KR101226304B1

KR101226304B1 - 스타일러스 또는 펜에 이용되는 손가락 안내 장치

Info

Publication number: KR101226304B1
Application number: KR1020077010120A
Authority: KR
Inventors: 스콧 제이. 베치텔
Original assignee: 펜-원, 인크.
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2013-01-24
Also published as: JP2008529106A; MX2007005047A; EP1812889A4; CA2582886A1; NO20072676L; CA2582886C; CA2582913A1; EP1812889A2; AU2005327155B2; WO2006086028A2; CA2582913C; AU2005327155A1; WO2006086028A3; JP5139069B2; KR20070097415A; BRPI0516687A

Abstract

본 발명은 대상이 스타일러스 또는 펜을 파지하는 동안에, 대상의 인증 또는 인식 작업에 대한 최적의 방식으로 지문 센서 상에 대상의 손가락을 위치시키는 손가락 안내 장치에 관한 것이다. 인증 또는 인식은 지문 정합에 의해 발생된다. 손가락 안내 장치는 또한 지문의 1회 이상의 판독 및 미래의 비교 정합을 위한 템플릿으로의 변환을 통해 시스템 내로의 초기 지문 데이터의 등록을 위해 사용될 수 있다. 손가락 안내 장치는 손가락의 관련 부분이 지문 스캐너 또는 센서와 정렬하여서 상기 관련 부분이 미리 탬플릿으로 변환된 지문의 일반적으로 동일한 관련 부분과 대비되는 위치로 대상 손가락을 비강제적으로 안내한다. 손가락 안내 장치는 또한 온도 또는 온도에 상응하는 촉각 피드백 또는 다른 형태의 사용자 피드백을 제공하도록 역할할 수 있다. 손가락 안내 장치는 또한 스타일러스 또는 펜을 잡았을 때 손가락이 잘못 위치되었다면 손가락의 올바른 배치를 유도하기 위해 손가락의 작은 영역 상에 높은 평방 인치당 압력의 인가로 인해 다소 불편하게 느껴지는 외측 표면 리지를 포함할 수 있다. 손가락 안내 장치의 전방은 손가락의 관련 부분이 센서와 대향하여 정렬하는 센서 중심 전방에서 손가락의 끝을 위치시키는 정지부로서 역할하도록 그 측부에 충분한 경사와 짧은 곡률 반경을 갖는다. 손가락 안내 장치 재료 또는 표면은 전기 전도성일 수 있고, 이에 의해 용량성 또는 다른 유형의 전자 장치 또는 이러한 전위 감지 수단을 요구하는 전자기적으로 작동되는 지문 센서의 개선된 사용을 용이하게 하기 위해 손가락 조직으로 구동 신호를 전달 하기 위한 수단으로서 역할할 수 있다. 손가락 안내 장치 및 스타일러스 또는 펜은 동적 서명 시스템과 함께 작동적으로 사용되어서, 필자가 그의 서명에 사인했는지를 확인할 목적으로 필자를 인증 및 인식한다.

손가락 안내 장치, 지문 센서, 촉각 피드백, 열 전도성, 리지, 점자

Description

스타일러스 또는 펜에 이용되는 손가락 안내 장치 {FINGER GUIDE DEVICE FOR USE WITH STYLUS OR PEN}

본 발명은 고유한 특징점(minutiae)을 포함하는 손가락, 엄지손가락 또는 사람의 손마디를 스캐너 또는 센서 또는 다른 수단 상에 위치시켜서, 지문으로 불리는 상기 특징점과 사실상 관련된 부분의 미세 특징의 화상을 포착하기 위해 사용되는 손가락 안내 장치로 불리는 손가락 안내부에 관한 것이다. 이러한 손가락 안내 장치는 스타일러스 또는 펜에 배치된 스캐너 또는 센서와 정렬하여서, 반복적으로 적절하게 정확한 손가락 위치 설정을 요구하는 전자 장치, 광학 장치, 전기 발광 장치, 전자기 장치, 용량성 장치, 또는 유사한 스캐너 또는 센서와 함께 사용된다. 적용예는 지문의 등록된 부분을 스캐닝하거나 판독하기 위한 공정의 최소 회수의 오류 거절 또는 최소 회수의 반복으로, 개인의 특정한 손가락 또는 개인의 정확한 인증 또는 인식을 포함한다.

레인(Lane)의 미국 특허 출원 제2004-101172호는 자동화된 지문 판독기에 의해 지문 채취되는 사람의 손가락을 수납하기 위한 손가락 촬영 시스템을 개시한다. 시스템은 지문 채취되는 손가락을 수납하기 위한 손가락 수납 부분을 갖는 손가락 촬영 장치를 포함한다. 대체로 원하는 위치에 있을 때, 대상의 손가락 피부 주름과 맞물리는 위치 설정기 바아가 손가락 수납 표면으로부터 외측으로 연장된다. 레인 등(Lane et al.)의 미국 특허 출원 제2004-101171호는 자동화된 지문 판독기에 의해 지문 채취되는 사람의 손가락을 수납하여 유지하기 위한 손가락 촬영 시스템을 개시한다. 시스템은 치수가 감소된 리세스를 함께 형성하는 손가락 수납 부분 및 손가락 위치 설정 부분을 갖는 손가락 수납 장치를 포함하여, 그 안으로 강제로 삽입된 대상의 손가락이 안정된 위치에서 유지된다. 그리고 마지막으로, 쳉(Cheng)의 미국 특허 출원 제2004-076314호는 지문 센서 및 안내 수단을 포함하는 장치를 개시한다. 지문 센서의 감지 부위는 안내 수단의 안내 평면과 관련된 둔각을 이룬다.

전통적으로, 지문을 기록하기 위해, 잉크가 손가락에 도포되고, 그 다음 손가락이 종이 또는 다른 잉크 수용 표면을 가로질러 "굴려져서", 지문의 화상을 인쇄한다. 표면과 접촉하여 오일 잔류물을 남김으로써 남게 되는 지문은 지문을 "리프트(lift)"하며 밝혀내는 다양한 처리 기술에 의해 법의학적으로 포착된다.

더욱 최근에, 지문 내의 미세 특징을 밝혀내어 손가락으로부터 또는 외부로 자라나서 손가락의 특징점이 되는 손가락 피부면 아래의 생체 조직으로부터 직접 지문을 포착할 수 있는 대안적인 기술이 개발되었다. 전자 감지 기술은 지문의 화상을 드러내기 위해 또는 예를 들어 디지털 파일로서 지문의 전자식 표현을 생성하기 위해, 손가락을 감지 시스템 상에 유지하여 시스템이 손가락 영역을 가로지른 피부 또는 생체 조직 차이 또는 손가락 영역의 관련 부분만을 검출하는 것을 포함한다. 예는 광학 스캐너, 전기-발광 압력 감응식 시스템, 개별 화소 크기의 커패시턴스를 측정하는 능력을 갖는 집적 회로 등을 포함한다.

몇몇 유형의 지문 스캐닝 시스템에 대한 제작 비용은 감지되는 지문 영역의 크기에 의해 부가된다. 이는 특히 실리콘계 또는 집적 회로(IC)형 센서의 경우에 그러하다. 대부분의 IC처럼, 동일한 장치 형성 및 층 개수를 가정하면, IC가 클수록, 더 비용이 든다. 센서의 제작 비용은 감지 영역 및 센서의 대량 생산에 직접 관련되고, 엄지손가락의 크기는 지문 인증 시스템을 형성하기 위해 지문의 관련 부분만이 스캐닝될 필요가 있을 때 최적이 아니다. 지문의 일부만이 시스템 비용을 감소시키기 위해 사용되면, 모든 인증 또는 인식 행위에 대해 센서 상에 원래 등록되었던 손가락의 실질적으로 동일한 관련 부분을 위치시키는 것이 중요하게 된다.

