KR100748157B1 - 코드화된 전자 잉크 면을 위한 센싱 디바이스 - Google Patents

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KR100748157B1
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Abstract

본 발명은 면(surface)상에 배치되는 전자 잉크(electronic ink) 및 코드 데이터(coded data)를 구비하는 면과 함께 사용하는 센싱 디바이스로서, 상기 코드 데이터는 상기 면과 관련되는 영역의 아이덴티티를 나타내고, 상기 센싱 디바이스는: 상기 코드 데이터를 사용하여 상기 영역의 상기 아이덴티티를 나타내는 영역 아이덴티티 데이터를 발생시키도록 구성되는 영역 아이덴티티 발생기; 및 상기 영역 아이덴티티 데이터를 컴퓨터 시스템에 송신하도록 구성되는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스를 제공한다.

Description

코드화된 전자 잉크 면을 위한 센싱 디바이스{Sensing device for coded electronic ink surface}
본 발명은 일반적으로 면과의 상호 작용 및 면에 관한 움직임을 캡쳐하는 센싱 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 잉크 면과의 상호 작용 및 전자 잉크 면에 관한 움직임을 캡쳐하는 센싱 디바이스에 관한 것이다.
코-펜딩 출원들(CO-PENDING APPLICATIONS)
본 발명과 관련된 다양한 방법들, 시스템들 및 장치는 본 출원과 동시에 본 발명의 출원인 또는 양수인에 의해 출원된 아래의 코-펜딩(co-pending) 출원들에 개시된다:
PCT/AU00/01273, PCT/AU00/01279, PCT/AU00/01288, PCT/AU00/01282,
PCT/AU00/01276, PCT/AU00/01280, PCT/AU00/01274, PCT/AU00/01289,
PCT/AU00/01275, PCT/AU00/01277, PCT/AU00/01286, PCT/AU00/01281,
PCT/AU00/01278, PCT/AU00/01287, PCT/AU00/01285, PCT/AU00/01284 및 PCT/AU00/01283. 이들 코-펜딩 출원들의 개시는 상호참조(cross-reference)로써 본 명세서에 포함된다.
본 발명과 관련된 다양한 방법들, 시스템들 및 장치는 2000년 9월 15일에 본 발명의 출원인 또는 양수인에 의해 출원된 아래의 코-펜딩(co-pending) 출원들에 개시된다: PCT/AU00/01108, PCT/AU00/01110, PCT/AU00/01111. 이들 코-펜딩 출원들의 개시는 상호참조(cross-reference)로써 본 명세서에 포함된다.
본 발명과 관련된 다양한 방법들, 시스템들 및 장치는 2000년 6월 30일에 본 발명의 출원인 또는 양수인에 의해 출원된 아래의 코-펜딩(co-pending) 출원들에 개시된다:
PCT/AU00/00762, PCT/AU00/00763, PCT/AU00/00761, PCT/AU00/00760,
PCT/AU00/00759, PCT/AU00/00758, PCT/AU00/00764, PCT/AU00/00765,
PCT/AU00/00766, PCT/AU00/00767, PCT/AU00/00768, PCT/AU00/00773,
PCT/AU00/00774, PCT/AU00/00775, PCT/AU00/00776, PCT/AU00/00777,
PCT/AU00/00770, PCT/AU00/00769, PCT/AU00/00771, PCT/AU00/00772,
PCT/AU00/00754, PCT/AU00/00755, PCT/AU00/00756 및 PCT/AU00/00757. 이들 코-펜딩 출원들의 개시는 상호참조(cross-reference)로써 본 명세서에 포함된다.
본 발명과 관련된 다양한 방법들, 시스템들 및 장치는 2000년 5월 24일에 본 발명의 출원인 또는 양수인에 의해 출원된 아래의 코-펜딩(co-pending) 출원들에 개시된다:
PCT/AU00/00518, PCT/AU00/00519, PCT/AU00/00520, PCT/AU00/00521,
PCT/AU00/00522, PCT/AU00/00523, PCT/AU00/00524, PCT/AU00/00525,
PCT/AU00/00526, PCT/AU00/00527, PCT/AU00/00528, PCT/AU00/00529,
PCT/AU00/00530, PCT/AU00/00531, PCT/AU00/00532, PCT/AU00/00533,
PCT/AU00/00534, PCT/AU00/00535, PCT/AU00/00536, PCT/AU00/00537,
PCT/AU00/00538, PCT/AU00/00539, PCT/AU00/00540, PCT/AU00/00541,
PCT/AU00/00542, PCT/AU00/00543, PCT/AU00/00544, PCT/AU00/00545,
PCT/AU00/00547, PCT/AU00/00546, PCT/AU00/00554, PCT/AU00/00556,
PCT/AU00/00557, PCT/AU00/00558, PCT/AU00/00559, PCT/AU00/00560,
PCT/AU00/00561, PCT/AU00/00562, PCT/AU00/00563, PCT/AU00/00564,
PCT/AU00/00565, PCT/AU00/00566, PCT/AU00/00567, PCT/AU00/00568,
PCT/AU00/00569, PCT/AU00/00570, PCT/AU00/00571, PCT/AU00/00572,
PCT/AU00/00573, PCT/AU00/00574, PCT/AU00/00575, PCT/AU00/00576,
PCT/AU00/00577, PCT/AU00/00578, PCT/AU00/00579, PCT/AU00/00581,
PCT/AU00/00580, PCT/AU00/00582, PCT/AU00/00587, PCT/AU00/00588,
PCT/AU00/00589, PCT/AU00/00583, PCT/AU00/00593, PCT/AU00/00590,
PCT/AU00/00591, PCT/AU00/00592, PCT/AU00/00594, PCT/AU00/00595,
PCT/AU00/00596, PCT/AU00/00597, PCT/AU00/00598, PCT/AU00/00516,
PCT/AU00/00517 및 PCT/AU00/00511.
이들 코-펜딩 출원들의 개시는 상호참조(cross-reference)로써 본 명세서에 포함된다.
면을 마크하면서 동시에 상기 면에 관하여 자신의 움직임을 캡쳐링하는 펜과 같은 디바이스들이 기술되었다. 몇몇 그러한 디바이스들은 내장된(embedded) 가속도계(accelerometer)들을 사용하여 자신의 움직임을 감지한다. 다른 디바이스들은 상기 면상에서 기계-독출 가능하게 부호화된 정보를 검출함으로써 자신의 움직임을 감지한다. 이러한 후자의 카테고리에 있어서, 예를 들어 미국 특허 제5,477,012호, 미국 특허 제5,652,412호 및 PCT 출원 WO99/50787을 참조한다.
이러한 펜과 같은 디바이스들은 전형적으로 잉크 펜촉들과 같은 종래의 마킹 수단을 이용하기 때문에, 마킹되는 상기 면 매체는 일반적으로 다시 사용할 수 없다.
본 발명의 제1 태양에 따라, 면(surface)상에 배치되는 전자 잉크(electronic ink) 및 코드 데이터(coded data)를 구비하는 면과 함께 사용하는 센싱 디바이스로서, 상기 코드 데이터는 상기 면과 관련되는 영역의 아이덴티티를 나타내고, 상기 센싱 디바이스는:
상기 코드 데이터를 사용하여 상기 영역의 상기 아이덴티티를 나타내는 영역 아이덴티티 데이터를 발생시키도록 구성되는 영역 아이덴티티 발생기; 및
상기 영역 아이덴티티 데이터를 컴퓨터 시스템에 송신하도록 구성되는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스가 제공된다.
바람직하기로는, 상기 센싱 디바이스는 상기 영역에 관하여 상기 센싱 디바이스의 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 발생시키도록 구성되는 움직임 감지 수단을 더 포함한다. 바람직하기로는, 상기 움직임 감지 수단은 적어도 몇몇의 상기 코드 데이터를 사용하여 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된다.
바람직하기로는, 상기 코드 데이터는 상기 영역의 복수의 레퍼런스 포인트들 을 나타내고, 상기 움직임 감지 수단은 상기 센싱 디바이스가 적어도 하나의 상기 레퍼런스 포인트들에 관하여 움직이는 경우 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된다. 상기 코드 데이터는 주기적인 요소들을 포함할 수 있고, 상기 움직임 감지 수단은 상기 센싱 디바이스가 적어도 하나의 상기 주기적인 요소들에 관하여 움직이는 경우 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된다.
바람직하기로는, 상기 움직임 감지 수단은 상기 적어도 하나의 레퍼런스 포인트에 관하여 상기 센싱 디바이스의 위치를 샘플링하여, 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된다. 대안으로 또는 부가적으로, 상기 움직임 감지 수단은 상기 적어도 하나의 주기적인 요소에 관하여 상기 센싱 디바이스의 위치를 샘플링하여, 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된다.
바람직하기로는, 상기 움직임 감지 수단은 적어도 하나의 가속 감지 수단을 포함하고, 상기 가속 감지 수단은 상기 센싱 디바이스가 상기 영역에 관하여 움직이는 경우 상기 센싱 디바이스의 가속을 감지하도록 구성되며, 상기 움직임 감지 수단은 상기 가속을 주기적으로 샘플링함으로써 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된다. 상기 가속 감지 수단은 적어도 2개의 실질적으로 직교하는 가속 성분들을 감지하도록 구성될 수 있다.
상기 코드 데이터는 상기 면이 제조되는 때 또는 분리하여 상기 면상에 기록될 수 있다. 상기 면은 종이, 플라스틱 또는 어떤 다른 고체 물질을 포함하는 어떤 면일 수 있다. 상기 면은 다른 아이템의 부분일 수 있다. 예를 들어, 상기 면은 가구의 부분, 벽의 부분, 어떤 물건의 부분일 수 있다. 바람직하기로는, 상기 면은 페이지, 바람직하기로는 종이의 페이지이고, 문서의 부분일 수 있다.
상기 센싱 디바이스는 실제로 상기 면과 접촉할 필요가 없다. 상기 센싱 디바이스는 상기 면과 접촉할 수 있지만, 또한 상기 면과 접촉하지 않은 채로 단지 상기 면 위를 지나갈 수 있다.
상기 면상의 상기 센싱 디바이스의 위치에 대한 정보는 바람직하기로는 송신기에 의해 컴퓨터 시스템으로 송신되고, 컴퓨터 시스템에서 상기 정보가 해석될 수 있다. 따라서, 어떤 사람이 상기 코드 데이터가 기록된 한 장의 종이상에서 그리기를 하는 경우, 상기 컴퓨터 시스템은 상기 디바이스에 의해 제공된 위치 정보를 해석할 수 있고, 그래서 상기 그리기를 나타내는 데이터가 상기 컴퓨터에 저장될 수 있고 예를 들어 인쇄된 페이지로서 재생될 수 있다. 대안으로, 상기 위치 정보는 상기 컴퓨터 시스템을 제어하는데 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템과 관련하여 상기 센싱 디바이스를 이용하는 바람직한 실시예가 후술될 것이다.
바람직하기로는, 상기 디바이스는 상기 전자 잉크의 상태를 변경하는 상태 변경 디바이스를 더 포함한다. 이렇게 하여 상기 디바이스가 상기 면에 관하여 움직이는 경우 상기 전자 잉크의 상태를 변경함으로써 상기 면은 가시적으로 마크될 수 있거나 이전에 적용된 마크들이 지워질 수 있다.
바람직하기로는, 상기 상태 변경 디바이스는 활성화가능(activatable)하고 비활성화가능(deactivatable)하다.
바람직하기로는, 상기 디바이스는 상기 디바이스 및 상기 면 사이의 힘이 소정의 값을 초과하는 경우 상기 상태 변경 디바이스를 활성화하거나 비활성화하도록 적합하게 되는 힘 센서(force sensor)를 더 포함한다.
바람직하기로는, 상기 디바이스는 상기 면과 관련되는 마커(marker)에 응답하는 수단을 더 포함하고, 상기 수단은 상기 마커의 검출에 응답하여 상기 상태 변경 디바이스를 인에이블하거나 디세이블하게 한다.
바람직하기로는, 상기 상태 변경 디바이스는 전기장 발생기를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 상태 변경 디바이스는 상기 전자 잉크의 상태를 제1 상태로 변경하는 제1 상태 변경 디바이스 및 상기 전자 잉크의 상태를 제2 상태로 변경하는 제2 상태 변경 디바이스를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 디바이스는 기다랗고, 상기 제1 상태 변경 디바이스는 상기 센싱 디바이스의 제1 세로끝단(longitudinal end)에 인접하게 배치되고 상기 제2 상태 변경 디바이스는 상기 센싱 디바이스의 제2 반대쪽 세로끝단에 인접하게 배치된다.
바람직하기로는, 상기 코드 데이터는 복수의 태그들을 포함하며, 각 태그는 상기 태그가 놓이는 영역의 아이덴티티를 나타내고, 각 태그는 상기 영역의 레퍼런스 포인트를 나타내며, 상기 영역은 상기 면과 관련되고, 상기 레퍼런스 포인트는 상기 영역에 관하여 상기 태그의 위치를 나타낸다. 대안으로 또는 부가적으로, 각 태그는 상기 태그가 놓이는 영역의 아이덴티티를 나타내며, 각 태그는 적어도 하나의 주기적인 요소를 포함한다.
