KR100405040B1 - 육필데이터를내장하는디지타이저스타일러스를포함한사용자검증시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지타이징 태블릿과 함께 사용하기 위한 스타일러스에 관한 것이다. 상기 스타일러스는 사용자 육필의 특징을 식별하는 정보를 저장한다. 이 특징들은 사용자가 컴퓨터에 접속할 때 컴퓨터에 전송되어, 사용자의 육필을 인식하기 위해 컴퓨터에 의해 사용된다.

Description

육필 데이터를 내장하는 디지타이저 스타일러스를 포함한 사용자 검증 시스템
본 발명은 디지타이징 태블릿(digitizing tablets)에 사용하기 위한 스타일러스(stylus)에 관한 것으로, 상기 스타일러스는 사용자의 육필(handwriting)의 특징에 관한 정보를 디지털 형식으로 저장한다.
사용자가 컴퓨터에 접속을 시도할 때에, 스타일러스는 컴퓨터에 상기 특징을 다운로딩한다. 그리고 나서, 컴퓨터는 사용자의 육필을 인식하거나 해석하기 위해 그 특징을 이용한다.
디지타이징 태블릿의 간략한 설명
도1은 컴퓨터(4)와, 컴퓨터에 입력을 제공하는 디지타이징 태블릿(3)을 도시하고 있다. (디지타이징 태블릿은 도1에 도시된 바와 같이 개별 소자일 필요가 없고, 디스플레이(2)의 투명한 오버레이 형태를 취할 수 있다. 이러한 오버레이 구성은 펜-기반 휴대용 컴퓨터에 자주 사용된다.) 태블릿-스타일러스 조합이 컴퓨터에 입력을 제공한다. 태블릿 동작의 간략한 설명이 제시될 것이다.
도2는 디지타이징 태블릿(3) 및 그와 연관된 스타일러스(6)를 도시하고 있다. 태블릿에서, 각 코너에 하나씩 4개의 전류-전압(I-to-V) 증폭기(I-V로 표시됨)가 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 스타일러스(6)가 활성화되면 신호(9)를 발생한다. 이 신호는 전류(I1-I4)를 유도하는데, 이것은 I-V 증폭기에 의해 검출된다.
I-V 증폭기는 각각의 전류(I) 크기를 나타내는 전압(V)을 각각 발생한다. 도시되지 않았지만, 이 기술분야에서 공지된 처리 회로가 전압 신호를 수신하여, 스타일러스 신호(6)의 위치를 계산한다.
스타일러스(6)가 커패시터의 하나의 플레이트(plate)로서 동작하기 때문에 전류(I1-I4)가 유도된다. 디지타이징 태블릿은 다른 하나의 플레이트를 제공한다. 즉, 이것은 다른 하나의 플레이트로서 동작하는, 인듐 주석 산화물과 같은 물질의 저항면, 또는 그리드를 포함한다.
도4에 도시된 바와 같이, 음전하가 스타일러스(6)의 팁(5)에 인가되면, 태블릿(3)의 표면상에 양전하가 유도된다. 전류(I1-I4)가 이 양전하를 공급한다. 반대로, 도5에 도시된 바와 같이, 스타일러스(6) 팁(5)상의 양전하는 태블릿상에 음전하를 유도한다. 전류(I1-I4)가 이 음전하를 공급한다.
도6에 도시된 바와 같이, 각각의 전류는 스타일러스로부터 태블릿의 한 코너까지의 직경로를 따라 보여질 수 있다. 다음의 이유로 인해 스타일러스 위치가 전압 신호로부터 추론될 수 있다.
1. 각 경로의 길이는 그 경로의 저항값을 결정한다.
2. 저항값은 전류의 크기를 결정한다.
3. 전류의 크기는 증폭기에 의해 발생되는 전압을 결정한다.
4. 각 전압은 해당 경로 길이를 나타낸다. 매우 간략한 예가 전술된 추론을 설명할 것이다.
