KR20140004800A

KR20140004800A - 모바일 터치 생성 디바이스 및 터치스크린과의 통신

Info

Publication number: KR20140004800A
Application number: KR1020137032087A
Authority: KR
Inventors: 토마스 디. 바이골트; 미카엘 페터 코이퍼-해먼트; 토르스텐 크람프; 미카엘 바엔취
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2014-01-13
Also published as: CN103582864A; EP2724222A1; CN103582864B; CA2817823C; CA2817823A1; KR101531782B1; EP2724222B1; JP2014502739A; US20120326998A1; JP5689537B2; MX2013008668A; US9041668B2; WO2012176082A1

Abstract

본 발명은 특히 모바일 터치-생성 디바이스(10)에 관한 것이며, 모바일 터치- 생성 디바이스(10)은 로직(12) 및 터치-생성 시스템(15)를 보유하고, 터치-생성 시스템(15)는 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들(151-159)를 포함하고, 여기에서 상기 터치-생성 시스템은 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들을 통해서 터치 이벤트들을 생성(S30)하도록 상기 로직에 동작적으로 결합되고, 상기 터치 이벤트들은 터치스크린에 의해 검출 가능하고 바람직하게는 정전식 감지 터치스크린에 의해 검출 가능하다. 본 발명은 또한 모바일 터치-생성 디바이스와 터치스크린 디바이스 사이의 양방향 통신 방법에도 관련된다.

Description

모바일 터치 생성 디바이스 및 터치스크린과의 통신{MOBILE TOUCH-GENERATING DEVICE AND COMMUNICATION WITH A TOUCHSCREEN}

본 발명은 터치스크린 디바이스들과의 자동화된 통신 분야에 관한 것이고, 예를 들면 정전식 감지(capacitive sensing) 기술을 이용한 터치스크린 디바이스들과의 자동화된 통신 분야에 관한 것이다.

개인 휴대 정보 단말기(PDA)는 일반적으로 알려져 있다(예를 들어, 위키피디아 기고자들. "Personal digital assistant(개인 휴대 정보 단말기)." 위키피디아, 무료 백과사전. 위키피디아, 무료 백과사전, 2011년 5월 18일. 웹. 2011년 6월 10일. 참조). PDA는 개인 정보 관리(personal information manager) 기능을 제공하는 디바이스이다. 통상적으로, PDA는 전자적 시각 디스플레이(다른 말로 줄여서 디스플레이)를 보유하며 더 일반적으로 말하면 여러 사용자 인터페이스들을 보유한다. 최신 제품들은 또한 오디오 기능을 보유하며 이동 전화("스마트폰") 또는 휴대용 미디어 플레이어로 사용될 수 있다. 오늘날 대부분의 모든 PDA는 스마트폰이다. 또한, 대부분의 PDA는 인터넷 접속 기능을 보유하며 웹 브라우저를 내장하고 있다. 사실상, 많은 PDA들이 Wi-Fi나 무선 광역 네트워크를 통해 인터넷, 인트라넷 또는 엑스트라넷에 액세스할 수 있다.

많은 PDA들이 터치스크린 기술을 사용한다. 터치스크린(또는 터치-감응 디스플레이)은 디스플레이 영역 내의 터치 이벤트의 위치를 감지하는 전자 디스플레이이다. 보통, 디스플레이 터치는 손가락으로 이루어진다. 터치스크린은 또한 스타일러스(a stylus)와 같은 수동 객체들을 감지할 수 있다. 터치스크린은 통상적으로 일체형(all-in-one) 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, PDA 및 스마트폰과 같은 디바이스들에 사용된다(예를 들어, 위키피디아 기고자들 참조. "Touchscreen(터치스크린)." 위키피디아, 무료 백과사전. 위키피디아, 무료 백과사전, 2011년 6월 6일. 웹. 2011년 6월 10일. 참조). 터치스크린 기술은 다양하며, 예를 들어, 저항식(resistive), 정전식(capacitive), 적외선식(infrared) 등의 기술이 있다.

정전식 감지 기술은 예상컨대 PDA 용으로 가장 많이 사용되는 기술일 것이다. 정전식 터치스크린 패널은 유리와 같은 절연체(insulator)를 포함하며, 상기 절연체는 투명한 도체로 코팅되며, 예를 들어 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)로 코팅된다. 도체로 스크린의 표면을 터치하면(인체 또한 전기적 도체임) 스크린의 정전기장(electrostatic field)의 왜곡(distortion)이 일어나며, 이는 커패시턴스(capacitance)의 변화로서 측정될 수 있다.

보안 문제들로 인해 PDA는 (PC와 마찬가지로) 많은 기능들에서 부적합할 수 있는데, 이는 사용자가 입력한 데이터가 공격자(a attacker)에 의해 조작 또는 복제될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 트랜잭션들이 원치 않는 수령인에게 돈을 보내거나 원치 않는 상품을 주문하도록 변경될 수 있고, 또는 사용자 자격인증서들(user credentials)이 복제되어 공격자들에게 인터넷 뱅킹 용도로 사용되는 시스템 등에 대한 액세스를 제공하게 될 수도 있다.

PDA 이외에도, 터치-감응 디스플레이는 스마트폰, 태블릿 PC 혹은 랩탑에서부터 ATM 기기와 같은 특수 목적 디바이스들에 이르기까지 많은 전자 디바이스들에서 점점 더 널리 보급되고 있다. 디스플레이는 일차적으로 휴먼 인터페이스 디바이스(human interface devices)의 역할을 하지만 또한 두 디바이스 사이의 일방향 근거리 무선 통신을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 소위 깜박임 코드 애플리케이션(flicker code application)의 경우에, 한 디바이스가 자신의 디스플레이상에 보여지는 깜박이는 이미지에 데이터를 인코딩하면 광검출기(photodetector)를 갖춘(즉, 광 감지 엘리먼트들을 보유한) 제2의 디바이스가, 위의 엘리먼트들이 상기 깜박이는 이미지에 가깝게 놓일 때 상기 데이터를 수신하여 디코딩할 수 있으며, 예를 들어 다음을 참조한다:

- http://www.axsionics.ch/tce/frame/main/422.htm 그리고

- http://www.reiner-sct.com/index.php?option=content&task=view&id=162.

본 발명의 제1 특징에 따라서, 본 발명은 모바일 터치-생성 디바이스를 제공하며, 상기 모바일 터치-생성 디바이스는 로직(a logic); 및 터치-생성 시스템을 보유하고, 상기 터치-생성 시스템은 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들을 포함하며, 상기 터치-생성 시스템은 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들을 통하여 터치 이벤트들을 생성하도록 상기 로직에 동작적으로 결합되어 있고, 상기 터치 이벤트들은 터치스크린에 의해 검출 가능하며(detectable), 바람직하게는 정전식 감지 터치스크린에 의해 검출된다.

실시 예들에서, 상기 디바이스는 하나 또는 그 이상의 다음 특징들을 포함할 수 있다:

- 상기 터치-생성 시스템은 적어도 두 개의 터치-생성 엘리먼트들을 포함하며, 아홉 개의 터치-생성 엘리먼트들을 포함하는 것이 바람직하다;

- 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들은 각각의 전도성 전극들을 포함하고 상기 터치-생성 시스템은 하나 또는 그 이상의 스위치들을 통하여 상기 전극들에 연결된 회로를 포함하며, 상기 스위치들은 상기 회로를 닫고 상기 전극들로부터 전하(electrical charge)를 방출시킬(draining) 수 있게 해준다;

- 상기 모바일 터치-생성 디바이스는 상기 로직에 동작적으로 결합된 광검출기 시스템(photodetector system)을 더 포함하며, 상기 로직은 또한 상기 광검출기 시스템을 통해서 검출된 광 신호(optical signal)에 응답하여 상기 터치 이벤트들을 생성하도록 구성되는 것이 바람직하다; 그리고

- 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 구성은 상기 모바일 터치-생성 디바이스가 개인 휴대 정보 단말기 혹은 PDA의 터치스크린상에 놓여서 상기 터치-생성 엘리먼트들이 상기 PDA의 터치스크린과 근접할 수 있도록 더 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 본 발명은 시스템으로 구현되며, 상기 시스템은: 터치스크린을 보유한, 바람직하게는 정전식 감지 터치스크린을 보유한 터치스크린 디바이스; 및 위의 모바일 터치-생성 디바이스들 중 어느 하나 ― 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 터치-생성 시스템은 자신의 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들을 통하여 상기 터치스크린에 의해 검출 가능한 터치 이벤트들을 생성하도록 구성됨 ― 를 포함한다.