명확하게, 더 작은 센서는 비용이 덜 들고, 감지되는 지문의 영역이 여전히 허용 가능한 정합 능력 또는 보안 수준을 제공하기에 필수적으로 충분히 크다고 가정하면, 최적의 해법은 전체 지문 영역의 상당 부분을 제거하는 이러한 더 작은 센서이다. 본 발명의 손가락 안내 장치는 더 효율적인 인식을 가능케 하기 위해 작은 센서 상에 손가락을 신뢰할 수 있게 재위치시키도록 사용될 수 있는 장치이다. 본 장치는 손가락을 그의 원래의 등록 위치 또는 위치들에 충분히 가깝게 위치시키는 것의 실패에 기인한 오류 거절을 감소시킨다. 손가락 안내 장치는 비교 및 정합을 위해 사용되는 템플릿에 포착되고 저장된 것과 동일한 관련 부분을 판독하는 것을 규정하도록, 센서가 지문의 정합 관련 부분을 판독할 수 있는 것을 보장한다. 손가락 안내 장치는 지문 인식 시스템이 사용될 때마다, 대상의 손가락을 대체로 (일반적으로) 동일한 원래의 등록 위치로 (예컨대, 편안하거나 직관적으로) 자연스럽고 비강제적으로 안내함으로써 오류 거절의 발생을 감소시킨다.

더 작은 센서가 사용될 때, 손가락이 손가락의 하나의 관련 영역, 또는 단일 스캔이 단독으로 생성할 수 있는 것보다 원래의 대상의 지문의 더 큰 영역을 표현하는 완성된 "템플릿"으로 컴퓨터에 의해 전자식으로 조립된 지문의 여러 중첩되는 관련 부분들을 스캐닝하는 방식으로 등록되면, 시스템은 정확한 인증이 이뤄질 수 있게 하기 위해 손가락의 정합 관련 부분이 판독되도록 동일한 대략적인 위치 내에서 일관되게 센서를 터치할 수 있는 대상 사용자에 의존한다. 일반적으로 동일한 위치로 손가락을 정확하게 재위치시키는 것의 실패는 오류 거절을 일으키고, 또는 바꾸어 말하면, 센서가 지문의 다른 비관련 영역을 판독하기 때문에, 지문은 템플릿에서 이전에 등록된 관련 지문 부분과 정합할 수 없고, 알려진 용납할 수 있는 대상 사용자를 거절한다. 이는 오류 거절이다. 시스템이 추가의 시도를 허용하고, 제2 또는 후속 시도가 등록 중에 원래 저장된 지문의 관련 부분을 포함하는 특징점을 정렬시키면, 공지된 대상은 승인(인식 또는 "인증")될 것이다. 손가락 안내 장치는 등록과 다음의 인증 행위 사이에서 실질적인 시간이 경과한 후에도, 손가락이 물리적으로 정확한 위치에 맞도록 하고, 다시 올바른 위치를 "찾는" 것을 더 쉽게 만들기 위해 대상 사용자에 대해 다양한 촉각 피드백 수단을 제공하는, 손가락에 대한 단순한 통상 타원형 또는 직사각형 깔때기와 같은 안내부를 제공함으로써 공지된 대상을 인증하기 위한 시도의 평균 회수를 감소시킨다. 반면에, 기본적으로 편평한 표면의 센서 또는 일반적으로 편평한 표면들에 의해 둘러싸인 센서들 또는 조악하게 설계된 센서들에 있어서, 미숙한 대상에 대한 오류 거절 비율은 모든 시도의 10 내지 15%의 범위 또는 다른 시스템에 있어서 더 높을 수 있다.

일반적으로 둥글거나 타원형이거나 정사각형이거나 직사각형의 깔때기가 유체를 용기 내로 안내하는 것과 매우 유사하게, 손가락 안내 장치 또는 손가락 "가압" (리세스)는 손가락을 반복 가능한 방식으로 센서 상의 동일한 위치를 향해 안내하도록 작용한다. 다른 간단한 유사성은 중력 작용 및 리세스의 측벽을 통해 볼이 항상 동일하게 전체적으로 최저 위치로 구르는, 뒤집힌 피라미드 또는 리세스에서 전체적으로 최저 위치에 있는 볼과 대비해서 불안정한 피라미드의 꼭지점 상의 볼을 설명하는 것이다. 손가락 안내 장치의 경우에, 대상 사용자와의 통신 및 인체공학적으로 설계된 장치의 측벽으로부터의 촉각적 피드백에 의한 동일한 위치로의 자연스러운 이동을 통해 손가락을 매번 동일한 위치로 안내하기 위해, 덜 명확한 작용이 손가락을 센서 영역으로 손쉽게 활주하도록 하는 근육이 인가되는 적절한 힘에 의해 개시되고, 그러한 이동은 손가락 안내 장치에서 개시되고 설명된 물리학적, 재료학적, 감각적 요소에 의해 안내된다. 센서는 지문의 선취 부분(돌출부)을 "판독"하기 위해, 손가락의 원하는 관련 영역에 인접한 올바른 위치에서 손가락 안내 장치의 바닥에 있는 창에 놓인다.

지문 촬영을 위해 손가락을 위치시키기 위한 이전의 장치는 편평한 스캐닝 표면에 대해 손가락을 유지(거의, 가압)할 필요성에 초점을 맞췄고, 손톱의 전방 모서리 또는 손가락의 제1 관절 아래의 피부 주름으로부터 손가락을 대강 위치시키는 경향이 있었다. 지문을 굴리는 효과를 대체할 의도였고, 손가락을 편평화하기 위한 압력이 중요한 요소였다. 현대의 반도체 센서는 가벼운 터치만을 요구하고, 알려진 바와 같이, 손가락이 센서와 통상 능동적으로 정렬되어 유지되는 한, 종종 지문의 동일한 관련 부분의 스캔 또는 포착을 여러 번 반복하는 것에 초점을 맞춘다. 본 발명은 손가락의 관련 부분이 스캐너 또는 센서와 정렬하는 상태로 손가락을 반복 가능한 방식으로 올바른 위치 내에 위치시키고, 물리적 형상, 피드백 수단, 및 재료 특성을 포함하는 일련의 수단을 통해 올바른 터치(가압)를 개발하는 데 있어서, 대상 사용자를 돕는 효과적인 보조와 학습 메커니즘을 제공한다. 또한, 본 발명의 손가락 안내 장치는 손톱의 저면으로부터 약 0.51 내지 2.29 ㎝(0.20 내지 0.90 인치) 사이의 거리에서 인쇄 영역을 재위치시키도록 설계되고, 이와 같이 손가락 내의 제1 관절 아래의 리지보다는 손톱 아래의 손가락 끝으로부터 위치시킨다. 또한, 전방에서의 손가락 안내 장치 리지는 손톱과의 접촉을 피하기에 충분히 낮은 프로파일이다. 그러한 접촉은 상이한 대상들이 때때로 그들의 손톱을 상이한 길이로 다듬고 대부분이 손톱 끝에 대한 압력을 불편하게 느끼기 때문에, 오류를 도입하였고, 상기 두 상태는 지문 판독기 또는 스캐너 상에 손가락을 위치시키는 것을 돕기 위해 종래 장치에서 발견되는 것이다.

손가락 안내 장치의 물리적 설계는 (등록된 대상의) 초회 수락 비율의 실질적인 증가를 촉진하기 위해 센서 중심 위에서 손가락의 관련부를 충분히 정확한 배치하는 것을 가능하게 한다. 이것은 손톱 바로 아래의 손가락 끝이 손가락 안내 장치의 전방과 접촉하거나 그에 근접한, 손가락 안내 장치의 전방에서의 비교적 짧은 오목한 반경부(또는 비교적 가파른 경사부)와, 컵이 손가락을 신체로 향해 위로 연장시키는, 센서의 대향 측면에 인접한 긴 반경의 오목한 형상부(또는 덜 가파른 경사부)를 포함한다. 측면들은 손가락의 관련 부분을 스캐너 또는 센서 상에서 측방향으로 중심에 유지하도록 스캐너 또는 센서 영역의 각 측부 상에서 매우 가파르다. 전체적으로, 손가락 안내 장치는 평균 손마디를 위한 크기이지만, 그것은 단지 손가락의 작은 관련 부분들만 접촉하므로, 광범위한 손가락 크기를 수용한다.