본 발명의 대안적인 태양에 따라, 손으로 그린 정보를 캡쳐하는 시스템으로서, 상기 시스템은 본 발명의 제1 태양에 따른 센싱 디바이스 및 면을 포함하는 기 판을 포함하고, 상기 면은 상기 면과 관련되는 전자 잉크 및 상기 면과 관련되는 코드 데이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템이 제공된다.
바람직하기로는, 상기 면에는 전자 잉크 및 전자 잉크가 아닌 컬러 가시 잉크가 제공된다. 상기 기판은 바람직하기로는 종이이다.
영역은 복수의 태그들을 포함할 수 있다. 영역은 예를 들어, 단일 페이지 또는 면상의 특정 영역일 수 있다. 바람직하기로는, 영역내의 상기 태그들 각각은 상기 영역을 식별하는 영역 데이터를 나타낸다. 따라서, 상기 영역이 페이지인 경우, 상기 페이지상의 복수의 태그들 중의 각각의 태그는 상기 페이지상의 식별자의 절대위치를 식별하는 위치 데이터를 나타내고 또한 상기 페이지를 식별하는 영역 데이터를 나타낸다. 바람직하기로는, 상기 디바이스의 상기 검출 수단은 상기 영역 데이터를 캡쳐하도록 정해지고 컴퓨터 시스템에 전달될 수 있다. 이것은 예를 들어 컴퓨터 시스템으로 하여금 페이지를 식별 가능하게 하고, 그래서 예를 들어 컴퓨터 시스템은 써지고 있거나 그려지고 있는 정확한 문서를 '안다'.
상술된 바와 같이, 상기 디바이스는 상기 면과 접촉될 필요가 없다. 상기 디바이스가 적어도 때때로 면과 접촉하는데 사용되도록 의도되는 경우, 상기 디바이스는 상기 면에 인가된 상기 디바이스의 힘을 감지하는 힘 센서를 포함할 수 있다. 바람직하기로는, 상기 디바이스는 상기 힘에 대한 정보를 제공하는 힘 데이터를 생성하는 힘 데이터 생성 수단을 포함한다. 상기 정보는 바람직하기로는 적어도 2가지 방식으로 이용될 수 있다.
첫 번째로, 상기 정보는 손으로 그려진 '스트로크(stroke)'로서 정해지는 힘 인가 및 제거 사이의 움직임을 가지고, 상기 디바이스가 우선 상기 면에 인가되는 경우 및 상기 디바이스가 상기 면을 떠나는 경우를 결정하는데 사용될 수 있다. 상기 힘 데이터 정보는 시간 스탬프될 수 있다.
두 번째로, 상기 정보는 상기 디바이스가 상기 면에 인가되는 경우 실질적으로 연속적인 기초로 힘 변동을 검출하는데 사용될 수 있다. 이 정보는 사용자의 서명을 특징지우는데 이용될 있거나 예를 들어 컴퓨팅 시스템을 위해 추가로 제어하는데 사용될 수 있다.
상기 디바이스는 바람직하기로는 상술된 바와 같은 적합한 수단을 포함하는 별개의 도구이다. 상기 디바이스는 어떤 형태일 수 있지만 바람직하기로는 철필(stylus) 또는 펜의 형태를 갖는다.
상기 디바이스는 바람직하기로는 제어될 수 있고 상기 디바이스를 경유하여 사용자에 의해 인가되는 손에 의한 정보(그리거나 쓰거나)를 해석할 수 있는 컴퓨터 시스템과 상호 작용하도록 의도된다. 바람직하기로는, 상기 디바이스는 상기 디바이스를 고유하게 식별하는 디바이스 식별 정보를 제공하도록 정해진다. 상기 컴퓨터 시스템은 따라서 상기 디바이스를 식별하기 위하여 상기 디바이스 식별 정보를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 대안적인 태양에 따라, 면을 포함하는 기판(substrate)으로서, 상기 면은 상기 면과 관련되는 전자 잉크 및 상기 면과 관련되는 코드 데이터를 구비하며, 상기 코드 데이터는 상기 면과 관련되는 영역의 아이덴티티를 나타내는 것을 특징으로 하는 기판이 제공된다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 단지 예로서, 첨부한 도면을 참조하여, 다음의 본 발명의 실시예들의 기술로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 샘플 프린트된 네트페이지(netpage)와 그 온라인 페이지 기술(description) 사이의 관계를 나타낸 개략도이다.
도 2는 네트페이지 펜, 네트페이지 프린터, 네트페이지 페이지 서버 및 네트페이지 애플리케이션 서버 사이의 상호작용을 나타낸 개략도이다.
도 3은 프린트된 네트페이지의 상위 구조와 그 온라인 페이지 기술(記述)의 개략도이다.
도 4a는 네트페이지 태그의 구조를 도시한 평면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 태그 세트와 네트페이지 펜의 형태를 갖는 네트페이지 센싱 디바이스의 시야(視野)(field of view) 사이의 관계를 나타낸 평면도이다.
도 5a는 네트페이지 태그의 대안적인 구조를 도시한 평면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 태그 세트와 네트페이지 펜의 형태를 갖는 네트페이지 센싱 디바이스의 시야(視野)(field of view) 사이의 관계를 나타낸 평면도이다.
도 5c는 타겟들이 인접 태그들간에 공유되는 도 5a에 도시된 9개의 태그들의 배열을 도시한 평면도이다.
도 5d는 도 5a에 도시된 태그의 4 코드워드들의 심벌들의 인터리빙 및 회전을 도시한 평면도이다.
도 6은 태그 이미지 프로세싱과 복호화 알고리즘의 개략도이다.
도 7은 네트페이지 펜과 이 펜과 관련된 태그-센싱 시야 콘(field of view cone)의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 네트페이지 펜의 분해 사시도이다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 네트페이지 펜용 펜 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.
도 10은 펜의 광 경로의 개략도이다.
도 11은 스트로크 캡쳐 알고리즘의 흐름도이다.
도 12는 무가공(raw) 디지털 잉크 클래스 다이어그램의 개략도이다.
도 13은 전극 및 시트 매체간의 전기장의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 단지 비제한적인 예들로서 본 발명의 바람직한 실시예 및 다른 실시예들이 설명될 것이다.
주기: 멤제트(상표명)(MemjetTM)는 오스트레일리아의 실버브룩 리서치 피티와이 엘티디(Silverbrook Research Pty Ltd)의 상표이다.
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 네트페이지 네트워크 컴퓨터 시스템과 작용하도록 구성되는데, 이하 그 요약은 하기에 제공되고 그 상세한 설명은 특히 출원들 PCT/AU00/00569, PCT/AU00/00565, PCT/AU00/00570, PCT/AU00/00519 및 PCT/AU00/00578을 포함하여, 우리의 초기 출원들에 제공된다. 모든 실시가 기본 시스템과 관련하여 이들 출원들에서 설명된 모든 것 또는 특정 상세 및 확장 개념을 반드시 구체화하는 것은 아니라는 것은 이해될 것이다. 그러나, 상기 시스템은, 본 발명의 바람직한 실시예들 및 태양들이 동작하는 전후관계를 이해하는데 도와주기 위하여 가장 완전한 형태로 설명된다.
간략하게 요약하면, 네트페이지 시스템의 바람직한 형태는 맵화된(mapped) 표면, 즉 컴퓨터 시스템에서 유지되는 표면 맵의 레퍼런스들을 포함하는 물리적 표면의 형태를 갖는 컴퓨터 인터페이스를 채용한다. 상기 맵 레퍼런스들은 적절한 센싱 디바이스에 의해 쿼리될 수 있다. 특정한 실시에 의존하여, 상기 맵 레퍼런스들은 가시적으로 또는 비-가시적으로 부호화될 수 있고, 상기 맵화된 표면상의 로컬 쿼리가 상기 맵내에서 그리고 다른 맵들중에서 모두 명백한 맵 레퍼런스를 생성하는 방법과 같이 규정된다. 상기 컴퓨터 시스템은 상기 맵화된 표면상의 특징에 대한 정보를 가질 수 있는데, 그 정보는 상기 맵화된 표면을 사용하는 센싱 디바이스에 의해 공급되는 맵 레퍼런스에 근거하여 검색될 수 있다. 그러므로, 상기 검색된 정보는 조작자의 상기 표면 특징과의 상호작용에 응답하여 상기 조작자를 대신하여 상기 컴퓨터 시스템에 의해 시작되는 실행의 형태를 취할 수 있다.
그 바람직한 형태에 있어서, 네트페이지 시스템은 네트페이지들의 생성 및 네트페이지들과 사람의 상호작용에 의존한다. 이것들은 일반 종이 또는 다른 매체에 프린트된 텍스트, 그래픽 및 이미지 페이지들이지만, 이것들은 대화형 웹 페이지들처럼 작용한다. 정보는 사람의 육안으로 실질적으로 보일 수 없는 잉크를 사용하여 각 페이지상에 부호화된다. 그러나, 상기 잉크는 광학 이미지 펜에 의해 감지되어 상기 네트페이지 시스템에 전송될 수 있고, 이로써 코드 데이터도 마찬가지로 그렇게 될 수 있다.
바람직한 형태에 있어서, 각 페이지상의 동작 버튼과 하이퍼링크는 네트워크로부터 정보를 요청하기 위해 또는 네트워크 서버에 선호도를 신호하기 위해 펜에 의해 클릭될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 네트페이지에 손으로 쓴 텍스트는 자동적으로 네트페이지 시스템에서 인지되고, 양식이 기입되도록 하면서 컴퓨터 텍스트로 변환된다. 다른 실시예들에 있어서, 네트페이지에 기록된 서명은 전자상거래가 안전하게 승인되도록 하면서 자동적으로 확인된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프린트된 네트페이지(1)는 펜과 네트페이지 시스템 사이의 통신을 경유하여 프린트된 페이지상에 물리적으로 그리고 "전자적으로" 모두 사용자에 의해 채워질 수 있는 대화형 양식을 표현할 수 있다. 이 예는 이름과 주소 필드 및 제출 버튼이 있는 "요청" 양식을 나타낸다. 상기 네트페이지는 보이는 잉크를 사용하여 프린트된 그래픽 데이터(2)와, 안보이는 잉크를 사용한 태그들(4)의 집합으로서 프린트된 코드 데이터(3)로 이루어진다. 네트페이지 네트워크에 저장된 대응하는 페이지 기술(記述; 5)은 네트페이지의 개별적인 구성요소들을 표현한다. 특히, 그것은 네트페이지 시스템이 네트페이지를 경유한 입력을 정확하게 해석하는 것을 허용하도록 대화형 구성요소 각각(즉, 이 예에서 텍스트 필드 또는 버튼)의 타입과 공간 범위(존; zone)를 표현한다. 제출 버튼(6)은, 예를 들어, 대응 그래픽(8)의 공간 범위에 대응하는 존(7)을 갖는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 그 바람직한 형태가 우리의 초기 출원 PCT/AU00/00565에 설명된 네트페이지 펜(101)은 네트페이지 프린터(601), 가정용, 사무용 또는 이동용의 인터넷에 접속된 프린팅 기기와 연계하여 작용한다. 상기 펜은 무선이고, 단거리 무선 링크(9)를 경유하여 상기 네트페이지 프린터와 안전하게 통신한다.
그 바람직한 형태가 우리의 초기 출원 PCT/AU00/00561 및 우리의 공동 제출된 출원 PCT/AU00/01281에 설명된 네트페이지 프린터(601)는 주기적으로 또는 요구시 모두 대화형 네트페이지로서 고품질로 프린트된 개인화된 신문, 잡지, 카탈로그, 브로셔 및 다른 간행물을 전달할 수 있다. 개인용 컴퓨터와 달리, 네트페이지 프린터는 예를 들어 사용자의 부엌내, 아침 식탁 근처, 또는 그날을 시작하는 가정의 포인트 근처와 같은 조간 뉴스를 첫번째로 접하는 장소에 인접한 벽에 장착될 수 있는 기기이다. 또한, 그것은 테이블탑용, 데스크탑용, 휴대용 및 소형 버전으로 된다.
소비 지점에서 프린트된 네트페이지는 사용하기 쉬운 종이에 대화형 매체의 시기적절한 시간과 상호작용을 결부시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 네트페이지 펜(101)은 프린트된 네트페이지(1)상에서 코드 데이터와 상호작용하고, 단거리 무선 링크(9)를 경유하여 상기 네트페이지 프린터와 상호작용(interaction) 통신한다. 프린터(601)는 상기 상호작용을 해석하기 위해 관련있는 네트페이지 페이지 서버(10)에 송신한다. 적절한 상황에서, 상기 페이지 서버는 대응하는 메시지를 네트페이지 애플리케이션 서버(13)에서 실행하는 애플리케이션 컴퓨터 소프트웨어에 송신한다. 상기 애플리케이션 서버는 본래 프린터에서 프린트된 응답을 교대로 송신할 수 있다.