다른 변형 예들에서, 상기 터치스크린 디바이스는 개인 휴대 정보 단말기 혹은 PDA인 것이 바람직하며 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 구성은 상기 모바일 터치-생성 디바이스가 상기 터치스크린상에 놓여서 상기 터치-생성 엘리먼트들이 상기 터치스크린과 근접하고 상기 터치스크린의 표면보다 더 작은 영역을 차지할(spanning) 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 터치스크린 디바이스는 공간 및/또는 시간적으로 모듈화된 이미지를 상기 터치스크린을 통해서 디스플레이하도록 구성되는 것이 바람직하고; 상기 모바일 터치-생성 디바이스는 상기 디스플레이된 이미지를 검출하도록 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 로직에 동작적으로 결합된 광검출기 시스템을 포함하며, 상기 로직은 상기 이미지가 검출되는 것에 응답하여 터치 이벤트들을 생성하도록 구성되는 것이 더 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 본 발명은 위의 실시 예들 중 어느 하나의 모바일 터치-생성 디바이스와 터치스크린 디바이스 사이의 양방향 통신 방법으로 구현되며, 상기 모바일 터치-생성 디바이스는 광검출기 시스템과 같은 검출기 시스템(a detector system)을 갖추고 있고 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 로직에 동작적으로 결합되어 있으며; 상기 터치스크린 디바이스는 터치스크린을 포함한 인터페이스 수단을 포함하고, 상기 인터페이스 수단은 상기 모바일 터치-생성 디바이스와 통신하도록 구성되며, 상기 방법은: 순서에 상관 없이, 상기 인터페이스 수단을 통해서 신호를 내보내도록(emit) 명령하는 단계; 및 상기 터치스크린을 통해서 터치 이벤트들을 수신하는 단계 ― 상기 터치 이벤트들은 상기 모바일 터치-생성 디바이스에 의해 생성됨 ― 를 포함한다.

실시 예들에서, 이 방법은 하나 또는 그 이상의 다음 특징들을 포함할 수 있다:

- 상기 신호를 내보내도록 명령하는 단계는 상기 터치스크린을 통해서 상기 터치 이벤트들을 수신하는 것에 응답하여 실행된다;

- 사이클 n에서, 상기 방법은: 상기 모바일 터치-생성 디바이스에 의해 생성된 그리고 상기 터치-생성 엘리먼트들의 n번째 위치를 표시하는 터치 이벤트들의 n번째 시퀀스를 상기 터치스크린을 통해서 수신하는 단계; 상기 수신된 터치 이벤트들의 n번째 시퀀스에 따라서 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 n번째 위치를 결정하는 단계; 상기 인터페이스 수단을 통해서 n번째 신호를 내보내도록 명령하는 단계 ― 상기 n번째 신호는 상기 터치-생성 엘리먼트들의 n번째 위치에 따라서 결정된 n번째 세트의 특성들(characteristics)을 보유함 ―; 및 사이클 n+1에서 상기 수신하는 단계, 결정하는 단계 및 명령하는 단계를 반복하는 단계를 포함한다;

- 신호를 내보내도록 명령하는 단계는 상기 터치스크린을 통해서 이미지를 디스플레이하도록 명령하는 단계 ― 상기 이미지는 공간 및/또는 시간적으로 모듈화되는 것이 바람직함 ― 를 포함한다;

- 신호를 내보내도록 명령하는 단계는 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 마지막으로 결정된 위치와 알려진 구성 데이터(configuration data) 이 둘에 따라서 결정된 일 세트의 특성들을 보유하는 신호를 내보내도록 명령하는 단계 ― 상기 구성 데이터는 상기 터치-생성 시스템의 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들 대비(vs.) 상기 검출기 시스템의 배열(arrangement)을 표시하는 것이 바람직함 ― 를 포함한다; 그리고

- 상기 방법은 상기 터치-생성 디바이스의 구성에 관한 구성 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 구성 데이터는 상기 터치-생성 시스템의 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들 대비(vs.) 상기 검출기 시스템의 배열을 표시하는 것이 바람직하며, 구성 데이터를 수신하는 단계는: 상기 모바일 터치-생성 디바이스에 의해 생성된 터치 이벤트들의 시퀀스를 상기 터치스크린을 통해서 수신하는 단계; 및 상기 수신된 시퀀스에 따라서 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 상기 구성을 결정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 마지막 특징에 따라서, 본 발명은 위의 방법들의 모든 단계들을 실행하기 위한 처리 수단에 의해 실행 가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 매체로 구현되며, 웹 애플리케이션 내에서 구현되는 것이 바람직하다.

이제 본 발명을 구현하는 방법들, 디바이스들 및 시스템들을 비한정적인 예들의 방식으로 그리고 다음과 같은 내용의 첨부 도면들을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 방법의 단계들을 도시하는 순서도이다;
도 2는 실시 예들에 따른, 터치스크린 디바이스의 도식 표현이다.
도 3은 실시 예들에 포함된 것과 같은, 터치-생성 엘리먼트(전도성 전극)에 연결된 회로의 일부를 표현한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른, 터치스크린 디바이스와 모바일 터치-생성 디바이스를 포함하는 시스템의 도식 표현이다. 도시된 상기 모바일 터치-생성 디바이스는 도 2의 상기 디바이스의 변형 예에 해당한다.
도 5는 터치-생성 시스템의 (하부) 부분의 국부 투영도이며, 보이는 대로 하단(도 5a), 측면(도 5b)를 나타낸다. 도 5c는 실시 예들에 포함된 것과 같은, 주어진 터치-생성 엘리먼트(전도성 전극)에 초점을 맞춘 것이다.

이어지는 설명에 대한 개론으로서, 우선 본 발명의 일반적인 특징에 관해 언급하고, 모바일 터치-생성 디바이스 (이하 "TGD"라함), 즉, 터치-생성 시스템을 포함하는 사용자 디바이스에 관해 언급할 것이다. 상기 후자(터치-생성 시스템)은 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들(이하 "TGE들"이라함)을 갖추고 있으며 상기 TGE들을 통해서 터치 이벤트들을 생성하도록 로직(a logic)에 동작적으로 결합된다. 상기 이벤트들은 터치스크린에 의해 검출될 수 있다. 위의 디바이스는 터치스크린 디바이스와의 자동화된 통신을 가능하게 해준다. 실시 예들에서, 터치-감응 디스플레이들과 사용하기 위한 통상의 디스플레이-판독 접근법을 확장하기 위한 검출 능력들(예를 들어, 광검출기를 사용함)이 더 제공될 수 있고, 이것은 양방향 데이터 통신을 가능하게 할 수 있다. 상기 두 디바이스들의 정밀한 정렬(precise alignment) 또는 사전-교정(pre-calibration)을 필요로 하지 않는 구체적인 구현들이 더 제공된다. 여러 애플리케이션들이 (초) 단거리(short range) 무선 통신 메커니즘의 혜택을 볼 수 있으며, 예를 들면, 인증 목적의 보안 토큰(secure tokens)과의 통신, 디바이스들의 페어링(pairing) 등이 있으며, 아래에서 더 상세하게 논의될 것이다.