편평 표면 상에 장착된 소형 전자 센서 상에서의 손가락 배치에 대해 허용되는 공차는 상당히 크지만, 손가락의 관련 부분을 손가락 안내 장치의 도움 없이 이러한 장치 상에 위치시키는 것은 훈련되지 않은 대상에 대해 여전히 어렵다. 이것은 사용되는 알고리즘 및 시스템의 정확성에 의존하여, 이전에 스캐닝되어 템플릿 내에 존재하는 지문의 다른 관련 부분과 중첩되면서 스캐닝되는 지문 영역의 대략 절반 내지 2/3로 제한될 수 있다. 정확성이 낮은 시스템은 인증 스캐닝 및 저장된 템플릿 내에서의 대응 관련부 사이에서 절반 미만의 센서 창 중첩에서도 작동할 수 있다. 보안 정합을 위해 요구되는 실제 관련 부분은 알고리즘과, 알고리즘 내에서, 실제 필요한 보안 수준 또는 보안 설정에 의존한다. 이는 대상의 등록된 템플릿과 상호 관련된 스캐닝된 대상 지문의 관련 부분에 관련된다.

일관되고 반복 가능한 방식으로 센서의 활성 영역(창)에 대향하여 지문의 대체로 동일한 부분을 위치시키는 능력은 신속하고 정확한 최초 시도 정합을 용이하게 하고 오류 거절 비율을 실질적으로 감소시키는 것을 돕는다. 본 발명의 손가락 안내 장치는 등록되었지만 숙련되지 않은 대상에서 오류 거절을 10% 미만으로 감소시킨다. 손가락 안내 장치를 사용한 숙련 또는 시스템 최적화 또는 이들의 조합은 모두 오류 거절 비율을 더욱 감소시킬 것이고; 최적화된 시스템의 이상적 조건하에서, 스타일러스 또는 펜에서의 손가락 안내 장치는 오류 거절을 2% 미만으로 감소시킬 수 있다.

평균이 약 15%이고, 10%와 20% 사이 범위의 시도로부터 2% 미만으로 오류 거절 비율의 감소는 보안 시스템 인가 및 시장성에 기초한 펜 및 스타일러스에 현저한 차이를 만든다. 대상 사용자 인구에서의 실패는 사람들이 수락되기 위해 센서를 복수회 터치할 필요가 없으면, 실질적으로 감소된다. 이것은 각각의 추가적인 인증 시도에 있어서 손가락을 들어서 교체하기 위해 사용자의 특별한 손재주가 요구되는, 펜 또는 스타일러스 적용예에서 특히 중요하다. 특별한 손재주에 대한 요구를 줄이고 장치에 요구되는 이러한 물리적 조작을 용이하게 하는 것을 돕기 위해, 일부 지문이 갖춰진 펜은 특별히 가요성 있는 그립 또는 미끄럼 없는 그립면을 가진다.

2003년 후반에, 새로운 키보드가 대략 250,000명의 사용자에게 소개되었고, 손가락 안내 해결책을 갖지 않았다. 사용자 기반에 있어서의 상당한 실패가 있었고, 시스템을 개발한 회사는 상당한 비판에 직면했다. 그러한 문제점은 문제점이 기술적으로는 인증 과정 중의 부정확한 손가락 배치(센서와의 오정렬) 때문에 사용자 오류 또는 사용자의 실수로 언급될 수 있더라도, 사용자는 시스템이 얼마나 잘 작동하는지를 의심하게 만든다. 손가락 안내 장치는 이러한 예상되는 사용자 오류를 감소시키고, 초회 터치에서의 대상 수락의 가능성을 증가시킨다. 이는 시스템에 수명에 대해 많은 시간을 절약하고, 사용자 시간 및 효율의 측면에서 암호 또는 PIN과 경쟁할 수 있는 생체 인식 시스템을 개발하는데 있어서 중요한 요소이다.

등록 및 인증을 위해 손가락 안내 장치를 사용하는 것은 실제의 실시 및 적용에 있어서 손가락 안내 장치의 유효성을 향상시킨다. 이는 손가락 안내 장치의 자연스러운 느낌이 사용자를 매번 손가락의 관련 부분의 활성 센서 영역 상의 대체로 동일한 위치 또는 정렬로 인간공학적으로 안내하기 때문이다. 이러한 안내 과정은 물리적이며 중립적이어서, 초회 사용 및 이후의 학습에 대해 중요한 촉각 피드백을 제공한다.

등록 중에, 시스템은 대상에게 손가락을 옮기고 손가락을 스캐너 또는 센서에 수회 터치(예컨대, 손가락을 "들어서 옮김")하도록 요구할 수 있다. 손가락 안내 장치는 일반적으로 좌측 또는 우측 외지로부터 손가락 또는 엄지손가락을 수용하도록 설계된다. 이것은 손가락 안내 장치가 복수회 배치를 보조하지만 배치를 정확하고 반복 가능한 배치로 엄격하게 제한하지 않는 것을 의미하고, 대상의 손가락의 관련 분분이 스캐너 또는 센서에 대향하여 배치되도록 간단히 센서 및 알고리즘의 공차 범위 내에 들도록 한다. 이것는 템플릿이 이상적인 또는 "완벽한" 창 프레임(돌출부)의 엄격한 한계를 넘어 연장되도록 허용하고, 따라서 공차 범위 내에서 정당한 수준의 미래의 오정렬 및 손가락 안내 장치의 안내 용량을 수용할 목적으로 설계된 보호 밴드를 갖는 템플릿을 생성한다. 이러한 기능은 장기간의 반복 가능한 성능에 대해 중요하고, 손가락 안내 장치에 의해 촉진되는 정렬 개선은 템플릿 치수 및 알고리즘의 보안 수준을 포함하지만 제한되지는 않는 정합 시스템에 의해 요구되는 한계로 상승되기만 하면 된다.

몇몇 센서는 전기 전위 또는 전자기 신호를 손가락 조직 안으로 보낸다. 이는 라디오 주파수 신호일 수 있다. 손가락 안내 장치 또는 그 표면은 등록 및 이후의 인증 행위 중에 이러한 적용을 보조하도록 전기 전도성일 수 있다. 손가락 안내 장치는 조사라고 불리는 공정에서 반사된 전자기 에너지를 손가락의 관련 부분에 초점 맞추고 감지된 정보의 특성을 개선하도록 대체로 포물선 형상을 가지는 양호한 실시예로 설계될 수 있다.

손가락 안내 장치에 대해 선택된 기계적 표면 특성 및 재료는 성능에 대해 중요하다. 손가락이 쉽게 제 위치로 활주해야 하기 때문에, 낮은 마찰 계수(활주 계수 및 정마찰 계수)는 손가락이 스캐너 또는 센서 상에 적절하게 위치되는 손가락 안내 장치의 바닥에 있는 그의 자연스럽게 전체적으로 최하부에 놓이도록 허용하는데 있어서 유용하다. 이러한 표면 특성 및 결과적인 과정은 손가락을 매번 동일한 기부 위치에 위치시킨다. 그러한 적절히 낮은 마찰 계수 특성을 갖는 재료의 예는 매끄러운 금속, 매끄러운 플라스틱, 및 도색되거나, 연마되거나, 왁스칠된 표면을 포함하지만 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 고무, 우레탄계 재료, 또는 거친 플라스틱과 같이, 표면 재료가 높은 마찰 계수를 가지면 손가락 안내 장치의 용도 및 기능은 감소되거나 훼손될 수 있다. 습식 또는 건식 윤활제 및 왁스가 인가될 수 있고 적당한 윤할제가 세척액 또는 특별 세척 와이퍼에 혼합될 수도 있다.

다른 피드백 수단이 본 발명의 양호한 실시예 또는 대체 실시예에 포함될 수 있다. 사람은 손가락 안내 장치와의 경험을 얻으면서 올바른 위치를 느끼는 능력을 개발할 것이다. 손가락 안내 장치는 접촉 피드백을 제공하고 이러한 학습 과정을 가속하기 위해 높은 열 전도성을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 예는 금속, 특정 세라믹, 또는 특정 탄소계 재료를 포함하지만 그에 제한되지 않는다. 이러한 경우에, 손가락 안내 장치는 그의 절대 온도 때문이 아니라 그가 터치될 때 피부로부터 열을 신속하게 전도시키는 열 전도성을 가지므로, 접촉하자마자 손가락의 감각 표면을 빠르게 냉각시키기 때문에, 실온에서 터치에 대해 (펜 또는 스타일러스의 다른 부분에 상대적으로) 차갑게 느껴지는 경향이 있다. 손가락 안내 장치가 금속으로 제조되면, 이러한 특성은 그가 터치에 대해 금속처럼 느껴지게 만들 것이다(예를 들어, 차가운 느낌). 펜의 나머지 부분보다 차갑게 그리고 실리콘 센서 및 그 표면 코팅보다 차갑게 느낌으로써, 대상은 손가락 안내 장치의 올바른 "느낌"을 학습할 것이고, 또한 센서를 더 양호하게 느낄 것이다.