도6에서 스타일러스가 태블릿에 인가된 전압원을 나타낸다고 가정하자. 경로는 도6에 나타난 것과 같은 상대 길이를 가지며, 아래의 표에 나열되었다.
표
경로의 저항값은 길이에 의존하므로, 상대 저항은, 상기 표에서 "상대 길이" 및 "상대 저항"란에 표시된 바와 같이, 상대 경로 길이에 비례한다.
전류는 전압을 저항으로 나눈 값 V/R과 같으므로, 상대 전류는, 상기 표에서 "상대 전류"란에 표시된 바와 같이, 상대 경로 길이에 반비례할 것이다.
도2에서 I-V 증폭기는 각각 자신의 전류에 비례하는 전압을 발생한다. 따라서, I-V 증폭기의 출력은 상기 표의 우측란에 표시된 상대 크기를 갖는다.
출력 전압 신호가 스타일러스의 위치를 계산하는데 사용될 수 있다.
서명 인식(Signature Recognition)
전술된 시스템은 사용자의 서명을 인식하는데 사용될 수 있다. 도7은 서명을 기록하는 스타일러스(6)를 도시하고 있다. 스타일러스(6)의 위치는, 매 1/100초 또는 다른 알맞은 간격으로 주기적으로 검출된다. 도8에 십자로 표시된 데이터 포인트가 그 간격들에서 얻어진다.
각각의 데이터 포인트에 대해, 그 데이터 포인트의 실시간 발생에 따라, x 및 y 위치가 알려진다. 동시에, x 및 y 위치에 추가로, 속도, 가속도 및 그 밖의 파라미터가 얻어질 수 있다.
각 개인의 서명은 이들 파라미터의 고유한 집합에 의해 표현된다. 따라서, 지문 등의 이 파라미터들이 개인을 식별하는데 사용될 수 있다.
일부 스타일러스는 도1에 도시된 전원 코드(P)에 의해 컴퓨터에 연결되지 않고, 대신에 배터리식으로 전력이 공급될 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 서명 인식 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 디지타이징 태블릿과 함께 사용하기 위한 스타일러스를 제공하는 것인데, 이것은 그 소유자의 서명을 나타내는 데이터를 포함한다.
본 발명의 일형태에서, 스타일러스는 그 스타일러스 소유자의 서명을 나타내는 데이터를 저장하는 메모리를 포함한다.
본 발명의 다른 형태에서, 스타일러스에 저장된 서명의 묘사가 실제 사용자에 의해 쓰여진 서명과 비교된다. 이 서명들이 일치하는 경우, 사용자의 식별이 확인된다.
도1은 컴퓨터(4)와 연결된 디지타이징 태블릿(3)을 도시한 도면.
도2는 디지타이징 태블릿을 간략하게 도시한 도면.
도3은 스타일러스에 의해 발생된 신호(9), 및 상기 신호에 의해 유도되는 전류(I1, I2, I3, I4)를 도시한 도면.
도4 및 도5는 전류가 어떻게 발생되는지를 보다 상세히 도시한 도면.
도6은 전류가 따르는 경로를 도시한 도면.
도7은 서명을 도시한 도면.
도8은 서명을 디지털화하는 것을 도시한 도면.
도9는 레퍼런스 서명을 나타내는 데이터를 저장하는 메모리를 포함한 스타일러스(6)를 도시한 도면.
도10은 연결된 디지타이징 패드를 갖는 개선된 공중 전화와 같은 공중 데이터 단말기, 및 스타일러스(6)에 부착된 콘텍(C2)에 연결되는 콘택(C1)을 포함한 파워 케이블(PC)을 도시한 도면.
도11은 콘택(C2)을 통해 전력을 수신하는, 배터리 또는 다른 전원이 없는 스타일러스를 도시한 도면.
도12는 하나의 서명 검증 절차를 도시한 순서도.
도13은 레퍼런스 서명 데이터를 스타일러스로 로딩하는 과정을 도시한 순서도.