이 TGD는 여러 종류의 터치스크린 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 통상적으로, TGD는 예를 들어 PDA나 스마트폰의 터치스크린 패널에 놓여서 상기 TGE들이 상기 터치스크린과 근접할 수 있도록 충분히 작고 가볍게 설계된다. 예를 들면, 도 2는 제1 실시 예에 따른, 모바일 TGD를 도식적으로 표현한 것이다. 도 4는 쌍으로 된 시스템 1의 하나의 컴포넌트(10)로서 모바일 TGD의 또 다른 실시 예를 도시하고, 상기 시스템 1은 터치스크린 디바이스(20)을 더 포함한다. 도 5는 터치스크린 패널 위에 놓이기로 의도된 터치-생성 시스템에 대한 통상적인 치수를 제공한다.

구체적으로 도 2 또는 도 4를 참조하면, 터치-생성 시스템(15)는 로직(12)에 동작적으로 결합되고, 터치스크린 디바이스(20)에서 검출될 터치 이벤트들을 생성하기 위한 하나 또는 그 이상의 TGE들(151-153)을 포함한다.

터치스크린 디바이스(20)을 위한 바람직한 기술은 정전식 감지(capacitive sensing) 기술이다. 정전식 감지 기술을 이용하는 것은 TGD가 다른 경우 대부분 다른 기술들이 필요한 움직이는 부분들(즉, 작동식(actuated) TGE들)을 필요로 하지 않는 한, 유용하다. 오히려, 정전식 감지 기술을 이용하면, TGE는 필수적으로 전도성 전극(151)로 제한될 수 있다.

그 다음, 터치-생성 시스템(15)는 필수적으로 회로로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 전자 스위치를 통해서 전극(151)에 연결되는 저항-커패시터 회로(150)(도 3 참조)로 구성될 수 있다. 상기 회로를 닫으면 상기 전극으로부터 추가적인 커패시턴스로 전하를 방출시킬 수 있고, 커패시턴스에 변화, 즉, (정전식) 터치 이벤트가 일어난다. 상기 회로와 전극은 예를 들어 대부분의 정전식 터치 스크린 기술들과 호환성을 보장하는 고도의 절연 트랜지스터(isolating transistor)들과 함께, 적합한 인체 정전식 모형을 구현하도록 설계된다. 이것은 이후에 상세하게 논의될 것이다.

그러나 TGE는 다른 터치 디스플레이 기술들의 경우에, 예를 들면, 기계식 압력을 통한 기술들의 경우에는 다르게 작동할 수 있다. 본 출원에서, 작동식(actuated) 핑거들은 그 핑거들상에 기계적 힘을 생성하기 위한 1차 수단으로서 전기 모터들 또는 압전식(piezoelectric) 엘리먼트들과 함께, 스위치된 전극들을 대신해서 사용될 수도 있다.

또한, 도 2 또는 도 4로 다시 돌아가면, TGD는 상기 터치스크린 디바이스와의 양방향 통신을 가능하게 하기 위해 (예를 들어, 감광성 다이오드들과 같은 광 감응 엘리먼트들을 갖는) 검출기 시스템(16)을 포함하는 것이 바람직하다. 다음에는, 광검출기(16)이 가정되는데, 이 솔루션은 실제 구현들에서 바람직하다.

광검출기 시스템(16)은 로직(12)에 동작적으로 결합되어, 상기 터치스크린에 디스플레이되는 광 신호를 판독하고(read) 그리고/또는 해독(decrypt)할 수 있다. 통상적으로, 로직(12)는 광검출기(16)을 통해서 검출되는 광 신호에 응답하여 터치 이벤트들을 생성하도록 구성된다. 광-감응 컴포넌트들의 구현은 표준 전자기기 컴포넌트들(electronics components)(예를 들어, 광-감응 저항들 또는 다이오드들)로 가능하다.

전술한 바와 같이, 터치-생성 시스템(15)는 적어도 하나의 TGE를 포함한다. 그러나, TGE의 수를 늘리면 상기 터치스크린 디바이스와의 통신 대역폭을 증가시킬 수 있다. 또한, 그렇게 되면 TGD를 상기 터치스크린상에 배치할 때에 자의성(arbitrariness)을 높일 수 있다. 또한 상기 터치스크린상으로 TGD의 위치를 제한(예를 들어, 교정된 배치)하는 물리적 또는 시각적 메커니즘이 제공될 수 있으며, 이는 이후에 논의될 것이다. 그러므로, 원칙적으로, 하나의 TGE만으로도 상기 터치스크린 디바이스와의 통신을 허용하기에 충분하다.

터치-생성 시스템(15)는 적어도 두 개의 터치-생성 엘리먼트들(151-152)를 포함하는 것이 바람직하며, 이것은, 상기 터치스크린 디바이스가 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 구성(구체적으로 상기 터치-생성 엘리먼트들(151, 152) 대비(vs.) 상기 검출기 시스템(16)의 배열)을 알고 있다는 조건에서, 이미 상기 터치-생성 디바이스의 위치결정시에 자의성을 허용하고 있다. 상기 구성은 상기 터치스크린 디바이스가 사전에 알 수 있거나 그렇지 않을 경우 예를 들어 인터넷에서 이용할 수 있다는 것에 유의한다. 또한 상기 구성은 TGD에 의해 직접적으로 전달될 수 있으며, 이는 이후에 논의될 것이다. 만일 두 개의 TGE만이 제공되면, 상기 터치스크린 패널에 감지된 터치 이벤트들의 비대칭 시퀀스는 상기 터치스크린 디바이스가 상기 TGD의 방향(과 특히 상기 TGE들 중 어느 쪽에 광검출기가 있는지)을 알 수 있게 해준다. 그렇지 않을 경우 상기 구성은 상기 터치스크린 디바이스에 의해 추론될 수 있음에 유의한다. 예를 들면, 만일 상기 두 TGE가 상기 터치스크린의 하부 부분상에서 감지되면, 상기 터치스크린 디바이스는 광검출기(16)이 상기 TGE들을 통과하는 라인(line)과 반대쪽에 위치한다거나 상기 광검출기와 세그먼트 라인의 거리가 다르게 알려졌다는 등으로 가정할 수 있다. 모든 경우에, 광-감응 영역과 터치-감응 영역이 어떻게 정렬되어야 하는지를 결정하기 위해, 상기 터치스크린 디바이스상에서 실행중인 애플리케이션, 예를 들어 웹 애플리케이션이 상기 광검출기와 상기 TGE들 사이의 기하학적 관계를 알 수 있다.

바람직한 것은 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 세 개의 터치-생성 엘리먼트들(151-153)이 비대칭 구성으로(즉, 정삼각형을 형성하지 않도록) 제공되는 것이며, 그로써 상기 TGD의 위치에 더 많은 자의성이 허용되는 것이다.

더 바람직한 것은, 아홉 개의 터치-생성 엘리먼트들(151-159)가 제공되어 도 5의 예에서 도시한 바와 같이 통신 대역폭을 증가시키는 것이다.

상기 터치-생성 엘리먼트들과 더 일반적으로 말하면 TGD의 구성은 터치-생성 엘리먼트들이 상기 터치스크린과 근접하여 놓일 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 터치-생성 엘리먼트들은 통상적으로 통상적인 터치스크린의 표면보다 더 작은 영역을, 예를 들어, PDA 디스플레이보다 더 작은 영역을 차지(span)할 것이며, 그렇게 하여 상기 터치스크린은 모든 TGE들을 감지할 수 있게 된다. 또한, 만일 양방향 통신을 의도한 것이라면, 상기 TGE들과 상기 광검출기가 차지하는 유효 표면(effective surface)은 상기 터치스크린 디바이스의 디스플레이 표면 내에 들어 맞아야 할 것이다.