추가의 범프가 손가락을 배향시키는 것을 돕거나 대상이 그의 손가락 위치를 "미세 조정"하는 것을 가능케 하도록 추가될 수 있다. 이는 정상 또는 평균 크기의 손가락에 대해 불필요할 수 있지만, 대상이 손가락 안내 장치의 표면 영역과 거의 접촉하지 않는 매우 작은 손가락을 갖는 경우에 유용할 수 있다.

점자가 맹인 또는 손상된 시력을 가진 사용자를 보조하기 위해 손가락 안내 장치에 추가될 수 있다.

손가락 안내 장치는 또한 부적절한 사용을 억제하기 위한 물리적 요소 및 재료 특성을 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 실시하는 양호한 방법은 비교적 단단하고 구별되는 리지로 손가락 안내부를 둘러싼다. 위험스럽게 "예리"하지는 않지만, 이러한 리지는 대상 사용자에게 불편하게 느껴지도록 의도된 것이다. 손가락이 이러한 리지를 가로질러 위치될 때, 위험하지는 않지만, 리지는 매우 좁은 리지라인을 가로질러 피부에 높은 인치당 압력(PSI)을 인가하기 때문에 불편하다. 이러한 높은 평방 인치당 압력은 터치의 감각을 통해, 펜이 바르게 지지되지 않고 있다는 것을 알린다. 오정렬된 손가락의 느낌은 말하자면 부자연스럽게 느껴지고, 사용자는 더 자연스럽고 편한 느낌을 위해 그의 손가락을 본능적으로 재위치시킬 것이다. 자연스러운 경향은 손가락 안내 장치의 외측 리지에 대해 펜을 그립하는 것을 회피하는 것이고, 대신에 손가락 또는 엄지손가락을 손가락 안내 장치 내로 그리고 센서(원하는 위치) 상으로 아래로 활주시킨다. 스타일러스를 잡는 것이 대상 사용자에게 자연스럽고 안전(안정)적으로 느껴지는 것은 이러한 올바른 위치선정으로부터다. 스타일러스 또는 펜이라는 단어는, 여기서 사용자에게 지지되거나 그립되고 표면 상에서 쓸 수 있는 임의의 길쭉한 도구를 포함하는 것으로 사용되는 바와 같이, 종종 호환적으로 동등물로서 사용된다.

본 발명의 추가의 실시예는 대상에게 그의 손가락의 올바른 배치에 관해 통지하고 (훈련시키도록) 설계된 것을 포함한 능동적 피드백 메커니즘, 또는 (말하자면 그의 지문이 스캐닝되고, 비교되고, 바르게 정합되는) 그가 시스템 내로 수락되었다는 사실을 대상에게 통지하도록 설계된 피드백을 포함할 수 있다. 음향이 손가락을 센서로 "안내"하도록 사용될 수 있다. 시각 표시기가 사용될 수도 있다. 마지막으로, 진동과 같은 물리적 이동이 항공기를 운항할 때 조종사에게 엔진 정지 경고를 통지하는 스틱 진동기와 매우 유사하게 적용될 수 있다. 손가락 안내 장치의 또 다른 양호한 실시예에서, 피드백 "클릭"을 가지는 압력 반응식 이동은 손가락이 적절한 범위의 인가된 터치 압력으로 안내부에 있을 때 사용자에게 촉각 (및 청각) 피드백 신호를 보내도록 사용될 수 있다.

이러한 피드백 메커니즘은 또한 시스템의 오사용을 교정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 상의 극한 압력 또는 터치 압력의 결여는 스캐닝 문제점을 일으킬 수 있다. 종종, 오류 거절에 의해 실패된 대상 사용자는 아마도, 손가락 압력이 높을수록 시스템을 더 작동시키는 것으로 올바르지 못하게 결론내릴 수 있다. 과압이 특징점을 편평화하여 센서를 포화시켜서, 특징점을 정확하게 분석할 수 없게 할 수 있다. 역으로, 너무 가벼운 터치 형태의 압력의 결여는 특징점이 센서에 의해 분석되지 않고 남아있게 할 수 있고, 양호한 화상이 생성될 수 없다. 어느 경우에 있어서도, 인적 과실(human factor) 엔지니어링 또는 인간 환경 공학 분야의 숙련자에게 공지된 음성 명령 또는 음향 또는 다른 피드백 수단이 압력을 이완시키거나 약간 더 가압 또는 압박할 필요성을 전달하도록 사용될 수 있다. 음성 또는 음향 또는 다른 피드백 수단은 터치 압력을 경감시키거나 손가락을 약간 상승시킬 필요성을 대상에게 전달할 수 있다. 다른 다양한 해결책은 수동적 조절 또는 피드백 제어 루프 및 액추에이터 시스템의 자동적인 사용일 수 있는, 손가락 안내부 센서 창 내에서 센서를 약간 위로 또는 아래로 이동시키는 것이고, 이러한 수단은 전기기계공학적 피드백 제어 시스템 분야의 숙련자에게 공지되어 있다.

본 발명을 실시하는 양호한 방법은 말하자면 시스템인 하나의 유닛으로서 상호 작동하도록 설계된 센서 및 손가락 안내 장치와의 조립이다. 이는 적용을 위한 추가의 지원 회로를 포함할 수 있는 회로 기판 상에서 작동하도록 센서를 구성하는 것을 요구한다. 손가락 안내 장치, 센서, 밀봉 가스켓, 및 인쇄 배선 기판의 장착 수단과의 조합은 스타일러스 또는 펜의 하우징 내에 장착될 수 있다. 이와 같이, 이러한 하위 조립체는 적용을 위해 다양한 다른 형태의 스타일러스 또는 펜 내에 위치될 수 있다.

본 발명의 손가락 안내 장치 및 필자(writer)의 지문 정합 시스템은 더욱 안전한 전반적인 결과를 위해 다른 생체 정합 방법과 결합될 수 있다. 그러한 예들은 안면 인식, 추가적 지문, 홍채 인식, 또는 망막 스캐닝을 포함할 수 있지만, 그에 제한되지 않는다. 또 다른 예에서, 인간 서명(사인)의 물리적으로 해석하고 이러한 요소들의 다양한 매개 데이터를 이전에 표현된 서명 데이터(서명 템플릿) 또는 인식된 서명 템플릿 그룹으로부터 수집되고 저장된 매개 데이터와 정적으로 분석하는 동안에, 동적 서명 확인(DSV; dynamic signature verification)은 몇가지 정적 및 동적 인간 서명 요소를 포착 및 디지털화한다. 정합은 그들의 해석된 서명을 통해 대상의 인증 또는 인식으로 결과된다. 본 기술 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 이러한 동적 서명 조회를 수행하기 위한 몇가지 방법이 있고, 그러한 방법들 중 일예는 리 등(Lee et al.)에게 허여된 미국 특허 제5,559,895호에서 교시되고 청구된 "동적 인간 서명의 실시간 확인을 위한 적용 방법 및 시스템"이고, 정적 및 동적 측정 형태의 "개인화된 특징"의 측정은 등록된 서명 특징과 비교되어서 "정확한 서명 판별"을 제공하고, 상기 특허 및 그와 관련된 종래 기술은 여기서 참조되어 합체된다.