상기 네트페이지 시스템은 예를 들어 우리의 초기 출원 PCT/AU00/00578에 설명된 바와 같이, 고속 마이크로전자기계 시스템(MEMS; microelectromechanical system)에 기초한 잉크제트(MemjetTM) 프린터와 연계되어 사용됨으로써 바람직한 실시예에서 훨씬 더 편리하게 만들어진다. 이 기술의 바람직한 형태에서, 비교적 고속이고 고품질인 프린팅이 소비자들에게 더 제공될 수 있다. 그 바람직한 형태에 있어서, 네트페이지 간행물은 쉬운 네비게이션과 편안한 취급을 위해 한데 묶인 양면에 풀컬러로 프린트된 레터-사이즈 글로시 페이지 세트와 같은 기존 뉴스잡지의 물리적 특성을 가진다.
상기 네트페이지 프린터는 광대역 인터넷 접속의 성장 유용성을 이용한다. 또한, 상기 네트페이지 프린터는 더 긴 배송시간 및 더 낮은 이미지 품질을 갖는 저속 접속에서도 동작할 수 있다. 또한 비록 상기 네트페이지 시스템이 더 느리게 동작한다면 소비자의 관점에서 더 적게 사용될 것이지만, 기존의 소비자 잉크젯 프린터와 레이저 프린터를 사용하는 상기 네트페이지 시스템이 사용될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 네트페이지 시스템은 사설 인트라넷에서 호스트가 된다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 네트페이지 시스템은 단일 컴퓨터 또는 프린터와 같은 컴퓨터-기능 디바이스에서 호스트가 된다.
네트페이지 네트워크상의 네트페이지 간행물 서버(14)는 프린트-품질 간행물을 네트페이지 프린터에서 배송하도록 구성된다. 주기적인 간행물은 포인트캐스팅과 멀티캐스팅 인터넷 프로토콜들을 경유하여 가입 네트페이지 프린터에 자동으로 배송된다. 개인 간행물은 개별 사용자 프로파일에 따라 필터되고 포맷된다.
한 네트페이지 프린터는 소정 개수의 펜을 지지하도록 구성될 수 있고, 한 펜은 소정 개수의 네트페이지 프린터와 작용할 수 있다. 바람직한 실시에 있어서, 각각의 네트페이지 펜은 고유 식별자를 갖는다. 한 세대는 그 하나하나가 가족 구성원 각각에 배정되는 컬러 네트페이지 펜의 집합을 가질 수 있다. 이것은 각 사용자가 네트페이지 간행물 서버 또는 애플리케이션 서버와 관련한 별개의 프로파일을 유지하도록 허용한다.
또한, 네트페이지 펜은 네트페이지 등록 서버(11)에 등록되고, 하나 또는 그 이상의 지불 카드 계정에 링크될 수 있다. 이것은 전자상거래(e-commerce) 지불이 상기 네트페이지 펜을 사용하여 안전하게 처리되게 한다. 상기 네트페이지 등록 서버는 네트페이지 펜에 의해 캡처된 서명을 이전에 등록된 서명과 비교하고, 사용자의 아이덴티티를 전자상거래 서버에 증명하는 것을 허용한다. 또한, 다른 바이오메트릭스(biometrics)가 아이덴티티를 증명하는데 사용될 수 있다. 네트페이지 펜의 어떤 버전은 상기 네트페이지 등록 서버에 의해 유사한 방법으로 증명되는 지문 스캐닝을 포함한다.
네트페이지 프린터는 사용자 개입없이 조간신문과 같은 정기 간행물을 배송할 수 있지만, 청하지 않은 정크 메일을 배송하지 않도록 구성될 수 있다. 그 바람직한 형태에 있어서, 그것은 가입된 또는 다른 권한이 부여된 소스로부터 정기간행물만을 배송한다. 이같은 점에 있어서, 상기 네트페이지 프린터는 전화번호 또는 이메일 주소를 알고 있는 어떤 정크 메일 발송자에 보이는 팩스 기계 또는 이메일 계정과는 다르다.
상기 시스템의 각각의 객체 모델은 UML(Unified Modeling Language) 클래스 다이어그램을 사용하여 서술된다. 클래스 다이어그램은 관계들(relationships)에 의해 연결된 객체 클래스들의 세트로 이루어지는데, 관계들의 2종류가 본 명세서에서 관심대상이다: 연관성과 일반화. 연관성은 객체들 사이, 즉 클래스들의 인스턴스들(instances) 사이의 어떤 종류의 관계를 나타낸다. 일반화는 실제 클래스들을 관련시키는데, 다음의 방법으로 이해될 수 있다: 만일 한 클래스가 그 클래스의 모든 객체들의 세트로서 고려되고, 클래스 A는 클래스 B의 일반화라 하면, 그리고 클래스 B는 단순하게 클래스 A의 서브세트가 된다. 각각의 클래스는 그 클래스 이름의 라벨이 붙은 직사각형으로 도시된다. 그것은 수평선에 의해 그 이름으로부터 분리된 클래스의 속성 리스트, 및 수평선에 의해 상기 속성 리스트로부터 분리된 클래스의 동작 리스트를 포함한다. 그러나, 이어지는 클래스 다이어그램들에 있어서, 동작들은 결코 모델화되지 않는다. 연관성은 연관성의 멀티플리서티(multiplicity)를 갖는 일단에 선택적으로 라벨된 2 클래스를 결합시키는 라인으로 도시되었다. 디폴트 멀티플리서티는 하나이다. 애스터리스크(*)는 "많은"의 멀티플리서티, 즉 제로 또는 그 이상을 지시한다. 각각의 연관성은 선택적으로 그 이름으로 라벨되고, 또한 선택적으로 대응 클래스의 역할이 그 일단에 라벨된다. 오픈 다이아몬드는 집합 연관성("의 부분인")("is-part-of")을 지시하고, 그 연관성 라인의 집합기 끝에 도시되었다. 일반화 관계("이다")("is-a")는 2 클래스를 결합시키는 그 일반화 끝에 화살표(오픈 삼각형 형태로)가 붙은 직선으로 도 시되었다. 클래스 다이어그램이 다수의 다이어그램들로 쪼개질 때, 중복된 어떤 클래스는 그 클래스를 정의하는 메인 다이어그램내에 점선 외곽선으로 도시되었다. 클래스는 그것이 정의된 곳에서만 속성과 같이 도시되었다.
네트페이지들은 네트페이지 네트워크가 구축되는 토대이다. 이들은 종이-기반 사용자 인터페이스를 간행된 정보 및 대화형 서비스에 제공한다. 네트페이지는 페이지 온라인 기술(記述)의 레퍼런스들과 같이 보이지 않게 태그된 프린트된 페이지(또는 다른 표면 영역)로 이루어진다. 온라인 페이지 기술은 네트페이지 페이지 서버에 의해 지속적으로 유지된다. 상기 페이지 기술은 텍스트와 그래픽 및 이미지를 포함하는 상기 페이지의 보이는 레이아웃과 내용을 기술한다. 또한, 그것은 버튼과, 하이퍼링크 및 입력 필드를 포함하는 상기 페이지의 입력 구성요소들을 기술한다. 네트페이지는 그 표면에 네트페이지 펜에 의해 만들어진 표시가 상기 네트페이지 시스템에 의해 동시에 캡처되고 프로세스되도록 허용한다.
다수의 네트페이지들은 동일한 페이지 기술을 공유할 수 있다. 그러나, 구별되어져야 할 다른 동일한 페이지를 통한 입력을 허용하도록 하기 위해서, 각 네트페이지는 고유 페이지 식별자(identifier)가 할당된다. 이 페이지 ID는 대단히 많은 수의 네트페이지들을 구별하는데 충분한 정밀도를 가진다.
상기 페이지 기술에 대한 각 레퍼런스는 프린트된 태그에서 부호화된다. 상기 태그는 그것이 나타나는 고유 페이지를 식별하고, 그럼으로써 상기 페이지 기술을 간접적으로 식별한다. 또한, 상기 태그는 상기 페이지에서 그 자신의 위치를 식별한다. 상기 태그의 특성은 이하 더 상세하게 설명된다.
태그들은 일반 종이처럼 적외선을 반사하는 어떤 기판에 적외선 흡수 잉크로 프린트된다. 근-적외선 파장은 사람눈에 보이지 않지만, 그러나 적절한 필터를 갖는 고체 이미지 센서에 의해 쉽게 감지된다.
태그는 네트페이지 펜의 영역 이미지 센서에 의해 감지되고, 그 태그 데이터는 최근접 네트페이지 프린터를 경유하는 네트페이지 시스템에 전송된다. 상기 펜은 무선이고, 단거리 무선 링크를 경유하여 네트페이지 프린터와 통신한다. 태그들은 충분히 작고, 상기 펜이 상기 페이지에서 단한번의 클릭으로도 적어도 한 태그를 신뢰할만하게 이미지화할 수 있게 밀집적으로 배열된다. 그 상호작용은 국적이 없기 때문에, 상기 펜이 상기 페이지와의 모든 상호작용에 대한 페이지 ID와 위치를 인식하는 것이 중요하다. 태그들은 표면 손상에 대해 부분적으로 내성을 갖도록 에러-보정가능하게 부호화된다.
상기 네트페이지 페이지 서버는 각각의 프린트된 네트페이지를 위해 고유 페이지 인스턴스를 유지하는데, 그것은 각각의 프린트된 네트페이지의 페이지 기술의 입력 필드에 대한 사용자-제공 값의 별개의 세트를 유지시키도록 한다.
페이지 기술과, 페이지 인스턴스 및 프린트된 네트페이지 사이의 관계가 도 3에 도시되었다. 상기 프린트된 네트페이지는 프린트된 네트페이지 문서(45)의 부분일 수 있다. 상기 페이지 인스턴스는 그것을 프린트했던 네트페이지 프린터와, 알려져 있다면, 그것을 요청했던 네트페이지 사용자 모두와 연관된다.
바람직한 형식에 있어서, 각 태그는 그것이 나타나는 영역 및 상기 영역내에서 그 태그의 위치를 식별한다. 또한, 태그는 전체 영역과 관련한 또는 그 태그와 관련한 플래그들을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 플래그 비트들은, 예를 들어, 그 영역의 기술을 참조하여야 하는 센싱 디바이스 없이 상기 태그의 즉시 영역과 연관된 기능을 지시하는 피드백을 제공할 것을 태그 센싱 디바이스에게 신호한다. 네트페이지 펜은, 예를 들어, 하이퍼링크 존에 있을 때 "동작 영역" LED를 밝힐 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 각 태그는 초기 검출을 도와주고, 표면에 의해 또는 센싱 프로세스에 의해 유발되는 어떤 휨의 영향을 최소화시키는데 일조하는 쉽게 인식되는 불변 구조를 포함한다. 상기 태그는 전체 페이지를 덮으며, 충분하게 작고, 상기 펜이 상기 페이지상에서 단한번의 클릭으로도 적어도 한 태그를 신뢰할 수 있게 이미지화할 수 있게 밀집 배열된다. 그 상호작용은 국적이 없기 때문에, 상기 펜이 상기 페이지와의 모든 상호작용에 대한 페이지 ID와 위치를 인식하는 것이 중요하다.
바람직한 실시예에 있어서, 태그가 참조하는 영역은 전체 페이지와 일치하고, 따라서 상기 태그에서 부호화된 영역 ID는 태그가 보이는 상기 페이지의 페이지 ID와 뜻이 같다. 다른 바람직한 실시예에 있어서, 태그가 참조하는 영역은 어떤 페이지 또는 다른 표면의 임의의 소영역일 수 있다. 예를 들면, 그것은 대화형 구성요소의 존과 일치할 수 있는데, 이 경우에 있어서 상기 영역 ID는 상기 대화형 구성요소를 직접적으로 식별할 수 있다.
각 태그는 전형적으로 16비트의 태그 ID, 적어도 90비트의 영역 ID 및 다수의 플래그 비트들을 포함한다. 평방 인치당 최대 태그 밀도 64를 가정하면, 16-비 트 태그 ID는 1024 평방 인치까지의 영역 사이즈를 지원한다. 인접 영역 및 맵을 단순하게 사용함으로써 상기 태그 ID 정밀도를 증가시키지 않고 더 큰 영역이 계속적으로 맵화될 수 있다. 영역 ID와 태그 ID간의 구별은 대부분 편의적인 것이다. 대부분의 목적들을 위하여 상기 둘의 연결은 포괄적으로 유일한 태그 ID로서 간주될 수 있다. 거꾸로 말하면, 예를 들어 상기 태그의 상기 x 및 y 좌표들을 정의하기 위하여 상기 태그 ID에 구조를 도입하는 것이 또한 편리할 수 있다. 90 비트 영역 ID는 290(~1027 또는 1000 조(兆) 조(兆))의 다른 영역들이 유일하게 식별되도록 허용한다. 또한 태그들은 유형 정보를 포함할 수 있고, 영역은 태그 유형들의 혼합물로 태그화될 수 있다. 예를 들어, 영역은 x 좌표들을 인코딩하는 한 세트의 태그들 및 y 좌표들을 인코딩하는 첫번째 것과 인터리빙되는 다른 세트를 가지고 태그화될 수 있다.