도 5의 예에서, 각 TGE는 필수적으로 전도성 전극(도 5c), 즉 삽입되고 고정된 핑거(a finger) 또는 몸체의 대응하는 홈에 있는 홀드(hold)를 포함한다(도 5a는 하면도, 도 5b는 측면도). 이 예에서 제공된 치수는 PDA들의 터치스크린 패널 치수의 수와 호환된다. 예를 들면, 본 출원에서, 전도성 전극의 주 직경은 5.9mm, 최대 직경은 7.80mm이다. 상기 터치-생성 패널은 40.00x40.00mm 면적을 채운다(도 5a). 도 5a는 아홉 개의 전극과 네 개의 광검출기를 호스트(host)할 수 있는 패널을 도시한다. 상기 광검출기들은 예를 들어 상기 패널의 중앙에 있는 전극 주위에 위치한 네 개의 작은 구멍들 뒤에 장착될 수 있다. 이러한 치수는, 터치스크린 디바이스들의 종류와 성능 그리고 의도한 TGE의 수에 따라서, 분명히 조정될 수 있다. 만일 해상도가 허용된다면, 상기 TGE들의 최대 직경은 실질적으로 예를 들어 1mm 또는 그 이하로 낮아질 수 있다.

이미 앞서 주지시킨 바와 같이, 만일 터치 이벤트들을 생성하기 위해 기계적 압력을 필요로 하는 터치스크린 기술이 사용되면, 상기 로직에 의해 요청 받을 때 압력을 생성하기 위해 상기 전도성 전극들 대신에 전자식 작동기(actuator)들에 연결된 기계적으로 이동 가능한 핑거들이 삽입될 수 있다.

도 4로 돌아가면, 터치스크린 디바이스는 통상적으로 공간 및/또는 시간적으로 모듈화된 이미지(27)(예를 들어, 깜박이는 이미지)를 디스플레이 하도록 구성된다. 깜박이는 이미지들은 임의의 2진 정보를 광 신호들에 내장하는(예를 들어, 깜박이고 밝음(1), 어두움(0)) 통신 프로토콜들을 설계하거나 재사용할 수 있게 해주므로 유용하다. 예를 들면, 이미지들(27)은 흑/백, 그레이 스케일 또는 컬러로 구성된 깜박이는 1D 바코드로 구성될 수 있으며, 여기에서 하나의 바는 클록을 정의하고 나머지 바들은 클록 신호마다 전송되는 데이터 비트들을 표현한다. 다른 예로는 2D 바코드의 단일 이미지가 있을 수 있다.

결국, 상기 모바일 TGD는 광검출기 시스템(16)을 갖출 수 있으며, 또한 디스플레이된 이미지들을 검출하기 위해 로직(12)에 동작적으로 결합될 수 있다. 상기 TGD는 상기 터치스크린 디바이스의 터치-감응 디스플레이에 상당히 가깝거나 접촉하도록 배치되며 그렇게 하여 상기 광검출기의 엘리먼트들(예를 들어, 감광성 다이오드들)이 상기 깜박이는 이미지나 바코드의 바들을 쉽게 판독할 수 있다.

또한, 로직(12)는 통상적으로 검출된 이미지에 응답하여 터치 이벤트들을 생성할 것이다. 더 일반적으로 말하면, 터치스크린 디바이스(20)은 상기 터치스크린 외에도 인터페이스 수단(26)을 포함하며, 이는 TGD 방향으로의 통신을 가능하게 한다. 디스플레이된 이미지들 외에도, 다른 종류의 신호들이 의도될 수 있는데, 예를 들어, 오디오, 무선 등이 있으며, 이것은 또한 양방향 통신을 보장하기 위해 계획될 수 있다.

이미지의 디스플레이 기능은 TGD에 의해 생성된 터치 이벤트들을 다르게 감지할 수 있는, 동일한 애플리케이션(예를 들어, 웹 애플리케이션) 내에서 더 쉽게 설계할 수 있는 것이 장점이다. 또한, 동일한 애플리케이션은, 예를 들어, 무선 인터넷 액세스를 통해서 원격 서버에 통신을 가능하게 할 수 있다.

통상적으로, 도 4에 도시된 로직들(12/22) 각각은 메모리에 결합된 처리 수단(또는 컴퓨팅 수단)을 포함하며, 상기 메모리는 통상적으로 지속성 메모리와 비지속성 메모리를 모두 포함한다. 지속성 메모리는 예를 들어 아래에서 논의되는 바와 같이 전산화된(computerized) 방법들을 저장할 수 있으며, 이 방법들은 상기 각각의 처리 수단에 의해 실행된다.

다시 도 2로 돌아가면, TGD(10)은 상기 디바이스의 배터리(11)의 충전 및/또는 필요한 경우 다른 USB 호환 디바이스와의 통신을 위해 적어도 하나의 인터페이스(13)(예를 들어, USB 인터페이스)를 제공받을 수 있다. 만일 필요할 경우, 상기 디바이스(10)은 메모리 카드(40)(예를 들어, 스마트 카드)상에 저장된 사용자 자격인증서들을 판독하기 위한 카드 리더(17)을 보유한다. 위와 같은 데이터(예를 들어, 상기 카드상에 저장된 사용자 자격인증서들)로 적절한 사용법이 안전하게 만들어질 수 있다. 구체적으로 말하면, 상기 터치스크린 디바이스(20)을 통해서 그리고 위와 같은 데이터를 사용하여 사용자(또는 엄밀히 말하면 TGD(10))와 제3자(예를 들어, 서버(도시되지 않음)) 사이에 신뢰할 수 있는 접속(connection)이 설정될 수 있다. 다른 변형 예에서, 상기 사용자 자격인증서들은 보안 디바이스의 지속성 메모리상에 직접적으로 저장될 수 있다. 이와 관련하여, 당업자는 상기 디바이스에 의해 디스플레이되고 서명되어야 하는 보안에 민감한 정보를 인코딩/디코딩 하기 위한 적절한 암호화 프로토콜을 설계하거나 재사용할 수 있다.

(제어 버튼들(18)과 디스플레이(19) 같은) 추가 인터페이스들이 사용자와의 직접적인 상호작용(direct interaction)을 허용하기 위해 제공될 수 있다. 또한, 상기 디바이스는 통상적으로 온-오프 스위치(11a)를 포함한다.

도 4에 도시된 터치-생성 디바이스는 도 2의 디바이스에 대한 변형 예에 상응한다. 도 2에서 디바이스(10)은 USB 인터페이스가 제공되고 이것이 상기 디바이스를 충전하는 데 사용될 수 있지만, 도 4에서 디바이스(10)은 하나 또는 그 이상의 태양광 전지들(13a)이 제공되어 배터리(도시되지 않음)를 충전하거나 예를 들어 TGD(10)과 터치스크린 디바이스(20) 사이의 양방향 통신 동안에 수신되는 빛을 이용하여 터치-생성 시스템(15)에 직접 전력을 공급한다. 이와는 달리 도 4에 도시된 TGD는 도 2의 것(즉, 제어 버튼들, 디스플레이, 온-오프 스위치, 배터리 등(도시되지 않음))과 비슷한 다른 기능들을 포함할 수도 있다.

도 1의 순서도로 가면, 모바일 디바이스(10)과 터치스크린 디바이스(20) 사이의 양방향 통신 방법의 통상적인 단계들이 예시된다. 두 가지의 주요 단계는 다음과 같다:

- 단계(S50): 터치스크린 디바이스(예를 들어, 이 디바이스의 웹 애플리케이션)가 인터페이스 수단(26)을 통해서 신호(27)(예를 들어, 이미지)를 내보내도록 명령한다; 그리고

- 단계(S40): 터치스크린 디바이스는 모바일 TGD에 의해 생성된 터치 이벤트들을 수신, 즉, 감지한다.

전술한 바와 같이, 모바일 TGD는 터치스크린(20)과의 양방향 통신을 가능하게 하기 위해 검출기 시스템(16)을 갖추는 것이 바람직하고, 광검출기를 갖추는 것이 더 바람직하다. 위의 단계들은 임의적인 순서대로 실행될 수 있으며 양방향 통신의 기초가 된다는 것에 유의한다. 예를 들면, 이미지(27)(단계 S50)은 터치 이벤트들을 감지하는 것(단계 S40)에 응답하여 디스플레이된다. 역으로 터치 이벤트들은 이미지(27)이 TGD에 디스플레이 되고 판독되는 것(단계 S50)에 응답하여 생성된다(단계 S30).