알려진 서명자가 "거절합니다" 또는 "동의하지 않습니다"의 단어와 같은 다른 바람직하지 못한 필기 대신에 실제로 그의 서명을 제출한 것을 아마도 원거리에서 확인할 필요가 발생한다. 2002년에, 사베인 옥슬리 법(Sarbanes-Oxley law)으로도 알려진 기업 사기 및 회계 책임 법안(Corporate Fraud and Accountability Act)은 공기업의 일정한 공무원은 요구된 재정적 진술 서류를 확인할 것을 요구하고, 다시 말해, 기업은 중요 관리자가 원거리에서의 증명을 입증할 것을 요구한다. 이러한 서류들은 통상 엄격한 마감일이 있고, 따라서 서명 과정을 전산상으로 입증하는 것을 완성할 능력이 바람직하다. 많은 다른 형태의 원거리 교역을 용이하게 하기 위한 인터넷으로 동기화된 필요성은, 전기 또는 "전자" 서명의 법적 유효성을 확정하는, 2000년 10월에 통과된 미국 e-서명 법안으로 불리는 미연방 법률 제정에 의해 발효된, "정부 관리에 의해 전자 서명을 채택 및 사용할 것을 요구하고 개인 부문 전자 상거래에 있어서 전자 서명의 사용을 독려"할 동등한 필요성을 포함하여, 실제 법률적으로 유효한 서명의 제출을 확인하는 방법에 대해 동등하게 강제하는 동기부여를 제공한다. 종이 없는 시스템을 사용하여, 지문 감지 펜 시스템만으로 개인이 그의 동의를 나타내는 서명 대신에 "서명하기를 거부합니다"라고 쓰거나 다른 필기를 하여 그의 뜻을 나타내는 것을 막지는 않는다. 이러한 예외성을 간파하는 것은 각기 제출된 서명(및 아마도 파일링된 "서명 카드"와의 비교)의 인위적 재검토를 요하고, 이것은 인간의 실수 또는 간과되기도 한다. 따라서, 본 발명의 손가락 안내 장치의 또 다른 양호한 실시예는 지문 인증 및 인식 시스템을 인증된 대상이 그의 서명이 유효하게 제출되는 것을 실제로 서명하는 것을 확인할 목적으로 사용되는 동적 서명 확인 시스템과 조합하는 것이다.

서명자는 예컨대, 필자가 총으로 위협을 받아서 서명하기를 강요당하는 범죄 상황에서 필기 또는 서명으로 인해 구속될 수도 있다. 이러한 상황에서, 필자는 필기가 강압에 의한 것이며 심지어 불법적으로 강제되었음을 나타내는 비상 신호로서 사용되도록 등록된 다른 비상 손마디를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, 시스템은 등록된 지문과 정합할 수는 없지만, 필자의 비상 손가락과 일치하는 것을 인식하고, 상기 일치의 의미는 대상 필자로부터의 위급함의 전달로서 인식한다. 대상 필자는 이렇게 특별하게 등록된 손마디를 "911 손가락으로 부른다. 이러한 비상 손마디 또는 911 손가락 일치는 대상 필자에게 도움 (예컨대, 경찰의 도움)을 제공하도록, 소위 "무음 경보"를 작동하는 명령으로서 처리될 수 있다. 또한, 시스템은, 필자를 거부하기보다는, 다르게는 오작동하는 것처럼 보일 수 있거나 대상 필자의 인증 실패가 아닌 다른 이유로 인해, 상거래를 완료할 수 없도록 되거나 다르게는 비상 도움(예컨대, 경찰)의 도착이 걸려 있는 상거래를 지연하여, 그러한 방법은 대상 필자가 위해되는 위험을 최소화하도록 의도된 것이다.

지문 센서 또는 스캐너는 인간 지문의 이미지 데이터 상세 특징을 감지하고 포착하는 다양한 해결책을 사용한다. 본 논의에서, 손가락 및 지문이라는 단어의 사용은 엄지 또는 엄지 지문의 사용과 동일 및 동등하도록 의도된 것이고, 대상 사용자의 임의의 좌측 또는 우측 외지로부터의 임의의 손마디 상의 표면 특징이 되는 외부로 자라나온 생체 조직 또는 특징점을 지칭하는 것이다. 그 또는 그녀 또는 그의 또는 그녀의 라는 용어의 사용은 성별에 특이적으로 의도되지 않고, 동일 및 동등하도록 의도된다.

본 발명의 손가락 안내 장치의 더욱 완전한 이해를 위해, 다음의 상세한 설명과, 본 발명의 현재 양호한 실시예가 예시적으로 도시되어 있는 첨부된 도면이 참조된다. 본 발명이 그의 본질적인 특징의 취지로부터 벗어나지 않고서 많은 형태로 실시될 수 있으므로, 도면은 단지 예시 및 설명의 목적이고, 본 발명의 한계의 정의로서 의도되지 않았다는 것이 명확하게 이해된다. 설명 전반에 걸쳐, 유사한 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일한 구성요소를 지칭한다.

도1은 손가락 컵, 가스켓, 센서, 잉크 펜 스타일러스의 상부 및 하부 쉘 내에서 잉크 카트리지 위로 장착되는 인쇄 회로 기판을 포함하는, 본 발명의 손가락 안내 장치의 양호한 실시예의 분해된 조립도이다.

도2는 스타일러스에 장착된 도1의 손가락 안내 장치의 양호한 실시예를 개시하고, 상기 스타일러스는 대상 사용자가 생성하는 필기를 인증 및 인식하는 데 사용되고, 대상은 손가락 안내 장치를 사용하여 펜을 그립하였을 때 손가락의 일반적으로 동일한 관련 부분을 지문 센서 위에 위치시킨다.

도3A는 본 발명의 손가락 안내 장치를 포함하는, 도1의 스타일러스의 양호한 실시예의 측면도를 개시하고, 상기 스타일러스는 무선이고; 도3B는 본 발명의 손가락 안내 장치를 포함하는, 도1의 스타일러스의 양호한 제2 실시예의 측면도를 개시하고, 상기 스타일러스는 연결되어 있다.

도4A는 손가락이 비강제적으로 자연스럽게 손가락 안내 장치에 위치되어서 지문의 관련 부분이 지문 센서와 정렬하여 정합하도록 손가락이 얹혀진 상태로, 도1의 스타일러스 또는 펜과 함께 사용되는 손가락 안내 장치의 양호한 실시예의 평면도를 개시하고; 도4B는 손가락의 관련 부분이 지문 센서와 정렬하도록 손가락을 정렬하는, 손가락 안내 장치의 가파른 전방 경사부의 측면도를 개시한다.

도5A는 본 발명의 손가락 안내 장치를 포함하는 스타일러스와 서명 포착 패드용 스타일러스의 그립 상에 장착된 지문 센서의 양호한 실시예를 개시하고; 도5B는 손가락 안내 장치를 포함하는 펜과 구입 영수증에 서명하기 위해 매장 결제 터미널에서 사용되는 펜 스타일러스의 그립 상에 장착된 지문 센서의 양호한 실시예를 개시한다.

도6A는 본 발명의 손가락 안내 장치를 포함하는 전기 스타일러스와, 컴퓨터와 함께 사용되도록 수기 디지털화 패드와 함께 사용되기 위해 스타일러스의 그립 상으로 정렬되어 장착되는 지문 센서의 조립도의 추가적 양호한 실시예를 개시하고; 도6B는 손가락 안내 장치를 포함하는 전기 스타일러스와, 전기 디지털화 패드와 함께 사용되는 전기 스타일러스의 그립 상으로 장착된 지문 센서를 포함하는, 도6A의 추가적 양호한 실시예를 개시한다.

이제 도면을 참조하면, 도1에서, 손가락 안내 장치(12)는 분해도의 상부에서 상부 커버(22) 바로 아래에 있고, 몇몇 양호한 요소들을 포함한다. 이것들은 전방 및 후방보다 더 가파르고, 지문 센서(16)의 근단부 영역에서 특히 오목한 특징을 가지는 좌측 및 우측 측면을 포함한다. 손가락 안내 장치의 전방은 센서 창으로부터 상부 리지로 오목하고, 짧은 반경들의 세트로부터 도출된 모양을 가지므로 일반적으로 오목한 외형을 생성한다. 후방 섹션의 반경들은 가장 덜 가파른 오목한 외형을 생성하고, 양호한 지문과 신체에 인접한 손마디의 잔여부 사이의 손가락 또는 손마디 부분을 둘러싸도록(cup) 되었다. 손톱으로부터 가장 먼 손가락 안내 장치의 단부는 연속된 피드백 리지를 포함하지만, 손가락을 센서(16)에 인접하여 위치시키기 위한 수단으로서 손가락 관절 또는 관절 아래의 피부 리지를 사용하도록 의도되지 않는다.