일 실시예에서, 태그 데이터의 120 비트는 (15, 5) 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 코드를 사용하게 중복허용가능하게 부호화된다. 이것은 각각 15개의 4-비트 심벌의 6 코드워드로 구성되는 360 부호화 비트를 생성한다. 상기 (15, 5) 코드는 5 심벌 에러까지 코드워드당 보정되게 허용하는데, 즉 코드워드당 33%까지 심벌 에러 비율을 용인한다. 각 4-비트 심벌이 태그에서 공간적으로 일관성 있는 방법으로 나타내지며, 상기 6 코드워드들의 심벌은 상기 태그내에서 공간적으로 인터리브된다. 이것은 버스트 에러(다수의 공간적으로 인접한 비트들에 영향을 미치는 에러)가 전체 심벌들의 최소 개수 및 어떤 한 코드워드 심벌의 최소 개수를 손상시키 는 것을 보증하는데, 그러므로 상기 버스트 에러 전부가 보정될 수 있는 가능성을 최대화한다.
예를 들어 더 많거나 더 적은 리던던시를 갖는, 동일하거나 상이한 심벌 및 코드 워드 크기들을 갖는 리드-솔로몬 코드; 다른 블록 코드; 또는 컨벌루션 코드와 같은 다른 종류의 코드와 같은 어떤 적합한 에러-정정 코드도 (15, 5) 리드-솔로몬 코드를 대신하여 사용될 수 있다(예를 들어 그 내용이 본 명세서에 상호-참조로써 통합되어 있는, 스테븐 비. 위커, 디지털 통신 및 저장을 위한 에러 제어 시스템들, 프렌티스-홀 1995를 참조하라).
도 4a에 도시되고 우리의 초기 출원 PCT/AU00/00569에 설명된 태그의 물리적 표현의 일 실시예는 고정 타겟 구조(15)(16)(17) 및 가변 데이터 영역(18)을 포함한다. 상기 고정 타겟 구조는 네트페이지 펜과 같은 센싱 디바이스가 태그를 검출하고 그리고 센서와 관련한 그것의 3차원 오리엔테이션을 추정하는 것을 허용한다. 상기 데이터 영역은 부호화된 태그 데이터의 개별 비트들의 표현을 포함한다. 그 사이즈를 최대화하기 위해서, 각 데이터 비트는 2 방사선 라인과 2 동심 원호에 의해 경계를 이루는 영역의 형태를 갖는 방사상 쐐기로 표현된다. 각 쐐기는 1600 dpi에서 8 도트의 최소 치수를 갖고, 그것의 베이스(그것의 내부 호)가 적어도 상기 최소 치수와 같아지도록 설계된다. 방사상 방향에서의 상기 쐐기의 높이는 항상 상기 최소 치수와 같다. 각 4-비트 데이터 심벌은 2×2 쐐기 어레이로 표현된다. 6 코드워드 각각의 15개의 4-비트 데이터 심벌들은 인터리브된 형태의 4 동심원 심벌 링(18a..18d)으로 할당된다. 심벌들은 태그 주변에서 원형 진행으로 교대로 할당된 다. 인터리빙은 같은 코드워드의 소정의 2 심벌들 사이의 평균 공간 거리를 최대화시키도록 설계된다.
센싱 디바이스를 경유한 태그된 영역과의 "싱글 클릭" 상호작용을 지원하기 위해서, 상기 센싱 디바이스는 그것이 위치된 영역 또는 오리엔테이션에 상관없이 그 시야에 들어온 적어도 하나의 전체 태그를 볼 수 있어야만 한다. 따라서, 센싱 디바이스의 시야에 들어오는 요구된 직경은 상기 태그들의 사이즈 및 공간에 대한 함수이다. 원형 태그 형상을 가정하면, 센서 시야(193)에 있는 센서의 최소 직경은 상기 태그들이 도 4b에 도시된 바와 같이 등변 삼각형 그리드상에 덮여질 때 구해진다.
네트페이지 펜과 같은 센싱 디바이스에 의해 수행되는 태그 이미지 프로세싱 및 복호화는 도 6에 도시되었다. 캡처된 이미지가 이미지 센서로부터 획득되어지는 동안, 그 이미지의 동적 범위가 (20에서) 결정된다. 이때 그 범위의 중심은 그 이미지(21)에 대한 2진 임계값으로서 선택된다. 그 다음, 상기 이미지는 (22에서) 연결된 픽셀 영역(즉, 형상(23))에서 임계값화되고 세그먼트화된다. 너무 작아 태그 타겟 구조들을 표현할 수 없는 형상들은 버려진다. 또한, 각각의 형상의 사이즈 및 중심이 계산된다.
이진 형상 모멘트(25)들이 각각의 형상에 대해 계산되고(24에서), 이들은 타겟 구조를 연이어서 찾기 위한 기초를 제공한다. 중심 형상 모멘트들은 본래 위치가 불변이고 스케일, 종횡비 및 회전에 있어서도 불변이 되도록 쉽게 만들어질 수 있다.
링 타겟 구조(15)는 할당되는 (26에서) 첫 번째 것이다. 링은 원근적-왜곡될 때 매우 잘 움직이는 장점을 갖는다. 각 형상의 모멘트들을 표시양상(aspect) 정규화 및 회전 정규화함으로써 매칭이 진행된다. 일단 그것의 2차 모멘트들이 정규화되면, 상기 링은 원근 왜곡이 상당했었을지라도 인식하는 것이 쉽다. 상기 링의 본래 표시양상 및 회전(27)은 함께 원근 변형의 유용한 근사(approximation)를 제공한다.
축 타겟 구조(16)는 할당되는 (28에서) 다음 것이다. 각 형상 모멘트에 링의 정규화를 적용하고 그 결과 모멘트를 회전 정규화함으로써 매칭이 진행된다. 일단 그것의 2차 모멘트들이 정규화되면, 상기 축 타겟은 쉽게 인식된다. 축의 가능한 2개의 오리엔테이션을 명확하게 하기 위해 하나의 3차 모멘트가 필요하다는 것이 주목된다. 이것을 가능하게 만들기 위해 상기 형상은 일측에 고의로 스큐된다. 원근 왜곡은 상기 축 타겟의 축을 숨길 수 있으므로, 적용된 링의 정규화를 가진 후에라야 상기 축 타겟을 회전 정규화하는 것이 가능하게 된다. 상기 축 타겟의 본래 회전은 펜 요(yaw)(29)에 기인한 태그 회전의 유용한 근사를 제공한다.
4개의 원근 타겟 구조(17)는 할당되는(30에서) 마지막 것이다. 그들 위치의 바람직한 예측은 상기 링에 대한 그들의 알려진 공간 관계 및 축 타겟, 링의 표시양상과 회전 및 축의 회전에 기초하여 계산된다. 각 표시양상의 모멘트에 링의 정규화를 적용함으로써 매칭이 진행된다. 일단 그들의 2차 모멘트들이 정규화되면, 원형 원근 타겟들은 인식하는 것이 쉽고, 각각의 예측된 위치에 타겟 최대근접이 매치로서 취해진다. 4개의 원근 타겟의 본래 중심은 태그 공간에서 알려진 사이즈 의 정사각형의 원근 왜곡된 코너(31)가 되도록 취해지고, 자유 원근 변형(33)의 8-차수는 4개의 태그 공간 및 이미지 공간 포인트 쌍과 관련한 잘알려진 방정식을 (32에서) 푸는 것에 기초하여 추론된다(참조: Heckbert, P., Fundamentals of Texture Mapping and Image Warping, Masters Thesis, Dept. of EECS, U. of California at Berkeley, Technical Report No. UCB/CSD 89/516, June 1989, 그 내용들은 크로스-레퍼런스로 본 명세서에 포함된다).
이미지-공간 원근 변형에 추론된 태그-공간은 각각의 알려진 데이터 비트 위치를 태그 공간에서 이미지 공간으로 투영하는데 사용되는데, 그곳에서 실제값 위치는 입력 이미지에서 4개의 관련 인접 픽셀을 쌍일차적으로(bilinearly) 인터폴레이트(36에서)하는데 사용된다. 이전에 계산된 이미지 임계값(21)은 최종 비트값(37)을 생성하도록 그 결과를 임계화하는데 사용된다.
일단 모든 360개의 데이터 비트(37)가 상기한 방법으로 획득되어 졌으면, 6개 60-비트 리드-솔로몬 코드워드 각각이 20개의 복호화된 비트(39) 또는 전체 120개의 복호화된 비트를 생성하도록 복호화된다. 코드워드 심벌은 코드워드가 샘플링 프로세스 동안 무조건적으로 디인터리브되도록 코드워드 순서로 샘플링된다.
링 타겟(15)은, 이미지에 대한 그 관계가, 만일 발견된다면, 그 링이 완전한 태그의 일부분인 것을 보증하는 상기 이미지의 서브 영역에서만 구해진다. 만일, 완전한 태그가 발견되지 않아 성공적으로 복호화되지 않는다면, 어떤 펜 위치도 현재 프레임에 기록되지 않는다. 적절한 프로세싱 전력과 이상적인 최소가 아닌 시야(193)가 주어진다면, 대안적인 전략상 현재 이미지에서 또 다른 태그를 찾는 다.
획득된 태그 데이터는 그 태그를 포함하는 영역의 아이덴티티와 상기 영역내에 있는 태그의 위치를 지시한다. 펜의 전체 오리엔테이션(35) 뿐만 아니라 상기 영역에서의 펜 끝의 정확한 위치(35)는 태그에서 관찰된 원근 변형(33) 및 펜의 물리적 축과 펜의 광학적 축 사이의 알려진 공간 관계로부터 추론된다(34에서).
방금 설명된 상기 태그 구조는 평평한 표면들의 규칙적인 타일링들 및 평평하지 않은 표면들의 불규칙적인 타일링들 양자를 허용하도록 설계된다. 규칙적인 타일링들은 일반적으로 평평하지 않은 표면들상에서 가능하지 않다. 태그들의 규칙적인 타일링이 가능한 평평한 표면들, 즉 종이의 시트들 등과 같은 표면들의 더 일상적인 경우에 있어서, 상기 타일링의 규칙적인 특질을 이용하는 더 효과적인 태그 구조들이 사용될 수 있다.
규칙적인 타일링에 더 적합한 대안적인 태그 구조가 도 5a에 도시된다. 상기 태그(4)는 정방형이고 4개의 투시 타겟들(17)을 갖는다. 그것은 미국 특허 5,051,746에서 베네트 등(Bennett et al.)에 의해 설명된 태그들과 구조가 유사하다. 상기 태그는 총 240비트에 대해, 60 4-비트 리드-솔로몬 심벌들(47)을 나타낸다. 상기 태그는 각 1 비트를 도트(48)로서 나타내고, 각 0 비트를 대응하는 비트의 부재로 나타낸다. 상기 투시 타겟들은 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 인접 태그들 간에 공유되도록 설계된다. 도 5b는 16 태그들의 정방형 타일링 및 대응하는 최소 시야(193)를 도시한 것인데, 이것은 2 태그들의 대각선들에 걸쳐야 한다. 도 5c는 9 태그들의 정방형 타일링을 도시한 것인데, 도시의 목적을 위해 모든 1 비트들을 포함한다.
(15, 7) 리드-솔로몬 코드를 이용하여, 112 비트의 태그 데이터는 240 부호화된 비트들을 생성하기 위하여 용장하게 부호화된다. 상기 4 코드워드들은 버스트 에러들에 대한 회복력을 최대화하기 위하여 상기 태그내에 공간적으로 인터리빙된다. 전과 같이 16-비트 태그 ID를 가정하면, 이것은 92 비트까지의 영역 ID를 허용한다. 상기 태그의 상기 데이터-베어링(data-bearing) 도트들(48)은 그들의 이웃 도트들과 중복되지 않도록 설계되어서, 태그들의 그룹들은 타겟들을 닮은 구조들을 생성할 수 없다. 또한 이것은 잉크를 절약한다. 그러므로, 상기 투시 타겟들은 상기 태그의 검출을 허용해서, 추가 타겟들을 필요로 하지 않는다.
상기 태그가 상기 센서와 관련된 상기 태그의 4 가능한 방위들의 명확성을 허용하도록 방위 특징을 포함할 수 있을지라도, 상기 태그 데이터에 방위 데이터를 내장시키는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 상기 4 코드워드들은 각 태그 방위가 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 방위에 배치된 하나의 코드워드를 포함하도록 배열될 수 있는데, 각 심벌은 그것의 코드워드(1-4)의 번호 및 상기 코드워드내의 상기 심벌의 위치(A-O)가 붙여진다. 그다음 태그 복호화는 각 방위에 하나의 코드워드를 복호화하는 것을 포함한다. 각 코드워드는 그것이 첫번째 코드워드인지를 나타내는 단일 비트 또는 그것이 어떤 코드워드인지를 나타내는 2 비트들을 포함할 수 있다. 후자의 접근 방법은, 단지 하나의 코드워드의 데이터 내용이 필요한 경우, 기껏해야 2 코드워드들이 원하는 데이터를 획득하기 위하여 복호화되는 것이 필요하다는이점을 갖는다. 이것은 상기 영역 ID가 스트로크내에서 변하지 않을 것이어서 스트 로크의 시작시에만 복호화되는 경우일 수 있다. 스트로크내에서 상기 태그 ID를 포함하는 상기 코드워드만이 요망될 것이다. 더욱이, 상기 센싱 디바이스의 회전은 스트로크내에서 느리고 예측가능하게 변하기 때문에, 전형적으로 하나의 코드워드만이 프레임마다 복호화될 필요가 있다.