구체적으로, 다음의 단계들이 사이클 n에서 실행될 수 있다:

- 단계(S30): 터치 이벤트들의 n번째 시퀀스가 TGD에 의해 생성되고, 이 시퀀스는 터치스크린 패널상(또는 가까이)의 TGE들의 n번째 위치를 표시한다;

- 단계(S40): 이 시퀀스는 터치스크린 패널을 통해서 수신, 즉, 터치스크린 패널에 감지되고 그 다음에 터치스크린 패널에 동작적으로 결합된 로직(22)에 의해 해석된다;

- 단계(S45): 상기 로직(22)는 수신된 시퀀스에 따라서 모바일 터치-생성 디바이스의 위치를 결정한다;

- 단계(S50): 로직(22)는 적절한 인터페이스 수단(26)(예를 들어, 터치스크린)을 통해서 신호(27)을 내보내도록(예를 들어, 이미지를 디스플레이하도록) 명령한다.

바람직한 것은, 상기 신호(27)이 단계(S45)에서 결정된 바와 같이 TGD의 마지막 위치에 따라서 결정된 특성들을 보유하는 것이다. 예를 들면, 이미지 인-스크린(image in-screen)의 위치가 터치스크린 디바이스에서 결정된 바와 같이 광검출기(16)의 위치로 이동한다. 만일 필요하다면(예를 들어, 검출기가 스크린의 엣지에 가까이 가는 것으로 결정된다면), 이미지는 크기가 조절될 수 있다; 그리고

- 단계(S70): 위의 수신, 결정 및 명령하는 단계들은, 필요한 만큼, 사이클 n+1에서 반복될 수 있다.

또한, 이미지(27)의 특성들은 모바일 터치-생성 디바이스의 알려진 구성 데이터에 따라서 결정될(단계 S50) 수 있다. 상기 구성 데이터는 통상적으로 TGE들(151-159) 대비(vs.) TGD의 광검출기의 배열을 추론할 수 있게 해준다. 예를 들면, 디스플레이된 이미지(27)과 광검출기 사이의 일치(match)를 보장하기 위해 광검출기의 치수와 TGE들에 관한 거리와 방향이 필요할 수 있다. 앞서 주지시킨 바와 같이, 상기 구성 데이터는 알려져 있거나 이용 가능할 수 있다.

다른 변형 예들에서, 상기 구성 데이터는 TGD 스스로에 의해, 예를 들어, 모바일 디바이스(10)에 의해 생성된 터치 이벤트들의 시퀀스를 통해서, 터치스크린 디바이스에 제공될 수 있으며, 그 다음에 이것은 단계들(S30-S45)에서처럼 터치스크린 디바이스(20)에서 감지 및 해석된다. 터치 이벤트들의 시퀀스는 관련된 구성의 특성, 구체적인 제품의 특성 등일 수 있다.

다음으로, 시스템 1의 각 측면상에서 인코딩/디코딩을 위해 많은 스킴들이 고안될 수 있다. 첫째, 이미지(27)이 디스플레이된다고 가정하면, 깜박이는 코드가, 예를 들어 알려진 그 자체대로 사용될 수 있다. 더 일반적으로 말하면, 하나 또는 그 이상의 이미지들이 터치스크린 패널(26)에 디스플레이될 수 있고 로직(12)에서 디코딩될 수 있다. 그러한 이미지들은 또한 공간(예를 들어, 바코드) 및/또는 시간(예를 들어, 바코드 이미지들의 시퀀스)적으로 모듈화될 수 있다. 둘째, 이제 다시 터치 이벤트들과 관련하여, 많은 인코딩 알고리즘들이 고안될 수 있다. 최적의 알고리즘들은 특히 통합된 터치-감응 엘리먼트들의 수에 달려있다. 예를 들면, 온-오프 키잉(keying)(즉, 터치 이벤트의 부재/발생은 2진 논리 0s/1s를 나타냄)은 하나의 TGE만 통합되었을 때 사용되거나, 여러 TGE들과 병렬로 사용될 수 있다. 더 일반적으로 말하면, 정보 워드들이 터치 이벤트들의 특정한 시퀀스들로 표현되는 여러 어휘들이 설계될 수 있다. 다른 변형 예들은 아래에서 논의될 것이다.

다른 애플리케이션들 중에서, 본 방법들은 특히 e-뱅킹 애플리케이션들에 유용하다. 이와 관련하여, 단계들의 시퀀스의 한 예를 이제 논의할 것이며, 여기에서 Tn은 터치스크린 디바이스에 또는 그로부터 구현되는 n번째 단계이며, Dn은 TGD에서의 n번째 단계이다.

T1) 사용자가 터치-감응 스크린(20)(예를 들어, 태블릿 컴퓨터)상의 웹 브라우저에서 e-뱅킹 세션을 시작한다;

T2) e-뱅킹 웹 애플리케이션이 프롬프트(예를 들어, "[직사각형 모양의 영역을 보여주며] TGD를 스크린의 이곳에 터치하시오")를 보여줌으로써 보안에 민감한 동작들(예를 들어, 로그인 또는 트랜잭션 확인)의 사용자 인증을 요청한다;

D1) 사용자가 TGD를 (예를 들어, 전원 버튼을 통해서) 활성화시켜서 터치스크린 패널에 놓는다. 이와는 달리, 상기 디바이스는 예를 들어, 진동, 움직임 또는 터치스크린 디바이스가 내보내는 빛(예를 들어, 깜박이는 이미지)과 같은 주어진 신호를 감지함으로써 자동으로 활성화될 수도 있다;

D2) TGD는 세 개의 터치 엘리먼트를 활성화시키는데, 즉, 도 1의 단계(S30)에서처럼 세 개의 터치 이벤트를 생성한다;

T3) 웹 애플리케이션이 TGD의 위치를 감지하고 '아웃바운드(outbound)' 통신 수단(스크린상의 밝거나 어두운 깜박이는 점들)과 TGD의 광-감응 수신기들을 (도 1의 단계들(S40-S50)에서처럼) 정렬시킨다. TGD의 광 수신기들 대비(vs.) 터치 센서들(touch sensors)의 기하학적 구조는 상기 웹 애플리케이션에 알려지는 것으로 가정한다. 전술한 바와 같이, TGD는 터치스크린 디바이스에 자신의 구성(configuration) 등에 관한 세부사항을 터치 이벤트들의 예비 시퀀스를 통해서 알릴 수 있다. 더 일반적으로 말하면, 터치스크린 디바이스와 TGD는 예비 교환 동안에 주어진 프로토콜, 포맷 등을 합의할 수 있다. 다른 변형 예들에서, 상기 프로토콜, 포맷, 구성은 터치 이벤트들을 생성할 때 TGD에 의해 사용되는 어휘에 고유하며(inherent), 터치스크린 디바이스는 디스플레이된 이미지를 그에 따라서 구성한다.