손가락 안내 장치의 측면들은 사용자의 손가락을 수납하는 리세스를 형성한다. 따라서, 손가락 안내 장치의 측면들은 손가락과 동일한 전체적인 형상을 갖는다. 본 발명의 손가락 안내 장치의 이러한 제1의 양호한 실시예에서, 측면들은 오목하며 변화하는 곡률 반경을 갖는다. 이는 손톱 바로 아래의 손가락 끝이 손가락 안내 장치의 전방과 접촉하거나 그에 근접하는 손가락 안내 장치의 전방에서 비교적 짧은 오목한 반경(또는 비교적 가파른 경사부)와, 안내부가 손가락을 신체를 향해 위로 연장시키는 센서의 대향 측면에 인접한 긴 반경의 오목한 형상(또는 덜 가파른 경사부)를 포함한다. 측면부는 지문 센서 영역에서 손가락을 측방향으로 중심에 유지하기 위해 매우 가파르다. 전체적으로, 손가락 안내 장치는 평균적인 손가락을 위한 크기이지만, 단지 손가락의 작은 만곡된 부분과 접속하기 때문에 광범위한 손마디 크기를 수용한다. 손가락 안내 장치(12)는 센서(16) 및 구동 링(17)을 위한 창을 포함하여, 이들을 대상 손마디 또는 손가락의 관련 부분에 대해 정렬시켜서 노출시킨다. 플로리다주 멜번 소재의 오쎈텍(AuthenTec)에 의해 제조되는 AES3400 센서 또는 AES3500 센서는 상기 창에 놓이는 지문 센서로서 동일하게 적합하다. 이러한 창은 (도시된) 특정 유형의 센서에 대해 필요한 구동 링을 포함하기에 충분할 수 있거나, 이는 구동 링을 덮고 그 자신의 전기 전도성을 구동 링에 의 해 제공되는 것으로 대체할 수 있다. 가능한 양호한 실시예의 범위 내에서, 이 또한 적용될 수 있으며 그의 성능은 동등하고, 미적 특징만이 실질적인 차이이다. 도1에서, 구동 링(17)은 동등하게 노출되고, 손가락 안내 장치(12)는 구동 링(17)에 대한 보충물로서 사용되며 전도성이 있다. 가능한 양호한 실시예의 범위에서, 창 개방부는 특정 형태의 지문 스캐너 또는 센서에 대해 불필요할 수 있지만, 정렬은 모든 양호한 실시예에서 필요한 요소이다.

센서의 표면은 손가락 안내 장치(12)의 리세스의 최하위부에서 창의 상부와의 일 평면 및 그와 동일한 인접 평면 상에 놓이지만, 이러한 평면과의 엄격한 위치 설정은 대상 손가락이 손가락 안내 장치(12) 및 센서(16)와 접촉할 수 있는 한 성능에 대해 중요하지 않다. 생체 손가락의 유연하고 가요성인 특성은 적당한 한계 내에서 이를 용이하게 한다. 어떤 조건에서는, 지문 이미지 특성을 변경하도록 지문 센서의 평면을 상하로 조절하여 성능이 개선될 수 있다. 수직 위치의 최적 선택으로부터 획득된 이용성이 있을 때, 본 발명의 손가락 안내 장치는 일정 범위의 위치에 걸쳐 작동한다.

가스켓(14)(또는 동등한 보호 수단)이 오일, 유체, 먼지, 또는 다른 원치 않는 재료를 센서 리드 및 회로 기판으로부터 멀리 유지하기 위해 제공된다. 상기 센서(16)은 용제 및 다른 원치 않는 오염물에 대해 불투과성인 재료로 제조된다. 고화되거나 부분적으로 고화되어 보호 장벽을 제공하는 액체 형태로 도포된 컨포멀 코팅과 같은 다른 보호 재료가 가스켓으로 대체될 수 있다. 본 발명은 본 기술 분야의 숙련자에게 공지되어 있고 가용한 다양한 회로 기판 보호 수단과 함께 작용한 다. 본 발명은 보호 수단 없이도 작용한다.

손가락 안내 장치(12)는 이러한 양호한 실시예에서 대향하여 인접하게 도시된 하나 이상의 장착 보스를 포함한다. 이들은 손가락 안내 장치(12)를 센서(16) 및 가스켓(14)과 그의 인쇄 배선 기판(18) 또는 다른 장착 수단과 정렬시키고, 결국 센서(16), 가스켓(14), 및 손가락 안내 장치(12)의 하위 조립체를 상부 커버(22) 및 정합하는 하부 커버(26)를 포함하는 펜 또는 스타일러스 하우징 내에 장착한다. 이것은 본 기술 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 장착 수단으로 용이하게 될 수 있다.

안내부의 전방 부분은 손톱 아래의 손가락 끝 또는 엄지 손가락과 만나고 대상 사용자의 손가락 또는 엄지 손톱의 길이의 차이로부터 생성될 수 있는 위치의 차이를 회피하도록 설계된 정지 및 위치 기준으로서 역할한다. 이는 손가락의 상부(손톱) 측면 위에 결합되거나 그 위로 횡단하는 장치에 대한 명확한 장점이다.

도2는 스타일러스(10) 하우징 내의 손가락 안내 장치(12) 및 지문 센서(16)를 도시한다. 손가락 안내 장치(12)는 센서에 인접하고 오목한 성질인 전후방보다 가파른 좌우 측부를 포함한다. 전방은 센서 창으로부터 상부 리지로 오목하고, 짧은 반경들의 세트로부터 도출된 모양을 가지므로 일반적으로 오목한 외형을 생성한다. 손가락 끝은 손가락 안내 장치(12)의 이러한 전방 부분과 접촉할 것이다. 후방 섹션의 반경들은 가장 덜 가파른 오목한 외형을 생성하고, 양호한 지문과 신체에 인접한 손마디의 잔여부 사이의 손가락 또는 손마디 부분을 둘러싸도록(cup) 되었다. 손톱으로부터 가장 먼 손가락 안내 장치(12)의 단부는 연속된 피드백 리지 를 포함하지만, 손가락을 센서(16)에 인접하여 위치시키기 위한 수단으로서 손가락 관절 또는 관절 아래의 피부 리지를 사용하도록 의도되지 않는다.

손가락 안내 장치(12)는 센서(16)를 위한 창을 포함하여, 자신이 대상 손마디 또는 손가락과 정렬되었음을 노출시킨다. 상기 창은 (도시된) 임의 형태의 센서를 위해 필요한 구동 링을 포함하기에 충분할 수 있거나 그 자신의 전기 전도성을 구동 링에 의해 제공되는 것으로 대체할 수 있다. 가능한 양호한 실시예의 범위 내에서, 이 또한 적용될 수 있으며 그의 성능은 동등하고, 미적 특징만이 실질적인 차이이다. 도2에서, 지문 센서(16)를 덮는 구동 링은 동등하게 노출되고, 손가락 안내 장치(12)는 구동 링에 대한 보충물로서 사용되며 전도성이 있다. 스캐너 또는 센서의 임의의 형태에 있어서, 본 발명은 개방된 창 없이 작용할 수 있다. 예들은 광학 스캐너 또는 센서 및 임의의 초음파 센서를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

도3A는 본 발명의 손가락 안내 장치(12)를 포함하는, 도1의 스타일러스의 양호한 실시예의 측면도를 개시하고, 상기 스타일러스(10A)는 무선이고; 도3B는 본 발명의 손가락 안내 장치(12)를 포함하는, 도1의 스타일러스 양호한 제2 실시예의 측면도를 개시하고, 상기 스타일러스(10B)는 연결되어 있다. 손가락 안내 장치는 상부 커버(22)의 정상에 놓이게 노출된다. 그립 패드(29)는 보다 편안하고 안정적으로 그립할 수 있도록 부드러운 마찰 재료(마찰 계수가 비교적 높은)로 제조된다. 하부 커퍼(26)에 부착된 논-슬립 그립면은 등록 중에 또는 오류 거절에 후속하는 2차 시도 중에 사용자가 손가락을 손가락 안내 장치로 제거 및 재위치시킬 때 스타 일러스를 움직이지 못하게 유지한다. 높은 마찰 계수를 가지는 적절한 가요성 재료는 본 기술분야의 숙련자에게 공지되어 있고, 고무, 우레탄 기초 재료, 및 스웨이드 가죽을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.

도4A는 손가락이 관련 부분 이미지와의 정합을 가능하게 하도록 손가락 안내 장치(12)에 위치되도록 손가락이 얹혀진 상태인, 도1의 스타일러스 또는 펜과 함께 사용되는 손가락 안내 장치(12)의 양호한 실시예의 평면도를 개시하고; 도4B는 손가락의 관련 부분이 지문 센서와 정렬하도록 손가락을 정렬하는, 손가락 안내 장치의 가파른 전방 경사부(27)의 측면도를 개시한다.