전적으로 투시 타겟들을 필요없게 하고 그대신 자기-등록하는 데이터 표시에 의존하는 것이 가능하다. 이 경우 각 비트 값(또는 멀티-비트 값)은 전형적으로 명확한 그림 문자에 의해 표시되는데, 즉 비트 값 없음은 그림 문자의 부재에 의해 표시된다. 이것은 상기 데이터 그리드가 잘 상주해 있음을 보증하고, 따라서 상기 그리드가 신뢰성있게 식별되도록 허용하며, 그것의 투시 왜곡이 검출되고 그 다음에 데이터 샘플링동안 보정되도록 허용한다. 태그 경계들이 검출되도록 허용하기 위하여, 각 태그 데이터는 마커 패턴을 포함해야 하고, 이들은 신뢰성있는 검출을 허용하도록 용장하게 부호화되어야 한다. 이러한 마커 패턴들의 오버헤드는 명시적인 투시 타겟들의 오버헤드와 유사하다. 이러한 하나의 스킴은 상이한 그림문자들, 그래서 상이한 멀티-비트 값들을 나타내기 위하여 그리드 정점들과 관련된 다양한 포인트들에 배치되는 도트들을 사용한다(2000년 4월 아노토, 아노토 테그놀러지 기술(Anoto Technology Description)을 참조하라).
태그의 복호화는 영역 ID, 태그 ID, 및 태그 관련 펜 변형으로 된다. 상기 태그 ID 및 태그-관련 펜 위치가 태그된 영역내에서의 절대 위치에서 해석될 수 있기 전에, 상기 영역내의 태그 위치가 알려져야만 한다. 이것은 태그된 영역의 각 태그 ID를 대응하는 위치에 맵핑하는 기능인, 태그 맵에 의해 주어진다. 태그 맵은 그 표면 영역을 태그들로 덮는데 사용되는 스킴을 반영하고, 이것은 표면 타입에 따라 변할 수 있다. 다수의 태그된 영역들이 동일한 타일링(tiling) 스킴과 동일한 태그 넘버링(numbering) 스킴을 공유할 때, 그들은 또한 동일한 태그 맵을 공유할 수 있다. 영역에 대한 태그 맵은 영역 ID를 경유하여 검색될 수 있어야만 한다. 그러므로, 영역 ID, 태그 ID 및 펜 변형이 주어지면, 상기 태그 맵이 검색될 수 있고, 상기 태그 ID는 상기 영역내의 절대 태그 위치에서 해석될 수 있고, 상기 태그-관련 펜 위치는 상기 영역내의 절대 펜 위치를 생성하도록 상기 태그 위치에 부가될 수 있다.
상기 태그 ID는 상기 태그 맵을 통한 번역을 도와주는 구조를 가질 수 있다. 그것은 예를 들어 그것이 나타나는 상기 표면 유형에 따라, 부호화된 데카르트 좌표들 또는 극 좌표들 일 수 있다. 상기 태그 ID 구조는 상기 태그 맵에 의해 지시되고 상기 태그 맵에 알려져 있어서, 상이한 태그 맵들과 관련된 태그 ID들은 상이한 구조들을 가질 수 있다.
2개의 별개 표면 코딩 스킴들은 이 섹션 앞에서 설명된 태그 구조를 사용한다. 바람직한 코딩 스킴은 이미 논의된 바와 같이 "위치-지시" 태그를 사용한다. 대안적인 코딩 스킴은 "객체-지시"(또는 "기능-지시") 태그들을 사용한다.
위치-지시 태그는, 태그된 영역과 연관된 태그 맵을 통해 해석될 때, 상기 영역내에서 고유 태그 위치를 생성하는 태그 ID를 포함한다. 상기 펜의 태그-상대 위치는 상기 영역내에서 펜의 위치를 생성하도록 이 태그 위치에 부가된다. 이것은 상기 영역과 연관된 페이지 기술의 사용자 인터페이스 구성요소와 관련한 펜의 위 치를 결정하는데 교대로 사용된다. 상기 사용자 인터페이스 구성요소 자체가 식별되어질 뿐만 아니라 상기 사용자 인터페이스 구성요소와 관련된 위치가 식별된다. 그러므로, 위치-지시 태그들은 특이한 사용자 인터페이스 구성요소의 존에 있는 절대 펜 경로의 캡처를 사소하게 지원한다.
객체-지시(또는 기능-지시) 태그는 상기 영역(또는 동등하게 기능)과 연관된 페이지 기술에서 사용자 인터페이스 구성요소를 직접적으로 식별하는 태그 ID를 포함한다. 상기 사용자 인터페이스 구성요소의 존에 있는 모든 태그들은 상기 사용자 인터페이스 구성요소들을 식별하고, 그것들을 동일하게 만들어 구별할 수 없게 한다. 따라서, 객체-지시 태그들은 절대 펜 경로의 캡처를 지원하지 않는다. 그러나, 그것들은 상대적인 펜 경로의 캡처는 지원한다. 위치 샘플링 주파수가 마주친(encountered) 태그 주파수의 2배를 초과하면, 단일 샘플링된 펜 위치에서 스트로크(stroke)내의 다음 위치로의 변위가 명백하게 결정될 수 있다. 대안으로서, 상기 네트페이지 펜(101)은 우리의 초기 출원 PCT/AU00/00565에 설명된 바와 같은, 한 쌍 또는 움직임-감지 가속도계들을 포함할 수 있다.
코드화된 전자 잉크 면들을 위한 펜과 같은 센싱 디바이스의 형태를 갖는, 본 발명의 실시예가 이제 설명될 것이다. 상기 센싱 디바이스는 이하 간단하게 "펜"으로 지칭된다.
전자 잉크(electronic ink)는 전형적으로 도트들의 상태를 선택적으로 변경하기 위하여 외부적으로 어드레스될 수 있는 실질적으로 쌍안정의(bistable) 단색 또는 컬러 도트들의 형태를 취한다. 개별적인 도트의 상태는 전형적으로 적합한 극 성의 전기장을 인가함으로써 변경된다. 비록 몇몇 전자 잉크들이 면상에 인쇄될 수 있다 하더라도, 다른 전자 잉크들은 본질적으로 기판(substrate)내에 제조되어 '전자 종이(electronic paper)'에 보다 유사한 것을 생성한다. 2가지 종류 모두 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
전자 잉크는 2가지 방식으로 변할 수 있다: 전자 잉크는 적합한 도트-어드레싱 전극들을 통합하는 프린터에 의해 여러 번 "인쇄"될 수 있고, 적합한 전극들을 통합하는 기록(및/또는 삭제) 도구에 의해 기록(및/또는 삭제)될 수 있다.
코드화된(coded) 전자 잉크 면은 상술된 바와 같은 불변의 태그들 및 가변의 전자 잉크를 포함하는 하이브리드(hybrid)이다. 상기 코드화된 전자 잉크 면은 또한 종래의 수단에 의해 상기 면상에 인쇄되는 가시 그래픽 정보를 포함할 수 있다.
코드화된 전자 잉크 면은 적합한 센서를 통합한 센싱 디바이스의 사용을 통해, 상술된 바와 같이 상호 작용될 수 있다는 장점을 갖는다.
상기 태그들이 변화되지 않는 상태로 남아있는 동안 한 페이지의 가시 그래픽 내용이 여러 번 변화될 수 있는 코드화된 전자 잉크 페이지들의 "인쇄"는 우리의 동시에 출원된 출원 PCT/AU00/01281에서 설명된다.
전자 잉크의 일 형태가 미국 특허 제4,126,854호에 개시되고, 그 내용들이 본 명세서에 참조로 통합된다. 개시된 전자 잉크는 복수의 구(sphere)들을 포함하고, 각각의 구는 표면 코팅들을 경유하여 정전기로 그리고 광학적으로 이방성(anisotropic)이 되고, 각각의 구는 자신의 유체로 채워진 방에 떠있다. 외부 전기장의 영향아래, 상기 구들은 그들의 광학적 이방성에 따른 디스플레이를 제 공하기 위하여 그들의 정전기적 이방성에 따라 회전하도록 야기될 수 있다.
전자 잉크의 다른 형태가 미국 특허 제5,389,945호, 제6,017,584호 및 제6,120,588호에 개시되고, 그 내용들이 본 명세서에 참조로 통합된다. 개시된 전자 잉크들은 다른 컬러의 유체 내에 확산되는 하나의 컬러의 복수의 입자들을 포함한다. 외부 전기장의 영향아래, 상기 입자들은 디스플레이를 제공하기 위하여 상기 면 쪽으로 또는 상기 면으로부터 멀어지도록 상기 유체 내에서 배치될 수 있다. 다른 컬러들의 정전기적으로 분류된 입자들 및 보다 복잡한 전기장 제어를 사용함으로써 컬러 디스플레이들이 제공된다.
본 발명의 제1 실시예가 이제 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명될 것이다. 참조번호 101로 일반적으로 지시된 펜은, 펜 구성부품을 장착시키기 위한 내부 공간(104)을 형성하는 벽부(103)를 갖는 플라스틱 몰딩 형태의 하우징(102)을 포함한다. 펜 상부(105)는 작용상 하우징(102)의 일단부(106)에 회전가능하게 장착된다. 반투명 커버(107)는 하우징(102)의 타단부(108)에 고착된다. 또한, 커버(107)는 몰드 플라스틱으로 구성되고, 사용자가 하우징(102)내에 장착된 LED의 상태를 볼 수 있도록 하기 위해 반투명 재료로 형성된다. 커버(107)는 하우징(102, 이하 참조)의 타단부(108)를 실질적으로 감싸는 메인부(109)와, 메인부(109)로부터 뒤쪽으로 돌출되어 하우징(102)의 벽부(103)에 형성된 대응 슬롯(111) 내에 적합되는 돌출부(110)를 포함한다. 무선 안테나(112)는 하우징(102) 내에서 돌출부(110) 뒤쪽에 장착된다. 커버(107)에 형성된 구멍(113A)을 감싸는 스크류 나사산(113)은 대응하는 스크류 나사산(115)을 포함하는 금속 단편(114)을 수용하도록 형성된다. 금속 단편(114)은 잉크 카트리지를 교체할 수 있도록 분리할 수 있다.
또한, 플렉스 PCB(117)상의 3색-컬러 상태 LED(116)가 커버(107)내에 장착된다. 안테나(112) 또한 플렉스 PCB(117)상에 장착된다. 모든-주변에 좋은 시인성을 주기 위해, 상태 LED(116)는 펜(101)의 상부에 장착된다.
상기 펜은 정상적인 마킹 잉크펜으로서 그리고 비-마킹 철필(stylus)로서 모두 작용할 수 있다. 펜촉(nib; 119) 및 철필 펜촉(121)를 갖는 철필(120)을 갖는 잉크 펜 카트리지(118)는 하우징(102)내에 나란히 장착된다. 잉크 카트리지 펜촉(119) 또는 철필 펜촉(121) 중의 하나는 펜 상부(105)의 회전에 의해 금속 단편(114)의 개구(122)를 통해 앞으로 나올 수 있다. 각각의 슬라이더 블록(123)(124)은 잉크 카트리지(118)와 철필(120)에 각각 장착된다. 회전가능한 캠 몸통(125)은 작용중에 펜 상부(105)에 고착되고, 상기 펜 상부와 함께 회전하도록 형성된다. 캠 몸통(125)은 캠 몸통의 벽부(181)내에 슬롯 형태의 캠(126)을 포함한다. 슬라이더 블록(123)(124)으로부터 돌출되는 캠 종동부(127)(128)는 캠 슬롯(126)내에 적합된다. 캠 몸통(125)의 회전시, 슬라이더 블록(123)(124)은 금속 단편(114)의 구멍(122)을 통해 펜 펜촉(119) 또는 철필 펜촉(121) 중의 하나가 나오도록 상호간에 상대 운동한다. 펜(101)은 3가지 동작 상태를 갖는다. 상부(105)를 90°단계로 회전시킴으로써 3가지 상태가 있게 된다:
(1) 철필(120) 펜촉(121)이 밖으로 나옴.
(2) 잉크 카트리지(118) 펜촉(119)이 밖으로 나옴.
(3) 잉크 카트리지(118) 펜촉(119) 및 철필(120) 펜촉(121) 어느 것도 밖으 로 나오지 않음.