본 발명의 일형태는 개념적으로 두 부분으로 나눠질 수 있다. 첫째, 사용자가 전용 스타일러스를 이용하여 디지타이징 태블릿상에 서명을 기록하고, 태블릿은 그 서명을 디지털화(digitize)하거나 또는 파라미터화(parameterize)한다. 이 서명을 샘플(sample) 서명이라고 부른다.
둘째, 상기 전용 스타일러스는 레퍼런스(reference) 서명이라고 부르는, 사용자 서명의 사전-기록된 디지털화된 이미지를 포함한다. 스타일러스는 레퍼런스 서명을 디지타이징 태블릿에 전송하고, 디지타이징 태블릿은 이 레퍼런스 서명과 샘플 서명을 비교한다. 이 서명들이 일치하는 경우, 그 사용자는 스타일러스의 실제 소유자인 것으로 추정된다.
예1
도9에서, 레퍼런스 서명 데이터는 여러 가지 상이한 방식으로 스타일러스의 메모리에 로딩될 수 있다. 다음의 절차가 설명하기 가장 쉬운 것일 것이다.
(1) 사용자가 디지타이징 태블릿상에 레퍼런스 서명을 기록하면, 디지타이징 태블릿은 통상의 방식으로 이 데이터를 디지털화한다. 이러한 디지털화는 레퍼런스 서명을 나타내는 레퍼런스 데이터의 테이블을 생성한다.
(2) 상기 테이블은 PROM, EPROM, EEPROM 또는 다른 메모리 칩에 프로그램된다.
(3) 상기 칩이 스타일러스에 설치되어, 도9에 도시된 것과 같은 제품이 생산된다.
예2
다른 접근방법은 메모리 칩을 스타일러스에 설치할 필요를 없앨 수 있으며, 도13의 순서도에 의해 도시되어 있다. 도7에 도시된 바와 같이, 사용자가 디지타이징 태블릿상에 서명을 기록하고, 공지된 방식으로, 이 기록된 서명으로부터 레퍼런스 서명 데이터가 획득된다.
그리고 나서, 레퍼런스 데이터는 후술되는 무선 원격 측정법(wireless telemetry)을 이용하여, (도9에 도시된) 스타일러스내의 메모리에 로딩된다.
디지털화된 파라미터 형태
디지타이징 서명 데이터에 대한 여러 형태가 존재한다. 가장 간단한 것은 서명의 비트-맵(bit-map)이다. 즉, 도8에서 포인트들의 집합이 서명의 비트-맵을 구성한다.
다음의 미국 특허들, 즉, Crooks 등에 의해 1991년 4월 30일에 출원되어(출원번호 제693,822호) 1994년 2월 8일에 등록된 미국특허번호 제5,285,506호, 및 Gunderson 등에 의해 1989년 9월 20일에 출원되어(출원번호 제409,906호) 1991년 10월 1일에 등록된 미국특허번호 제5,054,088호에, 두 가지 다른 형식이 예시되어 있으며, 상기 특허들은 여기서 참조문헌으로 포함된다.
서명을 디지타이징하는데 사용되는 특정 형식이 반드시 중요한 것은 아니다.
데이터 전송 방식
스타일러스와 디지타이징 태블릿 사이의 데이터 전송은 무선 원격 측정법으로 이루어지는 것이 바람직하다.
스타일러스와 디지타이징 태블릿 사이의 데이터 전송의 예는 다음의 특허들, 즉, Rodgers 등에 의해 1985년 4월 3일에 출원되어(출원번호 제719,351호) 1987년 6월 9일에 등록된 미국특허번호 제4,672,154호, Landmeier에 의해 1991년 11월 8일에 출원되어(출원번호 제789,665호) 1993년 9월 21일에 등록된 미국특허번호 제5,247,138호, Lewis 등에 의해 1991년 12월 31일에 출원되어(출원번호 제816,330호) 1994년 3월 15일에 등록된 미국특허번호 제5,294,792호, 및 Epperson에 의해 1991년 10월 25일에 출원되어(출원번호 제782,615호) 1993년 9월 21일에 등록된 미국특허번호 제5,247,1376호에 제시되어 있으며, 이 특허들은 여기서 참조문헌으로 포함된다.