도5A는 손가락 안내 장치(12)를 포함하는 스타일러스(10)와, 지불 결제 시스템의 일부로서 통상 사용되는 서명 포착 패드를 위해 상기 스타일러스의 그립 상에 장착된 지문 센서(16)의 또 다른 양호한 실시예를 개시하고; 도5B는 손가락 안내 장치(12)를 포함하는 펜(34)과 매장 결제 터미널과 함께 사용되는 펜의 그립 상에 장착된 지문 센서(16)의 또 다른 양호한 실시예를 개시하고 있고, 구매자는 본 발명의 손가락 안내 장치를 사용하여 손가락을 위치시키는 한편 펜 스타일러스를 사용하여 영수증에 서명한다.

도6A는 손가락 안내 장치(12)를 포함하는 전기 컴퓨터 입력 스타일러스와, 전기 디지털화 패드(33)(도6B에 도시됨) 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 수기 디지털화 수단과 함께 사용되기 위해 스타일러스의 그립 상으로 정렬되어 장착되는 지문 센서(16)의 조립도의 또 다른 양호한 실시예를 개시하고; 도6B는 손가락 안내 장치(12)를 포함하는 전기 컴퓨터 입력 스타일러스와, 사용자의 생체 인증으로서 겸 비되기 위한 지문 인증과 함께 이미지 포착 및 저장 또는 동적 서명 인증과 같은 컴퓨터 처리를 위해 그림, 필기, 또는 서명과 같은 수기를 포착하도록 대응하는 전기 디지털화 태블릿(33)과 함께 사용될 때의 스타일러스(10)의 그립 상으로 장착된 지문 센서(16)가 조립된 양호한 실시예를 개시한다. 본 발명의 추가적 양호한 실시예는 지문 인증과 함께 사용되는 2차 안전 생체적 동일성 확인 방법을 사용한다. 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 손가락 컵 장치 및 지문 인증 또는 인식 시스템과 함께 동적 서명 확인(DSV)의 사용은, 지문으로 인증된 서명자가 거절 또는 다른 무의미한 필기를 쓰는 것이 아니라, 그의 동의 및 의지의 법적 표현을 나타내는 그의 서명을 실제로 사인했다는 것을 확인하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 필자는 그가 강압 또는 심지어 불법적으로 강제되었음을 시스템에 알리는 비상 신호 손마디로서 등록된 다른 비상 지문을 가지는 것이 그에게 바람직할 수 있다. 그러한 경우에, 시스템은 예상되는 등록된 지문에 대항하여 인증할 수 없고, 필자가 비상 도움을 요청하는 것으로 해석할 수 있는 필자의 지정된 비상 손가락과 부합하는지 확인한다. 이러한 비상 손마디 지문의 부합은 필자에게 비상 도움을 제공하도록 "묵음 경보"를 발동하도록 사용될 수 있다. 대상 필자를 거절하는 대신에, 오작동하는 것처럼 보이거나, 필자의 인증 실패에 대해 부여되는 다른 이유를 통신하는 동시에 상거래 서명 처리를 완료할 수 없도록 되거나, 강압하에 있는 대상 필자가 위해되는 위험을 최소화하도록 비상 도움의 도착이 걸려 있는 상거래 서명을 지연하도록 프로그래밍될 수 있다. 이미 개시된 DSV의 다른 실시예 및 이러한 추가적인 양호한 실시예는 도6B에 도시된 전기 디지털화 패드(33)와 무선 통신하는 서브조립체(30)를 형성하는 회로 보드(31) 및 스타일러스 포인트(32)를 사용한다. 이러한 서브조립체는 본 명세서에 참조되어 합체된 미국 특허 제5,576,502호 및 다른 참증에 상세히 설명되어 있다. 전기 작동되는 디지털화 포인터 및 수기 포착 패드 또는 태블릿과 통신하도록 설계된 다른 동등한 서브조립체 및 서브시스템은 컴퓨터 수기 포착 장치 및 시스템 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 추가적인 실시예는 와콤(WACOM)사에서 제도된 서브조립체를 사용한다. 이러한 예시적 실시예에서, 회로 기판 및 스타일러스 서브조립체(30)는 도1에 도시된 잉크 카트리지(24)를 대체하고, 이러한 대체는 손가락 안내 장치가 부여된 전기 컴퓨터 입력 스타일러스가 스타일러스와 패드 사이의 무선 통신 방법을 사용하는 컴퓨터 수기-디지털화 패드와 양립할 수 있도록 한다. 도6A는 스타일러스 하우징 내에서 손가락 안내 장치를 가지는 지문 센서 시스템의 분해도를 개시하고 있다. 손가락 안내 장치(12)는 전방 및 후방보다 더 가파르고 특히 오목한 성질을 가지는 좌측 및 우측 측면을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 전방은 센서 창으로부터 상부 리지로 오목하고, 짧은 반경들의 세트로부터 도출된 모양을 가지므로 일반적으로 오목한 외형을 생성한다. 손가락 끝은 손가락 안내 장치(12)의 이러한 전방 부분과 접촉할 것이다. 후방 섹션의 반경들은 가장 덜 가파른 오목한 외형을 생성하고, 양호한 지문과 신체에 인접한 손마디의 잔여부 사이의 손가락 또는 손마디 부분을 둘러싸도록(cup) 되었다. 손톱으로부터 가장 먼 손가락 안내 장치(12)의 단부는 연속된 피드백 리지를 포함하지만, 손가락을 센서(16)에 인접하여 위치시키기 위한 수단으로서 손가락 관절 또는 관절 아래의 피 부 리지를 사용하도록 의도되지 않는다. 손가락 안내 장치(12)는 센서(16)를 위한 창을 포함하여, 그것이 대상 손가락 또는 손마디와 정렬되었음을 노출시킨다. 상기 창은 (도시된) 임의 형태의 센서를 위해 필요한 구동 링을 포함하기에 충분할 수 있거나, 구동 링을 커버하고 그 자신의 전기 전도성을 구동 링(17)에 의해 제공되는 것으로 대체할 수 있다. 추가적으로 양호한 실시예에서, 이 또한 적용될 수 있으며 그의 성능은 동등하고, 미적 특징만이 실질적인 차이이다. 도6A에서, 구동 링은 동등하게 노출되고, 손가락 안내 장치는 구동 링에 대한 보충물로서 사용되며 전도성이 있다.

도6B는 도6B에 도시된 전기 디지털화 패드(33)와 무선 주파수로 전기 통신하는 도6A의 전기 컴퓨터 입력 스타일러스 필기구를 개시하고 있고, 상기 디지털화 패드는 수기 상의 정보를 포함하는 전기 신호를 컴퓨터로 전송한다. 스타일러스는 디지털식으로 포착되고 컴퓨터로 전송되는 수기를 위해 사용될 수 있고, 마우스는 수기를 적절히 표현할 수 없기 때문에 통상적인 컴퓨터 마우스를 사용하려는 시도는 본 적용예에서 양호하다. 또한, 이러한 구성에서의 스타일러스는 컴퓨터 포인팅 제어 장치 및 수기 포착 장치로서도 사용될 수 있지만, 공지된 바와 같이, 마우스는 포인팅 제어 장치에 한정되고, 스타일러스는 그렇지 않다. 이러한 목적을 위한 스타일러스 사용 전에 또는 도중에, 디지털화 태블릿, 무선 신호 송수신, 선택적 데이터 전송, 또는 컴퓨터와 전기 통신하는 별도의 케이블을 통해, 본 발명의 유용성 및 결과적 실행에서의 실질적 차이 없이, 지문에 대한 정보를 포함하는 전기 신호가 컴퓨터로 전송될 수 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐, 출원 번호 및 발명자에 의해 참조되는 다양한 특허 출원이 도처에 있다. 이러한 출원의 개시 내용은 본 발명의 현재 기술을 보다 완전하게 설명하기 위해 본 명세서에서 전체적으로 참조되어 합체되었다.

본 발명의 위치 설정 장치의 많은 대안, 변형, 및 변경은 본 명세서의 개시 내용에 비추어 당업자에게 명백해질 것이라는 것은 확실하다. 본 발명의 한계 및 범위는 상기 명세서의 언어에 의한 것보다는 첨부된 청구범위에 의해 결정되도록 의도되고, 서로 협동하는 등가물을 형성하는 모든 그러한 대안, 변형, 및 변경은 이러한 청구범위의 취지 및 범주 내에 포함되도록 의도된다.