제2 플렉스 PCB(129)는 하우징(102)내에 안착하는 전자 섀시(130)에 장착된다. 제2 플렉스 PCB(129)는 투영을 위해 적외선 잉크(이하 참조)로 인쇄되는 위치 태그들에 적외선 방사를 제공하는 적외선 LED(131)를 장착한다. 이미지 센서(132)가 상기 표면에서 반사된 방사를 수신하기 위해 제2 플렉스 PCB(129)에 마련되어 장착된다. 또한, 제2 플렉스 PCB(129)는 RF 송신기와 RF 수신기를 구비하는 무선 주파수 칩(133)과, 펜(101)의 동작을 제어하는 컨트롤러 칩(134)을 장착한다. 광학 블록(135)(몰드 클리어 플라스틱으로 형성된)은 커버(107)내에 안착되어, 적외선 빔을 상기 표면에 투사하고 이미지 센서(132) 상의 이미지를 수신한다. 전력 공급선(136)은 제2 플렉스 PCB(129)상의 구성부품들을 캠 몸통(125)내에 장착된 배터리 접촉부(137)에 연결시킨다. 터미널(138)은 배터리 접촉부(137) 및 캠 몸통(125)에 연결된다. 3볼트 재충전식 배터리(139)는 상기 배터리 접촉부와 접촉하는 상태로 캠 몸통(125)내에 안착된다. 인덕션 충전 코일(140)은 인덕션을 통해 배터리(139)를 재충전시킬 수 있도록 제2 플렉스 PCB(129)의 주위에 장착된다. 또한, 제2 플렉스 PCB(129)는, 철필(120) 또는 잉크 카트리지(118) 중의 하나가 쓰기 위해 사용될 때, 펜 펜촉(119) 또는 철핀 펜촉(121)에 의해 상기 표면에 인가되는 힘을 판단할 수 있도록 캠 몸통(125)에서의 변위를 검출하는 적외선 LED(143)와 적외선 포토다이오드(144)를 장착한다. 적외선 포토다이오드(144)는 슬라이더 블록(123)(124)에 장착된 반사기(미도시)를 경유하여 적외선 LED(143)로부터 빛을 검출한다.
고무 그립(grip) 패드(141)(142)는 펜(101)을 잡는데 도움을 주기 위해 하우 징(102)의 타단부(108)쪽에 마련되고, 상부(105) 또한 펜(101)을 주머니에 클립하기 위한 클립(142)을 포함한다.
본 발명의 이 실시예의 상기 펜은 상세하게는 계산 시스템에 명령들을 전송하는데 사용하기 위해 면상에 기록된 코드 데이터를 검출하도록 배열된다. 그러한 코드 데이터는 적외선 잉크로 상기 면상에 인쇄된 위치 태그들을 포함한다. 각 위치 태그는 상기 태그가 인쇄되는 영역의 형태를 갖는 제1 아이덴티티를 식별하는 인쇄된 영역 데이터(예를 들어 상기 태그가 종이의 시트 위에 인쇄되는 경우 이 데이터는 종이의 상기 시트를 식별할 것이다) 및 또한 상기 영역 내에 상기 태그의 위치의 형태를 갖는 제2 아이덴티티를 식별하는 위치 데이터를 포함한다. 상기 위치 태그들은 또한 상기 태그가 인쇄되는 상기 면에 관하여 상기 펜의 3-차원 오리엔테이션(예를 들어 상기 면에 관하여 틸트)의 계산을 가능하게 하는 타깃 구조들을 포함한다. 상기 태그는 또한 다양한 제어 데이터를 포함할 수 있다.
펜(101)은 그 펜촉 주변의 표면 영역을, 적외선 스펙트럼에서, 이미지화함으로써 상기 이미지 센서(32)의 위치 및 그것에 의한 그 펜촉(철필 펜촉(121) 또는 잉크 카트리지 펜촉(119))의 위치를 판단하도록 형성된다. 상기 펜은 최근접 위치 태그로부터 위치 데이터를 기록하고, 광학 장치(135)와 컨트롤러 칩(134)을 이용하는 상기 위치 태그로부터 상기 이미지 센서(32)의 거리 및 그것에 의한 펜촉(121) 또는 (119)의 거리를 계산하도록 형성된다. 컨트롤러 칩(134)은 상기 펜의 오리엔테이션 및 이미지화된 태그에서 관찰된 원근 왜곡으로부터 펜촉에서 태그까지의 거리를 계산한다.
상기 위치 태그로부터의 제어 데이터는 상기 펜(101)이 상기 펜의 "액티브 영역(active area)" LED를 동작시키도록 명령하는 제어 비트들을 포함할 수 있다(이것은 사실 상기 트리-컬러 LED(116)의 하나의 모드이고, 상기 펜이 상기 제어 데이터로부터, 이미지화되고 있는 상기 영역이 "액티브 영역"이라고 결정한 경우 노란색이 된다). 따라서, 버튼 또는 하이퍼링크의 상기 액티브 영역에 해당하는 상기 면상의 영역은 이 LED를 동작시키도록 부호화될 수 있고, 상기 펜(101)이 그 위로 지나가는 경우 상기 펜의 사용자에게 상기 버튼 또는 하이퍼링크가 액티브라는 시각적인 피드백을 제공한다. 제어 데이터는 또한 상기 펜(101)이 연속하는 펜 힘 독출들을 캡쳐하도록 명령할 수 있다. 따라서 서명 입력 영역에 해당하는 상기 면상의 영역은 연속하는 펜(101) 힘을 캡쳐하도록 부호화될 수 있다.
상기 면에 관하여 펜(101) 동작은 일련의 스트로크들을 포함할 수 있다. 스트로크는 펜-다운 이벤트에 의해 개시되고 다음의 펜-업 이벤트에 의해 완료되는, 상기 면상의 시퀀스의 시간-스탬프된 펜(101) 위치들로 구성된다. 펜 힘은 예를 들어 상기 펜이 서명을 캡쳐하고 있는 경우와 같은 연속적인 값으로서 해석될 뿐 만 아니라 상기 펜이 "업" 또는 "다운"인지 여부를 나타내는 임계값에 관하여 해석될 수 있다는 것을 주목한다. 상기 시퀀스의 캡쳐된 스트로크들은 이하 "디지털 잉크"로서 지칭될 것이다. 디지털 잉크는 계산 시스템을 가지고 그리기들 및 수기의 디지털 교환을 위해, 수기의 온-라인 인식을 위해 그리고 서명들의 온-라인 확인을 위한 기초를 형성하는데 사용될 수 있다.
RF 칩(133)과 안테나(112)를 이용하여 펜(101)은 디지털 잉크 데이터(이것은 보안을 위해 암호화되고 효율적인 전송을 위해 패키지화된다)를 계산 시스템에 전송할 수 있다.
상기 펜이 수신기의 범위내에 있을 때, 상기 디지털 잉크 데이터는 그것이 형성되는 대로 전송된다. 펜(101)이 범위 밖으로 이동할 때, 디지털 잉크 데이터는 펜(101) 내부에 버퍼되어(펜(101) 회로는 상기 표면에서의 대략 12분 동안의 펜 움직임에 대한 디지털 잉크 데이터를 저장하도록 형성된 버퍼를 포함한다), 나중에 전송될 수 있다.
상기 펜(101)은 또한 전기장 발생기의 형태를 갖는 상태 변경 디바이스를 포함하고, 상기 상태 변경 디바이스는 상기 펜(101)이 상기 면에 관하여 움직이는 경우 상기 면의 전자 잉크의 상태를 변경하는 역할을 한다. 상기 전기장 발생기는 활성화될 수 있거나 비활성화될 수 있다. 활성화되는 경우, 상기 상태 변경 디바이스에 의해 상기 전자 잉크의 상태의 변경이 일어난다. 비활성화되는 경우, 어떤 적합한 센싱 수단, 예를 들어 힘 센서에 의해 상기 상태 변경 디바이스에 의한 상태의 변경이 일어나지 않는다. 상기 장치 및 상기 면사이의 상대적인 힘이 소정의 값을 초과하는 경우 상기 힘 센서는 상기 전기장 발생기를 활성화하거나 비활성화하도록 정해질 수 있다. 상기 힘 센서는 상술된 바와 같이 상기 사용자에 의해 상기 면에 인가되는 힘의 정도 및/또는 펜 업 및 펜 다운 상태들을 검출하기 위해 상기 광학 센서와 동일하거나 별개일 수 있다.
상기 전기장 발생기의 인에이블(enablement)은 상기 면에 인에이블 또는 디세이블(disablement) 마커들을 인가함으로써 제어될 수 있다. 상기 전기장 발생기 가 인에이블(enable)되거나 디세이블(disable)되기 위하여, 상기 전기장 발생기는 활성화되어야 한다. 상기 마커들은 상기 펜의 검출 수단에 의해 검출될 수 있고 상기 전기장 발생기를 인에이블하거나 디세이블하는데 사용될 수 있다. 대안으로 인에이블은 상기 펜이 통신하고 있는 컴퓨팅 시스템에 의해 제어될 수 있고, 상기 펜이 상호 작용하고 있는 상기 면 또는 상기 면의 영역의 설명에 기초하여, 상기 면상의 위치 태그들로부터 상기 펜에 의해 감지된 상기 영역 ID로부터 식별될 수 있고 상기 컴퓨팅 시스템에 전달될 수 있다.
인에이블되는 경우, 상기 전기장 발생기는 상기 면상에 인쇄된 전자 잉크의 상태를 변경하도록 허용되고, 디세이블되는 경우, 상기 전기장 발생기는 상기 면상에 인쇄된 전자 잉크의 상태를 변경하도록 허용되지 않는다.
상기 인에이블 및 디세이블 마커들은 일련의 비트들로서 상기 위치 태그들과 통합될 수 있는데, 상기 비트들은 상기 태그에 의해 점유된 영역의 지도를 나타내고, 각 비트는 영역 또는 서브-영역이 변경 가능한지 아닌지를 나타낸다. 대안으로, 상기 인에이블 및 디세이블 마커들은 상기 위치 태그들에서 분리될 수 있다. 또한, 대안으로 상술된 바와 같이, 인에이블 및 디세이블 정보는 상기 컴퓨팅 시스템에 의해 유지되는 면 설명(예를 들어 페이지 설명)의 부분일 수 있다.
이렇게 하여, 상기 면상의 특정 영역들은 상기 면의 마크가능, 마크불가능, 삭제가능 또는 삭제불가능 영역들을 나타내기 위하여 마크될 수 있다.
상기 전기장 발생기는 상기 펜의 하나의 세로끝단에 위치될 수 있고 2가지 동작 모드를 가지도록 정해질 수 있다. 즉, 하나의 모드는 상기 전자 잉크의 상태 를 제1 상태(즉, "마크된")로 변경하고, 상기 전기장 발생기의 제2 모드는 예를 들어 상기 전자 잉크의 상태를 제2 상태(즉, "빈(blank)" 또는 "삭제된")로 변경하는 역할을 한다.
상기 전기장 발생기는 동일 또는 반대 극성의 하나 이상의 전극들을 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 일 구성에 있어서, 상기 펜 안의 전극(500)은 상기 면 매체(504)의 전도층(502)과 상호 작용하여 상기 면과 실질적으로 직각 방향으로 전기장(506)을 생성한다. 상기 전기장은 상기 전자 잉크 층(508)내의 전자 잉크 입자들을 상기 전기장을 가지고 정렬시키는 역할을 하여, 상기 전자 잉크의 가시적인 외관 및 따라서 상기 면을 제어한다. 마킹 모드에 있어서, 상기 전극은 상기 전도 기판에 관하여 하나의 극성으로 스위칭되는 반면, 삭제 모드에 있어서, 상기 전극은 반대 극성으로 스위칭된다. 대안적인 구성에 있어서, 반대 극성들의 전극들은 상기 면내에 관통하고, 그 강도는 반대 방향에서보다 원하는 방향에서 더 강한 전기장을 발생하도록 상기 펜에 배열된다.
전극은 상기 금속 단편(114), 상기 커버(107) 또는 상기 철필 펜촉(121)에 통합될 수 있다.
대안적인 실시예에 있어서, 마킹 및 삭제 전기장 발생기들이 상기 펜의 반대쪽 세로끝단에 위치될 수 있다. 물론, 이 장치에 있어서, 태그 센서가 상기 펜의 각 끝단에 요구될 것이다.
상기 면에 인쇄되는 경우 육안에 비가시적일 수 있거나 아닐 수 있는 전자 잉크 도트들 및 안료-기반(pigment-based) 채색된 잉크 도트들 또는 염료-기반(dye-based) 잉크 도트들과 같은 영구 잉크 도트들 둘 다를 상기 면에 인쇄함으로써 정보가 상기 면에 적용될 수 있다. 상기 전자 잉크 도트들은 상술된 바와 같이 수정될 수 있는 반면, 상기 영구 잉크 도트들은 수정가능하지 않은 상태로 남아있다. 이것은 사용자가 상기 전자 잉크의 상태를 변경함으로써 상기 면에 수행한 마킹들로 하여금 수정가능하지 않은 미리 인쇄된 정보에 영향을 미치지 않으면서 수정 가능하도록 허용한다.
상기 펜의 다양한 동작들이 이제 다음 섹션들에 보다 상세하게 설명될 것이다.