또한, 1997년 3월 4일에 Frank Gasparik에게 허여된 미국특허번호 제5,608,390호, "Synchronous Telemety Channel"이 여기서 참조문헌으로 포함된다.
원격 측정법은 무선-주파수, 광학, 음파 또는 다른 형태일 수 있다. 컴퓨터와 원격 구성요소 사이에 데이터 전송을 위한 여러 가지 방법이 이 기술분야에서 공지되어 있다.
무선 원격 측정법에 대안으로서, 스타일러스와 디지타이징 장치 사이에 제거가능한 배선에 의한 접속이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도10에 도시된 바와 같이, 스타일러스는 수신기와 결합하는 금속 콘택을 포함할 수 있다. 배선 방법은,배터리를 충전하거나, 또는 배터리를 통해 제공될 수 있는 것보다 더 큰 양의 전력을 스타일러스가 소비할 수 있도록 하기 위해, 스타일러스에 전력을 전달하도록 요구되는 경우에 바람직할 수 있다.
중요한 고찰
1. 서명은 사용자의 실제 법적인 서명일 필요는 없다. 서명은 사용자가 그린그래픽 이미지일 수 있다. 이것은 단어 또는 그림일 수 있으며, "이미지"로서 포괄적으로 묘사될 수 있다.
2. 서명 기록 시간에 대한 레퍼런스 데이터의 전송 시간은 반드시 중요하지는 않다. 예를 들면, 레퍼런스 데이터의 전송은 샘플 서명의 기록 전 또는 후에 이루어질 수 있다.
또한, 레퍼런스 데이터는 서명의 기록 동안에 전송될 수 있다. 즉, 위치 데이터와 서명 전송 데이터 사이에 멀티플렉싱이 수행될 수 있다.
그리고, 레퍼런스 서명 데이터의 전송은, 도3에 도시된 위치 신호(9)에 관계없이, 제2 데이터 채널에 의해 수행될 수 있다. 이러한 채널은 전술된 Frank Gasparik의 미국특허출원에 개시되어 있다.
3. 하나의 관점으로부터, 다음의 두 가지 계산 태스크가 수반된다.
(1) 샘플 서명으로부터 샘플 데이터를 생성함, 및
(2) 샘플 데이터를 레퍼런스 데이터와 비교함
이러한 업무가 장치들 사이에 어떻게 할당되는지는 반드시 중요하지는 않다. 예를 들면, 디지타이징 태블릿은 태스크(1)에 기재된 샘플 데이터를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다. 그러나, 컴퓨터가 태스크(2)에 기재된 비교를 수행할 수 있다.
4. 스타일러스내에 저장되는 레퍼런스 데이터는 단지 무형의(intangible) 정보가 아니라는 것을 주목하여야 한다. 예를 들면, PROM에 저장된 데이터는, 끊어진 퓨즈(fuse) 또는 정상 퓨즈 중 하나의 형태를 취한다. 끊어진 퓨즈는 0을 나타내고 정상 퓨즈는 1을 나타낸다(또는 그 역도 성립한다). 유사한 고찰이 EPROM 및 EEPROM에도 적용된다.
따라서, 레퍼런스 서명 데이터가 레퍼런스 서명의 표시(indicia)를 포함하더라도, 레퍼런스 서명 데이터는 유형의 엔티티이다.
5. 디지타이징 태블릿과 함께 사용되는 스타일러스에서의 전력 소모량은 중요한 사항이다. 즉, 스타일러스에 전력을 공급하는데 사용되는 배터리는 공간을 차지하고, 주기적으로 교체되거나 재충전되어야 한다.