부품 리스트

10 스타일러스

12 손가락 컵

14 가스켓

16 지문 센서

17 구동 링

18 인쇄 회로 기판

22 상부 커버

24 잉크 카트리지

26 하부 커버

29 그립 패드

30 서브조립체

31 회로 보드

32 스타일러스 포인트

33 전기 디지털화 패드

Claims

사용자의 손가락에 관련한 데이터를 캡처하기 위한 지문 센서에 장착되는 손가락 안내 장치이며,

상기 지문 센서는 스타일러스 또는 펜 내에 장착되고, 상기 손가락 안내 장치는 오목한 단부 벽들을 갖고, 상기 오목한 단부 벽들은 사용자 손가락과 동일한 형상을 갖고, 상기 오목한 단부 벽들은 극소점의 안정 위치에 도달할 때까지 상기 손가락이 하향으로 활주할 수 있도록 충분히 낮은 마찰계수를 갖고, 상기 손가락 안내 장치는 상기 오목한 단부 벽들에 대한 상기 극소점의 위치에 배치되고, 상기 손가락을 상기 지문 센서 상에 축방향 및 측방향으로 안내하도록 인체공학적으로 설계된 상기 오목한 단부 벽들은 스타일러스 또는 펜이 필기할 수 있도록 사용될 때마다 상기 손가락의 동일한 관련 부분에 놓이게 할 수 있고, 상기 손가락 안내 장치는 표면 상에 상기 스타일러스 또는 펜을 사용하는 사람을 인식 또는 인증할 목적으로 "오류 거절"의 발생을 감소시키는 손가락 안내 장치.
제1항에 있어서, 가변 곡률 반경들을 갖는 볼록한 측면들을 갖고, 전방 측면 상의 이러한 곡률 반경은 손톱의 하부 측면으로부터 0.51 ㎝(0.20 인치) 내지 2.29 ㎝(0.90 인치) 범위의 손가락 상의 영역 내에서 센서의 중심 위에 손가락의 동일한 관련 부분을 위치시키도록 설계된 손가락 안내 장치.
제1항에 있어서, 손마디가 센서 위에 바르게 위치되지 않았다는 것을 대상에게 표시하기 위한 명확한 촉각 피드백을 일으키는 외측 리지를 구비한 손가락 안내 장치.
제1항에 있어서, 센서 위의 올바른 위치와 또한 대체로 관련된, 전체적으로 최하부 위치를 향해 손가락이 쉽게 활주하고 그 안에서 안정화하도록 하는 표면 마찰 특성을 구비한 손가락 안내 장치.
제1항에 있어서, 열이 펜의 주위 부품에 의한 것보다 상기 손가락 안내 장치에 의해 더 신속하게 피부로부터 전도되도록, 펜 또는 스타일러스의 주위 부품보다 높은 열 전도성을 갖고, 상기 손가락 안내 장치는 펜의 주위 부품보다 터치에 대해 더 차가운 느낌의 촉각 특성을 가짐으로써, 손가락이 올바른 영역 내에 위치되었다는 것을 필자에게 전달하는 손가락 안내 장치.
제1항에 있어서, 스타일러스로의 정렬 및 부착을 위해 부착된 하나 이상의 장착 보스를 구비한 손가락 안내 장치.
제1항에 있어서, 스타일러스는 본질적으로 전기적이고 수기-디지털화 패드와 통신하는 손가락 안내 장치.
지문 센서 상에 사용자의 손가락을 위치시키기 위한 손가락 안내 장치이며,

상기 지문 센서는 스타일러스 또는 펜의 그립에 배치되고, 상기 손가락 안내 장치는 손가락을 수용하기 위해 치수결정된 만입된 형상을 갖고, 상기 손가락 안내 장치는 손가락 끝이 상기 손가락 안내 장치에 접하는 전방 부분에서의 단측 곡률 반경과 상기 손가락 안내 장치가 상기 사용자를 향하여 상기 손가락으로 연장하는 대향 단부에서의 장측 곡률 반경을 갖고, 상기 손가락 안내 장치는 오목한 단부 벽들을 갖고, 상기 오목한 단부 벽들은 경사면을 갖는 전방부를 갖고, 상기 경사면은 상기 사용자의 손톱 아래에서 상기 손가락의 끝 부분과 접하고, 오목한 단부 벽들의 전방부는 멈춤부로서 작용하고, 상기 멈춤부는 상기 손가락을 물리적이지만 비강제적으로 상기 지문 센서에 대해 정확한 위치에 있게 하고, 상기 전방부는 상기 손가락의 상기 손톱 아래의 상기 손가락 끝과 만나고, 상기 동일한 안내 장치는 많은 상이한 크기로 된 손가락들과 사용하기에 적합한 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 대상이 그의 손가락을 손가락 안내 장치 내의 올바른 위치에 위치시키는 것을 돕기 위한 피드백 수단을 구비한 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 대상이 그의 손가락을 손가락 안내 장치 내에서 올바른 압력으로 올바른 위치에 위치시키는 것을 돕기 위한 피드백 수단을 구비한 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 대상이 그의 손가락을 손가락 안내 장치 내의 올바른 위치에 위치시키는 것을 돕기 위한 범프를 구비한 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 자신의 손가락을 손가락 안내 장치 내의 올바른 위치에 위치시키는 대상과 통신하기 위한 점자를 구비한 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 손가락 안내 장치 또는 손가락 안내 장치 표면은 센서의 개선된 작동을 용이하게 하기 위해, 필요한 전기 신호, 주파수, 또는 전위를 인간 조직에 전달하도록 전도성 또는 부분 전도성인 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 손가락 안내 장치 또는 주위 영역은 손가락을 위치시킬 장소를 표시하기 위한 시각적 표시기 또는 도색된 지문으로 마킹되어 있는 손가락 안내 장치.
제8항에 있어서, 스타일러스는 본질적으로 전기적이고 수기-디지털화 패드와 통신하는 손가락 안내 장치.
지문 센서와 정렬하여 장착하기 위한 손가락 안내 장치이며,

상기 지문 센서는 스타일러스 또는 펜 내에 장착되고, 상기 손가락 안내 장치는 사용자의 손가락을 수용하고 상기 지문 센서 위로 상기 사용자의 손가락을 축방향으로 그리고 측방향으로 정렬하기 위한 만입부를 포함하며, 만입부는 축방향으로 오목한 단부 벽들에 의해 형성되고, 사용시 사용자의 손가락의 끝에 인접한 축방향에서의 단부 벽은 사용시 사용자의 손가락의 끝으로부터 원거리에 있는 축방향에서의 단부 벽의 오목 반경보다 더 짧은 오목 반경을 갖고, 상기 손가락을 상기 지문 센서 상에 축방향 및 측방향으로 안내하도록 인체공학적으로 설계된 상기 오목한 단부 벽들은 상기 스타일러스 또는 펜이 필기할 수 있도록 사용될 때마다 상기 손가락의 동일한 관련 부분에 놓이게 할 수 있는 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 안내부는 손가락 또는 엄지를 스캐너 상으로 중심 설정할 목적의 한 쌍의 측면 부분과, 센서를 지나 후방으로 연장되는 손가락 부분을 수용하기 위한 후방 부분을 포함하는 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 안내부의 오목한 부분은 손가락의 일반적인 형상을 갖는 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 스타일러스는 본질적으로 전기적이고 수기-디지털화 패드와 통신하는 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 스타일러스는 필자가 그에게 속하는 서명에 사인했는지 확인하기 위해 사용되는 동적 서명 확인을 할 수 있는 시스템과 함께 사용되는 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 스타일러스는 동적 서명 확인을 할 수 있는 시스템과 함께 사용되고, 동적 서명 확인 시스템은 또한 필자를 인증 또는 인식하기 위한 방법으로서 사용되기에 가용한 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 대상은 비상 재난 신호를 통신하기 위해 사용되도록 제2 비상 손가락 지문을 등록하고, 상기 지문의 부합은 시스템이 다르게 응답하도록 하는 신호인 손가락 안내 장치.
제16항에 있어서, 스타일러스는 포인팅 장치의 이동을 제어하기 전에 또는 제어하는 동안에, 대상 사용자를 인증할 수 있는 컴퓨터 포인팅 제어 장치로서 사용되는 손가락 안내 장치.