상술된 바와 같이, 컨트롤러 칩(134)은 펜(101)의 제2 플렉스 PCB(129)에 장착된다. 도 9는 컨트롤러 칩(134) 구조를 보다 상세하게 도시하는 블록 다이어그램이다. 또한, 도 9는 대표적인 RF 칩(133), 이미지 센서(132), 3색-컬러 상태 LED(116), 적외선 조명 LED(131), 적외선 힘 센서 LED(143), 및 힘 센서 포토다이오드(144)를 나타낸다.
펜 컨트롤러 칩(134)은 제어 프로세서(145)를 포함한다. 버스(146)는 컨트롤러 칩(134)의 구성부품들 사이의 데이터를 변경할 수 있다. 또한, 플래시 메모리(147)와 512KB DRAM(148)이 포함된다. 아날로그-디지털 변환기(149)는 힘 센서 포토다이오드(144)로부터 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 형성된다.
이미지 센서 인터페이스(152)는 이미지 센서(132)를 인터페이스한다. 또한, 송수신기 컨트롤러(153)와 베이스밴드 회로(154)는 RF 회로(155)와 안테나(112)에 접속된 RF 공진기 및 인덕터(156)를 구비하는 RF 칩(133)을 인터페이스하도록 구비 된다.
제어 프로세서(145)는, 이미지 센서(132)를 경유하여 상기 표면으로부터 태그들에서 위치 데이터를 캡처하여 디코드하고, 힘 센서 포토다이오드(144)를 모니터하고, LED들(116)(131)(143)을 제어하고, 그리고 무선 송수신기(153)를 경유하는 단거리 무선 통신을 취급한다. 그것은 중간-성능 (~40MHz) 일반-목적 RISC 프로세서이다.
프로세서(145), 디지털 송수신기 구성부품들(송수신기 컨트롤러(153) 및 베이스밴드 회로(154)), 이미지 센서 인터페이스(152), 플래시 메모리(147) 및 512KB DRAM(148)은 싱글 컨트롤러 ASIC으로 집적화된다. 아날로그 RF 구성부품들(RF 회로(155)와 RF 공진기 및 인덕터(156))은 개별적인 RF 칩으로 제공된다.
상기 이미지 센서는 적외선 필터를 갖는 대략 215×215 픽셀의 해상도를 가진 CCD(이와 같은 센서는 마쓰시다 전자 주식회사에 의해 생산되고, Itakura, K T Nobusada, N Okusenya, R Nagayoshi, and M Ozaki,에 의한 논문 즉 "A 1mm 50k-Pixel IT CCD Image Sensor for Miniature Camera System", IEEE Transactions on Electronic Devices, Volt 47, number 1, Junuary 2000,에 개시되어 있고, 이것은 본 명세서에서 참조로서 포함된다)이다.
컨트롤러 ASIC(134)은 비활성 주기 후, 펜(101)이 표면과 접촉하고 있지 않을 때 정지중인 상태로 들어간다. 상기 컨트롤러 ASIC는, 힘 센서 포토다이오드(144)를 모니터하고 펜-다운 이벤트에서 파워 매니저(151)를 경유하여 컨트롤러(134)를 깨우는 전용 회로(150)로 구현된다.
상기 무선 송수신기는 코드리스(cordless) 전화에 의해 정상적으로 사용되는 허가 필요없는 900MHz 밴드에서 통신하고, 또는 대안적으로 허가 필요없는 2.4GHz 산업용, 과학용 및 의학용(ISM; industrial, scientific and medical) 밴드에서 통신하고, 그리고 간섭 없는 통신을 제공하기 위해 주파수 호핑(hopping) 및 충돌 검출을 사용한다.
전술한 바와 같이, 펜(101) 광학은 몰드 광학 몸체(135)에 의해 실행된다. 광학 몸체(135)에 의해 실행되는 광학은 도 10에 개념적으로 도시되었다. 상기 광학은 적외선 LED(131)로부터의 방사를 포커싱하는 제1 렌즈(157), 미러(158), 빔 스플리터(159), 대물 렌즈(160) 및 이미지 센서(132)에 이미지를 포커싱하기 위한 제2 렌즈(161)를 포함한다. 축선(162)은 광학 경로를 도시한다.
상기 광학 경로는, 요구되는 경사 범위내의 시야 콘(field of view cone; 192)을 교차하는 이미지화 표면의 일부분(193)의 이미지 센서(132)에 선명한 이미지를 전달하도록 설계된다. 기본적인 포커싱 구성요소는 대물 렌즈(160)이다. 이 대물 렌즈는 또한 역으로 적외선 조명 LED(131)로부터 조명을 시야내의 표면상에 조사시키는데 사용될 수 있다. 대물 초점에 이미지 센서(132)와 적외선 LED(131)를 모두 함께 배치시키는 것이 비실제적이므로, 빔 스플리터(159)가 상기 경로를 분리하는데 사용되고, 각 경로의 개별 릴레이 렌즈(157)(161)는 각각 이미지 센서(132)와 적외선 LED(131)에 재-포커싱을 제공한다. 이것은 또한 다른 개구들(apertures)이 상기 두 경로상에 부여되도록 한다.
이미지 센서(132)의 모서리들은 캡처 필드에 대한 필드 스톱(stop)으로서 작 용하고, 캡처 경로는 결과적인 객체 공간 각도 시야가 필요에 따라 존재하도록 설계된다(즉, 이 실시예의 적용에 있어서는 20°이하 - 이하 참조). 해당 조명이 최대 전력으로 균일하게 객체 공간 시야를 채우도록 하기 위해, 조명 경로는 캡처 경로와 같은 객체 공간 시야를 생성하도록 설계된다.
적외선 LED(131)는 프레임 캡처와 동기적으로 스트로브된다. 포커스된 조명의 사용은 짧은 노출 시간 및 작은 개구를 허용한다. 짧은 노출 시간은, 펜 움직임 동안 위치 태그 데이터를 허용하는, 움직임 블러(blur)를 방지한다. 작은 개구는 경사에 의해 유도된 표면 깊이의 전체 범위에 대한 충분한 심도를 허용한다. 캡처 경로는 이 목적을 위해 명백한 개구 스톱을 구비한다.
이미지 센서(132)는 스펙트럼의 가시선 영역과 근적외선 영역 전체에서 강한 응답성을 가지기 때문에, 상기 이미지 센서가 근적외선에서 투명한 잉크를 사용하여 프린트될 수 있는 표면의 다른 그래픽에서 간섭이 없는, 상기 표면상의 태그 데이터의 선명한 이미지를 캡처하도록 상기 캡처 경로에서 적외선 필터(163)가 상기 이미지 센서 앞에 배치된다.
펜(101)의 철필 펜끝(121) 또는 잉크 카트리지 펜촉(119)이 소정의 표면과 접촉할 때, 펜(101)은 정확한 수기 인식을 허용하기 위해 100Hz로 상기 표면과 관련한 펜의 위치 및 오리엔테이션을 결정한다(참조 논문; Tappert, C., C.Y. Suen and T. Wakahara, "The State of the Art in On-line Handwriting Recognition", IEEE Transactions on Patent Analysis and Machine Intelligence, Vol.12, No.8, August 1990, 상기 논문의 개시가 참조로써 본 명세서에 통합된다). 상기 펜이 " 업" 또는 "다운"이건 관련 임계값을 지시하는데 힘 센서 포토다이오드(144)가 이용된다. 또한, 상기 힘은 전술한 바와 같이 완전한 동적 서명이 인증되도록 연속적인 값으로서 캡처된다.
펜(101)은 펜촉(119)(121) 주변의 표면 영역을, 적외선 스펙트럼에서, 이미지화함으로써 상기 표면에서의 펜촉(119)(121)의 위치 및 오리엔테이션을 판단한다. 상기 펜은 최근접 태그 데이터를 복호화하고, 이미지화된 태그에서 관찰된 원근 왜곡으로부터 위치 태그와 관련한 펜촉(119)(121)의 위치 및 펜 광학(135)의 공지된 기하학 구조를 계산한다. 태그의 위치 분해능이 낮을 수 있지만, 조정된 분해능은 아주 높게 되어 정확한 수기 인식을 위해 요구되는 200 dpi 분해능을 쉽게 초과한다(상기 레퍼런스 참조).
소정의 표면과 관련한 펜(101) 동작은 일련의 스트로크로서 캡처된다. 한 스트로크는 펜-다운 이벤트에 의해 시작되고 뒤를 잇는 펜-업 이벤트에 의해 완료되는 상기 표면상에서 연속되는 시간표시된 펜 위치로 이루어진다. 또한, 스트로크는 영역 ID가 변화할 때마다, 즉 정상적인 환경하에서 상기 스트로크의 시작위치에 있는 상기 표면의 영역 ID와 함께 태그된다. 전술한 바와 같이, 각 위치 태그는 상기 표면에서의 상기 위치 태그를 지시하는 데이터를 포함하고, 상기 태그가 놓이는 상기 표면내의 영역을 지시하는 영역 데이터를 또한 포함한다.
상기 펜은 또한 상기 면상에 존재할 수 있는 어떤 마커들을 감지하고 복호화하며 감지에 응답하여 상기 마커들은 상기 전기장 발생기로 하여금 적절한 경우마다 상기 면의 마킹 또는 상기 면으로부터 마크들의 삭제를 인에이블하거나 마킹 및 삭제를 디세이블하게 한다.
도 11은 펜(101)에서 처리하는 위치 태그 및 스트로크를 도시하는 다이어그램이다. 펜(101)이 펜-업 상태에 있을 때, 펜 컨트롤러(134)는 펜-다운 조건에 대한 힘 센서 포토다이오드(144)를 계속적으로 모니터한다(단계 164). 상기 펜이 펜-다운 상태에 있을 때, 펜 컨트롤러(134)는 상기 표면의 위치 태그에서 태그 데이터를 계속적으로 캡처하여(165)(166) 복호화하고(167), 상기 표면과 관련한 펜(101) 위치 및 오리엔테이션을 추정하고(168), 그리고 위치 데이터를 현재 스트로크 데이터(만일 그 데이터가 계속적으로 모니터되면, 태그 데이터 및 힘과 같은 다른 정보를 포함함)에 첨부한다. 펜-업 이벤트중에, 펜 컨트롤러(134)는 상기 스트로크 데이터를 암호화하여(170) 상기 스트로크 데이터를 RF 칩(133)과 안테나(112)를 경유하여 컴퓨터 시스템에 전송한다(171). 상기 펜은 상기 스트로크가 완료되었는지를(173) 판단하고, 그리고 새로운 스트로크가 시작되어야 하는지(174)를 또한 판단하기 위해 펜촉 힘(172)을 샘플링한다.
합리적으로 빠른 8비트 멀티플라이(3 사이클)를 가정하면, 처리 알고리즘은 상기 펜이 활성화 상태일 때 프로세서 시간의 약 80%를 사용한다.
만일 상기 펜이 전송되어지는 계산 시스템의 영역 밖에 있을 때, 상기 펜은 내부 메모리내의 디지털 잉크를 버퍼한다. 상기 펜이 계산 시스템의 영역내 근처에 있을 때, 상기 펜은 임의의 버퍼된 디지털 잉크를 전송한다. 상기 펜의 내부 메모리가 꽉차있을 때, 상기 펜은 디지털 잉크를 캡처하는 것을 멈추고, 그 대신 사용자가 펜(101)으로 무언가를 작성할려고 시도할 때마다 에러 LED를 깜박거리게 한 다.
도 12는 펜(101)으로부터 상기 계산 시스템에 전송된 무가공 디지털 잉크의 구조를 도시하는 다이어그램이다. 펜(101)이 오프라인에서 사용될 때 펜(101)에 버퍼되는 디지털 잉크는 상기 시스템에 전송되는 디지털 잉크와 같은 형태로 저장된다.
펜(101)이 상기 계산 시스템에 접속될 때, 컨트롤러(134)는 상기 시스템에 펜 ID와, 펜촉 ID(175)와, 현재 절대 시간(176)과, 및 오프라인으로 가기 전에 상기 시스템에서 획득된 최근 절대 시간을 통보한다. 이것은 상기 시스템이 펜 클록(clock)에서 어떤 편차를 계산하고 상기 펜(101)으로부터 수신된 어떤 디지털 잉크를 적절하게 타임시프트하는 것을 허용한다. 그 다음, 펜(101)은 자신의 실시간 클록을 상기 시스템의 정확한 실시간 클록에 동기화시킨다. 상기 펜 ID는 상기 계산 시스템과 작용하는 한개 이상의 펜이 있을 때 상기 계산 시스템이 상기 펜을 식별하도록 허용한다. 펜 ID는 해당 펜의 소유자를 식별하는 펜을 사용하는, 예를 들어 특정하게 지정된 방법으로 해당 소유자와 상호작용하는 시스템들에서 중요할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 이것은 요구되지 않을 수 있다. 상기 펜촉 ID는 상기 계산 시스템이 펜촉과 철필 펜촉(121) 또는 잉크 카트리지 펜촉(119)이 현재 사용되고 있는지를 식별하도록 한다. 상기 계산 시스템은 사용되고 있는 펜촉에 종속하여 그 자신의 동작을 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 만일 잉크 카트리지 펜촉(119)이 사용되고 있다면, 상기 계산 시스템은, 즉시 피드백이 상기 표면에 작성된 잉크 마킹에 의해 제공되기 때문에 피드백 출력을 생성하는 것을 연기할 수 있다. 철필 펜촉(121)이 사용되고 있는 곳에서, 상기 계산 시스템은 즉시 피드백 출력을 생성할 수 있다.