웹 애플리케이션이 깜박이는 점들을 통해서 e-뱅킹 보안 정보를 TGD로 전달하기 시작한다;

D3) TGD가 자신의 감광성 다이오드들(도 2 또는 도 4의 다이오드(16))을 통해서 정보를 수신한다;

TGD가 이 정보를 (가능한 경우 이 정보의 해독을 위해 내장 스마트 카드를 사용하여, 도 2 참조) 디코딩하고 (도 2 또는 도 4의 로직(12)) 사용자에게 프리젠테이션하기로 되어 있는 그 정보의 엘리먼트들을 자신의 디스플레이를 통해서 보여준다;

D5) 사용자는 상기 디바이스상에 존재하는 '승인' 또는 '취소' 버튼을 통하여 디스플레이상에 도시된 정보의 승인 또는 거절을 요청 받는다(도 2 참조);

D6) 사용자의 응답이 인코딩되어 (가능하면 내장 스마트 카드를 사용해서 암호화되어) 터치-생성 엘리먼트들에 의해 생성되는 간헐적 터치 이벤트들을 통하여 터치스크린 디바이스에 전달된다;

T5) 터치스크린 디바이스가 터치 이벤트들의 형태로 생성된 응답을 수신한다. 터치스크린 디바이스에 의해 지원되는 터치 감응 영역들의 수와 허용된 시간에 따라서, 더 많거나 더 적은 정보가 수신되어 e-뱅킹 웹 서버로 전달될 수 있다;

e-뱅킹 서버는 웹 애플리케이션을 통해서 수신한 정보를 디코딩하는데, 가능하면 상기 수신한 정보를, 사용자의 결정과 암호화 키들(cryptographic keys)의 정확성에 따라서, 추가 동작들에 대한 액세스를 허가 또는 거절하기 전에 사용자-특정 암호화 키들로 암호해독 및/또는 검증한다. 그 다음, e-뱅킹 서버는 사용자에게 피드백을 제공한다(예를 들어, 터치스크린 디바이스상에 도시되는 녹색 또는 적색 디스플레이);

D7) 마지막으로, 사용자는 터치스크린 디바이스로부터 TGD를 제거한다. 위의 일부 또는 모든 단계들은 단일 e-뱅킹 세션 동안에 여러 번 자의적으로 반복될 수 있는데, 예를 들어, 처음에 로그인을 인증하고, 그 다음에 다른 트랜잭션들을 인증하는 식이다.

비슷한 원리를 이용하면, 다른 보안 애플리케이션들도 고려될 수 있다.

이제는, 도 3을 참조하여, 적절한 터치-생성 회로를 위해 가능한 실시 예에 관한 더 상세한 사항들이 제공될 것이다. 앞서 말한 바와 같이, 모바일 TGD는 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들을 갖는 터치-생성 시스템을 포함한다. 터치-생성 엘리먼트는 필수적으로 전도성 전극(151)을 포함한다. 터치-생성 시스템은 필수적으로 회로(150)을 더 포함한다. 회로(150)은 로직(12)를 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들에 연결하고, 그렇게 하여 (정전식) 터치 이벤트를 생성하기 위해 전극과 관련된 회로의 관련 부분을 닫을 때 그 전극으로부터 전하가 방출될 수 있다.

더 상세하게 말하면, 도 3에서, J1은 전극(151)을 나타내는데, 즉, 정전식 터치 감응 디스플레이에 또는 그 가까이에 배치되기로 되어 있는, TGD의 바닥에 있는 터치 생성 엘리먼트를 나타낸다. 이 예에서 사용되는 광학적으로 결합된 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)(150')는 접속(1)과 접속(2) 사이에 있는 발광 다이오드(170)가 내보내는 빛에 따라서 열리고 닫히는, 접속(3)과 접속(4) 사이에 있는 스위치로서 간주될 수 있다. 다른 말로 하면, 상기 MOSFET(150')는 빛에 의해 온 또는 오프로 스위치되는 스위치로서 간주될 수 있다. 본 출원에서 광학 MOSFET는 매우 작은 입력 커패시턴스를 갖기 때문에 사용되며, 이것은 스위치가 열려 있다면 커넥터(4)에서의 커패시턴스가 매우 낮다는 것을 의미한다. 그러나, 당업자는 예를 들어 기계적 고체 상태 계전기(a mechanical solid state relay)와 같은 적절한 디바이스를 대용으로 사용할 수도 있다(이 경우 크기가 더 커지기 때문에 광학 MOSFET보다 덜 실용적일 수 있다). 일부 종류의 (비광학) 트랜지스터들은 통상적으로 더 높은 입력 커패시턴스를 가지고 있으며, 이것은 스위치가 열려있거나 닫혀있거나 상관없이 터치 감응 디스플레이가 항상 터치 이벤트를 검출할 것임을 의미한다는 것에 유의한다. 다른 말로 하면, 적절한 스위치 메커니즘이 지정된 기능에 맞게 조정되는데, 즉 터치-생성 엘리먼트를 통해서 터치 이벤트들을 생성하도록 조정되며, 이 터치 이벤트들은 (통상적인) 터치스크린에 의해 검출 가능하다.

도 3의 예에서, 저항 R2와 커패시터 C1은 함께 "인체 모형(human body model)"을 나타내며, 터치스크린 디바이스에서 터치 이벤트 검출과 호환된다. 다른 말로 하면, 이들은 인체의 저항과 커패시턴스를 모방하기 위해 선택된 것이다. 접속(160)은 접지(ground)에 연결된다. 만일 (3)과 (4) 사이에 있는 스위치가 닫히면, 접지는 인체 모형을 통해서 전극(151)로 연결되고 터치스크린은 커패시턴스의 변화를 검출할 때 (마치 사람이 스크린을 터치한 것처럼) 터치 이벤트를 검출한다. 터치 이벤트들을 트리거시키는 로직(12)의 코어(core)는 R1을 통해서 연결되고 터치가 생성될 때마다 이 선(line)을 접지로 끌어당긴다. 로직(12)의 코어는, 예를 들면, 도 2 또는 도 4에 도시된 것과는 달리, 매우 간소화된 버전에서 R1을 통해 전극(151)로 연결된 마이크로프로세서에서 실행되는 소프트웨어로 부분 또는 전부가 설계된다. 그러나, 도 2 또는 도 4에서, 회로(150)의 상세사항(즉, 터치-생성 시스템(15)의 필수 부분)은 표현되어 있지 않다. 그 다음에, 발광 다이오드(170)이 적절할 때 로직 코어에 의해 온(on)으로 스위치되고 (3)과 (4) 사이에 있는 스위치가 닫힌다. 저항 R1이 제공되어 발광 다이오드(170)을 동작시킬 때 합선(short-circuit)을 방지한다.

매우 간단한 개략적인 버전의 회로가 삽화 도면으로 표현되는데, 여기에서 로직 코어(12)는 스위치를 작동시키는 것으로 도시된다. 회로(150)은 스위치로서 간주될 수 있으며, 인체 모형을 전극(151)에 연결시키며 로직 코어(12)에 의해 작동된다. 회로를 닫고 나면, 전하가 전극(151)로부터 방출되고, 원하는 정전식 터치 이벤트가 일어난다. 그에 따라서 터치 이벤트가 터치스크린 디바이스에 검출된다.

R1과 R2의 통상적인 값은 750 옴(Ω)과 1500 옴이다. 커패시터 C1의 통상적인 값은 100 피코패럿(pf)이다. 이러한 값들은 애플리케이션, 전극들의 정확한 특성들 및 의도된 터치스크린 호환성 등에 따라서 구성될 수 있다. 도 3의 스킴은 의도적으로 간단히 만들어졌으며, 그러므로 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 도 3에 예시된 원리가 필요한 경우 여러 전극들에 병렬로 연결될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

위의 전산화된 방법들의 적어도 일 부분들을 구현하기 위해 필요한 컴퓨터 프로그램 코드는 고-수준의 (예를 들어, 절차적 또는 객체 지향) 프로그래밍 언어로, 또는 원하는 경우 어셈블리어나 기계어로 구현될 수 있으며; 어떤 경우에도, 그 언어는 컴파일되거나 해석된 언어일 수 있다. 적절한 프로세서들은 범용 및 특수목적용 마이크로프로세서들을 포함한다. TGD 및/또는 터치스크린 디바이스 (및/또는 가능하면 서버 또는 관련된 네트워크 호스트)가 수행하는 동작들은 프로그램가능 프로세서에 의해 실행하기 위해 머신-판독가능 스토리지 디바이스에 유형으로(tangibly) 구현된 컴퓨터 프로그램 제품에 저장될 수 있으며; 본 발명의 방법의 단계들은 본 발명의 기능들을 수행하기 위해 명령들을 실행하는 하나 또는 그 이상의 프로그램가능 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 모든 경우에, 본 발명은 TGD 뿐만 아니라 이 디바이스를 포함하여, 하나 또는 그 이상의 터치스크린 디바이스, 서버 및/또는 기타 네트워크 호스트 등으로 확대된, 시스템을 포괄할 수 있다.

