has been fed, the switching circuit set begins to establish a sequence of patterns 30 activating / deactivating the dynamic boxes, which results in a set of combinations of contact points to be detected in the screen that carries certain information.
Opcionalmente, puede limitarse el bucle infinito de patrones introduciendo una combinación de claves. En una realización de la invención propuesta se introduce un patrón de sincronización como marca para comenzar a leer los 35 siguientes puntos de contacto. También se usa el mismo patrón de sincronización como marca para terminar de leer los puntos de contacto. Por ejemplo, la conmutación entre dos patrones específicos en cuatro tiempos podría significar el comienzo de un mensaje, de modo que el algoritmo lea las siguientes posiciones de los puntos de contacto hasta identificar de nuevo un patrón de sincronización. El patrón de sincronización permite que el algoritmo conozca la frecuencia a la que cambian los patrones y también el orden. 40 Optionally, the infinite pattern loop can be limited by entering a combination of keys. In one embodiment of the proposed invention, a synchronization pattern is introduced as a mark to start reading the following 35 contact points. The same synchronization pattern is also used as a mark to finish reading the contact points. For example, switching between two specific patterns in four stages could mean the beginning of a message, so that the algorithm reads the following positions of the contact points until a synchronization pattern is identified again. The synchronization pattern allows the algorithm to know the frequency at which the patterns change and also the order. 40
Mediante el uso de la implementación dinámica propuesta, podría asignarse una identidad ID única para cada objeto. La cantidad de tiempo entre dos patrones de sincronización que marcan un inicio y un final de información transmitida puede durar tanto como sea necesario. By using the proposed dynamic implementation, a unique ID identity could be assigned for each object. The amount of time between two synchronization patterns that mark a beginning and an end of transmitted information can last as long as necessary.
Las pantallas táctiles capacitivas modernas presentes en el teléfono inteligente y las tabletas pueden detectar 45 habitualmente diez entradas táctiles independientes, una para cada dedo. Otras pantallas táctiles pueden registrar incluso más. La invención propuesta puede ajustarse totalmente a escala puesto que los patrones para la información están limitados por el tamaño del cuadrado, pero la cuadrícula puede duplicar los recuadros simplemente reduciendo sus tamaños. A medida que aumenta el número de entradas táctiles independientes, la invención propuesta adapta el número de recuadros dentro de la cuadrícula con el fin de aprovechar todas las 50 entradas táctiles independientes disponibles. The modern capacitive touch screens present in the smartphone and tablets can usually detect ten independent touch inputs, one for each finger. Other touch screens can register even more. The proposed invention can be fully adjusted to scale since the patterns for the information are limited by the size of the square, but the grid can duplicate the boxes simply by reducing their sizes. As the number of independent touch inputs increases, the proposed invention adapts the number of boxes within the grid in order to take advantage of all 50 available independent touch inputs.
La invención propuesta reduce las barreras de uso de otras tecnologías, proporciona mejor experiencia de usuario y puede usarse en casos de uso en los que no son adecuadas otras tecnologías. The proposed invention reduces the barriers of use of other technologies, provides a better user experience and can be used in cases of use in which other technologies are not suitable.
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Algunas aplicaciones en las que se adapta totalmente el uso de la invención propuesta son las siguientes: Some applications in which the use of the proposed invention is fully adapted are the following:
- comercio electrónico y pagos: un usuario de la invención propuesta podría únicamente colocar la tarjeta de crédito en la parte superior de la pantalla táctil y la información sería leída sin la necesidad de tener un teléfono con NFC habilitada u otra tecnología similar. 60 - e-commerce and payments: a user of the proposed invention could only place the credit card on top of the touch screen and the information would be read without the need to have a phone with NFC enabled or other similar technology. 60
- Vales: el canje de vales en un teléfono inteligente para un usuario de la invención propuesta sería tan sencillo como pasar el código por la pantalla táctil de su teléfono inteligente para canjearlos. Esto da como resultado una mejor experiencia de usuario que explorar un código QR, tal como se realiza generalmente, y es mucho más seguro ya que no es tan fácil de copiar. 65 - Vouchers: the exchange of vouchers in a smartphone for a user of the proposed invention would be as simple as passing the code through the touch screen of your smartphone to redeem them. This results in a better user experience than exploring a QR code, as is usually done, and is much safer since it is not so easy to copy. 65
- Salud móvil: a menudo se requiere que los medicamentos y fármacos comuniquen información importante a los usuarios. La mayoría de los usuarios de medicamentos y fármacos son personas mayores a quienes les resulta complicado ejecutar aplicaciones y cuanto menos interacción se requiera con el teléfono mejor para ellos, así la invención propuesta se adapta totalmente para esta aplicación puesto que la información se añade 5 a la caja de los fármacos y el usuario sólo tendría que pasar la caja de los fármacos por la pantalla táctil y sería detectada. - Mobile health: medications and drugs are often required to communicate important information to users. The majority of drug and drug users are older people who find it difficult to run applications and the less interaction required with the phone the better for them, so the proposed invention is fully adapted for this application since the information is added 5 to The drug box and the user would just have to pass the drug box through the touch screen and it would be detected.
- Electrónica de consumo, juegos digitales: existen videojuegos en los que los objetos físicos pueden introducirse en el juego virtual asociando una ID con cada objeto físico, lo que indica qué es necesario 10 representar en el juego virtual. Para un usuario de la invención propuesta, sólo requeriría poner el objeto sobre la pantalla táctil de su teléfono inteligente sin la necesidad de interrumpir la experiencia de juego. - Consumer electronics, digital games: there are video games in which physical objects can be entered in the virtual game by associating an ID with each physical object, indicating what is necessary to represent in the virtual game. For a user of the proposed invention, it would only require placing the object on the touch screen of his smartphone without the need to interrupt the gaming experience.
Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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ES2455915B1 true ES2455915B1 (en) | 2015-04-06 |
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