스트로크의 시작점에서, 펜 컨트롤러(134)는 상기 시스템에 통보된 최근 절대 시간 이후 경과 시간을 기록한다. 상기 스트로크에서의 펜(101) 위치(177)에 대하여, 컨트롤러(134)는 현재 태그로부터의 펜 펜촉(119)(121)의 x, y 오프셋과, 펜(101)의 x,y,z 회전, 및 펜촉 힘을 기록한다. 만일 태그 ID가 변했다면, 상기 컨트롤러는 태그 ID(178)(태그 위치를 식별하는 데이터)만을 기록한다. 태그 주파수는 전형적인 위치 샘플링 주파수 보다 훨씬 더 작기 때문에, 상기 태그 ID는 많은 연속 펜(101) 위치에 대해 상수이고, 상기 스트로크가 짧으면 전체 스트로크에 대해서도 상수일 수 있다.
펜(101)은 자신의 위치 및 오리엔테이션을 100Hz로 샘플링하므로, 스트로크에서 펜(101) 위치는 암시적으로 100Hz로 클록되고, 명확한 시간표시(timestamp)를 필요로 하지 않는다. 만일 펜(101)이, 예를 들어 상기 펜이 태그를 복호화하는데 실패했기 때문에 펜(101) 위치를 계산하는데 실패한다면, 상기 펜은 암시적인 클록킹을 보존하기 위해 펜(101) 위치를 기록해야만 한다. 따라서 상기 펜은, 상기 계산 시스템이 필요하다면 인접 샘플에서 상기 위치를 나중에 보간(interpolate)하도록 하면서, 미지의 펜 위치(179)를 기록한다.
한 스트로크의 32-bit 시간 오프셋은 한정된 범위(즉, 49.7일)를 가지므로, 펜(101)은 스트로크에 대한 절대 시간(176)을 옵션으로 기록한다. 이것은 측정된 나중 스트로크의 시간 오프셋들과 관련한 절대 시간이 된다.
상기 영역 ID는 많은 연속 스트로크들에 대해 상수이므로, 상기 펜은 그 영역 ID가 변화할 때(180) 상기 영역 ID만을 기록한다. 이것은 나중의 펜 위치와 암시적으로 연관된 영역 ID가 된다.
사용자는 한 스트로크와 다음 스트로크 사이에서 펜촉(119)(121)을 변경할 수 있으므로, 펜(101)은 스트로크(175)에 대한 펜촉 ID를 옵션으로 기록한다. 이것은 나중의 스트로크들과 암시적으로 연관된 펜촉 ID가 된다.
스트로크의 각 구성성분은 엔트로피-코드 접두사(entropy-coded prefix)를 구비한다. 1초 지속기간의 10mm 스트로크는 2개 또는 3개 태그만큼 스팬하고, 100개의 위치 샘플을 포함하고, 약 5500 비트 사이즈를 구비한다. 따라서, 온라인 연속 디지털 잉크 캡처는 5.5Kbps의 최대 전송 속도를 필요로 하고, 오프라인 연속 디지털 잉크 캡처는 분당 약 40 Kbytes의 버퍼 메모리를 필요로 한다. 펜의 512KB DRAM(48)은 연속 디지털 잉크를 12분 이상 보관할 수 있다. 시간, 영역 및 펜촉 변경은 이들이 필요한 전송 속도와 버퍼 메모리에 대해 무시해도 좋을 정도로 드물게 발생한다. 펜(101) 위치의 부가적인 압축은 전송 속도 및 버퍼 메모리의 추가적인 요구를 감소시킬 수 있다.
각각의 무가공 스트로크는 상기 계산 시스템에 전송되기 전에 트리플(Triple)-DES 알고리즘(Schneier, B, Applied Cryptography, Second Edition, Wiley 1996, 크로스-레퍼런스로써 본 명세서에 포함되는 개시물임)을 사용하여 암호화된다. 상기 펜과 계산 시스템은 규칙적으로 이 목적을 위해 세션 키들을 변경시킨다. 암호화 비트당 줄잡아 어림해서 50 사이클에 기반하여, 1초 5500 비트 스트로크의 암호화는 프로세서의 45 시간의 0.7%를 소비한다.
제1 대안적인 실시예에 있어서, 상기 코드 데이터는 상기 기판을 식별하는 데이터인 아이덴티티를 나타낸다. 이것은 상기 펜(101)으로 하여금 상기 기판이 문서의 특정 유형인지의 여부 또는 상기 기판이 다른 객체의 부분을 형성하는지의 여부와 같이, 상기 기판을 식별 가능하게 한다. 물론, 이 실시예에 있어서 상기 태그들은 상기 면의 특성들을 나타내고 상기 면에 대한 상기 태그들의 위치를 나타내지 않기 때문에, 상기 면에 대한 상기 장치의 움직임을 감지하기 위하여 별개의 수단이 요구된다.
제2 대안적인 실시예에 있어서, 상기 코드 데이터는 상기 태그 유형을 나타내는 데이터인 아이덴티티를 나타낸다. 그 다음, 상기 펜(101)은 상기 태그가 상기 면상의 위치 이외에 관심있는 객체를 나타내는지의 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 상기 태그가 객체를 나타내고 사용자 인터페이스 입력 구성요소(예, 명령 버튼)에 해당하는 경우, 상기 태그는 상기 입력 구성요소를 직접적으로 식별할 수 있다.
대안적인 실시예들에서 사용하는 적합하게 분리된 움직임 감지 수단은 펜(101) 축에 수직한 평면에 장착된 한 쌍의 직교 가속도계(190)를 포함한다. 가속도계(190)는 도 10 및 도 9에서 점선 윤곽선(ghost outline)으로 도시된다.
상기 가속도계의 준비는 펜(10)의 이 실시예가 표면 위치 태그를 참조하지 않고, 위치 태그가 저속으로 샘플링되는 것을 허용하면서, 움직임을 감지할 수 있게 한다.
X와 Y 방향 각각에서 가속도계에 의해 측정된 가속도는 순간 속도와 위치를 생성하는 시간에 대해서 적분된다.
상기 스트로크의 시작 위치가 알려져 있지 않기 때문에, 스트로크내의 상대 위치만이 계산된다. 위치 적분이 감지된 가속도에서의 에러를 누적시키지만, 가속도계는 전형적으로 고해상도를 갖고, 에러를 누적시키는 스트로크의 시간 지속은 짧다.
상기 면에 관하여 움직임을 감지하는 가속도계를 제공하는 것 대신에, 대안적인 움직임 감지 수단이 제공될 수 있다. 그러한 수단은 상기 면에 관하여 광학 센서의 움직임을 나타내는 신호들을 생성하기 위하여 상기 면과 협력하는 광학 센서를 포함하는 움직임 감지 수단, 상기 면을 접촉하고 2개의 직각 방향으로 움직임을 감지하도록 정해지는 적어도 2개의 접촉점들을 포함하는 움직임 감지 수단 또는 면에 관하여 움직임을 감지하는 어떤 다른 적합한 움직임 감지 수단을 포함한다.
본 발명이 바람직한 실시예와 몇몇 특정 대안적인 실시예를 참조하면서 설명되었다. 그러나, 상기 특정하게 설명된 실시예들과 상이한 많은 다른 실시예들이 본 발명의 정신 및 범주내에 있을 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 적절하게 크로스-레퍼런스에 의해 구체화된 문서들을 포함하는 상세한 설명에서 개시된 특정 실시예들에 한정적이지 않다는 것이 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 범주는 첨부된 청구항들에 의해서만 한정된다.

Claims (22)

  1. 면(surface)상에 배치되는 전자 잉크(electronic ink) 및 코드 데이터(coded data)를 구비하는 면과 함께 사용하는 센싱 디바이스로서, 상기 코드 데이터는 상기 면과 관련되는 영역의 아이덴티티를 나타내는 센싱 디바이스에 있어서,
    상기 센싱 디바이스는,
    상기 면 상에 코드 데이터를 검출하는 광학 블록;
    상기 전자 잉크의 상태를 변경하는 전기장 발생기;
    상기 광학 블록에 의해 검출된 코드 데이터를 사용하여 상기 영역의 아이덴티티를 나타내는 영역 아이덴티티 데이터를 발생시키도록 구성된 영역 아이덴티티 발생기; 및
    상기 영역 아이덴티티 데이터를 컴퓨터 시스템에 송신하도록 구성된 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 디바이스는,
    상기 영역에 관하여 상기 센싱 디바이스의 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된 움직임 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 움직임 센서는 상기 코드 데이터를 사용하여 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 코드 데이터는 상기 영역의 복수의 레퍼런스 포인트들을 나타내고, 상기 움직임 센서는 상기 센싱 디바이스가 상기 레퍼런스 포인트들 중 적어도 하나의 레퍼런스 포인트에 관하여 움직이는 경우 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 코드 데이터는 주기적인 요소들을 포함하고, 상기 움직임 센서는 상기 센싱 디바이스가 상기 주기적인 요소들 중 적어도 하나의 주기적인 요소에 관하여 움직이는 경우 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 움직임 센서는 상기 적어도 하나의 레퍼런스 포인트에 관하여 상기 센싱 디바이스의 위치를 샘플링하여, 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  7. 제5항에 있어서, 상기 움직임 센서는 상기 적어도 하나의 주기적인 요소에 관하여 상기 센싱 디바이스의 위치를 샘플링하여, 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  8. 제2항에 있어서, 상기 움직임 센서는 적어도 하나의 가속 센서를 포함하고, 상기 가속 센서는 상기 센싱 디바이스가 상기 면 영역에 관하여 움직이는 경우 상기 센싱 디바이스의 가속을 감지하도록 구성되며, 상기 움직임 센서는 상기 가속을 주기적으로 샘플링함으로써 상기 움직임 데이터를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가속 센서는 적어도 2개의 실질적으로 직교하는 가속 성분들을 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 전기장 발생기는 활성화가능(activatable)하고 비활성화가능(deactivatable)한 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 디바이스는,
    상기 센싱 디바이스 및 상기 면 사이의 상대적인 힘이 소정의 값을 초과하는 경우 상기 전기장 발생기를 활성화하도록 채택된 힘 센서(force sensor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 디바이스는,
    상기 면과 관련되는 마커(marker)에 응답하는 검출기를 더 포함하며, 상기 검출기는 상기 마커의 검출에 응답하여 상기 전기장 발생기를 인에이블하게 하거나 디세이블하게 하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 코드 데이터는 복수의 태그들을 포함하고, 각 태그는 상기 태그가 놓이는 영역의 아이덴티티를 나타내며, 각 태그는 마커를 포함하는 것 을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서, 상기 전기장 발생기는 상기 전자 잉크의 상태를 제1 상태로 변경하는 제1 상태 변경 디바이스 및 상기 전자 잉크의 상태를 제2 상태로 변경하는 제2 상태 변경 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 센싱 디바이스는 기다랗고, 상기 제1 상태 변경 디바이스는 상기 센싱 디바이스의 제1 세로끝단(longitudinal end)에 인접하게 배치되고 상기 제2 상태 변경 디바이스는 상기 센싱 디바이스의 제2 반대쪽 세로끝단에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  18. 제4항에 있어서, 상기 코드 데이터는 복수의 태그들을 포함하며, 각 태그는 상기 태그가 놓이는 영역의 아이덴티티를 나타내고, 각 태그는 상기 영역의 레퍼런스 포인트를 나타내며, 상기 영역은 상기 면과 관련되고, 상기 레퍼런스 포인트는 상기 영역에 관하여 상기 태그의 위치를 나타내는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  19. 제5항에 있어서, 상기 코드 데이터는 복수의 태그들을 포함하고, 각 태그는 상기 태그가 놓이는 영역의 아이덴티티를 나타내며, 각 태그는 적어도 하나의 주기적인 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 디바이스.
  20. 손으로 그린 정보를 캡쳐하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은 제1항에서 청구된 바와 같은 센싱 디바이스 및 면을 포함하고, 상기 면은 상기 면과 관련되는 전자 잉크 및 상기 면과 관련되는 코드 데이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 면에는 전자 잉크 및 전자 잉크가 아닌 컬러 가시 잉크가 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제1항에서 청구된 바와 같은 센싱 디바이스와 함께 사용하는 기판(substrate)에 있어서,
    상기 기판은 면(surface)을 포함하고, 상기 면은 상기 면과 관련되는 전자 잉크 및 상기 면과 관련되는 코드 데이터를 구비하며, 상기 코드 데이터는 상기 면과 관련되는 영역의 아이덴티티를 나타내는 것을 특징으로 하는 기판.
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