배터리를 전혀 포함하지 않고, 외부 정적 소스로부터 모든 전력을 끌어들이는 스타일러스를 구성하는 것이 요구될 수 있다. 도10 및 도11은 일례를 제공한다.
도10에서, 사용자는 스타일러스에 전력을 공급하는 전원 코드(PC)에 스타일러스를 부착한다. 도11에서 전압 비교기는 알맞은 전압이 전달되는지를 테스트하고, 알맞은 전압이 수신되면 LED를 켠다.
이러한 배열에 따라, 스타일러스는, 배터리 소모에 대한 걱정없이, 도3에서의 보다 높은 전력 신호(9)를 발생할 수 있다. 또한, 전원 코드(PC)는, 원격 측정을 없애기 위해, 레퍼런스 서명 데이터를 다운로딩하기 위한 채널을 포함할 수 있다.
6. 본 발명은 부가적인 원격통신 요구없이 사용자의 국부적인 식별을 가능하게 할 수 있다. 원격통신이 요구되는 식별의 예가 설명될 것이다.
사용자가 자동 현금 입출금 장치(ATM)에 카드를 삽입하면, ATM은 사용자에게 암호를 묻는다. 이때, ATM은 일반적으로 전화에 의해 중앙 컴퓨터에 링크되어, 사용자의 암호를 찾는다. 그리고 나서, ATM은 사용자가 입력한 암호와 중앙 컴퓨터로부터 습득한 암호를 비교한다. 이러한 원격통신은 시간이 걸리고, 추가의 비용이 발생하며, 폭풍우와 같은 임의 조건하에서 장애가 발생할 수 있다.
본 발명은 중앙 컴퓨터에 접속할 필요를 없앤다. 도12는, 원격통신에 의지하지 않고, 사용자를 식별하는 단계를 도시하고 있다.
7. 다음의 예들은 사용자 식별이 서명에 의해 이루어지는 상황을 예시한다. 이 리스트가 전부는 아니다.
a) 제한된 위치에 대한 사용자 입장
b) 컴퓨터 설비에 대한 사용자 액세스 승인
c) ATM에 대한 액세스 승인
8. 스타일러스에 저장된 데이터는 사용자의 서명을 식별하는데 사용될 수 있는 데이터로 제한될 필요는 없다. 오히려, 사용자의 육필을 포괄적으로 해석하는데 사용되는 형태의 데이터일 수 있다.
예를 들면, 도7에 나타난 바와 같이, 사용자에 의해 기록된 샘플은, 이후에 컴퓨터가 사용자의 육필을 판독할 수 있도록 하기 위해, 사용자의 육필을특징화(characterize)하는데 충분한 수의 심볼들을 포함할 필요가 있다.
시스템은, 시스템에 의해 사용된 육필 인식 방법에 따라, 샘플로부터 필요한 육필 특징을 획득한다. 이러한 육필 특징화는 이 기술분야에서 공지되어 있다. 그리고 나서, 시스템은 레퍼런스 서명 데이터를 로딩하는 것과 유사한 방식으로 그 특징들을 스타일러스내에 포함된 메모리에 로딩한다.
이후에, 사용자가 스타일러스를 이용하여 컴퓨터에 접속할 때, 스타일러스는 전술된 방식으로 사용자의 육필 특징을 컴퓨터에 전송한다. 컴퓨터는 이 특징을 이용하여 사용자의 육필을 해석한다.
일부 근본 원리를 설명하는 매우 간단한 예로서 주어질 수 있다. 사용자가 기록한 샘플은 모든 알파벳 문자와 숫자를 포함할 수 있다. 시스템은, 도8과 관련하여 설명되는 바와 같이, 각 문자를 디지털화한다. 이제, 시스템은 사용자 육필의 각 문자 및 숫자를 나타내는 디지털화된 샘플을 포함한다.