더 일반적으로 말하면, 본 발명은 디지털 전자 회로로 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.

일반적으로, 프로세서는 판독전용 메모리 및/또는 랜덤 액세스 메모리로부터 명령들과 데이터를 수신한다. 컴퓨터 프로그램 명령들과 데이터를 유형적으로 구현하기에 적절한 스토리지 디바이스들은, 예시적으로 말하면, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타와 같은 반도체 메모리 디바이스들을 포함한 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다.

실시 예들이 공개되었고, 이것들은 터치-감응 디스플레이들과 함께 사용하기 위해 알려진 디스플레이를 판독하기 위한 접근법들을 확장하는 디바이스들과 방법을 제안한다. 설명한 실시 예들의 일부는 두 디바이스의 정밀한 정렬이나 사전-교정이 필요 없이도 효율적인 양방향 데이터 통신을 가능하게 한다. 이와 같은 초 단거리 무선 통신 메커니즘으로부터, 예를 들면 (위에서 설명한 바와 같은) 인증 목적의 보안 토큰과의 통신과 더 일반적으로 말하면 디바이스들의 페어링 등으로부터 혜택을 볼 수 있는 여러 애플리케이션들이 있다.

TGE들을 사용하여 주문형(on demand)으로 터치 이벤트들을 생성할 수 있는 것은 두 가지 장점이 있다. 첫째, TGD로부터 터치스크린 디바이스로 전달될 필요가 있는 데이터를 일련의 터치 이벤트들로 인코딩하는 데 사용할 수 있으며 그렇게 하여 터치스크린 디바이스의 디코딩 유닛이 데이터를 재구성할 수 있게 한다. 이 방식의 양방향 통신은 TGD가 터치스크린 디바이스로부터 정보를 다르게 수신할 수 있다는 조건에서 달성될 수 있다. 둘째, 만일 TGD가 규칙적으로 터치 이벤트들을 생성하고 있거나 터치 이벤트들의 특정한 시퀀스를 처음으로 수행한다면, 그리고 만일 TGE들의 배열이 상기 디스플레이에 관하여 광검출기의 위치를 재구성 하는 것(예를 들어, TGE를 삼각형의 구석에 위치시키는 것)이 허용된다면, 터치스크린 디바이스는 자신의 디스플레이상에 이미지(들)를 자동으로 위치시키고 크기를 조절할 수 있으며 그렇게 하여 광검출기의 위치를 자신과 일치시킬 수 있다. 만일 이 위치결정이 규칙적으로 행해진다면, 이미지(들)는 자동적으로 더 재배치될 수 있다. 다른 말로 하면, 사용자는 더 이상 TGD의 광검출기를 디스플레이되는 이미지(들) 앞에 정밀하게 배치하는 것에 신경을 쓸 필요가 없다는 것이다. 그 대신에, 터치스크린 디바이스는 이미지(들)를 자동으로 정렬할 수 있다. 따라서 도 4에 도시된 로직들(22/12)는 예를 들어 데이터를 깜박이는 이미지로/이미지로부터 인코딩/디코딩하고 터치-이벤트로부터/터치-이벤트로 데이터를 디코딩/인코딩할뿐만 아니라 수신된 터치 이벤트들에 관하여 이미지를 터치 스크린상에 위치결정하는 것도 처리한다. 또한, 비슷한 메커니즘이 광검출기의 신호 입력에 관련된 품질 정보를 터치스크린 디바이스에 중계하는 데 사용될 수 있다. 다른 말로 하면, 터치스크린 디바이스는 (예를 들어, 수동으로 디스플레이 밝기를 조정하기 위해) 사용자의 상호작용이 필요 없이 양호한 통신을 보장하기 위해 광검출기에 요구되는 명암 설정에 맞도록 디스플레이의 밝기를 조율할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시 예들을 참조하여 기술되었지만, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 여러 변경들이 이루어질 수 있고 등가물들이 대체될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 본 발명의 원리에 특정한 상황이나 재료를 맞추기 위해 많은 수정들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 공개된 특정한 실시 예들에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부하는 청구 범위의 범위에 포함되는 모든 실시 예들을 포함할 의도로 기술되었다. 이와 관련하여, 많은 변형 예들이 가능하며, 아래에 기술하는 바와 같다:

예를 들면, 데이터를 터치 이벤트들로 인코딩할 때 통신 대역폭을 증가시키기 위해, TGD는 다수 TGE를 사용하고 인코딩/디코딩 알고리즘 내의 터치들의 위치를 고려할 수 있다. TGE들의 위치결정에 따라서, 앞서 기술된 바와 같이 두 디바이스들을 다시 자동으로 정렬할 필요가 있을 수 있으며, 동일한 기술들이 사용될 수 있다.

또한, 만일 터치-감응 디스플레이가 멀티-터치(다수 병렬 터치 이벤트들의 검출)를 지원하면 이 특징은 다수 TGE들을 병렬로 활성화시킴으로써 적용해볼 수 있다. 만일, 예를 들어, 8개의 터치 이벤트들이 단일 멀티-터치 이벤트에서 인지될 수 있다면, 그리고 8 x 8 행렬의 TGE들이 사용될 수 있다면, 32개의 비트들이 단일 멀티-터치와 함께 전송될 수 있으며 그럼으로써 데이터 처리율(data throughput)을 높이고 그리고/또는 페어링된 디바이스들 사이의 상호작용 시간을 줄이며, 따라서 상기 디바이스들의 사용자의 편의성을 높인다.

도 4를 참조하여 앞서 주지시킨 바와 같이, TGD는 광-감응, 에너지-하베스팅(즉, "태양열") 판(panel)을 갖출 수 있다. 태양열 전지판(solar panel)은 내장된 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있고, 또는 TGD는 도 4에 도시된 바와 같이 터치스크린 디바이스의 디스플레이가 내보내는 빛에 의해 직접 전원공급을 받을 수도 있으며, 그럼으로써 TGD 내 배터리의 필요성을 절감시킬 수 있다. 다른 에너지-하베스팅 수단도 구상해볼 수 있다.

다음으로, 두 디바이스들 사이의 통신은 반-이중(half-duplex) 또는 전-이중(full-duplex) 방식일 수 있다.

또한, 터치스크린 디바이스는 TGD에 의해 생성되는(인간이나 다른 비의도적인 터치들에 의해 생성될 가능성이 없는) 특수한 일련의 터치 이벤트들을 검출함으로써 TGD의 존재를 자동으로 검출할 수 있다. 이러한 일련의 것은 또한 앞서 주지시킨 바와 같이 예비 시퀀스 인코딩 구성 데이터의 일부일 수 있다. TGD는 예를 들면 TGD들의 다수 변형예들/모형들이 존재하는 경우에 디바이스의 종류를 식별하는 ID를 인코딩할 수 있다. 그렇게 되면 터치스크린 디바이스는 그에 따라서 이미지를 조정하면 된다.

만일 TGD가 적어도 두 개의 TGE를 갖추고 있고 터치스크린 디바이스가 이 TGE들 사이의 물리적 거리와 이 TGE들에 관련한 광검출기의 위치를 알고 있다면, 터치스크린 디바이스가 1 픽셀의 물리적 크기를 계산할 수 있고 이미지를 광검출기에 맞게 구성할 수 있으므로 솔루션은 디스플레이 해상도와는 상관이 없다.