이 디지털화된 샘플은 스타일러스내에 저장된다. 사용자가 컴퓨터를 다루려고 할 때, 스타일러스는 디지털화된 샘플을 컴퓨터에 다운로딩한다. 사용자가 디지타이징 태블릿상에 육필을 기록하면, 컴퓨터는 디지털화된 샘플과 각 문자를 비교하여, 가장 잘 일치하는 것을 선택하여, 육필을 해석한다.
물론, 개선된 육필 시스템은 이러한 디지털화된 문자의 비교를 수행하지 않는다 대신에, 사용자의 육필을 다른 방식으로 특징화하지만, 기본적인 아이디어는 여전히 동일하다. 즉, 사용자의 육필의 고유 특징을 획득하고(즉, 사용자의 육필을 "습득(learn)"하고), 그 특징에 기반하여 사용자의 육필을 해석한다.
물론, 사용자의 육필 특징을 나타내는 데이터는 다른 방식으로 스타일러스에 로딩될 수 있으며, 특정 로딩 방식이 반드시 중요하지는 않다. 따라서, 본 발명의 하나의 중요한 양태는, 어떻게 이루어지든지 상관없이, 사용자의 육필을 인식하는데 사용되는 데이터를 스타일러스내에 저장하는 것이다.
본 발명의 진정한 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 한, 다양한 대체 및 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항에서 정의된 발명이 특허로서 보호되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 전자 스타일러스;
    상기 전자 스타일러스로부터 육필 정보를 수신하는데 적합한 디지타이징 태블릿;
    상기 전자 스타일러스로부터 멀리 위치되어, 상기 전자 스타일러스로부터 원격 측정 신호(telemetry signal)를 통해 상기 사용자에 대한 검증 데이터를 수신하기 위한 수신기;
    상기 수신기에 연결되어, 상기 사용자에 대한 검증 데이터를 저장하기 위한 메모리;
    상기 전자 스타일러스 내에 배치되어, 상기 사용자의 서명을 검증하도록 상기 사용자에 대한 검증 데이터를 송신하기 위한 송신기;
    샘플 육필 정보가 상기 사용자의 서명을 검증하는데 사용될 수 있도록, 상기 전자 스타일러스를 사용하여 상기 사용자에 의해 입력된 샘플 육필 정보를 저장하기 위한 메모리; 및
    상기 샘플 육필 정보가 인증된 것인지를 검증하기 위해, 상기 사용자에 의해 입력된 샘플 육필 정보를 상기 사용자에 대한 검증 데이터와 비교하기 위한 비교기를 포함하고,
    여기서, 상기 전자 스타일러스 내에 배치된 상기 송신기는, 상기 송신기와 상기 수신기 사이에 물리적인 커넥션을 사용하지 않고, 상기 검증 데이터를 상기수신기로 송신하도록 동작할 수 있는
    사용자 검증 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 스타일러스에 전력을 전달하기 위한 전원을 더 포함하는 사용자 검증 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전원은 상기 전자 스타일러스에 연결할 수 있는 전원 코드를 포함하는 사용자 검증 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전자 스타일러스는 전력을 필요로하는 구성요소를 포함하고, 여기서, 상기 전자 스타일러스는 상기 전자 스타일러스의 구성요소에 전력을 공급하는 전원으로부터 멀리 떨어져 있는
    사용자 검증 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검증 데이터는 상기 사용자의 서명을 나타내는 데이터 요소들로 구성되는 사용자 검증 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검증 데이터는 사용자의 개인-식별-번호를 나타내는 데이터 요소를 포함하는
    사용자 검증 시스템.
KR1019950052614A 1994-12-16 1995-12-15 육필데이터를내장하는디지타이저스타일러스를포함한사용자검증시스템 KR100405040B1 (ko)

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US35781094A 1994-12-16 1994-12-16
US08/357810 1994-12-16
US08/357,810 1994-12-16

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Publication Number Publication Date
KR960024852A KR960024852A (ko) 1996-07-20
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