또한, TGD는 정전기적으로(electrostatically) 중성인 거리 홀더들(distance holders)을 갖출 수 있으며, 이 거리 홀더들은 페어링된 디바이스들 사이의 정확한 수직 (거리) 정렬을 보장한다. 또한, 이 거리 홀더들은 TGD가, 예를 들어 게켈(geckel)법과 같은 기술을 사용하여, 터치스크린 디바이스의 디스플레이 표면에서 쉽게 미끌어지거나 움직일 수 없도록 보장하는 특성들을 보유하고 있을 수 있다(게켈에 대해서는, http://www.nature.com/nature/journal/v448/n715 l/full/nature05968.html 참조). 이러한 방식으로, TGD는 터치스크린 디바이스의 디스플레이에 쉽게 부착될 수 있으며, 예를 들어 흔들리는 형태로 수평력들이 터치스크린 디바이스와 TGD 조합에 가해질지라도, 작동하는 동안에 움직이지 않을 수 있다. TGD는 터치스크린 디바이스와 TGD 사이의 상대적 위치들을 변경하는 위험을 감수하지 않고도 예를 들어 TGD에 장착된 버튼을 누름으로써 사용자에 의해 동작될 수 있고, 마지막으로, 위쪽으로 직접적인 수직 이동을 통해 쉽게 제거할 수 있다.

Claims

모바일 터치-생성 디바이스(10)에 있어서, 상기 모바일 터치-생성 디바이스는:
로직(12); 및
터치-생성 시스템(15)를 포함하고, 상기 터치-생성 시스템은 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들(151-159)을 포함하되,
상기 터치-생성 시스템은 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들을 통해서 터치 이벤트들을 생성(S30)하도록 상기 로직에 동작적으로 결합되며, 상기 터치 이벤트들은 터치스크린에 의해 검출 가능하고 바람직하게는 정전식 감지 터치스크린에 의해 검출 가능한,
모바일 터치-생성 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 터치-생성 시스템은 적어도 두 개의 터치-생성 엘리먼트들(151-159)을 포함하고, 바람직하게는 아홉 개의 터치-생성 엘리먼트들(151-159)를 포함하는,
모바일 터치-생성 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들은 각각의 전도성 전극들(151-159)을 포함하고 상기 터치-생성 시스템은 회로를 포함하며, 상기 회로는 하나 또는 그 이상의 스위치들을 통해서 상기 전극들에 연결되고, 상기 스위치들은 상기 회로를 닫을 수 있고 상기 전극들(151-159)로부터 전하를 방출시킬 수 있는,
모바일 터치-생성 디바이스.
제1항, 제2항, 또는 제3항에 있어서, 상기 모바일 터치-생성 디바이스는 상기 로직에 동작적으로 결합된 광검출기 시스템(16)을 더 포함하고, 상기 로직은 상기 광검출기 시스템을 통해서 검출된 광 신호에 응답하여 상기 터치 이벤트들을 생성하도록 구성되는 것이 바람직한,
모바일 터치-생성 디바이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 구성은 상기 모바일 터치-생성 디바이스가 개인 휴대 정보 단말기 혹은 PDA의 터치스크린상에 놓여서 상기 터치-생성 엘리먼트들이 상기 PDA의 터치스크린과 근접할 수 있도록 더 구성되는,
모바일 터치-생성 디바이스.
시스템(1)에 있어서, 상기 시스템(1)은:
터치스크린(26)을 보유하는, 바람직하게는 정전식 감지 터치스크린을 보유하는 터치스크린 디바이스(20); 및
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 모바일 터치-생성 디바이스를 포함하되, 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 터치-생성 시스템(15)는 자신의 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들(151-159)를 통해서 상기 터치스크린에 의해 검출 가능한 터치 이벤트들을 생성(S30)하도록 구성되는,
시스템.
제6항에 있어서,
상기 터치스크린 디바이스는 개인 휴대 정보 단말기 혹은 PDA인 것이 바람직하고; 그리고
상기 모바일 터치-생성 디바이스의 구성은 상기 모바일 터치-생성 디바이스가 상기 터치스크린상에 놓여서 상기 터치-생성 엘리먼트들이 상기 터치스크린과 근접하고 상기 터치스크린의 표면보다 더 작은 영역을 차지할(spanning) 수 있도록 구성되는,
시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 터치스크린 디바이스는 상기 터치스크린을 통해서 공간 및/또는 시간적으로 모듈화된 이미지(27)을 디스플레이하도록 구성되고; 그리고
상기 모바일 터치-생성 디바이스는 상기 디스플레이된 이미지를 검출하도록 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 로직(12)에 동작적으로 결합된 광검출기 시스템(16)을 포함하며, 상기 로직(12)는 상기 이미지가 검출되는 것에 응답하여 터치 이벤트들을 생성(S30)하도록 구성되는 것이 더 바람직한,
시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 모바일 터치-생성 디바이스와 터치스크린 디바이스 사이의 양방향 통신 방법에 있어서,
상기 모바일 터치-생성 디바이스는 광검출기 시스템과 같은 검출이기 시스템(16)을 갖추고 있고 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 로직(12)에 동작적으로 결합되어 있으며; 그리고
상기 터치스크린 디바이스는 터치스크린(26)을 포함한 인터페이스 수단을 포함하고, 상기 인터페이스 수단은 상기 모바일 터치-생성 디바이스와 통신하도록 구성되며,
상기 방법은: 순서에 상관 없이,
상기 인터페이스 수단(26)을 통해서 신호(27)을 내보내도록(emit) 명령하는 단계(S50); 및
상기 터치스크린을 통해서 터치 이벤트들을 수신(S40)하는 단계 ― 상기 터치 이벤트들은 상기 모바일 터치-생성 디바이스에 의해 생성됨(S30) ― 를 포함하는
방법.
제9항에 있어서, 상기 신호를 내보내도록 명령(S50)하는 단계는 상기 터치스크린을 통해서 상기 터치 이벤트들을 수신(S40)하는 것에 응답하여 실행되는,
방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 사이클 n에서, 상기 방법은:
상기 모바일 터치-생성 디바이스에 의해 생성된(S30) 그리고 상기 터치-생성 엘리먼트들의 n번째 위치를 표시하는 터치 이벤트들의 n번째 시퀀스를 상기 터치스크린을 통해서 수신(S40)하는 단계;
상기 수신된 터치 이벤트들의 n번째 시퀀스에 따라서 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 n번째 위치를 결정(S45)하는 단계;
상기 인터페이스 수단(26)을 통해서 n번째 신호(27)을 내보내도록 명령(S50)하는 단계 ― 상기 n번째 신호는 상기 터치-생성 엘리먼트들의 n번째 위치에 따라서 결정된 n번째 세트의 특성들(characteristics)을 보유함 ―; 및
사이클 n+1에서 상기 수신, 결정 및 명령하는 단계들을 반복(S70)하는 단계를 포함하는
방법.
제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
신호를 내보내도록 명령하는 단계는 상기 터치스크린을 통해서 이미지를 디스플레이하도록 명령하는 단계 ― 상기 이미지는 공간 및/또는 시간적으로 모듈화되는 것이 바람직함 ― 를 포함하는
방법.
제9항, 제10항, 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
신호를 내보내도록 명령하는 단계는 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 마지막으로 결정된 위치와 알려진 구성 데이터(configuration data) 이 둘에 따라서 결정된 일 세트의 특성들을 보유하는 신호를 내보내도록 명령하는 단계 ― 상기 구성 데이터는 상기 터치-생성 시스템(15)의 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들(151-159) 대비(vs.) 상기 검출기 시스템(16)의 배열(arrangement)을 표시하는 것이 바람직함 ― 를 포함하는
방법.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 터치-생성 디바이스의 구성에 관한 구성 데이터를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 구성 데이터는 상기 터치-생성 시스템(15)의 상기 하나 또는 그 이상의 터치-생성 엘리먼트들(151-159) 대비(vs.) 상기 검출기 시스템(16)의 배열을 표시하는 것이 바람직하며, 구성 데이터를 수신하는 단계는:
상기 모바일 터치-생성 디바이스에 의해 생성된 터치 이벤트들의 시퀀스를 상기 터치스크린을 통해서 수신(S30)하는 단계; 및
상기 수신된 시퀀스에 따라서 상기 모바일 터치-생성 디바이스의 상기 구성을 결정(S40-S45)하는 단계를 포함하는,
방법.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법의 모든 단계들을 실행하기 위한 처리 수단에 의해 실행 가능한 명령들을 포함하되, 웹 애플리케이션 내에서 구현되는 것이 바람직한,
컴퓨터 프로그램 매체.